JP2015105348A - Liquid crystal composition - Google Patents

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JP2015105348A JP2013248649A JP2013248649A JP2015105348A JP 2015105348 A JP2015105348 A JP 2015105348A JP 2013248649 A JP2013248649 A JP 2013248649A JP 2013248649 A JP2013248649 A JP 2013248649A JP 2015105348 A JP2015105348 A JP 2015105348A
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小林 駿介
Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
戸嶋 直樹
Naoki Toshima
直樹 戸嶋
幸英 白石
Yukie Shiraishi
幸英 白石
高津 晴義
Haruyoshi Takatsu
晴義 高津
小谷 邦彦
Kunihiko Kotani
邦彦 小谷
健造 武石
Kenzo Takeishi
健造 武石
山下 行也
Yukiya Yamashita
行也 山下
直弘 内藤
Naohiro Naito
直弘 内藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal composition into which nanoparticles can be dispersed stably over a long period of time, and a liquid crystal display element including the liquid crystal composition.SOLUTION: A liquid crystal composition comprises: a nanoparticle that has an average particle diameter of 10 to 100 nm and is surface-hydrophobized; and a chiral compound, and the content of the nanoparticle is 0.01 to 5.0 mass% 15 pts.mass. The liquid crystal composition has a pitch of 10 to 15 μm. A liquid crystal display element includes a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two sheets of substrates, at least one of which is transparent, and the liquid crystal layer contains any one of the above-described liquid crystal composition.

Description

本発明は、ナノ粒子及びカイラル化合物を含む液晶組成物及び液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal composition containing a nanoparticle and a chiral compound and a liquid crystal display device.

一般に、液晶電気光学効果素子(LC−EOデバイス)は、用いられる液晶によって、TN(Twisted Nematic)型やSTN(Super Twisted Nematic)型等をはじめとする様々な動作モードのものが実用化されている(非特許文献1参照。)。中でも、液晶表示素子は液晶TV、コンピュータ用モニター及び携帯電話・情報端末・ゲーム等のモバイルといった画像表示装置に広く用いられている。特に近年、高コントラスト、高速応答の液晶ディスプレイ(LCD)が次世代のディスプレイとして注目を集めている。   In general, liquid crystal electro-optic effect elements (LC-EO devices) have been put into practical use in various operation modes including TN (Twisted Nematic) type and STN (Super Twisted Nematic) type depending on the liquid crystal used. (See Non-Patent Document 1). Among them, liquid crystal display elements are widely used in image display devices such as liquid crystal TVs, computer monitors, and mobile phones, information terminals, and games. In particular, in recent years, a liquid crystal display (LCD) having a high contrast and a fast response has attracted attention as a next-generation display.

この遅れを解消し、動画像表示速度を高めるために、本発明者らは、液晶分子に金属ナノ粒子を混合させた液晶層を用いる技術を開発した(特許文献1参照。)。液晶層中に金属ナノ粒子が分散されていることにより、誘電率が上がる結果、液晶分子の配向変化の遅れが解消し、高速応答が可能となる。本発明者らは、液晶分子にナノ粒子を混合させた液晶層を用いることにより、ネマティック液晶のLC−EOデバイスにおける閾値電圧を低下させられることも報告している(非特許文献2参照。)。   In order to eliminate this delay and increase the moving image display speed, the present inventors have developed a technique using a liquid crystal layer in which metal nanoparticles are mixed with liquid crystal molecules (see Patent Document 1). Dispersion of the metal nanoparticles in the liquid crystal layer increases the dielectric constant. As a result, the delay in the change in orientation of the liquid crystal molecules is eliminated, and a high-speed response is possible. The present inventors have also reported that the threshold voltage in the LC-EO device of nematic liquid crystal can be lowered by using a liquid crystal layer in which nanoparticles are mixed with liquid crystal molecules (see Non-Patent Document 2). .

特開2005−148705号公報JP 2005-148705 A

岡野光治、及び小林駿介(共著)、「液晶―応用編」、株式会社培風館発行、1985年、第13〜15ページ。Mitsuharu Okano and Keisuke Kobayashi (co-author), "Liquid Crystal-Applied Edition", published by Baifukan Co., Ltd., 1985, pages 13-15 F.Haraguchi,et.al.,Japanese Journal of Applied Physics,2007,vol.46,p.L796−797.F. Haraguchi, et.al., Japanese Journal of Applied Physics, 2007, vol.46, p.L796-797. H.Hasebe and S.Kobayashi,SID International Symposium Digest of Technical Papers,1985,vol.21,p.81−87.H. Hasebe and S. Kobayashi, SID International Symposium Digest of Technical Papers, 1985, vol. 21, p. 81-87.

ナノ粒子を添加することによる高速応答化を充分に達成するためには、液晶材料中で該ナノ粒子が長期間安定して分散していることが重要である。そこで、本発明は、ナノ粒子が長期間安定して分散可能な液晶組成物、及び当該液晶組成物を含有する液晶表示素子を提供することを目的とする。   In order to sufficiently achieve high-speed response by adding nanoparticles, it is important that the nanoparticles are stably dispersed in the liquid crystal material for a long period of time. Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal composition in which nanoparticles can be stably dispersed for a long period of time, and a liquid crystal display device containing the liquid crystal composition.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねたところ、液晶組成物に、特定の大きさの疎水化表面処理したナノ粒子とカイラル化合物を共に含有させることにより、該ナノ粒子の該液晶組成物中での長期空間分散安定性が著しく向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above problems. As a result, the liquid crystal composition contains both nanoparticles having a specific size and a hydrophobic compound, and a chiral compound. It was found that the long-term spatial dispersion stability in the liquid crystal composition was significantly improved, and the present invention was completed.

本発明は、平均粒子径が10〜100nmであり、かつ疎水化表面処理されたナノ粒子、及びカイラル化合物を含有し、前記ナノ粒子の含有量が0.01〜5.0質量%であることを特徴とする液晶組成物を提供する。
また、本発明は、液晶層に当該液晶組成物を含有する液晶表示素子も提供する。
The present invention comprises nanoparticles having an average particle diameter of 10 to 100 nm and hydrophobized surface treatment, and a chiral compound, and the content of the nanoparticles is 0.01 to 5.0% by mass. A liquid crystal composition is provided.
The present invention also provides a liquid crystal display element containing the liquid crystal composition in a liquid crystal layer.

本発明に係る液晶組成物は、特定の大きさのナノ粒子が液晶中で長期間安定して分散し得る。このため、該液晶組成物から製造された液晶表示素子は、動作電圧を低減することができ、かつ応答時間も短縮することができる。つまり、本発明に係る液晶組成物は、高速応答性が要求される液晶デバイスの材料として、特に好適である。   In the liquid crystal composition according to the present invention, nanoparticles having a specific size can be stably dispersed in the liquid crystal for a long period of time. For this reason, the liquid crystal display element manufactured from the liquid crystal composition can reduce the operating voltage and the response time. That is, the liquid crystal composition according to the present invention is particularly suitable as a material for a liquid crystal device that requires high-speed response.

実施例1において、2週間静置後のボトル2−1〜2−3の写真である。In Example 1, it is the photograph of the bottles 2-1 to 2-3 after leaving still for 2 weeks. 実施例2において、液晶組成物A〜Dから作製された各液晶表示素子の25℃におけるV−T曲線を示した図である。In Example 2, it is the figure which showed the VT curve in 25 degreeC of each liquid crystal display element produced from liquid crystal composition AD. 実施例2において、液晶組成物A〜Dから作製された各液晶表示素子の0℃におけるV−T曲線を示した図である。In Example 2, it is the figure which showed the VT curve in 0 degreeC of each liquid crystal display element produced from liquid crystal composition AD. 実施例2において、液晶組成物A〜Dから作製された各液晶表示素子の0℃における応答時間τoff−動作電圧特性を示した図である。In Example 2, it is the figure which showed the response time (tau) off -operating voltage characteristic in 0 degreeC of each liquid crystal display element produced from liquid crystal composition AD. 実施例2において、液晶組成物A〜Dから作製された各液晶表示素子の0℃における応答時間τon−動作電圧特性を示した図である。In Example 2, it is the figure which showed the response time (tau) on -operating voltage characteristic in 0 degreeC of each liquid crystal display element produced from liquid crystal composition AD.

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. can do.

[液晶組成物]
本発明に係る液晶組成物は、平均粒子径が10〜100nmであり、かつ疎水化表面処理されたナノ粒子、及びカイラル化合物を含有することを特徴とする。特定の大きさのナノ粒子(形状は不規則であってよい。)をカイラル粒子と共に含有させることにより、液晶母体において該ナノ粒子の長期安定した分散性を得ることができる。すなわち、カイラル化合物により、該液晶組成物中のナノ粒子の沈降や凝集を著しく低減又は無くすことができる。このため、本発明に係る液晶組成物を用いることにより、LC−EOデバイスの動作電圧と応答時間の低減を実現することができ、さらに、コントラスト比も改善することができる。本発明に係る液晶組成物は、特に、0℃又はそれ以下の低温において、液晶表示素子等のLC−EOデバイスにおける応答時間の安定した低減を実現するために有用である。
[Liquid crystal composition]
The liquid crystal composition according to the present invention is characterized in that it has an average particle diameter of 10 to 100 nm, and contains hydrophobic-treated nanoparticles and a chiral compound. By containing nanoparticles having a specific size (the shape may be irregular) together with chiral particles, long-term stable dispersibility of the nanoparticles in the liquid crystal matrix can be obtained. That is, the chiral compound can significantly reduce or eliminate the precipitation and aggregation of the nanoparticles in the liquid crystal composition. For this reason, by using the liquid crystal composition according to the present invention, the operating voltage and response time of the LC-EO device can be reduced, and the contrast ratio can be improved. The liquid crystal composition according to the present invention is particularly useful for realizing a stable reduction in response time in an LC-EO device such as a liquid crystal display element at a low temperature of 0 ° C. or lower.

カイラル化合物を含有させることにより液晶母体内におけるナノ粒子の分散性が長期間安定する理由としては、カイラル化合物が、液晶母体内でブラウン熱振動を行ってナノ粒子へ衝突することにより、液晶母体内におけるナノ粒子の平均間隔を一定に保っていると解釈される。カイラル分子に代えて、カイラル性を持たない異形の分子を添加することによっても、同様の効果が期待できる。   The reason why the dispersibility of the nanoparticles in the liquid crystal matrix is stabilized for a long time by containing the chiral compound is that the chiral compound undergoes Brownian thermal oscillation in the liquid crystal matrix and collides with the nanoparticles, It is interpreted that the average spacing of nanoparticles in is kept constant. The same effect can be expected by adding a deformed molecule having no chirality instead of the chiral molecule.

一方、該ナノ粒子の添加により、LC−EOデバイスの動作電圧の低減と応答時間の低減については、この様なナノ粒子の添加により液晶分子の配向秩序(Order parameter)(S)が数%低下することが実験的に示されている。その結果、例えばTNセルの電気光学効果の光透過率(T)と印加AC電圧の実効果(V)との関係(V−T曲線)の閾値電圧(Vth)は、下記式(1)で与えられる。 On the other hand, the addition of the nanoparticles reduces the operating voltage and the response time of the LC-EO device. By adding such nanoparticles, the order parameter (S) of the liquid crystal molecules decreases by several percent. It has been shown experimentally. As a result, for example, the threshold voltage (V th ) of the relationship (VT curve) between the light transmittance (T) of the electro-optic effect of the TN cell and the actual effect (V) of the applied AC voltage is expressed by the following equation (1): Given in.

そこで、有効弾性率(Keff)が近似値的にSに比例する。また、誘電率異方性(Δε)はSに比例するため、VthはS1/2に比例し、Sが小さくなるとVthも小さくなる(例えば、非特許文献3参照。)。この関係から、相対的Vthの減少率([δVth]/[V])は、下記式(2)となる。 Therefore, the effective elastic modulus (K eff ) is approximately proportional to S 2 . Further, since the dielectric anisotropy (Δε) is proportional to S, V th is proportional to S 1/2 , and as S decreases, V th also decreases (see, for example, Non-Patent Document 3). From this relationship, the decrease rate of relative V th ([δV th ] / [V]) is expressed by the following formula (2).

つまり、相対的Vthの減少率は、Sの減少率の半分である。このようにSの減少はVthの低減に繋がることが理解される。また、Sの減少はナノ粒子無添加液晶の温度を上昇させたことに対応することも実験的に示すことができた。 That is, the decrease rate of relative Vth is half of the decrease rate of S. Thus, it is understood that a decrease in S leads to a decrease in Vth . It was also experimentally shown that a decrease in S corresponds to an increase in the temperature of the liquid crystal without addition of nanoparticles.

応答時間τon及びτoffに関しては、下記式(3)及び(4)となる。また、τoffの相対的変化率は、下記式(5)で与えられる。 Regarding the response times τ on and τ off , the following equations (3) and (4) are obtained. Further, the relative change rate of τ off is given by the following equation (5).

すなわち、液晶層の厚さ(d)が小さくなり、γが小さくなり、Keffが大きくなるように変化すれば、τoffは短縮される。dの狭小化は、NTN(Narrow gap TN)等で実現される(例えば、非特許文献3参照。)。γ=aSと近似されるため、Sが減少すると、γも減少する。また、τoffが短縮するためには、Keffが大きくなる必要がある。さらに、秩序度は印加電圧にも依存するため、Keffの増大をもたらす分子論は十分には解明されていないが、NTN−LCDのLCD MASTER(SHINTECH社製)コンピューターシミュレーションにより、Keff、特にK22、K33の増大は示されている。後記実施例においては、NTN−LCDを用い、液晶層の厚さ(d)を3μmとしたところ、応答時間τoffが約40%低下した([δτoff]/[τoff]×100≒−40%)。この原因としては、カイラル化合物の添加効果として約20%の低減、ナノ粒子の添加効果として約20%の低減と見積もられた。すなわち、[δγ]/[γ]と[δKeff]/[Keff]はほぼ同等と見積もられている。一方で、応答時間τonについては、印加電圧の増大により著しくその低減が得られていることは前記式(3)からも明らかであり、また実験的にも実現されている。該効果は、Over voltage driving効果と呼ばれている。 That is, if the thickness (d) of the liquid crystal layer is decreased, γ is decreased, and K eff is increased, τ off is shortened. The narrowing of d is realized by NTN (Narrow gap TN) or the like (see, for example, Non-Patent Document 3). Since γ 1 = aS 2 is approximated, as S decreases, γ 1 also decreases. In order to shorten τ off , K eff needs to be increased. Furthermore, since the degree of order also depends on the applied voltage, the molecular theory that leads to an increase in K eff has not been fully elucidated. However, according to NTN-LCD LCD MASTER (manufactured by SHINTTECH) computer simulation, K eff , especially Increases in K 22 and K 33 are shown. In the examples described later, when NTN-LCD was used and the thickness (d) of the liquid crystal layer was 3 μm, the response time τ off was reduced by about 40% ([δτ off ] / [τ off ] × 100≈− 40%). The cause was estimated to be a reduction of about 20% as the addition effect of the chiral compound and a reduction of about 20% as the addition effect of the nanoparticles. That is, [δγ 1 ] / [γ 1 ] and [δK eff ] / [K eff ] are estimated to be substantially equivalent. On the other hand, the response time τ on is clearly reduced by the increase in the applied voltage, as is clear from the above equation (3), and has been experimentally realized. This effect is called an Over voltage driving effect.

