(57)【要約】      （修正有）【課題】  誘電率異方性が負であってその絶対値が大きな液晶組成物および表示素子を提供し、また誘電率異方性が負であってその絶対値が大きな化合物を提供する。【解決手段】  一般式(I)2006225588.tif 000031で表されるトリフルオロナフタレン誘導体を１種または２種以上と、一般式（ＩＩ）2006225588.tif 000032で表わされる化合物を１種または２種以上含有する誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物およびこれを用いた表示素子。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式(I)
【化１】
2006225588.tif 000026
(式中、Raは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、Rbは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、MaおよびMpはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCO-または-COO-を表し、GaおよびGbはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基または-1,4-フェニレン基を表し、p1およびp2はそれぞれ独立的に0または1を表す。)で表されるトリフルオロナフタレン誘導体を1種または2種以上含有し、一般式(II)
【化２】
2006225588.tif 000027
(式中、Rcは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、Rdは炭素原子数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素原子数2〜12の直鎖状アルケニル基、炭素原子数1〜12の直鎖状アルコキシル基または炭素原子数3〜12の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、p3は0または1を表し、MbおよびMcはそれぞれ独立的に単結合、-OCO-、-COO-または-CH2CH2-を表し、Gcはトランス-1,4-シクロヘキシレン基または-1,4-フェニレン基を表す。)で表される化合物を1種または2種以上含有する誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物。
【請求項２】
一般式(III)
【化３】
2006225588.tif 000028
(式中、Reは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表し、Rfは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基または炭素原子数3〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、p4は0または1を表し、MdおよびMeはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCO-または-COO-を表し、Gdはトランス-1,4-シクロヘキシレン基あるいは1〜2個のフッ素により置換されていてもよい-1,4-フェニレン基を表す。)で表される化合物を1種または2種以上含有する請求項１記載の液晶組成物。
【請求項３】
一般式(IV)、一般式(V)、一般式(VI)、一般式(VII)および一般式(VIII)
【化４】
2006225588.tif 000029
(式中、Rg、Ri、RkおよびRmはそれぞれ独立的に炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表し、Rh、Rj、およびRnはそれぞれ独立的に炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基または炭素原子数3〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、Rlは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表し、Roは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基、炭素原子数3〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、Rpは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、XaおよびXbはそれぞれ独立的に水素原子またはフッ素原子を表し、p5、p6、p7およびp8はそれぞれ独立的に0または1を表し、p9およびp10はそれぞれ独立的に0、1または2を表し、p9およびp10の合計は1または2であり、Mf、Mg、Mh、Mi、Mj、Mk、Ml、MmおよびMnはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCO-または-COO-を表し、Moは単結合または-CH2CH2-を表し、Ge、Gf、Gg、Gh、GiおよびGjはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基または1から2個のフッ素により置換されていてもよい-1,4-フェニレン基を表し、Gi、Gj、MnおよびMoが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種または2種以上の化合物を含有する請求項１または２記載の液晶組成物。
【請求項４】
一般式(III)で表される化合物を2種以上含有し、一般式(IV)、一般式(V)、一般式(VI)、一般式(VII)および一般式(VIII)で表される化合物群から選ばれる2種以上を含有する請求項３記載の液晶組成物。
【請求項５】
ネマチック相上限温度が70℃以上であり、ネマチック相下限温度が-20℃以下であり、一般式(I)で表される化合物の含有量が1〜50質量％の範囲である請求項１から４の何れかに記載の液晶組成物。
