クマリン誘導体、この化合物を含有する液晶組成物およびこの液晶組成物を含有する液晶表示素子
【課題】化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する液晶性化合物を提供すること。
【解決手段】
一般式（１）
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ等であり；Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレン等であり；ＸaおよびＸbは互いに独立して、フッ素または水素であり；Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−等であり；ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；Ｇが、−Ｃ（＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【解決手段】
一般式（１）
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ等であり；Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレン等であり；ＸaおよびＸbは互いに独立して、フッ素または水素であり；Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−等であり；ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；Ｇが、−Ｃ（＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくはクマリン誘導体、これを含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）などである。素子の駆動方式に基づいた分類は、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ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
【０００３】
これらの素子は、適切な物性を有する組成物を含有する。素子の特性を向上させるには、この組成物が適切な物性を有するのが好ましい。組成物の成分である化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。（１）化学的な安定性と物理的な安定性。（２）高い透明点。透明点は、液晶相−等方相の転移温度である。（３）液晶相の低い下限温度。液晶相は、ネマチック相、スメクチック相などを意味する。（４）小さな粘度。（５）適切な光学異方性。（６）適切な誘電率異方性。大きな誘電率異方性を有する化合物は、大きな粘度を有することが多い。（７）大きな比抵抗。
【０００４】
組成物は多くの化合物を混合して調製される。したがって、化合物は他の化合物とよく混和するのが好ましい。素子を氷点下の温度で使うこともあるので、低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。高い透明点または液晶相の低い下限温度を有する化合物は、組成物におけるネマチック相の広い温度範囲に寄与する。好ましい組成物は、小さな粘度と素子のモードに適した光学異方性を有する。化合物の大きな誘電率異方性は、組成物の低いしきい値電圧に寄与する。このような組成物によって、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、駆動電圧が小さい、消費電力が小さい、電圧保持率が大きいなどの特性を有する素子を得ることができる。
【０００５】
従来、クマリン誘導体を液晶表示素子として応用した例はほとんど知られていない。これらの化合物の液晶としての特性、物性等については全く明らかでない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような状況の下、化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する液晶性化合物が求められている。この化合物を含有し、ネマチック相の広い温度範囲、適切な光学異方性、および低いしきい値電圧を有する液晶組成物が求められている。これらの液晶組成物を含有し、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および高い電圧保持率を有する液晶表示素子が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような化合物、液晶組成物、および液晶組成物を含有する液晶表示素子等を提供する。また、以下に、式（１）で表わされる化合物における末端基、環および結合基等に関して好ましい例も述べる。
【０００８】
［１］ 一般式（１）
【化８】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリダジン−２，５−ジイルであり、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、または−ＣＯ−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ2）2−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよく；Ｘaは水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり；Ｘbは水素またはフッ素であり； Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−であり；ｍおよびｎは、互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【０００９】
［２］ 一般式（１）
【化９】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、炭素数２〜１５のアルケニル、または炭素数２〜１５のアルキニルであり；Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
ＸaおよびＸbは互いに独立して、フッ素または水素であり；Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、または−ＣＦ2Ｏ−であり；ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【００１０】
［３］ Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−である、［２］に記載の化合物。
［４］ Ｘaが水素である、［３］に記載の化合物。
［５］ Ｘaがフッ素である、［３］に記載の化合物。
［６］ Ｒaが炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；［３］〜［５］のいずれかに記載の化合物。
［７］ Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、［３］〜［６］のいずれかに記載の化合物。
［８］ Ｇが−ＣＦ2−である、［２］に記載の化合物。
［９］ Ｘaが水素である、［８］に記載の化合物。
［１０］ Ｘaがフッ素である、［８］に記載の化合物。
［１１］ Ｒaが炭素数１〜１０のアルキル、または炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；［８］〜［１０］のいずれかに記載の化合物。
［１２］ Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、［８］〜［１１］のいずれかに記載の化合物。
【００１１】
［１３］ 式（１−１）〜式（１−１２）のいずれか１つで表される化合物。
【化１０】
（式中、Ｒa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；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である。）
【００１２】
［１４］ ［１］〜［１３］のいずれかに記載の化合物を少なくとも一つ含有し、少なくとも２つ以上の化合物を含む液晶組成物。
［１５］ 式（２）、式（３）および式（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種の化合物をさらに含有する、［１４］に記載の液晶組成物。
【化１１】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ1はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂおよび環Ｄは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ4およびＺ5は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり；Ｌ1およびＬ2は互いに独立して水素またはフッ素である。）
［１６］ 式（５）および（６）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種の化合物をさらに含有する、［１４］または［１５］に記載の液晶組成物。
【化１２】
（式中、Ｒ2およびＲ3は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ2は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ6は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、または単結合であり；Ｌ3、Ｌ4およびＬ5は互いに独立して水素またはフッ素であり；ｂ、ｃおよびｄは互いに独立して０または１である。）
［１７］ 式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）および式（１１）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種の化合物を含有する［１４］〜［１６］のいずれかに記載の液晶組成物。
【化１３】
（式中、Ｒ4は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｒ5はフッ素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたはデカヒドロ−２，６−ナフチレンであり；Ｚ7およびＺ8は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ6およびＬ7は互いに独立して水素またはフッ素であって、Ｌ6とＬ7の少なくとも１つはフッ素である。）
［１８］ 式（１２）、式（１３）および式（１４）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種の化合物を含有する［１５］〜［１７］のいずれかに記載の液晶組成物。
【化１４】
（式中、Ｒ6およびＲ7は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ9およびＺ10は互いに独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。）
【００１３】
［１９］ 組成物の全重量に基づいて、［１］〜［１３］のいずれかに記載の化合物が４〜１５重量％含まれる、［１４］〜［１８］のいずれかに記載の液晶組成物。
［２０］ 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する、［１４］〜［１９］のいずれかに記載の液晶組成物。
［２１］ ［１４］〜［２０］のいずれかに記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【００１４】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶性化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。液晶表示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。ネマチック相の上限温度はネマチック相−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（２）から式（１４）において、六角形で囲んだ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。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。以下に本発明をさらに説明する。
【００１５】
「任意の」は、位置だけでなく個数について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で置き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で置き換えられる場合および任意のＡがＤで置き換えられる場合に加えて、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−ＣＨ2−が−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルなどが含まれる。なお、本発明においては、連続する２つの−ＣＨ2−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−ＣＨ2−が−Ｏ−で置き換えられることも好ましくない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の化合物は、例えば、化合物に必要な一般的物性、熱、光などに対する安定性、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する。本発明の液晶組成物は、例えば、これらの化合物の少なくとも一つを含有し、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、適切な光学異方性、低いしきい値電圧を有する。また、本発明の液晶表示素子は、例えば、この組成物を含有し、そして使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きなコントラスト比、低い駆動電圧を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【化１５】
【００１８】
式（１）においてＲaは、水素または炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい。例えば、ＣＨ3（ＣＨ2）3−において任意の−ＣＨ2−を−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えた基の例は、ＣＨ3（ＣＨ2）2Ｏ−、ＣＨ3−Ｏ−（ＣＨ2）2−、ＣＨ3−Ｏ−ＣＨ2−Ｏ−、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）3−、ＣＨ3−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、ＣＨ3−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、ＣＨ3−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ2）2−などである。
【００１９】
このようなＲaの例は、水素、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、アシル、アシルアルキル、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、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、アルキニル、アルキニルオキシ等である。これらの基において分岐よりも直鎖の方が好ましい。Ｒa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−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、−ＣＨ＝ＣＨＣ3Ｈ7、−ＣＨ＝ＣＨＣ4Ｈ9、−Ｃ2Ｈ4ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、および−Ｃ2Ｈ4ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5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。−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、および−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ3Ｈ7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。
アルキルとしては、直鎖、分枝鎖または環状のいずれでもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−Ｃ5Ｈ11、−Ｃ6Ｈ13、−Ｃ7Ｈ15、−Ｃ8Ｈ17、−Ｃ9Ｈ19および−Ｃ10Ｈ21である。アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ3、−ＯＣ2Ｈ5、−ＯＣ3Ｈ7、−ＯＣ4Ｈ9、−ＯＣ5Ｈ11、−ＯＣ6Ｈ13および−ＯＣ7Ｈ15である。アルコキシアルキルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルコキシアルキルの具体的な例は、−ＣＨ2ＯＣＨ3、−ＣＨ2ＯＣ2Ｈ5、−ＣＨ2ＯＣ3Ｈ7、−（ＣＨ2）2ＯＣＨ3、−（ＣＨ2）2ＯＣ2Ｈ5、−（ＣＨ2）2ＯＣ3Ｈ7、−（ＣＨ2）3ＯＣＨ3、−（ＣＨ2）4ＯＣＨ3、および−（ＣＨ2）5ＯＣＨ3である。アルケニルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣ3Ｈ7、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、および−（ＣＨ2）3ＣＨ＝ＣＨ2である。アルケニルオキシとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、−ＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、および−ＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5である。アルキニルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルキニルの具体的な例は、−Ｃ≡ＣＣＨ3および−Ｃ≡ＣＣ3Ｈ7である。
【００２０】
Ｒaは、炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、炭素数２〜１５のアルコキシアルキル、または炭素数２〜１５のアルケニルが好ましく、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−Ｃ5Ｈ11、−Ｃ6Ｈ13、−ＯＣＨ3、−ＯＣ2Ｈ5、−ＯＣ3Ｈ7、−ＣＨ2ＯＣＨ3、−ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨ2、および−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3であることがさらに好ましい。
【００２１】
式（１）におけるＡ1およびＡ2は、互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリダジン−２，５−ジイルであり、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−または−ＣＯ−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ2）2−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよい。
具体的には、Ａ1およびＡ2の好ましい例は、下記の式（１５−１）〜式（１５−１８）で表される基である。さらに好ましい例は、式（１５−１）〜式（１５−５）および式（１５−１５）〜式（１５−１８）で表される基である。
【化１６】
【００２２】
上記の定義による範囲に含まれるＡ1およびＡ2において、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよい。任意の水素がフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられたＡ1およびＡ2の例は、下記の式（１６−１）〜式（１６−３７）である。さらに好ましい例は、式（１６−１）〜式（１６−６）、式（１６−１０）〜式（１６−２０）、式（１６−２８）および式（１６−２９）で表される基である。
