CN113493695A - 胆甾醇型液晶组合物及其用途、液晶元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胆甾醇型液晶组合物及其用途、液晶元件。胆甾醇型液晶元件理想的是可使用的温度范围广、且具有高的显示品质、及低的驱动电压。因此，液晶组合物的特性要求胆甾醇相的上限温度高、胆甾醇相的下限温度低、比电阻大、光学各向异性比较大、介电各向异性大、粘度小、螺旋间距长度适当及所述间距长度的温度依存性小等。一种胆甾醇型液晶组合物、及含有所述组合物的液晶元件，所述胆甾醇型液晶组合物含有：作为添加物的选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种光学活性化合物、作为第一成分的选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物、以及作为第二成分的选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种胆甾醇型液晶组合物、含有所述组合物的液晶元件等，所述胆甾醇型液晶组合物：在液晶组合物中含有具有八氢联萘骨架的光学活性化合物。尤其涉及一种显示出大的介电各向异性的胆甾醇型液晶组合物及其用途、驱动所述胆甾醇型液晶组合物的元件。
背景技术
在液晶元件中，基于液晶分子的动作模式的分类为相变(phase change，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(super twisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensated bend，OCB)、共面切换(inplane switching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(fringe field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，PM)与有源矩阵(active matrix，AM)。PM被分类为静态式(static)与多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，MIM)等。
TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工序而被分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。
含有光学活性化合物的液晶组合物有时会显现出“胆甾醇相”。所述胆甾醇相为分子的取向秩序的朝向以描绘螺旋的方式旋转的液晶相。螺旋轴为与取向秩序的方向垂直的方向。另外，将所述螺旋周期称为“间距”。
已知有包含显现出“胆甾醇相”的液晶组合物的液晶元件。这些液晶组合物具有可见光程度的间距长度。显现出胆甾醇相的液晶组合物显示出圆偏光的选择性反射，光矢量的旋转方向与胆甾醇螺旋的左右特性(偏手性(handedness))对应。反射波长λ可根据胆甾醇螺旋的间距P与胆甾醇型液晶的平均双折射率n由式(A)来计算。
λ＝n×P (A)
最一般的胆甾醇型液晶元件为SSCT(Surface Stability Cholesteric Texture，表面稳定化胆甾醇组织)及PSCT(Polymer Stability Cholesteric Texture，聚合物稳定化胆甾醇组织)元件。SSCT及PSCT元件通常包含胆甾醇型液晶组合物，关于其，例如，在初始阶段中显示出反射特定波长的光的平面结构，并且通过施加交流电流脉冲而切换为焦点圆锥(focal conic)光散射结构，或者为相反的情况。
这些液晶元件在双稳定(bistable)、即电场被切换为断开后，保持各自的状态，并且仅通过再次施加电场而逆转移为初始状态。若施加更高的电压脉冲，则胆甾醇型液晶组合物转移为垂直(homeotropic)、透明状态，并自所述状态起，在电压被急速地切换为断开的情况下，松弛为平面状态，在电压被缓慢地切换的情况下，松弛为焦点圆锥状态。
胆甾醇型液晶元件一般不需要背光。在平面状态下，像素中的胆甾醇型液晶组合物依照所述式(A)而显示出特定波长的光的选择反射，结果，像素例如在黑色的背景上以对应的反射色可见。若迁移为起因于焦点圆锥结构的散射状态或垂直的透明状态，则所述反射色消失。因所述理由，胆甾醇型液晶元件的电力消耗相当少。进而，关于这些，在散射状态下，即便例如存在视角依存性，也小。因此，这些显示器无需有源矩阵寻址，可进行更简单的多路复用或无源矩阵模式下的动作。另一方面，由于显示品质方面差，因此以改善显示品质为目的，还报告有与有源矩阵组合的元件(专利文献1、专利文献2)。
为了在所述胆甾醇型液晶元件中使用，液晶组合物必须具备良好的化学稳定性及热稳定性、以及对于电场及电磁辐射的良好的稳定性。进而，液晶材料必须具备胆甾醇相的高的上限温度、胆甾醇相的低的下限温度、比较大的光学各向异性、大的介电各向异性及小的粘度。进而，胆甾醇型液晶材料必须可通过简便且经控制的偏光而尤其显现出可见区域中的不同的反射波长。关于这些，必须进一步降低反射波长的温度依存性。
液晶一般是作为多个成分的混合物来使用，因此重要的是成分可彼此容易地混合。介电各向异性及光学各向异性等进一步的特性必须根据单元类型来满足不同的必要条件。但是，使用现有技术中可利用的组合物无法达成对于所述所有的参数而言优选的值。例如，专利文献3中记载有一种胆甾醇型液晶组合物，其包含含有两种或三种以上的光学活性化合物的向列液晶。但是，此处所公开的混合物只不过是具有小的光学各向异性及向列相的低的上限温度。进而，这些具有26％的高比率的光学活性化合物。
因此，对于具有适当的螺旋间距长度、广的动作温度范围、短的响应时间、低的驱动电压、及反射波长的低的温度依存性、且与现有技术的液晶组合物相比并无缺点、或者缺点至少经大幅减少的胆甾醇型液晶元件用液晶组合物有大的需求。本发明的目的在于提供具有所述要求特性、且并无现有技术的缺点、或者现有技术的缺点至少经大幅减少的胆甾醇型液晶元件用的组合物。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平7-140440号公报
[专利文献2]日本专利第5750818号公报
[专利文献3]日本专利特开平3-045906号公报
[专利文献4]日本专利特表2004-532345号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
胆甾醇型液晶元件理想的是可使用的温度范围广、且具有高的显示品质、及低的驱动电压。因此，液晶组合物的特性要求胆甾醇相的上限温度高、胆甾醇相的下限温度低、比电阻大、光学各向异性比较大、介电各向异性大、粘度小、螺旋间距长度适当及所述间距长度的温度依存性小等。
本发明的目的在于提供一种就胆甾醇型液晶元件而言所述要求特性良好且特性平衡优异的液晶组合物。
[解决问题的技术手段]
发明人等人进行了努力研究，结果发现，含有具有特定结构的光学活性化合物的液晶组合物解决所述课题，从而完成了本发明。
本发明为下述项等。
