JPWO2019098115A1 - 重合性化合物、並びにそれを使用した液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents

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Abstract

垂直配向性と相溶性に優れた液晶組成物を提供すること、及びこれを用いた液晶表示素子を提供することにある。また、本発明の他の課題は、保存性に優れ、PI層を設けなくとも、配向ムラなく液晶分子の垂直配向が可能な該自発配向性添加剤を含有した液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供することにある。また、形成されたプレチルト角が長期にわたり安定である液晶表示素子を提供することにある。本発明の液晶組成物は、メソゲン基、極性基Ki1、重合基、Ri1を有する化合物(i)を含有する。該液晶組成物を用いると、液晶組成物(液晶層)を挟持する基板に吸着し、液晶分子を垂直方向に配向させた状態で保持することができる。したがって、本発明の化合物を用いた液晶組成物によれば、PI層を設けなくとも液晶分子を配向させることが可能となる。

Description

本発明は、重合性化合物、並びにそれを使用した液晶組成物、及び液晶表示素子に関する。
従来、VA方式の液晶ディスプレイでは、電圧無印加時に液晶分子の垂直配向を誘起し、電圧印加時に液晶分子の水平配向を実現するために、電極上にポリイミド配向膜(PI)層が設けられている。しかし、PI層の製膜には多大なコストを要するため、近年では、PI層を省きつつも、液晶分子の配向を実現するための方法が検討されている。
例えば特許文献1には、負の誘電異方性を有する極性化合物の混合物を基礎とし、少なくとも1種類の自発配向性添加剤を含有することを特徴とする液晶媒体が開示され、この液晶媒体が配向層を一切含有しないディスプレイにおける使用に高度に適している旨が記載されている。そして、特許文献1では、自発配向性添加剤として、水酸基を有する特定の化合物が用いられている。
特表2014−524951号公報
一般に、水酸基などに代表されるように基板に対する吸着力が高すぎると、極性基を有する重合性化合物が基板上に均一に展開しないためパネル周辺部にて配向ムラが生じるという問題が生じる。また、水酸基などの極性基を有する重合性化合物を含む液晶組成物は、疎水性である液晶分子との相溶性が低下するため液晶化合物や重合性化合物などが析出するという問題も生ずる。加えて、プレチルト角を形成する過程で、電圧印加時に、液晶組成物中のモノマーを重合反応させる必要がある。
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献1に記載されている自己配向性添加剤を用いた場合、液晶分子を垂直に配向させる配向規制力及び配向ムラ等の電気光学特性において未だ十分ではなく、また、該自発配向性添加剤を含有した液晶組成物の保存性の点で改善の余地があることが判明した。
そこで、本発明の目的は、PI層を設けなくとも、配向性と相溶性に優れた液晶組成物を提供すること、及びこれを用いた液晶表示素子を提供することにある。
また、本発明の他の課題は、保存性に優れ、PI層を設けなくとも、配向ムラなく液晶分子の垂直配向が可能な該自発配向性添加剤を含有した液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供することにある。
また、形成されたプレチルト角が長期にわたり安定である液晶表示素子を提供することにある。
本発明は、メソゲン基、Ki1、重合基及びRi1を含む化合物(i)を1種又は2種以上を含有する液晶組成物、及び該液晶組成物を含有する液晶表示素子を提供する。
ただし、上記Ki1は炭素原子数3〜40の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−C(=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、また、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−C(=CH)−、−C(=CHRi3)−、−C(=CRi3 )−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、また、これらのアルキル基中の水素原子はPi1−Spi1−で置換されてもよく、Xi1は、酸素原子、硫黄原子、NH又はNRi3を表し、Ri3は炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、また、少なくとも1つ以上のPi1−Spi1−を有してもよく、
i1は重合性基を表し、
Spi1はスペーサー基又は単結合を表し、
i1はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基又はハロゲン化アルキル基を表し、これらの基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよい。
また、好ましくは、上記化合物(i)が一般式(i)で表される液晶組成物、及び該液晶組成物を含有する液晶表示素子を提供する。
Figure 2019098115
ただし、上記Ki1は炭素原子数3〜40の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−C(=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、また、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−C(=CH)−、−C(=CHRi3)−、−C(=CRi3 )−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、また、これらのアルキル基中の水素原子はPi1−Spi1−で置換されてもよく、Xi1は、酸素原子、硫黄原子、NH又はNRi3を表し、Ri3は炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、
i1は重合性基を表し、
Spi1はスペーサー基又は単結合を表し、
一般式(i)中に、Ai2又はAi3の置換基として、或いは、Ki1の置換基として、少なくとも1つ以上のPi1−Spi1−を有し、
i1はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基又はハロゲン化アルキル基を表し、これらの基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよい。
また、本発明は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上含有する液晶組成物、及び該液晶組成物を含有する液晶表示素子を提供する。
さらに、本発明は、化合物(i)を1種又は2種以上含有する、誘電率異方性(Δε)が負の液晶組成物を提供し、該液晶組成物を用いた液晶表示素子、該液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用の液晶表示素子、該液晶組成物を用いたPSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型又はECB型である液晶表示素子及び該液晶組成物を用いた二つの基板のうち少なくとも一方の基板が配向膜を有さない液晶表示素子を提供する。
本発明に係る液晶組成物は、高い相溶性と液晶分子に対する優れた垂直配向性とを示す。
本発明に係る液晶組成物用いることにより、液晶配向層(PI層)を設けなくとも、配向ムラが無いまたは低減された配向ムラを示し、液晶分子の均一な垂直配向が可能な液晶表示素子の提供が可能となる。
液晶表示素子の一実施形態を模式的に示す図である。 図1におけるI線で囲まれた領域を拡大した平面図である。
本実施形態は、メソゲン基、Ki1、重合基、Ri1からなる化合物(i)を1種又は2種以上含有する液晶組成物、及び該液晶組成物を含有する液晶表示素子を提供する。
本発明に係るメソゲン基は、剛直な部分を備えた基、例えば環式基が1つ以上備えたものを言い、液晶層に使用される液晶化合物と類似の骨格であることが好ましい。
なお、本明細書において「環式基」は、構成する原子が環状に結合した原子団をいい、炭素環、複素環、飽和または不飽和環式構造、単環、2環式構造、多環式構造、芳香族、非芳香族などを含む。また、環式基は、少なくとも1つのヘテロ原子を含んでもよく、さらに、少なくとも1つの置換基(反応性官能基、有機基(アルキル、アリール等)によって置換されてもよい。
上記メソゲン基は、例えば、一般式(AL)で表されることが好ましい。
Figure 2019098115
(上記式中、ZALは、単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OOCO−、−CFO−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH−CHCOO−、−OCOCH―CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−、又は炭素原子数2〜20のアルキレン基を表し、このアルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−は−O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、
ALは、2価の環式基を表し、これらの環構造中の水素原子はハロゲン原子、重合性基(Pal−Spal−)または1価の有機基で置換されていてもよく、
AL及びAALがそれぞれ複数存在する場合は、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、
ALは、1〜5の整数を表し、
上記式中の左端の黒点および右端の黒点は結合手を表す。)
上記一般式(AL)中、ZALは、単結合または炭素原子数2〜20のアルキレン基が好ましく、単結合または炭素原子数2〜10のアルキレン基がより好ましい。上記アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−は−O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよい。さらに、棒状分子の直線性を目的とする場合は、環と環とを結ぶ原子の数は偶数個が好ましいため、当該連結基ZALの原子数は偶数個が好ましい。
上記一般式(AL)中、環式基は、非置換または置換された、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロチオピラン−2,5−ジイル基、チオフェン−2,5−ジイル基、1,4−ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピラジン−2,5−ジイル基、チオフェン−2,5−ジイル基−、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基、フェナントレン−2,7−ジイル基、9,10−ジヒドロフェナントレン−2,7−ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a−オクタヒドロフェナントレン−2,7−ジイル基、1,4−ナフチレン基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b‘]ジチオフェン−2,6−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b‘]ジセレノフェン−2,6−ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2−b]チオフェン−2,7−ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2−b]セレノフェン−2,7−ジイル基及びフルオレン−2,7−ジイル基からなる群から選択される1種の構造を表すことが好ましく、非置換または置換された、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、2,6−ナフチレン基またはフェナントレン−2,7−ジイル基がより好ましく、非置換または置換された、1,4−フェニレン基または1,4−シクロヘキシレン基が好ましい。また、環式基の水素原子はハロゲン原子、重合性基(Pal−Spal−)または1価の有機基で置換されてもよい。
上記一般式(AL)中、一価の有機基とは、有機化合物が1価の基の形態になることによって、化学構造が構成された基であり、有機化合物から水素原子を1つ取り除いてなる原子団をいい、例えば、炭素原子数1〜15のアルキル基、炭素原子数2〜15のアルケニル基、炭素原子数1〜14のアルコキシ基、炭素原子数2〜15のアルケニルオキシ基などが挙げられ、炭素原子数1〜15のアルキル基または炭素原子数1〜14のアルコキシ基が好ましい。また、上記アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−は−O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよい。さらには、上記一価の有機基は、後述の配向誘導基としての役割を有しても良い。
上記一般式(AL)中、mALは、2〜4の整数であることが好ましい。
上記メソゲン基の好ましい形態としては、以下の式(me−1)〜(me−40)で挙げられるがこれに限定されるものではない。これら式(me−1)〜(me−40)中のシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環中の水素原子の1つまたは2つ以上は、ハロゲン原子、重合性基(スペーサー基を含むPal−Spal−)または1価の有機基(例えば、炭素原子数1〜15のアルキル基、炭素原子数1〜14のアルコキシ基)に置換されてもよい。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
配向性の観点から上記メソゲン基のうち好ましい形態は、(me−5)、(me−8)、(me−12)、(me−23)、(me−27)、(me−28)、(me−29)、(me−31)、(me−33)、(me−38)、(me−39)、(me−40)であり、さらにより好ましい様態は(me−12)、(me−23)、(me−27)、(me−31)、(me−38)、である。
また、本実施形態は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上含有する液晶組成物、及び該液晶組成物を含有する液晶表示素子を提供する。
Figure 2019098115
一般式(i)で表される化合物は、特にKi1で表される部分構造を有するため、液晶組成物に用いられた際に、液晶組成物(液晶層)を挟持する基板に配向し、液晶分子を垂直方向に配向させた状態で保持することができる。一般式(i)で表される化合物は、一般式(K−1)中のKi1で表される部分構造が極性を有するため、液晶組成物(液晶層)を挟持する基板に吸着し、また、該化合物はKi1で表される部分構造を化合物の末端に有するため、液晶分子を垂直方向に配向させた状態で保持すると考えられる。したがって、本実施形態の重合性化合物を用いた液晶組成物によれば、PI層を設けなくとも液晶分子を配向させる(電圧無印加時に液晶分子の垂直配向を誘起し、電圧印加時に液晶分子の水平配向を実現する)ことが可能となる。このため、化合物(i)を含む液晶組成物は、液晶分子の垂直配向を助けるために好適に使用される。
加えて、本発明者らは、本実施形態における化合物(i)を含む液晶組成物がKi1で表される部分構造を有することにより、液晶分子の配向のみならず、液晶組成物の保存性安定性を確保できることを見出した。
更に、一般式(i)で表される化合物(i)を含む液晶組成物は、Ai2又はAi3の置換基として、或いは、Ki1の置換基として、特定の位置に重合性基を有するため、より良好な配向性を維持できる。
以上の観点から、本実施形態の液晶組成物における化合物(i)は、分子の末端、好ましくは分子の主鎖の末端に、Ki1で表される部分構造を有していればよく、Ki1で表される部分構造が結合する結合先の化学構造は、液晶組成物の機能を阻害しない範囲であれば特に制限されない。
以下、一般式(i)で表される化合物の具体例について説明する。
一般式(i)中のKi1は好ましくは、直鎖又は分岐の炭素原子数3〜40のアルキル基、炭素原子数3〜40の直鎖又は分岐のハロゲン化アルキル基、炭素原子数3〜40の直鎖又は分岐のシアノ化アルキル基であり、ここで、Ki1中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、Ki1中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−で置換されていることが好ましく、少なくとも3個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−で置換されていることが好ましく、少なくとも4個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−で置換されていることが好ましい。Xi1は電圧保持率(VHR)向上の観点から酸素原子が好ましい。Ki1は、好ましくは、炭素原子数3〜30の直鎖又は分岐のアルキル基、直鎖又は分岐のハロゲン化アルキル基、直鎖又は分岐のシアノ化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−(C=CH)−、−(C=CHRi3)−、−(C=CRi3 )−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−で置換されてもよく、より好ましくは、炭素原子数3〜20の直鎖又は分岐のアルキル基又は直鎖又は分岐のシアノ化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−(C=CH)−、−(C=CHRi3)−、−(C=CRi3 )−、−O−で置換されてもよく、より好ましくは、炭素原子数3〜20の分岐のアルキル基又は分岐のシアノ化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−(C=CH)−、−O−で置換されてもよい。Ri3は炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜7のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよい。
また、Ki1中の水素原子は重合性基、すなわちPi1−Spi1−で置換されていることが好ましい。Ki1中に極性基と重合性基が存在していることで、より良好な配向性が得られる。
i1は、一般式(K−1)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Yi1は、炭素原子数3〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、また、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、また、これらのアルキル基中の水素原子はPi1−Spi1−で置換されてもよく、Xi1は、酸素原子、硫黄原子、NH又はNRi3を表し、
i1及びSi3はそれぞれ独立して炭素原子数1〜6のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−(C=CH)−、−(C=CHRi3)−、−(C=CRi3 )−、−O−、−NH−、−(C=O)−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、
i2は炭素原子、窒素原子又はケイ素原子を表し、
i2は水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらの基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−、−C≡C−、−C(=Xi1)−又は−CH(−CN)−で置換されてもよく、
i1は重合性基を表し、
Spi1はスペーサー基又は単結合を表し、
i1は1〜3の整数を表し、ni2及びni3はそれぞれ独立して0〜2の整数を表すが、Si2が炭素原子又はケイ素原子を表す場合、ni1+ni2+ni3は3であり、Si2が窒素原子を表す場合、ni1+ni2+ni3は2である。Ri3は一般式(i)中のRi3と同じ意味を表し、一般式(K−1)中にRi2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及びSpi1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)
一般式(K−1)中のSi1及びSi3は好ましくは、炭素原子数1〜6の直鎖又は分岐のアルキレン基又は単結合であり、該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−(C=CH)−、−O−、−(C=O)−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、より好ましくは、単結合、炭素原子数1〜6の直鎖状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−O−で置換された基であることが好ましい。Si1及びSi3は、具体的には−(CH)n−、−O−(CH)n−、−(CH)n−O−、−(CH)n−O−(CH)m−、−COO−(CH)n−、−OCO−(CH)n−を表すことが好ましい(n及びmは、1〜6の整数を表す。)
i2は炭素原子であることが好ましい。Ri2は好ましくは、水素原子又は炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の−CH−は−O−、−C(=Xi1)−又は−CH(−CN)−で置換されてもよく(ただし−O−は連続にはならない)、好ましくは、水素原子又は炭素原子数1〜7の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の−CH−は−O−、−C(=Xi1)−又は−CH(−CN)−で置換(ただし−O−は連続にはならない)されてもよく、より好ましくは、水素原子、炭素原子数1〜3の直鎖アルキル基が好ましい。
i1は炭素原子数3〜20のアルキル基、炭素原子数3〜20の直鎖又は分岐のハロゲン化アルキル基、炭素原子数3〜20の直鎖又は分岐のシアノ化アルキル基であり、ここで、Yi1中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、Yi1中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−で置換されていることが好ましい。Xi1は電圧保持率(VHR)向上の観点から酸素原子が好ましい。Yi1は、好ましくは、炭素原子数3〜10の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、シアノ化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−(C=CH)−、−(C=CHRi3)−、−(C=CRi3 )−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−で置換されてもよく、より好ましくは、炭素原子数3〜7の直鎖又は分岐のアルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−(C=CH)−、−(C=CHRi3)−、−(C=CRi3 )−、−O−で置換されてもよく、より好ましくは、炭素原子数3〜7の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−で置換されてもよい。また、アルキル基中の水素原子はPi1−Spi1−で置換されてもよい。