なお、本発明においては、粒子表面が疎水性処理されたナノ粒子を液晶組成物に含有させているが、平均粒子径が特定の範囲内(10〜100nm)であれば、表面が親水性のナノ粒子を含有させた場合であっても同様にカイラル化合物によって長期分散安定性が改善された液晶組成物が得られる。   In the present invention, the liquid crystal composition contains nanoparticles whose surface has been subjected to hydrophobic treatment. If the average particle size is within a specific range (10 to 100 nm), the surface is hydrophilic. Even in the case where nanoparticles are contained, a liquid crystal composition having a long-term dispersion stability improved similarly by the chiral compound.

[疎水化表面処理したナノ粒子]
本発明に係る液晶組成物に含まれるナノ粒子は、表面が疎水化処理されており、かつ平均粒子径が10〜100nmである。該ナノ粒子の大きさとしては、平均粒子径が10〜50nmのものが好ましく、10〜40nmのものがより好ましく、20〜40nmのものがさらに好ましい。液晶組成物に、平均粒子径が前記範囲内にあり、かつ表面が疎水性のナノ粒子を用いることにより、該液晶組成物により製造された液晶表示素子の充分な高速応答化が可能になり、動作電圧(印加電圧)と応答時間が充分に低減できる。
[Nanoparticles with hydrophobized surface treatment]
The nanoparticles contained in the liquid crystal composition according to the present invention have a hydrophobic surface and an average particle diameter of 10 to 100 nm. The size of the nanoparticles is preferably an average particle size of 10 to 50 nm, more preferably 10 to 40 nm, and even more preferably 20 to 40 nm. By using nanoparticles whose average particle diameter is in the above range and whose surface is hydrophobic in the liquid crystal composition, it becomes possible to achieve a sufficiently high-speed response of the liquid crystal display device produced by the liquid crystal composition, The operating voltage (applied voltage) and response time can be sufficiently reduced.

該ナノ粒子としては、1又は複数個の核を含有する粒子が好ましく、1又は複数個の無機物からなる核が疎水性物質により包含されている粒子がより好ましい。該ナノ粒子の平均粒子径が10〜100nmの範囲内にあれば、各ナノ粒子が含有する核の数は特に限定されるものではなく、核の大きさや表面を被覆する疎水性物質の種類や大きさ等を考慮して適宜調製することができる。本発明において用いられるナノ粒子としては、平均一次粒子径が7〜40nmの無機物からなるナノ粒子を疎水化剤(疎水性の有機化合物)により処理することによって得られる、該疎水化剤に表面が覆われた不規則な形状の粒子であって、一粒子あたり7〜10個程度の核(無機物からなる平均一次粒子径が7〜40nmのナノ粒子)が含有されているものが好ましい。なお、このように、1又は複数個のナノ粒子が有機物分子に含まれているナノ粒子は、「ナノ粒子システム」とも呼ばれる。   The nanoparticle is preferably a particle containing one or a plurality of nuclei, more preferably a particle in which one or a plurality of inorganic nuclei are included in a hydrophobic substance. If the average particle diameter of the nanoparticles is in the range of 10 to 100 nm, the number of nuclei contained in each nanoparticle is not particularly limited, and the size of the nuclei and the type of hydrophobic substance covering the surface It can be appropriately prepared in consideration of the size and the like. As the nanoparticles used in the present invention, the surface of the hydrophobizing agent obtained by treating nanoparticles made of an inorganic substance having an average primary particle size of 7 to 40 nm with a hydrophobizing agent (hydrophobic organic compound). Preferably, the particles are covered with irregular shapes and contain about 7 to 10 nuclei (nanoparticles having an average primary particle diameter of 7 to 40 nm made of an inorganic substance) per particle. In addition, the nanoparticle in which one or a plurality of nanoparticles are contained in the organic molecule as described above is also referred to as a “nanoparticle system”.

該ナノ粒子としては、核が、酸化物、半導体、又はこれらの複合体から構成される粒子が好ましい。該酸化物としては、二酸化珪素(SiO、シリカ)、酸化チタン(TiO、チタニア)、酸化アルミニウム(Al、アルミナ)、酸化ジルコニウム(ZrO、ジルコニア)、酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸バリウム(BaTiO)、ジルコン酸バリウム(BaZrO)等が挙げられる。また、該半導体としては、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化亜鉛(ZnS)、テルル化銅(CuTe)等が挙げられる。これらの中でも、シリカ、チタニア及びアルミナが調製容易という点において好ましい。核が上記化合物から構成されたナノ粒子を選択することによって、液晶に対する分散性や広い周波数変調範囲での誘電率向上を実現することができる。なお、該ナノ粒子の核となる粒子は、本発明の目的を損なわない範囲において、単独又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。2種類以上を組み合わせることにより、用途に応じた周波数変調範囲を自由に選択することができ、汎用性を向上させることができる。 As this nanoparticle, the particle | grains from which a nucleus is comprised from an oxide, a semiconductor, or these composites are preferable. Examples of the oxide include silicon dioxide (SiO 2 , silica), titanium oxide (TiO 2 , titania), aluminum oxide (Al 2 O 3 , alumina), zirconium oxide (ZrO 2 , zirconia), zinc oxide (ZnO), Examples thereof include barium titanate (BaTiO 3 ) and barium zirconate (BaZrO 3 ). Examples of the semiconductor include cadmium selenide (CdSe), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), zinc sulfide (ZnS), copper telluride (CuTe), and the like. Among these, silica, titania and alumina are preferable in terms of easy preparation. By selecting nanoparticles whose nuclei are composed of the above compounds, it is possible to achieve dispersibility with respect to liquid crystals and an improvement in dielectric constant in a wide frequency modulation range. In addition, the particle | grains used as the nucleus of this nanoparticle can be used individually or in combination of 2 or more types in the range which does not impair the objective of this invention. By combining two or more types, the frequency modulation range according to the application can be freely selected, and versatility can be improved.

疎水性化表面処理は、ナノ粒子表面の水酸基等の反応活性基に各種の化学反応によって疎水性の官能基を修飾することにより行われる。疎水性の官能基による疎水性化としては、例えば、アルキルシリル化、ジアルキルシリル化、トリアルキルシリル化、ジアルキルシロキサン化、ジアルキルポリシロキサン化、アミノアルキルシリル化、アルキルシリル化、メタクリルシリル化、アルキル化、ジアルキル化、トリアルキル化等が挙げられる。   Hydrophobization surface treatment is performed by modifying hydrophobic functional groups by various chemical reactions to reactive groups such as hydroxyl groups on the surface of the nanoparticles. Hydrophobization with a hydrophobic functional group includes, for example, alkylsilylation, dialkylsilylation, trialkylsilylation, dialkylsiloxaneation, dialkylpolysiloxaneation, aminoalkylsilylation, alkylsilylation, methacrylsilylation, alkyl , Dialkylation, trialkylation and the like.

疎水化剤としてはシランカップリング剤、シリコーンオイル、シラザン等が用いられる。該疎水化剤は、1種又は2種以上混合して用いることができる。疎水化処理の方法は、例えば、撹袢装置を備えた容器に微粉末を入れ、窒素雰囲気下で撹袢し、疎水化剤を単独に、あるいは疎水化剤と電荷調整剤を必要に応じて溶剤と共に滴下若しくは噴霧し、又は疎水化剤等を加熱気化させ、微粉末と十分に分散させた後、加熱し、その後、冷却する乾式処理法によって行うことができる。   As the hydrophobizing agent, a silane coupling agent, silicone oil, silazane or the like is used. The hydrophobizing agents can be used alone or in combination. The method of hydrophobizing treatment is performed, for example, by placing fine powder in a container equipped with a stirring device, stirring in a nitrogen atmosphere, and using the hydrophobizing agent alone or the hydrophobizing agent and the charge adjusting agent as necessary. It can be carried out by a dry treatment method in which it is dropped or sprayed together with a solvent, or a hydrophobizing agent is vaporized by heating and sufficiently dispersed with fine powder, followed by heating and then cooling.

本発明において用いられるナノ粒子の平均粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡により測定することができる。具体的には、各粒子の粒子径は、透過型電子顕微鏡写真から各粒子について算出された面積円相当径とし、200個の粒子の平均粒子径を、ナノ粒子の平均粒子径とした。   The average particle diameter of the nanoparticles used in the present invention can be measured, for example, with a transmission electron microscope. Specifically, the particle diameter of each particle was the area equivalent circle diameter calculated for each particle from the transmission electron micrograph, and the average particle diameter of 200 particles was the average particle diameter of the nanoparticles.

本発明において用いられるナノ粒子としては、ハロゲン化珪素、ハロゲン化チタン、ハロゲン化アルミニウム等のハロゲン化物の燃焼加水分解により製造されるヒュームド酸化物のナノ粒子を疎水化剤で表面処理したものが特に好ましい。ヒュームド酸化物ナノ粒子を疎水化表面処理したナノ粒子のうち、ヒュームドシリカの疎水化表面処理粒子としては例えば「AEROSIL(登録商標)」を、ヒュームドチタニアの疎水化表面処理粒子としては例えば「AEROXIDE(登録商標)TiO」を、ヒュームドジルコニアの疎水化表面処理粒子としては例えば「AEROXIDE(登録商標)ALu」(いずれも、EVONIK社製)を用いることができる。 Nanoparticles used in the present invention are those in which fumed oxide nanoparticles produced by combustion hydrolysis of halides such as silicon halide, titanium halide, and aluminum halide are surface-treated with a hydrophobizing agent. preferable. Among the nanoparticles obtained by hydrophobizing surface treatment of fumed oxide nanoparticles, for example, “AEROSIL (registered trademark)” is used as the hydrophobized surface treatment particle of fumed silica, and as the hydrophobized surface treatment particles of fumed titania, “ “AEROXIDE (registered trademark) TiO 2 ” can be used as the hydrophobized surface-treated particles of fumed zirconia, for example, “AEROXIDE (registered trademark) ALu” (both manufactured by EVONIK).

本発明に係る液晶組成物における前記ナノ粒子の含有量は、0.01〜5.0質量%である。本発明に係る液晶組成物としては、前記ナノ粒子の含有量は0.01〜2.0質量%が好ましく、0.1〜2.0質量%がより好ましく、0.1〜1.2質量%がさらに好ましく、0.1〜1.0質量%がよりさらに好ましい。該ナノ粒子の含有量が前記範囲内であることにより、ナノ粒子による添加効果を充分に発揮することができる。また、本発明に係る液晶組成物には、1種類のナノ粒子のみを含有させてもよく、2種類以上を組み合わせて含有させてもよい。   Content of the said nanoparticle in the liquid-crystal composition which concerns on this invention is 0.01-5.0 mass%. In the liquid crystal composition according to the present invention, the content of the nanoparticles is preferably 0.01 to 2.0 mass%, more preferably 0.1 to 2.0 mass%, and 0.1 to 1.2 mass%. % Is more preferable, and 0.1 to 1.0% by mass is even more preferable. When the content of the nanoparticles is within the above range, the effect of addition by the nanoparticles can be sufficiently exhibited. In addition, the liquid crystal composition according to the present invention may contain only one type of nanoparticle or a combination of two or more types.

[カイラル化合物]
本発明に係る液晶組成物に含まれるカイラル化合物としては、不斉原子をもつ化合物、軸不斉をもつ化合物、面不斉をもつ化合物、アトロプ異性体のいずれでもよく、該カイラル化合物は重合性基を有するものでも、重合性基を有しないものでもよい。
不斉原子をもつ化合物において、不斉原子は不斉炭素原子であると立体反転が起こりにくく好ましいが、ヘテロ原子が不斉原子となっていてもよい。不斉原子は鎖状構造の一部に導入されていても、環状構造の一部に導入されていてもよい。
本発明において用いられるカイラル化合物としては、不斉原子をもつ化合物が好ましく、不斉炭素原子をもつ化合物がより好ましい。
[Chiral compounds]
The chiral compound contained in the liquid crystal composition according to the present invention may be any of a compound having an asymmetric atom, a compound having axial asymmetry, a compound having plane asymmetry, and an atropisomer, and the chiral compound is polymerizable. It may have a group or may not have a polymerizable group.
In a compound having an asymmetric atom, it is preferable that the asymmetric atom is an asymmetric carbon atom because steric inversion hardly occurs. However, a hetero atom may be an asymmetric atom. The asymmetric atom may be introduced into a part of the chain structure or may be introduced into a part of the cyclic structure.
As the chiral compound used in the present invention, a compound having an asymmetric atom is preferable, and a compound having an asymmetric carbon atom is more preferable.

該液晶組成物が、不斉原子をもつ化合物としては、下記一般式(IV)で表される光学活性化合物が好ましい。   The compound in which the liquid crystal composition has an asymmetric atom is preferably an optically active compound represented by the following general formula (IV).

