JPWO2017038616A1 - ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

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Abstract

本発明は、大きな二色比、高いコントラスト、高い溶解性、くっきりとした色味等の要求特性を両立させた二色性色素を含有する液晶組成物及び、これを用いた液晶表示素子または調光素子に関する。本発明の液晶組成物を用いることで、高いコントラスト、見た目に良好な黒色等の高い表示品位とともに、高い実用性を備えた液晶表示素子または調光素子を提供することができる。本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子はアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、PSAモード、PSVAモード、VAモード、TNモード、STNモード、IPSモード用液晶表示素子に用いることができる。

Description

本発明はアゾ系二色性色素を含有する液晶組成物及びこれを使用した液晶表示素子または調光素子に関する。
二色性色素を含有する液晶組成物は古くから検討されており、これを使用したGH(ゲストホスト)型と言われる液晶表示素子が種々開発、提案され、視野角あるいは明るさなどに特徴を有するため、一部は車載用途の液晶表示素子や調光素子として実用化されている。
二色性色素に求められる特性として、二色比および素子とした場合のコントラストはもちろんのこと、液晶組成物との溶解性、更に耐光性、耐UV性、耐熱性などが求められてきた。
二色性色素の具体例として、例えば、青色の二色性色素(特許文献1、2)、黄色から赤色の二色性色素(特許文献3)等が開示されている。また、近年は黒色が好まれる傾向にあるため、複数の二色性色素を混合することで得られる黒色の二色性色素(特許文献4、5、6)が提案されている。
また、二色性色素(ゲスト)を含有させるための液晶組成物(ホスト)に関して、上述の特許文献1から6以外にも、特許文献7に誘電率異方性が正の液晶組成物が開示されている。
有用な素子性能(大きな二色比、高いコントラスト、高い溶解性、優れた耐光性、優れた耐UV性、優れた耐熱性)を有する液晶表示素子や調光素子を開発する試みが行われている一方で、二色性色素を含有する液晶組成物においては、その構成する成分によって、液晶表示素子や調光素子への使用に適さないものがあった。例えば、大きな二色比を得るために、二色性色素を多量に液晶組成物に含有させる必要があるが、室温で二色性色素や液晶化合物が析出してしまう組成物溶解性の問題や、−20℃以下の低温で一日後には析出してしまう低温での溶解安定性の問題など実用上致命的な場合があった。
更に、黒色の二色性色素を含有する液晶表示素子や調光素子では、その黒さの見た目が、よりくっきりとしたものや鮮やかなものであることが望まれていた。
このように、GH型の液晶表示素子や調光素子において求められる大きな二色比、高いコントラスト、くっきりとした色味や色調、高い溶解性等の要求特性を両立することが必要となっていた。
特表2013−534945号公報 特公平6−19038号公報 特公平4−32867号公報 特開2000−313881号 特開平11−172252号 国際公開第1997/17415号 特開平9−031460号公報
本願発明が解決しようとする課題は、大きな二色比、高いコントラスト、高い溶解性、優れた耐光性、優れた耐UV性、優れた耐熱性、くっきりとした黒色の色味等の要求特性を両立させた、二色性色素を含有する液晶組成物を提供すること、及び、これを用いた液晶表示素子または調光素子を提供することにある。
本発明者らが鋭意検討した結果、特定の二色性色素、すなわち、色度が(0.287±0.05,0.245±0.05)であり紫色を呈する二色性色素と、その他二色性色素とを合わせて黒色を呈する液晶組成物とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。
つまり、本願発明は、色度が(0.287±0.05,0.245±0.05)であり紫色を呈する二色性色素を1種又は2種以上含有し、更にその他二色性色素を2種又は3種以上含有し、黒色を呈する液晶組成物を提供し、また、これを用いた液晶表示素子または調光素子を提供する。
本願発明により、大きな二色比、高い溶解性、良好な低温安定性、くっきりとした黒色を呈した色味等の要求特性を両立させた、二色性色素を含有する液晶組成物を提供でき、更に、この液晶組成物を用いることで、高いコントラスト、見た目に良好な黒色等の高い表示品位とともに、高い実用性を備えた液晶表示素子または調光素子を提供することができる。
本願発明の液晶組成物は、色度が(0.287±0.05,0.245±0.05)であり紫色を呈する二色性色素を1種又は2種以上含有し、更にその他二色性色素を2種又は3種以上含有し、黒色を呈する液晶組成物である。
本願発明で液晶組成物の色度は、D65標準光源の光を、二色性色素を1%添加した液晶組成物を注入した水平配向のテストパネル(セル厚10μm)に透過させた透過光の色度であって、CIE1931xy座標系で表した。
本願発明の液晶組成物は、紫色を呈する二色性色素を含有する。更に、紫色を呈する二色性色素の色度は、(0.287±0.05,0.245±0.05)であるが、(0.287±0.04,0.245±0.04)であることが好ましく、(0.287±0.03,0.245±0.03)であることが好ましく、(0.287±0.02,0.245±0.02)であることが好ましく、(0.287±0.01,0.245±0.01)であることが好ましい。
上記の紫色を呈する二色性色素の極大吸収波長(λmax)は、500nmから630nmの範囲であることが好ましく、530nmから600nmの範囲であることが好ましく、540nmから590nmの範囲であることが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、上記の紫色を呈する二色性色素を1種又は2種以上含有し、更にその他二色性色素を2種又は3種以上含有する。その他二色性色素として、青色を呈する二色性色素、赤色を呈する二色性色素、黄色を呈する二色性色素が好ましい。
本願発明の液晶組成物は、ホスト100重量部に対して、紫色を呈する二色性色素を0.01重量部から3重量部、青色を呈する二色性色素を0.01重量部から3重量部、赤色を呈する二色性色素を0.01重量部から3重量部、黄色を呈する二色性色素を0.01重量部から3重量部を含有することが好ましい。
紫色を呈する二色性色素の含有量は、ホスト100重量部に対して、0.01重量部から3重量部であるが、その下限は0.02重量部が好ましく、0.03重量部が好ましく、0.04重量部が好ましく、0.05重量部が好ましく、0.06重量部が好ましく、0.07重量部が好ましく、0.08重量部が好ましく、0.09重量部が好ましく、0.1重量部が好ましく、0.12重量部が好ましく、0.14重量部が好ましく、0.06重量部が好ましく、0.18重量部が好ましく、0.2重量部が好ましく、その上限は2.5重量部が好ましく、2.0重量部が好ましく、1.5重量部が好ましく、1.0重量部が好ましく、0.5重量部が好ましく、0.4重量部が好ましく、0.3重量部が好ましく、0.2重量部が好ましい。
青色を呈する二色性色素の含有量は、ホスト100重量部に対して、0.01重量部から3重量部であるが、その下限は0.1重量部が好ましく、0.2重量部が好ましく、0.3重量部が好ましく、0.4重量部が好ましく、0.5重量部が好ましく、0.6重量部が好ましく、0.8重量部が好ましく、1.0重量部が好ましく、1.1重量部が好ましく、1.2重量部が好ましく、1.3重量部が好ましく、1.4重量部が好ましく、1.5重量部が好ましく、その上限は2.8重量部が好ましく、2.6重量部が好ましく、2.4重量部が好ましく、2.2重量部が好ましく、2.0重量部が好ましく、1.9重量部が好ましく、1.8重量部が好ましく、1.7重量部が好ましい。
赤色を呈する二色性色素の含有量は、ホスト100重量部に対して、0.01重量部から3重量部であるが、その下限は0.02重量部が好ましく、0.04重量部が好ましく、0.06重量部が好ましく、0.08重量部が好ましく、0.1重量部が好ましく、0.15重量部が好ましく、0.2重量部が好ましく、0.25重量部が好ましく、0.3重量部が好ましく、0.35重量部が好ましく、0.4重量部が好ましく、0.45重量部が好ましく、0.5重量部が好ましく、0.6重量部が好ましく、その上限は2.5重量部が好ましく、2.0重量部が好ましく、1.5重量部が好ましく、1.0重量部が好ましく、0.9重量部が好ましく、0.8重量部が好ましく、0.7重量部が好ましく、0.6重量部が好ましい。
黄色を呈する二色性色素の含有量は、ホスト100重量部に対して、0.01重量部から3重量部であるが、その下限は0.02重量部が好ましく、0.04重量部が好ましく、0.06重量部が好ましく、0.08重量部が好ましく、0.1重量部が好ましく、0.15重量部が好ましく、0.2重量部が好ましく、0.25重量部が好ましく、0.3重量部が好ましく、0.35重量部が好ましく、0.4重量部が好ましく、0.45重量部が好ましく、0.5重量部が好ましく、0.6重量部が好ましく、その上限は2.5重量部が好ましく、2.0重量部が好ましく、1.5重量部が好ましく、1.0重量部が好ましく、0.9重量部が好ましく、0.8重量部が好ましく、0.7重量部が好ましく、0.6重量部が好ましい。
青色を呈する二色性色素の極大吸収波長(λmax)は、580nmから680nmの範囲であることが好ましく、580nmから650nmの範囲であることが好ましい。
赤色を呈する二色性色素の極大吸収波長(λmax)は、480nmから580nmの範囲であることが好ましく、500nmから550nmの範囲であることが好ましい。
黄色を呈する二色性色素の極大吸収波長(λmax)は、380nmから450nmの範囲であることが好ましく、390nmから430nmの範囲であることが好ましい。
本願発明の液晶組成物に含有する二色性色素は、アゾ系二色性色素であることが好ましく、ジスアゾ系二色性色素又はトリスアゾ系二色性色素であることがより好ましい。
以上のように、ホストの液晶組成物に対して、紫色を呈する二色性色素を1種又は2種以上に加えて、その他の二色性色素として、青色を呈する二色性色素、赤色を呈する二色性色素、黄色を呈する二色性色素などを2種又は3種以上含有することにより、二色性色素の総添加量を増大させても液晶組成物との溶解性や低温安定性を維持でき、結果として高いコントラストやくっきりとした黒色を呈した色味等を優れたものにすることができる。
本願発明の液晶組成物は、一般式(II)
Figure 2017038616
(式中、R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数2から10のアルケニル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、基中に存在する1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、フッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、n21は、0、1または2を表す。)で表される化合物を1種又は2種以上含有することが好ましい。
一般式(II)中、R21は炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基であることが好ましく、R22は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基であることが更に好ましい。素子の応答速度を重視する場合には、R21及びR22の少なくとも一方は炭素原子数2から5のアルケニル基が好ましく、炭素原子数2から3のアルケニル基が更に好ましく、R21及びR22の両方が炭素原子数2から5のアルケニル基が好ましく、炭素原子数2から3のアルケニル基が更に好ましい。素子の耐光性または耐UV性または耐熱性を重視する場合には、R21及びR22の少なくとも一方は炭素原子数1から5のアルキル基または炭素原子数1から5のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基が更に好ましく、R21及びR22の両方が炭素原子数1から5のアルキル基が好ましい。
一般式(II)中、n21は0、1または2を表すが、0または1であることが好ましく、n21が0である化合物は特に好ましい。素子の応答速度を重視する場合には、n21が0または1であることが好ましく、0であることが更に好ましい。素子の耐光性または耐UV性または耐熱性を重視する場合には、n21は1または2が好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(II)で表される化合物を1から80質量%含有することが好ましく、含有量の下限は1質量%が好ましく、2質量%が好ましく、3質量%が好ましく、4質量%が好ましく、5質量%が好ましく、10質量%が好ましく、15質量%が好ましく、20質量%が好ましく、25質量%が好ましく、30質量%が好ましく、含有量の上限は80質量%が好ましく、75質量%が好ましく、70質量%が好ましく、65質量%が好ましく、60質量%が好ましく、55質量%が好ましく、50質量%が好ましい。
一般式(II)で表される化合物の中で、一般式(II−11)及び一般式(II−12)
Figure 2017038616
で表される化合物が好ましく、素子の応答速度を重視する場合には好適である。
式中、R及びRV1は、それぞれ独立して、炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数2から10のアルケニル基を表すが、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数2から5のアルキル基又は炭素原子数2から3のアルケニル基であることが好ましい。
一般式(II−11)及び又は一般式(II−12)で表される化合物は、例えば、一般式(II−101)から(II−110)であることが好ましい。
Figure 2017038616
更に詳述すると、速い応答速度を得るためには、一般式(II−11)及び一般式(II−12)で表される化合物の含有量は20から80質量%が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は5から40質量%が好ましい。また、高い電圧保持率(VHR)を重視する場合には、一般式(II−11)及び一般式(II−12)で表される化合物を1から30質量%含有することが好ましく、1から20質量%含有することが好ましく、1から10質量%含有することが好ましい。
また、特に高い耐光性、耐UV性又は耐熱性を得るためには、一般式(II)で表される化合物の中で、R21が炭素原子数1から5のアルキル基であり、R22が炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基である化合物が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基である化合物が好ましい。
本願発明の液晶組成物は、誘電率異方性を負にするために、一般式(III−1)又は一般式(III−2)
