KR20200100034A - 액정 조성물 - Google Patents

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쇼타 고사카
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디아이씨 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 유전율이방성(Δε)이 음이고, 통상 액정 조성물에 요구되는 넓은 온도 범위에서의 표시, 고속응답성 및 저전압구동성을 충족시키면서, 액정 표시 소자로 했을 때에 표시 불량이 없거나 극히 적은 중합성 액정 조성물을 제공하는 것이고, 당해 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다. 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 및 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 유전율이방성(Δε)이 음인 액정 조성물.

Description

액정 조성물
본 발명은, 액정 조성물에 관한 것이다.
액정 표시 소자는 2매의 기판 간에 협지(挾持)된 액정 조성물을 전압 인가에 의해, 그 배향을 제어함으로써 광학적인 특성을 변화시켜서 표시를 행하고 있다. 액정 조성물은 전압을 인가함에 의해, 초기의 배향 상태로부터 변화한다. 이 초기의 배향 상태는 러빙한 폴리이미드를 사용한 배향막에 의해 제어되어 있었지만, 러빙한 폴리이미드는, 배향 상태의 분할이 어려우므로, 중합성 화합물을 사용하여, 프리틸트를 제어하는 방법이 개발되고, 실용화되었다. 또한, 배향막 자체를 사용하지 않고, 자발배향성 화합물에 의해 초기의 배향 상태를 제어하는 방법도 검토되도록 되고 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 액정 조성물의 배향을 제어하기 위하여 중합성 화합물의 중합물을 사용하고 있다.
이들 액정 표시 소자는, 액정 조성물에 중합성 화합물을 함유한 중합성 액정 조성물을 기판에 적하하고, 다른 1매의 기판을 협지한 상태에서, 자외선을 조사하여, 중합성 화합물을 중합시킨다. 이 기판에 중합성 액정 조성물을 적하하면, 표시 소자로 했을 때에 그 적하한 장소에 표시 불량(적하흔)이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 이 적하흔이 발생하지 않는 중합성 액정 조성물의 개발이 요구되고 있었다.
일본 특표 2014-524951호 공보
본 발명의 과제는, 유전율이방성(Δε)이 음이고, 통상 액정 조성물에 요구되는 넓은 온도 범위에서의 표시, 고속응답성 및 저전압구동성을 충족시키면서, 액정 표시 소자로 했을 때에 표시 불량이 없거나 극히 적은 중합성 액정 조성물을 제공하는 것이고, 당해 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)
Figure pct00001
(식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립해서 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고,
AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립해서
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는 -O-로 치환되어도 된다) 및
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
(c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
(d) 1,4-시클로헥세닐렌기
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기한 기(a), 기(b), 기(c) 및 기(d)는 각각 독립해서 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립해서 단결합, -CH₂CH₂-, -(CH₂) ₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
XN21는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
TN31는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타내고,
nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32은 각각 독립해서 0∼3의 정수를 나타내지만, nN11+nN12, nN21+nN22 및 nN31+nN32은 각각 독립해서 1, 2 또는 3이고, AN11∼AN32, ZN11∼ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
으로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 및 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 유전율이방성(Δε)이 음인 액정 조성물을 제공하고, 아울러서 당해 중합성 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자를 제공한다.
본원의 중합성 액정은 특히 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자로서 유용하다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 소자 제조 시의 적하흔이 발생하지 않거나 또는 발생이 억제되는 중합성 액정 조성물 및 적하흔에 기인하는 표시 불량이 없거나 또는 억제된 VA형, IPS형, FFS형, PSA형 또는 PSVA형의 액정 표시 소자의 제공이 가능하게 된다.
도 1은 액정 표시 소자의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 있어서의 I선으로 둘러싸인 영역을 확대한 평면도.
본 발명의 액정 조성물은, 음의 유전율이방성을 갖고, 네마틱상-등방성 액체의 전이 온도가 60℃ 이상이고, 유전율이방성의 절대값이 1.5 이상이고, 하기 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유한다.
일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물은 유전적으로 음의 화합물(Δε의 부호가 음이고, 그 절대값이 2보다 크다)에 해당한다.
일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물은, Δε가 음이고 그 절대값이 3보다도 큰 화합물인 것이 바람직하다.
일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3) 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기가 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐옥시기가 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 더 바람직하고, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼3의 알케닐기가 더 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알케닐기(프로페닐기)가 특히 바람직하다.
또한, 그것이 결합하는 환 구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환 구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환 구조인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다. 네마틱상을 안정화시키기 위해서는 탄소 원자 및 존재할 경우 산소 원자의 합계가 5 이하인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 바람직하다.
알케닐기로서는, 식(R1) 내지 식(R5) 중 어느 하나로 표시되는 기에서 선택되는 것이 바람직하다(각 식 중의 흑점은 환 구조 중의 탄소 원자를 나타낸다).
Figure pct00002
AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립해서 Δn을 크게 하는 것이 요구되는 경우에는 방향족인 것이 바람직하고, 응답 속도를 개선하기 위해서는 지방족인 것이 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 하기의 구조를 나타내는 것이 보다 바람직하고,
Figure pct00003
트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립해서 -CH₂O-, -CF₂O-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂- 또는 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, -CH₂O-, -CH₂CH₂- 또는 단결합이 더 바람직하고, -CH₂O- 또는 단결합이 특히 바람직하다.
XN21는 불소 원자가 바람직하다.
TN31는 산소 원자가 바람직하다.
nN11+nN12, nN21+nN22 및 nN31+nN32은 1 또는 2가 바람직하고, nN11이 1이고 nN12이 0인 조합, nN11이 2이고 nN12이 0인 조합, nN11이 1이고 nN12이 1인 조합, nN11이 2이고 nN12이 1인 조합, nN21이 1이고 nN22이 0인 조합, nN21이 2이고 nN22이 0인 조합, nN31이 1이고 nN32이 0인 조합, nN31이 2이고 nN32이 0인 조합이 바람직하다.
본원에 있어서 %는 특별한 기재가 없는 경우에는, 질량%를 의미한다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 10%이고, 20%이고, 30%이고, 40%이고, 50%이고, 55%이고, 60%이고, 65%이고, 70%이고, 75%이고, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 95%이며, 85%이고, 75%이고, 65%이고, 55%이고, 45%이고, 35%이고, 25%이고, 20%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 10%이고, 20%이고, 30%이고, 40%이고, 50%이고, 55%이고, 60%이고, 65%이고, 70%이고, 75%이고, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 95%이며, 85%이고, 75%이고, 65%이고, 55%이고, 45%이고, 35%이고, 25%이고, 20%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 10%이고, 20%이고, 30%이고, 40%이고, 50%이고, 55%이고, 60%이고, 65%이고, 70%이고, 75%이고, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 95%이며, 85%이고, 75%이고, 65%이고, 55%이고, 45%이고, 35%이고, 25%이고, 20%이다.
본 발명의 조성물의 점도를 낮게 유지하고, 응답 속도가 빠른 조성물이 필요한 경우는 상기한 하한값이 낮고 상한값이 낮은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물의 Tni를 높게 유지하고, 온도안정성이 좋은 조성물이 필요한 경우는 상기한 하한값이 낮고 상한값이 낮은 것이 바람직하다. 또한, 구동 전압을 낮게 유지하기 위하여 유전율이방성을 크게 하고 싶을 때는, 상기한 하한값이 높고 상한값이 높은 것이 바람직하다.
일반식(N-1)으로 표시되는 화합물로서, 하기의 일반식(N-1a)∼(N-1g)으로 표시되는 화합물군을 들 수 있다.
Figure pct00004
(식 중, RN11 및 RN12은 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타내고, nNa11은 0 또는 1을 나타내고, nNb11은 1 또는 2를 나타내고, nNc11은 0 또는 1을 나타내고, nNd11은 1 또는 2를 나타내고, nNe11은 1 또는 2를 나타내고, nNf12은 1 또는 2를 나타내고, nNg11은 1 또는 2를 나타내고, ANe11는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내고, ANg11는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내지만 적어도 하나는 1,4-시클로헥세닐렌기를 나타내고, ZNe11는 단결합 또는 에틸렌을 나타내지만 분자 내에 존재하는 적어도 하나는 에틸렌을 나타내고, 분자 내에 복수 존재하는 ANe11, ZNe11, 및/또는 ANg11는 동일해도 되며 달라도 된다)
보다 구체적으로는, 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물은 일반식(N-1-1)∼(N-1-21)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식(N-1-1)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00005
(식 중, RN111 및 RN112은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN111은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 프로필기, 펜틸기 또는 비닐기가 바람직하다. RN112은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-1)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의(適宜) 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-1)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 50%이며, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이고, 3%이다.
또한, 일반식(N-1-1)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-1.1) 내지 식(N-1-1.25)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-1.1)∼(N-1-1.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-1.1) 및 식(N-1-1.3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00006
식(N-1-1.1)∼(N-1-1.25)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 50%이며, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이고, 3%이다.
일반식(N-1-2)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00007
(식 중, RN121 및 RN122은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN121은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기, 부틸기 또는 펜틸기가 바람직하다. RN122은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 메틸기, 프로필기, 메톡시기, 에톡시기 또는 프로폭시기가 바람직하다.
일반식(N-1-2)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 7%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이고, 37%이고, 40%이고, 42%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 50%이며, 48%이고, 45%이고, 43%이고, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이다.
또한, 일반식(N-1-2)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-2.1) 내지 식(N-1-2.25)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-2.3) 내지 식(N-1-2.7), 식(N-1-2.10), 식(N-1-2.11), 식(N-1-2.13) 및 식(N-1-2.20)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, Δε의 개량을 중시하는 경우에는 식(N-1-2.3) 내지 식(N-1-2.7)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, TNI의 개량을 중시하는 경우에는 식(N-1-2.10), 식(N-1-2.11) 및 식(N-1-2.13)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 응답 속도의 개량을 중시하는 경우에는 식(N-1-2.20)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00008
식(N-1-2.1) 내지 식(N-1-2.25)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 50%이며, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이고, 3%이다.
일반식(N-1-3)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00009
(식 중, RN131 및 RN132은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN131은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN132은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 3∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 1-프로페닐기, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-3)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
또한, 일반식(N-1-3)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-3.1) 내지 식(N-1-3.21)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-3.1)∼(N-1-3.7) 및 식(N-1-3.21)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-3.1), 식(N-1-3.2), 식(N-1-3.3), 식(N-1-3.4) 및 식(N-1-3.6)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00010
식(N-1-3.1)∼식(N-1-3.4), 식(N-1-3.6) 및 식(N-1-3.21)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 식(N-1-3.1) 및 식(N-1-3.2)의 조합, 식(N-1-3.3), 식(N-1-3.4) 및 식(N-1-3.6)에서 선택되는 2종 또는 3종의 조합이 바람직하다. 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-4)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00011
(식 중, RN141 및 RN142은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN141 및 RN142은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 메틸기, 프로필기, 에톡시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-4)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-4)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 3%이며, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 11%이고, 10%이고, 8%이다.
또한, 일반식(N-1-4)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-4.1) 내지 식(N-1-4.24)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-4.1)∼(N-1-4.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-4.1), 식(N-1-4.2) 및 식(N-1-4.4)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00012
식(N-1-4.1)∼(N-1-4.24)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 3%이며, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 11%이고, 10%이고, 8%이다.
일반식(N-1-5)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00013
(식 중, RN151 및 RN152은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN151 및 RN152은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다.
일반식(N-1-5)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-5)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 8%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
또한, 일반식(N-1-5)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-5.1) 내지 식(N-1-5.12)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-5.1), 식(N-1-5.2) 및 식(N-1-5.4)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00014
식(N-1-5.1), 식(N-1-5.2) 및 식(N-1-5.4)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 8%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-10)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00015
(식 중, RN1101 및 RN1102은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1101은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 비닐기 또는 1-프로페닐기가 바람직하다. RN1102은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-10)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-10)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
또한, 일반식(N-1-10)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-10.1) 내지 식(N-1-10.14)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-10.1)∼(N-1-10.5)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-10.1) 및 식(N-1-10.2)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00016
식(N-1-10.1) 및 식(N-1-10.2)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-11)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00017
(식 중, RN1111 및 RN1112은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1111은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 비닐기 또는 1-프로페닐기가 바람직하다. RN1112은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-11)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-11)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
또한, 일반식(N-1-11)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-11.1) 내지 식(N-1-11.14)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-11.1)∼(N-1-11.14)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-11.2 및 식(N-1-11.4)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00018
식(N-1-11.2) 및 식(N-1-11.4)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합해서 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-12)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00019
(식 중, RN1121 및 RN1122은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1121은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1122은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-12)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 놓고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-12)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-13)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00020
(식 중, RN1131 및 RN1132은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1131은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1132은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-13)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-13)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-14)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00021
(식 중, RN1141 및 RN1142은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1141은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1142은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-14)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-14)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-15)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00022
(식 중, RN1151 및 RN1152은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1151은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1152은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-15)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-15)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-16)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00023
(식 중, RN1161 및 RN1162은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1161은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1162은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-16)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-16)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-17)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00024
(식 중, RN1171 및 RN1172은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1171은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1172은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-17)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-17)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-18)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00025
(식 중, RN1181 및 RN1182은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1181은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1182은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식(N-1-18)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-18)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
또한, 일반식(N-1-18)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-18.1) 내지 식(N-1-18.5)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-18.1)∼(N-1-11.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-18.2 및 식(N-1-18.3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00026
일반식(N-1-20)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00027
(식 중, RN1201 및 RN1202은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1201 및 RN1202은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다.
일반식(N-1-20)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-20)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-21)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00028
(식 중, RN1211 및 RN1212은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1211 및 RN1212은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다.
일반식(N-1-21)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-21)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 5%이며, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(N-1-22)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00029
(식 중, RN1221 및 RN1222은 각각 독립해서, 일반식(N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN1221 및 RN1222은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다.
일반식(N-1-22)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-1-21)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 5%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 35%이며, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 5%이다.
또한, 일반식(N-1-22)으로 표시되는 화합물은, 식(N-1-22.1) 내지 식(N-1-22.12)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-22.1)∼(N-1-22.5)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(N-1-22.1)∼(N-1-22.4)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00030
일반식(N-3)으로 표시되는 화합물은 일반식(N-3-2)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00031
(식 중, RN321 및 RN322은 각각 독립해서, 일반식(N-3)에 있어서의 RN11 및 RN12과 같은 의미를 나타낸다)
RN321 및 RN322은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, 프로필기 또는 펜틸기가 바람직하다.
일반식(N-3-2)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(N-3-2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 3%이며, 5%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 50%이며, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이다.
또한, 일반식(N-3-2)으로 표시되는 화합물은, 식(N-3-2.1) 내지 식(N-3-2.3)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00032
액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN21 및 ZN22의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN31 및 ZN32의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물을 함유하는 것이 바람직하지만, ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물로서는, 일반식(N-1d), (N-1e) 및 (N-1f)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식(N-1d) 및 (N-1e)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식(N-1d)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
또한, 일반식(N-1-10), (N-1-11), (N-1-12), (N-1-13), (N-1-14), (N-1-15), (N-1-16), (N-1-17), (N-1-18), (N-1-20), (N-1-21) 및 (N-3-2)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식(N-1-10), (N-1-11), (N-1-12), (N-1-13), (N-1-18), (N-1-20) 및 (N-1-21)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식(N-1-10), (N-1-11), (N-1-18), (N-1-20) 및 (N-1-21)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식(N-1-10), (N-1-11) 및 (N-1-18)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
유전율이방성이 음인 화합물의 합계의 함유량에 있어서의, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 합계의 함유량은 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 바람직하고, 87% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 바람직하고, 93% 이상인 것이 바람직하고, 96% 이상인 것이 바람직하고, 98% 이상인 것이 바람직하고, 실질적으로 100% 이상인 것이 바람직하다. 실질적으로라는 것은, 제조 시의 불순물 등의 의도하지 않게 함유하는 화합물을 제외한다는 의미이다.
