特許 6493677 極性化合物、液晶組成物および液晶表示素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6493677

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】極性化合物、液晶組成物および液晶表示素子

(51)【国際特許分類】

   C07C 33/34 20060101AFI20190325BHJP

   C07C 43/23 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/38 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/54 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/42 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/34 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/32 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/30 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/12 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/14 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/18 20060101ALI20190325BHJP

   C09K 19/20 20060101ALI20190325BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   C07C33/34 ACSP

   C07C43/23 C

   C09K19/38

   C09K19/54 B

   C09K19/42

   C09K19/54 C

   C09K19/54 Z

   C09K19/34

   C09K19/32

   C09K19/30

   C09K19/12

   C09K19/14

   C09K19/18

   C09K19/20

   G02F1/13 500

【請求項の数】15

【全頁数】79

(21)【出願番号】特願2015-142789(P2015-142789)

(22)【出願日】2015年7月17日

(65)【公開番号】特開2017-25007(P2017-25007A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2018年3月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】311002067

【氏名又は名称】ＪＮＣ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】596032100

【氏名又は名称】ＪＮＣ石油化学株式会社

(72)【発明者】

【氏名】矢野 匡一

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕之

(72)【発明者】

【氏名】近藤 史尚

(72)【発明者】

【氏名】荻田 和寛

(72)【発明者】

【氏名】矢野 智広

【審査官】 高橋 直子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１２０９０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｃ ３３／３４

Ｃ０７Ｃ ４３／２３

Ｃ０９Ｋ １９／１２

Ｃ０９Ｋ １９／１４

Ｃ０９Ｋ １９／１８

Ｃ０９Ｋ １９／２０

Ｃ０９Ｋ １９／３０

Ｃ０９Ｋ １９／３２

Ｃ０９Ｋ １９／３４

Ｃ０９Ｋ １９／３８

Ｃ０９Ｋ １９／４２

Ｃ０９Ｋ １９／５４

Ｇ０２Ｆ １／１３

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

式（１−１）または式（１−２）で表される化合物。

式（１−１）および式（１−２）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニル、炭素数１〜９のアルコキシ、または炭素数２〜９のアルケニルオキシであり；
環Ａ^１および環Ａ^２は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−ＯＣＨ_２−であり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数２から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【請求項2】

式（１−３）または式（１−４）で表される、請求項１に記載の化合物。

式（１−３）および式（１−４）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；
環Ａ^１および環Ａ^２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは少なくとも１つの水素が炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数２から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【請求項3】

式（１−５）から式（１−８）のいずれか１つで表される、請求項１または２に記載の化合物。

式（１−５）から式（１−８）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；
Ｌ^１、Ｌ^２、およびＬ^３は独立して、水素、炭素数１から４のアルキル、または炭素数２から４のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、およびＬ^３のうち少なくとも１つは、炭素数１から４のアルキルまたは炭素数２から４のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数２から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【請求項4】

式（１−９）から式（１−１５）のいずれか１つで表される、請求項１から３のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−９）から式（１−１５）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；
Ｌ^４は、炭素数１から４のアルキルまたは炭素数２から４のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【請求項5】

式（１−１６）から式（１−３３）のいずれか１つで表される、請求項１から４のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−１６）から式（１−３３）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルであり；
Ｌ^５は、メチル、エチル、またはプロピルである。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の化合物の少なくとも１つを、第一添加物として含有する液晶組成物。

【請求項7】

式（２）から式（４）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項６に記載の液晶組成物。

式（２）から式（４）において、
Ｒ^１１およびＲ^１２は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｂ^１、環Ｂ^２、環Ｂ^３、および環Ｂ^４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−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、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１１、Ｚ^１２、およびＺ^１３は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。

【請求項8】

式（５）から式（７）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項６または７に記載の液晶組成物。

式（５）から式（７）において、
Ｒ^１３は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ₃、−ＯＣＨＦ₂、−ＣＦ₃、−ＣＨＦ₂、−ＣＨ₂Ｆ、−ＯＣＦ₂ＣＨＦ₂、または−ＯＣＦ₂ＣＨＦＣＦ₃であり；
環Ｃ^１、環Ｃ^２、および環Ｃ^３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つ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、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、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；
Ｚ^１４、Ｚ^１５、およびＺ^１６は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−（ＣＨ_２）_４−であり；
Ｌ^１１およびＬ^１２は独立して、水素またはフッ素である。

【請求項9】

式（８）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項６または７に記載の液晶組成物。

式（８）において、
Ｒ^１４は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
環Ｄ^１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つ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、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、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；
Ｚ^１７は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２Ｏ−であり；
Ｌ^１３およびＬ^１４は独立して、水素またはフッ素であり；
ｉは、１、２、３、または４である。

【請求項10】

式（９）から式（１５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項６または７に記載の液晶組成物。

式（９）から式（１５）において、
Ｒ^１５およびＲ^１６は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｒ^１７は、水素、フッ素、炭素数１から１０のアルキル、または炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｅ^１、環Ｅ^２、環Ｅ^３、および環Ｅ^４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、少なくとも１つ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，テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
環Ｅ^５および環Ｅ^６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、１，４−フェニレン，テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
Ｚ^１８、Ｚ^１９、Ｚ^２０、およびＺ^２１は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−であり；
Ｌ^１５およびＬ^１６は独立して、フッ素または塩素であり；
Ｓ^１１は、水素またはメチルであり；
Ｘは、−ＣＨＦ−または−ＣＦ_２−であり；
ｊ、ｋ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは独立して、０または１であり、ｋ、ｍ、ｎ、およびｐの和は、１または２であり、ｑ、ｒ、およびｓの和は、０、１、２、または３であり、ｔは、１、２、または３である。

【請求項11】

第二添加物成分として、式（１６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項６から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（１６）において、
環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｚ²²およびＺ²³は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基であり；
Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
ｄは、０、１、または２であり；
ｅ、ｆ、およびｇは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｅ、ｆ、およびｇの和は１以上である。

【請求項12】

式（１６）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である、請求項１４１１に記載の液晶組成物。

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。

【請求項13】

第二添加物成分として、式（１６−１）から式（１６−７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項６から１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（１６−１）から式（１６−７）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；

Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３、Ｌ^２４、Ｌ^２５、Ｌ^２６、Ｌ^２７、およびＬ^２８は独立して、水素、フッ素、またはメチルであり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。

【請求項14】

式（１６）以外の重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、および消泡剤の少なくとも１つをさらに含有する、請求項６から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項15】

請求項６から１４のいずれか１項に記載の液晶組成物を少なくとも１つ含有する液晶表示素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、末端に−ＯＨ基を有する極性化合物、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、側方位がアルキルまたはアルケニルで置換されたビフェニル部位を有する極性化合物、この化合物を含み、誘電率異方性が正または負の液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示素子において、液晶分子の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）、ＦＦＳ（fringe field switching）、ＦＰＡ（field-induced photo-reactive alignment）などのモードである。素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭは、スタティック（static）、マルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭは、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。ＴＦＴの分類は非晶質シリコン（amorphous silicon）および多結晶シリコン（polycrystal silicon）である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。

【0003】

液晶表示素子はネマチック相を有する液晶組成物を含有する。この組成物は適切な特性を有する。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有するＡＭ素子を得ることができる。２つの特性における関連を下記の表１にまとめる。組成物の特性を市販されているＡＭ素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約７０℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約−１０℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。１ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はより好ましい。

【0004】

【0005】

組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性（Δｎ）と素子のセルギャップ（ｄ）との積（Δｎ×ｄ）は、コントラスト比を最大にするように設計される。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。この値は、ＴＮのようなモードの素子では約０．４５μｍである。この値は、ＶＡモードの素子では約０．３０μｍから約０．４０μｍの範囲であり、ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードの素子では約０．２０μｍから約０．３０μｍの範囲である。これらの場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、正または負に大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比とに寄与する。したがって、初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。

【0006】

高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。重合体のこのような効果は、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡのようなモードを有する素子に期待できる。

【0007】

汎用の液晶表示素子において、液晶分子の垂直配向は、ポリイミド配向膜によって達成される。一方、配向膜を有しない液晶表示素子では、極性化合物および重合体を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の極性化合物および少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。ここで、極性化合物の作用によって液晶分子が配向される。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。ここで、重合性化合物が重合し、液晶分子の配向を安定化させる。この組成物では、極性化合物および重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。さらに、配向膜を有しない素子では、配向膜を形成する工程が不要である。配向膜がないので、配向膜と組成物との相互作用によって、素子の電気抵抗が低下することはない。極性化合物と重合体の組合せによるこのような効果は、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡのようなモードを有する素子に期待できる。

