WO2016133035A1 - アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 Download PDF

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    • G02F2201/124Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode interdigital

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display element. More specifically, the present invention relates to a compound having an alkoxy group or an alkoxyalkyl group and a saturated 6-membered ring, a liquid crystal composition containing this compound and having a nematic phase, and a liquid crystal display device including this composition.
  • Liquid crystal display elements are widely used for displays such as personal computers and televisions. This element utilizes the optical anisotropy and dielectric anisotropy of a liquid crystalline compound.
  • PC phase change
  • TN twisted nematic
  • STN super twisted nematic
  • BTN bistable twisted nematic
  • ECB electrically controlled birefringence
  • OCB optically There are known compensated bend) mode
  • IPS in-plane switching
  • VA vertical alignment
  • FFS FrringeringField Switching
  • PSA polymer sustained alignment
  • a mode in which an electric field is applied in an optically isotropic liquid crystal phase to develop an electric refractive index has been actively studied.
  • wavelength tunable filters, wavefront control elements, liquid crystal lenses, aberration correction elements, aperture control elements, optical head devices, etc. using electric birefringence in the blue phase, which is one of the optically isotropic liquid crystal phases have been proposed.
  • the classification based on the element driving method is PM (passive matrix) and AM (active matrix).
  • PM (passive matrix) is classified into static and multiplex
  • AM is classified into TFT (thin film transistor), MIM (metal insulator metal), etc., depending on the type of switching element.
  • a liquid crystal composition having appropriate physical properties is used.
  • the liquid crystal compound contained in the composition has physical properties shown in the following (1) to (8).
  • (1) High stability to heat, light, etc. (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) Excellent compatibility with other liquid crystal compounds
  • a liquid crystal compound having both large dielectric anisotropy and refractive index anisotropy is a viewpoint of reducing driving voltage. To preferred.
  • the effect of the physical properties of the liquid crystal compound on the characteristics of the device is as follows.
  • a compound having high stability against heat, light, etc. increases the voltage holding ratio of the device. This increases the lifetime of the device.
  • a compound having a high clearing point as in (2) widens the usable temperature range of the device.
  • a compound having a lower minimum temperature of the liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, particularly a lower minimum temperature of the nematic phase also extends the usable temperature range of the device.
  • a compound having a small viscosity shortens the response time of the device.
  • a compound having an appropriate optical anisotropy improves the contrast of the device.
  • a compound having a large optical anisotropy or a small optical anisotropy that is, an appropriate optical anisotropy is required.
  • a compound having a large dielectric anisotropy as in (6) lowers the threshold voltage of the device. This reduces the power consumption of the element.
  • a compound having a small dielectric anisotropy shortens the response time of the device by reducing the viscosity of the composition.
  • a compound having a large elastic constant shortens the response time of a device driven in a nematic phase.
  • a compound having a small elastic constant lowers the threshold voltage of a device driven in a nematic phase. Therefore, an appropriate elastic constant is required according to the characteristics to be improved.
  • a compound having excellent compatibility with other liquid crystal compounds as in (8) is preferred. This is because liquid crystal compounds having different physical properties are mixed to adjust the physical properties of the composition.
  • display elements that have particularly higher display performance, such as contrast, display capacity, response time characteristics, and the like.
  • a liquid crystal composition having a low driving voltage is required for the liquid crystal material used. In order to drive an optical element driven in an optically isotropic liquid crystal phase at a low voltage, it is preferable to use a liquid crystal compound having a large dielectric anisotropy and refractive index anisotropy.
  • the first problem of the present invention is high stability to light, high clearing point, low minimum temperature of liquid crystal phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large dielectric anisotropy, appropriate elastic constant, etc. It is to provide a liquid crystal compound satisfying at least one of physical properties such as excellent compatibility with the liquid crystal compound. In particular, it is to provide a compound having a large dielectric anisotropy.
  • the second problem is that it contains this compound and has a high nematic phase maximum temperature, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large dielectric anisotropy, a suitable elastic constant, etc. It is to provide a liquid crystal composition satisfying at least one of physical properties.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition having an appropriate balance regarding at least two physical properties.
  • a third problem is to provide a liquid crystal display device comprising 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, and a long lifetime. That is.
  • 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.
  • R 1 is alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, provided that two — O— is not adjacent and at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • Ring A 1 , Ring A 2 , and Ring A 3 are independently represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —S—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • Y 1 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —N ⁇ C ⁇ S, —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2 , —OCF 3 , —OC
  • the first advantage of the present invention is high stability to light, high clearing point, low minimum temperature of liquid crystal phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large dielectric anisotropy, appropriate elastic constant, etc. It is to provide a liquid crystal compound satisfying at least one of physical properties such as excellent compatibility with the liquid crystal compound. In particular, it is to provide a compound having a large dielectric anisotropy.
  • the second advantage is that it contains this compound, such as high maximum temperature of nematic phase, low minimum temperature of nematic phase, small viscosity, suitable optical anisotropy, large dielectric anisotropy, suitable elastic constant, etc. It is to provide a liquid crystal composition satisfying at least one of physical properties.
  • the third advantage is to provide a liquid crystal display device comprising 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, and a long lifetime. That is.
  • An optical element driven in an optically isotropic liquid crystal phase has a wide usable temperature range and a low driving voltage.
  • the comb-shaped electrode substrate used in the Example is shown.
  • the optical system used in the Example is shown.
  • the liquid crystal compound represents a compound having a mesogen and is not limited to a compound having a liquid crystal phase.
  • the liquid crystal medium is a general term for a liquid crystal composition and a polymer / liquid crystal composite.
  • the optical element refers to various elements that perform functions such as light modulation and optical switching by utilizing the electro-optic effect. For example, display elements (liquid crystal display elements), optical communication systems, optical information processing, And a light modulation element used in the sensor system.
  • the Kerr effect is known for light modulation using a change in refractive index caused by voltage application to an optically isotropic liquid crystal medium.
  • the electric birefringence value is a refractive index anisotropy value induced when an electric field is applied to the isotropic medium.
  • the liquid crystalline compound has a liquid crystal phase such as a nematic phase and a smectic phase, and does not have a liquid crystal phase, but the purpose is to adjust the physical properties of the composition such as the maximum temperature, the minimum temperature, the viscosity, and the dielectric anisotropy.
  • a general term for compounds added in These compounds have a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and the molecular structure thereof is rod-like.
  • a liquid crystal composition is prepared by mixing such liquid crystal compounds. The ratio (content) of the liquid crystal compound is expressed as a percentage by weight (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition.
  • Additives such as polymerizable compounds, polymerization initiators, optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, antifoaming agents, and dyes are added to this composition as necessary. Is done.
  • the ratio (addition amount) of the additive is represented by a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition, similarly to the ratio of the liquid crystal compound. Weight parts per million (ppm) may be used.
  • the chiral agent is an optically active compound and is added to give a desired twisted molecular arrangement to the liquid crystal composition.
  • a liquid crystal display element is a general term for a liquid crystal display panel and a liquid crystal display module.
  • a liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display element may be abbreviated as a compound, a composition, and an element, respectively.
  • the clearing point is a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature in the liquid crystal compound.
  • the lower limit temperature of the liquid crystal phase is the transition temperature of the solid-liquid crystal phase (smectic phase, nematic phase, etc.) in the liquid crystal compound.
  • the upper limit temperature of the nematic phase is a transition temperature between the nematic phase and the isotropic phase in the liquid crystal composition, and may be abbreviated as the upper limit temperature.
  • the lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as the lower limit temperature.
  • the compound represented by Formula (1) may be abbreviated as Compound (1). This abbreviation may also apply to compounds represented by formula (2) and the like.
  • symbols such as A 1 , B 1 , and C 1 surrounded by hexagons correspond to the ring A 1 , the ring B 1 , the ring C 1, and the like, respectively.
  • the symbol for the terminal group R 11 was used for several compounds. In these compounds, two groups represented by any two R 11 may be the same or different. For example, there is a case where R 11 of compound (2) is ethyl and R 11 of compound (3) is ethyl. In some cases, R 11 of compound (2) is ethyl and R 11 of compound (3) is propyl.
  • This rule also applies to other end groups, symbols such as rings.
  • symbols such as rings.
  • formula (6) when i is 2, there are two rings C 1 .
  • the two groups represented by the two rings C 1 may be the same or different.
  • This rule also applies to any two when i is greater than 2.
  • This rule also applies to symbols such as other rings and linking groups.
  • 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 two. Even when there are more than two, it means that their positions can be selected without limitation.
  • the expression “at least one A may be replaced by B, C or D” means that any A is replaced by B, any A is replaced by C, and any A is D When replaced, it means that a plurality of A are further replaced by at least two of B, C, and D.
  • alkyl in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O— or —CH ⁇ CH— includes alkyl, alkenyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkenyl, alkenyloxyalkyl. Note that it is not preferable that two consecutive —CH 2 — are replaced by —O— to form —O—O—. In alkyl and the like, it is not preferable that —CH 2 — in the methyl moiety (—CH 2 —H) is replaced by —O— to become —O—H.
  • 2-Fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups.
  • fluorine may be leftward (L) or rightward (R). This rule also applies to asymmetric divalent rings such as tetrahydropyran-2,5-diyl.
  • the present invention includes the contents described in the following items 1 to 37.
  • R 1 is alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, provided that two — O— is not adjacent and at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • Ring A 1 , Ring A 2 , and Ring A 3 are independently represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —S—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • Item 2. The liquid crystal composition according to item 1, comprising at least one compound represented by formula (1-1).
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Ring A 1 is represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • Y 2 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2 , —OCF 3 , —CH ⁇ CHF, —CH ⁇ CF 2 , —CF ⁇ CHF, —CH ⁇ CHCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , —OCF ⁇ CF 2 , or
  • Item 3. The liquid crystal composition according to item 1 or 2, containing at least one compound represented by formula (1-1-1).
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is a single bond, —CF 2 O—, or —COO—;
  • Item 4. The liquid crystal composition according to any one of Items 1 to 3, wherein a is 1.
  • Item 5 The liquid crystal composition according to any one of Items 1 to 3, wherein a is 2.
  • Item 6. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 5, comprising at least one compound represented by formula (1-1-1-1).
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 1 and Z 3 are independently a single bond, —CF 2 O—, —COO—, or —C ⁇ C—;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 and L 8 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2, or 3; n
  • Item 7. The liquid crystal according to any one of items 1 to 6, comprising at least one of compounds represented by formulas (1-1-1-1-1) to (1-1-1-1-5) Composition.
  • R 4 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 4 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Y 4A is hydrogen, fluorine, chlorine, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 is alkyl having 1 to 12 carbon
  • Item 8. The compound according to any one of Items 1 to 6, comprising at least one compound represented by the formula (1-1-1-1-11) or (1-1-1-1-12) .
  • R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 5 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 and L 6 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2, or 3;
  • Item 9. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 8, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (2) to (5).
  • R 11 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • X 11 is hydrogen, fluorine, chlorine, —OCF 3 , —OCHF 2 , —CF 3 , —CHF 2 , —CH 2 F, —OCF 2 CHF 2 , or —OCF 2 CHFCF 3 ;
  • Ring B 1 , Ring B 2 , Ring B 3 and Ring B 4 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2, 5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
  • Z 11 is independently 1,4
  • Item 10 The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 9, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (6).
  • R 12 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • X 12 is —C ⁇ N or —C ⁇ C—CN;
  • Ring C 1 is 1,4-cyclohexylene, at least one hydrogen replaced by or 1,4-phenylene with fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl Or pyrimidine-2,5-diyl;
  • Z 15 represents a single bond, -CH 2 CH 2 -, - C ⁇ C -, - COO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, or -CH 2 O-;
  • L 13 and L 14 are independently hydrogen or fluorine;
  • Item 11 The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 10, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (7) to (13).
  • R 13 and R 14 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—.
  • at least one hydrogen may be replaced by fluorine
  • R 15 is hydrogen, fluorine, 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—.
  • At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • S 11 is hydrogen or methyl;
  • X is —CF 2 —, —O—, or —CHF—;
  • Ring D 1 , Ring D 2 , Ring D 3 , and Ring D 4 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, wherein at least one hydrogen may be replaced with fluorine, 4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene-2,6-diyl;
  • Ring D 5 and Ring D 6 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, or decahydronaphthalene-2,6 -Is diyl;
  • Z 16, Z 17, Z 18 , and Z 19 are independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - COO -,
  • Item 12. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 11, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (14) to (16).
  • R 16 and R 17 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons;
  • Ring E 1 , Ring E 2 , Ring E 3 , and Ring E 4 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro- 1,4-phenylene or pyrimidine-2,5-diyl;
  • Z 20 , Z 21 , and Z 22 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, or —COO—.
  • Item 13 The item according to any one of Items 1 to 12, further comprising at least one of a polymerizable compound, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, and an antifoaming agent. Liquid crystal composition.
  • R 1 is alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, provided that two — O— is not adjacent and at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • Ring A 1 , Ring A 2 , and Ring A 3 are independently represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —S—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • Y 1 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —N ⁇ C ⁇ S, —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2 , —OCF 3 , —OCF 2
  • Item 15. The liquid crystal composition according to item 14, containing at least one compound represented by formula (1-1).
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Ring A 1 is represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • Y 2 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2 , —OCF 3 , —CH ⁇ CHF, —CH ⁇ CF 2 , —CF ⁇ CHF, —CH ⁇ CHCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , —OCF ⁇ CF 2 , or
  • Item 16 The liquid crystal composition according to item 14 or 15, containing at least one compound represented by formula (1-1-1).
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is a single bond, —CF 2 O—, or —COO—;
  • Item 17. The liquid crystal composition according to any one of Items 14 to 16, wherein a is 1.
  • Item 18 The liquid crystal composition according to any one of items 14 to 16, wherein a is 2.
  • Item 19 The liquid crystal composition according to any one of items 14 to 18, containing at least one compound represented by formula (1-1-1-1).
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 1 and Z 3 are independently a single bond, —CF 2 O—, —COO—, or —C ⁇ C—;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 and L 8 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2, or 3; n
  • Item 20 The liquid crystal according to any one of items 14 to 19, comprising at least one compound represented by formulas (1-1-1-1-1) to (1-1-1-1-5) Composition.
  • R 4 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 4 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Y 4A is hydrogen, fluorine, chlorine, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • Item 21 The liquid crystal according to any one of items 14 to 19, comprising at least one compound represented by formula (1-1-1-1-11) or (1-1-1-1-12) Composition.
  • R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 5 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 and L 6 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2, or 3;
  • Item 22 The liquid crystal composition according to any one of items 14 to 21, further containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (4A) to (4D):
  • R 11 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one hydrogen may be replaced by fluorine, L 17 , L 18 , L 19 , L 20 , L 21 , L 22 , L 23 and L 24 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine;
  • X 11 is hydrogen, fluorine, chlorine, —OCF 3 , —OCHF 2 , —CF 3 , —CHF 2 , —CH 2 F, —OCF 2 CHF 2 , or —OCF 2 CHFCF 3 .
  • Item 23 The liquid crystal composition according to any one of items 14 to 22, wherein the chiral agent (optically active compound) comprises at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (K21) to (K27). .
  • Each AK is independently an aromatic 6- to 8-membered ring, a non-aromatic 3- to 8-membered
  • Item 24 The item according to any one of items 14 to 23, further comprising at least one polymerizable compound selected from the group of compounds represented by formulas (M2-15), (M4-5), and (M21) Liquid crystal composition.
  • R MB is independently a polymerizable group of formulas (M3-1) to (M3-7), and R d in formulas (M3-1) to (M3-7) is independently hydrogen , Halogen, or alkyl having 1 to 5 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by halogen;
  • R MC each independently represents alkyl having 1 to 20 carbons or alkenyl having 2 to 20 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—.
  • At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • Y M is each independently a single bond or alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and in these alkylenes, at least one —CH 2 — may be replaced by —O— or —S—.
  • At least one of —CH 2 —CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —COO—, or —OCO—;
  • Z M is each independently a single bond, — (CH 2 ) m3 —, —O (CH 2 ) m3 —, — (CH 2 ) m3 O—, —O (CH 2 ) m3 O—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —COO—, —OCO—, — (CF 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 —COO—, —OCO— (CH 2 ) 2 —, —CH ⁇ CH— COO—, —OCO—CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—COO—, —OCO—C ⁇ C—, —CH ⁇ CH— (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ CH— —, —CF ⁇ CF—
  • Item 25 The liquid crystal composition according to any one of items 14 to 24, wherein the liquid crystal composition exhibits a chiral nematic phase at any temperature of ⁇ 20 ° C. to 70 ° C., and has a helical pitch of 700 nm or less in at least a part of this temperature range.
  • Item 26 The liquid crystal composition according to any one of items 14 to 24, which is used for an element driven in an optically isotropic liquid crystal phase.
  • Item 27 A polymer / liquid crystal composite material used for an element driven by an optically isotropic liquid crystal phase, obtained by polymerizing the liquid crystal composition according to item 24.
  • Item 28 An optical element comprising an electrode disposed on one or both substrates, a liquid crystal medium disposed between the substrates, and an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal medium via the electrodes, wherein the liquid crystal medium is item 14.
  • Item 29 Item 24. Use of the liquid crystal composition according to any one of Items 14 to 24 for an optical device, or use of the polymer / liquid crystal composite material according to Item 27 for an optical device.
  • R 1 is alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, provided that two — O— is not adjacent and at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
  • Ring A 1 , Ring A 2 , and Ring A 3 are independently represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —S—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Ring A 1 is represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • Y 2 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2 , —OCF 3 , —CH ⁇ CHF, —CH ⁇ CF 2 , —CF ⁇ CHF, —CH ⁇ CHCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , —OCF ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF
  • Item 32 The compound according to item 30 or 31, which is represented by the formula (1-1-1).
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is a single bond, —CF 2 O—, or —COO—;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 and L 8 are
  • Item 33 The compound according to any one of Items 30 to 32, wherein a is 1.
  • Item 34 The compound according to any one of Items 30 to 32, wherein a is 2.
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 1 and Z 3 are independently a single bond, —CF 2 O—, —COO—, or —C ⁇ C—;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 and L 8 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2, or 3; n 1 and
  • Item 36 The compound according to any one of Items 30 to 35, which is represented by any of formulas (1-1-1-1-1) to (1-1-1-1-5).
  • R 4 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 4 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Y 4A is hydrogen, fluorine, chlorine, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • Item 37 The compound according to any one of Items 30 to 35, which is represented by the formula (1-1-1-1-11) or (1-1-1-1-12).
  • R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 5 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 and L 6 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2, or 3;
  • the compound (1) of the present invention is a compound having an alkoxy group or an alkoxyalkyl group and a saturated 6-membered ring, it is particularly characterized by having a large dielectric anisotropy ( ⁇ ).
  • dielectric anisotropy
  • Preferred examples of the terminal group, ring structure, bonding group and substituent in compound (1) also apply to the sub-formula of compound (1).
  • R 1 is alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons, and in this alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, provided that two — O- is not adjacent and at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
  • radicals R 1 are alkyl, alkoxyalkyl, alkenyl, alkenyloxyalkyl and alkoxyalkenyl.
  • at least one hydrogen may be replaced with a halogen.
  • Preferred halogens are fluorine and chlorine.
  • a more preferred halogen is fluorine.
  • These groups are linear or branched and do not include cyclic groups such as cyclohexyl. In these groups, a straight chain is preferable to a branched chain.
  • —CH ⁇ CH— in alkenyl depends on the position of the double bond. —CH ⁇ CHCH 3 , —CH ⁇ CHC 2 H 5 , —CH ⁇ CHC 3 H 7 , —CH ⁇ CHC 4 H 9 , —C 2 H 4 CH ⁇ CHCH 3 , and —C 2 H 4 CH ⁇ CHC 2
  • the trans configuration is preferable.
  • -CH 2 CH CHCH 3
  • 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.
  • alkyl examples include —CH 3 , —C 2 H 5 , —C 3 H 7 , —C 4 H 9 , —C 5 H 11 , —C 6 H 13 and —C 7 H 15 .
  • alkoxyalkyl examples include —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 and — (CH 2 ) 5 —OCH 3 .
  • alkenyl examples include —CH ⁇ CH 2 , —CH ⁇ CHCH 3 , —CH 2 CH ⁇ CH 2 , —CH ⁇ CHC 2 H 5 , —CH 2 CH ⁇ CHCH 3 , — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ . CH 2 , —CH ⁇ CHC 3 H 7 , —CH 2 CH ⁇ CHC 2 H 5 , — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ CHCH 3 and — (CH 2 ) 3 —CH ⁇ CH 2 .
  • alkyl in which at least one hydrogen is replaced by halogen examples include —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , — (CH 2 ) 2 —F, —CF 2 CH 2 F, —CF 2 CHF 2 , —CH 2 CF 3 , —CF 2 CF 3 , — (CH 2 ) 3 —F, — (CF 2 ) 3 —F, —CF 2 CHFCF 3 , —CHFCF 2 CF 3 , — (CH 2 ) 4 —F , — (CF 2 ) 4 —F, — (CH 2 ) 5 —F, — (CF 2 ) 5 —F, —CH 2 Cl, —CHCl 2 , —CCl 3 , — (CH 2 ) 2 —Cl, -CCl 2 CH 2 Cl, -CCl 2 CHCl 2 , -CH 2 CCl 3 , -CCl 2 CCl 3 ,-(
  • R 1 include alkyl having 1 to 10 carbons, alkenyl having 2 to 10 carbons, alkyl having 1 to 10 carbons in which one or two hydrogens are replaced by fluorine, or one or two hydrogens Is alkenyl having 2 to 10 carbon atoms replaced by fluorine. More preferred examples of R 1 are alkyl having 1 to 7 carbons and alkenyl having 2 to 8 carbons.
  • R 1 include —CH 3 , —C 2 H 5 , —C 3 H 7 , —C 4 H 9 , —C 5 H 11 , —CH ⁇ CH 2 , —CH ⁇ CHCH 3 , — ( CH 2 ) 2 —CH ⁇ CH 2 , —CH 2 CH ⁇ CHC 2 H 5 and — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ CHCH 3 .
  • ring A 1 , ring A 2 , and ring A 3 are independently It is.
  • a preferred example of ring A 1 is It is. More preferred examples of ring A 1 are: It is. 1,4-Cyclohexylene has cis and trans configurations. From the viewpoint of a high maximum temperature, a transformer arrangement is preferable.
  • Preferred examples of ring A 2 and ring A 3 are: It is. More preferred examples of ring A 2 and ring A 3 are: It is.
  • X 1 and X 2 are independently —O—, —S—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —.
  • Preferred combinations of X 1 and X 2 are one of X 1 and X 2 are -O-, the other is -CH 2 -, or, X 1 and X 2 are both -O-. In a more preferred combination, both X 1 and X 2 are —O—.
  • Examples of such end groups Y 1 are alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkenyl, alkenyloxy, alkenyloxyalkyl and alkoxyalkenyl.
  • at least one hydrogen may be replaced with a halogen.
  • Preferred halogens are fluorine and chlorine.
  • a more preferred halogen is fluorine.
  • These groups are linear or branched and do not include cyclic groups such as cyclohexyl. In these groups, a straight chain is preferable to a branched chain.
  • —CH ⁇ CH— in alkenyl depends on the position of the double bond. —CH ⁇ CHCH 3 , —CH ⁇ CHC 2 H 5 , —CH ⁇ CHC 3 H 7 , —CH ⁇ CHC 4 H 9 , —C 2 H 4 CH ⁇ CHCH 3 , and —C 2 H 4 CH ⁇ CHC 2
  • the trans configuration is preferable.
  • -CH 2 CH CHCH 3
  • 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.
  • alkyl examples include —CH 3 , —C 2 H 5 , —C 3 H 7 , —C 4 H 9 , —C 5 H 11 , —C 6 H 13 and —C 7 H 15 .
  • alkoxy examples are —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , —OC 4 H 9 , —OC 5 H 11 , and —OC 6 H 12 .
  • alkoxyalkyl examples include —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 and — (CH 2 ) 5 —OCH 3 .
  • alkenyl examples include —CH ⁇ CH 2 , —CH ⁇ CHCH 3 , —CH 2 CH ⁇ CH 2 , —CH ⁇ CHC 2 H 5 , —CH 2 CH ⁇ CHCH 3 , — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ . CH 2 , —CH ⁇ CHC 3 H 7 , —CH 2 CH ⁇ CHC 2 H 5 , — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ CHCH 3 and — (CH 2 ) 3 —CH ⁇ CH 2 .
  • alkenyloxy examples are —OCH 2 CH ⁇ CH 2 , —OCH 2 CH ⁇ CHCH 3 and —OCH 2 CH ⁇ CHC 2 H 5 .
  • alkyl in which at least one hydrogen is replaced by halogen examples include —CH 2 F, —CHF 2 , —CF 3 , — (CH 2 ) 2 —F, —CF 2 CH 2 F, —CF 2 CHF 2 , —CH 2 CF 3 , —CF 2 CF 3 , — (CH 2 ) 3 —F, — (CF 2 ) 3 —F, —CF 2 CHFCF 3 , —CHFCF 2 CF 3 , — (CH 2 ) 4 —F , — (CF 2 ) 4 —F, — (CH 2 ) 5 —F, — (CF 2 ) 5 —F, —CH 2 Cl, —CHCl 2 , —CCl 3 , — (CH 2 ) 2 —Cl, -CCl 2 CH 2 Cl, -CCl 2 CHCl 2 , -CH 2 CCl 3 , -CCl 2 CCl 3 ,-(
  • alkoxy in which at least one hydrogen is replaced by halogen examples include —OCH 2 F, —OCHF 2 , —OCF 3 , —O— (CH 2 ) 2 —F, —OCF 2 CH 2 F, —OCF 2 CHF 2 , —OCH 2 CF 3 , —O— (CH 2 ) 3 —F, —O— (CF 2 ) 3 —F, —OCF 2 CHFCF 3 , —OCHFCF 2 CF 3 , —O (CH 2 ) 4 — F, —O— (CF 2 ) 4 —F, —O— (CH 2 ) 5 —F, —O— (CF 2 ) 5 —F, —OCH 2 Cl, —OCHCl 2 , —OCCl 3 , —O — (CH 2 ) 2 —Cl, —OCCl 2 CHCl 2 , —OCH 2 CC
  • Y 1 are hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —N ⁇ C ⁇ S, alkyl having 1 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by halogen, and at least one hydrogen being halogen. Substituted alkoxy having 1 to 5 carbon atoms, alkenyl having 2 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by halogen, and alkenyloxy having 2 to 5 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by halogen.
  • Most preferred examples of Y 1 are hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , OCH ⁇ CF 2 , and —OCH ⁇ CHCF 3 .
  • Z 1 and Z 3 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, —CH 2 O—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —COO—, —OCO— , —CH ⁇ CH—, and —C ⁇ C—, and Z 2 is a single bond, —CF 2 O— or —COO—.
  • Z 1 and Z 3 are a single bond, —CF 2 O—, —COO—, —CH ⁇ CH—, and —C ⁇ C—. More preferred examples of Z 1 and Z 3 are a single bond and —CF 2 O—, —COO—.
  • a preferred combination of Z 1 , Z 2 and Z 3 is that Z 1 and Z 3 are single bonds, Z 2 is —CF 2 O—, and all of Z 1 , Z 2 and Z 3 are single bonds. .
  • L 1 and L 2 are independently hydrogen or halogen.
  • Preferred halogens are fluorine and chlorine.
  • a more preferred halogen is fluorine.
  • Preferred combinations of L 1 and L 2 are either hydrogen of L 1 and L 2, the other is fluorine.
  • a further preferred combination of L 1 and L 2, both L 1 and L 2 are fluorine.
  • a is 0, 1, 2, or 3.
  • Preferred a is 0, 1, or 2.
  • Further preferred a is 1 or 2.
  • From the viewpoint of small viscosity, preferred a is 0.
  • From the viewpoint of large dielectric anisotropy, preferable a is 1 or 2.
  • n 1 and n 2 are independently 0, 1, or 2, and n 1 + n 2 ⁇ 2.
  • a preferred combination of the preferred n 1 and n 2, n 1 and n 2 are both 0.
  • preferred combinations of preferred n 1 and n 2 are one is 0 n 1 and n 2, the other is 1.
  • a preferable combination of n 1 and n 2 is n 1 is 2, n 2 is 0, or n 1 is 1 and n 2 is 1.
  • R 1 When the left end group 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. A compound in which R 1 is optically active is useful as a chiral dopant. By adding this compound to the composition, a reverse twisted domain generated in the liquid crystal display device can be prevented. A compound in which R 1 is not optically active is useful as a component of the composition.
  • R 1 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 low viscosity, a high maximum temperature, or a wide temperature range of the liquid crystal phase.
  • the dielectric anisotropy is large.
  • the dielectric anisotropy is large and the viscosity is small.
  • the dielectric anisotropy is particularly large when the right terminal group Y 1 is —CF 3 and —OCH ⁇ CHCF 3 .
  • the right terminal group Y 1 is —OCF 3
  • the dielectric anisotropy is large and the compatibility with other compounds is high.
  • the right terminal group Y 1 is chlorine
  • the refractive index anisotropy is large.
  • the right terminal group Y 1 is —C ⁇ N, the dielectric anisotropy is large and the refractive index anisotropy is large.
  • the bonding group Z 1 or Z 3 is a single bond, —CH 2 CH 2 —, —CH ⁇ CH— or —CF 2 O—, the viscosity is small.
  • Z 1 or Z 3 is —CH ⁇ CH— or —CH 2 O—
  • the temperature range of the liquid crystal phase is wide and the elastic constant (K) is large.
  • Z 1 or Z 3 is —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—
  • the optical anisotropy is large.
  • Z 1 , Z 2 , or Z 3 is —CF 2 O— or —COO—
  • the dielectric anisotropy is large.
  • Z 1 or Z 3 is a single bond, —CH 2 CH 2 —, or —CH 2 O—
  • the chemical stability is high.
  • the compound (1) is useful as a component of a liquid crystal composition used in a liquid crystal display device having a mode such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, and VA.
  • Preferred compounds Preferred examples of the compound (1) include compounds represented by the formula (1-1).
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Ring A 1 is represented by the following formula: X 1 and X 2 are independently —O—, —CH 2 —, and X 1 and X 2 are not both —CH 2 —;
