特開 2023-74933 ベンゾチオフェンを有する液晶性化合物、液晶組成物および素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023074933

(43)【公開日】2023-05-30

(54)【発明の名称】ベンゾチオフェンを有する液晶性化合物、液晶組成物および素子

(51)【国際特許分類】

   C07D 333/54 20060101AFI20230523BHJP

   C09K 19/34 20060101ALI20230523BHJP

   C09K 19/54 20060101ALI20230523BHJP

   C09K 19/38 20060101ALI20230523BHJP

【ＦＩ】

C07D333/54 CSP

C09K19/34

C09K19/54 B

C09K19/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021188140

(22)【出願日】2021-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】311002067

【氏名又は名称】ＪＮＣ株式会社

(71)【出願人】

【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】枝連 一志

(72)【発明者】

【氏名】岡部 英二

(72)【発明者】

【氏名】森 崇徳

(72)【発明者】

【氏名】片野 裕子

【テーマコード（参考）】

4H027

【Ｆターム（参考）】

4H027BA01

4H027BD02

4H027BD03

4H027BD07

4H027BD10

4H027BE04

4H027DJ01

4H027DJ04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】周波数１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波制御用の素子に使用される材料として、熱に対する安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、非常に大きな屈折率異方性、他の液晶性化合物との優れた相溶性の少なくとも１つの物性を有する液晶性化合物を提供すること。および、この化合物を含有する液晶組成物、この組成物を使用した、広い温度範囲で電磁波制御することができる素子を提供すること。
【解決手段】式（１）で表される化合物。

例えば、Ｒ^１は炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｒ^２は炭素数１から１２のアルキルであり；
環Ｗは、

であり；Ｌ^１はメチルであり；環Ａ^２は１，４－フェニレンであり；Ｚ^２は－Ｃ≡Ｃ－であり；ａは０であり、ｂは１である。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

式（１）で表される化合物。

式（１）において、
Ｒ^１は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ｗは、

、または

であり、これらの環上の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｌ^１は、炭素数１から３のアルキルであり、Ｌ^２は、水素または炭素数１から３のアルキルであり；
環Ａ^１および環Ａ^２は、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、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、２，６，７－トリオキサビシクロ［２．２．２］オクタン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^１およびＺ^２は、単結合または炭素数１から４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－または－ＣＯＯ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
ａおよびｂは、０、１、２、３、または４であり、ａおよびｂの和は１以上４以下である。

【請求項2】

式（１－１）または（１－２）で表される、請求項１に記載の化合物。

式（１－１）および式（１－２）において、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｌ^１は、炭素数１から３のアルキルであり、Ｌ^２は、水素または炭素数１から３のアルキルであり；
環Ａ^２は、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、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、２，６，７－トリオキサビシクロ［２．２．２］オクタン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^２は、単結合または炭素数１から４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－または－ＣＯＯ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
ｂは、１、２、３、または４である。

【請求項3】

式（１－１）において、

環Ａ^２は、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^２は、単結合または炭素数１から４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）_２－は、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてもよく；
ｂは、１または２である、請求項２に記載の化合物。

【請求項4】

式（１－２）において、

環Ａ^２は、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^２は、単結合または炭素数１から４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）_２－は、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてもよく；
ｂは、１または２である、請求項２に記載の化合物。

【請求項5】

式（１－１－１）から（１－１－４）および式（１－２－１）から（１－２－５）のいずれか一つで表される、請求項１から４のいずれか１項に記載の化合物。

式（１－１－１）から（１－１－４）および式（１－２－１）から（１－２－５）において、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ^２は、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよい。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有する液晶組成物。

【請求項7】

液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が１０重量％から７０重量％の範囲である、請求項６に記載の液晶組成物。

【請求項8】

波長５８９ｎｍにおける２５℃の屈折率異方性が０．２０から０．８０の範囲である、請求項６または７に記載の液晶組成物。

【請求項9】

１ＧＨｚから１０ＴＨｚの周波数の範囲における２５℃の誘電率異方性が０．４から３．０の範囲である、請求項６から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項10】

光学活性化合物を含む、請求項６から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項11】

重合性化合物を含む、請求項６から１０いずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項12】

請求項６から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する素子。

【請求項13】

請求項１２に記載の素子の、１ＧＨｚから１０ＴＨｚの周波数の範囲の電磁波制御のための使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶性化合物、液晶組成物および素子に関する。さらに詳しくは、周波数１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波制御に使用される、熱に対する安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、非常に大きな屈折率異方性、他の液晶性化合物との優れた相溶性のような、化合物の物性の少なくとも一つを充足する液晶性化合物、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む素子に関する。この液晶組成物はネマチック相、および正の誘電率異方性を有する。

【背景技術】

【0002】

ディスプレイ用途に多く用いられている液晶組成物の新規用途として、液晶組成物を用いた電磁波の送受信を行うアンテナなど高周波技術への応用が注目されている。

【0003】

具体的に周波数１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波制御に使用される素子として、ミリ波帯またはマイクロ波帯アンテナ、および赤外線レーザー素子等が挙げられる。これらの素子は種々の方式が検討されているが、機械的な可動部が無いため故障が少ないと考えられる液晶組成物を用いた方式が注目されている。

【0004】

誘電率異方性を有する液晶組成物は、配向分極の緩和が行われる周波数（緩和周波数）より低い周波数（数１００ｋＨｚから数１００ＭＨｚ程度以下）では、液晶組成物の配向方向に対し垂直方向および水平方向の誘電率が異なる。
緩和周波数より高い周波数、すなわちマイクロ波からテラヘルツ波（凡そ１０ＴＨｚ程度）の範囲においても、値は小さくなるが、液晶組成物の配向方向に対し垂直方向および水平方向の誘電率の差が見られ、誘電率異方性がある（非特許文献１）。そのため液晶組成物は、外場（電界）に応じて分子の配向方向を変化させることにより、一方向における誘電率を変化させることができる。

【0005】

この性質を利用すれば、液晶組成物は、外部からの電界に応じて分子の配向が変化し、誘電率を変化させることができる。例えば、高周波伝送線路の伝送特性を外部から電気的に制御できるマイクロ波デバイスの実現が可能になる。このようなデバイスは、導波管にネマチック液晶組成物を充填した電圧制御ミリ波帯可変移相器や、マイクロストリップ線路の誘電体基板としてネマチック液晶組成物を用いたマイクロ波・ミリ波帯の広帯域可変移相器などが報告されている（特許文献１および２）。

