(57)【要約】      （修正有）【課題】高い誘電率異方性及び／又は低い回転粘度を維持できると同時に、光安定性及び／又は低温保存安定性を高めることのできる液晶組成物及び該液晶組成物を用いた液晶ディスプレイデバイスの提供。【解決手段】液晶組成物は第１の成分及び第２の成分を含む。第２の成分は１つまたはそれ以上の式（ＩＩ）で表される化合物を含む。2020007527.tif 000043（ｍ、ｍ’、ｎ及びｎ’の各々は独立に０〜６の整数、前記ｍ、ｍ’、ｎ及びｎ’は同じであるか、又は異なる）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の成分および第２の成分を含む液晶組成物であって、前記第１の成分が１つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含み、前記第２の成分が１つまたはそれ以上の式（ＩＩ）で表される化合物を含む、液晶組成物。
【化１】
2020007527.tif 000032
【化２】
2020007527.tif 000033
（式中、Ｒ１およびＲ２は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基であり、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化１９】
2020007527.tif 000034
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３の各々は独立に、単結合、-ＣＦ２-Ｏ-、-Ｏ-ＣＦ２-、-ＣＯ-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＯ-を表し、Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３のうち少なくとも１つが-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-である。
ｍ、ｍ’、ｎおよびｎ’の各々は独立に０から６の整数を表し、前記ｍ、ｍ’、ｎおよびｎ’は同じであるか、または異なる。）
【請求項２】
第３の成分、第４の成分、第５の成分およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる成分をさらに含み、
前記第３の成分が、１つまたはそれ以上の式（ＩＩＩ）で表される化合物を含み、
【化７】
2020007527.tif 000035
（式中、Ｒ３およびＲ４の各々は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基を表し、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-、もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。    
【化２０】
2020007527.tif 000036
前記第４の成分が、１つまたはそれ以上の式（ＩＶ）で表される化合物を含み、
【化１２】
2020007527.tif 000037
前記第５の成分が、１つまたはそれ以上の式（Ｖ）で表される化合物を含む、
【化１４】
2020007527.tif 000038
（式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の各々は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基を表し、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化２１】
2020007527.tif 000039
Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７およびＺ８の各々は独立に、単結合、二重結合、三重結合、-（ＣＨ２）２-、-ＣＦ２-Ｏ-、-Ｏ-ＣＦ２-、-ＣＯ-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＯ-を表す。
【化２２】
2020007527.tif 000040
請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項３】
【化２３】
2020007527.tif 000041
【請求項４】
前記液晶組成物が前記第３の成分を含む請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項５】
【化２４】
2020007527.tif 000042
【請求項６】
前記第３の成分が、２つまたはそれ以上の式（ＩＩＩ）で表される化合物を含む、請求項４に記載の液晶組成物。
【請求項７】
前記液晶組成物が、前記液晶組成物の総重量をベースとして、５〜５０ｗｔ％の前記第４の成分を含む、請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項８】