  • R 3 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 3 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —N ⁇ C ⁇ S, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is a single bond, —CF 2 O—, or —COO—;
  • R 4 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 4 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Y 4A is hydrogen, fluorine, chlorine, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • Z 2 is —CF 2 O— or —COO—;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 and L 8 are independently
  • R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, but the two —O— are not adjacent, At least one —CH 2 CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH—;
  • Y 5 is hydrogen, fluorine, chlorine, —C ⁇ N, —CF 3 , —OCF 3 , —OCH ⁇ CF 2 , or —OCH ⁇ CHCF 3 ;
  • L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 and L 6 are independently hydrogen or fluorine; a is 0, 1, 2 or 3;
  • 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 ) may be the same or different.
  • Compounds (1A) to (1G) correspond to compound (1) or an intermediate of compound (1).
  • ring A 1 and ring A 2 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5 -For rings such as diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, the starting materials are commercially available or synthetic methods are well known ing.
  • Compound (1) can also be synthesized by constructing a dioxane ring or a dithiane ring in the final step.
  • Compound (1) is synthesized by reacting compound (41) with compound (44) synthesized according to methods (I) to (VII) for generating a linking group.
  • R 1 , ring A 1 , ring A 2 , ring A 3 , X 1 , X 2 , Y 1 , Z 1 , Z 2 , Z 3 , L 1 , L 2 , a, n 1 and n The definition of 2 is the same as described above.
  • composition (1) contains at least one compound (1) as component A.
  • the composition (1) may contain two or more compounds (1).
  • the component of the liquid crystal compound may be only the compound (1).
  • the composition (1) preferably contains at least one compound (1) in the range of 1 to 99% by weight in order to develop excellent physical properties.
  • the preferred content of compound (1) is in the range of 5 to 60% by weight.
  • the preferred content of compound (1) is 30% by weight or less.
  • the composition (1) may contain the compound (1) and various liquid crystal compounds not described in the present specification.
  • compositions contain a compound selected from components B, C, D and E shown below.
  • the components can be selected in consideration of the dielectric anisotropy of the compound (1).
  • the main components are components A, B and E.
  • the main components are components A, C and E.
  • the main components are components D and E, and component A is for the purpose of adjusting the voltage-transmittance curve of the device.
  • a composition with appropriately selected components has a high maximum temperature, a low minimum temperature, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large dielectric anisotropy, and a suitable elastic constant.
  • Component B is compounds (2) to (5).
  • Component C is compound (6).
  • Component D is compounds (7) to (13).
  • Component E is compounds (14) to (16). These components will be described in order.
  • Component B is a compound having a hydrogen, halogen or fluorine-containing group at the right end.
  • Preferred examples of component B include compounds (2-1) to (2-16), compounds (3-1) to (3-113), compounds (4-1) to (4-49), compound (4A- 1) to (4A-12), compounds (4B-1) to (4B-8), compounds (4C-1) to (4C-4), compounds (4D-1) to (4D-6), compound ( 5-1) to (5-56).
  • the definitions of R 11 and X 11 are the same as described above.
  • Component B has a positive dielectric anisotropy and very excellent stability to heat, light, etc., and is used when preparing a composition for a mode such as TFT, IPS, BP, FFS, etc. .
  • the content of component B is suitably in the range of 1 to 99% by weight based on the weight of the composition, but is preferably in the range of 10 to 97% by weight, more preferably in the range of 40 to 95% by weight.
  • the viscosity of this composition can be adjusted by further adding compounds (14) to (16) (component E).
  • Component C is a compound (6) in which the right terminal group is —C ⁇ N or —C ⁇ C—C ⁇ N.
  • Preferable examples of component C include compounds (6-1) to (6-64). In these compounds (component C), the definitions of R 12 and X 12 are the same as described above.
  • Component C is mainly used when preparing a composition for STN mode, TN mode, PSA mode, or BP because of its positive dielectric anisotropy and a large value. By adding this component C, the dielectric anisotropy of the composition can be increased. Component C has the effect of expanding the temperature range of the liquid crystal phase, adjusting the viscosity, or adjusting the optical anisotropy. Component C is also useful for adjusting the voltage-transmittance curve of the device.
  • the content of Component C is suitably in the range of 1 to 99% by weight, preferably 10 to 97% by weight, based on the weight of the composition. %, More preferably 40 to 95% by weight.
  • the temperature range, viscosity, optical anisotropy, dielectric anisotropy, etc. of the liquid crystal phase can be adjusted by adding Component E.
  • Component D is compounds (7) to (13). These compounds have a benzene ring in which the lateral position is substituted with two halogens, such as 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
  • Preferred examples of component D include compounds (7-1) to (7-8), compounds (8-1) to (8-17), compound (9-1), compounds (10-1) to (10- 3), compounds (11-1) to (11-11), compounds (12-1) to (12-3) and compounds (13-1) to (13-3).
  • the definitions of R 13 , R 14 and R 15 are the same as described above.
  • Component D is a compound having a negative dielectric anisotropy.
  • Component D is mainly used when preparing a composition for VA mode or PSA mode.
  • the compound (7) is a bicyclic compound, there is mainly an effect of adjusting viscosity, adjusting optical anisotropy, or adjusting dielectric anisotropy.
  • compounds (8) and (9) are tricyclic compounds, they have the effect of increasing the maximum temperature, increasing the optical anisotropy, or increasing the dielectric anisotropy.
  • Compounds (10) to (13) have the effect of increasing the dielectric anisotropy.
  • the content of component D is preferably 40% by weight or more, more preferably 50 to 95% by weight, based on the weight of the composition. It is a range.
  • the content of component D is preferably 30% by weight or less based on the weight of the composition.
  • Component E is a compound in which two terminal groups are alkyl or the like.
  • Preferable examples of component E include compounds (13-1) to (13-11), compounds (14-1) to (14-19), and compounds (15-1) to (15-7). it can.
  • the definitions of R 16 and R 17 are the same as described above.
  • Component E is a compound close to neutrality because the absolute value of dielectric anisotropy is small.
  • Compound (14) is mainly effective in adjusting viscosity or optical anisotropy.
  • Compounds (15) and (16) have the effect of increasing the temperature range of the nematic phase by increasing the maximum temperature or adjusting the optical anisotropy.
  • the content of component E decreases the dielectric anisotropy of the composition but decreases the viscosity. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, the content is preferably large. Therefore, when preparing a composition, the content of component E is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, based on the weight of the composition.
  • Preparation of the composition (1) is performed by a method of dissolving necessary components at a high temperature.
  • additives may be added to the composition.
  • the additive include an optically active compound, a polymerizable compound, a polymerization initiator, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, an antifoaming agent, and a dye.
  • Such additives are well known to those skilled in the art and are described in the literature.
  • Composition (1) may further contain at least one optically active compound.
  • the optically active compound has an effect of preventing reverse twisting by inducing a helical structure in liquid crystal molecules to give a necessary twist angle.
  • Preferred examples of the optically active compound include the following compounds (K-1) to (K-16).
  • Composition (1) adjusts the helical pitch by adding such an optically active compound.
  • the helical pitch is preferably adjusted in the range of 40 to 200 ⁇ m for the TFT mode and TN mode compositions. In the case of an STN mode composition, it is preferably adjusted to a range of 6 to 20 ⁇ m. In the case of a composition for the BTN mode, it is preferably adjusted to a range of 1.5 to 4 ⁇ m.
  • Two or more optically active compounds may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the helical pitch.
  • Composition (1) can also be used for the PSA mode by adding a polymerizable compound.
  • the polymerizable compound include acrylate, methacrylate, vinyl compound, vinyloxy compound, propenyl ether, epoxy compound (oxirane, oxetane), vinyl ketone and the like.
  • the polymerizable compound is polymerized by ultraviolet irradiation or the like.
  • An initiator such as a photopolymerization initiator may be added. Appropriate conditions for polymerization, the appropriate type of initiator, and the appropriate amount are known to those skilled in the art and are described in the literature.
  • Preferred examples of the polymerizable compound include compounds (M2-7-1) to (M2-7-3), (M2-15-1) to (M2-15-8), (M2-28-1) to (M2-28-3), (M2-29-1) to (M2-29-2), (M4-1-1), (M4-2-1), (M4-4-1) and (M4 -6-1).
  • R 25 , R 26 , R 27 , R 28 , R 29 , R 30 , and R 31 are independently hydrogen or methyl; v and x are independently 0 or 1; t and u are independent And an integer of 1 to 16.
  • An antioxidant is 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). be able to.
  • the ultraviolet absorber is effective for preventing a decrease in the maximum temperature.
  • Preferred examples of the ultraviolet absorber include benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like.
  • the following compounds (AO-3) and (AO-4), TINUVIN 329, TINUVIN P, TINUVIN 326, TINUVIN 234, TINUVIN 213, TINUVIN 400, TINUVIN 328, TINUVIN 99-2 (trade name: BASF) And 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO).
  • Light stabilizers such as sterically hindered amines are preferred in order to maintain a large voltage holding ratio.
  • Preferred examples of the light stabilizer include the following compounds (AO-5) and (AO-6), TINUVIN 144, TINUVIN 765, and TINUVIN 770DF (trade name: BASF).
  • a thermal stabilizer is also effective for maintaining a large voltage holding ratio, and a preferred example is IRGAFOS 168 (trade name: BASF).
  • Antifoaming agents are effective for preventing foaming.
  • Preferred examples of the antifoaming agent include dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil.
  • R 40 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, —COOR 41 or —CH 2 CH 2 COOR 41 , and R 41 is one having 1 to 20 carbons.
  • R 42 is alkyl having 1 to 20 carbons.
  • R 42 is alkyl of 1 to 20 carbon atoms;
  • R 43 is hydrogen, methyl or O ⁇ (oxygen radical);
  • ring G is xylene or 1 1,4-cyclohexylene, 4-phenylene; z is 1, 2 or 3.
  • Composition (1) can be used for GH (guest host) mode by adding dichroic dyes such as merocyanine, styryl, azo, azomethine, azoxy, quinophthalone, anthraquinone, and tetrazine You can also
  • Composition of Composition Having Optically Isotropic Liquid Crystal Phase The composition (1 ′) having an optically isotropic liquid crystal phase of the present invention will be described.
  • This composition (1 ′) is a composition containing an achiral component T and a chiral agent, and is a liquid crystal composition that can be used for an optical element driven in an optically isotropic liquid crystal phase.
  • the achiral component T includes a component A composed of a compound represented by the formula (1) and the formula (4) as an additional component.
  • a preferred component of the formula (4) is a group represented by the formulas (4A) to (4D).
  • the achiral component T is a compound selected from the group represented by the formula (3), the group represented by the formula (5), and the group represented by the formula (6) in addition to the component A as necessary. Including.
  • the liquid crystal composition is a composition that exhibits an optically isotropic liquid crystal phase.
  • the content thereof is about 0.5 to about 50% by weight with respect to the total weight of the component T, preferably about 1 to about 30% by weight, more preferably about 5 to about 20% by weight.
  • the compounds represented by the formulas (4A) to (4D) have a relatively high clearing point, and have a large dielectric anisotropy and a large refractive index anisotropy. On the other hand, it is about 0.5 to about 90% by weight, preferably about 5 to about 70% by weight, more preferably about 10 to about 50% by weight.
  • the compound represented by the formula (3) has a low viscosity, good compatibility, a large dielectric anisotropy and a large refractive index anisotropy, so that the content thereof is based on the total weight of the component T.
  • the compound represented by the formula (5) has a high clearing point and has a large dielectric anisotropy and a large refractive index anisotropy, the content thereof is about 0.2% relative to the total weight of the component T. 5 to about 90% by weight, preferably about 1 to about 50% by weight, more preferably about 3 to about 30% by weight.
  • the content thereof is about 0.5 to about 0.5 with respect to the total weight of the component T. 90% by weight, preferably about 1 to about 50% by weight, more preferably about 3 to about 30% by weight.
  • the chiral agent is preferably contained in an amount of about 1 to about 40% by weight, more preferably about 3 to about 25% by weight, and most preferably about 5 to about 15% by weight, based on the total weight of the liquid crystal composition. .
  • a liquid crystal composition containing a chiral agent in these ranges is preferable because it tends to have an optically isotropic liquid crystal phase.
  • the chiral agent contained in the liquid crystal composition may be one type or two or more types.
  • the chiral agent contained in the optically isotropic liquid crystal composition is an optically active compound, and the chiral agent is preferably a compound having a large helical twisting power.
  • a compound having a large torsional force can reduce the amount of addition necessary for obtaining a desired pitch, and therefore, an increase in driving voltage can be suppressed, which is practically advantageous.
  • compounds represented by the following formulas (K21) to (K27) are preferable.
  • Each AK is independently an aromatic 6- to 8-membered ring, a non-aromatic 3- to 8-membered ring, or a condensed ring having 9 or more carbon atoms, and at least one hydrogen of these rings is It may be replaced with halogen, alkyl having 1 to 3 carbon atoms, or haloalkyl, and —CH 2
  • the chiral agent added to the liquid crystal composition includes the formula (K22-1) to the formula (K22-8) included in the formula (K22), the formula (K24-1) included in the formula (K24).
  • Formula (K24-6) Formula (K25-1) to Formula (K25-3) included in Formula (K25), Formula (K26-1) to Formula (K26-6) included in Formula (K26), and
  • the formulas (K27-1) to (K27-3) included in the formula (K27) are more preferable, and the formulas (K24-1) to (K24-6) and (K25-1) to (K25-3) are more preferable.
  • formulas (K26-1) to (K26-6) are more preferable.
  • R K is independently an alkyl having 3 to 10 carbon atoms, and —CH 2 — in this alkyl adjacent to the ring may be replaced by —O—, and the ring in the alkyl or in the alkyl Any —CH 2 — in the group in which —CH 2 — adjacent to is replaced with —O— may be replaced with —CH ⁇ CH—.
  • the optically isotropic liquid crystal phase liquid crystal composition is optically isotropic. Macroscopically, although the liquid crystal molecular alignment is isotropic, it is optically isotropic. Specifically, it means that liquid crystal order exists. “Pitch based on microscopic order of liquid crystal composition (hereinafter, sometimes referred to as pitch)” is preferably 700 nm or less, more preferably 500 nm or less, and 350 nm or less. Is most preferred.
  • non-liquid crystal isotropic phase is a generally defined isotropic phase, that is, a disordered phase, and even if a region where the local order parameter is not zero is generated, the cause is due to fluctuations.
  • Isotropic phase For example, an isotropic phase appearing on the high temperature side of the nematic phase corresponds to a non-liquid crystal isotropic phase in this specification.
  • the same definition shall apply to the chiral liquid crystal in this specification.
  • the “optically isotropic liquid crystal phase” refers to a phase that expresses an optically isotropic liquid crystal phase instead of fluctuations, for example, a phase that expresses a platelet structure (in a narrow sense). Blue phase) is an example.
  • optically isotropic liquid crystal composition of the present invention although it is an optically isotropic liquid crystal phase, a platelet structure typical of a blue phase may not be observed under a polarizing microscope. Therefore, in this specification, a phase that develops a platelet structure is referred to as a blue phase, and an optically isotropic liquid crystal phase including the blue phase is referred to as an optically isotropic liquid crystal phase. That is, the blue phase is included in the optically isotropic liquid crystal phase.
  • the blue phase is classified into three types of a blue phase I, a blue phase II, and a blue phase III, and these three types of blue phases are all optically active and isotropic.
  • a blue phase I or blue phase II two or more types of diffracted light caused by Bragg reflection from different lattice planes are observed.
  • the blue phase is generally observed between the non-liquid crystal isotropic phase and the chiral nematic phase.
  • the state in which the optically isotropic liquid crystal phase does not show diffracted light of two or more colors means that the platelet structure observed in the blue phase I and the blue phase II is not observed and is generally monochromatic. To do. In an optically isotropic liquid crystal phase that does not show diffracted light of two or more colors, it is not necessary until the color brightness is uniform in the plane.
  • An optically isotropic liquid crystal phase that does not show diffracted light of two or more colors has an advantage that the reflected light intensity due to Bragg reflection can be suppressed or shifted to the lower wavelength side.
  • the liquid crystal material that reflects visible light may have a problem of color when used as a display element.
  • the reflection wavelength is shifted by a low wavelength. Therefore, the reflection of visible light can be eliminated at a pitch longer than the narrowly defined blue phase (phase that expresses the platelet structure).
  • the optically isotropic liquid crystal composition of the present invention can be obtained by adding a chiral agent to a composition having a nematic phase. At this time, the chiral agent is preferably added at a concentration such that the pitch is 700 nm or less. In addition, the composition which has a nematic phase contains the compound represented by Formula (1) and another component as needed.
  • the optically isotropic liquid crystal composition of the present invention can also be obtained by adding a chiral agent to a composition having a chiral nematic phase and not having an optically isotropic liquid crystal phase. .
  • the composition which has a chiral nematic phase and does not have an optically isotropic liquid crystal contains the compound represented by Formula (1), an optically active compound, and other components as needed.
  • the optically active compound is preferably added at a concentration such that the pitch is 700 nm or more so as not to develop an optically isotropic liquid crystal phase.
  • optically active compound to be added formulas (K21) to (K27) which are compounds having a large twisting force can be used, and more preferably, formulas (K22-1) to (K22-8), (K24-1) to (K24-6), formulas (K25-1) to (K25-3), formulas (K26-1) to (K26-6), or formulas (K27-1) to (K27-3) Can be used.
  • the optically active compound to be added may be a compound that does not have a very large twisting force. Examples of such an optically active compound include a compound added to a liquid crystal composition for an element (TN mode, STN mode, etc.) driven in a nematic phase.
  • the temperature range of the optically isotropic liquid crystal composition of the present invention is such that a chiral agent is added to a liquid crystal composition having a wide coexistence temperature range of a nematic phase or a chiral nematic phase and an isotropic phase, and the optical It can be widened by developing an isotropic liquid crystal phase.
  • a liquid crystal compound having a high clearing point and a liquid crystal compound having a low clearing point are mixed to prepare a liquid crystal composition having a wide coexisting temperature range of a nematic phase and an isotropic phase over a wide temperature range, and a chiral agent is added thereto.
  • a composition that exhibits an optically isotropic liquid crystal phase in a wide temperature range can be prepared.
  • the difference between the maximum temperature and the minimum temperature at which the chiral nematic phase and the non-liquid crystal isotropic phase coexist is 3 to 150 ° C.
  • a liquid crystal composition is preferable, and a liquid crystal composition having a difference of 5 to 150 ° C. is more preferable.
  • a liquid crystal composition in which the difference between the upper limit temperature and the lower limit temperature at which the nematic phase and the non-liquid crystal isotropic phase coexist is 3 to 150 ° C. is preferable.
  • the liquid crystal medium of the present invention When an electric field is applied to the liquid crystal medium of the present invention in an optically isotropic liquid crystal phase, electric birefringence occurs, but the Kerr effect is not necessarily required. Since the electrical birefringence in the optically isotropic liquid crystal phase increases as the pitch increases, the type and content of the chiral agent can be adjusted as long as other optical properties (transmittance, diffraction wavelength, etc.) are satisfied. Thus, the electrical birefringence can be increased by setting the pitch longer.
  • the optically isotropic liquid crystal composition of the present invention is a polymer substance or the like as long as it does not affect the properties of the composition. Other compounds may be added.
  • the liquid crystal composition of the present invention may contain, for example, a dichroic dye and a photochromic compound in addition to the polymer substance. Examples of dichroic dyes include merocyanine, styryl, azo, azomethine, azoxy, quinophthalone, anthraquinone, and tetrazine.
  • the optically isotropic polymer / liquid crystal composite material of the present invention will be described.
  • the optically isotropic polymer / liquid crystal composite material is a composite material of a liquid crystal composition containing a compound represented by the formula (1) and a chiral agent and a polymer, and is optically isotropic. It is. This material can be used for an optical element driven in an optically isotropic liquid crystal phase.
  • Such a polymer / liquid crystal composite material is composed of, for example, the liquid crystal composition (liquid crystal composition CLC) according to the items [9] to [16] and a polymer.
  • the “polymer / liquid crystal composite material” of the present invention is not particularly limited as long as it is a composite material containing both a liquid crystal material and a polymer compound, but part or all of the polymer is dissolved in the liquid crystal material.
  • the polymer may be in a state of being phase-separated from the liquid crystal material.
  • a nematic phase means a nematic phase in a narrow sense that does not include a chiral nematic phase.
  • the optically isotropic polymer / liquid crystal composite material according to a preferred embodiment of the present invention can exhibit an optically isotropic liquid crystal phase in a wide temperature range. Further, the polymer / liquid crystal composite material according to a preferred embodiment of the present invention has an extremely fast response speed. Moreover, the polymer / liquid crystal composite material according to a preferred embodiment of the present invention can be suitably used for an optical element such as a display element based on these effects.
  • the composite material of the present invention can be produced by mixing an optically isotropic liquid crystal composition and a polymer obtained by polymerizing in advance, but it is a low molecular weight monomer that becomes a polymer material. It is preferably produced by mixing a macromonomer, an oligomer or the like (hereinafter collectively referred to as “monomer etc.”) and the liquid crystal composition CLC, and then performing a polymerization reaction in the mixture.
  • a mixture containing a monomer or the like and a liquid crystal composition is referred to as a “polymerizable monomer / liquid crystal mixture”.
  • the “polymerizable monomer / liquid crystal mixture” includes a polymerization initiator, a curing agent, a catalyst, a stabilizer, a dichroic dye, or a photochromic compound, which will be described later, as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. But you can.
  • the polymerizable monomer / liquid crystal mixture of the present invention may contain 0.1 to 20 parts by weight of a polymerization initiator with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
  • the polymerization temperature is preferably a temperature at which the polymer / liquid crystal composite material exhibits high transparency and isotropic properties. More preferably, the polymerization is terminated at a temperature at which the mixture of the monomer and the liquid crystal material develops an isotropic phase or a blue phase and at an isotropic phase or an optically isotropic liquid crystal phase. That is, after polymerization, the polymer / liquid crystal composite material is preferably set to a temperature that does not substantially scatter light having a longer wavelength than visible light and exhibits an optically isotropic state.
  • the polymer raw material constituting the composite material of the present invention for example, a low molecular weight monomer, macromonomer, and oligomer can be used.
  • the high molecular weight raw material monomer is a low molecular weight monomer, macromonomer. , Used to include oligomers and the like.
  • the obtained polymer has a three-dimensional crosslinked structure. Therefore, it is preferable to use a polyfunctional monomer having two or more polymerizable functional groups as a raw material monomer for the polymer.
  • the polymerizable functional group is not particularly limited, and an acrylic group, a methacryl group, a glycidyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a vinyl group, and the like can be raised, but an acrylic group and a methacryl group are preferable from the viewpoint of polymerization rate.
  • a monomer having two or more polymerizable functional groups in the polymer raw material monomer is contained in an amount of 10% by weight or more, high transparency and isotropy are easily exhibited in the composite material of the present invention. This is preferable.
  • the polymer preferably has a mesogen moiety, and a raw material monomer having a mesogen moiety can be used as a part or all of the polymer as a polymer raw material monomer.
  • Monofunctional or bifunctional monomer having a mesogen moiety is not particularly limited in terms of structure.
  • a compound represented by the following formula (M1) or (M2) can be mentioned.
  • R MA is hydrogen, halogen, —C ⁇ N, —N ⁇ C ⁇ O, —N ⁇ C ⁇ S, or alkyl having 1 to 20 carbon atoms.
  • Two —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, —CO—, —COO—, or —OCO—
  • at least one —CH 2 —CH 2 — in the alkyl is — CH ⁇ CH—, —CF ⁇ CF—, or —C ⁇ C—
  • One hydrogen is halogen or It may be replaced by -C ⁇ N.
  • R MB is each independently
  • R MA is hydrogen, halogen, —C ⁇ N, —CF 3 , —CF 2 H, —CFH 2 , —OCF 3 , —OCF 2 H, alkyl having 1 to 20 carbons, and alkyl having 1 to 19 carbons. Alkoxy, alkenyl having 2 to 21 carbons, or alkynyl having 2 to 21 carbons.
  • Particularly preferred R a is —C ⁇ N, alkyl having 1 to 20 carbons, or alkoxy having 1 to 19 carbons.
  • R MB is independently any one of the polymerizable groups represented by the formulas (M3-1) to (M3-7).
  • R d in formulas (M3-1) to (M3-7) is each independently hydrogen, halogen, or alkyl having 1 to 5 carbon atoms, and in these alkyls, at least one hydrogen is halogen. It may be replaced.
  • Preferred R d is hydrogen, halogen, or methyl.
  • Particularly preferred R d is hydrogen, fluorine or methyl.
  • the formulas (M3-2) to (M3-4) and (M3-7) are preferably polymerized by radical polymerization.
  • Formulas (M3-1), (M3-5), and (M3-6) are preferably polymerized by cationic polymerization. In either case, polymerization starts when a small amount of radical or cationic active species is generated in the reaction system.
  • a polymerization initiator can be used for the purpose of accelerating the generation of active species. For example, light or heat can be used to generate the active species.
  • a M is each independently an aromatic or non-aromatic 5-membered ring, 6-membered ring, or condensed ring having 9 or more carbon atoms.
  • —CH 2 — may be —O—, —S—, —NH—, or —NCH 3 —, and —CH ⁇ in the ring may be replaced with —N ⁇ , and the hydrogen atom on the ring is halogen, carbon It may be replaced with an alkyl of the number 1 to 5, or an alkyl halide.
  • a M 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4 -Phenylene, 2,5-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 2-methyl-1,4-phenylene, 2-trifluoromethyl-1,4-phenylene, 2 , 3-bis (trifluoromethyl) -1,4-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, tetrahydronaphthalene-2,6-diyl, fluorene-2,7-diyl, 9-methylfluorene-2,7- Diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl.
  • 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is preferably trans rather than cis. Since 2-fluoro-1,4-phenylene is structurally identical to 3-fluoro-1,4-phenylene, the latter was not exemplified. This rule also applies to the relationship between 2,5-difluoro-1,4-phenylene and 3,6-difluoro-1,4-phenylene.
  • Y M is each independently a single bond or alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and in these alkylenes, at least one —CH 2 — is —O— or —S And at least one —CH 2 —CH 2 — in the alkyl may be replaced with —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —COO—, or —OCO—.
  • Preferred Y M is a single bond, — (CH 2 ) m2 —, —O (CH 2 ) m2 —, or — (CH 2 ) m2 O— (wherein m2 is an integer of 1 to 20). is there.
  • Y M is a single bond, — (CH 2 ) m2 —, —O (CH 2 ) m2 —, or — (CH 2 ) m2 O— (wherein m2 is an integer of 1 to 10) It is.
  • —Y M —R MA and —Y M —R MB may contain —O—O—, —O—S—, —S—O—, or —S in their groups. It is preferable not to have -S-.
  • Z M independently represents a single bond, — (CH 2 ) m3 —, —O (CH 2 ) m3 —, — (CH 2 ) m3 O—, —O ( CH 2 ) m 3 O—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —COO—, —OCO—, — (CF 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 —COO—, —OCO— (CH 2 ) 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —OCO—CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—COO—, —OCO—C ⁇ C—, —CH ⁇ CH— (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 —CH ⁇ CH—, —CF ⁇ CF—, —C ⁇ C—CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CH—C ⁇ C—, —OCF 2 — (CH 2 ) 2 —,
  • Preferred Z M is a single bond, — (CH 2 ) m3 —, —O (CH 2 ) m3 —, — (CH 2 ) m3 O—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —COO—, — OCO—, — (CH 2 ) 2 —COO—, —OCO— (CH 2 ) 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —OCO—CH ⁇ CH—, —OCF 2 —, or —CF 2 O— It is.
  • m1 is an integer of 1 to 6.
  • Preferred m1 is an integer of 1 to 3.
  • m1 is 1, it is a bicyclic compound having two rings such as a 6-membered ring.
  • m1 is 2 or 3, they are tricyclic and tetracyclic compounds, respectively.
  • two A M may be may be the same or different.
  • three A M or two Z M ) may be the same or different.
  • m1 is 3-6.
  • R MA , R MB , R d , Z M , A M , and Y M are examples of the compounds (M1) and (M2).
  • Compounds (M1) and (M2) can be preferably used because they have similar characteristics even when they contain isotopes such as 2 H (deuterium) and 13 C in an amount larger than the natural abundance.
  • More preferred examples of the compound (M1) and the compound (M2) are the compounds (M1-1) to (M1-41) and (M2-1) to (M2-29), respectively.
  • the definitions of R MA , R MB , R d , Z M , A M , Y M and p are the same as those of compound (M1) and formula (M2) described in the embodiments of the present invention. .
  • the partial structure (a1) represents 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.
  • the partial structure (a2) represents 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
  • the partial structure (a3) represents 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced with either fluorine or methyl.
  • the partial structure (a4) represents fluorene in which the hydrogen at the 9-position may be replaced with methyl.
  • the above-described monomer having no mesogen moiety, the monomer (M1) having a mesogen moiety, and a polymerizable compound other than (M2) can be used as necessary.
  • a monomer having a mesogenic moiety and having three or more polymerizable functional groups may be used.
  • known compounds can be suitably used. Examples thereof include compounds (M4-1) to (M4-6), and more specific examples are as follows. And compounds described in JP 2000-327632 A, JP 2004-182949 A, and JP 2004-59777 A. However, in (M4-1) to (M4-6), R MB , Z M , Y M , and (F) have the same definitions as described above.
  • Monomer having a polymerizable functional group not having a mesogen moiety for example, a linear or branched acrylate having 1 to 30 carbon atoms, 30 linear or branched diacrylates and the like, and monomers having three or more polymerizable functional groups include glycerol propoxylate (1PO / OH) triacrylate, pentaerythritol propoxylate triacrylate.
  • Pentaerythritol triacrylate trimethylolpropane ethoxylate triacrylate, trimethylolpropane propoxylate triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, di (trimethylolpropane) tetraacrylate, pentae Suritoru tetraacrylate, di (pentaerythritol) pentaacrylate, di (pentaerythritol) hexaacrylate, there may be mentioned trimethylolpropane triacrylate, but is not limited thereto.
  • Polymerization initiator The polymerization reaction in the production of the polymer constituting the composite material of the present invention is not particularly limited, and for example, photoradical polymerization, thermal radical polymerization, photocationic polymerization and the like are performed.