【化１７】
【００２３】
Ａ1およびＡ2の好ましい例は、１，４−シクロヘキシレン（１５−１）、１，４−シクロヘキセニレン（１５−１０）、（１５−１１）、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル（１５−４）、（１５−５）、１，４−フェニレン（１５−１２）、２−フルオロ−１，４−フェニレン（１６−１）（１６−２）、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１６−３）、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１６−５）、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１６−４）（１６−６）、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン（１６−７）（１６−８）、ピリジン−２，５−ジイル（１５−１３）（１５−１７）、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル（１６−３６）（１６−３７）、ピリミジン−２，５−ジイル（１５−１４）（１５−１８）およびピリダジン−２，５−ジイル（１５−１６）である。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シスよりもトランスが好ましい。１，３−ジオキサン−２，５−ジイルは、４，６−ジオキサン−２，５−ジイルと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２−フルオロ−１，４−フェニレンと２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
Ａ1およびＡ2の最も好ましい例は、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、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。
【００２４】
式（１）におけるＺ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−である。また、Ｚ1およびＺ2は、単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−および−ＣＨ＝ＣＨ−がさらに好ましい。
これらの結合において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、および−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−のような結合基の二重結合に関する立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００２５】
式（１）におけるＸaは水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり、またＸbは水素またはフッ素である。これらの中でも、水素またはフッ素が好ましい。
式（１）におけるＧは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−である。但し、Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−のとき、Ｘbはフッ素である。また、ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではない。
【００２６】
１−２ 本発明の化合物の性質およびその調整方法
本発明の化合物（１）をさらに詳細に説明する。
なお、本明細書において、縮合環であるクマリン環は一環と数える。化合物（１）はクマリン環を有する二環または三環の化合物である。
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、そして他の液晶性化合物との相溶性がある。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）として析出することがない。この化合物は、化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、そして適切な誘電率異方性を有する。また、化合物（１）は、誘電率異方性が正に大きい。大きな誘電率異方性を有する化合物は、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。
【００２７】
化合物（１）のＲa、Ａ1、Ａ2、Ｚ1、およびＺ2を適切に選択することによって、光学異方性、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。Ｒa、Ａ1、Ａ2、Ｚ1、およびＺ2の種類が、化合物（１）の物性に与える影響を以下に説明する。
【００２８】
式（１）におけるＲaが直鎖であるときは、液晶相の温度範囲が比較的広くそして粘度が小さい。Ｒaが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がよい。Ｒa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 domain）を防止することができる。Ｒ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。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。
【００２９】
式（１）におけるＡ1またはＡ2が、任意の水素がハロゲンで置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるときは誘電率異方性が比較的大きい。Ａ1またはＡ2が、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルであるときは光学異方性が比較的大きい。Ａ1またはＡ2が、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるときは光学異方性が比較的小さい。
【００３０】
二つのＡ1およびＡ2が、ともに１，４−シクロヘキシレンであるときは、上限温度が比較的高く、光学異方性が比較的小さく、そして粘度が比較的小さい。少なくとも一つのＡ1またはＡ2が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きく、そして配向秩序パラメーター（orientational order parameter）が比較的大きい。また二つのＡ1およびＡ2が、ともに１，４−フェニレンであるときは、光学異方性が比較的大きく、液晶相の温度範囲が比較的広く、そして上限温度が比較的高い。
【００３１】
Ｚ1またはＺ2が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ2）4−であるときは粘度が比較的小さい。Ｚ1またはＺ2が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは粘度が比較的小さい。Ｚ1、またはＺ2が−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは液晶相の温度範囲が比較的広く、そして弾性定数比Ｋ33／Ｋ11（Ｋ33：ベンド弾性定数、Ｋ11：スプレイ弾性定数）が比較的大きい。Ｚ1またはＺ2が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が比較的大きい。Ｚ1またはＺ2が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−（ＣＨ2）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。
【００３２】
化合物（１）がクマリン環を含めて二環を有するときは、比較的粘度が小さい。化合物（１）がクマリン環を含めて三環を有するときは、比較的上限温度が高い。
以上のように、Ｒa、Ａ1、Ａ2、Ｚ1、およびＺ2の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、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として有用である。
【００３３】
１−３ 化合物（１）の具体例
化合物（１）の好ましい例は、上記式（１−１）〜（１−１２）である。より具体的な例は、後述の実施例の中の実施例３に示した化合物（１−２１）〜（１−１９４）である。
【化１８】
（式中、Ｒa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；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である。）
【００３４】
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。化合物（１）は有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニックシンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・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）などに記載されている。
【００３５】
１−４−１ 結合基Ｚ1またはＺ2を生成する方法
化合物（１）における結合基Ｚ1またはＺ2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、ＭＳＧ1またはＭＳＧ2は少なくとも一つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ1（またはＭＳＧ2）は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｋ）は化合物（１）に相当する。
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【００３６】
次に、化合物（１）におけるＺ1またはＺ2における、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。
【００３７】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２１）と公知の方法で合成される化合物（２２）とを、炭酸塩水溶液とテトラキス（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）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、次いで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の存在下で化合物（２２）を反応させることによっても合成される。
【００３８】
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（２４）を得る。化合物（２４）と、公知の方法で合成されるフェノール（２５）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成する。
【００３９】
（III）−ＣＦ2Ｏ−と−ＯＣＦ2−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（２６）を得る。化合物（２６）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ2Ｏ−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）は化合物（２６）を（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ2−を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et al., 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。
【００４０】
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（２３）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）などのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２８）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２７）をカリウム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（２８）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【００４１】
（V）−（ＣＨ2）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）を合成する。
【００４２】
（VI）−（ＣＨ2）4−の生成
ホスホニウム塩（２７）の代わりにホスホニウム塩（２９）を用い、項（IV）の方法に従って−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
【００４３】
（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媒存在下で、化合物（２３）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（３０）を得る。ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（３０）を化合物（２２）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【００４４】
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（２３）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（３１）を得る。化合物（２２）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（３１）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【００４５】
（IX）−ＣＨ2Ｏ−または−ＯＣＨ2−の生成
化合物（２８）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（３２）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（３３）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（３３）を化合物（２５）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【００４６】
（X）−（ＣＨ2）3Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ2）3−の生成
化合物（３２）の代わりに化合物（３４）を用いて、項（IX）の方法に従って化合物（１Ｋ）を合成する。
【００４７】
（XI）−（ＣＦ2）2−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン（−ＣＯＣＯ−）をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−（ＣＦ2）2−を有する化合物を得る。
【００４８】
１−４−２ Ａ1またはＡ2を合成する方法
１，４−シクロヘキサノン、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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。そこで、下記の化合物（３８）および化合物（４２）の合成について説明する。
【００４９】
（化合物（３８）の合成）
【化２２】
２，３−ビストリフルオロメチルフェニレンの構造単位は、Org. Lett., 2000, 2(21), 3345の文献に記載された方法で合成する。フラン（３６）と１，１，１，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブチンとを高温でディールズ・アルダー型の反応をさせることによってアニリン（３７）を合成する。この化合物は、Org. Synth. Coll., Vol. 2, 1943, 355に記載された方法に従ってサンド・マイヤー型反応によってヨウ素化物（３８）を得る。この化合物は、有機合成化学の一般的な手法によって化合物（１）に変換される。
【００５０】
（化合物（４２）の合成）
【化２３】
２−ジフルオロメチル−３−フルオロフェニレンの構造単位は、次のような方法で合成する。化合物（３９）の水酸基を適切な保護基で保護して化合物（４０）を得る。Ｐは保護基を意味する。化合物（４０）に、sec−ブチルリチウムを作用させ、続いてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を反応させてアルデヒド（４１）を得る。この化合物をジメチルアミノサルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化し、続いて脱保護してフェノール（４２）を得る。この化合物は、有機合成化学の一般的な手法によって化合物（１）に変換される。なお、上記におけるＱ2は次の式で表される基である。
【化２４】
【００５１】
１−４−３ 式（１）で表される化合物を合成する方法
化合物（１）を合成する方法は複数あるが、ここにその一例を示す。
１−４−３−１ 出発原料である化合物（５２）を合成する方法
出発原料である化合物（５２）を合成する方法について説明する。
下記式５２で示される出発原料となる化合物（５２）は、上述の合成方法、有機合成化学における一般的な手法を用いることにより、合成することができる。
以下に、化合物（５２）を合成するための一般的な合成例（Ａ）〜（Ｃ）を示す。
【００５２】
（Ａ） Ａ2がシクロヘキシレンであり、かつＺ2が単結合である場合、またはＺ2がアルキレンである場合の化合物（５２）の合成法
【化２５】
（これらの式において、Ｐは保護基を表し、Ｍｅはメチル、ＴＩＰＳはトリイソプロピルシリル、ＴＢＤＭＳはｔ−ブチルジメチルシリル、Ｂｎはベンジルを表し、ｉは０〜３である。）
なお、本明細書におけるＱ1は次の式で表される基である。
【化２６】
【００５３】
上記スキーム１に示すように、最初に有機合成化学の方法に従ってシクロヘキサノン誘導体（５０ａ）、またはカルボニル誘導体（５０ｂ）を準備し、適切なグリニャール試薬（５１）を用いたグリニャール反応、酸による脱水反応、およびＰｄ触媒を用いた水素還元を順次行い、その後は必要により塩化アルミニウムを用いた異性化反応を行うことにより、化合物（５２）を合成することができる。
【００５４】
（Ｂ） Ａ2がフェニレン、ピリミジンなどであり、かつＺ2が単結合である場合、またはＺ2がアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたは−ＣＨ2−である場合の化合物（５２）の合成法
【化２７】
（これらの式において、Ｘ4は臭素、ヨウ素またはトリフラート（ＯＴｆ）を表す。）
【００５５】
上記スキーム２に示すように、最初に有機合成化学の方法に従って化合物（５３ａ）または化合物（５３ｂ）を準備し、例えばボロン酸誘導体（５４）などとカップリング反応を行う方法、またはフェノール誘導体（５５）とWilliamsonエーテル化を行う方法などを用いることによって、容易に化合物（５２）に誘導することができる。
【００５６】
（Ｃ） Ｚ2が−ＣＦ2Ｏ−である場合の化合物（５２）の合成法
【化２８】
【００５７】
上記、スキーム３に示すように、最初に有機合成化学の方法に従って化合物（５３ｂ）を準備し、フェノール誘導体（５５）などとエステル化反応させ、その後に上記に記載した合成スキーム（III）を用いることによって
、容易に化合物（５２）に誘導することができる。
【００５８】
１−４−３−２ 化合物（５２）から化合物（１）を合成する方法
（Ａ） Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−である場合の化合物（６０）の合成法
まず、化合物（５２）から化合物（５７）に誘導するスキーム４を示す。
【化２９】
【００５９】
化合物（５２）をブチルリチウムで処理した後にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などと作用させてアルデヒド体（５６）を得る。その後、ジエチルホスホノ酢酸エチルを水素化ナトリウムのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、化合物（５６）と反応させた後、二重結合部位をパラジウム炭素に代表される触媒の存在下で水素化して化合物（５７）を得る。
【００６０】
次に化合物（５７）から化合物（６０）に誘導するスキーム５を示す。
