CN105874036A - 液晶组合物及使用其的液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

提供一种液晶组合物,含有至少1种以上由通式(i)表示的化合物与至少1种以上由通式(M‑1)表示的化合物,该液晶组合物在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下。并且提供一种使用该液晶组合物的液晶显示元件。关于本发明的液晶组合物及使用该液晶组合物的液晶显示元件,提供一种Δε为正的液晶组合物,可将液晶层的电容量(CLC)抑制得较低,且实用上以足够的低电压进行驱动,并且至少满足宽温度范围的液晶相、粘性小、低温时的溶解性良好、电阻率、电压保持率高、或者对热、光稳定的其中一者的液晶组合物,以及以良好的成品率提供一种由烧屏、滴痕等所引起的显示不良受到抑制、呈现优异的显示质量的液晶显示元件,以及提供一种使用该液晶组合物的液晶显示元件。

Description

液晶组合物及使用其的液晶显示元件
技术领域
本发明涉及一种作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)呈正值的向列型液晶组合物及使用其的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件从用于钟表、计算器等开始,发展到用于各种测量设备、汽车用面板、文字处理机、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等。作为液晶显示方式,其代表性的方法有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型、IPS(平面转换)型或FFS(边缘场切换)型等。对于这些液晶显示元件所使用的液晶组合物,要求对水分、空气、热、光等外在刺激稳定,且在以室温为中心尽可能宽的温度范围呈液晶相,为低粘性,并且驱动电压低。进一步,为了对于各显示元件使介电常数各向异性(Δε)、折射率各向异性(Δn)等为最佳值,液晶组合物是由数种至数十种的化合物构成。此外,在不仅是TN型、STN型或IPS型、FFS型等水平取向型还有垂直取向(VA)型显示器等所有的驱动方式中,要求低电压驱动、高速响应、具有宽工作温度范围的液晶组合物。进一步,为了将Δn与单元(cell)间隙(d)之积即Δn×d设定为预定值,必须配合单元间隙,将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。而且当将液晶显示元件应用于电视等时,由于重视高速响应性,故要求旋转粘性(γ1)小的液晶组合物。
作为想要获得这样的高速响应性的p型液晶组合物的构成,例如,已经公开了将作为Δε为正的液晶化合物的由式(A-1)、(A-2)表示的化合物及作为Δε为中性的液晶化合物的(B)组合使用的液晶组合物。作为这些液晶组合物的特征,Δε为正的液晶化合物具有-CF2O-结构、Δε为中性的液晶化合物具有烯基,这在液晶组合物领域广为人知(专利文献1)。
[化1]
另一方面,由于减少因消耗化石燃料所排出的CO2(其为地球变暖的原因)的风潮也吹向电视用、车载等的液晶显示器等,故对低耗电模式的液晶显示元件的要求自近年来特别高涨。此外,由于以智能手机为代表的便携型平板的普及,对于低耗电模式的液晶面板的要求逐渐升高。
作为这样的注重低电压驱动及高速响应性的技术,例如如专利文献2所示,具有含有含-CH2CHFCF2O-连接基团的化合物的液晶组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-052120号
专利文献2:日本特开2013-112621号
发明内容
上述专利文献1着眼于组合物的高介电常数各向异性会有助于元件的低阈值电压、低耗电与高对比度,提供一种具有高介电常数各向异性的组合物,在该专利文献1的实施例中,公开了最大的Δε为12.6等。此外,在专利文献2中,含有-CF2O-连接基团的化合物及含有-CH2CH2CF2O-连接基团的化合物会存在由于结构导致-CF2O-分解的问题、制造步骤繁杂,因此利用含有含-CH2CHFCF2O-连接基团的化合物的液晶组合物,提供一种在宽温度范围内具有高速响应性优异且可进行低电压驱动的性质的液晶组合物。
然而,当液晶层中的液晶组合物本身具有高介电常数时,由于以液晶层的电容量(CLC)与TFT基板侧的电容量(CST)之和所求得的面板驱动部分的电容量(CTOTAL)会变大,故对TFT的电压写入扫描时相当于CTOTAL的电容器的充电时间会达到无法忽视的程度,这会引起电压波形的变形、延迟,而使显示器发生闪烁、响应速度恶化等的现象。因此,当液晶组合物本身的介电常数高时,必须将TFT基板侧的电容量(CST)抑制为低至某程度,结果在ITO电极、TFT结构以及FFS模式中,绝缘层的材质、厚度明显地受到限制。此外,一般而言,具有高介电常数的液晶组合物为高粘性,从响应速度的观点而言并不利。因此,作为用以提高显示质量以及达成高速响应的手段,考虑降低液晶层的电容、也就是使用Δε为正且非常小的液晶组合物的方法。然而,已经确认Δε小的液晶组合物由于介电中性的成分占组成中的大部分,故相溶性低,还会发生无法确保耐用的低温保存性的问题。此外,为了确保相溶性,必须添加一定量的在粘性方面不利的化合物,而对响应速度造成不良影响。也就是说期望得到Δε为正且小,并且相溶性高、粘性低的液晶组合物。
因此,关于本发明的液晶组合物及使用其的液晶显示元件,提供一种Δε为正的液晶组合物,可将液晶层的电容量(CLC)抑制得较低,且能以实际中充分低的电压进行驱动,并且至少满足宽温度范围的液晶相、粘性小、低温时的溶解性良好、电阻率、电压保持率高、或者对热、光稳定的其中一者的液晶组合物,并且通过使用该液晶组合物,以良好的成品率提供一种由烧屏、滴痕等所引起的显示不良受到抑制,呈现优异的显示质量的液晶显示元件,以及提供一种使用该液晶组合物的液晶显示元件。
解决问题的手段
本发明提供下述的液晶组合物解决上述课题,该液晶组合物含有至少1种以上由通式(i)表示的化合物与至少1种以上由通式(M-1)表示的化合物,该液晶组合物在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下,
[化2]
(上述通式(i)中,Ri1及Ri2各自独立地为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,前述Ri1或Ri2中的至少一者为烯基。),
[化3]
(上述通式(M-1)中,XM12、XM13、XM14、XM15、XM16及XM17各自独立地表示氢原子或氟原子,
环A各自独立地表示选自由(a)及(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-取代),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代),
上述的基团(a)与基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
RM1为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,
YM11表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基、碳原子数1~10个的烷氧基、氢原子、氟原子、氰基、-CF3或-OCF3
n为0以上2以下的整数。)。
发明效果
根据本发明,可提供一种粘性低、相溶性高或者减轻热、光所导致的劣化的介电常数各向异性相对较小的液晶组合物及使用其的液晶显示元件。
本发明的液晶组合物对于可将驱动电压设定得较高的液晶显示器(例如TV、汽车导航(car navi)等)有用。
附图说明
图1是示意地表示本发明的液晶显示元件的构成的一个例子的图;
图2是示意地表示本发明的液晶显示元件的构成的一个例子的图;
图3是示意地表示本发明的液晶显示元件的构的成一个例子的图;
图4是将图3中形成于基板2上的电极层3的以II线围绕的区域放大的平面图;
图5是在图4中的III-III线方向将图1所示的液晶显示元件切开的剖面图;
图6是将图1中形成于基板2上的电极层3的以II线围绕的区域其他例子放大的平面图;以及
图7是在图4中的III-III线方向将图1所示的液晶显示元件切开的其他例子的剖面图。
具体实施方式
以下,说明本发明的优选例,但本发明并不限定于这些例子。在不脱离本发明意旨的范围内,可以进行构成的增加、省略、替换及其他的变更。
本发明的第一方式为一种液晶组合物,该液晶组合物含有至少1种以上由通式(i)表示的化合物与至少1种以上由通式(M-1)表示的化合物,该液晶组合物在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下,
[化4]
(上述通式(i)中,Ri1及Ri2各自独立地为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,前述Ri1或Ri2中的至少一者为烯基。),
[化5]
(上述通式(M-1)中,XM12、XM13、XM14、XM15、XM16及XM17各自独立地表示氢原子或氟原子,
环A各自独立地表示选自由(a)及(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-取代),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代),
上述的基团(a)与基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
RM1为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,
YM11表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基、碳原子数1~10个的烷氧基、氢原子、氟原子、氰基、-CF3或-OCF3
n为0以上2以下的整数。)。
由此,由于具备较低的介电常数各向异性,故可将CLC抑制为低,且可实现低粘性、高相溶性(溶解性)或减轻因热、光导致的劣化的任一作用、效果。尤其由于通式(i)所表示的化合物与通式(M-1)所表示的化合物的相溶性优异,故可提供一种在介电常数大的吡喃系化合物中混合有大量低粘度的非极性化合物的液晶组合物。
特别是由于不仅通式(i)所表示的化合物具有非常大的折射率各向异性(Δn=0.25左右),通式(M-1)所表示的化合物也具有与液晶组合物所要求的通常的折射率各向异性(Δn=0.1左右)相同程度或更大的折射率各向异性,故可使用相对较多的通常在粘性、溶解性方面有利的低Δn的化合物来作为其他介电中性的成分,而可提供溶解性优异、粘性降低的液晶组合物。此外,关于通式(i)所表示的化合物及通式(M-1)所表示的化合物,由于具有100度以上的相对较高的向列上限温度范围,故当合并使用通常向列温度上限范围低的介电中性的联苯系液晶化合物时,可提供具备适合用作液晶显示元件的向列温度范围、进一步适用于薄单元间隙的具备高折射率各向异性的液晶组合物。
本发明的液晶组合物优选为p型液晶组合物,该液晶组合物的介电常数各向异性优选在5以下,更优选在4.5以下,进一步优选在4以下,更进一步优选在3.5以下,特别优选在3以下。
若在5以下,则由于具备相对较低的介电常数各向异性,故能够将液晶层的电容量(CLC)抑制为低,对于抑制对TFT的电压写入扫描时电压波形的变形、延迟所导致的闪烁、响应速度恶化等现象具有效果。
本发明的液晶组合物必须含有1种以上由通式(i)表示的化合物,可组合的化合物的种类则无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。
本发明的由通式(i)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。例如,相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(i)所表示的化合物的含量(合计)优选为1~35质量%。更优选的含量依照优选次序为1~32质量%、2~31质量%、3~30质量%、4~28质量%、5~26质量%及6~25质量%。
在本发明的由通式(i)表示的化合物中,作为碳原子数2~10个的烯基,可列举乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、2-己烯基等,优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
作为本发明的“碳原子数1~10个的烷基”的例子,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、叔丁基、3-戊基、异戊基、新戊基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基、十五基等。这里,在本说明书中,烷基的例子是共通的,可根据各烷基的碳原子数的数目适当地从上述例示加以选择。此外,在本说明书中,烯基的例子是共通的,本发明的碳原子数1~10的烯基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。此外,本发明的更优选的烯基是以下述记载的式(xi)(乙烯基)、式(xii)(1-丙烯基)、式(xiii)(3-丁烯基)及式(xiv)(3-戊烯基)表示,
[化6]
(上述式(i)~(iv)中,*表示结合于环结构的部位。)。
作为本发明的“碳原子数1~10个的烷基”的例子,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、叔丁基、3-戊基、异戊基、新戊基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。这里,在本说明书中,烷基的例子是共通的,可根据各烷基的碳原子数的数目适当地从上述例示加以选择。此外,本发明的碳原子数1~10的烷基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
进一步,通式(i)所表示的化合物,例如优选为式(i.1)~式(i.20)所表示的化合物,其中,优选为式(i.1)、(i.2)、(i.5)、(i.6)、(i.11)、(i.12)所表示的化合物。
[化7]
[化8]
关于本发明的液晶组合物所含的由通式(i)表示的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为1~2种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为1~3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为1~5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~4种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~3种。
被选择作为液晶组合物的成分的化合物其分子量分布宽的话也对溶解性有效,因此特别优选例如从式(i.1)或(i.2)所表示的化合物选择1种,从式(i.5)或(i.6)所表示的化合物选择1种,从式(i.11)或式(i.12)所表示的化合物选择1种,然后将它们适当地加以组合。
本发明的由通式(M-1)表示的化合物优选为选自由下述通式(M-2)及(M-3)所表示的化合物组成的组中的至少1种。
[化9]
[化10]
(上述通式(M-2)及(M-3)中,RM1、XM12、XM13、XM14、XM15、XM16、XM17及YM11与上述通式(M-1)相同。)
在上述通式(M-2)中,优选XM12及XM13为氟原子。进一步,优选XM12、XM13、XM14及XM15为氟原子。
关于本发明的液晶组合物,在上述通式(M-2)中,可组合的化合物并无特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,例如作为本发明的一个实施方式,为1~5种。或者在本发明的另外的实施方式中,为1~4种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为1~3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为1~2种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~4种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~3种。
若在本发明的液晶组合物中存在由通式(i)及通式(M-2)表示的化合物,则可确认到高的转变点、大的Δε介电常数,且若为4环的化合物的话,会显示出低粘性。进一步,对通式(i)、通式(M-1)、通式(M-2)及通式(M-3)确认到显示出特别良好的相溶性。
关于本发明的液晶组合物中由通式(M-2)表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,每个实施方式均具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为1%,在另外的实施方式中,为3%,在进一步另外的实施方式中,为4%,在又进一步另外的实施方式中,为5%,在又进一步另外的实施方式中,为6%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为8%。在又进一步另外的实施方式中,为9%。
此外,在本发明的液晶组合物中,关于通式(M-2)所表示的化合物的含量的上限值,例如,在本发明的一个实施方式中,为30%,在另外的实施方式中,为28%,在进一步另外的实施方式中,27%,在又进一步另外的实施方式中,为26%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为25%。
在上述通式(M-3)中,XM14及XM15优选为氟原子。
在上述通式(M-3)中,可组合的化合物并无特别限制,但考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,例如作为本发明的一个实施方式,为1~5种。或者在本发明的另外的实施方式中,为1~4种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为1~3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为1~2种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~4种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2~3种。
在本发明的液晶组合物中,若存在由通式(i)及通式(M-3)表示的化合物,则可确认到高的转变点、大的Δε介电常数,且若为3环的化合物的话,会显示出低粘性。进一步,对通式(i)、通式(M-1)、通式(M-2)及通式(M-3)确认到显示出特别良好的相溶性。
关于由通式(M-3)表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,每个实施方式均具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为1%,在另外的实施方式中,为2%,在进一步另外的实施方式中,为3%,在又进一步另外的实施方式中,为4%,在又进一步另外的实施方式中,为5%,在又进一步另外的实施方式中,为6%,在又进一步另外的实施方式中,为8%。在又进一步另外的实施方式中,为10%。
此外,关于含量的上限值,例如在本发明的一个实施方式中,为30%,在另外的实施方式中,为20%,在进一步另外的实施方式中,为13%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为3%。
作为本发明的由通式(M-2)表示的化合物的优选例示,优选为选自由下式(m.1)~(m.20)组成的组中的至少1种。
[化11]
[化12]
[化13]
作为本发明的由通式(M-3)表示的化合物的优选例示,优选为选自由下式(m.21)~(m.28)组成的组中的至少1种。
[化14]
本发明的液晶组合物由于在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下,故可将液晶层的电容量(CLC)抑制得较低,对于抑制闪烁、响应速度的恶化等现象具有效果。此外另一方面,近年来,液晶显示元件的用途扩大,其使用方法、制造方法也有大幅变化。为了应对这些变化,需要对以往公知的基本物性值以外的特性进行优化。也就是说,随着液晶显示元件的大小也大型化至50型以上,液晶组合物向基板的注入方法也有所变化,从以往的真空注入法,发展为滴加(ODF:One Drop Fill)法逐渐成为注入方法的主流。然而,却暴露出将液晶组合物滴加到基板时的滴痕会导致显示质量降低的问题。
此外进一步,在利用ODF法的液晶显示元件制造步骤中,必须根据液晶显示元件的尺寸滴加最佳量。若滴加量的偏差大于最佳值,则预先所设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡将会瓦解,而产生不均或对比度不良等的显示不良。尤其是经常使用于最近流行的智能手机的小型液晶显示元件,由于最佳的液晶滴加量少,故要将偏离最佳值的偏差控制在一定范围内本身并不容易。因此,为了将液晶显示元件的制造成品率保持为高,对液晶组合物要求例如在滴加液晶时所产生的滴加装置内的急剧的压力变化、冲击造成的影响小,可持续长时间稳定地滴加。
其他目的在于,通过本发明的液晶组合物以上述通式(i)所表示的化合物及通式(M-1)所表示的化合物作为必要成分从而解决相应的问题。
本发明的液晶组合物可进一步含有下述通式(L)所表示的化合物作为任意成分,该通式(L)所表示的化合物优选为非极性化合物(介电常数各向异性为-1.0~1.0)。
优选含有由前述通式(L)表示的化合物。
[化15]
(上述通式(L)中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的至少2个-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
OL表示0、1、2或3,
BL1、BL2及BL3各自独立地表示选自由(a)及(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-取代),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代),
上述的基团(a)与基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
LL1及LL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
当OL为2或3而存在多个LL2时,它们可相同也可不同,当OL为2或3而存在多个BL3时,它们可相同也可不同,但前述通式(i)及前述通式(M-1)所表示的化合物除外。)
此外,通式(L)中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的至少2个-CH2-优选各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,该RL1及RL2更优选各自独立地表示碳原子数1~8个的烷基、碳原子数1~8个的烷氧基或碳原子数2~10个的烯基。后述的通式(M)也是同样。
本发明的液晶组合物可含有1种以上的由通式(L)表示的化合物。可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能作适当组合来加以使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为6种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为7种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为8种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为9种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为10种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为12种以上。此外,优选含有1种~15种由通式(L)表示的化合物,此外,更优选含有3种~14种由通式(L)表示的化合物,进一步优选含有5种~12种由通式(L)表示的化合物。
在本发明的液晶组合物中,关于通式(L)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(L)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为20~98质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~90质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为40~85质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为45~85质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为50~75质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为55~70质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为56~65质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为25~85质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~80质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为47~75质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为53~70质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为60~98质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为62~95质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为58~78质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为65~85质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为70~98质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为47~97.5质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选为上述的下限值高且上限值高。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持为高、需要温度稳定性良好的液晶组合物时,优选为上述的下限值高且上限值高。此外,在为了将驱动电压保持为低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值低且上限值低。
RL1及RL2当其所结合的环结构为苯基(芳香族)时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或4以上)的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当其所结合的环结构为环己烷、吡喃及二噁烷等饱和的环结构时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或4以上)的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
本发明的通式(L)所表示的化合物,当想要得到液晶组合物的化学稳定性时,优选在其分子内不具有氯原子。
本发明的通式(L)所表示的化合物,例如优选为选自由通式(I)所表示的化合物组中的化合物。
[化16]
R11-A11-A12-R12 (1)
(上述通式(I)中,R11及R12各自独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基(methylene)可以在氧原子不连续结合的范围内被氧原子取代,可以在羰基不连续结合的范围内被羰基取代,
A11及A12各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基。)
在前述通式(I)所表示的化合物组中可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、粘性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能作适当组合来加以使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为4种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为6种以上。
