TW202206576A - 液晶組成物及使用其的液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種Δn(折射率各向異性)及Δε(介電常數各向異性)高、具有寬溫度範圍的液晶相、常溫穩定性良好的液晶組成物及使用其的液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線。具體而言是一種液晶組成物,包含:具有-C≡C的由通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上;以及具有異硫氰酸酯基(-NCS)的由通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上。

Description

液晶組成物及使用其的液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線
本發明是有關於一種液晶組成物及使用其的液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線。
作為大多用於顯示器用途的液晶的新穎用途,在汽車等移動體與通信衛星之間進行電波的收發且使用液晶的天線備受矚目。先前,衛星通信使用拋物線天線(parabola antenna),但於在汽車等移動體中使用的情況下,必須隨時將拋物線天線朝向衛星方向,需要大的可動部。但是,使用液晶的天線藉由液晶運作,可改變電波的收發方向,因此不需要移動天線本身,天線的形狀亦可成為平面。另外,為了實現全球大容量且高速通信,正在進行利用多個低軌道衛星的低軌道衛星星座的研究。為了追蹤自地面看起來經常在移動的低軌道衛星,有用的是可容易地改變電波的收發方向的液晶天線。
一般而言,對於汽車等的自動運轉而言,需要下載高精度三維(Three dimensional,3D)地圖資訊的大量資料。但是,若為使用液晶的天線,則藉由將該天線組裝於汽車中,即便無機械可動部亦能夠自通信衛星下載大量資料。衛星通信中使用的頻帶約為13 GHz帶,與至今為止的液晶顯示器用途中使用的頻率大不相同。因此,對液晶的要求物性亦大不相同,天線用液晶所要求的Δn為0.4左右,運作溫度範圍為-40℃~120℃以上。
另外,作為汽車等移動體的自動運轉用感測器,使用液晶的紅外線雷射圖像識別及測距裝置亦備受矚目。對該用途的液晶所要求的Δn為0.2~0.3,運作溫度範圍為-40℃~120℃以上。
進而,已知構成顯示出0.2~0.4以上的高Δn的液晶組成物的液晶性化合物大多相容性低。因而,亦重要的是選擇相容性高的液晶性化合物。
對此,作為天線用液晶的技術,例如可列舉專利文獻1。
另外,於非專利文獻1中,提倡使用液晶材料作為高頻器件的構成成分。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-37607號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]多爾菲(D.Dolfi),「電子快報(Electronics Letters)」,(英國),1993年,29卷,10號,p.926-927
[發明所欲解決之課題]
本發明的課題在於提供一種Δn及Δε高、具有寬溫度範圍的液晶相、常溫穩定性良好的液晶組成物及使用其的液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線。 [解決課題之手段]
本發明者等人進行努力研究的結果發現,藉由包含具有-C≡C的由通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上、以及具有異硫氰酸酯基(-NCS)的由通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上的液晶組成物,可解決所述課題,從而完成本發明。
解決所述課題的本發明的結構如下所述。
本發明的液晶組成物的特徵在於包含: 下述通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上,
[化1]
Figure 02_image001
(通式(i)中, Ri1 表示氫原子或碳原子數1~20的烷基, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Ri2 表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、碳原子數1~20的烷基中的任一者, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Ai1 、Ai2 及Ai3 分別獨立地表示碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環中的任一者, 所述Ai1 、Ai2 及Ai3 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Si1 取代, 取代基Si1 表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、硫代異氰基、碳原子數1~20的烷基中的任一者, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-及/或-CO-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-及/或-NH-CO-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -可由-O-CO-O-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-及/或-OCO-CH=CH-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Si1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, Zi1 分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~20的伸烷基中的任一者, 該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-CF2 -及/或-CO-取代, 該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH2 -CH(CH3 )-、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=C(CH3 )-、-C(CH3 )=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-CO-O-及/或-O-CO-取代, 該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=N-N=CH-取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, ni1 表示1~3的整數, 於Ai3 及Zi1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同);以及 下述通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上,
[化2]
Figure 02_image003
(通式(ii)中, Rii1 分別獨立地表示碳原子數1~20的烷基, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -可由-O-CO-O-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Aii1 及Aii2 分別獨立地表示碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環中的任一者, 所述Aii1 及Aii2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Sii1 取代, 取代基Sii1 表示鹵素原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、硫代異氰基或碳原子數1~20的烷基中的任一者, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Sii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, Zii1 表示單鍵、碳原子數1~20的伸烷基中的任一者, 該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-取代, 該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH2 -CH(CH3 )-、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=C(CH3 )-、-C(CH3 )=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-CO-O-及/或-O-CO-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-C(Ria )=N-N=C(Rib )-取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 所述Ria 及Rib 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳原子數1~10的烷基, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-CO-及/或-S-取代, 該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-及/或-C≡C-取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, nii1 表示1~4的整數, 於Aii1 及Zii1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同)。
另外,本發明的液晶顯示元件的特徵在於使用所述液晶組成物。
另外,本發明的感測器的特徵在於使用所述液晶組成物。
另外,本發明的液晶鏡頭的特徵在於使用所述液晶組成物。
另外,本發明的光通信機器的特徵在於使用所述液晶組成物。
另外,本發明的天線的特徵在於使用所述液晶組成物。 [發明的效果]
根據本發明,藉由將具有-C≡C-的由通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上、以及具有異硫氰酸酯基(-NCS)的由通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上用於液晶組成物,可獲得Δn(折射率各向異性)及Δε(介電常數各向異性)高、具有寬溫度範圍的液晶相、常溫穩定性良好的液晶組成物,該液晶組成物對液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線有用。
(通式(i)所表示的化合物) 本發明的液晶組成物包含具有-C≡C-的由下述通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上。
[化3]
Figure 02_image005
通式(i)中,Ri1 表示氫原子或碳原子數1~20的烷基。
碳原子數1~20的烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
碳原子數1~20的烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代。
作為鹵素原子,可列舉:氯原子、溴原子、氟原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,Ri1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,Ri1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
Ri1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為Ri1 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(Ri1 -1)~式(Ri1 -36)所表示的基等。
[化4]
Figure 02_image007
式(Ri1 -1)~式(Ri1 -36)中,黑點表示向Ai1 的鍵結鍵。
於重視液晶組成物整體的可靠性的情況下,Ri1 較佳為碳原子數1~12的烷基,於重視液晶組成物整體的黏性降低的情況下,Ri1 較佳為碳原子數2~8的烯基。
於Ri1 所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及碳原子數4~5的烯基,於Ri1 所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
另外,作為Ri1,為了使向列相穩定化,較佳為碳原子及存在的情況下的氧原子的合計為5以下,且較佳為直鏈狀。
再者,作為Ri1 ,就Δn、與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為碳原子數2~6的直鏈狀的烷基或碳原子數1~6的直鏈狀的硫代烷氧基。
通式(i)中,Ri2 表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、碳原子數1~20的烷基中的任一者。
碳原子數1~20的烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代。
作為鹵素原子,可列舉:氯原子、溴原子、氟原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,Ri 2 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri 2 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,Ri2 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri2 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri2 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Ri 2 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
Ri 2 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為Ri2 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(Ri2 -1)~式(Ri2 -36)所表示的基等。
[化5]
Figure 02_image009
式(Ri2 -1)~式(Ri2 -36)中,黑點表示向Ai3 的鍵結鍵。
於Ri2 所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及碳原子數4~5的烯基,於Ri1 所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
另外,作為Ri2 ,為了使向列相穩定化,較佳為碳原子及存在的情況下的氧原子的合計為5以下,且較佳為直鏈狀。
再者,作為Ri2 ,就Δn、與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為氟原子、氰基、碳原子數2~6的直鏈狀的烷基、碳原子數1~6的直鏈狀的烷氧基或碳原子數1~6的直鏈狀的硫代烷氧基。
通式(i)中,Ai1 、Ai2 及Ai3 分別獨立地表示碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環中的任一者。
更具體而言,碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環較佳為表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(該基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-或-S-) (b)1,4-伸苯基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)1,4-伸環己烯基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、5,6,7,8-四氫萘-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、蒽-2,6-二基、蒽-1,4-二基、蒽-9,10-二基、菲-2,7-二基(萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、5,6,7,8-四氫萘-1,4-二基、蒽-2,6-二基、蒽-1,4-二基、蒽-9,10-二基或菲-2,7-二基中存在的一個-CH=或兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基。
Ai1 、Ai2 及Ai3 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Si1 取代。
取代基Si1 表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、硫代異氰基、碳原子數1~20的烷基中的任一者。
該烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為3~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-及/或-CO-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-及/或-NH-CO-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -可由-O-CO-O-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-及/或-OCO-CH=CH-取代。
該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
作為取代基Si1 ,較佳為氟原子或碳數1~3的直鏈狀的烷基。
另外,Ai1 、Ai2 及Ai3 的至少一個較佳為由至少一個取代基Si1 取代。
另外,Ai1 較佳為由至少一個取代基Si1 取代。
再者,於取代基Si1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為Ai1 中的取代基Si1 的取代位置,較佳為下述式(Ai1 -SP-1)~式(Ai1 -SP-3)中的任一者。
[化6]
Figure 02_image011
式(Ai1 -SP-1)~式(Ai1 -SP-3)中,白點表示Ri1 的鍵結鍵,黑點表示向-C≡C-的鍵結鍵。
作為Ai2 中的取代基Si1 的取代位置,較佳為下述式(Ai2 -SP-1)~式(Ai2 -SP-7)中的任一者,就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為表示下述式(Ai2 -SP-1)~式(Ai2 -SP-5)中的任一者。
[化7]
Figure 02_image013
式(Ai2 -SP-1)~式(Ai2 -SP-7)中,白點表示-C≡C-的鍵結鍵,黑點表示向Zi1 的鍵結鍵。
作為Ai3 中的取代基Si1 的取代位置,較佳為下述式(Ai3 -SP-1)~式(Ai3 -SP-8)中的任一者,就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為表示下述式(Ai3 -SP-1)~式(Ai3 -SP-5)中的任一者。
[化8]
Figure 02_image015
式(Ai3 -SP-1)~式(Ai3 -SP-8)中,白點表示向Zi1 的鍵結鍵,黑點表示向Zi1 或Ri2 的鍵結鍵。
更具體而言,Ai1 較佳為表示下述式(Ai1 -1)~式(Ai1 -5)中的任一者。
[化9]
Figure 02_image017
式(Ai1 -1)~式(Ai1 -5)中,白點表示Ri1 的鍵結鍵,黑點表示向-C≡C-的鍵結鍵。
更具體而言,Ai2 較佳為表示下述式(Ai2 -1)~式(Ai2 -5)中的任一者。
[化10]
Figure 02_image019
式(Ai2 -1)~式(Ai2 -5)中,白點表示-C≡C-的鍵結鍵,黑點表示向Zi1 的鍵結鍵。
更具體而言,Ai3 較佳為表示下述式(Ai3 -1)~式(Ai3 -5)中的任一者。
[化11]
Figure 02_image021
式(Ai3 -1)~式(Ai3 -5)中,白點表示向Zi1 的鍵結鍵,黑點表示向Zi1 或Ri2 的鍵結鍵。
通式(i)中,Zi1 分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~20的伸烷基中的任一者。
該伸烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的伸烷基,較佳為直鏈狀的伸烷基。
該伸烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-CF2 -及/或-CO-取代。
另外,該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH2 -CH(CH3 )-、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=C(CH3 )-、-C(CH3 )=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-CO-O-及/或-O-CO-取代。
另外,該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=N-N=CH-取代。
但是,於該伸烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
作為碳原子數2~20的伸烷基的具體例(亦包含經取代的伸烷基),可列舉式(Zi1 -1)~式(Zi1 -24)所表示的基等。
[化12]
Figure 02_image023
式(Zi1 -1)~式(Zi1 -24)中,白點表示向Ai2 或Ai3 的鍵結鍵,黑點表示向Ai3 的鍵結鍵。
ni1 表示1~3的整數,較佳為1~2的整數。
於ni1 為1的情況下,就提高Δn的觀點而言,Zi1 較佳為表示-C≡C-。
另外,於ni1 為2或3的情況下,就提高Δn的觀點而言,Zi1 的至少一個較佳為表示-C≡C-。
再者,於通式(i)中,於Ai3 及Zi1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同。
作為通式(i)所表示的化合物,較佳為下述通式(i-1)所表示的化合物。
[化13]
Figure 02_image025
通式(i-1)中,Ri1 、Ri2 、Ai1 、Ai2 及Ai3 表示與所述通式(i)中的Ri1 、Ri2 、Ai1 、Ai2 及Ai3 分別相同的含義。
作為通式(i-1)所表示的化合物,較佳為下述通式(i-1-a)~通式(i-1-l)所表示的化合物。
[化14]
Figure 02_image027
[化15]
Figure 02_image029
通式(i-1-a)~通式(i-1-l)中,Ri1 、Ri2 及Si1 分別獨立地表示與所述通式(i)中的Ri1 、Ri2 及Si1 分別相同的含義。
作為通式(i-1-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.24)所表示的化合物等。
[化16]
Figure 02_image031
[化17]
Figure 02_image033
[化18]
Figure 02_image035
作為通式(i-1-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.8)所表示的化合物等。
[化19]
Figure 02_image037
作為通式(i-1-c)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.8)所表示的化合物等。 [化20]
Figure 02_image039
作為通式(i-1-d)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.8)所表示的化合物等。 [化21]
Figure 02_image041
作為通式(i-1-e)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.8)所表示的化合物等。 [化22]
Figure 02_image043
作為通式(i-1-f)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-f.1)~結構式(i-1-f.8)所表示的化合物等。
[化23]
Figure 02_image045
作為通式(i-1-g)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-g.1)~結構式(i-1-g.8)所表示的化合物等。 [化24]
Figure 02_image047
作為通式(i-1-h)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-h.1)~結構式(i-1-h.8)所表示的化合物等。 [化25]
Figure 02_image049
作為通式(i-1-i)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-i.1)~結構式(i-1-i.5)所表示的化合物等。
[化26]
Figure 02_image051
作為通式(i-1-j)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-j.1)~結構式(i-1-j.4)所表示的化合物等。
[化27]
Figure 02_image053
作為通式(i-1-k)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-k.1)~結構式(i-1-k.4)所表示的化合物等。
[化28]
Figure 02_image055
作為通式(i-1-l)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(i-1-l.1)~結構式(i-1-l.4)所表示的化合物等。
[化29]
Figure 02_image057
通式(i)、通式(i-1)、通式(i-1-a)~通式(i-1-l)、結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.24)、結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.8)、結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.8)、結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.8)、結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.8)、結構式(i-1-f.1)~結構式(i-1-f.8)、結構式(i-1-g.1)~結構式(i-1-g.8)、結構式(i-1-h.1)~結構式(i-1-h.8)、結構式(i-1-i.1)~結構式(i-1-i.5)、結構式(i-1-j.1)~結構式(i-1-j.4)、結構式(i-1-k.1)~結構式(i-1-k.4)或結構式(i-1-l.1)~結構式(i-1-l.4)所表示的化合物於液晶組成物中使用的種類為一種或兩種以上,較佳為一種~五種,較佳為一種~四種,較佳為一種~三種,較佳為一種~兩種,較佳為一種。
通式(i)、通式(i-1)、通式(i-1-a)~通式(i-1-l)、結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.24)、結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.8)、結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.8)、結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.8)、結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.8)、結構式(i-1-f.1)~結構式(i-1-f.8)、結構式(i-1-g.1)~結構式(i-1-g.8)、結構式(i-1-h.1)~結構式(i-1-h.8)、結構式(i-1-i.1)~結構式(i-1-i.5)、結構式(i-1-j.1)~結構式(i-1-j.4)、結構式(i-1-k.1)~結構式(i-1-k.4)或結構式(i-1-l.1)~結構式(i-1-l.4)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的下限值較佳為1質量%以上,較佳為3質量%以上,較佳為5質量%以上。
通式(i)、通式(i-1)、通式(i-1-a)~通式(i-1-l)、結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.24)、結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.8)、結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.8)、結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.8)、結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.8)、結構式(i-1-f.1)~結構式(i-1-f.8)、結構式(i-1-g.1)~結構式(i-1-g.8)、結構式(i-1-h.1)~結構式(i-1-h.8)、結構式(i-1-i.1)~結構式(i-1-i.5)、結構式(i-1-j.1)~結構式(i-1-j.4)、結構式(i-1-k.1)~結構式(i-1-k.4)或結構式(i-1-l.1)~結構式(i-1-l.4)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的上限值較佳為35質量%以下,較佳為30質量%以下,較佳為25質量%以下。
就提高Δn及TNI 的觀點而言,通式(i)、通式(i-1)、通式(i-1-a)~通式(i-1-l)、結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.24)、結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.8)、結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.8)、結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.8)、結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.8)、結構式(i-1-f.1)~結構式(i-1-f.8)、結構式(i-1-g.1)~結構式(i-1-g.8)、結構式(i-1-h.1)~結構式(i-1-h.8)、結構式(i-1-i.1)~結構式(i-1-i.5)、結構式(i-1-j.1)~結構式(i-1-j.4)、結構式(i-1-k.1)~結構式(i-1-k.4)或結構式(i-1-l.1)~結構式(i-1-l.4)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量較佳為1質量%~35質量%,較佳為3質量%~30質量%,較佳為5質量%~25質量%。
通式(i)、通式(i-1)、通式(i-1-a)~通式(i-1-l)、結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.24)、結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.8)、結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.8)、結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.8)、結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.8)、結構式(i-1-f.1)~結構式(i-1-f.8)、結構式(i-1-g.1)~結構式(i-1-g.8)、結構式(i-1-h.1)~結構式(i-1-h.8)、結構式(i-1-i.1)~結構式(i-1-i.5)、結構式(i-1-j.1)~結構式(i-1-j.4)、結構式(i-1-k.1)~結構式(i-1-k.4)或結構式(i-1-l.1)~結構式(i-1-l.4)所表示的化合物可使用公知的合成方法進行合成。 (通式(ii)所表示的化合物) 本發明的液晶組成物包含具有異硫氰酸酯基(-NCS)的由下述通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上。
[化30]
Figure 02_image059
通式(ii)中,Rii1 表示碳原子數1~20的烷基。
該烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -可由-O-CO-O-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,Rii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,Rii1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rii1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rii1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
Rii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為Rii1 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(Rii1 -1)~式(Rii1 -36)所表示的基等。
[化31]
Figure 02_image061
式(Rii1 -1)~式(Rii1 -36)中,黑點表示向Aii1 的鍵結鍵。
於Rii1 所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及碳原子數4~5的烯基,於Ri1 所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
另外,作為Rii1 ,為了使向列相穩定化,較佳為碳原子及存在的情況下的氧原子的合計為5以下,且較佳為直鏈狀。
再者,作為Rii1 ,就Δn、與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為碳原子數2~8的直鏈狀的烷基。
通式(ii)中,Aii1 及Aii2 分別獨立地表示碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環中的任一者。
