JP7766522B2 - Liquid crystal composition and liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal composition and liquid crystal display elementInfo
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Description
本発明は、液晶組成物、この組成物を含有する液晶表示素子などに関する。特に、誘電率異方性が正の液晶組成物、およびこの組成物を含有し、TN、ECB、OCB、IPS、FFS、またはFPAのモードを有するAM(active matrix)素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal composition and a liquid crystal display device containing this composition. In particular, it relates to a liquid crystal composition having positive dielectric anisotropy and an AM (active matrix) device containing this composition and having a TN, ECB, OCB, IPS, FFS, or FPA mode.
液晶表示素子において、液晶分子の動作モードに基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、FFS(fringe field switching)、FPA(field-induced photo-reactive alignment)などのモードである。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は、スタティック(static)、マルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMは、TFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。TFTの分類は非晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シリコン(polycrystal silicon)である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。 Liquid crystal display devices are classified based on the operating mode of the liquid crystal molecules, including PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), ECB (electrically controlled birefringence), OCB (optically compensated bend), IPS (in-plane switching), VA (vertical alignment), FFS (fringe field switching), and FPA (field-induced photo-reactive alignment). Devices are classified based on their driving method, into PM (passive matrix) and AM (active matrix). PMs are further divided into static and multiplex, while AMs are further divided into TFTs (thin film transistors) and MIMs (metal insulator metal). TFTs are classified into amorphous silicon and polycrystalline silicon. The latter are further divided into high-temperature and low-temperature types depending on the manufacturing process. Classification based on the light source includes reflective types that use natural light, transmissive types that use backlight, and semi-transmissive types that use both natural light and backlight.
液晶表示素子はネマチック相を有する液晶組成物を含有する。この組成物は適切な特性を有する。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有するAM素子を得ることができる。これらの特性における関連を下記の表1にまとめる。組成物の特性を市販されているAM素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約60℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約-10℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。1ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はさらに好ましい。組成物の弾性定数は素子のコントラストに関連する。素子においてコントラストを上げるためには、組成物における大きな弾性定数が好ましい。 Liquid crystal display elements contain a liquid crystal composition having a nematic phase. This composition has suitable properties. By improving the properties of this composition, an AM element with good properties can be obtained. The relationship between these properties is summarized in Table 1 below. The properties of the composition will be further explained based on a commercially available AM element. The temperature range of the nematic phase is related to the temperature range in which the element can be used. The preferred upper temperature limit of the nematic phase is about 60°C or higher, and the preferred lower temperature limit of the nematic phase is about -10°C or lower. The viscosity of the composition is related to the response time of the element. A short response time is preferable for displaying moving images with the element. A response time shorter than 1 millisecond is desirable. Therefore, a low viscosity of the composition is preferable. A low viscosity at low temperatures is even more preferable. The elastic constant of the composition is related to the contrast of the element. To increase the contrast of the element, a large elastic constant of the composition is preferable.
組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性(Δn)と素子のセルギャップ(d)との積(Δn×d)は、コントラスト比を最大にするように設計される。積の適切な値は動作モードの種類に依存する。TNのようなモードの素子では、適切な値は約0.45μmである。この場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、初期段階において大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、液晶表示素子の寿命に関連する。これらの安定性が高いとき、この素子の寿命は長い。このような特性は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いるAM素子に好ましい。 The optical anisotropy of a composition is related to the contrast ratio of a device. Depending on the device mode, a large or small optical anisotropy, i.e., an appropriate optical anisotropy, is required. The product (Δn × d) of the optical anisotropy (Δn) of the composition and the cell gap (d) of the device is designed to maximize the contrast ratio. The appropriate value of this product depends on the type of operating mode. For devices in modes such as TN, an appropriate value is approximately 0.45 μm. In this case, a composition with a large optical anisotropy is preferred for devices with a small cell gap. A large dielectric anisotropy in a composition contributes to a low threshold voltage, low power consumption, and a large contrast ratio in the device. Therefore, a large dielectric anisotropy is preferred. A large resistivity in a composition contributes to a large voltage holding ratio and a large contrast ratio in the device. Therefore, a composition with a large resistivity at the initial stage is preferred. A composition with a large resistivity after long-term use is preferred. The stability of a composition to ultraviolet light and heat is related to the life of an LCD device. High stability leads to a long life of the device. These characteristics are desirable for AM elements used in LCD monitors, LCD televisions, etc.
TNモードを有するAM素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。VAモードを有するAM素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向(PSA;polymer sustained alignment)型のAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。 Compositions with positive dielectric anisotropy are used in AM elements having a TN mode. Compositions with negative dielectric anisotropy are used in AM elements having a VA mode. Compositions with positive or negative dielectric anisotropy are used in AM elements having an IPS mode or FFS mode. Compositions with positive or negative dielectric anisotropy are used in polymer sustained alignment (PSA) type AM elements.
シアノ基を有する化合物(シアノ化合物)は、大きな正の誘電率異方性を有する化合物として知られている。例えば、特許文献1にはエステル結合を有するシアノ化合物を含有する液晶組成物が開示されており、それを用いた液晶表示素子は非常に短い応答時間を有することが記載されている。一方、特許文献2にはシアノ化合物を含有しない液晶組成物と比較して、シアノ化合物を含有する液晶組成物の方が、電圧保持率(VHR)が低くなることが記載されている。 Compounds containing a cyano group (cyano compounds) are known to have a large positive dielectric anisotropy. For example, Patent Document 1 discloses a liquid crystal composition containing a cyano compound with an ester bond, and states that liquid crystal display elements using this composition have a very short response time. On the other hand, Patent Document 2 states that liquid crystal compositions containing cyano compounds have a lower voltage holding ratio (VHR) than liquid crystal compositions that do not contain cyano compounds.
近年、液晶表示素子の高速応答化に伴い、より小さな回転粘度を有する液晶組成物が求められている。またセルギャップをより狭くするために、所望の光学異方性も併せ持つ必要がある。液晶表示素子に適用するためには、液晶組成物はこのような特性を有しつつ、電圧保持率のようなその他の特性も実用に耐えうるものでなければならない。 In recent years, with the trend toward faster response times for liquid crystal display elements, there has been a demand for liquid crystal compositions with lower rotational viscosity. Furthermore, in order to narrow the cell gap, these compositions must also possess the desired optical anisotropy. To be applicable to liquid crystal display elements, liquid crystal compositions must possess these properties while also having other properties, such as voltage holding ratio, that are suitable for practical use.
本発明の課題は、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、大きな光学異方性、正に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。別の課題は、これらの特性の少なくとも2つのあいだで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。別の課題は、このような組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。別の課題は、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、長い寿命のような特性を有するAM素子を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition that satisfies at least one of the following characteristics: a high upper limit temperature of the nematic phase, a low lower limit temperature of the nematic phase, a small viscosity, a large optical anisotropy, a large positive dielectric anisotropy, a large resistivity, high stability to light, high stability to heat, and a large elastic constant. Another object is to provide a liquid crystal composition that has an appropriate balance between at least two of these characteristics. Another object is to provide a liquid crystal display element containing such a composition. Another object is to provide an AM element that has characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long lifespan.
本発明は、成分Aとして式(1)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物、成分Bとして式(2)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物、および成分Cとして式(3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、重合性化合物および重合体を含有しない、正の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
式(1)において、R1は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルであり;X1、X2、X3、X4、およびX5は、水素またはフッ素であり、X1、X2、X3、X4、およびX5の少なくとも1つはフッ素であり;
式(2)において、R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環A1および環A2は、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、または2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z1およびZ2は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X6およびX7は、水素またはフッ素であり;Y1は、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;mは、1、2、または3であり;
式(3)において、R3およびR4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z3は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;nは、1、2、または3である。
The present invention relates to a liquid crystal composition having positive dielectric anisotropy, which contains as component A at least one compound selected from compounds represented by formula (1), as component B at least one compound selected from compounds represented by formula (2), and as component C at least one compound selected from compounds represented by formula (3), and which does not contain a polymerizable compound or a polymer, and a liquid crystal display device containing this composition.
In formula (1), R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 are hydrogen or fluorine, and at least one of X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 is fluorine;
In formula (2), R 2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms; ring A 1 and ring A 2 are 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene; Z 1 and Z 2 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy; X 6 and X 7 are hydrogen or fluorine; Y 1 is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine; m is 1, 2, or 3;
In formula (3), R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring B and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; and n is 1, 2, or 3.
本発明の長所は、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、大きな光学異方性、正に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。別の長所は、これらの特性の少なくとも2つのあいだで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。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。別の長所は、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、長い寿命のような特性を有するAM素子を提供することである。 An advantage of the present invention is to provide a liquid crystal composition that satisfies at least one of the following characteristics: a high upper limit temperature of the nematic phase, a low lower limit temperature of the nematic phase, a small viscosity, a large optical anisotropy, a large positive dielectric anisotropy, a large resistivity, high stability to light, high stability to heat, and a large elastic constant. Another advantage is to provide a liquid crystal composition that has an appropriate balance between at least two of these characteristics. Another advantage is to provide a liquid crystal display element containing such a composition. Another advantage is to provide an AM element that has characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long lifespan.
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相のような液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば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(液晶分子)は棒状(rod like)である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性化合物に分類されない。 The following terms are used in this specification. The terms "liquid crystal composition" and "liquid crystal display element" may be abbreviated as "composition" and "element," respectively. "Liquid crystal display element" is a general term for liquid crystal display panels and liquid crystal display modules. "Liquid crystal compound" is a general term for compounds that have a liquid crystal phase, such as a nematic or smectic phase, and compounds that do not have a liquid crystal phase but are mixed into a composition to adjust properties such as the temperature range, viscosity, and dielectric anisotropy of the nematic phase. These compounds have a six-membered ring, such as 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and their molecules (liquid crystal molecules) are rod-like. "Polymerizable compound" is a compound added to a composition to form a polymer. Liquid crystal compounds containing alkenyl are not classified as polymerizable compounds in this sense.
液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この液晶組成物に、光学活性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物の割合は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない液晶組成物の質量に基づいた質量百分率(質量%)で表される。添加物の割合は、添加物を含まない液晶組成物の質量に基づいた質量百分率(質量%)で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全質量に基づいて算出される。 A liquid crystal composition is prepared by mixing multiple liquid crystal compounds. Additives such as optically active compounds may be added to this liquid crystal composition as needed. The proportion of the liquid crystal compounds, even when additives are added, is expressed as a mass percentage (mass %) based on the mass of the liquid crystal composition without the additives. The proportion of the additives is expressed as a mass percentage (mass %) based on the mass of the liquid crystal composition without the additives. In other words, the proportions of the liquid crystal compounds and additives are calculated based on the total mass of the liquid crystal compounds.
