JP7229342B2 - 液晶組成物、液晶表示素子及び化合物 - Google Patents
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下記一般式(Y)
Sy1及びSy2は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、該アルキレン基中の-CH2-は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
My1、My2及びMy3は、それぞれ独立して、2価の芳香族基、2価の環脂肪族基、2価の複素環式化合物基、2価の縮合環又は2価の縮合多環を表し、これらの環構造中の水素原子はLy1で置換されてもよく、
Ly1は、Py3-Sy3-、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1~30の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、該アルキル基中の-CH2-は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、Ly1が複数存在する場合それらは同じでも異なっていてもよく、
Py1、Py2及びPy3は重合性基を表し、
Sy3は、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、該アルキレン基中の-CH2-は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
Zy1及びZy2は、それぞれ独立して、単結合、-C2H4-、-C4H8-、-C3H6-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-OCOCH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、Raはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表す。)を表し、
m及びnはそれぞれ独立して0~4の整数を表すが、m+nは0~6であり、
Sy1、Sy2又はLy1が、炭素原子数1~12のアルキレン基又はアルキル基である場合、その1個以上の-CH2-が下記一般式(A-1)
Ki1は、それぞれ独立して下記一般式(K-1)又は(K-2)
Spi3及びSpi4は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキレン基、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のハロゲン化アルキレン基を表し、該アルキレン基又はハロゲン化アルキレン基中の-CH2-は2個の-O-が連続して隣り合うことなく-CH=CH-、-C≡C-又は-O-で置換されてもよく、
Pi2は、重合性基を表し、
Rk1は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~6の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は-O-で置換されてもよく、
ki1及びki3は独立して0又は1を表し、ki2は1又は2を表すが、ki1+ki2+ki3は2であり、
Tk1は、それぞれ独立して一般式(T-1)から(T-10)
RT1は、それぞれ独立して炭素原子数1~5のアルキル基を表し、当該アルキル基の-CH2-は酸素原子が連続して隣り合わないように-O-、-COO-、-C(=O)-又は-OCO-に置換されてもよく、
RT2、RT3及びRT4は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~12のアルキル基を表し、当該アルキル基の-CH2-は酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、-O-、-COO-、-C(=O)-又は-OCO-に置換されてもよい)で表される基を表し、
一般式(K-2)中、Tk2は、それぞれ独立して一般式(T-11)から(T-13)
ZK1は、それぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子を表す。)
で表される基を表す。但し、式中の黒点は結合手を表す。)で表される基を表す。)で表される部分構造で置換されるか、又は、Sy1、Sy2、My1、My2、My3又はLy1中の1個以上の水素原子が下記一般式(A-2)
Tk3は、一般式(T-1)から(T-13)及び(T-14)から(T-24)
YK2はYK1の定義と同じものを表し、
ZK2はZK1の定義と同じものを表し、
UK2、VK2及びSK2は、それぞれ独立してメチン基又は窒素原子を表す。
但し、式中の黒点は結合手を表す。)で表される基を表し、ki4は1~3である。)で表される部分構造で置換される。)で表される化合物Aを1種又は2種以上含有することを特徴とする。
本発明者等は、液晶組成物において下記一般式(Y)で表される化合物Aを含有することにより、高い電圧保持率(VHR)を達成することができることを知見した。詳述すれば、下記一般式(Y)で表される化合物は、化合物Aが有する極性基が、液晶組成物の使用に伴って生じた不純物、例えばアルケニル系化合物の光劣化により生じた不純物を捕獲することにより、上記不純物による液晶組成物の電圧保持率の低下を抑制することができる。さらに、化合物Aが重合化(ポリマー化)する際に、捕獲した不純物が重合体中に取り込まれて固定化されるため、不純物の液晶組成物への再放出を抑制することができる。これにより、不純物が液晶組成物の全域に分散せず、液晶分子と分離させることができ、その結果、液晶組成物の比抵抗及び電圧保持率を高くすることができる。よって、本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、高い信頼性を有することができる。
本発明の液晶組成物は、下記一般式(Y)で表される化合物Aを1種又は2種以上含有することを特徴とする。
Sy1、Sy2又はLy1が、炭素原子数1~12のアルキレン基又はアルキル基である場合、その1個以上の-CH2-が下記一般式(A-1)で表される部分構造で置換されるか、又は、Sy1、Sy2、My1、My2、My3又はLy1中の1個以上の水素原子が後述の一般式(A-2)で表される部分構造で置換される。
本発明の液晶組成物は、上述の一般式(Y)で表される化合物Aに加えて、化合物Aとは異なる重合性化合物Bを1種又は2種含有することが好ましい。本発明の液晶組成物は、重合性化合物Bを含むことにより、VHRをより高くすることができ、特にPSA方式の液晶表示素子の製造に好適に用いることができる。
Pp1及びPp2は、それぞれ独立して重合性基を表す。
Spp1及びSpp2は、それぞれ独立して単結合又はスペーサ基を表す。
