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CN112779024A - 液晶组合物和液晶显示元件 - Google Patents

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CN112779024A CN202011140256.4A CN202011140256A CN112779024A CN 112779024 A CN112779024 A CN 112779024A CN 202011140256 A CN202011140256 A CN 202011140256A CN 112779024 A CN112779024 A CN 112779024A
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Abstract

本发明提供一种液晶组合物和液晶显示元件。本发明要解决的课题在于提供一种液晶组合物,其是Δε为正的液晶组合物,旋转粘度小,具有宽温度范围的液晶相,低温时不引起析出、相变且保存稳定性良好,并且兼顾了作为液晶显示元件所必需的高电压保持率以及相对于热和光的高稳定性。进一步在于通过使用该液晶组合物,从而提供高速响应性优异、动作温度范围宽的液晶显示元件。本发明的液晶组合物含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(ii)所表示的化合物、以及1种或2种以上的通式(iii)所表示的化合物。式中,Ri1、Rii1、Riii1和Riii2表示碳原子数1~8的烷基。[化1]
Figure DDA0002738015530000011
[化2]
Figure DDA0002738015530000012
[化3]

Description

液晶组合物和液晶显示元件
技术领域
本发明涉及作为电光学性液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示正值的向列液晶组合物、和使用该组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件从用于钟表、电子计算器开始,发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等。作为液晶显示方式,其代表性的方式有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的以垂直取向为特征的VA(垂直排列)型、以水平取向为特征的IPS(面内转换)型、FFS(边缘场转换)型等。这些液晶显示元件中使用的液晶组合物要求相对于水分、空气、热、光等外界因素稳定,并且在以室温为中心尽可能宽的温度范围内呈现液晶相,粘性低,且驱动电压低。进一步,为了针对各个显示元件而相应地将最佳介电常数各向异性(Δε)或和折射率各向异性(Δn)等设为最佳值,液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
就垂直取向(VA)型显示器而言,使用Δε为负的液晶组合物,就TN型、STN型或IPS型等水平取向型显示器而言,使用Δε为正的液晶组合物。另外,还报道了使Δε为正的液晶组合物在未施加电压时垂直取向、通过施加横向电场而进行显示的驱动方式,Δε为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面,在所有驱动方式中,要求低电压驱动、高速响应、宽动作温度范围。即,要求Δε为正且绝对值大、粘度(η)小、向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)高。另外,需要根据Δn与单元间隙(d)之积即Δn×d的设定,结合单元间隙而将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。此外,在将液晶显示元件应用于电视等的情况下,重视高速响应性,因此要求旋转粘度(γ1)小的液晶组合物。
另一方面,随着液晶显示元件的用途扩大,其使用方法、制造方法也可见大的变化。为了应对这些变化,需要将除了以往已知那样的基本物性值以外的特性进行优化。即,使用液晶组合物的液晶显示元件中VA型、IPS型等被广泛使用,关于其尺寸,50型以上的超大型尺寸的显示元件得以实用化。随着基板尺寸的大型化,关于液晶组合物向基板的注入方法,也从以往的真空注入法变为滴注(ODF:One Drop Fill)法并成为注入方法的主流,但将液晶组合物滴加于基板时的滴痕产生了引起显示品质降低的问题。
进一步,在利用ODF法的液晶显示元件制造工序中,需要根据液晶显示元件的尺寸来滴加最佳液晶注入量。如果液晶注入量大大偏离最佳值,则预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡被打破,会发生斑点产生、对比度不良等显示不良。尤其是最近流行的智能手机中常用的小型液晶显示元件,由于最佳的液晶注入量本身为少量,因此将与最佳值的偏差控制在一定范围内是困难的。因而,为了保持液晶显示元件的成品率高,还需要如下的性能:例如相对于滴加液晶时产生的滴加装置内的急剧压力变化、冲击而受到的影响小;能够长时间稳定地持续滴加液晶。
作为可靠性高且难以产生烧屏、滴痕等显示不良的液晶组合物的构成,例如公开了将作为Δε为中性的液晶化合物的式(D5-i)所表示的化合物、和作为Δε为正的液晶化合物的式(D5-ii)所表示的化合物组合使用的液晶组合物(例如参照专利文献5)。
[化1]
Figure BDA0002738015520000021
然而,专利文献5中公开的液晶组合物并未充分应对现今的如下要求:必须在维持Tni、充分宽的向列温度范围和低温保存性等的同时,实现为了高速响应化的低粘性化。
由此,在由TFT元件等驱动的主动矩阵驱动液晶显示元件所使用的液晶组合物中,要求进行如下那样的开发:维持高速响应性能等作为液晶显示元件所要求的特性、性能,同时具有一直以来受到重视的高电压保持率,除了相对于光、热等外部刺激稳定的特性以外,还考虑了液晶显示元件的制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-037918号
专利文献2:日本特开2008-038018号
专利文献3:日本特开2010-275390号
专利文献4:日本特开2011-052120号
专利文献5:日本特开2016-204479号
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于提供一种液晶组合物,其是Δε为正的液晶组合物,旋转粘度小,具有宽温度范围的液晶相,低温时不引起析出、相变且保存稳定性良好,并且兼顾了作为液晶显示元件所必需的高电压保持率以及相对于热和光的高稳定性。进一步在于通过使用该液晶组合物从而提供高速响应性优异、动作温度范围宽的液晶显示元件。
用于解决课题的手段
本发明人研究了各种液晶化合物和各种化学物质,发现通过组合特定的液晶化合物能够解决前述课题,从而完成了本发明。
即,本发明的液晶组合物含有1种或2种以上的下述通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的下述通式(ii)所表示的化合物、以及1种或2种以上的下述通式(iii)所表示的化合物。
[化2]
Figure BDA0002738015520000031
(式中Ri1表示碳原子数1~8的烷基。)
[化3]
Figure BDA0002738015520000032
(式中Rii1表示碳原子数1~8的烷基。)
[化4]
Figure BDA0002738015520000041
(式中Riii1和Riii2相互独立地表示碳原子数1~8的烷基。)
本发明的液晶显示元件使用了上述液晶组合物。作为本发明的液晶显示元件,为TN(扭曲向列)型、ECB(电控双折射)型、IPS(面内转换)型或FFS(边缘场转换)型是合适的。
发明的效果
本发明的具有正的介电常数各向异性的液晶组合物的旋转粘度小,具有宽温度范围的液晶相,低温时不引起析出、相变且保存稳定性良好,并且兼顾了作为液晶显示元件所必需的高电压保持率以及相对于热和光的高稳定性。因此,该液晶组合物的制品实用性高,在用于液晶显示元件时能够实现高速响应,同时能够实现宽的动作温度范围。
具体实施方式
1.液晶组合物
本发明的液晶组合物含有1种或2种以上的下述通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的下述通式(ii)所表示的化合物、以及1种或2种以上的下述通式(iii)所表示的化合物。
[化5]
Figure BDA0002738015520000042
[化6]
Figure BDA0002738015520000043
[化7]
Figure BDA0002738015520000044
本发明的液晶组合物优选在室温(25℃)呈现液晶相,进一步优选呈现向列相。另外,本发明的液晶组合物含有介电性基本为中性的化合物(介电常数各向异性Δε的值为-2以上2以下)和介电性为正的化合物(Δε的值大于2)。需说明的是,化合物的介电常数各向异性是从通过对25℃时介电性基本为中性的液晶组合物添加该化合物而得到的液晶组合物的介电常数各向异性的测定值外推而得的值。
<通式(i)所表示的化合物>
通式(i)中,Ri1表示碳原子数1~8的烷基。Ri1更优选碳原子数1~5的烷基,进一步优选碳原子数2~5的烷基。
重视降低粘度的情况下,通式(i)所表示的化合物优选Ri1为碳原子数2的烷基(乙基)的下述式(i-2)所表示的化合物、或者Ri1为碳原子数3的烷基(丙基)的下述式(i-3)所表示的化合物,更优选为式(i-3)所表示的化合物。
[化8]
Figure BDA0002738015520000051
[化9]
Figure BDA0002738015520000052
进一步,重视向列相-各向同性液体相转变温度Tni和介电常数各向异性Δε的情况下,通式(i)所表示的化合物优选为上述式(i-3)所表示的化合物。
作为通式(i)所表示的化合物,可以使用1种或2种,也可以组合使用3种以上。从使对液晶组合物的溶解性好的观点考虑,更优选并用上述式(i-2)所表示的化合物和上述式(i-3)所表示的化合物。
通式(i)所表示的化合物在液晶组合物中的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
<通式(ii)所表示的化合物>
通式(ii)中,Rii1表示碳原子数1~8的烷基。Rii1更优选碳原子数1~5的烷基,进一步优选碳原子数2~5的烷基。
重视在宽温度范围呈现液晶相的情况下,通式(ii)所表示的化合物优选Rii1为碳原子数3的烷基(丙基)的、式(ii-3)所表示的化合物。
[化10]
Figure BDA0002738015520000061
作为通式(ii)所表示的化合物,可以使用1种或2种,也可以组合使用3种以上。
通式(ii)所表示的化合物在液晶组合物中的优选含量的下限值为0.5质量%、1质量%、2质量%、3质量%、4质量%、6质量%、8质量%。优选含量的上限值为20质量%、16质量%、12质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
如果通式(ii)所表示的化合物在液晶组合物中的含量多,则呈现液晶相的温度范围的下限值降低,另一方面,有旋转粘度γ1升高的倾向。从能够在降低呈现液晶相的温度范围的下限值的同时减小旋转粘性γ1来考虑,优选为0.5质量%以上5质量%以下。
<通式(iii)所表示的化合物>
通式(iii)中,Riii1表示碳原子数1~8的烷基。Riii1更优选碳原子数1~5的烷基,进一步优选碳原子数1~3的烷基。重视Tni的情况下,特别优选碳原子数3的烷基(丙基)。
Riii2表示碳原子数1~8的烷基。Riii2更优选碳原子数1~5的烷基,进一步优选碳原子数1~3的烷基。重视Tni的情况下,Riii2特别优选为碳原子数1的烷基(甲基)。重视低粘性的情况下,Riii2特别优选为碳原子数3的烷基(丙基)。
作为通式(iii)所表示的化合物,可以使用1种或2种,也可以组合使用3种以上。尤其优选使用下述式(iii-1)或式(iii-3)所表示的化合物,更优选使用式(iii-1)所表示的化合物。
[化11]
Figure BDA0002738015520000071