Ｚ３が-ＣＦ２-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＦ２-である、請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項９】
前記第１の成分が、２つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含む、請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項１０】
前記液晶組成物が、前記液晶組成物の総重量をベースとして、０．１〜３５ｗｔ％の前記第１の成分、０．１〜２０ｗｔ％の前記第２の成分、０〜６５ｗｔ％の前記第３の成分、０〜５０ｗｔ％の前記第４の成分および０〜１５ｗｔ％の前記第５の成分を含む、請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項１１】
前記液晶組成物の誘電率異方性（△ε）が２よりも大きく、前記液晶組成物のＶＨＲとＵＶ  ＶＨＲとの差（△ＶＨＲ）が１５％以下である、請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項１２】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層と、を含み、
前記液晶層が請求項１１に記載の前記液晶組成物を含む、液晶ディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年５月９日に出願された台湾特許出願第１０７１１５７３４号の優先権を主張するもので、その全体が参照することにより本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は液晶組成物およびこの液晶組成物を含む液晶ディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレイデバイスは、小型、軽量、低消費電力、および優れた画質のために、パーソナルコンピューター、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話機、およびテレビなどの各種装置に広く用いられている。
【０００４】
液晶ディスプレイに用いられる液晶材料は、目下の要求を満たすために、高い誘電率異方性（△ε）および低い回転粘度（γ１）を備えていなければならない。特に、高い誘電率異方性を有すると、その液晶ディスプレイのしきい値電圧（Ｖｔｈ）を低くでき、これにより省電力の目的を達成することができる。液晶材料の回転粘度がより低いと、液晶分子の応答速度がより高速となり得る。
【０００５】
加えて、液晶ディスプレイ中に用いられる液晶材料については、良好な光安定性および低温保存安定性を備えることも重要である。液晶材料が良好な光安定性および低温保存安定性を備えると、それぞれ異なる環境下において材料の品質を維持する助けとなり、かつかかる材料を用いた液晶ディスプレイデバイスの品質と性能もより安定することとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高い誘電率異方性(△ε)および／または低い回転粘度(γ1)を維持するできると同時に、光安定性および／または低温保存安定性（low-temperature storage stability）を高めることのできる液晶組成物およびこれを含む液晶ディスプレイデバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のいくつかの実施形態によれば、液晶組成物が提供される。液晶組成物は、第１の成分および第２の成分を含み、第１の成分は１つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含み、第２の成分は１つまたはそれ以上の式（ＩＩ）で表される化合物を含む。
【０００８】
【化１】
2020007527.tif 000002
【０００９】
式中、Ｒ１およびＲ２は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基であり、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-が互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０  アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化３】
2020007527.tif 000003
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３の各々は独立に、単結合、-ＣＦ２-Ｏ-、-Ｏ-ＣＦ２-、-ＣＯ-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＯ-を表し、Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３のうち少なくとも１つが-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-である。
