ベンゾジオキシン誘導体、これを含む液晶組成物および液晶表示素子
【課題】ベンゾジオキシン環を有し、液晶化合物に必要な一般的な物性を有する液晶性化合物の提供。
【解決手段】式（１）で表される化合物。Ｒは水素またはアルキル。Ａ１〜Ａ３は１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレン。Ｚ１〜Ｚ３は単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−。Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆ−。Ｇは酸素または硫黄。ｎおよびｍは０または１。
【解決手段】式（１）で表される化合物。Ｒは水素またはアルキル。Ａ１〜Ａ３は１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレン。Ｚ１〜Ｚ３は単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−。Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆ−。Ｇは酸素または硫黄。ｎおよびｍは０または１。
【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。さらに詳しくはベンゾジオキシン化合物、これを含有しかつ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】
液晶表示素子は、液晶の動作モードに基づく場合は、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）などに分類される。そして、素子の駆動方式に基づく場合には、液晶表示素子はＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）とに分類される。ＰＭ（passive matrix）はスタティック（static）、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、液晶組成物を含有する。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。この液晶相は、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】
液晶組成物は多くの液晶性化合物を混合して調製される。したがって、これらの液晶性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、ベンゾジオキシ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。
本出願人は、類似の構造を有する式（Ａ）で表される化合物を液晶性化合物として開発した（特願２００４−３６４４２３）が、ベンゾジオキシン誘導体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。
【０００６】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的の一つは、化合物に必要な一般的物性、小さな粘度、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である。他の目的は、この化合物を含有し、ネマチック相の広い温度範囲、小さな粘度、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を提供することである。他の目的は、この組成物を含有し、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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は下記の各項で構成される。
［１］ 式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ａ１、Ａ２、およびＡ３は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり、１，４−シクロヘキシレンにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、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、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は独立して単結合、−（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；
Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
そしてｎおよびｍは独立して０、１または２であり、ｎおよびｍの和は０，１または２である。
【０００９】
［２］ 式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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のアルケニルであり；
Ａ１、Ａ２およびＡ３は独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
Ｚ１，Ｚ２およびＺ３は独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−であり；
Ｘはフッ素または水素であり；
そしてｎおよびｍは独立して０または１である。
【００１０】
［３］ Ｇが酸素であり、そしてＺ１，Ｚ２およびＺ３が単結合である、項［２］に記載の化合物。
【００１１】
［４］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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、項［２］に記載の化合物。
【００１２】
［５］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、項［２］に記載の化合物。
【００１３】
［６］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［５］に記載の化合物。
【００１４】
［７］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、項［２］に記載の化合物。
【００１５】
［８］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［７］に記載の化合物。
【００１６】
［９］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つが１，４−シクロへキシレンである、項［２］に記載の化合物。
【００１７】
［１０］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−である、項［２］に記載の化合物。
【００１８】
［１１］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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、項［２］に記載の化合物。
【００１９】
［１２］ Ｇが酸素であり、そしてＺ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−である、項［２］に記載の化合物。
【００２０】
［１３］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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、項［２］に記載の化合物。
【００２１】
［１４］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、項［２］に記載の化合物。
【００２２】
［１５］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［１４］に記載の化合物。
【００２３】
［１６］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、項［２］に記載の化合物。
【００２４】
［１７］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［１６］に記載の化合物。
【００２５】
［１８］ Ｇが硫黄である、項［２］に記載の化合物。
【００２６】
［１９］ 式（１ａ）〜式（１ｍ）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５は独立して水素またはフッ素である。
【００２７】
［２０］ Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである、項［１９］に記載の化合物。
【００２８】
［２１］ Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５の少なくとも１つがフッ素である、項［１９］に記載の化合物。
【００２９】
［２２］ 式（１ｂ）で表される化合物。
ここで、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１は水素である。
【００３０】
［２３］ 式（１−１）〜式（１−２０）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである。
【００３１】
［２４］ 項［１］〜［２３］のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有する液晶組成物。
【００３２】
［２５］ 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つの化合物を含有する、項［２４］に記載の液晶組成物。
ここに、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−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００３３】
［２６］ 式（５）および式（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つの化合物を含有する、項［２４］に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数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、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ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は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００３４】
［２７］ 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つの化合物を含有する、項［２４に記載の液晶組成物。
ここに、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、そして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、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そして、Ｌ６およびＬ７は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。
【００３５】
［２８］ 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つの化合物を含有する、項［２４］に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数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、そして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；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００３６】
［２９］ 項［２６］に記載の式（５）および式（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つの化合物をさらに含有する、項［２５］に記載の液晶組成物。
【００３７】
［３０］ 項［２８］に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、項［２５］に記載の液晶組成物。
【００３８】
［３１］ 項［２８］に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、項［２６に記載の液晶組成物。］
【００３９】
［３２］ 項［２８］に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、項［２７］に記載の液晶組成物。
【００４０】
［３３］ 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する、項［２４］〜［３２］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００４１】
［３４］ 項［２４］〜［３３］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。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の化合物は、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、これらの化合物の少なくとも１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、小さな粘度、適切な光学異方性、低いしきい値電圧を有する。本発明の液晶表示素子は、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】
【００４３】
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。
【００４４】
「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−または−Ｓ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−または−Ｓ−Ｓ−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−または−Ｓ−で置き換えられることも好ましくない。
