(57)【要約】【課題】液晶相の上限温度（Ｔ→Ｎ）が高く、液晶相下限温度（ＴＮ−Ｉ）が低く、さらに液晶相温度範囲の広いネマチック液晶組成物及び、当該化合物を提供する【解決手段】一般式（Ｉ）【化１】2004250415.tif 000031（式中、Ｒ１は、アルキル基、アルケニル基等を表し、Ａ１は、フェニレン基、シクロヘキシル基等を表す。）で表される５，６−ジフルオロインダン系化合物及びそれを用いたネマチック液晶組成物を提供する。本発明のネマチック液晶組成物は液晶相温度範囲が広いため、屋外での使用にも対応可能な表示素子等に極めて有用である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
【化１】
2004250415.tif 000027
（式中Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜１５のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数２〜１５のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基はそれぞれ独立してＯ原子が相互に直接結合しないものとして  −Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
Ａ１は、
（ａ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｏ−  及び又は  −Ｓ−  に置き換えられてもよい）
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｎ−  に置き換えられてもよい）
（ｃ）  １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）はＣＮ又はハロゲンで置換されていても良く、
ｎは、１又は２である。）で表されるインダン化合物。
【請求項２】
一般式（Ｉ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有することを特徴とするネマチック液晶組成物。
【請求項３】
一般式（ＩＩ）
【化２】
2004250415.tif 000028
（式中、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立的にＲ１と同じ意味を表し、
Ｂ１、Ｂ２及びＢ３はそれぞれ独立的に
（ａ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｏ−  及び又は  −Ｓ−  に置き換えられてもよい）
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｎ−  に置き換えられてもよい）
（ｃ）  １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）はＣＮ又はハロゲンで置換されていても良く、
ｏは０、１又は２であり、
Ｌ１、Ｌ２及びＬ３はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｌ２及びＢ３が複数存在する場合はそれらは同一でも良く異なっていても良い。）から選ばれる化合物及び／又は一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群
【化３】
2004250415.tif 000029
（式中Ｒ４はＲ１と同じ意味を表し、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ独立して、
（ｄ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｏ−  及び又は  −Ｓ−  に置き換えられてもよい）
（ｅ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｎ−  に置き換えられてもよい）
（ｆ）  １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル及びデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基（ｄ）、基（ｅ）、基（ｆ）はＣＮ又はハロゲンで置換されていても良いが、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルを表す場合、無置換であるか、少なくとも２つ以上のハロゲンによって置換されており、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５及びＸ６はそれぞれ独立してＨ又はＦであり、
ｐ及びｑはそれぞれ独立して、０、１又は２であるが、ｐ及びｑの和は２以下であり、
Ｘ２は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ３又はＲ１と同じ定義である。）から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項２記載のネマチック液晶組成物。
【請求項４】
一般式（Ｉ）の化合物の含有率が５〜５０質量％の範囲である請求項２又は３記載のネマチック液晶組成物。
【請求項５】
一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を少なくとも２種以上含有する請求項３記載のネマチック液晶組成物。
【請求項６】
少なくとも１種以上の一般式（ＩＩ）の化合物を含有し、さらに一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を少なくとも２種以上含有する請求項３記載のネマチック液晶組成物。
【請求項７】
一般式（ＩＩ）の化合物として、一般式（ＩＩａ）
【化４】
2004250415.tif 000030
（式中、Ｒ２及びＲ３は炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数３〜１６のアルケニルオキシ基を表し、Ｂ３は１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、ｒは０又は１を表す。）の化合物を含有する請求項３又は６に記載のネマチック液晶組成物。
【請求項８】
一般式（ＩＩａ）の化合物の含有率が１０〜８０質量％の範囲である請求項７記載のネマチック液晶組成物。
【請求項９】
一般式（ＩＩＩａ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する請求項３、５又は６記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１０】
一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群の含有率が１０〜５０質量％の範囲である請求項９記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１１】