【化３０】
【００６１】
化合物（５７）をProtective Groups in Organic Synthesis (Greene, John Willy & Sons, Inc)などに記載されている一般的な脱保護の条件により、フェノールの保護基を取り除き、その後にｐ−トルエンスルホン酸などを用いて脱水環化反応を行うことにより、化合物（５９）が得られる。この化合物（５９）に、フッ素化剤としてＮ−フルオロベンゼンスルホンイミドを作用させ、Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, No.9 に記載されている方法に従うことによって、化合物（６０）に誘導できる。
【００６２】
（Ｂ） Ｇが−ＣＦ2−、Ｘbが水素である場合の化合物（６５）の合成法
まず、化合物（５６）から化合物（６２）に誘導するスキーム６を示す。
【化３１】
【００６３】
ハロメチルメチルエーテルから調整されるホスホニウム塩にｔ−ブトキシカリウムのような塩基で処理して得られたリンイリドを、化合物（５６）と反応させて、その後、希塩酸などを用いて酸性条件下で攪拌することにより、化合物（６１）を得る。次いで、ジブロモジフルオロメタンとトリス（ジエチルアミノ）ホスフィンを用いて調整したリンイリドを準備し、化合物（６１）と反応させることにより、化合物（６２）を得ることができる。
【００６４】
次に、化合物（６２）から化合物（６５）に誘導するスキーム７を示す。
【化３２】
【００６５】
化合物（６２）に臭素を反応させると、化合物（６３）の中間体を経由して化合物（６４）が得られる。化合物（６２）の保護基の種類によっては、化合物（６３）で反応が終結する場合があるが、その場合にはProtective Groups in Organic Synthesis (Greene, John Willy & Sons, Inc)などに記載されている一般的な条件で脱保護を行うことにより、化合物（６４）に誘導できる。次いで、化合物（６４）を炭酸カリウムのような塩基で処理し、酸性条件にならないように注意深く精製すると、化合物（６５）を得ることができる。
【００６６】
（Ｃ） Ｇが−ＣＦ2−、Ｘbがフッ素である場合の化合物（６８）の合成法
化合物（６４）から化合物（６８）に誘導するスキーム８を示す。
【化３３】
化合物（６４）をベンジルアルコールとWilliamsonエーテル化を行った後、パラジウム炭素などの触媒存在下で水素化を行うことにより化合物（６６）に変換できる。得られた化合物（６５）を、Jones酸化などの酸化反応によって化合物（６７）に変換し、次いでＤＡＳＴなどのフッ素化剤を用いることにより、化合物（６８）を得ることができる。
【００６７】
（Ｄ） 化合物（６０）から化合物（６８）を合成する方法
下記のスキーム９によって、化合物（６０）から化合物（６８）に誘導することもできる。
【化３４】
化合物（６０）をローソン試薬を使用してチオエステル化合物（６９）に誘導した後、フッ化水素ピリジンを作用させると化合物（６８）を得ることができる。
【００６８】
（Ｅ） 化合物（７０）から化合物（６０）を合成する方法
化合物（７０）から化合物（６０）に誘導するスキーム１０を示す。
【化３５】
【００６９】
化合物（７０）は、Aldrich社などから市販されており、容易に入手できる。この化合物（７０）に、フッ素化剤としてＮ−フルオロベンゼンスルホンイミドを作用させ、Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, No.9 に記載されている方法に従うことによって化合物（７１）に誘導できる。この化合物を臭素化し、その後、この臭素化物とボロン酸誘導体などとのカップリング反応を行うことによって、化合物（６０）を得ることもできる。
【００７０】
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。この組成物の成分は化合物（１）から選ばれた複数の化合物のみであってもよいが、化合物（１）から選択された少なくとも一つの化合物を１〜９９重量％の割合で含有することが好ましい。この組成物は化合物（１）以外に、さらに化合物（２）〜（１４）の群から選択された成分を含有することが好ましい。本発明の組成物を調製するときには、化合物（１）の誘電率異方性を考慮して成分を選択することが好ましい。
【００７１】
誘電率異方性が正で比較的大きい化合物（１）を含有する好ましい組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、このような二つの群のそれぞれから選択された少なくとも二つの化合物を含有する。これらの組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、さらに物性を調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。また、これらの組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【００７２】
誘電率異方性が比較的小さい化合物（１）を含有する好ましい組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、このような二つの群のそれぞれから選択された少なくとも二つの化合物を含有する。これらの組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、さらに物性を調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。また、この組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
別の好ましい組成物は、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。この組成物は、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（２）〜（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、ＶＡ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【００７３】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で比較的大きいので、主としてＡＭ−ＴＮ素子用の組成物に用いられる。この組成物において、化合物（２）、（３）および（４）の量の合計が１〜９９重量％であることが好ましく、１０〜９７重量％であることがさらに好ましい。また、当該範囲が４０〜９５重量％であることが特に好ましい。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、これらの化合物（１２）、（１３）または（１４）の好ましい添加量は６０重量％以下であり、４０重量％以下がさらに好ましい。
【００７４】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、主としてＳＴＮ素子用の組成物に用いられる。この組成物において、化合物（５）および（６）の量の合計が１〜９９重量％であることが好ましく、１０〜９７重量％であることがさらに好ましい。また、当該範囲が４０〜９５％であることが特に好ましい。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい添加量は６０重量％以下であり、４０％以下がさらに好ましい。
【００７５】
化合物（７）、（８）、（９）、（１０）、および（１１）は、誘電率異方性が負であるので、主としてＶＡ素子用の組成物に用いられる。これらの化合物（７）、（８）、（９）、（１０）、および（１１）の合計が８０重量％以下であることが好ましく、４０〜８０％重量であることがさらに好ましい。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、これらの化合物（１２）、（１３）または（１４）の好ましい添加量は６０重量％以下であり、４０重量％以下がさらに好ましい。
【００７６】
化合物（１２）、（１３）および（１４）の誘電率異方性は比較的小さい。また、化合物（１２）は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物（１３）および（１４）は上限温度を上げて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で主に使用される。
化合物（１２）、（１３）および（１４）の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が小さくなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。
【００７７】
化合物（２）〜（１４）における好ましい化合物の具体例は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−４）、化合物（８−１）〜（８−６）、化合物（９−１）〜（９−４）、化合物（１０−１）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）〜（１２−１１）、化合物（１３−１）〜（１３−２１）、および化合物（１４−１）〜（１４−６）である。これらの化合物において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｘ1、およびＸ2の記号の意味は、上述した各化合物（２）〜（１４）におけるこれらの記号の意味と同一である。
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【００７８】
化合物（１）を含有する本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、所定の成分である化合物を混合し、加熱することによって互いに溶解させて調整できる。また、組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨ素子用の組成物を調製してもよい。一方、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は下記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【化５２】
【００７９】
本発明の組成物にキラルドーパントを添加してねじれのピッチを調整することができる。ＴＮ素子およびＴＮ−ＴＦＴ素子用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮ素子用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮ素子用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。これらの各種の素子の好ましいピッチ範囲に適用できるように、キラルドーパントを添加できる。一般的には、ＰＣ素子の用途では本発明の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも二つのキラルドーパントを添加してもよい。
【００８０】
３．本発明の液晶表示素子
本発明の第３の態様は、本発明の組成物を用いた液晶表示素子に関する。
液晶表示素子を構成するスペーサーの形状は、真上から見た場合、正方形、長方形、円形、楕円形であることが好ましく、長方形、楕円形の場合、長軸方向が、ラビング方向と水平もしくは直交しているのが好ましい。また、樹脂塗膜中に従来から用いられてきたビーズを分散させ、固定させて使用することもできる。また、感光性 樹脂組成物をガラス基板上に塗布し、同様にパターニングを行い基板の周辺部のみ該組成物を残し、その上に別の基板を対向するように液晶セルを組み立て、圧着し、焼成することにより該組成物をシール材として液晶素子に組み込むことができる。さらに、該樹脂塗膜上に配向処理を行う膜を形成させても良い。
【００８１】
本発明の液晶表示素子は、たとえば、上記のようにして形成された上下の素子基板の位置を合わせて圧着後、熱処理して組み合わせて後、本発明の組成物を注入し、注入口を封止することによって製作される。また、液晶素子基板上に本発明の組成物を散布した後、基板を重ね合わせ、当該組成物が漏れないように密封して液晶表示素子を製作してもよい。このようにして、本発明の組成物を用いた液晶表示素子中に存在させることができる。
【００８２】
本発明の組成物は、具体的には、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＢＴＮ，ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの液晶表示素子に使用できる。これらの液晶表示素子は駆動方式がＰＭであってもよいし、またはＡＭであってもよい。本発明の組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたＰＤ（polymer dispersed）素子、例えばＰＮ（polymer network）素子にも使用できる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。Ｎｏ．１などの化合物番号は、後の表で示した化合物のそれと対応する。また、得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどで構造を同定した。
［実施例１］化合物（１−１１１）の合成
化合物（１）の１つの実施例である下記式１−１１１に示される化合物を合成した。
【化５３】
【００８４】
下記のスキーム１１に従って、化合物（１−１１１）（３−フルオロ−６−（トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル）クマリン）を合成した。
【化５４】
【００８５】
（第１段）
窒素雰囲気下で、化合物（１−１１１ａ）（24.5g）のＴＨＦ（100mL）溶液を−６５℃まで冷却し、ｓｅｃ−ブチルリチウム／シクロヘキサン溶液（1.0mol/L）（84mL）を滴下した。そのままの温度で１時間攪拌した後に、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（6.20g）のＴＨＦ（10mL）溶液を滴下し、さらに１時間攪拌した。反応物を１Ｎ−ＨＣｌ水溶液にあけてトルエン（200mL）で２回抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１１１ｂ）（21.9g）を単離した。
次に、窒素雰囲気下で、ジエチルホスホノ酢酸エチル（17.2g）のＴＨＦ（150mL）溶液を−４０℃に冷却し、ｔ−ブトキシカリウム（8.62g）をゆっくりと加えた。そのままの温度で１時間攪拌した後に、化合物（１−１１１ｂ）（21.9g）のＴＨＦ（50mL）溶液を滴下し、さらに１時間攪拌した。反応物を水にあけてトルエン（200mL）で２回抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１１１ｃ）（21.0g）を単離した。化合物（１−１１１ｃ）（21.0g）のトルエン（40mL）／イソプロピルアルコール（40mL）の混合溶液に触媒としてＰｄ／Ｃ（2.0g）を加え、反応器内に１．０ｋＰａの水素圧をかけて常温にて１日間攪拌した。反応液をろ過した後、常法にて濃縮し、化合物（１−１１１ｄ）（21.0g）を得た。
【００８６】
（第２段）
窒素雰囲気下で、化合物（１−１１１ｄ）（13.2g）のジクロロメタン（100mL）溶液を−２０℃まで冷却し、三臭化ホウ素（10.8g）を滴下して室温に戻した後、５時間攪拌した。反応液を氷水にあけてジクロロメタン（100mL）を追加し、常温にて水、重曹水、水にて順次洗浄、次いで濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１１１ｅ）（8.50g）を得た。
次に、窒素雰囲気下で、ブロモマンガン（6.05g）、Ｎ−フルオロベンゼンスルホンイミド（8.90ｇ）およびＴＨＦ（50mL）の混合溶液を−６５℃まで冷却し、化合物（１−１１１ｅ）（2.50g）のＴＨＦ（10mL）溶液を滴下し、その後さらにＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アミドのトルエン溶液（0.7mol/L）（5.0mL）を滴下した。そのままの温度で２時間攪拌した後、徐々に室温にもどした、反応液を水にあけてトルエンで抽出し、常法により水、重曹水、水にて順次洗浄し、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、さらに再結晶ろ過にて精製して、標題化合物（１−１１１）（1.08g）を得た。
【００８７】
得られた化合物（１−１１１）の物理化学性状を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ｄ−ａｃｅｔｏｎｅ、ｐｐｍ）： δ0.862(3H, t, J=7.0Hz),
0.967-1.45(23H, m), 2.55-2.58(1H, m), 7.30(1H, d, J=8.5Hz), 7.47-7.49(1H, m),
7.53(1H, d, J=2.0Hz), 7.76(1H, d, J=9.5Hz).
19Ｆ（ＣＤＣｌ3、ｐｐｍ）： δ-130.8(1F, d).
ＭＳ： 370（Ｍ+）
【００８８】
［実施例２］化合物（１−１４３）の合成
化合物（１）の１つの実施例である下記式１−１４３に示される化合物を合成した。
【化５５】
【００８９】
下記のスキーム１２に従って化合物（１−１４３）（２，２−ジフルオロ−６−（２，６−ジフルオロ−４−（４−プロピルフェニル）フェニル）−２Ｈ−クロメン）を合成した。
【化５６】
【００９０】
（第１段）
実施例１の第１段に記載した方法と同様の方法を用いることによって、化合物（１−１４３ａ）（10.0g）から化合物（１−１４３ｂ）（6.50g）を合成した。
次に、窒素雰囲気下で、メトキシメチルホスホニムクロライド（7.31g）のＴＨＦ（30mL）溶液を−３０℃まで冷却し、ｔ−ブトキシカリウム（1.99g）をゆっくりと加えた。そのままの温度で１時間攪拌した後に、化合物（１−１４３ｂ）（6.50g）のＴＨＦ（20mL）溶液を滴下した。徐々に室温に戻して１時間攪拌した後、反応液を水にあけてトルエン（100mL）にて２回抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して目的物を単離した。その後、この単離した化合物(6.30g)、３Ｎ−ＨＣｌ水溶液（20mL）、およびアセトン（50mL）の混合溶液を、６０℃で２時間攪拌した。反応液を水にあけてトルエン（100mL）にて抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行い、化合物（１−１４３ｃ）（4.70g）を得た。
【００９１】
（第２段）
窒素雰囲気下で、ジブロモジフルオロメタン（3.90g）のＴＨＦ（12mL）溶液を０℃まで冷却し、トリス（ジエチルアミノ）ホスフィン（9.47g）のＴＨＦ（20mL）溶液をゆっくりと滴下した。常温にて１時間攪拌した後、さらに化合物（１−１４３ｃ）（4.70g）のＴＨＦ（10mL）溶液をゆっくりと滴下し、４０℃で４時間攪拌した。反応液を水にあけてトルエン（100mL）にて２回抽出し、常法にて水、３Ｎ−ＨＣｌ水溶液、重曹水、水にて順次洗浄、次いで濃縮した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１４３ｄ）（4.10g）を得た。
次に、窒素雰囲気下で、この化合物（１−１４３ｄ）（2.70g）のジクロロメタン（30mL）溶液を−１０℃まで冷却し、臭素（1.15g）を滴下した。そのままの温度で３０分間攪拌した後、反応液を水にあけてジクロロメタン（50mL）を追加し、常法にて水、チオ硫酸ナトリウム水溶液、水にて順次洗浄、次いで濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して、化合物（１−１４３ｅ）（3.00g）を得た。
【００９２】
（第３段）
窒素雰囲気下で、化合物（１−１４３ｅ）（2.00g）、炭酸カリウム（1.80g）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（20ｍL）の混合溶液を１２０℃で２時間加熱攪拌した。反応液を水にあけて、トルエン（100mL）にて抽出し、常法にて水、重曹水、水にて順次洗浄、次いで濃縮し、残渣を中性のシリカゲルカラムクロマトグラフィー、さらに再結晶ろ過にて精製して、標題化合物（１−１４３）（1.05g）を得た。
【００９３】
得られた化合物（１−１４３）の物理化学性状を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3、ｐｐｍ）： δ0.981(3H, t, J=7.5Hz), 1.65-1.73(2H, m),
2.65(2H, t, J=7.5Hz), 6.06(1H, d, J=9.5Hz), 7.06(1H, d, J=10Hz), 7.22-7.25(2H, m),
7.26(2H, d, J=19Hz), 7.46(1H, s), 7.51-7.55(3H, m).