i1は、一般式(Y−1)から選ばれる基を表すことが、液晶の配向性を向上させる観点から好ましい。
Figure 2019098115
(式中、WiY1は単結合又は酸素原子を表し、破線は単結合又は二重結合を表し、RiY1は、破線が単結合を表す場合、水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基又はPi1−Spi1−を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−、−C≡C−又は−CO−で置換されてもよく、破線が二重結合を表す場合、=CH、=CHRiY4、又は=CRiY4 を表し、RiY4は水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、RiY3は、破線が単結合を表す場合のRiY1と同じ意味を表し、RiY2は水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、シアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−、−OCO−、−C(=O)−又は−CH(−CN)−で置換されてもよく、また、RiY2はPi1−Spi1−を表し、niY1は破線が二重結合を表す場合0であり、破線が単結合を表す場合1であり、niY2は0〜5の整数を表し、Pi1は重合性基を表し、Spi1はスペーサー基又は単結合を表し、RiY1、RiY3、RiY4、Pi1及びSpi1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよく、*でSi3と結合する。)
iY1は、破線が単結合を表す場合、水素原子又は炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素原子数1〜7のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよい。具体的には、水素原子を表すことが好ましく、また、耐熱性向上の観点から、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素原子数1〜3のアルコキシ基、−CO−CH、−CH−O−CHを表すことが好ましい。また、RiY1は耐熱性向上の観点からPi1−Spi1−表すことも好ましい。RiY1がPi1−Spi1−を表す場合、一般式(i)で表される化合物が熱により分解してしまうことにより生じる分解物が重合されることから、不純物の増加を防ぐことができ、液晶組成物への悪影響が少なくなると考えられる。Pi1は重合性基を表し、アクリロイル基、メタクリロイル基、又は後述する一般式(P−1)〜(P−15)で表される群より選ばれる置換基を表すことが好ましい。Spi1は好ましくは炭素原子数1〜18の直鎖状アルキレン基又は単結合を表し、より好ましくは炭素原子数2〜15の直鎖状アルキレン基又は単結合を表し、更に好ましくは炭素原子数2〜8の直鎖状アルキレン基又は単結合を表す。
また、破線が二重結合を表す場合、=CH、=CHRiY4、又は=CRiY4 を表し、=CHを表すことが好ましい。RiY4は炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜7のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよい。
iY3の好ましい基は、破線が単結合を表す場合のRiY1の好ましい基と同じである。niY1は0が好ましい。
iY1及びRiY3の好ましい組み合わせとして、共に水素原子、共に炭素原子数1〜3のアルキル基、共に炭素原子数1〜3のアルコキシ基、共に−CH−O−CH等があげられる。RiY1及びRiY3のいずれか一方がPi1−Spi1−又は−CO−CHを表す場合、他方は水素原子を表すことが好ましい。 niY2は0〜3の整数が好ましく、0、1又は2がより好ましく、0又は1がより好ましい。
iY2は、水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基が好ましく、炭素原子数1〜7のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基が好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましい。また、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−(C=Xi2)−又は−(CH−CN)−で置換されていることが好ましい。Xi2はVHR向上の観点から酸素原子が好ましい。また、RiY2は、Pi1−Spi1−を表すことが好ましい。RiY2がPi1−Spi1−を表す場合、一般式(i)で表される化合物が熱により分解してしまうことにより生じる分解物が重合されることから、不純物の増加を防ぐことができ、液晶組成物への悪影響が少なくなると考えられる。
一般式(Y−1)は、より具体的には、式(Y−1−1)、(Y−1−2)、(Y−1−3a)、(Y−1−3b)、(Y−1−4)が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、niY11は0又は1を表し、RiY21は炭素原子数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、シアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−、−OCO−、−(C=O)−又は−(CH−CN)−で置換されてもよく、また、RiY21はPi1−Spi1−を表し、RiY31及びRiY32はそれぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−、−C≡C−又は−CO−で置換されてもよく、また、RiY31及びRiY32はPi1−Spi1−を表す。)
iY21は、炭素原子数1〜7のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基が好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましい。また、RiY21は、Pi1−Spi1−を表すことが好ましい。RiY31及びRiY32は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基が好ましく、水素原子又、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素原子数1〜3のアルコキシ基、−CO−CH、−CH−O−CHを表すことが好ましい。また、RiY31及びRiY32の少なくともいずれか一方は、Pi1−Spi1−を表すことが好ましい。
液晶化合物との相溶性を向上させる観点からは、式(Y−1−1)の構造を有することが好ましい。式(Y−1−1)としては、式(Y−1−1a)〜式(Y−1−1h)が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、niY11は0又は1を表す。)
液晶化合物との相溶性、耐熱性を向上させる観点からは、式(Y−1−2)の構造を有することが好ましい。式(Y−1−2)としては、式(Y−1−2a)〜式(Y−1−2f)が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、niY11は0又は1を表す。) 耐熱性を向上させる観点からは、式(Y−1−3a)及び式(Y−1−3b)の構造を有することが好ましい。式(Y−1−3a)としては、式(Y−1−3aa)、式(Y−1−3b)としては、式(Y−1−3ba)が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、niY11は0又は1を表す。)
液晶組成物の配向性、電圧保持率を向上させる観点からは、式(Y−1−4)の構造を有することが好ましい。式(Y−1−4)としては、式(Y−1−4a)〜式(Y−1−4f)が好ましい。特に、(Y−1−4a)〜(Y−1−4c)の構造は、液晶化合物との相溶性と液晶組成物の配向性のバランスがとれていて好ましい。
Figure 2019098115
(式中、niY11は0又は1を表す。)
また、Yi1は、一般式(Y−2)から選ばれる基を表すことが、好ましい。
Figure 2019098115
(式中、WiY1、RiY3及びRiY2は一般式(Y−1)中のWiY1、RiY3及びRiY2と同じ意味を表す。)
一般式(Y−2)は、一般式(Y−2−1)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、niY11、RiY21及びRi31は一般式(Y−1−1)中のniY11、RiY21及びRi31と同じ意味を表す。)
また、Yi1は、一般式(Y−3)から選ばれる基を表すことが、耐熱性向上の観点から好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RiY1、RiY2、RiY3、niY1及びniY1は一般式(Y−1)中のRiY1、RiY2、RiY3、niY1及びniY1とそれぞれ同じ意味を表す。)
一般式(Y−3)は、一般式(Y−3−1)〜一般式(Y−3−4)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RiY21、RiY31、RiY32及びniY11は一般式(Y−1−1)中のRiY21、RiY31、RiY32及びniY11とそれぞれ同じ意味を表す。)
より具体的には、一般式(Y−3−1)は一般式(Y−3−11)が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RiY21は一般式(Y−3−1)中のRiY21と同じ意味を表す。)
また、Yi1は、一般式(Y−4)から選ばれる基を表すことが、耐熱性向上の観点から好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RiY1、RiY2、RiY3、niY1及びniY1は一般式(Y−1)中のRiY1、RiY2、RiY3、niY1及びniY1とそれぞれ同じ意味を表す。)
一般式(Y−4)は、一般式(Y−4−1)〜一般式(Y−4−3b)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RiY21、RiY31、RiY32及びniY11は一般式(Y−1−1)中のRiY21、RiY31、RiY32及びniY11とそれぞれ同じ意味を表す。)
より具体的には、一般式(Y−4−1)は一般式(Y−4−11)が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RiY21は一般式(Y−4−1)中のRiY21と同じ意味を表す。)
i1は以下の式(P−1)〜一般式(P−15)で表される群より選ばれる置換基を表すことが好ましい。取り扱いの簡便性、反応性の点から、式(P−1)〜(P−3)、(P−14)、(P−15)のいずれかの置換基が好ましく、式(P−1)、(P−2)が、さらに好ましい。
Figure 2019098115
(式中、右端の黒点は結合手を表す。)
Spi1は、好ましくは炭素原子数1〜18の直鎖状アルキレン基又は単結合を表し、より好ましくは炭素原子数2〜15の直鎖状アルキレン基又は単結合を表し、更に好ましくは炭素原子数2〜8の直鎖状アルキレン基又は単結合を表す。
i1は、液晶の配向性と液晶化合物への溶解性を向上させる観点から、1又は2を表すことが好ましい。ni2は0又は1を表すことが好ましく、配向性を向上させる観点から1を表すことがより好ましい。ni3は、0又は1を表すことが好ましい。
一般式(K−1)は、一般式(K−1A)又は(K−1B)から選ばれる基を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1及びSpi1は、一般式(K−1)中のSi1、Si2、Si3、Yi1、Pi1及びSpi1とそれぞれ同じ意味を表し、niA1は1〜3の整数を表し、niA3は0〜2の整数を表し、niB1は1〜2の整数を表し、niB3は0又は1を表すが、Si2が炭素原子又はケイ素原子を表す場合、niA1+niA3は3であり、niB1+niB3は2であり、Si2が窒素原子を表す場合、niA1+niA3は2であり、niB1 は1、niB3は0を表す。)
式(i)中のKi1は液晶組成物を垂直配向させるために重要な構造であり、極性基と重合基が隣接していることで、より良好な配向性が得られ、また液晶組成物への良好な溶解性を示す。従って、液晶の配向性を重要視する場合は、一般式(K−1B)が好ましい。一方、液晶化合物への溶解性を重要視する場合は、一般式(K−1A)が好ましい。 一般式(K−1A)〜(K−1B)の好ましい例としては以下の式(K−1A−1)〜(K−1A−4)及び式(K−1B−1)〜(K−1B−6)が挙げられるが、液晶組成物への溶解性の点から、式(K−1A−1)〜(K−1A−3)が好ましく、配向性の点からは、式(K−1B−2)〜(K−1B−4)が好ましく、特に好ましくは式(K−1A−1)、(K−1B−2)及び(K−1B−4)が挙げられる。
Figure 2019098115
(式中、Si1、Yi1及びPi1はそれぞれ独立して一般式(K−1)中のSi1、Yi1及びPi1と同じ意味を表す。)
また、一般式(K−1)は、一般式(K−1−1)、(K−1−2)、(K−1−3a)、(K−1−3b)、(K−1−4a)、(K−1−4b)(K−1−Y2)、(K−1−Y3)及び(K−1−Y4)から選ばれる基を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(式中、niY11、RiY21、RiY31及びRiY32はそれぞれ独立して一般式(Y−1−1)〜(Y−4)中のniY11、RiY21、RiY31及びRiY32とそれぞれ同じ意味を表し、Spi1及びPi1は一般式(i)中のSpi1及びPi1とそれぞれ同じ意味を表し、RiK1は炭素原子数1〜6のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−又は−O−で置換されてもよく、niK1及びniK2はそれぞれ独立して0又は1を表す。)
iK1は炭素原子数1〜6の直鎖のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1〜3の直鎖のアルキレン基が好ましい。なお、RiY21、RiY31、RiY32、Spi1及びPi1の好ましい基は一般式(Y−1−1)〜(Y−1−4)、(Y−2)〜(Y−4)、一般式(i)中のRiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1と同様である。
また、Ki1は、一般式(K−2)〜(K−5)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Si1、Pi1及びSpi1は一般式(K−1)中のSi1、Pi1及びSpi1とそれぞれ同じ意味を表し、RK21は炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも1個以上の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、又は−NH−で置換されてもよく、ni4、niK21はそれぞれ独立して0又は1を表す。)
K21は炭素原子数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表すことが好ましく、炭素原子数1〜3の直鎖アルキル基又はシアノ化アルキル基を表すことがより好ましい。また、これらのアルキル基中の少なくとも1個以上の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−で置換されていることが好ましい。RK21は具体的には、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素原子数1〜3のアルコキシ基、炭素原子数1〜3のシアノ化アルキル基が好ましい。
一般式(K−2)は、以下の一般式(K−2−1)〜(K−2−3)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Si1、Pi1、Spi1、ni4及びniK21は一般式(K−2)中のSi1、Pi1、Spi1、ni4及びniK21とそれぞれ同じ意味を表し、RK211は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表す。)
一般式(K−3)は、以下の一般式(K−3−1)及び(K−3−2)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Si1は一般式(K−3)中のSi1と同じ意味を表し、RK211は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表す。)
一般式(K−4)は、以下の一般式(K−4−1)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Si1、Pi1、Spi1及びni4は一般式(K−4)中のSi1、Pi1、Spi1及びniK21とそれぞれ同じ意味を表し、RK211は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表す。)
一般式(K−5)は、以下の一般式(K−5−1)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Si1、Pi1、Spi1及びni4は一般式(K−4)中のSi1、Pi1、Spi1及びniK21とそれぞれ同じ意味を表し、RK211は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表す。)
なお、Si1、Pi1及びSpi1の好ましい基は、一般式(K−1)中のSi1、Pi1及びSpi1と同様である。
式(i)中、Zi1及びZi1は、好ましくは、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OOCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−、炭素原子数1〜40の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−が−O−で置換された基を表し、より好ましくは、単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−、炭素原子数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−が−O−で置換された基を表し、より好ましくは、単結合、炭素原子数2〜15の直鎖状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−が−O−で置換された基を表し、更に好ましくは、単結合、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OOCO−、−OCHCHO−、又は炭素原子数2のアルキレン基(エチレン基(−CHCH−))若しくはエチレン基中の−CH−の1個が−O−で置換された基(−CHO−、−OCH−)、若しくはエチレン基中の−CH−の1個が−COO−、−OCO−で置換された基(−CH−CHCOO−、−OCOCH−CH−)である。
i1は、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、又はハロゲン化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は、酸素原子が直接隣接しないように−O−、置換されることが良く、より好ましくは、炭素原子数3〜18の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は、酸素原子が直接隣接しないように−O−で置換されても良い。液晶化合物の配向性を向上させる観点から、Ri1の炭素原子数は3以上が好ましく、4以上が好ましく、5以上が好ましい。
i1は、2価の6員環芳香族基、2価の6員環複素芳香族基、2価の6員環脂肪族基、又は2価の6員環複素脂肪族基、2価の5員環芳香族基、2価の5員環複素芳香族基、2価の5員環脂肪族基、又は2価の5員環複素脂肪族基が好ましく、具体的には、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基から選択される環構造を表すことが好ましく、該環構造は無置換であるか又はLi1で置換されていることが好ましい。Li1は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表すことが好ましい。Ai1は好ましくは、2価の6員環芳香族基又は2価の6員環脂肪族基を表すが、2価の無置換の6員環芳香族基、2価の無置換の6員環脂肪族基、又はこれらの環構造中の水素原子が炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換された基であることが好ましく、2価の無置換の6員環芳香族基若しくはこの環構造中の水素原子がフッ素原子で置換された基、又は2価の無置換の6員環脂肪族基が好ましく、置換基上の水素原子がハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基によって置換されていても良い1,4−フェニレン基、2,6−ナフタレン基又は1,4−シクロヘキシル基がより好ましい。
i2及びAi3はそれぞれ独立して、2価の6員環芳香族基、2価の6員環複素芳香族基、2価の6員環脂肪族基、又は2価の6員環複素脂肪族基、2価の5員環芳香族基、2価の5員環複素芳香族基、2価の5員環脂肪族基、又は2価の5員環複素脂肪族基が好ましく、具体的には、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基から選択される環構造を表すことが好ましく、該環構造は無置換であるか、又はLi1、Pi1−Spi1−若しくはKi1で置換されていることが好ましい。また、Ai3は1,3−フェニレン基、1,3−シクロヘキシレン基、ナフタレン2,5−ジイル基から選択される環構造を表すことも好ましい。
i1の好ましい基は、Ai1中のLi1と同様である。Ai2及びAi3は好ましくは、2価の6員環芳香族基又は2価の6員環脂肪族基を表すが、2価の無置換の6員環芳香族基、2価の無置換の6員環脂肪族基、又はこれらの環構造中の水素原子が炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子又はP−Sp−で置換された基であることが好ましく、2価の無置換の6員環芳香族基若しくはこの環構造中の水素原子がフッ素原子で置換された基、又は2価の無置換の6員環脂肪族基が好ましく、置換基上の水素原子がハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基、P−Sp−によって置換されていても良い1,4−フェニレン基、2,6−ナフタレン基又は1,4−シクロヘキシル基がより好ましい。また、Ai3はKi1で置換されていることも好ましい。
ここで、一般式(i)は、Ai2又はAi3の置換基として、或いは、Ki1の置換基として、少なくとも1つ以上のPi1−Spi1−を有するが、信頼性をより向上させる観点から、一般式(i)中の重合性基の数は2以上が好ましく、3以上が好ましい。信頼性を重視する場合は、Ai2又はAi3部に重合基を導入することで容易に多官能化が図れ、強固なポリマーを構築することができる。Ai2又はAi3中のPi1−Spi1−の置換される位置は、Ki1の近傍が好ましく、Ai3がPi1−Spi1−で置換されていることがより好ましい。
i1は、好ましくは0〜3の整数を表し、更に好ましくは0〜1の整数を表す。
