TWI486425B - 含有側向氟之３環液晶性化合物、液晶組成物以及液晶顯示元件 - Google Patents

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Description

含有側向氟之3環液晶性化合物、液晶組成物以及液晶顯示元件
本發明是關於一種液晶性化合物、液晶組成物以及液晶顯示元件。詳細而言，是關於一種作為液晶性化合物的側向位上具有氟的氟苯衍生物、含有該化合物的具有向列相的液晶組成物以及含有該組成物的液晶顯示元件。
以液晶顯示面板、液晶顯示模組等為代表的液晶顯示元件是利用液晶性化合物(本發明中，液晶性化合物是具有向列相、層列相等液晶相的化合物，以及不具有液晶相，但可用作為液晶組成物的成分的化合物的總稱)所具有的光學異向性、介電異向性等的液晶顯示元件，該液晶顯示元件的運作模式已知有相轉移(Phase Change，PC)模式、扭轉向列(Twisted Nematic，TN)模式、超扭轉向列(Super Twisted Nematic，STN)模式、雙穩態扭轉向列(Bistable Twisted Nematic，BTN)模式、電控雙折射(Electrically Controlled Birefringence，ECB)模式、光學補償彎曲(Optically Compensated Bend，OCB)模式、橫向電場切換(In-Plane Switching，IPS)模式、垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式等各種模式。
該等運作模式中，已知ECB模式、IPS模式、VA模式等是利用液晶分子的垂直配向性的運作模式，尤其是IPS模式及VA模式可改善TN模式、STN模式等先前顯示模式的缺點即視角狹小。
並且，自先前以來，作為可用於該等運作模式的液晶顯示元件的具有負介電異向性的液晶組成物的成分，大量研究了苯環上的氫被氟取代的液晶性化合物(例如參照日本專利特表平02-503441號公報、國際公開第89/02425號手冊、日本專利特開平11-116512號公報、國際公開第89/06678號手冊)。
例如記載有苯環上的氫被氟取代的化合物(A)及(B)(參照日本專利特表平02-503441號公報及國際公開第89/02425號手冊)。然而，該等化合物不顯示出較大的負介電異向性。
另外，記載有側向位上具有氟的聯三苯化合物(C)(參照日本專利特開平11-116512號公報)。然而，該化合物的熔點較高，缺乏相容性。
另外，記載有具有酯配位基與側向位氟的化合物(D)(參照國際公開第89/06678號手冊)。然而，化合物(D)不顯示出較高的負介電異向性。
因此，即便IPS模式及VA模式等運作模式的液晶顯示元件，若與陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)相比，則其作為顯示元件依然存在問題，業界期待例如提昇響應速度、提昇對比度、降低驅動電壓。
上述以IPS模式或者VA模式運作的顯示元件主要由具有負介電異向性的液晶組成物構成，為了進一步提高該等顯示元件的特性等，該液晶組成物中所包含的液晶性化合物必需具有以下(1)～(8)中所示的特性。即，
(1)化學性質較穩定及物理性質較穩定；
(2)具有較高的透明點(液晶相-等向相的轉移溫度)：
(3)液晶相(向列相、層列相等)的下限溫度，尤其是向列相的下限溫度較低；
(4)黏度較小；
(5)具有適當的光學異向性；
(6)具有適當的負介電異向性；
(7)具有適當的彈性常數K33 (K33 ：彎曲彈性常數)：以及
(8)與其他液晶性化合物的相容性優異。
若將包含如(1)般化學性質、物理性質穩定的液晶性化合物的組成物用於液晶顯示元件，則可提高電壓保持率。
包含如(2)及(3)般具有較高的透明點或較低的液晶相的下限溫度的液晶性化合物的組成物，由於其處於向列相的溫度範圍較廣，因此元件可在較為寬廣的溫度區域內使用。
此外，若將包含如(4)般黏度較小的化合物、以及如(7)般具有較大的彈性常數K33 的化合物的組成物用作顯示元件，則可提高響應速度；在為使用包含如(5)般具有適當的光學異向性的化合物的組成物的顯示元件時，可謀求元件的對比度的提高。根據元件的設計，需要光學異向性較小至較大的液晶性化合物。最近，業界正研究藉由降低單元厚度來改善響應速度的方法，隨之需要具有較大的光學異向性的液晶組成物。
此外，當液晶性化合物具有較大的負介電異向性時，可降低包含該化合物的液晶組成物的臨界電壓，故而在為使用包含如(6)般具有適當的負介電異向性的化合物的組成物的顯示元件時，可降低顯示元件的驅動電壓，亦可降低功耗。此外，藉由將包含如(7)般具有較小的彈性常數K33 的化合物的組成物用作顯示元件，可降低顯示元件的驅動電壓，亦可降低功耗。
由於液晶性化合物表現出若為單一化合物則難以發揮作用的特性，故而通常將其與其他多種液晶性化合物混合後製成液晶組成物而使用。因此，顯示元件中所使用的液晶性化合物較好的是如(8)般，與其他液晶性化合物等的相容性良好。另外，由於顯示元件有時亦在包括含冰點以下的較為寬廣的溫度區域內使用，因此有時自較低的溫度區域起顯示出良好的相容性的化合物亦較好。
本發明的第一目的在於提供一種具有對熱、光等的穩定性，在較廣的溫度範圍內處於向列相，黏度較小，具有較大的光學異向性、及適當的彈性常數K33 ，進而具有適當的負介電異向性及與其他液晶性化合物的優異的相容性的液晶性化合物。
本發明的第二目的在於提供一種具有對熱、光等的穩定性，黏度較低，具有較大的光學異向性、適當的負介電異向性、及適當的彈性常數K33 ，臨界電壓較低，進而含有上述化合物，向列相的上限溫度(向列相-等向相的相轉移溫度)較高，向列相的下限溫度較低的液晶組成物。
本發明的第三目的在於提供一種響應時間較短，功耗及驅動電壓較小，具有較大的對比度，可在較廣的溫度範圍內使用的含有上述組成物的液晶顯示元件。
本發明者等人鑒於該等課題而進行潛心研究，結果發現：在具有苯環上的氫被氟取代的伸苯基的特定結構中，側向位上具有氟的3環液晶性化合物具有對熱、光等的穩定性，在較廣的溫度範圍內處於向列相，黏度較小，具有較大的光學異向性、及適當的彈性常數K33 ，進而具有適當的負介電異向性、及與其他液晶性化合物的優異的相容性；另外發現：含有該化合物的液晶組成物具有對熱、光等的穩定性，黏度較小，具有較大的光學異向性、適當的彈性常數K33 、及適當的負介電異向性，臨界電壓較低，此外，向列相的上限溫度較高，向列相的下限溫度較低；進而發現：含有該組成物的液晶顯示元件的響應時間較短，功耗及驅動電壓較小，對比度較大，且可在較廣的溫度範圍內使用，從而完成本發明。
即，本發明具有以下[1]～[21]中所記載的事項等。
[1]：一種液晶性化合物，其以式(a-1)表示，
式中，R1 及R2 獨立為氫、碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫或氟，且該等中至少三者為氟；當環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基時，Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -；當環A1 為1,4-伸苯基時，Z1 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[2]：如第[1]項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基；Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[3]：如第[1]項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；環A1 為1,4-伸苯基；Z1 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[4]：如第[2]項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基或吡啶-2,5-二基；Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[5]：如第[4]項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或四氫吡喃-2,5-二基；Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[6]：如第[1]項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基。
[7]：如第[2]項所述之化合物，其是以式(a-2)或式(a-3)表示，
式中，R3 及R4 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；L5 、L6 、L7 及L8 獨立為氫或氟，且該等中至少三者為氟；Z2 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[8]：如第[1]項所述之化合物，其是以式(a-4)～式(a-13)中的任一者表示，
式中，R5 及R6 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基；Z3 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-CH2 O-或-OCH2 -。
[9]：如第[7]項所述之化合物，其中式(a-4)～式(a-13)中，Z3 為-CH=CH-。
[10]：如第[7]項所述之化合物，其中式(a-4)～式(a-13)中，Z3 為-CH2 O-。
[11]：如第[7]項所述之化合物，其中式(a-4)～式(a-13)中，Z3 為-OCH2 -。
[12]：如第[7]項所述之化合物，其中式(a-4)～式(a-13)中，Z3 為-(CH2 )2 -。
[13]：一種液晶組成物，其含有選自如第[1]項至第F6]項中任一項所述之式(a-1)、或者如第[7]項所述之式(a-2)或式(a-3)所表示的化合物中的至少一種化合物即第一成分，以及選自式(e-1)～式(e-3)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第二成分，並且其介電異向性為負，
式中，Ra11 及Rb11 獨立為碳數為1～10的烷基，該烷基中，不相鄰的-CH2 -可被-O-取代，不相鄰的-(CH2 )2 -可被-CH=CH-取代，氫可被氟取代；環A11 、環A12 、環A13 及環A14 獨立為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z11 、Z12 及Z13 獨立為單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或-CH2 O-。
[14]：一種液晶組成物，其含有選自如第[8]項至第[12]項中任一項所述之式(a-4)～式(a-13)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第一成分，以及選自如第[13]項所述之式(e-1)～式(e-3)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第二成分，並且其介電異向性為負。
[15]：如第[13]項或第[14]項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的含有比率在5wt%～60wt%的範圍內，第二成分的含有比率在40wt%～95wt%的範圍內。
[16]：如第[13]項或第[14]項所述之液晶組成物，其除第一成分及第二成分以外，含有選自式(g-1)～式(g-6)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第三成分，
式中，Ra21 及Rb21 獨立為氫或碳數為1～10的烷基，該烷基中，不相鄰的-CH2 -可被-O-取代，不相鄰的-(CH2 )2 -可被-CH=CH-取代，氫可被氟取代；環A21 、環A22 及環A23 獨立為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z21 、Z22 及Z23 獨立為單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-OCF2 -、-CF2 O-、-OCF2 CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CF2 O-、-COO-、-OCO-、-OCH2 -或-CH2 O-；Y1 、Y2 、Y3 及Y4 獨立為氟或氯；q、r及s獨立為0、1或2，q＋r為1或2，q＋r＋s為1、2或3；t為0、1或2。
[17]：如第[16]項所述之化合物，其中第三成分是選自式(h-1)～式(h-7)所表示的化合物群中的至少一種化合物，
式中，Ra22 及Rb22 獨立為碳數為1～8的直鏈烷基、碳數為2～8的直鏈烯基或碳數為1～7的直鏈烷氧基；Z24 、Z25 及Z26 為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH2 O-或-OCH2 -；Y1 及Y2 均為氟，或者一者為氟而另一者為氯。
[18]：一種液晶組成物，其含有選自如第[8]項至第[12]項中任一項所述之式(a-4)～式(a-13)所表示的化合物中的至少一種化合物即第一成分、選自如第[13]項所述之式(e-1)～式(e-3)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第二成分、以及選自如第[17]項所述之式(h-1)～式(h-7)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第三成分，並且其介電異向性為負。
[19]：如第[16]項至第[18]項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的含有比率在5wt%～60wt%的範圍內，第二成分的含有比率在20wt%～75wt%的範圍內，第三成分的含有比率在20wt%～75wt%的範圍內。
[20]：一種液晶顯示元件，其含有如第[13]項至第[19]項中任一項所述之液晶組成物。
[21]：如第[20]項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為VA模式或IPS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
本發明的液晶性化合物具有對熱、光等的穩定性，在較廣的溫度範圍內處於向列相，黏度較小，具有較大的光學異向性、及適當的彈性常數K33 (K33 ：彎曲彈性常數)，進而具有適當的負介電異向性、及與其他液晶性化合物的優異的相容性。另外，本發明的液晶性化合物在如下方面尤其優異：其有不降低向列相的上限溫度且不增大黏度而使光學異向性變大的傾向。
另外，本發明的液晶組成物，其黏度較小，具有較大的光學異向性、適當的彈性常數K33 及適當的負的介電異向性，臨界電壓較低，此外，向列相的上限溫度較高，向列相的下限溫度較低。尤其是，由於本發明的液晶組成物具有較大的光學異向性，故而可有效地用於需要較大的光學異向性的元件。
此外，本發明的液晶顯示元件以含有該液晶組成物為特徵，其響應時間較短，功耗及驅動電壓較小，對比度較大，可在較廣的溫度範圍內使用，並且可較好地用於PC模式、TN模式、STN模式、ECB模式、OCB模式、IPS模式、VA模式等顯示模式的液晶顯示元件，尤其是可較好地用於IPS模式、VA模式的液晶顯示元件。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下，對本發明進行更具體的說明。