项1.一种胆甾醇型液晶组合物，含有：作为添加物的选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种光学活性化合物、作为第一成分的选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物、以及作为第二成分的选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(1)中，R11及R12独立地为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S、-SF5、或碳数1～10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；环A11及环A12独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢吡喃-2,5-二基、四氢吡喃-3,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、或1,4-双环-(2,2,2)-亚辛基，这些环中，至少一个氢可经氟或氯取代；Z11及Z12独立地为单键或碳数1～20的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；X11及X12独立地为单键、亚乙基、亚甲基氧基、羰基氧基或二氟亚甲基氧基；n11及n12独立地为2、3或4，存在多个的环A11、环A12、Z11或Z12分别可相同，也可不同；
式(2)及式(3)中，R2、R31及R32独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氢吡喃-2,5-二基；环A3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或2,6-二氟-1,4-亚苯基；Z2及Z3独立地为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲基氧基、羰基氧基、二氟亚甲基氧基、亚乙炔基、或四氟亚乙基；X2为-C≡N或-N＝C＝S；Y21及Y22独立地为氢或氟；n2为1或2，在n2表示2的情况下，存在多个的环A2或Z2分别可相同，也可不同；n3为1、2或3，在n3表示2或3的情况下，存在多个的环A3或Z3分别可相同，也可不同。
项2.根据项1所述的胆甾醇型液晶组合物，进而含有作为第三成分的选自式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(4)中，R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；环A41及环A42独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氢吡喃-2,5-二基；环A43为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或2,6-二氟-1,4-亚苯基；Z41、Z42及Z43独立地为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲基氧基、羰基氧基、二氟亚甲基氧基、或四氟亚乙基；Y41及Y42独立地为氢或氟；X4为氟、氯、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基；n4为0、1或2，在n4表示2的情况下，存在多个的环A41及Z41分别可相同，也可不同。
项3.根据项1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，含有作为添加物的选自式(1-1)至式(1-6)所表示的化合物的群组中的至少一种光学活性化合物，
式(1-1)至式(1-6)中，R11及R12独立地为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S、-SF5、或碳数1～10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
项4.根据项1至3中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，添加物的比例为0.1重量份～10重量份的范围。
项5.根据项1至4中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，含有作为第一成分的选自式(2-1)至式(2-23)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(2-1)至式(2-23)中，R2独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；X2独立地为-C≡N或-N＝C＝S；Y21及Y22独立地为氢或氟。
项6.根据项1至5中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第一成分的比例为5重量％～50重量％的范围。
项7.根据项1至6中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，含有作为第二成分的选自式(3-1)至式(3-28)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(3-1)至式(3-28)中，R31及R32独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基。
项8.根据项1至7中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第二成分的比例为30重量％～90重量％的范围。
项9.根据项2至8中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，进而含有作为第三成分的选自式(4-1)至式(4-19)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(4-1)至式(4-19)中，R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基，Y41及Y42独立地为氢或氟；X4为氟、氯、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基。
项10.根据项2至9中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第三成分的比例为10重量％～50重量％的范围。
项11.根据项1至10中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，其中波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)为0.10～0.40的范围，而且频率1kHz下的介电各向异性(在25℃下测定)为10～60的范围。
项12.根据项1至11中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物，其中选择反射波长为350nm～800nm的范围。
项13.一种液晶元件，含有根据项1至12中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物。
