JP4333032B2 - 負の誘電率異方性を有する２，３−ジフルオロフェニル誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

負の誘電率異方性を有する２，３−ジフルオロフェニル誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 Download PDF

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Description

技術分野
本発明は、新規液晶性化合物および液晶組成物に関し、さらに詳しくは、フッ素原子が導入されたアルキル基あるいはアルコキシ基、シクロプロパン−１，２−ジイル基が導入されたアルキル基あるいはアルコキシ基、またはフッ素原子とシクロプロパン−１，２−ジイル基とが共に導入されたアルキル基あるいはアルコキシ基を、分子の末端位に有する液晶性化合物、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用いて構成した液晶表示素子に関する。
背景技術
液晶性化合物（本願において、液晶性化合物なる用語は、液晶相を示す化合物および液晶相を示さないが液晶組成物の構成成分として有用である化合物の総称として用いられる）を用いた液晶表示素子は、コンピューター、テレビジョン等のディスプレイに広く活用されている。
液晶組成物には低消費電力化、漏洩電磁波の減少を目的に、駆動電圧を低くすることが求められている。駆動電圧（しきい値電圧）は下式に従い、誘電率異方性値と弾性定数の関数であることが知られている（Ｍ．Ｆ．Ｌｅｓｌｉｅ，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，１２，５７（１９７０））。
Ｖｔｈ＝π（Ｋ／ε０Δε）１／２
（上式において、Ｖｔｈはしきい値電圧、ε０は真空の誘電率、Ｋは弾性定数、Δεは誘電率異方性をそれぞれ示す。）
すなわち、駆動電圧を低くするためには、１）誘電率異方性値を大きくする、２）弾性定数を小さくする、ことが必要なことがわかる。一般には化合物の弾性定数の値を調整することは困難とされ、駆動電圧の低電圧化にはもっぱら誘電率異方性値を大きくする方策が採られている。したがって、特に大きな誘電率異方性値を有する新規液晶性化合物が待望されていた。
以前から液晶表示素子の視野角が狭いという特性が最大の問題点とされており、近年その改善を目的に種々の表示方式が提案されている。１９９５年に提案されたインプレーン・スイッチング（ＩＰＳ）表示素子は、従来の表示素子に比較して視野角を格段に広くした（液晶討論会２Ａ０７（１９９５）、ＡＳＩＡ ＤＩＳＰＬＡＹ’９５、５５７（１９９５）、ＡＳＩＡ ＤＩＳＰＬＡＹ’９５、７０７（１９９５））。
また、１９９７年には垂直配向（ＶＡ）セルを活用した試みが報告され（ＳＩＤ９７ ＤＩＧＥＳＴ、８４５（１９９７））、この方式の表示素子においても従来の表示素子に比較して視野角が格段に広い。
ＩＰＳおよびＶＡいずれの方式においても、液晶組成物に要求される特性は、１）低駆動電圧化のための大きな負の誘電率異方性値（△ε）と、２）Δｎ・ｄ（光学異方性値とセル厚の積）を最適値に保つための小さな光学異方性値（Δｎ）である。しかし現在までに知られている化合物の中では、大きな負の誘電率異方性値と小さな光学異方性値を有する液晶性化合物は知られておらず、このような特性を有する新規な液晶性化合物が待望されていた。
液晶分子の分子間の相互作用の程度を表わし、その物質に固有の値としてオーダーパラメーターがある。誘電率異方性値および光学異方性値はオーダーパラメーターの関数であるとされており（Ｗ．Ｍａｉｅｒ ａｎｄ Ｇ．Ｍｅｉｅｒ Ｚ．Ｎａｔｕｒｆ．（ａ），１６，２６２（１９６１））、オーダーパラメーターを減少させれば光学異方性値を減少させることが可能である。しかし、光学異方性と誘電率異方性はトレード・オフの関係にあり、オーダーパラメーターの減少は誘電率異方性値をも減少させる。
このため、誘電率異方性値の大幅な減少を引き起こさず光学異方性値のみを低下させた、特異的な性質を持つ新規化合物が待望されていた。
大きな負の誘電率異方性値と比較的小さな光学異方性値を有する化合物として、下記の化合物（１３）が知られている（Ｖ．Ｒｅｉｆｆｅｎｒａｔｈら、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，５（１），１５９（１９８９））。この化合物は誘電率異方性値は（△ε＝−４．４）、光学異方性値は（Δｎ＝０．１３）と報告されている。化合物（１３）は大きな誘電率異方性値を示すが、光学異方性値が大きく、ＩＰＳ方式あるいはＶＡ方式の要求値を満たすことができなかった。
Figure 0004333032
光学異方性値が小さい化合物として、シアノ基が導入された化合物（１４）も知られている（Ｒ．Ｅｉｄｅｎｓｃｈｉｎｋら、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．，９６，１５１（１９８４））。この化合物は大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値を併せもつ化合物である。しかし化学的な安定性が極めて低く、比抵抗値および電圧保持率が極めて低く、これを用いたＩＰＳ方式用の液晶組成物およびＶＡ方式用の液晶組成物はコントラストが極めて低く、このような用途の液晶組成物に用いる液晶性化合物としては不適格であった。
Figure 0004333032
発明の開示
本発明の目的は、前記の液晶性化合物に要求される諸特性に鑑み、負に極めて大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値とを同時に有する液晶性化合物、これを含有する液晶組成物および該液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子を提供することにある。
本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意研究の結果、一般式（１）で表される液晶性化合物が所期の特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
Figure 0004333032
（ＲａおよびＲｂは各々独立して炭素数１〜７の直鎖または分岐のアルキル基、または炭素数１〜６の直鎖または分岐のアルコキシ基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよいが、−Ｏ−が連続することはなく、ただしＲａおよびＲｂの少なくとも一方は基中の任意の１個以上のメチレン基がシクロプロパン−１，２−ジイル、−ＣＦ２−または−ＣＦＨ−で置換されており；環Ａ１〜環Ａ４は各々独立してシクロヘキサン−１，４−ジイルまたは１，４−フェニレンを示すが、これらの環上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、またシクロヘキサン環中の連続しない任意のメチレン基は−Ｏ−で置換されていてもよく、ただし環Ａ３および環Ａ４の少なくとも一方は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は各々独立して単結合、−（ＣＨ２）ｐ−、−ＣＯ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＣＨ２Ｏ−を示し、ただし、ｐは２〜４の整数を示し；ｍおよびｎは各々独立して０または１を示し；また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）
