CN100351342C - 向列液晶组合物及使用它的液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明系有关一种向列液晶组合物,其特征为含有具萘基-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基的通式(I-1)~(I-5)的化合物,以及使用它的液晶显示装置。该向列液晶组合物可改善相溶性,提高低温保存等,由于扩大液晶显示特性的动作温度范围,且可降低驱动电压及改善其温度变化,对预定的驱动电压而言可达到较快的应答性,因此,极适合使用于TN、STN、TFT、IPS、MVA、OCB、ECB、PC、PNLC、PDLC、PSCT等。
Description
技术领域
本发明系有关一种做为电光学显示材料极有用的向列液晶组合物及使用它的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示元件的典型例为TN-LCD(扭曲向列液晶显示元件),可使用于时钟、电子计算器、电子记事本、掌上电脑、文字处理机、个人电脑等。另外,伴随OA机器的资料处理的增加,Scheffer等[SID’85Digest,p.120 1985年]、衣川等[SID’86 Digest,p.122 1986年]开发STN(超扭曲向列)-LCD,广泛普及于便携式终端机、电子记事本、掌上电脑、文字处理机、个人电脑、或监视器显示等高资料处理用的显示。
最近,以改善STN-LCD的应答特性为目的,提案有主动寻址(active addressing)驱动方式[Proc.12th IDRC p.503 1992年]或多线寻址(multiline addressing)驱动方式[SID’92 Digest,p.2321992年]。而且,以达成更为明亮的显示或较高的对比度为目的时,提案有取代滤光器等的利用液晶与相位差板的双折射性的新颖反射型彩色液晶显示方式[电视学会技术报告vol.14 NO.10 p.51 1990年]或在基板电极侧施予小的放物面的具反射面的液晶显示装置。
尤其,在显示面积大型化的用途上,要求对背光的温度分布而言显示的均一性或高对比度,要求更为稳定的取向性或更为小的温度依赖性的液晶材料、或为控制液晶盒厚度的波动需要对应于预定值的双折射率。此外,为通过增加象素数来进行高任务驱动,故重视对应于此的应答性、层次性等。另外,中小型便携式显示,对使用环境温度而言显示的稳定性是重要的,需要可降低应答性或耗电力的较低的驱动电压的液晶材料、或在-30~0℃或40~80℃的温度范围内驱动电压的温度依赖性小或陡峭性高,且在该温度范围内对应于所企求的功能驱动的频率依赖性等要求较小等。此外,液晶的电阻(电阻率)为减少耗电而必须避免过低,为无烧结现象则要求为不能过高的预定值。目前,企求更为详细,差别化至少经改良的液晶材料。
该适合的液晶材料必须综合最适合的双折射率、弹性系数、介电率各向异性、较低的粘性、较宽的向列温度、化学稳定性、电气稳定性(所企求的电阻率、电压保持率)等的物性特性,或必须综合最适合的有关取向性的预定的预倾斜角、较宽的d/p界限等各特性,目前则是需求新的液晶化合物或液晶组合物的提案。
另外,由于其显示品质优异,故有源矩阵形液晶显示装置可使用于便携终端、液晶电视、投影机、电脑等市场。有源矩阵显示方式系在各象素上使用于TFT(薄膜晶体管)或MIM(金属、绝缘体、金属)等,该方式极为重要视高电压保持率。而且,另为得更宽的视角特性、近滕等提案组合IPS型的超级TFT(Asia Display’95 Digest,p.7071995年)。(以下总称这些有源矩阵显示方式的液晶显示元件为TFT-LCD)。为对应该显示元件,目前提案有新液晶化合物或液晶组合物(例如特开平2-233626号公报、特公表4-501575号公报等)。
最近受到注目的使用聚硅技术的相应TFT-LCD的液晶材料系要求包含电压保持率较高的特性、抗污染性强的液晶材料,具较低驱动电压的较快速应答性的液晶材料,具双折射率为0.08~0.15的液晶材料。而且,需求以提高成品率为目的的显示缺陷发生率较少的液晶材料,可稳定显示较高预倾斜角的液晶材料等的差别化也在进展。
作为不需偏光板或取向处理,具优异明亮的对比度的液晶设备的聚合物中分散有液晶滴的液晶显示元件系有特表昭58-501631号公报、美国专利第4435047号说明书、特表昭61-502128号公报、特开昭62-2231号公报等中记载,系为已知(以下,总称这些液晶显示元件为PDLC)。这些具有必须使液晶材料的各折射率与聚合物的折射率为最适化、或必须使为得充分透明性的高电压的问题。另外,作为可实现低电压驱动性、高对比度、时分驱动性的技术,在美国专利第5,304,323号、特开平1-198725号公报中公开,液晶材料形成连续层且在该连续层中高分子物质具有以三维网络分布的结构的液晶显示元件(以下总称该液晶显示元件为PN-LCD)。
作为有关该目的的液晶材料,在欧洲专利第359,146号公报中揭示使液晶材料的双折射率或介电率各向异性最适化的方法,在特开平6-222320号公报中公开使液晶材料的弹性系数特定化的技术,在特开平5-339573号公报中公开使用氟系化合物。然而,因电阻值高、电压保持率优异、驱动电压低、光散射强、对比度大、应答速度快、温度特性佳等问题,目前有新的提案。
如上所述,对液晶显示元件的要求系有较精细的高密度显示容量、驱动电压或对环境温度的较快速的应答速度、具化学电气性高的稳定性的低驱动电压、较高的阶调性、使用环境温度或对视野角的较高的对比度等。因此,目前进行在宽温度范围内具向列性,且在低温保存下维持长期间向列相,在较低的粘性可改善应答性所企求的驱动电压,尤其是可达成较低驱动电压的液晶材料的开发研究。而且,着重于对双折射率、介电率各向异性、弹性系数的设计及这些的温度依赖性,双折射率的光波长依赖性或对应功能数的介电率各向异性的频率依赖性等的改良方法。
本发明的通式(I-1)的相关化合物,下述通式(a1-1)、(a1-8)的化合物,例如通式(a1-1)系Helvetica Chimica Acta vol.68 p.1406(1985)、Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.206 p.187(1991)、Liq.Cryst.vol.15 p.123(1993)、通式(a1-2)系日本特表平4-504571(1992)、美国专利第5252253(1993)、通式(a1-3)系Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.206 p.187(1991)、Liq.Cryst.vol.15 p.123(1993)、日本特开平1-160924(1989)、德国专利第3837208A(1998)、美国专利第5084204(1992)、通式(a1-4)系Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.37 p.249(1976)、美国专利第3925237(1975)、通式(a1-5)系Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.53 p.147(1979)、日本特开昭53-22882(1978)、通式(a1-6)系日本特开昭54-157541(1979)、美国专利第4261615(1981)、英国专利第2023136B(1979)、通式(a1-7)系Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.37 p.249(1976)、通式(a1-8)系英国专利第2271771A(1994)等所记载。
(其中,R0为烷基、烷氧基、链烷酰氧基,X0为CN、F等,Z0为R0、CN,K0为1,2)
然而,例如日本特开平1-160924(1989)、德国专利第3837208A(1998)、英国专利第2271771A(1994)的专利未获授权等,对于通式(a1-1)~(a1-8)化合物的相关技术几乎完全不知。详而言之,虽有化合物中通式(a1-1)~(a1-5)、(a1-7)的化合物的相转变温度,其中部分化合物的双折射率、介电率各向异性或转变焓的记载,但没有有关弹性系数或粘性的记载。此外,于组合物中虽详细对通式(a1-1)~(a1-8)化合物而言一般化合物的组合,或通式(a1-9)~(a1-11)的组合或通式(a1-9)~(a1-16)的组合,但完全没有记载具体的实施例。而且,完全没有记载有关使用液晶组合物的应用例,例如有关液晶显示元件或装置的具体例。
有关本发明通式(I-2)的化合物,有下述通式(a2-1)~(a2-2)化合物的记载,例如通式(a2-1)有英国专利2271771A(1994),通式(a2-2)有Mol.Cryst.Liq.Cryst.Vol.206 p187(1991),Liq.Cryst.Vol.15 p123(1993)日本特开平1-160924(1989),德国专利3837208A(1989),美国专利5084204A(1992),Mol.Cryst.Liq.Cryst.Vol.37.p249(1976)等。
(a2-2)R0-(A0-Z0)m-A0-C≡C-A0-(Z0-A0)n-R0
(a2-3)R0-L0-G0-E-R0
(a2-4)R0-L0-COO-E-R0
(a2-5)R0-L0-OCO-E-R0
(a2-6)R0-L0-CH2CH2-E-R0
(a2-7)R0-L0-C≡C-E-R0
(其中,R0为烷基等,X0为CN、F等,L0为F等,Z0为单键等,环A0为环己烯基等,K0、m、n为0,自然数)
然而,例如日本特开平1-160924(1989)、德国专利第3837208A(1998)、英国专利第2271771A(1994)的专利未获授权等,对于有关通式(a2-1)~(a2-2)的化合物的相关技术几乎完全不知。详而言之,有关化合物中通式(a2-1)~(a2-2)化合物的相转移温度、介电率各向异性、双折射率、弹性系数或粘性皆不知。而且,虽详记一般的优点,而于这些的文献中记载例如Liq.Cryst.vol.15 p.123(1993)中所含的化合物的粘性不佳,Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.261 p.79(1995)中化合物的液晶性狭窄,日本特开平1-160924(1989)中通式(a-2)化合物会使液晶混合物的介电率各向异性变负,由于其物性相反,与本领域技术人员可容易使用的程度的技术报告相差甚远,故无法得到所企求的状况。
另外,组合物中虽有详述与通式(a2-3)~(a2-7)化合物组合的一般化合物的组合,但没有记载其具体的实施例。因此也没有记载使用液晶组合物的应用例,例如有关液晶显示元件或装置的具体例。
有关本发明通式(I-3)的化合物,有下述通式(a3-1)~(a3-15)化合物的记载。例如通式(a3-1)系Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.37 p.249(1976)、通式(a3-2)~(a3-4)系Helvetica Chimica Acta vol.64 Fasc.6p.1847(1985)-Nr.176、Helvetica Chimica Acta vol.68 p.1406(1985)、Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.206 p.187(1991)、Liq.Cryst.vol.15 p.123(1993)、通式(a3-5)系特开昭61-282345(1986)、通式(a3-6)~(a3-10)系Helvetica Chimica Acta vol.68 p.1406(1985)、特表平4-504571(1992)、日本专利第2667577号、美国专利第5252253(1993)、英国专利公开2244710A(1992)、欧洲专利第453503B1(1995)、通式(a3-11)系Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.206 p.187(1991)、Liq.Cryst.vol.15 p.123(1993)、特开平1-160924(1989)、德国专利第3837208A(1989)、美国专利第5084204A(1992)、通式(a3-12)系特开平1-160924(1989)、德国专利第3837208A(1989)、美国专利第5084204A(1992)、MolCryst.Liq.Cryst.vol.261 p.79(1995)、通式(a3-13)~(a3-15)英国专利2271771A(1994)等。
(其中,R0为烷基、烷氧基等,X0为CN、F等,Z0为单键等,k0为0,1,2)
然而,例如特开平1-160924(1989)、德国专利第3837208A(1998)、英国专利第2271771A(1994)的专利未获授权等,对于通式(a3-1)~(a3-15)化合物的相关技术几乎完全不知。详而言之,化合物中通式(a3-1)~(a3-12)化合物的相转移温度,其中极小部分化合物具体而言有(a3-1)化合物的介电率各向异性、(a3-2)、(a3-3)化合物的双折射率、(a3-5)化合物的双折射率、介电率各向异性、(a3-11)化合物的双折射率、(a3-12)的双折射率、介电率各向异性或转移焓的记载,但完全没有弹性系数或粘性的记载。而且,仅记述一般的优点者,另记载有例如Liq.Cryst.vol.15 p.123(1993)中通式(a3-2)、(a3-3)化合物的粘性不佳,Mol.Cryst.Liq.Cryst.vol.261 p.79(1995)中通式(a3-12)化合物的液晶性狭窄,特开平1-160924(1989)中通式(a3-11)、(a3-12)化合物会使液晶混合物的介电率各向异性变负,该物性相反而与本领域技术人员可容易使用程度的技术报告相差甚远,故无法得到企求的情况。
另外,组合物中虽有记述通式(a3-2)~(a3-4)化合物而言与通式(a3-18)的组合,对通式(a3-5)化合物而言与通式(a3-17)的组合,对通式(a3-6)~(a3-10)化合物而言与通式(a3-16)~(a3-18)的组合等一般化合物的组合,但几乎完全没有记载其具体的实施例。因此,更完全没有记载有关使用液晶组合物的应用例,如有关液晶显示元件或装置的具体例。
本发明通式(I-4)的相关化合物系有下述通式(a4-1)~(a4-2)化合物的记载,例如通式(a4-1)系特开昭57-130929(1982)、德国专利3150312A(1982)、美国专利第4432885A(1984)、英国专利2090593A(1982)、通式(a4-2)系德国专利156258A(1982)、美国专利第4391731A(1983)、特开昭15-54130(1982)等。
(其中,R0为烷基等)
然而,这些的技术记载完全没有揭示目前所企求的要求特性。化合物或组合物仅知其液晶相的温度范围,完全不知其介电率各向异性、双折射率、弹性系数或粘性。而且,记述自一般优点者,却没有有关本领域技术人员可容易使用程度的STN-LCD或TFT-LCD的技术见解。
此外,组合物中例如特公表4-502781(1992)、WO 91-05029(1991)、美国专利第5487845中仅有一般的记述,完全没有记载具体的实施例。因此,更没有有关使用液晶组合物的应用例,如有关液晶显示元件或装置的具体例。
本发明的通式(I-5)的相关化合物系有下述通式(a5-1)的化合物的记载,如Helvetica Chimica Acta vol.65.,Fasc.4 p.1318(1982)-Nr.125。
(其中,R0为烷基等)
然而,几乎完全没有记载有关目前所企求的要求特性的相关技术。详言之,完全不知通式(a5-1)的化合物的介电率各向异性、双折射率、弹性系数或粘性。因此,完全没有本领域技术人员可容易使用程度的TN-LCD、STN-LCD或TFT-LCD的相关技术见解。
此外,组合物中例如特公表4-502781(1992)、WO 91-05029(1991)、美国专利第5487845中仅有一般的记述,完全不见其具体的实施例。因此,更没有有关使用液晶组合物的应用例,如有关液晶显示元件或装置的具体例。
本发明的特征之一系液晶成分A系以适当的选自通式(I-1)~(I-5)所示化合物之通式化合物所构成。该向列液晶组合物尚为不知。
另外,于组合物中虽在例如特公表4-502781(1992)、WO 91-05029(1991)、美国专利第5487845中有一般的记载,但完全没有其具体的实施例。因此,更没有有关使用液晶组合物的应用例,例如有关液晶显示元件或装置的具体例。
发明的公开
本发明的特征之一系液晶成分A为适当选自通式(I-1)~(I-5)所示化合物的通式化合物所构成。该向列液晶组合物尚为不知。
本发明的含有至少一种以上通式(I-1)~(I-5)所示的化合物的向列液晶组合物,更详之,含有一种或二种以上通式(I-1)~(I-5)的化合物,具有稠合环的化合物,具体例如有萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环,十氢萘-2,6-二基环的化合物,以及含有这些环中具任一取代基的化合物的新颖向列液晶组合物,另与除通式(I-1)~(I-5)外的化合物组合,可解决对上述的液晶材料的企求,至少得到改善,藉此可改善上述的液晶显示元件的特性。
详言之,通过改善相溶性、提高低温保存性来扩大液晶显示特性的动作温度范围,且可降低驱动电压及改善其温度变化,达成或改善对预定驱动电压的较快速的应答性。而且,通过具企求的双折射率的液晶材料,来改良MIM或TFT-LCD或STN-LCD的各种显示特性,并通过具较大双折射率的液晶材料来改善PN-LCD或PDLC的显示特性。
本发明为解决上述的课题,系提供一种向列液晶组合物,其特征为液晶组合物为含有一个或二个或三个以上的一种或二种以上选自通式(I-1)~(I-5)所示的化合物而成的液晶成分A,除上述通式(I-1)~(I-5)的化合物外另含有0~99.9重量%由具有+2以上介电率各向异性的化合物所成的液晶成分B,含有0~85重量%由具有-10~+2介电率各向异性的化合物所成的液晶成分C做为液晶成分,且该液晶成分B与该液晶成分C的总和为0~99.9重量%:
(其中,
萘-2,6-二基环中存在的1个或2个以上的CH基可以N基取代,
十氢萘-2,6-二基环中存在的1个或2个以上的-CH2-基可以-CF2-取代,该环中存在的1个或2个以上的-CH2-CH2-基可以为-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=N-或-CF=N-取代,该环中存在的1个或2个以上的>CH-CH2-基可以>CH-O-、>C=CH-、>C=CF-、>C=N-或>N-CH2-取代,该环中存在的>CH-CH<基可以>CH-CF<、>CF-CF<或>C=C<取代,未经取代或经取代的该环中至少1个的C可以Si取代,
R1各为独立的碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,该烷基或该烯基为未经取代或具有1个或2个以上的F、Cl、CN、CH3或CF3的取代基,该烷基或该烯基中存在的1个或2个以上的CH2基可以没有相互直接键结的O原子的O、CO或COO取代,
Q1各为独立的F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H、OCFH2、NCS或CN,
X1~X3各为独立的H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,X3各为独立的CH3,
W1~W6各为独立的H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,W4各为独立的CH3,
K1~K5各为独立的单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N,
环A1~A4各为独立的1,4-亚苯基、2或3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2或3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氯-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基、反式-1,3-二烷-2,5-二基、反式-1-硅杂-1,4-亚环己基、反式-4-硅杂-1,4-亚环己基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基、萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基可以未经取代或具有1个或2个以上F、Cl、CF3、OCF3或CH3的取代基,
萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、侧链基R1、极性基Q1、键结基K1~K5及环A1~A4中存在的1个或2个以上的氢原子可以重氢原子取代,
k1~k8各独立表示0或1,k3+k4为0或1,k5+k6+k7+k8为0、1或2,
构成上述通式(I-1)~(I-5)的化合物的原子可以其同位素原子取代。)
本发明的液晶成分B系为含有1种或2种以上选自通式(II-1)~(II-4)所示的化合物。
(其中,
R1、Q1、W1~W4系与上述相同,
Y1、Y2系各为独立的H、F、Cl或OCF3,
V系为CH或N,
P1~P3各为独立的单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-,且P1、P3亦可各为-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
环B1~B3各为独立的反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基、反式-1,3-二烷-2,5-二基、反式-1-硅杂-1,4-亚环己基或反式-4-硅杂-1,4-亚环己基、环B3为1,4-亚苯基、2或3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2或3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氯-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基,
侧链基R1、极性基Q1、键结基P1~P3及环B1~B3中存在的1个或2个以上的氢原子可以重氢原子取代,
p1~p3各为独立的0或1,且p2+p3为0或1,
构成通式(II-1)~(II-4)的化合物的原子可以其同位素原子取代。
而且,液晶成分C系可含有选自通式(III-1)~(III-4)所示的化合物。
(其中,
W1~W3与上述相同,
R2、R3各为独立的碳数1~10的烷基、烷氧基或碳数2~10的烯基、烯氧基,该烷基、该烷氧基、该烯基或该烯氧基可为未经取代或具有1个或2个以上F、Cl、CN、CH3或CF3取代基和/或该烷基、该烷氧基、该烯基或该烯氧基的1个或2个以上的CH2基可以没有相互直接键结的O原子的O、CO或COO取代,
Z1~Z3各为独立的H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,Z3亦可为-CH3,
M1~M3各为独立的单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N,M1、M3亦可各为独立的-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
环C1~C3各为独立的反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基、反式-1,3-二烷-2,5-二基、反式-1-硅杂-1,4-亚环己基,反式-4-硅杂-1,4-亚环己基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基、萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基可未经取代或具1个或2个的F、Cl、CF3、OCF3或CH3的取代基,环C1、C3可亦为1,4-亚苯基、2或3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2或3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氯-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基,
侧链基R2、R3、键结基M1~M3及环C1~C3中存在的1个或2个以上氢原子可以重氢原子取代,
m1~m3各为独立的0或1,m2+m3为0或1,
构成上述通式(III-1)~(III-4)的化合物的原子可以其同位素原子取代。)
另外,本发明系提供使用上述的向列液晶组合物的有源矩阵扭曲向列或超扭曲向列液晶显示装置,或具有含上述的液晶组合物及透明性固体物质的调光层的光散射型液晶显示装置。
实施发明的最佳形态
本发明的液晶组合物系含有以通式(I-1)~(I-5)所示的化合物所成的液晶成分A为必须成分。通式(I-1)~(I-5)所示的化合物特征为系以未经取代或经取代的萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基环及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环为部分结构的分子结构。具有该特征的液晶成分A于混合于液晶化合物或液晶组合物中时,向列相-各向同性液体相转移温度较佳,具有维持或不会恶化的应答性,且具有降低驱动电压的效果,具有习知降低驱动电压的液晶化合物所没有的优良特性。本发明的液晶组合物系含有通式(I-1)~(I-5)的化合物所成的液晶成分A,且含有0~99.9重量%由具有+2以上介电率各向异性的化合物所成的液晶成分B,含有0~85重量%由具有-10~+2介电率各向异性的化合物所成的液晶成分C,该液晶成分B与该液晶成分C的总和为0~99.9重量%时,可获得该效果。此外,液晶成分A混合于上述的液晶成分B与液晶成分C的液晶材料时,可以特别地降低固体相或碟状相-向列相转移温度或延长在低温下的保持时间等,具较广泛的显示温度范围。
另外,本发明中称为萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环者除特别限定外,皆包含未经取代的环或经取代的环两者。该定义可适用于液晶成分A、C。取代的意思系指为包含萘-2,6-二基环时,环中存在的1个或2个以上CH基可以N基取代者及具有1个或2个以上做为取代基的F、Cl、CF3、OCF3或CH3者,为1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环时,为具有1个或2个以上做为取代基的F、Cl、CF3、OCF3或CH3者,为十氢萘-2,6-二基环时,环中存在的1个或2个以上-CH2-基以-CF2-取代者,环中存在的1个或2个以上-CH2-CH2-基以-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH-N-或-CF=N-取代者,环中存在的1个或2个以上>CH-CH2-基以>CH-O-、>C=CH-、>C=CF-、>C=N-或>N-CH2-取代者,环中存在的>CH-CH<基为>CH-CF<、>CF-CF<或>C=C<取代者,另外,十氢萘-2,6-二基环的未经取代的环或经取代的环中至少1个C为以Si取代者,此外,萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环存在的1个或2个以上氢原子以重氢原子取代者。
同样地,所谓烷基及烯基者,除特别限定外,皆包含未经取代的基及取代的基两者。而且,烷基及烯基可为直链状或支链状。该定义可适用于液晶成分A、B、C。
本发明中通式(I-1)~(I-5)的优选化合物系如通式(I-11)~(I-53)的下位式所示。
发现液晶成分A为含有(I-1)所示的化合物时,含有1种或2种以上选自通式(I-11)或通式(I-12)所示的化合物,或含有并用通式(I-11)与通式(I-12)所示的化合物,且该化合物的含有率为5~100重量%,从可得本发明的效果方面优选。
液晶成分A为含有通式(I-2)的化合物时,含有1种或2种以上选自通式(I-21)所示的化合物,和/或单独或并用通式(I-22)与通式(I-23)所示的化合物,且该化合物的含有率为5~100重量%,从可得本发明的效果方面优选。
液晶成分A为含有通式(I-3)的化合物时,含有1种或2种以上选自通式(I-31)或通式(I-32)所示的化合物,或含有并用通式(I-31)与通式(I-32)所示的化合物,并该化合物的含有率为5~100重量%,从可得本发明的效果方面优选。
