CN107109224A - 液晶组合物及使用其的液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供一种液晶组合物及使用其的液晶显示元件,该液晶组合物含有至少一种以上通式(i)所表示的化合物和至少一种以上通式(N)所表示的化合物,上述通式(i)所表示的化合物的总量为10质量%以上。解决手段是本发明的液晶组合物及使用其的液晶显示元件,提供一种液晶组合物,其为Δε为正的液晶组合物,且通过具备平坦的透过特性曲线而容易控制灰度特性,进一步,通过使用该液晶组合物,从而高成品率地提供由烧屏、滴痕等引起的显示不良被抑制而呈现优异的显示品质的液晶显示元件;并且提供使用该液晶组合物的液晶显示元件。
Description
技术领域
本发明涉及作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示正值的向列液晶组合物及使用其的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件从时钟、计算器开始,发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、电脑、电视机、时钟、广告显示板等。作为液晶显示方式,其代表性方式有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(边缘场转换)型等。这些液晶显示元件中所使用的液晶组合物要求对水分、空气、热、光等外界刺激稳定,此外,在以室温为中心尽可能宽的温度范围内表现液晶相,低粘性,并且驱动电压低。进一步,为了对各显示元件而言将介电常数各向异性(Δε)、折射率各向异性(Δn)等设为最适值,液晶组合物由数种至数十种化合物构成。此外,在TN型、STN型或IPS型、FFS型等水平取向型以及垂直取向(VA)型显示器等所有的驱动方式中,均要求表现低电压驱动、高速响应、宽工作温度范围的液晶组合物。进一步,为了将Δn与单元间隙(d)之积即Δn×d设定为预定值,需要结合单元间隙将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。除此之外,在将液晶显示元件应用于电视机等的情况下,重视高速响应性,因此要求旋转粘性(γ1)小的液晶组合物。
作为这样的追求高速响应性的p型液晶组合物的构成,公开了例如将作为Δε为正的液晶化合物的式(A-1)、(A-2)所表示的化合物、和作为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,这在液晶组合物的领域中已广为人知(专利文献1)。
[化1]
此外,决定液晶电视机、智能手机等中所使用的液晶显示器的画质的因素中,作为画面的明亮度的亮度、作为白与黑的亮度比的对比度以及按等级数控制像素的亮度的灰度这3个特性越高,一般美感越增加。液晶显示器由于在客厅等比较明亮的场所要求可见性,因此需要高亮度,对比度越大,画面看起来越鲜明。此外,如果灰度数增加,则可表现的颜色数(色数)增加。例如,一般的液晶电视机中,分别以8~10比特控制RGB的像素,8比特的情况下,能够以256灰度显示1678万色,10比特的情况下,能够以1024灰度显示的色数达约10亿色。因此,如果单纯地使灰度数增多,则画质会提高,但分割灰度的透过率-灰度电压曲线的形状也成为重要的因素。
即,如果透过率-灰度电压曲线的形状为直线状那样的平缓曲线,则被分割的灰度范围成为等间隔,与相邻的灰度电压和与其对应地显示的亮度的差异变得明确。然而,如果在透过率-灰度电压曲线的拐点附近或该曲线为变化率急剧的曲线形状,则被分割的灰度范围不会成为等间隔,难以具有与相邻的灰度电压和与其对应地显示的亮度的差异。由此,产生可显示的色数实质上减少这样的问题。因此,如果灰度的表现力存在困难,则会发生暗部的阴影过黑、亮部的高光过白、或中间灰度的条带(纵、横的条纹)、色灰雾等。
作为这样的将透过率-灰度电压曲线的形状平坦化的液晶组合物,可以举出专利文献2。根据该专利文献2,记载了如果为含有-CH2CH2-连结基团的化合物则可获得平坦的透过特性曲线。
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2011-122154号
发明内容
发明所要解决的课题
上述专利文献1着重于组合物的大介电常数各向异性有助于元件的低阈值电压、小耗电和大对比度,从而提供表现大介电常数各向异性的组合物,并公开了该专利文献1的实施例中最大的Δε为12.6等。此外,专利文献2中,由于含有-CH2CH2-连结基团的化合物显示大的K33/K11值,因此提供具有容易形成平坦的透过特性曲线的性质的液晶组合物。
然而,关于专利文献1中记载的组合物,虽然记载了通过调整液晶组合物整体的光学各向异性(Δn)、介电常数各向异性和电阻率而使对比度增大,但并未触及透过率-灰度电压曲线。此外,引用文献2中,想要利用含有-CH2CH2-连结基团的化合物来获得平坦的透过特性曲线。然而,由于导入-CH2CH2-连结基团的化合物的环构成,会带来导入后的化合物的N-I转变温度降低、熔点上升等不佳效果,因此会对设计了实用的组合物时的物性值造成不良影响。具体而言,在环己烷环和苯环之间导入了-CH2CH2-连结基团的情况下,一般表现出N-I转变温度上升、熔点降低这样的良好效果,但在苯环和苯环之间导入了-CH2CH2-连结基团的情况下,一般已知N-I转变温度显著降低,进一步熔点上升。因此在以具有高折射率各向异性(Δn)的联苯骨架、三联苯骨架为基本的液晶化合物中导入-CH2CH2-连结基团会对液晶组合物的性能造成不良影响。另一方面,最近的液晶单元的单元间隙(d)为了高速响应化而进行了薄单元化,为了维持对比度、视角,需要将Δn×d值保持为一定,因此对于液晶组合物要求更高的Δn。即,由-CH2CH2-连结基团引起的透过特性曲线的平坦化仅可能对间隙厚且响应速度较慢的液晶单元有效地发挥作用。
因而,关于本发明的液晶组合物及使用其的液晶显示元件,提供一种液晶组合物,其为Δε为正的液晶组合物,且通过具备平坦的透过特性曲线而容易控制灰度特性,进一步通过使用该液晶组合物,从而高成品率地提供由烧屏、滴痕等引起的显示不良被抑制而呈现优异的显示品质的液晶显示元件;并且提供使用该液晶组合物的液晶显示元件。
用于解决课题的方法
本发明发现,通过调整液晶组合物中的烯基的结构及其含有比,能够提供容易控制灰度特性的液晶组合物,从而解决上述课题。
发明效果
根据本发明,能够提供通过具备平坦的透过特性曲线而容易控制灰度特性的液晶组合物及使用其的液晶显示元件。
附图说明
图1是示意性表示本发明的液晶显示元件的构成的一例的图。
图2是示意性表示本发明的液晶显示元件的构成的一例的图。
图3是示意性表示本发明的液晶显示元件的构成的一例的图。
图4是将图3中的形成于基板2上的电极层3的以II线包围的区域放大的俯视图。
图5是在图4中的III-III线方向上切断液晶显示元件的截面图。
图6是将图3中的形成于基板2上的电极层3的以II线包围的区域的其他例子放大的俯视图。
图7是在图6中的与图4同样的线方向上切断液晶显示元件的其他例子的截面图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选例子进行说明,但本发明不限定于这些例子。在不脱离本发明宗旨的范围内,可以进行构成的附加、省略、替换和其他变更。
本发明的第一方案是一种液晶组合物,其具有:包含介电常数各向异性为正的液晶化合物的成分、以及包含通式(i)所表示的化合物和具备带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物的成分,上述通式(i)所表示的化合物的总量为10质量%以上。
[化2]
(上述通式(i)中,Ri1和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,上述Ri1或Ri2中的至少任一方为烯基。)
即,本发明的液晶组合物包含成分A和成分B,该成分A包含具有正的介电常数各向异性的液晶化合物,该成分B包含介电常数各向异性小于上述具有正的介电常数各向异性的液晶化合物的化合物,并且优选为具有这些成分A和成分B作为主体液晶的组合物。介电常数各向异性为正的成分A也被称为极性成分,成分B也被称为非极性成分。上述极性成分优选包含介电常数各向异性为+3以上且+40以下的液晶化合物。此外,作为非极性成分,优选包含介电常数各向异性为-2.0以上且小于+3.0的液晶化合物,更优选包含介电常数各向异性为-2.0以上且+2.0以下的液晶化合物。进一步,本发明的液晶组合物是具有上述成分A和成分B作为主体液晶的液晶组合物,优选向列液晶组合物。
由此,能够提供通过具备平坦的透过特性曲线而容易控制灰度特性的液晶组合物。即确认到,如果将具备不同的两种化学骨架(所谓介晶)的具有烯基的非极性的两种液晶化合物组合,则可获得平坦的透过特性曲线。特别是,如果组合通式(i)所表示的化合物和具有带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物作为非极性成分(成分B),则可获得平坦的透过率-灰度电压曲线,因此优选。
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(25℃)优选为14以下,更优选为12以下,进一步优选为11以下,更进一步优选为10以下,进一步更优选为8以下,更进一步更优选为6以下,特别优选为5.8以下。
如果为11以下,则对于抑制由对TFT进行电压输入扫描时的电压波形的振荡、延迟引起的闪烁、响应速度恶化等现象是有效的,如果为6以下,则由于具备较低的介电常数各向异性,因此能够将液晶层的电容(CLC)抑制为较低,进一步有效地起到抑制由对TFT进行电压输入扫描时的电压波形的振荡、延迟引起的闪烁、响应速度恶化等现象的作用。
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程度),而且通式(L)所表示的化合物也具有与液晶组合物所要求的一般的折射率各向异性(Δn=0.1程度)同程度或更大的折射率各向异性,因此作为其他的介电中性的成分,一般而言可以相对多地使用在粘性、溶解性方面有利的低Δn的化合物,能够提供溶解性优异、粘性得以降低的液晶组合物。此外,通式(i)所表示的化合物具有100度以上的较高的向列上限温度范围,因此并用一般而言向列温度上限范围低的介电中性的联苯系液晶化合物的情况下,能够提供具备作为液晶显示元件用途合适的向列温度范围,进一步适合用于薄单元间隙的具备高折射率各向异性的液晶组合物。
此外还确认到,如果组合通式(i)所表示的化合物、和具有带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物,则响应速度(恢复速度)提高。
本发明的液晶组合物中,必须包含一种以上通式(i)所表示的化合物,可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。例如,可以举出一种以上且十种以下、两种以上且八种以下、三种以上且六种以下等,如果组合两种通式(i)所表示的化合物,则不仅容易确保灰度数,也容易确保液晶组合物整体的物性等,如果组合三种,则起到不仅容易确保灰度数,也容易确保液晶组合物整体的可靠性等效果。
本发明的通式(i)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。例如,相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(i)所表示的化合物的含量(合计)优选为10~70质量%。作为更优选的含量,依次优选为10.5~60质量%、11~50质量%、11.5~55质量%、12~50质量%、12.5~45质量%、13~43质量%、13.5~42质量%、14~42质量%、14.5~42质量%、15~42质量%、16~42质量%、17~42质量%、17.5~42质量%。此外,如果通式(i)所表示的化合物的含量的下限为10~13质量%,则能够在预定的范围内调整介电常数各向异性,如果通式(i)所表示的化合物的含量的下限值为13~17质量%,则进一步液晶组合物的透过率-灰度电压曲线容易绘出平坦的曲线。
本说明书中的“烷基”、“烯基”、“烯氧基”和“烷氧基”优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
本发明的通式(i)所表示的化合物中,作为碳原子数2~10个的烯基,可以举出乙烯基、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,可以举出甲基、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、十二烷基、十五烷基等。另外,本说明书中,烷基的例子通用,根据各烷基的碳原子数的个数从上述例示中适宜选择。此外,本说明书中,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,作为本发明中的优选的烯基,由以下记载的式(xi)(乙烯基)、式(xii)(1-丙烯基)、式(xiii)(3-丁烯基)和式(xiv)(3-戊烯基)表示。
[化3]
(上述式(xi)~(xiv)中,*表示与环结构的结合部位。)
作为本发明的“碳原子数1~10个的烷基”的例子,可以举出甲基、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。另外,本说明书中,烷基的例子通用,根据各烷基的碳原子数的个数从上述例示中适宜选择。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)所表示的化合物优选为例如式(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4]
[化5]
本发明的液晶组合物中所含的通式(i)所表示的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为一种。或者在本发明的另一实施方式中为一~两种。此外,在本发明的另一实施方式中为一~三种。进一步,在本发明的另一实施方式中为一~五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为二~五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为二~四种。进一步,在本发明的另一实施方式中为二~三种。
作为液晶组合物的成分而选择的化合物的分子量分布广也对溶解性有效,因此例如特别优选分别从式(i.1)或(i.2)所表示的化合物中选择一种、从式(i.5)或(i.6)所表示的化合物中选择一种、从式(i.11)或式(i.12)所表示的化合物中选择一种,并将它们适宜组合。
本发明的液晶组合物优选包含通式(i)所表示的化合物和具备带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物。即,作为介电常数各向异性为-2~2程度的非极性成分B,如果组合通式(i)所表示的化合物和带有碳原子数2个以上的亚乙烯基的化合物,则通过具备平坦的透过特性曲线而容易控制灰度特性。此外,液晶组合物的弹性常数提高,因此尤其可缩短液晶分子的弛豫时间。
本发明的带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基优选为具备一个碳-碳双键的不饱和烃。
作为上述具备带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物中的、带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基,优选为具备以下式(ii)的烯基,具备该烯基的化合物优选为该烯基结合于环结构(环己烷环)的化合物。
[化6]
(上述通式(ii)中,RN2表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,*表示与环结构的结合。)
作为介电常数各向异性为-2~2程度的非极性成分B,如果组合通式(i)所表示的化合物和带有碳原子数2个以上的亚乙烯基的化合物,则通过具备平坦的透过特性曲线而容易控制灰度特性。此外,液晶组合物的弹性常数提高,因此尤其可缩短液晶分子的弛豫时间。
本发明的具有带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物优选为选自由通式(N)所表示的化合物组成的组中的至少一种化合物。
[化7]
(上述通式(N)中,环A各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-取代)、和
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代),
上述基团(a)和基团(b)各自独立地可以被氟原子取代,
RN1表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基或氟原子,
RN2表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,
s为1以上且3以下的整数。)。
上述通式(N)中,RN2优选为氢原子或碳原子数1~3的烷基,RN2更优选为氢原子、甲基、乙基或丙基,进一步优选为氢原子或甲基,从Kavg提高的观点考虑,特别优选为甲基。
上述通式(N)中,s优选为1以上且2以下。当s为2以上时,存在的两个以上的A各自可以相同也可以不同。
上述通式(N)中,当s为2以上时,优选存在的两个以上的A中的任一方为苯环。
上述通式(N)中,当s为1时,A优选为环己烷环。
本发明的通式(N)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。例如,相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(N)所表示的化合物的含量(合计)优选为1~70质量%。作为更优选的含量,依次优选为3~60质量%、5~50质量%、7~55质量%、8~50质量%、9~45质量%、10~43质量%、13~42质量%、15~42质量%、17~42质量%。此外,如果通式(N)所表示的化合物的含量的下限为1~10质量%,则容易调整介电常数各向异性,如果通式(N)所表示的化合物的含量的下限为11~17质量%,则液晶组合物的透过率-灰度电压曲线容易绘出平坦的曲线。进一步,如果通式(N)所表示的化合物的含量的上限为10~20质量%,则容易调整介电常数各向异性,如果通式(N)所表示的化合物的含量的上限为21~70质量%,则液晶组合物的透过率-灰度电压曲线容易绘出平坦的曲线。
本发明的液晶组合物中,RN2为氢原子的通式(N)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5质量%以上且70质量%以下,优选为6质量%以上且67质量%以下,优选为7质量%以上且65质量%以下,优选为8质量%且62质量%以下,优选为9质量%以上且60质量%以下,优选为10质量%以上且57质量%以下,优选为5质量%以上且55质量%以下,优选为5质量%以上且53质量%以下,优选为8质量%且52质量%以下,优选为8质量%以上且50质量%以下,优选为15质量%以上且57质量%以下,优选为15质量%以上且55质量%以下,优选为15质量%以上且53质量%以下,优选为10质量%以上且48质量%以下,优选为10质量%以上且45质量%以下,优选为8质量%以上且43质量%以下,优选为7质量%以上且40质量%以下,优选为8质量%以上且38质量%以下,优选为8质量%以上且35质量%以下,优选为9质量%以上且35质量%以下,优选为10质量%以上且33质量%以下,优选为11质量%以上且30质量%以下,优选为12质量%以上且28质量%以下,优选为8质量%以上且25质量%以下,优选为12质量%以上且24质量%以下,优选为5质量%以上且22质量%以下,优选为7质量%以上且20质量%以下,优选为8质量%以上且36质量%以下。
本发明的液晶组合物中,RN2为甲基的通式(N)所表示的化合物的合计含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为1质量%以上且70质量%以下,优选为1质量%以上且67质量%以下,优选为1质量%以上且65质量%以下,优选为2质量%且62质量%以下,优选为3质量%以上且60质量%以下,优选为3质量%以上且57质量%以下,优选为3质量%以上且55质量%以下,优选为3质量%以上且53质量%以下,优选为4质量%且52质量%以下,优选为5质量%以上且50质量%以下,优选为3质量%以上且57质量%以下,优选为3质量%以上且55质量%以下,优选为3质量%以上且53质量%以下,优选为4质量%以上且55质量%以下,优选为5质量%以上且55质量%以下,优选为6质量%以上且55质量%以下,优选为7质量%以上且55质量%以下,优选为8质量%以上且55质量%以下,优选为8质量%以上且50质量%以下,优选为9质量%以上且45质量%以下,优选为10质量%以上且43质量%以下,优选为11质量%以上且43质量%以下,优选为12质量%以上且50质量%以下,优选为12质量%以上且45质量%以下,优选为12质量%以上且44质量%以下,优选为12质量%以上且42质量%以下,优选为13~42质量%以下,优选为15~42质量%以下,优选为15~40质量%以下,优选为17~42质量%以下,优选为3质量%以上且35质量%以下,优选为3质量%以上且33质量%以下,优选为3质量%以上且30质量%以下,优选为5质量%以上且28质量%以下,优选为5质量%以上且25质量%以下,优选为5质量%以上且23质量%以下,优选为5质量%以上且20质量%以下,优选为5质量%以上且18质量%以下,优选为5质量%以上且17质量%以下,优选为6质量%以上且28质量%以下,优选为7质量%以上且25质量%以下。
本发明的液晶组合物中,式(N)所表示的化合物的各含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为1质量%以上且55质量%以下,优选为1质量%以上且35质量%以下,优选为1质量%以上且25质量%以下。其中,优选为1质量%且20质量%以下,2质量%以上且19质量%以下,3质量%以上且18质量%以下,3质量%以上且16质量%以下,4质量%以上且15质量%以下,5质量%以上且15质量%以下。
本发明的通式(N)所表示的化合物优选为选自由式(N.1)~式(N.56)所表示的化合物组成的组中的至少一种。
本发明的通式(N)所表示的化合物优选为例如式(N.1)~式(N.46)所表示的化合物,其中,优选为式(N.2)~(N.5)、(N.10)~(N.12)、(N.14)~(N.16)、(N.19)~(N.20)、(N.30)~(N.31)、(N.36)、(N.42)~(N.46)所表示的化合物。
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
[化14]
本发明的通式(N)所表示的化合物优选为选自式(N.47)至式(N.50)所表示的化合物组中的化合物。特别是式(N.48)所表示的化合物尤其改善本发明的组合物的响应速度,因此优选。此外,相比响应速度更要求高的Tni时,优选使用式(N.49)或式(N.50)所表示的化合物。为了使低温下的溶解度良好,式(N.49)或式(N.50)所表示的化合物的含量不宜设为30%以上。
[化15]
本发明的通式(N)所表示的化合物优选为例如式(N.51)至式(N.56)所表示的化合物。
[化16]
本发明的液晶组合物中所含的通式(N)所表示的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为一种。或者在本发明的另一实施方式中为一~两种。此外,在本发明的另一实施方式中为一~三种。进一步,在本发明的另一实施方式中为一~五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为二~五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为二~四种。进一步,在本发明的另一实施方式中为二~六种。
如上所述,作为非极性成分(成分B),如果组合通式(i)所表示的化合物、和具有带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物,则可获得平坦的透过率-灰度电压曲线,因此优选。即确认到,如果组合具备不同的两种化学骨架(所谓介晶)的具有烯基的非极性化合物这两种液晶化合物,则可获得平坦的透过特性曲线。
本发明的液晶组合物在25℃时的介电常数各向异性大于0且为14以下,因此能够将液晶层的电容(CLC)抑制为较低,对抑制闪烁、响应速度恶化这样的现象是有效的。此外另一方面,近年来,随着液晶显示元件的用途扩大,其使用方法、制造方法也可以看到大的变化。为了应对这些变化,要求将以往所知的基本物性值以外的特性最适化。即,随着液晶显示元件的大小进行50型以上的大型化,液晶组合物向基板的注入方法也发生变化,从以往的真空注入法转变为滴注(ODF:One Drop Fill)法并成为注入方法的主流。但是,将液晶组合物滴于基板时的滴痕导致显示品质降低的问题显著化。
此外进一步,在利用ODF法的液晶显示元件制造工序中,有必要根据液晶显示元件的尺寸而滴下最适的量。如果滴下量与最适值的偏差变大,则预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡会崩溃,发生斑点的产生、对比度不良等显示不良。特别是多用于最近流行的智能手机中的小型液晶显示元件,由于最适的液晶滴下量少,因此将与最适值的偏差控制在一定范围内本身是困难的。因此,为了较高地保持液晶显示元件的制造成品率,对于液晶组合物要求:例如,受到液晶滴下时产生的滴下装置内的急剧压力变化、冲击的影响小,能够长时间稳定地持续滴下。
本申请发明的液晶组合物的其他目的在于,通过将上述通式(i)所表示的化合物和通式(N)所表示的化合物设为必须而解决这样的问题。
本申请发明的液晶组合物中,作为任意成分,可以在成分B中进一步包含以下通式(L)所表示的化合物作为非极性成分,该通式(L)所表示的化合物更优选为非极性化合物(介电常数各向异性为-2.0~2.0)。
优选包含上述通式(L)所表示的化合物:
[化17]
(上述通式(L)中,RL1和RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
OL表示0、1、2或3,
BL1、BL2和BL3各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-取代)、和
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代),
上述基团(a)和基团(b)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
LL1和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-,
在OL为2或3而存在多个LL2的情况下,它们可以相同也可以不同,在OL为2或3而存在多个BL3的情况下,它们可以相同也可以不同,但上述通式(i)和上述通式(N)所表示的化合物除外。)此外,通式(L)中,优选RL1和RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,更优选该RL1和RL2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。对于后述的通式(M)而言也是同样的。
本发明的液晶组合物也可以含有一种以上通式(L)所表示的化合物。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。此外,在本发明的另一实施方式中为三种。进一步,在本发明的另一实施方式中为五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为六种。进一步,在本发明的另一实施方式中为七种。进一步,在本发明的另一实施方式中为八种。进一步,在本发明的另一实施方式中为九种。进一步,在本发明的另一实施方式中为十种。进一步,在本发明的另一实施方式中为十二种以上。此外,优选包含一种~十五种通式(L)所表示的化合物,此外,更优选包含三种~十四种通式(L)所表示的化合物,进一步优选包含五种~十二种通式(L)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物中,通式(L)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(L)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为20~98质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为30~90质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为40~85质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为45~85质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为50~75质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为55~70质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为56~65质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为25~85质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为30~80质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为47~75质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为53~70质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为60~98质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为62~95质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为58~78质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为65~85质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为70~98质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为47~97.5质量%。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选上述下限值高且上限值高。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高,需要温度稳定性佳的液晶组合物的情况下,优选上述下限值高且上限值高。此外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选上述下限值低且上限值低。