此外，以下說明中，只要預先無特別說明，以百分比表示的化合物的量是指相對於組成物的總重量的重量百分比(wt%)。
[液晶性化合物(a)]
本發明的液晶性化合物具有式(a-1)所示的結構(以下，亦將該等化合物稱為「化合物(a-1)」)。
式(a-1)中，R1 及R2 獨立為氫、碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基。
環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基。
L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫或氟，且該等中至少三者為氟，當環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基時，Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -，當環A1 為1,4-伸苯基時，Z1 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
化合物(a-1)如上所述，具有2位或3位的氫被氟取代的1,4-伸苯基與2位及3位的氫被氟取代的1,4-伸苯基。其藉由具有此種結構而顯示較小的黏度、適當的光學異向性、適當的彈性常數K33 、較高的負介電異向性及與其他化合物的優異相容性。尤其是在如下方面特別優異：不降低向列相的上限溫度且不增大黏度，而使負介電異向性較大。
式中，R1 及R2 為氫、碳數為1～10的烷基或碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基，例如為CH3 (CH2 )3 -、-CH2 -、CH3 (CH2 )2 O-、CH3 -O-(CH2 )2 -、CH3 -O-CH2 -O-、H2 C=CH-(CH2 )2 -、CH3 -CH=CH-CH2 -或CH3 -CH=CH-O-等。
然而，若考慮到化合物的穩定性，則CH3 -O-O-CH2 -等氧與氧相鄰的基團或CH3 -CH=CH-CH=CH-等雙鍵部位相鄰的基欠佳。
作為R1 及R2 ，更具體而言，可列舉氫、烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烯基及烯基氧基。
該等基團中的碳-碳鍵的鏈較好的是直鏈。若碳-碳鍵的鏈為直鏈，則可擴大液晶相的溫度範圍，並可減小黏度。另外，當R1 及R2 中的任一者為光學活性基團時，該化合物可用作手性摻雜劑，藉由將該化合物添加至液晶組成物中，可防止液晶顯示元件中所產生的反向扭轉區域(Reverse twisted domain)。
該等R1 及R2 較好的是烷基、烷氧基、烷氧基烷基及烯基，更好的是烷基、烷氧基及烯基。
當R1 及R2 為烷基、烷氧基及烯基時，可擴大化合物的液晶相的溫度範圍。
關於烯基，其依賴於烯基中的雙鍵位置，有-CH=CH-的較好的立體構型。
如-CH=CHCH3 、-CH=CHC2 H5 、-CH=CHC3 H7 、-CH=CHC4 H9 、-C2 H4 CH=CHCH3 、-C2 H4 CH=CHC2 H5 等在奇數位上具有雙鍵的烯基中，立體構型較好的是反式構型。
另一方面，如-CH2 CH=CHCH3 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-CH2 CH=CHC3 H7 等在偶數位上具有雙鍵的烯基中，立體構型較好的是順式構型。如上述的具有較好的立體構型的烯基化合物的液晶相，其溫度範圍較廣，具有較大的彈性常數比K33 /K11 (K33 ：彎曲彈性常數，K11 ：展曲彈性常數)，且可降低化合物的黏度，此外，若將該化合物添加至液晶組成物中，則可提高向列相的上限溫度(TNI )。
烷基的具體例可列舉：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-C8 H17 、-C9 H19 及-C10 H21 ；烷氧基的具體例可列舉：-OCH2 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 、-OC7 H15 、-OC8 H17 及-OC9 H19 ；烷氧基烷基的具體例可列舉：-CH2 OCH3 、-CH2 OC2 H5 、-CH2 OC3 H7 、-(CH2 )2 OCH3 、-(CH2 )2 OC2 H5 、-(CH2 )2 OC3 H7 、-(CH2 )3 OCH3 、-(CH2 )4 OCH3 及-(CH2 )5 OCH3 ；烯基的具體例可列舉：-CH=CH2 、-CH=CHCH2 、-CH2 CH=CH2 、-CH=CHC2 H5 、-CH2 CH=CHCH2 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 及-(CH2 )3 CH=CH2 ；烯基氧基的具體例可列舉：-OCH2 CH=CH2 、-OCH2 CH=CHCH3 及-OCH2 CH=CHC2 H5 。
根據上述內容，R1 及R2 的具體例中，較好的是-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OC5 H11 、-CH2 OCH3 、-(CH2 )2 OCH3 、-(CH2 )3 OCH3 、-CH2 CH=CH2 、-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 、-(CH2 )3 CH=CH2 、-(CH2 )3 CH=CHCH3 、-(CH2 )3 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )3 CH=CHC3 H7 、-OCH2 CH=CH2 、-OCH2 CH=CHCH3 、-OCH2 CH=CHC2 H5 ，更好的是-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 、及-(CH2 )2 CH=CHC3 H7 。
環A1 為反式-1,4-伸環己基、環己烯-1,4-二基、反式-1,3-二氧陸圜-2,5-二基、反式-四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基，該等環中氫可被氟取代。
環A1 較好的是1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基、環己烯-1,4-二基、反式-1,3-二氧陸圜-2,5-二基、反式-四氫吡喃-2,5-二基、吡啶-2,5-二基。
該等環中，更好的是1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基、反式-四氫吡喃-2,5-二基，最好的是反式-1,4-伸環己基。
其中，當該等環中的至少一個環為反式-1,4-伸環己基時可減小黏度，此外，若將該化合物添加至組成物中，則可提高向列相的上限溫度(TNI )。
L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫或氟，且該等中至少三者為氟。
L1 及L2 或L3 及L4 中的一者為氫而另一者為氟可降低化合物的熔點，故而較好。此外，L1 及L2 或L3 及L4 均為氟可增大化合物的介電異向性，故而更好。
Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
當Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -或-CH=CH-時可減小化合物的黏度，故而較好。
若考慮到化合物的穩定性，則Z1 較好的是單鍵、-(CH2 )2 -及-CH=CH-，更好的是單鍵及-(CH2 )2 -。
當Z1 為-CH=CH-時，其他基團相對於雙鍵的立體構型較好的是反式構型。藉由採用此種立體構型，可擴大該化合物的液晶相的溫度範圍，此外，若將該化合物添加至組成物中，則可提高向列相的上限溫度(TNI )。
另外，當Z1 中包含-CH=CH-時，可擴大液晶相的溫度範圍，增大彈性常數比K33 /K11 (K33 ：彎曲彈性常數，K11 ：展曲彈性常數)，以及減小化合物的黏度，此外，當將該化合物添加至組成物中時可提高向列相的上限溫度(TNI )。
此外，由於化合物的物性不存在較大的差異，因此化合物(a)亦可含有高於天然豐度的量的2 H(氘)、13 C等同位素。
該等化合物(a)藉由適宜選擇R1 、R2 、環A1 及Z1 ，可將介電異向性等物性調節為所需物性。
化合物(a-1)的較好的化合物是化合物(a-4)～化合物(a-13)。
化合物(a-4)～化合物(a-13)中，R5 及R6 獨立為碳數為1～10的烷基、碳數為2～10的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～9的烷氧基烷基或碳數為2～9的烯基氧基，Z3 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
化合物(a-4)～化合物(a-13)具有較大的負的介電異向性，並具有對熱或光的穩定性，其在較廣的溫度範圍內處於向列相，且具有適當的光學異向性、及適當的彈性常數K33 。其中，就可進一步降低液晶相的下限溫度且幾乎不降低向列相的上限溫度，而進一步減小黏度的觀點而言，較好的是Z3 為-CH=CH-的化合物。另外，就可進一步降低液晶相的下限溫度，進一步提高相容性，且進一步減小黏度的觀點而言，更好的是Z3 為-(CH2 )2 -的化合物。此外，就進一步提高負介電異向性，進一步減小黏度的觀點而言，最好的是Z3 為-CH2 O-或-OCH2 -的化合物。
當液晶性化合物具有該等化合物(a-4)～化合物(a-13)所示的結構時，其具有較大的負介電異向性，且與其他化合物的相容性極佳。此外，該液晶性化合物具有對熱、光等的穩定性，黏度較小，且具有較大的光學異向性及適當的彈性常數K33 。另外，含有該化合物(a-1)的液晶組成物在常規使用液晶顯示元件的條件下較穩定，即便以較低的溫度保管，該化合物亦不會以結晶(或層列相)的形式析出。
因此，化合物(a-1)可較好地用於PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA等顯示模式的液晶顯示元件所使用的液晶組成物，尤其可較好地用於IPS、VA等顯示模式的液晶顯示元件所使用的液晶組成物。
[化合物(a-1)的合成]
化合物(a-1)可藉由適當地組合有機合成化學的合成方法來合成。向起始物質中導入目標末端基團、環及鍵結基團的方法記載在例如Organic Syntheses,John Wiley & Sons,Inc、Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc、Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press、新實驗化學講座(丸善)等書刊中。
＜鍵結基團Z1 的形成＞
揭示形成鍵結基團Z1 的方法的一例。以下揭示形成鍵結基團的流程。該流程中，MSG1 或MSG2 為一價的有機基團。流程中所使用的複數個MSG1 (或MSG2 )可相同亦可不同。化合物(1A)～化合物(1E)相當於化合物(a-1)。
＜雙鍵的生成＞
使具有一價有機基團MSG2 的有機鹵化物(a1)與鎂反應來製備格林納試劑(Grignard reagent)。使該等所製備的格林納試劑或者鋰鹽與醛衍生物(a2)反應，藉此合成相對應的醇衍生物。接著，使用對甲苯磺酸等酸觸媒對所獲得的醇衍生物進行脫水反應，藉此可合成相對應的化合物(1A)。
使利用丁基鋰或鎂對有機鹵化物(a1)進行處理而獲得的化合物與N,N-二甲基甲醯胺(Dimethyl formamide，DMF)等甲醯胺進行反應，而獲得醛衍生物(a3)。接著，使所獲得的醛(a3)與利用第三丁氧化鉀等鹼對鏻鹽(a4)進行處理而獲得的磷葉立德進行反應，可合成相對應的具有雙鍵的化合物(1A)。此外，該反應中亦存在因反應條件而生成順式體的情況，因此當需要獲得反式體時，視需要藉由公知的方法將順式體異構化成反式體。
＜-(CH2 )2 -的生成＞
將化合物(1A)在如鈀/碳(Pd/C)之類的觸媒的存在下氫化，藉此可合成化合物(1B)。
＜單鍵的生成＞
使有機鹵化物(a1)與鎂或丁基鋰反應來製備格林納試劑或鋰鹽。使所製備的格林納試劑或鋰鹽與硼酸三甲酯等硼酸酯進行反應，並利用鹽酸等酸進行水解，藉此合成二羥基硼烷衍生物(a5)。使該二羥基硼烷衍生物(a5)與有機鹵化物(a6)在例如包含碳酸鹽水溶液與四(三苯基膦)鈀(Pd(PPh3 )4 )的觸媒的存在下反應，藉此可合成化合物(1C)。
另外，使具有一價有機基團MSG1 的有機鹵化物(a6)與丁基鋰進行反應，進而與氯化鋅反應，其後使所獲得的化合物與化合物(a1)在例如雙(三苯基膦)二氯化鈀(Pd(PPh3 )2 Cl2 )觸媒的存在下進行反應，藉此亦可合成化合物(1C)。
＜-CH2 O-或-OCH2 -的生成＞
利用過氧化氫等氧化劑將二羥基硼烷衍生物(a5)氧化而獲得醇衍生物(a7)。另外，藉由硼氫化鈉等還原劑將醛衍生物(a3)還原而獲得醇衍生物(a8)。藉由氫溴酸等將所獲得的醇衍生物(a8)鹵化而獲得有機鹵化物(a9)。使以上述方法所獲得的醇衍生物(a8)與有機鹵化物(a9)在碳酸鉀等的存在下反應，藉此可合成化合物(1D)。
＜-C≡C-的生成＞
在二氯化鈀與鹵化銅的觸媒存在下，使化合物(a6)與2-甲基-3-丁炔-2-醇反應，其後在鹼性條件下脫保護而獲得化合物(a10)。在二氯化鈀與鹵化銅的觸媒存在下，使化合物(a10)與化合物(a1)反應而合成化合物(1E)。
＜環A1 的形成＞
關於反式-1,4-伸環己基、環己烯-1,4-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基等環，其起始原料在市場上有售，且合成方法廣為人知。
[化合物(a-1)的合成方法]
以下揭示化合物(a-1)的合成例。
首先，使4-碘苯甲酸乙酯(b1)與二羥基硼烷衍生物(b2)在碳酸鉀、Pd/C等觸媒的存在下進行反應，藉此獲得化合物(b3)。其次，利用氫化鋰鋁等將化合物(b3)還原而獲得化合物(b4)。接著，利用亞硫醯氯等將化合物(b4)氯化，藉此獲得(b5)。使藉由上述操作而獲得的化合物(b5)與苯酚衍生物(b6)在碳酸鉀等鹼的存在下進行醚化反應，藉此可合成化合物(a-1)的一例即(b7)。
[液晶組成物]
以下，對本發明的液晶組成物進行說明。該液晶組成物的成分以包含至少一種化合物(a-1)為特徵，但亦可包含兩種或兩種以上化合物(a-1)，亦可僅由化合物(a-1)構成。另外，當製備液晶組成物時，例如亦可考慮化合物(a-1)的介電異向性來選擇成分。選擇成分的液晶組成物的黏度較低，具有適當的負介電異向性，具有適當的彈性常數K33 ，臨界電壓較低，此外，向列相的上限溫度(向列相-等向相的相轉移溫度)較高，向列相的下限溫度較低。
[液晶組成物(1)]
關於本發明的液晶組成物，較好的是除化合物(a-1)以外，更含有選自式(e-1)～式(e-3)所表示的液晶性化合物(以下，亦分別稱為化合物(e-1)～化合物(e-3))的群中的至少一種化合物作為第二成分的組成物(以下，亦稱為液晶組成物(1))。
式(e-1)～式(e-3)中，Ra11 及Rb11 獨立為碳數為1～10的烷基，烷基中，不相鄰的-CH2 -可被-O-取代，不相鄰的-(CH2 )2 -可被-CH=CH-取代，氫可被氟取代。
