(57)【要約】      （修正有）【課題】誘電率異方性及び屈折率異方性が高くて低温安全性が改善された単一液晶化合物、及びこれを含む液晶組成物の提供。【解決手段】一般式１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種を含む液晶組成物。また、液晶表示装置は第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板及び第２基板のうち少なくともいずれか一つに提供される電極部と、第１基板と第２基板との間に前記液晶組成物からなる液晶層と、を含む液晶表示装置。2016204654.tif 000166【選択図】図１
2016204654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくともいずれか一つに提供される電極部と、
前記第１基板と前記第２基板との間に提供されて液晶組成物からなる液晶層と、を含み、
前記液晶組成物は、下記式１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【化１】
2016204654.tif 000113
上式１中、Ｒ1は、水素または炭素数１ないし１５のアルキルを表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１ないし３個の水素原子はハロゲンで置換されることができ、
Ｒ2は、−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＣＮ、−ＮＣＳ、または-Ｆを１〜３個含む炭素数１〜５のアルキルで、ここで、−ＣＨ2−基は、それぞれ独立にＯ原子で置換可能で、（Ｆ）はフルオロが置換されるかまたは非置換されることができ、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ａ21及びＡ22は、それぞれ独立に下記構造式群１−１−１のうちのいずれか一つを表し、
【化２】
2016204654.tif 000114
式１−１−１中、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22は、それぞれ独立に単一結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ2−、−Ｃ2Ｆ4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＯＣＦ2−のいずれかを表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ独立に０ないし３の定数を意味し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは、５以下である。
【請求項２】
下記一般式１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする液晶組成物。
【化３】
2016204654.tif 000115
式中、Ｒ1は、水素または炭素数１ないし１５のアルキルを表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１ないし３個の水素原子はハロゲンで置換されることができ、
Ｒ2は、−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＣＮ、−ＮＣＳ、または−Ｆを１ないし３個含む炭素数１ないし５のアルキルで、ここで、−ＣＨ2−基は、それぞれ独立にＯ原子で置換可能で、
（Ｆ）はフルオロが置換されるかまたは非置換されることができ、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ａ21及びＡ22は、それぞれ独立に下記構造式群（１−１−１）のうち一つを表し、
【化４】
2016204654.tif 000116
前記式１−１−２中、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22は、それぞれ独立に単一結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ2−、−Ｃ2Ｆ4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＯＣＦ2−を表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ独立に０ないし３の定数を意味し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは、５以下である。
【請求項３】
前記Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22のうち、少なくとも一つは−ＣＦ2Ｏ−であることを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項４】
前記ｄ及びｅが０で、
前記Ｒ2が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3であることを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項５】
前記Ｚ13が−ＣＦ2Ｏ−であり、
前記ｄとｅが０で、
前記Ｒ2が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3であることを特徴とする請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項６】
前記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１−１で表されることを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【化５】
2016204654.tif 000117
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ａ11、Ａ12、Ｚ11、Ｚ12、（Ｆ）、ａ、及びｂは、前記一般式１での定義と同一である。
【請求項７】
前記一般式１−１の液晶化合物は、下記一般式１−２で表されることを特徴とする、
請求項３に記載の液晶組成物。
【化６】
2016204654.tif 000118
式中、Ｒ1は、前記一般式１での定義と同一で、Ｏは０または１である。
【請求項８】
下記一般式２で表される液晶化合物のうち少なくとも一種をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶組成物。
【化７】
2016204654.tif 000119
式中、Ｒ11は、前記一般式１のＲ1の定義と同一で、Ｒ21は、前記一般式１のＲ1の定義に加えて−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＯＣＦ3を表し、Ａ3及びＡ4は、独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−シクロへキシレンまたは１、４−フェニレンで、Ａ5は、下記構造式群（１−１−２）のうち一つを表す。
【化８】
2016204654.tif 000120
【請求項９】
前記一般式２で表される液晶化合物は、下記一般式２−１で表されることを特徴とする請求項８に記載の液晶組成物。
【化９】
2016204654.tif 000121
式中、Ｒ11とＲ12及び、Ａ5は、それぞれ独立に前記一般式２でのＲ1の定義と同一である。
【請求項１０】
前記一般式２で表される液晶化合物は、下記一般式２−２で表されることを特徴とする請求項８に記載の液晶組成物。
【化１０】
2016204654.tif 000122
式２−２中、Ｒ11及びＲ12は、前記一般式２での定義と同一であり、Ｘ1ないしＸ5は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｆで、Ｘ3とＸ4のうち少なくとも一つは−Ｆである。
【請求項１１】
下記一般式３で表される液晶化合物をさらに含むことを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【化１１】
2016204654.tif 000123
式中、Ｒ11とＲ12は、独立に前記一般式１での定義と同一で、Ａ3及びＡ4は、独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−サイクロヘキシレンまたは１、４フェニレンである。
【請求項１２】
前記一般式３で表される液晶化合物は、下記一般式３−１または下記一般式３−２で表されることを特徴とする、
請求項１１に記載の液晶組成物。
【化１２】
2016204654.tif 000124
【化１３】
2016204654.tif 000125
式中、Ｒ11及びＲ12は、独立に前記一般式１のＲ1の定義と同一である。
【請求項１３】
下記一般式４で表される液晶化合物をさらに含むことを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【化１４】
2016204654.tif 000126
式４中、Ｒ1及びＲ2は、前記一般式１のＲ1及びＲ2の定義と同一で、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13及び（Ｆ）も前記一般式１のＡ11、Ａ12、Ａ13、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13及び（Ｆ）の定義と同一であり、ｆ、ｇ、ｈは、いずれも０又は１であり、ｆ＋g＋ｈは２又は３である。
【請求項１４】
下記一般式５ないし７の化合物のうち少なくともいずれか一つをさらに含むことを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【化１５】
2016204654.tif 000127
【化１６】
2016204654.tif 000128
【化１７】
2016204654.tif 000129
式５、６、７中、Ｒ1、Ａ11は、前記一般式１での定義と同一であり、ｐは、０または１で、Ｒ３は水素、酸素ラジカルまたは炭素数１ないし１５のアルキルを表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立にＯ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１ないし３個の水素原子は、ハロゲンで置換されることができ、結合基のｎは１ないし１２であり、ｍは０ないし１２であり、ｎとｍは整数である。
【請求項１５】
下記一般式８で表されるピッチ調節剤をさらに含むことを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【化１８】
2016204654.tif 000130
式中、Ｒ1は、前記一般式１での定義と同一である。
【請求項１６】
下記一般式９で表される液晶化合物のうち少なくとも一種及び下記一般式１０で表される液晶化合物のうち少なくとも一種をさらに含むことを特徴とする、
請求項２に記載の液晶組成物。
【化１９】
2016204654.tif 000131
【化２０】
2016204654.tif 000132
式中、Ｒ11とＲ12は独立に前記一般式１のＲ1の定義と同一で、Ｒ21は、一般式１のＲ1の定義に加えて−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＯＣＦ3を表し、Ａ3及びＡ4は、独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−シクロへキシレンまたは１、４−フェニレンで、Ａ5は下記構造式群（１１）のうち一つを表す。
