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JPWO2016174968A1 - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

液晶組成物および液晶表示素子 Download PDF

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Abstract

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、大きな誘電率異方性などの特性において、少なくとも1つの特性を充足する、または少なくとも2つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物、およびこの組成物を含むAM素子を提供する。第一成分として正に大きな誘電率異方性を有する特定の化合物、および添加物成分として特定の光学活性化合物を含有し、第二成分として高い上限温度または小さな粘度を有する特定の化合物、第三成分として正に大きな誘電率異方性を有する特定の化合物、または第四成分として負の誘電率異方性を有する特定の化合物を含有してもよい液晶組成物である。

Description

本発明は、液晶組成物、この組成物を含有する液晶表示素子などに関する。特に、誘電率異方性が正であって、紫外線照射後の電圧保持率が大きな液晶組成物、およびこの組成物を含有し、コレステリック相において動作可能な液晶組成物に関する。
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)とマルチプレックス(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。
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。組成物の弾性定数は素子のコントラストに関連する。素子においてコントラストを上げるためには、組成物における大きな弾性定数がより好ましい。
Figure 2016174968
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。TNのようなモードの素子では、適切な値は約0.45μmである。この場合、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、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、液晶表示素子の寿命に関連する。これらの安定性が高いとき、この素子の寿命は長い。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。
代表的なねじれ角が90°のTN(ねじれネマチック)セルや、代表的なねじれ角が180°から270°のSTN(超ねじれネマチック)セルなどの、ねじれネマチック構造を有する液晶組成物を含むものである。これらのディスプレイにおいては、ねじれ構造は、通常、1種または2種以上の光学活性化合物をネマチック液晶組成物に添加することによって達成される。
さらに、キラルネマチックまたはコレステリック構造を有する液晶組成物を含む、液晶表示素子が知られている。これらの液晶組成物は、TNおよびSTNセルからの組成物よりもかなり高いねじれを有する。コレステリック液晶は、円偏光の選択的反射を示し、光ベクトルの回転方向はコレステリックらせんの左右特性(handedness)に対応する。反射波長λは、コレステリックらせんのピッチpとコレステリック液晶の平均複屈折率nから式(A)によって計算することができる。
λ=n×p (A)
「キラルネマチック」および「コレステリック」という用語は、従来技術において、同時に使用されている。「キラルネマチック」とは、らせんねじれ超構造を誘発する光学活性化合物でドープされたネマチック液晶組成物からなる液晶材料を指すことが多い。それとは異なり、「コレステリック」はキラルな液晶材料、例えばコレステリル誘導体を指すことが多く、これらは「天然」のらせんねじれコレステリック相を有する。両方の用語は、並行して同じ物を意味して使用されることもある。本願においては、上述のタイプの液晶材料の両方を、「コレステリック」と呼び、この用語は、「キラルネマチック」および「コレステリック」の最も広い意味を包含するものである。
最も一般的なコレステリック液晶(CLC)ディスプレイは、SSCT(表面安定化コレステリック組織)およびPSCT(ポリマー安定化コレステリック組織)ディスプレイである。SSCTおよびPSCTディスプレイは、通常、コレステリック液晶組成物を含み、それは例えば、初期段階において特定の波長の光を反射するプレーナー構造を示すとともに、交流電流パルスを加えることによってフォーカルコニック光散乱構造に切り換えるか、またはその逆が可能である。
これらの液晶表示素子は、双安定(bistable)、すなわち電界がオフに切り換えられた後は、各々の状態は保持され、電界を再印加することによってのみ初期状態に逆転移される。したがって、例えば、電界がオフに切り換えられた後は、アドレス指定されたピクセル内の液晶組成物が即時に初期状態に復帰し、その結果、永久ピクセルを生成するためにはアドレッシング電圧を維持することが必要となる、TNまたはSTNモードと異なり、短い電圧パルスによってピクセルを生成することが可能である。より高い電圧パルスが印加されると、コレステリック液晶組成物はホモトロピック、透明状態に転移し、この状態から、電圧が急速にオフに切り換えられる場合にはプレーナー状態へ、電圧がゆっくりと切り換えられる場合にはフォーカルコニック状態へと弛緩する。
SSCTディスプレイにおいて、初期状態におけるCLCセル中のコレステリック液晶組成物のプレーナー配向は、例えば、セル壁の表面処理によって達成される。PSCTディスプレイにおいては、コレステリック液晶組成物は、相分離ポリマーまたはポリマーネットワークを追加として含み、これが各々のアドレス指定状態におけるコレステリック液晶組成物の構造を安定化させる。例えば、特許文献1には、正の誘電率異方性を有し、かつ液晶材料中に分散した位相分離ポリマーネットワークを10重量%以下含む、CLC材料を含むPSCTディスプレイが記載されている。例えば、特許文献2には、正の誘電率異方性を有する無ポリマーCLC材料を含むSSCTディスプレイが記載されている。