一般式（Ｉ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有し、その含有率が５〜５０質量％の範囲で、なおかつ一般式（ＩＩａ）の化合物を１種又は２種以上を含有し、その含有率が１０〜６０質量％の範囲で、なおかつ一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有し、その含有率が５〜５０質量％の範囲である請求項１０記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１２】
請求項２〜１１の何れかに記載のネマチック液晶組成物を用いた液晶表示素子。
【請求項１３】
請求項２〜１１の何れかに記載のネマチック液晶組成物を用いたアクティブマトリックス液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学的液晶表示材料として有用なネマチック晶組成物、これを用いた液晶表示素子、及びネマチック液晶組成物の構成材料として有用なインダン系化合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ツイストネマチック、超ねじれツイストネマチック又はアクティブマトリックスを初めとする液晶表示素子、特に中小型の携帯用液晶表示素子においては、使用環境温度に対する表示の安定性が重要なポイントとなっており、応答性や消費電力を低減できるより低い駆動電圧の液晶材料、あるいは−３０〜０℃や４０〜８０℃の温度域での駆動電圧、急峻性や所望のデューティー駆動の周波数依存性等がより小さいこと等が求められている。
【０００３】
特に、液晶相の下限温度（Ｔ→Ｎ）と液晶相上限温度（ＴＮ−Ｉ）の差の絶対値である液晶相温度範囲（ΔＴ）は、液晶表示素子の低消費電力特性を生かした屋外での使用が増大したため重要である。しかしながら、従来の材料の組み合わせでは、液晶相温度範囲を拡大することは可能でも、それに伴い閾値電圧の増大や応答速度の上昇が起こるため、充分な液晶相温度範囲が得られていないのが現状であった（特許文献１参照）。
そのため、応答速度、閾値電圧等の液晶諸特性を悪化させずに液晶相温度範囲が広い液晶組成物の開発又は、この用途に最適な液晶材料の開発が望まれていた。
【０００４】
一方、骨格中にインダンを有する液晶化合物は既に知られており、幾つかの化合物が開示されている（特許文献２参照）。しかしながら、インダン環の５位及び６位にフッ素原子を有する化合物の開示はあるものの、当該化合物をネマチック液晶組成物として使用した場合どのような特徴を有するかは開示されていない。又、インダン系化合物を用いた液晶組成物も既に知られており、好ましい化合物の具体例が開示されている（特許文献３参照）。しかしながら、ここで開示されている化合物はインダン環の５位及び６位にフッ素原子を有するものではなく、２位の置換基も主として特殊な環構造か非環構造を有するものである。しかも、ここで開示される液晶組成物は強誘電性液晶表示素子に使用する液晶組成物であり、ネマチック液晶組成物に関する開示はない。
【０００５】
以上より、インダン環の５位及び６位にフッ素原子を有する化合物を応用したネマチック液晶組成物は知られておらず、５，６−ジフルオロインダン系化合物を用いた、液晶相温度範囲の広い、優れた特性を有するネマチック液晶組成物の開発が望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１１４５０号公報（６頁）
【特許文献２】
国際公開第９４／１８２８５号パンフレット（２６〜３１頁）
【特許文献３】
国際公開第９９／１９４２０号パンフレット（３０〜３５頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、５，６−ジフルオロインダン系化合物及びそれを用いた、液晶相の下限温度（Ｔ→Ｎ）が高く、液晶相上限温度（ＴＮ−Ｉ）が低く、さらに液晶相温度範囲の広いネマチック液晶組成物及び、当該化合物を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために、５，６−ジフルオロインダン化合物及びそれを含有するネマチック液晶組成物を検討した結果本件発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下に記載の液晶化合物を提供する。
【００１０】
一般式（Ｉ）
【化５】
2004250415.tif 000002
（式中Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜１５のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数２〜１５のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基はそれぞれ独立してＯ原子が相互に直接結合しないものとして  −Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
Ａ１は、
（ａ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｏ−  及び又は  −Ｓ−  に置き換えられてもよい）
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｎ−  に置き換えられてもよい）
（ｃ）  １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）はＣＮ又はハロゲンで置換されていても良く、
ｎは、１又は２である。）で表される化合物。
【００１１】
また、本件発明は一般式（Ｉ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有することを特徴とするネマチック液晶組成物を提供する。
【００１２】
更に、本件発明は一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）
【化６】
2004250415.tif 000003
（式中、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立的にＲ１と同じ意味を表し、
Ｂ１、Ｂ２及びＢ３はそれぞれ独立的に
（ａ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｏ−  及び又は  −Ｓ−  に置き換えられてもよい）
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｎ−  に置き換えられてもよい）
（ｃ）  １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）はＣＮ又はハロゲンで置換されていても良く、
