JP6398442B2 - 液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
(1)熱、光など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)適切な光学的異方性(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優れた相溶性
(9)短軸方向の大きな誘電率(ε⊥)
式(1)において、
R1は、炭素数1〜15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−CH2−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−(CH2)2−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
環A1、環A2、環A3、および環A4は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、クロマン−2,6−ジイル、2,3−ジヒドロ−1H−インデン−2,5−ジイルナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環に直接結合する少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
W1は、式(1a)または式(1b)で表される基であり;
式(1a)および式(1b)において、
Y1およびY2は独立して、フッ素または塩素であり、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素、フッ素または塩素であり、Y3、Y4、およびY5のうち少なくとも2つはフッ素または塩素であり;
式(1)において、
W2は、式(1c)または式(1d)で表される基であり;
式(1c)および式(1d)において、
L1、L2、L3、L4、およびL5は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
式(1)において、
W1が式(1a)、かつW2が式(1c)であるときは、環A1、環A2、環A3、および環A4のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;
X1は、フッ素、−C≡N、−N=C=S、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炭素数1〜10のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2〜10のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1〜9のアルコキシ、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炭素数2〜9のアルケニルオキシであり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は、0、1、2、または3であり;
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5は独立して、単結合または炭素数1〜6のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、1つまたは2つの−CH2CH2−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの二価基において、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;
aが1のときのZ1、bが1のときのZ2、cが1のときのZ3、dが1のときのZ4、およびZ5のうち少なくとも1つは、−CF2O−である。
式(1)において、
R1は、炭素数1〜15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−CH2−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−(CH2)2−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
環A1、環A2、環A3、および環A4は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、クロマン−2,6−ジイル、2,3−ジヒドロ−1H−インデン−2,5−ジイルナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環に直接結合する少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
W1は、式(1a)または式(1b)で表される基であり;
式(1a)および式(1b)において、
Y1およびY2は独立して、フッ素または塩素であり、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素、フッ素または塩素であり、Y3、Y4、およびY5のうち少なくとも2つはフッ素または塩素であり;
式(1)において、
W2は、式(1c)または式(1d)で表される基であり;
式(1c)および式(1d)において、
L1、L2、L3、L4、およびL5は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
式(1)において、
W1が式(1a)、かつW2が式(1c)であるときは、環A1、環A2、環A3、および環A4のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;
X1は、フッ素、−C≡N、−N=C=S、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炭素数1〜10のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2〜10のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1〜9のアルコキシ、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炭素数2〜9のアルケニルオキシであり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は、0、1、2、または3であり;
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5は独立して、単結合または炭素数1〜6のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、1つまたは2つの−CH2CH2−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの二価基において、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;
aが1のときのZ1、bが1のときのZ2、cが1のときのZ3、dが1のときのZ4、およびZ5のうち少なくとも1つは、−CF2O−である。
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)2COO−、−OCO(CH2)2−、−(CH2)2CF2O−、−OCF2(CH2)2−、−(CH2)3O−または−O(CH2)3−である、項1に記載の化合物。
式(1−1)〜(1−8)において、
R1は、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、または炭素数1〜9のアルコキシであり;
環A1、環A2、環A3、および環A4は独立して、1,4−シクロへキシレン、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1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;
W1は、式(1a)または式(1b)で表される基であり;
式(1a)および式(1b)において、
Y1およびY2はフッ素であり、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素またはフッ素であり、Y3、Y4、およびY5のうち少なくとも2つはフッ素であり;
式(1−1)〜(1−8)において、
W2は、式(1c)または式(1d)で表される基であり;
式(1c)および式(1d)において、
L1、L2、L3、L4、およびL5は独立して、水素またはフッ素であり;
