JPWO2017002701A1 - 液晶組成物およびそれを使用した液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
「要約」「課題」 本発明が解決しようとする課題は、誘電率異方性、粘度、ネマチック相上限温度、低温でのネマチック相安定性、γ1等の液晶表示素子としての諸特性および表示素子の焼き付き特性を悪化させること無く、液晶表示素子に用いることにより優れた表示特性を実現可能な、誘電率異方性が正の液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。「解決手段」 第一成分として一般式(i)で表される化合物の群から少なくとも一つと、第二成分として一般式(ii)および一般式(iii)で表される化合物の群から少なくとも一つと、を含有することを特徴とする液晶組成物。「選択図」なし
Description
本発明は液晶表示材料として有用な誘電率異方性(Δε)が正の値を示す組成物およびこれを用いた液晶表示素子に関する。
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ、時計、広告表示板等に用いられている。液晶表示素子としては、その代表的なものにTN(ツイステッド・ネマチック)型、STN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型、TFT(薄膜トランジスタ)を用いた垂直配向型やIPS(イン・プレーン・スイッチング)型等がある。これらの液晶表示素子に用いられる液晶組成物は水分、空気、熱、光などの外的刺激に対して安定であること、また、室温を中心としてできるだけ広い温度範囲で液晶相を示し、低粘性であり、かつ駆動電圧が低いことが求められる。さらに液晶組成物は個々の表示素子にとって誘電率異方性(Δε)またはおよび屈折率異方性(Δn)等を最適な値とするために、数種類から数十種類の化合物を選択し、構成されている。
垂直配向(VA)型ディスプレイではΔεが負の液晶組成物が用いられており、TN型、STN型またはIPS(イン・プレーン・スイッチング)型等の水平配向型ディスプレイではΔεが正の液晶組成物が用いられている。また、Δεが正の液晶組成物を電圧無印加時に垂直に配向させ、横電界を印加する事で表示する駆動方式も報告されており、Δεが正の液晶組成物の必要性はさらに高まっている。一方、全ての駆動方式において低電圧駆動、高速応答、広い動作温度範囲が求められている。すなわち、Δεが正で絶対値が大きく、粘度(η)が小さく、高いネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)が要求されている。また、Δnとセルギャップ(d)との積であるΔn×dの設定から、液晶組成物のΔnをセルギャップに合わせて適当な範囲に調節する必要がある。加えて液晶表示素子をテレビ等へ応用する場合においては高速応答性が重視されるため、回転粘性(γ1)の小さい液晶組成物が要求される。
高速応答性を志向した液晶組成物の構成として、例えば、Δεが正の液晶化合物である式(A−1)や(A−2)で表される化合物、およびΔεが中性の液晶化合物である(B)を組み合わせて使用した液晶組成物の開示がされている(特許文献1から4)。
一方で、液晶表示素子の用途が拡大するに至り、その使用方法、製造方法にも大きな変化が見られる。これらの変化に対応するためには、従来知られているような基本的な物性値以外の特性を最適化することが求められるようになった。すなわち、液晶組成物を使用する液晶表示素子はVA型やIPS型等が広く使用されるに至り、その大きさも50型以上の超大型サイズの表示素子が実用化されるに至り使用されるようになった。基板サイズの大型化に伴い、液晶組成物の基板への注入方法も従来の真空注入法から滴下注入(ODF:One Drop Fill)法が注入方法の主流となったが、液晶組成物を基板に滴下した際の滴下痕が表示品位の低下を招く問題が表面化するに至った。
さらに、ODF法による液晶表示素子製造工程においては、液晶表示素子のサイズに応じて最適な液晶注入量を滴下する必要がある。注入量のずれが最適値から大きくなると、あらかじめ設計された液晶表示素子の屈折率や駆動電界のバランスが崩れ、斑発生やコントラスト不良などの表示不良が生じる。特に、最近流行しているスマートフォンに多用される小型液晶表示素子は、最適な液晶注入量が少ないために最適値からのずれを一定範囲内に制御すること自体が難しい。従って、液晶表示素子の歩留まり高く保持するために、例えば、液晶滴下時に生じる滴下装置内の急激な圧力変化や衝撃に対する影響が少なく、長時間にわたって安定的に液晶を滴下し続けることが可能な性能も必要である。
このように、TFT素子等で駆動するアクティブマトリックス駆動液晶表示素子に使用される液晶組成物おいては、高速応答性能等の液晶表示素子として求められている特性や性能を維持しつつ、従来から重視されてきた高い比抵抗値あるいは高い電圧保持率を有することや光や熱等の外部刺激に対して安定であるという特性に加えて、液晶表示素子の製造方法を考慮した開発が求められてきている。
上記特許文献1〜3の実施例に記載の液晶組成物で使用されているΔεが中性の液晶化合物(B)は、少なくとも一方の端部の基(R1またはR2)がアルキル基を有している構造であり、ある程度の低い粘度の液晶組成物を調製することができるが、液晶ディスプレイに要求される高速応答性の潮流に対応する低粘度の液晶組成物を提供しきれていないのが現状である。
また、高速応答性と同様に重視される液晶組成物の信頼性の特性として、光や熱等の外部刺激に対して安定であることが要求され、長期間にわたって安定的に液晶状態を維持する指標の一つとして低温安定性が挙げられる。上記の高速応答性を確保するために、比較的分子量の低い中性の液晶化合物を液晶組成物に多く含有していると、Δεが低下するため、Δεを維持するために上記特許文献1〜3のような式(A−1)や(A−2)で表されるΔεが正の液晶化合物と組み合わせると、液晶相の温度範囲や低温安定性が損なわれることになる。そのため、高速応答性とΔεとを維持しつつ、液晶相の温度範囲や低温安定性に優れた液晶組成物が求められている。
そこで、これらの課題を解決するために、両端をアルケニル基にした中性の液晶化合物と、特定の構造の正の液晶化合物とを組み合わせることで低温安定性や液晶相の温度範囲が著しく向上し、かつ低粘度の液晶組成物を提供できることが確認された。
本発明が解決しようとする課題は、Δεが正の液晶組成物であって、広い温度範囲の液晶相を有し、低粘度であり、かつ低温での溶解性が良好である液晶組成物を提供することである。さらに、本発明が解決しようとする別の課題としては、広い温度範囲の液晶相を有し、比抵抗や電圧保持率が高く、熱や光に対して安定な液晶組成物を提供し、更にこれを用いることで、透過率や表示品位に優れ、焼き付きや滴下痕等の表示不良の発生し難いIPSまたはFFS型やTN型等の液晶表示素子を歩留まりよく提供することにある。
また、本発明が解決しようとする別の課題としては、高速応答性に関係する弾性定数K値を向上する液晶組成物を提供することである。
本発明者は、種々の液晶化合物および種々の化学物質を検討し、特定の液晶化合物を組み合わせることにより前記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
一般式(i)で表される化合物と、一般式(ii)および一般式(iii)で表される化合物群から選択される1種または2種以上を含有する液晶組成物、当該液晶組成物を使用した液晶表示素子および当液晶該組成物を使用した液晶表示素子を提供する。
本発明の正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、大幅に低い粘性を得ることができ、低温での溶解性が良好で、比抵抗や電圧保持率が熱や光によって受ける変化が極めて小さい。
本発明の正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、当該液晶組成物に含まれる一般式(i)で表される化合物と、一般式(ii)および一般式(iii)で表される化合物群から選択される少なくとも1種または2種以上の化合物との組み合わせにより、大幅に低い粘性や高い弾性定数Kavgを得ることができ、低温での溶解性が良好である。
本発明の液晶組成物は、片側の基がアルケニル基の化合物を含む液晶組成物より低粘度でかつ低温安定性が顕著に向上する相乗効果を示す。
本発明の正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、大幅に低い粘性を得ることができ、低温での溶解性が良好で、比抵抗や電圧保持率が熱や光によって受ける変化が極めて小さいため製品の実用性が高く、これを用いたIPS型やFFS型等の液晶表示素子は高速応答を達成できる。
本発明は、液晶表示素子製造工程において安定的に性能を発揮できるため、工程起因の表示不良が抑制されて歩留まり高く製造できるので、非常に有用である。
本発明の液晶組成物は、室温(25℃)において液晶相を呈することが好ましく、ネマチック相を呈することが更に好ましい。また、本発明の液晶組成物は誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が−2〜2)および正の化合物(Δεの値が2より大きい)を含有する。尚、化合物の誘電率異方性は、25℃において誘電的にほぼ中性の液晶組成物に添加して調製した液晶組成物の誘電率異方性の測定値から外挿した値である。なお、以下含有量を%で記載するが、これは重量%を意味する。
本発明の第一は、一般式(i):
(上記一般式(i)中、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、炭素原子数2〜8個のアルケニル基であり、
Ai1およびBi1は以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
mi1は0から3の整数である。)で表される化合物を1種または2種以上と、
一般式(ii):
Ai1およびBi1は以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
mi1は0から3の整数である。)で表される化合物を1種または2種以上と、
一般式(ii):
(上記一般式(ii)中、Rii1は、炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数2〜10のアルケニル基を表し、基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−または−OCO−によって置換されていても良く、基中の1個または非隣接の2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていても良く、
Kii0、Kii1およびKii2はそれぞれ独立して、以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
Zii1、Zii2およびZii3はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CH2CH2CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、niikが0の場合は、Zii1およびZii2のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、niikが1以上の場合は、Zii1、Zii2およびZii3のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、
niikはそれぞれ独立して、0、1、2、3または4を表し、niiikが2以上場合、Kii2はそれぞれ同一でも良く、異なっていても良く、niiikが2以上場合、Zii3はそれぞれ同一でも良く、異なっていても良く、
Xii1、Xii2、Xii3およびXii4はそれぞれ独立して、水素原子またはフッ素原子を表し、
Yii1はそれぞれ独立して、フッ素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2−トリフルオロエチル基で表される化合物および一般式(iii):
Kii0、Kii1およびKii2はそれぞれ独立して、以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
Zii1、Zii2およびZii3はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CH2CH2CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、niikが0の場合は、Zii1およびZii2のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、niikが1以上の場合は、Zii1、Zii2およびZii3のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、
niikはそれぞれ独立して、0、1、2、3または4を表し、niiikが2以上場合、Kii2はそれぞれ同一でも良く、異なっていても良く、niiikが2以上場合、Zii3はそれぞれ同一でも良く、異なっていても良く、
Xii1、Xii2、Xii3およびXii4はそれぞれ独立して、水素原子またはフッ素原子を表し、
Yii1はそれぞれ独立して、フッ素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2−トリフルオロエチル基で表される化合物および一般式(iii):
(上記一般式(iii)中、Riii1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−またはOCO−によって置換されていてもよく、
niii1は、0、1、2、3または4を表し、
Aiii1およびAiii2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)および
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
Ziii1およびZiii2はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
niii1が2、3または4であってAiii2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、niii1が2、3または4であってZiii1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
Xiii3およびXiii4はそれぞれ独立して、水素原子、塩素原子またはフッ素原子を表し、
Yiii2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種または2種以上を含む液晶組成物である。
niii1は、0、1、2、3または4を表し、
Aiii1およびAiii2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)および
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
Ziii1およびZiii2はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
niii1が2、3または4であってAiii2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、niii1が2、3または4であってZiii1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
Xiii3およびXiii4はそれぞれ独立して、水素原子、塩素原子またはフッ素原子を表し、
Yiii2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種または2種以上を含む液晶組成物である。
本発明に係る液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物と、一般式(ii)または一般式(iii)で表される化合物とを含む液晶組成物により、片側の基がアルケニル基の化合物だけを含む液晶組成物と比較して、より低粘度でかつ低温安定性が顕著に向上する。より詳細には、片側がアルケニル基の化合物を複数種混合する液晶組成物と比べて、本願発明が、低粘度でかつ低温安定性に優れ、弾性定数(特にK33)を向上することができる。
本発明の液晶組成物は、25℃における屈折率異方性(Δn)が0.06から0.20であるが、0.07から0.18が更に好ましく、0.08から0.16が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.11から0.14であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.11であることが好ましい。
本発明の液晶組成物は、25℃における誘電率異方性(Δε)が+1から+15である事が好ましく、+1.5から+12がより好ましく、+2から+10がさらに好ましい。
本発明の液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から120℃であるが、70℃から110℃がより好ましく、70℃から100℃が特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、25℃における粘度(η)が5からmPa・sであるが、18mPa・s以下であることが更に好ましく、15mPa・s以下であることが特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、25℃における回転粘性(γ1)が20から120mPa・sであるが、100mPa・s以下であることが更に好ましく、80mPa・s以下であることがより更に好ましく、60mPa・s以下であることが特に好ましい。
本発明に係るKaverage(Kavgとも称する。)は、10pN以上であることが好ましく、10〜20の範囲であることがより好ましく、10〜19の範囲であることがさらに好ましく、11〜18の範囲であることがよりさらに好ましく、11〜17の範囲であることがさらにより好ましく、12〜16の範囲であることが特に好ましい。K11、K22、K33は液晶を封入した状態のセルの印加電圧−静電容量カーブ特性から求めることができ、Kaverageはその平均値として算出することができる。
以下、本発明に係る液晶組成物の必須成分である一般式(i)、(ii)および(iii)で表される化合物を順に詳説した後、本発明の液晶組成物に使用できる好適な他の液晶化合物について説明する。
本発明に係る一般式(i)で表される化合物は、誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が−2〜2)であることが好ましい。
一般式(i)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、炭素原子数2〜8個のアルケニル基であり、直鎖状または分岐状が好ましく、直鎖状がより好ましい。直鎖状の炭素原子数2〜6個のアルケニル基であることがさらに好ましく、直鎖状の炭素原子数2〜3個のアルケニル基であることが特に好ましい。
本発明に係るより好ましいアルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。)
で表される。なお、本明細書中において、アルケニル基の例は共通であり、各々のアルキル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
本発明に係る一般式(i)におけるRiaおよびRibはそれぞれ独立して、式(R1)、式(R2)、式(R4)が好ましく、式(R1)、式(R2)がより好ましい。
また、本発明に係る一般式(i)で表される化合物は、両側の基にアルケニル基を備えていることから、片側にアルルケニル基を有する化合物を2種以上混合した液晶組成物に対して粘度の低下と、弾性定数K33の向上との効果にシナジーを示す。
一般式(i)において、Ai1およびBi1はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン基および1,4−フェニレン基からなる群より選ばれる基であることが好ましく、当該基はそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていても良い。
本発明に係る一般式(i)において、Bi1が1,4−フェニレン基を表す場合、Ribは(R4)および(R5)から選ばれる基であることが更に好ましい。
上記一般式(i)において、mi1は0から2の整数であることが好ましく、mi1は0または1の整数であることがより好ましく、mi1は0であることが特に好ましい。すなわち、上記式(i)で表される化合物は、2〜4環の化合物が好ましく、2〜3環の化合物が好ましく、2環の化合物が特に好ましい。