ｏは０、１又は２であり、
Ｌ１、Ｌ２及びＬ３はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｌ２及びＢ３が複数存在する場合はそれらは同一でも良く異なっていても良い。）から選ばれる化合物及び／又は一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群
【００１３】
【化７】
2004250415.tif 000004
【００１４】
（式中Ｒ４はＲ１と同じ意味を表し、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ独立して、
（ｄ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｏ−  及び又は  −Ｓ−  に置き換えられてもよい）
（ｅ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は  −Ｎ−  に置き換えられてもよい）
（ｆ）  １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル及びデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基（ｄ）、基（ｅ）、基（ｆ）はＣＮ又はハロゲンで置換されていても良いが、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルを表す場合、無置換であるか、少なくとも２つ以上のハロゲンによって置換されており、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５及びＸ６はそれぞれ独立してＨ又はＦであり、
ｐ及びｑはそれぞれ独立して、０、１又は２であるが、ｐ及びｑの和は２以下であり、
Ｘ２は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ３又はＲ１と同じ定義である。）から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有することを特徴とするネマチック液晶組成物を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一例について説明する。
【００１６】
一般式（Ｉ）の化合物は以下のようにして製造することができる。一般式（ＩＶ）
【化８】
2004250415.tif 000005
（式中、Ｒ及びｎは一般式（Ｉ）におけると同じ定義。）で表されるヘキサン酸誘導体をリチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジドやブチルリチウムなどを用いてエノール化した後、３，４−ジフルオロベンジルブロミドを反応させることにより一般式（Ｖ）
【００１７】
【化９】
2004250415.tif 000006
（式中、Ｒ及びｎは一般式（Ｉ）におけると同じ定義。）で表されるエステルを得ることができる。このエステルを水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いて加水分解し、得られたカルボン酸を塩化チオニル等を用いて酸塩化物に変換した後、塩化アルミニウムなどのルイス酸と反応させることによって、一般式（ＶＩ）
【００１８】
【化１０】
2004250415.tif 000007
（式中、Ｒ及びｎは一般式（Ｉ）におけると同じ定義。）で表されるインダノン誘導体を得ることができる。これを水素化ホウ素ナトリウムや水素化アルミニウムリチウム等を用いて還元し、得られたアルコールをｐ−トルエンスルホン酸等の酸触媒存在下、加熱することによって、一般式（ＶＩＩ）
【００１９】
【化１１】
2004250415.tif 000008
（式中、Ｒ及びｎは一般式（Ｉ）におけると同じ定義。）で表されるインデン誘導体を得ることができる。これをＰｄ−Ｃ、Ｒｈ−Ｃ、Ｐｔ−Ｃ、Ｐｄ（ＯＨ）２等の金属触媒存在下、水素添加することによって、目的の一般式（Ｉ）で表される化合物を得ることができる。
【００２０】
本発明の液晶組成物において、第一成分として一般式（Ｉ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種〜６種が好ましく、１種〜４種がより好ましく、１種〜３種が特に好ましい。
又、一般式（Ｉ）の含有率は５〜５０質量％の範囲であることが好ましく、１０〜４０質量％の範囲であることが特に好ましい。
【００２１】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１は、炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数２〜１０のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数２〜８のアルケニル基がより好ましく、アルケニル基では以下の式（ａ）〜（ｅ）の構造がさらに好ましい。
【化１２】
2004250415.tif 000009
（構造式は右端で環に連結しているものとする。）
【００２２】
Ａ１はトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基が好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基がより好ましく、ｎは１が好ましい。
【００２３】
一般式（Ｉ）で表される化合物は具体的な構造として次の化合物が特に好ましい。
【化１３】
2004250415.tif 000010
（式中、Ｒ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基を表す。）
これらの一般式（Ｉ）から選ばれる化合物のうち少なくとも１種以上の組成物の誘電率異方性（Δε）が１．５以上の化合物を含有することが好ましく、２以上を示すことがより好ましい。
【００２４】
第二成分として一般式（ＩＩ）、一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種〜２０種が好ましく、１種〜１５種がより好ましく、１種〜１０種が特に好ましい。また、これらの含有率は１０質量％〜８０質量％が好ましい。
【００２５】
一般式（ＩＩ）においてＲ２及びＲ３は、未置換の直鎖状炭素数１〜１５のアルキル基又は炭素数２〜１５のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数２〜１０のアルケニル基がより好ましく、未置換の直鎖状炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数２〜６のアルケニル基が特に好ましく、アルケニル基では式（ａ）〜（ｅ）の構造がさらに好ましい。