通式(iii)所表示的化合物在液晶组合物中的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、6质量%、8质量%。优选含量的上限值为20质量%、16质量%、14质量%、12质量%、10质量%。
<通式(J)所表示的化合物>
本发明的液晶组合物优选进一步含有1种或2种以上的通式(J)所表示的化合物。但是,不包括通式(i)所表示的化合物。这些化合物相当于介电性为正的化合物(Δε大于2。)。
[化12]
Figure BDA0002738015520000072
通式(J)中,RJ1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nJ1表示0、1、2、3或4,
AJ1、AJ2和AJ3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基取代,
ZJ1和ZJ2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-,
nJ1为2、3或4且AJ2存在多个时,它们可以相同也可以不同,nJ1为2、3或4且ZJ1存在多个时,它们可以相同也可以不同,
XJ1表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基。
通式(J)中,RJ1优选碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数2~8的烯基或碳原子数2~8的烯氧基,优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基,进一步优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,进一步优选碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基,特别优选碳原子数3的烯基(丙烯基)。
重视可靠性的情况下,RJ1优选为烷基,重视降低粘性的情况下,优选为烯基。
另外,当RJ1所连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,当其连接的环结构为环己烷、吡喃和二噁烷等饱和的环结构时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中任一者所表示的基团。各式中的黑点表示烯基所连接的环结构中的碳原子。
[化13]
Figure BDA0002738015520000081
AJ1、AJ2和AJ3分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族,优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-二环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,它们可以被氟原子取代,更优选表示下述结构,
[化14]
Figure BDA0002738015520000091
进一步优选表示下述结构。
[化15]
Figure BDA0002738015520000092
ZJ1和ZJ2分别独立地优选表示-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选-OCH2-、-CF2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选-OCH2-、-CF2O-或单键。
XJ1优选氟原子或三氟甲氧基,优选氟原子。
nJ1优选0、1、2或3,优选0、1或2,当重点放在改善Δε时,优选0或1,当重视Tni时优选1或2。
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式,为1种,2种,3种。另外进一步,在本发明另外的实施方式中为4种,5种,6种,7种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(J)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,通式(J)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值例如在本发明的一个方式中为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性优异的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高一些、使上限值高一些。
重视可靠性的情况下,RJ1优选为烷基,重视降低粘性的情况下,优选为烯基。
作为通式(J)所表示的化合物,可列举通式(M)所表示的化合物。即,本发明的液晶组合物优选含有1种或2种以上的通式(M)所表示的化合物。但是,不包括通式(i)所表示的化合物。这些化合物相当于介电性为正的化合物(Δε大于2。)。
[化16]
Figure BDA0002738015520000101
通式(M)中,RM1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nM1表示0、1、2、3或4,
AM1和AM2分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-或-S-取代。)和
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)
上述基团(a)和基团(b)上的氢原子分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZM1和ZM2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-,
nM1为2、3或4且AM2存在多个时,它们可以相同也可以不同,nM1为2、3或4且ZM1存在多个时,它们可以相同也可以不同,
XM1和XM3分别独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基。
RM1优选碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数2~8的烯基或碳原子数2~8的烯氧基,优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基,进一步优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,进一步优选碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基,特别优选碳原子数3的烯基(丙烯基)。
重视可靠性的情况下,RM1优选为烷基,重视降低粘性的情况下,优选为烯基。
关于RM1,当其连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,当其连接的环结构为环己烷、吡喃和二噁烷等饱和的环结构时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中任一者所表示的基团。各式中的黑点表示烯基所连接的环结构中的碳原子。
[化17]
Figure BDA0002738015520000121
AM1和AM2分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族,优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-二环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化18]
Figure BDA0002738015520000122
进一步优选表示下述结构。
[化19]
Figure BDA0002738015520000123
ZM1和ZM2分别独立地优选表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选-CF2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选-CF2O-或单键。
nM1优选0、1、2或3,优选0、1或2。关于nM1,当重点放在改善Δε时,优选0或1,当重视Tni时优选1或2。
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式,为1种,2种,3种。另外进一步,在本发明另外的实施方式中为4种,5种,6种,7种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(M)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值例如在本发明的一个方式中为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性优异的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高一些、使上限值高一些。
通式(M)所表示的化合物优选为选自例如通式(M-1)所表示的化合物组的化合物。
[化20]
Figure BDA0002738015520000131
通式(M-1)中,RM11表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM11至XM15分别独立地表示氢原子或氟原子,YM11表示氟原子或OCF3
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种,2种,3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、22质量%、25质量%、30质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性优异的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高一些、使上限值高一些。
进一步,通式(M-1)所表示的化合物具体而言优选为式(M-1.1)至式(M-1.4)所表示的化合物,优选式(M-1.1)或式(M-1.2)所表示的化合物,进一步优选式(M-1.2)所表示的化合物。另外,也优选同时使用式(M-1.1)或式(M-1.2)所表示的化合物。
[化21]
Figure BDA0002738015520000141
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-1.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、6质量%。优选含量的上限值为15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-1.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、6质量%。优选含量的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-1.1)和式(M-1.2)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、6质量%。优选含量的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
进一步,通式(M)所表示的化合物优选为选自例如通式(M-2)所表示的化合物组的化合物。
[化22]
Figure BDA0002738015520000151
通式(M-2)中,RM21表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM21和XM22分别独立地表示氢原子或氟原子,YM21表示氟原子、氯原子或OCF3
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、22质量%、25质量%、30质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要难以发生烧屏的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高一些、使上限值高一些。
进一步,通式(M-2)所表示的化合物优选为式(M-2.1)至式(M-2.5)所表示的化合物,优选为式(M-2.3)或/和式(M-2.5)所表示的化合物。
