(57)【要約】      （修正有）【課題】高誘電率異方性と低温安定性を同時に示す液晶化合物、組成物、装置の提供。【解決手段】式１で表される液晶化合物。2016222662.tif 000042［Ｒ１はＨ又は１〜３個のハロゲンで置換されたＣ１〜１５のアルキル基；前記アルキル基が一つ以上の−ＣＨ２−がＯが直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−又は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−のアルキル基；Ｘ１はＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、１〜３個のＦを含むＣ１〜５のフルオロアルキル又は一つ以上の−ＣＨ２−がそれぞれＯで代替されたＣ１〜５のフルオロアルキル基；Ｙ１はＨ又はＦ；Ａ１、Ａ２はある種の１〜２環の芳香環、脂環式環、又は複素環；Ｚ１は単結合又はある種の２価の基；ｎは０又は１］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表される液晶化合物：
【化１】
2016222662.tif 000029
上記化学式１において、
Ｒ１は、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−がそれぞれ酸素原子で代替されたラジカルであり、
Ｙ１は、ＨまたはＦであり、
Ａ１およびＡ２環は、それぞれ独立して、下記構造の環のうちのいずれか一つであり、
【化２】
2016222662.tif 000030
Ｚ１は、単一結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
ｎは、０または１である。
【請求項２】
Ｒ１は、水素、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３または−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２−ＣＨ３および炭素数１乃至３のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルである請求項１に記載の液晶化合物。
【請求項３】
Ｘ１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３である請求項１又は２に記載の液晶化合物。
【請求項４】
前記化学式１で表される化合物が下記構造の液晶化合物のうちの一つである請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶化合物：
【化３】
2016222662.tif 000031
上記式において、Ｒ１は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルである。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の化学式１で表される液晶化合物を含む液晶組成物。
【請求項６】
前記化学式１で表される液晶化合物を全体液晶化合物１００重量部に対して１乃至５０重量部で含む請求項５に記載の液晶組成物。
【請求項７】
下記化学式２乃至５からなる群より選択された１種以上の液晶化合物を追加的に含む請求項５又は６に記載の液晶組成物：
【化４】
2016222662.tif 000032
上記化学式２乃至５において、
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１およびＲ５１は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子で代替されたラジカルであり、
Ｙ２はＨ、Ｆまたはメチル基であり、Ｙ３乃至Ｙ６はそれぞれ独立して、ＨまたはＦであり、
Ａ３、Ａ４、Ａ５およびＡ７環は、それぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン基または１，４−フェニレン基であり、
Ａ６環は、１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレンまたは２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であり、
Ａ１１、Ａ２２、Ａ３３、Ａ５１、Ａ５２およびＡ５３環は、それぞれ独立して、下記構造の環のうちのいずれか一つであり、
【化５】
2016222662.tif 000033
Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ５１、Ｚ５２およびＺ５３は、それぞれ独立して、単一結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
ｏは、１または２であり、
ｆは１、２または３であり、ｇは０、１または２であり、ｈは０または１であり、ｆ、ｇおよびｈの合計は２または３であり、
ｊは１、２または３であり、ｋは０、１または２であり、ｍは０または１であり、ｊ、ｋおよびｍの合計は２または３である。
【請求項８】
前記化学式２で表される化合物は、下記構造の液晶化合物から選択される化合物である請求項７に記載の液晶組成物：
【化６】
2016222662.tif 000034
上記の式において、Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルである。
【請求項９】
前記化学式３で表される化合物は、下記構造の液晶化合物から選択される化合物である請求項７に記載の液晶組成物：