  • photo radical polymerization initiators examples include DAROCUR (registered trademark) 1173 and 4265 (both trade names, BASF Japan Ltd.), Irgacure (registered trademark) 184, 369. , 500, 651, 784, 819, 907, 1300, 1700, 1800, 1850, and 2959 (all are trade names, BASF Japan Ltd.), and the like.
  • thermal radical polymerization examples include benzoyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate , T-butyl peroxydiisobutyrate, lauroyl peroxide, dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate (MAIB), di-t-butyl peroxide (DTBPO), azobisisobutyronitrile (AIBN), azobiscyclohexanecarbox Nitrile (ACN) and the like.
  • MAIB dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate
  • DTBPO di-t-butyl peroxide
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • ACN azobiscyclohexanecarbox Nitrile
  • Examples of the cationic photopolymerization initiator that can be used in the cationic photopolymerization include diaryliodonium salts (hereinafter referred to as “DAS”), triarylsulfonium salts (hereinafter referred to as “TAS”), and the like.
  • DAS diaryliodonium salts
  • TAS triarylsulfonium salts
  • DAS includes diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoroacetate, diphenyliodonium-p-toluenesulfonate, diphenyliodoniumtetra (pentafluorophenyl) ) Borate, 4-methoxyphenyl phenyl iodonium tetrafluoroborate, 4-methoxyphenyl phenyl iodonium hexafluorophosphonate, 4-methoxyphenyl phenyl iodonium hexafluoroarsenate, 4-methoxyphenyl phenyl iodonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphen
  • DAS can be made highly sensitive by adding a photosensitizer such as thioxanthone, phenothiazine, chlorothioxanthone, xanthone, anthracene, diphenylanthracene, and rubrene.
  • a photosensitizer such as thioxanthone, phenothiazine, chlorothioxanthone, xanthone, anthracene, diphenylanthracene, and rubrene.
  • TAS includes triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluorophosphonate, triphenylsulfonium hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, Triphenylsulfonium tetra (pentafluorophenyl) borate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluoroarsenate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoromethane Sulfonar
  • Examples of specific trade names of the photocationic polymerization initiator include Cyracure (registered trademark) UVI-6990, Cyracure UVI-6974, Cyracure UVI-6922 (trade names, UCC Co., Ltd.) and Adekaoptomer SP, respectively. -150, SP-152, SP-170, SP-172 (trade names, ADEKA Corporation), Rhodorsil® Photoinitiator 2074 (trade name, Rhodia Japan Co., Ltd.), Irgacure (registered trademark) 250 (trade name) , BASF Japan Ltd.), UV-9380C (trade name, GE Toshiba Silicone Ltd.), and the like.
  • Cyracure registered trademark
  • UVI-6990 Cyracure UVI-6990
  • Cyracure UVI-6974 Cyracure UVI-6922
  • Adekaoptomer SP Adekaoptomer SP
  • the polymer constituting the composite material of the present invention such as a curing agent
  • one or more other suitable components such as a curing agent, a catalyst, and a stabilizer Etc. may be added.
  • latent curing agents that are usually used as curing agents for epoxy resins can be used.
  • latent epoxy resin curing agent include amine curing agents, novolak resin curing agents, imidazole curing agents, and acid anhydride curing agents.
  • amine curing agents include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentamine, m-xylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, diethylaminopropylamine, and isophoronediamine.
  • 1,3-bisaminomethylcyclohexane bis (4-aminocyclohexyl) methane, norbornenediamine, 1,2-diaminocyclohexane, alicyclic polyamines such as laromine, fragrances such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylethane, metaphenylenediamine Group polyamines and the like.
  • novolak resin-based curing agents examples include phenol novolac resins and bisphenol novolac resins.
  • the imidazole curing agent include 2-methylimidazole, 2-ethylhexylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and the like.
  • acid anhydride curing agents examples include tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylcyclohexene tetracarboxylic dianhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride Acid, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride and the like can be mentioned.
  • the hardening accelerator for accelerating the hardening reaction of the polymeric compound which has a glycidyl group, an epoxy group, and an oxetanyl group, and a hardening
  • the curing accelerator include tertiary amines such as benzyldimethylamine, tris (dimethylaminomethyl) phenol, dimethylcyclohexylamine, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methyl.
  • Imidazoles such as imidazole, organophosphorus compounds such as triphenylphosphine, quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, and organic acid salts thereof
  • examples include diazabicycloalkenes, quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium bromide and tetrabutylammonium bromide, and boron compounds such as boron trifluoride and triphenylborate.
  • These curing accelerators can be used alone or in admixture of two or more.
  • a stabilizer is preferably added to prevent undesired polymerization during storage. All compounds known to those skilled in the art can be used as stabilizers. Representative examples of stabilizers include 4-ethoxyphenol, hydroquinone, butylated hydroxytoluene (BHT) and the like.
  • the content ratio of the liquid crystal composition in the polymer / liquid crystal composite material of the present invention is as high as possible as long as the composite material can express an optically isotropic liquid crystal phase. It is preferable that it is a content rate. This is because the electric birefringence value of the composite material of the present invention increases as the content of the liquid crystal composition is higher.
  • the content of the liquid crystal composition is preferably from 60 to 99% by weight, more preferably from 60 to 95% by weight, particularly from 65 to 95% by weight, based on the composite material.
  • the content of the polymer is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 5 to 40% by weight, and particularly preferably 5 to 35% by weight with respect to the composite material.
  • the polymer / liquid crystal composite material of the present invention may contain, for example, a dichroic dye and a photochromic compound as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict
  • Liquid crystal display element Composition (1) has operation modes, such as PC mode, TN mode, STN mode, OCB mode, and PSA mode, and can be used for the liquid crystal display element driven by an active matrix (AM system).
  • the composition (1) has operation modes such as a PC mode, a TN mode, an STN mode, an OCB mode, a VA mode, and an IPS mode, and can also be used for a liquid crystal display element driven by a passive matrix (PM) method. it can.
  • AM and PM elements can be applied to any of a reflection type, a transmission type, and a transflective type.
  • the composition (1) includes an NCAP (nematic vicurvilinear aligned phase) element produced by encapsulating nematic liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal display element (PDLCD) produced by forming a three-dimensional network polymer in the liquid crystal, It can also be used for a polymer network liquid crystal display element (PNLCD).
  • NCAP nematic vicurvilinear aligned phase
  • Examples of the polymer network liquid crystal display element include a liquid crystal composition or a polymer / liquid crystal composite material (hereinafter, the liquid crystal composition of the present invention and the polymer / liquid crystal composite material may be collectively referred to as a liquid crystal medium).
  • a liquid crystal medium Including an optically isotropic liquid crystal phase. When no electric field is applied, the liquid crystal medium is optically isotropic, but when an electric field is applied, the liquid crystal medium exhibits optical anisotropy, and light modulation by the electric field becomes possible.
  • Example of Compound (1) Compound (1) was synthesized by the following procedure. The synthesized compound was identified by a method such as NMR analysis. The physical properties of the compounds were measured by the methods described below.
  • NMR analysis For measurement, DRX-500 manufactured by Bruker BioSpin Corporation was used. In the 1 H-NMR measurement, the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3 and measured at room temperature under conditions of 500 MHz and 16 integrations. Tetramethylsilane was used as an internal standard. For 19 F-NMR measurement, CFCl 3 was used as an internal standard and the number of integrations was 24.
  • s is a singlet
  • d is a doublet
  • t is a triplet
  • q is a quartet
  • quint is a quintet
  • sex a sextet
  • m is a multiplet
  • br is broad.
  • the ratio between the compound and the mother liquid crystal is this ratio, when the crystal (or smectic phase) precipitates at 25 ° C., the ratio between the compound and the mother liquid crystal is 10% by weight: 90% by weight, 5% by weight. %: 95% by weight, 1% by weight: 99% by weight, and the physical properties of the samples were measured at a rate at which crystals (or smectic phases) did not precipitate at 25 ° C. Unless otherwise specified, the ratio of the compound to the mother liquid crystal is 15% by weight: 85% by weight.
  • the mother liquid crystal As the mother liquid crystal, the following mother liquid crystal (i) was used. The ratio of the component of the mother liquid crystal (i) is indicated by weight%.
  • Measurement method Physical properties were measured by the following methods. Many of these methods are described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA), or It was a modified method. No TFT was attached to the TN device used for measurement.
  • Phase structure A sample is placed on a hot plate (Mettler FP-52 hot stage) of a melting point measurement apparatus equipped with a polarizing microscope. Observed and identified the type of phase.
  • the crystal is expressed as C, and when the crystal can be distinguished, it is expressed as C 1 or C 2 , respectively.
  • the smectic phase is represented as Sm
  • the nematic phase is represented as N.
  • the liquid (isotropic) was designated as I.
  • the smectic phase can be distinguished from the smectic B phase or the smectic A phase, it is expressed as SmB or SmA, respectively.
  • the chiral nematic phase was denoted as N * .
  • BP represents a blue phase or an optically isotropic liquid crystal phase.
  • the coexistence state of two phases may be expressed in the form of (N * + I) and (N * + BP).
  • (N * + I) represents a phase in which a non-liquid crystal isotropic phase and a chiral nematic phase coexist
  • (N * + BP) represents a BP phase or an optically isotropic liquid crystal phase.
  • Un represents an unidentified phase that is not optically isotropic.
  • C 50.0 N 100.0 I means that the phase transition temperature (CN) from the crystal to the nematic phase is 50.0 ° C., and the phase from the nematic phase to the liquid
  • the transition temperature (NI) is 100.0 ° C. The same applies to other notations.
  • T C Minimum Temperature of a Nematic Phase
  • a sample having a nematic phase was stored in a freezer at 0 ° C., ⁇ 10 ° C., ⁇ 20 ° C., ⁇ 30 ° C., and ⁇ 40 ° C. for 10 days, and then the liquid crystal phase was observed.
  • TC was described as ⁇ ⁇ 20 ° C.
  • the lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “lower limit temperature”.
  • 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) The measurement followed the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). A sample was put 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 to this device in steps of 0.5 V in the range of 16 V to 19.5 V. After no application for 0.2 seconds, the application was repeated under the condition of only one rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds). The peak current and peak time of the transient current generated by this application were measured.
  • Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V) An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement.
  • the light source is a halogen lamp.
  • a sample was put in a normally white mode TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was about 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 0V to 10V by 0.02V.
  • the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured.
  • a voltage-transmittance curve was created in which the transmittance was 100% when the light amount reached the maximum and the transmittance was 0% when the light amount was the minimum.
  • the threshold voltage was expressed as a voltage when the transmittance reached 90%.
  • VHR-1 Voltage holding ratio
  • the TN device used for the measurement has a polyimide alignment film, and the distance (cell gap) between the two glass substrates is 5 ⁇ m. This element was sealed with an adhesive that was cured with ultraviolet rays after the sample was placed. The device was charged by applying a pulse voltage (5 V, 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 is an area when it is not attenuated. The voltage holding ratio was expressed as a percentage of area A with respect to area B.
  • VHR-2 Voltage holding ratio
  • VHR-2 measured at 80 ° C .
  • VHR-2 The voltage holding ratio
  • VHR-2 was determined by the same method as VHR-1, except that measurement was performed at 80 ° C.
  • the pitch of cholesteric liquid crystals having a reflection wavelength in the longer wavelength region than visible light is proportional to the reciprocal of the concentration of the optically active compound in the region where the optically active compound concentration is low.
  • the length was measured at several points and determined by a linear extrapolation method.
  • the “optically active compound” corresponds to the chiral agent in the present invention.
  • Raw material Solmix A-11 (trade name) is a mixture of ethanol (85.5%), methanol (13.4%) and isopropanol (1.1%), and was obtained from Nippon Alcohol Sales Co., Ltd.
  • Step 3 Under a nitrogen atmosphere, compound (S103) (0.95 g, 5.4 mmol) obtained in the second step, p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.1 g, 0.54 mmol), methanol (4 7 ml) was placed in a reaction vessel and stirred at room temperature for 12 hours. Triethylamine was added to the reaction mixture, and the solvent was distilled off with an evaporator. The residue was purified by silica gel chromatography to obtain compound (S104) (0.62 g, 4.6 mmol; 84%).
  • reaction mixture was returned to room temperature, poured into pure water, and the aqueous layer was extracted with toluene.
  • the combined organic layers were washed with pure water and saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off with an evaporator.
  • the residue was purified by silica gel chromatography and recrystallization to obtain compound (No. 148) (0.95 g, 1.7 mmol; 37%).
  • a compound (No. 12) was synthesized in the same manner as in Example 1.
  • a compound (No. 122) was synthesized in the same manner as in Example 1.
  • a compound (No. 129) was synthesized in the same manner as in Example 1.
  • a compound (No. 220) was synthesized in the same manner as in Example 1.
  • Step 3 Under a nitrogen atmosphere, the compound (S203) (4.2 g, 26.2 mmol) obtained in the second step, sodium hydride (60%; 1.6 g, 39.3 mmol), and THF (21 ml) were reacted. It put into the container and stirred for 30 minutes at room temperature. 1-iodomethane (11.1 g, 78.6 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. The reaction mixture was poured into pure water, and the aqueous layer was extracted with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with pure water and saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off with an evaporator. The residue was purified by silica gel chromatography to obtain compound (S204) (3.8 g, 21.7 mmol; 82%).
  • Step 4 Under a nitrogen atmosphere, compound (S204) obtained in Step 3 (4.2 g, 24.1 mmol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.46 g, 2.4 mmol), methanol (21 ml) ) was placed in a reaction vessel and stirred at room temperature for 12 hours. Triethylamine was added to the reaction mixture, and the solvent was distilled off with an evaporator. The residue was purified by silica gel chromatography to obtain compound (S205) (2.0 g, 14.9 mmol; 61%).
  • Step 4 Under a nitrogen atmosphere, compound (S205) obtained in Step 4 (2.0 g, 14.9 mmol), 4- (difluoro ((2,3 ′, 4 ′, 5′-tetrafluoro- [1 , 1′-biphenyl] -4-yl) oxy) methyl) -3,5-difluorobenzaldehyde (6.4 g, 14.9 mmol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.19 g, 1.0 mmol) , Calcium sulfate (1.9 g, 14.2 mmol), toluene (16 ml) and cyclopropane (16 ml) were placed in a reaction vessel and heated to reflux for 3 hours.
  • reaction mixture was returned to room temperature, poured into pure water, and the aqueous layer was extracted with toluene.
  • the combined organic layers were washed with pure water and saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off with an evaporator.
  • the residue was purified by silica gel chromatography and recrystallization to obtain compound (No. 149) (2.7 g, 4.9 mmol; 33%).
  • Compound (No. 107) was synthesized by the method for synthesizing a compound having a pyran ring described in European Patent Application Publication No. 1482019.
  • Table 1 shows the dielectric anisotropy of the compound (No. 148) obtained in Example 1, the compound (No. 149) obtained in Example 4, and the comparative compound (R). From this result, it was found that (No. 148) and the compound (No. 149) are excellent in that they have a large dielectric anisotropy ( ⁇ ).
  • the liquid crystal composition (1) of the present invention will be described in detail by way of examples. The invention is not limited by these examples.
  • the present invention includes a mixture of the composition of Example 1 and the composition of Example 2.
  • the invention also includes a mixture of at least two of the example compositions.
  • the compounds in Examples were represented by symbols based on the definitions in Table 2 below. In Table 2, the configuration regarding 1,4-cyclohexylene is trans. In the examples, the number in parentheses after the symbol corresponds to the compound number. The symbol ( ⁇ ) means other liquid crystal compounds.
  • the ratio (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition.
  • the physical properties were measured according to the method described above, and the measured values were described as they were (without extrapolation). Other physical properties were measured according to the following methods. Many of these methods are described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA), or It was a modified method. No TFT was attached to the TN device used for measurement.
  • JEITA Japan Electronics and Information Technology Industries Association
  • Transition temperature of optically isotropic liquid crystal phase Place the sample on the hot plate of a melting point measurement device equipped with a polarizing microscope, and in the crossed Nicol state, first the temperature rises to the temperature at which the sample becomes non-liquid crystal isotropic phase. After warming, the temperature was lowered at a rate of 1 ° C./min, and a completely chiral nematic phase or an optically isotropic liquid crystal phase appeared. The temperature at which the phase transition in the temperature lowering process was measured, then the temperature was increased at a rate of 1 ° C./min, and the temperature at which the phase transition in the temperature rising process was measured.
  • the phase transition temperature in the temperature raising process is defined as the phase transition temperature.
  • the phase transition temperature In the optically isotropic liquid crystal phase, when it was difficult to determine the phase transition temperature in the dark field under crossed Nicols, the phase transition temperature was measured by shifting the polarizing plate by 1 to 10 ° from the crossed Nicols state.
  • the selective reflection wavelength is a microspectrophotometer (JEOL Ltd., product)
  • the pitch was determined by dividing the obtained reflection wavelength by the average refractive index.
  • the pitch of a cholesteric liquid crystal having a reflection wavelength in the longer wavelength region than visible light is proportional to the reciprocal of the concentration of the chiral agent in a region where the chiral agent concentration is low.
  • Example of optically isotropic liquid crystal composition (1 ') [Example 34] A liquid crystal composition A corresponding to the achiral component T was prepared by mixing the liquid crystal compounds shown in the following figure at the following ratios. The correspondence with the general formula is shown on the right side of the structural formula. Liquid crystal composition A
  • liquid crystal composition A1 composed of a liquid crystal composition A (94.8 wt%) and a chiral agent BN—H4 (2.65 wt%) and BN—H5 (2.65 wt%) represented by the following formula: Obtained.
  • BN-H4 and BN-H5 are esterified from (R)-(+)-1,1′-bi (2-naphthol) and the corresponding carboxylic acid by using dicyclohexylcarbodiimide (DCC). Obtained.
  • DCC dicyclohexylcarbodiimide
  • liquid crystal composition A1 was 88.8 wt%
  • n-hexadecyl acrylate was 6.0 wt%
  • a mixed liquid crystal composition A1-1M was prepared.
  • the liquid crystal composition A-1M has a phase transition temperature (° C.) of A-1M: N * 39.2 N * + BP 39.6 BP ⁇ I, Met.
  • the lower part is the phase transition temperature observed in the cooling process, and BP was expressed in the cooling process.
  • the liquid crystal composition A-1M was sandwiched between a comb-shaped electrode substrate not subjected to alignment treatment and a counter glass substrate (non-electrode provided) (cell thickness 8 ⁇ m), and obtained.
  • the cell was heated to a blue phase of 39.6 ° C.
  • ultraviolet light (ultraviolet light intensity 23 mWcm ⁇ 2 (365 nm)) was irradiated for 1 minute to carry out a polymerization reaction.
  • the polymer / liquid crystal composite material A-1P thus obtained maintained an optically isotropic liquid crystal phase even when cooled to room temperature.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion.
  • Example 35 The cell sandwiched with the polymer / liquid crystal composite material A-1P obtained in Example 34 was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarization microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb-shaped electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. In A-1P, when a 21.6 V short wave was applied, the transmittance was 74.4%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • a liquid crystal composition W was prepared by mixing the liquid crystal compounds shown in the following figure at the following ratio.
  • the liquid crystal composition W is a composition not containing the compound (1).
  • the correspondence with the general formula is shown on the right side of the structural formula.
  • liquid crystal composition W1 composed of the liquid crystal composition W (94.8 wt%) and the chiral agents BN—H 4 (2.65 wt%) and BN—H 5 (2.65 wt%) was obtained.
  • the liquid crystal composition W1 was 88.8% by weight
  • n-dodecyl acrylate was 6.0% by weight
  • 1,4-di (4- (6 Liquid crystal mixed with 4.8 wt% of-(acryloyloxy) hexyloxy) benzoyloxy) -2-methylbenzene (LCA-6) and 0.4 wt% of 2,2′-dimethoxyphenylacetophenone as a photopolymerization initiator Composition W-1M was prepared.
  • the liquid crystal composition W-1M was sandwiched between a comb-shaped electrode substrate not subjected to alignment treatment and a counter glass substrate (non-electrode provided) (cell thickness 10 ⁇ m), and obtained.
  • the cell was heated to a blue phase of 40.1 ° C.
  • ultraviolet light (ultraviolet light intensity 23 mWcm ⁇ 2 (365 nm)) was irradiated for 1 minute to carry out a polymerization reaction.
  • the polymer / liquid crystal composite material W-1P thus obtained maintained an optically isotropic liquid crystal phase even when cooled to room temperature.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion. Accordingly, when there is a potential difference between the electrode 1 and the electrode 2, on the comb-shaped electrode substrate as shown in FIG. 1, when attention is paid to one electrode, the upper direction and the lower direction on the drawing are two directions. A state in which an electric field exists can be provided.
  • the cell sandwiched by the obtained polymer / liquid crystal composite material W-1P was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarizing microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. When a 43 V rectangular wave was applied, the transmittance was 83%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • Table 3 summarizes the driving voltages of the polymer / liquid crystal composite material A-1P obtained in Example 35 and the comparative example W-1P. From these results, A-1P is superior to W-1P in that the driving voltage is improved by 49.8%, and the device using this compound (1) is excellent in that it has a large low voltage effect. I understood.
  • Example 36 A liquid crystal composition B corresponding to the achiral component T was prepared by mixing the liquid crystal compounds shown in the following figure at the following ratios. The correspondence with the general formula is shown on the right side of the structural formula. Liquid crystal composition B
  • liquid crystal composition B1 composed of the liquid crystal composition B (95.2 wt%) and a chiral agent (8H) BN—H5 (4.8 wt%) represented by the following formula was obtained.
  • liquid crystal composition B1 was 88.8% by weight
  • n-hexadecyl acrylate was 6.0% by weight
  • a mixed liquid crystal composition B-1M was prepared.
  • Liquid crystal composition B-1M was sandwiched between a comb-shaped electrode substrate not subjected to alignment treatment and a counter glass substrate (non-electrode provided) (cell thickness 8 ⁇ m), and obtained.
  • the cell was heated to B-1M: 56.6 ° C. blue phase.
  • ultraviolet light ultraviolet light (ultraviolet light intensity 2 mWcm ⁇ 2 (365 nm)) was irradiated for 7 minutes to carry out a polymerization reaction.
  • the polymer / liquid crystal composite material B-1P thus obtained maintained an optically isotropic liquid crystal phase even when cooled to room temperature.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion.
  • Example 37 The cell sandwiched with the polymer / liquid crystal composite material B-1P obtained in Example 36 was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarization microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb-shaped electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. In B-1P, when a short wave of 45.3 V was applied, the transmittance was 87.5%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • Example 38 A liquid crystal composition C corresponding to the achiral component T was prepared by mixing the liquid crystal compound shown in the following figure at the following ratio. The correspondence with the general formula is shown on the right side of the structural formula. Liquid crystal composition C
  • liquid crystal composition C1 composed of the liquid crystal composition C (95.2 wt%) and the chiral agent (8H) BN—H5 (4.8 wt%) was obtained.
  • liquid crystal composition C1 was 88.8% by weight
  • n-hexadecyl acrylate was 6.0% by weight
  • a mixed liquid crystal composition C-1M was prepared.
  • Liquid crystal composition C-1M was sandwiched between a comb-shaped electrode substrate not subjected to alignment treatment and a counter glass substrate (non-electrode provided) (cell thickness 8 ⁇ m), and obtained.
  • the cell was heated to C-1M: 51.3 ° C. blue phase.
  • ultraviolet light ultraviolet light (ultraviolet light intensity 2 mWcm ⁇ 2 (365 nm)) was irradiated for 7 minutes to carry out a polymerization reaction.
  • the polymer / liquid crystal composite material C-1P thus obtained maintained an optically isotropic liquid crystal phase even when cooled to room temperature.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion.
  • Example 39 The cell sandwiched with the polymer / liquid crystal composite material C-1P obtained in Example 38 was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarization microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb-shaped electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. In C-1P, when a short wave of 45.4 V was applied, the transmittance was 84.0%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • Example 40 A liquid crystal composition D corresponding to the achiral component T was prepared by mixing the liquid crystal compound shown in the following figure at the following ratio. The correspondence with the general formula is shown on the right side of the structural formula. Liquid crystal composition D
  • liquid crystal composition D1 composed of the liquid crystal composition D (95.2 wt%) and the chiral agent (8H) BN—H5 (4.8 wt%) was obtained.
  • liquid crystal composition D1 was 88.8 wt%
  • n-hexadecyl acrylate was 6.0 wt%
  • a mixed liquid crystal composition D-1M was prepared.
  • the liquid crystal composition D-1M was sandwiched between a comb-shaped electrode substrate not subjected to alignment treatment and a counter glass substrate (non-electrode provided) (cell thickness 8 ⁇ m), and obtained.
  • the cell was heated to a blue phase of D-1M: 50.1 ° C.
  • ultraviolet light ultraviolet light (ultraviolet light intensity 2 mWcm ⁇ 2 (365 nm)) was irradiated for 7 minutes to carry out a polymerization reaction.
  • the polymer / liquid crystal composite material D-1P thus obtained maintained an optically isotropic liquid crystal phase even when cooled to room temperature.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion.
  • Example 41 The cell sandwiched with the polymer / liquid crystal composite material D-1P obtained in Example 40 was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarization microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb-shaped electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. In D-1P, when a short wave of 40.4 V was applied, the transmittance was 87.1%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • Example 42 A liquid crystal composition E corresponding to the achiral component T was prepared by mixing the liquid crystal compounds shown in the following figure at the following ratios. The correspondence with the general formula is shown on the right side of the structural formula. Liquid crystal composition E
  • liquid crystal composition E1 composed of a liquid crystal composition E (95.2 wt%) and a chiral agent (8H) BN—H5 (4.8 wt%) was obtained.
  • liquid crystal composition E1 was 88.8 wt%
  • n-hexadecyl acrylate was 6.0 wt%
  • a mixed liquid crystal composition E-1M was prepared.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion.
  • Example 43 The cell sandwiched with the polymer / liquid crystal composite material E-1P obtained in Example 42 was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarization microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb-shaped electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. In E-1P, when a short wave of 57.8 V was applied, the transmittance was 85.1%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • a liquid crystal composition W2 composed of the liquid crystal composition W (95.2 wt%) and the chiral agent (8H) BN-H5 (4.8 wt%) was obtained.
  • liquid crystal composition W2 was 88.8 wt%
  • n-hexadecyl acrylate was 6.0 wt%
  • a mixed liquid crystal composition W-2M was prepared.
  • the electrodes of the comb-shaped electrode substrate are alternately arranged with electrodes 1 extending in the right direction from the left connection electrode portion and electrodes 2 extending in the left direction from the right connection electrode portion. Accordingly, when there is a potential difference between the electrode 1 and the electrode 2, on the comb-shaped electrode substrate as shown in FIG. 1, when attention is paid to one electrode, the upper direction and the lower direction on the drawing are two directions. A state in which an electric field exists can be provided.
  • the cell in which the obtained polymer / liquid crystal composite material W-2P was sandwiched was set in the optical system shown in FIG. 2, and the electro-optical characteristics were measured.
  • a white light source of a polarizing microscope (Nikon Eclipse LV100POL) is used as the light source, the incident angle to the cell is perpendicular to the cell surface, and the line direction of the comb electrode is 45 with respect to the Polarizer and the Analyzer polarizer, respectively.
  • the cell was set in the optical system so that the temperature was 0 °.
  • the relationship between applied voltage and transmittance at room temperature was examined. When a 60.5 V rectangular wave was applied, the transmittance was 82.7%, and the transmitted light intensity was saturated.
  • Table 4 summarizes the driving voltages of the polymer / liquid crystal composite materials B-1P to E-1P and the comparative example W-2P. From this result, B-1P to E-1P are superior in that the driving voltage is improved as compared with W-1P ′, and the device using the present compound (1) has a great low voltage effect. I understood that.
  • the liquid crystalline compound of the present invention has high stability to heat, light, etc., high clearing point, low minimum temperature of liquid crystal phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large dielectric anisotropy, appropriate elastic constant. And at least one of physical properties such as excellent compatibility with other liquid crystal compounds.
  • the liquid crystal composition of the present invention contains this compound and has at least one physical property such as a high maximum temperature, a low minimum temperature, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large dielectric anisotropy and a suitable elastic constant. Satisfy one. This composition has an appropriate balance with respect to at least two physical properties.
  • the liquid crystal display element of the present invention contains this composition and has a wide temperature range in which the element can be used, a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long lifetime.
  • the liquid crystal display optical device using the optically isotropic liquid crystal composition of the present invention can be driven at a low voltage, and is superior to the prior art in that BP appears in the cooling process.
  • the expression of BP during the cooling process means that the polymer / liquid crystal composite material can be easily adjusted in the manufacturing process of the optical element, which shows the usefulness of the optical element of the present invention. Therefore, it can be widely used for liquid crystal display elements used in personal computers and televisions.
  • Electrode 1 Electrode 1 2 ... Electrode 2 3 ... Light source 4 ... Polarizer (Polarizer) 5 ... Comb electrode cell 6 ... Analyzer (polarizer) (Analyzer) 7 ... Photodetector