关于RL1和RL2,在其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下,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(或其以上)的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,在其所结合的环结构为环己烷、吡喃和二烷等饱和的环结构的情况下,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(或其以上)的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
关于本发明的通式(L)所表示的化合物,要求液晶组合物的化学稳定性的情况下,优选在其分子内没有氯原子。
本发明的通式(L)所表示的化合物优选为例如选自通式(I)所表示的化合物组中的化合物。
[化18]
(上述通式(I)中,R11和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一个以上氢原子可以被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基只要氧原子不连续结合就可以被氧原子取代,只要羰基不连续结合就可以被羰基取代,
A11和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。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
上述通式(I)所表示的化合物组中可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、粘性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来适宜组合使用。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一种。或者,在本发明的另一实施方式中为两种。此外,在本发明的另一实施方式中为三种。进一步,在本发明的另一实施方式中为四种。进一步,在本发明的另一实施方式中为五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为六种以上。
本发明的液晶组合物中的通式(I)所表示的所谓二环化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、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要求的性能来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(I)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为10~75质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~70质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~65质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~59质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~56质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~52质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~51质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~49质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~48质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~47质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~45质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~44质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~43质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~41质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~39质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~38质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~35质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~33质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~31质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~29质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~28质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为17~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为20~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为27~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为28~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为30~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为31~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为32~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为33~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为34~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为35~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为36~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为37~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为39~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为41~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为42~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为43~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为44~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为46~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为47~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为48~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为49~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为51~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为17~45质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为27~29质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为32~43质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为34~38质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为36~45质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为37~48质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为42~56质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为43~52质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为43~49质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为43~44质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为44~48质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为47~51质量%。
本发明的液晶组合物中,从能够提供将粘度保持为较低、响应速度快的液晶组合物的观点考虑,特别优选包含通式(I)所表示的化合物组。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选上述通式(I)所表示的化合物(组)的含量的下限值高且上限值高。
进一步,上述通式(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19]
(上述通式(I-1)中,R11和R12表示与上述通式(I)中的意义相同的意义。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
本发明的液晶组合物中,作为通式(I-1)所表示的化合物,优选将一~十种、一~九种、一~八种、一~七种、一~六种、二~九种、二~八种、二~六种、三~九种、三~七种、三~六种或四~六种混合而含有。
本发明的液晶组合物中,从能够将粘度保持为较低、响应速度快的液晶组合物的观点考虑,特别优选包含通式(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,上述通式(I-1)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为10~70质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~60质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~59质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~56质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~52质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~50质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~49质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~48质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~47质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~46质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~45质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~39质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~38质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~35质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~33质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~28质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~20质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为17~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为20~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为21~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为23~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为26~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为27~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为30~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为33~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为34~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为35~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为36~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为37~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为38~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为39~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为42~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为43~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为46~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为47~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为49~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为50~60质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为17~45质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为21~24质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为27~38质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为28~29质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为23~46质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为34~38质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为36~45质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为37~48质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为42~48质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为38~49质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为42~56质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为42~50质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为43~52质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为46~47质量%。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选上述下限值高且上限值高。
进一步,上述通式(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20]
(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1~6的烷基,其中,上述通式(N)除外。)
本发明的液晶组合物中,从能够提供将粘度保持为较低、响应速度快的液晶组合物的观点考虑,特别优选包含通式(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,上述通式(I-1-1)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为1~45质量%。此外,在本发明的一个实施方式中为1~35质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~30质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~16质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~13质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~12质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~7质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~5质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~4质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为6~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为7~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为9~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为12~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为13~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~13质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~7质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~12质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为9~12质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为6~16质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为7~16质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为7~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~13质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为9~25质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为12~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为13~16质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~26质量%。
本申请发明的液晶组合物也可以进一步含有式(2.5)所表示的化合物。
[化21]
优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来调整式(2.5)所表示的化合物的含量,含量的优选范围如下表所示。
优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来调整上述式(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,优选含有0~40质量%的该化合物,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,本发明的通式(I)所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22]
(上述通式(I-2)中,R13和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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。此外,在本发明的另一实施方式中为三种。
本发明的液晶组合物中,通式(I-2)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(I-2)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为1~30质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~30质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~25质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为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。特别是式(3.2)所表示的化合物尤其改善本发明的液晶组合物的响应速度,因此优选。此外,相比响应速度更要求高Tni时,优选使用式(3.3)或式(3.4)所表示的化合物。为了使低温下的溶解度良好,式(3.3)和式(3.4)所表示的化合物的含量优选设为小于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)和/或式(3.4)所表示的化合物。
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
本发明的液晶组合物中,上述式(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,优选为1质量%以上且25质量%以下,优选为1质量%以上且20质量%以下,优选为1质量%以上且15质量%以下,优选为1质量%以上且10质量%以下,优选为1质量%以上且5质量%以下。
进一步,本发明的通式(I)所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27]
(上述通式(I-3)中,R15为碳原子数1~10个的烷氧基,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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。此外,在本发明的另一实施方式中为三种。
本发明的液晶组合物中,通式(I-3)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
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,上述通式(I-3)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为3~30质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~30质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为25~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~25质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~5质量%。
重视低温下的溶解性的情况下,含量设定得略多则效果好,相反,重视响应速度的情况下,含量设定得略少则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量范围设定在中间。
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28]
[化29]
[化30]
上述式(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,优选为2质量%以上且30质量%以下,优选为4质量%以上且30质量%以下,优选为6质量%以上且30质量%以下,优选为8质量%以上且30质量%以下,优选为10质量%以上且30质量%以下,优选为12质量%以上且30质量%以下,优选为14质量%以上且30质量%以下,优选为16质量%以上且30质量%以下,优选为18质量%以上且25质量%以下,优选为20质量%以上且24质量%以下,特别优选为22质量%以上且23质量%以下。
进一步,本发明的通式(I)所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31]
(上述通式(I-0)中,R1b表示与通式(L)中的R1相同的意义,R2b表示与各个通式(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。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)优选从通式(I-0)所表示的化合物组中选择至少一种。