また、上記一般式(i)で表される化合物は、分子内にシクロヘキサン環を2つ備えることが好ましい。したがって、上記一般式(i)において、mi1個のAi1およびBi1からなる群から選択される1つの基が、1,4−シクロヘキシレン基であることが好ましく、Bi1が1,4−シクロヘキシレン基であることが特に好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(i)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%であり、31%であり、32%であり、33%であり、34%であり、36%であり、38%であり、39%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、65%であり、63%であり、60%であり、58%であり、57%であり、55%であり、53%であり、52%であり、50%であり、48%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
上記一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i−a)であることが好ましい。
(上記一般式(i−a)中、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、炭素原子数2〜5個のアルケニル基であり、
Ai3は、以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
mi2は0〜1の整数を表す。)
mi2が1の場合は、Ai3は1,4−フェニレン基であることが好ましく、上記一般式(i−a)において、mi2が0であることが特に好ましい。シクロヘキサン環が直接連結し、かつ両端の基がアルケニル基の構造であると、弾性定数を向上させ、低粘度の液晶組成物を実現することができる。これにより一般式(ii)または(iii)との組み合わせた液晶組成物は、低粘度で高速応答性を実現することができる。
Ai3は、以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
mi2は0〜1の整数を表す。)
mi2が1の場合は、Ai3は1,4−フェニレン基であることが好ましく、上記一般式(i−a)において、mi2が0であることが特に好ましい。シクロヘキサン環が直接連結し、かつ両端の基がアルケニル基の構造であると、弾性定数を向上させ、低粘度の液晶組成物を実現することができる。これにより一般式(ii)または(iii)との組み合わせた液晶組成物は、低粘度で高速応答性を実現することができる。
本発明の組成物の総量に対しての一般式(i−a)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%であり、31%であり、32%であり、33%である。34%であり、36%であり、38%であり、39%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、65%であり、63%であり、60%であり、58%であり、57%であり、55%であり、53%であり、52%であり、50%であり、48%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、12%であり、10%である。
一般式(i)で表される化合物は、一般式(i−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中RiaおよびRibはそれぞれ独立して、炭素原子数2〜8個のアルケニル基を表す。)
上記式(i−1)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜6のアルケニル基が好ましい。
上記式(i−1)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜6のアルケニル基が好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(i−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%であり、31%であり、32%であり、33%である。34%であり、36%であり、38%であり、39%である。
好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、65%であり、63%であり、60%であり、58%であり、57%であり、55%であり、53%であり、52%であり、50%であり、48%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、65%であり、63%であり、60%であり、58%であり、57%であり、55%であり、53%であり、52%であり、50%であり、48%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
さらに、一般式(i−1)で表される化合物は、式(i−1.1)から式(i−1.15)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1.1)〜式(i−1.5)、式(i−1.7)、式(i−1.8)、式(i−1.14)で表される化合物群から選ばれる化合物であること更に好ましく、式(i−1.1)、式(i−1.2)、式(i−1.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが特に好ましい。
特に、式(i−1.1)、式(i−1.4)で表される化合物は、本発明の液晶組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTniを求めるときは、式(i−1.2)、式(i−1.3)、式(i−1.7)および式(i−1.8)で表される化合物を用いることが好ましい。また、低温での溶解度を良くするためには、式(i−1.1)、式(i−1.3)、式(i−1.4)および式(i−1.5)で表される化合物が好ましい。さらに、低粘度、かつ弾性定数K33の値を向上するには式(i−1.1)、式(i−1.2)および式(i−1.4)で表される化合物が好ましく、低粘度の化合物と、弾性定数K33の値を向上する化合物とを別々に混合した液晶組成物より、式(i−1.1)、式(i−1.2)および式(i−1.4)で表される化合物を使用した方が前者よりシナジーを示す。
一般式(i)で表される化合物は一般式(i−2)で表される下記の化合物である。
(式中RiaおよびRibはそれぞれ独立して炭素原子数2〜8個のアルケニル基を表す。)
一般式(i−2)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(i−2)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(i−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
さらに、一般式(i−2)で表される化合物は、式(i−2.1)から式(i−2.8)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−2.1)、式(i−2.2)、式(i−2.5)、式(i−2.6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが更に好ましい。
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i−3)で表される化合物が好ましい。
(式中RiaおよびRibはそれぞれ独立して炭素原子数2〜8個のアルケニル基を表す。)
一般式(i−3)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(i−3)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(i−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
さらに、一般式(i−3)で表される化合物は、式(i−3.1)から式(i−3.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i−4)で表される化合物が好ましい。
(式中RiaおよびRibはそれぞれ独立して炭素原子数2〜8個のアルケニル基を表す。)
一般式(i−4)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(i−4)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(i−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
さらに、一般式(i−4)で表される化合物は、式(i−4.1)から式(i−4.2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−4.1)で表される化合物がより好ましい。
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i−5)で表される化合物が好ましい。
(式中RiaおよびRibはそれぞれ独立して炭素原子数2〜8個のアルケニル基を表す。)
一般式(i−5)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(i−5)において、RiaおよびRibはそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(i−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、13%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、37%であり、35%であり、33%であり、30%であり、27%であり、25%であり、23%であり、20%であり、17%であり、15%であり、13%であり、10%である。
さらに、一般式(i−5)で表される化合物は、式(i−5.1)から式(i−5.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
本発明に係る一般式(ii)で表される化合物は、正の化合物(Δεの値が2より大きい)であることが好ましい。
一般式(ii)において、Rii1は、炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数2〜8のアルケニル基を表すことが好ましい。
一般式(ii)において、Kii1およびKii2はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン基(基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−は−O−によって置換されていても良い。)または1,4−フェニレン基を表すことが好ましく、当該基中の水素原子はそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていても良い。
一般式(ii)において、Kii0は、1,4−シクロヘキシレン基(基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−は−O−によって置換されていても良い。)または1,4−フェニレン基を表すことが好ましい。
一般式(ii)において、Zii1、Zii2またはZii3のいずれか一つが、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−または−CH2CH2CF2O−を表し、niikが0の場合は、Zii1およびZii2のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、niikが1以上の場合は、Zii1、Zii2およびZii3のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、Zii1、Zii2またはZii3のいずれか一つが、単結合、−OCH2−、−CH2O−または−CH2CH2CF2O−を表し、かつZii1、Zi2またはZii3のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表すことがより好ましい。
一般式(ii)において、niikは、0、1または2を表すことが好ましく、かつniikが2以上場合、Kii2は同一でも良く、異なっていても良く、niikが0または1を表すことがより好ましい。誘電率、Δnの観点からベンゼン環が3つ(以上)含まれていることが好ましい。
一般式(ii)において、Xii3またはXii4のいずれか2つ以上がフッ素原子を表すことがより好ましい。
一般式(ii)において、Yii1は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2−トリフルオロエチル基または炭素原子数1〜5個のアルコキシ基(基中の1個以上の−CH2−CH2−は−CH=CH−によって置換されていても良い)であることが好ましく、フッ素原子、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基であることがより好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、40%であり、37%であり、35%であり、32%であり、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明に係る一般式(ii)で表される化合物は、その構造中に下記の部分構造を有していることが好ましい。
(式中の黒点は上記部分構造が結合している環構造中の炭素原子を表す。)
上記部分構造を有する化合物として、一般式(ii−1)〜(ii−9)で表される化合物群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
上記部分構造を有する化合物として、一般式(ii−1)〜(ii−9)で表される化合物群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
一般式(ii−1)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii111およびXii112はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii111はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii111は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Wii111およびWii112はそれぞれ独立して、−CH2−または−O−を表す。)
一般式(ii−1)において、Wii111またはWii112の少なくとも一つ以上が−O−の場合、Xii111及びXii112が、フッ素原子であることが好ましい。
一般式(ii−1)において、Wii111またはWii112の少なくとも一つ以上が−O−の場合、Xii111及びXii112が、フッ素原子であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−1)で表される化合物は、具体的には式(ii−1.1)から式(ii−1.12)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−1.5)から式(ii−1.12)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−2)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii121〜Xii124はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii121はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii121は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−2)で表される化合物は、具体的には式(ii−2.1)から式(ii−2.8)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−2.1)から式(ii−2.4)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−3)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii131およびXii132はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii131はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii131は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Wii131およびWii132はそれぞれ独立して、−CH2−またはO−を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−3)で表される化合物は、具体的には式(ii−3.1)から式(ii−3.12)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−3.5)から式(ii−3.8)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−4)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii141〜Xii144はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii141はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii141は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Wii141およびWii142はそれぞれ独立して、−CH2−または−O−を表す。)
一般式(ii−4)において、Wii141またはWii142の少なくとも一つ以上が−O−の場合、Xii143及びXii144が、フッ素原子であることが好ましい。
一般式(ii−4)において、Wii141またはWii142の少なくとも一つ以上が−O−の場合、Xii143及びXii144が、フッ素原子であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−4)で表される化合物は、具体的には式(ii−4.1)から式(ii−4.28)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−4.1)から(ii−4.4)、(ii−4.11)から(ii−4.18)、(ii−4.21)から(ii−4.28)で表される化合物を含有することが好ましく、式(ii−4.1)から(ii−4.4)、(ii−4.11)から(ii−4.14)、(ii−4.25)から(ii−4.28)で表される化合物を含有することがより好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−5)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii151〜Xii154はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii151はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii151は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Wii151およびWii152はそれぞれ独立して、−CH2−またはO−を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−5)で表される化合物は、具体的には式(ii−5.1)から式(ii−5.8)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−5.5)および式(ii−5.8)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−6)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii161およびXii162はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii161はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii161は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Wii161およびWii162はそれぞれ独立して、−CH2−またはO−を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−6)で表される化合物は、具体的には式(ii−6.1)から式(ii−6.14)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−6.5)から式(ii−6.8)、式(ii−6.11)から式(ii−6.14)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−7)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii171〜Xii174はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii171はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii171は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−7)で表される化合物は、具体的には式(ii−7.1)から式(ii−7.8)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−7.1)から式(ii−7.4)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−8)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii181〜Xii184はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii181はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii181は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Wii181およびWii182はそれぞれ独立して、−CH2−または−O−を表す。)