一般式(IV)中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、水素原子、フッ素原子又はシアノ基を表す。該アルキル基の1つ又は2つ以上の隣接していないCH基は、−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−O−SO−、−SO−O−、−CH=CH−、−C≡C−、シクロプロピレン基又は−Si(CH−で置き換えられてもよく、さらに該アルキル基の1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子あるいはシアノ(CN)基で置き換えられていてもよく、重合性基をもっていてもよい。さらに、該アルキル基は、縮合又はスピロ環式系を含むものでもよく、1つ又は2つ以上のヘテロ原子を含むことができる1つ又は2つ以上の芳香族又は脂肪族の環を含むものでもよい。該環は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲンで任意に置換されていてもよい。一般式(IV)で表わされる化合物としては、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、−O−R4b、−CO−O−R4b、又はシアノ基であることが好ましい。−O−R4b又は−CO−O−R4bにおけるR4bはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜29の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基を表す。 In general formula (IV), R 1 and R 2 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrogen atom, a fluorine atom, or a cyano group. One or more non-adjacent CH 2 groups of the alkyl group are —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CO—, —CO—O—, —O—CO—, —O—CO—O—, —S—CO—, —CO—S—, —O—SO 2 —, —SO 2 —O—, —CH═CH—, —C≡C. -, A cyclopropylene group, or -Si (CH 3 ) 2- may be substituted, and one or more hydrogen atoms of the alkyl group may be a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or a cyano (CN) group. Or may have a polymerizable group. In addition, the alkyl group may contain a fused or spirocyclic system and contain one or more aromatic or aliphatic rings that may contain one or more heteroatoms. But you can. The ring may be optionally substituted with an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen. In the compound represented by the general formula (IV), R 1 and R 2 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, —O—R 4b , —CO—. O—R 4b or a cyano group is preferable. -O-R 4b, or -CO-O-R 4b in R 4b each independently represents a linear or branched alkyl group having a carbon number of 1 to 29.

一般式(IV)中、Zはそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−N(R4a)−、−N(R4a)−CO−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−N=N−又は単結合を表す。−CO−N(R4a)−又は−N(R4a)−CO−におけるR4aはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1〜4の直鎖状又は分枝状のアルキル基を表す。一般式(IV)で表わされる化合物としては、Zはそれぞれ独立して、−CO−O−、−O−CO−、−C≡C−、又は単結合であることが好ましい。 In the general formula (IV), each Z is independently —O—, —S—, —CO—, —CO—O—, —O—CO—, —O—CO—O— or —CO—N. (R 4a ) —, —N (R 4a ) —CO—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, — CF 2 S -, - SCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CH -, - CF = CH-, -CH = CF-, -CF = CF-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, -N = N- or a single bond. -CO-N (R 4a) -, or -N (R 4a) is R 4a in -CO- each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms . In the compound represented by the general formula (IV), each Z is preferably independently —CO—O—, —O—CO—, —C≡C—, or a single bond.

一般式(IV)中、A及びAはそれぞれ独立して、フェニレン基、シクロヘキシレン基、ジオキソランジイル基、シクロヘキセニレン基、ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジンジイル基、ナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基から選択される環式基を表す。前記フェニレン基、ナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基は、環内の1つ又は2つ以上の−CH=が窒素原子で置き換えられてもよい。前記シクロヘキシレン基、ジオキソランジイル基、シクロヘキセニレン基、ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基は、環内の1つ又は2つの隣接していない−CH−が、−O−及び/又は−S−で置き換えられてもよい。さらに、前記環式基の1つ又は2つ以上の水素原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、又はニトロ(NO)基で置き換えられてもよく、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7のアルキル基、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7のアルコキシ基、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7のアルキルカルボニル基、又は1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7のアルコキシカルボニル基で置き換えられていてもよい。一般式(IV)で表わされる化合物としては、A及びAはそれぞれ独立して、フェニレン基又はシクロヘキシレン基であることが好ましい。 In general formula (IV), A 1 and A 2 are each independently a phenylene group, cyclohexylene group, dioxolandiyl group, cyclohexenylene group, bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidinediyl group, naphthalene. It represents a cyclic group selected from a diyl group, a decahydronaphthalenediyl group, a tetrahydronaphthalenediyl group, or an indanediyl group. In the phenylene group, naphthalenediyl group, tetrahydronaphthalenediyl group, or indanediyl group, one or more of —CH═ in the ring may be replaced with a nitrogen atom. The cyclohexylene group, dioxolanediyl group, cyclohexenylene group, bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidinediyl group, decahydronaphthalenediyl group, tetrahydronaphthalenediyl group, or indanediyl group is one in the ring. Or two non-adjacent —CH 2 — may be replaced by —O— and / or —S—. Furthermore, one or more hydrogen atoms of the cyclic group may be replaced with a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a cyano group, or a nitro (NO 2 ) group. The alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom, and one or more hydrogen atoms wherein one or more hydrogen atoms may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom 1 to 7 alkoxy groups, one or two or more hydrogen atoms may be replaced by fluorine atoms or chlorine atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms, or one or two or more hydrogen atoms are fluorine It may be replaced with an alkoxycarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms which may be replaced with an atom or a chlorine atom. In the compound represented by the general formula (IV), A 1 and A 2 are preferably each independently a phenylene group or a cyclohexylene group.

一般式(IV)中、mは1、2、3、4又は5である。一般式(IV)で表わされる化合物としては、mは1又は2であることが好ましい。   In general formula (IV), m is 1, 2, 3, 4 or 5. As the compound represented by the general formula (IV), m is preferably 1 or 2.

ただし、一般式(IV)中、R及びRのうちいずれか一方又は両方が不斉原子をもつ基である。一般式(IV)で表わされる化合物としては、R及びRの両方が不斉原子をもつカイラルな基である、ジカイラル化合物であることも好ましい。ジカイラル化合物の具体例として、下記一般式(IV−a1)から(IV−a11)のいずれかで表される化合物が挙げられる。下記一般式(IV−a1)〜(IV−a11)における部分構造式、−A−(Z−A−は、前記一般式(IV)と同じである。 However, in general formula (IV), either one or both of R 1 and R 2 are groups having an asymmetric atom. The compound represented by the general formula (IV) is also preferably a dichiral compound in which both R 1 and R 2 are chiral groups having an asymmetric atom. Specific examples of the dichiral compound include compounds represented by any one of the following general formulas (IV-a1) to (IV-a11). The partial structural formulas in the following general formulas (IV-a1) to (IV-a11), -A 1- (ZA 2 ) m- , are the same as those in the general formula (IV).

一般式(IV−a1)〜(IV−a11)において、Rは、それぞれ独立して炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基を表し、該アルキル基の1つ又は2つ以上の隣接していないCH基が−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−O−SO−、−SO−O−、−CH=CH−、−C≡C−、シクロプロピレン基又は−Si(CH−で置き換えられてもよく、さらにアルキル基の1つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子あるいはシアノ基で置き換えられていてもよく、重合性基をもっていてもよい。重合性基としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。一般式(IV−a1)〜(IV−a11)で表わされる化合物としては、Rは、C9、13、C17などの炭素原子数4〜8の直鎖状又は分枝状のアルキル基であることが好ましい。 In the general formulas (IV-a1) to (IV-a11), each R 3 independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one of the alkyl groups or When two or more non-adjacent CH 2 groups are —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CO—, —CO—O—, —O—CO—, —O; -CO-O -, - S- CO -, - CO-S -, - O-SO 2 -, - SO 2 -O -, - CH = CH -, - C≡C-, cyclopropylene group or -Si (CH 3 ) 2 — may be replaced, and one or more hydrogen atoms of the alkyl group may be replaced by a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or a cyano group, and have a polymerizable group. Also good. Examples of the polymerizable group include a vinyl group, an allyl group, and a (meth) acryloyl group. In the compounds represented by the general formulas (IV-a1) to (IV-a11), R 3 is a straight chain having 4 to 8 carbon atoms such as C 4 H 9, C 6 H 13 , C 8 H 17 and the like. Or it is preferable that it is a branched alkyl group.

一般式(IV−a1)〜(IV−a11)において、X及びXは、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、シアノ基、フェニル基(該フェニル基の1つ又は2つ以上の任意の水素原子はハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、メチル基、メトキシ基、−CF、−OCFで置換されていてもよい。)、メチル基、メトキシ基、−CF、又は−OCFである。一般式(IV−a1)〜(IV−a11)で表わされる化合物としては、Xは、メチル基が好ましい。ただし、一般式(IV−a3)及び(IV−a8)において、*を付した位置が不斉原子となるためには、XはXと異なる基が選択される。 In the general formulas (IV-a1) to (IV-a11), X 3 and X 4 are each a halogen atom (F, Cl, Br, I), a cyano group, a phenyl group (one or more of the phenyl groups) Any hydrogen atom of is optionally substituted with a halogen atom (F, Cl, Br, I), a methyl group, a methoxy group, —CF 3 , or —OCF 3 ), a methyl group, a methoxy group, or —CF 3. Or —OCF 3 . As the compounds represented by the general formulas (IV-a1) to (IV-a11), X 3 is preferably a methyl group. However, in general formulas (IV-a3) and (IV-a8), in order for the position marked with * to be an asymmetric atom, a group different from X 3 is selected for X 4 .

また、一般式(IV−a1)〜(IV−a11)において、nは0〜20の整数である。 In the general formula (IV-a1) ~ (IV -a11), n 3 is an integer of 0 to 20.

一般式(IV−a4)及び(IV−a9)におけるRは、水素原子又はメチル基である。
一般式(IV−a5)及び(IV−a10)におけるQは、メチレン基、イソプロピリデン基、シクロヘキシリデン基などの二価の炭化水素基が挙げられる。
一般式(IV−a11)におけるkは、0〜5の整数である。
R 5 in the general formulas (IV-a4) and (IV-a9) is a hydrogen atom or a methyl group.
Examples of Q in the general formulas (IV-a5) and (IV-a10) include divalent hydrocarbon groups such as a methylene group, an isopropylidene group, and a cyclohexylidene group.
K in general formula (IV-a11) is an integer of 0-5.

一般式(IV−a1)〜(IV−a11)で表わされる化合物としては、Rが炭素原子数4〜8の直鎖状又は分枝状のアルキル基である化合物が好ましい。中でも、一般式(IV−a1)〜(IV−a3)、(IV−a6)〜(IV−a8)、(IV−a11)で表わされる化合物としては、Rが炭素原子数4〜8の直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、Xがメチル基である化合物が好ましい。 As the compounds represented by the general formulas (IV-a1) to (IV-a11), compounds in which R 3 is a linear or branched alkyl group having 4 to 8 carbon atoms are preferable. Above all, the general formula (IV-a1) ~ (IV -a3), (IV-a6) ~ (IV-a8), examples of the compound represented by (IV-a11), R 3 is a 4 to 8 carbon atoms A compound that is a linear or branched alkyl group and X 3 is a methyl group is preferred.

一般式(IV)及び(IV−a1)〜(IV−a11)における部分構造式、−A−(Z−A−としては、下記一般式(IV−b)で表わされる構造式であることが好ましい。一般式(IV−b)中、Zの定義は一般式(IV)におけるのと同じである。 As the partial structural formulas in the general formulas (IV) and (IV-a1) to (IV-a11), -A 1- (ZA 2 ) m- , the structural formula represented by the following general formula (IV-b) It is preferable that In general formula (IV-b), the definition of Z is the same as in general formula (IV).

一般式(IV−b)中、環A、B、Cは、それぞれ独立してフェニレン基、シクロヘキシレン基又はナフタレンジイル基であり、これらの基においてベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、メチル基、メトキシ基、−CF、−OCFで置換されていてもよく、ベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の炭素原子は、窒素原子に置換されていてもよい。 In general formula (IV-b), rings A, B, and C are each independently a phenylene group, a cyclohexylene group, or a naphthalenediyl group, and in these groups, any one or two or more of a benzene ring The hydrogen atom may be substituted with a halogen atom (F, Cl, Br, I), a methyl group, a methoxy group, —CF 3 , —OCF 3 , and any one or more carbons of the benzene ring The atom may be substituted with a nitrogen atom.

一般式(IV−b)で表わされる化合物としては、中でも、下記一般式(IV−b1)〜(IV−b6)のいずれかで表わされる化合物がより好ましい。ただし、これらの式においてベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の水素原子はハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、メチル基、メトキシ基、−CF、又は−OCFで置換されていてもよく、ベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の炭素原子は、窒素原子に置換されていてもよい。Zの定義は式(IV)におけるのと同じである。 As the compound represented by the general formula (IV-b), a compound represented by any one of the following general formulas (IV-b1) to (IV-b6) is more preferable. However, in these formulas, any one or more hydrogen atoms of the benzene ring are substituted with a halogen atom (F, Cl, Br, I), a methyl group, a methoxy group, —CF 3 , or —OCF 3. And any one or more carbon atoms of the benzene ring may be substituted with a nitrogen atom. The definition of Z is the same as in formula (IV).

一般式(IV)で表わされる化合物が有する環としては、信頼性の面では、ピリジン環、ピリミジン環等の複素環よりも、ベンゼン環やシクロヘキサン環の方が好ましい。誘電率異方性を大きくするという面では、ピリジン環、ピリミジン環等の複素環を有する化合物を使うことが好ましいが、その場合には化合物の持つ分極性が比較的大きい。一方で、ベンゼン環やシクロヘキサン環等の炭化水素環を有する化合物である場合には、化合物の持つ分極性が低い。このため、カイラル化合物の分極性に応じて、適切な含有量を選択することが好ましい。   As the ring of the compound represented by the general formula (IV), in terms of reliability, a benzene ring or a cyclohexane ring is preferable to a heterocyclic ring such as a pyridine ring or a pyrimidine ring. In terms of increasing the dielectric anisotropy, it is preferable to use a compound having a heterocyclic ring such as a pyridine ring or a pyrimidine ring. In that case, the polarizability of the compound is relatively large. On the other hand, in the case of a compound having a hydrocarbon ring such as a benzene ring or a cyclohexane ring, the polarizability of the compound is low. For this reason, it is preferable to select an appropriate content according to the polarizability of the chiral compound.

本発明において用いられるカイラル化合物としては、一般式(IV)で表わされる化合物のうち、R及びRがそれぞれ独立して、炭素原子数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、−O−R4b、−CO−O−R4b、又はシアノ基(R4bはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜29の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基を表す。)であり、Zがそれぞれ独立して、−CO−O−、−O−CO−、−C≡C−、又は単結合であり、A及びAがそれぞれ独立して、フェニレン基又はシクロヘキシレン基であり、mが1又は2である化合物(ただし、R又はRのいずれか一方が不斉炭素原子をもつ。)が好ましく、後記実施例のカイラル分子(C−1)、(C−2)、又は(C−4)がより好ましく、カイラル分子(C−1)又は(C−4)がさらに好ましく、カイラル分子(C−4)が特に好ましい。 As the chiral compound used in the present invention, among the compounds represented by the general formula (IV), R 1 and R 2 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. , —O—R 4b , —CO—O—R 4b , or a cyano group (R 4b independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 29 carbon atoms). , Z each independently represents —CO—O—, —O—CO—, —C≡C—, or a single bond, and A 1 and A 2 each independently represents a phenylene group or a cyclohexylene group. And a compound in which m is 1 or 2 (wherein either R 1 or R 2 has an asymmetric carbon atom) is preferred, and chiral molecules (C-1) and (C-2) in the examples described later ) Or (C-4) is more preferable, and a chiral molecule C-1) or (C-4) are more preferred, the chiral molecules (C-4) are particularly preferred.