「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。組成物や素子の特性が経時変化試験によって検討されることがある。 The "maximum temperature of the nematic phase" is sometimes abbreviated as "maximum temperature." The "minimum temperature of the nematic phase" is sometimes abbreviated as "minimum temperature." The expression "increasing the dielectric anisotropy" means that the value increases positively for a composition with positive dielectric anisotropy, and that the value increases negatively for a composition with negative dielectric anisotropy. "Large voltage holding ratio" means that the element has a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at temperatures close to the maximum temperature in the initial stage, and that after long-term use it maintains a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at temperatures close to the maximum temperature. The characteristics of compositions and elements are sometimes examined by aging tests.
上記の化合物(1z)を例にして説明する。式(1z)において、六角形で囲んだαおよびβの記号はそれぞれ環αおよび環βに対応し、六員環、縮合環のような環を表す。添え字‘x’が2のとき、2つの環αが存在する。2つの環αが表す2つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、添え字‘x’が2より大きいとき、任意の2つの環αに適用される。このルールは、結合基Zのような、他の記号にも適用される。環βの一辺を横切る斜線は、環β上の任意の水素が置換基(-Sp-P)で置き換えられてもよいことを表す。添え字‘y’は置き換えられた置換基の数を示す。添え字‘y’が0のとき、そのような置き換えはない。添え字‘y’が2以上のとき、環β上には複数の置換基(-Sp-P)が存在する。この場合にも、「同一であってもよく、または異なってもよい」のルールが適用される。なお、このルールは、Raの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。
The above compound (1z) will be used as an example. In formula (1z), the symbols α and β enclosed in a hexagon correspond to ring α and ring β, respectively, and represent rings such as six-membered rings and fused rings. When the subscript 'x' is 2, two rings α exist. The two groups represented by the two rings α may be the same or different. This rule applies to any two rings α when the subscript 'x' is greater than 2. This rule also applies to other symbols, such as the bonding group Z. A diagonal line across one side of ring β indicates that any hydrogen on ring β may be replaced with a substituent (-Sp-P). The subscript 'y' indicates the number of replaced substituents. When the subscript 'y' is 0, there is no such replacement. When the subscript 'y' is 2 or greater, multiple substituents (-Sp-P) exist on ring β. In this case, the "may be the same or different" rule also applies. Note that this rule also applies when the symbol Ra is used for multiple compounds.
式(1z)において、例えば、「RaおよびRbは、アルキル、アルコキシ、またはアルケニルである」のような表現は、RaおよびRbが独立して、アルキル、アルコキシ、およびアルケニルの群から選択されることを意味する。ここで、Raによって表される基とRbによって表される基が同一であってもよく、または異なってもよい。 In formula (1z), for example, an expression such as "Ra and Rb are alkyl, alkoxy, or alkenyl" means that Ra and Rb are independently selected from the group consisting of alkyl, alkoxy, and alkenyl. Here, the group represented by Ra and the group represented by Rb may be the same or different.
式(1z)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を「化合物(1z)」と略すことがある。「化合物(1z)」は、式(1z)で表される1つの化合物、2つの化合物の混合物、または3つ以上の化合物の混合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「式(1z)および式(2z)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物」の表現は、化合物(1z)および化合物(2z)の群から選択された少なくとも1つの化合物を意味する。 At least one compound selected from compounds represented by formula (1z) may be abbreviated as "compound (1z)." "Compound (1z)" means one compound represented by formula (1z), a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds. The same applies to compounds represented by other formulas. The expression "at least one compound selected from compounds represented by formula (1z) and formula (2z)" means at least one compound selected from the group consisting of compound (1z) and compound (2z).
「少なくとも1つの‘A’」の表現は、‘A’の数は任意であることを意味する。「少なくとも1つの‘A’は、‘B’で置き換えられてもよい」の表現は、‘A’の数が1つのとき、‘A’の位置は任意であり、‘A’の数が2つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。「少なくとも1つの-CH2-は-O-で置き換えられてもよい」の表現が使われることがある。この場合、-CH2-CH2-CH2-は、隣接しない-CH2-が-O-で置き換えられることによって-O-CH2-O-に変換されてもよい。しかしながら、隣接した-CH2-が-O-で置き換えられることはない。この置き換えでは-O-O-CH2-(ペルオキシド)が生成するからである。 The expression "at least one 'A'" means that the number of 'A' is arbitrary. The expression "at least one 'A' may be replaced with 'B'" means that when there is one 'A', the position of 'A' is arbitrary, and when there are two or more 'As', their positions can be selected without restriction. The expression "at least one -CH 2 - may be replaced with -O-" is sometimes used. In this case, -CH 2 -CH 2 -CH 2 - may be converted to -O-CH 2 -O- by replacing a non-adjacent -CH 2 - with -O-. However, adjacent -CH 2 - is not replaced with -O- because this replacement would produce -O-O-CH 2 - (peroxide).
液晶性化合物のアルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルのような末端基についても同様である。1,4-シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。2-フルオロ-1,4-フェニレンは左右非対称であるから、左向き(L)および右向き(R)が存在する。
テトラヒドロピラン-2,5-ジイルのような二価基においても同様である。カルボニルオキシのような結合基(-COO-または-OCO-)も同様である。
The alkyl of the liquid crystal compound is linear or branched, and does not include cyclic alkyl. Linear alkyl is preferred to branched alkyl. The same applies to terminal groups such as alkoxy and alkenyl. The configuration of 1,4-cyclohexylene is preferably trans rather than cis in order to increase the maximum temperature. 2-Fluoro-1,4-phenylene is asymmetric, so it exists in left-facing (L) and right-facing (R) configurations.
The same applies to a divalent group such as tetrahydropyran-2,5-diyl, and a bonding group such as carbonyloxy (-COO- or -OCO-).
本発明は、下記の項などである。 The present invention includes the following items:
項1. 成分Aとして式(1)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物、成分Bとして式(2)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物、および成分Cとして式(3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、重合性化合物および重合体を含有しない、正の誘電率異方性を有する液晶組成物。
式(1)において、R1は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルであり;X1、X2、X3、X4、およびX5は、水素またはフッ素であり、X1、X2、X3、X4、およびX5の少なくとも1つはフッ素であり;
式(2)において、R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環A1および環A2は、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、または2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z1およびZ2は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X6およびX7は、水素またはフッ素であり;Y1は、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;mは、1、2、または3であり;
式(3)において、R3およびR4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z3は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;nは、1、2、または3である。
Item 1. A liquid crystal composition having positive dielectric anisotropy, comprising as component A at least one compound selected from compounds represented by formula (1), as component B at least one compound selected from compounds represented by formula (2), and as component C at least one compound selected from compounds represented by formula (3), and containing no polymerizable compound or polymer.
In formula (1), R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 are hydrogen or fluorine, and at least one of X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 is fluorine;
In formula (2), R 2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms; ring A 1 and ring A 2 are 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene; Z 1 and Z 2 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy; X 6 and X 7 are hydrogen or fluorine; Y 1 is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine; m is 1, 2, or 3;
In formula (3), R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring B and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; and n is 1, 2, or 3.
項2. 成分Aとして式(1-1)から式(1-6)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1に記載の液晶組成物。
式(1-1)から式(1-6)において、R1は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルである。
Item 2. The liquid crystal composition according to item 1, containing, as component A, at least one compound selected from the compounds represented by formulas (1-1) to (1-6):
In formulas (1-1) to (1-6), R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
項3. 成分Aの割合が1質量%から50質量%の範囲である、項1または2に記載の液晶組成物。 Item 3. The liquid crystal composition according to item 1 or 2, wherein the proportion of component A is in the range of 1% by mass to 50% by mass.
項4. 成分Bとして式(2-1)から式(2-11)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(2-1)から式(2-11)において、R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。
Item 4. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 3, containing, as component B, at least one compound selected from the compounds represented by formulas (2-1) to (2-11):
In formulas (2-1) to (2-11), R 2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms.
項5. 成分Bの割合が1質量%から50質量%の範囲である、項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。 Item 5. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 4, wherein the proportion of component B is in the range of 1% by mass to 50% by mass.
項6. 成分Cとして式(3-1)から式(3-13)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(3-1)から式(3-13)において、R3およびR4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
Item 6. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 5, containing, as component C, at least one compound selected from the compounds represented by formulas (3-1) to (3-13):
In formulas (3-1) to (3-13), R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
項7. 成分Cの割合が20質量%から90質量%の範囲である、項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物。 Item 7. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 6, wherein the proportion of component C is in the range of 20% by mass to 90% by mass.
項8. 成分Dとして式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(4)において、R5は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環Dは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはテトラヒドロピラン-2,5-ジイルであり、環Dの少なくとも1つは、1,4-シクロヘキシレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはテトラヒドロピラン-2,5-ジイルであり;Z4は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X8およびX9は、水素またはフッ素であり;Y2は、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;aは、1、2、3、または4である。
Item 8. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 7, containing, as component D, at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4):
In formula (4), R 5 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms; ring D is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, pyrimidine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl, and at least one of rings D is 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl; Z 4 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy; X 8 and X 9 is hydrogen or fluorine; Y2 is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; and a is 1, 2, 3, or 4.
項9. 成分Dとして式(4-1)から式(4-24)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(4-1)から式(4-24)において、R5は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。
Item 9. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 8, containing, as component D, at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (4-1) to (4-24):
In formulas (4-1) to (4-24), R 5 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms.
項10. 成分Dの割合が1質量%から50質量%の範囲である、項8または9に記載の液晶組成物。 Item 10. The liquid crystal composition according to item 8 or 9, wherein the proportion of component D is in the range of 1% by mass to 50% by mass.
項11. 成分Eとして式(5)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(5)において、R6およびR7は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシであり;環Eおよび環Gは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルであり;環Fは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイル、3,4,5,6-テトラフルオロフルオレン-2,7-ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン-3,7-ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾチオフェン-3,7-ジイル、または1,1,6,7-テトラフルオロインダン-2,5-ジイルであり;Z5およびZ6は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは、0、1、2、または3であり、dは、0または1であり、そしてcおよびdの和は、3以下である。
Item 11. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 10, containing, as component E, at least one compound selected from compounds represented by formula (5):
In formula (5), R 6 and R 7 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms; ring E and ring G are 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, chroman-2,6-diyl, or 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. ring F is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4,5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 3,4,5,6-tetrafluorofluorene-2,7-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 1,1,6,7-tetrafluoroindan-2,5-diyl; Z is Z 5 and Z 6 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; c is 0, 1, 2, or 3, d is 0 or 1, and the sum of c and d is 3 or less.
項12. 成分Eとして式(5-1)から式(5-35)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(5-1)から式(5-35)において、R6およびR7は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシである。
Item 12. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 11, comprising, as component E, at least one compound selected from the compounds represented by formulae (5-1) to (5-35):
In formulae (5-1) to (5-35), R 6 and R 7 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms.