一般式(ii−8)において、Wii181およびWii182の少なくとも一方が−O−であることが好ましい。Wii181およびWii182の少なくとも一方に−O−を導入すると、誘電率異方性および弾性定数K11を上昇させることができる。溶解性を重視する場合はWii181およびWii182の一方のみが−O−である事が好ましく、誘電率異方性を重視する場合はWii181およびWii182の両方が−O−である事が好ましく、いずれの場合も、Xii181もしくはXii182のいずれか、またはXii181およびXii182両方をフッ素に置換することで、更に高い誘電率異方性と高い溶解性を得ることができるが、両方をフッ素原子に置換した場合、弾性定数K11の上昇効果はいくらか減殺される。
一般式(ii−8)において、Wii181およびWii182の少なくとも一方が−O−であることが好ましい。Wii181およびWii182の少なくとも一方に−O−を導入すると、誘電率異方性および弾性定数K11を上昇させることができる。溶解性を重視する場合はWii181およびWii182の一方のみが−O−である事が好ましく、誘電率異方性を重視する場合はWii181およびWii182の両方が−O−である事が好ましく、いずれの場合も、Xii181もしくはXii182のいずれか、またはXii181およびXii182両方をフッ素に置換することで、更に高い誘電率異方性と高い溶解性を得ることができるが、両方をフッ素原子に置換した場合、弾性定数K11の上昇効果はいくらか減殺される。
一般式(ii−8)において、Xii183およびXii184の少なくとも一方はフッ素原子であることが好ましく、両方がフッ素原子であることが更に好ましい。Wii181およびWii182の両方が−CH2−であっても、Xii181およびXii182のいずれかまたは両方をフッ素に置換することで、高い誘電率異方性と高い溶解性を得ることができるが、その場合、弾性定数K11は−○−を導入した化合物よりも有意に低下する。この弾性定数の低下は、TNディスプレイにおいては閾値電圧の低下、IPSディスプレイおよびFFSディスプレイにおいては駆動電圧の低下に加えて、透過率の低下、戻りの応答速度の悪化をもたらす場合があるため、Wii181およびWii182、並びに、Xii181およびXii182は目的に応じて適宜選択される。Yii181はフッ素原子、−OCF3、−CF3、炭素原子数2以上のフッ化アルキル基であることが好ましく、フッ素である事が特に好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−8)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、12%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−8)で表される化合物は、具体的には式(ii−8.1)から式(ii−8.52)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−8.21)から式(ii−8.32)、式(ii−8.41)から式(ii−8.48)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(ii−9)で表される化合物は下記のものである。
(式中、Xii191〜Xii196はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Yii191はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、Rii191は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。)
上記一般式(ii−9)において、Xii191またはXii192が水素原子であることが好ましい。
上記一般式(ii−9)において、Xii191またはXii192が水素原子であることが好ましい。
上記一般式(ii−9)において、Xii193またはXii194のいずれか一方がフッ素原子であることが好ましい。
上記一般式(ii−9)において、Xii195およびXii196がフッ素原子であることが好ましい。
上記一般式(ii−9)において、Yii191はフッ素原子であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(ii−9)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(ii−9)で表される化合物は、具体的には式(ii−9.1)から式(ii−9.12)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(ii−9.5)から式(ii−9.8)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明に係る一般式(iii)で表される化合物は、正の化合物(Δεの値が2より大きい)であることが好ましい。
一般式(iii)において、Riii1は、直鎖状または分岐状が好ましく、直鎖状がより好ましい。また前記Riii1は、炭素原子数1〜8個のアルキル基、炭素原子数2〜8個のアルケニル基または炭素原子数1〜8のアルコキシ基が好ましく、素原子数1〜6個のアルキル基、炭素原子数2〜6個のアルケニル基または炭素原子数1〜6のアルコキシ基がより好ましい。
一般式(iii)において、niii1は、0、1、2または3を表すことが好ましく、niii1は、0、1または2を表すことがより好ましい。niii1が2以上の整数の場合であってAiii2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、niii1が2以上の整数あってZiii1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。
一般式(iii)において、AK1およびAK2はそれぞれ独立して、1,4−フェニレン基を表すことが好ましく、上記のフェニレン基上の水素原子はそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていても良い。これにより、組成物全体のΔnを大幅に向上することができる。
一般式(iii)において、ZK1およびZK2はそれぞれ独立して単結合、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−またはC≡C−を表すことが好ましい。
一般式(iii)において、XK1およびXK3はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表すことが好ましい。
一般式(iii)において、YK2は、水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表すことが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(iii)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、40%であり、37%であり、35%であり、32%であり、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(iii)で表される化合物は、例えば一般式(iii−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、Riii11は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Xiii11〜Xiii14はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、Yiii11はフッ素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(iii−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(iii−1)で表される化合物は、具体的には式(iii−1.1)から式(iii−1.4)で表される化合物であることが好ましく、式(iii−1.1)または式(iii−1.2)で表される化合物が好ましく、式(iii−1.2)で表される化合物がさらに好ましい。また、式(iii−1.1)または式(iii−1.2)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(iii)で表される化合物は、例えば一般式(iii−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、Riii21は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Xiii21〜Xiii24はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、Yiii21はフッ素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(iii−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(iii−2)で表される化合物は、具体的には式(iii−2.1)から式(iii−2.6)で表される化合物であることが好ましく、式(iii−2.5)または式(iii−2.6)で表される化合物が好ましく、式(iii−2.6)で表される化合物がさらに好ましい。また、式(iii−2.5)または式(iii−2.6)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(iii)で表される化合物は、例えば一般式(iii−3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、Riii31は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Xiii31〜Xiii36はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、Yiii31はフッ素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(iii−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(iii−3)で表される化合物は、具体的には式(iii−3.1)から式(iii−3.4)で表される化合物であることが好ましく、式(iii−3.1)または式(iii−3.2)で表される化合物であることがより好ましい。また、式(iii−3.1)および式(iii−3.2)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(iii)で表される化合物は、例えば一般式(iii−4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、Riii41は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Xiii41〜Xiii46はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、Yiii41はフッ素原子またはOCF3を表し、Ziii41は−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−またはCF2O−を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(iii−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、9%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、12%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(iii−4)で表される化合物は、具体的には式(iii−4.1)から式(iii−4.18)で表される化合物であることが好ましく、式(iii−4.1)、式(iii−4.2)、式(iii−4.11)、(iii−4.12)で表される化合物がより好ましい。また、式(iii−4.1)、式(iii−4.2)、式(iii−4.11)、(iii−4.12)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、9%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、12%であり、8%であり、5%である。
一般式(iii)で表される化合物は、例えば一般式(iii−5)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、Riii51は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Xiii51〜Xiii56はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、Yiii51はフッ素原子またはOCF3を表し、Ziii51は−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−またはCF2O−を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(iii−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(iii−5)で表される化合物は、具体的には式(iii−5.1)から式(iii−5.18)で表される化合物であることが好ましく、式(iii−5.11)から式(iii−5.14)で表される化合物が好ましく、式(iii−5.12)で表される化合物がさらに好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、6%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
一般式(iii)で表される化合物は、例えば一般式(iii−6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、Riii61は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、Xiii61〜Xiii68はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、Yiii61はフッ素原子またはOCF3を表し、Ziii61は単結合、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−またはCF2O−を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(iii−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(iii−6)で表される化合物は、具体的には式(iii−6.1)から式(iii−6.18)で表される化合物であることが好ましく、式(iii−6.15)から式(iii−6.18)で表される化合物が好ましく、式(iii−6.16)および式(iii−6.17)で表される化合物がさらに好ましい。また、式(iii−6.16)と式(iii−6.17)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明に係る液晶組成物は、必要に応じて一般式(L)で表される化合物を1種類または2種類以上含有することもできる。一般式(L)で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が−2〜5、好ましくは−2〜2)に該当する。
(式中、RL1およびRL2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−またはOCO−によって置換されていてもよく、
OLは0、1、2または3を表し、
BL1、BL2およびBL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)および
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
LL1およびLL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−またはC≡C−を表し、
OLが2または3であってLL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、OLが2または3であってBL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、ただし、一般式(i)で表される化合物、一般式(ii)で表される化合物および一般式(iii)で表される化合物を除く。)
一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。
OLは0、1、2または3を表し、
BL1、BL2およびBL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)および
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
LL1およびLL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−またはC≡C−を表し、
OLが2または3であってLL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、OLが2または3であってBL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、ただし、一般式(i)で表される化合物、一般式(ii)で表される化合物および一般式(iii)で表される化合物を除く。)
一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、10%であり、20%であり、30%であり、40%であり、50%であり、55%であり、60%であり、65%であり、70%であり、75%であり、80%である。好ましい含有量の上限値は、95%であり、85%であり、75%であり、65%であり、55%であり、45%であり、35%であり、25%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。
信頼性を重視する場合にはRL1およびRL2はともにアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。
RL1およびRL2は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピランおよびジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本発明に係る一般式(L)で表される化合物は、下記の一般式(L−1)〜一般式(L−9)で表される化合物群より少なくとも1種または2種以上選ばれることが好ましい。