CLCディスプレイは、一般に、バックライトを必要としない。プレーナー状態においては、ピクセル中のコレステリック液晶組成物は、上記の式(A)にしたがって特定の波長の光の選択反射を示し、その結果、ピクセルは、例えば黒の背景上に、対応する反射色に見える。この反射色は、フォーカルコニック、散乱またはホメオトロピックな透明状態に遷移すると、消失する。上記の理由で、CLCディスプレイはTNまたはSTNディスプレイよりもかなり電力消費が少ない。さらに、これらは散乱状態において、視野角依存性が、例えあったとしても、小さい。さらに、これらのディスプレイは、TNディスプレイのようにアクティブマトリックスアドレシングを必要とせず、より簡単な多重またはパッシブマトリックスモードでの動作が可能である。
上述のディスプレイ用のコレステリック液晶組成物は、例えばネマチック液晶組成物に高ねじれを有する光学活性化合物を用いてドープすることによって調製することができる。誘発されるコレステリックらせんのピッチpは、キラルなドーパントの濃度cおよびらせんねじれ力HTP(helical twisting power)から式(B)によって計算することができる。
p=(HTP×c)−1 (B)
代替手法として、2種または3種以上のドーパントを使用して、例えば個々のドーパントの温度依存性を補償し、それによってらせんピッチおよびコレステリック液晶組成物の反射波長の温度依存性を低下させることができる。
上述のCLCディスプレイにおける使用のためには、液晶組成物は、良好な化学的および熱的な安定性と、電界および電磁放射に対する良好な安定性を持たなければならない。さらに、液晶材料は、ネマチック相の高い上限温度、大きな光学異方性、正に大きな誘電率異方性および小さな粘度を示す広いコレステリック液晶相を持たなければならない。CLC材料は、さらに、簡便で、かつ制御された変更によって、特に可視領域における異なる反射波長を実現できなければならない。これらは、さらに、反射波長の温度依存性が低くなくてはいけない。
液晶は一般に複数の成分の混合物として使用されるので、成分が互いに容易に混和できることが重要である。誘電率異方性および光学異方性などのさらなる特性が、セルタイプに応じて異なる要件を満足しなくてはならない。しかしながら、上述のすべてのパラメータに対する好ましい値を、従来技術で利用可能な組成物を使用して、達成することはできない。例えば、特許文献3には、2種または3種以上のキラルなドーパントを含むネマチック液晶からなるコレステリック液晶組成物が記載されている。しかしながら、そこに開示された混合物は、小さな光学異方性およびネマチック相の低い上限温度を有するにすぎない。さらに、これらは26%の高い比率のキラルなドーパントを有する。
したがって、高ねじれ、広い動作温度範囲、短い応答時間、低いしきい値電圧、および反射波長の低い温度依存性を有し、かつ従来技術の液晶組成物と比較して欠点がないか、または少なくとも大幅に低減された、CLCディスプレイ用液晶組成物に対する大きな需要がある。本発明の目的は、上述の要求特性を有し、かつ従来技術の欠点がないか、または少なくとも大幅に低減されている、CLCディスプレイ用の組成物を提供することである。この目的は、本発明による組成物をCLCディスプレイにおいて使用することによって達成できることがわかっている。
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、コレステリック規則性の螺旋回転方向と一致する回転方向の円偏光を反射する特性(以下、この特性を「選択反射特性」という。)を有している。この選択反射特性を示す波長帯域はコレステリック規則性の周期に依存している。コレステリック規則性の周期の分布幅を広くすることによって、選択反射特性を示す波長帯域(以下、選択反射帯域という。)の幅を広くすることができる。
選択反射帯域を可視光の波長域に持つコレステリック規則性を持つ樹脂層を含んでなる円偏光分離シートを形成できれば、入射する自然光のうち、特定波長の円偏光のみを反射し、残りの円偏光を透過することができる。この反射された光を反射板等で前記樹脂層に再入射させることによって光の再利用ができる。前記円偏光分離シートと1/4波長板とを組み合わせたものは、自然光を直線偏光に高効率で変換できる。この直線偏光の方向を液晶表示装置に備わるポリビニルアルコール製等の吸収型偏光子の透過方向と揃えることによって、高輝度の液晶表示装置を得ることができる。
特表平6−507505号公報 米国特許第5453863号明細書 特開平3−045906号公報 特表2004−532345号公報
本発明の1つの目的は、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、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、短いらせんピッチ、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において、少なくとも1つの特性を充足する液晶組成物である。他の目的は、少なくとも2つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の目的は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の目的は、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AMまたはPM素子である。
本発明は、第一成分として、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、および添加物成分として光学活性化合物を含有し、25℃における選択反射波長が400nm〜800nmであるコレステリック液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。
Figure 2016174968