【化２１】
2016204654.tif 000133
【請求項１７】
前記一般式９で表される液晶化合物は、下記一般式２−１で表されることを特徴とする、
請求項１６に記載の液晶組成物。
【化２２】
2016204654.tif 000134
式中、Ｒ11、Ｒ21及びＡ５は、前記一般式２での定義と同一である。
【請求項１８】
前記一般式２−１で表される液晶化合物は、下記一般式２−２で表されることを特徴とする、
請求項１６に記載の液晶組成物。
【化２３】
2016204654.tif 000135
式中、Ｒ11及びＲ21は、前記一般式２の定義と同一で、Ｘ1ないしＸ5はそれぞれ独立に−Ｈまたは−Ｆで、Ｘ3とＸ4のうち少なくとも一つは−Ｆである。
【請求項１９】
前記一般式３で表される液晶化合物は、下記一般式３−１または一般式３−２で表されることを特徴とする、
請求項１６に記載の液晶組成物。
【化２４】
2016204654.tif 000136
【化２５】
2016204654.tif 000137
式中、Ｒ11及びＲ12は、一般式３と同一である。
【請求項２０】
前記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１−２で表され、
【化２６】
2016204654.tif 000138
下記一般式３−１−１で表される液晶化合物及び下記一般式５で表される化合物をさらに含むことを特徴とする、
請求項１に記載の液晶組成物。
【化２７】
2016204654.tif 000139
【化２８】
2016204654.tif 000140
上式中、Ｏは０または１で、Ｒ1、Ａ11は前記一般式１での定義と同一で、ｐは０または１で、Ｒ3は水素、酸素ラジカルまたは炭素数１ないし１５のアルキルを表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１ないし３個の水素原子はハロゲンで置換されることができる。
【請求項２１】
前記液晶組成物は、
前記一般式１−２で表される液晶化合物３重量部ないし３５重量部と、
前記一般式３−１−１で表される液晶化合物１５重量部ないし４５重量部と、
前記一般式５で表される化合物０．０１重量部ないし０．０５重量部と、を含むことを特徴とする、
請求項２０に記載の液晶組成物。
【請求項２２】
前記一般式１の液晶化合物は、
下記一般式１−２−２で表される液晶化合物と、
下記一般式１−２−３で表される液晶化合物と、を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の液晶組成物。
【化２９】
2016204654.tif 000141
【化３０】
2016204654.tif 000142
【請求項２３】
前記一般式１−２−２の液晶組成物と前記一般式１−２−３との液晶組成物の重量比が、１：０．５〜１：２．０であることを特徴とする、
請求項２２に記載の液晶組成物。
【請求項２４】
前記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１−２で表され、
【化３１】
2016204654.tif 000143
Ｒ１は、前記一般式１での定義と同一で、Ｏは０または１で、下記一般式２−１−１−１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種、下記一般式２−１−１−２で表される液晶化合物、及び下記一般式４−１−１−１で表される液晶化合物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶組成物。
【化３２】
2016204654.tif 000144
【化３３】
2016204654.tif 000145
【化３４】
2016204654.tif 000146
【請求項２５】
前記液晶組成物は、
前記一般式１−２で表される液晶化合物と、
前記一般式２−１−１−１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種が５重量部ないし２０重量部と、
前記一般式２−１−１−２で表される液晶化合物５が重量部ないし２０重量部と、
前記一般式４−１−１−１で表される液晶化合物２が重量部ないし１０重量部と、を含むことを特徴とする、
請求項２４に記載の液晶組成物。
【請求項２６】
前記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１−２で表され、
【化３５】
2016204654.tif 000147
下記一般式３−１−１で表される液晶化合物、下記一般式２−２−１−１で表される液晶化合物、下記一般式４−１−２で表される液晶化合物をさらに含むことを特徴とする、
請求項１に記載の液晶組成物。
【化３６】
2016204654.tif 000148
【化３７】
2016204654.tif 000149
【化３８】
2016204654.tif 000150
Ａは、下記構造式群（１２）のうち一つを表す。
【化３９】
2016204654.tif 000151
上式中、Ｒ1は一般式１での定義と同一で、Ｏは０または１である。
【請求項２７】
前記一般式３−１−１で表される液晶化合物１５重量部ないし４５重量部と、
前記一般式２−２−１−１で表される液晶化合物２重量部ないし１５重量部と、
前記一般式４−１−２で表される液晶化合物３重量部ないし３５重量部と、を含むことを特徴とする、
請求項２６に記載の液晶組成物。
【請求項２８】
前記一般式１の液晶化合物は、下記構造で表される化合物のうち一つであることを特徴とする、
請求項２に記載の液晶化合物。
【化４０】
2016204654.tif 000152
【化４１】
2016204654.tif 000153
【化４２】
2016204654.tif 000154
【化４３】
2016204654.tif 000155
【請求項２９】
下記一般式１を持つことを特徴とする液晶化合物。
【化４４】
2016204654.tif 000156
式中、Ｒ1は、水素または炭素数１ないし１５のアルキル基を表し、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１ないし３個の水素原子はハロゲンで置換されることができ、
Ｒ2は、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＣＮ、−ＮＣＳ、または−Ｆを１ないし３個含む炭素数１ないし５のアルキル基で、ここで、−ＣＨ2−基は、それぞれ独立にＯ原子で置換可能で、
（Ｆ）はフルオロが置換されるかまたは非置換されることができることを表し、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ａ21及びＡ22は、それぞれ独立に下記構造のうち一つを表し、
【化４５】
2016204654.tif 000157
上式中、前記Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22は、それぞれ独立に単一結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ2−、−Ｃ2Ｆ4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＯＣＦ2−を表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ独立に０ないし３の整数を意味し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは、５以下である。
【請求項３０】
前記Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22のうち一つは、−ＣＦ2Ｏ−であることを特徴とする、
請求項２９に記載の液晶化合物。
【請求項３１】
前記ｄ及びｅが０で、Ｒ2が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3であることを特徴とする、
請求項２９に記載の液晶化合物。
【請求項３２】
前記Ｚ13がＣＦ2Ｏであり、
前記ｄ及びｅは０で、
前記Ｒ2が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3であることを特徴とする、
請求項２９に記載の液晶化合物。
【請求項３３】
前記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１−１で表されるであることを特徴とする、
請求項２９に記載の液晶化合物。
【化４６】
2016204654.tif 000158
上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ａ11、Ａ12、Ｚ11、Ｚ12、（Ｆ）、ａ及びｂは一般式１での定義と同一である。
【請求項３４】
前記一般式１−１の液晶化合物は、下記一般式１−２で表される液晶化合物であることを特徴とする、
請求項３３に記載の液晶化合物。
【化４７】
2016204654.tif 000159
上式中、Ｒ１は下記の構造式群１−２−２から選択されるものであり、Ｏは０または１である。
【化４８】
2016204654.tif 000160
【請求項３５】
前記液晶化合物は、下記構造で表される化合物のうち一つであることを特徴とする、
請求項２９に記載の液晶化合物。
【化４９】
2016204654.tif 000161
【化５０】
2016204654.tif 000162
【化５１】
2016204654.tif 000163
【化５２】
2016204654.tif 000164
【請求項３６】
前記液晶化合物は、下記一般式１−２−１−１から１−２−１−３で表される化合物３種のうちの一つから選択されることを特徴とする、
請求項３５に記載の液晶化合物。
【化５３】
2016204654.tif 000165
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、及びこれに用いられる液晶組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、複数の電極が具備された第１基板、第２基板、及び第１及び第２基板の間に具備された液晶層を含む。
【０００３】
液晶表示装置は、それぞれの画素電極及び共通電極の間に形成された電界によって液晶層の光の透過率を変化させて映像を表示する。液晶表示装置は、画素電極をそれぞれ含む複数の画素を含む。
【０００４】
近年、液晶表示装置は、二次元映像のみならず、３次元映像表示を実現する方向へ開発されているなど、より多くの映像情報を使用者に提供することができる構成が要求されている。このため、早い駆動速度を持ちながらも既存の液晶表示装置に比べて信頼度の高い液晶表示装置が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４９７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、誘電率異方性及び屈折率異方性が高く、低温安全性（LTS; low temperature stability）が改善された単一液晶化合物、及びこれを含む液晶組成物を提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、誘電率異方性及び屈折率異方性が高く、低温安全性が改善された液晶組成物を含む液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明の一実施例による液晶表示装置は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板及び第２基板のうち少なくともいずれか一つに提供される電極部、及び第１基板と第２基板との間に提供されて液晶組成物からなる液晶層を含む。