[化23]
Figure BDA0002738015520000161
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-2.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、6质量%。优选含量的上限值为15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-2.3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、6质量%。优选含量的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-2.5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、6质量%。优选含量的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-2.2)、(M-2.3)和式(M-2.5)所表示的化合物的合计含量优选为1质量%以上,更优选5质量%以上,进一步优选8质量%以上,进一步优选10质量%以上,进一步优选14质量%以上,特别优选16质量%以上。另外,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率控制在30质量%以下,进一步优选25质量%以下,更优选22质量%以下,特别优选小于20质量%。
本发明的液晶组合物中使用的通式(M)所表示的化合物优选为通式(M-3)所表示的化合物。
[化24]
Figure BDA0002738015520000171
通式(M-3)中,RM31表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM31至XM36分别独立地表示氢原子或氟原子,YM31表示氟原子、氯原子或OCF3
可组合的化合物没有特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,优选组合1种至2种以上。
关于通式(M-3)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中存在上限值和下限值。相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-3)所表示的化合物具体而言优选为式(M-3.1)至式(M-3.8)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-3.1)和/或式(M-3.2)所表示的化合物。
[化25]
Figure BDA0002738015520000181
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-3.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-3.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-3.1)和式(M-3.2)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,通式(M)所表示的化合物优选为选自通式(M-4)所表示的组的化合物。
[化26]
Figure BDA0002738015520000191
通式(M-4)中,RM41表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM41至XM48分别独立地表示氟原子或氢原子,YM41表示氟原子、氯原子或OCF3
可组合的化合物没有特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,优选组合1种、2种或3种以上。
关于通式(M-4)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中存在上限值和下限值。相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
当本发明的液晶组合物用于单元间隙小的液晶显示元件用途时,使通式(M-4)所表示的化合物多一些是合适的。当用于驱动电压小的液晶显示元件用途时,使通式(M-4)所表示的化合物的含量多一些是合适的。另外,用于在低温环境下使用的液晶显示元件用途时,使通式(M-4)所表示的化合物的含量少一些是合适的。为响应速度快的液晶显示元件所使用的液晶组合物时,使通式(M-4)所表示的化合物的含量少一些是合适的。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-4)所表示的化合物具体而言优选为式(M-4.1)至式(M-4.4)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-4.2)至式(M-4.4)所表示的化合物,更优选含有式(M-4.2)所表示的化合物。
[化27]
Figure BDA0002738015520000201
进一步,通式(M)所表示的化合物优选为通式(M-5)所表示的化合物。
[化28]
Figure BDA0002738015520000202
通式(M-5)中,RM51表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM51和XM52分别独立地表示氢原子或氟原子,YM51表示氟原子、氯原子或OCF3
可组合的化合物的种类没有特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中适宜组合使用。例如在本发明的一个实施方式中为1种,在另一实施方式中组合2种,在进一步另一实施方式中组合3种,在另外进一步另一实施方式中组合4种,在另外进一步另一实施方式中组合5种,在另外进一步另一实施方式中组合6种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(M-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、22质量%、25质量%、30质量%。优选含量的上限值为50质量%、45质量%、40质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要难以发生烧屏的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高一些、使上限值高一些。
进一步,通式(M-5)所表示的化合物优选为式(M-5.1)至式(M-5.4)所表示的化合物,优选为式(M-5.1)至式(M-5.4)所表示的化合物。
[化29]
Figure BDA0002738015520000211
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,通式(M-5)所表示的化合物优选为式(M-5.11)至式(M-5.17)所表示的化合物,优选为式(M-5.11)、式(M-5.13)和式(M-5.17)所表示的化合物。
[化30]
Figure BDA0002738015520000221
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,通式(M-5)所表示的化合物优选为式(M-5.21)至式(M-5.28)所表示的化合物,优选为式(M-5.21)、式(M-5.22)、式(M-5.23)和式(M-5.25)所表示的化合物。
[化31]
Figure BDA0002738015520000231
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、22质量%、25质量%、30质量%。优选含量的上限值为40质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,通式(M)所表示的化合物优选为通式(M-6)所表示的化合物。
[化32]
Figure BDA0002738015520000241
通式(M-6)中,RM61表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM61至XM64分别独立地表示氟原子或氢原子,YM61表示氟原子、氯原子或OCF3
可组合的化合物的种类没有特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中适宜组合。
相对于本发明的组合物的总量,式(M-6)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当本发明的组合物用于驱动电压小的液晶显示元件用途时,使通式(M-6)所表示的化合物的含量多一些是合适的。另外当为在响应速度快的液晶显示元件中使用的组合物时,使通式(M-6)所表示的化合物的含量少一些是合适的。
进一步,通式(M-6)所表示的化合物具体而言优选为式(M-6.1)至式(M-6.4)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-6.2)和式(M-6.4)所表示的化合物。
[化33]
Figure BDA0002738015520000242
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M-6)所表示的化合物具体而言优选为式(M-6.11)至式(M-6.14)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-6.12)和式(M-6.14)所表示的化合物。
[化34]
Figure BDA0002738015520000251
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M-6)所表示的化合物具体而言优选为式(M-6.21)至式(M-6.24)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-6.21)、式(M-6.22)和式(M-6.24)所表示的化合物。
[化35]
Figure BDA0002738015520000252
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M-6)所表示的化合物具体而言优选式(M-6.31)至式(M-6.34)所表示的化合物。这之中优选含有式(M-6.31)和式(M-6.32)所表示的化合物。
[化36]
Figure BDA0002738015520000261
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M-6)所表示的化合物具体而言优选为式(M-6.41)至式(M-6.44)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-6.42)所表示的化合物。
[化37]
Figure BDA0002738015520000271
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M)所表示的化合物优选为选自通式(M-7)所表示的化合物组的化合物。
[化38]
Figure BDA0002738015520000272
通式(M-7)中,XM71至XM76分别独立地表示氟原子或氢原子,RM71表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,YM71表示氟原子或OCF3。但是,不包括通式(i)所表示的化合物。
可组合的化合物的种类没有特别限制,在这些化合物中优选含有1种~2种,更优选含有1种~3种,进一步优选含有1种~4种。
关于通式(M-7)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中存在上限值和下限值。
相对于本发明的组合物的总量,式(M-7)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当本发明的组合物用于单元间隙小的液晶显示元件用途时,使通式(M-7)所表示的化合物的含量多一些是合适的。用于驱动电压小的液晶显示元件用途时,使通式(M-7)所表示的化合物的含量多一些是合适的。另外,用于在低温环境下使用的液晶显示元件用途时,使通式(M-7)所表示的化合物的含量少一些是合适的。当为在响应速度快的液晶显示元件中使用的组合物时,使通式(M-7)所表示的化合物的含量少一些是合适的。