更具體而言,碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環較佳為表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(該基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-) (b)1,4-伸苯基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或茚滿-2,5-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基。
Aii1 及Aii2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Sii1 取代。
取代基Sii1 表示鹵素原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、硫代異氰基或碳原子數1~20的烷基中的任一者。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
碳原子數1~20的烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
碳原子數1~20的烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
作為取代基Sii1 ,較佳為氟原子或氯原子。
另外,Aii1 的至少一個或Aii2 較佳為由至少一個取代基Sii1 取代。
再者,於取代基Sii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為Aii1 中的取代基Sii1 的取代位置,較佳為下述式(Aii1 -SP-1)~式(Aii1 -SP-3)中的任一者。
[化32]
Figure 02_image063
式(Aii1 -SP-1)~式(Aii1 -SP-3)中,白點表示向Rii1 或Zii1 的鍵結鍵,黑點表示向Zii1 的鍵結鍵。
作為Aii2 中的取代基Sii1 的取代位置,較佳為下述式(Aii2 -SP-1)~式(Aii2 -SP-7)中的任一者。
[化33]
Figure 02_image065
式(Aii2 -SP-1)~式(Aii2 -SP-7)中,白點表示向Zii1 的鍵結鍵,黑點表示向異硫氰酸酯基(-NCS)的鍵結鍵。
更具體而言,Aii1 較佳為表示下述式(Aii1 -1)~式(Aii1 -6)中的任一者。
[化34]
Figure 02_image067
式(Aii1 -1)~式(Aii1 -6)中,白點表示向Rii1 或Zii1 的鍵結鍵,黑點表示向Zii1 的鍵結鍵。
更具體而言,Aii2 較佳為表示下述式(Aii2 -1)~式(Aii2 -5)中的任一者。
[化35]
Figure 02_image069
式(Aii2 -1)~式(Aii2 -5)中,白點表示向Zii1 的鍵結鍵,黑點表示向異硫氰酸酯基(-NCS)的鍵結鍵。
通式(ii)中,Zii1 表示單鍵、碳原子數1~20的伸烷基中的任一者。
該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-取代。
該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH2 -CH(CH3 )-、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=C(CH3 )-、-C(CH3 )=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-CO-O-及/或-O-CO-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代。
另外,該伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-C(Ria )=N-N=C(Rib )-取代。
但是,於碳原子數1~10的烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
Ria 及Rib 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳原子數1~10的烷基。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
該烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~8,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-CO-及/或-S-取代。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-及/或-C≡C-取代。
但是,於碳原子數1~10的烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
作為碳原子數1~20的伸烷基的具體例(亦包含經取代的伸烷基),可列舉式(Zii1 -1)~式(Zii1 -24)所表示的基等。
[化36]
Figure 02_image071
式(Zii1 -1)~式(Zii1 -24)中,白點表示向Aii1 的鍵結鍵,黑點表示向Aii1 或Aii2 的鍵結鍵。
通式(ii)中,nii1 表示1~4、較佳為1~2的整數。
於nii1 為1的情況下,就提高Δn的觀點而言,Zii1 較佳為表示單鍵或-C≡C-。
另外,於nii1 為2的情況下,就提高Δn的觀點而言,Zii1 的至少一個較佳為表示-C≡C-。
再者,於通式(ii)中,於Aii1 及Zii1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同。
作為通式(ii)所表示的化合物,較佳為下述通式(ii-1)~通式(ii-4)所表示的化合物。
[化37]
Figure 02_image073
通式(ii-1)~通式(ii-4)中,Rii1 、Aii1 及Aii2 表示與所述通式(ii)中的Rii1 、Aii1 及Aii2 分別相同的含義。
通式(ii-3)及通式(ii-4)中,Aii1-2 的定義與所述通式(ii)中的Aii1 的定義相同。
作為通式(ii-1)所表示的化合物,較佳為下述通式(ii-1-a)所表示的化合物。
[化38]
Figure 02_image075
通式(ii-1-a)中,Rii1 分別獨立地表示與所述通式(ii)中的Rii1 分別相同的含義。
作為通式(ii-1-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)所表示的化合物等。
[化39]
Figure 02_image077
作為通式(ii-2)所表示的化合物,較佳為下述通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)所表示的化合物。
[化40]
Figure 02_image079
通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)中,Rii1 及Sii1 分別獨立地表示與所述通式(i)中的Rii1 及Sii1 分別相同的含義。
作為通式(ii-2-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)所表示的化合物等。
[化41]
Figure 02_image081
作為通式(ii-2-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)所表示的化合物等。
[化42]
Figure 02_image083
作為通式(ii-2-c)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)所表示的化合物等。
[化43]
Figure 02_image085
作為通式(ii-2-d)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)所表示的化合物等。
[化44]
Figure 02_image087
作為通式(ii-3)所表示的化合物,較佳為下述通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)所表示的化合物。
[化45]
Figure 02_image089
通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)中,Rii1 及Sii1 分別獨立地表示與所述通式(ii)中的Rii1 及Sii1 分別相同的含義。
作為通式(ii-3-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)所表示的化合物等。
[化46]
Figure 02_image091
作為通式(ii-3-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)所表示的化合物等。
[化47]
Figure 02_image093
作為通式(ii-4)所表示的化合物,較佳為下述通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)所表示的化合物。
[化48]
Figure 02_image095
通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)中,Rii1 及Sii1 分別獨立地表示與所述通式(ii)中的Rii1 及Sii1 分別相同的含義。
作為通式(ii-4-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)所表示的化合物等。
[化49]
Figure 02_image097
作為通式(ii-4-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物等。
[化50]
Figure 02_image099
通式(ii)、通式(ii-1)~通式(ii-4)、通式(ii-1-a)、通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)、通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)、通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)、結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)、結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)、結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)、結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)、結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)、結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)、結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)、結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)或結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物於液晶組成物中使用的種類為一種或兩種以上,較佳為一種~十種,較佳為一種~八種,較佳為一種~六種,較佳為一種~兩種,較佳為一種。
通式(ii)、通式(ii-1)~通式(ii-4)、通式(ii-1-a)、通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)、通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)、通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)、結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)、結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)、結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)、結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)、結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)、結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)、結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)、結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)或結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的下限值較佳為25質量%以上,較佳為30質量%以上,較佳為35質量%以上。
通式(ii)、通式(ii-1)~通式(ii-4)、通式(ii-1-a)、通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)、通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)、通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)、結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)、結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)、結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)、結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)、結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)、結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)、結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)、結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)或結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的上限值較佳為65質量%以下,較佳為60質量%以下,較佳為55質量%以下。
就提高Δn、與其他液晶組成物的相容性的觀點而言,通式(ii)、通式(ii-1)~通式(ii-4)、通式(ii-1-a)、通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)、通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)、通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)、結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)、結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)、結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)、結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)、結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)、結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)、結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)、結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)或結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量較佳為25質量%~65質量%,較佳為30質量%~60質量%,較佳為35質量%~55質量%。
通式(ii)、通式(ii-1)~通式(ii-4)、通式(ii-1-a)、通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)、通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)、通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)、結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)、結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)、結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)、結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)、結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)、結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)、結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)、結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)或結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物可使用公知的合成方法進行合成。 (其他化合物) 就提高Δε的觀點而言,本發明的液晶組成物亦可包含具有氰基(-CN)的由下述通式(iii)所表示的化合物的一種或兩種以上。
