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Title:
PENTACYCLIC LIQUID CRYSTAL COMPOUND HAVING NITROGEN-CONTAINING HETEROCYCLIC RING, LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/047260
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a liquid crystal compound having general properties required for a compound; stability against heat, light and the like; a wide liquid crystal phase temperature range; a high clearing; good compatibility with other liquid crystal compounds; and a large refractive index anisotropy and dielectric constant anisotropy. Further disclosed is a liquid crystal composition containing said liquid crystal compound. Further disclosed is a liquid crystal display element containing said liquid crystal composition. The compound is expressed by general formula (1). (1) For example, R1 is an alkyl with 1-20 carbons; at least one of the rings A1–A6 is pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl, with the remainder being 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene; Z1-Z6 are single bonds; L1-L4 are hydrogen or a halogen; X1 is hydrogen, a halogen, -C ≡ N, or an alkyl with 1-10 carbons; and l, m, n, o, p, and q are 0 or 1, with l + m + n + o + p + q = 3.

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Inventors:
TANAKA HIROYUKI (JP)
SAGOU KOUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/067807
Publication Date:
April 29, 2010
Filing Date:
October 14, 2009
Export Citation:
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Assignee:
CHISSO CORP (JP)
CHISSO PETROCHEMICAL CORP (JP)
TANAKA HIROYUKI (JP)
SAGOU KOUKI (JP)
International Classes:
C07D213/30; C07D239/26; C07D405/04; C07D405/08; C09K19/12; C09K19/14; C09K19/16; C09K19/18; C09K19/20; C09K19/30; C09K19/32; C09K19/34; C09K19/54
Domestic Patent References:
WO2008105286A12008-09-04
WO1996011897A11996-04-25
WO2005019378A12005-03-03
WO2005019381A12005-03-03
WO2006125511A12006-11-30
WO2006125530A12006-11-30
WO1996011897A11996-04-25
WO2004035710A12004-04-29
WO2004048501A12004-06-10
WO2005019378A12005-03-03
WO2005019381A12005-03-03
WO2006125511A12006-11-30
WO2006125530A12006-11-30
WO2005019378A12005-03-03
WO1996011897A11996-04-25
WO2006012551A12006-02-02
Foreign References:
JPH10204016A1998-08-04
GB2229438A1990-09-26
DE4023106A11992-01-23
JPH10251186A1998-09-22
JP2004352721A2004-12-16
US6231785B12001-05-15
Other References:
See also references of EP 2351741A4
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Claims:
 式(1)で表される化合物。

式(1)において、R 1 は炭素数1~20のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の-CH 2 -は-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられてもよく;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンであり、環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 のうち少なくとも1つはピリミジン-2,5-ジイル、またはピリジン-2,5-ジイルであり;Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 は独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CH 2 O-、-OCH 2 -、-CF=CF-、-(CH 2 ) 4 -、-(CH 2 ) 2 CF 2 O-、-(CH 2 ) 2 OCF 2 -、-CF 2 O(CH 2 ) 2 -、-OCF 2 (CH 2 ) 2 -、-CH=CH-(CH 2 ) 2 -、または-(CH 2 ) 2 -CH=CH-であり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはハロゲンであり;X 1 は水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、または炭素数1~10のアルキルであり、炭素数2~10のアルキルにおいて任意の-CH 2 -は、-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられてもよく、そして、これらにおいて任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよく;l、m、n、o、p、およびqは独立して、0または1であり、l+m+n+o+p+qは3である。
 式(1)において、R 1 が炭素数1~20のアルキル、炭素数2~21のアルケニル、炭素数1~19のアルコキシ、炭素数2~20のアルケニルオキシ、または炭素数1~19のアルキルチオであり;X 1 が水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、炭素数1~10のアルキル、炭素数2~11のアルケニル、炭素数1~9のアルコキシ、炭素数2~10のアルケニルオキシ、炭素数1~9のアルキルチオ、-CH 2 F、-CHF 2 、-CF 3 、-(CH 2 ) 2 -F、-CF 2 CH 2 F、-CF 2 CHF 2 、-CH 2 CF 3 、-CF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 3 -F、-(CF 2 ) 3 -F、-CF 2 CHFCF 3 、-CHFCF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 4 -F、-(CF 2 ) 4 -F、-(CH 2 ) 5 -F、-(CF 2 ) 5 -F、-OCH 2 F、-OCHF 2 、-OCF 3 、-O-(CH 2 ) 2 -F、-OCF 2 CH 2 F、-OCF 2 CHF 2 、-OCH 2 CF 3 、-O-(CH 2 ) 3 -F、-O-(CF 2 ) 3 -F、-OCF 2 CHFCF 3 、-OCHFCF 2 CF 3 、-O(CH 2 ) 4 -F、-O-(CF 2 ) 4 -F、-O-(CH 2 ) 5 -F、-O-(CF 2 ) 5 -F、-CH=CHF、-CH=CF 2 、-CF=CHF、-CH=CHCH 2 F、-CH=CHCF 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CF 2 、-CH 2 CH=CHCF 3 、または-CH=CHCF 2 CF 3 である請求項1に記載の化合物。
 式(1)において、Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 が独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF 2 O-、-CH 2 O-、または-OCH 2 -である請求項1または2に記載の化合物。
 式(1-1)~(1-3)のいずれか一つで表される請求項1に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキル、炭素数2~15のアルケニル、炭素数1~15のアルコキシ、または炭素数2~15のアルケニルオキシであり;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンであり、それぞれの式において、環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 のうち少なくとも1つは、ピリミジン-2,5-ジイルまたはピリジン-2,5-ジイルであり;Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、およびZ 5 は独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF 2 O-、-CH 2 O-、または-OCH 2 -であり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素、塩素、-C≡N、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fである。
 式(1-4)~(1-6)のいずれか1つで表される請求項1に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキル、または炭素数2~15のアルケニルであり、;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンであり、それぞれの式において、環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 のうち少なくとも1つは、ピリミジン-2,5-ジイルまたはピリジン-2,5-ジイルであり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素、塩素、-C≡N、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fである。
 式(1-7)~(1-16)のいずれか1つで表される請求項1に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキルであり;L 1 、L 2 、L 3 、L 4 、Y 1 、Y 2 、Y 3 、およびY 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素または-OCF 3 である。
 式(1-17)~(1-21)のいずれか1つで表される請求項1に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキルであり;L 3 、L 4 、Y 1 、Y 2 、Y 3 、およびY 4 は独立して、水素またはフッ素である。
 1成分として、請求項1~7のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1つ含有し、2成分以上からなる液晶組成物。
 一般式(2)、(3)および(4)のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を1成分として含有する、請求項8に記載の液晶組成物。

これらの式において、R 2 は炭素数1~10のアルキルまたは炭素数2~10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;X 2 は、フッ素、塩素、-OCF 3 、-OCHF 2 、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 2 CHF 2 、または-OCF 2 CHFCF 3 であり;環B 1 、環B 2 、および環B 3 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任意の水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレンであり;Z 7 、Z 8 、およびZ 9 は独立して、-(CH 2 ) 2 -、-(CH 2 ) 4 -、-COO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH 2 O-、または単結合であり;L 5 およびL 6 は独立して、水素またはフッ素である。
 一般式(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を1成分として含有する、請求項8に記載の液晶組成物。

これらの式において、R 3 は炭素数1~10のアルキルまたは炭素数2~10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;X 3 は-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nであり;環C 1 、環C 2 および環C 3 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;Z 9 は-(CH 2 ) 2 -、-COO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-C≡C-、-CH 2 O-、または単結合であり;L 7 およびL 8 は独立して、水素またはフッ素であり;rは0または1であり、sは0または1であり、r+sは、0、1、または2である。
 一般式(6)、(7)、(8)、(9)および(10)のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を1成分として含有する、請求項8に記載の液晶組成物。

これらの式において、R 4 およびR 5 は独立して、炭素数1~10のアルキルまたは炭素数2~10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;環D 1 、環D 2 、環D 3 、および環D 4 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはデカヒドロナフタレン-2,6-ジイルであり;Z 10 、Z 11 、Z 12 、およびZ 13 は独立して、-(CH 2 ) 2 -、-COO-、-CH 2 O-、-OCF 2 -、-OCF 2 -(CH 2 ) 2 -、または単結合であり;L 9 およびL 10 は独立して、フッ素または塩素であり;t、u、x、y、およびzは独立して、0または1であり、u+x+y+zは1または2である。
 一般式(11)、(12)および(13)のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を1成分として含有する、請求項8に記載の液晶組成物。

これらの式において、R 6 およびR 7 は独立して、炭素数1~10のアルキルまたは炭素数2~10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;環E 1 、環E 2 、および環E 3 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、3-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z 14 およびZ 15 は独立して、-C≡C-、-COO-、-(CH 2 ) 2 -、-CH=CH-、または単結合である。
 請求項10記載の一般式(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項9に記載の液晶組成物。
 請求項12記載の一般式(11)、(12)および(13)のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項9に記載の液晶組成物。
 請求項12記載の一般式(11)、(12)および(13)のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項10に記載の液晶組成物。
 請求項12記載の一般式(11)、(12)および(13)のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項11に記載の液晶組成物。
 少なくとも1つの光学活性化合物をさらに含有する、請求項8~16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
 少なくとも1つの酸化防止剤および/または紫外線吸収剤を含む請求項8~17のいずれか1項に記載の液晶組成物。
 請求項8~18のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
Description:
含窒素複素環を有する5環液晶化 合物、液晶組成物および液晶表示素子

 本発明は表示素子用の材料として有用な 規液晶化合物、液晶組成物に関する。詳し は液晶相の広い温度範囲、高い透明点、他 液晶化合物との良好な相溶性を有し、大き 屈折率異方性および誘電率異方性を持ち、 えて、液晶表示素子に使用した場合には幅 い温度範囲において使用可能で、低電圧駆 が可能であり、急峻な電気光学特性を得る とができる新規液晶化合物およびこの組成 を含有する液晶表示素子に関する。

 液晶化合物(本願において、液晶化合物な る用語は、液晶相を有する化合物および液晶 相を有さないが液晶組成物の構成成分として 有用である化合物の総称として用いられる。 )を用いた表示素子は、時計、電卓、ワ-プロ どのディスプレイに広く利用されている。 れらの表示素子は液晶化合物の屈折率異方 、誘電率異方性などを利用したものである

 液晶表示素子において、液晶の動作モー に基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、BTN(Bistable twi sted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence )、OCB(opticallycompensated bend)、IPS(in-plane switchin g)、VA(vertical alignment)、PSA(Polymer sustained align ment)などである。素子の駆動方式に基づいた 類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である 。PM(passive matrix)はスタティック(static)とマル チプレックス(multiplex)などに分類され、AMはTF T(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)な に分類される。

 これらの液晶表示素子は、適切な物性を有 る液晶組成物を含有する。液晶表示素子の 性を向上させるには、この液晶組成物が適 な物性を有するのが好ましい。液晶組成物 成分である液晶化合物に必要な一般的物性 、次のとおりである。
(1)化学的に安定であること、および物理的に 安定であること、
(2)高い透明点(液晶相-等方相の相転移温度)を 有すること、
(3)液晶相(ネマチック相、スメクチック相等) 下限温度、特にネマチック相の下限温度が いこと、
(4)他の液晶化合物との相溶性に優れること、
(5)大きな誘電率異方性を有すること、
(6)大きな屈折率異方性を有すること、
である。

 (1)のように化学的、物理的に安定な液晶化 物を含む組成物を表示素子に用いると、電 保持率を高くすることができる。
 また、(2)および(3)のように、高い透明点、 るいは液晶相の低い下限温度を有する液晶 合物を含む組成物ではネマチック相の温度 囲を広げることが可能となり、幅広い温度 囲で表示素子として使用することができる

 液晶化合物は、単一の化合物では発揮す ことが困難な特性を発現させるために、他 多くの液晶化合物と混合して調製した組成 として用いることが一般的である。したが て、表示素子に用いる液晶化合物は、(4)の うに、他の液晶化合物等との相溶性が良好 あることが好ましい。

近年は特に表示性能、例えばコントラスト 、表示容量、応答時間特性等のより高い液晶 表示素子が要求されている。さらに使用され る液晶材料には駆動電圧の低いもの、すなわ ちしきい値電圧の低下を可能とする液晶化合 物およびこれを含む低駆動電圧の液晶組成物 が要求されている。

 しきい値電圧(V th )はよく知られているように、下式により示 れる(H.J.Deuling, et al.,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,27 (1975 )81)。

 V th =π(K/ε 0 δε) 1/2

上式において、Kは弾性定数、ε 0 は真空の誘電率である。該式から判るように 、V th を低下させるには、δε(誘電率異方性)の値を 大きくするかまたはKを小さくするかの2通り 方法が考えられる。しかし、現在の技術で 未だ実際にKをコントロールすることは困難 であるため、通常はδεの大きな液晶材料を いて要求に対処しているのが現状である。 のような事情から(5)のように大きな誘電率 方性を有する液晶化合物の開発が盛んに行 れている。

 さらに、良好な液晶表示を行うためには れを構成する液晶表示素子のセルの厚みと 用される液晶材料のδn(屈折率異方性)の値 一定であることが好ましい ( E.Jakeman, et al ., Pyhs.Lett., 39A. 69 ( 1972 ) )。また、液晶 示素子の応答速度は用いられるセルの厚み 二乗に反比例する。その為、動画等の表示 も応用できる高速応答可能な液晶表示素子 製造するには、大きな屈折率異方性を有す 液晶組成物を用いなくてはならない。した って(6)のように大きな屈折率異方性を有す 液晶化合物が要求されている。

 これまでに、大きな誘電率異方性および屈 率異方性を有する液晶化合物が種々合成さ ており、そのうちのいくつかは実用的に用 られている。例えば、特許文献1~6にはCF 2 O結合基を有する4環の化合物が示されている しかし、これらの化合物は透明点が十分に くない為、それを液晶組成物にしたとき表 素子として使用できる温度範囲が十分に広 ない。

 さらに、特許文献7~10には、テトラヒドロピ ラン環を含有した、CF 2 O結合基を有する5環の化合物(化合物(S-1)~(S-3)) が、特許文献11および12にはテトラヒドロピ ン環、およびジオキサン環を含有した化合 (化合物(S-4)および(S-5))が示されている。し し、これらの化合物は液晶相の温度範囲が 分に広くなく、屈折率異方性、誘電率異方 も充分に大きくない。

国際公開第96/11897パンフレット

特開平10-204016号公報

英国特許第2229438号明細書

独国特許出願公開第4023106号明細書

特開平10-251186号公報

国際公開第2004/035710パンフレット

国際公開第2004/048501パンフレット

特開2004-352721公報

国際公開第2005/019378パンフレット

国際公開第2005/019381パンフレット

国際公開第2006/125511パンフレット

国際公開第2006/125530パンフレット

 本発明の第一の目的は、化合物に必要な 般的物性、熱、光などに対する安定性、液 相の広い温度範囲、高い透明点を有し、他 液晶化合物との良好な相溶性、大きな光学 方性および誘電率異方性を持つ液晶化合物 提供することである。第二の目的は、この 合物を含有し、液晶相の広い温度範囲、小 な粘度、適切な大きさの屈折率異方性、お び低いしきい値電圧を有する液晶組成物を 供することである。第三の目的は、この組 物を含有し、使用できる広い温度範囲、短 応答時間、小さな消費電力、大きなコント スト、および低い駆動電圧を有する液晶表 素子を提供することである。