액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN21 및 ZN22의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN31 및 ZN32의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95%가 바람직하고, 60∼90%가 바람직하고, 65∼90%가 바람직하고, 70∼90%가 바람직하다.
액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95%가 바람직하고, 60∼90%가 바람직하고, 65∼90%가 바람직하고, 70∼90%가 바람직하다.
액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1-10) 및 (N-1-11)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95%가 바람직하고, 60∼90%가 바람직하고, 65∼90%가 바람직하고, 70∼90%가 바람직하다.
액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95%가 바람직하고, 60∼90%가 바람직하고, 65∼90%가 바람직하고, 70∼90%가 바람직하다.
일반식(N-1d)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95%인 액정 조성물.
일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대한 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물의 함유량 및 일반식(N-1d)으로 표시되는 화합물의 함유량의 바람직한 하한값은, 50%이며, 60%이고, 65%이고, 70%이다. 마찬가지로 바람직한 상한값은 88%이며, 86%이고, 82%이고, 78%이고, 75%이고, 72%이다.
일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대한 일반식(N-1-10), (N-1-11) 및 (N-1-18)으로 표시되는 화합물의 함유량의 바람직한 하한값은, 50%이며, 60%이고, 65%이고, 70%이다. 마찬가지로 바람직한 상한값은 88%이며, 86%이고, 82%이고, 78%이고, 75%이고, 72%이다.
상기 함유량을 조정함에 의해, 본원 발명의 액정 조성물을 사용해서 액정 표시 소자를 작성했을 때에,
본 발명의 액정 조성물은, 일반식(L)으로 표시되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 일반식(L)으로 표시되는 화합물은 유전적으로 거의 중성의 화합물(Δε의 값이 -2∼2)에 해당한다. 이 때문에, 분자 내에 갖는, 할로겐 등의 극성기의 개수를 2개 이하로 하는 편이 바람직하고, 1개 이하로 하는 편이 바람직하고, 갖지 않는 편이 바람직하다.
Figure pct00033
(식 중, RL1 및 RL2은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립해서 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고,
nL1은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
AL1, AL2 및 AL3는 각각 독립해서
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는 -O-로 치환되어도 된다) 및
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
(c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기한 기(a), 기(b) 및 기(c)는 각각 독립해서 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
ZL1 및 ZL2는 각각 독립해서 단결합, -CH₂CH₂-, -(CH₂) ₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
nL1이 2 또는 3이고 AL2가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, nL1이 2 또는 3이고 ZL3가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되지만, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물을 제외한다)
일반식(L)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용해도 되지만, 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 원하는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이다. 혹은 본 발명의 다른 실시형태에서는 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류이고, 6종류이고, 7종류이고, 8종류이고, 9종류이고, 10종류 이상이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식(L)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률, 프로세스적합성, 적하흔, 소부, 유전율이방성 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조정할 필요가 있다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 10%이고, 20%이고, 30%이고, 40%이고, 50%이고, 55%이고, 60%이고, 65%이고, 70%이고, 75%이고, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 95%이며, 85%이고, 75%이고, 65%이고, 55%이고, 45%이고, 35%이고, 25%이다.
본 발명의 조성물의 점도를 낮게 유지하고, 응답 속도가 빠른 조성물이 필요한 경우는 상기한 하한값이 높고 상한값이 높은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물의 Tni를 높게 유지하고, 온도안정성이 좋은 조성물이 필요한 경우는 상기한 하한값이 높고 상한값이 높은 것이 바람직하다. 또한, 구동 전압을 낮게 유지하기 위하여 유전율이방성을 크게 하고 싶을 때는, 상기한 하한값이 낮고 상한값이 낮은 것이 바람직하다.
신뢰성을 중시하는 경우에는 RL1 및 RL2은 모두 알킬기인 것이 바람직하고, 화합물의 휘발성을 저감시키는 것을 중시하는 경우에는 알콕시기인 것이 바람직하고, 점성의 저하를 중시하는 경우에는 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하다.
분자 내에 존재하는 할로겐 원자는 0, 1, 2 또는 3개가 바람직하고, 0 또는 1이 바람직하고, 다른 액정 분자와의 상용성을 중시하는 경우에는 1이 바람직하다.
RL1 및 RL2은, 그것이 결합하는 환 구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환 구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환 구조인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다. 네마틱상을 안정화시키기 위해서는 탄소 원자 및 존재할 경우 산소 원자의 합계가 5 이하인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 바람직하다.
알케닐기로서는, 식(R1) 내지 식(R5) 중 어느 하나로 표시되는 기에서 선택되는 것이 바람직하다(각 식 중의 흑점은 환 구조 중의 탄소 원자를 나타낸다).
Figure pct00034
nL1은 응답 속도를 중시하는 경우에는 0이 바람직하고, 네마틱상의 상한 온도를 개선하기 위해서는 2 또는 3이 바람직하고, 이들의 밸런스를 맞추기 위해서는 1이 바람직하다. 또한, 조성물로서 요구되는 특성을 충족시키기 위해서는 서로 다른 값의 화합물을 조합하는 것이 바람직하다.
AL1, AL2 및 AL3는 Δn을 크게 하는 것이 요구되는 경우에는 방향족인 것이 바람직하고, 응답 속도를 개선하기 위해서는 지방족인 것이 바람직하고, 각각 독립해서 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 하기의 구조를 나타내는 것이 보다 바람직하고,
Figure pct00035
트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
ZL1 및 ZL2는 응답 속도를 중시하는 경우에는 단결합인 것이 바람직하다.
일반식(L)으로 표시되는 화합물은 분자 내의 할로겐 원자수가 0개 또는 1개인 것이 바람직하다.
일반식(L)으로 표시되는 화합물은 일반식(L-1)∼(L-7)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00036
(식 중, RL11 및 RL12은 각각 독립해서, 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타낸다)
RL11 및 RL12은, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
바람직한 함유량의 하한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 15%이고, 20%이고, 25%이고, 30%이고, 35%이고, 40%이고, 45%이고, 50%이고, 55%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 95%이며, 90%이고, 85%이고, 80%이고, 75%이고, 70%이고, 65%이고, 60%이고, 55%이고, 50%이고, 45%이고, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 25%이다.
본 발명의 조성물의 점도를 낮게 유지하고, 응답 속도가 빠른 조성물이 필요한 경우는 상기한 하한값이 높고 상한값이 높은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물의 Tni를 높게 유지하고, 온도안정성이 좋은 조성물이 필요한 경우는 상기한 하한값이 중용이고 상한값이 중용인 것이 바람직하다. 또한, 구동 전압을 낮게 유지하기 위하여 유전율이방성을 크게 하고 싶을 때는, 상기한 하한값이 낮고 상한값이 낮은 것이 바람직하다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 일반식(L-1-1)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00037
(식 중 RL12은 일반식(L-1)에 있어서의 의미와 같은 의미를 나타낸다)
일반식(L-1-1)으로 표시되는 화합물은, 식(L-1-1.1) 내지 식(L-1-1.3)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-1-1.2) 또는 식(L-1-1.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 식(L-1-1.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00038
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-1.3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이고, 3%이다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 일반식(L-1-2)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00039
(식 중 RL12은 일반식(L-1)에 있어서의 의미와 같은 의미를 나타낸다)
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 5%이고, 10%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 60%이며, 55%이고, 50%이고, 45%이고, 42%이고, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이다.
또한, 일반식(L-1-2)으로 표시되는 화합물은, 식(L-1-2.1) 내지 식(L-1-2.4)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-1-2.2) 내지 식(L-1-2.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 특히, 식(L-1-2.2)으로 표시되는 화합물은 본 발명의 조성물의 응답 속도를 특히 개선하기 때문에 바람직하다. 또한, 응답 속도보다도 높은 Tni를 구할 때는, 식(L-1-2.3) 또는 식(L-1-2.4)으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 식(L-1-2.3) 및 식(L-1-2.4)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해도를 좋게 하기 위하여 30% 이상으로 하는 것은 바람직하지 않다.
Figure pct00040
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-2.2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 10%이며, 15%이고, 18%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이고, 38%이고, 40%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 60%이며, 55%이고, 50%이고, 45%이고, 43%이고, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 32%이고, 30%이고, 27%이고, 25%이고, 22%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-1.3)으로 표시되는 화합물 및 식(L-1-2.2)으로 표시되는 화합물의 합계의 바람직한 함유량의 하한값은, 10%이며, 15%이고, 20%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 35%이고, 40%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 60%이며, 55%이고, 50%이고, 45%이고, 43%이고, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 32%이고, 30%이고, 27%이고, 25%이고, 22%이다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 일반식(L-1-3)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00041
(식 중 RL13 및 RL14은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기를 나타낸다)
RL13 및 RL14은, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 5%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 30%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 60%이며, 55%이고, 50%이고, 45%이고, 40%이고, 37%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 27%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 17%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이다.
또한, 일반식(L-1-3)으로 표시되는 화합물은, 식(L-1-3.1) 내지 식(L-1-3.13)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-1-3.1), 식(L-1-3.3) 또는 식(L-1-3.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 특히, 식(L-1-3.1)으로 표시되는 화합물은 본 발명의 조성물의 응답 속도를 특히 개선하기 때문에 바람직하다. 또한, 응답 속도보다도 높은 Tni를 구할 때는, 식(L-1-3.3), 식(L-1-3.4), 식(L-1-3.11) 및 식(L-1-3.12)으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 식(L-1-3.3), 식(L-1-3.4), 식(L-1-3.11) 및 식(L-1-3.13)으로 표시되는 화합물의 합계의 함유량은, 저온에서의 용해도를 좋게 하기 위하여 20% 이상으로 하는 것은 바람직하지 않다.
Figure pct00042
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-3.1)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 18%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 20%이며, 17%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 일반식(L-1-4) 및/또는 (L-1-5)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00043
(식 중 RL15 및 RL16은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기를 나타낸다)
RL15 및 RL16은, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-4)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 5%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 25%이며, 23%이고, 20%이고, 17%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-5)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 5%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 25%이며, 23%이고, 20%이고, 17%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이다.
또한, 일반식(L-1-4) 및 (L-1-5)으로 표시되는 화합물은, 식(L-1-4.1) 내지 식(L-1-5.3)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-1-4.2) 또는 식(L-1-5.2)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00044
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-4.2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 18%이고, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 20%이며, 17%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이다.
식(L-1-1.3), 식(L-1-2.2), 식(L-1-3.1), 식(L-1-3.3), 식(L-1-3.4), 식(L-1-3.11) 및 식(L-1-3.12)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하고, 식(L-1-1.3), 식(L-1-2.2), 식(L-1-3.1), 식(L-1-3.3), 식(L-1-3.4) 및 식(L-1-4.2)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하고, 이들 화합물의 합계의 함유량의 바람직한 함유량의 하한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 13%이고, 15%이고, 18%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 33%이고, 35%이고, 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 80%이며, 70%이고, 60%이고, 50%이고, 45%이고, 40%이고, 37%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이고, 28%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이다. 조성물의 신뢰성을 중시하는 경우에는, 식(L-1-3.1), 식(L-1-3.3) 및 식(L-1-3.4))으로 표시되는 화합물에서 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하고, 조성물의 응답 속도를 중시하는 경우에는, 식(L-1-1.3), 식(L-1-2.2)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하다.
일반식(L-1)으로 표시되는 화합물은 일반식(L-1-6)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00045
(식 중 RL17 및 RL18은 각각 독립해서 메틸기 또는 수소 원자를 나타낸다)
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-1-6)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 5%이고, 10%이고, 15%이고, 17%이고, 20%이고, 23%이고, 25%이고, 27%이고, 30%이고, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 60%이며, 55%이고, 50%이고, 45%이고, 42%이고, 40%이고, 38%이고, 35%이고, 33%이고, 30%이다.
또한, 일반식(L-1-6)으로 표시되는 화합물은, 식(L-1-6.1) 내지 식(L-1-6.3)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00046
일반식(L-2)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00047
(식 중, RL21 및 RL22은 각각 독립해서, 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타낸다)
RL21은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, RL22은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하다.
일반식(L-2)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, 반대로, 응답 속도를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이고, 3%이다.
또한, 일반식(L-2)으로 표시되는 화합물은, 식(L-2.1) 내지 식(L-2.6)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-2.1), 식(L-2.3), 식(L-2.4) 및 식(L-2.6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00048
일반식(L-3)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00049
(식 중, RL31 및 RL32은 각각 독립해서, 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타낸다)
RL31 및 RL32은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하다.
일반식(L-3)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이고, 7%이고, 6%이고, 5%이고, 3%이다.
높은 복굴절률을 얻는 경우는 함유량을 높게 설정하면 효과가 높고, 반대로, 높은 Tni를 중시하는 경우는 함유량을 낮게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 일반식(L-3)으로 표시되는 화합물은, 식(L-3.1) 내지 식(L-3.7)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-3.2) 내지 식(L-3.5)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00050
일반식(L-4)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00051
(식 중, RL41 및 RL42은 각각 독립해서, 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타낸다)
RL41은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, RL42은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하다)
일반식(L-4)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식(L-4)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률, 프로세스적합성, 적하흔, 소부, 유전율이방성 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조정할 필요가 있다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-4)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 14%이고, 16%이고, 20%이고, 23%이고, 26%이고, 30%이고, 35%이고, 40%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-4)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 50%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 20%이고, 15%이고, 10%이고, 5%이다.
일반식(L-4)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 식(L-4.1) 내지 식(L-4.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00052
저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서, 식(L-4.1)으로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도 되고, 식(L-4.2)으로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도 되고, 식(L-4.1)으로 표시되는 화합물과 식(L-4.2)으로 표시되는 화합물과의 양쪽을 함유하고 있어도 되고, 식(L-4.1) 내지 식(L-4.3)으로 표시되는 화합물을 모두 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-4.1) 또는 식(L-4.2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 3%이며, 5%이고, 7%이고, 9%이고, 11%이고, 12%이고, 13%이고, 18%이고, 21%이고, 바람직한 상한값은, 45%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이다.
식(L-4.1)으로 표시되는 화합물과 식(L-4.2)으로 표시되는 화합물과의 양쪽을 함유하는 경우는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 양 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 15%이며, 19%이고, 24%이고, 30%이고, 바람직한 상한값은, 45%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(L-4)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 식(L-4.4) 내지 식(L-4.6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-4.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00053
저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서, 식(L-4.4)으로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도 되고, 식(L-4.5)으로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도 되고, 식(L-4.4)으로 표시되는 화합물과 식(L-4.5)으로 표시되는 화합물과의 양쪽을 함유하고 있어도 된다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-4.4) 또는 식(L-4.5)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 3%이며, 5%이고, 7%이고, 9%이고, 11%이고, 12%이고, 13%이고, 18%이고, 21%이다. 바람직한 상한값은, 45%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 8%이다.
식(L-4.4)으로 표시되는 화합물과 식(L-4.5)으로 표시되는 화합물과의 양쪽을 함유하는 경우는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 양 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 15%이며, 19%이고, 24%이고, 30%이고, 바람직한 상한값은, 45%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 13%이다.
일반식(L-4)으로 표시되는 화합물은, 식(L-4.7) 내지 식(L-4.10)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 식(L-4.9)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00054
일반식(L-5)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00055
(식 중, RL51 및 RL52은 각각 독립해서, 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타낸다)
RL51은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, RL52은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하다.
일반식(L-5)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식(L-5)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률, 프로세스적합성, 적하흔, 소부, 유전율이방성 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조정할 필요가 있다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-5)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 14%이고, 16%이고, 20%이고, 23%이고, 26%이고, 30%이고, 35%이고, 40%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-5)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 50%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 20%이고, 15%이고, 10%이고, 5%이다.