項13. 成分Eの割合が3質量%から45質量%の範囲である、項11または12に記載の液晶組成物。 Item 13. The liquid crystal composition according to item 11 or 12, wherein the proportion of component E is in the range of 3% by mass to 45% by mass.
項14. 少なくとも0℃から60℃の範囲でネマチック相を有する、項1から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。 Item 14. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 13, which has a nematic phase at least in the range of 0°C to 60°C.
項15. ネマチック相の上限温度が60℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が0.07以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が2以上である、項1から14のいずれか1項に記載の液晶組成物。 Item 15. A liquid crystal composition according to any one of items 1 to 14, having a maximum temperature of a nematic phase of 60°C or higher, an optical anisotropy at a wavelength of 589 nm (measured at 25°C) of 0.07 or higher, and a dielectric anisotropy at a frequency of 1 kHz (measured at 25°C) of 2 or higher.
項16. 項1から15のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。 Item 16. A liquid crystal display element containing the liquid crystal composition described in any one of items 1 to 15.
項17. 液晶表示素子の動作モードが、TNモード、ECBモード、OCBモード、IPSモード、FFSモード、またはFPAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項16に記載の液晶表示素子。 Item 17. The liquid crystal display element according to Item 16, wherein the operating mode of the liquid crystal display element is TN mode, ECB mode, OCB mode, IPS mode, FFS mode, or FPA mode, and the driving method of the liquid crystal display element is an active matrix method.
項18. 項1から15のいずれか1項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。 Item 18. Use of the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 15 in a liquid crystal display device.
本発明は、次の項も含む。(a)光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、極性化合物のような添加物から選択された1つの化合物、2つの化合物、または3つ以上の化合物を含有する上記の組成物。(b)上記の組成物を含有するAM素子。(c)上記の組成物を含有し、そしてPC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、またはFPAのモードを有する素子。(d)上記の組成物を含有する透過型の素子。(e)ネマチック相を有する組成物として、上記の組成物の使用。(f)上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって得られる光学活性な組成物の使用。 The present invention also includes the following: (a) the above composition containing one compound, two compounds, or three or more compounds selected from additives such as optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, quenchers, dyes, antifoaming agents, and polar compounds. (b) an AM element containing the above composition. (c) an element containing the above composition and having a PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, or FPA mode. (d) a transmission element containing the above composition. (e) use of the above composition as a composition having a nematic phase. (f) use of an optically active composition obtained by adding an optically active compound to the above composition.
本発明の液晶組成物は重合性化合物および重合体を含まないため、透明状態と散乱状態を電子的にスイッチすることが可能なスイッチ層などに用いられている「高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal:PDLC)」や「ポリマーネットワーク型液晶(Polymer Network Liquid Crystal:PNLC)」とは異なるものである。 The liquid crystal composition of the present invention does not contain a polymerizable compound or polymer, and is therefore different from "Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC)" and "Polymer Network Liquid Crystal (PNLC)," which are used in switch layers that can electronically switch between a transparent state and a scattering state.
本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物や素子に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分化合物の組合せ、好ましい割合、およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、好ましい成分化合物を示す。第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。 The composition of the present invention will be described in the following order. First, the composition's structure will be described. Second, the main properties of the component compounds and the main effects these compounds have on the composition and device will be described. Third, the combination of component compounds in the composition, their preferred ratios, and the reasons for this will be described. Fourth, the preferred forms of the component compounds will be described. Fifth, preferred component compounds will be shown. Sixth, additives that may be added to the composition will be described. Seventh, methods for synthesizing the component compounds will be described. Finally, the uses of the composition will be described.
第一に、組成物の構成を説明する。この組成物は、複数の液晶性化合物を含有する。この組成物は、添加物を含有してもよい。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、極性化合物などである。この組成物は、液晶性化合物の観点から組成物Aと組成物Bに分類される。組成物Aは、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)、および化合物(5)から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)、および化合物(5)とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。 First, the composition will be described. This composition contains multiple liquid crystal compounds. This composition may contain additives. Additives include optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, quenchers, dyes, defoamers, and polar compounds. This composition is classified into Composition A and Composition B from the perspective of the liquid crystal compounds. Composition A may further contain other liquid crystal compounds, additives, and the like, in addition to liquid crystal compounds selected from Compound (1), Compound (2), Compound (3), Compound (4), and Compound (5). "Other liquid crystal compounds" are liquid crystal compounds different from Compound (1), Compound (2), Compound (3), Compound (4), and Compound (5). Such compounds are mixed into the composition to further adjust its properties.
組成物Bは、実質的に化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)、および化合物(5)から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物Bが添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Bは組成物Aに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Bは組成物Aよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Aは組成物Bよりも好ましい。 Composition B consists essentially of liquid crystal compounds selected from compound (1), compound (2), compound (3), compound (4), and compound (5). "Substantially" means that composition B may contain additives, but does not contain other liquid crystal compounds. Composition B has fewer components than composition A. From the perspective of reducing costs, composition B is preferable to composition A. From the perspective of being able to further adjust the properties by mixing other liquid crystal compounds, composition A is preferable to composition B.
第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物や素子に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を表2にまとめる。表2の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する。記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、記号0(ゼロ)は、Sよりも小さいことを意味する。 Second, the main properties of the component compounds and the main effects these compounds have on the composition and device are described. The main properties of the component compounds are summarized in Table 2. In the symbols in Table 2, L means large or high, M means medium, and S means small or low. The symbols L, M, and S are classifications based on qualitative comparisons between the component compounds, and the symbol 0 (zero) means smaller than S.
成分化合物の主要な効果は次のとおりである。化合物(1)は、誘電率異方性および光学異方性を上げる。化合物(2)は、光学異方性および誘電率異方性を上げる。化合物(3)は、粘度を下げるまたは上限温度を上げる。化合物(4)は、誘電率異方性を上げる。化合物(5)は、短軸方向における誘電率を上げる。 The main effects of the component compounds are as follows: Compound (1) increases the dielectric anisotropy and optical anisotropy. Compound (2) increases the optical anisotropy and dielectric anisotropy. Compound (3) decreases the viscosity or increases the maximum temperature. Compound (4) increases the dielectric anisotropy. Compound (5) increases the dielectric constant in the minor axis direction.
第三に、組成物における成分化合物の組合せ、好ましい割合、およびその根拠を説明する。組成物における成分化合物の好ましい組合せは、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(5)、または化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)+化合物(5)である。特に好ましい組合せは、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)である。 Third, the combinations of component compounds in the composition, their preferred ratios, and the rationale for them will be explained. Preferred combinations of component compounds in the composition are Compound (1) + Compound (2) + Compound (3), Compound (1) + Compound (2) + Compound (3) + Compound (4), Compound (1) + Compound (2) + Compound (3) + Compound (5), or Compound (1) + Compound (2) + Compound (3) + Compound (4) + Compound (5). A particularly preferred combination is Compound (1) + Compound (2) + Compound (3).
化合物(1)の好ましい割合は、誘電率異方性および光学異方性を上げるために約1質量%以上であり、下限温度を下げるために約50質量%以下である。さらに好ましい割合は約1質量%から約30質量%の範囲である。特に好ましい割合は約2質量%から約15質量%の範囲である。 A preferred ratio of compound (1) is approximately 1% by mass or more for increasing the dielectric anisotropy and the optical anisotropy, and approximately 50% by mass or less for decreasing the minimum temperature. A more preferred ratio is in the range of approximately 1% by mass to approximately 30% by mass. A particularly preferred ratio is in the range of approximately 2% by mass to approximately 15% by mass.
化合物(2)の好ましい割合は、光学異方性および誘電率異方性を上げるために約1質量%以上であり、下限温度を下げるために約50質量%以下である。さらに好ましい割合は約5質量%から約30質量%の範囲である。特に好ましい割合は約5質量%から約20質量%の範囲である。 A preferred ratio of compound (2) is approximately 1% by mass or more for increasing the optical anisotropy and the dielectric anisotropy, and approximately 50% by mass or less for decreasing the minimum temperature. A more preferred ratio is in the range of approximately 5% to approximately 30% by mass. A particularly preferred ratio is in the range of approximately 5% to approximately 20% by mass.
化合物(3)の好ましい割合は、粘度を下げるためにまたは上限温度を上げるために約20質量%以上であり、誘電率異方性を上げるために約90質量%以下である。さらに好ましい割合は約30質量%から約90質量%の範囲である。特に好ましい割合は約50質量%から約90質量%の範囲である。 A preferred ratio of compound (3) is approximately 20% by mass or more for decreasing the viscosity or increasing the maximum temperature, and approximately 90% by mass or less for increasing the dielectric anisotropy. A more preferred ratio is in the range of approximately 30% by mass to approximately 90% by mass. A particularly preferred ratio is in the range of approximately 50% by mass to approximately 90% by mass.
化合物(4)の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約1質量%以上であり、下限温度を下げるために約50質量%以下である。さらに好ましい割合は約1質量%から約30質量%の範囲である。特に好ましい割合は約1質量%から約20質量%の範囲である。 A preferred ratio of compound (4) is approximately 1% by mass or more to increase the dielectric anisotropy, and approximately 50% by mass or less to decrease the minimum temperature. A more preferred ratio is in the range of approximately 1% by mass to approximately 30% by mass. A particularly preferred ratio is in the range of approximately 1% by mass to approximately 20% by mass.
化合物(5)の好ましい割合は、短軸方向における誘電率を上げるために約3質量%以上であり、下限温度を下げるために約45質量%以下である。さらに好ましい割合は約3質量%から約30質量%の範囲である。特に好ましい割合は約3質量%から約20質量%の範囲である。 A preferred proportion of compound (5) is approximately 3% by mass or more to increase the dielectric constant in the minor axis direction, and approximately 45% by mass or less to decrease the minimum temperature. A more preferred proportion is in the range of approximately 3% by mass to approximately 30% by mass. An especially preferred proportion is in the range of approximately 3% by mass to approximately 20% by mass.
第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、および式(5)において、R1は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルである。好ましいR1は、炭素数1から12のアルキルまたは炭素数2から12のアルケニルである。特に好ましいR1は、炭素数3から5のアルキルまたは炭素数2から4のアルケニルである。R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR2は、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。R3およびR4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR3またはR4は、粘度を下げるために炭素数2から12のアルケニルであり、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。R5は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR5は、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。R6およびR7は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または炭素数2から12のアルケニルオキシである。好ましいR6またはR7は、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルであり、粘度を下げるために炭素数2から12のアルケニルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数1から12のアルコキシである。 Fourth, preferred forms of the component compounds will be described. In formulas (1), (2), (3), (4), and (5), R1 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Preferred R1 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms. Particularly preferred R1 is alkyl having 3 to 5 carbon atoms or alkenyl having 2 to 4 carbon atoms. R2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms. Preferred R2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms to increase stability. R3 and R4 are alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. R3 or R4 is preferably alkenyl having 2 to 12 carbons for decreasing viscosity, or alkyl having 1 to 12 carbons for increasing stability. R5 is alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons. R5 is preferably alkyl having 1 to 12 carbons for increasing stability. R6 and R7 are each hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyloxy having 2 to 12 carbons. Desirable R6 or R7 is alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the stability, alkenyl having 2 to 12 carbons for decreasing the viscosity, or alkoxy having 1 to 12 carbons for increasing the dielectric anisotropy.