Zp1及びZp2は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、zはそれぞれ独立して1~4の整数を表し、RZP1は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)を表す。
Ap1及びAp2は、それぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り-O-で置換されていてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)及び
(cp) ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-1,5-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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これらの基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)
からなる群から選択され基を表し、前記基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、シアノ基、ハロゲン原子、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルケニル基又は-Spp2-Pp2で置換されていてもよい。
Ap3は上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)、ならびに単結合からなる群から選択される基を表し、
また、mp1が0でAp1が基(cp)で表される基である場合Ap3は単結合であってもよい。
mp1は、0、1、2又は3を表す。
分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。
但し、mp1が0であり且つAp1がナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基以外の基である場合は、Ap3は単結合以外の基を表す。
Wp11は、単結合、-O-、-COO-、炭素原子数1~5のアルキレン基を表す。
tp11は、0、1又は2を表す。
tp12及びtp13は、それぞれ独立して0、1又は2を表すが、tp12及び/又はtp13が0を表す場合には単結合を表す。
tp14は、0、1又は2を表す。
tp15及びtp16は、それぞれ独立して0、1又は2を表すが、tp15及び/又はtp16が0を表す場合には単結合を表す。
分子内にRp11、Rp12、Rp13、Rp14、Rp15、Wp11、tp11、tp12、tp13、tp14、tp15及びtp16がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。
P11、P12及びP13は、それぞれ独立して重合性基を表し、
S11、S12及びS13は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接結合しないように-O-、-OCO-又は-COO-で置換されてもよく、
P13及びS13が複数存在する場合は、複数のP13及び複数のS13は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
mr5、mr7、nr5及びnr7は、それぞれ独立して、0、1、又は2を表すが、mr5、mr7、nr5及び/又はnr7が0を表す場合には単結合を表す。
Si1及びSi2は、それぞれ独立してスペーサ基を表す。
Zi1及びZi2は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-(C=O)-O-(CH2)2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、RZP1は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)を表す。
Ai1、Ai2、Ai3及びAi4は、それぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り-O-で置換されていてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)及び
(cp) ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-1,5-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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これらの基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)
からなる群から選択される基を表し、前記基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、シアノ基又はフッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~18のアルキル基、若しくは-Spp2-Pp2で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して、酸素原子が連続して隣り合わないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよい。
Ri1は、炭素原子数1から5のアルキル基、フッ素原子又は水素原子を表し、
ni1及びni2は、それぞれ独立して、0、1、2又は3を表すが、ni1+ni2は0、1、2又は3を表す。
分子内にAi1、Ai4、Zi1及びZi2がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。
本発明の液晶組成物は、上述の一般式(Y)で表される化合物Aに加えて、一般式(II)で表される化合物Cを1種又は2種以上含有することが好ましい。但し、一般式(II)で表される化合物Cにおいて、上述の一般式(Y)で表される化合物A、上述の一般式(P)で表される重合性化合物Bは除く。化合物Cは、後述のとおり、RII1及びRII2の少なくとも一方が炭素原子数2~10のアルケニル基を表し、一般に「アルケニル系化合物」と呼ばれる。本発明の液晶組成物は、特に化合物Cを含むことにより、高速応答を確実に実現することができる。
RII2は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数2~10のアルケニル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、それぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、また、アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