일반식(L-5)으로 표시되는 화합물은, 식(L-5.1) 또는 식(L-5.2)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 식(L-5.1)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 9%이다.
Figure pct00056
일반식(L-5)으로 표시되는 화합물은, 식(L-5.3) 또는 식(L-5.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 9%이다.
Figure pct00057
일반식(L-5)으로 표시되는 화합물은, 식(L-5.5) 내지 식(L-5.7)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-5.7)으로 표시되는 화합물인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 9%이다.
Figure pct00058
일반식(L-6)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00059
(식 중, RL61 및 RL62은 각각 독립해서, 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타내고, XL61 및 XL62는 각각 독립해서 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다)
RL61 및 RL62은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하고, XL61 및 XL62 중 한쪽이 불소 원자, 다른 쪽이 수소 원자인 것이 바람직하다.
일반식(L-6)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 이상의 화합물을 조합해서 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조합해서 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이고, 5종류 이상이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-6)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 14%이고, 16%이고, 20%이고, 23%이고, 26%이고, 30%이고, 35%이고, 40%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-6)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 50%이며, 40%이고, 35%이고, 30%이고, 20%이고, 15%이고, 10%이고, 5%이다. Δn을 크게 하는 것에 중점을 두는 경우에는 함유량을 많게 하는 편이 바람직하고, 저온에서의 석출에 중점을 둔 경우에는 함유량은 적은 편이 바람직하다.
일반식(L-6)으로 표시되는 화합물은, 식(L-6.1) 내지 식(L-6.9)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00060
조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 이들 화합물 중으로부터 1종∼3종류 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼4종류 함유하는 것이 더 바람직하다. 또한, 선택하는 화합물의 분자량 분포가 넓은 것도 용해성에 유효하기 때문에, 예를 들면, 식(L-6.1) 또는 (L-6.2)으로 표시되는 화합물로부터 1종류, 식(L-6.4) 또는 (L-6.5)으로 표시되는 화합물로부터 1종류, 식(L-6.6) 또는 식(L-6.7)으로 표시되는 화합물로부터 1종류, 식(L-6.8) 또는 (L-6.9)으로 표시되는 화합물로부터 1종류의 화합물을 선택하고, 이들을 적의 조합하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 식(L-6.1), 식(L-6.3), 식(L-6.4), 식(L-6.6) 및 식(L-6.9)으로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 일반식(L-6)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 식(L-6.10) 내지 식(L-6.17)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 식(L-6.11)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00061
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 20%이며, 15%이고, 13%이고, 10%이고, 9%이다.
일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00062
(식 중, RL71 및 RL72은 각각 독립해서 일반식(L)에 있어서의 RL1 및 RL2과 같은 의미를 나타내고, AL71 및 AL72는 각각 독립해서 일반식(L)에 있어서의 AL2 및 AL3와 같은 의미를 나타내지만, AL71 및 AL72 상의 수소 원자는 각각 독립해서 불소 원자에 의해서 치환되어 있어도 되고, ZL71는 일반식(L)에 있어서의 ZL2와 같은 의미를 나타내고, XL71 및 XL72는 각각 독립해서 불소 원자 또는 수소 원자를 나타낸다)
식 중, RL71 및 RL72은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기가 바람직하고, AL71 및 AL72는 각각 독립해서 1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 바람직하고, AL71 및 AL72 상의 수소 원자는 각각 독립해서 불소 원자에 의해서 치환되어 있어도 되고, ZL71는 단결합 또는 COO-가 바람직하고, 단결합이 바람직하고, XL71 및 XL72는 수소 원자가 바람직하다.
조합할 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 요구되는 성능에 따라서 조합한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이고, 2종류이고, 3종류이고, 4종류이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률, 프로세스적합성, 적하흔, 소부, 유전율이방성 등의 요구되는 성능에 따라서 적의 조정할 필요가 있다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-7)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한값은, 1%이며, 2%이고, 3%이고, 5%이고, 7%이고, 10%이고, 14%이고, 16%이고, 20%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 식(L-7)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한값은, 30%이며, 25%이고, 23%이고, 20%이고, 18%이고, 15%이고, 10%이고, 5%이다.
본 발명의 조성물이 높은 Tni의 실시형태가 요구되는 경우는 식(L-7)으로 표시되는 화합물의 함유량을 많게 하는 것이 바람직하고, 저점도의 실시형태가 요구되는 경우는 함유량을 적게 하는 것이 바람직하다.
또한, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은, 식(L-7.1) 내지 식(L-7.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-7.2)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00063
또한, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은, 식(L-7.11) 내지 식(L-7.13)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-7.11)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00064
또한, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은, 식(L-7.21) 내지 식(L-7.23)으로 표시되는 화합물이다. 식(L-7.21)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00065
또한, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은, 식(L-7.31) 내지 식(L-7.34)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-7.31) 또는/및 식(L-7.32)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00066
또한, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은, 식(L-7.41) 내지 식(L-7.44)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(L-7.41) 또는/및 식(L-7.42)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00067
또한, 일반식(L-7)으로 표시되는 화합물은, 식(L-7.51) 내지 식(L-7.53)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00068
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 일반식(i), 일반식(ii), 일반식(L) 및 (N)으로 표시되는 화합물의 합계의 바람직한 함유량의 하한값은, 80%이며, 85%이고, 88%이고, 90%이고, 92%이고, 93%이고, 94%이고, 95%이고, 96%이고, 97%이고, 98%이고, 99%이고, 100%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 100%이며, 99%이고, 98%이고, 95%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대해서의 일반식(i), 일반식(ii), 일반식(L-1)으로부터 (L-7) 및 (M-1) 내지 (M-8)으로 표시되는 화합물의 합계의 바람직한 함유량의 하한값은, 80%이며, 85%이고, 88%이고, 90%이고, 92%이고, 93%이고, 94%이고, 95%이고, 96%이고, 97%이고, 98%이고, 99%이고, 100%이다. 바람직한 함유량의 상한값은, 100%이며, 99%이고, 98%이고, 95%이다.
본원 발명의 조성물은, 분자 내에 과산(-CO-OO-) 구조 등의 산소 원자끼리가 결합한 구조를 갖는 화합물을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
조성물의 신뢰성 및 장기안정성을 중시하는 경우에는 카르보닐기를 갖는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총질량에 대해서 5% 이하로 하는 것이 바람직하고, 3% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 1% 이하로 하는 것이 더 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 가장 바람직하다.
UV 조사에 의한 안정성을 중시할 경우, 염소 원자가 치환하고 있는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총질량에 대해서 15% 이하로 하는 것이 바람직하고, 10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 8% 이하로 하는 것이 바람직하고, 5% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 3% 이하로 하는 것이 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 더 바람직하다.
분자 내의 환 구조가 모두 6원환인 화합물의 함유량을 많게 하는 것이 바람직하고, 분자 내의 환 구조가 모두 6원환인 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총질량에 대해서 80% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 90% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 95% 이상으로 하는 것이 더 바람직하고, 실질적으로 분자 내의 환 구조가 모두 6원환인 화합물만으로 조성물을 구성하는 것이 가장 바람직하다.
조성물의 산화에 의한 열화(劣化)를 억제하기 위해서는, 환 구조로서 시클로헥세닐렌기를 갖는 화합물의 함유량을 적게 하는 것이 바람직하고, 시클로헥세닐렌기를 갖는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총질량에 대해서 10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 8% 이하로 하는 것이 바람직하고, 5% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 3% 이하로 하는 것이 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 더 바람직하다.
점도의 개선 및 Tni의 개선을 중시하는 경우에는, 수소 원자가 할로겐으로 치환되어 있어도 되는 2-메틸벤젠-1,4-디일기를 분자 내에 갖는 화합물의 함유량을 적게 하는 것이 바람직하고, 상기 2-메틸벤젠-1,4-디일기를 분자 내에 갖는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총질량에 대해서 10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 8% 이하로 하는 것이 바람직하고, 5% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 3% 이하로 하는 것이 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 더 바람직하다.
본원에 있어서 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 의도하지 않게 함유하는 물을 제외하고 함유하지 않는다는 의미이다.
본 발명의 제1 실시형태의 조성물에 함유되는 화합물이, 측쇄로서 알케닐기를 가질 경우, 상기 알케닐기가 시클로헥산에 결합하고 있는 경우에는 당해 알케닐기의 탄소 원자수는 2∼5인 것이 바람직하고, 상기 알케닐기가 벤젠에 결합하고 있는 경우에는 당해 알케닐기의 탄소 원자수는 4∼5인 것이 바람직하고, 상기 알케닐기의 불포화 결합과 벤젠은 직접 결합하고 있지 않은 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 액정 조성물의 평균 탄성 상수(KAVG)는 10 내지 25가 바람직하지만, 그 하한값으로서는, 10이 바람직하며, 10.5가 바람직하고, 11이 바람직하고, 11.5가 바람직하고, 12가 바람직하고, 12.3이 바람직하고, 12.5가 바람직하고, 12.8이 바람직하고, 13이 바람직하고, 13.3이 바람직하고, 13.5가 바람직하고, 13.8이 바람직하고, 14가 바람직하고, 14.3이 바람직하고, 14.5가 바람직하고, 14.8이 바람직하고, 15가 바람직하고, 15.3이 바람직하고, 15.5가 바람직하고, 15.8이 바람직하고, 16이 바람직하고, 16.3이 바람직하고, 16.5가 바람직하고, 16.8이 바람직하고, 17이 바람직하고, 17.3이 바람직하고, 17.5가 바람직하고, 17.8이 바람직하고, 18이 바람직하고, 그 상한값으로서는, 25가 바람직하며, 24.5가 바람직하고, 24가 바람직하고, 23.5가 바람직하고, 23이 바람직하고, 22.8이 바람직하고, 22.5가 바람직하고, 22.3이 바람직하고, 22가 바람직하고, 21.8이 바람직하고, 21.5가 바람직하고, 21.3이 바람직하고, 21이 바람직하고, 20.8이 바람직하고, 20.5가 바람직하고, 20.3이 바람직하고, 20이 바람직하고, 19.8이 바람직하고, 19.5가 바람직하고, 19.3이 바람직하고, 19가 바람직하고, 18.8이 바람직하고, 18.5가 바람직하고, 18.3이 바람직하고, 18이 바람직하고, 17.8이 바람직하고, 17.5가 바람직하고, 17.3이 바람직하고, 17이 바람직하다. 소비 전력 삭감을 중시하는 경우에는 백라이트의 광량을 억제하는 것이 유효하고, 액정 표시 소자는 광의 투과율을 향상시키는 것이 바람직하고, 그를 위해서는 KAVG의 값을 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 응답 속도의 개선을 중시하는 경우에는 KAVG의 값을 높게 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물로서는, 이하의 일반식(P)
Figure pct00069
(상기 일반식(P) 중, Rp1은, 수소 원자, 불소 원자, 시아노기, 수소 원자, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알킬기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알콕시기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알케닐기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알케닐옥시기 또는 -Spp2-Pp2를 나타내고,
Pp1 및 Pp2는 각각 독립해서, 일반식(Pp1-1)∼식(Pp1-9)
Figure pct00070
(식 중, Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5의 할로겐화알킬기를 나타내고, Wp11는 단결합, -O-, -COO- 또는 메틸렌기를 나타내고, tp11는, 0, 1 또는 2를 나타내지만, 분자 내에 Rp11, Rp12, Wp11 및/또는 tp11가 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
중 어느 하나를 나타내고,
Spp1 및 Spp2는 각각 독립해서, 단결합 또는 스페이서기를 나타내고,
Zp1 및 Zp2는 각각 독립해서, 단결합, -O-, -S-, -CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH₂-, -CH₂OCOO-, -OCH₂CH₂O-, -CO-NRZP1-, -NRZP1-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CRZP1-COO-, -CH=CRZP1-OCO-, -COO-CRZP1=CH-, -OCO-CRZP1=CH-, -COO-CRZP1=CH-COO-, -COO-CRZP1=CH-OCO-, -OCO-CRZP1=CH-COO-, -OCO-CRZP1=CH-OCO-, -(CH₂)z-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -(C=O)-O-(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂- 또는 -C≡C-(식 중, RZP1은 각각 독립해서 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내지만, 분자 내에 RZP1이 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
를 나타내고,
Ap2는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, Ap2는 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -Spp2-Pp2로 치환되어 있어도 되고,
Ap1는 (Ap1-11)∼(Ap1-19)
Figure pct00071
(식 중, ★에서 Spp1 또는 Zp1와 결합하고, ★★에서 Zp1와 결합하고, 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -Spp2-Pp2에 의해서 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 기를 나타내고,
Ap3는 (Ap3-11)∼(Ap3-19)
Figure pct00072
(식 중, ★에서 Zp2와 결합하고, ★★에서 Rp1 또는 Zp2와 결합하고, 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -Spp2-Pp2에 의해서 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 기를 나타내고,
mp2 및 mp3은 각각 독립해서, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, mp1 및 mp4은 각각 독립해서 1, 2 또는 3을 나타내지만, 분자 내에 Pp1, Spp1, Ap1, Zp1, Zp2, Ap3 및/또는 Rp1이 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
으로 표시되는 화합물이 바람직하다. 또한, 당해 중합성 모노머는 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(P)에 있어서, Rp1은 -Spp2-Pp2인 것이 바람직하다.
Pp1 및 Pp2는 각각 독립해서 식(Pp1-1)∼식(Pp1-3) 중 어느 하나인 것이 바람직하고, (Pp1-1)인 것이 바람직하다.
Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자 또는 메틸기인 것이 바람직하다.
mp1+mp4은 2 이상인 것이 바람직하고, 2 또는 3이 바람직하다.
Zp1 및 Zp2는 각각 독립해서, 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -CF₂-, -CF₂O-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH₂)₂-, -OCF₂- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH₂)₂- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 분자 내에 존재하는 하나만이 -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH₂)₂- 또는 -C≡C-이고, 그 외가 모두 단결합인 것이 바람직하고, 분자 내에 존재하는 하나만이, -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -COO- 또는 -OCO-이고, 그 외가 모두 단결합인 것이 바람직하고, 모두가 단결합인 것이 바람직하다.
또한, 분자 내에 존재하는 Zp1 및 Zp2의 하나만이, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -O-CO-(CH₂)₂-, -COO-(CH₂)₂-로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기이고, 그 외는 단결합인 것이 바람직하다.
Spp1 및 Spp2는 각각 독립해서, 단결합 또는 탄소 원자수 1∼30의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 -CH₂-는 산소 원자끼리가 직접 연결하지 않는 한에 있어서 -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬렌기 중의 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되지만, 직쇄의 탄소 원자수 1∼10의 알킬렌기 또는 단결합이 바람직하다.
Ap2는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기 또는 나프탈렌-2,6-디일기가 바람직하고, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 페난트렌-2,7-디일기 또는 나프탈렌-2,6-디일기가 바람직하고, mp2+mp3이 0일 때에는 페난트렌-2,7-디일기가 바람직하고, mp2+mp3이 1, 2 또는 3일 때에는 1,4-페닐렌기 또는 1,4-시클로헥실렌기가 바람직하다. Ap2는, 액정 화합물과의 상용성을 개선하기 위하여, 그 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자가 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
Ap1는 식(Ap1-15), (Ap1-16), (Ap1-17) 또는 (Ap1-18)이 바람직하다. Ap1는, 액정 화합물과의 상용성을 개선하기 위하여, 그 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자가 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
Ap3는 식(Ap1-14), (Ap1-15), (Ap1-16), (Ap1-17) 또는 (Ap1-18)이 바람직하다. Ap3는, 액정 화합물과의 상용성을 개선하기 위하여, 그 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자가 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
mp2+mp3은 0, 1, 2 또는 3이 바람직하고, 1 또는 2가 바람직하다.
