JPWO2018020838A1 - Liquid crystal composition and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
第一添加物として式(1)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有するネマチック液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。式(1)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキルなどであり;環Aおよび環Bは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンなどであり;Z1は、単結合などであり;Sp1は、単結合、炭素数1から7のアルキレンなどであり;aは、0から4であり;R2およびR3は独立して、水素、またはメチルである。Nematic liquid crystal composition containing at least one compound selected from the group of polar compounds having a (meth) acrylamide group represented by the formula (1) as a first additive and having negative dielectric anisotropy , And a liquid crystal display device containing this composition. In formula (1), R 1 is hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, and the like; ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene and the like; Z1 is a single bond or the like; Sp1 is a single bond, an alkylene having 1 to 7 carbon atoms, or the like; a is 0 to 4; R2 and R3 are each independently hydrogen or methyl.
Description
本発明は、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物(またはその重合体)を含有する誘電率異方性が負の液晶組成物、この組成物を含有する液晶表示素子などに関する。 The present invention relates to a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy and containing a polar compound (or a polymer thereof) having a (meth) acrylamide group, a liquid crystal display device containing the composition, and the like.
液晶表示素子において、液晶分子の動作モードに基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、FFS(fringe field switching)、FPA(field-induced photo-reactive alignment)などのモードである。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は、スタティック(static)、マルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMは、TFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。TFTの分類は非晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シリコン(polycrystal silicon)である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。 In liquid crystal display devices, classification based on the operation mode of liquid crystal molecules is as follows: phase change (PC), twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), electrically controlled birefringence (ECB), optically compensated bend (OCB), IPS These modes are modes such as (in-plane switching), VA (vertical alignment), FFS (fringe field switching), and FPA (field-induced photo-reactive alignment). The classification based on the driving system of elements is PM (passive matrix) and AM (active matrix). PM is classified into static, multiplex, etc., and AM is classified into thin film transistor (TFT), metal insulator metal (MIM), etc. The classification of TFT is amorphous silicon and polycrystal silicon. The latter are classified into high temperature type and low temperature type according to the manufacturing process. Source based classifications are reflective based on natural light, transmissive based on back light, and semi-transmissive based on both natural light and back light.
液晶表示素子はネマチック相を有する液晶組成物を含有する。この組成物は適切な特性を有する。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有するAM素子を得ることができる。2つの特性における関連を下記の表1にまとめる。組成物の特性を市販されているAM素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約70℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約−10℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。1ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はさらに好ましい。 The liquid crystal display element contains a liquid crystal composition having a nematic phase. This composition has suitable properties. By improving the properties of this composition, an AM element having good properties can be obtained. The association between the two properties is summarized in Table 1 below. The characteristics of the composition will be further described based on commercially available AM devices. The temperature range of the nematic phase is related to the usable temperature range of the device. The preferred upper temperature limit of the nematic phase is about 70 ° C. or higher, and the preferred lower temperature limit of the nematic phase is about -10 ° C. or lower. The viscosity of the composition is related to the response time of the device. Short response times are preferred for displaying motion pictures on the device. Even shorter response times of 1 millisecond are desirable. Thus, low viscosity in the composition is preferred. Smaller viscosities at lower temperatures are more preferred.
組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性(Δn)と素子のセルギャップ(d)との積(Δn×d)は、コントラスト比を最大にするように設計される。積の適切な値は動作モードの種類に依存する。この値は、VAモードの素子では約0.30μmから約0.40μmの範囲であり、IPSモードまたはFFSモードの素子では約0.20μmから約0.30μmの範囲である。これらの場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比とに寄与する。したがって、初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線や熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いるAM素子に好ましい。 The optical anisotropy of the composition is related to the contrast ratio of the device. Depending on the mode of the device, a large or small optical anisotropy, ie a suitable optical anisotropy, is required. The product (Δn × d) of the optical anisotropy (Δn) of the composition and the cell gap (d) of the device is designed to maximize the contrast ratio. The appropriate value of the product depends on the type of operating mode. This value is in the range of about 0.30 μm to about 0.40 μm in the VA mode device and in the range of about 0.20 μm to about 0.30 μm in the IPS mode or FFS mode device. In these cases, compositions with large optical anisotropy are preferred for small cell gap devices. The large dielectric anisotropy in the composition contributes to low threshold voltage, low power consumption and high contrast ratio in the device. Therefore, large dielectric anisotropy is preferred. The large resistivity in the composition contributes to a large voltage holding ratio and a large contrast ratio in the device. Therefore, a composition having a large specific resistance at an initial stage not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature of the nematic phase is preferable. After long time use, a composition having a large specific resistance not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature of the nematic phase is preferable. The stability of the composition to ultraviolet light and heat is related to the lifetime of the device. When this stability is high, the lifetime of the device is long. Such characteristics are preferable for an AM element used for a liquid crystal projector, a liquid crystal television or the like.
汎用の液晶表示素子において、液晶分子の垂直配向は、特定のポリイミド配向膜によって達成される。高分子支持配向(PSA;polymer sustained alignment)型の液晶表示素子では、重合体の効果を活用する。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。重合体のこのような効果は、TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPAのようなモードを有する素子に期待できる。 In a general-purpose liquid crystal display device, vertical alignment of liquid crystal molecules is achieved by a specific polyimide alignment film. A polymer sustained alignment (PSA) type liquid crystal display device utilizes the effect of a polymer. First, a composition to which a small amount of a polymerizable compound is added is injected into the device. Next, the composition is irradiated with ultraviolet light while applying a voltage between the substrates of the device. The polymerizable compound polymerizes to form a polymer network in the composition. In this composition, the polymer can control the alignment of liquid crystal molecules, thereby reducing the response time of the device and improving the image sticking. Such an effect of the polymer can be expected to devices having modes such as TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, and FPA.
一方、配向膜を有しない液晶表示素子では、重合体および重合性基を有しない極性化合物を含有する液晶組成物が用いられる(特許文献1から5)。まず、少量の重合性化合物および少量の極性化合物を添加した組成物を素子に注入する。ここで、極性化合物は基板表面に吸着され、配列する。この配列にしたがって液晶分子が配向される。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。ここで、重合性化合物が重合し、液晶分子の配向を安定化させる。この組成物では、重合体および極性化合物によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。さらに、配向膜を有しない素子では、配向膜を形成する工程が不要である。配向膜がないので、配向膜と組成物との相互作用によって、素子の電気抵抗が低下することはない。重合体と極性化合物の組合せによるこのような効果は、TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPAのようなモードを有する素子に期待できる。 On the other hand, in a liquid crystal display element having no alignment film, a liquid crystal composition containing a polymer and a polar compound having no polymerizable group is used (Patent Documents 1 to 5). First, a composition to which a small amount of polymerizable compound and a small amount of polar compound are added is injected into the device. Here, the polar compound is adsorbed to the substrate surface and arranged. The liquid crystal molecules are oriented according to this arrangement. Next, the composition is irradiated with ultraviolet light while applying a voltage between the substrates of the device. Here, the polymerizable compound is polymerized to stabilize the alignment of liquid crystal molecules. In this composition, it is possible to control the alignment of liquid crystal molecules by the polymer and the polar compound, so that the response time of the device is shortened and the image sticking is improved. Furthermore, in the element having no alignment film, the process of forming the alignment film is unnecessary. Since there is no alignment film, the interaction between the alignment film and the composition does not lower the electrical resistance of the device. Such an effect of the combination of a polymer and a polar compound can be expected for devices having modes such as TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, and FPA.
TNモードを有するAM素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。VAモードを有するAM素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向型のAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。負の誘電率異方性を有する液晶組成物の例は次の特許文献1から6に開示されている。本発明では、従来使用されてきた重合性化合物および極性化合物の代わりに、または併用して、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を液晶性化合物と組み合わせた組成物を調製する。この組成物は、配向膜を有しない液晶表示素子に好適に用いることができる。 In an AM device having a TN mode, a composition having positive dielectric anisotropy is used. In an AM device having a VA mode, a composition having negative dielectric anisotropy is used. In an AM device having an IPS mode or an FFS mode, a composition having positive or negative dielectric anisotropy is used. In a polymer-supported oriented AM element, a composition having positive or negative dielectric anisotropy is used. Examples of liquid crystal compositions having negative dielectric anisotropy are disclosed in the following Patent Documents 1 to 6. In the present invention, instead of or in combination with conventionally used polymerizable compounds and polar compounds, compositions in which a polar compound having a (meth) acrylamide group is combined with a liquid crystal compound are prepared. This composition can be suitably used for a liquid crystal display device having no alignment film.
本発明の1つの目的は、式(1)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を含有する液晶組成物を提供することであり、ここで(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物は、液晶性化合物との高い相溶性を有する。別の目的は、この(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物から生じた重合体の作用によって液晶分子の垂直配向が達成可能な液晶組成物を提供することである。別の目的は、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、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも1つの特性を充足する液晶組成物を提供することである。別の目的は、少なくとも2つの特性のあいだで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。別の目的は、このような組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。別の目的は、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、長い寿命などの特性を有するAM素子を提供することである。 One object of the present invention is to provide a liquid crystal composition containing a polar compound having a (meth) acrylamide group represented by the formula (1), wherein the polar compound having a (meth) acrylamide group is And high compatibility with liquid crystal compounds. Another object is to provide a liquid crystal composition in which vertical alignment of liquid crystal molecules can be achieved by the action of a polymer produced from a polar compound having a (meth) acrylamide group. Another object is high upper temperature limit of nematic phase, lower lower temperature limit of nematic phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large negative dielectric anisotropy, high specific resistance, high stability to ultraviolet light, heat It is an object of the present invention to provide a liquid crystal composition which satisfies at least one property in properties such as high stability. Another object is to provide a liquid crystal composition having a proper balance between at least two properties. Another object is to provide a liquid crystal display device containing such a composition. Another object is to provide an AM device having characteristics such as short response time, large voltage holding ratio, low threshold voltage, large contrast ratio, and long lifetime.
本発明は、第一添加物として式(1)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
式(1)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環B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、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−2,6−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;Z1は、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−であり;Sp1は、単結合または炭素数1から7のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;aは、0、1、2、3、または4であり;R2およびR3は独立して、水素またはメチルである。The present invention contains at least one compound selected from the group of polar compounds having a (meth) acrylamide group represented by the formula (1) as a first additive, and has negative dielectric anisotropy The present invention relates to a liquid crystal composition and a liquid crystal display device containing the composition.
In formula (1), R 1 is hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine C 1-12 alkyl or C 2-12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1, 4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6- Diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphtha Lene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7 -Diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, in which ring at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, 1 to 12 carbons Or an alkyl of 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Z 1 is a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C≡C -, - COO -, - OCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 - or a -CF = CF-,; Sp 1 is A bond or alkylene of 1 to 7 carbon atoms, in the alkylene, at least one of -CH 2 -, -O -, - COO-, or it may be replaced by -OCO-, at least one -CH 2 CH 2 -may be replaced by -CH = CH-, and in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine; a is by 0, 1, 2, 3, or 4 R 2 and R 3 are independently hydrogen or methyl.
本発明の1つの長所は、式(1)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を含有する液晶組成物を提供することであり、ここで(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物は、液晶性化合物との高い相溶性を有する。別の長所は、この(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物から生じた重合体の作用によって液晶分子の垂直配向が達成可能な液晶組成物を提供することである。別の長所は、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、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも1つの特性を充足する液晶組成物を提供することである。別の長所は、少なくとも2つの特性のあいだで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。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。別の長所は、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、長い寿命などの特性を有するAM素子を提供することである。 One advantage of the present invention is to provide a liquid crystal composition containing a polar compound having a (meth) acrylamide group represented by the formula (1), wherein the polar compound having a (meth) acrylamide group is And high compatibility with liquid crystal compounds. Another advantage is to provide a liquid crystal composition capable of achieving vertical alignment of liquid crystal molecules by the action of a polymer produced from a polar compound having a (meth) acrylamide group. Other advantages are: high upper limit temperature of nematic phase, lower lower limit temperature of nematic phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large negative dielectric anisotropy, large specific resistance, high stability to ultraviolet light, heat It is an object of the present invention to provide a liquid crystal composition which satisfies at least one property in properties such as high stability. Another advantage is to provide a liquid crystal composition having a suitable balance between at least two properties. Another advantage is to provide a liquid crystal display device containing such a composition. Another advantage is to provide an AM device having characteristics such as short response time, large voltage holding ratio, low threshold voltage, large contrast ratio, and long lifetime.
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「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」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、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば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。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。「(メタ)アクリルアミド基」は、「アクリルアミド基」および「メタクリルアミド基」の一方または両方を表す。 The usage of the terms in this specification is as follows. The terms "liquid crystal composition" and "liquid crystal display element" may be abbreviated as "composition" and "element", respectively. "Liquid crystal display element" is a generic term for liquid crystal display panels and liquid crystal display modules. The “liquid crystal compound” is a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase and has no liquid crystal phase, but has a composition for the purpose of adjusting properties such as temperature range, viscosity and dielectric anisotropy of the nematic phase. It is a generic term for compounds mixed in a substance. This compound has, for example, a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and its molecular structure is rod like. The "polymerizable compound" is a compound to be added for the purpose of forming a polymer in the composition. The “(meth) acrylamide group” represents one or both of the “acrylamide group” and the “methacrylamide group”.
液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物や添加物は、このような手順で混合される。液晶性化合物の割合(含有量)は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない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。添加物の割合(添加量)は、添加物を含まない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。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。 The liquid crystal composition is prepared by mixing a plurality of liquid crystal compounds. Additives such as an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet light absorber, a dye, an antifoaming agent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor and a polar compound are added to the liquid crystal composition as necessary. Ru. Liquid crystal compounds and additives are mixed in such a procedure. The proportion (content) of the liquid crystal compound is expressed as a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition not including the additive, even when the additive is added. The proportion (addition amount) of the additive is represented by a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition without the additive. Parts per million by weight (ppm) may be used. The proportions of the polymerization initiator and the polymerization inhibitor are exceptionally expressed based on the weight of the polymerizable compound.
「ネマチック相の上限温度」を「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。「比抵抗が大きい」は、組成物が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。組成物や素子では、経時変化試験(加速劣化試験を含む)の前後で特性が検討されることがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。 The “upper limit temperature of the nematic phase” may be abbreviated as the “upper limit temperature”. The “lower limit temperature of the nematic phase” may be abbreviated as the “lower limit temperature”. "High resistivity" means that the composition has high resistivity at the initial stage not only at room temperature but also at temperatures close to the upper temperature, and after prolonged use it has high resistivity at temperatures close to the upper temperature as well as room temperature. Is meant to have. The "high voltage holding ratio" means that the device has a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit at the initial stage, and after a long period of use it shows a large voltage not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit. It means having a retention rate. The characteristics of the composition or element may be examined before and after the aging test (including the accelerated aging test). The expression "increase the dielectric anisotropy" means that in the case of a composition having a positive dielectric anisotropy, the value increases positively, and a composition having a negative dielectric anisotropy. In the case of goods, it means that the value increases negatively.
式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と略すことがある。式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を「化合物(1)」と略すことがある。「化合物(1)」は、式(1)で表される1つの化合物、2つの化合物の混合物、または3つ以上の化合物の混合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「少なくとも1つの‘A’」の表現は、‘A’の数は任意であることを意味する。「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。このルールは、「少なくとも1つの‘A’が、‘B’で置き換えられた」の表現にも適用される。 The compound represented by Formula (1) may be abbreviated as "compound (1)." At least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1) may be abbreviated as "compound (1)". "Compound (1)" means one compound represented by Formula (1), a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds. The same applies to compounds represented by other formulas. The expression "at least one 'A'" means that the number of 'A' is arbitrary. In the expression “at least one 'A' may be replaced by 'B'”, when the number of 'A' is one, the position of 'A' is arbitrary and the number of 'A' is two Even in the case of three or more, their positions can be selected without limitation. This rule also applies to the expression "at least one 'A' replaced by 'B'".
