JPWO2015093193A1 - アルケニルエーテル化合物及びこれを用いた液晶組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、一般式(1)一般式(1)で表される化合物を提供し、併せて当該化合物を含有する液晶組成物及び当該液晶組成物を用いた液晶表示素子である。一般式(1)で表される化合物を液晶組成物の成分として用いる事により、低い粘度(η)、大きなΔn、適度なT−i、他の液晶化合物との高い混和性、及び広い温度範囲で液晶相を示す液晶組成物を得ることができる。このため、高速応答が求められる液晶表示素子用の液晶組成物の構成成分として非常に有用である。

Description

本発明は有機電子材料や医農薬、特に液晶表示素子用材料として有用なアルケニルエーテル構造を持つ化合物及びそれらの効果的な製造方法に関する。
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ、時計、広告表示板等に用いられている。液晶表示方式としては、その代表的なものにTN(ツイステッド・ネマチック)型、STN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型、TFT(薄膜トランジスタ)を用いた垂直配向型やIPS(イン・プレーン・スイッチング)型等の駆動方式がある。これらの液晶表示素子に用いられる液晶組成物は水分、空気、熱、光などの外的要因に対して安定であること、また、室温を中心としてできるだけ広い温度範囲で液晶相(ネマチック相、スメクチック相及びブルー相等)を示し、低粘性であり、かつ駆動電圧が低いことが求められる。更に液晶組成物は個々の表示素子にあわせて誘電率異方性(Δε)及び屈折率異方性(Δn)等を最適な値とするために、数種類から数十種類の化合物を選択し、構成されている。
TN型、STN型又はIPS型等の全ての駆動方式において、応答速度の改善が求められており、この課題を解決するために、現行よりも低粘度な液晶組成物が必要とされている。低粘度の液晶組成物を得るためには、非極性化合物と呼ばれるΔεをほとんど示さない化合物を用いる事がきわめて有効であることが知られている。このような非極性化合物には、適当な透明点(T−i)及びΔn、低い粘度を示す事が求められる。また、液晶組成物を表示素子等に使用する際には、熱、光等への高い安定性が求められる。
これまで、シクロヘキシルビニル構造やアリルエーテル構造を持つ化合物等が非極性化合物として使用されている。アリルエーテル構造を持つ化合物は、比較的低い粘度を示す有用な化合物であり、例えば、アリルエーテル構造を持つ化合物として下記化合物が開示されている(特許文献1)。しかしながら、この化合物はΔnが十分に大きく無く、他の液晶化合物との混和性が比較的低いという問題がある。
Figure 2015093193
(式中、Rは炭素原子数1〜9の直鎖状アルキル基を表す。)
一方、ベンゼン環の水素原子がフッ素原子で置換された構造を持つ化合物として、例えば、下記化合物が開示されている(特許文献2、特許文献3)。
Figure 2015093193
(式中、Y及びZはそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基、アルコキシ基を表す。)
Figure 2015093193
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基、アルコキシ基を表す。)
更に、アリルエーテル構造を持ち、且つ、ハロゲン原子で置換された構造を持つ化合物として、下記化合物が開示されている(特許文献4)。しかしながら、そのΔnは十分に大きい物では無かった。
Figure 2015093193
特開昭61−291536号公報 米国特許第4551264号明細書 米国特許第4990305号明細書 特開平7−258141号公報
本発明が解決しようとする課題は、低い粘度(η)、大きなΔn及び他の液晶化合物との高い混和性を併せ持つ化合物を提供し、併せて当該化合物を構成部材とする液晶組成物及び液晶表示素子を提供することである。
前記課題を解決するため、本願発明者らは種々の化合物の検討を行った結果、2,6−ジフルオロ−1−アルケニルエーテル構造を持つ特定の化合物が効果的に課題を解決できることを見出し本願発明の完成に至った。
本願発明は、一般式(1)
Figure 2015093193
(式中、Rは炭素原子数1から15のアルキル基又は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−、−S−、−COO−、−OCO−又は−CO−により置き換えられても良く、これらの基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良く、
は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、アルケニル基中に存在する−CH−において、酸素原子と直接結合している−CH−を除く1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−又は−CO−により置き換えられても良く、アルケニル基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良く、

(a)1,4−シクロへキシレン基(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−O−又は−S−に置き換えられても良い。)
(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
(c)ナフタレン−2,6−ジイル基(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基であり、
は−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、
Xは水素原子、フッ素原子、又は塩素原子を表し、
mは1〜4を表すが、mが2〜4であってAが複数存在する場合は、複数のAは同一であっても異なっていても良く、mが2〜4であってZが複数存在する場合は、複数のZは同一であっても異なっていても良い。
ただし、mが2〜4を表す場合、Aの少なくとも1つ以上は1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を表す。)で表される化合物を提供し、併せて当該化合物を含有する液晶組成物及び当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
本発明により提供される、一般式(1)で表される新規液晶化合物は工業的にも容易に製造することができ、得られた一般式(1)で表される化合物は、低い粘度及び大きなΔnを有し、化学的安定性が高く、且つ液晶組成物への高い混和性を併せ持つ。
従って、一般式(1)で表される化合物を液晶組成物の成分として用いる事により、低粘度な液晶組成物を得ることができる。このため、高速応答が求められる液晶表示素子用の液晶組成物の構成成分として非常に有用である。
本発明の液晶表示素子の断面図である。100〜105を備えた基板を「バックプレーン」、200〜205を備えた基板を「フロントプレーン」と称している。 フォトマスクパターンとしてブラックマトリックス上に形成する柱状スペーサ作成用パターンを使用した露光処理工程の図である。
一般式(1)において、Rは粘度を低下させる為には、炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数2〜8のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基であることが特に好ましい。また、直鎖状であることが好ましい。
は粘度を低下させる為には、炭素原子数2〜6のアルケニル基である事が好ましい。Rが炭素原子数2〜6のアルケニル基を表すものとして、一般式(1)で表される化合物は下記一般式(1−1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2015093193
(式中、X、R、A、Z、及びmは各々独立して前記一般式(1)におけるX、R、A、Z、及びmと同じ意味を表し、
は水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基を表し、これらの基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−、−S−、−COO−、−OCO−又は−CO−により置き換えられても良く、これらの基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
更に、Rは粘度を低下させる為には、炭素原子数2〜5のアルケニル基である事が好ましく、
Figure 2015093193
である事が特に好ましい。
は各々独立して、粘度を低下させる為にはトランス−1,4−シクロヘキシレン基、無置換のナフタレン−2,6−ジイル基又は無置換の1,4−フェニレン基であることが好ましく、トランス−1,4−シクロヘキシレン基であることが更に好ましく、他の液晶成分との混和性を向上させる為には、
Figure 2015093193
