JP7413764B2 - 液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents
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Description
第二成分として、一般式(I)
Mi1及びMi2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-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-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=又は隣接していない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、ナフタレン-1,4-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(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立して、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のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1~8のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は-Si3-Pi3で置き換えられてもよく、
Li1及びLi2はそれぞれ独立して、単結合、-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-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-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-OCOCH2-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-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、
Zi1はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Si2-Pi2又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、
Si1、Si2及びSi3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個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-、-OCOO-又は-S-で置き換えられてもよく、
Pi1、Pi2及びPi3は、それぞれ独立して、式(R-1)から式(R-9)
mi1は0、1又は2を表し、mi2は0、1又は2を表し、
Mi1、Mi2、Li1、Li2、Zi1、Si2、Si3、Pi2、又はPi3が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良い。)
で表される重合性化合物を1種又は2種以上含有し、
第三成分として下記一般式(RM)
で表される重合性化合物を1種又は2種以上含有する液晶組成物を提供することを目的とする。更に当該組成物を使用した液晶表示素子を提供することを目的とする。
(式(I)で表される重合性化合物;第一の重合性化合物)
(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-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-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=又は隣接していない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(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)は、それぞれ独立して、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、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基又はPi3-Si3-で置換されていても良いが、下記の構造を表すことが好ましく、
1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基、2-メトキシ-1,4-フェニレン基、3-メトキシ-1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又はナフタレン-2,6-ジイル基であることがより好ましく、1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが更に好ましく、1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基又は2-フルオロ-1,4-フェニレン基であることがより更に好ましく、1,4-フェニレン基であることが特に好ましい。
Mi1、Mi2及びMi3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-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-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=又は隣接していない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、ナフタレン-1,4-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(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立して、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のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1~8のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は-Si3-Pi3で置き換えられてもよく、
Li1及びLi2はそれぞれ独立して、単結合、-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-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-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-OCOCH2-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-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、
Zi1はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Si2-Pi2又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、
Si1は単結合を表し、