19Ｆ（ＣＤＣｌ3、ｐｐｍ）： δ-40.6(2F, d), -115.0(2F, d).
ＭＳ： 398（Ｍ+）
【００９４】
［実施例３］
実施例１、実施例２、および前記の合成法に基づいて、本発明の化合物（１）の実施例である化合物（１−２１）〜化合物（１−１９４）を合成する。上限温度、光学異方性および誘電率異方性の測定手順は後述の組成物例で説明する。
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【００９５】
次に、本発明の化合物（１）を含む本発明の代表的な組成物例を以下に示す。物性値の測定方法は後述する方法に従った。
（組成物例１）
４つの化合物を混合して、ネマチック相を有する組成物Ａ（母液晶）を調製した。４つの化合物は、
４−（４−プロピルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（２４重量％）、
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（３６重量％）、
４−（４−ヘプチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（２５重量％）、および
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−シアノビフェニル（１５重量％）であった。
組成物Ａの物性値は次のとおりであった。上限温度（ＮＩ）＝７１．７℃；光学異方性（Δｎ）＝０．１３７；誘電率異方性（Δε）＝１１．０。
この組成物Ａに、実施例１に記載の化合物（１−１１１）を添加して組成物例１を合成した。具体的には、化合物（１−１１１）は、組成物例１に対して１０重量％となるように添加して本発明の組成物例１を合成された。組成物例１の物性値を測定した結果、上限温度（ＮＩ）＝１４８．７℃；光学異方性（Δｎ）＝０．１５７；誘電率異方性（Δε）＝２２．６であった。
【００９６】
（組成物例２〜１４）
さらに、化合物（１）を含む本発明の代表的な組成物例２〜１４について、組成物の成分である化合物とその量（重量％）、および物性値を示した。
各組成物例に含まれる化合物は表１の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。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ある。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。
【表１】
【００９７】
また、各組成物例の物性値を測定して示した。具体的には、ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）、ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）、化合物の相溶性、光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）、誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）およびしきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）を測定して示した。物性値の測定は、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association 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に従い、具体的には以下のように測定した。
【００９８】
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
【００９９】
ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）：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）に変化したとき、ＴC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。
【０１００】
化合物の相溶性：類似の構造を有する幾つかの化合物を混合してネマチック相を有する母液晶を調製した。測定する化合物とこの母液晶とを混合した組成物を得た。混合する割合の一例は、１５％の化合物と８５％の母液晶である。この組成物を−２０℃、−３０℃のような低い温度で３０日間保管した。この組成物の一部が結晶（またはスメクチック相）に変化したか否かを観察した。必要に応じて混合する割合と保管温度とを変更した。このようにして測定した結果から、結晶（またはスメクチック相）が析出する条件および結晶（またはスメクチック相）が析出しない条件を求めた。これらの条件が相溶性の尺度である。
【０１０１】
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、接眼鏡に偏光板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（rubbing）したあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。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。
【０１０２】
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。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶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⊥、の式から計算した。
２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック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。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。
【０１０３】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：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しきい値電圧を測定した。化合物のし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 white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。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枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（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１０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１０４】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔（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、くさび型セルのおける２枚のガラス板の間の角度である。
（組成物例２）
３−ＨＨＣｍａＦ＝Ｏ ：化合物（１） １０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １３％
３−ＨＢ−Ｏ２ ７％
３−ＨＨ−４ ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ ３％
３−ＨＨＢ−１ ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ７％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ５％
ＮＩ＝９６．７℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝２８．２；Ｖｔｈ＝１．１０Ｖ．
【０１０５】
（組成物例３）
３−ＨＨＣｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ７％
２−ＨＢ−Ｃ ５％
３−ＨＢ−Ｃ １２％
３−ＨＢ−Ｏ２ １５％
２−ＢＴＢ−１ ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５％
３−ＨＨＢ−３ １５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ４％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１０６】
（組成物例４）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ８％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｃ ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ ３％
３−ＨＨ−２Ｖ １３％
３−ＨＨ−２Ｖ１ ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−１ ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５％
【０１０７】
（組成物例５）
３−ＨＨＣｍａＣＦ２ ：化合物（１） ６％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ ６％
４−ＢＢ−３ ６％
３−ＨＨ−２Ｖ １０％
５−ＨＨ−Ｖ １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ １４％
３−ＨＨＢ−１ ９％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ ５％
【０１０８】
（組成物例６）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＣＦ２ ：化合物（１） ６％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６％
３−ＨＢ−Ｃ １８％
２−ＢＴＢ−１ １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ２４％
３−ＨＨＢ−１ ４％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ ８％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
【０１０９】
（組成物例７）
３−ＨＨＣｍａＦ＝Ｏ ：化合物（１） ８％
５−ＨＢ−ＣＬ １６％
３−ＨＨ−４ １２％
３−ＨＨ−５ ４％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ３％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
ＮＩ＝１１８．４℃；Δｎ＝０．０８７；Δε＝５．１；Ｖｔｈ＝２．３６Ｖ．
上記組成物１００部にＯｐ−０５を０．２５部添加したときのらせんピッチは６１．５μｍであった
【０１１０】
（組成物例８）
３−ＨＨＣｍａＦＣＦ２ ：化合物（１） ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ４％
【０１１１】
（組成物例９）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＦＣＦ２ ：化合物（１） ５％
５−ＨＢ−Ｆ １２％
６−ＨＢ−Ｆ ９％
７−ＨＢ−Ｆ ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＢＢＨ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
【０１１２】
（組成物例１０）
３−ＨＨＣｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ６％
５−ＨＢ−ＣＬ １１％
３−ＨＨ−４ ８％
３−ＨＨＢ−１ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １３％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
【０１１３】
（組成物例１１）
３−ＨＨＣｍａＣＦ２ ：化合物（１） ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＨＢ−ＣＬ ６％
５−ＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ １２％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ １０％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１１４】
（組成物例１２）
３−ＨＨＣｍａＦＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＦＣＦ２ ：化合物（１） ４％
５−ＨＢ−ＣＬ １７％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ−４ １０％
３−ＨＨ−５ ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０％
３−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１１５】
（組成物例１３）
３−ＨＨＣｍａＦ＝Ｏ ：化合物（１） ５％
３−ＨＨＣｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ４％
３−ＨＨＣｍａＣＦ２ ：化合物（１） ４％
５−ＨＢ−ＣＬ ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨ−４ ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
【０１１６】
（組成物例１４）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＦＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＨＨ−４ ８％
３−ＨＨＢ−１ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の化合物、および、当該化合物を含む組成物を液晶表示組成物として用いることで、広い温度範囲、短い応答時間、大きなコントラスト比および低い駆動電圧の液晶表示素子を製造することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくはクマリン誘導体、これを含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）などである。素子の駆動方式に基づいた分類は、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ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
【０００３】
これらの素子は、適切な物性を有する組成物を含有する。素子の特性を向上させるには、この組成物が適切な物性を有するのが好ましい。組成物の成分である化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。（１）化学的な安定性と物理的な安定性。（２）高い透明点。透明点は、液晶相−等方相の転移温度である。（３）液晶相の低い下限温度。液晶相は、ネマチック相、スメクチック相などを意味する。（４）小さな粘度。（５）適切な光学異方性。（６）適切な誘電率異方性。大きな誘電率異方性を有する化合物は、大きな粘度を有することが多い。（７）大きな比抵抗。
【０００４】
組成物は多くの化合物を混合して調製される。したがって、化合物は他の化合物とよく混和するのが好ましい。素子を氷点下の温度で使うこともあるので、低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。高い透明点または液晶相の低い下限温度を有する化合物は、組成物におけるネマチック相の広い温度範囲に寄与する。好ましい組成物は、小さな粘度と素子のモードに適した光学異方性を有する。化合物の大きな誘電率異方性は、組成物の低いしきい値電圧に寄与する。このような組成物によって、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、駆動電圧が小さい、消費電力が小さい、電圧保持率が大きいなどの特性を有する素子を得ることができる。
【０００５】
従来、クマリン誘導体を液晶表示素子として応用した例はほとんど知られていない。これらの化合物の液晶としての特性、物性等については全く明らかでない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような状況の下、化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する液晶性化合物が求められている。この化合物を含有し、ネマチック相の広い温度範囲、適切な光学異方性、および低いしきい値電圧を有する液晶組成物が求められている。これらの液晶組成物を含有し、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および高い電圧保持率を有する液晶表示素子が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような化合物、液晶組成物、および液晶組成物を含有する液晶表示素子等を提供する。また、以下に、式（１）で表わされる化合物における末端基、環および結合基等に関して好ましい例も述べる。
【０００８】
［１］ 一般式（１）
【化８】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリダジン−２，５−ジイルであり、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、または−ＣＯ−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ2）2−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよく；Ｘaは水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり；Ｘbは水素またはフッ素であり； Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−であり；ｍおよびｎは、互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【０００９】
［２］ 一般式（１）