「少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい」のような表現がこの明細書で使われる。この場合、−CH2−CH2−CH2−は、隣接しない−CH2−が−O−で置き換えられることによって−O−CH2−O−に変換されてもよい。しかしながら、隣接した−CH2−が−O−で置き換えられることはない。この置き換えでは−O−O−CH2−(ペルオキシド)が生成するからである。すなわち、この表現は、「1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよい」と「少なくとも2つの隣接しない−CH2−は−O−で置き換えられてもよい」の両方とを意味する。このルールは、−O−への置き換えだけでなく、−CH=CH−や−COO−のような二価基へ置き換えにも適用される。Expressions such as “at least one —CH 2 — may be replaced by —O—” are used herein. In this case, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -may be converted to -O-CH 2 -O- by replacing non-adjacent -CH 2 -with -O-. However, adjacent -CH 2- is not replaced by -O-. This replacement is -O-O-CH 2 - is because (peroxide) is produced. That is, this expression includes both "one -CH 2- may be replaced by -O-" and "at least two non-adjacent -CH 2- may be replaced by -O-" means. This rule applies not only to substitution to -O-, but also to substitution to divalent groups such as -CH = CH- and -COO-.
成分化合物の化学式において、末端基R1の記号を複数の化合物に用いる。これらの化合物において、任意の2つのR1が表す2つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物(1−1)のR1がエチルであり、化合物(1−2)のR1がエチルであるケースがある。化合物(1−1)のR1がエチルであり、化合物(1−2)のR1がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基などの記号にも適用される。式(1)において、aが2のとき、2つの環Aが存在する。この化合物において、2つの環Aが表す2つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、aが2より大きいとき、任意の2つの環Aにも適用される。このルールは、他の記号にも適用される。このルールは、化合物(4−27)における2つの−Sp3−P2のような場合にも適用される。In the chemical formulas of component compounds, the symbol of terminal group R 1 is used for a plurality of compounds. In these compounds, two groups represented by any two R 1 may be identical or different. For example, there is a case where R 1 of the compound (1-1) is ethyl and R 1 of the compound (1-2) is ethyl. In some cases, R 1 of compound (1-1) is ethyl and R 1 of compound (1-2) is propyl. This rule also applies to symbols such as other end groups. In formula (1), when a is 2, two rings A are present. In this compound, two groups represented by two rings A may be identical or different. This rule also applies to any two rings A when a is greater than two. This rule also applies to other symbols. This rule also applies to the case of two -Sp 3 -P 2 in compound (4-27).
六角形で囲んだA、B、C、Dなどの記号はそれぞれ環A、環B、環C、環Dなどの環に対応し、六員環、縮合環などの環を表す。この六角形を横切る斜線は、環上の任意の水素が−Sp2−P1などの基で置き換えられてもよいことを表す。‘j’などの添え字は、置き換えられた基の数を示す。添え字‘j’が0のとき、そのような置き換えはない。添え字‘j’が2以上のとき、環J上には複数の−Sp2−P1が存在する。−Sp2−P1が表す複数の基は、同一であってもよく、または異なってもよい。Symbols such as A, B, C and D surrounded by hexagons correspond to rings such as ring A, ring B, ring C and ring D, respectively, and represent rings such as 6-membered ring and fused ring. The diagonal lines across the hexagon indicate that any hydrogen on the ring may be replaced by a group such as -Sp 2 -P 1 . A subscript such as 'j' indicates the number of groups replaced. There is no such replacement when the subscript 'j' is zero. When the subscript 'j' is 2 or more, a plurality of -Sp 2 -P 1 exists on the ring J. The plurality of groups represented by -Sp 2 -P 1 may be identical or different.
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、環から2つの水素を除くことによって生成した、非対称な二価基にも適用される。このルールは、カルボニルオキシ(−COO−または−OCO−)のような二価の結合基にも適用される。
2-fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups. In the chemical formula, fluorine may be leftward (L) or rightward (R). This rule also applies to unsymmetrical bivalent groups generated by removing two hydrogens from the ring, such as tetrahydropyran-2,5-diyl. This rule also applies to divalent linking groups such as carbonyloxy (-COO- or -OCO-).
液晶性化合物のアルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、一般的にシスよりもトランスが好ましい。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を意味する。好ましいハロゲンはフッ素または塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。 The alkyl of the liquid crystal compound is linear or branched and does not contain cyclic alkyl. Linear alkyls are preferred over branched alkyls. The same is true for end groups such as alkoxy and alkenyl. The configuration of 1,4-cyclohexylene is generally more preferably trans than cis. Halogen means fluorine, chlorine, bromine and iodine. Preferred halogen is fluorine or chlorine. A further preferred halogen is fluorine.
本発明は、下記の項などである。 The present invention includes the following items.
項1. 第一添加物として式(1)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
式(1)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環B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、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−2,6−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;Z1は、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−であり;Sp1は、単結合または炭素数1から7のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;aは、0、1、2、3、または4であり;R2およびR3は独立して、水素またはメチルである。Item 1. A liquid crystal composition containing at least one compound selected from the group of polar compounds having a (meth) acrylamide group represented by the formula (1) as a first additive and having negative dielectric anisotropy.
In formula (1), R 1 is hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine C 1-12 alkyl or C 2-12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1, 4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6- Diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphtha Lene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7 -Diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, in which ring at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, 1 to 12 carbons Or an alkyl of 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Z 1 is a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C≡C -, - COO -, - OCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 - or a -CF = CF-,; Sp 1 is A bond or alkylene of 1 to 7 carbon atoms, in the alkylene, at least one of -CH 2 -, -O -, - COO-, or it may be replaced by -OCO-, at least one -CH 2 CH 2 -may be replaced by -CH = CH-, and in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine; a is by 0, 1, 2, 3, or 4 R 2 and R 3 are independently hydrogen or methyl.
項2. 第一添加物として式(1−1)から式(1−12)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1に記載の液晶組成物。
式(1−1)から式(1−12)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;Z1、Z2、およびZ3は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−であり;Sp1は、単結合または炭素数1から7のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、およびL14は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルであり;R2およびR3は独立して、水素またはメチルである。Item 2. Item 2. The item according to item 1, containing at least one compound selected from the group of polar compounds having a (meth) acrylamide group represented by Formula (1-1) to Formula (1-12) as a first additive: Liquid crystal composition.
In formulas (1-1) to (1-12), R 1 represents hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, at least one of C 1 to C 12 alkyl in which hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Z 1 , Z 2 and Z 3 are independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡C -, - COO -, - OCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 O- , -OCH 2- , or -CF = CF-; Sp 1 is a single bond or an alkylene having 1 to 7 carbon atoms, and in this alkylene, at least one -CH 2 -is -O-,- COO , Or may be replaced by -OCO-, at least one -CH 2 CH 2 - may be replaced by -CH = CH-, in these groups, at least one hydrogen is replaced by fluorine L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 , L 8 , L 9 , L 10 , L 11 , L 12 , L 13 , and L 14 are independently , Hydrogen, fluorine, methyl or ethyl; R 2 and R 3 are independently hydrogen or methyl.
項3. 第一添加物の割合が0.05重量%から10重量%の範囲である、項1または2に記載の液晶組成物。 Item 3. The liquid crystal composition according to item 1 or 2, wherein the proportion of the first additive is in the range of 0.05% by weight to 10% by weight.
項4. 第一成分として式(2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(2)において、R4およびR5は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシであり;環Cおよび環E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、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;環Dは、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−5−メチル−1,4−フェニレン、3,4,5−トリフルオロナフタレン−2,6−ジイル、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルであり;Z4およびZ5は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−であり;bは、1、2、または3であり、cは0または1であり、そしてbとcとの和は3以下である。Item 4. Item 4. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 3, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (2) as a first component.
In formula (2), R 4 and R 5 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyloxy having 2 to 12 carbons. Ring C and ring E are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine Or tetrahydropyran-2,5-diyl; ring D is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5 - methyl-1,4-phenylene, it is a 3,4,5-trifluoro-2,6-diyl or 7,8-difluoro-chroman-2,6-diyl,; Z 4 Oyo Z 5 is independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - COO-, or a -OCO-; b is 1, 2 or 3, , C is 0 or 1, and the sum of b and c is 3 or less.
項5. 第一成分として式(2−1)から式(2−22)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(2−1)から式(2−22)において、R4およびR5は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシである。Item 5. 5. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 4, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (2-1) to formula (2-22) as a first component: object.
In formulas (2-1) to (2-22), R 4 and R 5 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or It is alkenyloxy having 2 to 12 carbons.
項6. 第一成分の割合が10重量%から90重量%の範囲である、項4または5に記載の液晶組成物。 Item 6. 6. The liquid crystal composition according to item 4 or 5, wherein the proportion of the first component is in the range of 10% by weight to 90% by weight.
項7. 第二成分として式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(3)において、R6およびR7は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Fおよび環G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、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z6は、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−であり;dは、1、2、または3である。Item 7. 7. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 6, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3) as a second component.
In formula (3), R 6 and R 7 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. C 1 to C 12 alkyl or C 2 to C 12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring F and ring G are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 6 represents a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O- , -OCH 2- , -COO-, or -OCO-; d is 1, 2 or 3;
項8. 第二成分として式(3−1)から式(3−13)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(3−1)から式(3−13)において、R6およびR7は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。Item 8. Item 8. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 7, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (3-1) to (3-13) as a second component: object.
In formulas (3-1) to (3-13), R 6 and R 7 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, It is an alkyl having 1 to 12 carbons in which one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or an alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
項9. 第二成分の割合が10重量%から70重量%の範囲である、項7または8に記載の液晶組成物。 Item 9. 9. The liquid crystal composition according to item 7 or 8, wherein the proportion of the second component is in the range of 10% by weight to 70% by weight.
項10. 第二添加物として式(4)で表される重合性化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(4)において、環Jおよび環Pは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、ピリミジン−2−イル、またはピリジン−2−イルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;環K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−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、またはピリジン−2,5−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;Z7およびZ8は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−CH=C(CH3)−、または−C(CH3)=C(CH3)−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;P1、P2、およびP3は、重合性基であり;Sp2、Sp3、およびSp4は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;qは0、1、または2であり;j、k、およびpは独立して、0、1、2、3、または4であり、そしてj、k、およびpの和は、1以上である。Item 10. 10. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 9, containing at least one compound selected from the group of polymerizable compounds represented by formula (4) as a second additive.
In the formula (4), ring J and ring P are independently cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, 1,3-dioxane-2-yl, pyrimidine- 2-yl or pyridin-2-yl in which at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen Fluorine or chlorine may be substituted by alkyl having 1 to 12 carbon atoms; ring K may be 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1, 2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1, -Diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5- Diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or pyridine-2,5-diyl, and in these rings, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, carbon number 1 to 12 alkyl, C 1 to C 12 alkoxy, or at least one hydrogen may be replaced by C 1 to C 12 alkyl substituted with fluorine or chlorine; Z 7 and Z 8 independently is a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in the alkylene, at least one of -CH 2 -, -O -, - CO -, - OO-, or it may be replaced by -OCO-, and at least one -CH 2 CH 2 - is, -CH = CH -, - C (CH 3) = CH -, - CH = C (CH 3) -, or -C (CH 3) = C ( CH 3) - may be replaced by, in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; P 1, P 2, And P 3 is a polymerizable group; Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbons, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is , -O-, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, and at least one -CH 2 CH 2 -is replaced by -CH = CH- or -C≡C- Even In these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; q is 0, 1 or 2; j, k and p are independently 0, 1, 2 , 3 or 4 and the sum of j, k and p is 1 or more.
項11. 式(4)において、P1、P2、およびP3が独立して式(P−1)から式(P−5)で表される重合性基の群から選択された基である、項10に記載の液晶組成物。
式(P−1)から式(P−5)において、M1、M2、およびM3は独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。Item 11. A term in which in formula (4), P 1 , P 2 and P 3 are groups independently selected from the group of polymerizable groups represented by formulas (P-1) to (P-5) 10. The liquid crystal composition according to 10.
In formulas (P-1) to (P-5), M 1 , M 2 and M 3 independently represent hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine And C 1 -C 5 alkyl substituted by
項12. 第二添加物として式(4−1)から式(4−28)で表される重合性化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(4−1)から式(4−28)において、P1、P2、およびP3は独立して、式(P−1)から式(P−3)で表される重合性基の群から選択された基であり、ここでM1、M2、およびM3は独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
Sp2、Sp3、およびSp4は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、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い。Item 12. 12. The method according to any one of items 1 to 11, comprising at least one compound selected from the group of polymerizable compounds represented by formula (4-1) to formula (4-28) as a second additive: Liquid crystal composition.
In formulas (4-1) to (4-28), P 1 , P 2 and P 3 independently represent a polymerizable group represented by formulas (P-1) to (P-3) A group selected from the group wherein M 1 , M 2 and M 3 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine C 1 -C 5 alkyl;
Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO -Or -OCOO-, and at least one -CH 2 CH 2 -may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in these groups, at least 1 One hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
項13. 第二添加物の割合が0.03重量%から10重量%の範囲である、項10から12のいずれか1項に記載の液晶組成物。 Item 13. Item 13. The liquid crystal composition according to any one of items 10 to 12, wherein the proportion of the second additive is in the range of 0.03% by weight to 10% by weight.
項14. 項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。 Item 14. Item 14. A liquid crystal display device containing the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13.
項15. 液晶表示素子の動作モードが、IPSモード、VAモード、FFSモード、またはFPAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項14に記載の液晶表示素子。 Item 15. Item 15. The liquid crystal display element according to item 14, wherein an operation mode of the liquid crystal display element is IPS mode, VA mode, FFS mode, or FPA mode, and a driving method of the liquid crystal display element is an active matrix method.
項16. 項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の第一添加物が重合された、または第一添加物および第二添加物が重合された、高分子支持配向型の液晶表示素子。 Item 16. Item 14. A high content containing the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13, wherein the first additive in the liquid crystal composition is polymerized, or the first and second additives are polymerized. Molecular support alignment type liquid crystal display device.
項17. 項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の第一添加物が重合された、または第一添加物および第二添加物が重合された、配向膜を有しない液晶表示素子。 Item 17. Item 14. An alignment comprising the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13, wherein the first additive in the liquid crystal composition is polymerized, or the first additive and the second additive are polymerized. Liquid crystal display device having no film.
項18. 項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。 Item 18. Item 14. Use of the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13 in a liquid crystal display device.
項19. 項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。 Item 19. Item 14. Use of the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13 in a polymer supported alignment type liquid crystal display device.
項20. 項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物の、配向膜を有しない液晶表示素子における使用。 Item 20. Item 14. Use of the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13 in a liquid crystal display device having no alignment film.
