本發明涉及一種化合物、液晶組合物及使用所述液晶組合物的液晶顯示元件、傳感器、液晶透鏡、光通信設備及天線。

背景技術：

1、作為大多用于顯示器用途的液晶的新穎用途，在汽車等移動體與通信衛星之間進行電波的收發且使用液晶的天線備受矚目。從前，衛星通信使用拋物線天線(parabolaantenna)，但于在汽車等移動體中使用的情況下，必須隨時將拋物線天線朝向衛星方向，需要大的可動部。但是，使用液晶的天線通過面板內部的液晶運作，可改變電波的收發方向，因此不需要移動天線本身，天線的形狀也可成為平面。另外，為了實現全球大容量且高速通信，正在進行利用多個低軌道衛星的低軌道衛星星座的研究。為了自地面追蹤看起來始終在移動的低軌道衛星，有用的是可容易地改變電波的收發方向的液晶天線。

2、一般而言，對于汽車等的自動駕駛而言，需要下載高精度三維(threedimensional，3d)地圖信息的大量數據。但是，若為使用液晶的天線，則通過將所述天線組裝于汽車中，即便無機械可動部也能夠自通信衛星下載大量數據。衛星通信中使用的頻帶約為13ghz帶，與至今為止的液晶顯示器用途中使用的頻率大不相同。因此，對液晶的要求物性也大不相同，天線用液晶所要求的δn例如為0.4左右，運作溫度范圍例如為-20℃～120℃。

3、另外，作為汽車等移動體的自動駕駛用傳感器，使用液晶的紅外線激光圖像識別及測距裝置也備受矚目。對所述用途的液晶所要求的δn例如為0.3～0.6，運作溫度范圍例如為10℃～100℃。

4、進而，已知構成顯示出0.2以上的高δn的液晶組合物的液晶性化合物大多相容性低。因而，也重要的是選擇相容性高的液晶性化合物。

5、對此，作為天線用液晶的技術，例如可列舉專利文獻1。

6、另外，在非專利文獻1中，提倡使用液晶材料作為高頻器件的構成成分。

7、現有技術文獻

8、專利文獻

9、專利文獻1：日本專利特開2016-37607號公報

10、非專利文獻

11、非專利文獻1：多爾菲(d.dolfi)，“電子快報(electronics?letters)”，(英國)，1993年，29卷，10號，p.926-928

技術實現思路

1、發明所要解決的問題

2、本發明的課題在于提供一種可提供tni高、δn大、δεr大、tanδiso小、室溫下的保存性良好的液晶組合物的化合物、液晶組合物及使用所述液晶組合物的液晶顯示元件、傳感器、液晶透鏡、光通信設備及天線。

3、解決問題的技術手段

4、本發明人等人進行了努力研究，結果發現，包含具有四環結構、作為環結構間的連結基的-c≡c-及異硫氰酸酯基(-ncs)的通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上的液晶組合物可解決所述課題，從而完成了本發明。

5、作為解決所述課題的本發明的結構的一例，如下所述。

6、項1.一種液晶組合物，含有下述通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上。

7、[化1]

8、ri1-ai1-zi1-ai2-zi2-ai3-zi3-ai4-ncs????(i)

9、(通式(i)中，

10、ri1表示氫原子或碳原子數1～20的烷基，

11、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-s-、-co-和/或-cs-取代，

12、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-co-o-、-o-co-、-co-s-、-s-co-、-co-nh-、-nh-co-、-ch＝ch-、-cf＝cf-和/或-c≡c-取代，

13、所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代，

14、但氧原子與氧原子不直接鍵結，

15、ai1、ai2、ai3及ai4分別獨立地表示碳原子數3～16的烴環或碳原子數3～16的雜環中的任一者，

16、所述ai1、ai2、ai3及ai4中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基si1取代，

17、取代基si1表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟氫硫基、硝基、氰基、異氰基、氨基、羥基、巰基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二異丙基氨基、三甲基硅烷基、二甲基硅烷基、硫代異氰基、碳原子數1～20的烷基中的任一者，

18、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-s-和/或-co-取代，

19、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-ch＝ch-、-cf＝cf-、-c≡c-、-co-o-、-o-co-、-co-s-、-s-co-、-co-nh-和/或-nh-co-取代，