【0008】

これまでに、配向膜を有しない液晶表示素子において、液晶分子を垂直配向させることの出来る化合物として、末端に−ＯＨ基を有する化合物が種々合成されてきた。特許文献７には、末端に−ＯＨ基を有するビフェニル化合物（Ｓ−１）が記載されている。しかし、この化合物は液晶分子を垂直配向させる能力が充分に高く無い。

【0009】

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０９０３６２号

【特許文献2】国際公開第２０１４／０９４９５９号

【特許文献3】国際公開第２０１３／００４３７２号

【特許文献4】国際公開第２０１２／１０４００８号

【特許文献5】国際公開第２０１２／０３８０２６号

【特許文献6】特開昭５０−３５０７６号公報

【特許文献7】欧州特許出願公開第２８８３９３４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の第一の課題は、化学的に高い安定性、液晶分子を配向させる高い能力、および液晶組成物への高い相溶性を併せ持った極性化合物を提供することである。第二の課題は、この化合物を含み、そしてネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を提供することである。第三の課題は、この組成物を含み、そして素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、高い電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命のような特性を有する液晶表示素子を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、式（１）で表される化合物、この化合物を含む液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。

式（１）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく；
環Ａ^１は、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよく；
Ｚ^１は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、または−ＣＦ＝ＣＦ−であり；
ａは、１または２であり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、aが１のときは少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−Ｏ−で置き換えられており；
環Ａ^１が１，４−フェニレンであり、Ｚ^１が単結合であり、ａが１であり、Ｌ^２がエチルである時は、Ｓ^１は炭素数３から１０のアルキレンであり、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の第一の長所は、化学的に高い安定性、液晶分子を配向させる高い能力、および液晶組成物への高い相溶性を併せ持った極性化合物を提供することである。第二の長所は、この化合物を含み、そしてネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を提供することである。第三の長所は、この組成物を含み、そして素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、高い電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命のような特性を有する液晶表示素子を提供することである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状（rod like）である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。「極性化合物」は、極性基が基板表面と相互作用することによって液晶分子が配列するのを援助する。

【0015】

液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。液晶性化合物の割合（含有量）は、この液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。

【0016】

式（１）で表される化合物を「化合物（１）」と略すことがある。化合物（１）は、式（１）で表される１つの化合物、２つの化合物の混合物、または３つ以上の化合物の混合物を意味する。このルールは、式（２）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物などにも適用される。六角形で囲んだＢ^１、Ｃ^１、Ｆなどの記号はそれぞれ環Ｂ^１、環Ｃ^１、環Ｆなどに対応する。六角形は、シクロヘキサン環やベンゼン環のような六員環またはナフタレン環のような縮合環を表す。この六角形を横切る斜線は、環上の任意の水素が−Ｓｐ^１−Ｐ^１などの基で置き換えられてもよいことを表す。ｅなどの添え字は、置き換えられた基の数を示す。添え字が０のとき、そのような置き換えはない。

【0017】

末端基Ｒ^１１の記号を複数の成分化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つのＲ^１１が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。例えば、化合物（２）のＲ^１１がエチルであり、化合物（３）のＲ^１１がエチルであるケースがある。化合物（２）のＲ^１１がエチルであり、化合物（３）のＲ^１１がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基、環、結合基などの記号にも適用される。式（８）において、ｉが２のとき、２つの環Ｄ^１が存在する。この化合物において、２つの環Ｄ^１が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、ｉが２より大きいときの任意の２つの環Ｄ^１にも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。

【0018】

「少なくとも１つの‘Ａ’」の表現は、‘Ａ’の数は任意であることを意味する。「少なくとも１つの‘Ａ’は、‘Ｂ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ａ’の数が１つのとき、‘Ａ’の位置は任意であり、‘Ａ’の数が２つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも１つの‘Ａ’が、‘Ｂ’で置き換えられた」の表現にも適用される。「少なくとも１つのＡが、Ｂ、Ｃ、またはＤで置き換えられてもよい」という表現は、少なくとも１つのＡがＢで置き換えられた場合、少なくとも１つのＡがＣで置き換えられた場合、および少なくとも１つのＡがＤで置き換えられた場合、さらに複数のＡがＢ、Ｃ、Ｄの少なくとも２つで置き換えられた場合を含むことを意味する。例えば、少なくとも１つの−ＣＨ_２−（または、−ＣＨ_２ＣＨ_２−）が−Ｏ−（または、−ＣＨ＝ＣＨ−）で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する２つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−のようになることは好ましくない。アルキルなどにおいて、メチル部分（−ＣＨ_２−Ｈ）の−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられて−Ｏ−Ｈになることも好ましくない。

【0019】

ハロゲンはフッ素、塩素、臭素およびヨウ素を意味する。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。アルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、一般的に分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、ネマチック相の上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。２−フルオロ−１，４−フェニレンは、下記の２つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き（Ｌ）であってもよいし、右向き（Ｒ）であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−２，５−ジイルのような、環から水素を２つ除くことによって生成した非対称な二価基にも適用される。

【0020】

本発明は、下記の項などを包含する。

【0021】

項１． 式（１）で表される化合物。

式（１）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく；
環Ａ^１は、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよく；
Ｚ^１は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、または−ＣＦ＝ＣＦ−であり；
ａは、１または２であり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、aが１のときは少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−Ｏ−で置き換えられており；
環Ａ^１が１，４−フェニレンであり、Ｚ^１が単結合であり、ａが１であり、Ｌ^２がエチルである時は、Ｓ^１は炭素数３から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。

【0022】

項２． 式（１）において、Ｚ^１が、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−ＯＣＨ_２−である、項１に記載の化合物。

【0023】

項３． 式（１）において、Ｒ^１が、炭素数１〜１５のアルキル、炭素数２〜１５のアルケニル、炭素数１〜１４のアルコキシ、または炭素数２〜１４のアルケニルオキシである、項１または２に記載の化合物。

【0024】

項４． 式（１−１）または式（１−２）で表される、項１から３のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−１）および式（１−２）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニル、炭素数１〜９のアルコキシ、または炭素数２〜９のアルケニルオキシであり；
環Ａ^１および環Ａ^２は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−ＯＣＨ_２−であり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数２から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【0025】

項５． 式（１−３）または式（１−４）で表される、項１から４のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−３）および式（１−４）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；
環Ａ^１および環Ａ^２は独立して、１，４−シクロへキシレン、または少なくとも１つの水素が炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数２から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【0026】

項６． 式（１−５）から式（１−８）のいずれか１つで表される、項１から５のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−５）から式（１−８）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；
Ｌ^１、Ｌ^２、およびＬ^３は独立して、水素、炭素数１から４のアルキル、または炭素数２から４のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、およびＬ^３のうち少なくとも１つは、炭素数１から４のアルキルまたは炭素数２から４のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数２から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【0027】

項７． 式（１−９）から式（１−１５）のいずれか１つで表される、項１から６のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−９）から式（１−１５）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり；
Ｌ^４は、炭素数１から４のアルキル、または炭素数２から４のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｓ^２は、炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられている。

【0028】

項８． 式（１−１６）から式（１−３３）のいずれか１つで表される、項１から７のいずれか１項に記載の化合物。

式（１−１６）から式（１−２３）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルであり；
Ｌ^５は、メチル、エチル、またはプロピルである。

【0029】

項９． 式（１）で表される化合物の少なくとも１つを、第一添加物として含有する液晶組成物。

式（１）において、
Ｒ^１は、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく；
環Ａ^１は、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよく；
Ｚ^１は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、または−ＣＦ＝ＣＦ−であり；
ａは、１または２であり；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルであり；
Ｓ^１は、炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく；
環Ａ^１が１，４−フェニレンであり、Ｚ^１が単結合であり、ａが１であり、Ｌ^２がエチルである時は、Ｓ^１は、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい、炭素数３から１０のアルキレンである。

【0030】

項１０ 式（２）から式（４）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項９に記載の液晶組成物。

式（２）から式（４）において、
Ｒ^１１およびＲ^１２は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｂ^１、環Ｂ^２、環Ｂ^３、および環Ｂ^４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−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、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１１、Ｚ^１２、およびＺ^１３は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。

【0031】

項１１． 式（５）から式（７）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項９または１０に記載の液晶組成物。