本発明は、次の項も含む。(a)上記の液晶組成物を2つの基板のあいだに配置し、この組成物に電圧を印加した状態で光を照射し、この組成物に含有された(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を重合させることによって、上記の液晶表示素子を製造する方法。(b)ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が0.08以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が−2以下である、上記の液晶組成物。 The present invention also includes the following items. (A) The liquid crystal composition described above is disposed between two substrates, light is irradiated to the composition under voltage application, and the polar compound having a (meth) acrylamide group contained in the composition is The method of manufacturing said liquid crystal display element by superposing | polymerizing. (B) The upper limit temperature of the nematic phase is 70 ° C. or higher, the optical anisotropy (measured at 25 ° C.) at a wavelength of 589 nm is 0.08 or more, and the dielectric anisotropy (measured at 25 ° C. at a frequency of 1 kHz) The above liquid crystal composition, wherein
本発明は、次の項も含む。(c)特開2006−199941号公報に記載された化合物(5)から化合物(7)は、誘電率異方性が正の液晶性化合物であるが、これらの化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する上記の組成物。(d)上記の極性化合物を少なくとも2つ含有する上記の組成物。(e)上記の極性化合物とは異なる極性化合物をさらに含有する上記の組成物。(f)光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物の1つ、2つ、または少なくとも3つを含有する上記の組成物。この添加物は、第一添加物や第二添加物と同一であってもよく、または異なってもよい。(g)上記の組成物を含有するAM素子。(h)上記の組成物を含有し、そしてTN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、またはFPAのモードを有する素子。(i)上記の組成物を含有する透過型の素子。(j)上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物として使用すること。(k)上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。 The present invention also includes the following items. (C) Compounds (5) to (7) described in JP-A-2006-199941 are liquid crystal compounds having positive dielectric anisotropy, but at least one selected from the group of these compounds A composition as described above containing one compound. (D) The above composition containing at least two of the above polar compounds. (E) The above composition further comprising a polar compound different from the above polar compound. (F) one, two, or at least three of optically active compounds, antioxidants, ultraviolet light absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, additives such as polar compounds, or the like Composition as described above containing one. This additive may be the same as or different from the first additive or the second additive. (G) AM element containing the above composition. (H) A device containing the composition described above and having a mode of TN, ECB, OCB, IPS, FFS, VA or FPA. (I) A transmission type device containing the above composition. (J) Using the above composition as a composition having a nematic phase. (K) Use as an optically active composition by adding an optically active compound to the above composition.
本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、好ましい成分化合物を示す。第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。 The composition of the present invention will be described in the following order. First, the composition of the composition will be described. Second, the main properties of the component compounds and the main effects of the compounds on the composition are explained. Third, the combination of components in the composition, the preferred ratio of the components and the basis thereof will be described. Fourth, the preferred embodiments of the component compounds are described. Fifth, preferred component compounds are shown. Sixth, additives that may be added to the composition will be described. Seventh, the synthesis methods of the component compounds will be described. Finally, the application of the composition is described.
第一に、組成物の構成を説明する。本発明の組成物は組成物Aと組成物Bに分類される。組成物Aは、化合物(2)および化合物(3)から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物(2)および化合物(3)とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。 First, the composition of the composition will be described. The composition of the present invention is classified into composition A and composition B. Composition A may further contain other liquid crystal compounds, additives, and the like in addition to the liquid crystal compound selected from compound (2) and compound (3). The “other liquid crystal compound” is a liquid crystal compound different from the compound (2) and the compound (3). Such compounds are mixed into the composition for the purpose of further adjusting the properties. The additive is an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet light absorber, a dye, an antifoaming agent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a polar compound and the like.
組成物Bは、実質的に化合物(2)および化合物(3)から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物Bが添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Bは組成物Aに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Bは組成物Aよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Aは組成物Bよりも好ましい。 Composition B consists essentially of the liquid crystal compound selected from compound (2) and compound (3). "Substantially" means that composition B may contain an additive, but does not contain any other liquid crystal compound. Composition B has a smaller number of components than composition A. Composition B is preferable to composition A in terms of cost reduction. Composition A is preferable to composition B from the viewpoint that the characteristics can be further adjusted by mixing other liquid crystal compounds.
第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を本発明の効果に基づいて表2にまとめる。表2の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する。記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、記号0は、値がゼロであるか、またはゼロに近いことを意味する。 Second, the main properties of the component compounds and the main effects of the compounds on the properties of the composition are explained. The main properties of the component compounds are summarized in Table 2 based on the effects of the present invention. In the symbols of Table 2, L means large or high, M medium, and S small or low. The symbols L, M, S are classifications based on qualitative comparisons between component compounds, the symbol 0 means that the value is zero or close to zero.
成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。第一添加物である化合物(1)は、極性基の作用で基板表面に吸着し、液晶分子の配向を制御する。所期の効果を得るには、化合物(1)は、液晶性化合物との高い相溶性を有することが必須である。化合物(1)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であるからこの目的に最適である。化合物(1)は、重合によって重合体を与える。この重合体は, 液晶分子の配向を安定化するので、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。第一成分である化合物(2)は、誘電率異方性を上げ、そして下限温度を下げる。第二成分である化合物(3)は、粘度を下げ、上限温度を上げ、または下限温度を下げる。第二添加物である化合物(4)は、高分子支持配向型の素子に、さらに適合させる目的で組成物に添加される。化合物(4)は、重合によって重合体を与える。この重合体は、液晶分子の配向を安定化するので、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。液晶分子の配向という観点から、化合物(1)の重合体は、基板表面との相互作用を有するので、化合物(4)の重合体よりも効果的であると推定される。 When the component compounds are mixed into the composition, the main effects of the component compounds on the properties of the composition are as follows. The compound (1), which is the first additive, is adsorbed to the substrate surface by the action of a polar group, and controls the alignment of liquid crystal molecules. In order to obtain the desired effect, it is essential that the compound (1) has high compatibility with the liquid crystal compound. The compound (1) has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and its molecular structure is rod-like, so it is most suitable for this purpose. The compound (1) gives a polymer by polymerization. The polymer stabilizes the orientation of liquid crystal molecules, thereby reducing the response time of the device and improving the image sticking. The first component, compound (2), raises the dielectric anisotropy and lowers the lower limit temperature. The second component, compound (3), lowers the viscosity, raises the upper limit temperature, or lowers the lower limit temperature. The second additive, compound (4), is added to the composition for the purpose of further adapting to the polymer-supported oriented device. The compound (4) gives a polymer by polymerization. The polymer stabilizes the orientation of the liquid crystal molecules, thereby reducing the response time of the device and improving the image sticking. From the viewpoint of alignment of liquid crystal molecules, the polymer of the compound (1) is considered to be more effective than the polymer of the compound (4) because it has an interaction with the substrate surface.
第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の好ましい組み合わせは、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)、または化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)である。 Third, the combination of components in the composition, the preferred ratio of the components and the basis thereof will be described. A preferred combination of the components in the composition is Compound (1) + Compound (2) + Compound (3), or Compound (1) + Compound (2) + Compound (3) + Compound (4).
化合物(1)は、液晶分子の配向を制御する目的で、組成物に添加される。化合物(1)の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約0.05重量%以上であり、素子の表示不良を防ぐために約10重量%以下である。さらに好ましい割合は、約0.1重量%から約7重量%の範囲である。特に好ましい割合は、約0.5重量%から約5重量%の範囲である。 The compound (1) is added to the composition for the purpose of controlling the alignment of liquid crystal molecules. The preferred proportion of the compound (1) is about 0.05% by weight or more for aligning liquid crystal molecules, and about 10% by weight or less for preventing display defects of the device. A further preferred ratio is in the range of about 0.1% by weight to about 7% by weight. An especially desirable ratio is in the range of about 0.5% by weight to about 5% by weight.
化合物(1)は、組成物に添加するので安定であることが好ましい。化合物(1)を組成物に添加したとき、この化合物が素子の電圧保持率を下げないことが好ましい。化合物(1)は、低い揮発性を有することが好ましい。好ましいモル質量は130g/mol以上である。さらに好ましいモル質量は150g/molから500g/molの範囲である。 The compound (1) is preferably stable because it is added to the composition. When the compound (1) is added to the composition, it is preferred that the compound does not lower the voltage holding ratio of the device. The compound (1) preferably has low volatility. The preferred molar mass is 130 g / mol or more. A further preferred molar mass is in the range of 150 g / mol to 500 g / mol.
化合物(2)の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約10重量%以上であり、下限温度を下げるために約90重量%以下である。さらに好ましい割合は、約20重量%から約85重量%の範囲である。特に好ましい割合は、約30重量%から約85重量%の範囲である。 The preferred proportion of the compound (2) is about 10% by weight or more for increasing the dielectric anisotropy, and about 90% by weight or less for reducing the lower limit temperature. A further preferred ratio is in the range of about 20% by weight to about 85% by weight. An especially desirable ratio is in the range of about 30% by weight to about 85% by weight.
化合物(3)の好ましい割合は、粘度を下げるために、上限温度を上げるために、または下限温度を下げるために約10重量%以上であり、誘電率異方性を上げるために約70重量%以下である。さらに好ましい割合は、約15重量%から約65重量%の範囲である。特に好ましい割合は、約20重量%から約60重量%の範囲である。 The preferred proportion of the compound (3) is about 10% by weight or more to lower the viscosity, to raise the upper limit temperature, or to lower the lower limit temperature, and to increase the dielectric anisotropy by about 70% by weight It is below. A further preferred ratio is in the range of about 15% by weight to about 65% by weight. An especially desirable ratio is in the range of about 20% by weight to about 60% by weight.
化合物(4)の好ましい割合は、素子の長期信頼性を向上させるために約0.03重量%以上であり、素子の表示不良を防ぐために約10重量%以下である。さらに好ましい割合は、約0.1重量%から約2重量%の範囲である。特に好ましい割合は、約0.2重量%から約1重量%の範囲である。 The preferred proportion of the compound (4) is about 0.03% by weight or more to improve the long-term reliability of the device, and about 10% by weight or less to prevent display defects of the device. A further preferred ratio is in the range of about 0.1% by weight to about 2% by weight. An especially desirable ratio is in the range of about 0.2% by weight to about 1% by weight.
第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式(1)、式(1−1)から式(1−12)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR1は、液晶性化合物との高い相溶性のために、炭素数1から12のアルキルである。R2およびR3は独立して、水素またはメチルである。好ましいR2は、液晶性化合物との高い相溶性のために、メチルである。好ましいR3は、重合速度を上げるために、水素である。 Fourth, the preferred embodiments of the component compounds are described. In the formulas (1) and (1-1) to the formulas (1-12), R 1 is hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, 2 to 12 carbons Alkenyl is alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Desirable R 1 is alkyl having 1 to 12 carbons because of high compatibility with the liquid crystal compound. R 2 and R 3 are independently hydrogen or methyl. Desirable R 2 is methyl because of high compatibility with the liquid crystal compound. Desirable R 3 is hydrogen to increase the polymerization rate.
環Aおよび環B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、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−2,6−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Aまたは環Bは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、または2−フルオロ−1,4−フェニレンである。 Ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1 2,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6 -Diyl, naphthalene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene- 2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, wherein in these rings at least one hydrogen is fluorine, chlorine, Alkyl of from prime 1 12, may be replaced by alkyl alkoxy of from 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen from a carbon number of 1 which is replaced by fluorine or chlorine, 12. Preferred ring A or ring B is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene or 2-fluoro-1,4-phenylene.
Z1、Z2、およびZ3は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−である。好ましいZ1、Z2、またはZ3は、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−である。さらに好ましいZ1、Z2、またはZ3は、単結合である。Z 1 , Z 2 and Z 3 independently represent a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CF 2 O-, -OCF 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, or -CF = CF-. Preferred Z 1 , Z 2 or Z 3 is a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO- or -OCO-. Further preferred Z 1 , Z 2 or Z 3 is a single bond.
Sp1は、単結合または炭素数1から7のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。好ましいSp1は、単結合である。Sp 1 is a single bond or an alkylene having 1 to 7 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —COO—, or —OCO—, at least One —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH = CH—, and in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine. Preferred Sp 1 is a single bond.
aは、0、1、2、3、または4である。好ましいaは、1、2、または3ある。 a is 0, 1, 2, 3 or 4; Preferred a is 1, 2 or 3.
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、およびL14は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルである。好ましいL1からL14は、水素、フッ素、またはメチルである。さらに好ましいL1からL14は、水素またはフッ素である。L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 , L 8 , L 9 , L 10 , L 11 , L 12 , L 13 and L 14 independently represent hydrogen or fluorine , Methyl or ethyl. Preferred L 1 to L 14 are hydrogen, fluorine or methyl. Further preferred L 1 to L 14 is hydrogen or fluorine.
式(2)および式(3)において、R4およびR5は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシである。好ましいR4またはR5は、紫外線や熱に対する安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数1から12のアルコキシである。R6およびR7は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR6またはR7は、粘度を下げるために、炭素数2から12のアルケニルであり、紫外線や熱に対する安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。In the formulas (2) and (3), R 4 and R 5 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or 12 alkenyloxy. Desirable R 4 or R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons to increase stability to ultraviolet light and heat, and alkoxy having 1 to 12 carbons to increase dielectric anisotropy. R 6 and R 7 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or 1 having carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. 12 alkyl, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Desirable R 6 or R 7 is alkenyl having 2 to 12 carbons to lower the viscosity, and alkyl having 1 to 12 carbons to increase the stability to ultraviolet light and heat.
R1、R4、R5およびR6における好ましいアルキル、好ましいアルコキシ、好ましいアルケニル、好ましいアルケニルオキシ、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキル、および少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルを説明する。Preferred alkyl in R 1 , R 4 , R 5 and R 6 , preferred alkoxy, preferred alkenyl, preferred alkenyloxy, alkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, and at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine The described alkenyl is described.
好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。 Preferred alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl or octyl. More preferred alkyl is ethyl, propyl, butyl, pentyl or heptyl to lower the viscosity.
好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。 Preferred alkoxy is methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy or heptyloxy. More desirable alkoxy is methoxy or ethoxy for decreasing the viscosity.
好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるためにビニル、1−プロペニル、3−ブテニル、または3−ペンテニルである。これらの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。粘度を下げるためなどから1−プロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ペンテニル、3−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。 Preferred alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl or 5-hexenyl. More preferred alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl or 3-pentenyl to reduce viscosity. The preferred configuration of -CH = CH- in these alkenyls depends on the position of the double bond. Trans is preferable in the alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl for decreasing the viscosity and the like. Cis is preferable in the alkenyl such as 2-butenyl, 2-pentenyl and 2-hexenyl.
好ましいアルケニルオキシは、ビニルオキシ、アリルオキシ、3−ブテニルオキシ、3−ペンテニルオキシ、または4−ペンテニルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルケニルオキシは、アリルオキシまたは3−ブテニルオキシである。 Preferred alkenyloxy is vinyloxy, allyloxy, 3-butenyloxy, 3-pentenyloxy or 4-pentenyloxy. More preferred alkenyloxy is allyloxy or 3-butenyloxy to lower the viscosity.
少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、フルオロメチル、2−フルオロエチル、3−フルオロプロピル、4−フルオロブチル、5−フルオロペンチル、6−フルオロヘキシル、7−フルオロヘプチル、または8−フルオロオクチルである。さらに好ましい例は、誘電率異方性を上げるために2−フルオロエチル、3−フルオロプロピル、4−フルオロブチル、または5−フルオロペンチルである。 Preferred examples of the alkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine are fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl, 7-fluoroheptyl Or 8-fluorooctyl. Further preferred examples are 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl or 5-fluoropentyl to increase dielectric anisotropy.
少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルの好ましい例は、2,2−ジフルオロビニル、3,3−ジフルオロ−2−プロペニル、4,4−ジフルオロ−3−ブテニル、5,5−ジフルオロ−4−ペンテニル、または6,6−ジフルオロ−5−ヘキセニルである。さらに好ましい例は、粘度を下げるために2,2−ジフルオロビニルまたは4,4−ジフルオロ−3−ブテニルである。 Preferred examples of the alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine are: 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl, 4,4-difluoro-3-butenyl, 5,5-difluoro -4-pentenyl or 6,6-difluoro-5-hexenyl. Further preferred examples are 2,2-difluorovinyl or 4,4-difluoro-3-butenyl for decreasing the viscosity.