20、所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代，

21、但氧原子與氧原子不直接鍵結，

22、在取代基si1存在多個的情況下，這些可相同也可不同，

23、zi1、zi2及zi3分別獨立地表示單鍵、碳原子數1～20的亞烷基中的任一者，

24、zi1、zi2及zi3的至少一個表示-c≡c-，

25、所述亞烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-cf2-和/或-co-取代，

26、所述亞烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-ch2-ch(ch3)-、-ch(ch3)-ch2-、-ch＝ch-、-cf＝cf-、-ch＝c(ch3)-、-c(ch3)＝ch-、-ch＝n-、-n＝ch-、-n＝n-、-c≡c-、-co-o-和/或-o-co-取代，

27、但氧原子與氧原子不直接鍵結)

28、項2.根據項1所述的液晶組合物，其中所述ri1因所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-被取代為-c≡c-而表示碳原子數2～20的炔基。

29、項3.根據項1或2所述的液晶組合物，其中所述zi3表示-c≡c-。

30、項4.根據項1至3中任一項所述的液晶組合物，還包含下述通式(ii)所表示的化合物的一種或兩種以上。

31、[化2]

32、

33、(通式(ii)中，

34、rii1分別獨立地表示碳原子數1～20的烷基，

35、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-s-、-co-和/或-cs-取代，

36、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-ch＝ch-、-co-o-、-o-co-、-co-s-、-s-co-、-co-nh-、-nh-co-、-ch＝ch-、-cf＝cf-和/或-c≡c-取代，

37、所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可被取代為鹵素原子，

38、但氧原子與氧原子不直接鍵結，

39、aii1及aii2分別獨立地表示選自由以下的基(a)、基(b)、基(c)及基(d)所組成的群組中的基，

40、(a)1,4-亞環己基(所述基中存在的一個-ch2-或不鄰接的兩個以上的-ch2-可被取代為-o-和/或-s-)

41、(b)1,4-亞苯基(所述基中存在的一個-ch＝或兩個以上的-ch＝可被取代為-n＝)

42、(c)1,4-亞環己烯基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、5,6,7,8-四氫萘-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、蒽-2,6-二基、蒽-1,4-二基、蒽-9,10-二基、菲-2,7-二基、2,3-二氫茚-2,5-二基、2,3-二氫茚-1,5-二基、2,3-二氫茚-3,5-二基(萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、5,6,7,8-四氫萘-1,4-二基、蒽-2,6-二基、蒽-1,4-二基、蒽-9,10-二基或菲-2,7-二基中存在的一個-ch＝或兩個以上的-ch＝可被取代為-n＝)

43、(d)噻吩-2,5-二基、苯并噻吩-2,5-二基、苯并噻吩-2,6-二基、二苯并噻吩-3,7-二基、二苯并噻吩-2,6-二基、噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基(所述基中存在的一個-ch＝或兩個以上的-ch＝可被取代為-n＝)

44、所述aii1及aii2中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基sii1取代，

45、取代基sii1表示鹵素原子、五氟氫硫基、硝基、氰基、異氰基、氨基、羥基、巰基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二異丙基氨基、三甲基硅烷基、二甲基硅烷基、硫代異氰基或碳原子數1～20的烷基中的任一者，

46、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-s-、-co-和/或-cs-取代，

47、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-co-o-、-o-co-、-co-s-、-s-co-、-co-nh-、-nh-co-、-ch＝ch-、-cf＝cf-和/或-c≡c-取代，

48、所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可被取代為鹵素原子，

49、但氧原子與氧原子不直接鍵結，

50、在取代基sii1存在多個的情況下，這些可相同也可不同，

51、zii1表示單鍵、碳原子數1～20的亞烷基中的任一者，

52、所述亞烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-cf2-和/或-co-取代，

53、所述亞烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-ch2-ch(ch3)-、-ch(ch3)-ch2-、-ch＝ch-、-cf＝cf-、-ch＝c(ch3)-、-c(ch3)＝ch-、-ch＝n-、-n＝ch-、-n＝n-、-c≡c-、-co-o-和/或-o-co-取代，

54、氧原子與氧原子不直接鍵結，

55、nii1表示1～4的整數，

56、在aii1及zii1存在多個的情況下，這些分別可相同也可不同；

57、其中，將通式(i)所表示的化合物除外)

58、項5.根據項4所述的液晶組合物，其中所述通式(ii)所表示的化合物是選自由下述通式(ii-1)～通式(ii-8)所表示的化合物所組成的群組中。

59、[化3]

60、rii1-aii1-aii2-ncs????(ii-1)

61、

62、rii1-aii1-aii1-2-aii2-ncs????(ii-5)