式(1−1)〜(1−8)において、
W1が式(1a)、かつW2が式(1c)であるときは、環A1、環A2、環A3、および環A4のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)2COO−、−OCO(CH2)2−、−(CH2)2CF2O−、−OCF2(CH2)2−、−(CH2)3O−または−O(CH2)3−であり、Z1、Z2、Z3、Z4およびZ5のうち少なくとも1つは−CF2O−であり;
X1は、フッ素、−CF3、−CHF2、−OCF3、または−OCHF2である。
式(1−9)〜(1−29)において、
R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;
環A1、環A2、および環A3は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z1、Z2、Z3、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−であり、Z1、Z2、Z3、およびZ5のうち少なくとも1つは−CF2O−であり;
X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、Y1、Y2、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素またはフッ素である。
式(1−30)〜(1−54)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;環A1、環A2、および環A3は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z1、Z2、Z3、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−であり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、およびY5は独立して、水素またはフッ素である。
式(1−55)〜(1−78)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L2、L3、L5、L6、L7、L8、およびY5は、水素またはフッ素である。
式(1−79)〜(1−98)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L2およびL5は、水素またはフッ素である。
式(2)〜(4)において、
R11は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10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つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は−O−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B1、環B2、および環B3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、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;
Z11、Z12およびZ13は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、または−(CH2)4−であり;
L11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。
式(5)において、
R12は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて、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、少なくとも1つの−CH2−は−O−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C1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、2,5−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、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z14は、単結合、−CH2CH2−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または−CH2O−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。
式(6)〜(12)において、
R13およびR14は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10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−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
R15は、水素、フッ素、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10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−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、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;
S11は水素またはメチルであり;
Xは、−CF2−、−O−、または−CHF−であり;
環D1、環D2、環D3、および環D4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、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい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D5、および環D6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;
Z15、Z16、Z17、およびZ18は独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−CH2O−、−OCF2−、または−OCF2CH2CH2−であり;
L15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
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は独立して、1、2、または3である。
式(13)〜(15)において、
R16およびR17は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルまたはアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、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E1、環E2、環E3、および環E4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;
Z19、Z20、およびZ21は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、または−COO−である。
本発明の化合物(1)は、末端基として電子求引性の大きな極性基を有し、環として2位および3位の水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレン、あるいは3位、4位、および5位の水素のうち少なくとも2つがハロゲンで置き換えられたナフタレン−2,6−ジイルを有しているので、大きな誘電率異方性と、短軸方向の大きな誘電率を併せ持つという特徴を有する。本発明の化合物(1)の好ましい例について説明する。化合物(1)における末端基、環構造、結合基、および置換基の好ましい例は、化合物(1)の下位式にも適用される。
式(1)において、
R1は、炭素数1〜15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−CH2−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−(CH2)2−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