本发明的液晶组合物中由通式(I)表示的所谓的二环化合物的含量需要根据低温时的溶解性、粘性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为10~75质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~70质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~65质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~59质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~56质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~52质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~51质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~48质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~47质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~45质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~44质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~43质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~41质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~39质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~38质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~35质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~33质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~31质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~29质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~28质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为27~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为28~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为31~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为32~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为33~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为34~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为35~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为36~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为37~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为39~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为41~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为42~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为43~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为44~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为46~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为47~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为48~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为49~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为51~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~45质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为27~29质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为32~43质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为34~38质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为36~45质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为37~48质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为42~56质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为43~52质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为43~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为43~44质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为44~48质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为47~51质量%。
在本发明的液晶组合物中,从能够提供将粘度保持为低,响应速度快的液晶组合物的观点而言,特别优选含有通式(I)所表示的化合物组。
当需要将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物时,优选为前述通式(I)所表示的化合物(组)的含量下限值高且上限值高。
进一步,前述通式(I)所表示的化合物优选为选自通式(I-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化17]
(上述通式(I-1)中,R11及R12表示与上述通式(I)中的意义相同的意义。)
在本发明的液晶组合物中,作为通式(I-1)所表示的化合物,优选混合含有1~10种、1~9种、1~8种、1~7种、1~6种、2~9种、2~8种、2~6种、3~9种、3~7种、3~6种或4~6种。
在本发明的液晶组合物中,从能够提供将粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物的观点而言,特别优选含有通式(I-1)所表示的化合物组。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,关于前述通式(I-1)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为10~70质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~60质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~59质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~56质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~52质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~50质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~48质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~47质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~46质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~45质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~39质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~38质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~35质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~33质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~28质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~20质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为21~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为23~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为26~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为27~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为33~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为34~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为35~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为36~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为37~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为38~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为39~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为42~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为43~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为46~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为47~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为49~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为50~60质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~45质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为21~24质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为27~38质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为28~29质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为23~46质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为34~38质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为36~45质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为37~48质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为42~48质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为38~49质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为42~56质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为42~50质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为43~52质量%,此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为46~47质量%。
当需要将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物时,优选为上述的下限值高且上限值高。
进一步,前述通式(I-1)所表示的化合物优选为选自通式(I-1-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化18]
(上述通式(I-1-1)中,R12表示与通式(I)中的意义相同的意义,Ra1为氢原子或碳原子数1~3的烷基。)
在本发明的液晶组合物中,从能够提供将粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物的观点而言,特别优选含有通式(I-1-1)所表示的化合物组。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I-1-1)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为1~45质量%。此外,作为本发明的一个实施方式,为1~35质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~30质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~16质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~13质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~12质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~7质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~5质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~4质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为7~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为12~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~13质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~7质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~12质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~12质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~16质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为7~16质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为7~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~13质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为12~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~16质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~26质量%。
进一步,前述通式(I-1-1)所表示的化合物优选为选自式(1.1)至式(1.5)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(1.2)或式(1.3)所表示的化合物,特别优选为式(1.3)所表示的化合物。
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
在分别单独使用前述式(1.2)或前述式(1.3)所表示的化合物时,式(1.2)所表示的化合物的含量高会有改善响应速度的效果,式(1.3)所表示的化合物的含量在下述的范围由于能够得到响应速度快且电性上、光学上的可靠性高的液晶组合物,故优选。
前述式(1.3)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,例如作为本发明的一个实施方式,为1~45质量%。此外,作为本发明的一个实施方式,为1~35质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~30质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~25质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~18质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~16质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~15质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~13质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~12质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~11质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~10质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~7质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~5质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~4质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为7~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为12~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~21质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~13质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~8质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~7质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~12质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~12质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~16质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~16质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~16质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为7~16质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为7~10质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~18质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~15质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~13质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~13质量%。
进一步,本发明的由通式(I-1)表示的化合物优选为选自通式(I-1-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化24]
(上述通式(I-1-2)中,R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。)
作为前述通式(I-1-2)使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为3种。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-1-2)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、粘性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I-1-2)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为1~70质量%。此外,作为本发明的一个实施方式,为1~65质量%。进一步,作为本发明的一个实施方式,为1~55质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~50质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~47质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~45质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~44质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~40质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~39质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~38质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~36质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~35质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~32质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~28质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~27质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~24质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~16质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为12~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为16~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为23~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为24~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为25~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为28~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为33~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为35~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为38~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为39~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为45~49质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~44质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为12~24质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~16质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~32质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为16~27质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为17~28质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~35质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为23~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为24~40质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为28~38质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~38质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为25~36质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为27~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~40质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为30~39质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为35~44质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为35~40质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为33~47质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为39~47质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为38~45质量%。