また、Ｒ２及びＲ３は同一でも異なっていても良いが、同一分子中のＲ２及びＲ３は異なっていることがより好ましい。Ｌ１及びＬ２は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−又は単結合が好ましく、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合がより好ましく、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合が特に好ましく、Ｌ１及びＬ２が複数存在する場合少なくとも一つは単結合であることが好ましい。ｏは、０又は１が好ましい。
【００２６】
Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ独立してトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基が好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基より好ましく、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３の内少なくとも一つはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。
【００２７】
一般式（ＩＩ）は以下の一般式（ＩＩａ）で示される構造が好ましい。
【化１４】
2004250415.tif 000011
（式中、Ｒ２及びＲ３は炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数３〜１６のアルケニルオキシ基を表し、Ｂ３は１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、ｒは０又は１を表す。）
一般式（ＩＩａ）の化合物の含有率は１０〜８０質量％の範囲であることが好ましい。
【００２８】
又、一般式（ＩＩ）は具体的な構造として以下の一般式で示される構造も好ましい。
【化１５】
2004250415.tif 000012
（式中、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数３〜１６のアルケニルオキシ基を表す。）で示される構造が好ましい。
又、一般式（ＩＩ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種〜６種が好ましく、１種〜４種が特に好ましい。
【００２９】
一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）においてＲ４は、未置換の直鎖状炭素数１〜１５のアルキル基又は炭素数２〜１５のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数２〜１０のアルケニル基がより好ましく、未置換の直鎖状炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数２〜６のアルケニル基が特に好ましく、アルケニル基では式（ａ）〜（ｅ）の構造がさらに好ましい。Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−又は単結合が好ましく、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合がより好ましく、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合が特に好ましく、Ｋ１、Ｋ２又はＫ３が複数存在する場合少なくとも一つは単結合であることが好ましい。ｐ及びｑは、０又は１が好ましい。Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ独立してトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基が好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基より好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基が特に好ましい。
【００３０】
Ｘ２は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ３又はＲ１と同じ定義であるが、−Ｆ、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３が好ましく、Ｆが特に好ましい。
一般式（ＩＩＩａ）は具体的な構造として以下の一般式
【化１６】
2004250415.tif 000013
【００３１】
【化１７】
2004250415.tif 000014
【００３２】
【化１８】
2004250415.tif 000015
【００３３】
【化１９】
2004250415.tif 000016
（式中、Ｒ７は炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ独立してＨ又はＦを表し、Ｙ４は−ＣＮ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３又は−ＯＣＨＦ２を表す。）で示される構造が好ましく、以下の一般式（ＩＩＩａ−１）で示される構造も好ましい。
【００３４】
【化２０】
2004250415.tif 000017
（式中、Ｒ７は炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｌ５、Ｌ６はそれぞれ独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ２）４−又は単結合を表し、環Ｉは１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｘ６はＨ又はＦを表し、ｎは０又は１を表し、Ｙ４は−ＣＮ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３又は−ＯＣＨＦ２を表す。）
【００３５】
一般式（ＩＩＩｂ）は具体的な構造として以下の一般式
【化２１】
2004250415.tif 000018
【００３６】
【化２２】
2004250415.tif 000019
（式中、Ｒ７は炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｙ４は−ＣＮ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３又は−ＯＣＨＦ２を表す。）で示される構造が好ましく、一般式（ＩＩＩｃ）は具体的な構造として以下の一般式
【００３７】
【化２３】
2004250415.tif 000020
【００３８】
【化２４】
2004250415.tif 000021
【００３９】
【化２５】
2004250415.tif 000022