项14.一种胆甾醇型液晶组合物的用途，其用于液晶元件，所述胆甾醇型液晶组合物为根据项1至12中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物。
[发明的效果]
本发明的胆甾醇型液晶组合物在胆甾醇相的上限温度高、胆甾醇相的下限温度低、比电阻大、光学各向异性比较大、介电各向异性大、粘度小、螺旋间距长度适当及所述间距长度的温度依存性小等特性中，充分满足至少一种特性。进而，在至少两种特性之间具有适当的平衡。另外，本发明的液晶元件具有使用温度范围广、电压保持率大、驱动电压低、对比度比大、响应时间短、反射波长的控制容易且由环境温度变化引起的显示品质的劣化小等特性。
具体实施方式
本说明书中的用语的使用方法为如下所述。有时将“液晶组合物”及“液晶元件”的用语分别简称为“组合物”及“元件”。“液晶元件”为使用液晶组合物的液晶显示面板、液晶显示模块及液晶器件等的总称。“液晶性化合物”为具有向列相、胆甾醇相、层列相等液晶相的化合物，以及虽不具有液晶相但出于调节液晶相的温度范围、粘度、介电各向异性之类的特性的目的而混合于组合物中的化合物的总称。所述化合物具有例如1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环，其分子结构为棒状(rod like)。有时将选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物简称为“化合物(1)”。“化合物(1)”是指式(1)所表示的一种化合物、两种化合物的混合物、或三种以上的化合物的混合物。关于其他式子所表示的化合物，也同样如此。
液晶组合物是通过将多种液晶性化合物混合来制备。液晶性化合物的比例(含量)是由基于所述液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)来表示。视需要向所述液晶组合物中添加光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂之类的添加物。对于所述添加物，有时将液晶组合物与“主体液晶组合物”、或液晶相的种类一起称为例如“主体向列液晶组合物”。另外，有时将“主体液晶组合物”中的各液晶性化合物称为“成分化合物”。
添加物的比例(添加量)是由将主体液晶组合物的重量设为100时的调配量(重量份)来表示。再者，根据添加物，有时也使用重量百万分率(ppm)。聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是例外地基于聚合性化合物的重量来表示。
在本发明中，将在显现出向列相的主体液晶组合物中添加光学活性化合物而显现出“胆甾醇相”的液晶组合物称为“胆甾醇型液晶”或“胆甾醇型液晶组合物”。
有时将“向列相或胆甾醇相的上限温度”简称为“上限温度”。有时将“向列相或胆甾醇相的下限温度”简称为“下限温度”。“比电阻大”是指组合物在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近胆甾醇相的上限温度的温度下也具有大的比电阻，而且在长时间使用后不仅在室温下，而且在接近胆甾醇相的上限温度的温度下也具有大的比电阻。“电压保持率大”是指元件在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近胆甾醇相的上限温度的温度下也具有大的电压保持率，而且在长时间使用后不仅在室温下，而且在接近胆甾醇相的上限温度的温度下也具有大的电压保持率。
“至少一个‘A’”的表述是指‘A’的数量为任意。“至少一个‘A’可经‘B’取代”的表述是指在‘A’的数量为一个时，‘A’的位置为任意，在‘A’的数量为两个以上时，这些的位置也可无限制地选择。所述规则也适用于“至少一个‘A’经‘B’取代”的表述。
在成分化合物的化学式中，将末端基R11等的记号用于多种化合物。这些化合物中，任意两个R11所表示的两个基可相同，或者也可不同。例如，有化合物(1)的R11为乙基，且化合物(1-1)的R11为乙基的情况。也有化合物(1)的R11为乙基，且化合物(1-1)的R11为丙基的情况。所述规则也适用于其他末端基等的记号。式(1)中，在n11为2时，存在两个环A11。所述化合物中，两个环A11所表示的两个环可相同，或者也可不同。所述规则也适用于n11大于2时的任意2个环A11。所述规则也适用于Z11、环A12、Z12、环A2、Z2、环A3、Z3、环A41、Z41等。
液晶性化合物的烷基为直链或分支，且不含环状烷基。直链烷基优于分支烷基。这些情况对于烷氧基、烯基之类的末端基而言也同样如此。针对与1,4-亚环己基相关的立体构型(configuration)，为了提高上限温度，反式构型优于顺式构型。由于2-氟-1,4-亚苯基为左右非对称，因此存在朝左(L)及朝右(R)。在四氢吡喃-2,5-二基之类的二价基中，也同样如此。羰基氧基之类的键结基(-COO-或-OCO-)也同样如此。
本发明的液晶元件含有具有胆甾醇相的液晶组合物、即胆甾醇型液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好的特性的液晶元件。将两种特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的液晶元件来对组合物的特性进一步进行说明。胆甾醇相的温度范围与元件的可使用的温度范围相关联。胆甾醇相的优选的上限温度为约70℃以上，而且胆甾醇相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的比电阻大有助于元件的电压保持率大。因此，优选为不仅在室温下，而且在接近胆甾醇相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近胆甾醇相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。液晶组合物的室温下的比电阻优选为1×1010Ω·cm以上，更优选为1×1012Ω·cm以上，进而优选为1×1014Ω·cm以上。
表1.液晶组合物及液晶元件的特性
组合物的光学各向异性与明亮的显示相关联。为了实现明亮的显示，需要具有比较大的光学各向异性的液晶组合物。波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)优选为0.10～0.40的范围，更优选为0.12～0.35的范围，进而优选为0.15～0.30的范围。组合物的介电各向异性大有助于元件的驱动电压低，因此优选为介电各向异性比较大。频率1kHz下的介电各向异性(在25℃下测定)优选为10～60的范围，更优选为15～55的范围，进而优选为20～50的范围。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了利用元件来显示动态影像，优选为响应时间短。理想的是短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。20℃下的粘度优选为120mPa·s以下，更优选为80mPa·s以下。更优选为低的温度下的粘度小。关于组合物的螺旋间距长度，为了不损及主体向列液晶组合物的特性，优选为可利用添加量尽可能少的光学活性化合物来将反射波长调整为可见区域。另外，为了不因环境的温度变化而使显示品质劣化，优选为螺旋间距长度的温度依存性几乎没有或小。