Y1およびY2は独立して、フッ素または塩素であり、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素、フッ素または塩素であり、Y3、Y4、およびY5のうち少なくとも2つはフッ素または塩素である。式(1a)においてY1およびY2の好ましい例は、Y1およびY2の両方がフッ素である、および一方がフッ素であり、他方が塩素である。Y1およびY2のさらに好ましい例は、Y1およびY2の両方がフッ素である。式(1b)においてY3、Y4、およびY5の好ましい例は、Y3、Y4、およびY5が全てフッ素である、Y3、Y4がフッ素でありY5が水素である、Y4、Y5がフッ素でありY3が水素である、Y3、Y4がフッ素でありY5が塩素である、およびY4、Y5がフッ素でありY3が塩素である。Y3、Y4、およびY5の更に好ましい例は、Y3、Y4、およびY5が全てフッ素である、およびY3、Y4がフッ素でありY5が水素である。
式(1c)および式(1d)において、
L1、L2、L3、L4、およびL5は独立して、水素、フッ素、または塩素である。式(1c)においてL1およびL2の好ましい例は、L1およびL2の両方がフッ素である、および一方がフッ素であり、他方が水素である、およびL1およびL2の両方が水素である。L1およびL2のさらに好ましい例は、L1およびL2の両方がフッ素である、および一方がフッ素であり、他方が水素である。式(1d)においてL3、L4、およびL5の好ましい例は、L3、L4、およびL5が全てフッ素である、L4、L5がフッ素でありL3が水素である、L3、L4がフッ素でありL5が水素である、L4がフッ素でありL3、およびL5が水素である、およびL3、L4、およびL5が全て水素である。L3、L4、およびL5の更に好ましい例は、L3、L4、およびL5が全てフッ素である、L3、L4がフッ素でありL5が水素である、およびL4がフッ素でありL3、およびL5が水素である。
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5は独立して、単結合または炭素数1〜6のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、1つまたは2つの−CH2CH2−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの二価基において、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;aが1のときのZ1、bが1のときのZ2、cが1のときのZ3、dが1のときのZ4、およびZ5のうち少なくとも1つは、−CF2O−である。
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5の好ましい例は、単結合、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)2COO−、−OCO(CH2)2−、−(CH2)2CF2O−、−OCF2(CH2)2−、−(CH2)3O−または−O(CH2)3−である。Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5のさらに好ましい例は、単結合、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−である。
化合物(1)において、R1、環A1〜環A4、W1、W2、L1〜L5、Y1〜Y5、Z1〜Z5、X1の種類、a、b、c、およびdの組合せを適切に選択することによって、透明点、光学的異方性、誘電率異方性などの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、2H(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。R1などの種類が化合物(1)の物性に及ぼす主要な効果を以下に説明する。
化合物(1)の好ましい例としては、式(1−1)〜(1−8)で表される化合物を挙げることができる。
式(1−1)〜(1−8)において、
R1は、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、または炭素数1〜9のアルコキシであり;
環A1、環A2、環A3、および環A4は独立して、1,4−シクロへキシレン、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1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;
W1は、式(1a)または式(1b)で表される基であり;
式(1a)〜(1b)において、
Y1およびY2はフッ素であり、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素またはフッ素であり、Y3、Y4、およびY5のうち少なくとも2つはフッ素であり;
式(1−1)〜(1−8)において、
W2は、式(1c)または式(1d)で表される基であり;
式(1a)〜(1b)において、
L1、L2、L3、L4、およびL5は独立して、水素またはフッ素であり;
式(1−1)〜(1−8)において、
Z1、Z2、Z3、Z4、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−CH2O−、−OCH2−、−(CH2)4−、−(CH2)2CF2O−、または−OCH2CF2O−であり、Z1、Z2、Z3、Z4およびZ5のうち少なくとも1つは−(CH2)2−、−CH2O−、−OCH2−、−(CH2)4−、−(CH2)2CF2O−、または−OCH2CF2O−であり;
X1は、フッ素、−CF3、−CHF2、−OCF3、または−OCHF2である。
化合物(1)のより好ましい例は、式(1−9)〜(1−29)で表される化合物である。
式(1−9)〜(1−29)において、
R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;
環A1、環A2、および環A3は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z1、Z2、Z3、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−であり、Z1、Z2、Z3、およびZ5のうち少なくとも1つは−CF2O−であり;
X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、Y1、Y2、Y3、Y4、およびY5は独立して、水素またはフッ素である。
式(1−30)〜(1−54)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;環A1、環A2、および環A3は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;Z1、Z2、Z3、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−でありであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、およびY5は独立して、水素またはフッ素である。
式(1−55)〜(1−78)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L2、L3、L5、L6、L7、L8、およびY5は、水素またはフッ素である。
式(1−79)〜(1−98)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L2およびL5は、水素またはフッ素である。
化合物(1)の合成法について説明する。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り合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、「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。
化合物(1)における結合基を生成する方法の例は、下記のスキームのとおりである。このスキームにおいて、MSG1(またはMSG2)は、少なくとも1つの環を有する一価の有機基である。複数のMSG1(またはMSG2)が表す一価の有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物(1A)〜(1G)は、化合物(1)または化合物(1)の中間体に相当する。