式(1)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルであり;環A、環B、および環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;XおよびXは独立して、水素またはフッ素であり;Yは、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、そしてaとbとの和が3以下である。
本発明の長所は、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、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、短いらせんピッチ、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において、少なくとも1つの特性を充足する液晶組成物である。別の長所は、少なくとも2つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の長所は、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AMまたはPM素子である。
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される化合物である。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、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。
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。
「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。「比抵抗が大きい」は、組成物が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し、そして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ことを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が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電圧保持率を有し、そして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電圧保持率を有することを意味する。
「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。
成分化合物の化学式において、末端基R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。例えば、化合物(1)のRがエチルであり、化合物(1−1)のRがエチルであるケースがある。化合物(1)のRがエチルであり、化合物(1−1)のRがプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基などの記号にも適用される。式(1)において、aが2のとき、2つの環Bが存在する。この化合物において、2つの環Bが表す2つの環は、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、aが2より大きいとき、任意の2つの環Bにも適用される。このルールは、Z、環Cなどにも適用される。
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−ジイルのような非対称の二価基にも適用される。このルールは、カルボニルオキシ(−COO−および−OCO−)のような結合基にも適用される。
Figure 2016174968
本発明は、下記の項などである。
項1. 第一成分として、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、および添加物成分として光学活性化合物を含有し、25℃における選択反射波長が400nm〜800nmであるコレステリック液晶組成物。
Figure 2016174968

式(1)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルであり;環A、環B、および環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;XおよびXは独立して、水素またはフッ素であり;Yは、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、そしてaとbとの和が3以下である。
項2. 第一成分として、式(1−1)から式(1−20)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