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Abstract

光などに対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方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。 式(1)で表される化合物。式(1)において、例えば、Rは炭素数1~12のアルキルであり;環A、環A、および環Aは独立して、(2)であり;XおよびXは独立して、-O-または-CH-であり;Yはフッ素、-CF3または-OCFであり;ZおよびZは独立して、単結合、-CFO-または-COO-であり;Zは単結合、-CFO-または-COO-であり;L1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;aは0、1、2または3であり; nおよびnは独立して、0、1または2である。

Description

アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、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、アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、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的異方性、誘電率異方性など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)モード、TN(twisted nematic)モード、STN(super twisted nematic)モード、BTN(bistable twisted nematic)モード、ECB(electrically controlled birefringence)モード、OCB(optically compensated bend)モード、IPS(in-plane switching)モード、VA(vertical alignment)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、PSA(polymer sustained alignment)モードなどが知られている。近年、光学的に等方性の液晶相において電場を印加し、電気屈折率を発現させるモードも盛んに研究されている。
さらに光学的に等方性の液晶相の1つであるブルー相における電気複屈折を利用した波長可変フィルター、波面制御素子、液晶レンズ、収差補正素子、開口制御素子、光ヘッド装置などが提案されている。
 素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である。PM(passive matrix)はスタティック(static)とマルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMはそのスイッチング素子の種類によって、TFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。
 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。液晶表示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、下記の(1)~(8)で示す物性を有するのが好ましい。
(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
特に、光学的に等方性の液晶相においては、誘電率異方性と屈折率異方性が共に大きな液晶化合物が駆動電圧低減の観点から好ましい。
 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、光など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大きくする。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。
 (5)のように、適切な光学的異方性を有する化合物は、素子のコントラストを向上させる。素子の設計に応じて、大きな光学的異方性または小さな光学的異方性、すなわち適切な光学的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、大きな光学的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、組成物の粘度を小さくすることによって、素子の応答時間を短くする。
 (7)に関しては、大きな弾性定数を有する化合物は、ネマチック相で駆動される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、ネマチック相で駆動される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優れた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。近年は特に表示性能、例えばコントラスト、表示容量、応答時間特性等のより高い液晶表示素子が要求されている。さらに使用される液晶材料には駆動電圧の低い液晶組成物が要求されている。また光学的に等方性の液晶相で駆動させる光素子を低電圧で駆動させるためには、誘電率異方性および屈折率異方性が大きい液晶化合物を用いることが好ましい。
 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。新規な化合物には、従来の化合物にはない優れた物性が期待されるからである。新規な化合物を液晶組成物に添加することによって、少なくとも2つの物性の間の適切なバランスが得られると期待されるからである。このような状況から、上記の物性(1)~(8)に関して優れた物性と適切なバランスを有する化合物、とりわけ誘電率異方性(Δε)が大きな化合物の開発が望まれている。
欧州特許出願公開452274号明細書 特開2007―091796号公報 特開2006―070080号公報 特開2006―008928号公報 米国特許第20090302273号公報 特表平05-065280公報
 本発明の第一の課題は、光に対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、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優れた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。特に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、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、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、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、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-I000034

式(1)において、
 
は炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035

およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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い。
 本発明の第一の長所は、光に対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、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優れた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。特に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、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、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、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。
 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、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。光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子においては、使用できる広い温度範囲、および低い駆動電圧を有する。
実施例で用いた櫛型電極基板を示す。 実施例で用いた光学系を示す。
 本発明において、液晶化合物とはメソゲンを有する化合物を表し、液晶相を有する化合物に限定されない。液晶媒体とは、液晶組成物および高分子/液晶複合体の総称である。また、光素子とは、電気光学効果を利用して、光変調や光スイッチングなどの機能を奏する各種の素子を指し、たとえば、表示素子(液晶表示素子)、光通信システム、光情報処理や種々のセンサーシステムに用いられる光変調素子が挙げられる。光学的に等方性の液晶媒体への電圧印加による屈折率の変化を利用した光変調については、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値Δn(E)が電場Eの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔn(E)=KλEが成立する(K:カー係数(カー定数)、λ:波長))。ここで、電気複屈折値とは、等方性媒体に電界を印加した時に誘起される屈折率異方性値である。
 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。これらの化合物は、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。このような液晶性化合物を混合することによって液晶組成物が調製される。液晶性化合物の割合(含有量)は、この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。この組成物に、重合可能な化合物、重合開始剤、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、消泡剤、色素のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合(添加量)は、液晶性化合物の割合と同様に、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。重量百万分率(ppm)が用いられることもある。キラル剤は、光学活性化合物であり、液晶組成物に所望のねじれた分子配列を与える為に添加される。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。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。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。
 式(1)で表される化合物を化合物(1)と略すことがある。この略記は式(2)などで表される化合物にも適用することがある。式(1)から式(16)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などに対応する。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、同一であってもよいし、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、他の末端基、環などの記号にも適用される。式(6)において、iが2のとき、2つの環Cが存在する。この化合物において、2つの環Cが表す2つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、iが2より大きいときの任意の2つにも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。
 「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。「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で置き換えられる場合、任意のAがCで置き換えられる場合、および任意のAがDで置き換えられる場合、さらに複数のAがB、C、Dの少なくとも2つで置き換えられる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、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、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。
 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、非対称の二価の環にも適用される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
 本発明は、下記の項1~項37に記載された内容を包含する。
項1. 式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
式(1)において、
 Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038
およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキル、または炭素数2~7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い。
項2. 式(1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039

式(1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 環Aは下記式で表され;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040

およびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項3. 式(1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1または2に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041

式(1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項4. aが1である項1~3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項5. aが2である項1~3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項6. 式(1-1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1~5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042

式(1-1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CFO-、-COO-、または-C≡C-であり;
は-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項7. 式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1~6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043

式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
は-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項8. 式(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項1~6のいずれか1項に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044

式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項9. 式(2)~(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、項1~8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045

式(2)~(5)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;
 X11は、水素、フッ素、塩素、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、または-OCF2CHFCF3であり;
 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、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、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、Z13およびZ14は独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、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10. 式(6)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、項1~9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046

式(6)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、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;
 X12は、-C≡Nまたは-C≡C-CNであり;
 環Cは、1,4-シクロヘキシレン、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、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;
 Z15は、単結合、-CHCH-、-C≡C-、-COO-、-CFO-、-OCF-、または-CHO-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11. 式(7)~(13)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、項1~10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047

式(7)~(13)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、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;
 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、-CF-、-O-、または-CHF-であり;
 環D、環D、環D、および環D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Dおよび環D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;
 Z16、Z17、Z18、およびZ19は独立して、単結合、-CHCH-、-COO-、-CHO-、-OCF-、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;
 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12. 式(14)~(16)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、項1~11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048

式(14)~(16)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;
 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-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;
 Z20、Z21、およびZ22は独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、または-COO-である。
項13. 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、項1~12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項14. 式(1)で示される化合物、およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
式(1)において、
 Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000050

およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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い。
項15. 式(1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051

式(1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 環Aは下記式で表され;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052

およびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項16. 式(1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14または15に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000053

式(1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項17. aが1である項14~16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項18. aが2である項14~16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項19. 式(1-1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14~18のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000054

式(1-1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CFO-、-COO-、または-C≡C-であり;
は-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項20. 式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14~19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000055

式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
は-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項21. 式(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、項14~19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000056

式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項22. 式(4A)~(4D)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、項14~21のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000057

式(4A)~(4D)において、
11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
17、L18、L19、L20、L21、L22、L23およびL24は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
11は、水素、フッ素、塩素、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、または-OCF2CHFCF3である。
項23. キラル剤(光学活性化合物)が、式(K21)~(K27)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、項14~22のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000058

式(K21)~(K27)において、
はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S、または炭素数1~12のアルキルであり、R中の少なくとも1つの-CH-は-O-、-S-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、R中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-、または-C≡C-で置き換えられもよく、R中の少なくとも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はそれぞれ独立して、芳香族性の6~8員環、非芳香族性の3~8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1~3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の-CH-は-O-、-S-、または-NH-で置き換えられてもよく、-CH=は-N=で置き換えられてもよく;
 Yはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~3のアルキル、炭素数1~3のハロアルキル、芳香族性の6~8員環、非芳香族性の3~8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1~3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の-CH-は-O-、-S-、または-NH-で置き換えられてもよく、-CH=は-N=で置き換えられてもよく;
 Zはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~8のアルキレンであり、Z中の少なくとも1つの-CH-は、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、または-N=CH-で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-、または-C≡C-で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
 Xはそれぞれ独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、または-CHCH-であり;
 mKはそれぞれ独立して、1~3の整数である。)
項24. 式(M2-15)、(M4-5)、(M21)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの重合可能な化合物をさらに含有する、項14~23のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000059

式(M2-15)、(M4-5)および(M21)において、
MBは、それぞれ独立して、式(M3-1)~(M3-7)の重合性基であり、式(M3-1)~(M3-7)におけるRは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、または炭素数1~5のアルキルであり、これらのアルキル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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000060

MCは、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキルまたは炭素数2~20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;
は、それぞれ独立して単結合または炭素数1~20のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも1つの-CH2-は-O-、-S-で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;
は、それぞれ独立して単結合、-(CH2m3-、-O(CH2m3-、-(CH2m3O-、-O(CH2m3O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF22-、-(CH2-COO-、-OCO-(CH2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH=CH-(CH22-、-(CH22-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-CH=CH-、-CH=CH-C≡C-、-OCF-(CH2-、-(CH2-CFO-、-OCF-、または-CFO-(前記式中、m3は1~20の整数である)であり;

環の部分構造において、部分構造(a1)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-フェニレンを表し、部分構造(a2)は、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-フェニレンを表し、部分構造(a3)は、少なくとも1つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい1,4-フェニレンを表し、部分構造(a4)は、9位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000061
項25. -20℃~70℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが700nm以下である、項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項26. 光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
項27. 項24に記載の液晶組成物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子/液晶複合材料。
項28. 一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、その液晶媒体が項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物を使用した光素子、または、請求項27に記載の高分子/液晶複合材料から成る光素子。
項29. 項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物の光素子への使用、または項27に記載の高分子/液晶複合材料の光素子への使用。
項30. 式(1)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000062

式(1)において、
 Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000063

およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキル、または炭素数2~7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い。
項31. 式(1-1)で表される、項30に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000064

式(1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 環Aは下記式で表され;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000065

およびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項32. 式(1-1-1)で表される、項30または31に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000066