（式中、Ｒ７は炭素原子数１〜８のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｙ４は−ＣＮ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３又は−ＯＣＨＦ２を表す。）
【００４０】
一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種〜１０種が好ましく、２種〜８種が特に好ましい。
【００４１】
本発明のネマチック液晶組成物は一般式（Ｉ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有し、さらに一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、一般式（Ｉ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有し、さらに一般式（ＩＩ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することも好ましい。
【００４２】
一般式（Ｉ）の化合物を１種又は２種以上含有し、さらに一般式（ＩＩ）の化合物を１種又は２種以上含有し、さらに一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種又は２種以上含有することが好ましく、少なくとも１種以上の一般式（ＩＩ）の化合物を含有し、さらに一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を少なくとも２種以上含有することが好ましい。
【００４３】
又、一般式（ＩＩＩａ）から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群の含有率が１０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。
【００４４】
一般式（Ｉ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有し、その含有率が５〜５０質量％の範囲で、なおかつ一般式（ＩＩａ）の化合物を１種又は２種以上を含有し、その含有率が１０〜６０質量％の範囲で、なおかつ一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有し、その含有率が５〜５０質量％の範囲であることが特に好ましい。
【００４５】
本発明のネマチック液晶組成物は広い液晶相温度範囲（液晶相下限温度と液晶相上限温度の差の絶対値）を有するが、液晶相温度範囲が８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましく、１００℃以上が特に好ましい。また、液晶相上限温度は７０℃以上が好ましく、８０℃以上がより好ましい。さらに、液晶相下限温度は−２０℃以下が好ましく、−３０℃以下がより好ましい。
【００４６】
上記ネマチック液晶組成物はＡＭ−ＬＣＤやＳＴＮ−ＬＣＤに有用であるがＡＭ−ＬＣＤに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。本発明のネマチック液晶組成物は、上記の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などを含有していてもよい。
【００４７】
【実施例】
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。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。
【００４８】
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
ＴＮ−Ｉ  ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）を液晶相上限温度とする
Ｔ→Ｎ  ：固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度（℃）を液晶相下限温度とする
ΔＴ    ：ネマチック液晶相温度範囲、｜ＴＮ−Ｉ  −  Ｔ→Ｎ  ｜
Ｖｔｈ    ：セル厚６μｍのＴＮ−ＬＣＤを構成した時のしきい値電圧（Ｖ）
Δε    ：誘電異方性
Δｎ    ：複屈折率
τｒ＝τｄ  ：応答速度  （ｍｓ）
化合物記載に下記の略号を使用する。
末端のｎ（数字）      ＣｎＨ２ｎ＋１−
Ｃ    トランス−１，４−シクロヘキシレン基
Ｐ    １，４フェニレン基
Ｅ    −ＣＯＯ−
ｅ    −ＯＣＯ−
Ａ    −ＣＨ２ＣＨ２−
ｔ    −Ｃ≡Ｃ−
４    −ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−
ＣＮ    −Ｃ≡Ｎ
Ｏｎ    −ＯＣｎＨ２ｎ＋１
Ｆ      −Ｆ
ｆ      末端基のオルト位に結合したＦ原子
ｎｄｍ−  ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｃ＝Ｃ−（ＣＨ２）ｍ−１−
−Ｏ（ｄｍ）ｎ  −Ｏ（ＣＨ２）ｍ−２−Ｃ＝Ｃ−ＣｎＨ２ｎ＋１
【００４９】
【化２６】
2004250415.tif 000023
【００５０】
（実施例１）  ５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インダン（Ｉ−１）の合成
【化２７】
2004250415.tif 000024
【００５１】
（１−１）  ２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸エチルの合成
ジイソプロピルアミン（４．８  ｇ）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（５０  ｍｌ）溶液に、−７８℃で１．５  Ｍブチルリチウム−ヘキサン溶液（３１  ｍｌ）を加え、−７８℃で３０分、０℃で１５分間撹拌した。−７８℃に冷却し、６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸エチル（１０  ｇ）のＴＨＦ（３０  ｍｌ）溶液を加えた。１時間撹拌した後、３，４−ジフルオロベンジルブロミド（１０  ｇ）のＴＨＦ（３０  ｍｌ）溶液を加え、３時間かけて、室温まで昇温した。反応液を１０％塩酸にあけ、酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗い、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝９：１）で精製し、２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸エチル（１５．２  ｇ）を得た。
【００５２】
（１−２）    ２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸の合成