【請求項６】
請求項１〜５記載の液晶組成物を使用した液晶表示素子。
【請求項７】
アクティブマトリックス駆動される請求項６記載の液晶表示素子。
【請求項８】
垂直配向モードで表示される請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項９】
一般式(I-1)
【化５】
2006225588.tif 000030
(式中、Raは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、Rbは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、MaおよびMpはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-または-CF2O-を表し、GaおよびGbはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基または-1,4-フェニレン基を表し、p1およびp2はそれぞれ独立的に0または1を表す。)で表されるトリフルオロナフタレン誘導体。
【請求項１０】
一般式(I-1)において、Raが炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基を表し、Rbが炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基または炭素原子数1〜5の直鎖状アルコキシル基を表す請求項９記載の化合物。
【請求項１１】
一般式(I-1)において、MaおよびMpが単結合または-CH2CH2-を表す請求項９記載の化合物。
【請求項１２】
一般式(I-1)において、p1が0または1であり、p2が0を表す請求項９記載の化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気光学的液晶表示材料として有用な、トリフルオロナフタレン誘導体を含有する誘電率異方性が負でその絶対値が大きい液晶組成物およびそれを用いた液晶表示素子、さらに液晶化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、低電圧作動、薄型表示等の優れた特徴から現在広く用いられている。従来の液晶表示素子の表示方式にはTN(ねじれネマチック)、STN(超ねじれネマチック)、またはTNをベースにしたアクティブマトリックス(TFT:薄膜トランジスタ)等があり、これらは誘電率異方性値が正の液晶組成物を利用するものである。しかし、これら表示方式の欠点の一つとして視野角の狭さがあり、近年高まっている液晶パネルの大型化の要求に伴い、その改善が大きな課題となっている。
【０００３】
この解決策として近年、垂直配向方式、IPS(インプレインスイッチング)等の表示方式が新たに実用化されてきた。垂直配向方式は液晶分子の垂直配向を利用して視野角の改善を図った方式であり、誘電異方性値が負の液晶組成物が使用される。またIPSは、ガラス基板に対して水平方向の横電界を用いて液晶分子をスイッチングさせることで視野角の改善を図った方法であり、誘電異方性値が正または負の液晶組成物が使用される。このように、視野角改善のために有効な表示方式である垂直配向方式およびIPSには誘電率異方性値が負である液晶化合物ならびに液晶組成物が必要であり、強く要望されるようになってきた。従来、誘電率異方性が負の液晶組成物は、2,3-ジフルオロフェニレン基を有する化合物が主として用いられてきた(特許文献1)。しかしながら、この化合物を用いた液晶組成物は誘電率異方性の絶対値が十分大きくない問題を有していた(特許文献2)。
【０００４】
絶対値の大きい負の誘電率異方性を有する化合物としてトリフルオロナフタレン誘導体が有り、多くの化合物を含む一般的な開示は既にされている(特許文献3)。しかし、トリフルオロナフタレン骨格の製造は必ずしも容易ではなく、当該引用文献においては開示する全ての範囲で化合物が開示されているとは認められない。さらに、当該引用文献は強誘電性液晶組成物に使用することを念頭に置いており、誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物として広い開示範囲のどの化合物を具体的に使用し、どの様な化合物を併用しまたその効果がどの様なものであるかについての開示は無い。
【０００５】
一方、トリフルオロナフタレン系の化合物を用いた液晶組成物は既に知られているが、ナフタレン環の6位にシクロヘキシルメトキシ基を有する化合物を用いた液晶組成物については開示がない(特許文献４、５及び６参照)。
【０００６】
また、ベンゼン環の2位にアルコキシ基を有し6位にシクロヘキシルメトキシ基を有する化合物が化学的に不安定で使用できないとの知見により、ナフタレン環の2位にアルコキシ基を有し、6位にシクロヘキシルメトキシ基を有する化合物についても、化学的に不安定で液晶材料として使用できないものと考えられていたため、当該化合物の液晶材料としての開発は進行していなかった。(非特許文献1)
【特許文献１】特表平２−５０３４４１号公報（８頁実施例）
【特許文献２】特開平１０−１７６１６７号公報（１０頁実施例）
【特許文献３】独国特許出願公開第１９５２２１９５号明細書（１２頁製造方法）
【特許文献４】特開２００１−４０３５４号公報
【特許文献５】特開２００２−３７６８４４号公報
【特許文献６】特開２００２−３７６８４５号公報
【非特許文献１】沼田、「液晶材料の動向」、月刊ディスプレイ、１９９８年３月、第４巻、第３号（５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
誘電率異方性が負であってその絶対値が大きい液晶組成物および表示素子を提供することであり、誘電率異方性が負であってその絶対値が大きい化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、トリフルオロナフタレン誘導体およびこれを用いたネマチック液晶組成物、表示素子を検討した結果、本件発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、一般式(I)