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,优选为1质量%以上且55质量%以下,优选为1质量%以上且50质量%以下,优选为5质量%以上且50质量%以下。其中,优选为9质量%且47质量%以下,9质量%以上且15质量%以下,11质量%以上且44质量%以下,15质量%以上且32质量%以下,20质量%以上且35质量%以下,23质量%以上且26质量%以下,24质量%以上且40质量%以下,25质量%以上且36质量%以下,28质量%以上且38质量%以下,30质量%以上且40质量%以下,30质量%以上且39质量%以下,30质量%以上且38质量%以下,33质量%以上且47质量%以下,35质量%以上且44质量%以下,35质量%以上且40质量%以下,38质量%以上且45质量%以下,39质量%以上且47质量%以下。
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,优选为1质量%以上且30质量%以下,优选为1质量%且25质量%以下,优选为3质量%以上且25质量%以下,优选为4质量%以上且22质量%以下,优选为5质量%以上且22质量%以下,优选为11质量%以上且22质量%以下,优选为13质量%以上且22质量%以下,优选为4质量%以上且16质量%以下,优选为4质量%以上且15质量%以下,优选为4质量%以上且10质量%以下,优选为5质量%以上且10质量%以下,优选为12质量%以上且15质量%以下,优选为13质量%以上且16质量%以下。
本发明的液晶组合物中,通式(I-0)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、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要求的性能来适宜调整。
特别是,如果组合物包含后述的通式(II-2)所表示的化合物,则从提升液晶组合物的响应速度的观点考虑优选。
进一步,本发明的通式(I)所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32]
(上述通式(I-4)中,R11和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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。
本发明的液晶组合物中,通式(I-4)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
特别是,如果组合物中包含后述的式(5.4),则从提升液晶组合物的响应速度的观点考虑优选。此外,从奇偶效应、弹性常数(K33)的观点考虑也优选。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(I-4)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为2~30质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~30质量%。另外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为6~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为12~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为20~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为25~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~25质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~8质量%。
本发明的液晶组合物中,上述通式(I-4)所表示的化合物的可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。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一~十种。或者在本发明的另一实施方式中为一~八种。此外本发,在明的另一实施方式中为一~五种。在其他实施方式中为一~三种。
获得高双折射率的情况下,含量设定得略多则效果好,相反,重视高Tni的情况下,含量设定得略少则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量范围设定在中间。
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,进一步优选包含至少一种选自由式(5.2)~式(5.4)组成的组中的化合物。
从液晶组合物的高速响应性的观点考虑,优选上述通式(I-4)所表示的骨架的端部的取代基中的一方包含碳原子数1~8个的烯基。
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
特别是,上述式(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,优选为1质量%以上且30质量%以下。其中,例如,优选为4质量%以上且30质量%以下,6质量%以上且30质量%以下,8质量%以上且30质量%以下,10质量%以上且30质量%以下,12质量%以上且30质量%以下,14质量%以上且30质量%以下,16质量%以上且30质量%以下,18质量%以上且30质量%以下,20质量%以上且30质量%以下,22质量%以上且30质量%以下,23质量%以上且30质量%以下,24质量%以上且30质量%以下,25质量%以上且30质量%以下,或者,4质量%以上且6质量%以下,4质量%以上且8质量%以下,4质量%以上且10质量%以下,4质量%以上且12质量%以下,4质量%以上且14质量%以下,4质量%以上且16质量%以下,4质量%以上且18质量%以下,4质量%以上且20质量%以下,4质量%以上且22质量%以下,4质量%以上且23质量%以下,4质量%以上且24质量%以下,4质量%以上且25质量%以下,2质量%以上且25质量%以下,2质量%以上且20质量%以下,2质量%以上且15质量%以下。
进一步,本发明的通式(I)所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40]
(上述通式(I-5)中,R11和R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。
本发明的液晶组合物中,通式(I-5)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
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,上述通式(I-5)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为1~30质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~25质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~5质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~4质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为10~11质量%。
重视低温下的溶解性的情况下,含量设定得略多则效果好,相反,重视响应速度的情况下,含量设定得略少则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量范围设定在中间。
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)和式(6.6)所表示的化合物。
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
上述式(6.1)~(6.6)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为1~30质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~25质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~5质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~4质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为6~11质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为8~11质量%。
进一步,本发明的通式(A)所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47]
(上述通式(I-6)中,R11和R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。)
上述通式(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,优选为2质量%以上且30质量%以下,优选为4质量%以上且30质量%以下,优选为5质量%以上且30质量%以下,优选为6质量%以上且30质量%以下,优选为9质量%以上且30质量%以下,优选为12质量%以上且30质量%以下,优选为14质量%以上且30质量%以下,优选为16质量%以上且30质量%以下,优选为18质量%以上且25质量%以下,优选为20质量%以上且24质量%以下,优选为22质量%以上且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48]
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49]
(式中,R11和R12表示与通式(I)中的意义相同的意义。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(I-7)所表示的化合物的含量优选为1质量%以上且20质量%以下,优选为1质量%以上且15质量%以下,优选为1质量%以上且10质量%以下,优选为1质量%以上且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50]
进一步,本发明的通式(L)所表示的化合物优选为选自例如通式(II)所表示的化合物中的化合物。
[化51]
(上述通式(II)中,R21和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-。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。此外,在本发明的进一步另一实施方式中为三种。进一步,在本发明的另一实施方式中为四种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(II)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(II)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为3~35质量%。或者在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~30质量%。此外,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~25质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~18质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~12质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为13~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为16~21质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为4~12质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为13~15质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为15~18质量%。
进一步,上述通式(II)所表示的化合物优选为选自例如通式(II-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化52]
(上述通式(II-1)中,R21和R22表示与通式(II)中的意义相同的意义。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
通式(II-1)所表示的化合物的含量优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来调整。
含量的优选范围如下表所示。
上述通式(II-1)所表示的化合物的含量优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来调整,优选为4质量%以上且24质量%以下,优选为8质量%以上且18质量%以下,进一步优选为12质量%以上且14质量%以下。
进一步,本发明的通式(II)所表示的化合物优选为选自例如通式(II-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化53]
(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。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来组合。如果液晶组合物中包含式(11.1)、式(11.2),则有助于有关液晶组合物的高速响应的参数的提高。此外,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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(II-2)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、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要求的性能来适宜调整。
上述通式(II-2)所表示的化合物的优选含量例如相对于本发明的液晶组合物的总质量,可以举出2~45质量%。其中,优选为例如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,本发明的通式(II-2)所表示的化合物优选为例如式(11.1)至式(11.9)所表示的化合物。
[化54]
根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可以含有式(11.1)~(11.3)所表示的化合物中的一个,可以含有式(11.1)~(11.3)所表示的化合物中的两个,可以含有式(11.1)~(11.3)所表示的化合物中的三个,进一步,可以含有一种式(11.1)所表示的化合物,可以含有一种式(11.3)所表示的化合物,可以含有式(11.1)所表示的化合物和式(11.2)所表示的化合物两者,也可以含有式(11.1)至式(11.3)所表示的化合物全部。更优选包含式(11.1)和/或式(11.2)所表示的化合物,各含量的优选范围如下述所示。
本发明的液晶组合物中,式(11.1)所表示的化合物的各含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为1质量%以上且55质量%以下,优选为1质量%以上且35质量%以下,优选为1质量%以上且25质量%以下。其中,优选为1质量%且20质量%以下、2质量%以上且19质量%以下、3质量%以上且18质量%以下、3质量%以上且16质量%以下、4质量%以上且15质量%以下。
本发明的液晶组合物中,式(11.2)所表示的化合物的各含量相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为1质量%以上且55质量%以下,优选为1质量%以上且35质量%以下,优选为1质量%以上且25质量%以下。其中,优选为1质量%且20质量%以下、2质量%以上且19质量%以下、3质量%以上且18质量%以下、3质量%以上且16质量%以下、4质量%以上且15质量%以下。
本发明的液晶组合物中含有式(11.1)所表示的化合物和式(11.2)所表示的化合物两者的情况下,从相容性的观点考虑优选。含有该式(11.1)所表示的化合物和该式(11.2)所表示的化合物两者的情况下,两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,优选为5质量%以上且35质量%以下,优选为6质量%以上且30质量%以下,优选为7质量%以上且28质量%以下。其中,优选为8质量%且27质量%以下、9质量%以上且28质量%以下、10质量%以上且25质量%以下。
进一步,通式(II)所表示的化合物优选为选自例如通式(II-3)所表示的化合物组中的化合物。
[化55]
(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没有特别限制,优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能含有这些化合物中的一种~三种。
通式(II-3)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
上述通式(II-3)所表示的化合物的优选含量例如相对于本发明的液晶组合物的总质量,可以举出2~45质量%。其中,优选为例如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)所表示的化合物优选为例如式(12.1)至式(12.3)所表示的化合物。
[化56]
[化57]
[化58]
根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可以含有式(12.1)所表示的化合物,可以含有式(12.2)所表示的化合物,也可以含有式(12.1)所表示的化合物和式(12.2)所表示的化合物两者。式(12.3)所表示的化合物可以为光学活性化合物。
上述式(12.1)~(12.3)所表示的化合物的优选含量例如相对于本发明的液晶组合物的总质量,可以举出1~15质量%。其中,优选为例如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,本发明的通式(II-3)所表示的化合物优选为选自例如通式(II-3-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化59]
(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。)
上述通式(II-3-1)所表示的化合物的含量优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来调整,优选为1质量%以上且24质量%以下,优选为4质量%以上且18质量%以下,优选为6质量%以上且14质量%以下。
进一步,通式(II-3-1)所表示的化合物优选为例如式(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60]
[化61]
[化62]
[化63]
进一步,本发明的通式(II)所表示的化合物优选为选自例如通式(II-4)所表示的化合物组中的化合物。
[化64]
(上述通式(II-4)中,R21和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。)
可以仅含有这些化合物中的一种,也可以含有两种以上,根据所要求的性能来适宜组合。可组合的化合物的种类没有特别限制,优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,含有这些化合物中的一~两种,更优选含有一~三种。
上述通式(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,优选为1质量%以上且15质量%以下,优选为2质量%以上且15质量%以下,优选为3质量%以上且15质量%以下,优选为4质量%以上且12质量%以下,优选为5质量%以上且7质量%以下。
进一步,通式(II-4)所表示的化合物优选为例如式(14.1)至式(14.5)所表示的化合物,特别优选为式(14.2)或/和式(14.5)所表示的化合物。
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
进一步,本发明的通式(L)所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70]
(上述通式(III)中,R31和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。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
考虑到所要求的溶解性、双折射率等,上述通式(III)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,优选含有1质量%以上且25质量%以下,优选含有2质量%以上且20质量%以下,优选含有2质量%以上且15质量%以下,优选含有2质量%以上且10质量%以下,优选含有4质量%以上且6质量%以下。
进一步,通式(III)所表示的化合物优选为例如式(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71]
[化72]
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73]
(上述通式(III-2)中,R31表示与通式(III)中的意义相同的意义。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
上述通式(III-2)所表示的化合物的含量优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来调整,相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选为4质量%以上且23质量%以下,优选为6质量%以上且18质量%以下,优选为10质量%以上且13质量%以下。
进一步,该通式(III-2)所表示的化合物优选为选自例如式(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74]
[化75]
[化76]
本发明的通式(L)所表示的化合物优选选自通式(IV)所表示的组。
[化77]
(上述通式(IV)中,R41和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和X42各自独立地表示氢原子或氟原子。)
该通式(IV)所表示的化合物的可组合的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来适宜组合。如果液晶组合物中添加后述的式(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,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提高。
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一~六种。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(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,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~22质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~6质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为20~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~6质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~22质量%。
进一步,通式(IV)所表示的化合物优选为选自例如通式(IV-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化78]
(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有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(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,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~30质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~22质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~6质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为3~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为20~26质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~6质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为11~22质量%。
进一步,通式(IV-1)所表示的化合物优选为例如式(18.1)至式(18.9)所表示的化合物。
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
[化86]
[化87]
上述通式(IV-1)所表示的化合物中可组合的化合物的种类没有特别限制,优选含有这些化合物中的一种~三种,进一步优选含有一种~四种。此外,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广也对溶解性有效,因此优选例如从式(18.1)或(18.2)所表示的化合物中选择一种、从式(18.4)或(18.5)所表示的化合物中选择一种、从式(18.6)或式(18.7)所表示的化合物中选择一种、从式(18.8)或(18.9)所表示的化合物中选择一种,并将它们适宜组合。其中,优选包含式(18.1)、式(18.3)、式(18.4)、式(18.6)和式(18.9)所表示的化合物。
进一步,本发明的通式(L)所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88]
(上述通式(V)中,R51和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和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和X52各自独立地表示氟原子或氢原子。其中,上述通式(N)所表示的化合物除外。)
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来适宜组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。进一步,在本发明的另一实施方式中为三种。进一步,在本发明的另一实施方式中为四种。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(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,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~20质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~19质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~9质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~7质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~5质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~3质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为1~2质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~19质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为5~19质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为9~19质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为2~8质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述含量为6~8质量%。