【００１０】
【化２】
2020007527.tif 000004
ｍ、ｍ’、ｎおよびｎ’の各々は独立に０から６の整数を表し、前記ｍ、ｍ’、ｎおよびｎ’は同じであるか、または異なる。
【００１１】
本開示のいくつかの実施形態によれば、液晶ディスプレイデバイスが提供される。液晶ディスプレイデバイスは、第１の基板と、第１の基板に対向して配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層とを含む。液晶層は上述した液晶組成物を含む。
【００１２】
本開示の上述した内容、ならびにその他の目的、特徴、および利点をさらに簡潔かつ明確にするため、以下の実施形態において詳細な説明を行う。
【発明の効果】
【００１３】
高い誘電率異方性(△ε)および／または低い回転粘度(γ1)を維持できると同時に、光安定性および／または低温保存安定性を高めることのできる液晶組成物およびこれを含む液晶ディスプレイデバイスが提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書全体において、“一実施形態”または“実施形態”とは、実施形態に関して記載される特定の形体、構造または特徴が、少なくとも１つの実施形態中に含まれることを意味する。よって、本明細書全体を通し各所に出現する句 "一実施形態において"または"実施形態において"は、すべてが同じ実施形態に言及している必要はない。さらに、特定の形体、構造または特徴は、１つまたはそれ以上の実施形態中において任意の適した方式で組み合わせられてよい。
【００１５】
本開示において、“ある数字からある数字まで”で表される範囲は簡潔な形式であって、その範囲内の全ての数字を冗長に列挙するのを避けるために用いられる。よって、特定の範囲が示されたとき、その特定の範囲内の任意の数字およびその特定の範囲内の任意の数字により定義された任意のより小さい範囲が、その任意の数字および任意のより小さい範囲を明らかに示すことと同じであると見なされる。例えば、示された範囲“含有量が１０％から８０％である”は、範囲“含有量が２０％から４０％”も開示していることになり、他の数字がその開示の中に挙げられているか否かは問わない。
【００１６】
本開示は液晶組成物を提供する。いくつかの実施形態において、液晶組成物は、高い誘電率異方性(△ε)および低い回転粘度(γ1)を維持することができると同時に、光安定性および／または低温保存安定性（low-temperature storage stability）を高めることができる。よって、本発明により提供される液晶組成物が液晶ディスプレイに用いられると、省電力および応答速度の向上という目的が達成され得るのみならず、当該組成物を用いた液晶ディスプレイがより安定した品質および性能を備えるようになる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、本開示は、液晶組成物であって、約０．１〜３５ｗｔ％の第１の成分および約０．１〜２０ｗｔ％の第２の成分を含み、該液晶組成物の総重量が１００ｗｔ％と定義される、液晶組成物を提供する。いくつかの実施形態において、液晶組成物の総重量を１００ｗｔ％とすると、第１の成分の範囲は約１〜３０ｗｔ％、例えば５〜２５ｗｔ％であり得る。いくつかの実施形態では、液晶組成物  の総重量（１００ｗｔ％）をベースとして、第２の成分の範囲は約１〜１５ｗｔ％、例えば１．５〜１４ｗｔ％であり得る。第１の成分および第２の成分の主な機能は、誘電率異方性（△ε）および回転粘度（γ１）を調節して所望の範囲にすることである。例えば、いくつかの実施形態において、誘電率異方性(△ε)は、２より大きくなるように調整される。 
【００１８】
いくつかの実施形態において、液晶組成物の第１の成分は、１つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含み得る。
【００１９】
【化４】
2020007527.tif 000005
【００２０】
式中、Ｒ１およびＲ２は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基であり、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化５】
2020007527.tif 000006
Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３の各々は独立に、単結合、-ＣＦ２-Ｏ-、-Ｏ-ＣＦ２-、-ＣＯ-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＯ-を表し、Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３のうち少なくとも１つが-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-である。液晶組成物中のＺ１、Ｚ２、およびＺ３のうち少なくとも１つが-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-であるとき、これにより形成される液晶組成物はより高い誘電率異方性およびより低い回転粘度を備え得る。