が好ましい。また、Aは各々独立して、Δnを大きくさせる為にはナフタレン−2,6−ジイル基又は1,4−フェニレン基であることが好ましく、化合物中の全ての環構造において1,4−フェニレン基及びナフタレン−2,6−ジイル基のしめる割合が比較的高いことが好ましく、その割合が40%以上であることが好ましく、50%以上であることが好ましく、60%以上であることが好ましく、100%であることが好ましい。具体的には、mが1を表す場合、Aはトランス−1,4−シクロヘキシレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,4−フェニレン基であると、化合物中の全ての環構造において1,4−フェニレン基及びナフタレン−2,6−ジイル基のしめる割合が50%以上になるため好ましい。mが2を表す場合、Aの少なくとも一つ以上は1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基であると、化合物中の全ての環構造において1,4−フェニレン基及びナフタレン−2,6−ジイル基のしめる割合が50%以上になるため好ましく、当該割合をより高くするためには、Aは各々独立して、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好ましい。mが3を表す場合、Aの少なくとも一つ以上は1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基であると、化合物中の全ての環構造において1,4−フェニレン基及びナフタレン−2,6−ジイル基のしめる割合が50%以上になるため好ましく、当該割合をより高くするためには、Aの少なくとも二つ以上は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好ましい。mが4を表す場合、Aの少なくとも一つ以上は1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基であると、化合物中の全ての環構造において1,4−フェニレン基及びナフタレン−2,6−ジイル基のしめる割合が40%以上になるため好ましく、当該割合をより高くするためには、Aの少なくとも二つ以上は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好ましい。当該割合は、Δnを重視する場合には好ましい範囲内において高くすることが好ましく、粘度及び他の液晶成分との混和性を重視する場合には好ましい範囲内において低くすることが好ましい。
液晶表示素子とした際の長期信頼性を向上させるには窒素原子及び塩素原子を含有しないことが好ましく、環構造内に不飽和結合を有するシクロヘキセン−1,4−ジイル基を有しないことが好ましい。
Xは粘性を重視する場合には水素原子である事が好ましく、他の液晶成分との混和性を重視する場合にはフッ素原子である事が好ましい。
は粘度を低下させるためには−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合であることが好ましく、−CFO−、−OCF−、−CHCH−又は単結合であることが更に好ましく、単結合である事が特に好ましい。
mは粘度を重視する場合には1又は2であることが好ましく、Tniを重視する場合には3又は4であることが好ましい。液晶組成物との混和性を高くする為には、2又は3であることが好ましい。
なお、一般式(1)で表される化合物において、ヘテロ原子同士が直接結合する構造となることはない。
好ましい化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
一般式(1)の中では以下の一般式(1a)〜一般式(1d)で表される各化合物が好ましい。
Figure 2015093193
(式中、R、A、Z、X及びRは各々独立して前記一般式(1)における、R、A、Z、X及びRと同じ意味を表す。ただし、一般式(1b)〜一般式(1d)において、Aの少なくとも1つ以上は1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を表す。)
一般式(1a)で表される化合物としては、以下の一般式(1a−1)〜一般式(1a−12)がより好ましい。
Figure 2015093193
(式中、R及びXは、各々独立して一般式(1)で表されるR及びXと同じ意味を表す。)
一般式(1b)で表される化合物としては、以下の一般式(1b−1)〜一般式(1b−34)で表される化合物が好ましい。
Figure 2015093193
Figure 2015093193
Figure 2015093193
(式中、R及びXは、各々独立して一般式(1)で表されるR及びXと同じ意味を表す。)
一般式(1c)で表される化合物としては、以下の一般式(1c−1)〜一般式(1c−30)が好ましい。
Figure 2015093193
Figure 2015093193
(式中、R及びXは、各々独立して一般式(1)で表されるR及びXと同じ意味を表す。)
一般式(1d)で表される化合物としては、以下の一般式(1d−1)〜一般式(1d−24)が好ましい。
Figure 2015093193
Figure 2015093193
Figure 2015093193
Figure 2015093193
(式中、R及びXは、各々独立して一般式(1)で表されるR及びXと同じ意味を表す。)
本発明の液晶組成物において一般式(1)で表される化合物の含有量が少ないとその効果が現れないため、組成物中に下限値として、1質量%(以下組成物中の%は質量%を表す。)以上含有することが好ましく、2%以上含有することが好ましく、5%以上含有することが好ましく、10%以上含有することが更に好ましい。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、上限値としては、70%以下含有することが好ましく、60%以下含有することがより好ましく、50%以下含有することが更に好ましく、40%以下含有することが特に好ましい。一般式(1)で表される化合物は1種のみで使用することもできるが、2種以上の化合物を同時に使用してもよい。
液晶組成物の物性値を調整するために一般式(1)で表される化合物以外の化合物を使用してもよく、液晶相を持つ化合物以外にも必要に応じて液晶相を持たない化合物を添加することもできる。
このように、一般式(1)で表される化合物と混合して使用することのできる化合物の好ましい代表例としては、本発明の提供する組成物においては、その第一成分として一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有するが、その他の成分として特に以下の第二から第四成分から少なくとも1種含有することが好ましい。
即ち、第二成分は誘電率異方性が正のいわゆるp型液晶化合物であって、以下の一般式(LC1)及び一般式(LC2)で示される化合物を挙げることができる。
Figure 2015093193
(式中、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−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く、ALC11、及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
Figure 2015093193
(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−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−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。)を表し、XLC11、XLC12、XLC21〜XLC23はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFを表し、YLC11及びYLC21はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、−CF、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表し、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−を表し、mLC11及びmLC21はそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、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良い。)
LC11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。
Figure 2015093193
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
LC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の構造が好ましい。
Figure 2015093193
LC11及びYLC21はそれぞれ独立してフッ素原子、シアノ基、−CF又は−OCFが好ましく、フッ素原子又は−OCFが好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
LC11及びZLC21は単結合、−CHCH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−が好ましく、単結合、−CHCH−、−OCH−、−OCF−又は−CFO−が好ましく、単結合、−OCH−又は−CFO−がより好ましい。
LC11及びmLC21は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が好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善するには2又は3が好ましい。
一般式(LC1)は、下記一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)
Figure 2015093193
(式中、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と同じ意味を表し、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−ジイル基を表し、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1〜XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFを表す。)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。
LC11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。
LC11〜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。
LC11はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。
また、一般式(LC1)は、下記一般式(LC1−d)から一般式(LC1−m)