【０００９】
また、本発明の一実施例において、液晶組成物は、下記一般式１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種を含む。
【００１０】
【化１】
2016204654.tif 000003
【００１１】
式中、Ｒ１は、水素または炭素数１以上１５以下のアルキル基を表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１〜３個の水素原子はハロゲンで置換されることができ、Ｒ2は、−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＣＮ、−ＮＣＳ、または−Ｆを１〜３個含む炭素数１〜５のアルキル基で、ここで、−ＣＨ2−基は、それぞれ独立にＯ原子で置換可能で、（Ｆ）はフルオロが置換されるかまたは非置換されることができることを表し、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ａ21及びＡ22は、それぞれ独立に下記構造のうち一つを表す。
【００１２】
【化２】
2016204654.tif 000004
【００１３】
上式１−１−１中、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22は、それぞれ独立に単一結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ2−、−Ｃ2Ｆ4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＯＣＦ2−を表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ独立に０以上３以下の定数を意味し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは、５以下である。
【００１４】
本発明の一実施例において、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22のうち一つは−ＣＦ2Ｏ−であってもよい。
【００１５】
本発明の一実施例において、ｄ及びｅが０で、Ｒ２が−Ｆ、−ＯＣＦ３、または−ＣＦ３であってもよい。
【００１６】
本発明の一実施例において、Ｚ13が−ＣＦ2Ｏ−でありｄとｅが０で、Ｒ２が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3であってもよい。
【００１７】
本発明の一実施例において、上記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１−１で表されてもよい。
【００１８】
【化３】
2016204654.tif 000005
【００１９】
式２中、Ｒ1、Ｒ2、Ａ11、Ａ12、Ｚ11、Ｚ12、（Ｆ）、ａ、及びｂは、一般式１での定義と同一である。
【００２０】
本発明の一実施例において、上記一般式１−１の液晶化合物は、次の一般式１−２で表されることができる。
【００２１】
【化４】
2016204654.tif 000006
【００２２】
式１−２中、Ｒ1は、一般式１での定義と同一であり、また、Ｏは０または１である。
【００２３】
本発明の一実施例において、上記の液晶組成物は、下記一般式２で表される液晶化合物のうち少なくとも一種をさらに含んでもよい。
【００２４】
【化５】
2016204654.tif 000007
【００２５】
式中、Ｒ11は、一般式１のＲ１の定義と同一で、Ｒ21は、一般式１のＲ1の定義に加えて−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＯＣＦ3を表し、Ａ3及びＡ4は、独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−シクロへキシレンまたは１、４−フェニレンで、Ａ５は、下記構造式群（１−１−２）のうちいずれか一つを表す。
【００２６】
【化６】
2016204654.tif 000008
【００２７】
本発明の一実施例において、液晶組成物は、下記一般式３で表される液晶化合物をさらに含んでもよい。
【００２８】
【化７】
2016204654.tif 000009
【００２９】
式中、Ｒ11とＲ12は、独立に一般式１のＲ1の定義と同一で、Ａ3及びＡ4は、独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−シクロへキシレンまたは１、４−フェニレンである。
【００３０】
本発明の一実施例において、液晶組成物は、下記一般式４で表される液晶化合物をさらに含んでもよい。
【００３１】
【化８】
2016204654.tif 000010
【００３２】
式中、Ｒ1及びＲ2は、一般式１のＲ1及びＲ2の定義と同一で、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13及び（Ｆ）も一般式１のＡ11、Ａ12、Ａ13、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13及び（Ｆ）の定義と同様であり、ｆ、ｇ、ｈは、０または１でｆ＋ｇ＋ｈは、２または３である。
【００３３】
本発明の一実施例において、液晶組成物は、下記一般式５から７の化合物のうち少なくともいずれか一つをさらに含んでもよい。
【００３４】
【化９】
2016204654.tif 000011
【００３５】
【化１０】
2016204654.tif 000012
【００３６】
【化１１】
2016204654.tif 000013
【００３７】
上式中、Ｒ1、Ａ11は、一般式１での定義と同一であり、ｐは、０または１で、Ｒ３は水素、酸素ラジカルまたは炭素数１以上１５以下のアルキルを表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立にＯ原子らが互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１から３個の水素原子は、ハロゲンで置換されることができ、結合基のｎは１以上１２以下であり、ｍは０以上１２以下である。（ｎとｍは整数）
【００３８】
本発明の一実施例において、液晶組成物は下記一般式８で表されるピッチ調節剤をさらに含んでもよい。
【００３９】
【化１２】
2016204654.tif 000014
【００４０】
式中、Ｒ１は、一般式１での定義と同一である。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明による液晶化合物を使用することで低温安全性に有利でかつ高誘電率及び高屈折率な液晶組成物を製造することができる。
【００４２】
また、本発明による液晶化合物を使用することで高い比抵抗を通じて多様な液晶表示装置、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ   Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）またはＰＬＳ（Ｐｌａｎｅ  ｔｏ  Ｌｉｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等のモードの液晶表示装置に最適化された液晶組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例による液晶表示装置を表した断面図である。
【図２】本発明の他の一実施例による液晶表示装置を表した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明は、多様な変更を加えることができ、かつさまざまな形態を持つことができるところ、特定の実施例を図面に例表して本文で詳細に説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物又は代替物を含む。
【００４５】
以下、本発明の好ましい実施例についてより詳細に説明する。
【００４６】
本発明は、液晶表示装置用材料として液晶化合物及びこれを含む組成物に関する。
【００４７】
一般に、液晶組製品を構成する単一液晶化合物は、分子量が２００ｇ／ｍｏｌ以上６００ｇ／ｍｏｌ以下程度である有機物質で、長い棒模様の分子構造を持つ。
【００４８】
液晶分子構造は、直進性を維持する中心グループ（Ｃｏｒｅ  Ｇｒｏｕｐ）、柔軟性を持つ末端グループ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｇｒｏｕｐ）、及び特定用途のための結合グループ（Ｌｉｎｋａｇｅ  Ｇｒｏｕｐ）に区分される。
【００４９】
末端グループは、一方または両方にしないやすい鎖形態（アルキル、アルコキシ、アルケニルなど）からなり、柔軟性を維持して他の一方は極性基（−Ｆ、−ＣＮ、−ＯＣＦ3など）を取り入れて誘電率のような液晶の物性を調節する役目をする。
【００５０】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、ＬＣＤパネルの特性と適用方式（Ｍｏｄｅ）にしたがって ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ   Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）など、非常に多様な種類で構成される。
【００５１】
このように多様な液晶表示装置において、透明点の温度、誘電率異方性、屈折率異方性、回転粘度など、製品の要求特性をすべて合わせることは一つまたは二つの液晶化合物では不可能であり、通常７から２０種の単一液晶化合物を配合して液晶組成物を製造する。
【００５２】
このような液晶組成物に要求される一般的な特性のうち主要事項は、次の表１のとおりである。
【００５３】
【表１】
2016204654.tif 000015
【００５４】
上記の表１から分かるように、回転粘度はＬＣＤパネルの適用方式に関係なく、低いほど良くて、屈折率異方性は液晶表示装置のセルギャップ（Ｃｅｌｌ  Ｇａｐ）によって要求される最適値が異なるが、０．０７以上であることが好ましい。
【００５５】
また、ＡＭ−ＬＣＤ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ−ＬＣＤ）の場合、１０１３Ωｍ以上の比抵抗を要求する。このような特性を満足してもＬＣＤパネルが−２５℃以下の低い温度でも動作可能な混合物を製造しなければならない。
【００５６】
単一液晶化合物を１０種以上で混合する場合、大部分共融点は−２０℃以下を表すが、低温で長時間放置しておくと融点の高い単一液晶化合物によって再結晶化される。
【００５７】
したがって、このような再結晶化を避けるためにアルキル誘導体が他の物質（Ａｌｋｙｌ  Ｈｏｍｏｌｏｇｕｅ）を適切に配合して解決している。しかし、単一液晶化合物の場合は、屈折率異方性または誘電率異方性を高めるために長いアルキル基を持つ場合が多く、この時長いアルキル基によって回転粘度が増加し、弾性係数が減少しえる。回転粘度の増加及び弾性係数の減少は、応答時間を増加させるようになる。
【００５８】