式（５）から式（７）において、
Ｒ^１３は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ₃、−ＯＣＨＦ₂、−ＣＦ₃、−ＣＨＦ₂、−ＣＨ₂Ｆ、−ＯＣＦ₂ＣＨＦ₂、または−ＯＣＦ₂ＣＨＦＣＦ₃であり；
環Ｃ^１、環Ｃ^２、および環Ｃ^３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つ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、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、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；
Ｚ^１４、Ｚ^１５、およびＺ^１６は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−（ＣＨ_２）_４−であり；
Ｌ^１１およびＬ^１２は独立して、水素またはフッ素である。

【0032】

項１２． 式（８）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項９または１０に記載の液晶組成物。

式（８）において、
Ｒ^１４は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
環Ｄ^１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つ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、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、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；
Ｚ^１７は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２Ｏ−であり；
Ｌ^１３およびＬ^１４は独立して、水素またはフッ素であり；
ｉは、１、２、３、または４である。

【0033】

項１３． 式（９）から式（１５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項９または１０に記載の液晶組成物。

式（９）から式（１５）において、
Ｒ^１５およびＲ^１６は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｒ^１７は、水素、フッ素、炭素数１から１０のアルキル、または炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｅ^１、環Ｅ^２、環Ｅ^３、および環Ｅ^４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、少なくとも１つ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，テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
環Ｅ^５および環Ｅ^６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、１，４−フェニレン，テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
Ｚ^１８、Ｚ^１９、Ｚ^２０、およびＺ^２１は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−であり；
Ｌ^１５およびＬ^１６は独立して、フッ素または塩素であり；
Ｓ^１１は、水素またはメチルであり；
Ｘは、−ＣＨＦ−または−ＣＦ_２−であり；
ｊ、ｋ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは独立して、０または１であり、ｋ、ｍ、ｎ、およびｐの和は、１または２であり、ｑ、ｒ、およびｓの和は、０、１、２、または３であり、ｔは、１、２、または３である。

【0034】

項１４． 第二添加物として、式（１６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、項９から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（１６）において、
環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｚ²²およびＺ²³は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基であり；
Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
ｄは、０、１、または２であり；
ｅ、ｆ、およびｇは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｅ、ｆ、およびｇの和は１以上である。

【0035】

項１５． 式（１６）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である、項１４に記載の液晶組成物。

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。

【0036】

項１６． 第二添加物として、式（１６−１）から式（１６−７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、項９から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（１６−１）から式（１６−７）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；

Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３、Ｌ^２４、Ｌ^２５、Ｌ^２６、Ｌ^２７、およびＬ^２８は独立して、水素、フッ素、またはメチルであり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。

【0037】

項１７． 式（１６）以外の重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、および消泡剤の少なくとも１つをさらに含有する、項９から１６のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0038】

項１８． 項９から１７のいずれか１項に記載の液晶組成物を少なくとも１つ含有する液晶表示素子。

【0039】

本発明は、次の項も含む。（ａ）重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤のような添加物の少なくとも２つをさらに含有する上記の液晶組成物。（ｂ）上記の液晶組成物に重合性化合物（１６）とは異なる重合性化合物を添加することによって調製した重合性組成物。（ｃ）上記の液晶組成物に極性化合物（１）と重合性化合物（１６）とを添加することによって調製した重合性組成物。（ｄ）重合性組成物を重合させることによって調製した液晶複合体。（ｅ）この液晶複合体を含有する高分子支持配向型の素子。（ｆ）上記の液晶組成物に極性化合物（１）と重合性化合物（１６）と、重合性化合物（１６）とは異なる重合性化合物とを添加することによって調製した重合性組成物を使用することによって作成した高分子支持配向型の素子。

【0040】

化合物（１）の態様、化合物（１）の合成、液晶組成物、および液晶表示素子について順に説明する。

【0041】

１．化合物（１）の態様
本発明の化合物（１）は、末端の−ＯＨ基と、側方位がアルキルまたはアルケニルで置換されたビフェニル部位を有することを特徴とする。化合物（１）は、−ＯＨ基がガラス（または金属酸化物）の基板表面と非共有結合的に相互作用するので有用である。用途の一つは、液晶表示素子に使われる液晶組成物用の添加物である。化合物（１）は,
液晶分子の配向を支援する目的で添加される。このような添加物は、素子に密閉された条件下では化学的に安定であり、液晶分子を配向させる能力が高く、液晶組成物への高い相溶性を有することが好ましい。化合物（１）は、このような特性をかなりの程度で充足する。

【0042】

化合物（１）の好ましい例について説明をする。化合物（１）におけるＲ^１、環Ａ^１、Ｚ^１、ａ、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、およびＳ^１の好ましい例は、化合物（１）の下位式にも適用される。化合物（１）において、これらの基の種類を適切に組み合わせることによって、特性を任意に調整することが可能である。化合物の特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。

【0043】

式（１）において、Ｒ^１は、炭素数１〜１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。

【0044】

好ましいＲ^１は、炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニル、炭素数１〜９のアルコキシ、または炭素数２〜９のアルケニルオキシである。さらに好ましいＲ^１は、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルである。特に好ましいＲ^１は、炭素数１〜１０のアルキルである。

【0045】

式（１）において、環Ａ^１は、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよい。

【0046】

好ましい環Ａ^１は、１，４−シクロへキシレンまたは少なくとも１つの水素が炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。さらに好ましい環Ａ^１は、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンである。特に好ましいＲ^１は、１，４−シクロへキシレンである。

【0047】

式（１）において、ａは、１または２である。aが２である場合、液晶分子を垂直配向させる能力が高い。

【0048】

式（１）において、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、およびＬ^４のうち少なくとも１つは、炭素数１から５のアルキルまたは炭素数２から５のアルケニルである。

【0049】

好ましいＬ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、またはＬ^４は、水素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数２から５のアルケニルである。さらに好ましいＬ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、またはＬ^４は、炭素数１から４のアルキルまたは炭素数２から４のアルケニルである。特に好ましいＬ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、またはＬ^４は、メチル、エチル、またはプロピルである。

【0050】

Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、またはＬ^４は、炭素数１から４のアルキルまたは炭素数２から４のアルケニルであるとき、化合物（１）は相溶性がよく、液晶分子を垂直配向させる能力が高い。

【0051】

式（１）において、Ｓ^１は、炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−で置き換えられていると液晶分子を垂直配向させる能力が高い。

【0052】

好ましいＳ^１は、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられている炭素数１から７のアルキレンである。さらに好ましいＳ^１は、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられてもいる炭素数１から５のアルキレンである。特に好ましいＳ^１は、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられている炭素数１から３のアルキレンである。

【0053】

式（２）から（１５）において、液晶組成物の成分化合物が示されている。化合物（２）から（４）は小さな誘電率異方性を有する。化合物（５）から（７）は、正に大きな誘電率異方性を有する。化合物（８）はシアノ基を有するので正により大きな誘電率異方性を有する。化合物（９）から（１５）は、負に大きな誘電率異方性を有する。これらの化合物の具体的な例は、あとで述べる。

【0054】

式（１６）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基である。好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である。さらに好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、基（Ｐ−１）または基（Ｐ−２）である。特に好ましい基（Ｐ−１）は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２である。基（Ｐ−１）から基（Ｐ−５）の波線は、結合する部位を示す。

【0055】

基（Ｐ−１）から基（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。好ましいＭ^１、Ｍ^２、またはＭ^３は、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいＭ^１はメチルであり、さらに好ましいＭ^２またはＭ^３は水素である。

【0056】

式（１６）において、Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＳｐ^１、Ｓｐ^２、またはＳｐ^３は、単結合である。

【0057】

環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｆまたは環Ｉは、フェニルである。環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。特に好ましい環Ｇは、１，４−フェニレンまたは２−フルオロ−１，４−フェニレンである。

【0058】

Ｚ^２２およびＺ^２３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＺ^２２またはＺ^２３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。さらに好ましいＺ^２２またはＺ^２３は、単結合である。

【0059】

ｄは、０、１、または２である。好ましいｄは、０または１である。ｅ、ｆ、およびｇは独立して、０、１、２、３、または４であり、そして、ｅ、ｆ、およびｇの和は、１以上である。好ましいｅ、ｆ、またはｇは、１または２である。

【0060】

２．化合物（１）の合成
化合物（１）の合成法について説明する。化合物（１）は、有機合成化学の方法を適切に組み合わせることにより合成できる。合成法を記載しなかった化合物は、「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た方法によって合成する。