本发明也包括以下项。(a)所述组合物，进而含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等添加物的至少一种。(b)一种液晶元件，含有所述组合物。(c)一种透过型及反射型元件，含有所述组合物。
按照以下顺序对本发明的胆甾醇型液晶组合物进行说明。第一，对组合物的构成进行说明。第二，对添加物及主体液晶组合物中的成分化合物的主要特性、以及所述化合物对组合物带来的主要效果进行说明。第三，对组合物中的添加物及成分化合物的组合的、优选的比例及其根据进行说明。第四，示出优选的添加物及成分化合物。第五，对可添加至组合物中的添加物进行说明。
第一，对组合物的构成进行说明。本发明的组合物被分类为组合物A与组合物B。组合物A为含有作为添加物的化合物(1)、以及作为成分化合物的选自化合物(2)、化合物(3)及化合物(4)中的液晶性化合物的组合物，也可进而含有其他液晶性化合物、其他添加物等。“其他液晶性化合物”为与化合物(2)、化合物(3)及化合物(4)不同的液晶性化合物。“其他添加物”为与化合物(1)不同的添加物，是出于进一步调整特性的目的而混合于组合物中。其他添加物为抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。
组合物B实质上仅包含化合物(1)即添加物、以及选自化合物(2)、化合物(3)及化合物(4)中的液晶性化合物(成分化合物)。“实质上”是指组合物虽然可含有其他添加物，但不含有其他液晶性化合物。就液晶性化合物的成分的数量少、降低成本的观点而言，组合物B优于组合物A。就可通过混合其他液晶性化合物来进一步调整特性的观点而言，组合物A优于组合物B。
第二，对添加物及主体液晶组合物中的成分化合物的主要特性、以及所述化合物对组合物或元件带来的主要效果进行说明。作为添加物的光学活性化合物(1)添加至主体向列液晶组合物中，并显现出胆甾醇相。因此，式(1)的结构并非消旋体。另外，式(1)的光学活性化合物可利用国际公开第2014/097952号中记载的方法来制造。基于本发明的效果，将成分化合物的主要特性汇总于表2中。在表2的记号中，L是指大或高，M是指中等程度，S是指小或低。记号L、M、S是基于成分化合物之间的定性比较的分类，0(零)是指极小。
表2.化合物的特性
| 化合物 | 化合物(2) | 化合物(3) | 化合物(4) |
| 上限温度 | S～L | S～L | S～L |
| 粘度 | M～L | S～M | M～L |
| 光学各向异性 | S～M | S～L | M～L |
| 介电各向异性 | M～L | 0 | M～L |
| 比电阻 | L | L | L |
成分化合物对组合物的特性带来的主要效果为如下所述。作为第一成分的化合物(2)提高介电各向异性。作为第二成分的化合物(3)提高光学各向异性，而且提高上限温度、或降低下限温度。作为第三成分的化合物(4)提高介电各向异性。
第三，对组合物中的添加物及成分化合物的组合的、优选的比例及其根据进行说明。组合物中的优选的组合为化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)、或化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)。进而优选的组合为化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)。
基于主体向列液晶组合物的重量，为了使胆甾醇型液晶组合物获得稳定的扭转状态，化合物(1)的优选的添加比例为0.1重量份以上，为了不损及主体向列液晶组合物的特性，化合物(1)的优选的添加比例为10重量份以下。进而优选的添加比例为0.5重量份～7重量份的范围。特别优选的添加比例为1重量份～5重量份的范围。
基于主体向列液晶组合物的重量，为了增大介电各向异性，作为第一成分的化合物(2)的优选的比例为5重量％以上，为了不增大粘度，作为第一成分的化合物(2)的优选的比例为50重量％以下。进而优选的比例为10重量％～45重量％的范围。特别优选的比例为15重量％～40重量％的范围。
基于主体向列液晶组合物的重量，为了调整光学各向异性，作为第二成分的化合物(3)的优选的比例为30重量％以上，为了不减小介电各向异性，作为第二成分的化合物(3)的优选的比例为90重量％以下。进而优选的比例为40重量％～85重量％的范围。特别优选的比例为45重量％～80重量％的范围。
基于主体向列液晶组合物的重量，为了增大介电各向异性，作为第三成分的化合物(4)的优选的比例为10重量％以上，为了不增大粘度且不提高下限温度，作为第三成分的化合物(4)的优选的比例为50重量％以下。
第四，示出优选的添加物及成分化合物。作为添加物而优选的光学活性化合物为项3中记载的化合物(1-1)至化合物(1-6)。在这些光学活性化合物中，优选为至少一个为化合物(1-2)、化合物(1-3)、或化合物(1-4)。最优选的光学活性化合物为(1-4)。
作为第一成分而优选的化合物为项5中记载的化合物(2-1)至化合物(2-23)。在这些化合物中，优选为至少一个为化合物(2-1)、化合物(2-2)、化合物(2-7)、或化合物(2-9)。进而优选为化合物(2-7)。
作为第二成分而优选的化合物为项7中记载的化合物(3-1)至化合物(3-27)。在这些化合物中，优选为至少一个为化合物(3-1)、化合物(3-6)、化合物(3-7)、化合物(3-9)、化合物(3-17)、化合物(3-18)、化合物(3-20)、化合物(3-23)、化合物(3-24)、化合物(3-27)、或化合物(3-28)。
作为第三成分而优选的化合物为项9中记载的化合物(4-1)至化合物(4-18)。在这些化合物中，优选为至少一个为化合物(4-2)、化合物(4-3)、化合物(4-4)、化合物(4-5)、化合物(4-9)、化合物(4-10)、化合物(4-14)、化合物(4-15)、化合物(4-16)、化合物(4-18)、或化合物(4-19)。进而优选为化合物(4-2)、化合物(4-5)、化合物(4-9)、化合物(4-15)或化合物(4-19)。
第五，对可添加至组合物中的添加物进行说明。此种添加物为式(1)以外的光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。
式(1)以外的光学活性化合物的例子为化合物(5-1)至化合物(5-5)等。式(1)以外的光学活性化合物的优选的比例为约5重量％以下。进而优选的比例为约0.01重量％～约2重量％的范围。
为了防止由大气中的加热引起的比电阻的降低、或者为了在长时间使用元件后不仅在室温下，而且在接近上限温度的温度下也维持大的电压保持率，也可进而将化合物(6-1)至化合物(6-3)之类的抗氧化剂添加至组合物中。
化合物(6-2)由于挥发性小，因此对于在长时间使用元件后，不仅在室温下，而且在接近上限温度的温度下也维持大的电压保持率而言有效。为了获得所述效果，抗氧化剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度、或者为了不提高下限温度，抗氧化剂的优选的比例为约600ppm以下。进而优选的比例为约100ppm～约300ppm的范围。
紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，存在立体阻碍的胺之类的光稳定剂也优选。光稳定剂的优选例为化合物(7-1)至化合物(7-16)等。为了获得所述效果，这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度、或者为了不提高下限温度，这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为约10000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm～约10000ppm的范围。
消光剂为通过接受液晶性化合物所吸收的光能量，并转换为热能量来防止液晶性化合物的分解的化合物。消光剂的优选例为化合物(8-1)至化合物(8-7)等。为了获得所述效果，这些消光剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不提高下限温度，这些消光剂的优选的比例为约20000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm～约10000ppm的范围。
最后，对组合物的用途进行说明。本发明的组合物主要具有约-10℃以下的下限温度、约70℃以上的上限温度、以及约0.10～约0.40的范围的光学各向异性。含有所述组合物的元件具有大的电压保持率。所述组合物适合于液晶元件。所述组合物尤其适合于反射型液晶元件。通过控制成分化合物的比例、或者通过混合其他液晶性化合物，可制备具有约0.10～约0.20的范围的光学各向异性的组合物，也可制备具有约0.20～约0.30的范围的光学各向异性的组合物。所述组合物可通过添加光学活性化合物而用作胆甾醇型液晶组合物。
[实施例]
通过实施例对本发明进一步进行详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明也包含将实施例的组合物的至少两种混合而成的混合物。组合物及元件的特性是利用下述方法进行测定。
测定方法：特性的测定是利用下述方法来进行。这些方法大多是日本电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology IndustriesAssociation；称为JEITA)审议制定的JEITA标准(JEITA·ED-2521B)中记载的方法、或对其加以修饰而成的方法。测定中使用的TN(twisted nematic)元件中，并未安装薄膜晶体管(TFT)。
(1)向列相的上限温度(NI；℃)或胆甾醇相的上限温度(N*I；℃)：将试样置于包括偏光显微镜的熔点测定装置的加热板上，以1℃/分钟的速度进行加热。对试样的一部分自向列相或胆甾醇相变化为各向同性液体时的温度进行测定。有时将向列相或胆甾醇相的上限温度简称为“上限温度”。
(2)向列相的下限温度(TC；℃)或胆甾醇相的下限温度(TC；℃)：将具有向列相或胆甾醇相的试样放入玻璃瓶中，并在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷冻器中保管10天后，观察液晶相。例如，当试样在-20℃下保持向列相、且在-30℃下变化为结晶或层列相时，记载为TC＜-20℃。有时将向列相或胆甾醇相的下限温度简称为“下限温度”。
(3)粘度(体积粘度；η；在20℃下测定；mPa·s)：测定时使用东京计器股份有限公司制造的E型旋转粘度计。
(4)光学各向异性(折射率各向异性；Δn；在25℃下测定)：对于主体向列液晶组合物，使用波长589nm的光，利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行测定。对主棱镜的表面在一个方向上进行摩擦后，将试样滴加至主棱镜上。在偏光的方向与摩擦的方向平行时测定折射率n∥。在偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定折射率n⊥。光学各向异性的值是根据Δn＝n∥-n⊥的式子来计算。
(5)介电各向异性(Δε；在25℃下测定)：测定是使用主体向列液晶组合物来进行。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm，而且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(10V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。介电各向异性的值是根据Δε＝ε∥-ε⊥的式子来计算。
(6)比电阻(ρ；在25℃下测定；Ωcm)：在包括电极的容器中放入试样1.0mL。对所述容器施加直流电压(10V)，测定10秒后的直流电流。比电阻是根据以下式子来算出。(比电阻)＝{(电压)×(容器的电容)}/{(直流电流)×(真空的介电常数)}
(7)选择反射波长(λ；在25℃下测定；nm)：选择反射波长λ是参考《液晶便览》(2000年发行，丸善)的196页的间距长度测定方法的使用选择反射的方法来测定。测定中使用的装置为V650DS(佳斯科(JASCO)制造)。首先，对单元进行平行取向处理，使螺旋轴成为与单元垂直的方向。对所述单元以成为入射角5°的方式入射直线偏光(波长：300nm～800nm)，将检测器设定为-5°，测定反射光。反射光中，左右的偏光成分中的其中一者的波长被特异性地反射。将测定结果的峰顶设为100％，记录成为50％的波长的2点，此次，将加上2点的波长的值并减半而成的值称为选择反射波长。
以下示出组合物的实施例。液晶性化合物是基于下述表3的定义由记号来表示。在表3中，与1,4-亚环己基相关的立体构型为反式构型。位于经记号化的化合物之后的括弧内的编号表示化合物所属的化学式。(-)的记号是指其他的液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于不含添加物的主体向列液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)。最后，将组合物的特性值加以汇总。
表3.使用记号的化合物的表述法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R′
[实施例1]
主体向列液晶组合物A
主体向列液晶组合物A的物性值为NI＝89.1℃；比电阻ρ＝1.0×1012Ω·cm；Δn＝0.237；Δε＝25.8。
在主体向列液晶组合物A中添加2.616重量份之后所示的化合物(1-4-a)而成的胆甾醇型液晶组合物A-1的物性值为N*I＝86.3℃；选择反射波长＝627nm。
另外，在主体向列液晶组合物A中添加3.030重量份之后所示的化合物(1-4-b)而成的胆甾醇型液晶组合物A-2的物性值为N*I＝85.9℃；选择反射波长＝547nm。
进而，在主体向列液晶组合物A中添加3.710重量份之后所示的化合物(1-4-a)而成的胆甾醇型液晶组合物A-3的物性值为N*I＝85.5℃；选择反射波长＝456nm。
另外，在主体向列液晶组合物A中添加1.78重量份之前所示的化合物(1-4-a)而成的胆甾醇型液晶组合物A-4的物性值为N*I＝86.9℃，选择反射波长的温度依存性为如下所述，由温度变化引起的选择反射波长的变动小(0.6nm/℃)。