【００４５】
本発明の化合物は式（１）で表される化合物である。
式（１）において、Ｒは炭素数１〜２０のアルキルである。このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−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−、−Ｓ−、−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−、ＣＨ３（ＣＨ２）２Ｓ−、ＣＨ３−Ｓ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｓ−ＣＨ２−Ｓ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、ＣＨ３−ＣＨ≡ＣＨ−（ＣＨ２）２−などである。
【００４６】
このようなＲ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、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、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。Ｒ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。
【００４７】
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。アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５である。アルキニルの具体的な例は、−Ｃ≡ＣＣＨ３および−Ｃ≡ＣＣ３Ｈ７である。
【００４８】
そして、Ｒの好ましい例は、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、および炭素数２〜１５のアルケニルである。Ｒのより好ましい例は、炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、および炭素数２〜７のアルケニルである。
【００４９】
好ましいＲの具体的な例は、−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。
【００５０】
式（１）におけるＡ１、Ａ２およびＡ３は、独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンである。この１，４−シクロヘキシレンにおける任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、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い。この１，４−フェニレンにおける任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよい。これらの定義による範囲に含まれる環の好ましい例は、下記の式（１５−１）〜式（１５−２２）である。さらに好ましい例は、式（１５−１）〜式（１５−５）、および式（１５−１４）〜式（１５−１８）である。
【００５１】
【００５２】
上記の定義による範囲に含まれる環において、任意の水素はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−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、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられた環の例は、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（１６−４）、式（１６−６）、式（１６−１０）〜式（１６−１４）、および式（１６−３５）である。
【００５３】
【００５４】
Ａ１、Ａ２またはＡ３の好ましい例は、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−ジイルおよびピリダジン−２，５−ジイルである。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。
【００５５】
Ａ１、Ａ２またはＡ３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。
【００５６】
式（１）におけるＺ１、Ｚ２およびＺ３は、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−である。これらのうち−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。
Ｚ１、Ｚ２またはＺ３の好ましい例は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−および−ＣＨ＝ＣＨ−である。
【００５７】
式（１）において、Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであり、Ｇは酸素または硫黄であり、そしてｎおよびｍは独立して０、１または２である。ｎとｍの和は０、１または２であることが好ましい。
【００５８】
そして、次の（ｉ）〜（iii）のいずれかであるとき、式（１）中のＲは水素であってもよい。
（ｉ）ｎおよびｍの和が１または２である；
（ii）Ｘがフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆである；
（iii）Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つが、任意の水素がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられた１，４−フェニレンである。
【００５９】
本発明の化合物（１）をさらに説明する。縮合環であるベンゾジオキシン環は１つの環）と見なす。化合物（１）はベンゾジオキシン環を有する２つの環、３つの環、および４つの環を有する化合物である。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、そして大きな誘電率異方性を有する。
【００６０】
化合物（１）の末端基、環および結合基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。末端基Ｒ、環Ａ１、Ａ２、およびＡ３、結合基Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３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。
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。
【００６１】
Ｒ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。Ｒ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。これらの情報については、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。
【００６２】
環Ａ１、Ａ２およびＡ３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大きい。環Ａ１、Ａ２およびＡ３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大きい。環Ａ１、Ａ２およびＡ３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小さい。
【００６３】
環Ａ１、Ａ２およびＡ３のうち、少なくとも２つの環が１，４−シクロヘキシレンであるときは、上限温度が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも１つの環が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、そして配向秩序パラメーター（orientational order parameter）が大きい。少なくとも２つの環が１，４−フェニレンであるときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして上限温度が高い。
【００６４】
結合基Ｚ１、Ｚ２、またはＺ３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小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは粘度がより小さい。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Ｋ33／Ｋ11（Ｋ33：ベンド弾性定数、Ｋ11：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。
【００６５】
化合物（１）が２つの環または３つの環を有するときは粘度が小さい。化合物（１）が３つの環または４つの環を有するときは上限温度が高い。以上のように、末端基、環および結合基の種類、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。
【００６６】
化合物（１）の好ましい例は、本発明の［１９］項に記載した化合物（１−ａ）〜化合物（１−ｍ）である。より具体的な例は、下記の化合物（１−１）〜（１−４５）である。これらの化合物におけるＲは、［２］項に記載した記号と同一の意味を有する。
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
化合物（１）のさらに好ましい具体例は下記の化合物である。
これらの式におけるＲは、炭素数１〜７のアルキル、炭素数1〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである。
【００７１】
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する。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。
【００７２】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３を生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項（Ｉ）〜項（XI）でスキームを説明する。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも１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。
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
（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。
【００７７】
（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ＤＤＣ（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。
【００７８】
（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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（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。
【００８１】
（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。
【００８２】
（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。
【００８３】
（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。
【００８４】
（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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（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。
【００８７】
次に式（１）で表されるベンゾジオキシン化合物を合成する方法の具体例を下記のスキームに示す。初めにフルオロフェノール骨格を有する合成中間体（３６）を出発物質としたベンゾジオキシン化合物（１）を合成する方法の一例を述べる。
【００８８】
以下の各スキームにおいて、これらの化合物におけるＲ、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｚ1、Ｚ2、およびＺ3の記号の意味は、項１に記載した記号の意味と同一である。Ｒ’およびＲ”の意味は図中に示した。出発物質であるフルオロフェノールはＤＥ４１３７４０１Ａ１などに記載の方法によって合成される。化合物（３７）は、化合物（３６）とトリフルオロ酢酸中、ヘキサメチレンテトラミンを作用させるとことによって得られる。ベンジルアルコール（３８）は化合物（３７）と水素化リチウムアルミニウムとの反応によって合成する。この反応は好ましくはエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒中−８０℃から溶媒の沸点までの間の温度で行う。得られた化合物（３８）をＤＭＦ中ＤＭＡＰ等の塩基存在下にトリホスゲン、ＴＣＦ等のホスゲン等価体またはホスゲンガスと反応させて環化し目的とする化合物（１）へ変換される。一般式（１）においてＧが硫黄原子である場合にはホスゲンまたはホスゲン等価体の代わりにチオホスゲンを用いて目的物を得る。
【００８９】
本発明の組成物をさらに説明する。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。好ましい組成物は化合物（１）から選択された少なくとも１つの化合物を１〜９９％の割合で含有する。この組成物は化合物（２）〜（１４）の群から選択された成分を主として含有する。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。
【００９０】
誘電率異方性が正で大きい化合物（１）を含有する好ましい組成物は次のとおりである。この好ましい組成物は化合物（２）、化合物（３）および化合物（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および化合物（６）の群から選択された少なくとも１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２つの群のそれぞれから選択された少なくとも２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）、化合物（１３）および化合物（１４）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。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。