アリールホウ酸(21)と化合物(22)を、炭酸塩、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム触媒の存在下で反応させ、化合物(1A)を合成する。この化合物(1A)は、化合物(23)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)パラジウム触媒の存在下で化合物(22)を反応させても合成される。
化合物(22)をn−ブチルリチウム、次いでDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)と反応させてアルデヒド(24)を得る。ホスホニウム塩(25)とカリウムtert−ブトキシドを反応させて発生させたリンイリドを、アルデヒド(24)と反応させて化合物(26)を合成する。化合物(26)をパラジウム炭素触媒の存在下で水素化し、化合物(1B)を合成する。
化合物(24)を水素化ホウ素ナトリウムで還元して化合物(27)を得る。これを臭化水素酸で臭素化して化合物(28)を得る。炭酸カリウムの存在下、化合物(28)と化合物(29)を反応させて、化合物(1C)を合成する。この方法によって−CH2O−を有する化合物も合成する。
化合物(23)にn−ブチルリチウムを、次いで二酸化炭素を反応させ、カルボン酸(30)を得る。このカルボン酸(30)とフェノール(31)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−COO−を有する化合物(1D)を合成する。この方法によって−OCO−を有する化合物も合成する。
ホスホニウム塩(32)を用い、項(II)の方法に従って、化合物(1E)を合成する。
アルデヒド(34)に対して、ジエチルホスホノ酢酸エチルおよびカリウムtert−ブトキシドを作用させて化合物(35)を得る。化合物(35)をパラジウム炭素触媒の存在下で水素化し、化合物(36)を得たのち、加水分解する事によってカルボン酸(37)を得る。カルボン酸(37)とフェノール(31)とをDCCとDMAPの存在下で脱水させて化合物(1F)を合成する。
化合物(1F)をローソン試薬で硫黄化し、化合物(38)を得る。化合物(38)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、−(CH2)2CF2O−を有する化合物(1G)を合成する。化合物(1G)は、化合物(39)に対してジフルオロメチル化、臭素化、エーテル化、水素化を順次行うことによっても合成される。
フェノール(31)とブロモジフルオロ酢酸エチルとをNaHの存在下でエーテル化することによって化合物(43)を得る。次に水素化アルミニウムリチウムで還元し、アルコール(44)を得る。塩化パラトルエンスルホニルとDABCO(1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)を用いトシル化し化合物(45)を得た後に、炭酸カリウムの存在下、化合物(29)と化合物(45)を反応させて、化合物(1H)を合成する。
アルデヒド(46)を用い、項(III)の方法に従って、化合物(1I)を合成する。この方法によって−(CH2)3O−を有する化合物も合成する。
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、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、2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。
化合物(1)を合成する方法の例は、次のとおりである。これらの化合物において、R1、環A1〜環A4、Z1〜Z5、W1、W2、Y1〜Y5、L1〜L5、X1、a、b、c、およびdの定義は、前記の項1と同一である。
本発明の液晶組成物(1)について説明をする。この組成物(1)は、少なくとも1つの化合物(1)を成分Aとして含む。組成物(1)は、2つ以上の化合物(1)を含んでいてもよい。液晶性化合物の成分が化合物(1)のみであってもよい。組成物(1)は、化合物(1)の少なくとも1つを1〜99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5〜60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。組成物(1)は、化合物(1)と、本明細書中に記載しなかった種々の液晶性化合物とを含んでもよい。
組成物(1)は、PCモード、TNモード、STNモード、OCBモード、PSAモードなどの動作モードを有し、アクティブマトリックス(AM方式)で駆動する液晶表示素子に使用できる。組成物(1)は、PCモード、TNモード、STNモード、OCBモード、VAモード、IPSモードなどの動作モードを有し、パッシブマトリクス(PM)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AM方式およびPM方式の素子は、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。
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。化合物の物性は、下記に記載した方法により測定した。
測定には、ブルカーバイオスピン社製のDRX−500を用いた。1H−NMRの測定では、試料をCDCl3などの重水素化溶媒に溶解させ、室温で、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、CFCl3を内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。
相構造および転移温度を測定するときには、液晶性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、光学的異方性、誘電率異方性などの物性を測定するときには、化合物を母液晶に混合して調製した組成物を試料として用いた。
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(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;以下、JEITAと略す)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED−2521B)に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたTN素子には、TFTを取り付けなかった。
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)に試料を置き、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。
測定には、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計Diamond DSCシステム、またはエスエスアイ・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。3℃/分速度で昇降温し、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等方性液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。
化合物の割合が、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、および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、試料をガラス瓶に入れた。このガラス瓶を、−10℃または−20℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶またはスメクチック相が析出しているかどうか観察をした。
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。試料が化合物と母液晶との混合物であるときは、TNIの記号で示した。試料が化合物と成分Bなどとの混合物であるときは、NIの記号で示した。
ネマチック相を有する試料を0℃、−10℃、−20℃、−30℃、および−40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−20℃ではネマチック相のままであり、−30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、TCを≦−20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
