JPWO2016133035A1 - アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

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Abstract

光などに対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性などの物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、この組成物を含む液晶表示素子を提供する。式(1)で表される化合物。式(1)において、例えば、R1は炭素数1〜12のアルキルであり;環A1、環A2、および環A3は独立して、であり;X1およびX2は独立して、−O−または−CH2−であり;Y1はフッ素、−CF3または−OCF3であり;Z1およびZ3は独立して、単結合、−CF2O−または−COO−であり;Z2は単結合、−CF2O−または−COO−であり;L1およびL2は独立して、水素またはハロゲンであり;aは0、1、2または3であり;n1およびn2は独立して、0、1または2である。

Description

本発明は、液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、この化合物を含有し、ネマチック相を有する液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。
液晶表示素子は、パソコン、テレビなどのディスプレイに広く利用されている。この素子は、液晶性化合物の光学的異方性、誘電率異方性などを利用したものである。液晶表示素子の動作モードとしては、PC(phase change)モード、TN(twisted nematic)モード、STN(super twisted nematic)モード、BTN(bistable twisted nematic)モード、ECB(electrically controlled birefringence)モード、OCB(optically compensated bend)モード、IPS(in-plane switching)モード、VA(vertical alignment)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、PSA(polymer sustained alignment)モードなどが知られている。近年、光学的に等方性の液晶相において電場を印加し、電気屈折率を発現させるモードも盛んに研究されている。
さらに光学的に等方性の液晶相の1つであるブルー相における電気複屈折を利用した波長可変フィルター、波面制御素子、液晶レンズ、収差補正素子、開口制御素子、光ヘッド装置などが提案されている。
素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である。PM(passive matrix)はスタティック(static)とマルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMはそのスイッチング素子の種類によって、TFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。
このような液晶表示素子では、適切な物性を有する液晶組成物が使われている。液晶表示素子の特性をさらに向上させるには、この組成物に含まれる液晶性化合物が、下記の(1)〜(8)で示す物性を有するのが好ましい。
(1)熱、光などに対する高い安定性
(2)高い透明点
(3)液晶相の低い下限温度
(4)小さな粘度(η)
(5)適切な光学的異方性(Δn)
(6)大きな誘電率異方性(Δε)
(7)適切な弾性定数(K)
(8)他の液晶性化合物との優れた相溶性
特に、光学的に等方性の液晶相においては、誘電率異方性と屈折率異方性が共に大きな液晶化合物が駆動電圧低減の観点から好ましい。
液晶性化合物の物性が素子の特性に及ぼす効果は、次のとおりである。(1)のように、熱、光などに対する高い安定性を有する化合物は、素子の電圧保持率を大きくする。これによって、素子の寿命が長くなる。(2)のように、高い透明点を有する化合物は、素子の使用可能な温度範囲を広げる。(3)のように、ネマチック相、スメクチック相などのような液晶相の低い下限温度、特にネマチック相の低い下限温度を有する化合物も、素子の使用可能な温度範囲を広げる。(4)のように、粘度の小さな化合物は、素子の応答時間を短くする。
(5)のように、適切な光学的異方性を有する化合物は、素子のコントラストを向上させる。素子の設計に応じて、大きな光学的異方性または小さな光学的異方性、すなわち適切な光学的異方性を有する化合物が必要である。素子のセルギャップを小さくすることにより応答時間を短くする場合には、大きな光学的異方性を有する化合物が適している。(6)のように大きな誘電率異方性を有する化合物は、素子のしきい値電圧を下げる。これによって、素子の消費電力が小さくなる。一方、小さな誘電率異方性を有する化合物は、組成物の粘度を小さくすることによって、素子の応答時間を短くする。
(7)に関しては、大きな弾性定数を有する化合物は、ネマチック相で駆動される素子の応答時間を短くする。小さな弾性定数を有する化合物は、ネマチック相で駆動される素子のしきい値電圧を下げる。したがって、向上させたい特性に応じて適切な弾性定数が必要になる。(8)のように他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する化合物が好ましい。これは、異なった物性を有する液晶性化合物を混合して、組成物の物性を調節するからである。近年は特に表示性能、例えばコントラスト、表示容量、応答時間特性等のより高い液晶表示素子が要求されている。さらに使用される液晶材料には駆動電圧の低い液晶組成物が要求されている。また光学的に等方性の液晶相で駆動させる光素子を低電圧で駆動させるためには、誘電率異方性および屈折率異方性が大きい液晶化合物を用いることが好ましい。
これまでに、大きな誘電率異方性を有する液晶性化合物が種々合成されてきた。新規な化合物には、従来の化合物にはない優れた物性が期待されるからである。新規な化合物を液晶組成物に添加することによって、少なくとも2つの物性の間の適切なバランスが得られると期待されるからである。このような状況から、上記の物性(1)〜(8)に関して優れた物性と適切なバランスを有する化合物、とりわけ誘電率異方性(Δε)が大きな化合物の開発が望まれている。
欧州特許出願公開452274号明細書 特開2007―091796号公報 特開2006―070080号公報 特開2006―008928号公報 米国特許第20090302273号公報 特表平05−065280公報
本発明の第一の課題は、光に対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との優れた相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物を提供することである。特に大きな誘電率異方性を有する化合物を提供することである。第二の課題は、この化合物を含有し、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数などの物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。この課題は、少なくとも2つの物性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。第三の課題は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、および長い寿命を有する液晶表示素子を提供することである。
本発明は、式(1)で表される化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。
Figure 2016133035

式(1)において、

は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

Figure 2016133035

およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
本発明の第一の長所は、光に対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との優れた相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物を提供することである。特に大きな誘電率異方性を有する化合物を提供することである。
第二の長所は、この化合物を含有し、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数などの物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。
第三の長所は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、および長い寿命を有する液晶表示素子を提供することである。光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子においては、使用できる広い温度範囲、および低い駆動電圧を有する。
実施例で用いた櫛型電極基板を示す。 実施例で用いた光学系を示す。
本発明において、液晶化合物とはメソゲンを有する化合物を表し、液晶相を有する化合物に限定されない。液晶媒体とは、液晶組成物および高分子/液晶複合体の総称である。また、光素子とは、電気光学効果を利用して、光変調や光スイッチングなどの機能を奏する各種の素子を指し、たとえば、表示素子(液晶表示素子)、光通信システム、光情報処理や種々のセンサーシステムに用いられる光変調素子が挙げられる。光学的に等方性の液晶媒体への電圧印加による屈折率の変化を利用した光変調については、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値Δn(E)が電場Eの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔn(E)=KλEが成立する(K:カー係数(カー定数)、λ:波長))。ここで、電気複屈折値とは、等方性媒体に電界を印加した時に誘起される屈折率異方性値である。
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶性化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物、および液晶相を有しないが、上限温度、下限温度、粘度、誘電率異方性のような組成物の物性を調節する目的で添加する化合物の総称である。これらの化合物は、1,4−シクロヘキシレンや1,4−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状(rod like)である。このような液晶性化合物を混合することによって液晶組成物が調製される。液晶性化合物の割合(含有量)は、この液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。この組成物に、重合可能な化合物、重合開始剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤、色素のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合(添加量)は、液晶性化合物の割合と同様に、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。重量百万分率(ppm)が用いられることもある。キラル剤は、光学活性化合物であり、液晶組成物に所望のねじれた分子配列を与える為に添加される。液晶表示素子は、液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。透明点は、液晶性化合物における液晶相−等方相の転移温度である。液晶相の下限温度は、液晶性化合物における固体−液晶相(スメクチック相、ネマチック相など)の転移温度である。ネマチック相の上限温度は、液晶組成物におけるネマチック相−等方相の転移温度であり、上限温度と略すことがある。ネマチック相の下限温度を下限温度と略すことがある。
式(1)で表される化合物を化合物(1)と略すことがある。この略記は式(2)などで表される化合物にも適用することがある。式(1)から式(16)において、六角形で囲んだA、B、Cなどの記号はそれぞれ環A、環B、環Cなどに対応する。末端基R11の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の2つのR11が表す2つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。例えば、化合物(2)のR11がエチルであり、化合物(3)のR11がエチルであるケースがある。化合物(2)のR11がエチルであり、化合物(3)のR11がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基、環などの記号にも適用される。式(6)において、iが2のとき、2つの環Cが存在する。この化合物において、2つの環Cが表す2つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、iが2より大きいときの任意の2つにも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。
「少なくとも1つの“A”は、“B”で置き換えられてもよい」の表現は、“A”の数が1つのとき、“A”の位置は任意であり、“A”の数が2つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できることを意味する。「少なくとも1つのAが、B、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現は、任意のAがBで置き換えられる場合、任意のAがCで置き換えられる場合、および任意のAがDで置き換えられる場合、さらに複数のAがB、C、Dの少なくとも2つで置き換えられる場合を含むことを意味する。例えば、少なくとも1つの−CH−が−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する2つの−CH−が−O−で置き換えられて、−O−O−のようになることは好ましくない。アルキルなどにおいて、メチル部分(−CH−H)の−CH−が−O−で置き換えられて−O−Hになることも好ましくない。
2−フルオロ−1,4−フェニレンは、下記の2つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き(L)であってもよいし、右向き(R)であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルのような、非対称の二価の環にも適用される。
Figure 2016133035
本発明は、下記の項1〜項37に記載された内容を包含する。
項1. 式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する液晶組成物。
Figure 2016133035
式(1)において、
は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;
Figure 2016133035
およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキル、または炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
項2. 式(1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
環Aは下記式で表され;
Figure 2016133035

およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項3. 式(1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1または2に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項4. aが1である項1〜3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項5. aが2である項1〜3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項6. 式(1−1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1〜5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CFO−、−COO−、または−C≡C−であり;
は−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項7. 式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1〜6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
は−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項8. 式(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項9. 式(2)〜(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項1〜8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(2)〜(5)において、
11は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
11は、水素、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;
環B、環B、環Bおよび環Bは独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
11、Z12、Z13およびZ14は独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、または−(CH−であり;
11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。
項10. 式(6)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項1〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(6)において、
12は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
12は、−C≡Nまたは−C≡C−CNであり;
環Cは、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
15は、単結合、−CHCH−、−C≡C−、−COO−、−CFO−、−OCF−、または−CHO−であり;
13およびL14は独立して、水素またはフッ素であり;
iは、1、2、3、または4である。
項11. 式(7)〜(13)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項1〜10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(7)〜(13)において、
13およびR14は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
15は、水素、フッ素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
11は、水素またはメチルであり;
Xは、−CF−、−O−、または−CHF−であり;
環D、環D、環D、および環Dは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルまたはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
環Dおよび環Dは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
16、Z17、Z18、およびZ19は独立して、単結合、−CHCH−、−COO−、−CHO−、−OCF−、または−OCFCHCH−であり;
15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
j、k、m、n、p、q、r、およびsは独立して、0または1であり、k、m、nおよびpの和は、1または2であり、q、rおよびsの和は、0、1、2,または3であり、tは、1、2,または3である。
項12. 式(14)〜(16)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項1〜11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(14)〜(16)において、
16およびR17は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;
環E、環E、環E、および環Eは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
20、Z21、およびZ22は独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、または−COO−である。
項13. 重合可能な化合物、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、および消泡剤の少なくとも1つをさらに含有する、項1〜12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項14. 式(1)で示される化合物、およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
Figure 2016133035
式(1)において、
は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

Figure 2016133035

およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
項15. 式(1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
環Aは下記式で表され;
Figure 2016133035

およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項16. 式(1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14または15に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項17. aが1である項14〜16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項18. aが2である項14〜16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項19. 式(1−1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14〜18のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CFO−、−COO−、または−C≡C−であり;
は−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項20. 式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14〜19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
は−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項21. 式(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14〜19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項22. 式(4A)〜(4D)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項14〜21のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(4A)〜(4D)において、
11は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく
17、L18、L19、L20、L21、L22、L23およびL24は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
11は、水素、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3である。
項23. キラル剤(光学活性化合物)が、式(K21)〜(K27)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、項14〜22のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(K21)〜(K27)において、
はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−C≡N、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜12のアルキルであり、R中の少なくとも1つの−CH−は−O−、−S−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、R中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−で置き換えられもよく、R中の少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、芳香族性の6〜8員環、非芳香族性の3〜8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−CH−は−O−、−S−、または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のハロアルキル、芳香族性の6〜8員環、非芳香族性の3〜8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−CH−は−O−、−S−、または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、単結合、炭素数1〜8のアルキレンであり、Z中の少なくとも1つの−CH−は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CSO−、−OCS−、−N=N−、−CH=N−、または−N=CH−で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、または−CHCH−であり;
mKはそれぞれ独立して、1〜3の整数である。)
項24. 式(M2−15)、(M4−5)、(M21)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの重合可能な化合物をさらに含有する、項14〜23のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 2016133035

式(M2−15)、(M4−5)および(M21)において、
MBは、それぞれ独立して、式(M3−1)〜(M3−7)の重合性基であり、式(M3−1)〜(M3−7)におけるRは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Figure 2016133035

MCは、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
は、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも1つの−CH2−は−O−、−S−で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;
は、それぞれ独立して単結合、−(CH2m3−、−O(CH2m3−、−(CH2m3O−、−O(CH2m3O−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−(CF22−、−(CH2−COO−、−OCO−(CH2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−CH=CH−(CH22−、−(CH22−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−CH=CH−、−CH=CH−C≡C−、−OCF−(CH2−、−(CH2−CFO−、−OCF−、または−CFO−(前記式中、m3は1〜20の整数である)であり;