일반식(P)으로 표시되는 화합물의 합계의 함유량은, 본원의 일반식(P)으로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물에 대해서, 0.05∼10% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.1∼8% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.1∼5% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.1∼3% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.2∼2% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.2∼1.3% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.2∼1% 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0.2∼0.56% 포함하고 있는 것이 바람직하다.
일반식(P)으로 표시되는 화합물의 합계의 함유량의 바람직한 하한값은, 본원의 일반식(P)으로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물에 대해서, 0.01%이며, 0.03%이고, 0.05%이고, 0.08%이고, 0.1%이고, 0.15%이고, 0.2%이고, 0.25%이고, 0.3%이다.
일반식(P)으로 표시되는 화합물의 합계의 함유량의 바람직한 상한값은, 본원의 일반식(P)으로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물에 대해서, 10%이며, 8%이고, 5%이고, 3%이고, 1.5%이고, 1.2%이고, 1%이고, 0.8%이고, 0.5%이다.
함유량이 적으면 일반식(P)으로 표시되는 화합물을 더하는 효과가 나타나기 어렵고, 액정 조성물의 배향 규제력이 약하거나 또는 경시적으로 약해져 버리는 것 등의 문제가 발생하고, 너무 많으면 경화 후에 잔존하는 양이 많아지거나, 경화에 시간이 걸리거나, 액정의 신뢰성이 저하하는 것 등의 문제가 발생한다. 이 때문에, 이들의 밸런스를 고려하여 함유량을 설정한다.
일반식(P)으로 표시되는 화합물은, 일반식(P-1), 일반식(P-2), 일반식(P-3) 및 일반식(P-4)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00073
(식 중, Pp11, Pp12, Pp21, Pp22, Pp31, Pp32, Pp41 및 Pp42는 각각 독립해서, 일반식(P)에 있어서의 Pp1와 같은 의미를 나타내고,
Spp11, Spp12, Spp21, Spp22, Spp31 및 Spp32, Spp41 및 Spp42는 각각 독립해서, 일반식(P)에 있어서의 Spp1와 같은 의미를 나타내고,
Ap11, Ap12, Ap13, Ap21, Ap22, Ap23, Ap32 및 Ap42는 각각 독립해서, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, Ap11, Ap12, Ap13, Ap21, Ap22, Ap23, Ap32 및 Ap42는 각각 독립해서, 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 일반식(P)에 있어서의 -Spp2-Pp2로 치환되어 있어도 되고,
Ap41는, 일반식(P)의 Ap1와 같은 의미를 나타내고,
Ap43는, 일반식(P)의 Ap3와 같은 의미를 나타내고,
Zp21, Zp22, Zp41 및 Zp42는, 단결합, -O-, -S-, -CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH₂-, -CH₂OCOO-, -OCH₂CH₂O-, -CO-NRZP1-, -NRZP1-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CRZP1-COO-, -CH=CRZP1-OCO-, -COO-CRZP1=CH-, -OCO-CRZP1=CH-, -COO-CRZP1=CH-COO-, -COO-CRZP1=CH-OCO-, -OCO-CRZP1=CH-COO-, -OCO-CRZP1=CH-OCO-, -(CH₂)z-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -(C=O)-O-(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂- 또는 -C≡C-(식 중, RZP1은 각각 독립해서 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내지만, 분자 내에 RZP1이 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)를 나타내지만, 분자 내에 존재하는 Zp21 및 Zp22의 적어도 하나는, 단결합 이외를 나타낸다)
Pp11, Pp12, Pp21, Pp22, Pp31, Pp32, Pp41 및 Pp42는, 각각 독립해서 일반식(P)에 있어서의 Pp1와 마찬가지로 식(Pp1-1)∼식(Pp1-3) 중 어느 하나인 것이 바람직하고, (Pp1-1)인 것이 바람직하고, Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자 또는 메틸기인 것이 바람직하다.
Spp11, Spp12, Spp21, Spp22, Spp31 및 Spp32, Spp41 및 Spp42는 각각 독립해서, 단결합 또는 탄소 원자수 1∼30의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 -CH₂-는 산소 원자끼리가 직접 연결하지 않는 한에 있어서 -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬렌기 중의 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되지만, 직쇄의 탄소 원자수 1∼10의 알킬렌기 또는 단결합이 바람직하다.
Ap11, Ap12, Ap13, Ap21, Ap22, Ap23, Ap32 및 Ap42는 각각 독립해서, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기 또는 나프탈렌-2,6-디일기가 바람직하고, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 페난트렌-2,7-디일기 또는 나프탈렌-2,6-디일기가 바람직하다. 일반식(P-1) 및 (P-2)에 있어서는 각각 독립해서 1,4-페닐렌기 또는 1,4-시클로헥실렌기가 바람직하고, 액정 화합물과의 상용성을 개선하기 위하여, 그 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자가 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 된다. 일반식(P-3)에 있어서는 페난트렌-2,7-디일기가 바람직하고, 액정 화합물과의 상용성을 개선하기 위하여, 그 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자가 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
Zp21는, 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -CF₂-, -CF₂O-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH₂)₂-, -OCF₂- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH₂)₂- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 분자 내에 존재하는 하나만이 -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH₂)₂- 또는 -C≡C-이고, 그 외가 모두 단결합인 것이 바람직하고, 분자 내에 존재하는 하나만이, -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -COO- 또는 -OCO-이고, 그 외가 모두 단결합인 것이 바람직하고, 모두가 단결합인 것이 바람직하다.
또한, 분자 내에 존재하는 Zp21의 하나만이, -(CH₂)₂-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -O-CO-(CH₂)₂-, -COO-(CH₂)₂-로 이루어지는 군에서 선택되는 연결기이고, 그 외는 단결합인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(P-1)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-1-1)∼식(P-1-46)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
(식 중, Pp11, Pp12, Spp11 및 Spp12는, 일반식(P-1)에 있어서의 Pp11, Pp12, Spp11 및 Spp12와 같은 의미를 나타낸다)
본 발명에 따른 일반식(P-2)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-2-1)∼식(P-2-12)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00079
(식 중, Pp21, Pp22, Spp21 및 Spp22는, 일반식(P-2)에 있어서의 Pp21, Pp22, Spp21 및 Spp22와 같은 의미를 나타낸다)
본 발명에 따른 일반식(P-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-3-1)∼식(P-3-15)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00080
Figure pct00081
(식 중, Pp31, Pp32, Spp31 및 Spp32는, 일반식(P-3)에 있어서의 Pp31, Pp32, Spp31 및 Spp32와 같은 의미를 나타낸다)
본 발명에 따른 일반식(P-4)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-4-1)∼식(P-4-15)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
Figure pct00085
(식 중, Pp41, Pp42, Spp41 및 Spp42는, 일반식(P-4)에 있어서의 Pp41, Pp42, Spp41 및 Spp42와 같은 의미를 나타낸다)
본 발명에 따른 조성물은 수직배향성을 더 부여하기 위하여, 자발배향성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 자발배향성 화합물은, 종래의 폴리이미드 등의 액정 배향막을 기판의 편방 또는 양쪽에 사용하지 않고, 액정 조성물의 배향성을 제어하는 화합물이다.
자발배향성 화합물은, 주로 액정 조성물에 첨가해서 사용되고, 당해 액정 조성물을 포함하는 액정층과 직접 맞닿는 부재(전극(예를 들면, ITO), 기판(예를 들면, 유리 기판, 아크릴 기판, 투명 기판, 플렉서블 기판 등), 수지층(예를 들면, 컬러 필터, 배향막, 오버 코팅층 등), 절연막(예를 들면, 무기 재료막, SiNx 등))에 대해서 상호 작용하고, 액정층의 액정 분자의 호메오트로픽 배열 또는 호모지니어스 배향을 유기하는 기능을 구비하고 있다. 특히 액정 조성물을 기판에 대하여, 수직 또는 대략 수직으로 배향할 수 있는 화합물이 바람직하다.
자발배향성 화합물은, 중합하기 위한 중합성기와, 액정 분자와 유사한 메소겐기와, 액정층과 직접 맞닿는 부재와 상호 작용 가능한 흡착기와, 액정 분자의 배향을 유기하는 굴곡기를 갖는 것이 바람직하다.
자발배향성 화합물은, 이하의 일반식(SAL)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00086
(상기 식 중, Pal는, 일반식(P-I)∼일반식(P-IX)
Figure pct00087
(식 중, Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5의 할로겐화알킬기를 나타내고, Wp11는 단결합, -O-, -COO- 또는 메틸렌기를 나타내고, tp11는, 0, 1 또는 2를 나타낸다)
으로 표시되는 기를 나타내고,
Spal는 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20개의 알킬렌기를 나타내지만, 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립해서, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고,
T는 흡착기를 나타내고,
MG는 메소겐기를 나타내고,
Cg는 수소 원자, 상기 흡착기, 상기 -Spal-Pal 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립해서, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고, Cg, MG 및 T 모두가 상기 중합성기인 -Spal-Pal-로 치환되어도 되고,
nsal1, nsal2 및 nsal3은 각각 독립해서, 1∼5의 자연수를 나타낸다)
본 발명에 따른 중합성기는, Pal로 표시되는 기이고, 직접 또는 필요에 따라서 스페이서기를 개재해서 다른 구조와 결합한다. 중합성기는, Pal-Spal-로 표시되는 것이 바람직하다.
Pal는, 이하의 일반식(P-I)∼일반식(P-IX)으로 표시되는 군에서 선택되는 기인 것이 바람직하다.
Figure pct00088
(식 중, Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5의 할로겐화알킬기를 나타내고, Wp11는 단결합, -O-, -COO- 또는 메틸렌기를 나타내고, tp11는, 0, 1 또는 2를 나타낸다)
상기 Pa1는, 이하의 일반식(P-I)∼일반식(P-IX)으로 표시되는 군에서 선택되는 기인 것이 바람직하고, 일반식(P-I)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, Pal-Spal-는, 메소겐기, 흡착기 및/또는 굴곡기에 대해서 결합해도 된다.
또한, 본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 중합성기는, 메소겐기, 흡착기 또는 굴곡기에 대해서 직접 또는 스페이서기를 개재해서 결합하는 것이 바람직하고, 메소겐기 또는 흡착기에 대해서 직접 또는 스페이서기를 개재해서 결합하는 것이 보다 바람직하다.
상기 스페이서기(Spal)는, 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20개의 알킬렌기를 나타내는 것이 바람직하고, 단결합 또는 직쇄상의 탄소 원자수 1∼20개의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 단결합 또는 직쇄상의 탄소 원자수 2∼10개의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 스페이서기(Spal)에 있어서, 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립해서, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 중합성기(Pal-Spal-)의 수는, 1 이상 5 이하인 것이 바람직하고, 1 이상 4 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 이상 4 이하인 것이 더 바람직하고, 2 또는 3인 것이 더 바람직하고, 2인 것이 보다 더 바람직하다.
Pal-Spal- 중의 수소 원자는, 중합성기, 흡착기 및/또는 굴곡기로 치환되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 메소겐기는, 강직한 부분을 구비한 기, 예를 들면 환식기를 하나 이상 구비한 것을 말하며, 환식기를 2∼4개를 갖고 있는 것이 바람직하고, 환식기를 3∼4개를 갖고 있는 것이 보다 바람직하고, 필요에 따라서 환식기는 연결기로 연결되어 있어도 된다. 메소겐기는 액정층에 사용되는 액정 화합물과 유사한 골격인 것이 바람직하다.
또, 본 명세서에 있어서 「환식기」는, 구성하는 원자가 환상으로 결합한 원자단을 말하며, 탄소환, 복소환, 포화 또는 불포화 환식 구조, 단환, 2환식 구조, 다환식 구조, 방향족, 비방향족 등을 포함한다. 또한, 환식기는, 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함해도 되고, 또한, 적어도 하나의 치환기(할로겐 원자, 반응성 관능기, 유기기(알킬, 아릴 등)에 의해서 치환되어도 된다. 환식기가 단환인 경우에는, 메소겐기는 2 이상의 단환을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
상기 메소겐기는, 예를 들면, 일반식(AL)으로 표시되는 것이 바람직하다.
Figure pct00089
(식 중, ZAL는, 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂-CH₂COO-, -OCOCH₂―CH₂-, -CH=C(CH₃)COO-, -OCOC(CH₃)=CH-, -CH₂-CH(CH₃)COO-, -OCOCH(CH₃)-CH₂-, -OCH₂CH₂O- 또는 탄소 원자수 1∼20의 알킬렌기를 나타내고, 이 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH₂-는 -O-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어도 되고,
AAL는, 2가의 환식기를 나타내고,
ZAL 및 AAL 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립해서, 할로겐 원자, 흡착기, Pal-Spal- 또는 1가의 유기기로 치환되어 있어도 되고,
ZAL 및 AAL가 각각 복수 존재하는 경우는, 각각 서로 동일해도 되며 달라도 되고, mAL은, 1∼5의 정수를 나타내고,
상기 식 중의 좌단의 * 및 우단의 *는 결합수(結合手)를 나타낸다)
일반식(AL) 중, ZAL는, 단결합 또는 탄소 원자수 2∼20의 알킬렌기가 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 2∼10의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 상기 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH₂-는 -O-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어도 된다. 또한, 봉상 분자의 직선성을 목적으로 하는 경우는, 환과 환이 직접 연결한 형태인 단결합이나 환과 환을 직접 잇는 원자의 수가 짝수 개인 형태가 바람직하다. 예를 들면, -CH₂-CH₂COO-의 경우, 환과 환을 직접 잇는 원자의 수는 4개이다.
일반식(AL) 중, 환식기는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기 및 플루오렌-2,7-디일기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 구조를 나타내는 것이 바람직하고, 이들의 구조는 비치환 또는 치환되어 있어도 되고, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 2,6-나프틸렌기 또는 페난트렌-2,7-디일기가 보다 바람직하고, 1,4-페닐렌기 또는 1,4-시클로헥실렌기가 바람직하다. 또한, 환식기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 흡착기, Pal-Spal- 또는 1가의 유기기로 치환되어도 된다.
일반식(AL) 중, 1가의 유기기란, 유기 화합물이 1가의 기의 형태로 됨에 의해서, 화학 구조가 구성된 기이고, 유기 화합물로부터 수소 원자를 하나 제거해서 이루어지는 원자단을 말하며, 예를 들면, 탄소 원자수 1∼15의 알킬기, 탄소 원자수 2∼15의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼14의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼15의 알케닐옥시기 등을 들 수 있고, 탄소 원자수 1∼15의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼14의 알콕시기가 바람직하다. 또한, 상기 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 알케닐옥시기 중의 1개 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH₂-는 -O-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어도 된다. 또한, 상기 1가의 유기기는, 후술의 굴곡기로서의 역할을 가져도 된다.
상기 일반식(AL) 중, mAL은, 2∼4의 정수인 것이 바람직하다.
상기 메소겐기 중 특히 바람직한 형태는, 이하의 일반식(AL-1) 또는 (AL-2)으로 표시되고, 식(AL-1)이 보다 바람직하다.
Figure pct00090
(상기 식 중, Xa11∼Xal18는 각각 독립해서, 수소 원자, 할로겐 원자, Pal-Spal-, 흡착기 또는 굴곡기를 나타내고, 환 A 및 환 B는 각각 독립해서, 시클로헥산환 또는 벤젠환을 나타내고,
Xa11∼Xal18 중 어느 1종 또는 2종 이상이 상기 흡착기로 치환되어 있고,
Xa11∼Xal18 중 어느 1종 또는 2종 이상이 상기 굴곡기로 치환되어 있고,
상기 흡착기 및 상기 굴곡기는 상기 Pal-Spal-로 치환되어 있어도 되고,
일반식(AL-1) 또는 일반식(AL-2)의 각각에 상기 Pal-Spal-를 1종 또는 2종 이상 갖는다)
상기 식(AL-1)에 있어서, Xa11 또는 Xa18∼Xa112의 적어도 1종 또는 2종 이상이 흡착기로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xa11 또는 Xa110의 적어도 1종 또는 2종 이상이 흡착기로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 이 경우, 상기 흡착기는 Pal-Spal-로 치환되어도 된다. 특히, 환 A가 시클로헥산환인 경우는, Xa110가 흡착기로 치환되어 있는 것이 바람직하다.
