(57)【要約】【課題】化学的に安定であり、そして他の液晶性化合物との優れた相溶性、大きな誘電率異方性および小さな光学異方性を有する液晶性化合物、この化合物を含有し、そして大きな比抵抗および大きな電圧保持率を有する組成物、そしてこの組成物を含有する液晶表示素子を提供する。【解決手段】式（１）で表される液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子。2004217552.tif 000118式（１）において、Ｒａは任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−などで置き換えられてもよい炭素数１〜２０のアルキル；Ａ１、Ａ２、Ａ３は環構造；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３は結合基；ｍおよびｎは０または１；Ｒｂは式（Ｒｂ−１）および（Ｒｂ−２）であるが、Ａ４は、環の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレン；ｐは０〜１０の整数。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の式（１）で表される化合物。
2004217552.tif 000111
式（１）において、Ｒａ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−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲン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、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、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−ジイルであり、これらの環において任意の水素はハロゲン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−、−（ＣＦ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ２）３−であり；ｍおよびｎは独立して０または１であり；Ｒｂは式（Ｒｂ−１）または（Ｒｂ−２）であり、環Ａ４は１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；そしてｐは０〜１０の整数である。
【請求項２】
請求項１に記載の式（１）において、Ｒｂが式（Ｒｂ−１）である請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
請求項１に記載の式（１）において、Ｒｂが式（Ｒｂ−２）である請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
請求項１に記載の式（１）において、ｍおよびｎが０である請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
請求項１に記載の式（１）において、ｍが０およびｎが１である請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
請求項１に記載の式（１）において、ｍが１およびｎが１である請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
Ｒａが炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜１９のアルコキシまたは炭素数２〜２１のアルケニルである請求項１〜６いずれか１項に記載の化合物。
【請求項８】
Ｒａが炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜１９のアルコキシまたは炭素数２〜２１のアルケニルであり；Ｚ１、Ｚ２およびＺ３が独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、または−ＣＨ＝ＣＨ−である請求項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項９】
下記の式（ａ）〜（ｎ）で表わされるいずれか１つの化合物。
2004217552.tif 000112
2004217552.tif 000113
式（ａ）〜（ｎ）において、Ｒａ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−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ハロゲン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、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、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は独立して、−（ＣＨ２）２−、−（ＣＦ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ２）３−であり；ｍおよびｎは独立して０または１であり；Ａ４は１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；そしてｐは０〜１０の整数である。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載した少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
【請求項１１】
下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物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する請求項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000114
式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−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１２】
下記の式（５）および（６）で表される化合物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する請求項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000115
式中、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−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は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１３】
下記の式（７）、（８）および（９）で表される化合物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する請求項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000116
式中、Ｒ４およびＲ５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Ｍおよび環Ｐ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；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り、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。
【請求項１４】
下記の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する請求項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000117
式中、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１５】
請求項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する請求項１１に記載の組成物。
【請求項１６】
請求項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する請求項１２に記載の組成物。
【請求項１７】
請求項１２に記載の式（５）および（６）で表される化合物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する請求項１１に記載の組成物。
【請求項１８】
請求項１２に記載の式（５）および式（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つ、ならびに、請求項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する請求項１１に記載の組成物。