一般式（１）で表される液晶性化合物のうち特に好ましい特性を示す化合物は一般式（１−１）〜（１−３０）で表される下記の化合物である。
Figure 0004333032
Figure 0004333032
Figure 0004333032
上記の一般式（１−１７）〜（１−２７）、（１−２９）および（１−３０）において、環Ａ５は下記の構造のいずれかを示す。
Figure 0004333032
一般式（１）において、ＲａおよびＲｂは、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、アルケニル基、またはアルキニル基である。
ＲａおよびＲｂが、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、またはアルコキシアルコキシ基である化合物は化学的に安定であり、アルケニル基またはアルキニル基である化合物はやや大きな光学異方性を示す。
また、ＲａおよびＲｂがフッ素原子で置換された基である化合物は、誘電率異方性値が大きく、粘性が低い上、他の液晶化合物との相溶解性が優れている。
一般式（１）において、ＲａおよびＲｂがシクロプロパン−１，２−ジイル基で置換された基である化合物は、誘電率異方性値が大きく、他の液晶化合物との相溶解性において特に優れている。
また、ＲａおよびＲｂが、アルキル基、アルコキシ基、またはアルケニル基である化合物は低い粘性を有するので好ましい。
また、ＩＰＳ方式あるいはＶＡ方式の表示素子に使用する場合は、高い化学的な安定性と小さな光学異方性値が要求されるので、ＲａおよびＲｂがアルキル基またはアルコキシ基である化合物が最適である。
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＣＨ２Ｏ−であるが、単結合または−ＣＯ２−である化合物がより低い粘性を有し、−ＣＨ２ＣＨ２−である化合物はより広いネマチック相温度範囲を有し、−ＣＦ２Ｏ−である化合物は特に低い粘性を示す。
環Ａ１〜環Ａ４は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、または１，４−フェニレンであるが、環Ａ３および環Ａ４の少なくとも一方は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。
粘性の低い化合物を得る場合、環Ａ１〜環Ａ４にはシクロヘキサン−１，４−ジイルが最適である。環Ａ１〜環Ａ４に１，３−ジオキサン−２，５−ジイルを導入した化合物は弾性定数値Ｋが減少するので、ＴＮモード（ＩＰＳ、ＶＡモードも含む）の液晶表示素子の駆動電圧を低下せしめ、好ましい。また、特に小さな光学異方性値の化合物を提供したい場合には、１，４−フェニレン環の使用数が少ない方がよい。
一般式（１）で表される本発明の化合物は、公知の有機合成化学的手法を適切に組み合わせ用いることで製造できる。公知の有機化学的手法はＯｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ、新実験化学講座等の成書を参照することで知ることができる。下記にその代表例を示す。
Figure 0004333032
すなわち、４−置換−２，３−ジフルオロベンゼン（１５）にｎ−、ｓｅｃ−、あるいはｔ−ブチルリチウムを作用させた後、シクロヘキサノン誘導体（１６）あるいはアルデヒド誘導体（１７）を作用させ、さらに酸性条件下、脱水反応を行うことでシクロヘキセン誘導体（１８）あるいはビニレン誘導体（１９）を製造できる。（１８）あるいは（１９）の二重結合を水素添加することで一般式（１）の化合物を製造できる。水素添加は水素雰囲気下、触媒の存在下、接触還元反応により実施できる。
Figure 0004333032
文献公知の方法で製造できるカルボン酸誘導体（２０）に種々の４−置換−２，３−ジフルオロフェノールを作用させた後、脱水縮合反応を行うことにより、結合基がエステル基である一般式（１）の化合物を製造できる。脱水縮合反応は公知の脱水剤（例えばジシクロヘキシルカルボジイミド等）によって好適に実施できるが、カルボン酸誘導体（２０）を酸塩化物に誘導し、塩基性条件下フェノール（２１）を作用させることでも好適に製造できる。
エステル誘導体（１’）をローソン試薬等の公知の硫黄化剤により化合物（２２）へと誘導できる。（２２）のチオカルボニル基を種々のフッ素化剤でフッ素化することで結合基がＣＦ２Ｏ基である一般式（１）の化合物を製造できる。
Figure 0004333032
カルボン酸（２０）を水素化リチウムアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム等の還元剤で還元しアルコール体（２３）を製造できる。水酸基を種々のハロゲン化剤でハロゲン化し、更にフェノール（２１）を作用させてエーテル化することで、結合基がＣＨ２Ｏ基である一般式（１）の化合物を製造できる。
環Ａ１〜環Ａ４の位置へ１，３−ジオキサン−２，５−ジイルあるいはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルを導入することは、例えば、Ｈ．Ｍ．Ｖｏｒｂｒｏｄｔ、Ｒ．Ｅｉｄｅｎｓｃｈｉｎｋらの開示した方法（Ｈ．Ｍ．Ｖｏｒｂｒｏｄｔ、Ｊ．Ｐｒａｋｔ．Ｃｈｅｍ．，３２３，９０２（１９８１）、Ｒ．Ｅｉｄｅｎｓｃｈｉｎｋ、ＤＥ−ＯＳ３３０６９６０（１９８３））に従い、容易に実施できる。
末端基へのフッ素原子の導入は文献既知の方法に従って実施することができる。例えば、対応する水酸基あるいはカルボニル基をジエチルアミノサルファートリフルオリド（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，５８，３８００（１９９３）、Ｔｅｔｒａｈｅｄｏｎ Ｌｅｔｔ．，３２，５９６３（１９９１）、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ，４，１６１（１９９３））に代表されるフッ素化剤でフッ素化することで目的を達成することができる。
また、末端基へのシクロプロパン環の導入は文献既知の方法に従って実施することができる。例えば、対応するアルケニル化合物の２重結合部位を、例えばＳｉｍｍｏｎｓ−Ｓｍｉｔｈの方法（Ｈ．Ｅ．Ｓｉｍｍｏｎｓら、Ｏｒｇ．Ｒｅａｃｔ．，２０，１（１９７３））に従ってｃｙｃｌｏｐｒｏｐａｎａｔｉｏｎすることで目的を達成することができる。
以下、本発明の液晶組成物に関して説明する。本発明に係る液晶組成物は、一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９．９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましく、より好ましくは、その割合は１〜６０重量％である。
さらに詳しくは、本発明で提供される液晶組成物は、一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種類含有する第一成分に加え、一般式（２）〜（１２）で表される化合物群から液晶組成物の目的に応じて選択される化合物を混合することにより完成する。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（２）〜（４）で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004333032