また、本発明に係る液晶組成物に用いられるカイラル化合物としては、軸不斉を有する化合物又はアトロプ異性体を用いることもできる。   In addition, as the chiral compound used in the liquid crystal composition according to the present invention, a compound having axial asymmetry or an atropisomer can also be used.

軸不斉とは、下記に示すアレン誘導体や、下記に示すビフェニル誘導体など、結合軸の回転が妨げられている化合物中、軸の一端側で置換基X及びYが互いに異なり、軸のもう一端側でも置換基X及びYが互いに異なることで発現する。なお、ビフェニル誘導体など、結合軸の回転が立体障害などの影響によって妨げられる場合をアトロプ異性という。 Axis asymmetry means that the substituents X a and Y a are different from each other at one end of the shaft in a compound in which rotation of the bond axis is hindered, such as the allene derivatives shown below and the biphenyl derivatives shown below. also express at different substituents X b and Y b are each other at the other end side. A case where rotation of the bond axis is hindered by the influence of steric hindrance such as a biphenyl derivative is called atropisomerism.

本発明に係る液晶組成物に用いられる軸不斉をもつ化合物としては、例えば、下記一般式(IV−c1)又は(IV−c2)で表わされる化合物が挙げられる。   Examples of the compound having axial asymmetry used in the liquid crystal composition according to the present invention include compounds represented by the following general formula (IV-c1) or (IV-c2).

一般式(IV−c2)中、X61とY61、X62とY62は、それぞれ、いずれか少なくとも一方が存在し、X61、X62、Y61、Y62は、それぞれ独立して−CH−、−CO−、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ホウ素原子、又は珪素原子のいずれかを表す。また、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、又は珪素原子である場合は、所要の原子価を満足するように、アルキル基、アルコキシ基、アシル基等の置換基と結合されていてもよい。 In general formula (IV-c2), at least one of X 61 and Y 61 , X 62 and Y 62 is present, and X 61 , X 62 , Y 61 , and Y 62 are each independently − It represents any of CH 2 —, —CO—, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, boron atom, or silicon atom. In the case of a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, or a silicon atom, it may be bonded to a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, or an acyl group so as to satisfy a required valence.

一般式(IV−c2)中、E61及びE62は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アリール基、アリル基、ベンジル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキルエーテル基、アルキルエステル基、アルキルケトン基、複素環基又はこれらの誘導体のいずれかを表す。 In the general formula (IV-c2), E 61 and E 62 are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, allyl group, benzyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkyl ether group, alkyl ester group, alkyl group. It represents either a ketone group, a heterocyclic group or a derivative thereof.

また、式(IV−c1)において、R61及びR62は、それぞれ独立して、アルキル基、アルコキシル基もしくはハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル基、シクロペンチル基、又はシクロヘキシル基を表し、R63、R64、R65、R66、R67及びR68は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、又はジアルキルアミノ基を表す。ただし、R65とR66が共に水素原子の場合は除く。 In Formula (IV-c1), R 61 and R 62 each independently represent a phenyl group, a cyclopentyl group, or a cyclohexyl group that may be substituted with an alkyl group, an alkoxyl group, or a halogen atom, and R 63 , R 64 , R 65 , R 66 , R 67 and R 68 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, an acyloxy group, a halogen atom, a haloalkyl group, or a dialkylamino group. However, it excludes when both R65 and R66 are hydrogen atoms.

式(IV−c1)においては、R63、R64及びR65のうちの2つが、置換基を有していてもよいメチレン鎖を形成していてもよく、置換基を有していてもよい、モノ又はポリメチレンジオキシ基を形成していてもよい。同様に、R66、R67及びR68のうちの2つが、置換基を有していてもよいメチレン鎖を形成していてもよく、置換基を有していてもよい、モノ又はポリメチレンジオキシ基を形成していてもよい。 In the formula (IV-c1), two of R 63 , R 64 and R 65 may form a methylene chain which may have a substituent, or may have a substituent. A mono- or polymethylenedioxy group may be formed. Similarly, two of R 66 , R 67 and R 68 may form a methylene chain which may have a substituent, and may have a substituent, mono or polymethylene A dioxy group may be formed.

また、本発明に係る液晶組成物に用いられるカイラル化合物としては、面不斉を有する化合物を用いることもできる。
面不斉を有する化合物としては、例えば下記一般式(IV−c3)で表わされるヘリセン(Helicene)誘導体が挙げられる。このようなヘリセン誘導体においては、前後に重なり合う環の前後関係が自由に変換することができないため、環が右向きの螺旋構造をとる場合と左向きの螺旋構造をとる場合とが区別され、カイラリティーを発現する。
In addition, as the chiral compound used in the liquid crystal composition according to the present invention, a compound having surface asymmetry can also be used.
Examples of the compound having surface asymmetry include a helicene derivative represented by the following general formula (IV-c3). In such a helicene derivative, the front-rear relationship of the overlapping rings cannot be freely converted, so that the case where the ring takes a right-handed spiral structure is distinguished from the case where it takes a left-handed spiral structure, and chirality is determined. To express.

一般式(IV−c3)中、X61とY61、X62とY62は、それぞれ、いずれか少なくとも一方が存在し、X61、X62、Y61、Y62は、それぞれ独立して−CH−、−CO−、
酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ホウ素原子、又は珪素原子のいずれかを表す。また、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、又は珪素原子である場合は、所要の原子価を満足するように、アルキル基、アルコキシ基、アシル基等の置換基と結合されていてもよい。
In general formula (IV-c3), at least one of X 61 and Y 61 , X 62 and Y 62 is present, and X 61 , X 62 , Y 61 , and Y 62 are each independently- CH 2 -, - CO-,
An oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a boron atom, or a silicon atom is represented. In the case of a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, or a silicon atom, it may be bonded to a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, or an acyl group so as to satisfy a required valence.

一般式(IV−c3)中、E61及びE62は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アリール基、アリル基、ベンジル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキルエーテル基、アルキルエステル基、アルキルケトン基、複素環基又はこれらの誘導体のいずれかを表す。 In general formula (IV-c3), E 61 and E 62 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an allyl group, a benzyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkyl ether group, an alkyl ester group, an alkyl group. It represents either a ketone group, a heterocyclic group or a derivative thereof.

液晶組成物に含まれるカイラル化合物としては、螺旋構造のピッチが小さくなるように、螺旋誘起力(Helical Twisting Power)が大きい化合物が好ましい。特に400nm以下となる螺旋ピッチの短いDHFLCを調整する際は、螺旋誘起力が大きい化合物を使用することが好ましい。螺旋誘起力が大きい化合物は所望のピッチを得るために必要な添加量が少なくできるため、原料コストの高いカイラル化合物を最小限に抑えることができ、コスト削減の観点から好ましい。この観点から、好ましいカイラル化合物として、不斉原子を有する化合物である下記一般式(IV−d1)〜(IV−d3)のいずれかで表される化合物や、軸不斉を有する化合物である下記一般式(IV−d4)〜(IV−d5)のいずれかで表される化合物が挙げられる。   The chiral compound contained in the liquid crystal composition is preferably a compound having a large helical twisting power so that the helical structure pitch is small. In particular, when adjusting DHFLC having a short helical pitch of 400 nm or less, it is preferable to use a compound having a large helical induction force. A compound having a large helical induction force can reduce the amount of addition necessary for obtaining a desired pitch, so that a chiral compound having a high raw material cost can be minimized, and is preferable from the viewpoint of cost reduction. From this point of view, preferred chiral compounds are compounds represented by any one of the following general formulas (IV-d1) to (IV-d3), which are compounds having an asymmetric atom, and compounds having axial asymmetry. Examples include compounds represented by any one of general formulas (IV-d4) to (IV-d5).

一般式(IV−d1)〜(IV−d5)中、R71及びR72はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ(CN)基、イソシアネート(NCO)基、イソチオシナネート(NCS)基又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。該アルキル基中の任意の1つ又は2つ以上の−CH−は、酸素原子、硫黄原子、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、又は−C≡C−で置き換えられてもよく、該アルキル中の任意の水素原子はハロゲン原子で置き換えられてもよい。 In the general formulas (IV-d1) to (IV-d5), R 71 and R 72 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano (CN) group, an isocyanate (NCO) group, an isothiocyanate (NCS). ) Group or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Any one or two or more —CH 2 — in the alkyl group is an oxygen atom, a sulfur atom, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, —CF═CF—, or —C≡. It may be replaced with C-, and any hydrogen atom in the alkyl may be replaced with a halogen atom.

一般式(IV−d1)〜(IV−d5)中、A71及びA72はそれぞれ独立して、芳香族性あるいは非芳香族性の3ないし8員環、又は、炭素原子数9以上の縮合環を表すが、これらの環の任意の1つ又は2つ以上の水素原子がハロゲン、炭素原子数1〜3のアルキル基又はハロアルキル基で置き換えられてもよく、環の1つ又は2つ以上の−CH−は、酸素原子、硫黄原子、又は−NH−で置き換えられてもよく、環の1つ又は2つ以上の−CH=は−N=で置き換えられてもよい。 In the general formulas (IV-d1) to (IV-d5), A 71 and A 72 are each independently an aromatic or non-aromatic 3- to 8-membered ring or a condensed group having 9 or more carbon atoms. Represents a ring, and any one or more hydrogen atoms of these rings may be replaced by halogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a haloalkyl group, and one or more of the rings —CH 2 — may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom, or —NH—, and one or more —CH═ in the ring may be replaced with —N═.

一般式(IV−d1)〜(IV−d5)中、Z71及びZ72はそれぞれ独立して、単結合又は炭素原子数1〜8のアルキレン基を表すが、任意の−CH−は、酸素原子、硫黄原子、−COO−、−OCO−、−CSO−、−OCS−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−N(O)=N−、−N=N(O)−、−CH=CH−、−CF=CF−、又は−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素原子はハロゲン原子で置き換えられてもよい。 In the general formula (IV-d1) ~ (IV -d5), Z 71 and Z 72 are each independently a single bond or represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, arbitrary -CH 2 -, Oxygen atom, sulfur atom, -COO-, -OCO-, -CSO-, -OCS-, -N = N-, -CH = N-, -N = CH-, -N (O) = N-,- N = N (O) —, —CH═CH—, —CF═CF—, or —C≡C— may be substituted, and any hydrogen atom may be substituted with a halogen atom.

一般式(IV−d1)〜(IV−d5)中、X71及びX72はそれぞれ独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、又は−CHCH−を表す。 In the general formulas (IV-d1) to (IV-d5), X 71 and X 72 are each independently a single bond, —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2. O -, - OCF 2 -, or -CH 2 CH 2 - represents a.

一般式(IV−d1)〜(IV−d5)中、m71及びm72はそれぞれ独立して1〜4の整数を表す。ただし、式(IV−d5)におけるm71及びm72のいずれか一方は0でもよい。 In the general formulas (IV-d1) to (IV-d5), m 71 and m 72 each independently represent an integer of 1 to 4. However, either one of m 71 and m 72 in Formula (IV-d5) may be 0.

一般式(IV−d2)中、Ar71及びAr72はそれぞれ独立して、フェニル基又はナフチル基を表す。これらの基においてベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の水素原子はハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、−CF、又は−OCFで置換されていてもよい。 In the general formula (IV-d2), Ar 71 and Ar 72 each independently represent a phenyl group or a naphthyl group. In these groups, any one or two or more hydrogen atoms in the benzene ring may be substituted with a halogen atom, a methyl group, a methoxy group, —CF 3 , or —OCF 3 .

本発明に係る液晶組成物においては、メソゲンを有するカイラル化合物を用いることもできる。このようなカイラル化合物として、例えば一般式(IV−e1)〜(IV−e3)で表わされる化合物が挙げられる。   In the liquid crystal composition according to the present invention, a chiral compound having a mesogen can also be used. Examples of such chiral compounds include compounds represented by general formulas (IV-e1) to (IV-e3).

一般式(IV−e1)〜(IV−e3)中、R81、R82、R83及びY81は、それぞれ独立して炭素原子数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、水素原子又はフッ素原子を表し、該アルキル基の1つ又は2つ以上の隣接していないCH基が−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−O−SO−、−SO−O−、−CH=CH−、−C≡C−、シクロプロピレン基又は−Si(CH−で置き換えられてもよく、さらに該アルキル基の1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子あるいはシアノ基で置き換えられていてもよく、重合性基をもっていてもよい。前記アルキル基は、縮合又はスピロ環式系を含むものでもよく、1つ又は2つ以上のヘテロ原子を含むことができる1つ又は2つ以上の芳香族又は脂肪族の環を含むものでもよい。前記アルキル基が環を含む場合、該環中の1つ又は2つ以上の水素原子はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲンで任意に置換されていてもよい。 In the general formulas (IV-e1) to (IV-e3), R 81 , R 82 , R 83 and Y 81 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, Represents a hydrogen atom or a fluorine atom, and one or more non-adjacent CH 2 groups of the alkyl group are —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CO—. , -CO-O -, - O -CO -, - O-CO-O -, - S-CO -, - CO-S -, - O-SO 2 -, - SO 2 -O -, - CH = CH—, —C≡C—, a cyclopropylene group, or —Si (CH 3 ) 2 — may be substituted, and one or more hydrogen atoms of the alkyl group may be a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom. It may be replaced with an atom or a cyano group and may have a polymerizable group. The alkyl group may include a fused or spirocyclic system, and may include one or more aromatic or aliphatic rings that may include one or more heteroatoms. . When the alkyl group includes a ring, one or more hydrogen atoms in the ring may be optionally substituted with an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen.