【００２１】
いくつかの実施形態において、第１の成分は、上記式（Ｉ）で表される１つの化合物のみを含み、該化合物のＺ１、Ｚ２、およびＺ３のうちの少なくとも１つは-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-である。いくつかの実施形態において、第１の成分は、上記式（Ｉ）で表される１つの化合物のみを含み、該化合物のＺ３が-ＣＦ２-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＦ２-である。いくつかの実施形態において、第１の成分は、２つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含み、該化合物のＺ１、Ｚ２、およびＺ３のうちの少なくとも１つは-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-である。
【００２２】
いくつかの実施形態において、Ｚ１、Ｚ２、またはＺ３が単結合であるとき、それはＺ１、Ｚ２、またはＺ３の末端における２つの基が互いに直接結合することを意味する。
【００２３】
いくつかの実施形態において、第１の成分は、２つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含み得る。
【００２４】
液晶組成物において、第２の成分は、１つまたはそれ以上の式（ＩＩ）で表される化合物を含み得る。
【００２５】
【化６】
2020007527.tif 000007
【００２６】
式中、ｍ、ｍ’、ｎおよびｎ’の各々は独立に０から６の整数を表し、ｍ、ｍ’、ｎおよびｎ’は同じであるか、または互いに異なっていてよい。
【００２７】
液晶組成物が第１の成分および第２の成分を同時に含み、かつ式（Ｉ）で表される第１の成分のＺ１、Ｚ２、およびＺ３うち少なくとも１つが-ＣＦ２-Ｏ-または-Ｏ-ＣＦ２-であり、第２の成分が式（ＩＩ）の構造を有するとき、これにより形成された液晶組成物は、より高い誘電率異方性、より低い回転粘度およびより優れた光安定性を備え得る。よって、構造単位、式（Ｉ）で表される第１の成分のＺ１、Ｚ２およびＺ３を適切に選ぶことにより、誘電率異方性、回転粘度および光安定性を所望の範囲に調整することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、本開示において提供される液晶組成物は、第３の成分、第４の成分および第５の成分からなる群より選ばれる少なくとも１つの成分をさらに含んでいてよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、本開示において提供される液晶組成物は、液晶組成物の総重量（１００ｗｔ％）をベースとして計算し、約０〜６５ｗｔ％、好ましくは１０〜６５ｗｔ％、より好ましくは４２〜６５ｗｔ％の第３の成分をさらに含んでいてよい。いくつかの実施形態において、液晶組成物の総重量を１００ｗｔ％とすると、第３の成分は約１０〜６５ｗｔ％、例えば３０〜６２ｗｔ％であってよい。第３の成分は、式（ＩＩＩ）で表される１つまたはそれ以上の化合物を含み得る。
【００３０】
【化７】
2020007527.tif 000008
【００３１】
式中、Ｒ３およびＲ４の各々は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基を表し、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基が非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-、もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０  アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化８】
2020007527.tif 000009
Ａ５およびＡ６は同じであっても、または異なっていてもよい。 
【００３２】
いくつかの実施形態において、液晶組成物が第３の成分を含有するとき、それにより形成された液晶組成物は、より低い回転粘度をさらに有し得る。
【００３３】
いくつかの実施形態において、第３の成分は下記であってよい。
【００３４】
【化９】
2020007527.tif 000010
【００３５】
【化１０】
2020007527.tif 000011
【００３６】
いくつかの実施形態において、第３の成分は、２つまたはそれ以上の式（ＩＩＩ）で表される化合物を含み得る。第３の成分が２つまたはそれ以上の式（ＩＩＩ）で表される化合物を含むとき、これにより形成された液晶組成物はより優れた光安定性をさらに有し得る。
【化１１】
2020007527.tif 000012
かかるケースにおいて、これにより形成された液晶組成物はより優れた光安定性を備え得る。
【００３７】