環の部分構造において、部分構造(a1)は、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレンを表し、部分構造(a2)は、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンを表し、部分構造(a3)は、少なくとも1つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい1,4−フェニレンを表し、部分構造(a4)は、9位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
Figure 2016133035
項25. −20℃〜70℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが700nm以下である、項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項26. 光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項27. 項24に記載の液晶組成物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子/液晶複合材料。
項28. 一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、その液晶媒体が項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物を使用した光素子、または、請求項27に記載の高分子/液晶複合材料から成る光素子。
項29. 項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物の光素子への使用、または項27に記載の高分子/液晶複合材料の光素子への使用。
項30. 式(1)で表される化合物。
Figure 2016133035

式(1)において、
は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

Figure 2016133035

およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキル、または炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
項31. 式(1−1)で表される、項30に記載の化合物。
Figure 2016133035

式(1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
環Aは下記式で表され;
Figure 2016133035

およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項32. 式(1−1−1)で表される、項30または31に記載の化合物。
Figure 2016133035

式(1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項33. aが1である項30〜32のいずれか1項に記載の化合物。
項34. aが2である項30〜32のいずれか1項に記載の化合物。
項35. 式(1−1−1−1)で表される、項30〜34のいずれか1項に記載の化合物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CFO−、−COO−、または−C≡C−であり;
は−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項36. 式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)で表される、項30〜35のいずれか1項に記載の化合物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
は−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項37. 式(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)で表される、項30〜35のいずれか1項に記載の化合物。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
本発明の化合物、液晶組成物および液晶表示素子について、順に説明する。
1−1.化合物(1)
本発明の化合物(1)は、アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物であるので、特に、大きな誘電率異方性(Δε)を有するという特徴がある。本発明の化合物(1)の好ましい例について説明をする。化合物(1)における末端基、環構造、結合基、および置換基の好ましい例は、化合物(1)の下位式にも適用される。
Figure 2016133035

式(1)において、
は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。
このような基Rの例は、アルキル、アルコキシアルキル、アルケニル、アルケニルオキシアルキル、およびアルコキシアルケニルである。これらの基において、少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基は、直鎖または分岐鎖であり、シクロヘキシルのような環状基を含まない。これらの基において分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。
アルケニルにおける−CH=CH−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−CH=CHCH、−CH=CHC、−CH=CHC、−CH=CHC、−CCH=CHCH、および−CCH=CHCのような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−CHCH=CHCH、−CHCH=CHC、および−CHCH=CHCのような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327、に詳細な説明がある。
アルキルの例は、−CH、−C、−C、−C、−C11、−C13および−C15である。
アルコキシアルキルの例は、−CHOCH、−CHOC、−CHOC、−(CH−OCH、−(CH−OC、−(CH−OC、−(CH−OCH、−(CH−OCHおよび−(CH−OCHである。
アルケニルの例は、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CH−CH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHC、−(CH−CH=CHCHおよび−(CH−CH=CHである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの例は、−CHF、−CHF、−CF、−(CH−F、−CFCHF、−CFCHF、−CHCF、−CFCF、−(CH−F、−(CF−F、−CFCHFCF、−CHFCFCF、−(CH−F、−(CF−F、−(CH−F、−(CF−F、−CHCl、−CHCl、−CCl、−(CH−Cl、−CClCHCl、−CClCHCl、−CHCCl、−CClCCl、−(CH−Cl、−(CCl−Cl、−CClCHClCCl、−CHClCClCCl、−(CH−Cl、−(CCl−Cl、−(CH−Clおよび−(CCl−Clである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの例は、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCHF、−CH=CHCF、−(CH−CH=CF、−CHCH=CHCF、−CH=CHCFCF、−CH=CHCl、−CH=CCl、−CCl=CHCl、−CH=CHCHCl、−CH=CHCCl、−(CH−CH=CCl、−CHCH=CHCClおよび−CH=CHCClCClである。
の好ましい例は、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、1つまたは2つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1〜10のアルキル、または1つまたは2つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2〜10のアルケニルである。Rのさらに好ましい例は、炭素数1〜7のアルキルおよび炭素数2〜8のアルケニルである。Rの最も好ましい例は、−CH、−C、−C、−C、−C11、−CH=CH、−CH=CHCH、−(CH−CH=CH、−CHCH=CHCおよび−(CH−CH=CHCHである。
式(1)において、環A、環A、および環Aは独立して、
Figure 2016133035

である。
環Aの好ましい例は、
Figure 2016133035

である。
環Aのさらに好ましい例は、
Figure 2016133035
である。
1,4−シクロへキシレンには、シスおよびトランスの立体配置が存在する。高い上限温度の観点から、トランス配置が好ましい。
環Aおよび環Aの好ましい例は、
Figure 2016133035

である。
環Aおよび環Aのさらに好ましい例は、
Figure 2016133035

である。
式(1)において、XおよびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはない。XおよびXの好ましい組み合わせは、XおよびXの一方が−O−であり、他方が−CH−であり、または、XおよびXがともに−O−である。さらに好ましい組み合わせは、XおよびXがともに−O−である。
式(1)において、水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
このような末端基Yの例は、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、およびアルコキシアルケニルである。これらの基において、少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基は、直鎖または分岐鎖であり、シクロヘキシルのような環状基を含まない。これらの基において分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。
アルケニルにおける−CH=CH−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−CH=CHCH、−CH=CHC、−CH=CHC、−CH=CHC、−CCH=CHCH、および−CCH=CHCのような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−CHCH=CHCH、−CHCH=CHC、および−CHCH=CHCのような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327、に詳細な説明がある。
アルキルの例は、−CH、−C、−C、−C、−C11、−C13および−C15である。
アルコキシの例は、−OCH、−OC、−OC、−OC、−OC11、および−OC12である。
アルコキシアルキルの例は、−CHOCH、−CHOC、−CHOC、−(CH−OCH、−(CH−OC、−(CH−OC、−(CH−OCH、−(CH−OCHおよび−(CH−OCHである。
アルケニルの例は、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CH−CH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHC、−(CH−CH=CHCHおよび−(CH−CH=CHである。
アルケニルオキシの例は、−OCHCH=CH、−OCHCH=CHCHおよび−OCHCH=CHCである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの例は、−CHF、−CHF、−CF、−(CH−F、−CFCHF、−CFCHF、−CHCF、−CFCF、−(CH−F、−(CF−F、−CFCHFCF、−CHFCFCF、−(CH−F、−(CF−F、−(CH−F、−(CF−F、−CHCl、−CHCl、−CCl、−(CH−Cl、−CClCHCl、−CClCHCl、−CHCCl、−CClCCl、−(CH−Cl、−(CCl−Cl、−CClCHClCCl、−CHClCClCCl、−(CH−Cl、−(CCl−Cl、−(CH−Clおよび−(CCl−Clである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルコキシの例は、−OCHF、−OCHF、−OCF、−O−(CH−F、−OCFCHF、−OCFCHF、−OCHCF、−O−(CH−F、−O−(CF−F、−OCFCHFCF、−OCHFCFCF、−O(CH−F、−O−(CF−F、−O−(CH−F、−O−(CF−F、−OCHCl、−OCHCl、−OCCl、−O−(CH−Cl、−OCClCHCl、−OCClCHCl、−OCHCCl、−O−(CH−Cl、−O−(CCl−Cl、−OCClCHClCCl、−OCHClCClCCl、−O(CH−Cl、−O−(CCl−Cl、−O−(CH−Clおよび−O−(CCl−Clである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの例は、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCHF、−CH=CHCF、−(CH−CH=CF、−CHCH=CHCF、−CH=CHCFCF、−CH=CHCl、−CH=CCl、−CCl=CHCl、−CH=CHCHCl、−CH=CHCCl、−(CH−CH=CCl、−CHCH=CHCClおよび−CH=CHCClCClである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルオキシの例は、−OCH=CHF、−OCH=CF、−OCF=CHF、−OCF=CF、−OCH=CHCHF、−OCH=CHCF、−O(CH−CH=CF、−OCHCH=CHCF、−OCH=CHCFCF、−OCH=CHCl、−OCH=CCl、−OCCl=CHCl、−OCH=CHCHCl、−OCH=CHCCl、−O(CH−CH=CCl、O−CHCH=CHCClおよび−OCH=CHCClCClである。
の好ましい例は、水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数1〜5のアルキル、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数1〜5のアルコキシ、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数2〜5のアルケニルおよび少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数2〜5のアルケニルオキシである。Yのさらに好ましい例は、水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFである。Yの最も好ましい例は、水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、OCH=CF、および−OCH=CHCFである。
式(1)において、ZおよびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、および−C≡C−であり、Zは単結合、−CFO−または−COO−である。
およびZの好ましい例は、単結合、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、および−C≡C−である。ZおよびZのさらに好ましい例は、単結合および−CFO−、−COO−である。Z、ZおよびZの好ましい組み合わせは、ZおよびZが単結合であり、Zが−CFO−、およびZ、ZおよびZの総てが単結合である。
式(1)において、L1およびLは独立して、水素またはハロゲンである。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。LおよびLの好ましい組み合わせは、LおよびLの一方が水素であり、他方がフッ素である。LおよびLのさらに好ましい組み合わせは、LおよびLの両方がフッ素である。
式(1)において、aは0、1、2、または3である。好ましいaは、0、1、または2である。さらに好ましいaは1または2である。小さな粘度の観点から、好ましいaは0である。大きな誘電率異方性の観点から、好ましいaは1または2である
式(1)において、nおよびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。小さな粘度の観点から、好ましいnおよびnの好ましい組み合わせは、nおよびnがともに0である。他の液晶性化合物との相溶性および大きな誘電率異方性の観点から、好ましいnおよびnの好ましい組み合わせは、nおよびnの一方が0であり、他方が1である。高い上限温度および大きな誘電率異方性の観点から、好ましいnおよびnの好ましい組み合わせは、nが2、nが0、または、nが1、nが1である。
1−2.化合物(1)の物性
化合物(1)において、R、環A、環A、環A、X、X、Y、Z、Z、Z、Lおよび、Lの種類を適切に組み合わせることによって、透明点、光学的異方性、誘電率異方性などの物性を任意に調整することが可能である。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物(1)は、H(重水素)、13Cなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。Rなどの種類が化合物(1)の物性に及ぼす主要な効果を以下に説明する。
左末端基Rが直鎖であるときは、液晶相の温度範囲が広く、そして粘度が小さい。Rが分岐鎖であるときは、他の液晶性化合物との相溶性がよい。Rが光学活性である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、液晶表示素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン(reverse twisted domain)を防止することができる。Rが光学活性でない化合物は、組成物の成分として有用である。Rがアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、小さい粘度、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。
環A、環A、および環Aの少なくとも1つが1,4−シクロヘキシレンであるときは、透明点が高く、粘度が小さい。環A、環A、および環Aの少なくとも1つが1,4−フェニレンであるときは、または少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレンであるときは、光学的異方性が比較的大きく、そして配向秩序パラメーター(orientational order parameter)が比較的大きい。環A、環A、および環Aの総てが、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレン、またはこれらの組み合わせであるときは、光学的異方性が特に大きい。環A、環A、および環Aの少なくとも1つが、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであるときは、誘電率異方性が大きい。
右末端基Yがフッ素、−OCH=CFであるときは誘電率異方性が大きく、粘度が小さい。右末端基Yが−CF3、−OCH=CHCFであるとき誘電率異方性が特に大きい。右末端基Yが−OCFであるとき誘電率異方性が大きく、他の化合物との相溶性が高い。右末端基Yが塩素であるときは屈折率異方性が大きい。右末端基Yが−C≡Nであるときは誘電率異方性が大きく、屈折率異方性が大きい。
結合基ZまたはZが、単結合、−CHCH−、−CH=CH−または−CFO−であるときは、粘度が小さい。ZまたはZが−CH=CH−または−CHO−であるときは、液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数(K)が大きい。ZまたはZが−CH=CH−または−C≡C−であるときは、光学的異方性が大きい。Z、Z、またはZが、−CFO−または−COO−であるときは、誘電率異方性が大きい。ZまたはZが、単結合、−CHCH−、または−CHO−であるときは、化学的安定性が高い。
およびLの一方がフッ素であるときは誘電率異方性が大きい。LおよびLの両方がフッ素であるときは、特に誘電率異方性が大きい。
以上のように、環構造、末端基、結合基などの種類を適切に選択することによって目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、化合物(1)は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VAのようなモードの液晶表示素子に用いられる液晶組成物の成分として有用である。
1−3.好ましい化合物
化合物(1)の好ましい例としては、式(1−1)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 2016133035

式(1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
環Aは下記式で表され;
Figure 2016133035
およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−SF、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFである。
化合物(1−1)のさらに好ましい例としては、式(1−1−1)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 2016133035

式(1−1−1)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−SF、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFである。
化合物(1−1−1)の最も好ましい例の1つは、化合物(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)である。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
は−CFO−または−COO−であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
化合物(1−1−1)の最も好ましい例のもう1つは、化合物(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)である。
Figure 2016133035

式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2または3である。
1−4.化合物(1)の合成
化合物(1)の合成法について説明する。化合物(1)は有機合成化学の方法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、「オーガニック・シンセシス」(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.)、「オーガニック・リアクションズ」(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc.)、「コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス」(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、「新実験化学講座」(丸善)などの成書に記載されている。
1−4−1.結合基の生成
化合物(1)における結合基を生成する方法の例は、下記のスキームのとおりである。このスキームにおいて、MSG(またはMSG)は、少なくとも1つの環を有する一価の有機基である。複数のMSG(またはMSG)が表す一価の有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物(1A)〜(1G)は、化合物(1)または化合物(1)の中間体に相当する。
Figure 2016133035

Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
(I)単結合の生成
アリールホウ酸(21)と化合物(22)を、炭酸塩、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム触媒の存在下で反応させ、化合物(1A)を合成する。この化合物(1A)は、化合物(23)にn−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム触媒の存在下で化合物(22)を反応させても合成される。
(II)−COO−と−OCO−の生成
化合物(23)にn−ブチルリチウムを、次いで二酸化炭素を反応させ、カルボン酸(24)を得る。このカルボン酸(24)と、化合物(21)から誘導したフェノール(25)とをDCC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)とDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させて−COO−を有する化合物(1B)を合成する。この方法によって−OCO−を有する化合物も合成する。
(III)−CFO−と−OCF−の生成
化合物(1B)をローソン試薬で硫黄化し、化合物(26)を得る。化合物(26)をフッ化水素ピリジン錯体とNBS(N−ブロモスクシンイミド)でフッ素化し、−CFO−を有する化合物(1C)を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992,827.を参照。化合物(1C)は化合物(26)をDAST((ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド)でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−OCF−を有する化合物も合成する。
(IV)−CH=CH−の生成
化合物(22)をn−ブチルリチウム、次いでDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)と反応させてアルデヒド(27)を得る。ホスホニウム塩(28)とカリウムtert−ブトキシドを反応させて発生させたリンイリドを、アルデヒド(27)と反応させて化合物(1D)を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
(V)−CHCH−の生成
化合物(1D)をパラジウム炭素触媒の存在下で水素化し、化合物(1E)を合成する。
(VI)−C≡C−の生成
ジクロロパラジウムとヨウ化銅の触媒存在下で、化合物(23)に2−メチル−3−ブチン−2−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物(29)を得る。ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物(29)を化合物(22)と反応させて、化合物(1F)を合成する。
(VII)−CHO−と−OCH−の生成
化合物(27)を水素化ホウ素ナトリウムで還元して化合物(30)を得る。これを臭化水素酸で臭素化して化合物(31)を得る。炭酸カリウムの存在下、化合物(25)と化合物(31)を反応させて、化合物(1G)を合成する。この方法によって−OCH−を有する化合物も合成する。
1−4−2.環Aおよび環Aの生成
1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。
1−4−3.合成例1(XとXが同一の場合)
とXが同一の場合、化合物(1)を合成する方法の例は、次のとおりである。化合物(41)は、EuropeanJournal of Medical Chemistry, 44, 2009, 239-250などに記載の方法を参考にして合成する。化合物(41)より、一般的に知られている合成法に従ってジオキサン環を構築して化合物(43)を得る。ジチアン環も類似の合成法に従って得られる。結合基の生成法(I)〜(VII)に従って、化合物(43)から化合物(1)を合成する。
Figure 2016133035

最終工程でジオキサン環またはジチアン環を構築することでも化合物(1)を合成できる。化合物(41)と、結合基の生成法(I)〜(VII)に従って合成した化合物(44)を反応させることで化合物(1)を合成する。
Figure 2016133035

これらの化合物において、R、環A、環A、環A、X、X、Y、Z、Z、Z、L、L、a、nおよびnの定義は、前記と同一である。
1−4−4.合成例1(XとXが異なる場合)
とXが異なる場合、化合物(1)は、欧州特許出願公開1482019号明細書、国際公開第2004/106460号パンフレット、中国公開103555344号公報、またはEur. J. Org. Chem. 2006, 3326-3331などに記載の方法を参考にして合成する。
2.組成物(1)
2−1. 化合物(2)〜(16)
本発明の液晶組成物(1)について説明をする。この組成物(1)は、少なくとも1つの化合物(1)を成分Aとして含む。組成物(1)は、2つ以上の化合物(1)を含んでいてもよい。液晶性化合物の成分が化合物(1)のみであってもよい。組成物(1)は、化合物(1)の少なくとも1つを1〜99重量%の範囲で含有することが、優良な物性を発現させるために好ましい。誘電率異方性が正である組成物において、化合物(1)の好ましい含有量は5〜60重量%の範囲である。誘電率異方性が負である組成物において、化合物(1)の好ましい含有量は30重量%以下である。組成物(1)は、化合物(1)と、本明細書中に記載しなかった種々の液晶性化合物とを含んでもよい。
好ましい組成物は、以下に示す成分B、C、D、およびEから選択された化合物を含有する。組成物(1)を調製するときには、例えば、化合物(1)の誘電率異方性を考慮して成分を選択することもできる。TFT、IPS、FFSなどのモード用に誘電率異方性が正の組成物を調製するとき、主要な成分は、成分A、BおよびEである。STN、TNなどのモード用に誘電率異方性が正の組成物を調製するとき、主要な成分は、成分A、CおよびEである。VA、PSAなどのモード用に誘電率異方性が負の組成物を調製するとき、主要な成分は、成分DおよびEであり、成分Aは素子の電圧−透過率曲線を調整する目的で添加される。成分を適切に選択した組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、および適切な弾性定数を有する。
成分Bは、化合物(2)〜(5)である。成分Cは化合物(6)である。成分Dは、化合物(7)〜(13)である。成分Eは、化合物(14)〜(16)である。これらの成分について、順に説明する。
成分Bは、右末端に水素、ハロゲンまたはフッ素含有基を有する化合物である。成分Bの好ましい例として、化合物(2−1)〜(2−16)、化合物(3−1)〜(3−113)、化合物(4−1)〜(4−49)、化合物(4A−1)〜(4A−12)、化合物(4B−1)〜(4B−8)、化合物(4C−1)〜(4C−4)、化合物(4D−1)〜(4D−6)、化合物(5−1)〜(5−56)を挙げることができる。これらの化合物において、R11およびX11の定義は、前記と同一である。
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
成分Bは、誘電率異方性が正であり、熱、光などに対する安定性が非常に優れているので、TFT、IPS、BP、FFSなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Bの含有量は、組成物の重量に基づいて1〜99重量%の範囲が適するが、好ましくは10〜97重量%の範囲、より好ましくは40〜95重量%の範囲である。この組成物は、化合物(14)〜(16)(成分E)をさらに添加することにより粘度を調整することができる。
成分Cは、右末端基が−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nである化合物(6)である。成分Cの好ましい例として、化合物(6−1)〜(6−64)を挙げることができる。これらの化合物(成分C)において、R12およびX12の定義は、前記と同一である。
Figure 2016133035
Figure 2016133035
成分Cは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいのでSTNモード用、TNモード用、PSAモード用またはBP用の組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Cを添加することにより、組成物の誘電率異方性を大きくすることができる。成分Cは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学的異方性を調整する、という効果がある。成分Cは、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。
STNモード用またはTNモード用の組成物を調製する場合には、成分Cの含有量は、組成物の重量に基づいて1〜99重量%の範囲が適しているが、好ましくは10〜97重量%の範囲、より好ましくは40〜95重量%の範囲である。この組成物は、成分Eを添加することにより液晶相の温度範囲、粘度、光学的異方性、誘電率異方性などを調整できる。
成分Dは、化合物(7)〜(13)である。これらの化合物は、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンのように、ラテラル位が2つのハロゲンで置換されたベンゼン環を有する。成分Dの好ましい例として、化合物(7−1)〜(7−8)、化合物(8−1)〜(8−17)、化合物(9−1)、化合物(10−1)〜(10−3)、化合物(11−1)〜(11−11)、化合物(12−1)〜(12−3)および化合物(13−1)〜(13−3)を挙げることができる。これらの化合物(成分D)において、R13、R14およびR15の定義は、前記と同一である。
Figure 2016133035
Figure 2016133035
成分Dは、誘電率異方性が負の化合物である。成分Dは、主としてVAモード用またはPSAモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Dのうち、化合物(7)は2環化合物であるので、主として、粘度の調整、光学的異方性の調整、または誘電率異方性の調整の効果がある。化合物(8)および(9)は3環化合物であるので、上限温度を高くする、光学的異方性を大きくする、または誘電率異方性を大きくするという効果がある。化合物(10)〜(13)は、誘電率異方性を大きくするという効果がある。
VAモード用またはPSAモード用の組成物を調製する場合には、成分Dの含有量は、組成物の重量に基づいて、好ましくは40重量%以上であり、より好ましくは50〜95重量%の範囲である。成分Dを誘電率異方性が正である組成物に添加する場合は、成分Dの含有量が組成物の重量に基づいて30重量%以下が好ましい。成分Dを添加することにより、組成物の素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。
成分Eは、2つの末端基がアルキルなどである化合物である。成分Eの好ましい例として、化合物(13−1)〜(13−11)、化合物(14−1)〜(14−19)、および化合物(15−1)〜(15−7)を挙げることができる。これらの化合物(成分E)において、R16およびR17の定義は、前記と同一である。
Figure 2016133035
成分Eは、誘電率異方性の絶対値が小さいので、中性に近い化合物である。化合物(14)は、主として粘度の調整または光学的異方性の調整の効果がある。化合物(15)および(16)は、上限温度を高くすることによってネマチック相の温度範囲を広げる効果、または光学的異方性の調整の効果がある。
成分Eの含有量を増加させると組成物の誘電率異方性が小さくなるが、粘度が小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが好ましい。したがって、組成物を調製する場合には、成分Eの含有量は、組成物の重量に基づいて、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上である。
組成物(1)の調製は、必要な成分を高い温度で溶解させるなどの方法により行われる。用途に応じて、この組成物に添加物を添加してよい。添加物の例は、光学活性化合物、重合可能な化合物、重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤、色素などである。このような添加物は当業者によく知られており、文献に記載されている。
組成物(1)は、少なくとも1つの光学活性化合物をさらに含有してもよい。光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐという効果を有する。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物(K−1)〜(K−16)を挙げることができる。
Figure 2016133035
組成物(1)は、このような光学活性化合物を添加して、らせんピッチを調整する。らせんピッチは、TFTモード用およびTNモード用の組成物であれば40〜200μmの範囲に調整するのが好ましい。STNモード用の組成物であれば6〜20μmの範囲に調整するのが好ましい。BTNモード用の組成物の場合は、1.5〜4μmの範囲に調整するのが好ましい。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で2つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。
組成物(1)は、重合可能な化合物を添加することによってPSAモード用に使用することもできる。重合可能な化合物の例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物(オキシラン、オキセタン)、ビニルケトンなどである。重合可能な化合物は、紫外線照射などにより重合する。光重合開始剤などの開始剤を添加してもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。重合可能な化合物の好ましい例として、化合物(M2−7−1)〜(M2−7−3)、(M2−15−1)〜(M2−15−8)、(M2−28−1)〜(M2−28−3)、(M2−29−1)〜(M2−29−2)、(M4−1−1)、(M4−2−1)、(M4−4−1)および(M4−6−1)を挙げることができる。
Figure 2016133035
Figure 2016133035
化合物化合物(M2−7−1)〜(M2−7−3)、(M2−15−1)〜(M2−15−8)、(M2−28−1)〜(M2−28−3)、(M2−29−1)〜(M2−29−2)、(M4−1−1)、(M4−2−1)、(M4−4−1)および(M4−6−1)において、R25、R26、R27、R28、R29、R30、およびR31は独立して、水素またはメチルであり;vおよびxは独立して、0または1であり;tおよびuは独立して、1〜16の整数である。L21、L22、L23、L24、L25、およびL26は独立して、水素またはフッ素であり;L27、およびL28は独立して、水素、フッ素、またはメチルである。
酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい例として、下記の化合物(AO−1)および(AO−2)、IRGANOX 415、IRGANOX 565、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、およびIRGANOX 1098(商品名:BASF社)を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。具体例として下記の化合物(AO−3)および(AO−4)、TINUVIN 329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328、TINUVIN 99−2(商品名:BASF社)、および1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)を挙げることができる。立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物(AO−5)および(AO−6)、TINUVIN 144、TINUVIN 765、およびTINUVIN 770DF(商品名:BASF社)を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてIRGAFOS 168(商品名:BASF社)を挙げることができる。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどである。
Figure 2016133035
化合物(AO−1)において、R40は炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルコキシ、−COOR41または−CHCHCOOR41であり、R41は炭素数1〜20のアルキルである。化合物(AO−2)において、R42は炭素数1〜20のアルキルである。化合物(AO−5)において、R42は炭素数1〜20のアルキルであり;R43は水素、メチルまたはO(酸素ラジカル)であり;環Gは1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり;zは1、2または3である。
組成物(1)は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などの二色性色素を添加すれば、GH(guest host)モード用に使用することもできる。
2−2.光学的に等方性の液晶相を有する組成物(1’)
2−2−1. 光学的に等方性の液晶相を有する組成物の組成
本発明の光学的に等方性の液晶相を有する組成物(1’)について説明する。この組成物(1’)は、アキラル成分Tとキラル剤とを含む組成物であり、光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることのできる液晶組成物である。アキラル成分Tは、式(1)および付加成分として式(4)で表される化合物からなる成分Aを含む。式(4)の好ましい成分は、式(4A)〜(4D)で表される群である。アキラル成分Tは、必要に応じて成分Aに加えて、式(3)で表される群、式(5)で表される群、および式(6)で表される群から選ばれる化合物を含む。液晶組成物は、光学的等方性の液晶相を発現する組成物である。
式(1)で表される化合物は、大きな誘電率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5〜約50重量%であり、好ましくは約1〜約30重量%、より好ましくは約5〜約20重量%である。
式(4A)〜(4D)で表される化合物は、透明点が比較的高く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5〜約90重量%であり、好ましくは約5〜約70重量%、より好ましくは約10〜約50重量%である。
式(3)で表される化合物は、粘度が小さく、良好な相溶性と大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5〜約90重量%であり、好ましく約は5〜約70重量%、より好ましくは約10〜約50重量%である。
式(5)で表される化合物は、透明点が高く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5〜約90重量%であり、好ましくは約1〜約50重量%、より好ましくは約3〜約30重量%である。
式(6)で表される化合物は、特に大きな誘電率異方性と特に大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5〜約90重量%であり、好ましくは約1〜約50重量%、より好ましくは約3〜約30重量%である。
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を約1〜約40重量%含むことが好ましく、約3〜約25重量%含むことがさらに好ましく、約5〜約15重量%含むことが最も好ましい。これらの範囲でキラル剤を含有する液晶組成物は、光学的に等方性の液晶相を有するようになりやすく、好ましい。
液晶組成物に含有されるキラル剤は1種でも2種以上でもよい。
2−2−2. キラル剤
光学的に等方性の液晶組成物が含有するキラル剤は光学活性化合物であり、キラル剤としては、ねじり力(Helical Twisting Power)が大きい化合物が好ましい。ねじり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ので、駆動電圧の上昇を抑えられ、実用上有利である。具体的には、下記式(K21)〜(K27)で表される化合物が好ましい。
Figure 2016133035