进一步,本发明的通式(V)所表示的化合物优选为通式(V-1)所表示的化合物。
[化89]
(上述通式(V-1)中,R51和R52、X51和X52表示与通式(V)中的意义相同的意义。其中,上述通式(N)除外。)
进一步,上述通式(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90]
(上述通式(V-1-1)中,R51和R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。其中,上述通式(N)除外。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上且15质量%以下的上述通式(V-1-1)所表示的化合物,进一步优选含有1质量%以上且10质量%以下,优选含有3质量%以上且10质量%以下,优选含有3质量%以上且7质量%以下,优选含有3质量%以上且5质量%以下,优选含有3质量%以上且4质量%以下。
进一步,上述通式(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91]
[化92]
[化93]
[化94]
进一步,本发明的通式(V-1)所表示的化合物优选为通式(V-1-2)所表示的化合物。
[化95]
(上述通式(V-1-2)中,R51和R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上且15质量%以下的上述通式(V-1-2)所表示的化合物,优选含有1质量%以上且10质量%以下,优选含有1质量%以上且7质量%以下,优选含有1质量%以上且5质量%以下。
进一步,上述通式(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96]
[化97]
[化98]
进一步,本发明的通式(V-1)所表示的化合物优选为通式(V-1-3)所表示的化合物。
[化99]
(上述通式(V-1-3)中,R51和R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上且15质量%以下的上述通式(V-1-3)所表示的化合物,优选含有2质量%以上且15质量%以下,优选含有3质量%以上且10质量%以下,优选含有4质量%以上且8质量%以下。
进一步,上述通式(V-1-3)所表示的化合物为式(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100]
[化101]
[化102]
进一步,本发明的通式(V)所表示的化合物优选为通式(V-2)所表示的化合物。
[化103]
(上述通式(V-2)中,R51和R52、X51和X52表示与通式(V)中的意义相同的意义。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来适宜组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(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,在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为2~25质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为5~19质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为6~10质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为10~19质量%。进一步,在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为4~8质量%。
期望本发明的液晶组合物为高Tni的实施方式的情况下,优选使式(V-2)所表示的化合物的含量略多,期望低粘度的实施方式的情况下,优选使含量略少。
进一步,本发明的通式(V-2)所表示的化合物优选为通式(V-2-1)所表示的化合物。
[化104]
(上述通式(V-2)中,R51和R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
进一步,上述通式(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/和式(23.2)所表示的化合物。
[化105]
[化106]
[化107]
[化108]
进一步,本发明的通式(V-2)所表示的化合物优选为通式(V-2-2)所表示的化合物。
[化109]
(上述通式(V-2-2)中,R51和R52表示与通式(V)中的意义相同的意义。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
进一步,上述通式(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/和式(24.2)所表示的化合物。
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
进一步,本发明的通式(V)所表示的化合物优选为通式(V-3)所表示的化合物。
[化114]
(上述通式(V-3)中,R51和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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来适宜组合。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。进一步,在本发明的另一实施方式中为三种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上且16质量%以下的上述通式(V-3)所表示的化合物,优选含有1质量%以上且13质量%以下,优选含有1质量%以上且9质量%以下,优选含有3质量%以上且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115]
[化116]
[化117]
本发明的通式(V)所表示的化合物优选为通式(V-4)所表示的化合物。
[化118]
(上述通式(V-4)中,R51和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。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上且15质量%以下的上述通式(V-4)所表示的化合物,优选含有2质量%以上且15质量%以下,优选含有3质量%以上且10质量%以下,优选含有4质量%以上且8质量%以下。
进一步,上述通式(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一种化合物,更优选为式(25.13)所表示的化合物。
[化119]
本发明的通式(L)所表示的化合物优选为通式(V’-5)所表示的化合物。
[化120]
(上述通式(V’-5)中,R51和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。上述通式(N)所表示的化合物除外。)
相对于本发明的液晶组合物的总质量,优选含有1质量%以上且15质量%以下的上述通式(V’-5)所表示的化合物,优选含有2质量%以上且15质量%以下,优选含有2质量%以上且10质量%以下,优选含有5质量%以上且10质量%以下。
进一步,上述通式(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一种化合物,更优选为式(25.21)和/或式(25.23)所表示的化合物。
[化121]
本发明的液晶组合物优选进一步含有选自由通式(VI)所表示的化合物和通式(VII)所表示的化合物组成的组中的至少一种以上。此外,本发明的通式(L)所表示的化合物优选为通式(VI)所表示的化合物和/或通式(VII)所表示的化合物。
[化122]
[化123]
(上述通式(VI)和(VII)中,R61、R62、R71和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。)
上述通式(VI)所表示的化合物具体可以合适地使用以下举出的化合物。
[化124]
[化125]
[化126]
[化127]
上述通式(VII)所表示的化合物具体可以合适地使用以下举出的化合物。
[化128]
各个满足上述通式(VI)或通式(VII)所表示的化合物中,满足各个结构式的化合物的可组合的种类没有特别限制,优选根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能来配合满足各个式的化合物中的一~三种,更优选含有一~四种,特别优选含有一~五种以上。
上述通式(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%。
上述通式(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%。
本发明的介电常数各向异性为+3以上且+40以下的液晶化合物优选为选自由以下的通式(M)所表示的化合物和以下的通式(K)所表示的化合物组成的组中的至少一种。
本发明的液晶组合物中,作为介电常数各向异性为+3以上且+40以下的化合物,极性成分A中可以包含以下的通式(M)所表示的化合物,该通式(M)所表示的化合物更优选为极性化合物(介电常数各向异性为+5~+30)。
本发明的通式(M)为如下通式所表示的化合物。
[化129]
(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一个以上氢原子可以被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个或不相邻的两个以上-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1和CM2各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(d)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的两个以上-CH2-可以被-O-或-S-取代。)和
(e)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的两个以上-CH=可以被-N=取代。)
上述基团(d)、基团(e)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1和KM2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-,
在PM为2、3或4而存在多个KM1的情况下,它们可以相同也可以不同,在PM为2、3或4而存在多个CM2的情况下,它们可以相同也可以不同,
XM1和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。其中,通式(i)、通式(N)和通式(L)所表示的化合物除外。)
作为第二成分可组合的上述通式(M)所表示的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、介电常数、双折射率等期望的性能来组合使用。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。进一步,在本发明的另一实施方式中为三种。此外进一步,在本发明的另一实施方式中为四种。进一步,在本发明的另一实施方式中为五种。进一步,在本发明的另一实施方式中为六种。进一步,在本发明的另一实施方式中为七种以上。
本发明的液晶组合物中,通式(M)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
上述通式(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,在本发明的一个实施方式中为0.5~50质量%。进一步,例如在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为1~47质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为3~44质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为5~41质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为7~38质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为8~35质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为9~32质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为10~29质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为11~26质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为12~23质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为13~20质量%。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高,需要温度稳定性佳的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。此外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值略高、使上限值略高。
关于RM1,其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下,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的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,其所结合的环结构为环己烷、吡喃和二烷等饱和的环结构的情况下,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的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
关于本发明的通式(M)所表示的化合物,要求液晶组合物的化学稳定性的情况下,优选在其分子内没有氯原子。进一步,优选液晶组合物内具有氯原子的化合物为5%以下,优选为3%以下,优选为1%以下,优选为0.5%以下,优选实质上不含有。实质上不含有的意思是,仅化合物制造时作为杂质生成的化合物等非有意包含氯原子的化合物混入液晶组合物中。
本发明的通式(M)所表示的化合物优选为通式(B)所表示的化合物。
[化130]
(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一个以上氢原子可以被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基只要氧原子不连续地结合就可以被氧原子取代,只要羰基不连续地结合就可以被羰基取代,
A2各自独立地表示1,4-亚环己基亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基,A1表示1,4-亚苯基的情况下,该1,4-亚苯基中的一个以上氢原子可以被氟原子取代,
Z2各自独立地表示单键、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-,
Y1和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,本发明的通式(B)所表示的化合物中,m1优选为2或3。如果m1为2,则具有更低的驱动电压这样的特性。此外,如果m1为3,则具有更高的转变温度这样的特性。
作为上述通式(B)所表示的化合物,优选为以下的式(B.1)~(B.24)。此外,更优选为3环(B.1~B.6、B.13~B.18)。
[化131]
[化132]
[化133]
[化134]
上述式(B.1)~(B.6)和(B.13)~(B.18)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0.5~35质量%。进一步,例如在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为1~30质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为2~25质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为3~20质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为4~18质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为5~16质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为6~15质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为11~23质量%。
上述三环(B.1~B.6、B.13~B.18)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0.5~35质量%。进一步,例如在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为1~30质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为2~25质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为3~20质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为4~23质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为5~22质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为6~21质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为10~18质量%。
本发明的通式(M)所表示的化合物优选为通式(X)所表示的化合物。
[化135]
(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和A102各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或
[化136]
[化137]
[化138]
1,4-亚苯基上的氢原子可以被氟原子取代。)
上述通式(X)所表示的化合物中可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而适宜组合。例如,在本发明的一个实施方式中为一种。此外,在本发明的另一实施方式中为两种。进一步在另一实施方式中为三种。进一步此外在另一实施方式中为四种。进一步此外在另一实施方式中为五种以上。
上述通式(X)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中适宜调整。例如,上述通式(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%,在另一实施方式中为1~30质量%,进一步在另一实施方式中为1~25质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~24质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~20质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~19质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~16质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~12质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~11质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~10质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为1~9质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为1~8质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为1~7质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为1~3质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为3~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为5~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为6~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为8~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为11~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为13~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为15~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为17~24质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为3~7质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为5~10质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为6~9质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为6~8质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为8~11质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为11~19质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为11~12质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为13~16质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为15~19质量%,此外进一步在另一实施方式中含量为17~20质量%。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。进一步,需要不易发生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。此外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值略高、使上限值略高。
本发明的通式(M)所表示的化合物优选为通式(X-1)所表示的化合物。
[化139]
(上述通式(X-1)中,X101至X103和R10表示与通式(X)中的意义相同的意义。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而在各实施方式中适宜组合。例如,在本发明的一个实施方式中为一种。此外在本发明的另一实施方式中为两种。进一步在另一实施方式中为三种。进一步此外在另一实施方式中为四种。进一步此外在另一实施方式中为五种以上。
上述通式(X-1)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而适宜调整。
例如,上述通式(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%,在另一实施方式中为1~15质量%,进一步在另一实施方式中为1~10质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~8质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~7质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~6质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~3质量%,此外进一步在另一实施方式中为3~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为4~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为5~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为6~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为8~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为3~7质量%,此外进一步在另一实施方式中为5~7质量%,此外进一步在另一实施方式中为6~7质量%。
进一步,本发明的通式(X-1)所表示的化合物优选为通式(X-1-1)所表示的化合物。
[化140]
(上述通式(X-1-1)中,R10表示与通式(X)中的意义相同的意义。)
上述通式(X-1-1)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而适宜调整。
上述通式(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%,在另一实施方式中为1~20质量%,进一步在另一实施方式中为1~15质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~10质量%,此外进一步在另一实施方式中为3~10质量%,此外进一步在另一实施方式中为5~10质量%。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-1-1)所表示的化合物具体优选为式(36.1)至式(36.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(36.1)和/或式(36.2)所表示的化合物。
[化141]
[化142]
[化143]
[化144]
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-1)所表示的化合物优选为通式(X-1-2)所表示的化合物。
[化145]
(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。)
上述通式(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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为6质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为16质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为10质量%以下。
进一步,上述通式(X-1-2)所表示的化合物具体优选为式(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146]
[化147]
[化148]
[化149]
进一步,本发明的通式(X-1)所表示的化合物优选为通式(X-1-3)所表示的化合物。
[化150]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上。
上述通式(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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为6质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为16质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-1-3)所表示的化合物具体优选为式(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151]
[化152]
[化153]