式(1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項33. aが1である項30~32のいずれか1項に記載の化合物。
項34. aが2である項30~32のいずれか1項に記載の化合物。
項35. 式(1-1-1-1)で表される、項30~34のいずれか1項に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000067

式(1-1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CFO-、-COO-、または-C≡C-であり;
は-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
項36. 式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)で表される、項30~35のいずれか1項に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000068

式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
は-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
項37. 式(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)で表される、項30~35のいずれか1項に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000069

式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
 本発明の化合物、液晶組成物および液晶表示素子について、順に説明する。
1-1.化合物(1)
 本発明の化合物(1)は、アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物であるので、特に、大きな誘電率異方性(Δε)を有するという特徴がある。本発明の化合物(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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000070

式(1)において、
 Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。
 このような基Rの例は、アルキル、アルコキシアルキル、アルケニル、アルケニルオキシアルキル、およびアルコキシアルケニルである。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。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。これらの基は、直鎖または分岐鎖であり、シクロヘキシルのような環状基を含まない。これらの基において分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。
 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。
 アルキルの例は、-CH、-C、-C、-C、-C11、-C13および-C15である。
 アルコキシアルキルの例は、-CHOCH、-CHOC、-CHOC、-(CH-OCH、-(CH-OC、-(CH-OC、-(CH-OCH、-(CH-OCHおよび-(CH-OCHである。
 アルケニルの例は、-CH=CH、-CH=CHCH、-CHCH=CH、-CH=CHC、-CHCH=CHCH、-(CH-CH=CH、-CH=CHC、-CHCH=CHC、-(CH-CH=CHCHおよび-(CH-CH=CHである。
 少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの例は、-CHF、-CHF、-CF、-(CH-F、-CFCHF、-CFCHF、-CHCF、-CFCF、-(CH-F、-(CF-F、-CFCHFCF、-CHFCFCF、-(CH-F、-(CF-F、-(CH-F、-(CF-F、-CHCl、-CHCl、-CCl、-(CH-Cl、-CClCHCl、-CClCHCl、-CHCCl、-CClCCl、-(CH-Cl、-(CCl-Cl、-CClCHClCCl、-CHClCClCCl、-(CH-Cl、-(CCl-Cl、-(CH-Clおよび-(CCl-Clである。
 少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの例は、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCHF、-CH=CHCF、-(CH-CH=CF、-CHCH=CHCF、-CH=CHCFCF、-CH=CHCl、-CH=CCl、-CCl=CHCl、-CH=CHCHCl、-CH=CHCCl、-(CH-CH=CCl、-CHCH=CHCClおよび-CH=CHCClCClである。
 Rの好ましい例は、炭素数1~10のアルキル、炭素数2~10のアルケニル、1つまたは2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、または1つまたは2つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2~10のアルケニルである。Rのさらに好ましい例は、炭素数1~7のアルキルおよび炭素数2~8のアルケニルである。Rの最も好ましい例は、-CH、-C、-C、-C、-C11、-CH=CH、-CH=CHCH、-(CH-CH=CH、-CHCH=CHCおよび-(CH-CH=CHCHである。
 式(1)において、環A、環A、および環Aは独立して、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000071

である。
環Aの好ましい例は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000072

である。
 環Aのさらに好ましい例は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000073
である。
 1,4-シクロへキシレンには、シスおよびトランスの立体配置が存在する。高い上限温度の観点から、トランス配置が好ましい。
環Aおよび環Aの好ましい例は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000074

である。
 環Aおよび環Aのさらに好ましい例は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000075

である。
 式(1)において、XおよびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはない。XおよびXの好ましい組み合わせは、XおよびXの一方が-O-であり、他方が-CH-であり、または、XおよびXがともに-O-である。さらに好ましい組み合わせは、XおよびXがともに-O-である。
 式(1)において、水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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い。
このような末端基Yの例は、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、およびアルコキシアルケニルである。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。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。これらの基は、直鎖または分岐鎖であり、シクロヘキシルのような環状基を含まない。これらの基において分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。
 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。
 アルキルの例は、-CH、-C、-C、-C、-C11、-C13および-C15である。
 アルコキシの例は、-OCH、-OC、-OC、-OC、-OC11、および-OC12である。
 アルコキシアルキルの例は、-CHOCH、-CHOC、-CHOC、-(CH-OCH、-(CH-OC、-(CH-OC、-(CH-OCH、-(CH-OCHおよび-(CH-OCHである。
 アルケニルの例は、-CH=CH、-CH=CHCH、-CHCH=CH、-CH=CHC、-CHCH=CHCH、-(CH-CH=CH、-CH=CHC、-CHCH=CHC、-(CH-CH=CHCHおよび-(CH-CH=CHである。
 アルケニルオキシの例は、-OCHCH=CH、-OCHCH=CHCHおよび-OCHCH=CHCである。
 少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの例は、-CHF、-CHF、-CF、-(CH-F、-CFCHF、-CFCHF、-CHCF、-CFCF、-(CH-F、-(CF-F、-CFCHFCF、-CHFCFCF、-(CH-F、-(CF-F、-(CH-F、-(CF-F、-CHCl、-CHCl、-CCl、-(CH-Cl、-CClCHCl、-CClCHCl、-CHCCl、-CClCCl、-(CH-Cl、-(CCl-Cl、-CClCHClCCl、-CHClCClCCl、-(CH-Cl、-(CCl-Cl、-(CH-Clおよび-(CCl-Clである。
 少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルコキシの例は、-OCHF、-OCHF、-OCF、-O-(CH-F、-OCFCHF、-OCFCHF、-OCHCF、-O-(CH-F、-O-(CF-F、-OCFCHFCF、-OCHFCFCF、-O(CH-F、-O-(CF-F、-O-(CH-F、-O-(CF-F、-OCHCl、-OCHCl、-OCCl、-O-(CH-Cl、-OCClCHCl、-OCClCHCl、-OCHCCl、-O-(CH-Cl、-O-(CCl-Cl、-OCClCHClCCl、-OCHClCClCCl、-O(CH-Cl、-O-(CCl-Cl、-O-(CH-Clおよび-O-(CCl-Clである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの例は、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCHF、-CH=CHCF、-(CH-CH=CF、-CHCH=CHCF、-CH=CHCFCF、-CH=CHCl、-CH=CCl、-CCl=CHCl、-CH=CHCHCl、-CH=CHCCl、-(CH-CH=CCl、-CHCH=CHCClおよび-CH=CHCClCClである。
少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルオキシの例は、-OCH=CHF、-OCH=CF、-OCF=CHF、-OCF=CF、-OCH=CHCHF、-OCH=CHCF、-O(CH-CH=CF、-OCHCH=CHCF、-OCH=CHCFCF、-OCH=CHCl、-OCH=CCl、-OCCl=CHCl、-OCH=CHCHCl、-OCH=CHCCl、-O(CH-CH=CCl、O-CHCH=CHCClおよび-OCH=CHCClCClである。
の好ましい例は、水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数1~5のアルキル、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数1~5のアルコキシ、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数2~5のアルケニルおよび少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数2~5のアルケニルオキシである。Yのさらに好ましい例は、水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFである。Yの最も好ましい例は、水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、OCH=CF、および-OCH=CHCFである。
式(1)において、ZおよびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、および-C≡C-であり、Zは単結合、-CFO-または-COO-である。
およびZの好ましい例は、単結合、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、および-C≡C-である。ZおよびZのさらに好ましい例は、単結合および-CFO-、-COO-である。Z、ZおよびZの好ましい組み合わせは、ZおよびZが単結合であり、Zが-CFO-、およびZ、ZおよびZの総てが単結合である。
式(1)において、L1およびLは独立して、水素またはハロゲンである。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。LおよびLの好ましい組み合わせは、LおよびLの一方が水素であり、他方がフッ素である。LおよびLのさらに好ましい組み合わせは、LおよびLの両方がフッ素である。
式(1)において、aは0、1、2、または3である。好ましいaは、0、1、または2である。さらに好ましいaは1または2である。小さな粘度の観点から、好ましいaは0である。大きな誘電率異方性の観点から、好ましいaは1または2である
式(1)において、nおよびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。小さな粘度の観点から、好ましいnおよびnの好ましい組み合わせは、nおよびnがともに0である。他の液晶性化合物との相溶性および大きな誘電率異方性の観点から、好ましいnおよびnの好ましい組み合わせは、nおよびnの一方が0であり、他方が1である。高い上限温度および大きな誘電率異方性の観点から、好ましいnおよびnの好ましい組み合わせは、nが2、nが0、または、nが1、nが1である。
1-2.化合物(1)の物性
 化合物(1)において、R、環A、環A、環A、X、X、Y、Z、Z、Z、Lおよび、Lの種類を適切に組み合わせることによって、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、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。R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。
 左末端基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よい。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。
 環A、環A、および環Aの少なくとも1つが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、環A、および環Aの少なくとも1つが1,4-フェニレンであるときは、または少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4-フェニレンであるときは、光学的異方性が比較的大きく、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、環A、および環Aの総てが、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4-フェニレン、またはこれらの組み合わせであるときは、光学的異方性が特に大きい。環A、環A、および環Aの少なくとも1つが、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4-フェニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイルであるときは、誘電率異方性が大きい。
右末端基Yがフッ素、-OCH=CFであるときは誘電率異方性が大きく、粘度が小さい。右末端基Yが-CF3、-OCH=CHCFであるとき誘電率異方性が特に大きい。右末端基Yが-OCFであるとき誘電率異方性が大きく、他の化合物との相溶性が高い。右末端基Yが塩素であるときは屈折率異方性が大きい。右末端基Yが-C≡Nであるときは誘電率異方性が大きく、屈折率異方性が大きい。
 結合基ZまたはZが、単結合、-CHCH-、-CH=CH-または-CFO-であるときは、粘度が小さい。ZまたはZが-CH=CH-または-CHO-であるときは、液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数(K)が大きい。ZまたはZが-CH=CH-または-C≡C-であるときは、光学的異方性が大きい。Z、Z、またはZが、-CFO-または-COO-であるときは、誘電率異方性が大きい。ZまたはZが、単結合、-CHCH-、または-CHO-であるときは、化学的安定性が高い。
 LおよびLの一方がフッ素であるときは誘電率異方性が大きい。LおよびLの両方がフッ素であるときは、特に誘電率異方性が大きい。
 以上のように、環構造、末端基、結合基などの種類を適切に選択することによって目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、化合物(1)は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VAのようなモードの液晶表示素子に用いられる液晶組成物の成分として有用である。
1-3.好ましい化合物
 化合物(1)の好ましい例としては、式(1-1)で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000076

式(1-1)において、
 Rは炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 環Aは下記式で表され;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000077
 XおよびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-SF、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFである。
 化合物(1-1)のさらに好ましい例としては、式(1-1-1)で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000078

式(1-1-1)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3であり;
およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
+n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-SF、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFである。
化合物(1-1-1)の最も好ましい例の1つは、化合物(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000079

式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
は-CFO-または-COO-であり;
1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2、または3である。
化合物(1-1-1)の最も好ましい例のもう1つは、化合物(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000080

式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
 Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
aは0、1、2または3である。
1-4.化合物(1)の合成
 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。
1-4-1.結合基の生成
 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、MSG(またはMSG)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MSG(またはMSG)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000081

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000083
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000084
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000085
(I)単結合の生成
 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。
(II)-COO-と-OCO-の生成
 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(24)を得る。このカルボン酸(24)と、化合物(21)から誘導したフェノール(25)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(1B)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。
(III)-CFO-と-OCF-の生成
 化合物(1B)をローソン試薬で硫黄化し、化合物(26)を得る。化合物(26)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、-CFO-を有する化合物(1C)を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992,827.を参照。化合物(1C)は化合物(26)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。この方法によって-OCF-を有する化合物も合成する。
(IV)-CH=CH-の生成
 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(27)を得る。ホスホニウム塩(28)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(27)と反応させて化合物(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。
(V)-CHCH-の生成
 化合物(1D)をパラジウム炭素触媒の存在下で水素化し、化合物(1E)を合成する。
(VI)-C≡C-の生成
 ジクロロパラジウムとヨウ化銅の触媒存在下で、化合物(23)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(29)を得る。ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物(29)を化合物(22)と反応させて、化合物(1F)を合成する。
(VII)-CHO-と-OCH-の生成
 化合物(27)を水素化ホウ素ナトリウムで還元して化合物(30)を得る。これを臭化水素酸で臭素化して化合物(31)を得る。炭酸カリウムの存在下、化合物(25)と化合物(31)を反応させて、化合物(1G)を合成する。この方法によって-OCH-を有する化合物も合成する。
1-4-2.環Aおよび環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、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、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。
1-4-3.合成例1(XとXが同一の場合)
とXが同一の場合、化合物(1)を合成する方法の例は、次のとおりである。化合物(41)は、EuropeanJournal of Medical Chemistry, 44, 2009, 239-250などに記載の方法を参考にして合成する。化合物(41)より、一般的に知られている合成法に従ってジオキサン環を構築して化合物(43)を得る。ジチアン環も類似の合成法に従って得られる。結合基の生成法(I)~(VII)に従って、化合物(43)から化合物(1)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000086

 最終工程でジオキサン環またはジチアン環を構築することでも化合物(1)を合成できる。化合物(41)と、結合基の生成法(I)~(VII)に従って合成した化合物(44)を反応させることで化合物(1)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000087

これらの化合物において、R、環A、環A、環A、X、X、Y、Z、Z、Z、L、L、a、nおよびnの定義は、前記と同一である。
1-4-4.合成例1(XとXが異なる場合)
とXが異なる場合、化合物(1)は、欧州特許出願公開1482019号明細書、国際公開第2004/106460号パンフレット、中国公開103555344号公報、またはEur. J. Org. Chem. 2006, 3326-3331などに記載の方法を参考にして合成する。
2.組成物(1)
2-1. 化合物(2)~(16)
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。
 好ましい組成物は、以下に示す成分B、C、D、およびEから選択された化合物を含有する。組成物(1)を調製するときには、例えば、化合物(1)の誘電率異方性を考慮して成分を選択することもできる。TFT、IPS、FFSなどのモード用に誘電率異方性が正の組成物を調製するとき、主要な成分は、成分A、BおよびEである。STN、TNなどのモード用に誘電率異方性が正の組成物を調製するとき、主要な成分は、成分A、CおよびEである。VA、PSAなどのモード用に誘電率異方性が負の組成物を調製するとき、主要な成分は、成分DおよびEであり、成分Aは素子の電圧-透過率曲線を調整する目的で添加される。成分を適切に選択した組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、および適切な弾性定数を有する。
 成分Bは、化合物(2)~(5)である。成分Cは化合物(6)である。成分Dは、化合物(7)~(13)である。成分Eは、化合物(14)~(16)である。これらの成分について、順に説明する。
 成分Bは、右末端に水素、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Bの好ましい例として、化合物(2-1)~(2-16)、化合物(3-1)~(3-113)、化合物(4-1)~(4-49)、化合物(4A-1)~(4A-12)、化合物(4B-1)~(4B-8)、化合物(4C-1)~(4C-4)、化合物(4D-1)~(4D-6)、化合物(5-1)~(5-56)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X11の定義は、前記と同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000088
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000089
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000090
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000091
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000093
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000094
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000095
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000096
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000097
 成分Bは、誘電率異方性が正であり、熱、光などに対する安定性が非常に優れているので、TFT、IPS、BP、FFS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Bの含有量は、組成物の重量に基づいて1~99重量%の範囲が適するが、好ましくは10~97重量%の範囲、より好ましくは40~95重量%の範囲である。この組成物は、化合物(14)~(16)(成分E)をさらに添加することにより粘度を調整することができる。
 成分Cは、右末端基が-C≡Nまたは-C≡C-C≡Nである化合物(6)である。成分Cの好ましい例として、化合物(6-1)~(6-64)を挙げることができる。これらの化合物(成分C)において、R12およびX12の定義は、前記と同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000098
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000099
 成分Cは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいのでSTNモード用、TNモード用、PSAモード用またはBP用の組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Cを添加することにより、組成物の誘電率異方性を大きくすることができる。成分Cは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学的異方性を調整する、という効果がある。成分Cは、素子の電圧-透過率曲線の調整にも有用である。
 STNモード用またはTNモード用の組成物を調製する場合には、成分Cの含有量は、組成物の重量に基づいて1~99重量%の範囲が適しているが、好ましくは10~97重量%の範囲、より好ましくは40~95重量%の範囲である。この組成物は、成分Eを添加することにより液晶相の温度範囲、粘度、光学的異方性、誘電率異方性などを調整できる。
 成分Dは、化合物(7)~(13)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ベンゼン環を有する。成分Dの好ましい例として、化合物(7-1)~(7-8)、化合物(8-1)~(8-17)、化合物(9-1)、化合物(10-1)~(10-3)、化合物(11-1)~(11-11)、化合物(12-1)~(12-3)および化合物(13-1)~(13-3)を挙げることができる。これらの化合物(成分D)において、R13、R14およびR15の定義は、前記と同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000100
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000101
 成分Dは、誘電率異方性が負の化合物である。成分Dは、主としてVAモード用またはPSAモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Dのうち、化合物(7)は2環化合物であるので、主として、粘度の調整、光学的異方性の調整、または誘電率異方性の調整の効果がある。化合物(8)および(9)は3環化合物であるので、上限温度を高くする、光学的異方性を大きくする、または誘電率異方性を大きくするという効果がある。化合物(10)~(13)は、誘電率異方性を大きくするという効果がある。
 VAモード用またはPSA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、組成物の重量に基づいて、好ましくは40重量%以上であり、より好ましくは50~95重量%の範囲である。成分D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Dの含有量が組成物の重量に基づいて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、2つの末端基がアルキルなどである化合物である。成分Eの好ましい例として、化合物(13-1)~(13-11)、化合物(14-1)~(14-19)、および化合物(15-1)~(15-7)を挙げることができる。これらの化合物(成分E)において、R16およびR17の定義は、前記と同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000102
 成分Eは、誘電率異方性の絶対値が小さいので、中性に近い化合物である。化合物(14)は、主として粘度の調整または光学的異方性の調整の効果がある。化合物(15)および(16)は、上限温度を高くすることによってネマチック相の温度範囲を広げる効果、または光学的異方性の調整の効果がある。
 成分Eの含有量を増加させると組成物の誘電率異方性が小さくなるが、粘度が小さくなる。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。したがって、組成物を調製する場合には、成分Eの含有量は、組成物の重量に基づいて、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上である。
 組成物(1)の調製は、必要な成分を高い温度で溶解させるなどの方法により行われる。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、光学活性化合物、重合可能な化合物、重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤、色素などである。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。
 組成物(1)は、少なくとも1つの光学活性化合物をさらに含有してもよい。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。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物(K-1)~(K-16)を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000103
 組成物(1)は、このような光学活性化合物を添加して、らせんピッチを調整する。らせんピッチは、TFTモード用およびTNモード用の組成物であれば40~200μmの範囲に調整するのが好ましい。STNモード用の組成物であれば6~20μmの範囲に調整するのが好ましい。BTNモード用の組成物の場合は、1.5~4μmの範囲に調整するのが好ましい。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。
 組成物(1)は、重合可能な化合物を添加することによってPSAモード用に使用することもできる。重合可能な化合物の例は、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)、ビニルケトンなどである。重合可能な化合物は、紫外線照射などにより重合する。光重合開始剤などの開始剤を添加してもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。重合可能な化合物の好ましい例として、化合物(M2-7-1)~(M2-7-3)、(M2-15-1)~(M2-15-8)、(M2-28-1)~(M2-28-3)、(M2-29-1)~(M2-29-2)、(M4-1-1)、(M4-2-1)、(M4-4-1)および(M4-6-1)を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000104
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000105
 化合物化合物(M2-7-1)~(M2-7-3)、(M2-15-1)~(M2-15-8)、(M2-28-1)~(M2-28-3)、(M2-29-1)~(M2-29-2)、(M4-1-1)、(M4-2-1)、(M4-4-1)および(M4-6-1)において、R25、R26、R27、R28、R29、R30、およびR31は独立して、水素またはメチルであり;vおよびxは独立して、0または1であり;tおよびuは独立して、1~16の整数である。L21、L22、L23、L24、L25、および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。
 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)、IRGANOX 415、IRGANOX 565、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、およびIRGANOX 1098(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る。具体例として下記の化合物(AO-3)および(AO-4)、TINUVIN 329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328、TINUVIN 99-2(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)および(AO-6)、TINUVIN 144、TINUVIN 765、およびTINUVIN 770DF(商品名:BASF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IRGAFOS 168(商品名:BASF社)を挙げることができる。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-I000106
 化合物(AO-1)において、R40は炭素数1~20のアルキル、炭素数1~20のアルコキシ、-COOR41または-CHCHCOOR41であり、R41は炭素数1~20のアルキルである。化合物(AO-2)において、R42は炭素数1~20のアルキルである。化合物(AO-5)において、R42は炭素数1~20のアルキルであり;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-シクロへキシレンまたは1,4-フェニレンであり;zは1、2または3である。
 組成物(1)は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などの二色性色素を添加すれば、GH(guest host)モード用に使用することもできる。
2-2.光学的に等方性の液晶相を有する組成物(1’)
2-2-1. 光学的に等方性の液晶相を有する組成物の組成
本発明の光学的に等方性の液晶相を有する組成物(1’)について説明する。この組成物(1’)は、アキラル成分Tとキラル剤とを含む組成物であり、光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることのできる液晶組成物である。アキラル成分Tは、式(1)および付加成分として式(4)で表される化合物からなる成分Aを含む。式(4)の好ましい成分は、式(4A)~(4D)で表される群である。アキラル成分Tは、必要に応じて成分Aに加えて、式(3)で表される群、式(5)で表される群、および式(6)で表される群から選ばれる化合物を含む。液晶組成物は、光学的等方性の液晶相を発現する組成物である。
式(1)で表される化合物は、大きな誘電率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5~約50重量%であり、好ましくは約1~約30重量%、より好ましくは約5~約20重量%である。
 式(4A)~(4D)で表される化合物は、透明点が比較的高く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5~約90重量%であり、好ましくは約5~約70重量%、より好ましくは約10~約50重量%である。
式(3)で表される化合物は、粘度が小さく、良好な相溶性と大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5~約90重量%であり、好ましく約は5~約70重量%、より好ましくは約10~約50重量%である。
 式(5)で表される化合物は、透明点が高く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5~約90重量%であり、好ましくは約1~約50重量%、より好ましくは約3~約30重量%である。
式(6)で表される化合物は、特に大きな誘電率異方性と特に大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、成分Tの全重量に対して、約0.5~約90重量%であり、好ましくは約1~約50重量%、より好ましくは約3~約30重量%である。
 液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を約1~約40重量%含むことが好ましく、約3~約25重量%含むことがさらに好ましく、約5~約15重量%含むことが最も好ましい。これらの範囲でキラル剤を含有する液晶組成物は、光学的に等方性の液晶相を有するようになりやすく、好ましい。
 液晶組成物に含有されるキラル剤は1種でも2種以上でもよい。
2-2-2. キラル剤
光学的に等方性の液晶組成物が含有するキラル剤は光学活性化合物であり、キラル剤としては、ねじり力(Helical Twisting Power)が大きい化合物が好ましい。ねじり力が大きい化合物は所望のピッチを得るために必要な添加量が少なくできるので、駆動電圧の上昇を抑えられ、実用上有利である。具体的には、下記式(K21)~(K27)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000107

式(K21)~(K27)において、
はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S、または炭素数1~12のアルキルであり、R中の少なくとも1つの-CH-は-O-、-S-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、R中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-または-C≡C-で置き換えられもよく、R中の少なくとも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はそれぞれ独立して、芳香族性の6~8員環、非芳香族性の3~8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1~3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の-CH-は-O-、-S-または-NH-で置き換えられてもよく、-CH=は-N=で置き換えられてもよく;
 Yはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~3のアルキル、炭素数1~3のハロアルキル、芳香族性の6~8員環、非芳香族性の3~8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1~3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の-CH-は-O-、-S-または-NH-で置き換えられてもよく、-CH=は-N=で置き換えられてもよく;
 Zはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~8のアルキレンであり、Z中の少なくとも1つの-CH-は、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、または-N=CH-で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-または-C≡C-で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
 Xはそれぞれ独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、または-CHCH-であり;
 mKはそれぞれ独立して、1~3の整数である。)
これらの中でも、液晶組成物に添加されるキラル剤としては、式(K22)に含まれる式(K22-1)~式(K22-8)、式(K24)に含まれる式(K24-1)~式(K24-6)、式(K25)に含まれる式(K25-1)~式(K25-3)、式(K26)に含まれる式(K26-1)~式(K26-6)および式(K27)に含まれる式(K27-1)~式(K27-3)がより好ましく、式(K24-1)~式(K24-6)、式(K25-1)~式(K25-3)および式(K26-1)~式(K26-6)がさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000108