いくつかの実施形態において、本開示にて提供される液晶組成物は、液晶組成物の総重量（１００ｗｔ％）をベースとして計算し、約０〜５０ｗｔ％の第４の成分をさらに含んでいてよい。いくつかの実施形態において、液晶組成物の総重量（１００ｗｔ％）をベースとして、第４の成分は約５〜５０ｗｔ％、例えば１０〜４０ｗｔ％であってよい。第４の成分は、式（ＩＶ）で表される１つまたはそれ以上の化合物を含み得る。
【００３８】
【化１２】
2020007527.tif 000013
【００３９】
式中、Ｒ５およびＲ６の各々は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基を表し、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換である、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化１３】
2020007527.tif 000014
Ｚ４およびＺ５の各々は独立に、単結合、二重結合、三重結合、-（ＣＨ２）２-、-ＣＦ２-Ｏ-、-Ｏ-ＣＦ２-、-ＣＯ-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＯ-を表す。
【００４０】
いくつかの実施形態において、Ｚ４またはＺ５が単結合であるとき、それはまたはＺ５の末端に連結する官能基が直接結合しているということを意味する。 
【００４１】
いくつかの実施形態において、本開示にて提供される液晶組成物は、液晶組成物の総重量（１００ｗｔ％）をベースとして計算し、約０〜１５ｗｔ％の第５の成分をさらに含んでいてよい。いくつかの実施形態において、液晶組成物の総重量（１００ｗｔ％）をベースとして計算し、第５の成分は約１〜１５ｗｔ％、例えば２〜１４ｗｔ％であってよい。第５の成分は、式（Ｖ）で表される１つまたはそれ以上の化合物を含み得る。
【００４２】
【化１４】
2020007527.tif 000015
【００４３】
式中、Ｒ７およびＲ８の各々は独立に、Ｆ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、またはＣ２−Ｃ１０アルキニル基を表し、前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基は非置換であるか、またはその少なくとも１つの-ＣＨ２-が-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-で置換されている（ただし、前記-Ｏ-、-ＮＨ-、-Ｓ-、-ＣＯ-、-Ｏ-ＣＯ-、-ＣＯ-Ｏ-、もしくは-Ｏ-ＣＯ-Ｏ-は互いに直接結合しない）、および／または前記Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、前記Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、前記Ｃ２−Ｃ１０アルケニルオキシ基、もしくは前記Ｃ２−Ｃ１０  アルキニル基の少なくとも１つの水素が非置換であるか、あるいはハロゲン、ＣＮ、もしくはＣＦ３で置換されている。
【化１５】
2020007527.tif 000016
Ｚ６、Ｚ７およびＺ８の各々は独立に、単結合、二重結合、三重結合、-（ＣＨ２）２-、-ＣＦ２-Ｏ-、-Ｏ-ＣＦ２-、-ＣＯ-Ｏ-、または-Ｏ-ＣＯ-を表す。
【化１６】
2020007527.tif 000017
【００４４】
いくつかの実施形態において、Ｚ６、Ｚ７またはＺ８が単結合であるとき、それはＺ６、Ｚ７またはＺ８の末端における基が直接結合しているということを意味する。
【００４５】
【化１７】
2020007527.tif 000018
故に、構造単位、式（Ｖ）で表される化合物のＡ１０、Ａ１１、Ａ１２およびＡ１３を適切に選ぶことによって、低温保存安定性を所望の範囲に調整することができる。
【００４６】
当業者は、液晶組成物の性能に悪影響が及ばない限り、液晶組成物に適量の添加剤がさらに含まれ得ることを、理解するはずである。例えば、添加剤は、カイラルドーパント（chiral dopants）、ＵＶ安定剤、抗酸化剤、フリーラジカル消去剤、またはナノ粒子であり得る。
【００４７】
いくつかの実施形態では、本開示において提供される液晶組成物の誘電率異方性（Δε)は２より大きくあってよく、かつ回転粘度（γ１）は７０未満であってよい。加えて、本開示において提供される液晶組成物は、安定した電圧保持率を備える。例えば、ＵＶ光に曝される前の液晶組成物の電圧保持率と、ＵＶ光に曝された後の液晶組成物の電圧保持率との差が、元の電圧保持率の約１５％未満であり得る。いくつかの実施形態において、本開示にて提供される液晶組成物の−３０℃での保存期間は１日よりも長く、ひいては２５日にまで達し得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、本開示は液晶ディスプレイデバイスを提供し、それは、第１の基板と、第１の基板に対向して配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層とを含む。液晶層は、前述した液晶組成物を含む。 