好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにメチル、エチル、プロピル、ブチル、またはペンチルである。 Preferred alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, or octyl. More preferred alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl, or pentyl to reduce viscosity.
好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。 Preferred alkoxy is methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, or heptyloxy. To reduce viscosity, more preferred alkoxy is methoxy or ethoxy.
好ましいアルケニルは、ビニル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、または5-ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるためにビニル、1-プロペニル、3-ブテニル、または3-ペンテニルである。これらの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。粘度を下げるためなどから1-プロペニル、1-ブテニル、1-ペンテニル、1-ヘキセニル、3-ペンテニル、3-ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2-ブテニル、2-ペンテニル、2-ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。 Preferred alkenyls are vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, and 5-hexenyl. More preferred alkenyls are vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl, and 3-pentenyl to reduce viscosity. The preferred configuration of -CH=CH- in these alkenyls depends on the position of the double bond. For reducing viscosity, trans is preferred for alkenyls such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl, and 3-hexenyl. Cis is preferred for alkenyls such as 2-butenyl, 2-pentenyl, and 2-hexenyl.
好ましいアルケニルオキシは、ビニルオキシ、アリルオキシ、3-ブテニルオキシ、3-ペンテニルオキシ、または4-ペンテニルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルケニルオキシは、アリルオキシまたは3-ブテニルオキシである。 Preferred alkenyloxy groups are vinyloxy, allyloxy, 3-butenyloxy, 3-pentenyloxy, and 4-pentenyloxy. To reduce viscosity, more preferred alkenyloxy groups are allyloxy and 3-butenyloxy.
少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、フルオロメチル、2-フルオロエチル、3-フルオロプロピル、4-フルオロブチル、5-フルオロペンチル、6-フルオロヘキシル、7-フルオロヘプチル、または8-フルオロオクチルである。さらに好ましい例は、誘電率異方性を上げるために2-フルオロエチル、3-フルオロプロピル、4-フルオロブチル、または5-フルオロペンチルである。 Preferred examples of alkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine include fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl, 7-fluoroheptyl, and 8-fluorooctyl. More preferred examples are 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, and 5-fluoropentyl, in order to increase the dielectric anisotropy.
少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルの好ましい例は、2,2-ジフルオロビニル、3,3-ジフルオロ-2-プロペニル、4,4-ジフルオロ-3-ブテニル、5,5-ジフルオロ-4-ペンテニル、または6,6-ジフルオロ-5-ヘキセニルである。さらに好ましい例は、粘度を下げるために2,2-ジフルオロビニルまたは4,4-ジフルオロ-3-ブテニルである。 Preferred examples of alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine include 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl, 4,4-difluoro-3-butenyl, 5,5-difluoro-4-pentenyl, and 6,6-difluoro-5-hexenyl. More preferred examples are 2,2-difluorovinyl and 4,4-difluoro-3-butenyl, which are used to reduce viscosity.
環A1および環A2は、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、または2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンである。好ましい環A1は、粘度を下げるために1,4-フェニレンである。好ましい環A2は、誘電率異方性を上げるために2-フルオロ-1,4-フェニレンまたは2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンである。 Ring A1 and ring A2 are 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene. Preferred ring A1 is 1,4-phenylene for decreasing the viscosity. Preferred ring A2 is 2-fluoro-1,4-phenylene or 2,6-difluoro-1,4-phenylene for increasing the dielectric anisotropy.
環Bおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンである。好ましい環Bまたは環Cは、粘度を下げるために、または上限温度を上げるために、1,4-シクロヘキシレンであり、光学異方性を上げるために、または下限温度を下げるために1,4-フェニレンまたは2-フルオロ-1,4-フェニレンである。 Ring B and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene. Preferred ring B or ring C is 1,4-cyclohexylene for decreasing the viscosity or increasing the maximum temperature, and 1,4-phenylene or 2-fluoro-1,4-phenylene for increasing the optical anisotropy or decreasing the minimum temperature.
環Dは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはテトラヒドロピラン-2,5-ジイルであり、環Dの少なくとも1つは、1,4-シクロヘキシレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはテトラヒドロピラン-2,5-ジイルである。好ましい環Dは、上限温度を上げるために1,4-シクロヘキシレンである。2つ以上の環Dが存在する場合、光学異方性を上げるために1,4-フェニレン、誘電率異方性を上げるために1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンもまた好ましい。テトラヒドロピラン-2,5-ジイルは、
または
であり、好ましくは
である。
Ring D is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, pyrimidine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl, and at least one of rings D is 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl. Preferred ring D is 1,4-cyclohexylene for increasing the maximum temperature. When two or more rings D are present, 1,4-phenylene is also preferred for increasing the optical anisotropy, and 1,3-dioxane-2,5-diyl, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene is also preferred for increasing the dielectric anisotropy.
or
and preferably
is.
環Eおよび環Gは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレンの好ましい例は、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、または2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレンである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイルの例は、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイルである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルの例は、7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイルである。好ましい環Eまたは環Gは、粘度を下げるために1,4-シクロヘキシレンであり、誘電率異方性を上げるためにテトラヒドロピラン-2,5-ジイルであり、光学異方性を上げるために1,4-フェニレンである。 Ring E and Ring G are 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen has been replaced with fluorine or chlorine, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,6-diyl in which at least one hydrogen has been replaced with fluorine or chlorine, chroman-2,6-diyl, or chroman-2,6-diyl in which at least one hydrogen has been replaced with fluorine or chlorine. Preferred examples of 1,4-phenylene in which at least one hydrogen has been replaced with fluorine or chlorine include 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, and 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene. An example of naphthalene-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine is 3,4,5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl. An example of chroman-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine is 7,8-difluorochroman-2,6-diyl. Desirable ring E or ring G is 1,4-cyclohexylene for decreasing the viscosity, tetrahydropyran-2,5-diyl for increasing the dielectric anisotropy, or 1,4-phenylene for increasing the optical anisotropy.
環Fは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイル、3,4,5,6-テトラフルオロフルオレン-2,7-ジイル(FLF4)、4,6-ジフルオロジベンゾフラン-3,7-ジイル(DBFF2)、4,6-ジフルオロジベンゾチオフェン-3,7-ジイル(DBTF2)、または1,1,6,7-テトラフルオロインダン-2,5-ジイル(InF4)である。
好ましい環Fは、粘度を下げるために2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために4,6-ジフルオロジベンゾフラン-3,7-ジイルである。
Ring F is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4,5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 3,4,5,6-tetrafluorofluorene-2,7-diyl (FLF4), 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl (DBFF2), 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl (DBTF2), or 1,1,6,7-tetrafluoroindan-2,5-diyl (InF4).
Desirable ring F is 2,3-difluoro-1,4-phenylene for decreasing the viscosity, and 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl for increasing the dielectric anisotropy.
Z1およびZ2は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシである。好ましいZ1は、粘度を下げるために単結合である。好ましいZ2は、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにジフルオロメチレンオキシである。Z3は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。好ましいZ3は、粘度を下げるために単結合である。Z4は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシである。好ましいZ4は、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにジフルオロメチレンオキシである。Z5およびZ6は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。好ましいZ5またはZ6は、粘度を下げるために単結合であり、弾性定数を上げるためにエチレンであり、短軸方向における誘電率を上げるためにメチレンオキシである。 Z1 and Z2 are each a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy. Preferred Z1 is a single bond for decreasing the viscosity. Preferred Z2 is a single bond for decreasing the viscosity, and difluoromethyleneoxy for increasing the dielectric anisotropy. Z3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy. Preferred Z3 is a single bond for decreasing the viscosity. Z4 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy. Preferred Z4 is a single bond for decreasing the viscosity, and difluoromethyleneoxy for increasing the dielectric anisotropy. Z5 and Z6 are each a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy. Preferred Z5 or Z6 is a single bond for decreasing the viscosity, ethylene for increasing the elastic constant, or methyleneoxy for increasing the dielectric constant in the minor axis direction.
メチレンオキシのような二価基は、左右非対称である。メチレンオキシにおいて、-CH2O-は-OCH2-よりも好ましい。カルボニルオキシにおいて、-COO-は-OCO-よりも好ましい。ジフルオロメチレンオキシにおいて、-CF2O-は-OCF2-よりも好ましい。 Divalent groups such as methyleneoxy are asymmetric. In methyleneoxy, —CH 2 O— is preferred to —OCH 2 —. In carbonyloxy, —COO— is preferred to —OCO—. In difluoromethyleneoxy, —CF 2 O— is preferred to —OCF 2 —.
X1、X2、X3、X4、およびX5は、水素またはフッ素であり、X1、X2、X3、X4、およびX5の少なくとも1つはフッ素である。誘電率異方性を上げるために、、X1、X2、X3、X4、およびX5の少なくとも2つはフッ素であることが好ましい。下限温度を下げるために、X1、X2、およびX3の少なくとも1つはフッ素であることが好ましい。X6、X7、X8、およびX9は、水素またはフッ素である。好ましいX6、X7、X8、またはX9は、誘電率異方性を上げるためにフッ素である。 X1 , X2 , X3 , X4 , and X5 are hydrogen or fluorine, and at least one of X1 , X2 , X3 , X4 , and X5 is fluorine. In order to increase the dielectric anisotropy, at least two of X1 , X2 , X3 , X4 , and X5 are preferably fluorine. In order to decrease the minimum temperature, at least one of X1 , X2 , and X3 is preferably fluorine. X6 , X7 , X8 , and X9 are hydrogen or fluorine. Preferred X6 , X7 , X8 , or X9 is fluorine in order to increase the dielectric anisotropy.