一般式(IV−e1)〜(IV−e3)中、Z81、Z82、Z83、Z84及びZ85はそれぞれ独立して炭素原子数が1〜40のアルキレン基を表す。該アルキル基の1つ又は2つ以上のCH基は、−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−、−CH=CF−、−CF=CH−、−CF=CF−、−CF−又は−C≡C−により置き換えられていてもよい。 In the general formulas (IV-e1) to (IV-e3), Z 81 , Z 82 , Z 83 , Z 84 and Z 85 each independently represent an alkylene group having 1 to 40 carbon atoms. One or more CH 2 groups of the alkyl group are —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCOO. Replaced by —, —S—CO—, —CO—S—, —CH═CH—, —CH═CF—, —CF═CH—, —CF═CF—, —CF 2 — or —C≡C—. It may be done.

一般式(IV−e1)〜(IV−e3)中、X81、X82及びX83は、それぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CHCH−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CF=CF−、−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−、又は単結合を表す。 In the general formulas (IV-e1) to (IV-e3), X 81 , X 82 and X 83 are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, — OCOO -, - CO-NH - , - NH-CO -, - CH 2 CH 2 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - SCH 2 -, - CH 2 S -, - CF = CF-, —CH═CH—, —OCO—CH═CH—, —C≡C—, or a single bond is represented.

一般式(IV−e1)〜(IV−e3)中、A81、A82及びA83はそれぞれ独立してフェニレン基、シクロヘキシレン基、ジオキソランジイル基、シクロヘキセニレン基、ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジンジイル基、ナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基から選択される環式基を表す。前記フェニレン基、ナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基は、環内の1つ又は2つ以上の−CH=が窒素原子で置き換えられてもよい。前記シクロヘキシレン基、ジオキソランジイル基、シクロヘキセニレン基、ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基は、環内の1つ又は2つの隣接していない−CH−が、−O−及び/又は−S−で置き換えられてもよい。また、これらの前記環式基の1つ又は2つ以上の水素原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、又はニトロ基で置き換えられてもよく、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7の有するアルキル基、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7の有するアルコキシ基、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7の有するアルキルカルボニル基、又は1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい炭素原子数1〜7の有するアルコキシカルボニル基で置き換えられていてもよい。 In the general formulas (IV-e1) to (IV-e3), A 81 , A 82 and A 83 each independently represent a phenylene group, a cyclohexylene group, a dioxolandiyl group, a cyclohexenylene group or a bicyclo [2.2. 2] A cyclic group selected from an octylene group, a piperidinediyl group, a naphthalenediyl group, a decahydronaphthalenediyl group, a tetrahydronaphthalenediyl group, or an indanediyl group. In the phenylene group, naphthalenediyl group, tetrahydronaphthalenediyl group, or indanediyl group, one or more of —CH═ in the ring may be replaced with a nitrogen atom. The cyclohexylene group, dioxolanediyl group, cyclohexenylene group, bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidinediyl group, decahydronaphthalenediyl group, tetrahydronaphthalenediyl group, or indanediyl group is one in the ring. Or two non-adjacent —CH 2 — may be replaced by —O— and / or —S—. In addition, one or more hydrogen atoms of these cyclic groups may be replaced with a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a cyano group, or a nitro group, and one or more hydrogen atoms. An alkyl group having 1 to 7 carbon atoms in which an atom may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom; 1 to 2 carbon atoms in which one or more hydrogen atoms may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom; An alkoxy group having 7, an alkylcarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms in which one or two or more hydrogen atoms may be replaced by a fluorine atom or a chlorine atom, or one or two or more hydrogen atoms are It may be replaced with an alkoxycarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms which may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom.

一般式(IV−e1)〜(IV−e3)中、m81、m82、m83はそれぞれ独立して0又は1であり、m81+m82+m83は1、2又は3である。 In the general formulas (IV-e1) to (IV-e3), m 81 , m 82 and m 83 are each independently 0 or 1, and m 81 + m 82 + m 83 is 1, 2 or 3.

一般式(IV−e1)〜(IV−e2)中、CH*81及びCH*82はそれぞれ独立してカイラルな2価の基を表す。ここで、CH*81及びCH*82に用いられるカイラルな2価の基としては、不斉原子を有する下記の2価基 In the general formulas (IV-e1) to (IV-e2), CH * 81 and CH * 82 each independently represent a chiral divalent group. Here, the chiral divalent group used for CH * 81 and CH * 82 is the following divalent group having an asymmetric atom.

や、軸不斉を有する次の2価基 And the following divalent groups with axial asymmetry

が好ましい。ただし、CH*81及びCH*82に用いられるこれらの2価基において、ベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、メチル基、メトキシ基、−CF、−OCFで置換されていてもよく、ベンゼン環の任意の1つ又は2つ以上の炭素原子は、窒素原子に置換されていてもよい。 Is preferred. However, in these divalent groups used for CH * 81 and CH * 82 , any one or two or more hydrogen atoms of the benzene ring are a halogen atom (F, Cl, Br, I), a methyl group, It may be substituted with a methoxy group, —CF 3 , —OCF 3 , and any one or more carbon atoms of the benzene ring may be substituted with a nitrogen atom.

さらに好ましくは、カイラルな2価基としてイソソルビド骨格を有する、下記の一般式で表わされる化合物が挙げられる。   More preferably, a compound represented by the following general formula, having an isosorbide skeleton as a chiral divalent group.

式中、R91及びR92はそれぞれ独立して炭素原子数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、水素原子又はフッ素原子を表す。該アルキル基の1つ又は2つ以上の隣接していないCH基が−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−O−SO−、−SO−O−、−CH=CH−、−C≡C−、シクロプロピレン基又は−Si(CH−で置き換えられてもよく、さらに該アルキル基の1つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子又はCN基で置き換えられていてもよく、重合性基をもっていてもよい。また、前記アルキル基は、縮合又はスピロ環式系を含むものでもよく、1つ又は2つ以上のヘテロ原子を含むことができる1つ又は2つ以上の芳香族又は脂肪族の環を含むものでもよい。該環中の任意の1つ又は2つ以上の水素原子は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲンで任意に置換されていてもよい。 In the formula, R 91 and R 92 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrogen atom, or a fluorine atom. One or more non-adjacent CH 2 groups of the alkyl group are —O—, —S—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CO—, —CO—O—, — O—CO—, —O—CO—O—, —S—CO—, —CO—S—, —O—SO 2 —, —SO 2 —O—, —CH═CH—, —C≡C—. , A cyclopropylene group or —Si (CH 3 ) 2 —, and one or more hydrogen atoms of the alkyl group may be replaced with a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or a CN group. Or may have a polymerizable group. The alkyl group may also contain a fused or spirocyclic system and contain one or more aromatic or aliphatic rings that can contain one or more heteroatoms. But you can. Any one or two or more hydrogen atoms in the ring may be optionally substituted with an alkyl group, an alkoxy group or a halogen.

式中、Z91及びZ92はそれぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−N(R9a)−、−N(R9a)−CO−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−又は単結合を表す。−CO−N(R9a)−又は−N(R9a)−CO−におけるR9aは水素原子又は炭素原子数1〜4の直鎖状又は分枝状のアルキル基を表す。 In the formula, Z 91 and Z 92 are each independently —O—, —S—, —CO—, —CO—O—, —O—CO—, —O—CO—O—, —CO—N ( R 9a ) —, —N (R 9a ) —CO—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 S—, —SCF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CH 2 —, —CH 2 CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH═CH—, —CF═CH—, — It represents CH═CF—, —CF═CF—, —C≡C—, —CH═CH—CO—O—, —O—CO—CH═CH— or a single bond. -CO-N (R 9a) - or -N (R 9a) R 9a in -CO- represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

一般式(IV−e3)中、CH*83はカイラルな3価の基を表す。CH*83に用いられるカイラルな3価の基としては、CH*81及びCH*82に用いられるカイラルな2価基の任意の位置に、−X83(Z8383)m8383が結合できることにより3価の基となればよい。 In the general formula (IV-e3), CH * 83 represents a chiral trivalent group. As the chiral trivalent group used for CH * 83 , —X 83 (Z 83 A 83 ) m 83 R 83 is located at any position of the chiral divalent group used for CH * 81 and CH * 82. What is necessary is just to become a trivalent group by being able to couple | bond.

液晶組成物におけるピッチ(液晶分子の螺旋構造における1周期分の長さ)は、カイラル化合物の濃度の影響を受ける。液晶組成物へのカイラル化合物の添加量(質量%)が多くなるほど、ピッチ(μm)は小さくなる。特にカイラル化合物の添加量が1〜数質量%程度までの低い濃度の時には、カイラル化合物の添加量とピッチの積が一定という関係がよく成り立つことが知られており、これの逆数をとった螺旋誘起力(HTP)(1/μm)が光学活性化合物固有の捻れ配向を誘起する力の評価パラメータとして使用されている。下記数式中、「P」はピッチ(μm)であり、「C」はカイラル化合物の添加量(質量%)である。   The pitch in the liquid crystal composition (the length corresponding to one period in the helical structure of the liquid crystal molecules) is affected by the concentration of the chiral compound. As the amount (% by mass) of the chiral compound added to the liquid crystal composition increases, the pitch (μm) decreases. It is known that the relationship that the product of the addition amount of the chiral compound and the pitch is constant particularly holds well when the addition amount of the chiral compound is a low concentration of about 1 to several mass%, and the spiral having the reciprocal of this is known. The induced force (HTP) (1 / μm) is used as an evaluation parameter for the force that induces the torsional orientation inherent in the optically active compound. In the following mathematical formula, “P” is pitch (μm), and “C” is the amount of chiral compound added (% by mass).

本発明に係る液晶組成物における前記カイラル化合物の含有量は、液晶組成物におけるピッチが所望の範囲内となるように、カイラル化合物の螺旋誘起力、液晶母体の種類や組成等を考慮して適宜決定できる。本発明に係る液晶組成物におけるカイラル化合物の含有量としては、液晶組成物におけるピッチが、100μm以下となる量であることが好ましく、70μm以下となる量であることがより好ましく、60μm以下となる量であることがさらに好ましく、5〜30μmとなる量であることがよりさらに好ましく、10〜15μmとなる量であることが特に好ましい。液晶組成物のピッチが前記範囲内となるようにカイラル化合物を添加することにより、該液晶組成物中の前記ナノ粒子の分散安定性がより高くすることができる。   The content of the chiral compound in the liquid crystal composition according to the present invention is appropriately determined in consideration of the helical induction force of the chiral compound, the type and composition of the liquid crystal matrix, and the like so that the pitch in the liquid crystal composition is within a desired range. Can be determined. The chiral compound content in the liquid crystal composition according to the present invention is preferably such that the pitch in the liquid crystal composition is 100 μm or less, more preferably 70 μm or less, and 60 μm or less. The amount is more preferably, more preferably 5 to 30 μm, and particularly preferably 10 to 15 μm. By adding a chiral compound so that the pitch of the liquid crystal composition falls within the above range, the dispersion stability of the nanoparticles in the liquid crystal composition can be further increased.

本発明に係る液晶組成物は、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、VA(Vertically Aligned Nematic)、IPS(In Plane Switching)、 FFS(Fringe Field Switching)、πセル、OCB(Optically Compensated Birefringence)、SSFLC(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal)、Polymer-Stabilized V-FLCD、コレステリック液晶等の動作モードとして使用できる。本発明に係る液晶組成物がTN及びSTN以外の場合には、R型カイラル化合物とL型カイラル化合物を、該R型カイラル化合物によるカイラルティと該L型カイラル化合物によるカイラルティが相殺されるように、すなわち、液晶組成物全体としてカイラリティーが打ち消されるように含有させる。   The liquid crystal composition according to the present invention includes TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), ECB (Electrically Controlled Birefringence), VA (Vertically Aligned Nematic), IPS (In Plane Switching), FFS (Fringe Field Switching), It can be used as an operation mode of π cell, OCB (Optically Compensated Birefringence), SSFLC (Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal), Polymer-Stabilized V-FLCD, cholesteric liquid crystal, and the like. When the liquid crystal composition according to the present invention is other than TN and STN, the chirality due to the R-type chiral compound and the chirality due to the L-type chiral compound are offset between the R-type chiral compound and the L-type chiral compound. That is, the entire liquid crystal composition is contained so that chirality is canceled.

また、一般的には、ナノ粒子を添加した液晶組成物は、間隔の狭い液晶セルへの注入が困難な場合があるが、本発明に係る液晶組成物は、ナノ粒子に加えてカイラル化合物もが含有するため、2.5〜3μm程度の狭い間隔を持つ液晶セルに対しても、滑らかに注入することができるという利点もある。   In general, a liquid crystal composition to which nanoparticles are added may be difficult to inject into a liquid crystal cell having a narrow interval, but the liquid crystal composition according to the present invention includes a chiral compound in addition to nanoparticles. Therefore, there is an advantage that the liquid crystal cell having a narrow interval of about 2.5 to 3 μm can be smoothly injected.

[液晶化合物]
本発明に係る液晶組成物は、表面が疎水化処理されたナノ粒子、及びカイラル化合物に加えて、液晶化合物を含む。液晶化合物としては、既存の液晶に限られるものではなく、例えば、ネマティック液晶、スメクテック液晶、カイラルネマティック液晶、カイラルスメクテック液晶等である。
[Liquid Crystal Compound]
The liquid crystal composition according to the present invention contains a liquid crystal compound in addition to the nanoparticles whose surface has been subjected to a hydrophobic treatment and a chiral compound. The liquid crystal compound is not limited to existing liquid crystals, and examples thereof include nematic liquid crystals, smectic liquid crystals, chiral nematic liquid crystals, and chiral smectic liquid crystals.

本発明に係る液晶組成物としては、一般式(LC)で表される液晶化合物を含有することが好ましい。   The liquid crystal composition according to the present invention preferably contains a liquid crystal compound represented by the general formula (LC).

一般式(LC)中、RLCは、炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。RLCのアルキル基は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。 In the general formula (LC), R LC represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group may be —O—, —CH═CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C, so that the oxygen atoms are not directly adjacent. ≡C— may be substituted, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted with a halogen atom. Alkyl group R LC may be respectively branched chain groups, may be straight chain groups, but is preferably a linear group.

一般式(LC)中、ALC1及びALC2は、それぞれ独立して、下記の基(a)、基(b)及び基(c)からなる群より選ばれる基を表す。
(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。)、
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)、
(c)1,4−ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、又はクロマン−2,6−ジイル基。
In the general formula (LC), A LC1 and A LC2 each independently represent a group selected from the group consisting of the following group (a), group (b) and group (c).
(A) trans-1,4-cyclohexylene group (one CH 2 group present in this group or two or more CH 2 groups not adjacent to each other may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom) ),
(B) 1,4-phenylene group (one CH group present in this group or two or more non-adjacent CH groups may be substituted with a nitrogen atom),
(C) 1,4-bicyclo (2.2.2) octylene group, naphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2 , 6-diyl group or chroman-2,6-diyl group.

