(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶組成物１００質量部中、下記一般式（１）で表される化合物１〜９５質量部及び下記一般式（２）で表される化合物１〜３０質量部を必須成分として含有する液晶組成物。
【化１】
0004067294.tif 000071
【化２】
0004067294.tif 000072
【請求項２】
更に下記一般式（３）で表される化合物１〜４０質量部を含有する請求項１記載の液晶組成物。
【化３】
0004067294.tif 000073
【請求項３】
下記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物。
【化４】
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子に用いられる液晶組成物に関し、詳しくは特定のアルキルフルオロベンゼン化合物及びアリルオキシ基を有する（フルオロ）ベンゼン化合物を含有してなり、Δεが大きくかつ駆動電圧を低下させたアクティブマトリックス駆動方式の用途に適した液晶組成物又はＳＴＮ型に有用な急峻性に優れた液晶組成物に関するものである。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子は、時計、電卓、各種測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンタ−、コンピュ−タ−、携帯電話、テレビ等に広く用いられている。これらの液晶表示素子は、液晶化合物が有する光学異方性（Δｎ）や誘電率異方性（Δε）を利用するものであり、その表示方法として、動的散乱型（ＤＳ型）、ゲスト・ホスト型（ＧＨ型）、ねじれネマチック型（ＴＮ型）、超ねじれネマチック型（ＳＴＮ型）、薄膜トランジスター型（ＴＦＴ型）及び強誘電性液晶（ＦＬＣ）等が知られている。またその駆動方式として、スタティック駆動方式、時分割駆動方式、アクティブマトリックス駆動方式及び２周波駆動方式等が知られている。中でも表示性能が高いという利点から、アクティブマトリックス駆動方式が特に注目されている。
【０００３】
上記アクティブマトリックス駆動方式の中でも特にＯＣＢ用液晶材料、フィールドシーケンシャル駆動ＴＮ液晶材料及びＩＰＳ用液晶材料は、消費電力の低減化や大画面化を実現するために駆動電圧を下げることが必要である。小型かつ軽量な持ち運び可能なノートブック型パソコンをはじめ、携帯電話等に用いられるには駆動電源面でより小さな電圧で動作出来る必要性がある。ＴＮモードにおける駆動電圧、特にしきい値電圧（Ｖth）は、次式で示されるようにΔεの関数である。
【０００４】
【数１】
0004067294.tif 000002
【０００５】
上記式からも明らかな通り、消費電力の低減化には正に大きなΔεを示す化合物が必要である。
【０００６】
この様な要請に応えるべく、現在までに種々アクティブマトリックス駆動方式用液晶組成物が検討され、ここに用いられる液晶化合物が数多く開発されている。特公平１−３８７７２号公報及び特公昭６３−４４１３２号公報では、(ジ)フルオロベンゼン誘導体が開示されている。該液晶化合物は単独では粘度は低いものの、ＮＩ点が低く、Δεが小さく、駆動電圧が高い問題があった。また、特開平１０−２９８１２０号公報では、アルキニルビシクロヘキシルフルオロフルオロベンゼン誘導体が開示されている。ＮＩ点が低く粘度が高い問題があった。更に、特開平３−２７３４０号公報では、アリルオキシ基を有するフルオロベンゼン化合物が記載されているが、具体的には４−フルオロフェニル、２，３−ジフルオロフェニル又は３，４−ジフルオロフェニル基をもつフルオロベンゼン化合物であり、３，４，５−トリフルオロフェニル基をもつフルオロベンゼン化合物に関しては具体的例示はなかった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、アクティブマトリックス駆動方式用液晶組成物として高ＮＩ点を維持しつつ、Δεが大きく駆動電圧の低い液晶組成物、又はＳＴＮ型に有用な急峻性に優れた液晶組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、特定のアルキルフルオロベンゼン化合物及び特定のアリルオキシ基含有（フルオロ）ベンゼン化合物を必須成分として含有する液晶組成物が、上記目的を達成し得ることを知見し、本発明に到達した。
【０００９】
即ち、本発明は、液晶組成物１００質量部中、下記一般式（１）で表される化合物１〜９５質量部及び下記一般式（２）で表される化合物１〜３０質量部を必須成分として含有する液晶組成物を提供するものである。
【００１０】
【化５】