 本発明は、以下のような液晶化合物、液 組成物、および液晶組成物を含有する液晶 示素子等を提供する。また、以下に、式(1) 表わされる化合物における末端基、環およ 結合基等に関して好ましい例も述べる。

[1] 式(1)で表される化合物。

式(1)において、R 1 は炭素数1~20のアルキルであり、このアルキ において任意の-CH 2 -は-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられて よく;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジ -2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオ キサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任 意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4 -フェニレンであり、環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 のうち少なくとも1つはピリミジン-2,5-ジイル 、またはピリジン-2,5-ジイルであり;Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 は独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CH 2 O-、-OCH 2 -、-CF=CF-、-(CH 2 ) 4 -、-(CH 2 ) 2 CF 2 O-、-(CH 2 ) 2 OCF 2 -、-CF 2 O(CH 2 ) 2 -、-OCF 2 (CH 2 ) 2 -、-CH=CH-(CH 2 ) 2 -、または-(CH 2 ) 2 -CH=CH-であり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはハロゲンであり;X 1 は水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、または炭素数1~10のアルキルであり、炭素 2~10のアルキルにおいて任意の-CH 2 -は、-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられ もよく、そして、これらにおいて任意の水 はハロゲンにより置き換えられてもよく;l m、n、o、p、およびqは独立して、0または1で り、l+m+n+o+p+qは3である。

[2] 式(1)において、R 1 が炭素数1~20のアルキル、炭素数2~21のアルケ ル、炭素数1~19のアルコキシ、炭素数2~20の ルケニルオキシ、または炭素数1~19のアルキ チオであり;X 1 が水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、炭素数1~10のアルキル、炭素数2~11のアルケ ル、炭素数1~9のアルコキシ、炭素数2~10のア ルケニルオキシ、炭素数1~9のアルキルチオ、 -CH 2 F、-CHF 2 、-CF 3 、-(CH 2 ) 2 -F、-CF 2 CH 2 F、-CF 2 CHF 2 、-CH 2 CF 3 、-CF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 3 -F、-(CF 2 ) 3 -F、-CF 2 CHFCF 3 、-CHFCF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 4 -F、-(CF 2 ) 4 -F、-(CH 2 ) 5 -F、-(CF 2 ) 5 -F、-OCH 2 F、-OCHF 2 、-OCF 3 、-O-(CH 2 ) 2 -F、-OCF 2 CH 2 F、-OCF 2 CHF 2 、-OCH 2 CF 3 、-O-(CH 2 ) 3 -F、-O-(CF 2 ) 3 -F、-OCF 2 CHFCF 3 、-OCHFCF 2 CF 3 、-O(CH 2 ) 4 -F、-O-(CF 2 ) 4 -F、-O-(CH 2 ) 5 -F、-O-(CF 2 ) 5 -F、-CH=CHF、-CH=CF 2 、-CF=CHF、-CH=CHCH 2 F、-CH=CHCF 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CF 2 、-CH 2 CH=CHCF 3 、または-CH=CHCF 2 CF 3 である項[1]に記載の化合物。
[3] 式(1)において、Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 が独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF 2 O-、-CH 2 O-、または-OCH 2 -である項[1]または[2]に記載の化合物。

[4] 式(1-1)~(1-3)のいずれか一つで表される項[1 ]に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキル、炭素数2~15のアルケ ル、炭素数1~15のアルコキシ、または炭素数 2~15のアルケニルオキシであり;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジ -2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオ キサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任 意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4 -フェニレンであり、それぞれの式において 環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 のうち少なくとも1つは、ピリミジン-2,5-ジイ ルまたはピリジン-2,5-ジイルであり;Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、およびZ 5 は独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF 2 O-、-CH 2 O-、または-OCH 2 -であり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素、塩素、-C≡N、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fである。

[5] 式(1-4)~(1-6)のいずれか1つで表される項[1] 記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキル、または炭素数2~15の ルケニルであり、;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジ -2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオ キサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任 意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4 -フェニレンであり、それぞれの式において 環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 のうち少なくとも1つは、ピリミジン-2,5-ジイ ルまたはピリジン-2,5-ジイルであり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素、塩素、-C≡N、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fである。

[6] 式(1-7)~(1-16)のいずれか1つで表される項[1] に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキルであり;L 1 、L 2 、L 3 、L 4 、Y 1 、Y 2 、Y 3 、およびY 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素または-OCF 3 である。

[7] 式(1-17)~(1-21)のいずれか1つで表される項[1 ]に記載の化合物。

これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキルであり;L 3 、L 4 、Y 1 、Y 2 、Y 3 、およびY 4 は独立して、水素またはフッ素である。

[8] 1成分として、項[1]~[7]のいずれか1項に 載の化合物を少なくとも1つ含有し、2成分 上からなる液晶組成物。

[9] 一般式(2)、(3)および(4)のそれぞれで表さ る化合物の群から選択される少なくとも1つ の化合物を1成分として含有する、項[8]に記 の液晶組成物。

これらの式において、R 2 は炭素数1~10のアルキルまたは炭素数2~10のア ケニルであり、アルキルおよびアルケニル おいて任意の水素はフッ素で置き換えられ もよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;X 2 は、フッ素、塩素、-OCF 3 、-OCHF 2 、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 2 CHF 2 、または-OCF 2 CHFCF 3 であり;環B 1 、環B 2 、および環B 3 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオ サン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、テ トラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン 、または任意の水素がフッ素で置き換えられ た1,4-フェニレンであり;Z 7 、Z 8 、およびZ 9 は独立して、-(CH 2 ) 2 -、-(CH 2 ) 4 -、-COO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH 2 O-、または単結合であり;L 5 およびL 6 は独立して、水素またはフッ素である。

[10] 一般式(5)で表される化合物の群から選択 される少なくとも1つの化合物を1成分として 有する、項[8]に記載の液晶組成物。

これらの式において、R 3 は炭素数1~10のアルキルまたは炭素数2~10のア ケニルであり、アルキルおよびアルケニル おいて任意の水素はフッ素で置き換えられ もよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;X 3 は-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nであり;環C 1 、環C 2 および環C 3 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェ レン、任意の水素がフッ素で置き換えられ 1,4-フェニレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、 テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはピリ ジン-2,5-ジイルであり;Z 9 は-(CH 2 ) 2 -、-COO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-C≡C-、-CH 2 O-、または単結合であり;L 7 およびL 8 は独立して、水素またはフッ素であり;rは0ま たは1であり、sは0または1であり、r+sは、0、1 、または2である。

[11] 一般式(6)、(7)、(8)、(9)および(10)のそれ れで表される化合物の群から選択される少 くとも1つの化合物を1成分として含有する、 項[8]に記載の液晶組成物。

これらの式において、R 4 およびR 5 は独立して、炭素数1~10のアルキルまたは炭
数2~10のアルケニルであり、アルキルおよび ルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置 換えられてもよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;環D 1 、環D 2 、環D 3 、および環D 4 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シク ヘキセニレン、1,4-フェニレン、任意の水素 がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、 トラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはデカヒ ドロナフタレン-2,6-ジイルであり;Z 10 、Z 11 、Z 12 、およびZ 13 は独立して、-(CH 2 ) 2 -、-COO-、-CH 2 O-、-OCF 2 -、-OCF 2 -(CH 2 ) 2 -、または単結合であり;L 9 およびL 10 は独立して、フッ素または塩素であり;t、u、 x、y、およびzは独立して、0または1であり、u +x+y+zは1または2である。

[12] 一般式(11)、(12)および(13)のそれぞれで表 される化合物の群から選択される少なくとも 1つの化合物を1成分として含有する、項[8]に 載の液晶組成物。

これらの式において、R 6 およびR 7 は独立して、炭素数1~10のアルキルまたは炭 数2~10のアルケニルであり、このアルキルお びアルケニルにおいて任意の水素はフッ素 置き換えられてもよく、任意の-CH 2 -は-O-で置き換えられてもよく;環E 1 、環E 2 、および環E 3 は独立して、1,4-シクロヘキシレン、ピリミ ン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1, 4-フェニレン、3-フルオロ-1,4-フェニレン、ま たは2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z 14 およびZ 15 は独立して、-C≡C-、-COO-、-(CH 2 ) 2 -、-CH=CH-、または単結合である。

[13] 項[10]記載の一般式(5)で表される化合 の群から選択される少なくとも1つの化合物 さらに含有する、項[9]に記載の液晶組成物

[14] 項[12]記載の一般式(11)、(12)および(13) それぞれで表される化合物の群から選択さ る少なくとも1つの化合物をさらに含有する 項[9]に記載の液晶組成物。

[15] 項[12]記載の一般式(11)、(12)および(13) それぞれで表される化合物の群から選択さ る少なくとも1つの化合物をさらに含有する 項[10]に記載の液晶組成物。

[16] 項[12]記載の一般式(11)、(12)および(13) それぞれで表される化合物の群から選択さ る少なくとも1つの化合物をさらに含有する 項[11]に記載の液晶組成物。

[17] 少なくとも1つの光学活性化合物をさ に含有する、項[8]~[16]のいずれか1項に記載 液晶組成物。

[18] 少なくとも1つの酸化防止剤および/ま は紫外線吸収剤を含む項[8]~[17]のいずれか1 に記載の液晶組成物。

[19] 項[8]~[18]のいずれか1項に記載の液晶組 成物を含有する液晶表示素子。

 この明細書における用語の使い方は次のと りである。液晶化合物は、ネマチック相、 メクチック相などの液晶相を有する化合物 よび液晶相を有しないが液晶組成物の成分 して有用な化合物の総称である。液晶化合 、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化 物、組成物、素子と略すことがある。液晶 示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モ ュールの総称である。ネマチック相の上限 度はネマチック相-等方相の相転移温度であ り、そして単に透明点または上限温度と略す ことがある。ネマチック相の下限温度を単に 下限温度と略すことがある。式(1)で表わされ る化合物を化合物(1)と略すことがある。この 略記は式(2)などで表される化合物にも適用す ることがある。式(1)から式(13)において、六 形で囲んだB、D、Eなどの記号はそれぞれ環B 環D、環Eなどに対応する。百分率で表した 合物の量は組成物の全重量に基づいた重量 分率(重量%)である。環A 1 、Y 1 、Bなど複数の同じ記号を同一の式または異 った式に記載したが、これらの任意の2つは 一であってもよいし、または異なってもよ 。

 「任意の」は、位置だけでなく個数につい も任意であることを示すが、個数が0である 場合を含まない。任意のAがB、CまたはDで置 換えられてもよいという表現は、任意のAがB で置き換えられる場合、任意のAがCで置き換 られる場合および任意のAがDで置き換えら る場合に加えて、複数のAがB~Dの少なくとも2 つで置き換えられる場合をも含むことを意味 する。例えば、任意の-CH 2 -が-O-または-CH=CH-で置き換えられてもよいア キルには、アルキル、アルケニル、アルコ シ、アルコキシアルキル、アルコキシアル ニル、アルケニルオキシアルキルなどが含 れる。なお、本発明においては、連続する2 つの-CH 2 -が-O-で置き換えられて、-O-O-のようになるこ とは好ましくない。そして、アルキルにおけ る末端の-CH 2 -が-O-で置き換えられることも好ましくない 以下に本発明をさらに説明する。

 本発明の化合物は、化合物に必要な一般 物性、熱、光などに対する安定性、液晶相 広い温度範囲、高い透明点、他の液晶化合 との良好な相溶性、大きな屈折率異方性お び誘電率異方性を有する。本発明の液晶組 物は、これらの化合物の少なくとも一つを 有し、そしてネマチック相の高い上限温度 ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度 適切な大きさの屈折率異方性および低いし い値電圧を有する。本発明の液晶表示素子 、この組成物を含有し、そして使用できる い温度範囲、短い応答時間、小さな消費電 、大きなコントラスト比、および低い駆動 圧を有する。

1-1 本発明の化合物
 本発明の第1の態様は、式(1)で表される化合 物に関する。

 式(1)においてR 1 は炭素数1~20のアルキルであり、炭素数2~20の ルキルにおいて任意の-CH 2 -は-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられて よい。例えば、CH 3 -(CH 2 ) 3 -において任意の-CH 2 -を-O-、-S-、または-CH=CH-で置き換えた基の例 、CH 3 -(CH 2 ) 2 -O-、CH 3 O-(CH 2 ) 2 -、CH 3 OCH 2 O-、CH 3 -(CH 2 ) 2 -S-、CH 3 S-(CH 2 ) 2 -、CH 3 SCH 2 S-、CH 2 =CH-(CH 2 ) 3 -、CH 3 CH=CH-(CH 2 ) 2 -、CH 3 CH=CHCH 2 O-などである。

 このようなR 1 の例は、アルキル、アルコキシ、アルコキシ アルキル、アルコキシアルコキシ、チオアル キル、チオアルキルアルコキシ、アルケニル 、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアル キル、アルコキシアルケニル等である。これ らの基において分岐よりも直鎖の方が好まし い。R 1 が分岐の基であっても光学活性であるときは 好ましい。アルケニルにおける-CH=CH-の好ま い立体配置は、二重結合の位置に依存する -CH=CHCH 3 、-CH=CHC 2 H 5 、-CH=CHC 3 H 7 、-CH=CHC 4 H 9 、-C 2 H 4 CH=CHCH 3 、および-C 2 H 4 CH=CHC 2 H 5 のような奇数位に二重結合をもつアルケニル においてはトランス配置が好ましい。-CH 2 CH=CHCH 3 、-CH 2 CH=CHC 2 H 5 、および-CH 2 CH=CHC 3 H 7 のような偶数位に二重結合をもつアルケニル においてはシス配置が好ましい。好ましい立 体配置を有するアルケニル化合物は、高い上 限温度または液晶相の広い温度範囲を有する 。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol . Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明 がある。

 アルキルとしては、直鎖でも分岐鎖でもよ 、アルキルの具体的な例は、-CH 3 、-C 2 H 5 、-C 3 H 7 、-C 4 H 9 、-C 5 H 11 、-C 6 H 13 、-C 7 H 15 、-C 8 H 17、 -C 9 H 19 、-C 10 H 21 、-C 11 H 23 、-C 12 H 25 、-C 13 H 27 、-C 14 H 29 、および-C 15 H 31 である。