상기 식(AL-1)에 있어서, Xa16∼Xa114의 적어도 1종 또는 2종 이상이 중합성기로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xal9 또는 Xa111 중 어느 한쪽이 Pal-Spal-로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 식(AL-1)에 있어서, Xa11∼Xa13, Xa6∼Xa114, Xa117∼Xa118의 적어도 1종 또는 2종 이상이 굴곡기로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xa11∼Xa13, Xa6∼Xa19, Xa111∼Xa114 또는 Xa117∼Xa118의 적어도 1종 또는 2종 이상이 굴곡기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. Xa11가 굴곡기로 치환되어 있으며, 또한 Xa6∼Xa19 또는 Xa111∼Xa114 중 어느 1종이 굴곡기로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 전자의 Xa11에 있어서의 굴곡기의 편이 후자의 굴곡기보다 탄소 원자수가 많은 편이 더 바람직하다. 굴곡기는 Pal-Spal-로 치환되어도 된다.
상기 식(AL-2)에 있어서, Xa11 또는 Xa16∼Xa110의 적어도 1종 또는 2종 이상이 흡착기로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xa11 또는 Xa18가 흡착기로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 이 경우, 흡착기는 Pal-Spal-로 치환되어도 된다. 특히, 환 A가 시클로헥산환인 경우는, Xa18가 흡착기로 치환되어 있는 것이 바람직하다.
상기 식(AL-2)에 있어서, Xal6∼Xa110 중 어느 1종 또는 2종 이상이 Pal-Spal-로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xal7 또는 Xa19 중 어느 한쪽이 Pal-Spal-로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 식(AL-2)에 있어서, Xa16∼Xa110의 적어도 1종 또는 2종 이상이 Pal-Spal-로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xa17 또는 Xa14 중 어느 한쪽이 Pal-Spal-로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 식(AL-2)에 있어서, Xa11∼Xa17 또는 Xa9∼Xa114의 적어도 1종 또는 2종 이상이 굴곡기로 치환되어 있는 것이 바람직하고, Xa11, Xa4∼Xa17 또는 Xa19∼Xa112의 적어도 1종 또는 2종 이상이 굴곡기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. Xa11가 굴곡기로 치환되어 있으며, 또한 Xal4∼Xa17 또는 Xa19∼Xa112 중 어느 1종이 굴곡기로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 전자의 Xa11에 있어서의 굴곡기의 편이 후자의 굴곡기보다 탄소 원자수가 많은 편이 더 바람직하다. 굴곡기는 Pal-Spal-로 치환되어도 된다.
상기 메소겐기의 바람직한 형태로서는, 이하의 식(AL-1-1)∼(AL-2-)을 들 수 있다. 일반식(AL)은, 이들의 구조 중의 2개의 수소 원자가 탈리한 구조이다.
이들 일반식(AL-1-1)∼(AL-2-3) 중의 시클로헥산환, 벤젠환, 피란환 또는 디옥산환 중의 수소 원자의 하나 또는 둘 이상은, 할로겐 원자, Pal-Spal-, 1가의 유기기(예를 들면, 탄소 원자수 1∼15의 알킬기, 탄소 원자수 1∼14의 알콕시기), 흡착기 또는 굴곡기로 치환되어도 된다.
Figure pct00091
상기 메소겐기 중 바람직한 형태는, 일반식(AL-1-1), 일반식(AL-1-4), 일반식(AL-1-7), 일반식(AL-2-1) 또는 일반식(AL-2-3)으로 표시되는 구조이고, 일반식(AL-1-4), 일반식(AL-1-7) 또는 일반식(AL-2-3)으로 표시되는 구조이고, 일반식(AL-1-4) 또는 일반식(AL-1-7)으로 표시되는 구조이다.
본 발명에 따른 흡착기는, 기판, 막, 전극 등의 흡착매와 흡착하는 역할을 구비한 기이다. 흡착은, 일반적으로, 화학 결합(공유 결합, 이온 결합 또는 금속 결합)을 만들어서 흡착매와 흡착질과의 사이에서 흡착하는 화학 흡착, 또는 당해 화학 흡착 이외의 물리 흡착으로 분별되고, 본 명세서의 흡착은 화학 흡착 또는 물리 흡착의 어느 것이어도 되지만, 물리 흡착에 의해 흡착매와 흡착하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 발명에 따른 흡착기는, 흡착매와 물리 흡착 가능한 기인 것이 바람직하고, 당해 흡착기는 분자간력에 의해 흡착매와 결합하는 것이 보다 바람직하다. 당해 분자간력에 의해 흡착매와 결합하는 형태로서는, 영구 쌍극자, 영구 사중극자, 분산력, 전하 이동력 또는 수소 결합 등의 상호 작용에 의해 흡착매와 결합하고 있는 것을 들 수 있다. 본 발명에 따른 흡착기의 바람직한 형태로서는, 수소 결합에 의해 흡착매와 결합 가능한 형태를 들 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 흡착기가 수소 결합을 개재하는 프로톤의 도너 혹은 억셉터로 되어도 되고, 또한 양쪽이어도 된다.
본 발명에 따른 흡착기는, 탄소 원자와 헤테로 원자가 연결한 원자단을 갖는 극성 요소를 포함하는 기인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 말하는 극성 요소란, 탄소 원자와 헤테로 원자가 직접 연결한 원자단을 말한다. 상기 헤테로 원자로서는, N, O, S, P, B 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, N, O 및 S로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, N 및 O로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, O인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 본 발명에 따른 극성 요소의 가수는, 1가, 2가, 3가 등 특히 제한되지 않으며, 또한 흡착기 중의 극성 요소의 개수도 특히 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 상기 흡착기는, 일분자 중에 1∼8개 갖는 것이 바람직하고, 1∼4개 갖는 것이 보다 바람직하고, 1∼3개 갖는 것이 더 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 흡착기는, Pal-Spal- 및 굴곡기는 제외한다.
본 발명에 따른 흡착기는, 1 또는 2 이상의 극성 요소를 포함하고, 흡착기는 환식기형과 쇄식기형으로 대별된다. 환식기형은 그 구조 중에 극성 요소를 포함하는 환상 구조를 구비한 환식기를 포함하는 형태이고, 쇄식기형은 그 구조 중에 극성 요소를 포함하는 환상 구조를 구비한 환식기를 포함하지 않는 형태이다. 쇄식기는 직쇄 또는 분기한 쇄상기 중에 극성 요소를 갖는 형태이고, 이 일부에 극성 요소를 포함하지 않는 환상 구조를 갖고 있어도 된다.
본 발명에 따른 흡착기가 환식기를 포함하는 형태라는 것은, 적어도 하나의 극성 요소가 환상의 원자 배열 내에 포함되는 형태를 의미한다. 또, 본 명세서에 있어서의 환식기란, 상술한 바와 같다. 그 때문에, 본 발명에 따른 흡착기가 환식기를 포함하는 형태의 경우는, 극성 요소를 포함하는 환식기만 포함하고 있으면 되고, 흡착기 전체로서는 분기해도 되고 직쇄상이어도 된다.
본 발명에 따른 흡착기가 쇄식기의 형태라는 것은, 분자 내에 극성 요소를 포함하는 환상의 원자 배열이 없으며, 또한 적어도 하나의 극성 요소가 선상의 원자 배열(지분(枝分)해도 된다) 내에 포함되는 형태를 의미한다. 또, 본 명세서에 있어서의 쇄식기란, 구조식 중에 환상의 원자 배열이 없는, 구성하는 원자가 선상(분기해도 된다)으로 결합한 원자단을 말하며, 비환식기를 말한다. 환언하면, 직쇄상 또는 분지상의 지방족기를 말하고, 포화 결합 또는 불포화 결합의 어느 쪽을 포함해도 되고, 예를 들면, 알킬, 알케닐, 알콕시, 에스테르, 에테르 또는 케톤 등을 포함하고, 적어도 하나의 치환기(반응성 관능기(비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등), 쇄상 유기기(알킬, 시아노 등)에 의해서 치환되어도 되는 개념이다. 또한, 본 발명의 쇄식기는, 직쇄상 또는 분기상의 어느 것이어도 된다.
본 발명에 따른 흡착기는, 쇄식기 또는 환식기를 갖는 것이 바람직하고, 흡착능을 중시하는 경우는 쇄식기가 바람직하고, 액정 조성물에 대한 안정성의 관점에서는 환식기가 바람직하다.
본 발명에 따른 흡착기가 환식기인 경우는, 탄소 원자수 3∼20개의 복소 방향족기(축합환을 포함한다) 또는 탄소 원자수 3∼20개의 복소 지방족기(축합환을 포함한다)가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3∼12개의 복소 방향족기(축합환을 포함한다) 또는 탄소 원자수 3∼12개의 복소 지방족기(축합환을 포함한다)가 더 바람직하고, 5원환 복소 방향족기, 5원환 복소 지방족기, 6원환 복소 방향족기 또는 6원환 복소 지방족기를 나타내는 것이 보다 더 바람직하고, 이들 환 구조 중의 수소 원자는 할로겐 원자, 탄소 원자수 1∼5의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기 또는 알킬옥시기로 치환되어도 된다.
본 발명에 따른 흡착기가 쇄식기인 경우는, 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20개의 알킬기 중의 수소 원자나 -CH₂-가 극성 요소로 치환되는 것이 바람직하고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 된다. 또한, 본 발명에 따른 흡착기가 쇄식기인 경우는, 단부에 극성 요소를 포함하는 또는 2개 이상의 극성 요소를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 흡착기의 수소 원자는, 중합성기로 치환되어도 된다.
본 발명에 따른 극성 요소의 종류는, 구체적으로는, 산소 원자를 포함하는 극성 요소(이하, 함산소 극성 요소), 질소 원자를 포함하는 극성 요소(이하, 함질소 극성 요소), 인 원자를 포함하는 극성 요소(이하, 함인 극성 요소), 붕소 원자를 포함하는 극성 요소(이하, 함붕소 극성 요소), 규소 원자를 포함하는 극성 요소(이하, 함규소 극성 요소) 또는 황 원자를 포함하는 극성 요소(이하, 함황 극성 요소)로 나타나는 부분 구조인 것이 바람직하고, 흡착능의 관점에서, 함질소 극성 요소, 함질소 극성 요소 또는 함산소 극성 요소가 보다 바람직하고, 함산소 극성 요소가 더 바람직하다.
상기 함산소 극성 요소로서는, 수산기(-OH), 알킬올기(-Rt-OH; Rt은 알킬렌기), 알콕시기(-OR; 단, R은 알킬기), 포르밀기(-CHO), 카르복시기(-COOH), 에테르기(-RtORt'-; 단, Rt, Rt'은 알킬렌기 또는 알케닐렌기), 카르보닐기(-Rt-C(=O)-Rt'-; 단, Rt, Rt'은 알킬렌기 또는 알케닐렌기), 카보네이트기(-O-C(=O)-O-) 및 에스테르기(-COORt'-; 단 Rt'은 알킬렌기 또는 알케닐렌기)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기 또는 당해 기가 탄소 원자에 연결하고 있는 기인 것이 바람직하다.
상기 함질소 극성 요소로서는, 시아노기(-CN), 1급 아미노기(-NH₂), 2급 아미노기(-NH-), 3급 아미노기(-NRR'; 단, R, R'은 알킬기), 피리딜기, 카르바모일기(-CONH₂) 및 우레이도기(-NHCONH₂)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기 또는 당해 기가 탄소 원자에 연결하고 있는 기인 것이 바람직하다.
상기 함인 극성 요소로서는, 포스피닐기(-CX2-P(=O)H2) 및 인산기(-CX2-OP(=O)(OH)2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기 또는 당해 기가 탄소 원자에 연결하고 있는 기인 것이 바람직하다.
상기 함붕소 극성 요소로서는, 붕산기(-B(OH)2)가 탄소 원자에 연결하고 있는 기인 것이 바람직하다.
상기 함규소 극성 요소로서는, -Si(OH)₃기 또는 -Si(OR)(OR')(OR''); 단, R, R', R''는 알킬기)기가 탄소 원자에 연결하고 있는 기인 것이 바람직하다.
상기 함황 극성 요소로서는, 메르캅토기(-SH), 설피드기(-S-), 설피닐기(-S(=O)-), 설포닐기(-SO₂-), 설폰아미드기(-SO₂NH₂), 설포산기(-SO₃H) 및 설피노기(-S(=O)OH)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 기 또는 당해 기가 탄소 원자에 연결하고 있는 기인 것이 바람직하다.
그 때문에, 본 발명에 따른 흡착기는, 환식기가 함산소 극성 요소를 구비한 기(이하, 함산소 환식기), 환식기가 질소 원자 극성 요소를 구비한 기(이하, 함질소 환식기), 환식기가 함인 극성 요소를 구비한 기(이하, 함인 환식기), 환식기가 함붕소 극성 요소를 구비한 기(이하, 함붕소 환식기), 환식기가 함규소 극성 요소를 구비한 기(이하, 함규소 환식기), 환식기가 함황 극성 요소를 구비한 기(이하, 함황 환식기), 쇄식기가 함산소 극성 요소를 구비한 기(이하, 함산소 쇄식기), 쇄식기가 질소 원자 극성 요소를 구비한 기(이하, 함질소 쇄식기), 쇄식기가 함인 극성 요소를 구비한 기(이하, 함인 쇄식기), 쇄식기가 함붕소 극성 요소를 구비한 기(이하, 함붕소 쇄식기), 쇄식기가 함규소 극성 요소를 구비한 기(이하, 함규소 쇄식기) 및 쇄식기가 함황 극성 요소를 구비한 기(이하, 함황 쇄식기)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 기 자체 또는 당해 기를 포함하는 것이 바람직하고, 흡착능의 관점에서 함산소 환식기, 함황 환식기, 함산소 쇄식기 및 함질소 쇄식기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 기를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 흡착기로서는, 이하의 일반식(T)으로 표시되는 기가 바람직하다.
Figure pct00092
(상기 일반식(T) 중, Xt1는, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기 또는 -NH₂를 나타내고, 상기 알킬기 중의 수소 원자는 시아노기, Pal-Spal-로 치환되어도 되고, 또는 상기 알킬기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-, -CH=CH-로 치환되어도 되고,
상기 Rt1은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기 또는 Zt1와 결합해도 되는 탄소 원자수 1∼8개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 Zt1와 결합해도 되는 탄소 원자수 2∼8개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 상기 Zt2는, 단결합, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 또는 당해 알케닐렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고,
Zt1는, 단결합, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고, 또한 Xt1가 -Zt2-O-Rat기이며, 또한 Rat이 알킬렌기 또는 알케닐렌기일 경우, Zt1의 수소 원자를 치환해서 Rt1과 결합해도 되고,
Wt0는, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -CH=CH-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고, 또한 상기 알킬렌기의 수소 원자는 일반식(T)으로 치환되어도 되고,
Wt1는, 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고,
nt1은 0 이상 4 이하의 정수를 나타내고,
분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
상기 일반식(T)에 있어서, 바람직한 Xt1는, 탄소 원자수 1∼17개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, -NH₂ 또는 -Zt2-O-Rt1기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 수소 원자는 시아노기, Pal-Spal-로 치환되어도 되고, 상기 Rt1은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기 또는 Zt1와 결합해도 되는 탄소 원자수 1∼8개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 Zt1와 결합해도 되는 탄소 원자수 2∼8개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 상기 Zt2는, 단결합, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 또는 당해 알케닐렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 된다.