Y1およびY2は、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシである。好ましいY1またはY2は、誘電率異方性を上げるためにフッ素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、トリフルオロメチルである。少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルコキシの好ましい例は、トリフルオロメトキシである。 Y1 and Y2 are fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Desirable Y1 or Y2 is fluorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine in order to increase the dielectric anisotropy. A preferred example of alkyl having at least one hydrogen replaced by fluorine or chlorine is trifluoromethyl. A preferred example of alkoxy having at least one hydrogen replaced by fluorine or chlorine is trifluoromethoxy.
mは、1、2、または3である。好ましいmは、粘度を下げるために1であり、誘電率異方性を上げるために2または3である。nは、1、2、または3である。好ましいnは、粘度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。aは、1、2、3、または4である。好ましいaは、粘度を下げるために1または2であり、誘電率異方性を上げるために3または4である。cは、0、1、2、または3であり、dは、0または1であり、そしてcおよびdの和は、3以下である。好ましいcは、1または2であり、好ましいdは、0または1である。 m is 1, 2, or 3. Preferred m is 1 to decrease the viscosity, and 2 or 3 to increase the dielectric anisotropy. n is 1, 2, or 3. Preferred n is 1 to decrease the viscosity, and 2 or 3 to increase the maximum temperature. a is 1, 2, 3, or 4. Preferred a is 1 or 2 to decrease the viscosity, and 3 or 4 to increase the dielectric anisotropy. c is 0, 1, 2, or 3, d is 0 or 1, and the sum of c and d is 3 or less. Preferred c is 1 or 2, and preferred d is 0 or 1.
第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物(1)は、項2に記載の化合物(1-1)から化合物(1-6)である。成分Aの少なくとも1つが、化合物(1-1)、化合物(1-4)、化合物(1-5)、および化合物(1-6)であることが好ましい。 Fifth, preferred component compounds are shown. Preferred compound (1) is compound (1-1) to compound (1-6) described in item 2. It is preferred that at least one of component A is compound (1-1), compound (1-4), compound (1-5), or compound (1-6).
好ましい化合物(2)は、項4に記載の化合物(2-1)から化合物(2-11)である。これらの化合物において、成分Bの少なくとも1つが、化合物(2-1)、化合物(2-2)、化合物(2-4)、化合物(2-6)、または化合物(2-7)であることが好ましい。成分Bの少なくとも2つが、化合物(2-1)および化合物(2-2)、化合物(2-1)および化合物(2-4)、化合物(2-1)および化合物(2-6)、化合物(2-2)および化合物(2-6)、物(2-2)および化合物(2-7)、化合物(2-4)および化合物(2-6)、化合物(2-4)および化合物(2-7)、または化合物(2-6)および化合物(2-7)の組み合わせであることが好ましい。 Preferred compounds (2) are compounds (2-1) to (2-11) described in item 4. In these compounds, it is preferable that at least one of component B is compound (2-1), compound (2-2), compound (2-4), compound (2-6), or compound (2-7). It is preferable that at least two of component B are a combination of compound (2-1) and compound (2-2), compound (2-1) and compound (2-4), compound (2-1) and compound (2-6), compound (2-2) and compound (2-6), compound (2-2) and compound (2-7), compound (2-4) and compound (2-6), compound (2-4) and compound (2-7), or compound (2-6) and compound (2-7).
好ましい化合物(3)は、項6に記載の化合物(3-1)から化合物(3-13)である。これらの化合物において、成分Cの少なくとも1つが、化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-5)、化合物(3-6)、化合物(3-7)、化合物(3-8)化合物(3-10)、または化合物(3-13)であることが好ましい。成分Cの少なくとも1つが、化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-6)、または化合物(3-8)であることがさらに好ましい。成分Cの少なくとも2つが、化合物(3-1)および化合物(3-3)、化合物(3-1)および化合物(3-6)、化合物(3-1)および化合物(3-8)、化合物(3-3)および化合物(3-6)、化合物(3-3)および化合物(3-8)、または化合物(3-6)および化合物(3-8)の組み合わせであることが好ましい。 Preferred compounds (3) are compounds (3-1) to (3-13) described in item 6. Among these compounds, it is preferable that at least one of the components C is compound (3-1), compound (3-3), compound (3-5), compound (3-6), compound (3-7), compound (3-8), compound (3-10), or compound (3-13). It is even more preferable that at least one of the components C is compound (3-1), compound (3-3), compound (3-6), or compound (3-8). It is preferable that at least two of the components C are a combination of compound (3-1) and compound (3-3), compound (3-1) and compound (3-6), compound (3-1) and compound (3-8), compound (3-3) and compound (3-6), compound (3-3) and compound (3-8), or compound (3-6) and compound (3-8).
好ましい化合物(4)は、項9に記載の化合物(4-1)から化合物(4-24)である。これらの化合物において、成分Dの少なくとも1つが、化合物(4-2)、化合物(4-4)、化合物(4-8)、化合物(4-14)、化合物(4-15)、化合物(4-20)、または化合物(4-23)であることが好ましい。 Preferred compounds (4) are compounds (4-1) to (4-24) described in item 9. In these compounds, it is preferable that at least one of component D is compound (4-2), compound (4-4), compound (4-8), compound (4-14), compound (4-15), compound (4-20), or compound (4-23).
好ましい化合物(5)は、項12に記載の化合物(5-1)から化合物(5-35)である。これらの化合物において、成分Eの少なくとも1つが、化合物(5-1)、化合物(5-2)、化合物(5-3)、化合物(5-6)、化合物(5-8)、化合物(5-9)、化合物(5-10)、化合物(5-14)、または化合物(5-16)であることが好ましい。 Preferred compounds (5) are compounds (5-1) to (5-35) described in item 12. In these compounds, it is preferable that at least one of component E is compound (5-1), compound (5-2), compound (5-3), compound (5-6), compound (5-8), compound (5-9), compound (5-10), compound (5-14), or compound (5-16).
第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、極性化合物などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物(6-1)から化合物(6-5)である。光学活性化合物の好ましい割合は約5質量%以下である。さらに好ましい割合は約0.01質量%から約2質量%の範囲である。 Sixth, additives that may be added to the composition are described. Such additives include optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, quenchers, dyes, antifoaming agents, and polar compounds. Optically active compounds are added to the composition for the purpose of inducing a helical structure of the liquid crystal molecules and imparting a twist angle. Examples of such compounds are compounds (6-1) to (6-5). The preferred proportion of the optically active compound is about 5% by mass or less. A more preferred proportion is in the range of about 0.01% by mass to about 2% by mass.
大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、化合物(7-1)から化合物(7-3)のような酸化防止剤を組成物にさらに添加してもよい。 An antioxidant such as compounds (7-1) to (7-3) may be further added to the composition to prevent a decrease in resistivity due to heating in the atmosphere, or to maintain a high voltage holding ratio not only at room temperature but also at temperatures close to the upper limit temperature after the element has been used for an extended period of time.
化合物(7-2)は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約600ppm以下である。さらに好ましい割合は、約100ppmから約300ppmの範囲である。 Compound (7-2) has low volatility, so it is effective in maintaining a high voltage holding ratio not only at room temperature but also at temperatures close to the upper limit temperature after the device has been used for an extended period of time. The preferred antioxidant ratio is approximately 50 ppm or more to achieve this effect, and approximately 600 ppm or less to avoid lowering the upper limit temperature or raising the lower limit temperature. A more preferred ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 300 ppm.
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。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。光安定剤の好ましい例は、化合物(8-1)から化合物(8-16)などである。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約10000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。 Preferred examples of ultraviolet absorbers include benzophenone derivatives, benzoate derivatives, and triazole derivatives. Light stabilizers such as sterically hindered amines are also preferred. Preferred examples of light stabilizers include compounds (8-1) to (8-16). The preferred ratio of these absorbers and stabilizers is approximately 50 ppm or more to achieve their intended effect, and approximately 10,000 ppm or less to avoid lowering the maximum temperature or raising the minimum temperature. A more preferred ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 10,000 ppm.
消光剤は、液晶性化合物が吸収した光エネルギーを受容し、熱エネルギーに変換することにより、液晶性化合物の分解を防止する化合物である。消光剤の好ましい例は、化合物(9-1)から化合物(9-7)などである。これらの消光剤における好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、下限温度を上げないために約20000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。 A quencher is a compound that prevents decomposition of a liquid crystalline compound by receiving light energy absorbed by the liquid crystalline compound and converting it into thermal energy. Preferred examples of quenchers include compounds (9-1) to (9-7). The preferred proportion of these quenchers is approximately 50 ppm or more to achieve their effect, and approximately 20,000 ppm or less to avoid raising the minimum temperature. A more preferred proportion is in the range of approximately 100 ppm to approximately 10,000 ppm.
GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約0.01質量%から約10質量%の範囲である。泡立ちを防ぐために、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の消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約1ppm以上であり、表示不良を防ぐために約1000ppm以下である。さらに好ましい割合は、約1ppmから約500ppmの範囲である。 To make the composition compatible with GH (guest-host) mode devices, a dichroic dye such as an azo dye or an anthraquinone dye is added to the composition. The preferred dye content is between about 0.01% and about 10% by weight. To prevent foaming, an antifoaming agent such as dimethyl silicone oil or methylphenyl silicone oil is added to the composition. The preferred antifoaming agent content is between about 1 ppm or more to achieve its intended effect and about 1000 ppm or less to prevent display defects. A more preferred content is between about 1 ppm and about 500 ppm.
極性化合物は、極性をもつ有機化合物である。ここでは、イオン結合を有する化合物は含まれない。酸素、硫黄、および窒素のような原子は、より電気的に陰性であり、部分的な負電荷をもつ傾向にある。炭素および水素は中性であるか、または部分的な正電荷をもつ傾向がある。極性は、化合物中の別種の原子間で部分電荷が均等に分布しないことから生じる。例えば、極性化合物は、-OH、-COOH、-SH、-NH2、>NH、>N-のような部分構造の少なくとも1つを有する。 Polar compounds are organic compounds that have polarity. This does not include compounds with ionic bonds. Atoms such as oxygen, sulfur, and nitrogen are more electronegative and tend to carry a partial negative charge. Carbon and hydrogen tend to be neutral or carry a partial positive charge. Polarity arises from the uneven distribution of partial charges among different atoms in a compound. For example, polar compounds have at least one of the following moieties: -OH, -COOH, -SH, -NH2 , >NH, >N-.
第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物(1-1)は、特開平10-114733号公報に記載された方法で合成する。化合物(2-4)は、特開平10-251186号公報に記載された方法で合成する。化合物(3-1)は、特開昭59-176221号公報に記載された方法で合成する。化合物(4-2)は、特開平2-233626号公報に掲載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。化合物(5-1)は、特表平2-503441号公報に記載された方法で合成する。化合物(7-1)は、アルドリッチ(Sigma-Aldrich Corporation)から入手できる。化合物(7-2)などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成する。 Seventh, the synthesis methods for the component compounds are described. These compounds can be synthesized by known methods. Examples of synthesis methods are as follows: Compound (1-1) is synthesized by the method described in JP-A-10-114733. Compound (2-4) is synthesized by the method described in JP-A-10-251186. Compound (3-1) is synthesized by the method described in JP-A-59-176221. Compound (4-2) is synthesized by the method described in JP-A-2-233626. Antioxidants are commercially available. Compound (5-1) is synthesized by the method described in JP-T-2-503441. Compound (7-1) is available from Sigma-Aldrich Corporation. Compounds (7-2) and others are synthesized by the method described in U.S. Patent No. 3,660,505.