式(e-1)～式(e-3)中，環A11 、環A12 、環A13 及環A14 獨立為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基。
式(e-1)～式(e-3)中，Z11 、Z12 及Z13 獨立為單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或-CH2 O-。
藉由使化合物(a-1)含有第二成分，可減小該液晶組成物的黏度，並可降低向列相的下限溫度。另外，由於化合物(e-1)～化合物(e-3)的介電異向性幾乎為0，因此可將包含其的液晶組成物的介電異向性調節至接近於0。
化合物(e-1)或化合物(e-2)是可有效地減小含有該等化合物的液晶組成物的黏度，並提高電壓保持率的化合物。此外，化合物(e-3)是可有效地提高含有其的液晶組成物的向列相的上限溫度，並提高電壓保持率的化合物。
環A11 、環A12 、環A13 及環A14 中，當兩個或兩個以上的環為反式-1,4-伸環己基時，可提高含有該化合物的液晶組成物的向列相的上限溫度，當兩個或兩個以上的環為1,4-伸苯基時，可增大含有該化合物的組成物的光學異向性。
第二成分中，更好的化合物是式(2-1)～式(2-74)所示的化合物(以下，亦分別稱為化合物(2-1)～化合物(2-74))。該等化合物中，Ra11 及Rb11 的含義與化合物(e-1)～化合物(e-3)中的Ra11 及Rb11 的含義相同。
當第二成分為化合物(2-1)～化合物(2-74)時，可製備耐熱性及耐光性優異，具有更高的電阻率，且向列相較廣的液晶組成物。
尤其是，第一成分為選自化合物(a-4)～化合物(a-13)中的至少一種化合物，且第二成分為選自化合物(e-1)～化合物(e-3)中的至少一種化合物的液晶組成物(1)，其耐熱性及耐光性更為優異，具有更為寬廣的向列相，電壓保持率更大，黏度更小，並且顯示出適當的彈性常數K33 。
液晶組成物(1)中的第二成分的含量並無特別限制，就降低黏度的觀點而言，較好的是使第二成分的含量較多。但是，若使第二成分的含量較多，則存在液晶組成物的臨界電壓變高的傾向，因此例如當將本發明的液晶組成物用於VA模式的液晶元件時，更好的是第二成分的含量相對於液晶組成物(1)中所含有的液晶性化合物的總重量而在45wt%～95wt%的範圍內，第一成分的含量相對於液晶組成物(1)中所含有的液晶性化合物的總重量而在5wt%～60wt%的範圍內。
[液晶組成物(2)]
關於本發明的液晶組成物，其較好的是除第一成分及第二成分以外，更含有選自式(g-1)～式(g-4)所表示的液晶性化合物(以下，亦分別稱為化合物(g-1)～化合物(g-4))的群中的至少一種化合物作為第三成分的液晶組成物(以下，亦稱為液晶組成物(2))。
式(g-1)～式(g-6)中，Ra21 及Rb21 獨立為氫或碳數為1～10的烷基，烷基中，不相鄰的-CH2 -可被-O-取代，不相鄰的-(CH2 )2 -可被-CH=CH-取代，氫可被氟取代。
式(g-1)～式(g-6)中，環A21 、A22 及A23 獨立為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基。
式(g-1)～式(g-6)中，Z21 、Z22 及Z23 獨立為單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-OCF2 -、-CF2 O-、-OCF2 CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CF2 O-、-COO-、-OCO-、-OCH2 -或-CH2 O-，Y1 、Y2 、Y3 及Y4 獨立為氟或氯。
式(g-1)～式(g-6)中，q、r及s獨立為0、1或2，q＋r為1或2，q＋r＋s為1、2或3，t為0、1或2。
更含有第三成分的液晶組成物(2)具有較大的負介電異向性。
另外，可獲得液晶組成物的向列相的溫度範圍較廣，黏度較小，介電異向性為較大的負值，電阻率較大的液晶組成物，進而可獲得該等物性適當平衡的液晶組成物。
另外，第三成分中，就低黏性、耐熱性及耐光性的觀點而言，較好的是選自式(h-1)～式(h-7)所表示的化合物(以下，亦分別稱為化合物(h-1)～化合物(h-7))的群中的至少一種化合物。
式(h-1)～式(h-7)中，Ra22 及Rb22 獨立為碳數為1～8的直鏈烷基、或碳數為2～8的直鏈烯基、或碳數為1～7的烷氧基，Z24 、Z25 及Z26 為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-或-OCO-，Y1 及Y2 均為氟，或者一者為氟而另一者為氯。
例如化合物(h-1)及化合物(h-2)可減小含有其的液晶組成物的黏度，進一步降低臨界電壓，並降低向列相的下限溫度。化合物(h-2)、(h-3)及(h-4)可不降低含有其的液晶組成物的向列相的上限溫度，而降低臨界電壓。
化合物(h-3)及化合物(h-6)可增大光學異向性，化合物(h-4)及化合物(h-7)可進一步增大光學異向性。
化合物(h-5)、(h-6)及(h-7)可降低含有其的液晶組成物的向列相的下限溫度。
尤其是，液晶組成物(2)中，含有選自化合物(a-2)～化合物(a-11)中的至少一種化合物的第一成分、選自化合物(e-1)～化合物(e-3)中的至少一種化合物的第二成分、以及選自化合物(h-1)～化合物(h-7)中的至少一種化合物的第三成分的液晶組成物，其耐熱性及耐光性優異，向列相的溫度範圍較廣，黏度較小，電壓保持率較高，且顯示出適當的光學異向性、適當的介電異向性、適當的彈性常數K33 。此外，在為該等物性適當平衡的液晶組成物方面較好。
第三成分中，更好的化合物是化合物(3-1)～化合物(3-118)。該等化合物中，Rb22 及Rb22 的含義與化合物(h-1)～化合物(h-7)中的Rb22 及Rb22 的含義相同。
例如，如化合物(g-3)～化合物(g-6)之類的具有稠環的化合物可降低臨界電壓，就耐熱性或耐光性的觀點而言，較好的是化合物(3-119)～化合物(3-143)。該等化合物中，Ra22 及Rb22 的含義與化合物(g-3)～化合物(g-6)中的Ra22 及Rb22 的含義相同。
本發明的液晶組成物中的第三成分的含量並無特別限制，就不減小負介電異向性的絕對值的觀點而言，較好的是使第三成分的含量較多。
液晶組成物(2)的第一成分、第二成分及第三成分的含有比率並無特別限制，相對於液晶組成物(2)的總重量，化合物(a-1)的含有比率較好的是5wt%～60wt%的範圍，第二成分的含有比率較好的是20wt%～75wt%的範圍，第三成分的含有比率較好的是20wt%～75wt%的範圍。
當液晶組成物(2)的第一成分、第二成分及第三成分的含有比率在該範圍內時，耐熱性、耐光性優異，向列相的溫度範圍較廣，黏度較小，電壓保持率較高，顯示出適當的光學異向性、適當的介電異向性、適當的彈性常數K33 。進而可獲得該等物性更加適當地平衡的液晶組成物。
[液晶組成物的型態等]
本發明之液晶組成物中，除構成第一成分、第二成分及視需要添加的第三成分的液晶性化合物以外，例如為了進一步調節液晶組成物的特性，有時會進一步添加使用其他液晶性化合物。另外，例如就成本的觀點而言，本發明的液晶組成物中，有時亦不添加使用除構成第一成分、第二成分及視需要添加的第三成分的液晶性化合物以外的液晶性化合物。
另外，進而亦可向本發明之液晶組成物中添加光學活性化合物、色素、消泡劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等添加物。
在本發明之液晶組成物中添加有光學活性化合物時，可使液晶形成螺旋結構，並使其具有扭轉角等。
添加公知的手性摻雜劑作為光學活性化合物。該手性摻雜劑具有使液晶形成螺旋結構並調節必需的扭轉角，且防止反向扭轉的效果。手性摻雜劑的例子可列舉以下的光學活性化合物(Op-1)～光學活性化合物(Op-13)。
在本發明之液晶組成物中添加有色素時，可將液晶組成物用於具有賓主(Guest host，GH)模式的液晶顯示元件等。
在本發明之液晶組成物中添加有消泡劑時，在液晶組成物的搬運中、或者由該液晶組成物製造液晶顯示元件的步驟中可抑制發泡等。
在本發明之液晶組成物中添加有紫外線吸收劑或者抗氧化劑時，可防止液晶組成物或包含該液晶組成物的液晶顯示元件的劣化等。例如抗氧化劑可抑制加熱液晶組成物時電阻率的下降。
紫外線吸收劑可列舉二苯甲酮系紫外線吸收劑、苯甲酸酯系紫外線吸收劑、三唑系紫外線吸收劑等。
二苯甲酮系紫外線吸收劑的具體例為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
苯甲酸酯系紫外線吸收劑的具體例為3,5-二第三丁基-4-羥基苯甲酸-2,4-二第三丁基苯酯。
三唑系紫外線吸收劑的具體例為2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯並三唑，2-[2-羥基-3-(3,4,5,6-四羥基鄰苯二甲醯亞胺基甲基)-5-甲基苯基]苯並三唑及2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯代苯並三唑。
抗氧化劑可列舉酚系抗氧化劑、有機硫系抗氧化劑等。
尤其是，就不改變液晶組成物的物性而抗氧化效果較高的觀點而言，較好的是式(I)所表示的抗氧化劑。
式(I)中，w表示1至15的整數。
酚系抗氧化劑的具體例為：2,6-二第三丁基-4-甲基苯酚、2,6-二第三丁基-4-乙基苯酚、2,6-二第三丁基-4-丙基苯酚、2,6-二第三丁基-4-丁基苯酚、2,6-二第三丁基-4-戊基苯酚、2,6-二第三丁基-4-己基苯酚、2,6-二第三丁基-4-庚基苯酚、2,6-二第三丁基-4-辛基苯酚、2,6-二第三丁基-4-壬基苯酚、2,6-二第三丁基-4-癸基苯酚、2,6-二第三丁基-4-十一烷基苯酚、2,6-二第三丁基-4-十二烷基苯酚、2,6-二第三丁基-4-十三烷基苯酚、2,6-二第三丁基-4-十四烷基苯酚、2,6-二第三丁基-4-十五烷基苯酚、2,2'-亞甲基雙(6-第三丁基-4-甲基苯酚)、4,4'-亞丁基雙(6-第三丁基-3-甲基苯酚)、2,6-二第三丁基-4-(2-十八烷氧基羰基)乙基苯酚、及季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]。
有機硫系抗氧化劑的具體例為：3,3'-硫代二丙酸二月桂酯、3,3'-硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3,3'-硫代二丙酸二硬脂酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)及2-巰基苯並咪唑。
以紫外線吸收劑、抗氧化劑等為代表的添加物的添加量可在無損本發明的目的，且可實現添加添加物的目的之量的範圍內添加使用。
例如添加紫外線吸收劑或者抗氧化劑時，其添加比率相對於本發明之液晶組成物的總重量，通常為10ppm～500ppm的範圍，較好的是30ppm～300ppm的範圍，更好的是40ppm～200ppm的範圍。
此外，本發明之液晶組成物有時亦含有在構成液晶組成物的各化合物的合成步驟、液晶組成物的製備步驟等中所混入的合成原料、副產物、反應溶劑、合成觸媒等雜質。
[液晶組成物的製備方法]
本發明之組成物例如可藉由如下方法製備，即當構成各成分的化合物為液體時，將各個化合物混合並加以振盪；另外當含有固體時，將各個化合物混合，並藉由加熱溶解使該等化合物變成液體後，再加以振盪。另外，本發明之液晶組成物亦可藉由其他公知的方法製備。
[液晶組成物的特性]
採用本發明之組成物時，向列相的上限溫度可大於等於70℃，向列相的下限溫度可小於等於-20℃，向列相的溫度範圍較廣。因此，含有該組成物的液晶顯示元件可在較廣的溫度區域內使用。
採用本發明之組成物時，亦可藉由適宜調節組成等而使光學異向性處於0.10～0.13的範圍、0.05～0.18的範圍內。
另外，採用本發明之組成物時，通常可獲得具有-5.0～-2.0的範圍的介電異向性，較好的是-4.5～-2.5的範圍的介電異向性的液晶組成物。具有-4.5～-2.5的範圍的介電異向性的液晶組成物，可較好地用於以IPS模式及VA模式運作的液晶顯示元件。
[液晶顯示元件]
本發明之液晶組成物不僅可用於具有PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式等運作模式且以主動矩陣(Active Matrix，AM)方式驅動的液晶顯示元件，亦可用於具有PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式、VA模式、IPS模式等運作模式且以被動矩陣(Passive Matrix，P M)方式驅動的液晶顯示元件。
該等AM方式及PM方式的液晶顯示元件亦可用於反射型、透射型、半透射型中任一類型的液晶顯示器等。
另外，本發明之組成物亦可用於以下元件：使用添加有導電劑的組成物的動態散射(Dynamic Scattering，DS)模式元件；或者將組成物微膠囊化而製作的向列曲線狀整列相位(Nematic Curvilinear Aligned Phase，NCAP)元件；或者在組成物中形成立體的網狀高分子的聚合物分散型(Polymer Dispersed，PD)元件，例如聚合物網狀(Polymer Network，PN)元件。
其中，由於本發明之組成物具有如上述的特性，因此可較好地用於以VA模式、IPS模式等利用具有負介電異向性的液晶組成物的運作模式進行驅動的AM方式的液晶顯示元件，尤其可較好地用於以VA模式驅動的AM方式的液晶顯示元件。
此外，以TN模式、VA模式等驅動的液晶顯示元件中，電場的方向與液晶層垂直。另一方面，以IPS模式等驅動的液晶顯示元件中，電場的方向與液晶層平行。此外，以VA模式驅動的液晶顯示元件的構造記載在K. Ohmuro,S. Kataoka,T. Sasaki and Y. Koike,SID '97 Digest of Technical Papers,28,845(1997)中，以IPS模式驅動的液晶顯示元件的構造記載在國際公開91/10936號手冊(FAMILY：US5576867)中。
[實施例]
[化合物(a-1)的實施例]
以下，根據實施例進一步詳細說明本發明，但本發明並不受該等實施例的限制。此外，只要預先無特別說明，則「%」表示「wt%」。
由於所獲得的化合物是利用藉由1 H-NMR分析所獲得的核磁共振光譜、藉由氣相層析法(Gas Chromatography，GC)分析所獲得的氣相層析圖等進行鑑定的，因此首先對分析方法進行說明。
1 H-NMR分析
測定裝置是使用DRX-500(Bruker BioSpin(股份)公司製造)。測定是將實施例等中所合成的樣品溶解於CDCl3 等可溶解樣品的氘化溶劑中，並於室溫下以500MHz、累計次數為32次的條件來進行。此外，在所獲得的核磁共振光譜的說明中，s表示單峰，d表示雙峰，t表示三重峰，q表示四重峰，quin表示五重峰，sex表示六重峰，m表示多重峰，br表示寬峰。另外，化學位移δ值的零點的標準物質是使用四甲基矽烷(Tetramethylsilane，TMS)。
GC分析
測定裝置是使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀。管柱是使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1-M25-025(長度為25m，內徑為0.22mm，膜厚為0.25μm)：固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性)。載氣是使用氦氣，流量是調節為1ml/分。試樣氣化室的溫度設定為280℃，檢測器(火焰離子偵測器(flame ionization detector，FID))部分的溫度設定為300℃。