| 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 70℃ | |
| 选择反射波长(nm) | 760 | 755 | 750 | 730 | 725 | 724 | 722 |
[比较例1]
对于主体向列液晶组合物A，以成为与所述胆甾醇型液晶组合物A-4的选择反射波长同等的选择反射波长的方式，制备添加30重量份之后所示的光学活性化合物X而成的胆甾醇型液晶组合物A-X。所述胆甾醇型液晶组合物A-X的物性值为N*I＝58.3℃，选择反射波长的温度依存性为如下所述，由温度变化引起的选择反射波长的变动大(4.4nm/℃)。
| 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 55℃ | |
| 选择反射波长(nm) | 735 | 650 | 605 | 590 | 580 |
根据所述情况，若使用化合物(1)作为光学活性化合物，则通过少量添加便可将选择反射波长调整为350nm～800nm，因此，不仅不会对向列液晶组合物的物性造成影响，而且所述选择反射波长的温度依存性小，因此可制备由温度变化引起的显示品质的劣化得到抑制的胆甾醇型液晶组合物。
[实施例2]
主体向列液晶组合物B
主体向列液晶组合物B的物性值为NI＝88.2℃；Δn＝0.233；Δε＝28.6。
与实施例1同样地对主体向列液晶组合物B添加有化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)时的物性值为如下所述。
[实施例3]
主体向列液晶组合物C
主体向列液晶组合物C的物性值为NI＝79.8℃；Δn＝0.231；Δε＝20.8。
通过在主体向列液晶组合物C中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物C-1等。
[实施例4]
主体向列液晶组合物D
主体向列液晶组合物D的物性值为NI＝82.0℃；Δn＝0.238；Δε＝16.6。
通过在主体向列液晶组合物D中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物D-1等。
[实施例5]
主体向列液晶组合物E
主体向列液晶组合物E的物性值为NI＝84.3℃；Δn＝0.230；Δε＝26.9。
通过在主体向列液晶组合物E中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物E-1等。
[实施例6]
主体向列液晶组合物F
主体向列液晶组合物F的物性值为NI＝84.3℃；Δn＝0.234；Δε＝27.4。
通过在主体向列液晶组合物F中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物F-1等。
[实施例7]
主体向列液晶组合物G
主体向列液晶组合物G的物性值为NI＝85.6℃；Δn＝0.239；Δε＝22.2。
通过在主体向列液晶组合物G中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物G-1等。
[实施例8]
主体向列液晶组合物H
主体向列液晶组合物H的物性值为NI＝88.7℃；Δn＝0.237；Δε＝24.6。
通过在主体向列液晶组合物H中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物H-1等。
[实施例9]
主体向列液晶组合物I
主体向列液晶组合物I的物性值为NI＝86.1℃；Δn＝0.230；Δε＝26.0。
通过在主体向列液晶组合物I中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物I-1等。
[实施例10]
主体向列液晶组合物J
主体向列液晶组合物J的物性值为NI＝89.7℃；Δn＝0.232；Δε＝27.3。
通过在主体向列液晶组合物J中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物J-1等。
[实施例11]
主体向列液晶组合物K
主体向列液晶组合物K的物性值为NI＝87.1℃；Δn＝0.230；Δε＝30.3。
通过在主体向列液晶组合物K中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物K-1等。
[实施例12]
主体向列液晶组合物L
主体向列液晶组合物L的物性值为NI＝90.9℃；Δn＝0.239；Δε＝30.2。
通过在主体向列液晶组合物L中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物L-1等。
[实施例13]
主体向列液晶组合物M
主体向列液晶组合物M的物性值为NI＝93.2℃；Δn＝0.240；Δε＝28.4。
通过在主体向列液晶组合物M中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物M-1等。
[实施例14]
主体向列液晶组合物N
主体向列液晶组合物N的物性值为NI＝91.9℃；Δn＝0.209；Δε＝30.3。
通过在主体向列液晶组合物N中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物N-1等。
[实施例15]
主体向列液晶组合物O
主体向列液晶组合物O的物性值为NI＝90.1℃；Δn＝0.178；Δε＝33.0。
通过在主体向列液晶组合物O中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物O-1等。
[实施例16]
主体向列液晶组合物P
主体向列液晶组合物P的物性值为NI＝83.5℃；Δn＝0.170；Δε＝32.1。
与实施例1同样地在主体向列液晶组合物P中添加有化合物(1-4-a)时的物性值为如下所述。
[实施例17]
主体向列液晶组合物Q
主体向列液晶组合物Q的物性值为NI＝86.0℃；Δn＝0.148；Δε＝30.0。
通过在主体向列液晶组合物Q中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物Q-1等。
[实施例18]
主体向列液晶组合物R
主体向列液晶组合物R的物性值为NI＝82.8℃；Δn＝0.154；Δε＝30.3。
通过在主体向列液晶组合物R中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物R-1等。
[实施例19]
主体向列液晶组合物S
主体向列液晶组合物S的物性值为NI＝84.1℃；Δn＝0.151；Δε＝30.0。
通过在主体向列液晶组合物S中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物S-1等。
[实施例20]
主体向列液晶组合物T
主体向列液晶组合物T的物性值为NI＝83.5℃；Δn＝0.132；Δε＝18.3。
通过在主体向列液晶组合物T中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物T-1等。
[实施例21]
主体向列液晶组合物U
主体向列液晶组合物U的物性值为NI＝83.0℃；Δn＝0.131；Δε＝20.2。