式(K21)〜(K27)において、
はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−C≡N、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜12のアルキルであり、R中の少なくとも1つの−CH−は−O−、−S−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、R中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられもよく、R中の少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、芳香族性の6〜8員環、非芳香族性の3〜8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−CH−は−O−、−S−または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のハロアルキル、芳香族性の6〜8員環、非芳香族性の3〜8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−CH−は−O−、−S−または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、単結合、炭素数1〜8のアルキレンであり、Z中の少なくとも1つの−CH−は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CSO−、−OCS−、−N=N−、−CH=N−、または−N=CH−で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
はそれぞれ独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、または−CHCH−であり;
mKはそれぞれ独立して、1〜3の整数である。)
これらの中でも、液晶組成物に添加されるキラル剤としては、式(K22)に含まれる式(K22−1)〜式(K22−8)、式(K24)に含まれる式(K24−1)〜式(K24−6)、式(K25)に含まれる式(K25−1)〜式(K25−3)、式(K26)に含まれる式(K26−1)〜式(K26−6)および式(K27)に含まれる式(K27−1)〜式(K27−3)がより好ましく、式(K24−1)〜式(K24−6)、式(K25−1)〜式(K25−3)および式(K26−1)〜式(K26−6)がさらに好ましい。
Figure 2016133035

