WO2020026583A1 - ベンゾチアゾール環とcf2o結合基とを有する液晶性化合物、液晶組成物、および液晶表示素子 - Google Patents

ベンゾチアゾール環とcf2o結合基とを有する液晶性化合物、液晶組成物、および液晶表示素子 Download PDF

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さや香 藤森
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    • G02OPTICS
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal compound having a benzothiazole ring and a CF 2 O binding group, a liquid crystal composition containing the compound and having a nematic phase, and a liquid crystal display device including the composition.
  • Liquid crystal display devices are widely used in displays such as personal computers and televisions. This device utilizes physical properties such as optical anisotropy and dielectric anisotropy of a liquid crystalline compound.
  • the operation modes of the liquid crystal display device include PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), BTN (bistable twisted nematic), ECB (electrically controlled controlled birefringence), OCB (optically compensated bend), and IPS.
  • There are modes such as (in-plane switching), VA (vertical alignment), FFS (fringe field switching), and PSA (polymer sustained alignment).
  • a liquid crystal composition containing a polymer is used. In this composition, the orientation of liquid crystal molecules can be controlled by the polymer.
  • a liquid crystal composition having appropriate physical properties is used.
  • the liquid crystalline compound contained in the composition preferably has the following physical properties (1) to (8). (1) high stability to heat and light, (2) high clearing point, (3) low minimum temperature of liquid crystal phase, (4) small viscosity ( ⁇ ), (5) appropriate optical anisotropy ( ⁇ n), (6) Large dielectric anisotropy ( ⁇ ), (7) appropriate elastic constant (K), (8) good compatibility with other liquid crystal compounds.
  • a compound having high stability to heat and light as in (1) increases the voltage holding ratio of the device. This extends the life of the device.
  • Compounds having a high clearing point as in (2) extend the usable temperature range of the device.
  • a compound having a low minimum temperature of a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, particularly a compound having a low minimum temperature of a nematic phase also widens the usable temperature range of the device.
  • a compound having a small viscosity as in (4) shortens the response time of the device.
  • a compound having an appropriate optical anisotropy as described in (5), that is, a large optical anisotropy or a small optical anisotropy is required depending on the design of the device.
  • a compound having a large optical anisotropy is suitable.
  • a compound having a large dielectric anisotropy as in (6) lowers the threshold voltage of the device. Thereby, the power consumption of the element is reduced.
  • a compound having a small dielectric anisotropy shortens the response time of the device by lowering the viscosity of the composition. This compound extends the usable temperature range of the device by increasing the maximum temperature of the nematic phase.
  • a compound having a large elastic constant shortens the response time of the device.
  • a compound having a small elastic constant lowers the threshold voltage of the device. Therefore, an appropriate elastic constant is required according to the characteristics to be improved.
  • Compounds having good compatibility with other liquid crystal compounds as in (8) are preferred. This is because the physical properties of the composition are adjusted by mixing liquid crystalline compounds having different physical properties.
  • Paragraph 0054 of Patent Document 1 describes the following compound.
  • the first issues are high stability against heat and light, high clearing point (or high maximum temperature of nematic phase), low minimum temperature of liquid crystal phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large dielectric anisotropy.
  • Another object of the present invention is to provide a liquid crystal compound which satisfies at least one of physical properties such as an appropriate elastic constant, and good compatibility with other liquid crystal compounds.
  • An object of the present invention is to provide a compound having a large dielectric anisotropy as compared with a similar compound.
  • This compound contains this compound and has high stability to heat and light, high upper limit temperature of nematic phase, lower lower limit temperature of nematic phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, and large dielectric anisotropy.
  • Another object of the present invention is to provide a liquid crystal composition that satisfies at least one of physical properties such as high specific resistance and an appropriate elastic constant.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition having a proper balance between at least two physical properties.
  • the third problem is that a liquid crystal display containing this composition and having a wide temperature range in which the device can be used, a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, a small flicker rate, and a long lifetime It is to provide an element.
  • the present invention relates to a compound represented by the formula (1), a liquid crystal composition containing the compound, and a liquid crystal display device including the composition.
  • Rings A 1 , A 2 , and A 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4 in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine or chlorine.
  • the first advantages are high stability to heat and light, high clearing point (or high maximum temperature of nematic phase), low minimum temperature of liquid crystal phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large dielectric anisotropy.
  • Another object of the present invention is to provide a liquid crystal compound which satisfies at least one of physical properties such as an appropriate elastic constant, and good compatibility with other liquid crystal compounds.
  • An object of the present invention is to provide a compound having a large dielectric anisotropy as compared with a similar compound.
  • the second advantage is that it contains this compound and has high stability to heat and light, high maximum temperature of nematic phase, low minimum temperature of nematic phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, and large dielectric anisotropy.
  • Another object of the present invention is to provide a liquid crystal composition that satisfies at least one of physical properties such as high specific resistance and an appropriate elastic constant. This advantage is to provide a liquid crystal composition having an appropriate balance between at least two physical properties.
  • the third advantage is that a liquid crystal display containing this composition and having a wide temperature range in which the device can be used, a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, a small flicker rate, and a long lifespan It is to provide an element.
  • liquid crystal compound is a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, and has no liquid crystal phase, but controls physical properties of the composition such as an upper limit temperature, a lower limit temperature, a viscosity, and a dielectric anisotropy. It is a general term for compounds added for the purpose of performing This compound has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and has a rod-like molecular structure.
  • Liquid crystal display element is a general term for a liquid crystal display panel and a liquid crystal display module.
  • Polymerizable compound is a compound added for the purpose of forming a polymer in the composition. Liquid crystal compounds having alkenyl are not polymerizable in that sense.
  • the liquid crystal composition is prepared by mixing a plurality of liquid crystal compounds. Additives are added to this composition for the purpose of further adjusting the physical properties. Additives such as a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, a dye, and an antifoaming agent are added as necessary. You.
  • the liquid crystal compound and additives are mixed in such a procedure.
  • the ratio (content) of the liquid crystal compound is represented by a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive, even when the additive is added.
  • the proportion (addition amount) of the additive is represented by a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive. That is, the ratio of the liquid crystal compound or the additive is calculated based on the total weight of the liquid crystal compound. Parts per million by weight (ppm) may be used.
  • the proportions of the polymerization initiator and the polymerization inhibitor are exceptionally expressed based on the weight of the polymerizable compound.
  • the “clearing point” is a transition temperature between a liquid crystal phase and an isotropic phase in a liquid crystal compound.
  • the “minimum temperature of a liquid crystal phase” is a transition temperature of a solid-liquid crystal phase (a smectic phase, a nematic phase, etc.) in a liquid crystalline compound.
  • the “maximum temperature of the nematic phase” is a transition temperature between a nematic phase and an isotropic phase in a mixture of a liquid crystal compound and a mother liquid crystal or a liquid crystal composition, and may be abbreviated as “maximum temperature”.
  • the “minimum temperature of the nematic phase” may be abbreviated as “minimum temperature”.
  • the expression "increase the dielectric anisotropy” means that when the composition has a positive dielectric anisotropy, the value increases to a positive value, and the composition has a negative dielectric anisotropy. For an object, it means that its value increases negatively.
  • “High voltage holding ratio” means that the device has a large voltage holding ratio not only at room temperature but also near the upper limit temperature in the initial stage, and a large voltage not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature after prolonged use. It means having a retention rate.
  • the characteristics of the composition and the device may be examined before and after the aging test (including the accelerated deterioration test).
  • the compound represented by the formula (1) may be abbreviated as the compound (1).
  • At least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1) may be abbreviated as compound (1).
  • “Compound (1)” means one compound, a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds represented by formula (1). These rules also apply to compounds represented by other formulas.
  • symbols such as A 1 , B 1 , and C 1 surrounded by a hexagon correspond to rings such as a ring A 1 , a ring B 1 , and a ring C 1 , respectively.
  • Hexagons represent six-membered rings such as cyclohexane and benzene.
  • the hexagon may represent a condensed ring such as naphthalene or a bridged ring such as adamantane.
  • R 11 In the chemical formulas of the component compounds, with symbols of terminal groups R 11 to a plurality of compounds.
  • the two groups represented by any two R 11 may be the same or different.
  • R 11 of compound (2) is ethyl and R 11 of compound (3) is ethyl.
  • R 11 of compound (2) is ethyl and R 11 of compound (3) is propyl.
  • This rule also applies to symbols such as R 12 , R 13 , Z 11 .
  • i when i is 2, two rings D 1 are present.
  • the two groups represented by two rings D 1 in the compound may be the same or different. When i is greater than 2, also apply to any two rings D 1. This rule applies to other symbols.
  • At least one 'A' means that the number of 'A' is arbitrary.
  • the expression "at least one 'A' may be replaced by 'B'” means that when the number of 'A' is one, the position of 'A' is arbitrary and the number of 'A' is 2 More than one means that their positions can be selected without restriction. This rule also applies to the expression "at least one 'A' has been replaced by 'B'".
  • R 11 and R 12 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced by —O— And in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine ".
  • in these groups may be interpreted literally.
  • these groups mean alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy, and the like. That is, “these groups” represent all of the groups described before the term “in these groups”. This common sense interpretation also applies to the terms “at these monovalent radicals” and “at these divalent radicals”. For example, "these monovalent radicals" represent all of the groups described before the term “in these monovalent radicals.”
  • Halogen refers to fluorine, chlorine, bromine, and iodine. Preferred halogens are fluorine and chlorine. A more preferred halogen is fluorine.
  • the alkyl of the liquid crystal compound is linear or branched and does not include cyclic alkyl. Linear alkyls are generally preferred over branched alkyls. The same applies to terminal groups such as alkoxy and alkenyl. Regarding the configuration of 1,4-cyclohexylene, trans is preferable to cis for increasing the maximum temperature. 2-Fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups. In the chemical formula, fluorine may be leftward (L) or rightward (R). This rule also applies to asymmetric divalent groups generated by removing two hydrogens from a ring, such as tetrahydropyran-2,5-diyl.
  • the present invention includes the following items.
  • Rings A 1 , A 2 , and A 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4 in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine or chlorine.
  • Item 2. The compound according to item 1, represented by formulas (1A) to (1E).
  • R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 15 carbons, alkoxy having 1 to 14 carbons, alkenyl having 2 to 15 carbons, alkenyloxy having 2 to 14 carbons, alkylthio having 1 to 14 carbons, or carbon 2-14 alkenylthio;
  • Rings A 1 , A 2 , and A 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4 in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine or chlorine.
  • Item 3. The compound according to item 1, represented by formulas (1A-1) to (1E-4).
  • R 1 is alkyl having 1 to 15 carbons, alkoxy having 1 to 14 carbons, alkenyl having 2 to 15 carbons, or alkenyloxy having 2 to 14 carbons;
  • Rings A 1 , A 2 , and A 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,4-cycloalkyl in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine.
  • Phenylene tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, deca Hydronaphthalene-2,6-diyl, pyridine-2,5-diyl or pyrimidine-2,5-diyl;
  • L 1 , L 2 , and L 3 are independently hydrogen, fluorine, OCF 3, or CF 3 , but at least one is fluorine, OCF 3, or CF 3
  • R 1 is an alkyl having 1 to 10 carbons, an alkoxy having 1 to 9 carbons, an alkenyl having 2 to 9 carbons, or a carbon number. 2 to 9 alkenyloxy wherein ring A 1 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, tetrahydro Pyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, 1,3-difluoronaphthalene-2,6-diyl, pyridine-2,5-diyl, or Pyrimidine-2,5-diyl, wherein rings A 2 and A 3 are independently 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluor
  • Item 3. The compound according to item 1, represented by any one of formulas (1A-1a) to (1E-4a).
  • R 1 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, alkenyl having 2 to 10 carbons, or alkenyloxy having 2 to 9 carbons
  • L 1 is hydrogen, fluorine, OCF 3 or CF 3
  • L 2 and L 3 are independently hydrogen or fluorine, and at least one of L 1 , L 2 and L 3 is fluorine, OCF 3 or CF 3
  • Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , and Y 6 are independently hydrogen or fluorine.
  • Item 6. The compound according to item 5, wherein in formulas (1A-1a) to (1E-4a) according to item 5, L 1 , L 2 and L 3 are fluorine.
  • Item 7. The compound according to item 1, which is represented by formulas (1A-1b) to (1C-3c).
  • R 1 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, alkenyl having 2 to 10 carbons, or alkenyloxy having 2 to 9 carbons
  • L 1 is hydrogen, fluorine, OCF 3 or CF 3
  • L 2 and L 3 are independently hydrogen or fluorine, and at least one of L 1 , L 2 and L 3 is fluorine, OCF 3 or CF 3
  • Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 are independently hydrogen or fluorine.
  • Item 8 The compound according to item 7, wherein in formulas (1A-1b) to (1C-3c) according to item 7, L 1 , L 2 , and L 3 are fluorine.
  • Item 10 The liquid crystal composition according to item 9, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (2) to (4).
  • R 11 and R 12 are each independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—.
  • Ring B 1 , ring B 2 , ring B 3 , and ring B 4 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro- 1,4-phenylene or pyrimidine-2,5-diyl;
  • Item 11 The liquid crystal composition according to item 9 or 10, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (5) to (7).
  • R 13 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons.
  • At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and in these groups, At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • X 11 is fluorine, chlorine, —OCF 3 , —OCHF 2 , —CF 3 , —CHF 2 , —CH 2 F, —OCF 2 CHF 2 , or —OCF 2 CHFCF 3 ;
  • Ring C 1 , ring C 2 , and ring C 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, tetrahydropyran-2 , 5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
  • Z 14 , Z 15 , and Z 16 are each independently a single bond, —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OC
  • Item 12. The liquid crystal composition according to any one of items 9 to 11, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (8).
  • R 14 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons.
  • At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and in these groups, At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • X 12 is —C ⁇ N or —C ⁇ C—C ⁇ N;
  • Ring D 1 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2 , 5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
  • Z 17 is a single bond, —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 CH 2 —, or —C ⁇ C— Is;
  • L 13 and L 14 are independently hydrogen or fluorine; i is 1, 2, 3, or 4.
  • Item 13 The liquid crystal composition according to any one of items 9 to 12, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (11) to (19).
  • R 15 , R 16 , and R 17 are each independently an alkyl having 1 to 10 carbons or an alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — is —O—.
  • Ring E 1 , ring E 2 , ring E 3 , and ring E 4 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, wherein at least one hydrogen is replaced by fluorine 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, or decahydronaphthalene-2,6-diyl;
  • Ring E 5 and ring E 6 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, or decahydronaphthalene-2,6 -Diyl;
  • Z 18 , Z 19 , Z 20 , and Z 21 are each independently a single bond, —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —
  • Item 14 At least one additive selected from the group consisting of a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, a dye, and an antifoaming agent.
  • a polymerizable compound a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, a dye, and an antifoaming agent.
  • a liquid crystal display device comprising the liquid crystal composition according to any one of items 9 to 14.
  • Item 17. ⁇ A liquid crystal display device wherein the liquid crystal composition according to any one of items 9 to 14 is used for a lens used for 2D-3D switching.
  • the present invention also includes the following items.
  • A one selected from the group consisting of a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, a dye, and an antifoaming agent A composition as described above, further comprising two, or at least three additives.
  • B the maximum temperature of the nematic phase is 70 ° C. or more, the optical anisotropy at a wavelength of 589 nm (measured at 25 ° C.) is 0.07 or more, and the dielectric anisotropy at a frequency of 1 kHz (measured at 25 ° C.) ) Is 2 or more.
  • the operation mode of the liquid crystal display element is a TN mode, ECB mode, OCB mode, IPS mode, VA mode, FFS mode, or FPA mode, and the driving method of the liquid crystal display element is an active matrix (AM) method.
  • AM active matrix
  • Embodiment of Compound (1) has a benzothiazole ring and a CF 2 O binding group.
  • Compound (1) is characterized by having a large dielectric anisotropy as compared with similar compounds. Preferred examples of the compound (1) will be described. Preferred examples of the terminal group R 1 , the rings A 1 , A 2 and A 3 , the bonding groups Z 1 and Z 2 , and the substituents L 1 , L 2 and L 3 in the compound (1) Also applies to subexpressions of.
  • physical properties can be arbitrarily adjusted by appropriately combining these groups. Since there is no great difference in the physical properties of the compounds, the compound (1) may contain isotopes such as 2 H (deuterium) and 13 C in an amount larger than the natural abundance.
  • the definition of the symbol of compound (1) is as described in item 1.
  • R 1 are hydrogen, alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkenyl, alkenyloxy, alkenyloxyalkyl, alkoxyalkenyl, alkylthio, alkylthioalkyl, alkenylthio, alkenylthioalkyl, and alkylthioalkenyl.
  • Preferred R 1 is alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkenyl, alkenyloxy, alkenyloxyalkyl, or alkoxyalkenyl. More preferred R 1 is alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkenyl, or alkenyloxy. Particularly preferred R 1 is alkyl or alkenyl. Most preferred R 1 is alkyl.
  • Preferred alkyl -CH 3, -C 2 H 5 , -C 3 H 7, -C 4 H 9, -C 5 H 11, a -C 6 H 13 or -C 7 H 15,.
  • Preferred alkoxy is —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , —OC 4 H 9 , —OC 5 H 11 , —OC 6 H 13 , or —OC 7 H 15 .
  • Preferred alkoxyalkyl -CH 2 OCH 3, -CH 2 OC 2 H 5, -CH 2 OC 3 H 7, - (CH 2) 2 -OCH 3, - (CH 2) 2 -OC 2 H 5, - (CH 2 ) 2 —OC 3 H 7 , — (CH 2 ) 3 —OCH 3 , — (CH 2 ) 4 —OCH 3 , or — (CH 2 ) 5 —OCH 3 .
  • Preferred R 1 is hydrogen, —CH 3 , —C 2 H 5 , —C 3 H 7 , —C 4 H 9 , —C 5 H 11 , —C 6 H 13 , —OCH 3 , —OC 2 H 5.
  • R 1 When R 1 is linear, the temperature range of the liquid crystal phase is wide and the viscosity is small. When R 1 is a branched chain, the compatibility with other liquid crystal compounds is good. Compounds in which R 1 is optically active are useful as chiral dopants. By adding this compound to the composition, a reverse twisted domain generated in a liquid crystal display device can be prevented. Compounds in which R 1 is not optically active are useful as components of the composition. When R 1 is alkenyl, the preferred configuration depends on the position of the double bond. An alkenyl compound having a preferred configuration has a small viscosity, a high maximum temperature, or a wide temperature range of a liquid crystal phase.
  • —CH 2 CH CHCH 3
  • —CH 2 CH CHC 2 H 5
  • —CH 2 CH CHC 3 H 7
  • the cis configuration is preferable.
  • An alkenyl compound having a preferred configuration has a high clearing point or a wide temperature range of a liquid crystal phase.
  • Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109 and Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327 have detailed descriptions.
  • rings A 1 , A 2 and A 3 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, wherein at least one hydrogen atom is fluorine or chlorine.
  • Preferred rings A 1 , A 2 or A 3 are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2, 6-difluoro-1,4-phenylene, 2,3,5-trifluoro-1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2, 5-diyl, is a ring represented by the formula ring represented by (a 0) or at least one hydrogen is replaced by fluorine formula, (a 0).
  • More preferred ring A 1 or ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, tetrahydropyran-2 , 5-diyl, or a ring represented by the formula (A 0 ).
  • Particularly preferred ring A 1 or ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, or a compound represented by the formula (A 0 ).
  • the clearing point is high and the viscosity is low.
  • the ring A 1 , A 2 , or A 3 is 1,4-phenylene, or 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, the optical anisotropy is large and the orientation is high. The orderal parameter is relatively large.
  • the ring A 1 , A 2 or A 3 is 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or a ring represented by the formula (A 0 ), the dielectric anisotropy is large. .
  • L 1 , L 2 , and L 3 are independently hydrogen, chlorine, fluorine, OCF 3, or CF 3 , but at least one is fluorine, OCF 3, or CF 3 .
  • the dielectric anisotropy is large.
  • L 1 is fluorine, OCF 3 or CF 3
  • the dielectric anisotropy is particularly large.
  • L 1 , L 2 and L 3 are fluorine, the dielectric anisotropy is particularly large.
  • a and b are independently 0, 1, 2, or 3, and the sum of a and b is 0, 1, 2, or 3.
  • Examples of preferred compound (1) are compounds (1A) to (1E) described in item 2.
  • Examples of more preferred compound (1) are compounds (1A-1) to (1E-4) described in item 3.
  • Examples of the most preferred compound (1) are the compounds (1A-1a) to (1E-4a) described in item 5 and the compounds (1A-1b) to (1C-3c) described in item 7. .
  • Compounds (1A-1a) and (1A-2a) are preferable from the viewpoint of high stability to heat and light and low viscosity.
  • Compounds (1B-1a) to (1C-3a) are preferred from the viewpoints of a high clearing point and good compatibility.
  • Compounds (1D-1a) to (1E-4a) are preferable from the viewpoint of a high clearing point and a large optical anisotropy.
  • Synthesis of Compound (1) A method for synthesizing Compound (1) will be described.
  • Compound (1) can be synthesized by appropriately combining methods of synthetic organic chemistry. Methods for introducing necessary end groups, rings and bonding groups into starting materials are described in “Organic Synthesis” (Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Inc.) and “Organic Reactions” (Organic Reactions, John Wiley & Sons). , Inc.), “Comprehensive Organic Synthesis” (Pergamon Press), and “New Laboratory Chemistry” (Maruzen).
  • MSG 1 (or MSG 2 ) is a monovalent organic group having at least one ring.
  • the monovalent organic groups represented by a plurality of MSG 1 (or MSG 2 ) used in the scheme may be the same or different.
  • Compounds (1A) to (1J) correspond to compound (1).
  • carboxylic acid (34) is obtained by reacting the halide (33) with n-butyllithium and then with carbon dioxide.
  • Compound (1B) is synthesized by dehydrating compound (35) and carboxylic acid (34) synthesized by a known method in the presence of DCC (1,3-dicyclohexylcarbodiimide) and DMAP (4-dimethylaminopyridine). I do.
  • —CH CH—
  • the halide (32) is treated with n-butyllithium and then reacted with a formamide such as DMF (N, N-dimethylformamide) to obtain an aldehyde (38).
  • a formamide such as DMF (N, N-dimethylformamide)
  • the phosphonium salt (37) synthesized by a known method is treated with a base such as potassium t-butoxide to generate phosphorus ylide.
  • This phosphorus ylide is reacted with aldehyde (38) to synthesize compound (1D). Since a cis form is produced depending on the reaction conditions, the cis form is isomerized to a trans form by a known method, if necessary.
  • Rings A 1 , A 2 , and A 3 Like 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene
  • the starting materials are commercially available or the production methods are well known.
  • tetrahydropyran-2,5-diyl see paragraphs 0084 to 0107 of JP-A-2013-241397.
  • 1,3-dioxane-2,5-diyl see paragraphs 0096 to 0119 of JP-A-2009-132927.
  • pyrimidine-2,5-diyl and pyridine-2,5-diyl see WO 2010/047260, paragraphs 0086 to 0094.
  • Method for synthesizing compound (1) An example of a method for synthesizing compound (1) is as follows. The known compound aniline (51) is reacted with sulfuric acid and sodium thiocyanate and reacted with sulfuryl chloride to obtain aminobenzothiazole (52). Aminobenzothiazole (52) is reacted with phosphoric acid, sodium nitrite, and hypophosphorous acid to obtain benzothiazole (53). Benzothiazole (53) is reacted with bromide (54) synthesized by a known method in the presence of potassium carbonate, triphenylphosphine, palladium acetate, and copper (II) acetate monohydrate to give compound (1). Are synthesized. In these compounds, R 1, definitions of symbols such as ring A 1 is the same as definitions of the symbols described in claim 1.
  • Liquid crystal composition 3-1 Component Compound
  • the liquid crystal composition of the present invention will be described.
  • This composition comprises at least one compound (1) as component A.
  • the composition may comprise two or more compounds (1).
  • the component of the composition may be only the compound (1). It is preferable that the composition contains at least one compound (1) in the range of 1% by weight to 99% by weight in order to exhibit excellent physical properties.
  • a preferable content of the compound (1) is in a range of 5% by weight to 60% by weight.
  • the preferable content of the compound (1) is 30% by weight or less.
  • This composition preferably contains compound (1) as component A, and further contains a liquid crystal compound selected from components B, C, D and E shown in Table 1.
  • a liquid crystal compound selected from components B, C, D and E shown in Table 1.
  • This composition may contain a liquid crystal compound different from compounds (1) to (8) and compounds (11) to (19). The composition may not include such a liquid crystalline compound.
  • Component B is a compound wherein the two terminal groups are alkyl or the like.
  • Preferred examples of component B include compounds (2-1) to (2-11), compounds (3-1) to (3-19), and compounds (4-1) to (4-7). it can.
  • R 11 and R 12 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, in which at least one —CH 2 — is —O In these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
  • Component B has a small dielectric anisotropy. Component B is near neutral. Compound (2) has the effect of lowering the viscosity or adjusting the optical anisotropy. The compounds (3) and (4) have the effect of increasing the maximum temperature and thereby expanding the temperature range of the nematic phase or adjusting the optical anisotropy.
  • the content of the component B increases, the viscosity of the composition decreases, but the dielectric anisotropy decreases. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, the content is preferably higher.
  • the content of the component B is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, based on the weight of the liquid crystal composition.
  • Component C is a compound having a halogen or fluorine-containing group at the right end.
  • Preferred examples of Component C include compounds (5-1) to (5-16), compounds (6-1) to (6-116), and compounds (7-1) to (7-59).
  • R 13 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, In these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
  • X 11 is fluorine, chlorine, —OCF 3 , —OCHF 2 , —CF 3 , —CHF 2 , —CH 2 F, —OCF 2 CHF 2 , or —OCF 2 CHFCF 3 .
  • Component C has a positive dielectric anisotropy and has very good stability to heat and light, and is therefore used when preparing a composition for a mode such as IPS, FFS, and OCB.
  • the content of Component C is suitably in the range of 1% to 99% by weight, preferably in the range of 10% to 97% by weight, more preferably 40% to 95% by weight, based on the weight of the liquid crystal composition. % Range.
  • the content of component C is preferably 30% by weight or less.
  • Component D is compound (8) wherein the right terminal group is -C ⁇ N or -C ⁇ CC-N.
  • Preferred examples of the component D include the compounds (8-1) to (8-64).
  • R 14 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons.
  • at least one —CH 2 — may be replaced by —O—,
  • at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
  • X 12 is -C ⁇ N or -C ⁇ C-C ⁇ N.
  • Component D has a positive dielectric anisotropy and a large value, and therefore is used when preparing a composition for a mode such as TN. By adding the component D, the dielectric anisotropy of the composition can be increased. Component D has the effect of expanding the temperature range of the liquid crystal phase, adjusting the viscosity, or adjusting the optical anisotropy. Component D is also useful for adjusting the voltage-transmittance curve of the device.
  • the content of the component D is suitably in the range of 1% by weight to 99% by weight, preferably 10% by weight based on the weight of the liquid crystal composition. It is in the range of 97% by weight, more preferably in the range of 40% to 95% by weight.
  • the content of component D is preferably 30% by weight or less.
  • Component E is compounds (11) to (19). These compounds have phenylene substituted at the lateral position with two halogens, such as 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
  • Preferred examples of the component E include compounds (11-1) to (11-9), compounds (12-1) to (12-19), compounds (13-1) and (13-2), and a compound (14- 1) to (14-3), compounds (15-1) to (15-3), compounds (16-1) to (16-11), compounds (17-1) to (17-3), compound ( 18-1) to (18-3) and the compound (19-1).
  • R 15 , R 16 , and R 17 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, and in the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — May be replaced by —O—, in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine, and R 17 may be hydrogen or fluorine.
  • Component E has a large negative dielectric anisotropy.
  • Component E is used when preparing a composition for a mode such as IPS, VA, and PSA.
  • the content of the component E is increased, the dielectric anisotropy of the composition is negatively increased, but the viscosity is increased. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, it is preferable that the content is small.
  • the dielectric anisotropy is about ⁇ 5
  • the content is preferably 40% by weight or more for sufficient voltage driving.
  • compound (11) is a bicyclic compound, and therefore has an effect of reducing viscosity, adjusting optical anisotropy, or increasing dielectric anisotropy. Since the compounds (12) and (13) are tricyclic compounds and the compound (14) is a tetracyclic compound, the effect of increasing the maximum temperature, increasing the optical anisotropy, or increasing the dielectric anisotropy is obtained. is there. Compounds (15) to (19) have the effect of increasing the dielectric anisotropy.
  • the content of the component E is preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight, based on the weight of the liquid crystal composition. To 95% by weight.
  • the content of component E is preferably 30% by weight or less.
  • a liquid crystal composition that satisfies at least one of physical properties such as anisotropy or small optical anisotropy, large dielectric anisotropy, large specific resistance, and appropriate elastic constant (ie, large elastic constant or small elastic constant).
  • a device including such a composition has a wide temperature range in which the device can be used, a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, a small flicker ratio, and a long lifetime.
  • the flicker rate (%) can be expressed by (
  • flicker rate in the range of 0% to 1%, even if the element is used for a long time, flicker does not easily occur on the display screen. This flicker is presumed to be caused by a difference between the potential of the positive frame and the potential of the negative frame when AC driving is performed, related to image burn-in.
  • the composition containing the compound (1) is also useful for reducing the occurrence of flicker.
  • the liquid crystal composition is prepared by a known method. For example, the component compounds are mixed and dissolved together by heating.
  • additives may be added to the composition.
  • the additives include a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, a coloring matter, and an antifoaming agent.
  • Such additives are well known to those skilled in the art and have been described in the literature.
  • the composition contains a polymer.
  • the polymerizable compound is added for the purpose of forming a polymer in the composition.
  • the polymer is generated in the composition by irradiating ultraviolet rays with a voltage applied between the electrodes to polymerize the polymerizable compound. In this manner, a suitable pretilt is achieved, resulting in a device with reduced response time and improved image burn-in.
  • Preferred examples of the polymerizable compound include acrylate, methacrylate, vinyl compound, vinyloxy compound, propenyl ether, epoxy compound (oxirane, oxetane), and vinyl ketone. Further preferred examples are compounds having at least one acryloyloxy and compounds having at least one methacryloyloxy. Further preferred examples include compounds having both acryloyloxy and methacryloyloxy.
  • R 25 is hydrogen or methyl
  • R 32, R 33, and R 34 are independently alkyl of 5 hydrogen or C 1 -C, R 32, At least one of R 33 and R 34 is alkyl having 1 to 5 carbons
  • v, w, and x are independently 0 or 1
  • u and y are independently 1 to 10 It is an integer.
  • L 21 to L 26 are independently hydrogen or fluorine
  • L 27 and L 28 are independently hydrogen, fluorine, or methyl.
  • the polymerizable compound can be rapidly polymerized by adding a polymerization initiator. By optimizing the reaction conditions, the amount of the remaining polymerizable compound can be reduced.
  • photoradical polymerization initiators are TPO, 1173, and 4265 from the Darocur series of BASF and 184, 369, 500, 651, 784, 819, 907, 1300, 1700, 1800, 1850 from the Irgacure series. , And 2959.