【化７】
2016222662.tif 000035
上記の式において、Ｒ３１およびＲ３２は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルである。
【請求項１０】
前記化学式４で表される化合物は、下記構造の液晶化合物から選択される化合物である請求項７に記載の液晶組成物：
【化８】
2016222662.tif 000036
上記の式において、Ｒ４１は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子で代替されたラジカルである。
【請求項１１】
前記化学式５で表される化合物は、下記構造の液晶化合物から選択される化合物である請求項７に記載の液晶組成物：
【化９】
2016222662.tif 000037
上記の式において、Ｒ５１は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ３は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子で代替されたラジカルである。
【請求項１２】
下記化学式６および化学式７で表される化合物からなる群より選択される酸化防止剤を追加的に含む請求項５〜７の何れか一項に記載の液晶組成物：
【化１０】
2016222662.tif 000038
上記化学式６および７において、Ｒ１９およびＲ２０は、それぞれ独立して、水素、炭素数１乃至１５のアルキル基および炭素数１乃至１５のアルコキシ基のうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されるかまたは前記ラジカルのうちの一つ以上のＨがハロゲンで代替されたラジカルであり、
Ａ１３は、シクロへキシレン、テトラヒドロピラニレン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒａｎｙｌｅｎｅ）またはジオキサニレン（ｄｉｏｘａｎｙｌｅｎｅ）である。
【請求項１３】
下記化学式８および９で表される化合物からなる群より選択されるＵＶ安定剤を追加的に含む請求項５〜７の何れか一項に記載の液晶組成物：
【化１１】
2016222662.tif 000039
上記化学式８において、Ｒ２３およびＲ２４は、それぞれ独立して、水素、炭素数１乃至１５のアルキルおよび炭素数１乃至１５のアルコキシのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されるかまたは前記ラジカルのうちの一つ以上のＨがハロゲンで代替されたラジカルであり、
ｑは、０乃至１２の整数であり、
【化１２】
2016222662.tif 000040
上記化学式９において、Ｒ２５は、水素、炭素数１乃至１５のアルキルおよび炭素数１乃至１５のアルコキシのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されるかまたは前記ラジカルのうちの一つ以上のＨがハロゲンで代替されたラジカルであり、
ｄは、０乃至１２の整数である。
【請求項１４】
下記化学式１０で表される化合物を追加的に含む請求項５〜７の何れか一項に記載の液晶組成物：
【化１３】
2016222662.tif 000041
【請求項１５】
請求項５〜１４の何れか一項に記載の液晶組成物を含む液晶表示装置。
【請求項１６】
液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＰＬＳ（Ｐｌａｎｅ  ｌｉｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＡＨ−ＩＰＳ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ＩＰＳ）、ＡＤＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ−ｓｕｐｅｒ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）またはＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードを採用する請求項１５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高誘電率異方性および低温安定性を同時に示す液晶組成物を提供できる液晶化合物とこれを含む液晶組成物および液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、時計、電子計算機をはじめとして各種電気機器、測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンタ、コンピュータ、テレビなどに使用されている。液晶表示方式には代表的に、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）などがある。
【０００３】
このような液晶表示装置に使用される単一液晶化合物は、約２００乃至６００ｇ／ｍｏｌの分子量と棒状の分子構造を有する。通常、液晶化合物の分子構造は直進性を維持する中心グループ（ｃｏｒｅ  ｇｒｏｕｐ）と柔軟性を有する末端グループ（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｇｒｏｕｐ）、そして特定用途のための連結グループ（ｌｉｎｋａｇｅ  ｇｒｏｕｐ）に区分される。この中で、末端グループに導入される置換基の種類を調節して液晶化合物およびこれを含む組成物の物性を調節することができる。具体的に、一側または両側末端に曲がりやすい鎖状のグループ（アルキル、アルコキシまたはアルケニルグループなど）を導入して柔軟性を確保するか、あるいは両側末端のうちのいずれか一側末端に極性基（Ｆ、ＣＮ、ＯＣＦ３など）を導入して誘電率のような物性を調節することができる。