【0006】

また近年、光を含む電磁波に対して自然界の物質には無い振る舞いを示すメタマテリアル技術の研究が進んでいる。その特性から高周波デバイス、マイクロ波デバイス又はアンテナなどの技術分野へ応用され、様々な電磁波制御素子が考案されている。メタマテリアルを用いた伝送線路のキャパシタンス制御材料として、外部からの電界に応じて分子の配向が変化し、誘電率を変化させることができる液晶組成物の利用も考えられている。

【0007】

このような電磁波制御に使用される素子は、高利得かつ低挿入損失であるなどの特性を有する事が望ましい。高周波信号の位相制御を考えると、液晶組成物に求められる特性は、位相制御に使用される周波数領域において、大きな位相制御を可能とする誘電率異方性が大きなこと、および液晶組成物の電磁波信号の吸収エネルギーに比例する誘電正接（ｔａｎδ）が小さなことが求められる（非特許文献１）。

【0008】

液晶組成物は誘電体であるため外場（電界）に対し分極（誘電分極）を生じる。誘電率は電界に対する誘電体の応答を示す物性量であり、誘電率の大きさは誘電分極に関係する。誘電分極が生じるメカニズムは大きく３つに分けられる。電子分極、イオン分極、および配向分極である。配向分極は双極子モーメントの配向に伴う分極であり、上記に示すように数１００ｋＨｚから数１００ＭＨｚ程度の周波数において緩和し、配向分極は小さくなる。その結果、高周波（マイクロ波からテラヘルツ波（凡そ１０ＴＨｚ程度）の範囲）における、誘電分極は電子分極及びイオン分極のみが関与することになる。なお挿入損失のない誘電体においては誘電率と屈折率にはε＝ｎ^２の関係があり、液晶組成物のイオン分極を小さいと考えるならば、電子分極に起因する可視光における屈折率異方性（Δｎ）が大きいほど高周波領域における誘電率異方性（Δε）もより大きくなると考えられる（非特許文献２）。そのため液晶組成物としては大きな屈折率異方性を持つことが好ましい。

【0009】

また、当該素子のスイッチング特性および高エネルギー効率を実現するために、低い駆動電圧であることが望ましい。そのため液晶組成物としては低周波数（緩和周波数より低い周波数）においても大きな誘電率異方性を持つことが好ましい。

【0010】

そのほかに、電磁波制御に使用される素子は、使用できる温度範囲が広いこと、素子の応答時間が短いことなどが求められ、液晶組成物の特性としては、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、熱に対する安定性、および低い粘度なども求められる。

【0011】

従来の当該素子に使用される液晶組成物は、下記の特許文献３から４に開示されている。

【0012】

これまでに、ベンゾチオフェン骨格を有する液晶性化合物がいくつか合成されてきた。
特許文献５には、化合物（Ａ）、（Ｂ）等が示されている。しかしながらこれらの化合物
は、Δｎが小さい、製造コストが高い等、液晶表示素子へ用いる液晶化合物として充分に適しているとは言えなかった。

【0013】

【0014】

新規な化合物には、従来の化合物にはない優れた物性が期待できる。新規な化合物は、
液晶組成物を調製する際に必要な、２つ以上の物性の間で適切なバランスを有すると期待される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】国際公開２０１７／２０１５１５号

【特許文献2】国際公開２０１７／２０８９９６号

【特許文献3】特開２００４－２８５０８５号公報

【特許文献4】特開２０１１－７４０７４号公報

【特許文献5】国際公開２０１６／１３２９９８号

【非特許文献】

【0016】

【非特許文献1】ＥＫＩＳＨＯ、２３巻（１号）、（２０１９年）、５１－５５項

【非特許文献2】誘電体現象論 社団法人 電気学会 株式会社オーム社 １９７３年７月２５日 ９２－９５頁

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

電磁波制御に使用される素子用の材料として、液晶組成物はネマチック相の高い上限温度およびネマチック相の低い下限温度を有しながら、電磁波制御を行う周波数領域での大きな誘電率異方性（大きな屈折率異方性）、小さな誘電正接（ｔａｎδ）、および駆動電圧の低減のための低周波数における大きな誘電率異方性を有し、さらに好ましくは、小さな粘度、駆動周波数領域での大きな比抵抗および熱に対する安定性を有することが要求されている。

【0018】

しかし、このような電磁波制御に使用される素子へ使用するための液晶組成物として、従来のディスプレイ用途等で使用される液晶組成物は特性面で不十分である。それらは高い挿入損失（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）および／または不十分な位相シフト等、高周波制御用に使用するには不十分な特性だからである。

【0019】

電磁波制御に使用される素子用の液晶材料の開発はまだ発展途上であり、高周波制御の特性を改善するために、そのような素子の最適化を可能にする新規の化合物を開発するための試みが常になされている。そして電磁波制御に使用される素子用の材料として使用するために、特異な液晶媒体が必要とされる。

【0020】

本発明の目的は、周波数１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波制御用の素子に使用される材料として、上記に示した要求特性が良好で、かつ特性バランスに優れた液晶化合物、この化合物を含有する液晶組成物、この組成物を含む素子を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0021】

発明者らは鋭意検討した結果、特定の構造を有する式（１）で表される液晶化合物を含む液晶組成物が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。

【0022】

本発明は、下記の項などである。

【0023】

項１．式（１）で表される化合物。

式（１）において、
Ｒ^１は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ｗは、

、または

であり、これらの環上の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｌ^１は、炭素数１から３のアルキルであり、Ｌ^２は、水素または炭素数１から３のアルキルであり；
環Ａ^１および環Ａ^２は、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、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、２，６，７－トリオキサビシクロ［２．２．２］オクタン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^１およびＺ^２は、単結合または炭素数１から４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－または－ＣＯＯ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
ａおよびｂは、０、１、２、３、または４であり、ａおよびｂの和は１以上４以下である。

【0024】

項２．式（１－１）または（１－２）で表される、項１に記載の化合物。

式（１－１）および式（１－２）において、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｌ^１は、炭素数１から３のアルキルであり、Ｌ^２は、水素または炭素数１から３のアルキルであり；
環Ａ^２は、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、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、２，６，７－トリオキサビシクロ［２．２．２］オクタン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^２は、単結合または炭素数１から４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－または－ＣＯＯ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
ｂは、１、２、３、または４である。

【0025】

項３．式（１－１）において、

環Ａ^２は、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^２は、単結合または炭素数１から４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）_２－は、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてもよく；
ｂは、１または２である、項２に記載の化合物。