ただし、RII1及びRII2の少なくとも一方は、炭素原子数2~10のアルケニル基を表す。
AII1及びAII2はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は非隣接の2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(c) 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-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群から選択される基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
ZII1は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表す。
mII1は1、2、3又は4を表す。
mII1が2、3又は4を表す場合、複数存在するAII1及びZII1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
<一般式(II)で表される非極性化合物>
本発明の液晶組成物は、一般式(II)で表される化合物Cとして、下記一般式(II-NU-01)、(II-NU-02)、(II-NU-03)、(II-NU-04)、(II-NU-05)及び(I-NU-06)で表される化合物からなる群から選択される化合物を1種又は2種以上含有することが好ましい。
ただし、各式中、RIINU11及びRIINU12の少なくとも一方は、炭素原子数2~10のアルケニル基を表す。
n1は、それぞれ独立して0から6の整数を表す。)
一般式(II-NU-01A)から(II-NU-05A)中、n1は、それぞれ独立して0から6の整数を表すが、中でも0、1、2、3又は4のいずれかの整数を表すことが好ましく、0、1又は2のいずれかの整数を表すことがさらに好ましい。応答速度の高速化を重視する場合、n1は0であることが特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(II)で表される化合物Cとして、下記一般式(II-N-01)、(II-N-02)、(II-N-03)、(II-N-04)、及び(II-N-05)で表される化合物からなる群から選択される化合物を1種又は2種以上含有することが好ましい。
ただし、各式中、RIIN1及びRIIN2のうち少なくとも一方は、炭素原子数2~10のアルケニル基を表す。
ZIIN1は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表す。
mIIN1は、それぞれ独立して、1又は2を表す。
ただし、一般式(I)で表される化合物は除く。)
一般式(II-N-01)から一般式(II-N-05)で表される化合物は、負の誘電率異方性(Δε)を有する化合物であり、また、アルケニル基を有することからアルケニル化合物である。負の誘電率異方性(Δε)を有する化合物とは、誘電率異方性(Δε)の符号が負で、その絶対値が2より大きい値を有する化合物をいい、中でもΔεの絶対値が3以上であることが好ましい。
RIIN2は、炭素原子数1から8のアルキル基又は炭素原子数1から8のアルコキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数1から4のアルコキシ基を表すことが更に好ましい。
本発明の液晶組成物の総量中、一般式(II-NU-01)、(II-NU-02)、(II-NU-03)、(II-NU-04)、(II-NU-05)及び(I-NU-06)で表される化合物からなる群から選択される化合物、並びに一般式(II-N-01)、(II-N-02)、(II-N-03)、(II-N-04)、及び(II-N-05)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物の合計含有量の下限値は、一般式(II)で表される化合物の好ましい含有量の下限値と同様とすることができ、上記合計含有量の上限値は、一般式(II)で表される化合物の好ましい含有量の上限値と同様とすることができる。
本発明の液晶組成物は、さらに一般式(N-1)、(N-2)及び(N-3)で表される化合物から選択される化合物Dを1種又は2種以上含有することができる。但し、一般式(N-1)、(N-2)及び(N-3)において一般式(Y)、一般式(P)及び一般式(II)で表される化合物は除き、一般式(N-2)及び一般式(N-3)において一般式(N-1)で表される化合物は除き、一般式(N-3)において一般式(N-2)で表される化合物は除く。
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) 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-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選択される基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
TN31は-CH2-又は酸素原子を表す。
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32はそれぞれ独立して0、1、2又は3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3を表す。
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32がそれぞれ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。
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32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。
Z1は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表す。
mは、それぞれ独立して、1又は2を表す。
本発明の液晶組成物は、一般式(N-02-1)および一般式(N-02-3)で表される化合物の少なくとも一方を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、さらに一般式(L)で表される化合物Eを1種又は2種以上含有することができる。
AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) 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-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選択される基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