例えば、下記表２に示されたように、１番化合物に比べてメチレン、−ＣＨ2−単位が２個増えた２番化合物は、融点が低くなって低温安全性には有利であるが、回転粘度（γ１）が２０ｍＰａｓ以上増加し、これによって、ＬＣＤパネルで応答時間が増加する(Hiraoka、 H、(2009)、 Mol. Cryst. Liq. Cryst.、 Vol 509、 pp89)。
【００５９】
【表２】
2016204654.tif 000016
【００６０】
これによって、高誘電率異方性及び高屈折率異方性を持つと同時に、回転粘度が低く、融点の低い単一液晶化合物を確保することが必要であり、本発明は高誘電率異方性及び高屈折率異方性を持つと同時に、回転粘度が低く融点の低い単一液晶化合物を提供する。
【００６１】
本発明の一実施例による液晶化合物は下記一般式１で表される。
【００６２】
【化１３】
2016204654.tif 000017
【００６３】
上式中、Ｒ1は水素または炭素数１以上１５以下のアルキルを表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子が互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１〜３個の水素原子はハロゲンで置換されることができる。
【００６４】
本発明の一実施例において、Ｒ1は水素または炭素数１以上５以下個のアルキルであってもよいし、この時、一つ以上の−ＣＨ2−基は、それぞれ独立に、Ｏ原子が互いに直接結合されない方式で−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されることができ、１〜３個の水素原子は、ハロゲンで置換されることができる。
【００６５】
また、Ｒ1において、一つ以上の−ＣＨ2−基が二重結合で取り替えられる場合、二重結合は、Ｒ1の炭素数が偶数の時は偶数炭素の末端に導入されることができる。例えば、二重結合が導入されたＲ1はＣＨ2＝ＣＨ−、ＣＨ2＝ＣＨ−ＣＨ2−ＣＨ2−であってもよい。
【００６６】
二重結合は、Ｒ1の炭素数が３個以上の奇数の時は末端から数えた時偶数番目炭素とその次に来る奇数番目炭素の間に導されることができる。例えば、二重結合が導入されたＲ1は、ＣＨ3−ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＨ3−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2−ＣＨ2−であってもよい。Ｒ1に二重結合を取り入れることで、回転粘度の減少、透明点の増加、及び弾性係数の制御が可能である。
【００６７】
Ｒ2は、極性グループであってもよいし、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ3、−ＣＮ、−ＮＣＳ、または−Ｆを１個以上３個含む炭素数１以上５以下のアルキル基で、ここで、-ＣＨ2-基は、それぞれ独立にＯ原子で置換可能である。本発明の一実施例において、−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＯＣＦ3になり得る。
【００６８】
Ｆは、フルオロが置換されるか、または非置換されうることを表し、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ａ21及びＡ22は、それぞれ、互いに独立に下記構造式群（１−１−２）から選択されてもよい。
【００６９】
【化１４】
2016204654.tif 000018
【００７０】
本発明の一実施例において、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ａ21、Ａ22は、高い屈折率異方性のためには１、４−フェニレンを使用することができ、また誘電率異方性を高めるためにはフルオロや酸素が含まれた環構造を使用することもできる。
【００７１】
Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22は、それぞれ、互いに独立に単一結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＨ2−、−Ｃ2Ｆ4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、または−ＯＣＦ2−を表す。
【００７２】
Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22は、それぞれ誘電率異方性、回転粘度、屈折率異方性などを考慮して選択的に組み合わせることができる。本発明の一実施例において、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22のうち少なくとも一つは−ＣＦ2Ｏ−であってもよい。
【００７３】
Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22のうち少なくとも一つが−ＣＦ2Ｏ−である場合、液晶化合物は高誘電率異方性を持つことができる。特に、Ｚ13が−ＣＦ2Ｏ−である場合、液晶化合物の透明点の減少を最小化されることができながら誘電率異方性が増加することができる。
【００７４】
本発明の一実施例において、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22それぞれが単一結合であることができ、この時低い回転粘度を持つ。
【００７５】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ独立に０以上３以下の整数を意味し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは５以下の整数である。
【００７６】
上記一般式１の液晶化合物は、他の種類の液晶対比相対的に誘電率が高くて、誘電率対比回転粘度が低い。また、上記一般式１の液晶化合物は、他の種類の液晶対比相対的に分子量に比べて融点が低い。
【００７７】
本発明の一実施例において、化学構造で環と環との間にメチルで置換された環が存在する場合、メチル置換環は、環（Ｒｉｎｇ）間の角度を一層広がるようにする。
【００７８】
メチル置換環による環の角の増加によって液晶分子間の凝集密度（ｐａｃｋｉｎｇ  ｄｅｎｓｉｔｙ）が減少され、融点が低くなる。
【００７９】
上記一般式１では、１、４−フェニレンの３番位置にメチルグループが置換されており、これによって一般式１の液晶化合物の凝集密度が減少して融点もまた低くなる。
【００８０】
ここで、環と環との間に炭素数２個以上のアルキル基が存在する場合、液晶分子の長軸対短縮の比が減少し、透明点をも急激に低くなる。また、環と環との間にフルオロで置換された環が存在する場合、メチル基が置換された環と実質的に同等な効果を得ることができる。
【００８１】
しかし、フルオロによって陽の誘電率異方性が減少するので、所望の程度の大きい誘電率異方性を得にくい。陽の誘電率異方性を増加させるためには、２番位置、６番位置の環にフルオロ基を取り入れることができる。
【００８２】
上記一般式１の液晶化合物は、下記一般式１Ａで表される構造の化合物を含むことができ、下記一般式１ＡでＲ1は一般式１で定義されたとおりである。
【００８３】
【化１５】
2016204654.tif 000019
【化１６】
2016204654.tif 000020
【化１７】
2016204654.tif 000021
【化１８】
2016204654.tif 000022
【００８４】
例えば、本発明の実施例において、液晶化合物は、上記一般式１でＺ11、Ｚ12、Ｚ13、Ｚ21及びＺ22のうち少なくとも一つが−ＣＦ2Ｏ−である液晶化合物であってもよい。
【００８５】
本発明の他の実施例において、液晶化合物はｄ及びｅが０で、Ｒ2が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3である液晶化合物であってもよい。本発明のまた他の実施例において、液晶化合物はＺ13がＣＦ2Ｏであり、ｄ、ｅは０であり、Ｒ2が−Ｆ、−ＯＣＦ3、または−ＣＦ3である液晶化合物であってもよい。
【００８６】
具体的に、本発明の一実施例において、上記一般式１の液晶化合物は次の一般式１−１のような構造の化合物のうち少なくとも一つであってもよい。
【００８７】
【化１９】
2016204654.tif 000023
【００８８】
上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ａ11、Ａ12、Ｚ11、Ｚ12、（Ｆ）、ａ、及びｂは一般式１と同様である。
【００８９】
本発明の一実施例において、上記一般式１の液晶化合物は次の一般式１−２のような構造の化合物のうち少なくとも一つであってもよい。
【００９０】
【化２０】
2016204654.tif 000024
【００９１】
ここで、Ｏは０または１である。Ｒ1は一般式１と同一である。
【００９２】
上記一般式１−２の液晶化合物は、下記一般式１−２−１、１−２−２、及び１−２−３に表される構造の化合物のうち少なくともいずれか一つであってもよい。
【００９３】
【化２１】
2016204654.tif 000025
【００９４】
【化２２】
2016204654.tif 000026
【００９５】
【化２３】
2016204654.tif 000027
【００９６】
本発明のまた他の実施例は、上記一般式１の液晶化合物を含む液晶組成物である。
【００９７】
本発明の実施例による液晶組成物で上記一般式１の液晶化合物は、液晶組成物の全体重量に対して１重量％以上含まれる。
【００９８】
本発明の一実施例による液晶組成物は、上記一般式１の液晶化合物を１重量％以上含むことができ、または１重量％以上４０重量％以下の範囲内に含むことができ、または１重量％以上３０重量％以下の範囲内に含んでもよい。
【００９９】
上記一般式１の液晶化合物が１重量％未満の場合、高誘電率、低温安全性効果を得ることが難しく、４０重量％を超過する場合、表示装置から発生される微細直流によって信頼性等に良くない影響を与えることになる。
【０１００】
本発明の一実施例による液晶組成物は、特に一般式１−２の構造を持つ液晶化合物を一種または２種以上含むことができ、この場合、低温安全性が長期間維持される。
【０１０１】
特に、本発明の一実施例による液晶組成物は、具体的に上記一般式１−２−１の液晶化合物を含んでもよい。一般式１−２−１の場合、誘電率異方性は２０であり回転粘度が１１４ｍＰａｓで低回転粘度物質である。
【０１０２】
したがって、液晶組成物において、誘電率異方性が３〜６程度である場合、液晶組成物の低い回転粘度のために一般式１−２−１の液晶化合物を約３重量％以上約７重量％以下含むことが効果的である。
【０１０３】
誘電率異方性が１０以上の液晶組成物では、単一物質の誘電率異方性が３０以上の一般式１−２−２及び／または１−２−３を約１０重量％以上含有させて組成物の誘電率異方性を容易に調整することができる。
【０１０４】
本発明の一実施例において、上記一般式１のような液晶化合物に加えて、下記の追加液晶化合物のうち少なくとも一種以上と混合した液晶組成物は、低温安全性が向上して誘電率異方性が大きく、回転粘度が低い場合がある。
【０１０５】
本発明の実施例による液晶組成物で液晶組成物は、下記一般式２の液晶化合物のうち少なくとも一つの化合物をさらに含んでもよい。
【０１０６】
【化２４】
2016204654.tif 000028
【０１０７】
式中、Ｒ11は、一般式１のＲ1の定義と同一で、Ｒ21は一般式１のＲ1の定義に加えて−Ｆ、−Ｃl、−ＣＦ3、−ＯＣＦ3を表し、Ａ3及びＡ4は独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−シクロへキシレンまたは１、４−フェニレンで、Ａ5は下記一般式で表される構造を持つことができる。