63、

64、rii1-aii1-aii1-2-aii1-3-aii2-ncs????(ii-8)

65、(通式(ii-1)～通式(ii-8)中，

66、rii1、aii1及aii2表示與所述通式(ii)中的rii1、aii1及aii2分別相同的含義，

67、通式(ii-3)～通式(ii-8)中，aii1-2及aii1-3的定義分別獨立地與所述通式(ii)中的aii1的定義相同)

68、項6.根據項1至5中任一項所述的液晶組合物，其中25℃、589nm下的δn為0.38以上。

69、項7.一種液晶顯示元件，使用了根據項1至6中任一項所述的液晶組合物。

70、項8.根據項7所述的液晶顯示元件，以有源矩陣方式或無源矩陣方式驅動。

71、項9.一種液晶顯示元件，通過可逆地改變根據項1至6中任一項所述的液晶組合物的液晶分子的取向方向來可逆地切換介電常數。

72、項10.一種傳感器，使用了根據項1至6中任一項所述的液晶組合物。

73、項11.一種液晶透鏡，使用了根據項1至6中任一項所述的液晶組合物。

74、項12.一種光通信設備，使用了根據項1至6中任一項所述的液晶組合物。

75、項13.一種天線，使用了根據項1至6中任一項所述的液晶組合物。

76、項14.根據項13所述的天線，包括：

77、第一基板，具有多個槽；

78、第二基板，與所述第一基板相向，且設置有供電部；

79、第一電介質層，設置于所述第一基板與所述第二基板之間；

80、多個貼片電極，與所述多個槽對應地配置；

81、第三基板，設置有所述貼片電極；以及

82、液晶層，設置于所述第一基板與所述第三基板之間，

83、所述液晶層含有根據項1至6中任一項所述的液晶組合物。

84、項15.一種化合物，由下述通式(i)表示。

85、[化4]

86、ri1-ai1-zi1-ai2-zi2-ai3-zi3-ai4-ncs????(i)

87、(通式(i)中，

88、ri1表示氫原子或碳原子數1～20的烷基，

89、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-s-、-co-和/或-cs-取代，

90、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-co-o-、-o-co-、-co-s-、-s-co-、-co-nh-、-nh-co-、-ch＝ch-、-cf＝cf-和/或-c≡c-取代，

91、所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代，

92、但氧原子與氧原子不直接鍵結，

93、ai1、ai2、ai3及ai4分別獨立地表示碳原子數3～16的烴環或碳原子數3～16的雜環中的任一者，

94、所述ai1、ai2、ai3及ai4中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由取代基si1取代，

95、取代基si1表示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、五氟氫硫基、硝基、氰基、異氰基、氨基、羥基、巰基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二異丙基氨基、三甲基硅烷基、二甲基硅烷基、硫代異氰基、碳原子數1～20的烷基中的任一者，

96、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-s-和/或-co-取代，

97、所述烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-ch＝ch-、-cf＝cf-、-c≡c-、-co-o-、-o-co-、-co-s-、-s-co-、-co-nh-和/或-nh-co-取代，

98、所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子分別獨立地可由鹵素原子取代，

99、但氧原子與氧原子不直接鍵結，

100、在取代基si1存在多個的情況下，這些可相同也可不同，

101、zi1、zi2及zi3分別獨立地表示單鍵、碳原子數1～20的亞烷基中的任一者，

102、zi1、zi2及zi3的至少一個表示-c≡c-，

103、所述亞烷基中的一個或兩個以上的-ch2-分別獨立地可由-o-、-cf2-和/或-co-取代，

104、所述亞烷基中的一個或兩個以上的-ch2-ch2-分別獨立地可由-ch2-ch(ch3)-、-ch(ch3)-ch2-、-ch＝ch-、-cf＝cf-、-ch＝c(ch3)-、-c(ch3)＝ch-、-ch＝n-、-n＝ch-、-n＝n-、-c≡c-、-co-o-和/或-o-co-取代，

105、但氧原子與氧原子不直接鍵結)

106、發明的效果

107、根據本發明，通過包含具有四環結構、作為環結構間的連結基的-c≡c-及異硫氰酸酯基(-ncs)的通式(i)所表示的化合物的一種或兩種以上的液晶組合物，可獲得tni高、δn大、δεr大、tanδiso小、室溫下的保存性良好的液晶組合物，所述液晶組合物對液晶顯示元件、傳感器、液晶透鏡、光通信設備及天線有用。