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（式中、Ｒ１およびＸ１は前記と同様の意味を示す。）
一般式（２）〜（４）で表される化合物は誘電率異方性値が正の化合物であり、熱的安定性や化学的安定性が非常に優れており、特に電圧保持率の高い、あるいは比抵抗値の大きいといった高信頼性が要求されるＡＭ（アクティブマトリックス）用、特にＴＰＴ（薄膜トランジスター）用の液晶組成物を調製する場合に、極めて有用な化合物である。
ＡＭ用の液晶組成物を調製する場合、一般式（２）〜（４）で表される化合物は、液晶組成物の全重量に対して０．１〜９９．９重量％の範囲で使用できるが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物を、粘度調整の目的でさらに含有してもよい。
ＳＴＮ用およびＴＮ用の液晶組成物を調製する場合にも一般式（２）〜（４）で表される化合物を使用することができるが、５０重量％以下であることが好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（５）および（６）で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004333032
Figure 0004333032
Figure 0004333032
Figure 0004333032
（式中、Ｒ２、Ｒ３およびＸ２は前記と同様の意味を示す。）
一般式（５）および（６）で表される化合物は誘電率異方性値が正でその値が大きく、特に液晶組成物のしきい値電圧を小さくする目的で使用される。また、屈折率異方性値の調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的にも使用される。さらに、ＳＴＮ用およびＴＮ用の液晶組成物の電圧−透過率曲線の急峻性を改良する目的にも使用される。
一般式（５）および（６）で表される化合物は、ＳＴＮ用およびＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、特に有用な化合物である。
液晶組成物中に一般式（５）および（６）で表される化合物の量が増加すると、液晶組成物のしきい値電圧は小さくなるが、粘度が上昇する。したがって、液晶組成物の粘度が要求値を満足している限り、多量に使用した方が低電圧駆動できるので有利である。ＳＴＮ用またはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合に、一般式（５）および（６）で表される化合物は、液晶組成物の全重量に対して０．１〜９９．９重量％の範囲で使用できるが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（７）〜（９）で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004333032
（式中、Ｒ４およびＲ５は前記と同様の意味を示す。）
一般式（７）〜（９）で表される化合物は、誘電率異方性値が負の化合物である。一般式（７）で表される化合物は２環化合物であるので、主としてしきい値電圧の調整、粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式（８）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的で、または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式（９）で表される化合物は屈折率異方性値を調製する目的で使用される。
一般式（７）〜（９）で表される化合物は主として誘電率異方性値が負である液晶組成物に使用される。液晶組成物中に一般式（７）〜（９）で表される化合物の量が増加すると、液晶組成物のしきい値電圧が小さくなり、粘度が大きくなる。したがって、しきい値電圧の要求値を満足している限り、少なく使用することが望ましい。しかしながら、一般式（７）〜（９）で表される化合物の誘電率異方性の絶対値が５以下であるので、４０重量％より少なくなると低電圧駆動ができなくなる場合がある。
誘電率異方性値が負であるＴＦＴ用の組成物を調製する場合に、一般式（７）〜（９）で表される化合物は、液晶組成物の全重量に対して４０重量％以上の範囲で使用することかが好ましく、５０〜９５重量％が好適である。
また、弾性定数をコントロールすることにより電圧−透過率曲線の急峻性を改善する目的で、誘電率異方性値が正である組成物に一般式（７）〜（９）で表される化合物を混合する場合もある。この場合、一般式（７）〜（９）で表される化合物は液晶組成物中に３０重量％以下であることが好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（１０）〜（１２）で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004333032
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（式中、Ｒ６およびＲ７は前記と同様の意味を示す。）
一般式（１０）〜（１２）で表される化合物は、誘電率異方性の絶対値が小さく、ゼロに近い化合物である。一般式（１０）で表される化合物は主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。また、一般式（１１）および（１２）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的、または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。
液晶組成物中に一般式（１０）〜（１２）で表される化合物の量が増加すると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり、粘度が小さくなる。したがって、液晶組成物のしきい値電圧が要求値を満足している範囲で、多量に使用することが望ましい。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物は、液晶組成物中に４０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３５重量％以下である。また、ＳＴＮ用またはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物は、液晶組成物中に７０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは６０重量％以下である。
ＳＴＮ用、ＴＦＴ用等の液晶組成物においては、液晶のらせん構造を誘起し、必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｗｉｓｔ）を防ぐ目的で、通常、光学活性化合物を添加する。本発明の液晶組成物にもこのような目的で公知のいずれの光学活性化合物も使用できる。好ましい光学活性化合物の例として以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004333032