通过在主体向列液晶组合物U中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物U-1等。
[实施例22]
主体向列液晶组合物V
主体向列液晶组合物V的物性值为NI＝83.9℃；Δn＝0.132；Δε＝20.6。
与实施例1同样地在主体向列液晶组合物V中添加有化合物(1-4-a)时的物性值为如下所述。
[实施例23]
主体向列液晶组合物W
主体向列液晶组合物W的物性值为NI＝85.1℃；Δn＝0.228；Δε＝26.5。
通过在主体向列液晶组合物W中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物W-1等。
[实施例24]
主体向列液晶组合物X
主体向列液晶组合物X的物性值为NI＝86.8℃；Δn＝0.223；Δε＝29.4。
通过在主体向列液晶组合物X中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物X-1等。
[实施例25]
主体向列液晶组合物Y
主体向列液晶组合物Y的物性值为NI＝87.5℃；Δn＝0.221；Δε＝28.7。
通过在主体向列液晶组合物Y中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物Y-1等。
[实施例26]
主体向列液晶组合物Z
主体向列液晶组合物Z的物性值为NI＝91.0℃；Δn＝0.233；Δε＝30.2。
通过在主体向列液晶组合物Z中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物Z-1等。
[实施例27]
主体向列液晶组合物AA
主体向列液晶组合物AA的物性值为NI＝89.6℃；Δn＝0.211；Δε＝30.6。
通过在主体向列液晶组合物AA中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物AA-1等。
[实施例28]
主体向列液晶组合物BB
主体向列液晶组合物BB的物性值为NI＝82.6℃；Δn＝0.200；Δε＝24.6。
通过在主体向列液晶组合物BB中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物BB-1等。
[实施例29]
主体向列液晶组合物CC
主体向列液晶组合物CC的物性值为NI＝83.5℃；Δn＝0.219；Δε＝24.8。
通过在主体向列液晶组合物CC中添加2.5重量份～4.0重量份之前所示的化合物(1-4-a)或化合物(1-4-b)，可制备选择反射波长经调整为350nm～800nm的胆甾醇型液晶组合物CC-1等。
与比较例相比，光学活性化合物以少量的添加量显现出选择反射，进而，选择反射波长的温度依存性被抑制为低，可在高的温度下维持N*I，可获得Δn与Δε大的胆甾醇型液晶。
Claims (14)
1.一种胆甾醇型液晶组合物，含有：作为添加物的选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种光学活性化合物、作为第一成分的选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物、以及作为第二成分的选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(1)中，R11及R12独立地为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S、-SF5、或碳数1～10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；环A11及环A12独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢吡喃-2,5-二基、四氢吡喃-3,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、或1,4-双环-(2,2,2)-亚辛基，这些环中，至少一个氢可经氟或氯取代；Z11及Z12独立地为单键或碳数1～20的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；X11及X12独立地为单键、亚乙基、亚甲基氧基、羰基氧基或二氟亚甲基氧基；n11及n12独立地为2、3或4，存在多个的环A11、环A12、Z11或Z12分别可相同，也可不同；
式(2)及式(3)中，R2、R31及R32独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氢吡喃-2,5-二基；环A3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或2,6-二氟-1,4-亚苯基；Z2及Z3独立地为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲基氧基、羰基氧基、二氟亚甲基氧基、亚乙炔基、或四氟亚乙基；X2为-C≡N或-N＝C＝S；Y21及Y22独立地为氢或氟；n2为1或2，在n2表示2的情况下，存在多个的环A2或Z2分别可相同，也可不同；n3为1、2或3，在n3表示2或3的情况下，存在多个的环A3或Z3分别可相同，也可不同。
2.根据权利要求1所述的胆甾醇型液晶组合物，进而含有作为第三成分的选自式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(4)中，R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；环A41及环A42独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氢吡喃-2,5-二基；环A43为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或2,6-二氟-1,4-亚苯基；Z41、Z42及Z43独立地为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲基氧基、羰基氧基、二氟亚甲基氧基、或四氟亚乙基；Y41及Y42独立地为氢或氟；X4为氟、氯、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基；n4为0、1或2，在n4表示2的情况下，存在多个的环A41及Z41分别可相同，也可不同。
3.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，含有作为添加物的选自式(1-1)至式(1-6)所表示的化合物的群组中的至少一种光学活性化合物，
式(1-1)至式(1-6)中，R11及R12独立地为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S、-SF5、或碳数1～10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
4.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，添加物的比例为0.1重量份～10重量份的范围。