環Cおよび環E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、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルである。「少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン」の好ましい例は、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、または2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレンである。好ましい環Cまたは環Eは、粘度を下げるために1,4−シクロヘキシレンであり、誘電率異方性を上げるためにテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり、光学異方性を上げるために1,4−フェニレンである。1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。テトラヒドロピラン−2,5−ジイルは、
または
であり、好ましくは
である。Ring C and ring E are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or Tetrahydropyran-2,5-diyl. Preferred examples of “1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine” are 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, or 2-chloro -3-fluoro-1,4-phenylene. Preferred ring C or ring E is 1,4-cyclohexylene to lower viscosity, and tetrahydropyran-2,5-diyl to increase dielectric anisotropy, to increase optical anisotropy It is 1,4-phenylene. The configuration of 1,4-cyclohexylene is preferably trans rather than cis in order to increase the maximum temperature. Tetrahydropyran-2,5-diyl is
Or
And preferably
It is.
環Dは、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−5−メチル−1,4−フェニレン、3,4,5−トリフルオロナフタレン−2,6−ジイル、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルである。好ましい環Dは、粘度を下げるために2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり、光学異方性を下げるために2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルである。 Ring D is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4,4, 5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl or 7,8-difluorochroman-2,6-diyl. The preferred ring D is 2,3-difluoro-1,4-phenylene to lower the viscosity, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene to lower the optical anisotropy, and the dielectric constant 7,8-Difluorochroman-2,6-diyl to increase anisotropy.
環Fおよび環G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、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。好ましい環Fまたは環Gは粘度を下げるために、または上限温度を上げるために、1,4−シクロヘキシレンであり、光学異方性を上げるために、または下限温度を下げるために1,4−フェニレンである。1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。 Ring F and ring G are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene or 2,5-difluoro-1,4-phenylene. Preferred ring F or ring G is 1,4-cyclohexylene to lower the viscosity or to raise the upper limit temperature, and to increase the optical anisotropy or to lower the lower limit temperature. It is phenylene. The configuration of 1,4-cyclohexylene is preferably trans rather than cis in order to increase the maximum temperature.
Z4およびZ5は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−である。好ましいZ4またはZ5は、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるために−CH2CH2−であり、誘電率異方性を上げるために−CH2O−または−OCH2−である。Z6は、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−である。好ましいZ6は、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるために−CH2CH2−であり、上限温度を上げるために−COO−または−OCO−である。Z 4 and Z 5 are independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - COO-, or -OCO-. Desirable Z 4 or Z 5 is a single bond to lower the viscosity, -CH 2 CH 2- to lower the lower limit temperature, and -CH 2 O- or -OCH to increase the dielectric anisotropy. 2- . Z 6 represents a single bond, -CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - COO-, or -OCO-. Preferred Z 6 is a single bond for decreasing the viscosity, -CH 2 CH 2 for decreasing the minimum temperature - and for increasing the maximum temperature -COO- or -OCO-.
bは、1、2、または3であり、cは0または1であり、そしてbとcとの和は3以下である。好ましいbは粘度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。好ましいcは粘度を下げるために0であり、下限温度を下げるために1である。dは、1、2、または3である。好ましいdは粘度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。 b is 1, 2 or 3, c is 0 or 1, and the sum of b and c is 3 or less. Desirable b is 1 to lower the viscosity and 2 or 3 to raise the upper temperature limit. Preferred c is 0 to lower the viscosity and 1 to lower the lower limit temperature. d is 1, 2 or 3; Preferred d is 1 to lower the viscosity and 2 or 3 to raise the upper temperature limit.
式(4)において、P1、P2、およびP3は独立して、重合性基である。好ましいP1、P2、またはP3は、式(P−1)から式(P−5)で表される重合性基の群から選択された基である。さらに好ましいP1、P2、またはP3は、式(P−1)、式(P−2)、または式(P−3)で表される基である。特に好ましいP1、P2、またはP3は、式(P−1)または式(P−2)で表される基である。最も好ましいP1、P2、またはP3は、式(P−1)で表される基である。式(P−1)で表される好ましい基は、−OCO−CH=CH2または−OCO−C(CH3)=CH2である。式(P−1)から式(P−5)の波線は、結合する部位を示す。
In Formula (4), P 1 , P 2 and P 3 are independently a polymerizable group. Preferred P 1 , P 2 or P 3 is a group selected from the group of polymerizable groups represented by Formula (P-1) to Formula (P-5). Further preferable P 1 , P 2 or P 3 is a group represented by formula (P-1), formula (P-2) or formula (P-3). Particularly preferred P 1 , P 2 or P 3 is a group represented by formula (P-1) or formula (P-2). Most preferable P 1 , P 2 or P 3 is a group represented by formula (P-1). Preferred groups represented by the formula (P-1) is, -OCO-CH = CH 2 or -OCO-C (CH 3) a = CH 2. The wavy lines in Formula (P-1) to Formula (P-5) indicate the binding site.
式(P−1)から式(P−5)において、M1、M2、およびM3は独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。好ましいM1、M2、またはM3は、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいM1は、水素またはメチルであり、さらに好ましいM2またはM3は、水素である。In formulas (P-1) to (P-5), M 1 , M 2 and M 3 independently represent hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine And C 1 -C 5 alkyl substituted by Preferred M 1 , M 2 or M 3 is hydrogen or methyl to increase the reactivity. Further preferred M 1 is hydrogen or methyl, and further preferred M 2 or M 3 is hydrogen.
Sp2、Sp3、およびSp4は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、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い。好ましいSp2、Sp3、またはSp4は、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−CO−CH=CH−、または−CH=CH−CO−である。さらに好ましいSp2、Sp3、またはSp4は、単結合である。Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO -Or -OCOO-, and at least one -CH 2 CH 2 -may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in these groups, at least 1 One hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine. Preferred Sp 2 , Sp 3 or Sp 4 is a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO-, -OCO-, -CO-CH = CH-, or -CH = CH-CO-. Further preferred Sp 2 , Sp 3 or Sp 4 is a single bond.
環Jおよび環Pは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、ピリミジン−2−イル、またはピリジン−2−イルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Jまたは環Pは、フェニルである。環K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−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、またはピリジン−2,5−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Kは、1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンである。 Ring J and ring P are independently cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, 1,3-dioxane-2-yl, pyrimidin-2-yl or pyridine -2-yl, in these rings, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine May be substituted with alkyl having 1 to 12 carbon atoms. Preferred ring J or ring P is phenyl. Ring K is 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene 1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2 , 7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl in these rings, At least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine. From the obtained 1 carbon atoms may be replaced by alkyl of 12. Preferred ring K is 1,4-phenylene or 2-fluoro-1,4-phenylene.
Z7およびZ8は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−CH=C(CH3)−、または−C(CH3)=C(CH3)−で置き換えられてもよく、これらの基において、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い。好ましいZ7またはZ8は、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−である。さらに好ましいZ7またはZ8は、単結合である。Z 7 and Z 8 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbons, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, or — It may be replaced by OCO-, and at least one -CH 2 CH 2 - is, -CH = CH -, - C (CH 3) = CH -, - CH = C (CH 3) -, or -C (CH 3 ) = C (CH 3 ) — may be replaced, and in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine. Preferred Z 7 or Z 8 is a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO- or -OCO-. Further preferred Z 7 or Z 8 is a single bond.
qは、0、1、または2である。好ましいqは、0または1である。j、k、およびpは独立して、0、1、2、3、または4であり、そしてj、k、およびpの和は、1以上である。好ましいj、k、またはpは、1または2である。 q is 0, 1 or 2; Preferred q is 0 or 1. j, k and p are independently 0, 1, 2, 3 or 4 and the sum of j, k and p is 1 or more. Preferred j, k or p is 1 or 2.
第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物(1)は、項2に記載の化合物(1−1)から化合物(1−12)である。第一添加物の少なくとも2つが、化合物(1−1)および化合物(1−2)、または化合物(1−1)および化合物(1−4)の組み合わせであることが好ましい。 Fifth, preferred component compounds are shown. The preferable compound (1) is the compound (1-1) described in item 2 to the compound (1-12). It is preferable that at least two of the first additives be a combination of the compound (1-1) and the compound (1-2), or the compound (1-1) and the compound (1-4).
好ましい化合物(2)は、項5に記載の化合物(2−1)から化合物(2−22)である。これらの化合物において、第一成分の少なくとも1つが、化合物(2−1)、化合物(2−3)、化合物(2−4)、化合物(2−6)、化合物(2−8)、または化合物(2−10)であることが好ましい。第一成分の少なくとも2つが、化合物(2−1)および化合物(2−6)、化合物(2−1)および化合物(2−10)、化合物(2−3)および化合物(2−6)、化合物(2−3)および化合物(2−10)、化合物(2−4)および化合物(2−6)、または化合物(2−4)および化合物(2−8)の組み合わせであることが好ましい。 The preferable compound (2) is a compound (2-1) to a compound (2-22) described in item 5. In these compounds, at least one of the first components is a compound (2-1), a compound (2-3), a compound (2-4), a compound (2-6), a compound (2-8), or a compound It is preferable that it is (2-10). At least two of the first components are compound (2-1) and compound (2-6), compound (2-1) and compound (2-10), compound (2-3) and compound (2-6), It is preferable that it is a combination of a compound (2-3) and a compound (2-10), a compound (2-4) and a compound (2-6), or a compound (2-4) and a compound (2-8).
好ましい化合物(3)は、項8に記載の化合物(3−1)から化合物(3−13)である。これらの化合物において、第二成分の少なくとも1つが、化合物(3−1)、化合物(3−3)、化合物(3−5)、化合物(3−6)、化合物(3−8)、または化合物(3−9)であることが好ましい。第二成分の少なくとも2つが化合物(3−1)および化合物(3−3)、化合物(3−1)および化合物(3−5)、または化合物(3−1)および化合物(3−6)の組み合わせであることが好ましい。 The preferred compound (3) is a compound (3-1) to a compound (3-13) described in item 8. In these compounds, at least one of the second components is a compound (3-1), a compound (3-3), a compound (3-5), a compound (3-6), a compound (3-8), or a compound It is preferable that it is (3-9). The compound (3-1) and the compound (3-3), the compound (3-1) and the compound (3-5), or the compound (3-1) and the compound (3-6) in at least two of the second components It is preferable that it is a combination.
好ましい化合物(4)は、項12に記載の化合物(4−1)から化合物(4−28)である。これらの化合物において、第二添加物の少なくとも1つが、化合物(4−1)、化合物(4−2)、化合物(4−24)、化合物(4−25)、化合物(4−26)、または化合物(4−27)であることが好ましい。第二添加物の少なくとも2つが、化合物(4−1)および化合物(4−2)、化合物(4−1)および化合物(4−18)、化合物(4−2)および化合物(4−24)、化合物(4−2)および化合物(4−25)、化合物(4−2)および化合物(4−26)、化合物(4−25)および化合物(4−26)、または化合物(4−18)および化合物(4−24)の組み合わせであることが好ましい。 The preferred compound (4) is a compound (4-1) to a compound (4-28) described in Item 12. In these compounds, at least one of the second additives is a compound (4-1), a compound (4-2), a compound (4-24), a compound (4-25), a compound (4-26), or It is preferable that it is a compound (4-27). At least two of the second additives are the compound (4-1) and the compound (4-2), the compound (4-1) and the compound (4-18), the compound (4-2) and the compound (4-24) A compound (4-2) and a compound (4-25), a compound (4-2) and a compound (4-26), a compound (4-25) and a compound (4-26), or a compound (4-18) It is preferable that it is a combination of and a compound (4-24).
第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物(5−1)から化合物(5−5)である。光学活性化合物の好ましい割合は約5重量%以下である。さらに好ましい割合は約0.01重量%から約2重量%の範囲である。 Sixth, additives that may be added to the composition will be described. Such additives include optically active compounds, antioxidants, ultraviolet light absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, polar compounds and the like. An optically active compound is added to the composition for the purpose of inducing a helical structure of liquid crystal molecules to give a twist angle. Examples of such compounds are compounds (5-1) to (5-5). The preferred proportion of the optically active compound is about 5% by weight or less. A further preferred ratio is in the range of about 0.01% by weight to about 2% by weight.
大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、nが1から9の整数である化合物(6)などである。
In order to prevent the decrease in specific resistance due to heating in the atmosphere, or after using the device for a long time, in order to maintain a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature, Is added to the Preferred examples of the antioxidant are compounds (6) in which n is an integer of 1 to 9, and the like.
化合物(6)において、好ましいnは、1、3、5、7、または9である。さらに好ましいnは7である。nが7である化合物(6)は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約600ppm以下である。さらに好ましい割合は、約100ppmから約300ppmの範囲である。 In the compound (6), preferred n is 1, 3, 5, 7 or 9. More preferably, n is 7. Since the compound (6) in which n is 7 has low volatility, it is effective to maintain a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature after using the device for a long time. The preferred proportion of the antioxidant is about 50 ppm or more to obtain its effect, and is about 600 ppm or less so as not to lower the upper temperature limit or to raise the lower temperature limit. A further preferred ratio is in the range of about 100 ppm to about 300 ppm.
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。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約10000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。 Preferred examples of the UV absorbers are benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like. Also preferred are light stabilizers such as sterically hindered amines. The preferred proportion of these absorbents and stabilizers is about 50 ppm or more to obtain the effect, and about 10000 ppm or less so as not to lower the upper temperature limit or to raise the lower temperature limit. A further preferred ratio is in the range of about 100 ppm to about 10000 ppm.
GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約0.01重量%から約10重量%の範囲である。泡立ちを防ぐために、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の消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約1ppm以上であり、表示不良を防ぐために約1000ppm以下である。さらに好ましい割合は、約1ppmから約500ppmの範囲である。 In order to conform to a guest host (GH) mode device, a dichroic dye such as an azo dye or an anthraquinone dye is added to the composition. The preferred proportion of dye is in the range of about 0.01% to about 10% by weight. In order to prevent foaming, an antifoam agent such as dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil or the like is added to the composition. The preferable proportion of the antifoaming agent is about 1 ppm or more in order to obtain the effect, and is about 1000 ppm or less in order to prevent display defects. A further preferred ratio is in the range of about 1 ppm to about 500 ppm.
高分子支持配向(PSA)型の素子に適合させるために重合性化合物が用いられる。化合物(1)および化合物(4)はこの目的に適している。化合物(1)および化合物(4)と共に、化合物(1)および化合物(4)とは異なる、その他の重合性化合物を組成物に添加してもよい。その他の重合性化合物の好ましい例は、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)、ビニルケトンなど化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートである。化合物(1)および化合物(4)の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約10重量%以上である。さらに好ましい割合は、約50重量%以上である。特に好ましい割合は、約80重量%以上である。特に好ましい割合は、100重量%でもある。化合物(1)および化合物(4)の種類を変えることによって、または化合物(1)および化合物(4)にその他の重合性化合物を適切な比で組み合わせることによって、重合性化合物の反応性や液晶分子のプレチルト角を調整することができる。プレチルト角を最適化することによって、素子の短い応答時間を達成することができる。液晶分子の配向が安定化されるので、大きなコントラスト比や長い寿命を達成することができる。 Polymerizable compounds are used to make them compatible with polymer-supported oriented (PSA) type devices. Compound (1) and compound (4) are suitable for this purpose. Along with the compound (1) and the compound (4), other polymerizable compounds different from the compound (1) and the compound (4) may be added to the composition. Preferred examples of other polymerizable compounds are compounds such as acrylates, methacrylates, vinyl compounds, vinyloxy compounds, propenyl ethers, epoxy compounds (oxiranes, oxetanes), vinyl ketones and the like. Further preferred examples are acrylates or methacrylates. The preferred proportion of compound (1) and compound (4) is about 10% by weight or more based on the total weight of the polymerizable compound. A further preferred ratio is about 50% by weight or more. An especially desirable ratio is about 80% by weight or more. An especially desirable ratio is also 100% by weight. Reactivity of the polymerizable compound or liquid crystal molecule by changing the type of the compound (1) and the compound (4) or by combining the compound (1) and the compound (4) with other polymerizable compounds in an appropriate ratio The pretilt angle of can be adjusted. By optimizing the pretilt angle, short response times of the device can be achieved. Since the alignment of liquid crystal molecules is stabilized, a large contrast ratio and a long lifetime can be achieved.