进一步,通式(I-1-2)所表示的化合物优选为选自式(2.1)至式(2.8)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(2.2)至式(2.4)所表示的化合物。尤其是式(2.2)所表示的化合物特别可改善本发明的液晶组合物的响应速度,故优选。此外,在相比于响应速度更想要获得高Tni时,优选使用式(2.3)或式(2.4)所表示的化合物。为了使低温时的溶解度佳,优选使式(2.3)及式(2.4)所表示的化合物的含量小于30%。
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
在本发明的液晶组合物中,式(2.2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上70质量%以下,优选在1质量%以上65质量%以下,优选在1质量%以上60质量%以下,优选在1质量%以上55质量%以下,优选在1质量%以上50质量%以下,优选在5质量%以上50质量%以下。这些当中,优选在9质量%以上47质量%以下、9质量%以上15质量%以下、11质量%以上44质量%以下、15质量%以上32质量%以下、20质量%以上35质量%以下、23质量%以上26质量%以下、24质量%以上40质量%以下、25质量%以上36质量%以下、28质量%以上38质量%以下、30质量%以上40质量%以下、30质量%以上39质量%以下、30质量%以上38质量%以下、33质量%以上47质量%以下、35质量%以上44质量%以下、35质量%以上40质量%以下、38质量%以上45质量%以下、39质量%以上47质量%以下。
在本发明的液晶组合物中,式(2.3)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上30质量%以下,优选在1质量%以上25质量%以下,优选在3质量%以上25质量%以下,优选在4质量%以上22质量%以下,优选在5质量%以上22质量%以下,优选在11质量%以上22质量%以下,优选在13质量%以上22质量%以下,优选在4质量%以上16质量%以下,优选在4质量%以上15质量%以下,优选在4质量%以上10质量%以下,优选在5质量%以上10质量%以下,优选在12质量%以上15质量%以下,优选在13质量%以上16质量%以下。
在本发明的液晶组合物中,式(2.4)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上30质量%以下,更优选在1质量%以上25质量%以下,优选在3质量%以上25质量%以下,优选在4质量%以上25质量%以下,优选在12质量%以上25质量%以下,优选在17质量%以上25质量%以下,优选在20质量%以上25质量%以下,优选在4质量%以上20质量%以下,优选在4质量%以上13质量%以下,优选在12质量%以上24质量%以下,优选在17质量%以上20质量%以下。
本发明的液晶组合物可进一步含有具有与通式(I-1-2)所表示的化合物类似的结构的由式(2.5)所表示的化合物。
[化29]
优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,来调整由式(2.5)表示的化合物的含量,含量的优选范围如下表所示。
优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,来调整由前述式(2.5)表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有0~40质量%,优选含有1~35质量%,优选含有1~30质量%,优选含有5~30质量%,优选含有10~30质量%,优选含有15~30质量%,优选含有20~30质量%,优选含有25~30质量%。
进一步,本发明的由通式(I)表示的化合物优选为选自通式(I-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化30]
(上述通式(I-2)中,R13及R14各自独立地表示碳原子数1~5的烷基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以组合。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为3种。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-2)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I-2)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为1~30质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~30质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~23质量%。
进一步,通式(I-2)所表示的化合物优选为选自式(3.1)至式(3.4)所表示的化合物组中的化合物优选为式(3.1)、式(3.3)或式(3.4)所表示的化合物。尤其是式(3.2)所表示的化合物特别可改善本发明的液晶组合物的响应速度,故优选。此外,在相比于响应速度更想要获得高Tni时,优选使用式(3.3)或式(3.4)所表示的化合物。为了使低温时的溶解度佳,优选使式(3.3)及式(3.4)所表示的化合物的含量小于20%。
进一步,通式(I-2)所表示的化合物优选为选自式(3.1)至式(3.4)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(3.1)、式(3.3)及/或式(3.4)所表示的化合物。
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
在本发明的液晶组合物中,前述式(3.3)所表示的化合物的含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上25质量%以下,优选在1质量%以上20质量%以下,优选在1质量%以上15质量%以下,优选在1质量%以上10质量%以下,优选在1质量%以上5质量%以下。
进一步,本发明的由通式(I)表示的化合物优选为选自通式(I-3)所表示的化合物组中的化合物。
[化35]
(上述通式(I-3)中,R13表示与通式(I-2)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为3种。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-3)所表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
含量的优选范围如下表所示。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I-3)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为3~30质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~30质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为25~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~5质量%。
在重视低温时的溶解性时,若将含量设定为多,则效果高,反之,在重视响应速度时,若将含量设定为少,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定在中间。
进一步,通式(I-3)所表示的化合物优选为选自式(4.1)至式(4.3)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(4.3)所表示的化合物。
[化36]
[化37]
[化38]
前述式(4.3)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在2质量%以上30质量%以下,优选在4质量%以上30质量%以下,优选在6质量%以上30质量%以下,优选在8质量%以上30质量%以下,优选在10质量%以上30质量%以下,优选在12质量%以上30质量%以下,优选在14质量%以上30质量%以下,优选在16质量%以上30质量%以下,优选在18质量%以上25质量%以下,优选在20质量%以上24质量%以下,特别优选在22质量%以上23质量%以下。
进一步,本发明的由通式(I)表示的化合物优选为选自通式(I-0)所表示的化合物组中的化合物。
[化39]
(上述通式(I-0)中,R1b表示与通式(L)中的R1相同的意义,R2b各别表示与通式(L)中的R2相同的意义,n1b表示1或2,A1b表示与通式(L)中的A1相同的意义,Z1b表示与通式(L)中的Z1相同的意义。)优选从通式(I-0)所表示的化合物组中选择至少1种。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-0)所表示的化合物的含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上55质量%以下,优选在1质量%以上50质量%以下,优选在5质量%以上50质量%以下。这些当中,优选在9质量%以上47质量%以下、9质量%以上15质量%以下、11质量%以上44质量%以下、15质量%以上32质量%以下、20质量%以上35质量%以下、23质量%以上26质量%以下、24质量%以上40质量%以下、25质量%以上36质量%以下、28质量%以上38质量%以下、30质量%以上40质量%以下、30质量%以上39质量%以下、30质量%以上38质量%以下、33质量%以上47质量%以下、35质量%以上44质量%以下、35质量%以上40质量%以下、38质量%以上45质量%以下、39质量%以上47质量%以下。
在本发明的液晶组合物中,式(2.3)所表示的化合物的含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上30质量%以下,优选在1质量%以上25质量%以下,优选在3质量%以上25质量%以下,优选在4质量%以上22质量%以下,优选在5质量%以上22质量%以下,优选在11质量%以上22质量%以下,优选在13质量%以上22质量%以下,优选在4质量%以上16质量%以下,优选在4质量%以上15质量%以下,优选在4质量%以上10质量%以下,优选在5质量%以上10质量%以下,优选在12质量%以上15质量%以下,优选在13质量%以上16质量%以下。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-0)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、粘性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
尤其是若组合物含有后述的由通式(II-2)表示的化合物,则从液晶组合物的响应速度上升的观点而言,为优选。
进一步,本发明的由通式(I)表示的化合物优选为选自通式(I-4)所表示的化合物组中的化合物。
[化40]
(上述通式(I-4)中,R11及R12表示与通式(L)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-4)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
尤其是若组合物含有后述的式(5.4),则从液晶组合物的响应速度上升的观点而言,为优选。且从偶奇效应或弹性常数(K33)的观点而言,也优选。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I-4)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为2~30质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~30质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为12~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为25~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~8质量%。
在本发明的液晶组合物中,前述通式(I-4)所表示的化合物可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1~10种。或者在本发明的另外的实施方式中,为1~8种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为1~5种。在其他的实施方式中,为1~3种。
在得到高双折射率时,若将含量设定为多,则效果高,反之,在重视高Tni时,若将含量设定为少,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定在中间。
进一步,通式(I-4)所表示的化合物优选为选自式(5.1)至式(5.4)所表示的化合物组中的化合物,更优选为式(5.2)至式(5.7)所表示的化合物,进一步优选含有至少1种选自由式(5.2)~式(5.4)组成的组中的化合物。
若前述通式(I-4)所表示的骨架的端部的取代基的一者含有碳原子数1~8个的烯基,则从液晶组合物的高速响应性的观点而言,为优选。
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
尤其是前述式(5.1)~(5.7)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上30质量%以下。这些当中,例如也优选在4质量%以上30质量%以下、6质量%以上30质量%以下、8质量%以上30质量%以下、10质量%以上30质量%以下、12质量%以上30质量%以下、14质量%以上30质量%以下、16质量%以上30质量%以下、18质量%以上30质量%以下、20质量%以上30质量%以下、22质量%以上30质量%以下、23质量%以上30质量%以下、24质量%以上30质量%以下、25质量%以上30质量%以下、或者、4质量%以上6质量%以下、4质量%以上8质量%以下、4质量%以上10质量%以下、4质量%以上12质量%以下、4质量%以上14质量%以下、4质量%以上16质量%以下、4质量%以上18质量%以下、4质量%以上20质量%以下、4质量%以上22质量%以下、4质量%以上23质量%以下、4质量%以上24质量%以下、4质量%以上25质量%以下、2质量%以上25质量%以下、2质量%以上20质量%以下、2质量%以上15质量%以下。
进一步,本发明的由通式(I)表示的化合物优选为选自通式(I-5)所表示的化合物组中的化合物。
[化48]
(上述通式(I-5)中,R11及R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。
在本发明的液晶组合物中,通式(I-5)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
含量的优选范围如下表所示。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(I-5)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为1~30质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~25质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~5质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~4质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为10~11质量%。
在重视低温时的溶解性时,若将含量设定为多,则效果高,反之,在重视响应速度时,若将含量设定为少,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定在中间。
进一步,通式(I-5)所表示的化合物优选为选自式(6.1)至式(6.6)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(6.3)、式(6.4)及式(6.6)所表示的化合物。
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
[化54]
前述式(6.1)~(6.6)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为1~30质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~25质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~5质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~4质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为8~11质量%。
本发明的液晶组合物可进一步含有具有与通式(I-5)所表示的化合物类似的结构的由式(6.7)~式(6.11)所表示的化合物。
[化55]
[化56]
[化57]
优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来调整由式(6.7)~式(6.10)表示的化合物的含量。
前述式(6.7)~(6.10)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为1~15质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~14质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~12质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~9质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~5质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~4质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~11质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~11质量%。
进一步,本发明的由通式(A)表示的化合物优选为选自通式(I-6)所表示的化合物组中的化合物。
[化58]
(上述通式(I-6)中,R11及R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。)
前述通式(I-6)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在2质量%以上30质量%以下,优选在4质量%以上30质量%以下,优选在5质量%以上30质量%以下,优选在6质量%以上30质量%以下,优选在9质量%以上30质量%以下,优选在12质量%以上30质量%以下,优选在14质量%以上30质量%以下,优选在16质量%以上30质量%以下,优选在18质量%以上25质量%以下,优选在20质量%以上24质量%以下,优选在22质量%以上23质量%以下。进一步,通式(I-6)所表示的化合物优选为式(7.1)所表示的化合物。
[化59]
进一步,通式(I)所表示的化合物优选为选自通式(I-7)所表示的化合物组中的化合物。
[化60]
(式中,R11及R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。)
相对于本发明的液晶组合物总质量的前述通式(I-7)所表示的化合物的含量,优选在1质量%以上20质量%以下,优选在1质量%以上15质量%以下,优选在1质量%以上10质量%以下,优选在1质量%以上5质量%以下。
进一步,通式(I-7)所表示的化合物优选为式(8.1)所表示的化合物。
[化61]
进一步,通式(I)所表示的化合物优选为选自通式(I-8)所表示的化合物组中的化合物。
[化62]
(式中,R16及R17各自独立地表示碳原子数2~5的烯基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,组合1种至3种。此外,前述通式(I-8)所表示的化合物的含量,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为1~30质量%,优选为1~25质量%,优选为1~20质量%,优选为1~18质量%,优选为3~18质量%,优选为4~9质量%,优选为4~6质量%。
进一步,通式(I-8)所表示的化合物优选为选自式(9.1)至式(9.10)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(9.2)、式(9.4)及式(9.7)所表示的化合物。
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
进一步,本发明的由通式(L)表示的化合物例如优选为选自通式(II)所表示的化合物中的化合物。
[化73]
(上述通式(II)中,R21及R22各自独立地表示碳原子数2~5的烯基、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基,A2表示1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Q2表示单键、-COO-、-CH2-CH2-或-CF2O-。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。此外,在本发明的再另外的实施方式中,为3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为4种以上。
在本发明的液晶组合物中,通式(II)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(II)所表示的化合物的含量例如作为本发明的一个实施方式,为3~35质量%。或者在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~30质量%。此外,在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~18质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~12质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为16~21质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为4~12质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为13~15质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为15~18质量%。
进一步,前述通式(II)所表示的化合物例如优选为选自通式(II-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化74]
(上述通式(II-1)中,R21及R22表示与通式(II)中的意义相同的意义。)
通式(II-1)所表示的化合物的含量优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以调整。
含量的优选范围如下表所示。
前述通式(II-1)所表示的化合物的含量,优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以调整,优选在4质量%以上24质量%以下,优选在8质量%以上18质量%以下,进一步优选在12质量%以上14质量%以下。
进一步,通式(II-1)所表示的化合物例如优选为式(10.1)及式(10.2)所表示的化合物。
[化75]
进一步,本发明的由通式(II)表示的化合物例如优选为选自通式(II-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化76]
(上述通式(II-2)中,R23表示碳原子数2~5的烯基,R24表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能来加以组合。若液晶组合物含有式(11.1)、式(11.2),则有助于提升液晶组合物的高速响应相关的参数。此外,所使用的化合物的种类例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种以上。
在本发明的液晶组合物中,通式(II-2)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、高速响应性、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
前述通式(II-2)所表示的化合物的优选含量,例如可列举相对于本发明的液晶组合物的总质量,为2~45质量%。这些之中,例如优选为5~45质量%、8~45质量%、11~45质量%、14~45质量%、17~35质量%、17~31质量%、18~28质量%、18~27质量%、18~26质量%、或者2~45质量%、3~40质量%、4~35质量%、5~30质量%、6~25质量%、7~24质量%、8~23质量%、9~23质量%。
进一步,本发明的由通式(II-2)表示的化合物,例如优选为式(11.1)至式(11.9)所表示的化合物。
[化77]
[化78]
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,含有一个由式(11.1)~(11.9)所表示的化合物,可含有二个由式(11.1)~(11.9)所表示的化合物,或可含有三个由式(11.1)~(11.9)所表示的化合物,进一步,可含有1种由式(11.1)表示的化合物,或可含有1种由式(11.2)表示的化合物,或可含有由式(11.1)表示的化合物与由式(11.2)表示的化合物两者,由式(11.1)至式(11.3)表示的化合物也可以都含有。更优选含有由式(11.1)及/或式(11.2)表示的化合物,各自的含量的优选范围如下所示。
在本发明的液晶组合物中,式(11.1)所表示的化合物各自的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上55质量%以下,优选在1质量%以上35质量%以下,优选在1质量%以上25质量%以下。这些之中,优选在1质量%以上20质量%以下、2质量%以上19质量%以下、3质量%以上18质量%以下、3质量%以上16质量%以下、4质量%以上15质量%以下。
在本发明的液晶组合物中,式(11.2)所表示的化合物各自的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上55质量%以下,优选在1质量%以上35质量%以下,优选在1质量%以上25质量%以下。这些之中,优选在1质量%以上20质量%以下、2质量%以上19质量%以下、3质量%以上18质量%以下、3质量%以上16质量%以下、4质量%以上15质量%以下。
在本发明的液晶组合物中,当含有式(11.1)所表示的化合物与式(11.2)所表示的化合物两者时,在相溶性的观点而言,为优选。当含有该式(11.1)所表示的化合物与该式(11.2)所表示的化合物两者时,关于两者化合物的合计含量的优选范围,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在5质量%以上35质量%以下,优选在6质量%以上30质量%以下,优选在7质量%以上28质量%以下。这些之中,优选在8质量%以上27质量%以下、9质量%以上28质量%以下、10质量%以上25质量%以下。
进一步,通式(II)所表示的化合物例如优选为选自通式(II-3)所表示的化合物组中的化合物。
[化86]
(上述通式(II-3)中,R25表示碳原子数1~5的烷基,R24表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,优选含有这些化合物中的1种~3种。
通式(II-3)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
前述通式(II-3)所表示的化合物的优选含量,例如可列举相对于本发明的液晶组合物的总质量,为2~45质量%。这些之中,例如优选为5~45质量%、8~45质量%、11~45质量%、14~45质量%、17~45质量%、20~45质量%、23~45质量%、26~45质量%、29~45质量%、或者2~45质量%、2~40质量%、2~35质量%、2~30质量%、2~25质量%、2~20质量%、2~15质量%、2~10质量%。
进一步,通式(II-3)所表示的化合物例如优选为式(12.1)至式(12.3)所表示的化合物。
[化87]
[化88]
[化89]
根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,可含有由式(12.1)表示的化合物,或可含有由式(12.2)表示的化合物,或可含有由式(12.1)表示的化合物与由式(12.2)表示的化合物两者。由式(12.3)表示的化合物可为光学活性化合物。
前述式(12.1)~(12.3)所表示的化合物的优选含量,例如可列举相对于本发明的液晶组合物的总质量,为1~15质量%。这些之中,例如优选为1~13质量%、1~10质量%、2~15质量%、2~14质量%、2~11质量%、3~10质量%。