【化９】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、炭素数２〜１５のアルケニル、または炭素数２〜１５のアルキニルであり；Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
ＸaおよびＸbは互いに独立して、フッ素または水素であり；Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、または−ＣＦ2Ｏ−であり；ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【００１０】
［３］ Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−である、［２］に記載の化合物。
［４］ Ｘaが水素である、［３］に記載の化合物。
［５］ Ｘaがフッ素である、［３］に記載の化合物。
［６］ Ｒaが炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；［３］〜［５］のいずれかに記載の化合物。
［７］ Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、［３］〜［６］のいずれかに記載の化合物。
［８］ Ｇが−ＣＦ2−である、［２］に記載の化合物。
［９］ Ｘaが水素である、［８］に記載の化合物。
［１０］ Ｘaがフッ素である、［８］に記載の化合物。
［１１］ Ｒaが炭素数１〜１０のアルキル、または炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；［８］〜［１０］のいずれかに記載の化合物。
［１２］ Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、［８］〜［１１］のいずれかに記載の化合物。
【００１１】
［１３］ 式（１−１）〜式（１−１２）のいずれか１つで表される化合物。
【化１０】
（式中、Ｒa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；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である。）
【００１２】
［１４］ ［１］〜［１３］のいずれかに記載の化合物を少なくとも一つ含有し、少なくとも２つ以上の化合物を含む液晶組成物。
［１５］ 式（２）、式（３）および式（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種の化合物をさらに含有する、［１４］に記載の液晶組成物。
【化１１】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ1はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂおよび環Ｄは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ4およびＺ5は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり；Ｌ1およびＬ2は互いに独立して水素またはフッ素である。）
［１６］ 式（５）および（６）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種の化合物をさらに含有する、［１４］または［１５］に記載の液晶組成物。
【化１２】
（式中、Ｒ2およびＲ3は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ2は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ6は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、または単結合であり；Ｌ3、Ｌ4およびＬ5は互いに独立して水素またはフッ素であり；ｂ、ｃおよびｄは互いに独立して０または１である。）
［１７］ 式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）および式（１１）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種の化合物を含有する［１４］〜［１６］のいずれかに記載の液晶組成物。
【化１３】
（式中、Ｒ4は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｒ5はフッ素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたはデカヒドロ−２，６−ナフチレンであり；Ｚ7およびＺ8は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ6およびＬ7は互いに独立して水素またはフッ素であって、Ｌ6とＬ7の少なくとも１つはフッ素である。）
［１８］ 式（１２）、式（１３）および式（１４）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種の化合物を含有する［１５］〜［１７］のいずれかに記載の液晶組成物。
【化１４】
（式中、Ｒ6およびＲ7は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ9およびＺ10は互いに独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。）
【００１３】
［１９］ 組成物の全重量に基づいて、［１］〜［１３］のいずれかに記載の化合物が４〜１５重量％含まれる、［１４］〜［１８］のいずれかに記載の液晶組成物。
［２０］ 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する、［１４］〜［１９］のいずれかに記載の液晶組成物。
［２１］ ［１４］〜［２０］のいずれかに記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【００１４】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶性化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。液晶表示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。ネマチック相の上限温度はネマチック相−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（２）から式（１４）において、六角形で囲んだ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。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。以下に本発明をさらに説明する。
【００１５】
「任意の」は、位置だけでなく個数について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で置き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で置き換えられる場合および任意のＡがＤで置き換えられる場合に加えて、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−ＣＨ2−が−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルなどが含まれる。なお、本発明においては、連続する２つの−ＣＨ2−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−ＣＨ2−が−Ｏ−で置き換えられることも好ましくない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の化合物は、例えば、化合物に必要な一般的物性、熱、光などに対する安定性、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する。本発明の液晶組成物は、例えば、これらの化合物の少なくとも一つを含有し、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、適切な光学異方性、低いしきい値電圧を有する。また、本発明の液晶表示素子は、例えば、この組成物を含有し、そして使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きなコントラスト比、低い駆動電圧を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【化１５】
【００１８】
式（１）においてＲaは、水素または炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい。例えば、ＣＨ3（ＣＨ2）3−において任意の−ＣＨ2−を−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えた基の例は、ＣＨ3（ＣＨ2）2Ｏ−、ＣＨ3−Ｏ−（ＣＨ2）2−、ＣＨ3−Ｏ−ＣＨ2−Ｏ−、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）3−、ＣＨ3−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、ＣＨ3−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、ＣＨ3−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ2）2−などである。
【００１９】
このようなＲaの例は、水素、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、アシル、アシルアルキル、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、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、アルキニル、アルキニルオキシ等である。これらの基において分岐よりも直鎖の方が好ましい。Ｒa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−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、−ＣＨ＝ＣＨＣ3Ｈ7、−ＣＨ＝ＣＨＣ4Ｈ9、−Ｃ2Ｈ4ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、および−Ｃ2Ｈ4ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5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。−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、および−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ3Ｈ7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。
アルキルとしては、直鎖、分枝鎖または環状のいずれでもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−Ｃ5Ｈ11、−Ｃ6Ｈ13、−Ｃ7Ｈ15、−Ｃ8Ｈ17、−Ｃ9Ｈ19および−Ｃ10Ｈ21である。アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ3、−ＯＣ2Ｈ5、−ＯＣ3Ｈ7、−ＯＣ4Ｈ9、−ＯＣ5Ｈ11、−ＯＣ6Ｈ13および−ＯＣ7Ｈ15である。アルコキシアルキルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルコキシアルキルの具体的な例は、−ＣＨ2ＯＣＨ3、−ＣＨ2ＯＣ2Ｈ5、−ＣＨ2ＯＣ3Ｈ7、−（ＣＨ2）2ＯＣＨ3、−（ＣＨ2）2ＯＣ2Ｈ5、−（ＣＨ2）2ＯＣ3Ｈ7、−（ＣＨ2）3ＯＣＨ3、−（ＣＨ2）4ＯＣＨ3、および−（ＣＨ2）5ＯＣＨ3である。アルケニルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣ3Ｈ7、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、および−（ＣＨ2）3ＣＨ＝ＣＨ2である。アルケニルオキシとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2、−ＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、および−ＯＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｈ5である。アルキニルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルキニルの具体的な例は、−Ｃ≡ＣＣＨ3および−Ｃ≡ＣＣ3Ｈ7である。
【００２０】
Ｒaは、炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、炭素数２〜１５のアルコキシアルキル、または炭素数２〜１５のアルケニルが好ましく、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−Ｃ5Ｈ11、−Ｃ6Ｈ13、−ＯＣＨ3、−ＯＣ2Ｈ5、−ＯＣ3Ｈ7、−ＣＨ2ＯＣＨ3、−ＣＨ＝ＣＨ2、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ3、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨ2、および−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨＣＨ3であることがさらに好ましい。
【００２１】
式（１）におけるＡ1およびＡ2は、互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリダジン−２，５−ジイルであり、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−または−ＣＯ−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ2）2−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよい。
具体的には、Ａ1およびＡ2の好ましい例は、下記の式（１５−１）〜式（１５−１８）で表される基である。さらに好ましい例は、式（１５−１）〜式（１５−５）および式（１５−１５）〜式（１５−１８）で表される基である。
【化１６】
【００２２】
上記の定義による範囲に含まれるＡ1およびＡ2において、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよい。任意の水素がフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられたＡ1およびＡ2の例は、下記の式（１６−１）〜式（１６−３７）である。さらに好ましい例は、式（１６−１）〜式（１６−６）、式（１６−１０）〜式（１６−２０）、式（１６−２８）および式（１６−２９）で表される基である。
【化１７】
【００２３】
Ａ1およびＡ2の好ましい例は、１，４−シクロヘキシレン（１５−１）、１，４−シクロヘキセニレン（１５−１０）、（１５−１１）、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル（１５−４）、（１５−５）、１，４−フェニレン（１５−１２）、２−フルオロ−１，４−フェニレン（１６−１）（１６−２）、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１６−３）、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１６−５）、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１６−４）（１６−６）、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン（１６−７）（１６−８）、ピリジン−２，５−ジイル（１５−１３）（１５−１７）、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル（１６−３６）（１６−３７）、ピリミジン−２，５−ジイル（１５−１４）（１５−１８）およびピリダジン−２，５−ジイル（１５−１６）である。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シスよりもトランスが好ましい。１，３−ジオキサン−２，５−ジイルは、４，６−ジオキサン−２，５−ジイルと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２−フルオロ−１，４−フェニレンと２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
Ａ1およびＡ2の最も好ましい例は、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、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。
【００２４】
式（１）におけるＺ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−である。また、Ｚ1およびＺ2は、単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−および−ＣＨ＝ＣＨ−がさらに好ましい。
これらの結合において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、および−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−のような結合基の二重結合に関する立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００２５】
式（１）におけるＸaは水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり、またＸbは水素またはフッ素である。これらの中でも、水素またはフッ素が好ましい。
式（１）におけるＧは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−である。但し、Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−のとき、Ｘbはフッ素である。また、ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではない。
【００２６】
１−２ 本発明の化合物の性質およびその調整方法
本発明の化合物（１）をさらに詳細に説明する。
なお、本明細書において、縮合環であるクマリン環は一環と数える。化合物（１）はクマリン環を有する二環または三環の化合物である。