【請求項１９】
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１０〜１８のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２０】
請求項１０〜１９のいずれか１項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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ｇｅｍ位に２つのトリフルオロメチル基を有する新規な液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【０００２】
液晶性化合物の用語は、液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称として用いる。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、素子と表記することがある。式（１）〜（１２）で表わされる化合物をそれぞれ化合物（１）〜化合物（１２）と表記することがある。式（１）〜（１２）において、六角形で囲んだＢ、Ｄ、Ｅなどの構造単位は環Ｂ、環Ｄ、環Ｅなどを示す。そのほかの六角形は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンおよびピリミジン−２，５−ジイルである。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示素子は、表示方式に基づいてＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＴＮ−ＴＦＴ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ−Ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＢＴＮ（Ｂｉｓｔａｂｌｅ  ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＧＨ（Ｇｕｅｓｔ  ｈｏｓｔ）、ＤＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  ｂｅｎｄ）、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＰＣ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ）などのモードに分類される。
【０００４】
この素子の消費電力を小さくするには、素子の駆動電圧は低い方がよい。そこで、しきい値電圧の低い液晶組成物が要求される。しきい値電圧（Ｖｔｈ）は、Ｍ．  Ｆ．  Ｌｅｓｌｉｅ，  Ｍｏｌ．  Ｃｒｙｓｔ．  Ｌｉｑ．  Ｃｒｙｓｔ．，  １９７０，  １２，  ５７に記載された下式により表わされる。
Ｖｔｈ＝π（Ｋ／ε０・Δε）１／２
この式において、Ｋは組成物の弾性定数、ε０は真空中の誘電率およびΔεは液晶組成物の誘電率異方性である。この式から判るように、しきい値電圧をさげる方法は、誘電率異方性を大きくするか、または弾性定数を小さくするかの二通りである。弾性定数を制御することは容易でないので、通常は大きな誘電率異方性を有する組成物を用いる。このような事情から誘電率異方性の大きな化合物が盛んに開発されてきた。
【０００５】
液晶表示素子におけるもう一つの課題は、光学異方性（複屈折、Δｎ）の最適化である。反射型液晶表示素子は小さな光学異方性を示す液晶組成物を要求する。セル中の液晶層の厚みを小さくすることは困難である。レタデーション（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）を最適化するために、小さな光学異方性を示す液晶組成物が必要である。一方前述した通り、高速応答の為に大きな誘電率異方性が必要である。即ち、小さな光学異方性と大きな誘電率異方性を併せ持つ液晶組成物および化合物が必要である。この要求を満足する液晶化合物はこれまでに知られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、化学的な安定性、他の液晶性化合物との優れた相溶性、大きな誘電率異方性および小さな光学異方性を有する液晶性化合物を提供することにある。第二の目的は、この化合物を含有する組成物、そしてこの組成物を含有する液晶表示素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはｇｅｍ位に２つのトリフルオロメチル基を有する液晶性化合物（１）が化学的な安定性、他の液晶性化合物との優れた相溶性、大きな誘電率異方性および小さな光学異方性を同時に有することを見いだした。この化合物を含有する液晶組成物は大きな比抵抗および大きな電圧保持率を有し、そしてこの組成物が液晶表示素子に有用であることも見いだした。本発明の目的を達成するための本発明の態様は下記のとおりである。化合物（１）における末端基、環および結合基に関して、好ましい例も述べた。
【０００８】
１．  式（１）で表される液晶性化合物。
2004217552.tif 000002
式（１）において、Ｒａは炭素数１〜２０を有するアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【０００９】
「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の句の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、およびＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−である。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。
【００１０】
好ましいＲａ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、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。これらの基は分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。分岐したＲａは化合物（１）が光学活性であるときに好ましい。特に好ましいＲａはアルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。
【００１１】
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。１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニルは、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．  Ｌｉｑ．  Ｃｒｙｓｔ．，  １９８５，  １３１，  １０９．に紹介されているように、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。
【００１２】
具体的なＲａは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−プロペニルオキシ、２−ブテニルオキシ、２−ペンテニルオキシ、１−プロピニル、および１−ペンチニルである。
【００１３】
具体的なＲａは、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、２，２，２−トリフルオロエチル、２−フルオロビニル、２，２−ジフルオロビニル，２−フルオロ−２−シアノビニル、３−フルオロ−１−プロペニル、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペニル、４−フルオロ−１−プロペニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルでもある。特に好ましいＲａは、エチル、プロピルおよびペンチルである。
【００１４】
Ｒｂは式（Ｒｂ−１）または（Ｒｂ−２）であり、環Ａ４は１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。ｐは０〜１０の整数である。好ましいｐは０から５の整数である。より好ましいｐは、０、２、および４である。
【００１５】
Ａ１、Ａ２、およびＡ３は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、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−ジイルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００１６】
好ましいＡ１、Ａ２、またはＡ３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、２，３，５，６−テトラフルオロ−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−３，６−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。