【００９１】
別の好ましい組成物は化合物（１２）〜化合物（１４）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。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。
【００９２】
誘電率異方性が小さい化合物（１）を含有する好ましい組成物は次のとおりである。好ましい組成物は化合物（２）〜化合物（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および化合物（６）の群から選択された少なくとも１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２つの群のそれぞれから選択された少なくとも２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）〜化合物（１４）の群から選択された少なくとも１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（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。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。
【００９３】
別の好ましい組成物は、化合物（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。この組成物は、化合物（１２）〜化合物（１４）の群から選択された少なくとも１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）〜化合物（６）の群から選択された少なくとも１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。
【００９４】
化合物（２）〜化合物（４）は、誘電率異方性が正で大きいので、ＡＭ−ＴＮ素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。この組成物に化合物（１２）、化合物（１３）または化合物（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【００９５】
化合物（５）および化合物（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、ＳＴＮ素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。この組成物に化合物（１２）、化合物（１３）または化合物（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【００９６】
化合物（７）〜化合物（１１）は、誘電率異方性が負であるので、ＶＡ素子用の組成物に主として用いられる。これらの化合物の好ましい量は８０％以下である。より好ましい量は４０〜８０％である。この組成物に化合物（１２）、化合物（１３）または化合物（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【００９７】
化合物（１２）〜化合物（１４）の誘電率異方性は小さい。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）および化合物（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使用される。化合物（１２）〜化合物（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。
【００９８】
化合物（２）〜化合物（１４）の好ましい例は、それぞれ化合物（２−１）〜化合物（２−９）、化合物（３−１）〜化合物（３−９７）、化合物（４−１）〜化合物（４−３３）、化合物（５−１）〜化合物（５−５６）、化合物（６−１）〜化合物（６−３）、化合物（７−１）〜化合物（７−４）、化合物（８−１）〜化合物（８−６）、化合物（９−１）〜化合物（９−４）、化合物（１０−１）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）〜化合物（１２−１１）、化合物（１３−１）〜化合物（１３−２１）、および化合物（１４−１）〜化合物（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、式（２）〜式（１４）におけるこれらの記号と同一の意味を有する。
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
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、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。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上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１１６】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。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。ＰＣ素子用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。ピッチの温度依存性を調整する目的で、少なくとも２つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１１７】
本発明の組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＢＴＮ，ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの素子に使用できる。これらの素子は駆動方式がＰＭであってもよいし、またはＡＭであってもよい。こ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】
【０１１８】
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。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。
【０１１９】
［実施例１］
第１段：
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェノール（２．８ｇ）、ヘキサメチレンテトラミン（１．６ｇ）をトリフルオロ酢酸（２．５ｇ）に溶解し、１５時間還流した。氷水（８０ｍｌ）に投じ、溶液が塩基性を示すまで炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた。目的物をトルエンで抽出後、炭酸ナトリウム水溶液、水、食塩水で洗浄し有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムをろ過により除去し、溶媒を留去して、得られた残渣をシリカゲルカラムを用いて（展開溶媒はクロロホルム）生成し２−ヒドロキシ−５−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．９ｇ）を得た。ｍ.ｐ．３２℃。
ＩＲ（ＫＢｒ）１６６４ｃｍ−１
１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ）０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）、０．９８−１．４９（１３Ｈ，ｍ），１．８６−１．９１（４Ｈ，ｍ），２．４６（１Ｈ，ｍ），６．９１（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、７．３６−７．４１（２Ｈ，ｍ）、９．８７（１Ｈ，ｓ），１０．８４（１Ｈ，ｓ）
【０１２０】
第２段：
水素化リチウムアルミニウム（０．５ｇ）をＴＨＦ（２０ｍｌ）に懸濁し、２−ヒドロキシ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．９ｇ）のＴＨ溶液（２ｍｌ）を−３０℃にて滴下した。滴下終了後反応液を室温まで昇温した。反応液に水（１０ｍｌ）をゆっくり滴下し、トルエン（２０ｍｌ）で抽出した。有機層を水洗した後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。得られた残渣を酢酸エチル−ヘプタン混合溶媒から再結晶して２−ヒドロキシメチル−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．０ｇ）を得た。
【０１２１】
第３段：
２−ヒドロキシメチル−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．０ｇ）、トリホスゲン（１．０ｇ）およびジメチルアミノピリジン（１．０ｇ）を塩化メチレン（１０ｍｌ）に溶解し、室温で一昼夜攪拌した。反応終了後、反応液を氷水に投じ、塩化メチレン（１０ｍｌ）で抽出した。有機層を水洗した後後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。得られた残渣をエーテルから再結晶して６−(４−ペンチルシクロヘキシル)−１，３−ベンゾジオキシン−２−オン（０．４ｇ）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ）０．８９（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ）、１．０３（２Ｈ，ｄｄｄｄ，Ｊ＝３．０８、１０．５、１０．５、１０．Ｈｚ），１．３５−１．１８（９Ｈ、ｍ）、１．３９（２Ｈ，ｄｄｄｄ、Ｊ＝３．１２、１０．２３、１０．３，１０．１Ｈｚ），１．８１−１．９１（４Ｈ，ｍ），２．４６（１Ｈ，ｔｔ、Ｊ＝１２．１６、３．１３Ｈｚ），５．３８（２Ｈ，ｓ）、６．９８（１Ｈ，１．９３Ｈｚ）、７．０２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．２６Ｈｚ），７．１９（２Ｈ，ｄｄ、Ｊ＝８．２６，１．９３Ｈｚ））
１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ）１４．０５、２２．６３、２６．５５、３２．１１、３３．３３、３４．３３、３４．４４、３７．１２、３７．１９、４３．９３、６８．５４、１１５．７、１１７．１、１２２．２４、１２８．２２、１４５．２７、１４７．０３、１４７．２４
【０１２２】
実施例１の合成法をもとに、下記の化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９３を合成する。表中の空欄は、化学式において該当の記号がない化合物を表す。
上限温度、粘度、光学異方性および誘電率異方性の測定手順は組成物例で説明する。転移温度（Tramsion Temp）表記において、結晶はＣと表した。スメクチック相はＳと表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。ネマチック相はＮと表した。「Ｃ ９０．０４ Ｉ」とは、結晶から液体への転移温度（ＣＩ）が９０．０４℃であることを示す。他の表記も同様である。
【０１２３】
【０１２４】
【０１２５】
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
【０１３４】
【０１３５】
【０１３６】
本発明の代表的組成の一例を以下に示す。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％）
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（３６％）、
４−（４−ヘプチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（２５％）、
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−シアノビフェニル（１５％）である。
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℃；粘度（η２０）＝２７．０ｍＰａ・ｓ；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６−（４−ペンチルシクロヘキシル）−１，３−ベン
ゾジオキシン−２−オンを１５重量％添加して物性値を測定した。その結果、上限温度
（ＮＩ）＝６５．２℃；光学異方性（Δｎ）＝０．１２９；誘電率異方性（Δε）＝１２．６であった。
【０１３７】
さらに本発明の代表的な組成物を組成物例２〜１３にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量（重量％）を示した。化合物は下記の表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。次に組成物の物性値を示した。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った。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型回転粘度計を用いた。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
【０１４７】
組成物例１
５−ＨＮｄ＝Ｏ １０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １６％
３−ＨＢ−Ｏ２ ４％
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＝８４．２℃；Δｎ＝０．１４３；Δε＝２９．９；Ｖｔｈ＝０．９７Ｖ．
【０１４８】
組成物例２
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ８％
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 １４％
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％
【０１４９】
組成物例３
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ １０％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｃ ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ ３％