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、そして他の液晶性化合物との相溶性がある。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）として析出することがない。この化合物は、化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、そして適切な誘電率異方性を有する。また、化合物（１）は、誘電率異方性が正に大きい。大きな誘電率異方性を有する化合物は、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。
【００２７】
化合物（１）のＲa、Ａ1、Ａ2、Ｚ1、およびＺ2を適切に選択することによって、光学異方性、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。Ｒa、Ａ1、Ａ2、Ｚ1、およびＺ2の種類が、化合物（１）の物性に与える影響を以下に説明する。
【００２８】
式（１）におけるＲaが直鎖であるときは、液晶相の温度範囲が比較的広くそして粘度が小さい。Ｒaが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がよい。Ｒa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 domain）を防止することができる。Ｒ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。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。
【００２９】
式（１）におけるＡ1またはＡ2が、任意の水素がハロゲンで置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるときは誘電率異方性が比較的大きい。Ａ1またはＡ2が、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルであるときは光学異方性が比較的大きい。Ａ1またはＡ2が、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるときは光学異方性が比較的小さい。
【００３０】
二つのＡ1およびＡ2が、ともに１，４−シクロヘキシレンであるときは、上限温度が比較的高く、光学異方性が比較的小さく、そして粘度が比較的小さい。少なくとも一つのＡ1またはＡ2が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きく、そして配向秩序パラメーター（orientational order parameter）が比較的大きい。また二つのＡ1およびＡ2が、ともに１，４−フェニレンであるときは、光学異方性が比較的大きく、液晶相の温度範囲が比較的広く、そして上限温度が比較的高い。
【００３１】
Ｚ1またはＺ2が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ2）4−であるときは粘度が比較的小さい。Ｚ1またはＺ2が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは粘度が比較的小さい。Ｚ1、またはＺ2が−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは液晶相の温度範囲が比較的広く、そして弾性定数比Ｋ33／Ｋ11（Ｋ33：ベンド弾性定数、Ｋ11：スプレイ弾性定数）が比較的大きい。Ｚ1またはＺ2が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が比較的大きい。Ｚ1またはＺ2が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−（ＣＨ2）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。
【００３２】
化合物（１）がクマリン環を含めて二環を有するときは、比較的粘度が小さい。化合物（１）がクマリン環を含めて三環を有するときは、比較的上限温度が高い。
以上のように、Ｒa、Ａ1、Ａ2、Ｚ1、およびＺ2の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、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として有用である。
【００３３】
１−３ 化合物（１）の具体例
化合物（１）の好ましい例は、上記式（１−１）〜（１−１２）である。より具体的な例は、後述の実施例の中の実施例３に示した化合物（１−２１）〜（１−１９４）である。
【化１８】
（式中、Ｒa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；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である。）
【００３４】
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。化合物（１）は有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニックシンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・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）などに記載されている。
【００３５】
１−４−１ 結合基Ｚ1またはＺ2を生成する方法
化合物（１）における結合基Ｚ1またはＺ2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、ＭＳＧ1またはＭＳＧ2は少なくとも一つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ1（またはＭＳＧ2）は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｋ）は化合物（１）に相当する。
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【００３６】
次に、化合物（１）におけるＺ1またはＺ2における、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。
【００３７】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２１）と公知の方法で合成される化合物（２２）とを、炭酸塩水溶液とテトラキス（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）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、次いで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の存在下で化合物（２２）を反応させることによっても合成される。
【００３８】
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（２４）を得る。化合物（２４）と、公知の方法で合成されるフェノール（２５）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成する。
【００３９】
（III）−ＣＦ2Ｏ−と−ＯＣＦ2−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（２６）を得る。化合物（２６）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ2Ｏ−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）は化合物（２６）を（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ2−を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et al., 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。
【００４０】
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（２３）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）などのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２８）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２７）をカリウム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（２８）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【００４１】
（V）−（ＣＨ2）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）を合成する。
【００４２】
（VI）−（ＣＨ2）4−の生成
ホスホニウム塩（２７）の代わりにホスホニウム塩（２９）を用い、項（IV）の方法に従って−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
【００４３】
（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媒存在下で、化合物（２３）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（３０）を得る。ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（３０）を化合物（２２）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【００４４】
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（２３）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（３１）を得る。化合物（２２）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（３１）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【００４５】
（IX）−ＣＨ2Ｏ−または−ＯＣＨ2−の生成
化合物（２８）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（３２）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（３３）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（３３）を化合物（２５）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【００４６】
（X）−（ＣＨ2）3Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ2）3−の生成
化合物（３２）の代わりに化合物（３４）を用いて、項（IX）の方法に従って化合物（１Ｋ）を合成する。
【００４７】
（XI）−（ＣＦ2）2−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン（−ＣＯＣＯ−）をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−（ＣＦ2）2−を有する化合物を得る。
【００４８】
１−４−２ Ａ1またはＡ2を合成する方法
１，４−シクロヘキサノン、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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。そこで、下記の化合物（３８）および化合物（４２）の合成について説明する。
【００４９】
（化合物（３８）の合成）
【化２２】
２，３−ビストリフルオロメチルフェニレンの構造単位は、Org. Lett., 2000, 2(21), 3345の文献に記載された方法で合成する。フラン（３６）と１，１，１，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブチンとを高温でディールズ・アルダー型の反応をさせることによってアニリン（３７）を合成する。この化合物は、Org. Synth. Coll., Vol. 2, 1943, 355に記載された方法に従ってサンド・マイヤー型反応によってヨウ素化物（３８）を得る。この化合物は、有機合成化学の一般的な手法によって化合物（１）に変換される。
【００５０】
（化合物（４２）の合成）
【化２３】
２−ジフルオロメチル−３−フルオロフェニレンの構造単位は、次のような方法で合成する。化合物（３９）の水酸基を適切な保護基で保護して化合物（４０）を得る。Ｐは保護基を意味する。化合物（４０）に、sec−ブチルリチウムを作用させ、続いてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を反応させてアルデヒド（４１）を得る。この化合物をジメチルアミノサルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化し、続いて脱保護してフェノール（４２）を得る。この化合物は、有機合成化学の一般的な手法によって化合物（１）に変換される。なお、上記におけるＱ2は次の式で表される基である。
【化２４】
【００５１】
１−４−３ 式（１）で表される化合物を合成する方法
化合物（１）を合成する方法は複数あるが、ここにその一例を示す。
１−４−３−１ 出発原料である化合物（５２）を合成する方法
出発原料である化合物（５２）を合成する方法について説明する。
下記式５２で示される出発原料となる化合物（５２）は、上述の合成方法、有機合成化学における一般的な手法を用いることにより、合成することができる。
以下に、化合物（５２）を合成するための一般的な合成例（Ａ）〜（Ｃ）を示す。
【００５２】
（Ａ） Ａ2がシクロヘキシレンであり、かつＺ2が単結合である場合、またはＺ2がアルキレンである場合の化合物（５２）の合成法
【化２５】
（これらの式において、Ｐは保護基を表し、Ｍｅはメチル、ＴＩＰＳはトリイソプロピルシリル、ＴＢＤＭＳはｔ−ブチルジメチルシリル、Ｂｎはベンジルを表し、ｉは０〜３である。）
なお、本明細書におけるＱ1は次の式で表される基である。
【化２６】
【００５３】
上記スキーム１に示すように、最初に有機合成化学の方法に従ってシクロヘキサノン誘導体（５０ａ）、またはカルボニル誘導体（５０ｂ）を準備し、適切なグリニャール試薬（５１）を用いたグリニャール反応、酸による脱水反応、およびＰｄ触媒を用いた水素還元を順次行い、その後は必要により塩化アルミニウムを用いた異性化反応を行うことにより、化合物（５２）を合成することができる。
【００５４】
（Ｂ） Ａ2がフェニレン、ピリミジンなどであり、かつＺ2が単結合である場合、またはＺ2がアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたは−ＣＨ2−である場合の化合物（５２）の合成法
【化２７】
（これらの式において、Ｘ4は臭素、ヨウ素またはトリフラート（ＯＴｆ）を表す。）
【００５５】
上記スキーム２に示すように、最初に有機合成化学の方法に従って化合物（５３ａ）または化合物（５３ｂ）を準備し、例えばボロン酸誘導体（５４）などとカップリング反応を行う方法、またはフェノール誘導体（５５）とWilliamsonエーテル化を行う方法などを用いることによって、容易に化合物（５２）に誘導することができる。
【００５６】
（Ｃ） Ｚ2が−ＣＦ2Ｏ−である場合の化合物（５２）の合成法
【化２８】
【００５７】
上記、スキーム３に示すように、最初に有機合成化学の方法に従って化合物（５３ｂ）を準備し、フェノール誘導体（５５）などとエステル化反応させ、その後に上記に記載した合成スキーム（III）を用いることによって
、容易に化合物（５２）に誘導することができる。
【００５８】
１−４−３−２ 化合物（５２）から化合物（１）を合成する方法
（Ａ） Ｇが−（Ｃ＝Ｏ）−である場合の化合物（６０）の合成法
まず、化合物（５２）から化合物（５７）に誘導するスキーム４を示す。
【化２９】
【００５９】
化合物（５２）をブチルリチウムで処理した後にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などと作用させてアルデヒド体（５６）を得る。その後、ジエチルホスホノ酢酸エチルを水素化ナトリウムのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、化合物（５６）と反応させた後、二重結合部位をパラジウム炭素に代表される触媒の存在下で水素化して化合物（５７）を得る。
【００６０】
次に化合物（５７）から化合物（６０）に誘導するスキーム５を示す。
【化３０】
【００６１】
化合物（５７）をProtective Groups in Organic Synthesis (Greene, John Willy & Sons, Inc)などに記載されている一般的な脱保護の条件により、フェノールの保護基を取り除き、その後にｐ−トルエンスルホン酸などを用いて脱水環化反応を行うことにより、化合物（５９）が得られる。この化合物（５９）に、フッ素化剤としてＮ−フルオロベンゼンスルホンイミドを作用させ、Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, No.9 に記載されている方法に従うことによって、化合物（６０）に誘導できる。
【００６２】
（Ｂ） Ｇが−ＣＦ2−、Ｘbが水素である場合の化合物（６５）の合成法
まず、化合物（５６）から化合物（６２）に誘導するスキーム６を示す。
【化３１】
【００６３】
ハロメチルメチルエーテルから調整されるホスホニウム塩にｔ−ブトキシカリウムのような塩基で処理して得られたリンイリドを、化合物（５６）と反応させて、その後、希塩酸などを用いて酸性条件下で攪拌することにより、化合物（６１）を得る。次いで、ジブロモジフルオロメタンとトリス（ジエチルアミノ）ホスフィンを用いて調整したリンイリドを準備し、化合物（６１）と反応させることにより、化合物（６２）を得ることができる。
【００６４】
次に、化合物（６２）から化合物（６５）に誘導するスキーム７を示す。
【化３２】
【００６５】
化合物（６２）に臭素を反応させると、化合物（６３）の中間体を経由して化合物（６４）が得られる。化合物（６２）の保護基の種類によっては、化合物（６３）で反応が終結する場合があるが、その場合にはProtective Groups in Organic Synthesis (Greene, John Willy & Sons, Inc)などに記載されている一般的な条件で脱保護を行うことにより、化合物（６４）に誘導できる。次いで、化合物（６４）を炭酸カリウムのような塩基で処理し、酸性条件にならないように注意深く精製すると、化合物（６５）を得ることができる。