[化154]
本发明的液晶组合物的通式(X)所表示的化合物优选为通式(X-2)所表示的化合物。
[化155]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上。
上述通式(X-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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在15质量%以下,进一步优选为12质量%以下,更优选为10质量%以下,特别优选为8质量%以下。
进一步,本发明的通式(X-2)所表示的化合物优选为通式(X-2-1)所表示的化合物。
[化156]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
上述通式(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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为16质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-2-1)所表示的化合物具体优选为式(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157]
[化158]
[化159]
[化160]
进一步,本发明的通式(X-2)所表示的化合物优选为通式(X-2-2)所表示的化合物。
[化161]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上。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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为16质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-2-2)所表示的化合物具体优选为式(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162]
[化163]
[化164]
[化165]
本发明的通式(M)所表示的化合物优选为通式(IIb)所表示的化合物。
[化166]
(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一个以上氢原子可以被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基只要氧原子不连续地结合就可以被氧原子取代,只要羰基不连续地结合就可以被羰基取代,
A2b各自独立地表示1,4-亚环己基亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基,A2b表示1,4-亚苯基的情况下,该1,4-亚苯基中的一个以上氢原子可以被氟原子取代,
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。)优选选择通式(IIb)所表示的化合物组中的至少一种化合物,上述m2b更优选为2、3。
上述通式(IIb)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为0.05%,进一步在另一实施方式中为0.1%,此外进一步在另一实施方式中为0.2%,此外进一步在另一实施方式中为0.3%,此外进一步在另一实施方式中为0.4%,此外进一步在另一实施方式中为0.5%。此外,上述通式(IIb)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10%,在另一实施方式中为8%,进一步在另一实施方式中为2%,此外进一步在另一实施方式中为1%,此外进一步在另一实施方式中为0.8%,此外进一步在另一实施方式中为0.7%。
如果液晶组合物中包含上述通式(IIa)所表示的化合物,则不仅能够确保Δε等介电性,而且也不会损害与通式(L)的相容性。
本发明的通式(X)所表示的化合物优选为通式(X-3)所表示的化合物。
[化167]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上。如果液晶组合物中包含上述通式(X-3)所表示的化合物,则不仅能够确保Δε等介电性,而且也不会损害与通式(L)等第一成分的相容性。
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,优选为0.1质量%以上,更优选为0.2质量%以上,进一步优选为0.3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在8质量%以下,进一步优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下,特别优选为1质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-3)所表示的化合物优选为通式(X-3-1)所表示的化合物。
[化168]
(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。)
满足通式(X-3-1)的化合物中,可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上。
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,优选为0.05质量%以上,更优选为0.2质量%以上,进一步优选为0.3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在5质量%以下,进一步优选为3质量%以下,更优选为2质量%以下,特别优选为1质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-3-1)所表示的化合物具体优选为式(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。如果液晶组合物中包含上述式(41.1)至式(41.4)所表示的化合物,则不仅能够确保Δε等介电性,而且也不损害与非极性第一成分的相容性。
[化169]
[化170]
[化171]
[化172]
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-3)所表示的化合物优选为通式(X-3-1)所表示的化合物。
[化173]
(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。)
满足通式(X-3-2)的化合物中,可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上。
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,优选为0.05质量%以上,更优选为0.2质量%以上,进一步优选为0.3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在5质量%以下,进一步优选为3质量%以下,更优选为2质量%以下,特别优选为1.5质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-3-2)所表示的化合物具体优选为式(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。如果液晶组合物中包含上述式(41.5)至式(41.7)所表示的化合物,则不仅能够确保Δε等介电性,而且也不会损害与非极性第一成分的相容性。
[化174]
[化175]
[化176]
[化177]
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178]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
进一步,本发明的通式(X-4)所表示的化合物优选为通式(X-4-1)所表示的化合物。
[化179]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
上述通式(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,优选为2质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为17质量%以下,更优选为15质量%以下,特别优选为13质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-4-1)所表示的化合物具体优选为式(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180]
[化181]
[化182]
[化183]
进一步,本发明的通式(X)所表示的化合物优选为通式(X-5)所表示的化合物。
[化184]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-5)所表示的化合物优选为通式(X-5-1)所表示的化合物。
[化185]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(X-5-1)所表示的化合物具体优选为式(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186]
[化187]
[化188]
[化189]
上述式(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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在18质量%以下,进一步优选为15质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为10质量%以下。
本发明的液晶组合物中所使用的通式(M)所表示的化合物优选为通式(IIa)所表示的化合物。
[化190]
(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一个以上氢原子可以被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基只要氧原子不连续地结合就可以被氧原子取代,只要羰基不连续地结合就可以被羰基取代,
A2a各自独立地表示1,4-亚环己基亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基,A2a表示1,4-亚苯基的情况下,该1,4-亚苯基中的一个以上氢原子可以被氟原子取代,
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。)优选选择通式(IIa)所表示的化合物组中的至少一种化合物,更优选选择上述通式(IIa)所表示的化合物中的至少两种化合物。此外,上述通式(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:通过组合具备化学骨架的通用性或化学骨架的特征性的化合物彼此,相容性显著提高。其中,对于具有包含作为该通式(IIa)所表示的化合物的下位概念的上述通式(M-1)所表示的化合物的成分和包含通式(i)所表示的化合物的成分的液晶组合物而言,改善了作为以往问题的液晶化合物的析出。
上述通式(IIa)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值(上限值和下限值的范围在本说明书中其他也同样)。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%,在另一实施方式中为3%,进一步在另一实施方式中为4%,此外进一步在另一实施方式中为5%,此外进一步在另一实施方式中为6%,此外进一步在另一实施方式中为7%,此外进一步在另一实施方式中为8%。在此外其他实施方式中为9%。此外,在另一实施方式中为11%,进一步在另一实施方式中为15%,此外进一步在另一实施方式中为18%。此外,上述通式(IIa)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%,在另一实施方式中为20%,进一步在另一实施方式中为13%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为7%,此外进一步在另一实施方式中为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191]
(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中的至少一个表示氟原子,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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至三种以上。
确认到:如果液晶组合物中存在通式(XI)所表示的化合物,则表现高转变点、大的Δε介电常数、高Δn,此外对4环的化合物而言表现低粘性。进一步,确认到该通式(XI)所表示的化合物对于通式(i)和通式(N)所表示的化合物表现良好的相容性。由此,还更优选在本发明的液晶组合物中以Δε不超过5的范围包含通式(XI)作为通式(M)。
上述通式(XI)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为4%,进一步在另一实施方式中为5%,此外进一步在另一实施方式中为7%,此外进一步在另一实施方式中为9%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为12%。此外进一步在另一实施方式中为13%。此外进一步在另一实施方式中为15%。此外进一步在另一实施方式中为18%。
此外,含量的上限值例如在本发明的一个实施方式中为30%,在另一实施方式中为25%,进一步在另一实施方式中为20%,此外进一步在另一实施方式中为15%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为5%。
本发明的液晶组合物用于单元间隙小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XI)所表示的化合物的含量略多。用于驱动电压小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XI)所表示的化合物的含量略多。此外,用于低温环境中所使用的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XI)所表示的化合物的含量略少。为用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物的情况下,适合使通式(XI)所表示的化合物的含量略少。
另外,本说明书中的单元间隙是指相对的取向层间的平均距离,换言之,是指填充了液晶组合物的液晶层的平均厚度(例如,该厚度通过10点平均等而算出。)。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(XI)所表示的化合物优选为通式(XI-1)所表示的化合物。
[化192]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而在各实施方式中适宜组合。例如,在本发明的一个实施方式中组合一种,在另一实施方式中组合两种,进一步在另一实施方式中组合三种以上。
此外,关于上述通式(XI-1)所表示的化合物,还认为从左开始第2个苯环的氟特别有助于相容性,并且确认到表现出高转变点、大的Δε介电常数、高Δn,此外对于4环的化合物而言表现低粘性。因此确认到,该通式(XI-1)所表示的化合物对于包含通式(i)、通式(M-1)和通式(N)所示的化合物的组合物表现良好的相容性。
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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,进一步优选为4质量%以上,特别优选为5质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为15质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为10质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(XI-1)所表示的化合物具体优选为式(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193]
[化194]
[化195]
[化196]
上述式(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,优选为1质量%以上,更优选为1.5质量%以上,进一步优选为2质量%以上,进一步优选为2.5质量%以上,特别优选为3质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在18质量%以下,进一步优选为15质量%以下,更优选为12质量%以下,特别优选为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197]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至三种以上,更优选组合一种至四种以上。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(XII)所表示的化合物优选为通式(XII-1)所表示的化合物。
[化198]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
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,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,特别优选为4质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在15质量%以下,进一步优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,特别优选为6质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(XII-1)所表示的化合物具体优选为式(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199]
[化200]
[化201]
[化202]
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203]
(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。)
可组合的化合物没有特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至两种以上,更优选组合一种至三种以上。
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,优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为4质量%以上,进一步优选为6质量%以上,特别优选为9质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为17质量%以下,更优选为15质量%以下,特别优选为13质量%以下。
进一步,本发明的液晶组合物中所使用的通式(XII-2)所表示的化合物具体优选为式(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204]
[化205]
[化206]
[化207]
本发明的通式(M)所表示的化合物优选为选自例如通式(VIII)所表示的化合物组中的化合物。
[化208]
(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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能来适宜组合使用。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。进一步,在本发明的另一实施方式中为三种以上。如果液晶组合物中存在上述通式(VIII)所表示的化合物,则表现高Δn,此外起到通过调整与其他4环化合物的比率而容易控制转变点这样的作用、效果。
本发明的液晶组合物中,上述通式(VIII)所表示的化合物的含量有必要根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(VIII)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为1~25质量%。进一步,例如在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为1~20质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为1~15质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为1~10质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为1~7质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为1~6质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为1~5质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为1~4质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为3~7质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为3~6质量%。例如在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为4~7质量%。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高,需要温度稳定性佳的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。此外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值略高、使上限值略高。
进一步,本发明的通式(VIII)所表示的化合物优选为通式(VIII-1)所表示的化合物。
[化209]
(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210]
[化211]
[化212]
[化213]
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,上述式(26.1)~(26.4)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,优选为1质量%以上且20质量%以下,更优选为1质量%以上且15质量%以下,更进一步优选为1质量%以上且10质量%以下,优选为1质量%以上且7质量%以下。其中,优选为例如1质量%以上且6质量%以下、1质量%以上且5质量%以下、3质量%以上且7质量%以下、3质量%以上且6质量%以下、4质量%以上且7质量%以下。
进一步,本发明的通式(VIII)所表示的化合物优选为通式(VIII-2)所表示的化合物。
[化214]
(上述通式(VIII-2)中,R8表示与通式(VIII)中的意义相同的意义。)
作为通式(VIII-2)可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能来适宜组合使用。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为三种以上。
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,上述通式(VIII-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,优选为2.5质量%以上且25质量%以下,优选为8质量%以上且25质量%以下,优选为10质量%且20质量%以下,优选为12质量%以上且15质量%以下。
进一步,上述通式(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215]
[化216]
[化217]
[化218]
进一步,本发明的通式(M)所表示的化合物优选为选自例如通式(IX)所表示的化合物组中的化合物。
[化219]
(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和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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能来适宜组合使用。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种以上。
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,上述通式(VIII-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,优选为0.5质量%以上且15质量%以下,优选为0.5质量%以上且10质量%以下,优选为0.5质量%且5质量%以下,优选为1质量%以上且5质量%以下。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高,需要不易发生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。此外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值略高、使上限值略高。
进一步,本发明的通式(IX)所表示的化合物优选为通式(IX-1)所表示的化合物。
[化220]
(上述通式(IX-1)式中,R9和X92表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
进一步,本发明的通式(IX-1)所表示的化合物优选为通式(IX-1-1)所表示的化合物。
[化221]
(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没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能来适宜组合使用。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一种。或者在本发明的另一实施方式中为两种。进一步,在本发明的另一实施方式中为三种以上。
上述通式(IX-1-1)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而根据实施方式来适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(IX-1-1)所表示的化合物的含量例如在本发明的一个实施方式中为1~30质量%。进一步,例如在本发明的另一实施方式中,上述化合物的含量为2~25质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为3~20质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为4~15质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为5~10质量%。例如,在本发明的进一步另一实施方式中,上述化合物的含量为7~20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/和式(28.5)所表示的化合物。
[化222]
[化223]
[化224]
[化225]
[化226]
进一步,本发明的通式(IX-1)所表示的化合物优选为通式(IX-1-2)所表示的化合物。
[化227]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至三种,更优选组合一种至四种。
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,上述通式(IX-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质量,优选为1质量%以上且30质量%以下,优选为5质量%以上且25质量%以下,优选为8质量%以上且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/和式(29.4)所表示的化合物。
[化228]
[化229]
[化230]
[化231]
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232]