【０００４】
前述の液晶表示装置に使用される液晶化合物は低電圧駆動および高速応答が可能であり、広い温度範囲で動作可能であることが要求される。具体的に、広い温度範囲で安定的に駆動するために液晶材料は約−２０℃以下で安定した諸般物性を示し（低温安定性）、高い透明点を有することが要求される。そして、低電圧駆動および高速応答のために、液晶材料は誘電率異方性の絶対値が大きく、回転粘度が小さく、適切な弾性係数（Ｋ１１、Ｋ２２、Ｋ３３平均値）を有することが要求される。
【０００５】
このような液晶材料の要求物性は１乃至２種類の液晶化合物を用いて満足させることは不可能であり、通常、７乃至２０種類の液晶化合物を配合して充足させている。
【０００６】
しかし、このように多様な種類の単一液晶化合物が混合された組成物は、低温環境に置かれれば、前記組成物に含まれている単一液晶化合物のうちのより高い融点を有する化合物が再結晶化されながら本来の機能を喪失する問題を有する。
【０００７】
そのために、このような再結晶化を避けるために、長い鎖を有する置換基を導入するか長い鎖を有する物質を適切に配合する方法が紹介された。しかし、屈折率異方性または誘電率異方性の高い単一液晶化合物の場合は長い鎖によって弾性係数と回転粘度が劣悪になる結果を示し、これにより液晶表示装置の応答時間が増加する問題を示した。具体的に、次の化学式Ｑ−１で表される液晶化合物は８６℃の高い融点を有するが、Ｑ−１の液晶化合物により長いアルキル鎖を導入した下記化学式Ｑ−２の液晶化合物は６４℃の低い融点を有する。
【化１】
2016222662.tif 000002
2016222662.tif 000003
【０００８】
しかし、前記化学式Ｑ−１の液晶化合物は３８７ｍＰａ・ｓの回転粘度を有するのに反し、前記化学式Ｑ−２の液晶化合物は４１１ｍＰａ・ｓの回転粘度を有する。これにより、化学式Ｑ−２の液晶化合物を用いる場合、ＬＣＤパネルにおいて応答速度が増加する問題がもたらされる。
【０００９】
したがって、高誘電率異方性を要求する液晶組成物の低温安定性を向上させるための技術開発が切実であるのが実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高誘電率異方性および低温安定性を同時に示す液晶組成物を提供できる液晶化合物を提供する。
【００１１】
また、本発明は、前記液晶化合物を含む液晶組成物および液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下、発明の具体的な実施形態による液晶化合物とこれを含む液晶組成物および液晶表示装置などについて説明する。
【００１３】
発明の一実施形態によれば、下記化学式１で表される液晶化合物が提供される。
【化２】
2016222662.tif 000004
上記化学式１において、
Ｒ１は、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−がそれぞれ酸素原子で代替されたラジカルであり、
Ｙ１は、ＨまたはＦであり、
Ａ１およびＡ２環は、それぞれ独立して、下記構造の環のうちのいずれか一つであり、
【化３】
2016222662.tif 000005
Ｚ１は、単一結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
ｎは、０または１である。
【００１４】
本発明者らは前記化学式１のように液晶化合物にメチル基で置換されたフェニル基が導入されると、環（ｒｉｎｇ）間の間の角が大きくなって分子間凝集密度（ｐａｃｋｉｎｇ  ｄｅｎｓｉｔｙ）が減少し融点が低くなる効果があることを発見した。そして、このような効果によって液晶化合物が非常に優れた低温安定性を示すことができるのを発見した。
【００１５】
このような効果は、特に化学式１のように末端フェニル基（最も右側に表示されたフェニル基）の３番位置にメチル基が導入された場合に発現できる。万一、前記化学式１で末端フェニル基の３番位置に炭素数２以上の置換基が導入されると、分子長軸対短縮の比が減少して透明点の急激な低下を誘発するようになる。一方、前記化学式１で末端フェニル基の３番位置にＦが導入されると、低温安定性向上効果は発現できるが、正の誘電率異方性が減少して目的とする高誘電率異方性の液晶組成物を提供しにくい。
【００１６】
本明細書で、特別な制限がない限り、次の用語は下記のように定義される。
【００１７】
ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、ブロム（Ｂｒ）またはヨード（Ｉ）であり得る）。
【００１８】
炭素数１乃至１５のアルキルラジカルは、直鎖、分枝鎖または環状アルキルラジカルであり得る。具体的に、炭素数１乃至１５のアルキルラジカルは、炭素数１乃至１０の直鎖アルキルラジカル；炭素数１乃至５の直鎖アルキルラジカル；炭素数３乃至１０の分枝鎖または環状アルキルラジカル；あるいは炭素数３乃至５の分枝鎖または環状アルキルラジカルであり得る。より具体的に、炭素数１乃至１５のアルキルラジカルは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉｓｏ−ペンチルまたはシクロヘキシルなどであり得る。
【００１９】