  • photoradical polymerization initiators include 4-methoxyphenyl-2,4-bis (trichloromethyl) triazine, 2- (4-butoxystyryl) -5-trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, 9-phenylacridine, 9,10-benzphenazine, benzophenone / Michler's ketone mixture, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole mixture, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzyl Dimethyl ketal, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2,4-diethylxanthone / methyl p-dimethylaminobenzoate, benzophenone / methyltriethanolamine mixture It is.
  • ⁇ Polymerization can be performed by adding a photo-radical polymerization initiator to the liquid crystal composition and then irradiating the liquid crystal composition with ultraviolet light while an electric field is applied.
  • the unreacted polymerization initiator or the decomposition product of the polymerization initiator may cause display defects such as image sticking on the device.
  • photopolymerization may be performed without adding a polymerization initiator.
  • the preferred wavelength of the irradiated light is in the range of 150 nm to 500 nm. More preferred wavelengths are in the range from 250 nm to 450 nm, and most preferred wavelengths are in the range from 300 nm to 400 nm.
  • a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization.
  • the polymerizable compound is usually added to the composition without removing the polymerization inhibitor.
  • polymerization inhibitors are hydroquinone, hydroquinone derivatives such as methylhydroquinone, 4-t-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like.
  • the optically active compound has an effect of inducing a helical structure in liquid crystal molecules to give a necessary twist angle, thereby preventing reverse twist.
  • the helical pitch can be adjusted by adding an optically active compound.
  • Two or more optically active compounds may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the helical pitch.
  • Preferred examples of the optically active compound include the following compounds (Op-1) to (Op-18).
  • ring J is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene
  • R 28 is alkyl having 1 to 10 carbons. * Represents an asymmetric carbon.
  • Antioxidants are effective for maintaining a large voltage holding ratio.
  • Preferred examples of the antioxidant include the following compounds (AO-1) and (AO-2); Irganox 415, Irganox 565, Irganox 1010, Irganox 1035, Irganox 3114, and Irganox 1098 (trade name: BASF).
  • the ultraviolet absorber is effective for preventing the lowering of the maximum temperature.
  • Preferred examples of the ultraviolet absorber include benzophenone derivatives, benzoate derivatives, and triazole derivatives. Specific examples thereof include the following compounds (AO-3) and (AO-4); Tinuvin 328 and Tinuvin 99-2 (trade name; BASF); and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO).
  • Light stabilizers such as sterically hindered amines are preferred to maintain large voltage holding ratios.
  • Preferred examples of the light stabilizer include the following compounds (AO-5), (AO-6), (AO-7), (AO-8), and (AO-9); Tinuvin 144, Tinuvin 765, Tinuvin 770DF, Tinuvin 780 ( (Trade name; BASF); LA-52, LA-57, LA-77Y, and LA-77G (trade name; ADEKA).
  • a heat stabilizer is also effective for maintaining a large voltage holding ratio, and a preferable example is Irgafos 168 (trade name; BASF).
  • a dichroic dye such as an azo dye or an anthraquinone dye is added to the composition in order to make the device compatible with a GH (guest host) mode device.
  • Defoamers are effective in preventing foaming.
  • Preferred examples of the antifoaming agent include dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil and the like.
  • R 40 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, —COOR 41 , or —CH 2 CH 2 COOR 41 , wherein R 41 has 1 carbon atoms.
  • R 42 is alkyl having 1 to 20 carbons.
  • R 43 is hydrogen, methyl or O ⁇ (oxygen radical);
  • ring G 1 is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene;
  • ring G 2 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine;
  • z is 1, 2, or 3.
  • the liquid crystal composition has an operation mode such as PC, TN, STN, OCB, and PSA, and can be used for a liquid crystal display device driven by an active matrix system.
  • This composition has an operation mode such as PC, TN, STN, OCB, VA, and IPS, and can be used for a liquid crystal display element driven by a passive matrix system.
  • These elements can be applied to any of a reflection type, a transmission type, and a semi-transmission type.
  • This composition is also suitable for a NCAP (nematic curvilinear aligned phase) element, in which the composition is microencapsulated.
  • This composition can be used for a polymer dispersed liquid crystal display (PDLCD) and a polymer network liquid crystal display (PNLCD).
  • PDLCD polymer dispersed liquid crystal display
  • PLCD polymer network liquid crystal display
  • a PSA mode liquid crystal display device is produced. Preferred proportions are in the range from 0.1% to 2% by weight. A more desirable ratio is in the range of 0.2% to 1.0% by weight.
  • the element in the PSA mode can be driven by a driving method such as an active matrix method or a passive matrix method. Such an element can be applied to any of a reflection type, a transmission type, and a semi-transmission type.
  • Compound (1) was synthesized according to the following procedure.
  • the synthesized compound was identified by a method such as NMR analysis.
  • the physical properties of the compound and the composition and the characteristics of the device were measured by the following methods.
  • NMR analysis For measurement, DRX-500 manufactured by Bruker Biospin was used. In the 1 H-NMR measurement, a sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3 and the measurement was performed at room temperature, 500 MHz, and 16 times of integration. Tetramethylsilane was used as an internal standard. The 19 F-NMR measurement was carried out using CFCl 3 as an internal standard with an integral count of 24.
  • s means singlet
  • d means doublet
  • t means triplet
  • q means quartet
  • quin means quintet
  • sext means sextet
  • m means multiplet
  • br means broad.
  • GC-2010 gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for measurement.
  • a capillary column DB-1 (length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 ⁇ m) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used.
  • Helium (1 mL / min) was used as a carrier gas.
  • the temperature of the sample vaporization chamber was set at 300 ° C.
  • the temperature of the detector (FID) was set at 300 ° C.
  • the sample was dissolved in acetone to prepare a 1% by weight solution, and 1 ⁇ l of the obtained solution was injected into the sample vaporization chamber.
  • a recorder a GC Solution system manufactured by Shimadzu Corporation was used.
  • Gas chromatograph mass spectrometry For measurement, a QP-2010 Ultra type gas chromatograph mass spectrometer manufactured by Shimadzu Corporation was used. As the column, a capillary column DB-1 (length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 ⁇ m) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used. Helium (1 ml / min) was used as a carrier gas. The temperature of the sample vaporization chamber was set at 300 ° C., the temperature of the ion source was set at 200 ° C., the ionization voltage was set at 70 eV, and the emission current was set at 150 ⁇ A. The sample was dissolved in acetone to prepare a 1% by weight solution, and 1 ⁇ l of the obtained solution was injected into the sample vaporization chamber. The recorder used was a GCMS solution system manufactured by Shimadzu Corporation.
  • Ultraviolet-visible spectroscopic analysis PharmaSpec @ UV-1700 manufactured by Shimadzu Corporation was used for the measurement. The detection wavelength was from 190 nm to 700 nm. The sample was dissolved in acetonitrile to prepare a 0.01 mmol / L solution, and placed in a quartz cell (optical path length 1 cm) for measurement.
  • Measurement sample When measuring the phase structure and the transition temperature (clearing point, melting point, polymerization initiation temperature, etc.), the compound itself was used as a sample. When measuring physical properties such as the maximum temperature, viscosity, optical anisotropy, and dielectric anisotropy of the nematic phase, a mixture of the compound and mother liquid crystals was used as a sample.
  • Base liquid crystal (A) When the dielectric anisotropy of the compound was zero or positive, the following base liquid crystal (A) was used. The ratio of each component was represented by% by weight.
  • the ratio of the compound to the mother liquid crystal (A) was 15% by weight: 85% by weight.
  • the ratio between the compound and the mother liquid crystal (A) is 10% by weight: 90% by weight, 5% by weight: 95% by weight, 1% by weight: 99%.
  • the sample was measured at a rate at which crystals (or a smectic phase) did not precipitate at 25 ° C.
  • the ratio of the compound to the mother liquid crystal (A) was 15% by weight: 85% by weight.
  • Measurement method Physical properties were measured by the following methods. Many of these are described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B), which is deliberated and established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA; Japan Electronics and Information Technology Industries Association). A modified version of this was also used. No thin film transistor (TFT) was attached to the TN device used for the measurement.
  • JEITA Japan Electronics and Information Technology Industries Association
  • TFT thin film transistor
  • Phase structure The sample was placed on a hot plate (Mettler FP-52 hot stage) of a melting point apparatus equipped with a polarizing microscope. While heating the sample at a rate of 3 ° C./min, the phase state and its change were observed with a polarizing microscope to identify the type of phase.
  • Transition temperature (° C.): For measurement, a scanning calorimeter manufactured by PerkinElmer Co., Ltd., a Diamond DSC system or a high-sensitivity differential scanning calorimeter manufactured by SII Nanotechnology, Inc., X-DSC7000 was used. The temperature of the sample was raised and lowered at a rate of 3 ° C./min, and the starting point of the endothermic peak or exothermic peak accompanying the phase change of the sample was extrapolated to determine the transition temperature. The melting point of the compound and the polymerization initiation temperature were also measured using this apparatus.
  • the temperature at which a compound transitions from a solid to a liquid crystal phase such as a smectic phase or a nematic phase may be abbreviated as “the lower limit temperature of the liquid crystal phase”.
  • the temperature at which a compound transitions from a liquid crystal phase to a liquid may be abbreviated as “clearing point”.
  • the crystals were designated C. If crystals can be distinguished into two types are expressed respectively as C 1 or C 2.
  • the smectic phase was represented by S, and the nematic phase was represented by N.
  • the liquid (isotropic) was designated I.
  • the transition temperature is represented, for example, as “C 50.0 N 100.0 I”. This indicates that the transition temperature from the crystal to the nematic phase is 50.0 ° C., and the transition temperature from the nematic phase to the liquid is 100.0 ° C.
  • Compound compatibility a sample in which mother liquid crystals and a compound are mixed so that the compound ratio is 20% by weight, 15% by weight, 10% by weight, 5% by weight, 3% by weight, or 1% by weight. was prepared. The samples were placed in glass bottles and stored in a freezer at ⁇ 20 ° C. or ⁇ 30 ° C. for a certain period. It was observed whether the nematic phase of the sample was maintained or crystals (or smectic phase) precipitated. The conditions under which the nematic phase was maintained were used as a measure of compatibility. If necessary, the ratio of the compound and the temperature of the freezer may be changed.
  • T C Minimum Temperature of a Nematic Phase
  • Viscosity (bulk viscosity; ⁇ ; measured at 20 ° C .; mPa ⁇ s): An E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used for the measurement.
  • Viscosity (rotational viscosity; ⁇ 1; measured at 25 ° C .; mPa ⁇ s): Measurement was performed according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). Followinged. A sample was placed in a TN device having a twist angle of 0 ° and a distance (cell gap) between two glass substrates of 5 ⁇ m. A voltage was applied stepwise from 16 V to 19.5 V every 0.5 V to the device. After 0.2 seconds of no application, application was repeated under the condition of only one rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds).
  • the peak current (peak current) and the peak time (peak time) of the transient current (transient current) generated by this application were measured.
  • the rotational viscosity value was obtained from these measured values and the equation (8) on page 40 of M. @Imai et al.
  • the value of the dielectric anisotropy required for this calculation was determined by the method described below using the element whose rotational viscosity was measured.
  • Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V): An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement.
  • the light source was a halogen lamp.
  • a sample was placed in a normally white mode TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 0.45 / ⁇ n ( ⁇ m) and the twist angle was 80 degrees.
  • the voltage (32 Hz, rectangular wave) applied to this element was increased stepwise from 0 V to 10 V in steps of 0.02 V.
  • the device was irradiated with light from a vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured.
  • a voltage-transmittance curve was created in which the maximum light amount was 100% transmittance, and the minimum light amount was 0% transmittance.
  • the threshold voltage was represented by a voltage when the transmittance became 90%.
  • VHR-1 Voltage holding ratio
  • the TN device used for measurement had a polyimide alignment film, and the distance (cell gap) between two glass substrates was 5 ⁇ m. .
  • the device was sealed with an adhesive that cured with ultraviolet light after the sample was placed.
  • the device was charged by applying a pulse voltage (5 V for 60 microseconds) at 25 ° C.
  • the decaying voltage was measured for 16.7 milliseconds with a high-speed voltmeter, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined.
  • the area B was the area when there was no attenuation.
  • the voltage holding ratio was expressed as a percentage of the area A to the area B.
  • VHR-2 Voltage holding ratio (VHR-2; measured at 80 ° C .;%): The voltage holding ratio was measured by the above method except that the voltage holding ratio was measured at 80 ° C. instead of 25 ° C. The obtained results are indicated by the symbol of VHR-2.
  • the maximum light amount was considered to be 100% transmittance, and the minimum light amount was considered to be 0% transmittance.
  • the rise time ( ⁇ r: rise @ time; millisecond) was the time required for the transmittance to change from 90% to 10%.
  • the fall time ( ⁇ f: fall time; millisecond) was the time required for the transmittance to change from 10% to 90%.
  • the response time was represented by the sum of the rise time and the fall time thus obtained.
  • Flicker rate (measured at 25 ° C .;%): A multimedia display tester 3298F manufactured by Yokogawa Electric Corporation was used for the measurement.
  • the light source was an LED.
  • a sample was put in a normally black mode FFS element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.5 ⁇ m and the rubbing direction was antiparallel.
  • the device was sealed with an adhesive that cured with ultraviolet light.
  • a voltage was applied to the device, and a voltage at which the amount of light transmitted through the device was maximized was measured. While applying this voltage to the element, the sensor unit was brought close to the element, and the displayed flicker rate was read.
  • Raw material Solmix (registered trademark) A-11 is a mixture of ethanol (85.5%), methanol (13.4%) and isopropanol (1.1%), and was obtained from Nippon Alcohol Sales Co., Ltd. .
  • Step 2 Compound (S-3) (1.50 g, 8.46 mmol), compound (S-7) (5.00 g, 10.3 mmol), palladium acetate (20.0 mg, 0.09 mmol) under a nitrogen atmosphere , Copper acetate monohydrate (0.35 g, 1.75 mmol), potassium carbonate (2.39 g, 17.3 mmol), triphenylphosphine (1.11 g, 4.23 mmol) and toluene (74 ml) in a reactor. The mixture was heated under reflux for 7 hours. After filtering the reaction mixture, it was concentrated under reduced pressure.
  • reaction mixture was poured into water and neutralized with sodium hydrogen carbonate.
  • the aqueous layer was extracted with toluene, and the combined organic layers were washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate.
  • the solution was concentrated under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (toluene) to obtain compound (S-9) (20.3 g, yield 59.6%).
  • Step 2 Under a nitrogen atmosphere, commercially available compound (S-5) (25.0 g, 83.1 mmol), commercially available compound (S-10) (8.98 g, 91.4 mmol), dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) ) (0.583 g, 0.831 mmol), copper (I) iodide (0.158 g, 0.831 mmol), and triethylamine (175 ml) were placed in a reactor and stirred at room temperature for 2 hours. After filtering the reaction mixture, it was concentrated under reduced pressure. Toluene was added to the residue, and the organic layer was washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solution was concentrated under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (heptane) to obtain compound (S-11) (22.5 g, yield 99.9%).
  • Table 2 summarizes the physical properties of the compound (1-7-5) obtained in Synthesis Example 1 and the comparative compound (C-1). From Table 1, it can be seen that the compound (1-7-5) is favorable in that the maximum temperature (T NI ) is high, the dielectric anisotropy ( ⁇ ) is high, and the optical anisotropy ( ⁇ n) is high. Do you get it.
  • the present invention includes a mixture of the composition of Use Example 1 and the composition of Use Example 2 in addition to the composition of Use Example.
  • the invention also includes a mixture prepared by mixing at least two of the compositions of the use examples.
  • the compounds in the use examples are represented by symbols based on the definitions in Table 3 below. In Table 3, the configuration for 1,4-cyclohexylene is trans. In the usage examples, the number in parentheses after the symbol indicates the chemical formula to which the compound belongs.
  • the symbol (-) means a liquid crystal compound different from the compounds (1) to (15).
  • the ratio (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive.
  • the liquid crystal compound of the present invention has good physical properties. Liquid crystal compositions containing this compound can be widely used for liquid crystal display devices used for personal computers, televisions and the like.