(上述通式(IX-2)中,R9、X91和X92表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
进一步,本发明的通式(IX-2)所表示的化合物优选为通式(IX-2-1)所表示的化合物。
[化233]
(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,上述通式(IX-2-1)所表示的化合物的含量为1~25质量%。在另一实施方式中,上述化合物的含量为1~20质量%。进一步在另一实施方式中,上述化合物的含量为1~15质量%。此外进一步在另一实施方式中,上述化合物的含量为1~10质量%。此外进一步在另一实施方式中,上述化合物的含量为1~5质量%。此外进一步在另一实施方式中,上述化合物的含量为1~4质量%。
进一步,上述通式(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234]
[化235]
[化236]
[化237]
进一步,本发明的通式(IX-2)所表示的化合物优选为通式(IX-2-2)所表示的化合物。
[化238]
(上述通式(IX-2-2)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
上述通式(IX-2-2)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总质量,上述通式(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%,在另一实施方式中为1~25质量%,进一步在另一实施方式中为1~20质量%,进一步在另一实施方式中为1~17质量%,进一步在另一实施方式中为1~16质量%,进一步在另一实施方式中为1~12质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~11质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~10质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为2~17质量%,此外进一步在另一实施方式中为6~17质量%,此外进一步在另一实施方式中为8~17质量%,此外进一步在另一实施方式中为9~17质量%,此外进一步在另一实施方式中为14~17质量%,此外进一步在另一实施方式中为14~16质量%,此外进一步在另一实施方式中为2~9质量%,此外进一步在另一实施方式中为6~10质量%,此外进一步在另一实施方式中为8~11质量%,此外进一步在另一实施方式中为9~12质量%。
进一步,上述通式(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239]
[化240]
[化241]
[化242]
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243]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一~两种。
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,上述通式(IX-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,优选为1质量%以上且30质量%以下,更优选为3质量%以上且20质量%以下,进一步优选为6质量%以上且15质量%以下,进一步优选为8质量%以上且10质量%以下。
进一步,上述通式(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)和/或式(32.4)所表示的化合物。
[化244]
[化245]
[化246]
[化247]
进一步,本发明的通式(IX-2)所表示的化合物优选为通式(IX-2-4)所表示的化合物。
[化248]
(上述通式(IX-2-4)中,R9表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,上述通式(IX-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,优选为1质量%以上且15质量%以下,优选为2质量%以上且12质量%以下,优选为3质量%以上且11质量%以下,优选为4质量%以上且10质量%以下,优选为5质量%以上且9质量%以下,优选为5质量%以上且8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)、和式(33.2)~式(33.5)所表示的化合物。
[化249]
[化250]
[化251]
[化252]
[化253]
[化254]
[化255]
上述式(33.8)中,R25优选为碳原子数2~6的烯基。
进一步,本发明的通式(IX-2)所表示的化合物优选为通式(IX-2-5)所表示的化合物。
[化256]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而在各实施方式中适宜组合使用。例如,在本发明的一个实施方式中为一种,在另一实施方式中为两种,进一步在另一实施方式中为三种,此外进一步在另一实施方式中为四种以上。
上述通式(IX-2-5)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中适宜调整。
例如,上述通式(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%,在另一实施方式中为0.3~25质量%,进一步在另一实施方式中为0.5~20质量%,此外进一步在另一实施方式中为1~15质量%,此外进一步在另一实施方式中为2~14质量%,此外进一步在另一实施方式中为2.5~15质量%,此外进一步在另一实施方式中为3~12质量%。
将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低,需要响应速度快的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。进一步,将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高,需要不易发生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低、使上限值略低。此外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值略高、使上限值略高。
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)和/或式(34.5)所表示的化合物。
[化257]
[化258]
[化259]
[化260]
[化261]
[化262]
[化263]
进一步,本发明的通式(IX)所表示的化合物优选为通式(IX-3)所表示的化合物。
[化264]
(上述通式(IX-3)中,R9、X91和X92表示与通式(IX)中的意义相同的意义。)
进一步,上述通式(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265]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一~两种。
考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,上述通式(IX-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质量优选为3质量%以上且30质量%以下,优选为7质量%以上且30质量%以下,优选为13质量%以上且20质量%以下,优选为15质量%以上且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)和/或式(35.2)所表示的化合物。
[化266]
[化267]
[化268]
[化269]
进一步,本发明的通式(M)所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270]
(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没有特别限制,优选含有这些化合物中的一种~两种,更优选含有一种~三种,进一步优选含有一种~四种。
通式(XIII)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为4%,进一步在另一实施方式中为5%,此外进一步在另一实施方式中为7%,此外进一步在另一实施方式中为9%,此外进一步在另一实施方式中为11%,此外进一步在另一实施方式中为13%。此外进一步在另一实施方式中为14%。此外进一步在另一实施方式中为16%。此外进一步在另一实施方式中为20%。
此外,含量的上限值例如在本发明的一个实施方式中为30%,在另一实施方式中为25%,进一步在另一实施方式中为20%,此外进一步在另一实施方式中为15%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为5%。
本发明的液晶组合物用于单元间隙小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XIII)所表示的化合物的含量略多。用于驱动电压小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XIII)所表示的化合物的含量略多。此外,用于低温环境中所使用的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XIII)所表示的化合物的含量略少。为用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物的情况下,适合使通式(XIII)所表示的化合物的含量略少。
进一步,本发明的通式(XIII)所表示的化合物优选为通式(XIII-1)所表示的化合物。
[化271]
(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,优选含有1质量%以上的通式(XIII-1)所表示的化合物,进一步优选含有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,作为可最大含有的比率,优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为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272]
[化273]
[化274]
[化275]
进一步,本发明的通式(XIII)所表示的化合物优选为通式(XIII-2)所表示的化合物。
[化276]
(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没有特别限制,优选含有这些化合物中的一种~两种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含有5质量%以上的通式(XIII-2)所表示的化合物,进一步优选含有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,作为可最大含有的比率,优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为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/和式(49.2)所表示的化合物。
[化277]
[化278]
[化279]
[化280]
进一步,本发明的通式(XIII)所表示的化合物优选为通式(XIII-3)所表示的化合物。
[化281]
(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没有特别限制,优选含有这些化合物中的一种~两种。
相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含有2质量%以上的通式(XIII-3)所表示的化合物,进一步优选含有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,作为可最大含有的比率,优选为20质量%以下,更优选为17质量%以下,进一步优选为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/和式(50.2)所表示的化合物。
[化282]
[化283]
[化284]
[化285]
进一步,本发明的通式(M)所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286]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而在各实施方式中适宜组合。例如,在本发明的一个实施方式中为一种。进一步,在本发明的另一实施方式中为两种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为三种。此外,在本发明的进一步另一实施方式中为四种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为五种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为六种以上。
通式(XIV)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为7%,进一步在另一实施方式中为8%,此外进一步在另一实施方式中为11%,此外进一步在另一实施方式中为12%,此外进一步在另一实施方式中为16%,此外进一步在另一实施方式中为18%。此外进一步在另一实施方式中为19%。此外进一步在另一实施方式中为22%。此外进一步在另一实施方式中为25%。
此外,含量的上限值例如在本发明的一个实施方式中为40%,在另一实施方式中为35%,进一步在另一实施方式中为30%,此外进一步在另一实施方式中为25%,此外进一步在另一实施方式中为20%,此外进一步在另一实施方式为15%。
本发明的液晶组合物用于驱动电压小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XIV)所表示的化合物的含量略多。此外为用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物的情况下,适合使通式(XIV)所表示的化合物的含量略少。
进一步,本发明的通式(XIV)所表示的化合物优选为通式(XIV-1)所表示的化合物。
[化287]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而优选组合一种至三种。
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288]
(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。)
上述通式(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,优选为2质量%以上,更优选为4质量%以上,进一步优选为7质量%以上,进一步优选为10质量%以上,特别优选为18质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在30质量%以下,进一步优选为27质量%以下,更优选为24质量%以下,特别优选为小于21质量%。
进一步,通式(XIV-1-1)所表示的化合物具体优选为式(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289]
[化290]
[化291]
[化292]
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293]
(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,优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,特别优选为7质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在15质量%以下,进一步优选为13质量%以下,更优选为11质量%以下,特别优选为小于9质量%。
进一步,上述通式(XIV-1-2)所表示的化合物具体优选为式(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294]
[化295]
[化296]
[化297]
进一步,本发明的通式(XIV)所表示的化合物优选为通式(XIV-2)所表示的化合物。
[化298]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而在各实施方式中适宜组合。例如,在本发明的一个实施方式中为一种。进一步,在本发明的另一实施方式中为两种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为三种。此外,在本发明的进一步另一实施方式中为四种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为五种以上。
通式(XIV-2)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为0.5%,进一步在另一实施方式中为1%,此外进一步在另一实施方式中为1.2%,此外进一步在另一实施方式中为1.5%,此外进一步在另一实施方式中为2%,此外进一步在另一实施方式中为2.5%。此外进一步在另一实施方式中为3%。
此外,含量的上限值例如在本发明的一个实施方式中为20%,在另一实施方式中为18%,进一步在另一实施方式中为12%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为8%,此外进一步在另一实施方式中为7%。
本发明的液晶组合物用于驱动电压小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XIV-2)所表示的化合物的含量略多。此外为用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物的情况下,适合使通式(XIV-2)所表示的化合物的含量略少。
进一步,本发明的通式(XIV-2)所表示的化合物优选为通式(XIV-2-1)所表示的化合物。
[化299]
(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,优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,特别优选为7质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在15质量%以下,进一步优选为13质量%以下,更优选为11质量%以下,特别优选为小于9质量%。
进一步,通式(XIV-2-1)所表示的化合物具体优选为式(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300]
[化301]
[化302]
[化303]
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304]
(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,优选为3质量%以上,更优选为6质量%以上,进一步优选为9质量%以上,特别优选为12质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在20质量%以下,进一步优选为17质量%以下,更优选为15质量%以下,特别优选为14质量%以下。
进一步,通式(XIV-2-2)所表示的化合物具体优选为式(54.1)至式(54.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(54.2)和/或式(54.4)所表示的化合物。
[化305]
[化306]
[化307]
[化308]
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309]
(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,优选为5质量%以上,更优选为9质量%以上,特别优选为12质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在30质量%以下,进一步优选为小于27质量%,更优选为24质量%以下,特别优选为小于20质量%。
进一步,通式(XIV-2-3)所表示的化合物具体优选为式(55.1)至式(55.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(55.2)和/或式(55.4)所表示的化合物。
[化310]
[化311]
[化312]
[化313]
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314]
(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没有限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等而在各实施方式中适宜组合。例如,在本发明的一个实施方式中为一种。进一步,在本发明的另一实施方式中为两种。或者,在本发明的进一步另一实施方式中为三种以上。
通式(XIV-2-4)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为0.5%,进一步在另一实施方式中为0.7%,此外进一步在另一实施方式中为1%,此外进一步在另一实施方式中为1.2%,此外进一步在另一实施方式中为1.8%,此外进一步在另一实施方式中为2%。此外进一步在另一实施方式中为2.5%。此外进一步在另一实施方式中为3%。
此外,含量的上限值例如在本发明的一个实施方式中为15%,在另一实施方式中为12%,进一步在另一实施方式中为11%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为8%,此外进一步在另一实施方式中为6%。
本发明的液晶组合物用于驱动电压小的液晶显示元件的情况下,适合使通式(XIV-2-4)所表示的化合物的含量略多。此外为用于响应速度快的液晶显示元件的液晶组合物的情况下,适合使通式(XIV-2-4)所表示的化合物的含量略少。
进一步,通式(XIV-2-4)所表示的化合物具体优选为式(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)和式(56.4)所表示的化合物。
[化315]
[化316]
[化317]
[化318]
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319]
(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,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,特别优选为13质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在25质量%以下,进一步优选为小于22质量%,更优选为18质量%以下,特别优选为小于15质量%。
进一步,通式(XIV-2-5)所表示的化合物具体优选为式(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320]
[化321]
[化322]
[化323]
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324]
(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,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。此外,考虑到低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在25质量%以下,进一步优选为22质量%以下,更优选为20质量%以下,特别优选为小于17质量%。
进一步,通式(XIV-2-6)所表示的化合物具体优选为式(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325]
[化326]
[化327]
[化328]
本申请发明中使用的化合物在分子内不带有过酸(-CO-OO-)结构。此外,重视液晶组合物的可靠性和长期稳定性的情况下,优选不使用具有羰基的化合物。此外,重视UV照射后的稳定性的情况下,期望不使用取代有氯原子的化合物。还优选仅为分子内的环结构全部为六元环的化合物。
本发明的通式(M)所表示的化合物优选为通式(M-1)所表示的化合物。
[化329]
(上述通式(M-1)中,XM12、XM13、XM14、XM15、XM16和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如下基团组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-取代)、和
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代),
上述基团(a)和基团(b)各自独立地可以被氰基、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以上且2以下的整数。)
作为本发明的通式(M-1)所表示的化合物的优选例示,优选为选自由下述式(m.1)~(m.28)组成的组中的至少一种。
[化330]
[化331]
[化332]
[化333]
上述通式(M-1)所表示的化合物的含量考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性而在各实施方式中均具有上限值和下限值。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%,在另一实施方式中为0.5%,进一步在另一实施方式中为1%,此外进一步在另一实施方式中为1.2%,此外进一步在另一实施方式中为1.5%,此外进一步在另一实施方式中为2%,此外进一步在另一实施方式中为2.5%。此外进一步在另一实施方式中为3%。
此外,含量的上限值例如在本发明的一个实施方式中为20%,在另一实施方式中为18%,进一步在另一实施方式中为12%,此外进一步在另一实施方式中为10%,此外进一步在另一实施方式中为9%,此外进一步在另一实施方式中为8%。
本发明的液晶组合物可以进一步包含选自通式(K)所表示的化合物组中的化合物作为极性成分A。
[化334]
(上述通式(K)中,Rk1各自独立地表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,基团中的一个或不相邻的两个以上-CH2-各自独立地可以被-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,基团中的一个或两个以上氢原子各自独立地可以被氟原子取代,
环K1和环K2各自独立地表示1,4-亚环己基(基团中的一个或不相邻的两个以上-CH2-可以被-O-或-S-取代。)或1,4-亚苯基(基团中的一个或不相邻的两个以上-CH=可以被-N=取代。),基团中的氢原子各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
K0表示萘-2,6-二基或1,4-亚苯基,基团中的氢原子各自独立地可以被氟原子取代,
Zk1、Zk2和Zk3各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-CH2CH2CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-,
nk1和nk2各自独立地表示0、1、2、3或4,当nk1、nk2为2以上时,环K2、环K2可以相同也可以不同,此外,Zk1、Zk3可以相同也可以不同,
Xk1和Xk2各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
Yk1各自独立地表示氯原子、氟原子、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,氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基。)。
本发明的通式(K)所表示的化合物优选为选自由以下通式(K1)~通式(K3)所表示的化合物组成的组中的至少一种。
[化335]
(上述通式(K1)中,Rk1、环K1、环K2、nk1、Xk1、Xk2、Yk1、Zk1、Zk2和Zk3遵从上述通式(K),因而在此省略。Xk3和Xk4各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子)
[化336]
(上述通式(K2)中、Rk1、环K1、环K2、nk1、Xk1、Xk2、Xk3、Xk4、Yk1、Zk1、Zk2和Zk3遵从上述通式(K1),因而在此省略。)
[化337]
(上述通式(K3)中,Rk1、Xk1、Xk2、Xk3、Xk4、Yk1和Zk1遵从上述通式(K),因而在此省略。)