本発明の液晶組成物は、通常、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整する。ねじれのピッチは、ＴＦＴ用およびＴＮ用の液晶組成物であれば４０〜２００μｍの範囲に調整するのが好ましい。ＳＴＮ用の液晶組成物であれば６〜２０μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定ＴＮ（ｂｉｓｔａｂｌｅＴＮ）用の場合は、１．５〜４μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で、２種類以上の光学活性化合物を添加してもよい。
本発明の液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、およびテトラジン系等の二色性色素を添加してＧＨモード用の液晶組成物としても使用できる。また、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰや、液晶中に高分子の三次元網目状構造を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）に代表されるポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）用の液晶組成物としても使用できる。その他、ＥＣＢモードや動的散乱（ＤＳ）モード用の液晶組成物としても使用できる。
本発明の液晶組成物は、慣用な方法で調製される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解させる方法がとられている。
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例１
１−（４−プロピルシクロヘキシル）−４−（２，３−ジフルオロ−４−（３−フルオロプロピルオキシ）フェニル）シクロヘキサン
（（１）式において、Ｒａがプロピル基、Ｒｂが３−フルオロプロピルオキシ基、Ａ２、Ａ３がシクロヘキサン−１，４−ジイル、Ａ４が２，３−ジフルオロフェニル、Ｚ２、Ｚ３が単結合、ｍ＝０、ｎ＝１である化合物）の製造。
２，３−ジフルオロアニソール（０．５ｍｏｌ）をＴＨＥ（３００ｍｌ）に溶解し、−６５℃まで冷却した。ここにｓｅｃ−ブチルリチウム（１．０６ＭのＴＨＥ溶液）の０．５５ｍｏｌ相当を同温度を越えない範囲内でゆっくり滴下した。１時間攪拌した後、４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキサノン（０．５５ｍｏｌ）のＴＨＥ（１００ｍｌ）溶液を滴下し、徐々に室温（約１８℃）まで昇温し、３時間攪拌した。
反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液（１００ｍｌ）を加え１０分間攪拌した。酢酸エチル（３００ｍｌで２回）で抽出し、有機層を飽和食塩水（５０ｍｌ）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固体を濾別除去し、減圧下で濃縮した。得られた赤色のタール状の残留物にトルエン（２００ｍｌ）とｐ−トルエンスルホン酸（０．３ｍｏｌ）とを加え、発生する水を反応系外に除去しつつ、３時間加熱還流した。
反応液を氷冷し、飽和食塩水（１００ｍｌ）で２回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固体を濾別除去し、濾液を減圧下で濃縮して、赤色のタール状残留物を得た。このものにエタノール（３００ｍｌ）、酢酸エチル（２００ｍｌ）、及びラネーニッケル（１５ｇ）を加え、水素雰囲気下（１気圧）で７時間攪拌した。反応溶液が水素ガスを吸収しないことを確認した後、触媒を濾別除去し、濾液を濃縮した。
得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出液：トルエン）、次いで再結晶（エタノール５０ｍｌで３回）で精製し、１−（４−プロピルシクロヘキシル）−４−（２，３−ジフルオロ−４−メトキシフェニル）シクロヘキサン（０．１２ｍｏｌ）を得た。この化合物は液晶相を示し、その相転移点（℃）は
Ｃｒ８９．１Ｎ１７８．０ Ｉ であった。
１−（４−プロピルシクロヘキシル）−４−（２，３−ジフルオロ−４−メトキシフェニル）シクロヘキサン（０．１０ｍｏｌ）のジクロロメタン（２００ｍｌ）溶液を−７１℃に冷却し、ここへ三臭化ホウ素（０．１２ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、そのまま５時間攪拌した。反応物をゆっくりと水（３００ｍｌ）に投入し、ジエチルエーテル（２００ｍｌで３回）で抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形物を濾別除去し、濾液を濃縮して白色固体の残留物を得た。
得られた残留物を再結晶（トルエン１００ｍｌ）で精製して、２，３−ジフルオロ−４−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル）フェノール（０．０４１ｍｏｌ）を得た。
上で得られた２，３−ジフルオロ−４−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル）フェノール（０．０４ｍｏｌ）に、３−フルオロプロピルプロミド（０．０５ｍｏｌ）、炭酸カリウム（０．０６ｍｏｌ）、及びエタノール（１００ｍｌ）を加えた混合物を６時間加熱還流した。減圧下溶媒の大部分を除去して得られた残留物にトルエンを加え十分攪拌した。トルエン層を水（５００ｍｌ）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形物を濾別除去し、濾液を減圧下濃縮し、白色固体の残留物を得た。
このものをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出液：ヘプタン）、次いで再結晶（ヘプタン３０ｍｌで２回）により精製して、標題化合物（０．０２３ｍｏｌ）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：６．９５−６．５７（ｍ，２Ｈ）、４．６５（ｔｄ，２Ｈ）、（ｔ，２Ｈ）、２．７２（ｂｔ，１Ｈ）、２．４５−０．７９（ｍ ，２８Ｈ）
このものは液晶性を示しその相転移点は次の通りであった。
融点（Ｃｒ）＝１０９．３℃
ネマチック相−等方性液体相（ＴＮＩ）＝１６８．３℃
実施例２（使用例１）
下記の液晶化合物からなる液晶組成物（Ａ）を調製した。：
４−エトキシフェニル＝４−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート
１７．２％
４−ブトキシフェニル＝４−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート
２７．６％
４−エトキシフェニル＝４−ブチルシクロヘキサンカルボキシレート
２０．７％
４−メトキシフェニル＝４−ペンチルシクロヘキサンカルボキシレート
２０．７％
４−エトキシフェニル＝４−ペンチルシクロヘキサンカルボキシレート
１３．８％
この液晶組成物の物性値は、
ＴＮＩ＝７４．０℃、
Δε＝−１．３、
Δｎ：０．０８７ であった。
上記においてＴＮＩはネマチック相−等方性液体相転移温度を示す。