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Abstract

課題は、熱や光に対する高い安定性、高い透明点(または高い上限温度)、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との良好な相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、この組成物を含む液晶表示素子を提供することである。 手段は、式(1)で表される化合物、この化合物を含有する液晶組成物、この組成物を含む液晶表示素子である。 式(1)において、Rは、水素、アルキルなどであり;環A、A、およびAは独立して、1,4-フェニレン、式(A)で表される環などであり、少なくとも1つの環は式(A)で表される環であり;Z、ZおよびZは独立して、単結合、-C≡C-などであり;L、L、およびLは独立して、水素、フッ素などであり;aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、aとbの和は0、1、2、または3である。

Description

ベンゾチアゾール環とCF2O結合基とを有する液晶性化合物、液晶組成物、および液晶表示素子
本発明は、液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、ベンゾチアゾール環とCFO結合基とを有する液晶性化合物、この化合物を含有し、ネマチック相を有する液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。
 液晶表示素子は、パソコン、テレビなどのディスプレイに広く利用されている。この素子は、液晶性化合物の光学異方性、誘電率異方性などの物性を利用したものである。液晶表示素子の動作モードとしては、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、BTN(bistable twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、FFS(fringe field switching)、PSA(polymer sustained alignment)などのモードがある。PSAモードの素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になる。
 このような液晶表示素子では、適切な物性を有する液晶組成物が使われている。素子の特性をさらに向上させるには、この組成物に含まれる液晶性化合物が、次の(1)から(8)で示す物性を有するのが好ましい。(1)熱や光に対する高い安定性、(2)高い透明点、(3)液晶相の低い下限温度、(4)小さな粘度(η)、(5)適切な光学異方性(Δn)、(6)大きな誘電率異方性(Δε)、(7)適切な弾性定数(K)、(8)他の液晶性化合物との良好な相溶性。
 液晶性化合物の物性が素子の特性に及ぼす効果は、次のとおりである。(1)のように、熱や光に対する高い安定性を有する化合物は、素子の電圧保持率を上げる。これによって、素子の寿命が長くなる。(2)のように、高い透明点を有する化合物は、素子の使用可能な温度範囲を広げる。(3)のように、ネマチック相、スメクチック相などのような液晶相の低い下限温度、特にネマチック相の低い下限温度を有する化合物も、素子の使用可能な温度範囲を広げる。(4)のように、粘度の小さな化合物は、素子の応答時間を短くする。
 素子の設計に応じて、(5)のように適切な光学異方性、すなわち大きな光学異方性または小さな光学異方性、を有する化合物が必要である。素子のセルギャップを小さくすることにより応答時間を短くする場合には、大きな光学異方性を有する化合物が適している。(6)のように大きな誘電率異方性を有する化合物は、素子のしきい値電圧を下げる。これによって、素子の消費電力が小さくなる。一方、小さな誘電率異方性を有する化合物は、組成物の粘度を下げることによって、素子の応答時間を短くする。この化合物は、ネマチック相の上限温度を上げることによって素子の使用可能な温度範囲を広げる。
 (7)に関しては、大きな弾性定数を有する化合物は、素子の応答時間を短くする。小さな弾性定数を有する化合物は、素子のしきい値電圧を下げる。したがって、向上させたい特性に応じて適切な弾性定数が必要になる。(8)のように他の液晶性化合物との良好な相溶性を有する化合物が好ましい。これは、異なった物性を有する液晶性化合物を混合して、組成物の物性を調節するからである。

 これまでに、大きな誘電率異方性を有する液晶性化合物が種々合成されてきた。大きな光学異方性を有する液晶性化合物も種々合成されてきた。新規な化合物には、従来の化合物にはない良好な物性が期待されるからである。新規な化合物が組成物における少なくとも2つの物性に適切なバランスを付与することもあるからである。このような状況から、上記の物性(1)から(8)に関して良好な物性と適切なバランスを有する化合物が望まれている。
 特許文献1の段落0054には、下記の化合物が記載されている。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
特開2001-3053号公報 国際公開第1996/011897号
 第一の課題は、熱や光に対する高い安定性、高い透明点(またはネマチック相の高い上限温度)、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との良好な相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物を提供することである。類似の化合物と比較して、大きな誘電率異方性を有する化合物を提供することである。第二の課題は、この化合物を含有し、熱や光に対する高い安定性、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、適切な弾性定数などの物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。この課題は、少なくとも2つの物性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。第三の課題は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、小さなフリッカ率、および長い寿命を有する液晶表示素子を提供することである。
 本発明は、式(1)で表される化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013

式(1)において、
 Rは、水素または炭素数1から15のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-または-S-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、1,2-シクロプロピレン、1,3-シクロペンチレン、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり、環A、A、およびAにおいて、少なくとも1つの環は式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり;

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014

およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、-OCF-、または-CF=CF-であり;
、L、およびLは独立して、水素、塩素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
 aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、aとbの和は0、1、2、または3である。
 第一の長所は、熱や光に対する高い安定性、高い透明点(またはネマチック相の高い上限温度)、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との良好な相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物を提供することである。類似の化合物と比較して、大きな誘電率異方性を有する化合物を提供することである。第二の長所は、この化合物を含有し、熱や光に対する高い安定性、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、適切な弾性定数などの物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。この長所は、少なくとも2つの物性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。第三の長所は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、小さなフリッカ率、および長い寿命を有する液晶表示素子を提供することである。
 この明細書における用語の使い方は、次のとおりである。「液晶性化合物」、「液晶組成物」、および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「化合物」、「組成物」、および「素子」と略すことがある。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物、および液晶相を有しないが、上限温度、下限温度、粘度、誘電率異方性のような組成物の物性を調節する目的で添加する化合物の総称である。この化合物は、1,4-シクロヘキシレンや1,4-フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状(rod like)である。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性ではない。
 液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この組成物に、物性をさらに調整する目的で添加物が添加される。重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、および消泡剤のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物や添加物は、このような手順で混合される。液晶性化合物の割合(含有量)は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。添加物の割合(添加量)は、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて算出される。重量百万分率(ppm)が用いられることもある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。
「透明点」は、液晶性化合物における液晶相-等方相の転移温度である。「液晶相の下限温度」は、液晶性化合物における固体-液晶相(スメクチック相、ネマチック相など)の転移温度である。「ネマチック相の上限温度」は、液晶性化合物と母液晶との混合物または液晶組成物におけるネマチック相-等方相の転移温度であり、「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。組成物や素子では、経時変化試験(加速劣化試験を含む)の前後で特性が検討されることがある。
 式(1)で表される化合物を化合物(1)と略すことがある。式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を化合物(1)と略すことがある。「化合物(1)」は、式(1)で表される1つの化合物、2つの化合物の混合物、または3つ以上の化合物の混合物を意味する。これらのルールは、他の式で表される化合物についても適用される。式(1)から(15)において、六角形で囲んだA、B、Cなどの記号はそれぞれ環A、環B、環Cなどの環に対応する。六角形は、シクロヘキサンやベンゼンのような六員環を表す。六角形がナフタレンのような縮合環や、アダマンタンのような架橋環を表すことがある。
 成分化合物の化学式において、末端基R11の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の2つのR11が表す2つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物(2)のR11がエチルであり、化合物(3)のR11がエチルであるケースがある。化合物(2)のR11がエチルであり、化合物(3)のR11がプロピルであるケースもある。このルールは、R12、R13、Z11などの記号にも適用される。化合物(8)において、iが2のとき、2つの環Dが存在する。この化合物において2つの環Dが表す2つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。iが2より大きいとき、任意の2つの環Dにも適用される。このルールは、他の記号にも適用される。
 「少なくとも1つの‘A’」の表現は、‘A’の数が任意であることを意味する。「少なくとも1つの‘A’は、‘B’で置き換えられてもよい」の表現は、‘A’の数が1つのとき、‘A’の位置は任意であり、‘A’の数が2つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できることを意味する。このルールは、「少なくとも1つの‘A’が、‘B’で置き換えられた」の表現にも適用される。「少なくとも1つの‘A’が、‘B’、‘C’、または‘D’で置き換えられてもよい」という表現は、任意の‘A’が‘B’で置き換えられた場合、任意の‘A’が‘C’で置き換えられた場合、および任意の‘A’が‘D’で置き換えられた場合、さらに複数の‘A’が‘B’、‘C’、および/または‘D’の少なくとも2つで置き換えられた場合を含むことを意味する。例えば、「少なくとも1つの-CH-が-O-または-CH=CH-で置き換えられてもよいアルキル」には、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する2つの-CH-が-O-で置き換えられて、-O-O-のようになることは好ましくない。アルキルなどにおいて、メチル部分(-CH-H)の-CH-が-O-で置き換えられて-O-Hになることも好ましくない。
 「R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい」の表現が使われることがある。この表現において、「これらの基において」は、文言どおりに解釈してよい。この表現では、「これらの基」は、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルケニルオキシなどを意味する。すなわち、「これらの基」は、「これらの基において」の用語よりも前に記載された基の総てを表す。この常識的な解釈は、「これらの一価基において」や「これらの二価基において」の用語にも適用される。例えば、「これらの一価基」は、「これらの一価基において」の用語よりも前に記載された基の総てを表す。
 ハロゲンはフッ素、塩素、臭素、およびヨウ素を意味する。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。液晶性化合物のアルキルは直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、一般的に分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。1,4-シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。2-フルオロ-1,4-フェニレンは、下記の2つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き(L)であってもよいし、右向き(R)であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン-2,5-ジイルのような、環から水素を2つ除くことによって生成した非対称な二価基にも適用される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
 本発明は、下記の項などである。
項1. 式(1)で表される化合物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016

式(1)において、
は、水素または炭素数1から15のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-または-S-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、1,2-シクロプロピレン、1,3-シクロペンチレン、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり、環A、A、およびAにおいて、少なくとも1つの環は式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり;

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017

およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、-OCF-、または-CF=CF-であり;
、L、およびLは独立して、水素、塩素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
 aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、aとbの和は0、1、2、または3である。
項2. 式(1A)から(1E)で表される、項1に記載の化合物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018

式(1A)から(1E)において、
は、水素、炭素数1から15のアルキル、炭素数1から14のアルコキシ、炭素数2から15のアルケニル、炭素数2から14のアルケニルオキシ、炭素数1から14のアルキルチオ、または炭素数2から14のアルケニルチオであり;
環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、1,2-シクロプロピレン、1,3-シクロペンチレン、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり、環A、A、およびAにおいて、少なくとも1つの環は式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり;

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019

およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、-OCF-、または-CF=CF-であり;
、L、およびLは独立して、水素、塩素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFである。
項3. 式(1A-1)から(1E-4)で表される、項1に記載の化合物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020

式(1A-1)から(1E-4)において、
は、炭素数1から15のアルキル、炭素数1から14のアルコキシ、炭素数2から15のアルケニル、または炭素数2から14のアルケニルオキシであり;
環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、または-OCF-であり;
、L、およびLは独立して、水素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFである。
項4. 項3に記載の式(1A-1)から(1E-4)において、Rが、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、炭素数2から9のアルケニル、または炭素数2から9のアルケニルオキシであり、環Aが、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、1,3-ジフルオロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり、環AおよびAが独立して、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、1,3-ジフルオロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり、ZおよびZが独立して、単結合、-C≡C-、-CHCH-、-CHO-、または-OCH-であり、Lが、フッ素、OCFまたはCFであり、LおよびLが独立して、水素またはフッ素である、項3に記載の化合物。
項5. 式(1A-1a)から(1E-4a)で表される、項1に記載の化合物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021

式(1A-1a)から(1E-4a)において、
は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、炭素数2から10のアルケニル、または炭素数2から9のアルケニルオキシであり、;
は、水素、フッ素、OCFまたはCFであり、LおよびLが独立して、水素またはフッ素であり、L、L、およびLにおいて、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
、Y、Y、Y、Y、およびYは独立して、水素またはフッ素である。
項6. 項5に記載の式(1A-1a)から(1E-4a)において、L、L、およびLがフッ素である、項5に記載の化合物。
項7. 式(1A-1b)から(1C-3c)で表される、項1に記載の化合物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022

式(1A-1b)から(1C-3c)において、
は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、炭素数2から10のアルケニル、または炭素数2から9のアルケニルオキシであり、;
は、水素、フッ素、OCFまたはCFであり、LおよびLが独立して、水素またはフッ素であり、L、L、およびLにおいて、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
、Y、Y、およびYは独立して、水素またはフッ素である。
項8. 項7に記載の式(1A-1b)から(1C-3c)において、L、L、およびLがフッ素である、項7に記載の化合物。
項9. 項1から8のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1つ含有する液晶組成物。
項10. 式(2)から(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項9に記載の液晶組成物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023

式(2)から(4)において、
 R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
 環B、環B、環B、および環Bは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
 Z11、Z12、およびZ13は独立して、単結合、-COO-、-CHCH-、-CH=CH-、または-C≡C-である。
項11. 式(5)から(7)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項9または10に記載の液晶組成物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024

式(5)から(7)において、
 R13は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
 X11は、フッ素、塩素、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、または-OCF2CHFCF3であり;
 環C、環C、および環Cは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
 Z14、Z15、およびZ16は独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、または-(CH-であり;
 L11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。
項12. 式(8)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項9から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025

式(8)において、
 R14は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
 X12は-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nであり;
 環Dは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
 Z17は、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、または-C≡C-であり;
 L13およびL14は独立して、水素またはフッ素であり;
 iは、1、2、3、または4である。
項13. 式(11)から(19)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項9から12のいずれか1項に記載の液晶組成物。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026