合成法を記載しなかった化合物は、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た方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。 Compounds for which no synthetic method is described can be synthesized by methods described in textbooks such as Organic Syntheses (John Wiley & Sons, Inc.), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc.), Comprehensive Organic Synthesis (Pergamon Press), and New Experimental Chemistry Lectures (Maruzen). Compositions can be prepared from compounds obtained in this way by known methods. For example, the component compounds can be mixed and dissolved by heating.
最後に、組成物の用途を説明する。この組成物は主として、約-10℃以下の下限温度、約60℃以上の上限温度、そして約0.07から約0.20の範囲の光学異方性を有する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約0.08から約0.25の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。試行錯誤によって、約0.10から約0.30の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はAM素子に適する。この組成物は透過型のAM素子に特に適する。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。 Finally, the uses of the composition are described. This composition primarily has a lower limit temperature of about -10°C or less, an upper limit temperature of about 60°C or more, and an optical anisotropy ranging from about 0.07 to about 0.20. By controlling the ratio of the component compounds or by mixing other liquid crystal compounds, a composition having an optical anisotropy ranging from about 0.08 to about 0.25 may be prepared. By trial and error, a composition having an optical anisotropy ranging from about 0.10 to about 0.30 may also be prepared. Elements containing this composition have a large voltage holding ratio. This composition is suitable for AM elements. This composition is particularly suitable for transmissive AM elements. This composition can be used as a composition having a nematic phase, or as an optically active composition by adding an optically active compound.
この組成物はAM素子への使用が可能である。さらにPM素子への使用も可能である。この組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPAなどのモードを有するAM素子およびPM素子への使用が可能である。TN、OCB、IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子への使用は特に好ましい。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子において、電圧が無印加のとき、液晶分子の配列がガラス基板に対して並行であってもよく、または垂直であってもよい。これらの素子が反射型、透過型または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン-TFT素子または多結晶シリコン-TFT素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)型の素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。 This composition can be used in AM devices. It can also be used in PM devices. This composition can be used in AM devices and PM devices with modes such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, FFS, VA, and FPA. Use in AM devices with TN, OCB, IPS, or FFS modes is particularly preferred. In AM devices with IPS or FFS modes, the alignment of the liquid crystal molecules may be parallel or perpendicular to the glass substrate when no voltage is applied. These devices may be reflective, transmissive, or semi-transmissive. Use in transmissive devices is preferred. It can also be used in amorphous silicon TFT devices or polycrystalline silicon TFT devices. This composition can also be used in NCAP (nematic curvilinear aligned phase) devices fabricated by microencapsulating it, and PD (polymer dispersed) devices in which a three-dimensional network polymer is formed within the composition.
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。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、組成物、および素子の特性は、下記に記載した方法により測定した。 The present invention will be described in more detail using examples. The present 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 present invention also includes a mixture of at least two of the compositions of the examples. The synthesized compounds were identified by methods such as NMR analysis. The properties of the compounds, compositions, and devices were measured by the methods described below.
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。1H-NMRの測定では、試料をCDCl3などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、500MHz、積算回数16回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。19F-NMRの測定では、CFCl3を内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。 NMR analysis: A DRX-500 manufactured by Bruker Biospin was used for the measurements. 1 H-NMR measurements were performed using a sample dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3 at room temperature at 500 MHz with 16 accumulations. Tetramethylsilane was used as the internal standard. 19 F-NMR measurements were performed using CFCl 3 as the internal standard with 24 accumulations. In the description of nuclear magnetic resonance spectra, s means singlet, d means doublet, t means triplet, q means quartet, quin means quintet, sex means sextet, m means multiplet, and br means broad.
ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC-14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1質量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC-R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。 Gas chromatographic analysis: A Shimadzu GC-14B gas chromatograph was used for the measurements. The carrier gas was helium (2 mL/min). The sample vaporizer was set to 280°C, and the detector (FID) was set to 300°C. To separate the component compounds, an Agilent Technologies Inc. DB-1 capillary column (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm; stationary liquid phase dimethylpolysiloxane; nonpolar) was used. The column was held at 200°C for 2 minutes and then heated to 280°C at a rate of 5°C/min. The sample was prepared as an acetone solution (0.1% by mass), and 1 μL of this solution was injected into the sample vaporizer. A Shimadzu C-R5A Chromatopac or equivalent was used as the recorder. The resulting gas chromatogram showed the retention times and peak areas of the peaks corresponding to the component compounds.
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムCBP1-M50-025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。 Solvents such as chloroform and hexane may be used to dilute the sample. The following capillary columns may be used to separate the component compounds: Agilent Technologies Inc.'s HP-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm), Restek Corporation's Rtx-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm), and SGE International Pty. Ltd.'s BP-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm). Shimadzu Corporation's CBP1-M50-025 capillary column (length 50 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm) may also be used to prevent compound peak overlap.
組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフィー(FID)で分析する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を1とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合(質量%)は、ピークの面積比から算出することができる。 The proportion of liquid crystal compounds contained in a composition may be calculated using the following method. A mixture of liquid crystal compounds is analyzed by gas chromatography (FID). The peak area ratio in the gas chromatogram corresponds to the proportion of liquid crystal compounds. When the capillary column described above is used, the correction coefficient for each liquid crystal compound can be considered to be 1. Therefore, the proportion (mass %) of liquid crystal compounds can be calculated from the peak area ratio.
測定試料:組成物または素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物(15質量%)を母液晶(85質量%)に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定値)-0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10質量%:90質量%、5質量%:95質量%、1質量%:99質量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。 Measurement sample: When measuring the properties of a composition or device, the composition was used as the sample as is. When measuring the properties of a compound, a measurement sample was prepared by mixing the compound (15% by mass) with mother liquid crystals (85% by mass). The compound's property value was calculated by extrapolation from the measured value. (Extrapolated value) = {(Measured value of sample) - 0.85 x (Measured value of mother liquid crystals)} / 0.15. When a smectic phase (or crystals) precipitated at 25°C at this ratio, the ratio of compound to mother liquid crystals was changed in the following order: 10% by mass:90% by mass, 5% by mass:95% by mass, and 1% by mass:99% by mass. The maximum temperature, optical anisotropy, viscosity, and dielectric anisotropy values for the compound were determined by this extrapolation method.
下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は質量%で示した。
The following base liquid crystals were used: The proportions of the component compounds are shown in mass %.
測定方法:特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;JEITAという)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、薄膜トランジスター(TFT)を取り付けなかった。 Measurement methods: Characteristics were measured using the following methods. Many of these were methods described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA), or modified versions of these methods. No thin-film transistors (TFTs) were attached to the TN elements used for the measurements.
(1)ネマチック相の上限温度(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。 (1) Maximum temperature of nematic phase (NI; °C): A sample was placed on the hot plate of a melting point measurement device equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 °C/min. The temperature at which part of the sample changed from a nematic phase to an isotropic liquid was measured. The maximum temperature of the nematic phase is sometimes abbreviated as "maximum temperature."
(2)ネマチック相の下限温度(TC;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、および-40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が-20℃ではネマチック相のままであり、-30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、TCを<-20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。 (2) Minimum temperature of nematic phase (T C ; °C): A sample having a nematic phase was placed in a glass bottle and stored in a freezer at 0°C, -10°C, -20°C, -30°C, and -40°C for 10 days, after which the liquid crystal phase was observed. For example, when a sample remained in a nematic phase at -20°C and changed to a crystalline or smectic phase at -30°C, T C was recorded as <-20°C. The minimum temperature of the nematic phase is sometimes abbreviated as "minimum temperature."
(3)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。 (3) Viscosity (bulk viscosity; η; measured at 20°C; mPa·s): Measurement was performed using an E-type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.
(4)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らの論文中の40頁記載の計算式(10)とから回転粘度の値を得た。この計算で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。 (4) Viscosity (rotational viscosity; γ1; measured at 25°C; mPa·s): Measurement was performed according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). A sample was placed in a TN device with a twist angle of 0° and a cell gap of 5 μm between the two glass substrates. A voltage was applied to this device in steps of 0.5 V increments ranging from 16 V to 19.5 V. After a 0.2-second period without voltage application, a single rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no voltage application (2 seconds) were repeated. The peak current and peak time of the transient current generated by this voltage application were measured. The rotational viscosity value was obtained from these measurements and equation (10) described on page 40 of the paper by M. Imai et al. The dielectric anisotropy value required for this calculation was determined using the element used to measure the rotational viscosity, using the method described below.
(5)光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率n∥は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率n⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δn=n∥-n⊥、の式から計算した。 (5) Optical anisotropy (refractive index anisotropy; Δn; measured at 25°C): Measurements were performed using light with a wavelength of 589 nm using an Abbe refractometer with a polarizing plate attached to an eyepiece. After rubbing the surface of the main prism in one direction, a sample was dropped onto the main prism. The refractive index n∥ was measured when the direction of polarized light was parallel to the rubbing direction. The refractive index n⊥ was measured when the direction of polarized light was perpendicular to the rubbing direction. The optical anisotropy value was calculated using the formula Δn = n∥ - n⊥.
(6)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。 (6) Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25°C): A sample was placed in a TN device with a cell gap of 9 μm between two glass substrates and a twist angle of 80 degrees. A sine wave (10 V, 1 kHz) was applied to the device, and the dielectric constant (ε∥) in the long axis direction of the liquid crystal molecules was measured after 2 seconds. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) was applied to the device, and the dielectric constant (ε⊥) in the short axis direction of the liquid crystal molecules was measured after 2 seconds. The value of dielectric anisotropy was calculated using the formula Δε = ε∥ - ε⊥.
(7-1)しきい値電圧(Vth(25);25℃で測定;V):測定には大塚電子株式会社製のLCD5200型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.2(μm)であるFFS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0.01V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95%になったときの電圧で表した。 (7-1) Threshold voltage (Vth(25); measured at 25°C; V): Measurements were performed using an LCD5200 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. A halogen lamp was used as the light source. A sample was placed in an FFS element with a cell gap of 3.2 μm between the two glass substrates. The voltage (32 Hz, square wave) applied to the element was increased in steps of 0.01 V from 0 V to 10 V. During this time, light was irradiated perpendicularly onto the element, and the amount of light transmitted through the element was measured. A voltage-transmittance curve was created in which the maximum amount of light represented 100% transmittance and the minimum amount represented 0% transmittance. The threshold voltage was expressed as the voltage at which transmittance reached 95%.
(7-2)しきい値電圧(Vth(-30);-30℃で測定;V):-30℃で測定した以外、(7-1)と同様である。 (7-2) Threshold voltage (Vth(-30); measured at -30°C; V): Same as (7-1) except measured at -30°C.