【0061】

２−１．結合基の生成
化合物（１）における結合基を生成する方法の例は、下記のスキームのとおりである。このスキームにおいて、ＭＳＧ^１（またはＭＳＧ^２）は、少なくとも１つの環を有する一価の有機基である。複数のＭＳＧ^１（またはＭＳＧ^２）が表す一価の有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）〜（１Ｇ）は、化合物（１）または化合物（１）の中間体に相当する。

【0062】

【0063】

【0064】

【0065】

【0066】

【0067】

【0068】

（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２１）と化合物（２２）を、炭酸塩、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム触媒の存在下で反応させ、化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、化合物（２３）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）パラジウム触媒の存在下で化合物（２２）を反応させても合成される。

【0069】

（ＩＩ）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、次いで二酸化炭素を反応させ、カルボン酸（２４）を得る。このカルボン酸（２４）と、化合物（２１）から誘導したフェノール（２５）とをＤＣＣ（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する。

【0070】

（ＩＩＩ）−ＣＦ_２Ｏ−と−ＯＣＦ_２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬で硫黄化し、化合物（２６）を得る。化合物（２６）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、−ＣＦ_２Ｏ−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（２６）をＤＡＳＴ（（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ_２−を有する化合物も合成する。

【0071】

（ＩＶ）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（２２）をｎ−ブチルリチウム、次いでＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）と反応させてアルデヒド（２７）を得る。ホスホニウム塩（２８）とカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを反応させて発生させたリンイリドを、アルデヒド（２７）と反応させて化合物（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。

【0072】

（Ｖ）−ＣＨ_２ＣＨ_２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素触媒の存在下で水素化し、化合物（１Ｅ）を合成する。

【0073】

（ＶＩ）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロパラジウムとヨウ化銅の触媒存在下で、化合物（２３）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（２９）を得る。ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（２９）を化合物（２２）と反応させて、化合物（１Ｆ）を合成する。

【0074】

（ＶＩＩ）−ＣＨ_２Ｏ−と−ＯＣＨ_２−の生成
化合物（２７）を水素化ホウ素ナトリウムで還元して化合物（３０）を得る。これを臭化水素酸で臭素化して化合物（３１）を得る。炭酸カリウムの存在下、化合物（２５）と化合物（３１）を反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。この方法によって−ＯＣＨ_２−を有する化合物も合成する。

【0075】

（ＶＩＩＩ）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（２３）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（３２）を得る。化合物（２２）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（３２）と反応させて、化合物（１Ｈ）を合成する。

【0076】

２−２．環Ａ^１および環Ａ^２の生成
１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−エチル−１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。

【0077】

２−３．合成例
化合物（１）を合成する方法の例は、次のとおりである。これらの化合物において、Ｒ^１、環Ａ^１、Ｚ^１、ａ、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、およびＳ^１の定義は、前記と同一である。

【0078】

Ｌ^３がプロピルであり、Ｌ^４が水素であり、Ｓ^１が−（ＣＨ_２）_３−である化合物（１−５１）は、以下の方法で合成できる。化合物（５１）と化合物（５２）を、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム触媒の存在下で反応させ、化合物（５３）を得る。次にｎ−ブチルリチウムとＤＭＦを作用させ、化合物（５４）を得る。次にホスホニウム塩（５５）とカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを反応させて発生させたリンイリドを作用させて化合物（５６）を得る。次にパラジウム炭素触媒の存在下で水素化して化合物（５７）を得る。次に水素化ジイソブチルアルミニウムを作用させて化合物（５８）を得る。次にエチルホスホニウムブロミドとカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを反応させて発生させたリンイリドを作用させて化合物（５９）を得る。次にパラジウム炭素触媒の存在下で水素化して化合物（６０）を得る。次にギ酸で処理して化合物（６０）を得た後、水素化ホウ素ナトリウムで還元することによって、化合物（１−５１）へと導く事ができる。なお、Ｌ^１、Ｌ^２、またはＬ^４がアルキルである化合物も類似の手法によって合成することが出来る。

【0079】

【0080】

３．液晶組成物
本発明の液晶組成物は、化合物（１）を成分Ａとして含む。化合物（１）は、素子の基板との非共有結合的な相互作用によって、液晶分子の配向を支援することができる。この組成物は、化合物（１）を成分Ａとして含み、下に示す成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥから選択された液晶性化合物をさらに含むことが好ましい。成分Ｂは、化合物（２）から（４）である。成分Ｃは化合物（５）から（７）である。成分Ｄは、化合物（８）である。成分Ｅは、化合物（９）から（１５）である。この組成物は、化合物（２）から（１５）とは異なる、その他の液晶性化合物を含んでもよい。この組成物を調製するときには、正または負の誘電率異方性の大きさなどを考慮して成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥを選択することが好ましい。成分を適切に選択した組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性（すなわち、大きな光学異方性または小さな光学異方性）、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、熱または紫外線に対する安定性、および適切な弾性定数（すなわち、大きな弾性定数または小さな弾性定数）を有する。

【0081】

化合物（１）の好ましい割合は、紫外線に対して高い安定性を維持するために約０．０１重量％以上であり、液晶組成物へ溶解させるために約５重量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０５重量％から約２重量％の範囲である。最も好ましい割合は、約０．０５重量％から約１重量％の範囲である。

【0082】

成分Ｂは、２つの末端基がアルキルなどである化合物である。成分Ｂの好ましい例として、化合物（２−１）から（２−１１）、化合物（３−１）から（３−１９）、および化合物（４−１）から（４−７）を挙げることができる。成分Ｂの化合物において、Ｒ^１１およびＲ^１２は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルまたはアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。

【0083】

【0084】

成分Ｂは、誘電率異方性の絶対値が小さいので、中性に近い化合物である。化合物（２）は、主として粘度の減少または光学異方性の調整に効果がある。化合物（３）および（４）は、上限温度を高くすることによってネマチック相の温度範囲を広げる効果、または光学異方性の調整に効果がある。

【0085】

成分Ｂの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が小さくなるが粘度は小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが好ましい。ＩＰＳ、ＶＡなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Ｂの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上である。

【0086】

成分Ｃは、右末端にハロゲンまたはフッ素含有基を有する化合物である。成分Ｃの好ましい例として、化合物（５−１）から（５−１６）、化合物（６−１）から（６−１１３）、化合物（７−１）から（７−５７）を挙げることができる。成分Ｃの化合物において、Ｒ^１３は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ^１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ₃、−ＯＣＨＦ₂、−ＣＦ₃、−ＣＨＦ₂、−ＣＨ₂Ｆ、−ＯＣＦ₂ＣＨＦ₂、または−ＯＣＦ₂ＣＨＦＣＦ₃である。

【0087】

【0088】

【0089】

【0090】

【0091】

【0092】

【0093】

成分Ｃは、誘電率異方性が正であり、熱、光などに対する安定性が非常に優れているので、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＯＣＢなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Ｃの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて１重量％から９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０重量％から９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０重量％から９５重量％の範囲である。成分Ｃを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Ｃの含有量は液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。成分Ｃを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。

【0094】

成分Ｄは、右末端基が−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎである化合物（８）である。成分Ｄの好ましい例として、化合物（８−１）から（８−６４）を挙げることができる。成分Ｄの化合物において、Ｒ^１４は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ^１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎである。

【0095】

【0096】

【0097】

成分Ｄは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいので、ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Ｄを添加することにより、組成物の誘電率異方性を大きくすることができる。成分Ｄは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学異方性を調整する、という効果がある。成分Ｄは、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。

【0098】

ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Ｄの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて１重量％から９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０重量％から９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０重量％から９５重量％の範囲である。成分Ｄを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Ｄの含有量は液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。成分Ｄを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。

【0099】

成分Ｅは、化合物（９）から（１５）である。これらの化合物は、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンのように、ラテラル位が２つのハロゲンで置換されたフェニレンを有する。成分Ｅの好ましい例として、化合物（９−１）から（９−８）、化合物（１０−１）から（１０−１７）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）から（１２−３）、化合物（１３−１）から（１３−１１）、化合物（１４−１）から（１４−３）、および化合物（１５−１）から（１５−３）を挙げることができる。成分Ｅの化合物おいて、Ｒ^１５およびＲ^１６は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｒ^１７は、水素、フッ素、炭素数１から１０のアルキル、または炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。

【0100】

【0101】

【0102】

成分Ｅは、誘電率異方性が負に大きい。成分Ｅは、ＩＰＳ、ＶＡ、ＰＳＡなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Ｅの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が負に大きくなるが、粘度が大きくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は少ないほうが好ましい。誘電率異方性が−５程度であることを考慮すると、充分な電圧駆動をさせるには、含有量が４０重量％以上であることが好ましい。