【００４９】
以下に各種の液晶組成物を説明するため、簡潔とするべく液晶組成物をコード名の組み合わせにより下記に表す。例えば、酸素原子はコード名Ｏで表され、フッ素原子はコード名Ｆで表される。構造単位およびその対応するコード名が表１に挙げられている。
【００５０】
【表１】
2020007527.tif 000019
【００５１】
本開示において、標準サイズの数字は、その数字に等しい炭素原子を有するアルキル基を表す。例えば、コード名３ＣＣＶは、左端から右端に順次Ｃ３アルキル基、構造単位Ｃ、構造単位Ｃ、および構造単位Ｖを有する化合物を表す。
【化１８】
2020007527.tif 000020
【００５２】
本開示において提供される液晶組成物は第１の成分を含み、第１の成分は１つまたはそれ以上の式（Ｉ）で表される化合物を含み得る。例えば、第１の成分は、３ＰＧＵＱＵＦ、４ＰＧＵＱＵＦ、５ＰＧＵＱＵＦ、３ＰＧＵＱＫＦ、３ＡＰＵＱＫＦ、５ｄｏＰＵＱＵＦ、３ＡＰＵＱＵＦ、３ＤＰＵＱＵＦ、３ＰＧＧＱＵＦ、３ＰＧＵＱＧＦを含み得る。いくつかの実施形態において、構造単位Ｑ（-ＣＦ２Ｏ-）は-ＯＣＦ２-で置換され得る。
【００５３】
本開示において提供される液晶組成物は第２の成分をさらに含み、第２の成分は１つまたはそれ以上の式（ＩＩ）で表される化合物を含み得る。例えば、第２の成分はＶ２ＰＴＰ２Ｖまたは１Ｖ２ＰＴＰ２Ｖを含み得る。 
【００５４】
本開示において提供される液晶組成物は第３の成分をさらに含んでいてよく、第３の成分は、１つまたはそれ以上の式（ＩＩＩ）で表される化合物を含み得る。例えば、第３の成分は５ＰＰ１、３ＣＰＯ２、３ＣＣ２、３ＣＣ４、３ＣＣ５、３ＣＣＶ、３ＣＣＶ１、５ＣＣＶ、３ＣＣＶ、１ＣＣＶ、２ＣＣＶ、１ＣＣＶ１、２ＣＣＶ１、３ＰＰＯ２、またはＶ２ＰＰ１を含み得る。 
【００５５】
本開示において提供される液晶組成物は第４の成分をさらに含んでいてよく、第４の成分は、１つまたはそれ以上の式（ＩＶ）で表される化合物を含み得る。例えば、第４の成分は３ＰＵＱＫＦ、２ｔｏＵＱＵＯ２Ｆ、２ｄｏＰＵＯ２Ｆ、３ｄｏＰＵＯ２Ｆ、２ＣＰＧＦ、３ＣＰＧＦ、５ＣＰＧＦ、ＶＣＣＧＦ、２ＣＣＧＦ、３ＣＣＧＦ、５ＣＣＧＦ、２ＣＣＵＦ、３ＣＣＵＦ、５ＣＣＵＦ、３ＣＣＰＯＣＦ３、５ＣＣＰＯＣＦ３、３ＣＰＰＦ、３ＣＰＰ２、４ＣＣＰ３、３ＣＰＴＰ２、３ＰＵＱＵＦ、３ＣＣＱＵＦ、ＶＣＣＰ１、３ＰＧＵＦ、または３ＣＧＵＦを含み得る。
【００５６】
本開示において提供される液晶組成物は第５の成分をさらに含んでいてよく、第５の成分は、１つまたはそれ以上の式（Ｖ）で表される化合物を含み得る。例えば、第5の成分は３ＣＣＰＧＦ、５ＣＣＰＧＦ、３ＲＩＧＵＱＵＦ、３ＣＰＰＣ３、３ＣＰＧＵＦ、３ＰＧＧＵＦ、３ＣＧＰＣ３、３ＣＧＵＱＵＦ、３ＣＣＵＱＵＦ、５ＣＧＵＱＵＦ、または５ＣＣＵＱＵＦを含み得る。
【００５７】
前述したように、本開示において提供される液晶組成物中、第１の成分、第２の成分、第３の成分、第４の成分および第５の成分の各々は、独自の特徴および機能を有する。よって、液晶組成物の誘電率異方性（△ε）、回転粘度（γ１）、光安定性および／または低温保存安定性を、適した第１の成分、第２の成分、第３の成分、第４の成分および第５の成分を選択すると共に、各成分の含有量を調整することによって、所望の範囲に調節することが可能である。液晶組成物は、高い誘電率異方性（△ε）および低い回転粘度（γ１）を保持することができると同時に、安定性および／または低温保存安定性を有効に向上させることができる。よって、本開示において提供される液晶組成物を液晶ディスプレイデバイスに用いると、液晶ディスプレイデバイスの省電力および応答速度の向上という目的を達成できるのみならず、この材料を用いる液晶ディスプレイデバイスがより安定した品質および性能を備えるようになる。
【００５８】
本開示において提供される液晶組成物は、ねじれネマティック液晶ディスプレイ（ＴＮ−ＬＣＤ）、超ねじれネマティック液晶ディスプレイ（ＳＴＮ−ＬＣＤ）、または薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）のような各種のディスプレイデバイスに適用可能である。
【００５９】
以下に、本開示において提供される液晶組成物および液晶ディスプレイデバイスの特徴を説明するべく、実施例および比較例を提示する。 
【００６０】
以下の実施例および比較例においては多くの液晶組成物に言及するため、説明をより明確とするため、以下にコード名の組み合わせにより液晶組成物を表すものとする。各コード名が表す構造単位は上記表１に示されている。液晶組成物の各コード名が表す化学構造は、下の表２に示されている。
【００６１】
【表２（１）】
2020007527.tif 000021
【表２（２）】
2020007527.tif 000022
【表２（３）】
2020007527.tif 000023
【表２（４）】
2020007527.tif 000024
【表２（５）】
2020007527.tif 000025
【００６２】
液晶組成物のソースが以下の表３に示されている。