そして、炭素数１乃至１５のアルキルラジカルは、前記ラジカルの一つ以上の−ＣＨ２−が−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−ＯＣＯ−Ｏ−で置換されたラジカルで代替され得る。一例として、メチルラジカルは、メチルラジカル（−ＣＨ２−Ｈ）の−ＣＨ２−が−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されたビニルラジカル（−ＣＨ＝ＣＨ−Ｈ）によって代替され得る。但し、前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−は酸素原子が直接連結されないように前述の置換基で置換され得る。
【００２０】
また、炭素数１乃至１５のアルキルラジカルは、前記ラジカルの一つ以上のＨがハロゲンで置換されたラジカルで代替され得る。一例として、メチルラジカルはメチルラジカル（−ＣＨ３）の全てのＨがＦで置換されたペルフルオロメチルラジカル（−ＣＦ３）で代替され得る。
【００２１】
単一結合は、Ｚ１で表示される部分に別途の原子が存在しない場合を意味する。一例として、化学式１においてＺ１が単一結合であり、ｎが０であり、Ａ２環がシクロへキシレン基である場合、シクロペンチル基はシクロへキシレンに直接連結され得る。
【００２２】
前記化学式１においてＲ１が炭素数１乃至３のアルキルラジカルであるか、炭素数１乃至１５のアルキルラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されたラジカルであり得る。万一、Ｒ１が炭素数１乃至１５のアルキルラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されたラジカルであれば、回転粘度減少、透明点増加および弾性係数の最適化のためにＲ１の炭素数が偶数である時には末端に二重結合を導入することが有利であり、Ｒ１の炭素数が奇数である時には奇数番目炭素に二重結合を導入することが有利である。一例として、弾性係数の最適化および透明点増加のためにＲ１は−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３または−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２−ＣＨ３であり得る。また、化学式１の液晶化合物において中心グループの末端環はシクロペンチル基であるので、Ｒ１が水素である場合、効果的に回転粘度を低めることができる。
【００２３】
前記化学式１においてＸ１は極性ラジカルであって、前述の置換基のうちのいずれか一つであり得る。特に、低粘度の液晶組成物の提供のために、Ｘ１はＦ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３であり得る。
【００２４】
前記化学式１において末端フェニル基の６位、即ち、Ｙ１は水素またはフッ素であり得、より高い誘電率異方性を確保しようとする場合には、Ｙ１がフッ素である化合物を使用することができる。
【００２５】
前記化学式１においてＺ１の構造は誘電率異方性、回転粘度、屈折率異方性などを考慮して選択され、通常要求される液晶化合物の諸般物性を確保するために単一結合または−ＣＦ２Ｏ−などが選択され得る。
【００２６】
前記化学式１においてＡ１およびＡ２環の構造は屈折率異方性または誘電率異方性を考慮して選択され得る。例えば、屈折率異方性の高い液晶材料を提供しようとする場合にはＡ１およびＡ２環が１，４−フェニレン基である液晶化合物が適切であり、誘電率異方性の高い液晶材料を提供しようとする場合にはＡ１およびＡ２環がＦまたはＯが含まれている環である液晶化合物が適切である。
【００２７】
一実施形態として、前記化学式１の化合物は下記構造の液晶化合物のうちのいずれか一つであり得る。
【化４】
2016222662.tif 000006
上記の式において、Ｒ１は化学式１で定義したとおりである。
【００２８】
本明細書で互いに異なる化学式に記入された同一記号は同種の置換基を意味しない。例えば、互いに異なる化学式１−１乃至１−２４において同一記号‘Ｒ１’は同種の置換基を意味しないので、１−１で‘Ｒ１’が水素であっても、１−２の‘Ｒ１’はメチルであり得る。また、本明細書の化学式において丸括弧“（）”は丸括弧の中に記載された置換基に置換され得るのを意味するものである。より具体的に、−（Ｆ）はその部位に水素またはフッ素が結合され得るのを意味する。
【００２９】
一方、発明の他の一実施形態によれば、前記化学式１で表される液晶化合物を含む液晶組成物が提供される。前記液晶組成物は前述の化学式１の液晶化合物を含んで高誘電率異方性を示しながらも優れた低温安定性を示すことができる。
【００３０】
前記化学式１の液晶化合物は、前記組成物に含まれる全体液晶化合物１００重量部に対して１乃至５０重量部で含まれて前述の効果を発現することができる。
【００３１】
一方、前記液晶組成物で、前記化学式１の液晶化合物は前記組成物が適用される液晶パネルの特性に合わせて知られた多様な液晶化合物と組み合わせることができる。
【００３２】
一例として、前記液晶組成物は、母体第１成分として下記化学式２で表される低粘性液晶化合物を含むことができる。
【化５】
2016222662.tif 000007
上記化学式２において、
Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ａ３およびＡ４環は、それぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン基または１，４−フェニレン基である。
【００３３】
このような化学式２の化合物としては、高い比抵抗を維持しながら、透明点、回転粘度、屈折率異方性、誘電率異方性を有利に調節することができるように下記構造の液晶化合物から選択される化合物を使用することができる。