Si2及びSi3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個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-、-OCOO-又は-S-で置き換えられてもよく、
Pi1、Pi2及びPi3は、それぞれ独立して、式(R-1)から式(R-9)
qi1は0又は1を表し、mi2は0、1又は2を表し、
Mi1、Mi2、Li1、Li2、Zi1、Si2、Si3、Pi2、又はPi3が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良く、
一般式(I)に含まれるPi1、Pi2及びPi3数の合計数は2又は3である。)
上記一般式(I-Np)において、Xi1、Xi2、Xi3、Xi4、Xi5、Xi6及びXi7はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルコキシ基、又は式(i-Z)
Xi1、Xi2、Xi3、Xi4、Xi5、Xi6及びXi7の2以上の基が式(i-Z)で表される基を表す場合、複数存在するmi2のうち、1つのみが0、1又は2を表し、他のmi2は0を表すことが好ましい。
(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-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-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=又は隣接していない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(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)においてそれぞれ独立して、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、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基又はPi3-Si3-で置換されていても良い構造が好ましく、上記の基(b)及び基(c)からなる群より選ばれる基であって、それぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ハロゲン又はPi3-Si3-で置換されていても良い構造がより好ましく、中でも下記の構造を表すことがさらに好ましく、
1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基、2-メトキシ-1,4-フェニレン基、3-メトキシ-1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又はナフタレン-2,6-ジイル基であることがより好ましく、1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが更に好ましく、1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基又は2-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが特に好ましく、1,4-フェニレン基であることがとりわけ好ましい。特に、Mi3が上記の好ましい基、特に芳香族である場合、Mi3とナフタレン環とが共役構造を取るために重合性化合物の吸収波長を長波長領域へと広げることができ、重合速度が速くなるために重合性化合物の残留量を低減することができる。
Xin1、Xin2、Xin3、Xin4、Xin5、Xin6及びXin7はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素原子数1~8のアルキル基又は式(i-nZ)
Min2及びMin4はそれぞれ独立して式(i-Z)中のMi2と同じ意味を表し、
Lin2及びLin4はそれぞれ独立して式(i-Z)中のLi2と同じ意味を表し、
min2及びmin4はそれぞれ独立して式(i-Z)中のmi2と同じ意味を表し、
Zin2はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Sin4-Pin4又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、Sin4及びPin4は式(i-nZ)中のSi2及びPi2とそれぞれ同じ意味を表し、
Min1、Min2、Min4、Lin1、Lin2、Lin4、min4、Zin2、Sin4及びPin4が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良く、
ただし、一般式(i-Np-1)又は一般式(i-Np-2)に含まれるPin1、Pin2及びPin4数の合計数は2又は3である。)
上記一般式(i-Np-1)又は一般式(i-Np-2)において、Min1、Min3、Lin1、Sin1、Sin2、Pin1、Pin2及びqin1の好ましい構造は、それぞれ上記一般式(I-Np)中のMi1、Mi3、Li1、Si1、Si2、Pi1、Pi2及びqi1における好ましい構造と同様である。上記一般式(i-Np-1)又は一般式(i-Np-2)において、Xin1、Xin2、Xin3、Xin4、Xin5、Xin6及びXin7の好ましい構造は、それぞれ上記一般式(I-Np)中のXi1、Xi2、Xi3、Xi4、Xi5、Xi6及びXi7における好ましい構造と同様である。上記一般式(i-Np-1)又は一般式(i-Np-2)において、Min2、Lin2及びmin2の好ましい構造は、それぞれ上記式(i-Z)中のMi2、Li2及びmi2における好ましい構造と同様である。上記式(i-nZ)において、Min4、Lin4及びmin4の好ましい構造は、それぞれ上記式(i-Z)中のMi2、Li2及びmi2における好ましい構造と同様である。上記式(i-nZ)において、Zin2の好ましい構造は、それぞれ上記式(i-Z)中のZi2における好ましい構造と同様である。上記式(i-nZ)において、Sin4及びPin4の好ましい構造は、それぞれ上記式(i-Z)中のSi2及びPi2における好ましい構造と同様である。
Pi1、Pi2、Si1及びSi2は、一般式(I)中のPi1、Pi2、Si1及びSi2とそれぞれ同じ意味を表し、Si4及びPi4は一般式(I)中のSi2及びPi2とそれぞれ同じ意味を表す。)
Mi1、Mi2、Li1、Li2、Pi1、Si1及びZi1は、一般式(I)中のMi1、Mi2、Li1、Li2、Pi1、Si1及びZi1とそれぞれ同じ意味を表し、Si4及びPi4は一般式(I)中のSi2及びPi2とそれぞれ同じ意味を表し、
mia1及びmib1は0、1又は2を表し、mia2及びmib2は0、1又は2を表が、但し、mia1+mia2≧1を表し、また、mib1+mib2≧1を表す。)
一般式(ia-1)、一般式(ib-1)、一般式(ia-2)、一般式(ib-2)、一般式(ia-3)、一般式(ib-3)、一般式(ia-4)又は一般式(ib-4)において、Xia1、Xia2、Xia3、Xia4、Xia5、Xia6、Xia7、Xib1、Xib2、Xib3、Xib4、Xib5、Xib6及びXib7はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルコキシ基又は-Si4-Pi4を表すことが好ましい。
Xii1、Xii2、Xii3、Xii4、Xii5、Xii6及びXii7はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素原子数1~8のアルキル基又は式(ii-Z)