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。
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の範囲で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頁の計算式(8)とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性の値は、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。
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。光学的異方性(Δn)の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。
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⊥、の式から計算した。
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0ボルトから20ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量(C)と印加電圧(V)の値を「液晶デバイスハンドブックク」(日刊工業新聞社)、75頁にある式(2.98)、式(2.101)を用いてフィッティングし、式(2.99)からK11およびK33の値を得た。次に171頁にある式(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。
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る。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が約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。
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である。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る。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。
電圧保持率(VHR−2)は、80℃で測定した以外はVHR−1と同様の方法で求めた。
ソルミックスA−11(商品名)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。
〔液晶性化合物の合成〕
[実施例1]化合物(1−2−48)の合成
反応器へ6−ブロモ−2−ナフタレンカルボン酸(T−1,東京化成工業(株)製)(25g,99.6mmol)、濃硫酸(5.4ml,99.6mmol)、およびメタノール(80ml)を入れた。この混合物を加熱還流下7時間攪拌した。室温まで冷却後、この反応混合物へ水を加え、ジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機層を水、炭酸ナトリウム、水、飽和食塩水の順で洗浄し、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することによって、化合物(T−2)(26.4g,99.6mmol)を得た。化合物(T−2)は精製せずに次の反応に用いた。
窒素雰囲気下、反応器へ水素化リチウムアルミニウム(5.67g,149.4mmol)とTHF(100ml)を入れて、氷冷した。そこへ、第1工程にて得られた(T−2)(26.4g,99.6mmol)とTHF(100ml)溶液を0℃から−10℃の温度範囲で滴下したのち、室温に戻しながらさらに2時間攪拌した。反応液を氷冷し、酢酸エチル(50ml)を0℃から−10℃の温度範囲で滴下したのち、2N−塩酸(300ml)に注ぎ、15分間撹拌した。分液したのち、水層を酢酸エチルにて抽出した。一緒にした有機層を水、飽和重曹水、水、および飽和食塩水の順で洗浄し、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、化合物(T−3)(23.6g,99.6mmol)を得た。化合物(T−3)は精製せずに次の反応に用いた。
窒素雰囲気下、反応器へ第2工程にて得られた化合物(T−3)(23.6g,99.6mmol)および塩化メチレン(250ml)を入れた。この溶液を0℃に冷却し、デスマーチンペルヨージナン(DMP;42.2g,99.6mmol)を3回に分けて加えた。室温に戻しながらさらに2時間攪拌した。反応混合物を飽和重曹水(300ml)へ注ぎ、濾過を行なったのち、濾液を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を水、亜硫酸ナトリウム水溶液、水、および飽和食塩水の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で精製して、化合物(T−4)(19.05g,81.0mmol;81%)を得た。
窒素雰囲気下、反応器へ減圧乾燥したエチルトリフェニルホスフォニウムブロミド(45.13g,121.56mmol)とTHF(150ml)を入れて、−30℃以下に冷却した。そこへ、カリウム−tert−ブトキシド(12.73g,113.45mmol)を−40℃から−30℃の温度範囲で滴下し、さらに2時間攪拌した。第3工程にて得られた化合物(T−4)(19.05g,81.0mmol)のTHF(150ml)溶液を−40℃から−30℃の温度範囲で滴下し、室温に戻しつつ2時間攪拌した。反応混合物を氷水に注ぎ込んだのち30分間攪拌し、トルエンで抽出した。一緒にした有機層を水および飽和食塩水の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で精製し、化合物(T−5)(17.88g,57.37mmol;71%)を得た。
窒素雰囲気下、反応器へ第4工程にて得られた化合物(T−5)(17.88g,57.37mmol)とTHF(100ml)を入れて、−60℃以下に冷却した。そこへ、n−ブチルリチウム(1.63M;n−ヘキサン溶液;38.7ml,63.1mmol)を−70℃から−60℃の温度範囲で滴下し、さらに1時間攪拌した。ホウ酸トリメチル(7.15g,68.8mmol)のTHF(20ml)溶液を−70℃から−60℃の温度範囲で滴下し、1時間攪拌したのち、室温に戻しつつ6時間撹拌した。反応混合物を1N−塩酸(63ml)に注ぎ込んだのち30分間攪拌し、酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を水および飽和食塩水の順で洗浄し、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、残渣をヘプタンにて洗浄することによって、化合物(T−6)(10.2g,48.1mmol;84%)を得た。
反応器へ第5工程にて得られた化合物(T−6)(5.0g,23.58mmol)、公知の合成方法によって得られる化合物(T−7)(9.17g,23.58mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(1.09g,0.94mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(1.90g,5.89mmol)炭酸ナトリウム(4.99g,47.16mmol)、トルエン(120ml)、エタノール(25ml)、および水(25ml)を入れた。この混合物を加熱還流下2時間攪拌した。室温まで冷却後、この反応混合物をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘプタン)で精製することによって、化合物(T−8)(10.53g,22.1mmol;94%)を得た。
反応器へ第6工程にて得られた化合物(T−8)(10.53g,22.1mmol)、パラジウム/炭素(0.5g)、トルエン(50ml)、およびエタノール(50ml)を入れた。この混合物を水素雰囲気下19時間攪拌した。反応混合物を濾過後、濾液を減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(体積比、ヘプタン:トルエン=4:1)で精製したのち、再結晶(溶媒;ヘプタン)することによって、目的とする化合物(1−2−48)(6.37g,13.3mmol;60%)を得た。
転移温度:C 82.1 N 84.5 I
上限温度(TNI)=67.0;光学的異方性(Δn)=0.184;誘電率異方性(Δε)=21.43;短軸方向の誘電率(ε⊥)=7.17.