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i―1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及びSpi1はそれぞれ独立して一般式(i)中のRi1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及びSpi1と同じ意味を表し、Yi1はそれぞれ独立して一般式(K−1)中のYi1と同じ意味を表し、RiK1、niK1、niK2はそれぞれ独立して一般式(K−1−1)中のRiK1、niK1、niK2と同じ意味を表し、Li11は炭素原子数1〜3のアルキル基を表し、mi3は0〜3の整数を表し、mi4は0〜3の整数を表すが、mi3+mi4は0〜4を表す。)
一般式(i−1)で表される化合物は、以下の一般式(i―1−1)、(i−1−2)、(i−1−3a)、(i−1−3b)、(i−1−4)、(i−1−Y2)、(i−1−Y3)及び(i−1−Y4)であることが好ましい。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(式中、Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及びSpi1はそれぞれ独立して一般式(i)中のRi1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及びSpi1と同じ意味を表し、RiK1、RiY21、Ri3Y1、Ri3Y2、niK1、niK2、niY11はそれぞれ独立して一般式(K−1−1)〜(K−1−3)中のRiK1、RiY21、Ri31、Ri32、niK1、niK2、niY11と同じ意味を表し、Li11は炭素原子数1〜3のアルキル基を表し、mi3は0〜3の整数を表し、mi4は0〜3の整数を表すが、mi3+mi4は0〜4を表す。)
なお、一般式(i―1)及び一般式(i―1−1)、(i−1−2)、(i−1−3)中の各符号の好ましい基は、上記一般式(i)、一般式(K−1)及び一般式(K−1−1)〜(K−1−3)中の好ましい基と同様である。
また、一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i―2)〜(i−5)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及びSpi1はそれぞれ独立して一般式(i)中のRi1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及びSpi1と同じ意味を表し、ni4、niK21、RK21はそれぞれ独立して一般式(K−2)中のni4、niK21、RK21と同じ意味を表し、Ri22は炭素原子数1〜6のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−又は−O−で置換されてもよく、Li11は炭素原子数1〜3のアルキル基を表し、ni22は0又は1を表し、mi23は0〜3の整数を表し、mi24は0〜3の整数を表すが、mi23+mi24は0〜4を表す。)
i22は炭素原子数1〜6の直鎖のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1〜3の直鎖のアルキレン基が好ましい。なお、RiY21、RiY31、RiY32、Spi1及びPi1の好ましい基は一般式(Y−1−1)〜(Y−1−3)、一般式(i)中のRiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1と同様である。なお、一般式(i―2)中の各符号の好ましい基は、上記一般式(i)、一般式(K−2)中の好ましい基と同様である。
一般式(i)は、以下の一般式(R−1)〜(R−6)を表すことが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、Ri1、Ki1及びLi1は一般式(i)中のRi1、Ki1及びLi1とそれぞれ同じ意味を表す。)
一般式(i)のより具体的な例としては、下記式(R−1−1)〜(R−6−7)に表すがこれに限られたものではない。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(式中、Ri1、Pi1、Si1及びYi1はそれぞれ独立して一般式(i)及び一般式(K−1)中のRi1、Pi1、Si1及びYi1と同じ意味を表す。)
(液晶組成物)
本実施形態の液晶組成物は、上記一般式(i)で表される部分構造を有する化合物を1種又は2種以上含有する。この液晶組成物は、負の誘電率異方性(Δε)を有する。なお、液晶組成物に含有される一般式(i)で表される部分構造を有する化合物は、式(R−1−1)〜(R−1−25)に示される化合物を含めて、上記の化合物(i)と同じであるため、ここでは説明を省略する。
化合物(i)の含有量は、好ましくは0.01〜50質量%であるが、その下限値は、液晶分子を更に好適に配向させられる観点から、液晶組成物全量を基準として、好ましくは、0.01質量%以上、0.1質量%以上、0.5質量%以上、0.7質量%以上、又は1質量%以上である。化合物(i)の含有量の上限値は、応答特性に優れる観点から、液晶組成物全量を基準として、好ましくは、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下であり、7質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、又は3質量%以下である。
上記を踏まえ、さらに好ましくは、0.1質量%以上1.03質量%以下である。
液晶組成物は、一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3):
Figure 2019098115
のいずれかで表される化合物群から選ばれる化合物を更に含有してもよい。
式(N−1)、(N−2)及び(N−3)中、
N11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32は、それぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は隣接していない2個以上の−CH−は、それぞれ独立して、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
N11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32は、それぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−に置換されてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置換されてもよい。)、
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置換されてもよい。)、及び
(d) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、前記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)は、それぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
N11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32は、それぞれ独立して、単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−OCF−、−CFO−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
N21は、水素原子又はフッ素原子を表し、
N31は、−CH−又は酸素原子を表し、
N11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32は、それぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は、それぞれ独立して1、2又は3であり、
N11〜AN32、ZN11〜ZN32がそれぞれ複数存在する場合は、それぞれは互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)のいずれかで表される化合物は、Δεが負でその絶対値が3よりも大きな化合物であることが好ましい。
一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。
また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい(各式中の黒点は結合手を表す。)。
Figure 2019098115
N11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造:
Figure 2019098115
を表すことがより好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基又は1,4−フェニレン基を表すことがより好ましい。
N11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して−CHO−、−CFO−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表すことが好ましく、−CHO−、−CHCH−又は単結合が更に好ましく、−CHO−又は単結合が特に好ましい。
N21はフッ素原子が好ましい。
N31は酸素原子が好ましい。
N11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は1又は2が好ましく、nN11が1でありnN12が0である組み合わせ、nN11が2でありnN12が0である組み合わせ、nN11が1でありnN12が1である組み合わせ、nN11が2でありnN12が1である組み合わせ、nN21が1でありnN22が0である組み合わせ、nN21が2でありnN22が0である組み合わせ、nN31が1でありnN32が0である組み合わせ、nN31が2でありnN32が0である組み合わせ、が好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、10質量%以上であり、20質量%以上であり、30質量%以上であり、40質量%以上であり、50質量%以上であり、55質量%以上であり、60質量%以上であり、65質量%以上であり、70質量%以上であり、75質量%以上であり、80質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、95質量%以下であり、85質量%以下であり、75質量%以下であり、65質量%以下であり、55質量%以下であり、45質量%以下であり、35質量%以下であり、25質量%以下であり、20質量%以下である。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、10質量%以上であり、20質量%以上であり、30質量%以上であり、40質量%以上であり、50質量%以上であり、55質量%以上であり、60質量%以上であり、65質量%以上であり、70質量%以上であり、75質量%以上であり、80質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、95質量%以下であり、85質量%以下であり、75質量%以下であり、65質量%以下であり、55質量%以下であり、45質量%以下であり、35質量%以下であり、25質量%以下であり、20質量%以下である。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、10質量%以上であり、20質量%以上であり、30質量%以上であり、40質量%以上であり、50質量%以上であり、55質量%以上であり、60質量%以上であり、65質量%以上であり、70質量%以上であり、75質量%以上であり、80質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、95質量%以下であり、85質量%以下であり、75質量%以下であり、65質量%以下であり、55質量%以下であり、45質量%以下であり、35質量%以下であり、25質量%以下であり、20質量%以下である。
本実施形態の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本実施形態の組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。
一般式(N−1)で表される化合物として、下記の一般式(N−1a)〜(N−1g)で表される化合物群を挙げることができる。
Figure 2019098115
(式中、RN11及びRN12は一般式(N−1)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表し、nNa11は0又は1を表し、nNb11は0又は1を表し、nNc11は0又は1を表し、nNd11は0又は1を表し、nNe11は1又は2を表し、nNf11は1又は2を表し、nNg11は1又は2を表し、ANe11はトランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基を表し、ANg11はトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基又は1,4−フェニレン基を表すが少なくとも1つは1,4−シクロヘキセニレン基を表し、ZNe 11は単結合又はエチレンを表すが少なくとも1つはエチレンを表す。)
より具体的には、一般式(N−1)で表される化合物は、一般式(N−1−1)〜(N−1−21)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式(N−1−1)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN111及びRN112はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N111は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、プロピル基、ペンチル基又はビニル基が好ましい。RN112は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−1)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、50質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下であり、3質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−1)で表される化合物は、式(N−1−1.1)から式(N−1−1.23)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−1.1)〜(N−1−1.4)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−1.1)及び式(N−1−1.3)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−1.1)〜(N−1−1.22)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、50質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下であり、3質量%以下である。
一般式(N−1−2)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN121及びRN122はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N121は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基が好ましい。RN122は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基又はプロポキシ基が好ましい。
一般式(N−1−2)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上であり、37質量%以上であり、40質量%以上であり、42質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、50質量%以下であり、48質量%以下であり、45質量%以下であり、43質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−2)で表される化合物は、式(N−1−2.1)から式(N−1−2.22)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−2.3)から式(N−1−2.7)、式(N−1−2.10)、式(N−1−2.11)、式(N−1−2.13)及び式(N−1−2.20)で表される化合物であることが好ましく、Δεの改良を重視する場合には式(N−1−2.3)から式(N−1−2.7)で表される化合物が好ましく、TNIの改良を重視する場合には式(N−1−2.10)、式(N−1−2.11)及び式(N−1−2.13)で表される化合物であることが好ましく、応答速度の改良を重視する場合には式(N−1−2.20)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−2.1)から式(N−1−2.22)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、50質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下であり、3質量%以下である。
一般式(N−1−3)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN131及びRN132はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N131は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN132は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数3〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、1−プロペニル基、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−3)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−3)で表される化合物は、式(N−1−3.1)から式(N−1−3.21)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−3.1)〜(N−1−3.7)及び式(N−1−3.21)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−3.1)、式(N−1−3.2)、式(N−1−3.3)、式(N−1−3.4)及び式(N−1−3.6)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−3.1)〜式(N−1−3.4)、式(N−1−3.6)及び式(N−1−3.21)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、式(N−1−3.1)及び式(N−1−3.2)の組み合わせ、式(N−1−3.3)、式(N−1−3.4)及び式(N−1−3.6)から選ばれる2種又は3種の組み合わせが好ましい。本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−4)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN141及びRN142はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N141及びRN142はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メチル基、プロピル基、エトキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−4)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、11質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−4)で表される化合物は、式(N−1−4.1)から式(N−1−4.14)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−4.1)〜(N−1−4.4)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−4.1)、式(N−1−4.2)及び式(N−1−4.4)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−4.1)〜(N−1−4.14)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、11質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下である。
一般式(N−1−5)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN151及びRN152はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N151及びRN152はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましくエチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