液晶成分A为含有通式(I-4)的化合物时,可以选自一个或二个或三个或四个的通式(I-41)~(I-46)化合物来构成液晶成分A。通式(I-41)可单独构成液晶成分A,亦可与一个或二个或三个选自通式(I-42)~(I-46)的化合物组合来构成液晶成分A,此时,以与选自(I-42)~(I-43)的化合物组合为优选。通式(I-42)或通式(I-43)亦可单独来构成液晶成分A,亦可与其他的选自通式(I-41)、(I-44)~(I-46)的化合物组合来构成液晶成分A,此时以组合选自通式(I-41)的化合物为优选。通式(I-44)~(I-46)由于可以少量即可调整向列相的温度范围,故可单独来构成液晶成分A,亦可以与一个或二个或三个通式(I-41)~(I-43)的通式的化合物组合来构成液晶成分A。如此构成的液晶成分A可含有1种~40种含有通式(I-41)~(I-46)的化合物,优选含有1种~20种。如此构成的液晶成分A从可得本发明的效果方面优选。
液晶成分A为含有通式(I-5)所示的化合物时,含有1种或2种以上选自通式(I-51)或通式(I-52)所示的化合物,或含有并用通式(I-51)与通式(I-52)所示的化合物,且该化合物的含有率为5~100重量%,从可得本发明的效果方面优选。
本发明系可以由选自通式(I-1)~(I-5)的一个或二个或三个以上的化合物来构成液晶成分A。通式(I-1)~(I-5)中可单独来构成液晶成分A,通式(I-1)~(I-5)中可与二个或三个以上选自通式的化合物组合来构成液晶成分A。此时,以单独或组合使用选自通式(I-11)、(I-12)、(I-21)、(I-31)、(I-32)、(I-41)、(I-42)、(I-43)、(I-51)、(I-52)的化合物为特优选。
就该观点而言,通式(I-1)~(I-5)所示的化合物中优选的基本结构的形态系为下述所示的通式(I-11a)~(I-53ab)所示的化合物。
侧链基R1的式(I-6)的较优选形态为下述所示通式(I-6a)~(I-6bc)所示的化合物。
(I-6)R1-
(I-6a)C2H5- (I-6g)C2H5O- (I-6m)C2H5COO-
(I-6b)C3H7- (I-6h)C3H7O- (I-6n)C3H7COO-
(I-6c)C4H9- (I-6i)C4H9O- (I-6o)C4H9COO-
(I-6d)C5H11- (I-6j)C5H11O- (I-6p)C5H11COO-
(I-6e)C6H13- (I-6k)C6H13O- (I-6q)C6H13COO-
(I-6f)C7H15- (I-6l)C7H15O- (I-6r)C7H15COO-
(I-6s)CH3OCH2- (I-6x)C2H5OCH2- (I-6ac)C3H7OCH2-
(I-6t)CH3OC2H4- (I-6y)C2H5OC2H4- (I-6ad)C3H7OC2H4-
(I-6u)CH3OC3H6- (I-6z)C2H5OC3H6- (I-6ae)C3H7OC3H6-
(I-6v)CH3OC4H8- (I-6aa)C2H5OC4H8- (I-6af)C3H7OC4H8-
(I-6w)CH3OC5H10- (I-6ab)C2H5OC5H10- (I-6ag)C3H7OC5H10-
(I-6ah)CH2=CH- (I-6ao)CH2=CHCH2O-
(I-6ai)CH3CH=CH- (I-6ap)CH3CH=CHCH2O-
(I-6aj)C2H5CH=CH- (I-6aq)C2H5CH=CHCH2O-
(I-6ak)C3H7CH=CH- (I-6ar)CH2=CHC3H6O-
(I-6al)CH2=CHC2H4- (I-6as)CH2=CHC4H8O-
(I-6am)CH3CH2=CHC2H4- (I-6at)CH3CH2=CHC4H8O-
(I-6an)CH2=CHC2H5CH=CH- (I-6au)CH2=CHC2H5CH=CHCH2O-
(I-6av)CHF=CH- (I-6az)CHF=CHC2H4-
(I-6aw)CH2=CH- (I-6ba)CH2=CFC2H4-
(I-6ax)CF2=CH- (I-6bb)CF2=CHC2H4-
(I-6ay)CHF=CF- (I-6bc)CHF=CFC2H4-
具极性基的萘-2,6-二基环的部分结构式(I-71)的更优选形态为下述所示的通式(I-71a)~(I-71av)所示的化合物。
具极性基的1,4-亚苯基的部分结构式(I-72)的更优选形态为下述所示的通式(I-72a)~(I-72r)所示的化合物。
本发明的另一具极性基的1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环的部分结构式(I-73)的更优选形态为下式(I-73a)~(I-73bt)所示。
本发明的另一未取代或经取代的十氢萘-2,6-二基环的更优选形态为下式(I-74a)~(I-74dm)所示。
另外,下述中所使用的各化合物系使用蒸馏、柱精制、重结晶等方法予以除去杂质,且充分精制者。
更详言之,以一般的液晶组合物为目的时,液晶成分A以使用下述的化合物为优选,可得本发明的效果。
(I-ai):通式(I-1)~(I-5)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基的化合物。
(I-ai-1):通式(I-1)的具体的化合物为通式(I-11a)~(I-13ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6f)、(I-6ah)~(I-6an)、(I-6av)~(I-6bc)、极性基的部分结构为(I-71a)~(I-71av)的化合物,更优选者为通式(I-11a)~(I-12c)、(I-12g)~(I-12i)、(I-12m)~(I-12o)、(I-12s)~(I-12u)、(I-12y)~(I-12ax)、(I-13h)、(I-13o)~(I-13aa)的基本结构的化合物。
(I-ai-2):通式(I-2)的具体的化合物为通式(I-21a)~(I-23jp)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6f)、(I-6ah)~(I-6an)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-21a)~(I-21fx)、(I-21gk)~(I-21gv)、(I-22bi)~(I-22gv)、(I-22hu)、(I-22hv)、(I-22hx)、(I-22ia)、(I-22ib)、(I-22id)、(I-22ih)、(I-22ii)、(I-22ik)、(I-22in)、(I-22io)、(I-22iq)、(I-22is)、(I-22iu)、(I-23ak)~(I-23fx)、(I-23hi)~(I-23iv)、(I-23je)~(I-23jp)的基本结构的化合物。
(I-ai-3):通式(I-3)的具体的化合物为通式(I-31a)~(I-33dz)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6f)、(I-6ah)~(I-6an)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-31a)~(I-31ag)、(I-32a)~(I-32ae)、(I-32ai)~(I-32be)、(I-32bg)~(I-32cb)、(I-32cd)~(I-32cy)、(I-32da)~(I-32eh)、(I-33bn)~(I-33cg)、(I-33cl)~(I-33dz)的基本结构的化合物。
(I-ai-4):通式(I-4)的具体的化合物为通式(I-41a)~(I-46g)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6f)、(I-6ah)~(I-6an)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-41a)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42ad)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42bl)、(I-42bn)~(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-44a)~(I-46g)的基本结构的化合物,更优选者为通式(I-41a)~(I-41k)、(I-41x)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42u)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42am)、(I-42ao)~(I-42ar)、(I-42at)、(I-42az)、(I-42be)~(I-42bg)、(I-42bj)~(I-42bl)、(I-42bo)、(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43g)、(I-43l)、(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-45a)~(I-46g)的基本结构的化合物。
(I-ai-5):通式(I-5)的具体的化合物为通式(I-51a)、(I-53ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6f)、(I-6ah)~(I-6an)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-73a)~(I-73bt)的化合物,更优选者为通式(I-51a)~(I-51c)、(I-51g)~(I-51n)、(I-51p)~(I-51u)、(I-51x)、(I-51y)、(I-52a)~(I-52f)、(I-52s)~(I-52ag)、(I-52an)~(I-52bd)、(I-53a)、(I-53d)~(I-53h)、(I-53k)~(I-53o)、(I-53r)~(I-53ab)的基本结构的化合物。
通过小组(I-ai-1)~(I-ai-5)的化合物来改善液晶组合物的相溶性,通过提高低温保存性来扩大动作温度范围,且可调整弹性系数及这些的比K33/K11或K33/K22,可使STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等进一步改善的电光学特性。
(I-aii):通式(I-1)~(I-5)中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H、或CN的化合物。
(I-aii-1):通式(I-1)的具体的化合物为通式(I-11a)~(I-13ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-71a)~(I-71av)的化合物,更优选者为通式(I-11a)~(I-12c)、(I-12g)~(I-12i)、(I-12m)~(I-12o)、(I-12s)~(I-12u)、(I-12y)~(I-12ax)、(I-13h)、(I-13o)~(I-13aa)的基本结构的化合物。
(I-aii-2):通式(I-2)的具体的化合物为通式(I-21a)~(I-23jp)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-21a)~(I-21fx)、(I-21gk)~(I-21gv)、(I-22bi)~(I-22gv)、(I-22hu)、(I-22hv)、(I-22hx)、(I-22ia)、(I-22ib)、(I-22id)、(I-22ih)、(I-22ii)、(I-22ik)、(I-22in)、(I-22io)、(I-22iq)、(I-22is)、(I-22iu)、(I-23ak)~(I-23fx)、(I-23hi)~(I-23iv)、(I-23je)~(I-23jp)的基本结构的化合物。
(I-aii-3):通式(I-3)的具体的化合物为通式(I-31a)~(I-33dz)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-31a)~(I-31ag)、(I-32a)~(I-32ae)、(I-32ai)~(I-32be)、(I-32bg)~(I-32cb)、(I~32cd)~(I-32cy)、(I-32da)~(I-32eh)、(I-33bn)~(I-33cg)、(I-33cl)~(I-33dz)的基本结构的化合物。
(I-aii-4):通式(I-4)的具体的化合物为通式(I-41a)~(I-41g)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-41a)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42ad)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42bl)、(I-42bn)~(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-44a)~(I-46g)的基本结构的化合物、更优选者为(I-41a)~(I-41k)、(I-41x)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42u)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42am)、(I-42ao)~(I-42ar)、(I-42at)、(I-42az)、(I-42be)~(I-42bg)、(I-42bj)~(I-42bl)、(I-42bo)、(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43g)、(I-43l)、(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-45a)~(I-46g)的基本结构的化合物。
(I-aii-5):通式(I-5)的具体的化合物为通式(I-51a)~(I-53ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-73a)~(I-73bt)的化合物,更优选者为通式(I-51a)~(I-51c)、(I-51g)~(I-51n)、(I-51p)~(I-51u)、(I-51x)、(I-51y)、(I-52a)~(I-52f)、(I-52s)~(I-52ag)、(I-52an)~(I-52bd)、(I-53a)、(I-53d)~(I-53h)、(I-53k)~(I-53o)、(I-53r)~(I-53ab)的基本结构的化合物。
小组(I-aii-1)~(I-aii-5)的化合物中具体的用途系Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H的(I-71i)~(I-71av)、(I-72d)~(I-72r)、(I-73m)~(I-73bt)的具极性基的化合物实质上为主成分时,以高可靠性STN-LCD或主动用TFT-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等优选,可降低驱动电压或高电压保持率优异,而Q1为F、Cl或CN的具极性基的化合物实质上做为主成分时,可得TN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等的驱动电压,陡峭性或应答性或其温度特性优异的电光学特性。
(I-aiii):通式(I-1)~(I-5)中K1~K5为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物。
(I-aiii-1):通式(I-1)的具体的化合物为通式(I-11a)~(I-13ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-71a)~(I-71av)的化合物,更优选者为通式(I-11a)~(I-12c)、(I-12g)~(I-12i)、(I-12m)~(I-12o)、(I-12s)~(I-12u)、(I-12y)~(I-12ax)、(I-13h)、(I-13o)~(I-13aa)的基本结构的化合物。
(I-aiii-2):通式(I-2)的具体的化合物为通式(I-21a)~(I-23jp)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-21a)~(I-21fx)、(I-21gk)~(I-21gv)、(I-22bi)~(I-22gv)、(I-22hu)、(I-22hv)、(I-22hx)、(I-22ia)、(I-22ib)、(I-22id)、(I-22ih)、(I-22ii)、(I-22ik)、(I-22in)、(I-22io)、(I-22iq)、(I-22is)、(I-22iu)、(I-23ak)~(I-23fx)、(I-23hi)~(I-23iv)、(I-23je)~(I-23jp)的基本结构的化合物。
(I-aiii-3):通式(I-3)的具体的化合物为通式(I-31a)~(I-33dz)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-31a)~(I-31ag)、(I-32a)~(I-32ae)、(I-32ai)~(I-32be)、(I-32bg)~(I-32cb)、(I-32cd)~(I-32cy)、(I-32da)~(I-32eh)、(I-33bn)I-(I-33cg)、(I-33cl)~(I-33dz)的基本结构的化合物。
(I-aiii-4):通式(I-4)的具体的化合物为通式(I-41a)~(I-41aa)、(I-41ac)、(I-41ad)、(I-41af)~(I-46g)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-41a)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42ad)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42bl)、(I-42bn)~(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-44a)~(I-46g)的基本结构的化合物,更优选者为通式(I-41a)~(I-41k)、(I-41x)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42u)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42am)、(I-42ao)~(I-42ar)、(I-42at)、(I-42az)、(I-42be)~(I-42bg)、(I-42bj)~(I-42bl)、(I-42bo)、(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43g)、(I-43l)、(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-45a)~(I-46g)的基本结构的化合物。
(I-aiii-5):通式(I-5)的具体的化合物为通式(I-51a)~(I-53ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-73a)~(I-73bt)的化合物,更优选者为通式(I-51a)~(I-51c)、(I-51g)~(I-51n)、(I-51p)~(I-51u)、(I-51x)、(I-51y)、(I-52a)~(I-52f)、(I-52s)~(I-52ag)、(I-52an)~(I-52bd)、(I-53a)、(I-53d)~(I-53h)、(I-53k)~(I-53o)、(I-53r)~(I-53ab)的基本结构的化合物。
小组(I-aiii-1)~(I-aiii-5)的化合物中,尤其是K1~K5为单键的化合物通过改变液晶组合物的相溶性、提高低温保存,可扩大动作温度范围,且对预定的驱动电压而言可达成较快速的应答性,K1~K5为-(CH2)2-的化合物通过改液晶组合物的相溶性、提高低温保存,可扩大动作温度范围;K1~K5为-COO-的化合物通过改变液晶组合物的相溶性、提高低温保存,可扩大动作温度范围,且可降低驱动电压及改善其温度变化;K1~K5为-C≡C-的化合物可使用双折射率在广泛范围内调整、可降低驱动电压及改善其温度变化,可得STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等进一步改善的电光学特性。
(I-aiv):通式(I-1)~(I-5)中环A1~A4为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基的化合物。
(I-aiv-1):为通式(I-1)时,通式(I-11)的环A1,通式(I-12)的环A2,通式(I-13)的环A3为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基为优选,具体而言,通式(I-11a)~(I-11l)、(I-12a)~(I-12ax)、(I-13a)~(I-13ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-bc),极性基部分结构为(I-71a)~(I-71av)的化合物,更佳者为通式(I-11a)~(I-11l)、(I-12a)~(I-12c)、(I-12g)~(I-12i)、(I-12m)~(I-12o)、(I-12s)~(I-12u)、(I-12y)~(I-12ax)、(I-13h)、(I-13o)~(I-13aa)的基本结构的化合物,可得进一步改善的电光学特性。
尤其是同时具有(I-aiii)与(I-aiv)的结构特征的化合物时,可呈现更为有差别的特性,且可使用于更为广泛的液晶组合物。
(I-aiv-1a):通式(I-11)的K1,通式(I-12)的K2,通式(I-13)的K3为单键,通式(I-11)的环A1,通式(I-12)的环A2,通式(I-13)的环A3为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物为具中位以上的高双折射率、较大的介电率各向异性,
(I-aiv-1b):通式(I-11)的K1,通式(I-12)的K2,通式(I-13)的K3为单键,通式(I-11)的环A1,通式(I-12)的环A2,通式(I-13)的环A3为反式-1,4-亚环己基所示的化合物为使向列相扩大,具较快速的应答性。
(I-aiv-1c):通式(I-11)的K1,通式(I-12)的K2,通式(I-13)的K3为-(CH2)2-,通式(I-11)的环A1,通式(I-12)的环A2,通式(I-13)的环A3为反式-1,4-亚环己基的化合物具良好的相溶性,
(I-aiv-1d):通式(I-11)的K1,通式(I-12)的K2,通式(I-13)的K3为-COO-,通式(I-11)的环A1,通式(I-12)的环A2,通式(I-13)的环A3为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物,可使向列相扩大、降低驱动电压极为优异,
(I-aiv-1e):通式(I-11)的K1,通式(I-12)的K2,通式(I-13)的K3为-C≡C-,通式(I-11)的环A1,通式(I-12)的环A2,通式(I-13)的环A3为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物具有极高或较高的双折射率。
(I-aiv-2):通式(I-2)时,环A1~A3为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基较佳,具体而言,为通式(I-21a)~(I-21ab)、(I-21ak)~(I-22s)、(I-22y)~(I-22cc)、(I-22cf)~(I-22da)、(I-22dd)~(I-22dy)、(I-22eb)~(I-22ew)、(I-22ez)~(I-22fu)、(I-22fx)~(I-22gs)、(I-22gv)~(I-22hq)、(I-22ht)~(I-23jp)基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6c),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,更优选者为通式(I-21a)~(I-21y)、(I-21ak)~(I-22p)、(I-22bi)~(I-22cc)、(I-22cf)~(I-22cy)、(I-22dd)~(I-22dw)、(I-22eb)~(I-22eu)、(I-22ez)~(I-22fs)、(I-22fx)~(I-22gq)、(I-23ak)~(I-23fx)、(I-23hi)~(I-23jm)的基本结构的化合物,可得进一步改善的电光学特性。
特别的,同时具有(I-aiii)与(I-aiv)的结构特征的通式(I-21)~(I-23)的化合物时,呈现更为有差别的特性,可使用于更为广泛的液晶组合物。
(I-aiv-2a):K1~K4中任一为单键,环A1~A3中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物在中位以上的高双折射率下具较大的介电率各向异性,
(I-aiv-2b):K1~K4中任一为单键,环A1~A3中任一为反式-1,4-亚环己基所示的化合物可扩大向列相,且具较快速的应答性,
(I-aiv-2c):K1~K4中任一为-(CH2)2-,环A1~A3中任一为反式-1,4-亚环己基的化合物具良好的相溶性,
(I-aiv-2d):K1~K4中任一为-COO-,环A1~A3中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物可扩大向列相,且可降低驱动电压,
(I-aiv-2e):K1~K4中任一为-C≡C-,环A1~A3中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物系具有极高或较高的高双折射率。
(I-aiv-3):通式(I-3)时,环A1、A2为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基优选,具体而言,通式(I-32a)~(I-32aa)、(I-32ai)~(I-33x)、(I-33ac)~(I-33dz)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,较优选者为通式(I-31a)~(I-31ag)、(I-32a)~(I-32ae)、(I-32ai)~(I-32be)、(I-32bg)~(I-32cb)、(I-32cd)~(I-32cy)、(I-32da)~(I-32eh)、(I-33bn)~(I-33cg)、(I-33cl)~(I-33dz)的基本结构的化合物,可得较改善的电光学特性。
尤其,同时具(I-aiii)与(I-aiv)的结构特征的通式(I-31)~(I-33)的化合物时,另具更有差别的特性,且可使用更广泛的液晶组合物。
(I-aiv-3a):K1~K3中任一为单键,环A1~A2中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物为具有中位以上的高双折射率下较大的介电率各向异性,
(I-aiv-3b):K1~K3中任一为单键,环A1~A2中任一为反式-1,4-亚环己基所示的化合物可扩大向列相,具较快速的应答性,
(I-aiv-3c):K1~K3中任一为-(CH2)2-,环A1~A2中任一为反式-1,4-亚环己基的化合物具良好的相溶性,
(I-aiv-3d):K1~K3中任一为-COO-,环A1~A2中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物可扩大向列相,降低驱动电压,
(I-aiv-3e):K1~K3中任一为-C≡C-,环A1~A2中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物具极高的或较高的双折射率。