Figure 2016174968

Figure 2016174968

式(1−1)から式(1−20)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルである。
項3. 添加物成分として、式(2−1)から式(2−18)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1または2に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

Figure 2016174968

Figure 2016174968

式(2−1)から式(2−18)において、RおよびRは独立して、炭素数2から12のアルキルであり、式(2−6)および式(2−15)において、Rはメチルであってもよく;RおよびRは独立して、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、または炭素数2から12のアルケニルであり;式(2−18)において、環Dは独立して、1,4−フェニレンまたは1,4−シクロへキシレンである。
項4. 液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が30重量%から90重量%の範囲であり、添加物成分の割合が1重量%から30重量%の範囲である、項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項5. 第二成分として、式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

式(3)において、RおよびRは独立して、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、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Eおよび環F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、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシであり;cは、1、2、または3である。
項6. 第二成分として、式(3−1)から式(3−13)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

式(3−1)から式(3−13)において、RおよびRは独立して、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、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
項7. 液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が5重量%から60重量%の範囲である、項5または6に記載の液晶組成物。
項8. 第三成分として、式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

式(4)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルであり;環Gは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;Zは、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシであり;XおよびXは独立して、水素またはフッ素であり;Yは、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;dは、1、2、3、または4である。
項9. 第三成分として、式(4−1)から式(4−15)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

Figure 2016174968

式(4−1)から式(4−15)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルである。
項10. 液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が3重量%から50重量%の範囲である、項8または9に記載の液晶組成物。
項11. 第四成分として、式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

式(5)において、RおよびR10は独立して、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;環Iおよび環K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、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;環Jは、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−5−メチル−1,4−フェニレン、3,4,5−トリフルオロナフタレン−2,6−ジイル、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり;eは、1、2、または3であり、fは、0または1であり;eとfとの和は3以下である。
項12. 第四成分として、式(5−1)から式(5−21)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016174968

Figure 2016174968

式(5−1)から式(5−21)において、RおよびR10は独立して、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る。
項13. 液晶組成物の重量に基づいて、第四成分の割合が3重量%から25重量%の範囲である、項11または12に記載の液晶組成物。
項14. ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が0.14以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が20以上である、項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項15. 項1から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
項16. 項1から14のいずれか1項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。
本発明は、次の項も含む。(a)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、重合禁止剤などの、式(2−1)から(2−18)で表される化合物以外の添加物の少なくとも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AM素子。(c)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高分子支持配向(PSA)型のAM素子。(d)上記の組成物を含有し、この組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向(PSA)型のAM素子。(e)上記の組成物を含有し、そしてPC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、またはFPAのモードを有する素子。(f)上記の組成物を含有する透過型の素子。(g)上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物としての使用。
本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分化合物の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、好ましい成分化合物を示す。第六に、組成物に添加してもよい式(2−1)から(2−18)で表される化合物以外の添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。
第一に、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)、化合物(3)、化合物(4)、および化合物(5)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、式(2−1)から(2−18)で表される化合物以外の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)、化合物(3)、化合物(4)、および化合物(5)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、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤などである。
組成物Bは、実質的に、化合物(1)、化合物(3)、化合物(4)、および化合物(5)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の例は、化合物(1)、化合物(3)、および化合物(4)を必須成分として含有する組成物である。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。
第二に、成分化合物の主要な特性、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。成分化合物の主要な特性を本発明の効果に基づいて表2にまとめる。表2の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する。記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、0(ゼロ)は、値がゼロであるか、またはゼロに近いことを意味する。
Figure 2016174968
成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。化合物(1)は、誘電率異方性を上げる。化合物(3)は、粘度を下げる。化合物(4)は、上限温度を上げる、または誘電率異方性を上げる。化合物(5)は、短軸方向における誘電率を上げる。
第三に、組成物における成分化合物の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の好ましい組み合わせは、第一成分+添加物成分、第一成分+添加物成分+第二成分、第一成分+添加物成分+第三成分、第一成分+添加物成分+第四成分、第一成分+添加物成分+第二成分+第三成分、第一成分+添加物成分+第二成分+第四成分、第一成分+添加物成分+第三成分+第四成分、または第一成分+添加物成分+第二成分+第三成分+第四成分である。さらに好ましい組み合わせは、第一成分+添加物成分+第二成分または第一成分+添加物成分+第二成分+第三成分である。
第一成分の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約30重量%以上であり、下限温度を下げるために、または粘度を下げるために約90重量%以下である。さらに好ましい割合は約35重量%から約80重量%の範囲である。特に好ましい割合は約40重量%から約70重量%の範囲である。
添加物成分の好ましい割合は、らせんピッチを短くするために約1重量%以上であり、下限温度を下げるために約30重量%以下である。さらに好ましい割合は約3重量%から約25重量%の範囲である。特に好ましい割合は約5重量%から約20重量%の範囲である。ただし、添加物成分であるため、第一成分から第四成分の組み合わせからなる液晶組成物の全重量を100としたときの割合である。
第二成分の好ましい割合は、上限温度を上げるために、または粘度を下げるために約5重量%以上であり、誘電率異方性を上げるために約60重量%以下である。さらに好ましい割合は約5重量%から約50重量%の範囲である。特に好ましい割合は約10重量%から約40重量%の範囲である。
第三成分の好ましい割合は、上限温度を上げるために、または誘電率異方性を上げるために約3重量%以上であり、下限温度を下げるために約50重量%以下である。さらに好ましい割合は約5重量%から約40重量%の範囲である。特に好ましい割合は約10重量%から約30重量%の範囲である。
第四成分の好ましい割合は、短軸方向における誘電率異方性を上げるために約3重量%以上であり、下限温度を下げるために約25重量%以下である。さらに好ましい割合は約5重量%から約20重量%の範囲である。特に好ましい割合は約5重量%から約15重量%の範囲である。
第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式(1)、式(3)、式(4)、および式(5)において、RおよびRは独立して、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、または炭素数2から12のアルケニルである。好ましいRまたはRは、紫外線または熱に対する安定性を上げるために、炭素数1から12のアルキルである。RおよびRは独立して、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、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいRまたはRは、粘度を下げるために、炭素数2から12のアルケニルであり、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。RおよびR10は独立して、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る。好ましいRまたはR10は、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数1から12のアルコキシである。
好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。
好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。
好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるために、ビニル、1−プロペニル、3−ブテニル、または3−ペンテニルである。これらの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。粘度を下げるためなどから1−プロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ペンテニル、3−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。これらのアルケニルにおいては、分岐よりも直鎖のアルケニルが好ましい。
少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルの好ましい例は、2,2−ジフルオロビニル、3,3−ジフルオロ−2−プロペニル、4,4−ジフルオロ−3−ブテニル、5,5−ジフルオロ−4−ペンテニル、または6,6−ジフルオロ−5−ヘキセニルである。さらに好ましい例は、粘度を下げるために、2,2−ジフルオロビニルまたは4,4−ジフルオロ−3−ブテニルである。
好ましいアルケニルオキシは、ビニルオキシ、アリルオキシ、3−ブテニルオキシ、3−ペンテニルオキシ、または4−ペンテニルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルケニルオキシは、アリルオキシまたは3−ブテニルオキシである。
aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、そしてaとbとの和が3以下である。好ましいaは、下限温度を下げるために1であり、誘電率異方性を上げるために2である。好ましいbは、下限温度を下げるために0であり、誘電率異方性を上げるために1である。cは、1、2、または3である。好ましいcは、粘度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。dは、1、2、3、または4である。好ましいdは、下限温度を下げるために2であり、誘電率異方性を上げるために3である。eは、1、2、または3であり、fは、0または1であり;eとfとの和は3以下である。好ましいeは粘度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。好ましいfは粘度を下げるために0であり、下限温度を下げるために1である。
およびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシである。好ましいZまたはZは、粘度を下げるために単結合である。Zは、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシである。好ましいZは、粘度を下げるために単結合である。Zは、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシである。好ましいZは、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにカルボニルオキシである。ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシである。好ましいZまたはZは、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにメチレンオキシである。
環A、環B、環C、および環Gは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルである。好ましい環A、環B、環C、または環Gは、光学異方性を上げるために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。環Eおよび環F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、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。好ましい環Eまたは環Fは、粘度を下げるために1,4−シクロへキシレンであり、または光学異方性を上げるために1,4−フェニレンである。
環Iおよび環K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、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルである。「少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン」の好ましい例は、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、または2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレンである。好ましい環Iまたは環Kは、粘度を下げるために1,4−シクロヘキシレンであり、誘電率異方性を上げるためにテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり、光学異方性を上げるために1,4−フェニレンである。環Jは、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−5−メチル−1,4−フェニレン、3,4,5−トリフルオロナフタレン−2,6−ジイル、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルである。好ましい環Jは、誘電率異方性を上げるために2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。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。テトラヒドロピラン−2,5−ジイルは、