进一步,本发明的由通式(II-3)表示的化合物,例如优选为选自通式(II-3-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化90]
(上述通式(II-3-1)中,R25表示碳原子数1~5的烷基,R26表示碳原子数1~4的烷氧基。)
前述通式(II-3-1)所表示的化合物的含量,优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以调整,优选在1质量%以上24质量%以下,优选在4质量%以上18质量%以下,优选在6质量%以上14质量%以下。
进一步,通式(II-3-1)所表示的化合物例如优选为式(13.1)至式(13.4)所表示的化合物,特别优选为式(13.3)所表示的化合物。
[化91]
[化92]
[化93]
[化94]
进一步,本发明的由通式(II)表示的化合物例如优选为选自通式(II-4)所表示的化合物组中的化合物。
[化95]
(上述通式(II-4)中,R21及R22各自独立地表示碳原子数2~5的烯基、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可仅含有这些化合物当中的1种,也可含有2种以上,优选根据所需求的性能作适当组合。可组合的化合物的种类并无特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,优选含有这些化合物中的1~2种,更优选含有1~3种。
前述通式(II-4)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上15质量%以下,优选在2质量%以上15质量%以下,优选在3质量%以上15质量%以下,优选在4质量%以上12质量%以下,优选在5质量%以上7质量%以下。
进一步,通式(II-4)所表示的化合物例如优选为式(14.1)至式(14.5)所表示的化合物,特别优选为式(14.2)或/及式(14.5)所表示的化合物。
[化96]
[化97]
[化98]
[化99]
[化100]
进一步,本发明的由通式(L)表示的化合物优选为选自通式(III)所表示的化合物组中的化合物。
[化101]
(上述通式(III)中,R31及R32各自独立地表示碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基。)
关于前述通式(III)所表示的化合物的含量,考虑所需求的溶解性、双折射率等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上25质量%以下,优选含有2质量%以上20质量%以下,优选含有2质量%以上15质量%以下,优选含有2质量%以上10质量%以下,优选含有4质量%以上6质量%以下。
进一步,通式(III)所表示的化合物例如优选为式(15.1)或式(15.2)所表示的化合物,特别优选为式(15.1)所表示的化合物。
[化102]
[化103]
进一步,前述通式(III)所表示的化合物优选为选自通式(III-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化104]
(上述通式(III-1)中,R33表示碳原子数2~5的烯基。R32各自独立地表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基。)
前述通式(III-1)所表示的化合物优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能调整其含量。相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在4质量%以上23质量%以下,优选在6质量%以上18质量%以下,优选在10质量%以上13质量%以下。
前述通式(III-1)所表示的化合物例如优选为式(16.1)~式(16.10)所表示的化合物。
[化105]
[化106]
[化107]
[化108]
[化109]
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
[化114]
进一步,通式(III)所表示的化合物优选为选自通式(III-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化115]
(上述通式(III-2)中,R31表示与通式(III)中的意义相同的意义。)
前述通式(III-2)所表示的化合物的含量优选根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以调整,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在4质量%以上23质量%以下,优选在6质量%以上18质量%以下,优选在10质量%以上13质量%以下。
进一步,该通式(III-2)所表示的化合物例如优选为选自式(17.1)至式(17.3)所表示的化合物组中的化合物,特别优选为式(17.3)所表示的化合物。
[化116]
[化117]
[化118]
本发明的由通式(L)表示的化合物优选选自通式(IV)所表示的组中。
[化119]
(上述通式(IV)中,R41及R42各自独立地表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,X41及X42各自独立地表示氢原子或氟原子。)
该通式(IV)所表示的化合物可组合的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能作适当组合。若将后述的式(18.1)至式(18.9)所表示的化合物等具备通式(IV)的结构的化合物添加于液晶组合物,则液晶组合物的Δn、与其他构成液晶组合物的成分的溶解性会获得提升。
所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1~6种。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(IV)所表示的化合物的含量,例如在一个实施方式中,为1~35质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~22质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~6质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~6质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~22质量%。
进一步,通式(IV)所表示的化合物例如优选为选自通式(IV-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化120]
(上述通式(IV)中,R43、R44各自独立地表示碳原子数1~5的烷基。)
通式(IV-1)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(IV-1)所表示的化合物的含量例如在一个实施方式中,为1~35质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~22质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~6质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为3~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为20~26质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~6质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为11~22质量%。
进一步,通式(IV-1)所表示的化合物例如优选为式(18.1)至式(18.9)所表示的化合物。
[化121]
[化122]
[化123]
[化124]
[化125]
[化126]
[化127]
[化128]
[化129]
关于在上述通式(IV-1)所表示的化合物,可组合的化合物的种类并无特别限制,优选含有这些化合物当中的1种~3种,更优选含有1种~4种。此外,由于选自通式(IV-1)所表示的化合物组中的化合物的分子量分布宽也对溶解性有效,故优选例如从式(18.1)或(18.2)所表示的化合物选择1种,从式(18.4)或(18.5)所表示的化合物选择1种,从式(18.6)或式(18.7)所表示的化合物选择1种,从式(18.8)或式(18.9)所表示的化合物选择1种化合物,然后将它们适当地加以组合。其中,优选含有式(18.1)、式(18.3)、式(18.4)、式(18.6)及式(18.9)所表示的化合物。
进一步,本发明的由通式(L)表示的化合物优选为选自通式(V)所表示的组中的化合物。
[化130]
(上述通式(V)中,R51及R52各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,A51及A52各自独立地表示1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Q5表示单键或-COO-,X51及X52各自独立地表示氟原子或氢原子。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以适当组合。所使用的化合物的种类,例如在本发明的一个实施方式中,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为3种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为4种。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(V)所表示的化合物的含量,例如在一个实施方式中,为1~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~20质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~9质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~7质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1质~5量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~3质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为1~2质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为5~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为9~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为2~8质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述含量为6~8质量%。
进一步,本发明的由通式(V)表示的化合物优选为通式(V-1)所表示的化合物。
[化131]
(上述通式(V-1)中,R51及R52、X51及X52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
进一步,前述通式(V-1)所表示的化合物优选为通式(V-1-1)所表示的化合物。
[化132]
(上述通式(V-1-1)中,R51及R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,由前述通式(V-1-1)表示的化合物优选含有1质量%以上15质量%以下,进一步优选含有1质量%以上10质量%以下,优选含有3质量%以上10质量%以下,优选含有3质量%以上7质量%以下,优选含有3质量%以上5质量%以下,优选含有3质量%以上4质量%以下。
进一步,前述通式(V-1-1)所表示的化合物优选为式(20.1)至式(20.4)所表示的化合物,优选为式(20.2)所表示的化合物。
[化133]
[化134]
[化135]
[化136]
进一步,本发明的由通式(V-1)表示的化合物优选为通式(V-1-2)所表示的化合物。
[化137]
(上述通式(V-1-2)中,R51及R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,由前述通式(V-1-2)表示的化合物优选含有1质量%以上15质量%以下,优选含有1质量%以上10质量%以下,优选含有1质量%以上7质量%以下,优选含有1质量%以上5质量%以下。
进一步,前述通式(V-1-2)所表示的化合物优选为式(21.1)至式(21.3)所表示的化合物,优选为式(21.1)所表示的化合物。
[化138]
[化139]
[化140]
进一步,本发明的由通式(V-1)表示的化合物优选为通式(V-1-3)所表示的化合物。
[化141]
(上述通式(V-1-3)中,R51及R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,由前述通式(V-1-3)表示的化合物优选含有1质量%以上15质量%以下,优选含有2质量%以上15质量%以下,优选含有3质量%以上10质量%以下,优选含有4质量%以上8质量%以下。
进一步,前述通式(V-1-3)所表示的化合物优选为式(22.1)至式(22.3)所表示的化合物。优选为式(22.1)所表示的化合物。
[化142]
[化143]
[化144]
进一步,本发明的由通式(V)表示的化合物优选为通式(V-2)表示的化合物。
[化145]
(上述通式(V-2)中,R51及R52、X51及X52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以适当组合。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(V-2)所表示的化合物的含量例如在一个实施方式中,为1~30质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述化合物的含量为2~25质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述化合物的含量为5~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述化合物的含量为6~10质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述化合物的含量为10~19质量%。进一步在本发明的另外的实施方式中,前述化合物的含量为4~8质量%。
在期望本发明的液晶组合物为高Tni的实施方式时,优选使式(V-2)所表示的化合物的含量多,在期望低粘度的实施方式时,则优选使含量少。
进一步,本发明的由通式(V-2)表示的化合物优选为通式(V-2-1)所表示的化合物。
[化146]
(上述通式(V-2)中,R51及R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
进一步,前述通式(V-2-1)所表示的化合物优选为式(23.1)至式(23.4)所表示的化合物,优选为式(23.1)或/及式(23.2)所表示的化合物。
[化147]
[化148]
[化149]
[化150]
进一步,本发明的由通式(V-2)表示的化合物优选为通式(V-2-2)所表示的化合物。
[化151]
(上述通式(V-2-2)中,R51及R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
进一步,前述通式(V-2-2)所表示的化合物优选为式(24.1)至式(24.4)所表示的化合物,优选为式(24.1)或/及式(24.2)所表示的化合物。
[化152]
[化153]
[化154]
[化155]
进一步,本发明的由通式(V)表示的化合物优选为通式(V-3)所表示的化合物。
[化156]
(上述通式(V-3)中,R51及R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能加以适当组合。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,由前述通式(V-3)表示的化合物优选含有1质量%以上16质量%以下,优选含有1质量%以上13质量%以下,优选含有1质量%以上9质量%以下,优选含有3质量%以上9质量%以下。
进一步,通式(V-3)所表示的化合物优选为式(25.1)至式(24.3)所表示的化合物。
[化157]
[化158]
[化159]
本发明的由通式(V)表示的化合物优选为通式(V-4)所表示的化合物。
[化160]
(上述通式(V-4)中,R51及R52各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,由前述通式(V-4)表示的化合物优选含有1质量%以上15质量%以下,优选含有2质量%以上15质量%以下,优选含有3质量%以上10质量%以下,优选含有4质量%以上8质量%以下。
进一步,前述通式(V-4)所表示的化合物优选为选自式(25.11)至式(25.13)所表示的化合物组中的至少1种化合物,更优选为式(25.13)所表示的化合物。
[化161]
本发明的由通式(L)表示的化合物优选为通式(V’-5)所表示的化合物。
[化162]
(上述通式(V’-5)中,R51及R52各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,由前述通式(V’-5)表示的化合物优选含有1质量%以上15质量%以下,优选含有2质量%以上15质量%以下,优选含有2质量%以上10质量%以下,优选含有5质量%以上10质量%以下。
进一步,前述通式(V’-5)所表示的化合物优选为选自式(25.21)至式(25.24)所表示的化合物组中的至少1种化合物,更优选为式(25.21)及/或式(25.23)所表示的化合物。
[化163]
本发明的液晶组合物更优选含有选自由通式(VI)所表示的化合物及通式(VII)所表示的化合物组成的组中的至少1种以上。此外,本发明的由通式(L)表示的化合物优选为通式(VI)所表示的化合物及/或通式(VII)所表示的化合物。
[化164]
[化165]
(上述通式(VI)及(VII)中,R61、R62、R71及R72各自独立地表示碳原子数1至10的直链烷基、碳原子数1至10的直链烷氧基或碳原子数2至10的直链烯基。)
前述通式(VI)所表示的化合物,具体而言,可适合使用下述所列举的化合物。
[化166]
[化167]
[化168]
[化169]
前述通式(VII)所表示的化合物,具体而言,可适合使用下述所列举的化合物。
[化170]
在满足上述通式(VI)或通式(VII)所表示的化合物的各化合物中,满足各结构式的化合物可组合的种类并无特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能,优选从满足各式的化合物当中配合1~3种,更优选含有1~4种,特别优选含有1~5种以上。
前述通式(VI)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为0~35质量%,优选为0~25质量%,优选为0~15质量%。
前述通式(VII)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为0~35质量%,更优选为0~25质量%,优选为0~15质量%。
本发明的液晶组合物可进一步含有下述通式(M)所表示的化合物,该通式(M)所表示的化合物优选为极性化合物(介电常数各向异性为+5~+30)。
本发明的通式(M)为:
[化171]
(上述通式(M)中,RM1表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1及CM2各自独立地表示选自由下述(d)及(e)组成的组中的基团,
(d)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上的-CH2-可被-O-或-S-取代。),
(e)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上的-CH=可被-N=取代。),
上述的基团(d)、基团(e)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1及KM2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-,
当PM为2、3或4而存在多个KM1时,它们可相同也可不同,当PM为2、3或4而存在多个CM2时,它们可相同也可不同,
XM1及XM3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基。但是,通式(L)所表示的化合物除外。)。
可组合作为第二成分的由上述通式(M)表示的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、介电常数、双折射率等所期望的性能加以组合使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为3种。又进一步在本发明的另外的实施方式中,为4种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为5种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为6种类。进一步在本发明的另外的实施方式中,为7种以上。
在本发明的液晶组合物中,通式(M)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
前述通式(M)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,作为本发明的一个实施方式,为0.5~35质量%。进一步,例如作为本发明的另外的实施方式,前述化合物的含量为1~30质量%。例如,作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为3~28质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为5~27质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为7~26质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为8~25质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为9~24质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为10~23质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为11~20质量%。
当需要将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。进一步,当需要将本发明的液晶组合物的Tni保持为高、温度稳定性良好的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。此外,在为了将驱动电压保持为低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高,且使上限值高。
当RM1所结合的环结构为苯基(芳香族)时,RM1优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当RM1所结合的环结构为环己烷、吡喃及二噁烷等饱和的环结构时,RM1优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
关于本发明的由通式(M)表示的化合物,当要求液晶组合物的化学稳定性时,优选在其分子内不具有氯原子。进一步优选液晶组合物内具有氯原子的化合物在5%以下,优选在3%以下,优选在1%以下,优选在0.5%以下,优选为实质上不含有。所谓实质上不含有,是指仅在作为制造化合物时的杂质而生成的化合物等中含有的不期望的含氯原子的化合物混入于液晶组合物中。
本发明的由通式(M)表示的化合物优选为通式(B)所表示的化合物。
[化172]
(上述通式(B)中,R3表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基可以在氧原子不连续结合的范围内被氧原子取代,可以在羰基不连续结合的范围内被羰基取代,
A2各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二噁烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基,当A1表示1,4-亚苯基时,该1,4-亚苯基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,
Z2各自独立地表示单键、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-,
Y1及Y2各自独立地表示氟原子或氢原子,X1表示氟原子、-CN基或-OCF3基,
m1表示1、2、3或4。)。
此外,在本发明的由通式(B)表示的化合物中,m1优选为2或3。若m1为2,则具有更低的驱动电压的特性。此外,若m1为3,则具有更高的转变温度的特性。
本发明的由通式(M)表示的化合物优选为通式(X)所表示的化合物。
[化173]
(上述通式(X)中,X101至X104各自独立地表示氟原子或氢原子,Y10表示氟原子、氯原子、-OCF3,Q10表示单键或-CF2O-,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,A101及A102各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或
[化174]
[化175]
[化176]
1,4-亚苯基上的氢原子可被氟原子取代。)
前述通式(X)所表示的化合物中,可组合的化合物并无特别限制,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等作适当组合。例如在本发明的一个实施方式中,为1种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为2种。在进一步另外的实施方式中,为3种。在更进一步另外的实施方式中,为4种。在更进一步另外的实施方式中,为5种以上。
关于前述通式(X)所表示的化合物的含量,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中作适当调整。例如,前述通式(X)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,在本发明的一个实施方式中,为1~35质量%,在另外的实施方式中,为1~30质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~25质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~20质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~19质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~16质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~12质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~11质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为1~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为1~8质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为1~7质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为1~3质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为3~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为5~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为6~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为8~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为11~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为13~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为15~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为17~24质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为3~7质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为5~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为6~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为6~8质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为8~11质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为11~19质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为11~12质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为13~16质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为15~19质量%,在又进一步另外的实施方式中,含量为17~20质量%。