(I-aiv-4):通式(I-4)时,环A1~A4为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基为优选,具体而言,通式(I-42a)~(I-42ag)、(I-42ak)~(I-42an)、(I-42ap)~(I-42as)、(I-42au)~(I-42ax)、(I-42az)~(I-42bc)、(I-42be)~(I-42bh)、(I-42bj)~(I-42bm)、(I-42bo)~(I-46g)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r)的化合物,较优选者为(I-42a)~(I-42ad)、(I-42ak)~(I-42an)、(I-42ap)~(I-42as)、(I-42au)~(I-42ax)、(I-42az)~(I-42bc)、(I-42be)~(I-42bh)、(I-42bj)~(I-42bl)、(I-42bo)~(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-44a)~(I-46g)的基本结构的化合物,更优选者为通式(I-42a)~(I-42u)、(I-42ak)~(I-42am)、(I-42ap)~(I-42ar)、(I-42az)、(I-42be)~(I-42bg)、(I-42bj)~(I-42bl)、(I-42bo)、(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43g)、(I-43l)、(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-45a)~(I-46g)的基本结构的化合物,可得较改善的电光学特性。
特别是同时具有(I-aiii)与(I-aiv)的结构特征的通式(I-42)~(I-46)化合物时,具有更为有差别的特性,可使用于更广泛的液晶组合物。
(I-aiv-4a):K1~K5中任一为单键,环A1~A4中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物为具有中位以上的高双折射率下较大的介电率各向异性,
(I-aiv-4b):K1~K5中任一为单键,环A1~A4中任一为反式-1,4-亚环己基所示的化合物可扩大向列相,具较快速的应答性,
(I-aiv-4c):K1~K5中任一为-(CH2)2-,环A1~A4中任一为反式-1,4-亚环己基的化合物具良好的相溶性,
(I-aiv-4d):K1~K5中任一为-COO-,环A1~A4中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物可扩大向列相,且可降低驱动电压,
(I-aiv-4e):K1~K5中任一为-C≡C-,环A1~A4中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物具极高的或较高的双折射率。
(I-aiv-5):通式(I-5)时,环A1~A3为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基优选,具体而言,通式(I-51a)~(I-51l)、(I-52a)~(I-52ax)、(I-53a)~(I-53ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-5bc),极性基的部分结构为(I-73a)~(I-73bt)的化合物,更佳者为(I-51a)~(I-51l)、(I-52a)~(I-52f)、(I-52s)~(I-52ag)、(I-52ak)、(I-52an)~(I-52ax)、(I-53o)、(I-53r)~(I-53ab)的基本结构的化合物,可得更为改善的电光特性。
尤其,同时具有(I-aiii)与(I-aiv)的结构特征的通式(I-51)~(I-53)的化合物时,具有更有差别的特性,可使用于较广泛的液晶组合物。
(I-aiv-5a):K1~K3中任一为单键,环A1~A3中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物为具中位以上的高双折射率下较大的介电率各向异性,
(I-aiv-5b):K1~K3中任一为单键,环A1~A3中任一为反式-1,4-亚环己基所示的化合物可扩大向列相,具较快速的应答性,
(I-aiv-5c):K1~K3中任一为-(CH2)2-,环A1~A3中任一为反式-1,4-亚环己基的化合物具良好的相溶性,
(I-aiv-5d):K1~K3中任一为-COO-,环A1~A3中任一为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物可扩大向列相,降低驱动电压,
(I-aiv-5e):K1为-C≡C-,环A1、A2为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物或K2为-C≡C-,环A2、A3为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基所示的化合物具有极高或较高的双折射率。
(I-av):通式(I-1)~(I-5)中,萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环,侧链基R1、极性基Q1、连结基K1~K5及环A1~A4中存在的1个或2个以上氢原子为以重氢原子取代的化合物。该化合物由于对调整液晶组合物的弹性系数或对应于调整的配各膜预倾斜角极为有用,故以含有至少1种以重氢原子取代的化合物者较佳。
(I-avi):通式(I-1)~(I-3)、(I-5)中,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3的化合物。
(I-avi-1):通式(I-1)时,具体而言,通式(I-11a)~(I-13ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为例如(I-71a)~(I-71av)的化合物,较佳者为极性基的部分结构为(I-71~(I-71h)、(I-71j)~(I-71p)、(I-71r)~(I-71x)、(I-71a)~(I-71af)、(I-71ah)~(I-71an)、(I-71ap)~(I-71av)的化合物,更佳者为W1、W3中至少1个为以极性基取代的化合物,尤其是以F取代的化合物。具体的用途系以实质上W1~W3至少1个为F、Cl、Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H的化合物为主成分时降低主动用TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的驱动电压或优异的高电压保持率,Q1实质上以F、Cl或CN的化合物为主成分时,可使TN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等具有优异的驱动电压,陡峭性或应答性或其温度特性的电光学特性。
(I-avi-2):通式(I-2)时,具体而言,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r),例如通式(I-21a)~(I-23jp)的基本结构的化合物,较佳者系基本结构为通式(I-21b)~(I-21h)、(I-21j)~(I-21p)、(I-21r)~(I-21aa)、(I-21ad)~(I-21aj)、(I-21al)~(I-21ar)、(I-21at)~(I-21az)、(I-21bb)~(I-21bh)、(I-21bj)~(I-21bp)、(I-21br)~(I-21bx)、(I-21bz)~(I-21cf)、(I-21ch)~(I-21cn)、(I-21cp)~(I-21cv)、(I-21cx)~(I-21dd)、(I-21df)~(I-21dl)、(I-21dn)~(I-21dt)、(I-21dv)~(I-21eb)、(I-21ed)~(I-21em)、(I-21ep)~(I-21ey)、(I-21fb)~(I-21fk)、(I-21fn)~(I-21fw)、(I-21fz)~(I-21gi)、(I-21gl)~(I-21gu)、(I-22b)~(I-22h)、(I-22j)、(I-22l)~(I-22r)、(I-22u)、(I-22w)、(I-22x)、(I-22aa)~(I-22ac)、(I-22ag)~(I-22ai)、(I-22am)~(I-22ao)、(I-22as)~(I-22au)、(I-22ay)~(I-22ba)、(I-22be)~(I-22bg)、I-(I-22bj)~(I-22bp)、(I-22br)~(I-22bx)、(I-22bz)~(I-22cc)、(I-22ce)、(I-22cf)、(I-22ch)~(I-22cn)、(I-22cp)~(I-22cv)、(I-22cx)~(I-22da)、(I-22dc)、(I-22dd)、(I-22df)~(I-22dl)、(I-22dn)~(I-22dt)、(I-22dv)~(I-22dy)、(I-22ea)、(I-22eb)、(I-22ed)~(I-22ej)、(I-22el)~(I-22er)、(I-22et)~(I-22ew)、(I-22ey)、(I-22ez)、(I-22fb)~(I-22fh)、(I-22fj)~(I-22fp)、(I-22fr)~(I-22fu)、(I-22fw)、(I-22fx)、(I-22fz)~(I-22gf)、(I-22gh)~(I-22gn)、(I-22gp)~(I-22gs)、(I-22gu)、(I-22gv)、(I-22gx)~(I-22hd)、(I-22hf)~(I-22hl)、(I-22hn)~(I-22hq)、(I-22hs)、(I-22ht)、(I-22ia)~(I-22if)、(I-22im)~(I-22ir)、(I-22iu)、(I-22iv)、(I-23b)、(I-23f)、(I-23j)、(I-23n)、(I-23r)、(I-23v)、(I-23z)、(I-23ac)、(I-23al)~(I-23ar)、(I-23at)~(I-23az)、(I-23bb)~(I-23bh)、(I-23bj)~(I-23bp)、(I-23br)~(I-23bx)、(I-23bz)~(I-23cf)、(I-23ch)~(I-23cn)、(I-23cp)~(I-23cv)、(I-23cx)~(I-23dd)、(I-23df)~(I-23dl)、(I-23dn)~(I-23dt)、(I-23dv)~(I-23eb)、(I-23ed)~(I-23ej)、(I-23el)~(I-23er)、(I-23et)~(I-23ez)、(I-23fb)~(I-23fh)、(I-23fj)~(I-23fp)、(I-23fr)~(I-23fx)、(I-23fz)~(I-23gf)、(I-23gh)~(I-23gn)、(I-23gp)~(I-23gv)、(I-23hd)~(I-23hh)、(I-23hj)~(I-23hp)、(I-23hr)~(I-23hx)、(I-23hz)~(I-23if)、(I-23ih)~(I-23in)、(I-23ip)~(I-23iv)、(I-23ix)~(I-23jd)、(I-23jf)~(I-23jo)的化合物,更佳者为至少W1为以极性基取代的化合物,尤其是以F取代的化合物。
(I-avi-3):通式(I-3)时,具体而言,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为(I-72a)~(I-72r),例如通式(I-31a)~(I-3dzp)的基本结构的化合物,较佳者系基本结构为通式(I-31b)~(I-31k)、(I-31m)~(I-31v)、(I-31x)~(I-31ag)、(I-32b)~(I-32g)、(I-32i)~(I-32n)、(I-32p)~(I-32z)、(I-32ac)~(I-32ah)、(I-32aj)~(I-32ao)、(I-32aq)~(I-32av)、(I-32ax)~(I-32be)、(I-32bg)~(I-32bl)、(I-32bn)~(I-32bs)、(I-32bu)~(I-32cb)、(I-32cd)~(I-32ci)、(I-32ck)~(I-32cp)、(I-32cr)~(I-32cy)、(I-32da)~(I-32df)、(I-32dh)~(I-32dm)、(I-32do)~(I-32dv)、(I-32dx)~(I-32eh)、(I-32ek)、(I-32el)、(I-32en)、(I-32ep)、(I-33b)~(I-33h)、(I-33j)~(I-33p)、(I-33r)~(I-33x)、(I-33z)、(I-33ab)、(I-33ad)、(I-33af)~(I-33ak)、(I-33am)~(I-33ar)、(I-33at)~(I-33ay)、(I-33ba)、(I-33bc)~(I-33bg)、(I-33bi)、(I-33bk)~(I-33bm)、(I-33bo)~(I-33bt)、(I-33bv)~(I-33ca)、(I-33cc)、(I-33ce)、(I-33cg)、(I-33ci)、(I-33ck)、(I-33cm)~I-33cq)、(I-33cs)~(I-33cy)、(I-33da)、(I-33dc)、(I-33de)、(I-33dg)、(I-33di)、(I-33dk)~(I-33dp)、(I-33dr)、(I-33dt)、(I-33dv)、(I-33dx)、(I-33dz)的化合物,更佳者系为至少W1为以极性基取代的化合物,尤其是以F取代的化合物。
(I-avi-4):通式(I-5)时,具体而言,通式(I-51a)~(I-153ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构例如有(I-73a)~(I-73bi)的化合物,较佳者为极性基的部分结构为(I-73b)~(I-73l)、(I-73n)~(I-73x)、(I-73z)~(I-73aj)、(I-73al)~(I-73av)、(I-73ax)~(I-73bh)、(I-73bj)~(I-73bt)的化合物,更佳有W1、W2中至少1个为以极性基取代的化合物,尤其是以F取代的化合物。具体的用途系W1、W2中至少一方或两方实质上以F、Cl,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H的化合物为主成分时,可降低主动用TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等驱动电压或具优异的高电压保持率,Q1实质上以F、Cl或CN的化合物为主成分时,可得优异的TN-LCD、STN-LCD、PCLC、PN-LCD等的驱动电压,陡峭性或应答性或其温度特性的电光学特性。
小组(I-avi-1)~(I-avi-4)的化合物可通过改善液晶组合物的相溶性、提高低温保存来扩大动作温度范围、降低驱动电压及改善其温度变化,并达成改善对预定驱动电压而言的较快的应答性,可得STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
(I-avii):通式(I-2)~(I-4)中,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3的化合物。
(I-avii-1):通式(I-2)时,具体而言,通式(I-21a)~(I-23jp)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构例如(I-72a)~(I-72r)的化合物,较佳者为通式(I-21a)~(I-21fx)、(I-21gk)~(I-21gv)、(I-22bi)~(I-22gv)、(I-22hu)、(I-22hv)、(I-22hx)、(I-22ia)、(I-22ib)、(I-22id)、(I-22ih)、(I-22ii)、(I-22ik)、(I-22in)、(I-22io)、(I-22iq)、(I-22is)、(I-22iu)、(I-23ak)~(I-23fx)、(I-23hi)~(I-23iv)、(I-23je)~(I-23jp)的基本结构的化合物。
(I-avii-2):通式(I-3)时,具体而言,通式(I-31a)~(I-33dz)的基本结构,侧链基为(I-6a)~6bc),极性基的部分结构例如(I-72a)~(I-72r)的化合物,较佳者系通式(I-31a)~(I-31ag)、(I-32a)~(I-32ae)、(I-32ai)~(I-32be)、(I-32bg)~(I-32cb)、(I-32cd)~(I-32cy)、(I-32da)~(I-32eh)、(I-33bn)~(I-33cg)、(I-33cl)~(I-33dz)的基本结构的化合物。
(I-avii-3):通式(I-4)时,具体而言,通式(I-41a)~(I-46g)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为例如(I-72a)~(I-72r)的化合物,较佳者为通式(I-41b)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42ad)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42bl)、(I-42bn)~(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-44a)~(I-46g)的基本结构的化合物,更佳者为通式(I-41a)~(I-41k)、(I-41x)~(I-41aa)、(I-41af)~(I-41ai)、(I-42a)~(I-42u)、(I-42ah)、(I-42ak)~(I-42am)、(I-42ao)~(I-42ar)、(I-42at)、(I-42az)、(I-42be)~(I-42bg)、(I-42bj)~(I-42bl)、(I-42bo)、(I-42bt)、(I-42ca)、(I-42cg)、(I-42cl)、(I-42cr)、(I-43a)~(I-43g)、(I-43l)、(I-43q)、(I-43v)、(I-43aa)、(I-43af)、(I-43ak)、(I-43am)、(I-43ap)、(I-43ar)、(I-43au)、(I-43aw)、(I-43az)、(I-43bb)、(I-43be)、(I-45a)~(I-46g)的基本结构的化合物。
小组(I-avii-1)~(I-avii-3)的化合物中,具体的用途时,更佳的通式(I-2)~(I-4)的化合物系如下所示。X1与X2组中至少一方或两方为F、Cl,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H例示(I-72e)、(I-72f)、(I-72h)、(I-72i)、(I-72k)、(I-72l)、(I-72n)、(I-72o)、(I-72q)、(I-72r)的化合物为实质上主成分时,可降低主动用TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的驱动电压,陡峭性或应答性或其温度特性优良的电光学特性。
(I-aviii):通式(I-2)~(I-4)所示的化合物的X3可为CH3侧链基。该化合物具有优异的与应答性不佳者的相溶性,可使用于以获得应答性外的诸特性为目的时。此时,对本发明的液晶组合物总量而言以15%以下较佳。
本发明的液晶成分A为含有1种以上选自一个或二个或三个以上这些小组(I-ai)~(I-aviii),不过即使仅以来自一个小组的1种所构成,仍可得效果。而且,同时具有二个以上小组(I-ai)~(I-aviii)所示的化合物的结构特征的化合物更佳。液晶成分A系视所企求的目的而定,可以上述小组(I-ai)~(I-aviii)所示的化合物构成。含有该液晶成分A的本发明液晶组合物可通过改善相溶性、提高低温保存性等来扩大液晶显示特性的动作温度范围且降低驱动电压及改善其温度变化,并达成或改善对预定驱动电压而言较快速的应答性,使用这些做为构成材料的TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等可得较佳为改善的电光学特性。
以适于TN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等的液晶组合物为目的时,或要求高可靠性的STN-LCD或适于主动用STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的液晶组合物为目的时,可含有1种~20种选自通式(I-1)~(I-5)中的最佳的化合物。就该观点而言,以含有1种~20种选自下述小组(I-bi)~(I-bxi)中之一、之二或三个以上的化合物,且该化合物的含率为5~100重量%的液晶成分A较佳。
通式(I-1)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3时,下述小组(I-bi)、(I-bii)的化合物更佳。
(I-bi):k1=k2=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言通式(I-11)的化合物,较佳者例如,通式(I-11a)~(I-11l)、(I-11p)~(I-11y)的基本结构的化合物。而且,环A1为十氢萘-2,6-二基环时,具体而言例如通式(I-11x)~(I-11y)的化合物时,以(I-74b)~(I-74cv)取代的化合物较佳。此外,显然也包括这些的环中存在的氢原子中至少1个以重氢原子取代的化合物。
(I-bii):k1=1、k2=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1、K2为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言通式(I-12)的化合物,较佳者例如,通式(I-12a)~(I-12bd)的基本结构的化合物。而且,环A2为十氢萘-2,6-二基环时,具体而言例如通式(I-12bc)、(I-12bd)的化合物时,以(I-74b)~(I-74cv)取代的化合物较佳。而且,当然也包含这些的环中存在的至少一个氢原子以重氢原子取代的化合物。
通式(I-2)中,R1为碳数2-7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3时,下述化合物较佳。
(I-biii):k3=k4=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-伸亚基,K1、K4为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言通式(I-21)的化合物,较佳者例如,通式(I-21a)~(I-21aa)、(I-21ak)~(I-21em)、(I-21eo)~(I-21ey)、(I-21fa)~(I-21fk)、(I-21fm)~(I-21fw)、(I-21fy)~(I-21gi)的基本结构的化合物。
通式(I-3)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3时,下述小组(I-biv)、(I-bv)的化合物较佳。
(I-biv):k1=k2=0,K3为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言通式(I-31)的化合物,较佳者例如,通式(I-31a)~(I-31ag)的基本结构的化合物。
(I-bv):k1=1、k2=0,环A1为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,K1、K3为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言通式(I-32)的化合物、较佳者为,通式(I-32a)~(I-32z)、(I-32ai)~(I-32dv)的基本结构的化合物。
通式(I-4)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3时,下述小组(I-bvi)~(I-bix)的化合物更佳。
(I-bvi):k5=k6=k7=k8=0,K5为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-或-COO-的化合物,具体而言通式(I-41)的化合物,较佳者例如,通式(I-41a)~(I-41ai)的基本结构的化合物。
(I-bvii):k6=1、k6=k7=k8=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基、K1、K5为单键、-(CH2)2-或-COO-的化合物,具体而言通式(I-42)的化合物,较佳者例如,通式(I-42a)~(I-42ag)、(I-42ak)~(I-42an)、(I-42ap)~(I-42as)、(I-42au)~(I-42ax)、(I-42az)~(I-42bc)、(I-42be)~(I-42bh)、(I-42be)~(I-42bh)、(I-42bj)~(I-42bm)、(I-42bo)~(I-42dp)的基本结构的化合物。
(I-bviii):k7=1、k5=k6=k8=0,环A3为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基、K3、K5为单键、-(CH2)2-或-COO-的化合物,具体而言通式(I-43)的化合物,较佳者为,通式(I-43a)~(I-43bs)、(I-42bo)~(I-42dp)的基本结构的化合物。
(I-bix):具有至少1个十氢萘-2,6-二基环为,-CF2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=N-、-CF=N-、>CH-O-、>C=CH-、>C=CF-、>C=N-、>N-CH2-、>CH-CF<、>CF-CF<、>C=C<、Si的取代基的化合物,较佳者例如,通式(I-41a)、(I-41o)、(I-41s)、(I-41t)、(I-41ab)、(I-42a)、(I-42d)、(I-42g)、(I-42j)~(I-42m)、(I-42p)、(I-42s)、(I-42v)、(I-42y)、(I-42ab)、(I-42ae)~(I-42aj)、(I-42bo)、(I-42br)、(I-42bt)、(I-42bx)、(I-42ca)、(I-42cd)、(I-42ci)~(I-42ck)、(I-42co)~(I-4cq)、(I-43a)~(I-43c)、(I-43g)~(I-43i)、(I-43l)~(I-43n)、(I-43q)~(I-43s)、(I-43v)~(I-43x)、(I-43aa)~(I-43ac)~(I-44a)~(I-46g)的基本结构,十氢萘-2,6-二基环为(I-74b)~(I-74cv)经取代的化合物。而且亦包含这些的环中存在的至少1个氢原子以重氢原子取代的化合物。
通式(I-5)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,W1、W2为H、F、Cl、CF3或OCF3时,下述小组(I-bx)~(I-bxi)的化合物较佳。
(I-bx):k1=k2=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-或-COO-的化合物,具体而言通式(I-51)的化合物,较佳者例如,通式(I-51a)~(I-51l)、(I-51p)~(I-51y)的基本结构的化合物。而且,环A1为十氢萘-2,6-二基环时,具体而言例如通式(I-51x)、(I-51y)的化合物时,以(I-74b)~(I-74cv)取代的化合物较佳。而且,亦包含这些的环中存在的至少1个氢原子以重氢原子取代的化合物。
(I-bxi):k1=1、k2=0,环A1、A2为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1、K2为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-或-COO-的化合物,具体而言通式(I-52)的化合物,较佳者例如,通式(I-52a)~(I-52bd)的基本结构的化合物。而且,环A2为十氢萘-2,6-二基环时,具体而言例如通式(I-52bc)、(I-52bd)的化合物时,以(I-74b)~(I-74cv)取代的化合物较佳。而且,当然亦包含这些的环中存在的至少1个氢原子以重氢原子取代的化合物。
(I-bxii):通式(I-1)~(I-5)中,环A1~A4为未经取代或经取代的十氢萘-2,6-二基环时,具有选自(I-74a)~(I-74dm)部分结构的化合物较佳。更佳者为,(I-74a)~(I-74l)、(I-74at)、(I-74au)、(I-74bk)、(I-74by)~(I-74dm),尤佳为(I-74a)、(I-74e)、(I-74au)、(I-74bk)、(I-74ck)、(I-74cl)、(I-74cn)、(I-74cq)、(I-74cr)、(I-74ct)、(I-74cw)~(I-74dm)。尤其是具有,(I-74cq)的化合物,与具有(I-74au)的化合物相比,具有迄今未见的优异的应答性,向列相-各向同性液体相转移温度高,具有以往所没有的特殊性质。而且,当然亦包括(I-74a)~(I-74cv)的环存在的至少1个氢原子以重氢原子取代的化合物。
本发明的液晶成分A可以含有1种以上选自(I-bi)~(I-bxii)小组的一个或二个或三个以上小组化合物,但即使仅由一个小组的1种构成,仍可得其效果。此外,同时具二个以上小组(I-bi)~(I-bxii)所示的化合物的结构特征的化合物更佳。液晶成分A系视其目的所需可以上述小组(I-bi)~(I-bxii)所示的化合物予以构成。含有该液晶成分A的本发明的液晶组合物系通过改善相溶性、提高低温保存性等来扩大液晶显示特性的动作温度范围,且降低驱动电压及改善其温度变化,并可达成或改善对预定的驱动电压而言较快速的应答性,可得使用该物做为构成材料的TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等改善的电光学特性。