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000109

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000110

式中、Rは独立して、炭素数3~10のアルキルであり、環に隣接するこのアルキル中の-CH-は-O-で置き換えられてもよく、アルキル中またはアルキル中の環に隣接する-CH-が-O-で置き換えられた基中の任意の-CH-は、-CH=CH-で置き換えられてもよい。
2-2-3. 光学的に等方性の液晶相
液晶組成物が光学的に等方性を有するとは、巨視的には液晶分子配列は等方的であるため光学的に等方性を示すが、微視的には液晶秩序が存在することをいう。「液晶組成物が微視的に有する液晶秩序に基づくピッチ(以下では、ピッチと呼ぶことがある)」は700nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがさらに好ましく、350nm以下であることが最も好ましい。
ここで、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。そして、本明細書において「光学的に等方性の液晶相」とは、ゆらぎではなく光学的に等方性の液晶相を発現する相を表し、たとえばプレートレット組織を発現する相(狭義のブルー相)はその一例である。
本発明の光学的に等方性の液晶組成物において、光学的に等方性の液晶相ではあるが、偏光顕微鏡観察下、ブルー相に典型的なプレートレット組織が観測されないことがある。そこで本明細書において、プレートレット組織を発現する相をブルー相と称し、ブルー相を含む光学的に等方性の液晶相を光学的に等方性の液晶相と称する。すなわちブルー相は光学的に等方性の液晶相に包含される。
一般的に、ブルー相は、ブルー相I、ブルー相II、ブルー相IIIの3種類に分類され、これら3種類のブルー相はすべて光学活性であり、かつ、等方性である。ブルー相Iやブルー相IIのブルー相では異なる格子面からのブラッグ反射に起因する2種以上の回折光が観測される。ブルー相は一般的に非液晶等方相とキラルネマチック相の間で観測される。
光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示さない状態とは、ブルー相I、ブルー相IIに観測されるプレートレット組織が観測されず、概ね一面単色であることを意味する。二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相では、色の明暗が面内で均一であることまでは不要である。
二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相は、ブラッグ反射による反射光強度が抑えられる、あるいは低波長側にシフトするという利点がある。
 また、可視光の光を反射する液晶材料では、表示素子として利用する場合に色味が問題となることがあるが、二色以上の回折光を示さない液晶では、反射波長が低波長シフトするため、狭義のブルー相(プレートレット組織を発現する相)より長いピッチで可視光の反射を消失させることができる。
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、ネマチック相を有する組成物にキラル剤を添加して得ることが出来る。この際に、キラル剤は好ましくはピッチが700nm以下になるような濃度で添加される。なお、ネマチック相を有する組成物は、式(1)で表される化合物および必要に応じてその他の成分を含む。また、本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、キラルネマチック相を有し、光学的に等方性の液晶相を有さない組成物にキラル剤を添加して得ることも出来る。なお、キラルネマチック相を有し光学的に等方性の液晶を有さない組成物は、式(1)で表される化合物、光学活性化合物および必要に応じてその他の成分を含む。この際に、光学活性化合物は光学的に等方性の液晶相を発現させないために、好ましくはピッチが700nm以上になるような濃度で添加される。ここで、添加される光学活性化合物は、前述のねじり力が大きい化合物である式(K21)~(K27)が使用でき、より好ましくは、式(K22-1)~(K22-8)、式(K24-1)~(K24-6)、式(K25-1)~(K25-3)、式(K26-1)~(K26-6)または式(K27-1)~(K27-3)で表される化合物が使用出来る。また、添加される光学活性化合物は、ねじり力がそれほど大きくない化合物であってもよい。そのような光学活性化合物としては、ネマチック相で駆動される素子(TN方式、STN方式など)用の液晶組成物に添加される化合物を挙げることができる。
ねじり力がそれほど大きくない光学活性化合物の例として、前式の光学活性化合物(K-1)~(K-16)を挙げることができる。
なお本発明の光学的に等方性の液晶組成物の温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物に、キラル剤を添加し、光学的に等方性の液晶相を発現させることにより、広くすることができる。例えば、透明点の高い液晶化合物と透明点の低い液晶化合物とを混合し、広い温度範囲でネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物を調製し、これにキラル剤を添加することで、広い温度範囲で光学的に等方性の液晶相を発現する組成物を調製することができる。
ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物としては、キラルネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が3~150℃である液晶組成物が好ましく、差が5~150℃である液晶組成物が更に好ましい。また、ネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が3~150℃である液晶組成物が好ましい。
光学的に等方性の液晶相において本発明の液晶媒体に電界を印加すると、電気複屈折が生じるが、必ずしもカー効果である必要はない。
光学的に等方性の液晶相における電気複屈折はピッチが長くなるほど大きくなるので、その他の光学特性(透過率、回折波長など)の要求を満たす限り、キラル剤の種類と含有量を調整して、ピッチを長く設定することにより、電気複屈折を大きくすることができる。
2-2-4. 光学的に等方性の液晶組成物に含有できるその他の成分
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、その組成物の特性に影響を与えない範囲で、さらに高分子物質等の他の化合物が添加されてもよい。本発明の液晶組成物は、高分子物質の他にも、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を含有していてもよい。二色性色素の例としては、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などが挙げられる。
2-2-5. 光学的に等方性の高分子/液晶複合材料
本発明の光学的に等方性の高分子/液晶複合材料について説明する。光学的に等方性の高分子/液晶複合材料は、式(1)で表される化合物およびキラル剤を含む液晶組成物と高分子の複合材料であり、光学的に等方性を示すものである。この材料は光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることができる。このような高分子/液晶複合材料は例えば、項[9]~[16]に記載の液晶組成物(液晶組成物CLC)と高分子で構成される。
本発明の、「高分子/液晶複合材料」とは、液晶材料と高分子の化合物の両者を含む複合材料であれば特に限定されないが、高分子の一部または全部が液晶材料に溶解していない状態で高分子が液晶材料と相分離している状態でもよい。なお、本明細書において、特に言及がなければ、ネマチック相はキラルネマチック相を含まない、狭義のネマチック相を意味する。
本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の高分子/液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相を広い温度範囲で発現させることが可能である。また、本発明の好ましい態様に係る高分子/液晶複合材料は、応答速度が極めて速い。また、本発明の好ましい態様に係る高分子/液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の光素子等に好適に用いることができる。
2-2-6. 高分子
本発明の複合材料は、光学的に等方性の液晶組成物と、予め重合されて得られた高分子とを混合しても製造できるが、高分子の材料となる低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等(以下、まとめて「モノマー等」という)と液晶組成物CLCとを混合してから、当該混合物において重合反応を行うことによって、製造されることが好ましい。モノマー等と液晶組成物とを含む混合物を本件明細書では、「重合性モノマー/液晶混合物」と呼ぶ。「重合性モノマー/液晶混合物」には必要に応じて、後述する重合開始剤、硬化剤、触媒、安定剤、二色性色素、またはフォトクロミック化合物等を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。たとえば、本件発明の重合性モノマー/液晶混合物には必要に応じて、重合開始剤を重合性モノマー100重量部に対して0.1~20重量部含有してもよい。
 重合温度は、高分子/液晶複合材料が高透明性と等方性を示す温度であることが好ましい。より好ましくは、モノマーと液晶材料の混合物が等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、等方相ないしは光学的に等方性の液晶相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子/液晶複合材料が可視光線より長波長側の光を実質的に散乱せず、かつ光学的に等方性の状態を発現する温度とするのが好ましい。
本発明の複合材料を構成する高分子の原料としては、例えば低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマーを使用することができ、本明細書において高分子の原料モノマーとは低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等を包含する意味で用いる。また、得られる高分子が三次元架橋構造を有するものが好ましく、そのために、高分子の原料モノマーとして2つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーを用いることが好ましい。重合性の官能基は特に限定されないが、アクリル基、メタクリル基、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基などを上げることができるが、重合速度の観点からアクリル基およびメタクリル基が好ましい。高分子の原料モノマー中、二つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーをモノマー中に10重量%以上含有させると、本発明の複合材料において高度な透明性と等方性を発現しやすくなるので好ましい。
 また、好適な複合材料を得るためには、高分子はメソゲン部位を有するものが好ましく、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有する原料モノマーをその一部に、あるいは全部に用いることができる。
2-2-7. メソゲン部位を有する単官能性・二官能性モノマー
メソゲン部位を有する単官能性、または二官能性モノマーは構造上特に限定されないが、例えば下記の式(M1)または式(M2)で表される化合物を挙げることができる。
MA-Y-(A-Zm1-A-Y-RMB (M1)
MA-Y-(A-Zm1-A-Y-RMB (M2)
化合物(M1)において、RMAは、水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S、または炭素数1~20のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも1つの-CH2-は-O-、-S-、-CO-、-COO-、または-OCO-、で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-、または-C≡C-で置き換えられてもよく、これらのアルキル基中、当該アルキル中の少なくとも1つの-CH-が-O-、-S-、-COO-、または-OCO-で置き換えられた基中、または当該アルキル中の少なくとも1つの-CH-CH-が-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられた基中の少なくとも1つの水素はハロゲンまたは-C≡Nで置き換えられてもよい。RMBは、それぞれ独立して、式(M3-1)~(M3-7)の重合性基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000111
好ましいRMAは、水素、ハロゲン、-C≡N、-CF、-CFH、-CFH、-OCF、-OCFH、炭素数1~20のアルキル、炭素数1~19のアルコキシ、炭素数2~21のアルケニル、または炭素数2~21のアルキニルである。特に好ましいRは、-C≡N、炭素数1~20のアルキル、または炭素数1~19のアルコキシである。
化合物(M1)および(M2)において、RMBは、それぞれ独立して、式(M3-1)~(M3-7)で表される重合性基のいずれか1つである。
 ここで、式(M3-1)~(M3-7)におけるRは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、または炭素数1~5のアルキルであり、これらのアルキル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。好ましいRは、水素、ハロゲン、またはメチルである。特に好ましいRは、水素、フッ素、またはメチルである。
 また、式(M3-2)~(M3-4)、および(M3-7)はラジカル重合で重合するのが好適である。式(M3-1)、(M3-5)、および(M3-6)はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれも少量のラジカルあるいはカチオン活性種が反応系内に発生すれば重合は開始する。活性種の発生を加速する目的で重合開始剤を使用できる。活性種の発生には、たとえば光または熱を使用できる。
化合物(M1)および(M2)において、Aは、それぞれ独立して芳香族性もしくは非芳香族性の5員環、6員環、または炭素数9以上の縮合環であるが、環中の-CH-は-O-、-S-、-NH-、または-NCH-で、環中の-CH=は-N=で置き換えられてもよく、環上の水素原子はハロゲン、炭素数1~5のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。好ましいAの具体例は、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、ナフタレン-2,6-ジイル、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、フルオレン-2,7-ジイル、またはビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイルであり、これらの環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、少なくとも1つの-CH=は-N=で置き換えられてもよく、これらの環において少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1~5のアルキル、または炭素数1~5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
 化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した-CH-O-O-CH-よりも、酸素と酸素とが隣接しない-CH-O-CH-O-の方が好ましい。硫黄においても同様である。
これらの中でも、特に好ましいAは、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、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-メチル-1,4-フェニレン、2-トリフルオロメチル-1,4-フェニレン、2,3-ビス(トリフルオロメチル)-1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、フルオレン-2,7-ジイル、9-メチルフルオレン-2,7-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、またはピリミジン-2,5-ジイルである。なお、前記1,4-シクロヘキシレンおよび1,3-ジオキサン-2,5-ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
 2-フルオロ-1,4-フェニレンは、3-フルオロ-1,4-フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンと3,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンの関係などにも適用される。
化合物(M1)および(M2)において、Yは、それぞれ独立して単結合または炭素数1~20のアルキレンであり、これらのアルキレン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、このアルキル中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。好ましいYは、単結合、-(CH2m2-、-O(CH2m2-、または-(CH2m2O-(前記式中、m2は1~20の整数である)である。特に好ましいYは、単結合、-(CH2m2-、-O(CH2m2-、または-(CH2m2O-(前記式中、m2は1~10の整数である)である。化合物の安定性を考慮して、-Y-RMAおよび-Y-RMBは、それらの基中に-O-O-、-O-S-、-S-O-、または-S-S-を有しない方が好ましい。
化合物(M1)および(M2)において、Zは、それぞれ独立して単結合、-(CH2m3-、-O(CH2m3-、-(CH2m3O-、-O(CH2m3O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF22-、-(CH2-COO-、-OCO-(CH2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH=CH-(CH22-、-(CH22-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-CH=CH-、-CH=CH-C≡C-、-OCF-(CH2-、-(CH2-CFO-、-OCF-、または-CFO-(前記式中、m3は1~20の整数である)である。
好ましいZは単結合、-(CH2m3-、-O(CH2m3-、-(CH2m3O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CH2-COO-、-OCO-(CH2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-OCF-、または-CFO-である。
化合物(M1)および(M2)において、m1は1~6の整数である。好ましいm1は、1~3の整数である。m1が1のときは、6員環などの環を2つ有する二環の化合物である。m1が2と3のときは、それぞれ三環と4環の化合物である。たとえばm1が1であるとき、2つのAは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、たとえばm1が2であるとき、3つのA(または2つのZ)は同一であってもよいし、または異なってもよい。m1が3~6であるときについても同様である。RMA、RMB、R、Z、A、およびYについても同様である。
化合物(M1)および(M2)はH(重水素)、13Cなどの同位体を天然存在比の量よりも多く含んでいても同様の特性を有するので好ましく用いることができる。
化合物(M1)および化合物(M2)の更に好ましい例は、それぞれ化合物(M1-1)~(M1-41)、および(M2-1)~(M2-29)である。これらの化合物において、RMA、RMB、R、Z、A、Yおよびpの定義は、本発明の態様に記載した化合物(M1)および式(M2)のそれらと同一である。
化合物(M1-1)~(M1-41)および(M2-1)~(M2-29)における下記の部分構造について説明する。部分構造(a1)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-フェニレンを表す。部分構造(a2)は、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-フェニレンを表す。部分構造(a3)は、少なくとも1つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい1,4-フェニレンを表す。部分構造(a4)は、9位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000112
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000113
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000114
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000115
高分子の原料モノマーとして、前述のメソゲン部位を有さないモノマー、およびメソゲン部位を持つモノマー(M1)、並びに(M2)以外の重合性化合物を必要に応じて使用することができる。
本発明の高分子/液晶複合材料の光学的に等方性を最適化する目的で、メソゲン部位を持ち3つ以上の重合性官能基を持つモノマーを使用することもできる。メソゲン部位を持ち3つ以上の重合性官能基を持つモノマーとしては公知の化合物を好適に使用できるが、たとえば、化合物(M4-1)~(M4-6)であり、より具体的な例として、特開2000-327632号公報、特開2004-182949号公報、および特開2004-59772号公報に記載された化合物をあげることができる。ただし、(M4-1)~(M4-6)において、RMB、Z、Y、および(F)は前述と同一の定義を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000116
2-2-8. メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマー
メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマーとして、例えば、炭素数1~30の直鎖もしくは分岐アクリレート、炭素数1~30の直鎖、または分岐ジアクリレートなどを挙げることができ、三つ以上の重合性官能基を有するモノマーとしては、グリセロール・プロポキシレート(1PO/OH)トリアクリレート、ペンタエリスリトール・プロポキシレート・トリアクリレート、ペンタエリスリトール・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・エトキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・プロポキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレート、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート、ペンタエリスリトール・テトラアクリレート、ジ(ペンタエリスリトール)ペンタアクリレート、ジ(ペンタエリスリトール)ヘキサアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
2-2-9. 重合開始剤
本発明の複合材料を構成する高分子の製造における重合反応は特に限定されず、例えば、光ラジカル重合、熱ラジカル重合、光カチオン重合等が行われる。
光ラジカル重合において用いることができる光ラジカル重合開始剤の例は、ダロキュア(DAROCUR、登録商標)1173および4265(いずれも商品名、BASFジャパン(株))、イルガキュア(IRGACURE、登録商標)184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、および2959(いずれも商品名、BASFジャパン(株))、などである。
熱ラジカル重合において用いることができる熱によるラジカル重合の好ましい開始剤の例は、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、2,2’-アゾビスイソ酪酸ジメチル(MAIB)、ジt-ブチルパーオキシド(DTBPO)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル(ACN)などである。
光カチオン重合において用いることができる光カチオン重合開始剤として、ジアリールヨードニウム塩(以下、「DAS」という。)、トリアリールスルホニウム塩(以下、「TAS」という。)などがあげられる。
DASとしては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム-p-トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウム-p-トルエンスルホナートなどが挙げられる。
DASには、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルブレンなどの光増感剤を添加することで高感度化することもできる。
TASとしては、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4-メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4-メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4-メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4-メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4-メトキシフェニルジフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホネートなどが挙げられる。
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例は、サイラキュア(Cyracure、登録商標)UVI-6990、サイラキュアUVI-6974、サイラキュアUVI-6992(それぞれ商品名、UCC(株))、アデカオプトマーSP-150、SP-152、SP-170、SP-172(それぞれ商品名、(株)ADEKA)、Rhodorsil Photoinitiator 2074(商品名、ローディアジャパン(株))、イルガキュア(IRGACURE、登録商標)250(商品名、BASFジャパン(株))、UV-9380C(商品名、GE東芝シリコーン(株))などである。
2-2-10. 硬化剤等
本発明の複合材料を構成する高分子の製造において、前記モノマー等および重合開始剤の他にさらに1種または2種以上の他の好適な成分、例えば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。
硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されている従来公知の潜在性硬化剤が使用できる。潜在性エポキシ樹脂用硬化剤は、アミン系硬化剤、ノボラック樹脂系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。アミン系硬化剤の例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、m-キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン、イソフォロンジアミン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ノルボルネンジアミン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、ラロミン等の脂環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
ノボラック樹脂系硬化剤の例としては、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂などが挙げられる。イミダゾール系硬化剤としては、2-メチルイミダゾール、2-エチルへキシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウム・トリメリテートなどが挙げられる。
酸無水物系硬化剤の例としては、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
また、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基を有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤をさらに用いてもよい。硬化促進剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ジメチルシクロヘキシルアミン等の3級アミン類、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の4級ホスホニウム塩類、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7等やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン類、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩類、三フッ化ホウ素、トリフェニルボレート等のホウ素化合物などが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独または2種以上を混合して使用することができる。
また、例えば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、安定剤を添加することが好ましい。安定剤として、当業者に知られているすべての化合物を用いることができる。安定剤の代表例としては、4-エトキシフェノール、ハイドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)等が挙げられる。
2-2-9. 液晶組成物等の含有率
本発明の高分子/液晶複合材料中における液晶組成物の含有率は、複合材料が光学的に等方性の液晶相を発現できる範囲であれば、可能な限り高含有率であることが好ましい。液晶組成物の含有率が高い方が、本発明の複合材料の電気複屈折値が大きくなるからである。
本発明の高分子/液晶複合材料において、液晶組成物の含有率は複合材料に対して60~99重量%であることが好ましく、60~95重量%がさらに好ましく、65~95重量%が特に好ましい。高分子の含有率は複合材料に対して1~40重量%であることが好ましく、5~40重量%がさらに好ましく、5~35重量%が特に好ましい。
2-2-11. 高分子/液晶複合材料に含有できるその他の成分
本発明の高分子/液晶複合材料は、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
 以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によっては制限されない。なお特に断りのない限り、「%」は「重量%」を意味する。
3.液晶表示素子
 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。
 組成物(1)は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子(PDLCD)、ポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)にも使用できる。
ポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)の例は、液晶組成物または高分子/液晶複合材料(以下では、本発明の液晶組成物および高分子/液晶複合材料を総称して液晶媒体と呼ぶことがある)を含む光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子である。
電界無印加時には液晶媒体は光学的に等方性であるが、電場を印加すると、液晶媒体は光学的異方性を生じ、電界による光変調が可能となる。
 液晶表示素子の構造例としては、図1に示すように、櫛型電極基板の電極が、左側から伸びる電極1と右側から伸びる電極2が交互に配置された構造を挙げることができる。電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
 実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれら実施例によっては制限されない。
4-1.化合物(1)の実施例
 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。
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、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、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。
測定試料
 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。
 化合物を母液晶と混合した試料を用いる場合には、次のように測定した。化合物15重量%と母液晶85重量%とを混合して試料を調製した。この試料の測定値から、次の式で表される外挿法にしたがって、外挿値を計算し、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%〉
 化合物と母液晶との割合がこの割合であっても、結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出する場合には、化合物と母液晶との割合を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の物性を測定した。なお、特に断りのない限り、化合物と母液晶との割合は、15重量%:85重量%である。
 母液晶としては、下記の母液晶(i)を用いた。母液晶(i)の成分の割合を重量%で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000117
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(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。
(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。
(2)転移温度(℃)
 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。
 以下、結晶はCと表し、さらに結晶の区別がつく場合は、それぞれC1またはC2と表した。また、スメクチック相はSm、ネマチック相はNと表した。液体(アイソトロピック)はIと表した。スメクチック相の中で、スメクチックB相、またはスメクチックA相の区別がつく場合は、それぞれSmB、またはSmAと表した。キラルネマチック相はNと表した。BPはブルー相または光学的に等方性の液晶相を表す。2相の共存状態は(N+I)、(N+BP)という形式で表記することがある。具体的には、(N+I)は、それぞれ非液晶等方相とキラルネマチック相がと共存する相を表し、(N+BP)は、BP相または光学的に等方性の液晶相とキラルネマチック相が共存した相を表す。Unは光学的等方性ではない未確認の相を表す。相転移温度の表記として、例えば、「C 50.0 N 100.0 I」とは、結晶からネマチック相への相転移温度(CN)が50.0℃であり、ネマチック相から液体への相転移温度(NI)が100.0℃であることを示す。他の表記も同様である。
(3)低温相溶性
 化合物の割合が、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、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。
(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。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。
(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。
(8)光学的異方性(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。光学的異方性(Δn)の値は、Δn=n∥-n⊥、の式から計算した。
(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。
(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。
(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。
(13)電圧保持率(VHR-2;80℃で測定;%)
 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。
(14)ピッチ(P;25℃で測定;nm)
ピッチ長は選択反射を用いて測定した(液晶便覧196頁 2000年発行、丸善)。選択反射波長λには、関係式<n>p/λ=1が成立する。ここで<n>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<n>={(n 2+n 2)/2}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計(日本電子(株)、商品名MSV-350)で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、光学活性化合物濃度が低い領域では光学活性化合物の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。「光学活性化合物」は本発明におけるキラル剤に相当する。
原料
 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。
[実施例1]
 2-(4-(ジフルオロ-((2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.148)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000118
合成スキームを下図に示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000119
第1工程
窒素雰囲気下、メタントリカルボン酸トリエチル(0.90g、8.5mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.05g、0.25mmol)、アセトン(27ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S102)(1.1g,7.8mmol;91%)を得た。
第2工程
窒素雰囲気下、第1工程で得られた化合物(S102)(1.1g,7.8mmol)、水素化ナトリウム(60%;0.47g,11.7mmol)、THF(11ml)を反応容器に入れて、室温で30分間撹拌した。そこへ、1-ヨードエタン(3.6g,23.4mmol)を加え、室温で5時間撹拌した。反応混合物を純水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S103)(0.95g,5.4mmol;70%)を得た。
第3工程
窒素雰囲気下、第2工程で得られた化合物(S103)(0.95g、5.4mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.1g、0.54mmol)、メタノール(4.7ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S104)(0.62g,4.6mmol;84%)を得た。
第4工程
窒素雰囲気下、第3工程で得られた化合物(S104)(0.62g、4.6mmol)、4-(ジフルオロ((2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロベンズアルデヒド(2.0g、4・6mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.06g、0.32mmol)、硫酸カルシウム(0.6g、4.5mmol)、トルエン(6ml)、シクロプロパン(6ml)を反応容器に入れて、3時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻した後、純水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーおよび再結晶で精製して化合物(No.148)(0.95g,1.7mmol;37%)を得た。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.34(dd,1H,J=8.4Hz,8.4Hz)、7.19-7.10(m,6H)、5.39(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.74(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=7.0Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.43(t,2F,J=28.5Hz)、-111.47(dt,2F,J=11.3Hz,28.5Hz)、-114.86(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、-134.71(dd,2F,J=9.4Hz,21.4Hz)、-161.72(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.148)の物性は次のとおりであった。
付記したデータは前記の方法に従って求めた。転移温度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。上限温度(TNI)、粘度(η)、光学的異方性(Δn)および誘電率異方性(Δε)を測定するときは、化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 64.7 N 64.7 I.TNI=43;η=70mPa・s;Δn=0.117;Δε=54.57.
[実施例2]
5-(ブトキシメチル)-2-(4-(ジフルオロ-((2,3’,4’-トリフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-1,3-ジオキサン(No.142)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000120
実施例1と類似の方法により化合物(No.142)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.38-7.32(m,2H)、7.25-7.10(m,2H)、7.17-7.09(m,4H)、5.39(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.74(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.38(t,2H,J=6.6Hz)、3.27(d,2H,J=5.8Hz)、2.43(m,1H)、1.57-1.50(m,2H)、1.36(dq,2H,J=7.5Hz,7.5Hz)、0.93(t,3H,J=7.5Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.40(t,2F,J=28.4Hz)、-110.48(dt,2F,J=10.6Hz,28.4Hz)、-115.14(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、-137.97--138.07(m,1F)、-139.25--139.35(m,1F).
化合物(No.142)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 46.6 I.TNI=38.4;η=72.6mPa・s;Δn=0.1037;Δε=35.8.
[実施例3]
5-(ブトキシメチル)-2-(4’-((3,4-ジフルオロフェノキシ)ジフルオロメチル)-2,3’,5’-トリフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-1,3-ジオキサン(No.124)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000121
実施例1と類似の方法により化合物(No.124)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.42(dd,1H,J=8.1,8.1Hz)、7.39-7.34(m,2H)、7.22-7.13(m,4H)、7.18-7.03(m,1H)、5.45(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.39(t,2H,J=6.5Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.58-1.51(m,2H)、1.37(dq,2H,J=7.5Hz,7.5Hz)、0.93(t,3H,J=7.4Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.94(t,2F,J=28.2Hz)、-111.10(dt,2F,J=11.8Hz,28.2Hz)、-117.30(dd,1F,J=8.3Hz,10.6Hz)、-134.77--134.88(m,1F)、-140.88--140.11(m,1F).
化合物(No.124)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 43.1 N 61.8 I.TNI=61.0;η=82.6mPa・s;Δn=0.117;Δε=36.97.
[実施例4]
5-(エトキシメチル)-2-(2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-1,3-ジオキサン(No.12)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000122
実施例1と類似の方法により化合物(No.12)の合成を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.39-7.31(m,3H)、7.20-7.13(m,2H)、5.45(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-111.09(dd,1F,J=7.1Hz,8.7Hz)、-134.97(dd,1F,J=8.7Hz,21.3Hz)、-161.98(dt,1F,J=8.7Hz,21.3Hz).
化合物(No.12)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 49.8 SB 53.2 I.TNI=4.4;η=65.7mPa・s;Δn=0.084;Δε=37.43.
[実施例5]
2-(4-(ジフルオロ-(3,4,5-トリフルオロフェノキシ)メチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.44)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000123
実施例1と類似の方法により化合物(No.44)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.14(d,2H,J=10.0Hz)、6.95(dd,2H,J=5.9Hz,7.6Hz)、5.38(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.74(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-62.29(t,2F,J=28.5Hz)、-111.66(dt,2F,J=11.0Hz,28.5Hz)、-132.99(dd,2F,J=9.4Hz,21.4Hz)、-163.70(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.44)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 63.4 I.TNI=-32.3;η=40.0mPa・s;Δn=0.050;Δε=42.57.
[実施例6]
5-(エトキシメチル)-2-(2,3’,3”,4”,5”-ペンタフルオロ-[1,1’:4’,1”-ターフェニル]-4-イル)-1,3-ジオキサン(No.75)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000124
実施例1と類似の方法により化合物(No.75)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.49-7.32(m,6H)、7.25-7.19(m,2H)、5.46(s,1H)、4.31(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.46(q,2H,J=7.0Hz)、3.29(d,2H,J=5.9Hz)、2.48(m,1H)、1.20(t,3H,J=7.0Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-117.85(dd,1F,J=8.5Hz,11.5Hz)、-118.08(dd,1F,J=8.0Hz,12.5Hz)、-134.78(dd,1F,J=8.6Hz,21.3Hz)、-161.78(tt,1F,J=6.6Hz,21.3Hz).
化合物(No.75)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 113.6 SB 150.7 N 166.4 I.TNI=113.7;η=81.1mPa・s;Δn=0.177;Δε=41.8.
[実施例7]
2-(4‘-(ジフルオロ-(3,4,5-トリフルオロフェノキシ)メチル)-3’,5‘-ジフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.122)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000125
実施例1と類似の方法により化合物(No.122)の合成を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.61(d,2H,J=8.5Hz)、7.56(d,2H,J=8.5Hz)、7.20(d,2H,J=11.3Hz)、6.99(dd,2H,J=6.0,7.6Hz)、5.48(s,1H)、4.31(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.29(d,2H,J=6.0Hz)、2.48(m,1H)、1.20(t,3H,J=7.0Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-62.18(t,2F,J=28.2Hz)、-111.87(dt,2F,J=11.3Hz,28.2Hz)、-132.97(dd,1F,J=7.6Hz,21.3Hz)、-163.67(dd,1F,J=6.0Hz,21.3Hz).
化合物(No.122)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 110.1 SE 121.1 SB 129.3 I.TNI=95.7;η=69.5mPa・s;Δn=0.157;Δε=43.9.
[実施例8]
2-(4‘-(ジフルオロ-(3,4,5-トリフルオロフェノキシ)メチル)-2,3’,5‘-トリフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.128)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000126
実施例1と類似の方法により化合物(No.128)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.46-7.33(m,3H)、7.20(d,2H,J=10.6Hz)、7.04-6.95(m,2H)、5.46(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.77(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.46(q,2H,J=6.9Hz)、3.29(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-62.26(t,2F,J=28.0Hz)、-111.10(dt,2F,J=10.7Hz,28.0Hz)、-117.29(dd,1F,J=8.3Hz,11.3Hz)、-132.92(dd,1F,J=8.3Hz,21.7Hz)、-163.60(tt,1F,J=5.8Hz,21.7Hz).
化合物(No.128)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 72.7 N 95.3 N 99.4 I.TNI=71;η=79.8mPa・s;Δn=0.130;Δε=57.9.
[実施例9]
2-(4‘-((3,5-ジフルオロ-4-(トリフルオロメチル)フェノキシ)ジフルオロメチル-2,3’,5‘-トリフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.129)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000127
実施例1と類似の方法により化合物(No.129)の合成を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.46-7.33(m,3H)、7.20(d,2H,J=10.7Hz)6.98(d,2H,J=9.9Hz)、5.46(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.77(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.46(q,2H,J=6.9Hz)、3.29(d,2H,J=5.9Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):56.75(t,2F,J=23.0Hz)、-2.27(t,2F,J=27.8Hz)、-108.74(dq,2F,J=10.4Hz,23.0Hz)、-111.00(dt,1F,J=8.3Hz,27.8Hz)、-117.27(dd,1F,J=8.3Hz,11.8Hz).
化合物(No.129)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 102.4 SB 122.7 I.TNI=67.7;η=85.6mPa・s;Δn=0.137;Δε=67.8.
[実施例10]
2-(4-(ジフルオロ((2,3’,4’-トリフルオロ-4-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3-フルオロフェニル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.140)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000128
実施例1と類似の方法により化合物(No.140)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.70(d,1H,J=8.7Hz)7.39-7.32(m,4H)、7.27-7.20(m,2H)、7.17-7.09(m,2H)、5.44(s,1H)、4.29(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.75(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.45(m,1H)、1.19(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-65.66(d,2F,J=13.2Hz)、-114.22――114.36(m,1F)、-115.26(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、-137.97--138.09(m,1F)、-139.28--139.40(m,1F).
化合物(No.140)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 67.7 N 119.3 I.TNI=85;η=74.2mPa・s;Δn=0.144;Δε=36.6.
[実施例11]
2-(4-(ジフルオロ((2,3’,4’,6-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.151)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000129
実施例1と類似の方法により化合物(No.151)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.32-7.12(m,5H)、6.95(dd,2H,J=8.2Hz)、5.39(s,1H)、4.29(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.75(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.45(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.9Hz)、2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.78(t,2F,J=28.0Hz)、-111.48(dt,2F,J=11.4Hz,28.0Hz)、-112.86(d,2F,J=8.2Hz)、-137.93--138.15(m,2F).
化合物(No.151)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 109.4 I.TNI=47.7;η=63mPa・s;Δn=0.137;Δε=46.1.
[実施例12]
2-(4-(((2,3’-ジフルオロ-4’-トリフルオロメトキシ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)ジフルオロメチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.153)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000130
実施例1と類似の方法により化合物(No.153)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.42-7.33(m,3H)、7.33-7.27(m,1H)、7.19-7.08(m,4H)5.39(s,1H)、4.28(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.74(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)2.43(m,1H)、1.19(t,3H,J=7.0Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-59.21(d,3F,J=4.9Hz)、-61.48(t,2F,J=28.5Hz)、-111.52(dt,2F,J=11.0Hz,28.5Hz)、-114.93(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、-128.90――129.05(m,1F).
化合物(No.153)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 69.4 N 82.3 I.TNI=59;η=67.1mPa・s;Δn=0.124;Δε=44.6.
[実施例13]
2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル) 4-(5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン-2-イル)2,6-ジフルオロベンゾエート(No.157)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000131
実施例1と類似の方法により化合物(No.157)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.43(dd,1H,J=8.3Hz,8.3Hz)、7.23-7.13(m,6H)、5.40(s,1H)、4.26(dd,2H,J=4.6Hz,11.8Hz)3.54(dd,2H,J=11.8Hz,11.8Hz)、3.45(q,2H,J=7.0Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)2.11(m,1H)、1.19(t,3H,J=7.0Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-108.92(d,2F,J=10.0Hz)、-114.81(dd,1F,J=8.3Hz,10.6Hz)、-134.62(dd,2F,J=8.4Hz,21.4Hz)、-161.60(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.157)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 92.4 N 135.6 N 146.3 I.TNI=84.7;η=81.1mPa・s;Δn=0.137;Δε=61.8.
[実施例14]
2-(4‘-(ジフルオロ-((2,3’,4‘,5’-テトラフルオロ)メチル)-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)2,3’,5’-トリフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-5-(エトキシメチル)-1,3-ジオキサン(No.220)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000132
実施例1と類似の方法により化合物(No.220)の合成を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.46-7.33(m,4H)、7.25-7.12(m,6H)、5.45(s,1H)、4.30(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.76(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.46(q,2H,J=6.9Hz)、3.28(d,2H,J=5.8Hz)、2.47(m,1H)、1.20(t,3H,J=6.9Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.57(t,2F,J=28.1Hz)、-111.00(dt,2F,J=11.0Hz,28.1Hz)、-114.84(dd,1F,J=8.3Hz,12.1Hz)、-117.30(dd,1F,J=8.3Hz,12.1Hz)、-134.68(dd,2F,J=8.9Hz,21.8Hz)、-161.69(tt,1F,J=6.9Hz,21.8Hz).
化合物(No.220)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 82 C 90.4 N 148.1 191.1 I.TNI=120.7;η=95.7mPa・s;Δn=0.177;Δε=61.6.
[実施例15]
2-(4-(ジフルオロ-((2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-5-(メトキシエチル)-1,3-ジオキサン(No.149)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000133