式(11)から(19)において、
 R15、R16、およびR17は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、そしてR17は、水素またはフッ素であってもよく;
 環E、環E、環E、および環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはデカヒドロナフタレン-2,6-ジイルであり;
 環Eおよび環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン,テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはデカヒドロナフタレン-2,6-ジイルであり;
 Z18、Z19、Z20、およびZ21は独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFOCHCH-、または-OCFCHCH-であり;
 L15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
 S11は、水素またはメチルであり;
 Xは、-CHF-または-CF-であり;
 j、k、m、n、p、q、r、およびsは独立して、0または1であり、k、m、n、およびpの和は、1または2であり、q、r、およびsの和は、0、1、2、または3であり、tは、1、2、または3である。
項14. 重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、および消泡剤の群から選択された少なくとも1つの添加物をさらに含有する、項9から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項15. 項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を含む液晶表示素子。
項16. 項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物をカプセルに内包させることを特徴とする、項15に記載の液晶表示素子。
項17. 項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を2D-3D間スイッチングに利用されるレンズに使用することを特徴とする、項15に記載の液晶表示素子。
 本発明は、次の項をも含む。(a)重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、および消泡剤の群から選択された、1つ、2つ、または少なくとも3つの添加物をさらに含有する、上記の組成物。(b)ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が0.07以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が2以上である、上記の液晶組成物。(c)液晶表示素子の動作モードが、TNモード、ECBモード、OCBモード、IPSモード、VAモード、FFSモード、またはFPAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス(AM)方式である、上記の液晶表示素子。
 化合物(1)の態様、化合物(1)の合成法、液晶組成物、および液晶表示素子について、順に説明する。
1.化合物(1)の態様
 本発明の化合物(1)は、ベンゾチアゾール環およびCFO結合基を有する。化合物(1)は、類似の化合物と比較して、大きな誘電率異方性を有するという特徴がある。化合物(1)の好ましい例について説明をする。化合物(1)における末端基R、環A、A、およびA、結合基ZおよびZ、および置換基L、L、およびLの好ましい例は、化合物(1)の下位式にも適用される。化合物(1)において、これらの基を適切に組み合わせることによって、物性を任意に調整することが可能である。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物(1)は、H(重水素)、13Cなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。なお、化合物(1)の記号の定義は、項1に記載したとおりである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
 式(1)において、Rは、水素または炭素数1から15のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-または-S-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよい。
 Rの例は、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキルチオ、アルキルチオアルキル、アルケニルチオ、アルケニルチオアルキル、およびアルキルチオアルケニルである。好ましいRは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、またはアルコキシアルケニルである。さらに好ましいRは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、またはアルケニルオキシである。特に好ましいRは、アルキルまたはアルケニルである。最も好ましいRは、アルキルである。
 好ましいアルキルは、-CH、-C、-C、-C、-C11、-C13、または-C15である。
 好ましいアルコキシは、-OCH、-OC、-OC、-OC、-OC11、-OC13、または-OC15である。
 好ましいアルコキシアルキルは、-CHOCH、-CHOC、-CHOC、-(CH-OCH、-(CH-OC、-(CH-OC、-(CH-OCH、-(CH-OCH、または-(CH-OCHである。
 好ましいアルケニルは、-CH=CH、-CH=CHCH、-CHCH=CH、-CH=CHC、-CHCH=CHCH、-(CH-CH=CH、-CH=CHC、-CHCH=CHC、-(CH-CH=CHCH、または-(CH-CH=CHである。
 好ましいアルケニルオキシは、-OCHCH=CH、-OCHCH=CHCH、または-OCHCH=CHCである。
 好ましいRは、水素、-CH、-C、-C、-C、-C11、-C13、-OCH、-OC、-OC、-OC、-OC11、-CHOCH、-CH=CH、-CH=CHCH、-(CH-CH=CH、-CHCH=CHC、-(CH-CH=CHCH、-OCHCH=CH、-OCHCH=CHCH、または-OCHCH=CHCである。さらに好ましいRは、-C、-C、-C11、-C13、-(CH-CH=CH、-(CH-CH=CHCHである。
 Rが直鎖であるときは、液晶相の温度範囲が広く、そして粘度が小さい。Rが分岐鎖であるときは、他の液晶性化合物との相溶性が良好である。Rが光学活性である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、液晶表示素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン(reverse twisted domain)を防止することができる。Rが光学活性でない化合物は、組成物の成分として有用である。Rがアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、小さい粘度、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。
 アルケニルにおける-CH=CH-の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。-CH=CHCH、-CH=CHC、-CH=CHC、-CH=CHC、-CCH=CHCH、および-CCH=CHCのような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。-CHCH=CHCH、-CHCH=CHC、および-CHCH=CHCのような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327、に詳細な説明がある。
 式(1)において、環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、1,2-シクロプロピレン、1,3-シクロペンチレン、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり、環A、A、およびAにおいて、少なくとも1つの環は式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
 好ましい環A、A、またはAは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,3,5-トリフルオロ-1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた式(A)で表される環である。さらに好ましい環Aまたは環Aは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、または式(A)で表される環である。特に好ましい環Aまたは環Aは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、または式(A)で表される環である。
 環A、A、またはAが1,4-シクロヘキシレンであるときは、透明点が高く、粘度が小さい。環A、A、またはAが1,4-フェニレンであるとき、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレンであるときは、光学異方性が大きく、そして配向秩序パラメーター(orientational order parameter)が比較的大きい。環A、A、またはAが少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、または式(A)で表される環であるときは、誘電率異方性が大きい。
 式(1)において、ZおよびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、-OCF-、または-CF=CF-である。
 好ましいZおよびZは、単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CFO-、または-OCF-である。さらに好ましいZおよびZは、単結合、-C≡C-、または-CFO-である。特に好ましいZおよびZは、単結合または-C≡C-である。最も好ましいZおよびZは、単結合である。
 ZおよびZが単結合であるときは、化学的安定性が高く、そして粘度が小さい。ZおよびZが-C≡C-であるときは、光学異方性が大きい。 
 式(1)において、
、L、およびLは独立して、水素、塩素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFである。
、LおよびLがフッ素、OCFおよびCFの組み合わせであるときは、誘電率異方性が大きい。Lがフッ素、OCFまたはCFであるときは、特に誘電率異方性が大きい。L、LおよびLがフッ素であるときは、特に誘電率異方性が大きい。
 式(1)において、aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、aとbの和は0、1、2、または3である。
 aとbの和が0であるときは、粘度が小さい。aとbの和が2または3であるときは、透明点が高い。
 好ましい化合物(1)の例は、項2に記載した化合物(1A)から(1E)である。より好ましい化合物(1)の例は、項3に記載された化合物(1A-1)から(1E-4)である。最も好ましい化合物(1)の例は、項5に記載された化合物(1A-1a)から(1E-4a)および、項7に記載された化合物(1A-1b)から(1C-3c)である。
 化合物(1A-1a)および(1A-2a)は、熱や光に対する高い安定性および小さな粘度という観点から好ましい。化合物(1B-1a)から(1C-3a)は、高い透明点および良好な相溶性という観点から好ましい。化合物(1D-1a)から(1E-4a)は、高い透明点および大きな光学異方性という観点から好ましい。
2.化合物(1)の合成
 化合物(1)の合成法を説明する。化合物(1)は、有機合成化学の方法を適切に組み合わせることによって合成できる。必要とする末端基、環および結合基を出発物に導入する方法は、「オーガニック・シンセシス」(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.)、「オーガニック・リアクションズ」(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc.)、「コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス」(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、「新実験化学講座」(丸善)などの成書に記載されている。
2-1.結合基Zの生成
 結合基ZからZを生成する方法に関して、最初にスキームを示す。次に、方法(1)から(11)でスキームに記載した反応を説明する。このスキームにおいて、MSG(またはMSG)は少なくとも1つの環を有する1価の有機基である。スキームで用いた複数のMSG(またはMSG)が表わす一価の有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物(1A)から(1J)は化合物(1)に相当する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
(1)単結合の生成
 公知の方法で合成されるアリールホウ酸(31)とハロゲン化物(32)とを、炭酸塩およびテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物(1A)を合成する。この化合物(1A)は、公知の方法で合成されるハロゲン化物(33)にn-ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムのような触媒の存在下でハロゲン化物(32)を反応させることによっても合成される。
(2)-COO-の生成
 ハロゲン化物(33)にn-ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸(34)を得る。公知の方法で合成される化合物(35)とカルボン酸(34)とをDCC(1,3-ジシクロヘキシルカルボジイミド)とDMAP(4-ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させて化合物(1B)を合成する。
(3)-CFO-の生成
 化合物(1B)をローソン試薬のような硫黄化剤で処理してチオノエステル(36)を得る。チオノエステル(36)をフッ化水素ピリジン錯体とNBS(N-ブロモスクシンイミド)でフッ素化し、化合物(1C)を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992,827.を参照。化合物(1C)はチオノエステル(36)をDAST((ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド)でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。Peer. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480. に記載の方法によってこの結合基を生成させることも可能である。
(4)-CH=CH-の生成
 ハロゲン化物(32)をn-ブチルリチウムで処理した後、DMF(N,N-ジメチルホルムアミド)などのホルムアミドと反応させてアルデヒド(38)を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩(37)をカリウムt-ブトキシドのような塩基で処理してリンイリドを発生させる。このリンイリドをアルデヒド(38)に反応させて化合物(1D)を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
(5)-CHCH-の生成
 化合物(1D)をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物(1E)を合成する。
(6)-(CH-の生成
 ホスホニウム塩(37)の代わりにホスホニウム塩(39)を用い、方法(4)の方法に従って-(CH-CH=CH-を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物(1F)を合成する。
(7)-CHCH=CHCH-の生成
 ホスホニウム塩(37)の代わりにホスホニウム塩(40)を、アルデヒド(38)の代わりにアルデヒド(41)を用い、方法(4)の方法に従って化合物(1G)を合成する。反応条件によってはトランス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりトランス体をシス体に異性化する。
(8)-C≡C-の生成
 ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、ハロゲン化物(33)に2-メチル-3-ブチン-2-オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物(42)を得る。ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物(42)をハロゲン化物(32)と反応させて、化合物(1H)を合成する。
(9)-CF=CF-の生成
 ハロゲン化物(33)をn-ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物(43)を得る。ハロゲン化物(32)をn-ブチルリチウムで処理したあと化合物(43)と反応させて化合物(1I)を合成する。
(10)-OCH-の生成
 アルデヒド(38)を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物(44)を得る。化合物(44)を臭化水素酸などで臭素化して臭化物(45)を得る。炭酸カリウムなどの塩基存在下で、臭化物(45)を化合物(46)と反応させて化合物(1J)を合成する。
(11)-CFCF-の生成
 J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414. に記載された方法に従い、ジケトン(-COCO-)をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して-(CF-を有する化合物を得る。
2-2.環A、A、およびAの生成
 1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンのような環に関しては出発物が市販されているか、または生成法がよく知られている。テトラヒドロピラン-2,5-ジイルの生成については特開2013-241397号公報の段落0084から0107を参照のこと。1,3-ジオキサン-2,5-ジイルの生成については特開2009-132927号公報の段落0096から0119を参照のこと。ピリミジン-2,5-ジイルおよびピリジン-2,5-ジイルの生成については国際公開第2010/047260号公報の段落0086から0094を参照のこと。
2-3.化合物(1)を合成する方法
 化合物(1)を合成する方法の例は、次のとおりである。公知化合物であるアニリン(51)に硫酸およびチオシアン酸ナトリウムを作用させ、塩化スルフリルと反応させてアミノベンゾチアゾール(52)を得る。アミノベンゾチアゾール(52)にリン酸、亜硝酸ナトリウム、および次亜リン酸を作用させベンゾチアゾール(53)を得る。ベンゾチアゾール(53)と公知の方法により合成される臭化物(54)を、炭酸カリウム、トリフェニルホスフィン、酢酸パラジウム、および酢酸銅(II)一水和物の存在下で反応させて化合物(1)を合成する。これらの化合物において、R、環Aなどの記号の定義は、項1に記載した記号の定義と同一である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
3.液晶組成物
3-1.成分化合物
 本発明の液晶組成物について説明をする。この組成物は、少なくとも1つの化合物(1)を成分Aとして含む。この組成物は、2つまたは3つ以上の化合物(1)を含んでもよい。組成物の成分が化合物(1)のみであってもよい。組成物は、化合物(1)の少なくとも1つを1重量%から99重量%の範囲で含有することが、優良な物性を発現させるために好ましい。誘電率異方性が正である組成物において、化合物(1)の好ましい含有量は5重量%から60重量%の範囲である。誘電率異方性が負である組成物において、化合物(1)の好ましい含有量は30重量%以下である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032