本发明的液晶组合物的由通式(I-1)~(I-5)的化合物所成的液晶成分A,或上述的含有小组(I-ai)~(I-bxii)的化合物的液晶成分A,或含有同时具有2个以小组(I-ai)~(I-bxii)的结构特征的化合物的液晶成分A系具有以未经取代或经取代的萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环为部分结构的结构为特征。该特征与习知的化合物相比,具有板状结构。另外,这些的环与1,4-亚苯基相比,具有较多的F、Cl等取代基。因此,具有优异的相溶性,与其分子长度相比具较高的相转移温度,与高的相转移温度相比,其双折射率小,与介电率各向异性的大小相比,具较低的驱动电压,可抑制在高频率范围的驱动电压的频率依赖性,具降低驱动电压的温度依赖性的效果,弹性系数与习知的化合物不同,尤其具优异的调整K11与K22的大小的效果。就该观点而言,对改善应答性极有用,尤其是具改善IPS型的应答性的特性。
本发明的液晶组合物不仅含有上述液晶成分A且含有1种或2种以上,介电率各向异性为+2以上的化合物的液晶成分B者。而且,如本发明所述的具大于2的介电率各向异性的液晶化合物系使用下述的定义。液晶化合物的化学结构为棒状,中央部分为具有1个~4个6碳环的芯结构,且位于中央部分长轴方向的两端的六碳环为具有相当于液晶分子长轴方向位置经取代的末端基,且存在于两端至少一方的末端基为极性基,即例如-F、-Cl、-NO2、-CF3、-OCF3、-OCHF2、-CN、-OCN、-NCS等的化合物。藉此可使液晶层的光学各向异性为预定的值,可予以电气驱动,扩大动作温度范围。
做为液晶成分B的介电率各向异性为+2以上的化合物可使用至少1种以上,较佳者为3~40种,更佳者为3~15种。而且,介电率各向异性以含有选自+2~+8的化合物、+8~+13的化合物、+14~+18的化合物、+18以上的化合物较佳,可得预定的驱动电压或应答特性。此时,+2~+13的介电率各向异性的化合物系大多以混合30种以下较佳,以混合15种以下者更佳,+14~+18的化合物大多以混合20种以下较佳,以混合8种以下更佳,+18以上的化合物大多以混合15种以下较佳,以混合10种以下更佳。如上述使用液晶成分B,可具有较显示特性的温度特性较佳的效果。更具体而言系驱动电压、陡峭性的对比度、应答性等的温度依赖性较佳者。
就该观点而言,通式(II-1)~(II-4)所示的化合物中较佳的基本结构形态为下述所示的通式(II-1a)~(II-4n)所示的化合物。
而且,通式(II-1)~(II-4)的侧链基R1的较佳形态为上述通式(I-6a)~(I-6bc)。
另外,具极性基的1,4-亚苯基的部分结构式(II-5)的较佳形态为下述的通式(II-5a)~(II-5r)所示的化合物。
而且,下述所使用的各化合物系使用蒸馏、柱精制、重结晶等方法来除去杂质,使用充分精制物。
更详言之,以一般的液晶组合物为目的时,液晶成分B系以使用下述的化合物较佳,通过组合该液晶成分B与液晶成分A,可得本发明的效果。
(II-ai):上述通式(II-1)~(II-4)中,R1为碳数2~5的烯基的化合物,具体而言,通式(II-1a)~(II-4n)的基本结构,侧链基为(I-6ah)~(I-6bc),极性基的基本结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,更佳者为通式(II-1a)~(II-1l)、(II-2i)~(II-2ae)的基本结构的化合物,可得STN-LCD、TFT-LC、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
(II-aii):上述通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F、Cl、或-OCF3的化合物,具体而言,通式(II-1a)~(II-4n)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5d)~(II-5i)、(II-5m)~(II-5o)的化合物,较佳者为通式(II-1a)~(II-1l)、(II-2f)~(II-2q)、(II-2u)~(II-2w)、(II-2ab)~(II-114f)的基本结构的化合物,实质上以这些化合物为主成分时,具有降低主动用TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的驱动电压或高电压保持率优良。而且,与Q1为CN的化合物并用,实质上以两者为主成分时,具有优异的TN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等驱动电压、陡峭性或应答性或其温度特性。
(II-aiii):上述通式(II-1)的化合物中,P2为-(CH2)2-或-(CH2)4-的化合物,具体而言,通式(II-1c)、(II-1d)、(II-1g)、(II-1h)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
(II-aiv):上述通式(II-1)的化合物中,p1为1的化合物,具体而言,通式(II-1e)~(II-11)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,这些适于以驱动电压低且双折射率较小为必要的用途。
(II-av):上述通式(II-2)的化合物中,Y1、Y2、W1、W2中至少1个为F的化合物,具体而言,通式(II-2a)、(II-2c)、(II-2f)、(II-2i)、(II-2l)、(II-2o)、(II-2r)、(II-2u)、(II-2x)、(II-2y)、(II-2ab)、(II-2ac)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5b)、(II-5c)、(II-5e)、(II-5f)、(II-5h)、(II-5i)、(II-5k)、(II-5l)、(II-5n)、(II-5o)、(II-5q)、(II-5r)的化合物,或通式(II-2b)、(II-2d)、(II-2e)、(II-2g)、(II-2h)、(II-2j)、(II-2k)、(II-2m)、(II-2n)、(II-2p)、(II-2q)、(II-2s)、(II-2t)、(II-2v)、(II-2w)、(II-2z)、(II-2aa)、(II-2ad)、(II-2ae)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(II-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物适于为降低驱动电压的用途。
(II-avi):上述通式(II-2)的化合物中,p1为1,P1为-C≡C-的化合物,上体而言,通式(II-2o)~(II-2q)、(II-2ab)~(II-2ae)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,适于以驱动电压低,且双折射率较大为必要的用途。
(II-avii):上述通式(II-2)的化合物中,P2为单键或-(CH2)2-、p1为-COO-的化合物,具体而言,通式(II-2l)~(II-2n)、(II-2r)~(II-2t)、(II-2y)~(II-2aa)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(II-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,适于以驱动电压低的用途。
(II-aviii):上述通式(II-3)的化合物中,Y1、Y2、W1~W4中至少1个为F的化合物,具体而言,通式(II-3a)、(II-3j)、(II-3k)、(II-3s)、(II-3t)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5b)、(II-5c)、(II-5e)、(II-5f)、(II-5h)、(II-5i)、(II-5k)、(II-5l)、(II-5n)、(II-5o)、(II-5q)、(II-5r)的化合物,或通式(II-3b)~(II-3i)、(II-3l)~(II-3r)、(II-3u)~(II-3x)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,适于以降低驱动电压为用途。
(II-aix):上述通式(II-3)的化合物中,P3为-C≡C-的化合物,具体而言,通式(II-3k)~(II-3r)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,适于以驱动电压低且双折射率较大为必要的用途。
(II-ax):上述通式(II-3)的化合物中,P1为单键或-C≡C-,P3为-COO-的化合物,具体而言,通式(II-3j)、(II-3y)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
(II-axi):上述通式(II-4)的化合物中,具体而言,通式(II-4a)~(II-4n)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
(II-axii):上述通式(II-1)、(II-2)、(II-4)化合物中,环B1、B2为反式-1,4-亚环己基,该环中至少一个氢原子以重氢原子取代的化合物,具体而言,通式(II-1a)~(II-1l)、(II-2i)~(II-2ae)、(II-4b)、(II-4i)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
以含有1种或2种以上选自这些小组(II-ai)~(II-axii)所示的化合物的向列液晶成分较佳。
而且,适于TN-LCD或STN-LCD的液晶组合物为目的时,液晶成分B以使用下述的化合物较佳,通过组合该液晶成分B与液晶成分A,可得本发明的效果。
(II-bi):上述通式(II-1)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为0,Q1为-CN的化合物,具体而言,通式(II-1a)~(II-1d)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5c)的化合物。
(II-bii):上述通式(II-1)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,Q1为F或-CN,Y1、Y2为H或F的化合物,具体而言,通式(II-1e)~(II-1l)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5f)的化合物。
(II-biii):上述通式(II-2)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为0,Q1为-CN,Y1、Y2、W1、W2为H或F的化合物,具体而言,通式(II-2a)~(II-2h)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5c)的化合物。
(II-biv):上述通式(II-2)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,P2为单键、-(CH2)2-或-COO-,P1为单键、-COO-或-C≡C-,Q1为F或-CN,Y1、Y2、W1、W2为H或F的化合物,具体而言,通式(II-2i)~(II-2ae)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5f)的化合物。
(II-bv):上述通式(II-3)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,P1与P3的一方为单键,另一方为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言,通式(II-3a)~(II-3x)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
(II-bvi):上述通式(II-3)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,Y1、Y2、W1~W4为H或F的化合物,具体而言,通式(II-3a)~(II-3t)的基本结构,侧锁基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
(II-bvii):上述通式(II-4)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p2+p3为0的化合物,具体而言,通式(II-4a)~(II-4h)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6f)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
(II-bviii):上述通式(II-1)、(II-2)的化合物中,环B1、B2为反式-1,4-亚环己基,该环中至少1个氢原子以重氢原子取代,具体而言,通式(II-1a)~(II-1l)、(II-2i)~(II-2ae)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6c),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
以含有1种或2种以上选自这些小组(II-bi)~(II-bviii)所示的化合物,且做为液晶成分B的该化合物的含有率为10~100重量%的向列液晶组合物较佳。
此外,必须具高可靠性的适于STN-LCD或主动TFT-LCD、IPS、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等液晶组合物为目的时,液晶成分B以使用下述的化合物较佳,通过组合该液晶成分B与液晶成分A,可得本发明的效果。
(II-ci):上述通式(II-1)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,P1与P2的一方为单键,另一方为单键、-COO-、-(CH2)2-、或-(CH2)4,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y1、Y2中1个或2个为F的化合物,具体而言,通式(II-1e)~(II-1k)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5e)~(II-5f)、(II-5h)、(II-5i)、(I-5k)、(II-5l)、(I-5n)、(II-5o)、(II-5q)、(II-5r)的化合物。
(II-cii):上述通式(II-2)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,P2为单键、-(CH2)2-或-COO-,P1为单键、-COO-或-C≡C-,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y1、Y2中1个或2个为F,W1、W2为H或F的化合物,具体而言,通式(II-2i)~(II-2ea)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5e)、(II-5f)、(II-5h)、(II-5i)、(II-5k)、(II-5l)、(II-5n)、(II-5o)、(II-5q)、(II-5r)的化合物。
(II-ciii):上述通式(II-3)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,P1与P3的一方为单键,另一方为单键,-COO-或-C≡C,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或0CF2H,Y1、Y2中1个或2个为F,W1~W4为H或1个以上为F的化合物。具体而言,通式(II-3a)~(II-3x)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6d)、(I-6ah)~(I-6am)、(I-6av)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5e)~(II-5f)、(II-5h)、(II-5i)、(II-5k)、(II-5l)、(II-5n)、(II-5o)、(II-5q)、(II-5r)的化合物。
(II-civ):上述通式(II-1)、(II-2)的化合物中,环B1、B2为反式-1,4-亚环己基,该环中至少三个氢原子以重氢原子取代的化合物,具体而言,通式(II-1a)~(II-1l)、(II-2i)~(II-2ae)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物。
以含有1种或2种以上选自这些小组(II-ci)~(II-civ)所示的化合物,且做为液晶成分B的该化合物的含有率为10~100重量%的向列液晶组合物较佳。
通式(II-1)~(II-4)所示化合物中更佳的形态系含有下述化合物的液晶成分B。
(II-di):上述通式(II-1)~(II-4)中,R1为碳数2~7的烷基的化合物。通式(II-1)、(II-2)中,R1为CpH2p+1-CH=CH-(CH2)q(p=0、1、2、3,q=0、2)的烯基的化合物。具体而言,通式(II-1a)、(II-1e)、(II-2a)、(II-2c)、(II-2d)、(II-2i)、(II-2l)、(II-2o)、(II-3a)、(II-3l)、(II-4a)~(II-4c)、(II-4e)的基本结构的化合物以具有这些的基较佳,液晶成分B中含有至少1种以上具烷基和/或烯基的化合物,可降低粘度或粘弹性。
(II-dii):以含有至少1种选自通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F、Cl、-OCF3或-CN的化合物较佳。
(II-diii):重视高速应答时,多使用通式(II-1)、(II-4)中Q1为F、-OCF3或-CN的通式(II-1)、(II-1e)、(II-2a)、(II-2c)、(II-2d)、(II-2i)、(II-2l)、(II-2o)、(II-3a)、(II-3l)、(II-4a)的化合物做为液晶成分B较佳。
(II-div):以较大的双折射率为必要时,多使用通式(II-2)~(II-4)中,Q1为Cl、OCF3、-CN的通式(II-2a)~(II-4d)的化合物,和/或通式(II-2)、(II-3)中,P1、P3为-C≡C-的通式(II-2f)~(II-2h)、(II-2o)~(II-2q)、(II-2ab)~(II-2ae)、(II-3k)~(II-3x)的化合物做为液晶成分B较佳。
(II-dv):以较低驱动电压为必要时,多使用通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F、Cl、-CN,Y1与Y2中一个必须为F的通式(II-1a)~(II-4g)的化合物做为液晶成分B较佳。
(II-dvi):可使用通式(II-1)~(II-2)的环己烷环中的氢原子以重氢原子取代的化合物,但该化合物对调整液晶组合物的弹性系数或调整对应于取向膜的预倾斜角极为有用,以含有至少1种以重氢原子取代的化合物较佳。
(II-dvii):“通式(II-1)、(II-2)、(II-4)中,p1~p3为0的2碳环化合物”的成分与“通式(II-1)、(II-2)中,p1为1的化合物,通式(II-4)中p2+p3为1的化合物和/或通式(II-3)的3碳环化合物”的成分在液晶成分B的混合比系可在0~100-100~0范围适当地选择,以较高的向列相-各向同性液相转移温度为必要时,以多使用“通式(II-1)、(II-2)中,p1为1的化合物,通式(II-4)中,p2+p3为1的化合物和/或通式(II-3)的3碳环化合物”较佳。
以含有1种或2种以上选自这些小组(II-di)~(II-dvii)所示的化合物,且做为液晶成分B的该化合物的含有率为10~100重量%的向列液晶组合物较佳。
含有这些(II-ai)~(II-dvii)的化合物的液晶成分B具有与必须成分的液晶成分A良好混合的特征,尤其是对应于驱动电压的目的的调制或其温度依赖性改善或应答性的改善极为有用。尤其是通式(II-1a)~(II-1g)、通式(II-2a)~(II-2q)、通式(II-2u)~(II-2x)、通式(II-2ab)~(II-2ae)、通式(II-3a)~(II-3d)、通式(II-31)~(II-3r)、通式(II-4a)~(II-4e)的化合物系具有至少1个这些的优异效果,对本发明的向列液晶组合物的总量而言为0.1~25重量%等的少量含有量,仍可得该效果。
本发明的液晶成分B可含有1种以上选自一个或二个或三个以上这些小组(II-ai)~(II-dvii)的化合物,但仅由1种选自一个小组的构成,仍可得其效果。另外,以同时具有二个以上小组(II-ai)~(II-dvii)所示的化合物的结构特征的化合物更佳。液晶成分B系视所企求的目的而定,可以上述小组(II-ai)~(II-dvii)所示的化合物构成。
本发明的液晶组合物中以通式(II-1)~(II-4)的化合物为主成分的液晶成分B,或含有上述的小组(II-ai)~(II-dvii)的化合物的液晶成分B,另外含有同时具有二个以上小组(II-ai)~(II-dvii)的结构特征的化合物的液晶成分B,与液晶成分A组合的本发明的液晶组合物可通过改善相溶性、提高低温保存性等来扩大液晶显示特性的动作温度范围,且降低驱动电压及改善其温度变化,并达成或改善对预定的驱动电压而言更为快速的应答性,可得使用该物做为构成材料的TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
上述的液晶成分A及液晶成分B的效果系即使含有非常少量下述的液晶成分C时,仍然可得。以特别降低驱动电压为目的时,液晶成分C的含有率为10重量%以下。此时,液晶成分C的粘性尽可能低较佳。驱动电压几乎完全没有上升或止于很小的上升,可有效率地改善应答速度。例如液晶成分C为少量时,使该效果以液晶成分B达成的方法系在液晶成分B中含有通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F、Cl、OCF3、-CN的化合物,或通式(II-1)~(II-4)中,Y1、Y2为F的化合物,或通式(II-2)、(II-3)中,P1为单键、-COO-、-C≡C-的化合物,或通式(II-1)中,p1为0的化合物中任一个化合物较佳。尤其是通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F或-CN,和/或通式(II-1)~(II-4)中,Y1、Y2为F的化合物较佳。
本发明的液晶组合物系除必须成分的液晶成分A外,以另含有85重量%以下具-10~2的介电率各向异性的化合物所成的液晶成分C较佳。本发明所述的具-10~2的介电率各向异性的液晶化合物的较佳者系如下述。换言之,液晶化合物的化学结构为棒状,中央部分为具有1个~4个六碳环的芯结构,位于中央部分长轴方向的两端的六碳环具有液晶分子长轴方向位置的经取代的末端基,且两端存在的末端的两方为非极性基,即例如烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烯基、烯氧基、链烷酰氧基的化合物。液晶成分C系1种~40种范围所构成者较佳,更佳者为2种~20种构成者。
就该观点而言,通式(III-1)~(III-4)所示的化合物中较佳的基本结构的形态系为下述所示的通式(III-1a)~(III-4ac)所示的化合物。本发明的液晶成分C系以含有10~100重量%选自通式(III-1)~(III-4)所示的化合物较佳。含有这些化合物的液晶成分C系具有与含通式(I-1)~(I-4)的化合物的液晶成分A良好混合的特征且在低温下改善向列相极有用,且可调整所企求的双折射率,可改良TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等陡峭性或应答性或其温度特性。
就该观点而言,通式(III-1)~(III-4)所示的化合物中较佳的基本结构的形态系为下述所示的通式(III-1a)~(III-4ac)所示的化合物。
侧链基R2、R3的式(III-51)、(III-52)中较佳的形态系为以下述的
通式(III-5a)~(III-5bf)所示的化合物。
(III-51)R2- (III-52)R3-
(III-5a)CH3- (III-5h)CH3O- (III-5o)CH3COO-
(III-5b)C2H5- (III-5i)C2H5O- (III-5p)C2H5COO-
(III-5c)C3H7- (III-5j)C3H7O- (III-5q)C3H7COO-
(III-5d)C4H9- (III-5k)C4H9O- (III-5r)C4H9COO-
(III-5e)C5H11- (III-5l)C5H11O- (III-5s)C5H11COO-
(III-5f)C6H13- (III-5m)C6H13O- (III-5t)C6H13COO-
(III-5g)C7H15- (III-5n)C7H15O- (III-5u)C7H15COO-
(III-5v)CH3OCH2- (III-5aa)C2H5OCH2- (III-5af)C3H7OCH2-
(III-5w)CH3OC2H4- (III-5ab)C2H5OC2H4- (III-5ag)C3H7OC2H4-
(III-5x)CH3OC3H6- (III-5ac)C2H5OC3H6- (III-5ah)C3H7OC3H6-
(III-5y)CH3OC4H8- (III-5ad)C2H5OC4H8- (III-5ai)C3H7OC4H8-
(III-5z)CH3OC5H10- (III-5ae)C2H5OC5H10- (III-5aj)C3H7OC5H10-
(III-5ak)CH2=CH- (III-5ar)CH2=CHCH2O-
(III-5al)CH3CH=CH- (III-5as)CH3CH=CHCH2O-
(III-5am)C2H5CH=CH- (III-5at)C2H5CH=CHCH2O-
(III-5an)C3H7CH=CH- (III-5au)CH2=CHC3H6O-
(III-5ao)CH2=CHC2H4- (III-5av)CH2=CHC4H8O-
(III-5ap)CH3CH2=CHC2H4- (III-5aw)CH3CH2=CHC4H8O-
(III-5aq)CH2=CHC2H5CH=CH- (III-5ax)CH2=CHC2H5CH=CHCH2O-
(III-5ay)CHF=CH- (III-5bc)CHF=CHC2H4-
(III-5az)CH2=CF- (III-5bd)CH2=CFC2H4-
(III-5ba)CF2=CH- (III-5be)CF2=CHC2H4-
(III-5bb)CHF=CF- (III-5bf)CHF=CFC2H4-
而且,下述使用的各化合物系使用蒸馏、柱精制、重结晶等方法以除去杂质,充分予以精制者。
液晶成分C可含有上述通式(III-1)~(III-4)所示的化合物,可以上述通式(III-1)所示的化合物构成、亦可以上述通式(III-2)所示的化合物构成、亦可以上述通式(III-3)所示的化合物构成、亦可以上述通式(III-4)所示的化合物构成、亦可以这些并用的。较佳者为含有1种或2种以上选自上述(III-3)所示的化合物,且含有该化合物的含有率为5~100重量%的液晶成分C的向列液晶组合物。
更详言之,以一般的液晶组合物为目的时,液晶成分C以使用下述的化合物较佳,通过组合该液晶成分C与液晶成分A,或液晶成分B,可得本发明的效果。
(III-ai):上述通式(III-1)~(III-4)中,R2为碳数2~5的烯基的化合物,具体而言,通式(III-1a)~(III-4ac)的基本结构,侧链基R3为(III-5a)~(III-5bf),侧链基R2为(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物,通过降低粘度或粘弹性来提高应答性,通过改良向列相-各向同性液相转移温度,可得STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