Mii2、Lii2及びZii1は式(i-Z)中のMi2、Li2及びZi1とそれぞれ同じ意味を表し、
mii2は0、1又は2を表すが、但し、mi1+mii2≧1を表す。)
一般式(II)、一般式(iia)及び一般式(iib)中のXii1、Xii2、Xii3、Xii4、Xii5、Xii6、Xii7、Mi1、Mii2、Li1、Lii2、Zii1、Si1及びPi1の好ましい基は、一般式(I)中のXi1、Xi2、Xi3、Xi4、Xi5、Xi6、Xi7、Mi1、Mi2、Li1、Li2、Zi1、Si1及びPi1と同じである。
式(I)で表される化合物の製造方法は特に限定されるものではなく、公知慣用の手法を用いて製造することができるが、例えば以下のような製法が挙げられる。
Xim1、Xim2、Xim3、Xim4、Xim5、Xim6及びXim7はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素原子数1~8のアルキル基又は式(i-Zm)
Yim1及びYim2はそれぞれ独立して水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Pim2又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、但し、Yim1又はYim2の少なくとも1つは水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基を表し、
Sim2はSi1と同じ意味を表し、
Pim2は一般式(I)中のPi1と同じ意味を表し、
Mi2、Li2及びmi2は式(i-Z)中のMi2、Li2及びmi2とそれぞれ同じ意味を表す。)
で表される化合物から製造することができる。
Xiim1、Xiim2、Xiim3、Xiim4、Xiim5、Xiim6及びXiim7はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素原子数1~8のアルキル基又は式(ii-Zm)
Yiim1及びYiim2はそれぞれ独立して水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Piim2又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、但し、Yiim1又はYiim2の少なくとも1つは水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基を表し、
Siim2はSi1と同じ意味を表し、
Piim2は一般式(II)中のPi1と同じ意味を表し、
Mii2、Lii2及びmii2は式(ii-Z)中のMii2、Lii2及びmii2とそれぞれ同じ意味を表す。)
で表される化合物から製造することができる。
Xim1、Xim2、Xim3、Xim4、Xim5、Xim6及びXim7はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素原子数1~8のアルキル基又は式(i-Zm)
Yim1及びYim2はそれぞれ独立して水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Pim2又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、但し、Yim1又はYim2の少なくとも1つは水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基を表し、
Sim2は式(i-Z)中のSi2と同じ意味を表し、
Pim2は式(i-Z)中のPi2と同じ意味を表し、
Mi2、Li2及びmi2は式(i-Z)中のMi2、Li2及びmi2とそれぞれ同じ意味を表し、
Mi1、Mi2、Li1、Li2、Zi1、Sim2、Si3、Pim2、又はPi3が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良く、
一般式(I-Npm)に含まれるYim1、Yim2、Pim2及びPi3の数の合計数は2又は3である。)
で表される化合物から製造することができる。
Xin1m、Xin2m、Xin3m、Xin4m、Xin5m、Xin6m及びXin7mはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素原子数1~8のアルキル基又は式(i-nZm)
Min2、Lin2及びmin2は一般式(i-Np-1)又は一般式(i-Np-2)中のMin2、Lin2及び式min2とそれぞれ同じ意味を表し、
Min4、Lin4及びmin4は式(i-nZ)中のMin4、Lin4及びmin4とそれぞれ同じ意味を表し、
Yiim1、Yiim2及びYiim4はそれぞれ独立して水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-Pin4又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個の-CH2-又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換えられてもよく、但し、Yiim1又はYiim2の少なくとも1つは水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基を表し、Sin4及びPin4は式(i-nZ)中のSin4及びPin4とそれぞれ同じ意味を表し、
Min1、Min2、Min4、Lin1、Lin2、Lin4、min4、Zin2、Sin4及びPin4が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良く、
ただし、一般式(i-Np-1m)又は一般式(i-Np-2m)に含まれるYiim1、Yiim2、Yiim4及びPin4の数の合計数は2又は3である。)
一般式(Im)、一般式(IIm)、一般式(iima)、一般式(iimb)、一般式(I-Npm)、一般式(i-Np-1m)又は一般式(i-Np-2m)中のYim1、Yim2、Yiim1、Yiim2又はYiim4はそれぞれ独立して、水酸基、保護された水酸基又はマスクされた水酸基を表す。保護された水酸基又はマスクされた水酸基とは、水酸基を不活性な官能基に変換させた公知のものであれば特に限定されないが、例えば、エーテル系、アセタール系、エステル系、シリルエーテル系等の官能基があげられる。より具体的には、エーテル系の官能基としてメチル基、ベンジル基、メトキシメチル等があげられる。また、アセタール系の官能基としてテトラヒドロピラニル基等があげられる。また、エステル系の官能基としてホルミル基、アセチル基等があげられる。また、シリルエーテル系の官能基としてトリメチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基等があげられる。
(製法1)一般式(ia-3-1)で表される化合物の製造
エタノール溶媒中、炭酸カリウムとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)存在下、4-ブロモ-1-ナフトールと末端にメトキシ基を持つホウ酸との鈴木カップリングによりフェニルナフタレン誘導体(S-1)を得て、次いで酢酸中、臭化水素酸によりメトキシ基をフェノール性水酸基に変換したジヒドロキシ化合物(S-2)を得る。更にジクロロメタン溶媒中、ジメチルアミノピリジン存在下、メタクリル酸を用いたジイソプロピルカルボジイミドによる縮合反応により、目的化合物(ia-3-1)を得ることができる。