一般式(N−1−5)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、8質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−5)で表される化合物は、式(N−1−5.1)から式(N−1−5.6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−5.1)、式(N−1−5.2)及び式(N−1−5.4)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−5.1)、式(N−1−5.2)及び式(N−1−5.4)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、8質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−10)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1101及びRN1102はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1101は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基、ビニル基又は1−プロペニル基が好ましい。RN1102は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−10)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本実施形態の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を高めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を高めに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−10)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−10)で表される化合物は、式(N−1−10.1)から式(N−1−10.21)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−10.1)〜(N−1−10.5)式(N−1−10.20)及び式(N−1−10.21)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−10.1)、式(N−1−10.2)、式(N−1−10.20)及び式(N−1−10.21)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−10.1)、式(N−1−10.2)、式(N−1−10.20)及び式(N−1−10.21)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−11)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1111及びRN1112はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1111は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基、ビニル基又は1−プロペニル基が好ましい。RN1112は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−11)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を低めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を高めに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−11)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−11)で表される化合物は、式(N−1−11.1)から式(N−1−11.15)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−11.1)〜(N−1−11.15)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−11.2及び式(N−1−11.4)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
式(N−1−11.2)及び式(N−1−11.4)で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本実施形態の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−12)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1121及びRN1122はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1121は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1122は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−12)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−12)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−13)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1131及びRN1132はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1131は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1132は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−13)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−13)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−14)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1141及びRN1142はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1141は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1142は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−14)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本実施形態の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−14)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−15)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1151及びRN1152はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1151は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1152は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−15)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−15)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−16)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1161及びRN1162はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1161は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1162は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−16)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−16)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−17)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1171及びRN1172はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1171は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1172は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−17)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−17)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−18)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1181及びRN1182はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1181は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1182は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
一般式(N−1−18)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−18)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−18)で表される化合物は、式(N−1−18.1)から式(N−1−18.5)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−18.1)〜(N−1−11.3)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−18.2及び式(N−1−18.3)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
一般式(N−1−20)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1201及びRN1202はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1201及びRN1202はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
一般式(N−1−20)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−20)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−21)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1211及びRN1212はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1211及びRN1212はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
一般式(N−1−21)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−21)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(N−1−22)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RN1221及びRN1222はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N1221及びRN1222はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
一般式(N−1−22)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量をおおめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−1−21)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、35質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、5質量%以下である。
さらに、一般式(N−1−22)で表される化合物は、式(N−1−22.1)から式(N−1−22.12)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(N−1−22.1)〜(N−1−22.5)で表される化合物であることが好ましく、式(N−1−22.1)〜(N−1−22.4)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
一般式(N−3)で表される化合物は一般式(N−3−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中、RN321及びRN322はそれぞれ独立して、一般式(N)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表す。)
N321及びRN322は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、プロピル基又はペンチル基が好ましい。
一般式(N−3−2)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、TNIを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(N−3−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、3質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、50質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下である。
さらに、一般式(N−3−2)で表される化合物は、式(N−3−2.1)から式(N−3−2.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
液晶組成物は、一般式(L):
Figure 2019098115
で表される化合物を更に含有してもよい。
式(L)中、
L1及びRL2は、それぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は隣接していない2個以上の−CH−は、それぞれ独立して、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
L1は、0、1、2又は3を表し、
L1、AL2及びAL3は、それぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−に置換されてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置換されてもよい。)、及び
(c) (c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置換されてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、前記の基(a)、基(b)及び基(c)は、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
L1及びZL2は、それぞれ独立して、単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−OCF−、−CFO−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
L1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは互いに同一であっても異なっていてもよく、nL1が2又は3であってZL2が複数存在する場合は、それらは互いに同一であっても異なっていてもよいが、一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)で表される化合物を除く。
一般式(L)で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が−2〜2)に該当する。一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類である。あるいは別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。
本実施形態の組成物において、一般式(L)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、10質量%以上であり、20質量%以上であり、30質量%以上であり、40質量%以上であり、50質量%以上であり、55質量%以上であり、60質量%以上であり、65質量%以上であり、70質量%以上であり、75質量%以上であり、80質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、95質量%以下であり、85質量%以下であり、75質量%以下であり、65質量%以下であり、55質量%以下であり、45質量%以下であり、35質量%以下であり、25質量%以下である。
本実施形態の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本実施形態の組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。
信頼性を重視する場合にはRL1及びRL2はともにアルキル基であることが好ましく、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合にはアルコキシ基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。
分子内に存在するハロゲン原子は0、1、2又は3個が好ましく、0又は1が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には1が好ましい。
L1及びRL2は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい(各式中の黒点は結合手を表す。)。
Figure 2019098115
L1は応答速度を重視する場合には0が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには2又は3が好ましく、これらのバランスをとるためには1が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。
L1、AL2及びAL3はΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造:
Figure 2019098115
を表すことがより好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基を表すことがより好ましい。
L1及びZL2は応答速度を重視する場合には単結合であることが好ましい。
一般式(L)で表される化合物は分子内のハロゲン原子数が0個又は1個であることが好ましい。
一般式(L)で表される化合物は一般式(L−1)〜(L−7)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式(L−1)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL11及びRL12はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L11及びRL12は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(L−1)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
好ましい含有量の下限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、15質量%以上であり、20質量%以上であり、25質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上であり、40質量%以上であり、45質量%以上であり、50質量%以上であり、55質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、95質量%以下であり、90質量%以下であり、85質量%以下であり、80質量%以下であり、75質量%以下であり、70質量%以下であり、65質量%以下であり、60質量%以下であり、55質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、25質量%以下である。
本実施形態の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本実施形態の組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が中庸で上限値が中庸であることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。
一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中RL12は一般式(L−1)における意味と同じ意味を表す。)
一般式(L−1−1)で表される化合物は、式(L−1−1.1)から式(L−1−1.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−1.2)又は式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−1.3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下であり、3質量%以下である。
一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中RL12は一般式(L−1)における意味と同じ意味を表す。)
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、60質量%以下であり、55質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、42質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下である。
さらに、一般式(L−1−2)で表される化合物は、式(L−1−2.1)から式(L−1−2.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−2.2)から式(L−1−2.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(L−1−2.2)で表される化合物は本実施形態の組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTniを求めるときは、式(L−1−2.3)又は式(L−1−2.4)で表される化合物を用いることが好ましい。式(L−1−2.3)及び式(L−1−2.4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解度を良くするために30質量%以上にすることは好ましくない。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−2.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、10質量%以上であり、15質量%以上であり、18質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上であり、38質量%以上であり、40質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、60質量%以下であり、55質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、43質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、32質量%以下であり、30質量%以下であり、27質量%以下であり、25質量%以下であり、22質量%以下である。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−1.3)で表される化合物及び式(L−1−2.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、10質量%以上であり、15質量%以上であり、20質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上であり、40質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、60質量%以下であり、55質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、43質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、32質量%以下であり、30質量%以下であり、27質量%以下であり、25質量%以下であり、22質量%以下である。