【００６３】
【表３（１）】
2020007527.tif 000026
【表３（２）】
2020007527.tif 000027
【００６４】
本開示における各実施例および比較例の液晶組成物は、室温（約２５℃）下、表４に挙げられた量で成分を混合してから、その混合物を透明点よりもわずかに高くなるよう加温して、成分を十分に溶解させると共に均一に混合することにより得る。本開示における各実施例および比較例の液晶組成物の特性を測定し、以下の表４に結果を要約している。表４中、実施例にはＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、およびＭ５の番号を付け、比較例にはＥ１、Ｅ２およびＥ３の番号を付けている。表４中の液晶組成物の含有量の単位はｗｔ％である（液晶組成物の総重量をベースにしている）ことに留意しなければならない。
【００６５】
次いで、各実施例および比較例の液晶組成物の特性（透明点（Ｔｎｉ）、誘電率異方性（△ε）、回転粘度係数（γ１）、屈折率異方性（△ｎ）、ＵＶ光に曝される前の電圧保持率（ＶＨＲ）、ＵＶ光に曝された後の電圧保持率（ＵＶ  ＶＨＲ）、および低温保存（ＬＴＳ）期間）を測定し、結果を以下の表５に要約している。これら液晶組成物の特性は以下に述べる方法により測定する。
【００６６】
透明点(またはネマチック−アイソトロピック相転移温度（nematic-isotropic phase transition temperature,  Ｔｎｉ）、単位：℃）
【００６７】
液晶組成物をアルミニウムプレートに置き、０．５ｍｇから１０ｍｇ量りとった。その液晶組成物をアルミニウムプレート中で圧縮してタブレットに形成してから、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により相転移温度の測定を行った。相転移温度の測定は、液晶組成物の吸熱ピークの開始点および発熱ピークの開始点を測定することにより相転移温度を得るという方法であり、吸熱ピークおよび発熱ピークは液晶組成物の相転移の結果である。液晶組成物はネマチック相であるため、室温から上昇する温度のプロットには吸熱ピークがあり、このことはネマチック相が液相に変わったということを意味する。よって、透明温度（Ｔｎｉ）をそのプロットから読み取ることができる。
【００６８】
誘電率異方性（△ε)
【００６９】
液晶化合物を液晶セル中に装填した。０Ｖから２０Ｖの電圧を２５℃でその液晶セルに印加し、容量対電圧曲線（curve of capacitance against voltage, Ｃ−Ｖ曲線）を測定した。Ｃ−Ｖ曲線の高電圧領域および低電圧領域はいずれも水平線を呈する。容量Ｃ⊥を低電圧領域で測定し、容量Ｃ||を高電圧領域で測定した。数式を用いてＣ⊥およびＣ||を誘電率ε⊥および誘電率ε||に変換することができる。誘電率異方性△ε）はＣ⊥とＣ||との差に等しい（△ε＝ε||−ε⊥）。
【００７０】
回転粘度係数（γ１、単位：ｍＰａ・ｓ）
【００７１】
上述した方法を用いて誘電率異方性（△ε）を得た後に、ソフトウェアを用いてそれを回転粘度係数（γ１）に変換することができる。
【００７２】
屈折率異方性（△ｎ）
【００７３】
各液晶組成物を、接眼レンズ上に偏光板を備えるＡｂｂｅ屈折計（ＡＴＡＧＯ，ＤＲ−Ｍ２）で測定した。先ず、Ａｂｂｅ屈曲計における主プリズムの表面に、単一方向に配向溶液をこすりつけ、同じ方向にその表面を無塵クロスで拭いた。次いで、少量の液晶化合物をその主プリズム上に滴下した。屈折率異方性測定は、２５℃で波長５９８ｎｍのフィルターを用いて行った。偏光方向が拭き取りの方向と平行であったら、その屈折率はｎ||として測定し、拭き取りの方向が偏光方向と垂直であったら、その屈折率はｎ⊥として測定した。屈折率異方性（△ｎ）は、ｎ||とｎ⊥との差値に等しい（Δｎ＝ｎ||−ｎ⊥）。
【００７４】
電圧保持率（ＶＨＲ） 
【００７５】
環境温度６０℃で、直流（充電電圧１Ｖ、動作周波数０．６Ｈｚ、パルス幅１６６７ｍｓｅｃ）を実施例および比較例の各液晶組成物を含む各液晶ディスプレイデバイスに印加し、各液晶ディスプレイデバイスの電圧保持率を測定した。詳細には、液晶パラメータ測定器（ＡＬＣＴ−ＩＶ１，ＩＮＳＴＥＣ）を用い、極めて低い電流および漏れ電圧を測定し、電圧が１Ｖ下のときの電圧保持率を評価した。
【００７６】
液晶ディスプレイデバイスの元の電圧保持率をＶＨＲと定義する。ＵＶ光に曝された後の電圧保持率をＵＶ  ＶＨＲと定義する。液晶ディスプレイデバイスの光安定性をＶＨＲとＵＶ  ＶＨＲとの差（△ＶＨＲ）により評価した。△ＶＨＲが小さいほど、液晶ディスプレイデバイスの光安定性はより優れる。 
【００７７】
低温保存（low temperature storage;ＬＴＳ、単位：日）
【００７８】
液晶組成物０．３ｇを７ｍｌのガラスフラスコに加え、そのフラスコを−３０℃の低恒温冷凍機（constant low temperature freezer）に入れた。液晶組成物が結晶沈殿（crystal precipitate）を形成するのにかかる日数が低温保存の日数である。かかる日数が多いほど、液晶組成物のＬＴＳがより優れる。