合成スキームを下図に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000134
第1工程
 窒素雰囲気下、1,1,2-エタントリカルボン酸トリエチル(10。0g、40.6mmol)、水素化ホウ素ナトリウム(4.1g、109.6mmol)、メタノール(5ml)、tert-ブタノール(80ml)を反応容器に入れて3時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻した後、2N塩酸を加えて中和した。析出物をセライト濾過により除去し、濾液の溶媒をエバポレーターで留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S202)(4.4g,36.6mmol;90%)を得た。
第2工程
 窒素雰囲気下、第1工程で得られた化合物(S202)(4.1g,34.1mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.19g、1.02mmol)、アセトン(123ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S203)(4.4g,27.5mmol;80%)を得た。
第3工程
窒素雰囲気下、第2工程で得られた化合物(S203)(4.2g,26.2mmol)、水素化ナトリウム(60%;1.6g,39.3mmol)、THF(21ml)を反応容器に入れて、室温で30分間撹拌した。そこへ、1-ヨードメタン(11.1g,78.6mmol)を加え、室温で5時間撹拌した。反応混合物を純水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S204)(3.8g,21.7mmol;82%)を得た。
第4工程
窒素雰囲気下、第3工程で得られた化合物(S204)(4.2g、24.1mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.46g、2.4mmol)、メタノール(21ml)を反応容器に入れて、室温で12時間撹拌した。反応混合物にトリエチルアミンを加え、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーで精製して化合物(S205)(2.0g,14.9mmol;61%)を得た。
第4工程
窒素雰囲気下、第4工程で得られた化合物(S205)(2.0g、14.9mmol)、4-(ジフルオロ((2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロベンズアルデヒド(6.4g、14.9mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.19g、1.0mmol)、硫酸カルシウム(1.9g、14.2mmol)、トルエン(16ml)、シクロプロパン(16ml)を反応容器に入れて、3時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻した後、純水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を純水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで溶媒を留去した。残渣をシリカゲルクロマトフィーおよび再結晶で精製して化合物(No.149)(2.7g,4.9mmol;33%)を得た。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.34(dd,1H,J=8.4Hz,8.4Hz)、7.19-7.10(m,6H)、5.38(s,1H)、4.27(dd,2H,J=4.6Hz,11.7Hz)3.57(dd,2H,J=11.7Hz,11.7Hz)、3.40(t,2H,J=6.3Hz)、3.34(s,3H)2.25(m,1H)、1.38(dt,3H,J=6.3Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.43(t,2F,J=28.5Hz)、-111.50(dt,2F,J=11.3Hz,28.5Hz)、-114.86(dd,1F,J=8.5Hz,10.6Hz)、-134.71(dd,2F,J=9.4Hz,21.4Hz)、-161.72(tt,1F,J=6.7Hz,21.4Hz).
化合物(No.149)の物性は次のとおりであった。
化合物(5重量%)と母液晶(A)(95重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 86.5 I.TNI=39.7;η=62.9mPa・s;Δn=0.137;Δε=47.8.
[実施例16]
2-(4-(ジフルオロ-((2,3’,4’,5’-テトラフルオロ-[1,1’-ビフェニル]-4-イル)オキシ)メチル)-3,5-ジフルオロフェニル)-5-(エトキシメチル)テトラヒドロ-2H-ピラン(No.107)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000135
欧州特許出願公開1482019号明細書に記載のピラン環を有する化合物の合成法より化合物(No.107)を合成した。
1H-NMR(δppm;CDCl3):7.35(dd,1H,J=8.7Hz,8.7Hz)、7.20-7.10(m,4H)、6.99(d,2H,J=10.4H)、4.27(dd,1H,J=1.8Hz,11.0Hz)、4.23(ddd,1H,J=2.0Hz,4.3Hz,11.4Hz)、3.53-3.41(m,2H)、3.33(dd,1H,J=11.4Hz,11.4Hz)、3.32-3.22(m,2H)、
2.07-1.87(m,3H)、1.57-1.35(m,2H)、1.20(t,3H,J=7.0Hz).
19F-NMR(δppm;CFCl3):-61.41(t,2F,J=28.4Hz)、-111.04(dt,2F,J=10.4Hz,28.4Hz)、-114.93(dd,1F,J=8.7Hz,12.1Hz)、-134.70(dd,2F,J=8.7Hz,22.3Hz)、-161.72(tt,1F,J=6.9Hz,22.3Hz).
化合物(No.107)の物性は次のとおりであった。
化合物(10重量%)と母液晶(A)(90重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
転移温度:C 59.6 N 59.6 I.TNI=35.0;Δn=0.110;Δε=40.1.
既に記載した化合物(1)の合成法および実施例1~16に記載した合成手順に従って以下の化合物(No.1~260)を合成できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000136
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000137
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000138
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000139
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000140
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000141
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000142
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000143
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000144
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000145
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000146
[比較例]
比較例化合物(R)の物性は次のとおりであった。
化合物(15重量%)と母液晶(A)(85重量%)との混合物を試料として用いた。これらの測定値から、上記の外挿法に従って外挿値を算出して記載した。
誘電率異方性(Δε)=39.1.
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000147
実施例1で得られた化合物(No.148)、実施例4で得られた化合物(No.149)と比較例化合物(R)の誘電率異方性を表1にまとめた。この結果から、(No.148)および化合物(No.149)は大きな誘電率異方性(Δε)が有している点で優れていることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000148
4-2. 組成物(1)の実施例
実施例により本発明の液晶組成物(1)を詳細に説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、実施例1の組成物と実施例2の組成物との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも2つを混合した混合物をも含む。実施例における化合物は、下記の表2の定義に基づいて記号により表した。表2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。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。その他の物性は下記の方法にしたがって測定した。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。
(15)光学的に等方性の液晶相の転移温度
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、クロスニコルの状態で、まず試料が非液晶等方相になる温度まで昇温した後、1℃/分の速度で降温し、完全にキラルネマチック相または光学的に等方性の液晶相を出現させた。その降温過程での相転移した温度を測定し、次いで1℃/分の速度で昇熱し、その昇温過程における相転移した温度を測定した。本発明において、特に断りの無い限り、昇温過程での相転移した温度を相転移温度とした。光学的に等方性の液晶相においてクロスニコル下では暗視野で相転移温度の判別が困難な場合は、偏光板をクロスニコルの状態から1~10°ずらして相転移温度を測定した。
(16)らせんピッチ(20℃で測定;μm)
らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔(a;単位はμm)を測定した。らせんピッチ(P)は、式P=2・a・tanθから算出した。θは、くさび型セルにおける2枚のガラス板間の角度である。
あるいは、ピッチ長は選択反射を用いて測定した(液晶便覧196頁(2000年発行、丸善)。選択反射波長λには、関係式<n>p/λ=1が成立する。ここで<n>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<n>={(n∥2+n⊥2)/2}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計(日本電子(株)、商品名MSV-350)で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。
可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、キラル剤濃度が低い領域ではキラル剤の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000149
[実施例17]
2O1-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F    10%

3-HB-O2                     12%
5-HB-CL                     14%
3-HBB(F,F)-F                 7%
3-PyB(F)-F                  10%
5-PyB(F)-F                  10%
3-PyBB-F                     8%
4-PyBB-F                     8%
5-PyBB-F                     7%
5-HBB(F)B-2                  7%
5-HBB(F)B-3                  7%
NI=80.0℃;η=39.6mPa・s;Δn=0.172;Δε=12.2.
[実施例18]
4O1-GB(F,F)XB(F)B(F)-F       8%

2-HB-C                       5%
3-HB-C                      12%
3-HB-O2                     15%
2-BTB-1                      3%
3-HHB-F                      4%
3-HHB-1                      8%
3-HHB-O1                     5%
3-HHB-3                     14%
5-HHEB-F                     4%
2-HHB(F)-F                   7%
3-HHB(F)-F                   5%
5-HHB(F)-F                   5%
3-HHB(F,F)-F                 5%
NI=89.6℃;η=20.1mPa・s;Δn=0.099;Δε=6.9.
[実施例19]
1O2-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F     5%

7-HB(F,F)-F                  3%
3-HB-O2                      7%
2-HHB(F)-F                   9%
3-HHB(F)-F                   9%
5-HHB(F)-F                   9%
2-HBB(F)-F                   8%
3-HBB(F)-F                   9%
5-HBB(F)-F                  16%
2-HBB-F                      4%
3-HBB-F                      4%
5-HBB-F                      3%
3-HBB(F,F)-F                 5%
5-HBB(F,F)-F                 9%
NI=96.5℃;η=38.8mPa・s;Δn=0.186;Δε=7.2.
[実施例20]
2O1-GB(F)B(F,F)XB(F)-F       4%

5-HB-CL                     16%
3-HB-O2                     16%
3-HHB-F                      4%
3-HHB-CL                     3%
4-HHB-CL                     4%
3-HHB(F)-F                   8%
4-HHB(F)-F                   7%
5-HHB(F)-F                   9%
7-HHB(F)-F                   8%
5-HBB(F)-F                   4%
1O1-HBBH-5                   3%
3-HHBB(F,F)-F                2%
4-HHBB(F,F)-F                3%
5-HHBB(F,F)-F                3%
3-HH2BB(F,F)-F               3%
4-HH2BB(F,F)-F               3%
[実施例21]
2O1-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F     3%

3-HHB(F,F)-F                 9%
3-H2HB(F,F)-F                8%
4-H2HB(F,F)-F                8%
5-H2HB(F,F)-F                8%
3-HBB(F,F)-F                18%
5-HBB(F,F)-F                20%
3-H2BB(F,F)-F               10%
5-HHBB(F,F)-F                3%
5-HHEBB-F                    2%
3-HH2BB(F,F)-F               3%
1O1-HBBH-4                   4%
1O1-HBBH-5                   4%
[実施例22]
2O1-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F     9%

5-HB-F                      12%
6-HB-F                       9%
7-HB-F                       7%
2-HHB-OCF3                   8%
3-HHB-OCF3                   7%
4-HHB-OCF3                   7%
5-HHB-OCF3                   5%
3-HH2B-OCF3                  4%
5-HH2B-OCF3                  4%
3-HHB(F,F)-OCF3              3%
3-HH2B(F)-F                  3%
3-HBB(F)-F                   9%
5-HBB(F)-F                   7%
5-HBBH-3                     3%
3-HB(F)BH-3                  3%
NI=81.6℃;η=17.4mPa・s;Δn=0.093;Δε=8.4.
[実施例23]
4O1-GB(F,F)XB(F)B(F)-F      10%

5-HB-CL                     11%
3-HB-02                      8%
3-HHB-1                      5%
3-HHB(F,F)-F                 7%
3-HBB(F,F)-F                20%
5-HBB(F,F)-F                12%
3-HHEB(F,F)-F                8%
4-HHEB(F,F)-F                3%
5-HHEB(F,F)-F                3%
2-HBEB(F,F)-F                3%
3-HBEB(F,F)-F                3%
5-HBEB(F,F)-F                3%
3-HHBB(F,F)-F                4%
NI=70.7℃;η=24.9mPa・s;Δn=0.106;Δε=11.0.
[実施例24]
1O2-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F     4%

3-HB-CL                      4%
5-HB-CL                      3%
3-HHB-OCF3                   5%
3-H2HB-OCF3                  5%
5-H4HB-OCF3                 15%
V-HHB(F)-F                   5%
3-HHB(F)-F                   5%
5-HHB(F)-F                   6%
3-H4HB(F,F)-CF3              8%
5-H4HB(F,F)-CF3             10%
5-H2HB(F,F)-F                5%
5-H4HB(F,F)-F                7%
2-H2BB(F)-F                  5%
3-H2BB(F)-F                  8%
3-HBEB(F,F)-F                5%
NI=69.6℃;η=25.3mPa・s;Δn=0.093;Δε=8.0.
[実施例25]
2O1-GB(F)B(F,F)XB(F)-F       3%

5-HB-CL                     17%
7-HB(F,F)-F                  3%
3-HB-02                     15%
5-HB-02                     12%
3-HHB-1                      9%
3-HHB-O1                     5%
2-HHB(F)-F                   7%
3-HHB(F)-F                   6%
5-HHB(F)-F                   6%
3-HHB(F,F)-F                 7%
3-H2HB(F,F)-F                5%
4-H2HB(F,F)-F                5%
[実施例26]
2O1-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F     5%

5-HB-CL                      3%
7-HB(F)-F                    7%
3-HB-02                     16%
5-HB-02                     15%
3-HHEB-F                     8%
5-HHEB-F                     8%
3-HHEB(F,F)-F               10%
4-HHEB(F,F)-F                5%
4-HGB(F,F)-F                 5%
5-HGB(F,F)-F                 4%
2-H2GB(F,F)-F                4%
3-H2GB(F,F)-F                5%
5-GHB(F,F)-F                 5%
[実施例27]
2O1-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F     8%

3-HB-O1                     13%
3-HH-4                       5%
3-HB(2F,3F)-O2              12%
5-HB(2F,3F)-O2              12%
2-HHB(2F,3F)-1              10%
3-HHB(2F,3F)-1              13%
3-HHB(2F,3F)-O2             11%
5-HHB(2F,3F)-O2             10%
3-HHB-1                      6%
NI=81.1℃;η=38.4mPa・s;Δn=0.092;Δε=-3.1.
[実施例28]
4O1-GB(F,F)XB(F)B(F)-F       9%

2-HH-5                       3%
3-HH-4                      15%
3-HH-5                       4%
3-HB-O2                     10%
3-H2B(2F,3F)-O2             13%
5-H2B(2F,3F)-O2             14%
3-HHB(2F,3CL)-O2             5%
2-HBB(2F,3F)-O2              3%
3-HBB(2F,3F)-O2              7%
5-HBB(2F,3F)-O2              7%
3-HHB-1                      3%
3-HHB-3                      4%
3-HHB-O1                     3%
NI=72.0℃;η=23.0mPa・s;Δn=0.091;Δε=-3.6.
[実施例29]
1O2-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F     5%

2-HH-3                      21%
3-HH-4                       9%
1-BB-3                       9%
3-HB-O2                      2%
3-BB(2F,3F)-O2               8%
5-BB(2F,3F)-O2               6%
2-HH1OB(2F,3F)-O2           11%
3-HH1OB(2F,3F)-O2           20%
3-HHB-1                      4%
3-HHB-O1                     3%
5-B(F)BB-2                   2%
NI=70.9℃;η=16.4mPa・s;Δn=0.098;Δε=-2.9.
[実施例30]
2O1-GB(F)B(F,F)XB(F)-F       5%

2-HH-3                      16%
7-HB-1                      10%
5-HB-O2                      8%
3-HB(2F,3F)-O2              15%
5-HB(2F,3F)-O2              16%
3-HHB(2F,3CL)-O2             3%
4-HHB(2F,3CL)-O2             3%
3-HH1OCro(7F,8F)-5           5%
5-HBB(F)B-2                 10%
5-HBB(F)B-3                  9%
[実施例31]
2O1-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F     4%