Figure 2016133035

Figure 2016133035

式中、Rは独立して、炭素数3〜10のアルキルであり、環に隣接するこのアルキル中の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、アルキル中またはアルキル中の環に隣接する−CH−が−O−で置き換えられた基中の任意の−CH−は、−CH=CH−で置き換えられてもよい。
2−2−3. 光学的に等方性の液晶相
液晶組成物が光学的に等方性を有するとは、巨視的には液晶分子配列は等方的であるため光学的に等方性を示すが、微視的には液晶秩序が存在することをいう。「液晶組成物が微視的に有する液晶秩序に基づくピッチ(以下では、ピッチと呼ぶことがある)」は700nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがさらに好ましく、350nm以下であることが最も好ましい。
ここで、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。そして、本明細書において「光学的に等方性の液晶相」とは、ゆらぎではなく光学的に等方性の液晶相を発現する相を表し、たとえばプレートレット組織を発現する相(狭義のブルー相)はその一例である。
本発明の光学的に等方性の液晶組成物において、光学的に等方性の液晶相ではあるが、偏光顕微鏡観察下、ブルー相に典型的なプレートレット組織が観測されないことがある。そこで本明細書において、プレートレット組織を発現する相をブルー相と称し、ブルー相を含む光学的に等方性の液晶相を光学的に等方性の液晶相と称する。すなわちブルー相は光学的に等方性の液晶相に包含される。
一般的に、ブルー相は、ブルー相I、ブルー相II、ブルー相IIIの3種類に分類され、これら3種類のブルー相はすべて光学活性であり、かつ、等方性である。ブルー相Iやブルー相IIのブルー相では異なる格子面からのブラッグ反射に起因する2種以上の回折光が観測される。ブルー相は一般的に非液晶等方相とキラルネマチック相の間で観測される。
光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示さない状態とは、ブルー相I、ブルー相IIに観測されるプレートレット組織が観測されず、概ね一面単色であることを意味する。二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相では、色の明暗が面内で均一であることまでは不要である。
二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相は、ブラッグ反射による反射光強度が抑えられる、あるいは低波長側にシフトするという利点がある。
また、可視光の光を反射する液晶材料では、表示素子として利用する場合に色味が問題となることがあるが、二色以上の回折光を示さない液晶では、反射波長が低波長シフトするため、狭義のブルー相(プレートレット組織を発現する相)より長いピッチで可視光の反射を消失させることができる。
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、ネマチック相を有する組成物にキラル剤を添加して得ることが出来る。この際に、キラル剤は好ましくはピッチが700nm以下になるような濃度で添加される。なお、ネマチック相を有する組成物は、式(1)で表される化合物および必要に応じてその他の成分を含む。また、本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、キラルネマチック相を有し、光学的に等方性の液晶相を有さない組成物にキラル剤を添加して得ることも出来る。なお、キラルネマチック相を有し光学的に等方性の液晶を有さない組成物は、式(1)で表される化合物、光学活性化合物および必要に応じてその他の成分を含む。この際に、光学活性化合物は光学的に等方性の液晶相を発現させないために、好ましくはピッチが700nm以上になるような濃度で添加される。ここで、添加される光学活性化合物は、前述のねじり力が大きい化合物である式(K21)〜(K27)が使用でき、より好ましくは、式(K22−1)〜(K22−8)、式(K24−1)〜(K24−6)、式(K25−1)〜(K25−3)、式(K26−1)〜(K26−6)または式(K27−1)〜(K27−3)で表される化合物が使用出来る。また、添加される光学活性化合物は、ねじり力がそれほど大きくない化合物であってもよい。そのような光学活性化合物としては、ネマチック相で駆動される素子(TN方式、STN方式など)用の液晶組成物に添加される化合物を挙げることができる。
ねじり力がそれほど大きくない光学活性化合物の例として、前式の光学活性化合物(K−1)〜(K−16)を挙げることができる。
なお本発明の光学的に等方性の液晶組成物の温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物に、キラル剤を添加し、光学的に等方性の液晶相を発現させることにより、広くすることができる。例えば、透明点の高い液晶化合物と透明点の低い液晶化合物とを混合し、広い温度範囲でネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物を調製し、これにキラル剤を添加することで、広い温度範囲で光学的に等方性の液晶相を発現する組成物を調製することができる。
ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物としては、キラルネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が3〜150℃である液晶組成物が好ましく、差が5〜150℃である液晶組成物が更に好ましい。また、ネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が3〜150℃である液晶組成物が好ましい。
光学的に等方性の液晶相において本発明の液晶媒体に電界を印加すると、電気複屈折が生じるが、必ずしもカー効果である必要はない。
光学的に等方性の液晶相における電気複屈折はピッチが長くなるほど大きくなるので、その他の光学特性(透過率、回折波長など)の要求を満たす限り、キラル剤の種類と含有量を調整して、ピッチを長く設定することにより、電気複屈折を大きくすることができる。
2−2−4. 光学的に等方性の液晶組成物に含有できるその他の成分
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、その組成物の特性に影響を与えない範囲で、さらに高分子物質等の他の化合物が添加されてもよい。本発明の液晶組成物は、高分子物質の他にも、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を含有していてもよい。二色性色素の例としては、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などが挙げられる。
2−2−5. 光学的に等方性の高分子/液晶複合材料
本発明の光学的に等方性の高分子/液晶複合材料について説明する。光学的に等方性の高分子/液晶複合材料は、式(1)で表される化合物およびキラル剤を含む液晶組成物と高分子の複合材料であり、光学的に等方性を示すものである。この材料は光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることができる。このような高分子/液晶複合材料は例えば、項[9]〜[16]に記載の液晶組成物(液晶組成物CLC)と高分子で構成される。
本発明の、「高分子/液晶複合材料」とは、液晶材料と高分子の化合物の両者を含む複合材料であれば特に限定されないが、高分子の一部または全部が液晶材料に溶解していない状態で高分子が液晶材料と相分離している状態でもよい。なお、本明細書において、特に言及がなければ、ネマチック相はキラルネマチック相を含まない、狭義のネマチック相を意味する。
本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の高分子/液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相を広い温度範囲で発現させることが可能である。また、本発明の好ましい態様に係る高分子/液晶複合材料は、応答速度が極めて速い。また、本発明の好ましい態様に係る高分子/液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の光素子等に好適に用いることができる。
2−2−6. 高分子
本発明の複合材料は、光学的に等方性の液晶組成物と、予め重合されて得られた高分子とを混合しても製造できるが、高分子の材料となる低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等(以下、まとめて「モノマー等」という)と液晶組成物CLCとを混合してから、当該混合物において重合反応を行うことによって、製造されることが好ましい。モノマー等と液晶組成物とを含む混合物を本件明細書では、「重合性モノマー/液晶混合物」と呼ぶ。「重合性モノマー/液晶混合物」には必要に応じて、後述する重合開始剤、硬化剤、触媒、安定剤、二色性色素、またはフォトクロミック化合物等を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。たとえば、本件発明の重合性モノマー/液晶混合物には必要に応じて、重合開始剤を重合性モノマー100重量部に対して0.1〜20重量部含有してもよい。
重合温度は、高分子/液晶複合材料が高透明性と等方性を示す温度であることが好ましい。より好ましくは、モノマーと液晶材料の混合物が等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、等方相ないしは光学的に等方性の液晶相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子/液晶複合材料が可視光線より長波長側の光を実質的に散乱せず、かつ光学的に等方性の状態を発現する温度とするのが好ましい。
本発明の複合材料を構成する高分子の原料としては、例えば低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマーを使用することができ、本明細書において高分子の原料モノマーとは低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等を包含する意味で用いる。また、得られる高分子が三次元架橋構造を有するものが好ましく、そのために、高分子の原料モノマーとして2つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーを用いることが好ましい。重合性の官能基は特に限定されないが、アクリル基、メタクリル基、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基などを上げることができるが、重合速度の観点からアクリル基およびメタクリル基が好ましい。高分子の原料モノマー中、二つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーをモノマー中に10重量%以上含有させると、本発明の複合材料において高度な透明性と等方性を発現しやすくなるので好ましい。
また、好適な複合材料を得るためには、高分子はメソゲン部位を有するものが好ましく、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有する原料モノマーをその一部に、あるいは全部に用いることができる。
2−2−7. メソゲン部位を有する単官能性・二官能性モノマー
メソゲン部位を有する単官能性、または二官能性モノマーは構造上特に限定されないが、例えば下記の式(M1)または式(M2)で表される化合物を挙げることができる。
MA−Y−(A−Zm1−A−Y−RMB (M1)
MA−Y−(A−Zm1−A−Y−RMB (M2)
化合物(M1)において、RMAは、水素、ハロゲン、−C≡N、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜20のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも1つの−CH2−は−O−、−S−、−CO−、−COO−、または−OCO−、で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらのアルキル基中、当該アルキル中の少なくとも1つの−CH−が−O−、−S−、−COO−、または−OCO−で置き換えられた基中、または当該アルキル中の少なくとも1つの−CH−CH−が−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられた基中の少なくとも1つの水素はハロゲンまたは−C≡Nで置き換えられてもよい。RMBは、それぞれ独立して、式(M3−1)〜(M3−7)の重合性基である。
Figure 2016133035
好ましいRMAは、水素、ハロゲン、−C≡N、−CF、−CFH、−CFH、−OCF、−OCFH、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜19のアルコキシ、炭素数2〜21のアルケニル、または炭素数2〜21のアルキニルである。特に好ましいRは、−C≡N、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数1〜19のアルコキシである。
化合物(M1)および(M2)において、RMBは、それぞれ独立して、式(M3−1)〜(M3−7)で表される重合性基のいずれか1つである。
ここで、式(M3−1)〜(M3−7)におけるRは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいRは、水素、ハロゲン、またはメチルである。特に好ましいRは、水素、フッ素、またはメチルである。
また、式(M3−2)〜(M3−4)、および(M3−7)はラジカル重合で重合するのが好適である。式(M3−1)、(M3−5)、および(M3−6)はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれも少量のラジカルあるいはカチオン活性種が反応系内に発生すれば重合は開始する。活性種の発生を加速する目的で重合開始剤を使用できる。活性種の発生には、たとえば光または熱を使用できる。
化合物(M1)および(M2)において、Aは、それぞれ独立して芳香族性もしくは非芳香族性の5員環、6員環、または炭素数9以上の縮合環であるが、環中の−CH−は−O−、−S−、−NH−、または−NCH−で、環中の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、環上の水素原子はハロゲン、炭素数1〜5のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。好ましいAの具体例は、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、またはビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイルであり、これらの環において少なくとも1つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−CH−O−O−CH−よりも、酸素と酸素とが隣接しない−CH−O−CH−O−の方が好ましい。硫黄においても同様である。
これらの中でも、特に好ましいAは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−メチル−1,4−フェニレン、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレン、2,3−ビス(トリフルオロメチル)−1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、9−メチルフルオレン−2,7−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルである。なお、前記1,4−シクロヘキシレンおよび1,3−ジオキサン−2,5−ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
2−フルオロ−1,4−フェニレンは、3−フルオロ−1,4−フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンと3,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンの関係などにも適用される。
化合物(M1)および(M2)において、Yは、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも1つの−CH2−は−O−、または−S−で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよい。好ましいYは、単結合、−(CH2m2−、−O(CH2m2−、または−(CH2m2O−(前記式中、m2は1〜20の整数である)である。特に好ましいYは、単結合、−(CH2m2−、−O(CH2m2−、または−(CH2m2O−(前記式中、m2は1〜10の整数である)である。化合物の安定性を考慮して、−Y−RMAおよび−Y−RMBは、それらの基中に−O−O−、−O−S−、−S−O−、または−S−S−を有しない方が好ましい。
化合物(M1)および(M2)において、Zは、それぞれ独立して単結合、−(CH2m3−、−O(CH2m3−、−(CH2m3O−、−O(CH2m3O−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−(CF22−、−(CH2−COO−、−OCO−(CH2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−CH=CH−(CH22−、−(CH22−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−CH=CH−、−CH=CH−C≡C−、−OCF−(CH2−、−(CH2−CFO−、−OCF−、または−CFO−(前記式中、m3は1〜20の整数である)である。
好ましいZは単結合、−(CH2m3−、−O(CH2m3−、−(CH2m3O−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−(CH2−COO−、−OCO−(CH2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCF−、または−CFO−である。
化合物(M1)および(M2)において、m1は1〜6の整数である。好ましいm1は、1〜3の整数である。m1が1のときは、6員環などの環を2つ有する二環の化合物である。m1が2と3のときは、それぞれ三環と4環の化合物である。たとえばm1が1であるとき、2つのAは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、たとえばm1が2であるとき、3つのA(または2つのZ)は同一であってもよいし、または異なってもよい。m1が3〜6であるときについても同様である。RMA、RMB、R、Z、A、およびYについても同様である。
化合物(M1)および(M2)はH(重水素)、13Cなどの同位体を天然存在比の量よりも多く含んでいても同様の特性を有するので好ましく用いることができる。
化合物(M1)および化合物(M2)の更に好ましい例は、それぞれ化合物(M1−1)〜(M1−41)、および(M2−1)〜(M2−29)である。これらの化合物において、RMA、RMB、R、Z、A、Yおよびpの定義は、本発明の態様に記載した化合物(M1)および式(M2)のそれらと同一である。
化合物(M1−1)〜(M1−41)および(M2−1)〜(M2−29)における下記の部分構造について説明する。部分構造(a1)は、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレンを表す。部分構造(a2)は、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンを表す。部分構造(a3)は、少なくとも1つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい1,4−フェニレンを表す。部分構造(a4)は、9位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
Figure 2016133035
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高分子の原料モノマーとして、前述のメソゲン部位を有さないモノマー、およびメソゲン部位を持つモノマー(M1)、並びに(M2)以外の重合性化合物を必要に応じて使用することができる。
本発明の高分子/液晶複合材料の光学的に等方性を最適化する目的で、メソゲン部位を持ち3つ以上の重合性官能基を持つモノマーを使用することもできる。メソゲン部位を持ち3つ以上の重合性官能基を持つモノマーとしては公知の化合物を好適に使用できるが、たとえば、化合物(M4−1)〜(M4−6)であり、より具体的な例として、特開2000−327632号公報、特開2004−182949号公報、および特開2004−59772号公報に記載された化合物をあげることができる。ただし、(M4−1)〜(M4−6)において、RMB、Z、Y、および(F)は前述と同一の定義を示す。
Figure 2016133035
2−2−8. メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマー
メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマーとして、例えば、炭素数1〜30の直鎖もしくは分岐アクリレート、炭素数1〜30の直鎖、または分岐ジアクリレートなどを挙げることができ、三つ以上の重合性官能基を有するモノマーとしては、グリセロール・プロポキシレート(1PO/OH)トリアクリレート、ペンタエリスリトール・プロポキシレート・トリアクリレート、ペンタエリスリトール・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・エトキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・プロポキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレート、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート、ペンタエリスリトール・テトラアクリレート、ジ(ペンタエリスリトール)ペンタアクリレート、ジ(ペンタエリスリトール)ヘキサアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
2−2−9. 重合開始剤
本発明の複合材料を構成する高分子の製造における重合反応は特に限定されず、例えば、光ラジカル重合、熱ラジカル重合、光カチオン重合等が行われる。
光ラジカル重合において用いることができる光ラジカル重合開始剤の例は、ダロキュア(DAROCUR、登録商標)1173および4265(いずれも商品名、BASFジャパン(株))、イルガキュア(IRGACURE、登録商標)184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、および2959(いずれも商品名、BASFジャパン(株))、などである。
熱ラジカル重合において用いることができる熱によるラジカル重合の好ましい開始剤の例は、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル(MAIB)、ジt−ブチルパーオキシド(DTBPO)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(ACN)などである。
光カチオン重合において用いることができる光カチオン重合開始剤として、ジアリールヨードニウム塩(以下、「DAS」という。)、トリアリールスルホニウム塩(以下、「TAS」という。)などがあげられる。
DASとしては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナートなどが挙げられる。
DASには、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルブレンなどの光増感剤を添加することで高感度化することもできる。
TASとしては、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネートなどが挙げられる。
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例は、サイラキュア(Cyracure、登録商標)UVI−6990、サイラキュアUVI−6974、サイラキュアUVI−6992(それぞれ商品名、UCC(株))、アデカオプトマーSP−150、SP−152、SP−170、SP−172(それぞれ商品名、(株)ADEKA)、Rhodorsil Photoinitiator 2074(商品名、ローディアジャパン(株))、イルガキュア(IRGACURE、登録商標)250(商品名、BASFジャパン(株))、UV−9380C(商品名、GE東芝シリコーン(株))などである。
2−2−10. 硬化剤等
本発明の複合材料を構成する高分子の製造において、前記モノマー等および重合開始剤の他にさらに1種または2種以上の他の好適な成分、例えば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。
硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されている従来公知の潜在性硬化剤が使用できる。潜在性エポキシ樹脂用硬化剤は、アミン系硬化剤、ノボラック樹脂系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。アミン系硬化剤の例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、m−キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン、イソフォロンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ノルボルネンジアミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ラロミン等の脂環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
ノボラック樹脂系硬化剤の例としては、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂などが挙げられる。イミダゾール系硬化剤としては、2−メチルイミダゾール、2−エチルへキシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウム・トリメリテートなどが挙げられる。
酸無水物系硬化剤の例としては、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
また、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基を有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤をさらに用いてもよい。硬化促進剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ジメチルシクロヘキシルアミン等の3級アミン類、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の4級ホスホニウム塩類、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン類、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩類、三フッ化ホウ素、トリフェニルボレート等のホウ素化合物などが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独または2種以上を混合して使用することができる。
また、例えば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、安定剤を添加することが好ましい。安定剤として、当業者に知られているすべての化合物を用いることができる。安定剤の代表例としては、4−エトキシフェノール、ハイドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)等が挙げられる。
2−2−9. 液晶組成物等の含有率
本発明の高分子/液晶複合材料中における液晶組成物の含有率は、複合材料が光学的に等方性の液晶相を発現できる範囲であれば、可能な限り高含有率であることが好ましい。液晶組成物の含有率が高い方が、本発明の複合材料の電気複屈折値が大きくなるからである。
本発明の高分子/液晶複合材料において、液晶組成物の含有率は複合材料に対して60〜99重量%であることが好ましく、60〜95重量%がさらに好ましく、65〜95重量%が特に好ましい。高分子の含有率は複合材料に対して1〜40重量%であることが好ましく、5〜40重量%がさらに好ましく、5〜35重量%が特に好ましい。
2−2−11. 高分子/液晶複合材料に含有できるその他の成分
本発明の高分子/液晶複合材料は、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によっては制限されない。なお特に断りのない限り、「%」は「重量%」を意味する。
3.液晶表示素子
組成物(1)は、PCモード、TNモード、STNモード、OCBモード、PSAモードなどの動作モードを有し、アクティブマトリックス(AM方式)で駆動する液晶表示素子に使用できる。組成物(1)は、PCモード、TNモード、STNモード、OCBモード、VAモード、IPSモードなどの動作モードを有し、パッシブマトリクス(PM)方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらのAM方式およびPM方式の素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。
組成物(1)は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子(PDLCD)、ポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)にも使用できる。
ポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)の例は、液晶組成物または高分子/液晶複合材料(以下では、本発明の液晶組成物および高分子/液晶複合材料を総称して液晶媒体と呼ぶことがある)を含む光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子である。
電界無印加時には液晶媒体は光学的に等方性であるが、電場を印加すると、液晶媒体は光学的異方性を生じ、電界による光変調が可能となる。
液晶表示素子の構造例としては、図1に示すように、櫛型電極基板の電極が、左側から伸びる電極1と右側から伸びる電極2が交互に配置された構造を挙げることができる。電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれら実施例によっては制限されない。
4−1.化合物(1)の実施例
化合物(1)は、下記の手順により合成した。合成した化合物は、NMR分析などの方法により同定した。化合物の物性は、下記に記載した方法により測定した。
NMR分析
測定には、ブルカーバイオスピン社製のDRX−500を用いた。H−NMRの測定では、試料をCDClなどの重水素化溶媒に溶解させ、室温で、500MHz、積算回数16回の条件で測定した。テトラメチルシランを内部標準として用いた。19F−NMRの測定では、CFClを内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。
測定試料
相構造および転移温度を測定するときには、液晶性化合物そのものを試料として用いた。ネマチック相の上限温度、粘度、光学的異方性、誘電率異方性などの物性を測定するときには、化合物を母液晶に混合して調製した組成物を試料として用いた。
化合物を母液晶と混合した試料を用いる場合には、次のように測定した。化合物15重量%と母液晶85重量%とを混合して試料を調製した。この試料の測定値から、次の式で表される外挿法にしたがって、外挿値を計算し、この値を記載した。〈外挿値〉=(100×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量%〉×〈母液晶の測定値〉)/〈化合物の重量%〉
化合物と母液晶との割合がこの割合であっても、結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出する場合には、化合物と母液晶との割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更をしていき、結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出しなくなった割合で試料の物性を測定した。なお、特に断りのない限り、化合物と母液晶との割合は、15重量%:85重量%である。
母液晶としては、下記の母液晶(i)を用いた。母液晶(i)の成分の割合を重量%で示す。
Figure 2016133035
測定方法
物性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;以下、JEITAと略す)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED−2521B)に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたTN素子には、TFTを取り付けなかった。
(1)相構造
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に試料を置き、3℃/分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。
(2)転移温度(℃)
測定には、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計Diamond DSCシステム、またはエスエスアイ・ナノテクノロジー社製の高感度示差走査熱量計X−DSC7000を用いた。3℃/分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相などの液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から等方性液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。
以下、結晶はCと表し、さらに結晶の区別がつく場合は、それぞれC1またはC2と表した。また、スメクチック相はSm、ネマチック相はNと表した。液体(アイソトロピック)はIと表した。スメクチック相の中で、スメクチックB相、またはスメクチックA相の区別がつく場合は、それぞれSmB、またはSmAと表した。キラルネマチック相はNと表した。BPはブルー相または光学的に等方性の液晶相を表す。2相の共存状態は(N+I)、(N+BP)という形式で表記することがある。具体的には、(N+I)は、それぞれ非液晶等方相とキラルネマチック相がと共存する相を表し、(N+BP)は、BP相または光学的に等方性の液晶相とキラルネマチック相が共存した相を表す。Unは光学的等方性ではない未確認の相を表す。相転移温度の表記として、例えば、「C 50.0 N 100.0 I」とは、結晶からネマチック相への相転移温度(CN)が50.0℃であり、ネマチック相から液体への相転移温度(NI)が100.0℃であることを示す。他の表記も同様である。
(3)低温相溶性
化合物の割合が、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、および1重量%となるように母液晶と化合物とを混合した試料を調製し、試料をガラス瓶に入れた。このガラス瓶を、−10℃または−20℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶またはスメクチック相が析出しているかどうか観察をした。
(4)ネマチック相の上限温度(TNIまたはNI;℃)
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。試料が化合物と母液晶との混合物であるときは、TNIの記号で示した。試料が化合物と成分Bなどとの混合物であるときは、NIの記号で示した。
(5)ネマチック相の下限温度(T;℃)
ネマチック相を有する試料を0℃、−10℃、−20℃、−30℃、および−40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−20℃ではネマチック相のままであり、−30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、Tを≦−20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
(6)粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s)
測定には東京計器株式会社製のE型回転粘度計を用いた。
(7)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s)
測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が0°であり、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5μmであるTN素子に試料を入れた。この素子に16Vから19.5Vの範囲で0.5V毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の計算式(8)とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。
(8)光学的異方性(屈折率異方性;25℃で測定;Δn)
測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率(n‖)は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学的異方性(Δn)の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。
(9)誘電率異方性(Δε;25℃で測定)
2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、そしてツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(10V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
(10)弾性定数(K;25℃で測定;pN)
測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のHP4284A型LCRメータを用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmである水平配向素子に試料を入れた。この素子に0ボルトから20ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量(C)と印加電圧(V)の値を「液晶デバイスハンドブックク」(日刊工業新聞社)、75頁にある式(2.98)、式(2.101)を用いてフィッティングし、式(2.99)からK11およびK33の値を得た。次に171頁にある式(3.18)に、先ほど求めたK11およびK33の値を用いてK22を算出した。弾性定数Kは、このようにして求めたK11、K22、およびK33の平均値で表した。
(11)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V)
測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が約0.45/Δn(μm)であり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧(32Hz、矩形波)は0Vから10Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が90%になったときの電圧で表した。
(12)電圧保持率(VHR−1;25℃で測定;%)
測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmである。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子に25℃でパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。
(13)電圧保持率(VHR−2;80℃で測定;%)
電圧保持率(VHR−2)は、80℃で測定した以外はVHR−1と同様の方法で求めた。
(14)ピッチ(P;25℃で測定;nm)
ピッチ長は選択反射を用いて測定した(液晶便覧196頁 2000年発行、丸善)。選択反射波長λには、関係式<n>p/λ=1が成立する。ここで<n>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<n>={(n 2+n 2)/2}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計(日本電子(株)、商品名MSV-350)で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、光学活性化合物濃度が低い領域では光学活性化合物の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。「光学活性化合物」は本発明におけるキラル剤に相当する。
原料
ソルミックスA−11(商品名)は、エタノール(85.5%)、メタノール(13.4%)とイソプロパノール(1.1%)の混合物であり、日本アルコール販売(株)から入手した。
[実施例1]
2−(4−(ジフルオロ−((2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.148)の合成
Figure 2016133035
合成スキームを下図に示す。