进一步,通式(M-7)所表示的化合物优选为式(M-7.1)至式(M-7.4)所表示的化合物,优选为式(M-7.2)所表示的化合物。
[化39]
Figure BDA0002738015520000281
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M-7)所表示的化合物优选为式(M-7.21)至式(M-7.24)所表示的化合物,优选为式(M-7.21)和式(M-7.22)所表示的化合物。
[化40]
Figure BDA0002738015520000291
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M)所表示的化合物优选为通式(M-8)所表示的化合物。
[化41]
Figure BDA0002738015520000292
通式(M-8)中,式中,XM81至XM84分别独立地表示氟原子或氢原子,YM81表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM81表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,AM81和AM82分别独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或
[化42]
Figure BDA0002738015520000293
1,4-亚苯基上的氢原子可被氟原子取代。
相对于本发明的液晶组合物的总量,通式(M-8)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。进一步,需要难以发生烧屏的液晶组合物时,优选使上述下限值低一些、使上限值低一些。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高一些、使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-8)所表示的化合物具体而言优选为式(M-8.1)至式(M-8.4)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-8.1)和式(M-8.2)所表示的化合物。
[化43]
Figure BDA0002738015520000301
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-8)所表示的化合物具体而言优选为式(M-8.11)至式(M-8.14)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-8.12)所表示的化合物。
[化44]
Figure BDA0002738015520000311
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-8)所表示的化合物具体而言优选为式(M-8.21)至式(M-8.24)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-8.22)所表示的化合物。
[化45]
Figure BDA0002738015520000321
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-8)所表示的化合物具体而言优选为式(M-8.31)至式(M-8.34)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-8.32)所表示的化合物。
[化46]
Figure BDA0002738015520000322
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-8)所表示的化合物具体而言优选为式(M-8.41)至式(M-8.44)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-8.42)所表示的化合物。
[化47]
Figure BDA0002738015520000331
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中使用的通式(M-8)所表示的化合物具体而言优选为式(M-8.51)至式(M-8.54)所表示的化合物,这之中优选含有式(M-8.52)所表示的化合物。
[化48]
Figure BDA0002738015520000341
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、4质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、5质量%。
<通式(L)所表示的化合物>
进一步,本发明的液晶组合物优选含有1种或2种以上的通式(L)所表示的化合物。但是,作为通式(L)所表示的化合物,不包括通式(ii)和(iii)所表示的化合物。通式(L)所表示的化合物相当于介电性基本为中性的化合物(Δε的值为-2以上2以下)。
[化49]
Figure BDA0002738015520000342
通式(L)中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nL1为2或3且AL2存在多个时,它们可以相同也可以不同,nL1为2或3且ZL2存在多个时,它们可以相同也可以不同。
通式(L)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种。或者,在本发明另外的实施方式中,为2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(L)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选上述下限值高且上限值高。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性优异的液晶组合物时,优选上述下限值高且上限值高。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值低且上限值低。
通式(L)所表示的化合物的分子内所存在的卤原子优选为0、1、2或3个,优选为0或1,重视与其他液晶分子的相容性时,优选为1个。
重视可靠性的情况下,优选RL1和RL2均为烷基,重视降低化合物的挥发性时,优选为烷氧基,重视降低粘性的情况下,优选至少一方为烯基。
关于RL1和RL2,当其连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基。另外,关于RL1和RL2,当其连接的环结构为环己烷、吡喃和二噁烷等饱和的环结构时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中任一者所表示的基团。(各式中的黑点表示烯基所连接的环结构中的碳原子。)
[化50]
Figure BDA0002738015520000361
关于nL1,重视响应速度时优选为0,为了改善向列相的上限温度而优选为2或3,为了取得它们的平衡,优选为1。另外,为了满足作为液晶组合物所要求的特性,优选将值不同的化合物组合。
关于AL1、AL2和AL3,当要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度,优选为脂肪族。AL1、AL2和AL3分别独立地优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-二环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述式所表示的结构,进一步优选表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
[化51]
Figure BDA0002738015520000371
ZL1和ZL2在重视响应速度时优选为单键。
分子内的卤原子数优选为0个或1个。
通式(L)所表示的化合物优选为选自通式(L-1)~(L-8)所表示的化合物组的化合物。尤其是从兼顾向列相-各向同性液体相转变温度Tni和折射率各向异性Δn的观点考虑,本发明的液晶组合物优选含有选自后述的通式(L-5)所表示的化合物组的化合物。
通式(L-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化52]
Figure BDA0002738015520000372
通式(L-1)中,RL11和RL12分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。RL11和RL12优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
通式(L-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、15质量%、20质量%、25质量%、30质量%、35质量%、40质量%、45质量%、50质量%、55质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为95质量%、90质量%、85质量%、80质量%、75质量%、70质量%、65质量%、60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、40质量%、35质量%、30质量%、25质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选上述下限值高且上限值高。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性优异的液晶组合物时,优选上述下限值居中且上限值居中。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选上述下限值低且上限值低。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-1)所表示的化合物组的化合物。
[化53]
Figure BDA0002738015520000381
(式中RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
通式(L-1-1)所表示的化合物优选为选自式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)所表示的化合物组的化合物,优选为式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示的化合物,尤其优选为式(L-1-1.3)所表示的化合物。
[化54]
Figure BDA0002738015520000382
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-2)所表示的化合物组的化合物。通式(L-1-2)中,RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。
[化55]
Figure BDA0002738015520000383
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、35质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、42质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%。
进一步,通式(L-1-2)所表示的化合物优选为选自式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)所表示的化合物组的化合物,优选式(L-1-2.1)和式(L-1-2.2)所表示的化合物,尤其是式(L-1-2.2)所表示的化合物由于特别改善本发明的液晶组合物的响应速度因而优选。另外,相比于响应速度更要求高Tni时,优选使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。关于式(L-1-2.3)和式(L-1-2.4)所表示的化合物的含量,为了改善低温时的溶解性,设为10质量%以上是不优选的。