３−ＨＨ−２Ｖ １１％
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％
【０１５０】
組成物例４
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ６％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ ６％
４−ＢＢ−３ ８％
３−ＨＨ−２Ｖ １０％
５−ＨＨ−Ｖ １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ １２％
３−ＨＨＢ−１ ９％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ ５％
【０１５１】
組成物例５
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ 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％
【０１５２】
組成物例６
５−ＨＮｄ＝Ｏ ７％
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 ８％
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＝１０９．６℃；Δｎ＝０．０９１；Δε＝４．６；Ｖｔｈ＝２．４３Ｖ．
上記組成物１００部に光学活性化合物（Ｏｐ−０５）を０．２５部添加したときのらせんピッチは６０．０μｍであった
【０１５３】
組成物例７
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ５％
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ 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 １５％
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％
【０１５４】
組成物例８
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ５％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ 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 ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＢＢＨ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
【０１５５】
組成物例９
５−ＨＮｄ＝Ｏ ７％
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ５％
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％
【０１５６】
組成物例１０
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ ４％
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ４％
３−ＨＢ−ＣＬ ６％
５−ＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ １４％
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％
【０１５７】
組成物例１１
５−ＨＮｄ＝Ｏ ５％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ 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 ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１５８】
組成物例１２
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ４％
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ４％
５−ＨＢ−ＣＬ ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨ−４ ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １５％
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％
【０１５９】
組成物例１３
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ ５％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ５％
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 ２５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
【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。さらに詳しくはベンゾジオキシン化合物、これを含有しかつ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】
液晶表示素子は、液晶の動作モードに基づく場合は、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）などに分類される。そして、素子の駆動方式に基づく場合には、液晶表示素子はＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）とに分類される。ＰＭ（passive matrix）はスタティック（static）、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、液晶組成物を含有する。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。この液晶相は、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】
液晶組成物は多くの液晶性化合物を混合して調製される。したがって、これらの液晶性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、ベンゾジオキシ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。
本出願人は、類似の構造を有する式（Ａ）で表される化合物を液晶性化合物として開発した（特願２００４−３６４４２３）が、ベンゾジオキシン誘導体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。
【０００６】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的の一つは、化合物に必要な一般的物性、小さな粘度、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である。他の目的は、この化合物を含有し、ネマチック相の広い温度範囲、小さな粘度、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を提供することである。他の目的は、この組成物を含有し、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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は下記の各項で構成される。
［１］ 式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ａ１、Ａ２、およびＡ３は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり、１，４−シクロヘキシレンにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、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、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は独立して単結合、−（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；
Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
そしてｎおよびｍは独立して０、１または２であり、ｎおよびｍの和は０，１または２である。
【０００９】
［２］ 式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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のアルケニルであり；
Ａ１、Ａ２およびＡ３は独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
Ｚ１，Ｚ２およびＺ３は独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−であり；
Ｘはフッ素または水素であり；
そしてｎおよびｍは独立して０または１である。
【００１０】
［３］ Ｇが酸素であり、そしてＺ１，Ｚ２およびＺ３が単結合である、項［２］に記載の化合物。
【００１１】
［４］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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、項［２］に記載の化合物。
【００１２】
［５］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、項［２］に記載の化合物。
【００１３】
［６］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［５］に記載の化合物。
【００１４】
［７］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、項［２］に記載の化合物。
【００１５】
［８］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［７］に記載の化合物。
【００１６】
［９］ Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つが１，４−シクロへキシレンである、項［２］に記載の化合物。
【００１７】
［１０］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−である、項［２］に記載の化合物。
【００１８】
［１１］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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、項［２］に記載の化合物。
【００１９】
［１２］ Ｇが酸素であり、そしてＺ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−である、項［２］に記載の化合物。
【００２０】
［１３］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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、項［２］に記載の化合物。
【００２１】
［１４］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、項［２］に記載の化合物。
【００２２】
［１５］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［１４］に記載の化合物。
【００２３】
［１６］ Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、項［２］に記載の化合物。
【００２４】
［１７］ Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、項［１６］に記載の化合物。
【００２５】
［１８］ Ｇが硫黄である、項［２］に記載の化合物。
【００２６】
［１９］ 式（１ａ）〜式（１ｍ）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５は独立して水素またはフッ素である。
【００２７】
［２０］ Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである、項［１９］に記載の化合物。
【００２８】
［２１］ Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５の少なくとも１つがフッ素である、項［１９］に記載の化合物。
【００２９】
［２２］ 式（１ｂ）で表される化合物。
ここで、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１は水素である。
【００３０】
［２３］ 式（１−１）〜式（１−２０）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである。
【００３１】
［２４］ 項［１］〜［２３］のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有する液晶組成物。
【００３２】
［２５］ 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つの化合物を含有する、項［２４］に記載の液晶組成物。
ここに、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−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００３３】
［２６］ 式（５）および式（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つの化合物を含有する、項［２４］に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数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、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ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は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００３４】