Figure 2016174968

または
Figure 2016174968

であり、好ましくは
Figure 2016174968

である。
、X、X、およびXは独立して、水素またはフッ素である。好ましいX、X、X、またはXは、誘電率異方性を上げるためにフッ素である。
およびYは独立して、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、トリフルオロメチルである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルコキシの好ましい例は、トリフルオロメトキシである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルオキシの好ましい例は、トリフルオロビニルオキシである。好ましいYまたはYは、フッ素またはトリフルオロメチルである。さらに好ましいYまたはYは、下限温度を下げるためにフッ素である。
式(2−1)から式(2−18)において、RおよびRは独立して、炭素数2から12のアルキルである。好ましいRまたはRは、炭素数2から8のアルキルである。RおよびRは独立して、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、または炭素数2から12のアルケニルである。好ましいRまたはRは、炭素数1から12のアルキルまたは炭素数1から12のアルコキシである。
式(2−18)において、環Dは独立して、1,4−フェニレンまたは1,4−シクロへキシレンである。
第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物(1)は、項2に記載の化合物(1−1)から化合物(1−20)である。これらの化合物において、第一成分の少なくとも1つが、化合物(1−5)、化合物(1−7)、化合物(1−8)、化合物(1−9)、化合物(1−12)、化合物(1−14)、または化合物(1−15)であることが好ましい。第一成分の少なくとも2つが、化合物(1−5)および化合物(1−7)、化合物(1−5)および化合物(1−14)、化合物(1−7)および化合物(1−9)、化合物(1−7)および化合物(1−14)、化合物(1−8)および化合物(1−9)、化合物(1−9)および化合物(1−14)、または化合物(1−12)および化合物(1−14)の組み合わせであることが好ましい。
化合物(2−1)から化合物(2−18)において、添加物成分の少なくとも1つが、化合物(2−2)、化合物(2−4)、化合物(2−9)、化合物(2−13)、または化合物(2−16)であることが好ましい。添加物成分の少なくとも1つが、化合物(2−16)であることがさらに好ましい。添加物成分の少なくとも2つが、化合物(2−4)および化合物(2−16)、または化合物(2−13)および化合物(2−16)の組み合わせであることが好ましい。
好ましい化合物(3)は、項6に記載の化合物(3−1)から化合物(3−13)である。これらの化合物において、第二成分の少なくとも1つが、化合物(3−2)、化合物(3−3)、化合物(3−5)、化合物(3−6)、化合物(3−7)、または化合物(3−13)であることが好ましい。第二成分の少なくとも2つが、化合物(3−1)および化合物(3−5)、化合物(3−1)および化合物(3−7)、または化合物(3−3)および化合物(3−7)の組み合わせであることが好ましい。
好ましい化合物(4)は、項9に記載の化合物(4−1)から化合物(4−15)である。これらの化合物において、第三成分の少なくとも1つが、化合物(4−5)、化合物(4−9)、化合物(4−10)、化合物(4−11)、化合物(4−12)、または化合物(4−15)であることが好ましい。第四成分の少なくとも2つが、化合物(4−9)および化合物(4−10)、化合物(4−9)および化合物(4−12)、または化合物(4−10)および化合物(4−12)の組み合わせであることが好ましい。
好ましい化合物(5)は、項12に記載の化合物(5−1)から化合物(5−21)である。これらの化合物において、第四成分の少なくとも1つが、化合物(5−1)、化合物(5−4)、化合物(5−5)、化合物(5−7)、化合物(5−10)、または化合物(5−15)であることが好ましい。第四成分の少なくとも2つが、化合物(5−1)および化合物(5−7)、化合物(5−1)および化合物(5−15)、化合物(5−4)および化合物(5−7)、化合物(5−4)および化合物(5−15)、化合物(5−5)および化合物(5−7)、または化合物(5−5)および化合物(5−10)の組み合わせであることが好ましい。
第六に、組成物に添加してもよい式(2−1)から(2−18)で表される化合物以外の添加物を説明する。このような添加物は、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、重合禁止剤などである。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。
Figure 2016174968
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。
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。
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。
高分子支持配向(PSA)型の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、表示不良を防ぐために約10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2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。例えば光開始剤であるIrgacure651(登録商標;BASF)、Irgacure184(登録商標;BASF)、またはDarocur1173(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に基づいて約0.1重量%から約5重量%の範囲である。さらに好ましい割合は、約1重量%から約3重量%の範囲である。
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。
第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物(1−7)および化合物(1−14)は、特開平10−251186号公報に記載された方法で合成する。化合物(2−16)は、特開昭63−2953に記載された方法で合成する。化合物(3−1)は、特開昭59−176221号公報に記載された方法で合成する。化合物(4−1)および化合物(4−5)は、特開平2−233626号公報に記載された方法で合成する。化合物(5−1)および化合物(5−7)は、特表平2−503441号公報に掲載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。式(6)のtが1である化合物は、アルドリッチ(Sigma-Aldrich Corporation)から入手できる。tが7である化合物(6)などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成する。
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できる。組成物は、このようにして得た化合物から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。
最後に、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、そして約0.14から約0.20の範囲の光学異方性を有する。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0.15から約0.25の範囲の光学異方性を有する組成物、さらには約0.16から約0.30の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はAM素子に適する。この組成物は透過型のAM素子に特に適する。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。
この組成物はAM素子への使用が可能である。さらにPM素子への使用も可能である。この組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPAなどのモードを有するAM素子およびPM素子への使用が可能である。TN、OCB、IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子への使用は特に好ましい。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子において、電圧が無印加のとき、液晶分子の配列がガラス基板に対して並行であってもよく、または垂直であってもよい。これらの素子が反射型、透過型または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン−TFT素子または多結晶シリコン−TFT素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)型の素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。
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。本発明は、実施例1の組成物と実施例2の組成物との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも2つを混合した混合物をも含む。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、組成物および素子の特性は、下記に記載した方法により測定した。
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。H−NMRの測定では、試料をCDCl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。
ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC−14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC−R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムCBP1−M50−025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。
組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフ(FID)で検出する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合(重量比)に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を1とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合(重量%)は、ピークの面積比から算出することができる。
測定試料:組成物または素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物(15重量%)を母液晶(85重量%)に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定値)−0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。
下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量%で示した。
Figure 2016174968
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。
(1)ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
(2)ネマチック相の下限温度(T;℃):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を<−20℃と記載した。
(3)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。
(4)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。