【０１０８】
【化２５】
2016204654.tif 000029
【０１０９】
本発明の一実施例において、上記一般式２の液晶化合物は、次の一般式２−１のような構造の化合物であってもよい。
【０１１０】
【化２６】
2016204654.tif 000030
【０１１１】
式中、Ｒ11、Ｒ21、及びＡ5は、一般式２と同一である。
【０１１２】
上記一般式２−１の液晶化合物は、一般式１の液晶化合物対比高温で動作が可能であり、一般式２−１の液晶化合物は、一般式１の液晶化合物と組み合わせる時、液晶組成物の高温安全性及び底回転粘度を補うことができる。
【０１１３】
一般式２−１を一般式１と混合する場合、一般式２−１の液晶化合物は、５重量％以上３５重量％以下程度が適当である。
【０１１４】
一般式２−１の液晶化合物が５重量％未満の場合、透明点の増加効果が少なく、３５重量％を超過する場合、スメクチック相が発現することで低温安全性が低下する。
【０１１５】
上記一般式２−１の液晶化合物は、下記一般式２−１−１ａ、一般式２−１−１ｂで表される構造の化合物であってもよい。
【０１１６】
【化２７】
2016204654.tif 000031
【０１１７】
【化２８】
2016204654.tif 000032
【０１１８】
式中、Ｒ11及びＲ21は一般式２と同一である。
【０１１９】
上記一般式２−１−１ａ及び一般式２−１−１ｂの液晶化合物は、下記一般式２−１−１−１及び／または一般式２−１−１−２で表される構造の化合物のうち少なくとも１種であってもよい。
【０１２０】
【化２９】
2016204654.tif 000033
【０１２１】
【化３０】
2016204654.tif 000034
【０１２２】
本発明の一実施例において、上記一般式２の液晶化合物は、次の一般式２−２と同じ構造の化合物であってもよい。
【０１２３】
【化３１】
2016204654.tif 000035
【０１２４】
式中、Ｒ11及びＲ21は、一般式２と同一であり、Ｘ1〜Ｘ5は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｆで、Ｘ3とＸ4とのうち少なくとも一つは−Ｆである。
【０１２５】
上記一般式２−２の液晶化合物は、一般式１の液晶化合物対比屈折率異方性が高く、透明点が高いという特徴を持つことが分かった。これによって、一般式２−２の液晶化合物は、一般式１の液晶化合物と組み合わせる際、液晶組成物の屈折率異方性及び透明点を補うことができる。
【０１２６】
一般式１と一般式２−２とを混合する場合、全体液晶組成物対比一般式２−２の液晶化合物は、１重量％から２０重量％まで含まれていてもよい。
【０１２７】
上記一般式２−２の液晶化合物を２０重量％超過して含む場合、屈折率異方性があまりに高くなり、液晶表示装置に使用することができない。また、１重量％未満を使用する場合、組成物で屈折率異方性を制御するような効果を失うことになる。
【０１２８】
上記一般式２−２の液晶化合物は、下記一般式２−２−１の構造を持つ液晶化合物のうち少なくとも一つであってもよい。
【０１２９】
【化３２】
2016204654.tif 000036
【０１３０】
一般式２−２−１中、Ｒ11及びＲ21は、一般式２で定義したものと同一である。上記一般式２−２−１の液晶化合物は、次の一般式２−２−１−１のような構造を持つことができる。
【化３３】
2016204654.tif 000037
【０１３１】
本発明の実施例による液晶組成物で、液晶組成物は、下記一般式３の液晶化合物のうち少なくとも一つの化合物をさらに含んでもよい。
【０１３２】
【化３４】
2016204654.tif 000038
【０１３３】
式３中、Ｒ11とＲ12は、独立に一般式１のＲ1の定義と同一で、Ａ3及びＡ4は、独立にＦ原子で置換されるまたは非置換される１、４−シクロへキシレンまたは１、４−フェニレンである。
【０１３４】
本発明の一実施例において、上記一般式３の液晶化合物は、次の一般式３−１または一般式３−２と同じ構造の化合物であってもよい。
【０１３５】
【化３５】
2016204654.tif 000039
【０１３６】
【化３６】
2016204654.tif 000040
【０１３７】
上式中、Ｒ11とＲ12は一般式３と同一である。
【０１３８】
上記一般式３−１で表される液晶化合物は、次のような構造を持つことができる。
【０１３９】
【化３７】
2016204654.tif 000041
【０１４０】
【化３８】
2016204654.tif 000042
【０１４１】
上記一般式３、特に、一般式３−１−１で表される液晶化合物は、一般式１の液晶化合物対比低い回転粘度を持つことが分かった。これによって、一般式１の液晶化合物と組み合わせる時、液晶組成物の回転粘度を補うことができる。特に、一般式１の液晶化合物と一般式３−１−１との液晶化合物を混合する場合、一般式３−１−１の液晶化合物は、全体液晶組成物対比１５重量％以上４５重量％以下に含んでもよい。
【０１４２】
一般式３−１−１の液晶化合物が１５重量％未満の場合、動画像対応が可能な低回転粘度液晶組成物の実現が難しく、４５％を超過する場合、単一物質が過量で使用されて低温安全性が悪くなることが分かった。本発明の実施例による液晶組成物において、液晶組成物は、少なくとも一種の一般式１の液晶化合物、少なくとも一種の一般式2の液晶化合物と、少なくとも一種の一般式３の液晶化合物を含んでもよい。
【０１４３】
本発明の実施例による液晶組成物で、液晶組成物は、下記一般式４の液晶化合物のうち少なくとも一つの化合物をさらに含んでもよい。
【０１４４】
【化３９】
2016204654.tif 000043
【０１４５】
式中、Ｒ1及びＲ2は、一般式１のＲ1及びＲ2の定義と同一であり、Ａ11、Ａ12、Ａ13、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13及び（Ｆ）も、一般式１におけるＡ11、Ａ12、Ａ13、Ｚ11、Ｚ12、Ｚ13及び（Ｆ）の定義と同一であり、ｆ、ｇ、ｈは０または１の整数であり、ｆ＋ｇ＋ｈは２または３となる数値である。
【０１４６】
上記一般式４の液晶化合物は、下記一般式４−１で表される構造の液晶化合物のうち少なくとも一つを含み、下記一般式でＲ1、Ｒ2及び（Ｆ）は、一般式１で定義されたとおりである。
【０１４７】
【化４０】
2016204654.tif 000044
【化４１】
2016204654.tif 000045
【０１４８】
本発明の一実施例において、上記一般式４−１の液晶化合物は、下記一般式４−１−１及び一般式４−１−２で表される構造の液晶化合物のうち少なくとも一種を含んでもよい。
【０１４９】
【化４２】
2016204654.tif 000046
【０１５０】
【化４３】
2016204654.tif 000047
【０１５１】
式４−１−２中、Ａは、下記構造式群（１１）のうち一つを表す。
【化４４】
2016204654.tif 000048
【０１５２】
一般式４で表される液晶化合物は、液晶表示装置用の液晶組成物の物性を最適化するためのもので、特に、一般式４−１−１化合物の場合、液晶の透明点及び誘電率を同時に向上させる。
【０１５３】
また、一般式１を含む液晶組成物のうち誘電率異方性が６以下の低い値を持つ場合、低温安全性が悪化しうるが、一般式４−１−１が全体液晶組成物に対して１重量％以上１０重量％以下含有されることで、低温安全性が向上することが分かった。
【０１５４】
上記一般式４−１−１で表される液晶化合物は、次の一般式４−１−１−１のような構造を持つことができる。
【０１５５】
【化４５】
2016204654.tif 000049
【０１５６】
また、本発明の実施例による液晶組成物は、本発明の属する技術分野において、本願出願当時において公知となっている様々な添加剤、例えば、酸化防止剤及び／または紫外線安定化剤等をさらに含んでもよい。
【０１５７】
酸化防止剤またはＵＶ安定化剤としては、上記公知となっているものではなく、本願特有の、たとえば下記一般式５〜７の化合物から一種以上選択された化合物をさらに含んでもよい。
【０１５８】
【化４６】
2016204654.tif 000050
【０１５９】
式中、Ｒ1、Ａ11は、一般式１での定義と同一であり、ｐは０または１である。
【０１６０】
【化４７】
2016204654.tif 000051
【０１６１】
【化４８】
2016204654.tif 000052
【０１６２】
式中、Ｒ3は水素、酸素ラジカルまたは炭素数１以上１５以下のアルキル基を表し、この時、一つ以上の−ＣＨ2―基は、それぞれ独立に、Ｏ原子が互いに直接結合されない方式で―Ｃ≡Ｃ―、―ＣＦ2Ｏ―、―ＣＨ＝ＣＨ―、―Ｏ―、―ＣＯ―Ｏ―、―Ｏ―ＣＯ―または―Ｏ―ＣＯ―Ｏ―で置換されることができ、１〜３個の水素原子はハロゲンで置換されることができ、ｎは１以上１２以下の整数で、ｍは０以上１２以下の整数である。
【０１６３】
上記一般式５〜７から選ばれる化合物の含量は、組成物全体重量に基づいて約１ｐｐｍ〜約２０００ｐｐｍで、好ましい範囲は、約２００ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍであることが分かった。
【０１６４】
上記一般式５の化合物は、液晶組成物内の紫外線によって惹起された不純物、例えば、イオンやラジカルなどを捕集することができるという優れた効果があることが分かった。
【０１６５】
上記一般式５の化合物は、下記一般式５−１の化合物であってもよい。
【０１６６】
【化４９】
2016204654.tif 000053
【０１６７】
上記一般式６及び７の化合物は、液晶組成物内の熱によって惹起された不純物、例えば、イオンやラジカルなどを捕集することができるという優れた効果があることが分かった。
【０１６８】
本発明の一実施例による液晶組成物は、上記一般式１の液晶化合物と上記一般式５〜７との化合物のうち少なくとも一種を含むことができ、この場合、上記一般式５〜７の化合物のうち少なくとも一種によって液晶組成物の熱安全性及び紫外線安全性が増加することが分かった。
【０１６９】
また、本発明の実施例による液晶組成物で、ピッチ調節用として下記一般式８の化合物一種をさらに含んでもよい。ここで、Ｒ1は一般式１で定義されたとおりである。
【０１７０】
【化５０】
2016204654.tif 000054
【０１７１】
ここで、ピッチは液晶が拗れて回転する螺旋構造を持つ時、螺旋構造内の液晶の配向方向が３６０度回転した距離を意味する。ピッチ調節剤の組成比によってピッチの値が変わることがあってもよい。
【０１７２】
上記一般式８のような化合物を、液晶組成物１００重量％を基準として約０．０１重量％以上約５重量％以下さらに含ませた場合、より容易に所望のピッチを得ることが可能となることが分かった。
【０１７３】
本発明の一実施例によれば、液晶組成物は上記一般式１〜４の液晶化合物及び／または一般式５〜８の化合物のうち少なくとも一つを多様な組成で含んでもよい。
【０１７４】
例えば、本発明の一実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２の液晶化合物と上記一般式２−１との液晶化合物を含んでもよい。
【０１７５】
本発明の他の実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２の液晶化合物と上記一般式２−２との液晶化合物を含んでもよい。
【０１７６】
本発明のまた他の実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２の液晶化合物と上記一般式４−１との液晶化合物を含んでもよい。
【０１７７】
