特許第6146072号(P6146072)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6146072
(24)【登録日】2017年5月26日
(45)【発行日】2017年6月14日
(54)【発明の名称】液晶組成物および液晶表示素子
(51)【国際特許分類】
   C09K 19/42 20060101AFI20170607BHJP
   C09K 19/12 20060101ALI20170607BHJP
   C09K 19/30 20060101ALI20170607BHJP
   C09K 19/34 20060101ALI20170607BHJP
   C09K 19/38 20060101ALI20170607BHJP
   C09K 19/54 20060101ALI20170607BHJP
   G02F 1/13 20060101ALI20170607BHJP
   C07C 25/18 20060101ALI20170607BHJP
【FI】
   C09K19/42
   C09K19/12
   C09K19/30
   C09K19/34
   C09K19/38
   C09K19/54 Z
   G02F1/13 500
   C07C25/18CSP
【請求項の数】18
【全頁数】56
(21)【出願番号】特願2013-56995(P2013-56995)
(22)【出願日】2013年3月19日
(65)【公開番号】特開2014-181293(P2014-181293A)
(43)【公開日】2014年9月29日
【審査請求日】2015年10月28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】古里 好優
(72)【発明者】
【氏名】栗原 衣理子
【審査官】 上條 のぶよ
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2010/031431(WO,A1)
【文献】 特開2005−154446(JP,A)
【文献】 国際公開第2009/034867(WO,A1)
【文献】 国際公開第99/001433(WO,A1)
【文献】 国際公開第2008/090780(WO,A1)
【文献】 国際公開第2011/055643(WO,A1)
【文献】 特表2012−502936(JP,A)
【文献】 特開2008−095110(JP,A)
【文献】 特開2012−255067(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09K 19/00
G02F 1/13
C07C 25/18
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、第三成分として式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、ただし、第三成分のうち少なくとも1つは式(3−1)で表される化合物の群から選択された化合物であり、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。





式(1)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Aおよび環Bは独立して、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロへキセニレン、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、または少なくとも1つの水素が、フッ素、塩素またはメチルで置き換えられた1,4−フェニレンであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルであり;Z、Z、Z、Z、およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4であり;eおよびfは独立して、0または1であり;
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−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、または2−フルオロ−1,4−フェニレンであり;ZおよびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;hは、0または1であり;jは、1または2であり;ただし、式(3−1)においてRおよびRのうち少なくとも一つは炭素数2から12のアルケニルである。
【請求項2】
第一成分として式(1−1)から式(1−3)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に記載の液晶組成物。


式(1−1)から式(1−3)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルであり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4である。
【請求項3】
第一成分として式(1−1−1)から式(1−1−8)、式(1−2−1)、式(1−2−2)、および式(1−3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1または2に記載の液晶組成物。


式(1−1−1)から式(1−1−8)、式(1−2−1)、式(1−2−2)、および式(1−3−1)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
【請求項4】
液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が0.03重量%から10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。
【請求項5】
第二成分として式(2)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。


式(2)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、または炭素数2から12のアルケニルオキシであり;環Cは、1,4−シクロへキシレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、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1,4−フェニレンであり;環D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は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;gは、1、2または3であり、gが3であるときの環Cは、1,4−シクロへキシレンまたはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルである。
【請求項6】
第二成分として式(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から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。


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。
【請求項7】
液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が10重量%から90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。
【請求項8】
第三成分として式(3−2)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7のいずれか1項に記載の液晶組成物。

式(3−2)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
【請求項9】
液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が10重量%から90重量%の範囲である、請求項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
【請求項10】
添加物成分として式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの重合性化合物を含有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物。

式(4)において、PおよびPは独立して、式(P−1)、式(P−2)、および式(P−3)で表される基の群から選択された重合性基であり;

式(P−1)において、MおよびMは独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルであり;
式(P−3)において、nは、1、2、3、または4であり;SpおよびSpは独立して、単結合または炭素数1から12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−は、−O−、−S−、−NH−、−CO−、−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−CH−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はハロゲンまたは−C≡Nで置き換えられてもよく;Zは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−CO−CR=CR−、−CR=CR−CO−、−OCO−CR=CR−、−CR=CR−COO−、−CR=CR−、または−C(=CR)−であり;Z10は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;RおよびRは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1から10のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素に置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;環Gおよび環Jは独立して、シクロへキシル、フェニル、2−フルオロフェニル、3−フルオロフェニル、2,3−ジフルオロフェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、2−(トリフルオロメチル)フェニル、3−(トリフルオロメチル)フェニル、または2−ナフチルであり;環Iは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、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、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−メチル−1,4−フェニレン、または2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンであり;mは、0、1または2であり;kは、1、2、または3であり;nは、1、2または3であり、そしてkとnとの和が4以下であり;
およびPの両方が式(P−2)で表される基であるとき、SpおよびSpの少なくとも1つは、少なくとも1つの−CH−が、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられたアルキレンである。
【請求項11】
添加物成分として式(4−1)から式(4−26)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1から10のいずれか1項に記載の液晶組成物。



式(4−1)から式(4−26)において、PおよびPは独立して、式(P−1)で表される基であり;

式(P−1)において、MおよびMは独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルであり;SpおよびSpは独立して、単結合または炭素数1から12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−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−CH−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;RおよびR10は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1から3のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素に置き換えられた炭素数1から3のアルキルである。
【請求項12】
添加前の液晶組成物の重量に基づいて、添加物成分の添加割合が0.03重量%から10重量%の範囲である、請求項10または11に記載の液晶組成物。
【請求項13】
式(1−2)または式(1−3)で表される化合物。