【0103】

成分Ｅのうち、化合物（９）は二環化合物であるので、主として、粘度の減少、光学異方性の調整、または誘電率異方性の増加に効果がある。化合物（１０）および（１１）は三環化合物であるので、上限温度を高くする、光学異方性を大きくする、または誘電率異方性を大きくするという効果がある。化合物（１２）から（１５）は、誘電率異方性を大きくするという効果がある。

【0104】

ＩＰＳ、ＶＡ、ＰＳＡなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Ｅの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは４０重量％以上であり、さらに好ましくは５０重量％から９５重量％の範囲である。成分Ｅを誘電率異方性が正である組成物に添加する場合は、成分Ｅの含有量が液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。成分Ｅを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。

【0105】

以上に述べた成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥを適切に組み合わせることによって、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を調製することができる。必要に応じて、成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥとは異なる液晶性化合物を添加してもよい。

【0106】

液晶組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。用途に応じて、この組成物に添加物を添加してよい。添加物の例は、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤などである。このような添加物は当業者によく知られており、文献に記載されている。

【0107】

重合性化合物は、液晶組成物中に重合体を生成させる目的で添加される。電極間に電圧を印加した状態で紫外線を照射して、重合性化合物を重合させることによって、液晶組成物の中に重合体を生成させる。この方法によって、適切なプレチルトが得られるので、応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善された液晶表示素子が得られる。重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、およびビニルケトンである。さらに好ましい例は、少なくとも１つのアクリロイルオキシを有する化合物および少なくとも１つのメタクリロイルオキシを有する化合物である。さらに好ましい例には、アクリロイルオキシとメタクリロイルオキシの両方を有する化合物も含まれる。

【0108】

さらに好ましい例は、化合物（１６−１−１）から（１６−１−５）、（１６−２−１）から（１６−２−５）、（１６−４−１）、（１６−５−１）、（１６−６−１）、および（１６−８）から（１６−１６）である。これらの化合物（１６−１−１）から（１６−１−５）、（１６−２−１）から（１６−２−５）、（１６−４−１）、（１６−５−１）、（１６−６−１）、および（１６−８）から（１６−１６）において、Ｒ^２５からＲ^３１は独立して、水素またはメチルであり；ｖ、およびｘは独立して、０または１であり；ｔおよびｕは独立して、１から１０の整数であり；Ｌ^３１からＬ^３６は独立して、水素またはフッ素であり、Ｌ^３７およびＬ^３８は独立して、水素、フッ素、またはメチルである。

【0109】

【0110】

重合性化合物は、重合開始剤を添加することによって、速やかに重合させることができる。反応温度を最適化することによって、残存する重合性化合物の量を減少させることができる。光ラジカル重合開始剤の例は、ＢＡＳＦ社のダロキュアシリーズからＴＰＯ、１１７３、および４２６５であり、イルガキュアシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９である。

【0111】

光ラジカル重合開始剤の追加例は、４−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−（４−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール混合物、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，４−ジエチルキサントン／ｐ−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン／メチルトリエタノールアミン混合物である。

【0112】

液晶組成物に光ラジカル重合開始剤を添加したあと、電場を印加した状態で紫外線を照射することによって重合を行うことができる。しかし、未反応の重合開始剤または重合開始剤の分解生成物は、素子に画像の焼き付きなどの表示不良を引き起こすかもしれない。これを防ぐために重合開始剤を添加しないまま光重合を行ってもよい。照射する光の好ましい波長は１５０ｎｍから５００ｎｍの範囲である。さらに好ましい波長は２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲であり、最も好ましい波長は３００ｎｍから４００ｎｍの範囲である。

【0113】

重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４−ｔ−ブチルカテコール、４-メトキシフェノ−ル、フェノチアジンなどである。

【0114】

光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐ、という効果を有する。光学活性化合物を添加することによって、らせんピッチを調整することができる。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で２つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物（Ｏｐ−１）から（Ｏｐ−１８）を挙げることができる。化合物（Ｏｐ−１８）において、環Ｊは１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｒ^２８は炭素数１から１０のアルキルである。

【0115】

【0116】

酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい例として、下記の化合物（ＡＯ−１）および（ＡＯ−２）；ＩＲＧＡＮＯＸ ４１５、ＩＲＧＡＮＯＸ ５６５、ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０、ＩＲＧＡＮＯＸ １０３５、ＩＲＧＡＮＯＸ ３１１４、およびＩＲＧＡＮＯＸ １０９８（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。具体例として下記の化合物（ＡＯ−３）および（ＡＯ−４）；ＴＩＮＵＶＩＮ ３２９、ＴＩＮＵＶＩＮ Ｐ、ＴＩＮＵＶＩＮ ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ ２３４、ＴＩＮＵＶＩＮ ２１３、ＴＩＮＵＶＩＮ ４００、ＴＩＮＵＶＩＮ ３２８、およびＴＩＮＵＶＩＮ ９９−２（商品名：ＢＡＳＦ社）；および１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）を挙げることができる。

【0117】

立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物（ＡＯ−５）および（ＡＯ−６）；ＴＩＮＵＶＩＮ １４４、ＴＩＮＵＶＩＮ ７６５、およびＴＩＮＵＶＩＮ ７７０ＤＦ（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてＩＲＧＡＦＯＳ １６８（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどである。

【0118】

【0119】

化合物（ＡＯ−１）において、Ｒ^４０は炭素数１から２０のアルキル、炭素数１から２０のアルコキシ、−ＣＯＯＲ^４１、または−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＲ^４１であり、ここでＲ^４１は炭素数１から２０のアルキルである。化合物（ＡＯ−２）および（ＡＯ−５）において、Ｒ^４２は炭素数１から２０のアルキルである。化合物（ＡＯ−５）において、Ｒ^４３は水素、メチル、またはＯ^・（酸素ラジカル）であり、環Ｇは１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、ｚは１、２、または３である。

【0120】

４．液晶表示素子
液晶組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＯＣＢ、ＰＳＡなどの動作モードを有し、アクティブマトリックス方式で駆動する液晶表示素子に使用できる。この組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＯＣＢ、ＶＡ、ＩＰＳなどの動作モードを有し、パッシブマトリクス方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらの素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。

【0121】

この組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）、そしてポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）にも使用できる。重合性化合物の添加量が液晶組成物の重量に基づいて約１０重量％以下であるとき、ＰＳＡモードの液晶表示素子が作製される。好ましい割合は約０．１重量％から約２重量％の範囲である。さらに好ましい割合は、約０．２重量％から約１．０重量％の範囲である。ＰＳＡモードの素子は、アクティブマトリックス、パッシブマトリクスのような駆動方式で駆動させることができる。このような素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。重合性化合物の添加量を増やすことによって、高分子分散（polymer dispersed）モードの素子も作製することができる。

【0122】

高分子支持配向型の素子では、組成物に含まれる重合体が液晶分子を配向させる。極性化合物は、液晶分子が配列するのを援助する。すなわち、極性化合物は、配向膜に代わりに用いることができる。このような素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。アレイ基板とカラーフィルター基板と呼ばれる２つの基板を有する素子を用意する。この基板は配向膜を有しない。この基板の少なくとも１つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この組成物に重合性化合物および極性化合物を添加する。必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この組成物を素子に注入する。この素子に電圧を印加した状態で光照射する。紫外線が好ましい。光照射によって重合性化合物を重合させる。この重合によって、重合体を含む組成物が生成し、ＰＳＡモードを有する素子が作製される。

【0123】

この手順において、極性化合物は、極性基が基板表面と相互作用するので、基板上に配列する。この極性化合物が、液晶分子を配向させる。電圧を印加したとき、電場の作用によって液晶分子の配向がさらに促進される。この配向に従って重合性化合物も配向する。この状態で重合性化合物が紫外線によって重合するので、この配向を維持した重合体が生成する。この重合体の効果によって、液晶分子の配向が追加的に安定化するので、素子の応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付けも同時に改善されることになる。

【実施例】

【0124】

実施例（合成例、使用例を含む）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は制限されない。本発明は、使用例１の組成物と使用例２の組成物との混合物を含む。本発明は、使用例の組成物の少なくとも２つを混合することによって調製した混合物をも含む。

【0125】

１．化合物（１）の実施例
化合物（１）は、実施例に示す手順により合成した。特に記載のないかぎり、反応は窒素雰囲気下で行った。化合物（１）は、実施例１などに示した手順により合成した。合成した化合物は、ＮＭＲ分析などの方法により同定した。化合物（１）、液晶性化合物、組成物、素子の特性は、下記の方法により測定した。