將試樣溶解於甲苯中，以成為1wt%的溶液的方式進行製備，並將所獲得的溶液1μl注入至試樣氣化室內。
記錄器是使用島津製作所製造的C-R6A型Chromatopac或其同等產品。所獲得的氣相層析圖表示成分化合物所對應的波峰的保持時間及波峰的面積值。
此外，試樣的稀釋溶劑例如可使用氯仿、己烷。另外，管柱可使用Agilent Technologies Inc.製造的毛細管柱DB-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)、Agilent Technologies Inc.製造的HP-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)、Restek Corporation製造的Rtx-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)、SGE International Pty.Ltd製造的BP-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)等。
氣相層析圖中的波峰的面積比相當於成分化合物的比率。通常，分析樣品的成分化合物的重量%與分析樣品的各波峰的面積%並不完全相同，但在本發明中，當使用上述管柱時，由於實質上校正係數(correction coefficient)為1，因此分析樣品中的成分化合物的重量%與分析樣品中的各波峰的面積%大致相對應。其原因在於：成分的液晶性化合物的校正係數無較大的差異。為了利用氣相層析圖更準確地求得液晶組成物中的液晶性化合物的組成比，而使用氣相層析圖的內標準法(internal standard method)。利用氣相層析法同時測定準確稱量有規定量的各液晶性化合物成分(被檢測成分)與成為標準的液晶性化合物(標準物質)，並預先計算出所獲得的被檢測成分的波峰與標準物質的波峰的面積比的相對強度。若使用各成分的波峰面積相對於標準物質的相對強度進行修正，則可由氣相層析分析更準確地求得液晶組成物中的液晶性化合物的組成比。
[液晶性化合物等的物性的測定試樣]
測定液晶性化合物的物性的試樣，有以下兩種情況：將化合物本身作為試樣的情況、以及將化合物與母液晶混合來作為試樣的情況。
於使用將化合物與母液晶混合而成的試樣的後者時，是藉由以下的方法進行測定。首先，將所獲得的液晶性化合物15wt%與母液晶85wt%混合來製作試樣。然後，依據下式所示的外推法，由所獲得的試樣的測定值計算出外推值。將該外推值作為該化合物的物性值。
〈外推值〉=〈100×〈試樣的測定值〉-〈母液晶的重量%〉×〈母液晶的測定值〉)/〈化合物的重量%〉
即便液晶性化合物與母液晶的比率為該比率，當處於層列相或結晶在25℃下析出時，亦以10wt%：90wt%、5wt%：95wt%、1wt%：99wt%的順序改變液晶性化合物與母液晶的比率，以處於層列相或結晶在25℃下不再析出的組成測定試樣的物性，並依據上述式求得外推值，且將該外推值作為化合物的物性值。
本測定中所使用的母液晶有各種種類。例如母液晶i的組成如下。
母液晶i：
此外，測定液晶組成物的物性的試樣是使用液晶組成物本身。
[化合物等的物性的測定方法]
測定化合物的物性是藉由下述方法來進行。該等測定方法多為日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ‧ED-2521A中所揭示的方法或對該等方法加以修改的方法。另外，用於測定的TN元件或VA元件中未安裝TFT。
物性值之中，將使化合物本身作為試樣所獲得的值與使液晶組成物本身作為試樣所獲得的值直接記作資料。在將液晶性化合物與母液晶混合而獲得試樣時，將藉由外推法計算出的值作為資料。
相結構及轉移溫度(℃)
藉由以下(1)及(2)的方法進行測定。
(1)將試樣置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(Mettler公司FP-52型高溫載台)上，以3℃/分的速度一面加熱一面利用偏光顯微鏡觀察相狀態及其變化，而確定相的種類。
(2)使用PerkinElmer公司製造的掃描量熱儀DSC-7系統或Diamond DSC系統，以3℃/分的速度升降溫，並藉由外推求得伴隨試樣的相變化的吸熱峰、或發熱峰的起始點(on set)，從而確定轉移溫度。
以下，以C表示結晶。當對結晶加以區別時，分別以C1 或C2 來表示。另外，以S表示層列相，以N表示向列相。以I表示液體(等向性)。層列相中，區分層列B相或層列A相時，分別以SB 或SA 來表示。作為轉移溫度的表述方法，例如「C 50.0 N 100.0 I」是表示由結晶轉變為向列相的轉移溫度(CN)為50.0℃，由向列相轉變為液體的轉移溫度(NI)為100.0℃。其他表述方法亦相同。
向列相的上限溫度(TNI ：℃)
將試樣(液晶性組成物或液晶性化合物與母液晶的混合物)置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(Mettler公司FP-52型高溫載台)上，以1℃/分的速度一面加熱一面利用偏光顯微鏡進行觀察。將試樣的一部分由向列相轉變成等向性液體時的溫度作為向列相的上限溫度。以下，有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
低溫相容性
以使化合物的量達到20wt%、15wt%、10wt%、5wt%、3wt%及1wt%的方式混合母液晶與化合物來製備試樣，並將試樣裝入玻璃瓶中。將該玻璃瓶在-10℃或-20℃的冷凍器中保管規定時間後，觀察結晶或層列相是否析出。
黏度(η：在20℃下進行測定，mPa‧s)
使用E型旋轉黏度計測定黏度。
旋轉黏度(γ1：在25℃下進行測定，mPa‧s)
依據M. Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol. 259,37(1995)中所記載的方法進行測定。將試樣(液晶性組成物或液晶性化合物與母液晶的混合物)裝入兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的VA元件中。在30伏至50伏的範圍內，以1伏為間隔階段性地對該元件施加電壓。未施加電壓0.2秒後，以僅一個矩形波(矩形脈波：0.2秒)與未施加電壓(2秒)的條件反覆施加電壓。測定藉由施加電壓所產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)與峰值時間(peak time)。根據該等測定值及M.Imai等人的論文第40頁的計算式(8)計算出旋轉黏度的值。此外，該計算所需的介電異向性的值是採用下述介電異向性中所測定的值。
光學異向性(折射率異向性：在25℃下進行測定，Δn)
測定是在25℃的溫度下，使用波長為589nm的光，並利用接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。沿一個方向摩擦主稜鏡的表面後，將試樣(液晶性組成物或液晶性化合物與母液晶的混合物)滴加在主稜鏡上。當偏光方向與摩擦方向平行時，測定折射率(n∥)。當偏光方向與摩擦方向垂直時，測定折射率(n┴)。由式Δn=n∥-n┴計算出光學異向性(Δn)的值。
介電異向性(Δε：在25℃下進行測定)
介電異向性是藉由以下方法進行測定。
在經過充分清洗的玻璃基板上塗佈十八烷基三乙氧基矽烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉後，在150℃下加熱1小時。組裝兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的VA元件。
以相同的方法在玻璃基板上製備聚醯亞胺的配向膜。對所獲得的玻璃基板的配向膜進行摩擦處理後，組裝兩片玻璃基板的間隔為9μm且扭轉角為80度的TN元件。
將試樣(液晶性組成物或液晶性化合物與母液晶的混合物)裝入所獲得的VA元件中，施加0.5V(1kHz，正弦波)的電壓，測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。
另外，將試樣(液晶性組成物或液晶性化合物與母液晶的混合物)裝入所獲得的TN元件中，施加0.5V(1kHz，正弦波)的電壓，測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε┴)。
由式Δε=ε∥-ε丄計算出介電異向性的值。
電壓保持率(VHR：在25℃下進行測定，%)
用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，並且兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為6μm。該元件在裝入試樣(液晶性組成物或液晶性化合物與母液晶的混合物)後是利用藉由紫外線聚合的接著劑進行密閉。對該TN元件施加脈衝電壓(5V，60微秒)來進行充電。利用高速電壓計以16.7毫秒的間隔測定衰減的電壓，並求得單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B是未衰減時的面積。電壓保持率是表示為面積A相對於面積B的百分比(%)。
彈性常數(K11 、K33 ：在25℃下進行測定)
使用Toyo Corporation製造的EC-1型彈性常數測定器進行測定。將試樣裝入兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的垂直配向單元中。對該單元施加20伏至0伏的電荷，並測定電容及施加電壓。使用『液晶裝置手冊』(日刊工業報社)第75頁的式(2.98)、式(2.101)將所測定的電容(C)與施加電壓(V)的值擬合，並由式(2.100)計算出彈性常數的值。
[實施例1]
4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.678)的合成
第1步驟
在氮氣環境下，向反應器中加入25.0g的4-碘苯甲酸乙酯(1)、20.1g的4-乙氧基-2,3-二氟苯基硼酸(2)、25.0g碳酸鉀、0.25g的Pd/C、100ml甲苯、100ml乙醇及100ml水，進行2小時加熱回流。使反應液冷卻至25℃後，將其注入至500ml水及500ml甲苯中並進行混合。其後，將其靜置分離成有機層與水層兩層。對有機層進行萃取。利用水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液在減壓下進行濃縮，並藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對所獲得的殘渣進行精製。此外，藉由自乙醇的再結晶進行精製，並進行乾燥，而獲得18.8g的4-乙氧基-2,3-二氟-4'-聯苯甲酸乙酯(3)。由化合物(1)獲得4-乙氧基-2,3-二氟-4'-聯苯甲酸乙酯(3)的產率為67.9%。
第2步驟
使1.4g氫化鋰鋁懸浮在100ml四氫呋喃(Tetrahydrofuran，THF)中。在-20℃至-10℃的溫度範圍內，將化合物(3) 18.8g滴加至該懸浮液中，進而在該溫度範圍內攪拌2小時。藉由GC分析確認反應完畢後，在冰浴冷卻下，依序將乙酸乙酯、飽和氨水溶液加入至反應混合物中，並藉由矽藻土過濾來去除析出物。藉由乙酸乙酯對濾液進行萃取。利用水、飽和食鹽水依序清洗所獲得的有機層，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。接著，藉由自庚烷的再結晶進行精製，並進行乾燥，並在減壓下進行濃縮，而獲得12.0g的(4-乙氧基-2,3-二氟-4'-聯苯)甲醇(4)。由化合物(3)獲得(4-乙氧基-2,3-二氟-4'-聯苯)甲醇(4)的產率為74.0%。
第3步驟
在氮氣環境下，向反應器中加入12.0g化合物(4)，50ml甲苯及0.12ml吡啶，在45℃下攪拌1小時。其後，在45℃至55℃的溫度範圍內加入3.6ml亞硫醯氯，並進行2小時加熱回流。使反應液冷卻至25℃後，將其注入至200ml水及200ml甲苯中並進行混合。其後，將其靜置分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用飽和碳酸氫鈉水溶液將所獲得的有機層清洗兩次，並利用水清洗三次，其後利用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液在減壓下進行濃縮，藉由將甲苯與庚烷的混合溶劑(體積比甲苯：庚烷=1：1)用作展開溶劑，且將矽膠用作充填劑的管柱層析法(矽膠，體積比甲苯：庚烷=1：1)對所獲得的殘渣進行精製。接著，藉由來自Solmix A-11的再結晶進行精製，而獲得9.4g的4'-氯甲基-4-乙氧基-2,3-二氟聯苯(5)。由化合物(4)獲得4'-氯甲基-4-乙氧基-2,3-二氟聯苯(5)的產率為73.2%。
第4步驟
在氮氣環境下，向100ml的DMF中加入1.5g的4-乙氧基-2,3-二氟苯酚(6)及7.5g磷酸三鉀(K3 PO4 )，在70℃下進行攪拌。向其中加入2.0g化合物(5)，在70℃下攪拌7小時。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃，並藉由過濾將其與固體成分進行分離後，加入100ml甲苯及100ml水並進行混合。其後，將其靜置分離成有機層與水層兩層。對有機層進行萃取。利用食鹽水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，體積比庚烷：甲苯=1：2)對所獲得的殘渣進行精製。此外，藉由自Solmix A- 11與庚烷的混合溶劑(體積比Solmix A-11：庚烷=1:2)的再結晶進行精製，而獲得2.2g的4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.678)。由化合物(5)獲得4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.678)的產率為74.0%。
所獲得的化合物(No.678)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C123.7(N113.4)I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定所獲得的化合物為4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯。
化學位移δ(ppm:CDCl3 ):7.49(dd,4H),7.09(td,1H),6.80(td,1H),6.67(td,1H),6.62(td,1H),5.12(S,2H),4.16(q,2H),4.05(q,2H),1.47(t,3H),1.41(t,3H).
[實施例2]
4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯乙基)-1,1'-聯苯(No.378)的合成
第1步驟
在氮氣環境下，向反應器中加入14.4g的4-乙氧基-2,3-二氟苯基硼酸(7)、20.0g的4-溴碘苯(8)、29.3g碳酸鉀、1.49g二(三苯基膦)二氯化鈀(Pd(Ph3 P)2 Cl2 )、100ml甲苯、100ml的Solmix A-11及100ml水，進行2小時加熱回流。使反應液冷卻至25℃後，將其注入至500ml水及500ml甲苯中並進行混合。其後，使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液在減壓下進行濃縮，並藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對所獲得的殘渣進行精製。接著，藉由再結晶(Solmix A-11)進行精製，而獲得20.8g的4-乙氧基-4'-溴-2,3-二氟-1,1'-聯苯(9)。由化合物(8)獲得4-乙氧基-4'-溴-2,3-二氟-1,1'-聯苯(9)的產率為94.0%。