式(1−2)および式(1−3)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、または炭素数2から12のアルケニルであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素またはメチルであり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4である。
【請求項14】
請求項1から12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。
【請求項15】
液晶表示素子の動作モードが、IPSモード、VAモード、FFSモード、またはFPAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、請求項14に記載の液晶表示素子。
【請求項16】
請求項10から12のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向型の液晶表示素子。
【請求項17】
請求項1から12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。
【請求項18】
請求項10から12のいずれか1項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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、誘電率異方性が負の液晶組成物、およびこの組成物を含有し、IPS、VA、FFS、FPAなどのモードを有する液晶表示素子に関する。高分子支持配向型の液晶表示素子にも関する。
【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)とマルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMは、スイッチング素子の種類によって、TFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。TFTは、素子を形成する材料によって、非晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シリコン(polycrystal silicon)に分類される。さらに、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】
これらの素子は適切な特性を有する液晶組成物を含有する。この液晶組成物はネマチック相を有する。良好な一般的特性を有するAM液晶表示素子を得るには組成物の一般的特性を向上させることが求められる。2つの一般的特性における関連を下記の表1にまとめる。組成物の一般的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、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高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、室温だけでなく高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】
TNモードを有するAM素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。VAモードを有するAM素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。IPSモード、FFSモードまたはFPAモードを有するAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。本発明の第一成分を含有する組成物の例は特許文献1および2に開示されている。高分子支持配向型の素子用の組成物の例は特許文献3に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】独国公開102010025572A1号明細書
【特許文献2】国際公開2011−009524号
【特許文献3】国際公開2011−029510号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
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、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素子である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。

式(1)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Aおよび環Bは独立して、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロへキセニレン、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、または少なくとも1つの水素がフッ素、塩素またはメチルで置き換えられた1,4−フェニレンであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルであり;Z、Z、Z、Z、およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4であり;eおよびfは独立して、0または1である。
【発明の効果】
【0011】
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、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素子である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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、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。
【0013】
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。この組成物に、光学活性な化合物、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。添加物の添加割合(添加量)は、添加前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。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全重量に基づいて表される。
【0014】
「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。「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。
【0015】
「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’の数は任意であることを意味する。‘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。
【0016】
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いし、または異なってもよい。例えば、化合物(1−1)のRがエチルであり、化合物(1−2)のRがエチルであるケースがある。化合物(1−1)のRがエチルであり、化合物(1−2)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(2)において、gが2のとき、2つの環Cが存在する。この化合物において、2つの環Cが表す2つの基は、同じであってもよいし、または異なってもよい。このルールは、gが2より大きいときの任意の2つにも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。
【0017】
化合物(1)のフェニレン環において、六角形を横切る垂直な線は、Xなどの基が六員環上の水素と置き換えられる位置を任意に選択できることを意味する。a、bなどの添え字は、置き換えられる基の数を示す。化合物(4)の環Gにおいて、六角形を横切る斜線は、P−Spなどの置換基が六員環上の水素から置き換えられる位置を任意に選択できることを意味する。kなどの添え字は、置き換えられる基の数を示す。このルールは、化合物(1−2a)の置き換えられる基であるF(フッ素)にも適用される。
【0018】
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、非対称の二価の環にも適用される。

【0019】
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つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。


式(1)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Aおよび環Bは独立して、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロへキセニレン、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、または少なくとも1つの水素が、フッ素、塩素またはメチルで置き換えられた1,4−フェニレンであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルであり;Z、Z、Z、Z、およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4であり;eおよびfは独立して、0または1である。
【0020】
項2. 第一成分として式(1−1)から式(1−3)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に記載の液晶組成物。


式(1−1)から式(1−3)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルであり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4である。
【0021】
項3. 第一成分として式(1−1−1)から式(1−1−8)、式(1−2−1)、式(1−2−2)、および式(1−3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1または2に記載の液晶組成物。

式(1−1−1)から式(1−1−8)、式(1−2−1)、式(1−2−2)、および式(1−3−1)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
【0022】
項4. 液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が0.03重量%から10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。
【0023】
項5. 第二成分として式(2)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。

式(2)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、または炭素数2から12のアルケニルオキシであり;環Cは、1,4−シクロへキシレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、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1,4−フェニレンであり;環D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は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;gは、1、2または3であり、gが3であるときの環Cは、1,4−シクロへキシレンまたはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルである。
【0024】
項6. 第二成分として式(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から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。


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。
【0025】
項7. 液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が10重量%から90重量%の範囲である、項5または6に記載の液晶組成物。
【0026】
項8. 第三成分として式(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7のいずれか1項に記載の液晶組成物。

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−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、または2−フルオロ−1,4−フェニレンであり;ZおよびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;hは、0または1であり;jは、1または2である。
【0027】
項9. 第三成分として式(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8のいずれか1項に記載の液晶組成物。

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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
【0028】
項10. 液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が10重量%から90重量%の範囲である、項8または9に記載の液晶組成物。
【0029】
項11. 添加物成分として式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの重合性化合物を含有する、項1から10のいずれか1項に記載の液晶組成物。

式(4)において、PおよびPは独立して、式(P−1)、式(P−2)、および式(P−3)で表される基の群から選択された重合性基であり;

式(P−1)において、MおよびMは独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルであり;
式(P−3)において、nは、1、2、3、または4であり;SpおよびSpは独立して、単結合または炭素数1から12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−は、−O−、−S−、−NH−、−CO−、−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−CH−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はハロゲンまたは−C≡Nで置き換えられてもよく;Zは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−CO−CR=CR−、−CR=CR−CO−、−OCO−CR=CR−、−CR=CR−COO−、−CR=CR−、または−C(=CR)−であり;Z10は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−であり;RおよびRは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1から10のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素に置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;環Gおよび環Jは独立して、シクロへキシル、フェニル、2−フルオロフェニル、3−フルオロフェニル、2,3−ジフルオロフェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、2−(トリフルオロメチル)フェニル、3−(トリフルオロメチル)フェニル、または2−ナフチルであり;環Iは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、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、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−メチル−1,4−フェニレン、または2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンであり;mは、0、1または2であり;kは、1、2、または3であり;nは、1、2または3であり、そしてkとnとの和が4以下であり;PおよびPの両方が式(P−2)で表される基であるとき、SpおよびSpの少なくとも1つは、少なくとも1つの−CH−が、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられたアルキレンである。
【0030】
項12. 添加物成分として式(4−1)から式(4−26)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1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。



式(4−1)から式(4−26)において、PおよびPは独立して、式(P−1)で表される基であり;