【００１７】
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−（ＣＦ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ２）３−である。
【００１８】
好ましいＺ１、Ｚ２またはＺ３は単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＦ＝ＣＦ−の立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００１９】
ｍおよびｎは独立して０または１である。ｍおよびｎが０である化合物は二環を有する。ｍが０であり、ｎが１である化合物は三環を有する。ｍおよびｎが１である化合物は四環を有する。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物（１）は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００２０】
２．  項１に記載の式（１）において、Ｒｂが式（Ｒｂ−１）である項１に記載の化合物。
３．  項１に記載の式（１）において、Ｒｂが式（Ｒｂ−２）である項１に記載の化合物。
４．  項１に記載の式（１）において、ｍおよびｎが０である項１に記載の化合物。
５．  項１に記載の式（１）において、ｍが０およびｎが１である項１に記載の化合物。
６．  項１に記載の式（１）において、ｍが１およびｎが１である項１に記載の化合物。
【００２１】
７．  Ｒａが炭素数１〜２０を有するアルキル、炭素数１〜１９を有するアルコキシまたは炭素数２〜２１を有するアルケニルである項１から項６のいずれか１項に記載の化合物。
８．  Ｒａが独立して炭素数１〜２０を有するアルキル、炭素数１〜１９を有するアルコキシまたは炭素数２〜２１を有するアルケニルであり；Ｚ１、Ｚ２およびＺ３が独立して単結合、−（ＣＨ２）２−または−ＣＨ＝ＣＨ−である項１から項６のいずれか１項に記載の化合物。
【００２２】
９．  下記の式（ａ）〜（ｎ）で表わされるいずれか１つの化合物。
2004217552.tif 000003
【００２３】
2004217552.tif 000004
【００２４】
式（ａ）〜（ｎ）において、Ｒａ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−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ハロゲン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、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、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は独立して、−（ＣＨ２）２−、−（ＣＦ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ２）３−であり；環Ａ４は１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；そしてｐは０〜１０の整数である。
【００２５】
１０．  項１〜項１９のいずれか１項に記載した少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
１１．  下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物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する項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000005
【００２６】
式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−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。
【００２７】
１２．  下記の式（５）および（６）で表される化合物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する項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000006
【００２８】
式中、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−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は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。
【００２９】
１３．  下記の式（７）、（８）および（９）で表される化合物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する項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000007
【００３０】
式中、Ｒ４およびＲ５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Ｍおよび環Ｐ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；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り、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。
【００３１】
１４．  下記の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する項１０に記載の組成物。
2004217552.tif 000008
【００３２】
式中、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。
【００３３】
１５．  項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する項１１に記載の組成物。
１６．  項１４に載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する項１１に記載の組成物。
１７．  項１２に記載の式（５）および（６）で表される化合物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する項１１に記載の組成物。
１８．  項１２に記載の式（５）および式（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つ、ならびに、項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物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する項１１に記載の組成物。
【００３４】
１９．  少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する項１０〜項１８のいずれか１項に記載の組成物。
２０．  項１０〜項１９のいずれか１項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
【００３５】
化合物（２）〜化合物（１２）において、好ましい基は次のとおりである。分岐鎖のアルキルよりも直鎖のアルキルが好ましい。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。「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い」の句の意味は、本発明の態様の項１において述べた。Ｒ１、環Ｂなどの記号を複数の化合物において用いたが、これらのＲ１（または環Ｂなど）は同一であってもよいし、異なってもよい。化合物の物性に大きな差異がないので、これらの化合物は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００３６】
【発明の実施の態様】
第一に、本発明の化合物（１）をさらに説明する。化合物（１）はｇｅｍ位に２つのトリフルオロメチル基を有する二環、三環および四環の化合物である。この化合物は、素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶性化合物との相溶性がよい。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。この組成物を低温で保管しても、この化合物が固体として析出することがない。この化合物は大きな負の誘電率異方性および小さな光学異方性を有する。
【００３７】