Figure 2016133035
第1工程
窒素雰囲気下、メタントリカルボン酸トリエチル(0.90g、8.5mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物(0.05g、0.25mmol)、アセトン(27ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S102)(1.1g,7.8mmol;91%)を得た。
第2工程
窒素雰囲気下、第1工程で得られた化合物(S102)(1.1g,7.8mmol)、水素化ナトリウム(60%;0.47g,11.7mmol)、THF(11ml)を反応容器に入れて、室温で30分間撹拌した。そこへ、1−ヨードエタン(3.6g,23.4mmol)を加え、室温で5時間撹拌した。反応混合物を純水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S103)(0.95g,5.4mmol;70%)を得た。
第3工程
窒素雰囲気下、第2工程で得られた化合物(S103)(0.95g、5.4mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物(0.1g、0.54mmol)、メタノール(4.7ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S104)(0.62g,4.6mmol;84%)を得た。
第4工程
窒素雰囲気下、第3工程で得られた化合物(S104)(0.62g、4.6mmol)、4−(ジフルオロ((2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロベンズアルデヒド(2.0g、4・6mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物(0.06g、0.32mmol)、硫酸カルシウム(0.6g、4.5mmol)、トルエン(6ml)、シクロプロパン(6ml)を反応容器に入れて、3時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻した後、純水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーおよび再結晶で精製して化合物(No.148)(0.95g,1.7mmol;37%)を得た。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.34(dd,1H,J=8.4Hz,8.4Hz)、7.19−7.10(m,6H)、5.39(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.74(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=7.0Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.43(t,2F,J=28.5Hz)、−111.47(dt,2F,J=11.3Hz,28.5Hz)、−114.86(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、−134.71(dd,2F,J=9.4Hz,21.4Hz)、−161.72(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.148)の物性は次のとおりであった。
付記したデータは前記の方法に従って求めた。転移温度を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。上限温度(TNI)、粘度(η)、光学的異方性(Δn)および誘電率異方性(Δε)を測定するときは、化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 64.7 N 64.7 I.TNI=43;η=70mPa・s;Δn=0.117;Δε=54.57.
[実施例2]
5−(ブトキシメチル)−2−(4−(ジフルオロ−((2,3’,4’−トリフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−1,3−ジオキサン(No.142)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.142)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.38−7.32(m,2H)、7.25−7.10(m,2H)、7.17−7.09(m,4H)、5.39(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.74(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.38(t,2H,J=6.6Hz)、3.27(d,2H,J=5.8Hz)、2.43(m,1H)、1.57−1.50(m,2H)、1.36(dq,2H,J=7.5Hz,7.5Hz)、0.93(t,3H,J=7.5Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.40(t,2F,J=28.4Hz)、−110.48(dt,2F,J=10.6Hz,28.4Hz)、−115.14(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、−137.97−−138.07(m,1F)、−139.25−−139.35(m,1F).
化合物(No.142)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 46.6 I.TNI=38.4;η=72.6mPa・s;Δn=0.1037;Δε=35.8.
[実施例3]
5−(ブトキシメチル)−2−(4’−((3,4−ジフルオロフェノキシ)ジフルオロメチル)−2,3’,5’−トリフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−1,3−ジオキサン(No.124)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.124)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.42(dd,1H,J=8.1,8.1Hz)、7.39−7.34(m,2H)、7.22−7.13(m,4H)、7.18−7.03(m,1H)、5.45(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.39(t,2H,J=6.5Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.58−1.51(m,2H)、1.37(dq,2H,J=7.5Hz,7.5Hz)、0.93(t,3H,J=7.4Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.94(t,2F,J=28.2Hz)、−111.10(dt,2F,J=11.8Hz,28.2Hz)、−117.30(dd,1F,J=8.3Hz,10.6Hz)、−134.77−−134.88(m,1F)、−140.88−−140.11(m,1F).
化合物(No.124)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 43.1 N 61.8 I.TNI=61.0;η=82.6mPa・s;Δn=0.117;Δε=36.97.
[実施例4]
5−(エトキシメチル)−2−(2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−1,3−ジオキサン(No.12)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.12)の合成を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.39−7.31(m,3H)、7.20−7.13(m,2H)、5.45(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−111.09(dd,1F,J=7.1Hz,8.7Hz)、−134.97(dd,1F,J=8.7Hz,21.3Hz)、−161.98(dt,1F,J=8.7Hz,21.3Hz).
化合物(No.12)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 49.8 SB 53.2 I.TNI=4.4;η=65.7mPa・s;Δn=0.084;Δε=37.43.
[実施例5]
2−(4−(ジフルオロ−(3,4,5−トリフルオロフェノキシ)メチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.44)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.44)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.14(d,2H,J=10.0Hz)、6.95(dd,2H,J=5.9Hz,7.6Hz)、5.38(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.74(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−62.29(t,2F,J=28.5Hz)、−111.66(dt,2F,J=11.0Hz,28.5Hz)、−132.99(dd,2F,J=9.4Hz,21.4Hz)、−163.70(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.44)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 63.4 I.TNI=−32.3;η=40.0mPa・s;Δn=0.050;Δε=42.57.
[実施例6]
5−(エトキシメチル)−2−(2,3’,3”,4”,5”−ペンタフルオロ−[1,1’:4’,1”−ターフェニル]−4−イル)−1,3−ジオキサン(No.75)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.75)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.49−7.32(m,6H)、7.25−7.19(m,2H)、5.46(s,1H)、4.31(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.46(q,2H,J=7.0Hz)、3.29(d,2H,J=5.9Hz)、2.48(m,1H)、1.20(t,3H,J=7.0Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−117.85(dd,1F,J=8.5Hz,11.5Hz)、−118.08(dd,1F,J=8.0Hz,12.5Hz)、−134.78(dd,1F,J=8.6Hz,21.3Hz)、−161.78(tt,1F,J=6.6Hz,21.3Hz).
化合物(No.75)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 113.6 SB 150.7 N 166.4 I.TNI=113.7;η=81.1mPa・s;Δn=0.177;Δε=41.8.
[実施例7]
2−(4‘−(ジフルオロ−(3,4,5−トリフルオロフェノキシ)メチル)−3’,5‘−ジフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.122)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.122)の合成を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.61(d,2H,J=8.5Hz)、7.56(d,2H,J=8.5Hz)、7.20(d,2H,J=11.3Hz)、6.99(dd,2H,J=6.0,7.6Hz)、5.48(s,1H)、4.31(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.29(d,2H,J=6.0Hz)、2.48(m,1H)、1.20(t,3H,J=7.0Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−62.18(t,2F,J=28.2Hz)、−111.87(dt,2F,J=11.3Hz,28.2Hz)、−132.97(dd,1F,J=7.6Hz,21.3Hz)、−163.67(dd,1F,J=6.0Hz,21.3Hz).
化合物(No.122)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 110.1 SE 121.1 SB 129.3 I.TNI=95.7;η=69.5mPa・s;Δn=0.157;Δε=43.9.
[実施例8]
2−(4‘−(ジフルオロ−(3,4,5−トリフルオロフェノキシ)メチル)−2,3’,5‘−トリフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.128)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.128)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.46−7.33(m,3H)、7.20(d,2H,J=10.6Hz)、7.04−6.95(m,2H)、5.46(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.46(q,2H,J=6.9Hz)、3.29(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−62.26(t,2F,J=28.0Hz)、−111.10(dt,2F,J=10.7Hz,28.0Hz)、−117.29(dd,1F,J=8.3Hz,11.3Hz)、−132.92(dd,1F,J=8.3Hz,21.7Hz)、−163.60(tt,1F,J=5.8Hz,21.7Hz).
化合物(No.128)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 72.7 N 95.3 N 99.4 I.TNI=71;η=79.8mPa・s;Δn=0.130;Δε=57.9.
[実施例9]
2−(4‘−((3,5−ジフルオロ−4−(トリフルオロメチル)フェノキシ)ジフルオロメチル−2,3’,5‘−トリフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.129)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.129)の合成を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.46−7.33(m,3H)、7.20(d,2H,J=10.7Hz)6.98(d,2H,J=9.9Hz)、5.46(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.77(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.46(q,2H,J=6.9Hz)、3.29(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):56.75(t,2F,J=23.0Hz)、−2.27(t,2F,J=27.8Hz)、−108.74(dq,2F,J=10.4Hz,23.0Hz)、−111.00(dt,1F,J=8.3Hz,27.8Hz)、−117.27(dd,1F,J=8.3Hz,11.8Hz).
化合物(No.129)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 102.4 SB 122.7 I.TNI=67.7;η=85.6mPa・s;Δn=0.137;Δε=67.8.
[実施例10]
2−(4−(ジフルオロ((2,3’,4’−トリフルオロ−4−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3−フルオロフェニル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.140)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.140)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.70(d,1H,J=8.7Hz)7.39−7.32(m,4H)、7.27−7.20(m,2H)、7.17−7.09(m,2H)、5.44(s,1H)、4.29(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.75(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.45(m,1H)、1.19(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−65.66(d,2F,J=13.2Hz)、−114.22――114.36(m,1F)、−115.26(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、−137.97−−138.09(m,1F)、−139.28−−139.40(m,1F).
化合物(No.140)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 67.7 N 119.3 I.TNI=85;η=74.2mPa・s;Δn=0.144;Δε=36.6.
[実施例11]
2−(4−(ジフルオロ((2,3’,4’,6−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.151)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.151)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.32−7.12(m,5H)、6.95(dd,2H,J=8.2Hz)、5.39(s,1H)、4.29(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.75(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.78(t,2F,J=28.0Hz)、−111.48(dt,2F,J=11.4Hz,28.0Hz)、−112.86(d,2F,J=8.2Hz)、−137.93−−138.15(m,2F).
化合物(No.151)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 109.4 I.TNI=47.7;η=63mPa・s;Δn=0.137;Δε=46.1.
[実施例12]
2−(4−(((2,3’−ジフルオロ−4’−トリフルオロメトキシ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)ジフルオロメチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.153)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.153)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.42−7.33(m,3H)、7.33−7.27(m,1H)、7.19−7.08(m,4H)5.39(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.74(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=7.0Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−59.21(d,3F,J=4.9Hz)、−61.48(t,2F,J=28.5Hz)、−111.52(dt,2F,J=11.0Hz,28.5Hz)、−114.93(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、−128.90――129.05(m,1F).
化合物(No.153)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 69.4 N 82.3 I.TNI=59;η=67.1mPa・s;Δn=0.124;Δε=44.6.
[実施例13]
2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル) 4−(5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン−2−イル)2,6−ジフルオロベンゾエート(No.157)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.157)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.43(dd,1H,J=8.3Hz,8.3Hz)、7.23−7.13(m,6H)、5.40(s,1H)、4.26(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.54(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)2.11(m,1H)、1.19(t,3H,J=7.0Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−108.92(d,2F,J=10.0Hz)、−114.81(dd,1F,J=8.3Hz,10.6Hz)、−134.62(dd,2F,J=8.4Hz,21.4Hz)、−161.60(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.157)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 92.4 N 135.6 N 146.3 I.TNI=84.7;η=81.1mPa・s;Δn=0.137;Δε=61.8.
[実施例14]
2−(4‘−(ジフルオロ−((2,3’,4‘,5’−テトラフルオロ)メチル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)2,3’,5’−トリフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(エトキシメチル)−1,3−ジオキサン(No.220)の合成
Figure 2016133035
実施例1と類似の方法により化合物(No.220)の合成を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.46−7.33(m,4H)、7.25−7.12(m,6H)、5.45(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.76(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.46(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.57(t,2F,J=28.1Hz)、−111.00(dt,2F,J=11.0Hz,28.1Hz)、−114.84(dd,1F,J=8.3Hz,12.1Hz)、−117.30(dd,1F,J=8.3Hz,12.1Hz)、−134.68(dd,2F,J=8.9Hz,21.8Hz)、−161.69(tt,1F,J=6.9Hz,21.8Hz).
化合物(No.220)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 82 C 90.4 N 148.1 191.1 I.TNI=120.7;η=95.7mPa・s;Δn=0.177;Δε=61.6.
[実施例15]
2−(4−(ジフルオロ−((2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−5−(メトキシエチル)−1,3−ジオキサン(No.149)の合成
Figure 2016133035