Figure 2017038616
で表される化合物の群から選ばれる化合物を含有することができる。
式中、R31、R32、R33及びR34は、それぞれ独立して炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は、それぞれ独立して、−O−又は−S−に置換されても良く、また、基中に存在する1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、フッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、R31及びR33は、それぞれ独立して炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基又は炭素原子数2から3のアルケニル基が更に好ましく、R32及びR34は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基が更に好ましい。
環A32、環B31及び環B32は、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すが、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基又は1,4−シクロヘキセニレン基が好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基がより好ましい。
31及びZ32は、それぞれ独立して、−OCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表すが、−CHO−、−CFO−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合が好ましく、−CHO−、−CHCH−又は単結合が更に好ましく、−CHO−又は単結合が特に好ましい。
一般式(III−1)で表される化合物は、具体的には、以下に示す一般式(III−A1)から一般式(III−A4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−A1)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−A3)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−A4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−A1)で表される化合物であることが更に好ましく、一般式(III−A3)で表される化合物であることが更に好ましく、一般式(III−A1)で表される化合物であることが特に好ましい。
Figure 2017038616
式中、R31及びR32は、上述と同じ意味を表す。
一般式(III−2)で表される化合物は、具体的には、以下に示す一般式(III−B1)から一般式(III−B6)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−B1)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−B3)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−B4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−B5)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−B6)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III−B1)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III−B3)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III−B5)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III−B6)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III−B1)で表される化合物であることが特に好ましく、一般式(III−B5)で表される化合物であることが特に好ましい。
Figure 2017038616
式中、R33及びR34は、上述と同じ意味を表す。
本願発明の液晶組成物は、一般式(III−A1)及び一般式(III−B1)の組み合わせから成ることが好ましく、一般式(III−A1)、一般式(III−B1)及び一般式(III−B4)の組み合わせから成ることが更に好ましく、一般式(III−A1)、一般式(III−B1)及び一般式(III−B5)の組み合わせから成ることが更に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(III−A3)及び一般式(III−B5)の組み合わせから成ることが好ましく、一般式(III−A3)、一般式(III−B4)及び一般式(III−B5)の組み合わせから成ることが更に好ましく、一般式(III−A3)、一般式(III−B5)及び一般式(III−B1)の組み合わせから成ることが更に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(III−A4)及び一般式(III−B1)の組み合わせから成ることが好ましく、一般式(III−A4)、一般式(III−A1)及び一般式(III−B1)の組み合わせから成ることが更に好ましく、一般式(III−A4)及び一般式(III−B5)の組み合わせから成ることが好ましく、一般式(III−A4)、一般式(III−B5)及び一般式(III−B4)の組み合わせから成ることが好ましく、一般式(III−A4)及び一般式(III−B1)の組み合わせから成ることが好ましく、一般式(III−A4)、一般式(III−B1)及び一般式(III−B5)の組み合わせから成ることが更に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(III−1)又は一般式(III−2)で表される化合物を1種又は2種以上含有するが、2種から10種含有することが好ましい。その含有量の合計は10から90質量%であることが好ましく、その下限は10質量%が好ましく、15質量%が好ましく、20質量%が好ましく、25質量%が好ましく、30質量%が好ましく、35質量%が好ましく、40質量%が好ましく、45質量%が好ましく、その上限は80質量%が好ましく、75質量%が好ましく、70質量%が好ましく、65質量%が好ましく、60質量%が好ましく、55質量%が好ましく、50質量%が好ましく、45質量%が好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(IV−A)から一般式(IV−H)
Figure 2017038616
で表される化合物から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有することも好ましい。
式中、R41及びR42は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数2から5のアルキル基又は炭素原子数1から3のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基であることが好ましい。
41は炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、メチル基、フッ素原子又は水素原子であることが好ましく、フッ素原子又は水素原子であることが更に好ましい。
一般式(IV−A)から一般式(IV−H)の内、一般式(IV−A)、一般式(IV−D)、一般式(IV−F)又は一般式(IV−G)から選ばれる化合物を含有することが好ましく、一般式(IV−A)、一般式(IV−F)又は一般式(IV−G)から選ばれる化合物を含有することが更に好ましく、一般式(IV−F)又は一般式(IV−G)から選ばれる化合物を含有することが更に好ましく、一般式(III−F)から選ばれる化合物を含有することが特に好ましい。一般式(IV−F)及び一般式(IV−G)から選ばれる化合物を同時に含有することが、高い二色比または高いコントラストを得るためには特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(IV−A)から一般式(IV−H)で表される化合物を1種又は2種以上含有することが好ましく、2種から10種含有することが好ましく、これらの合計の含有量は0から90質量%であるが、その下限は1質量%が好ましく、5質量%が好ましく、10質量%が好ましく、15質量%が好ましく、20質量%が好ましく、25質量%が好ましく、30質量%が好ましく、35質量%が好ましく、40質量%が好ましく、45質量%が好ましく、その上限は90質量%が好ましく、80質量%が好ましく、75質量%が好ましく、70質量%が好ましく、65質量%が好ましく、60質量%が好ましく、55質量%が好ましく、50質量%が好ましく、45質量%が好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(V)で表される化合物を1種又は2種以上含有することができる。
Figure 2017038616
式中、R61及びR62はそれぞれ独立的に炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシル基を表すが、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基が好ましい。但し、高い耐光性または高い耐UV性または高い耐熱性を重視する場合には、一般式(V)の化合物は含有しないことが好ましく、その含有量の上限は10%が好ましく、5%が好ましく、0%が特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(N−001)で表される化合物を1種又は2種以上含有しても良い。
Figure 2017038616
式中、RN1及びRN2はそれぞれ独立的に炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシル基を表すが、炭素原子数1から5のアルキル基が好ましい。
式中、L及びLはそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、CH又はCFを表すが、L及びLの少なくとも片方はフッ素原子であることが好ましく、両方がフッ素原子であることも好ましい。
本願発明の液晶組成物は、一般式(III−B7)
Figure 2017038616
(式中、R33及びR34は、上述と同じ意味を表す。)で表されるを含有することが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、誘電率異方性を正にするために、一般式(M)
Figure 2017038616
で表される化合物を含有することが好ましい。
式中、RM1は炭素原子数1から8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、nM1は、0、1、2、3又は4を表し、AM1及びAM2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
M1及びZM2はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、
M1が2、3又は4であってAM2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nM1が2、3又は4であってZM1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
M1及びXM3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
M2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。
一般式(M)中、RM1は、炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2から5のアルキル基又は炭素原子数2から3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。
信頼性を重視する場合にはRM1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
また、それが結合する環構造が芳香環である場合には、直鎖状の炭素原子数1から5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1から4のアルコキシ基及び炭素原子数4から5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1から5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1から4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2から5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。)
Figure 2017038616
M1及びAM2はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香環であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族の環であることが好ましい。
M1及びAM2はそれぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、
Figure 2017038616
下記の構造を表すことがより好ましい。
Figure 2017038616
M1及びZM2はそれぞれ独立して−CHO−、−CFO−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表すことが好ましく、−CFO−、−CHCH−又は単結合が更に好ましく、−CFO−又は単結合が特に好ましい。
一般式(M)で表される化合物は、例えば本願発明の一つの実施形態としては1種類使用し、または2種類使用し、または3種類使用する。さらに、本願発明の別の実施形態では4種類使用し、または5種類使用し、または6種類使用し、または7種類以上使用する。
本願発明の液晶組成物において、一般式(M)で表される化合物の含有量は、ネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)、複屈折率、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する。
本願発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(M)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、本願発明の組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。