［２７］ 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つの化合物を含有する、項［２４に記載の液晶組成物。
ここに、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、そして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、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そして、Ｌ６およびＬ７は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。
【００３５】
［２８］ 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つの化合物を含有する、項［２４］に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数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、そして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；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００３６】
［２９］ 項［２６］に記載の式（５）および式（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つの化合物をさらに含有する、項［２５］に記載の液晶組成物。
【００３７】
［３０］ 項［２８］に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、項［２５］に記載の液晶組成物。
【００３８】
［３１］ 項［２８］に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、項［２６に記載の液晶組成物。］
【００３９】
［３２］ 項［２８］に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、項［２７］に記載の液晶組成物。
【００４０】
［３３］ 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する、項［２４］〜［３２］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００４１】
［３４］ 項［２４］〜［３３］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。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の化合物は、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、これらの化合物の少なくとも１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、小さな粘度、適切な光学異方性、低いしきい値電圧を有する。本発明の液晶表示素子は、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】
【００４３】
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。
【００４４】
「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−または−Ｓ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−または−Ｓ−Ｓ−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−または−Ｓ−で置き換えられることも好ましくない。
【００４５】
本発明の化合物は式（１）で表される化合物である。
式（１）において、Ｒは炭素数１〜２０のアルキルである。このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−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−、−Ｓ−、−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−、ＣＨ３（ＣＨ２）２Ｓ−、ＣＨ３−Ｓ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｓ−ＣＨ２−Ｓ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、ＣＨ３−ＣＨ≡ＣＨ−（ＣＨ２）２−などである。
【００４６】
このようなＲ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、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、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。Ｒ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。
【００４７】
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。アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５である。アルキニルの具体的な例は、−Ｃ≡ＣＣＨ３および−Ｃ≡ＣＣ３Ｈ７である。
【００４８】
そして、Ｒの好ましい例は、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、および炭素数２〜１５のアルケニルである。Ｒのより好ましい例は、炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、および炭素数２〜７のアルケニルである。
【００４９】
好ましいＲの具体的な例は、−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。
【００５０】
式（１）におけるＡ１、Ａ２およびＡ３は、独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンである。この１，４−シクロヘキシレンにおける任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、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い。この１，４−フェニレンにおける任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよい。これらの定義による範囲に含まれる環の好ましい例は、下記の式（１５−１）〜式（１５−２２）である。さらに好ましい例は、式（１５−１）〜式（１５−５）、および式（１５−１４）〜式（１５−１８）である。
【００５１】
【００５２】
上記の定義による範囲に含まれる環において、任意の水素はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−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、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられた環の例は、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（１６−４）、式（１６−６）、式（１６−１０）〜式（１６−１４）、および式（１６−３５）である。
【００５３】
【００５４】
Ａ１、Ａ２またはＡ３の好ましい例は、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−ジイルおよびピリダジン−２，５−ジイルである。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。
【００５５】
Ａ１、Ａ２またはＡ３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。
【００５６】
式（１）におけるＺ１、Ｚ２およびＺ３は、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−である。これらのうち−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。
Ｚ１、Ｚ２またはＺ３の好ましい例は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−および−ＣＨ＝ＣＨ−である。
【００５７】
式（１）において、Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであり、Ｇは酸素または硫黄であり、そしてｎおよびｍは独立して０、１または２である。ｎとｍの和は０、１または２であることが好ましい。
【００５８】
そして、次の（ｉ）〜（iii）のいずれかであるとき、式（１）中のＲは水素であってもよい。
（ｉ）ｎおよびｍの和が１または２である；
（ii）Ｘがフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆである；
（iii）Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つが、任意の水素がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられた１，４−フェニレンである。
【００５９】
本発明の化合物（１）をさらに説明する。縮合環であるベンゾジオキシン環は１つの環）と見なす。化合物（１）はベンゾジオキシン環を有する２つの環、３つの環、および４つの環を有する化合物である。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、そして大きな誘電率異方性を有する。
【００６０】
化合物（１）の末端基、環および結合基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。末端基Ｒ、環Ａ１、Ａ２、およびＡ３、結合基Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３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。
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。
【００６１】
Ｒ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。Ｒ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。これらの情報については、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。
【００６２】
環Ａ１、Ａ２およびＡ３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大きい。環Ａ１、Ａ２およびＡ３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大きい。環Ａ１、Ａ２およびＡ３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小さい。
【００６３】
環Ａ１、Ａ２およびＡ３のうち、少なくとも２つの環が１，４−シクロヘキシレンであるときは、上限温度が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも１つの環が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、そして配向秩序パラメーター（orientational order parameter）が大きい。少なくとも２つの環が１，４−フェニレンであるときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして上限温度が高い。
【００６４】
結合基Ｚ１、Ｚ２、またはＺ３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小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは粘度がより小さい。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Ｋ33／Ｋ11（Ｋ33：ベンド弾性定数、Ｋ11：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。
【００６５】
化合物（１）が２つの環または３つの環を有するときは粘度が小さい。化合物（１）が３つの環または４つの環を有するときは上限温度が高い。以上のように、末端基、環および結合基の種類、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。
【００６６】
化合物（１）の好ましい例は、本発明の［１９］項に記載した化合物（１−ａ）〜化合物（１−ｍ）である。より具体的な例は、下記の化合物（１−１）〜（１−４５）である。これらの化合物におけるＲは、［２］項に記載した記号と同一の意味を有する。
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
化合物（１）のさらに好ましい具体例は下記の化合物である。
これらの式におけるＲは、炭素数１〜７のアルキル、炭素数1〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである。
【００７１】
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する。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。
【００７２】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３を生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項（Ｉ）〜項（XI）でスキームを説明する。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも１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。