 アルコキシとしては、直鎖でも分岐鎖でも く、アルコキシの具体的な例は、-OCH 3 、-OC 2 H 5 、-OC 3 H 7 、-OC 4 H 9 、-OC 5 H 11 、-OC 6 H 13 および-OC 7 H 15 、-OC 8 H 17、 -OC 9 H 19 、-OC 10 H 21 、-OC 11 H 23 、-OC 12 H 25 、-OC 13 H 27 、および-OC 14 H 29 である。

 アルコキシアルキルとしては、直鎖でも分 鎖でもよく、アルコキシアルキルの具体的 例は、-CH 2 OCH 3 、-CH 2 OC 2 H 5 、-CH 2 OC 3 H 7 、-(CH 2 ) 2 -OCH 3 、-(CH 2 ) 2 -OC 2 H 5 、-(CH 2 ) 2 -OC 3 H 7 、-(CH 2 ) 3 -OCH 3 、-(CH 2 ) 4 -OCH 3 、および-(CH 2 ) 5 -OCH 3 である。

 アルケニルとしては、直鎖でも分枝鎖でも く、アルケニルの具体的な例は、-CH=CH 2 、-CH=CHCH 3 、-CH 2 CH=CH 2 、-CH=CHC 2 H 5 、-CH 2 CH=CHCH 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CH 2 、-CH=CHC 3 H 7 、-CH 2 CH=CHC 2 H 5 、-(CH 2 ) 2 -CH=CHCH 3 、および-(CH 2 ) 3 -CH=CH 2 である。

 アルケニルオキシとしては、直鎖でも分枝 でもよく、アルケニルオキシの具体的な例 、-OCH 2 CH=CH 2 、-OCH 2 CH=CHCH 3 、および-OCH 2 CH=CHC 2 H 5 である。

 R 1 は、炭素数1~15のアルキル、または炭素数2~15 アルケニルが好ましい。またR 1 の最も好ましい例は、-CH 3 、-C 2 H 5 、-C 3 H 7 、-C 4 H 9 、-C 5 H 11 、-C 6 H 13、 -C 7 H 15 、-C 8 H 17、 -C 9 H 19 、-C 10 H 21 -C 11 H 23 、-C 12 H 25 、-C 13 H 27 、-C 14 H 29 、-C 15 H 31 、-CH=CH 2 、-CH=CHCH 3 、-CH 2 CH=CH 2 、-CH=CHC 2 H 5 、-CH 2 CH=CHCH 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CH 2 、-CH=CHC 3 H 7 、-CH 2 CH=CHC 2 H 5 、-(CH 2 ) 2 -CH=CHCH 3 、および-(CH 2 ) 3 -CH=CH 2 である。

 式(1)において、環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル(14-1)、ピ ジン-2,5-ジイル(14-2)、1,4-シクロヘキシレン( 14-3)、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル(14-4)、1,4-フェ ニレン(14-5)、または任意の水素がハロゲンに より置き換えられた1,4-フェニレンであり、 A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 のうち少なくとも1つは、ピリミジン-2,5-ジイ ルまたはピリジン-2,5-ジイルである。任意の 素がハロゲンにより置き換えられた1,4-フェ ニレンの例は、式(14-6)~(14-22)である。好まし 例は、式(14-6)~(14-11)で表される基である。

 環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 の好ましい例は、ピリミジン-2,5-ジイル(14-1) ピリジン-2,5-ジイル(14-2)、1,4-シクロヘキシ ン(14-3)、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル(14-4)、1,4- フェニレン(14-5)、2-フルオロ-1,4-フェニレン(1 4-6)(14-7)、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン(14-8) 2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン(14-10)、2,6-ジフ ルオロ-1,4-フェニレン(14-9)(14-11)である。

 環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 、および環A 6 の最も好ましい例は、ピリミジン-2,5-ジイル ピリジン-2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン 1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、 2-フルオロ-1,4-フェニレン、および2,6-ジフル ロ-1,4-フェニレンである。

 式(1)においてZ 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 は独立して、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CH 2 O-、-OCH 2 -、-CF=CF-、-(CH 2 ) 4 -、-(CH 2 ) 2 -CF 2 O-、-(CH 2 ) 2 -OCF 2 -、-CF 2 O-(CH 2 ) 2 -、-OCF 2 -(CH 2 ) 2 -、-CH=CH-(CH 2 ) 2 -または-(CH 2 ) 2 -CH=CH-である。

 Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 の好ましい例は、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF 2 O-、-CH 2 O-または-OCH 2 -である。これらの結合において、-CH=CH-、-CF= CF-、-CH=CH-(CH 2 ) 2 -、および-(CH 2 ) 2 -CH=CH-のような結合基の二重結合に関する立 配置はシスよりもトランスが好ましい。最 好ましいZ 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 は、単結合である。

 式(1)においてL 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはハロゲンである。ま た、L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 はは独立して水素またはフッ素であることが 好ましい。

 式(1)においてX 1 は水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、または炭素数1~10のアルキルであり、炭素 2~10のアルキルにおいて任意の-CH 2 -は-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられて よく、そして、炭素数1~10のアルキル、また は炭素数2~10のアルキルにおいて任意の-CH 2 -が、-O-、-S-または-CH=CH-により置き換えられ 基において、任意の水素はハロゲンにより き換えられてもよい。

 任意の水素がハロゲンにより置き換えられ アルキルの具体的な例は、-CH 2 F、-CHF 2 、-CF 3 、-(CH 2 ) 2 -F、-CF 2 CH 2 F、-CF 2 CHF 2 、-CH 2 CF 3 、-CF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 3 -F、-(CF 2 ) 3 -F、-CF 2 CHFCF 3 、-CHFCF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 4 -F、-(CF 2 ) 4 -F、-(CH 2 ) 5 -F、および-(CF 2 ) 5 -Fである。

 任意の水素がハロゲンにより置き換えられ アルコキシの具体的な例は、-OCH 2 F、-OCHF 2 、-OCF 3 、-O-(CH 2 ) 2 -F、-OCF 2 CH 2 F、-OCF 2 CHF 2 、-OCH 2 CF 3 、-O-(CH 2 ) 3 -F、-O-(CF 2 ) 3 -F、-OCF 2 CHFCF 3 、-OCHFCF 2 CF 3 、-O-(CH 2 ) 4 -F、-O-(CF 2 ) 4 -F、-O-(CH 2 ) 5 -F、および-O-(CF 2 ) 5 -Fである。

 任意の水素がハロゲンにより置き換えられ アルケニルの具体的な例は、-CH=CHF、-CH=CF 2 、-CF=CHF、-CH=CHCH 2 F、-CH=CHCF 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CF 2 、-CH 2 CH=CHCF 3 、および-CH=CHCF 2 CF 3 である。

 X 1 の具体的な例は、水素、フッ素、塩素、-C≡N 、-N=C=S、-SF 5 、-CH 3 、-C 2 H 5 、-C 3 H 7 、-C 4 H 9 、-C 5 H 11 、-C 6 H 13 、-C 7 H 15 、-C 8 H 17、 -C 9 H 19 、-C 10 H 21 、-CH 2 F、-CHF 2 、-CF 3 、-(CH 2 ) 2 -F、-CF 2 CH 2 F、-CF 2 CHF 2 、-CH 2 CF 3 、-CF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 3 -F、-(CF 2 ) 3 -F、-CF 2 CHFCF 3 、-CHFCF 2 CF 3 、-(CH 2 ) 4 -F、-(CF 2 ) 4 -F、-(CH 2 ) 5 -F、-(CF 2 ) 5 -F、-OCH 3 、-OC 2 H 5 、-OC 3 H 7 、-OC 4 H 9 、-OC 5 H 11 、-OCH 2 F、-OCHF 2 、-OCF 3 、-O-(CH 2 ) 2 -F、-OCF 2 CH 2 F、-OCF 2 CHF 2 、-OCH 2 CF 3 、-O-(CH 2 ) 3 -F、-O-(CF 2 ) 3 -F、-OCF 2 CHFCF 3 、-OCHFCF 2 CF 3 、-O(CH 2 ) 4 -F、-O-(CF 2 ) 4 -F、-O-(CH 2 ) 5 -F、-O-(CF 2 ) 5 -F、-CH=CH 2 、-CH=CHCH 3 、-CH 2 CH=CH 2 、-CH=CHC 2 H 5 、-CH 2 CH=CHCH 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CH 2 、-CH=CHC 3 H 7 、-CH 2 CH=CHC 2 H 5 、-(CH 2 ) 2 -CH=CHCH 3 、-(CH 2 ) 3 -CH=CH 2 、-CH=CHF、-CH=CF 2 、-CF=CHF、-CH=CHCH 2 F、-CH=CHCF 3 、-(CH 2 ) 2 -CH=CF 2 、-CH 2 CH=CHCF 3 、および-CH=CHCF 2 CF 3 である。

 好ましいX 1 の例は、フッ素、塩素、-C≡N、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、および-OCH 2 Fである。最も好ましいX 1 の例は、フッ素である。

式(1)においてl、m、n、o、pおよびqは独立し て0または1であり、l+m+n+o+p+qは3である。l、m n、o、pおよびqの好ましい組み合わせは、式( 1-1)のように(l=o=p=1,m=n=q=0)、式(1-2)のように(l=m =o=1,n=p=q=0)、および式(1-3)のように(l=m=n=1,o=p=q= 0)である。

1-2 本発明の化合物の性質およびその調整方
 本発明の化合物(1)をさらに詳細に説明する 化合物(1)は含窒素複素環を有する5環の液晶 化合物である。この化合物は、素子が通常使 用される条件下において物理的および化学的 に極めて安定であり、そして他の液晶化合物 との相溶性がよい。この化合物を含有する組 成物は素子が通常使用される条件下で安定で ある。この組成物を低い温度で保管しても、 この化合物が結晶(またはスメクチック相)と て析出することがない。この化合物は、5環 化合物であり液晶相の温度範囲が広く透明点 が高い。したがって組成物においてネマチッ ク相の温度範囲を広げることが可能となり、 幅広い温度範囲で表示素子として使用するこ とができる。また、この化合物大きな屈折率 異方性を有する。よって液晶表示素子のセル の厚みに対応した屈折率異方性を有する組成 物を提供することが可能であり、高い表示性 能を示す液晶表示素子を作成するのに適して いる。さらにこの化合物は大きな誘電率異方 性を持つ為、組成物のしきい値電圧を下げる ための成分として有用である。

 化合物(1)のl、m、n、o、pおよびqの組み合わ と、環A 1 ~A 6 の種類、左末端基R 1 、一番右側のベンゼン環上の基およびその置 換位置(L 1 、L 2 およびX 1 )、あるいは結合基Z 1 ~Z 6 を適切に選択することによって、透明点、屈 折率異方性、誘電率異方性などの物性を任意 に調整することが可能である。l、m、n、o、p よびqの組み合わせ、環A 1 ~A 6 、左末端基R 1 、右末端基X 1 、結合基Z 1 ~Z 6 、L 1 およびL 2 の種類が、化合物(1)の物性に与える効果を以 下に説明する。

 l、m、n、o、pおよびqの組み合わせが、式( 1-3)のように(l=m=n=1,o=p=q=0)であるときは、液晶 相の温度範囲が広く、透明点が高く、屈折率 異方性が大きい。式(1-2)のように(l=m=o=1,n=p=q=0 )であるときは、他の化合物との相溶性が高 、誘電率異方性が大きい。式(1-1)のように(l= o=p=1,m=n=q=0)であるときは誘電率異方性が大き 。

 環A 1 がピリミジン-2,5-ジイルで、環A 2 および環A 4 が、1,4-フェニレン、または任意の水素がハ ゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンで り、式(1-2)のように(l=m=o=1,n=p=q=0)であるとき は他の化合物との相溶性が高く、屈折率異方 性、誘電率異方性が大きい。環A 1 がピリミジン-2,5-ジイルで、環A 2 および環A 3 が、1,4-フェニレン、または任意の水素がハ ゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンで り、式(1-3)のように(l=m=n=1,o=p=q=0)であるとき は透明点が高く、屈折率異方性、誘電率異方 性が大きい。環A 1 がピリミジン-2,5-ジイルで、環A 4 および環A 5 が、1,4-フェニレン、または任意の水素がハ ゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンで り、式(1-1)のように(l=o=p=1,m=n=q=0)であるとき は誘電率異方性が大きい。環A 1 が1,4-シクロヘキシレン、環A 2 がピリミジン-2,5-ジイル、環A 3 が、1,4-フェニレン、または任意の水素がハ ゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンで り、式(1-3)のように(l=m=n=1,o=p=q=0)であるとき は透明点が高く、他の化合物との相溶性が高 い。環A 1 がピリジン-2,5-ジイルであり、環A 2 および環A 4 が、1,4-フェニレン、または任意の水素がハ ゲンにより置き換えられた1,4-フェニレンで り、式(1-2)のように(l=m=o=1,n=p=q=0)であるとき は他の化合物との相溶性が高い。

 R 1 が直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広く そして粘度が小さい。R 1 が分岐鎖であるときは他の液晶化合物との相 溶性がよい。R 1 が光学活性基である化合物は、キラルドーパ ントとして有用である。この化合物を組成物 に添加することによって、素子に発生するリ バース・ツイスト・ドメイン(Reverse twisted do main)を防止することができる。R 1 が光学活性基でない化合物は組成物の成分と して有用である。R 1 がアルケニルであるとき、好ましい立体配置 は二重結合の位置に依存する。好ましい立体 配置を有するアルケニル化合物は、高い上限 温度または液晶相の広い温度範囲を有する。

 結合基Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 、およびZ 6 が、単結合、-CH 2 CH 2 -、-CH=CH-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CH 2 O-、-OCH 2 -、-CF=CF-、-(CH 2 ) 3 -O-、-O-(CH 2 ) 3 -、-(CH 2 ) 2 -CF 2 O-、-OCF 2 -(CH 2 ) 2 -、または-(CH 2 ) 4 -であるときは粘度が小さい。結合基が、単 合、-(CH 2 ) 2 -、-CF 2 O-、-OCF 2 -、または-CH=CH-であるときは粘度がより小さ 。結合基が-CH=CH-であるときは液晶相の温度 範囲が広く、そして弾性定数比K 33 /K 11 (K 33 :ベンド弾性定数、K 11 :スプレイ弾性定数)が大きい。結合基が-C≡C- のときは光学異方性が大きい。Z 1 、Z 2 、Z 3 、Z 4 、Z 5 およびZ 6 が、単結合、-(CH 2 ) 2 -、-CH 2 O-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-(CH 2 ) 4 -であるときは化学的に比較的安定であって 比較的劣化をおこしにくい。

 右末端基X 1 が、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fであるときは誘電率異方性が大きい。X 1 が、-C≡N、-N=C=Sまたはアルケニルであるとき は光学異方性が大きい。X 1 が、フッ素、-OCF 3 、またはアルキルであるときは、化学的に安 定である。

 L 1 およびL 2 が共にフッ素であり、X 1 が、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-SF 5 、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fであるときは、誘電率異方性が大きい。L 1 がフッ素でありX 1 が-OCF 3 であるとき、L 1 およびL 2 が共にフッ素でありX 1 が-OCF 3 であるとき、またはL 1 、L 2 およびX 1 が全てフッ素であるときは、誘電率異方性が 大きく、液晶相の温度範囲が広いうえ、化学 的に安定であり劣化を起こしにくい。