【００１０】
【化１】
2006225588.tif 000002
【００１１】
(式中、Raは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、Rbは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、MaおよびMpはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCO-または-COO-を表し、GaおよびGbはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基または-1,4-フェニレン基を表し、p1およびp2はそれぞれ独立的に0または1を表す。)で表されるトリフルオロナフタレン誘導体を1種または2種以上含有し、一般式(II)
【００１２】
【化２】
2006225588.tif 000003
【００１３】
(式中、Rcは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基またはアルケニル基を表し、Rdは炭素原子数1〜12の直鎖状アルキル基、アルケニル基、アルコキシル基またはアルケニルオキシ基を表し、p3は0または1を表し、MbおよびMcはそれぞれ独立的に単結合、-COO-、-CH=CH-または-CH2CH2-を表し、Gcはトランス-1,4-シクロヘキシレン基または-1,4-フェニレン基を表す。)で表される化合物の1種または2種以上を含有する液晶組成物およびそれを使用した液晶表示素子を提供する。
【００１４】
また、
一般式(I-1)
【００１５】
【化３】
2006225588.tif 000004
【００１６】
(式中、Raは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、Rbは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数1〜7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニルオキシ基を表し、MaおよびMpはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-または-CF2O-を表し、GaおよびGbはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基または-1,4-フェニレン基を表し、p1およびp2はそれぞれ独立的に0または1を表す。)で表されるトリフルオロナフタレン誘導体もあわせて提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の液晶組成物は誘電率異方性が負であってその絶対値が大きい特徴を有し、これを用いた表示素子は垂直配向方式、IPS等の液晶表示素子として有用である。また、本発明のトリフルオロナフタレン誘導体は誘電率異方性が負であって、その絶対値が大きく、垂直配向方式、IPS等向けの液晶組成物の構成部材として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
一般式(I)において、Raは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基またはペンチル基がより好ましい。Rbは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基またはアルコキシル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基またはペンチルオキシ基がより好ましい。p1は0または1が好ましく、p2が0を表すことがより好ましい。Maは単結合、-CH2CH2-、-OCH2-または-OCF2-が好ましく、-CH2CH2-または-OCH2-がより好ましい。Mpは単結合または-CH2CH2-が好ましく、単結合がより好ましい。GaおよびGbはトランス-1,4-シクロヘキシレン基が好ましく、具体的には以下の一般式で表される化合物が特に好ましい。
【００１９】
【化４】
2006225588.tif 000005
【００２０】
一般式(II)において、Rcは炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数2〜5の1-アルケニル基または炭素原子数4〜5の3-アルケニル基が好ましく、直鎖状アルキル基としてはエチル基、プロピル基、ブチル基またはペンチル基がより好ましく、1-アルケニル基としてはビニル基またはトランス-1-プロペニル基がより好ましく、3-アルケニル基としては3-ブテニル基またはトランス-3-ペンテニル基がより好ましい。Rdは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数2〜5の1-アルケニル基、炭素原子数4〜5の3-アルケニル基、炭素原子数1〜3の直鎖状アルコキシル基が好ましい。Mbが存在する場合には、MbおよびMcの少なくとも一方は単結合が好ましい。
【００２１】
一般式(II)で表される化合物としては以下の一般式(II-1)〜一般式(II-14)で表される化合物が好ましく、一般式(II-1)、一般式(II-2)、一般式(II-3)、一般式(II-5)または一般式(II-6)で表される化合物が特に好ましい。
【００２２】
【化５】
2006225588.tif 000006
【００２３】
上式中、R1およびR2はそれぞれ独立的に炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、炭素原子数2〜3の1-アルケニル基または炭素原子数4〜5の3-アルケニル基を表し、R3は炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基または炭素原子数3〜4の直鎖状2-アルケニル基を表し、R4は炭素原子数1〜3の直鎖状アルキル基または炭素原子数4〜5の3-アルケニル基を表し、R5は炭素原子数1〜3の直鎖状アルキル基または炭素原子数3〜4の直鎖状2-アルケニル基を表す。