(III-aii):上述通式(III-1)~(III-4)中,R3为碳数2~7的直链状烯基或烯氧基的化合物,具体而言,通式(III-1a)~(III-4ac)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5bf),侧链基R3为(III-5ak)~(III-5bf)的化合物,通过降低粘度或粘弹性来提高应答性,以改良向列相-各向同性液相转移温度,可得STN-LCD、TFT、LCD、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
(III-aiii):上述通式(III-1)的化合物中,m1为0,M2为单键或-(CH2)2-的化合物,具体而言,通式(III-1a)、(III-1c)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-aiv):上述通式(III-1)的化合物中,m1为1的化合物,具体而言,通式(III-1d)~(III-1r)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-av):上述通式(III-2)所示的化合物中,具体而言,通式(III-2a)~(III-2o)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-avi):上述通式(III-3)的化合物中,Z1、Z2、W1~W3中至少1个为F的化合物,具体而言,通式(III-3b)、(III-3c)、(III-3e)、(III-3g)、(III-3i)~(III-3l)、(III-3n)、(III-3r)~(III-3u)、(III-3w)、(III-3y)~(III-3ab)、(III-3ad)~(III-3ai)、(III-3al)~(III-3aq)、(III-eau)~(III-az)、(III-3bk)、(III-3bl)、(III-3bn)~(III-3bs)、(III-3bu)、(III-3bv)、(III-3by)~(III-3ch)、(III-3ck)~(III-3dc)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-avii):上述通式(III-3)的化合物中,Z3为F或-CH3的化合物,具体而言,通式(III-3m)~(III-3o)、(III-3v)、(III-3w)、(III-3ai)、(III-3aj)、(III-3aq)~(III-3as)、(III-3az)~(III-3bb)、(III-3bm)、(III-3bq)、(III-3cg)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-aviii):上述通式(III-3)的化合物中,m1为0,M3为单键的化合物,具体而言,通式(III-3a)~(III-3c)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-aix):上述通式(III-3)的化合物中,m1为1,M1为单键、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-或-CF=CF-的化合物,具体而言,通式(III-3q)~(III-3w)、(III-3ac)~(III-3bc)、(III-3be)、(III-3bg)、(III-3bi)~(III-3bs)、(III-3bw)、(III-3ci)~(III-3dc)、(III-3de)、(III-3dh)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-ax):上述通式(III-3)的化合物中,M1为-COO-或-C≡C-,M3为-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-的化合物,具体而言例如通式(III-3bf)、(III-3bh)、(III-3df)、(III-3dg)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-axi):上述通式(III-4)的化合物中,具体而言,通式(III-4a)~(III-4c)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
(III-axii):上述通式(III-1)~(III-4)的化合物中,选自环C1~C3为反式-1,4-亚环己基,该环的氢原子中至少1个为重氢原子取代的化合物,具体而言,通式(III-1a)~(III-2o)、(III-3q)~(III-3bi)、(III-4c)、(III-4d)、(III-4h)、(III-4r)、(III-4s)、(III-4w)的基本结构,侧链基R2、R3为(III-5a)~(III-5bf)的化合物。
以含有1种或2种以上选自这些小组(III-ai)~(III-axii)所示的化合物的向列液晶组合物较佳。
通式(III-1)~(III-4)所示的化合物的较佳形态为含有下述化合物的液晶成分C。
(III-bi):上述通式(III-1)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为0,M2为单键、-COO-或-(CH2)2-的化合物,具体而言,通式(III-1a)~(III-1c)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-bii):上述通式(III-1)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为1,环C1为反式-1,4-亚环己基,M1与M2的一方为单键、另一方为单键、-COO-或-(CH2)2-的化合物,具体而言,通式(III-1d)、(III-1g)~(III-1j)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-aw)、(III-ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-biii):上述通式(III-2)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,环C2为反式-1,4-亚环己基或反式-1,4-亚环己烯基,m1为0,M2为单键、-COO-或-(CH2)2-的化合物,具体而言,通式(III-2a)~(III-2e)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-biv):上述通式(III-2)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,环C2为反式-1,4-亚环己基或反式-1,4-亚环己烯基,m1为1,M1与M2的一方为单键的化合物,具体而言,通式(III-2f)~(III-2i)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-bv):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为0,M2为单键、-C≡C-或-CH=N-N=CH-的化合物,具体而言,通式(III-3a)~(III-3c)、(III-3h)~(III-3p)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-bvi):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为1,M1为单键、-CH2)2-、-COO-或-C≡C-,M3为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,具体而言,通式(III-3q)~(III-3bb)、(III-3bd)~(III-3bg)、(III-3bj)~(III-3ch)、(III-3cj)~(III-3di)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5av)~(III-5bf)的化合物。
(III-bvii):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为1,M1与M3的一方为单键、另一方为单键或-C≡C-,W1、W2中至少1个为F的化合物,具体而言,通式(III-3r)、(III-3t)、(III-3au)、(III-3aw)、(III-3ay)、(III-3bk)、(III-3bn)、(III-3bo)、(III-3bz)、(III-3cb)、(III-3ce)、(III-3cf)、(III-3cu)、(III-3cx)、(III-3cz)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-bviii):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基;R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基;Z2、Z3中均为以F、CH3取代的化合物,具体而言为通式(III-3c)、(III-3f)、(III-3g)、(III-3j)、(III-3l)~(III-3o)、(III-3s)、(III-3u)~(III-3w)、(III-3z)、(III-3ab)、(III-3ae)、(III-3ag)、(III-3ai)、(III-3aj)、(III-3am)、(III-3ao)、(III-3aq)~(III-3as)、(III-3av)、(III-3ax)、(III-3az)~(III-3bb)、(III-3bl)、(III-3bm)、(III-3bp)~(III-3bs)、(III-3bv)、(III-3ca)、(III-3cc)、(III-3cd)、(III-3cg)、(III-3ch)、(III-3cm)~(III-3cs)、(III-3cv)~(III-3cx)、(III-3da)~(III-3dc)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
(III-bix):上述通式(III-4)中,R2为碳数1~5的烷基或碳数2~5的烯基;R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基;m2+m3为0的化合物,具体而言为通式(III-4a)、(III-4b)的基本结构,侧链基R2为(III-5a)~(III-5e)、(III-5ak)~(III-5ap),侧链基R3为(III-5a)~(III-5e)、(III-5g)~(III-5l)、(III-5ak)~(III-5ap)、(III-5ar)~(III-5aw)、(III-5ay)~(III-5bf)的化合物。
含有1种或2种以上选自这些小组(III-bi)~(III-bix)所示的化合物,且做为液晶成分C的该化合物的含有率为10~100重量%的向列液晶组合物较佳。
通式(III-1)~(III-4)所示的化合物中更佳的形态为含有下述的化合物的液晶成分C。
液晶成分C为含有通式(III-1)~(III-4)的化合物可降低粘度或粘弹性、电阻率或电压保持率较高等的特征。液晶成分C的粘度系以尽可能低的粘度较佳。本发明以45cp以下较佳,更佳者为30cp以下,再佳者为20cp以下,尤佳者为15cp以下。就该观点而言,较佳的化合物为(III-ci):基本结构为通式(III-1a)~(III-1f)、(III-1k)、(III-2a)~(III-2f)、(III-3a)、(III-3h)~(III-3j)、(III-3o)、(III-3p)、(III-3q)、(III-3ac)、(III-3at)~(III-3ax)、(III-3ba)、(III-3bb)、(III-3bf)、(III-3bg)、(III-3bx)~(III-3cb)、(III-3ct)~(III-3cx)所示的化合物,更佳者为(III-cii):于上述(III-ci)中,R2为碳数2~5的直链状烷基或CpH2p+1-CH=CH-(CH2)q(p=0、1、2、3,q=0、2)的烯基,R3为碳数1~5的直链状烷基或CpH2p+1-CH=CH-(CH2)q(p=0、1、2、3,q=0、2)的烯基的化合物,最佳者为(III-ciii):两侧链基同时为烯基,基本结构为通式(III-1a)、(III-1d)、(III-2a)、(III-2f)、(III-3a)、(III-3h)、(III-3p)、(III-3q)所示的化合物。
本发明的液晶成分C可为通式(III-1)、通式(III-2)、通式(III-3)、通式(III-4)所示的化合物各自独立构成者,但通过并用(III-civ):通式(III-1)和/或(III-2)所示的化合物,尤其是通式(III-1a)、(III-1d)、(III-2a)~(III-2c)、(III-2f)的化合物与(III-cv):通式(III-3)和/或通式(III-4)所示的化合物,尤其是通式(III-3)的M1为单键、-C≡C-、-CH=N-N=CH-所示的化合物,具体而言为通式(III-3a)、(III-3h)、(III-3p)、(III-3q)、(III-3at)、(III-4a)、(III-4h)的化合物,视其用途可容易地使液晶组合物的双折射率为最适化。一般而言,通式(III-1)、通式(III-2)的化合物,例如通过使用通式(III-1a)~(III-2f)的化合物可容易达成减少双折射率,降低液晶显示装置的色斑,提高视角特性、增加对比度。通式(III-3)的化合物多用例如通式(III-3a)~(III-3j)的化合物,或通式(III-4)的化合物例如通式(III-4a)~(III-4e)的化合物,可增大双折射率,可制作液晶层为1~5μm的薄液晶显示元件。
以含有1种或2种以上选自这些小组(III-ci)~(III-cv)所示的化合物,且做为液晶成分C的该化合物的含有率为10~100重量%的向列液晶组合物较佳。
本发明的液晶成分C可含有1种以上选自这些小组(III-ai)~(III-cv)中1个或2个或3个小组,但即使仅1种选自1个小组所构成者,仍可得其效果。而且,以同时具有2个以上小组(III-ai)~(III-cv)所示化合物的结构的特征的化合物更佳。液晶成分C视其所企求的目的,可以上述小组(III-ai)~(III-cv)所示的化合物构成。
本发明含有组合液晶成分A与液晶成分C的液晶组合物。对习知的由液晶成分B与液晶成分C所成的液晶组合物而言,本发明的液晶组合物具有应答性中特段的效果。液晶成分C,尤其是含有小组(III-bi)~(III-cv)的液晶成分C,特别是组合含有小组(III-ci)~(III-cv)的液晶成分C的液晶组合物,比由液晶成分B与液晶成分C所成的液晶组合物更可得改善陡峭应答性的效果。此系液晶成分A为以不经取代或经取代的萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环做为部分结构的分子结构为特征的化合物,尤其是因具板状结构之故。
含有这些(III-ai)~(III-cv)的化合物的液晶成分C,具有与必要成分的液晶成分A可良好混合的特征,且可视其目的来调制双折射率,改善陡峭性或其温度依赖性或改善应答性。这些的化合物,系这些之中具至少1种效果极为优异,对本发明的向列液晶组合物的总量而言,即使为0.1~30重量%的少量含有率仍可得该效果。
本发明的液晶组合物中以通式(III-1)~(III-4)为主成分的液晶成分C,或含有上述小组(III-ai)~(III-cv)的化合物的液晶成分C,另外含有可同时具有二个以上小组(III-ai)~(III-cv)的结构特征的化合物的液晶成分C,与液晶成分A组合的本发明的液晶组合物,系可改善相溶性,提高低温保存性,而扩大液晶显示特性的动作温度范围,且可降低驱动电压及改善其温度变化,并达成或改善对预定的驱动电压而言更为快速的应答性,并可得使用该物做为构成材料的TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
本发明的化合物,可有意识地使构成的原子以其同位素原子取代。此时,以重氢原子来取代氢的化合物更佳,可呈现较佳的相溶性、弹性系数、预倾斜角、电压保持率等效果。较佳的形态系使上述的侧链基、键结基或环中存在的氢原子以重氢原子取代的化合物。较佳者为侧链基中经取代或未经取代的烷基、烯基;环中经取代或未经取代的1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基或反式-1,4-二烷-2,5-二基,键结基的-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH。更佳者为烷基、烯基、1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基、-(CH2)2)-、-(CH2)4-。
目前,TN-LCD、STN-LCD或TFT-LCD所使用的取向膜多使用聚酰亚胺系,例如使用LX1400、SE150、SE610、AL1051、AL3408等。取向膜系与液晶显示特性、显示品质、可靠性、生产性有很深的关系,对液晶材料而言例如预倾斜角特性很重要。预倾斜角的大小,在为得到所企求的液晶显示特性或均一的取向性,必须予以适时地调整。例如,大的预倾斜角时易造成不稳定的取向状态,而小时无法满足充分的显示特性。
本发明人等发现预倾斜角较大的液晶材料与较小的液晶材料的选择,故通过应用该点由液晶材料来达成所企求的液晶显示特性或取向性。该技术亦可应用于本发明。例如,液晶成分B为含有通式(II-1)~(II-4)时,如下所述。较大的预倾斜角系通式(II-1)中,R1为烯基,Q1为F、Cl、-CN,Y1、Y2为F的化合物,和/或通式(II-1)中,R1为烷基,Q1为F、Cl、-CN,M2为-C2H4-、-C4H8-的化合物的含有率很多时可得,较小的预倾斜角系通式(II-1)中,R1为烯基、CsH2s+1-O-CtH2t,Q1为F,Y1为F,Y2为H的化合物,和/或M2为-COO-的化合物的含有率很多时可得。具体而言,通式(I-1)~(I-5)的萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、1,2,3,4-十氢萘-2,6-二基环,或通式(I-1)~(I-5)的环A1~A4为环己烷环,或通式(II-1)、(II-2)、(II-4)的环B1~B3为环己烷环,另外通式(III-1)~(III-4)的环C1~C3为环己烷环、萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、1,2,3,4-十氢萘-2,6-二基环,该环中氢原子以重氢原子取代的化合物时,视取代位置而不同,可广幅地调整预倾斜角。
而且,多使用氢原子以重氢原子取代的化合物时,对混入杂质而言可特别维持较高的电压保持率的效果,适于主动用TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的显示特性或制造上处理。该效果系重氢性质,即反应的平衡常数或速度常数的差异、低离子移动度、无机物或氧的低溶解性等的性质,可在液晶化合物中发现。为维持较高的电压保持率时,对液晶组合物总量而言上述的化合物为10~40重量%或以上。
本发明的向列液晶组合物的各液晶成分的含有率可如下所述。液晶成分A为0.1~100重量%,较佳者为0.5~90重量%,更佳者为5~85重量%。液晶成分B为0~99.9重量%,较佳者为3~80重量%,更佳者为5~60重量%。液晶成分C为至多85重量%,较佳者为3~70重量%,更佳者为5~70重量%。
使用通式(I-1)所示的化合物时,其含有率为单体以15重量%以下较佳,进一步则以2种以上予以构成较佳,通式(I-11a)~(I-13ab)所示的化合物对液晶成分A而言的含有率以5~100重量%较佳。另外,使用通式(I-11)、(I-12)所示的化合物时,对液晶成分A的含有率为选自5~30重量%、30~50重量%、50~70重量%、70~100重量%较佳。
使用通式(I-2)所示的化合物时,其含有率为单体以15重量%以下较佳,进一步以2种以上予以构成较佳,通式(I-21a)~(I-23jp)所示的化合物对液晶成分A而言的含有率以5~100重量%较佳。另外,使用通式(I-21)所示的化合物时,对液晶成分A的含有率以选自5~20重量%、20~60重量%、60~100重量%较佳。
使用通式(I-3)所示的化合物时,其含有率为单体以15重量%以下较佳,进一步以2种以上予以构成较佳,通式(I-31a)~(I-33dz)所示的化合物对液晶成分A而言的含有率以5~100重量%较佳。另外,使用通式(I-31)、(I-32)所示的化合物时,对液晶成分A的含有率以选自5~10重量%、10~30重量%、30~50重量%、50~100重量%较佳。
使用通式(I-4)所示的化合物时,其含有率为单体以15重量%以下较佳,进一步以2种以上予以构成较佳,通式(I-41a)~(I-46g)所示的化合物对液晶成分A而言的含有率以5~100重量%较佳。另外,使用通式(I-41)所示的化合物时,对液晶成分A的含有率以选自5~30重量%、30~50重量%、50~70重量%、70~100重量%较佳。此外,使用通式(I-42)、(I-43)所示的化合物时,对液晶成分A而言的含有率以选自5~10重量%、10~25重量%、25~50重量%、50~100重量%较佳。
使用通式(I-5)所示的化合物时,其含有率为单体以15重量%以下较佳,进一步以2种以上予以构成较佳,通式(I-51a)~(I-53ab)所示的化合物对液晶成分A而言的含有率以5~100重量%较佳。此外,使用通式(I-51)、(I-52)所示的化合物时,对液晶成分A的含有率以选自5~30重量%、30~50重量%、50~70重量%、70~100重量%较佳。
通式(II-1)~(II-4)所示的化合物,具体而言通式(II-1a)~(II-4n)所示的化合物的含有率为单体以30重量%以下较佳,25重量%以下更佳,进一步以2种以上予以构成较佳,对液晶成分B的含有率为10~100重量%,较佳者为50~100重量%,更佳者为75~100重量%。通式(III-1)~(III-4)所示的化合物,具体而言通式(III-1a)~(III-4ac)所示的化合物的含有率为单体以30重量%以下较佳,更佳者为25重量%,进一步以2种以上予以构成较佳,对液晶成分C的含有率为10~100重量%,较佳者为50~100重量%,更佳者为75~100重量%。
高可靠性的STN-LCD或主动STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等以不含氮原子或氧原子的化合物所构成较佳。就该观点而言,通式(I-1)~(I-5)中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1,X2为H、F、Cl、CF3、OCF3,K1~K5为单键、-CH=CH-、-C≡C-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH的化合物做为液晶成分A时以含有50~100重量%较佳。与液晶成分B并用时,通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1,Y2为H、F、Cl、CF3、OCF3,P1~P3为单键、-CH=CH-、-C≡C-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH的化合物做为液晶成分B的含量以50~100重量%较佳。尤其是以含有50~100重量%选自上述小组(II-ci)~(II-civ)的化合物较佳。
使用通式(I-2)~(I-4)的化合物时,液晶成分A的另外较佳形态为含有下述所示的化合物。
(i):使用通式(I-2)~(I-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X2为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物。
(ii):使用通式(I-2)I-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为Cl、CF3、OCF3、OF2H的化合物。
(iii):使用通式(I-2)、(I-3)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为H或F,W1~W3中:1个为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物。
(iv):使用通式(I-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为H或F,十氢萘-2,6-二基环为式(I-74b)~(I-74av)、(I-74ce)~(I-74cj)、(I-74cq)~(I-74dm)所示的化合物,更佳者为(I-74cg)、(I-74cq)、(I-74cr)、(I-74ct)所示的化合物。
(v):通式(I-2)~(I-4)中使用,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X1为H或F的化合物时,与上述(i)~(iv)的化合物和/或通式(I-1)、(I-5)的化合物并用。
使用通式(II-1)~(II-4)的化合物时,液晶成分B的另外较佳形态为含有下述所示的化合物。
(vi):使用通式(II-1)~(II-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y2为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物。
(vii):使用通式(II-1)~(II-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为F,Y2为Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物。
(viii):使用通式(II-1)~(II-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为F,Y2为H,W1~W4中至少1个为H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物。
(ix):使用通式(II-2)~(II-4)的化合物时,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1、Y2为F,W1~W3中至少1个为Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物。
(x):使用通式(II-1)、(II-4)中使用,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1、Y2为F的化合物时,与上述(i)~(ix)的化合物和/或通式(I-1)、(I-5)的化合物并用。
此外,液晶成分A或液晶成分B的另外较佳形态如下述所示。
(xi):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1、X2为H的化合物时,通式(I-2)~(I-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X2为H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物的组合。
(xii):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1、X2为H的化合物时,通式(II-1)~(II-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y2为H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物的组合。
(xiii):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物时,通式(I-2)~(I-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物组合。此时,含有1种或2~20种通式(I-2)~(I-4)的化合物较佳。
(xiv):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物时,通式(II-1)~(II-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y2为H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物组合。
(xv):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物时,通式(II-1)~(II-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为F,Y2为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物组合。