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
（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。
【００７７】
（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ＤＤＣ（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。
【００７８】
（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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（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。
【００８１】
（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。
【００８２】
（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。
【００８３】
（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。
【００８４】
（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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（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。
【００８７】
次に式（１）で表されるベンゾジオキシン化合物を合成する方法の具体例を下記のスキームに示す。初めにフルオロフェノール骨格を有する合成中間体（３６）を出発物質としたベンゾジオキシン化合物（１）を合成する方法の一例を述べる。
【００８８】
以下の各スキームにおいて、これらの化合物におけるＲ、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｚ1、Ｚ2、およびＺ3の記号の意味は、項１に記載した記号の意味と同一である。Ｒ’およびＲ”の意味は図中に示した。出発物質であるフルオロフェノールはＤＥ４１３７４０１Ａ１などに記載の方法によって合成される。化合物（３７）は、化合物（３６）とトリフルオロ酢酸中、ヘキサメチレンテトラミンを作用させるとことによって得られる。ベンジルアルコール（３８）は化合物（３７）と水素化リチウムアルミニウムとの反応によって合成する。この反応は好ましくはエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒中−８０℃から溶媒の沸点までの間の温度で行う。得られた化合物（３８）をＤＭＦ中ＤＭＡＰ等の塩基存在下にトリホスゲン、ＴＣＦ等のホスゲン等価体またはホスゲンガスと反応させて環化し目的とする化合物（１）へ変換される。一般式（１）においてＧが硫黄原子である場合にはホスゲンまたはホスゲン等価体の代わりにチオホスゲンを用いて目的物を得る。
【００８９】
本発明の組成物をさらに説明する。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。好ましい組成物は化合物（１）から選択された少なくとも１つの化合物を１〜９９％の割合で含有する。この組成物は化合物（２）〜（１４）の群から選択された成分を主として含有する。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。
【００９０】
誘電率異方性が正で大きい化合物（１）を含有する好ましい組成物は次のとおりである。この好ましい組成物は化合物（２）、化合物（３）および化合物（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および化合物（６）の群から選択された少なくとも１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２つの群のそれぞれから選択された少なくとも２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）、化合物（１３）および化合物（１４）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。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。
【００９１】
別の好ましい組成物は化合物（１２）〜化合物（１４）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。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。
【００９２】
誘電率異方性が小さい化合物（１）を含有する好ましい組成物は次のとおりである。好ましい組成物は化合物（２）〜化合物（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物（５）および化合物（６）の群から選択された少なくとも１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２つの群のそれぞれから選択された少なくとも２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）〜化合物（１４）の群から選択された少なくとも１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（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。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。
【００９３】
別の好ましい組成物は、化合物（７）〜化合物（１１）の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する。この組成物は、化合物（１２）〜化合物（１４）の群から選択された少なくとも１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）〜化合物（６）の群から選択された少なくとも１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。
【００９４】
化合物（２）〜化合物（４）は、誘電率異方性が正で大きいので、ＡＭ−ＴＮ素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。この組成物に化合物（１２）、化合物（１３）または化合物（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【００９５】
化合物（５）および化合物（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、ＳＴＮ素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。この組成物に化合物（１２）、化合物（１３）または化合物（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【００９６】
化合物（７）〜化合物（１１）は、誘電率異方性が負であるので、ＶＡ素子用の組成物に主として用いられる。これらの化合物の好ましい量は８０％以下である。より好ましい量は４０〜８０％である。この組成物に化合物（１２）、化合物（１３）または化合物（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【００９７】
化合物（１２）〜化合物（１４）の誘電率異方性は小さい。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）および化合物（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使用される。化合物（１２）〜化合物（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。
【００９８】
化合物（２）〜化合物（１４）の好ましい例は、それぞれ化合物（２−１）〜化合物（２−９）、化合物（３−１）〜化合物（３−９７）、化合物（４−１）〜化合物（４−３３）、化合物（５−１）〜化合物（５−５６）、化合物（６−１）〜化合物（６−３）、化合物（７−１）〜化合物（７−４）、化合物（８−１）〜化合物（８−６）、化合物（９−１）〜化合物（９−４）、化合物（１０−１）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）〜化合物（１２−１１）、化合物（１３−１）〜化合物（１３−２１）、および化合物（１４−１）〜化合物（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、式（２）〜式（１４）におけるこれらの記号と同一の意味を有する。
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
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、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。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上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１１６】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。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。ＰＣ素子用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。ピッチの温度依存性を調整する目的で、少なくとも２つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１１７】
本発明の組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＢＴＮ，ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの素子に使用できる。これらの素子は駆動方式がＰＭであってもよいし、またはＡＭであってもよい。こ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】
【０１１８】
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。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。
【０１１９】
［実施例１］
第１段：
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェノール（２．８ｇ）、ヘキサメチレンテトラミン（１．６ｇ）をトリフルオロ酢酸（２．５ｇ）に溶解し、１５時間還流した。氷水（８０ｍｌ）に投じ、溶液が塩基性を示すまで炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた。目的物をトルエンで抽出後、炭酸ナトリウム水溶液、水、食塩水で洗浄し有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムをろ過により除去し、溶媒を留去して、得られた残渣をシリカゲルカラムを用いて（展開溶媒はクロロホルム）生成し２−ヒドロキシ−５−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．９ｇ）を得た。ｍ.ｐ．３２℃。
ＩＲ（ＫＢｒ）１６６４ｃｍ−１
１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ）０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）、０．９８−１．４９（１３Ｈ，ｍ），１．８６−１．９１（４Ｈ，ｍ），２．４６（１Ｈ，ｍ），６．９１（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、７．３６−７．４１（２Ｈ，ｍ）、９．８７（１Ｈ，ｓ），１０．８４（１Ｈ，ｓ）
【０１２０】
第２段：
水素化リチウムアルミニウム（０．５ｇ）をＴＨＦ（２０ｍｌ）に懸濁し、２−ヒドロキシ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．９ｇ）のＴＨ溶液（２ｍｌ）を−３０℃にて滴下した。滴下終了後反応液を室温まで昇温した。反応液に水（１０ｍｌ）をゆっくり滴下し、トルエン（２０ｍｌ）で抽出した。有機層を水洗した後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。得られた残渣を酢酸エチル−ヘプタン混合溶媒から再結晶して２−ヒドロキシメチル−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．０ｇ）を得た。
【０１２１】
第３段：
２−ヒドロキシメチル−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（１．０ｇ）、トリホスゲン（１．０ｇ）およびジメチルアミノピリジン（１．０ｇ）を塩化メチレン（１０ｍｌ）に溶解し、室温で一昼夜攪拌した。反応終了後、反応液を氷水に投じ、塩化メチレン（１０ｍｌ）で抽出した。有機層を水洗した後後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。得られた残渣をエーテルから再結晶して６−(４−ペンチルシクロヘキシル)−１，３−ベンゾジオキシン−２−オン（０．４ｇ）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ）０．８９（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ）、１．０３（２Ｈ，ｄｄｄｄ，Ｊ＝３．０８、１０．５、１０．５、１０．Ｈｚ），１．３５−１．１８（９Ｈ、ｍ）、１．３９（２Ｈ，ｄｄｄｄ、Ｊ＝３．１２、１０．２３、１０．３，１０．１Ｈｚ），１．８１−１．９１（４Ｈ，ｍ），２．４６（１Ｈ，ｔｔ、Ｊ＝１２．１６、３．１３Ｈｚ），５．３８（２Ｈ，ｓ）、６．９８（１Ｈ，１．９３Ｈｚ）、７．０２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．２６Ｈｚ），７．１９（２Ｈ，ｄｄ、Ｊ＝８．２６，１．９３Ｈｚ））