【0026】

項４．式（１－２）において、

環Ａ^２は、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよく；
Ｚ^２は、単結合または炭素数１から４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）_２－は、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてもよく；
ｂは、１または２である、項２に記載の化合物。

【0027】

項５．式（１－１－１）から（１－１－４）および式（１－２－１）から（１－２－５）のいずれか一つで表される、項１から４のいずれか１項に記載の化合物。

式（１－１－１）から（１－１－４）および式（１－２－１）から（１－２－５）において、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ^２は、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよい。

【0028】

項６．項１から５のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有する液晶組成物。

【0029】

項７．液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が１０重量％から７０重量％の範囲である、項６に記載の液晶組成物。

【0030】

項８．波長５８９ｎｍにおける２５℃の屈折率異方性が０．２０から０．８０の範囲である、項６または７に記載の液晶組成物。

【0031】

項９．１ＧＨｚから１０ＴＨｚの周波数の範囲における２５℃の誘電率異方性が０．４から３．０の範囲である、項６から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0032】

項１０．光学活性化合物を含む、項６から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0033】

項１１．重合性化合物を含む、項６から１０いずれか１項に記載の液晶組成物。

【0034】

項１２．項６から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する素子。

【0035】

項１３．項１２に記載の素子の、１ＧＨｚから１０ＴＨｚの周波数の範囲の電磁波制御のための使用。

【発明の効果】

【0036】

本発明によれば、熱に対する安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、非常に大きな屈折率異方性、他の液晶性化合物との優れた相溶性のような、化合物の物性の少なくとも一つを充足する液晶性化合物を提供することができる。本発明の化合物を含有する組成物は、ネマチック相の高い上限温度およびネマチック相の低い下限温度を有しながら、電磁波制御を行う周波数領域での大きな誘電率異方性（大きな屈折率異方性）、小さな誘電正接（ｔａｎδ）、および駆動電圧の低減のための低周波数における大きな誘電率異方性のような、組成物の特性の少なくとも一つを充足することができる。さらに、小さな粘度、駆動周波数領域での大きな比抵抗および熱に対する安定性を有する液晶組成物のような、組成物の特性の少なくとも一つをさらに充足させることができる。この組成物を使用した素子は、広い温度範囲で電磁波制御することができる優れた特性を示すことができる。

【発明を実施するための形態】

【0037】

この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相のような液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、液晶相の温度範囲、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（液晶分子）は棒状（ｒｏｄ ｌｉｋｅ）である。「液晶組成物」および「電磁波制御素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「電磁波制御素子」は電磁波制御パネルおよび電磁波制御モジュールの総称である。「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。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性化合物に分類されない。

【0038】

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、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、磁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。

【0039】

「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。

【0040】

式（１）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つの化合物または２つ以上の化合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「置き換えられてもよい」に関する「少なくとも１つの」は、位置だけでなく、その個数についても制限なく選択してよいことを意味する。

【0041】

上記の化合物（１ｚ）を例にして説明する。式（１ｚ）において、六角形で囲んだαおよびβの記号はそれぞれ環αおよび環βに対応し、六員環、縮合環のような環を表す。添え字‘ｘ’が２のとき、２つの環αが存在する。２つの環αが表す２つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、添え字‘ｘ’が２より大きいとき、任意の２つの環αに適用される。このルールは、結合基Ｚのような、他の記号にも適用される。環βの一辺を横切る斜線は、環β上の任意の水素が置換基（－Ｓｐ－Ｐ）で置き換えられてもよいことを表す。添え字‘ｙ’は置き換えられた置換基の数を示す。添え字‘ｙ’が０のとき、そのような置き換えはない。添え字‘ｙ’が２以上のとき、環β上には複数の置換基（－Ｓｐ－Ｐ）が存在する。この場合にも、「同一であってもよく、または異なってもよい」のルールが適用される。なお、このルールは、Ｒａの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。

【0042】

式（１ｚ）において、例えば、「ＲａおよびＲｂは、アルキル、アルコキシ、またはアルケニルである」のような表現は、ＲａおよびＲｂが独立して、アルキル、アルコキシ、およびアルケニルの群から選択されることを意味する。ここで、Ｒａによって表される基とＲｂによって表される基が同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、Ｒａの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。このルールは、複数のＲａを１つの化合物に用いた場合にも適用される。

【0043】

式（１ｚ）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を「化合物（１ｚ）」と略すことがある。「化合物（１ｚ）」は、式（１ｚ）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。他の式で表される化合物についても同様である。「式（１ｚ）および式（２ｚ）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物」の表現は、化合物（１ｚ）および化合物（２ｚ）の群から選択された少なくとも１つの化合物を意味する。

【0044】

「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。「少なくとも１つの－ＣＨ_２－は－Ｏ－で置き換えられてもよい」の表現が使われることがある。この場合、－ＣＨ_２－ＣＨ_２－ＣＨ_２－は、隣接しない－ＣＨ_２－が－Ｏ－で置き換えられることによって－Ｏ－ＣＨ_２－Ｏ－に変換されてもよい。しかしながら、隣接した－ＣＨ_２－が－Ｏ－で置き換えられることはない。この置き換えでは－Ｏ－Ｏ－ＣＨ_２－（ペルオキシド）が生成するからである。

【0045】

液晶性化合物のアルキルは、直鎖アルキルまたは分岐鎖アルキルであり、特にことわりがない限り環状アルキルを含まない。液晶相の安定性（幅広い温度範囲で液晶相を示すということ）の観点から、直鎖アルキルは、分岐鎖アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルのような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、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、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、ピリジン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、テトラヒドロピラン－２，５－ジイルのような、非対称な環の二価基にも適用される。なお、好ましいテトラヒドロピラン－２，５－ジイルは、上限温度を上げるために右向き（Ｒ）である。

カルボニルオキシのような結合基も同様に、－ＣＯＯ－であってもよいし、－ＯＣＯ－であってもよい。

【0046】

成分化合物の化学式において、末端基Ｒ^２の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つのＲ^２が表わす２つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物（１－１－１）のＲ^２がメチルであり、化合物（１－１－２）のＲ^２がエチルであるケースがある。化合物（１－１－１）のＲ^２がエチルであり、化合物（１－１－２）のＲ^２がプロピルであるケースもある。このルールは、Ｒ^１、Ｒ^１１、Ｒ^１２などの記号にも適用される。

【0047】

本発明は、次の項（ａ）から（ｆ）も含む。（ａ）光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、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から選択された少なくとも１つをさらに含有する上記の組成物。（ｂ）上記の組成物を含有する素子。（ｃ）上記の組成物を含有し、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される素子。（ｄ）重合性化合物をさらに含有する上記の組成物、およびこの組成物を含有する素子。（ｅ）ネマチック相を有する組成物として、上記の組成物の使用。（ｆ）上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。