この液晶組成物（Ａ）８５重量％と、実施例１で得られた１−（４−プロピルシクロヘキシル）−４−（２，３−ジフルオロ−４−（３−フルオロプロピル）フェニル）シクロヘキサン１５重量％とからなる液晶組成物（Ｂ）の物性値は次の通りであった。カッコ内の値は混合比から外挿法で算出した１−（４−プロピルシクロヘキシル）−４−（２，３−ジフルオロ−４−（３−フルオロプロピル）フェニル）シクロヘキサンの値を示す。
ＴＮＩ＝８３．０℃、
Δε＝−１．９５（−４．５）、
Δｎ＝０．０９７（０．０９２）。
実施例３
実施例１および前述の製造法に従い次の化合物（化合物番号１〜化合物番号３０８）を製造した。併記した転移温度は化合物自身の相転移温度を示し、ΔεおよびΔｎは、前述の組成物（Ａ）に１５重量％混合して得た液晶組成物の物性値から算出した外挿値を示す。
Figure 0004333032
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比較例１
前述のＶ．Ｒｅｉｆｆｅｎｒａｔｈらの開示した方法に従い、２，３−ジフルオロ−４−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−１−エトキシベンゼン（化合物１３）を製造した。このものの相転移温度は、
Ｃ７６．１ＳＢ７９．９Ｎ１８４．９Ｉ であった。
また、実施例２（使用例１）で示した組成物（Ａ）に１５重量％混合し得られた液晶組成物から算出した外挿値は、
Δε＝−４．４０、Δｎ＝０．１４１ であった。
実施例２で示した１−（４−プロピルシクロヘキシル）−４−（２，３−ジフルオロ−４−（３−フルオロプロピル）フェニル）シクロヘキサン１５％）の値がそれぞれΔε＝−４．５、Δｎ＝０．０９２であったことから、本発明の化合物が従来公知の化合物に比較し、大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値を同時に示すことが確認できた。
Figure 0004333032
実施例５（使用例２〜使用例１６）
一般式（１）で表される各種の化合物を用いて、使用例２から使用例１６に示す液晶組成物を調製した。なおた、以下の使用例において、特に断りのない限り「％」は「重量％」を示し、化合物にシス−トランス異性体が存在する場合には、その化合物はトランス型である。また、使用例中の化合物は、下記の表１及び表２に示した定義による記号で表記した。粘度（η）は２０℃で測定した。
Figure 0004333032
Figure 0004333032
使用例２
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ３．０％
Ｆ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４Ｆ ３．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ５．０％
Ｆ３−ＧＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ３．０％
＜３＞２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
３ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ３．０％
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝８２．１（℃）
η＝２３．９（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０．１１７
Δε＝−２．１
使用例３
Ｆ２−ＨＨＢ（２Ｆ，５Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ２４．０％
ＴＮＩ＝７９．７（℃）
Δｎ＝０．０８０
Δε＝−４．１
使用例４
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７９．８（℃）
Δｎ＝０．０７８
Δε＝−３．４
使用例５
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４Ｆ １０．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ １０．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３ ５．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １３．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １４．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−７ １６．０％
ＴＮＩ＝７４．７（℃）
Δｎ＝０．１７４
Δε＝−４．４
使用例６
Ｆ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４Ｆ ６．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ６．０％
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＢＢ−５ ９．０％
５−ＢＢ−Ｏ６ ９．０％
３−ＢＥＢ−５ ６．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １３．０％
５−ＢＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−７ ９．０％
３−Ｈ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ２０．０％
ＴＮＩ＝９４．６（℃）
Δｎ＝０．１３０
Δε＝−４．２
使用例７
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞１ ３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３＜３＞１ ３．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ６．０％
３−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ９．０％
４−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ９．０％
５−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ９．０％
２−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６．０％
３−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６．０％
１−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ７．０％
３−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ７．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３ ７．０％
ＴＮＩ＝８１．２（℃）
Δｎ＝０．１５６
実施例８
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ５．０％