Figure 2015093193
(式中、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と同じ意味を表し、ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1〜ALC1m3は、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、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表し、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、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFを表し、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。)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のが好ましい。
LC11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。
LC11〜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。
LC11はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。
LC1d1〜ZLC1m1はそれぞれ独立して−CFO−、−OCH−が好ましい。
一般式(LC2)は、下記一般式(LC2−a)から一般式(LC2−g)
Figure 2015093193
(式中、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と同じ意味を表し、XLC2d1〜XLC2d4、XLC2e1〜XLC2e4、XLC2f1〜XLC2f4及びXLC2g1〜XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFを表し、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。)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のが好ましい。
LC21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。
LC21〜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く、
LC21はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。
LC2a1〜ZLC2g4はそれぞれ独立して−CFO−、−OCH−が好ましい。
第三成分は誘電率異方性が負のいわゆるn型液晶化合物であって、以下の一般式(LC3)〜一般式(LC5)で示される化合物を挙げることができる。
Figure 2015093193
(式中、RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及びRLC52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−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く、ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及びALC52はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
Figure 2015093193
(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−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−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。)のいずれかを表し、ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及びZLC51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、Zは−CH−又は酸素原子を表し、XLC41は水素原子又はフッ素原子を表し、mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及びmLC52はそれぞれ独立して0〜3を表し、mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及びmLC51+mLC52は1、2又は3であり、ALC31〜ALC52、ZLC31〜ZLC52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良い。)
LC31〜RLC52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構造を表すことが最も好ましく、
Figure 2015093193
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
LC31〜ALC52はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure 2015093193
LC31〜ZLC51はそれぞれ独立して単結合、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CHCH−、−CFO−、−OCF−又は−OCH−が好ましい。
一般式(LC3)は、下記一般式(LC3−a)及び一般式(LC3−b)
Figure 2015093193
(式中、RLC31、RLC32、ALC31及びZLC31はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31、RLC32、ALC31及びZLC31と同じ意味を表し、XLC3b1〜XLC3b6は水素原子又はフッ素原子を表すが、XLC3b1及びXLC3b2又はXLC3b3及びXLC3b4のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、mLC3a1は1、2又は3であり、mLC3b1は0又は1を表し、ALC31及びZLC31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良い。)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。
LC31及びRLC32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ことが好ましい。
LC31は、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、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すことが好ましく、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
LC31は単結合、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CHCH−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
一般式(LC3−a)としては、下記一般式(LC3−a1)〜一般式(LC3−a4)を表すことが好ましい。
Figure 2015093193
(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
LC31及びRLC32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、RLC31が炭素原子数1〜7のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数1〜7のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
一般式(LC3−b)としては、下記一般式(LC3−b1)〜一般式(LC3−b12)を表すことが好ましく、一般式(LC3−b1)、一般式(LC3−b6)、一般式(LC3−b8)、一般式(LC3−b11)を表すことがより好ましく、一般式(LC3−b1)及び一般式(LC3−b6)を表すことがさらに好ましく、一般式(LC3−b1)を表すことが最も好ましい。
Figure 2015093193
(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
LC31及びRLC32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、RLC31が炭素原子数2又は3のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数2のアルキル基を表すことがより好ましい。
一般式(LC4)は下記一般式(LC4−a)から一般式(LC4−c)、一般式(LC5)は下記一般式(LC5−a)から一般式(LC5−c)
Figure 2015093193
(式中、RLC41、RLC42及びXLC41はそれぞれ独立して前記一般式(LC4)におけるRLC41、RLC42及びXLC41と同じ意味を表し、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して前記一般式(LC5)におけるRLC51及びRLC52と同じ意味を表し、ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及びZLC5c1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−を表す。)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のがより好ましい。