本願発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本願発明の液晶組成物のネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)を高く保ち、温度安定性の良い液晶組成物が必要な場合は上記の下限値及び上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値及び上限値を高めにすることが好ましい。
信頼性を重視する場合にはRM1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
一般式(M)で表される化合物は、例えば一般式(M−1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、RM11は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM11からXM15はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM11はフッ素原子又はOCFを表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、ネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)、複屈折率、誘電率異方性などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本願発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(M−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、22質量%であり、25質量%であり、30質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。 本願発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度を速める液晶組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本願発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(M−1)で表される化合物は、具体的には式(M−1.1)から式(M−1.4)で表される化合物であることが好ましく、式(M−1.1)又は式(M−1.2)で表される化合物が好ましく、式(M−1.2)で表される化合物がさらに好ましい。また、式(M−1.1)又は式(M−1.2)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−1.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−1.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−1.1)及び式(M−1.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、例えば一般式(M−2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、RM21は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、XM21及びXM22はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM21はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、22質量%であり、25質量%であり、30質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度を速める組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のTniを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(M−2)で表される化合物は、式(M−2.1)から式(M−2.5)で表される化合物であることが好ましく、式(M−2.3)又は式(M−2.5)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−2.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−2.3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−2.5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−2.2)、(M−2.3)及び式(M−2.5)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、6質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%である。
本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−3)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、RM31は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、XM31からXM36はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM31はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)
組み合わせることのできる化合物に特に制限は無いが、転移温度、複屈折率などを考慮して1種から2種類以上組み合わせることが好ましい。
一般式(M−3)で表される化合物の含有量は、転移温度、複屈折率などの特性を考慮して実施形態ごとに上限値と下限値がある。
本願発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−3)で表される化合物は、具体的には式(M−3.1)から式(M−3.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−3.1)及び/又は式(M−3.2)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−3.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−3.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−3.1)及び式(M−3.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、20%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、RM41は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、XM41からXM48はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、YM41はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)
組み合わせることのできる化合物に特に制限は無いが、転移温度、複屈折率などを考慮して1種、2種又は3種類以上組み合わせることが好ましい。
一般式(M−4)で表される化合物の含有量は、転移温度、複屈折率などの特性を考慮して実施形態ごとに上限値と下限値がある。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物が、セルギャップの小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−4)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。駆動電圧の小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−4)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。また、低温の環境で用いられる液晶表示素子用に用いられる場合は一般式(M−4)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。応答速度の速い液晶表示素子に用いられる組成物である場合は、一般式(M−4)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−4)で表される化合物は、具体的には式(M−4.1)から式(M−4.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−4.2)から式(M−4.4)で表される化合物を含有することが好ましく、式(M−4.2)で表される化合物を含有することがより好ましい。
Figure 2017038616
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−5)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、RM51は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、XM51及びXM52はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM51はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)
組み合わせることのできる化合物の種類に制限は無いが、転移温度、複屈折率などを考慮して、実施形態ごとに適宜組み合わせて使用する。例えば、本発明の一つの実施形態では1種類、別の実施形態では2種類、さらに別の実施形態では3種類、またさらに別の実施形態では4種類、またさらに別の実施形態では5種類、またさらに別の実施形態では6種類以上組み合わせる。
本願発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、22質量%であり、25質量%であり、30質量%である。好ましい含有量の上限値は、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度を速める組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のTniを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(M−5)で表される化合物は、式(M−5.1)から式(M−5.4)で表される化合物であることが好ましく、式(M−5.1)から式(M−5.4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−5)で表される化合物は、式(M−5.11)から式(M−5.17)で表される化合物であることが好ましく、式(M−5.11)、式(M−5.13)及び式(M−5.17)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−5)で表される化合物は、式(M−5.21)から式(M−5.28)で表される化合物であることが好ましく、式(M−5.21)、式(M−5.22)、式(M−5.23)及び式(M−5.25)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、22質量%であり、25質量%であり、30質量%である。好ましい含有量の上限値は、40質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−6)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、RM61は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、XM61からXM64はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、YM61はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)
組み合わせることのできる化合物の種類に制限は無いが、転移温度、複屈折率などを考慮して実施形態ごとに適宜組み合わせる。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物が、駆動電圧の小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−6)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。また応答速度の速い液晶表示素子に用いられる組成物である場合は、一般式(M−6)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.1)から式(M−6.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.2)及び式(M−6.4)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.11)から式(M−6.14)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.12)及び式(M−6.14)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.21)から式(M−6.24)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.21)、式(M−6.22)及び式(M−6.24)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.31)から式(M−6.34)で表される化合物が好ましい。中でも式(M−6.31)及び式(M−6.32)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.41)から式(M−6.44)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.42)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
更に、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−7)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、XM71からXM76はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、RM71は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、YM71はフッ素原子又はOCFを表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、これらの化合物の中から1種〜2種類含有することが好ましく、1種〜3種類含有することがより好ましく、1種〜4種類含有することが更に好ましい。