当需要将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。进一步,当需要不易发生烧屏的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。此外,在为了将驱动电压保持为低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高,且使上限值高。
本发明的由通式(M)表示的化合物优选为通式(X-1)所表示的化合物。
[化177]
(上述通式(X-1)中,X101至X103及R10表示与通式(X)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物并无特别限制,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中作适当组合。例如,在本发明的一个实施方式中,为1种。此外,在本发明的另外的实施方式中,为2种。在进一步另外的实施方式中,为3种。在更进一步另外的实施方式中,为4种。在更进一步另外的实施方式中,为5种以上。
关于前述通式(X-1)所表示的化合物的含量,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性作适当调整。
例如,前述通式(X-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,在本发明的一个实施方式中,为1~20质量%,在另外的实施方式中,为1~15质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~8质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~7质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~6质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~3质量%,在又进一步另外的实施方式中,为3~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为4~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为5~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为6~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为8~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为3~7质量%,在又进一步另外的实施方式中,为5~7质量%,在又进一步另外的实施方式中,为6~7质量%。
进一步,本发明的由通式(X-1)表示的化合物优选为通式(X-1-1)所表示的化合物。
[化178]
(上述通式(X-1-1)中,R10表示与通式(X)中的意义相同的意义。)
关于前述通式(X-1-1)所表示的化合物的含量,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性作适当调整。
前述通式(X-1-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,在本发明的一个实施方式中,为1~25质量%,在另外的实施方式中,为1~20质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~15质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,为3~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,为5~10质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-1-1)表示的化合物具体而言优选为式(36.1)至式(36.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(36.1)及/或式(36.2)所表示的化合物。
[化179]
[化180]
[化181]
[化182]
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-1)表示的化合物优选为通式(X-1-2)所表示的化合物。
[化183]
(上述通式(X-1-2)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
前述通式(X-1-2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在6质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在16质量%以下,进一步优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
进一步,前述通式(X-1-2)所表示的化合物具体而言优选为式(37.1)至式(37.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(37.2)所表示的化合物。
[化184]
[化185]
[化186]
[化187]
进一步,本发明的由通式(X-1)表示的化合物优选为通式(X-1-3)所表示的化合物。
[化188]
(上述通式(X-1-3)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上。
前述通式(X-1-3)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在6质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在16质量%以下,进一步优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-1-3)表示的化合物具体而言优选为式(38.1)至式(38.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(38.2)所表示的化合物。
[化189]
[化190]
[化191]
[化192]
本发明的液晶组合物的由通式(X)表示的化合物优选为通式(X-2)所表示的化合物。
[化193]
(上述通式(X-2)中,X102至X103各自独立地表示氟原子或氢原子,Y10表示氟原子、氯原子、-OCF3,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上。
进一步,本发明的由通式(X-2)表示的化合物优选为通式(X-2-1)所表示的化合物。
[化194]
(上述通式(X-2-1)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
前述通式(X-2-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在16质量%以下,更优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-2-1)表示的化合物具体而言优选为式(39.1)至式(39.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(39.2)所表示的化合物。
[化195]
[化196]
[化197]
[化198]
进一步,本发明的由通式X-2)表示的化合物优选为通式(X-2-2)所表示的化合物。
[化199]
(上述通式(X-2-2)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上。通式(X-2-2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在16质量%以下,进一步优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-2-2)表示的化合物具体而言优选为式(40.1)至式(40.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(40.2)所表示的化合物。
[化200]
[化201]
[化202]
[化203]
本发明的由通式(M)表示的化合物优选为通式(IIb)所表示的化合物。
优选从式(IIb)所表示的化合物组中选择至少1种化合物,
[化204]
(上述通式(IIb)中,R3b表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基可以在氧原子不连续结合的范围内被氧原子取代,可以在羰基不连续结合的范围内被羰基取代,
A2b各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二噁烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基,当A2b表示1,4-亚苯基时,该1,4-亚苯基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,
Z2b各自独立地表示单键、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-,
m2b表示1、2、3或4,Y3b各自独立地表示氟原子或氢原子,X1b表示氟原子、-CN基或-OCF3基。),前述m2b更优选为2、3。
关于前述通式(IIb)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,每个实施方式具有上限值与下限值。该化合物的含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为0.01%,在另外的实施方式中,为0.05%,在进一步另外的实施方式中,为0.1%,在又进一步另外的实施方式中,为0.2%,在又进一步另外的实施方式中,为0.3%,在又进一步另外的实施方式中,为0.4%,在又进一步另外的实施方式中,为0.5%。此外,前述通式(IIb)所表示的化合物的含量上限值,例如在本发明的一个实施方式中,为10%,在另外的实施方式中,为8%,在进一步另外的实施方式中,为2%,在又进一步另外的实施方式中,为1%,在又进一步另外的实施方式中,为0.8%,在又进一步另外的实施方式中,为0.7%。
若液晶组合物含有上述通式(IIa)所表示的化合物,则不仅可确保Δε等的介电性,也无损与通式(L)的相溶性。
本发明的由通式(X)表示的化合物优选为通式(X-3)所表示的化合物。
[化205]
(上述通式(X-3)中,X102至X103各自独立地表示氟原子或氢原子,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上。若液晶组合物含有前述通式(X-3)所表示的化合物,则不仅可确保Δε等的介电性,也无损与通式(L)等的第一成分的相溶性。
通式(X-3)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在0.1质量%以上,更优选在0.2质量%以上,进一步优选在0.3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在8质量%以下,更优选在5质量%以下,进一步优选在2质量%以下,特别优选在1质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-3)表示的化合物优选为通式(X-3-1)所表示的化合物。
[化206]
(上述通式(X-3-1)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
在满足通式(X-3-1)的化合物中,可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上。
通式(X-3-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在0.05质量%以上,更优选在0.2质量%以上,进一步优选在0.3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在5质量%以下,更优选在3质量%以下,进一步优选在2质量%以下,特别优选在1质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-3-1)表示的化合物具体而言优选为式(41.1)至式(41.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(41.2)所表示的化合物。若液晶组合物含有前述式(41.1)至式(41.4)所表示的化合物,则不仅可确保Δε等的介电性,也无损与非极性的第一成分的相溶性。
[化207]
[化208]
[化209]
[化210]
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-3)表示的化合物优选为通式(X-3-1)所表示的化合物。
[化211]
(上述通式(X-3-2)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
在满足通式(X-3-2)的化合物中,可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上。
通式(X-3-2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在0.05质量%以上,更优选在0.2质量%以上,进一步优选在0.3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在5质量%以下,更优选在3质量%以下,进一步优选在2质量%以下,特别优选在1.5质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-3-2)表示的化合物具体而言优选为式(41.5)至式(41.8)所表示的化合物,其中,优选含有式(41.6)所表示的化合物。若液晶组合物含有前述式(41.5)至式(41.7)所表示的化合物,则不仅可确保Δε等的介电性,也无损与非极性的第一成分的相溶性。
[化212]
[化213]
[化214]
[化215]
进一步,通式(X)所表示的化合物优选为通式(X-4)所表示的化合物。
[化216]
(上述通式(X-4)中,X102表示氟原子或氢原子,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
进一步,本发明的由通式(X-4)表示的化合物优选为通式(X-4-1)所表示的化合物。
[化217]
(上述通式(X-4-1)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
前述通式(X-4-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在2质量%以上,更优选在5质量%以上,进一步优选在10质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在17质量%以下,进一步优选在15质量%以下,特别优选在13质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-4-1)所表示的化合物具体而言优选为式(42.1)至式(42.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(42.3)所表示的化合物。
[化218]
[化219]
[化220]
[化221]
进一步,本发明的由通式(X)表示的化合物优选为通式(X-5)所表示的化合物。
[化222]
(上述通式(X-5)中,X102表示氟原子或氢原子,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-5)表示的化合物优选为通式(X-5-1)所表示的化合物。
[化223]
(上述通式(X-5-1)中,R10表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(X-5-1)表示的化合物具体而言优选为式(43.1)至式(43.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(43.2)所表示的化合物。
[化224]
[化225]
[化226]
[化227]
前述式(43.1)至式(43.4)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在18质量%以下,更优选在15质量%以下,进一步优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
本发明的液晶组合物中所使用的由通式(M)表示的化合物优选为通式(IIa)所表示的化合物。
优选从通式(IIa)所表示的化合物组中选择至少1种化合物,
[化228]
(上述通式(IIa)中,R3a表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基可以在氧原子不连续结合的范围内被氧原子取代,可以在羰基不连续结合的范围内被羰基取代,
A2a各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二噁烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基,当A2a表示1,4-亚苯基时,该1,4-亚苯基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,
Z2a各自独立地表示单键、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-,
m2a表示1、2、3或4,Y3a各自独立地表示氟原子或氢原子,X1a表示氟原子、-CN基或-OCF3基。)
更优选从前述通式(IIa)所表示的化合物选择至少2种化合物。此外,在前述通式(IIa)中,m2a更优选为2、3或4,m2a进一步优选为2或3,m2a特别优选为3。
确认到,通过将具备化学骨架的共通性或化学骨架的特征性的化合物彼此组合,相溶性显着获得提升。其中,液晶组合物包括含有作为该通式(IIa)所表示的化合物的下位概念的由前述通式(M-1)表示的化合物的成分、以及含有由通式(i)表示的化合物的成分,该液晶组合物可改善以往的问题即液晶化合物的析出化。
关于前述通式(IIa)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,每个实施方式具有上限值与下限值。该化合物的含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为2%,在另外的实施方式中,为3%,在进一步另外的实施方式中,为4%,在又进一步另外的实施方式中,为5%,在又进一步另外的实施方式中,为6%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为8%。且于其他的实施方式中,为9%。其他在另外的实施方式中,为11%,在进一步另外的实施方式中,为15%,在又进一步另外的实施方式中,为18%。此外,前述通式(IIa)所表示的化合物的含量上限值,例如在本发明的一个实施方式中,为30%,在另外的实施方式中,为20%,在进一步另外的实施方式中,为13%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为3%。
进一步,通式(X)所表示的化合物优选为选自通式(XI)所表示的组中的化合物。
[化229]
(上述通式(XI)中,X111至X117各自独立地表示氟原子或氢原子,X111至X117中的至少一者表示氟原子,R11表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,Y11表示氟原子或-OCF3。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至3种以上。
若液晶组合物中存在由通式(XI)表示的化合物,则可确认到高的转变点、大的Δε介电常数、高Δn,且若为4环的化合物的话,会显示出低粘性。进一步,确认该通式(XI)所表示的化合物对于通式(i)、通式(M-1)、通式(M-2)及通式(M-3)所示的化合物显示出良好的相溶性。由此,在本发明的液晶组合物中,也更优选在Δε不超过5的范围内含有通式(XI)作为通式(M)。
关于前述通式(XI)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,每个实施方式具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为2%,在另外的实施方式中,为4%,在进一步另外的实施方式中,为5%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为9%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为12%。在又进一步另外的实施方式中,为13%。在又进一步另外的实施方式中,为15%。在又进一步另外的实施方式中,为18%。
此外,关于含量的上限值,例如在本发明的一个实施方式中,为30%,在另外的实施方式中,为25%,在进一步另外的实施方式中,为20%,在又进一步另外的实施方式中,为15%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为5%。
当本发明的液晶组合物被使用于单元间隙小的液晶显示元件用时,宜使通式(XI)所表示的化合物的含量多。当被使用于驱动电压小的液晶显示元件用时,则宜使通式(XI)所表示的化合物的含量多。此外,当被使用于在低温环境下所使用的液晶显示元件用时,宜使通式(XI)所表示的化合物的含量少。当为被使用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物时,宜使通式(XI)所表示的化合物的含量少。
这里,本说明书中的单元间隙是指方向相对的取向层间的平均距离,换言的,是指填充有液晶组合物的液晶层的平均厚度(例如,该厚度是以10点平均等所算出。)。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(XI)表示的化合物优选为通式(XI-1)所表示的化合物。
[化230]
(上述通式(XI-1)中,R11表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中作适当组合。例如,在本发明的一个实施方式中,为1种,在另外的实施方式中,组合2种,在进一步另外的实施方式中,组合3种以上。
此外,也认为前述通式(XI-1)所表示的化合物中左起第2个苯环的氟特别有助于相溶性,可确认到高的转变点、大的Δε介电常数、高Δn,且若为4环的化合物的话,会显示出低粘性。因此,可确认该通式(XI-1)所表示的化合物对于含有通式(i)、通式(M-1)、通式(M-2)及通式(M-3)所示的化合物的组合物显示出良好的相溶性。
通式(XI-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在3质量%以上,进一步优选在4质量%以上,特别优选在5质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在15质量%以下,进一步优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(XI-1)表示的化合物具体而言优选为式(45.1)至式(45.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(45.2)至式(45.4)所表示的化合物,更优选含有式(45.2)所表示的化合物。
[化231]
[化232]
[化233]
[化234]
前述式(45.1)至式(45.4)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在1.5质量%以上,进一步优选在2质量%以上,进一步优选在2.5质量%以上,特别优选在3质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在18质量%以下,更优选在15质量%以下,进一步优选在12质量%以下,特别优选在10质量%以下。
进一步,通式(X)所表示的化合物优选为选自通式(XII)所表示的组中的化合物。
[化235]
(上述通式(XII)中,X121至X126各自独立地表示氟原子或氢原子,R12表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,Y12表示氟原子或-OCF3。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至3种以上,更优选组合1种至4种以上。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(XII)表示的化合物优选为通式(XII-1)所表示的化合物。
[化236]
(上述通式(XII-1)中,R12表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
通式(XII-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在2质量%以上,进一步优选在3质量%以上,特别优选在4质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在15质量%以下,进一步优选在10质量%以下,更优选在8质量%以下,特别优选在6质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(XII-1)表示的化合物具体而言优选为式(46.1)至式(46.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(46.2)至式(46.4)所表示的化合物。
[化237]
[化238]
[化239]
[化240]
进一步,通式(XII)所表示的化合物优选为通式(XII-2)所表示的化合物。
[化241]
(上述通式(XII-2)中,R12表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至2种以上,更优选组合1种至3种以上。
通式(XII-2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在3质量%以上,进一步优选在4质量%以上,进一步优选在6质量%以上,特别优选在9质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在17质量%以下,进一步优选在15质量%以下,特别优选在13质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的由通式(XII-2)所表示的化合物具体而言优选为式(47.1)至式(47.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(47.2)至式(47.4)所表示的化合物。
[化242]
[化243]
[化244]
[化245]
本发明的由通式(M)表示的化合物例如优选为选自通式(VIII)所表示的化合物组中的化合物。
[化246]
(上述通式(VIII)中,R8表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,X81至X85各自独立地表示氢原子或氟原子,Y8表示氟原子或-OCF3。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能作适当组合来使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。进一步,在本发明的另外的实施方式中,为3种以上。若液晶组合物中存在前述通式(VIII)所表示的化合物,则会达成下述作用、效果:显示出高Δn,且通过调整与其他的4环化合物的比率而可轻易控制转变点。