LC41、RLC42、RLC51及びRLC52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ことが好ましい。
LC4a1〜ZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CHCH−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
第四成分は誘電率異方性が0程度である、いわゆる非極性液晶化合物であり、以下の一般式(LC6)で示される化合物を挙げることができる。
Figure 2015093193
(式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の−CH−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く、ALC61〜ALC63はそれぞれ独立して下記
Figure 2015093193
(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−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。)のいずれかを表し、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、miii1は0〜3を表す。ただし、一般式(LC1)〜一般式(LC6)で表される化合物、及び一般式(1)を除く。)
LC61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構造を表すことが最も好ましく、
Figure 2015093193
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
LC61〜ALC63はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure 2015093193
LC61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。
一般式(LC6)は、一般式(LC6−a)から一般式(LC6−m)
Figure 2015093193
(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。)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のがより好ましい。
本発明において、一般式(1)で表される化合物は、以下のようにして製造することができる。勿論本発明の趣旨及び適用範囲は、これら製造例により制限されるものではない。
(製法1)
一般式(2)
Figure 2015093193
(式中R、A、Z、X及びmは各々独立して一般式(1)におけるA、Z、R、X及びmと同じ意味を表す。)
で表される化合物を塩基を用いてフェノラートとし、その後一般式(3)
Figure 2015093193
(式中Rは一般式(1)におけるRと同じ意味を表し、Xは塩素、臭素、よう素、ベンゼンスルホニルオキシ基、p-トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。)
で表される化合物と反応させることによって一般式(1)で表される化合物を得ることができる。
使用する塩基としては金属水素化物、金属炭酸塩、金属リン酸塩、金属水酸化物、金属カルボン酸塩、金属アミドおよび金属等を挙げることができ、中でもアルカリ金属水素化物、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アミドおよびアルカリ金属が好ましく、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属水素化物およびアルカリ金属炭酸塩は更に好ましい。アルカリ金属水素化物としては水素化リチウム、水素化ナトリウムおよび水素化カリウムを、アルカリ金属リン酸塩としてはリン酸三カリウムを、アルカリ金属炭酸塩としては炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸セシウム、炭酸カリウムおよび炭酸水素カリウムをそれぞれ好ましく挙げることができる。
反応溶媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、エーテル系溶媒、塩素系溶媒、炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒および極性溶媒等を好ましく用いることができる。エーテル系溶媒としては、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルおよびt-ブチルメチルエーテル等を、塩素系溶媒としてはジクロロメタン、1,2-ジクロロエタンおよび四塩化炭素等を、炭化水素系溶媒としてはペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンおよびオクタン等を、芳香族系溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼンおよびジクロロベンゼン等を、極性溶媒としてはN,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドおよびスルホラン等を好例として挙げることができる。中でも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒およびN,N-ジメチルホルムアミド等の極性溶媒がより好ましい。また、前記の各溶媒を単独で使用しても、2種もしくはそれ以上の溶媒を混合して使用してもよい。
反応温度は溶媒の凝固点から還流温度範囲で行うことができるが、0℃から150℃が好ましく、30℃から120℃がより好ましい。なお、生成したフェノラートを一度単離してから一般式(1)で表される化合物と反応させてもよく、単離せずに反応させてもよいが、作業の煩雑さから単離せずに反応させたほうがよい。
(製法2)
一般式(2)で表される化合物をアゾジカルボン酸ジエステル類及びホスフィン類存在下、一般式(4)
Figure 2015093193
(式中Rは一般式(1)におけるRと同じ意味を表す。)
で表される化合物と反応させることによって一般式(1)で表される化合物を得ることができる。
使用する溶媒は、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、THF、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒が好ましく、THF、トルエンが更に好ましい。
反応温度は、反応を好適に進行させる温度であればいずれでも構わないが、−30℃から40℃までが好ましく、−20℃から20℃までが更に好ましく、−20℃から氷冷温度である事が特に好ましい。
使用するアゾジカルボン酸エステルとしては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、アゾジカルボン酸ジエチル又はアゾジカルボン酸ジイソプロピルが好ましい。
使用するホスフィン類としては、トリフェニルホスフィンが好ましい。
(製法3)
一般式(7−1)
Figure 2015093193
(式中R、A、及びZは各々独立して一般式(1)におけるR、A及びZと同じ意味を表し、

(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
(c)ナフタレン−2,6−ジイル基(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、
は一般式(B−1)あるいは(B−2)
Figure 2015093193
(式中、R及びRは各々独立して直鎖であっても又は分岐していても良い炭素数1から5のアルキル基若しくは水素原子を表し、Eは基中に存在する一つ以上の水素原子が各々独立してメチル基に置換されていても良い−(CH−を表し、sは2,3又は4を表す。)
を表し、
nは0〜3を表すが、nが2又は3であってAが複数存在する場合は、複数のAは同一であっても異なっていても良く、nが2又は3であってZが複数存在する場合は、複数のZは同一であっても異なっていても良い。)
で表される化合物を、遷移金属触媒存在下、一般式(8−1)
Figure 2015093193
(式中R及びXは各々独立して一般式(1)におけるR及びXと同じ意味を表し、
は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。)
で表される化合物と反応させることで、一般式(9)
Figure 2015093193
(式中R、R及びXは各々独立して一般式(1)におけるR、R及びXと同じ意味を表し、Aは一般式(7)におけるAと同じ意味を表す。)
で表される化合物を得ることができる。
使用する溶媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、THF、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、DMF、N,N-ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒が好ましく、THF、DMF又はトルエンが好ましく、これらの溶媒は必要に応じて単独で用いても混合して用いても良く、更に反応を好適に進行させるために水を加えても良い。
反応温度としては、反応を好適に進行させる温度であればいずれでも構わないが、室温から溶媒が還流するまでの温度が好ましく、40℃から溶媒が還流するまでの温度が更に好ましい。
使用する遷移金属触媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、二塩化[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)、二塩化ビス[ジ−tert−ブチル(4−ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)等のパラジウム系遷移金属触媒又はニッケル系遷移金属触媒が好ましく、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス[ジ−tert−ブチル(4−ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)又は二塩化[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)が更に好ましい。また、反応の進行を促進するため、必要に応じてホスフィン系配位子を加えても良い。