この重合性化合物は紫外線照射によって重合する。光重合開始剤などの適切な開始剤存在下で重合させてもよい。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。例えば光開始剤であるIrgacure651(登録商標;BASF)、Irgacure184(登録商標;BASF)、またはDarocur1173(登録商標;BASF)がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約0.1重量%から約5重量%の範囲である。さらに好ましい割合は約1重量%から約3重量%の範囲である。 The polymerizable compound is polymerized by ultraviolet irradiation. It may be polymerized in the presence of a suitable initiator such as a photoinitiator. Appropriate conditions for polymerization, appropriate types of initiators, and appropriate amounts are known to the person skilled in the art and are described in the literature. For example, Irgacure 651 (registered trademark; BASF), Irgacure 184 (registered trademark; BASF), or Darocur 1173 (registered trademark; BASF), which are photoinitiators, are suitable for radical polymerization. The preferred proportion of the photoinitiator is in the range of about 0.1% by weight to about 5% by weight based on the total weight of the polymerizable compound. A further preferred ratio is in the range of about 1% by weight to about 3% by weight.
この重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、4−t−ブチルカテコール、4−メトキシフェノ−ル、フェノチアジンなどである。 When the polymerizable compound is stored, a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization. The polymerizable compound is usually added to the composition without removing the polymerization inhibitor. Examples of polymerization inhibitors are hydroquinone, hydroquinone derivatives such as methylhydroquinone, 4-t-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like.
第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物(1)の合成法は、実施例の項に記載する。化合物(2−1)は、特表平2−503441号公報に記載された方法で合成する。化合物(3−5)は、特開昭57−165328号公報に記載された方法で合成する。化合物(4−18)は特開平7−101900号公報に記載された方法で合成する。化合物(6)の一部は市販されている。式(6)のnが1である化合物は、アルドリッチ(Sigma-Aldrich Corporation)から入手できる。nが7である化合物(6)などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成する。 Seventh, the synthesis methods of the component compounds will be described. These compounds can be synthesized by known methods. The synthesis method is illustrated. The synthesis method of compound (1) is described in the section of Examples. The compound (2-1) is synthesized by the method described in JP-A-2-503441. The compounds (3-5) are synthesized by the method described in JP-A-57-165328. The compound (4-18) is synthesized by the method described in JP-A-7-101900. Some of the compounds (6) are commercially available. Compounds of formula (6) wherein n is 1 are available from Aldrich (Sigma-Aldrich Corporation). Compounds (6) and the like in which n is 7 are synthesized by the method described in US Pat. No. 3,660,505.
合成法を記載しなかった化合物は、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た方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。 Compounds that did not describe the method of synthesis were organic syntheses (John Wiley & Sons, Inc.), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc.), complementary organic syntheses ( It can be synthesized by the method described in the book of Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press), New Experimental Chemistry Lecture (Maruzen) and the like. The compositions are prepared from the compounds thus obtained by known methods. For example, the component compounds are mixed and dissolved together by heating.
最後に、組成物の用途を説明する。大部分の組成物は、約−10℃以下の下限温度、約70℃以上の上限温度、そして約0.07から約0.20の範囲の光学異方性を有する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約0.08から約0.25の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。さらには、試行錯誤によって約0.10から約0.30の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はAM素子に適する。この組成物は透過型のAM素子に特に適する。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。 Finally, the application of the composition is described. Most compositions have a lower temperature limit of about -10 ° C. or lower, an upper temperature limit of about 70 ° C. or higher, and an optical anisotropy in the range of about 0.07 to about 0.20. A composition having an optical anisotropy in the range of about 0.08 to about 0.25 may be prepared by controlling the proportions of the component compounds, or by mixing other liquid crystal compounds. Furthermore, compositions having optical anisotropy in the range of about 0.10 to about 0.30 may be prepared by trial and error. Devices containing this composition have a large voltage holding ratio. This composition is suitable for an AM device. This composition is particularly suitable for transmissive AM devices. This composition can be used as a composition having a nematic phase, or as an optically active composition by adding an optically active compound.
この組成物はAM素子への使用が可能である。さらにPM素子への使用も可能である。この組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPAなどのモードを有するAM素子およびPM素子への使用が可能である。TN、OCB、IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子への使用は特に好ましい。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子において、電圧が無印加のとき、液晶分子の配向がガラス基板に対して並行であってもよく、または垂直であってもよい。これらの素子が反射型、透過型、または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン−TFT素子または多結晶シリコン−TFT素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)型の素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。 This composition can be used for an AM device. Furthermore, the use to PM element is also possible. This composition can be used for AM devices and PM devices having modes such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, FFS, VA, FPA. The use for an AM device having a TN, OCB, IPS mode or FFS mode is particularly preferred. In an AM element having an IPS mode or an FFS mode, when no voltage is applied, the alignment of liquid crystal molecules may be parallel or perpendicular to the glass substrate. These elements may be reflective, transmissive or semi-transmissive. Its use for transmission type devices is preferred. The use for amorphous silicon-TFT elements or polycrystalline silicon-TFT elements is also possible. The composition can be used for an element of NCAP (nematic curvilinear aligned phase) type prepared by microencapsulation or a element of PD (polymer dispersed) type in which a three-dimensional network polymer is formed in the composition.
従来の高分子支持配向型の素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。アレイ基板とカラーフィルター基板と呼ばれる2つの基板を有する素子を組み立てる。この基板は配向膜を有する。この基板の少なくとも1つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この組成物に重合性化合物を添加する。必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この組成物を素子に注入する。この素子に電圧を印加した状態で光照射する。紫外線が好ましい。光照射によって重合性化合物を重合させる。この重合によって、重合体を含有する組成物が生成する。高分子支持配向型の素子は、このような手順で製造する。 An example of a method for producing a conventional polymer-supported oriented device is as follows. An element having two substrates called an array substrate and a color filter substrate is assembled. This substrate has an alignment film. At least one of the substrates has an electrode layer. A liquid crystal compound is mixed to prepare a liquid crystal composition. A polymerizable compound is added to this composition. Additives may be further added as needed. The composition is injected into the device. Light is irradiated in a state where a voltage is applied to this element. UV light is preferred. The polymerizable compound is polymerized by light irradiation. This polymerization produces a composition containing a polymer. A polymer-supported oriented device is manufactured by such a procedure.
この手順において、電圧を印加したとき、液晶分子が配向膜および電場の作用によって配向する。この配向に従って重合性化合物の分子も配向する。この状態で重合性化合物が紫外線によって重合するので、この配向を維持した重合体が生成する。この重合体の効果によって、素子の応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。なお、組成物中の重合性化合物を予め重合させ、この組成物を液晶表示素子の基板のあいだに配置することも可能であろう。 In this procedure, when a voltage is applied, liquid crystal molecules are aligned by the action of an alignment film and an electric field. The molecules of the polymerizable compound are also oriented according to this orientation. In this state, since the polymerizable compound is polymerized by ultraviolet light, a polymer maintaining this orientation is formed. The effect of the polymer reduces the response time of the device. Since image sticking is a malfunction of liquid crystal molecules, the effect of the polymer is to simultaneously improve the sticking. In addition, it is also possible to pre-polymerize the polymerizable compound in the composition and arrange this composition between the substrates of the liquid crystal display element.
化合物(1)、すなわち(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を重合性化合物として用いる場合は、素子の基板に配向膜は不要である。配向膜を有しない素子は、2つ前の段落に記載した手順に従って、配向膜を有しない基板から製造する。 When the compound (1), that is, a polar compound having a (meth) acrylamide group is used as the polymerizable compound, an alignment film is not necessary on the substrate of the device. An element without an alignment film is manufactured from a substrate without an alignment film according to the procedure described in the two preceding paragraphs.
この手順において、化合物(1)は、極性基が基板表面と相互作用するので、基板上に配列する。この配列に従って液晶分子が配向される。電圧を印加したとき、液晶分子の配向がさらに促進される。この状態で重合性基が紫外線によって重合するので、この配向を維持した重合体が生成する。この重合体の効果によって、液晶分子の配向が追加的に安定化し、素子の応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。 In this procedure, compound (1) is arranged on the substrate as the polar groups interact with the substrate surface. The liquid crystal molecules are oriented according to this arrangement. When a voltage is applied, the alignment of liquid crystal molecules is further promoted. In this state, the polymerizable group is polymerized by ultraviolet light, so that a polymer maintaining this orientation is formed. The effect of the polymer additionally stabilizes the orientation of the liquid crystal molecules and reduces the response time of the device. Since image sticking is a malfunction of liquid crystal molecules, the effect of the polymer is to simultaneously improve the sticking.
実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。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、組成物M1と組成物M2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。合成した化合物は、NMR分析などの方法によって同定した。化合物、組成物および素子の特性は、下記の方法によって測定した。 The invention will be further described by way of examples. The invention is not limited by these examples. The present invention comprises a mixture of composition M1 and composition M2. The present invention also includes a mixture of at least two of the compositions of the Examples. The compound synthesized was identified by a method such as NMR analysis. The properties of the compounds, compositions and devices were measured by the following methods.
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。1H−NMRの測定では、試料をCDCl3などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、500MHz、積算回数16回の条件で行った。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、CFCl3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。NMR analysis: For measurement, DRX-500 manufactured by Bruker Biospin Ltd. was used. In the measurement of 1 H-NMR, the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3, and the measurement was performed at room temperature under conditions of 500 MHz and 16 integrations. Tetramethylsilane was used as an internal standard. In 19 F-NMR measurement, CFCl 3 was used as an internal standard, and the number of integrations was 24 times. In the description of nuclear magnetic resonance spectrum, s is singlet, d is doublet, t is triplet, q is quartet, quin is quintet, sex is sextet, m is multiplet, br is broad.
ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC−14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC−R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。 Gas Chromatographic Analysis: A GC-14B gas chromatograph made by Shimadzu Corporation was used for measurement. The carrier gas is helium (2 mL / min). The sample vaporization chamber was set at 280 ° C. and the detector (FID) was set at 300 ° C. For separation of the component compounds, capillary columns DB-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm; fixed liquid phase is dimethylpolysiloxane; nonpolar) manufactured by Agilent Technologies Inc. were used. The column was kept at 200 ° C. for 2 minutes and then heated to 280 ° C. at a rate of 5 ° C./minute. The sample was prepared in an acetone solution (0.1% by weight), and 1 μL thereof was injected into the sample vaporization chamber. The recorder is Model C-R5A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation, or its equivalent. The obtained gas chromatogram showed the retention time of the peak corresponding to the component compound and the area of the peak.
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムCBP1−M50−025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。 As a solvent for diluting the sample, chloroform, hexane or the like may be used. The following capillary column may be used to separate the component compounds. HP-1 (30 m in length, 0.32 mm in inner diameter, 0.25 μm in thickness) manufactured by Agilent Technologies Inc., Rtx-1 (30 m in length, 0.32 mm in inner diameter, 0.25 μm in film thickness) manufactured by Restek Corporation, BP-1 (30 m in length, 0.32 mm in inner diameter, 0.25 μm in film thickness) manufactured by SGE International Pty. Ltd. A capillary column CBP1-M50-025 (length 50 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Shimadzu Corporation may be used for the purpose of preventing overlapping of compound peaks.
組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフィ(FID)で分析する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を1とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合(重量%)は、ピークの面積比から算出することができる。 The proportion of the liquid crystal compound contained in the composition may be calculated by the following method. The mixture of liquid crystalline compounds is analyzed by gas chromatography (FID). The area ratio of peaks in the gas chromatogram corresponds to the proportion of the liquid crystal compound. When the capillary column described above is used, the correction coefficient of each liquid crystal compound may be regarded as 1. Therefore, the ratio (% by weight) of the liquid crystal compound can be calculated from the area ratio of the peaks.
測定試料:組成物および素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物(15重量%)を母液晶(85重量%)に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定値)−0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。 Measurement sample: When measuring the characteristics of the composition and the device, the composition was used as it was as a sample. When measuring the characteristics of the compound, a sample for measurement was prepared by mixing this compound (15% by weight) with the base liquid crystal (85% by weight). The characteristic values of the compound were calculated by extrapolation from the values obtained by the measurement. (Extrapolated value) = {(measured value of sample) −0.85 × (measured value of base liquid crystal)} / 0.15. When a smectic phase (or crystal) precipitates at 25 ° C. in this proportion, the proportion of the compound and the base liquid crystal is 10 wt%: 90 wt%, 5 wt%: 95 wt%, 1 wt%: 99 wt% changed. The values of the upper limit temperature, the optical anisotropy, the viscosity, and the dielectric anisotropy of the compound were determined by this extrapolation method.
下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量%で示した。
The following mother liquid crystals were used. The proportions of the component compounds are shown in% by weight.
測定方法:特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;JEITAという)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、薄膜トランジスター(TFT)を取り付けなかった。 Measurement method: The measurement of the characteristics was performed by the following method. Many of these are the methods described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B), which is deliberately enacted by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA), or a modified method thereof. Met. A thin film transistor (TFT) was not attached to the TN device used for the measurement.
(1)ネマチック相の上限温度(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。 (1) Upper limit temperature of nematic phase (NI; ° C.): The sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarization microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature was measured when part of the sample changed from the nematic phase to the isotropic liquid. The upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as "upper limit temperature".
(2)ネマチック相の下限温度(TC;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、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、TC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。(2) Minimum Temperature of a Nematic Phase (T C; ° C.): A sample having a nematic phase was put in a glass bottle, 0 ℃, -10 ℃, -20 ℃, -30 ℃, and -40 ℃ for 10 days in a freezer After storage, the liquid crystal phase was observed. For example, the sample remained in the -20 ° C. in a nematic phase, when changed to -30 ° C. At crystals or a smectic phase was described as <-20 ° C. The T C. The lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as "lower limit temperature".
(3)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。 (3) Viscosity (bulk viscosity; ;; measured at 20 ° C .; mPa · s): For measurement, an E-type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used.
(4)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。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmのVA素子に試料を注入した。この素子に39ボルトから50ボルトの範囲で1ボルト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は、測定(6)に記載された方法で測定した。 (4) Viscosity (rotational viscosity; γ1; measured at 25 ° C .; mPa · s): Measurement was performed according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) I obeyed. The sample was injected into a VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 20 μm. The device was applied stepwise in the range of 39 to 50 volts in increments of 1 volt. After 0.2 seconds of no application, application was repeated under the condition of only one rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds). The peak current and peak time of transient current generated by this application were measured. These measurements and M. The rotational viscosity was obtained from the paper of Imai et al., Calculation formula (8) on page 40. The dielectric anisotropy required for this calculation was measured by the method described in the measurement (6).
(5)光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):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って行なった。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。光学異方性の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。 (5) Optical anisotropy (refractive index anisotropy; Δn; measured at 25 ° C.): Measurement was performed using an Abbe refractometer with a polarizing plate attached to the ocular, using light of wavelength 589 nm. After rubbing the surface of the main prism in one direction, a sample was dropped on the main prism. The refractive index n‖ was measured when the polarization direction was parallel to the rubbing direction. The refractive index n⊥ was measured when the polarization direction was perpendicular to the rubbing direction. The value of optical anisotropy was calculated from the formula of Δn = n‖-n⊥.