[化56]
Figure BDA0002738015520000391
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-2.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为10质量%、15质量%、18质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%、38质量%、40质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、43质量%、40质量%、38质量%、35质量%、32质量%、30质量%、27质量%、25质量%、22质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-2.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为10质量%、15质量%、18质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%、38质量%、40质量%。从提高响应速度的观点考虑,更优选为20质量%以上。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、43质量%、40质量%、38质量%、35质量%、32质量%、30质量%、27质量%、25质量%、22质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物和式(L-1-2.2)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为10质量%、15质量%、20质量%、25质量%、27质量%、30质量%、35质量%、40质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、43质量%、40质量%、38质量%、35质量%、32质量%、30质量%、27质量%、25质量%、22质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-3)所表示的化合物组的化合物。
[化57]
Figure BDA0002738015520000401
通式(L-1-3)中,RL13和RL14分别独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基。RL13和RL14优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、30质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、40质量%、37质量%、35质量%、33质量%、30质量%、27质量%、25质量%、23质量%、20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%。
进一步,通式(L-1-3)所表示的化合物优选为选自式(L-1-3.1)至式(L-1-3.12)所表示的化合物组的化合物,优选为式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)所表示的化合物。尤其是式(L-1-3.1)所表示的化合物由于特别改善本发明的液晶组合物的响应速度因而优选。另外,相比于响应速度更要求高Tni时,优选使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.12)所表示的化合物。关于式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.12)所表示的化合物的合计含量,为了改善低温时的溶解性,设为20质量%以上是不优选的。
[化58]
Figure BDA0002738015520000411
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-3.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-4)和/或(L-1-5)所表示的化合物组的化合物。
[化59]
Figure BDA0002738015520000412
上述通式中,RL15和RL16分别独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基。RL15和RL16优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为25质量%、23质量%、20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为25质量%、23质量%、20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%。
进一步,通式(L-1-4)和(L-1-5)所表示的化合物优选为选自式(L-1-4.1)至式(L-1-5.3)所表示的化合物组的化合物,优选为式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示的化合物。
[化60]
Figure BDA0002738015520000421
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-1-4.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%。
优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.12)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合,优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)和式(L-1-4.2)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合,相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的合计含量的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%,相对于本发明的液晶组合物的总量,上限值为80质量%、70质量%、60质量%、50质量%、45质量%、40质量%、37质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%。重视液晶组合物的可靠性时,优选将选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)和式(L-1-3.4)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合,重视液晶组合物的响应速度时,优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合。
通式(L-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化61]
Figure BDA0002738015520000431
通式(L-2)中,RL21和RL22分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。RL21优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL22优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视低温时的溶解性时,将含量设定得多一些则效果好,反之,重视响应速度时,将含量设定得少一些则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
进一步,通式(L-2)所表示的化合物优选为选自式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物组的化合物,优选为式(L-2.1)、式(L-2.3)、式(L-2.4)和式(L-2.6)所表示的化合物。
[化62]
Figure BDA0002738015520000441
通式(L-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化63]
Figure BDA0002738015520000442
通式(L-3)中,RL31和RL32分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。RL31和RL32分别独立地优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-3)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。要获得高的双折射率时,将含量设定得多一些则效果好,反之,重视高的Tni时,将含量设定得少一些则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
进一步,通式(L-3)所表示的化合物优选为选自式(L-3.1)至式(L-3.4)所表示的化合物组的化合物,优选为式(L-3.2)至式(L-3.7)所表示的化合物。
[化64]
Figure BDA0002738015520000451
通式(L-4)所表示的化合物为下述化合物。但是,不包括通式(iii)所表示的化合物。
[化65]
Figure BDA0002738015520000452
通式(L-4)中,RL41和RL42分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。RL41优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL42优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-4)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(L-4)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%、23质量%、26质量%、30质量%、35质量%、40质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-4)所表示的化合物的优选含量的上限值为50质量%、40质量%、35质量%、30质量%、20质量%、15质量%、10质量%、5质量%。
通式(L-4)所表示的化合物优选为例如式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。
[化66]
Figure BDA0002738015520000461
根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可以含有式(L-4.1)所表示的化合物,可以含有式(L-4.2)所表示的化合物,可以含有式(L-4.1)所表示的化合物和式(L-4.2)所表示的化合物两者,也可以含有全部的式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-4.1)或式(L-4.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为3质量%、5质量%、7质量%、9质量%、11质量%、12质量%、13质量%、18质量%、21质量%,优选的上限值为45质量%、40质量%、35质量%、30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
含有式(L-4.1)所表示的化合物和式(L-4.2)所表示的化合物两者的情况下,相对于本发明的液晶组合物的总量,两种化合物的优选含量的下限值为15质量%、19质量%、24质量%、30质量%,优选的上限值为45质量%、40质量%、35质量%、30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(L-4)所表示的化合物优选为式(L-4.7)至式(L-4.10)所表示的化合物,尤其优选式(L-4.9)所表示的化合物。