一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中RL13及びRL14はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表す。)
L13及びRL14は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、30質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、60質量%以下であり、55質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、40質量%以下であり、37質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、27質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、17質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下である。
さらに、一般式(L−1−3)で表される化合物は、式(L−1−3.1)から式(L−1−3.13)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−3.1)、式(L−1−3.3)又は式(L−1−3.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(L−1−3.1)で表される化合物は本実施形態の組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTniを求めるときは、式(L−1−3.3)、式(L−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(L−1−3.12)で表される化合物を用いることが好ましい。式(L−1−3.3)、式(L−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(L−1−3.12)で表される化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために20%以上にすることは好ましくない。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−3.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、18質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、20質量%以下であり、17質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下である。
一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−4)及び/又は(L−1−5)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中RL15及びRL16はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表す。)
L15及びRL16は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、17質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下である。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、17質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下である。
さらに、一般式(L−1−4)及び(L−1−5)で表される化合物は、式(L−1−4.1)から式(L−1−4.3)及び式(L−1−5.1)から式(L−1−5.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−4.2)又は式(L−1−5.2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−4.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、18質量%以上であり、20質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、20質量%以下であり、17質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下である。
式(L−1−1.3)、式(L−1−2.2)、式(L−1−3.1)、式(L−1−3.3)、式(L−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(L−1−3.12)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、式(L−1−1.3)、式(L−1−2.2)、式(L−1−3.1)、式(L−1−3.3)、式(L−1−3.4)及び式(L−1−4.2)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましい。これら化合物の合計の含有量の好ましい含有量の下限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、13質量%以上であり、15質量%以上であり、18質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、33質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、80質量%以下であり、70質量%以下であり、60質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、40質量%以下であり、37質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下であり、28質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下である。
組成物の信頼性を重視する場合には、式(L−1−3.1)、式(L−1−3.3)及び式(L−1−3.4))で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、組成物の応答速度を重視する場合には、式(L−1−1.3)、式(L−1−2.2)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましい。
一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
(式中RL17及びRL18はそれぞれ独立してメチル基又は水素原子を表す。)
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−1−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、5質量%以上であり、10質量%以上であり、15質量%以上であり、17質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、25質量%以上であり、27質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、60質量%以下であり、55質量%以下であり、50質量%以下であり、45質量%以下であり、42質量%以下であり、40質量%以下であり、38質量%以下であり、35質量%以下であり、33質量%以下であり、30質量%以下である。
さらに、一般式(L−1−6)で表される化合物は、式(L−1−6.1)から式(L−1−6.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
一般式(L−2)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL21及びRL22はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L21は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL22は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
一般式(L−1)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下であり、3質量%以下である。
さらに、一般式(L−2)で表される化合物は、式(L−2.1)から式(L−2.6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−2.1)、式(L−2.3)、式(L−2.4)及び式(L−2.6)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
一般式(L−3)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL31及びRL32はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L31及びRL32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
一般式(L−3)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、本実施形態の組成物の総量に対して、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下であり、7質量%以下であり、6質量%以下であり、5質量%以下であり、3質量%以下である。
高い複屈折率を得る場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、高いTniを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
さらに、一般式(L−3)で表される化合物は、式(L−3.1)から式(L−3.7)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−3.2)から式(L−3.7)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
一般式(L−4)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL41及びRL42はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L41は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL42は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。)
一般式(L−4)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
本実施形態の組成物において、一般式(L−4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、14質量%以上であり、16質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、26質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上であり、40質量%以上である。本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、20質量%以下であり、15質量%以下であり、10質量%以下であり、5質量%以下である。
一般式(L−4)で表される化合物は、例えば式(L−4.1)から式(L−4.3)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、式(L−4.1)で表される化合物を含有していても、式(L−4.2)で表される化合物を含有していても、式(L−4.1)で表される化合物と式(L−4.2)で表される化合物との両方を含有していてもよいし、式(L−4.1)から式(L−4.3)で表される化合物を全て含んでいてもよい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−4.1)又は式(L−4.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、9質量%以上であり、11質量%以上であり、12質量%以上であり、13質量%以上であり、18質量%以上であり、21質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、45質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下である。
式(L−4.1)で表される化合物と式(L−4.2)で表される化合物との両方を含有する場合は、本実施形態の組成物の総量に対しての両化合物の好ましい含有量の下限値は、15質量%以上であり、19質量%以上であり、24質量%以上であり、30質量%以上である。好ましい含有量の上限値は、45質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(L−4)で表される化合物は、例えば式(L−4.4)から式(L−4.6)で表される化合物であることが好ましく、式(L−4.4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、式(L−4.4)で表される化合物を含有していても、式(L−4.5)で表される化合物を含有していても、式(L−4.4)で表される化合物と式(L−4.5)で表される化合物との両方を含有していてもよい。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−4.4)又は式(L−4.5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、9質量%以上であり、11質量%以上であり、12質量%以上であり、13質量%以上であり、18質量%以上であり、21質量%以上である。好ましい上限値は、45質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、8質量%以下である。
式(L−4.4)で表される化合物と式(L−4.5)で表される化合物との両方を含有する場合は、本実施形態の組成物の総量に対しての両化合物の好ましい含有量の下限値は、15質量%以上であり、19質量%以上であり、24質量%以上であり、30質量%以上であり、好ましい上限値は、45質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下である。
一般式(L−4)で表される化合物は、式(L−4.7)から式(L−4.10)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−4.9)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
一般式(L−5)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL51及びRL52はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L51は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL52は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
一般式(L−5)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
本実施形態の組成物において、一般式(L−5)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、14質量%以上であり、16質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、26質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上であり、40質量%以上である。本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−5)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、20質量%以下であり、15質量%以下であり、10質量%以下であり、5質量%以下である
一般式(L−5)で表される化合物は、式(L−5.1)又は式(L−5.2)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−5.1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、9質量%以下である。
一般式(L−5)で表される化合物は、式(L−5.3)又は式(L−5.4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、9質量%以下である。
一般式(L−5)で表される化合物は、式(L−5.5)から式(L−5.7)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、特に式(L−5.7)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、9質量%以下である。
一般式(L−6)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL61及びRL62はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表し、XL61及びXL62はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)
L61及びRL62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、XL61及びXL62のうち一方がフッ素原子、他方が水素原子であることが好ましい。
一般式(L−6)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、14質量%以上であり、16質量%以上であり、20質量%以上であり、23質量%以上であり、26質量%以上であり、30質量%以上であり、35質量%以上であり、40質量%以上である。本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−6)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%以下であり、40質量%以下であり、35質量%以下であり、30質量%以下であり、20質量%以下であり、15質量%以下であり、10質量%以下であり、5質量%以下である。Δnを大きくすることに重点を置く場合には含有量を多くした方が好ましく、低温での析出に重点を置いた場合には含有量は少ない方が好ましい。
一般式(L−6)で表される化合物は、式(L−6.1)から式(L−6.9)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、これらの化合物の中から1種〜3種類含有することが好ましく、1種〜4種類含有することがさらに好ましい。また、選ぶ化合物の分子量分布が広いことも溶解性に有効であるため、例えば、式(L−6.1)又は(L−6.2)で表される化合物から1種類、式(L−6.4)又は(L−6.5)で表される化合物から1種類、式(L−6.6)又は式(L−6.7)で表される化合物から1種類、式(L−6.8)又は(L−6.9)で表される化合物から1種類の化合物を選び、これらを適宜組み合わせることが好ましい。その中でも、式(L−6.1)、式(L−6.3)式(L−6.4)、式(L−6.6)及び式(L−6.9)で表される化合物を含むことが好ましい。
さらに、一般式(L−6)で表される化合物は、例えば式(L−6.10)から式(L−6.17)で表される化合物であることが好ましく、その中でも、式(L−6.11)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
本実施形態の組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20質量%以下であり、15質量%以下であり、13質量%以下であり、10質量%以下であり、9質量%以下である。
一般式(L−7)で表される化合物は下記の化合物である。
Figure 2019098115
(式中、RL71及びRL72はそれぞれ独立して一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表し、AL71及びAL72はそれぞれ独立して一般式(L)におけるAL2及びAL3と同じ意味を表すが、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ZL71は一般式(L)におけるZL2と同じ意味を表し、XL71及びXL72はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表す。)
式中、RL71及びRL72はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL71及びAL72はそれぞれ独立して1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましく、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ZL71は単結合又はCOO−が好ましく、単結合が好ましく、XL71及びXL72は水素原子が好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類である。