(製法2)一般式(ia-3-1)で表される化合物の製造
ジクロロメタン溶媒中、パラトルエンスルホン酸ピリジニウム存在下、4-ブロモ-1-ナフトールと3,4-ジヒドロ-2H-ピランを反応させて、ナフタレンの水酸基保護体(S-3)を得て次いでエタノール溶媒中、炭酸カリウムとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)存在下、末端に水酸基を持つホウ酸との鈴木カップリングによりフェニルナフタレン誘導体(S-4)を得て、さらにTHF中、塩酸水溶液を加えて反応させてジヒドロキシ化合物(S-2)を得る。そしてジクロロメタン溶媒中、ジメチルアミノピリジン存在下、メタクリル酸を用いたジイソプロピルカルボジイミドによる縮合反応により、目的化合物(ia-3-1)を得ることができる。
(製法3)一般式(iia-3-2)で表される化合物の製造
ジクロロメタン溶媒中、ジメチルアミノピリジン存在下、メタクリル酸を用いたジイソプロピルカルボジイミドによる縮合反応により、(S-4)から(S-5)を得る。さらにTHF中、塩酸水溶液を加えて反応させてヒドロキシ化合物(S-6)を得る。そしてジクロロメタン溶媒中、ジイソプロピルエチルアミン存在下、アクリル酸クロリドを用いたエステル化反応により、目的化合物(ia-3-2)を得ることができる。
本発明の液晶組成物における一般式(I)で表される重合性化合物の含有量は、下限値として、0.001質量%であることが好ましく、0.005質量%であることが好ましく、0.010質量%であることが好ましく、0.015質量%であることが好ましく、0.020質量%であることが好ましく、0.025質量%であることが好ましく、0.030質量%であることが好ましく、0.040質量%であることが好ましく、0.050質量%であることが好ましく、0.100質量%であることが好ましく、0.200質量%であることが好まし。上限値として、3質量%であることが好ましく、2質量%であることがより好ましく、1質量%であることがより好ましく、0.5質量%であることがより好ましく、0.4質量%であることがより好ましく、0.3質量%であることがより好ましく、0.2質量%であることがより好ましく、0.1質量%であることが更に好ましく、0.05質量%であることが特に好ましい。以下、質量%を%と記載することもある。
(式(RM)で表される重合性化合物;第二の重合性化合物)
(任意成分)
本発明の液晶組成物は、一般式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)及び(N-05)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に負の異方性を有する化合物に該当する。これらの化合物は、Δεの符号が負で、その絶対値が2より大きい値を示す。なお、化合物のΔεは、25℃において誘電的にほぼ中性の組成物に該化合物を添加した組成物の誘電率異方性の測定値から外挿した値である。
高いVHRを必要とする場合、すなわち、高信頼性を必要とする場合、さらに言い換えると、表示不良がない液晶表示素子を得ることを重視する場合は、一般式(N-01-3)で表される化合物を含まないことが好ましい。
一般式(N-06)で表される化合物は、種々の物性を調整したい場合に有効であるが、大きなΔn、高いTni、大きなΔεを得るために使用することができる。
更に詳述すると、RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61及びRNU62は、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5のアルコキシ基又は炭素原子数2から3のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から3のアルケニル基が更に好ましい。応答速度を重視する場合には、少なくとも1個のRNU11、RNU21、RNU31、RNU41、RNU51及びRNU61は、炭素原子数2から3のアルケニル基であることが好ましく、このようなアルケニル基を有する化合物は、本発明の液晶組成物の総量に対して、10%以上が好ましく、20%以上が好ましく、25%以上が好ましく、30%以上が好ましく、40%以上が好ましく、45%以上が好ましく、50%以上が好ましい。高いVHRを重視する場合には、アルケニル基を有する化合物は40%以下が好ましく、35%以下が好ましく、30%以下が好ましい。
高速速度と高信頼性を両立するためには、アルケニル基を有する化合物として一般式(NU-01)のみを用いることが好ましく、このとき、RNU11は炭素原子数2から4のアルキル基、RNU12は炭素原子数2から3のアルケニル基であることが特に好ましい。
高速速度と高信頼性を両立するためには、アルケニル基を有する化合物として一般式(NU-01)及び一般式(NU-05)を用いることが好ましく、このとき、RNU11は炭素原子数2から4のアルキル基、RNU12は炭素原子数2から3のアルケニル基であることが特に好ましく、RNU51は炭素原子数2から3のアルケニル基、RNU52は炭素原子数2から3のアルキル基であることが好ましい。
高速速度と高信頼性を両立するためには、アルケニル基を有する化合物として一般式(NU-01)及び一般式(NU-05)及び一般式(NU-04)を用いることが好ましく、このとき、RNU11は炭素原子数2から4のアルキル基、RNU12は炭素原子数2から3のアルケニル基であることが特に好ましく、RNU51及びRNU41は炭素原子数2から3のアルケニル基、RNU52及びRNU42は炭素原子数2から3のアルキル基であることが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(NU-01)及び一般式(NU-03)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(NU-04)及び一般式(NU-05)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(NU-05)及び一般式(NU-06)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(NU-01)及び一般式(NU-05)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(NU-01)及び一般式(NU-06)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(NU-01)、一般式(NU-05)及び一般式(NU-06)で表される化合物を含有することが好ましい。
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素原子数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素原子数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素原子数nの直鎖状のアルコキシル基
nO- CnH2n+1O- 炭素原子数nの直鎖状のアルコキシル基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH2
V2- CH2=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2-
(連結基)
-n- -CnH2n-
-nO- -CnH2n-O-
-On- -O-CnH2n-
-COO- -C(=O)-O-