式(P−1)において、MおよびMは独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルであり;SpおよびSpは独立して、単結合または炭素数1から12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−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−CH−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;RおよびR10は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1から3のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素に置き換えられた炭素数1から3のアルキルである。
【0031】
項13. 添加前の液晶組成物の重量に基づいて、添加物成分の添加割合が0.03重量%から10重量%の範囲である、項11または12に記載の液晶組成物。
【0032】
項14. 式(1−2)または式(1−3)で表される化合物。

式(1−2)および式(1−3)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルであり;a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4である。
【0033】
項15. 項1から13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。
【0034】
項16. 液晶表示素子の動作モードが、IPSモード、VAモード、FFSモード、またはFPAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項15に記載の液晶表示素子。
【0035】
項17. 項11から13のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向型の液晶表示素子。
【0036】
項18. 項1から13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。
【0037】
項19. 項11から13のいずれか1項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。
【0038】
本発明は、次の項も含む。(a)上記の液晶組成物を2つの基板のあいだに配置し、この組成物に電圧を印加した状態で光を照射し、この組成物に含有される重合性化合物を重合させることによって、上記の液晶表示素子を製造する方法。(b)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0.08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−2以下である、上記の液晶組成物。
【0039】
本発明は、次の項も含む。(c)特開2006−199941号公報に記載された化合物(5)から化合物(7)は、誘電率異方性が正の液晶性化合物であるが、これらの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上記の組成物。(d)上記の重合性化合物(4)を含有する上記の組成物。(e)重合性化合物(4)とは異なる重合性化合物を含有する上記の組成物。(f)光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤などの少なくとも1つの添加物を含有する上記の組成物。(g)上記の組成物を含有するAM素子。(h)上記の組成物を含有し、そしてTN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、またはFPAのモードを有する素子。(i)上記の組成物を含有する透過型の素子。(j)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。(k)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。
【0040】
本発明は、次の項も含む。(l)式(1−2a)または式(1−3a)で表される化合物。