＜３＞２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
＜３＞３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
＜３＞２Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ９．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ９．０％
３−ＨＢ−Ｏ４ ９．０％
２−ＢＴＢ−Ｏ１ ５．０％
１−ＢＴＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＢＴＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＴＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ ４．０％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ３ ５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＢＰｒ（Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
ＴＮＩ＝７９．２（℃）
Δｎ＝０．２０１
実施例９
Ｆ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ８．０％
Ｆ３−ＧＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ５．０％
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ９．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ−３ ８．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ８．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１Ｏ１ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＢＢ−２ ６．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３ ８．０％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
ＴＮＩ＝７７．６（℃）
Δｎ＝０．１３０
Δε＝−４．０
使用例１０
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ３．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４Ｆ ３．０％
Ｆ３−ＧＨＢ（２Ｆ，５Ｆ）−Ｏ３Ｆ ３．０％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ３．０％
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ２０．０％
１Ｏ１−ＨＨ−３ ６．０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １２．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ１ ９．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ７．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ８．０％
３−ＨＨＢ−１ ６．０％
３−ＨＨＢ−３ ６．０％
３−ＨＥＢ（２ＣＮ，３ＣＮ）−Ｏ５ ４．０％
４−ＨＥＢ（２ＣＮ，３ＣＮ）−Ｏ５ ３．０％
５−ＨＥＢ（２ＣＮ，３ＣＮ）−Ｏ５ ２．０％
２−ＨＢＥＢ（２ＣＮ，３ＣＮ）−Ｏ２ ２．０％
ＴＮＩ＝８２．３（℃）
η＝２９．０（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０．０８５
Δε＝−３．６
使用例１１
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４Ｆ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ３．０％
＜３＞２Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ２．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ５．０％
３−ＨＢ−Ｃ ２０．０％
Ｖ２−ＨＢ−Ｃ ６．０％
１−ＢＴＢ−３ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
１Ｏ１−ＨＨ−３ ３．０％
３−ＨＨ−４ １１．０％
３−ＨＨＢ−１ １１．０％
３−ＨＨＢ−３ ３．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ６．０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ３．０％
ＴＮＩ＝８４．４（℃）
η＝１８．１（ｍＰａ・８）
Δｎ＝０．１５４
Δε＝６．６
Ｖｔｈ＝２．３１（Ｖ）
使用例１２
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＰｙＢ−Ｆ ４．０％
３−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ ４．０％
２−ＢＢ−Ｃ ５．０％
４−ＢＢ−Ｃ ４．０％
５−ＢＢ−Ｃ ５．０％
２−ＰｙＢ−２ ２．０％
３−ＰｙＢ−２ ２．０％
４−ＰｙＢ−２ ２．０％
６−ＰｙＢ−Ｏ５ ３．０％
６−ＰｙＢ−Ｏ６ ３．０％
６−ＰｙＢ−Ｏ７ ３．０％
６−ＰｙＢ−Ｏ８ ３．０％
３−ＰｙＢＢ−Ｆ ６．０％
４−ＰｙＢＢ−Ｆ ６．０％
５−ＰｙＢＢ−Ｆ ６．０％
３−ＨＨＢ−１ ６．０％
３−ＨＨＢ−３ ８．０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４．０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝９０．６（℃）
η＝３７．８（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０．１９０
Δε＝５．８
Ｖｔｈ＝２．５６（Ｖ）
使用例１３
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ３．０％
Ｆ２−ＨＨＢ（２Ｆ，５Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ２．０％
＜３＞３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ２．０％
２Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
３Ｏ１ −ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２．０％