【0048】

本発明の液晶組成物は、１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波信号の周波数領域で大きな誘電率異方性および小さな誘電正接（ｔａｎδ）を有する。その為、１ＧＨｚから１０ＴＨｚ、さらには１ＧＨｚから５０ＧＨｚの範囲の電磁波に関わる素子に使用する事が好ましい。

【0049】

１－１.化合物（１）
本発明の化合物（１）について説明する。化合物（１）における末端基、環構造、結合基などの好ましい例、およびそれらの基が物性に及ぼす効果は、化合物（１）の下位式にも適用される。

【0050】

式（１）において、Ｒ^１は、水素、ハロゲン、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよい。

【0051】

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。－ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、－ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、－ＣＨ＝ＣＨＣ_３Ｈ_７、－ＣＨ＝ＣＨＣ_４Ｈ_９、－Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、または－Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、または－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_３Ｈ_７のような偶数位に二重結合をもつ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化合物は、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327、に詳細な説明がある。

【0052】

Ｒ^１の好ましい例は、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、アルキニル、およびアルケニルオキシである。Ｒ^１のさらに好ましい例は、アルキル、アルコキシ、およびアルキニルである。

【0053】

アルキルの例は、－ＣＨ_３、－Ｃ_２Ｈ_５、－Ｃ_３Ｈ_７、－Ｃ_４Ｈ_９、－Ｃ_５Ｈ_１１、－Ｃ_６Ｈ_１３、－Ｃ_７Ｈ_１５、－Ｃ_８Ｈ_１７、－Ｃ_９Ｈ_１９、－Ｃ_１０Ｈ_２１、－Ｃ_１１Ｈ_２３、および－Ｃ_１２Ｈ_２５である。

【0054】

アルコキシの例は、－ＯＣＨ_３、－ＯＣ_２Ｈ_５、－ＯＣ_３Ｈ_７、－ＯＣ_４Ｈ_９、－ＯＣ_５Ｈ_１１、－ＯＣ_６Ｈ_１３、－ＯＣ_７Ｈ_１５、－ＯＣ_８Ｈ_１７、－ＯＣ_９Ｈ_１９、－ＯＣ_１０Ｈ_２１、および－ＯＣ_１１Ｈ_２３である。

【0055】

アルコキシアルキルの例は、－ＣＨ_２ＯＣＨ_３、－ＣＨ_２ＯＣ_２Ｈ_５、－ＣＨ_２ＯＣ_３Ｈ_７、－（ＣＨ_２）_２－ＯＣＨ_３、－（ＣＨ_２）_２－ＯＣ_２Ｈ_５、－（ＣＨ_２）_２－ＯＣ_３Ｈ_７、－（ＣＨ_２）_３－ＯＣＨ_３、－（ＣＨ_２）_４－ＯＣＨ_３、および－（ＣＨ_２）_５－ＯＣＨ_３である。

【0056】

アルケニルの例は、－ＣＨ＝ＣＨ_２、－ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、－ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、－（ＣＨ_２）_２－ＣＨ＝ＣＨ_２、－ＣＨ＝ＣＨＣ_３Ｈ_７、－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、－（ＣＨ_２）_２－ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および－（ＣＨ_２）_３－ＣＨ＝ＣＨ_２である。

【0057】

アルキニルの例は、－Ｃ≡ＣＨ、－Ｃ≡ＣＣＨ_３、－Ｃ≡ＣＣ_２Ｈ_５、－Ｃ≡ＣＣ_３Ｈ_７、－Ｃ≡ＣＣ_４Ｈ_９、－Ｃ≡ＣＣ_５Ｈ_１１、および－Ｃ≡ＣＣ_６Ｈ_１３である。

【0058】

アルケニルオキシの例は、－ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、－ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および－ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５である。

【0059】

少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの例は、－ＣＨ_２Ｆ、－ＣＨＦ_２、－ＣＦ_３、－（ＣＨ_２）_２－Ｆ、－ＣＦ_２ＣＨ_３、－ＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、－ＣＦ_２ＣＨＦ_２、－ＣＨ_２ＣＦ_３、－ＣＦ_２ＣＦ_３、－（ＣＨ_２）_３－Ｆ、－ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、－ＣＨ_２ＣＨＦＣＨ_３、－ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、－（ＣＦ_２）_３－Ｆ、－ＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、－ＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３、－（ＣＨ_２）_４－Ｆ、－ＣＦ_２（ＣＨ_２）_２ＣＨ_３、－（ＣＦ_２）_４－Ｆ、－（ＣＨ_２）_５－Ｆ、－（ＣＦ_２）_５－Ｆ、－ＣＨ_２Ｃｌ、－ＣＨＣｌ_２、－ＣＣｌ_３、－（ＣＨ_２）_２－Ｃｌ、－ＣＣｌ_２ＣＨ_３、－ＣＣｌ_２ＣＨ_２Ｃｌ、－ＣＣｌ_２ＣＨＣｌ_２、－ＣＨ_２ＣＣｌ_３、－ＣＣｌ_２ＣＣｌ_３、－（ＣＨ_２）_３－Ｃｌ、－ＣＣｌ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、－（ＣＣｌ_２）_３－Ｃｌ、－ＣＣｌ_２ＣＨＣｌＣＣｌ_３、－ＣＨＣｌＣＣｌ_２ＣＣｌ_３、－（ＣＨ_２）_４－Ｃｌ、－（ＣＣｌ_２）_４－Ｃｌ、－ＣＣｌ_２（ＣＨ_２）_２ＣＨ_３、－（ＣＨ_２）_５－Ｃｌ、および－（ＣＣｌ_２）_５－Ｃｌである。