(8)電圧保持率(VHR-1;25℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmであった。この素子に真空注入にて試料を入れたあと、注入口を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(1V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166.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。 (8) Voltage holding ratio (VHR-1; measured at 25°C; %): The TN element used for measurement had a polyimide alignment film, and the distance between the two glass substrates (cell gap) was 5 μm. After the sample was placed into this element by vacuum injection, the injection port was sealed with an ultraviolet-curing adhesive. A pulse voltage (1 V for 60 microseconds) was applied to the TN element to charge it. The decaying voltage was measured for 166.7 milliseconds with a high-speed voltmeter, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in the unit cycle was calculated. Area B was the area when there was no decay. The voltage holding ratio was expressed as the percentage of area A to area B.
(9)電圧保持率(VHR-2;60℃で測定;%):25℃の代わりに、60℃で測定した以外は、上記と同じ手順で電圧保持率を測定した。得られた値をVHR-2で表した。 (9) Voltage holding ratio (VHR-2; measured at 60°C; %): The voltage holding ratio was measured using the same procedure as above, except that the temperature was 60°C instead of 25°C. The obtained value was expressed as VHR-2.
(10)電圧保持率(VHR-3;60℃で測定;%):紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは5μmであった。この素子に試料を注入し、5mW/cm2の紫外線を167分間照射した。光源はアイグラフィックス株式会社製ブラックライト、F40T10/BL(ピーク波長369nm)であり、素子と光源の間隔は5mmであった。VHR-3の測定では、166.7ミリ秒のあいだ、減衰する電圧を測定した。大きなVHR-3を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。 (10) Voltage holding ratio (VHR-3; measured at 60°C; %): After irradiation with ultraviolet light, the voltage holding ratio was measured to evaluate stability against ultraviolet light. The TN element used for the measurement had a polyimide alignment film and a cell gap of 5 μm. A sample was injected into this element, and ultraviolet light of 5 mW/ cm2 was irradiated for 167 minutes. The light source was a black light F40T10/BL (peak wavelength 369 nm) manufactured by Eye Graphics Co., Ltd., and the distance between the element and the light source was 5 mm. In measuring VHR-3, the decaying voltage was measured over a period of 166.7 milliseconds. Compositions with a large VHR-3 have high stability against ultraviolet light.
(11)電圧保持率(VHR-4;60℃で測定;%):試料を注入したTN素子を120℃の恒温槽内で20時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。VHR-4の測定では、166.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR-4を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。 (11) Voltage holding ratio (VHR-4; measured at 60°C; %): A TN element injected with the sample was heated in a constant temperature bath at 120°C for 20 hours, after which the voltage holding ratio was measured to evaluate thermal stability. In measuring VHR-4, the voltage decay over a period of 166.7 milliseconds was measured. Compositions with a large VHR-4 have high thermal stability.
(12)電圧保持率(VHR-5;60℃で測定;%):試料を注入したTN素子をバックライトの上で2週間静置したあと、電圧保持率を測定し、バックライトに対する安定性を評価した。VHR-5の測定では、166.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR-5を有する組成物はバックライトに対して大きな安定性を有する。 (12) Voltage holding ratio (VHR-5; measured at 60°C; %): A TN device injected with the sample was left standing above a backlight for two weeks, and then the voltage holding ratio was measured to evaluate stability against backlight. In measuring VHR-5, the voltage decayed over a period of 166.7 milliseconds. Compositions with a large VHR-5 have high stability against backlight.
(13)応答時間(τ;25℃で測定;ms):測定には大塚電子株式会社製のLCD5200型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.2μmであるFFS素子に試料を入れた。この素子に矩形波(60Hz、Vth(25)、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%であるとみなした。立ち上がり時間(τr:rise time;ミリ秒)は、透過率が90%から10%に変化するのに要した時間である。立ち下がり時間(τf:fall time;ミリ秒)は透過率10%から90%に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。 (13) Response time (τ; measured at 25°C; ms): Measurements were performed using an LCD5200 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The light source was a halogen lamp. The low-pass filter was set to 5 kHz. The sample was placed in an FFS element with a cell gap of 3.2 μm between two glass substrates. A square wave (60 Hz, Vth(25), 0.5 sec) was applied to the element. Light was irradiated perpendicularly to the element, and the amount of light transmitted through the element was measured. The maximum amount of light was considered to be 100% transmittance, and the minimum amount of light was considered to be 0% transmittance. The rise time (τr; milliseconds) was the time required for the transmittance to change from 90% to 10%. The fall time (τf; milliseconds) was the time required for the transmittance to change from 10% to 90%. The response time is expressed as the sum of the rise time and fall time calculated in this way.
(14)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」(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。次に同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。 (14) Elastic constant (K; measured at 25°C; pN): Measurements were performed using a Yokogawa-Hewlett-Packard HP4284A LCR meter. A sample was placed in a horizontally aligned device with a cell gap of 20 μm between two glass substrates. A charge of 0 to 20 volts was applied to this device, and the capacitance and applied voltage were measured. The measured capacitance (C) and applied voltage (V) values were fitted using equations (2.98) and (2.101) on page 75 of the "Liquid Crystal Device Handbook" (Nikkan Kogyo Shimbun), and the values of K11 and K33 were obtained from equation (2.99). Next, K22 was calculated using equation (3.18) on page 171 of the same publication using the previously determined values of K11 and K33. The elastic constant was expressed as the average value of K11, K22, and K33 determined in this way.
(15)比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm):電極を備えた容器に試料1.0mLを注入した。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。 (15) Specific resistance (ρ; measured at 25°C; Ωcm): 1.0 mL of sample was poured into a container equipped with electrodes. A DC voltage (10 V) was applied to the container, and the DC current was measured after 10 seconds. The specific resistance was calculated using the following formula: (Specific resistance) = {(Voltage) × (Capacity of container)} / {(DC current) × (Dielectric constant of vacuum)}.
(16)らせんピッチ(P;室温で測定;μm):らせんピッチはくさび法にて測定した。「液晶便覧」、196頁(2000年発行、丸善)を参照。試料をくさび形セルに注入し、室温で2時間静置した後、ディスクリネーションラインの間隔(d2-d1)を偏光顕微鏡(ニコン(株)、商品名MM40/60シリーズ)によって観察した。らせんピッチ(P)は、くさびセルの角度をθと表した次の式から算出した。P=2×(d2-d1)×tanθ。 (16) Helical pitch (P; measured at room temperature; μm): The helical pitch was measured using the wedge method. See "Liquid Crystal Handbook," p. 196 (published in 2000 by Maruzen). The sample was poured into a wedge-shaped cell and allowed to stand at room temperature for two hours. The distance between the disclination lines (d2 - d1) was then observed using a polarizing microscope (Nikon Corporation, product name MM40/60 series). The helical pitch (P) was calculated using the following formula, where the angle of the wedge cell is represented as θ: P = 2 x (d2 - d1) x tan θ.
(17)短軸方向における誘電率(ε⊥;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(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。 (17) Dielectric constant in the minor axis direction (ε⊥; measured at 25°C): A sample was placed in a TN device with a cell gap of 9 μm between two glass substrates and a twist angle of 80 degrees. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) was applied to this device, and the dielectric constant (ε⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured after 2 seconds.
(18)誘電率異方性の周波数依存性(F10;-20℃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(0.5V、20Hz・50Hz・100Hz・1kHz・5kHz・10kHz・50kHz・100kHz・500kHz・1000kHz)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。20Hzでの誘電率異方性に対して、誘電率異方性が10%減少したときの周波数をF10とした。F10が大きいほど、周波数依存性が小さいことを表す。 (18) Frequency dependence of dielectric anisotropy (F10; measured at -20°C): A sample was placed in a TN device with a cell gap of 9 μm between two glass substrates and a twist angle of 80 degrees. A sine wave (0.5 V, 20 Hz, 50 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 5 kHz, 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 500 kHz, and 1000 kHz) was applied to this device, and the dielectric constant (ε⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured after 2 seconds. F10 was defined as the frequency at which the dielectric anisotropy decreased by 10% compared to the dielectric anisotropy at 20 Hz. A larger F10 indicates smaller frequency dependence.
組成物の実施例を以下に示す。成分化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号によって表した。表3において、1,4-シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号化された化合物の後にあるかっこ内の番号は、化合物が属する化学式を表す。(-)の記号は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、添加物を含まない液晶組成物の質量に基づいた質量百分率(質量%)である。最後に、組成物の特性値をまとめた。 Examples of compositions are shown below. Component compounds are represented by symbols based on the definitions in Table 3 below. In Table 3, the configuration for 1,4-cyclohexylene is trans. The number in parentheses after each symbolized compound indicates the chemical formula to which the compound belongs. The symbol (-) indicates other liquid crystal compounds. The proportion (percentage) of the liquid crystal compound is the mass percentage (mass %) based on the mass of the liquid crystal composition without additives. Finally, the property values of the compositions are summarized.
[比較例1]
化合物(1)を含まない組成物を調製した。
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 5%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 7%
3-HH-V (3-1) 38%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 6%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 9%
NI=82.0℃;Tc<-10℃;Δn=0.147;Δε=3.3;γ1=47.0mPa・s;τ=16.5ms;VHR-1=99.5%.
[Comparative Example 1]
A composition not containing compound (1) was prepared.
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 5%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 7%
3-HH-V (3-1) 38%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 6%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 9%
NI=82.0°C; Tc<-10°C;Δn=0.147;Δε=3.3; γ1=47.0 mPa·s; τ=16.5ms; VHR-1=99.5%.
[比較例2]
化合物(1)を含まず、化合物(1)以外のシアノ化合物を含む組成物を調製した。
1V2-BEB(F,F)-C (-) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 3%
V-HBB-2 (3-6) 6%
2-BB(F)B-3 (3-8) 6%
2-BB(F)B-5 (3-8) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=81.4℃;Δn=0.147;Δε=3.1;VHR-1=70.0%.
[Comparative Example 2]
A composition containing no compound (1) but a cyano compound other than compound (1) was prepared.
1V2-BEB(F,F)-C (-) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 3%
V-HBB-2 (3-6) 6%
2-BB(F)B-3 (3-8) 6%
2-BB(F)B-5 (3-8) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=81.4°C; Δn=0.147; Δε=3.1; VHR-1=70.0%.
[実施例1]
3-BB(F)B(F,F)-C (1-6) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 2%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 10%
NI=79.8℃;Tc<-10℃;Δn=0.148;Δε=3.2;γ1=42.3mPa・s;τ=14.6ms;VHR-1=99.0%.
[Example 1]
3-BB(F)B(F,F)-C (1-6) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 2%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 10%
NI=79.8°C; Tc<-10°C;Δn=0.148;Δε=3.2; γ1=42.3 mPa·s; τ=14.6ms; VHR-1=99.0%.
[実施例2]
3-BB(F)B-C (1-1) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=81.1℃;Tc<-10℃;Δn=0.148;Δε=3.4;γ1=45.6mPa・s;τ=15.6ms;VHR-1=99.4%.