本実施形態の組成物において、一般式(L−7)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%以上であり、2質量%以上であり、3質量%以上であり、5質量%以上であり、7質量%以上であり、10質量%以上であり、14質量%以上であり、16質量%以上であり、20質量%以上である。本実施形態の組成物の総量に対しての式(L−7)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、30質量%以下であり、25質量%以下であり、23質量%以下であり、20質量%以下であり、18質量%以下であり、15質量%以下であり、10質量%以下であり、5質量%以下である。
本実施形態の組成物が高いTniの実施形態が望まれる場合は式(L−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.1)から式(L−7.4)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.11)から式(L−7.13)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.11)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.21)から式(L−7.23)で表される化合物である。式(L−7.21)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.31)から式(L−7.34)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.31)又は/及び式(L−7.32)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.41)から式(L−7.44)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.41)又は/及び式(L−7.42)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.51)から式(L−7.53)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019098115
液晶組成物は、化合物(i)とは異なる他の自発配向性添加剤(ii)を更に含有してもよい。化合物(i)と、該化合物(i)とは異なる他の自発配向性添加剤(ii)を組み合わせて用いることで、液晶組成物に対する相溶性が向上する。
化合物(i)とは異なる他の自発配向性添加剤(ii)として、例えば、以下の一般式(iia):
Figure 2019098115
で表される部分構造を有する化合物(以下「化合物(iia)」ともいう)を1種又は2種以上含有することが好ましい。
式(iia)中、Ziia1は、単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、又は炭素原子数2〜20のアルキレン基(該アルキレン基は直鎖状でも分岐状でもよい)を表し、このアルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−は−O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、Aiia1は、2価の6員環芳香族基、2価の6員環複素芳香族基、2価の6員環脂肪族基、2価の6員環複素脂肪族基又は単結合を表し、これらの環構造中の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ziia1及びAiia1がそれぞれ複数存在する場合は、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、miia1は、1〜5の整数を表し、Kiia1は、以下の式(Ka−1)〜式(Ka−8):
Figure 2019098115
Figure 2019098115
のいずれかで表される構造を表し、左端の黒点は結合手を表す。
式(Ka−1)〜式(Ka−8)中、WK1は、メチン基又は窒素原子を表し、XK1及びYK1は、それぞれ独立して、−CH−、酸素原子又は硫黄原子を表し、ZK1は、酸素原子又は硫黄原子を表し、UK1、VK1及びSK1は、それぞれ独立して、メチン基又は窒素原子を表すが、[UK1がメチン基、VK1がメチン基、SK1が窒素原子]の組み合わせは除き、左端の黒点は結合手を表す。
また、化合物(i)とは異なる他の自発配向性添加剤(ii)として、例えば、以下の一般式(iib)で表される化合物が好ましい。
Figure 2019098115
(式中、
iib1はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、又はPiib1−Spiib1−を表し、該アルキル基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、Aiib1は、単結合、2価の6員環芳香族基、2価の6員環複素芳香族基、2価の6員環脂肪族基、又は2価の6員環複素脂肪族基を表し、これらの環構造中の水素原子はハロゲン原子、Piib1−Spiib1−、Kiib1で表される置換基を有する1価の有機基、Kiib1又はRiib1で置換されていてもよく、Ziib1は、単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OOCO−、−CFO−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−、又は炭素原子数2〜20のアルキレン基を表し、このアルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−は−O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、Kiib1は一般式(Kb−1)〜(Kb−3)で表される基を表し、XKb1及びYKb1は、それぞれ独立して、−CH−、酸素原子又は硫黄原子を表し、ZKb1は、酸素原子又は硫黄原子を表し、Siib1、Siib3、Siib4及びSiib5は炭素数1〜6のアルキル基及び、単結合であり、Siib2はC、N、及びSiを表し、Xiib1及びXiib2は、OH、NH、NHRiibl、CHO、COOH、SH、Riib1又はPiib1を表すが少なくとも何れか一つはOH、NH、NHRiibl、CHO、COOH、SHを表し、Piib1は重合性基を表し、Spiib1はスペーサー基又は単結合を表し、miib1は、1〜4の整数を表し、niibは0又は1を表し、一般式(iib)中にRiib1、Aiib1、Ziib1、Kiib1、XKb1、YKb1、ZKb1、Siib1、Siib2、Siib3、Siib4、Siib5、Piib1、Spiib1及びniibが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)
Figure 2019098115
式(iib)で表される重合性化合物が一般式(Kb−1)〜(Kb−3)で表される部分構造を有することにより、液晶分子の配向のみならず、液晶組成物の保存性安定性を確保できる。
式(iib)中のKiib1は液晶組成物を垂直配向させるために重要な構造であり、極性基と重合基が隣接していることにより良好な配向性が得られ、また液晶組成物への良好な溶解性を示す。また、信頼性を重視する場合は、Aiibl部に重合基を導入することで容易に多官能化が図れ、強固なポリマーを構築することができる。液晶の配向性を重要視する場合は、一般式(Kb−1)が好ましく、液晶化合物への溶解性を重要視する場合は、一般式(Kb−2)及び一般式(Kb−3)が好ましい。Siib1、Siib3、Siib4及びSiib5は炭素数1〜3のアルキル基及び、単結合が好ましく、Siib2は炭素が好ましく、XKb1及びYKb1は、酸素原子が好ましい。ZKb1は、酸素原子又は硫黄原子を表すがVHRの観点から、酸素原子が好ましく、Xiib1及びXiib2は、−OH、−CHO、−COOH、−SH、及び−Pが好ましいが、特にOHがより好ましい。niibは0又は1を表すが、1を表すことが好ましい。
一般式(Kb−1)〜(Kb−3)の好ましい例としては以下の(Kb−1−1)〜(Kb−1−10)が挙げられるが、配向性や反応性の点から、式(Kb−1−1)、(Kb−2−1)、(Kb−1−2)〜(Kb−1−4)、(Kb−3−1)及び(Kb−1−10)が好ましく、特に好ましくは式(Kb−1−1)、(Kb−2−1)、(Kb−1−3)、及び(Kb−1−4)が挙げられる。
Figure 2019098115
式(iib)中、Piib1はそれぞれ独立して以下の一般式(P−1)〜一般式(P−14)で表される群より選ばれる置換基を表すことが好ましい。取り扱いの簡便性、反応性の点から、式(P−1)、(P−2)が、さらに好ましい。
Figure 2019098115
(式中、右端の黒点は結合手を表す。)
式(iib)中、Spiib1は、好ましくは炭素原子数1〜18の直鎖状アルキレン基又は単結合を表し、より好ましくは炭素原子数2〜15の直鎖状アルキレン基又は単結合を表し、更に好ましくは炭素原子数2〜8の直鎖状アルキレン基又は単結合を表す。
式(iib)中、Ziib1は、好ましくは、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OOCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−、炭素原子数1〜40の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−が−O−で置換された基を表し、より好ましくは、単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−、炭素原子数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−が−O−で置換された基を表し、より好ましくは、単結合、炭素原子数2〜15の直鎖状のアルキレン基、又は該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−が−O−で置換された基を表し、更に好ましくは、単結合、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OOCO−、−OCHCHO−、又は炭素原子数2のアルキレン基(エチレン基(−CHCH−))若しくはエチレン基中の−CH−の1個が−O−で置換された基(−CHO−、−OCH−)、若しくはエチレン基中の−CH−の1個が−COO−、−OCO−で置換された基(−CH−CHCOO−、−OCOCH−CH−)である。
iib1は、好ましくは水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、又はPiib1−Spiib1−を表し、該アルキル基中の−CH−は、−O−、−OCO−、又は−COO−、−C=C−で置換されることが良く(ただし−O−は連続にはならない)、より好ましくは、炭素原子数1〜18の直鎖又は分岐のアルキル基、又はPiib1−Spiib1−を表し、該アルキル基中の−CH−は、−O−、−OCO−で置換(ただし−O−は連続にはならない)されても良い。
iib1は、単結合、又は1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基から選択される環構造を表し、該環構造は無置換であるか又は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくはPiib1−Spiib1−で置換されていてもよい基を表すことが好ましい。好ましくは、2価の6員環芳香族基又は2価の6員環脂肪族基を表すが、2価の無置換の6員環芳香族基、2価の無置換の6員環脂肪族基、又はこれらの環構造中の水素原子が炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子又はPiib1−Spiib1−で置換された基であることが好ましく、2価の無置換の6員環芳香族基若しくはこの環構造中の水素原子がフッ素原子で置換された基、又は2価の無置換の6員環脂肪族基が好ましく、置換基上の水素原子がハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基、Piib1−Spiib1−によって置換されていても良い1,4−フェニレン基、2,6−ナフタレン基又は1,4−シクロヘキシル基がより好ましい。miib1は、好ましくは2〜5の整数を表し、更に好ましくは2〜3の整数を表す。
iib1は重合性基を表し、(P−1)〜(P−3)、(P−13)、(P−14)のいずれかの置換基が好ましい。
一般式(i)において、Ziib1とKiib1中のSiib1との連結部分である「−Ziib1−Siib1−」は、−O−(CH)n−、−(CH)n−O−(CH)m−、−COO−(CH)n−、−OCO−(CH)n−を表すことが好ましい(n及びmは、1〜6の整数を表す。)
一般式(i)のより具体的な例としては、下記式(iib−1−1)〜(iib−1−20)に表すがこれに限られたものではない。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
化合物(i)とは異なる他の自発配向性添加剤(ii)の添加量は、好ましくは0.01〜50質量%であるが、その下限値は、液晶分子を更に好適に配向させられる観点から、液晶組成物全量を基準として、好ましくは、0.01質量%以上、0.1質量%以上、0.5質量%以上、0.7質量%以上、又は1質量%以上である。化合物(ii)の含有量の上限値は、応答特性に優れる観点から、液晶組成物全量を基準として、好ましくは、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下であり、7質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、又は3質量%以下である。上記を踏まえ、さらに好ましくは、0.1質量%以上1.5質量%以下である。
化合物(i)及び他の自発配向性添加剤(ii)の添加量の総量は、配向性を大きくすることに重点を置く場合には含有量を多くした方が好ましく、低温での析出に重点を置いた場合には含有量は少ない方が好ましい。好ましくは0.01〜50質量%であるが、その下限値は、液晶分子を更に好適に配向させられる観点から、液晶組成物全量を基準として、好ましくは、0.01質量%以上、0.1質量%以上、0.5質量%以上、0.7質量%以上、又は1質量%以上である。化合物(i)の含有量の上限値は、応答特性に優れる観点から、液晶組成物全量を基準として、好ましくは、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下であり、7質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、又は3質量%以下である。上記を踏まえ、さらに好ましくは、0.1質量%以上1.5質量%以下である。
化合物(i)と、他の自発配向性添加剤(ii)の添加量の比は、信頼性、配向性を大きくすることに重点を置く場合には含有量を多くした方が好ましく、低温での析出に重点を置いた場合には含有量は少ない方が好ましい。総合的には、20:1〜1:20が好ましく10:1〜1:10がさらに好ましく、5:1〜1:5が特に好ましい。
液晶組成物は、重合性化合物を更に含有してもよい。重合性化合物は、液晶組成物に用いられる公知の重合性化合物であってよい。重合性化合物の例としては、一般式(P):
Figure 2019098115
で表される化合物が挙げられる。
式(P)中、
p1は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニルオキシ基又は−Spp2−Rp2を表し、
p1及びRp2は、以下の式(R−I)〜式(R−IX):
Figure 2019098115
(式中、
*でSpp1と結合し、
〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1〜5個のアルキル基又は炭素原子数1〜5個のハロゲン化アルキル基を表し、
Wは、単結合、−O−又はメチレン基を表し、
Tは、単結合又は−COO−を表し、
p、t及びqは、それぞれ独立して、0、1又は2を表す。)
のいずれかを表し、
Spp1及びSpp2はスペーサー基を表し、
p1及びLp2は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CR−COO−、−CH=CR−OCO−、−COO−CR=CH−、−OCO−CR=CH−、−COO−CR=CH−COO−、−COO−CR=CH−OCO−、−OCO−CR=CH−COO−、−OCO−CR=CH−OCO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−又は−C≡C−(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、zは1〜4の整数を表す。)を表し、
p2は、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基又は単結合を表すが、Mp2は無置換であるか又は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくは−Rp1で置換されていてもよく、
p1は、以下の式(i−11)〜(ix−11):
Figure 2019098115
(式中、*でSpp1と結合し、**でLp1、Lp2又はZp1と結合する。)
のいずれかを表し、
p1上の任意の水素原子は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくは−Rp1で置換されていてもよく、
p3は、以下の式(i−13)〜(ix−13):
Figure 2019098115
(式中、*でZp1と結合し、**でLp2と結合する。)
のいずれかを表し、
p3上の任意の水素原子は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくは−Rp1で置換されていてもよく、
p2〜mp4は、それぞれ独立して0、1、2又は3を表し、
p1及びmp5は、それぞれ独立して1、2又は3を表し、
p1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Rp1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Rp2が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Spp1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Spp2が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Lp1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Mp2が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよい。

一般式(P)で表される化合物の合計の含有量は、本願の一般式(P)で表される化合物を含む組成物に対して、0.05〜10%含んでいることが好ましく、0.1〜8%含んでいることが好ましく、0.1〜5%含んでいることが好ましく、0.1〜3%含んでいることが好ましく、0.2〜2%含んでいることが好ましく、0.2〜1.3%含んでいることが好ましく、0.2〜1%含んでいることが好ましく、0.2〜0.56%含んでいることが好ましい。

一般式(P)で表される化合物の合計の含有量の好ましい下限値は、本願の一般式(P)で表される化合物を含む組成物に対して、0.01%であり、0.03%であり、0.05%であり、0.08%であり、0.1%であり、0.15%であり、0.2%であり、0.25%であり、0.3%である。
一般式(P)で表される化合物の合計の含有量の好ましい上限値は、本願の一般式(P)で表される化合物を含む組成物に対して、10%であり、8%であり、5%であり、3%であり、1.5%であり、1.2%であり、1%であり、0.8%であり、0.5%である。
含有量が少ないと一般式(P)で表される化合物を加える効果が現れにくく、液晶組成物の配向規制力が弱い又は経時的に弱くなってしまうなどの問題が発生し、多すぎると硬化後に残存する量が多くなる、硬化に時間がかかる、液晶の信頼性が低下する等の問題が生じる。このため、これらのバランスを考慮し含有量を設定する。
一般式(i)で表される化合物及び一般式(P)で表される化合物の合計の含有量は、それら化合物を含む組成物に対して、0.05〜10%含んでいることが好ましく、0.1〜8%含んでいることが好ましく、0.1〜5%含んでいることが好ましく、0.1〜3%含んでいることが好ましく、0.2〜2%含んでいることが好ましく、0.2〜1.3%含んでいることが好ましく、0.2〜1%含んでいることが好ましく、0.2〜0.56%含んでいることが好ましい。
一般式(i)で表される化合物及び一般式(P)で表される化合物の合計の含有量の好ましい下限値は、それら化合物を含む組成物に対して、0.01%であり、0.03%であり、0.05%であり、0.08%であり、0.1%であり、0.15%であり、0.2%であり、0.25%であり、0.3%である。
一般式(i)で表される化合物及び一般式(P)で表される化合物の合計の含有量の好ましい上限値は、それら化合物を含む組成物に対して、10%であり、8%であり、5%であり、3%であり、1.5%であり、1.2%であり、1%であり、0.8%であり、0.5%である。
含有量が少ないと一般式(i)で表される化合物及び一般式(P)で表される化合物を加える効果が現れにくく、液晶組成物の配向規制力が弱い又は経時的に弱くなってしまうなどの問題が発生し、多すぎると硬化後に残存する量が多くなる、硬化に時間がかかる、液晶の信頼性が低下する等の問題が生じる。このため、これらのバランスを考慮し含有量を設定する。
本発明に係る一般式(P)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−1−1)〜式(P−1−46)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(式中、Pp11、Pp12、Spp11及びSpp12は、一般式(P−1)におけるPp11、Pp12、Spp11及びSpp12と同じ意味を表す。)
本発明に係る一般式(P)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−2−1)〜式(P−2−12)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 2019098115
(式中、Pp21、Pp22、Spp21及びSpp22は、一般式(P−2)におけるPp21、Pp22、Spp21及びSpp22と同じ意味を表す。)
本発明に係る一般式(P)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−3−1)〜式(P−3−15)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(式中、Pp31、Pp32、Spp31及びSpp32は、一般式(P−3)におけるPp31、Pp32、Spp31及びSpp32と同じ意味を表す。)
本発明に係る一般式(P)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−4−1)〜式(P−4−15)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(式中、Pp41、Pp42、Spp41及びSpp42は、一般式(P−4)におけるPp41、Pp42、Spp41及びSpp42と同じ意味を表す。)
本発明に係る一般式(P)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−1−1)〜式(P−1−46)で表される重合性化合物が挙げられる。