【0060】

少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたアルコキシの例は、－ＯＣＨ_２Ｆ、－ＯＣＨＦ_２、－ＯＣＦ_３、－Ｏ－（ＣＨ_２）_２－Ｆ、－ＯＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、－ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、－ＯＣＨ_２ＣＦ_３、－Ｏ－（ＣＨ_２）_３－Ｆ、－Ｏ－（ＣＦ_２）_３－Ｆ、－ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、－ＯＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３、－Ｏ（ＣＨ_２）_４－Ｆ、－Ｏ－（ＣＦ_２）_４－Ｆ、－Ｏ－（ＣＨ_２）_５－Ｆ、－Ｏ－（ＣＦ_２）_５－Ｆ、－ＯＣＨ_２ＣＨＦＣＨ_２ＣＨ_３、－ＯＣＨ_２Ｃｌ、－ＯＣＨＣｌ_２、－ＯＣＣｌ_３、－Ｏ－（ＣＨ_２）_２－Ｃｌ、－ＯＣＣｌ_２ＣＨ_２Ｃｌ、－ＯＣＣｌ_２ＣＨＣｌ_２、－ＯＣＨ_２ＣＣｌ_３、－Ｏ－（ＣＨ_２）_３－Ｃｌ、－Ｏ－（ＣＣｌ_２）_３－Ｃｌ、－ＯＣＣｌ_２ＣＨＣｌＣＣｌ_３、－ＯＣＨＣｌＣＣｌ_２ＣＣｌ_３、－Ｏ（ＣＨ_２）_４－Ｃｌ、－Ｏ－（ＣＣｌ_２）_４－Ｃｌ、－Ｏ－（ＣＨ_２）_５－Ｃｌ、および－Ｏ－（ＣＣｌ_２）_５－Ｃｌである。

【0061】

少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの例は、－ＣＨ＝ＣＨＦ、－ＣＨ＝ＣＦ_２、－ＣＦ＝ＣＨＦ、－ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｆ、－ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、－（ＣＨ_２）_２－ＣＨ＝ＣＦ_２、－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、－ＣＨ＝ＣＨＣＦ_２ＣＦ_３、－ＣＨ＝ＣＨＣｌ、－ＣＨ＝ＣＣｌ_２、－ＣＣｌ＝ＣＨＣｌ、－ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｃｌ、－ＣＨ＝ＣＨＣＣｌ_３、－（ＣＨ_２）_２－ＣＨ＝ＣＣｌ_２、－ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＣｌ_３、および－ＣＨ＝ＣＨＣＣｌ_２ＣＣｌ_３である。

【0062】

式（１）において、Ｒ^２は、水素、ハロゲン、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎ、または炭素数１から１２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－または－Ｓ－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、ハロゲンで置き換えられてもよい。Ｒ^２の好ましい例は、Ｒ^１と同様であり、さらに－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｎである。

【0063】

式（１）において、環Ｗは、

、または

であり、これらの環上の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、Ｌ^１は、炭素数１から３のアルキルであり、Ｌ^２は、水素または炭素数１から３のアルキルである。環Ｗの好ましい例は、

である。

【0064】

式（１）において、環Ａ^１および環Ａ^２は、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、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、２，６，７－トリオキサビシクロ［２．２．２］オクタン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルであり、これらの環上の少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられていてもよい。

【0065】

環Ａ^１または環Ａ^２の好ましい例は、１，４－フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた１，４－フェニレン、少なくとも１つの水素がメチルで置き換えられた１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはピリジン－２，５－ジイルである。さらに好ましい例は、１，４－フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた１，４－フェニレン、および少なくとも１つの水素がメチルで置き換えられた１，４－フェニレンである。

【0066】

少なくとも１つの水素がハロゲンまたは炭素数１から６のアルキルで置き換えられた１，４－フェニレンの好ましい例は、式（Ａ－１）から（Ａ－２２）で表される基である。他の液晶性化合物との優れた相溶性を有するためには、式（Ａ－１）、（Ａ－２）、（Ａ－１２）、（Ａ－１５）、または（Ａ－１６）で表される基がより好ましい。

【0067】

【0068】

式（１）において、Ｚ^１およびＺ^２は、単結合または炭素数１から４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－または－ＣＯＯ－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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。

【0069】

Ｚ^１またはＺ^２の好ましい例は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＦ－、－Ｃ≡Ｃ－、－ＣＨ＝ＣＨ－（ＣＨ_２）_２－、および－（ＣＨ_２）_２－ＣＨ＝ＣＨ－である。さらに好ましい例は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、および－Ｃ≡Ｃ－である。

【0070】

式（１）において、ａおよびｂは、０、１、２、３、または４であり、ａおよびｂの和は１以上４以下である。他の液晶性化合物との相溶性を考慮すると、ａおよびｂの和が、１から３である化合物が好ましい。ａおよびｂの和が１であるときは下限温度が低く、粘度が小さい。ａおよびｂの和が２であるときは、上限温度が高く、大きな屈折率異方性を有する。ａおよびｂの和が３であるときは上限温度が高い。

【0071】

以上のように、末端基、環構造、結合基などの種類を適切に選択することによって目的
の物性を有する化合物を得ることができる。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いてもよい。

【0072】

１－２．好ましい化合物
好ましい化合物（１）の態様は、化合物（１－１）および（１－２）である。

さらに好ましい化合物（１）の態様は、化合物（１－１－１）から（１－１－４）および化合物（１－２－１）から（１－２－５）である。

化合物（１－１）、（１－２）、（１－１－１）から（１－１－４）、および（１－２－１）から（１－２－５）における、Ｒ^１１またはＲ^１２の好ましい例、およびそれらの基が物性に及ぼす効果は、式（１）におけるＲ^１と同様である。

【0073】

１－３．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。出発物に目的の末端基、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。

【0074】

１－３－１．合成例
化合物（１）の一態様である化合物（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、Ｒ^２、環Ａ^２、Ｚ^２、およびｂの定義は、前述の通りであり、ＬはＲ^１の置換位置によりＬ^１またはＬ^２に相当する。公知の方法によって合成された化合物（ａ－１）をＢｕＬｉ等によりリチオ化し、これによう素を反応させ中間体（ａ－２）を得る。これを用い公知の方法で化合物（１）’へ誘導する。

【0075】

２．組成物
組成物における成分化合物の構成を説明する。本発明の組成物は、組成物Ａと組成物Ｂに分類される。組成物Ａは、化合物（１）から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物（１）とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。

【0076】

組成物Ｂは、実質的に、化合物（１）から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物が添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Ｂは組成物Ａに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Ｂは組成物Ａよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Ａは組成物Ｂよりも好ましい。

【0077】

化合物（１）の主要な特性、およびこの化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果を説明する。化合物（１）のａおよびｂの和の選択により、上限温度、粘度、屈折率異方性はある程度制御可能である。すなわち、ａとｂの和を小さくすると、上限温度は低くなり、粘度は小さくなり、屈折率異方性は低い傾向にある。ａとｂの和を大きくすると、上限温度は高くなり、粘度は大きくなり、屈折率異方性は高い傾向にある。誘電率異方性はＲ^２の選択に依存し、アルキル基等の極性を持たない基の場合はほぼゼロであり、－Ｃ≡Ｃ≡Ｎおよび－ＮＣＳ等の極性を持つ基の場合は正に大きくなる。比抵抗は総じて低い。