(5)光学異方性(屈折率異方性;Δn;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。光学異方性の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。
(6)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。
(7)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。
(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TN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。
(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、上記と同じ手順で電圧保持率を測定した。得られた値をVHR−2で表した。
(10)電圧保持率(VHR−3;25℃で測定;%):紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは5μmであった。この素子に試料を注入し、光を20分間照射した。光源は超高圧水銀ランプUSH−500D(ウシオ電機製)であり、素子と光源の間隔は20cmであった。VHR−3の測定では、16.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR−3を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。VHR−3は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
(11)電圧保持率(VHR−4;25℃で測定;%):試料を注入したTN素子を80℃の恒温槽内で500時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。VHR−4の測定では、16.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR−4を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。
(12)応答時間(τ;25℃で測定;ms):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。
(13)弾性定数(K;25℃で測定;pN):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」(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K11およびK33の値を得た。次に同171頁にある式(3.18)に、先ほど求めたK11およびK33の値を用いてK22を算出した。弾性定数は、このようにして求めたK11、K22、およびK33の平均値で表した。
(14)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)}。
(15)らせんピッチ(P;室温で測定;μm):らせんピッチはくさび法にて測定した。「液晶便覧」、196頁(2000年発行、丸善)を参照。試料をくさび形セルに注入し、室温で2時間静置した後、ディスクリネーションラインの間隔(d2−d1)を偏光顕微鏡(ニコン(株)、商品名MM40/60シリーズ)によって観察した。らせんピッチ(P)は、くさびセルの角度をθと表した次の式から算出した。P=2×(d2−d1)×tanθ。
(16)短軸方向における誘電率(ε⊥;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(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。
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、組成物の特性値をまとめた。
Figure 2016174968
[比較例1]
特表2004−532345号公報に開示された組成物の中から例13を選んだ。根拠は、この組成物が化合物(3−2)を含有していたからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。
2−HB−C (−) 6%
3−HB−C (−) 18%
2−BEB(F)−C (−) 2%
3−BEB(F)−C (−) 3%
4−BEB(F)−C (−) 8%
5−BEB(F)−C (−) 8%
3−HB−O2 (3−2) 4%
2−B(F,F)TBB−3 (−) 20%
4−B(F,F)TBB−3 (−) 31%
NI=87.5℃;Δn=0.242;Δε=18.8;γ1=211mPa・s;VHR−1=90.3%;VHR−3=14.8%.この組成物96重量%に、式(2−17)に類似の化合物(XIIIa−1)を4重量%の割合で添加した。
Figure 2016174968
[実施例1]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 8%
3−BBXB(F,F)−F (1−6) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 13%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−dhBB(F,F)XB(F,F)−F (1−10) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−13) 6%
2−HH−3 (3−1) 13%
2−BB(F)B−3 (3−7) 4%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 6%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−GB(F)B(F)B(F)−F (4−14) 3%
NI=71.9℃;Δn=0.140;Δε=26.3;Vth=0.98V;γ1=229.7mPa・s;VHR−1=98.9%;VHR−2=97.6%;VHR−3=97.4%.この組成物に化合物(2−16)を7.2重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例2]
5−HXB(F,F)−F (1−1) 1%
3−HHXB(F,F)−F (1−2) 2%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 12%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 2%
4−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F
(1−15) 5%
3−HH−V1 (3−1) 5%
5−HH−V (3−1) 10%
3−HB−O2 (3−2) 3%
V−HBB−2 (3−6) 7%
5−B(F)BB−2 (3−8) 4%
3−HBB(F,F)−F (4−5) 5%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 8%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
NI=92.1℃;Δn=0.140;Δε=21.8;Vth=1.13V;γ1=212.4mPa・s;VHR−1=99.1%;VHR−2=98.1%;VHR−3=97.7%.この組成物に化合物(2−16)を4.8重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例3]
3−GB(F,F)XB(F)−F (1−4) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 13%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 7%
4−GB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−11) 5%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 4%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 3%
3−BB(2F,3F)XB(F,F)−F (1−17) 3%
3−HH−V (3−1) 9%
V−HHB−1 (3−5) 5%
3−BB(F)B−2V (3−7) 7%
5−HBB(F)B−2 (3−13) 3%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 6%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
NI=91.6℃;Δn=0.154;Δε=23.9;Vth=1.15V;γ1=232.2mPa・s;VHR−1=98.9%;VHR−2=97.7%;VHR−3=97.4%.この組成物に化合物(2−16)を5.9重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例4]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 9%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 16%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 4%
5−HBBXB(F,F)−F (1−8) 3%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 7%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)B(F,F)−F
(1−16) 2%
3−B(2F,3F)BXB(F,F)−F (1−18) 4%
3−HH−V (3−1) 6%
1−HH−2V1 (3−1) 3%
3−HH−2V1 (3−1) 4%
V2−BB−1 (3−3) 4%
1−BB(F)B−2V (3−7) 5%
2−BB(F)B−2V (3−7) 4%
3−GHB(F,F)−F (4−4) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
NI=72.8℃;Δn=0.145;Δε=23.5;Vth=1.01V;γ1=207.9mPa・s;VHR−1=98.9%;VHR−2=97.8%;VHR−3=97.3%.この組成物に化合物(2−4)を10.6重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例5]
3−HHXB(F,F)−CF3 (1−3) 3%
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 6%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 16%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 7%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 8%
3−HB(2F,3F)BXB(F,F)−F (1−19) 3%
3−BB(2F,3F)BXB(F,F)−F (1−20) 3%
3−HH−VFF (3−1) 6%
3−HH−4 (3−1) 3%
7−HB−1 (3−2) 3%
2−BB(F)B−5 (3−7) 6%
V2−B(F)BB−1 (3−8) 6%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 2%
NI=81.5℃;Δn=0.151;Δε=24.0;Vth=1.07V;γ1=222.8mPa・s;VHR−1=98.8%;VHR−2=97.5%;VHR−3=97.3%.この組成物に化合物(2−4)を5.5重量%、化合物(2−10)を5.4重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例6]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 18%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 2%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 8%
3−HH−V (3−1) 9%
3−HHEH−3 (3−4) 3%
2−BB(F)B−2V (3−7) 4%