【００７９】
【表４（１）】
2020007527.tif 000028
【表４（２）】
2020007527.tif 000029
【表４（３）】
2020007527.tif 000030
【００８０】
【表５】
2020007527.tif 000031
【００８１】
表４および表５に示されるように、実施例Ｍ１〜Ｍ５の液晶組成物は式（Ｉ）で表される化合物および式（ＩＩ）で表される化合物を同時に含んでいるため、それら液晶組成物はより高い誘電率異方性（△ε）およびより低い回転粘度（γ１）を備えるのみならず、より優れた光安定性をも有している。よって、本開示の液晶組成物は、低いしきい値電圧および高い応答速度の要求を満たすことができるだけでなく、様々な状況下で液晶ディスプレイデバイスの品質および安定性を維持することもできる。  
【００８２】
例えば、より高い誘電率異方性（△ε)およびより低い回転粘度（γ１）を有することに加え、実施例Ｍ１およびＭ５の液晶組成物は、構造単位Ｇを有する化合物を含有する第５の成分を含むため、実施例Ｍ２〜Ｍ４の液晶組成物（第５の成分が構造単位Ｇを有する化合物を含まない）に比べて低温保存がより改善されていることが観察できる 。
【００８３】
また、より高い誘電率異方性（△ε)およびより低い回転粘度（γ１)に加え、実施例Ｍ２、Ｍ３およびＭ４の液晶組成物の第３の成分は、２つまたはそれ以上の式（ＩＩＩ）で表される化合物を含み、かつ実施例Ｍ５における液晶組成物の第３の成分の含有量は４０ｗｔ％より大きいため、実施例Ｍ２〜Ｍ５における液晶組成物の光安定性は、比較例Ｅ１（第３の成分が１つの式（ＩＩＩ）で表される化合物しか含まないか、または第３の成分の含有量が４０ｗｔ％以下である）に比べてより一層改善されている。加えて、実施例Ｍ３における液晶組成物の第３の成分は、２つのシクロヘキサン構造を有する３ＣＣＶ１および３ＣＣＶ、ならびに２つのベンゼン構造を有する５ＰＰ１を含み、実施例Ｍ４における液晶組成物の第３の成分は、２つのシクロヘキサン構造を有する３ＣＣＶ１、３ＣＣＶおよび３ＣＣ２、ならびに１つのベンゼン構造を有する３ＣＰＯ２を含むことから、実施例Ｍ３およびＭ４の液晶組成物の安定性は優れている。
【００８４】
反対に、比較例Ｅ１の液晶組成物は式（Ｉ）で表される化合物を含まないため、その液晶組成物は室温で結晶を沈殿させてしまい、使用に適さないものとなる。
【００８５】
比較例Ｅ２の液晶組成物は式（ＩＩ）で表される化合物を含まないため、その液晶組成物の回転粘度（γ１）は明らかに高く、このことは、その液晶組成物がより高い誘電率異方性（△ε）およびより低い回転粘度（γ１）を同時に実現し得ないことを意味する。また、比較例Ｅ２の液晶組成物は光安定性が不十分であることが観察できる。
【００８６】
比較例Ｅ３の液晶組成物は式（Ｉ）で表される化合物を含まないため、その液晶組成物の回転粘度（γ１）は明らかに高くなっており、このことは、その液晶組成物がより高い誘電率異方性（△ε）およびより低い回転粘度（γ１）を同時に実現し得ないことを意味する。また、比較例Ｅ３の液晶組成物は光安定性が不十分であることが観察できる。
【００８７】
まとめると、本開示において提供される液晶組成物は、業界の要求に応じた透明点、屈折率異方性を有するだけでなく、より優れた誘電率異方性、回転粘度、光安定性および／または低温保存をも備える。故に、式（Ｉ）で表される化合物および式（ＩＩ）で表される化合物を同時に含む液晶組成物を液晶ディスプレイデバイスに用いることで、省電力および液晶分子の応答速度の向上という目的が達成されるのみならず、液晶ディスプレイデバイスの品質および性能も改善され得ることが期待できる。
【００８８】
本開示のいくつかの実施形態およびそれらの利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲に定義された開示の精神および範囲を逸脱することなく、各種変化、置換および変更をここに加え得るということが理解されなければならない。例えば、本明細書に記載された特徴、機能、プロセスおよび材料の多くは、依然本開示の範囲内にありながら、変化し得るということが、当業者には容易に理解されるであろう。また、本出願の範囲は、本明細書において記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることが意図されていない。当該分野において通常の知識を有する者として、本開示から、対応する本明細書に記載された実施形態と実質的に同じ機能を果たすと共に実質的に同じ結果を達成する、現在存在するまたは後に開発されることとなるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップが、本開示にしたがって利用され得るということを、容易に理解するであろう。
【外国語明細書】
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2020007527000002.pdf
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