【００６６】
（Ｃ） Ｇが−ＣＦ2−、Ｘbがフッ素である場合の化合物（６８）の合成法
化合物（６４）から化合物（６８）に誘導するスキーム８を示す。
【化３３】
化合物（６４）をベンジルアルコールとWilliamsonエーテル化を行った後、パラジウム炭素などの触媒存在下で水素化を行うことにより化合物（６６）に変換できる。得られた化合物（６５）を、Jones酸化などの酸化反応によって化合物（６７）に変換し、次いでＤＡＳＴなどのフッ素化剤を用いることにより、化合物（６８）を得ることができる。
【００６７】
（Ｄ） 化合物（６０）から化合物（６８）を合成する方法
下記のスキーム９によって、化合物（６０）から化合物（６８）に誘導することもできる。
【化３４】
化合物（６０）をローソン試薬を使用してチオエステル化合物（６９）に誘導した後、フッ化水素ピリジンを作用させると化合物（６８）を得ることができる。
【００６８】
（Ｅ） 化合物（７０）から化合物（６０）を合成する方法
化合物（７０）から化合物（６０）に誘導するスキーム１０を示す。
【化３５】
【００６９】
化合物（７０）は、Aldrich社などから市販されており、容易に入手できる。この化合物（７０）に、フッ素化剤としてＮ−フルオロベンゼンスルホンイミドを作用させ、Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, No.9 に記載されている方法に従うことによって化合物（７１）に誘導できる。この化合物を臭素化し、その後、この臭素化物とボロン酸誘導体などとのカップリング反応を行うことによって、化合物（６０）を得ることもできる。
【００７０】
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。この組成物の成分は化合物（１）から選ばれた複数の化合物のみであってもよいが、化合物（１）から選択された少なくとも一つの化合物を１〜９９重量％の割合で含有することが好ましい。この組成物は化合物（１）以外に、さらに化合物（２）〜（１４）の群から選択された成分を含有することが好ましい。本発明の組成物を調製するときには、化合物（１）の誘電率異方性を考慮して成分を選択することが好ましい。
【００７１】
誘電率異方性が正で比較的大きい化合物（１）を含有する好ましい組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、このような二つの群のそれぞれから選択された少なくとも二つの化合物を含有する。これらの組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、さらに物性を調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。また、これらの組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【００７２】
誘電率異方性が比較的小さい化合物（１）を含有する好ましい組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、このような二つの群のそれぞれから選択された少なくとも二つの化合物を含有する。これらの組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、さらに物性を調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。また、この組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
別の好ましい組成物は、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。この組成物は、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（２）〜（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、ＶＡ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【００７３】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で比較的大きいので、主としてＡＭ−ＴＮ素子用の組成物に用いられる。この組成物において、化合物（２）、（３）および（４）の量の合計が１〜９９重量％であることが好ましく、１０〜９７重量％であることがさらに好ましい。また、当該範囲が４０〜９５重量％であることが特に好ましい。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、これらの化合物（１２）、（１３）または（１４）の好ましい添加量は６０重量％以下であり、４０重量％以下がさらに好ましい。
【００７４】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、主としてＳＴＮ素子用の組成物に用いられる。この組成物において、化合物（５）および（６）の量の合計が１〜９９重量％であることが好ましく、１０〜９７重量％であることがさらに好ましい。また、当該範囲が４０〜９５％であることが特に好ましい。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい添加量は６０重量％以下であり、４０％以下がさらに好ましい。
【００７５】
化合物（７）、（８）、（９）、（１０）、および（１１）は、誘電率異方性が負であるので、主としてＶＡ素子用の組成物に用いられる。これらの化合物（７）、（８）、（９）、（１０）、および（１１）の合計が８０重量％以下であることが好ましく、４０〜８０％重量であることがさらに好ましい。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、これらの化合物（１２）、（１３）または（１４）の好ましい添加量は６０重量％以下であり、４０重量％以下がさらに好ましい。
【００７６】
化合物（１２）、（１３）および（１４）の誘電率異方性は比較的小さい。また、化合物（１２）は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物（１３）および（１４）は上限温度を上げて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で主に使用される。
化合物（１２）、（１３）および（１４）の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が小さくなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。
【００７７】
化合物（２）〜（１４）における好ましい化合物の具体例は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−４）、化合物（８−１）〜（８−６）、化合物（９−１）〜（９−４）、化合物（１０−１）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）〜（１２−１１）、化合物（１３−１）〜（１３−２１）、および化合物（１４−１）〜（１４−６）である。これらの化合物において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｘ1、およびＸ2の記号の意味は、上述した各化合物（２）〜（１４）におけるこれらの記号の意味と同一である。
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【００７８】
化合物（１）を含有する本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、所定の成分である化合物を混合し、加熱することによって互いに溶解させて調整できる。また、組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨ素子用の組成物を調製してもよい。一方、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は下記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【化５２】
【００７９】
本発明の組成物にキラルドーパントを添加してねじれのピッチを調整することができる。ＴＮ素子およびＴＮ−ＴＦＴ素子用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮ素子用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮ素子用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。これらの各種の素子の好ましいピッチ範囲に適用できるように、キラルドーパントを添加できる。一般的には、ＰＣ素子の用途では本発明の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも二つのキラルドーパントを添加してもよい。
【００８０】
３．本発明の液晶表示素子
本発明の第３の態様は、本発明の組成物を用いた液晶表示素子に関する。
液晶表示素子を構成するスペーサーの形状は、真上から見た場合、正方形、長方形、円形、楕円形であることが好ましく、長方形、楕円形の場合、長軸方向が、ラビング方向と水平もしくは直交しているのが好ましい。また、樹脂塗膜中に従来から用いられてきたビーズを分散させ、固定させて使用することもできる。また、感光性 樹脂組成物をガラス基板上に塗布し、同様にパターニングを行い基板の周辺部のみ該組成物を残し、その上に別の基板を対向するように液晶セルを組み立て、圧着し、焼成することにより該組成物をシール材として液晶素子に組み込むことができる。さらに、該樹脂塗膜上に配向処理を行う膜を形成させても良い。
【００８１】
本発明の液晶表示素子は、たとえば、上記のようにして形成された上下の素子基板の位置を合わせて圧着後、熱処理して組み合わせて後、本発明の組成物を注入し、注入口を封止することによって製作される。また、液晶素子基板上に本発明の組成物を散布した後、基板を重ね合わせ、当該組成物が漏れないように密封して液晶表示素子を製作してもよい。このようにして、本発明の組成物を用いた液晶表示素子中に存在させることができる。
【００８２】
本発明の組成物は、具体的には、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＢＴＮ，ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの液晶表示素子に使用できる。これらの液晶表示素子は駆動方式がＰＭであってもよいし、またはＡＭであってもよい。本発明の組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたＰＤ（polymer dispersed）素子、例えばＰＮ（polymer network）素子にも使用できる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。Ｎｏ．１などの化合物番号は、後の表で示した化合物のそれと対応する。また、得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどで構造を同定した。
［実施例１］化合物（１−１１１）の合成
化合物（１）の１つの実施例である下記式１−１１１に示される化合物を合成した。
【化５３】
【００８４】
下記のスキーム１１に従って、化合物（１−１１１）（３−フルオロ−６−（トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル）クマリン）を合成した。
【化５４】
【００８５】
（第１段）
窒素雰囲気下で、化合物（１−１１１ａ）（24.5g）のＴＨＦ（100mL）溶液を−６５℃まで冷却し、ｓｅｃ−ブチルリチウム／シクロヘキサン溶液（1.0mol/L）（84mL）を滴下した。そのままの温度で１時間攪拌した後に、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（6.20g）のＴＨＦ（10mL）溶液を滴下し、さらに１時間攪拌した。反応物を１Ｎ−ＨＣｌ水溶液にあけてトルエン（200mL）で２回抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１１１ｂ）（21.9g）を単離した。
次に、窒素雰囲気下で、ジエチルホスホノ酢酸エチル（17.2g）のＴＨＦ（150mL）溶液を−４０℃に冷却し、ｔ−ブトキシカリウム（8.62g）をゆっくりと加えた。そのままの温度で１時間攪拌した後に、化合物（１−１１１ｂ）（21.9g）のＴＨＦ（50mL）溶液を滴下し、さらに１時間攪拌した。反応物を水にあけてトルエン（200mL）で２回抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１１１ｃ）（21.0g）を単離した。化合物（１−１１１ｃ）（21.0g）のトルエン（40mL）／イソプロピルアルコール（40mL）の混合溶液に触媒としてＰｄ／Ｃ（2.0g）を加え、反応器内に１．０ｋＰａの水素圧をかけて常温にて１日間攪拌した。反応液をろ過した後、常法にて濃縮し、化合物（１−１１１ｄ）（21.0g）を得た。
【００８６】
（第２段）
窒素雰囲気下で、化合物（１−１１１ｄ）（13.2g）のジクロロメタン（100mL）溶液を−２０℃まで冷却し、三臭化ホウ素（10.8g）を滴下して室温に戻した後、５時間攪拌した。反応液を氷水にあけてジクロロメタン（100mL）を追加し、常温にて水、重曹水、水にて順次洗浄、次いで濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１１１ｅ）（8.50g）を得た。
次に、窒素雰囲気下で、ブロモマンガン（6.05g）、Ｎ−フルオロベンゼンスルホンイミド（8.90ｇ）およびＴＨＦ（50mL）の混合溶液を−６５℃まで冷却し、化合物（１−１１１ｅ）（2.50g）のＴＨＦ（10mL）溶液を滴下し、その後さらにＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アミドのトルエン溶液（0.7mol/L）（5.0mL）を滴下した。そのままの温度で２時間攪拌した後、徐々に室温にもどした、反応液を水にあけてトルエンで抽出し、常法により水、重曹水、水にて順次洗浄し、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、さらに再結晶ろ過にて精製して、標題化合物（１−１１１）（1.08g）を得た。
【００８７】
得られた化合物（１−１１１）の物理化学性状を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ｄ−ａｃｅｔｏｎｅ、ｐｐｍ）： δ0.862(3H, t, J=7.0Hz),
0.967-1.45(23H, m), 2.55-2.58(1H, m), 7.30(1H, d, J=8.5Hz), 7.47-7.49(1H, m),
7.53(1H, d, J=2.0Hz), 7.76(1H, d, J=9.5Hz).
19Ｆ（ＣＤＣｌ3、ｐｐｍ）： δ-130.8(1F, d).
ＭＳ： 370（Ｍ+）
【００８８】
［実施例２］化合物（１−１４３）の合成
化合物（１）の１つの実施例である下記式１−１４３に示される化合物を合成した。
【化５５】
【００８９】
下記のスキーム１２に従って化合物（１−１４３）（２，２−ジフルオロ−６−（２，６−ジフルオロ−４−（４−プロピルフェニル）フェニル）−２Ｈ−クロメン）を合成した。
【化５６】
【００９０】
（第１段）
実施例１の第１段に記載した方法と同様の方法を用いることによって、化合物（１−１４３ａ）（10.0g）から化合物（１−１４３ｂ）（6.50g）を合成した。
次に、窒素雰囲気下で、メトキシメチルホスホニムクロライド（7.31g）のＴＨＦ（30mL）溶液を−３０℃まで冷却し、ｔ−ブトキシカリウム（1.99g）をゆっくりと加えた。そのままの温度で１時間攪拌した後に、化合物（１−１４３ｂ）（6.50g）のＴＨＦ（20mL）溶液を滴下した。徐々に室温に戻して１時間攪拌した後、反応液を水にあけてトルエン（100mL）にて２回抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行った後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して目的物を単離した。その後、この単離した化合物(6.30g)、３Ｎ−ＨＣｌ水溶液（20mL）、およびアセトン（50mL）の混合溶液を、６０℃で２時間攪拌した。反応液を水にあけてトルエン（100mL）にて抽出し、常法により水で洗浄、次いで濃縮を行い、化合物（１−１４３ｃ）（4.70g）を得た。
【００９１】
（第２段）
窒素雰囲気下で、ジブロモジフルオロメタン（3.90g）のＴＨＦ（12mL）溶液を０℃まで冷却し、トリス（ジエチルアミノ）ホスフィン（9.47g）のＴＨＦ（20mL）溶液をゆっくりと滴下した。常温にて１時間攪拌した後、さらに化合物（１−１４３ｃ）（4.70g）のＴＨＦ（10mL）溶液をゆっくりと滴下し、４０℃で４時間攪拌した。反応液を水にあけてトルエン（100mL）にて２回抽出し、常法にて水、３Ｎ−ＨＣｌ水溶液、重曹水、水にて順次洗浄、次いで濃縮した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して化合物（１−１４３ｄ）（4.10g）を得た。
次に、窒素雰囲気下で、この化合物（１−１４３ｄ）（2.70g）のジクロロメタン（30mL）溶液を−１０℃まで冷却し、臭素（1.15g）を滴下した。そのままの温度で３０分間攪拌した後、反応液を水にあけてジクロロメタン（50mL）を追加し、常法にて水、チオ硫酸ナトリウム水溶液、水にて順次洗浄、次いで濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して、化合物（１−１４３ｅ）（3.00g）を得た。
【００９２】
（第３段）
窒素雰囲気下で、化合物（１−１４３ｅ）（2.00g）、炭酸カリウム（1.80g）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（20ｍL）の混合溶液を１２０℃で２時間加熱攪拌した。反応液を水にあけて、トルエン（100mL）にて抽出し、常法にて水、重曹水、水にて順次洗浄、次いで濃縮し、残渣を中性のシリカゲルカラムクロマトグラフィー、さらに再結晶ろ過にて精製して、標題化合物（１−１４３）（1.05g）を得た。
【００９３】
得られた化合物（１−１４３）の物理化学性状を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3、ｐｐｍ）： δ0.981(3H, t, J=7.5Hz), 1.65-1.73(2H, m),
2.65(2H, t, J=7.5Hz), 6.06(1H, d, J=9.5Hz), 7.06(1H, d, J=10Hz), 7.22-7.25(2H, m),
7.26(2H, d, J=19Hz), 7.46(1H, s), 7.51-7.55(3H, m).
19Ｆ（ＣＤＣｌ3、ｐｐｍ）： δ-40.6(2F, d), -115.0(2F, d).