前記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。 One or two or more hydrogen atoms contained in the group (a), group (b) or group (c) may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 , respectively. Good.

一般式(LC)中、ZLCは単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。 In the general formula (LC), Z LC is a single bond, —CH═CH—, —CF═CF—, —C≡C—, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —. , -CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - COO- or an -OCO-.

一般式(LC)中、YLCは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。 In general formula (LC), YLC represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, and an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group may be —O—, —CH═CH—, —CO—, —OCO—, —COO—, —C, so that the oxygen atom is not directly adjacent. ≡C—, —CF 2 O—, —OCF 2 — may be substituted, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted with a halogen atom.

一般式(LC)中、aは1〜4の整数を表す。aが2、3又は4を表し、一般式(LC)中にALC1が複数存在する場合、複数存在するALC1は、同一であっても異なっていてもよく、ZLCが複数存在する場合、複数存在するZLCは、同一であっても異なっていてもよい。 In general formula (LC), a represents an integer of 1 to 4. When a represents 2, 3 or 4, and there are a plurality of ALC1s in the general formula (LC), the plurality of ALC1s may be the same or different, and there are a plurality of ZLCs A plurality of Z LCs may be the same or different.

前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC1)及び一般式(LC2)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。   The compound represented by the general formula (LC) is preferably one or more compounds selected from the group of compounds represented by the following general formula (LC1) and general formula (LC2).

一般式(LC1)又は(LC2)中、RLC11及びRLC21は、それぞれ独立して炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、RLC11及びRLC21は、それぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましく、直鎖状であることが更に好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましい。 In general formula (LC1) or (LC2), R LC11 and R LC21 each independently represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more CH 2 groups in the alkyl group are One of the alkyl groups may be substituted with —O—, —CH═CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C≡C— so that the oxygen atoms are not directly adjacent. Alternatively, two or more hydrogen atoms may be optionally substituted with a halogen atom. As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), R LC11 and R LC21 are each independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or the number of carbon atoms. An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable, and is further linear. The alkenyl group preferably represents the following structure.

(式中、環構造へは右端で結合するものとする。) (In the formula, it shall be bonded to the ring structure at the right end.)

一般式(LC1)又は(LC2)中、ALC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は酸素原子で置換されていてもよく、1,4−フェニレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。 In general formula (LC1) or (LC2), A LC11 and A LC21 each independently represent any one of the following structures. In the structure, one or more CH 2 groups in the cyclohexylene group may be substituted with an oxygen atom, and one or more CH groups in the 1,4-phenylene group are nitrogen atoms. And one or more hydrogen atoms in the structure may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 .

一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、ALC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造が好ましい。 As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), ALC11 and ALC21 each independently preferably have one of the following structures.

一般式(LC1)又は(LC2)中、XLC11、XLC12、XLC21〜XLC23は、それぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表し、YLC11及びYLC21はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、シアノ基、−CF、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表す。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、YLC11及びYLC21は、それぞれ独立して塩素原子、シアノ基、−CF又は−OCFが好ましく、フッ素原子又は−OCFがより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。 In the general formula (LC1) or (LC2), X LC11, X LC12, X LC21 ~X LC23 are each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, a -CF 3 or -OCF 3, Y LC11 and Y LC21 each independently represents a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, a cyano group, —CF 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2 or —OCF 3 . As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), Y LC11 and Y LC21 are each independently preferably a chlorine atom, a cyano group, —CF 3 or —OCF 3 , and a fluorine atom or —OCF 3 is More preferred is a fluorine atom.

一般式(LC1)又は(LC2)中、ZLC11及びZLC21は、それぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、ZLC11及びZLC21は、それぞれ独立して単結合、−CHCH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−が好ましく、単結合、−CHCH−、−OCH−、−OCF−又は−CFO−がより好ましく、単結合、−OCH−又は−CFO−が更に好ましい。 In general formula (LC1) or (LC2), Z LC11 and Z LC21 each independently represent a single bond, —CH═CH—, —CF═CF— , —C≡C— , —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —COO— or —OCO— is represented. As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), Z LC11 and Z LC21 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, —COO— , —OCO— , —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 — or —CF 2 O— is preferred, and a single bond, —CH 2 CH 2 —, —OCH 2 —, —OCF 2 — or —CF 2 O— is more preferred, and a single bond , —OCH 2 — or —CF 2 O— is more preferable.

一般式(LC1)又は(LC2)中、mLC11及びmLC21は、それぞれ独立して1〜4の整数を表す。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、mLC11及びmLC21は、それぞれ独立して1、2又は3が好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には1又は2がより好ましく、ネマティック相上限温度の上限値を改善する場合には2又は3がより好ましい。一般式(LC1)又は(LC2)中に、ALC11、ALC21、ZLC11及びZLC21が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。 In general formula (LC1) or (LC2), m LC11 and m LC21 each independently represent an integer of 1 to 4. As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), mLC11 and mLC21 are preferably independently 1, 2 or 3, respectively, and when importance is attached to storage stability at low temperature and response speed. 1 or 2 is more preferable, and 2 or 3 is more preferable when improving the upper limit of the nematic phase upper limit temperature. When a plurality of A LC11 , A LC21 , Z LC11 and Z LC21 are present in the general formula (LC1) or (LC2), they may be the same or different.

一般式(LC1)で表わされる化合物としては、下記一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。   The compound represented by the general formula (LC1) is one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (LC1-a) to general formula (LC1-c). Is preferred.

一般式(LC1−a)〜(LC1−c)中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表す。一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)で表される化合物としては、RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましい。また、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、YLC11はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。 In the general formula (LC1-a) ~ (LC1 -c), and R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 R LC11 is in formula each independently (LC1), Y LC11, X LC11 and X LC12 Represents the same meaning. As the compounds represented by formulas (LC1-a) to (LC1-c), R LC11 is independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. Further, preferably a hydrogen atom or a fluorine atom X LC11 and X LC12 each independently, Y LC11 each independently a fluorine atom, -CF 3 or -OCF 3 are preferred.

一般式(LC1−a)〜(LC1−c)中、ALC1a1、ALC1a2及びALC1b1は、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表す。また、一般式(LC1−a)〜(LC1−c)中、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1〜XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表す。一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)で表される化合物としては、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1〜XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。 In general formulas (LC1-a) to (LC1-c), A LC1a1 , ALC1a2 and ALC1b1 are trans-1,4-cyclohexylene group, tetrahydropyran-2,5-diyl group, 1,3-dioxane. Represents a -2,5-diyl group. Further, in the general formula (LC1-a) ~ (LC1 -c), X LC1b1, X LC1b2, X LC1c1 ~X LC1c4 are each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, a -CF 3 or -OCF 3 Represent. As a compound represented by general formula (LC1-a) to general formula (LC1-c), XLC1b1 , XLC1b2 , and XLC1c1 to XLC1c4 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.

また、一般式(LC1)は、下記一般式(LC1−d)から一般式(LC1−m)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることも好ましい。   Moreover, it is also preferable that general formula (LC1) is 1 type, or 2 or more types of compounds chosen from the group which consists of a compound represented by the following general formula (LC1-d) to general formula (LC1-m).

一般式(LC1−d)〜(LC1−m)中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表す。一般式(LC1−d)〜(LC1−m)で表わされる化合物としては、RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましい。また、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。YLC11はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。 In the general formula (LC1-d) ~ (LC1 -m), and R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 R LC11 is in formula each independently (LC1), Y LC11, X LC11 and X LC12 Represents the same meaning. As the compounds represented by the general formulas (LC1-d) to (LC1-m), R LC11 is independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or the number of carbon atoms. An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. Further, X LC11 and X LC12 is preferably a hydrogen atom or a fluorine atom independently. Y LC11 is preferably each independently a fluorine atom, —CF 3 or —OCF 3 .

一般式(LC1−d)〜(LC1−m)中、ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1〜ALC1m3はそれぞれ独立して、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表す。 In general formulas (LC1-d) to (LC1-m), ALC1d1 , ALC1f1 , ALC1g1 , ALC1j1 , ALC1k1 , ALC1k2 , ALC1m1 to ALC1m3 are each independently a 1,4-phenylene group. , Trans-1,4-cyclohexylene group, tetrahydropyran-2,5-diyl group, or 1,3-dioxane-2,5-diyl group.

一般式(LC1−d)〜(LC1−m)中、XLC1d1、XLC1d2、XLC1f1、XLC1f2、XLC1g1、XLC1g2、XLC1h1、XLC1h2、XLC1i1、XLC1i2、XLC1j1〜XLC1j4、XLC1k1、XLC1k2、XLC1m1及びXLC1m2はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表す。一般式(LC1−d)〜(LC1−m)で表わされる化合物としては、XLC1d1〜XLC1m2はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。 In the general formula (LC1-d) ~ (LC1 -m), X LC1d1, X LC1d2, X LC1f1, X LC1f2, X LC1g1, X LC1g2, X LC1h1, X LC1h2, X LC1i1, X LC1i2, X LC1j1 ~X LC1j4 , XLC1k1 , XLC1k2 , XLC1m1 and XLC1m2 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, —CF 3 or —OCF 3 . As the compounds represented by the general formulas (LC1-d) to (LC1-m), X LC1d1 to X LC1m2 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.

一般式(LC1−d)〜(LC1−m)中、ZLC1d1、ZLC1e1、ZLC1j1、ZLC1k1、ZLC1m1はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。一般式(LC1−d)〜(LC1−m)で表わされる化合物としては、ZLC1d1〜ZLC1m1はそれぞれ独立して−CFO−又は−OCH−が好ましい。 In the general formulas (LC1-d) to (LC1-m), Z LC1d1 , Z LC1e1 , Z LC1j1 , Z LC1k1 , and Z LC1m1 are each independently a single bond, —CH═CH—, —CF═CF— , — C≡C—, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —COO— or —OCO— Represent. As the compounds represented by the general formulas (LC1-d) to (LC1-m), ZLC1d1 to ZLC1m1 are each independently preferably —CF 2 O— or —OCH 2 —.

一般式(LC2)は、下記一般式(LC2−a)から一般式(LC2−g)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。   The general formula (LC2) is preferably one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (LC2-a) to general formula (LC2-g).

一般式(LC2−a)〜(LC2−g)中、RLC21、YLC21、XLC21〜XLC23はそれぞれ独立して前記一般式(LC2)におけるRLC21、YLC21、XLC21〜XLC23と同じ意味を表す。一般式(LC2−a)〜(LC2−g)で表わされる化合物としては、RLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましい。また、XLC21〜XLC23はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、YLC21はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。 In the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), R LC21 , Y LC21 , X LC21 to X LC23 are each independently R LC21 , Y LC21 , X LC21 to X LC23 in the general formula (LC2). Represents the same meaning. As the compounds represented by the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), R LC21 is independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or the number of carbon atoms. An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. X LC21 to X LC23 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom, and Y LC21 is independently preferably a fluorine atom, —CF 3 or —OCF 3 .

一般式(LC2−a)〜(LC2−g)中、XLC2d1〜XLC2d4、XLC2e1〜XLC2e4、XLC2f1〜XLC2f4及びXLC2g1〜XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表す。一般式(LC2−a)〜(LC2−g)で表わされる化合物としては、XLC2d1〜XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。 In general formulas (LC2-a) to (LC2-g), XLC2d1 to XLC2d4 , XLC2e1 to XLC2e4 , XLC2f1 to XLC2f4 and XLC2g1 to XLC2g4 are each independently a hydrogen atom, chlorine atom, fluorine Represents an atom, —CF 3 or —OCF 3 ; As the compounds represented by the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), X LC2d1 to X LC2g4 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.

一般式(LC2−a)〜(LC2−g)中、ZLC2a1、ZLC2b1、ZLC2c1、ZLC2d1、ZLC2e1、ZLC2f1及びZLC2g1はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。一般式(LC2−a)〜(LC2−g)で表わされる化合物としては、ZLC2a1〜ZLC2g4はそれぞれ独立して−CFO−又は−OCH−が好ましい。 In general formulas (LC2-a) to (LC2-g), Z LC2a1 , Z LC2b1 , Z LC2c1 , Z LC2d1 , Z LC2e1 , Z LC2f1 and Z LC2g1 are each independently a single bond, —CH═CH—, — CF═CF—, —C≡C—, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —COO -Or -OCO- is represented. Examples of the compound represented by the general formula (LC2-a) ~ (LC2 -g), Z LC2a1 ~Z LC2g4 each independently -CF 2 O-or -OCH 2 - is preferred.

前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC6)で表される化合物(ただし、一般式(LC1)又は〜一般式(LC2)で表される化合物を除く。)から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることも好ましい。   The compound represented by the general formula (LC) is selected from the compounds represented by the following general formula (LC6) (excluding the compounds represented by the general formula (LC1) or to the general formula (LC2)). It is also preferable that it is 1 type, or 2 or more types of compounds.

一般式(LC6)中、RLC61及びRLC62は、それぞれ独立して炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよい。一般式(LC6)で表わされる化合物としては、RLC61及びRLC62は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記のいずれかの構造を表すことが最も好ましい。 In General Formula (LC6), R LC61 and R LC62 each independently represent an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group may be —O—, —CH═CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C, so that the oxygen atoms are not directly adjacent. ≡C— may be substituted, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally halogen substituted. As the compound represented by the general formula (LC6), R LC61 and R LC62 are each independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or 2 to 7 carbon atoms. The alkenyl group is preferably represented by any one of the following structures.

(式中、環構造へは右端で結合するものとする。) (In the formula, it shall be bonded to the ring structure at the right end.)

一般式(LC6)中、ALC61〜ALC63はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCHCH基は−CH=CH−、−CFO−、−OCF−で置換されていてもよく、1,4−フェニレン基中1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。 In General Formula (LC6), A LC61 to A LC63 each independently represent any of the following structures. In the structure, one or more CH 2 CH 2 groups in the cyclohexylene group may be substituted with —CH═CH—, —CF 2 O—, —OCF 2 —. One or two or more CH groups in the phenylene group may be substituted with a nitrogen atom.