(xvi):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物时,通式(II-1)~(II-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为H、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y2为H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物组合。此时,以含有1种或2~20种通式(I-2)~(I-4)的化合物较佳。
(xvii):通式(I-2)~(I-4)的化合物中,使用Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,X1为F,X2为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物时,通式(II-1)~(II-4)的化合物中,Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H,Y1为F,Y2为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物组合。此时,以含有1种或2~20种通式(I-2)~(I-4)的化合物较佳。
本发明的液晶成分A和/或液晶成分B系视所企求的目的而定,可为具有满足一个或二个或三个以上述(i)~(xvii)的条件为特征的向列液晶组合物。该本发明的液晶组合物系可改善相溶性、提高低温保存性等来扩大液晶显示特性的动作温度范且降低驱动电压及改善其温度变化,对预定的驱动电压而言达成较快速的应答性或予以改善,可得使用该物做为构成材料的高可靠性的TN-LCD、STN-LCD或主动STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等更为改善的电光学特性。
高可靠性的STN-LCD时,液晶成分A(Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物)与液晶成分B(Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物)的总和以10~100重量%较佳,以30~100重量%较佳,以60~100重量%尤佳。此时,液晶成分A与液晶成分B的相对的混合比率为100∶0~0.1∶99.9,以100∶0~5∶95较佳,以100∶0~10∶90更佳。主动STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD时,液晶成分A(Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物)与液晶成分B(Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H的化合物)的总和以含有20~100重量%较佳,以含有40~100重量%更佳,以含有60~100重量%尤佳。此时,液晶成分A与液晶成分B的相对的混合比率为100∶0~0.1∶99.9,以100∶0~5∶95较佳,视其目的而定以选自100∶0~90∶10、90∶10~70∶30、70~30~40∶60、40∶60~20∶80、20∶80~5∶95的范围更佳。
而且,主动STN-LCD系为可得广视野角的较高的对比度,或以改善立下(立ち下がり)的应答时间为目的者,使STN-LCD使用例如TFT或MIM的技术予以主动驱动。
本发明的液晶组合物除上述通式(I-1)~(III-4)所示的化合物以外为改善液晶组合物的特性时,亦可含有液晶化合物的一般的向列液晶、蝶状液晶、胆甾状液晶等。例如,具有4个六员环的芯结构的化合物,可含有1种或2种以上具有该化合物的液相-各向同性液相转移温度为100℃以上的化合物。然而,使用多量的这些化合物,由于会降低向列液晶组合物的特性,且添加量视所得的向列液晶组合物的要求特性而有所限制。
该较佳的化合物例如有通式(II-1)、(II-2)的p1为2的化合物,通式(II-4)的p2+p3为2的化合物,通式(III-1)~(III-3)的m1为2的化合物,通式通式(III-4)的m2+m3为2的化合物。而且,此时的反覆的环B1、B3、环C1、C3、键结基P1、P2、M1可为相同的基或各为独立不同的基。
结晶相或蝶状相-向列相转移温度为0℃以下,较佳者为-10℃以下,更佳者为-20℃以下,最佳者为-30℃以下。向列相-各向同性液相转移温度为50℃以上,较佳者60℃以上,更佳者70℃以上,最佳者80℃~180℃。本发明的液晶组合物可为介电率各向异性为1以上,以2~40较佳,重视高速应答性时,为2~8,以较低的驱动电压为必要时,为7~30较佳。较小的或中位的双折射率以0.02~0.18较佳,较大的双折射率为0.18~0.40较佳。该向列液晶组合物的特性使用于有源矩阵形、扭曲向列或超扭曲向列液晶显示装置极为有用。
TN、LCD、STN-LCD、TFT-LCD的基板间的厚度d以1~12μm较佳,1~10μm更佳,1.5~7μm最佳。而且,厚度d与双折射率Δn的积以0.2~5μm较佳,0.3~1.6μm更佳,0.5μm左右、0.7~1.0μm、1.2μm左右最佳。
PDCL、PN-LCD时,以1~100μm较佳,更佳者为3~50μm,尤佳者为4~14μm。
本发明的液晶组合物以对驱动电压的大小而言具较快速的应答性为目的时,可如下所述。以中位的驱动电压为目的时,本发明的液晶组合物的介电率各向异性为3~15,20℃的粘性为8~20c.p.较佳。此时,使液晶成分C的粘性以25c.p.以下较佳,15c.p.以下更佳,10c.p.以下最佳。而且,尤其是以低驱动电压为目的时,本发明的液晶组合物的介电率各向异性为15~30较佳,18~28最佳。
上述向列液晶组合物系对高速应答性的TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD极有用,且即使没有使用滤光片层,仍可以液晶层与位相差板的双折射率来呈现彩色显示的液晶显示元件极有用者,可使用于透过型或反射型的液晶显示元件。该液晶显示元件具有带有透明性电极层、且至少一侧为透明的基板,在该基板间使上述向列液晶组合物的分子扭曲而取向者。扭曲角系视目的而定可选择于30°~360°,以90°~270°较佳,以45°~135°或180°~260°更佳。为此,本发明的液晶组合物可含有诱起螺旋螺距p为0.5~1000μm的具光学活性基的化合物。该化合物为胆甾衍生物、手性向列、强介电性液晶等。更具体而言,通式(I-1)~(I-5)的R1,通式(II-1)~(II-4)的R1,通式(III-1)~(III-4)的R2、R3以具光学活性基的化合物较佳。做为该侧链基的式(I-6)、(III-51)、(III-52)的较佳形态例如下述所示的通式(IV-1a)~(IV-1bt)所示的化合物。
(I-6)R1- (III-51)R2- (III-52)R3-
而且,通式(I-1)~(I-5)的K1~K5,通式(II-1)~(II-4)的P1~P3,通式(III-1)~(III-4)的M1~M3以具光学活性基团的化合物较佳。如此作为连结基的较佳形态例如下述所示的通式(IV-2a)~(IV-2j)所示的化合物。
典型例有以如胆甾烷基壬酸酯,C-15、CB-15、S-811等较佳。更具体例如下述所示的通式(IV-3a)~(IV-3ab)所示的化合物。
表现更具体的使用方法。通过温度上升以使诱发螺旋螺距变长,变短系为已知,可以使用1种或2种以上这些的一方,亦可以使用1种或2种以上的两者组合。混合量以0.001重量%~10重量%为佳,0.05重量%~3重量%较佳,更佳者为0.1重量%~3重量%。然而,这些的量视因上述扭曲的角θ与基板间的厚度d而成的预定的诱发螺旋螺距。例如,在TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD中,基板间的厚度d与诱发螺旋螺距p的商d/p可以为0.001~24,较佳者为0.01~12,更佳者为0.1~2,尤佳者为0.1~1.5,特佳者为0.1~1,最佳者为0.1~0.8。
通过设定透明性电极基板的取向膜所得的预倾斜角以1°~20°较佳,扭曲角为30°~100°下为1°~4°的预倾斜角较佳,100°~180°下以2°~6°的预倾斜角较佳,180°~260°下以3°~12°的预倾斜角较佳,260°~360°下以6°~20°的预倾斜角较佳。
具体的用途系以TN-LCD用时以1°~6°的预倾斜角较佳,以STN-LC用途时2°~12°的预倾斜较佳,以TFT-LCD用时2°~12°的预倾斜较佳,以IPS型的TFT-LCD用时0°~3°的预倾斜较佳。
本发明人等发现上述液晶组合物在具有带有透明性电极层、至少一方为透明的2张基板所夹的调光层、且该调光层具备有含液晶材料及透明性固体物质的光散射形液晶显示元件中,具有有利的显示特性。本发明人等于特开平6-222320号公报中,液晶材料的物性值与液晶显示的特性的关系系如下式(V)所示。
其中,Vth系表示阈值电压,1Kii、2Kii系表示弹性系数,ii系表示11、22、33,Δε系表示介电率各向异性,<r>系表示透明性固体物质界面的平均空隙间隔,A系表示对液晶分子而言透明性固体物质的固定化能,d系表示具有透明性电极的基板间距离。
此关系式系指透明性固体界面赋予液晶分子的规制力通过弹性系数1Kii与固定化能A的比来变化,尤其是其效果相对于实际平均空隙间隔<r>仅1Kii/A量起实质的扩大作用,因此,可见有效地降低驱动电压。该关系亦可应用于本发明。更具体而言,如下述者较佳。透明性固体物质藉系由做为高分子形成性化合物的含有2官能性单体及单官能性单聚物的聚合性组合物所形成,在由高分子形成性化合物形成透明性固体物质的过程中,可使透明性固体物质的形状为较均匀的结构,且可操作与液晶材料的界面性质。本发明的液晶组合物中,以未经取代或经取代的萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环为部分结构的分子结构为特征的化合物所构成的液晶成分A,对白浊性、应答性、迟滞性、陡峭性、驱动电压或这些的温度依赖性而言,具有这些中1个或数个良好特性的效果。
本发明使用的液晶材料,系为在2张具有透明性电极层的基板间使液晶材料予以微胶囊化的液晶小滴分散于透明性固体物质中的显示设备极为有用。基板间形成的透明性固体物质为纤维状或粒子状分散者,亦可以使液晶材料以小滴状分散的薄膜者,但以具三维网络状结构者较佳。而且,液晶材料以形成连续层较佳,但通过形成液晶材料的无秩序状态,来形成光学境界面,在表现光散射系为重要。该透明性固体物质所形成的具三维网络结构的形状的平均直径,与光的波长相比过大,或过小时,光散射性有衰退的倾向,故以0.2~2μm较佳。另外,调光层的厚度视使用目的而定,以2~30μm较佳,以5~20μm更佳。
如此制造的本发明的光散射型液晶显示器件,可达成温度依赖性较小的驱动性,且藉此可为具例如有源矩阵方式所要求的特性。此外,本发明的液晶显示器件可利用于例如投影机显示装置或直视型便携终端的显示元件(个人数字助理Personal Digital Assistance)。
本发明系提供做为该光散射型液晶显示的液晶材料,上述除外的其他液晶材料的下述的化合物及向列液晶组合物。换言之,通式(I-1)~(I-5)的R1、通式(II-1)~(II-4)的R1、通式(III-1)~(III-4)的R2、R3为光固化性α-取代丙烯酰基的化合物及含有该物的液晶组合物。该光固化性的侧链基的式(I-6)、(III-51)、(III-52)的较佳形态例如下述所示的通式(IV-4a)~(IV-4av)所示的化合物。
(IV-4a) (IV-4i) (IV-4q)
CH2=CH2COO- CH2=CH2OCO- CH2=CH2O-
(IV-4b) (IV-4j) (IV-4r)
CH2=CH2COOCH2- CH2=CH2OCOCH2- CH2=CH2OCH2-
(IV-4c) (IV-4k) (IV-4s)
CH2=CH2COOC2H4- CH2=CH2OCOC2H4- CH2=CH2OC2H4-
(IV-4d) (IV-4l) (IV-4t)
CH2=CH2COOC3H6- CH2=CH2OCOC3H6- CH2=CH2OC3H6-
(IV-4e) (IV-4m) (IV-4u)
CH2=CH2COOC4H8- CH2=CH2OCOC4H8- CH2=CH2OC4H8-
(IV-4f) (IV-4n) (IV-4v)
CH2=CH2COOC5H10- CH2=CH2OCOC5H10- CH2=CH2OC5H10-
(IV-4g) (IV-4o) (IV-4w)
CH2=CH2COOC6H12- CH2=CH2OCOC6H12- CH2=CH2OC6H12-
(IV-4h) (IV-4p) (IV-4x)
CH2=CH2COOC7H14- CH2=CH2OCOC7H14- CH2=CH2OC7H14-
通过含有上述的化合物,可为透明性固体物质的界面较佳者。具有通式(IV-4a)~(IV-4av)的侧链基的化合物可选自0.01~100%的范围。
本发明的液晶组合物,除高分子分散型液晶外的利用方法有使用于添加了蒽醌类、偶氮类、氧化偶氮类、偶氮甲碱类、部花青类、奎酞类(キノフタレン)和四嗪类二色性色素的主体·客体(GH)用液晶组合物。而且,上述添加有具光学活性基的化合物的相转移型显示(PC)及白尾料型显示的液晶组合物。另外,可使用为双折射控制型显示(ECB)或动态散射型显示(DS)的液晶组合物。
此外,其他的利用方法系以调整强介电性液晶的相系列为目的时,可添加本发明的液晶组合物。可使用为高分子稳定化型液晶显示用液晶组合物。此时,可使用上述具光固化性侧链基的化合物或组合物。
另外,其他的利用方法有使用上述具光固化性侧链基的化合物或本发明的组合物做为UV固化液晶,可使用于位差薄膜、光学镜片或各种光学滤光器等的光学零件。而且,可应用于微滤光器、偏光板或取向膜等的有关液晶显示零件。
本发明的液晶组合物系可通过上述详述的含有液晶成分A、B、C而得。如此下述较佳例向列液晶组合物(1-01)~(1-23),但本发明不受这些的例所限制。这些的例如向列液晶组合物(1-01)、(1-3)~(1-07)、(1-20)、(1-21)、(1-22)、(1-23)使用于TN-LCD用,向列液晶组合物(1-01)、(1-02)、(1-08)、(1-10)~(1-15)、(1-17)、(1-18)、(1-22)、(1-23)使用于STN-LCD用,向列液晶组合物(1-06)、(1-09)、(1-16)、(1-20)~(1-22)使用于TFT-LCD用,向列液晶组合物(1-09)、(1-10)、(1-23)使用于PDLC、PN-LCD用。而且,使1种或数种这些的例所示的化合物(1-0101)~(1-2311)的化合物,对所存的目的或用途而言取代通式(I-1)~(III-4)所示的化合物,更具体而言,系通式(I-11a)~(I-53ab)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(I-71a)~(I-73bt)的化合物,通式(II-1a)~(II-4n)的基本结构,侧链基为(I-6a)~(I-6bc),极性基的部分结构为通式(II-5a)~(II-5r)的化合物,通式(III-1a)~(III-4ac)的基本结构,侧链基为(III-5a)~(III-5bf)的化合物使用。
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-01)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-02)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-03)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-04)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-05)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-06)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-07)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-08)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-09)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-10)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-11)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-12)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-13)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-14)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-15)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-16)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-17)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-18)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-19)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-20)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-21)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-22)
较佳的组合物例:向列液晶组合物(1-23)
目前,液晶显示装置处于价格上激烈竞争的状态。由该立场可知液晶材料如何针对各种用途以简便地使显示特性最适化为其课题,企求由2种液晶材料所成的2瓶或由4种液晶材料所成的4瓶的系统化的液晶材料。其典型的特性为临界电压、双折射率、向列相-各向同性液相转移温度。例如,使用其他特性同等,由较临界值电压高的液晶材料与较低的液晶材料所成的2瓶系统时,使用的驱动电子零件等不会受到限制,适时的调合2种液晶材料,可对应的较快速、较低成本的效果。本发明系对应该观点极为有用者,可适时地混合向列液晶组合物(1-01)~(1-23)及部分取代所得的组合物。这些的使用方法系包含下述实施例的向列液晶组合物(3-01)~(3-38)予以进行。
实施例
于下述中以实施例更详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例所限制。而且,下述实施例的组合物中“%”系指“重量%”、-(CH2)2-与-C2H4-或-(CH2)4-与-C4H8-系为相同者。
实施例中液晶组合物的物性特性及构成TN-LCD的液晶显示装置的显示特性如下所述。
TN-I:向列相-各向同性液相转移温度(℃)
T→N:固体相或蝶状相-向列相转移温度(℃)
Δε:20℃的介电率各向异性
Δn:20℃的双折射率
η:20℃的粘度(c.p.)
Vth:构成TN-LCD时的20℃的阈值电压(V)
V1:构成TN-LCD时的20℃的无外加电压时的光透过率为100%时,光透过率为1%时的外加电压(V)
γ:20℃的陡峭性、饱和电压(Vsat)与Vth比
τr=τd:20℃下由0V外加预定电压时的立起(立ち上がり)时间为τr,外加预定电压后无外加电压时的倒伏(立ち下がり)时间为τd时,两者为相等的时间
具STN-LCD显示特性的液晶显示装置系如下述予以制作。于液晶组合物中添加手性物质“S-811”(Merck公司制)以调制混合液晶。在对向的平面透明电极上摩擦Sunever 610(日产化学公司制)的有机膜以形成取向膜,制作扭曲角240度的STN-LCD显示用晶盒。将上述的混合液注入该晶盒中,构成液晶显示装置。而且,旋光式物质系按添加旋光式物质以使混合液晶的固有螺旋螺距P与显示用晶盒的晶盒厚度d为Δn·d=0.85,d/p=0.50的数量添加。该显示特性系测定临界值电压、陡峭性、驱动电压的温度依赖性、应答速度。
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:20℃的临界值电压(V)
γ:20℃的陡峭性、饱和电压(Vsat)与Vth的比Δ(Vth)/Δ(T):驱动电压的温度依赖性
τr=τd:1/240duty驱动的应答时间。
具IPS型显示特性的液晶显示装置系如下述予以制作。以10μm的间隔在形成平行铬电极的基板上设置取向膜。在不具电极的基板上设置取向膜。晶盒厚为4μm。制作液晶取向为反平行般使两基板贴合的晶盒。将混合液晶注入该晶盒中以构成液晶显示装置。该显示特性系测定V10、陡峭性、应答速度。以无外加电压时设备的光透过率(T0)为0%,伴随外加电压的增大,光透过率为最大时的透过率(T100)为100%时,光透过率50%的外加电压(V)为V50,光透过率10%的外加电压(V)为V10。
IPS型显示特性
V10:20℃的临界值电压(V)
γ:20℃的陡峭性、V50与V10的比
τr=τd:应答时间(msec)
组合物的化学稳定性系将2g液晶组合物置于安瓿管中,真空脱气后进行氮气置换处理,予以密封,在150℃下进行加热促进试验1小时。该液晶组合物的试验前的电阻率、加热促进试验后的电阻率、试验前的电压保持率、加热促进试验后的电压保持率。
另外,使1种或数种实施例所示的化合物,视所存的目的或用途而定以通式(I-1)~(III-4)所示的化合物取代,但为该例示时,具体的化合物系以下述的例的形式表示。
液晶成分A
通式(I-1)例 化合物(2-1a):侧链基(I-6a)基本结构(I-11a)极性基(I-71a)
通式(I-2)例 化合物(2-2a):侧链基(I-6a)基本结构(I-21a)极性基(I-72a)
通式(I-3)例 化合物(2-3a):侧链基(I-6a)基本结构(I-31a)极性基(I-72a)
通式(1-4)例 化合物(2-4a):侧链基(I-6a)基本结构(I-41a)极性基(I-72a)
通式(I-5)例 化合物(2-5a):侧链基(I-6a)基本结构(I-51a)极性基(I-73a)
液晶成分B
通式(II-1)例 化合物(2-1b):侧链基(I-6a)基本结构(II-1a)极性基(II-5a)
通式(II-2)例 化合物(2-2b):侧链基(I-6a)基本结构(II-2a)极性基(II-5a)
通式(II-3)例 化合物(2-3b):侧链基(I-6a)基本结构(II-3a)极性基(II-5a)
通式(II-4)例 化合物(2-4b):侧链基(I-6a)基本结构(II-4a)极性基(II-5a)
液晶成分C
通式(III-1)例 化合物(2-1c):侧链基(III-5b)基本结构(III-1a)极性基(III-5b)
通式(III-2)例 化合物(2-2c):侧链基(III-5b)基本结构(III-2a)极性基(III-5b)
通式(III-3)例 化合物(2-3c):侧链基(III-5b)基本结构(III-3a)极性基(III-5b)
通式(III-4)例 化合物(2-4c):侧链基(III-5b)基本结构(III-4a)极性基(III-5b)
(实施例1)调制由
而成的向列液晶组合物(3-01),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:79.9℃
T→N:-70.℃
Δε:9.8
Δn:0.129
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:1.3×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:7.0×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.5%
加热促进试验后电压保持率:98.6%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.30V
γ:1.140
该向列液晶组合物系为以5种成分构成者,由于具有TN-I高、T→N低,可在较广泛的温度范围动作,与介电率各向异性Δε大小相比,具低的驱动电压,故可使用于对应于高动作数的高精细显示。而且,该向列液晶组合物,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本构成材料的有源矩阵液晶显示装置系为流漏电流小,不会产生闪变情形的优质品。
(比较例1)
为表现本发明的优异性,调制以其他化合物取代上述向列液晶组合物(3-01)所含的液晶成分A的混合液晶(b-01)。具体而言,系为将萘-2,6-二基环及十氢萘-2,6-二基环变为1,4-亚苯基的化合物中,将十氢萘-2,6-二基变为1,4-亚环己基的化合物者。结果如下所述。
混合液晶(b-01)系由上述所成。
液晶组合物的物性特性
TN-I:-0℃以下
Δε:不能测定
Δn:不能测定
η:不能测定
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:不能测定
γ:不能测定
τr=τd:不能测定
对混合液晶(b-01)因具有0℃以下向列相,无法在常规的温度范围内使用,而为大约相同的程度,本发明的向列液晶组合物(3-01)系TN-I高、T→N为大约相同的程度,相溶性较优异,可在广泛的温度范围内动作等的特征。
(实施例2)调制由
而成的向列液晶组合物(3-02),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:119.2℃
T→N:-70.℃
Δε:7.3
Δn:0.1049
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:1.0×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:4.8×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.0%
加热促进试验后电压保持率:98.2%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.57V
γ:1.223
该向列液晶组合物系为以7种成分构成者,由于具有TN-I高、T→N低,可在较广泛的温度范围动作,与介电率各向异性Δε大小相比,具低的驱动电压,故可使用于对应于高动作数的高精细显示。而且,该向列液晶组合物,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本构成材料的活性基体液晶显示装置系为流漏电流小,不会产生闪变情形的优质品。
(实施例3)由
调制成的向列液晶组合物(3-03),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
TN-I:104.9℃
T→N:-50.0℃
Vth:2.09V
γ:1.15
Δε:7.6
Δn:0.168
η:17.0c.p.
该向列液晶组合物中添加手性物质“S-811”(Merck公司制)以调制混合液晶。另外,在相对的平面透明电极上摩擦“Sunever-610”(日产化学公司制)的有机膜,以形成取向膜,制作扭曲角240度的STN-LCD显示用晶盒。将上述的混合液晶注入该晶盒中以构成液晶显示装置,且测定显示特性。结果,驱动电压的温度依赖性为2.0mV/℃系小,可得具高时分割特性优异的STN-LCD显示特性的液晶显示装置。而且,通过添加旋光式物质应使混合液晶的固有螺旋螺距P与显示用晶盒的晶盒厚度满足d·Δn·d=0.85,d/P=0.50。下述中同样地制作STN-LCD。
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:2.31V
γ:1.029
Δ(Vth)/Δ(T):2.0mV/℃(T=5~40℃的范围)
τr=τd:101.msec(1/240duty驱动)
(比较例2)
为表现本发明的优异性,调制以其他化合物来取代上述向列液晶组合物(3-03)所含有的液晶成分A的混合液晶(b-02)。具体而言,系为使(3-0302)的化合物以具有降低驱动电压及改善其温度依赖性的优异效果的式(b-0202)化合物予以取代者。结果如下所述。
TN-I:100.7℃
T→N:-50.℃
Vth:2.08V
Δε:8.1
Δn:0.165
η:17.7 c.p.