本発明に係る一般式(I)で表される重合性モノマーの好適な化合物としては、以下の式RM−1〜RM−75−6が挙げられる。
Figure 2019098115
本実施形態の液晶組成物が化合物(i)に加えて重合性化合物を更に含有する場合、液晶分子のプレチルト角を好適に形成できる。
本実施形態の組成物は、分子内に過酸(−CO−OO−)構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。
組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合、カルボニル基を有する化合物の含有量を組成物の総質量に対して、5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下とすることがより好ましく、1質量%以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
UV照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を組成物の総質量に対して、15質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を組成物の総質量に対して、80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、95質量%以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて6員環である化合物のみで組成物を構成することが最も好ましい。
組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を組成物の総質量に対して、10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
粘度の改善及びTniの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を組成物の総質量に対して、10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
本明細書において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物(不可避的不純物)を除いて含有しないという意味である。
液晶組成物の平均弾性定数(KAVG)の下限値は、10以上が好ましく、10.5以上が好ましく、11以上が好ましく、11.5以上が好ましく、12以上が好ましく、12.3以上が好ましく、12.5以上が好ましく、12.8以上が好ましく、13以上が好ましく、13.3以上が好ましく、13.5以上が好ましく、13.8以上が好ましく、14以上が好ましく、14.3以上が好ましく、14.5以上が好ましく、14.8以上が好ましく、15以上が好ましく、15.3以上が好ましく、15.5以上が好ましく、15.8以上が好ましく、16以上が好ましく、16.3以上が好ましく、16.5以上が好ましく、16.8以上が好ましく、17以上が好ましく、17.3以上が好ましく、17.5以上が好ましく、17.8以上が好ましく、18以上が好ましい。液晶組成物の平均弾性定数(KAVG)の上限値は、25以下が好ましく、24.5以下が好ましく、24以下が好ましく、23.5以下が好ましく、23以下が好ましく、22.8以下が好ましく、22.5以下が好ましく、22.3以下が好ましく、22以下が好ましく、21.8以下が好ましく、21.5以下が好ましく、21.3以下が好ましく、21以下が好ましく、20.8以下が好ましく、20.5以下が好ましく、20.3以下が好ましく、20以下が好ましく、19.8以下が好ましく、19.5以下が好ましく、19.3以下が好ましく、19以下が好ましく、18.8以下が好ましく、18.5以下が好ましく、18.3以下が好ましく、18以下が好ましく、17.8以下が好ましく、17.5以下が好ましく、17.3以下が好ましく、17以下が好ましい。消費電力削減を重視する場合にはバックライトの光量を抑えることが有効であり、液晶表示素子は光の透過率を向上させることが好ましく、そのためにはKAVGの値を低めに設定することが好ましい。応答速度の改善を重視する場合にはKAVGの値を高めに設定することが好ましい。
(液晶表示素子)
本実施形態の液晶組成物は、液晶表示素子に適用される。以下、図1,2を適宜参照しながら、本実施形態に係る液晶表示素子の例を説明する。
図1は、液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。図1では、説明のために便宜上、各構成要素を離間させて示している。本実施形態に係る液晶表示素子1は、図1に示すように、対向するように配置された第一基板2及び第二基板3と、第一基板2と第二基板3との間に設けられた液晶層4とを備えており、液晶層4は前述した本実施形態の液晶組成物により構成される。
第一基板2には、液晶層4側の面に画素電極層5が形成されている。第二基板3には、液晶層4側に共通電極層6が形成されている。第一基板2及び第二基板3は、一対の偏光板7,8により挟持されていてもよい。第二基板3の液晶層4側には、カラーフィルタ9が更に設けられていてもよい。
すなわち、一実施形態に係る液晶表示素子1は、第一偏光板7と、第一基板2と、画素電極層5と、液晶組成物を含む液晶層4と、共通電極層6と、カラーフィルタ9と、第二基板3と、第二偏光板8と、がこの順に積層された構成を有している。
第一基板2及び第二基板3は、例えばガラス又はプラスチック等の柔軟性をもつ材料で形成されている。第一基板2及び第二基板3の少なくとも一方は透明な材料で形成されており、他方は透明な材料で形成されていても、金属やシリコン等の不透明な材料で形成されていてもよい。第一基板2及び第二基板3は、周縁領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって互いに貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサー、又はフォトリソグラフィー法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。
第一偏光板7及び第二偏光板8は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、第一偏光板7及び第二偏光板8のうちいずれかは、電圧無印加時の液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置されることが好ましい。
カラーフィルタ9は、光の漏れを防止する観点で、ブラックマトリクスを形成することが好ましく、薄膜トランジスタに対応する部分にブラックマトリクス(図示せず)を形成することが好ましい。
ブラックマトリクスは、アレイ基板と反対側の基板にカラーフィルタと共に設置されてもよく、アレイ基板側にカラーフィルタと共に設置されてもよく、ブラックマトリクスがアレイ基板に、カラーフィルタがもう一方の基板にそれぞれ別に設置されてもよい。また、ブラックマトリクスは、カラーフィルタと別に設置されてもよいが、カラーフィルタの各色を重ねることで透過率を低下させるものであってもよい。
図2は、図1における第一基板2上に形成された画素電極層5の一部であるI線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図2に示すように、第一基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む画素電極層5では、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン11と表示信号を供給するための複数のデータバスライン12とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。なお、図2には、一対のゲートバスライン11,11及び一対のデータバスライン12,12のみが示されている。
複数のゲートバスライン11と複数のデータバスライン12とにより囲まれた領域により、液晶表示素子の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極13が形成されている。画素電極13は、互いに直交して十字形状をなす二つの幹部と、各幹部から延在する複数の枝部とを備える、いわゆるフィッシュボーン構造を有している。また、一対のゲートバスライン11,11の間には、ゲートバスライン11と略平行にCs電極14が設けられている。また、ゲートバスライン11とデータバスライン12とが互いに交差している交差部近傍には、ソース電極15及びドレイン電極16を含む薄膜トランジスタが設けられている。ドレイン電極16には、コンタクトホール17が設けられている。
ゲートバスライン11及びデータバスライン12は、好ましくはそれぞれ金属膜で形成されており、より好ましくはAl、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni又はその合金で形成されており、更に好ましくはMo、Al又はその合金で形成されている。
画素電極13は、透過率を向上させるために、好ましくは透明電極である。透明電極は、酸化物半導体(ZnO、InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、SnO、TiO、AZTO(AlZnSnO)等)をスパッタリング等することにより形成される。この際、透明電極の膜厚は、10〜200nmであってよい。また、電気的抵抗を低減するために、アモルファスのITO膜を焼成することにより多結晶のITO膜として透明電極を形成することもできる。
本実施形態の液晶表示素子は、例えば、第一基板2及び第二基板3上にAl又はその合金等の金属材料をスパッタリングすることにより配線を形成し、画素電極層5及び共通電極層6をそれぞれ形成することができる。また、カラーフィルタ9は、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルタの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルタ用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルタ用の画素部を作成することができる。また、カラーフィルタ9は、TFT等を有する基板側に設置してもよい。
第一基板2及び第二基板3は、画素電極層5及び共通電極層6がそれぞれ内側となるように対向させるが、その際にスペーサーを介して、第一基板2及び第二基板3の間隔を調整してもよい。このときは、液晶層4の厚さが、例えば1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。
偏光板7,8を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶層4の屈折率異方性Δnと液晶層4の厚さとの積を調整することが好ましい。また、二枚の偏光板7,8がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。さらに、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
2枚の基板2,3間に組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又は滴下注入(ODF:One Drop Fill)法等を用いることができるが、真空注入法においては滴下痕が発生しないものの、注入の跡が残る課題を有しているものであるが、本実施形態においては、ODF法を用いて製造する表示素子により好適に使用することができる。ODF法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーン又はフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本実施形態においては、ODF法において、液晶組成物を基板に滴下した際の滴下痕の発生を抑えることができる。なお、滴下痕とは、黒表示した場合に液晶組成物を滴下した痕が白く浮かび上がる現象と定義する。
また、ODF法による液晶表示素子の製造工程においては、液晶表示素子のサイズに応じて最適な液晶注入量を滴下する必要があるが、本実施形態の液晶組成物は、例えば、液晶滴下時に生じる滴下装置内の急激な圧力変化や衝撃に対する影響が少なく、長時間にわたって安定的に液晶を滴下し続けることが可能であるため、液晶表示素子の歩留まりを高く保持することもできる。特に、最近流行しているスマートフォンに多用される小型液晶表示素子は、最適な液晶注入量が少ないために最適値からのずれを一定範囲内に制御すること自体が難しいが、本実施形態の液晶組成物を用いることにより、小型液晶表示素子においても安定した液晶材料の吐出量を実現できる。
本実施形態の液晶組成物が重合性化合物を含有する場合、重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いてもよいし、非偏光光源を用いてもよい。また、重合性化合物含有組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いてもよい。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数10Hz〜10kHzの交流が好ましく、周波数60Hz〜10kHzがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。横電界型MVAモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を80度〜89.9度に制御することが好ましい。
照射時の温度は、本実施形態の組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には15〜35℃での温度で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、0.1mW/cm〜100W/cmが好ましく、2mW/cm〜50W/cmがより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、10mJ/cm〜500J/cmが好ましく、100mJ/cm〜200J/cmがより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させてもよい。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、10秒〜3600秒が好ましく、10秒〜600秒がより好ましい。
本実施形態の液晶組成物においては、化合物(i)は上記重合性化合物の重合反応を阻害しないため、重合性化合物同士が好適に重合し、未反応の重合性化合物が液晶組成物中に残存することを抑制できる。
重合性化合物として、例えば上記化合物(ii)を用いた場合、得られる液晶表示素子1は、二つの基板2,3と、二つの基板2,3の間に設けられた液晶組成物及び一般式(ii)で表される化合物の重合物を含む液晶層4とを備えている。この場合、一般式(ii)で表される化合物の重合物は、液晶層4中の基板2,3側に偏在していると考えられる。
液晶表示素子1は、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子であってよい。液晶表示素子1は、PSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型又はECB型の液晶表示素子であってよく、好ましくはPSA型の液晶表示素子である。
本実施形態の液晶表示素子では、化合物(i)を含有する液晶組成物が用いられているため、第一基板2及び第二基板3の液晶層4側にポリイミド配向膜等の配向膜が設けられている必要がない。すなわち、本実施形態の液晶表示素子は、二つの基板のうち少なくとも一方の基板がポリイミド配向膜等の配向膜を有さない構成をとることができる。
以下、実施例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は「質量%」を意味する。
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いた。
<環構造>
Figure 2019098115
<側鎖構造>
Figure 2019098115
(ただし、表中のnは自然数である。)
<連結構造>
Figure 2019098115
(ただし、表中のnは自然数である。)
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
ni :ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
Δn :20℃における屈折率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ :20℃における回転粘性(mPa・s)
Δε :20℃における誘電率異方性
33 :20℃における弾性定数K33(pN)
実施例及び比較例の各液晶組成物について、以下の評価試験を行った。各実施例および比較例における、各液晶組成物における各評価試験の結果をそれぞれ表5、表9、表10、表12、表13に示す。
(低温安定性の評価試験)
液晶組成物をメンブレンフィルター(Agilent Technologies社製、PTFE 13mm−0.2μm)にてろ過を行い、真空減圧条件にて15分間静置し溶存空気の除去を行った。これをアセトンにて洗浄し十分に乾燥させたバイアル瓶に0.5g秤量し、−25℃の低温環境下に静置した。その後、目視にて析出の有無を観察し、以下の4段階で判定した。
A:14日静置後、析出が確認できない。
B:7日静置後、析出が確認される。
C:3日静置後、析出が確認できる。
D:1日静置後、析出が確認できる。
(垂直配向性の評価試験)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を具備した配向膜を有さない第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する画素電極層を有する配向膜を有さない第二の基板(画素電極基板)とを作製した。第一の基板上に液晶組成物を滴下し、第二の基板上で挟持し、シール材を常圧で110℃2時間の条件で硬化させ、セルギャップ3.2μmの液晶セルを得た。このときの垂直配向性および滴下痕などの配向ムラを、偏光顕微鏡を用いて観察し、以下の4段階で評価した。
A:端部なども含め、全面に渡り均一に垂直配向
B:ごく僅かに配向欠陥が有るも許容できるレベル
C:端部なども含め、配向欠陥が多く許容できないレベル
D:配向不良がかなり劣悪
(プレチルト角形成の評価試験)
上記(垂直配向性の評価試験)で使用した液晶セルに、10V、100Hzの矩形交流波を印加しながら、高圧水銀ランプを用いて、365nmにおける照度が100m/cmであるUV光を200秒間照射した。その後、白表示の安定性を、10V、100Hzの矩形交流波を印加しながらセルに物理的な外力を加え、数分静置した後にクロスニコルの状態で観察を行い、以下の4段階で評価した。
A:端部なども含め、全面に渡り均一に垂直配向
B:ごく僅かに配向欠陥が有るも許容できるレベル
C:端部なども含め、配向欠陥が多く許容できないレベル
D:配向不良がかなり劣悪
(残存モノマー量の評価試験)
上記(プレチルト角形成の評価試験)にて使用したセルに、さらに、東芝ライテック社製のUV蛍光ランプを60分間照射した(313nmにおける照度1.7mW/cm)後の、重合性化合物(R1−1−1)の残存量をHPLCにて定量し、残存モノマー量を決定した。モノマーの残存量に応じて、以下の4段階で評価した。
A:300ppm未満
B:300ppm以上500ppm未満。
C:500ppm以上1500ppm未満
D:1500ppm以上
(応答特性の評価試験)
上記(プレチルト角形成の評価試験)にて使用したセルギャップ3.2μmのセルに、さらに、東芝ライテック社製のUV蛍光ランプを60分間照射した(313nmにおける照度1.7mW/cm)。これにより得られたセルに対して、応答速度を測定した。応答速度は、6VにおけるVoffを、25℃の温度条件で、AUTRONIC−MELCHERS社のDMS703を用いて測定した。応答特性を以下の4段階で評価した。
A:5ms未満
B:5ms以上15ms未満
C:15ms以上25ms未満
D:25ms以上
(実施例1)液晶組成物の調製
下記表3に示すとおりの化合物と混合比率で構成される組成物:
Figure 2019098115
を100質量部としたときに、下記の重合性化合物(R−1−0)を0.3質量部添加し、加熱溶解した組成物をLC−1とした。
Figure 2019098115
さらに、化合物(i)に相当する化合物(P−J−1):
Figure 2019098115
をLC−1 100質量部に対して0.5質量部添加し、加熱溶解することにより液晶組成物を調製した。
(実施例2 〜24)
実施例1における添加量0.5質量部の化合物(P−J−1)に代えて、下記化合物を表4に示す添加量でLC−1に添加した以外は、実施例1と同様にして液晶組成物を調製した。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(実施例25〜54)
実施例1における液晶組成物HLC−1に代えて、下記表6に示す通りの化合物及び混合比率で構成される組成物を実施例1と同様に調製し、調製した液晶組成物をHLC−2からHLC−8とした。
Figure 2019098115
さらに、HLC−2からHLC−8をそれぞれ100質量部としたときに、重合性化合物(R−1−0)を0.3質量部添加したベース組成物を加熱溶解により調製し、それぞれLC−2からLC−8とした。
また、HLC−1からHLC−8をそれぞれ100質量部としたときに、下記の重合性化合物(R−1−1)を0.3質量部添加したベース組成物を加熱溶解により調製し、LC−9からLC−16とした。
Figure 2019098115
各実施例において、実施例1における(P−J−1)0.5質量部に代わりに、それぞれ、表7に示す添加化合物を、表7に示す添加量で、また、表7に示すLC−2からLC−16のいずれかをベース組成物として用いた以外は、実施例1と同様にして液晶組成物を調製した。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
実施例17から46と同様に、ベース組成物LC−2からLC−16に対して、各種自発配向助剤(P−J−2、P−J−3、P−J−4、P−J−5、およびP−J−6)を、適切な濃度で加熱溶解により調製し、上記と同様に配向性試験の評価を行ったところ、比較例より配向性が優れていることを確認した。
(比較例1)
実施例1における化合物(P−J−1)を用いなかった以外は、実施例1と同様にして液晶組成物を調製した。
(比較例2〜28)
実施例1において、化合物(P−J−1)を0.5質量部添加したことに代えて、下記化合物(Ref-1からRef-6)のいずれかを表9に示す添加量で、表9に示すベース組成物LC−1からLC−16のいずれかに添加した以外は、実施例1と同様にして液晶組成物を調製した。
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
以上のように本願発明は比較例と比べ、優れた効果を奏することがわかった。
(実施例55〜182)
各実施例において、実施例1における(P−J−1)0.5質量部に代わりに、それぞれ、表11、表13.表15に示す添加化合物を、表11、表13.表15に示す添加量で、また、表11、表13.表15に示すLC−2からLC−16のいずれかに対応するベース組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして液晶組成物を調製した。表14、表16、表17、20、21に示す添加化合物は、以下に示すとおりである。
Figure 2019098115