nL1は0、1、2又は3を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、複数のAL2は同一であっても異なっていてもよく、
nL1が2又は3であってZL3が複数存在する場合は、複数のZL3は同一であっても異なっていてもよい。
但し、一般式(Y)、一般式(P)、一般式(II)、一般式(N-1)、一般式(N-2)及び一般式(N-3)で表される化合物を除く。
本発明の液晶組成物は、上述の化合物A~E以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤又は赤外線吸収剤等を含有してもよい。
本発明の液晶組成物は、一般式(Y)で表される化合物A及び一般式(II)で表される化合物Cの含有量の合計の上限値が、本発明の液晶組成物の総量中、100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%であることが好ましい。また、これらの含有量の合計の下限値が、本発明の液晶組成物の総量中、78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%、99質量%、100質量%であることが好ましい。
本発明の液晶表示素子は、上記「1.液晶組成物」の項で説明した液晶組成物を用いた素子である。本発明の液晶表示素子は、液晶層を構成する液晶組成物が、一般式(Y)で表される化合物Aと、一般式(II)で表される化合物Cとを含むことで、高速応答性及び高い信頼性を有することができる。また、本発明の液晶表示素子は、これらの特性を具備することで優れた表示品位を示すことができる。
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシ基
nO- CnH2n+1O- 炭素数nの直鎖状のアルコキシ基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-F -F
-OCF3 -OCF3
(連結基)
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-2- -CH2-CH2-
-COO- -COO-
-OCO- -OCO-
- 単結合
(環構造)
Δn :20℃における屈折率異方性
Δε :20℃における誘電率異方性
γ1 :20℃における回転粘性(mPa・s)
(1)化合物Aの合成
化合物Aとして、下記式(RM-#1)~(RM-#4)で表される化合物を合成した。化合物の構造は1H-NMRによって同定した。
撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、水素化ナトリウム4.4g(100.83ミリモル)、5,5-ビス(ブロモメチル)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン20g(66.2ミリモル)及びジメチルスルホキシド120mlを加え、氷冷バスにて5℃以下に反応容器を保ち、窒素ガスの雰囲気下で2-ベンジルオキシエタノール10.0g(65.7ミリモル)をゆっくり滴下した。滴下終了後、反応容器を室温に戻し10時間反応させた。反応液にヘキサン250ml及び水250mlを加え、水で洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を留去した後、5倍量(重量比)のシリカゲルカラムにより精製を行い、以下の式(1)で表される化合物17.9gを得た。
まず、上述の式(1)で表される化合物の合成方法において、2-ベンジルオキシエタノールに代えてベンジルアルコールを滴下したこと以外は全く同一に行うことにより、式(6)で表される化合物11.5gを得た。
撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、上述の式(10)で表される化合物2.5g(5.68ミリモル)、クロログリオキシル酸メチル0.65g(5.34ミリモル)、塩化メチレン13.5mlを加え、氷冷バスにて5℃以下に反応容器を保ちながら、窒素ガスの雰囲気下でトリエチルアミン0.55g(5.44ミリモル)をゆっくり滴下した。滴下終了後、反応容器を室温に戻し5時間反応させた。反応液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液15mlを加え洗浄し、続けて水で洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を留去した後、2倍量(重量比)のシリカゲルカラムにより精製を行い、以下の式(RM-#3)で表される示す化合物1.41gを得た。式中のMeはメチル基を表す。この式(RM-#3)で表される化合物は、後述の表2及び3では「a-2」と記載している。
まず、撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器において、窒素ガスの雰囲気下でマグネシウム7.2g(296.17ミリモル)に、上述の式(6)で表される化合物100.0g(303.74ミリモル)のテトラヒドロフラン溶液(300ml)を作用させ、グリニャール試薬を発生させた中に、氷冷バスにて5℃以下に反応容器を保ちながら、4-(ブロモメチル)-4’-(フェニルメトキシ)-1,1’-ビフェニル35.0g(99.08ミリモル)のテトラヒドロフラン溶液(105ml)をゆっくり滴下した。滴下終了後、反応容器を室温に戻し5時間反応させた。反応液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液500mlを加え洗浄し、続けて水で洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を留去した後、2倍量(重量比)のシリカゲルカラムにより精製を行い、以下の式(11)で表される化合物27.4gを得た。
(2)重合性化合物Bの調製
重合性化合物Bとして、以下の式(b-1)及び(b-2)で表される化合物を調製した。なお、後述の表2及び3では、式(b-1)及び(b-2)で表される化合物を「b-1」及び「b-2」と記載する。
表1に、化合物A及び/又は重合性化合物Bを加える前の液晶組成物(母体組成物)LC-1~LC-8を調製した。そして、これらの母体組成物において、以下の物性を測定した。表1及び表2に、母体組成物LC-1~LC-8の組成配合及びその物性を示す。
Δn :25℃における屈折率異方性
Δε :25℃における誘電率異方性
γ1 :25℃における回転粘度(mPa・s)
母体組成物LC-1~LC-8の総量100質量%に対して、式(RM-#1)~(RM-#4)で表される化合物(化合物A)と、必要に応じて、式(b-1)、(b-2)で表される化合物(化合物B)を、下記表3~4に示す配合(質量%)で添加することにより、実施例1~28の液晶組成物を調製した。また、母体組成物LC-1~LC-8に式(b-1)、(b-2)で表される化合物を、下記表5に示す配合で添加することにより、比較例1~11の液晶組成物を調製した。
垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布しラビング処理したITO付き基板を含むセルギャップ3.5μmの液晶セルに、得られた実施例1~28及び比較例1~11の液晶組成物を真空注入法で注入した。その後、液晶組成物を注入した液晶セルに、300~500nmの範囲で発光する蛍光UVランプを用いて、紫外線を90分間照射し液晶表示素子を得た。このとき、中心波長313nmの条件で測定した照度が3.0mW/cm2になるように蛍光UVランプを調整した。
得られた液晶表示素子について、1V、0.6Hz、60℃の条件で電圧保持率(VHR)を測定した。その値が95%以上のものをAとし、95%未満90%以上のものをBとし、90%未満~80%以上のものをCとし、80%未満のものをDとした。
得られた液晶表示素子に上述の照射条件で紫外線を200秒間照射し、その前後で液晶表示素子におけるプレチルト角変化量[°]を測定した。測定は以下のようにして行った。まず、液晶表示素子のプレチルト角を測定し、プレチルト角(初期)ストレスとした。次に、この液晶表示素子に周波数100Hzで電圧10Vを印加しながら紫外線を200秒間照射した。その後、プレチルト角を測定し、プレチルト角(UV後)とした。測定したプレチルト角(初期)からプレチルト角(UV後)を引いた値をプレチルト角変化量[°]とした。プレチルト角は、シンテック製OPTIPROを用いて測定した。プレチルト角変化量[°]の値が2.0°以上のものをA、2.0°未満1.5°以上のものをB、1.5°未満~1.0°以上のものをC、1.0°未満のものをDとした。
化合物A及び/又は重合性化合物Bを含む液晶組成物0.5gを試験管に秤量し、15分間脱気を行った後、窒素パージすることより、低温保存性評価用のサンプルを得た。このサンプルを-20℃の冷凍庫内で保管し、析出の有無を観察した。10日間保管後も析出しなかったものは〇、5日~9日以内に析出したものは△、5日以内に析出したものは×とした。以上の結果を表2に示す。
まず、上述の式(7)で表される化合物の合成方法において、4’-ベンジルオキシ-1,1’-ビフェニル-4-オールに代えて2-エチル-4’-[(テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ]-1,1’-ビフェニル-4-オールを用いた点以外は全く同一にして、以下の式(15)で表される化合物20.2gを得た。
(式(RM-#6)で表される化合物の合成)
撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、得られた式(18)で表される化合物4.3g(9.76ミリモル)、トリエチルアミン1.8g(17.79ミリモル)、塩化メチレン43mlを加え、氷冷バスにて5℃以下に反応容器を保ちながら、窒素ガスの雰囲気下でアクリル酸クロリド1.3g(14.36ミリモル)及びをゆっくり滴下した。滴下終了後、反応容器を室温に戻し5時間反応させた。反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液50mlを加え洗浄し、続けて水で洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を留去した後、2倍量(重量比)のシリカゲルカラムにより精製を行い、以下の式(21)で表される化合物4.05gを得た。
上述の式(21)で表される化合物の合成方法において、式(18)で表される化合物に代えて式(16)で表される化合物を用いた点以外は全く同一にして、以下の式(23)で表される化合物29.5gを得た。
上述の式(21)で表される化合物の合成方法において、式(18)で表される化合物に代えて式(24)で表される化合物を用いた点以外は全く同一にして、以下の式(27)で表される化合物5.1gを得た。
まず、上述の式(7)で表される化合物の合成方法において、4’-ベンジルオキシ-1,1’-ビフェニル-4-オールに代えて4’-(3-ヒドロキシプロピル)-[1,1’-ビフェニル]-4-オールを用いた点以外は全く同一にして、以下の式(29)で表される化合物7.2gを得た。
実施例1~28と同様に種々の液晶組成物を調整し、評価を行ったところ同様の効果が得られることが確認できた。結果を表3に示す。
2…第一の基板
3…第二の基板
4…液晶相
5…画素電極層
6…共通電極層
7…第一の偏光板
8…第二の偏光板
9…カラーフィルタ
Claims (8)
- 下記一般式(Y-1)
Sy1及びSy2は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、
該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子に置換されていてもよく、
該アルキレン基中の-CH2-は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-又は-O-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
My2及びMy3は、それぞれ独立して、下記の式(W-1)、(W-3)、(W-4)、(W-5)、(W-6)又は(W-7)
Ly1は、ハロゲン原子、炭素原子数1~30の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、
該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子に置換されていてもよく、
該アルキル基中の-CH2-は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-又は-O-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
Ly1が複数存在する場合それらは同じでも異なっていてもよく、
Py1及びPy2は重合性基を表し、
Sy1、Sy2及びLy1の少なくとも一つは前記アルキレン基又は前記アルキル基を表し、
Sy1、Sy2及びLy1中の1つの-CH2-が、以下の式(w-1)又は(w-2)
黒点は結合手を表し、
Meはメチル基を表す。)
で表される部分構造で表される基で置換されている。)
で表される化合物Aを1種又は2種以上含有することを特徴とする液晶組成物であって、 前記化合物AにおけるPy1及びPy2が、それぞれ独立して以下の式(YP-1)~式(YP-2)
黒点はSy1又はSy2への結合手を表す。)
で表される群から選択される置換基を表し、
前記化合物Aの合計の含有量が、液晶組成物の総量中0.05~0.8質量%であり、