【0078】

液晶組成物の重量に基づいて、化合物（１）の好ましい割合は、ネマチック相の温度範囲を拡げるため、そして屈折率異方性を上げるために約１０重量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約７０重量％以下である。さらに好ましい割合は約２０重量％から約６０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約５０重量％の範囲である。

【0079】

好ましい組成物は、少なくとも１つの他の液晶性化合物を含む。組成物を調製する際、化合物（１）の液晶相の下限温度や誘電率異方性などの物性を考慮して成分を選択することができる。成分を適切に選択した組成物は、ネマチック相の高い上限温度およびネマチック相の低い下限温度を有しながら、電磁波制御を行う周波数の範囲での大きな誘電率異方性（大きな屈折率異方性）、小さな誘電正接（ｔａｎδ）、および駆動電圧の低減のための低周波数における大きな誘電率異方性のような、組成物の特性の少なくとも一つを充足させることができる。さらに小さな粘度、駆動周波数の範囲での大きな比抵抗および熱に対する安定性のような、組成物の特性の少なくとも一つをさら充足させ、より好ましい組成物を得ることができる。

【0080】

組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。以下において、これらの添加物の混合割合は、特に断らない場合は、液晶組成物の重量に基づく割合（重量）である。

【0081】

液晶のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物（５－１）から（５－６）である。光学活性化合物の好ましい割合は約５重量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０１重量％から約２重量％の範囲である。

【0082】

【0083】

大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、ｔが１から９の整数である化合物（６）などである。

【0084】

化合物（６）において、好ましいｔは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｔは７である。ｔが７である化合物（６）は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約６００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲である。

【0085】

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。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約１００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。

【0086】

紫外線および熱に対する安定剤の好ましい例は、化合物（７）で表されるアミノ-トラン化合物などである（米国登録特許第６４９５０６６号）。

式（７）において、Ｒ^ｍおよびＲ^ｎは、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、炭素数２から１２のアルケニルまたは炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；Ｘ^ａは、－ＮＯ_２、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、フッ素、または－ＯＣＦ_３であり；Ｙ^ａおよびＹ^ｂは、水素またはフッ素である。これらの安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために１から２０重量％の範囲であり、好ましくは５から１０重量％の範囲である。

【0087】

消光剤は、液晶性化合物が吸収した光エネルギーを受容し、熱エネルギーに変換することにより、液晶性化合物の分解を防止する化合物である。これらの消光剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、下限温度を下げるために約２００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。

【0088】

ＧＨ（guest host）モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素（dichroic dye）が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約０．０１重量％から約１０重量％の範囲である。泡立ちを防ぐために、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の消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約１ｐｐｍ以上であり、表示不良を防ぐために約１０００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲である。

【0089】

高分子安定化された素子に適合させるために重合性化合物が組成物に添加される。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）、ビニルケトンなどの重合可能な基を有する化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートの誘導体である。重合性化合物の好ましい割合は、その効果を得るために、約０．０５重量％以上であり、駆動温度の上昇を防ぐために約２０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約１０重量％の範囲である。重合性化合物は紫外線照射により重合する。光重合開始剤などの開始剤の存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３（登録商標；ＢＡＳＦ）がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の重量１００重量部に基づいて約０．１重量部から約５重量部の範囲である。さらに好ましい割合は、約１重量部から約３重量部の範囲である。

【0090】

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-tert-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。

【0091】

この明細書において、極性化合物は、極性をもつ有機化合物であり、イオン結合を有する化合物は含まれない。酸素、硫黄、および窒素のような原子は、より電気的に陰性であり、部分的な負電荷をもつ傾向にある。炭素および水素は中性であるか、または部分的な正電荷をもつ傾向がある。極性は、化合物中の別種の原子間で部分電荷が均等に分布しないことから生じる。例えば、極性化合物は、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＳＨ、－ＮＨ_２、＞ＮＨ、＞Ｎ－のような部分構造の少なくとも１つを有する。

【0092】

組成物の用途を説明する。本発明の組成物は主として、約－１０℃以下の下限温度、約７０℃以上の上限温度、および波長５８９ｎｍにおける２５℃の屈折率異方性が約０．２０から約０．８０の範囲であるという特性を有する。

【0093】

成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約０．３０から約０．６０の範囲の屈折率異方性を有する組成物、さらには約０．４０から約０．５５の範囲の屈折率異方性を有する組成物を調製することもできる。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。

【0094】

３．電磁波制御素子
この組成物は、周波数１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波制御に使用される素子への使用が可能である。応用例として例えば、ミリ波帯可変移相器、ライダー（ＬｉＤＡＲ；Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）素子、メタマテリアル技術を応用したアンテナ等が挙げられる。また、５Ｇ／ｂｅｙｏｎｄ５Ｇのカバレッジを拡張するための向けの動的反射板等への適用も可能である。

【0095】

周波数約１００ｋＨｚまでの素子の駆動での使用において、組成物の誘電率異方性（Δε）は、素子の駆動電圧を低減するために大きい方が望ましいが、粘度の上昇も考慮する必要がある。誘電率異方性は、好ましくは１から５０の範囲であり、さらに好ましくは１から３０の範囲である。周波数１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲の電磁波制御に使用される素子への使用の観点からは、１ＧＨｚから１０ＴＨｚの範囲のいずれかの周波数における２５℃の誘電率異方性（例えばΔε＠２８ＧＨｚ）が０．８から３．０の範囲であることが好ましく、１．０から３．０の範囲であることがより好ましい。

【実施例0096】

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は制限されない。

【0097】

１－１．化合物（１）の実施例
化合物（１）は、下記の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。化合物の物性は、下記に記載した方法により測定した。

【0098】

ＮＭＲ分析
測定装置は、ＤＲＸ－５００（ブルカーバイオスピン（株）社製）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。

【0099】

測定試料
相構造および転移温度を測定するときには、液晶性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、光学的異方性、誘電率異方性などの物性を測定するときには、化合物を母液晶に混合して調製した組成物を試料として用いた。

【0100】

化合物を母液晶と混合した試料を用いる場合には、次の方法で測定を行った。化合物２０重量％と母液晶８０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、次の式で表わ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％〉

【0101】

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℃で析出する場合には、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物性を測定した。なお、特に断りのない限り、化合物と母液晶との割合は、２０重量％：８０重量％である。