-OCO- -O-C(=O)-
-CF2O- -CF2-O-
-OCF2- -O-CF2-
(環構造)
第一の重合性化合物として下記式で表される化合物を用いた。
第二の重合性化合物として下記式で表される化合物を用いた。
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)
K11:スプレイの弾性定数(pN)
K33:ベンドの弾性定数(pN)
低温保存性:液晶組成物を約0.5gとりバイアル瓶に入れ、温度-25℃で保管した。結果、2週間経過時点で析出が確認されない場合は「A」、1週間経過時点で析出が確認された場合は「B」、3日経過時点で析出が確認された場合は「C」とした。
(実施例1~22及び比較例1~5)
実施例及び比較例のために以下の組成物を調製し上記測定項目を測定した。
Claims (9)
- 第一成分として、一般式(X)
(式中、Ri1は、炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシ基を表し、Ri2は、炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数2から8のアルケニル基を表し、Ai1は、1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)を表し、ni1は0、1又は2を表す。)で表される化合物を1種又は2種以上含有し、
第二成分として、一般式(i-Np-1)
(式中、
X in2 、X in3 、X in4 、X in5 、X in6 及びX in7 はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、X in2 、X in3 、X in4 、X in5 、X in6 又はX in7 がアルキル基を表す場合、該アルキル基中に存在する1個の-CH 2 -又は2個以上の-CH 2 -は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-又は-S-で置き換えられてもよく、また、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、
M in1 、M in2 及びM in3 はそれぞれ独立して、1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基、2-メトキシ-1,4-フェニレン基、3-メトキシ-1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又はナフタレン-2,6-ジイル基を表し、
L in1 及びL in2 はそれぞれ独立して、単結合、-C 2 H 4 -、-C 3 H 6 -、-C 4 H 8 -、-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-、-CH 2 OCO-、-COOCH 2 -、-OCOCH 2 -、-C 2 H 4 OCO-、-C 2 H 4 COO-、-COOC 2 H 4 -、-OCOC 2 H 4 -、-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 in2 は0、1又は2を表し、
S in1 及びS in2 は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個の-CH 2 -又は2個以上の-CH 2 -は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CO-、-OCOO-又は-S-で置き換えられてもよく、
P in1 及びP in2 はそれぞれ独立して、式(R-1)
(式中、R 11 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のいずれかを表す。)を表し、
q in1 は0又は1を表し、
M in2 及びL in2 が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良い。)
で表される重合性化合物を1種又は2種以上含有し、
第三成分として下記一般式(RM)
(式中、R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107及びR108は、それぞれ独立して、P13-S13-、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から18のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から18のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表し、P11、P12及びP13は、それぞれ独立して、上記式(R-1)から式(R-9)で表される重合性基を表し、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個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されても良く、P13及びS13が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良い。)
で表される重合性化合物を1種又は2種以上含有する液晶組成物。 - 一般式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)及び(N-05)
(式中、R21及びR22は、それぞれ独立して、炭素原子数1から8のアルキル基を表し、該基中の1個又は2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して、酸素原子が隣り合わない限りにおいて-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていても良く、
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-を表し、
mは、それぞれ独立して、1又は2を表す。)
で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から3のいずれか一項に記載の液晶組成物。 - 一般式(NU-01)から一般式(NU-06)
(式中、RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61及びRNU62は、それぞれ独立して、炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良い。ただし一般式(X)で表される化合物を除く。)
で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から4のいずれか一項に記載の液晶組成物。 - 二つの基板と、該二つの基板の間に設けられた請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶組成物を含む液晶層と、を備える液晶表示素子。
- アクティブマトリックス駆動用である請求項6に記載の液晶表示素子。
- PSA型又はPSVA型である請求項6又は7に記載の液晶表示素子。
- 前記二つの基板のうち少なくとも一方の基板が配向膜を有さない請求項6から8のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
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