【0126】

ＮＭＲ分析：測定には、ブルカーバイオスピン社製のＤＲＸ−５００を用いた。^１Ｈ−ＮＭＲの測定では、試料をＣＤＣｌ_３などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数１６回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。^１９Ｆ−ＮＭＲの測定では、ＣＦＣｌ_３を内部標準として用い、積算回数２４回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、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、ｑｕｉｎはクインテット、ｓｅｘはセクステット、ｍはマルチプレット、ｂｒはブロードであることを意味する。

【0127】

ガスクロマト分析：測定には、島津製作所製のＧＣ−２０１０型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ６０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム（１ｍｌ／分）を用いた。試料気化室の温度を３００℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。試料はアセトンに溶解して、１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のＧＣＳｏｌｕｔｉｏｎシステムなどを用いた。

【0128】

ＨＰＬＣ分析：測定には、島津製作所製のＰｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（ＬＣ−２０ＡＤ；ＳＰＤ−２０Ａ）を用いた。カラムはワイエムシー製のＹＭＣ−Ｐａｃｋ ＯＤＳ−Ａ（長さ１５０ｍｍ、内径４．６ｍｍ、粒子径５μｍ）を用いた。溶出液はアセトニトリルと水を適宜混合して用いた。検出器としてはＵＶ検出器、ＲＩ検出器、ＣＯＲＯＮＡ検出器などを適宜用いた。ＵＶ検出器を用いた場合、検出波長は２５４ｎｍとした。試料はアセトニトリルに溶解して、０．１重量％の溶液となるように調製し、この溶液１μＬを試料室に導入した。記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ７Ａｐｌｕｓを用いた。

【0129】

紫外可視分光分析：測定には、島津製作所製のＰｈａｒｍａＳｐｅｃ ＵＶ−１７００用いた。検出波長は１９０ｎｍから７００ｎｍとした。試料はアセトニトリルに溶解して、０．０１ｍｍｏｌ／Ｌの溶液となるように調製し、石英セル（光路長１ｃｍ）に入れて測定した。

【0130】

測定試料：相構造および転移温度（透明点、融点、重合開始温度など）を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。ネマチック相の上限温度、粘度、光学異方性、誘電率異方性などの特性を測定するときには、化合物と母液晶との混合物を試料として用いた。

【0131】

化合物を母液晶と混合した試料を用いた場合、次のように測定した。化合物１５重量％と母液晶８５重量％とを混合して試料を調製した。この試料の測定値から、次の式で表される外挿法にしたがって、外挿値を計算し、この値を記載した。〈外挿値〉＝（１００×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量％〉×〈母液晶の測定値〉）／〈化合物の重量％〉

【0132】

化合物と母液晶との割合がこの割合であっても、結晶（または、スメクチック相）が２５℃で析出した場合、化合物と母液晶との割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更をしていき、結晶（または、スメクチック相）が２５℃で析出しなくなった割合で試料の特性を測定した。なお、特に断りのない限り、化合物と母液晶との割合は、１５重量％：８５重量％であった。

【0133】

化合物の誘電率異方性がゼロまたは正であるときは、下記の母液晶（Ａ）を用いた。各成分の割合を、重量％で表した。

【0134】

化合物の誘電率異方性がゼロまたは負であるときは、下記の母液晶（Ｂ）を用いた。各成分の割合を重量％で表した。

【0135】

測定方法：特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ；Japan Electronics and Information Technology Industries Association）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ−２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を取り付けなかった。

【0136】

（１）相構造
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に試料を置いた。この試料を、３℃／分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。

【0137】

（２）転移温度（℃）
測定には、パーキンエルマー社製の走査熱量計、Ｄｉａｍｏｎｄ ＤＳＣシステムまたはエスエスアイ・ナノテクノロジー社製の高感度示差走査熱量計、Ｘ−ＤＳＣ７０００を用いた。試料は、３℃／分の速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピークまたは発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物の融点、重合開始温度もこの装置を使って測定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相などの液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。

【0138】

結晶はＣと表した。結晶の種類の区別がつく場合は、それぞれをＣ_１、Ｃ_２のように表した。スメクチック相はＳ、ネマチック相はＮと表した。スメクチック相の中で、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、スメクチックＣ相、またはスメクチックＦ相の区別がつく場合は、それぞれＳ_Ａ、Ｓ_Ｂ、Ｓ_Ｃ、またはＳ_Ｆと表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。転移温度は、例えば、「Ｃ ５０．０ Ｎ １００．０ Ｉ」のように表記した。これは、結晶からネマチック相への転移温度が５０．０℃であり、ネマチック相から液体への転移温度が１００．０℃であることを示す。

【0139】

（３）ネマチック相の上限温度（Ｔ_ＮＩまたは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。試料が化合物（１）と母液晶との混合物であるときは、Ｔ_ＮＩの記号で示した。試料が化合物（１）と成分Ｂ、Ｃ、Ｄのような化合物との混合物であるときは、ＮＩの記号で示した。

【0140】

（４）ネマチック相の下限温度（Ｔ_Ｃ；℃）
ネマチック相を有する試料を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、Ｔ_Ｃを≦−２０℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。

【0141】

（５）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
測定には、東京計器株式会社製のＥ型回転粘度計を用いた。

【0142】

（６）光学異方性（屈折率異方性；２５℃で測定；Δｎ）
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性（Δｎ）の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。

【0143】

（７）比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）
電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。この容器に直流電圧（１０Ｖ）を印加し、１０秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。（比抵抗）＝｛（電圧）×（容器の電気容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝。

【0144】

（８）電圧保持率（ＶＨＲ−１；２５℃で測定；％）
測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は５μｍであった。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率で表した。

【0145】

（９）電圧保持率（ＶＨＲ−２；８０℃で測定；％）
２５℃の代わりに、８０℃で測定した以外は、上記の方法で電圧保持率を測定した。得られた結果をＶＨＲ−２の記号で示した。

【0146】

誘電率異方性が正の試料と負の試料とでは、特性の測定法が異なることがある。誘電率異方性が正であるときの測定法は、項（１０ａ）から（１４ａ）に記載した。誘電率異方性が負の場合は、項（１０ｂ）から（１４ｂ）に記載した。

【0147】

（１０ａ）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
正の誘電率異方性：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０度であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ．Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。

【0148】

（１０ｂ）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
負の誘電率異方性：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３９ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ．Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性の項で測定した値を用いた。

【0149】

（１１ａ）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
正の誘電率異方性：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に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。

【0150】

（１１ｂ）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
負の誘電率異方性：誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率（ε‖およびε⊥）は次のように測定した。
１）誘電率（ε‖）の測定：よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン（０．１６ｍＬ）のエタノール（２０ｍＬ）溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、１５０℃で１時間加熱した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであるＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。
２）誘電率（ε⊥）の測定：よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。

【0151】

（１２ａ）弾性定数（Ｋ；２５℃で測定；ｐＮ）
正の誘電率異方性：測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のＨＰ４２８４Ａ型ＬＣＲメータを用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである水平配向素子に試料を入れた。この素子に０ボルトから２０ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）の値を「液晶デバイスハンドブックク」（日刊工業新聞社）、７５頁にある式（２．９８）、式（２．１０１）を用いてフィッティングし、式（２．９９）からＫ_１１およびＫ_３３の値を得た。次に１７１頁にある式（３．１８）に、先ほど求めたＫ_１１およびＫ_３３の値を用いてＫ_２２を算出した。弾性定数Ｋは、このようにして求めたＫ_１１、Ｋ_２２およびＫ_３３の平均値で表した。

【0152】

（１２ｂ）弾性定数（Ｋ_１１およびＫ_３３；２５℃で測定；ｐＮ）
負の誘電率異方性：測定には株式会社東陽テクニカ製のＥＣ−１型弾性定数測定器を用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである垂直配向素子に試料を入れた。この素子に２０ボルトから０ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）の値を、「液晶デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社）、７５頁にある式（２．９８）、式（２．１０１）を用いてフィッティングし、式（２．１００）から弾性定数の値を得た。

【0153】

（１３ａ）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
正の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／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ＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。

【0154】

（１３ｂ）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
負の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧（６０Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから２０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が１０％になったときの電圧で表した。

【0155】

（１４ａ）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）
正の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５．０μｍ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ＴＮ素子に試料を入れた。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、５Ｖ、０．５秒）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。立ち上がり時間（τｒ：rise time；ミリ秒）は、透過率が９０％から１０％に変化するのに要した時間である。立ち下がり時間（τｆ：fall time；ミリ秒）は透過率１０％から９０％に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。