【0102】

母液晶としては、下記の母液晶（ｉ）を用いた。母液晶（ｉ）の成分の割合を重量％で
示す。

【0103】

【0104】

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（Ｊａｐａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ；以下ＪＥＩＴＡという）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。

【0105】

ネマチック相の上限温度（Ｔ_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。

【0106】

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ガラス瓶に入れ、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。

【0107】

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。

【0108】

粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：
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°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らの論文中の４０頁記載の計算式（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。

【0109】

屈折率異方性（Δｎ＜０．３０の場合；２５℃で測定）：
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。屈折率異方性の値は、Δｎ＝ｎ_∥－ｎ_⊥、の式から計算した。

【0110】

屈折率異方性（Δｎ≧０．３０の場合；２５℃で測定）：
２枚のガラス基板にて構成される素子に試料を入れアンチパラレル配向をさせた。この素子の厚み方向リタデ一ション（Ｒｔｈ）を位相差フイルム・光学材料検査装置（大塚電子株式会社製、商品名：ＲＥＴＳ－１００）を用いて測定し、リタデーション値（Ｒｔｈ）とガラス基板の間隔（ｄ：セルギャップ）より屈折率異方性（Δｎ）を以下の式により算出した。使用した光の波長は５８９ｎｍである。
Ｒｔｈ ＝Δｎ・ｄ

【0111】

誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：
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。

【0112】

しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：
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。

【0113】

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）｝。

【0114】

２８ＧＨｚでの誘電率異方性（室温で測定）：
２８ＧＨｚでの誘電率異方性（Δε＠２８ＧＨｚ）は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ.７，ｐ１１５０（２００５）に開示された方法により、窓材を取り付けたＶバンドの可変短絡導波管に液晶を充填し、０．３Ｔの静磁場内に３分保持した。導波管に２８ＧＨｚのマイクロ波を入力し、入射波に対する反射波の振幅比を測定した。静磁場の向きと短絡器の管長を変えて測定し、屈折率（ｎ：ｎｅ，ｎｏ）および損失パラメーター（α：αe，αo）を決定した。
複素誘電率の算出には、前項で算出した屈折率、損失パラメータと以下の関係式を用いた。
ε’＝ｎ^２-κ^２
ε”＝２ｎκ
α＝２ωκ／ｃ
ここでｃは真空の光速度である。ｎ_ｅからε’_∥を、ｎ_ｏからε’_⊥を算出し、誘電率異方性（Δε＠２８ＧＨｚ）は、ε’_∥－ε’_⊥から計算した。

【0115】

２８ＧＨｚでの誘電正接（ｔａｎδ；室温で測定）：
２８ＧＨｚでのｔａｎδは、複素誘電率（ε’,ε”）を用い、ｔａｎδ＝ε”／ε’として計算した。ｔａｎδにも異方性が発現するため、値の大きい方を記載した。

【0116】

［実施例１］
化合物（Ｎｏ．１）：５－クロロ－３－メチル－２－（（４－ペンチルフェニル）エチニル）ベンゾ［ｂ］チオフェンの合成

【0117】

市販原料５－クロロ－３－メチルベンゾ［ｂ］チオフェン（１０ｇ）のＴＨＦ（２００ｍL）溶液の入ったフラスコをドライアイスバスで冷却し、ｎ－ＢｕＬｉ（２．６４Ｍ）（２１．８ｍＬ）を滴下し３０分間撹拌した。次いでよう素を投入し２時間撹拌した後、室温に戻した。チオ硫酸ナトリウム水溶液を加え過剰のよう素を還元後、トルエン、水を加え有機層を水で洗浄し濃縮し、得られた固体をメタノールで洗浄した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン：ヘプタン＝２：８（容積比））で精製し、ヘプタンから再結晶し中間体１（１４．３ｇ）を得た。

【0118】

^１Ｈ－ＮＭＲ（δｐｐｍ：ＣＤＣｌ３）：７．６５（ｄ、１H）、７．６４（ｄ、１H）、７．２６（ｄｄ、１H）、２．３７（ｓ、９H）．

【0119】

中間体１（５ｇ）、１－エチニル－４－ペンチルベンゼン（２．９ｇ）、トリエチルアミン（１５ｍＬ）、ＴＨＦ（１５ｍＬ）、ＣｕＩ（０．０３ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（０．１９ｇ）の入ったフラスコを窒素置換した。７０℃まで昇温して２時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水、塩化アンモニウム、酢酸エチルを加え有機層を水で洗浄し濃縮し、得られた固体をソルミックスで洗浄した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：ヘプタン）で精製し、熱ソルミックスから再結晶を繰り返すことで化合物（Ｎｏ．１）（３．４ｇ）を得た。

【0120】

^１Ｈ－ＮＭＲ（δｐｐｍ：ＣＤＣｌ３）：７．６６（ｄ、１H）、７．６５（ｄ、１H）、７．４７（ｄ、２H）、７．３３（ｄｄ、１H）、７．１９（ｄ、２H）、２．６３（ｔ、２H）、２．５１（ｓ、３H）、１．６３（ｑｕｉｎ、２Ｈ）、１．３９－１．２８（ｍ、４Ｈ）、０．９０（ｔ、３Ｈ）．

【0121】

化合物（Ｎｏ．１）の物性は次のとおりであった。Ｔ_ＮＩ＝４１．１℃；Δｎ＝０．３１１；Δε＝３．８；η＝１０５．７ｍＰａ・ｓ．

【0122】

［実施例２］
化合物（Ｎｏ．２）：５－メチル－２－（（２－メチル－４－ペンチルフェニル）エチニル）ベンゾ［ｂ］チオフェンの合成

【0123】

市販原料５－メチルベンゾ［ｂ］チオフェン（１０ｇ）を用い、前述した合成実施例と同様の方法で中間体２（１６．５ｇ）を合成した。

【0124】

^１Ｈ－ＮＭＲ（δｐｐｍ：ＣＤＣｌ３）：７．６２（１Ｈ、ｄ）、７．５０（ｓ、１Ｈ）、７．４４（ｓ、１Ｈ）、７．１１（ｄｄ、１Ｈ）、２．４４（ｓ、３Ｈ）．

【0125】

中間体２（４ｇ）、１－エチニル－２－メチル－4－ペンチルベンゼン（２．９ｇ）、トリエチルアミン（１５ｍＬ）、ＴＨＦ（１５ｍＬ）、ＣｕＩ（０．０３ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（０．１９ｇ）の入ったフラスコを窒素置換した。６０℃まで昇温して１時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水、塩化アンモニウム、酢酸エチルを加え有機層を水で洗浄し濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：ヘプタン）で精製し、熱ソルミックスから再結晶を繰り返すことで化合物（Ｎｏ．２）（３．６ｇ）を得た。