[Example 2]
3-BB(F)B-C (1-1) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=81.1°C; Tc<-10°C;Δn=0.148;Δε=3.4; γ1=45.6 mPa·s; τ=15.6 ms; VHR-1=99.4%.
比較例1、比較例2、実施例1、および実施例2の結果を表4にまとめた。
The results of Comparative Example 1, Comparative Example 2, Example 1, and Example 2 are summarized in Table 4.
実施例1および実施例2の組成物は、比較例1の組成物よりも小さい回転粘度(γ1)および短い応答時間(τ)を有し、比較例2の組成物よりも大きな電圧保持率(VHR-1)を有することが分かる。また実施例1および実施例2の組成物は、シアノ化合物を含むにもかかわらず、シアノ化合物を含まない比較例1の組成物と同等の電圧保持率を有することが分かる。 It can be seen that the compositions of Examples 1 and 2 have a smaller rotational viscosity (γ1) and a shorter response time (τ) than the composition of Comparative Example 1, and a larger voltage holding ratio (VHR-1) than the composition of Comparative Example 2. It can also be seen that the compositions of Examples 1 and 2, despite containing a cyano compound, have a voltage holding ratio equivalent to that of the composition of Comparative Example 1, which does not contain a cyano compound.
[実施例3]
3-BBB(F)-C (1-3) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 6%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 7%
NI=80.6℃;Tc<0℃;Δn=0.146;Δε=3.6;γ1=45.6mPa・s;τ=15.5ms;VHR-1=99.1%.
[Example 3]
3-BBB(F)-C (1-3) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 6%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 7%
NI=80.6°C; Tc<0°C;Δn=0.146;Δε=3.6; γ1=45.6 mPa·s; τ=15.5ms; VHR-1=99.1%.
[実施例4]
3-BBB(F,F)-C (1-5) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 5%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=80.4℃;Tc<-10℃;Δn=0.148;Δε=3.4;γ1=43.3mPa・s;τ=15.0ms;VHR-1=98.9%.
[Example 4]
3-BBB(F,F)-C (1-5) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 5%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=80.4°C; Tc<-10°C;Δn=0.148;Δε=3.4; γ1=43.3 mPa·s; τ=15.0 ms; VHR-1=98.9%.
[実施例5]
5-BBB(F,F)-C (1-5) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 8%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=80.4℃;Tc<0℃;Δn=0.147;Δε=3.4;γ1=41.8mPa・s;τ=14.5ms;VHR-1=99.0%.
[Example 5]
5-BBB(F,F)-C (1-5) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 8%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=80.4°C; Tc<0°C;Δn=0.147;Δε=3.4; γ1=41.8 mPa·s; τ=14.5ms; VHR-1=99.0%.
[実施例6]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 40%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 7%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=81.1℃;Tc<-10℃;Δn=0.146;Δε=3.2;γ1=42.3mPa・s;τ=15.2ms;VHR-1=99.0%.
[Example 6]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 40%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 7%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=81.1°C; Tc<-10°C;Δn=0.146;Δε=3.2; γ1=42.3 mPa·s; τ=15.2 ms; VHR-1=99.0%.
[実施例7]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 43%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 2%
1V2-BB-1 (3-3) 6%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 12%
1-B2BB-2V (3-9) 6%
NI=78.9℃;Δn=0.142;Δε=2.6;γ1=42.0mPa・s;τ=14.9ms;VHR-1=99.0%.
[Example 7]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 43%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 2%
1V2-BB-1 (3-3) 6%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 12%
1-B2BB-2V (3-9) 6%
NI=78.9°C; Δn=0.142; Δε=2.6; γ1=42.0 mPa·s; τ=14.9ms; VHR-1=99.0%.
[実施例8]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 40%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 2%
1V2-BB-1 (3-3) 6%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 12%
1-B2BB-2V (3-9) 6%
3-dhBB(F,F)XB(F,F)-F (4-21) 3%
NI=81.5℃;Δn=0.145;Δε=3.3;γ1=45.0mPa・s;τ=15.8ms;VHR-1=99.0%.
[Example 8]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 40%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 2%
1V2-BB-1 (3-3) 6%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 12%
1-B2BB-2V (3-9) 6%
3-dhBB(F,F)XB(F,F)-F (4-21) 3%
NI=81.5°C; Δn=0.145; Δε=3.3; γ1=45.0 mPa·s; τ=15.8 ms; VHR-1=99.0%.
[実施例9]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 4%
1-BB(F)B(F,F)-C (1-6) 1%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=80.8℃;Δn=0.149;Δε=4.4;γ1=46.0mPa・s;τ=16.1ms;VHR-1=99.0%.
[Example 9]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 4%
1-BB(F)B(F,F)-C (1-6) 1%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=80.8°C; Δn=0.149; Δε=4.4; γ1=46.0 mPa·s; τ=16.1 ms; VHR-1=99.0%.
[実施例10]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 6%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 45%
V2-BB-1 (3-3) 8%
1-BB-3 (3-3) 4%
1-BB(F)B-2V (3-8) 11%
2-BB(F)B-2V (3-8) 10%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=75.7℃;Δn=0.150;Δε=3.4;γ1=43.4mPa・s;τ=15.2ms;VHR-1=99.0%.
[Example 10]
3-BB(F)B(F)-C (1-4) 6%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 45%
V2-BB-1 (3-3) 8%
1-BB-3 (3-3) 4%
1-BB(F)B-2V (3-8) 11%
2-BB(F)B-2V (3-8) 10%
3-BB(F)B-2V (3-8) 8%
NI=75.7°C; Δn=0.150; Δε=3.4; γ1=43.4 mPa·s; τ=15.2 ms; VHR-1=99.0%.
[実施例11]
3-BB(F)B-C (1-1) 3%
3-BB(2F)B-C (1-2) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=82.3℃;Δn=0.148;Δε=3.4;γ1=46.0mPa・s;τ=15.8ms;VHR-1=99.1%.
[Example 11]
3-BB(F)B-C (1-1) 3%
3-BB (2F) B-C (1-2) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 3%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=82.3°C; Δn=0.148; Δε=3.4; γ1=46.0 mPa·s; τ=15.8 ms; VHR-1=99.1%.
[実施例12]
3-BB(F)B-C (1-1) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-4) 2%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 9%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=80.9℃;Δn=0.148;Δε=3.3;γ1=46.0mPa・s;τ=15.8ms;VHR-1=99.3%.
[Example 12]
3-BB(F)B-C (1-1) 5%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-4) 2%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 9%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=80.9°C; Δn=0.148; Δε=3.3; γ1=46.0 mPa·s; τ=15.8 ms; VHR-1=99.3%.
[実施例13]
3-BB(F)B-C (1-1) 5%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-1) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=81.2℃;Δn=0.148;Δε=3.3;γ1=46.0mPa・s;τ=15.8ms;VHR-1=99.3%.
[Example 13]
3-BB(F)B-C (1-1) 5%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-1) 2%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-2) 4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-6) 4%
3-HH-V (3-1) 39%
3-HH-V1 (3-1) 7%
V2-BB-1 (3-3) 8%
V-HBB-2 (3-6) 6%
1-BB(F)B-2V (3-8) 8%
2-BB(F)B-2V (3-8) 11%
3-BB(F)B-2V (3-8) 6%
NI=81.2°C; Δn=0.148; Δε=3.3; γ1=46.0 mPa·s; τ=15.8 ms; VHR-1=99.3%.
実施例3から実施例13の組成物も、比較例1の組成物よりも小さい回転粘度(γ1)および短い応答時間(τ)を有し、比較例2の組成物よりも大きな電圧保持率(VHR-1)を有することが分かる。 It can be seen that the compositions of Examples 3 to 13 also have a smaller rotational viscosity (γ1) and shorter response time (τ) than the composition of Comparative Example 1, and a larger voltage holding ratio (VHR-1) than the composition of Comparative Example 2.
本発明の液晶組成物は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いることができる。 The liquid crystal composition of the present invention can be used in LCD monitors, LCD televisions, etc.
Claims (14)
式(1)において、R1は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルであり;X1、X2、X3、X4、およびX5は、水素またはフッ素であり、X1、X2、X3、X4、およびX5の少なくとも1つはフッ素であり;
式(2)において、R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環A1および環A2は、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、または2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z1およびZ2は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X6およびX7は、水素またはフッ素であり;Y1は、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;mは、1、2、または3であり;
式(3)において、R3およびR4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Z3は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;nは、1、2、または3である。 A liquid crystal composition having positive dielectric anisotropy, comprising as component A at least one compound selected from compounds represented by formula (1), as component B at least one compound selected from compounds represented by formula (2), and as component C at least one compound selected from compounds represented by formula (3), wherein the proportion of component C is in the range of 20% by mass to 90% by mass, and the composition does not contain a polymerizable compound or a polymer.
In formula (1), R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 are hydrogen or fluorine, and at least one of X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 is fluorine;
In formula (2), R 2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms; ring A 1 and ring A 2 are 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene; Z 1 and Z 2 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy; X 6 and X 7 are hydrogen or fluorine; Y 1 is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine; m is 1, 2, or 3;
In formula (3), R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring B and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; and n is 1, 2, or 3.
式(1-1)から式(1-6)において、R1は、水素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルである。 2. The liquid crystal composition according to claim 1, comprising, as component A, at least one compound selected from the compounds represented by formulas (1-1) to (1-6):
In formulas (1-1) to (1-6), R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
式(2-1)から式(2-11)において、R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。 4. The liquid crystal composition according to claim 1, comprising, as component B, at least one compound selected from the compounds represented by formulas (2-1) to (2-11):
In formulas (2-1) to (2-11), R 2 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms.
式(3-1)から式(3-13)において、R3およびR4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。 6. The liquid crystal composition according to claim 1, comprising, as component C, at least one compound selected from the compounds represented by formulas (3-1) to (3-13):
In formulas (3-1) to (3-13), R 3 and R 4 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
式(4)において、R5は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環Dは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2,6-ジフルオロ-1,4-フェニレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはテトラヒドロピラン-2,5-ジイルであり、環Dの少なくとも1つは、1,4-シクロヘキシレン、ピリミジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、またはテトラヒドロピラン-2,5-ジイルであり;Z4は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X8およびX9は、水素またはフッ素であり;Y2は、フッ素、塩素、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルオキシであり;aは、1、2、3、または4である。 The liquid crystal composition according to claim 1 , comprising, as component D, at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4):
In formula (4), R 5 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms; ring D is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, pyrimidine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl, and at least one of rings D is 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl; Z 4 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy; X 8 and X 9 is hydrogen or fluorine; Y2 is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; and a is 1, 2, 3, or 4.
式(4-1)から式(4-24)において、R5は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。 8. The liquid crystal composition according to claim 1 , comprising, as component D, at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (4-1) to (4-24):
In formulas (4-1) to (4-24), R 5 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms.
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