２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸エチル（１５  ｇ）に、エタノール（１００  ｍｌ）、水（４０  ｍｌ）、水酸化ナトリウム（９  ｇ）を加え、４時間加熱還流した。エタノール（約６０  ｍｌ）を減圧留去し、濃塩酸を加え、トルエンで抽出、濃縮し、２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸粗生成物（１２．５  ｇ）を得た。
【００５３】
（１−３）    ５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インダノンの合成
２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸粗生成物（１２  ｇ）にジクロロメタン（２５  ｍｌ）と塩化チオニル（２０  ｍｌ）を加え、４時間加熱還流した。ジクロロメタンを常圧で留去し、塩化チオニルを減圧留去し、残渣にジクロロメタン（５０  ｍｌ）を加え、２−（３，４−ジフルオロフェニルメチル）−６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸塩化物のジクロロメタン溶液を調製した。これを、塩化アルミニウム（８  ｇ）のジクロロメタン（２０  ｍｌ）懸濁液に室温で３０分かけて滴下した。さらに２時間撹拌した後、反応液を氷冷下で１０％塩酸にあけた。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２０：１）で精製し、５，６−ジフルオロ−２−（４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル）インダノン粗生成物（８．２  ｇ、純度７０％）を得た。これをエタノールから再結晶し、５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インダノン（４．５  ｇ、純度９９％）を得た。この化合物は質量分析で、分子量３４８であった。
【００５４】
（１−４）    ５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インデンの合成
５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インダノン（４．５  ｇ）のエタノール（５０  ｍｌ）溶液に、水素化ホウ素ナトリウム（２  ｇ）を加え、室温で１時間撹拌した。反応液を１０％塩酸にあけ、酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗い、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。残渣にトルエン（１００  ｍｌ）とｐ−トルエンスルホン酸（１  ｇ）を加え、１５分間加熱還流した。反応液を室温に戻し、１０％塩酸と飽和食塩水で洗い、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製し、５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インデン（４  ｇ）を得た。この化合物は、質量分析で、分子量３３２であった。
【００５５】
（１−５）    ５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インダンの合成
５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インデン（４  ｇ）に、エタノール（７０  ｍｌ）、酢酸エチル（３０  ｍｌ）と５％パラジウム−炭素（４５０  ｍｇ）を加え、水素雰囲気下で１時間撹拌した。反応液をセライトで濾過し、濾液を濃縮し、残渣をシリカゲルショートカラム（ヘキサン）で精製し、５，６−ジフルオロ−２−（４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル）インダン（４  ｇ）を得た。さらにエタノールから再結晶して、５，６−ジフルオロ−２−［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ブチル］インダン（４  ｇ、純度９９．８％）を得た。この化合物は、質量分析で、分子量３３４であった。
ＭＳ  ｍ／ｚ  ３３４  （Ｍ＋）
１Ｈ  ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３）  δ    ０．９５  （ｔ，  Ｊ  ＝  ７  Ｈｚ，  ３Ｈ）、１．２〜１．５  （ｍ，  ２２Ｈ）、２．０  （ｍ，  １Ｈ）、２．９  （ｄ，  ４Ｈ）、６．８  （ｍ，  ２Ｈ）
【００５６】
（実施例２）    ５，６−ジフルオロ−２−｛４−［トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ブチル｝インダンの合成
実施例１において、６−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ヘキサン酸エチルに代えて６−（トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル）ヘキサン酸エチルを出発原料として、同様な手順により５，６−ジフルオロ−２−｛４−［トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ブチル｝インを得た。
【００５７】
（実施例３及び４）  液晶組成物の調整
以下に示すネマチック液晶組成物（Ｎｏ．１）及び（Ｎｏ．２）を調整しその物性値を測定し、その結果を表１に示す。
【表１】
2004250415.tif 000025
【００５８】
表１に示すように、実施例３及び４のネマチック液晶組成物は、液晶相の下限温度（Ｔ→Ｎ）が高く、液晶相上限温度（ＴＮ−Ｉ）が低く、広い液晶温度範囲を有することが解る。
このネマチック液晶組成物を用いて、表示品位の優れたＴＦＴ液晶表示素子を作成することができた。
【００５９】
（比較例１及び２）
比較例１及び２のネマチック液晶組成物を調整しその物性値を表２に示す。
【表２】
2004250415.tif 000026
【００６０】
比較例１のネマチック液晶組成物は、比較的本願発明に近い構成を有するが、液晶相上限温度が劣っていることがわかる。液晶相上限温度を実施例の液晶組成物に近づけた比較例２の液晶組成物は液晶相上限温度では実施例１と同等であるが、今度は液晶相下限温度が大幅に上昇してしまっていることがわかる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のネマチック液晶組成物により、５，６−ジフルオロインダン系化合物を用いた、液晶相の下限温度が高く、液晶相上限温度が低く、液晶相温度範囲の広いネマチック液晶組成物を提供することが可能となった。