0004067294.tif 000003
【００１１】
【化６】
0004067294.tif 000004
【００１２】
更に、本発明は、下記一般式（３）で表される化合物１〜４０質量部を必須成分として含有する上記液晶組成物を提供するものである。
【００１３】
【化７】
0004067294.tif 000005
【００１４】
また、本発明は、下記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物を提供するものである。
【００１５】
【化８】
0004067294.tif 000006
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶組成物について詳述する。
【００１７】
本発明の液晶組成物は、上記一般式（１）及び（２）で表される化合物を必須成分として含有する。上記一般式（１）及び（２）において、式中のＲ1及びＲ2で示す炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基としては、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、デシル等の直鎖のアルキル基が挙げられ、特に炭素数が１〜７の直鎖のアルキル基が好ましい。
【００１８】
本発明に係る上記一般式（１）及び（２）で表される化合物の具体例としては、下記に示す化合物Ｎｏ．１〜２９が挙げられるが、これらの化合物に限定されるものではない。
【００１９】
【化９】
0004067294.tif 000007
【００２０】
【化１０】
0004067294.tif 000008
【００２１】
【化１１】
0004067294.tif 000009
【００２２】
【化１２】
0004067294.tif 000010
【００２３】
【化１３】
0004067294.tif 000011
【００２４】
【化１４】
0004067294.tif 000012
【００２５】
【化１５】
0004067294.tif 000013
【００２６】
【化１６】
0004067294.tif 000014
【００２７】
【化１７】
0004067294.tif 000015
【００２８】
【化１８】
0004067294.tif 000016
【００２９】
【化１９】
0004067294.tif 000017
【００３０】
【化２０】
0004067294.tif 000018
【００３１】
【化２１】
0004067294.tif 000019
【００３２】
【化２２】
0004067294.tif 000020
【００３３】
【化２３】
0004067294.tif 000021
【００３４】
【化２４】
0004067294.tif 000022
【００３５】
【化２５】
0004067294.tif 000023
【００３６】
【化２６】
0004067294.tif 000024
【００３７】
【化２７】
0004067294.tif 000025
【００３８】
【化２８】
0004067294.tif 000026
【００３９】
【化２９】
0004067294.tif 000027
【００４０】
【化３０】
0004067294.tif 000028
【００４１】
【化３１】
0004067294.tif 000029
【００４２】
【化３２】
0004067294.tif 000030
【００４３】
【化３３】
0004067294.tif 000031
【００４４】
【化３４】
0004067294.tif 000032
【００４５】
【化３５】
0004067294.tif 000033
【００４６】
【化３６】
0004067294.tif 000034
【００４７】
【化３７】
0004067294.tif 000035
【００４８】
上記一般式（２）で表される化合物のうち、４−フルオロフェニル基、２，３−ジフルオロフェニル基又は３，４−ジフルオロフェニル基をもつ化合物は、上記特開平３−２７３４０号公報において公知となっているが、３，４，５−トリフルオロフェニル基をもつ化合物、例えば上記に示した化合物Ｎｏ．２３、２４、２６、２７及び２８等の上記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物については何ら記載はない。ただし、上記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物の製造方法及び化合物の同定結果については、後述する実施例において詳細に記載する。尚、上記一般式（４）におけるＲ2は、上記一般式（２）におけるものと同様である。
【００４９】