一般式(L)で表される化合物は一般式(L−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RL11およびRL12はそれぞれ独立して、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基を表す。但し、一般式(i)で表される化合物を除く。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、15%であり、20%であり、25%であり、30%であり、35%であり、40%であり、45%であり、50%であり、55%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、95%であり、90%であり、85%であり、80%であり、75%であり、70%であり、65%であり、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、35%であり、30%であり、25%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が中庸で上限値が中庸であることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。
さらに、一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中RL12は一般式(L−1)における意味と同じ意味を表す。)
さらに、一般式(L−1−1)で表される化合物は、式(L−1−1.1)から式(L−1−1.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−1.2)または式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L−1−1)で表される化合物は、式(L−1−1.1)から式(L−1−1.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−1.2)または式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−1.3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、7%であり、6%であり、5%であり、3%である。
さらに、一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中RL12は一般式(L−1)における意味と同じ意味を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、15%であり、20%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、35%であり、33%であり、30%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、15%であり、20%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、35%であり、33%であり、30%である。
さらに、一般式(L−1−2)で表される化合物は、式(L−1−2.1)から式(L−1−2.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−2.2)から式(L−1−2.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(L−1−2.2)で表される化合物は本発明の液晶組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTniを求めるときは、式(L−1−2.3)または式(L−1−2.4)で表される化合物を用いることが好ましい。式(L−1−2.3)および式(L−1−2.4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解度を良くするために30%以上にすることは好ましくない。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−2.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、10%であり、15%であり、20%であり、25%であり、27%であり、30%であり、35%であり、40%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、43%であり、40%であり、38%であり、35%であり、32%であり、30%であり、27%であり、25%であり、22%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−1.3)で表される化合物および式(L−1−2.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、10%であり、15%であり、20%であり、25%であり、27%であり、30%であり、35%であり、40%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、43%であり、40%であり、38%であり、35%であり、32%であり、30%であり、27%であり、25%であり、22%である。
さらに、一般式(L−1)で表される化合物は一般式(L−1−3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中RL11およびRL12は一般式(L−1)における意味と同じ意味を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−1−3)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、15%であり、20%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、40%であり、35%であり、33%であり、30%である。
さらに、一般式(L−1−3)で表される化合物は、式(L−1−3.1)から式(L−1−3.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−3.1)、式(L−1−3.3)または式(L−1−3.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(L−1−3.1)で表される化合物は本発明の液晶組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTniを求めるときは、式(L−1−3.3)または式(L−1−3.4)で表される化合物を用いることが好ましい。式(L−1−3.3)および式(L−1−3.4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解度を良くするために20%以上にすることは好ましくない。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−1−3.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、7%であり、6%であり、5%であり、3%である。
さらに、一般式(L)で表される化合物は一般式(L−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RL21は炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、RL22は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−2)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、7%であり、6%であり、5%であり、3%である。
さらに、一般式(L−2)で表される化合物は、式(L−2.1)から式(L−2.6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−2.3)、式(L−2.4)および式(L−2.6)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L)で表される化合物は一般式(L−3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RL31およびRL32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−3)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、25%であり、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、7%であり、6%であり、5%であり、3%である。
高い複屈折率を得る場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、高いTniを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
さらに、一般式(L−3)で表される化合物は、式(L−3.1)から式(L−3.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−3.2)から式(L−3.4)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L)で表される化合物は、例えば一般式(L−4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(RL41は炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、RL42は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。但し、一般式(i)で表される化合物を除く。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、14%であり、16%であり、20%であり、23%であり、26%であり、30%であり、35%であり、40%である。本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50%であり、45%であり、40%であり、35%であり、30%であり、20%であり、15%であり、10%であり、5%である。
さらに、一般式(L−4)で表される化合物は、例えば式(L−4.1)から式(L−4.3)で表される化合物であることが好ましい。
低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、式(L−4.1)で表される化合物を含有していても、式(L−4.2)で表される化合物を含有していても、式(L−4.1)で表される化合物と式(L−4.2)で表される化合物との両方を含有していても良いし、式(L−4.1)から式(L−4.3)で表される化合物を全て含んでいても良い。本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−4.1)または式(L−4.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、3%であり、5%であり、7%であり、9%であり、11%であり、12%であり、13%であり、18%であり、21%である。好ましい上限値は、45%であり、40%であり、35%であり、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%である。
式(L−4.1)で表される化合物と式(L−4.2)で表される化合物との両方を含有する場合、本発明の液晶組成物の総量に対しての両化合物の好ましい含有量の下限値は、15%であり、19%であり、24%であり、30%である。好ましい上限値は、45%であり、40%であり、35%であり、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%である。
さらに、一般式(L−4)で表される化合物は、例えば式(L−4.4)から式(L−4.6)で表される化合物であることが好ましい。
低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、式(L−4.4)で表される化合物を含有していても、式(L−4.5)で表される化合物を含有していても、式(L−4.4)で表される化合物と式(L−4.5)で表される化合物との両方を含有していても良い。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−4.4)または式(L−4.5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、3%であり、5%であり、7%であり、9%であり、11%であり、12%であり、13%であり、18%であり、21%である。好ましい上限値は、45%であり、40%であり、35%であり、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%である。
さらに、一般式(L−4)で表される化合物は、例えば式(L−4.7)から式(L−4.10)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−4.9)で表される化合物が好ましい。
さらに、一般式(L)で表される化合物は、一般式(L−5)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(RL51は炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、RL52は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。但し、一般式(i)で表される化合物を除く。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−5)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、14%であり、16%であり、20%であり、23%であり、26%であり、30%であり、35%であり、40%である。本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−5)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50%であり、40%であり、35%であり、30%であり、20%であり、15%であり、10%であり、5%である
さらに、一般式(L−5)で表される化合物は、例えば式(L−5.1)または式(L−5.2)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−5.1)で表される化合物であることが好ましい。本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、9%であり、8%である。
さらに、一般式(L−5)で表される化合物は、例えば式(L−5.1)または式(L−5.2)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−5.1)で表される化合物であることが好ましい。本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、9%であり、8%である。
さらに、一般式(L−5)で表される化合物は、たとえば式(L−5.3)または式(L−5.4)で表される化合物であることが好ましい。本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、9%であり、6%である。
さらに、一般式(L−5)で表される化合物は、たとえば式(L−5.5)から式(L−5.7)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、特に式(L−5.7)で表される化合物であることが好ましい。本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、9%である。
更に、一般式(L)で表される化合物は、一般式(L−6)で表される群より選ばれるであることが好ましい。
(式中、RL61およびRL62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、XL61およびXL62はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−6)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、14%であり、16%であり、20%であり、23%であり、26%であり、30%であり、35%であり、40%である。本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−6)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50%であり、45%であり、40%であり、38%であり、35%であり、32%であり、30%であり、28%であり、25%であり、20%であり、15%であり、10%であり、5%である。
さらに、一般式(L−6)で表される化合物は、例えば式(L−6.1)から式(L−6.9)で表される化合物であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、これらの化合物の中から1種〜3種類含有することが好ましく、1種〜4種類含有することがさらに好ましい。また、選ぶ化合物の分子量分布が広いことも溶解性に有効であるため、例えば、式(L−6.1)または(L−6.2)で表される化合物から1種類、式(L−6.4)または(L−6.5)で表される化合物から1種類、式(L−6.6)または式(L−6.7)で表される化合物から1種類、式(L−6.8)または(L−6.9)で表される化合物から1種類の化合物を選び、これらを適宜組み合わせることが好ましい。その中でも、式(L−6.1)、式(L−6.3)式(L−6.4)、式(L−6.6)および式(L−6.9)で表される化合物を含むことが好ましい。
さらに、一般式(L−6)で表される化合物は、例えば式(L−6.10)から式(L−6.25)で表される化合物であることが好ましく、その中でも、式(L−6.10)、式(L−6.11)、式(L−6.12)、式(L−6.13)、式(L−6.18)および式(L−6.19)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物(式(L−6.1)〜式(L−6.25))の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、12%である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、20%であり、15%であり、13%であり、10%であり、9%である。
さらに、一般式(L)で表される化合物は、一般式(L−7)で表される群より選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RL71およびRL72はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、AL71およびAL72はそれぞれ独立して1,4-シクロヘキシレン基または1,4-フェニレン基を表すが、AL71およびAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、QL71は単結合またはCOO−を表し、XL71およびXL72はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表す。但し、一般式(i)で表される化合物を除く。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−7)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、14%であり、16%であり、20%である。本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−7)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、10%であり、5%である。