상기 일반식(T)에 있어서, 흡착기(일반식(T))가 흡착기(일반식(T))로 치환되어도 되는 형태로서는, 상기 일반식(T)이 이하의 일반식(t)으로 표시되는 기를 들 수 있다.
Figure pct00093
(상기 일반식(t) 중, Xt1, Zt1, Wt1 및 nt1은, 상기 일반식(T)에 있어서의 기호와 같고,
Wt2는 단결합 또는 2가∼4가의 유기기를 나타내고,
mt1은 1 이상 3 이하의 정수를 나타내고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
상기 일반식(t) 중의 「-Wt2-Any」는, Wt2가 단결합∼다가기를 나타내고, 결합수가 1가∼다가(Any)인 것을 나타낸다.
상기 일반식(t)에 있어서, 2∼4가의 유기기란, 유기 화합물이 2∼4가의 기의 형태로 됨에 의해서, 화학 구조가 구성된 기이고, 유기 화합물로부터 수소 원자를 2∼4개 제거해서 이루어지는 원자단을 말한다.
상기 일반식(t)에 있어서, 2가∼4가의 유기기인 -Wt2-Any는, 쇄상의 유기기가 바람직하고, 예를 들면, 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1개∼10개의 알킬렌기(당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 된다), 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1개∼10개의 알킬렌 다가기(당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 된다), -PH-, -POH-, -NH-, 질소 원자 또는 인 원자 등을 들 수 있다. 당해 알킬렌 다가기는, 알킬렌기로부터 수소 원자를 1∼2개 더 제외해서 생기는 3가 또는 4가의 기를 말하며, 소위 탄화수소쇄에 유리 원자가가 있는 3∼4가의 기를 말한다.
상기 일반식(t)으로 표시되는 기는, 일반식(T)에 있어서의 Wt0의 바람직한 태양, 즉 흡착기(일반식(T))가 흡착기(일반식(T))로 치환되어도 되는 형태의 일 태양이고, 상기 일반식(t)으로 표시되는 기의 바람직한 형태로서는, 예를 들면, Wt2가 3가의 유기기일 경우, 즉 mt1'가 2이고, Wt2가 질소 원자 또는 알킬렌 다가기일 경우, 예를 들면 이하의 일반식(t-a) 또는 (t-b)을 들 수 있다.
Figure pct00094
(상기 식(t-a) 및 (t-b) 중, Rtc은 수소 원자, 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1개∼10개의 알킬기 또는 중합성기 Pal-Spal-로 표시되고,
Zt1 및 Zt1'는 각각 독립해서, 일반식(T) 중의 Zt1와 같은 의미를 나타내고,
Xt1 및 Xt1'는 각각 독립해서, 일반식(T) 중의 Zt1와 같은 의미를 나타내고,
Wt1는, 일반식(T) 중의 Wt1와 같은 의미를 나타내고,
nt1 및 nt1'은 각각 독립해서, 일반식(T) 중의 nt1과 같은 의미를 나타내고,
분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
일반식(t)에 있어서, 예를 들면, -Wt2-Any가 4가의 유기기일 경우, 즉 mt1'가 3이고, -Wt2-Any가 알킬렌 다가기일 경우, 예를 들면 이하의 일반식(t-c)을 들 수 있다.
Figure pct00095
(상기 식(t-c) 중, Zt1, Zt1' 및 Zt1''는 각각 독립해서, 일반식(T) 중의 Zt1와 같은 의미를 나타내고,
Xt1, Xt1' 및 Xt1''는 각각 독립해서, 일반식(T) 중의 Xt1와 같은 의미를 나타내고,
Wt1는, 일반식(T) 중의 Wt1와 같은 의미를 나타내고,
nt1, nt1' 및 nt1''은 각각 독립해서, 일반식(T) 중의 nt1과 같은 의미를 나타내고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
상기 일반식(t)에 있어서, mt1'는 1 또는 2가 바람직하고, mt1'는 1이 보다 바람직하다. 또한, 상기 일반식(t-a), 일반식(t-b), 일반식(t-c)으로 표시되는 형태 중에서는, 상기 일반식(t-a)으로 표시되는 형태가 바람직하다.
상기 일반식(t)에 있어서, -Wt2-Any는, 단결합 또는 2가∼3가의 유기기가 바람직하고, 단결합, 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼8개의 알킬렌기(당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-로 치환되어도 된다), 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼8개의 알칸트리일기(당해 알칸트리일기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-로 치환되어도 된다) 또는 직쇄상 혹은 분기상의 알킬-일리덴기(당해 알킬-일리덴기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-로 치환되어도 된다)가 보다 바람직하다. 예를 들면, 이하의 기를 들 수 있다.
Figure pct00096
(상기 식 중, Rtc은, 탄소 원자수 1∼8개의 알킬기 또는 중합성기(Pal-Spal-)를 나타내고, nt0은, 1∼7의 정수를 나타내고, *는 결합수를 나타낸다) 또한, Wt2의 수소 원자에 중합성기(Pal-Spal-)를 치환해도 된다.
상기 일반식(t)에 있어서, mt1은 1 또는 2를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식(T) 또는 일반식(t)에 있어서, Wt1는, 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼8개의 알킬렌기(단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 된다)를 나타내는 것이 바람직하고, 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼7개의 알킬렌기(단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-로 치환되어도 된다)를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 또한 Wt1는, 메소겐기, 중합성기 또는 굴곡기의 수소 원자로 치환해서 결합해도 된다.
상기 일반식(T) 또는 일반식(t)에 있어서, Xt1는 Zt1와 결합하지 않는 형태(쇄식기)와, Xt1는 Zt1와 결합해서 환을 형성하는 형태(환식기)를 포함하고 있다.
전자의 형태의 경우, 탄소 원자수 1∼8개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기, -NH₂, -Zt2-O-Rt1기 또는 시아노기로 치환된 탄소 원자수 1∼7개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬기가 바람직하고, 탄소 원자수 1∼7개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, -Zt2-O-Rt1기, 시아노기로 치환된 탄소 원자수 1∼7개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기가 보다 바람직하다. 또한 전자의 형태의 경우, 상기 Rt1은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기를 나타내고, 상기 Zt2는, 단결합, 탄소 원자수 1∼10개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼10개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기가 바람직하다(당해 알킬렌기 또는 당해 알케닐렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 된다).
후자의 형태의 경우, nt1이 1 이상, Xt1는 -Zt2-O-Rt1이고, Rt1이 탄소 원자수 1∼7개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼7개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기이고, Zt1의 수소 원자를 치환해서 Rt1과 결합하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 이하의 일반식(T')으로 표시되는 것이 바람직하다.
Figure pct00097
(상기 일반식(T') 중, Rt1'은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼8의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼8의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고,
Zt2'는 각각 독립해서, 단결합, 탄소 원자수 1∼10의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼10의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 또는 당해 알케닐렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고,
Zt1'는, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌3가기 또는 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌3가기를 나타내고, 당해 알킬렌3가기 또는 알케닐렌3가기의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)- 또는 OCO-로 치환되어도 되고,
Wt2는, 단결합 또는 2가∼4가의 유기기를 나타내고,
-Wt1-는, 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고,
nt1'은 1 이상 4 이하의 정수를 나타내고,
mt1'은 1 이상 3 이하의 정수를 나타내고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
당해 알킬렌3가기는, 알킬렌기로부터 수소 원자를 하나 더 제외해서 생기는 3가의 기를 말한다. 당해 알케닐렌3가기는, 알케닐렌기로부터 수소 원자를 하나 더 제외해서 생기는 3가의 기를 말하며, 소위 탄화수소쇄에 유리 원자가가 있는 3가의 기, 예를 들면 알칸트리일기나 알킬-일리덴기 등을 포함한다.
상기 일반식(T)에 있어서, Xt1는 Zt1와 결합하지 않는 형태(쇄식기)일 경우, Zt1는, 단결합, 탄소 원자수 1∼12개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼12개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기의 -CH₂-는 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 된다.
상기 일반식(T)에 있어서, Xt1는 Zt1와 결합하는 형태(환식기)의 경우는 상기 일반식(T')과 같다.
상기 일반식(T)에 있어서, nt1은 0 이상 3 이하의 정수를 나타내는 것이 바람직하고, nt1은 0 이상 2 이하의 정수를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(T)은, 일반식(T-1-1)∼(T-4-1)으로 표시되는 환식기 및 일반식(T-5-1)∼(T-6-1)으로 표시되는 쇄식기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 일반식(T)으로 표시되는 흡착기가 환식기를 선택할 경우, 흡착능 및 액정 조성물에 대한 상용성의 관점에서, 일반식(T-1-1) 또는 일반식(T-2-1)이 바람직하다. 본 발명에 따른 일반식(T)으로 표시되는 흡착기가 쇄식기를 선택할 경우, 흡착능 및 액정 조성물에 대한 안정성의 관점에서, 일반식(T-5-1) 또는 일반식(T-6-1)이 바람직하다.
Figure pct00098
(식 중, Xa 및 Xb는 각각 독립해서, -O-, -S- 또는 CH₂-를 나타내고,
Rt5은, 탄소 원자수 1∼8개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기, 시아노화알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8개의 직쇄상 또는 분기상의 알콕시기를 나타내고, 이들 알킬기 중의 적어도 2개 이상의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -CH=CH-, -C≡C-, -O- 또는 -NH-로 치환되어도 되고,
Zt3는, 단결합, 탄소 원자수 1∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기 또는 탄소 원자수 2∼18개의 직쇄상 혹은 분기상의 알케닐렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 또는 당해 알케닐렌기의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록 -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-로 치환되어도 되고,
Wt2는, 단결합 또는 1가∼4가의 유기기를 나타내고,
Wt1는, 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 알킬렌기를 나타내고,
nt1은 0 이상 4 이하의 정수를 나타내고,
mt1은 1 이상 3 이하의 정수를 나타내고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
상기 일반식(T-1-1)∼(T-4-1)에 있어서, Xta 또는 Xtb 중 어느 하나가 -O-인 것이 바람직하고, Xta 및 Xtb가 -O-인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(T-1-1)∼(T-4-1)의 구체예로서는, 이하의 기를 들 수 있다.
Figure pct00099
(상기 식 중, Rtc은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼7개의 알킬기 또는 중합성기 Pal-Spal-로 표시되고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
상기 일반식(T-5-1)은, 일반식(T-5-2)을 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00100
(상기 일반식(T-5-2) 중, Wt1는 상기 일반식(T-5) 중의 Wt1와 같은 의미를 나타내고, Rt51 및 Rt52은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼8개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기 또는 시아노화알킬기를 나타내고, 이들 알킬기 중의 적어도 2개 이상의 -CH₂-는 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, 또는 -NH-로 치환되어도 되고, Rtc은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼7개의 알킬기 또는 중합성기 Pal-Spal-로 표시되고, nt1, nt2 및 nt3은 각각 독립해서 0 또는 1을 나타내고, 분자 내의 수소 원자는 Pal-Spal-로 치환되어도 된다)
상기 일반식(T-5-1)의 구체예로서는, 이하의 기를 들 수 있다.
Figure pct00101
Figure pct00102
(상기 식 중, Rtc은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼7개의 알킬기 또는 중합성기 Pal-Spal-로 표시되고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
Figure pct00103
Figure pct00104
(상기 식 중, Rc은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼7개의 알킬기 또는 중합성기 Pal-Spal-로 표시되고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 된다)(*는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
상기 일반식(T-6-1)의 구체예로서는, 이하의 예를 들 수 있다.
Figure pct00105
(상기 식 중, Rc은, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼7개의 알킬기 또는 중합성기 Pal-Spal-로 표시되고, 분자 내의 수소 원자는 상기 중합성기 Pal-Spal-로 치환되어도 되고, *는 결합수를 나타내고, 메소겐기, 중합성기, 굴곡기 또는 스페이서기와 결합한다)
본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 흡착기에 포함되는 극성 요소나 중합성기에 포함되는 극성 요소를 국재화(局在化)하는 형태가 바람직하다. 흡착기는 액정 조성물을 수직 배향시키기 위해서 중요한 구조이고, 흡착기와 중합성기가 인접하고 있음으로써, 보다 양호한 배향성이 얻어지고, 또한 액정 조성물에의 양호한 용해성을 나타낸다. 구체적으로는, 메소겐기의 동일환 상에 중합성기 및 흡착기를 갖는 형태가 바람직하다. 이 경우, 1 이상의 중합성기 및 1 이상의 흡착기가 각각 동일환 상에 결합하고 있는 형태와, 1 이상의 중합성기의 적어도 하나 또는 1 이상의 흡착기의 적어도 하나 중, 한쪽이 다른 쪽에 결합해서, 동일환 상에 중합성기 및 흡착기를 갖는 형태를 포함한다. 또한, 이 경우, 중합성기의 스페이서기의 수소 원자가 흡착기로 치환되어 있어도 되고, 흡착기의 분자의 수소 원자가 중합성기의 스페이서기와 결합하는 형태도 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 중합성기의 1 이상의 수소 원자는, 흡착기로 치환되어도 된다. 이 경우의 바람직한 형태로서는, 중합성기 Pal 또는 필요에 따라 당해 중합성기에 연결되는 Spal의 1 이상의 수소 원자가 흡착기로 치환되어 있는 형태를 들 수 있고, 보다 바람직한 형태로서는, 중합성기(Pa1-Spa1-) 중의 1 이상의 수소 원자가 상기 일반식(T)으로 표시되는 흡착기로 치환되어 있는 형태를 들 수 있다.
예를 들면, 흡착기와 중합성기가 연결한 호적한 형태로서는, 이하의 식(T-1-1.1), (T-6-1.1) 또는 (T-5-1.1)을 들 수 있다.
Figure pct00106
(상기 식 중, Rt11a, Rt16a 및 Rt151a은 각각 독립해서, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼3의 알킬기를 나타내고, Rt151b 및 Rt151c은 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼3의 알킬기, 탄소 원자수 1∼3의 시아노화알킬기를 나타내고,
Xa 및 Xb는, -O-, -S- 또는 -CH₂-를 나타내고,
Lt151a 및 Lt151a은 각각 독립해서, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 비닐리덴기, 비닐렌기, 이소프로페닐렌기 또는 에틸리덴기를 나타내고,
nt11c, nt151c, nt16c, nt151d, nt151e, nt151f 및 nt151g은 각각 독립해서, 0 또는 1을 나타내고, nt11a, nt11b, nt16a, nt16b, nt151a 및 nt151b은 각각 독립해서, 1∼11의 정수를 나타내고, *는 메소겐기에의 결합수를 나타낸다)
상기 식(T-1-1.1)에 있어서, Xa 또는 Xb 중 어느 한쪽이 -O-인 것이 바람직하고, Xta 및 Xtb가 -O-인 것이 보다 바람직하다.
상기 식(T-5-1.1)에 있어서, Lt151a 및 Lt151a은 각각 독립해서, 메틸렌기, 에틸렌기, 비닐리덴기, 비닐렌기, 이소프로페닐렌기 또는 에틸리덴기가 바람직하다.
상기 식(T-1-1.1), (T-6-1.1) 및 (T-5-1.1)에 있어서,
nt11a, nt11b, nt16a, nt16b, nt151a 및 nt151b은 각각 독립해서, 1∼8의 정수인 것이 바람직하고, 1∼5의 정수인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 굴곡기는, 액정 분자의 배향을 유도하는 기능을 갖고 있고, 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20의 알킬렌기를 나타내는 것이 바람직하고, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼20의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 직쇄상의 탄소 원자수 2∼15의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 또한, 당해 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립해서, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 된다.
자발배향성 화합물이 액정층에 대해서 소위 양친매성(兩親媒性)을 구비하고 있는 관점에서 상기 굴곡기는, 메소겐기에 결합하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자발배향성 화합물에 있어서, 상기 굴곡기는, 1∼6개 갖는 것이 바람직하고, 1∼4개 갖는 것이 보다 바람직하고, 1∼3개 갖는 것이 더 바람직하다.