実施例により本発明の液晶組成物(1)を詳細に説明する。実施例における化合物は、下記の表1の定義に基づいて記号により表した。表1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。実施例において記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。(−)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)である。
3−NpB(2F,3F)XB(F,F)−F (1−2−48) 4%
3−HB−O2 (13−5) 10%
5−HB−CL (2−2) 13%
3−HBB(F,F)−F (3−24) 7%
3−PyB(F)−F (2−15) 10%
5−PyB(F)−F (2−15) 10%
3−PyBB−F (3−80) 10%
4−PyBB−F (3−80) 8%
5−PyBB−F (3−80) 10%
5−HBB(F)B−2 (15−5) 8%
5−HBB(F)B−3 (15−5) 10%
3−Np(3F,4F,5F)XB(F,F)−F (1−1−1) 3%
2−HB−C (5−1) 5%
3−HB−C (5−1) 11%
3−HB−O2 (13−5) 12%
2−BTB−1 (13−10) 3%
3−HHB−F (3−1) 4%
3−HHB−1 (14−1) 8%
3−HHB−O1 (14−1) 5%
3−HHB−3 (14−1) 14%
3−HHEB−F (3−10) 5%
5−HHEB−F (3−10) 4%
2−HHB(F)−F (3−2) 7%
3−HHB(F)−F (3−2) 7%
5−HHB(F)−F (3−2) 7%
3−HHB(F,F)−F (3−3) 5%
3−Np(1F,7F,8F)XB(F,F)−F (1−1−5) 3%
7−HB(F,F)−F (2−4) 3%
3−HB−O2 (13−5) 7%
2−HHB(F)−F (3−2) 9%
3−HHB(F)−F (3−2) 10%
5−HHB(F)−F (3−2) 10%
2−HBB(F)−F (3−23) 9%
3−HBB(F)−F (3−23) 9%
5−HBB(F)−F (3−23) 15%
2−HBB−F (3−22) 4%
3−HBB−F (3−22) 4%
5−HBB−F (3−22) 3%
3−HBB(F,F)−F (3−24) 5%
5−HBB(F,F)−F (3−24) 9%
3−B(2F,3F)XNp(4F,5F,7F)−F (1−1−8) 5%
5−HB−CL (2−2) 16%
3−HH−4 (13−1) 12%
3−HH−5 (13−1) 4%
3−HHB−F (3−1) 4%
3−HHB−CL (3−1) 3%
4−HHB−CL (3−1) 4%
3−HHB(F)−F (3−2) 10%
4−HHB(F)−F (3−2) 7%
5−HHB(F)−F (3−2) 8%
7−HHB(F)−F (3−2) 7%
5−HBB(F)−F (3−23) 3%
1O1−HBBH−5 (15−1) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−6) 2%
4−HHBB(F,F)−F (4−6) 3%
5−HHBB(F,F)−F (4−6) 3%
3−HH2BB(F,F)−F (4−15) 3%
4−HH2BB(F,F)−F (4−15) 3%
3−Np(3F,4F,5F)XNp(4F,5F,7F)−F (1−1−13)
1%
3−B(2F,3F)NpXB(F,F)−F (1−2−21) 3%
3−HHB(F,F)−F (3−3) 9%
3−H2HB(F,F)−F (3−15) 7%
4−H2HB(F,F)−F (3−15) 8%
5−H2HB(F,F)−F (3−15) 8%
3−HBB(F,F)−F (3−24) 19%
5−HBB(F,F)−F (3−24) 20%
3−H2BB(F,F)−F (3−27) 10%
5−HHBB(F,F)−F (4−6) 3%
5−HHEBB−F (4−17) 2%
3−HH2BB(F,F)−F (4−15) 3%
1O1−HBBH−4 (15−1) 3%
1O1−HBBH−5 (15−1) 4%
3−BNp(3F,4F,5F)XB(F,F)−F (1−2−33) 4%
5−HB−F (2−2) 12%
6−HB−F (2−2) 9%
7−HB−F (2−2) 7%
2−HHB−OCF3 (3−1) 7%
3−HHB−OCF3 (3−1) 7%
4−HHB−OCF3 (3−1) 7%
5−HHB−OCF3 (3−1) 4%
3−HH2B−OCF3 (3−4) 4%
5−HH2B−OCF3 (3−4) 4%
3−HHB(F,F)−OCF2H (3−3) 4%
3−HHB(F,F)−OCF3 (3−3) 4%
3−HH2B(F)−F (3−5) 3%
3−HBB(F)−F (3−23) 8%
5−HBB(F)−F (3−23) 10%
5−HBBH−3 (15−1) 3%
3−HB(F)BH−3 (15−2) 3%
3−HNp(3F,4F,5F)XNp(4F,5F,7F)−F(1−2−83)
1%
3−BNp(1F,7F,8F)XB(F)−OCF3(1−2−53) 2%
5−HB−CL (13−5) 11%
3−HH−4 (13−1) 8%
3−HHB−1 (14−1) 5%
3−HHB(F,F)−F (3−3) 8%
3−HBB(F,F)−F (3−24) 18%
5−HBB(F,F)−F (3−24) 14%
3−HHEB(F,F)−F (3−12) 10%
4−HHEB(F,F)−F (3−12) 3%
5−HHEB(F,F)−F (3−12) 3%
2−HBEB(F,F)−F (3−39) 3%
3−HBEB(F,F)−F (3−39) 5%
5−HBEB(F,F)−F (3−39) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−6) 6%
3−BNp(1F,7F,8F)XNp(4F,5F,7F)−CF3(1−2−97)
1%
3−BB(2F,3F)XNp(4F,5F,7F)−CF3(1−2−63)2%
3−HB−CL (2−2) 6%
5−HB−CL (2−2) 4%
3−HHB−OCF3 (3−1) 5%
3−H2HB−OCF3 (3−13) 5%
5−H4HB−OCF3 (3−19) 12%
V−HHB(F)−F (3−2) 5%
3−HHB(F)−F (3−2) 5%
5−HHB(F)−F (3−2) 5%
3−H4HB(F,F)−CF3 (3−21) 8%
5−H4HB(F,F)−CF3 (3−21) 10%
5−H2HB(F,F)−F (3−15) 5%
5−H4HB(F,F)−F (3−21) 7%
2−H2BB(F)−F (3−26) 5%
3−H2BB(F)−F (3−26) 10%
3−HBEB(F,F)−F (3−39) 5%
3−HB(2F,3F)XNp(4F,5F,7F)−F(1−2−56) 3%
5−HB−CL (2−2) 17%
7−HB(F,F)−F (2−4) 3%
3−HH−4 (13−1) 10%
3−HH−5 (13−1) 5%
3−HB−O2 (13−5) 15%
3−HHB−1 (14−1) 8%
3−HHB−O1 (14−1) 5%
2−HHB(F)−F (3−2) 4%
3−HHB(F)−F (3−2) 7%
5−HHB(F)−F (3−2) 7%
3−HHB(F,F)−F (3−3) 6%
3−H2HB(F,F)−F (3−15) 5%
4−H2HB(F,F)−F (3−15) 5%
3−Np(3F,4F,5F)BXB(F,F)−F (1−3−44) 5%
5−HB−CL (2−2) 3%
7−HB(F)−F (2−3) 7%
3−HH−4 (13−1) 8%
3−HH−EMe (13−2) 22%
3−HHEB−F (3−10) 8%
5−HHEB−F (3−10) 8%
3−HHEB(F,F)−F (3−12) 10%
4−HHEB(F,F)−F (3−12) 4%
4−HGB(F,F)−F (3−103) 5%
5−HGB(F,F)−F (3−103) 5%
2−H2GB(F,F)−F (3−106) 4%
3−H2GB(F,F)−F (3−106) 5%
5−GHB(F,F)−F (3−109) 6%
3−Np(1F,7F,8F)BXB(F,F)−F (1−3−62) 3%
3−HB−O1 (13−5) 15%
3−HH−4 (13−1) 5%