【0126】

^１Ｈ－ＮＭＲ（δｐｐｍ：ＣＤＣｌ３）：７．６５（ｄ、１H）、７．５４（ｓ、１H）、７．４２（ｄ、１H）、７．３９（ｓ、１H）、７．１９（ｄ、１H）、７．０６（ｓ、１H）、７．００（ｄ、１H）、２．５８（ｔ、２H）、２．４９（ｓ、３H）、２．４６（ｓ、３H）、１．６１（ｑｕｉｎ、２Ｈ）、１．３８－１．２７（ｍ、４Ｈ）、０．９０（ｔ、３Ｈ）．

【0127】

化合物（Ｎｏ．２）の物性は次のとおりであった。Ｔ_ＮＩ＝６３．１℃；Δｎ＝０．３２５；Δε＝０．６；η＝７９．４ｍＰａ・ｓ．

【0128】

［実施例３］
化合物（Ｎｏ．３）：６－メトキシ－３－メチル－２－（（４－プロピルフェニル）エチニル）ベンゾ［ｂ］チオフェンの合成

【0129】

前述した合成実施例と同様の方法を用い、化合物（Ｎｏ．３）を合成した。
ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
^１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ＝７．５５（ｄ、１Ｈ）、７．４６（ｄ、２Ｈ）、７．２３（ｄ、１Ｈ）、７．１７（ｄ、２Ｈ）、７．００（ｄｄ、１Ｈ）、３．８７（ｓ、３Ｈ）、２．６０（ｔ、２Ｈ）、２．５０（ｓ、３Ｈ）、１．６５（ｓｅｘｔ、２Ｈ）、０．９５（ｔ、３Ｈ）．

【0130】

化合物（Ｎｏ．３）の物性は次のとおりであった。Ｔ_ＮＩ＝１４４．１℃；Δｎ＝０．３４４；Δε＝１．０；η＝１２１．７ｍＰａ・ｓ．

【0131】

［実施例４］
化合物（Ｎｏ．４）：６－メトキシ－３－メチル－２－（（４’－プロピル－［１，１’－ビフェニル］－４－イル）エチニル）ベンゾ［ｂ］チオフェンの合成

【0132】

前述した合成実施例と同様の方法を用い、化合物（Ｎｏ．４）を合成した。
ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
^１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：７．６２－７．５７（ｍ、４H）、７．５６（ｄ、１H）、７．５４（ｄ、２H）、７．２７（ｄ、２H）、７．２４（ｄ、１H）、７．０２（ｄｄ、１H）、３．８８（ｓ、１H）、２．６４（ｔ、２H）、２．５３（ｓ、３H）、１．６９（ｓｅｘｔ、２Ｈ）、０．９８（ｔ、３Ｈ）．

【0133】

化合物（Ｎｏ．４）の物性は次のとおりであった。Ｔ_ＮＩ＝２８９．０℃；Δｎ＝０．４７９；Δε＝２．５；η＝１４２．１ｍＰａ・ｓ．

【0134】

これらの化合物は大きな屈折率異方性を有するため、液晶組成物の高周波(マイクロ波からテラヘルツ波（凡そ１０ＴＨｚ程度）の範囲)におけるΔεを大きくすることができ、素子の優れた高周波制御の特性に寄与することができる。

【0135】

［比較例１］
特許文献５に開示されている化合物（Ａ）と物性の観点から比較した。なおこの化合物は、特許文献５の実施例１に開示された化合物（Ｎｏ．１８）である。特許文献５に開示の方法に従い化合物を合成し、本願記載の方法で屈折率異方性（Δｎ）を測定した。

【0136】

化合物（Ａ）：６－エトキシ－７－フルオロ－２－（４－プロピルシクロヘキシル）ベンゾ［ｂ］チオフェン

【0137】

化合物（Ａ）の屈折率異方性（Δｎ）は、０．１５４であった。

【0138】

化合物（Ａ）の屈折率異方性（Δｎ）は、本願化合物が示すΔｎよりも非常に小さいことから、液晶組成物の高周波(マイクロ波からテラヘルツ波（凡そ１０ＴＨｚ程度）の範囲)における誘電率異方性（Δε）を大きくすることは困難と判断した。

【0139】

［比較例２］
特許文献５に開示されている化合物（Ｂ）と物性の観点から比較した。なおこの化合物は、特許文献５に開示された化合物（Ｎｏ．４３）である。特許文献５に開示の方法に従い化合物を合成した。

【0140】

化合物（Ｂ）：６－メトキシ－７－フルオロ－２－（４’－プロピル－［１，１’－ビフェニル］－４－イル）ベンゾ［ｂ］チオフェン

【0141】

この化合物（Ｂ）は、特許文献５の効果や目的を考慮した母液晶を使用して評価していたのに対し、本願発明で用いる母液晶（ｉ）は、電磁波制御用の素子に使用することを考慮した化合物でのみで構成されている。この母液晶に対して、化合物（Ｂ）は溶解性が著しく悪く、物性を測定することができなかった。よって、化合物（Ｂ）の本発明の液晶組成物への適用は困難であると考えられる。

【0142】

１－２．組成物の実施例
化合物（Ｎｏ．１）から（Ｎｏ．４）を母液晶（ｉ）に混合して、それぞれ組成物（Ｎｏ．１）から（Ｎｏ．４）を得た。各組成物の組成比は、化合物が２０重量％、母液晶が８０重量％とした。
組成物（Ｎｏ．１）から（Ｎｏ．４）の物性値を表１に示す。

【0143】

表１．組成物（Ｎｏ．１）から（Ｎｏ．４）の物性値

【産業上の利用可能性】

【0144】

本発明の液晶性化合物は、熱に対する安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、非常に大きな屈折率異方性、他の液晶性化合物との優れた相溶性のような、化合物の物性の少なくとも一つを有する。この化合物を含有する液晶組成物は、ネマチック相の高い上限温度およびネマチック相の低い下限温度を有しながら、電磁波制御を行う周波数の範囲での大きな誘電率異方性（大きな屈折率異方性）、小さな誘電正接（ｔａｎδ）、および駆動電圧の低減のための低周波数における大きな誘電率異方性のような、組成物の特性の少なくとも一つを有する。さらに好ましくは、小さな粘度、駆動周波数の範囲での大きな比抵抗および熱に対する安定性を有する液晶組成物を有する。この組成物を使用した素子は、広い温度範囲で電磁波制御することができる。