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Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
(電圧保持率(VHR)の評価試験)
さらに、上記、実施例55〜156で得られた液晶組成物について、上記(応答特性の評価試験)と同様に作製した東芝ライテック社製のUV蛍光ランプを60分間照射したセルにて、UV照射後の電圧保持率(VHR(UV))を測定した。測定した電圧保持率特性を以下の4段階で評価した。
VHR: 60 ℃、周波数60Hz,印加電圧1Vの条件下で333Kにおける電圧保持率(%)を4段階評価した。測定装置は、東陽テクニカ株式会社のLCM-2を用いた。
A:99〜100%
B:98〜99%
C:95〜98%
D:95%以下
各実施例における、各液晶組成物の評価試験結果をそれぞれ表15、表18、表19、表22、表23に示す。
Figure 2019098115
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(実施例183〜224)
さらに、各実施例において、実施例1における(P−J−1)0.5質量部に代わりに、それぞれ、表22に示すベース液晶に、表22に示す添加化合物を、表22に示す添加量で加え、さらに、加えて下記表24、表25に示す添加物(P−K−1)または、(P−K−2)を表24、表25に示す添加量で添加した以外は、実施例1と同様の方法にて各実施例の液晶組成物を調製した。
Figure 2019098115
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Figure 2019098115
Figure 2019098115
これら試験結果を他の実施例と同様に実施した。その結果を表26、表27に示す。
また、同様の実験を上記ベース液晶LC2〜LC16にて実施した結果、同等の優れた評価結果となった。
上記、各実施例の評価結果から、実施例における液晶組成物は、液晶表示素子として、総合的に優れた性能を示した。
(実施例225〜234)
実施例1における液晶組成物HLC−1に代えて、下記表28に示す通りの化合物及び混合比率で構成される組成物を実施例1と同様に調製し、調製した液晶組成物をHLC−9とした。
Figure 2019098115
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
ni :ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
Δn :20℃における屈折率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ (25℃):25℃における回転粘性(mPa・s)
Δε(25℃) :25℃における誘電率異方性
33 :20℃における弾性定数K33(pN)
また、HLC−9をそれぞれ100質量部としたときに、重合性化合物(R−1−0)を0.3質量部添加したベース組成物を加熱溶解により調製し、LC−17とした。
また、HLC−9をそれぞれ100質量部としたときに、重合性化合物(R−1−0)を0.5質量部添加したベース組成物を加熱溶解により調製し、LC−18とした。
また、HLC−9をそれぞれ100質量部としたときに、重合性化合物(R−1−0)を0.6質量部添加したベース組成物を加熱溶解により調製し、LC−19とした。
さらに、各実施例において、それぞれ対応するベース組成物を100質量部としたときに、表29、表31に示す添加化合物を表29、表31に示す添加量で用いた以外は、実施例1と同様にして液晶組成物を調製した。また、各種評価結果は、それぞれ表30、表32に示した。
表29、表30に対応する添加化合物は、以下に示すとおりである。
Figure 2019098115
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Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
Figure 2019098115
これら試験結果を他の実施例と同様に実施した。その結果を表30、表32に示す。
また、同様の実験を上記ベース液晶LC2〜LC16にて実施した結果、同等の優れた評価結果となった。
上記、各実施例の評価結果から、実施例における液晶組成物は、液晶表示素子として、総合的に優れた性能を示した。

Claims (21)

  1. メソゲン基、Ki1、重合性基及びRi1を有する化合物(i)を1種又は2種以上を含有する液晶組成物。
    ただし、上記Ki1は炭素原子数3〜40の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−C(=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、また、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−C(=CH)−、−C(=CHRi3)−、−C(=CRi3 )−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、また、これらのアルキル基中の水素原子はPi1−Spi1−で置換されてもよく、Xi1は、酸素原子、硫黄原子、NH又はNRi3を表し、Ri3は炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、また、少なくとも1つ以上のPi1−Spi1−を有してもよく、
    i1は重合性基を表し、
    Spi1はスペーサー基又は単結合を表し、ここで、一般式(i)中に、Ai2又はAi3の置換基として、或いは、Ki1の置換基として、少なくとも1つ以上のPi1−Spi1−を有し、
    i1はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基又はハロゲン化アルキル基を表し、これらの基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよい。
  2. 前記化合物(i)が一般式(i)で表される請求項1に記載の液晶組成物。
    Figure 2019098115
    (式中、Ki1、Ri1は請求項1と同様の意味を表し、
    i1、Ai2及びAi3はそれぞれ独立して2価の芳香族基、2価の環式脂肪族基、又は2価の複素環式化合物基を表し、Ai1中の水素原子はLi1で置換されてもよく、Ai2及びAi3中の水素原子はLi1、Pi1−Spi1−又はKi1で置換されてもよく、Li1はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、
    一般式(i)中に、Ai2又はAi3の置換基として、或いは、Ki1の置換基として、少なくとも1つ以上のPi1−Spi1−を有し、
    i1及びZi2はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CFO−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=C(CH)COO−、−OCOC(CH)=CH−、−CH−CH(CH)COO−、−OCOCH(CH)―CH−、−OCHCHO−又は炭素原子数2〜20のアルキレン基を表し、このアルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の−CH−は−O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、
    i1は、0〜3の整数を表し、一般式(i)中にRi1、Ai2、Zi2、Li1、Ki1、Xi1、Pi1及びSpi1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)
  3. 一般式(i)中のKi1が、一般式(K−1)〜(K−5)
    Figure 2019098115
    (式中、Yi1は、炭素原子数3〜20の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は−(C=Xi1)−及び/又は−(CH−CN)−で置換されており、また、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、Xi1は、酸素原子、硫黄原子、NH又はNRilを表し、
    i1及びSi3はそれぞれ独立して炭素原子数1〜6のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−C(=CH)−、−C(=CHRi3)−、−C(=CRi3 )−、−O−、−NH−、−C=O−、−COO−又は−OCO−で置換されてもよく、
    i2は炭素原子、窒素原子又はケイ素原子を表し、
    i2は水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、これらの基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、
    i1は重合性基を表し、
    Spi1はスペーサー基又は単結合を表し、
    i1は1〜3の整数を表し、ni2及びni3はそれぞれ独立して0〜2の整数を表すが、Si2が炭素原子又はケイ素原子を表す場合、ni1+ni2+ni3は3であり、Si2が窒素原子を表す場合、ni1+ni2+ni3は2である。Ri3は一般式(i)中のRi3と同じ意味を表し、一般式(K−1)中にRi2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及びSpi1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)
    Figure 2019098115
    (式中、Si1、Pi1及びSpi1は一般式(K−1)中のSi1、Pi1及びSpi1とそれぞれ同じ意味を表し、RK21は炭素原子数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基、ハロゲン化アルキル基又はシアノ化アルキル基を表し、これらのアルキル基中の少なくとも2個以上の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−CH=CH−、−C≡C−、−O−、又は−NH−で置換されてもよく、ni4、niK21はそれぞれ独立して0又は1を表す。)から選ばれる請求項1〜2のいずれかに記載の液晶組成物。
  4. 一般式(i)中のAi1、Ai2及びAi3が、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基から選択される環構造を表し、Ai1中の水素原子は無置換であるか、又はLi1で置換されてもよく、Ai2及びAi3中の水素原子は無知間であるか、又はLi1、Pi1−Spi1−又はKi1で置換されてもよい、請求項1〜3のいずれかに記載の液晶組成物。
  5. 一般式(i)中のPi1が、以下の一般式(P−1)〜一般式(P−16)で表される群より選ばれる置換基を表す請求項1〜4のいずれかに記載の液晶組成物
    Figure 2019098115
    (式中、右端の黒点は結合手を表す。)
  6. 一般式(i)中のKi1が(K−1A)又は(K−1B)である請求項1〜5のいずれかに記載の液晶組成物。
    Figure 2019098115
    (式中、Si1、Si2、Si3、Xi1、Yi1、Pi2及びSpi2は、一般式(K−1)中のSi1、Si2、Si3、Xi1、Yi1、Pi2及びSpi2とそれぞれ同じ意味を表し、niA1は1〜3の整数を表し、niA3は0〜2の整数を表し、niB1は1〜2の整数を表し、niB3は0又は1を表すが、Si2が炭素原子又はケイ素原子を表す場合、niA1+niA3は3であり、niB1+niB3は2であり、Si2が窒素原子を表す場合、niA1+niA3は2であり、niB1 は1、niB3は0を表す。)
  7. 一般式(i)中のRi1が炭素原子数が3以上のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の−CH−は酸素原子が直接隣接しないように−O−で置換されていてもよい、請求項1〜6のいずれかに記載の液晶組成物。
  8. 一般式(K−1)中のYi1が、一般式(Y−1)
    Figure 2019098115
    (式中、WiY1は単結合又は酸素原子を表し、破線は単結合又は二重結合を表し、RiY1は、破線が単結合を表す場合、水素原子又は炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、破線が二重結合を表す場合、=CH、=CHRiY4、又は=CRiY4 を表し、RiY4は水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、RiY3は、破線が単結合を表す場合のRiY1と同じ意味を表し、RiY2は水素原子又は炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の第二級炭素原子は酸素原子が直接隣接しないように−O−、−CH=CH−又は−C≡C−で置換されてもよく、niY1は破線が二重結合を表す場合0であり、破線が単結合を表す場合1であり、niY2は0〜5の整数を表し、RiY1、RiY3及びRiY4が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよく、*でSi3と結合する。)
    から選ばれる基を表す、請求項1〜7のいずれかに記載の液晶組成物。
  9. 一般式(i)中のmi1が1又は2である請求項1〜8のいずれかに記載の液晶組成物。
  10. 一般式(i)中のAi1の少なくとも一つの水素原子は、炭素原子数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基で置換され、Ai1の少なくとも一つの水素原子は、Pi1−Spi1−で置換されている、請求項1〜8のいずれかに記載の液晶組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の一般式(i)で表される化合物と、該一般式(i)で表される化合物とは異なる他の重合性化合物、及び非重合性液晶化合物を含有する液晶組成物。
  12. 前記重合性化合物として、一般式(P):
    Figure 2019098115
    (式中、
    p1は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニルオキシ基又は−Spp2−Rp2を表し、
    p1及びRp2は、以下の式(R−I)〜式(R−VIII):
    Figure 2019098115
    (式中、
    *でSpp1と結合し、
    〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1〜5個のアルキル基又は炭素原子数1〜5個のハロゲン化アルキル基を表し、
    Wは、単結合、−O−又はメチレン基を表し、
    Tは、単結合又は−COO−を表し、
    p、t及びqは、それぞれ独立して、0、1又は2を表す。)
    のいずれかを表し、
    Spp1及びSpp2はスペーサー基を表し、
    p1及びLp2は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CR−COO−、−CH=CR−OCO−、−COO−CR=CH−、−OCO−CR=CH−、−COO−CR=CH−COO−、−COO−CR=CH−OCO−、−OCO−CR=CH−COO−、−OCO−CR=CH−OCO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−CH(CH)C−C(=O)−O−、−CH(CH)C−O−(C=O)−、−O−(C=O)−C(CH)CH、−(C=O)−O−C(CH)−CH、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−又は−C≡C−(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、zは1〜4の整数を表す。)を表し
    p2は、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基又は単結合を表すが、Mp2は無置換であるか又は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくは−Spp1−Rp1で置換されていてもよく、
    p1は、以下の式(i−11)〜(ix−11):
    Figure 2019098115
    (式中、*でSpp1と結合し、**でLp1、Lp2又はZp1と結合するが、ベンゼン上の水素原子は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくは−Spp1−Rp1で置換されていてもよい。)
    のいずれかを表し、
    p3は、以下の式(i−13)〜(ix−13):
    Figure 2019098115
    (式中、*でZp1と結合し、**でLp2と結合するが、ベンゼン上の水素原子は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基若しくは−Spp1−Rp1で置換されていてもよい。)
    のいずれかを表し、
    p2〜mp4は、それぞれ独立して0、1、2又は3を表し、
    p1及びmp5は、それぞれ独立して1、2又は3を表し、
    p1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Rp1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Rp2が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Spp1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Spp2が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Lp1が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Mp2が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
    で表される化合物を1種又は2種以上含有する、請求項1〜11のいずれかに記載の液晶組成物。
  13. 更に、化合物(i)とは異なる他の自発配向性添加剤を含有する請求項1〜12のいずれか一項に記載の液晶組成物。
  14. 誘電率異方性(Δε)の値が負である請求項1〜13のいずれか一項に記載の液晶組成物。
  15. 一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3):
    Figure 2019098115
    (式中、
    N11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32は、それぞれ独立して
    炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は隣接していない2個以上の−CH−は、それぞれ独立して、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
    N11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32は、それぞれ独立して、
    (a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−に置換されてもよい。)、
    (b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置換されてもよい。)、
    (c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置換されてもよい。)、
    及び
    (d) 1,4−シクロヘキセニレン基
    からなる群より選ばれる基を表し、前記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)は、それぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
    N11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32は、それぞれ独立して、単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−OCF−、−CFO−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
    N21は、水素原子又はフッ素原子を表し、
    N31は、−CH−又は酸素原子を表し、
    N11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32は、それぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は、それぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32がそれぞれ複数存在する場合は、それぞれは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
    のいずれかで表される化合物群から選ばれる化合物を更に含有する、請求項14に記載の液晶組成物。
  16. 二つの基板と、該二つの基板の間に設けられた請求項1〜15のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
  17. 二つの基板と、該二つの基板の間に設けられた請求項1〜10のいずれか1項に液晶組成物および、化合物(i)及び一般式(P)で表される化合物の重合物を含む液晶層を備える液晶表示素子。
  18. アクティブマトリックス駆動用である、請求項16又は17に記載の液晶表示素子。
  19. PSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型又はECB型である、請求項16〜18のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
  20. 前記二つの基板のうち少なくとも一方の基板が配向膜を有さない、請求項16〜19のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
  21. 対向に配置された第一の基板および第二の基板と、
    前記第一の基板と前記第二の基板との間に充填された液晶層と、
    前記第一の基板上に、マトリクス状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスライン、前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交差部に設けられる薄膜トランジスタならびに前記薄膜トランジスタにより駆動される画素電極を画素毎に有する電極層と、
    前記第一の基板または前記第二の基板上に形成された共通電極と、
    前記第一の基板および前記第二の基板の間に重合性化合物が硬化された樹脂成分と、
    を有し、
    少なくとも一方の基板表面に配向膜を備えていない請求項16〜20のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
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