ＭＳ： 398（Ｍ+）
【００９４】
［実施例３］
実施例１、実施例２、および前記の合成法に基づいて、本発明の化合物（１）の実施例である化合物（１−２１）〜化合物（１−１９４）を合成する。上限温度、光学異方性および誘電率異方性の測定手順は後述の組成物例で説明する。
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【００９５】
次に、本発明の化合物（１）を含む本発明の代表的な組成物例を以下に示す。物性値の測定方法は後述する方法に従った。
（組成物例１）
４つの化合物を混合して、ネマチック相を有する組成物Ａ（母液晶）を調製した。４つの化合物は、
４−（４−プロピルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（２４重量％）、
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（３６重量％）、
４−（４−ヘプチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（２５重量％）、および
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−シアノビフェニル（１５重量％）であった。
組成物Ａの物性値は次のとおりであった。上限温度（ＮＩ）＝７１．７℃；光学異方性（Δｎ）＝０．１３７；誘電率異方性（Δε）＝１１．０。
この組成物Ａに、実施例１に記載の化合物（１−１１１）を添加して組成物例１を合成した。具体的には、化合物（１−１１１）は、組成物例１に対して１０重量％となるように添加して本発明の組成物例１を合成された。組成物例１の物性値を測定した結果、上限温度（ＮＩ）＝１４８．７℃；光学異方性（Δｎ）＝０．１５７；誘電率異方性（Δε）＝２２．６であった。
【００９６】
（組成物例２〜１４）
さらに、化合物（１）を含む本発明の代表的な組成物例２〜１４について、組成物の成分である化合物とその量（重量％）、および物性値を示した。
各組成物例に含まれる化合物は表１の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。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ある。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。
【表１】
【００９７】
また、各組成物例の物性値を測定して示した。具体的には、ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）、ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）、化合物の相溶性、光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）、誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）およびしきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）を測定して示した。物性値の測定は、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association 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に従い、具体的には以下のように測定した。
【００９８】
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
【００９９】
ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）：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）に変化したとき、ＴC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。
【０１００】
化合物の相溶性：類似の構造を有する幾つかの化合物を混合してネマチック相を有する母液晶を調製した。測定する化合物とこの母液晶とを混合した組成物を得た。混合する割合の一例は、１５％の化合物と８５％の母液晶である。この組成物を−２０℃、−３０℃のような低い温度で３０日間保管した。この組成物の一部が結晶（またはスメクチック相）に変化したか否かを観察した。必要に応じて混合する割合と保管温度とを変更した。このようにして測定した結果から、結晶（またはスメクチック相）が析出する条件および結晶（またはスメクチック相）が析出しない条件を求めた。これらの条件が相溶性の尺度である。
【０１０１】
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、接眼鏡に偏光板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（rubbing）したあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。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。
【０１０２】
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。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶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⊥、の式から計算した。
２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック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。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。
【０１０３】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：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しきい値電圧を測定した。化合物のし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 white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。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枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（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１０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１０４】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔（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、くさび型セルのおける２枚のガラス板の間の角度である。
（組成物例２）
３−ＨＨＣｍａＦ＝Ｏ ：化合物（１） １０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １３％
３−ＨＢ−Ｏ２ ７％
３−ＨＨ−４ ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ ３％
３−ＨＨＢ−１ ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ７％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ５％
ＮＩ＝９６．７℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝２８．２；Ｖｔｈ＝１．１０Ｖ．
【０１０５】
（組成物例３）
３−ＨＨＣｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ７％
２−ＨＢ−Ｃ ５％
３−ＨＢ−Ｃ １２％
３−ＨＢ−Ｏ２ １５％
２−ＢＴＢ−１ ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５％
３−ＨＨＢ−３ １５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ４％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１０６】
（組成物例４）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ８％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｃ ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ ３％
３−ＨＨ−２Ｖ １３％
３−ＨＨ−２Ｖ１ ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−１ ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５％
【０１０７】
（組成物例５）
３−ＨＨＣｍａＣＦ２ ：化合物（１） ６％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ ６％
４−ＢＢ−３ ６％
３−ＨＨ−２Ｖ １０％
５−ＨＨ−Ｖ １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ １４％
３−ＨＨＢ−１ ９％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ ５％
【０１０８】
（組成物例６）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＣＦ２ ：化合物（１） ６％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６％
３−ＨＢ−Ｃ １８％
２−ＢＴＢ−１ １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ２４％
３−ＨＨＢ−１ ４％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ ８％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
【０１０９】
（組成物例７）
３−ＨＨＣｍａＦ＝Ｏ ：化合物（１） ８％
５−ＨＢ−ＣＬ １６％
３−ＨＨ−４ １２％
３−ＨＨ−５ ４％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ３％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
ＮＩ＝１１８．４℃；Δｎ＝０．０８７；Δε＝５．１；Ｖｔｈ＝２．３６Ｖ．
上記組成物１００部にＯｐ−０５を０．２５部添加したときのらせんピッチは６１．５μｍであった
【０１１０】
（組成物例８）
３−ＨＨＣｍａＦＣＦ２ ：化合物（１） ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ４％
【０１１１】
（組成物例９）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＦＣＦ２ ：化合物（１） ５％
５−ＨＢ−Ｆ １２％
６−ＨＢ−Ｆ ９％
７−ＨＢ−Ｆ ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＢＢＨ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
【０１１２】
（組成物例１０）
３−ＨＨＣｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ６％
５−ＨＢ−ＣＬ １１％
３−ＨＨ−４ ８％
３−ＨＨＢ−１ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １３％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
【０１１３】
（組成物例１１）
３−ＨＨＣｍａＣＦ２ ：化合物（１） ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＨＢ−ＣＬ ６％
５−ＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ １２％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ １０％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１１４】
（組成物例１２）
３−ＨＨＣｍａＦＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＦＣＦ２ ：化合物（１） ４％
５−ＨＢ−ＣＬ １７％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ−４ １０％
３−ＨＨ−５ ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０％
３−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１１５】
（組成物例１３）
３−ＨＨＣｍａＦ＝Ｏ ：化合物（１） ５％
３−ＨＨＣｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ４％
３−ＨＨＣｍａＣＦ２ ：化合物（１） ４％
５−ＨＢ−ＣＬ ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨ−４ ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
【０１１６】
（組成物例１４）
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）Ｆ＝Ｏ ：化合物（１） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｃｍａ（Ｆ）ＦＣＦ２ ：化合物（１） ４％
３−ＨＨ−４ ８％
３−ＨＨＢ−１ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の化合物、および、当該化合物を含む組成物を液晶表示組成物として用いることで、広い温度範囲、短い応答時間、大きなコントラスト比および低い駆動電圧の液晶表示素子を製造することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリダジン−２，５−ジイルであり、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、または−ＣＯ−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ2）2−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよく；
Ｘaは水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり；
Ｘbは水素またはフッ素であり；
Ｇは−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−であり；
ｍおよびｎは、互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；
Ｇが−Ｃ（＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【請求項２】
一般式（１）
【化２】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、炭素数２〜１５のアルケニル、または炭素数２〜１５のアルキニルであり；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
ＸaおよびＸbは互いに独立して、フッ素または水素であり；
Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、または−ＣＦ2Ｏ−であり；
ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；
Ｇが−Ｃ（＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【請求項３】
Ｇが−Ｃ（＝Ｏ）−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
Ｘaが水素である、請求項３に記載の化合物。
【請求項５】
Ｘaがフッ素である、請求項３に記載の化合物。
【請求項６】
Ｒaが炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；請求項３〜５のいずれかに記載の化合物。
【請求項７】
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、請求項３〜６のいずれかに記載の化合物。
【請求項８】
Ｇが−ＣＦ2−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項９】
Ｘaが水素である、請求項８に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｘaがフッ素である、請求項８に記載の化合物。
【請求項１１】
Ｒaが炭素数１〜１０のアルキル、または炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；請求項８〜１０のいずれかに記載の化合物。
【請求項１２】
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、請求項８〜１１のいずれかに記載の化合物。
【請求項１３】
式（１−１）〜式（１−１２）のいずれか１つで表される化合物。
【化３】
（式中、Ｒa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；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である。）
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の化合物を少なくとも一つ含有し、少なくとも２つ以上の化合物を含む液晶組成物。
【請求項１５】
式（２）、式（３）および式（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種の化合物をさらに含有する、請求項１４に記載の液晶組成物。
【化４】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ1はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂおよび環Ｄは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ4およびＺ5は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり；Ｌ1およびＬ2は互いに独立して水素またはフッ素である。）
【請求項１６】
式（５）および（６）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種の化合物をさらに含有する、請求項１４または１５に記載の液晶組成物。
【化５】
（式中、Ｒ2およびＲ3は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ2は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ6は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、または単結合であり；Ｌ3、Ｌ4およびＬ5は互いに独立して水素またはフッ素であり；ｂ、ｃおよびｄは互いに独立して０または１である。）
【請求項１７】
式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）および式（１１）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種の化合物を含有する請求項１４〜１６のいずれかに記載の液晶組成物。
【化６】
（式中、Ｒ4は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｒ5はフッ素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたはデカヒドロ−２，６−ナフチレンであり；Ｚ7およびＺ8は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ6およびＬ7は互いに独立して水素またはフッ素であって、Ｌ6とＬ7の少なくとも１つはフッ素である。）
【請求項１８】
式（１２）、式（１３）および式（１４）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種の化合物を含有する請求項１５〜１７のいずれかに記載の液晶組成物。
【化７】
（式中、Ｒ6およびＲ7は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ9およびＺ10は互いに独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。）
【請求項１９】
組成物の全重量に基づいて、請求項１〜１３のいずれかに記載の化合物が４〜１５重量％含まれる、請求項１４〜１８のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項２０】
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１４〜１９のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項２１】
請求項１４〜２０のいずれかに記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリダジン−２，５−ジイルであり、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、または−ＣＯ−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ2）2−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素、塩素、−ＣＮ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、または−ＯＣＨ2Ｆで置き換えられてもよく；
Ｘaは水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり；
Ｘbは水素またはフッ素であり；
Ｇは−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−であり；
ｍおよびｎは、互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；
Ｇが−Ｃ（＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【請求項２】
一般式（１）
【化２】
で表される化合物。
（式中、Ｒaは水素または炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、炭素数２〜１５のアルケニル、または炭素数２〜１５のアルキニルであり；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
ＸaおよびＸbは互いに独立して、フッ素または水素であり；
Ｇは−（Ｃ＝Ｏ）−または−ＣＦ2−であり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、または−ＣＦ2Ｏ−であり；
ｍおよびｎは互いに独立して０または１であるが、ｍおよびｎが同時に０ではなく；
Ｇが−Ｃ（＝Ｏ）−であるとき、Ｘbはフッ素である。）
【請求項３】
Ｇが−Ｃ（＝Ｏ）−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
Ｘaが水素である、請求項３に記載の化合物。
【請求項５】
Ｘaがフッ素である、請求項３に記載の化合物。
【請求項６】
Ｒaが炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；請求項３〜５のいずれかに記載の化合物。
【請求項７】
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、請求項３〜６のいずれかに記載の化合物。
【請求項８】
Ｇが−ＣＦ2−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項９】
Ｘaが水素である、請求項８に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｘaがフッ素である、請求項８に記載の化合物。
【請求項１１】
Ｒaが炭素数１〜１０のアルキル、または炭素数２〜１０のアルケニルであり；Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である；請求項８〜１０のいずれかに記載の化合物。
【請求項１２】
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、またはフッ素化１，４−フェニレンである、請求項８〜１１のいずれかに記載の化合物。
【請求項１３】
式（１−１）〜式（１−１２）のいずれか１つで表される化合物。
【化３】
（式中、Ｒa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；
Ａ1およびＡ2は互いに独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ1およびＺ2は互いに独立して単結合、または−ＣＨ2ＣＨ2−である。）
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の化合物を少なくとも一つ含有し、少なくとも２つ以上の化合物を含む液晶組成物。
【請求項１５】
式（２）、式（３）および式（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種の化合物をさらに含有する、請求項１４に記載の液晶組成物。
【化４】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ1はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂおよび環Ｄは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ4およびＺ5は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり；Ｌ1およびＬ2は互いに独立して水素またはフッ素である。）
【請求項１６】
式（５）および（６）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種の化合物をさらに含有する、請求項１４または１５に記載の液晶組成物。
【化５】
（式中、Ｒ2およびＲ3は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ2は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ6は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、または単結合であり；Ｌ3、Ｌ4およびＬ5は互いに独立して水素またはフッ素であり；ｂ、ｃおよびｄは互いに独立して０または１である。）
【請求項１７】
式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）および式（１１）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種の化合物を含有する請求項１４〜１６のいずれかに記載の液晶組成物。
【化６】
（式中、Ｒ4は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｒ5はフッ素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたはデカヒドロ−２，６−ナフチレンであり；Ｚ7およびＺ8は互いに独立して−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ6およびＬ7は互いに独立して水素またはフッ素であって、Ｌ6とＬ7の少なくとも１つはフッ素である。）
【請求項１８】
式（１２）、式（１３）および式（１４）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種の化合物を含有する請求項１５〜１７のいずれかに記載の液晶組成物。
【化７】
（式中、Ｒ6およびＲ7は互いに独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、さらに、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは互いに独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ9およびＺ10は互いに独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。）
【請求項１９】
組成物の全重量に基づいて、請求項１〜１３のいずれかに記載の化合物が４〜１５重量％含まれる、請求項１４〜１８のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項２０】
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１４〜１９のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項２１】
請求項１４〜２０のいずれかに記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【公開番号】特開２００７−１５３８１５（Ｐ２００７−１５３８１５Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５１９８２（Ｐ２００５−３５１９８２）
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【出願人】（５９６０３２１００）チッソ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【出願人】（５９６０３２１００）チッソ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
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