１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ）１４．０５、２２．６３、２６．５５、３２．１１、３３．３３、３４．３３、３４．４４、３７．１２、３７．１９、４３．９３、６８．５４、１１５．７、１１７．１、１２２．２４、１２８．２２、１４５．２７、１４７．０３、１４７．２４
【０１２２】
実施例１の合成法をもとに、下記の化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９３を合成する。表中の空欄は、化学式において該当の記号がない化合物を表す。
上限温度、粘度、光学異方性および誘電率異方性の測定手順は組成物例で説明する。転移温度（Tramsion Temp）表記において、結晶はＣと表した。スメクチック相はＳと表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。ネマチック相はＮと表した。「Ｃ ９０．０４ Ｉ」とは、結晶から液体への転移温度（ＣＩ）が９０．０４℃であることを示す。他の表記も同様である。
【０１２３】
【０１２４】
【０１２５】
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
【０１３４】
【０１３５】
【０１３６】
本発明の代表的組成の一例を以下に示す。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％）
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（３６％）、
４−（４−ヘプチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル（２５％）、
４−（４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−シアノビフェニル（１５％）である。
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℃；粘度（η２０）＝２７．０ｍＰａ・ｓ；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６−（４−ペンチルシクロヘキシル）−１，３−ベン
ゾジオキシン−２−オンを１５重量％添加して物性値を測定した。その結果、上限温度
（ＮＩ）＝６５．２℃；光学異方性（Δｎ）＝０．１２９；誘電率異方性（Δε）＝１２．６であった。
【０１３７】
さらに本発明の代表的な組成物を組成物例２〜１３にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量（重量％）を示した。化合物は下記の表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。次に組成物の物性値を示した。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った。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型回転粘度計を用いた。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
【０１４７】
組成物例１
５−ＨＮｄ＝Ｏ １０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １６％
３−ＨＢ−Ｏ２ ４％
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＝８４．２℃；Δｎ＝０．１４３；Δε＝２９．９；Ｖｔｈ＝０．９７Ｖ．
【０１４８】
組成物例２
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ８％
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 １４％
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％
【０１４９】
組成物例３
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ １０％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｃ ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ ３％
３−ＨＨ−２Ｖ １１％
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％
【０１５０】
組成物例４
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ６％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ ６％
４−ＢＢ−３ ８％
３−ＨＨ−２Ｖ １０％
５−ＨＨ−Ｖ １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ １２％
３−ＨＨＢ−１ ９％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ ５％
【０１５１】
組成物例５
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ 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％
【０１５２】
組成物例６
５−ＨＮｄ＝Ｏ ７％
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 ８％
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＝１０９．６℃；Δｎ＝０．０９１；Δε＝４．６；Ｖｔｈ＝２．４３Ｖ．
上記組成物１００部に光学活性化合物（Ｏｐ−０５）を０．２５部添加したときのらせんピッチは６０．０μｍであった
【０１５３】
組成物例７
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ５％
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ 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 １５％
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％
【０１５４】
組成物例８
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ５％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ 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 ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＢＢＨ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
【０１５５】
組成物例９
５−ＨＮｄ＝Ｏ ７％
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ５％
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％
【０１５６】
組成物例１０
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ ４％
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ４％
３−ＨＢ−ＣＬ ６％
５−ＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ １４％
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％
【０１５７】
組成物例１１
５−ＨＮｄ＝Ｏ ５％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ 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 ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
【０１５８】
組成物例１２
５−ＨＨＮｄ＝Ｏ ４％
５−ＢＢＮ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ４％
５−ＨＢ−ＣＬ ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨ−４ ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １５％
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％
【０１５９】
組成物例１３
５−ＨＢＮｄ＝Ｏ ５％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｎ（Ｆ）ｄ＝Ｏ ５％
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 ２５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ａ１、Ａ２、およびＡ３は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり、１，４−シクロヘキシレンにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、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、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は独立して単結合、−（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；
Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
そしてｎおよびｍは独立して０、１または２であり、ｎおよびｍの和は０，１または２である。
【請求項２】
式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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のアルケニルであり；
Ａ１、Ａ２およびＡ３は独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
Ｚ１，Ｚ２およびＺ３は独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−であり；
Ｘはフッ素または水素であり；
そしてｎおよびｍは独立して０または１である。
【請求項３】
Ｇが酸素であり、そしてＺ１，Ｚ２およびＺ３が単結合である、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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２に記載の化合物。
【請求項５】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項６】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項５に記載の化合物。
【請求項７】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項８】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項７に記載の化合物。
【請求項９】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つが１，４−シクロへキシレンである、請求項２に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項１１】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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２に記載の化合物。
【請求項１２】
Ｇが酸素であり、そしてＺ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項１３】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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２に記載の化合物。
【請求項１４】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項１５】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項１４に記載の化合物。
【請求項１６】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項１７】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１８】
Ｇが硫黄である、請求項２に記載の化合物。
【請求項１９】
式（１ａ）〜式（１ｍ）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５は独立して水素またはフッ素である。
【請求項２０】
Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数1〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである、請求項１９に記載の化合物。
【請求項２１】
Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数1〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５の少なくとも１つがフッ素である、請求項１９に記載の化合物。
【請求項２２】
式（１ｂ）で表される化合物。
ここで、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１は水素である。
【請求項２３】
式（１−１）〜式（１−２０）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有する液晶組成物。
【請求項２５】
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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、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−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【請求項２６】