 この組成物は、化合物(1)を成分Aとして含有し、表1に示す成分B、C、D、およびEから選択された液晶性化合物をさらに含有することが好ましい。この組成物を調製するときには、誘電率異方性の正負と大きさとを考慮して成分B、C、D、およびEを選択することが好ましい。この組成物は、化合物(1)から(8)および化合物(11)から(19)とは異なる液晶性化合物を含んでもよい。この組成物は、そのような液晶性化合物を含まなくてもよい。
 成分Bは、2つの末端基がアルキルなどである化合物である。成分Bの好ましい例として、化合物(2-1)から(2-11)、化合物(3-1)から(3-19)、および化合物(4-1)から(4-7)を挙げることができる。これらの化合物において、R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
 成分Bは、小さな誘電率異方性を有する。成分Bは中性に近い。化合物(2)は、粘度を下げるまたは光学異方性を調整する効果がある。化合物(3)および(4)は、上限温度を上げることによってネマチック相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する効果がある。
 成分Bの含有量を増加させるにつれて組成物の粘度は小さくなるが誘電率異方性が小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが好ましい。IPS、VAなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Bの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上である。
 成分Cは、右末端にハロゲンまたはフッ素含有基を有する化合物である。成分Cの好ましい例として、化合物(5-1)から(5-16)、化合物(6-1)から(6-116)、化合物(7-1)から(7-59)を挙げることができる。これらの化合物において、R13は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。X11は、フッ素、塩素、-OCF、-OCHF、-CF、-CHF、-CHF、-OCFCHF、または-OCFCHFCFである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
 成分Cは、誘電率異方性が正であり、熱や光に対する安定性が非常に良好であるので、IPS、FFS、OCBなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Cの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて1重量%から99重量%の範囲が適しており、好ましくは10重量%から97重量%の範囲、さらに好ましくは40重量%から95重量%の範囲である。成分Cを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Cの含有量は30重量%以下が好ましい。成分Cを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧-透過率曲線を調整することが可能となる。
 成分Dは、右末端基が-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nである化合物(8)である。成分Dの好ましい例として、化合物(8-1)から(8-64)を挙げることができる。これらの化合物において、R14は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。X12は-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042
 成分Dは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいので、TNなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。この成分Dを添加することにより、組成物の誘電率異方性を上げることができる。成分Dは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学異方性を調整する、という効果がある。成分Dは、素子の電圧-透過率曲線の調整にも有用である。
 TNなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Dの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて1重量%から99重量%の範囲が適しており、好ましくは10重量%から97重量%の範囲、さらに好ましくは40重量%から95重量%の範囲である。成分Dを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Dの含有量は30重量%以下が好ましい。成分Dを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧-透過率曲線を調整することが可能となる。
 成分Eは、化合物(11)から(19)である。これらの化合物は、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレンのように、ラテラル位が2つのハロゲンで置換されたフェニレンを有する。成分Eの好ましい例として、化合物(11-1)から(11-9)、化合物(12-1)から(12-19)、化合物(13-1)および(13-2)、化合物(14-1)から(14-3)、化合物(15-1)から(15-3)、化合物(16-1)から(16-11)、化合物(17-1)から(17-3)、化合物(18-1)から(18-3)、および化合物(19-1)を挙げることができる。これらの化合物において、R15、R16、およびR17は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、そしてR17は、水素またはフッ素であってもよいい。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
 成分Eは、誘電率異方性が負に大きい。成分Eは、IPS、VA、PSAなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Eの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が負に大きくなるが、粘度が大きくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は少ないほうが好ましい。誘電率異方性が-5程度であることを考慮すると、充分な電圧駆動をさせるには、含有量が40重量%以上であることが好ましい。
 成分Eのうち、化合物(11)は二環化合物であるので、粘度を下げる、光学異方性を調整する、または誘電率異方性を上げる効果がある。化合物(12)および(13)は三環化合物であり、化合物(14)は四環化合物であるので、上限温度を上げる、光学異方性を上げる、または誘電率異方性を上げるという効果がある。化合物(15)から(19)は、誘電率異方性を上げるという効果がある。
 IPS、VA、PSAなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Eの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは40重量%以上であり、さらに好ましくは50重量%から95重量%の範囲である。成分Eを誘電率異方性が正である組成物に添加する場合は、成分Eの含有量は30重量%以下が好ましい。成分Eを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧-透過率曲線を調整することが可能となる。
 化合物(1)に成分B、C、D、およびEを適切に組み合わせることによって熱や光に対する高い安定性、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性(すなわち、大きな光学異方性または小さな光学異方性)、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、適切な弾性定数(すなわち、大きな弾性定数または小さな弾性定数)などの物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を調製することができる。このような組成物を含む素子は、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、小さなフリッカ率、および長い寿命を有する。
 素子を長時間使用すると、表示画面にフリッカ(flicker)が発生することがある。フリッカ率(%)は、(|正の電圧を印加したときの輝度-負の電圧を印加したときの輝度|)/平均輝度)×100、によって表すことができる。フリッカ率が0%から1%の範囲である素子は、素子を長時間使用しても、表示画面にフリッカ(flicker)が発生しにくい。このフリッカは、画像の焼き付きに関連し、交流で駆動させる際に正フレームの電位と負フレームの電位との間に差が生じることによって発生すると推定される。化合物(1)を含有する組成物は、フリッカの発生を低減させるのにも有用である。
3-2.添加物
 液晶組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。用途に応じて、この組成物に添加物を添加してよい。添加物の例は、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、消泡剤などである。このような添加物は当業者によく知られており、文献に記載されている。
 PSA(polymer sustained alignment;高分子支持配向)モードを有する液晶表示素子では、組成物が重合体を含有する。重合性化合物は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加される。電極間に電圧を印加した状態で紫外線を照射して、重合性化合物を重合させることによって、組成物の中に重合体を生成させる。この方法によって、適切なプレチルトが達成されるので、応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善された素子が作製される。
 重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物(オキシラン、オキセタン)、およびビニルケトンである。さらに好ましい例は、少なくとも1つのアクリロイルオキシを有する化合物および少なくとも1つのメタクリロイルオキシを有する化合物である。さらに好ましい例には、アクリロイルオキシとメタクリロイルオキシの両方を有する化合物も含まれる。
 さらに好ましい例は、化合物(M-1)から(M-18)である。これらの化合物において、R25からR31は独立して、水素またはメチルであり;R32、R33、およびR34は独立して、水素または炭素数1から5のアルキルであり、R32、R33、およびR34の少なくとも1つは炭素数1から5のアルキルであり;v、w、およびxは独立して、0または1であり;uおよびyは独立して、1から10の整数である。L21からL26は独立して、水素またはフッ素であり;L27およびL28は独立して、水素、フッ素、またはメチルである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045
 重合性化合物は、重合開始剤を添加することによって、速やかに重合させることができる。反応条件を最適化することによって、残存する重合性化合物の量を減少させることができる。光ラジカル重合開始剤の例は、BASF社のダロキュアシリーズからTPO、1173、および4265であり、イルガキュアシリーズから184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、および2959である。
 光ラジカル重合開始剤の追加例は、4-メトキシフェニル-2,4-ビス(トリクロロメチル)トリアジン、2-(4-ブトキシスチリル)-5-トリクロロメチル-1,3,4-オキサジアゾール、9-フェニルアクリジン、9,10-ベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール混合物、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、2,4-ジエチルキサントン/p-ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン/メチルトリエタノールアミン混合物である。
 液晶組成物に光ラジカル重合開始剤を添加したあと、電場を印加した状態で紫外線を照射することによって重合を行うことができる。しかし、未反応の重合開始剤または重合開始剤の分解生成物は、素子に画像の焼き付きなどの表示不良を引き起こすかもしれない。これを防ぐために重合開始剤を添加しないまま光重合を行ってもよい。照射する光の好ましい波長は150nmから500nmの範囲である。さらに好ましい波長は250nmから450nmの範囲であり、最も好ましい波長は300nmから400nmの範囲である。
 重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、4-t-ブチルカテコール、4-メトキシフェノール、フェノチアジンなどである。
 光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐ、という効果を有する。光学活性化合物を添加することによって、らせんピッチを調整することができる。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で2つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物(Op-1)から(Op-18)を挙げることができる。化合物(Op-18)において、環Jは1,4-シクロヘキシレンまたは1,4-フェニレンであり、R28は炭素数1から10のアルキルである。*印は不斉炭素を表す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
 酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい例として、下記の化合物(AO-1)および(AO-2);Irganox415、Irganox565、Irganox1010、Irganox1035、Irganox3114、およびIrganox1098(商品名;BASF社)を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などであり、具体例として下記の化合物(AO-3)および(AO-4);Tinuvin329、TinuvinP、Tinuvin326、Tinuvin234、Tinuvin213、Tinuvin400、Tinuvin328、およびTinuvin99-2(商品名;BASF社);および1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)を挙げることができる。
 立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物(AO-5)、(AO-6)、(AO-7)、(AO-8)、および(AO-9);Tinuvin144、Tinuvin765、Tinuvin770DF、Tinuvin780(商品名;BASF社);LA-52、LA-57、LA-77Y、およびLA-77G(商品名;ADEKA社)を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてIrgafos168(商品名;BASF社)を挙げることができる。GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
 化合物(AO-1)において、R40は炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、-COOR41、または-CHCHCOOR41であり、ここでR41は炭素数1から20のアルキルである。化合物(AO-2)および(AO-5)において、R42は炭素数1から20のアルキルである。化合物(AO-5)において、R43は水素、メチルまたはO(酸素ラジカル)であり;環Gは1,4-シクロヘキシレンまたは1,4-フェニレンであり;化合物(AO-7)および(AO-8)において、環Gは1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレンであり;化合物(AO-5)、(AO-7)、および(AO-8)において、zは、1、2、または3である。
4.液晶表示素子
 液晶組成物は、PC、TN、STN、OCB、PSAなどの動作モードを有し、アクティブマトリックス方式で駆動する液晶表示素子に使用できる。この組成物は、PC、TN、STN、OCB、VA、IPSなどの動作モードを有し、パッシブマトリクス方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらの素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。
 この組成物は、NCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子にも適しており、ここでは組成物がマイクロカプセル化されている。この組成物は、ポリマー分散型液晶表示素子(PDLCD)や、ポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)にも使用できる。これらの組成物においては、重合性化合物が多量に添加される。一方、重合性化合物の割合が液晶組成物の重量に基づいて10重量%以下であるとき、PSAモードの液晶表示素子が作製される。好ましい割合は0.1重量%から2重量%の範囲である。さらに好ましい割合は、0.2重量%から1.0重量%の範囲である。PSAモードの素子は、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリクス方式のような駆動方式で駆動させることができる。このような素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。
1.化合物(1)の実施例
 実施例により本発明をさらに詳しく説明する。実施例は典型的な例であるので、本発明は実施例によって制限されない。化合物(1)は、下記の手順により合成した。合成した化合物は、NMR分析などの方法により同定した。化合物や組成物の物性、および素子の特性は、下記の方法により測定した。
 NMR分析:測定には、ブルカーバイオスピン社製のDRX-500を用いた。H-NMRの測定では、試料をCDClなどの重水素化溶媒に溶解させ、室温、500MHz、積算回数16回の条件で測定した。テトラメチルシランを内部標準として用いた。19F-NMRの測定では、CFClを内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sextはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。
 ガスクロマト分析:測定には、島津製作所製のGC-2010型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB-1(長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム(1mL/分)を用いた。試料気化室の温度を300℃、検出器(FID)の温度を300℃に設定した。試料はアセトンに溶解して、1重量%の溶液となるように調製し、得られた溶液1μlを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のGCSolutionシステムなどを用いた。
 ガスクロマトグラフ質量分析:測定には、島津製作所製のQP-2010Ultra型ガスクロマトグラフ質量分析計を用いた。カラムは、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB-1(長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム(1ml/分)を用いた。試料気化室の温度を300℃、イオン源の温度を200℃、イオン化電圧を70eV、エミッション電流を150uAに設定した。試料はアセトンに溶解して、1重量%の溶液となるように調製し、得られた溶液1μlを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のGCMSsolutionシステムを用いた。
 HPLC分析:測定には、島津製作所製のProminence(LC-20AD;SPD-20A)を用いた。カラムはワイエムシー製のYMC-Pack ODS-A(長さ150mm、内径4.6mm、粒子径5μm)を用いた。溶出液はアセトニトリルと水を適宜混合して用いた。検出器としてはUV検出器、RI検出器、CORONA検出器などを適宜用いた。UV検出器を用いた場合、検出波長は254nmとした。試料はアセトニトリルに溶解して、0.1重量%の溶液となるように調製し、この溶液1μLを試料室に導入した。記録計としては島津製作所製のC-R7Aplusを用いた。
 紫外可視分光分析:測定には、島津製作所製のPharmaSpec UV-1700用いた。検出波長は190nmから700nmとした。試料はアセトニトリルに溶解して、0.01mmol/Lの溶液となるように調製し、石英セル(光路長1cm)に入れて測定した。
 測定試料:相構造および転移温度(透明点、融点、重合開始温度など)を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。ネマチック相の上限温度、粘度、光学異方性、誘電率異方性などの物性を測定するときには、化合物と母液晶との混合物を試料として用いた。
 化合物を母液晶と混合した試料を用いた場合は、次の等式によって外挿値を算出し、この値を記載した。〈外挿値〉=(100×〈試料の測定値〉-〈母液晶の重量%〉×〈母液晶の測定値〉)/〈化合物の重量%〉.
 母液晶(A):化合物の誘電率異方性がゼロまたは正であるときは、下記の母液晶(A)を用いた。各成分の割合を、重量%で表した。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048
 化合物と母液晶(A)との割合は、15重量%:85重量%にした。この割合で結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出した場合、化合物と母液晶(A)との割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更をしていき、結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出しなくなった割合で試料を測定した。なお、特に断りのない限り、化合物と母液晶(A)との割合は、15重量%:85重量%であった。
 測定方法:物性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会(JEITA;Japan Electronics and Information Technology Industries Association)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED-2521B)に記載されている。これを修飾した方法も用いた。測定に用いたTN素子には、薄膜トランジスタ(TFT)を取り付けなかった。
(1)相構造:偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP-52型ホットステージ)に試料を置いた。この試料を、3℃/分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。
(2)転移温度(℃):測定には、パーキンエルマー社製の走査熱量計、Diamond DSCシステムまたはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製の高感度示差走査熱量計、X-DSC7000を用いた。試料は、3℃/分の速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピークまたは発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物の融点、重合開始温度もこの装置を使って測定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相などの液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。
 結晶はCと表した。結晶を二種類に区別できる場合は、それぞれをCまたはCと表した。スメクチック相はS、ネマチック相はNと表した。スメクチックA相、スメクチックB相、スメクチックC相、およびスメクチックF相のような相の区別がつく場合は、それぞれS、S、S、およびSと表した。液体(アイソトロピック)はIと表した。転移温度は、例えば、「C 50.0 N 100.0 I」のように表記した。これは、結晶からネマチック相への転移温度が50.0℃であり、ネマチック相から液体への転移温度が100.0℃であることを示す。
(3)化合物の相溶性:化合物の割合が、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、または1重量%となるように母液晶と化合物とを混合した試料を調製した。試料をガラス瓶に入れ、-20℃または-30℃の冷凍庫で一定期間保管した。試料のネマチック相が維持されたか、または結晶(またはスメクチック相)が析出したかを観察した。ネマチック相が維持される条件を相溶性の尺度として用いた。必要に応じて化合物の割合や冷凍庫の温度を変更することもある。
(4)ネマチック相の上限温度(TNIまたはNI;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。試料が化合物(1)と母液晶との混合物であるときは、TNIの記号で示した。試料が化合物(1)と、化合物(2)から化合物(15)から選択された化合物との混合物であるときは、NIの記号で示した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
(5)ネマチック相の下限温度(T;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、および-40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が-20℃ではネマチック相のままであり、-30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、Tを<-20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
(6)粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s):測定には東京計器株式会社製のE型回転粘度計を用いた。
(7)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s):測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が0°であり、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5μmであるTN素子に試料を入れた。この素子に16Vから19.5Vまで0.5V毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の等式(8)とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。
(8)光学異方性(屈折率異方性;25℃で測定;Δn):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率(n∥)は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性(Δn)の値は、Δn=n∥-n⊥、の等式から計算した。
(9)誘電率異方性(Δε;25℃で測定):2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、そしてツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(10V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε∥)を測定した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε∥-ε⊥、の等式から計算した。
(10)弾性定数(K;25℃で測定;pN):測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のHP4284A型LCRメータを用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmである水平配向素子に試料を入れた。この素子に0Vから20Vの電荷を印加し、静電容量(C)と印加電圧(V)を測定した。これらの測定値を「液晶デバイスハンドブックク」(日刊工業新聞社)、75頁にある等式(2.98)、等式(2.101)を用いてフィッティングし、等式(2.99)からK11およびK33の値を得た。次に171頁にある等式(3.18)に、先ほど求めたK11およびK33の値を用いてK22を算出した。弾性定数Kは、このようにして求めたK11、K22、およびK33の平均値で表した。
(11)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が0.45/Δn(μm)であり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧(32Hz、矩形波)は0Vから10Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧-透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が90%になったときの電圧で表した。
(12)電圧保持率(VHR-1;25℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmであった。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子に25℃でパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。
(13)電圧保持率(VHR-2;80℃で測定;%):25℃の代わりに、80℃で測定した以外は、上記の方法で電圧保持率を測定した。得られた結果をVHR-2の記号で示した。
(14)比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm):電極を備えた容器に試料1.0mLを注入した。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の等式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。
(15)応答時間(τ;25℃で測定;ms):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5.0μmであり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に矩形波(60Hz、5V、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%であるとみなした。立ち上がり時間(τr:rise time;ミリ秒)は、透過率が90%から10%に変化するのに要した時間であった。立ち下がり時間(τf:fall time;ミリ秒)は透過率10%から90%に変化するのに要した時間であった。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。
(16)フリッカ率(25℃で測定;%):測定には横河電機(株)製のマルチメディアディスプレイテスタ3298Fを用いた。光源はLEDであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.5μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のFFS素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に電圧を印加し、素子を透過した光量が最大になる電圧を測定した。この電圧を素子に印加しながらセンサ部を素子に近づけ、表示されたフリッカ率を読み取った。
 原料:ソルミックス(登録商標)A-11は、エタノール(85.5%)、メタノール(13.4%)とイソプロパノール(1.1%)の混合物であり、日本アルコール販売(株)から入手した。
[合成例1]
化合物(1-3-7)の合成

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
第1工程
 窒素雰囲気下、市販化合物(S-1)(10.0g、74.0mmol)およびクロロベンゼン(70ml)を反応器に入れて攪拌した。そこへ硫酸(3.99g、40.7mmol)を、20℃以下を維持してゆっくりと加えた。次にチオシアン酸ナトリウム(6.60g、81.4mmol)を加え、100℃で3時間攪拌した。さらに、塩化スルフリル(13.4g、99.1mmol)を50℃以下で加え、50℃で2時間攪拌した。反応混合物を水へ注ぎ込み、この溶液を減圧下で濃縮し、クロロベンゼンを留去した。残渣を10℃に冷却し、アンモニア水を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を水で洗浄し、この溶液を減圧下で濃縮した。残渣をエタノールに溶解し、活性炭を加えて攪拌した。この溶液をろ過した後、減圧下で濃縮して、化合物(S-2)(14.1g、収率99%)を得た。
第2工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-2)(14.2g、74.0mmol)、リン酸(284ml)を反応器に入れて、-5℃で撹拌した。そこへ、亜硝酸ナトリウム(30.6g、444mmol)を水(99.6ml)に溶解した水溶液を加え、-5℃を維持して2時間攪拌した。さらに、次亜リン酸(213ml)を-5℃にて加え、室温まで昇温した後12時間攪拌した。反応混合物を水へ注ぎ込み、炭酸ナトリウムで中和した。水層を酢酸エチルで抽出し、合わせた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/酢酸エチル=10/1、体積比)で精製して、化合物(S-3)(5.21g、収率39.7%)を得た。
第3工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-3)(2.50g、14.1mmol)、既知の方法で合成した化合物(S-4)(6.58g、16.9mmol)、酢酸パラジウム(42.2mg、0.19mmol)、酢酸銅一水和物(0.751g、3.76mmol)、炭酸カリウム(3.90g、28.2mmol)、トリフェニルホスフィン(1.85g、7.05mmol)およびトルエン(38ml)を反応器に入れて、12時間加熱還流した。反応混合物をろ過した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/酢酸エチル=20/1、体積比)および、再結晶(2-プロパノール/酢酸エチル=10:1、体積比)で精製して、化合物(1-3-7)(3.48g、収率50.8%)を得た。
 H-NMR(ppm;CDCl3):δ8.01(d,J=8.40Hz,1H)、7.75-7.69(m,3H)、7.38(dd,J=8.38Hz,J=1.65Hz,1H)、7.03-6.96(m,2H)、2.76(t,J=7.45Hz,2H)、1.77-1.68(m,2H)、0.98(t,J=7.45Hz,3H).
 転移温度:C 80.5 I.
 上限温度(TNI)=49.7℃;誘電率異方性(Δε)=33.9;光学異方性(Δn)=0.1837.
[合成例2]
化合物(1-7-5)の合成

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000050
第1工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-5)(7.00g、23.3mmol)、既知の方法で合成された化合物(S-6)(9.66g、22.2mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.54g、1.33mmol)、炭酸カリウム(9.65g、69.8mmol)、テトラブチルアンモニウムトリブロミド(2.14g、6.65mmol)、1-プロパノール(28ml)、およびトルエン(56ml)を反応器に入れて、17時間加熱還流した。反応混合物をろ過した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/トルエン=4/1、体積比)で精製して、化合物(S-7)(6.75g、収率63.0%)を得た。
第2工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-3)(1.50g、8.46mmol)、化合物(S-7)(5.00g、10.3mmol)、酢酸パラジウム(20.0mg、0.09mmol)、酢酸銅一水和物(0.35g、1.75mmol)、炭酸カリウム(2.39g、17.3mmol)、トリフェニルホスフィン(1.11g、4.23mmol)およびトルエン(74ml)を反応器に入れて、7時間加熱還流した。反応混合物をろ過した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/トルエン=1/1、体積比)および、再結晶(ヘプタン/トルエン=4:1、体積比)で精製して、化合物(1-7-5)(3.32g、収率61.6%)を得た。
 H-NMR(ppm;CDCl3):δ8.00(d,J=8.35Hz,1H)、7.98-7.93(m,2H)、7.74(s, 1H)、7.56(t, J=7.80Hz,1H)、7.36(dd,J=8.30Hz,J=1.55Hz,1H)、7.32-7.25(m,2H)、7.04-6.97(m,2H)、2.75(t,J=7.50Hz,2H)、1.76-1.70(m,2H)、0.99(t,J=7.35Hz,3H).
 転移温度:C 104 S 154 N 198 I.
 上限温度(TNI)=134℃;誘電率異方性(Δε)=38.8;光学異方性(Δn)=0.2570.
[合成例3]
化合物(1-7-25)の合成