상기 자발배향성 화합물에 있어서, 액정층과 친화하기 어려운 흡착기나 중합성기 등의 극성부와, 액정층과 친화하기 쉬운 메소겐기나 굴곡기 등의 비극성부는, 분자 내에서 편재하고 있는 것이 바람직하고, 소위 액정층에 대해서 양친매성을 나타내는 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 발명에 따른 자발배향성 화합물은, 메소겐기의 한쪽의 단부에 액정 분자를 배향시키는 굴곡기를 갖고, 메소겐기의 다른 쪽의 단부에 중합성기 및 흡착기를 갖는 구조가 바람직하다. 액정층과 기판과의 계면 근방에서는 계면 자유 에너지가 높아지기 때문에, 액정층에 대해서 친화성이 있는 비극성부와, 액정층에 대해서 친화성이 낮은 극성부를 일분자 내에 갖는 물질이 계면 상에 나열함에 의해, 계면 자유 에너지를 저하시킨다고 생각할 수 있다.
본 발명의 액정 조성물에 있어서의 자발배향성 화합물의 함유량의 하한은, 0.02질량%가 바람직하며, 0.03질량%가 바람직하고, 0.04질량%가 바람직하고, 0.05질량%가 바람직하고, 0.06질량%가 바람직하고, 0.07질량%가 바람직하고, 0.08질량%가 바람직하고, 0.09질량%가 바람직하고, 0.1질량%가 바람직하고, 0.12질량%가 바람직하고, 0.15질량%가 바람직하고, 0.17질량%가 바람직하고, 0.2질량%가 바람직하고, 0.22질량%가 바람직하고, 0.25질량%가 바람직하고, 0.27질량%가 바람직하고, 0.3질량%가 바람직하고, 0.32질량%가 바람직하고, 0.35질량%가 바람직하고, 0.37질량%가 바람직하고, 0.4질량%가 바람직하고, 0.42질량%가 바람직하고, 0.45질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 바람직하고, 0.55질량%가 바람직하다. 본 발명의 액정 조성물에 있어서의 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량의 상한은, 2.5질량%가 바람직하며, 2.3질량%가 바람직하고, 2.1질량%가 바람직하고, 2질량%가 바람직하고, 1.8질량%가 바람직하고, 1.6질량%가 바람직하고, 1.5질량%가 바람직하고, 1질량%가 바람직하고, 0.95질량%가 바람직하고, 0.9질량%가 바람직하고, 0.85질량%가 바람직하고, 0.8질량%가 바람직하고, 0.75질량%가 바람직하고, 0.7질량%가 바람직하고, 0.65질량%가 바람직하고, 0.6질량%가 바람직하고, 0.55질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 바람직하고, 0.45질량%가 바람직하고, 0.4질량%가 바람직하다.
본 발명에 따른 자발배향성 화합물의 특히 호적한 구체예는, 이하의 일반식(al-1-1)으로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00107
(상기 일반식(al-1-1) 중, Ral3은 탄소 원자수 1∼12의 직쇄상의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기에 있어서, 1개 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH₂-는, -O- 또는 -CH=CH-로 치환되어도 되고,
Lal5, Lal6, Lal7 및 Lal8은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼12개의 알킬기, 할로겐 원자 또는 상기 Pal-Spal-를 나타내고, 당해 알킬기에 있어서, 1개 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH₂-는, -O- 또는 -CH=CH-로 치환되어도 되고,
환 Aal3는, 1,4-시클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌을 나타내고,
Rala 또는 Ralb은 각각 독립해서, 수소 원자 또는 상기 Pal-Spal-를 나타내고, Rala 또는 Ralb의 적어도 하나가 상기 Pal-Spal-를 나타내고,
Zal3는, 단결합, -CH₂-CH₂-, -CH₂-O- 또는 O-CH₂-를 나타내고,
Ral4은, 상기 일반식(T)으로 표시되는 흡착기를 나타내고,
pal3 및 pal4는 각각 독립해서, 0 또는 1을 나타낸다)
상기 일반식(al-1-1)에 있어서, Lal7 및 Lal8의 한쪽이, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식(al-1-1)에 있어서, Rala 및 Ralb은 상기 Pal-Spal-를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 일반식(al-1-1)에 있어서, Ral4은, 상기 일반식(T-1-1)∼(T-7-1) 또는 식(T-1-1.1), (T-6-1.1) 또는 (T-5-1.1)이 바람직하다.
바람직한 화합물로서는, 이하의 식(AL-1.1)∼(AL-3.6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00108
Figure pct00109
Figure pct00110
Figure pct00111
Figure pct00112
Figure pct00113
Figure pct00114
Figure pct00115
본 발명에 있어서의 조성물은, 또한, 신뢰성을 향상시키기 위한 첨가제로서 화합물(Q)을 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다. 화합물(Q)은 하기의 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Figure pct00116
(식 중, RQ은 수산기, 수소 원자, 탄소 원자수 1 내지 22의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 하나 또는 둘 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어도 되고, *에서 다른 구조와 결합한다)
RQ은 탄소 원자수 1 내지 22의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 하나 또는 둘 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어도 되지만, 탄소 원자수 1 내지 10의 직쇄 알킬기, 직쇄 알콕시기, 하나의 CH₂기가 -OCO- 또는 -COO-로 치환된 직쇄 알킬기, 분기쇄 알킬기, 분기 알콕시기, 하나의 CH₂기가 -OCO- 또는 -COO-로 치환된 분기쇄 알킬기가 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 20의 직쇄 알킬기, 하나의 CH₂기가 -OCO- 또는 -COO-로 치환된 직쇄 알킬기, 분기쇄 알킬기, 분기 알콕시기, 하나의 CH₂기가 -OCO- 또는 -COO-로 치환된 분기쇄 알킬기가 더 바람직하다. MQ은 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 단결합을 나타내지만, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
화합물(Q)은, 보다 구체적으로는, 하기의 일반식(Q-a) 내지 일반식(Q-d)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00117
식 중, RQ1은 탄소 원자수 1 내지 10의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기가 바람직하고, RQ2은 탄소 원자수 1 내지 20의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기가 바람직하고, RQ3은 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄 알킬기, 분기쇄 알킬기, 직쇄 알콕시기 또는 분기쇄 알콕시기가 바람직하고, LQ은 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄 알킬렌기 또는 분기쇄 알킬렌기가 바람직하다. 일반식(Q-a) 내지 일반식(Q-d)으로 표시되는 화합물 중, 일반식(Q-c) 및 일반식(Q-d)으로 표시되는 화합물이 더 바람직하다.
본원 발명의 조성물에 있어서, 일반식(Q)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종을 함유하는 것이 바람직하고, 1종 내지 5종 함유하는 것이 더 바람직하고, 그 함유량은 0.001 내지 1%인 것이 바람직하고, 0.001 내지 0.1%가 더 바람직하고, 0.001 내지 0.05%가 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에 사용할 수 있는 산화방지제 또는 광안정제로서 보다 구체적으로는 이하의 (Q-1)∼(Q-44)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00118
Figure pct00119
Figure pct00120
Figure pct00121
Figure pct00122
(식 중, n은 0 내지 20의 정수를 나타낸다)
(액정 표시 소자)
본 실시형태의 액정 조성물은, 액정 표시 소자에 적용된다. 이하, 도 1, 2를 적의 참조하면서, 본 실시형태에 따른 액정 표시 소자의 예를 설명한다.
도 1은, 액정 표시 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1에서는, 설명을 위하여 편의상, 각 구성 요소를 이간시켜서 나타내고 있다. 본 실시형태에 따른 액정 표시 소자(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 대향하도록 배치된 제1 기판(2) 및 제2 기판(3)과, 제1 기판(2)과 제2 기판(3)과의 사이에 마련된 액정층(4)을 구비하고 있고, 액정층(4)은 상술한 본 실시형태의 액정 조성물에 의해 구성된다.
제1 기판(2)에는, 액정층(4)측의 면에 화소 전극층(5)이 형성되어 있다. 제2 기판(3)에는, 액정층(4)측에 공통 전극층(6)이 형성되어 있다. 제1 기판(2) 및 제2 기판(3)은, 한 쌍의 편광판(7, 8)에 의해 협지되어 있어도 된다. 제2 기판(3)의 액정층(4)측에는, 컬러필터(9)가 더 마련되어 있어도 된다.
즉, 일 실시형태에 따른 액정 표시 소자(1)는, 제1 편광판(7)과, 제1 기판(2)과, 화소 전극층(5)과, 액정 조성물을 포함하는 액정층(4)과, 공통 전극층(6)과, 컬러필터(9)와, 제2 기판(3)과, 제2 편광판(8)이 이 순서로 적층된 구성을 갖고 있다.
제1 기판(2) 및 제2 기판(3)은, 예를 들면 유리 또는 플라스틱 등의 유연성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 제1 기판(2) 및 제2 기판(3)의 적어도 한쪽은 투명한 재료로 형성되어 있고, 다른 쪽은 투명한 재료로 형성되어 있어도 되고, 금속이나 실리콘 등의 불투명한 재료로 형성되어 있어도 된다. 제1 기판(2) 및 제2 기판(3)은, 주연(周緣) 영역에 배치된 에폭시계 열경화성 조성물 등의 씰재 및 봉지재(封止材)에 의해서 서로 첩합되어 있어도 되고, 그 사이에는 기판 간 거리를 유지하기 위하여, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자 등의 입상 스페이서, 또는 포토리소그래피법에 의해 형성된 수지로 이루어지는 스페이서 기둥이 배치되어 있어도 된다.
제1 편광판(7) 및 제2 편광판(8)은, 각 편광판의 편광축을 조정해서 시야각이나 콘트라스트가 양호하게 되도록 조정할 수 있고, 그들의 투과축이 노멀리 블랙 모드로 작동하도록, 서로 직행하는 투과축을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 제1 편광판(7) 및 제2 편광판(8) 중 어느 하나는, 전압 무인가 시의 액정 분자의 배향 방향과 평행한 투과축을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.
컬러필터(9)는, 광의 누설을 방지하는 관점에서, 블랙매트릭스를 형성하는 것이 바람직하고, 박막 트랜지스터에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(도시하지 않음)를 형성하는 것이 바람직하다.
블랙매트릭스는, 어레이 기판과 반대측의 기판에 컬러필터와 함께 설치되어도 되고, 어레이 기판측에 컬러필터와 함께 설치되어도 되고, 블랙매트릭스가 어레이 기판에, 컬러필터가 다른 한쪽의 기판에 각각 별도로 설치되어도 된다. 또한, 블랙매트릭스는, 컬러필터와 별도로 설치되어도 되지만, 컬러필터의 각 색을 겹침으로써 투과율을 저하시키는 것이어도 된다.
도 2는, 도 1에 있어서의 제1 기판(2) 상에 형성된 화소 전극층(5)의 일부인 I선으로 둘러싸인 영역을 확대한 평면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(2)의 표면에 형성되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 전극층(5)에서는, 주사 신호를 공급하기 위한 복수의 게이트 버스 라인(11)과 표시 신호를 공급하기 위한 복수의 데이터 버스 라인(12)이, 서로 교차해서 매트릭스상으로 배치되어 있다. 또, 도 2에는, 한 쌍의 게이트 버스 라인(11, 11) 및 한 쌍의 데이터 버스 라인(12, 12)만이 나타나 있다.
복수의 게이트 버스 라인(11)과 복수의 데이터 버스 라인(12)에 의해 둘러싸인 영역에 의해, 액정 표시 소자의 단위 화소가 형성되고, 당해 단위 화소 내에는, 화소 전극(13)이 형성되어 있다. 화소 전극(13)은, 서로 직교해서 십자 형상을 이루는 두 간부와, 각 간부로부터 연재(延在)하는 복수의 지부(枝部)를 구비하는, 소위 피쉬본 구조를 갖고 있다. 또한, 한 쌍의 게이트 버스 라인(11, 11)의 사이에는, 게이트 버스 라인(11)과 대략 평행으로 Cs 전극(14)이 마련되어 있다. 또한, 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(12)이 서로 교차하고 있는 교차부 근방에는, 소스 전극(15) 및 드레인 전극(16)을 포함하는 박막 트랜지스터가 마련되어 있다. 드레인 전극(16)에는, 콘택트홀(17)이 마련되어 있다.
게이트 버스 라인(11) 및 데이터 버스 라인(12)은, 바람직하게는 각각 금속막으로 형성되어 있고, 보다 바람직하게는 Al, Cu, Au, Ag, Cr, Ta, Ti, Mo, W, Ni 또는 그 합금으로 형성되어 있고, 더 바람직하게는 Mo, Al 또는 그 합금으로 형성되어 있다.
화소 전극(13)은, 투과율을 향상시키기 위해서, 바람직하게는 투명 전극이다. 투명 전극은, 산화물 반도체(ZnO, InGaZnO, SiGe, GaAs, IZO(Indium Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), SnO, TiO, AZTO(AlZnSnO) 등)를 스퍼터링 등 함에 의해 형성된다. 이때, 투명 전극의 막두께는, 10∼200㎚여도 된다. 또한, 전기적 저항을 저감하기 위하여, 아모퍼스의 ITO막을 소성함에 의해 다결정의 ITO막으로서 투명 전극을 형성할 수도 있다.
본 실시형태의 액정 표시 소자는, 예를 들면, 제1 기판(2) 및 제2 기판(3) 상에 Al 또는 그 합금 등의 금속 재료를 스퍼터링함에 의해 배선을 형성하여, 화소 전극층(5) 및 공통 전극층(6)을 각각 형성할 수 있다. 또한, 컬러필터(9)는, 예를 들면, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해서 작성할 수 있다. 안료 분산법에 의한 컬러필터의 작성 방법을 일례로 설명하면, 컬러필터용의 경화성 착색 조성물을, 당해 투명 기판 상에 도포하고, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적, 녹, 청의 3색에 대하여 각각 행함으로써, 컬러필터용의 화소부를 작성할 수 있다. 또한, 컬러필터(9)는, TFT 등을 갖는 기판측에 설치해도 된다.
제1 기판(2) 및 제2 기판(3)은, 화소 전극층(5) 및 공통 전극층(6)이 각각 내측으로 되도록 대향시키지만, 그때에 스페이서를 개재해서, 제1 기판(2) 및 제2 기판(3)의 간격을 조정해도 된다. 이때는, 액정층(4)의 두께가, 예를 들면 1∼100㎛로 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
편광판(7, 8)을 사용하는 경우는, 콘트라스트가 최대로 되도록 액정층(4)의 굴절률이방성 Δn과 액정층(4)의 두께와의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 2매의 편광판(7, 8)이 있는 경우는, 각 편광판의 편광축을 조정해서 시야각이나 콘트라스트가 양호하게 되도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수도 있다. 그 후, 에폭시계 열경화성 조성물 등의 씰제를, 액정 주입구를 마련한 형태로 당해 기판에 스크린 인쇄하고, 당해 기판끼리를 첩합하고, 가열하여 씰제를 열경화시킨다.
2매의 기판(2, 3) 간에 조성물을 협지시키는 방법은, 통상의 진공 주입법 또는 적하 주입(ODF : One Drop Fill)법 등을 사용할 수 있지만, 진공 주입법에 있어서는 적하흔이 발생하지 않지만, 주입의 흔적이 남는 과제를 갖고 있는 것이지만, 본 실시형태에 있어서는, ODF법을 사용해서 제조하는 표시 소자에 의해 호적하게 사용할 수 있다. ODF법의 액정 표시 소자 제조 공정에 있어서는, 백플레인 또는 프론트플레인의 어느 한쪽의 기판에 에폭시계 광열 병용 경화성 등의 씰제를, 디스펜서를 사용해서 폐루프 둑 형상으로 묘화하고, 그 중에 탈기 하에서 소정량의 조성물을 적하 후, 프론트플레인과 백플레인을 접합함에 의해서 액정 표시 소자를 제조할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, ODF법에 있어서, 액정 조성물을 기판에 적하했을 때의 적하흔의 발생을 억제할 수 있다. 또, 적하흔이란, 흑색 표시한 경우에 액정 조성물을 적하한 흔적이 하얗게 떠오르는 현상으로 정의한다.