3−HHEBH−3 (3−9) 3%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 6%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 6%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
NI=81.3℃;Tc<−20℃;Δn=0.142;Δε=29.3;Vth=1.02V;γ1=247.5mPa・s;VHR−1=98.7%;VHR−2=97.5%;VHR−3=97.2%.この組成物に化合物(2−5)を3.5重量%、化合物(2−16)を4重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例7]
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 18%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 6%
3−HH−V (3−1) 10%
1−BB−3 (3−3) 3%
1−BB(F)B−2V (3−7) 5%
5−HBBH−3 (3−11) 3%
3−HHB(F,F)−F (4−1) 2%
3−HGB(F,F)−F (4−3) 2%
3−HB(F)B(F,F)−F (4−6) 3%
3−GB(F)B(F)−F (4−8) 3%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 6%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 3%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
NI=84.7℃;Δn=0.144;Δε=24.5;Vth=1.05V;γ1=233.8mPa・s;VHR−1=98.9%;VHR−2=97.7%;VHR−3=97.6%.この組成物に化合物(2−13)を5.3重量%、化合物(2−16)を6重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例8]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 12%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 2%
3−HH−V (3−1) 14%
1−BB(F)B−2V (3−7) 5%
2−BB(F)B−2V (3−7) 5%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 8%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
3−BB(F)B(F,F)−CF3 (4−11) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
3−HHB(F)B(F,F)−F (4−13) 3%
3−GBB(F)B(F,F)−F (4−15) 3%
NI=79.7℃;Δn=0.151;Δε=25.0;Vth=1.01V;γ1=223.1mPa・s;VHR−1=99.0%;VHR−2=97.9%;VHR−3=97.4%.この組成物に化合物(2−4)を10重量%、化合物(2−9)を4.3重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例9]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 13%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 7%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−13) 4%
4−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−13) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 4%
3−HH−V (3−1) 11%
3−HH−O1 (3−1) 3%
3−HBB−2 (3−6) 3%
1−BB(F)B−2V (3−7) 3%
2−BB(F)B−2V (3−7) 6%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
NI=80.4℃;Δn=0.152;Δε=25.1;Vth=1.04V;γ1=223.2mPa・s;VHR−1=98.7%;VHR−2=97.7%;VHR−3=97.4%.この組成物に化合物(2−16)を5重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例10]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 9%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 16%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−11) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 7%
3−HH−V (3−1) 5%
4−HH−V (3−1) 4%
3−HH−5 (3−1) 4%
3−HHB−O1 (3−5) 3%
1−BB(F)B−2V (3−7) 6%
2−BB(F)B−2V (3−7) 4%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
5−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HBBH−1O1 (−) 3%
NI=84.5℃;Δn=0.147;Δε=22.8;Vth=1.06V;γ1=211.4mPa・s;VHR−1=98.7%;VHR−2=97.7%;VHR−3=97.4%.この組成物に化合物(2−16)を4.5重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例11]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 9%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 14%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 7%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 8%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−HH−V (3−1) 10%
1−BB(F)B−2V (3−7) 6%
2−BB(F)B−2V (3−7) 6%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 3%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 2%
V−HHB(2F,3F)−O2 (5−7) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (5−15) 3%
NI=87.5℃;Δn=0.154;Δε=24.2;Vth=1.04V;γ1=226.7mPa・s;VHR−1=99.1%;VHR−2=97.8%;VHR−3=97.5%.この組成物に化合物(2−16)を7重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例12]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 18%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 2%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 8%
2−HH−3 (3−1) 9%
2−BB(F)B−2V (3−7) 4%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 6%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 4%
NI=73.8℃;Tc<−20℃;Δn=0.144;Δε=30.2;Vth=0.98V;γ1=251.6mPa・s;VHR−1=99.0%;VHR−2=97.5%;VHR−3=97.2%.この組成物に化合物(2−16)を5.3重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例13]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 13%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 7%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 4%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 5%
3−HH−V (3−1) 14%
1−BB(F)B−2V (3−7) 6%
2−BB(F)B−2V (3−7) 6%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
2−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
4−HHBB(F,F)−F (4−12) 3%
NI=89.9℃;Δn=0.160;Δε=24.6;Vth=1.09V;γ1=224.9mPa・s;VHR−1=99.1%;VHR−2=97.6%;VHR−3=97.3%.この組成物に化合物(2−2)を7.5重量%、化合物(2−4)を7.5重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
[実施例14]
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (1−5) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (1−7) 18%
3−HBBXB(F,F)−F (1−8) 7%
3−HBB(F,F)XB(F,F)−F (1−9) 6%
4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−12) 6%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 2%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F
(1−14) 8%
3−HH−V (3−1) 7%
1−BB−5 (3−3) 5%
2−BB(F)B−2V (3−7) 4%
5−HBB(F)B−2 (3−13) 4%
3−GB(F)B(F,F)−F (4−9) 6%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−10) 9%
3−HHB(F)B(F,F)−F (4−13) 4%
NI=70.1℃;Δn=0.151;Δε=29.8;Vth=0.97V;γ1=235.8mPa・s;VHR−1=98.6%;VHR−2=97.4%;VHR−3=97.1%.この組成物に化合物(2−7)を3重量%、化合物(2−16)を6.8重量%の割合で添加したときのピッチは1μm以下であった。
Figure 2016174968
比較例1のVHR−3は、14.8%であった。一方、実施例1から実施例14のVHR−3は、97.1%から97.7%の範囲であった。このように、実施例の組成物は、比較例の組成物と比べて大きなVHR−3を有した。したがって、本発明の液晶組成物は優れた特性を有すると結論される。
本発明の液晶組成物は、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、大きな誘電率異方性、短いらせんピッチ、大きな比抵抗、大きな弾性定数、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも1つの特性を充足する、または少なくとも2つの特性に関して適切なバランスを有する。この組成物を含有する液晶表示素子は、短い応答時間、大きな電圧保持率、大きなコントラスト比、長い寿命などを有するので、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。