式(1−2a)および式(1−3a)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つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;p、q、r、およびsは独立して、0、1または2であり、p、q、r、およびsの和は1から5である。(m)式(1−2a)および式(1−3a)において、p、q、r、およびsは独立して、0、1または2であり、p、q、r、およびsの和は1から3である。(n)式(1−2a)および式(1−3a)において、p、q、r、およびsは独立して、0、1または2であり、p、q、r、およびsの和は3から5である。(o)式(1−2−1)で表される化合物。(p)式(1−2−2)で表される上記の化合物。(q)式(1−3−1)で表される上記の化合物。
【0041】
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の組み合わせ、成分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。
【0042】
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(2)および化合物(3)から選択された液晶性化合物と化合物(4)の他に、その他の液晶性化合物、その他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(2)、化合物(3)、および化合物(4)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。その他の液晶性化合物の中で、シアノ化合物は熱または紫外線に対する安定性の観点から少ない方が好ましい。シアノ化合物のさらに好ましい割合は0重量%である。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。
【0043】
組成物Bは、実質的に化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、および化合物(4)から選択された化合物のみからなる。「実質的に」は、この組成物はその他の添加物を含有してもよいが、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、および化合物(4)と異なる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。
【0044】
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、値がほぼゼロであることを意味する。
【0045】
【0046】
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)は紫外線に対して高い安定性を維持する。化合物(2)は誘電率異方性を上げ、そして下限温度を下げる。化合物(3)は、粘度を下げる、または上限温度を上げる。化合物(4)は、重合によって重合体を与え、この重合体は、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。
【0047】
第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分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組み合わせは、第一成分+第二成分、第一成分+第二成分+第三成分、第一成分+第二成分+添加物成分、および第一成分+第二成分+第三成分+添加物成分である。成分の好ましい組み合わせは、第一成分+第二成分+第三成分または第一成分+第二成分+第三成分+添加物成分である。ここで、添加物成分は重合性化合物(4)を意味する。
【0048】
第一成分の好ましい割合は、液晶組成物の重量に基づいて、紫外線に対して高い安定性を維持するために約0.03重量%以上であり、下限温度を下げるために約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。特に好ましい割合は、約0.3重量%から約1.5重量%の範囲である。
【0049】
第二成分の好ましい割合は、液晶組成物の重量に基づいて、誘電率異方性を上げるために約10重量%以上であり、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20重量%から約80重量%の範囲である。特に好ましい割合は約30重量%から約70重量%の範囲である。
【0050】
第三成分の好ましい割合は、液晶組成物の重量に基づいて、上限温度を上げるために、または粘度を下げるために約10重量%以上であり、下限温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20重量%から約80重量%の範囲である。特に好ましい割合は約30重量%から約70重量%の範囲である。
【0051】
化合物(4)は、高分子支持配向型の素子に適合させる目的で、組成物に添加される。この添加物の好ましい添加割合は、添加前の液晶組成物の重量に基づいて、液晶分子を配向させるために約0.03重量%以上であり、素子の表示不良を防ぐために約10重量%以下である。さらに好ましい添加割合は、約0.1重量%から約2重量%の範囲である。特に好ましい添加割合は、約0.2重量%から約1.0重量%の範囲である。
【0052】
成分化合物の割合を調整することによって、表1に記載した組成物の特性を調整することができる。その他の液晶性化合物を必要に応じて混合することによって特性を調整してもよい。このような方法によって、上限温度が約70℃以上である組成物を調製することができる。上限温度が約75℃以上である組成物を調製することもできる。上限温度が約80℃以上である組成物を調製することもできる。このような方法によって、下限温度が約−10℃以下である組成物を調製することができる。下限温度が約−20℃以下である組成物を調製することもできる。下限温度が約−30℃以下である組成物を調製することもできる。
【0053】
このような方法によって、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が約0.09から約0.12の範囲である組成物を調製することができる。光学異方性が約0.08から約0.16の範囲である組成物を調製することもできる。光学異方性が約0.07から約0.20の範囲である組成物を調製することもできる。このような方法によって、周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が約−1.5以下である組成物を調製することができる。誘電率異方性が約−2以下である組成物を調製することもできる。誘電率異方性が約−2.5以下である組成物を調製することもできる。
【0054】
第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。化合物(1)から化合物(3)において、R、R、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、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、下限温度を下げるために炭素数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R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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
少なくとも1つの水素がフッ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。
【0059】
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、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、アルケニルおよび少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられたアルケニル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。
【0060】
環Aおよび環Bは独立して、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロへキセニレン、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、または少なくとも1つの水素がフッ素、塩素またはメチルで置き換えられた1,4−フェニレンである。好ましい環Aまたは環Bは、下限温度を下げるために1,4−シクロへキシレンである。環Cは、1,4−シクロへキシレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、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1,4−フェニレンである。gが3であるときの環Cは、1,4−シクロへキシレン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C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。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、
【0061】
環D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Dは、粘度を下げるために2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり、光学異方性を下げるために2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルである。環Eおよび環Fは独立して、1,4−シクロへキシレン、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。好ましい環Eまたは環Fは、粘度を下げるために、または上限温度を上げるために1,4-シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために1,4−フェニレンである。
【0062】
、X、X、およびXは独立して、フッ素、塩素またはメチルである。好ましいX、X、X、またはXは、下限温度を下げるためにフッ素である。
【0063】
、Z、Z、Z、Z、Z、Z、およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−である。好ましいZ、Z、Z、Z、またはZは、安定性を上げるために単結合である。好ましいZは、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるために−CHCH−であり、誘電率異方性を上げるために−CHO−または−OCH−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、下限温度を下げるために−CHCH−であり、上限温度を上げるために−COO−または−OCO−である。
【0064】
a、b、c、およびdは独立して、0、1、2、3、または4である。好ましいa、b、c、またはdは、下限温度を下げるために1または2であり、上限温度を上げるために0である。eおよびfは独立して、0または1である。好ましいeまたはfは、下限温度を下げるために0であり、電圧保持率を上げるために1である。gは、1、2、または3である。好ましいg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。hは、0または1である。好ましいhは、粘度を下げるために0であり、上限温度を上げるために1である。jは、1または2である。好ましいj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である。
【0065】
重合性化合物(4)において、PおよびPは独立して、基(P−1)、基(P−2)、および基(P−3)から選択された重合性基である。基(P−1)、基(P−2)、および基(P−3)の波線は、結合する部位を示す。
【0066】
およびPの両方が基(P−1)であるとき、PのM(またはM)とPのMとが同一であってもよいし、または異なってもよい。基(P−1)において、MおよびMは独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルである。好ましいMまたはM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はメチルであり、さらに好ましいMは水素である。基(P−3)において、nは、1、2、3、または4である。好ましいnは、反応性を上げるために1または2である。さらに好ましいnは1である。
【0067】
およびPの両方が基(P−2)であるとき、SpおよびSpの少なくとも1つは、少なくとも1つの−CH−が、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられたアルキレンである。すなわち、PおよびPの両方が1−プロペニルのようなアルケニルであることはない。
【0068】
好ましいPまたはPは、基(P−1)および基(P−2)である。さらに好ましいPまたはPは基(P−1)である。好ましい基(P−1)は、−OCO−CH=CHおよび−OCO−C(CH)=CHである。
【0069】
SpおよびSpは独立して、単結合または炭素数1から12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−は、−O−、−S−、−NH−、−CO−、−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−CH−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はハロゲンまたは−C≡Nで置き換えられてもよい。水素が−C≡Nで置き換えられたとき、シアノで置換されたアルキレンの炭素数の合計は12までが好ましい。好ましいSpまたはSpは、単結合である。
【0070】
環Gおよび環Jは独立して、シクロへキシル、フェニル、2−フルオロフェニル、3−フルオロフェニル、2,3−ジフルオロフェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、2−(トリフルオロメチル)フェニル、3−(トリフルオロメチル)フェニル、または2−ナフチルである。好ましい環Gまたは環Jは、フェニルである。環Iは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、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、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−メチル−1,4−フェニレン、または2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンである。好ましい環Iは、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、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−メチル−1,4−フェニレンである。特に好ましい環I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。