一般式(LC6)で表わされる化合物としては、ALC61〜ALC63は、それぞれ独立して下記のいずれかの構造が好ましい。
As the compound represented by the general formula (LC6), A LC61 to A LC63 each independently preferably has one of the following structures.

一般式(LC6)中、ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表し、mLC61は0〜3を表す。一般式(LC6)で表わされる化合物としては、ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−が好ましい。 In the general formula (LC6), Z LC61 and Z LC62 each independently represent a single bond, —CH═CH—, —C≡C— , —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —COO—. , -OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 - or -CF 2 O-a represents, MLC61 represents 0-3. As the compound represented by the general formula (LC6), Z LC61 and Z LC62 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, —COO— , —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2. - or -CF 2 O-are preferred.

一般式(LC6)で表わされる化合物としては、下記一般式(LC6−a)から一般式(LC6−m)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。一般式(LC6−a)〜一般式(LC6−m)式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基又は炭素原子数2〜7のアルケニルオキシ基を表す。 The compound represented by the general formula (LC6) is one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (LC6-a) to general formula (LC6-m). Is preferred. In general formula (LC6-a) to general formula (LC6-m), R LC61 and R LC62 are each independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or a carbon atom. An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms or an alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms is represented.

[液晶表示素子]
本発明に係る液晶表示素子は、液晶層を構成する液晶組成物として本発明に係る液晶組成物を用いた以外は、従来技術による液晶表示素子と同じ構造を有する。即ち、本発明に係る液晶表示素子は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に液晶層が狭持された構造を有している。基板に設けられた配向膜と基板に設けられた電極に電気を印加して、液晶分子の配向が制御される。偏光板、位相差フィルムなどを具備させることにより、この配向状態を利用して表示をさせる。液晶表示素子としては、TN、STN、ECB、VA、IPS、 FFS、πセル、OCB、SSFLC、Polymer-Stabilized V-FLCD、コレステリック液晶などの動作モードに適用できるが、TNが特に好ましい。
[Liquid crystal display element]
The liquid crystal display element according to the present invention has the same structure as the liquid crystal display element according to the prior art except that the liquid crystal composition according to the present invention is used as the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer. That is, the liquid crystal display element according to the present invention has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is transparent. By applying electricity to the alignment film provided on the substrate and the electrode provided on the substrate, the alignment of the liquid crystal molecules is controlled. By providing a polarizing plate, a retardation film, etc., display is performed using this orientation state. The liquid crystal display element can be applied to operation modes such as TN, STN, ECB, VA, IPS, FFS, π cell, OCB, SSFLC, Polymer-Stabilized V-FLCD, cholesteric liquid crystal, and TN is particularly preferable.

本発明に係る液晶表示素子の基板間の距離(d)は、2〜5μmの範囲が好ましく、3.5μm以下が更に好ましい。液晶組成物の複屈折(Δn)と基板間の距離(d)の積は、0.3〜0.4μmの範囲が特に好ましく、0.30〜0.35μmの範囲が更に好ましく、0.31〜0.33μmの範囲が特に好ましい。液晶表示素子の基板間の距離(d)及び液晶組成物の複屈折(Δn)と基板間の距離(d)の積をそれぞれ上記範囲内とすることにより、高速応答で色再現性が好ましい表示を得ることができる。   The distance (d) between the substrates of the liquid crystal display element according to the present invention is preferably in the range of 2 to 5 μm, and more preferably 3.5 μm or less. The product of the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates is particularly preferably in the range of 0.3 to 0.4 μm, more preferably in the range of 0.30 to 0.35 μm, and 0.31. A range of ˜0.33 μm is particularly preferable. Display with favorable color reproducibility with high-speed response by setting the product of the distance (d) between the substrates of the liquid crystal display element and the product of the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates. Can be obtained.

本発明に係る液晶組成物及び液晶表示素子は、従来のナノ粒子の分散安定性が低いナノ粒子含有液晶組成物に比べて、LCD、LC−EOデバイスの動作電圧を低減させ、応答速度を向上させることができるため、高フレーム周波数のLC−TV(120Hz、240Hz)や、低消費電圧を特徴とするフィールドシークェンシャルカラー(FS−C)LCDのさらなる普及のために有効である。さらに、3D−TV、スマートフフォン、バッドコンピューター、パーソナルコンピューターを始め現用のLCDの消費電力の低減と表示性能向上に有効である。本発明に係る液晶組成物及び液晶表示素子は、0℃又はそれ以下の低温において応答時間の安定した低減を実現することができるため、LCDの性能向上に役立つ。   The liquid crystal composition and liquid crystal display device according to the present invention reduce the operating voltage of LCD and LC-EO devices and improve the response speed compared to conventional nanoparticle-containing liquid crystal compositions with low dispersion stability of nanoparticles. Therefore, it is effective for further widespread use of high frame frequency LC-TV (120 Hz, 240 Hz) and field sequential color (FS-C) LCD characterized by low power consumption. Furthermore, it is effective in reducing the power consumption and improving the display performance of LCDs currently used such as 3D-TV, smart phone, bad computer, personal computer. Since the liquid crystal composition and the liquid crystal display element according to the present invention can realize a stable reduction in response time at a low temperature of 0 ° C. or lower, it is useful for improving the performance of the LCD.

以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are given and this invention is further explained in full detail, this invention is not limited to these Examples etc.

[実施例1]
ナノ粒子を含有させた液晶組成物をボトル内で2週間静置した時の飽和沈降厚(Suturated sedimentation height)(%)を調べ、該液晶組成物における該ナノ粒子の分散安定性を調べた。
粒子を分散させたスラリー状の液晶組成物をボトル内で静置すると、粒子が徐々に沈降し、粒子をほとんど含まない上層と、粒子が沈降している下層とに分離される。この下層の厚さ(高さ)は長時間静置すると一定となる。この一定になった状態における液晶組成物全体の高さに対する下層の高さの割合を飽和沈降厚(%)という。粒子の分散安定性が高いほど、上層が少なく、飽和沈降厚(%)が大きくなる。
[Example 1]
The saturation sedimentation height (%) when the liquid crystal composition containing the nanoparticles was allowed to stand in a bottle for 2 weeks was examined, and the dispersion stability of the nanoparticles in the liquid crystal composition was examined.
When the slurry-like liquid crystal composition in which particles are dispersed is allowed to stand in a bottle, the particles gradually settle and are separated into an upper layer containing almost no particles and a lower layer in which the particles are settled. The thickness (height) of this lower layer becomes constant when left standing for a long time. The ratio of the height of the lower layer to the height of the entire liquid crystal composition in this constant state is referred to as saturated sedimentation thickness (%). The higher the dispersion stability of the particles, the lower the upper layer and the higher the saturated sedimentation thickness (%).

具体的には、表1及び表2に記載されている組成にて、液晶(表中、「NLC」)に、フュームドシリカナノ粒子(表中、「NPs(SiO)」)を1質量%となるように、カイラル化合物(表中、「カイラル分子」)をピッチが各表の値となるように、それぞれ添加して均一になるように混合し、分散性を評価した。次いで、内部が視認可能なボトルに入れて2週間室温で静置した後に、飽和沈降厚(%)を測定した。測定結果を表1及び2に示す。 Specifically, in the composition described in Table 1 and Table 2, 1% by mass of fumed silica nanoparticles (in the table, “NPs (SiO 2 )”) is added to the liquid crystal (in the table, “NLC”). Thus, a chiral compound (in the table, “chiral molecule”) was added so that the pitch was the value shown in each table, and mixed uniformly to evaluate the dispersibility. Subsequently, after putting in the bottle which can visually recognize the inside and leaving still at room temperature for 2 weeks, saturation sedimentation thickness (%) was measured. The measurement results are shown in Tables 1 and 2.

表1及び2の「NLC」欄中、NTN−02、NTN−03−Pure、NTN−03 E018、NTN−03 E088、NTN−03 B128、NTN−03 B026、NTN−03 W489、NTN−03 W098、NTN−03 009、及びNTN−03 044は、いずれもネマティック液晶(DIC社製)を表す。NTN−02はフッ素系液晶であり、NTN−03はシアノ系液晶である。また、表1及び2の「NPs(SiO)」欄中、「R−812」はAerosil(登録商標)R−812(表面がトリメチルシリル化されたフュームドシリカ、平均一次粒子径(核の平均粒子径):約7nm、EVONIK社製)を、「RY−300」はAerosil(登録商標)RY−300(表面がジメチルシリコーンオイルによりジメチルポリシロキサン化されたフュームドシリカ、平均一次粒子径(核の平均粒子径):約7nm、EVONIK社製)を、それぞれ表す。表1及び2の「カイラル分子」欄中、「C−1」〜「C−5」は、下記カイラル分子(C−1)〜(C−5)を意味する。なお、Aerosil(登録商標)R−812とAerosil(登録商標)RY−300は、いずれも凍結レプリカ/TEM法により観察した結果、平均粒子径が40nm程度の不規則な形状をしているナノ粒子であって、各粒子あたり、核となるフュームドシリカナノ粒子が7〜10個程度包含されていた。 In the "NLC" column of Tables 1 and 2, NTN-02, NTN-03-Pure, NTN-03 E018, NTN-03 E088, NTN-03 B128, NTN-03 B026, NTN-03 W489, NTN-03 W098 , NTN-03 009, and NTN-03 044 all represent nematic liquid crystals (manufactured by DIC). NTN-02 is a fluorine-based liquid crystal, and NTN-03 is a cyano-based liquid crystal. Further, in the “NPs (SiO 2 )” column of Tables 1 and 2, “R-812” is Aerosil® R-812 (fumed silica whose surface is trimethylsilylated, average primary particle size (average of nuclei) Particle size): about 7 nm, manufactured by EVONIK), “RY-300” is Aerosil (registered trademark) RY-300 (fumed silica whose surface is dimethylpolysiloxaned with dimethyl silicone oil, average primary particle size (core) Mean particle diameter): about 7 nm, manufactured by EVONIK). In the “chiral molecule” column of Tables 1 and 2, “C-1” to “C-5” mean the following chiral molecules (C-1) to (C-5). Aerosil (registered trademark) R-812 and Aerosil (registered trademark) RY-300 are both observed by the frozen replica / TEM method. As a result, nanoparticles having an irregular shape with an average particle size of about 40 nm are observed. In addition, about 7 to 10 fumed silica nanoparticles serving as nuclei were included for each particle.

図1に、2週間静置後のボトル2−1〜2−3の外観の写真を示す。表1及び2の結果に示すように、各種ネマティック液晶において、ピッチが小さくなるほど(すなわち、カイラル化合物の添加量が多くなるほど)、飽和沈降厚が大きくなった。特に、カイラルピッチが12〜14μm程度になるようにカイラル化合物を添加した系では、ナノ粒子が非常に良好に分散していた。これらの結果から、疎水化表面処理されたナノ粒子とカイラル化合物を共に混合することにより、該ナノ粒子の長期分散安定性が改善されること、充分な量のカイラル化合物を混合させることにより、該ナノ粒子の沈降現象が生じずに安定分散状態を保持し得ることが明らかである。また、ボトル3−15〜3−18のようにR型カイラル化合物とL型カイラル化合物の両方を含有する液晶組成物においてもナノ粒子の長期分散安定性が改善されていたことから、本発明に係る液晶組成物が、VA、IPS、FFSなどの非ねじれ系LCDにも有効であることが確認された。その他、カイラル分子(C−5)を添加した系よりも、カイラル分子(C−1)〜(C−4)を添加した系のほうが、ナノ粒子の長期分散安定性に対する改善効果がより高い傾向が観察された。カイラル分子(C−1)〜(C−4)が電子求引性官能基を有しているのに対して、カイラル分子(C−5)は電子求引性官能基を有しておらず、分極が小さいことから、カイラル化合物として分極が大きいものを用いることにより、より高いナノ粒子の長期分散安定性改善効果が得られることが示唆された。   FIG. 1 shows a photograph of the appearance of the bottles 2-1 to 2-3 after standing for 2 weeks. As shown in the results of Tables 1 and 2, in various nematic liquid crystals, the saturation sedimentation thickness increased as the pitch decreased (that is, as the amount of chiral compound added increased). In particular, in the system in which the chiral compound was added so that the chiral pitch was about 12 to 14 μm, the nanoparticles were very well dispersed. From these results, mixing the hydrophobic surface-treated nanoparticles and the chiral compound together improves the long-term dispersion stability of the nanoparticles, and by mixing a sufficient amount of the chiral compound, It is clear that the stable dispersion state can be maintained without causing the nanoparticle sedimentation phenomenon. Further, in the liquid crystal composition containing both the R-type chiral compound and the L-type chiral compound as in the bottles 3-15 to 3-18, the long-term dispersion stability of the nanoparticles was improved. It was confirmed that such a liquid crystal composition is also effective for non-twisted LCDs such as VA, IPS, and FFS. In addition, the system to which chiral molecules (C-1) to (C-4) are added tends to have a higher improvement effect on the long-term dispersion stability of the nanoparticles than the system to which chiral molecules (C-5) are added. Was observed. The chiral molecules (C-1) to (C-4) have an electron withdrawing functional group, whereas the chiral molecules (C-5) have no electron withdrawing functional group. From the fact that the polarization is small, it was suggested that the use of a chiral compound having a large polarization can provide a higher effect of improving the long-term dispersion stability of the nanoparticles.

[実施例2]
ネマティック液晶NLC−02(Δn=0.125、DIC社製)のみの液晶組成物A(ピッチ=∞)、NLC−02にカイラル分子(C−1)を1.33質量%のみ添加した液晶組成物B(ピッチ=12μm(p/d=4))、NLC−02に実施例1でも使用したAerosil(登録商標)R−812のみを1質量%になるように添加した液晶組成物C(ピッチ=∞)、NLC−02にAerosil(登録商標)R−812を1質量%になるように添加し、カイラル分子(C−1)も添加した液晶組成物D(ピッチ=12μm(p/d=4))を調製した。
[Example 2]
Liquid crystal composition A (pitch = ∞) of only nematic liquid crystal NLC-02 (Δn = 0.125, manufactured by DIC), liquid crystal composition in which only 1.33% by mass of chiral molecule (C-1) is added to NLC-02 Product B (pitch = 12 μm (p / d = 4)), liquid crystal composition C (pitch added only 1% by mass of Aerosil® R-812 used in Example 1 to NLC-02) = ∞), liquid crystal composition D (pitch = 12 μm (p / d = 4)) was prepared.