 以上のように、環構造、末端基、結合基 どの種類を適当に選択することにより目的 物性を有する化合物を得ることができる。 たがって、化合物(1)はPC、TN、STN、ECB、OCB、 IPS、VAなどの素子に用いられる組成物の成分 して有用である。

1-3 化合物(1)の具体例
 化合物(1)の好ましい例は、式(1-4)~(1-6)であ 。より好ましい例は、式(1-7)~(1-16)である。 らに好ましい例は、式(1-17)~(1-21)である。

(これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキル、または炭素数2~15の ルケニルであり、;環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 は独立して、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジ -2,5-ジイル、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオ キサン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、または任 意の水素がハロゲンにより置き換えられた1,4 -フェニレンであり、それぞれの式において A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、および環A 5 のうち少なくとも1つは、ピリミジン-2,5-ジイ ルまたはピリジン-2,5-ジイルであり;L 1 、L 2 、L 3 、およびL 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 は、フッ素、塩素、-C≡N、-CF 3 、-CHF 2 、-CH 2 F、-OCF 3 、-OCHF 2 、または-OCH 2 Fである。)


(これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキルであり;L 1 、L 2 、L 3 、L 4 、Y 1 、Y 2 、Y 3 、およびY 4 は独立して、水素またはフッ素であり;X 1 はフッ素または-OCF 3 である。)


(これらの式において、R 1 は炭素数1~15のアルキルであり;L 3 、L 4 、Y 1 、Y 2 、Y 3 、およびY 4 は独立して、水素またはフッ素である。)

1-4 化合物(1)の合成
 次に、化合物(1)の合成について説明する。 合物(1)は有機合成化学における手法を適切 組み合わせることにより合成できる。出発 に目的の末端基、環および結合基を導入す 方法は、オーガニックシンセシス(Organic Syn theses, John Wiley & Sons, Inc)、オーガニッ ・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley  & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニ ック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などに 載されている。

1-4-1 結合基Z 1 ~Z 6 を生成する方法
 化合物(1)における結合基Z 1 ~Z 6 を生成する方法の一例は、下記のスキームの 通りである。このスキームにおいて、MSG 1 またはMSG 2 は少なくとも一つの環を有する1価の有機基 ある。スキームで用いた複数のMSG 1 (またはMSG 2 )は、同一であってもよいし、または異なっ もよい。化合物(1A)~(1J)は、化合物(1)に相当 る。

 次に、化合物(1)における結合基Z 1 ~Z 6 について、各種の結合の生成方法について、 以下の(I)~(XI)項で説明する。

(I)単結合の生成
 アリールホウ酸(15)と公知の方法で合成され る化合物(16)とを、炭酸塩水溶液とテトラキ (トリフェニルホスフィン)パラジウムのよう な触媒の存在下で反応させて化合物(1A)を合 する。この化合物(1A)は、公知の方法で合成 れる化合物(17)にn-ブチルリチウムを、次い 塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス(トリフ ェニルホスフィン)パラジウムのような触媒 存在下で化合物(16)を反応させることによっ も合成される。

(II)-COO-と-OCO-の生成
 化合物(17)にn-ブチルリチウムを、続いて二 化炭素を反応させてカルボン酸(18)を得る。 化合物(18)と、公知の方法で合成されるフェ ール(19)とをDCC(1,3-ジシクロヘキシルカルボ イミド)とDMAP(4-ジメチルアミノピリジン)の 在下で脱水させて-COO-を有する化合物(1B)を 成する。この方法によって-OCO-を有する化合 物も合成する。

(III)-CF 2 O-と-OCF 2 -の生成
 化合物(1B)をローソン試薬のような硫黄化剤 で処理して化合物(20)を得る。化合物(20)をフ 化水素ピリジン錯体とNBS(N-ブロモスクシン ミド)でフッ素化し、-CF 2 O-を有する化合物(1C)を合成する。M. Kuroboshi  et al., Chem. Lett., 1992,827.を参照。化合物(1C) 化合物(20)を(ジエチルアミノ)サルファート フルオリド(DAST)でフッ素化しても合成され 。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55,  768.を参照。この方法によって-OCF 2 -を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et a l., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の 方法によってこれらの結合基を生成させるこ とも可能である。

(IV)-CH=CH-の生成
 化合物(17)をn-ブチルリチウムで処理した後 N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)などのホルム ミドと反応させてアルデヒド(22)を得る。公 知の方法で合成されるホスホニウム塩(21)を リウムtert-ブトキシドのような塩基で処理し て発生させたリンイリドを、アルデヒド(22) 反応させて化合物(1D)を合成する。反応条件 よってはシス体が生成するので、必要に応 て公知の方法によりシス体をトランス体に 性化する。

(V)-(CH 2 ) 2 -の生成
 化合物(1D)をパラジウム炭素のような触媒の 存在下で水素化することにより、化合物(1E) 合成する。

(VI)-(CH 2 ) 4 -の生成
 ホスホニウム塩(21)の代わりにホスホニウム 塩(23)を用い、項(IV)の方法に従って-(CH 2 ) 2 -CH=CH-を有する化合物を得る。これを接触水 化して化合物(1F)を合成する。

(VII)-C≡C-の生成
 ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触 存在下で、化合物(17)に2-メチル-3-ブチン-2- ールを反応させたのち、塩基性条件下で脱 護して化合物(24)を得る。ジクロロビストリ フェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化 銅との触媒存在下、化合物(24)を化合物(16)と 応させて、化合物(1G)を合成する。

(VIII)-CF=CF-の生成
 化合物(17)をn-ブチルリチウムで処理したあ 、テトラフルオロエチレンを反応させて化 物(25)を得る。化合物(16)をn-ブチルリチウム で処理したあと化合物(25)と反応させて化合 (1H)を合成する。

(IX)-CH 2 O-または-OCH 2 -の生成
 化合物(22)を水素化ホウ素ナトリウムなどの 還元剤で還元して化合物(26)を得る。これを 化水素酸などでハロゲン化して化合物(27)を る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物( 27)を化合物(19)と反応させて化合物(1I)を合成 る。

(X)-(CH 2 ) 3 O-または-O(CH 2 ) 3 -の生成
 化合物(22)の代わりに化合物(28)を用いて、 項(IX)と同様な方法にて化合物(1J)を合成する 。

1-4-2 環A 1 、環A 2 、環A 3 、環A 4 、環A 5 および環A 6 を合成する方法
 ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル 、1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオキサン-2,5- イル、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニ レン、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,5-ジ ルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フ ェニレン、2,3,5,6-テトラフルオロ-1,4-フェニ ンなどの環に関しては出発物が市販されて るか、または合成法がよく知られている。

1-4-3-1 化合物(1)を合成する方法
式(1)で表される化合物を合成する方法は複数 あるが、ここにその例を示す。カルボン酸誘 導体(31)とアルコール誘導体(32)をDCC、DMAPなど の存在下で脱水縮合させてエステル誘導体(33 )に導いた後、ローソン試薬のような硫黄化 で処理してチオン-O-エステル誘導体(34)に導 、次いでフッ化水素ピリジン錯体とNBSでフ 素化して化合物(1)へと導くことができる。


(これらの式において、環A 1 ~A 6 、Z 1 ~Z 6 、L 1 ~L 4 、R 1 、X 1 、l、m、n、o、p、およびqは、項[1]と同一の意 味である。)

式(1)において、環A 1 がピリミジン-2,5-ジイルでZ 1 が単結合の場合には、以下の方法で合成でき る。式(35)で表される化合物を酸性条件下で 素(36)と反応させ、得られた生成物にオキシ 化リン等の塩素化試薬を作用させて、2-ク ロピリミジン誘導体(37)を得る。化合物(37)に おいて、R 1 がアルキル基のものは、アルキル鎖長によっ ては市販されている。P. Kirsch et al., Angew.  Chem. Int. Ed., 2001, 40, 1480.に記載された方法 に従いカルボン酸誘導体(38)に1,3-プロパンジ オールおよびトリフルオロメタンスルホン を反応させ、ジチアニリウム塩(39)を得る。 次いで、アルコール誘導体(40)とトリエチル ミンの混合物に化合物(39)を滴下し、低温で リエチルアミン三フッ化水素を反応させ、 らに臭素で処理して化合物(41)を得る。化合 物(41)とビスピナコラートジボロン(42)をテト キストリフェニルフォスフィン等の触媒の 在下、反応させて化合物(43)を得た後、テト ラキストリフェニルフォスフィンパラジウム 等の触媒の存在下2-クロロピリミジン誘導体( 37)と反応させることにより化合物(1-22)を得る ことができる。


(これらの式において、環A 2 ~A 5 、Z 2 ~Z 5 、L 1 ~L 4 、R 1 、X 1 は項[1]と、同一の意味であり、m、n、o、およ びpは独立して、0または1であり、m+n+o+pは2で る。)

式(1)において、環A 1 がピリジン-2,5-ジイルでZ 1 が単結合の場合には、以下の方法で合成でき る。オキシ塩化リンとDMFを混合させヴィルス マイヤー試薬を調整した後、N-ベンジルアセ アミド誘導体(44)と反応させることにより、 2-クロロピリジン誘導体(45)を得ることができ る。化合物(43)と化合物(45)をテトラキストリ ェニルフォスフィンパラジウム等の触媒の 在下で反応させ化合物(1-23)を得ることがで る。


(これらの式において、環A 2 ~A 5 、Z 2 ~Z 6 、L 1 ~L 4 、R 1 、X 1 は項[1]と同一の意味であり、m、n、o、および pは独立して、0または1であり、m+n+o+pは2であ 。)

式(1)において、環A 1 がピリジン-2,5-ジイルでZ 1 が単結合であり、R 1 がアルキルである場合には、以下の方法で合 成できる。5-ブロモ-2-クロロピリジン(46)に対 しn-ブチルリチウムおよびホルミルピペリジ を作用させホルミルピリジン誘導体(47)を得 た後、対応するWittig試薬を作用させアルケニ ルピリジン誘導体(48)へと導く。化合物(43)と 合物(48)を反応させ化合物(49)へと導いた後 接触水素化することによって化合物(1-24)を ることができる。
。


(これらの式において、環A 2 ~A 5 、Z 2 ~Z 6 、L 1 ~L 4 、、X 1 は項[1]と同一の意味であり、R 1 は炭素数1~20のアルキルであり、m、n、o、お びpは独立して、0または1であり、m+n+o+pは2で ある。)

式(1)において、環A 2 がピリミジン-2,5-ジイルでZ 2 が単結合であり、l=1である場合には、以下の 方法で合成できる。化合物(50)を酸性条件下 尿素(36)と反応させ、得られた生成物にオキ 塩化リン等の塩素化試薬を作用させて、2- ロロピリミジン誘導体(51)を得る。上記化合 (43)の合成と同様の手法により得られる化合 物(52)と化合物(51)を反応させて化合物(1-25)を ることができる。

(これらの式において、環A 1 、環A 3 、環A 4 、Z 1 、Z 3 、Z 4 、L 1 ~L 4 、R 1 、X 1 は項[1]と同一の意味であり、nおよびoは独立 て、0または1であり、n+o=1である。)

式(1)において、環A 1 がピリミジン-2,5-ジイル、環A 4 が1,4-フェニレン、または任意の水素がフッ により置き換えられた1,4-フェニレン、Z 1 が単結合、L 3 、およびL 4 が共にフッ素である場合には、以下の方法で 合成できる。アルコール誘導体(53)に対して 塩化トリイソプロピルシリル等を作用させ 合物(54)を得る。US6231785B1に記載された方法 従い、化合物(54)にn-ブチルリチウム、次い ジブロモジフルオロメタンを反応させて、 ロモジフルオロメタン誘導体(55)を得た後、 ェノール誘導体(56)を炭酸カリウムなどの塩 基の存在下で反応させて化合物(57)を得る。 いてテトラブチルアンモニウムフルオリド で脱保護してアルコール誘導体(58)を得た後 ジメチルアミノピリジン、ピリジンの存在 、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を 用させ、化合物(59)を得る。化合物(59)とビ ピナコラートジボロン(42)をジクロロビスジ ェニルホスフィノフェロセンパラジウム等 触媒の存在下、反応させて化合物(60)を得た 後、テトラキストリフェニルフォスフィンパ ラジウム等の触媒の存在下2-クロロピリミジ 誘導体(37)と反応させることにより化合物(1- 26)を得ることができる。

(これらの式において、環A 4 は1,4-フェニレン、または任意の水素がフッ により置き換えられた1,4-フェニレンであり 環A 2 ~A 3 、環A 5 、Z 2 ~Z 5 、L 1 、L 2 、R 1 、X 1 は項[1]と同一の意味であり、m、n、o、および pは独立して、0または1であり、m+n+o+pは2であ 。)

1-4-3-3 合成原料であるフェノール誘導体(56) 合成する方法
 化合物(1)の合成原料であるフェノール誘導 (56)は、例えば以下の手法に従って合成する 。
 式(56)において、oおよびpが、共に0である場 合はブロモベンゼン誘導体(61)から調製した リニャール試薬にほう酸トリアルキルを作 させ得られるボロン酸エステル誘導体を過 酸にて酸化するか(R.L. Kidwell等、オーガニッ クシンセシス、5巻、P918(1973))またはボロン酸 エステルの酸加水分解にて容易に得られるボ ロン酸誘導体(62)を過酢酸にて酸化すること より、目的のフェノール誘導体(56-1)を容易 製造することができる。


(この式において、L 1 、L 2 、およびX 1 は項[1]と同一の意味である。)

 式(56)において、Z 4 、およびZ 5 が共に単結合であり、oが1であり、pが0であ 場合、oおよびpが共に1である場合は、例え ボロン酸誘導体(62)に対し、テトラキストリ ェニルホスフィンパラジウムを触媒として 基存在下アニソール誘導体(63)を作用させ、 カップリングすることにより化合物(64)を得 (鈴木章等、有機合成化学協会誌、第46巻第9 、848(1988))。次いで三臭化ホウ素を作用させ て脱メチル化することにより、目的のフェノ ール誘導体(56-2)を合成することができる。


(この式において、環A 4 は1,4-フェニレン、または任意の水素がフッ により置き換えられた1,4-フェニレンであり 環A 5 、L 1 、L 2 、o、p、およびX 1 は項[1]と同一の意味である。)

 式(56)において、oおよびpが共に0である場 合は、以下の手法によっても合成することが できる。ベンジルエーテル誘導体(65)に対しn- またはsec-ブチルリチウムをTHF中、-70℃以下 作用させ、次いでホウ酸トリアルキルを作 させ、得られるホウ酸エステル誘導体また このものを酸加水分解して得られるボロン 誘導体を過酢酸で酸化することによりフェ ール誘導体(66)を得て、これを水素化ナトリ ムでフェノラートとした後フルオロアルキ ブロミドを作用させエーテル化した後、接 水素還元に付して脱保護することにより、 的のフェノール誘導体(56-3)を合成すること できる。