第2步驟
向氮氣環境下的反應器中加入0.83g經乾燥的鎂與20ml的THF，並加熱至50℃。在40℃至60℃的溫度範圍內向其中緩慢地滴加溶解於50ml的THF中的10.0g的4-乙氧基-4'-溴-2,3-二氟-1,1'-聯苯(9)，進而攪拌60分鐘。其後，在50℃至60℃的溫度範圍內緩慢地滴加溶解於20ml的THF中的3ml的N,N-二甲基甲醯胺，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃後，在加入有100ml的1N HCl水溶液與50ml乙酸乙酯的容器中添加該反應混合物並進行混合後，使其分離成有機層與水層並進行萃取。利用水、飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)進行精製，而獲得8.3g的4-乙氧基-2,3-二氟-4'-聯苯甲醛(10)。由化合物(9)獲得4-乙氧基-2,3-二氟-4'-聯苯甲醛(10)的產率為99.2%。
第3步驟
在氮氣環境下，將9.4g經乾燥的4-乙氧基-2,3-二氟苄基三苯基氯化鏻(11)與200ml的THF混合，並冷卻至-30℃。其後，在-30℃～-20℃的溫度範圍內投入2.1g第三丁氧化鉀(t-BuOK)。在-20℃下攪拌30分鐘後，在-30～-20℃的溫度範圍內滴加溶解於50ml的THF中的8.3g化合物(10)。在-10℃下攪拌30分鐘後，將反應液注入100ml水與100ml甲苯的混合液中，並進行混合後，使其分離成有機層與水層，對有機層進行萃取。利用水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)的分離操作對在減壓下濃縮所獲得的溶液而獲得的殘渣進行精製。將所獲得的溶析液在減壓下進行濃縮，並使其溶解於50ml甲苯與50ml的Solmix A-11的混合溶劑中。進而加入0.5g的Pd/C，在氫氣環境下，在室溫下進行攪拌，直至不再吸收氫氣。反應完畢後，去除Pd/C，進而蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，體積比庚烷：甲苯=3：7)對所獲得的殘渣進行精製，進而藉由再結晶(體積比Solmix A-11：庚烷=1：2)進行精製，而獲得5.9g的4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.378)。由化合物(10)獲得4-乙氧基-2，3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.378)的產率為44.6%。
所獲得的化合物(No.378)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C99.0N 112.1 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定出所獲得的化合物為4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.378)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：7.42(d,2H),7.24(d,2H),7.08(td,1H),6.77(qd,2H),6.62(td,1H),4.15(q,2H),4.08(q,2H),2.92(s,4H),1.48(t,3H),1.44(t,3H)。
[實施例3]
2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯基乙烯基)環己基]苯(No.228)的合成
第1步驟
向氮氣環境下的反應器中加入6.1g經乾燥的鎂與20m1的THF，並加熱至40℃。在40℃至60℃的溫度範圍內向其中緩慢地滴加溶解於300 ml的THF中的59.2g的1-溴-4-乙氧基-2,3-二氟苯(12)，進而攪拌60分鐘。其後，在50℃至60℃的溫度範圍內緩慢地滴加溶解於150ml的THF中的30.0g的1,4-二氧螺環[4.5]癸烷-8-酮(13)，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃後，在加入有冷卻至0℃的900ml的3%氯化銨水溶液與500ml甲苯的容器中添加該反應混合物並進行混合後，將其分離成有機層與水層並進行萃取。利用水、飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，於減壓下蒸餾去除溶劑，而獲得86.2g的8-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-1,4-二氧螺環[4.5]癸烷-8-醇(14)。所獲得的化合物(14)為黃色油狀物。
第2步驟
將86.2g化合物(14)、2.4g對甲苯磺酸及250ml甲苯混合，一面除去蒸餾出的水一面對該混合物進行2小時加熱回流。使反應混合物冷卻至30℃後，於所獲得的溶液中加入500ml水與900ml甲苯並進行混合，其後將其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對所獲得的溶液進行精製。使經過精製的溶液溶解於150ml甲苯、150ml的 Solmix A-11的混合溶劑中，進而加入3.0g的Pd/C，在氫氣環境下，在室溫下進行攪拌，直至不再吸收氫氣。反應完畢後，去除Pd/C，進而蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠；庚烷)對所獲得的殘渣進行精製，進而藉由再結晶(Solmix A-11)進行精製，而獲得59.7g的8-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-1,4-二氧螺環[4.5]癸烷(15)。所獲得的化合物(15)為黃色油狀物。
第3步驟
將59.7g化合物(15)、20ml的87%甲酸及200ml甲苯混合，並對該混合物進行2小時加熱回流。使反應混合物冷卻至30℃後，向所獲得的溶液中加入500ml水與1000ml甲苯並進行混合，其後將其分離成有機層與水層兩層。對有機層進行萃取。利用水、飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，於減壓下蒸餾去除溶劑，藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)的分離操作對所獲得的殘渣進行精製，進而藉由再結晶(庚烷)進行精製，而獲得27.5g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-環己烷-4-酮(16)。由化合物(13)獲得1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-環己烷-4-酮(16)的產率為56.4%。
第4步驟
在氮氣環境下，將26.3g經乾燥的(甲氧基甲基)三苯基氯化鏻與100ml的THF混合，並冷卻至-30℃。其後，在-30℃～-20℃的溫度範圍內分兩次投入8.6g第三丁氧化鉀(t-BuOK)。在-20℃下攪拌30分鐘後，在-30～-20℃的溫度範圍內滴加溶解於100ml的THF中的15.0g化合物(16)。在-10℃下攪拌30分鐘後，將反應液注入至200ml水與200ml甲苯的混合液中，混合後將其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對在減壓下濃縮所獲得的溶液而獲得的殘渣進行精製。在減壓下濃縮所獲得的溶析液，而獲得21.8g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-甲氧基亞甲基環己烷(17)。所獲得的化合物(17)為無色油狀物。
第5步驟
將16.6g化合物(17)、6.2g的87%甲酸及100ml甲苯混合，並對該混合物進行2小時加熱回流。使反應混合物冷卻至30℃後，向所獲得的溶液中加入100ml水與200ml甲苯並進行混合，其後將其分離成有機層與水層兩層，並對有機層進行萃取。利用水、飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，而獲得19.0g淡黃色固體。將該殘渣溶解於50ml甲苯中，並添加至冷卻至7℃的0.5g的95%氫氧化鈉與200ml甲醇的混合液中，在10℃下攪拌2小時。其後，添加2N氫氧化鈉水溶液20ml，並在5℃下攪拌2小時。將所獲得的反應液注入至500ml水與甲苯500ml的混合液中混合後，將其靜置分離成有機層與水層兩層，並對有機層進行萃取操作。分離取得所獲得的有機層，利用水進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後在減壓下蒸餾去除溶劑，藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對所獲得的殘渣進行精製，而獲得11.9g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)環己烷甲醛(18)。由化合物(16)獲得1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)環己烷甲醛(18)的產率為75.2%。
第6步驟
在氮氣環境下，將24.9g經乾燥的4-乙氧基-2,3-二氟苄基三苯基氯化鏻(11)與100ml的THF混合，並冷卻至-10℃。其後，在-10℃～-5℃的溫度範圍內分兩次投入5.4g第三丁氧化鉀(t-BuOK)。在-10℃下攪拌60分鐘後，在-10～-5℃的溫度範圍內滴加溶解於30ml的THF中的10.0g化合物(18)。在0℃下攪拌30分鐘後，將反應液注入至100ml水與50ml甲苯的混合液中並進行混合後，將其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)的分離操作對在減壓下濃縮所獲得的溶液而獲得的殘渣進行精製，並在減壓下濃縮溶析液。向所獲得的淡黃色結晶中添加20ml的Solmix A-11，並於攪拌中添加2.6g苯亞磺酸鈉(Sodium benzenesulfinate)二水合物，繼而添加2.2ml的6N鹽酸，並進行5小時加熱回流。使反應混合物冷卻至30℃後，向所獲得的溶液中加入100ml水與100ml甲苯並進行混合，其後將其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用水、0.5N氫氧化鈉水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠；體積比 庚烷：甲苯=2：3)對在減壓下濃縮所獲得的溶液而獲得的殘渣進行精製，並在減壓下濃縮溶析液。藉由再結晶(體積比 庚烷：Solmix=3：2)對所獲得的殘渣進行精製，而獲得10.6g的2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯基乙烯基)環己基]苯(No.228)。由化合物(18)獲得2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯基乙烯基)環己基]苯(No.228)的產率為67.5%。
所獲得的化合物(No.228)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 110.1 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可確定所獲得的化合物為2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯基乙烯基)環己基]苯(No.228)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：7.07(td,1H),6.85(td,1H),6.68(td,2H),6.43(d,1H),6.17(dd,1H),4.10(q,4H),2.79(tt,1H),2.20(m,1H),1.94(td,4H),1.59-1.43(m,10H)。
[實施例4]
2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯乙基)環己基]苯(No.528)的合成
第1步驟
使15.6g化合物(No.228)溶解於150ml甲苯、150ml的Solmix A-11的混合溶劑中，進而加入1.0g的Pd/C，在氫氣環境下，在室溫下進行攪拌，直至不再吸收氫氣。反應完畢後，去除Pd/C，進而蒸餾去除溶劑，藉由管柱層析法(矽膠，庚烷/甲苯=2/3(體積比))對所獲得的殘渣進行精製，進而藉由再結晶(體積比庚烷：Solmix=3：2)對所獲得的殘渣進行精製，而獲得8.8g的2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯乙基)環己基]苯(No.528)。由化合物(No.228)獲得2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯乙基)環己基]苯(No.528)的產率為56.8%。
所獲得的化合物(No.528)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 114.3(N 109.6)I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定所獲得的化合物為2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯乙基)環己基]苯。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：6.81(m,2H),6.65(m,2H),4.10(q,2H),4.08(q,2H),2.75(tt,2H),2.63(t,2H),1.91(d,2H),1.86(d,2H),1.57-1.38(m,9H),1.38-1.26(m,1H),1.19-1.07(m,2H)。
[實施例5]
2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯氧基甲基)環己基]苯(No.828)的合成
第1步驟
使4.2g氫化鋰鋁懸浮於300ml的THF中。在-20℃至-10℃的溫度範圍內，將50.0g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-環己烷甲醛(18)滴加至該懸浮液中，進而在該溫度範圍內攪拌2小時。藉由GC分析確認反應完畢後，在冰浴冷卻下，依序將乙酸乙酯、飽和氨水溶液加入至反應混合物中，並藉由矽藻土過濾來去除析出物。利用乙酸乙酯對濾液進行萃取。利用水、飽和食鹽水依序清洗所獲得的有機層，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。進而藉由再結晶(庚烷)進行精製，並於減壓下濃縮，而獲得47.6g的4-羥基甲基-(4-乙氧基-2,3-二氟)環己烷(19)。由化合物(18)獲得4-羥甲基-(4-乙氧基-2,3-二氟)環己烷(19)的產率為94.5%。
第2步驟