本発明のまた他の実施例による液晶組成物は、一般式３の液晶化合物を追加的に含んでもよい。例えば、本発明の実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２の液晶化合物、上記一般式２−２の液晶化合物及び上記一般式３の液晶化合物をすべて含んでもよい。
【０１７８】
本発明のまた他の実施例による液晶組成物は、一般式４の液晶化合物を追加的に含んでもよい。
【０１７９】
本発明のまた他の実施例による液晶組成物は、一般式５ないし７の化合物のうち少なくとも一つを追加的に含んでもよい。例えば、本発明の実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２の液晶化合物と上記一般式５ないし７との化合物のうち少なくとも一つを含んでもよい。
【０１８０】
本発明のまた他の実施例による液晶組成物は、一般式８の化合物をさらに含んでもよい。
【０１８１】
本発明の一実施例において、液晶組成物は、本発明の概念を脱しない範囲内で多様な組成比を持つことができる。
【０１８２】
例えば、本発明の一実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２−２で表される液晶化合物３重量部ないし３５重量部、上記一般式３−１−１で表される液晶化合物１５重量部ないし４５重量部、及び上記一般式５で表される化合物０．０１重量部ないし０．０５重量部を含んでもよい。
【０１８３】
また、本発明の一実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２−２で表される液晶化合物と、上記一般式１−２−３で表される液晶化合物を含むことができ、この場合、上記一般式１−２−２の液晶組成物と、上記一般式１−２−３の液晶組成物の重量比は、１：０．５ないし２．０であってもよい。
【０１８４】
また、本発明の一実施例による液晶組成物は、上記一般式１−２−２で表される液晶化合物と上記一般式２−１−１−１で表される液晶化合物のうち少なくとも一種５重量部ないし２０重量部、上記一般式２−１−１−２で表される液晶化合物５重量部ないし２０重量部、及び下記一般式４−１−１−１で表される液晶化合物２重量部ないし１０重量部を含んでもよい。
【０１８５】
また、本発明の一実施例による液晶組成物は、一般式１−２で表される液晶化合物１重量部ないし４０重量部、上記一般式３−１−１で表される液晶化合物１５重量部ないし４５重量部、上記一般式２−２−１で表される液晶化合物２重量部ないし１５重量部、及び上記一般式４−１−２で表される液晶化合物３重量部ないし３５重量部を含んでもよい。
【０１８６】
本発明により陽の誘電率異方性を持つ液晶組成物を得ることができ、誘電率異方性２．０以上、透明点７０度以上、屈折率異方性０．０９以上の液晶組成物を得る。
【０１８７】
本発明の液晶組成物は、ＡＭ−ＬＣＤ（Ａｃtivｅ  ＭａtＲix−ＬＣＤ）またはＰＭ−ＬＣＤ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ−ＬＣＤ）の液晶用途で使用可能である。そして、本発明の液晶組成物は、垂直電界モードまたは水平電界モードの液晶表示装置に適用されることができ、具体的にＴＮ（Ｔｗｉｓｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＰＬＳ（Ｐｌａｎｅ  Ｌｉｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＡＨ−ＩＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）、ＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｍｅｎｔ）など、多様なＬＣＤモードに使用可能である。
【０１８８】
本発明の実施例による液晶組成物が適用される液晶表示装置は、垂直電界モードまたは水平電界モードを持つことができる。
【０１８９】
（液晶表示装置の説明）
図１は、本発明の一実施例による液晶表示装置を示す断面図である。
【０１９０】
本発明の一実施例による液晶表示装置は、上述した多様なモード、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＰＬＳ（Ｐｌａｎｅ  Ｌｉｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＡＨ−ＩＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）、ＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｍｅｎｔ）モードに具現されることができる。
【０１９１】
本発明の一実施例では、ＴＮモードを一例として説明し、各モードによって各構成要素の配置や形状が変わることがあってもよい。
【０１９２】
本発明の一実施例において、液晶表示装置１００は、第１基板１１０、第２基板１２０及び第１基板１１０と第２基板１２０との間に介在された液晶層１３０を含む。第２基板１２０上には、複数の画素領域が定義されて、画素領域に複数の画素が提供される。
【０１９３】
第１基板１１０は、上部ベース基板１１１、光遮断層１１２、カラーフィルター１１３、上部絶縁膜１１４、共通電極１１５及び上部配向膜１０１を含んでもよい。
【０１９４】
光遮断層１１２は、上部ベース基板１１１上に形成されて、光透過率が低い不透明物質、例えば、カーボンブラックなどの着色剤を含んでもよい。
【０１９５】
カラーフィルター１１３は、上部ベース基板１１１上に形成されて、光遮断層１１２と一部重畳されるように、または隣接した他のカラーフィルター１１３と一部重畳されるように形成されることができる。
【０１９６】
絶縁膜１１４は、光遮断層１１２とカラーフィルター１１３とを保護し、光遮断層１１２とカラーフィルター１１３とによって発生する段差を補償して第１基板１１０の表面を平坦化する。
【０１９７】
共通電極１１５は、例えば、インジウムすず酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）またはインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などで構成することができる。共通電極１１５には所定の共通電圧が印加される。
【０１９８】
上部配向膜１０１は、液晶層１３０と接触して液晶層１３０の液晶分子１３１を所定の方向に初期配向するか、または傾くようにする。
【０１９９】
第２基板１２０は、画素に提供された複数の薄膜トランジスターを含む。具体的に、第２基板１２０は、下部ベース基板１２１、ゲート電極１２２、ゲート絶縁膜１２３、半導体層１２４ａ、オーミックコンタクト層１２４ｂ（オーミックコンタクトとは、オーム性接触と同義である。）、ソース電極１２５、ドレイン電極１２６、パシベーション層１２７、画素電極１２８、及び下部配向膜１０２を含んでもよい。
【０２００】
ゲート電極１２２は、下部ベース基板１２１上に形成されて、ゲートライン（図示せず）からゲート信号の伝達を受ける。ゲート絶縁膜１２３は、ゲート電極１２２をカバーする。
【０２０１】
半導体層１２４ａは、ゲート電極１２２と重畳されるようにゲート絶縁膜１２３上に形成されて、半導体層１２４ａ上には互いに離隔された一ペアのオーミックコンタクト層１２４ｂが形成される。
【０２０２】
オーミックコンタクト層１２４ｂ上には、ソース電極１２５及びドレイン電極１２６が形成される。ソース電極１２５とドレイン電極１２６とは互いに離隔されて半導体層１２４ａの一部を露出させる。ドレイン電極１２６の一部は、コンタクトホールＣＨを介して画素電極１２８と電気的に結合される。
【０２０３】
パシベーション層１２７は、ソース電極１２５、ドレイン電極１２６、及び露出した半導体層１２４ａをカバーする。
【０２０４】
パシベーション層１２７には、コンタクトホールＣＨが形成されて、これを介してドレイン電極１２６と画素電極１２８とが電気的に結合される。
【０２０５】
パシベーション層１２７上には、画素電極１２８が形成されて、画素電極１２８上に下部配向膜１０２が形成される。画素電極１２８にはドレイン電極１２６から伝達された所定のデータ電圧が印加される。
【０２０６】
データ電圧と共通電極１１５とに印加された共通電圧の電圧差によって電場が発生し、これによって液晶層１３０の液晶分子１３１の配列が調節されることができる。
【０２０７】
本発明の一実施例において、光遮断層とカラーフィルターが上部ベース基板上に形成されたことについて説明されたが、これに限定されるものではなく、光遮断層及び／またはカラーフィルターは、下部ベース基板上に形成されることもできる。
【０２０８】
また、本発明の一実施例において、液晶層に電界を提供する電極、すなわち、画素電極と共通電極を電極部とした時、電極部は、多様な方式で提供されることができる。例えば、上述した実施例では共通電極が上部ベース基板上に形成されたことについて説明されたが、これに限定されるものではなく、他の実施例では共通電極が下部ベース基板上に形成されることができる。図2は、本発明の他の一実施例において、液晶表示装置を示す図です。この実施例では、共通電極１１５は、下部ベース基板１２１上に設けられる。共通電極１１５は画素電極１２８と同じ層上で位置するが、これに限定されるものではない。共通電極１１５は画素電極１２８とは別の層の上に設けてもよいし、他の実施形態において、画素電極１２８と重なっていてもよい。
【０２０９】
液晶層１３０は、上記一般式１の液晶化合物を含む液晶組成物を含む。液晶組成物は、上述した本発明の一実施例による液晶組成物と実質的に同一であるため、具体的な説明は略する。
【０２１０】
視野角改善のために各画素は、複数のドメインに分割されて、一つの画素領域内で液晶組成物は互いに異なる二つ以上の方向に配向されることができる。
【０２１１】
各画素を複数のドメインに分割するために各画素には、突起などが形成されることができ、画素電極及び共通電極は切開部を含んでもよい。
【０２１２】
本発明の一実施例による液晶組成物が適用される液晶表示装置は、垂直電界（例えば、ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡなど）モードのみならず、水平電界（例えば、ＩＰＳ、ＰＬＳ、ＦＦＳなど）モードなど、多様なモードを持つことができる。
【０２１３】
以下、実施例に対して具体的に説明する。
【０２１４】
（一般式１の液晶化合物の合成の説明）
本発明による上記一般式１の液晶化合物は、下記のような合成法によって合成されることができ、該合成法において最も重要なことは、フルオロの横にメチルグループを取り入れることである。
【０２１５】
【化５１】
2016204654.tif 000055
【０２１６】
【化５２】
2016204654.tif 000056
【０２１７】
【化５３】
2016204654.tif 000057
【０２１８】
反応式１のように、1-ブロモ-2-フルオロ-4-ヨードベンゼンに、ＬＤＡ（Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｄｅ）を使用して３番位置の水素を除去した後、メチルアイオダイド（Ｍｅｔｈｙｌ  ｉｏｄｉｄｅ）を滴下することで、フェニレンの３番位置にメチル基を付着することができる。
【０２１９】
このような反応は、記載の参照文献を通じて確認することができる。((a) Schlosser、 M. (2001) Eur. J. Org.Chem.、 pp3975; (b) Schlosser、 M. (2005) Angew. Cheｍｉｎt. Ed.、 vol44、 pp376).