【化６】
2016222662.tif 000008
上記の式において、Ｒ２１およびＲ２２は化学式２で定義したとおりである。
【００３４】
一方、前記液晶組成物は、母体第２成分として下記化学式３で表される高温液晶化合物を含むことができる。
【化７】
2016222662.tif 000009
上記化学式３において、
Ｒ３１およびＲ３２は、それぞれ独立して、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ａ５およびＡ７環は、それぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン基または１，４−フェニレン基であり、
Ａ６環は、１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレンまたは２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であり、
ｏは、１または２である。
【００３５】
このような化学式３の化合物としては、高い比抵抗を維持しながら、透明点、回転粘度、屈折率異方性、誘電率異方性を有利に調節することができるように下記構造の液晶化合物から選択される化合物を使用することができる。
【化８】
2016222662.tif 000010
上記の式において、Ｒ３１およびＲ３２は化学式３で定義したとおりである。
【００３６】
一方、前記液晶組成物は、母体第３成分として下記化学式４で表される高誘電率液晶化合物を含むことができる。
【化９】
2016222662.tif 000011
上記化学式４において、
Ｒ４１は、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子で代替されたラジカルであり、
Ｙ２はＨ、Ｆまたはメチル基であり、Ｙ３およびＹ４はそれぞれ独立して、ＨまたはＦであり、
Ａ１１、Ａ２２およびＡ３３環は、それぞれ独立して、下記構造の環のうちのいずれか一つであり、
【化１０】
2016222662.tif 000012
Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は、それぞれ独立して、単一結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
ｆは１、２または３であり、ｇは０、１または２であり、ｈは０または１であり、ｆ、ｇおよびｈの合計は２または３である。
【００３７】
このような化学式４の化合物としては、高い比抵抗を維持しながら、透明点、回転粘度、屈折率異方性、誘電率異方性を有利に調節することができるように下記構造の液晶化合物から選択される化合物を使用することができる。
【化１１】
2016222662.tif 000013
上記の式において、Ｒ４１およびＸ２は化学式４で定義したとおりである。
【００３８】
一方、前記液晶組成物は、母体第４成分として下記化学式５で表される高誘電率液晶化合物を含むことができる。
【化１２】
2016222662.tif 000014
上記化学式５において、
Ｒ５１は、水素および炭素数１乃至１５のアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの１乃至３個のＨがハロゲンで置換されるかまたは一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で代替されたラジカルであり、
Ｘ３は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳおよび１乃至３個のＦを含む炭素数１乃至５のフルオロアルキルのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子で代替されたラジカルであり、
Ｙ５およびＹ６は、それぞれ独立して、ＨまたはＦであり、
Ａ５１、Ａ５２およびＡ５３環は、それぞれ独立して、下記構造の環のうちのいずれか一つであり、
【化１３】
2016222662.tif 000015
Ｚ５１、Ｚ５２およびＺ５３は、それぞれ独立して、単一結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
ｊは１、２または３であり、ｋは０、１または２であり、ｍは０または１であり、ｊ、ｋおよびｍの合計は２または３である。
【００３９】
このような化学式５の化合物としては、高い比抵抗を維持しながら、透明点、回転粘度、屈折率異方性、誘電率異方性を有利に調節することができるように下記構造の液晶化合物から選択される化合物を使用することができる。
【化１４】
2016222662.tif 000016
上記の式において、Ｒ５１およびＸ３は化学式５で定義したとおりである。
【００４０】
前記液晶組成物は前述の母体第１乃至４成分のうちの少なくともいずれか一種類を化学式１の液晶化合物と共に含んで、低温安定性が既存に比べて顕著に優れており誘電率異方性が大きい液晶材料を提供することができる。
【００４１】
一方、前記液晶組成物は、液晶化合物以外にも本発明の属する技術分野において通常使用する多様な添加剤を追加的に含むことができる。
【００４２】
具体的に、前記液晶組成物は酸化防止剤を追加的に含むことができる。このような酸化防止剤としては、下記化学式６および化学式７で表される化合物からなる群より選択された酸化防止剤などを例示することができる。
【化１５】
2016222662.tif 000017
【００４３】