更に、化合物C、化合物D及び化合物Eからなる群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有し、
前記化合物Cが、下記一般式(II)
RII1は炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数2~10のアルケニル基を表し、
該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、それぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
RII2は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数2~10のアルケニル基を表し、
該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、それぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、また、アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、
但し、RII1及びRII2の少なくとも一方は、炭素原子数2~10のアルケニル基を表し、
AII1及びAII2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は非隣接の2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) 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-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群から選択される基を表し、
上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、
ZII1は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
mII1は1、2、3又は4を表すが、
mII1が2、3又は4を表す場合、複数存在するAII1及びZII1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
但し、一般式(II)において下記一般式(Y)
S y1 及びS y2 は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、
該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、
該アルキレン基中の-CH 2 -は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
M y1 、M y2 及びM y3 は、それぞれ独立して、2価の芳香族基、2価の環脂肪族基、2価の複素環式化合物基、2価の縮合環又は2価の縮合多環を表し、
これらの環構造中の水素原子はL y1 で置換されてもよく、
L y1 は、P y3 -S y3 -、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1~30の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、
該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、
該アルキル基中の-CH 2 -は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
L y1 が複数存在する場合それらは同じでも異なっていてもよく、
P y1 、P y2 及びP y3 は重合性基を表し、
S y3 は、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、
該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、
該アルキレン基中の-CH 2 -は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
Z y1 及びZ y2 は、それぞれ独立して、単結合、-C 2 H 4 -、-C 4 H 8 -、-C 3 H 6 -、-OCH 2 -、-CH 2 O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH 2 -、-CH 2 OCOO-、-OCH 2 CH 2 O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-COOC 2 H 4 -、-OCOC 2 H 4 -、-C 2 H 4 OCO-、-CH 2 OCO-、-COOCH 2 -、-OCOCH 2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF 2 O-、-OCF 2 -、-CF 2 CH 2 -、-CH 2 CF 2 -、-CF 2 CF 2 -又は-C≡C-(式中、Raはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表す。)を表し、
m及びnはそれぞれ独立して0~4の整数を表すが、
m+nは0~6であり、
S y1 、S y2 又はL y1 が、炭素原子数1~12のアルキレン基又はアルキル基である場合、その1個以上の-CH 2 -が下記一般式(A-1)
S y4 及びS y5 は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、
該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、
該アルキレン基中の-CH 2 -は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
K i1 は、それぞれ独立して下記一般式(K-1)又は(K-2)
Sp i3 及びSp i4 は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキレン基、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のハロゲン化アルキレン基を表し、
該アルキレン基又はハロゲン化アルキレン基中の-CH 2 -は2個の-O-が連続して隣り合うことなく-CH=CH-、-C≡C-又は-O-で置換されてもよく、
P i2 は、重合性基を表し、
R k1 は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~6の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、
該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH 2 -は-O-で置換されてもよく、