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051
第1工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-2)と同様にして合成した化合物(S-8)(28.7g、103mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(PTSA)(62.6g、329mmol)およびアセトニトリル(453ml)を反応器に入れ、0℃で撹拌した。そこへ、亜硝酸ナトリウム(14.2g、206mmol)およびヨウ化カリウム(42.7g、257mmol)を水(150ml)に溶解した水溶液を加え、0℃を維持して30分攪拌し、室温まで昇温した後7時間攪拌した。反応混合物を水へ注ぎ込み、炭酸水素ナトリウムで中和した。水層をトルエンで抽出し、合わせた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン)で精製して、化合物(S-9)(20.3g、収率59.6%)を得た。
第2工程
 窒素雰囲気下、市販化合物(S-5)(25.0g、83.1mmol)、市販化合物(S-10)(8.98g、91.4mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(0.583g、0.831mmol)、ヨウ化銅(I)(0.158g、0.831mmol)、およびトリエチルアミン(175ml)を反応器に入れて、室温で2時間攪拌した。反応混合物をろ過した後、減圧下で濃縮した。残渣にトルエンを加え、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン)で精製して、化合物(S-11)(22.5g、収率99.9%)を得た。
第3工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-11)(22.5g、83.1mmol)、ジクロロメタン(113ml)、およびメタノール(113ml)を反応器に入れ、10℃で撹拌した。そこへ、炭酸カリウム(13.8g、99.7mmol)を加え、室温で2時間攪拌した。反応混合物を水へ注ぎ込み、1N-HCl水溶液で中和した。水層を酢酸エチルで抽出し、合わせた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン)で精製して、化合物(S-12)(15.2g、収率91.7%)を得た。
第4工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-9)(4.00g、12.1mmol)、化合物(S-12)(4.81g、24.2mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(0.170g、0.241mmol)、ヨウ化銅(I)(0.0459g、0.241mmol)、ジクロロメタン(26ml)、およびトリエチルアミン(13ml)を反応器に入れて、1時間加熱還流した。反応混合物をろ過した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/トルエン=2/1、体積比)および、再結晶(ソルミックスA-11)で精製して、化合物(S-13)(3.01g、収率61.9%)を得た。
第5工程
 窒素雰囲気下、化合物(S-13)(0.439g、1.09mmol)、既知の方法で合成された化合物(S-6)(0.500g、1.15mmol)、Pd-132(4.64mg、6.55μmol)、炭酸カリウム(0.241g、1.75mmol)、テトラブチルアンモニウムトリブロミド(0.106g、0.328mmol)、ソルミックスA-11(0.44ml)、水(0.88ml)、およびトルエン(2.6ml)を反応器に入れて、1時間加熱還流した。反応混合物をろ過した後、反応混合物を水へ注ぎ込み、水層をトルエンで抽出し、合わせた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/トルエン=1/1、体積比)および、再結晶(ヘプタン)で精製して、化合物(1-7-25)(0.400g、収率58.0%)を得た。
 H-NMR(ppm;CDCl3):δ8.00(d,J=8.40Hz,1H)、7.69(s,1H)、7.54(dd,J=8.15Hz,J=1.35Hz,1H)、7.51-7.44(m,2H)、7.38(dd,J=8.35Hz,J=1.65Hz,1H)、7.31-7.22(m,2H)、7.04-6.97(m,2H)、2.77(t,J=7.60Hz,2H)、1.74-1.66(m,2H)、1.41-1.28(m,4H)、0.91(t,J=6.85Hz,3H).
[比較例1]
物性の比較
 比較化合物として下記の化合物(C-1)を選んだ。この化合物の環は全て1,4-フェニレンまたは少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレンであり、この点で本発明の化合物とは異なるからである。この化合物は国際公開第1996/011897号に記載された方法に従って合成した。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052
 H-NMR(ppm;CDCl3):δ7.54(d,J=8.10Hz,2H)、7.52-7.46(m,2H)、7.42(d,J=12.2Hz,2H)、7.34-7.25(m,3H)、7.04-6.95(m,2H)、2.65(t,J=7.45Hz,2H)、1.77-1.64(m,2H)、0.98(t,J=7.35Hz,3H).
 転移温度:C 79.4 SA 82.3 N 128 I.
 上限温度(TNI)=96.4℃;誘電率異方性(Δε)=34.0;光学異方性(Δn)=0.210.
表2

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000053
 合成例1で得られた化合物(1-7-5)と比較化合物(C-1)の物性を表2にまとめた。表1から、化合物(1-7-5)は、上限温度(TNI)が高く、誘電率異方性(Δε)が高く、光学異方性(Δn)が高い点で良好であることが分かった。
2.化合物(1)の合成
 化合物(1)は、上に記載した「2.化合物(1)の合成」および合成例に従って合成する。このような化合物の例として、以下に示す化合物(1-1-1)から(1-13-64)を挙げることができる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000054

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000055

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000056

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000057

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000058

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000059

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000060

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000061

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000062

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000063

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000064

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000065

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Figure JPOXMLDOC01-appb-I000100

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Figure JPOXMLDOC01-appb-I000103

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000104

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2.組成物の実施例
 実施例により本発明をさらに詳しく説明する。実施例は典型的な例であるので、本発明は実施例によって制限されない。例えば、本発明は、使用例の組成物に加えて、使用例1の組成物と使用例2の組成物との混合物を含む。本発明は、使用例の組成物の少なくとも2つを混合することによって調製した混合物をも含む。使用例における化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号により表した。表3において、1,4-シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。使用例において記号の後にあるかっこ内の番号は、化合物が属する化学式を表す。(-)の記号は、化合物(1)から(15)とは異なる液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)である。最後に、組成物の物性値をまとめた。物性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を(外挿することなく)そのまま記載した。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000108
[使用例1]
3-btaB(F,F)XB(F,F)-F (1-3-7)    5%

1-BB-3               (2-8)      6%
1-BB-5               (2-8)      7%
2-BTB-1              (2-10)     3%
3-HHB-1              (3-1)      7%
3-HHB-3              (3-1)     13%
3-HHB-O1             (3-1)      4%
3-HHB-F              (6-1)      5%
2-HHB(F)-F           (6-2)      6%
3-HHB(F)-F           (6-2)      6%
5-HHB(F)-F           (6-2)      6%
3-HHB(F,F)-F         (6-3)      6%
3-HHEB-F             (6-10)     5%
5-HHEB-F             (6-10)     4%
2-HB-C               (8-1)      5%
3-HB-C               (8-1)     12%
 NI=95.1℃;η=20.1mPa・s;Δn=0.112;Δε=6.4.
[使用例2]
3-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-5)    3%

3-HH-4               (2-1)     10%
5-HB-O2              (2-5)      5%
7-HB-1               (2-5)      4%
5-HBB(F)B-2          (4-5)      4%
5-HBB(F)B-3          (4-5)      5%
3-HB-CL              (5-2)     12%
3-HHB(F,F)-F         (6-3)      4%
3-HBB(F,F)-F         (6-24)    28%
5-HBB(F,F)-F         (6-24)    25%
 NI=70.9℃;η=22.5mPa・s;Δn=0.117;Δε=6.8.
[使用例3]
5-btaTB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-25)   7%

1V2-HH-1             (2-1)      3%
1V2-HH-3             (2-1)      4%
7-HB(F,F)-F          (5-4)      3%
2-HHB(F)-F           (6-2)      8%
3-HHB(F)-F           (6-2)      7%
5-HHB(F)-F           (6-2)      9%
2-HBB-F              (6-22)     4%
3-HBB-F              (6-22)     3%
5-HBB-F              (6-22)     4%
2-HBB(F)-F           (6-23)     9%
3-HBB(F)-F           (6-23)     9%
5-HBB(F)-F           (6-23)    15%
3-HBB(F,F)-F         (6-24)     5%
5-HBB(F,F)-F         (6-24)    10%
[使用例4]
3-btaB(F,F)XB(F,F)-F (1-3-7)    6%
3-btaTB(F,F)XB(F,F)-F(1-3-23)   4%

2-HH-3               (2-1)      4%
3-HH-4               (2-1)      9%
1O1-HBBH-5           (4-1)      3%
5-HB-CL              (5-2)     13%
3-HHB-F              (6-1)      3%
3-HHB-CL             (6-1)      3%
4-HHB-CL             (6-1)      4%
3-HHB(F)-F           (6-2)      8%
4-HHB(F)-F           (6-2)      9%
5-HHB(F)-F           (6-2)      8%
7-HHB(F)-F           (6-2)      8%
5-HBB(F)-F           (6-23)     4%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      2%
4-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
5-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
3-HH2BB(F,F)-F       (7-15)     3%
4-HH2BB(F,F)-F       (7-15)     3%
[使用例5]
5-btaB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (1-5-14)   6%

V-HBB-2              (3-4)     11%
1O1-HBBH-4           (4-1)      4%
1O1-HBBH-5           (4-1)      5%
3-HHB(F,F)-F         (6-3)      8%
3-H2HB(F,F)-F        (6-15)     7%
4-H2HB(F,F)-F        (6-15)     6%
5-H2HB(F,F)-F        (6-15)     7%
3-HBB(F,F)-F         (6-24)    10%
5-HBB(F,F)-F         (6-24)    18%
3-H2BB(F,F)-F        (6-27)     8%
5-HHBB(F,F)-F        (7-6)      4%
3-HH2BB(F,F)-F       (7-15)     3%
5-HHEBB-F            (7-17)     3%
[使用例6]
5-btaTB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (1-5-42)   4%

5-HBBH-3             (4-1)      3%
3-HB(F)BH-3          (4-2)      3%
5-HB-F               (5-2)      8%
6-HB-F               (5-2)      8%
7-HB-F               (5-2)      7%
2-HHB-OCF3           (6-1)      6%
3-HHB-OCF3           (6-1)      6%
4-HHB-OCF3           (6-1)      8%
5-HHB-OCF3           (6-1)      5%
3-HHB(F,F)-OCF2H     (6-3)      5%
3-HHB(F,F)-OCF3      (6-3)      5%
3-HH2B-OCF3          (6-4)      4%
5-HH2B-OCF3          (6-4)      5%
3-HH2B(F)-F          (6-5)      3%
3-HBB(F)-F           (6-23)    10%
5-HBB(F)-F           (6-23)    10%
[使用例7]
V2-BbtaXB(F,F)-F     (1-3-43)   5%

2-HH-5               (2-1)      4%
3-HH-4               (2-1)      4%
5-B(F)BB-2           (3-8)      5%
5-HB-CL              (5-2)      8%
3-HHB(F,F)-F         (6-3)      8%
3-HHEB(F,F)-F        (6-12)    10%
4-HHEB(F,F)-F        (6-12)     5%
5-HHEB(F,F)-F        (6-12)     3%
3-HBB(F,F)-F         (6-24)    16%
5-HBB(F,F)-F         (6-24)    18%
2-HBEB(F,F)-F        (6-39)     3%
3-HBEB(F,F)-F        (6-39)     4%
5-HBEB(F,F)-F        (6-39)     3%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      4%
[使用例8]
4O-btaTB(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-3-22)   8%

V2-HHB-1             (3-1)      5%
3-HB-CL              (5-2)      5%
5-HB-CL              (5-2)      4%
3-HHB-OCF3           (6-1)      5%
5-HHB(F)-F           (6-2)      5%
V-HHB(F)-F           (6-2)      4%
3-H2HB-OCF3          (6-13)     4%
5-H2HB(F,F)-F        (6-15)     5%
5-H4HB-OCF3          (6-19)    13%
5-H4HB(F,F)-F        (6-21)     7%
3-H4HB(F,F)-CF3      (6-21)     8%
5-H4HB(F,F)-CF3      (6-21)     8%
2-H2BB(F)-F          (6-26)     5%
3-H2BB(F)-F          (6-26)     8%
3-HBEB(F,F)-F        (6-39)     6%
[使用例9]
5-btaTB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-25)   6%
5-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-CF3
                     (1-7-19)   5%

3-HH-4               (2-1)      9%
3-HH-5               (2-1)      4%
3-HB-O2              (2-5)     12%
3-HHB-1              (3-1)      7%
3-HHB-O1             (3-1)      5%
5-HB-CL              (5-2)     15%
7-HB(F,F)-F          (5-4)      3%
2-HHB(F)-F           (6-2)      5%
3-HHB(F)-F           (6-2)      7%
5-HHB(F)-F           (6-2)      5%
3-HHB(F,F)-F         (6-3)      6%
3-H2HB(F,F)-F        (6-15)     6%
4-H2HB(F,F)-F        (6-15)     5%
[使用例10]
3-btaB(F,F)XB(F,F)-F (1-3-7)    5%
5-btaB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (1-5-14)   4%
5-btaTB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (1-5-42)   5%

3-HH-4               (2-1)      8%
3-HH-5               (2-1)      8%
3-HHB-1              (3-1)     11%
5-HB-CL              (5-2)      3%
7-HB(F)-F            (5-3)      6%
2-HHB(F,F)-F         (6-3)      4%
3-HHB(F,F)-F         (6-3)      4%
3-HHEB-F             (6-10)     8%
5-HHEB-F             (6-10)     7%
3-HHEB(F,F)-F        (6-12)     8%
4-HHEB(F,F)-F        (6-12)     4%
3-GHB(F,F)-F         (6-109)    4%
4-GHB(F,F)-F         (6-109)    5%
5-GHB(F,F)-F         (6-109)    6%
[使用例11]
3-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-5)    6%

3-HH-VFF             (2-1)      5%
5-HH-VFF             (2-1)     22%
2-BTB-1              (2-10)     9%
3-HHB-1              (3-1)      5%
VFF-HHB-1            (3-1)      8%
VFF2-HHB-1           (3-1)     10%
3-H2BTB-2            (3-17)     5%
3-H2BTB-3            (3-17)     4%
3-H2BTB-4            (3-17)     4%
3-HB-C               (8-1)     16%
1V2-BEB(F,F)-C       (8-15)     6%
 NI=86.7℃;η=18.2mPa・s;Δn=0.139;Δε=8.5.
[使用例12]
5-btaTB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-25)   4%

3-HH-V               (2-1)     33%
3-HH-V1              (2-1)      4%
5-HH-V               (2-1)      5%
3-HHB-1              (3-1)      4%
V-HHB-1              (3-1)      5%
2-BB(F)B-3           (3-6)      5%
3-HHEH-5             (3-13)     3%
1V2-BB―F             (5-1)      4%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F   (6-97)     8%
3-BB(2F,3F)XB(F,F)-F (6-114)    3%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
3-HBBXB(F,F)-F       (7-32)     4%
5-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-41)     5%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     4%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     3%
[使用例13]
3-btaTB(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-3-23)   3%

3-HH-V               (2-1)     29%
3-HH-V1              (2-1)      7%
V-HH-V1              (2-1)      6%
3-HHB-1              (3-1)      4%
V-HHB-1              (3-1)      5%
1-BB(F)B-2V          (3-6)      4%
3-HHEH-5             (3-13)     3%
1V2-BB―F             (5-1)      3%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F   (6-97)     5%
3-HHXB(F,F)-CF3      (6-100)    3%
3-GB(F,F)XB(F,F)-F   (6-113)    4%
3-GB(F)B(F,F)-F      (6-116)    4%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     6%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     4%
3-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-57)     4%
[使用例14]
3-btaTB(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-3-23)   4%
5-btaB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (1-5-14)   3%