【0071】
は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−CO−CR=CR−、−CR=CR−CO−、−OCO−CR=CR−、−CR=CR−COO−、−CR=CR−、または−C(=CR)−であり;Z10は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−である。好ましいZまたはZ10は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、または−OCO−である。さらに好ましいZまたはZ10は、単結合である。
【0072】
およびRは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1から10のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素に置き換えられた炭素数1から10のアルキルである。好ましいRまたはRは、水素、フッ素、または炭素数1から3のアルキルである。
【0073】
mは、0、1、または2である。好ましいmは、0である。kは、1、2、または3であり、nは、1、2、または3であり、そしてkとnとの和が4以下である。好ましいkまたはnは、1または2である。
【0074】
第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物(1)は、上記の化合物(1−1)から化合物(1−3)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(1−2)または化合物(1−3)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(1−1)および化合物(1−2)、化合物(1−1)および化合物(1−3)、または化合物(1−2)および化合物(1−3)の組み合わせであることが好ましい。さらに好ましい化合物(1)は、上記の化合物(1−1−1)から化合物(1−3−1)である。第一成分の少なくとも1つが化合物(1−1−3)、化合物(1−1−4)、化合物(1−1−5)、化合物(1−1−6)、化合物(1−1−7)、化合物(1−2−1)、化合物(1−2−2)、または化合物(1−3−1)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(1−2−1)および化合物(1−2−2)の組み合わせであることが好ましい。
【0075】
好ましい化合物(2)は、上記の化合物(2−1)から化合物(2−18)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(2−1)、化合物(2−3)、化合物(2−4)、化合物(2−6)、化合物(2−8)、または化合物(2−12)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(2-1)および化合物(2−6)、化合物(2-1)および化合物(2−12)、化合物(2-3)および化合物(2−6)、化合物(2-3)および化合物(2−12)、または化合物(2-4)および化合物(2−8)の組み合わせであることが好ましい。
【0076】
好ましい化合物(3)は、上記の化合物(3−1)から化合物(3−13)である。これらの化合物において、第三成分の少なくとも1つが、化合物(3−1)、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(3−8)であることが好ましい。第三成分の少なくとも2つが化合物(3−1)および化合物(3−3)、化合物(3−1)および化合物(3−5)、または化合物(3−1)および化合物(3−6)の組み合わせであることが好ましい。
【0077】
好ましい化合物(4)は、上記の化合物(4−1)から化合物(4−26)である。これらの化合物において、添加物成分の少なくとも1つが、化合物(4−1)、化合物(4−2)または化合物(4−18)であることが好ましい。添加物成分の少なくとも2つが化合物(4−1)および化合物(4−2)、化合物(4−1)および化合物(4−18)、または化合物(4−2)および化合物(4−18)の組み合わせであることが好ましい。基(P−1)において、好ましいMまたはMは、水素またはメチルである。好ましいSpまたはSpは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−CO−CH=CH−、または−CH=CH−CO−である。
【0078】
第六に、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、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。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)から化合物(5−5)である。光学活性化合物の好ましい添加割合は、添加前の液晶組成物の重量に基づいて、5重量%以下である。さらに好ましい添加割合は0.01重量%から2重量%の範囲である。
【0079】
【0080】
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。
【0081】
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。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1または7である。tが1である化合物(6)は、揮発性が大きいので、大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するときに有効である。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添加割合は、添加前の液晶組成物の重量に基づいて、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。さらに好ましい添加割合は、約100ppmから約300ppmの範囲である。
【0082】
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添加割合は、添加前の液晶組成物の重量に基づいて、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10000ppm以下である。さらに好ましい添加割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。
【0083】
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。色素の好ましい添加割合は、添加前の液晶組成物の重量に基づいて、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。消泡剤の好ましい添加割合は、その効果を得るために約1ppm以上であり、表示の不良を防ぐために約1000ppm以下である。さらに好ましい添加割合は、約1ppmから約500ppmの範囲である。
【0084】
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用いられる。化合物(4)はこの目的に適している。化合物(4)と共に化合物(4)とは異なる重合性化合物を組成物に添加してもよい。このような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。化合物(4)の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて10重量%以上である。さらに好ましい割合は、50重量%以上である。特に好ましい割合は、80重量%以上である。特に好ましい割合は、100重量%でもある。
【0085】
化合物(4)のような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適切な開始剤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、重合性化合物の全重量に基づいて約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。
【0086】
化合物(4)のような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。
【0087】
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(2−1)は、特開2000−053602号公報に記載された方法で合成する。化合物(3−1)および化合物(3−5)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)は特開2012−001526号公報およびWO2010−131600A公報を参照して合成する。化合物(4−18)は特開平7−101900号公報に記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。
【0088】
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。
【0089】
最後に、組成物の用途を説明する。こ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0.07から約0.20の範囲の光学異方性を有する。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。
【0090】
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。IPS、FFSまたはVAモードを有するAM素子への使用は特に好ましい。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。この組成物は重合性化合物の添加量を増やすことによって、組成物中に三次元の網目状の重合体を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。
【0091】
高分子支持配向型の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、重合体を含有する組成物が生成する。高分子支持配向型の液晶表示素子は、このような手順で製造する。
【0092】
この手順において、電圧を印加したとき、液晶分子が電場の作用によって配向する。この配向に従って重合性化合物の分子も配向する。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、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。なお、組成物中の重合性化合物を予め重合させ、この組成物を液晶表示素子の基板のあいだに配置することも可能であろう。
【実施例】
【0093】
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。合成した化合物は、NMR分析などの方法により同定した。化合物および組成物の特性は、下記に記載した方法により測定した。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
測定試料:組成物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%、3重量%:97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。
【0099】
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。
【0100】
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と略す)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。
【0101】
(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。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
【0102】
(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。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【0103】
(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。
【0104】
(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。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、(6)項で測定した。
【0105】
(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。
【0106】
(6)誘電率異方性(Δε;25℃で測定):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。
【0107】
(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。
【0108】
(8)電圧保持率(VHR−1a;25℃;%):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166.7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あいだの面積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。
【0109】
(9)電圧保持率(VHR−2a;60℃で測定;%):25℃の代わりに、60℃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−2aで表した。重合性化合物を含有する組成物では、TN素子に、15Vの電圧を印加しながら25mW/cmの紫外線を400秒間照射して重合させた。紫外線の照射には、HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製のEXECURE4000−D型水銀キセノンランプを用いた。
【0110】
(10)電圧保持率(VHR−3a;60℃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167分間照射した。光源はブラックライト(ピーク波長369nm)であり、素子と光源の間隔は5mmであった。VHR−3aの測定では、166.7ミリ秒のあいだ、減衰する電圧を測定した。重合性化合物を含有する組成物では、(9)項に記載の条件で重合させた。大きなVHR−3a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。