一般式(M−7)で表される化合物の含有量は、転移温度、複屈折率などの特性を考慮して実施形態ごとに上限値と下限値がある。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、式(M−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物が、セルギャップの小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。駆動電圧の小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。また、低温の環境で用いられる液晶表示素子用に用いられる場合は一般式(M−7)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。応答速度の速い液晶表示素子に用いられる組成物である場合は、一般式(M−7)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。
さらに、一般式(M−7)で表される化合物は、式(M−7.1)から式(M−7.4)で表される化合物であることが好ましく、式(M−7.2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−7)で表される化合物は、式(M−7.11)から式(M−7.14)で表される化合物であることが好ましく、式(M−7.11)及び式(M−7.12)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M−7)で表される化合物は、式(M−7.21)から式(M−7.24)で表される化合物であることが好ましく、式(M−7.21)及び式(M−7.22)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−8)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2017038616
(式中、XM81からXM84はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、YM81はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表し、RM81は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、AM81及びAM82はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基、
Figure 2017038616
Figure 2017038616
、又は
Figure 2017038616
を表すが、1,4-フェニレン基上の水素原子はフッ素原子によって置換されていてもよい。)
本願発明の液晶組成物の総量に対して、一般式(M−8)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度を速める組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.1)から式(M−8.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.1)及び式(M−8.2)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.11)から式(M−8.14)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.12)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.21)から式(M−8.24)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.22)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.31)から式(M−8.34)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.32)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.41)から式(M−8.44)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.42)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
さらに、本願発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.51)から式(M−8.54)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.52)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物は、一般式(VIII−a)、一般式(VIII−c)又は一般式(VIII−d)で表される化合物を1種又は2種以上含有することもできる。
Figure 2017038616
Figure 2017038616
Figure 2017038616
式中、R51及びR52は、それぞれ独立的に炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基を表し、X51及びX52はそれぞれ独立的にフッ素原子又は水素原子を表し、X51及びX52の少なくとも一つはフッ素原子を表す。
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これらの化合物の好ましい含有量の下限値は0質量%であり、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物は、一般式(V−9.1)から一般式(V−9.3)で表される化合物を1種又は2種以上含有しても良い。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物の総量に対して、これらの化合物の好ましい含有量の下限値は0質量%であり、1質量%であり、2質量%であり、4質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、5質量%である。
本願発明の液晶組成物は、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、及び一般式(II)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(III−1)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(III−2)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、一般式(III−1)で表される化合物及び一般式(III−2)で表される化合物を同時に含有することが好ましい。これらに加えて、一般式(IV−A)で表される化合物及び/又は一般式(IV−F)で表される化合物及び/又は一般式(IV−G)で表される化合物を含有することも好ましい。
本願発明の液晶組成物は、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(IV−F)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、一般式(IV−F)で表される化合物及び一般式(III−G)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、これらに加えて、一般式(IV−A)で表される化合物を含有することも好ましい。
本発明の液晶組成物は、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、及び一般式(M−1)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−2)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−3)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−4)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−5)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−6)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−7)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、前記紫色を呈する二色性色素を含む3種又は4種以上の二色性色素、式(II)で表される化合物、及び一般式(M−8)で表される化合物を同時に含有することが好ましく、これらに加えて、一般式(IV−A)及び/又は一般式(IV−F)及び/又は一般式(IV−G)を含有することも好ましい。
前記の二色性色素はいずれもアゾ系二色性色素であることが好ましい。二色性色素がいずれもアゾ系二色性色素であることにより、二色性比、液晶組成物の溶解性及び低温安定性が更に優れたものになる。
本願発明の液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、キラル剤、重合性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤又は赤外線吸収剤等を含有しても良い。
本願発明の液晶組成物は、ピッチを誘起するキラル剤は不斉炭素原子を有する化合物であればどのようなものでも良いが、1,4−フェニレン基(この基中の水素原子の1個又は2個はフッ素、メチル基、メトキシ基で置換されていても良い。)を1個又は2個以上有する分子構造であることが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、誘電率異方性(Δε)が正または負であるネマチック液晶組成物であるが、Δεが負のキラルネマチック液晶組成物であることが好ましい。
ピッチの温度依存性を改良又は調整するために、キラル剤を複数種混合して用いても良い。
ピッチを誘起するキラル剤としては不斉原子をもつ化合物を用いても、軸不斉化合物を用いても、これらを混合して用いてもよい。
不斉原子をもつ化合物としては、具体的には、一般式(Ch−I)で表される化合物が好ましい。
Figure 2017038616
(式中、R100及びR101はそれぞれ独立して、水素原子、−CN、−NO、ハロゲン原子、−OCN、−SCN、−SF、炭素原子数1から30のキラル又はアキラルなアルキル基、重合性基、又は環構造を含むキラルな基を表し、n11が0のとき、R100及びR101の少なくとも1つは、キラルなアルキル基であり、
100及びZ101はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−N(R105)−、−N(R105)−CO−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−又は単結合を表し、
100及びA101はそれぞれ独立して、
(a’) トランス−1,4−シクロへキシレン基(当該基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置換されていてもよい。)、
(b’) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は、窒素原子に置換されていてもよい。)、又は
(c’) 1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、インダン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(これらの基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置換されていてもよく、これらの基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は、窒素原子に置換されていてもよい。)を表し、
100又はA101が複数存在する場合には、それらは同一でもよく、異なっていてもよく、
11は0又は1を表し、n11が0を表すとき、m12は0を表し、かつm11は0、1、2、3、4又は5を表し、n11が1を表すとき、m11とm12はそれぞれ独立して0、1、2、3、4又は5を表し、
Dは、下記式(D1)〜(D4)
Figure 2017038616
(式(D1)〜(D4)中、黒丸を付した部位において、Z101(若しくは、R100)又はZ101(若しくは、R100)に、それぞれ結合する。)の2価の基を表す。
一般式(Ch−I)中のR100又はR101が炭素原子数1から30個のキラル又はアキラルなアルキル基である場合、当該アルキル基中の1個又は2個以上の隣接していないメチレン基(−CH−)は、酸素原子又は硫黄原子が相互に直接結合しないものとして−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−、−CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−又はC≡C−により置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子又はシアノ基によって置換されていてもよい。また、当該アルキル基は、直鎖状の基であってもよく、分岐鎖状の基であってもよく、環構造を含んでいる基であってもよい。
キラルなアルキル基としては、以下の一般式(Ra)〜(Rk)で表される基が好ましい。一般式(Ra)〜(Rk)中、アステリスク(*)は、キラルな炭素原子を表す。R100又はR101がこれらの基の場合、左端で、A100(若しくは、D又はZ101)又はA101(若しくは、D又はZ100)に、それぞれ結合する。
Figure 2017038616
一般式(Ra)〜(Rk)中、R103及びR104は、それぞれ独立して、炭素原子数1から12の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、又は水素原子を表す。但し、一般式(Ra)、(Rb)、(Rd)、(Re)、(Rf)、(Rg)、(Ri)、(Rj)においては、R103が結合する炭素原子(*を付した位置)が不斉原子となるように、R103は炭素原子数1から10の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基である。当該アルキル基の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子が相互に直接結合しないものとして−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−O−SO−、−SO−O−、−CH=CH−、−C≡C−、シクロプロピレン基又は−Si(CH−で置換されていてもよく、さらにアルキル基の1個又はそれ以上の水素原子が、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)又はシアノ基で置換されていてもよい。また、当該アルキル基は、重合性基をもっていてもよい。当該重合性基としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