次いで、各液晶組成物を、NTNセル(液晶層の厚さ(d)=2.5〜3.2μm)に注入し、液晶表示素子を作成した。これらの液晶表示素子を用いて作成したTN液晶表示装置に室温(25℃)又は0℃にて電圧印加(最大10V)し、光透過量を瞬間マルチ測光システムOPTIPRO(シンテック(株)製)にて電気光学測定を行った。   Next, each liquid crystal composition was injected into an NTN cell (liquid crystal layer thickness (d) = 2.5 to 3.2 μm) to prepare a liquid crystal display element. A voltage is applied to a TN liquid crystal display device made using these liquid crystal display elements at room temperature (25 ° C.) or 0 ° C. (maximum 10 V), and the light transmission amount is changed to an instantaneous multi-photometry system OPTIPRO (manufactured by Shintec Corporation). Electro-optical measurement was performed.

各液晶組成物から作製された液晶表示素子の25℃におけるV−T曲線(動作電圧−透過率特性)を図2に、0℃におけるV−T曲線を図3に、それぞれ示す。図2(A)及び3(A)は測定値に基づくV−T曲線であり、図2(B)及び3(B)はそれぞれ図2(A)及び3(A)のV−T曲線を、0Vにおける透過率を1にノーマライズしたV−T曲線である。この結果、液晶組成物Aからなる液晶表示素子と液晶組成物Cからなる液晶表示素子の結果を比較すると、ピッチ=∞の場合、25℃ではナノ粒子添加により閾値電圧(V(T=90%))は、2.30Vから2.14Vへと低減し、低減率は−7%であった。液晶組成物Bからなる液晶表示素子と液晶組成物Dからなる液晶表示素子の結果を比較すると、ピッチ=12μm(p/d=4)の場合(カイラル化合物を添加した場合)、カイラル化合物の添加により動作電圧は高電圧側にシフトしたが、ナノ粒子の添加により電圧低減も生じていた。0℃のV−T曲線は、25℃と同様の傾向を示した。つまり、疎水化表面処理された特定の大きさのナノ粒子とカイラル化合物を含有させることにより、0℃程度の低温においても、動作電圧の上昇を充分に抑制することができ、かつ応答時間も非常に短縮できることが明らかである。   A VT curve (operating voltage-transmittance characteristic) at 25 ° C. of a liquid crystal display element produced from each liquid crystal composition is shown in FIG. 2, and a VT curve at 0 ° C. is shown in FIG. 2 (A) and 3 (A) are VT curves based on the measured values, and FIGS. 2 (B) and 3 (B) are VT curves of FIGS. 2 (A) and 3 (A), respectively. , VT curve in which the transmittance at 0V is normalized to 1. As a result, when the results of the liquid crystal display element made of the liquid crystal composition A and the liquid crystal display element made of the liquid crystal composition C are compared, the threshold voltage (V (T = 90%) is obtained by adding nanoparticles at 25 ° C. when the pitch = ∞. )) Was reduced from 2.30 V to 2.14 V, and the reduction rate was -7%. When the results of the liquid crystal display element comprising the liquid crystal composition B and the liquid crystal display element comprising the liquid crystal composition D are compared, when pitch = 12 μm (p / d = 4) (when a chiral compound is added), the addition of the chiral compound As a result, the operating voltage shifted to the high voltage side, but the voltage reduction was also caused by the addition of nanoparticles. The VT curve at 0 ° C. showed a tendency similar to that at 25 ° C. In other words, the inclusion of nanoparticles with a specific size treated with a hydrophobic surface and a chiral compound can sufficiently suppress an increase in operating voltage even at a low temperature of about 0 ° C., and the response time is also extremely high. It is clear that it can be shortened.

0℃における応答時間(NTN−LCDセルで光透過率(T)がT(90%)からT(10%)に変化すために要する時間)の印加電圧依存性を図4及び5に示す。図4はτoffの過程を示し、図5はτonの過程を示す。図4において、液晶組成物Aからなる液晶表示素子と液晶組成物Cからなる液晶表示素子の結果を比較すると、動作電圧5.5Vのときの応答時間τoffは、ピッチ=∞(p/d=∞)の場合にはナノ粒子添加によりが8.2ミリ秒から5.8ミリ秒に低減していた。また、液晶組成物Aからなる液晶表示素子と液晶組成物Bからなる液晶表示素子と液晶組成物Dからなる液晶表示素子の結果を比較すると、動作電圧5.5Vのときの応答時間τoffは、カイラル化合物を添加してp/d=4とすると8.2ミリ秒から6.2ミリ秒に低減し、さらにナノ粒子を添加すると8.2ミリ秒から5.5ミリ秒に低減した。つまり、合計の低減率([δτd]/[τd])は−37%であった。また、τoffの値は、あまり動作電圧に依存していなかった。 4 and 5 show the applied voltage dependence of the response time at 0 ° C. (the time required for the light transmittance (T) to change from T (90%) to T (10%) in the NTN-LCD cell). 4 shows the process of τ off , and FIG. 5 shows the process of τ on . In FIG. 4, when the results of the liquid crystal display element made of the liquid crystal composition A and the liquid crystal display element made of the liquid crystal composition C are compared, the response time τ off when the operating voltage is 5.5 V is the pitch = ∞ (p / d In the case of = ∞), the addition of nanoparticles reduced the time from 8.2 milliseconds to 5.8 milliseconds. Further, when comparing the results of the liquid crystal display element composed of the liquid crystal composition A, the liquid crystal display element composed of the liquid crystal composition B, and the liquid crystal display element composed of the liquid crystal composition D, the response time τ off at the operating voltage of 5.5 V is When the chiral compound was added and p / d = 4, the time was reduced from 8.2 milliseconds to 6.2 milliseconds, and when nanoparticles were further added, the time was reduced from 8.2 milliseconds to 5.5 milliseconds. That is, the total reduction rate ([δτd] / [τd]) was −37%. Also, the value of τ off did not depend much on the operating voltage.

更に、ナノ粒子添加によるコントラスト比に与える効果を検討するため、実施例1及び2と同様にナノ粒子の添加濃度を0.1wt%又は0.5wt%とした各液晶組成物を使用した液晶表示素子を作製した。これらの液晶表示素子を真正面から見た角度を「0度」とし、それから左右60度の視野角で、連続的にナノ粒子添加前と比較して、連続的に2.1〜2.3倍、上昇した。これによりナノ粒子添加によるコントラスト改善効果を確認できた。   Furthermore, in order to examine the effect on the contrast ratio due to the addition of nanoparticles, a liquid crystal display using each liquid crystal composition having an addition concentration of nanoparticles of 0.1 wt% or 0.5 wt% as in Examples 1 and 2. An element was produced. The angle when these liquid crystal display elements are viewed from the front is set to “0 degree”, and then, at a viewing angle of 60 degrees on the left and right, it is continuously 2.1 to 2.3 times that before addition of the nanoparticles. ,Rose. Thereby, the contrast improvement effect by nanoparticle addition was confirmed.

Claims (6)

平均粒子径が10〜100nmであり、かつ疎水化表面処理されたナノ粒子、及びカイラル化合物を含有し、かつ前記ナノ粒子の含有量が0.01〜5.0質量%であることを特徴とする液晶組成物。   The average particle diameter is 10 to 100 nm, and the nanoparticles having a hydrophobic surface treatment and a chiral compound are contained, and the content of the nanoparticles is 0.01 to 5.0% by mass. Liquid crystal composition. ピッチが10〜15μmである、請求項1に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the pitch is 10 to 15 μm. R型カイラル化合物とL型カイラル化合物を含有し、前記R型カイラル化合物によるカイラルティと前記L型カイラル化合物によるカイラルティが相殺されている、請求項1又は2に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, comprising an R-type chiral compound and an L-type chiral compound, wherein the chirality due to the R-type chiral compound and the chirality due to the L-type chiral compound are offset. 前記ナノ粒子が、二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及びセレン化カドミウムからなる群より選択される1種以上の核を含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶組成物。   4. The nanoparticle according to claim 1, wherein the nanoparticle contains one or more nuclei selected from the group consisting of silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and cadmium selenide. Liquid crystal composition. さらに、一般式(LC)
(式中、RLCは炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよく、
LC1及びALC2は、それぞれ独立して、
(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。)、
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)、及び
(c)1,4−ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、又はクロマン−2,6−ジイル基
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよく、
LCは単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表し、
LCは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、
aは1〜4の整数を表すが、aが2、3又は4を表し、ALC1が複数存在する場合、複数存在するALC1は、同一であっても異なっていてもよく、ZLCが複数存在する場合、複数存在するZLCは、同一であっても異なっていてもよい。)で表される液晶性化合物を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶組成物。
Furthermore, the general formula (LC)
(Wherein R LC represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more CH 2 groups in the alkyl group are —O—, — CH = CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C≡C— may be substituted, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group are optionally substituted with halogen atoms You may,
A LC1 and A LC2 are each independently
(A) trans-1,4-cyclohexylene group (one CH 2 group present in this group or two or more CH 2 groups not adjacent to each other may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom) ),
(B) 1,4-phenylene group (one CH group present in this group or two or more CH groups not adjacent to each other may be substituted with a nitrogen atom), and (c) 1 , 4-bicyclo (2.2.2) octylene group, naphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl A group or a group selected from the group consisting of a chroman-2,6-diyl group, but one or more hydrogen atoms contained in the group (a), group (b) or group (c) Each may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 ,
Z LC is a single bond, —CH═CH—, —CF═CF—, —C≡C—, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, Represents —OCF 2 —, —CF 2 O—, —COO— or —OCO—,
Y LC represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more CH 2 groups in the alkyl group are directly bonded to an oxygen atom. May be substituted with —O—, —CH═CH—, —CO—, —OCO—, —COO—, —C≡C—, —CF 2 O—, —OCF 2 — so as not to be adjacent, One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted by halogen atoms;
a represents an integer of 1 to 4, but a represents 2, 3 or 4, and when there are a plurality of A LC1 , the plurality of A LC1 may be the same or different, and Z LC is When there are a plurality of Z LCs , the plurality of Z LCs may be the same or different. The liquid crystal composition as described in any one of Claims 1-4 containing the liquid crystalline compound represented by this.
少なくとも一方が透明な2枚の基板間に液晶層が狭持された構造を有し、該液晶層に請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶組成物を含有することを特徴とする液晶表示素子。   A liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is transparent, and the liquid crystal layer contains the liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 5. Liquid crystal display element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016208411A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Dic株式会社 Nematic liquid-crystal composition and liquid-crystal display element including same

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08134454A (en) * 1994-11-16 1996-05-28 Dainippon Ink & Chem Inc Liquid crystal display element and display using the same
JPH09125061A (en) * 1995-10-26 1997-05-13 Showa Shell Sekiyu Kk Liquid crystal compound having small spontaneous polarization and liquid crystal composition containing the compound
JPH10176168A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Kashima Sekiyu Kk Liquid crystal composition and liquid crystal element
JPH10195445A (en) * 1997-01-07 1998-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal displaying element
JP2005148705A (en) * 2003-10-22 2005-06-09 Science Univ Of Tokyo Liquid crystal electrooptical element, liquid crystal electrooptical element material, method for manufacturing liquid crystal electrooptical element material, and method for using liquid crystal electrooptical element
JP2008111009A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal-compatible particle-containing liquid crystal and liquid crystal display device
JP2008518899A (en) * 2004-11-03 2008-06-05 キネティック リミテッド Compounds used in liquid crystal devices
JP2008191420A (en) * 2007-02-05 2008-08-21 Fuji Xerox Co Ltd Liquid crystal-containing composition, method for manufacturing liquid crystal-containing composition, and liquid crystal display element
JP2009517486A (en) * 2004-12-16 2009-04-30 シクパ・ホールディング・ソシエテ・アノニム Cholesteric monolayers and monolayer pigments with specific properties, their production and use
JP2010163588A (en) * 2008-12-19 2010-07-29 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal composition
WO2012002140A1 (en) * 2010-06-28 2012-01-05 株式会社Adeka Novel polymerizable liquid crystal compound and polymerizable liquid crystal composition comprising said polymerizable liquid crystal compound
WO2013073572A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Dic株式会社 Ferroelectric liquid crystal composition and ferroelectric liquid crystal display device

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08134454A (en) * 1994-11-16 1996-05-28 Dainippon Ink & Chem Inc Liquid crystal display element and display using the same
JPH09125061A (en) * 1995-10-26 1997-05-13 Showa Shell Sekiyu Kk Liquid crystal compound having small spontaneous polarization and liquid crystal composition containing the compound
JPH10176168A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Kashima Sekiyu Kk Liquid crystal composition and liquid crystal element
JPH10195445A (en) * 1997-01-07 1998-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal displaying element
JP2005148705A (en) * 2003-10-22 2005-06-09 Science Univ Of Tokyo Liquid crystal electrooptical element, liquid crystal electrooptical element material, method for manufacturing liquid crystal electrooptical element material, and method for using liquid crystal electrooptical element
JP2008518899A (en) * 2004-11-03 2008-06-05 キネティック リミテッド Compounds used in liquid crystal devices
JP2009517486A (en) * 2004-12-16 2009-04-30 シクパ・ホールディング・ソシエテ・アノニム Cholesteric monolayers and monolayer pigments with specific properties, their production and use
JP2008111009A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal-compatible particle-containing liquid crystal and liquid crystal display device
JP2008191420A (en) * 2007-02-05 2008-08-21 Fuji Xerox Co Ltd Liquid crystal-containing composition, method for manufacturing liquid crystal-containing composition, and liquid crystal display element
JP2010163588A (en) * 2008-12-19 2010-07-29 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal composition
WO2012002140A1 (en) * 2010-06-28 2012-01-05 株式会社Adeka Novel polymerizable liquid crystal compound and polymerizable liquid crystal composition comprising said polymerizable liquid crystal compound
WO2013073572A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Dic株式会社 Ferroelectric liquid crystal composition and ferroelectric liquid crystal display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016208411A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Dic株式会社 Nematic liquid-crystal composition and liquid-crystal display element including same
JPWO2016208411A1 (en) * 2015-06-24 2017-06-29 Dic株式会社 Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same
CN107532085A (en) * 2015-06-24 2018-01-02 Dic株式会社 Nematic liquid-crystal composition and use its liquid crystal display cells
TWI704214B (en) * 2015-06-24 2020-09-11 日商迪愛生股份有限公司 Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element using the same

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