与上述向列液晶组合物(3-03)相同地使用混合液晶(b-02)来制作STN-LCD。
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:2.31V
γ:1.039
Δ(Vth)/Δ(T):2.8mV/℃(T=5~40℃的范围)
τr=τd:138.msec(1/240duty驱动)
比较特性时,发现本发明的液晶组合物,液晶成分A为少量的4%时,临界值电压的温度依赖性约降低30%。而且,应答速度亦约降低40%。本发明的向列液晶组合物较比较液晶具改善效果。
(实施例4)由
调制而成的向列液晶组合物(3-04),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
TN-I:66.6℃
T→N:-30.℃
Vth:1.42V
Δε:9.4
Δn:0.097
于本实施例的向列液晶组合物(3-04)中,除使用下述所示的化合物(2-04-01)来取代化合物(3-0406)外,与向列液晶组合物(3-04)相同地调制成向列液晶组合物(3-04-01)。而且,于本实施例的向列液晶组合物(3-04)中除使用下述所示的各化合物(2-04-02)~(2-04-22)来取代化合物(3-0406)外,与向列液晶组合物(3-04)相同地调制成各向列液晶组合物(3-04-01)~(3-04-22)。这些向列液晶组合物(3-21-01)~(3-21-31)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。尤其是向列液晶组合物(3-04-08)具有优异的应答性,且向列液晶组合物(3-04-01)、(3-04-03)、(3-04-06)、(3-04-11)、(3-04-12)、(3-04-14)、(3-04-16)、(03-04-19)、(3-04-22)更可降低驱动电压,呈现1.2V左右的特性。
(实施例5)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-05),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。该向列液晶组合物于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,可见具热稳定性。而且,以该组合物做为基本构成材料调制新的本发明向列液晶组合物,且制作使用该物的有源矩阵液晶显示装置时,流漏电流小且不会有闪变情形产生,可确定为优质品。
TN-I:103.7℃
T→N:-70.℃
Vth:2.66V
γ:1.16
Δε:4.1
Δn:0.079
试验前的电阻率:1.1×1013Ω×·cm
加热促进试验后的电阻率:7.3×1012×·cm
试验前的电压保持率:99.0%
加热促进试验后电压保持率:98.8%
(实施例6)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-06),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
TN-I:92.6℃
T→N:-70.℃
Vth:0.88V
Δε:19.8
Δn:0.139
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:0.93V
γ:1.021
Δ(Vth)/Δ(T):1.9mV/℃(T=5~40℃的范围)
(实施例7)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-07),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
TN-I:88.4℃
T→N:-49℃
Vth:1.81V
Δε:7.4
Δn:0.098
(实施例8)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-08),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
TN-I:85.6℃
T→N:-70℃
Vth:1.07V
γ:1.15
Δε:17.4
Δn:0.143
(实施例9)
由
调制成向列液晶组合物(3-09),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。该向列液晶组合物由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,可见具热稳定性。而且,以该组合物做为基本构成材料调制新的本发明向列液晶组合物,且制作使用该物的有源矩阵液晶显示装置时,可确定流漏电流小且不会发生闪变情形,为优质品。
TN-I:84.5℃
T→N:-70℃
Vth:1.02V
γ:1.15
Δ:9.6
Δnε:0.099
试验前的电阻率:5.0×1012Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:2.1×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:98.8%
加热促进试验后电压保持率:98.5%
(实施例10)
由
调制成向列液晶组合物(3-10),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。该向列液晶组合物由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,可见具热稳定性。而且,以该组合物做为基本构成材料调制新的本发明向列液晶组合物,且制作使用该物的主动。矩阵液晶显示装置时,可确定为流漏电流小且不会发生闪变情形,为优质品。
TN-I:87.5℃
T→N:-70℃
Vth:1.67V
γ:1.16
Δε:7.1
Δn:0.118
试验前的电阻率:3.8×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:9.7×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.1%
加热促进试验后电压保持率:98.8%
(实施例11)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-11),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。该向列液晶组合物由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可见具热稳定性。而且,使该组合物做为基本的构成材料调制新颖本发明的向列液晶组合物,且使用它来制作使活性基体液晶显示装置时,可知流漏电流小,且不会有发生闪变情形,系为优质品。
TN-I:80.0
T→N:-70℃
Vth:1.38V
γ:1.16
Δε:9.3
Δn:0.131
试验前的电阻率:2.2×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:8.3×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.0
加热促进试验后电压保持率:98.5%
(实施例12)
由
调制成向列液晶组合物(3-12),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。该向列液晶组合物由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,可见具热稳定性。而且,以该组合物做为基本的构成材料调制新的本发明向列液晶组合物,且可利用于使用该物的有源矩阵液晶显示装置。
TN-I:106.4℃
T→N:-20.℃
Vth:2.10V
γ:1.15
Δε:8.1
Δn:0.276
试验前的电阻率:6.5×1012Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:1.2×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:98.8%
加热促进试验后电压保持率:98.0%
使用该向列液晶组合物,构成晶盒厚度d为1.8μm的TN-LCD,且测定其显示特性时,可得具临界值电压为1.99V,应答速度为2.4msec的液晶显示装置。
本实施例的向列液晶组合物(3-12)中,除使用下述所示的化合物(2-12-01)来取代化合物(3-1205)外,与向列液晶组合物(3-12)相同地调制成向列液晶组合物(3-12-01)。另外,本实施例的向列液晶组合物(3-12)中,除使用下述所示的各化合物(2-12-02)~(2-12-22)来取代化合物(3-1205)外,与向列液晶组合物(3-12)相同地调制各向列液晶组合物(3-12-02)~(3-12-22)。这些的向列液晶组合物(3-12-01)~(3-12-22)的显示特性系与本实施例相同地可得良好的结果。
(实施例13)
由
调制成向列液晶组合物(3-13),且测定该组合物的诸特性。该向列液晶组合物由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,可见具热稳定性。而且,以该组合物做为基本的构成材料调制新的本发明的向列液晶组合物,且可利用于使用该物的有源矩阵液晶显示装置。
TN-I:81.6℃
T→N:-70℃
Vth:1.79V
γ:1.18
Δε:6.0
Δn:0.123
试验前的电阻率:1.5×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:7.3×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.1
加热促进试验后电压保持率:98.4
(比较例3)
为表现本发明的优异性,调制以其他化合物取代上述向列液晶组合物(3-13)所含有的液晶成分A的混合液晶(b-03)。具体而言,系为使萘-2,6-二基的部分结构以1,4-亚苯基取代者。结果如下所述。
TN-I:室温以下
Vth:不能测定
γ:不能测定
Δε:不能测定
Δn:不能测定
(实施例14)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-14),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:168.8℃
T→N:-40℃
Δε:9.2
Δn:0.229
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:1.1×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:7.4×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.0%
加热促进试验后电压保持率:98.2%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:2.15V
γ:1.17
该向列液晶组合物,其特征为TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作,Δn大,可改善其应答性。而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置,为流漏电流小,不会产生闪变情形的优异者。
使用该向列液晶组合物构成晶盒厚度d为3.8μm的TN-LCD(d·Δn=0.88),且测定其显示特性时,可得临界值电压为1.91V的液晶显示装置。而晶盒厚度d为2.2μm的TN-LCD(d·Δn=0.50),且测定其显示特性时,可得临界值电压为1.82V的液晶显示装置。
于本实施例的向列液晶组合物(3-14)中,除使用下述所示的化合物(2-14-01)来取代化合物(3-1406)外,与向列液晶组合物(3-14)相同地调制成向列液晶组合物(3-14-01)。而且,于本实施例的向列液晶组合物(3-14)中,除使用下述所示的各化合物(2-14-02)~(2-14-13)来取代化合物(3-1406)外,与向列液晶组合物(3-14)相同地,调制各向列液晶组合物(3-14-02)~(3-14-13)。另外,于本实施例的向列液晶组合物(3-14)中,除使用下述所示的各化合物(2-14-14)~(2-14-26)来取代化合物(3-1405)外,与向列液晶组合物(3-14)相同地调制成各向列液晶组合物(3-14-14)~(3-14-26)。另外,于本实施例的向列液晶组合物(3-14)中,除使用下述所示的各化合物(2-14-27)~(2-14-40)来取代化合物(3-1401)外,与向列液晶组合物(3-14)相同地,调制各向列液晶组合物(3-14-27)~(3-14-40)。
这些的向列液晶组合物(3-14-01)~(3-14-40)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。尤其是向列液晶组合物(3-14-21)具优异的应答性,而向列液晶组合物(3-14-17)、(3-14-20)、(3-14-23)、(3-14-26)、(3-01-22)更可降低驱动电压,且呈现2.0V左右的特性。
(比较例4)
为呈现本发明的优异性,故将上述向列液晶组合物(3-14)中所含的液晶组合物A以其他的化合物取代,来调制混合液晶(b-04)。具体而言,系使萘-2,6-二基的部分结构做为1,4-亚苯基的部分结构的化合物取代者。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:59.9℃
T→N:-50.℃
Δε:7.1
Δn:0.146
与混合液晶(b-04)相比,本发明的向列液晶组合物(3-14)可呈现TN-I高、T→N为大约相同的程度,相溶性更为优异,可在较广泛温度范围动作,且Δn大、故可改善应答性等的特征。
(实施例15)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-15),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:88.1℃
T→N:-70.℃
Δε:7.1
Δn:0.105
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:1.1×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:7.4×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.0%
加热促进试验后电压保持率:98.7%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.56V
γ:1.23
τr=τd:47.msec
(实施例16)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-16),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:71.1℃
T→N:-30℃
Δε:9.7
Δn:0.094
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:1.37V
γ:1.16
τr=τd:44.msec
(实施例17)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-17),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:80.0℃
T→N:-70℃
Δε:20.2
Δn:0.145
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:0.91V
γ:1.16
(实施例18)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-18),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:99.5℃
T→N:-70℃
Δε:8.4
Δn:0.099
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电压保持率:98.8%
加热促进试验后电压保持率:98.2%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.19V
γ:1.25
τr=τd :49.msec
(实施例19)
由
调制而成的向列液晶组合物(3-19),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:67.5℃
Δε:14.5
Δn:0.262
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:1.18V
γ:1.21
该向列液晶组合物系对下述比较例5记载的比较液晶(b-05)而言,具有通过高TN-I而可在较广的温度范围下动作,Δn值大而可改善应答性,与介电率各向异性Δε比较时,Vth低故可改良消耗电流等的特征。
使用该向列液晶组合物构成晶盒厚度d为1.9μm的TN-LCD,测定其显示特性时,可得临界值电压为0.97V,应答速度为4.6msec的液晶显示装置。
于本实施例的向列液晶组合物(3-19)中,除使用下述所示的化合物(2-19-01)来取代化合物(3-1904)外,与向列液晶组合物(3-19)相同地调制成向列液晶组合物(3-19-01)。而且,于本实施例的向列液晶组合物(3-19)中,除使用下述所示的各化合物(2-19-02)~(2-19-16)来取代化合物(3-1904)外,与向列液晶组合物(3-19)相同地调制向列液晶组合物(3-19-02)~(3-19-16)。另于本实施例的向列液晶组合物(3-19)中,除使用下述所示的各化合物(2-19-17)~(2-19-24)来取代化合物(3-1907)外,与向列液晶组合物(3-19)相同地调制成各向列液晶组合物(3-19-17)~(3-19-24)。
这些向列液晶组合物(3-19-01)~(3-19-24)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。尤其是向列液晶组合物(3-19-11)具优异的应答性,而向列液晶组合物(3-19-01)、(3-19-04)、(3-19-07)、(3-19-10)、(3-19-13)、(3-19-16)、(3-19-21)更可降低驱动电压,呈现0.95V左右的特性。
(比较例5)
为表现本发明的优异性,故将上述向列液晶组合物(3-19)中所含有的液晶组合物A以其他化合物取代,调制成混合液晶(b-05)。具体而言为使萘-2,6-二基的部分结构取代成1,4-亚苯基的部分结构的化合物者。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:室温以下
Δε:不能测定
Δn:不能测定
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:不能测定
γ:不能测定
(实施例20)
由
调制成向列液晶组合物(3-20),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:68.7℃
Δε:10.3
Δn:0.201
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.32V
γ:1.14
τr=τd:32.0msec
该向列液晶组合物具有文献《高速液晶技术》(63页,(股)CMC公司出版)中所示的TN-LCD液晶显示的光学陡峭性临界值为1.12,因此,可知该液晶组合物在高时分割驱动极为有用。
使用该向列液晶组合物,构成晶盒厚度d为2.5μm的TN-LCD,测定其显示特性时,可得临界值电压为1.19V,应答速度为2.8msec的液晶显示装置。
(实施例21)
调制成向列液晶组合物(3-21),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
夜晶组合物的物性特性
TN-I:99.4℃
T→N:-40.℃
Δε:7.2
Δn:0.283
η:29.5c.p.
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:4.2×1012Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:1.3×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:98.5%
加热促进试验后电压保持率:97.5%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:2.14V
γ:1.14
τr=τd:34.1msec
该向列液晶组合物,其特征为TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作,粘性η低或比较粘性η时Δn大,可改善其应答性。
而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置,流漏电流小,不会产生闪变情形的优异者。
另外,文献《高速液晶技术》(63页,(股)CMC公司出版)中所示的TN-LCD液晶显示的光学陡峭性临界值为1.12,因此,该液晶组合物在高时分割驱动极为有用。
使用该向列液晶组合物构成晶盒厚度d为1.8μm的TN-LCD,测定其显示特性时,可得临界值电压为1.82V,应答速度为2.4msec的液晶显示装置。
于本实施例的向列液晶组合物(3-21)中,除使用下述所示的化合物(2-21-01)来取代化合物(3-2108)外,与向列液晶组合物(3-21)相同地调制成向列液晶组合物(3-21-01)。而且,于本实施例的向列液晶组合物(3-21)中除使用下述所示的各化合物(2-21-02)~(2-21-21)来取代化合物(3-2108)外,与向列液晶组合物(3-21)相同地调制成各向列液晶组合物(3-21-02)~(3-21-21)。此外,于本实施例的向列液晶组合物(3-21)中,除使用下述所示的各化合物(2-21-22)~(2-21-31)来取代化合物(3-2109)外,与向列液晶组合物(3-21)相同地调制成各向列液晶组合物(3-21-22)~(3-21-31)。
这些向列液晶组合物(3-21-01)~(3-21-31)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。
(实施例22)
由
调制成向列液晶组合物(3-22),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:89.4℃
T→N:-70.℃
Δε:8.7
Δn:0.166
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:2.07V
γ:1.15
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:2.35V
γ:1.028
Δ(Vth)/Δ(T):2.8mV/℃(T=5~40℃的范围)
τr=τd:88.msec(1/240duty驱动)
于本实施例的向列液晶组合物(3-22)中,除使用下述所示的化合物(2-21-01)来取代化合物(3-2202)外,与向列液晶组合物(3-22)相同地调制成向列液晶组合物(3-22-01)。而且,于本实施例的向列液晶组合物(3-22)中,除使用下述所示的各化合物(2-22-02)~(2-22-10)来取代化合物(3-2202)外,与向列液晶组合物(3-22)相同地调制成各向列液晶组合物(3-22-02)~(3-22-10)。
这些向列液晶组合物(3-22-01)~(3-22-10)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。尤其是向列液晶组合物(3-22-04)~(3-22-07)更可降低驱动电压,且呈现1.8V左右的特性,并可改良驱动电压的温度依赖性。
(实施例23)
由
调制成向列液晶组合物(3-23),且测定该组合物的诸特性。
(实施例24)
由
调制成向列液晶组合物(3-24),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:74.1℃
T→N:-70℃
Δε:14.3
Δn:0.151
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.08V
γ:1.15
(实施例25)
由
调制成向列液晶组合物(3-23),且测定该组合物的诸特性。
调制成向列液晶组合物(3-23),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:92.1℃
T→N:-41℃
Δε:19.2
Δn:0.145
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.00V
γ:1.13
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:1.08V
γ:1.036
该向列液晶组合物系在文献《高速液晶技术》(63页,(股)CMC公司出版)中所示的TN-LCD液晶显示的光学陡峭性临界值为1.12,因此可知该液晶组合物在高时分割驱动极为有用。
(实施例26)
由
调制成向列液晶组合物(3-26),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:81.0℃
T→N:-70℃
Δε:8.6
Δn:0.120
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:2.0×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:6.3×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.2%
加热促进试验后电压保持率:98.6%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.44V
γ:1.15
τr=τd:50.msec
该向列液晶组合物由于具有TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围下动作,即使在低的驱动电压下具有较佳的应答性的特征。
而且,该向列液晶组合物,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置流漏电流小,不会产生闪变情形的优质品。
(实施例27)
由
调制成向列液晶组合物(3-27),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:164.1℃
T→N:-50℃
Δε:30.4
Δn:0.254
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:1.23V
γ:1.16
该向列液晶组合物具有TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围内动作等的特征。
(实施例28)
由
调制成向列液晶组合物(3-28),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:72.1℃
T→N:-70.℃
Δε:9.9
Δn:0.228
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:1.69V
γ:1.15
τr=τd:34.msec
(实施例29)
由
调制成向列液晶组合物(3-29),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:83.5℃
T→N:-70℃
Δε:4.5
Δn:0.073
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:1.2×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:7.7×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.8
加热促进试验后电压保持率:98.8
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.79V
γ:1.284
该向列液晶组合物系以5种成分构成者,且TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作,与介电率各向异性Δε的大小比较,具有低的驱动电压,故具有可使用于对应高动作数的高精细显示等。
而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置,流漏电流小,不会产生闪变情形的优异者。
于本实施例的向列液晶组合物(3-29)中,除使用下述所示的化合物(2-29-01)来取代化合物(3-2903)外,与向列液晶组合物(3-29)相同地调制成向列液晶组合物(3-29-01)。而且,于本实施例的向列液晶组合物(3-29)中,除使用下述所示的各化合物(2-29-02)~(2-29-12)来取代化合物(3-2901)外,与向列液晶组合物(3-29)相同地调制各向列液晶组合物(3-29-02)~(3-29-12)。另外,本实施例的向列液晶组合物(3-29)中,除使用下述所示的各化合物(3-29-13)~(3-29-25)来取代化合物(3-2903)外,与向列液晶组合物(3-29)相同地调制成各向列液晶组合物(3-29-13)~(3-29-25)。
这些的向列液晶组合物(3-29-01)~(3-29-25)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。尤其是向列液晶组合物(3-29-06)具有优异的应答性,而向列液晶组合物(3-29-01)、(3-29-13)、(3-29-16)、(3-29-19)、(3-29-22)、(3-29-25)更可降低驱动电压,且呈现1.5V左右的特性。
(比较例6)
为表现本发明的优异性,调制以其他化合物取代上述向列液晶组合物(3-29)中所含的液晶组合物A的混合液晶(b-06)。具体而言,系为以1,4-亚环己基来取代十氢萘-2,6-二基者。结果如下所述。
混合液晶(b-06)系由上述所成。
液晶组合物的物性特性
TN-I:-4℃
Δε:不能测定
Δn:不能测定
η:不能测定
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:不能测定
γ:不能测定
τr=τd:不能测定
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:不能测定
γ:不能测定
Δ(Vth)/Δ(T):不能测定
τr=τd:不能测定
混合液晶(b-06)为使在0℃以下具有向列相,故在一般的温度范围无法使用,而本发明的向列液晶组合物(3-29)具TN-I高、T→N大约相同的程度,优异的相溶性,可在较广泛的温度范围动作。
(实施例30)
由
调制成向列液晶组合物(3-30),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:95.0℃
T→N:-70.℃
Δε:6.9
Δn:0.080
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻:9.9×1012Ω·cm
加热促进试验后的电阻:5.3×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.1%
加热促进试验后电压保持率:98.5%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.38V
γ:1.281
该向列液晶组合物由于具有TN-I高、T→N低,可在较广泛的温度范围动作,与介电率各向异性Δε大小比较,具低的驱动电压,故可使用于对应于高动作数的高精细显示。而且,该向列液晶组合物,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置流漏电流小,不会产生闪变情形的优质品。
(实施例31)
由
调制成向列液晶组合物(3-31),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:86.2℃
T→N:-70.℃
Δε:4.9
Δn:0.089
η:28.9c.p.
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻率:1.0×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻率:7.6×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.2%
加热促进试验后电压保持率:98.6%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.69V
γ:1.251
τr=τd:42.1msec
该向列液晶组合物由于具有TN-I高、T→N低,可在较广泛的温度范围动作,与介电率各向异性Δε大小比较,具低的驱动电压,故可使用于对应于高动作数的高精细显示。而且,该向列液晶组合物,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置流漏电流小,不会产生闪变情形的优质品。
(实施例32)
由
调制成向列液晶组合物(3-32),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:86.3℃
T→N:-70.℃
Δε:4.2
Δn:0.067
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电阻:5.0×1013Ω·cm
加热促进试验后的电阻:8.8×1012Ω·cm
试验前的电压保持率:99.6%
加热促进试验后电压保持率:98.5%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:2.29V
γ:1.284
该向列液晶组合物由于具有TN-I高、T→N低,可在较广泛的温度范围动作,与介电率各向异性Δε大小相比,具低的驱动电压,故可使用于对应于高动作数的高精细显示。而且,该向列液晶组合物,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置流漏电流小,不会产生闪变情形的优质品。
(实施例33)
由
调制成向列液晶组合物(3-33),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:71.4℃
T→N:-70.℃
Δε:8.1
Δn:0.089
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电压保持率:99.0%
加热促进试验后电压保持率:98.8%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.12V
γ:1.256
该向列液晶组合物,其特征为TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作,与介电率各向异性Δε的大小相比,具较低的驱动电压,故可使用于对应于高动作数的高精细显示。
而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的活性基体液晶显示装置,流漏电流小,不会产生闪变情形的优异者。
于本实施例的向列液晶组合物(3-33)中,除使用下述所示的化合物(2-33-01)~(2-33-71)来取代化合物(3-3303)外,与向列液晶组合物(3-33)相同地调制成向列液晶组合物(3-33-01)~(3-33-71)。
这些向列液晶组合物(3-33-01)~(3-33-71)的显示特性与本实施例相同地可得良好的结果。
(实施例34)
由
调制成向列液晶组合物(3-34),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:100.2℃
T→N:-40.℃
Δε:7.1
Δn:0.268
液晶组合物的可靠性特性
试验前的电压保持率:98.9%
加热促进试验后电压保持率:98.0%
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:2.09V
γ:1.148
该向列液晶组合物,其特征为TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作,Δn大,可改善其应答性。
而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置,流漏的电流小,不会产生闪变情形的优异者。
另外,文献《高速液晶技术》(63页,(股)CMC公司出版)中所示的TN-LCD液晶显示的光学陡峭性临界值为1.12,因此,该液晶组合物在高时分割驱动极有用。
使用该向列液晶组合物构成晶盒厚度d为1.9μm的TN-LCD,测定其显示特性时,可得临界值电压为1.67V,应答速度为2.6msec的液晶显示装置。
于本实施例的向列液晶组合物(3-34)中,除使用下述所示的化合物(2-34-01)~(2-34-38)来取代化合物(3-3404)外,与向列液晶组合物(3-34)相同地调制成向列液晶组合物(3-34-01)~(3-34-38)。
这些向列液晶组合物(3-34-01)~(3-34-38)的显示特性系与本实施例相同地可得良好的结果。
(实施例35)
由
调制成向列液晶组合物(3-35),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:87.5℃
T→N:-70.℃
Δε:9.8
Δn:0.162
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.86V
γ:1.16
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:1.99V
γ:1.021
Δ(Vth)/Δ(T):2.2mV/℃(T=5~40℃的范围)
扭曲角240度的STN液晶显示装置,其驱动电压的温度依赖性小,应答性快,较陡峭性具优异的高时分割特性的显示特性。
于下述中,调制下述的向列液晶组合物。
于本实施例中的向列液晶组合物(3-35)中,除使用下述所示的各化合物(2-35-01)~(2-35-90)来取代化合物(3-3501)外,与向列液晶组合物(3-35)相同地,调制各向列液晶组合物(3-35-01)~(3-35-90)。
这些向列液晶组合物(3-35-01)~(3-35-90)的显示特性系与本实施例相同地可得良好的结果。
(实施例36)
由
调制成向列液晶组合物(3-36),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:84.5℃
T→N:-70.℃
Δε:20.4
Δn:0.133
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:0.82V
γ:1.27
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:0.90V
γ:1.018
Δ(Vth)/Δ(T):1.5mV/℃(T=5~40℃的范围)
扭曲角240度的STN液晶显示装置系驱动电压为1V以下,其温度依赖性小,应答性快,呈现因陡峭性具优异的高时分割特性的显示特性。
于下述中,调制下述的向列液晶组合物。
于本实施例中的向列液晶组合物(3-36)中,除使用下述所示的化合物(2-36-01)~(2-36-90)来取代化合物(2-3307)外,与向列液晶组合物(3-36)相同地,调制各向列液晶组合物(3-36-01)~(3-36-90)。
这些向列液晶组合物(3-36-01)~(3-36-90)的显示特性系与本实施例相同地可得良好的结果。
(实施例37)
由
调制成向列液晶组合物(3-37),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性。
TN-I:112.0℃
T→N:-70℃
Δε:10.0
Δn:0.311
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度8μm)
Vth:2.10V
Δ(Vth)/Δ(T):2.6mV/℃(T=0~50℃的范围)
该向列液晶组合物,其特征为TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作,与粘性η相比Δn大,可改善应答性,与粘度η相比Δε大,可改善其应答性。
而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置,流漏的电流小,不会产生闪变情形的优异者。
使用该向列液晶组合物构成晶盒厚度d为1.6μm的TN-LCD,测定其显示特性时,可得临界值电压为1.48V,应答速度为1.6msec的液晶显示装置。
(实施例38)
由