一般式(Ra)〜(Rj)中のR103としては、メチレン基や水素原子が他の基等に置換されていない(すなわち、無置換の)炭素原子数1から12の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基であることが好ましく、無置換の炭素原子数1から8の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基であることがより好ましく、無置換の炭素原子数1から6の直鎖状のアルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(Rd)又は(Ri)中のR104としては、水素原子又は無置換の炭素原子数1から5の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基であることが好ましく、無置換の炭素原子数1から3の直鎖状のアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることがさらに好ましい。
一般式(Ra)〜(Rk)中、n12は0から20のいずれかの整数であり、0から10のいずれかの整数であることが好ましく、0から5のいずれかの整数であることがより好ましく、0がさらに好ましい。
一般式(Ra)〜(Rk)中、n13は0又は1である。
また、一般式(Rk)中、n14は0から5のいずれかの整数である。
一般式(Ra)〜(Rk)中、X101及びX102は、それぞれ独立して、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、ブロム原子、ヨウ素原子)、シアノ基、フェニル基(当該フェニル基の1個又は2個以上の任意の水素原子はハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基(−CF)、トリフルオロメトキシ基(−OCF)で置換されていてもよい。)、炭素原子数1から6のアルキル基、炭素原子数1から6のアルコキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基である。但し、一般式(Ra)、(Rb)、(Rc)、(Rf)、(Rg)、(Rh)においては、X101が結合する炭素原子(*を付した位置)が不斉原子となるように、X101とR103は互いに異なる基である。また、一般式(Rc)及び(Re)において、X101が結合する炭素原子(*を付した位置)が不斉原子となるように、X101とX102は、互いに異なる基である。
一般式(Ra)、(Rb)、(Rc)、(Rf)、(Rg)、(Rh)、(Rk)中のX101及びX102としては、それぞれ独立して、ハロゲン原子、フェニル基(当該フェニル基の1個又は2個以上の任意の水素原子はハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基で置換されていてもよい。)、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基が好ましい。中でも、一般式(Ra)、(Rb)、(Rc)、(Rf)、(Rg)、(Rh)中のX101及びX102としては、それぞれ独立して、フェニル基(当該フェニル基の1個又は2個以上の任意の水素原子はハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基で置換されていてもよい。)がより好ましく、無置換のフェニル基がさらに好ましい。また、一般式(Rk)中のX101としては、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基がより好ましく、ハロゲン原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基がさらに好ましい。
一般式(Re)及び(Rj)中、Qは二価の炭化水素基である。当該二価の炭化水素基としては、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、環状構造を有する基であってもよい。また、当該二価の炭化水素基の炭素原子数は、1から16が好ましく、1から10がより好ましく、1から6がさらに好ましい。当該二価の炭化水素基としては、1個の炭素原子において、一般式(Re)及び(Rj)中の2個の酸素原子とそれぞれ単結合する基が好ましい。この場合、一般式(Re)及び(Rj)において、アスタリスクが付された2個の炭素原子と、それらとそれぞれ結合する2個の酸素原子と、Q中の1の炭素原子が、5員環を形成している。具体的には、無置換の、又は1若しくは2個の水素原子が炭化水素基によって置換されたメチレン基、シクロプロピリデン基、シクロブチリデン基、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基等が挙げられ、メチレン基、イソプロピリデン基、シクロヘキシリデン基がより好ましい。
一般式(Ra)〜(Rk)で表される基としては、一般式(Ra)又は一般式(Rf)で表される基が好ましい。一般式(Ra)で表される基としては、一般式(Ra)中、n12が0から5のいずれかの整数であり、X101がフェニル基(当該フェニル基の1個又は2個以上の任意の水素原子はハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基で置換されていてもよい。)であり、R103が無置換の炭素原子数1から6の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基である基が好ましく、n12が0から5のいずれかの整数であり、X101が無置換のフェニル基であり、R103が無置換の炭素原子数1から6の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基である基がより好ましい。一般式(Rf)で表される基としては、一般式(Rf)中、n12が0から5のいずれかの整数であり、n13が0又は1であり、X103がハロゲン原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、R103が無置換の炭素原子数2から12の直鎖状のアルキル基である基が好ましい。
一般式(Ch−I)で表される化合物のR100又はR101としては、特に、下記式(Ra−1)〜(Ra−3)又は一般式(Rf−1)〜(Rf−3)で表される基が好ましい。R100又はR101がこれらの基の場合、左端が、A100(若しくは、D又はZ101)又はA101(若しくは、D又はZ100)に、それぞれ結合する。また、アステリスクは、キラルな炭素原子を表す。
Figure 2017038616
一般式(Rf−1)〜(Rf−3)中、n13は0又は1を表す。また、一般式(Ra−1)〜(Ra−3)、(Rf−1)〜(Rf−3)中、nは2〜12の整数を表す。一般式(Ra−1)〜(Ra−3)、(Rf−1)〜(Rf−3)においては、nは3から8の整数であることが好ましく、4、5又は6であることがより好ましい。
一般式(Ch−I)中のR100又はR101が重合性基である場合、当該重合性基としては、下記の式(R−1)〜(R−16)のいずれかで表される構造からなる基が好ましい。式(R−1)〜(R−14)、(R−16)で表される基は右端が、式(R−15)で表される基は左端が、A100(若しくは、D又はZ101)又はA101(若しくは、D又はZ100)に、それぞれ結合する。
Figure 2017038616
これらの重合性基は、ラジカル重合、ラジカル付加重合、カチオン重合、又はアニオン重合により硬化する。特に重合方法として紫外線重合を行う場合には、式(R−1)、式(R−2)、式(R−4)、式(R−5)、式(R−7)、式(R−11)、式(R−13)、式(R−15)又は式(R−16)で表される基が好ましく、式(R−1)、式(R−2)、式(R−7)、式(R−11)、式(R−13)又は式(R−16)で表される基がより好ましく、式(R−1)、式(R−2)又は式(R−16)で表される基がさらに好ましい。
一般式(Ch−I)中のR100又はR101が環構造を含むキラルな基である場合、当該基が含む環構造は、芳香族であってもよく、脂肪族であってもよい。アルキル基が取り得る環構造としては、単環構造、縮合環構造又はスピロ環(spirocyclic)構造が挙げられ、また、1個又は2個以上のヘテロ原子を含むことができる。
一般式(Ch−I)中、Z100及びZ101はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−N(R105)−、−N(R105)−CO−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−又は単結合を表す。ここで、R105は、炭素原子数1から12の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基を表し、炭素原子数1から6の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基が好ましく、炭素原子数1から3の直鎖状のアルキル基がより好ましい。m11が2以上の整数であり、一分子中にZ100が複数存在する場合には、それらは同一でもよく、異なっていてもよい。同様に、m12が2以上の整数であり、一分子中にZ101が複数存在する場合には、それらは同一でもよく、異なっていてもよい。一般式(Ch−I)で表される化合物としては、Z100及びZ101はそれぞれ独立して、−CFO−、−OCF−、−CFCF−、−CF=CF−、−COO−、−OCO−、−CH−CH−、−C≡C−又は単結合が好ましい。
一般式(Ch−I)中、A100及びA101はそれぞれ独立して、下記(a’)基、(b’)基、又は(c’)基である。m11が2以上の整数であり、一分子中にA100が複数存在する場合には、それらは同一でもよく、異なっていてもよい。同様に、m12が2以上の整数であり、一分子中にA101が複数存在する場合には、それらは同一でもよく、異なっていてもよい。
(a’) トランス−1,4−シクロへキシレン基(当該基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置換されていてもよい。)。
(b’) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は、窒素原子に置換されていてもよい。)。
(c’) 1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、インダン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(これらの基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置換されていてもよく、これらの基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は、窒素原子に置換されていてもよい。)。
前記(a’)基、(b’)基、及び(c’)基は、いずれも無置換であってもよく、当該基中の1個又は2個以上の水素原子が、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜7のアルキル基(当該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子により置換されていてもよい。)、炭素原子数1から7のアルコキシ基(当該アルコキシ基中の1個又は2個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子により置換されていてもよい。)、炭素原子数1から7のアルキルカルボニル基(当該アルキルカルボニル基中の1個又は2個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子により置換されていてもよい。)、又は炭素原子数1から7のアルコキシカルボニル基(当該アルコキシカルボニル基中の1個又は2個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子により置換されていてもよい。)によって置換されていてもよい。
一般式(Ch−I)で表される化合物のA100及びA101としては、前記(a’)基又は前記(b’)基が好ましく、無置換のトランス−1,4−シクロへキシレン基、無置換の1,4−フェニレン基、1個若しくは2個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1から4のアルキル基、炭素原子数1から4のアルコキシ基、炭素原子数1から4のアルキルカルボニル基、若しくは炭素原子数1から4のアルコキシカルボニル基によって置換されているトランス−1,4−シクロへキシレン基、又は、1個若しくは2個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1から4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数1から4のアルキルカルボニル基、若しくは炭素原子数1から4のアルコキシカルボニル基によって置換されている1,4−フェニレン基がより好ましく、無置換のトランス−1,4−シクロへキシレン基又は無置換の1,4−フェニレン基がさらに好ましく、無置換の1,4−フェニレン基がよりさらに好ましい。
一般式(Ch−I)中、n11は0又は1を表すが、n11が0のとき、m12は0であり、かつm11は0、1、2、3、4又は5である。n11及びm12が0のとき、m11は、1、2、3、又は4が好ましく、1、2又は3がより好ましい。
11が1のとき、m11とm12はそれぞれ独立して0、1、2、3、4又は5、好ましくは1、2、3、又は4、より好ましくは1、2又は3である。n11が1のとき、m11とm12は、互いに異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
一般式(Ch−I)中、Dは、前記式(D1)〜(D4)で表される2価の基であり、式(D1)〜(D4)中、黒丸を付した部位において、Z101(若しくは、R100)又はZ101(若しくは、R100)に、それぞれ結合する。
前記(D1)又は(D3)で表される基中、ベンゼン環の任意の1個又は2個以上の任意の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、炭素原子数1から20のアルキル基、又は炭素原子数1から20のアルコキシ基で置換されていてもよい。ベンゼン環中の水素原子の置換基となる炭素原子数1から20のアルキル基又はアルコキシ基は、当該基中の1個又は2個以上の水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよく、当該基中の1個又は2個以上のメチレン基は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−又は−C≡C−により、酸素原子又は硫黄原子が互いに直接結合しないように置換されていてもよい。