また、本発明の液晶化合物は、更に上記一般式（３）として表される化合物を含有することができる。上記一般式（３）において、式中のＲ3で示す炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基としては、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、デシル等の直鎖のアルキル基が挙げられ、特に炭素数が１〜７の直鎖のアルキル基が好ましい。
【００５０】
上記一般式（３）で表される化合物の具体例としては、下記に示す化合物Ｎｏ．３０〜３９が挙げられるが、これらの化合物に限定されるものではない。
【００５１】
【化３８】
0004067294.tif 000036
【００５２】
【化３９】
0004067294.tif 000037
【００５３】
【化４０】
0004067294.tif 000038
【００５４】
【化４１】
0004067294.tif 000039
【００５５】
【化４２】
0004067294.tif 000040
【００５６】
【化４３】
0004067294.tif 000041
【００５７】
【化４４】
0004067294.tif 000042
【００５８】
【化４５】
0004067294.tif 000043
【００５９】
【化４６】
0004067294.tif 000044
【００６０】
【化４７】
0004067294.tif 000045
【００６１】
本発明の液晶組成物は、上記一般式（１）で表される化合物及び上記一般式（２）で表される化合物を必須成分とするものである。本発明の液晶組成物は、上記必須成分に、その他の成分として従来既知の液晶化合物若しくは液晶類似化合物、又はそれらの混合物（母液晶）を配合することによっても得られるものであり、該母液晶としては、例えば、下記一般式（５）で表される化合物又はこれらの混合物が挙げられる。
【００６２】
【化４８】
0004067294.tif 000046
【００６３】
従って、上記一般式（５）で表される化合物の具体例としては、下記の化合物等が挙げられる。尚、各化合物におけるＹ1、Ｙ2及びＹ3は、上記一般式（５）におけるものと同じ意味である。
【００６４】
【化４９】
0004067294.tif 000047
【００６５】
本発明の液晶組成物において、必須成分として含まれる上記一般式（１）及び（２）で表される化合物は、全液晶組成物１００質量部中、上記一般式（１）で示される化合物が１〜９５質量部、好ましくは１０〜９０質量部、上記一般式（２）で示される化合物が１〜３０質量部、好ましくは３〜２０質量部をそれぞれ含有させる。更に上記一般式（３）で示される化合物は１〜４０質量部、特に５〜２５質量部含有させることが好ましい。
【００６６】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではない。
【００６７】
＜実施例１−１＞
上記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物の製造方法を以下に記載する。
【００６８】
〔化合物Ｎｏ．２８の合成方法〕
シクロヘキシルアルデヒド３０．０ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｇ、ジエチルホスフィノ酢酸エチル４８ｇの混合液にＫＯＨ１２．９ｇを少しづつ加えた。懸濁液となった後、更に室温で3時間反応させた。水１００ｍｌ、ヘキサン１００ｍｌを加え油水分離し、更に水洗して中性とした。乾燥剤にて乾燥後、脱溶剤し、ヘキサン／酢酸エチル＝７／１を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー処理をし、アクリリックエステルを得た。収量４０ｇ、収率７１％。
【００６９】
【化５０】
0004067294.tif 000048
【００７０】
窒素雰囲気下、上記アクリリックエステル４１．２ｇとトルエン１２０ｇの混合液を−２０℃に冷却し、ジイソブチルアルミニウムハイドライト（ＤＩＢＡＬ−Ｈ）３３０ｍｌ（１．０Ｍトルエン溶液）を注射器にて滴下した。１時間、−２０℃で反応した後、氷冷下、水を少しづつ滴下し、更に希硫酸、水(計；水７００ｍｌ、硫酸５０ｇ)を加えた。更に水洗し中性にした。乾燥剤にて乾燥後脱溶剤し、ヘキサン／酢酸エチル＝５／１を展開溶媒としたシリカゲルクロマトグラフィー精製をし、アリルアルコールを得た。収量３５ｇ、収率８６％。
【００７１】
【化５１】
0004067294.tif 000049
【００７２】