在本发明的液晶组合物中,前述通式(VIII)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(VIII)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为1~25质量%。进一步,例如作为本发明的另外的实施方式,前述化合物的含量为1~20质量%。例如,作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为1~15质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为1~10质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为1~7质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为1~6质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为1~5质量%。例如,作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为1~4质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为3~7质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为3~6质量%。例如作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为4~7质量%。
当需要将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。进一步,当需要将本发明的液晶组合物的Tni保持为高、温度稳定性良好的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。此外,在为了将驱动电压保持为低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高,且使上限值高。
进一步,本发明的由通式(VIII)表示的化合物优选为通式(VIII-1)所表示的化合物。
[化247]
(上述通式(VIII-1)中,R8表示与通式(VIII)中的意义相同的意义。)
进一步,通式(VIII-1)所表示的化合物具体而言优选为式(26.1)至式(26.4)所表示的化合物,优选为式(26.1)或式(26.2)所表示的化合物,进一步优选为式(26.2)所表示的化合物。
[化248]
[化249]
[化250]
[化251]
关于前述式(26.1)~(26.4)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上20质量%以下,更优选在1质量%以上15质量%以下,更进一步优选在1质量%以上10质量%以下,优选在1质量%以上7质量%以下。这些之中,例如,优选在1质量%以上6质量%以下、1质量%以上5质量%以下、3质量%以上7质量%以下、3质量%以上6质量%以下、4质量%以上7质量%以下。
进一步,本发明的由通式(VIII)表示的化合物优选为通式(VIII-2)所表示的化合物。
[化252]
(上述通式(VIII-2)中,R8表示与通式(VIII)中的意义相同的意义。)
可作为通式(VIII-2)组合的化合物的种类并无特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能作适当组合来使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。或者在本发明再另外的实施方式中,为3种以上。
关于前述通式(VIII-2)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在2.5质量%以上25质量%以下,优选在8质量%以上25质量%以下,优选在10质量%以上20质量%以下,优选在12质量%以上15质量%以下。
进一步,前述通式(VIII-2)所表示的化合物优选为式(27.1)至式(27.4)所表示的化合物,优选为式(27.2)所表示的化合物。
[化253]
[化254]
[化255]
[化256]
进一步,本发明的由通式(M)表示的化合物例如优选为选自通式(IX)所表示的化合物组中的化合物。
[化257]
(上述通式(IX)中,R9表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,X91及X92各自独立地表示氢原子或氟原子,Y9表示氟原子、氯原子或-OCF3,U9表示单键、-COO-或-CF2O-。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能作适当组合来使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种以上。
关于前述通式(VIII-3)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在0.5质量%以上15质量%以下,优选在0.5质量%以上10质量%以下,优选在0.5质量%以上5质量%以下,优选在1质量%以上5质量%以下。
当需要将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、响应速度快的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。进一步,当需要将本发明的液晶组合物的Tni保持为高、不易发生烧屏的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。此外,在为了将驱动电压保持为低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高,且使上限值高。
进一步,本发明的由通式(IX)表示的化合物优选为通式(IX-1)所表示的化合物。
[化258]
(上述通式(IX-1)式中,R9及X92表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
进一步,本发明的由通式(IX-1)表示的化合物优选为通式(IX-1-1)所表示的化合物。
[化259]
(上述通式(IX-1-1)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能作适当组合来使用。所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种。进一步,在本发明的另外的实施方式中,为3种以上。
关于前述通式(IX-1-1)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,根据实施方式作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(IX-1-1)所表示的化合物的含量,例如作为本发明的一个实施方式,为1~30质量%。进一步,例如作为本发明的另外的实施方式,前述化合物的含量为2~25质量%。例如,作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为3~20质量%。例如,作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为9~15质量%。例如,作为本发明的进一步另外的实施方式,前述化合物的含量为12~20质量%。
进一步,通式(IX-1-1)所表示的化合物优选为式(28.1)至式(28.5)所表示的化合物,优选为式(28.3)或/及式(28.5)所表示的化合物。
[化260]
[化261]
[化262]
[化263]
[化264]
进一步,本发明的由通式(IX-1)表示的化合物优选为通式(IX-1-2)所表示的化合物。
[化265]
(上述(IX-1-2)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至3种,更优选组合1种至4种。
关于前述通式(IX-1-2)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上30质量%以下,优选在5质量%以上25质量%以下,优选在8质量%以上20质量%以下。
进一步,通式(IX-1-2)所表示的化合物优选为式(29.1)至式(29.4)所表示的化合物,优选为式(29.2)或/及式(29.4)所表示的化合物。
[化266]
[化267]
[化268]
[化269]
进一步,通式(IX)所表示的化合物优选为通式(IX-2)所表示的化合物。
[化270]
(上述通式(IX-2)中,R9、X91及X92表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
进一步,本发明的由通式(IX-2)表示的化合物优选为通式(IX-2-1)所表示的化合物。
[化271]
(上述通式(IX-2-1)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
例如,在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(IX-2-1)所表示的化合物的含量为1~25质量%。在另外的实施方式中,前述化合物的含量为1~20质量%。进一步在另外的实施方式中,前述化合物的含量为1~15质量%。在又进一步另外的实施方式中,前述化合物的含量为1~10质量%。在又进一步另外的实施方式中,前述化合物的含量为1~5质量%。在又进一步另外的实施方式中,前述化合物的含量为1~4质量%。
进一步,前述通式(IX-2-1)所表示的化合物优选为式(30.1)至式(30.4)所表示的化合物,优选为式(30.1)至式(30.2)所表示的化合物。
[化272]
[化273]
[化274]
[化275]
进一步,本发明的由通式(IX-2)表示的化合物优选为通式(IX-2-2)所表示的化合物。
[化276]
(上述通式(IX-2-2)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
关于前述通式(IX-2-2)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中作适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,前述通式(IX-2-2)所表示的化合物的含量,在本发明的一个实施方式中,为1~30质量%,在另外的实施方式中,为1~25质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~20质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~17质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~16质量%,在进一步另外的实施方式中,为1~12质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~11质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为2~17质量%,在又进一步另外的实施方式中,为6~17质量%,在又进一步另外的实施方式中,为8~17质量%,在又进一步另外的实施方式中,为9~17质量%,在又进一步另外的实施方式中,为14~17质量%,在又进一步另外的实施方式中,为14~16质量%,在又进一步另外的实施方式中,为2~9质量%,在又进一步另外的实施方式中,为6~10质量%,在又进一步另外的实施方式中,为8~11质量%,在又进一步另外的实施方式中,为9~12质量%。
进一步,前述通式(IX-2-2)所表示的化合物优选为式(31.1)至式(31.4)所表示的化合物,优选为式(31.1)至式(31.4)所表示的化合物。
[化277]
[化278]
[化279]
[化280]
进一步,通式(IX-2)所表示的化合物优选为通式(IX-2-3)所表示的化合物。
[化281]
(上述通式(IX-2-3)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1~2种。
关于前述通式(IX-2-3)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上30质量%以下,更优选在3质量%以上20质量%以下,进一步优选在6质量%以上15质量%以下,进一步优选在8质量%以上10质量%以下。
进一步,前述通式(IX-2-3)所表示的化合物优选为式(32.1)至式(32.4)所表示的化合物,优选为式(32.2)及/或式(32.4)所表示的化合物。
[化282]
[化283]
[化284]
[化285]
进一步,本发明的由通式(IX-2)表示的化合物优选为通式(IX-2-4)所表示的化合物。
[化286]
(上述通式(IX-2-4)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
关于前述通式(IX-2-4)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在1质量%以上25质量%以下,优选在1质量%以上20质量%以下,优选在1质量%以上15质量%以下,优选在1质量%以上12质量%以下,优选在5质量%以上12质量%以下,优选在7质量%以上12质量%以下。
进一步,通式(IX-2-4)所表示的化合物优选为式(33.1)至式(33.8)所表示的化合物,更优选为式(33.1)、式(33.8)及式(33.2)~式(33.5)所表示的化合物。
[化287]
[化288]
[化289]
[化290]
[化291]
[化292]
[化293]
在上述式(33.8)中,R25优选为碳原子数2~6的烯基。
进一步,本发明的由通式(IX-2)表示的化合物优选为通式(IX-2-5)所表示的化合物。
[化294]
(上述通式(IX-2-5)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中作适当组合来使用。例如,在本发明的一个实施方式中,为1种,在另外的实施方式中,为2种,在进一步另外的实施方式中,为3种,在又进一步另外的实施方式中,为4种以上。
关于前述通式(IX-2-5)所表示的化合物的含量,可考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中作适当调整。
例如,前述通式(IX-2-5)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总质量,在本发明的一个实施方式中,为0.1~30质量%,在另外的实施方式中,为0.3~25质量%,在进一步另外的实施方式中,为0.5~20质量%,在又进一步另外的实施方式中,为1~15质量%,在又进一步另外的实施方式中,为2~14质量%,在又进一步另外的实施方式中,为2.5~15质量%,在又进一步另外的实施方式中,为3~12质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为低、需要响应速度快的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。进一步,在将本发明的液晶组合物的Tni保持为高、需要不易发生烧屏的液晶组合物时,优选使上述的下限值低,且使上限值低。此外,在为了将驱动电压保持为低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高,且使上限值高。
进一步,通式(IX-2-5)所表示的化合物优选为式(34.1)至式(34.5)所表示的化合物,优选为式(34.1)、式(34.2)、式(34.3)及/或式(34.5)所表示的化合物。
[化295]
[化296]
[化297]
[化298]
[化299]
[化300]
[化301]
进一步,本发明的由通式(IX)表示的化合物优选为通式(IX-3)所表示的化合物。
[化302]
(上述通式(IX-3)中,R9、X91及X92表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
进一步,前述通式(IX-3)所表示的化合物优选为通式(IX-3-1)所表示的化合物。
[化303]
(上述通式(IX-3-1)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1~2种。
关于前述通式(IX-3-1)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选在3质量%以上30质量%以下,优选在7质量%以上30质量%以下,优选在13质量%以上20质量%以下,优选在15质量%以上18质量%以下。
进一步,通式(IX-3-1)所表示的化合物优选为式(35.1)至式(35.4)所表示的化合物,优选为式(35.1)及/或式(35.2)所表示的化合物。
[化304]
[化305]
[化306]
[化307]
进一步,本发明的由通式(M)表示的化合物优选为选自通式(XIII)所表示的化合物组中的化合物。
[化308]
(上述通式(XIII)中,X131至X135各自独立地表示氟原子或氢原子,R13表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,Y13表示氟原子或-OCF3。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选含有这些化合物当中的1种~2种,更优选含有1种~3种,进一步优选含有1种~4种。
关于通式(XIII)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为2%,在另外的实施方式中,为4%,在进一步另外的实施方式中,为5%,在又进一步另外的实施方式中,为7%,在又进一步另外的实施方式中,为9%,在又进一步另外的实施方式中,为11%,在又进一步另外的实施方式中,为13%。在又进一步另外的实施方式中,为14%。在又进一步另外的实施方式中,为16%。在又进一步另外的实施方式中,为20%。
此外,关于含量的上限值,例如,在本发明的一个实施方式中,为30%,在另外的实施方式中,为25%,在进一步另外的实施方式中,为20%,在又进一步另外的实施方式中,为15%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为5%。
当本发明的液晶组合物被使用于单元间隙小的液晶显示元件用时,宜使通式(XIII)所表示的化合物的含量多。而当被使用于驱动电压小的液晶显示元件用时,则宜使通式(XIII)所表示的化合物的含量多。此外,当被使用于低温环境下所使用的液晶显示元件用时,宜使通式(XIII)所表示的化合物的含量少。当为被使用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物时,宜使通式(XIII)所表示的化合物的含量少。
进一步,本发明的由通式(XIII)表示的化合物优选为通式(XIII-1)所表示的化合物。
[化309]
(上述通式(XIII-1)中,R13表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(XIII-1)表示的化合物优选含有1质量%以上,更优选含有3质量%以上,进一步优选含有5质量%以上,特别优选含有10质量%以上。此外,作为最大可含有的比率,优选在25质量%以下,更优选在20质量%以下,进一步优选在15质量%以下。
进一步,通式(XIII-1)所表示的化合物优选为式(48.1)至式(48.4)所表示的化合物,优选为式(48.2)所表示的化合物。
[化310]
[化311]
[化312]
[化313]
进一步,本发明的由通式(XIII)表示的化合物优选为通式(XIII-2)所表示的化合物。
[化314]
(上述通式(XIII-2)中,R13表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选含有这些化合物当中的1种~2种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(XIII-2)表示的化合物优选含有5质量%以上,更优选含有6质量%以上,进一步优选含有8质量%以上,特别优选含有10质量%以上。此外,作为最大可含有的比率,优选在25质量%以下,更优选在20质量%以下,进一步优选在15质量%以下。
进一步,通式(XIII-2)所表示的化合物优选为式(49.1)至式(49.4)所表示的化合物,优选为式(49.1)或/及式(49.2)所表示的化合物。
[化315]
[化316]
[化317]
[化318]
进一步,本发明的由通式(XIII)表示的化合物优选为通式(XIII-3)所表示的化合物。
[化319]
(上述通式(XIII-3)中,R13表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选可含有这些化合物当中的1种~2种。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(XIII-3)表示的化合物优选含有2质量%以上,更优选含有4质量%以上,进一步优选含有9质量%以上,特别优选含有11质量%以上。此外,作为最大可含有的比率,优选在20质量%以下,更优选在17质量%以下,进一步优选在14质量%以下。
进一步,通式(XIII-3)所表示的化合物优选为式(50.1)至式(50.4)所表示的化合物,优选为式(50.1)或/及式(50.2)所表示的化合物。
[化320]
[化321]
[化322]
[化323]
进一步,本发明的由通式(M)表示的化合物优选为选自通式(XIV)所表示的化合物组中的化合物。
[化324]
(上述通式(XIV)中,R14表示碳原子数1~7的烷基、碳原子数2~7的烯基或碳原子数1~7的烷氧基,X141至X144各自独立地表示氟原子或氢原子,Y14表示氟原子、氯原子或-OCF3,Q14表示单键、-COO-或-CF2O-,m14为0或1。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中作适当组合。例如,在本发明的一个实施方式中,为1种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2种。或者,在本发明的再另外的实施方式中,为3种。此外,在本发明的再另外的实施方式中,为4种。或者,在本发明的再另外的实施方式中,为5种。或者,在本发明的再另外的实施方式中,为6种以上。
关于通式(XIV)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为3%,在另外的实施方式中,为7%,在进一步另外的实施方式中,为8%,在又进一步另外的实施方式中,为11%,在又进一步另外的实施方式中,为12%,在又进一步另外的实施方式中,为16%,在又进一步另外的实施方式中,为18%。在又进一步另外的实施方式中,为19%。在又进一步另外的实施方式中,为22%。在又进一步另外的实施方式中,为25%。
此外,关于含量的上限值,例如在本发明的一个实施方式中,为40%,在另外的实施方式中,为35%,在进一步另外的实施方式中,为30%,在又进一步另外的实施方式中,为25%,在又进一步另外的实施方式中,为20%,在又进一步另外的实施方式中,为15%。
当本发明的液晶组合物被使用于驱动电压小的液晶显示元件用时,宜使通式(XIV)所表示的化合物的含量多。此外,当为被使用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物时,宜使通式(XIV)所表示的化合物的含量少。
进一步,本发明的由通式(XIV)表示的化合物优选为通式(XIV-1)所表示的化合物。
[化325]
(上述通式(XIV-1)中,R14表示碳原子数1~7的烷基、碳原子数2~7的烯基或碳原子数1~7的烷氧基,Y14表示氟原子、氯原子或-OCF3。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等组合1种至3种。
进一步,通式(XIV-1)所表示的化合物优选为通式(XIV-1-1)所表示的化合物。
[化326]
(上述通式(XIV-1)中,R14表示碳原子数1~7的烷基、碳原子数2~7的烯基或碳原子数1~7的烷氧基。)
前述通式(XIV-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在2质量%以上,更优选在4质量%以上,进一步优选在7质量%以上,进一步优选在10质量%以上,特别优选在18质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在30质量%以下,进一步优选在27质量%以下,更优选在24质量%以下,特别优选小于21质量%。
进一步,通式(XIV-1-1)所表示的化合物具体而言优选为式(51.1)至式(51.4)所表示的化合物,更优选含有式(51.1)所表示的化合物。
[化327]
[化328]
[化329]
[化330]
进一步,通式(XIV-1)所表示的化合物优选为通式(XIV-1-2)所表示的化合物。
[化331]
(上述通式(XIV-1-2)中,R14表示碳原子数1~7的烷基、碳原子数2~7的烯基或碳原子数1~7的烷氧基。)
通式(XIV-1-2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在3质量%以上,进一步优选在5质量%以上,特别优选在7质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在15质量%以下,更优选在13质量%以下,进一步优选在11质量%以下,特别优选小于9质量%。
进一步,前述通式(XIV-1-2)所表示的化合物具体而言优选为式(52.1)至式(52.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(52.4)所表示的化合物。
[化332]
[化333]
[化334]
[化335]
进一步,本发明的由通式(XIV)表示的化合物优选为通式(XIV-2)所表示的化合物。
[化336]
(上述通式(XIV-2)中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,X141至X144各自独立地表示氟原子或氢原子,Y14表示氟原子、氯原子或-OCF3。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中作适当组合。例如,在本发明的一个实施方式中,为1种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2种。或者,在本发明再另外的实施方式中,为3种。此外,在本发明的再另外的实施方式中,为4种。或者,在本发明的再另外的实施方式中,为5种以上。
关于通式(XIV-2)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中,具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如,在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为0.1%,在另外的实施方式中,为0.5%,再另外的实施方式中,为1%,在又进一步另外的实施方式中,为1.2%,在又进一步另外的实施方式中,为1.5%,在又进一步另外的实施方式中,为2%,在又进一步另外的实施方式中,为2.5%。在又进一步另外的实施方式中,为3%。
此外,关于含量的上限值,例如,在本发明的一个实施方式中,为20%,在另外的实施方式中,为18%,在进一步另外的实施方式中,为12%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为8%,在又进一步另外的实施方式中,为7%。
当本发明的液晶组合物被使用于驱动电压小的液晶显示元件用时,宜使通式(XIV-2)所表示的化合物的含量多。此外,当为被使用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物时,则宜使通式(XIV-2)所表示的化合物的含量少。
进一步,本发明的由通式(XIV-2)表示的化合物优选为通式(XIV-2-1)所表示的化合物。
[化337]
(上述通式(XIV-2-1)中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(XIV-2-1)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在1质量%以上,更优选在3质量%以上,进一步优选在5质量%以上,特别优选在7质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在15质量%以下,更优选在13质量%以下,进一步优选在11质量%以下,特别优选小于9质量%。
进一步,通式(XIV-2-1)所表示的化合物具体而言优选为式(53.1)至式(53.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(53.4)所表示的化合物。
[化338]
[化339]
[化340]
[化341]
进一步,通式(XIV-2)所表示的化合物优选为通式(XIV-2-2)所表示的化合物。
[化342]
(上述通式(XIV-2-2)中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(XIV-2-2)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在3质量%以上,更优选在6质量%以上,进一步优选在9质量%以上,特别优选在12质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在20质量%以下,更优选在17质量%以下,进一步优选在15质量%以下,特别优选在14质量%以下。