ki1及びki3は独立して0又は1を表し、
ki2は1又は2を表すが、ki1+ki2+ki3は2であり、
T k1 は、それぞれ独立して一般式(T-1)から(T-10)
S T1 は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~15の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、炭素原子数2~18の直鎖状又は分岐状のアルケニレン基を表し、
当該アルキレン基又は当該アルケニレン基の-CH 2 -は酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、-O-、-COO-、-C(=O)-又は-OCO-に置換されてもよく、
R T1 は、それぞれ独立して炭素原子数1~5のアルキル基を表し、
当該アルキル基の-CH 2 -は酸素原子が連続して隣り合わないように-O-、-COO-、-C(=O)-又は-OCO-に置換されてもよく、
R T2 、R T3 及びR T4 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~12のアルキル基を表し、
当該アルキル基の-CH 2 -は酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、-O-、-COO-、-C(=O)-又は-OCO-に置換されてもよい)
で表される基を表し、
一般式(K-2)中、T k2 は、それぞれ独立して一般式(T-11)から(T-13)
X K1 及びY K1 は、それぞれ独立して、-CH 2 -、酸素原子又は硫黄原子を表し、
Z K1 は、それぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子を表す。)
で表される基を表す。
但し、式中の黒点は結合手を表す。)
で表される基を表す。)
で表される部分構造で置換されるか、又は、
S y1 、S y2 、M y1 、M y2 、M y3 又はL y1 中の1個以上の水素原子が下記一般式(A-2)
S y6 は、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、
該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、
該アルキレン基中の-CH 2 -は-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-O-、-NH-又は-S-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
T k3 は、一般式(T-1)から(T-13)及び(T-14)から(T-24)
X K2 はX K1 の定義と同じものを表し、
Y K2 はY K1 の定義と同じものを表し、
Z K2 はZ K1 の定義と同じものを表し、
U K2 、V K2 及びS K2 は、それぞれ独立してメチン基又は窒素原子を表す。
但し、式中の黒点は結合手を表す。)
で表される基を表し、
ki4は1~3である。)
で表される部分構造で置換される。)
で表される化合物及び後述する一般式(P)で表される化合物は除く。)
で表される化合物であり、
前記化合物Dが、下記一般式(N-1)、(N-2)及び(N-3)
RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32は、それぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基を表し、
該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、それぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) 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-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(これらの基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群から選択される基を表し、
上記の基(a)、基(b)及び基(c)中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32は、それぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
XN21は、水素原子又はハロゲン原子を表し、
TN31は、-CH2-又は酸素原子を表し、
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32は、それぞれ独立して0、1、2又は3の整数を表すが、
nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3を表し、
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32がそれぞれ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く、
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32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。
但し、一般式(N-1)、(N-2)及び(N-3)において前記一般式(Y)、後述する一般式(P)及び一般式(II)で表される化合物は除き、
一般式(N-2)及び一般式(N-3)において一般式(N-1)で表される化合物は除き、
一般式(N-3)において一般式(N-2)で表される化合物は除く。)
で表される化合物からなる群から選択される化合物であり、
前記化合物Eが、下記一般式(L)
RL1及びRL2は、それぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基を表し、
該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、それぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
AL1、AL2及びAL3は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は、酸素原子が連続して隣り合わない場合に限り、-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) 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-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(これらの基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群から選択される基を表し、