【００２４】
本発明の液晶組成物においては一般式(I)で表される化合物を組成物中に1質量％(以下組成物中の％は質量％を表す)以上50％以下含有することが好ましく、2％〜40％含有することがより好ましく、4〜30％含有することがさらに好ましい。一般式(II)で表される化合物を1％〜50％含有することが好ましく、2％〜40％含有することがより好ましい。
【００２５】
本発明の液晶組成物において一般式(III)
【００２６】
【化６】
2006225588.tif 000007
(式中、Reは炭素原子数1〜7のアルキル基を表し、Rfは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、アルコキシル基またはアルケニルオキシ基を表し、p4は0または1を表し、MdおよびMeはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-または-COO-を表し、Gdはトランス-1,4-シクロヘキシレン基あるいは1〜2個のフッ素により置換されていてもよい-1,4-フェニレン基を表す。)で表される2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン誘導体の1種または2種以上を含有していても良い。
【００２７】
一般式(III)において、Reは炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル基が好ましい。Rfは炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基、直鎖状アルコキシル基が好ましく、炭素原子数1〜4の直鎖状アルキル基または炭素原子数1〜4の直鎖状アルコキシル基が特に好ましい。MdおよびMeのうち一方は単結合であることが好ましく、他方は単結合、-CH2CH2-または-COO-であることが好ましい。
【００２８】
一般式(III)には非常に多くの化合物が含まれるが、以下の一般式(III-1)〜一般式(III-7)で表される化合物が好ましい。
【００２９】
【化７】
2006225588.tif 000008
【００３０】
上式中、R6は炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表し、R7は炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基または炭素原子数1〜4の直鎖状アルコキシル基を表す。
また、本発明の液晶組成物において、一般式(IV)〜一般式(VIII)
【００３１】
【化８】
2006225588.tif 000009
【００３２】
(式中、Rg、Ri、RkおよびRmは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表し、Rh、Rj、およびRnは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、アルコキシル基またはアルケニルオキシ基を表し、Rlは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表し、Roは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基、アルコキシル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基、アルケニルオキシ基を表し、Rpは炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、XaおよびXbは水素原子またはフッ素原子を表し、p5、p6、p7およびp8はそれぞれ独立的に0または1を表し、p9およびp10はそれぞれ独立的に0、1または2を表し、p9およびp10の合計は1または2であり、MfおよびMg、MhおよびMi、MjおよびMk、MlおよびMm、Mnはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-または-COO-を表し、Moは単結合または-CH2CH2-を表し、Ge、Gf、Gg、Gh、GiおよびGjはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基あるいは1〜2個のフッ素により置換されていてもよい-1,4-フェニレン基を表し、Gi、Gj、MnおよびMoが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物の1種または2種以上を含有していても良い。
【００３３】
一般式(IV)〜一般式(VIII)において、Rg、Ri、Rk、RmおよびRpは炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル基が好ましい。Rh、Rj、RnおよびRoは炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基、直鎖状アルコキシル基が好ましい。Rlは炭素原子数1〜3の直鎖状アルキル基が好ましい。MfおよびMg、MhおよびMi、MjおよびMk、MlおよびMmはそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-または-COO-を表すが、一方は単結合であることが好ましく、他方は単結合、-CH2CH2-または-COO-であることが好ましい。Mnは単結合、-CH2CH2-、-CH2O-または-CF2O-が好ましい。
【００３４】
かくして得られる本願発明の液晶組成物においてそのネマチック相上限温度(TN-I)が70℃以上、より好ましくは75℃以上であり、ネマチック相下限温度(T>N)が-20℃以下である。
【００３５】
本発明において、一般式(1-1)で表される化合物について、製造例を以下に挙げる。勿論本発明の主旨、および適用範囲は、これら製造例により制限されるものではない。
【００３６】
(製法1)  一般式(IX)
【００３７】
【化９】
2006225588.tif 000010