化合物（１）の末端基、環および結合基を適当に選択することによって、光学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Ｒａ、環Ａ１〜Ａ３、および結合基Ｚ１〜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）を組成物に添加すると、化合物（１）の物性は組成物のそれに影響する。
【００３８】
化合物（１）のＲａ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。Ｒａが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がよい。Ｒａが光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｔｗｉｓｔｅｄ  ｄｏｍａｉｎ）を防止することができる。Ｒａ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。
【００３９】
化合物（１）の環Ａ１、Ａ２、または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−ジイルのときは、誘電率異方性が大きい。この環が、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−ジイルのときは光学異方性が大きい。この環が、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−ジイルのときは光学異方性が小さい。
【００４０】
少なくとも２つの環が１，４−シクロヘキシシレンであるときは、透明点が高く、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−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きい。少なくとも２つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして透明点が高い。
【００４１】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３が単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ２）４−のときは粘度が小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−（ＣＨ２）４−のときは粘度がより小さい。結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−または−ＣＦ＝ＣＦ−のときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比が大きい。結合基が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が大きい。
【００４２】
化合物（１）が二環または三環を有するときは粘度が小さく、三環または四環を有するときは透明点が高い。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。
【００４３】
化合物（１）の好ましい例は化合物（１ａ−１）〜（１ｄ−９）である。これらの化合物におけるＲａ、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、およびｐ記号の意味は、本発明の態様の項１に記載したそれと同一である。これらの化合物に存在する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、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−ジイルの環において、任意の水素はフッ素のようなハロゲンで置き換えられてもよい。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルにおいては、先に述べたようにシスよりトランスの方が好ましい。
【００４４】
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【００４５】
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【００４６】
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【００４７】
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【００４８】
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【００４９】
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【００５０】
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【００５１】
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【００５２】
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【００５３】
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【００５４】
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【００５５】
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【００５６】
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【００５７】
化合物（１）は有機合成化学における手法を適当に組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、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）などの成書に記載されている。
【００５８】
２つのトリフルオロメチル基をｇｅｍ位に有するアルケニル部位を合成する方法の一例を下記のスキームに示す。この方法に基づいてこの環を有する化合物を合成する。このスキームを説明したあと、結合基を生成する方法の一例を述べる。
【００５９】
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【００６０】
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【００６１】
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【００６２】
原料であるハロゲン化物とトリフェニルホスフィンから製造できるホスホニウム塩（１３）および（１７）を、塩基性条件で処理することでイリド（１４）および（１８）を合成できる。ホスホニウム塩およびイリドの調製方法は、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ  １４，（１９６５）に詳しい記載がある。
【００６３】
イリド（１４）および（１８）をヘキサフルオロアセトンと反応させることによって、目的の化合物（１）を製造できる。
【００６４】
化合物（１）がｇｅｍ−ビス（トリフルオロメチル）シクロヘキシリデン骨格を持つ場合、ジブロモ体（１６）のトリフルオロメチル化によっても目的物を製造できる。ジブロモ体（１６）は、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．，  ３７６９  （１９７２）  の方法に従い、シクロヘキサノン誘導体、トリフェニルホスフィン、および四臭化炭素から製造できる。ジブロモ体（１６）のトリフルオロメチル化は、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｃｏｕｎｐｏｕｎｄｓ，  ｅｄ．  Ｈｕｄｌｉｃｋｙ  （１９９２）  の方法に従う。
【００６５】
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、異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｋ）は化合物（１）に相当する。Ｈａｌは臭素、およびヨウ素を表す。
【００６６】
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【００６７】
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【００６８】
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【００６９】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（１９）と公知の方法で合成される化合物（２０）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（２１）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（２０）を反応させることによっても合成される。