[化51]
Figure 02_image101
通式(iii)中,Riii1 表示碳原子數1~20的烷基。
該烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,Riii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,Riii1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riii1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riii1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
Riii1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為Riii1 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(Riii1 -1)~式(Riii1 -36)所表示的基等。
[化52]
Figure 02_image103
式(Riii1 -1)~式(Riii1 -36)中,黑點表示向Aiii1 的鍵結鍵。
於Riii1 所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及碳原子數4~5的烯基,於Riii1 所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
另外,作為Riii1 ,為了使向列相穩定化,較佳為碳原子及存在的情況下的氧原子的合計為5以下,且較佳為直鏈狀。
再者,作為Riii1 ,就Δn、與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為碳原子數2~8的直鏈狀的烷基。
通式(iii)中,Aiii1 、Aiii2 及Aiii3 分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(該基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-) (b)1,4-伸苯基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基。
Aiii1 、Aiii2 及Aiii3 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Siii1 取代。
取代基Siii1 表示鹵素原子、氰基、碳原子數1~6的烷基中的任一者。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
另外,至少一個Aiii1 、Aiii2 或Aiii3 較佳為由至少一個取代基Sii1 取代。
另外,Aiii2 較佳為由至少一個取代基Sii1 取代。
再者,於取代基Siii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為Aiii 2 中的取代基Siii1 的取代位置,就溶解性的觀點而言,較佳為下述式(Aiii2 -SP-1)。
[化53]
Figure 02_image105
式(Aiii2 -SP-1)中,白點表示向Aiii1 的鍵結鍵,黑點表示向Aiii3 的鍵結鍵。
更具體而言,Aiii1 較佳為表示下述式(Aiii1 -1)~式(Aiii1 -2)中的任一者。
[化54]
Figure 02_image107
式(Aiii1 -1)~式(Aiii1 -2)中,白點表示向Riii1 或Aiii1 的鍵結鍵,黑點表示向Aiii1 或Aiii2 的鍵結鍵。
更具體而言,Aiii2 較佳為表示下述式(Aiii2 -1)~式(Aiii2 -3)中的任一者。
[化55]
Figure 02_image109
式(Aiii2 -1)~式(Aiii2 -3)中,白點表示向Aiii1 的鍵結鍵,黑點表示向Aiii3 的鍵結鍵。
更具體而言,Aiii3 較佳為表示下述式(Aiii3 -1)~式(Aiii3 -2)中的任一者。
[化56]
Figure 02_image111
式(Aiii3 -1)~式(Aiii3 -2)中,白點表示向Aiii2 的鍵結鍵,黑點表示向氰基(-CN)的鍵結鍵。
通式(iii)中,niii1 表示1~2的整數。
再者,於通式(iii)中,於Aiii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為通式(iii)所表示的化合物,較佳為下述通式(iii-1)所表示的化合物。
[化57]
Figure 02_image113
通式(iii-1)中,Riii1 、Aiii1 、Aiii2 及Aiii3 表示與所述通式(iii)中的Riii1 、Aiii1 、Aiii2 及Aiii3 分別相同的含義。
作為通式(iii-1)所表示的化合物,較佳為下述通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)所表示的化合物。
[化58]
Figure 02_image115
通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)中,Riii1 及Siii1 分別獨立地表示與所述通式(iii)中的Riii1 及Siii1 分別相同的含義。
作為通式(iii-1-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iii-1-a.1)~結構式(iii-1-a.3)所表示的化合物等。
[化59]
Figure 02_image117
作為通式(iii-1-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iii-1-b.1)~結構式(iii-1-b.3)所表示的化合物等。
[化60]
Figure 02_image119
作為通式(iii-1-c)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iii-1-c.1)~結構式(iii-1-c.3)所表示的化合物等。
[化61]
Figure 02_image121
通式(iii)、通式(iii-1)、通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)、結構式(iii-1-a.1)~結構式(iii-1-a.3)、結構式(iii-1-b.1)~結構式(iii-1-b.3)或結構式(iii-1-c.1)~結構式(iii-1-c.3)所表示的化合物於液晶組成物中使用的種類為一種或兩種以上,較佳為一種~五種,較佳為一種~四種,較佳為一種~三種,較佳為一種~兩種,較佳為一種。
通式(iii)、通式(iii-1)、通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)、結構式(iii-1-a.1)~結構式(iii-1-a.3)、結構式(iii-1-b.1)~結構式(iii-1-b.3)或結構式(iii-1-c.1)~結構式(iii-1-c.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的下限值較佳為5質量%以上,較佳為10質量%以上,較佳為15質量%以上。
通式(iii)、通式(iii-1)、通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)、結構式(iii-1-a.1)~結構式(iii-1-a.3)、結構式(iii-1-b.1)~結構式(iii-1-b.3)或結構式(iii-1-c.1)~結構式(iii-1-c.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的上限值較佳為45質量%以下,較佳為40質量%以下,較佳為35質量%以下。
就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,通式(iii)、通式(iii-1)、通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)、結構式(iii-1-a.1)~結構式(iii-1-a.3)、結構式(iii-1-b.1)~結構式(iii-1-b.3)或結構式(iii-1-c.1)~結構式(iii-1-c.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量較佳為5質量%~45質量%,較佳為10質量%~40質量%,較佳為15質量%~35質量%。
通式(iii)、通式(iii-1)、通式(iii-1-a)~通式(iii-1-c)、結構式(iii-1-a.1)~結構式(iii-1-a.3)、結構式(iii-1-b.1)~結構式(iii-1-b.3)或結構式(iii-1-c.1)~結構式(iii-1-c.3)所表示的化合物可使用公知的合成方法進行合成。
就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,本發明的液晶組成物亦可包含具有炔基(Riv1 -C≡C-)及氰基(-CN)的由下述通式(iv)所表示的化合物的一種或兩種以上。
[化62]
Figure 02_image123
通式(iv)中,Riv1 表示碳原子數1~20的烷基。
碳原子數1~20的烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-COO-、-OCO-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代。
作為鹵素原子,可列舉:氯原子、溴原子、氟原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,Riv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,Riv1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riv1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Riv1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
Riv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為Riv1 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(Riv1 -1)~式(Riv1 -36)所表示的基等。
[化63]
Figure 02_image125
式(Riv1 -1)~式(Riv1 -36)中,黑點表示向-C≡C-的鍵結鍵。
再者,作為Riv1 ,就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為碳原子數2~8的直鏈狀的烷基。
通式(iv)中,Aiv1 及Aiv2 分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(該基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-) (b)1,4-伸苯基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基。
Aiv1 及Aiv2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Siv1 取代。
取代基Siv1 表示鹵素原子、氰基、碳原子數1~6的烷基中的任一者。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
另外,Aiv1 的至少一個較佳為由取代基Siv1 取代。
再者,於取代基Siv1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為Aiv1 中的取代基Siv1 的取代位置,就溶解性的觀點而言,較佳為下述式(Aiv1 -SP-1)中的任一者。
[化64]
Figure 02_image127
式(Aiv1 -SP-1)中,白點表示向-C≡C-或Aiv1 的鍵結鍵,黑點表示向Aiv1 或Aiv2 的鍵結鍵。
作為Aiv2 中的取代基Siv1 的取代位置,較佳為下述式(Aiv2 -SP-1)~式(Aiv2 -SP-2)中的任一者。
[化65]
Figure 02_image129
式(Aiv2 -SP-1)~式(Aiv2 -SP-2)中,白點表示向Aiv1 的鍵結鍵,黑點表示向氰基(-CN)的鍵結鍵。
更具體而言,Aiv1 較佳為表示下述式(Aiv1 -1)~式(Aiv1 -3)中的任一者。
[化66]
Figure 02_image131
式(Aiv1 -1)~式(Aiv1 -3)中,白點表示向-C≡C-或Aiv1 的鍵結鍵,黑點表示向Aiv1 或Aiv2 的鍵結鍵。
更具體而言,Aiv2 較佳為表示下述式(Aiv2 -1)~式(Aiv2 -4)中的任一者。
[化67]
Figure 02_image133
式(Aiv2 -1)~式(Aiv2 -4)中,白點表示向Aiv1 的鍵結鍵,黑點表示向氰基(-CN)的鍵結鍵。
niv1 表示1~2的整數。
再者,於通式(iv)中,於Aiv1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為通式(iv)所表示的化合物,較佳為下述通式(iv-1)所表示的化合物。
[化68]
Figure 02_image135
通式(iv-1)中,Riv1 、Aiv1 及Aiv2 表示與所述通式(iv)中的Riv1 、Aiv1 及Aiv2 分別相同的含義。
作為通式(iv-1)所表示的化合物,較佳為下述通式(iv-1-a)~通式(iv-1-f)所表示的化合物。
[化69]
Figure 02_image137
通式(iv-1-a)~通式(iv-1-f)中,Riv1 及Siv1 分別獨立地表示與所述通式(iv)中的Riv1 及Siv1 分別相同的含義。
作為通式(iv-1-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iv-1-a.1)~結構式(iv-1-a.2)所表示的化合物等。
[化70]
Figure 02_image139
作為通式(iv-1-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iv-1-b.1)~結構式(iv-1-b.2)所表示的化合物等。
[化71]
Figure 02_image141
作為通式(iv-1-c)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iv-1-c.1)~結構式(iv-1-c.2)所表示的化合物等。
[化72]
Figure 02_image143
作為通式(iv-1-d)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iv-1-d.1)~結構式(iv-1-d.2)所表示的化合物等。
[化73]
Figure 02_image145
作為通式(iv-1-e)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iv-1-e.1)~結構式(iv-1-e.2)所表示的化合物等。
[化74]
Figure 02_image147
作為通式(iv-1-f)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(iv-1-f.1)~結構式(iv-1-f.2)所表示的化合物等。
[化75]
Figure 02_image149
通式(iv)、通式(iv-1)、通式(iv-1-a)~通式(iv-1-f)、結構式(iv-1-a.1)~結構式(iv-1-a.2)、結構式(iv-1-b.1)~結構式(iv-1-b.2)、結構式(iv-1-c.1)~結構式(iv-1-c.2)、結構式(iv-1-d.1)~結構式(iv-1-d.2)、結構式(iv-1-e.1)~結構式(iv-1-e.2)或結構式(iv-1-f.1)~結構式(iv-1-f.2)所表示的化合物於液晶組成物中使用的種類為一種或兩種以上,較佳為一種~五種,較佳為一種~四種,較佳為一種~三種,較佳為一種~兩種,較佳為一種。
通式(iv)、通式(iv-1)、通式(iv-1-a)~通式(iv-1-2)、結構式(iv-1-a.1)~結構式(iv-1-a.2)、結構式(iv-1-b.1)~結構式(iv-1-b.2)、結構式(iv-1-c.1)~結構式(iv-1-c.2)、結構式(iv-1-d.1)~結構式(iv-1-d.2)、結構式(iv-1-e.1)~結構式(iv-1-e.2)或結構式(iv-1-f.1)~結構式(iv-1-f.2)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的下限值較佳為1質量%以上,較佳為3質量%以上,較佳為5質量%以上。
通式(iv)、通式(iv-1)、通式(iv-1-a)~通式(iv-1-f)、結構式(iv-1-a.1)~結構式(iv-1-a.2)、結構式(iv-1-b.1)~結構式(iv-1-b.2)、結構式(iv-1-c.1)~結構式(iv-1-c.2)、結構式(iv-1-d.1)~結構式(iv-1-d.2)、結構式(iv-1-e.1)~結構式(iv-1-e.2)或結構式(iv-1-f.1)~結構式(iv-1-f.2)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的上限值較佳為25質量%以下,較佳為20質量%以下,較佳為15質量%以下。