3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 10%
5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 11%
2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12%
3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12%
3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13%
5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13%
3−HHB−1 (14−1) 6%
3−B(2F,3F)BXNp(4F,5F,7F)−F(1−3−71) 3%
1V2−B(2F,3F)BXNp(4F,5F,7F)−F(1−3−72)2%
2−HH−5 (13−1) 3%
3−HH−4 (13−1) 15%
3−HH−5 (13−1) 3%
3−HB−O2 (13−5) 11%
3−H2B(2F,3F)−O2 (6−4) 14%
5−H2B(2F,3F)−O2 (6−4) 14%
3−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 5%
2−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 9%
5−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 8%
3−HHB−1 (14−1) 3%
3−HHB−3 (14−1) 4%
3−HHB−O1 (14−1) 3%
3−HBNp(3F,4F,5F)XB(F,F)−F (1−4−27) 2%
3−GBNp(1F,7F,8F)XB(F,F)−F (1−4−34) 3%
2−HH−3 (13−1) 21%
3−HH−4 (13−1) 9%
1−BB−3 (13−8) 9%
3−HB−O2 (13−5) 2%
3−BB(2F,3F)−O2 (6−3) 7%
5−BB(2F,3F)−O2 (6−3) 6%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (7−5) 12%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (7−5) 20%
3−HHB−1 (14−1) 4%
3−HHB−O1 (14−1) 3%
2−BBB(2F)−5 (14−8) 2%
3−NpB(2F,3F)XB(F,F)−F (1−2−75) 2%
3−HBB(2F,3F)XNp(4F,5F,7F)−F(1−4−37) 2%
2−HH−3 (13−1) 14%
7−HB−1 (13−5) 10%
5−HB−O2 (13−5) 8%
3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 17%
5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 15%
3−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 3%
4−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 3%
5−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 2%
3−HH1OCro(7F,8F)−5 (10−6) 5%
5−HBB(F)B−2 (15−5) 10%
5−HBB(F)B−3 (15−5) 9%
3−Np(1F,7F,8F)XB(F,F)−F (1−1−5) 5%
1−BB−3 (13−8) 9%
3−HH−V (13−1) 29%
3−BB(2F,3F)−O2 (6−3) 11%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (7−5) 19%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (7−5) 13%
3−HHB−1 (14−1) 8%
2−BBB(2F)−5 (14−8) 6%
3−B(2F,3F)NpXB(F,F)−F (1−2−21) 4%
2−HH−3 (13−1) 6%
3−HH−V1 (13−1) 10%
1V2−HH−1 (13−1) 8%
1V2−HH−3 (13−1) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (6−3) 8%
5−BB(2F,3F)−O2 (6−3) 4%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (6−5) 7%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (7−5) 9%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (7−5) 16%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (7−3) 6%
3−HHB−1 (14−1) 3%
3−HHB−3 (14−1) 2%
2−BB(2F,3F)B−3 (8−1) 10%
3−HNp(3F,4F,5F)XNp(4F,5F,7F)−F (1−2−83)
2%
3−BB(2F,3F)XNp(4F,5F,7F)−CF3(1−2−63)2%
1V2−BEB(F,F)−C (5−15) 5%
3−HB−C (5−1) 17%
2−BTB−1 (13−10) 10%
5−HH−VFF (13−1) 30%
3−HHB−1 (14−1) 4%
VFF−HHB−1 (14−1) 8%
VFF2−HHB−1 (14−1) 10%
3−H2BTB−2 (14−17) 4%
3−H2BTB−3 (14−17) 4%
3−H2BTB−4 (14−17) 4%
3−HB(2F,3F)XNp(4F,5F,7F)−F(1−2−56) 3%
5−HB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−41) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−47) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−47) 7%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−47) 3%
3−HH−V (13−1) 38%
3−HH−V1 (13−1) 7%
3−HHEH−5 (14−13) 3%
3−HHB−1 (14−1) 4%
V−HHB−1 (14−1) 5%
V2−BB(F)B−1 (14−6) 5%
1V2−BB―F (2−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (3−91) 11%
3−HHBB(F,F)−F (4−6) 3%
1V2−B(2F,3F)BXNp(4F,5F,7F)−F(1−3−72)3%
3−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−57) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−47) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−47) 7%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (4−47) 3%
3−HH−V (13−1) 40%
3−HH−V1 (13−1) 7%
3−HHEH−5 (14−13) 3%
3−HHB−1 (14−1) 4%
V−HHB−1 (14−1) 4%
V2−BB(F)B−1 (14−6) 5%
1V2−BB―F (2−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (3−91) 5%
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (3−113) 5%