또한, ODF법에 의한 액정 표시 소자의 제조 공정에 있어서는, 액정 표시 소자의 사이즈에 따라서 최적한 액정 주입량을 적하할 필요가 있지만, 본 실시형태의 액정 조성물은, 예를 들면, 액정 적하 시에 발생하는 적하 장치 내의 급격한 압력 변화나 충격에 대한 영향이 적고, 장시간에 걸쳐서 안정적으로 액정을 계속 적하하는 것이 가능하기 때문에, 액정 표시 소자의 수율을 높게 유지할 수도 있다. 특히, 최근 유행하고 있는 스마트폰에 다용되는 소형 액정 표시 소자는, 최적한 액정 주입량이 적기 때문에 최적값으로부터의 벗어남을 일정 범위 내로 제어하는 것 자체가 어렵지만, 본 실시형태의 액정 조성물을 사용함에 의해, 소형 액정 표시 소자에 있어서도 안정한 액정 재료의 토출량을 실현할 수 있다.
본 실시형태의 액정 조성물이 중합성 화합물을 함유할 경우, 중합성 화합물을 중합시키는 방법으로서는, 액정의 양호한 배향 성능을 얻기 위해서는, 적당한 중합 속도가 바람직하므로, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 단일 또는 병용 또는 순번대로 조사함에 의해서 중합시키는 방법이 바람직하다. 자외선을 사용할 경우, 편광 광원을 사용해도 되고, 비편광 광원을 사용해도 된다. 또한, 중합성 화합물 함유 조성물을 2매의 기판 간에 협지시킨 상태에서 중합을 행하는 경우에는, 적어도 조사면측의 기판은 활성 에너지선에 대해서 적당한 투명성이 부여되어 있어야만 한다. 또한, 광조사 시에 마스크를 사용해서 특정의 부분만을 중합시킨 후, 전장이나 자장 또는 온도 등의 조건을 변화시킴에 의해, 미중합 부분의 배향 상태를 변화시키고, 활성 에너지선을 더 조사해서 중합시킨다는 수단을 사용해도 된다. 특히 자외선 노광할 때에는, 중합성 화합물 함유 조성물에 교류 전계를 인가하면서 자외선 노광하는 것이 바람직하다. 인가하는 교류 전계는, 주파수 10Hz∼10kHz의 교류가 바람직하고, 주파수 60Hz∼10kHz가 보다 바람직하고, 전압은 액정 표시 소자의 원하는 프리틸트각에 의존해서 선택된다. 즉, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. 횡전계형 MVA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는, 배향안정성 및 콘트라스트의 관점에서 프리틸트각을 80도∼89.9도로 제어하는 것이 바람직하다.
조사 시의 온도는, 본 실시형태의 조성물의 액정 상태가 유지되는 온도 범위 내인 것이 바람직하다. 실온에 가까운 온도, 즉, 전형적으로는 15∼35℃에서의 온도에서 중합시키는 것이 바람직하다. 자외선을 발생시키는 램프로서는, 메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 등을 사용할 수 있다. 또한, 조사하는 자외선의 파장으로서는, 조성물의 흡수 파장역이 아닌 파장 영역의 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 필요에 따라서, 자외선을 컷해서 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는, 0.1mW/㎠∼100W/㎠가 바람직하고, 2mW/㎠∼50W/㎠가 보다 바람직하다. 조사하는 자외선의 에너지양은, 적의 조정할 수 있지만, 10mJ/㎠∼500J/㎠가 바람직하고, 100mJ/㎠∼200J/㎠가 보다 바람직하다. 자외선을 조사할 때에, 강도를 변화시켜도 된다. 자외선을 조사하는 시간은 조사하는 자외선 강도에 의해 적의 선택되지만, 10초∼3600초가 바람직하고, 10초∼600초가 보다 바람직하다.
본 실시형태의 액정 조성물에 있어서는, 화합물(i)은 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 저해하지 않기 때문에, 중합성 화합물끼리가 호적하게 중합하고, 미반응의 중합성 화합물이 액정 조성물 중에 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
중합성 화합물로서, 예를 들면 상기 화합물(ii)을 사용했을 경우, 얻어지는 액정 표시 소자(1)는, 두 기판(2, 3)과, 두 기판(2, 3)의 사이에 마련된 액정 조성물 및 일반식(ii)으로 표시되는 화합물의 중합물을 포함하는 액정층(4)을 구비하고 있다. 이 경우, 일반식(ii)으로 표시되는 화합물의 중합물은, 액정층(4) 중의 기판(2, 3)측에 편재하고 있다고 생각할 수 있다.
액정 표시 소자(1)는, 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자여도 된다. 액정 표시 소자(1)는, PSA형, PSVA형, VA형, IPS형, FFS형 또는 ECB형의 액정 표시 소자여도 되고, 바람직하게는 PSA형의 액정 표시 소자이다.
본 실시형태의 액정 표시 소자에서는, 화합물(i)을 함유하는 액정 조성물이 사용되고 있기 때문에, 제1 기판(2) 및 제2 기판(3)의 액정층(4)측에 폴리이미드 배향막 등의 배향막이 마련되어 있을 필요가 없다. 즉, 본 실시형태의 액정 표시 소자는, 두 기판 중 적어도 한쪽의 기판이 폴리이미드 배향막 등의 배향막을 갖지 않는 구성을 취할 수 있다.
(실시예)
이하에 실시예를 들어서 본 발명을 더 상술하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 『질량%』를 의미한다.
실시예에 있어서 액정 화합물의 기재에 대하여 이하의 약호를 사용한다.
(환 구조)
Figure pct00123
(측쇄 구조 및 연결 구조)
[표 1]
Figure pct00124
실시예 중, 측정한 특성은 이하와 같다. 또 측정은 특별한 기재가 없는 한, JEITA ED-2521B에 규정의 방법에 따랐다.
Tni : 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(℃)
Δn : 25℃에 있어서의 굴절률이방성
Δε : 25℃에 있어서의 유전율이방성
K11 : 25℃에 있어서의 탄성 상수 K11(pN)
K33 : 25℃에 있어서의 탄성 상수 K33(pN)
γ1 : 25℃에 있어서의 회전 점성(mPa·s)
저온보존성의 평가 시험 : 액정 조성물을 여과하고, 진공 감압 조건에서 용존 공기의 제거를 행했다. 충분히 세정된 용기에 투입하고, -20℃의 환경 하에서 240시간 정치했다. 그 후, 목시로 석출의 유무를 관찰하고, 이하의 2단계로 판정했다.
○ : 석출을 확인할 수 없음
× : 석출을 확인할 수 있음
수직배향성의 평가 시험 : 투명한 공통 전극으로 이루어지는 투명 전극층 및 컬러필터층을 구비한 배향막을 갖지 않는 제1 기판(공통 전극 기판)과, 액티브 소자에 의해 구동되는 투명 화소 전극을 갖는
화소 전극층을 갖는 배향막을 갖지 않는 제2 기판(화소 전극 기판)을 제작했다. 제1 기판 상에 액정 조성물을 적하하고, 제2 기판으로 협지하고, 씰재를 경화시켜서, 액정 셀을 얻었다. 이때의 수직배향성을, 편광현미경을 사용해서 관찰하고, 이하의 4단계로 평가했다.
◎ : 균일하게 수직 배향
○ : 아주 약간 배향 결함이 있지만 허용할 수 있는 레벨
△ : 배향 결함이 있고 허용할 수 없는 레벨
× : 배향 불량이 상당히 열악
프리틸트각 안정성의 평가 시험 : 상기(수직배향성의 평가 시험)에서 사용한 액정 셀에, 10V, 100Hz의 직사각형 교류파를 인가하면서, 고압 수은 램프를 사용해서, 365㎚에 있어서의 조도가 100m/㎠인 UV광을 200초간 조사했다. 그 후, 10V, 100Hz의 직사각형 교류파를 인가하면서 셀에 물리적으로 외력을 가하고, 백색 표시의 안정성을 이하의 4단계로 평가했다.
◎ : 균일하게 배향
○ : 아주 약간 배향 결함이 있지만 허용할 수 있는 레벨
△ : 배향 결함이 있고 허용할 수 없는 레벨
× : 배향 불량이 상당히 열악
적하 불균일 : 상기(수직배향성의 평가 시험)에서 사용한 액정 셀에, 10V, 100Hz의 직사각형 교류파를 인가하면서, 고압 수은 램프를 사용해서, 365㎚에 있어서의 조도가 100m/㎠인 UV광을 200초간 조사했다. 그 후, 전압 무인가 상태에서, 적하 불균일 발생 유무를 하기의 4단계로 평가했다.
○ : 적하 불균일의 발생 없음
△ : 적하 불균일이 약간 있고 허용할 수 없는 레벨
× : 적하 불균일이 발생하고 상당히 열악
- : 적하 불균일의 평가 불능, 관찰 불가(배향 불량)
(실시예 1∼24, 비교예 1∼6)
이하의 표에 나타내는 LC-1∼LC-7, 및 LC-A의 액정 조성물을 조제하고, 그들의 물성을 측정했다. 물성은 표 2와 같았다.
[표 2]
Figure pct00125
상기한 각 액정 조성물을 100질량부에 대하여, 중합성 화합물을 표 중의 첨가량을 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성을 조제하고, 저온보존성·수직배향성 및 프리틸트각 안정성을 확인했다. 본원 발명의 중합성 액정 조성물은 어느 것에도 우수한 특성을 갖는 것이 확인되었다.
Figure pct00126
Figure pct00127
Figure pct00128
[표 3]
Figure pct00129
[표 4]
Figure pct00130
[표 5]
Figure pct00131
[표 6]
Figure pct00132
[표 7]
Figure pct00133
1 : 액정 표시 소자
2 : 제1 기판
3 : 제2 기판
4 : 액정층
5 : 화소 전극층
6 : 공통 전극층
7 : 제1 편광판
8 : 제2 편광판
9 : 컬러필터
11 : 게이트 버스 라인
12 : 데이터 버스 라인
13 : 화소 전극
14 : Cs 전극
15 : 소스 전극
16 : 드레인 전극
17 : 콘택트홀

Claims (9)

  1. 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 및 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 유전율이방성(Δε)이 음인 액정 조성물.
    Figure pct00134

    (식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32은 각각 독립해서 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립해서 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고,
    AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립해서
    (a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는 -O-로 치환되어도 된다) 및
    (b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
    (c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
    (d) 1,4-시클로헥세닐렌기
    로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기한 기(a), 기(b), 기(c) 및 기(d)는 각각 독립해서 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
    ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립해서 단결합, -CH₂CH₂-, -(CH₂) ₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
    XN21는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
    TN31는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타내고,
    nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32은 각각 독립해서 0∼3의 정수를 나타내지만, nN11+nN12, nN21+nN22 및 nN31+nN32은 각각 독립해서 1, 2 또는 3이고, AN11∼AN32, ZN11∼ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
  2. 제1항에 있어서,
    액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN21 및 ZN22의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN31 및 ZN32의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95질량%인 액정 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물 중의 ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32가 단결합인 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 합계에 대해서 5∼50질량%인 액정 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합성 화합물로서 일반식(P)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물.
    Figure pct00135

    (상기 일반식(P) 중, Rp1은, 수소 원자, 불소 원자, 시아노기, 수소 원자, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알킬기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알콕시기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알케닐기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알케닐옥시기 또는 -Spp2-Pp2를 나타내고,
    Pp1 및 Pp2는 각각 독립해서, 일반식(Pp1-1)∼식(Pp1-9)
    Figure pct00136

    (식 중, Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5의 할로겐화알킬기를 나타내고, Wp11는 단결합, -O-, -COO- 또는 메틸렌기를 나타내고, tp11는, 0, 1 또는 2를 나타내지만, 분자 내에 Rp11, Rp12, Wp11 및/또는 tp11가 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
    중 어느 하나를 나타내고,
    Spp1 및 Spp2는 각각 독립해서, 단결합 또는 스페이서기를 나타내고,
    Zp1 및 Zp2는 각각 독립해서, 단결합, -O-, -S-, -CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH₂-, -CH₂OCOO-, -OCH₂CH₂O-, -CO-NRZP1-, -NRZP1-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CRZP1-COO-, -CH=CRZP1-OCO-, -COO-CRZP1=CH-, -OCO-CRZP1=CH-, -COO-CRZP1=CH-COO-, -COO-CRZP1=CH-OCO-, -OCO-CRZP1=CH-COO-, -OCO-CRZP1=CH-OCO-, -(CH₂)z-COO-, -(CH₂)₂-OCO-, -OCO-(CH₂)₂-, -(C=O)-O-(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂- 또는 -C≡C-(식 중, RZP1은 각각 독립해서 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내지만, 분자 내에 RZP1이 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
    를 나타내고,
    Ap2는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, Ap2는 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -Spp2-Pp2로 치환되어 있어도 되고,
    Ap1는 (Ap1-11)∼(Ap1-19)
    Figure pct00137

    (식 중, ★에서 Spp1 또는 Zp1와 결합하고, ★★에서 Zp1와 결합하고, 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -Spp2-Pp2에 의해서 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 기를 나타내고,
    Ap3는 (Ap3-11)∼(Ap3-19)
    Figure pct00138

    (식 중, ★에서 Zp2와 결합하고, ★★에서 Rp1 또는 Zp2와 결합하고, 구조 중의 1 또는 2 이상의 수소 원자는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -Spp2-Pp2에 의해서 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 기를 나타내고,
    mp2 및 mp3은 각각 독립해서, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, mp1 및 mp4은 각각 독립해서 1, 2 또는 3을 나타내지만, 분자 내에 Pp1, Spp1, Ap1, Zp1, Zp2, Ap3 및/또는 Rp1이 복수 존재할 경우, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합성 화합물로서 일반식(SAL)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물.
    Figure pct00139

    (상기 식 중, Pal는, 일반식(P-I)∼일반식(P-IX)
    Figure pct00140

    (식 중, Rp11 및 Rp12은 각각 독립해서, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5의 할로겐화알킬기를 나타내고, Wp11는 단결합, -O-, -COO- 또는 메틸렌기를 나타내고, tp11는, 0, 1 또는 2를 나타낸다)
    으로 표시되는 기를 나타내고,
    Spal는 단결합 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20개의 알킬렌기를 나타내지만, 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립해서, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고,
    T는 흡착기를 나타내고,
    MG는 메소겐기를 나타내고,
    Cg는 수소 원자, 상기 흡착기, 상기 -Spal-Pal 또는 직쇄상 혹은 분기상의 탄소 원자수 1∼20의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립해서, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해서 치환되어 있어도 되고, Cg, MG 및 T 모두가 상기 중합성기인 -Spal-Pal-로 치환되어도 되고,
    nsal1, nsal2 및 nsal3은 각각 독립해서, 1∼5의 자연수를 나타낸다)
  6. 제1항에 있어서,
    액정 조성물 중에 함유하는 일반식(N-1)으로 표시되는 화합물에 있어서의 ZN11 및 ZN12의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN21 및 ZN22의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기이고, ZN31 및 ZN32의 적어도 한쪽이 단결합 이외의 연결기인 화합물의 함유량의 합계가, 일반식(N-1), (N-2) 및 (N-3)인 화합물의 함유량의 합계에 대해서 50∼95질량%인 액정 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 사용한 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 사용한 VA형, IPS형, FFS형, PSA형 또는 PSVA형의 액정 표시 소자.
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