调制成向列液晶组合物(3-38),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:115.0℃
T→N:-70℃
Δε:6.0
Δn:0.142
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:2.10V
γ:1.14
扭曲角240度的STN-LCD显示特性
Vth:2.30V
γ:1.033
Δ(Vth)/Δ(T):2.0mV/℃(T=5~40℃的范围)
该向列液晶组合物,其特征为TN-I高、T→N低,可在较广的温度范围动作。
而且,由于加热促进试验后的电阻率或电压保持率高,故可知具热稳定性。使用该组合物做为基本的构成材料的有源矩阵液晶显示装置,流漏的电流小,不会产生闪变情形的优异者。
另外,文献《高速液晶技术》(63页,(股)CMC公司出版)中所示的TN-LCD液晶显示的光学陡峭性临界值为1.12,因此,该液晶组合物在高时分割驱动极有用。另外,扭曲角240度的STN液晶显示装置系驱动电压的温度依赖性小,应答性快,因陡峭性呈现高时分割特性优异的显示特性。
(实施例39)
于下述中调制下述的向列液晶组合物。
于本发明的向列液晶组合物(3-01)中,除使用下述所示的各化合物(2-01-01)~(2-01-20)来取代化合物(3-0105)外,与向列液晶组合物(3-01)相同地调制各向列液晶组合物(3-01-01)~(3-01-20)。
这些向列液晶组合物(3-01-01)~(3-01-20)的显示特性与向列液晶组合物(3-01)相同地,可得良好的结果。
(实施例40)
于下述中调制下述的向列液晶组合物。
于本发明的向列液晶组合物(3-02)中,除使用下述所示的各化合物(2-02-01)~(2-02-20)来取代化合物(3-0207)外,与向列液晶组合物(3-02)相同地调制各向列液晶组合物(3-02-01)~(3-02-20)。
这些向列液晶组合物(3-02-01)~(3-02-20)的显示特性与向列晶组合物(3-02)相同地,可得良好的结果。
(实施例41)
于下述中调制下述的向列液晶组合物。
于本发明的向列液晶组合物(3-36)中,除使用下述所示的各化合物(2-36-91)~(2-36-110)来取代化合物(3-3605)外,与向列液晶组合物(3-36)相同地调制各向列液晶组合物(3-36-91)~(3-36-110)。
这些向列液晶组合物(3-36-91)~(3-36-110)的显示特性与向列液晶组合物(3-02)相同地,可得良好的结果。
(实施例42)
本发明的向列液晶组合物(3-12)、(3-14)、(3-19)~(3-21)、(3-27)、(3-28)、(3-34)、(3-37)、(1-09)、(1-10)、(1-18)、(1-23)可使用于光散射型液晶显示。于下述中更详细地说明有关应用例。然而,本发明不受这些的实施例所限制。
混合80%做为液晶材料的上述液晶组合物,13.86%做为高分子形成性化合物的HX-220(日本化药公司制)、5.94%丙烯酸月桂酯、0.2%做为聚合引发剂的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮,且调制成均匀溶液的调光层形成材料。使该调光层形成材料经由平均粒径10μm的调距板,真空注入使用2张ITO电极玻璃基板所制作的尺寸为50×50mm的空晶盒中,在比均匀溶液的转移温度高10℃的温度下进行。使其保持在较均匀溶液的转移温度高3℃的温度,且以3.5m/分的速度使金属卤化物灯(80W/cm2)通过,照射500mJ/cm2的能量的紫外线以使高分子形成化合物固化,制得具有由液晶材料与透明性固体物质所成的调光层的液晶器件。有关所得的液晶器件,以扫描型电子显微镜观察基板间所形成的固化物的截面时,可知为由聚合物所成的三维网络结构的透明性固体物质。
所得的光散射型液晶显示的特性与习知的光散射型液晶器件相比,可呈现广泛的动作温度范围,具有利于动画的应答性,且具有高对比度,且均匀不会不均的显示特性,可使用于广告板等的装饰显示板或时钟等的显示装置,或投影显示装置等。尤其使用向列液晶组合物(3-12)、(3-14)、(3-21)、(3-34)、(3-37)、(1-09)、(1-18)时可使用于主动用,而使用向列液晶组合物(3-38)、(1-23)时可使用于时分割驱动用,使用向列液晶组合物(3-14)、(3-27)时,可使用于高温例如照明器具、激光写入等。
另外,本实施例的向列液晶组合物亦可使用于OCB或ECB型液晶显示,而向列液晶组合物(3-12)、(3-14)、(3-21)、(3-34)、(3-37)、(1-09)、(1-18)亦可做为主动用OCB使用。
(实施例43)
本发明的向列液晶组合物,尤其是(3-12)、(3-14)、(3-21)、(3-34)、(3-37)另具有下述的特征。测定这些向列液晶组合物的双折射率的波长分散时,发现对光波长为650nm而言400nm的比较大,尤其大者为1.15以上。该液晶材料因光波长不同而呈现较大的位相差,故可在没有使用滤光器层来进行彩色显示,使用于利用液晶与位相差板的双折射性的新颖反射型彩色液晶显示方式极有用。
(实施例44)
本发明的向列液晶组合物,尤其是(3-06)~(3-09)、(3-19)、(3-23)~(3-25)另具有下述的特征。
这些向列液晶组合物的液晶构成因子S=(η×<a>3)-1{其中,η系表示液晶组合物的粘度(单位c.p.),<a>系表示液晶组合物的平均分子长度(单位)},定义缓和频率为ωd=2×1012×S-1.4031,且以该液晶组合物做为显示予以驱动时的相关结构频率和/或任务数预定的实际外加于液晶层的实行频率为F,在驱动温度范围内为1.0×102≥ωd/F≥5.0×101。藉此,对应于各种时分割的频率范围内驱动电压不会变动,或通过时分割数(任务数)增大,可改善在低温范围内驱动电压的急速增加。该特征系因十氢萘-2,6-二基的结构。因此,使用本发明的液晶组合物,可得显示特性经改善的液晶显示装置。尤其是在信息量多的TN-LCD、STN-LCD形液晶显示装置中可得良好的驱动特性及显示特性。
(实施例45)
由
调制成向列液晶组合物(3-39),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:78.4℃
T→N:-70.℃
Δε:7.7
Δn:0.095
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.24V
V1:2.47V
γ:1.27
τr=τd:54.2msec
本实施例的向列液晶组合物由于光透过率为1%时的外加电压V1为2.47V系低,为最适于低驱动电压的有源矩阵液晶显示装置用的组合物。
(实施例46)
由
调制成向列液晶组合物(3-40),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:85.1℃
T→N:-27.℃
Δε:4.4
Δn:0.065
扭曲角90度的TN~LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.65V
γ:1.284
τr=τd:56.8msec
IPS型显示特性(晶盒厚度4μm)
V10:2.96V
γ:1.80
τr=τd:50msec
该向列液晶组合物系具有TN-I较高、T→N为低者,故可于广泛温度范围下动作,且IPS型的应答性快的特征。
(实施例47)
由
调制成向列液晶组合物(3-41),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。
液晶组合物的物性特性
TN-I:95.1℃
T→N:-70℃
Δε:6.8
Δn:0.082
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.39V
γ:1.282
τr=τd:66.9msec
IPS型显示特性(晶盒厚度4μm)
V10:2.32V
γ:1.78
τr=τd:55msec
该向列液晶组合物系具有TN-I较高、T→N低,可在较广泛温度范围内动作,且IPS型的应答性快的特征。
(实施例48)
由
调制成向列液晶组合物(3-42),且测定该组合物的诸特性。结果如下所述。于本实施例中可确认上述的效果。
TN-I:95.0℃
T→N:-70.℃
Δε:6.9
Δn:0.080
扭曲角90度的TN-LCD显示特性(晶盒厚度6μm)
Vth:1.38V
γ:1.28
τr=τd:67.0msec
IPS型显示特性(晶盒厚度4μm)
Vth:2.3V
γ:1.77
τr=τd:49.9msec
产业上的利用可能性
本发明的向列液晶组合物,系以由通式(I-1)~(I-5)所示的化合物所成的液晶成分A做为必须成分,混合于液晶组合物中,可改善其相溶性、提高低温的保存性,且可扩大液晶显示特性的动作温度范围,降低驱动电压及改善其温度变化,并达成对预定的驱动电压的较快的应答性。而且,具有可改善双折射率、介电率各向异性、弹性系数的设计及这些的温度依赖性、双折射率的光波长依赖性或对应动作数的介电率各向异性的频率依赖性等的特征。因此,本发明的向列液晶组合物可使用于活性、基体形、扭曲、向列或超级、扭曲、向列液晶显示装置。此外,可提供使以液晶层与位相差板的双折射性彩色显示的液晶显示元件。而且可提供对具有含液晶材料及透明性固体物质的调光层的光散射型液晶显示有用的装置。
Claims (16)
1.一种向列液晶组合物,其特征为含有2种以上以二个或三个以上选自通式(I-1)~(I-5)所示的化合物而成的液晶成分A,且除上述通式(I-1)~(I-5)的化合物的液晶成分之外,还含有0~99.9重量%具+2以上的介电率各向异性的化合物所成的液晶成分B,0~85重量%具-10~+2的介电率各向异性的化合物所成的液晶成分C,且该液晶成分B与该液晶成分C的总和为0~99.9重量%,上述液晶成分B含有1种或2种以上选自通式(II-1)~(II-4)所示的化合物,上述液晶成分C含有选自通式(III-1)~(III-4)所示的化合物:
其中,
萘-2,6-二基环中存在的1个或2个以上CH基系可以N基取代,
十氢萘-2,6-二基环中存在的1个或2个以上的-CH2-基可以-CF2-取代,该环中存在的1个或2个以上-CH2-CH2-基可以-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=N-或-CF=N-取代,该环中存在的1个或2个以上>CH-CH2-基可以>CH-O-、>C=CH-、>C=CF-、>C=N-或>N-CH2-取代,该环中存在的>CH-CH<基可以>CH-CF<、>CF-CF<或>C=C<取代,未经取代或经取代的至少1个该环中的C可以Si取代,
R1系各自分别为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,该烷基或该烯基系做为未经取代或经取代基可具有1个或2个以上的F、Cl、CN、CH3或CF3,该烷基或该烯基中存在的1个或2个以上CH2基可以O原子不相互直接键合的O、CO或COO取代,
Q1系各自独立为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H、OCFH2、NCS或CN,
X1~X3系各自独立为H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,且X3系各自独立为CH3,
W1~W6系各自独立为H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,且W4系各自独立为CH3,
K1~K5系各自独立为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-,
环A1~A4系各自独立为1,4-亚苯基、2或3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2或3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氯-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基、反式-1,3-二烷-2,5-二基、反式-1-硅杂-1,4-亚环己基、反式-4-硅杂-1,4-亚环己基、萘-2,6-二基-1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,且萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基系做为未经取代的或经取代基,可具有1个或2个以上的F、Cl、CF3、OCF3或CH3,
萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、侧链基R1、极性基Q1、键结基K1~K5及环A1~A4中存在的1个或2个以上氢原子可以重氢原子取代,
k1~k8系各自分别为0或1,k3+k4为0或1,k5+k6+k7+k8系为0、1或2,
构成上述通式(I-1)-(I-5)的化合物的原子可以其同位素原子取代;
其中,
R1系各自分别为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,该烷基或该烯基可为未经取代或具有1个或2个以上经取代的F、Cl、CN、CH3或CF3,该烷基或该烯基中存在的1个或2个以上CH2基可为不使O原子相互直接键结的O、CO或COO取代,
Q1系各自分别为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H、OCFH2或NCS,
W1~W3系各自分别为H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,W4系各自分别为CH3,
Y1、Y2系各自分别为H、F、Cl或OCF3,
V系表示CH或N,
P1~P3系各自分别为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-,P1、P3系各自分别为-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
环B1~B3系各自分别为反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基、反式-1,3-二烷-2,5-二基、反式-1-硅杂-1,4-亚环己基、反式-4-硅杂-1,4-亚环己基、环B3亦可为1,4-亚苯基、2或3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2或3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氯-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基,
侧链基R1、极性基Q1、键结基P1~P3及环B1~B3中存在的1个或2个以上氢原子可以重氢原子取代,
p1~p3系各自分别为0或1,p2+p3为0或1,
构成通式(II-1)~(II-4)的化合物的原子可以其同位素原子予以取代;
其中,
W1~W3系各自分别为H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,
V系表示CH或N,
R2、R3系各自分别为碳数1~10的烷基、烷氧基或碳数2~10的烯基、烯氧基,该烷基、该烷氧基、该烯基或该烯氧基可为未经取代或具有1个或2个以上的F、Cl、CN、CH3或CF3的取代基,和/或该烷基、该烷氧基、该烯基或该烯氧基中存在的1个或2个以上的CH2基为使O原子不互相直接键结者,可以O、CO或COO取代,
Z1~Z3系各自分别为H、F、Cl、CF3、OCF3或CN,且Z3亦系各自分别为-CH3,
M1~M3系各自分别为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-,M1、M3亦各自分别为-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
环C1~C3系各自分别为反式-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己烯基、反式-1,3-二烷-2,5-二基、反式-1-硅杂-1,4-亚环己基、反式-4-硅杂-1,4-亚环己基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,且萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基系为未经取代或具有1个或2个F、Cl、CF3、OCF3或CH3的取代基,环C1、C3亦可以为1,4-亚苯基、2或3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2或3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氯-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基,
侧链基R2、R3,键结基M1~M3及环C1~C3存在的1个或2个以上的氢原子亦可以重氢原子取代,
m1~m3系各自分别为0或1,m2+m3为0或1,
构成上述通式(III-1)~(III-4)的化合物的原子可以其同位素原子取代。
2.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,该液晶成分A至少满足1项下述的条件:
(i)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(ii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(iii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(iv)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(v)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(vi)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(vii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%。
(viii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%。
(ix)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(x)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xi)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xiii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xiv)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xv)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xvi)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xvii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xviii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xix)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xx)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxi)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上通式(1-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxiii)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxiv)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(1-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxv)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxvi)液晶成分A系含有1种或2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为1~100重量%,
(xxvii)液晶成分A系含有2种以上选自通式(I-1)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxviii)液晶成分A系含有2种以上选自通式(I-2)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxix)液晶成分A系含有2种以上选自通式(I-3)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxx)液晶成分A系含有2种以上选自通式(I-4)所示的化合物,并该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%,
(xxxi)液晶成分A系含有2种以上选自通式(I-5)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分A的含有率为5~100重量%。
3.如权利要求1或2的向列液晶组合物,其中,液晶成分A系含有2种~20种选自一个或二个或三个以上下述小组(I-ai)-(I-avii)的化合物,且该化合物的含有率为10~100重量%:
上述通式(I-1)~(I-5)中,
(I-ai)R1为碳数2~7的烷基或烯基的化合物,
(I-aii)Q1为F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H或CN的化合物,
(I-aiii)K1~K5为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,
(I-aiv)环A1~A4为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基的化合物,
(I-av)萘-2,6-二基环、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基环、十氢萘-2,6-二基环、侧链基R1、极性基Q1、键结基K1~K5及环A1~A4中存在的1个或2个以上的氢原子以重氢原子取代的化合物;
上述通式(I-1)~(I-3)、(I-5)中,
(I-avi)W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3的化合物;
上述通式(I-1)~(I-4)中,
(I-avii)X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3的化合物。
4.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分A含有2种~20种选自一个或二个或三个以上下述小组(I-bi)~(I-bxi)的化合物,该化合物的含有率为5~100重量%:
通式(I-1)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3,
(I-bi):k1=k2=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,
(I-bii):k1=1、k2=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1、K2为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,
通式(I-2)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3,
(I-biii):k3=k4=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,K1、K4为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,
通式(I-3)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3,W1~W3为H、F、Cl、CF3或OCF3,
(I-biv):k1=k2=0,K3为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,
(I-bv):k1=1、k2=0,环A1为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,K1、K3为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,
通式(I-4)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,X1、X2为H、F、Cl、CF3或OCF3,
(I-bvi):k5=k6=k7=k8=0,K5为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-COO-或-C≡C-的化合物,
(I-bvii):k5=1、k6=k7=k8=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基、K1、K5为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,
(I-bviii):k7=1、k5=k6=k8=0,环A3为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基、K3、K5为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-的化合物,
(I-bix)十氢萘-2,6-二基环为具有至少1个-CF2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=N-、-CF=N-、>CH-O-、>C=CH-、>C=CF-、>C=N-、>N-CH2-、>CH-CF<、>CF-CF<、>C=C<、Si的取代基的化合物;
通式(I-5)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或CN,W1、W2为H、F、Cl、CF3或OCF3,
(I-bx):k1=k2=0,环A1为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-或-COO-的化合物,
(I-bxi):k1=1、k2=0,环A1、A2为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,K1、K2为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-或-COO-的化合物。
5.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分B含有1~20种选自一个或二个或三个以上下述小组(II-ai)~(II-axii)的化合物,且该化合物的含有率为10~100重量%:
(II-ai):上述通式(II-1)~(II-4)中,R1为碳数2~5的烯基的化合物,
(II-aii):上述通式(II-1)~(II-4)中,Q1为F、Cl、或-OCF3的化合物,
(II-aiii):上述通式(II-1)中,P2为-(CH2)2-或-(CH2)4-的化合物,
(II-aiv):上述通式(II-1)中,p1为1的化合物,
(II-av):上述通式(II-2)中,Y1、Y2、W1、W2中至少1个为F的化合物,
(II-avi):上述通式(II-2)中,p1为1,P2为-C≡C-的化合物,
(II-avii):上述通式(II-2)中,P2为单键或-(CH2)2-、P1为-COO-的化合物,
(II-aviii):上述通式(II-3)中,Y1、Y2、W1~W4中至少1个为F的化合物,
(II-aix):上述通式(II-3)中,P3为-C≡C-的化合物,
(II-ax):上述通式(II-3)中,P1为单键或-C≡C-,P3为-COO-的化合物,
(II-axi):上述通式(II-4)所示的化合物,
(II-axii):上述通式(II-1)、(II-2)、(II-4)的化合物中,环B1~B3为反式-1,4-亚环己基时,该环的氢原子中至少1个以重氢原子取代的化合物。
6.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分B含有1~20种选自一个或二个或三个以上下述小组(II-bi)-(II-bviii)的化合物,且该化合物的含有率为10~100重量%:
(II-bi):上述通式(II-1)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为0,Q1为-CN的化合物,
(II-bii):上述通式(II-1)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,Q1为F或-CN,Y1、Y2为H或F的化合物,
(II-biii):上述通式(II-2)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为0,Q1为-CN,Y1、Y2、W1、W2为H或F的化合物,
(II-biv):上述通式(II-2)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,P2为单键、-(CH2)2-或-COO-,P1为单键、-COO-或-C≡C-,Q1为F或-CN,Y1、Y2、W1、W2为H或F的化合物,
(II-bv)上述通式(II-3)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,P1与P3中任一方为单键,另一方为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,
(II-bvi):上述通式(II-3)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,Y1、Y2、W1~W3为H或F的化合物,
(II-bvii):上述通式(II-4)中,R1为碳数2~7的烷基或烯基,p2+p3为0的化合物,
(II-bviii):上述通式(II-1)、(II-2)的化合物中,环B1、B2为反式-1,4-亚环己基时,该环的氢原子中至少1个以重氢原子取代的化合物。
7.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分B含有1~20种选自一个或二个或三个以上下述小组(II-ci)~(II-civ)的化合物,该化合物的含有率为10~100重量%:
(II-ci):上述通式(II-1)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,P2与P2中任一方为单键,另一方为单键、-COO-、-(CH2)2-或-(CH2)4,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y1、Y2的1个或2个为F的化合物,
(II-cii):上述通式(II-2)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,p1为1,P2为单键、-(CH2)2-或-COO-,P1为单键、-COO-或-C≡C-,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y1、Y2的1个或2个为F,W1、W2为H或F的化合物,
(II-ciii):上述通式(II-3)中,R1为碳数2~5的烷基或烯基,P1与P3的一方为单键,另一方为单键、-COO-或-C≡C-,Q1为F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y1及Y2的1个或2个为F,W1~W4为H或1个以上为F的化合物,
(II-civ):上述通式(II-1)、(II-2)的化合物中,环B1、B2为反式-1,4-亚环己基时,该环的氢原子中至少三个以重氢原子取代的化合物。
8.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分C至少满足一个下述的条件:
(i)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(ii)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(iii)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(iv)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,且该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(v)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(vi)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(vii)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(viii)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5-100重量%,
(ix)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(x)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(xi)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(xii)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(xiii)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(xiv)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%,
(xv)液晶成分C系含有1种或2种以上选自通式(III-1)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(III-2)所示的化合物,含有1种或2种以上选自通式(III-3)所示的化合物,且含有1种或2种以上选自通式(III-4)所示的化合物,该选得的化合物在液晶成分C的含有率为5~100重量%。
9.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分C系含有1种~20种选自一个或二个或三个以上下述小组的(III-ai)~(III-axii)的化合物,且该化合物的含有率为10~100重量%:
(III-ai):上述通式(III-1)~(III-4)中,R2为碳数2~5的烯基的化合物,
(III-aii):上述通式(III-1)~(III-4)中,R3为碳数2~7的直链状烯基或烯氧基的化合物,
(III-aiii):上述通式(III-1)的化合物中,m1为0,M2为单键或-(CH2)2-的化合物,
(III-aiv):上述通式(III-1)的化合物中,m1为1的化合物,
(III-av):上述通式(III-2)所示的化合物,
(III-avi):上述通式(III-3)的化合物中,Z1、Z2、W1~W3中至少1个为F的化合物,
(III-avii):上述通式(III-3)的化合物中,Z3为F或-CH3的化合物,
(III-aviii):上述通式(III-3)的化合物中,m1为0,M3为单键的化合物,
(III-aix):上述通式(III-3)的化合物中,m1为1,M1为单键、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-或-CF=CF-的化合物,
(III-ax):上述通式(III-3)的化合物中,M1为-COO-或-C≡C-,M3为-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-的化合物,
(III-axi):上述通式(III-4)所示的化合物,
(III-axii):上述通式(III-1)~(III-4)的化合物中,环C1~C3为反式-1,4-环己烯,该环的氢原子中至少1个为重氢原子取代的化合物。
10.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分C系含有1种~20种选自一个或二个或三个以上下述小组(III-bi)~(III-bix)的化合物,且该化合物的含有率为10~100重量%:
(III-bi):上述通式(III-1)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为0,M2为单键、-COO-或-(CH2)2的化合物,
(III-bii):上述通式(III-1)中,R2为碳数1~5的烷基,碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为1,环C1为反式-1,4-亚环己基,M1与M2的一方为单键、另一方为单键、-COO-或-(CH2)2-的化合物,
(III-biii):上述通式(III-2)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,环C2为反式-1,4-亚环己基或反式-1,4-亚环己烯基,m1为0,M2为单键、-COO-或-(CH2)2-的化合物,
(III-biv):上述通式(III-2)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,环C2为反式-1,4-亚环己基或反式-1,4-亚环己烯基,m1为1,M1与M2的一方为单键的化合物,
(III-bv):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基、碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为0,M3为单键、-C≡C-或-CH=N-N=CH-的化合物,
(III-bvi):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为1,M1为单键、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-,M2为单键、-COO-或-C≡C-的化合物,
(III-bvii):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基,m1为1,M1与M3的一方为单键、另一方为单键或-C≡C-,W1、W2中至少1个为F的化合物,
(III-bviii):上述通式(III-3)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基;R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基;Z2、Z3中任一为以F、CH3取代的化合物,
(III-bix):上述通式(III-4)中,R2为碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基,R3为碳数1~5的烷基、烷氧基,碳数2~5的烯基、烯氧基;m2+m3为0的化合物。
11.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,含有1种或2种以上具4个六员环的芯结构的化合物,该化合物的液晶相-各向同性液相转移温度为100℃以上的化合物。
12.如权利要求1的向列液晶组合物,其中,液晶成分系具有2~40的介电率各向异性、0.02~0.40的双折射率、50℃~180℃的向列相-各向同性液相转移温度,-200℃~0℃的结晶相、蝶状相或玻璃相-向列相转移温度。
13.如权利要求1~12任一项的向列液晶组合物,其中,在液晶组合物中含有具诱发螺旋螺距为0.5~1000μm的光学活性基的化合物。
14.一种使用如权利要求1的向列液晶组合物的有源矩阵、扭曲向列或超扭曲向列液晶显示装置。
15.一种光散射型液晶显示装置,其特征为具有含如权利要求1的液晶组合物及透明性固体物质的调光层。
16.如权利要求15的光散射型液晶显示装置,其中,调光层中液晶组合物为连续层,且在该连续层中形成上述透明性固体物质为均匀的三维网络结构。
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