一般式(Ch−I)で表される化合物のうち、n11が0である化合物としては、当該化合物の両端のR100及びR101を除いた残りの部分構造が、下記一般式(b1)〜(b13)で表される構造であることが好ましい。一般式(b1)〜(b13)で表される構造は、両端のいずれか一方がR100と結合し、残る他方がR101と結合する。但し、これらの構造を有する化合物では、R100及びR101の少なくとも一方は、キラルなアルキル基である。
Figure 2017038616
一般式(b1)〜(b13)中、Z102は、一般式(Ch−I)中のZ100及びZ101と同様である。
また、一般式(b1)〜(b13)中、A102は、1,4−フェニレン基(当該基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は、窒素原子に置換されていてもよく、当該基中に存在する1個又は2個以上の任意の水素原子は、ハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基によって置換されていてもよい。)である。1,4−フェニレン基中の−CH=や水素原子を置換することにより、当該化合物を含む液晶組成物について、結晶性の低下及び誘電異方性の向きや大きさを制御することができる。
信頼性の面では、A102中の環構造がピリジン環、ピリミジン環等の複素環である化合物(すなわち、1,4−フェニレン基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=が窒素原子に置換された基である化合物)よりも、ベンゼン環である化合物(すなわち、1,4−フェニレン基中に存在する−CH=が窒素原子に置換されていない基である化合物)のほうが好ましい。一方で、誘電率異方性を大きくするという面では、A102中の環構造がベンゼン環である化合物よりも、ピリジン環、ピリミジン環等の複素環である化合物のほうが好ましい。ベンゼン環やシクロヘキサン環等の炭化水素環を有する化合物は、当該化合物の持つ分極性が比較的小さいが、ピリジン環、ピリミジン環等の複素環を有する化合物は、当該化合物の持つ分極性が比較的大きく、結晶性を低下させ液晶性を安定化するために好ましい。
一般式(Ch−I)で表される化合物のうち、n11及びm12が0である化合物としては、下記一般式(Ch−I−1)〜(Ch−I−30)が好ましい。一般式(Ch−I−1)〜(Ch−I−30)中、R100、R101及びZ100は、一般式(Ch−I)におけるR100、R101及びZ100と同じ意味を表し、R100及びR101の少なくとも一つはキラルなアルキル基を表し、L100〜L105はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、L100〜L105はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。
Figure 2017038616
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Figure 2017038616
Figure 2017038616
一般式(Ch−I−1)〜(Ch−I−30)で表される化合物としては、R100及びR101の一方又は両方が一般式(Ra)〜(Rk)のいずれかで表される基である化合物が好ましく、R100及びR101の一方又は両方が、前記式(Ra−1)〜(Ra−3)又は一般式(Rf−1)〜(Rf−3)で表される基である化合物がより好ましい。R100及びR101のいずれか一方のみが一般式(Ra)〜(Rk)のいずれかで表される基である化合物としては、R100及びR101の残りの一方が、炭素原子数1〜30個のアキラルなアルキル基(当該アルキル基中の1個又は2個以上の隣接していないメチレン基は、−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−、−CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−又はC≡C−により置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子又はシアノ基によって置換されていてもよい。)である化合物が好ましく、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアルケニル基又は炭素原子数2〜16のアルケニルオキシ基である化合物より好ましい。
本願発明の液晶組成物としては、一般式(Ch−I−1)〜(Ch−I−30)のいずれかで表される化合物を少なくとも1種類を含んでいることが好ましく、一般式(Ch−I−30)で表される化合物を含んでいることがより好ましい。一般式(Ch−I−30)で表される化合物としては、具体的には、下記一般式(Ch−I−30−1)〜(Ch−I−30−6)
Figure 2017038616
(式中、n13は0又は1を表し、nは2〜12の整数を表し、R102は炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアルケニル基又は炭素原子数2〜16のアルケニルオキシ基を表す。)で表される化合物が挙げられる。一般式(Ch−I−30−1)〜(Ch−I−30−6)の内、R102は炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアルケニル基又は炭素原子数2〜6のアルケニルオキシ基が好ましい。
11が1の場合、一般式(Ch−I)で表される化合物は、環構造部分に不斉炭素を持つ構造となり、この場合には、一般式(Ch−I)で表される化合物として、Dが前記式(D2)又は(D4)である化合物が好ましく、Dが式(D4)である化合物がより好ましい。Dが式(D2)である化合物としては、下記一般式(K2−1)〜(K2−8)で表される化合物が好ましく、Dが式(D4)である化合物としては、下記一般式(K3−1)〜(K3−6)で表される化合物が好ましい。
Figure 2017038616
Figure 2017038616
Figure 2017038616
一般式(K2−1)〜(K2−8)、(K3−1)〜(K3−6)中、Rはそれぞれ独立して、一般式(Ch−I)におけるR100及びR101と同じ意味を表す。
本願発明の液晶組成物に用いられるキラル化合物としては、一般式(K2−1)〜(K2−8)又は(K3−1)〜(K3−6)で表される化合物の中でも、Rがそれぞれ独立して、炭素原子数1から30個のキラル又はアキラルなアルキル基(当該アルキル基中の1個又は2個以上の隣接していないメチレン基は、−O−、−S−、−NH−、−N(CH)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−、−CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−又はC≡C−により置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子又はシアノ基によって置換されていてもよい。)である化合物が好ましく、炭素原子数1から16のアルキル基、炭素原子数1から16のアルコキシ基、炭素原子数2から16のアルケニル基又は炭素原子数2から16のアルケニルオキシ基である化合物がより好ましく、炭素原子数3から10のアルキル基、炭素原子数3から9のアルコキシ基、炭素原子数3から10のアルケニル基又は炭素原子数3から9のアルケニルオキシ基である化合物がさらに好ましい。
更に詳述すると、例えば、式(c01)
Figure 2017038616
で表される化合物が好ましい。また、式(c02)
Figure 2017038616
で表されるキラル剤が更に好ましい。
本願発明の液晶組成物に用いられるキラル剤として、軸不斉化合物を使用することができ、具体的には、一般式(IV−1)又は(IV−2)で表される化合物が好ましい。
Figure 2017038616
一般式(IV−1)及び(IV−2)中、R71及びR72は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、イソシアネート基、イソチオシナネート基、又は炭素原子数1から20のアルキル基を表す。当該アルキル基中の任意の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子及び硫黄原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、又は−C≡C−で置換されていてもよい。さらに、当該アルキル基中の任意の1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。一般式(IV−1)又は(IV−2)で表される化合物としては、R71及びR72は、それぞれ独立して、無置換の、又は置換基を有していてもよい炭素原子数1から20のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から20の無置換のアルキル基であることがより好ましく、炭素原子数1から6の無置換のアルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(IV−1)及び(IV−2)中、A71及びA72は、それぞれ独立して、芳香族性若しくは非芳香族性の3、6ないし8員環、又は、炭素原子数9以上の縮合環を表す。これらの環構造中の任意の1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、又は炭素原子数1から3のハロアルキル基で置換されていてもよい。また、当該環構造中の任意の1個又は互いに隣接していない2個以上のメチレン基は、−O−、−S−、又は−NH−で置換されていてもよく、当該環構造中の任意の1個又は互いに隣接していない2個以上の−CH=は、−N=で置換されていてもよい。m71が2以上であり、一分子中にA71が複数存在する場合、それらは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。同様に、m72が2以上であり、一分子中にA72が複数存在する場合、それらは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
一般式(IV−1)又は(IV−2)で表される化合物としては、A71及びA72は、それぞれ独立して、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基が好ましい。これらの基中の1個若しくは2個以上の水素原子が、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、又は炭素原子数1〜3のハロアルキル基で置換された基も好ましい。中でも、1個若しくは2個以上の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい1,4−フェニレン基、又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基がより好ましく、無置換の1,4−フェニレン基又は無置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基がさらに好ましい。
一般式(IV−1)及び(IV−2)中、Z71及びZ72は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。当該アルキレン基中の任意の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子及び硫黄原子が相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CSO−、−OCS−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−N(O)=N−、−N=N(O)−、−CH=CH−、−CF=CF−、又は−C≡C−で置換されていてもよい。また、当該アルキレン基中の任意の1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。m71が2以上であり、一分子中にZ71が複数存在する場合、それらは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。同様に、m72が2以上であり、一分子中にZ72が複数存在する場合、それらは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
一般式(IV−1)又は(IV−2)で表される化合物としては、Z71及びZ72はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜4の無置換のアルキレン基、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、又は−C≡C−が好ましく、単結合、−CH−、−CHCH−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、又は−C≡C−がより好ましく、単結合、−COO−、又は−OCO−がさらに好ましい。
一般式(IV−1)及び(IV−2)中、X71及びX72は、それぞれ独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、又は−CHCH−を表す。一般式(IV−1)又は(IV−2)で表される化合物としては、X71及びX72は、それぞれ独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、又は−CHCH−が好ましく、単結合、−COO−、又は−OCO−がより好ましい。
一般式(IV−2)中、R73は、水素原子、ハロゲン原子、又は−X71−(A71−Z71)m71−R71を表す。
一般式(IV−1)及び(IV−2)中、m71及びm72は、それぞれ独立して、1〜4の整数を表す。但し、一般式(IV−2)において、R73が−X71−(A71−Z71)m71−R71である場合には、2個のm71のうち、いずれか一方は0でもよい。一般式(IV−1)又は(IV−2)で表される化合物としては、m71及びm72は、それぞれ独立して、2又は3が好ましく、2がより好ましい。
なお、キラル剤は右巻きであっても左巻きであっても良く、液晶表示素子の構成によって適宜使い分ければ良い。
本願発明の液晶組成物は、ピッチを誘起するキラル剤として、TNモード又はSTNモードに用いられるキラル剤を転用しても良い。
本願発明の液晶組成物は、ピッチを誘起するキラル剤として、式(ch−r001)から(ch−r006)
Figure 2017038616
で表される化合物を1種または2種以上を含有させることも好ましい。
本願発明の液晶組成物は、PSモードまたはPSAモードまたはPSVAモードに用いられる式(RM−001)から(RM−007)
Figure 2017038616
で表される重合性化合物を0質量%から5質量%の範囲で適宜含有しても良い。
重合性化合物の分子構造を構成している1,4−フェニル基中の水素原子またはフッ素原子は、フッ素原子またはメチル基またはメトキシ基で任意に置換されていても良い。また、本願発明に用いる重合性化合物は、RM−005のように、環と重合基の間にスペーサーと一般的に呼ばれているアルキレン基を含んでも良く、アルキレン基は炭素原子数1から10が好ましい。