1-BB-3                      10%
3-HH-V                      26%
3-BB(2F,3F)-O2              13%
2-HH1OB(2F,3F)-O2           20%
3-HH1OB(2F,3F)-O2           13%
3-HHB-1                      8%
5-B(F)BB-2                   6%
[実施例32]
2O1-GB(F,F)XB(F)B(F,F)-F    10%

2-HH-3                       6%
3-HH-V1                      9%
1V2-HH-1                     8%
1V2-HH-3                     7%
3-BB(2F,3F)-O2               8%
5-BB(2F,3F)-O2               4%
3-H1OB(2F,3F)-O2             5%
2-HH1OB(2F,3F)-O2            5%
3-HH1OB(2F,3F)-O2           18%
3-HDhB(2F,3F)-O2             6%
3-HHB-1                      3%
3-HHB-3                      2%
2-BB(2F,3F)B-3               9%
NI=80.3℃;η=24.3mPa・s;Δn=0.108;Δε=-3.8.
[実施例33]
4O1-GB(F,F)XB(F)B(F)-F      10%

1V2-BEB(F,F)-C               6%
3-HB-C                      10%
2-BTB-1                     10%
3-HB-02                     15%
5-HB-02                     15%
3-HHB-1                      4%
VFF-HHB-1                    8%
VFF2-HHB-1                  10%
3-H2BTB-2                    4%
3-H2BTB-3                    4%
3-H2BTB-4                    4%
NI=72.7℃;η=18.6mPa・s;Δn=0.135;Δε=9.8.
4-3. 光学的に等方性の液晶組成物(1’)の実施例
[実施例34]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Aを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物A
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000150
次に、液晶組成物A(94.8wt%)と、下記の式で表されるキラル剤BN-H4(2.65wt%)とBN-H5(2.65wt%)からなる液晶組成物A1を得た。
なお、BN-H4、BN-H5は、(R)-(+)-1,1’-ビ(2-ナフトール)と対応するカルボン酸とからジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を用いてエステル化することによって得た。

BN-H4
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000151

BN-H5
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000152
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物A1を88.8重量%、n-ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ-(4-(12-(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)-ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物A1-1Mを調製した。この液晶組成物A-1Mの相転移温度(℃)は
A-1M:N 39.2 N+BP 39.6 BP - I、
であった。下段は冷却過程で観察される相転移温度であり、冷却過程においてもBPを発現した。
LCA-12
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000153
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物A-1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルを39.6℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度23mWcm-2(365nm))を1分間照射して、重合反応を行った。
 このようにして得られた高分子/液晶複合材料A-1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例35]
実施例34で得られた高分子/液晶複合材料A-1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。A-1Pでは、21.6Vの短形波を印加すると、透過率が74.4%となり、透過光強度は飽和した。
[比較例]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することにより液晶組成物Wを調製した。液晶組成物Wは化合物(1)を含有しない組成物である。構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物W
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000154
次に、液晶組成物W(94.8wt%)と、キラル剤BN-H4(2.65wt%)とBN-H5(2.65wt%)からなる液晶組成物W1を得た。
モノマーと液晶組成物の混合物の調製
 液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物W1を88.8重量%、n-ドデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ(4-(6-(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-6)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物W-1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
 液晶組成物W-1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚10μm)、得られたセルを40.1℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度23mWcm-2(365nm))を1分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子/液晶複合材料W-1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
得られた高分子/液晶複合材料W-1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。43Vの矩形波を印加すると、透過率が83%となり、透過光強度は飽和した。
実施例35で得られた高分子/液晶複合材料A-1Pと、比較例であるW-1Pの駆動電圧を表3にまとめた。この結果から、A-1PはW-1Pと比較して駆動電圧が49.8%改善し、本化合物(1)を使用した素子が大きな低電圧効果を有している点で優れていることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000155
[実施例36]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Bを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物B
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000156
次に、液晶組成物B(95.2wt%)と、下記の式で表されるキラル剤(8H)BN-H5(4.8wt%)からなる液晶組成物B1を得た。
(8H)BN-H5
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000157
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物B1を88.8重量%、n-ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ-(4-(12-(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)-ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物B-1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物B-1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをB-1M:56.6℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm-2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
 このようにして得られた高分子/液晶複合材料B-1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例37]
実施例36で得られた高分子/液晶複合材料B-1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。B-1Pでは、45.3Vの短形波を印加すると、透過率が87.5%となり、透過光強度は飽和した。
[実施例38]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Cを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物C
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000158
次に、液晶組成物C(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN-H5(4.8wt%)からなる液晶組成物C1を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物C1を88.8重量%、n-ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ-(4-(12-(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)-ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物C-1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物C-1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをC-1M:51.3℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm-2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
 このようにして得られた高分子/液晶複合材料C-1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例39]
実施例38で得られた高分子/液晶複合材料C-1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。C-1Pでは、45.4Vの短形波を印加すると、透過率が84.0%となり、透過光強度は飽和した。
[実施例40]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Dを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物D
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000159
次に、液晶組成物D(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN-H5(4.8wt%)からなる液晶組成物D1を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物D1を88.8重量%、n-ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ-(4-(12-(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)-ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物D-1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物D-1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをD-1M:50.1℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm-2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
 このようにして得られた高分子/液晶複合材料D-1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例41]
実施例40で得られた高分子/液晶複合材料D-1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。D-1Pでは、40.4Vの短形波を印加すると、透過率が87.1%となり、透過光強度は飽和した。
[実施例42]
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することによりアキラル成分Tに該当する液晶組成物Eを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物E
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000160
次に、液晶組成物E(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN-H5(4.8wt%)からなる液晶組成物E1を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物E1を88.8重量%、n-ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ-(4-(12-(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)-ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物E-1Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物E-1Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをE-1M:54.1℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm-2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
 このようにして得られた高分子/液晶複合材料E-1Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と、右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
[実施例43]
実施例42で得られた高分子/液晶複合材料E-1Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。E-1Pでは、57.8Vの短形波を印加すると、透過率が85.1%となり、透過光強度は飽和した。
[比較例]
液晶組成物W(95.2wt%)と、キラル剤(8H)BN-H5(4.8wt%)からなる液晶組成物W2を得た。
液晶組成物とモノマーの混合物の調整
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物W2を88.8重量%、n-ヘキサデシルアクリレートを6.0重量%、1,4-ジ-(4-(12-(アクリロイルオキシ)ドデシルオキシ)-ベンゾイルオキシ)-2-メチルベンゼン(LCA-12)を4.8重量%、光重合開始剤として2,2’-ジメトキシフェニルアセトフェノンを0.4重量%混合した液晶組成物W-2Mを調製した。
高分子/液晶複合材料の調製
液晶組成物W-2Mを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板(非電極付与)の間に狭持し(セル厚8μm)、得られたセルをW-2M:52.8℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光(紫外光強度2mWcm-2(365nm))を7分間照射して、重合反応を行った。
 このようにして得られた高分子/液晶複合材料W-2Pは室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
なお、図1に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極1と右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極2が交互に配置される。したがって、電極1と電極2との間に電位差がある場合、図1に示すような櫛型電極基板上では、1本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の2つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
得られた高分子/液晶複合材料W-2Pが狭持されたセルを、図2に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡(ニコン製 エクリプス LV100POL)の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がPolarizerとAnalyzer偏光板に対してそれぞれ45°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。60.5Vの矩形波を印加すると、透過率が82.7%となり、透過光強度は飽和した。
高分子/液晶複合材料B-1P~E-1Pと、比較例であるW-2Pの駆動電圧を表4にまとめた。この結果から、B-1P~E-1PはW-1P’と比較して駆動電圧が改善し、本化合物(1)を使用した素子が大きな低電圧効果を有している点で優れていることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000161
本発明の液晶性化合物は、熱、光などに対する高い安定性、高い透明点、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、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優れた相溶性などの物性の少なくとも1つを充足する。本発明の液晶組成物は、この化合物を含有し、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学的異方性、大きな誘電率異方性、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。この組成物は、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。本発明の液晶表示素子は、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、および長い寿命を有する。本発明の光学的に等方性の液晶組成物を使用した液晶表示光素子は、低電圧駆動が可能であり、冷却過程でBPが発現する点で、従来技術より優れている。なお、冷却過程でBPが発現するということは、光素子の製造工程で、高分子/液晶複合材料を調整しやすいということであり、本発明の光素子の有用性を示すものである。したがって、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。
1・・・電極1
2・・・電極2
3・・・光源
4・・・偏光子(偏光板)(Polarizer)
5・・・櫛型電極セル
6・・・検光子(偏光板)(Analyzer)
7・・・受光器(Photodetector)

Claims (37)

  1. 式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    式(1)において、
     Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
    +n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキル、または炭素数2~7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い。
  2. 式(1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

    式(1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     環Aは下記式で表され;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

    およびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  3. 式(1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1または2に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

    式(1-1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  4.  aが1である請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  5.  aが2である請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  6. 式(1-1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

    式(1-1-1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CFO-、-COO-、または-C≡C-であり;
    は-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  7. 式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007

    式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    は-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  8. 式(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008

    式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  9.  式(2)~(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1~8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009

    式(2)~(5)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;
     X11は、水素、フッ素、塩素、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、または-OCF2CHFCF3であり;
     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、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、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、Z13およびZ14は独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、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。
  10. 式(6)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1~9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010

    式(6)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、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;
     X12は、-C≡Nまたは-C≡C-CNであり;
     環Cは、1,4-シクロヘキシレン、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、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;
     Z15は、単結合、-CHCH-、-C≡C-、-COO-、-CFO-、-OCF-、または-CHO-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。
  11. 式(7)~(13)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1~10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011

    式(7)~(13)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、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;
     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、-CF-、-O-、または-CHF-であり;
     環D、環D、環D、および環D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Dおよび環D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;
     Z16、Z17、Z18、およびZ19は独立して、単結合、-CHCH-、-COO-、-CHO-、-OCF-、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;
     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。
  12. 式(14)~(16)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1~11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012

    式(14)~(16)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;
     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-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;
     Z20、Z21、およびZ22は独立して、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、または-COO-である。
  13. 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1~12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  14. 式(1)で示される化合物、およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
    式(1)において、
     Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014

    およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
    +n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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い。
  15. 式(1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015

    式(1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     環Aは下記式で表され;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016

    およびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  16. 式(1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14または15に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017

    式(1-1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  17.  aが1である請求項14~16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  18.  aが2である請求項14~16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  19. 式(1-1-1-1)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14~18のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018

    式(1-1-1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CFO-、-COO-、または-C≡C-であり;
    は-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  20. 式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14~19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019

    式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    は-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  21. 式(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)で表される化合物の少なくとも1つを含有する、請求項14~19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020

    式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  22. 式(4A)~(4D)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14~21のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021

    式(4A)~(4D)において、
    11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
    17、L18、L19、L20、L21、L22、L23およびL24は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    11は、水素、フッ素、塩素、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、または-OCF2CHFCF3である。
  23. キラル剤(光学活性化合物)が、式(K21)~(K27)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、請求項14~22のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022

    式(K21)~(K27)において、
    はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S、または炭素数1~12のアルキルであり、R中の少なくとも1つの-CH-は-O-、-S-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、R中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-、または-C≡C-で置き換えられもよく、R中の少なくとも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はそれぞれ独立して、芳香族性の6~8員環、非芳香族性の3~8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素はハロゲン、炭素数1~3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の-CH-は-O-、-S-、または-NH-で置き換えられてもよく、-CH=は-N=で置き換えられてもよく;
     Yはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~3のアルキル、炭素数1~3のハロアルキル、芳香族性の6~8員環、非芳香族性の3~8員環、または、炭素数9以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1~3のアルキル、またはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の-CH-は-O-、-S-、または-NH-で置き換えられてもよく、-CH=は-N=で置き換えられてもよく;
     Zはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~8のアルキレンであり、Z中の少なくとも1つの-CH-は、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、または-N=CH-で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-CF=CF-、または-C≡C-で置き換えられてもよく、Z中の少なくとも1つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
     Xはそれぞれ独立して、単結合、-COO-、-OCO-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、または-CHCH-であり;
     mKはそれぞれ独立して、1~3の整数である。)
  24. 式(M2-15)、(M4-5)、(M21)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの重合可能な化合物をさらに含有する、請求項14~23のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023

    式(M2-15)、(M4-5)および(M21)において、
    MBは、それぞれ独立して、式(M3-1)~(M3-7)の重合性基であり、式(M3-1)~(M3-7)におけるRは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、または炭素数1~5のアルキルであり、これらのアルキル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;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024

    MCは、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキルまたは炭素数2~20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;
    は、それぞれ独立して単結合または炭素数1~20のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも1つの-CH2-は-O-、-S-で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも1つの-CH-CH-は-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;
    は、それぞれ独立して単結合、-(CH2m3-、-O(CH2m3-、-(CH2m3O-、-O(CH2m3O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF22-、-(CH2-COO-、-OCO-(CH2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH=CH-(CH22-、-(CH22-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-CH=CH-、-CH=CH-C≡C-、-OCF-(CH2-、-(CH2-CFO-、-OCF-、または-CFO-(前記式中、m3は1~20の整数である)であり;

    環の部分構造において、部分構造(a1)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-フェニレンを表し、部分構造(a2)は、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-フェニレンを表し、部分構造(a3)は、少なくとも1つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい1,4-フェニレンを表し、部分構造(a4)は、9位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
  25. -20℃~70℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが700nm以下である、請求項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  26. 光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる請求項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  27. 請求項24に記載の液晶組成物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子/液晶複合材料。
  28. 一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、その液晶媒体が請求項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物を使用した光素子、または、請求項27に記載の高分子/液晶複合材料から成る光素子。
  29. 請求項14~24のいずれか1項に記載の液晶組成物の光素子への使用、または請求項27に記載の高分子/液晶複合材料の光素子への使用。
  30.  式(1)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026

    式(1)において、
     Rは炭素数1~12のアルキルまたは炭素数2~12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、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、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A、環A、および環Aは独立して、下記式で表され;

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027

    およびXは独立して、-O-、-S-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
    は水素、フッ素、塩素、-C≡N、-N=C=S、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキルまたは炭素数2~7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;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1およびLは独立して、水素またはハロゲンであり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2であり;
    +n=0、かつZが-CFOであるとき、Yは水素、フッ素、塩素、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-OCF2CHF2、-OCF2CHFCF3、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCF=CF、または-OCH=CHCF3、炭素数1~7のアルキル、または炭素数2~7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い。
  31. 式(1-1)で表される、請求項30に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028

    式(1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     環Aは下記式で表され;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029

    およびXは独立して、-O-、-CH-であり、XおよびXはともに-CH-であることはなく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CHF、-CHF、-CF、-OCHF、-OCHF、-OCF、-CH=CHF、-CH=CF、-CF=CHF、-CH=CHCF、-OCH=CF、-OCF=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  32. 式(1-1-1)で表される、請求項30または31に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030

    式(1-1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CHO-、-CFO-、-COO-、-CH=CH-、または-C≡C-であり;
    は単結合、-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  33.  aが1である請求項30~32のいずれか1項に記載の化合物。
  34.  aが2である請求項30~32のいずれか1項に記載の化合物。
  35. 式(1-1-1-1)で表される、請求項30~34のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031

    式(1-1-1-1)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    およびZは独立して、単結合、-CFO-、-COO-、または-C≡C-であり;
    は-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素、またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3であり;
    およびnは独立して、0、1、または2であり、n+n≦2である。
  36. 式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)で表される、請求項30~35のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032

    式(1-1-1-1-1)~(1-1-1-1-5)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    4Aは水素、フッ素、塩素、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    は-CFO-、または-COO-であり;
    1、L2、L、L、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
  37. 式(1-1-1-1-11)または(1-1-1-1-12)で表される、請求項30~35のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033

    式(1-1-1-1-11)および(1-1-1-1-12)において、
    は炭素数1~12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-で置き換えられてもよく、ただし、2つの-O-が隣接することはなく、少なくとも1つの-CHCH-は-CH=CH-で置き換えられてもよく;
     Yは水素、フッ素、塩素、-C≡N、-CF、-OCF、-OCH=CF、または-OCH=CHCFであり;
    1、L2、L、L、LおよびLは独立して、水素またはフッ素であり;
    aは0、1、2、または3である。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018003658A1 (ja) * 2016-06-27 2018-01-04 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体および光素子
WO2018141759A1 (de) * 2017-02-03 2018-08-09 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline verbindungen
CN109575952A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 江苏和成显示科技有限公司 一种具有高的穿透率的液晶组合物及其液晶显示器件
CN109575943A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN109575942A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
WO2019101059A1 (zh) * 2017-11-23 2019-05-31 江苏和成显示科技有限公司 一种化合物及其液晶组合物和光电显示器件
JP2020066582A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 Dic株式会社 液晶化合物

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180148648A1 (en) * 2015-05-21 2018-05-31 Merck Patent Gmbh Reactive mesogens
US10655065B2 (en) * 2016-08-01 2020-05-19 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN111117650B (zh) * 2018-10-30 2022-01-18 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117649B (zh) * 2018-10-30 2022-02-22 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117654B (zh) * 2018-10-30 2022-02-22 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117651B (zh) * 2018-10-30 2022-02-22 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117648B (zh) * 2018-10-30 2022-08-23 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117647B (zh) * 2018-10-30 2022-02-22 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117655B (zh) * 2018-10-30 2022-01-18 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117652B (zh) * 2018-10-30 2023-03-31 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN111117663B (zh) * 2018-10-30 2022-02-11 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN111117646B (zh) * 2018-10-30 2023-01-10 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
CN112996882A (zh) * 2018-11-07 2021-06-18 默克专利股份有限公司 液晶介质和包含其的液晶显示器
DE102019001887A1 (de) * 2019-03-18 2020-09-24 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Verbindungen
DE102021000109A1 (de) * 2020-02-05 2021-08-05 MERCK Patent Gesellschaft mit beschränkter Haftung Flüssigkristalline verbindungen
CN111286343A (zh) * 2020-02-12 2020-06-16 华南师范大学 一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物及制备方法与应用
CN113604227A (zh) * 2021-08-06 2021-11-05 南昌虚拟现实研究院股份有限公司 液晶介质、其制备方法及液晶透镜

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63254182A (ja) * 1987-04-10 1988-10-20 Canon Inc 強誘電性液晶素子
JPH05155880A (ja) * 1991-12-06 1993-06-22 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ジオキサン系液晶物質
JPH05260992A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学活性アルコールの製造方法
JP2000053602A (ja) * 1998-06-02 2000-02-22 Chisso Corp Δεが負の値を有するアルケニル化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP2000087039A (ja) * 1998-09-10 2000-03-28 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2005179557A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Chisso Corp 低屈折率異方性化合物、組成物およびそれらの重合体または重合体組成物
JP2007091796A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Dainippon Ink & Chem Inc ネマチック液晶組成物
JP2014129336A (ja) * 2012-11-27 2014-07-10 Jnc Corp 末端にcf2ocf3を有する液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69110733T2 (de) * 1990-04-12 1996-02-22 Dainippon Ink & Chemicals Phenylcyclohexyldioxanderivate mit einer Ätherbindung für elektrooptische Stoffe.
DE59209825D1 (de) * 1991-02-01 2000-05-11 Merck Patent Gmbh Vierringverbindungen und sie enthaltende flüssigkristalline Gemische
JPH0565280A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Dainippon Ink & Chem Inc フルオロトラン系ジオキサン化合物
US5667721A (en) * 1995-03-16 1997-09-16 Rolic Ag Liquid crystalline di-1,3-dioxane derivatives
DE19549123A1 (de) * 1995-12-29 1997-07-10 Merck Patent Gmbh 1,3-Dioxane und flüssigkristallines Medium
GB9620061D0 (en) * 1996-09-26 1996-11-13 Secr Defence Liquid crystalline (e,e)-butadiene compounds and mixtures and devices containing such compounds
TW445291B (en) * 1998-01-09 2001-07-11 Chisso Corp Ester compounds, liquid crystal compositions and liquid crystal display devices
JP4534287B2 (ja) * 1999-04-19 2010-09-01 チッソ株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
KR101455428B1 (ko) * 2007-02-28 2014-10-27 제이엔씨 석유 화학 주식회사 Cf2o 결합기를 갖는 5 고리 액정 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자
CN101679869B (zh) * 2007-05-17 2014-10-22 Dic株式会社 向列型液晶组合物以及双稳态向列型液晶显示器
ATE527333T1 (de) * 2008-03-11 2011-10-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige
JP5493393B2 (ja) * 2008-03-18 2014-05-14 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
KR20110015605A (ko) * 2008-06-09 2011-02-16 짓쏘 가부시끼가이샤 시클로헥산 고리를 갖는 5 고리 액정 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자
DE102010018170A1 (de) * 2009-04-30 2010-12-30 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige
KR101821129B1 (ko) * 2010-09-27 2018-03-08 제이엔씨 주식회사 광학적으로 등방성인 액정 매체 및 광소자
WO2013039051A1 (ja) * 2011-09-14 2013-03-21 Jnc株式会社 化合物、液晶組成物および液晶表示素子
EP2787058B1 (en) * 2011-11-30 2016-07-27 JNC Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
CN102660296B (zh) * 2012-05-16 2014-06-04 深圳超多维光电子有限公司 液晶组合物及其应用
CN104334687B (zh) * 2012-05-28 2016-08-17 捷恩智株式会社 液晶组合物与其用途及混合物、高分子/液晶复合材料及光元件
US9273245B2 (en) * 2012-07-26 2016-03-01 Jnc Corporation Compound having 2,2-difluorovinyloxy group or 1,2,2-trifluorovinyloxy group, liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN104854217B (zh) * 2012-12-17 2017-06-23 捷恩智株式会社 液晶组合物、混合物、复合材料、液晶元件及手性化合物
JP6299011B2 (ja) * 2013-01-21 2018-03-28 Jnc株式会社 3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニルオキシを有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子
US9611429B2 (en) * 2013-05-27 2017-04-04 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device and liquid crystal compound
JP5725321B1 (ja) * 2013-07-03 2015-05-27 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
US9228129B2 (en) * 2013-08-29 2016-01-05 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN104513145B (zh) * 2013-09-29 2016-05-18 江苏和成新材料有限公司 2,3,5-三氟-4-二氟(3,4,5-三氟苯酚基)甲基-苯甲醛及其合成方法和在制备液晶化合物中的应用
EP3088489B1 (en) * 2013-12-26 2018-06-27 JNC Corporation Liquid-crystal composition and liquid-crystal display device
EP3127990B1 (en) * 2014-03-31 2019-10-09 JNC Corporation Liquid crystal display device and liquid crystal composition
TWI648381B (zh) * 2014-07-03 2019-01-21 日商捷恩智股份有限公司 液晶組成物、光元件、混合物、化合物、高分子/液晶複合材料以及液晶組成物及高分子/液晶複合材料的用途
CN104593006B (zh) * 2015-02-15 2017-01-11 石家庄诚志永华显示材料有限公司 液晶组合物及其应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63254182A (ja) * 1987-04-10 1988-10-20 Canon Inc 強誘電性液晶素子
JPH05155880A (ja) * 1991-12-06 1993-06-22 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ジオキサン系液晶物質
JPH05260992A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学活性アルコールの製造方法
JP2000053602A (ja) * 1998-06-02 2000-02-22 Chisso Corp Δεが負の値を有するアルケニル化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP2000087039A (ja) * 1998-09-10 2000-03-28 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2005179557A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Chisso Corp 低屈折率異方性化合物、組成物およびそれらの重合体または重合体組成物
JP2007091796A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Dainippon Ink & Chem Inc ネマチック液晶組成物
JP2014129336A (ja) * 2012-11-27 2014-07-10 Jnc Corp 末端にcf2ocf3を有する液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3260450A4 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018003658A1 (ja) * 2016-06-27 2019-05-16 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体および光素子
WO2018003658A1 (ja) * 2016-06-27 2018-01-04 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体および光素子
WO2018141759A1 (de) * 2017-02-03 2018-08-09 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline verbindungen
CN110325522A (zh) * 2017-02-03 2019-10-11 默克专利股份有限公司 液晶化合物
CN110325522B (zh) * 2017-02-03 2022-07-22 默克专利股份有限公司 液晶化合物
CN109575942B (zh) * 2017-09-28 2022-01-07 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN109575952A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 江苏和成显示科技有限公司 一种具有高的穿透率的液晶组合物及其液晶显示器件
CN109575943A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN109575942A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN109575943B (zh) * 2017-09-28 2022-01-07 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
WO2019101059A1 (zh) * 2017-11-23 2019-05-31 江苏和成显示科技有限公司 一种化合物及其液晶组合物和光电显示器件
US11193063B2 (en) 2017-11-23 2021-12-07 Jiangsu Hecheng Display Technology Co., Ltd. Compound, liquid crystal composition and photoelectric display device thereof
JP2020066582A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 Dic株式会社 液晶化合物
JP7255131B2 (ja) 2018-10-23 2023-04-11 Dic株式会社 液晶化合物

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