合成スキームを下図に示す。
Figure 2016133035
第1工程
窒素雰囲気下、1,1,2−エタントリカルボン酸トリエチル(10。0g、40.6mmol)、水素化ホウ素ナトリウム(4.1g、109.6mmol)、メタノール(5ml)、tert−ブタノール(80ml)を反応容器に入れて3時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻した後、2N塩酸を加えて中和した。析出物をセライト濾過により除去し、濾液の溶媒をエバポレーターで留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S202)(4.4g,36.6mmol;90%)を得た。
第2工程
窒素雰囲気下、第1工程で得られた化合物(S202)(4.1g,34.1mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物(0.19g、1.02mmol)、アセトン(123ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S203)(4.4g,27.5mmol;80%)を得た。
第3工程
窒素雰囲気下、第2工程で得られた化合物(S203)(4.2g,26.2mmol)、水素化ナトリウム(60%;1.6g,39.3mmol)、THF(21ml)を反応容器に入れて、室温で30分間撹拌した。そこへ、1−ヨードメタン(11.1g,78.6mmol)を加え、室温で5時間撹拌した。反応混合物を純水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S204)(3.8g,21.7mmol;82%)を得た。
第4工程
窒素雰囲気下、第3工程で得られた化合物(S204)(4.2g、24.1mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物(0.46g、2.4mmol)、メタノール(21ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S205)(2.0g,14.9mmol;61%)を得た。
第4工程
窒素雰囲気下、第4工程で得られた化合物(S205)(2.0g、14.9mmol)、4−(ジフルオロ((2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロベンズアルデヒド(6.4g、14.9mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物(0.19g、1.0mmol)、硫酸カルシウム(1.9g、14.2mmol)、トルエン(16ml)、シクロプロパン(16ml)を反応容器に入れて、3時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻した後、純水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーおよび再結晶で精製して化合物(No.149)(2.7g,4.9mmol;33%)を得た。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.34(dd,1H,J=8.4Hz,8.4Hz)、7.19−7.10(m,6H)、5.38(s,1H)、4.27(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.57(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.40(t,2H,J=6.3Hz)、3.34(s,3H)2.25(m,1H)、1.38(dt,3H,J=6.3Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.43(t,2F,J=28.5Hz)、−111.50(dt,2F,J=11.3Hz,28.5Hz)、−114.86(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、−134.71(dd,2F,J=9.4Hz,21.4Hz)、−161.72(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.149)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 86.5 I.TNI=39.7;η=62.9mPa・s;Δn=0.137;Δε=47.8.
[実施例16]
2−(4−(ジフルオロ−((2,3’,4’,5’−テトラフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキシ)メチル)−3,5−ジフルオロフェニル)−5−(エトキシメチル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.107)の合成
Figure 2016133035
欧州特許出願公開1482019号明細書に記載のピラン環を有する化合物の合成法より化合物(No.107)を合成した。
1H−NMR(δppm;CDCl3):7.35(dd,1H,J=8.7Hz,8.7Hz)、7.20−7.10(m,4H)、6.99(d,2H,J=10.4H)、4.27(dd,1H,J=1.8Hz,11.0Hz)、4.23(ddd,1H,J=2.0Hz,4.3Hz,11.4Hz)、3.53−3.41(m,2H)、3.33(dd,1H,J=11.4Hz,11.4Hz)、3.32−3.22(m,2H)、
2.07−1.87(m,3H)、1.57−1.35(m,2H)、1.20(t,3H,J=7.0Hz).
19F−NMR(δppm;CFCl3):−61.41(t,2F,J=28.4Hz)、−111.04(dt,2F,J=10.4Hz,28.4Hz)、−114.93(dd,1F,J=8.7Hz,12.1Hz)、−134.70(dd,2F,J=8.7Hz,22.3Hz)、−161.72(tt,1F,J=6.9Hz,22.3Hz).
化合物(No.107)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 59.6 N 59.6 I.TNI=35.0;Δn=0.110;Δε=40.1.
既に記載した化合物(1)の合成法および実施例1〜16に記載した合成手順に従って以下の化合物(No.1〜260)を合成できる。
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
Figure 2016133035
[比較例]
比較例化合物(R)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
誘電率異方性(Δε)=39.1.
Figure 2016133035
実施例1で得られた化合物(No.148)、実施例4で得られた化合物(No.149)と比較例化合物(R)の誘電率異方性を表1にまとめた。この結果から、(No.148)および化合物(No.149)は大きな誘電率異方性(Δε)が有している点で優れていることが分かった。
Figure 2016133035
4−2. 組成物(1)の実施例
実施例により本発明の液晶組成物(1)を詳細に説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、実施例1の組成物と実施例2の組成物との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも2つを混合した混合物をも含む。実施例における化合物は、下記の表2の定義に基づいて記号により表した。表2において、1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。実施例において記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。(−)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)である。最後に、組成物の物性値をまとめた。物性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を(外挿することなく)そのまま記載した。その他の物性は下記の方法にしたがって測定した。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;以下、JEITAと略す)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED−2521B)に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたTN素子には、TFTを取り付けなかった。
(15)光学的に等方性の液晶相の転移温度
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、クロスニコルの状態で、まず試料が非液晶等方相になる温度まで昇温した後、1℃/分の速度で降温し、完全にキラルネマチック相または光学的に等方性の液晶相を出現させた。その降温過程での相転移した温度を測定し、次いで1℃/分の速度で昇熱し、その昇温過程における相転移した温度を測定した。本発明において、特に断りの無い限り、昇温過程での相転移した温度を相転移温度とした。光学的に等方性の液晶相においてクロスニコル下では暗視野で相転移温度の判別が困難な場合は、偏光板をクロスニコルの状態から1〜10°ずらして相転移温度を測定した。
(16)らせんピッチ(20℃で測定;μm)
らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔(a;単位はμm)を測定した。らせんピッチ(P)は、式P=2・a・tanθから算出した。θは、くさび型セルにおける2枚のガラス板間の角度である。
あるいは、ピッチ長は選択反射を用いて測定した(液晶便覧196頁(2000年発行、丸善)。選択反射波長λには、関係式<n>p/λ=1が成立する。ここで<n>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<n>={(n‖2+n⊥2)/2}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計(日本電子(株)、商品名MSV-350)で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。
可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、キラル剤濃度が低い領域ではキラル剤の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。
Figure 2016133035
[実施例17]
2O1−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 10%

3−HB−O2 12%
5−HB−CL 14%
3−HBB(F,F)−F 7%
3−PyB(F)−F 10%
5−PyB(F)−F 10%
3−PyBB−F 8%
4−PyBB−F 8%
5−PyBB−F 7%
5−HBB(F)B−2 7%
5−HBB(F)B−3 7%
NI=80.0℃;η=39.6mPa・s;Δn=0.172;Δε=12.2.
[実施例18]
4O1−GB(F,F)XB(F)B(F)−F 8%

2−HB−C 5%
3−HB−C 12%
3−HB−O2 15%
2−BTB−1 3%
3−HHB−F 4%
3−HHB−1 8%
3−HHB−O1 5%
3−HHB−3 14%
5−HHEB−F 4%
2−HHB(F)−F 7%
3−HHB(F)−F 5%
5−HHB(F)−F 5%
3−HHB(F,F)−F 5%
NI=89.6℃;η=20.1mPa・s;Δn=0.099;Δε=6.9.
[実施例19]
1O2−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 5%

7−HB(F,F)−F 3%
3−HB−O2 7%
2−HHB(F)−F 9%
3−HHB(F)−F 9%
5−HHB(F)−F 9%
2−HBB(F)−F 8%
3−HBB(F)−F 9%
5−HBB(F)−F 16%
2−HBB−F 4%
3−HBB−F 4%
5−HBB−F 3%
3−HBB(F,F)−F 5%
5−HBB(F,F)−F 9%
NI=96.5℃;η=38.8mPa・s;Δn=0.186;Δε=7.2.
[実施例20]
2O1−GB(F)B(F,F)XB(F)−F 4%

5−HB−CL 16%
3−HB−O2 16%
3−HHB−F 4%
3−HHB−CL 3%
4−HHB−CL 4%
3−HHB(F)−F 8%
4−HHB(F)−F 7%
5−HHB(F)−F 9%
7−HHB(F)−F 8%
5−HBB(F)−F 4%
1O1−HBBH−5 3%
3−HHBB(F,F)−F 2%
4−HHBB(F,F)−F 3%
5−HHBB(F,F)−F 3%
3−HH2BB(F,F)−F 3%
4−HH2BB(F,F)−F 3%
[実施例21]
2O1−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F 3%

3−HHB(F,F)−F 9%
3−H2HB(F,F)−F 8%
4−H2HB(F,F)−F 8%
5−H2HB(F,F)−F 8%
3−HBB(F,F)−F 18%
5−HBB(F,F)−F 20%
3−H2BB(F,F)−F 10%
5−HHBB(F,F)−F 3%
5−HHEBB−F 2%
3−HH2BB(F,F)−F 3%
1O1−HBBH−4 4%
1O1−HBBH−5 4%
[実施例22]
2O1−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 9%

5−HB−F 12%
6−HB−F 9%
7−HB−F 7%
2−HHB−OCF3 8%
3−HHB−OCF3 7%
4−HHB−OCF3 7%
5−HHB−OCF3 5%
3−HH2B−OCF3 4%
5−HH2B−OCF3 4%
3−HHB(F,F)−OCF3 3%
3−HH2B(F)−F 3%
3−HBB(F)−F 9%
5−HBB(F)−F 7%
5−HBBH−3 3%
3−HB(F)BH−3 3%
NI=81.6℃;η=17.4mPa・s;Δn=0.093;Δε=8.4.
[実施例23]
4O1−GB(F,F)XB(F)B(F)−F 10%

5−HB−CL 11%
3−HB−02 8%
3−HHB−1 5%
3−HHB(F,F)−F 7%
3−HBB(F,F)−F 20%
5−HBB(F,F)−F 12%
3−HHEB(F,F)−F 8%
4−HHEB(F,F)−F 3%
5−HHEB(F,F)−F 3%
2−HBEB(F,F)−F 3%
3−HBEB(F,F)−F 3%
5−HBEB(F,F)−F 3%
3−HHBB(F,F)−F 4%
NI=70.7℃;η=24.9mPa・s;Δn=0.106;Δε=11.0.
[実施例24]
1O2−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 4%

3−HB−CL 4%
5−HB−CL 3%
3−HHB−OCF3 5%
3−H2HB−OCF3 5%
5−H4HB−OCF3 15%
V−HHB(F)−F 5%
3−HHB(F)−F 5%
5−HHB(F)−F 6%
3−H4HB(F,F)−CF3 8%
5−H4HB(F,F)−CF3 10%
5−H2HB(F,F)−F 5%
5−H4HB(F,F)−F 7%
2−H2BB(F)−F 5%
3−H2BB(F)−F 8%
3−HBEB(F,F)−F 5%
NI=69.6℃;η=25.3mPa・s;Δn=0.093;Δε=8.0.
[実施例25]
2O1−GB(F)B(F,F)XB(F)−F 3%

5−HB−CL 17%
7−HB(F,F)−F 3%
3−HB−02 15%
5−HB−02 12%
3−HHB−1 9%
3−HHB−O1 5%
2−HHB(F)−F 7%
3−HHB(F)−F 6%
5−HHB(F)−F 6%
3−HHB(F,F)−F 7%
3−H2HB(F,F)−F 5%
4−H2HB(F,F)−F 5%
[実施例26]
2O1−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F 5%

5−HB−CL 3%
7−HB(F)−F 7%
3−HB−02 16%
5−HB−02 15%
3−HHEB−F 8%
5−HHEB−F 8%
3−HHEB(F,F)−F 10%
4−HHEB(F,F)−F 5%
4−HGB(F,F)−F 5%
5−HGB(F,F)−F 4%
2−H2GB(F,F)−F 4%
3−H2GB(F,F)−F 5%
5−GHB(F,F)−F 5%
[実施例27]
2O1−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 8%

3−HB−O1 13%
3−HH−4 5%
3−HB(2F,3F)−O2 12%
5−HB(2F,3F)−O2 12%
2−HHB(2F,3F)−1 10%
3−HHB(2F,3F)−1 13%
3−HHB(2F,3F)−O2 11%
5−HHB(2F,3F)−O2 10%
3−HHB−1 6%
NI=81.1℃;η=38.4mPa・s;Δn=0.092;Δε=−3.1.
[実施例28]
4O1−GB(F,F)XB(F)B(F)−F 9%

2−HH−5 3%
3−HH−4 15%
3−HH−5 4%
3−HB−O2 10%
3−H2B(2F,3F)−O2 13%
5−H2B(2F,3F)−O2 14%
3−HHB(2F,3CL)−O2 5%
2−HBB(2F,3F)−O2 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 7%
5−HBB(2F,3F)−O2 7%
3−HHB−1 3%
3−HHB−3 4%
3−HHB−O1 3%
NI=72.0℃;η=23.0mPa・s;Δn=0.091;Δε=−3.6.
[実施例29]
1O2−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 5%

2−HH−3 21%
3−HH−4 9%
1−BB−3 9%
3−HB−O2 2%
3−BB(2F,3F)−O2 8%
5−BB(2F,3F)−O2 6%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 11%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 20%
3−HHB−1 4%
3−HHB−O1 3%
5−B(F)BB−2 2%
NI=70.9℃;η=16.4mPa・s;Δn=0.098;Δε=−2.9.
[実施例30]
2O1−GB(F)B(F,F)XB(F)−F 5%

2−HH−3 16%
7−HB−1 10%
5−HB−O2 8%
3−HB(2F,3F)−O2 15%
5−HB(2F,3F)−O2 16%
3−HHB(2F,3CL)−O2 3%
4−HHB(2F,3CL)−O2 3%
3−HH1OCro(7F,8F)−5 5%
5−HBB(F)B−2 10%
5−HBB(F)B−3 9%
[実施例31]
2O1−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F 4%

1−BB−3 10%
3−HH−V 26%
3−BB(2F,3F)−O2 13%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 20%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 13%
3−HHB−1 8%
5−B(F)BB−2 6%
[実施例32]
2O1−GB(F,F)XB(F)B(F,F)−F 10%