本発明の液晶組成物が高いTniの実施形態が望まれる場合は式(L−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.1)から式(L−7.4)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.2)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.11)から式(L−7.13)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.11)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.21)から式(L−7.23)で表される化合物である。式(L−7.21)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.31)から式(L−7.34)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.31)または/および式(L−7.32)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(L−7)で表される化合物は、式(L−7.41)から式(L−7.44)で表される化合物であることが好ましく、式(L−7.41)または/および式(L−7.42)で表される化合物であることが好ましい。
また、当該第一成分としての一般式(L−7)で表される化合物は、以下の一般式(L−7−1)で表される化合物を少なくとも1種類または2種以上含むことが好ましい。
(上記一般式(L−7−1)中、RL72はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜10個のアルキル基、炭素原子数2〜10個のアルケニル基および炭素原子数1〜10個のアルコキシ基からなる群から選択される一つの基である。)
液晶組成物の耐光性、耐熱性または焼き付きといった信頼性の向上の観点から一般式(L−7−1)で表される化合物を含むことが好ましい。
液晶組成物の耐光性、耐熱性または焼き付きといった信頼性の向上の観点から一般式(L−7−1)で表される化合物を含むことが好ましい。
さらに、前記一般式(1)で表される化合物は、式(L−7.45)〜式(L−7.49)で表される化合物であることが特に好ましい。
一般式(L)で表される化合物は、下記の一般式(L−8)で表される群より選ばれるであることが好ましい。
(式中、RL81およびRL82はそれぞれ独立して一般式(L)におけるRL1およびRL2と同じ意味を表し、AL81は一般式(L)におけるAL1と同じ意味または単結合を表すが、AL81上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、XL81〜XL86はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表す。)
式中、RL81およびRL82はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL81は1,4-シクロヘキシレン基または1,4-フェニレン基が好ましく、AL71およびAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、一般式(L−8)中の同一の環構造上にフッ素原子は0個または1個が好ましく、分子内にフッ素原子は0個または1個であることが好ましい。
式中、RL81およびRL82はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL81は1,4-シクロヘキシレン基または1,4-フェニレン基が好ましく、AL71およびAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、一般式(L−8)中の同一の環構造上にフッ素原子は0個または1個が好ましく、分子内にフッ素原子は0個または1個であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類である。
本発明の液晶組成物において、一般式(L−8)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−8)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、3%であり、5%であり、7%であり、10%であり、14%であり、16%であり、20%である。本発明の液晶組成物の総量に対しての式(L−8)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、10%であり、5%である。
本発明の液晶組成物が高いTniの実施形態が望まれる場合は式(L−8)で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。
さらに、一般式(L−8)で表される化合物は、式(L−8.1)から式(L−8.4)で表される化合物であることが好ましく、式(L−8.3)、式(L−8.5)、式(L−8.6)、式(L−8.13)、式(L−8.16)から式(L−8.18)、式(L−8.23)から式(L−8.28)で表される化合物であることがより好ましい。
一般式(L)で表される化合物は、下記の一般式(L−9)で表される群より選ばれることが好ましい。
(式中、RL91およびRL92は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(L−9)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、7%であり、9%であり、10%であり、12%であり、15%であり、17%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(L−9)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、7%であり、9%であり、10%であり、12%であり、15%であり、17%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
末端にアリルエーテル基を有する液晶化合物は、液晶組成物の構成成分として良好な特性を有するが、信頼性に問題があった。しかしながら、一般式(L−9)で表される化合物は、アリルエーテル基を有するベンゼン環の特定の位置をジフッ素化することにより、骨格本来の優れた特性を損なわずに、信頼性を著しく向上させ、さらに相溶性を改善し、粘性を低下させる。さらに、誘電率異方性としては、側鎖の基の種類により、若干の正の誘電率異方性(5以下)を帯びる場合があるが、本明細書では中性の液晶化合物の構成成分として分類している。
また、一般式(L−9)中のRL92においてフッ素原子に置換したアルキル基やアルケニル基(例えばビニル基)を選択する場合等は、正の誘電率異方性を付与することが可能である。例えば一般式(L−9)で表される化合物は、単独で40〜110℃の範囲で液晶相を示し、Δnが0.26程度であり、フロー粘度が25mPa・s程度と低く、誘電率異方性が+4〜5程度であり、さらに液晶組成物の成分として用いた場合に極めて良好な相溶性を有する。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(L−9)で表される化合物は、具体的には式(L−9.1)から式(L−9.24)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(L−9.5)、式(L−9.6)、式(L−9.13)及び式(L−9.14)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、6%であり、7%であり、8%であり、9%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明に係る液晶組成物は、必要に応じて一般式(J)で表される化合物を1種類または2種類以上含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物(Δεが2より大きい。)に該当する。
(式中、RJ1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−またはOCO−によって置換されていてもよく、
nJ1は、0、1、2、3または4を表し、
AJ1、AJ2およびAJ3はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)および
(c) (c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)および基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
ZJ1およびZJ2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
nJ1が2、3または4であってAJ2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nJ1が2、3または4であってZJ1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
XJ1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表すが、一般式(i)、(ii)、(iii)および一般式(L)で表される化合物を除く。)
一般式(J)中、RJ1は、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基または炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基または炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。
nJ1は、0、1、2、3または4を表し、
AJ1、AJ2およびAJ3はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)および
(c) (c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)および基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
ZJ1およびZJ2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
nJ1が2、3または4であってAJ2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nJ1が2、3または4であってZJ1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
XJ1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表すが、一般式(i)、(ii)、(iii)および一般式(L)で表される化合物を除く。)
一般式(J)中、RJ1は、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基または炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基または炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基または炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。
信頼性を重視する場合にはRJ1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピランおよびジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子および存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。)
AJ1、AJ2およびAJ3はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、それらはフッ素原子により置換されていてもよく、下記の構造を表すことがより好ましく、
下記の構造を表すことがより好ましい。
ZJ1およびZJ2はそれぞれ独立して−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−または単結合を表すことが好ましく、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−または単結合が更に好ましく、−OCH2−、−CF2O−または単結合が特に好ましい。
XJ1はフッ素原子またはトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子が好ましい。
nJ1は、0、1、2または3が好ましく、0、1または2が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には0または1が好ましく、Tniを重視する場合には1または2が好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(J)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(J)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、10%であり、20%であり、30%であり、40%であり、50%であり、55%であり、60%であり、65%であり、70%であり、75%であり、80%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95%であり、85%であり、75%であり、65%であり、55%であり、45%であり、35%であり、25%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
信頼性を重視する場合にはRJ1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
一般式(J)で表される化合物としては一般式(M)で表される化合物が好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(M)で表される化合物を1種類または2種類以上含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物(Δεが2より大きい。)に該当する。
前記一般式(M)で表される化合物は、
(式中、RM1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個または非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−またはOCO−によって置換されていてもよく、
PMは、0、1、2、3または4を表し、
CM1およびCM2はそれぞれ独立して、
(d) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)および
(e) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)および基(e)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
KM1およびKM2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
PMが2、3または4であってKM1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、PMが2、3または4であってCM2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
XM1およびXM3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子またはフッ素原子を表し、
XM2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。ただし、一般式(L)で表される化合物、一般式(i)で表される化合物、一般式(ii)で表される化合物、一般式(iii)および一般式(L)で表される化合物を除く。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。
PMは、0、1、2、3または4を表し、
CM1およびCM2はそれぞれ独立して、
(d) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)および
(e) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)および基(e)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
KM1およびKM2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
PMが2、3または4であってKM1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、PMが2、3または4であってCM2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
XM1およびXM3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子またはフッ素原子を表し、
XM2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。ただし、一般式(L)で表される化合物、一般式(i)で表される化合物、一般式(ii)で表される化合物、一般式(iii)および一般式(L)で表される化合物を除く。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(M)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、10%であり、20%であり、30%であり、40%であり、50%であり、55%であり、60%であり、65%であり、70%であり、75%であり、80%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95%であり、85%であり、75%であり、65%であり、55%であり、45%であり、35%であり、25%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
信頼性を重視する場合にはRM1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
RM1は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピランおよびジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基および直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(M)で表される化合物は組成物の化学的な安定性が求められる場合には塩素原子をその分子内に有さないことが好ましい。更に液晶組成物内に塩素原子を有する化合物が5%以下であることが好ましく、3%以下であることが好ましく、1%以下であることが好ましく、0.5%以下であることが好ましく、実質的に含有しないことが好ましい。実質的に含有しないとは、化合物製造時の不純物として生成した化合物等の意図せず塩素原子を含む化合物のみが組成物に混入することを意味する。
一般式(M)で表される化合物は、例えば一般式(M−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RM11は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM11からXM15はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、YM11はフッ素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類以上である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(M−1)で表される化合物は、具体的には式(M−1.1)から式(M−1.4)で表される化合物であることが好ましく、式(M−1.1)または式(M−1.2)で表される化合物が好ましく、式(M−1.2)で表される化合物がさらに好ましい。また、式(M−1.1)または式(M−1.2)で表される化合物を同時に使用することも好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−1.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−1.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−1.1)および式(M−1.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、例えば一般式(M−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RM21は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM21およびXM22はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、YM21はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表す。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(M−2)で表される化合物は、式(M−2.1)から式(M−2.5)で表される化合物であることが好ましく、式(M−2.3)または/および式(M−2.5)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−2.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−2.3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−2.5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−2.2)、(M−2.3)および式(M−2.5)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、6%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%である。