１Ｖ２ ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ４．０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １８．０％
７−ＨＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４．０％
２Ｏ１−ＨＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＥＢ（Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨＢ−３ ３．０％
３−ＨＥＢＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＥＢＥＢ−１ ２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
ＴＮＩ＝７４．０（℃）
η＝３６．２（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０．１１３
Δε＝２２．１
Ｖｔｈ＝１．０６（Ｖ）
使用例１４
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４Ｆ ４．０％
Ｆ３−ＧＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ３．０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞ ３．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ２０．０％
１−ＢＨＨ−ＶＦＦ ８．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＴＮＩ＝８７．６（℃）
η＝１８．６（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０．１３４
Δε＝６．０
Ｖｔｈ＝２．２９（Ｖ）
使用例１５
Ｆ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
＜３＞２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨＢ−Ｆ １２．０％
６−ＨＢ−Ｆ ９．０％
７−ＨＢ−Ｆ ７．０％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ ５．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３．０％
５−ＨＢＢＨ−３ ３．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ ４．０％
ＴＮＩ＝８９．３（℃）
η＝１８．６（ｍＰａ・８）
Δｎ＝０．０９０
Δε＝３．２
Ｖｔｈ＝２．７６（Ｖ）
使用例１６
Ｆ３−ＧＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３Ｆ ２．０％
＜３＞２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ２．０％
＜３＞２Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２＜３＞１ ２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３＜３＞１ ２．０％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２．０％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＨＢＣＦ２ＯＢ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
ＴＮＩ＝７９．２（℃）
Δｎ＝０．０９２
Δε＝１０．１
本発明の液晶性化合物は極めて大きな負の誘電率異方性値と小さな光学異方性値を同時に有する。従って、本発明の液晶性化合物を液晶組成物の成分として用いることにより、低いしきい値電圧と小さな光学異方性値を示す液晶組成物が実現できる。更に、これを用いて優れた液晶表示素子を提供することができる。
ここに示した本発明の液晶性化合物の優れた特性は前述した従来の概念（Ｍａｉｅｒ ａｎｄ Ｍｅｉｅｒの理論）に反するものである。このような優れた特性を有する液晶性化合物は現在までに全く知られていない。
本発明の液晶性化合物は、液晶表示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十分安定であり、ネマチック液晶組成物の構成成分として極めて優れている。例えば、実施例１の化合物は従来公知のシアン化合物（例えば化合物（１４））に比較して極めて高い化学的安定性を示す。
産業上の利用可能性
本発明の化合物は、他の液晶材料との相溶性に優れ、低温下でも非常に優れた相溶性を有するので、ＩＰＳ方式あるいはＶＡ方式用の液晶組成物に好適に使用できる。またＩＰＳおよびＶＡモードのみならずＥＣＢ（複屈折制御）およびＧＨ（ゲスト・ホスト）モードにも好適に活用できる。また、ＴＮ（ツイステッド・ネマチック）、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）およびＡＭ（アクティブ・マトリックス）モード用の液晶材料としても好適に活用できる。

Claims (19)

  1. 一般式（１）
    Figure 0004333032
    （ＲａおよびＲｂは各々独立して炭素数１〜７の直鎖または分岐のアルキル基、または炭素数１〜６の直鎖または分岐のアルコキシ基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよいが、−Ｏ−が連続することはなく、ただしＲａおよびＲｂの少なくとも一方は基中の任意の１個以上のメチレン基がシクロプロパン−１，２−ジイル、−ＣＦ２−または−ＣＦＨ−で置換されており；環Ａ１〜環Ａ４は各々独立してシクロヘキサン−１，４−ジイルまたは１，４−フェニレンを示すが、これらの環上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、またシクロヘキサン環中の相隣接しない任意のメチレン基は−Ｏ−で置換されていてもよく、ただし環Ａ３および環Ａ４の少なくとも一方は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は各々独立して単結合、−（ＣＨ２）ｐ−、−ＣＯ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＣＨ２Ｏ−を示し、ただし、ｐは２〜４の整数を示し；ｍおよびｎは各々独立して０または１を示し；また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）で表される２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  2. 一般式（１）において、環Ａ３が２，３−ジフルオロフェニレンである請求の範囲１に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  3. 一般式（１）において、環Ａ４が２，３−ジフルオロフェニレンである請求の範囲１に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  4. 