2−HH−3 6%
3−HH−V1 9%
1V2−HH−1 8%
1V2−HH−3 7%
3−BB(2F,3F)−O2 8%
5−BB(2F,3F)−O2 4%
3−H1OB(2F,3F)−O2 5%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 5%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 18%
3−HDhB(2F,3F)−O2 6%
3−HHB−1 3%
3−HHB−3 2%
2−BB(2F,3F)B−3 9%
NI=80.3℃;η=24.3mPa・s;Δn=0.108;Δε=−3.8.
[実施例33]
4O1−GB(F,F)XB(F)B(F)−F 10%

1V2−BEB(F,F)−C 6%
3−HB−C 10%
2−BTB−1 10%
3−HB−02 15%
5−HB−02 15%
3−HHB−1 4%
VFF−HHB−1 8%
VFF2−HHB−1 10%
3−H2BTB−2 4%
3−H2BTB−3 4%
3−H2BTB−4 4%
NI=72.7℃;η=18.6mPa・s;Δn=0.135;Δε=9.8.
4−3. 光学的に等方性の液晶組成物(1’)の実施例
[実施例34]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Aを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物A
Figure 2016133035
次に、液晶組成物A(94.8wt%)と、下記の式で表されるキラル剤BN−H4(2.65wt%)とBN−H5(2.65wt%)からなる液晶組成物A1を得た。
なお、BN−H4、BN−H5は、(R)−(+)−1,1’−ビ(2−ナフトール)と対応するカルボン酸とからジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を用いてエステル化することによって得た。

BN−H4
Figure 2016133035

BN−H5
Figure 2016133035
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物A1を88.8重量%、n−ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ−(4−(12−(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)−ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物A1−1Mを調製した。この液晶組成物A−1Mの相転移温度(℃)は
A−1M:N 39.2 N+BP 39.6 BP − I、
であった。下段は冷却過程で観察される相転移温度であり、冷却過程においてもBPを発現した。
LCA−12
Figure 2016133035
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物A−1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルを39.6℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度23mWcm−2(365nm))を1分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料A−1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例35]
実施例34で得られた高分子/液晶複合材料A−1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。A−1Pでは、21.6Vの短形波を印加すると、透過率が74.4%となり、透過光強度は飽和した。
[比較例]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することにより液晶組成物Wを調製した。液晶組成物Wは化合物(1)を含有しない組成物である。構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物W
Figure 2016133035
次に、液晶組成物W(94.8wt%)と、キラル剤BN−H4(2.65wt%)とBN−H5(2.65wt%)からなる液晶組成物W1を得た。
モノマーと液晶組成物の混合物の調製
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物W1を88.8重量%、n−ドデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−6)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物W−1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物W−1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚10μm)、得られたセルを40.1℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度23mWcm−2(365nm))を1分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料W−1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
得られた高分子/液晶複合材料W−1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。43Vの矩形波を印加すると、透過率が83%となり、透過光強度は飽和した。
実施例35で得られた高分子/液晶複合材料A−1Pと、比較例であるW−1Pの駆動電圧を表3にまとめた。この結果から、A−1PはW−1Pと比較して駆動電圧が49.8%改善し、本化合物(1)を使用した素子が大きな低電圧効果を有している点で優れていることが分かった。
Figure 2016133035
[実施例36]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Bを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物B
Figure 2016133035
次に、液晶組成物B(95.2wt%)と、下記の式で表されるキラル剤(8H)BN−H5(4.8wt%)からなる液晶組成物B1を得た。
(8H)BN−H5
Figure 2016133035
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物B1を88.8重量%、n−ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ−(4−(12−(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)−ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物B−1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物B−1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをB−1M:56.6℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm−2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料B−1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例37]
実施例36で得られた高分子/液晶複合材料B−1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。B−1Pでは、45.3Vの短形波を印加すると、透過率が87.5%となり、透過光強度は飽和した。
[実施例38]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Cを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物C
Figure 2016133035
次に、液晶組成物C(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN−H5(4.8wt%)からなる液晶組成物C1を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物C1を88.8重量%、n−ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ−(4−(12−(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)−ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物C−1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物C−1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをC−1M:51.3℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm−2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料C−1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例39]
実施例38で得られた高分子/液晶複合材料C−1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。C−1Pでは、45.4Vの短形波を印加すると、透過率が84.0%となり、透過光強度は飽和した。
[実施例40]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Dを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物D
Figure 2016133035
次に、液晶組成物D(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN−H5(4.8wt%)からなる液晶組成物D1を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物D1を88.8重量%、n−ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ−(4−(12−(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)−ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物D−1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物D−1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをD−1M:50.1℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm−2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料D−1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例41]
実施例40で得られた高分子/液晶複合材料D−1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。D−1Pでは、40.4Vの短形波を印加すると、透過率が87.1%となり、透過光強度は飽和した。
[実施例42]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Eを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物E
Figure 2016133035
次に、液晶組成物E(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN−H5(4.8wt%)からなる液晶組成物E1を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物E1を88.8重量%、n−ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ−(4−(12−(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)−ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物E−1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物E−1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをE−1M:54.1℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm−2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料E−1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例43]
実施例42で得られた高分子/液晶複合材料E−1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。E−1Pでは、57.8Vの短形波を印加すると、透過率が85.1%となり、透過光強度は飽和した。
[比較例]
液晶組成物W(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN−H5(4.8wt%)からなる液晶組成物W2を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物W2を88.8重量%、n−ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4−ジ−(4−(12−(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)−ベンゾイルオキシ)−2−メチルベンゼン(LCA−12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物W−2Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物W−2Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをW−2M:52.8℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm−2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料W−2Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
得られた高分子/液晶複合材料W−2Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。60.5Vの矩形波を印加すると、透過率が82.7%となり、透過光強度は飽和した。
高分子/液晶複合材料B−1P〜E−1Pと、比較例であるW−2Pの駆動電圧を表4にまとめた。この結果から、B−1P〜E−1PはW−1P’と比較して駆動電圧が改善し、本化合物(1)を使用した素子が大きな低電圧効果を有している点で優れていることが分かった。
Figure 2016133035
本発明の液晶性化合物は、熱、光などに対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との優れた相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する。本発明の液晶組成物は、この化合物を含有し、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数などの物性の少なくとも1つを充足する。この組成物は、少なくとも2つの物性に関して適切なバランスを有する。本発明の液晶表示素子は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、および長い寿命を有する。本発明の光学的に等方性の液晶組成物を使用した液晶表示光素子は、低電圧駆動が可能であり、冷却過程でBPが発現する点で、従来技術より優れている。なお、冷却過程でBPが発現するということは、光素子の製造工程で、高分子/液晶複合材料を調整しやすいということであり、本発明の光素子の有用性を示すものである。したがって、パソコン、テレビなどに用いる液晶表示素子に広く利用できる。
1・・・電極1
2・・・電極2
3・・・光源
4・・・偏光子(偏光板)(Polarizer)
5・・・櫛型電極セル
6・・・検光子(偏光板)(Analyzer)
7・・・受光器(Photodetector)

Claims (37)

  1. 式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する液晶組成物。
    Figure 2016133035
    式(1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;
    Figure 2016133035
    およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
    およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
    +n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキル、または炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
  2. 式(1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    環Aは下記式で表され;
    Figure 2016133035

    およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  3. 式(1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1または2に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  4. aが1である請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  5. aが2である請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  6. 式(1−1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CFO−、−COO−、または−C≡C−であり;
    は−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  7. 式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    は−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  8. 式(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  9. 式(2)〜(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(2)〜(5)において、
    11は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    11は、水素、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;
    環B、環B、環Bおよび環Bは独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
    11、Z12、Z13およびZ14は独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、または−(CH−であり;
    11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。
  10. 式(6)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(6)において、
    12は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    12は、−C≡Nまたは−C≡C−CNであり;
    環Cは、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
    15は、単結合、−CHCH−、−C≡C−、−COO−、−CFO−、−OCF−、または−CHO−であり;
    13およびL14は独立して、水素またはフッ素であり;
    iは、1、2、3、または4である。
  11. 式(7)〜(13)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(7)〜(13)において、
    13およびR14は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    15は、水素、フッ素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    11は、水素またはメチルであり;
    Xは、−CF−、−O−、または−CHF−であり;
    環D、環D、環D、および環Dは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルまたはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
    環Dおよび環Dは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
    16、Z17、Z18、およびZ19は独立して、単結合、−CHCH−、−COO−、−CHO−、−OCF−、または−OCFCHCH−であり;
    15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
    j、k、m、n、p、q、r、およびsは独立して、0または1であり、k、m、nおよびpの和は、1または2であり、q、rおよびsの和は、0、1、2,または3であり、tは、1、2,または3である。
  12. 式(14)〜(16)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(14)〜(16)において、
    16およびR17は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;
    環E、環E、環E、および環Eは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
    20、Z21、およびZ22は独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、または−COO−である。
  13. 重合可能な化合物、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、および消泡剤の少なくとも1つをさらに含有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  14. 式(1)で示される化合物、およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
    Figure 2016133035
    式(1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

    Figure 2016133035

    およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
    およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
    +n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
  15. 式(1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    環Aは下記式で表され;
    Figure 2016133035

    およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  16. 式(1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14または15に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  17. aが1である請求項14〜16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  18. aが2である請求項14〜16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  19. 式(1−1−1−1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14〜18のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CFO−、−COO−、または−C≡C−であり;
    は−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  20. 式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14〜19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    は−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  21. 式(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14〜19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  22. 式(4A)〜(4D)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項14〜21のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(4A)〜(4D)において、
    11は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく
    17、L18、L19、L20、L21、L22、L23およびL24は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    11は、水素、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3である。
  23. キラル剤(光学活性化合物)が、式(K21)〜(K27)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、請求項14〜22のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(K21)〜(K27)において、
    はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−C≡N、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜12のアルキルであり、R中の少なくとも1つの−CH−は−O−、−S−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、R中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−で置き換えられもよく、R中の少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
    はそれぞれ独立して、芳香族性の6〜8員環、非芳香族性の3〜8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−CH−は−O−、−S−、または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよく;
    はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のハロアルキル、芳香族性の6〜8員環、非芳香族性の3〜8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−CH−は−O−、−S−、または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよく;
    はそれぞれ独立して、単結合、炭素数1〜8のアルキレンであり、Z中の少なくとも1つの−CH−は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CSO−、−OCS−、−N=N−、−CH=N−、または−N=CH−で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
    はそれぞれ独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、または−CHCH−であり;
    mKはそれぞれ独立して、1〜3の整数である。)
  24. 式(M2−15)、(M4−5)、(M21)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの重合可能な化合物をさらに含有する、請求項14〜23のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 2016133035

    式(M2−15)、(M4−5)および(M21)において、
    MBは、それぞれ独立して、式(M3−1)〜(M3−7)の重合性基であり、式(M3−1)〜(M3−7)におけるRは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
    Figure 2016133035

    MCは、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    は、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも1つの−CH2−は−O−、−S−で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの−CH−CH−は−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;
    は、それぞれ独立して単結合、−(CH2m3−、−O(CH2m3−、−(CH2m3O−、−O(CH2m3O−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−(CF22−、−(CH2−COO−、−OCO−(CH2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−CH=CH−(CH22−、−(CH22−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−CH=CH−、−CH=CH−C≡C−、−OCF−(CH2−、−(CH2−CFO−、−OCF−、または−CFO−(前記式中、m3は1〜20の整数である)であり;

    環の部分構造において、部分構造(a1)は、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレンを表し、部分構造(a2)は、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンを表し、部分構造(a3)は、少なくとも1つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい1,4−フェニレンを表し、部分構造(a4)は、9位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
    Figure 2016133035
  25. −20℃〜70℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが700nm以下である、請求項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  26. 光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる請求項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  27. 請求項24に記載の液晶組成物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子/液晶複合材料。
  28. 一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、その液晶媒体が請求項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物を使用した光素子、または、請求項27に記載の高分子/液晶複合材料から成る光素子。
  29. 請求項14〜24のいずれか1項に記載の液晶組成物の光素子への使用、または請求項27に記載の高分子/液晶複合材料の光素子への使用。
  30. 式(1)で表される化合物。
    Figure 2016133035

    式(1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数2〜12のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
    環A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

    Figure 2016133035

    およびXは独立して、−O−、−S−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−N=C=S、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキルまたは炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
    およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
    +n=0、かつZが−CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−OCF2CHF2、−OCF2CHFCF3、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCF=CF、または−OCH=CHCF3、炭素数1〜7のアルキル、または炭素数2〜7のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい。
  31. 式(1−1)で表される、請求項30に記載の化合物。
    Figure 2016133035

    式(1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    環Aは下記式で表され;
    Figure 2016133035

    およびXは独立して、−O−、−CH−であり、XおよびXはともに−CH−であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CHF、−CHF、−CF、−OCHF、−OCHF、−OCF、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCF、−OCH=CF、−OCF=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CHCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  32. 式(1−1−1)で表される、請求項30または31に記載の化合物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CHO−、−CFO−、−COO−、−CH=CH−、または−C≡C−であり;
    は単結合、−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  33. aが1である請求項30〜32のいずれか1項に記載の化合物。
  34. aが2である請求項30〜32のいずれか1項に記載の化合物。
  35. 式(1−1−1−1)で表される、請求項30〜34のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、−CFO−、−COO−、または−C≡C−であり;
    は−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  36. 式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)で表される、請求項30〜35のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1−1)〜(1−1−1−1−5)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    4Aは水素、フッ素、塩素、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    は−CFO−、または−COO−であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  37. 式(1−1−1−1−11)または(1−1−1−1−12)で表される、請求項30〜35のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure 2016133035

    式(1−1−1−1−11)および(1−1−1−1−12)において、
    は炭素数1〜12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、ただし、2つの−O−が隣接することはなく、少なくとも1つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;
    は水素、フッ素、塩素、−C≡N、−CF、−OCF、−OCH=CF、または−OCH=CHCFであり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
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