含有量は、本発明の液晶組成物の総量に対して1%以上であることが好ましく、5%以上がより好ましく、8%以上がさらに好ましく、10%以上がさらに好ましく、14%以上がさらに好ましく、16%以上が特に好ましい。また、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性などを考慮して、最大比率を30%以下にとどめることが好ましく、25%以下がさらに好ましく、22%以下がより好ましく、20%未満が特に好ましい。
本発明の液晶組成物に使用される一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−3)で表される化合物であることが好ましい。
(式中、RM31は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM31からXM36はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、YM31はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることのできる化合物に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して1種から2種類以上組み合わせることが好ましい。
組み合わせることのできる化合物に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して1種から2種類以上組み合わせることが好ましい。
一般式(M−3)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの特性を考慮して実施形態ごとに上限値と下限値がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−3)で表される化合物は、具体的には式(M−3.1)から式(M−3.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−3.1)および/または式(M−3.2)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−3.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−3.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−3.1)および式(M−3.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−4)で表される群より選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、RM41は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM41からXM48はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、YM41はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることのできる化合物に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して1種、2種または3種類以上組み合わせることが好ましい。
組み合わせることのできる化合物に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して1種、2種または3種類以上組み合わせることが好ましい。
一般式(M−4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの特性を考慮して実施形態ごとに上限値と下限値がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物が、セルギャップの小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−4)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。駆動電圧の小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−4)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。また、低温の環境で用いられる液晶表示素子用に用いられる場合は一般式(M−4)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。応答速度の速い液晶表示素子に用いられる液晶組成物である場合は、一般式(M−4)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−4)で表される化合物は、具体的には式(M−4.1)から式(M−4.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−4.2)から式(M−4.4)で表される化合物を含有することが好ましく、式(M−4.2)で表される化合物を含有することがより好ましい。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−5)で表される化合物であることが好ましい。
(式中、RM51は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM51およびXM52はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、YM51はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることのできる化合物の種類に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して、実施形態ごとに適宜組み合わせて使用する。例えば、本発明の一つの実施形態では1種類、別の実施形態では2種類、さらに別の実施形態では3種類、またさらに別の実施形態では4種類、またさらに別の実施形態では5種類、またさらに別の実施形態では6種類以上組み合わせる。
組み合わせることのできる化合物の種類に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して、実施形態ごとに適宜組み合わせて使用する。例えば、本発明の一つの実施形態では1種類、別の実施形態では2種類、さらに別の実施形態では3種類、またさらに別の実施形態では4種類、またさらに別の実施形態では5種類、またさらに別の実施形態では6種類以上組み合わせる。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、50%であり、45%であり、40%であり、35%であり、33%であり、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の液晶組成物のTniを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、一般式(M−5)で表される化合物は、式(M−5.1)から式(M−5.4)で表される化合物であることが好ましく、式(M−5.1)から式(M−5.4)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−5)で表される化合物は、式(M−5.11)から式(M−5.17)で表される化合物であることが好ましく、式(M−5.11)、式(M−5.13)および式(M−5.17)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−5)で表される化合物は、式(M−5.21)から式(M−5.28)で表される化合物であることが好ましく、式(M−5.21)、式(M−5.22)、式(M−5.23)および式(M−5.25)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%であり、22%であり、25%であり、30%である。好ましい含有量の上限値は、40%であり、35%であり、33%であり、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−6)で表される化合物であることが好ましい。
(式中、RM61は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、XM61からXM64はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、YM61はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることのできる化合物の種類に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して実施形態ごとに適宜組み合わせる。
組み合わせることのできる化合物の種類に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などを考慮して実施形態ごとに適宜組み合わせる。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物が、駆動電圧の小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−6)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。また応答速度の速い液晶表示素子に用いられる液晶組成物である場合は、一般式(M−6)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.1)から式(M−6.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.2)および式(M−6.4)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.11)から式(M−6.14)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.12)および式(M−6.14)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.21)から式(M−6.24)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.21)、式(M−6.22)および式(M−6.24)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.31)から式(M−6.34)で表される化合物が好ましい。中でも式(M−6.31)および式(M−6.32)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−6)で表される化合物は具体的には式(M−6.41)から式(M−6.44)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−6.42)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
更に、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−7)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
(式中、XM71からXM76はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、RM71は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、YM71はフッ素原子またはOCF3を表す。)
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、これらの化合物の中から1種〜2種類含有することが好ましく、1種〜3種類含有することがより好ましく、1種〜4種類含有することが更に好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、これらの化合物の中から1種〜2種類含有することが好ましく、1種〜3種類含有することがより好ましく、1種〜4種類含有することが更に好ましい。
一般式(M−7)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの特性を考慮して実施形態ごとに上限値と下限値がある。
本発明の液晶組成物の総量に対しての式(M−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物が、セルギャップの小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。駆動電圧の小さい液晶表示素子用に用いられる場合は、一般式(M−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが適している。また、低温の環境で用いられる液晶表示素子用に用いられる場合は一般式(M−7)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。応答速度の速い液晶表示素子に用いられる液晶組成物である場合は、一般式(M−7)で表される化合物の含有量を少なめにすることが適している。
さらに、一般式(M−7)で表される化合物は、式(M−7.1)から式(M−7.4)で表される化合物であることが好ましく、式(M−7.2)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−7)で表される化合物は、式(M−7.11)から式(M−7.14)で表される化合物であることが好ましく、式(M−7.11)および式(M−7.12)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M−7)で表される化合物は、式(M−7.21)から式(M−7.24)で表される化合物であることが好ましく、式(M−7.21)および式(M−7.22)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、一般式(M)で表される化合物は、一般式(M−8)で表される化合物であることが好ましい。
(式中、XM81からXM84はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、YM81はフッ素原子、塩素原子またはOCF3を表し、RM81は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基または炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表し、AM81およびAM82はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基または
を表すが、1,4-フェニレン基上の水素原子はフッ素原子によって置換されていてもよい。)
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(M−8)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(M−8)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、焼き付きの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.1)から式(M−8.4)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.1)および式(M−8.2)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.11)から式(M−8.14)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.12)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.21)から式(M−8.24)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.22)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.31)から式(M−8.34)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.32)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.41)から式(M−8.44)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.42)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
さらに、本発明の液晶組成物に使用される一般式(M−8)で表される化合物は、具体的には式(M−8.51)から式(M−8.54)で表される化合物であることが好ましく、中でも式(M−8.52)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、2%であり、4%であり、5%であり、8%であり、10%であり、13%であり、15%であり、18%であり、20%である。好ましい含有量の上限値は、30%であり、28%であり、25%であり、23%であり、20%であり、18%であり、15%であり、13%であり、10%であり、8%であり、5%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(i)、一般式(ii)および一般式(iii)、で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、70%であり、75%であり、78%であり、80%であり、88%、90%であり、93%であり、94%であり、95%であり、96%であり、97%であり、98%であり、99%であり、100%である。好ましい含有量の上限値は、100%であり、99%であり、98%であり、95%、90%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(i)、一般式(ii)または一般式(iii)、一般式(L)および(J)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、80%であり、85%であり、88%であり、90%であり、92%であり、93%であり、94%であり、95%であり、96%であり、97%であり、98%であり、99%であり、100%である。好ましい含有量の上限値は、100%であり、99%であり、98%であり、95%である。
本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式(i)、一般式(ii)または一般式(iii)、一般式(L−1)から(L−9)および(M−1)から(M−8)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、80%であり、85%であり、88%であり、90%であり、92%であり、93%であり、94%であり、95%であり、96%であり、97%であり、98%であり、99%であり、100%である。好ましい含有量の上限値は、100%であり、99%であり、98%であり、95%である。
本願発明の液晶組成物は、分子内に過酸(−CO−OO−)構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。