【００７０】
（ＩＩ）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（２１）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（２２）を得る。化合物（２２）と、公知の方法で合成されるフェノール（２３）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できる。
【００７１】
（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（２４）を得る。化合物（２４）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（２４）を（ジエチルアミノ）サルファ  トリフルオリドでフッ素化しても合成される。Ｗｉｌｌｉａｍ  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できる。
【００７２】
（ＩＶ）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（２０）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などのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２５）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２６）をカリウムｔ−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（２５）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。
【００７３】
（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。
【００７４】
（ＶＩ）−（ＣＨ２）４−の生成
ホスホニウム塩（２６）の代わりにホスホニウム塩（２７）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。
【００７５】
（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（１９）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（２８）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（２８）を化合物（２０）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【００７６】
（ＶＩＩＩ）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（１９）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（２９）を得る。化合物（２０）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（２９）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【００７７】
（ＩＸ）−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−の生成
化合物（２５）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（３０）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（３１）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（３１）を化合物（２３）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【００７８】
（Ｘ）−（ＣＨ２）３Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ２）３−の生成
化合物（３０）の代わりに化合物（３２）を用いて、項（ＩＸ）の方法に従って化合物（１Ｋ）を合成する。
【００７９】
（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。
【００８０】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。以下で述べる化合物の量（百分率）は組成物の全重量に基づいた重量％である。この組成物は化合物（１）から選ばれる複数の化合物のみを成分として含有してもよい。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）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも１つの化合物、または化合物（７）、（８）および（９）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、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（１０）、（１１）および（１２）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、物性を調整する目的で、その他の化合物をさらに含有してもよい。
【００８１】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で大きく、熱的安定性と化学的安定性が優れるので、主としてＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物に用いられる。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。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧を調整する、などの目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００８２】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、主としてＳＴＮおよびＴＮモード用の組成物に用いられる。これらの化合物は組成物の液晶相の温度範囲を広げる、粘度と光学異方性とを調整する、しきい値電圧を下げる、しきい値電圧の急峻性を改良する、などの目的に使用される。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、化合物（５）または（６）の量は１〜９９％の範囲である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、またはしきい値電圧を調整する目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００８３】
化合物（７）、（８）および（９）は誘電率異方性が負であるので、主としてＶＡモード用の組成物に用いられる。化合物（７）は粘度、光学異方性、およびしきい値電圧を調整する目的で使用される。化合物（８）は透明点を高くする、光学異方性を大きくする、しきい値電圧を下げる、などの目的に使用される。これらの化合物の量を増加させるとしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。従って、しきい値電圧の要求値を満たすかぎり、より少ない量が好ましい。これらの化合物は誘電率異方性が負であり、かつその絶対値は５以下であるので、好ましい量は４０％以上である。より好ましい量は４０〜８０％である。弾性定数および電圧透過率曲線を調整する目的で、これらの化合物を誘電率異方性が正である組成物に添加してもよい。この場合の好ましい量は３０％以下である。
【００８４】
化合物（１０）、（１１）および（１２）において、誘電率異方性の絶対値は小さい。化合物（１０）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（１１）および（１２）は透明点をあ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（１０）、（１１）および（１２）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。ＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は４０％以下である。より好ましい量は３５％以下である。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は７０％以下である。より好ましい量は６０％以下である。
【００８５】