上記化学式６および７において、Ｒ１９およびＲ２０は、それぞれ独立して、水素、炭素数１乃至１５のアルキル基および炭素数１乃至１５のアルコキシのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されるかまたは前記ラジカルのうちの一つ以上のＨがハロゲンで代替されたラジカルであり、
Ａ１３は、シクロへキシレン、テトラヒドロピラニレン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒａｎｙｌｅｎｅ）またはジオキサニレン（ｄｉｏｘａｎｙｌｅｎｅ）である。
【００４４】
また、前記液晶組成物は、ＵＶ安定剤を追加的に含むことができる。このようなＵＶ安定剤としてはＨａｌｓ（Ｈｉｎｄｅｒｅｄ  ａｍｉｎｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）系列を使用することができる。非制限的な例として、前記ＵＶ安定剤としては下記化学式８および化学式９で表される化合物からなる群より選択されたＵＶ安定剤などを使用することができる。
【化１６】
2016222662.tif 000018
上記化学式８において、Ｒ２３およびＲ２４は、それぞれ独立して、水素、炭素数１乃至１５のアルキルおよび炭素数１乃至１５のアルコキシのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されるかまたは前記ラジカルのうちの一つ以上のＨがハロゲンで代替されたラジカルであり、
ｑは、０乃至１２の整数であり、
【化１７】
2016222662.tif 000019
上記化学式９において、Ｒ２５は、水素、炭素数１乃至１５のアルキルおよび炭素数１乃至１５のアルコキシのうちのいずれか一つのラジカルであるか、あるいは前記ラジカルのうちの一つ以上の−ＣＨ２−が酸素原子が直接連結されないように−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されるかまたは前記ラジカルのうちの一つ以上のＨがハロゲンで代替されたラジカルであり、
ｄは、０乃至１２の整数である。
【００４５】
前記酸化防止剤および／またはＵＶ安定剤は、全体液晶組成物重量に対して約１乃至２，０００ｐｐｍあるいは約２００乃至５００ｐｐｍ程度で用いることができる。
【００４６】
追加的に、前記液晶組成物をＳＴＮまたはＴＮモードの液晶表示装置に使用しようとする場合には、螺旋構造の実現のために、液晶組成物に下記化学式１０で表される化合物をさらに添加することができる。
【化１８】
2016222662.tif 000020
【００４７】
上記化学式１０で表される化合物は、液晶組成物１００重量部に対して約０．０１乃至約５重量部で使用されて、容易に所望のピッチ（ｐｉｔｃｈ）を実現することができる。
【００４８】
本発明の一実施形態による化学式１の液晶化合物を用いて正の誘電率異方性を有する液晶組成物を提供することができ、より具体的に、３以上の誘電率異方性、７０℃以上の透明点および０．０９以上の屈折率異方性を示す液晶組成物を容易に提供することができる。
【００４９】
また、前記液晶組成物は、ＡＭ−ＬＣＤ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ−ＬＣＤ）またはＰＭ−ＬＣＤ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ−ＬＣＤ）の用途に使用可能であり、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＰＬＳ（Ｐｌａｎｅ  ｌｉｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＡＨ−ＩＰＳ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ＩＰＳ）、ＡＤＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ−ｓｕｐｅｒ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）など多様なモードの液晶表示装置に使用可能である。
【００５０】
一方、発明のまた他の実施形態によれば、前述の液晶組成物を含む液晶表示装置が提供される。前記液晶組成物は、本発明の属する技術分野に知られた多様な方法を通じて液晶表示装置に適用することができる。また、前記液晶表示装置は、前述のような多様なモードの液晶表示装置に製造することができる。
【発明の効果】
【００５１】
発明の一実施形態による液晶化合物は優れた低温安定性を示し、高誘電率および／または高屈折率の液晶組成物を提供することができる。また、高い比抵抗を通じて多様な液晶表示装置、例えば、ＴＮ、ＳＴＮ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＰＬＳ、ＡＨ−ＩＰＳ、ＡＤＳおよびＰＳＡモードの液晶表示装置に最適化された液晶組成物をより容易に提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、発明の具体的な実施例を通じて発明の作用、効果をより具体的に説明する。但し、これは発明の例示として提示されたものであって、これによって発明の権利範囲がいかなる意味でも限定されるのではない。
【００５３】
下記のような方法で発明の一実施形態による液晶化合物を製造し、下記記載された方法を用いて液晶化合物の物性を評価した。
【００５４】
そして、前記液晶化合物を含む液晶組成物を製造し、下記記載された方法を用いて液晶組成物の物性も評価した。
【００５５】