(6)誘電率異方性(Δε;25℃で測定):誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率(ε‖およびε⊥)は次のように測定した。
1)誘電率(ε‖)の測定:よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16mL)のエタノール(20mL)溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時間加熱した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであるVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。
2)誘電率(ε⊥)の測定:よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子に試料を注入した。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。(6) Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25 ° C.): The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation of Δε = εΔ−ε⊥. The dielectric constants (ε‖ and ε⊥) were measured as follows.
1) Measurement of dielectric constant (‖): A solution of octadecyltriethoxysilane (0.16 mL) in ethanol (20 mL) was applied to a well-cleaned glass substrate. The glass substrate was rotated by a spinner and then heated at 150 ° C. for 1 hour. A sample was placed in a VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 4 μm, and this device was sealed with an adhesive cured with ultraviolet light. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to this device, and after 2 seconds, the dielectric constant (‖) in the major axis direction of liquid crystal molecules was measured.
2) Measurement of dielectric constant (ε⊥): A polyimide solution was applied to a well-cleaned glass substrate. After firing the glass substrate, the obtained alignment film was rubbed. The sample was injected into a TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 9 μm and the twist angle was 80 degrees. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to this device, and after 2 seconds, the dielectric constant (⊥) in the minor axis direction of liquid crystal molecules was measured.
(7)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った。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧(60Hz、矩形波)は0Vから20V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10%になったときの電圧で表した。 (7) Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V): An LCD-5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement. The light source was a halogen lamp. A sample is placed in a normally black mode VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) is 4 μm and the rubbing direction is antiparallel, and an adhesive for curing this device with ultraviolet light is used. Used and sealed. The voltage (60 Hz, rectangular wave) applied to this element was gradually increased by 0.02 V from 0 V to 20 V. At this time, the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. A voltage-transmittance curve was created in which the transmittance was 100% when the light amount was maximum, and the transmittance was 0% when the light amount was minimum. The threshold voltage was represented by the voltage at 10% transmittance.
(8)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であった。この素子は試料を注入したあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(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った。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。 (8) Voltage holding ratio (VHR-1; measured at 25 ° C .;%): The TN device used for measurement had a polyimide alignment film, and the distance between two glass substrates (cell gap) was 5 μm. . The element was sealed with an adhesive that cures with ultraviolet light after injecting the sample. A pulse voltage (60 microseconds at 5 V) was applied to the TN device to charge it. The decaying voltage was measured with a high-speed voltmeter for 16.7 milliseconds, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined. The area B was the area when it did not decay. The voltage holding ratio was expressed as a percentage of the area A to the area B.
(9)電圧保持率(VHR−2;80℃で測定;%):25℃の代わりに、80℃で測定した以外は、上記と同じ手順で電圧保持率を測定した。得られた値をVHR−2で表した。 (9) Voltage holding ratio (VHR-2; measured at 80 ° C .;%): The voltage holding ratio was measured in the same procedure as described above except that measurement was performed at 80 ° C. instead of 25 ° C. The obtained value was expressed as VHR-2.
(10)電圧保持率(VHR−3;25℃で測定;%):紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは5μmであった。この素子に試料を注入し、光を20分間照射した。光源は超高圧水銀ランプUSH−500D(ウシオ電機製)であり、素子と光源の間隔は20cmであった。VHR−3の測定では、16.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR−3を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。VHR−3は90%以上が好ましく、95%以上がさらに好ましい。 (10) Voltage holding ratio (VHR-3; measured at 25 ° C .;%): After irradiation with ultraviolet light, the voltage holding ratio was measured to evaluate the stability to ultraviolet light. The TN device used for the measurement had a polyimide alignment film, and the cell gap was 5 μm. A sample was injected into the device and irradiated with light for 20 minutes. The light source was an ultra-high pressure mercury lamp USH-500D (manufactured by Ushio Inc.), and the distance between the element and the light source was 20 cm. In the measurement of VHR-3, the decaying voltage was measured for 16.7 milliseconds. Compositions with large VHR-3 have high stability to ultraviolet light. 90% or more is preferable and 95% or more of VHR-3 is more preferable.
(11)電圧保持率(VHR−4;25℃で測定;%):試料を注入したTN素子を80℃の恒温槽内で500時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。VHR−4の測定では、16.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR−4を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。 (11) Voltage holding ratio (VHR-4; measured at 25 ° C .;%): The TN device injected with the sample is heated in a thermostatic chamber at 80 ° C. for 500 hours, and then the voltage holding ratio is measured and stability to heat Was evaluated. In the measurement of VHR-4, the decaying voltage was measured for 16.7 milliseconds. Compositions having large VHR-4 have great stability to heat.
(12)応答時間(τ;25℃で測定;ms):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った。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.5μmであり、配向膜を有しないVA素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子に、30Vの電圧を印加しながら78mW/cm2(405nm)の紫外線を449秒間(35J)照射した。紫外線の照射には、アイグラフィックス株式会社製、紫外硬化用マルチメタルランプM04−L41を用いた。この素子に矩形波(120Hz)を印加した。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%であるとみなした。矩形波の最大電圧は透過率が90%になるように設定した。矩形波の最低電圧は透過率が0%になる2.5Vに設定した。応答時間は透過率10%から90%に変化するのに要した時間(立ち上がり時間;rise time;ミリ秒)で表した。(12) Response time (τ; measured at 25 ° C .; ms): For measurement, LCD Evaluation System Model LCD-5100 made by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used. The light source was a halogen lamp. The low pass filter (Low-pass filter) was set to 5 kHz. The sample was placed in a VA element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.5 μm and no alignment film was provided. The device was sealed with a UV curable adhesive. The device was irradiated with ultraviolet light of 78 mW / cm 2 (405 nm) for 449 seconds (35 J) while applying a voltage of 30 V. For irradiation with ultraviolet light, a multi-metal lamp M04-L41 for ultraviolet curing was used, manufactured by Eye Graphics Co., Ltd. A rectangular wave (120 Hz) was applied to this element. At this time, the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. It was considered that the transmittance was 100% when the light amount was maximum, and the transmittance was 0% when the light amount was minimum. The maximum voltage of the square wave was set so that the transmittance was 90%. The lowest voltage of the rectangular wave was set to 2.5 V at which the transmittance was 0%. The response time is represented by the time (rise time; milliseconds) taken to change from 10% transmittance to 90% transmittance.
(13)弾性定数(K11:広がり(splay)弾性定数、K33:曲げ(bend)弾性定数;25℃で測定;pN):測定には株式会社東陽テクニカ製のEC−1型弾性定数測定器を用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmである垂直配向素子に試料を注入した。この素子に20ボルトから0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』(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(2.100)から弾性定数の値を得た。 (13) Elastic constant (K11: splay elastic constant, K33: bend elastic constant; measured at 25 ° C .; pN): To measure, EC-type 1 elastic constant measuring instrument manufactured by Toyo Corporation. Using. The sample was injected into a vertical alignment device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 20 μm. A charge of 20 volts to 0 volts was applied to the device, and the capacitance and the applied voltage were measured. Fitting the measured capacitance (C) and applied voltage (V) values using the formula (2.98) and formula (2.101) on page 75 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Nippon Kogyo Shimbun Ltd.) And the value of the elastic constant was obtained from equation (2.100).
(14)比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm):電極を備えた容器に試料1.0mLを入れた。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。 (式1) (14) Specific resistance (ρ; measured at 25 ° C .; Ω cm): 1.0 mL of a sample was placed in a container equipped with an electrode. A direct current voltage (10 V) was applied to the container, and a direct current after 10 seconds was measured. The specific resistance was calculated from the following equation. (Specific resistance) = {(voltage) × (electric capacity of container)} / {(direct current) × (dielectric constant of vacuum)}. (Formula 1)
(15)プレチルト角(度):プレチルト角の測定には、分光エリプソメータM−2000U(J. A. Woollam Co., Inc. 製)を使用した。 (15) Pretilt angle (degree): A spectral ellipsometer M-2000U (manufactured by JA Woollam Co., Inc.) was used for measurement of the pretilt angle.
(16)配向安定性(液晶配向軸安定性):液晶表示素子の電極側の液晶配向軸の変化を評価した。ストレス印加前の電極側の液晶配向角度φ(before)を測定し、その後、素子に矩形波4.5V、60Hzを20分間印加した後、1秒間ショートし、1秒後および5分後に再び電極側の液晶配向角度φ(after)を測定した。これらの値から、1秒後および5分後の液晶配向角度の変化Δφ(deg.)を次の式を用いて算出した。
Δφ(deg.)=φ(after)−φ(before) (式2)
これらの測定はJ. Hilfiker, B. Johs, C. Herzinger, J. F. Elman, E. Montbach, D. Bryant, and P. J. Bos, Thin Solid Films, 455-456, (2004) 596-600を参考に行った。Δφが小さいほうが液晶配向軸の変化率が小さく、液晶配向軸の安定性が良いといえる。(16) Alignment stability (liquid crystal alignment axis stability): Changes in the liquid crystal alignment axis on the electrode side of the liquid crystal display element were evaluated. Measure the liquid crystal orientation angle φ (before) on the electrode side before applying stress, then apply a rectangular wave 4.5 V, 60 Hz for 20 minutes to the device, then short for 1 second, and after 1 second and 5 minutes again The liquid crystal alignment angle φ (after) of the side was measured. From these values, the change Δφ (deg.) Of the liquid crystal alignment angle after 1 second and 5 minutes was calculated using the following equation.
Δφ (deg.) = Φ (after) −φ (before) (Expression 2)
These measurements were made with reference to J. Hilfiker, B. Johs, C. Herzinger, JF Elman, E. Montbach, D. Bryant, and PJ Bos, Thin Solid Films, 455-456, (2004) 596-600. . The smaller the Δφ, the smaller the change rate of the liquid crystal alignment axis, and the better the stability of the liquid crystal alignment axis.
合成例1
下記の方法により化合物(1−1)を合成した。
Synthesis example 1
The compound (1-1) was synthesized by the following method.
第1工程
化合物(T−1)(25.0g)、トリエチルアミン(16.65ml)、およびTHF(300ml)を反応器に入れ、0℃に冷却した。そこへアクリルクロライド(9.7ml)をゆっくりと滴下し、室温に戻しつつ6時間攪拌した。不溶物を炉別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(容積比、トルエン:酢酸エチル=9:1)で精製し、化合物(T−2)(16.4g;54%)を得た。Step 1 Compound (T-1) (25.0 g), triethylamine (16.65 ml), and THF (300 ml) were charged into a reactor and cooled to 0 ° C. The acrylic chloride (9.7 ml) was dripped slowly there, and it stirred for 6 hours, returning to room temperature. After filtering off insolubles, the reaction mixture was poured into water and the aqueous layer was extracted with toluene. The combined organic layers were washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solution was concentrated under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel chromatography (volume ratio, toluene: ethyl acetate = 9: 1) to obtain compound (T-2) (16.4 g; 54%).
第2工程
水素化ナトリウム(2.57g)をTHF(300ml)を反応器に入れ、0℃に冷却した。そこへ化合物(T−2)(16.4g)のTHF溶液(100ml)溶液をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。そこへヨウ化メチル(3.7ml)をゆっくりと滴下し、室温に戻しつつ3時間攪拌した。不溶物を炉別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(容積比、トルエン:酢酸エチル=4:1)で精製した。さらにヘプタンからの再結晶により精製して、化合物(1−1)(14.2g;83%)を得た。Step 2 Sodium hydride (2.57 g) was charged to the reactor with THF (300 ml) and cooled to 0 ° C. The THF solution (100 ml) solution of compound (T-2) (16.4 g) was dripped slowly there, and it stirred for 1 hour. The methyl iodide (3.7 ml) was dripped slowly there, and it stirred for 3 hours, returning to room temperature. After filtering off insolubles, the reaction mixture was poured into water and the aqueous layer was extracted with toluene. The combined organic layers were washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solution was concentrated under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel chromatography (volume ratio, toluene: ethyl acetate = 4: 1). The residue was further purified by recrystallization from heptane to give compound (1-1) (14.2 g; 83%).
化合物(1−1)
1H−NMR:化学シフトδ(ppm;CDCl3):6.56(m,1H)、6.27(t,1H)、5.65(t,1H)、4.45(m,1H)、2.90(s,3H)、1.83−1.52(m,8H)、1.43−1.20(m,8H)、1.18−0.92(m,9H)、0.89−0.80(m,5H).Compound (1-1)
1 H-NMR: chemical shift δ (ppm; CDCl 3 ): 6.56 (m, 1 H), 6.27 (t, 1 H), 5.65 (t, 1 H), 4.45 (m, 1 H) , 2.90 (s, 3 H), 1.83-1.52 (m, 8 H), 1.43-1.20 (m, 8 H), 1.18-0.92 (m, 9 H), 0 .89-0.80 (m, 5 H).
組成物の実施例を以下に示す。成分化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号によって表した。表3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。記号化された化合物の後にあるかっこ内の番号は化合物が属する化学式を表す。(−)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、添加物を含まない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、組成物の特性値をまとめた。 Examples of compositions are given below. Component compounds are represented by symbols based on the definition of Table 3 below. In Table 3, the configuration for 1,4-cyclohexylene is trans. The number in parentheses after the symbolized compound represents the chemical formula to which the compound belongs. The symbol (-) means other liquid crystal compounds. The proportion (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive. Finally, the characteristic values of the composition were summarized.
素子の実施例
1.原料
配向膜を有しない素子に、式(1)で表される(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を添加した組成物を注入した。紫外線を照射したあと、この素子における液晶分子の垂直配向を検討した。最初に原料を説明する。原料は、組成物(M1)から(M18)、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物(PC−1)から(PC−13)、重合性化合物(RM−1)から(RM−8)の中から適宜選択した。組成物は以下のとおりである。Device Example 1. The composition which added the polar compound which has a (meth) acrylamide group represented by Formula (1) was inject | poured into the element which does not have a raw material alignment film. After irradiation with ultraviolet light, the vertical alignment of liquid crystal molecules in this device was examined. I will explain the ingredients first. The raw materials are composition (M1) to (M18), polar compound (PC-1) having a (meth) acrylamide group to (PC-13), and polymerizable compound (RM-1) to (RM-8). It selected from. The composition is as follows.
[組成物M1]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 10%
5−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7%
3−B(2F,3F)B(2F,3F)−O2 (2−5) 3%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 10%
2−HH−3 (3−1) 14%
3−HB−O1 (3−2) 5%
3−HHB−1 (3−5) 3%
3−HHB−O1 (3−5) 3%
3−HHB−3 (3−5) 4%
2−BB(F)B−3 (3−8) 4%
NI=73.2℃;Tc<−20℃;Δn=0.113;Δε=−4.0;Vth=2.18V;η=22.6mPa・s.[Composition M1]
3-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 10%
5-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
2-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 7%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 7%
3-B (2F, 3F) B (2F, 3F)-O2 (2-5) 3%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 5%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 10%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 10%
2-HH-3 (3-1) 14%
3-HB-O1 (3-2) 5%
3-HHB-1 (3-5) 3%
3-HHB-O1 (3-5) 3%
3-HHB-3 (3-5) 4%
2-BB (F) B-3 (3-8) 4%
NI = 73.2 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.113; Δε = −4.0; Vth = 2.18 V;
[組成物M2]
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 6%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 4%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HH2B(2F,3F)−O2 (2−7) 7%
5−HH2B(2F,3F)−O2 (2−7) 4%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
2−HH−3 (3−1) 12%
1−BB−5 (3−3) 12%
3−HHB−1 (3−5) 4%
3−HHB−O1 (3−5) 3%
3−HBB−2 (3−6) 3%
NI=82.8℃;Tc<−30℃;Δn=0.118;Δε=−4.4;Vth=2.13V;η=22.5mPa・s.[Composition M2]
3-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 6%
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 8%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 4%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 7%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HH2B (2F, 3F)-O2 (2-7) 7%
5-HH2B (2F, 3F)-O2 (2-7) 4%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
2-HH-3 (3-1) 12%
1-BB-5 (3-3) 12%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 3%
3-HBB-2 (3-6) 3%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.118; Δε = −4.4; Vth = 2.13 V; = 2 = 22.5 mPa · s.