在氮氣環境下，向反應器中加入47.6g化合物(19)、300ml甲苯及0.5ml吡啶，在45℃下攪拌1小時。其後，在45℃至55℃的溫度範圍內加入14.0ml亞硫醯氯，並進行2小時加熱回流。使反應液冷卻至25℃後，將其注入至300ml水及300ml甲苯中並進行混合。其後，將其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用飽和碳酸氫鈉水溶液將所獲得的有機層清洗兩次，並利用水清洗三次，其後利用無水硫酸鎂進行乾燥。在減壓濃縮所獲得的溶液，並藉由管柱層析法(矽膠，庚烷/甲苯=1/1(體積比))對所獲得的殘渣進行精製。進而藉由再結晶(Solmix A-11)進行精製，而獲得47.6g的4-氯甲基-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)環己烷(20)。由化合物(19)獲得4-氯甲基-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)環己烷(20)的產率為93.6%。
第3步驟
在氮氣環境下，向100ml的DMF中加入2.2g的4-乙氧基-2,3-二氟苯酚(6)及11.0g磷酸三鉀(K3 PO4 )，並在70℃下進行攪拌。向其中加入3.0g化合物(20)，並在70℃下攪拌7小時。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃，並藉由過濾使其與固體成分分離後，加入100ml甲苯及100ml水並進行混合。其後，使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用食鹽水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，庚烷/甲苯=1/2(體積比))對所獲得的殘渣進行精製。進而藉由再結晶(體積比Solmix A-11：庚烷=1：2)進行精製，而獲得2.2g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)環己烷(No.828)。由化合物(20)獲得1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-環己烷(No.828)的產率為74.0%。
所獲得的化合物(No.828)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 97.0 N 102.5 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定出所獲得的化合物為2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯氧基甲基)環己基]苯(No.828)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：6.84(td,1H),6.67(td,1H),6.63(d,2H),4.09(q,2H),4.06(q,2H),3.83(d,2H),2.80(tt,1H),2.06-2.00(m,2H),1.97-1.83(m,3H),1.51(qd,2H),1.42(q,6H),1.25(qd,2H)。
[實施例6]
4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-丁氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.681)的合成
第1步驟
在氮氣環境下，向300ml水中加入100.0g的2,3-二氟苯酚(21)及36.9g的氫氧化鈉(NaOH)，並在70℃下進行攪拌。向其中加入158.0g的1-溴丁烷，並在70℃下攪拌2小時。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃，並加入100ml庚烷及100ml水並進行混合。其後，使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用食鹽水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下進行分餾，而獲得114.4g的4-丁氧基-2,3-二氟苯(22)。所獲得的化合物(22)為無色液體，沸點為109℃～110℃/20mmHg，由化合物(21)獲得4-丁氧基-2,3-二氟苯(22)的產率為80.0%。
第2步驟
向氮氣環境下的反應器中加入84.6g化合物(22)與500ml的THF，並冷卻至-74℃。在-74℃至-70℃的溫度範圍內向其中滴加1.65M正丁基鋰、303.0ml正己烷溶液，進而攪拌2小時。接著，在-74℃至-65℃的溫度範圍內將所獲得的溶液滴加至56.7g硼酸三甲酯的200ml的THF溶液中，並恢復至25℃，進而攪拌8小時。其後，將反應混合物注入加入有100ml的1N鹽酸與500ml冰水的容器中並進行混合。其後加入300ml乙酸乙酯，使其分離成有機層與水層並進行萃取。利用水、飽和碳酸氫鈉水溶液、食鹽水依序清洗所獲得的有機層，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，而獲得6.4g的4-丁氧基-2,3-二氟苯基硼酸(23)。由化合物(22)獲得4-丁氧基-2,3-二氟苯基硼酸(23)的產率為69.2%。
第3步驟
向氮氣環境下的反應器中加入40.0g化合物(23)與100ml乙酸，在室溫下，在25℃至30℃的溫度範圍內滴加40.4ml的31%雙氧水，進而攪拌2小時。其後，將反應混合物注入至加入有100ml亞硫酸氫鈉水溶液、300ml乙酸乙酯的容器中並進行混合。其後，使其分離成有機層與水層並進行萃取。利用水、食鹽水依序清洗所獲得的有機層，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，而獲得31.7g的4-丁氧基-2,3-二氟苯酚(24)。由化合物(23)獲得4-丁氧基-2,3-二氟苯酚(24)的產率為90.2%。
第4步驟
在氮氣環境下，向100ml的DMF中加入3.6g的4-丁氧基-2,3-二氟苯酚(24)及11.3g磷酸三鉀(K3 PO4 )，並在70℃下進行攪拌。向其中加入3.0g化合物(5)，並在70℃下攪拌7小時。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃，並藉由過濾將其與固體成分分離後，加入100ml甲苯及100ml水並進行混合。其後，使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取操作。利用食鹽水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，庚烷/甲苯=1/2(體積比))對所獲得的殘渣進行精製。進而藉由再結晶(體積比Solmix A-11：庚烷=1：2)進行精製，而獲得3.62g的1-(4-丁氧基-2,3-二氟)-4-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)環己烷(No.681)。由化合物(5)獲得1-(4-丁氧基-2,3-二氟)-4-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)環己烷(No.681)的產率為76.1%。
所獲得的化合物(No.681)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 115.7(N 106.7)I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定出所獲得的化合物為4-乙氧基-2，3-二氟-4'-(4-丁氧基-2，3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：7.51(d，2H),7.48(d,2H),7.08(td,1H),6.79(td,1H),6.66(td,1H),6.62(td,1H),4.16(q,2H),3.98(t,2H),1.77(tt,2H),1.53-1.43(m,5H),0.97(t,3H)。
[實施例7]
2,3-二氟-4-乙氧基-F反式-4-(2,3-二氟-4-丁氧基苯氧基甲基)環己基]苯(No.831)的合成
第1步驟
在氮氣環境下，向100m1的DMF中加入4.6g的4-丁氧基-2,3-二氟苯酚(24)及14.0g磷酸三鉀(K3 PO4 )，並在70℃下進行攪拌。向其中加入3.0g化合物(20)，並在70℃下攪拌7小時。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃，並藉由過濾將其與固體成分分離後，加入100ml甲苯及100m:水並進行混合。其後，使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用食鹽水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，庚烷/甲苯=1/2(體積比))對所獲得的殘渣進行精製。進而藉由再結晶(體積比Solmix A-11：庚烷=1：2)進行精製，而獲得4.02g的2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-丁氧基苯氧基甲基)環己基]苯(No.831)。由化合物(20)獲得2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-丁氧基苯氧基甲基)環己基]苯(No.831)的產率為85.1%。
所獲得的化合物(No.831)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 72.4 N 92.8 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可確定所獲得的化合物為2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-丁氧基苯氧基甲基)環己基]苯(No.831)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：6.84(td,1H),6.67(td,1H),6.62(d,2H),4.09(q,2H),3.99(t,2H),3.82(d,2H),2.80(tt,1H),2.03(dd,2H),1.96-1.82(m,3H),1.77(quin,2H),1.57-1.45(m,4H),1.43(t,3H),1.25(qd,2H),0.97(t,3H)。
[實施例8]
4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(2-氟苯乙基)-1,1'-聯苯(No.497)的合成
第1步驟
在氮氣環境下，將20.0g化合物(5)、37.1g三苯基膦及200ml甲苯混合，並對該混合物進行2小時加熱回流。對反應混合物進行過濾，並利用甲苯沖洗三次而將未反應的原料沖洗掉後，獲得38.5g的4-乙氧基-2,3-二氟-1,1'-聯苯甲基三苯基氯化鏻(25)。由化合物(5)獲得4-乙氧基-2,3-二氟-1,1'-聯苯甲基三苯基氯化鏻(25)的產率為99.9%。
第2步驟
在氮氣環境下，將26.3g經乾燥的化合物(25)與200ml的THF混合，並冷卻至-30℃。其後，在-30℃～-20℃的溫度範圍內分兩次投入5.4g第三丁氧化鉀(t-BuOK)。在-20℃下攪拌30分鐘後，在-30～-20℃的溫度範圍內滴加溶解於100ml的THF中的5.0g的3-氟苯甲醛(26)。在-10℃下攪拌30分鐘後，將反應液注入至200ml水與200ml甲苯的混合液中，混合後使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對在減壓下濃縮所獲得的溶液而獲得的殘渣進行精製。在減壓下濃縮所獲得的溶析液，進而藉由再結晶(體積比Solmix A-11：庚烷=2：1)進行精製，而獲得13.0g的4-乙氧基-2,3-二氟-1,1'-聯苯乙基-3-氟苯(No.497)。由化合物(26)獲得4-乙氧基-2,3-二氟-1,1'-聯苯乙基-3-氟苯(No.497)的產率為90.5%。
所獲得的化合物(No.497)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C1 59.0 C2 61.2 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定出所獲得的化合物為4-乙氧基-2,3-二氟-1,1'-聯苯乙基-3-氟苯(No.497)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：7.43(dd,2H),7.24(m,3H),7.09(td,1H),7.00(d,1H),6.90(m,2H),6.79(td,1H),4.15(q,2H),2.95(s,4H),1.48(t,3H)。
[實施例9]
1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烯(No.77)的合成
第1步驟
向氮氣環境下的反應器中加入1-乙氧基-2,3-二氟苯(27)　7.0g與200ml的THF，並冷卻至-74℃。在-74℃至-70℃的溫度範圍內向其中滴加1.57M正丁基鋰、31.0ml正己烷溶液，進而攪拌2小時。其後，在50℃至60℃的溫度範圍內緩慢地滴加溶解於50m1的THF中的12.5g的1-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烷-4-酮(28)，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物冷卻至30℃後，向加入有冷卻至0℃的400ml的3%氯化銨水溶液與200ml甲苯的容器中添加該反應混合物並進行混合後，使其分離成有機層與水層並進行萃取。利用水、飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。其後，在減壓下蒸餾去除溶劑，而獲得19.0g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烷-1-醇(29)。所獲得的化合物(29)為黃色油狀物。
第2步驟
將19.0g化合物(29)、0.57g對甲苯磺酸及200ml甲苯混合，一面除去蒸餾出的水一面對該混合物進行2小時加熱回流。使反應混合物冷卻至30℃後，向所獲得的溶液中加入200ml水與200ml甲苯並進行混合，其後使其分離成有機層與水層，並對有機層進行萃取。利用飽和碳酸氫鈉水溶液及水對所獲得的有機層進行清洗，並利用無水硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱層析法(矽膠，甲苯)對所獲得的溶液進行精製。進而藉由再結晶(體積比Solmix A-11：乙酸乙酯=2：1)進行精製，而獲得10.3g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烯(No.77)。由化合物(27)獲得1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烯(No.77)的產率為55.0%。
所獲得的化合物(No.77)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C1 61.8 C2 67.5 N 105.8 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定出所獲得的化合物為1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烯(No.77)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：6.90(dd,2H),6.69(dd,2H),5.99(m,1H),4.12(q,2H),4.03(t,2H),3.18(m,1H),2.63-2.38(m,3H),2.35-2.25(m,1H),2.04-1.98(m,1H),1.98-1.88(m,1H),1.80(quin,2H),1.54-1.43(m,5H),0.98(t,3H)。