就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,通式(iv)、通式(iv-1)、通式(iv-1-a)~通式(iv-1-f)、結構式(iv-1-a.1)~結構式(iv-1-a.2)、結構式(iv-1-b.1)~結構式(iv-1-b.2)、結構式(iv-1-c.1)~結構式(iv-1-c.2)、結構式(iv-1-d.1)~結構式(iv-1-d.2)、結構式(iv-1-e.1)~結構式(iv-1-e.2)或結構式(iv-1-f.1)~結構式(iv-1-f.2)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量較佳為1質量%~25質量%,較佳為3質量%~20質量%,較佳為5質量%~15質量%。
通式(iv)、通式(iv-1)、通式(iv-1-a)~通式(iv-1-f)、結構式(iv-1-a.1)~結構式(iv-1-a.2)、結構式(iv-1-b.1)~結構式(iv-1-b.2)、結構式(iv-1-c.1)~結構式(iv-1-c.2)、結構式(iv-1-d.1)~結構式(iv-1-d.2)、結構式(iv-1-e.1)~結構式(iv-1-e.2)或結構式(iv-1-f.1)~結構式(iv-1-f.2)所表示的化合物可使用公知的合成方法進行合成。
本發明的液晶組成物亦可包含具有至少一個-C≡C-以及氰基(-CN)作為連結基的由下述通式(v)所表示的化合物的一種或兩種以上。
[化76]
Figure 02_image151
通式(v)中,Rv1 表示碳原子數1~20的烷基。
該烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
該烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-、-COO-、-OCO-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代。
作為鹵素原子,可列舉:氯原子、溴原子、氟原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,Rv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rv1 藉由將Rv1 中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,Rv1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rv1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,Rv1 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
Rv1 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為Rv1 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(Rv1 -1)~式(Rv1 -36)所表示的基等。
[化77]
Figure 02_image153
式(Rv1 -1)~式(Rv1 -36)中,黑點表示向Av1 的鍵結鍵。
於Rv1 所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及碳原子數4~5的烯基,於Rv1 所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
另外,作為Rv1 ,為了使向列相穩定化,較佳為碳原子及存在的情況下的氧原子的合計為5以下,且較佳為直鏈狀。
再者,作為Rv1 ,就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,較佳為碳原子數2~8的直鏈狀的烷基。
通式(v)中,Av1 及Av2 分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(該基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-) (b)1,4-伸苯基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基。
Av1 及Av2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Sv1 取代。
取代基Sv1 表示鹵素原子、氰基或碳原子數1~6的烷基中的任一者。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中存在的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
但是,於碳原子數1~6的烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
另外,Av1 的至少一個或Av2 較佳為由至少一個取代基Sv1 取代。
再者,於取代基Sv1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同。
作為Av1 中的取代基Sv1 的取代位置,就溶解性的觀點而言,較佳為下述式(Av1 -SP-1)。
[化78]
Figure 02_image155
式(Av1 -SP-1)中,白點表示向Rv1 或Zv1 的鍵結鍵,黑點表示向Zv1 的鍵結鍵。
作為Av2 中的取代基Sv1 的取代位置,較佳為下述式(Av2 -SP-1)~式(Av2 -SP-2)中的任一者。
[化79]
Figure 02_image157
式(Av2 -SP-1)~式(Av2 -SP-2)中,白點表示向Zv1 的鍵結鍵,黑點表示向氰基(-CN)的鍵結鍵。
更具體而言,Av1 較佳為表示下述式(Av1 -1)~式(Av1 -3)中的任一者。
[化80]
Figure 02_image159
式(Av1 -1)~式(Av1 -3)中,白點表示向Rv1 或Zv1 的鍵結鍵,黑點表示向Zv1 的鍵結鍵。
更具體而言,Av2 較佳為表示下述式(Av2 -1)~式(Av2 -3)中的任一者。
[化81]
Figure 02_image161
式(Av2 -1)~式(Av2 -3)中,白點表示向Zv1 的鍵結鍵,黑點表示向氰基(-CN)的鍵結鍵。
通式(v)中,Zv1 表示單鍵、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-中的任一者。
但是,Zv1 的至少一個表示-C≡C-。
通式(v)中,nv1 表示1~2的整數。
再者,於通式(v)中,於Av1 及Zv1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同。
作為通式(v)所表示的化合物,較佳為下述通式(v-1)~通式(v-2)所表示的化合物。
[化82]
Figure 02_image163
通式(v-1)~通式(v-2)中,Rv1 、Av1 及Av2 表示與所述通式(v)中的Rv1 、Av1 及Av2 分別相同的含義。
通式(v-1)~通式(v-2)中,Av1-2 的定義與所述通式(v)中的Av1 的定義相同。
作為通式(v-1)所表示的化合物,較佳為下述通式(v-1-a)~通式(v-1-f)所表示的化合物。
[化83]
Figure 02_image165
通式(v-1-a)~通式(v-1-f)中,Rv1 及Sv1 分別獨立地表示與所述通式(v)中的Rv1 及Sv1 分別相同的含義。
作為通式(v-1-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-1-a.1)~結構式(v-1-a.3)所表示的化合物等。
[化84]
Figure 02_image167
作為通式(v-1-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-1-b.1)~結構式(v-1-b.3)所表示的化合物等。
[化85]
Figure 02_image169
作為通式(v-1-c)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-1-c.1)~結構式(v-1-c.3)所表示的化合物等。
[化86]
Figure 02_image171
作為通式(v-1-d)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-1-d.1)~結構式(ii-1-d.3)所表示的化合物等。
[化87]
Figure 02_image173
作為通式(v-1-e)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-1-e.1)~結構式(v-1-e.3)所表示的化合物等。
[化88]
Figure 02_image175
作為通式(v-1-f)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-1-f.1)~結構式(v-1-f.3)所表示的化合物等。
[化89]
Figure 02_image177
作為通式(v-2)所表示的化合物,較佳為下述通式(v-2-a)~通式(v-2-b)所表示的化合物。
[化90]
Figure 02_image179
通式(v-2-a)~通式(v-2-b)中,Rv1 及Sv1 分別獨立地表示與所述通式(v)中的Rv1 及Sv1 分別相同的含義。
作為通式(v-2-a)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-2-a.1)~結構式(v-2-a.3)所表示的化合物等。
[化91]
Figure 02_image181
作為通式(v-2-b)所表示的化合物的具體例,可列舉下述結構式(v-2-b.1)~結構式(v-2-b.3)所表示的化合物等。
[化92]
Figure 02_image183
通式(v)、通式(v-1)~通式(v-2)、通式(v-1-a)~通式(v-1-f)、通式(v-2-a)~通式(v-2-b)、結構式(v-1-a.1)~結構式(v-1-a.3)、結構式(v-1-b.1)~結構式(v-1-b.3)、結構式(v-1-c.1)~結構式(v-1-c.3)、結構式(v-1-d.1)~結構式(v-1-d.3)、結構式(v-1-e.1)~結構式(v-1-e.3)、結構式(v-1-f.1)~結構式(v-1-f.3)、結構式(v-2-a.1)~結構式(v-2-a.3)或結構式(v-2-b.1)~結構式(v-2-b.3)所表示的化合物於液晶組成物中使用的種類為一種或兩種以上,較佳為一種~五種,較佳為一種~四種,較佳為一種~三種,較佳為一種~兩種,較佳為一種。
通式(v)、通式(v-1)~通式(v-2)、通式(v-1-a)~通式(v-1-f)、通式(v-2-a)~通式(v-2-b)、結構式(v-1-a.1)~結構式(v-1-a.3)、結構式(v-1-b.1)~結構式(v-1-b.3)、結構式(v-1-c.1)~結構式(v-1-c.3)、結構式(v-1-d.1)~結構式(v-1-d.3)、結構式(v-1-e.1)~結構式(v-1-e.3)、結構式(v-1-f.1)~結構式(v-1-f.3)、結構式(v-2-a.1)~結構式(v-2-a.3)或結構式(v-2-b.1)~結構式(v-2-b.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的下限值較佳為1質量%以上,較佳為3質量%以上,較佳為5質量%以上。
通式(v)、通式(v-1)~通式(v-2)、通式(v-1-a)~通式(v-1-f)、通式(v-2-a)~通式(v-2-b)、結構式(v-1-a.1)~結構式(v-1-a.3)、結構式(v-1-b.1)~結構式(v-1-b.3)、結構式(v-1-c.1)~結構式(v-1-c.3)、結構式(v-1-d.1)~結構式(v-1-d.3)、結構式(v-1-e.1)~結構式(v-1-e.3)、結構式(v-1-f.1)~結構式(v-1-f.3)、結構式(v-2-a.1)~結構式(v-2-a.3)或結構式(v-2-b.1)~結構式(v-2-b.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的上限值較佳為20質量%以下,較佳為15質量%以下,較佳為10質量%以下。
就與其他液晶化合物的相容性的觀點而言,通式(v)、通式(v-1)~通式(v-2)、通式(v-1-a)~通式(v-1-f)、通式(v-2-a)~通式(v-2-b)、結構式(v-1-a.1)~結構式(v-1-a.3)、結構式(v-1-b.1)~結構式(v-1-b.3)、結構式(v-1-c.1)~結構式(v-1-c.3)、結構式(v-1-d.1)~結構式(v-1-d.3)、結構式(v-1-e.1)~結構式(v-1-e.3)、結構式(v-1-f.1)~結構式(v-1-f.3)、結構式(v-2-a.1)~結構式(v-2-a.3)或結構式(v-2-b.1)~結構式(v-2-b.3)所表示的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量較佳為1質量%~20質量%,較佳為3質量%~15質量%,較佳為5質量%~10質量%。
通式(v)、通式(v-1)~通式(v-2)、通式(v-1-a)~通式(v-1-f)、通式(v-2-a)~通式(v-2-b)、結構式(v-1-a.1)~結構式(v-1-a.3)、結構式(v-1-b.1)~結構式(v-1-b.3)、結構式(v-1-c.1)~結構式(v-1-c.3)、結構式(v-1-d.1)~結構式(v-1-d.3)、結構式(v-1-e.1)~結構式(v-1-e.3)、結構式(v-1-f.1)~結構式(v-1-f.3)、結構式(v-2-a.1)~結構式(v-2-a.3)或結構式(v-2-b.1)~結構式(v-2-b.3)所表示的化合物可使用公知的合成方法進行合成。
本發明的液晶組成物亦可包含一種或兩種以上的下述通式(2a)~通式(2c)所表示的化合物。
[化93]
Figure 02_image185
通式(2a)~通式(2c)中,R2a 及R2b 分別獨立地表示碳原子數1~20的烷基、鹵素原子中的任一者。
碳原子數1~20的烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,較佳為直鏈狀的烷基。
碳原子數1~20的烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代。
另外,該烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代。
作為鹵素原子,可列舉:氯原子、溴原子、氟原子。
但是,於該烷基由規定的基取代的情況下,氧原子與氧原子不直接鍵結。
另外,就化合物的穩定性的觀點而言,較佳為硫原子與硫原子及/或氧原子與硫原子不直接鍵結。
例如,R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,可表示碳原子數1~19的烷氧基。
該烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烷氧基,較佳為直鏈狀的烷氧基。
該烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-S-,可表示碳原子數1~19的硫代烷氧基(烷基硫基、烷基巰基)。
該硫代烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的硫代烷氧基,較佳為直鏈狀的硫代烷氧基。
該硫代烷氧基的碳原子數較佳為1~10,較佳為1~6。
另外,R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~20的烯基。
該烯基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯基,較佳為直鏈狀的烯基。
該烯基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-C≡C-,可表示碳原子數2~20的炔基。
該炔基為直鏈狀、分支狀或環狀的炔基,較佳為直鏈狀的炔基。
該炔基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -取代為-CH=CH-,可表示碳原子數2~19的烯氧基。
該烯氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的烯氧基,較佳為直鏈狀的烯氧基。
該烯氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
另外,R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~20的鹵化烷基。
該鹵化烷基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷基,較佳為直鏈狀的鹵化烷基。
該鹵化烷基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
R2a 及R2b 藉由將該烷基中的一個-CH2 -取代為-O-,且將該烷基中的一個或兩個以上的氫原子取代為鹵素原子,可表示碳原子數1~19的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基為直鏈狀、分支狀或環狀的鹵化烷氧基,較佳為直鏈狀的鹵化烷氧基。
該鹵化烷氧基的碳原子數較佳為2~10,較佳為2~6。
作為R2a 及R2b 中的碳原子數1~20的烷基(亦包含經取代的烷基)的具體例,可列舉式(R2a/b -1)~式(R2a/b -36)所表示的基等。
[化94]
Figure 02_image187
式(R2a/b -1)~式(R2a/b -36)中,黑點表示向環A、環B、環C或環D的鍵結鍵。
作為R2a 及R2b 中的鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