式（５）および式（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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数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、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ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は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【請求項２７】
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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、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、そして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、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そして、Ｌ６およびＬ７は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２８】
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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数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、そして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；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項２９】
請求項２６に記載の式（５）および式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２５に記載の液晶組成物。
【請求項３０】
請求項２８に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２５に記載の液晶組成物。
【請求項３１】
請求項２８に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２６に記載の液晶組成物。
【請求項３２】
請求項２８に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２７に記載の液晶組成物。
【請求項３３】
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２４〜３２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項３４】
請求項２４〜３３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。
【請求項１】
式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ａ１、Ａ２、およびＡ３は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり、１，４−シクロヘキシレンにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、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、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は独立して単結合、−（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；
Ｘは水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
そしてｎおよびｍは独立して０、１または２であり、ｎおよびｍの和は０，１または２である。
【請求項２】
式（１）で表される化合物。
ここに、Ｒ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のアルケニルであり；
Ａ１、Ａ２およびＡ３は独立して１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、フッ素化１，４−フェニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり；
Ｇは酸素または硫黄であり；
Ｚ１，Ｚ２およびＺ３は独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−であり；
Ｘはフッ素または水素であり；
そしてｎおよびｍは独立して０または１である。
【請求項３】
Ｇが酸素であり、そしてＺ１，Ｚ２およびＺ３が単結合である、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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２に記載の化合物。
【請求項５】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項６】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項５に記載の化合物。
【請求項７】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項８】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項７に記載の化合物。
【請求項９】
Ｇが酸素であり、Ｚ１，Ｚ２およびＺ３が単結合であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つが１，４−シクロへキシレンである、請求項２に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項１１】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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２に記載の化合物。
【請求項１２】
Ｇが酸素であり、そしてＺ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−である、請求項２に記載の化合物。
【請求項１３】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、そしてＡ１、Ａ２およびＡ３が独立して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２に記載の化合物。
【請求項１４】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数１〜１５のアルキルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項１５】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項１４に記載の化合物。
【請求項１６】
Ｇが酸素であり、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の少なくとも１つが−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１、Ａ２およびＡ３が独立して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−フェニレンであり、そしてＲが炭素数２〜１５のアルケニルである、請求項２に記載の化合物。
【請求項１７】
Ａ１、Ａ２およびＡ３の少なくとも１つがフッ素化１，４−フェニレンである、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１８】
Ｇが硫黄である、請求項２に記載の化合物。
【請求項１９】
式（１ａ）〜式（１ｍ）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜１５のアルキル、炭素数１〜１５のアルコキシ、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５は独立して水素またはフッ素である。
【請求項２０】
Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数1〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである、請求項１９に記載の化合物。
【請求項２１】
Ｒが炭素数１〜７のアルキル、炭素数1〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１〜Ｙ５の少なくとも１つがフッ素である、請求項１９に記載の化合物。
【請求項２２】
式（１ｂ）で表される化合物。
ここで、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルであり、そしてＹ１は水素である。
【請求項２３】
式（１−１）〜式（１−２０）のいずれか１つで表される化合物。
ここに、Ｒは炭素数１〜７のアルキル、炭素数１〜４のアルコキシ、または炭素数２〜７のアルケニルである。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有する液晶組成物。
【請求項２５】
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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、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−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【請求項２６】
式（５）および式（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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数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、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ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は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【請求項２７】
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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、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、そして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、そして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は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そして、Ｌ６およびＬ７は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２８】
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つの化合物を含有する、請求項２４に記載の液晶組成物。
ここに、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数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、そして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；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項２９】
請求項２６に記載の式（５）および式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２５に記載の液晶組成物。
【請求項３０】
請求項２８に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２５に記載の液晶組成物。
【請求項３１】
請求項２８に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２６に記載の液晶組成物。
【請求項３２】
請求項２８に記載の式（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つの化合物をさらに含有する、請求項２７に記載の液晶組成物。
【請求項３３】
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２４〜３２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項３４】
請求項２４〜３３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。
【公開番号】特開２００７−２１０９３２（Ｐ２００７−２１０９３２Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１８３４（Ｐ２００６−３１８３４）
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【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８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【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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