本願発明の液晶組成物が、重合性化合物を1質量%から5質量%含有する場合には、上述のスペーサーが炭素原子数1から6のアルキレン基であることが好ましく、複数種の重合性化合物を組み合わせた方が、溶解性が良好になる観点から更に好ましい。
本願発明の液晶組成物が、重合性化合物を0.1質量%から1質量%含有する場合には、式(RM−001)から(RM−007)で表される重合性化合物を1種または2種以上含有することが好ましい。本願発明の液晶組成物は、酸化防止剤として、一般式(H−1)から一般式(H−4)で表されるヒンダードフェノール系化合物を含有させても良い。
Figure 2017038616
一般式(H−1)から一般式(H−4)中、RH1は炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表すが、基中に存在する1個の−CH−又は非隣接の2個以上の−CH−はそれぞれ独立的に−O−又は−S−に置換されても良く、また、基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良い。更に具体的には、炭素原子数2から7のアルキル基、炭素原子数2から7のアルコキシ基、炭素原子数2から7のアルケニル基又は炭素原子数2から7のアルケニルオキシ基であることが好ましく、炭素原子数3から7のアルキル基又は炭素原子数2から7のアルケニル基であることが更に好ましい。
一般式(H−4)中、MH4は炭素原子数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の−CH−は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置換されていても良い。)、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−C≡C−、単結合、1,4−フェニレン基(1,4−フェニレン基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていても良い。)又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表すが、炭素原子数1から14のアルキレン基であることが好ましく、揮発性を考慮すると炭素原子数は大きい数値が好ましいが、粘度を考慮すると炭素原子数は大き過ぎない方が好ましいことから、炭素原子数2から12が更に好ましく、炭素原子数3から10が更に好ましく、炭素原子数4から10が更に好ましく、炭素原子数5から10が更に好ましく、炭素原子数6から10が更に好ましい。
一般式(H−1)から一般式(H−4)中、1,4−フェニレン基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH=は−N=によって置換されていても良い。また、1,4−フェニレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。
一般式(H−1)から一般式(H−4)中、1,4−シクロヘキシレン基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−は−O−又は−S−によって置換されていても良い。また、1,4−シクロヘキシレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。
更に具体的には、例えば、式(H−11)から式(H−15)の化合物が挙げられる。
Figure 2017038616
本願発明の液晶組成物が酸化防止剤を含有する場合、その含有量の下限は10質量ppmが好ましく、20質量ppmが好ましく、50質量ppmが好ましく、その上限は10000質量ppmが好ましく、1000質量ppmが好ましく、500質量ppmが好ましく、100質量ppmが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、PS型、PSA型、PSVA型などに用いられる重合性化合物を含有しても良く、例えば、1,4−フェニレン基が2個または3個から構成される重合性化合物が好ましく、重合基はアクリレートまたはメタクリレートであることが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、負の誘電率異方性を有する場合、25℃における誘電率異方性(Δε)が−2.0から−8.0であるが、−2.0から−6.0が好ましく、−2.0から−5.0がより好ましく、−2.5から−5.0が特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、正の誘電率異方性を有する場合、25℃における誘電率異方性(Δε)が2.0から20.0であるが、2.0から15.0が好ましく、2.0から10.0がより好ましく、2.0から9.0が特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、25℃における屈折率異方性(Δn)が0.08から0.14であるが、0.09から0.13がより好ましく、0.09から0.12が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.13であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、20℃における粘度(η)が10から100mPa・sであるが、10から90mPa・sであることが好ましく、10から80mPa・sであることが好ましく、10から70mPa・sであることが好ましく、10から60mPa・sであることが好ましく、10から50mPa・sであることが更に好ましく、10から40mPa・sであることが好ましく、10から30mPa・sであることが特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、25℃における回転粘性(γ)が20から250mPa・sであるが、25から200mPa・sであることが好ましく、30から160mPa・sであることが好ましく、30から140mPa・sであることが好ましく、40から140mPa・sであることが好ましく、40から130mPa・sであることが好ましく、40から125mPa・sであることが好ましく、40から120mPa・sであることがより好ましく、40から115mPa・sであることが更に好ましく、40から110mPa・sであることがより好ましく、40から100mPa・sであることが特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から130℃であるが、70℃から120℃が更に好ましく、75℃から110℃が更に好ましく、80℃から95℃が特に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、黒色を呈しており、二色性色素とこれまでにない高い溶解性が得られるため、25℃または−20℃以下の低温での析出がないか、抑制されたものであって、広い温度範囲で使用できるものである。したがって、厳しい環境への適応性が重視される車載用途の表示素子、スマホおよびタブレットなどの携帯端末、窓ガラスなどの調光素子などへの応用が容易である。また、耐光性または耐UV性または耐熱性に優れたものであって、色味の変化がないか、抑制されたものである。
本願発明の液晶組成物を用いた素子は、550nm付近の吸収が大きいため、黒色の色味が優れており、従来のくすんだ黒色ではなく、見た目にくっきりとした透明感のあるメタリックな黒色が得られ、高いコントラストが得られるものである。また、低温で使用できなくなるといった従来の不具合がないか、抑制されたものである。また、耐光性または耐UV性または耐熱性に優れたものであって、色味の変化がないか、抑制されたものである。
本願発明の液晶組成物が、誘電率異方性が負の液晶組成物である場合は、APL(アンチパラレル)かつVA(垂直配向)である液晶表示素子であることが好ましいが、高いコントラストを得るために、配向軸を90°ツイストさせることが更に好ましく、240°ツイストさせることが更に好ましく、更に高いコントラストを得たい場合には、技術的にはより難しいが250°ツイストまたは260°ツイストまたは270°ツイストが好ましく、360°ツイストであることも好ましい。
本願発明の液晶組成物が、誘電率異方性が正の液晶組成物である場合は、いわゆるTN型の液晶表示素子であることが好ましいが、高いコントラストを得るために、配向軸を180°ツイストさせることが更に好ましく、240°ツイストまたは250°ツイストまたは260°ツイストまたは270°ツイストさせることが更に好ましい。
本願発明の液晶組成物は、液晶表示素子あるいは調光素子に使用することができる。
また、本願発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、PSAモード、PSVAモード、VAモード、PS−IPSモード、TNモード、STNモード、IPSモード又はPS−FFSモード用液晶表示素子に用いることができる。
液晶表示素子に使用される液晶セルの2枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得ることができる。
カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置することができる。
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。1.5から10μmが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
2枚の基板間に液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はODF法などを用いることができる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。
実施例において液晶化合物の記載について以下の略号を用いる。
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシ基
nO- CnH2n+1O- 炭素数nの直鎖状のアルコキシ基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH2
V2- CH2=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2-
-F -F
-OCF3 -OCF3
(連結基)
-CF2O- -CF2-O-
-OCF2- -O-CF2-
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-COO- -COO-
(環構造)
Figure 2017038616
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
ni :ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
cn :固体相−ネマチック相転移温度(℃)
Δn :25℃における屈折率異方性
γ :25℃における回転粘性(mPa・s)
Δε :25℃における誘電率異方性
33 :25℃における弾性定数K33
溶解性 :液晶組成物を1g程度バイアルに入れ、240時間後に析出の有無を目視観察し、析出がない場合は「1」、析出が確認された場合は「2」とした。保管温度は25℃または−20℃とした。
色味 :液晶組成物を注入したテストパネルの黒色の良し悪しを目視観察し、透明感のある黒色の場合は「1」、暗い灰色に近い黒色の場合は「3」、1と3の中間程度の場合は「2」とした。
T(0V) :液晶組成物を注入したテストパネルを、autronic社製DMS−501で電気光学特性を25℃で評価したときの、印加電圧が0(V)のときの透過率T(%)である。
T(8V) :液晶組成物を注入したテストパネルを、autronic社製DMS−501で電気光学特性を25℃で評価したときの、印加電圧が8(V)のときの透過率T(%)である。
耐光性試験 :液晶組成物を注入したテストパネルに、ATLAS社製SUNTESTで照度500W/mの光を24時間照射した後の色味を目視観察し、色味が変化しなかった場合は「1」、色味が若干変化した場合は「2」、色味が変化した場合は「3」とした。
耐熱性試験 :液晶組成物を注入したテストパネルを、70℃にて240時間加熱した後の色味を目視観察し、色味が変化しなかった場合は「1」、色味が若干変化した場合は「2」、色味が明確に変化した場合は「3」とした。
なお、テストパネルのセル厚は3.5μm、垂直配向用配向膜はJALS2096を用い、水平配向用配向膜はAL1051を用いた。
(比較例1、比較例2、実施例1及び実施例2)
Host−1の液晶組成物を調製し、紫色を呈する二色性色素G−241、青色を呈する二色性色素G−472又はM−137、黄色を呈する二色性色素SI−486、赤色を呈する二色性色素SI−426を組み合わせて、LC−A(比較例1)、LC−B(比較例2)、LC−11(実施例1)及びLC−12(実施例2)の液晶組成物を調製し、それらの物性および特性を測定した。組み合わされた液晶組成物の構成、それらの物性および特性や試験結果は表1のとおりであった。
また、紫色を呈する二色性色素G−241の色度は、(0.287,0.245)であった。
さらに、二色性色素G−241の極大吸収波長は、564nmであり、二色性色素G−472の極大吸収波長は、636nmであり、二色性色素M−137の極大吸収波長は、640nmであり、二色性色素SI−486の極大吸収波長は、402nmであり、二色性色素SI−426の極大吸収波長は、522nmであった。なお、二色性色素の極大吸収波長は、配向膜JALS2096が塗布された垂直配向のテストパネル(セル厚10μm)に、二色性色素を0.5%添加した液晶組成物を注入し、スペクトルメーターを用いて測定した吸光度から求めた。
Figure 2017038616
Host−1の液晶組成物に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加したLC−11を調製した。(実施例1)
LC−11に対して、更にキラル剤c01を添加したLC−12を調製した。(実施例2)
それらに対して、LC−11に含まれる二色性色素のうち、紫色を呈する二色性色素G−241を除いた液晶組成物をLC−Aとして調製した。(比較例1)
紫色を呈する二色性色素G−241の代わりにM−137(非アゾ系二色性色素)を添加した液晶組成物をLC−Bとして調製した。(比較例2)
LC−11、LC−12、LC−A及びLC−Bにおいて、T(0V)が大きな値であり、T(8V)が小さな値であることから、二色比が大きく、コントラストが高いことが確認された。
溶解性において、LC−11、LC−12、LC−Aは、特段の問題はなく、液晶相を保持できていたが、LC−Bは25℃保管で240時間後に析出が確認され、溶解性が劣ることが分かった。なお、−20℃保管で240時間後にも析出が確認された。このことから、M−137のような非アゾ系二色性色素を添加するにより、溶解性が悪化することが確認された。
色目において、LC−11及びLC−12は、透明感のあるくっきりとした黒であり、見た目に満足できるものであり、それに対して、LC−A及びLC−Bの色味は、灰色に近い、透明感のない、暗い灰色であったため、見た目に満足できるものではなかった。