5.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，含有作为第一成分的选自式(2-1)至式(2-23)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(2-1)至式(2-23)中，R2独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；X2独立地为-C≡N或-N＝C＝S；Y21及Y22独立地为氢或氟。
6.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第一成分的比例为5重量％～50重量％的范围。
7.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，含有作为第二成分的选自式(3-1)至式(3-28)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(3-1)至式(3-28)中，R31及R32独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基。
8.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第二成分的比例为30重量％～90重量％的范围。
9.根据权利要求2所述的胆甾醇型液晶组合物，进而含有作为第三成分的选自式(4-1)至式(4-19)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(4-1)至式(4-19)中，R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基，Y41及Y42独立地为氢或氟；X4为氟、氯、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基。
10.根据权利要求2所述的胆甾醇型液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第三成分的比例为10重量％～50重量％的范围。
11.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，其中在25℃下测定波长589nm下的光学各向异性为0.10～0.40的范围，而且在25℃下测定频率1kHz下的介电各向异性为10～60的范围。
12.根据权利要求1或2所述的胆甾醇型液晶组合物，其中选择反射波长为350nm～800nm的范围。
13.一种液晶元件，含有如权利要求1至12中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物。
14.一种胆甾醇型液晶组合物的用途，其用于液晶元件，所述胆甾醇型液晶组合物为如权利要求1至12中任一项所述的胆甾醇型液晶组合物。
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| US20160002536A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | Jnc Corporation | Liquid crystal medium, optical device, and liquid crystal compound |
| US20160186060A1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-06-30 | Jnc Corporation | Optically isotropic liquid crystal medium and optical device |
| CN105849232A (zh) * | 2013-12-10 | 2016-08-10 | 捷恩智株式会社 | 液晶介质、光元件及液晶化合物 |
| CN107109226A (zh) * | 2014-10-24 | 2017-08-29 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物及液晶显示元件 |
| US20180163133A1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Jnc Corporation | Liquid crystal composition and liquid crystal display device |
| JP2020016874A (ja) * | 2018-07-17 | 2020-01-30 | Jnc株式会社 | 液晶組成物、水平配向型液晶表示素子および表示装置、並びに水平配向型液晶表示素子の製造方法 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104854217A (zh) * | 2012-12-17 | 2015-08-19 | 捷恩智株式会社 | 含有八氢-联萘基系手性化合物的液晶组合物及光元件 |
| JP2015101686A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | Jnc株式会社 | 液晶媒体、光素子および液晶化合物 |
| CN105849232A (zh) * | 2013-12-10 | 2016-08-10 | 捷恩智株式会社 | 液晶介质、光元件及液晶化合物 |
| US20160002536A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | Jnc Corporation | Liquid crystal medium, optical device, and liquid crystal compound |
| CN107109226A (zh) * | 2014-10-24 | 2017-08-29 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物及液晶显示元件 |
| US20160186060A1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-06-30 | Jnc Corporation | Optically isotropic liquid crystal medium and optical device |
| US20180163133A1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Jnc Corporation | Liquid crystal composition and liquid crystal display device |
| JP2020016874A (ja) * | 2018-07-17 | 2020-01-30 | Jnc株式会社 | 液晶組成物、水平配向型液晶表示素子および表示装置、並びに水平配向型液晶表示素子の製造方法 |
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