本发明的液晶组合物中,通式(K1)所表示的化合物的含量优选为1质量%以上,优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。更具体而言,优选为3质量%至70质量%,进一步优选为5质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至50质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(K2)所表示的化合物的含量优选为1质量%以上,优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。更具体而言,优选为3质量%至70质量%,进一步优选为5质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至50质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(K3)所表示的化合物的含量优选为1质量%以上,优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,进一步优选为4质量%以上。更具体而言,优选为1质量%至30质量%,进一步优选为1.5质量%至20质量%,进一步优选为1.8质量%至15质量%,进一步优选为2.2质量%至12质量%。
本发明的液晶组合物中,优选包含选自由通式(K1)所表示的化合物、通式(K2)所表示的化合物和通式(K3)所表示的化合物组成的组中的至少一种。
本发明的液晶组合物中,优选包含一种以上通式(K1)所表示的化合物,进一步优选包含两种至五种。
本发明的液晶组合物中,优选包含一种以上通式(K2)所表示的化合物,进一步优选包含两种至五种。
本发明的液晶组合物中,优选包含一种以上通式(K3)所表示的化合物,进一步优选包含两种至五种。
本发明的液晶组合物中,通式(K1)、通式(K2)和通式(K3)所表示的化合物优选合计含有一种或两种以上,优选含有一~十种,进一步优选含有一~八种,进一步优选含有二~八种,特别优选含有二~五种。
本发明的通式(K)所表示的化合物优选为选自以下通式(K11)至(K28)所表示的化合物组中的化合物,进一步优选为选自由通式(K11)至(K17)和通式(K25)至(K28)所表示的化合物组中的化合物,特别优选为选自通式(K11)至(K17)所表示的化合物组中的化合物。
[化338]
[化339]
(上述通式(K11)~(K24)中,Rk1、环K2、Zk2、Zk3、nk1、Xk1、Xk2、Xk3、Xk4和Yk1如上所述。)
[化340]
[化341]
[化342]
[化343]
上述通式(K11)~(K28)中,Rk1、Xk1、Xk2、Zk2、环K2、Zk3、nk1、Xk3、Xk4和Yk1如上所述,Xk1和Xk2特别优选为氟原子,Zk2和Zk3特别优选为单键,环K2优选为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,特别优选为3,5-二氟-1,4-亚苯基,nk1优选为0或1,特别优选为1,Xk3和Xk4特别优选为氟原子,Yk1优选为氟原子或三氟甲氧基,特别优选为氟原子。
本发明的液晶组合物中,通式(K11)~(K17)所表示的化合物的含量优选为1质量%以上,优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。更具体而言,优选为3质量%至70质量%,进一步优选为5质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至50质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(K25)~(K28)所表示的化合物的含量优选为1质量%以上,优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。更具体而言,优选为3质量%至70质量%,进一步优选为5质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至60质量%,进一步优选为10质量%至50质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(K11)~(K17)所表示的化合物优选含有一种或两种以上,优选含有一~十种,进一步优选含有一~八种,进一步优选含有二~八种,特别优选含有二~五种。
本发明的液晶组合物中,通式(K25)~(K28)所表示的化合物优选含有一种或两种以上,优选含有一~十种,进一步优选含有一~八种,进一步优选含有二~八种,特别优选含有二~五种。
本发明的液晶组合物可以含有通式(PN)所表示的化合物作为具有绝对值为4以上的正介电常数各向异性的液晶化合物。
[化344]
上述通式(PN)中,Rn1表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,基团中的一个或不相邻的两个以上-CH2-各自独立地可以被-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,基团中的一个或两个以上氢原子各自独立地可以被氟原子取代。
上述通式(PN)中,环N1表示1,4-亚环己基(基团中的一个或不相邻的两个以上-CH2-可以被-O-或-S-取代。)或1,4-亚苯基(基团中的一个或不相邻的两个以上-CH=可以被-N=取代。),上述基团中的氢原子各自独立地可以被氰基、氟原子取代。
上述通式(PN)中,Zn1和Zn2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-CH2CH2CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-。
上述通式(N1)中,nn1各自独立地表示0~4的整数,当nn1为2以上时,环N1可以相同也可以不同,此外,Zn1可以相同也可以不同。
上述通式(PN)中,Xn1、Xn2、Xn3、Xn4和Xn5各自独立地表示氢原子或氟原子。
上述通式(PN)中,Yn1表示氟原子、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,表示氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基。
本发明的液晶组合物通过还含有通式(PN)所表示的化合物,从而维持高折射率各向异性(Δn),并且可靠性优异,从这点考虑进一步优选。
本发明的液晶组合物中,通式(PN)所表示的化合物的含量优选为0至60质量%,进一步优选为1至50质量%,进一步优选为1至40质量%,进一步优选为5至40质量%,特别优选为10至40质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(PN)所表示的化合物含有一种或两种以上,优选含有一~十种,进一步优选含有一~八种,进一步优选含有二~八种,特别优选含有二~五种。
本发明的通式(PN)所表示的化合物优选为选自由通式(PN1)和(PN2)所表示的化合物组成的组中的化合物,进一步优选为通式(PN2)所表示的化合物。
[化345]
上述通式(PN1)和通式(PN2)中,Rn1、环N1、Zn1、nn1、Xn1、Xn2、Xn4、Xn5和Yn1如上所述,环N1优选为1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基、二烷基,进一步优选为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,Zn1特别优选为单键,nn1优选为0或1,Xn1和Xn2优选为氢原子或氟原子,进一步优选至少一方为氟原子,特别优选两方均为氟原子,Xn4和Xn5优选为氢原子或氟原子,进一步优选至少一方为氟原子,特别优选两方均为氟原子,Yn1优选为氟原子或三氟甲氧基。
本发明的液晶组合物中,通式(PN1)所表示的化合物的含量优选为0至60质量%,进一步优选为1至50质量%,进一步优选为1至40质量%,进一步优选为5至40质量%,特别优选为10至40质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(PN2)所表示的化合物的含量优选为0至60质量%,进一步优选为1至50质量%,进一步优选为1至40质量%,进一步优选为5至40质量%,特别优选为10至40质量%。
本发明的通式(PN)所表示的化合物还优选以下通式(PN3)。
[化346]
上述通式(PN3)中,Rn1、环N1、Xn1、Xn2、Xn4、Xn5和Yn1如上所述。
上述通式(PN3)中,X1和X2各自独立地表示氢原子或氟原子,优选至少一方为氟原子,也优选两方均为氟原子。
上述通式(PN3)中,环N1表示1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基或二烷基,进一步优选为1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基。
上述通式(PN3)中,n表示0以上且2以下的整数,优选为0或1。
本发明的液晶组合物中,通式(PN3)所表示的化合物的含量优选为0至60质量%,进一步优选为1至50质量%,进一步优选为1至40质量%,进一步优选为5至40质量%,特别优选为10至40质量%。
本发明的液晶组合物中,通式(PN3)所表示的化合物含有一种或两种以上,优选含有一~十种,进一步优选含有一~八种,进一步优选含有二~八种,特别优选含有二~五种。
作为本发明的通式(PN3)所示的化合物,优选以下的(PN11)~(PN14)。
[化347]
[化348]
[化349]
[化350]
本发明的液晶组合物中,通式(PN11)~(PN14)所表示的化合物的含量优选为0至60质量%,进一步优选为1至50质量%,进一步优选为1至40质量%,进一步优选为5至40质量%,特别优选为10至40质量%。
此外,作为通式(PN)所表示的化合物,优选为选自由以下的式(PN15)和式(PN16)组成的组中的至少一种。
本发明的液晶组合物的优选实施方式是包含至少一种以上通式(i)所表示的化合物、至少一种以上通式(N)所表示的化合物和通式(M)所表示的化合物的液晶组合物。
[化351]
(上述通式(i)中,Ri1和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,上述Ri1或Ri2中的至少任一方为烯基。)
[化352]
(上述通式(N)中,环A各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-取代)、和
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代),
上述基团(a)和基团(b)各自独立地可以被氟原子取代,
RN1表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基或氟原子,RN2表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,
s为1以上且3以下的整数。)
[化353]
(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一个以上氢原子可以被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个或不相邻的两个以上-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1和CM2各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(d)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的两个以上-CH2-可以被-O-或-S-取代。)和
(e)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的两个以上-CH=可以被-N=取代。)
上述基团(d)、基团(e)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1和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的情况下,它们可以相同也可以不同,PM为2、3或4而存在多个CM2的情况下,它们可以相同也可以不同,
XM1和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。其中,通式(i)、通式(N)和通式(L)所表示的化合物除外。)。该合适的实施方式中,优选通式(i)和通式(N)所表示的化合物为非极性的液晶主体成分(成分B),通式(M)所表示的化合物为极性的液晶主体成分(成分A)。
即,本发明的液晶组合物中,如果从通式(i)所表示的化合物组中选择至少一种化合物,并且从通式(N)所表示的化合物组中选择至少一种,则容易具备平缓曲线的透过率-灰度电压特性曲线,因此被分割的灰度范围成为等间隔,与相邻的灰度电压和与其对应地显示的亮度的差异变得明确。由此,能够解决可显示的色数实质上减少这样的问题。此外,由于灰度的表现力问题被缓解,因此能够抑制、防止暗部的阴影过黑、亮部的高光过白、或中间灰度的条带(纵、横的条纹)、色灰雾等的发生。
本发明的液晶组合物中,作为包含上述通式(i)所表示的化合物和上述通式(N)所表示的化合物时各自含量的合适的特定范围,通式(i)所表示的化合物的含量(将液晶组合物整体设为100%)优选为1~70质量%,更优选为3~50质量%,进一步优选为5~45质量%,更进一步优选为7~40质量%,特别优选为10~30质量%。另一方面,通式(N)所表示的化合物的含量(将液晶组合物整体设为100%)优选为1~74质量%,更优选为5~73质量%,进一步优选为10~70质量%,更进一步优选为15~68质量%,特别优选为20~65质量%。
作为上述通式(M)的优选化合物,优选为选自由通式(K)所表示的化合物、通式(IX)所表示的化合物、通式(M-1)所表示的化合物、通式(B)所表示的化合物、通式(X-2)所表示的化合物、通式(IX-2)所表示的化合物、通式(VIII)所表示的化合物和通式(XI)所表示的化合物组成的组中的至少一种化合物。
如果为这些范围,则容易具备平缓曲线的透过率-灰度电压特性曲线,因此被分割的灰度范围成为等间隔,与相邻的灰度电压和与其对应地显示的亮度的差异变得明确。由此,能够解决可显示的色数实质上减少这样的问题。
上述说明的优选液晶组合物可以根据需要包含选自由其他非极性成分(通式(L))所表示的化合物和其他极性成分(通式(M))所表示的化合物组成的组中的至少一种化合物。
此外,从通式(i)和通式(N)所表示的化合物组中选择至少各一种的化合物的含量(通式(i)和通式(N)所表示的化合物的合计量)在液晶组合物整体中优选为1~95质量%,优选为5~90质量%,优选为10~87质量%,优选为15~85质量%,优选为20~82质量%,优选为23~80质量%,优选为25~75质量%,优选为1~50质量%,优选为2~45质量%,优选为3~40质量%,优选为4~38质量%,优选为5~35质量%。
本发明的液晶组合物优选包含介电常数各向异性为-2以上且2以下的非极性成分和正的介电常数各向异性超过2的极性成分,如果将液晶组合物整体设为100质量%,则液晶组合物整体中的非极性成分的含量优选为30~95%,优选为35~90%,优选为40~85%,优选为45~80%,优选为50~75%。
此外,如果将非极性成分整体设为100质量%,则上述非极性成分中的通式(i)和通式(N)所表示的化合物的合计含量优选为50~100%,优选为55~100%,优选为60~100%,优选为65~100%,优选为70~100%,优选为75~100%,优选为80~95%。
本发明的液晶组合物的优选实施方式中,通式(i)所表示的化合物、通式(N)所表示的化合物、和从通式(M)或通式(K)所表示的化合物组中选择至少各一种的化合物在液晶组合物整体中优选含有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可以进一步包含通式(L)所表示的化合物,从通式(i)、通式(N)和通式(L)所表示的化合物组中选择至少各一种的化合物在液晶组合物整体中优选含有40~90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%。
重视粘度的改善和Tni的改善的情况下,优选减少分子内带有氢原子可被卤素取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量,相对于上述组合物的总质量,优选将上述分子内带有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量设为10质量%以下,更优选设为5质量%以下,进一步优选实质上不含有。
为了抑制由液晶组合物的氧化导致的劣化,优选减少具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量,相对于上述组合物的总质量,优选将具有亚环己烯基的化合物的含量设为10质量%以下,更优选设为5质量%以下,进一步优选实质上不含有。
包含该通式(i)、通式(M)和通式(N)所表示的化合物的组合物的情况下,这三种化合物在液晶组合物整体中优选含有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%。
本发明的液晶组合物在25℃时的折射率各向异性(Δn)为0.06至0.20,进一步优选为0.07至0.18,特别优选为0.08至0.16。如果进一步详细描述,则对应薄的单元间隙的情况下,优选为0.11至0.14,对应厚的单元间隙的情况下,优选为0.08至0.11。
本发明的液晶组合物的向列相-各向同性液体相转变温度(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℃时的粘度(η)为5至20mPa·s,进一步优选为18mPa·s以下,特别优选为15mPa·s以下。
本发明的液晶组合物在25℃时的旋转粘性(γ1)为20至60mPa·s,进一步优选为50mPa·s以下,特别优选为40mPa·s以下。
本发明的Kaverage(也称为Kavg。)优选为12pN以上,更优选为12~20的范围,进一步优选为12~19的范围,更进一步优选为12~18的范围,进一步更优选为12~17的范围,特别优选为13~16的范围。K11、K22、K33可以从封入有液晶的状态的单元的施加电压-静电容量曲线特性求出,Kaverage可以作为其平均值而算出。
本发明的含有聚合性化合物的液晶组合物通过紫外线照射使液晶组合物所包含的聚合性化合物聚合而被赋予液晶取向能,并且优选用于利用液晶组合物的双折射而控制光的透过光量的液晶显示元件。
为了制作PSA模式或横电场型PSA模式等的液晶显示元件,本发明的液晶组合物中可以含有聚合性化合物。作为可使用的聚合性化合物,可以举出利用光等能量射线进行聚合的光聚合性单体等,作为结构,可以举出例如联苯衍生物、三联苯衍生物等具有多个六元环连接而成的液晶骨架的聚合性化合物等。进一步具体而言,优选为通式(XX)所表示的二官能单体。
[化354]
上述通式(XX)中,X201和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和Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)S-(式中,s表示2~7的整数,氧原子与芳香环结合。),
Z201表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中,Y1和Y2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)中的全部1,4-亚苯基的任意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中,优选X201和X202均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、X201和X202均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物中的任一种,也优选一方表示氢原子另一方表示甲基的化合物。就这些化合物的聚合速度而言,二丙烯酸酯衍生物最快,二丙烯酸酯衍生物慢,非对称化合物处于它们中间,可以根据其用途使用优选的方式。PSA显示元件中,特别优选二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp201和Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,PSA显示元件中,优选至少一方为单键,优选同时表示单键的化合物或一方表示单键另一方表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。该情况下,更优选碳原子数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的情况下,Z201优选为单键以外的连结基团,M201为单键的情况下,Z201优选为单键。
从这些方面考虑,通式(XX)中,Sp201和Sp202之间的环结构具体优选为以下记载的式(XXa-1)~式(XXa-5)的结构。
上述通式(XX)中,M201表示单键,环结构由两个环形成的情况下,优选表示以下的式(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355]
上述式(XXa-1)~式(XXa-5)中,结合键的两端与Sp201或Sp202结合。
包含这些骨架的聚合性化合物聚合后的取向约束力最适合PSA型液晶显示元件,可以获得良好的取向状态,因此显示不均被抑制或完全不发生。
由上,作为上述聚合性化合物,优选选自通式(XX-1)~通式(XX-4)所表示的化合物组中的至少一种化合物,其中,更优选通式(XX-2)所表示的化合物。
[化356]
上述通式(XX-3)和通式(XX-4)中,Sp20表示碳原子数2~5的亚烷基。
向本发明的液晶组合物添加聚合性化合物的情况下,即使为不存在聚合引发剂的情况聚合也进行,当为了促进聚合也可以含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可以举出苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。
本发明的液晶组合物可以进一步含有通式(Q)所表示的化合物作为抗氧化剂。
[化357]
上述通式(Q)中,RQ表示碳原子数1~22的烷基或烷氧基,该烷基中的一个以上CH2基可以以氧原子不直接相邻的方式被-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。
上述通式(Q)中,RQ优选为碳原子数1~22的烷基或烷氧基,该烷基(包括上述烷氧基中的烷基)可以为直链状或支链状。此外,上述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(包括上述烷氧基中的烷基)中的一个以上CH2基可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代。上述通式(Q)中,RQ优选为碳原子数1~20个的选自由直链烷基、直链烷氧基、一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基和一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基组成的组中的至少一种,进一步优选为碳原子数1~10的选自由直链烷基、一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基和一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基组成的组中的至少一种。
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。
上述通式(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一种化合物,更优选为通式(Q-a)和/或(Q-c)所表示的化合物。
[化358]
上述通式(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。其中,通式(Q)所表示的化合物进一步优选为下述式(Q-a-1)和/或(Q-c-1)所表示的化合物。
[化359]
[化360]
本申请发明的液晶组合物中,优选含有一种或两种上述通式(Q)所表示的化合物,进一步优选含有一种~五种,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%。
本发明的第二方案为一种具备液晶组合物的液晶显示元件,该液晶组合物包含上述通式(i)所表示的化合物和上述通式(M-1)所表示的化合物,25℃时的介电常数各向异性大于0且为6以下。
作为本发明的液晶显示元件,在AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)中有用,可以用于透过型或反射型液晶显示元件中。
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。),在ECB-LCD、VA-LCD、VA-IPS-LCD、FFS(边缘场转换)-LCD、TN(向列液晶显示元件)、STN-LCD(超扭曲向列液晶显示元件)、OCB-LCD和IPS-LCD(平面转换液晶显示元件)中有用,特别优选为IPS模式或FFS模式的液晶显示元件。
近年来,关于以智能手机为代表的便携型平板电脑中使用的液晶显示器,在快速进行了开发、普及的IPS模式、FFS模式等横电场型液晶显示器中,重视低耗电,因此主要偏好使用高Δε的具有正介电常数各向异性的液晶组合物。该情况下,存在液晶本身的粘性变高的倾向,进一步也容易发生因液晶层以及FFS基板绝缘层(例如后述的图5、图7中的绝缘层18)的带电而引起的时间损耗,因此其响应速度不充分。为了对其进行改善,认为通过使用使液晶层的电容降低的、即Δε为正但非常小的液晶组合物,能够使液晶层的诱导极化降低。由此,液晶组合物本身的粘性也降低,作为IPS、FFS模式能够实现极快的响应速度。
上述液晶显示元件所使用的液晶单元的2片基板可以使用玻璃或如塑料一样具有柔软性的透明材料,也可以一方为硅等不透明的材料。具有透明电极层的透明基板例如可以通过将氧化铟锡(ITO)溅射在玻璃板等透明基板上而获得。
上述滤色器例如可以利用颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制作。将利用颜料分散法的滤色器的制作方法作为一例进行说明,将用于滤色器的固化性着色组合物涂布在该透明基板上,实施图案化处理,然后通过加热或光照射使其固化。对红、绿、蓝3色分别进行该工序,从而可以制作用于滤色器的像素部。此外,在该基板上,也可以设置设有TFT、薄膜二极管等有源元件的像素电极。
使上述基板以透明电极层为内侧的方式相对。此时,可通过间隔物调整基板的间隔。此时,优选将得到的调光层(液晶层)的厚度调整为1~100μm。进一步优选为1.5至10μm,使用偏光板的情况下,优选调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度G之积以使对比度为最大。此外,具有两片偏光板的情况下,也可通过调整各偏光板的偏光轴来将视角、对比度调整为良好。进一步,也可使用用于扩大视角的相位差膜。作为间隔物,可列举例如由玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、光致抗蚀剂材料等形成的柱状间隔物等。之后,将环氧系热固化性组合物等密封剂以设有液晶注入口的形式丝网印刷于该基板,将该基板彼此贴合,加热使密封剂热固化。
使液晶组合物(根据需要含有聚合性化合物)夹持在两片基板间的方法可使用通常的真空注入法或ODF法等。然而,真空注入法中,虽然不产生滴痕,但存在残留注入痕迹的问题。本申请发明中,可更适合地用于使用ODF法制造的显示元件。在ODF法的液晶显示元件制造工序中,可通过在背板或前板中的任一方基板上使用点胶机将环氧系光热并用固化性等的密封剂绘成闭环堤坝状,在脱气下向其中滴下预定量的液晶组合物后,接合前板与背板来制造液晶显示元件。由于在ODF工序中液晶组合物的滴下能够稳定进行,因此本发明的液晶组合物可适合使用。
作为使聚合性化合物聚合的方法,为了得到液晶的良好取向性能,期望适度的聚合速度,因此优选通过单独或并用或依次照射紫外线或电子射线等活性能量射线进行聚合的方法。使用紫外线的情况下,可使用偏振光源,也可使用非偏振光源。此外,以将含有聚合性化合物的液晶组合物夹持于两片基板间的状态进行聚合的情况下,必须至少照射面侧的基板对活性能量射线具有适当的透明性。此外,也可以使用以下方法:在光照射时使用掩模仅使特定的部分聚合后,通过改变电场、磁场或温度等条件,使未聚合部分的取向状态发生变化,并且进一步照射活性能量射线进行聚合。特别是在进行紫外线曝光时,优选一边对含有聚合性化合物的液晶组合物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频率10Hz至10kHz的交流,更优选频率60Hz至10kHz,电压依据液晶显示元件期望的预倾角进行选择。即,可通过所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中,从取向稳定性和对比度的观点考虑,优选将预倾角控制在80度至89.9度。