【０２２０】
しかしながら２−置換−１、３−ジフルオロ−５−ヨードベンゼンに反応式１のような方法を利用した反応式３の場合、メチル基が一つまたは二つ置換された混合物が発生する。このような混合物は、極性の差がなくて分離することができず、結果的に所望の化合物を得ることができない。
【０２２１】
最も効果的な方法は、反応式２のようにアルコール部分は環構造で保護し、有機金属であるブチルリチウム（ＢｕＬｉ）を入れて進行すれば、一方位置にのみメチル基を取り入れることができる。
【０２２２】
このようなアルコール環構造の保護反応は、公知された方法を利用し、本発明ではアルコール化合物に２、３−ジハイドロピラン（２．３−ｄｉｈｙｄｒｏｐｙｒａｎ）を１．５当量混合後、塩酸を触媒として使用してアルコール環構造保護物質を得た。
【０２２３】
したがって、上記の反応式１及び反応式２を通じて下記のような液晶化合物を製造することができ、上記の反応式１〜反応式３に開示されていない機能基は公知された方法により合成されることができる。
【０２２４】
上記の反応式を利用して製造することができる本発明の実施例による液晶化合物として具体的な例は次のとおりであり、Ｒ1は、一般式１で定義されたとおりである。
【０２２５】
【化５４】
2016204654.tif 000058
【化５５】
2016204654.tif 000059
【化５６】
2016204654.tif 000060
【化５７】
2016204654.tif 000061
【０２２６】
以下、本発明の具体的な実施例を通じて、発明の作用及び効果をより詳しく説明する。ただし、このような実施例は発明の例示として提示されたものに過ぎず、これによって発明の権利範囲が決定されるものではない。
【０２２７】
（合成例１  液晶化合物Ａ１の合成について）
【化５８】
2016204654.tif 000062
【０２２８】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ１−２）（２．３ｇ、１４．２ｍｍｏｌ）とテトラブチルアムモニウムブロミド（０．４２ｇ、１．２９ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（３．６ｇ、２５．９ ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間撹拌した。これに、ブロム化合物（Ａ１−１）（５．４g、１５ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２２９】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈し、相を分離した。その後、有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄して硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン:エチルアセテート）して生成物（Ａ１）（４．５ｇ、１０．３ｍｏｌ）を得た。（収率７３％）条件については、Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：２５２、２８１、４４２〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−I）:６７．３℃  である。
【０２３０】
（合成例２  液晶化合物Ａ２の合成について）
【化５９】
2016204654.tif 000063
【０２３１】
窒素気流の下で臭素酸化合物（Ａ１−２）（４．９g、２０ｍｍｏｌ）、ブロム化合物（Ａ２−２）（７．８g、２０ｍｍｏｌ）及び（ＰＰｈ３）４Ｐｄ（０．１g）をジメトキシエタン（１００ｍｌ）に溶解させた後、２Ｍ濃度のポタシュムカボネート水溶液（３０ｍｌ）を添加した。６０℃に昇温させた後、６時間還流した。
【０２３２】
冷却後、反応溶液を水及びジクロロメタンで希釈し、相を分離した。その後、有機層を抽出した後、蒸溜水で洗浄して硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン:エチルアセテート）して生成物（Ａ２）４．８g、８．９ｍｍｏｌ）を得た。（収率４５％）  条件については、Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３６０、３８９、５３６〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−I）:５３．１℃  である。
【０２３３】
（合成例３  液晶化合物Ａ３の合成について）
【化６０】
2016204654.tif 000064
【０２３４】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ３−２）（４．１g、２５．６ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．７５g、２．３ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（６．４g、４６．６ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（７０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間攪拌した。これに臭素酸化合物（Ａ３−１）（１２．２g、２７ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（７０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２３５】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈して相を分離した。有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄し、硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン:エチルアセテート）して生成物（Ａ３）（９．７ｇ、１８．１ｍｏｌ）を得た。（収率７１％）  条件については、  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３４６、３７５、５３６〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−Ｎ）:７０．２℃、 相転移温度（ＴＮ−I）:１２６．３℃  である。
【０２３６】
（合成例４  液晶化合物Ａ４の合成について）
【化６１】
2016204654.tif 000065
【０２３７】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ４−２）（３．２０g、１９．７ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．６４g、２．０ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（５．４６g、３９．５ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間攪拌した。これに臭素酸化合物（Ａ４−１）（８．２３g、２１．７ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２３８】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈し、相を分離した。有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄し、硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン：エチルアセテート）して生成物（Ａ４）（５．９１g、１２．８ｍｍｏｌ）を得た。（収率６５％）Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：２７１、２９９、４６０〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−I）:７２．２℃
【０２３９】
（合成例５  液晶化合物Ａ５の合成について）
【化６２】
2016204654.tif 000066
【０２４０】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ５−２）（３．７０ｇ、２２．８ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．７４ｇ、２．３ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（６．３１ｇ、４５．６ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間攪拌した。これに臭素酸化合物（Ａ５−―１）（１１．０８ｇ、２５．１ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２４１】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈し、相らを分離した。有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄し、硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン:エチルアセテート）して生成物（Ａ５）（８．５９g、１６．４ｍｍｏｌ）を得た。（収率７２％）Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３４７、３６１、５２２〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−Ｎ）:８９℃、 相転移温度（ＴＮ−Ｉ）:１２３．０℃。
【０２４２】
（合成例６  液晶化合物Ａ６の合成）
【化６３】
2016204654.tif 000067
【０２４３】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ６−２）（２．２７ｇ、１４．０ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．４６g、１．４ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（３．８７g、２８．０ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間攪拌した。これに臭素酸化合物（Ａ６−１）（６．６４g、１５．４ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２４４】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈し、相を分離した。有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄し、硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン：エチルアセテート）させて生成物（Ａ６）（４．２３ｇ、８．３ｍｍｏｌ）を得た。（収率５９％）Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３５１、５１２〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−Ｎ）:８２．４℃、 相転移温度（ＴＮ−I）:９４．５℃
【０２４５】
（合成例７  液晶化合物Ａ７の合成）
【化６４】
2016204654.tif 000068
【０２４６】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ７−２）（３．２５g、２０．０ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．６５g、２．０ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（５．５４g、４０．１ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間攪拌した。これに臭素酸化合物（Ａ７−１）（９．９２g、２２．１ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２４７】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈し、相を分離した。有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄し、硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン:エチルアセテート）して生成物（Ａ７）（６．４４g、１２．２ｍｍｏｌ）を得た。（収率６１％）Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３６５、５２６〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−Ｎ）:６５．７℃、 相転移温度（ＴＮ−I）:１２１．８℃、
【０２４８】
（合成例８  液晶化合物Ａ８の合成）
【化６５】
2016204654.tif 000069
【０２４９】
窒素気流の下でアルコール化合物（Ａ８−２）（２．７４g、１６．９ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムブロミド（０．５５g、１．７ｍｍｏｌ）、ポタシュムカボネート（４．６７g、３３．８ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させた後、４０℃で１時間攪拌した。これに臭素酸化合物（Ａ８−１）（８．３２g、１８．６ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）に溶解させて滴下した後、９０℃で２時間還流した。
【０２５０】
反応終了後、反応溶液を水及びトルエンで希釈し、相を分離した。有機層を抽出してソジウムバイカボネート水溶液及び蒸溜水で洗浄し、硫酸マグネシウム相で乾燥した。これをシリカゲルカラム相から溶出して再結晶（溶媒ｎ−ヘキサン:エチルアセテート）して生成物（Ａ８）（６．０７g、１１．５ｍｍｏｌ）を得た。（収率６８％）Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：３６７、５２８〔Ｍ＋〕相転移温度（ＴＣＲ−Ｎ）:６７．３℃
【０２５１】
（液晶化合物及び液晶組成物の評価方法について）
【０２５２】
液晶化合物及び液晶組成物の低温安全性及び物性は、下記記載の方法にしたがって評価した。
【０２５３】
（１）低温安全性
１０ｍｌバイアルに液晶混合物を２g入れて−２５℃冷凍庫で１日間隔で再結晶の可否を確認する。最初、冷凍庫保管日から００日が経った後、再結晶が発生した時"００日ＮＧ"と表示し、２０日以上液晶状をそのまま維持すれば"20日間維持した"と表現した。