(製法4)
一般式(7−2)
Figure 2015093193
(式中R、A、及びZは各々独立して一般式(1)におけるR、A及びZと同じ意味を表し、

(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
(c)ナフタレン−2,6−ジイル基(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、
は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基からなる群より選ばれる基を表し、
nは0〜3を表すが、nが2又は3であってAが複数存在する場合は、複数のAは同一であっても異なっていても良く、nが2又は3であってZが複数存在する場合は、複数のZは同一であっても異なっていても良い。)
で表される化合物を、遷移金属触媒存在下、一般式(8−2)
Figure 2015093193
(式中R及びXは各々独立して一般式(1)におけるR及びXと同じ意味を表し、
は一般式(B−1)あるいは(B−2)
Figure 2015093193
(式中、R及びRは各々独立して直鎖であっても又は分岐していても良い炭素数1から5のアルキル基若しくは水素原子を表し、Eは基中に存在する一つ以上の水素原子が各々独立してメチル基に置換されていても良い−(CH−を表し、sは2,3又は4を表す。)
で表される化合物と反応させることで、一般式(9)
Figure 2015093193
(式中R、R及びXは各々独立して一般式(1)におけるR、R及びXと同じ意味を表し、Aは一般式(7)におけるAと同じ意味を表す。)
で表される化合物を得ることができる。
使用する溶媒、反応温度、使用する遷移金属触媒等の条件は、製法3に記載の条件と同様である。
本発明の化合物を含有する液晶組成物を用いた液晶表示素子は、高速応答と表示不良の抑制を両立させた有用なものであり、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、VAモード、PSVAモード、PSAモード、IPSモード又はECBモード用液晶表示素子に適用できる。
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る液晶表示装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、互いに対向する二つの基板と、前記基板間に設けられたシール材と、前記シール材に囲まれた封止領域に封入された液晶とを備えている液晶表示素子を示す断面図である。
具体的には、基板a100上に、TFT層102、画素電極103を設け、その上からパッシベーション膜104及び配向膜a105を設けたバックプレーンと、基板b200上に、ブラックマトリックス202、カラーフィルタ203、平坦化膜(オーバーコート層)201、透明電極204を設け、その上から配向膜b205を設け、前記バックプレーンと対向させたフロントプレーンと、前記基板間に設けられたシール材301と、前記シール材に囲まれた封止領域に封入された液晶層303とを備え、前記シール材301が接する基板面には突起304が設けられている液晶表示素子の具体的態様を示している。
前記基板a又は前記基板bは、実質的に透明であれば材質に特に限定はなく、ガラス、セラミックス、プラスチック等を使用することができる。プラスチック基板としてはセルロ−ス、トリアセチルセルロ−ス、ジアセチルセルロ−ス等のセルロ−ス誘導体、ポリシクロオレフィン誘導体、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコ−ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、更にガラス繊維−エポキシ樹脂、ガラス繊維−アクリル樹脂などの無機−有機複合材料などを用いることができる。
なおプラスチック基板を使用する際には、バリア膜を設けることが好ましい。バリア膜の機能は、プラスチック基板が有する透湿性を低下させ、液晶表示素子の電気特性の信頼性を向上することにある。バリア膜としては、それぞれ、透明性が高く水蒸気透過性が小さいものであれば特に限定されず、一般的には酸化ケイ素などの無機材料を用いて蒸着やスパッタリング、ケミカルベーパーデポジション法(CVD法)によって形成した薄膜を使用する。
本発明においては、前記基板a又は前記基板bとして同素材を使用しても異素材を使用してもよく特に限定はない。ガラス基板を用いれば耐熱性や寸法安定性の優れた液晶表示素子を作製することができて好ましい。またプラスチック基板であれば、ロールツウロール法による製造方法に適し且つ軽量化あるいはフレキシブル化に適しており好ましい。また、平坦性及び耐熱性付与を目的とするならば、プラスチック基板とガラス基板とを組み合わせると良い結果を得ることができる。
バックプレーンには、基板a100上に、TFT層102及び画素電極103を設けている。これらは通常のアレイ工程にて製造される。この上にパッシベーション膜104及び配向膜a105を設けてバックプレーンが得られる。
パッシベーション膜104(無機保護膜ともいう)はTFT層を保護するための膜で、通常は窒化膜(SiNx)、酸化膜(SiOx)等を化学的気相成長(CVD)技術等により形成する。
また、配向膜a105は、液晶を配向させる機能を有する膜であり、通常ポリイミドのような高分子材料が用いられることが多い。塗布液には、高分子材料と溶剤からなる配向剤溶液が使われる。配向膜はシール材との接着力を阻害する可能性があるため、封止領域内にパターン塗布する。塗布にはフレキソ印刷法のような印刷法、インクジェットのような液滴吐出法が用いられる。塗布された配向剤溶液は仮乾燥により溶剤が蒸発した後、ベーキングにより架橋硬化される。この後、配向機能を出すために、配向処理を行う。
配向処理は通常ラビング法にて行われる。前述のように形成された高分子膜上を、レーヨンのような繊維から成るラビング布を用いて一方向にこすることにより液晶配向能が生じる。
また、光配向法を用いることもある。光配向法は、光感受性を有する有機材料を含む配向膜上に偏光を照射することにより配向能を発生させる方法であり、ラビング法による基板の傷や埃の発生が生じない。光配向法における有機材料の例としては二色性染料を含有する材料がある。二色性染料としては、光二色性に起因するワイゲルト効果による分子の配向誘起もしくは異性化反応(例:アゾベンゼン基)、二量化反応(例:シンナモイル基)、光架橋反応(例:ベンゾフェノン基)、あるいは光分解反応(例:ポリイミド基)のような、液晶配向能の起源となる光反応を生じる基(以下、光配向性基と略す)を有するものを用いることができる。塗布された配向剤溶液は仮乾燥により溶剤が蒸発した後、任意の偏向を有する光(偏光)を照射することで、任意の方向に配向能を有する配向膜を得ることができる。
一方のフロントプレーンは、基板b200上に、ブラックマトリックス202、カラーフィルタ203、平坦化膜201、透明電極204、配向膜b205を設けている。
ブラックマトリックス202は、例えば、顔料分散法にて作製する。具体的にはバリア膜201を設けた基板b200上に、ブラックマトリックス形成用に黒色の着色剤を均一分散させたカラーレジン液を塗布し、着色層を形成する。続いて、着色層をベーキングして硬化する。この上にフォトレジストを塗布し、これをプリベークする。フォトレジストにマスクパターンを通して露光した後に、現像を行って着色層をパターニングする。この後、フォトレジスト層を剥離し、着色層をベーキングしてブラックマトリックス202が完成する。
あるいは、フォトレジスト型の顔料分散液を使用してもよい。この場合は、フォトレジスト型の顔料分散液を塗布し、プリベークしたのち、マスクパターンを通して露光した後に、現像を行って着色層をパターニングする。この後、フォトレジスト層を剥離し、着色層をベーキングしてブラックマトリックス202が完成する。
カラーフィルタ203は、顔料分散法、電着法、印刷法あるいは染色法等にて作成する。顔料分散法を例にとると、(例えば赤色の)顔料を均一分散させたカラーレジン液を基板b200上に塗布し、ベーキング硬化後、該上にフォトレジストを塗布しプリベークする。フォトレジストにマスクパターンを通して露光した後に現像を行い、パターニングする。この後フォトレジスト層を剥離し、再度ベーキングすることで、(赤色の)カラーフィルタ203が完成する。作成する色順序に特に限定はない。同様にして、緑カラーフィルタ203、青カラーフィルタ203を形成する。
透明電極204は、前記カラーフィルタ203上に(必要に応じて前記カラーフィルタ203上に表面平坦化のためにオーバーコート層(201)を設けてもよい。)設ける。透明電極204は透過率が高い方が好ましく、電気抵抗が小さいほうが好ましい。透明電極204はITOなどの酸化膜をスパッタリング法などによって形成する。
また、前記透明電極204を保護する目的で、透明電極204の上にパッシベーション膜を設ける場合もある。
配向膜b205は、前述の配向膜a105と同じものである。
以上本発明で使用する前記バックプレーン及び前記フロントプレーンについての具体的態様を述べたが、本願においては該具体的態様に限定されることはなく、所望される液晶表示素子に応じた態様の変更は自由である。
前記柱状スペーサーの形状は特に限定されず、その水平断面を円形、四角形などの多角形など様々な形状にすることができるが、工程時のミスアラインマージンを考慮して、水平断面を円形または正多角形にすることが特に好ましい。また該突起形状は、円錐台または角錐台であることが好ましい。
前記柱状スペーサーの材質は、シール材もしくはシール材に使用する有機溶剤、あるいは液晶に溶解しない材質であれば特に限定されないが、加工及び軽量化の面から合成樹脂(硬化性樹脂)であることが好ましい。一方、前記突起は、フォトリソグラフィによる方法や液滴吐出法により、第一の基板上のシール材が接する面に設けることが可能である。このような理由から、フォトリソグラフィによる方法や液滴吐出法に適した、光硬化性樹脂を使用することが好ましい。