[組成物M3]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
5−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 8%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5%
5−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 4%
2−BB(2F,3F)B−3 (2−9) 5%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
3−HH−V (3−1) 27%
3−HH−V1 (3−1) 6%
V−HHB−1 (3−5) 3%
NI=78.1℃;Tc<−30℃;Δn=0.107;Δε=−3.2;Vth=2.02V;η=15.9mPa・s.[Composition M3]
3-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 7%
5-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 8%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 5%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 4%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (2-8) 4%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-9) 5%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 3%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.107; Δε = −3.2; Vth = 2.02 V; 3.2 = 15.9 mPa · s.
[組成物M4]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 10%
5−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 10%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
5−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−16) 5%
3−HH−4 (3−1) 14%
V−HHB−1 (3−5) 10%
3−HBB−2 (3−6) 7%
NI=88.5℃;Tc<−30℃;Δn=0.108;Δε=−3.8;Vth=2.25V;η=24.6mPa・s;VHR−1=99.1%;VHR−2=98.2%;VHR−3=97.8%.[Composition M4]
3-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 10%
5-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 10%
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 8%
5-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 8%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
3-HD h B (2F, 3F)-O2 (2-16) 5%
3-HH-4 (3-1) 14%
V-HHB-1 (3-5) 10%
3-HBB-2 (3-6) 7%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.108; Δε = −3.8; Vth = 2.25 V; = 2 = 24.6 mPa · s; VHR−1 = 99.1%; VHR -2 = 98.2%; VHR-3 = 97.8%.
[組成物M5]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 8%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 10%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HHB(2F,3F)−1 (2−6) 6%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
3−HEB(2F,3F)B(2F,3F)−O2
(2−11) 3%
3−H1OCro(7F,8F)−5 (2−14) 3%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−16) 5%
3−HH−O1 (3−1) 5%
1−BB−5 (3−3) 4%
V−HHB−1 (3−5) 4%
5−HB(F)BH−3 (3−12) 5%
NI=81.1℃;Tc<−30℃;Δn=0.119;Δε=−4.5;Vth=1.69V;η=31.4mPa・s.[Composition M5]
3-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 7%
3-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 8%
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 8%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 10%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HHB (2F, 3F) -1 (2-6) 6%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
3-HEB (2F, 3F) B (2F, 3F)-O2
(2-11) 3%
3-H1OCro (7F, 8F) -5 (2-14) 3%
3-HD h B (2F, 3F)-O2 (2-16) 5%
3-HH-O1 (3-1) 5%
1-BB-5 (3-3) 4%
V-HHB-1 (3-5) 4%
5-HB (F) BH-3 (3-12) 5%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.119; Δε = −4.5; Vth = 1.69 V; = 3 = 31.4 mPa · s.
[組成物M6]
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 15%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (2−17) 5%
3−chB(2F,3F)−O2 (2−18) 7%
2−HchB(2F,3F)−O2 (2−19) 8%
5−HH−V (3−1) 18%
7−HB−1 (3−2) 5%
V−HHB−1 (3−5) 7%
V2−HHB−1 (3−5) 7%
3−HBB(F)B−3 (3−13) 8%
NI=98.8℃;Tc<−30℃;Δn=0.111;Δε=−3.2;Vth=2.47V;η=23.9mPa・s.[Composition M6]
3-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 15%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
3-dhBB (2F, 3F) -O2 (2-17) 5%
3-chB (2F, 3F)-O2 (2-18) 7%
2-HchB (2F, 3F)-O2 (2-19) 8%
5-HH-V (3-1) 18%
7-HB-1 (3-2) 5%
V-HHB-1 (3-5) 7%
V2-HHB-1 (3-5) 7%
3-HBB (F) B-3 (3-13) 8%
NI = 98.8 ° C .; Tc <−30 ° C .; Δn = 0.111; Δε = −3.2; Vth = 2.47 V;. = 23.9 mPa · s.
[組成物M7]
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 18%
5−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 17%
3−HHB(2F,3Cl)−O2 (2−12) 5%
3−HBB(2F,3Cl)−O2 (2−13) 8%
5−HBB(2F,3Cl)−O2 (2−13) 7%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−16) 5%
3−HH−V (3−1) 11%
3−HH−VFF (3−1) 7%
F3−HH−V (3−1) 10%
3−HHEH−3 (3−4) 4%
3−HB(F)HH−2 (3−10) 4%
3−HHEBH−3 (3−11) 4%
NI=77.5℃;Tc<−30℃;Δn=0.084;Δε=−2.6;Vth=2.43V;η=22.8mPa・s.[Composition M7]
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 18%
5-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 17%
3-HHB (2F, 3Cl) -O2 (2-12) 5%
3-HBB (2F, 3Cl) -O2 (2-13) 8%
5-HBB (2F, 3Cl) -O2 (2-13) 7%
3-HD h B (2F, 3F)-O2 (2-16) 5%
3-HH-V (3-1) 11%
3-HH-VFF (3-1) 7%
F3-HH-V (3-1) 10%
3-HHEH-3 (3-4) 4%
3-HB (F) HH-2 (3-10) 4%
3-HHEBH-3 (3-11) 4%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.084; Δε = −2.6; Vth = 2.43 V; = 2 = 22.8 mPa · s.
[組成物M8]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 8%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 10%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 10%
2O−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 3%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
2−HHB(2F,3F)−1 (2−6) 5%
2−BB(2F,3F)B−3 (2−9) 6%
2−BB(2F,3F)B−4 (2−9) 6%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
3−HH1OCro(7F,8F)−5 (2−15) 4%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−16) 6%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (2−17) 4%
3−HH−V (3−1) 11%
1−BB−5 (3−3) 5%
NI=70.6℃;Tc<−20℃;Δn=0.129;Δε=−4.3;Vth=1.69V;η=27.0mPa・s.[Composition M8]
3-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 8%
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 10%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 10%
2O-BB (2F, 3F) -O2 (2-4) 3%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
2-HHB (2F, 3F) -1 (2-6) 5%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-9) 6%
2-BB (2F, 3F) B-4 (2-9) 6%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
3-HH1OCro (7F, 8F) -5 (2-15) 4%
3-HD h B (2F, 3F)-O2 (2-16) 6%
3-dhBB (2F, 3F) -O2 (2-17) 4%
3-HH-V (3-1) 11%
1-BB-5 (3-3) 5%
Tc <−20 ° C .; Δn = 0.129; Δε = −4.3; Vth = 1.69 V; = 2 = 27.0 mPa · s.
[組成物M9]
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 14%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 3%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 10%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 6%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
3−HH−V (3−1) 14%
1−BB−3 (3−3) 3%
3−HHB−1 (3−5) 4%
3−HHB−O1 (3−5) 4%
V−HBB−2 (3−6) 4%
1−BB(F)B−2V (3−8) 6%
5−HBBH−1O1 (−) 4%
NI=93.0℃;Tc<−30℃;Δn=0.123;Δε=−4.0;Vth=2.27V;η=29.6mPa・s.[Composition M9]
3-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 14%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 3%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 10%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (2-8) 6%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
3-HH-V (3-1) 14%
1-BB-3 (3-3) 3%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
V-HBB-2 (3-6) 4%
1-BB (F) B-2V (3-8) 6%
5-HBBH-1O1 (-) 4%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.123; Δε = −4.0; Vth = 2.27 V; = 2 = 29.6 mPa · s.
[組成物M10]
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 6%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 5%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 10%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
5−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
3−HH−V (3−1) 11%
1−BB−3 (3−3) 6%
3−HHB−1 (3−5) 4%
3−HHB−O1 (3−5) 4%
3−HBB−2 (3−6) 4%
3−B(F)BB−2 (3−7) 4%
NI=87.6℃;Tc<−30℃;Δn=0.126;Δε=−4.5;Vth=2.21V;η=25.3mPa・s.[Composition M10]
3-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 6%
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 8%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 5%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 10%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
3-HH-V (3-1) 11%
1-BB-3 (3-3) 6%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
3-HBB-2 (3-6) 4%
3-B (F) BB-2 (3-7) 4%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.126; Δε = −4.5; Vth = 2.21 V; = 2 = 25.3 mPa · s.
[組成物M11]
3−HB(2F,3F)−O4 (2−1) 6%
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 4%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 6%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 10%
5−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 8%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
2−HH−3 (3−1) 12%
1−BB−3 (3−3) 6%
3−HHB−1 (3−5) 3%
3−HHB−O1 (3−5) 4%
3−HBB−2 (3−6) 6%
3−B(F)BB−2 (3−7) 3%
NI=93.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.124;Δε=−4.5;Vth=2.22V;η=25.0mPa・s.[Composition M11]
3-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 6%
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 8%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 4%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 7%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 6%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 10%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 8%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
2-HH-3 (3-1) 12%
1-BB-3 (3-3) 6%
3-HHB-1 (3-5) 3%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
3-HBB-2 (3-6) 6%
3-B (F) BB-2 (3-7) 3%
NI = 93.0 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.124; Δε = −4.5; Vth = 2.22 V; = 2 = 25.0 mPa · s.
[組成物M12]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
5−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 8%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4%
5−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 5%
2−BB(2F,3F)B−3 (2−9) 4%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
3−HH−V (3−1) 33%
V−HHB−1 (3−5) 3%
NI=76.4℃;Tc<−30℃;Δn=0.104;Δε=−3.2;Vth=2.06V;η=15.6mPa・s.[Composition M12]
3-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 7%
5-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 8%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 4%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 5%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (2-8) 5%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-9) 4%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
3-HH-V (3-1) 33%
V-HHB-1 (3-5) 3%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.104; Δε = −3.2; Vth = 2.06 V; = 1 = 15.6 mPa · s.
[組成物M13]
2−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 6%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 4%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 3%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 14%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 7%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 11%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 9%
2−HH−3 (3−1) 5%
3−HH−VFF (3−1) 30%
1−BB−3 (3−3) 5%
3−HHB−1 (3−5) 3%
3−HBB−2 (3−6) 3%
NI=78.3℃;Tc<−20℃;Δn=0.103;Δε=−3.2;Vth=2.17V;η=17.7mPa・s.[Composition M13]
2-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 6%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 4%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 3%
2-HH1OB (2F, 3F)-O2 (2-8) 14%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 7%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 11%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 9%
2-HH-3 (3-1) 5%
3-HH-VFF (3-1) 30%
1-BB-3 (3-3) 5%
3-HHB-1 (3-5) 3%
3-HBB-2 (3-6) 3%
NI = 78.3 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.103; Δε = −3.2; Vth = 2.17 V; = 1 = 17.7 mPa · s.
[組成物M14]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 5%
5−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 8%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5%
5−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 5%
2−BB(2F,3F)B−3 (2−9) 4%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 9%
4−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
5−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 8%
3−HH−V (3−1) 27%
3−HH−V1 (3−1) 6%
V−HHB−1 (3−5) 5%
NI=81.2℃;Tc<−20℃;Δn=0.107;Δε=−3.2;Vth=2.11V;η=15.5mPa・s.[Composition M14]
3-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 5%
5-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 8%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 5%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 4%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (2-8) 5%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-9) 4%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 9%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 8%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 5%
Tc <−20 ° C .; Δn = 0.107; Δε = −3.2; Vth = 2.11 V; = 1 = 15.5 mPa · s.
[組成物M15]
3−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 7%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 8%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (2−8) 5%
2−BB(2F,3F)B−3 (2−9) 7%
2−BB(2F,3F)B−4 (2−9) 7%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (2−16) 3%
5−HDhB(2F,3F)−O2 (2−16) 4%
2−HchB(2F,3F)−O2 (2−19) 8%
4−HH−V (3−1) 15%
3−HH−V1 (3−1) 6%
1−HH−2V1 (3−1) 6%
3−HH−2V1 (3−1) 4%
V2−BB−1 (3−3) 5%
1V2−BB−1 (3−3) 5%
3−HHB−1 (3−5) 6%
3−HB(F)BH−3 (3−12) 4%
NI=88.7℃;Tc<−30℃;Δn=0.115;Δε=−1.9;Vth=2.82V;η=17.3mPa・s.[Composition M15]
3-H 2 B (2F, 3F) -O 2 (2-2) 7%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 8%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (2-8) 5%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-9) 7%
2-BB (2F, 3F) B-4 (2-9) 7%
3-HD h B (2F, 3F)-O2 (2-16) 3%
5-HDhB (2F, 3F)-O2 (2-16) 4%
2-HchB (2F, 3F)-O2 (2-19) 8%
4-HH-V (3-1) 15%
3-HH-V1 (3-1) 6%
1-HH-2V1 (3-1) 6%
3-HH-2V1 (3-1) 4%
V2-BB-1 (3-3) 5%
1V2-BB-1 (3-3) 5%
3-HHB-1 (3-5) 6%
3-HB (F) BH-3 (3-12) 4%
Tc <−30 ° C .; Δn = 0.115; Δε = −1.9; Vth = 2.82 V; Vth = 17.3 mPa · s.
[組成物M16]
V2−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 8%
V2−H1OB(2F,3F)−O4 (2−3) 4%
3−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 7%
2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 7%
3−HH2B(2F,3F)−O2 (2−7) 7%
5−HH2B(2F,3F)−O2 (2−7) 4%
V−HH2B(2F,3F)−O2 (2−7) 6%
V2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
V−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
V−HBB(2F,3F)−O4 (2−10) 6%
2−HH−3 (3−1) 12%
1−BB−5 (3−3) 12%
3−HHB−1 (3−5) 4%
3−HHB−O1 (3−5) 3%
3−HBB−2 (3−6) 3%
NI=89.9℃;Tc<−20℃;Δn=0.122;Δε=−4.2;Vth=2.16V;η=23.4mPa・s.[Composition M16]
V2-H2B (2F, 3F) -O2 (2-2) 8%
V2-H1OB (2F, 3F) -O4 (2-3) 4%
3-BB (2F, 3F)-O2 (2-4) 7%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 7%
3-HH2B (2F, 3F)-O2 (2-7) 7%
5-HH2B (2F, 3F)-O2 (2-7) 4%
V-HH2B (2F, 3F)-O2 (2-7) 6%
V2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
V-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
V-HBB (2F, 3F) -O4 (2-10) 6%
2-HH-3 (3-1) 12%
1-BB-5 (3-3) 12%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 3%
3-HBB-2 (3-6) 3%
Tc <-20 ° C; Δn = 0.122; Δε = -4.2; Vth = 2.16 V; = 2 = 23.4 mPa · s.
[組成物M17]
3−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 3%
V−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 3%
V2−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 5%
5−H2B(2F,3F)−O2 (2−2) 5%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 3%
1V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 3%
3−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 6%
V−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 6%
V−HHB(2F,3F)−O4 (2−6) 5%
V2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 4%
V2−BB(2F,3F)B−1 (2−9) 4%
V2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 5%
V−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 4%
V−HBB(2F,3F)−O4 (2−10) 5%
V−HHB(2F,3Cl)−O2 (2−12) 3%
3−HH−V (3−1) 27%
3−HH−V1 (3−1) 6%
V−HHB−1 (3−5) 3%
NI=77.1℃;Tc<−20℃;Δn=0.101;Δε=−3.0;Vth=2.04V;η=13.9mPa・s.[Composition M17]
3-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 3%
V-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 3%
V2-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 5%
5-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 5%
V2-BB (2F, 3F) -O2 (2-4) 3%
1V2-BB (2F, 3F) -O2 (2-4) 3%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 6%
V-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 6%
V-HHB (2F, 3F)-O 4 (2-6) 5%
V2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 4%
V2-BB (2F, 3F) B-1 (2-9) 4%
V2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 5%
V-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 4%
V-HBB (2F, 3F) -O4 (2-10) 5%
V-HHB (2F, 3Cl) -O2 (2-12) 3%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 3%
Tc <−20 ° C .; Δn = 0.101; Δε = −3.0; Vth = 2.04 V; = 1 = 13.9 mPa · s.