【0111】
(11)電圧保持率(VHR−4a;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−4aの測定では、166.7ミリ秒のあいだ、減衰する電圧を測定した。大きなVHR−4aを有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。
【0112】
(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。
1)重合性化合物を含まない組成物: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。
【0113】
2)重合性化合物を含有する組成物: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、15Vの電圧を印加しながら25mW/cmの紫外線を400秒間照射した。紫外線の照射には、HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製のEXECURE4000−D型水銀キセノンランプを用いた。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0%から90%に変化するのに要した時間(立ち上がり時間;rise time;ミリ秒)で表した。
【0114】
(13)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)}。
【0115】
比較例および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。
【0116】
【0117】
[実施例1]
化合物(1−2−1)の合成
【0118】
3−フルオロ−4−ヨード−4’−(4−ペンチルシクロヘキシル)−1,1’−ビフェニル(22.08g,49.03mmol)、(4’−エチル−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ボロン酸(11.64g,51.49mmol)、5%−パラジウム炭素(50wt%HO,0.66g)、炭酸カリウム(10.17g,73.55mmol)およびテトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)(3.95g,12.26mmol)をトルエン(300ml)、エタノール(50ml)、水(100ml)の混合溶媒中で3時間還流した。反応混合物をろ過し、ろ液を濃縮した。析出した固体をろ取し、水で洗浄した。この固体をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:THF)によって、さらにトルエンからの再結晶によって精製し、化合物(1−2−1)を得た(17.38g;収率69.5%)。
【0119】
H−NMR(δppm;CDCl):7.70−7.65(m,4H)、7.60−7.52(m,5H)、7.47−7.44(m,1H)、7.42−7.38(m,1H)、7.33−7.29(m,4H)、2.71(q,2H)、2.53(tt,1H)、1.97−1.87(m,4H)、1.55−1.45(m,2H)、1.38−1.20(m,12H)、1.13−1.03(m,2H)、0.91(t,3H).
【0120】
化合物(1−2−1)の特性は、次のとおりであった。上限温度(NI)=273.7℃;誘電率異方性(Δε)=7.9;光学異方性(Δn)=0.337;粘度(η)=75.5mPa・s.
【0121】
5重量%の化合物(1−2−1)と、95重量%の母液晶とから組成物を調製した。この組成物の特性を測定し、測定値を外挿することによって特性値を算出した。
NI=332.6℃;Δε=−1.3;Δn=0.361;η=57.2mPa・s.
【0122】
[実施例2]
化合物(1−2−2)の合成
【0123】
3−フルオロ−4−ヨード−4’−(4−ペンチルシクロヘキシル)−1,1’−ビフェニル(10.0g,22.20mmol)、(4’−エチル−2−フルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ボロン酸(6.50g,26.64mmol)、5%−パラジウム炭素(50wt%HO,0.50g)、炭酸カリウム(6.14g,44.41mmol)およびテトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)(1.79g,5.55mmol)をトルエン(50ml)、エタノール(50ml)、水(20ml)の混合溶媒中で3時間還流した。反応混合物をろ過し、ろ液を濃縮した。析出した固体をろ取し、水で洗浄した。この固体をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:THF)によって、さらにトルエン−ソルミックス(容積比2:1)混合物からの再結晶によって精製し、化合物(1−2−2)を得た(5.22g;収率44.8%)。
【0124】
H−NMR(δppm;CDCl):7.58−7.50(m,6H)、7.48−7.38(m,4H)、7.34−7.28(m,4H)、2.72(q,2H)、2.52(tt,1H)、1.98−1.86(m,4H)、1.56−1.45(m,2H)、1.38−1.20(m,12H)、1.13−1.02(m,2H)、0.91(t,3H).
【0125】
5重量%の化合物(1−2−2)と、95重量%の母液晶とから組成物を調製した。この組成物の特性を測定し、測定値を外挿することによって特性を算出した。
NI=304.6℃;Δε=−1.3;Δn=0.335;η=47.0mPa・s.
【0126】
[実施例3]
化合物(1−3−1)の合成
【0127】
3−フルオロ−4−ヨード−4’−(4−ペンチルシクロヘキシル)−1,1’−ビフェニル(21.0g,46.63mmol)、(3−フルオロ−4’−(4−ペンチルシクロヘキシル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ボロン酸(20.6g,55.95mmol)、5%−パラジウム炭素(50wt%HO,1.05g)、炭酸カリウム(12.9g,93.34mmol)およびテトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)(3.76g,11.7mmol)をトルエン(300ml)、エタノール(50ml)、水(100ml)の混合溶媒中で3時間還流した。反応混合物をろ過し、ろ液を濃縮した。析出した固体をろ取し、水で洗浄した。この固体をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:THF)によって、さらにトルエンからの再結晶によって精製し、化合物(1−3−1)を得た(22.51g;収率74.6%)。
【0128】
H−NMR(δppm;CDCl):7.58−7.54(m,4H)、7.51−7.44(m,4H)、7.43−7.38(m,2H)、7.34−7.29(m,4H)、2.53(tt,2H)、1.98−1.86(m,8H)、1.57−1.45(m,4H)、1.38−1.20(m,18H)、1.13−1.02(m,4H)、0.91(t,6H).
【0129】
3重量%の化合物(1−3−1)と、97重量%の母液晶とから組成物を調製した。この組成物の特性を測定し、測定値を外挿することによって特性値を算出した。
NI=357.9℃;Δε=−1.3;Δn=0.314;η=89.4mPa・s.
【0130】
[実施例M1]
V2−BB(F)B(F)B−3 (1−1−2) 0.5%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 4.0%
V2−BB(2F,3F)−O1 (2−4) 5.0%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 9.0%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 6.0%
V−HHB(2F,3F)−O1 (2−6) 3.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 11.0%
3−HH−V (3−1) 27.0%
3−HH−V1 (3−1) 9.0%
3−HHB−O1 (3−5) 3.0%
V−HHB−1 (3−5) 3.5%
2−BB(2F,3F)B−3 (−) 9.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=76.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.112;Δε=−3.1;Vth=2.31V;τ=3.9ms.
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.3重量%の割合で添加した。
MAC−VO−BB−MAC (4−2)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=95.5%;VHR−3a=53.6%.
【0131】
[比較例M1]
化合物(1−1−2)を含有しない組成物を調製した。実施例M1の組成物において、化合物(1−1−2)を除いた12の化合物を同じ比率で混合した。この組成物の特性を測定した。
NI=74.9℃;Tc<−20℃;Δn=0.110;Δε=−3.1;Vth=2.29V;τ=4.0ms.
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.3重量%の割合で添加した。
MAC−VO−BB−MAC (4−2)
添加後の組成物に紫外線を照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=91.3%;VHR−3a=34.1%.
【0132】
実施例M1の組成物の電圧保持率(VHR−2a)は95.5%であり、比較例M1の組成物のそれは91.3%であった。実施例M1の組成物の電圧保持率(VHR−3a)は53.6%であり、比較例M1の組成物のそれは34.1%であった。この結果から、実施例M1のTN素子は、比較例M1のそれよりも大きな電圧保持率を有することが分かった。従って、本発明の組成物は、高分子支持配向型の液晶表示素子という観点から優れていると結論できる。
【0133】
[実施例M2]
5−BB(F)BB(2F)−2 (1−1−3) 1.0%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 8.0%
V2−BB(2F,3F)−O1 (2−4) 5.0%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 9.0%
1V2−BB(2F,3F)−O4 (2−4) 6.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10.0%
V−HHB(2F,3F)−O4 (2−6) 3.0%
1V2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 11.0%
3−HH−V (3−1) 26.0%
1−HH−2V1 (3−1) 5.0%
5−HB−O2 (3−2) 3.0%
3−HHB−O1 (3−5) 5.0%
V−HHB−1 (3−5) 4.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=75.6℃;Tc<−20℃;Δn=0.101;Δε=−3.4;Vth=2.19V.
この組成物に添加物である化合物(4−2)を0.3重量%の割合で添加した。
MAC−VO−BB−OV−MAC (4−2)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=95.9%;VHR−3a=55.7%.
【0134】
[実施例M3]
5−BB(F)B(F)B(F)−3 (1−1−7) 1.2%
5−HBB(F)B(2F)BH−5 (1−3−1) 0.3%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 9.0%
2O−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 3.0%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 10.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 20.0%
2−HH−3 (3−1) 19.0%
3−HH−4 (3−1) 4.0%
3−HH−V (3−1) 8.0%
V2−BB−1 (3−3) 3.0%
1−BB−3 (3−3) 7.5%
V−HHB−3 (3−5) 5.0%
3−HBB−2 (3−6) 4.0%
5−B(F)BB−2 (3−7) 3.0%
5−HBBH−3 (3−11) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=83.2℃;Tc<−20℃;Δn=0.107;Δε=−2.6;Vth=2.41V.
この組成物に化合物(4−1)である下記化合物を0.2重量%、化合物(4−2)である下記化合物を0.2重量%の割合で添加した。
MAC−B(2F)B−MAC (4−1)
AC−VO−BB−OV−AC (4−2)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=96.1%;VHR−3a=58.2%.
【0135】
[実施例M4]
2−BBB(F)B−5 (1−1−1) 0.3%
V2−BB(F)BB(2F)−3 (1−1−3) 0.3%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 10.0%
5−BB(2F,3F)−O4 (2−4) 3.0%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 10.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 21.4%
2−HH−3 (3−1) 21.0%
3−HH−V (3−1) 8.0%
1−BB−3 (3−3) 8.0%
1V2−BB−1 (3−3) 3.0%
V2−HHB−1 (3−5) 5.0%
3−HBB−2 (3−6) 4.0%
5−B(F)BB−3 (3−7) 3.0%
1O1−HBBH−4 (−) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=79.1℃;Tc<−20℃;Δn=0.107;Δε=−2.5;Vth=2.44V;
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.3重量%の割合で添加した。
AC−VO−BB−MAC (4−2)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=96.3%;VHR−3a=56.8%.
【0136】
[実施例M5]
5−BB(F)B(F)B−2 (1−1−2) 0.3%