例として、前面柱状スペーサーをフォトリソグラフィ法によって得る場合について説明する。
前記フロントプレーンの透明電極204上に、柱状スペーサー形成用の(着色剤を含まない)レジン液を塗布する。続いて、このレジン層をベーキングして硬化する。この上にフォトレジストを塗布し、これをプリベークする。フォトレジストにマスクパターンを通して露光した後に、現像を行ってレジン層をパターニングする。この後、フォトレジスト層を剥離し、レジン層をベーキングして柱状スペーサーが完成する。
柱状スペーサーの形成位置はマスクパターンによって所望の位置に決めることができる。従って、液晶表示素子の封止領域内と封止領域外(シール材塗布部分)との両方を同時に作成することができる。また柱状スペーサーは封止領域の品質が低下することがないように、ブラックマトリックスの上に位置するように形成させることが好ましい。このようにフォトリソグラフィ法によって作製された柱状スペーサーのことを、カラムスペーサ又はフォトスペーサと呼ぶことがある。
前記スペーサーの材質は、PVA−スチルバゾ感光性樹脂などのネガ型水溶性樹脂や多官能アクリル系モノマー、アクリル酸共重合体、トリアゾール系開始剤などの混合物が使用される。あるいはポリイミド樹脂に着色剤を分散させたカラーレジンを使う方法もある。本発明においては特に限定はなく、使用する液晶やシール材との相性に従い公知の材質でスペーサーを得ることができる。
このようにして、フロントプレーン上の封止領域となる面に柱状スペーサーを設けた後、該バックプレーンのシール材が接する面にシール材(図1における301)を塗布する。
シール材の材質は特に限定はなく、エポキシ系やアクリル系の光硬化性、熱硬化性、光熱併用硬化性の樹脂に重合開始剤を添加した硬化性樹脂組成物が使用される。また、透湿性や弾性率、粘度などを制御するために、無機物や有機物よりなるフィラー類を添加することがある。これらフィラー類の形状は特に限定されず、球形、繊維状、無定形などがある。さらに、セルギャップを良好に制御するために単分散径を有する球形や繊維状のギャップ材を混合したり、基板との接着力をより強化するために、基板上突起と絡まりやすい繊維状物質を混合しても良い。このとき使用する繊維状物質の直径はセルギャップの1/5〜1/10以下程度が望ましく、繊維状物質の長さはシール塗布幅よりも短いことが望ましい。
また、繊維状物質の材質は所定の形状が得られるものであれば特に限定されず、セルロース、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維やガラス、炭素などの無機材料を適宜選ぶことが可能である。
シール材を塗布する方法としては、印刷法やディスペンス法があるが、シール材の使用量が少ないディスペンス法が望ましい。シール材の塗布位置は封止領域に悪影響を及ぼさないように通常ブラックマトリックス上とする。次工程の液晶滴下領域を形成するため(液晶が漏れないように)、シール材塗布形状は閉ループ形状とする。
前記シール材を塗布したフロントプレーンの閉ループ形状(封止領域)に液晶を滴下する。通常はディスペンサーを使用する。滴下する液晶量は液晶セル容積と一致させるため、柱状スペーサーの高さとシール塗布面積とを掛け合わせた体積と同量を基本とする。しかし、セル貼り合わせ工程における液晶漏れや表示特性の最適化のために、滴下する液晶量を適宜調整することもあれば、液晶滴下位置を分散させることもある。
次に、前記シール材を塗布し液晶を滴下したフロントプレーンに、バックプレーンを貼り合わせる。具体的には、静電チャックのような基板を吸着させる機構を有するステージに前記フロントプレーンと前記バックプレーンとを吸着させ、フロントプレーンの配向膜bとバックプレーンの配向膜aとが向きあい、シール材ともう一方の基板が接しない位置(距離)に配置する。この状態で系内を減圧する。減圧終了後、フロントプレーンとバックプレーンとの貼り合せ位置を確認しながら両基板位置を調整する(アライメント操作)。貼り合せ位置の調整が終了したら、フロントプレーン上のシール材とバックプレーンとが接する位置まで基板を接近させる。この状態で系内に不活性ガスを充填させ、徐々に減圧を開放しながら常圧に戻す。このとき、大気圧によりフロントプレーンとバックプレーンが貼り合わされ、柱状スペーサーの高さ位置でセルギャップが形成される。この状態でシール材に紫外線を照射してシール材を硬化することによって液晶セルを形成する。この後、場合によって加熱工程を加え、シール材硬化を促進する。シール材の接着力強化や電気特性信頼性の向上のために、加熱工程を加えることが多い。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。液晶組成物の比抵抗値は、測定用セルに液晶組成物を入れ、電圧(DC)1V印加時の抵抗値を25℃にて測定して得た。相転移温度の測定は温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計(DSC)を併用して行った。
n−iはネマチック相−等方相の転移温度を表す。
化合物記載に下記の略号を使用する。
DMF:N,N-ジメチルホルムアミド
Me:メチル基、Pr:n−プロピル基
(実施例1)2,3,6−トリフルオロ−4−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン(1b−11)の製造
Figure 2015093193
(1−1) 乾燥窒素雰囲気下、金属マグネシウム(2.6g)をTHF(10mL)に懸濁させ、4−(4−プロピルフェニル)ブロモベンゼン(25g)をTHF(100mL)に溶解させた溶液を系内が穏やかに還流する速度でゆっくりと加えた後、室温にて1時間撹拌した。続いて、氷冷下ホウ酸トリイソプロピル(10.4g)をゆっくりと加えた後、室温にて30分撹拌した。再び氷冷し、10%塩酸(100mL)をゆっくりと加えて分液し、水層にTHF(100mL)を加えて抽出し、併せた有機層を飽和食塩水(100mL)で二回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧下留去する事で、粗製4−(4−プロピルフェニル)フェニルホウ酸(26.6g)を得た。
(1−2) 乾燥窒素雰囲気下、(1−1)で得られた粗製4−(4−プロピルフェニル)フェニルホウ酸(26.6g)、2,3,5−トリフルオロブロモベンゼン(19.2g)炭酸カリウム(18.8g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.10g)及びエタノール(200mL)を混合し、溶媒が還流する温度にて15時間撹拌した。室温まで放冷した後、析出した結晶を濾過し、減圧乾燥し、混合溶媒(トルエン/ヘキサン=2:1、150mL)に溶解させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。溶媒を減圧留去した後、トルエン及びヘキサンの混合溶媒から再結晶する事で、2,3,5−トリフルオロ−1−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]ベンゼン(18.0g)を得た。
(1−3) 乾燥窒素雰囲気下、ジイソプロピルアミン(7.3g)及びTHF(180mL)を混合し、−40℃に冷却し、1.6mol/Lノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(40mL)をゆっくりと加え、−40℃にて更に1時間撹拌した。続いて、(1−2)で得られた2,3,5−トリフルオロ−1−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]ベンゼン(18.0g)及びホウ酸トリイソプロピル(13.5g)をTHF(40mL)に溶解させた溶液をゆっくりと加え、−40℃にて更に1時間撹拌した。室温までゆっくりと昇温させた後、氷冷し、水(10mL)をゆっくりと加え、10%塩酸(60mL)をゆっくりと加え、分液した。有機層を水(50mL)で洗浄した後、30%過酸化水素水(8.1g)をゆっくりと加え、50℃にて40時間撹拌した。氷冷下10%亜硫酸ナトリウム水溶液(100mL)及びトルエン(100mL)を加えて分液し、有機層を10%亜硫酸ナトリウム水溶液(100mL)及び飽和食塩水(100mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製する事で、粗製2,3,6−トリフルオロ−4−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]フェノール(19.0g)を得た。
(1−4) 乾燥窒素雰囲気下、(1−3)で得られた2,3,6−トリフルオロ−4−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]フェノール(19.0g)、アリルブロマイド(7.4g)及び無水炭酸カリウム(11.5g)をDMF(100mL)に懸濁させ、40℃にて4時間撹拌した。室温まで冷却し、トルエン(50mL)を加えて不溶物を濾過により除去した後、水(100mL)を加えて分液した。有機層を水(100mL)及び飽和食塩水(150mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した後、アセトン及びエタノールの混合溶媒から再結晶する事で、2,3,6−トリフルオロ−4−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン(1b−11)を得た。
相転移温度(℃):Cr 115 SmA 126 N 132 Iso
MS m/z:382[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.67(2H,d,J=8.3Hz),7.57−7.54(4H,m),7.28(2H,d,J=8.0Hz),7.04−6.99(1H,m),6.13−6.03(1H,m),5.42(1H,dd,J1=1.2Hz,J2=17.2Hz),5.31(1H,dd,J1=0.9Hz,J2=10.3Hz),4.73(2H,d,J=6.0Hz),2.64(2H,t,J=7.5Hz),1.67(2H,sex,J=7.4Hz),0.98(3H,t,J=7.3Hz)