【0156】

（１４ｂ）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）
負の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＰＶＡ素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子にしきい値電圧を若干超える程度の電圧を１分間印加し、次に５．６Ｖの電圧を印加しながら２３．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を８分間照射した。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、１０Ｖ、０．５秒）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。応答時間は透過率９０％から１０％に変化するのに要した時間（立ち下がり時間；fall time；ミリ秒）で表した。

【0157】

（１５）垂直配向性
組成物（ｉ）に、測定化合物の濃度が１、３、５重量％になるように添加しそれぞれの濃度の資料を調整し、この資料を２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．５μｍである配向膜を有さない素子に注入した。この素子を偏光顕微鏡にセットし、下から素子に光を照射し、光漏れの有無を観察した。液晶分子が充分に配向し、光が素子を通過しない場合は、垂直配向性が「良好」と判断した。素子を通過した光が観察された場合は、「不良」と判断した。より低濃度で配向が良好である化合物は、液晶分子を垂直配向させる能力が高いといえる。
（１６）液晶組成物への相溶性
組成物（ｉ）に、測定化合物の濃度が１、３、５重量％になるようにそれぞれ添加し、その混合物を１００℃に過熱した後室温に戻し、混合物内に結晶が発生しているかを観察した。より高濃度においても結晶が発生していない場合に、液晶組成物への相溶性が良いといえる。

【0158】

組成物（ｉ）の各成分の割合（重量％）は以下のとおりである。

【0159】

原料
ソルミックス（登録商標）Ａ−１１は、エタノール（８５．５％）、メタノール（１３．４％）とイソプロパノール（１．１％）の混合物であり、日本アルコール販売（株）から入手した。

【0160】

［合成例１］
化合物（Ｎｏ．１−１−３９）の合成

【0161】

第１工程
化合物（Ｔ−１）（１０．０ｇ）、４−ブロモ−２−エチル−１−ヨードベンゼン（１３．６ｇ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（２．１ｇ）、炭酸カリウム（１０．１ｇ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（１．１８ｇ）、及びトルエン（３００ｍｌ）、ＩＰＡ（８０ｍｌ）、純水（２０ｍｌ）を反応器に入れて、９０℃で５時間撹拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（体積比、ヘプタン：トルエン＝４：１）で精製した。さらにヘプタンとトルエンとの混合溶媒（体積比、４：１）からの再結晶により精製して、化合物（Ｔ−２）（１２．６ｇ；８０％）を得た。

【0162】

第２工程
化合物（Ｔ−２）（１０．０ｇ）、テトラヒドロフラン（５００ｍｌ）を反応器に入れて、撹拌しながら−７０℃まで冷却した。ｎ−ブチルリチウム（２９ｍｌ、１．６Ｍ）を滴下して、１時間撹拌した。Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（２．２５ｍｌ）を滴下して、室温まで昇温しながら６時間撹拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（トルエン）で精製した。さらにヘプタンとトルエンとの混合溶媒（体積比、４：１）からの再結晶により精製して、化合物（Ｔ−３）（７．１０ｇ；８１％）を得た。

【0163】

第３工程
水素化ホウ素ナトリウム（０．４５ｇ）、及びエタノール（２００ｍｌ）を反応器に入れて、撹拌しながら氷冷した。エタノール（５０ｍｌ）に溶解させた化合物（Ｔ−３）（７．１０ｇ）を滴下し、室温まで昇温しながら５時間撹拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（トルエン）で精製した。さらにヘプタンとトルエンとの混合溶媒（体積比、４：１）からの再結晶により精製して、化合物（１−１−３９）（５．９３ｇ；８３％）を得た。

【0164】

得られた化合物（１-１-３９）のＮＭＲ分析値は以下の通りである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ₃）：７．３２−７．３０（ｍ，１Ｈ）、７．２５−７．２０（ｍ，６Ｈ）、４．７２（ｄ，２Ｈ）、２．６２（ｑ，２Ｈ）、２．５４−２．４７（ｍ，１Ｈ）、１．９６−１．８７（ｍ，４Ｈ）、１．６５−１．６２（ｍ，１Ｈ）、１．５４−１．５２（ｍ，２Ｈ）、１．３６−１．２１（ｍ，９Ｈ）、１．１２（ｔ，３Ｈ）、１．０８−１．０３（ｍ，２Ｈ）、０．９０（ｔ，３Ｈ）

【0165】

化合物（Ｎｏ．１-１-３９）の特性は、次のとおりであった。転移温度：Ｃ ６３．６ Ｉ．；Ｔ_ＮＩ＝-９．７℃；Δｎ＝０．０８７；Δε＝−０．０２；η＝１２９．９ｍＰａ・ｓ．；垂直配向性＝３％において配向良好；液晶組成物への相溶性＝５％においても結晶の析出はなし。

【0166】

[合成例２]
化合物（Ｎｏ．１−２−２４）の合成

【0167】

第１工程
窒素雰囲気下、化合物（Ｔ−２）（８ｇ）、ＴＨＦ（５０ｍｌ）を容器にとり、−７０℃に冷却した。そこにn-BuLi（1.6M、15ml）を滴下し、１時間攪拌した。その後ホウ酸トリメチル（2.6ｇ）を添加し、徐々に室温に戻した。反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に注ぎ、そこから酢酸エチルで抽出した。有機層を溶媒留去し、（Ｔ−１０）６ｇを得た。

【0168】

第２工程
（Ｔ−１０）（６ｇ）と（Ｔ−１１）（３．５ｇ）をトルエンに溶解させ、水、エタノール、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（０．４ｇ）、ＴＢＡＢ(１．３ｇ)および炭酸カリウム（５．７ｇ）を加えて６時間加熱還流した。反応終了後トルエンにて抽出し、水にて洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して淡茶色固体を得た。この固体を溶液にして、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン）で精製し（Ｔ−１２）（５．８５ｇ）得た。

【0169】

第３工程
（Ｔ−１２）（５．８４ｇ）とギ酸（２８ｇ）をトルエンに溶解させ、２時間還流した。反応終了後トルエンにて抽出し、水にて洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して（Ｔ−１３）（５．４６ｇ）得た。

【0170】

第３工程
（Ｔ−１３）（５．４６ｇ）をエタノールに溶解させ、氷冷しながら水素化ホウ素ナトリウム（０．２７ｇ）を添加し、室温に戻しながら１時間攪拌した。反応溶液をアンモニア水に注ぎ、そこから酢酸エチルで抽出した。この固体を溶液にして、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン）で精製し（１−２−２４）（５．４８ｇ）得た。

【0171】

得られた化合物（Ｎｏ．１−２−２４）のＮＭＲ分析値は以下の通りである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ₃）：７．５６（ｄ，２Ｈ）、７．５１（ｓ，１Ｈ）、７．４３（ｄｄ，２Ｈ）、７．２９−７．２０（ｍ，６Ｈ）、３．７２（ｑ，２Ｈ）、２．７６（ｔ，２Ｈ）、２．６８（ｔ，２Ｈ）、２．５２（ｔｔ，１Ｈ）、１．９７−１．８０（ｍ，６Ｈ）、１．６０（ｄｑ，２Ｈ）、１．４０−１．２１（ｍ，１０Ｈ）、１．１６（ｔ，３Ｈ）、１．０７（ｄｑ，２Ｈ）、０．９０（ｔ，３Ｈ）．

【0172】

化合物（Ｎｏ．１−２−２４）の物性は次のとおりであった。転移温度：Ｃ １０３ Ｎ １３０ Ｉ．；Ｔ_ＮＩ＝１３４．３℃；Δｎ＝０．２００；Δε＝−０．３７；η＝１６０．７ｍＰａ・ｓ．；垂直配向性＝１％において配向良好；液晶組成物への相溶性＝５％においても結晶の析出はなし。

【0173】

［合成例１］
化合物（Ｎｏ．１−１−４３）の合成

【0174】

第１工程
化合物（Ｔ−１）（１０．０ｇ）、４−ヒドロキ−２−エチル−１−ヨードベンゼン（１３．６ｇ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（２．１ｇ）、炭酸カリウム（１０．１ｇ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（１．１８ｇ）、トルエン（３００ｍｌ）、ＩＰＡ（８０ｍｌ）、及び純水（２０ｍｌ）を反応器に入れて、９０℃で５時間撹拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（体積比、ヘプタン：トルエン＝４：１）で精製した。さらにヘプタンとトルエンとの混合溶媒（体積比、４：１）からの再結晶により精製して、化合物（Ｔ−３０）（１２．６ｇ；８０％）を得た。