【０２５４】
（２）透明点（Ｔｃ）
透明点を測定しようとする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。
【０２５５】
ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ  ＦＰ９０温度調停器が取り付けられた器具にサンプルを入れて、ＦＰ８２ＨＴ  Ｈｏｔ  ｓｔａｇｅで温度を３℃／ｍｉｎの速度であげながらサンプルの変化を観察した。
【０２５６】
サンプルに穴が生ず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、この値を液晶組成物の透明点として規定した。
【０２５７】
（３）屈折率異方性（ｎ）
液晶組成物の屈折率異方性（ｎ）は、２０℃で５８９ｎｍ波長の光を使用して接眼レンズに偏光板を装着したＡｂｂｅ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、測定対象である液晶組成物を主プリズムに滴下した。以後、偏光の方向がラビングの方向と平行した時の屈折率（ｎ１）と偏光の方向がラビングの方向と垂直である場合の屈折率（ｎ２）を測定した。そして、屈折率の値を下記式１に代入して屈折率異方性（ｎ）を測定した。
【０２５８】
【数１】
2016204654.tif 000070
【０２５９】
（４）誘電率異方性（ε）
液晶組成物の誘電率異方性（ε）は、下記のように測定されたεε１及びε２を下記式２に代入して計算した。
【０２６０】
【数２】
2016204654.tif 000071
【０２６１】
（誘電率ε１の測定）
２枚の硝子基板の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。ついでに、垂直配向膜が互いに対向する２枚の硝子基板間の間隔（セルギャップ）が４μｍになるように２枚の硝子基板のうちいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚の硝子基板を合着させた。そして、この素子に測定対象の液晶組成物を注入し、紫外線で硬化させる接着剤で蜜閉した。以後、Ａｇｉｌｅｎｔで製造した４２９４Ａ装備に使用し、１ｋＨｚ、０．３Ｖ及び２０℃での素子の誘電率（ε１）を測定した。
【０２６２】
（誘電率２の測定）
２枚の硝子基板の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。ついでに、垂直配向膜が互いに対向する２枚の硝子基板間の間隔（セルギャップ）が４μｍになるように２枚の硝子基板のうちいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚の硝子基板を合着させた。そして、この素子に測定対象の液晶組成物を注入し、紫外線で硬化させる接着剤で蜜閉した。以後、Ａｇｉｌｅｎｔで製造した４２９４Ａ装備に使用し、１ｋＨｚ、０．３Ｖ及び２０℃での素子の誘電率（ε２）を測定した。
【０２６３】
（５）回転粘度（γ１）
２枚の硝子基板の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。ついでに、水平配向膜が互いに対向しながら２枚の硝子基板間の間隔（セルギャップ）が２０μｍになるように２枚の硝子基板のうちいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚の硝子基板を合着させた。そして、この素子に液晶組成物を注入して密封した。以後、ＥＳＰＥＣ  Ｃｏｒｐ．で製造した温度コントローラ（Ｍｏｄｅｌ  ＳＵ−２４１）を装着したＴｏｙｏ  Ｃｏｒｐ．のＭｏｄｅｌ６２５４装備を用いて、２０℃でこの素子の回転粘度を測定した。
【０２６４】
（６）電圧維持率（ＶＨＲ）
２枚の硝子基板の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。ついでに、水平配向膜が互いに対向しながら２枚の硝子基板間の間隔（セルギャップ）が４μｍになるように２枚の硝子基板のうちいずれか一つの基板にスペーサを塗布した後、２枚の硝子基板を合着させた。そして、この素子に液晶組成物を注入して密封した。液晶が注入されたこの素子に２４時間の間１００℃で加熱して３６５ｎｍ波長の紫外線を２０Ｊのエネルギーで照射した後、ＥＳＰＥＣ  Ｃｏｒｐ．で製造した温度コントローラ（Ｍｏｄｅｌ  ＳＵ−２４１）を装着したＴｏｙｏ  Ｃｏｒｐ．のＭｏｄｅｌ６２５４装備を用いて、１００℃でこの素子の電圧維持率を測定した。
【０２６５】
（液晶化合物実施例の物性評価）
【０２６６】
前記合成例において、それぞれ合成された液晶化合物の物性を既存物質（ＷＯ１９９６−０１１８９７、ＪＰ１９９７−１７６６４５に開示、Ｍ３）と比較してその結果を下記表３に表した。
【０２６７】
【表３】
2016204654.tif 000072
【０２６８】
上記結果の考察を述べる。前提として、温度下降時の融点は低温安全性に影響を及ぼす。上記表３から分かるように、低温安全性に影響を及ぼす温度下降時の融点をよく見れば、既存物質Ｍ３と分子の長さが同等なＡ２、Ａ３を比較時発明物質が１９℃以上低いことを確認することができる。低温安全性の場合、既存液晶であるＭ３に比べて分子の長さが同等なＡ２及びＡ３液晶から飛躍的に上昇することが分かる。
【０２６９】
また、Ａ３のようにメチル基が特定位置に存在する場合、誘電率異方性がＭ３液晶に比べて１６％程度上昇した。本発明の物質のうちＡ５は、低温安全性がＡ１、Ａ２、Ａ３に比べて劣るが、誘電率異方性対比回転粘度が既存物Ｍ３物質より優れた特性を持っている。
【０２７０】
このように、本発明の液晶化合物は、既存液晶に比べて低温安全性が優れており、誘電率異方性を上昇させて液晶媒体を用いる各種のデバイスに有用な液晶混合物を提供することができる。
【０２７１】
（液晶組成物の比較例及び実施例の物性評価）
【０２７２】
既存物質のＭ３化合物及び一般式２〜一般式４の化合物を下記表５〜表９に示す組成で混合し、比較例による液晶組成物の低温安全性及び物性を評価した。
【０２７３】
一般式１〜一般式４の化合物を下記表１０〜３９に示す組成で混合し、本発明の実施例による液晶組成物の低温安全性及び物性を評価した。
【０２７４】
比較例１〜比較例５、及び実施例１〜実施例３０を構成する化合物と、比較例１〜比較例２を構成する化合物の中心グループ、結合グループ及び末端グループに対する構造とその記号を下記表４に表した。そして、下記実施例において、Ａ１〜Ａ７は、上述した合成例に記載の物質記号を意味する。
【０２７５】
【表４】
2016204654.tif 000073
【０２７６】
ただし、中心グループと結合グループとの間は別途の表示はない。また、中心／結合グループと末端グループは「−」で区分する。また、末端と末端は「．」で区分する。なお、末端は最後に作成する。例えば、次のように表される。
【０２７７】
【化６６】
2016204654.tif 000074
【０２７８】
【化６７】
2016204654.tif 000075
【０２７９】
【化６８】
2016204654.tif 000076
【０２８０】
【化６９】
2016204654.tif 000077
【０２８１】
下記実施例において、既存物質Ｍ３が用いられた比較例１及び比較例２と、一般式１から導出されたＡ２、Ａ３を用いた実施例１及び実施例２を比べて見れば、実施例１及び実施例２の液晶組成物の低温安全性が比較例１及び比較例２よりも向上していることが分かる。また、実施例１及び実施例２の液晶組成物の誘電率異方性及び回転粘度の調節が容易であることを確認することができる。
【０２８２】
また、実施例３ないし実施例３０をよく見れば、一般式１から導出された液晶化合物が使用された実施例での該液晶組成物は、高い誘電率異方性及び多様な屈折率異方性を持つことができることが確認された。
【０２８３】
特に、下記実施例１０〜実施例１５は、一般式１の液晶化合物と一般式２の液晶化合物とを含む液晶組成物、下記実施例１６〜実施例２１は、一般式１の液晶化合物及び一般式２の液晶化合物、及び一般式３の液晶化合物を含む液晶組成物であり、下記実施例２２〜実施例２７は、一般式１の液晶化合物と一般式４の液晶化合物であるところ、一般式１の液晶化合物を含む多様な組み合わせの液晶組成物は、低温環境により優秀な特性があり、液晶表示装置の要求条件を容易に混合することができる組成物を作ることができることが確認された。
【０２８４】
これに加えて、実施例２８〜実施例３０は、一般式１の液晶化合物を含む液晶組成物に、追加で一般式５〜一般式７の熱／ＵＶ安定化剤を混合した組成物である。
【０２８５】
表において、「添加剤一般式５」は、一般式５でＲ1がＣ7Ｈ15で、ｐが０である化合物を意味し、「添加剤一般式６」は、Ｒ3が水素でｎが８である化合物を意味する。
【０２８６】
比較例３〜比較例５の液晶組成物と実施例２８〜実施例３０の液晶組成物をよく見れば、熱／ＵＶ安定化剤が加えられた混合物の電圧維持率が約１０％以上高いことが確認された。
【０２８７】
比較例１についての結果を以下の表５に示す。
【表５】
2016204654.tif 000078
【０２８８】
比較例２についての結果を以下の表６に示す。
【０２８９】
【表６】
2016204654.tif 000079
【０２９０】
比較例３についての結果を以下の表７に示す。
【０２９１】
【表７】
2016204654.tif 000080
【０２９２】
比較例４についての結果を以下の表８に示す。
【０２９３】
【表８】
2016204654.tif 000081
【０２９４】
比較例５についての結果を以下の表９に示す。
【０２９５】
【表９】
2016204654.tif 000082
【実施例】
【０２９６】
実施例１についての結果を以下の表１０に示す。
【０２９７】
【表１０】
2016204654.tif 000083
【０２９８】
実施例２についての結果を以下の表１１に示す。
【０２９９】
【表１１】
2016204654.tif 000084
【０３００】
実施例３についての結果を以下の表１２に示す。
【０３０１】
【表１２】
2016204654.tif 000085
【０３０２】
実施例４についての結果を以下の表１３に示す。
【０３０３】
【表１３】
2016204654.tif 000086
【０３０４】
実施例５についての結果を以下の表１４に示す。
【０３０５】
【表１４】
2016204654.tif 000087
【０３０６】
実施例６についての結果を以下の表１５に示す。
【０３０７】
【表１５】
2016204654.tif 000088
【０３０８】
実施例７についての結果を以下の表１６に示す。
【０３０９】
【表１６】
2016204654.tif 000089
【０３１０】
実施例８についての結果を以下の表１７に示す。
【０３１１】
【表１７】
2016204654.tif 000090
【０３１２】
実施例９についての結果を以下の表１８に示す。
【０３１３】
【表１８】
2016204654.tif 000091
【０３１４】
実施例１０についての結果を以下の表１９に示す。
【０３１５】
【表１９】
2016204654.tif 000092
【０３１６】
実施例１１についての結果を以下の表２０に示す。
【０３１７】
【表２０】
2016204654.tif 000093
【０３１８】
実施例１２についての結果を以下の表２１に示す。
【０３１９】
【表２１】
2016204654.tif 000094
【０３２０】
実施例１３についての結果を以下の表２２に示す。
【０３２１】
【表２２】
2016204654.tif 000095
【０３２２】
実施例１４についての結果を以下の表２３に示す。
【０３２３】
【表２３】
2016204654.tif 000096
【０３２４】
実施例１５についての結果を以下の表２４に示す。
【０３２５】
【表２４】
2016204654.tif 000097
【０３２６】
実施例１６についての結果を以下の表２５に示す。
【０３２７】
【表２５】
2016204654.tif 000098
【０３２８】
実施例１７についての結果を以下の表２６に示す。
【０３２９】
【表２６】
2016204654.tif 000099
【０３３０】
実施例１８についての結果を以下の表２７に示す。
【０３３１】
【表２７】
2016204654.tif 000100
【０３３２】
実施例１９についての結果を以下の表２８に示す。
【０３３３】
【表２８】
2016204654.tif 000101
【０３３４】
実施例２０についての結果を以下の表２９に示す。
【０３３５】
【表２９】
2016204654.tif 000102
【０３３６】
実施例２１についての結果を以下の表３０に示す。
【０３３７】
【表３０】
2016204654.tif 000103
【０３３８】
実施例２２についての結果を以下の表３１に示す。
【０３３９】
【表３１】
2016204654.tif 000104
【０３４０】
実施例２３についての結果を以下の表３２に示す。
【０３４１】
【表３２】
2016204654.tif 000105
【０３４２】
実施例２４についての結果を以下の表３３に示す。
【０３４３】
【表３３】
2016204654.tif 000106
【０３４４】
実施例２５についての結果を以下の表３４に示す。
【０３４５】
【表３４】
2016204654.tif 000107
【０３４６】
実施例２６についての結果を以下の表３５に示す。
【０３４７】
【表３５】
2016204654.tif 000108
【０３４８】
実施例２７についての結果を以下の表３６に示す。
【０３４９】
【表３６】
2016204654.tif 000109
【０３５０】
実施例２８についての結果を以下の表３７に示す。
【０３５１】
【表３７】
2016204654.tif 000110
【０３５２】
実施例２９についての結果を以下の表３８に示す。
【０３５３】
【表３８】
2016204654.tif 000111
【０３５４】
実施例３０についての結果を以下の表３９に示す。
【０３５５】
【表３９】
2016204654.tif 000112
【０３５６】
以上、本発明について具体的な実施例を通じて詳しく説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当該技術分野における通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能であることは明白であろう。
【符号の説明】
【０３５７】
１００  液晶表示装置、
１０１  上部配向膜、
１０２  下部配向膜、
１１０  第１基板、
１１１  上部ベース基板、
１１２  光遮断層、
１１３  カラーフィルター、
１１４  上部絶縁膜、
１１５  共通電極、
１２０  第２基板、
１２１  下部ベース基板、
１２２  ゲート電極、
１２３  ゲート絶縁膜、
１２４ａ  半導体層、
１２４ｂ  オーミックコンタクト層、
１２５  ソース電極、
１２６  ドレイン電極、
１２７  パシベーション層、
１２８   画素電極、
１３０  液晶層、
１３１  液晶分子、
ＣＨ  コンタクトホール
【図１】
2016204654.tif 000167
【図２】
2016204654.tif 000168