(式中、Ra、Mp、Gaおよびp1は一般式(I-1)におけると同じ意味を表す。)で表されるカルボン酸に塩化チオニル、臭化チオニル、三塩化リン、五塩化リンあるいは三臭化リンなどを作用させて、一般式(X)
【００３８】
【化１０】
2006225588.tif 000011
(式中、Ra、Mp、Gaおよびp1は一般式(I-1)におけると同じ意味を表し、Xは塩素、臭素などのハロゲン基を表す。)で表される酸ハロゲン化物を得る。得られた一般式(X)で表される酸ハロゲン化物と一般式(XI)
【００３９】
【化１１】
2006225588.tif 000012
【００４０】
(式中、Rb、Ma、Gbおよびp2は一般式(I-1)におけると同じ意味を表す。)で表されるナフトールをトリエチルアミン、ピリジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4-(ジメチルアミノ)ピリジンなどの塩基存在下、反応させることにより、一般式(I-1)
【００４１】
【化１２】
2006225588.tif 000013
で表される化合物を得ることができる。
【００４２】
(製法2)  一般式(IX)で表されるカルボン酸
【００４３】
【化１３】
2006225588.tif 000014
(式中、Ra、Mp、Gaおよびp1は一般式(I-1)におけると同じ意味を表す。)と一般式(XI)
【００４４】
【化１４】
2006225588.tif 000015
(式中、Rb、Ma、Gbおよびp2は一般式(I-1)におけると同じ意味を表す。)で表されるナフトールをアゾジカルボン酸エステル、トリフェニルホスフィン存在下、反応させることにより、一般式(I-1)
【００４５】
【化１５】
2006225588.tif 000016
で表される化合物を得ることもできる。
【００４６】
(製法2)  一般式(IX)で表されるカルボン酸
【００４７】
【化１６】
2006225588.tif 000017
(式中、Ra、Mp、Gaおよびp1は一般式(I-1)におけると同じ意味を表す。)と一般式(XI)で表されるナフトール
【００４８】
【化１７】
2006225588.tif 000018
(式中、Rb、Ma、Gbおよびp2は一般式(I-1)におけると同じ意味を表す。)をジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水縮合剤およびトリエチルアミン、ピリジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4-(ジメチルアミノ)ピリジンなどの塩基存在下、反応させることにより、一般式(I-1)
【００４９】
【化１８】
2006225588.tif 000019
で表される化合物を得ることもできる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトル(NMR)、質量スペクトル(MS)等により確認した。また、以下の実施例および比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。
化合物記載に下記の略号を使用する。
Me      ：メチル基
Et      ：エチル基
Pr      ：プロピル基
Bu      ：ブチル基
Pen      ：ブチル基
DCC      ：ジシクロヘキシルカルボジイミド
DMAP      ：4-(ジメチルアミノ)ピリジン
(実施例1)   トランス-4-プロピルシクロヘキサンカルボン酸6-ブトキシ-3,4,5-トリフルオロナフタレン-2-イル  (I-A)の合成
【００５１】
【化１９】
2006225588.tif 000020
【００５２】
6-ブトキシ-3,4,5-トリフルオロ-2-ナフトール15.0 gのジクロロメタン100 mL溶液に、トランス-4-プロピルシクロヘキサンカルボン酸9.5 g、ジシクロヘキシルカルボジイミド12.6 g、4-(ジメチルアミノ)ピリジン8.1 gを加えた後、20時間室温で激しく攪拌した。析出した結晶をセライト濾過した後、水を加え、有機層を分離した。水層からジクロロメタンで抽出し、集めた有機層を3 M塩酸、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗條し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、薄黄色の固体を得た。カラム(シリカゲル、トルエン)を用いて精製し、減圧蒸留(270-278℃、1.3KPa)し、さらにカラム(シリカゲル、トルエン)を用いて精製し、再結晶(ヘキサン／トルエン)することにより白色結晶13.3 gを得た。
純度 99.9 %(GC)
相転移温度(℃) Cry 99.5 N 127 Iso
1H-NMR (400 MHz,CDCl3)δ: 0.88  1.37 (m, 7 H), 0.90 (t, J = 7.3 Hz, 3 H), 0.99 (t, J = 7.3 Hz, 3 H), 1.50  1.62 (m, 4 H), 1.78  1.91 (m, 4 H), 2.16  2.20 (m, 2 H), 2.54  2.60 (m, 1 H), 4.17 (t, J = 6.3 Hz, 2 H), 7.24  7.30 (m, 2 H), 7.45 (d, J = 9.0 Hz, 1 H)
【００５３】
(実施例2)   トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸6-ブトキシ-3,4,5-トリフルオロナフタレン-2-イル  (I-B)の合成
実施例1におけるトランス-4-プロピルシクロヘキサンカルボン酸の代わりに、トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸を用いることにより、トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸6-ブトキシ-3,4,5-トリフルオロナフタレン-2-イルを得た。
相転移温度(℃) Cry 131 N 272 Iso