(実施例2)2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン(1b−1)の製造
Figure 2015093193
(2−1) 乾燥窒素雰囲気下、金属マグネシウム(4.7g)をTHF(10mL)に懸濁させ、4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)ブロモベンゼン(50.0g)をTHF(200mL)に溶解させた溶液を系内が穏やかに還流する速度でゆっくりと加えた後、室温にて1時間撹拌した。続いて、氷冷下、ホウ酸トリメチル(22.2g)をTHF(40mL)に溶解させた溶液をゆっくりと加えた後、室温にて2時間撹拌した。再び氷冷し、10%塩酸(100mL)をゆっくりと加えて分液し、水層にTHF(100mL)及びトルエン(50mL)を加えて抽出し、併せた有機層を飽和食塩水(100mL)で二回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧下留去する事で、粗製4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニルホウ酸(46.8g)を得た。
(2−2) 4−ブロモ−2,6−ジフルオロフェノール(33.8g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(5.61g)、エタノール(170mL)及び2mol/L炭酸カリウム水溶液(160mL)を混合し、60℃に加熱した。加熱下、(2−1)で得られた4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニルホウ酸(46.8g)をエタノール(150mL)に溶解させた溶液をゆっくりと滴下した。60℃にて更に4時間撹拌した後、室温まで冷却し、酢酸エチル(200mL)を加えて分液した。水層に酢酸エチル(150mL)を加えて抽出し、併せた有機層を飽和食塩水(200mL)で2回洗浄し、うすい硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ヘキサンから再結晶する事で4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−2,6−ジフルオロフェノール(34.9g)を得た。
(2−3) 乾燥窒素雰囲気下、(2−2)で得られた4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−2,6−ジフルオロフェノール(18.0g)、アリルブロマイド(7.3g)、無水炭酸カリウム(11.3g)及びDMF(90mL)を懸濁させ、40℃にて4時間撹拌した。不溶物を濾過により除去した後、トルエン(100mL)を加えて分液した。有機層を飽和食塩水(100mL)で2回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧下留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した後、アセトン及びメタノール混合溶液から再結晶する事で、2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン(12.6g)を得た。
相転移温度(℃):Cr 60 SmA 69 N 129 Iso
MS m/z:370[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.43(2H,d,J=7.2Hz),7.27(2H,d,J=7.6Hz),7.11(2H,d,J=8.5Hz),6.13−6.03(1H,m),5.40(1H,dt,J1=1.4Hz,J2=17.2Hz),5.28(1H,d,J=10.2Hz),4.67(2H,d,J=5.8Hz),2.53−2.46(1H,m),1.92−1.86(4H,m),1.52−1.19(7H,m),1.11−1.01(2H,m),0.91(3H,t,J=7.2Hz)
(実施例3)2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−1−(2−ブテン−1−イルオキシ)ベンゼン(1b−6)の製造
Figure 2015093193
(3−1) 乾燥窒素雰囲気下、(2−2)で得られた(2−2)で得られた4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−2,6−ジフルオロフェノール(16.9g)、trans−クロチルアルコール(3.7g)及びトリフェニルホスフィン(14.7g)をTHF(85mL)に溶解させ、氷冷下アゾジカルボン酸ジイソプロピル(10.9g)をゆっくりと滴下した。室温にて更に5時間撹拌した後、水(10mL)を加え、有機溶媒を減圧留去した。残渣をヘキサン(200mL)に溶解させ、メタノール(100mL)及び水(50mL)の混合溶媒で分液し、有機層を飽和食塩水(100mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。有機溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、アセトン及びメタノールの混合溶媒から再結晶する事で、2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−1−(2−ブテン−1−イルオキシ)ベンゼン(10.1g)を得た。
相転移温度(℃):Cr 53 SmA 86 N 131 Iso
MS m/z:384[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.43(2H,d,J=7.2Hz),7.27(2H,d,J=8.6Hz),7.10(2H,d,J=8.4Hz),5.86−5.71(2H,m),4.59(2H,d,J=6.1Hz),2.53−2.47(1H,m),1.92−1.86(4H,m),1.72(2H,d,J=5.9Hz),1.71−1.66(1H,m),1.52−1.19(7H,m),1.11−1.01(2H,m),0.91(3H,t,J=7.2Hz)
(実施例4)2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン(1e−1)
Figure 2015093193
実施例1〜3に記載の方法と同様にして製造する事で、2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼンを得た。
MS m/z:452[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.43(2H,d,J=7.2Hz),7.27(2H,d,J=7.6Hz),7.11(2H,d,J=8.5Hz),6.15−5.95(1H,m),5.36(1H,dd,J1=1.4Hz,J2=17.1Hz),5.24(1H,dd,J1=1.0Hz,J2=10.3Hz),4.59(2H,d,J=6.0Hz),2.36(1H,tt,J1=3.1Hz,J2=12.1Hz),1.92−1.66(8H,m),1.40−0.78(15H,m),0.87(3H,t,J=7.3Hz)
(実施例5)2,6−ジフルオロ−4−[2−フルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼンの製造
Figure 2015093193
実施例1〜3に記載の方法と同様にして製造する事で、2,6−ジフルオロ−4−[2−フルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼンを得た。
相転移温度(℃):Cr 45 SmA 101 N 110 Iso
MS m/z:382[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.50(2H,d,J=8.2Hz),7.41−7.33(3H,m),7.25(2H,d,J=8.3Hz),7.14(2H,d,J=8.3Hz),6.13−6.03(1H,m),5.40(1H,dd,J1=1.4Hz,J2=17.2Hz),5.28(1H,dd,J1=1.2Hz,J2=10.3Hz),4.69(2H,d,J=6.0Hz),2.63(2H,t、J=7.5Hz),1.67(1H,sex,J=7.6Hz),0.97(3H,t,J=7.3Hz)
(実施例6)2,6−ジフルオロ−4−[2−フルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−(2−ブテン−1−イルオキシ)ベンゼンの製造
Figure 2015093193
実施例1〜3に記載の方法と同様にして製造する事で、2,6−ジフルオロ−4−[2−フルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−(2−ブテン−1−イルオキシ)ベンゼンを得た。
相転移温度(℃):Cr 59 SmA 95 N 111 Iso
MS m/z:396[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.50(2H,d,J=8.1Hz),7.42−7.33(3H,m),7.25(2H,d,J=8.2Hz),7.14(2H,d,J=8.4Hz),5.88−5.72(2H,m),4.62(2H,d,J=6.1Hz),2.62(2H,t、J=7.6Hz),1.73−1.56(4H,m),0.97(3H,t,J=7.3Hz)
(比較例1)2,6−ジフルオロ−4−[trans−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル]−1−アリルオキシベンゼン
Figure 2015093193
文献(特開平7−258141号公報)に記載の方法と同様にして製造する事により、2,6−ジフルオロ−4−[trans−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル]−1−アリルオキシベンゼンを得た。
相転移温度(℃):Cr 30 N 159 Iso