(式中、L 1 およびL 2 は項[1]と同一の意味を表し、Rfはトリフルオ メチル基を除くフルオロアルキル基を示す )

2 本発明の組成物
 本発明の第2の態様は、式(1)で表される化合 物を含む組成物であり、好ましくは、液晶材 料に用いることのできる液晶組成物である。 本発明の液晶組成物は、前記本発明の式(1)で 表される化合物を成分Aとして含む必要があ 。成分Aと本明細書中で特に成分名を示して ないその他の成分との組成物である液晶組 物(a)でもよいが、この成分Aに以下に示す成 分B、C、DおよびEから選ばれた成分を加える とにより種々の特性を有する液晶組成物が 供できる。

 成分Aに加える成分として、前記式(2)、(3)お よび(4)からなる群から選ばれた少なくとも1 の化合物からなる成分B、または前記式(5)か なる群から選ばれた少なくとも1種の化合物 からなる成分C、または前記式(6)、(7)、(8)、(9 )、(10)からなる群から選ばれた少なくとも1種 の化合物からなる成分Dを混合したものが好 しい。
 さらに式(11)、(12)および(13)からなる群から ばれた少なくとも1種の化合物からなる成分 Eを混合することによりしきい値電圧、液晶 温度範囲、光学異方性、誘電率異方性、粘 等を調整することができる。

 また、本発明に使用される液晶組成物の 成分は、各元素の同位体元素からなる類縁 でもその物理特性に大きな差異がない。

 上記成分Bのうち、式(2)で表される化合物 の好適例として式(2-1)~(2-16)、式(3)で表される 化合物の好適例として式(3-1)~(3-112)、式(4)で される化合物の好適例として式(4-1)~(4-52)を れぞれ挙げることができる。


(式中、R 2 、X 2 は前記と同じ意味を表す)

 これらの式(2)~(4)で表される化合物すなわち 成分Bは、誘電率異方性が正であり、熱安定 や化学的安定性が非常に優れているので、TF T用の液晶組成物を調製する場合に用いられ 。本発明の液晶組成物における成分Bの含有 は、液晶組成物の全重量に対して1~99重量% 範囲が適するが、好ましくは10~97重量%、よ 好ましくは40~95重量%である。また式(11)~(13) 表される化合物(成分E)をさらに含有させる とにより粘度を調整することができる。
 前記、式(5)で表される化合物すなわち成分C のうちの好適例として、式(5-1)~(5-62)を挙げる ことができる。


(これらの式において、R 3 およびX 3 は前記と同じ意味である)

 これらの式(5)で表される化合物すなわち 分Cは、誘電率異方性が正でその値が非常に 大きいのでSTN,TN用の液晶組成物を調製する場 合に主として用いられる。この成分Cを含有 せることにより、組成物のしきい値電圧を さくすることができる。また、粘度の調整 光学異方性の調整および液晶相温度範囲を げることができる。さらに急峻性の改良に 利用できる。

 成分Cの含有量は、STNまたはTN用の液晶組 物を調製する場合には、組成物全量に対し 好ましくは0.1~99.9重量%の範囲、より好まし は10~97重量%の範囲、さらに好ましくは40~95 量%の範囲である。また、後述の成分を混合 ることによりしきい値電圧、液晶相温度範 、光学異方性、誘電率異方性、粘度などを 整できる。

 式(6)~(8)および式(10)からなる群から選ば た少なくとも一種の化合物からなる成分Dは 垂直配向モ-ド(VAモ-ド)などに用いられる誘 率異方性が負の本発明の液晶組成物を調製 る場合に、好ましい成分である。

 この式(6)~(8)および式(10)で表される化合 (成分D)の好適例として、それぞれ式(6-1)~(6-5) 、式(7-1)~(7-11)、式(8-1)、および式(10-1)~(10-11) 挙げることができる。


(式中、R 4 ,R 5 は前記と同じ意味を表す)

 これら成分Dの化合物は主として誘電率異 方性が負であるVAモ-ド用の液晶組成物に用い られる。その含有量を増加させると組成物の しきい値電圧が低くなるが、粘度が大きくな るので、しきい値電圧の要求値を満足してい る限り含有量を少なくすることが好ましい。 しかしながら、誘電率異方性の絶対値が5程 であるので、含有量が40重量%より少なくな と電圧駆動ができなくなる場合がある。

 成分Dのうち式(6)で表される化合物は2環 合物であるので、主としてしきい値電圧の 整、粘度の調整または光学異方性の調整の 果がある。また、式(7)および式(8)で表され 化合物は3環化合物であるので透明点を高く る、ネマチックレンジを広くする、しきい 電圧を低くする、光学異方性を大きくする どの効果が得られる。

 成分Dの含有量は、VAモ-ド用の組成物を調 製する場合には、組成物全量に対して好まし くは40重量%以上であり、より好ましくは50~95 量%の範囲である。また、成分Dを混合する とにより、弾性定数をコントロ-ルし、組成 の電圧透過率曲線を制御することが可能と る。成分Dを誘電率異方性が正である組成物 に混合する場合はその含有量が組成物全量に 対して30重量%以下が好ましい。

 式(11)、(12)および(13)で表わされる化合物( 成分E)の好適例として、それぞれ式(11-1)~(11-11 )、式(12-1)~(12-18)および式(13-1)~(13-6)を挙げる とができる。


(式中、R 6 およびR 7 は前記と同じ意味を表す)

 式(11)~(13)で表される化合物(成分E)は、誘 率異方性の絶対値が小さく、中性に近い化 物である。式(11)で表される化合物は主とし て粘度の調整または光学異方性の調整の効果 があり、また式(12)および(13)で表される化合 は透明点を高くするなどのネマチックレン を広げる効果、または光学異方性の調整の 果がある。

 成分Eで表される化合物の含有量を増加させ ると液晶組成物のしきい値電圧が高くなり、 粘度が小さくなるので、液晶組成物のしきい 値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多い ほうが望ましい。TFT用の液晶組成物を調製す る場合に、成分Eの含有量は、組成物全量に して好ましくは30重量%以上、より好ましく 50重量%以上である。また、STNまたはTN用の液 晶組成物を調製する場合には、成分Eの含有 は、組成物全量に対して好ましくは30重量% 上、より好ましくは40重量%以上である。
 本発明の液晶組成物は、本発明の式(1)で表 れる化合物の少なくとも1種類を0.1~99重量% 割合で含有することが、優良な特性を発現 しめるために好ましい。

 本発明の液晶組成物の調製は、公知の方 、例えば必要な成分を高温度下で溶解させ 方法などにより一般に調製される。また、 途に応じて当業者によく知られている添加 を添加して、例えばつぎに述べるような光 活性化合物を含む本発明の液晶組成物(e)、 料を添加したGH型用の液晶組成物を調製す ことができる。通常、添加物は当該業者に く知られており、文献などに詳細に記載さ ている。

 本発明の液晶組成物(e)は、前述の本発明の 晶組成物にさらに1種以上の光学活性化合物 を含有する。
 光学活性化合物として、公知のキラルド-プ 剤を添加する。このキラルド-プ剤は液晶の せん構造を誘起して必要なねじれ角を調整 、逆ねじれを防ぐといった効果を有する。 ラルド-プ剤の例として以下の光学活性化合 (Op-1)~(Op-13)を挙げることができる。

 本発明の液晶組成物(e)は、通常これらの 学活性化合物を添加して、ねじれのピッチ 調整する。ねじれのピッチはTFT用およびTN の液晶組成物であれば40~200μmの範囲に調整 るのが好ましい。STN用の液晶組成物であれ 6~20μmの範囲に調整するのが好ましい。また 双安定TN(Bistable TN)モ-ド用の場合は、1.5~4μm の範囲に調整するのが好ましい。また、ピッ チの温度依存性を調整する目的で2種以上の 学活性化合物を添加しても良い。

 本発明の液晶組成物は、メロシアニン系 スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾ シ系、キノフタロン系、アントラキノン系 テトラジン系などの二色性色素を添加すれ 、GH型用の液晶組成物として使用すること できる。

 また、本発明の液晶組成物は、ネマチッ 液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAP や、液晶中に三次元網目状高分子を形成して 作製したポリマ-分散型液晶表示素子(PDLCD)例 ばポリマ-ネットワ-ク液晶表示素子(PNLCD)用 はじめ、複屈折制御(ECB)型やDS型用の液晶組 成物としても使用できる。

[[実施例]]
 以下、実施例により本発明をさらに詳しく 明するが、本発明はこれら実施例によって 制限されない。なお特に断りのない限り、 %」は「重量%」を意味する。

 得られた化合物は、 1 H-NMR分析で得られる核磁気共鳴スペクトル、 スクロマトグラフィー(GC)分析で得られるガ スクロマトグラムなどにより同定したので、 まず分析方法について説明をする。

1 H-NMR分析:測定装置は、DRX-500(ブルカーバイオ ピン(株)社製)を用いた。測定は、実施例等 製造したサンプルを、CDCl 3 等のサンプルが可溶な重水素化溶媒に溶解し 、室温で、500MHz、積算回数24回の条件で行っ 。なお、得られた核磁気共鳴スペクトルの 明において、sはシングレット、dはダブレ ト、tはトリプレット、qはカルテット、mは ルチプレットであることを意味する。また 化学シフトδ値のゼロ点の基準物質としては テトラメチルシラン(TMS)を用いた。

 GC分析:測定装置は、島津製作所製のGC-14B ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、 津製作所製のキャピラリーカラムCBP1-M25-025( 長さ25m、内径0.22mm、膜厚0.25μm);固定液相はジ メチルポリシロキサン;無極性)を用いた。キ リアーガスとしてはヘリウムを用い、流量 1ml/分に調整した。試料気化室の温度を300℃ 、検出器(FID)部分の温度を300℃に設定した。

試料はトルエンに溶解して、1重量%の溶液と るように調製し、得られた溶液1μlを試料気 化室に注入した。
 記録計としては島津製作所製のC-R6A型Chromato pac、またはその同等品を用いた。得られたガ スクロマトグラムには、成分化合物に対応す るピークの保持時間およびピークの面積値が 示されている。

なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、 クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。ま た、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製 のキャピラリカラムDB-1(長さ30m、内径0.32mm、 厚0.25μm)、Agilent Technologies Inc.製のHP-1(長さ 30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製 のRtx-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE In ternational Pty.Ltd製のBP-1(長さ30m、内径0.32mm、 厚0.25μm)などを用いてもよい。

 ガスクロマトグラムにおけるピークの面 比は成分化合物の割合に相当する。一般に 、分析サンプルの成分化合物の重量%は、分 析サンプルの各ピークの面積%と完全に同一 はないが、本発明において上述したカラム 用いる場合には、実質的に補正係数は1であ ので、分析サンプル中の成分化合物の重量% は、分析サンプル中の各ピークの面積%とほ 対応している。成分の液晶化合物における 正係数に大きな差異がないからである。ガ クロマトグラムにより液晶組成物中の液晶 合物の組成比をより正確に求めるには、ガ クロマトグラムによる内部標準法を用いる 一定量正確に秤量された各液晶化合物成分( 検成分)と基準となる液晶化合物(基準物質) 同時にガスクロ測定して、得られた被検成 のピークと基準物質のピークとの面積比の 対強度をあらかじめ算出する。基準物質に する各成分のピーク面積の相対強度を用い 補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の 成比をガスクロ分析からより正確に求める とができる。

[液晶化合物等の物性の測定試料]
 液晶化合物の物性を測定する試料としては 化合物そのものを試料とする場合、化合物 母液晶と混合して試料とする場合の2種類が ある。

 化合物を母液晶と混合した試料を用いる 者の場合には、以下の方法で測定を行う。 ず、得られた液晶化合物15重量%と母液晶85 量%とを混合して試料を作製する。そして、 られた試料の測定値から、下記式に示す式 基づく外挿法にしたがって、外挿値を計算 る。この外挿値をこの化合物の物性値とす 。

〈外挿値〉=(100×〈試料の測定値〉-〈母液 の重量%〉×〈母液晶の測定値〉)/〈液晶化 物の重量%〉

 液晶化合物と母液晶との割合がこの割合 あっても、スメクチック相、または結晶が2 5℃で析出する場合には、液晶化合物と母液 との割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1 重量%:99重量%の順に変更をしていき、スメク ック相、または結晶が25℃で析出しなくな た組成で試料の物性を測定し上記式にした って外挿値を求めて、これを液晶化合物の 性値とする。

 測定に用いる母液晶としては様々な種類が 在するが、例えば、母液晶Aの組成(重量%)は 以下のとおりである。
 母液晶A:

[液晶化合物等の物性の測定方法]
 物性の測定は後述する方法で行った。これ 測定方法の多くは、日本電子機械工業会規 (Standard of Electric Industries Association of Japa n)EIAJ・ED-2521Aに記載された方法、またはこれ 修飾した方法である。また、測定に用いたT N素子には、TFTを取り付けなかった。

 測定値のうち、液晶化合物そのものを試 とした場合は、得られた値を実験データと て記載した。液晶化合物と母液晶との混合 を試料として用いた場合は、外挿法で得ら た値を実験データとして記載した。

 相構造および相転移温度(℃):以下(1)、およ (2)の方法で測定を行った。
(1)偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホット プレート(メトラー社FP-52型ホットステージ) 化合物を置き、3℃/分の速度で加熱しながら 相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、液 晶相の種類を特定した。
(2)パーキンエルマー社製走査熱量計DSC-7シス ム、またはDiamond DSCシステムを用いて、3℃ /分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸 ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿 より求め(on set)、相転移温度を決定した。

 以下、結晶はCと表し、さらに結晶の区別が つく場合は、それぞれC 1 またはC 2 と表した。また、スメクチック相はS、ネマ ック相はNと表した。液体(アイソトロピック )はIと表した。スメクチック相の中で、スメ チックA相、スメクチックB相、スメクチッ C相、またはスメクチックF相の区別がつく場 合は、それぞれS A 、S B 、S C 、またはS F と表した。相転移温度の表記として、例えば 、「C 50.0 N 100.0 I」とは、結晶からネマチ ク相への相転移温度(CN)が50.0℃であり、ネ チック相から液体への相転移温度(NI)が100.0 であることを示す。他の表記も同様である

 ネマチック相の上限温度(T NI ;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホッ トプレート(メトラー社FP-52型ホットステージ )に、試料(液晶化合物と母液晶との混合物)を 置き、1℃/分の速度で加熱しながら偏光顕微 を観察した。試料の一部がネマチック相か 等方性液体に変化したときの温度をネマチ ク相の上限温度とした。以下、ネマチック の上限温度を、単に「上限温度」と略すこ がある。