以上のことから、本願発明の液晶組成物であるLC−11及びLC−12は、LC−A及びLC−Bと比較して優れたものであった。
LC−12に使用したキラル剤c01を、式(ch−r001)のキラル剤に置換して同様の評価を行ったところ、溶解性、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−12と同様の結果であることが確認された。
LC−12に使用したキラル剤c01を、式(ch−r002)のキラル剤に置換して同様の評価を行ったところ、溶解性、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−12と同様の結果であることが確認された。
LC−12に使用したキラル剤c01を、式(c02)のキラル剤に置換して同様の評価を行ったところ、溶解性、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−12と同様の結果あることが確認された。
LC−11及びLC−12に使用している一般式(II−11)で表される化合物3−Cy−Cy−VをV−Cy−Cy−Vに置き換えて、同様の評価を行ったところ、溶解性、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11及びLC−12と同様の結果ことが確認された。更に、応答速度が非常に優れたものであることがわかった。
LC−11及びLC−12に使用している一般式(II−11)で表される化合物3−Cy−Cy−Vのうち、7.5%を3−Cy−Cy−V1に置き換えて、同様の評価を行ったところ、溶解性、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11及びLC−12と同様の結果であることが確認された。
LC−11に、式(RM−001)で表される重合性化合物を0.3%添加して、PSA液晶表示素子を作製したところ、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11と同様の結果であることが確認された。
LC−11に、式(RM−002)で表される重合性化合物を0.4%添加して、PSA液晶表示素子を作製したところ、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11と同様の結果であることが確認された。
LC−11に、式(RM−006)で表される重合性化合物を0.5%添加して、PSA液晶表示素子を作製したところ、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11と同様の結果であることが確認された。
LC−11に、式(RM−007)で表される重合性化合物を0.35%添加して、PSA液晶表示素子を作製したところ、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11と同様の結果であることが確認された。
LC−11に、酸化防止剤(H−11)、(H−12)または(H−14)を5ppmから200ppmの範囲で適宜添加したものも、溶解性、色味、T(0V)、T(8V)、耐光性試験、耐熱性試験において、LC−11と同様の結果であることが確認された。
(実施例3及び実施例4)
LC−21(実施例3)及びLC−22(実施例4)の液晶組成物を調製し、それらの物性および特性を測定した。液晶組成物の構成とそれらの物性および特性の結果は表2のとおりであった。
Figure 2017038616
Host−2の液晶組成物に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加したLC−21を調製し、LC−21に対して、更にキラル剤c02を添加したLC−22を調製した。
LC−21およびLC−22は、溶解性において析出がなく、色味は透明感のあるくっきりとした黒で見た目に満足できるものであり、T(0V)が大きな値であり、T(8V)が小さな値であり、耐光性試験および耐熱性試験において、光照射後および加熱後に色味の変化がなく、良好なものであった。
(比較例3、実施例5及び実施例6)
LC−C(比較例3)、LC−31(実施例5)及びLC−32(実施例6)の液晶組成物を調製し、それらの物性および特性を測定した。液晶組成物の構成とそれらの物性および特性の結果は表3のとおりであった。
Figure 2017038616
Host−3の液晶組成物に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加したLC−31を調製し、LC−31に対して、更にキラル剤c−01を添加したLC−32を調製した。
LC−32に含まれる二色性色素のうち、G−472の代わりにM−137(非アゾ系二色性色素)を添加した液晶組成物LC−Cを調製した。
LC−Cは調製直後に析出が確認され、各種試験を行うテストパネルに注入することもできなかった。なお、25℃保管で240時間後にも析出が確認された。実際には24時間後には析出しており、実用化に満足できるものではなかった。このことから、M−137のような非アゾ系二色性色素を使うことは、溶解性の観点から好ましくないことが確認された。
LC−31およびLC−32は、T(0V)が大きい値であり、T(8V)が小さい値であることから、二色比が大きく、コントラストが高いことが確認された。
(実施例7、実施例8、実施例9および実施例10)
誘電率異方性が正の液晶組成物として、LC−41(実施例7)、LC−42(実施例8)、LC−43(実施例9)、LC−44(実施例10)を調製し、液晶組成物の構成とそれらの物性を表4、表5、表6および表7に示した。
Figure 2017038616
Figure 2017038616
Figure 2017038616
Figure 2017038616
Host−4に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加した本願発明の液晶組成物LC−41を実施例7とした。
Host−5に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加した本願発明の液晶組成物LC−42を実施例8とした。
Host−6に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加した本願発明の液晶組成物LC−43を実施例9とした。
Host−7に対して、二色性色素SI−426、SI−486、G−241およびG−472を添加した本願発明の液晶組成物LC−44を実施例10とした。
実施例7、実施例8、実施例9および実施例10について、実施例1と同様の評価を行ったところ、本発明の課題を解決していることが確認された。また、キラル剤を更に添加したときに、T(8V)が更に小さい値であることを確認した。なお、テストパネルはTN型であり、セル厚は6μm、配向膜はJSR社製AL1051を用いた。
以上のことから、本願発明の液晶組成物は誘電率が負であっても、正であっても、本発明の課題を解決したものであることが確認された。
本願発明の液晶組成物は、高い溶解性、黒色として優れた色味、高い二色比と高いコントラストを兼ね備えたものであって、これを用いた液晶表示素子または調光素子は実用上求められる特性を満たしたものである。

Claims (14)

  1. 色度が(0.287±0.05,0.245±0.05)であり紫色を呈する二色性色素を1種又は2種以上含有し、更にその他二色性色素を2種又は3種以上含有し、黒色を呈する液晶組成物。
  2. 前記の紫色を呈する二色性色素を1種または2種以上含有し、その他二色性色素として、青色、黄色及び赤色を呈する二色性色素をそれぞれ1種又は2種以上含有する請求項1記載の液晶組成物。
  3. 紫色を呈する二色性色素の極大吸収波長が380nmから480nmの範囲であり、青色を呈する二色性色素の極大吸収波長が500nmから630nmの範囲であり、黄色を呈する二色性色素の極大吸収波長が480nmから580nmの範囲であり、赤色を呈する二色性色素の極大吸収波長が580nmから680nmの範囲である請求項2に記載の液晶組成物。
  4. 二色性色素がジスアゾ系化合物又はトリスアゾ系化合物である請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  5. 一般式(II)
    Figure 2017038616
    (式中、R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数2から10のアルケニル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、基中に存在する1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、フッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、n21は、0、1または2を表す。)で表される化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  6. 一般式(III−1)及びは一般式(III−2)
    Figure 2017038616
    (式中、R31からR34は、それぞれ独立して炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、R31からR34中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−はそれぞれ独立して−O−又は−S−に置換されても良く、また、R31からR34中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、環状基A32、B31及びB32は、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表し、Z31及びZ32は、それぞれ独立して、−OCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表す。)で表される化合物の群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  7. 一般式(IV−A)から一般式(IV−H)
    Figure 2017038616
    (式中、R41及びR42は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基を表し、X41は炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  8. 一般式(ch−r001)から一般式(ch−r006)、式(c01)、式(c02)
    Figure 2017038616
    Figure 2017038616
    Figure 2017038616
    で表される化合物の群から選ばれるキラル剤を1種又は2種以上含有する請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  9. 一般式(M−1)
    Figure 2017038616
    (式中、RM11は炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基を表し、XM11からXM15は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表し、YM11はフッ素原子又はOCFを表す。)、一般式(M−2)
    Figure 2017038616
    (式中、RM21は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM21及びXM22はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM21はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)、一般式(M−3)
    Figure 2017038616
    (式中、RM31は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM31からXM36はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM31はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)及び一般式(M−4)
    Figure 2017038616
    (式中、RM41は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM41からXM48はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、YM41はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)で表される化合物の群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  10. 一般式(M−5)
    Figure 2017038616
    (式中、RM51は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM51及びXM52はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、YM51はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)、一般式(M−6)
    Figure 2017038616
    (式中、RM61は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM61からXM64はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、YM61はフッ素原子、塩素原子又はOCFを表す。)及び一般式(M−7)
    Figure 2017038616
    (式中、XM71からXM76はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表し、RM71は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、YM71はフッ素原子又はOCFを表す。)で表される化合物の群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  11. 重合性化合物を含有する請求項1から10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
  13. 請求項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いた調光素子。
  14. 請求項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子。
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