組成物の信頼性および長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記液晶組成物の総質量に対して5%以下とすることが好ましく、3%以下とすることがより好ましく、1%以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
UV照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記液晶組成物の総質量に対して15%以下とすることが好ましく、10%以下とすることが好ましく、8%以下とすることが好ましく、5%以下とすることがより好ましく、3%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を前記液晶組成物の総質量に対して80%以上とすることが好ましく、90%以上とすることがより好ましく、95%以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて6員環である化合物のみで液晶組成物を構成することが最も好ましい。
液晶組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記液晶組成物の総質量に対して10%以下とすることが好ましく、8%以下とすることが好ましく、5%以下とすることがより好ましく、3%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
粘度の改善およびTniの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を前記液晶組成物の総質量に対して10%以下とすることが好ましく、8%以下とすることが好ましく、5%以下とすることがより好ましく、3%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。
本発明の第一実施形態の液晶組成物に含有される化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は2〜5であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は4〜5であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。
本発明の液晶組成物には、PSモード、横電界型PSAモードまたは横電界型PSVAモードなどの液晶表示素子を作製するために、重合性化合物を含有することができる。使用できる重合性化合物として、光などのエネルギー線により重合が進行する光重合性モノマーなどが挙げられ、構造として、例えば、ビフェニル誘導体、ターフェニル誘導体などの六員環が複数連結した液晶骨格を有する重合性化合物などが挙げられる。更に具体的には、一般式(XX)
(式中、X201およびX202はそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
Sp201およびSp202はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜8のアルキレン基またはO−(CH2)s−(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)が好ましく、
Z201は−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およびY2はそれぞれ独立して、フッ素原子または水素原子を表す。)、−C≡C−または単結合を表し、
M201は1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基または単結合を表し、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い。)で表される二官能モノマーが好ましい。
Sp201およびSp202はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜8のアルキレン基またはO−(CH2)s−(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)が好ましく、
Z201は−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およびY2はそれぞれ独立して、フッ素原子または水素原子を表す。)、−C≡C−または単結合を表し、
M201は1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基または単結合を表し、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い。)で表される二官能モノマーが好ましい。
X201およびX202は、何れも水素原子を表すジアクリレート誘導体、何れもメチル基を有するジメタクリレート誘導体の何れも好ましく、一方が水素原子を表しもう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。PSA表示素子においては、ジメタクリレート誘導体が特に好ましい。
Sp201およびSp202はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜8のアルキレン基またはO−(CH2)s−を表すが、PSA表示素子においては少なくとも一方が単結合であることが好ましく、共に単結合を表す化合物または一方が単結合でもう一方が炭素原子数1〜8のアルキレン基またはO−(CH2)s−を表す態様が好ましい。この場合1〜4のアルキル基が好ましく、sは1〜4が好ましい。
Z201は、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−または単結合が好ましく、−COO−、−OCO−または単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。
M201は任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基または単結合を表すが、1,4−フェニレン基または単結合が好ましい。Cが単結合以外の環構造を表す場合、Z201は単結合以外の連結基も好ましく、M201が単結合の場合、Z201は単結合が好ましい。
これらの点から、一般式(XX)において、Sp201およびSp202の間の環構造は、具体的には次に記載する構造が好ましい。
一般式(XX)において、M201が単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合において、次の式(XXa−1)から式(XXa−5)を表すことが好ましく、式(XXa−1)から式(XXa−3)を表すことがより好ましく、式(XXa−1)を表すことが特に好ましい。
(式中、両端はSp201またはSp202に結合するものとする。)
これらの骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がPSA型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、または、全く発生しない。
これらの骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がPSA型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、または、全く発生しない。
以上のことから、重合性モノマーとしては、一般式(XX−1)〜一般式(XX−4)が特に好ましく、中でも一般式(XX−2)が最も好ましい。
(式中、Sp20は炭素原子数2から5のアルキレン基を表す。)
本発明において、重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線または電子線等の活性エネルギー線を単一または併用または順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有液晶組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場または温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数10Hzから10kHzの交流が好ましく、周波数60Hzから10kHzがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。
本発明において、重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線または電子線等の活性エネルギー線を単一または併用または順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有液晶組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場または温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数10Hzから10kHzの交流が好ましく、周波数60Hzから10kHzがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。
前記照射時の温度は、本発明の液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には15〜35℃での温度で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、0.1mW/cm2〜100W/cm2が好ましく、2mW/cm2〜50W/cm2がより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、10mJ/cm2から500J/cm2が好ましく、100mJ/cm2から200J/cm2がより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、10秒から3600秒が好ましく、10秒から600秒がより好ましい。
本発明の液晶組成物にモノマーを添加する場合において、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。
本発明における液晶組成物は、さらに、一般式(Q)で表される化合物を含有することができる。
(式中、RQは炭素原子数1から22の直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CF2O−、−OCF2−で置換されてよく、MQはトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基または単結合を表す。)
RQは炭素原子数1から22の直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CF2O−、−OCF2−で置換されてよいが、炭素原子数1から10の直鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素原子数1から20の直鎖アルキル基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された分岐鎖アルキル基が更に好ましい。MQはトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基または単結合を表すが、トランス−1,4−シクロへキシレン基または1,4−フェニレン基が好ましい。
RQは炭素原子数1から22の直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CF2O−、−OCF2−で置換されてよいが、炭素原子数1から10の直鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素原子数1から20の直鎖アルキル基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が−OCO−またはCOO−に置換された分岐鎖アルキル基が更に好ましい。MQはトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基または単結合を表すが、トランス−1,4−シクロへキシレン基または1,4−フェニレン基が好ましい。
一般式(Q)で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式(Q−a)から一般式(Q−d)で表される化合物が好ましい。
式中、RQ1は炭素原子数1から10の直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基が好ましく、RQ2は炭素原子数1から20の直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基が好ましく、RQ3は炭素原子数1から8の直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基または分岐鎖アルコキシ基が好ましく、LQは炭素原子数1から8の直鎖アルキレン基または分岐鎖アルキレン基が好ましい。一般式(Q−a)から一般式(Q−d)で表される化合物中、一般式(Q−c)および一般式(Q−d)で表される化合物が更に好ましい。
本願発明の液晶組成物において、一般式(Q)で表される化合物を1種または2種を含有することが好ましく、1種から5種含有することが更に好ましく、その含有量は0.001から1%であることが好ましく、0.001から0.1%が更に好ましく、0.001から0.05%が特に好ましい。
本発明の重合性化合物を含有した液晶組成物は、これに含まれる重合性化合物が紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。
本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は高速応答と表示不良の抑制を両立させた有用なものであり、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、VAモード、PSVAモード、PSAモード、IPSモード、FFSモードまたはECBモード用液晶表示素子に適用できる。当該液晶表示素子として、AM−LCD(アクティブマトリックス液晶表示素子)、TN(ネマチック液晶表示素子)、STN−LCD(超ねじれネマチック液晶表示素子)、OCB−LCD、IPS−LCD(インプレーンスイッチング液晶表示素子)およびFFS−LSD(フリンジフィールドスイッチング液晶表示素子)に有用であるが、AM−LCDに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。
より具体的には、本発明に係る液晶表示素子は、対向に配置された第一の基板および第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に充填された本発明の液晶組成物を含有する液晶層と、前記第一の基板上に、共通電極、マトリクス状に配置される複数個のゲートバスラインおよびデータバスライン、前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交差部に設けられる薄膜トランジスタならびに前記薄膜トランジスタにより駆動され前記共通電極との間で基板に対して略平行な電界を形成する画素電極を画素毎に有する電極層と、前記液晶層と前記第一の基板および前記第二の基板との間にそれぞれ形成されたホモジニアス配向を誘起する配向膜層と、を有する液晶表示素子であることがより好ましい。換言すると、本発明に係る液晶表示素子は、第一の偏光板と、第一の基板と、共通電極と、絶縁層と、前記薄膜トランジスタを含む電極層と、(第一の)配向膜と、液晶組成物を含む液晶層と、(第二の)配向膜と、カラーフィルターと、第二の基板と、第二の偏光板と、が順次積層された構成であることが好ましい。
本発明の正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、大幅に低い粘性や高い弾性定数Kavgを得ることができ、低温での溶解性が良好で、比抵抗や電圧保持率が熱や光によって受ける変化が極めて小さいため製品の実用性が高く、これを用いたIPS型やFFS型等の液晶表示素子は高速応答を達成できる。
液晶表示素子に使用される液晶セルの2枚の基板はガラスまたはプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得ることができる。
第一の基板および第二の基板上に設けられるカラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法または、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱または光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。1.5から10μmが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
2枚の基板間に重合性化合物含有組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法またはODF法などを用いることができるが、真空注入法においては滴下痕が発生しないものの、注入の跡が残る課題を有しているものであるが、本願発明においては、ODF法を用いて製造する表示素子により好適に使用することができる。ODF法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーンまたはフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明の液晶組成物は、ODF工程における液晶組成物の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例および比較例の液晶組成物における「%」は『質量%』を意味する。
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
TNI/℃:ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
Δn :298Kにおける屈折率異方性
Δε :298Kにおける誘電率異方性
η/mPa・s :293Kにおける粘度(mPa・s)
γ1/mPa・s:298Kにおける回転粘度(mPa・s)
Vth :厚さ6ミクロンのTNセルに液晶を封入し、298K、クロスニコル偏光板において電圧を印加した際に透過率が10%変化する電圧。
K11、K22、K33:298Kにおける弾性定数。Kaverageはそれらの平均値を意味する。K11、K33は測定装置EC−1(東陽テクニカ製)を用い、セルギャップが30μmである水平配向セルに液晶を封入し30→0ボルト印加(V)で得られた静電容量(C)変化のカーブ(CVカーブ)をフィッティングすることで算出した。K22は20μmのTNセルに同液晶を封入し、同様に電圧を印加して得られたCVカーブをフィッティングして閾値電圧(Vc)を求め、以下の式(1)を用いて算出した。
Δn :298Kにおける屈折率異方性
Δε :298Kにおける誘電率異方性
η/mPa・s :293Kにおける粘度(mPa・s)
γ1/mPa・s:298Kにおける回転粘度(mPa・s)
Vth :厚さ6ミクロンのTNセルに液晶を封入し、298K、クロスニコル偏光板において電圧を印加した際に透過率が10%変化する電圧。
K11、K22、K33:298Kにおける弾性定数。Kaverageはそれらの平均値を意味する。K11、K33は測定装置EC−1(東陽テクニカ製)を用い、セルギャップが30μmである水平配向セルに液晶を封入し30→0ボルト印加(V)で得られた静電容量(C)変化のカーブ(CVカーブ)をフィッティングすることで算出した。K22は20μmのTNセルに同液晶を封入し、同様に電圧を印加して得られたCVカーブをフィッティングして閾値電圧(Vc)を求め、以下の式(1)を用いて算出した。
上記式(1)において、ε0は真空の誘電率を表す。
VHR:
周波数60Hz,印加電圧5Vの条件下で333Kにおける電圧保持率(%)耐熱試験後VHR:液晶組成物サンプルを封入した電気光学特性評価用TEG(テスト・エレメント・グループ)を130℃の恒温槽中に1時間保持した後、上述のVHR測定方法と同条件で測定した。
周波数60Hz,印加電圧5Vの条件下で333Kにおける電圧保持率(%)耐熱試験後VHR:液晶組成物サンプルを封入した電気光学特性評価用TEG(テスト・エレメント・グループ)を130℃の恒温槽中に1時間保持した後、上述のVHR測定方法と同条件で測定した。
焼き付き:
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを任意の試験時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像が、許容できない残像レベルに達するまでの試験時間を計測した。
1)ここで言う試験時間とは固定パターンの表示時間を示し、この時間が長いほど残像の発生が抑制されており、性能が高いことを示している。