Claims (16)

  1. 第一成分として、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、および添加物成分として光学活性化合物を含有し、25℃における選択反射波長が400nm〜800nmであるコレステリック液晶組成物。
    Figure 2016174968

    式(1)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルであり;環A、環B、および環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;XおよびXは独立して、水素またはフッ素であり;Yは、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、そしてaとbとの和が3以下である。
  2. 第一成分として、式(1−1)から式(1−20)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    Figure 2016174968

    Figure 2016174968

    式(1−1)から式(1−20)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルである。
  3. 添加物成分として、式(2−1)から式(2−18)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1または2に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    Figure 2016174968

    Figure 2016174968

    式(2−1)から式(2−18)において、RおよびRは独立して、炭素数2から12のアルキルであり、式(2−6)および式(2−15)において、Rはメチルであってもよく;RおよびRは独立して、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、または炭素数2から12のアルケニルであり;式(2−18)において、環Dは独立して、1,4−フェニレンまたは1,4−シクロへキシレンである。
  4. 液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が30重量%から90重量%の範囲であり、添加物成分の割合が1重量%から30重量%の範囲である、請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  5. 第二成分として、式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    式(3)において、RおよびRは独立して、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、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Eおよび環F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、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシであり;cは、1、2、または3である。
  6. 第二成分として、式(3−1)から式(3−13)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    式(3−1)から式(3−13)において、RおよびRは独立して、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、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
  7. 液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が5重量%から60重量%の範囲である、請求項5または6に記載の液晶組成物。
  8. 第三成分として、式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    式(4)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルであり;環Gは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;Zは、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシであり;XおよびXは独立して、水素またはフッ素であり;Yは、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;dは、1、2、3、または4である。
  9. 第三成分として、式(4−1)から式(4−15)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    Figure 2016174968

    式(4−1)から式(4−15)において、R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、または炭素数2から12のアルケニルである。
  10. 液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が3重量%から50重量%の範囲である、請求項8または9に記載の液晶組成物。
  11. 第四成分として、式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    式(5)において、RおよびR10は独立して、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;環Iおよび環K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、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;環Jは、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−5−メチル−1,4−フェニレン、3,4,5−トリフルオロナフタレン−2,6−ジイル、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり;eは、1、2、または3であり、fは、0または1であり;eとfとの和は3以下である。
  12. 第四成分として、式(5−1)から式(5−21)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016174968

    Figure 2016174968

    式(5−1)から式(5−21)において、RおよびR10は独立して、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る。
  13. 液晶組成物の重量に基づいて、第四成分の割合が3重量%から25重量%の範囲である、請求項11または12に記載の液晶組成物。
  14. ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が0.14以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が20以上である、請求項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  15. 請求項1から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
  16. 請求項1から14のいずれか1項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016199668A1 (ja) * 2015-06-12 2016-12-15 Dic株式会社 組成物及びそれを使用した液晶表示素子
KR20180029142A (ko) * 2016-09-09 2018-03-20 삼성디스플레이 주식회사 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP6866625B2 (ja) * 2016-12-08 2021-04-28 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004115475A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Chisso Corp ジフルオロメチルおよびトリフルオロメチル基をベンゼン環上にあわせ持つ液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP2009215556A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Merck Patent Gmbh 液晶媒体および液晶ディスプレイ
JP2011016986A (ja) * 2009-06-08 2011-01-27 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2012007020A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Jnc Corp 液晶組成物および液晶表示素子
WO2012046626A1 (ja) * 2010-10-06 2012-04-12 Jnc株式会社 液晶組成物
JP2013076061A (ja) * 2011-09-15 2013-04-25 Jnc Corp 液晶組成物および液晶表示素子
WO2013179960A1 (ja) * 2012-05-28 2013-12-05 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
WO2014065293A1 (ja) * 2012-10-23 2014-05-01 Jnc株式会社 液晶化合物、液晶媒体および光素子
WO2014097952A1 (ja) * 2012-12-17 2014-06-26 Jnc株式会社 オクタヒドロ-ビナフチル系キラル化合物を含有する液晶組成物および光素子
WO2014192627A1 (ja) * 2013-05-27 2014-12-04 Jnc株式会社 液晶媒体、光素子および液晶化合物
WO2015001821A1 (ja) * 2013-07-05 2015-01-08 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
JP2015078282A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 Jnc株式会社 重合性化合物、重合性組成物および液晶表示素子
WO2015056540A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6303315B2 (ja) * 2013-07-31 2018-04-04 株式会社三洋物産 遊技機
JP6179373B2 (ja) * 2013-11-27 2017-08-16 Jnc株式会社 液晶媒体、光素子および液晶化合物
CN105849232B (zh) * 2013-12-10 2018-12-21 捷恩智株式会社 液晶组合物及其用途、混合物、复合材料及其用途、光元件及液晶化合物
TWI648381B (zh) * 2014-07-03 2019-01-21 日商捷恩智股份有限公司 液晶組成物、光元件、混合物、化合物、高分子/液晶複合材料以及液晶組成物及高分子/液晶複合材料的用途

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004115475A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Chisso Corp ジフルオロメチルおよびトリフルオロメチル基をベンゼン環上にあわせ持つ液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP2009215556A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Merck Patent Gmbh 液晶媒体および液晶ディスプレイ
JP2011016986A (ja) * 2009-06-08 2011-01-27 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2012007020A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Jnc Corp 液晶組成物および液晶表示素子
WO2012046626A1 (ja) * 2010-10-06 2012-04-12 Jnc株式会社 液晶組成物
JP2013076061A (ja) * 2011-09-15 2013-04-25 Jnc Corp 液晶組成物および液晶表示素子
WO2013179960A1 (ja) * 2012-05-28 2013-12-05 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
WO2014065293A1 (ja) * 2012-10-23 2014-05-01 Jnc株式会社 液晶化合物、液晶媒体および光素子
WO2014097952A1 (ja) * 2012-12-17 2014-06-26 Jnc株式会社 オクタヒドロ-ビナフチル系キラル化合物を含有する液晶組成物および光素子
WO2014192627A1 (ja) * 2013-05-27 2014-12-04 Jnc株式会社 液晶媒体、光素子および液晶化合物
WO2015001821A1 (ja) * 2013-07-05 2015-01-08 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
JP2015078282A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 Jnc株式会社 重合性化合物、重合性組成物および液晶表示素子
WO2015056540A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

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