[化67]
Figure BDA0002738015520000462
通式(L-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化68]
Figure BDA0002738015520000471
通式(L-5)中,RL51和RL52分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。RL51优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL52优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-5)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
本发明的组合物中,通式(L-5)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物的总量,式(L-5)所表示的化合物的优选含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示的化合物,尤其更优选为式(L-5.1)所表示的化合物。
[化69]
Figure BDA0002738015520000472
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.3)或式(L-5.4)所表示的化合物。
[化70]
Figure BDA0002738015520000481
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-5)所表示的化合物优选为选自式(L-5.5)至式(L-5.7)所表示的化合物组的化合物,尤其优选为式(L-5.7)所表示的化合物。
[化71]
Figure BDA0002738015520000482
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-6)所表示的化合物为下述化合物。
[化72]
Figure BDA0002738015520000483
通式(L-6)中,RL61和RL62分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义,XL61和XL62分别独立地表示氢原子或氟原子。RL61和RL62分别独立地优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选XL61和XL62中一方为氟原子且另一方为氢原子。
通式(L-6)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-6)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物的总量,式(L-6)所表示的化合物的优选含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。当重点放在增大Δn时,使含量多一些是优选的,当重点放在低温时的析出时,含量优选少一些。
通式(L-6)所表示的化合物优选为式(L-6.1)至式(L-6.9)所表示的化合物。
[化73]
Figure BDA0002738015520000491
可组合的化合物的种类没有特别限制,在这些化合物中优选含有1种~3种,进一步优选含有1种~4种。另外,所选化合物的分子量分布宽也对溶解性有效,因此优选例如从式(L-6.1)或(L-6.2)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.4)或(L-6.5)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.8)或(L-6.9)所表示的化合物中选择1种化合物,并将它们适宜组合。这之中,优选包含式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)和式(L-6.9)所表示的化合物。
进一步,通式(L-6)所表示的化合物例如优选为式(L-6.10)至式(L-6.17)所表示的化合物,这之中,优选为式(L-6.11)所表示的化合物。
[化74]
Figure BDA0002738015520000501
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%。这些化合物的优选含量的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、9质量%。
通式(L-7)所表示的化合物为下述化合物。
[化75]
Figure BDA0002738015520000502
通式(L-7)中,RL71和RL72分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义,AL71和AL72分别独立地表示与通式(L)中的AL2和AL3相同的含义,AL71和AL72上的氢原子分别独立地可被氟原子取代,ZL71表示与通式(L)中的ZL2相同的含义,XL71和XL72分别独立地表示氟原子或氢原子。
式中,RL71和RL72分别独立地优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。AL71和AL72分别独立地优选1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71和AL72上的氢原子分别独立地可被氟原子取代。AL71优选单键或-COO-,更优选单键。XL71和XL72优选氢原子。
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能进行组合。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种。
本发明的液晶组合物中,通式(L-7)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-7)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-7)所表示的化合物的优选含量的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、10质量%、5质量%。
期望本发明的液晶组合物为高Tni的实施方式时,优选使式(L-7)所表示的化合物的含量多一些,期望低粘度的实施方式时,优选使含量少一些。
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.1)至式(L-7.4)所表示的化合物,优选为式(L-7.2)所表示的化合物。
[化76]
Figure BDA0002738015520000511
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.11)至式(L-7.13)所表示的化合物,优选为式(L-7.11)所表示的化合物。
[化77]
Figure BDA0002738015520000521
进一步,通式(L-7)所表示的化合物为式(L-7.21)至式(L-7.23)所表示的化合物。优选为式(L-7.21)所表示的化合物。
[化78]
Figure BDA0002738015520000522
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.31)至式(L-7.34)所表示的化合物,优选为式(L-7.31)或/和式(L-7.32)所表示的化合物。
[化79]
Figure BDA0002738015520000523
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.41)至式(L-7.44)所表示的化合物,优选为式(L-7.41)或/和式(L-7.42)所表示的化合物。
[化80]
Figure BDA0002738015520000531
通式(L-8)所表示的化合物为下述化合物。
[化81]
Figure BDA0002738015520000532
通式(L-8)中,RL81和RL82分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义,AL81表示与通式(L)中的AL1相同的含义或单键,AL81上的氢原子分别独立地可被氟原子取代,XL81~XL86分别独立地表示氟原子或氢原子。
式中,RL81和RL82分别独立地优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。AL81优选1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71和AL72上的氢原子分别独立地可被氟原子取代。在通式(L-8)中的同一环结构上,氟原子优选为0个或1个,在分子内,氟原子优选为0个或1个。
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能进行组合。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种。
本发明的液晶组合物中,通式(L-8)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-8)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%。相对于本发明的液晶组合物的总量,式(L-8)所表示的化合物的优选含量的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、10质量%、5质量%。
当期望本发明的液晶组合物为高Tni的实施方式时,优选使式(L-8)所表示的化合物的含量多一些,当期望低粘度的实施方式时,优选使含量少一些。
进一步,通式(L-8)所表示的化合物优选为式(L-8.1)至式(L-8.4)所表示的化合物,更优选为式(L-8.3)、式(L-8.5)、式(L-8.6)、式(L-8.13)、式(L-8.16)至式(L-8.18)、式(L-8.23)至式(L-8.28)所表示的化合物。
[化82]
Figure BDA0002738015520000541
[化83]
Figure BDA0002738015520000551
[化84]
Figure BDA0002738015520000552
相对于本发明的液晶组合物的总量,通式(i)、通式(ii)、通式(iii)、通式(J)和通式(L)所表示的化合物的优选合计含量的下限值为80质量%、85质量%、88质量%、90质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%、99质量%、100质量%。优选的合计含量的上限值为100质量%、99质量%、98质量%、95质量%。
<通式(N-01)~(N-05)所表示的化合物>
本发明的液晶组合物可以任意地含有选自下述通式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)和(N-05)所表示的化合物组中的化合物。这些化合物可以使用1种,也可以组合使用2种以上。这些化合物相当于具有介电性为负的各向异性的化合物。这些化合物的Δε显示符号为负且其绝对值大于2的值。需说明的是,化合物的Δε是从在25℃时介电性基本为中性的液晶组合物中添加该化合物而成的液晶组合物的介电常数各向异性的测定值外推而得的值。
[化85]
Figure BDA0002738015520000561
这些式中,R21和R22分别独立地表示碳原子数1至8的烷基、碳原子数1至8的烷氧基、碳原子数2至8的烯基、碳原子数2至8的烯氧基。这些基团中的1个或非邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。Z1分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-。m分别独立地表示1或2。