 低温相溶性:母液晶と液晶化合物とを、液 晶化合物が、20重量%、15重量%、10重量%、5重 %、3重量%、および1重量%の量となるように混 合した試料を作製し、試料をガラス瓶に入れ る。このガラス瓶を、-10℃または-20℃のフリ ーザー中に一定期間保管したあと、結晶もし くはスメクチック相が析出しているかどうか 観察をした。

 粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s):液 化合物と母液晶との混合物を、E型回転粘度 を用いて測定した。

 屈折率異方性(δn):測定は25℃の温度下で 波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り 付けたアッベ屈折計により行った。主プリズ ムの表面を一方向にラビングしたあと、試料 (液晶化合物と母液晶との混合物)を主プリズ に滴下した。屈折率(n∥)は偏光の方向がラ ングの方向と平行であるときに測定した。 折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と 直であるときに測定した。光学異方性(δn) 値は、δn=n∥-n⊥の式から計算した。

 誘電率異方性(δε;25℃で測定):2枚のガラ 基板の間隔(ギャップ)が約9μm、ツイスト角 80度の液晶セルに試料(液晶化合物と母液晶 の混合物)を入れた。このセルに20ボルトを 加して、液晶分子の長軸方向における誘電 (ε∥)を測定した。0.5ボルトを印加して、液 分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定 した。誘電率異方性の値は、δε=ε∥-ε⊥、 式から計算した。

4-[ジフルオロ[(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1 ,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-(5 -ペンチルピリミジン-2-イル)-2’,3,5-トリフル オロ-1,1’-ビフェニル(化合物No.1-2-5)の合成

[化合物(T-2)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、4-ブロモ-3-フル ロフェノール(T-1) 50.0g、3,5-ジフルオロフェ ルボロン酸 45.5g、炭酸カリウム 72.4g、Pd(Ph 3 P) 2 Cl 2  5.52g、2-プロパノール 500mlを加え5時間加熱 流させた。反応液を25℃まで冷却後、水  5 00mlへ注ぎ込み、混合した。トルエン 500mlを え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行 得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄 、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得ら た溶液を減圧下、濃縮し、残渣をカラムク マトグラフィー(シリカゲル;トルエン)によ 分取操作で精製した。さらにヘプタン/ソル ミックスA-11の混合溶媒からの再結晶により 製し、乾燥させ、4-ヒドキシ-2,3’,5’-トリ ルオロ-1,1’-ビフェニル(T-2) 43.4gを得た。化 合物(T-1)からの収率は74%であった。

[化合物(T-3)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-2) 13.7g イミダゾール 10.4gおよびジクロロメタン 7 0.0mlを加えて、0℃まで冷却した。そこへ塩化 トリイソプロピルシリル 12.9gのジクロロメ ン 15.0ml溶液をゆっくりと滴下し、さらに4 間攪拌した。得られた反応混合物を水で洗 して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。 られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカ ムクロマトグラフィー(シリカゲル;ヘプタン )による分取操作で精製した。溶媒を留去し 燥させ、4-トリイソプロピルシリルオキシ-2, 3’,5’-トリフルオロ-1,1’-ビフェニル(T-3) 22 .8gを得た。化合物(T-2)からの収率は98%であっ 。

[化合物(T-4)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-3)22.8gと THF 350mlとを加えて、-74℃まで冷却した。そ へ、1.60M n-ブチルリチウム,n-ヘキサン溶液  38.7mlを-74℃から-70℃の温度範囲で滴下し、さ らに60分攪拌した。続いてジブロモジフルオ メタン 15.1gのTHF 60.0ml溶液を-75℃から-70℃ 温度範囲で滴下し、25℃に戻しつつ60分攪拌 した。得られた反応混合物を氷水 400mlに注 込み、混合した。トルエン 200mlを加え有機 と水層とに分離させ抽出操作を行い得られ 有機層を分取し、続いて水で洗浄して、無 硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶 を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマ グラフィー(シリカゲル;ヘプタン)による分 操作で精製した。溶媒を留去し乾燥させ、4 -ブロモジフルオロメチル-4’-トリイソプロ ルシリルオキシ-2’,3,5-トリフルオロ-1,1’- フェニル(T-4) 26.3gを得た。化合物(T-3)からの 収率は86%であった。 

[化合物(T-5)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、上記で得られた 合物(T-4)10.0g、4-ヒドキシ-2,3’,4’,5’-テト フルオロ-1,1’-ビフェニル 4.62g、炭酸カリ ム 1.76g、ヘプタン 10.0ml、水 100mlを加え、 過熱還流下で5時間反応させた。反応混合物 25℃に戻した後、トルエン 100mlを加え有機 と水層とに分離させ抽出操作を行った。得 れた有機層を分取し、続いて飽和炭酸水素 トリウム水溶液、0.5N水酸化ナトリウム水溶 、食塩水で順次洗浄して、無水硫酸マグネ ウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下 濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー( シリカゲル;ヘプタン)による分取操作で精製 、乾燥させ、4-[ジフルオロ[(2,3’,4’,5’-テ トラフルオロ[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキ ]メチル]-4’-トリイソプロピルシリルオキシ -2’,3,5-トリフルオロ-1,1’-ビフェニル(T-5) 7. 49gを得た。化合物(T-4)からの収率は70%であっ 。

[化合物(T-6)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-5) 7.49g THF 150mlを加え0℃まで冷却した。そこへ1.00M  テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF), THF溶液 13.4mlをゆっくりと滴下し、25℃に戻 つつ120分攪拌した。得られた反応混合物を 水 200mlに注ぎ込み、混合した。トルエン 20 0mlを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作 を行い得られた有機層を分取し、続いて水で 洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した 。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣を カラムクロマトグラフィー(シリカゲル;トル ン/酢酸エチル=5:1(容量比))による分取操作 精製した。溶媒を留去し乾燥させ、4-[ジフ オロ[(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビ ェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-ヒドロキ -2’,3,5-トリフルオロ-1,1’-ビフェニル(T-6)  5.68gを得た。化合物(T-5)からの収率は99%であ た。

[化合物(T-7)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-6) 5.68g ジメチルアミノピリジン 2.02g、およびジク ロロメタン 60.0mlとを加えて、-30℃まで冷却 た。ピリジン 1.50ml、およびトリフルオロ タンスルホン酸無水物 3.74gを順次ゆっくり 滴下し更に2時間攪拌した。得られた反応混 合物を水で洗浄して、無水硫酸マグネシウム で乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮 し、残渣をカラムクロマトグラフィー(シリ ゲル;ヘプタン/酢酸エチル=10:1(容量比))によ 分取操作で精製し、乾燥させ、4-[ジフルオ [(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビフェ ル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-トリフルオロ メタンスルホニルオキシ-2’,3,5-トリフルオ -1,1’-ビフェニル(T-7) 4.23gを得た。化合物(T- 6)からの収率は59%であった。

[化合物(T-8)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-7) 4.23g ビスピナコラートジボロン 1.83g、酢酸カリ ウム 1.93g、ジクロロビスジフェニルホスフ ノフェロセンパラジウム 0.160g、およびジオ キサン 50.0mlを加え、加熱還流下で2時間反応 させた。反応液を25℃まで冷却後、水  100ml 注ぎ込み、混合した。トルエン 100mlを加え 有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得 られた有機層を分取し、続いて水で洗浄し、 無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた 溶液を減圧下、濃縮し、残渣をカラムクロマ トグラフィー(シリカゲル;ヘプタン/トルエン =1:1(容量比))による分取操作で精製し、乾燥 せ、ほう酸ピナコールエステル(T-8) 3.11gを た。化合物(T-7)からの収率は66%であった。

[化合物(No.1-2-5)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-8) 3.11g 2-クロロ-5-ペンチルピリミジン 1.01g、リン カリウム 2.11g、Pd(PPh 3 ) 4  0.0575g、トルエン 30.0mlおよびエタノール 30 .0mlを加え、加熱還流下で2時間反応させた。 応液を25℃まで冷却後、水  100mlへ注ぎ込 、混合した。トルエン 100mlを加え有機層と 層とに分離させ抽出操作を行い得られた有 層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸 グネシウムで乾燥した。得られた溶液を減 下、濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフ ー(シリカゲル;ヘプタン/酢酸エチル=5:1(容 比))による分取操作で精製した。さらに酢酸 エチル/ソルミックスA-11の混合溶媒からの再 晶により精製し、乾燥させ、4-[ジフルオロ[ (2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビフェニ ]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペンチルピリ ミジン-2-イル)-2’,3,5-トリフルオロ-1,1’-ビ ェニル(No.1-2-5) 1.31gを得た。化合物(T-8)から 収率は42%であった。

  1 H-NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであ り、得られた化合物が、4-[ジフルオロ[(2,3’, 4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビフェニル]-4- ル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペンチルピリミジ -2-イル)-2’,3,5-トリフルオロ-1,1’-ビフェニ であることが同定できた。なお、測定溶媒 CDCl 3 である。

 化学シフトδ(ppm);8.66(s,2H),8.33(dd,J=8.10Hz,J=1. 30Hz,1H),8.28(dd,J=12.1Hz,1.50Hz,1H),7.56(dd,J=8.00Hz,J=8.00 Hz,1H),7.39(dd,J=8.40Hz,J=8.40Hz,1H),7.31(d,J=10.6Hz,2H),7.2 3-7.14(m,4H),2.66(t,J=7.75Hz,2H),1.73-1.64(m,2H),1.43-1.34(m ,4H),0.92(t,6.80Hz,3H).

 得られた化合物(No.1-2-5)の相転移温度は以下 の通りであった。
 相転移温度 :C 83.8 S A  124 N 237 I 。

[液晶化合物(No.1-2-5)の物性]
 前述した母液晶Aとして記載された4つの化 物を混合し、ネマチック相を有する母液晶A 調製した。この母液晶Aの物性は以下のとお りであった。
 上限温度(T NI )=71.7℃;屈折率異方性(δn)=0.137;誘電率異方性( ε)=11.0。

 母液晶A 85重量%と、実施例1で得られた4-[ジ フルオロ[(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1’- ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペ チルピリミジン-2-イル)-2’,3,5-トリフルオロ -1,1’-ビフェニル(No.1-2-5)の15重量%とからなる 液晶組成物Bを調製した。得られた液晶組成 Bの物性を測定し、測定値を外挿することで 晶化合物(No.1-2-5)の物性の外挿値を算出した 。その値は以下のとおりであった。
 上限温度(T NI )=154℃;屈折率異方性(δn)=0.237;誘電率異方性(δ ε)=56.6。
 これらのことから液晶化合物(No.1-2-5)は、液 晶相の温度範囲が広く、特に上限温度(T NI )が高く、大きな屈折率異方性を持ち、誘電 異方性が極めて大きい化合物であることが かった。

4-[ジフルオロ[(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1 ,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-(5 -ペンチルピリジン-2-イル)-2’,3,5-トリフルオ ロ-1,1’-ビフェニル(化合物No.1-2-85)の合成

[化合物(T-10)の合成]窒素雰囲気下の反応器 、5-ブロモ-2-クロロピリジン(T-9)15.0gとジエ ルエーテル 450mlとを加えて、-50℃まで冷却 した。そこへ、1.57M n-ブチルリチウム,n-ヘキ サン溶液 54.6mlを-50℃から-45℃の温度範囲で 下し、さらに90分攪拌した。続いて反応器 -70℃まで冷却した後、ホルミルピペリジン  9.70gを-70℃から-65℃の温度範囲で滴下し、室 に戻しつつ60分攪拌した。得られた反応混 物を氷水 500mlに注ぎ込み、混合した。ジエ ルエーテル 200mlを加え有機層と水層とに分 離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取 し、続いて水で洗浄して、無水硫酸マグネシ ウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で 濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー( リカゲル;トルエン)による分取操作で精製し た。さらにヘプタンからの再結晶により精製 し、溶媒を留去し乾燥させ、2-クロロ-5-ホル ルピリジン(T-10) 7.01gを得た。化合物(T-9)か の収率は68%であった。 

[化合物(T-11)の合成]
 窒素雰囲気下の反応器へ、ブチルトリフェ ルホスホニウムブロミド 21.1gおよびTHF 90.0 mlを加え、-30℃まで冷却した。そこへ、カリ ム-t-ブトキシド 5.68gをゆっくりと加え、30 攪拌した。続いて化合物(T-10) 5.98gのTHF 50.0 ml溶液を-30℃から-25℃の温度範囲で滴下し、 温に戻しつつ2時間反応させた。得られた反 応混合物を氷水 200mlに注ぎ込み、混合した トルエン 200mlを加え有機層と水層とに分離 せ抽出操作を行い得られた有機層を分取し 続いて水、1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウ 水溶液、水で順次洗浄して、無水硫酸マグ シウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧 で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィ (シリカゲル;ヘプタン/酢酸エチル=10:1(容量 ))による分取操作で精製し、2-クロロ-5-(1-ペ テニル)ピリジン(T-11) 6.96gを得た。化合物(T -11)からの収率は99%であった。

[化合物(T-12)の合成]
 窒素雰囲気化の反応器へ、化合物(T-8) 2.77g 化合物(T-11) 0.887g、リン酸カリウム 1.89g、P d(PPh 3 ) 4  0.0513g、トルエン 25.0mlおよびエタノール 25 .0mlを加え、加熱還流下で1時間反応させた。 応液を室温まで冷却後、水  50.0mlへ注ぎ込 み、混合した。トルエン 50mlを加え有機層と 水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有 機層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸 マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を減 圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフ ィー(シリカゲル;ヘプタン/酢酸エチル=5:1(容 比))による分取操作で精製し、乾燥させ、4- [ジフルオロ[(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1 ’-ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-[5-( 1-ペンテニル)ピリジン-2-イル]-2’,3,5-トリフ オロ-1,1’-ビフェニル(T-12) 2.77gを得た。化 物(T-8)からの収率は97%であった。

[化合物(No.1-2-85)の合成]
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物(T-12) 2.77g パラジウムカーボン触媒(5%Pd/CのNXタイプ(50% 潤品);エヌ・イー・ケムキャット製 0.139g、 トルエン 25.0mlおよびIPA 25.0mlを加え、水素 囲気下、室温で8時間攪拌した。濾過により 媒を除去した後、減圧下で濃縮した。残渣 カラムクロマトグラフィー(シリカゲル;ヘ タン/酢酸エチル=5:1(容量比))により精製した 。さらに酢酸エチル/ソルミックスA-11の混合 媒からの再結晶により精製し、4-[ジフルオ [(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビフェ ル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペンチルピ リジン-2-イル)-2’,3,5-トリフルオロ-1,1’-ビ ェニル(化合物No.1-2-85) 2.00gを得た。化合物(T -12)からの収率は72%であった。

  1 H-NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであ り、得られた化合物が、4-[ジフルオロ[(2,3’, 4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビフェニル]-4- ル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペンチルピリジン-2 -イル)-2’,3,5-トリフルオロ-1,1’-ビフェニル あることが同定できた。なお、測定溶媒はC DCl 3 である。

 化学シフトδ(ppm);8.55(d,J=1.85Hz,1H),7.92-7.84(m, 2H),7.70(d,J=8.10Hz,1H),7.62(dd,J=8.05Hz,J=2.15Hz,1H),7.54(d d,J=8.30Hz,J=8.30Hz,1H),7.39(dd,J=8.50Hz,8.50Hz,1H),7.29(d,J =10.6Hz,2H),7.24-7.14(m,4H),2.67(t,J=7.80Hz,2H),1.73-1.64(m, 2H),1.43-1.31(m,4H),0.91(t,6.90Hz,3H).