具体的に、液晶化合物の物性は、物性を測定しようとする液晶化合物１０重量％と母液晶９０重量％を混合して製造した試料の測定値を下記式１に代入して得られた外挿値で規定した。この時、前記母液晶としては、透明点が７８．３℃であり、屈折率異方性［Δｎ］が０．１２１４であり、誘電率異方性［Δε］が５．０であり、回転粘度［γ１］が５７ｍＰａ・ｓであるものを使用した。
［式１］
外挿値＝［母液晶の測定値］＋［｛（試料の測定値）−（母液晶の測定値）｝／（液晶化合物の重量％）×１００］
【００５６】
（１）透明点
透明点を測定しようとする液晶化合物を含む試料、あるいは液晶組成物をスポイトでスライドガラスの上に一滴落とした後、カバーガラスで覆って透明点測定のためのサンプルを製造した。
温度調節器付き器具（ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ  ＦＰ９０）に前記製造されたサンプルを入れ、ＦＰ８２ＨＴ  Ｈｏｔ  ｓｔａｇｅで温度を３℃／ｍｉｎの速度で上げながらサンプルの変化を観察した。サンプルに穴ができる地点の温度を記録し、このような作業を３回繰り返して平均値を導出した。そして、この値を試料あるいは液晶組成物の透明点に規定した。
【００５７】
（２）屈折率異方性
試料あるいは液晶組成物の屈折率異方性［Δｎ］は、２０℃で５８９ｎｍ波長の光を使用して接眼鏡に偏光板を装着したアッべ屈折計で測定した。主プリズムの表面を一方向にラビングした後、測定対象の試料あるいは液晶組成物を主プリズムに滴下した。その後、偏光の方向がラビングの方向と平行である時の屈折率（ｎ||）と偏光の方向がラビングの方向と垂直である時の屈折率（ｎ⊥）を測定した。そして、前記屈折率値を式２に代入して屈折率異方性（Δｎ）を測定した。
［式２］
Δｎ＝ｎ||−ｎ⊥
【００５８】
（３）誘電率異方性
試料あるいは液晶組成物の誘電率異方性［Δε］は、下記のように測定されたε||およびε⊥を式３に代入して計算した。
［式３］
Δε＝ε||−ε⊥
【００５９】
１．誘電率ε||の測定：２枚のガラス基板のＩＴＯパターンが形成された面に垂直配向剤を塗布して垂直配向膜を形成した。その次に、垂直配向膜が互いに対向して２枚のガラス基板の間の間隔（セルギャップ）が４μｍになるように２枚のガラス基板のうちのいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚のガラス基板を張り合わせた。そして、この素子に測定対象の試料あるいは液晶組成物を注入し、紫外線で硬化させる接着剤で密閉した。その後、Ａｇｉｌｅｎｔで製造した４２９４Ａ装備に使用して、この素子の２０℃での誘電率ε||を測定した。
【００６０】
２．誘電率ε⊥の測定：２枚のガラス基板のＩＴＯパターンが形成された面に水平配向剤を塗布して水平配向膜を形成した。その次に、水平配向膜が互いに対向し２枚のガラス基板の間の間隔（セルギャップ）が４μｍになるように２枚のガラス基板のうちのいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚のガラス基板を張り合わせた。そして、この素子に測定対象の試料あるいは液晶組成物を注入し、紫外線で硬化させる接着剤で密閉した。その後、Ａｇｉｌｅｎｔで製造した４２９４Ａ装備に使用して、この素子の２０℃での誘電率ε⊥を測定した。
【００６１】
（４）回転粘度
２枚のガラス基板のＩＴＯパターンが形成された面に水平配向剤を塗布して水平配向膜を形成した。その次に、水平配向膜が互いに対向し２枚のガラス基板の間の間隔（セルギャップ）が２０μｍになるように２枚のガラス基板のうちのいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚のガラス基板を張り合わせた。そして、この素子に試料あるいは液晶組成物を注入し、紫外線で硬化させる接着剤で密閉した。その後、ＥＳＰＥＣ  Ｃｏｒｐ．で製造した温度コントローラ（Ｍｏｄｅｌ  ＳＵ−２４１）を装着したトーヨーコーポレーション（Ｔｏｙｏ  Ｃｏｒｐ．）社製のＭｏｄｅｌ６２５４装備を使用して、この素子の２０℃での回転粘度を測定した。
【００６２】
（５）融点
融点を測定しようとする試料あるいは液晶組成物をスライドガラスの上に載せ、カバーガラスで覆って融点測定のためのサンプルを製造した。
温度調節器付き器具（ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ  ＦＰ９０）に前記製造されたサンプルを入れて、ＦＰ８２ＨＴ  Ｈｏｔ  ｓｔａｇｅで温度を３℃／ｍｉｎの速度で上げながらサンプルの変化を観察した。サンプルが固体状態から流動性を示す液晶相に変化する地点の温度を記録し、このような作業を３回繰り返して平均値を導出した。この値を試料の昇温時の融点に規定した。
そして、同一装備を用いて温度を３℃／ｍｉｎの速度で下げながらサンプルの変化を観察した。サンプルが液晶相から結晶相に変化する地点の温度を記録し、このような作業を３回繰り返して平均値を導出した。この値を試料の減温時の融点に規定した。
【００６３】
（６）低温安定性
１０ｍＬバイアル（ｖｉａｌ）を準備し、バイアルに物性を測定しようとする液晶化合物を含む試料あるいは液晶組成物を２ｍＬ注入した。そして、−２５℃での試料あるいは液晶組成物の状態を３０日間観察した。−２５℃で試料あるいは液晶組成物の状態が安定的に維持される間の期間をもって低温安定性を評価した。下記では３０日が経過した後にも試料あるいは液晶組成物が安定した状態を維持する場合に‘３０日以上’と表示した。
【実施例】
【００６４】
製造例１：液晶化合物１−Ａ１の合成
【化１９】
2016222662.tif 000021