R21优选为碳原子数1至8的烷基,更优选碳原子数1至5的烷基,进一步优选碳原子数1至4的烷基。但是,Z1表示单键以外的基团的情况下,R21优选为碳原子数1~3的烷基。
R22优选为碳原子数1~8的烷基或碳原子数1至8的烷氧基,更优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数1至4的烷氧基,进一步优选碳原子数1~4的烷氧基。
R21和R22也可以为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)的任一者所表示的基团(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。),优选式(R1)或式(R2),但R21和R22为烯基的化合物的含量尽量少为好,多数情况下优选不含有。
[化86]
Figure BDA0002738015520000571
Z1分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,优选单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-,更优选单键或-CH2O-。
m为1时,Z1优选为单键。m为2时,Z1优选为-CH2CH2-、-CH2O-。
通式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)和(N-05)所表示的化合物中的氟原子可以被同为卤族的氯原子取代。但是,被氯原子取代的化合物的含量尽量少为好,优选不含有。
通式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)和(N-05)所表示的化合物的环上所存在的氢原子进一步可被氟原子或氯原子取代。但是,被氯原子取代的化合物的含量尽量少为好,优选不含有。
通式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)和(N-05)所表示的化合物优选Δε为负且其绝对值大于3的化合物。具体而言,R22优选表示碳原子数1至8的烷氧基或碳原子数2至8的烯氧基。
本发明的液晶组合物优选不含有在分子内具有过酸(-CO-OO-)结构等氧原子彼此连接而成的结构的化合物。
重视液晶组合物的可靠性和长期稳定性时,相对于前述液晶组合物的总质量,具有羰基的化合物的含量优选设为5质量%以下,更优选设为3质量%以下,进一步优选设为1质量%以下,最优选实质上不含有。
重视由UV照射带来的稳定性时,相对于前述液晶组合物的总质量,发生了氯原子取代的化合物的含量优选设为15质量%以下,优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
优选使分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量多,相对于前述液晶组合物的总质量,分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量优选设为80质量%以上,更优选设为90质量%以上,进一步优选设为95质量%以上,最优选液晶组合物实质上仅由分子内的环结构全部为6元环的化合物构成。
为了抑制液晶组合物的氧化所导致的劣化,优选使具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量少,相对于前述液晶组合物的总质量,具有亚环己烯基的化合物的含量优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
重视粘度的改善和Tni的改善时,优选使在分子内具有氢原子可被卤素取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量少,相对于前述液晶组合物的总质量,前述在分子内具有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
本申请中实质上不含有的意思是,除了非故意含有的物质之外不含有。
通式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)和(N-05)所表示的化合物具有烯基作为侧链的情况下,当前述烯基连接于环己烷时,该烯基的碳原子数优选为2~5,当前述烯基连接于苯时,该烯基的碳原子数优选为4~5,优选前述烯基的不饱和键与苯不直接连接。
<聚合性化合物>
为了制作PS模式、横向电场型PSA模式或横向电场型PSVA模式等的液晶显示元件,本发明的液晶组合物中可以含有聚合性化合物。作为可使用的聚合性化合物,可列举利用光等能量射线进行聚合的光聚合性单体等,作为结构,可列举例如联苯衍生物、三联苯衍生物等具有多个六元环连接而成的液晶骨架的聚合性化合物等。进一步具体而言,优选通式(XX)所表示的二官能单体。
[化87]
Figure BDA0002738015520000591
通式(XX)中,X201和X202分别独立地表示氢原子或甲基,
Sp201和Sp202分别独立地优选单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示2至7的整数,氧原子连接于芳香环。),
Z201表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中,Y1和Y2分别独立地表示氟原子或氢原子。)、-C≡C-或单键,
M201表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,式中的全部1,4-亚苯基中任意的氢原子可被氟原子取代。
优选X201和X202均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、或者均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物中的任一者,也优选一方表示氢原子且另一方表示甲基的化合物。这些化合物的聚合速度为,二丙烯酸酯衍生物最快,二甲基丙烯酸酯衍生物慢,非对称化合物居中,可以根据其用途而使用优选的方式。PSA显示元件中,特别优选二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp201和Sp202分别独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,PSA显示元件中优选至少一方为单键,优选均表示单键的化合物或一方为单键且另一方表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。这种情况下优选1~4的烷基,s优选1~4。
Z201优选-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,更优选-COO-、-OCO-或单键,特别优选单键。
M201表示任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,优选1,4-亚苯基或单键。M201表示单键以外的环结构时,Z201也优选单键以外的连接基,M201为单键时,Z201优选为单键。
从这些方面考虑,通式(XX)中,Sp201和Sp202之间的环结构具体而言优选以下记载的结构。即,通式(XX)中,M201表示单键、环结构由两个环形成时,Sp201和Sp202之间的环结构优选表示下式(XXa-1)至式(XXa-5),更优选表示式(XXa-1)至式(XXa-3),特别优选表示式(XXa-1)。这些式中,两端与Sp201或Sp202连接。
[化88]
Figure BDA0002738015520000601
包含这些骨架的聚合性化合物在聚合后的取向约束力最适合PSA型液晶显示元件,可获得良好的取向状态,因此显示不均被抑制或完全不发生。
根据以上内容,作为聚合性单体,特别优选通式(XX-1)~通式(XX-4),其中最优选通式(XX-2)。
[化89]
Figure BDA0002738015520000611
这些式中,苯可被氟原子取代,Sp20表示碳原子数2至5的亚烷基。
在本发明的液晶组合物中添加单体时,即使不存在聚合引发剂,聚合也会进行,但为了促进聚合也可以含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。
本发明中的液晶组合物可以进一步含有具有通式(Q)和/或通式(R)所表示的末端基的化合物。这些化合物通过适当选择结构,能够改善液晶组合物的相容性、相对于热、光的稳定性、以及以制成显示元件时的烧屏现象为代表的可靠性。
[化90]
Figure BDA0002738015520000612
其中,式中的波浪线是指连接键。
[化91]
Figure BDA0002738015520000613
其中,式中,R表示H、O·或碳数1~5的烷基或烷氧基,波浪线是指连接键。
具有通式(Q)所表示的末端基的化合物具体而言优选为下述通式(Q-a)至通式(Q-e)所表示的化合物。
[化92]
Figure BDA0002738015520000621
这些式中,RQ1表示碳原子数1至10的直链状烷基或支链状烷基,RQ2表示碳原子数1至20的直链状烷基或支链状烷基,RQ3表示碳原子数1至8的直链状烷基、支链状烷基、直链状烷氧基或支链状烷氧基,RQ4为碳原子数1至16的直链状亚烷基或支链状亚烷基,该亚烷基中的1个-CH2-或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代,LQ表示碳原子数1至8的直链状亚烷基或支链状亚烷基,W1和W2表示-CH2-或O原子,优选完全为-CH2-、或完全为O原子。
通式(Q-a)至通式(Q-e)所表示的化合物中,进一步优选通式(Q-a)、(Q-c)和通式(Q-e)所表示的化合物。这之中,使用通式(Q-e)所表示的化合物的情况下,在同时含有通式(A1)、通式(B1)和通式(C1)的液晶组合物中,关于优异的低温稳定性、可靠性,会发挥协同效果,在这一点上特别优选。
本发明的液晶组合物中,优选含有1种通式(Q)所表示的化合物,也可以含有2种以上。含量优选为0.001质量%至1质量%,进一步优选为0.001质量%至0.1质量%,特别优选为0.001质量%至0.08质量%。
关于具有通式(R)所表示的末端基的化合物,例如可以使用(Tinuvin770、BASF)等市售的化合物,也可以使用国际公开公报WO17/154590的[0036]~[0037]段中记载的可合适地在液晶组合物中使用的化合物。
本发明的液晶组合物中,优选含有1种具有通式(R)所表示的末端基的化合物,更优选含有1~3种。含量优选为0.001质量%至0.5质量%,进一步优选为0.001质量%至0.2质量%,特别优选为0.001质量%至0.1质量%。
本发明中的液晶组合物也可以进一步含有紫外线吸收剂。可使用的紫外线吸收剂没有特别限制,可以使用二苯甲酮系、苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系、三嗪系等市售的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂优选含有1种,也可以含有2种以上。含量优选为0.001质量%至1质量%,进一步优选为0.001质量%至0.1质量%,特别优选为0.001质量%至0.05质量%。
<液晶组合物的性能>
本发明的液晶组合物的介电常数各向异性Δε为正。考虑到驱动电压时,Δε优选为2.0以上,考虑到响应速度时,优选为10以下。
本发明的液晶组合物的折射率各向异性Δn可以根据液晶显示元件的光学设计来适当选择。如果考虑液晶显示元件的单元间隙,则优选为0.07以上0.16以下的范围,更优选为0.08~0.14,特别优选为0.09以上0.12以下的范围。
关于本发明的液晶组合物的旋转粘度γ1,如果考虑液晶显示元件的高速响应性,则优选较小。25℃时的旋转粘度γ1优选为80mPa·s以下,更优选为60以下。
本发明的液晶组合物在宽温度范围内呈现液晶相,低温时不引起析出、相变且保存稳定性优异。向列相-各向同性液体相转变温度Tni优选为70℃以上,更优选为75℃以上,特别优选为80℃以上。进一步,表现向列相的下限温度T→n优选为-20℃以下,更优选为-30℃以下。
因此,本发明的液晶组合物能够兼顾作为液晶显示元件所必需的高电压保持率以及相对于热和光的高稳定性。通过后述的方法测定的初始VHR优选为90%以上,更优选为95%以上。另外,通过后述的方法测定的耐热试验后的VHR优选为90%以上,更优选为95%以上。进一步,通过后述的方法进行耐光试验后的VHR优选为90%以上,更优选为95%以上。