MS m/z:376[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=6.72(2H,d,J=9.5Hz),6.15−5.95(1H,m),5.36(1H,dd,J1=1.4Hz,J2=17.1Hz),5.24(1H,dd,J1=1.0Hz,J2=10.3Hz),4.59(2H,d,J=6.0Hz),2.36(1H,tt,J1=3.1Hz,J2=12.1Hz),1.92−1.66(8H,m),1.40−0.78(15H,m),0.87(3H,t,J=7.3Hz)
(実施例7)液晶組成物の調製−1
以下の組成からなるホスト液晶組成物(H)
Figure 2015093193
を調製した。ここで、(H)の物性値は以下の通りである。
ネマチック相上限温度(Tn−i):117.2℃
誘電率異方性(Δε):4.76
屈折率異方性(Δn):0.0873
粘度(η20):20.5mPa・s
この母体液晶(H)90%と、実施例1で得られた2,3,6−トリフルオロ−4−[4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン10%からなる液晶組成物(M−A)を調製した。この組成物の外挿Tn−i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
n−i:113.9℃
Δε:0.38
Δn:0.2524
η20:23.7mPa・s
また、調製した液晶組成物(M−A)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
さらに、液晶組成物(M−A)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例8)液晶組成物の調製−2
母体液晶(H)80%と、実施例2で得られた2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン20%からなる液晶組成物(M−B)を調製した。この組成物の外挿Tn−i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
n−i:127.9℃
Δε:2.86
Δn:0.1883
η20:17.7mPa・s
また、調製した液晶組成物(M−B)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
さらに、液晶組成物(M−B)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例9)液晶組成物の調製−3
母体液晶(H)80%と、実施例3で得られた2,6−ジフルオロ−4−[4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニル]−1−(2−ブテン−1−イルオキシ)ベンゼン20%からなる液晶組成物(M−C)を調製した。この組成物の外挿Tn−i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
n−i:127.4℃
Δε:2.19
Δn:0.1926
η20:24.9mPa・s
また、調製した液晶組成物(M−C)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
さらに、液晶組成物(M−C)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例10)液晶組成物の調製―4
母体液晶(H)80%と、実施例5で得られた2,6−ジフルオロ−4−[2−フルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−アリルオキシベンゼン20%からなる液晶組成物(M−D)を調製した。この組成物の外挿Tn−i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
n−i:105.7℃
Δε:5.36
Δn:0.2753
η20:25.7mPa・s
また、調製した液晶組成物(M−D)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
さらに、液晶組成物(M−D)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例11)液晶組成物の調製―5
母体液晶(H)80%と、実施例6で得られた2,6−ジフルオロ−4−[2−フルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−1−(2−ブテン−1−イルオキシ)ベンゼン20%からなる液晶組成物(M−E)を調製した。この組成物の外挿Tn−i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
n−i:103.7℃
Δε:3.76
Δn:0.2703
η20:27.2mPa・s
また、調製した液晶組成物(M−E)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
さらに、液晶組成物(M−E)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(比較例2)液晶組成物の調製−4
母体液晶(H)80%と、比較例1で得られた化合物(6)20%からなる液晶組成物(M−F)を調製した。この組成物の外挿Tn−i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
n−i:150.8℃
Δε:1.49
Δn:0.126
η20:20.4mPa・s
実施例8と比較例2とをそれぞれ比較すると、比較例2の外挿粘度(η20)は20.4mPa・sを示すのに対して、実施例8の外挿粘度(η20)は17.7mPa・sであり、比較例2よりも低下している。また、比較例2の外挿Δnは0.126を示すのに対して、実施例8の外挿Δnは0.1883という大きな値を示した。
以上の結果より、本願化合物は大きなΔnを示しながらも、低い粘度を有し、さらに他の液晶化合物との高い混和性を維持出来る事が判明した。

Claims (8)

  1. 一般式(1)
    Figure 2015093193
    (式中、Rは炭素原子数1から15のアルキル基又は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−、−S−、−COO−、−OCO−又は−CO−により置き換えられても良く、これらの基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良く、
    は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、アルケニル基中に存在する−CH−において、酸素原子と直接結合している−CH−を除く1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−又は−CO−により置き換えられても良く、アルケニル基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良く、

    (a)1,4−シクロへキシレン基(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−O−又は−S−に置き換えられても良い。)
    (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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
    (c)ナフタレン−2,6−ジイル基(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良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
    からなる群より選ばれる基であり、
    は−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、
    Xは水素原子、フッ素原子、又は塩素原子を表し、
    mは1〜4を表すが、mが2〜4であってAが複数存在する場合は、複数のAは同一であっても異なっていても良く、mが2〜4であってZが複数存在する場合は、複数のZは同一であっても異なっていても良い。
    ただし、mが2〜4を表す場合、Aの少なくとも1つ以上は1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を表す。)
    で表される化合物。
  2. 一般式(1)が一般式(1−1)を表す請求項1に記載の化合物。
    Figure 2015093193
    (式中、X、R、A、Z、及びmは各々独立して前記一般式(1)におけるX、R、A、Z、及びmと同じ意味を表し、
    は水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基を表し、これらの基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−、−S−、−COO−、−OCO−又は−CO−により置き換えられても良く、これらの基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。
  3. 一般式(1)において、Xが水素原子又はフッ素原子を表す請求項1又は2のいずれか一項に記載の化合物。
  4. 一般式(1)において、A
    Figure 2015093193
    から選ばれる基を表す、請求項1から3のいずれか一項に記載の化合物。
  5. 一般式(1)において、Zが−CHO−、−OCH−、−CHCH−、又は単結合を表す請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物。
  6. 一般式(1)において、Rが炭素原子数1から6のアルキル基又は炭素原子数2から6のアルケニル基を表す請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の化合物を一種又は二種以上含有する組成物。
  8. 請求項7記載の組成物を使用した液晶表示素子。
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