【0175】

第２工程
化合物（Ｔ−３０）（１０．０ｇ）、ＤＭＦ（１００ｍｌ）、及びエチレンカーボネート（１０ｇ）を反応器に入れて、撹拌しながら１３０℃で二時間攪拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（トルエン）で精製した。さらにヘプタンとトルエンとの混合溶媒（体積比、４：１）からの再結晶により精製して、化合物（１−１−４３）（９．２ｇ；９０％）を得た。

【0176】

化合物（Ｎｏ．１-１-４３）の特性は、次のとおりであった。Ｔ_ＮＩ＝１．７℃；Δｎ＝０．０９７；Δε＝−０．０３；η＝１３９．９ｍＰａ・ｓ．；垂直配向性＝１％において配向良好；液晶組成物への相溶性＝５％においても結晶の析出はなし。

【0177】

［比較例１］
比較化合物として、化合物（Ｓ−１）を合成し、特性を測定した。この化合物は、欧州特許出願公開２８８３９３４号明細書に記載されており、本発明の化合物に類似しているから比較実験を行った。

【0178】

【0179】

（Ｓ−１）の垂直配向性を評価した。結果は１重量％において光漏れのある配向不良であり、３％において配向良好であった。これに対し化合物（１−１−４３）及び（１−２−２４）は、１重量％において配向良好であり、より液晶分子を垂直配向させる能力が高いといえる。

【0180】

実施例１から実施例３に記載した合成法に準じて、以下の化合物（Ｎｏ．１−１−１）から（Ｎｏ．１−１−１００）および（Ｎｏ．１−２−１）から（Ｎｏ．１−２−６０）を合成することが可能である。

【0181】

【0182】

【0183】

【0184】

【0185】

【0186】

【0187】

【0188】

【0189】

２．組成物の実施例
実施例における化合物は、下記の表３の定義に基づいて記号により表した。表３において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（−）の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、液晶組成物の特性値をまとめた。特性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を（外挿することなく）そのまま記載した。

【0190】

【0191】

［使用例１］
５−ＨＢ−ＣＬ （５−２） １６％
３−ＨＨ−４ （２−１） １１％
３−ＨＨ−５ （２−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｆ （６−１） ３％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （６−１） ３％
４−ＨＨＢ−ＣＬ （６−１） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ９％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） １０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ９％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２３） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （４−１） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−６） ３％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−６） ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−１５） ４％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−１５） ３％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−３９）を５重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝１１６．７℃；η＝２０．６ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０９３；Δε＝４．０．

【0192】

［使用例２］
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （５−４） ３％
３−ＨＢ−Ｏ２ （２−５） ７％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） １０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） １０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ９％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２３） ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２３） １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２３） １５％
２−ＨＢＢ−Ｆ （６−２２） ４％
３−ＨＢＢ−Ｆ （６−２２） ５％
５−ＨＢＢ−Ｆ （６−２２） ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） １０％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−４３）を４重量％の割合で添加した。

さらに加えて、下記の化合物（１６−１−１）を０．３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝８５．３℃；η＝２４．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１６；Δε＝５．８．

【0193】

［使用例３］
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３） ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１５） ９％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１５） ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１５） ７％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） ２１％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） １８％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２７） １２％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−６） ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ （７−１７） ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−１５） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （４−１） ５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （４−１） ３％
上記の組成物に下記の化合物（１−２−２４）を１重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝９７．２℃；η＝３４．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１６；Δε＝９．１．

【0194】

［使用例４］
２−ＨＢ−Ｃ （８−１） ５％
３−ＨＢ−Ｃ （８−１） １３％
３−ＨＢ−Ｏ２ （２−５） １４％
２−ＢＴＢ−１ （２−１０） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （６−１） ４％
３−ＨＨＢ−１ （３−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−１） ５％
３−ＨＨＢ−３ （３−１） １４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （６−１０） ５％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （６−１０） ３％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３） ５％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−３７）を３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝１００．７℃；η＝１７．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０１；Δε＝４．８．

【0195】

［使用例５］
５−ＨＢ−ＣＬ （５−２） １６％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （５−４） ４％
３−ＨＨ−４ （２−１） １１％
３−ＨＨ−５ （２−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （２−５） １４％
３−ＨＨＢ−１ （３−１） ７％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−１） ６％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３） ６％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１５） ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１５） ５％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−１５）を５重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝７１．０℃；η＝１３．７ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０７３；Δε＝２．８．

【0196】

［使用例６］
５−ＨＢ−ＣＬ （５−２） ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （５−３） ７％
３−ＨＨ−４ （２−１） ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ （２−２） ２２％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （６−１０） ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （６−１０） ７％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１２） ６％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１０３） ６％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１０３） ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１０６） ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１０６） ６％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１０９） ６％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−４８）を１重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝７８．７℃；η＝１９．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０６４；Δε＝５．８．

【0197】

［使用例７］
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （８−１５） ７％
３−ＨＢ−Ｃ （８−１） １８％
２−ＢＴＢ−１ （２−１０） １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ （２−１） ３０％
３−ＨＨＢ−１ （３−１） ５％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （３−１） ６％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ （３−１） １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （３−１７） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （３−１７） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （３−１７） ３％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−７６）を０．５重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝８０．３℃；η＝１２．１ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１３０；Δε＝７．２．

【0198】

［使用例８］
５−ＨＢ−Ｆ （５−２） １２％
６−ＨＢ−Ｆ （５−２） ９％
７−ＨＢ−Ｆ （５−２） ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１） ５％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１） ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１） ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１） ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （６−４） ７％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （６−４） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ （６−３） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ （６−３） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （６−５） ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２３） １１％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２３） ８％
５−ＨＢＢＨ−３ （４−１） ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （４−２） ３％
上記の組成物に下記の化合物（１−２−６）を３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝８５．９℃；η＝１４．７ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０９２；Δε＝４．４．

【0199】

［使用例９］
３−ＨＢ−Ｏ２ （２−５） １０％
５−ＨＢ−ＣＬ （５−２） １３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） ７％
３−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ （５−１５） １０％
５−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ （５−１５） １０％
３−ＰｙＢＢ−Ｆ （６−８０） １１％
４−ＰｙＢＢ−Ｆ （６−８０） １０％
５−ＰｙＢＢ−Ｆ （６−８０） １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２ （４−５） ９％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ （４−５） １０％
上記の組成物に下記の化合物（１−２−３６）を５重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝９８．５℃；η＝３９．６ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１９０；Δε＝８．１．

【0200】

［使用例１０］
３−ＨＢ−ＣＬ （５−２） ６％
５−ＨＢ−ＣＬ （５−２） ４％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１） ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１３） ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ （６−１９） １５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ６％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （６−２１） ９％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （６−２１） ９％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１５） ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２１） ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２６） ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２６） ９％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３９） ５％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−３９）を４重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝７０．１℃；η＝２５．３ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０９７；Δε＝８．３．

【0201】

［使用例１１］
５−ＨＢ−ＣＬ （５−２） ９％
３−ＨＨ−４ （２−１） ９％
３−ＨＨＢ−１ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） １９％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−２４） １３％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１２） ９％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１２） ５％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１２） ４％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３９） ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３９） ４％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−３９） ５％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−６） ６％
上記の組成物に下記の化合物（１−１−４３）を２重量％の割合で添加した。

さらに、下記の化合物（１６−１−１）を０．３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝８１．５℃；η＝２３．６ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０２；Δε＝９．１．

【0202】

［使用例１２］
３−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−５７） ３％
５−ＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−４１） ３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−４７） ３％
４−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−４７） ５％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−４７） ４％
３−ＨＨ−Ｖ （２−１） ４０％
３−ＨＨ−Ｖ１ （２−１） ８％
３−ＨＨＥＨ−５ （３−１３） ３％
３−ＨＨＢ−１ （３−１） ４％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （３−１） ３％
Ｖ２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−１ （３−６） ５％
１Ｖ２−ＢＢ―Ｆ （５−１） ３％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−９７） ６％
３−ＧＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （６−１１３） ５％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （７−６） ５％
上記の組成物に下記の化合物（１−２−２４）を５重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝８２．８℃；η＝１３．４ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０３；Δε＝７．２．

【産業上の利用可能性】

【0203】

化合物（１）は、化学的に高い安定性、液晶分子を配向させる高い能力、および液晶組成物への高い相溶性を有する。化合物（１）を含む液晶組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも１つを充足する。この組成物を含む液晶表示素子は、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するので、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いることができる。