2)許容できない残像レベルとは、出荷合否判定で不合格となる残像が観察されるレベルである。例)サンプルA:1000時間 サンプルB:500時間 サンプルC:200時間サンプル D:100時間
性能は、A>B>C>Dである。
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを任意の試験時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像が、許容できない残像レベルに達するまでの試験時間を計測した。
1)ここで言う試験時間とは固定パターンの表示時間を示し、この時間が長いほど残像の発生が抑制されており、性能が高いことを示している。
2)許容できない残像レベルとは、出荷合否判定で不合格となる残像が観察されるレベルである。例)サンプルA:1000時間 サンプルB:500時間 サンプルC:200時間サンプル D:100時間
性能は、A>B>C>Dである。
滴下痕:
液晶表示装置の滴下痕の評価は、全面黒表示した場合における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて以下の5段階評価で行った。
液晶表示装置の滴下痕の評価は、全面黒表示した場合における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて以下の5段階評価で行った。
5:滴下痕無し(優)
4:滴下痕ごく僅かに有るも許容できるレベル(良)
3:滴下痕僅かに有り、合否判定のボーダーラインレベル(条件付で可)
2:滴下痕有り許容できないレベル(不可)
1:滴下痕有りかなり劣悪(悪)
プロセス適合性:
プロセス適合性は、ODFプロセスにおいて、定積計量ポンプを用いて、液晶を1回に50pLずつ「0〜100回、101〜200回、201〜300回、・・・・」と100回ずつ滴下したときの各100回滴下分の液晶の質量を計測し、質量のバラつきがODFプロセスに適合できない大きさに達した滴下回数で評価した。
滴下回数が多いほど長時間にわたって安定的に滴下可能であり、プロセス適合性が高いといえる。
例)サンプルA:95000回
サンプルB:40000回
サンプルC:100000回
サンプルD:10000回
性能は、C>A>B>Dである。
4:滴下痕ごく僅かに有るも許容できるレベル(良)
3:滴下痕僅かに有り、合否判定のボーダーラインレベル(条件付で可)
2:滴下痕有り許容できないレベル(不可)
1:滴下痕有りかなり劣悪(悪)
プロセス適合性:
プロセス適合性は、ODFプロセスにおいて、定積計量ポンプを用いて、液晶を1回に50pLずつ「0〜100回、101〜200回、201〜300回、・・・・」と100回ずつ滴下したときの各100回滴下分の液晶の質量を計測し、質量のバラつきがODFプロセスに適合できない大きさに達した滴下回数で評価した。
滴下回数が多いほど長時間にわたって安定的に滴下可能であり、プロセス適合性が高いといえる。
例)サンプルA:95000回
サンプルB:40000回
サンプルC:100000回
サンプルD:10000回
性能は、C>A>B>Dである。
低温保存性(LTS):
低温での保存性評価は、液晶組成物を調製後、1mLのサンプル瓶に液晶組成物を0.5g秤量し、これを−25℃の温度制御式試験槽の中で240時間保存して目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたときの試験時間を計測した。析出発生までの試験時間が長いほど低温での保存性が良好であるといえる。
低温での保存性評価は、液晶組成物を調製後、1mLのサンプル瓶に液晶組成物を0.5g秤量し、これを−25℃の温度制御式試験槽の中で240時間保存して目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたときの試験時間を計測した。析出発生までの試験時間が長いほど低温での保存性が良好であるといえる。
低温での溶解性:
低温での溶解性評価は、液晶組成物を調製後、2mLのサンプル瓶に液晶組成物を1g秤量し、これに温度制御式試験槽の中で、次の運転状態「−20℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→20℃(1時間保持)→降温(−0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→降温(−0.1℃/毎分)→−20℃」を1サイクルとして温度変化を与え続け、目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたときの試験時間を計測した。
試験時間が長いほど長時間にわたって安定して液晶相を保っており、低温での溶解性が良好である。例)サンプルA:72時間 サンプルB:600時間 サンプルC:384時間 サンプルD:1440時間 性能は、D>B>C>Aである。
低温での溶解性評価は、液晶組成物を調製後、2mLのサンプル瓶に液晶組成物を1g秤量し、これに温度制御式試験槽の中で、次の運転状態「−20℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→20℃(1時間保持)→降温(−0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→降温(−0.1℃/毎分)→−20℃」を1サイクルとして温度変化を与え続け、目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたときの試験時間を計測した。
試験時間が長いほど長時間にわたって安定して液晶相を保っており、低温での溶解性が良好である。例)サンプルA:72時間 サンプルB:600時間 サンプルC:384時間 サンプルD:1440時間 性能は、D>B>C>Aである。
揮発性/製造装置汚染性:
液晶材料の揮発性評価は、真空攪拌脱泡ミキサーの運転状態をストロボスコープを用いて観察し、液晶材料の発泡を目視により観察することによって行った。具体的には、容量2.0Lの真空攪拌脱泡ミキサーの専用容器に液晶組成物を0.8kg入れ、4kPaの脱気下、公転速度15S−1、自転速度7.5S−1で真空攪拌脱泡ミキサーを運転し、発泡が始まるまでの時間を計測した。
液晶材料の揮発性評価は、真空攪拌脱泡ミキサーの運転状態をストロボスコープを用いて観察し、液晶材料の発泡を目視により観察することによって行った。具体的には、容量2.0Lの真空攪拌脱泡ミキサーの専用容器に液晶組成物を0.8kg入れ、4kPaの脱気下、公転速度15S−1、自転速度7.5S−1で真空攪拌脱泡ミキサーを運転し、発泡が始まるまでの時間を計測した。
発泡が始まるまでの時間が長いほど揮発しにくく、製造装置を汚染する可能性が低いので、高性能であることを示す。例)サンプルA:200秒サンプルB:45秒サンプルC:60秒サンプルD:15秒性能は、A>C>B>Dである。
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(環構造)
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(環構造)
(側鎖構造および連結構造)
−F −F フッ素原子
F− −F フッ素原子
−n −CnH2n+1 炭素原子数n個の直鎖状のアルキル基
n− CnH2n+1− 炭素原子数n個の直鎖状のアルキル基
−On −OCnH2n+1 炭素原子数n個の直鎖状のアルコキシ基
nO− CnH2n+1O− 炭素原子数n個の直鎖状のアルコキシ基
−V −CH=CH2
V− CH2=CH−
−V1 −CH=CH−CH3
1V− CH3−CH=CH−
−2V −CH2−CH2−CH=CH3
V2− CH3=CH−CH2−CH2−
−2V1 −CH2−CH2−CH=CH−CH3
1V2− CH3−CH=CH−CH2−CH2
(連結基)
−CF2O− −CFFO−
−OCF2− −O−CF2−
−1O− −CH2−O−
−O1− −O−CH2−
−COO− −COO−
次に示す組成を有する液晶組成物(比較例1(特許文献1の実施例3の液晶組成物)、実施例1〜5)をそれぞれ調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表1に示す。
−F −F フッ素原子
F− −F フッ素原子
−n −CnH2n+1 炭素原子数n個の直鎖状のアルキル基
n− CnH2n+1− 炭素原子数n個の直鎖状のアルキル基
−On −OCnH2n+1 炭素原子数n個の直鎖状のアルコキシ基
nO− CnH2n+1O− 炭素原子数n個の直鎖状のアルコキシ基
−V −CH=CH2
V− CH2=CH−
−V1 −CH=CH−CH3
1V− CH3−CH=CH−
−2V −CH2−CH2−CH=CH3
V2− CH3=CH−CH2−CH2−
−2V1 −CH2−CH2−CH=CH−CH3
1V2− CH3−CH=CH−CH2−CH2
(連結基)
−CF2O− −CFFO−
−OCF2− −O−CF2−
−1O− −CH2−O−
−O1− −O−CH2−
−COO− −COO−
次に示す組成を有する液晶組成物(比較例1(特許文献1の実施例3の液晶組成物)、実施例1〜5)をそれぞれ調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表1に示す。
実施例1の液晶組成物は、比較例1と比べて、同程度のΔεおよびγ1を有するが、より高いネマチック転移温度(TNI)とΔnを有している事がわかる。実施例2の液晶組成物は、比較例1と同程度のネマチック転移温度(TNI)、Δε、Δnを有するが、γ1が大幅に改善されていることがわかる。また、本願発明の成分(i)あるいは成分(ii)の構成を変更した実施例3〜5においても同様の効果が得られることがわかる。これら実施例に記載された液晶組成物は、小さいγ1を有することから、透過率を重視するIPS、FFSモード等に適している。
次に示す組成を有する液晶組成物(比較例2、3および実施例6〜10)をそれぞれ調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表2に示す。
比較例2は、一般式(i)の化合物の代わりに、片側のみがアルケニル基の化合物を含む液晶化合物である。一方、実施例6は、片側がアルケニル基の化合物の代わりに一般式(i)の化合物を含む液晶組成物である。両者を比べると、実施例6の液晶組成物はTniは低下するものの、γ1が大幅に改善されていることがわかる。このため、比較例2を元にして、実施例6とネマチック転移温度が同程度になるよう調整し、比較例3を調製した。この比較例3と比べても、実施例6は、より低いγ1を有しており、上記K33が上昇している。実施例6をベースに一部の化合物を置換した実施例7では、更に改善されたγ1と、より高いK11、K22を有することがわかる。実施例8〜10は比較例3と同程度か或いはやや改善されたγ1を有し、より高いΔn、より高い弾性定数Kavgを有する。これら実施例の液晶組成物は比較的高いΔεと転移温度を有し、且つ高いKavgを有することから、特にモバイル用高コントラストIPS・FFSディスプレイの構成部材として適している。なお、K33が高くなると液晶組成物の応答速度が向上することが知られている。
比較例3、実施例6および実施例7について、FFSモードセルでの光学特性測定結果を表3に示す。測定には、透明IZO櫛型電極(線幅3ミクロン、電極間隔4ミクロン)、絶縁層(SiNX)500ミクロンのFFS基板を用い、配向膜(SE−5811、日産化学製)を塗布、ラビングし、セルギャップが3.5ミクロンになるように対抗基板と貼りあわせて使用した。配向膜のラビング方向は透明櫛型電極の長手方向に対して5°になるよう作製した。
表中の各項目の意味は以下のとおりである。
V100:透過率が最大となる印加電圧。
TON :0V状態からV100を印加した際に透過率が90%に達するまでの液晶応答時間。
TOFF:V100状態から電圧をオフにした際に透過率が10%に達するまでの液晶応答時間。
表中の各項目の意味は以下のとおりである。
V100:透過率が最大となる印加電圧。
TON :0V状態からV100を印加した際に透過率が90%に達するまでの液晶応答時間。
TOFF:V100状態から電圧をオフにした際に透過率が10%に達するまでの液晶応答時間。
比較例3と比べて、実施例6は応答時間が改善されていることがわかる。また、成分(ii)の構成を変更した実施例7では更に応答時間が高速化されていることがわかる。
次に示す組成を有する液晶組成物(実施例11〜14)をそれぞれ調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表4に示す。
これら実施例の液晶組成物は比較的高いΔnと低いγ1を有するため、高速応答狭ギャップ液晶表示素子用の構成部材として適している。また、これらの液晶組成物は屋内ディスプレイ用として好適な転移温度を有し、かつ比較的高いΔεを有することから、IPSモード、FFSモードにおいて櫛型電極間の幅を広げることができるため、透過率に優れた屋内ディスプレイの構成部材として適している。
次に示す組成を有する液晶組成物(実施例15〜18)をそれぞれ調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表5に示す。
これら実施例の液晶組成物は高いΔnと極めて低いγ1を有するため、高速応答用の狭ギャップ液晶表示素子用の構成部材として非常に適している。また、これらの液晶組成物は屋内ディスプレイ用として好適な転移温度を有し、かつ小さいΔεによりIPSモード、FFSモードにおいて透過率を向上させることができるため、透過率に優れた高速応答屋内用ディスプレイの構成部材として適している。
次に示す組成を有する液晶組成物(実施例19〜22)をそれぞれ調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表6に示す。
これら実施例の液晶組成物は非常に広い液晶温度範囲と低いγ1を有するため、屋外用ディスプレイ、車載用ディスプレイ用の構成部材として適している。
以上の結果から、本願発明の構成により液晶組成物の低温保存性を損なうことなく、改善されたγ1、Δn、Δε、ネマチック転移温度を有する液晶組成物を提供することができる。また、これを液晶表示素子に用いることによりその性能を向上せしめることができる。本願発明の成分(ii)〜(iii)の構造を適宜選択する事により、より更に改善された物性値を有する液晶組成物並びにそれを用いてより効果的に性能を改善した液晶表示素子の提供が可能となる。
以上で説明した各実施態様における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施態様によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。
本発明にかかる液晶組成物は、液晶表示素子および液晶ディスプレイの分野に広く適用可能である。
Claims (8)
- 一般式(i):
環Ai1および環Bi1は以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
mi1は0から3の整数である。)で表される化合物を1種または2種以上と、
一般式(ii):
Kii0、Kii1およびKii2はそれぞれ独立して、以下の基(a)および基(b):
(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
Zii1、Zii2およびZii3はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CH2CH2CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、niikが0の場合は、Zii1およびZii2のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、niikが1以上の場合は、Zii1、Zii2およびZii3のうちいずれか一つは、−OCH2−または−CH2O−を表し、
niikはそれぞれ独立して、0、1、2、3または4を表し、かつniiikが2以上場合、Zii3およびKii2はそれぞれ同一でも良く、異なっていても良く、
Xii3およびXii4はそれぞれ独立して、水素原子またはフッ素原子を表し、
Yii1はそれぞれ独立して、フッ素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2−トリフルオロエチル基で表される化合物および一般式(iii):
niii1は、0、1、2、3または4を表し、
Aiii1およびAiii2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)および
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
Ziii1およびZiii2はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
niii1が2、3または4であってAiii2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、niii1が2、3または4であってZiii1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
Xiii1およびXiii3はそれぞれ独立して、水素原子、塩素原子またはフッ素原子を表し、
Yiii2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種または2種以上を含む液晶組成物。 - 一般式(L):
nL1は0、1、2または3を表し、
AL1、AL2およびAL3はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)および
(c) (c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基または1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)および基(c)はそれぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
ZL1およびZL2はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−またはC≡C−を表し、
nL1が2または3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2または3であってZL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式(i)で表される化合物で表される化合物を除く。)で表される化合物から選ばれる化合物を1種または2種以上含有する、請求項1に記載の液晶組成物。 - 一般式(M):
PMは、0、1、2、3または4を表し、
CM1およびCM2はそれぞれ独立して、
(d) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−または隣接していない2個以上の−CH2−は−O−またはS−に置き換えられてもよい。)および
(e) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=または隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)、基(e)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子または塩素原子で置換されていても良く、
KM1およびKM2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−またはC≡C−を表し、
PMが2、3または4であってKM1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、PMが2、3または4であってCM2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
XM1およびXM3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子またはフッ素原子を表し、
XM2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基または2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。ただし、一般式(i)、一般式(ii)および一般式(L)で表される化合物を除く。)で表される化合物をさらに含む、請求項1または2に記載の液晶組成物。 - 重合性化合物を含有する請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動液晶表示素子。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたVAモード、PSAモード、VA−IPSモード、IPSモード、FFSモードまたはECBモード液晶表示素子。
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