上記の基(a)、基(b)及び基(c)中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
nL1は0、1、2又は3を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、複数のAL2は同一であっても異なっていてもよく、
nL1が2又は3であってZL3が複数存在する場合は、複数のZL3は同一であっても異なっていてもよい。
但し、前記一般式(Y)、後述する一般式(P)、一般式(II)、一般式(N-1)、一般式(N-2)及び一般式(N-3)で表される化合物を除く。)
で表される化合物である液晶組成物。 - 一般式(Y-1)中のSy1及びSy2の少なくとも一方が単結合である、請求項1に記載の液晶組成物。
- さらに、前記化合物Aとは異なる重合性化合物Bを1種又は2種以上含有する、請求項1又は2に記載の液晶組成物。
- 前記重合性化合物Bが下記一般式(P)
Rp1は、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数1~15のアルキル基又は-Spp2-Pp2を表し、
該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
Pp1及びPp2は、それぞれ独立して一般式(Pp1-1)から一般式(Pp1-9)
Rp11及びRp12は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を表し、
Wp11は、単結合、-O-、-COO-、炭素原子数1~5のアルキレン基を表し、
tp11は、0、1又は2を表し、
分子内にRp11、Rp12、Wp11及び/又はtp11が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
のいずれかを表し、
Spp1及びSpp2は、それぞれ独立して単結合又はスペーサ基を表し、
Zp1及びZp2は、それぞれ独立して単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、zはそれぞれ独立して1~4の整数を表し、RZP1はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表す。)を表すが、
分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
なお、式中の*はSpp1又はSpp2への結合点を表す。)
を表し、
Ap1及びAp2は、それぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は非隣接の2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(cp) 1,4-ナフタレンジイル基、2,6-ナフタレンジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する1個の-CH=又は非隣接の2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群から選択される基を表し、
Ap3は上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)、ならびに単結合からなる群から選択される基を表し、
上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、シアノ基、ハロゲン原子、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルケニル基又は-Spp2-Pp2で置換されていてもよく、
mp1は、0、1、2又は3を表し、
分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよいが、
mp1が0であり且つAp1がナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基以外の基である場合は、Ap3は単結合以外の基を表す。
但し、一般式(P)において前記一般式(Y)で表される化合物は除く。)
で表される化合物である、請求項3に記載の液晶組成物。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
- アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子である請求項5に記載の液晶表示素子。
- PSAモード、PSVAモード、PS-IPSモード又はPS-FFSモード用液晶表示素子である請求項6に記載の液晶表示素子。
- 下記一般式(Y-1)
Sy1及びSy2は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、
該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子に置換されていてもよく、
該アルキレン基中の-CH2-は-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-又は-O-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
My2及びMy3は、それぞれ独立して、下記の式(W-1)、(W-3)、(W-4)、(W-5)、(W-6)又は(W-7)
Ly1は、ハロゲン原子、炭素原子数1~30の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、
該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子に置換されていてもよく、
該アルキル基中の-CH2-は-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-又は-O-で置換されてもよいが2個以上の-O-が連続して隣り合うことはなく、
Ly1が複数存在する場合それらは同じでも異なっていてもよく、
Py1及びPy2は重合性基を表し、
Sy1、Sy2及びLy1の少なくとも一つは前記アルキレン基又は前記アルキル基を表し、
Sy1、Sy2及びLy1中の1つの-CH2-が、以下の式(w-1)又は(w-2)
黒点は結合手を表し、
Meはメチル基を表す。)
で表される部分構造で表される基で置換されている。)
で表されることを特徴とする化合物であって、
前記化合物におけるPy1及びPy2が、それぞれ独立して以下の式(YP-1)~式(YP-2)
黒点はSy1又はSy2への結合手を表す。)
で表される群から選択される置換基を表す化合物。
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