通式(2a)~通式(2c)中,環A、環B、環C及環D分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(該基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-) (b)1,4-伸苯基(該基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)1,4-伸環己烯基、1,3-二噁烷-反式-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基 所組成的群組中的基。
所述基(a)、基(b)、基(c)及基(d)中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子、氰基或碳原子數1~6的烷基取代。
作為鹵素原子,可列舉氯原子、溴原子及氟原子,較佳為氟原子。
通式(2a)~通式(2c)中,L2a 、L2b 及L2c 分別獨立地表示單鍵、-CH2 -CH2 -、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH2 -CH(CH3 )-、-CH2 -CH2 CH2 -CH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-OCF2 -、-CF2 O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-、-N=N-、-C≡C-或-CH=N-N=CH-中的任一者。
選自由通式(2a)~通式(2c)所表示的化合物所組成的群組中的化合物於液晶組成物中使用的種類較佳為一種或兩種以上。
選自由通式(2a)~通式(2c)所表示的化合物所組成的群組中的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的下限值較佳為0質量%,較佳為2.5質量%,較佳為5.0質量%。
選自由通式(2a)~通式(2c)所表示的化合物所組成的群組中的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量的上限值較佳為50質量%,較佳為25質量%,較佳為15質量%。
選自由通式(2a)~通式(2c)所表示的化合物所組成的群組中的化合物於液晶組成物100質量%中的合計含量具體而言較佳為0質量%~50質量%,較佳為2.5質量%~25質量%,較佳為5.0質量%~15質量%。
通式(2a)~通式(2c)所表示的化合物可藉由公知的方法進行製造。 (液晶組成物) 本發明的含聚合性化合物的液晶組成物例如可藉由將所述通式(i)所表示的化合物、所述通式(ii)所表示的化合物、根據需要的所述其他化合物、添加物混合來進行製造。
作為添加物,可列舉穩定劑、色素化合物、聚合性化合物等。
作為穩定劑,例如可列舉:氫醌類、氫醌單烷基醚類、第三丁基兒茶酚類、鄰苯三酚類、噻吩類、硝基化合物類、β-萘胺類、β-萘酚類、亞硝基化合物類、受阻酚類、受阻胺類等。
使用穩定劑的情況下穩定劑於液晶組成物100質量%中的合計含量較佳為0.005質量%~1質量%,較佳為0.02質量%~0.5質量%,較佳為0.03質量%~0.1質量%。
就提高Δn的觀點而言,本發明的含聚合性化合物的液晶組成物中通式(i)、通式(i-1)、通式(i-1-a)~通式(i-1-e)、結構式(i-1-a.1)~結構式(i-1-a.2)、結構式(i-1-b.1)~結構式(i-1-b.5)、結構式(i-1-c.1)~結構式(i-1-c.4)、結構式(i-1-d.1)~結構式(i-1-d.4)或結構式(i-1-e.1)~結構式(i-1-e.4)所表示的化合物與通式(ii)、通式(ii-1)~通式(ii-4)、通式(ii-1-a)、通式(ii-2-a)~通式(ii-2-d)、通式(ii-3-a)~通式(ii-3-b)、通式(ii-4-a)~通式(ii-4-b)、結構式(ii-1-a.1)~結構式(ii-1-a.4)、結構式(ii-2-a.1)~結構式(ii-2-a.5)、結構式(ii-2-b.1)~結構式(ii-2-b.3)、結構式(ii-2-c.1)~結構式(ii-2-c.3)、結構式(ii-2-d.1)~結構式(ii-2-d.3)、結構式(ii-3-a.1)~結構式(ii-3-a.3)、結構式(ii-3-b.1)~結構式(ii-3-b.3)、結構式(ii-4-a.1)~結構式(ii-4-a.3)或結構式(ii-4-b.1)~結構式(ii-4-b.3)所表示的化合物的質量比較佳為10/90~50/50,較佳為15/85~35/65。 作為液晶組成物中使用的化合物的組合,較佳為:通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(iii)所表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(iv)表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(v)所表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(iii)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(iv)所表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(iii)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(v)所表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(iv)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(v)所表示的化合物(包括下位概念)的組合;通式(i)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(ii)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(iii)所表示的化合物(包括下位概念)、通式(iv)所表示的化合物(包括下位概念)與通式(v)所表示的化合物(包括下位概念)的組合。
液晶相上限溫度(TNI )是液晶組成物自向列相向各向同性相發生相轉變的溫度。
就TNI 越高,則即便於高溫下亦可維持向列相,且可擴大驅動溫度範圍的觀點而言,本發明的液晶組成物的液晶相上限溫度(TNI )較佳為120℃以上,較佳為120℃~200℃,較佳為120℃~180℃。
液晶相下限溫度(T→N )是液晶組成物自其他相(玻璃、層列相、結晶相)向向列相發生相轉變的溫度。
就T→N 越低,則即便於低溫下亦可維持向列相,因此可擴大驅動溫度範圍的觀點而言,本發明的液晶組成物的液晶相下限溫度(T→N )較佳為10℃以下,較佳為-78℃~0℃,較佳為-50℃~-5℃。
本發明的液晶組成物於25℃、589 nm下的Δn(折射率各向異性)較佳為0.2以上,較佳為0.25~0.6,較佳為0.3~0.6,較佳為0.35~0.5。
可見光區域的Δn與幾十GHz帶的Δε相關,Δn越高,則可使GHz帶的介電常數的變化越大。因此,若液晶組成物的589 nm下的Δn為0.3以上,則可增大GHz帶的介電常數的變化,因此適合作為感測器或天線用的液晶組成物。
此處,於相位差Re、液晶層的厚度d(單元間隙)與Δn之間,式:Δn=Re/d的關係成立,於本說明書中,根據相位差測定裝置求出Δn。更具體而言,於帶聚醯亞胺配向膜的玻璃單元中注入本發明的液晶組成物的樣品,利用相位差膜-光學材料檢查裝置RETS-100(大塚電子股份有限公司製造)測定測定溫度25℃、589 nm下的面內的延遲(相位差Re)。再者,使用玻璃基板間的單元間隙為3.0 μm、聚醯亞胺配向膜的摩擦方向平行的玻璃單元。
另外,亦可利用阿貝折射計測定液晶組成物的ne、no,算出Δn。
本發明的液晶組成物於25℃、1 kHz下的Δε(介電常數各向異性)較佳為10以上,較佳為12~25,較佳為14~20。 (液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線) 以下,對使用本發明的液晶組成物的液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器、天線進行說明。
本發明的液晶顯示元件的特徵在於使用所述液晶組成物,較佳為以主動矩陣方式或被動矩陣方式驅動。
另外,本發明的液晶顯示元件較佳為藉由可逆地改變所述液晶組成物的液晶分子的配向方向,從而可逆地切換介電常數的液晶元件。
本發明的感測器的特徵在於使用所述液晶組成物,例如,作為其態樣,可列舉:利用溫度變化的紅外線感測器;利用膽固醇型液晶的間距變化引起的反射光波長變化的溫度感測器;利用反射光波長變化的壓力感測器;利用組成變化引起的反射光波長變化的紫外線感測器;利用電壓、電流引起的溫度變化的電感測器;利用伴隨放射線粒子的徑跡的溫度變化的放射線感測器;利用超音波的機械振動引起的液晶分子排列變化的超音波感測器;利用溫度變化引起的反射光波長變化或電場引起的液晶分子排列變化的電磁感測器等。
作為測距感測器,較佳為使用光源的光達(Light Detection And Ranging,LiDAR)用感測器。
作為LiDAR,較佳為人造衛星用、飛機用、無人飛機(無人機)用、汽車用、鐵路用、船舶用。
作為汽車用,特佳為自動駕駛汽車用。
光源較佳為發光二極體(light-emitting diode,LED)或雷射,較佳為雷射。
用於LiDAR的光較佳為紅外光,波長較佳為800 nm~2000 nm。
特佳為905 nm或1550 nm波長的紅外雷射。
於重視所使用的光檢測器的成本或全天候的感度的情況下,較佳為905 nm的紅外雷射,於重視與人的視覺相關的安全性的情況下,較佳為1550 nm的紅外雷射。
本發明的液晶組成物顯示出高Δn,因此可提供可見光、紅外光及電磁波區域的相位調變力大、檢測感度優異的感測器。
本發明的液晶鏡頭的特徵在於使用所述液晶組成物,例如,作為其態樣之一,包括:第一透明電極層、第二透明電極層、設置於所述第一透明電極層及所述第二透明電極層之間的含有所述液晶組成物的液晶層、設置於所述第二透明電極層及所述液晶層之間的絕緣層、以及設置於所述絕緣層及所述液晶層之間的高電阻層。本發明的液晶鏡頭例如用作二維(Two-dimensional,2D)、3D的切換鏡頭、照相機的焦點調節用鏡頭等。
本發明的光通信機器的特徵在於使用所述液晶組成物,例如,作為其態樣之一,可列舉如下結構的矽上液晶(Liquid crystal on silicon,LCOS),其於反射層(電極)上具有液晶層,所述液晶層中二維狀地配置了構成多個畫素的各個的液晶。
本發明的光通信機器例如用作空間相位調變器。
本發明的天線的特徵在於使用所述液晶組成物。
更具體而言,本發明的天線包括:具有多個槽(slot)的第一基板、與所述第一基板相向且設置有供電部的第二基板、設置於所述第一基板與所述第二基板之間的第一電介質層、與所述多個槽對應地配置的多個貼片電極(patch electrode)、設置有所述貼片電極的第三基板、以及設置於所述第一基板與所述第三基板之間的液晶層,且所述液晶層含有所述液晶組成物。
液晶組成物藉由將具有-C≡C-的由通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上、以及具有異硫氰酸酯基(-NCS)的由通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上用於液晶組成物,從而Δn及Δε高、具有寬溫度範圍的液晶相、常溫穩定性良好,因此可提供對熱等外部刺激具有高可靠性的天線。藉此,可提供一種能夠對微波或毫米波的電磁波進行更大的相位控制的天線。
以下,使用圖式對本發明的天線進行說明。
如圖1所示,連結有四個天線單元1的天線組裝體11安裝於車輛(汽車)2的車頂部。天線單元1為平面型天線,且安裝於車頂部,因此天線單元1始終朝向通信衛星方向。藉此,可進行雙方均能收發的衛星通信。
再者,本說明書中的「天線」包括天線單元1或連結多個天線單元1的天線組裝體11。
本發明的天線較佳為於用於衛星通信的Ka帶頻率或者K帶頻率或Ku帶頻率下運作。
接著,圖2中示出天線單元1的構成要素的實施形態的一例。圖2是圖1所示的天線單元1的分解圖。具體而言,天線單元1的結構包括:天線本體10;控制板4,控制天線本體10;殼體3,具有能夠收容天線本體10及控制板4的凹部;以及上蓋5,將殼體3封閉。
控制板4中設置有發送機及/或接收機。發送機具有如下機構:藉由資訊源編碼處理,對語音或圖像等資料之類的來自訊號源的資訊,例如進行語音編碼或圖像編碼等,並藉由傳輸線路編碼處理進行糾錯編碼後,進行調變而作為電波傳輸。另一方面,接收機具有如下機構:對入射電波進行調變,藉由傳輸線路解碼處理進行糾錯後,藉由資訊源解碼處理,例如經過語音解碼或圖像解碼,轉換為語音或圖像等資料之類的資訊。另外,控制板4由公知的微電腦即中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)、隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)等構成,統一控制天線本體1、發送機及/或接收機的各部的運作。藉由將預先保存於控制板4所具備的CPU或ROM中的各種程式讀出至RAM中執行,來執行規定的處理。控制板4具備以下部件等的功能:儲存部,儲存各種設定資訊或控制程式;運算部,執行與向天線本體1內的液晶層施加的電壓量及電壓方向有關的各種運算、與電波的發送有關的各種運算、以及/或者電波的接收中的各種運算;檢測部,進行接收電波或發送電波的檢測或者對液晶層的施加電壓的檢測。
圖2中,作為能夠收容圓盤型的天線本體1的殼體3的一例,記載有六稜柱型的殼體3及上蓋5,但可根據天線本體1的形狀將殼體3及上蓋5適宜變更為圓柱狀、八稜柱狀、三稜柱狀等公知的形狀。
為了說明天線本體10的結構,以下使用圖3~圖10進行說明。圖3是對天線本體10的構成要素進行了分解的概略圖。
如圖3所示,天線本體10包括槽陣列部6及貼片陣列部7。而且,於槽陣列部6中,於圓板狀的導體P面上形成有多個槽(切口部)8,於槽陣列部6的中心部的內部設置有供電部12。另外,於貼片陣列部7中,作為一例,於圓板體Q形成有多個長度為L、寬度為W的方形的貼片(patch)9。而且,天線本體10具有如下結構:包括形成有多個槽8的圓板狀的導體P即槽陣列部6、及形成有多個貼片的圓板狀的貼片陣列部7,並且貼片陣列部7與槽陣列部6以相對於該圓板狀的導體P的表面上所形成的各個槽8而將貼片9相對配置的方式貼合。
槽陣列部6是將圓板狀的導體P面上空出的切口部(以下為槽8)用作放射元件(或入射元件)的天線部。而且,槽陣列部6包括槽8及設置於圓板狀的導體P的中心部的供電部12。一般而言,槽陣列部6具有於傳輸線路的前端直接激勵、或者經由設置於槽背面的空腔進行激勵的機構。而且,槽陣列部6可用於自利用底板的天線或微帶線(microstrip line)等經由槽向貼片天線供電等。圖3中,作為槽陣列部6的一例,記載了徑向線槽陣列的形態,但本發明的範圍並不限定於此。
圖4中示出圖3的槽陣列部6的俯視圖。以下,使用圖4來說明槽陣列部6。槽陣列部6具有藉由設置於其中心部的同軸線來進行供電的結構。因此,於圖4所示的槽陣列部6的中心部設置有供電部12。另外,槽陣列部6於圓板狀的導體P的表面上形成有多個成組的槽8(以下稱為「槽對」)。槽對8具有兩個長方形形狀的切口部配置為「八」字的結構。更詳細而言,兩個長方體形狀的槽8以正交的方式配置,槽對8的其中一個槽相對於另一個槽間隔1/4波長地配置。藉此,可根據天線的方位角而收發具有不同的旋轉方向的圓極化波。
再者,本說明書中,將兩個槽8稱為槽對8,將一個槽8簡稱為槽8,將槽及槽對的總稱稱為槽(對)8。
槽對8自圓板狀的導體基板P的中心部朝向放射方向外側以螺旋狀形成有多個。而且,槽對8以沿著螺旋相鄰的槽對8間的距離均固定的方式形成於圓盤型的基板表面。藉此,可使相位在槽陣列部6的正面一致而增強電磁場,且可在正面形成筆型波束(pencil beam)。
再者,圖3及圖4中,將槽8的形狀的一例表示為長方體的形狀,但本發明的槽8的形狀並不限定於長方體,可採用圓形、橢圓形、多邊形等公知的形狀。另外,圖3及圖4中,作為槽8的一例,示出了槽對的態樣,但本發明的槽8並不限定於槽對。進而,示出了使圓板狀的導體基板P的表面的槽8的配置為螺旋狀的例子,但槽8的配置並不限定於螺旋狀,亦可將槽8配置為例如後述的圖8所示般的同心圓狀。
本發明的供電部12具有接收電磁波及/或放射電磁波的功能。而且,本發明的供電部12只要是將由作為放射元件或入射元件的貼片9捕捉電波而產生的高頻電力向接收機傳輸的部分,或者為了供給高頻電力而連接放射元件與供電線的部分,則並無特別限制,可利用公知的供電部及供電線。圖3及圖4中示出同軸供電部作為一例。
如圖3所示,貼片陣列部7包括:圓板體Q,具有多個長度為L、寬度為W的方形形狀的貼片9;以及液晶層(未圖示),填充在與槽陣列部6之間。本實施形態的貼片陣列部7是所謂的微帶天線的結構,是以長度L與1/2波長的整數倍一致的頻率共振的共振器。
再者,圖3中,作為貼片9的一例,示出了長度為L、寬度為W的方形形狀的貼片9,但貼片9的形狀並不限定於四邊形,亦可為圓形形狀的貼片9。圖5中示出了圓形形狀的貼片9的實施形態作為本發明的另一實施形態。
圖5是本發明的天線本體10的俯視圖,更詳細而言,是於自貼片陣列部7觀察天線本體10的情況下,相對於圓板體Q的主面而垂直投影貼片9、供電部12、槽對8的圖。因此,由虛線表示貼片9、供電部12及槽對8。另外,於貼片9的形狀為圓形形狀的情況下,一般而言,可以被稱為TM11 模式的電磁場分佈來運作。如圖5所示,貼片9的投影體與槽對8的投影體重合,因此可理解設置於圓板體Q上的貼片9相對於圓板狀的導體P的表面上所形成的各個槽8相對配置的狀態。如上所述,藉由利用相對於各個槽8對應地配置各個貼片9的結構,可藉由電磁耦合供電方式自槽8向貼片9供電,或者自貼片9向槽8傳播入射電波。因此,可提供能夠發送及/或接收電波的天線。
一般而言,使用同軸線等一般的傳輸線路或平面型傳輸線路來對貼片陣列部7的放射元件(例如貼片9)進行供電的方法大致分為直接連接供電方式及電磁耦合供電方式兩種。因此,作為本發明的供電方式,可列舉:直接連接供電方式,其是藉由將傳輸線路直接連接於貼片9(放射元件)來激勵放射元件的方法;以及電磁耦合供電方式,其是不直接連接傳輸線路與貼片電極(放射元件),而藉由在終端開放或短路的供電線路的周圍產生的電磁場來激勵貼片電極(放射元件)的方法。本發明中,示出電磁耦合供電方式的態樣。