5−HBB(F)BB−2 (1−2−1) 0.3%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 12.0%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 6.0%
1V2−BB(2F,3F)−O4 (2−4) 3.0%
V−HHB(2F,3F)−O1 (2−6) 6.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 12.0%
V−HHB(2F,3F)−O4 (2−6) 5.0%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−10) 5.0%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (2−13) 4.4%
3−HH−V (3−1) 29.0%
1−BB−3 (3−3) 6.0%
V−HHB−1 (3−5) 5.0%
1−BB(F)B−2V (3−8) 3.0%
3−HHEBH−4 (3−9) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=79.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.114;Δε=−2.9;Vth=2.33V;
この組成物に化合物(4−18)である下記化合物を0.3重量%の割合で添加した。
MAC−BB(F)B−OV−MAC (4−18)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=97.7%;VHR−3a=65.4%.
【0137】
[実施例M6]
4−B(F)B(F)B(F)B(F)−2 (1−1−8) 0.3%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 12.0%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 6.0%
1V2−BB(2F,3F)−O4 (2−4) 3.0%
V−HHB(2F,3F)−O1 (2−6) 6.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7.0%
V−HHB(2F,3F)−O4 (2−6) 5.0%
1V2−HHB(2F,3F)−O4 (2−6) 5.0%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−10) 5.0%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (2−13) 5.0%
3−HH−V (3−1) 28.7%
V2−HB−1 (3−2) 6.0%
V−HHB−1 (3−5) 5.0%
2−BB(F)B−5 (3−8) 3.0%
5−HBB(F)B−3 (3−13) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=79.3℃;Tc<−20℃;Δn=0.113;Δε=−2.9;Vth=2.36V.
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.3重量%、化合物(4−18)である下記化合物を0.1重量%の割合で添加した。
MAC−VO−BB−OV−MAC (4−2)
MAC−BB(F)B−AC (4−18)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=97.6%;VHR−3a=63.7%.
【0138】
[実施例M7]
5−BB(F)B(F)B−2 (1−1−2) 0.3%
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 3.0%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 11.7%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 6.0%
V2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5.0%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−10) 5.0%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−12) 3.0%
V−HBB(2F,3F)−O2 (2−12) 6.0%
V2−HBB(2F,3F)−O2 (2−12) 6.0%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (2−13) 5.0%
5−HH−O1 (3−1) 4.0%
3−HH−V (3−1) 25.0%
3−HH−VFF (3−1) 3.0%
1−BB−3 (3−3) 6.0%
3−HHEH−3 (3−4) 3.0%
V−HHB−1 (3−5) 5.0%
V2−HHB−1 (3−5) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=74.6℃;Tc<−20℃;Δn=0.114;Δε=−2.6;Vth=2.37V.
この組成物に化合物(4−1)である下記化合物を0.1重量%、化合物(4−18)である下記化合物を0.2重量%の割合で添加した。
MAC−B(2F)B−MAC (4−1)
AC−VO−BB(F)B−OV−AC (4−18)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=97.4%;VHR−3a=59.4%.
【0139】
[実施例M8]
5−HBB(F)B(F)B−2 (1−2−2) 0.4%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 10.0%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 4.0%
1V2−BB(2F,3F)−O4 (2−4) 4.0%
V−HHB(2F,3F)−O1 (2−6) 6.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10.0%
V−HHB(2F,3F)−O4 (2−6) 5.0%
3−DhH1OB(2F,3F)−O2 (2−11) 3.0%
3−HHB(2F,3CL)−O2 (2−15) 3.0%
5−HBB(2F,3CL)−O2 (2−16) 3.0%
3−H1OCro(7F,8F)−5 (2−17) 3.0%
3−HH1OCro(7F,8F)−5 (2−18) 3.0%
3−HH−V (3−1) 29.0%
1−BB−3 (3−3) 6.0%
V−HHB−1 (3−5) 7.0%
3−HBB−2 (3−6) 3.6%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=75.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.105;Δε=−3.0;Vth=2.23V.
この組成物に化合物(4−18)である下記化合物を0.3重量%の割合で添加した。
AC−VO−BB(F)B−OV−AC (4−18)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=96.9%;VHR−3a=58.7%.
【0140】
[実施例M9]
2−BB(2F,5F)BB−5 (1−1−4) 0.5%
2−BB(2F,5F)B(2F)B−5 (1−1−5) 0.5%
V2−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 5.0%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 9.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 12.0%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 7.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 12.0%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−10) 3.0%
2−HH−3 (3−1) 22.0%
3−HH−V (3−1) 8.0%
1−BB−3 (3−3) 9.0%
3−HHB−1 (3−5) 3.0%
3−B(F)BB−2 (3−7) 3.0%
3−HB(F)HH−5 (3−10) 3.0%
3−HB(F)BH−3 (3−12) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=80.4℃;Tc<−20℃;Δn=0.095;Δε=−2.8;Vth=2.35V.
この組成物に化合物(4−18)である下記化合物を0.4重量%の割合で添加した。
MAC−BB(F)B−OV−MAC (4−18)
この組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=96.8%;VHR−3a=57.6%.
【0141】
[実施例M10]
5−HBB(F)B(2F)BH−5 (1−3−1) 0.5%
1V2−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 4.5%
5−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 9.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 3.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 6.0%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 7.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 12.0%
2−HHB(2F,3CL)−O2 (2−15) 3.0%
4−HHB(2F,3CL)−O2 (2−15) 3.0%
2−HH−3 (3−1) 22.0%
3−HH−V (3−1) 8.0%
1−BB−3 (3−3) 10.0%
3−HHB−1 (3−5) 3.0%
3−HB(F)HH−5 (3−10) 3.0%
3−HB(F)BH−3 (3−12) 3.0%
2−BB(2F,3F)B−3 (−) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=81.7℃;Tc<−20℃;Δn=0.094;Δε=−2.8;Vth=2.39V.
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.1重量%、化合物(4−18)である下記化合物を0.1重量%の割合で添加した。
MAC−VO−BB−OV−MAC (4−2)
AC−VO−BB(F)B−OV−AC (4−18)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=97.0%;VHR−3a=62.9%.
【0142】
[実施例M11]
5−BB(F)B(F)B(2F)−2 (1−1−6) 0.5%
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 5.0%
V−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 4.0%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7.0%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 5.5%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (2−5) 3.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10.0%
3−HH2B(2F,3F)−O2 (2−7) 3.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 10.0%
3−HH−V (3−1) 27.0%
4−HH−V1 (3−1) 6.0%
3−HH−2V1 (3−1) 3.0%
3−HBB−2 (3−6) 7.0%
5−HBB(F)B−2 (3−13) 3.0%
2−BB(2F,3F)B−3 (−) 6.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=79.8℃;Tc<−20℃;Δn=0.112;Δε=−3.0;Vth=2.33V.
この組成物に化合物(4−3)である下記化合物を0.1重量%、化合物(4−18)である下記化合物を0.2重量%の割合で添加した。
MAC−B(F)B−MAC (4−3)
MAC−BB(F)B−OV−MAC (4−18)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=96.7%;VHR−3a=57.4%.
【0143】
[実施例M12]
5−BB(F)B(F)B(F)−3 (1−1−7) 0.2%
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 5.0%
V−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 4.0%
5−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 6.0%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7.0%
3−B(2F,3F)B(2F,3F)−O2 (2−5) 3.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10.0%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 10.0%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−12) 3.0%
3−HBB(2F,3CL)−O2 (2−16) 3.0%
3−HH−O1 (3−1) 3.0%
3−HH−V (3−1) 24.0%
3−HB−O2 (3−2) 3.0%
V−HHB−1 (3−5) 6.8%
3−BB(F)B−5 (3−8) 3.0%
5−HBB(F)B−2 (3−13) 4.0%
2−BB(2F,3F)B−3 (−) 5.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=77.7℃;Tc<−20℃;Δn=0.117;Δε=−3.1;Vth=2.30V;
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.3重量%、化合物(4−23)である下記化合物を0.1重量%の割合で添加した。
AC−VO−BB−OV−AC (4−2)