1H-NMR (400 MHz,CDCl3)δ: 0.81  1.16 (m, 11 H), 0.88 (t, J = 7.3 Hz, 3 H), 0.99 (t, J = 7.6 Hz, 3 H), 1.26  1.33 (m, 2 H), 1.49  1.63 (m, 4 H), 1.71  1.89 (m, 8 H), 2.19  2.21 (m, 2 H), 2.51  2.59 (m, 1 H), 4.18 (t, J = 6.6 Hz, 2 H), 7.24-7.30 (m, 2 H), 7.46 (d, J = 9.0 Hz, 1 H)
(実施例3)   液晶組成物の調製(1)
以下の組成からなるホスト液晶組成物(H)
【００５４】
【化２０】
2006225588.tif 000021
を調製した。ここで(H)の物性値は以下の通りである。
【００５５】
ネマチック相上限温度(TN-I)：  103.2℃
誘電率異方性(Δε)：          0.03
屈折率異方性(Δn)：            0.099
この母体液晶(H)90％と実施例1で得られた化合物(I-A)10％からなる液晶組成物(M-A)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
ネマチック相上限温度(TN-I)：  104.9℃
誘電率異方性(Δε)：          −0.61
屈折率異方性(Δn)：            0.103
本発明の化合物(I-A)を含有する液晶組成物(M-1)は、母体液晶(H)に比べ、誘電率異方性(Δε)は大きく減少して負の値となった。このことから、本発明の化合物(I-A)は、誘電率異方性が負であり、その絶対値が極めて大きいことがわかる。
【００５６】
また、液晶組成物(M-A)の電圧保持率を80℃で測定したところ、ホスト液晶組成物(H)の電圧保持率に対して98%以上と高い値を示した。このことから本発明の化合物(I-A)は安定性の面からも液晶表示材料として十分使用可能であることがわかる。
【００５７】
(実施例4)  液晶組成物の調製(2)
実施例3で調製した母体液晶(H)90％と実施例2で得られた化合物(I-B)10％からなる液晶組成物(M-B)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
ネマチック相上限温度(TN-I)：  117.8℃
誘電率異方性(Δε)：          −0.56
屈折率異方性(Δn)：            0.103
本発明の化合物(I-B)を含有する液晶組成物(M-B)は、母体液晶(H)に比べ、誘電率異方性(Δε)は大きく減少して負の値となった。このことから、本発明の化合物(I-B)は、誘電率異方性が負であり、その絶対値が極めて大きいことがわかる。
また、液晶組成物(M-B)の電圧保持率を80℃で測定したところ、ホスト液晶組成物(H)の電圧保持率に対して98%以上と高い値を示した。このことから本発明の化合物(I-B)は安定性の面からも液晶表示材料として十分使用可能であることがわかる。
【００５８】
(比較例1)  液晶組成物の調製(3)
実施例3で調製した母体液晶(H)90％と特許文献1記載の化合物 (I-C)
【００５９】
【化２１】
2006225588.tif 000022
10％からなる液晶組成物(M-C)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
ネマチック相上限温度(TN-I)：  109.6℃
誘電率異方性(Δε)：          −0.42
屈折率異方性(Δn)：            0.099
特許文献1記載の化合物 (I-C)を含有する液晶組成物(M-C)は、実施例3記載の液晶組成物(M-A) および実施例4記載の液晶組成物(M-B)と比べ、誘電率異方性の絶対値が小さく、またネマチック相上限温度(TN-I)も低下したことがわかる。
【００６０】
(比較例2)  液晶組成物の調製(4)
実施例3で調製した母体液晶(H)90％と特許文献4記載の化合物 (I-D)
【００６１】
【化２２】
2006225588.tif 000023
10％からなる液晶組成物(M-D)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
【００６２】
ネマチック相上限温度(TN-I)：  113.1℃
誘電率異方性(Δε)：          −0.53
屈折率異方性(Δn)：            0.104
特許文献1記載の化合物(I-D)を含有する液晶組成物(M-D)は、実施例3記載の液晶組成物(M-A) および実施例4記載の液晶組成物(M-B)と比べ、誘電率異方性の絶対値が小さく、またネマチック相上限温度(TN-I)も低下したことがわかる。
【００６３】
(実施例5)  液晶組成物の調製(5)
以下の組成からなる液晶組成物(M-E)を調製した。
【００６４】
【化２３】
2006225588.tif 000024
液晶組成物(M-E)の物性値は以下の通りであった。
ネマチック相上限温度(TN-I)：  95.4℃
誘電率異方性(Δε)：        −3.12
屈折率異方性(Δn)：           0.097
ここで作製した組成物を用いて、電圧保持率を測定したところ80℃で98%と高い値を示し、優れた表示特性を示す液晶表示装置を作成することができた。
【００６５】
(実施例6)  液晶組成物の調製(6)
以下の組成からなる液晶組成物(M-F)を調製した。
【００６６】
【化２４】
2006225588.tif 000025
液晶組成物(M-F)の物性値は以下の通りであった。
【００６７】
ネマチック相上限温度(TN-I)：  108.6℃
誘電率異方性(Δε)：          −2.88
屈折率異方性(Δn)：            0.094
ここで作製した組成物を用いて、電圧保持率を測定したところ80℃で98%と高い値を示し、優れた表示特性を示す液晶表示装置を作成することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の液晶組成物、表示素子および化合物は、垂直配向方式、IPS等の液晶表示素子の構成部材として有用である。