本實施形態中,利用(同軸)供電部12的供電線路為終端開放,因此產生該供電線路的終端與節點一致的電流駐波。藉此,產生包圍該供電線路((同軸)供電部12)般的磁場,藉由該磁場入射至槽8,而將槽(對)8激勵。而且,藉由因槽(對)8的激勵而產生的磁場入射至貼片9,而將貼片9激勵。由於激勵強度最大是入射至槽8的磁場最大時,因此較佳為於自供電線路((同軸)供電部12)產生的磁場最大的位置(電流駐波的波腹)形成槽(對)8。
本發明的天線的較佳態樣是將徑向線槽陣列與貼片天線陣列組合而成的結構。
接著,使用圖5所示的天線本體10的剖面圖即圖6來說明天線本體10的實施形態。圖6理所當然是表示天線的結構的概略圖。
如圖6所示,天線本體10包括:圓板狀的第二基板14、自中心部朝向放射方向外側形成有多個槽(對)8的圓板狀的第一基板13(與圓板狀的導體P對應;亦稱為槽陣列基板)、設置於第二基板14及第一基板13之間的第一電介質層17、設置於圓板狀的第一基板13及圓板狀的第二基板14的中心部的供電部12、圓板狀的第三基板15(與圓板體Q對應;亦稱為貼片基板)、安裝於第三基板15的貼片9(放射元件或入射元件)、以及設置於第三基板15及第一基板13之間的液晶層16。另外,供電部12經由供電線12a與設置於控制基板的發送機及/或接收機電性連接。而且,各個貼片9對應於各個槽對8。
此處所謂的「(各)貼片9對應於(各)槽對8」,是指如所述圖5的說明所示,相對於第二基板14的主面而垂直投影貼片9的投影面與槽(對)8重合。換言之,是指相對於第三基板15的主面而垂直投影槽(對)8的投影面與貼片9重合。
另外,第一基板13、第二基板14及第三基板15較佳為具有相同面積的圓板體。
於圖6中,描述了由(同軸)供電部12供電的電波(箭頭)成為圓筒波而在第一電介質層17內向放射方向外側傳播的期間,自槽(對)8向液晶層16傳輸的情況。而且,若如圖4所示,槽(對)8被配置成使所謂的「八」字型的正交的兩個槽錯開1/4波長,則可產生圓極化波。如上所述,藉由電磁耦合供電方式而將槽(對)8激勵,藉此自槽(對)8產生的磁場入射至貼片9而將貼片9激勵。其結果,貼片9可放射出指向性高的電波。
另一方面,於接收入射電波的情況下,根據收發可逆的定理,與所述相反地,貼片9接收到入射電波後,經由設置於該貼片9正下方的槽(對)8而將入射電波傳播至供電部12。
圓極化波與線性極化波不同,是電場方向隨著時間經過而旋轉的電波,分類為在全球定位系統(global positioning system,GPS)或電子收費(electronic toll collection,ETC)中使用的右旋圓極化波、及在衛星無線電廣播等中使用的左旋圓極化波,本發明的天線中,任一極化波均可接收。
藉由向貼片9與第一基板13之間的液晶層16施加電壓,可改變液晶層16的液晶分子的配向方向。其結果,液晶層16的介電常數發生變化,因此槽(對)8的靜電電容發生變化,結果可控制槽(對)8的電抗及共振頻率。換言之,藉由控制液晶層16的介電常數,可調節槽8的電抗及共振頻率,因此可控制藉由調節槽(對)8及貼片9的激勵而進行的對各貼片9的供電。藉此,能夠調節經由液晶層16的放射電波。因此,例如,亦可設置薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)等調節向液晶層16施加的電壓的施加電壓調節部件。另外,藉由改變液晶層16的液晶分子的配向方向,折射率發生變化,作為其結果,透過液晶層16的電磁波的相位發生偏移,作為其綜合結果,能夠進行相位陣列控制。
第一基板13及第二基板14的材料只要為銅等導體則並無特別限制。另外,第三基板15的材料並無特別限制,根據使用態樣,可使用玻璃基板、亞克力基板、陶瓷(氧化鋁)、矽、玻璃布(glass cloth)鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)(聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE))等公知的材料。第一電介質層17的材料可根據所期望的相對介電常數適宜選擇公知的材料,亦可為真空。進而,貼片9的材料只要為銅、銀等導體則並無特別限制。
接著,使用圖7來說明天線本體10的另一實施形態。圖7中所示的實施形態是天線本體10的槽陣列部6的部分與圖6所示的實施形態不同的態樣。
於圖7中,天線本體10包括:於其中一個表面形成有多個槽(對)8的中空體的第一基板13;收容於該中空體的第一基板13的內部的圓板狀的第二基板14、第一電介質層17及供電部12;圓板狀的第三基板15;安裝於第三基板15的貼片9;以及設置於第三基板15及第一基板13之間的液晶層16,且供電部12設置於未形成多個槽(對)8的、第一基板13的另一個表面與第二基板14之間,並且設置於第一基板13及圓板狀的第二基板14的中心部。另外,供電部12經由供電線12a與設置於控制基板的發送機及/或接收機電性連接。而且,各個貼片9對應於各個槽對8。另外,於圖7中,中空體的第一基板13的兩側面部向中空體的外側突出,具體而言,具有相對於水平方向成45°的傾斜面。
如圖7中所示,由(同軸)供電部12供電的電波(箭頭)成為圓筒波而在第一電介質層17內向放射方向外側傳播。而且,傳播的圓筒波被中空體的第一基板13的兩側面部反射,藉此繞過第二基板14的圓筒波被變換為自圓板狀的第一基板13的外周朝向中心的行進波(箭頭),於第一電介質層17內傳播。此時,行進波自槽(對)8傳輸至液晶層16。藉此,與圖6所示的實施形態同樣地,貼片9被激勵,可放射出指向性高的電波。
另一方面,於接收到入射電波的情況下亦同樣地,貼片9接收到入射電波後,經由設置於該貼片9正下方的槽(對)8而將入射電波傳播至供電部12。
接著,使用圖8~圖10來對天線本體10的又一實施形態進行說明。於以上所述的圖5~圖7的天線本體10的實施形態中,對在第一基板13與第三基板15之間均勻地設置液晶層16的天線本體10的結構進行了說明。另一方面,於圖8~圖10的實施形態中,對在分別配置有貼片9與槽8的空間內(以下為密閉區域20)填充有液晶層16的天線本體10的結構進行說明。
圖8是表示本發明的天線本體10的實施形態的一例的俯視圖。更詳細而言,圖8是於自貼片陣列部7觀察天線本體10的情況下,相對於圓板體Q的主面而垂直投影貼片9、供電部12、槽8的圖。因此,與圖5同樣地,由虛線表示貼片9、供電部12及槽8。圖8中,方形形狀的貼片9與一個長方體形狀的槽8分別對應於密閉區域20而配置。另外,如圖8所示,貼片9的投影體與槽8的投影體重合,因此於貼片9的正下方形成有槽8。藉此,圖8所示的天線本體10的實施形態可藉由電磁耦合供電方式自槽8向貼片9供電,或者自貼片9向槽8傳播入射電波。因此,可提供能夠發送及/或接收電波的天線。
另外,如圖8中所示,於本實施形態中,貼片9及槽8自圓板體Q的中心朝向圓板體Q的外周方向配置成同心圓狀。因此,藉由同軸模式供電,會出現圓錐波束,因此於圓板體Q的正面相位一致,電磁場可相互增強。
接著,使用圖8所示的天線本體10的剖面圖即圖9來說明天線本體10的實施形態。再者,圖9理所當然是表示天線的結構的概略圖。
如圖9所示,天線本體10包括:圓板狀的第二基板14;多個槽8自中心部朝向放射方向外側形成為同心軸狀的圓板狀的第一基板13;設置於第二基板14側的第一基板13表面的緩衝層22;設置於緩衝層22與第二基板14之間的第一電介質層17;設置於圓板狀的第一基板13及圓板狀的第二基板14的中心部,且以與第一電介質層17接觸的方式設置的供電部12;圓板狀的第三基板15;安裝於第三基板15的貼片9(放射元件或入射元件);以及由第三基板15及第一基板13之間的密封壁24隔離,且以與貼片9接觸的方式將設置有貼片9的多個密閉區域20內填充的液晶層16。另外,供電部12經由供電線12a與設置於控制基板的發送機及/或接收機電性連接。而且,各個貼片9對應於各個槽8,於各密閉區域20內存在至少一個貼片9、至少一個槽8及液晶層16,多個密閉區域20的各個經由密封壁21、密封壁23、密封壁24而被隔離。
圖9中雖未示出,但根據需要,亦可於各密閉區域20內,例如於第一基板13上設置控制液晶層16的電壓的TFT(薄膜電晶體)。藉此,可以主動方式控制液晶層16的電壓的施加。另外,視需要,亦可於各密閉區域20內設置配向膜,用以固定構成液晶層16的液晶分子的配向方向。作為所述配向膜,可於第一基板13與液晶層16間設置容易向液晶分子的垂直方向配向的垂直配向膜或者容易向液晶分子的水平方向配向的均勻配向膜。例如可列舉聚醯亞胺配向膜、光配向膜等。
接著,使用圖8所示的天線本體10的沿B-B線切斷的剖面圖即圖10來說明本實施形態的密閉區域20。再者,圖10理所當然是表示密閉區域20的概略圖。
如圖10所示,密閉區域20是由密封壁24、緩衝層22及第一基板13與第三基板15將上下四方包圍的密閉空間,在內部至少一個貼片9與至少一個槽8以相對的方式設置於同一密閉空間內,且填充有液晶層16。
於本實施形態中,密封壁24可由公知的絕緣體等形成。另外,緩衝層22可由公知的電介質材料等形成。
圖10中雖未示出,但根據需要,亦可於密閉區域20內,例如於第一基板13上設置控制液晶層16的電壓的TFT(薄膜電晶體)。藉此,可以主動方式控制液晶層16的電壓的施加。若對利用該主動方式的驅動方法進行更詳細的說明,則例如可列舉:以貼片9為共用電極,且以第一基板13為畫素電極,藉由形成於第一基板13上的TFT來控制貼片9與第一基板13之間的電壓,從而控制液晶層16的液晶分子的配向的方法;或者,以第一基板13為畫素電極,且於第一基板13上形成電極層及TFT,控制貼片9與第一基板13之間的電壓,從而控制液晶層16的液晶分子的配向的方法;進而,於第一基板13上設置梳齒電極及TFT,藉由該TFT來控制液晶層16的液晶分子的配向的方法等。再者,以主動方式控制液晶層16的電壓的施加的方法並不限定於所述方法。
另外,此時,亦可於各密閉區域20內設置配向膜,用以固定構成液晶層16的液晶分子的配向方向。作為所述配向膜,可於第一基板13與液晶層16之間設置容易向液晶分子的垂直方向配向的垂直配向膜或者容易向液晶分子的水平方向配向的均勻配向膜。
為了使液晶層16同步,可對向貼片9與第一基板13之間的液晶層16施加的電壓進行調變。例如,如上所述,藉由使用主動方式控制對液晶層16的施加電壓,槽8的靜電電容發生變化,結果可控制槽8的電抗及共振頻率。槽8的共振頻率與自在線路中傳播的電波放射的能量具有相關關係。因此,藉由調整槽8的共振頻率,槽8實質上不與來自供電部12的圓筒波能量耦合,或者與圓筒波能量耦合並放射至自由空間。此種槽8的電抗及共振頻率的控制可在形成有多個的密閉區域20的各個中進行。換言之,藉由控制液晶層16的介電常數,可藉由TFT來控制對各密閉區域20內的貼片9的供電。因此,可控制發送電波的貼片9及不發送電波的貼片,因此能夠調節經由液晶層16的放射電波的發送及接收。 [實施例]
以下,列舉實施例來更詳細地說明本發明,但本發明並不受下述實施例的任何限定。以下實施例及比較例的組成物以表中的比例含有各化合物,含量以「質量%」記載。於實施例中,化合物的記載使用以下的略稱。再者,只要並無特別說明,則可採取順式體與反式體的化合物表示反式體。
<環結構>
[化95]
Figure 02_image189
<末端結構>
[表1]
略稱 化學結構
-n -Cn H2n+1
n- Cn H2n+1 -
-On -OCn H2n+1
nO- Cn H2n+1 O-
-V -CH=CH2
V- CH2 =CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3 -CH=CH-
-2V -CH2 -CH2 -CH=CH2
V2- CH2 =CH-CH2 -CH2 -
-2V1 -CH2 -CH2 -CH=CH-CH3
1V2- CH3 -CH=CH-CH2 -CH2 -
-F -F
-CN -CN
-NCS -NCS
(其中,表中的n為自然數) <連結結構>
[表2]
略稱 化學結構
- 單鍵
-n- -Cn H2n -
-nO- -Cn H2n O-
-On- -OCn H2n -
-CO-O- -C(=O)-O-
-O-CO- -O-C(=O)-
-V- -CH=CH-
-nV- -Cn H2n -CH=CH-
-Vn- -CH=CH-Cn H2n -
-T- -C≡C-
-CF2O- -CF2 -O-
-OCF2- -O-CF2 -
-S- -S-
-D- -N=N-
-Z- -CH=N-N=CH-
(其中,表中的n為自然數) <物性值> TNI (℃):液晶組成物自向列相向各向同性相轉變的溫度(上限溫度) T→N (℃):液晶組成物自其他相向向列相轉變的溫度(下限溫度) Δn:液晶組成物的25℃、589 nm下的折射率各向異性 Δε:液晶組成物的25℃、1 kHz下的介電常數各向異性 常溫穩定性:於1 mL的樣品瓶(馬爾姆(Maruemu)公司製造)中秤量0.5 g的液晶組成物,蓋上所配置的蓋子。將其於25℃的溫度控制式恆溫槽(愛斯佩克(Espec)公司製造,SH-241)中歷時168小時進行保存,每24小時藉由目視來確認析出物自液晶組成物的產生。 (實施例1~實施例10) 製作實施例1~實施例10的液晶組成物,測定其物性值。將結果示於表3、表4及表5中。
[表3]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4
TNI 123.1 128.4 123.5 128.7
T N G-17 G-15 G-18 G-15
Δn 0.393 0.397 0.389 0.400
Δε 18.23 17.62 18.06 17.64
常溫穩定性 無析出 無析出 無析出 無析出
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-2 13 13
3-Tet3-T-Pm3-T-Ph-2
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-S-1 13 13
4-Ph3-T-Pm3-T-Ph-S-1
4-Ph-T-Pc1-NCS 6 6
4O-Ph2-T-Ph-NCS 10 13 10 13
5O-Ph2-T-Ph-NCS 10 12 10 12
5-Ph-T-Ph1-NCS 10 10 10 10
4-Cy-Ph-T-Ph1-NCS
5-Cy-Ph-T-Ph1-NCS
5-Cy-Ph-NCS
4O-Ph-T-Ph1-NCS 10 10 10 10
3-Tet3-T-Ph-T-Ph1-NCS
3-Ph-Ph1-Ph-CN 13 13 13 13
4-Ph-Ph1-Ph-CN 6 7 6 7
5-Ph-Ph1-Ph-CN 4 4 4 4
3-T-Ph-Ph-CN 4 4 4 4
4-T-Ph-Ph-CN 4 4 4 4
3-T-Ph1-Ph-CN
4-T-Ph1-Ph-CN
4-Ph-T-Ph1-Ph3-CN 10 10 10 10
合計(質量%) 100 100 100 100
[表4]
實施例5 實施例6 實施例7 實施例8
TNI 177.2 183.4 138.2 163.4
T N G-21 G-24 S>0 G-24
Δn 0.394 0.388 0.402 0.399
Δε 17.93 17.70 19.73 18.14
常溫穩定性 無析出 無析出 無析出 無析出
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-2 13 13 10  
3-Tet3-T-Pm3-T-Ph-2        
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-S-1        
4-Ph3-T-Pm3-T-Ph-S-1       13
4-Ph-T-Pc1-NCS     6  
4O-Ph2-T-Ph-NCS 8 8 9 8
5O-Ph2-T-Ph-NCS 5 5 5 5
5-Ph-T-Ph1-NCS     10  
4-Cy-Ph-T-Ph1-NCS 13 15   13
5-Cy-Ph-T-Ph1-NCS 13 13   13
5-Cy-Ph-NCS        
4O-Ph-T-Ph1-NCS 5   10 5
3-Tet3-T-Ph-T-Ph1-NCS     8  
3-Ph-Ph1-Ph-CN 13 14 13 13
4-Ph-Ph1-Ph-CN 7 8 7 7
5-Ph-Ph1-Ph-CN 5 6 4 5
3-T-Ph-Ph-CN 4 4 4 4
4-T-Ph-Ph-CN 4 4 4 4
3-T-Ph1-Ph-CN        
4-T-Ph1-Ph-CN        
4-Ph-T-Ph1-Ph3-CN 10 10 10 10
合計(質量%) 100 100 100 100
[表5]
實施例9 實施例10
TNI 159.9 163.4
T N G-26 G-24
Δn 0.401 0.399
Δε 17.40 18.04
常溫穩定性 無析出 無析出
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-2    
3-Tet3-T-Pm3-T-Ph-2    
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-S-1    
4-Ph3-T-Pm3-T-Ph-S-1 6  
5-Ph3-T-Pm3-T-Ph-S-1 6  
6-Ph3-T-Pm3-T-Ph-S-1 6  
4-Ph3-T-Pm3-T-Ph-O1   13
4-Ph-T-Pc1-NCS    
4O-Ph2-T-Ph-NCS 8 8
5O-Ph2-T-Ph-NCS 5 5
5-Ph-T-Ph1-NCS    
4-Cy-Ph-T-Ph1-NCS 13 13
5-Cy-Ph-T-Ph1-NCS 13 13
5-Cy-Ph-NCS    
4O-Ph-T-Ph1-NCS 5 5
3-Tet3-T-Ph-T-Ph1-NCS    
3-Ph-Ph1-Ph-CN 13 13
4-Ph-Ph1-Ph-CN 7 7
5-Ph-Ph1-Ph-CN   5
3-T-Ph-Ph-CN 4 4
4-T-Ph-Ph-CN 4 4
3-T-Ph1-Ph-CN    
4-T-Ph1-Ph-CN    
4-Ph-T-Ph1-Ph3-CN 10 10
合計(質量%) 100 100
(比較例1~比較例2) 製作比較例1~比較例2的液晶組成物,測定其物性值。將結果示於表6中。
[表6]
比較例1 比較例2
TNI 89.2 180.4
T N G-25 S>0
Δn 0.357 0.403
Δε 18.46 16.53
常溫穩定性 一週內析出 一日後析出