 得られた化合物(No.1-2-85)の相転移温度は以 の通りであった。
 相転移温度 :C 89.0 S A  154 N 229 I 。

[液晶化合物(No.1-2-85)の物性]
 母液晶A 85重量%と、実施例3で得られた4-[ジ フルオロ[(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ[1,1’- ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペ チルピリジン-2-イル)-2’,3,5-トリフルオロ-1, 1’-ビフェニル(No.1-2-85)の15重量%とからなる 晶組成物Cを調製した。得られた液晶組成物C の物性を測定し、測定値を外挿することで液 晶化合物(No.1-2-85)の物性の外挿値を算出した その値は以下のとおりであった。
 上限温度(T NI )=148℃;屈折率異方性(δn)=0.237;誘電率異方性(δ ε)=48.6。
 これらのことから液晶化合物(No.1-2-85)は、 晶相の温度範囲が広く、特に上限温度(T NI )が高く、大きな屈折率異方性を持ち、誘電 異方性が極めて大きい化合物であることが かった。

4-[ジフルオロ(3,4,5-トリフルオロフェノキシ) チル]-4′-(5-ペンチルピリミジン-2-イル)-2″ ,2′,3,5-テトラフルオロ-1,1″,4″,1′-ターフ ニル(化合物No.1-3-5)の合成

[化合物(No.1-3-5)の合成]
窒素雰囲気下の反応器へ、2-クロロ-5-ペンチ ピリミジン 0.275g、リン酸カリウム 0.573g、 Pd(PPh 3 ) 4  0.0156g、トルエン 20.0ml、エタノール 20.0ml および化合物(T-8)の合成と類似の手法により 合成した化合物(T-13) 0.845gを加え、加熱還流 で5時間反応させた。反応液を25℃まで冷却 、水  50mlへ注ぎ込み、混合した。トルエ  50mlを加え有機層と水層とに分離させ抽出 作を行い得られた有機層を分取し、続いて で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し 。得られた溶液を減圧下、濃縮し、残渣を ラムクロマトグラフィー(シリカゲル;トルエ ン)による分取操作で精製した。さらに酢酸 チル/ソルミックスA-11の混合溶媒からの再結 晶により精製し、乾燥させ、4-[ジフルオロ(3, 4,5-トリフルオロフェノキシ)メチル]-4′-(5-ペ ンチルピリミジン-2-イル)-2″,2′,3,5-テトラ ルオロ-1,1″,4″,1′-ターフェニル(No.1-3-5) 0. 679gを得た。化合物(T-13)からの収率は78%であ た。

  1 H-NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであ り、得られた化合物が、4-[ジフルオロ(3,4,5- リフルオロフェノキシ)メチル]-4′-(5-ペンチ ルピリミジン-2-イル)-2″,2′,3,5-テトラフル ロ-1,1″,4″,1′-ターフェニルであることが 定できた。なお、測定溶媒はCDCl 3 である。

 化学シフトδ(ppm);8.66(s,2H),8.32(dd,J=8.15Hz,J=1.70H z,1H),8.27(dd,J=12.1Hz,1.60Hz,1H),7.60(dd,J=8.05Hz,J=8.05Hz, 1H),7.58-7.48(m,3H),7.29(d,J=10.7Hz,2H),7.05-6.97(m,2H),2.66 (t,J=7.85Hz,2H),1.73-1.64(m,2H),1.44-1.33(m,4H),0.92(t,6.80H z,3H).

 得られた化合物(No.1-3-5)の相転移温度は以下 の通りであった。
 相転移温度 :C 123 S A  250 N 266 I 。

[液晶化合物(No.1-3-5)の物性]
 母液晶A 95重量%と、実施例5で得られた4-[ジ フルオロ(3,4,5-トリフルオロフェノキシ)メチ ]-4′-(5-ペンチルピリミジン-2-イル)-2″,2′, 3,5-テトラフルオロ-1,1″,4″,1′-ターフェニ (No.1-3-5)の5重量%とからなる液晶組成物Dを調 した。得られた液晶組成物Dの物性を測定し 、測定値を外挿することで液晶化合物(No.1-3-5 )の物性の外挿値を算出した。その値は以下 とおりであった。
 上限温度(T NI )=172℃;屈折率異方性(δn)=0.257;誘電率異方性(δ ε)=49.9。
 これらのことから液晶化合物(No.1-3-5)は、液 晶相の温度範囲が広く、特に上限温度(T NI )が極めて高く、大きな屈折率異方性を持ち 誘電率異方性が大きい化合物であることが かった。

 実施例1、および記載した合成法をもとに、 以下に示す化合物(No.1-1-1)~(No.1-1-136)、(No.1-2-1) ~(No.1-2-152)、および(No.1-3-1)~(No.1-3-235)を合成す ることができる。付記したデータは前記した 手法に従い、求めた値である。相転移温度は 化合物自体の測定値である。上限温度(T NI )、誘電率異方性(δε)、および屈折率異方性( n)は、実施例2、4、および6に記載したように 化合物を母液晶(A)に混合した試料の測定値を 、外挿法に従って換算した外挿値である。

[比較例1]
 比較例としてWO2005/019378A1に掲載されている テトラヒドロピラン環を含有する5環液晶化 合物の4-[ジフルオロ[(2,3’,4’,5’-テトラフ オロ[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル ]-4’-(5-ペンチルテトラヒドロピラン-2-イル)- 2’,3,5,6’-テトラフルオロ-1,1’-ビフェニル(S -1-1)を合成した。

  1 H-NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであ り、得られた化合物が、4-[ジフルオロ[(2,3’, 4’,5’-テトラフルオロ[1,1’-ビフェニル]-4- ル)オキシ]メチル]-4’-(5-ペンチルテトラヒ ロピラン-2-イル)-2’,3,5,6’-テトラフルオロ- 1,1’-ビフェニルであることが同定できた。 お、測定溶媒はCDCl 3 である。

 化学シフトδ(ppm);7.38(dd,J=8.65Hz,J=8.40Hz,1H),7. 23-7.11(m,6H),7.08-7.00(m,2H),4.28(dd,J=11.8Hz、J=1.95Hz,1H ),4.10(dq,J=11.2Hz、J=2.00Hz,1H),3.21(t,J=11.2Hz,1H),2.05-1 .98(m,1H),1.95-1.88(m,1H),1.73-1.62(m,1H),1.60-1.48(m,1H),1. 45-1.09(m,5H),0.92(t,J=6.80Hz,3H).

 得られた比較例化合物(S-1-1)の相転移温度は 以下の通りであった。
 相転移温度:C  101 N 198 I 。

 母液晶A 85重量%と、比較例化合物(S-1-1)の 15重量%とからなる液晶組成物Eを調製した。 られた液晶組成物Eの物性を測定し、測定値 外挿することで比較例化合物(S-1-1)の物性の 外挿値を算出した。その値は以下のとおりで あった。

 上限温度(T NI )=118℃;屈折率異方性(δn)=0.177;誘電率異方性(δ ε)=52.3。

 比較例化合物(S-1-1)と実施例に示した本発 明の化合物(No.1-2-5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5) を比較する。まず、それぞれの相転移温度 比較すると(No.1-2-5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5) 方が液晶相の温度範囲が広い。特に本発明 化合物(No.1-2-5)および(No.1-2-85)の方が液晶相 下限温度が低く、他の化合物との相溶性が い。

 次に比較例化合物(S-1-1)と本発明の化合物 との物性の外挿値を比較すると、化合物(No.1- 2-5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5)の方が高い透明 を有し、屈折率異方性が大きい。よって化 物(No.1-2-5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5)の方が幅 い温度範囲において使用可能で、屈折率異 性の大きな優れた液晶化合物であるといえ 。

[比較例2]
さらに比較例としてWO96/11897A1に掲載されてい る、CF 2 O結合基を有する4環の液晶化合物である4-[ジ ルオロ(3,4,5-トリフルオロフェノキシ)メチ ]-3,5-ジフルオロ-4’-(4-プロピルシクロヘキ ル)-1,1’-ビフェニル(S-6)を合成した。

  1 H-NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであ り、得られた化合物が、4-[ジフルオロ(3,4,5- リフルオロフェノキシ)メチル]-3,5-ジフルオ -4’-(4-プロピルシクロヘキシル)-1,1’-ビフ ニルであることが同定できた。なお、測定 媒はCDCl 3 である。

 化学シフトδ(ppm);7.49(d,J=8.23Hz,2H),7.32(d,J=8.2 3Hz,2H),7.20(d,J=10.6Hz,2H),7.03-6.90(m,2H),2.53(tt,J=12.1Hz ,J=3.00Hz,1H),1.97-1.86(m,4H),1.51-1.40(m,2H),1.40-1.18(m,4H ),1.13-1.01(m,2H),0.91(t,J=7.20Hz,3H).

 得られた比較例化合物(S-6)の相転移温度は 下の通りであった。
 相転移温度:C 82.1 N 141 I 。

 母液晶A 85重量%と、比較例化合物(S-6)の15 重量%とからなる液晶組成物Fを調製した。得 れた液晶組成物Fの物性を測定し、測定値を 外挿することで比較例化合物(S-6)の物性の外 値を算出した。その値は以下のとおりであ た。

 上限温度(T NI )=110℃;誘電率異方性(δε)=23.4;屈折率異方性(δ n)=0.157。

 比較例化合物(S-6)と実施例に示した本発 の化合物(No.1-2-5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5)と 比較する。まず、それぞれの相転移温度を 較すると(No.1-2-5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5)の 方が液晶相の温度範囲が広い。

 次に比較例化合物(S-6)と本発明の化合物 の物性の外挿値を比較すると、化合物(No.1-2- 5)、(No.1-2-85)および(No.1-3-5)の方が高い透明点 有し、誘電率異方性および屈折率異方性が きい。よって化合物(No.1-2-5)、(No.1-2-85)およ (No.1-3-5)の方が幅広い温度範囲において使用 可能で、誘電率異方性、屈折率異方性の大き な優れた液晶化合物であるといえる。

[比較例3]
 さらにWO2006/12551A1に掲載されている、テト ヒドロピラン環、ジオキサン環を含有する5 の液晶化合物である4-[ジフルオロ(3,4,5-トリ フルオロフェノキシ)メチル]-3,5-ジフルオロ-4 ’-(4-プロピルシクロヘキシル)-1,1’-ビフェ ル(S-4)との相転移温度を比較する。

 WO2006/12551A1に掲載されている化合物(S-4)の相 転移温度は以下の通りである。
相転移温度:C 95 N 251 I 。

 比較例化合物(S-4)と実施例に示した本発 の化合物(No.1-2-5)および(No.1-2-85)との相転移 度を比較すると(No.1-2-5)および(No.1-2-85)の方 、液晶相の下限温度が低い。よって、(No.1-2- 5)の方が他の化合物との相溶性が良好であり より低温で使用することができる優れた液 化合物であるといえる。また、比較例化合 (S-4)と実施例に示した本発明の化合物(No.1-3- 5)との相転移温度を比較すると(No.1-3-5)の方が 、液晶相の上限温度が高い。よって、(No.1-3-5 )の方がより高温で使用することができる優 た液晶化合物であるといえる。

 さらに本発明の代表的な組成物を[組成例 1]~[組成例15]にまとめた。最初に、組成物の 分である化合物とその量(重量%)を示した。 合物は表の取り決めに従い、左末端基、結 基、環構造、および右末端基の記号によっ 表示した。1,4-シクロヘキシレンおよび1,3-ジ オキサン-2,5-ジイルの立体配置はトランスで る。末端基の記号がない場合は、末端基が 素であることを意味する。各実施例で使用 る液晶性化合物の部分に記載した番号は、 述した本発明の液晶性化合物を示す式番号 対応をしている。次に組成物の物性値を示 た。ここでの物性値は測定値そのままの値 ある。

 特性の測定は下記の方法にしたがって行 ことができる。それらの多くは、日本電子 械工業会規格(Standard of Electric Industries Ass ociation of Japan)EIAJ・ED-2521Aに記載された方法 またはこれを修飾した方法である。測定に いたTN素子には、TFTを取り付けなかった。

 ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微 を備えた融点測定装置のホットプレートに 料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料 一部がネマチック相から等方性液体に変化 たときの温度を測定した。ネマチック相の 限温度を「上限温度」と略すことがある。

 ネマチック相の下限温度(T C ;℃):ネマチック相を有する試料を0℃、-10℃ -20℃、-30℃、および-40℃のフリーザー中に10 日間保管したあと、液晶相を観察した。例え ば、試料が-20℃ではネマチック相のままであ り、-30℃では結晶(またはスメクチック相)に 化したとき、T C を≦-20℃と記載する。ネマチック相の下限温 度を「下限温度」と略すことがある。

 粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s):測 にはE型回転粘度計を用いた。

 粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s):
 1)誘電率異方性が正である試料:測定はM. Ima i et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vo l. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った ツイスト角が0°であり、そして2枚のガラス 板の間隔(セルギャップ)が5μmであるTN素子 試料を入れた。TN素子に16ボルトから19.5ボル トの範囲で0.5ボルト毎に段階的に印加した。 0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形 ルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰 返した。この印加によって発生した過渡電 (transient current)のピーク電流(peak current)とピ ーク時間(peak time)を測定した。これらの測定 値とM. Imaiらの論文、40頁の計算式(8)とから 転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電 異方性の値は、この回転粘度の測定で使用 た素子にて、下記の誘電率異方性の測定方 で求めた。

 2)誘電率異方性が負である試料:測定はM.  Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従っ 。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20 μmのVA素子に試料を入れた。この素子に30ボ トから50ボルトの範囲で1ボルト毎に段階的 印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの 形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件 印加を繰り返した。この印加によって発生 た過渡電流(transient current)のピーク電流(peak  current)とピーク時間(peak time)を測定した。 れらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の計算 (8)とから回転粘度の値を得た。この計算に 要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性 測定した値を用いた。

 光学異方性(屈折率異方性;δn;25℃で測定): 測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光 を取り付けたアッベ屈折計により行なった 主プリズムの表面を一方向にラビング(rubbin g)したあと、試料を主プリズムに滴下した。 折率(n∥)は偏光の方向がラビングの方向と 行であるときに測定した。屈折率(n⊥)は偏 の方向がラビングの方向と垂直であるとき 測定した。光学異方性の値は、δn=n∥-n⊥、 の式から計算した。試料が組成物のときはこ の方法によって光学異方性を測定した。試料 が化合物のときは、化合物を適切な組成物に 混合したあと光学異方性を測定した。化合物 の光学異方性は外挿値である。