窒素雰囲気下、上記アリルアルコール３０ｇ（０．１３４ｍｏｌ）、３’，４’，５’−トリフルオロビフェノール３０ｇ（０．１３４ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン４２ｇ（０．１６０７ｍｏｌ）、エーテル１６０ｇの混合液に、室温にてアゾジカルボン酸イソプロピル３２．５ｇ（０．１６０７ｍｏｌ）を滴下した（３５℃まで発熱）。析出したウレアを濾過し、ろ液を濃縮後、ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィー処理をし、次いで酢酸エチル／メタノールを溶媒とした再結晶を行なった。収量２９．８ｇ、収率５２％。
【００７３】
得られた化合物は、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、1Ｈ−ＮＭＲ測定により目的物であると同定した。分析結果は各々以下の通りである。
【００７４】
ＩＲは次のように吸収を示した。
（ＩＲ）
２９２０ｃｍ-1、２８５０ｃｍ-1、１６１０ｃｍ-1、１５１０ｃｍ-1、１４４３ｃｍ-1、１２４０ｃｍ-1、１０４２ｃｍ-1、８２３ｃｍ-1、７５０ｃｍ-1
【００７５】
1Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）測定の結果は以下の通りであった。
０．８３−０．８９（ｔ、３Ｈ）
０．９０−１．１８（ｍ、７Ｈ）
１．１８−１．３４（ｍ、６Ｈ）
１．７０−１．８０（ｂｒ、２Ｈ）
１．８８−２．００（ｂｒ、１Ｈ）
【００７６】
また、相転移温度は、融点（ＣＮ点）が４０．０℃、透明点（ＮＩ点）が６７．０℃であった。また、外挿値算出法により、Δｎが０．１１６、Δεが８．３であった。
【００７７】
＜実施例１−２＞
〔化合物Ｎｏ．２７の合成方法〕
【化５２】
0004067294.tif 000050
【００７８】
【化５３】
0004067294.tif 000051
【００７９】
シクロヘキシルアリルアルコール１０ｇ、塩化メチレン４０ｇ、トリエチルアミン６．７ｇの混合液にメシルクロリド７．４ｇを０℃以下で滴下した。室温に戻し水洗を行い、溶媒留去することでメシル体を得た。収量１４．０ｇ。
【００８０】
【化５４】
0004067294.tif 000052
【００８１】
ＮａＨ（５０％オイル）１．４g、ＴＨＦ１００ｍｌの懸濁液にトリフルオロフェニルシクロヘキサノール５．８ｇのＴＨＦ２０ｍｌ溶液を滴下した。１時間４０℃にて反応させた後、上記メシル体６．５ｇのＴＨＦ２０ｍｌ溶液を滴下し、還流下5時間反応させた。水洗し、トルエンで抽出を行い、溶媒留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで処理を行った後、再結晶して目的物を得た。収量５．１ｇ。
【００８２】
＜実施例１−３＞
〔化合物Ｎｏ．２３の合成方法〕
【化５５】
0004067294.tif 000053
【００８３】
シクロヘキシルアルデヒド１０．０ｇ、ＴＨＦ６０ｇ、ジエチルホスフィノ酢酸エチル１１．４ｇの混合液にＫＯＨ３．４gを加えていった。懸濁液となった後、更に室温で3時間反応させた。水４０ｍｌ、ヘキサン５０ｍｌを加え油水分離し、更に水洗して中性とした。溶媒留去し、エタノールを溶媒とした再結晶により、アクリリックエステルを得た。収量６．５ｇ、収率５８％。
【００８４】
【化５６】
0004067294.tif 000054
【００８５】
窒素雰囲気下、上記アクリリックエステル６．５ｇとトルエン２０ｇの混合液を−２０℃に冷却し、ジイソブチルアルミニウムハイドライト（ＤＩＢＡＬ−Ｈ）３６ｍｌ（１．０Ｍトルエン溶液）を注射器にて滴下した。１時間、−２０℃で反応した後、氷冷下、５％希硫酸１００ｍｌを加えた。更に水洗し中性にした。乾燥剤にて乾燥後脱溶剤し、ヘキサン／トルエン＝１／１を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製をし、アリルアルコールを得た。収量５．３ｇ、収率６８％。
【００８６】
【化５７】
0004067294.tif 000055
【００８７】
窒素雰囲気下、上記アリルアルコール５．３ｇ、３，４，５−トリフルオロフェノール２．８ｇ、トリフェニルホスフィン５．４４ｇ、エーテル３０ｇの混合液に、室温にてアゾジカルボン酸イソプロピル４．２ｇを滴下した。析出したウレアを濾過し、ろ液を濃縮後、ヘキサンを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー処理を行ない、酢酸エチル／エタノールを展開溶媒として再結晶を行なった。収量４．７ｇ、収率７３％。
【００８８】
得られた化合物は、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、1Ｈ−ＮＭＲ測定により目的物であると同定した。分析結果は各々以下の通りである。