进一步,本发明的液晶组合物能够在液晶显示元件制造工序中稳定地发挥性能,因此由工序引起的显示不良被抑制,能够高成品率地制造,因此非常有用。
另外,本发明的液晶组合物的旋转粘度γ1小,因此在用于IPS型、FFS等型等的液晶显示元件时,能够实现高速响应。
2.液晶显示元件
本发明的液晶组合物能够在液晶显示元件中合适地使用。尤其是在为含有聚合性化合物的液晶组合物时,其所含的聚合性化合物通过紫外线照射而发生聚合从而被赋予液晶取向能,可用于利用组合物的双折射来控制光的透过光量的液晶显示元件。作为液晶显示元件,在AM-LCD(主动矩阵液晶显示元件)、TN(向列液晶显示元件)、STN-LCD(超扭曲向列液晶显示元件)、OCB-LCD和IPS-LCD(面内转换液晶显示元件)中有用,尤其在AM-LCD中有用,能够在透射型或者反射型的液晶显示元件中使用。
使用了本发明的组合物的液晶显示元件是高速响应性和可靠性优异、实现了宽动作温度范围的有用的液晶显示元件,能够合适地用于主动矩阵驱动用液晶显示元件。另外,该液晶组合物能够实现高透射率和由降低的黑色亮度带来的优异对比度,因此作为IPS型和FFS型显示元件用的液晶组合物特别合适。
实施例
以下列举实施例进一步详述本发明,但本发明不限定于这些实施例。另外,以下的实施例和比较例的液晶组合物中的“质量%”是指“质量%”。
实施例中,测定的特性如下。
Tni:向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
T→n:表现向列相的下限温度(℃)
Δn:298K时的折射率各向异性
Δε:298K时的介电常数各向异性
γ1:298K时的旋转粘度(mPa·s)
VHR:频率60Hz、施加电压1V的条件下的333K时的电压保持率(%)
初始VHR:将液晶组合物样品封入双面固体电极的VHR测定用单元中,在与上述VHR测定方法相同的条件下测定。
耐热试验后的VHR:将液晶组合物样品封入双面固体电极的VHR测定用单元中,在120℃的恒温槽中保持1小时后,在与上述VHR测定方法相同的条件下测定。
耐光试验后的VHR:将液晶组合物样品封入双面固体电极的VHR测定用单元中,照射240小时13000cd/m2的高亮度背光后,在与上述VHR测定方法相同的条件下测定。
低温保存性(LTS):对于低温时的保存性评价,调制液晶组合物后在1mL的样品瓶中称取液晶组合物0.5g,将其在-25℃的温度控制式试验槽中保存240小时,通过目测观察析出物从液晶组合物的产生,测定观察到析出物时的试验时间。到产生析出为止的试验时间越长,可以说低温时的保存性越好。评价结果由以下的A~D表示。
A:在经过了240小时的时刻无析出
B:在168~240小时之间析出
C:在72~168小时之间析出
D:在72小时以内析出
需说明的是,实施例中对于化合物的记载使用以下的简写。
(环结构)
[化93]
Figure BDA0002738015520000651
(侧链结构和连接结构)
(侧链)
-n -CnH2n+1碳数n的直链状的烷基
n- CnH2n+1-碳数n的直链状的烷基
-On -OCnH2n+1碳数n的直链状的烷氧基
nO- CnH2n+1O-碳数n的直链状的烷氧基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-F -F
(连接基)
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-2- -CH2-CH2-
-COO- -COO-
-OCO- -OCO-
- 单键
首先,调制实施例1~9和比较例1~4的液晶组合物,测定其物性值。将这些液晶组合物所含的化合物的成分比(单位为“质量%”。)和物性值示于表1~3。
[表1]
实施例编号 1 2 3 4 5
3-Cy-Cy-V 43 41 38 44 41
3-Cy-Cy-V1 13 13.5 14.5 12 14
3-Cy-Cy-Ph-1 9 9 9 8 8
3-Cy-Cy-Ph-3 4 4 5 4 3
3-Cy-Ph-01 1.5 3 5.0 1.5 1.5
5-Ph-Ph-1
3-Cy-Ph-Ph-1
3-Cy-Ph-Ph-2 7.5 7.5 7 7.5 7.5
5-Cy-Ph-Ph-2 7 7 6.5 7 7
3-Cy-Cy-Ph3-F 5
3-Cy-Ph-Ph3-F 2
2-Ph-Ph1-Ph3-F 5 5 5 5 5
3-Ph-Ph1-Ph3-F 10 10 10 8 8
V-Cy-Cy-1
T<sub>ni</sub> 80.8 80.0 80.3 79.8 80.2
T<sub>→n</sub> -23 -26 -27 -25 -25
Δn 0.098 0.098 0.098 0.097 0.096
ΔS 2.36 2.37 2.33 2.34 2.34
γ<sub>1</sub> 38 37 38 37 38
初始VHR 99.5 99.6 99.6 99.7 99.7
耐热试验后的VHR 99.3 99.3 99.3 99.4 99.5
耐光试验后的VHR 98.5 98.6 98.6 98.8 98.7
LTS A A A A A
[表2]
实施例编号 6 7 8 9 10
3-Cy-Cy-V 44.5 20 44.8 35 44
3-Cy-Cy-V1 12 15 10 15 10.5
3-Cy-Cy-Ph-1 9 10 10 10 10
3-Cy-Cy-Ph-3 4 5 5 5 5
3-Cy-Ph-01 1.0 20 0.2 10 0.5
5-Ph-Ph-1
3-Cy-Ph-Ph-1 3
3-Cy-Ph-Ph-2 7.5 5 8 5 5
5-Cy-Ph-Ph-2 4 7 5 5
3-Cy-Cy-Ph3-F 2
3-Cy-Ph-Ph3-F 15 3
2-Ph-Ph1-Ph3-F 5 5 5 5
3-Ph-Ph1-Ph3-F 10 5 10 10 10
V-Cy-Cy-Ph-1 5
T<sub>ni</sub> 80.7 75.1 82.5 75.4 79.1
T<sub>→n</sub> -24 -35 -20 -30 -22
Δn 0.098 0.096 0.099 0.098 0.096
Δε 2.33 2.31 2.37 2.33 2.80
γ<sub>1</sub> 38 45 40 41 39
初始VHR 99.5 99.4 99.4 99.4 99.6
耐热试验后的VHR 99.3 99.2 99.1 99.2 99.4
耐光试验后的VHR 98.4 98.3 98.1 98.2 98.8
LTS A A A A A
[表3]
比较例编号 1 2 3 4
3-Cy-Cy-V 42 42 43 43
3-Cy-Cy-V1 16 16 14 14
3-Cy-Cy-Ph-1 9 8 8 8
3-Cy-Cy-Ph-3 5 4 4 4
3-Cy-Ph-01
5-Ph-Ph-1 2.5 2 2
3-Cy-Ph-Ph-1
3-Cy-Ph-Ph-2 7.5 4 8 7
5-Cy-Ph-Ph-2 6.5 7
3-Cy-Cy-Ph3-F
3-Cy-Ph-Ph3-F
2-Ph-Ph1-Ph3-F 5 4.5 6
3-Ph-Ph1-Ph3-F 10 9 9 15
V-Cy-Cy-1
T<sub>ni</sub> 82.3 82.2 79.0 78.7
T<sub>→n</sub> -11 -16 -8 -17
Δn 0.098 0.097 0.099 0.098
Δε 2.41 2.40 2.37 2.34
γ<sub>1</sub> 37 37 34 37
初始VHR 99.4 99.3 99.3 99.3
耐热试验后的VHR 99.2 99.1 99.0 99.1
耐光试验后的VHR 98.3 98.4 98.2 98.2
LTS B B C C
如表1~3所示,确认到:实施例1~9的液晶组合物与比较例1~4的液晶组合物相比Tni与T→n之差大,因此向列温度范围宽。另外确认到,实施例1~9的液晶组合物与比较例1~4的液晶组合物相比T→n低,低温保存性(LTS)好,因此低温时不引起析出、相变且保存稳定性优异。
另外确认到,实施例1~9的液晶组合物与比较例1~4的液晶组合物同样,初始VHR大于99,耐热试验后的VHR大于99,耐光试验后的VHR大于98,因此兼顾作为液晶显示元件所必需的高电压保持率以及相对于热和光的优异的稳定性。另外,实施例1~9的液晶组合物的耐热试验后的VHR大于99,较高,因此能够抑制使用液晶显示元件时烧屏的发生。
而且确认到,实施例1~9的液晶组合物虽然与比较例1~4的液晶组合物相比旋转粘度γ1的值稍大,但作为值充分小。因此,实施例1~9的液晶组合物在制成液晶显示元件而使用时,能够实现高速响应性。
由以上内容确认到,实施例1~9的液晶组合物适合于兼顾了低温时不引起析出、相变且保存稳定性良好的特性、高速响应和高可靠性的液晶显示元件的用途。

Claims (13)

1.一种液晶组合物,其含有1种或2种以上的下述通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的下述通式(ii)所表示的化合物、以及1种或2种以上的下述通式(iii)所表示的化合物,
[化1]
Figure FDA0002738015510000011
式中Ri1表示碳原子数1~8的烷基,
[化2]
Figure FDA0002738015510000012
式中Rii1表示碳原子数1~8的烷基,
[化3]
Figure FDA0002738015510000013
式中Riii1和Riii2相互独立地表示碳原子数1~8的烷基。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,以0.5质量%以上5质量%以下的比例含有所述通式(ii)所表示的化合物。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,进一步含有1种或2种以上的下述通式(L-5)所表示的化合物,
[化4]
Figure FDA0002738015510000014
式中,RL51和RL52分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物,作为所述通式(i)所表示的化合物,含有下述式(i-2)或(i-3)所表示的化合物,
[化5]
Figure FDA0002738015510000021
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物,作为所述通式(ii)所表示的化合物,含有下述式(ii-3)所表示的化合物,
[化6]
Figure FDA0002738015510000022
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物,作为所述通式(iii)所表示的化合物,含有下述式(iii-1)或(iii-3)所表示的化合物,
[化7]
Figure FDA0002738015510000023
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物,作为所述通式(L-5)所表示的化合物,含有下述式(L-5.1)或(L-5.2)所表示的化合物,
[化8]
Figure FDA0002738015510000024
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物,进一步含有下述式(L-1-2.2)所表示的化合物,
[化9]
Figure FDA0002738015510000031
9.根据权利要求1~8中任一项所述的液晶组合物,以20质量%以上的比例含有所述式(L-1-2.2)所表示的化合物。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的液晶组合物,进一步含有下述式(L-1-1.3)所表示的化合物,
[化10]
Figure FDA0002738015510000032
11.根据权利要求1~10中任一项所述的液晶组合物,同时含有所述式(i-2)和(i-3)所表示的化合物。
12.一种液晶显示元件,使用了权利要求1~11中任一项所述的液晶组合物。
13.根据权利要求12所述的液晶显示元件,其为TN型即扭曲向列型、ECB型即电控双折射型、IPS型即面内转换型或FFS型即边缘场转换型。
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