进一步,通式(XIV-2-2)所表示的化合物具体而言优选为式(54.1)至式(54.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(54.2)及/或式(54.4)所表示的化合物。
[化343]
[化344]
[化345]
[化346]
进一步,通式(XIV-2)所表示的化合物优选为通式(XIV-2-3)所表示的化合物。
[化347]
(上述通式(XIV-2-3)中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(XIV-2-3)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在5质量%以上,更优选在9质量%以上,特别优选在12质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在30质量%以下,进一步优选小于27质量%,更优选在24质量%以下,特别优选小于20质量%。
进一步,通式(XIV-2-3)所表示的化合物具体而言优选为式(55.1)至式(55.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(55.2)及/或式(55.4)所表示的化合物。
[化348]
[化349]
[化350]
[化351]
进一步,通式(XIV-2)所表示的化合物优选为通式(XIV-2-4)所表示的化合物。
[化352]
(上述通式(XIV-2-4)中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并无特别限制,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中作适当组合。例如,在本发明的一个实施方式中,为1种。进一步在本发明的另外的实施方式中,为2种。或者,在本发明的再另外的实施方式中,为3种以上。
关于通式(XIV-2-4)所表示的化合物的含量,考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式中具有上限值与下限值。关于含量的下限值,例如,在本发明的一个实施方式中,相对于本发明的液晶组合物的总量,为0.1%,在另外的实施方式中,为0.5%,再另外的实施方式中,为0.7%,在又进一步另外的实施方式中,为1%,在又进一步另外的实施方式中,为1.2%,在又进一步另外的实施方式中,为1.8%,在又进一步另外的实施方式中,为2%。在又进一步另外的实施方式中,为2.5%。在又进一步另外的实施方式中,为3%。
此外,关于含量的上限值,例如,在本发明的一个实施方式中,为15%,在另外的实施方式中,为12%,在进一步另外的实施方式中,为11%,在又进一步另外的实施方式中,为10%,在又进一步另外的实施方式中,为8%,在又进一步另外的实施方式中,为6%。
当本发明的液晶组合物被使用于驱动电压小的液晶显示元件用时,宜使通式(XIV-2-4)所表示的化合物的含量多。此外,当为被使用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物时,宜使通式(XIV-2-4)所表示的化合物的含量少。
进一步,通式(XIV-2-4)所表示的化合物具体而言优选为式(56.1)至式(56.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(56.1)、式(56.2)及式(56.4)所表示的化合物。
[化353]
[化354]
[化355]
[化356]
进一步,通式(XIV-2)所表示的化合物优选为通式(XIV-2-5)所表示的化合物。
[化357]
(上述通式(XIV-2-5)中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(XIV-2-5)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在5质量%以上,更优选在10质量%以上,特别优选在13质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在25质量%以下,进一步优选小于22质量%,更优选在18质量%以下,特别优选小于15质量%。
进一步,通式(XIV-2-5)所表示的化合物具体而言为式(57.1)至式(57.4)所表示的化合物。其中,优选含有式(57.1)所表示的化合物。
[化358]
[化359]
[化360]
[化361]
进一步,通式(XIV-2)所表示的化合物优选为通式(XIV-2-6)所表示的化合物。
[化362]
(式中,R14表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(XIV-2-6)所表示的化合物的含量,相对于本发明的液晶组合物的总量,优选在5质量%以上,更优选在10质量%以上,特别优选在15质量%以上。此外,优选考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,使最大比率在25质量%以下,进一步优选在22质量%以下,更优选在20质量%以下,特别优选小于17质量%。
进一步,通式(XIV-2-6)所表示的化合物具体而言优选为式(58.1)至式(58.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(58.2)所表示的化合物。
[化363]
[化364]
[化365]
[化366]
本发明中使用的化合物在分子内不具有过酸(-CO-OO-)结构。此外,在重视液晶组合物的可靠性及长期稳定性时,优选不使用具有羰基的化合物。此外,在重视利用UV照射的稳定性时,宜不使用具有氯原子取代的化合物。也优选仅为分子内的环结构全部为6员环的化合物。
本发明的液晶组合物的优选实施方式中,为下述的液晶组合物:含有至少1种以上由通式(i)表示的化合物、至少1种以上由通式(M-1)表示的化合物及至少1种以上由通式(I-1)表示的化合物,且在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下。
[化367]
(上述通式(i)中,Ri1及Ri2各自独立地为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,前述Ri1或Ri2中的至少一者为烯基。)
[化368]
(上述通式(M-1)中,XM12、XM13、XM14、XM15、XM16及XM17各自独立地表示氢原子或氟原子,
环A各自独立地表示选自由下述(a)及(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-取代),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代),
上述的基团(a)与基团(b)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
RM1为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,
YM11表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基、碳原子数1~10个的烷氧基、氢原子、氟原子、氰基、-CF3或-OCF3
n为0以上2以下的整数。)
[化369]
(上述通式(I-1)中,R11及R12各自独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基可以在氧原子不连续结合的范围内被氧原子取代,可以在羰基不连续结合的范围内被羰基取代。)
也就是说,在本发明的液晶组合物中,若从通式(i)所表示的化合物组中选择至少1种化合物作为第一成分,且从通式(M-1)所表示的化合物组中选择至少1种作为第二成分,则会降低液晶层的电容,由此可减小对TFT的电压写入扫描时对相当于CTOTAL的电容器充电的影响,使之不发生因电压波形的变形、延迟所导致的闪烁、响应速度恶化等现象,或者仅发生可忽视的程度,关于低温稳定性的问题、滴痕的问题或维持高速响应性的效果均可达成。
另外,根据需要,可含有选自由通式(I-4)、通式(I-5)、通式(II-2)及通式(II-3)所表示的化合物组成的组中的至少1种化合物作为非极性成分(通式(L)),可含有选自由通式(X-2)、通式(X-3)、通式(X-5)、通式(VIII)及通式(XI)所表示的化合物组成的组中的至少1种化合物作为极性成分(通式(M))。
此外,分别从通式(i)及通式(M-1)所表示的化合物组中选择的至少1种化合物,优选在液晶组合物整体当中含有1~50质量%,更优选含有2~45质量%,进一步优选含有3~40质量%,更进一步优选含有4~38质量%,特别优选含有5~35质量%。
本发明的液晶组合物的优选实施方式中,分别从通式(i)、通式(M-1)、通式(L)及通式(M)所表示的化合物组中选择的至少1种化合物在液晶组合物整体当中优选含有50~100质量%,更优选含有55~98质量%,进一步优选含有60~95质量%,更进一步优选含有65~90质量%,特别优选含有68~85质量%。
本发明的液晶组合物的其他优选实施方式中,分别从通式(i)、通式(M-1)及通式(I-1)所表示的化合物组中选择的至少1种化合物在液晶组合物整体当中优选含有40~100质量%,更优选含有50~90质量%,进一步优选含有55~85质量%,更进一步优选含有60~80质量%,特别优选含有65~75质量%。
本发明的液晶组合物的其他优选实施方式中,分别从通式(i)、通式(M-1)及通式(L)所表示的化合物组中选择的至少1种化合物在液晶组合物整体当中优选含有40~100质量%,更优选含有50~93质量%,进一步优选含有55~88质量%,更进一步优选含有58~85质量%,特别优选含有60~82质量%。
本发明的液晶组合物的其他优选实施方式中,分别从通式(i)、通式(M-1)及通式(M)所表示的化合物组中选择的至少1种化合物在液晶组合物整体当中优选含有20~90质量%,更优选含有30~80质量%,进一步优选含有35~75质量%,更进一步优选含有40~70质量%,特别优选含有45~60质量%。
在重视改善粘度及改善Tni时,优选使分子内具有氢原子可被卤素取代的2-甲苯-1,4-二基的化合物的含量少,优选使前述分子内具有2-甲苯-1,4-二基的化合物的含量相对于前述组合物的总质量在10质量%以下,更优选在5质量%以下,进一步优选为实质上不含有。
为了抑制液晶组合物氧化所造成的劣化,优选使具有亚环己烯基(cyclohexenylene)作为环结构的化合物的含量少,优选使具有亚环己烯基的化合物的含量相对于前述组合物的总质量在10质量%以下,更优选在5质量%以下,进一步优选为实质上不含有。
本发明的液晶组合物的其他优选实施方式中,为一种含有通式(i)、通式(M-1)及通式(II-2)所表示的化合物的液晶组合物,且在25℃的介电常数各向异性优选大于0且为5以下,在25℃的介电常数各向异性更优选大于0且为4以下,在25℃的介电常数各向异性特别优选大于0且为3以下。
在含有通式(i)、通式(M-1)及通式(II-2)所表示的化合物的该组合物的情况中,优选这3种化合物在液晶组合物整体当中含有3~75质量%,更优选含有6~70质量%,进一步优选含有9~65质量%,更进一步优选含有12~60质量%,特别优选含有15~55质量%。
尤其是在通式(II-2)所表示的化合物当中含有由式(11.1)及/或式(11.2)所表示的化合物10~30质量%左右时,可在不会损及由通式(i)与通式(M)的组合所带来的优异的相溶性的情况下,提供一种适宜地具备更高的向列上限温度范围、更低的粘性、高可靠性、高弹性常数等对液晶显示元件用的液晶组合物所要求的各种性能的液晶组合物。在更优选重视低粘性时,可优选使用式(11.1),在重视更高的弹性常数时,可优选使用式(11.2)。进一步通过对于通式(i)与式(11.1)及/或式(11.2)所表示的化合物在组合物中的比率,在20~60质量%的范围内任意调整总量,可在不损及本发明的效果的情况下,在具备高弹性常数的状态下任意调整液晶介质的折射率各向异性。
本发明的液晶组合物在25℃的介电常数各向异性(Δε)大于0且为+5以下,优选为+0.5至+4.0,更优选为+1.0至+3.5,特别优选为+1.5至+3.0。
本发明的液晶组合物在25℃的折射率各向异性(Δn)为0.06至0.20,更优选为0.07至0.18,特别优选为0.08至0.16。更详而言,则当对应于薄的单元间隙时,优选为0.11至0.14,当对应于厚的单元间隙时,优选为0.08至0.11。
本发明的液晶组合物的向列相-各向同性液相转变温度(Tni)为60℃至120℃,更优选为70℃至110℃,特别优选为70℃至100℃。
本发明的液晶组合物在25℃的粘度(η)为5至20mPa·s,更优选为18mPa·s以下,特别优选为15mPa·s以下。
本发明的液晶组合物在25℃的旋转粘性(γ1)为20至60mPa·s,更优选为50mPa·s以下,特别优选为40mPa·s以下。
本发明的含有聚合性化合物的液晶组合物,优选被使用于下述的液晶显示元件:液晶组合物所含的聚合性化合物因照射紫外线而聚合,由此赋予液晶取向能力,利用液晶组合物的双折射控制光的透光量。
在本发明的液晶组合物中,为了制作PSA模式或横电场型PSA模式等的液晶显示元件,可含有聚合性化合物。作为可使用的聚合性化合物,可列举利用光等能量射线进行聚合的光聚合性单体等,作为结构,例如可列举联苯衍生物、三联苯衍生物等具有多个六员环连接而成的液晶骨架的聚合性化合物等。更具体而言,优选为通式(XX)所表示的二官能单体。
[化370]
前述通式(XX)中,X201及X202各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3个的烷基(甲基、乙基、丙基),
Sp201及Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基(alkylene group)或-O-(CH2)S-(式中,s表示2~7的整数,氧原子结合于芳香环。),
Z201表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中,Y1及Y2各自独立地表示氟原子或氢原子。)、-C≡C-或单键,
M201表示反式-1,4-亚环己基、单键或任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基,
上述通式(XX)中的所有的1,4-亚苯基中,任意的氢原子可被氟原子取代。
本发明的聚合性化合物的优选形态为,X201及X202均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物,或是X201及X202均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物,也优选为其中一者表示氢原子而另一者表示甲基的化合物。这些化合物的聚合速度为,二丙烯酸酯衍生物最快,二甲基丙烯酸酯衍生物慢,非对称化合物介于二者之间,可根据其用途,使用优选的方式。在PSA显示元件中,特别优选为二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp201及Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,在PSA显示元件中,优选至少一者为单键,优选均表示单键的化合物或其中一者为单键而另一者表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。此情况中,更优选为碳原子数1~4的亚烷基,s优选为1~4。
Z201优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,更优选为-COO-、-OCO-或单键,特别优选为单键。
M201表示任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,优选为任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基或单键。M201表示单键以外的环结构时,Z201优选为单键以外的连接基团,M201为单键时,Z201优选为单键。
由这些方面,在通式(XX)中,Sp201及Sp202之间的环结构具体而言优选为下述的式(XXa-1)~式(XXa-5)的结构。
前述通式(XX)中,当M201表示单键、环结构由二个环形成时,优选表示下述式(XXa-1)~式(XXa-5),更优选表示式(XXa-1)~式(XXa-3),特别优选表示式(XXa-1)。
[化371]
在上述式(XXa-1)~式(XXa-5)中,键的两端结合于Sp201或Sp202
含有这些骨架的聚合性化合物聚合后的取向约束力最适于PSA型液晶显示元件,可得到良好的取向状态,因此显示不均被抑制、或完全不会发生。
由以上所述,作为前述聚合性化合物,优选为选自通式(XX-1)~通式(XX-4)所表示的化合物组中的至少1种化合物,其中,更优选为通式(XX-2)所表示的化合物。
[化372]
前述通式(XX-3)及通式(XX-4)中,Sp20表示碳原子数2~5的亚烷基。
当在本发明的液晶组合物添加聚合性化合物时,即使是不存在聚合引发剂的情况,聚合也会进行,但为了促进聚合,可含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举:苯偶姻醚类、二苯基酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。
本发明的液晶组合物可进一步含有通式(Q)所表示的化合物作为抗氧化剂。
[化373]
前述通式(Q)中,RQ表示碳原子数1~22的烷基或烷氧基,该烷基中的1个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代,MQ表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或单键。
在前述通式(Q)中,RQ优选为碳原子数1~22的烷基或烷氧基,该烷基(包含前述烷氧基中的烷基)可为直链状或支链状。此外,前述RQ表示碳原子数1~22的直链或支链烷基或者直链或支链烷氧基,该烷基(包含前述烷氧基中的烷基)中的1个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代。在前述通式(Q)中RQ优选为碳原子数1~20个且选自由直链烷基、直链烷氧基、1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基及1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基组成的组中的至少1个,进一步优选为选自由碳原子数1~10的直链烷基、1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基及1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基组成的组中的至少1个。
MQ表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或单键,优选为反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
前述通式(Q)所表示的化合物优选为选自下述通式(Q-a)~通式(Q-d)所表示的化合物组中的至少1种化合物,更优选为通式(Q-a)及/或(Q-c)所表示的化合物。
[化374]
前述通式(Q-a)~式(Q-d)中,RQ1优选为碳原子数1~10的直链烷基或支链烷基,RQ2优选为碳原子数1~20的直链烷基或支链烷基,RQ3优选为碳原子数1~8的直链烷基、支链烷基、直链烷氧基或支链烷氧基,LQ优选为碳原子数1~8的直链亚烷基或支链亚烷基。这些之中,通式(Q)所表示的化合物更优选为下述式(Q-a-1)及/或(Q-c-1)所表示的化合物。
[化375]
[化373]
在本发明的液晶组合物中,优选含有1种或2种前述通式(Q)所表示的化合物,更优选含有1种~5种,其含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为0.001~1质量%,优选为0.001~0.1质量%,优选为0.001~0.05质量%。
本发明的第二方式,是具备液晶组合物的液晶显示元件,该液晶组合物含有前述通式(i)所表示的化合物及前述通式(M-1)所表示的化合物,且在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下。
作为本发明的液晶显示元件,对AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)有用,可使用于透射型或者反射型的液晶显示元件。
此外,作为本发明的液晶显示元件的驱动方式(或也称为模式),对ECB-LCD、VA-LCD、VA-IPS-LCD、FFS(边缘场切换)-LCD、TN(向列型液晶显示元件)、STN-LCD(超扭转向列型液晶显示元件)、OCB-LCD及IPS-LCD(平面转换液晶显示元件)有用,特别优选为IPS模式或FFS模式的液晶显示元件。
关于近年来在以智能手机为代表的便携式平板中使用的液晶显示器,就迅速开发、不断普及的IPS模式、FFS模式等横电场型液晶显示器而言,由于低耗电受到重视,因此有利地使用主要具有高Δε的正介电常数各向异性的液晶组合物。该情况中,液晶本身的粘性有变高的倾向,进一步不仅是液晶层,向FFS基板绝缘层(例如后述的图5、图7中的绝缘层18)充电所导致的时间损耗也变得易于发生,故其响应速度不足。为了改善此点,认为通过降低液晶层的电容,也就是说使用Δε为正且非常小的液晶组合物,可降低液晶层的诱导极化。由此,液晶组合物本身的粘性也下降,作为IPS、FFS模式,可达成极快的响应速度。
关于使用于前述液晶显示元件的液晶单元的2片基板,可使用玻璃或具有如塑料那样的柔软性的透明材料,其中一者可为硅等不透明材料。关于具有透明电极层的透明基板,例如可通过在玻璃板等透明基板上溅射铟锡氧化物(ITO)而得。
前述滤色器例如可通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等来制作。若以利用颜料分散法进行的滤色器制作方法为一个例子来说明,则是将滤色器用的固化性着色组合物涂布在该透明基板上,施以图案化处理,然后通过加热或光照使之固化。可通过对红、绿、蓝3色分别进行此步骤,以制作滤色器用的像素部。除此之外,可在该基板上设置TFT、设有薄膜二极管等有源元件的像素电极。
使前述基板以透明电极层成为内侧的方式相对。此时,可隔着间隔物来调整基板的间隔。此时,优选调整成所得的调光层(液晶层)的厚度成为1~100μm。进一步优选为1.5至10μm,在使用偏光板时,优选以对比度成为最大的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度G的积。此外,具有二片偏光板时,可调整各偏光板的偏光轴,调整成使视野角、对比度成为良好。进一步,可使用用以增宽视野角的相位差膜。作为间隔物,例如可列举:玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、由光致抗蚀剂材料等构成的柱状间隔物等。然后,以设有液晶注入口的形状将环氧系热固化性组合物等密封剂网板印刷于该基板,将该基板彼此贴合,进行加热使密封剂热固化。
在2片基板间夹持液晶组合物(视需要可含有聚合性化合物)的方法,可使用通常的真空注入法或ODF法等。然而在真空注入法中,虽然不会发生滴痕,但却有残留注入痕迹的课题。在本发明中,可更适合使用采取ODF法制造的显示元件。在ODF法的液晶显示元件制造步骤中,在背板(back plane)或前板(front plane)中的任一基板上,使用分配器将环氧系光热并用固化性等的密封剂描绘成闭环堤状,在脱气条件下将既定量的液晶组合物滴加至其中后,将前板与背板接合,从热可制造液晶显示元件。关于本发明的液晶组合物,由于可稳定地进行ODF步骤中的液晶组合物的滴加,故可适合使用。
作为使聚合性化合物聚合的方法,为了得到液晶的良好的取向性能,期望为适度的聚合速度,故优选为单独或并用或依序照射紫外线或电子射线等活性能量射线从而使之聚合的方法。在使用紫外线时,可使用偏光光源,也可使用非偏光光源。此外,当在2片基板间夹持含有聚合性化合物的液晶组合物的状态下进行聚合时,至少照射面侧的基板对于活性能量射线必须具有适当的透明性。此外,可使用下述手段:在照光时使用掩模仅使特定的部分聚合后,改变电场、磁场或温度等条件,从而改变未聚合部分的取向状态,进一步照射活性能量射线使之聚合。尤其是当进行紫外线曝光时,优选对含有聚合性化合物的液晶组合物一边施加交流电场一边进行紫外线曝光。所施加的交流电场优选为频率10Hz至10kHz的交流,更优选为频率60Hz至10kHz,电压取决于液晶显示元件期望的预倾角来选择。也就是说,可通过施加的电压来控制液晶显示元件的预倾角。在横电场型MVA模式的液晶显示元件,从取向稳定性及对比度的观点而言,优选将预倾角控制在80度至89.9度。
关于照射时的温度,优选为保持本发明的液晶组合物的液晶状态的温度范围内。优选以接近室温的温度、即通常为15~35℃的温度使之聚合。作为产生紫外线的灯,可使用金属卤素灯、高压水银灯、超高压水银灯等。此外,作为照射的紫外线的波长,优选照射波长区域不在液晶组合物的吸收波长区域的紫外线,根据需要,优选滤除(カット)紫外线来使用。所照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm2~100W/cm2,更优选为2mW/cm2~50W/cm2。所照射的紫外线的能量可作适当调整,优选为10mJ/cm2至500J/cm2,更优选为100mJ/cm2至200J/cm2。当照射紫外线时,可改变强度。照射紫外线的时间是根据所照射的紫外线强度来适当选择,优选为10秒至3600秒,更优选为10秒至600秒。
使用本发明的液晶组合物的液晶显示元件是兼顾高速响应与抑制显示不良的有用的液晶显示元件,尤其对于有源矩阵驱动用液晶显示元件有用,可适用于VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS(平面转换)模式、VA-IPS模式、FFS(边缘场切换)模式或ECB模式用液晶显示元件。
以下,一边参照附图,一边详细说明本发明的液晶显示元件(液晶显示器的一个例子)的适宜实施方式。
图1是显示具备彼此相对的二片基板、设置在前述基板间的密封材、及被封入于由前述密封材围绕的密封区域内的液晶的液晶显示元件的剖面图。
具体而言,示出了下述的液晶显示元件的具体方式,该液晶显示元件具备:背板,其在第1基板100上设置有TFT层102、像素电极103,并自其上设置有钝化膜104及第1取向膜105;前板,其在第2基板200上设置有黑矩阵202、滤色器203、平坦化膜(外覆层)201、透明电极204,并自其上设置有第2取向膜205,且前板与前述背板相对;设置在前述基板间的密封材301;封入于由前述密封材围绕的密封区域内的液晶层303;并且,该液晶显示元件在前述密封材301接触的基板面设置有突起(柱状间隔物)302、304。
前述第1基板或前述第2基板若实质上为透明,则材质并无特别限制,可使用玻璃、陶瓷、塑料等。作为塑料基板,可使用纤维素、三乙酰纤维素、二乙酰纤维素等纤维素衍生物;聚环烯烃衍生物;聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃;聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚芳酯以及玻璃纤维-环氧树脂、玻璃纤维-丙烯酸树脂等无机-有机复合材料等。
这里,当使用塑料基板时,优选设置障壁膜。障壁膜的功能在于降低塑料基板所具有的透湿性,提升液晶显示元件的电特性的可靠性。作为障壁膜,若分别为透明性高且水蒸气透过性小的障壁膜,则无特别限定,一般而言是使用以氧化硅等无机材料通过蒸镀、溅射、化学气相沉积法(CVD法)所形成的薄膜。
在本发明中,可使用相同原料或使用不同原料来作为前述第1基板或前述第2基板,并无特别限定。若使用玻璃基板,由于可制作耐热性、尺寸稳定性优异的液晶显示元件,故优选。此外,若为塑料基板,则适于利用卷对卷(roll to roll)法进行的制造方法且适于轻量化或者挠性化,而优选。此外,如果目的在于赋予平坦性及耐热性的话,若组合塑料基板与玻璃基板,则可得到良好的结果。
这里,在后述的实施例中,使用基板作为第1基板100或第2基板200的材质。
背板中,在第1基板100上设置有TFT层102及像素电极103。它们是通过通常的阵列(array)步骤制造。在其上设置钝化膜104及第1取向膜105而得到背板。
钝化膜104(也称为无机保护膜)是用以保护TFT层的膜,通常是通过化学气相生长(CVD)技术等形成氮化膜(SiNx)、氧化膜(SiOx)等。
此外,第1取向膜105为具有使液晶取向的功能的膜,通常大多是使用聚酰亚胺那样的高分子材料。涂布液则使用由高分子材料与溶剂构成的取向剂溶液。取向膜由于可能会阻碍与密封材的接着力,故在密封区域内进行图案涂布。涂布是使用柔版印刷法那样的印刷法、喷墨那样的液滴喷出法。所涂布的取向剂溶液通过预干燥使溶剂蒸发后,受到烘烤而交联固化。然后,为了显现出取向功能,故而进行取向处理。
取向处理通常是以摩擦法进行。在以前述方式形成的高分子膜上使用由人造纤维那样的纤维构成的摩擦布在一方向上摩擦,从而产生液晶取向能力。