【００６５】
アルコール化合物（Ａ−１−２）（２．３ｇ、１４．２ｍｍｏｌ）、ポタシウムカーボネート（３．６ｇ、２５．９ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．４２ｇ、１．２９ｍｍｏｌ）およびＤＭＦ（５０ｍＬ）の混合物を窒素雰囲気下で攪拌しながら前記混合物を４０℃で加熱した。そして、前記混合物にブロム化合物（Ａ−１−１）（５．８ｇ、１５ｍｍｏｌ）をＤＭＦ５０ｍＬに溶かして滴下した。その後、得られた混合物を９０℃で加熱して、約２時間反応させた後、前記混合物を氷容器に入れて冷却させた。その次に、前記混合物から生成物をトルエンで抽出し、これを減圧蒸留して茶色の固体を得た。そして、この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶（ヘキサンおよびエチルアセテートの混合溶媒使用）を通じて精製して白色の結晶（４．７６ｇ、１０．３ｍｏｌ）を得た。（収率７３％）Ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３０７、４６８［Ｍ＋］
【００６６】
製造例２：液晶化合物１−Ａ２の合成
【化２０】
2016222662.tif 000022
【００６７】
アルコール化合物（Ａ−２−２）（４．１ｇ、２５．６ｍｍｏｌ）、ポタシウムカーボネート（６．４ｇ、４６．６ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．７５ｇ、２．３ｍｍｏｌ）およびＤＭＦ（７０ｍＬ）の混合物を窒素雰囲気下で攪拌しながら前記混合物を４０℃で加熱した。そして、前記混合物にブロム化合物（Ａ−２−１）（１２．９ｇ、２７ｍｍｏｌ）をＤＭＦ７０ｍＬに溶かして滴下した。その後、得られた混合物を９０℃で加熱して、約２時間反応させた後、前記混合物を氷容器に入れて冷却させた。その次に、前記混合物から生成物をトルエンで抽出し、これを減圧蒸留して茶色の固体を得た。そして、この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶（ヘキサンおよびエチルアセテートの混合溶媒使用）を通じて精製して白色の結晶（１０．２ｇ、１８．１ｍｏｌ）を得た。（収率７１％）Ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３７２、４０１、５６２［Ｍ＋］
【００６８】
試験例１：製造例で製造された液晶化合物の物性評価
製造例１および２で製造された液晶化合物と既存の高誘電率異方性を有する液晶化合物Ｐ−１、Ｐ−２およびＱ−１の物性を前述の方法で測定し、その結果を表１に示した。
【化２１】
2016222662.tif 000023
【００６９】
【表１】
2016222662.tif 000024
【００７０】
液晶化合物の低温安定性に影響を与える因子である減温時の融点を見てみると、既存の液晶化合物Ｐ−１、Ｐ−２およびＱ−１はそれぞれ４１℃、７１℃および５８℃の減温時の融点を示した。しかし、本発明の一実施形態による液晶化合物は３０℃以下および３８℃で既存液晶化合物に比べて低い減温時の融点を示した。したがって、本発明の一実施形態による液晶化合物は既存液晶化合物に比べて優れた低温安定性を示すのを確認することができた。
【００７１】
実施例および比較例：液晶組成物の製造
実施例および比較例で使用される液晶化合物はコードで表示される。前記コードは液晶化合物の中心グループをなす環の記号を左側から順に記載し、前記中心グループの環を連結する連結グループを順序に合わせて記載した後、末端グループを右側に記載して作成する。この時、中心グループの環と中心グループの環を連結する連結グループの間には別途の区分表示がないが、中心グループと末端グループの間は“−”を記載して区分し、両末端グループは“．”を記載して区分する。物質の個別的な略式記号（コード）は下記表２に整理した。
【００７２】
【表２】
2016222662.tif 000025
【００７３】
上記表２を参照すれば、以下のコードは下記表示された構造の液晶化合物を意味する。
【化２２】
2016222662.tif 000026
【００７４】
下記表３の組成により、発明の一実施形態による液晶化合物を含む実施例１乃至６の液晶組成物と発明の一実施形態による液晶化合物を含まない比較例１乃至４の液晶組成物を製造した。そして、前記液晶組成物の物性を評価して表３に示した。
【００７５】
【表３】
2016222662.tif 000027
2016222662.tif 000028
（表３の組成の単位は重量％である。）
【００７６】
上記表３を参照すれば、既存の液晶組成物の比較例１および２の組成物は４．５および５．３程度の誘電率異方性を示すが、これに反し、発明の一実施形態による化学式１の液晶化合物が添加された実施例１乃至６の液晶組成物は７．３乃至１１．３で増加された誘電率異方性を示した。
【００７７】
一方、高誘電率異方性のための既存の液晶化合物Ｐ１およびＰ２が添加された比較例３および４の液晶組成物も１１．０程度の高誘電率異方性を示した。しかし、比較例３および４の液晶組成物は−２５℃の低温で８乃至１０日程度しかその状態を維持しなかった。これに反し、実施例５および６の液晶組成物は比較例３および４の組成物に比べてさらに増加された誘電率異方性を示しながら−２５℃の低温で３０日以上安定した状態を維持した。
【００７８】
したがって、発明の一実施形態による化学式１の液晶化合物は、高誘電率異方性を示しながらも優れた低温安定性を示す液晶組成物を提供して各種ディスプレイ要求条件をより容易に充足させることが期待される。