3−HHBB(F,F)−F (4−6) 3%
3−HNp(3F,4F,5F)XNp(4F,5F,7F)−F (1−2−83)
2%
3−Cro(7F,8F)NpB(F,F)XB(F,F)−F(1−4−24)2%
1V2−BEB(F,F)−C (5−15) 5%
3−HB−C (5−1) 17%
2−BTB−1 (13−10) 10%
5−HH−VFF (13−1) 30%
3−HHB−1 (14−1) 4%
VFF−HHB−1 (14−1) 8%
VFF2−HHB−1 (14−1) 10%
3−H2BTB−2 (14−17) 4%
3−H2BTB−3 (14−17) 4%
3−H2BTB−4 (14−17) 4%
Claims (10)
- 式(1−30)〜(1−54)のいずれか1つで表される化合物。
式(1−30)〜(1−54)において、R1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;環A1、環A2、および環A3は独立して、1,4−シクロへキシレン、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、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ナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z1、Z2、Z3、およびZ5は独立して、単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−であり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、およびY5は独立して、水素またはフッ素である。 - 請求項1〜3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。
- 式(2)〜(4)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項4に記載の液晶組成物。
式(2)〜(4)において、
R11は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10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つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は−O−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B1、環B2、および環B3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、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;
Z11、Z12およびZ13は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、または−(CH2)4−であり;
L11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。 - 式(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項4〜5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(5)において、
R12は、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて、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、少なくとも1つの−CH2−は−O−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C1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、2,5−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、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z14は、単結合、−CH2CH2−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または−CH2O−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。 - 式(6)〜(12)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(6)〜(12)において、
R13およびR14は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10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−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;
R15は、水素、フッ素、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10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−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、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;
S11は水素またはメチルであり;
Xは、−CF2−、−O−、または−CHF−であり;
環D1、環D2、環D3、および環D4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、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい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D5、および環D6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;
Z15、Z16、Z17、およびZ18は独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−CH2O−、−OCF2−、または−OCF2CH2CH2−であり;
L15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
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は独立して、1、2、または3である。 - 式(13)〜(15)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項4〜7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(13)〜(15)において、
R16およびR17は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、このアルキルまたはアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、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E1、環E2、環E3、および環E4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;
Z19、Z20、およびZ21は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、または−COO−である。 - 重合可能な化合物、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、および消泡剤の少なくとも1つをさらに含有する、請求項4〜8に記載の液晶組成物。
- 請求項4〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
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