【００８９】
ＩＲは次のように吸収を示した。
（ＩＲ）
２９２４ｃｍ-1、２８５０ｃｍ-1、１６１２ｃｍ-1、１５１６ｃｍ-1、１４４２ｃｍ-1、１３８５ｃｍ-1、１２６５ｃｍ-1、１２００ｃｍ-1、１１５７ｃｍ-1、１０１４ｃｍ-1、８４９ｃｍ-1、７７５ｃｍ-1、７５０ｃｍ-1
【００９０】
1Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）測定の結果は以下の通りであった。
０．８１−０．８７（ｔ、３Ｈ）
０．８９−１．０５（ｍ、１０Ｈ）
１．０５−１．１５（ｍ、２Ｈ）
１．２０−１．３４（ｍ、２Ｈ）
１．６１−１．８０（ｍ、９Ｈ）
１．８５−１．９８（ｂｒ、１Ｈ）
【００９１】
次に、下記液晶化合物を〔配合１〕〜〔配合５〕の通り配合して、液晶組成物とした。
【００９２】
＜実施例２−１＞
〔配合１〕
【化５８】
0004067294.tif 000056
【００９３】
＜実施例２−２＞
〔配合２〕
【化５９】
0004067294.tif 000057
【００９４】
＜実施例２−３＞
〔配合３〕
【化６０】
0004067294.tif 000058
【００９５】
＜実施例２−４＞
〔配合４〕
【化６１】
0004067294.tif 000059
【００９６】
＜比較例２−１＞
〔配合５〕
【化６２】
0004067294.tif 000060
【００９７】
上記実施例２−１〜２−４（配合１〜４）及び比較例２−１（配合５）の液晶組成物の物性を測定した。その結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
0004067294.tif 000061
【００９９】
表１の結果より、比較例２−１の液晶組成物は、高ＮＩ点を示すものの、Δεが小さいことが確認できた。これに対して、実施例２−１〜２−４の液晶組成物は、高ＮＩ点を維持しつつ、Δεが大きいことが確認できた。更に、実施例２−１〜２−４の液晶組成物のＶ10の値は比較例２−１の液晶組成物のＶ10の値よりも小さいことから、本発明の液晶組成物は消費電力の低減化も可能であることが確認できた。また、必須成分である上記一般式（２）で表される化合物が、上記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物である実施例２−１〜２−３の液晶組成物のΔεは、上記一般式（２）で表される化合物がアリルオキシ基を有するジフルオロベンゼン化合物である実施例２−４の液晶組成物のΔεよりも大きく、上記一般式（４）で表されるアリルオキシ基を有するトリフルオロベンゼン化合物は消費電力の低減化に優れていることも確認できた。
【０１００】
＜実施例３−１＞
〔配合６〕
【化６３】
0004067294.tif 000062
【０１０１】
＜実施例３−２＞
〔配合７〕
【化６４】
0004067294.tif 000063
【０１０２】
＜比較例３−１＞
〔配合８〕
【化６５】
0004067294.tif 000064
【０１０３】
上記実施例３−１及び３−２（配合６及び７）並びに比較例３−１（配合８）の液晶組成物の物性を測定した。その結果を表２に示す。
【０１０４】
【表２】
0004067294.tif 000065
【０１０５】
＜実施例４−１＞
〔配合９〕
【化６６】
0004067294.tif 000066
【０１０６】
＜比較例４−１＞
〔配合１０〕
【化６７】
0004067294.tif 000067
【０１０７】
上記実施例４−１（配合９）及び比較例４−１（配合１０）の液晶組成物の物性を測定した。その結果を表３に示す。
【０１０８】
【表３】
0004067294.tif 000068
【０１０９】
上記表２及び表３の結果から、実施例３−１、３−２及び４−１の液晶組成物は、比較例３−１及び４−１の液晶組成物に比べて急峻性に優れていることが確認できた。
【０１１０】
＜実施例５−１＞
〔配合１１〕
【化６８】
0004067294.tif 000069
【０１１１】
上記実施例５−１（配合１１）の液晶組成物の物性を測定した。その結果を表４に示す。
【０１１２】
【表４】
0004067294.tif 000070
【０１１３】
表４の結果より、上記一般式（３）で表される化合物を更に必須成分として配合することにより、更にΔεを大きくすることができ、Ｖ10も低く駆動電圧を下げることができることが確認できた。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明の液晶組成物は、高ＮＩ点を維持しつつ、Δεが大きく、駆動電圧が低いため、アクティブマトリックス駆動方式の用途又は急峻性に優れたＳＴＮ型用として優れた液晶組成物である。