一般式（１）において、ＲａおよびＲｂの少なくともいずれか一方が炭素数３〜１０のω−フルオロアルキル基またはω−フルオロアルコキシ基である請求の範囲２に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  5. 一般式（１）において、ＲａおよびＲｂの少なくともいずれか一方が炭素数３〜１０のω−フルオロアルキル基またはω−フルオロアルコキシ基である請求の範囲３に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  6. 一般式（１）において、ＲａおよびＲｂの少なくともいずれか一方が末端にシクロプロピル基を有するアルキル基またはアルコキシ基である請求の範囲２に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  7. 一般式（１）において、ＲａおよびＲｂの少なくともいずれか一方が末端にシクロプロピル基を有するアルキル基またはアルコキシ基である請求の範囲３に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  8. 一般式（１）において、ＲａおよびＲｂの少なくともいずれか一方が末端に２−メチルシクロプロピル基を有するアルキル基またはアルコキシ基である請求の範囲２に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  9. 一般式（１）において、ＲａおよびＲｂの少なくともいずれか一方が末端に２−メチルシクロプロピル基を有するアルキル基またはアルコキシ基である請求の範囲３に記載の２，３−ジフルオロフェニル誘導体。
  10. 請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
  11. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
    Figure 0004333032
    （式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく；Ｘ１はフッ素原子、塩素原子、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２Ｈ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ１−ＣＦＨ２、−ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈまたは−ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３を示し；Ｌ１およびＬ２は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示し；Ｚ３およびＺ４は各々独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し；環Ｂはシクロヘキサン−１、４−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを示し；環Ｃはシクロヘキサン−１，４−ジイル、または水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを示し；また、これらの化合物を構成する原子は、その同位体で置換されていてもよい。）
  12. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
    Figure 0004333032
    （式中、Ｒ２およびＲ３は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し；環Ｄはシクロヘキサン−１，４−ジイル、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−ジイルを示し；環Ｅはシクロヘキサン−１，４−ジイル、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルを示し；環Ｆはシクロヘキサン−１，４−ジイルまたは１，４−フェニレンを示し；Ｚ５は−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−または単結合を示し；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示し；ｂ、ｃおよびｄは各々独立して０または１を示し；また、これらの化合物を構成する原子は、その同位体で置換されていてもよい。）
  13. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
    Figure 0004333032
    （式中、Ｒ４およびＲ５は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく；環Ｇおよび環１は各々独立して、シクロヘキサン−１，４−ジイルまたは１，４−フェニレンを示し；Ｌ６およびＬ７は各々独立して水素原子、シアノ基またはフッ素原子を示すが同時に水素原子であることはなく；Ｚ６およびＺ７は各々独立して−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−または単結合を示し；また、これらの化合物を構成する原子は、その同位体で置換されていてもよい。）
  14. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
    Figure 0004333032
    （式中、Ｒ６およびＲ７は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく；環Ｊ、環Ｋおよび環Ｍは各々独立して、シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、または水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを示し；Ｚ８およびＺ９は各々独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し；また、これらの化合物を構成する原子は、その同位体で置換されていてもよい。）
  15. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
  16. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
  17. 第一成分として、請求の範囲１に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第四成分として、前記一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
  18. 請求の範囲１０〜１７のいずれか１項に記載の液晶組成物に、さらに１種類以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
  19. 請求の範囲１０〜１８のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
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