 誘電率異方性(δε;25℃で測定):試料が化合物 のときは、化合物を適切な組成物に混合した あと誘電率異方性を測定した。化合物の誘電 率異方性は外挿値である。
 1)誘電率異方性が正である組成物:2枚のガラ ス基板の間隔(ギャップ)が約9μm、ツイスト角 が80度の液晶セルに試料を入れた。このセル 20ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向 おける誘電率(ε∥)を測定した。0.5ボルトを 加して、液晶分子の短軸方向における誘電 (ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、δ =ε∥-ε⊥、の式から計算した。

 2)誘電率異方性が負である組成物:ホメオ ロピック配向に処理した液晶セルに試料を れ、0.5ボルトを印加して誘電率(ε∥)を測定 した。ホモジニアス配向に処理した液晶セル に試料を入れ、0.5ボルトを印加して誘電率(ε ⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、δε=ε -ε⊥、の式から計算した。

 しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):試料が化 物のときは、化合物を適切な組成物に混合 たあとしきい値電圧を測定した。化合物の きい値電圧は外挿値である。1)誘電率異方性 が正である組成物:2枚のガラス基板の間隔(ギ ャップ)が(0.5/δn)μmであり、ツイスト角が80度 である、ノーマリーホワイトモード(normally w hite mode)の液晶表示素子に試料を入れた。δn 上記の方法で測定した光学異方性の値であ 。この素子に周波数が32Hzである矩形波を印 加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通 過する光の透過率が90%になったときの電圧の 値を測定した。

2)誘電率異方性が負である組成物:2枚のガ ス基板の間隔(ギャップ)が約9μmであり、ホ オトロピック配向に処理したノーマリーブ ックモード(normally black mode)の液晶表示素子 に試料を入れた。この素子に周波数が32Hzで る矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇 せ、素子を通過する光の透過率10%になった きの電圧の値を測定した。

 電圧保持率(VHR;25℃で測定;%):測定に用い TN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2 のガラス基板の間隔(セルギャップ)は6μmで る。この素子は試料を入れたあと紫外線に って重合する接着剤で密閉した。このTN素子 にパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充 電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミ 秒のあいだ測定し、単位周期における電圧 線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減 衰しなかったときの面積である。電圧保持率 は面積Bに対する面積Aの百分率である。

 らせんピッチ(20℃で測定;μm):らせんピッ の測定には、カノのくさび型セル法を用い 。カノのくさび型セルに試料を注入し、セ から観察されるディスクリネーションライ の間隔(a;単位はμm)を測定した。らせんピッ チ(P)は、式P=2・a・tanθから算出した。θは、 さび型セルにおける2枚のガラス板の間の角 度である。

 成分または液晶化合物の割合(百分率)は 液晶化合物の全重量に基づいた重量百分率( 量%)である。組成物は、液晶化合物などの 分の重量を測定してから混合することによ て調製される。したがって、成分の重量%を 出するのは容易である。

[組成例1]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5) 10%
2-BEB(F)-C             (5-14)   5%
3-BEB(F)-C             (5-14)   4%
4-BEB(F)-C             (5-14)  12%
1V2-BEB(F,F)-C         (5-15)  11%
3-HB-O2                (11-5)  10%
3-HH-4                 (11-1)   3%
3-HHB-F                (3-1)    3%
3-HHB-1                (12-1)   3%
3-HHB-O1               (12-1)   4%
3-HBEB-F               (3-37)   4%
3-HHEB-F               (3-10)   7%
5-HHEB-F               (3-10)   7%
3-H2BTB-2              (12-16)  4%
3-H2BTB-3              (12-16)  4%
3-H2BTB-4              (12-16)  4%
3-HB(F)TB-2            (12-17)  5%
NI=96.1℃;δn=0.154;δε=30.2;Vth=1.03V.

[組成例2]
5-PrB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-85) 4%
5-PyB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-5)  4%
2-HB-C                 (5-1)    5%
3-HB-C                 (5-1)   12%
3-HB-O2                (11-5)  15%
2-BTB-1                (11-10)  3%
3-HHB-1                (12-1)   8%
3-HHB-F                (3-1)    4%
3-HHB-O1               (12-1)   5%
3-HHB-3                (12-1)  10%
3-HHEB-F               (3-10)   2%
5-HHEB-F               (3-10)   4%
2-HHB(F)-F             (3-2)    7%
3-HHB(F)-F             (3-2)    5%
5-HHB(F)-F             (3-2)    7%
3-HHB(F,F)-F           (3-3)    5%
NI=100.5℃;δn=0.111;δε=8.1;Vth=1.90V.

[組成例3]
5-HPyB(F)B(F,F)XB(F,F)-F    (1-3-105)4%
5-PrB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-71) 4%
3-BEB(F)-C             (5-14)   8%
3-HB-C                 (5-1)    8%
V-HB-C                 (5-1)    8%
1V-HB-C                (5-1)    8%
3-HB-O2                (11-5)   3%
3-HH-2V                (11-1)  14%
3-HH-2V1               (11-1)   7%
V2-HHB-1               (12-1)  15%
3-HHB-1                (12-1)   5%
3-HHEB-F               (3-10)   3%
3-H2BTB-2              (12-16)  2%
3-H2BTB-3              (12-16)  6%
3-H2BTB-4              (12-16)  5%

[組成例4]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5)  5%
5-PrB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-85) 5%
5-BEB(F)-C             (5-14)   5%
V-HB-C                 (5-1)   11%
5-PyB-C                (5-9)    6%
4-BB-3                 (11-8)  11%
3-HH-2V                (11-1)  10%
5-HH-V                 (11-1)  11%
V-HHB-1                (12-1)   7%
V2-HHB-1               (12-1)  10%
3-HHB-1                (12-1)   9%
1V2-HBB-2              (12-4)   5%
3-HHEBH-3              (13-6)   5%
NI=90.4℃;δn=0.124;δε=9.6;Vth=1.64V.

[組成例5]
5-PyB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-5)  4%
5-HPyB(F)B(F,F)XB(F,F)-F    (1-3-105)4%
1V2-BEB(F,F)-C         (5-15)   6%
3-HB-C                 (5-1)   18%
2-BTB-1                (11-10) 10%
5-HH-VFF               (11-1)  26%
VFF-HHB-1              (12-1)   8%
VFF2-HHB-1             (12-1)   7%
3-H2BTB-2              (12-16)  5%
3-H2BTB-3              (12-16)  4%
3-H2BTB-4              (12-16)  4%
3-HHB-1                (12-1)   4%

[組成例6]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5)  5%
5-PrB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-85) 4%
5-HB-CL                (2-2)   16%
3-HH-4                 (11-1)  12%
3-HH-5                 (11-1)   4%
3-HHB-F                (3-1)    4%
3-HHB-CL               (3-1)    3%
4-HHB-CL               (3-1)    4%
3-HHB(F)-F             (3-2)    5%
4-HHB(F)-F             (3-2)    5%
5-HHB(F)-F             (3-2)    9%
7-HHB(F)-F             (3-2)    8%
5-HBB(F)-F             (3-23)   4%
1O1-HBBH-5             (13-1)   3%
3-HHBB(F,F)-F          (4-6)    2%
4-HHBB(F,F)-F          (4-6)    3%
5-HHBB(F,F)-F          (4-6)    3%
3-HH2BB(F,F)-F         (4-15)   3%
4-HH2BB(F,F)-F         (4-15)   3%
NI=119.4℃;δn=0.105;δε=7.9;Vth=1.87V.

[組成例7]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5)  8%
3-HHB(F,F)-F           (3-3)    9%
3-H2HB(F,F)-F          (3-15)   8%
4-H2HB(F,F)-F          (3-15)   8%
5-H2HB(F,F)-F          (3-15)   8%
3-HBB(F,F)-F           (3-24)  21%
5-HBB(F,F)-F           (3-24)  20%
3-H2BB(F,F)-F          (3-27)   6%
5-HHBB(F,F)-F          (4-6)    3%
5-HH2BB-F              (4-13)   2%
3-HH2BB(F,F)-F         (4-15)   3%
1O1-HBBH-4             (13-1)   2%
1O1-HBBH-5             (13-1)   2%
NI=98.1℃;δn=0.123;δε=12.9;Vth=1.47V.
 上記組成物100重量部に光学活性化合物(Op-5) 0.25重量部添加したときのピッチは63.5μmで った。

[組成例8]
5-PrB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-85) 5%
5-PyB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-5)  5%
5-HB-F                 (2-2)   12%
6-HB-F                 (2-2)    9%
7-HB-F                 (2-2)    7%
2-HHB-OCF3             (3-1)    7%
3-HHB-OCF3             (3-1)    7%
4-HHB-OCF3             (3-1)    7%
5-HHB-OCF3             (3-1)    5%
3-HH2B-OCF3            (3-4)    4%
5-HH2B-OCF3            (3-4)    4%
3-HHB(F,F)-OCF3        (3-3)    5%
3-HBB(F)-F             (3-23)   5%
5-HBB(F)-F             (3-23)   5%
3-HH2B(F)-F            (3-5)    3%
3-HB(F)BH-3            (13-2)   3%
5-HBBH-3               (13-1)   3%
3-HHB(F,F)-OCF2H       (3-3)    4%
NI=92.5℃;δn=0.103;δε=8.6;Vth=1.89V.

[組成例9]
5-HPyB(F)B(F,F)XB(F,F)-F    (1-3-105)3%
5-PrB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-71) 5%
5-HB-CL                (2-2)   11%
3-HH-4                 (11-1)   8%
3-HBB(F,F)-F           (3-24)  20%
5-HBB(F,F)-F           (3-24)  12%
3-HHB(F,F)-F           (3-3)    8%
3-HHEB(F,F)-F          (3-12)   5%
4-HHEB(F,F)-F          (3-12)   3%
5-HHEB(F,F)-F          (3-12)   3%
2-HBEB(F,F)-F          (3-39)   3%
3-HBEB(F,F)-F          (3-39)   5%
5-HBEB(F,F)-F          (3-39)   3%
3-HHBB(F,F)-F          (4-6)    6%
3-HHB-1                (12-1)   5%

[組成例10]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5)  5%
5-PyB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-5)  3%
5-H4HB(F,F)-F          (3-21)   7%
5-H4HB-OCF3            (3-19)  15%
3-H4HB(F,F)-CF3        (3-21)   8%
5-H4HB(F,F)-CF3        (3-21)  10%
3-HB-CL                (2-2)    3%
5-HB-CL                (2-2)    4%
2-H2BB(F)-F            (3-26)   5%
3-H2BB(F)-F            (3-26)   5%
5-H2HB(F,F)-F          (3-15)   5%
3-HHB-OCF3             (3-1)    5%
3-H2HB-OCF3            (3-13)   5%
V-HHB(F)-F             (3-2)    5%
3-HHB(F)-F             (3-2)    5%
5-HHB(F)-F             (3-2)    5%
3-HBEB(F,F)-F          (3-39)   5%
NI=78.5℃;δn=0.108;δε=12.1;Vth=1.63V.

[組成例11]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5)  5%
5-PrB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-85) 5%
5-HB-CL                (2-2)   12%
7-HB(F,F)-F            (2-4)    3%
3-HH-4                 (11-1)  10%
3-HH-5                 (11-1)   5%
3-HB-O2                (11-5)  10%
3-H2HB(F,F)-F          (3-15)   5%
4-H2HB(F,F)-F          (3-15)   5%
3-HHB(F,F)-F           (3-3)    6%
2-HHB(F)-F             (3-2)    7%
3-HHB(F)-F             (3-2)    7%
5-HHB(F)-F             (3-2)    7%
3-HHB-1                (12-1)   8%
3-HHB-O1               (12-1)   5%
NI=85.1℃;δn=0.090;δε=7.7;Vth=1.50V.

[組成例12]
5-PyB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-5)  5%
5-PrB(F)B(F)B(F,F)XB(F,F)-F (1-3-71) 5%
7-HB(F)-F              (2-3)    7%
5-HB-CL                (2-2)    3%
3-HH-4                 (11-1)   9%
3-HH-EMe               (11-2)  18%
3-HHEB(F,F)-F          (3-12)   5%
4-HHEB(F,F)-F          (3-12)   5%
3-HHEB-F               (3-10)   8%
5-HHEB-F               (3-10)   8%
4-HGB(F,F)-F           (3-103)  5%
5-HGB(F,F)-F           (3-103)  6%
2-H2GB(F,F)-F          (3-106)  4%
3-H2GB(F,F)-F          (3-106)  5%
5-GHB(F,F)-F           (3-109)  7%

[組成例13]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5) 10%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F     (3-97)  28%
3-HH-4                 (11-1)   8%
3-HHB(F,F)-F           (3-3)   10%
3-H2HB(F,F)-F          (3-15)   9%
3-HBB(F,F)-F           (3-24)  15%
2-HHBB(F,F)-F          (4-6)    3%
3-HHBB(F,F)-F          (4-6)    3%
3-HH2BB(F,F)-F         (4-15)   4%
3-HHB-1                (12-1)   3%
1O1-HBBH-5             (13-1)   7%
NI=91.5℃;δn=0.128;δε=12.6;Vth=1.17V.

[組成例14]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5)  5%
5-PrB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-85) 5%
5-HPyB(F)B(F,F)XB(F,F)-F    (1-3-105)5%
5-HB-CL                (2-2)   13%
3-PyB(F)-F             (2-15)  10%
5-PyB(F)-F             (2-15)  10%
3-HBB(F,F)-F           (3-24)   7%
3-PyBB-F               (3-80)   6%
4-PyBB-F               (3-80)   7%
5-PyBB-F               (3-80)   7%
3-HB-O2                (11-5)   5%
5-HBB(F)B-2            (13-5)  10%
5-HBB(F)B-3            (13-5)  10%

[組成例15]
5-PyB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)-F (1-2-5) 10%
3-HH-V                 (11-1)  30%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F     (3-97)  18%
3-HHB-1                (12-1)   2%
2-HBB-F                (3-22)   3%
3-HBB-F                (3-22)   4%
3-HHB-CL               (3-1)    2%
1-BB(F)B-2V            (12-6)   6%
2-BB(F)B-2V            (12-6)   6%
3-BB(F)B-2V            (12-6)   3%
2-HHB(F,F)-F           (3-3)    2%
3-HHB(F,F)-F           (3-3)    4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (4-46)  10%
NI=91.2℃;δn=0.146;δε=12.3;Vth=1.45V;η=25.8mPa・sec.

 化合物に必要な一般的物性、熱、光など 対する安定性、液晶相の広い温度範囲、高 透明点、他の液晶化合物との良好な相溶性 大きな屈折率異方性および誘電率異方性を する液晶化合物である。この液晶性化合物 含有する液晶組成物である。この液晶組成 を含有するので、使用できる広い温度範囲 短い応答時間、小さな消費電力、大きなコ トラスト、および低い駆動電圧を有する液 表示素子となり、時計、電卓、ワ-プロなど のディスプレイに利用できる。




 
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