此外,有时也使用光取向法。光取向法是在含有具感光性的有机材料的取向膜上照射偏光,从而产生取向能力的方法,不会发生由摩擦法造成的基板损伤、产生粉尘。作为光取向法中的有机材料的例子,有含有二向色性染料的材料。作为二向色性染料,可使用具有发生因光二向色性的魏格特(Weigert)效应所致的分子的取向诱发或异构化反应(例:偶氮苯基)、二聚化反应(例:肉桂酰基)、光交联反应(例:二苯甲酮基)或光分解反应(例:聚酰亚胺基)那样的成为液晶取向能力起源的光反应的基团(以下简称光取向性基)的二向色性染料。所涂布的取向剂溶液是在通过预干燥而蒸发溶剂后,通过照射具有任意的偏向的光(偏光),而可得到在任意的方向具有取向能力的取向膜。
另一方面,前板在第2基板200上设有黑矩阵202、滤色器203、平坦化膜201、透明电极204、第2取向膜205。
黑矩阵202例如是通过颜料分散法来制作。具体而言,在设有障壁膜201的第2基板200上,涂布均匀分散有黑矩阵形成用的黑色着色剂的彩色树脂液,形成着色层。接着,烘烤着色层而进行固化。在其上涂布光致抗蚀剂,对其进行预烘烤。通过掩模图案将光致抗蚀剂曝光后,进行显影而将着色层图案化。然后,剥离光致抗蚀剂层,烘烤着色层而完成黑矩阵202。
或者,可使用光致抗蚀剂型的颜料分散液。此时,涂布光致抗蚀剂型的颜料分散液,在预烘烤后,通过掩模图案进行曝光后,进行显影而将着色层图案化。然后,剥离光致抗蚀剂层,烘烤着色层而完成黑矩阵202。
滤色器203是通过颜料分散法、电沉积法、印刷法或染色法等来制作。若以颜料分散法为例,则将均匀分散有(例如红色的)颜料的彩色树脂液涂布在第2基板200上,在烘烤固化后,在其上涂布光致抗蚀剂,进行预烘烤。通过掩模图案将光致抗蚀剂曝光后,进行显影,并进行图案化。然后剥离光致抗蚀剂层,再次烘烤,从而完成(红色的)滤色器203。所制作的颜色顺序并没有特别限定。同样地,形成绿滤色器203、蓝滤色器203。
透明电极204设置在前述滤色器203上(根据需要在前述滤色器203上设置用于表面平坦化的外覆层(201))。透明电极204优选透射率高,优选电阻小。透明电极204是通过溅射法等形成ITO等的氧化膜。
此外,以保护前述透明电极204为目的,也有在透明电极204上设置钝化膜的情况。
第2取向膜205与前述第1取向膜105相同。
以上,陈述了本发明中所使用的前述背板及前述前板的具体方式,但在本申请中并不限定于该具体方式,可根据期望的液晶显示元件自由地进行方式的变更。
前述柱状间隔物的形状并没有特别限定,可使其水平剖面成为圆形、四边形等的多边形等各式各样的形状,但考虑工序时的失准容限(misalign margin),特别优选使水平剖面成为圆形或正多边形。此外,该突起形状优选为圆锥台或角锥台。
关于前述柱状间隔物的材质,只要是不溶于密封材或密封材所使用的有机溶剂或液晶的材质,则没有特别限定,从加工及轻量化的方面来看,优选为合成树脂(固化性树脂)。另一方面,前述突起可通过光刻的方法、液滴喷出法,设置在第一基板上与密封材接触的面。基于这样的理由,优选使用适合光刻的方法、液滴喷出法的光固化性树脂。
作为例子,说明通过光刻法得到前述柱状间隔物的情况。图2是使用形成在黑矩阵上的柱状间隔物制作用图案作为光掩模图案的曝光处理步骤的图。
在前述前板的透明电极204上,涂布柱状间隔物形成用的(不含着色剂)树脂液。接着,烘烤该树脂层402而固化。在其上涂布光致抗蚀剂,将其预烘烤。通过掩模图案401对光致抗蚀剂进行曝光后,进行显影而将树脂层图案化。然后,剥离光致抗蚀剂层,烘烤树脂层而完成柱状间隔物(图1的302、304)。
柱状间隔物的形成位置可通过掩模图案来定位于期望的位置。因此,可同时制作液晶显示元件的密封区域内与密封区域外(密封材涂布部分)两者。此外,优选以密封区域的品质不降低的方式,将柱状间隔物形成为位于黑矩阵之上。有时将这样通过光刻法所制作的柱状间隔物称为柱间隔物或光间隔物。
前述间隔物的材质可使用PVA-茋偶氮(stilbazo)感光性树脂等的负型水溶性树脂、多官能丙烯酸系单体、丙烯酸共聚物、三唑系引发剂等的混合物。或者,也有使用在聚酰亚胺树脂中分散有着色剂的彩色树脂的方法。在本发明中,并没有特别限定,可按照所使用的液晶、与密封材的相合性,以公知的材质得到间隔物。
以这样的方式在前板上的成为密封区域的面设置柱状间隔物后,在该背板的与密封材接触的面涂布密封材(图1中的301)。
前述密封材的材质并无特别限定,可使用在环氧系、丙烯酸系的光固化性、热固化性、光热并用固化性的树脂中添加聚合引发剂而得到的固化性树脂组合物。此外,为了控制透湿性、弹性模量、粘度等,有时会添加由无机物、有机物所构成的填料类。这些填料类的形状并无特别限定,有球形、纤维状、无定形等。再者,为了良好地控制单元间隙,可混合具有单分散径的球形、纤维状的间隙材,或可为了更加强化与基板的接着力,而混合与基板上突起容易缠绕的纤维状物质。此时所使用的纤维状物质的直径优选为单元间隙的1/5~1/10以下左右,纤维状物质的长度优选短于密封涂布宽度。
此外,纤维状物质的材质只要是可得到指定的形状则没有特别的限定,可适当选择纤维素、聚酰胺、聚酯等的合成纤维、玻璃、碳等的无机材料。
作为涂布密封材的方法,有印刷法、分配法,但优选密封材的使用量少的分配法。关于密封材的涂布位置,为了不对密封区域造成不良影响,通常设置在黑矩阵上。为了形成下一步骤的液晶滴加区域(以液晶不泄漏的方式),密封材涂布形状设为闭环形状。
在涂布有前述密封材的前板的闭环形状(密封区域)中滴加液晶。通常使用分配器。为了与液晶单元容积一致,滴加的液晶量基本上与将柱状间隔物的高度和密封涂布面积相乘而得的体积同量。然而,为了单元贴合步骤中的液晶泄漏、显示特性的优化,可适当调整滴加的液晶量,可使液晶滴加位置分散。
其次,在涂布前述密封材并滴加了液晶的前板上,贴合背板。具体而言,使具有如静电吸盘那样的吸附基板的机构的载台吸附前述前板与前述背板,前板的第2取向膜与背板的第1取向膜相对,配置在密封材与另一侧的基板不相接的位置(距离)。在该状态下对体系内进行减压。减压结束后,一边确认前板与背板的贴合位置,一边调整两基板位置(对准操作)。贴合位置的调整结束后,使基板接近直至前板上的密封材与背板相接的位置。在该状态下在体系内填充惰性气体,一边慢慢地放开减压一边回复到常压。此时,利用大气压力使前板与背板贴合,在柱状间隔物的高度位置形成单元间隙。在该状态下对密封材照射紫外线而使密封材固化,从而形成液晶单元。然后,根据情况增加加热步骤,促进密封材固化。为了强化密封材的接着力、提高电特性可靠性,大多会增加加热步骤。
以下,说明本发明更优选的液晶显示元件的形态。
本发明的液晶显示元件的第二优选实施方式为如下的液晶显示元件:将在表面具有第一取向层及含有薄膜晶体管的电极层的第一基板、与在表面具有第二取向层的第二基板以取向层彼此方向相对的方式隔开地配置,在该上述第一基板与第二基板之间填充有含有液晶组合物的液晶层;其中,上述含有薄膜晶体管的电极层优选具备:呈网状配置的多个栅极配线及数据配线、设置于上述栅极配线与上述数据配线的各交叉部的薄膜晶体管、与上述薄膜晶体管连接的像素电极、以及与上述像素电极隔开地设置于第一基板上的共用电极。此外,接近上述液晶层设置的第一取向层及第二取向层优选为对液晶组合物诱发水平取向的取向膜。
即,上述液晶显示元件优选为依序层叠有第二偏光板、第二基板、含有薄膜晶体管的电极层(或也称为薄膜晶体管层)、取向膜、含有液晶组合物的液晶层、取向膜、滤色器、第一基板、以及第一偏光板的构成。
通过将共用电极与像素电极隔开地设置于同一基板(或电极层)上,而可使上述共用电极与上述像素电极之间产生的电场(E)具有平面方向成分。因此,例如若将对液晶组合物诱发水平取向的取向膜用于上述取向层,则可提供下述的元件:在对共用电极与像素电极之间施加电压前,沿取向膜的取向方向即面方向排列的液晶分子会遮挡住光,若施加电压,则通过对平面方向施加的电场(E)而使液晶分子旋转至水平,沿该电场方向排列,从而遮挡住光。
此外,作为本发明的液晶显示元件的形态,可为所谓的整合式滤色器(COA),可在含有薄膜晶体管的电极层与液晶层之间设置滤色器,或者可在该含有薄膜晶体管的电极层与第二基板之间设置滤色器。也就是说,就发明的液晶显示元件的构成而言,优选在与形成有含有薄膜晶体管的电极层3的第一基板相同的基板侧形成有滤色器6。
再者,本说明书中的所谓“基板上”,不仅指与基板直接抵接,也包含间接抵接的所谓被基板支持的状态。
本发明的液晶显示组成中的第二实施方式的更优选的另一形态(FFS)是如下的液晶显示元件:将在表面具有第一取向层及含有薄膜晶体管的电极层的第一基板、与在表面具有第二取向层的第二基板以取向层彼此方向相对的方式隔开地配置,在该上述第一基板与第二基板之间填充有含有液晶组合物的液晶层;其中,上述含有薄膜晶体管的电极层具备:呈网状配置的多个栅极配线及数据配线、设置于上述栅极配线与上述数据配线的各交叉部的薄膜晶体管、与上述薄膜晶体管连接的像素电极、与上述像素电极隔开并且一起并排设置于第一基板上的共用电极,优选地,接近的上述共用电极与上述像素电极之间的最短隔开距离d短于上述取向层彼此的最短隔开距离G。
再者,在本说明书中,将共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d长于取向层彼此的最短隔开距离G的条件的液晶显示元件称为IPS方式的液晶显示元件,将接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G的条件的元件称为FFS。因此,仅接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G的情况为FFS方式的条件,因此与该共用电极的表面和像素电极的表面在厚度方向上的位置关系并无限制。因此,作为本发明的FFS方式的液晶显示元件,如图3~图7所示,可将像素电极设置于较共用电极更靠近液晶层侧,也可将像素电极与共用电极设置于同一面上。
本发明的液晶组合物尤其在使用于FFS驱动方式(FFS-LCD)的液晶显示元件时,可降低液晶层的诱发极化。此外,就高速响应、烧屏降低的观点而言优选。
以下,使用图3~图7对本发明的第二实施方式的更优选实施方式的一个例子进行说明。图3是示意性地表示液晶显示元件的一个方式的结构的立体分解图,其为所谓FFS方式的液晶显示元件。本发明的液晶显示元件10优选为依序层叠有第二偏光板8、第二基板7、含有薄膜晶体管的电极层(或也称为薄膜晶体管层)3、取向膜4、含有液晶组合物的液晶层5、取向膜4、滤色器6、第一基板2、及第一偏光板1的构成。此外,如图3所示,可通过一对偏光板1、8夹持上述第二基板7及上述第一基板2。进一步,在图3中,在上述第二基板7与取向膜4之间设置有滤色器6。进一步,可以按照与本发明的液晶层5接近、且与构成该液晶层5的液晶组合物直接抵接的方式在(透明)电极(层)3处形成一对取向膜4。
作为本发明的液晶显示元件10的另一优选形态,可为所谓的整合式滤色器(COA),可在薄膜晶体管层3与液晶层5之间设置滤色器6,或者可在该薄膜晶体管层3与第一基板2之间设置滤色器6。
FFS方式的液晶显示元件是利用边缘电场的液晶显示元件,若接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G,则在共用电极与像素电极之间形成边缘电场,可有效率地利用液晶分子的水平方向及垂直方向的取向。也就是说,在FFS方式的液晶显示元件的情况中,可以利用在与像素电极21的形成梳齿形的线垂直的方向上形成的水平方向的电场,以及抛物线状的电场。
图4是将图3中的基板上所形成的含有薄膜晶体管的电极层3(或也称为薄膜晶体管层3)的II区域放大所得的平面图。在栅极配线26与数据配线25相互交叉的交叉部附近,含有源电极27、漏电极24与栅电极28的薄膜晶体管20被设置为作为向像素电极21供给显示信号的切换元件而与上述像素电极21连接。在该图4中,作为一个例子,示出了在梳齿状的像素电极21的背面隔着绝缘层(未图示)而在一面形成有平板体状的共用电极22的构成。此外,上述像素电极21的表面可被保护绝缘膜及取向膜层被覆。予以说明,可以在由上述多根栅极配线26与多根数据配线25所围绕的区域内设置保存由数据配线25所供给的显示信号的储存电容器23。进一步,与栅极配线26并排地设置共用线29。为了向共用电极22供给共用信号,将该共用线29与共用电极22连接。
图5是沿图4中的III-III线方向将液晶显示元件切开所得的剖面图的一个例子。将表面形成有取向层4及含有薄膜晶体管20(11、12、13、14、15、16、17)的电极层3的第一基板2、与表面形成有取向层4的第二基板7以取向层彼此方向相对的方式隔开特定的间隔G,在该空间内填充有含液晶组合物的液晶层5。在上述第一基板2的表面的一部分形成有栅极绝缘膜12,进一步在该栅极绝缘膜12的表面的一部分形成有共用电极22,进一步以覆盖上述共用电极22及薄膜晶体管20的方式形成有绝缘膜18。此外,在上述绝缘膜18上设置有像素电极21,该像素电极21隔着取向层4而与液晶层5连接。因此,像素电极与共用电极之间的最小隔开距离d可作为栅极绝缘膜12的(平均)膜厚进行调整。此外,换言之,在图5的实施方式中,像素电极与共用电极间在基板的水平方向上的距离成为0。像素电极21的梳齿状部分的电极宽度:1、及像素电极21的梳齿状部分之间隙的宽度:m优选形成为通过所产生的电场将液晶层5内的液晶分子全部驱动的程度的宽度。
如图3~7中所示,在接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G的条件的FFS方式的液晶显示元件的情况中,若对以长轴方向与取向层的取向方向平行的方式配置的液晶分子施加电压,则在像素电极21与共用电极22之间形成抛物线形的电场的等电位线直至像素电极21与共用电极22的上部,液晶层5内的液晶分子沿着所形成的电场在液晶层5内旋转而发挥作为切换元件的作用。更详细而言,例如若将对液晶组合物诱发水平取向的取向膜用于上述取向层,则在对共用电极与像素电极之间施加电压前,沿取向膜的取向方向即面方向排列的液晶分子会将光遮住,若施加电压,则会产生由将共用电极与像素电极在同一基板(或电极层)上隔开地设置所引起的平面方向成分的电场、以及通过接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G所产生的源自这些电极的边缘的垂直方向成分的电场(边缘电场),因此即便是具有低介电常数各向异性的液晶分子也可进行驱动。因此,可极力降低就液晶组合物本身的特性而言具有高介电常数各向异性(Δε)的化合物的量,因此可使液晶组合物本身含有大量低粘度的化合物。
此外,针对如本发明的液晶组合物那样含有大量低粘度的化合物时所产生的液晶化合物的析出等有关低温稳定性的问题,可通过采用通式(i)与通式(M-1)的组合,更优选为通式(i)、通式(M-1)及通式(L)的组合而将该问题解决,因此若将本发明的液晶组合物应用于FFS,则可最大限度地发挥其特性。
由于使用具有本发明的液晶组合物的Δε为5以下的相对较低的介电常数各向异性的液晶分子,故液晶分子的长轴方向会沿着所产生的电场方向排列,电极间距离短于IPS方式,因此可进行低电压驱动,就此观点而言,即便为具有Δε为5以下的相对较低的介电常数各向异性的液晶分子也可进行驱动。因此,与使用具有大的介电常数各向异性的液晶分子的、FFS方式以外的驱动方式的液晶显示元件相比,可获得优异的特性。
本发明的液晶显示组成中的第二实施方式的更优选的另一形态的构成(FFS)为如下的液晶显示元件:将表面具有第一取向层及含有薄膜晶体管的电极层的第一基板、与表面具有第二取向层的第二基板以取向层彼此方向相对的方式隔开地配置,在该上述第一基板与第二基板之间填充有含液晶组合物的液晶层;其中,上述含有薄膜晶体管的电极层具备:共用电极、呈网状配置的多个栅极配线及数据配线、设置于上述栅极配线与上述数据配线的各交叉部的薄膜晶体管、以及与上述薄膜晶体管连接的像素电极,并且优选地,上述像素电极被设置为较上述共用电极更向第二基板侧突出。此外,接近上述液晶层设置的第一取向层及第二取向层优选为对液晶组合物诱发水平取向的取向膜。
图6是将图3中的基板上所形成的含有薄膜晶体管的电极层3(或也称为薄膜晶体管层3)的II区域放大所得的平面图的另一形态。在栅极配线26与数据配线25相互交叉的交叉部附近,含有源电极27、漏电极24与栅电极28的薄膜晶体管20被设置为作为向像素电极21供给显示信号的切换元件而与上述像素电极21连接。此外,像素电极21可以是通过至少一个缺口部被打穿的结构,该图6示出其一个例子。上述像素电极21是在四边形的平板体的中央部及两端部通过三角形的缺口部被打穿、进一步将剩余区域通过8个长方形的缺口部打穿的形状,且共用电极22为梳齿体(未图示)。此外,上述像素电极的表面可被保护绝缘膜及取向膜层被覆。再者,可在被上述多根栅极配线25与多根数据配线24所围绕的区域内设置保存经由数据配线24所供给的显示信号的储存电容器23。再者,上述缺口部的形状、数量等并无特别限制。
图7是在图6中与图4相同的III-III方向的位置将液晶显示元件切开所得的剖面图的另一形态的一个例子。即,与上述图5的液晶显示元件的结构的不同点在于:图5所示的液晶显示元件的共用电极为平板体,且像素电极为梳齿体。另一方面,如上所述,在图7所示的液晶显示元件中,像素电极21是在四边形的平板体的中央部及两端部通过三角形的缺口部被打穿、进一步将剩余区域通过8个长方形的缺口部打穿的形状,且共用电极为梳齿体的结构。因此,像素电极与共用电极之间的最小隔开距离d为栅极绝缘膜12的(平均)膜厚以上且小于取向层隔开距离G。此外,尽管图7中共用电极为梳齿体的结构,但该实施方式中也可将共用电极设为平板体。此外,无论在哪一形态中,本发明的FFS方式的液晶显示元件只要满足接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G的条件即可。进一步,在图7所示的液晶显示元件的构成中,像素电极21被保护膜18被覆,在图5所示的液晶显示元件的构成中,像素电极21被取向层4被覆。在本发明中,像素电极可被保护膜或取向膜的任一者被覆。
此外,在图7中,在第一基板2的一个表面形成有偏光板,且按照将形成于另一表面的一部分的梳齿状共用电极22被覆的方式形成有栅极绝缘膜12,在该栅极绝缘膜12的表面的一部分形成有像素电极21,进一步以被覆上述像素电极21及薄膜晶体管20的方式形成有绝缘膜18。此外,在上述绝缘膜18上层叠有取向层4、液晶层5、取向层4、滤色器6、第二基板7及偏光板8。因此,像素电极与共用电极之间的最小隔开距离d可利用两电极位置、像素电极21的梳齿状部分的电极宽度:1、或像素电极21的梳齿状部分的间隙的宽度:m进行调整。
若如图7那样使上述像素电极较上述共用电极更向第二基板侧突出,且两者均在第一基板上并列设置,则在上述共用电极与上述像素电极之间形成平面方向成分的电场,并且由于像素电极的表面与共用电极的表面在厚度方向上的高度不同,因此可同时施加厚度方向成分的电场(E)。
予以说明,FFS方式的液晶显示元件是利用边缘电场的液晶显示元件,只要满足接近的共用电极与像素电极之间的最短隔开距离d短于取向层彼此的最短隔开距离G的条件,则并无特别限制,因此可以是例如在梳齿状的像素电极的多个齿部及梳齿状的共用电极的多个齿部隔开地啮合的状态下被设置于基板上的构成。在该情况中,只要使共用电极的齿部与像素电极的齿部之间的隔开距离短于取向层彼此的最短隔开距离G,则可利用边缘电场。
在将本发明的组合物与液晶组合物用于FFS方式的液晶显示元件时,就所使用的液晶组合物的Δε低的观点而言,可达成高速响应、烧屏降低的效果。
实施例
以下,列举实施例更详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。此外,以下的实施例及比较例的组合物中的“%”意思是“质量%”。
实施例中,所测定的特性如下所示。
Tni:向列相-各向同性液相转变温度(℃)
Δn:295K的折射率各向异性(别名:双折射率)
Δε:295K的介电常数各向异性
η:295K的粘度(mPa·s)
γ1:295K的旋转粘性(mPa·s)
VHR:在频率60Hz、施加电压5V的条件下,313K的电压保持率(%)
烧屏:
液晶显示元件的烧屏评价是使既定的固定图案在显示区域内显示1440小时后,用目视以下述4个阶段对整个画面均匀显示时的固定图案的残影水平进行评价。
◎无残影
○有极少的残影,为可容许的程度
△有残影,为不可容许的程度
×有残影,相当差
挥发性/制造装置污染性:
液晶材料的挥发性评价是通过如下方式进行:一边利用频闪观测仪(Stroboscope)进行照明,一边观察真空搅拌脱泡混合机的运转状态,以目视观察液晶材料的发泡情况。具体而言,在容量2.0L的真空搅拌脱泡混合机的专用容器中装入液晶组合物0.8kg,在4kPa的脱气条件下以公转速度15S-1、自转速度7.5S-1运转真空搅拌脱泡混合机,根据至开始发泡为止的时间,以下述4个阶段进行评价。
◎至发泡为止的时间为3分钟以上。由挥发引起装置污染的可能性低。
○至发泡为止的时间为1分钟以上且小于3分钟。存在由挥发引起轻微的装置污染的担忧。
△至发泡为止的时间为30秒以上且小于1分钟。发生由挥发引起的装置污染。
×至发泡为止的时间为30秒以内。存在由挥发引起重大的装置污染的担忧。
工艺适应性:
工艺适应性是在ODF工艺中,使用定积计量泵,每次滴加液晶40pL,进行100000次,用下述4个阶段对接下来的“0~200次、201~400次、401~600次、····99801~100000次”的各每200次所滴加的液晶量的变化进行评价。
◎变化极小(可稳定地制造液晶显示元件)
○有些许变化,为可容许的程度
△有变化,为无法容许的程度(因产生不均,而使成品率恶化)
×有变化,相当差(产生液晶泄漏、真空气泡)
低温时的溶解性:
低温时的溶解性评价在是制备液晶组合物后,称量0.5g的液晶组合物置于1mL的样品瓶,在温度控制式试验槽中将以下的“-20℃(保持1小时)→升温(0.2℃/每分钟)→0℃(保持1小时)→升温(0.2℃/每分钟)→20℃(保持1小时)→降温(-0.2℃/每分钟)→0℃(保持1小时)→降温(-0.2℃/每分钟)→-20℃”作为1个循环而对上述样品瓶持续给予温度变化,以目视观察从液晶组合物产生析出物的情况,用下述4个阶段进行评价。
◎经过600小时以上未观察到析出物。
○经过300小时以上未观察到析出物。
△在150小时以内观察到析出物。
×在75小时以内观察到析出物。
在实施例中,关于化合物的记载使用以下的简称。
(侧链结构及连接结构)
这里,在实施例中,关于化合物的记载使用下述简称。
(侧链)
-n -CnH2n+1 碳原子数n的直链状烷基
-On -OCnH2n+1 碳原子数n的直链状烷氧基
-V(或V0) -C=CH2 乙烯基
-Vn -C=C-CnH2n+1 碳原子数(n+1)的1-烯
-F -F 氟原子
F- -F 氟原子
n- CnH2n+1- 碳原子数n的直链状烷基
nO- CnH2n+1O- 碳原子数n的直链状烷氧基
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH3
V2- CH3=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2
-COO- -COO-(酯基)
-CF2O- -CF2O-基
(环结构)
[化374]
(实施例)
[表1]
对实施例1~6的液晶组合物,使用前述方法进行低温时的溶解性评价,结果实施例3及实施例5在300小时以上未观察到析出,实施例1、实施例2、实施例4及实施例6在600小时以上未观察到析出。
[表2]
对实施例7~12的液晶组合物,使用前述方法进行低温时的溶解性评价,结果实施例10及实施例12在300小时以上未观察到析出,实施例7、实施例8、实施例9及实施例11在600小时以上未观察到析出。
(比较例)
[表3]
比较例1 比较例2
TNI/℃ 75.0 82.0
T→N
Δn(20℃) 0.1085 0.1000
no - -
Δε(20℃) 4.4 5.7
ε⊥
γ1/mPa·s(20℃) 59 66
η/m Pa·s
3-Cy-Cy-V1 13 13
4-Cy-Cy-V 16 18
V-Cy-Cy-Ph-1 16 13
V2-Cy-Cy-Ph-1 5
3-Cy-Ph-O1 12 7
2-Ph-Ph 1-Ph-3 5
2-Ph-Ph 1-Ph-2V 5 8
V-Cy-Cy-Ph 1-F 8
3-Cy-Cy-COO-Ph3-F(酯3环) 12
2-Cy-Cy-Ph-OC F3 4 3.5
3-Cy-Cy-Ph-OC F3 4 4.5
2-Ph-Ph 1-Ph3-F 2
3-Ph-Ph1 -Ph3-F 4
2-Ph-Ph3-CF2O-F 5 8
3-Ph-Ph3-CF2O-F 6 8
对于比较例1及比较例2的液晶组合物,使用前述方法进行低温时的溶解性评价,结果比较例1及比较例2的组合物均在150小时以内观察到析出物。
符号说明
100-第1基板;102-TFT层;103-像素电极;104-钝化膜;105-第1取向膜;200-第2基板;201-平坦化膜(外覆层);202-黑矩阵;203-滤色器;204-透明电极;205-第2取向膜;301-密封材;302-突起(柱状间隔物);303-液晶层;304-突起(柱状间隔物);401-掩模图案;402-树脂层;L-光;1、8-偏光板;2-第一基板;3-电极层;4-取向膜;5-液晶层;6-滤色器;6G-滤色器绿;6R-滤色器红;7-第二基板;11-栅电极;12-栅极绝缘膜;13-半导体层;14-绝缘层;15-欧姆接触层;16-漏电极;17-源电极;18-绝缘保护层;21-像素电极;22-共用电极;23-储存电容器;24-漏电极;25-数据配线;27-源极配线;29-共用线;30-缓冲层。

Claims (6)

1.一种液晶组合物,含有至少1种以上由通式(i)表示的化合物与至少1种以上由通式(M-1)表示的化合物,该液晶组合物在25℃的介电常数各向异性大于0且为5以下,
[化1]
所述通式(i)中,Ri1及Ri2各自独立地为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,所述Ri1或Ri2中的至少一者为烯基,
[化2]
所述通式(M-1)中,XM12、XM13、XM14、XM15、XM16及XM17各自独立地表示氢原子或氟原子,
环A各自独立地表示选自由(a)及(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-取代,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代,
所述基团(a)与基团(b)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
RM1为碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基,
YM11表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基、碳原子数1~10个的烷氧基、氢原子、氟原子、氰基、-CF3或-OCF3
n为0以上2以下的整数。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其中,进一步含有由通式(L)表示的至少1种化合物,
[化3]
所述通式(L)中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的至少2个-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
OL表示0、1、2或3,
BL1、BL2及BL3各自独立地表示选自由(a)及(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-取代,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代,
所述基团(a)与基团(b)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
LL1及LL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
OL为2或3而存在多个LL2时,它们可相同也可不同,OL为2或3而存在多个BL3时,它们可相同也可不同,但所述通式(i)及所述通式(M-1)所表示的化合物除外。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,进一步含有由通式(M)表示的至少1种化合物,
[化4]
所述通式(M)中,RM1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的至少2个-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1及CM2各自独立地表示选自由(d)及(e)组成的组中的基团,
(d)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的至少2个-CH2-可被-O-或-S-取代,
(e)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的至少2个-CH=可被-N=取代,
所述基团(d)与基团(e)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1及KM2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-,
PM为2、3或4而存在多个KM1时,它们可相同也可不同,PM为2、3或4而存在多个CM2时,它们可相同也可不同,
XM1及XM3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基,但所述通式(i)、所述通式(M-1)及通式(L)所表示的化合物除外。
4.一种液晶显示元件,其使用了权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物。
5.一种IPS模式、OCB模式、ECB模式、VA模式或FFS模式用液晶显示元件,其特征在于,使用了权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物。
6.一种液晶显示器,其使用了权利要求4或5所述的液晶显示元件。
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