[實施例10]
1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烷(No.78)的合成
第1步驟
使9.0g化合物(No.77)溶解於150ml甲苯、150ml的Solmix A-11的混合溶劑中，進而加入0.90g雷氏鎳，在氫氣環境下，在室溫下進行攪拌，直至不再吸收氫氣。反應完畢後，去除雷氏鎳，進而蒸餾去除溶劑，並藉由管柱層析法(矽膠，體積比庚烷：甲苯=1：2)對所獲得的殘渣進行精製，進而藉由再結晶(體積比乙酸乙酯：Solmix=1：2)對所獲得的殘渣進行精製，而獲得6.2g的1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烷(No.78)。由化合物(No.77)獲得1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烷(No.78)的產率為68.3%。
所獲得的化合物(No.78)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 85.6 N 124.2 I
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定出所獲得的化合物為1-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4-(4-丁氧基-2,3-二氟苯基)環己烷(No.78)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：6.89(dd,2H),6.70(dd,2H),4.10(q,2H),4.03(t,2H),2.88(m,2H),1.97(d,4H),1.80(quin,2H),1.70-1.59(m,4H),1.55-1.48(m,2H),1.45(t,3H),0.98(t,3H)。
[實施例11]
可藉由與實施例1～實施例10中所記載的合成方法相同的方法，合成以下所示的化合物(No.1)～化合物(No.1410)。附帶的資料是依據上述方法所測定的值。轉移溫度為化合物本身的測定值，上限溫度(TNI )、介電異向性(Δε)及光學異向性(Δn)是根據上述外推法對將化合物與母液晶(i)混合而成的試樣的測定值進行換算而獲得的外推值。
此外，關於化合物No.228、678、681，是製備包含95wt%母液晶、5wt%化合物的組成物，測定所獲得的液晶組成物的物性，並外推測定值而獲得的物性值；關於化合物No.528，是製備包含母液晶90wt%、化合物10wt%的組成物，測定所獲得的組成物的物性，並外推測定值而獲得的物性值；關於剩餘的附帶資料的化合物，是製備包含母液晶85wt%、化合物15wt%的組成物，並外推所獲得的組成物的測定值而獲得物性值。
[比較例1]
作為比較例，合成與化合物C類似的化合物，即4-乙氧基-4"-丙基-2,3,3"-三氟-1,1'-聯三苯(E)。
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可確定所獲得的化合物為4-乙氧基-4"-丙基-2,3,3"-三氟-1,1'-聯三苯(E)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：7.63(d,2H),7.58(d,2H),7.34(dd,1H),7.28(dd,1H),7.26(t,1H),6.82(td,2H),4.17(q,2H),2.66(t,2H),1.68(sex,2H),1.49(t,3H),0.99(t,3H)。
化合物(E)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 131.3N 132.4I
將上述記載為母液晶i的五種化合物混合，製備具有向列相的母液晶i。該母液晶i的物性如下。
上限溫度(TNI )=74.6℃；黏度(η20 )=18.9mPa‧s；光學異向性(Δn)=0.087；介電異向性(Δε)=-1.3。
製備包含90Wt%該母液晶i與10wt%所合成的4-乙氧基-4"-丙基-2,3,3"-三氟-1,1'-聯三苯(E)的液晶組成物ii。測定所獲得的液晶組成物ii的物性，並外推測定值，藉此計算出比較化合物(E)的物性的外推值。該值如下。
介電異向性(Δε)=-5.38；
黏度(η)=77.8mPa‧s
[實施例12]
化合物(No.528)的物性
製備包含90wt%母液晶i與10wt%實施例3中所獲得的2,3-二氟-4-乙氧基-[反式-4-(2,3-二氟-4-乙氧基苯基乙烯基)環己基]苯(No.528)的液晶組成物iii。測定所獲得的液晶組成物iii的物性，並外推測定值，藉此計算出化合物(No.528)的物性的外推值。該值如下。
介電異向性(Δε)=-8.97；
黏度(η)=69.8mPa‧s
由該等可知化合物(No.528)是熔點較低、介電異向性(Δε)為較大的負值、黏度較小的化合物。
另外，與比較化合物(E)相比，可知化合物(No.678)是介電異向性(Δε)為較大的負值、熔點較低、黏度較小的化合物。
[比較例2]
作為比較例，合成4-乙氧基-4"-戊基-2,2",3,3"-四氟-1,1'-聯三苯(F)。
1 H-NMR分析的化學位移δ(ppm)如下，可鑑定從出所獲得的化合物為4-乙氧基-4"-戊基-2,2",3,3"-四氟-1,1'-聯三苯(F)。
化學位移δ(ppm：CDCl3 )：7.60(dd,4H),7.18-7.12(m,2H),7.01(td,1H),6.82(td,1H),4.17(q,2H),2.70(t,2H),1.69-1.61(m,2H),1.50(t,3H),1.42-1.24(m,8H),0.89(t,3H)。
化合物(F)的轉移溫度如下。
轉移溫度：C 124.3 N 132.4 I
製備包含95Wt%母液晶i與5wt%所合成的4-乙氧基-4"-戊基-2,2",3,3"-四氟-1,1'-聯三苯(F)的液晶組成物iv。測定所獲得的液晶組成物iv的物性，並外推測定值，藉此計算出比較化合物(F)的物性的外推值。該值如下。
光學異向性(Δn)=0.179；
介電異向性(Δε)=-5.13；
另外，液晶組成物iv的彈性常數K33 為14.70pN。
[實施例13]
化合物(No.678)的物性
製備包含95wt%母液晶i與5wt%實施例6中所獲得的4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-乙氧基-2,3-二氟苯氧基甲基)-1,1'-聯苯(No.678)的液晶組成物v。測定所獲得的液晶組成物v的物性，並外推測定值，藉此計算出化合物(No.678)的物性的外推值。該值如下。
光學異向性(Δn)=0.187；
介電異向性(Δε)=-10.90；
另外，液晶組成物v的彈性常數K33 為14.91pN。
由該等可知化合物(No.678)是熔點較低，可使光學異向性(Δn)較大，並使介電異向性(Δε)為較大的負值的化合物。
另外，與比較化合物(F)相比，可知化合物(No.678)是熔點較低、光學異向性(Δn)較大、介電異向性(Δε)為較大的負值、彈性常數K33 較大的化合物。
[組成物的實施例]
以下，藉由實施例詳細說明本發明中所獲得的液晶組成物。此外，實施例中所使用的液晶性化合物是基於下述表1的定義而以符號表示。此外，表1中，1,4-伸環己基的立體構型為反式構型。只要預先無特別說明，則各化合物的比率(百分比)為相對於組成物的總重量的重量百分比(wt%)。在各實施例的最後揭示所獲得的組成物的特性。
此外，各實施例中所使用的液晶性化合物的部分所記載的編號對應於上述的表示本發明的第一成分至第三成分中所使用的液晶性化合物的類型編號，當未記載類型編號，而僅記作「-」時，表示該化合物是不對應於該等成分的其他化合物。
以下揭示藉由化合物的符號的表述方法。
特性的測定是依據以下方法進行。該等方法多為日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ‧ED-2521A中所記載的方法或對該等方法加以修改的方法。
(1)向列相的上限溫度(NI：℃)
將試樣置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上，以1℃/分的速度進行加熱。測定試樣的一部分由向列相轉變成等向性液體時的溫度。以下，有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
(2)向列相的下限溫度(TC：℃)
將具有向列相的試樣在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保管10日後，對液晶相進行觀察。例如當試樣在-20℃下為向列相，而在-30℃下變成結晶或層列相時，將TC記作≦-20℃。以下，有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
(3)光學異向性(Δn：在25℃下進行測定)
使用波長為589nm的光，並利用接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行測定。首先，沿一個方向摩擦主稜鏡的表面後，將試樣滴加至主稜鏡上。然後，測定偏光的方向與摩擦的方向平行時的折射率(n∥)及偏光的方向與摩擦的方向垂直時的折射率(n丄)。由式(Δn)=(n∥)-(n丄)計算出光學異向性的值(Δn)。
(4)黏度(η：在20℃下進行測定，mPa‧s)
測定是使用E型旋轉黏度計。
(5)介電異向性(Δε：在25℃下進行測定)
在經充分清洗的玻璃基板上塗佈十八烷基三乙氧基矽烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉後，在150℃下加熱1小時。組裝兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的VA元件。
以相同的方法在玻璃基板上製備聚醯亞胺的配向膜。對所獲得的玻璃基板的配向膜進行摩擦處理後，組裝兩片玻璃基板的間隔為9μm且扭轉角為80度的TN元件。
將試樣(液晶性組成物、或液晶化合物與母液晶的混合物)裝入所獲得的VA元件中，施加0.5V(1kHz，正弦波)的電壓，測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。
另外，將試樣(液晶性組成物、或液晶化合物與母液晶的混合物)裝入所獲得的TN元件中，施加0.5V(1kHz，正弦波)的電壓，測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε丄)。
由式Δε=ε∥-ε┴計算出介電異向性的值。
該值為負的組成物是具有負介電異向性的組成物。
(6)電壓保持率(VHR：在25℃及100℃下進行測定，%)
將試樣裝入具有聚醯亞胺配向膜且兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為6μm的單元中來製作TN元件。在25℃下，對該TN元件施加脈衝電壓(5V，60微秒)來進行充電。利用陰極射線示波器觀測施加在TN元件上的電壓的波形，並求得單位週期(16.7毫秒)中的電壓曲線與橫軸之間的面積。由去除TN元件後所施加的電壓的波形同樣地求得面積。由(電壓保持率)=(有TN元件時的面積值)/(無TN元件時的面積值)×100的值計算出電壓保持率(%)的值。
以「VHR-1」表示以上述方式所獲得的電壓保持率。繼而，將該TN元件在100℃下加熱250小時。使該TN元件恢復至25℃後，藉由與上述方法相同的方法測定電壓保持率。以「VHR-2」表示實施該加熱試驗後所獲得的電壓保持率。此外，該加熱測試是促進試驗，其用作TN元件的長時間耐久試驗所對應的試驗。
[比較例3]
依據為：該組成物含有專利文獻3中所記載的化合物(C)及其類似化合物。該組成物的成分及特性如下述。
5-B(2F)BB(2F，3F)-O8　(C)　5%
3-B(2F)BB(2F，3F)-O4　(C)類似化合物　5%
5-HB-3　7%
3-HB-O1　7%
3-HB-O2　12%
3-HHB-1　10%
3-HHB-3　10%
3-H2B(2F，3F)-O2　12%
5-H2B(2F，3F)-O2　12%
3-HBB(2F，3F)-O2　10%
3-HHB(2F，3Cl)-O2　4%
4-HHB(2F，3Cl)-O2　3%
5-HHB(2F，3Cl)-O2　3%
NI=81.4℃；Δn=0.111；η=26.8mPa‧s；Δε=-2.8。
[實施例14]
實施例14的組成物與比較例3的組成物相比，可知其在具有較大的負介電異向性(Δε)及較低的黏度(η)方面優異。
2O-B(2F，3F)2BB(2F，3F)-O2　(a-11)5%
4O-B(2F，3F)2BB(2F，3F)-O2　(a-11)5%
5-HB-3　7%
3-HB-O1　7%
3-HB-O2　12%
3-HHB-1　10%
3-HHB-3　10%
3-H2B(2F，3F)-O2　12%
5-H2B(2F，3F)-O2　12%
3-HBB(2F，3F)-O2　10%
3-HHB(2F，3C1)-O2　4%
4-HHB(2F，3C1)-O2　3%
5-HHB(2F，3C1)-O2　3%
NI=79.5℃；TC≦-20℃；Δn=0.107；η=25.8mPa‧S；Δε=-3.2。
[實施例15]
2O-B(2F，3F)O1HB(2F，3F)-O2　(a-6)　5%
2O-B(2F，3F)O1BB(2F，3F)-O2　(a-11)　5%
3-HB-O2　14%
5-HB-O2　15%
3-HHB-1　10%
3-HHB-3　10%
3-HB(2F，3F)-O2　12%
5-HB(2F，3F)-O2　12%
3-HHB(2F，3F)-O2　8%
5-HHB(2F，3F)-O2　9%
NI=82.3℃；Δn=0.099；η=25.4mPa‧S；Δε=-3.3。
[實施例16]
4O-B(2F，3F)O1BB(3F)-O2　(a-9)　4%
4O-B(2F，3F)O1BB(2F)-O2　(a-10)　4%
4O-B(2F，3F)O1BB(2F，3F)-O2　(a-11)　3%
3-HB-O2　15%
5-HB-O2　15%
3-HHB-3　7%
3-HHB-O1　3%
3-HHEH-5　5%
5-H2B(2F，3F)-O2　15%
3-HB(2F，3C1)-O2　5%
2-HHB(2F，3F)-1　10%
3-HHB(2F，3F)-O2　7%
5-HHB(2F，3F)-O2　7%
NI=83.8℃；Δn=0.103；η=25.6mPa‧S；Δε=-3.2。
[實施例17]
4O-B(2F，3F)O1HB(3F)-O2　(a-4)　7%
4O-B(2F，3F)O1HB(2F，3F)-O2　(a-6)　5%
2-H2H-3　6%
3-HB-O1　16%
3-HB-O2　10%
3-HHB-O1　3%
2-BB(3F)B-3　6%
5-HBB(3F)B-2　5%
3-HHEBH-3　4%
3-HHEBH-5　3%
3-H2B(2F，3F)-O2　20%
3-HB(2C1，3F)-O2　3%
5-HH2B(2F，3F)-O2　5%
3-HBB(2F，3F)-O2　7%
NI=82.2℃；TC≦-20℃；Δn=0.111；η=25.6mPa‧s；Δε=-3.1.