[組成物M18]
V−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 10%
V2−HB(2F,3F)−O2 (2−1) 10%
2−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 3%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (2−3) 3%
2O−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 3%
V2−BB(2F,3F)−O2 (2−4) 8%
V2−HHB(2F,3F)−O2 (2−6) 5%
2−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 3%
V−HBB(2F,3F)−O2 (2−10) 6%
V−HBB(2F,3F)−O4 (2−10) 8%
V−HHB(2F,3Cl)−O2 (2−12) 7%
3−HH−4 (3−1) 14%
V−HHB−1 (3−5) 10%
3−HBB−2 (3−6) 7%
NI=75.9℃;Tc<−20℃;Δn=0.114;Δε=−3.9;Vth=2.20V;η=24.7mPa・s.[Composition M18]
V-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 10%
V2-HB (2F, 3F) -O2 (2-1) 10%
2-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 3%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (2-3) 3%
2O-BB (2F, 3F) -O2 (2-4) 3%
V2-BB (2F, 3F) -O2 (2-4) 8%
V2-HHB (2F, 3F) -O2 (2-6) 5%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 3%
V-HBB (2F, 3F) -O2 (2-10) 6%
V-HBB (2F, 3F) -O4 (2-10) 8%
V-HHB (2F, 3Cl) -O2 (2-12) 7%
3-HH-4 (3-1) 14%
V-HHB-1 (3-5) 10%
3-HBB-2 (3-6) 7%
Tc <-20 ° C; Δn = 0.114; Δε = -3.9; Vth = 2.20 V; = 2 = 24.7 mPa · s.
第一添加物は、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物(PC−1)から(PC−13)である。なお、窒素と直接結合する水素がある場合、即ち式(1)におけるR2が水素のときのみ、(メタ)アクリルアミド基の構造を明確にするために、構造式においてNHの表記を行った。
The first additive is a polar compound (PC-1) having a (meth) acrylamide group to (PC-13). In addition, in order to clarify the structure of the (meth) acrylamide group, notation of NH is carried out in the structural formula only when there is hydrogen which is directly bonded to nitrogen, that is, when R 2 in the formula (1) is hydrogen.
第二添加物は、重合性化合物(RM−1)から(RM−8)である。
The second additive is a polymerizable compound (RM-1) to (RM-8).
2.液晶分子の垂直配向
実施例1
組成物M1に(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物(PC−1)を5重量%の割合で添加した。この混合物を100℃のホットステージ上で2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4.0μmである、配向膜を有しない素子に注入した。この素子に超高圧水銀ランプUSH−250−BY(ウシオ電機製)を用いて紫外線を照射(28J)することによって、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物(PC−1)を重合させた。この素子を偏光子と検光子が直交して配置された偏光顕微鏡にセットし、下から素子に光を照射し、光漏れの有無を観察した。液晶分子が充分に配向し、光が素子を通過しない場合は、垂直配向が「良好」と判断した。素子を通過した光が観察された場合は、「不良」と判断した。2. Vertical alignment of liquid crystal molecules Example 1
The polar compound (PC-1) which has a (meth) acrylamide group was added to the composition M1 in the ratio of 5 weight%. This mixture was injected on a hot stage at 100 ° C. into an element having no alignment film, in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 4.0 μm. The polar compound (PC-1) having a (meth) acrylamide group was polymerized by irradiating the device with ultraviolet light (28 J) using an ultrahigh pressure mercury lamp USH-250-BY (manufactured by Ushio Inc.). This element was set in a polarization microscope in which a polarizer and an analyzer were disposed at right angles, light was irradiated to the element from below, and the presence or absence of light leakage was observed. When liquid crystal molecules were sufficiently aligned and light did not pass through the device, the vertical alignment was judged as "good". When the light which passed the element was observed, it was judged as "defect."
実施例2から19および比較例1
実施例2から19では、組成物に(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物を添加して調製した混合物を用いて配向膜を有しない素子を作製した。実施例1と同様な方法で光漏れの有無を観察した。結果を表4にまとめた。実施例19では、0.5重量%の割合で重合性化合物(RM-1)も添加した。比較例1では、比較するために、下記の極性化合物(PC−14)を選んだ。この化合物は、重合性基を有していないので、化合物(1)とは異なる。
Examples 2 to 19 and Comparative Example 1
In Examples 2 to 19, a device having no alignment film was manufactured using a mixture prepared by adding a polar compound having a (meth) acrylamide group to the composition. The presence or absence of light leakage was observed in the same manner as in Example 1. The results are summarized in Table 4. In Example 19, a polymerizable compound (RM-1) was also added in a proportion of 0.5% by weight. In Comparative Example 1, the following polar compound (PC-14) was selected for comparison. This compound is different from the compound (1) because it does not have a polymerizable group.
表4から分かるように、実施例1から18では、組成物や(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物の種類を変えたが、光漏れは観察されなかった。この結果は、素子に配向膜がなくても垂直配向は良好であり、液晶分子が安定に配向していることを示している。実施例19では、重合性化合物(RM−1)をさらに添加したが、同様な結果が得られた。一方、比較例1では、光漏れが観察された。この結果は、垂直配向が良好ではなかったことを示している。したがって、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物から生成した重合体が液晶分子の垂直配向に重要な役割を果たしていることが分かる。
As can be seen from Table 4, in Examples 1 to 18, the type of the composition and the polar compound having a (meth) acrylamide group was changed, but no light leakage was observed. This result indicates that the vertical alignment is good even if the element does not have an alignment film, and the liquid crystal molecules are stably aligned. In Example 19, the polymerizable compound (RM-1) was further added, but similar results were obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, light leakage was observed. This result indicates that the vertical alignment was not good. Therefore, it is understood that the polymer produced from the polar compound having a (meth) acrylamide group plays an important role in the vertical alignment of liquid crystal molecules.
3.極性化合物と液晶組成物の相溶性
実施例20
組成物M1に(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物(PC−1)を5重量%の割合で添加した。100℃に加熱し、等方性の液体に変化させた後、25℃に放冷した。室温で1日経過後に析出物の有無を確認した。析出物が確認された場合は「析出あり」析出物が確認されなかった場合は「析出なし」と判断した。
3. Miscibility of Polar Compound and Liquid Crystal Composition Example 20
The polar compound (PC-1) which has a (meth) acrylamide group was added to the composition M1 in the ratio of 5 weight%. It was heated to 100 ° C., changed to an isotropic liquid, and allowed to cool to 25 ° C. After one day at room temperature, the presence or absence of a precipitate was confirmed. When a precipitate was confirmed, it was judged as "no precipitation" when no "precipitation" deposit was confirmed.
実施例21から22および比較例2から4
実施例21および22では、実施例20と同様な方法で極性化合物と液晶組成物の相溶性を評価した。結果を表5にまとめた。比較例2から4では、比較するために、下記の極性化合物(PC−15からPC−17)を選んだ。これらの化合物は、重合性基を有していないので、化合物(1)とは異なる。
Examples 21 to 22 and Comparative Examples 2 to 4
In Examples 21 and 22, the compatibility between the polar compound and the liquid crystal composition was evaluated in the same manner as in Example 20. The results are summarized in Table 5. In Comparative Examples 2 to 4, the following polar compounds (PC-15 to PC-17) were selected for comparison. These compounds are different from the compound (1) because they do not have a polymerizable group.
表5から分かるように、実施例20〜22では析出物が確認されなかった。一方で、比較例2〜3では析出物を確認した。この結果は、(メタ)アクリルアミド基を有する極性化合物は水酸基を有する極性化合物より液晶組成物との相溶性が良好であることを示している。
As can be seen from Table 5, in Examples 20 to 22, no precipitate was observed. On the other hand, the precipitate was confirmed in Comparative Examples 2 and 3. This result indicates that the polar compound having a (meth) acrylamide group has better compatibility with the liquid crystal composition than the polar compound having a hydroxyl group.
本発明の液晶組成物は、配向膜を有しない素子において、液晶分子の配向を制御することが可能である。この組成物を含有する液晶表示素子は、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、長い寿命などの特性を有するので、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いることができる。 The liquid crystal composition of the present invention can control the alignment of liquid crystal molecules in an element having no alignment film. The liquid crystal display element containing this composition has characteristics such as short response time, large voltage holding ratio, low threshold voltage, large contrast ratio, long life, etc., so it can be used for liquid crystal projectors, liquid crystal televisions, etc. .
Claims (20)
式(1)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環B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、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−2,6−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;Z1は、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−であり;Sp1は、単結合または炭素数1から7のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;aは、0、1、2、3、または4であり;R2およびR3は独立して、水素、またはメチルである。A liquid crystal composition containing at least one compound selected from the group of polar compounds having a (meth) acrylamide group represented by the formula (1) as a first additive and having negative dielectric anisotropy.
In formula (1), R 1 is hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine C 1-12 alkyl or C 2-12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1, 4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6- Diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphtha Lene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7 -Diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, in which ring at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, 1 to 12 carbons Or an alkyl of 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Z 1 is a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C≡C -, - COO -, - OCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 - or a -CF = CF-,; Sp 1 is A bond or alkylene of 1 to 7 carbon atoms, in the alkylene, at least one of -CH 2 -, -O -, - COO-, or it may be replaced by -OCO-, at least one -CH 2 CH 2 -may be replaced by -CH = CH-, and in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine; a is by 0, 1, 2, 3, or 4 R 2 and R 3 are independently hydrogen or methyl.
式(1−1)から式(1−12)において、R1は、水素、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;Z1、Z2、およびZ3は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−であり;Sp1は、単結合または炭素数1から7のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、およびL14は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルであり;R2およびR3は独立して、水素、またはメチルである。The composition according to claim 1, which contains at least one compound selected from the group of polar compounds having a (meth) acrylamide group represented by Formula (1-1) to Formula (1-12) as a first additive. Liquid crystal composition.
In formulas (1-1) to (1-12), R 1 represents hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, at least one of C 1 to C 12 alkyl in which hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Z 1 , Z 2 and Z 3 are independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡C -, - COO -, - OCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 O- , -OCH 2- , or -CF = CF-; Sp 1 is a single bond or an alkylene having 1 to 7 carbon atoms, and in this alkylene, at least one -CH 2 -is -O-,- COO , Or may be replaced by -OCO-, at least one -CH 2 CH 2 - may be replaced by -CH = CH-, in these groups, at least one hydrogen is replaced by fluorine L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 , L 8 , L 9 , L 10 , L 11 , L 12 , L 13 , and L 14 are independently , Hydrogen, fluorine, methyl or ethyl; R 2 and R 3 are independently hydrogen or methyl.
式(2)において、R4およびR5は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシであり;環Cおよび環E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、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;環Dは、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−5−メチル−1,4−フェニレン、3,4,5−トリフルオロナフタレン−2,6−ジイル、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルであり;Z4およびZ5は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−であり;bは、1、2、または3であり、cは0または1であり、そしてbとcとの和は3以下である。The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 3, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (2) as a first component.
In formula (2), R 4 and R 5 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyloxy having 2 to 12 carbons. Ring C and ring E are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine Or tetrahydropyran-2,5-diyl; ring D is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5 - methyl-1,4-phenylene, it is a 3,4,5-trifluoro-2,6-diyl or 7,8-difluoro-chroman-2,6-diyl,; Z 4 Oyo Z 5 is independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - COO-, or a -OCO-; b is 1, 2 or 3, , C is 0 or 1, and the sum of b and c is 3 or less.
式(2−1)から式(2−22)において、R4およびR5は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシである。The liquid crystal according to any one of claims 1 to 4, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (2-1) to (2-22) as a first component. Composition.
In formulas (2-1) to (2-22), R 4 and R 5 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or It is alkenyloxy having 2 to 12 carbons.
式(3)において、R6およびR7は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Fおよび環G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、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z6は、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、または−OCO−であり;dは、1、2、または3である。The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 6, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3) as a second component.
In formula (3), R 6 and R 7 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. C 1 to C 12 alkyl or C 2 to C 12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring F and ring G are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 6 represents a single bond, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O- , -OCH 2- , -COO-, or -OCO-; d is 1, 2 or 3;
式(3−1)から式(3−13)において、R6およびR7は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。The liquid crystal according to any one of claims 1 to 7, comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (3-1) to (3-13) as a second component. Composition.
In formulas (3-1) to (3-13), R 6 and R 7 independently represent alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, It is an alkyl having 1 to 12 carbons in which one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or an alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
式(4)において、環Jおよび環Pは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、ピリミジン−2−イル、またはピリジン−2−イルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;環K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−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、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、またはピリジン−2,5−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;Z7およびZ8は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−、−C(CH3)=CH−、−CH=C(CH3)−、または−C(CH3)=C(CH3)−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;P1、P2、およびP3は、重合性基であり;Sp2、Sp3、およびSp4は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、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;qは0、1、または2であり;j、k、およびpは独立して、0、1、2、3、または4であり、そしてj、k、およびpの和は、1以上である。The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 9, comprising at least one compound selected from the group of polymerizable compounds represented by formula (4) as a second additive.
In the formula (4), ring J and ring P are independently cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, 1,3-dioxane-2-yl, pyrimidine- 2-yl or pyridin-2-yl in which at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen Fluorine or chlorine may be substituted by alkyl having 1 to 12 carbon atoms; ring K may be 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1, 2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1, -Diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5- Diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or pyridine-2,5-diyl, and in these rings, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, carbon number 1 to 12 alkyl, C 1 to C 12 alkoxy, or at least one hydrogen may be replaced by C 1 to C 12 alkyl substituted with fluorine or chlorine; Z 7 and Z 8 independently is a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in the alkylene, at least one of -CH 2 -, -O -, - CO -, - OO-, or it may be replaced by -OCO-, and at least one -CH 2 CH 2 - is, -CH = CH -, - C (CH 3) = CH -, - CH = C (CH 3) -, or -C (CH 3) = C ( CH 3) - may be replaced by, in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; P 1, P 2, And P 3 is a polymerizable group; Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbons, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is , -O-, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, and at least one -CH 2 CH 2 -is replaced by -CH = CH- or -C≡C- Even In these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; q is 0, 1 or 2; j, k and p are independently 0, 1, 2 , 3 or 4 and the sum of j, k and p is 1 or more.
式(P−1)から式(P−5)において、M1、M2、およびM3は独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。In the formula (4), P 1 , P 2 and P 3 independently represent a group selected from the group of polymerizable groups represented by the formulas (P-1) to (P-5) Item 10. The liquid crystal composition according to item 10.
In formulas (P-1) to (P-5), M 1 , M 2 and M 3 independently represent hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine And C 1 -C 5 alkyl substituted by
式(4−1)から式(4−28)において、P1、P2、およびP3は独立して、式(P−1)から式(P−3)で表される重合性基の群から選択された基であり、ここでM1、M2、およびM3は独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
Sp2、Sp3、およびSp4は独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−で置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの−CH2CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、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い。The second additive according to any one of claims 1 to 11, containing at least one compound selected from the group of polymerizable compounds represented by formulas (4-1) to (4-28). The liquid crystal composition as described.
In formulas (4-1) to (4-28), P 1 , P 2 and P 3 independently represent a polymerizable group represented by formulas (P-1) to (P-3) A group selected from the group wherein M 1 , M 2 and M 3 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine C 1 -C 5 alkyl;
Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO -Or -OCOO-, and at least one -CH 2 CH 2 -may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in these groups, at least 1 One hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
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