3-HH-V               (2-1)     24%
3-HH-V1              (2-1)      5%
3-HHB-1              (3-1)      4%
V-HHB-1              (3-1)      5%
3-HBB-2              (3-4)      5%
V2-BB(F)B-1          (3-6)      5%
3-HHEH-3             (3-13)     4%
3-HHEH-5             (3-13)     3%
1V2-BB―F             (5-1)      3%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F   (6-97)     4%
3-GB(F,F)XB(F,F)-F   (6-113)    3%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
3-HBB(F,F)XB(F,F)-F  (7-38)     3%
3-BB(F)B(F,F)XB(F)-F (7-46)     4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     3%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     5%
3-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-57)     3%
4-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-57)     4%
5-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-57)     3%
[使用例15]
5-btaTB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (1-5-42)   5%

3-HH-V               (2-1)     30%
3-HH-V1              (2-1)      4%
3-HHB-1              (3-1)      5%
V-HHB-1              (3-1)      4%
V2-BB(F)B-1          (3-6)      4%
3-HHEH-5             (3-13)     3%
3-HHEBH-3            (4-6)      4%
1V2-BB―F             (5-1)      4%
3-BB(F)B(F,F)-F      (6-69)     3%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F   (6-97)     5%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
5-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-41)     4%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F
                     (7-56)     4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     4%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-47)     3%
2-dhBB(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-50)     2%
3-dhBB(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-50)     3%
3-GBB(F)B(F,F)-F     (7-55)     3%
4-GBB(F)B(F,F)-F     (7-55)     3%
[使用例16]
V2-BbtaXB(F,F)-F     (1-3-43)   3%

3-HH-V               (2-1)     32%
3-HH-V1              (2-1)      3%
3-HHB-1              (3-1)      4%
V-HHB-1              (3-1)      5%
V2-BB(F)B-1          (3-6)      4%
3-HHEH-5             (3-13)     3%
1V2-BB―F             (5-1)      4%
3-BB(F)B(F,F)-CF3    (6-69)     3%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F   (6-97)     5%
3-HHXB(F,F)-F        (6-100)    5%
3-GB(F,F)XB(F,F)-F   (6-113)    3%
3-GB(F)B(F)-F        (6-115)    3%
3-HHBB(F,F)-F        (7-6)      3%
5-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-41)     4%
3-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (7-57)     3%
3-GBB(F,F)XB(F,F)-F  (7-58)     3%
4-GBB(F,F)XB(F,F)-F  (7-58)     4%
5-GBB(F,F)XB(F,F)-F  (7-58)     3%
3-GB(F)B(F)B(F)-F    (7-59)     3%
[使用例17]
4O-btaTB(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-3-22)   4%

3-HH-4               (2-1)      6%
3-HB-O1              (2-5)     13%
3-HHB-1              (3-1)      5%
3-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    12%
5-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    11%
2-HHB(2F,3F)-1       (12-1)    12%
3-HHB(2F,3F)-1       (12-1)    12%
3-HHB(2F,3F)-O2      (12-1)    12%
5-HHB(2F,3F)-O2      (12-1)    13%
[使用例18]
5-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-CF3 (1-7-19)   3%

2-HH-5               (2-1)      3%
3-HH-4               (2-1)     12%
3-HH-5               (2-1)      4%
3-HB-O2              (2-5)     10%
3-HHB-1              (3-1)      3%
3-HHB-3              (3-1)      4%
3-HHB-O1             (3-1)      3%
3-H2B(2F,3F)-O2      (11-4)    14%
5-H2B(2F,3F)-O2      (11-4)    15%
2-HBB(2F,3F)-O2      (12-7)     4%
3-HBB(2F,3F)-O2      (12-7)    10%
5-HBB(2F,3F)-O2      (12-7)     9%
3-HHB(2F,3Cl)-O2     (12-12)    6%
[使用例19]
3-btaB(F,F)XB(F,F)-F (1-3-7)    6%

2-HH-3               (2-1)     18%
2-HH-5               (2-1)      4%
3-HH-4               (2-1)      8%
3-HB-O2              (2-5)      3%
1-BB-3               (2-8)      8%
3-HHB-1              (3-1)      5%
3-HHB-O1             (3-1)      3%
5-B(F)BB-2           (3-8)      3%
3-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     9%
5-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     5%
2-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    10%
3-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    18%
[使用例20]
3-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-5)    4%

2-HH-3               (2-1)     13%
5-HB-O2              (2-5)      5%
7-HB-1               (2-5)      8%
5-HBB(F)B-2          (4-5)     10%
5-HBB(F)B-3          (4-5)      9%
3-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    17%
5-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    16%
3-HHB(2F,3Cl)-O2     (12-12)    4%
4-HHB(2F,3Cl)-O2     (12-12)    4%
5-HHB(2F,3Cl)-O2     (12-12)    5%
3-HH1OCro(7F,8F)-5   (16-6)     5%
[使用例21]
5-btaTB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-25)   3%

3-HH-V               (2-1)     25%
1-BB-3               (2-8)      9%
3-HHB-1              (3-1)      8%
5-B(F)BB-2           (3-8)      7%
3-BB(2F,3F)-O2       (11-3)    14%
2-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    20%
3-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    14%
[使用例22]
3-btaTB(F,F)XB(F,F)-F(1-3-23)   4%

2-HH-3               (2-1)      6%
3-HH-V1              (2-1)      9%
4-HH-V               (2-1)      3%
1V2-HH-1             (2-1)      7%
1V2-HH-3             (2-1)      6%
3-HHB-1              (3-1)      3%
3-HHB-3              (3-1)      2%
3-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     8%
5-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     4%
3-H1OB(2F,3F)-O2     (11-5)     7%
3-HDhB(2F,3F)-O2     (12-3)     7%
2-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)     8%
3-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    15%
2-BB(2F,3F)B-3       (13-1)    11%
[使用例23]
5-btaB(F,F)XB(F)B(F,F)-F   (1-5-14)   6%

3-HH-4               (2-1)      5%
3-HH-VFF             (2-1)      4%
3-HB-O1              (2-5)     13%
1-BB-5               (2-8)      3%
3-HHB-1              (3-1)      6%
V-HB(2F,3F)-O2       (11-1)     4%
5-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    10%
2-HHB(2F,3F)-1       (12-1)    12%
3-HHB(2F,3F)-1       (12-1)    11%
3-HHB(2F,3F)-O2      (12-1)    13%
5-HHB(2F,3F)-O2      (12-1)    13%
[使用例24]
5-btaTB(F,F)XB(F)B(F,F)-F  (1-5-42)   5%

2-HH-3               (2-1)     15%
7-HB-1               (2-5)      8%
5-HB-O2              (2-5)      7%
5-HBB(F)B-2          (4-5)      9%
5-HBB(F)B-3          (4-5)     10%
3-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    11%
5-HB(2F,3F)-O2       (11-1)    11%
2-H1OB(2F,3F)-O2     (11-5)     3%
3-H1OB(2F,3F)-O2     (11-5)     3%
2O-B(2F,3F)B(F)-O2   (11-9)     3%
4O-B(2F,3F)B(F)-O2   (11-9)     4%
V-HHB(2F,3F)-O2      (12-1)     3%
V2-HHB(2F,3F)-O2     (12-1)     3%
5-HHB(2F,3Cl)-O2     (12-12)    2%
3-HH1OCro(7F,8F)-5   (16-6)     3%
[使用例25]
V2-BbtaXB(F,F)-F     (1-3-43)   3%

2-HH-5               (2-1)      3%
3-HH-4               (2-1)     14%
3-HH-5               (2-1)      3%
3-HB-O2              (2-5)     11%
3-HHB-1              (3-1)      3%
3-HHB-3              (3-1)      4%
3-HHB-O1             (3-1)      3%
3-DhB(2F,3F)-O2      (11-2)     4%
2-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     8%
5-H2B(2F,3F)-O2      (11-4)    10%
3-HH2B(2F,3F)-O2     (12-4)     3%
V-HBB(2F,3F)-O2      (12-7)     4%
3-HBB(2F,3F)-O2      (12-7)     9%
5-HBB(2F,3F)-O2      (12-7)     9%
3-HHB(2F,3Cl)-O2     (12-12)    5%
2O-B(2F,3F)B(F)H-3   (12-19)    4%
[使用例26]
4O-btaTB(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-3-22)   4%

2-HH-3               (2-1)      6%
3-HH-V1              (2-1)      9%
1V2-HH-1             (2-1)      7%
1V2-HH-3             (2-1)      7%
V-HHB-1              (3-1)      3%
V2-HHB-1             (3-1)      3%
3-HHB-1              (3-1)      3%
3-HHB-3              (3-1)      2%
V2-BB(2F,3F)-O2      (11-3)     3%
5-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     4%
3-H1OB(2F,3F)-O2     (11-5)     6%
3-HDhB(2F,3F)-O2     (12-3)     7%
3-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    18%
3-dhBB(2F,3F)-O2     (12-9)     3%
3-HchB(2F,3F)-O2     (12-18)    4%
2-BB(2F,3F)B-3       (13-1)    11%
[使用例27]
5-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-CF3
                     (1-7-19)   3%

2-HH-3               (2-1)     20%
3-HH-4               (2-1)      8%
3-HB-O2              (2-5)      2%
1-BB-3               (2-8)      5%
3-HHB-1              (3-1)      3%
3-HHB-O1             (3-1)      3%
V-HBB-2              (3-4)      4%
5-B(F)BB-2           (3-8)      3%
3-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     9%
5-BB(2F,3F)-O2       (11-3)     6%
2-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    13%
3-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    14%
3-HB(2F,3F)B-2       (13-2)     3%
V-HH2BB(2F,3F)-O2    (14-3)     4%
[使用例28]
3-btaB(F,F)XB(F,F)-F (1-3-7)    3%
3-btaB(F)B(F,F)XB(F,F)-F
                     (1-7-5)    3%

3-HH-V               (2-1)     24%
1-BB-3               (2-8)      7%
3-HHB-1              (3-1)      7%
5-B(F)BB-2           (3-8)      5%
3-BB(2F,3F)-O2       (11-3)    10%
2-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    18%
3-HH1OB(2F,3F)-O2    (12-5)    14%
5-HFLF4-3            (19-1)     5%
3-H2BBB(2F,3F)-O2    (14-1)     4%
 本発明の液晶性化合物は、良好な物性を有する。この化合物を含有する液晶組成物は、パソコン、テレビなどに用いる液晶表示素子に広く利用できる。

Claims (17)

  1.  式(1)で表される化合物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

     式(1)において、
    は、水素または炭素数1から15のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-または-S-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
    環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、1,2-シクロプロピレン、1,3-シクロペンチレン、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり、環A、A、およびAにおいて、少なくとも1つの環は式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり;

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、-OCF-、または-CF=CF-であり;
    、L、およびLは独立して、水素、塩素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
     aおよびbは独立して、0、1、2、または3であり、aとbの和は0、1、2、または3である。
  2.  式(1A)から(1E)で表される、請求項1に記載の化合物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

    式(1A)から(1E)において、
    は、水素、炭素数1から15のアルキル、炭素数1から14のアルコキシ、炭素数2から15のアルケニル、炭素数2から14のアルケニルオキシ、炭素数1から14のアルキルチオ、または炭素数2から14のアルケニルチオであり;
    環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、1,2-シクロプロピレン、1,3-シクロペンチレン、式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり、環A、A、およびAにおいて、少なくとも1つの環は式(A)で表される環、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた式(A)で表される環であり;

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、-OCF-、または-CF=CF-であり;
    、L、およびLは独立して、水素、塩素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFである。
  3.  式(1A-1)から(1E-4)で表される、請求項1に記載の化合物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

    式(1A-1)から(1E-4)において、
    は、炭素数1から15のアルキル、炭素数1から14のアルコキシ、炭素数2から15のアルケニル、または炭素数2から14のアルケニルオキシであり;
    環A、A、およびAは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CHO-、-OCH-、-CHS-、-SCH-、-CFO-、または-OCF-であり;
    、L、およびLは独立して、水素、フッ素、OCFまたはCFであるが、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFである。
  4. 請求項3に記載の式(1A-1)から(1E-4)において、Rが、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、炭素数2から10のアルケニル、または炭素数2から9のアルケニルオキシであり、環Aが、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、1,3-ジフルオロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり、環AおよびAが独立して、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、1,3-ジフルオロナフタレン-2,6-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり、ZおよびZが独立して、単結合、-C≡C-、-CHCH-、-CHO-、または-OCH-であり、Lが、フッ素、OCFまたはCFであり、LおよびLが独立して、水素またはフッ素である、請求項3に記載の化合物。
  5.  式(1A-1a)から(1E-4a)で表される、請求項1に記載の化合物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

    式(1A-1a)から(1E-4a)において、
    は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、炭素数2から10のアルケニル、または炭素数2から9のアルケニルオキシであり、;
    は、水素、フッ素、OCFまたはCFであり、LおよびLが独立して、水素またはフッ素であり、L、L、およびLにおいて、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
    、Y、Y、Y、Y、およびYは独立して、水素またはフッ素である。
  6.  請求項5に記載の式(1A-1a)から(1E-4a)において、L、L、およびLがフッ素である、請求項5に記載の化合物。
  7.  式(1A-1b)から(1C-3c)で表される、請求項1に記載の化合物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007

    式(1A-1b)から(1C-3c)において、
    は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、炭素数2から10のアルケニル、または炭素数2から9のアルケニルオキシであり、;
    は、水素、フッ素、OCFまたはCFであり、LおよびLが独立して、水素またはフッ素であり、L、L、およびLにおいて、少なくとも1つはフッ素、OCFまたはCFであり;
    、Y、Y、およびYは独立して、水素またはフッ素である。
  8.  請求項7に記載の式(1A-1b)から(1C-3c)において、L、L、およびLがフッ素である、請求項7に記載の化合物。
  9.  請求項1から8のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1つ含有する液晶組成物。
  10.  式(2)から(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項9に記載の液晶組成物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008

    式(2)から(4)において、
     R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
     環B、環B、環B、および環Bは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
     Z11、Z12、およびZ13は独立して、単結合、-COO-、-CHCH-、-CH=CH-、または-C≡C-である。
  11.  式(5)から(7)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項9または10に記載の液晶組成物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009

    式(5)から(7)において、
     R13は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
     X11は、フッ素、塩素、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、または-OCF2CHFCF3であり;
     環C、環C、および環Cは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
     Z14、Z15、およびZ16は独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、または-(CH-であり;
     L11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。
  12.  式(8)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項9から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010

    式(8)において、
     R14は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
     X12は-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nであり;
     環Dは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルであり;
     Z17は、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、または-C≡C-であり;
     L13およびL14は独立して、水素またはフッ素であり;
     iは、1、2、3、または4である。
  13.  式(11)から(19)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項9から12のいずれか1項に記載の液晶組成物。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011

    式(11)から(19)において、
     R15、R16、およびR17は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、そしてR17は、水素またはフッ素であってもよく;
     環E、環E、環E、および環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはデカヒドロナフタレン-2,6-ジイルであり;
     環Eおよび環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-フェニレン,テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、またはデカヒドロナフタレン-2,6-ジイルであり;
     Z18、Z19、Z20、およびZ21は独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFOCHCH-、または-OCFCHCH-であり;
     L15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
     S11は、水素またはメチルであり;
     Xは、-CHF-または-CF-であり;
     j、k、m、n、p、q、r、およびsは独立して、0または1であり、k、m、n、およびpの和は、1または2であり、q、r、およびsの和は、0、1、2、または3であり、tは、1、2、または3である。
  14.  重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、および消泡剤の群から選択された少なくとも1つの添加物をさらに含有する、請求項9から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  15.  請求項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を含む液晶表示素子。
  16.  請求項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物をカプセルに内包させることを特徴とする、請求項15に記載の液晶表示素子。
  17.  請求項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を2D-3D間スイッチングに利用されるレンズに使用することを特徴とする、請求項15に記載の液晶表示素子。
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