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-2 20
3-Tet3-T-Pm3-T-Ph-2 20
3-Tet3-T-Ph-T-Ph-S-1
4-Ph3-T-Pm3-T-Ph-S-1 10
4-Ph-T-Pc1-NCS 6
4O-Ph2-T-Ph-NCS 12
5O-Ph2-T-Ph-NCS 12
5-Ph-T-Ph1-NCS 10
4-Cy-Ph-T-Ph1-NCS
5-Cy-Ph-T-Ph1-NCS
5-Cy-Ph-NCS
4O-Ph-T-Ph1-NCS 10
3-Tet3-T-Ph-T-Ph1-NCS
3-Ph-Ph1-Ph-CN 14 14
4-Ph-Ph1-Ph-CN 6 6
5-Ph-Ph1-Ph-CN 4 4
3-T-Ph-Ph-CN 4 4
4-T-Ph-Ph-CN 4 4
3-T-Ph1-Ph-CN 4 4
4-T-Ph1-Ph-CN 4 4
4-Ph-T-Ph1-Ph3-CN 10 10
合計(質量%) 100 100
根據實施例1~實施例10,將規定的化合物組合使用的液晶組成物的Δn為0.3以上,Δε為17.00以上,因此得知兼具高的折射率各向異性(Δn)及高的介電常數各向異性(Δε),具有寬溫度範圍的液晶相。
另外,常溫下的穩定性亦良好。
另一方面,根據比較例1~比較例2,未將規定的化合物組合使用的液晶組成物析出,常溫下的穩定性不良。 [產業上之可利用性]
本發明的液晶組成物可用於液晶顯示元件、感測器、液晶鏡頭、光通信機器及天線。
1:天線單元 2:車輛(汽車) 3:殼體 4:控制板 5:上蓋 6:槽陣列部 7:貼片陣列部 8:槽(切口部) 9:貼片 10:天線本體 11:天線組裝體 12:供電部 12a:供電線 13:第一基板 14:第二基板 15:第三基板 16:液晶層 17:第一電介質層 20:密閉區域 21、23、24:密封壁 22:緩衝層 A-A、B-B、C-C:剖線 L:長度 P:導體(導體基板) Q:圓板體 W:寬度
圖1是搭載有本發明的天線的車輛的概要圖的一例。 圖2是本發明的天線的分解圖的一例。 圖3是本發明的天線本體的分解圖的一例。 圖4是本發明的槽陣列(slot array)部的俯視圖的一例。 圖5是本發明的天線本體的投影圖的俯視圖的一例。 圖6是沿A-A線切斷圖5的天線本體的剖面圖的一形態。 圖7是沿A-A線切斷圖5的天線本體的剖面圖的另一形態。 圖8是示出本發明的天線本體的投影圖的俯視圖的另一例。 圖9是沿C-C線切斷圖8的天線本體的剖面圖。 圖10是沿B-B線切斷圖8的天線本體的剖面圖。
無。

Claims (15)

  1. 一種液晶組成物,包含: 下述通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上;以及 下述通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上, [化1]
    Figure 03_image191
    (通式(i)中, Ri1 表示氫原子或碳原子數1~20的烷基, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Ri2 表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、碳原子數1~20的烷基中的任一者, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Ai1 、Ai2 及Ai3 分別獨立地表示碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環中的任一者, 所述Ai1 、Ai2 及Ai3 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Si1 取代, 取代基Si1 表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、硫代異氰基、碳原子數1~20的烷基中的任一者, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-及/或-CO-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-及/或-NH-CO-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -可由-O-CO-O-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-及/或-OCO-CH=CH-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Si1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, Zi1 分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~20的伸烷基中的任一者, 所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-CF2 -及/或-CO-取代, 所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH2 -CH(CH3 )-、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=C(CH3 )-、-C(CH3 )=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-CO-O-及/或-O-CO-取代, 所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=N-N=CH-取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, ni1 表示1~3的整數, 於Ai3 及Zi1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同), [化2]
    Figure 03_image193
    (通式(ii)中, Rii1 分別獨立地表示碳原子數1~20的烷基, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -可由-O-CO-O-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Aii1 及Aii2 分別獨立地表示碳原子數3~16的烴環或碳原子數3~16的雜環中的任一者, 所述Aii1 及Aii2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Sii1 取代, 取代基Sii1 表示鹵素原子、五氟巰基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基、三甲基矽烷基、二甲基矽烷基、硫代異氰基或碳原子數1~20的烷基中的任一者, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-、-CF=CF-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-CO-O-、-CH=CH-O-CO-、-CO-O-CH=CH-、-O-CO-CH=CH-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Sii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, Zii1 表示單鍵、碳原子數1~20的伸烷基中的任一者, 所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-取代, 所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH2 -CH(CH3 )-、-CH(CH3 )-CH2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=C(CH3 )-、-C(CH3 )=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、-CO-O-及/或-O-CO-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-O-CO-O-取代, 所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -CH2 -CH2 -分別獨立地可由-C(Ria )=N-N=C(Rib )-取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 所述Ria 及Rib 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳原子數1~10的烷基, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-CO-及/或-S-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-及/或-C≡C-取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, nii1 表示1~4的整數, 於Aii1 及Zii1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同)。
  2. 如請求項1所述的液晶組成物,其中 所述通式(i)所表示的化合物是下述通式(i-1)所表示的化合物, [化3]
    Figure 03_image195
    (通式(i-1)中, Ri1 、Ri2 、Ai1 、Ai2 及Ai3 表示與所述通式(i)中的Ri1 、Ri2 、Ai1 、Ai2 及Ai3 分別相同的含義)。
  3. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物,其中 所述通式(ii)所表示的化合物選自由下述通式(ii-1)~通式(ii-4)所表示的化合物所組成的群組中, [化4]
    Figure 03_image197
    (通式(ii-1)~通式(ii-4)中, Rii1 、Aii1 及Aii2 表示與所述通式(ii)中的Rii1 、Aii1 及Aii2 分別相同的含義, 通式(ii-3)及通式(ii-4)中,Aii1-2 的定義與所述通式(ii)中的Aii1 的定義相同)。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的液晶組成物,更包含下述通式(iii)所表示的化合物的一種或兩種以上, [化5]
    Figure 03_image199
    (通式(iii)中, Riii1 表示碳原子數1~20的烷基, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-CO-O-、-O-CO-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Aiii1 、Aiii2 及Aiii3 分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-)、 (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基, 所述Aiii1 、Aiii2 及Aiii3 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Siii1 取代, 取代基Siii1 表示鹵素原子、氰基、碳原子數1~6的烷基中的任一者, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Siii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, niii1 表示1~2的整數, 於Aiii1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同)。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的液晶組成物,更包含下述通式(iv)所表示的化合物的一種或兩種以上, [化6]
    Figure 03_image201
    (通式(iv)中, Riv1 表示碳原子數1~20的烷基, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -可由-CH=CH-、-COO-、-OCO-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Aiv1 及Aiv2 分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-) (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基, Aiv1 及Aiv2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Siv1 取代, 取代基Siv1 表示鹵素原子、氰基、碳原子數1~6的烷基中的任一者, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Siv1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, niv1 表示1~2的整數, 於Aiv1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同)。
  6. 如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組成物,更包含下述通式(v)所表示的化合物的一種或兩種以上, [化7]
    Figure 03_image203
    (通式(v)中, Rv1 表示碳原子數1~20的烷基, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -CH2 -分別獨立地可由-CH=CH-、-COO-、-OCO-及/或-C≡C-取代, 所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, Av1 及Av2 分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d): (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH2 -或不鄰接的兩個以上的-CH2 -可取代為-O-及/或-S-) (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) (d)噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,5-二基、苯並噻吩-2,6-二基、二苯並噻吩-3,7-二基、二苯並噻吩-2,6-二基、噻吩並[3,2-b]噻吩-2,5-二基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可取代為-N=) 所組成的群組中的基, 所述Av1 及Av2 中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基Sv1 取代, 取代基Sv1 表示鹵素原子、氰基或碳原子數1~6的烷基中的任一者, 所述烷基中的一個或兩個以上的-CH2 -分別獨立地可由-O-、-S-、-CO-及/或-CS-取代, 所述烷基中存在的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可取代為鹵素原子, 但氧原子與氧原子不直接鍵結, 於取代基Sv1 存在多個的情況下,該些可相同亦可不同, Zv1 表示單鍵、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-中的任一者, Zv1 的至少一個表示-C≡C-, nv1 表示1~2的整數, 於Av1 及Zv1 存在多個的情況下,該些分別可相同亦可不同)。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的液晶組成物,其中25℃、589 nm下的Δn為0.2以上。
  8. 一種液晶顯示元件,其使用如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物。
  9. 如請求項8所述的液晶顯示元件,其以主動矩陣方式或被動矩陣方式驅動。
  10. 一種液晶顯示元件,其藉由可逆地改變如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物的液晶分子的配向方向來可逆地切換介電常數。
  11. 一種感測器,其使用如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物。
  12. 一種液晶鏡頭,其使用如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物。
  13. 一種光通信機器,其使用如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物。
  14. 一種天線,其使用如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物。
  15. 如請求項14所述的天線,包括: 第一基板,具有多個槽; 第二基板,與所述第一基板相向,設置有供電部; 第一電介質層,設置於所述第一基板與所述第二基板之間; 多個貼片電極,與所述多個槽對應地配置; 第三基板,設置有所述貼片電極;以及 液晶層,設置於所述第一基板與所述第三基板之間,且 所述液晶層含有如請求項1至請求項7中任一項所述的液晶組成物。
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