好ましい化合物（２）から（１２）は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−３）、化合物（８−１）〜（８−５）、化合物（９−１）〜（９−３）、化合物（１０−１）〜（１０−１１）、化合物（１１−１）〜（１１−１８）、および化合物（１２−１）〜（１２−６）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、本発明の態様の項１２〜１５に記載した記号の意味と同一である。
【００８６】
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【００８７】
2004217552.tif 000029
【００８８】
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【００８９】
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【００９０】
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【００９１】
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【００９２】
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【００９３】
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【００９４】
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【００９５】
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【００９６】
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【００９７】
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【００９８】
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【００９９】
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【０１００】
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【０１０１】
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【０１０２】
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【０１０３】
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【０１０４】
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【０１０５】
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【０１０６】
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【０１０７】
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【０１０８】
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【０１０９】
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【０１１５】
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【０１１６】
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。液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は下記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１１７】
2004217552.tif 000058
【０１１８】
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およびＴＮ−ＴＦＴモード用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮモード用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮモード用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。ＰＣモード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。
【０１１９】
本発明の組成物は、ＴＮ、ＴＮ−ＴＦＴ、ＳＴＮ、ＧＨ、ＤＳ、ＥＣＢなどのモード用に使用できる。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モード用の組成物を調製する。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰおよび液晶中に三次元網目状高分子を形成させたポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤ−ＬＣＤ）、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮ−ＬＣＤ）など、にも使用できる。
【０１２０】
【実施例】
第三に、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。化合物の相転移温度において、Ｃ、Ｓｍ、ＳｍＡ、ＳｍＢ、Ｎ、およびＩは、それぞれ、結晶、スメクチック相、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、ネマチック相、および等方相である。かっこ内の相転移はそれがモノトロピックであることを示す。温度の単位は℃である。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のデータに基づいて同定した。核磁気共鳴スペクトルにおいて、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットである。ＴＨＦはテトラヒドフランを示す。
【０１２１】
化合物（１）の誘電率異方性（Δε、２５℃）と光学異方性（Δｎ、２５℃）の測定には４つのベンゾニトリル誘導体からなる液晶組成物ＺＬＩ−１１３２（Ｎ−Ｉ点：７１．７℃、Δε：１１．０、Δｎ：０．１３２）を用いた。この組成物８５重量％に、１５重量％の化合物（１）を添加して試料を調製した。この測定法はあとで述べる。測定した値を外挿して誘電率異方性と光学異方性の値を算出した。
【０１２２】
実施例１
2004217552.tif 000059
【０１２３】
（１）１−［４−（４−メチルフェニル）シクロヘキシル］シクロヘキシル−２−トリフルオロメチル−３，３，３−トリフルオロプロペンの合成
２００ｍＬ三口フラスコ中にてＴＨＦに懸濁させた４−［４−（４−メチルフェニル）シクロヘキシル］シクロヘキシルメチルトリフェニルホスホニウムブロミド（１０．０ｇ）を−７８℃に冷却し、そこにノルマルブチルリチウムヘキサン溶液（１．６Ｍ／Ｌ、２１ｍＬ）を滴下し−７８℃にて１時間撹拌した。そこにヘキサフルオロアセトン（４．０８ｇ）を吹き込み−７８℃にて１時間、室温にて終夜撹拌した。反応液をシリカゲルに通し濾過し、その濾液を減圧下、溶媒留去した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、表題の化合物（１．２７ｇ；３．０４ｍｍｏｌ；収率１８．５％）を得た。この化合物は無色結晶であった。
相転移温度（℃）：Ｃ  １１１．６  Ｉ。Δε＝８．０。Δｎ＝０．０７７。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１０（２×ｄｄ，４Ｈ），６．５１（ｑ、１Ｈ）、２．５９−２．５７（ｍ，１Ｈ），２．４５−２．３８（ｍ，１Ｈ），２．３３（ｓ，３Ｈ），１．９３−１．７８（ｍ，８Ｈ），１．４６−１．３９（ｍ，２Ｈ），１．１９−１．１３（ｍ，８Ｈ）。
【０１２４】
実施例２
2004217552.tif 000060
【０１２５】
（１）２−（４−［４−プロピルシクロヘキシル］シクロヘキシリデン）−１，１，１，３，３，３−プロパンの合成