添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=96.6%;VHR−3a=54.9%.
【0144】
[実施例M13]
5−HBB(F)BB−2 (1−2−1) 0.3%
5−HBB(F)B(F)B−2 (1−2−2) 0.3%
3−BB(2F,3F)−O4 (2−4) 5.0%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 12.0%
1V2−BB(2F,3F)−O1 (2−4) 4.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5.0%
V−HHB(2F,3F)−O1 (2−6) 6.0%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 12.0%
3−DhHB(2F,3F)−O2 (2−9) 5.0%
3−HEB(2F,3F)B(2F,3F)−O2 (2−14) 5.0%
3−HH−V (3−1) 22.4%
4−HH−V (3−1) 3.0%
5−HH−V (3−1) 6.0%
7−HB−1 (3−2) 3.0%
V−HHB−1 (3−5) 5.0%
3−HBB−2 (3−6) 3.0%
2−BB(F)B−3 (3−8) 3.0%
誘電率異方性が負である上記の組成物を調製し、特性を測定した。
NI=77.7℃;Tc<−20℃;Δn=0.106;Δε=−2.9;Vth=2.25V.
この組成物に化合物(4−2)である下記化合物を0.2重量%の割合で添加した。
AC−VO−BB−MAC (4−2)
添加後の組成物に紫外線照射して重合させたあと、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)を測定した。
VHR−2a=97.7%;VHR−3a=66.4%.
【0145】
実施例M1から実施例M13の組成物は、比較例M1の組成物と比較すると、電圧保持率(VHR−2aおよびVHR−3a)が大きいことがわかった。よって、本発明の液晶組成物は優れた特性を有すると結論できる。
【産業上の利用可能性】
【0146】
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、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つの特性のあいだで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、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。