[實施例18]
2O-B(2F，3F)VHB(2F，3F)-O2　(a-6)　3%
4O-B(2F，3F)VHB(2F，3F)-O2　(a-6)　3%
4O-B(2F，3F)VHB(2F，3F)-O4　(a-6)　5%
3-HH-4　5%
3-HB-O2　15%
5-HB-O2　15%
3-HHB-1　5%
3-HHB-3　7%
2-BB(3F)B-5　5%
V-HB(2F，3F)-O2　15%
V-HHB(2F，3F)-O2　10%
2-HBB(2F，3F)-O2　7%
3-HBB(2F，3C1)-O2　5%
NI=83.2℃；Δn=0.113；η=25.6mPa‧s；Δε=-3.1。
[實施例19]
2O-B(2F，3F)2HB(2F，3F)-O2　(a-6)　4%
4O-B(2F，3F)O1HB(2F，3F)-O2　(a-6)　8%
2-H2H-3　5%
3-HB-O1　12%
3-HB-O2　3%
3-HHB-1　7%
3-HHB-3　7%
3-HBB-2　5%
2-BBB(2F)-5　5%
3-HHEBH-3　5%
3-H2B(2F，3F)-O2　14%
5-H2B(2F，3F)-O2　14%
3-HBB(2F，3F)-O2　5%
2-BB(2F，3F)B-3　3%
3-HBB(2C1，3F)-O2　3%
NI=81.9℃；Δn=0.110；η=25.7mPa‧s；Δε=-3.1。
[實施例20]
4O-B(2F，3F)O1HB(3F)-O2　(a-4)　7%
4O-B(2F，3F)O1HB(2F)-O2　(a-5)　7%
3-HB-O1　11%
5-HB-O2　20%
3-HHB-1　3%
3-HBBH-5　5%
1O1-HBBH-4　5%
3-H2B(2F，3F)-O2　15%
5-H2B(2F，3F)-O2　15%
5-HHB(2F，3F)-O2　12%
NI=81.9℃；TC≦-20℃；Δn=0.101；η=25.8mPa‧s；Δε=-3.3。
[實施例21]
4O-B(2F，3F)1ODhB(2F，3F)-O2　(a-1)　7%
4O-B(2F，3F)O1DhB(2F，3F)-O2　(a-1)　7%
3-HH-5　5%
3-HB-O1　17%
3-HB-O2　10%
3-HHB-1　10%
3-HHB-3　10%
5-H2B(2F，3F)-O2　16%
3-HH2B(2F，3F)-O2　9%
5-HH2B(2F，3F)-O2　9%
NI=81.8℃；Δn=0.091；η=25.6mPa‧s；Δε=-3.1。
[實施例22]
2O-B(2F，3F)2HB(2F，3F)-O2　(a-6)　5%
2O-B(2F，3F)2BB(2F，3F)-O2　(a-11)　5%
3-HB-O2　15%
5-HB-O2　15%
3-HHB-3　10%
3-HHEBH-3　5%
3-HHEBH-5　3%
3-H2B(2F，3F)-O2　15%
5-H2B(2F，3F)-O2　15%
3-HBB(2F，3F)-O2　6%
5-HBB(2F，3C1)-O2　6%
NI=82.0℃；TC≦-20℃；Δn=0.106；η=25.4mPa‧s；Δε=-3.4.
[實施例23]
2O-B(2.F，3F)O1HB(2F，3F)-O2　(a-6)　5%
2O-B(2F，3F)2BB(2F，3F)-O2　(a-11)　5%
2O-B(2F，3F)O1BB(2F，3F)-O2　(a-11)　3%
5-HB-3　10%
3-HB-O1　13%
3-HHB-1　10%
3-HHB-3　7%
2-BB(3F)B-3　5%
3-H2B(2F，3F)-O2　10%
5-H2B(2F，3F)-O2　10%
3-HHB(2F，3F)-O2　10%
3-HH2B(2F，3F)-O2　12%
NI=83.1℃；Δn=0.107；η=25.5mPa．S；Δε=-3.3。
向上述組成物100份中添加0.25份光學活性化合物(Op-5)時的間距為61.2μm。
 [產業上之可利用性]
本發明提供一種新型化合物，其具有對熱、光等的穩定性，在較廣的溫度範圍內處於向列相，黏度較小，具有較大的光學異向性、及適當的彈性常數K33，進而具有適當的負的介電異向性、及與其他液晶性化合物的優異的相容性，當作為組成物而用於液晶顯示元件時，該液晶顯示元件的響應時間較短，功耗及驅動電壓較小，並具有較大的對比度，可在較廣的溫度範圍內使用，因此可廣泛地用於鐘錶、計算器、文字處理機等的顯示器中。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (29)

  1. 一種液晶性化合物，其是以式(a-1)表示， 式中，R1 及R2 獨立為氫、碳數為1~10的烷基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫或氟，且該等中至少三者為氟；當環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基時，Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -；且當環A1 為1,4-伸苯基時，Z1 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基； 環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基；Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；環A1 為1,4-伸苯基；Z1 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基或吡啶-2,5-二基；Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或四氫吡 喃-2,5-二基；Z1 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中式(a-1)中，R1 及R2 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；環A1 為反式-1,4-伸環己基。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之化合物，其是以式(a-2)或式(a-3)表示， 式中，R3 及R4 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；L5 、L6 、L7 及L8 獨立為氫或氟，且該等中至少三者為氟；Z2 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其是以式(a-4)~式(a-13)中的任一者表示， 式中，R5 及R6 獨立為碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為1~9的烷氧基、碳數為2~9的烷氧基烷基或碳數為2~9的烯基氧基；Z3 為-(CH2 )2 -、-CH=CH-、-CH2 O-或-OCH2 -。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之化合物，其中式(a-4)~式(a-13)中，Z3 為-CH=CH-。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之化合物，其中式(a-4)~式(a-13)中，Z3 為-CH2 O-。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之化合物，其中式(a-4)~式(a-13)中，Z3 為-OCH2 -。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之化合物，其中式(a-4)~式(a-13)中，Z3 為-(CH2 )2 -。
  13. 一種液晶組成物，其含有選自如申請專利範圍第1項所述之化合物中的至少一種化合物即第一成分、與選自式(e-1)、式(e-2)及式(e-3)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第二成分，並且其介電異向性為負， 式中，Ra11 及Rb11 獨立為碳數為1~10的烷基，該烷基中，不相鄰的-CH2 -可被-O-取代，不相鄰的-(CH2 )2 -可被-CH=CH-取代，氫可被氟取代；環A11 、環A12 、環A13 及環A14 獨立為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z11 、Z12 及Z13 獨立為單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或-CH2 O-。
  14. 一種液晶組成物，其含有選自如申請專利範圍第7項所述之化合物群中的至少一種化合物即第一成分、與選自如申請專利範圍第13項所述之式(e-1)、式(e-2)及式(e-3)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第二成 分，並且其介電異向性為負。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的含有比率在5重量%~60重量%的範圍內，第二成分的含有比率在40重量%~95重量%的範圍內。
  16. 如申請專利範圍第13項或第14項所述之液晶組成物，其除第一成分及第二成分以外，含有選自式(g-1)~式(g-6)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第三成分， 式(g-1)~式(g-6)中，Ra21 及Rb21 獨立為氫或碳數為1~10的烷基，該烷基中，不相鄰的-CH2 -可被-O-取代，不相鄰的-(CH2 )2 -可被-CH=CH-取代，氫可被氟取代；環A21 、環A22 及環A23 獨立為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z21 、Z22 及Z23 獨立為單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-OCF2 -、-CF2 O-、-OCF2 CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CF2 O-、-COO-、-OCO-、-OCH2 -或-CH2 O-；Y1 、Y2 、Y3 及Y4 獨立為氟或氯；q、r及s獨立為0、1或2，q+r為1或2，q+r+s為1、2或3；t為0、1或2。
  17. 如申請專利範圍第13項或第14項所述之液晶組成物，其除第一成分及第二成分以外，含有選自式(h-1)~式(h-6)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第三成分， 式(h-1)~式(h-7)中，Ra22 及Rb22 獨立為碳數為1~8的直鏈烷基、碳數為2~8的直鏈烯基或碳數為1~7的烷氧基；Z24 、Z25 及Z26 為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH2 O-或-OCH2 -；Y1 及Y2 均為氟，或者一者為氟而另一者為氯。
  18. 一種液晶組成物，其含有選自如申請專利範圍第7項所述之化合物群的至少一種化合物即第一成分、選自如申請專利範圍第13項所述之式(e-1)、式(e-2)及式(e-3)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第二成分、以及 選自如申請專利範圍第17項所述之式(h-1)~式(h-7)所表示的化合物群中的至少一種化合物即第三成分，並且其介電異向性為負。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的含有比率在5重量%~60重量%的範圍內，第二成分的含有比率在20重量%~75重量%的範圍內，第三成分的含有比率在20重量%~75重量%的範圍內。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的含有比率在5重量%~60重量%的範圍內，第二成分的含有比率在20重量%~75重量%的範圍內，第三成分的含有比率在20重量%~75重量%的範圍內。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的含有比率在5重量%~60重量%的範圍內，第二成分的含有比率在20重量%~75重量%的範圍內，第三成分的含有比率在20重量%~75重量%的範圍內。
  22. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第13項所述之液晶組成物。
  23. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物。
  24. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第15項所述之液晶組成物。
  25. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物。
  26. 如申請專利範圍第22項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為VA模式或IPS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為VA模式或IPS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
  28. 如申請專利範圍第24項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為VA模式或IPS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
  29. 如申請專利範圍第25項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為VA模式或IPS模式，且液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
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