１００ｍＬ三口フラスコ中にて４−プロピルシクロヘキシル−１−（１，１−ジブロモ）メチリデンシクロヘキサン２．４６ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２６ｍＬとヘキサメチルフォスフォノトリアミド２．６ｍＬに溶解させ、さらにヨウ化銅（Ｉ）０．５０ｇとテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）０．６０ｇを加え、窒素雰囲気下にて７０℃で撹拌した。そこにＤＭＦ１３ｍＬに溶解させた２，２−ジフルオロ−２−フルオロスルホニル酢酸メチル５．０ｇを７０℃にて１．５時間かけて滴下し、同温にて２４時間加熱撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止し、さらにジエチルエーテルを加え有機層を分離した。水層をジエチルエーテルで抽出し、有機層と合わせ、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。その後減圧下、溶媒留去した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、表題の化合物（０．２０ｇ；０．５６ｍｍｏｌ；収率８．６％）を得た。この化合物は無色の液体であった。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；２．９３（ｄ，２Ｈ），１．９０−１．８４（ｍ，２Ｈ），１．８１−１．６９（ｍ，６Ｈ），１．３３−１．２０（ｍ，３Ｈ），１．４５−１．０４（ｍ，６Ｈ），１．０１−０．９３（ｍ，２Ｈ），０．８８−０．８１（ｍ，５Ｈ）。
【０１２６】
実施例３
実施例１あるいは実施例２に準じた方法で、下記の化合物を合成する。実施例１あるいは実施例２で合成した化合物も例示した。これらの化合物において、１，４−シクロヘキシレンの黒い丸は、立体配置がトランスであることを示す。誘電率異方性、および光学異方性の値は測定値を外挿して得た。
【０１２７】
2004217552.tif 000061
【０１２８】
2004217552.tif 000062
【０１２９】
2004217552.tif 000063
【０１３０】
2004217552.tif 000064
【０１３１】
2004217552.tif 000065
【０１３２】
2004217552.tif 000066
【０１３３】
2004217552.tif 000067
【０１３４】
2004217552.tif 000068
【０１３５】
2004217552.tif 000069
【０１３６】
2004217552.tif 000070
【０１３７】
2004217552.tif 000071
【０１３８】
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【０１３９】
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【０１４０】
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【０１４１】
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【０１４２】
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【０１４３】
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【０１４４】
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【０１４５】
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【０１４６】
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【０１４７】
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【０１４８】
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【０１４９】
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【０１５０】
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【０１５１】
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【０１５２】
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【０１５３】
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【０１５４】
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【０１５５】
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【０１５６】
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【０１５７】
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【０１５８】
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【０１５９】
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【０１６０】
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【０１６１】
2004217552.tif 000095
【０１６２】
本発明の代表的な組成物を使用例１〜１４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（Ｓｔａｎｄａｒｄｏｆ  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。
【０１６３】
2004217552.tif 000096
【０１６４】
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。
【０１６５】
ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）：ネマチック相を有する資料を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℃と表す。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【０１６６】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０１６７】
光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）：光学異方性は、波長が５８９ｎｍの光によりアッベ屈折計を用いて測定した。
【０１６８】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）Δεの値が正の組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が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。
【０１６９】
２）Δεの値が負の組成物：ホメオトロピック配向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。
【０１７０】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；ボルト）：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。
【０１７１】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定はカノのくさび型セル法を用いた。
【０１７２】
使用例１
2004217552.tif 000097
【０１７３】
使用例２
2004217552.tif 000098
【０１７４】
使用例３
2004217552.tif 000099
【０１７５】
使用例４
2004217552.tif 000100
【０１７６】
使用例５
2004217552.tif 000101
【０１７７】
使用例６
2004217552.tif 000102
【０１７８】
使用例７
2004217552.tif 000103
【０１７９】
使用例８
2004217552.tif 000104
【０１８０】
使用例９
2004217552.tif 000105
【０１８１】
使用例１０
2004217552.tif 000106
【０１８２】
使用例１１
2004217552.tif 000107
【０１８３】
使用例１２
2004217552.tif 000108
【０１８４】
使用例１３
2004217552.tif 000109
【０１８５】
使用例１４
2004217552.tif 000110
【０１８６】
上記の組成物例７において、組成物に基づいて０．２５重量％の光学活性化合物Ｏｐ−５を組成物に添加したところ、ピッチの値は６４．０μｍであった。
【０１８７】
【発明の効果】
本発明の液晶性化合物は、化学的に安定であり、そして他の液晶性化合物との優れた相溶性、大きな誘電率異方性および小さな光学異方性を有する。この化合物を含有する組成物は大きな比抵抗および大きな電圧保持率を有するので、この組成物を含有する液晶表示素子は特性がよい。