照射时的温度优选处于能够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、即典型地以15~35℃的温度进行聚合。作为产生紫外线的灯,可使用金属卤化物灯、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处于液晶组合物的吸收波长区域的紫外线,优选根据需要过滤紫外线后使用。照射的紫外线强度优选为0.1mW/cm2~100W/cm2,更优选为2mW/cm2~50W/cm2。照射的紫外线能量可以适宜调整,优选为10mJ/cm2至500J/cm2,更优选为100mJ/cm2至200J/cm2。照射紫外线时也可以改变强度。照射紫外线的时间根据照射的紫外线强度进行适宜选择,优选为10秒至3600秒,更优选为10秒至600秒。
使用本发明的组合物的液晶显示元件是兼顾了高速响应与显示不良抑制的有用的液晶显示元件,尤其在有源矩阵驱动用液晶显示元件中有用,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(边缘场转换)模式或ECB模式用液晶显示元件。
以下,一边参照附图,一边对本发明的液晶显示元件(液晶显示器的一例)的合适的实施方式详细地进行说明。
图1是表示具备彼此相对的两个基板、设于上述基板间的密封材料、和封入上述密封材料所包围的密封区域的液晶的液晶显示元件的截面图。
具体而言,呈现了一种液晶显示元件的具体形态,该液晶显示元件具备:背板,该背板在第1基板100上设有TFT层102、像素电极103,从其上方开始设有钝化膜104和第1取向膜105;前板,该前板在第2基板200上设有黑矩阵202、滤色器203、平坦化膜(外覆层)201、透明电极204,从其上方开始设有第2取向膜205,并且与上述背板相对;设于上述基板间的密封材料301;以及封入上述密封材料所包围的密封区域的液晶层303,上述密封材料301所接触的基板面上设有突起(柱状间隔物)302、304。
上述第1基板或上述第2基板只要实质上透明就对材质就没有特别限定,可以使用玻璃、陶瓷、塑料等。作为塑料基板,可以使用纤维素、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、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺、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。
另外,使用塑料基板时,优选设置阻隔膜。阻隔膜的功能在于使塑料基板所具有的透湿性降低,提高液晶显示元件的电气特性的可靠性。作为阻隔膜,只要透明性高且水蒸气透过性小就没有特别限制,一般而言,使用利用氧化硅等无机材料通过蒸镀、溅射、化学气相沉积法(CVD法)形成的薄膜。
本发明中,作为上述第1基板或上述第2基板,可使用相同材料,也可使用不同材料,没有特别限定。如果使用玻璃基板,则能够制作耐热性、尺寸稳定性优异的液晶显示元件,因此优选。此外,如果为塑料基板,则适合于利用卷对卷(roll to roll)法的制造方法并且适合于轻量化或柔性化,因此优选。此外,如果以赋予平坦性和耐热性为目的,则组合塑料基板与玻璃基板时可以获得良好的结果。
予以说明的是,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。
对于背板,在第1基板100上设有TFT层102和像素电极103。它们利用通常的阵列工序制造。在其上设置钝化膜104和第1取向膜105而得到背板。
钝化膜104(也称为无机保护膜)是用于保护TFT层的膜,通常利用化学气相生长(CVD)技术等形成氮化膜(SiNx)、氧化膜(SiOx)等。
此外,第1取向膜105是具有使液晶取向的功能的膜,通常多使用像聚酰亚胺一样的高分子材料。涂布液使用包含高分子材料和溶剂的取向剂溶液。由于取向膜可能会阻碍与密封材料的粘接力,因此在密封区域内进行图案涂布。涂布时使用柔版印刷法那样的印刷法、喷墨那样的液滴吐出法。涂布后的取向剂溶液通过暂时干燥使溶剂蒸发后,通过烘烤进行交联固化。之后,为了表现出取向功能,进行取向处理。
取向处理通常利用摩擦法进行。在如上述那样形成的高分子膜上,使用由人造纤维等纤维形成的摩擦布向一个方向摩擦,从而产生液晶取向能。
此外,也有时使用光取向法。光取向法是通过在包含具有感光性的有机材料的取向膜上照射偏振光来产生取向能的方法,不会产生由摩擦法引起的基板损伤、尘埃的发生。作为光取向法中有机材料的例子,包括含有二色性染料的材料。作为二色性染料,可使用具有如下基团的染料:产生由光二色性引起的Weigert效应所导致的分子取向诱导或者异构化反应(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起源的光反应的基团(以下,简称为光取向性基团)。涂布后的取向剂溶液通过暂时干燥使溶剂蒸发,然后照射具有任意偏向的光(偏振光),从而可以获得在任意方向具有取向能的取向膜。
对于一方的前板,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利用例如颜料分散法制作。具体而言,在设有阻隔膜201的第2基板200上,涂布均匀分散有用于形成黑矩阵的黑色着色剂的彩色树脂液,形成着色层。接着,对着色层进行烘烤而固化。在着色层上涂布光致抗蚀剂,对其进行预烘烤。通过掩模图案对光致抗蚀剂进行曝光,然后进行显影而将着色层图案化。之后,剥离光致抗蚀剂层,烘烤着色层而完成黑矩阵202。
或者,也可使用光致抗蚀剂型的颜料分散液。该情况下,涂布光致抗蚀剂型的颜料分散液,进行预烘烤后,通过掩模图案进行曝光,然后进行显影而将着色层图案化。之后,剥离光致抗蚀剂层,烘烤着色层而完成黑矩阵202。
滤色器203利用颜料分散法、电沉积法、印刷法或染色法等制作。将颜料分散法作为例子,在第2基板200上涂布均匀分散有(例如红色的)颜料的彩色树脂液,在烘烤固化后,在其上涂布光致抗蚀剂并进行预烘烤。通过掩模图案对光致抗蚀剂进行曝光后进行显影,进行图案化。之后,剥离光致抗蚀剂层,再次进行烘烤,从而完成(红色的)滤色器203。制作的颜色顺序没有特别限制。同样地操作,形成绿色滤色器203、蓝色滤色器203。
透明电极204设于上述滤色器203上(根据需要,在上述滤色器203上设置用于表面平坦化的外覆层(201))。透明电极204优选透过率高者,并且优选电阻小者。透明电极204利用溅射法等来形成ITO等氧化膜。
此外,为了保护上述透明电极204,也有时在透明电极204上设置钝化膜。
第2取向膜205与上述第1取向膜105相同。
以上,记述了关于本发明中使用的上述背板和上述前板的具体形态,但在本申请中,不限于该具体形态,可以根据期望的液晶显示元件自由改变形态。
上述柱状间隔物的形状没有特别限定,可以将其水平截面设为圆形、四边形等多边形等多种多样的形状,考虑工序时的误对准裕度(misalign margin),特别优选将水平截面设为圆形或正多边形。此外,该突起形状优选为圆锥台或棱锥台。
上述柱状间隔物的材质只要是不溶解于密封材料或密封材料所使用的有机溶剂、或者液晶的材质就没有特别限定,但从加工和轻量化方面考虑,优选为合成树脂(固化性树脂)。另一方面,上述突起能够通过利用光刻的方法、液滴吐出法设于第一基板上的密封材料所接触的面。由于这样的理由,优选使用适合于利用光刻的方法、液滴吐出法的光固化性树脂。
作为例子,对利用光刻法获得上述柱状间隔物的情况进行说明。图2是使用形成于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工序的图。
在上述前板的透明电极204上涂布用于形成柱状间隔物的(不包含着色剂)树脂液。接着,烘烤该树脂层402而进行固化。在该树脂层上涂布光致抗蚀剂,并对其进行预烘烤。通过掩模图案401对光致抗蚀剂进行曝光,然后进行显影而将树脂层图案化。之后,剥离光致抗蚀剂层,对树脂层进行烘烤,完成柱状间隔物(图1的302、304)。
柱状间隔物的形成位置可以通过掩模图案来确定为期望的位置。因此,可以同时制作液晶显示元件的密封区域内和密封区域外(涂布密封材料的部分)两者。此外,柱状间隔物优选以不使密封区域的品质降低、位于黑矩阵之上的方式形成。这样利用光刻法制作的柱状间隔物有时被称为柱间隔物(column spacer)或光间隔物(photo spacer)。
上述间隔物的材质可以使用PVA-芪偶氮感光性树脂等负型水溶性树脂、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,也有使用使着色剂分散于聚酰亚胺树脂所得的彩色树脂的方法。在本发明中没有特别限制,可根据与使用的液晶、密封材料的相容性由公知的材质得到间隔物。
这样,在前板上的成为密封区域的面上设置柱状间隔物后,在该背板的密封材料所接触的面上涂布密封材料(图1中的301)。
上述密封材料的材质没有特别限定,可以使用向环氧系、丙烯酸系的光固化性、热固化性、光热并用固化性的树脂添加聚合引发剂而成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,有时添加由无机物、有机物构成的填料类。这些填料类的形状没有特别限定,包括球形、纤维状、无定形等。进一步,可以为了良好地控制单元间隙而混合具有单分散径的球形、纤维状的间隙材料,或者也可以为了更增强与基板的粘接力而混合容易与基板上突起缠绕的纤维状物质。此时使用的纤维状物质的直径优选为单元间隙的1/5~1/10以下程度,纤维状物质的长度优选比密封涂布宽度短。
此外,纤维状物质的材质只要能够获得预定的形状就没有特别限定,可以适当选择纤维素、聚酰胺、聚酯等合成纤维、玻璃、碳等无机材料。
作为涂布密封材料的方法,包括印刷法、点胶法,优选密封材料的使用量少的点胶法。密封材料的涂布位置通常设为黑矩阵上,以不对密封区域产生不良影响。为了形成下一工序的液晶滴下区域(不使液晶泄漏),密封材料涂布形状设为闭环形状。
向涂布有上述密封材料的前板的闭环形状(密封区域)滴下液晶。通常使用点胶机。为了使滴下的液晶量与液晶单元容积一致,基本上与使柱状间隔物的高度与密封涂布面积相乘后的体积同量。然而,为了单元贴合工序中的液晶泄漏、显示特性的最适化,有时适当调整滴下的液晶量,有时使液晶滴下位置分散。
接下来,将背板与涂布上述密封材料并滴下液晶的前板贴合。具体而言,使上述前板与上述背板吸附于具有像静电卡盘那样吸附基板的机构的工作台,并配置成前板的第2取向膜与背板的第1取向膜相对,密封材料与另一方的基板不接触的位置(距离)。以该状态对体系内进行减压。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料与背板接触的位置。以该状态对体系内填充非活性气体,缓慢释放减压并恢复至常压。此时,借助大气压使前板与背板贴合,在柱状间隔物的高度位置形成单元间隙。通过以该状态对密封材料照射紫外线而固化密封材料来形成液晶单元。之后,视情况加入加热工序,促进密封材料固化。为了增强密封材料的粘接力、提高电气特性可靠性,多加入加热工序。
以下,对本发明的进一步优选的液晶显示元件的形态进行说明。
本发明的液晶显示元件的第二优选实施方式是如下液晶显示元件:表面具有第一取向层和包含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相对的方式间隔着配置,在该上述第一基板和第二基板之间填充有包含液晶组合物的液晶层;上述包含薄膜晶体管的电极层优选具备以网格状配置的多个栅极配线和数据配线、设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间隔着设于第一基板上的共用电极。此外,与上述液晶层接近而设的第一取向层和第二取向层优选为对液晶组合物诱导平行取向的取向膜。
即,上述液晶显示元件优选为第二偏光板、第二基板、包含薄膜晶体管的电极层(或也称为薄膜晶体管层)、取向膜、包含液晶组合物的液晶层、取向膜、滤色器、第一基板、和第一偏光板依次层叠的构成。
通过在同一基板(或电极层)上将共用电极和像素电极间隔着设置,从而上述共用电极和上述像素电极之间产生的电场(E)可以具有平面方向成分。因此,例如如果将对液晶组合物诱导平行取向的取向膜用于上述取向层,则能够提供如下元件:在共用电极和像素电极之间施加电压之前,在取向膜的取向方向即面方向上排列的液晶分子遮挡光,如果施加电压,则由于在平面方向施加的电场(E),液晶分子进行水平旋转并沿着该电场方向排列,从而遮挡光。
此外,作为本发明的液晶显示元件的形态,也可以为所谓的阵列上滤色器(COA),可以在包含薄膜晶体管的电极层和液晶层之间设置滤色器,或也可以在包含该薄膜晶体管的电极层和第二基板之间设置滤色器。即,关于发明的液晶显示元件的构成,优选在与形成有包含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。
予以说明的是,本说明书中的“基板上”不仅包括与基板直接抵接的状态,还包括间接抵接、所谓的被基板支撑的状态。
本发明的液晶显示组成的第二实施方式的更优选的另一形态(FFS)是如下液晶显示元件:表面具有第一取向层和包含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相对的方式间隔着配置,在该上述第一基板和第二基板之间填充有包含液晶组合物的液晶层;上述包含薄膜晶体管的电极层具备以网格状配置的多个栅极配线和数据配线、设于上述栅极配线和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间隔着共同并设于第一基板上的共用电极,接近的上述共用电极与上述像素电极的最短间隔距离d优选短于上述取向层彼此的最短间隔距离G。
另外,本说明书中,将共用电极与像素电极的最短间隔距离d长于取向层彼此的最短间隔距离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的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离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的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离G是FFS方式的条件,因此该共用电极的表面与像素电极的表面的厚度方向的位置关系没有限制。因此,作为本发明的FSS方式的液晶显示元件,如图3~图7所示,可以将像素电极设于比共用电极更靠近液晶层的一侧,也可以将像素电极和共用电极设置在同一面上。
如果将本发明的液晶组合物用于尤其是FFS驱动方式(FFS-LCD)的液晶显示元件,则能够使液晶层的诱导极化降低。此外,在高速响应、烧屏减少的观点上优选。
对本发明的第二实施方式的更优选实施方式的一例使用图3~图7进行以下说明。图3是示意性表示液晶显示元件的一形态的结构的分解立体图,是所谓FFS方式的液晶显示元件。本发明的液晶显示元件10优选为第二偏光板8、第二基板7、包含薄膜晶体管的电极层(或也称为薄膜晶体管层)3、取向膜4、包含液晶组合物的液晶层5、取向膜4、滤色器6、第一基板2、第一偏光板1依次层叠的构成。此外,如图3所示,上述第二基板7和上述第一基板2可以被一对偏光板1、8夹持。进一步,图3中,在上述第二基板7和取向膜4之间设有滤色器6。进一步,也可以以与本发明的液晶层5接近,并且与构成该液晶层5的液晶组合物直接抵接的方式将一对取向膜4形成于(透明)电极(层)3。
作为本发明的液晶显示元件10的其他合适的形态,也可以为所谓的阵列上滤色器(COA),可以在薄膜晶体管层3和液晶层5之间设置滤色器6,或也可以在该薄膜晶体管层3和第一基板2之间设置滤色器6。
FFS方式的液晶显示元件利用边缘电场,如果接近的共用电极与像素电极的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离G,则在共用电极和像素电极之间形成边缘电场,能够有效地利用液晶分子的水平方向和垂直方向的取向。即,FFS方式的液晶显示元件的情况下,可以利用在与形成像素电极21的梳齿形的线垂直的方向上所形成的水平方向的电场和抛物线状的电场。
图4是将图3中的形成于基板上的包含薄膜晶体管的电极层3(或也称为薄膜晶体管层3。)的II区域放大的俯视图。在栅极配线26与数据配线25相互交叉的交叉部附近,包含源电极27、漏电极24和栅电极28的薄膜晶体管20作为向像素电极21提供显示信号的开关元件而与上述像素电极21连接着设置。该图4中,示出以下构成作为一例:在梳齿状的像素电极21的背面隔着绝缘层(未图示)将平板体状的共用电极22形成于一面。此外,上述像素电极21的表面也可以利用保护绝缘膜和取向膜层进行被覆。另外,在上述多个栅极配线26和多个数据配线25所包围的区域可以设置保存通过数据配线25提供的显示信号的存储电容器23。进一步,与栅极配线26并排地设置共用线29。该共用线29是为了向共用电极22提供共用信号而与共用电极22连结。
图5是沿图4中的III-III线方向将液晶显示元件切断后的截面图的一例。表面形成有包含取向层4和薄膜晶体管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以预定的间隔G以取向层彼此相对的方式间隔开,在该空间填充有包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和薄膜晶体管20的方式形成有绝缘膜18。此外,在上述绝缘膜18上设有像素电极21,该像素电极21隔着取向层4而与液晶层5接触。因此,像素电极与共用电极的最小间隔距离d可以作为栅极绝缘膜12的(平均)膜厚来进行调整。此外,换言之,图5的实施方式中,像素电极与共用电极间的相对于基板水平方向的距离为0。像素电极21的梳齿状部分的电极宽度l、以及像素电极21的梳齿状部分的间隙宽度m优选形成为液晶层5内的液晶分子能够被所产生的电场全部驱动的程度的宽度。
如图3~7所示,接近的共用电极与像素电极的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离G的条件的FFS方式的液晶显示元件的情况下,如果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和共用电极22之间,抛物线形的电场的等电位线会形成至像素电极21和共用电极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内旋转而发挥作为开关元件的作用。更详细而言,例如如果将对液晶组合物诱导平行取向的取向膜用于上述取向层,则在共用电极和像素电极之间施加电压之前,在取向膜的取向方向即面方向上排列的液晶分子遮挡光,如果施加电压,则产生由共用电极和像素电极在同一基板(或电极层)上间隔着设置而引起的平面方向成分的电场、和由于接近的共用电极与像素电极的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离G而产生的来自这些电极的垂直方向成分的电场(边缘电场),因此即使为具有低介电常数各向异性的液晶分子,也能够进行驱动。因此,能够极力减少液晶组合物本身的特性具有高介电常数各向异性(Δε)的化合物的量,因而液晶组合物本身能够大量含有低粘度的化合物。
此外,对于在如本发明的液晶组合物那样大量含有低粘度的化合物的情况下所产生的有关液晶化合物的析出等低温稳定性的问题,通过采用通式(i)和通式(M-1)的组合,更优选采用通式(i)、通式(M-1)和通式(L)的组合,能够解决这样的问题,因此如果将本发明的液晶组合物应用于FFS,则能够最大限度地发挥其特性。
由于使用本发明的液晶组合物的具有Δε为5以下的较低介电常数各向异性的液晶分子,因此液晶分子的长轴方向沿所产生的电场方向排列,但与IPS方式相比,由于电极间距离短,因此从能够低电压驱动这样的观点考虑,即使是具有Δε为5以下的较低介电常数各向异性的液晶分子也能够驱动。因此,与使用了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,可以获得优异的特性。
本发明的液晶显示组成中的第二实施方式的更优选的其他形态的构成(FFS)是如下液晶显示元件:表面具有第一取向层和包含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相对的方式间隔着配置,在该上述第一基板和第二基板之间填充有包含液晶组合物的液晶层;上述包含薄膜晶体管的电极层具备共用电极、以网格状配置的多个栅极配线和数据配线、设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、和与上述薄膜晶体管连接的像素电极,并且优选上述像素电极设为与上述共用电极相比更向第二基板侧突出。此外,与上述液晶层接近而设的第一取向层和第二取向层优选为对液晶组合物诱导平行取向的取向膜。
图6是将图3中的形成于基板上的包含薄膜晶体管的电极层3(或也称为薄膜晶体管层3。)的II区域放大的俯视图的其他形态。在栅极配线26和数据配线25相互交叉的交叉部附近,包含源电极27、漏电极24和栅电极28的薄膜晶体管20作为向像素电极21提供显示信号的开关元件而与上述像素电极21连接而设。此外,像素电极21可以是以至少一个缺口部凿穿的结构,该图6中示出其一例。上述像素电极21是将四边形的平板体的中央部和两端部以三角形状的缺口部凿穿,进一步将剩余的区域以8个长方形状的缺口部凿穿的形状,并且共用电极22为梳齿体(未图示)。此外,上述像素电极的表面也可以利用保护绝缘膜和取向膜层进行被覆。另外,上述多个栅极配线25和多个数据配线24所包围的区域可以设置保存通过数据配线24提供的显示信号的存储电容器23。另外,上述缺口部的形状、数量等没有特别限制。
图7是在图6中与图4同样的III-III方向的位置将液晶显示元件切断的截面图的其他形态的一例。即,与上述图5的液晶显示元件的结构的不同点是,图5所示的液晶显示元件中共用电极为平板体,并且像素电极为梳齿体。另一方面,如上述说明,图7所示的液晶显示元件中,像素电极21是将四边形的平板体的中央部和两端部以三角形状的缺口部凿穿,进一步将剩余的域以8个长方形状的缺口部凿穿的形状,并且共用电极为梳齿体的结构。因此,像素电极与共用电极的最小间隔距离d为栅极绝缘膜12的(平均)膜厚以上,并且小于取向层间隔距离G。此外,图7中共用电极为梳齿体的结构,但在该实施方式中也可将共用电极制成平板体。此外,无论哪种形状,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的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离G的条件即可。进一步,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覆盖,而图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。本发明中,像素电极可以被保护膜或取向膜中的任一者被覆。
此外,图7中,在第一基板2的一侧的表面形成有偏光板,并且以覆盖形成于另一侧表面的一部分的梳齿状的共用电极22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,进一步以覆盖上述像素电极21和薄膜晶体管20的方式形成有绝缘膜18。此外,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和偏光板8。因此,像素电极与共用电极的最小间隔距离d可以利用两电极位置、像素电极21的梳齿状部分的电极宽度l、或像素电极21的梳齿状部分的间隙宽度m来调整。
如图7所示,如果上述像素电极与上述共用电极相比更向第二基板侧突出,并且两者均并列设于第一基板上,则在上述共用电极和上述像素电极之间形成平面方向成分的电场,并且像素电极的表面与共用电极的表面的厚度方向的高度不同,因此也可以同时施加厚度方向成分的电场(E)。
另外,FFS方式的液晶显示元件利用边缘电场,只要是接近的共用电极与像素电极的最短间隔距离d短于取向层彼此的最短间隔距离G的条件就没有特别限制,因此例如可以是梳齿状的像素电极的多个齿部和梳齿状的共用电极的多个齿部以间隔着咬合的状态设于基板上的构成。该情况下,如果使共用电极的齿部与像素电极的齿部的间隔距离短于取向层彼此的最短间隔距离G,则可以利用边缘电场。
将本发明的组合物和液晶组合物用于FFS方式的液晶显示元件的情况下,从所使用的液晶组合物的Δε低这样的观点考虑,可以起到高速响应、烧屏降低这样的效果。
实施例
以下,列举实施例进一步详细描述本发明,但本发明不限于这些实施例。此外,以下实施例和比较例的组合物中“%”的意思是“质量%”。
实施例中,所测定的特性如下。
Tni:向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn:25℃时的折射率各向异性(另称:双折射率)
Δε:25℃时的介电常数各向异性
γ1:25℃时的旋转粘性系数(mPa·s)
低温保存试验:将封入有约0.5克液晶组合物的密闭玻璃瓶保管在预定温度的冷冻装置中,目视确认液晶相转变(近晶相)和结晶化的有无。例如经过168小时后观测到近晶转变时标记为“168hr近晶相”。
Kaverage(pN)(也称为Kavg。):
25℃时的弹性常数K11、K22、K33的平均值。K11、K33是使用测定装置EC-1(东阳特克尼卡制),通过在单元间隙为30μm的水平取向单元中封入液晶,并对以30→0伏施加(V)而获得的静电容量(C)变化的曲线(CV曲线)进行拟合而算出。K22是通过在20μm的TN单元中封入相同液晶,同样地施加电压,对获得的CV曲线进行拟合而求出阈值电压(Vc),使用以下式(1)算出。
[数1]
K22=〔K33-4[(Vc/π)2×ε0·Δε-K11]〕/2
上述式(1)中,ε0表示真空的介电常数。
以下是将(本发明和以下比较例的)液晶组合物封入单元厚度为3.5μm、梳型电极宽度和电极间隔被设定为10μm的FFS单元中,在25℃以将透过轴夹持于设定为正交尼科尔的两片偏光板之间且未施加电压时为消光位(透过光量成为最小的点)的方式进行设定时的液晶单元驱动特性。驱动通过施加100Hz的矩形波来进行。
Vop:透过率成为最大的电压(V)
Vth:将施加Vop时的透过率设为100%时的、透过率成为10%的电压(V)
VT曲线平缓性:将上述Vop除以Vth而得的值。
τon:从0V状态施加Vop时的液晶响应速度(ms)
τoff:从Vop施加状态切换为0V时的液晶响应速度(ms)
另外,实施例中对于化合物的记载使用以下简称。
(侧链和连结基团)
-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 -C=CH2 乙烯基
-Vn -C=C-CnH2n+1 碳原子数(n+1)的1-烯烃
-COO- -COO-(酯基)
-CF2O- -CF2O-基
-OCF3 -OCF3基
-OCH2- -OCH2-基
-CL 氯(Cl)
(环结构)
[化361]
(比较例)
作为比较例,使用WO2006/038443中记载的实施例3、9、13。理由是,该液晶组合物含有与本申请发明中的通式(i)相近的成分,含有与本申请发明中的通式(N)相当的成分,具有适合于薄单元间隙的较高的Δn,进一步满足作为本申请发明中特别优选的实施方式的Δε≤6。将这些液晶组合物的组成比、以及调制该液晶后测定弹性常数、-20℃低温保存性、FFS面板中的电压、响应特性的结果示于表1。对于TNI、Δn、Δε、γ1、Vth,沿用WO2006/038443中记载的值。另外,表中的成分比以重量%表示。
[表1]
比较例1的Kavg为10.8pN,在-20℃时的低温保存试验中经过240小时后确认到向近晶相的转变。此外,IPS面板中的VT曲线平缓性为1.81,响应速度(τoff)为11.7ms,τon和τoff的合计为27.0ms。此外,比较例2的Kavg为11.1pN,-20℃时的低温保存试验中经过240小时后也维持了向列相。此外,FFS面板中的VT曲线平缓性为1.79,响应速度(τoff)为11.5ms,τon和τoff的合计为26.5ms。
比较例3的Kavg为10.5pN,在-20℃时的低温保存试验中经过168小时后确认到向近晶相的转变。此外,FFS面板中的VT曲线平缓性为1.69,响应速度(τoff)为14.1ms,τon和τoff的合计为31.1ms。
(实施例)
分别调制实施例1作为具有相当于比较例1的Δn的液晶组合物,调制实施例2作为具有相当于比较例2的Δn的液晶组合物,调制实施例3作为具有相当于比较例3的Δn的液晶组合物,测定物性值、低温保存性、FFS面板中的电压、响应特性。
[表2]
实施例1的Kavg为12.3pN,FFS面板中的VT曲线平缓性为1.98,获得了更平缓的VT特性,从这方面出发是优异的。此外,响应速度(τoff)为9.8ms,τon和τoff的合计为24.1ms,虽然具有与比较例1同等的Δε,但具有高速化的响应速度,从这方面出发是优异的。此外可知,在-20℃时的低温保存试验中维持了336小时向列相,与比较例1相比获得了改善。
实施例2的Kavg为12.7pN,FFS面板中的VT曲线平缓性为2.17,获得了极其平缓的VT特性,从这方面出发是优异的。此外,响应速度(τoff)为11.0ms,τon和τoff的合计为27.8ms,虽然与比较例3相比具有明显高的Δε,但具有高速化的响应速度,从这方面出发是优异的。
实施例3的Kavg为13.1pN,FFS面板中的VT曲线平缓性为1.98,获得了更平缓的VT特性,从这方面出发是优异的。此外,响应速度(τoff)为9.8ms,τon和τoff的合计为24.1ms,虽然具有与比较例1同等的Δε,但具有高速化的响应速度,从这方面出发是优异的。此外可知,在-20℃时的低温保存试验中即使经过168小时也维持了向列相,与比较例3相比获得了改善。
与实施例1~3同样地操作,调制实施例4~9的液晶组合物并测定物性。
[表3]
实施例4的Kavg为13.8,实施例5的Kavg为13.3,均显示了高值。此外,实施例4~9的组合物在-20℃时的保存试验中即使经过240小时也维持了向列相。如实施例5、实施例6中所见,本申请发明的液晶合物能够维持优异的低温保存性、低γ1,并且也能够调整为较高的Δε。
与实施例1~3同样地操作,进一步调制实施例10~15的液晶组合物并测定物性。
[表4]
实施例10~15的Kavg显示了13.3~15.7的高值。实施例10、12、15在-20℃的低温保存试验中即使经过168小时也维持了向列相,实施例11、13、14即使经过240小时也维持了向列相。
由上,本申请发明的液晶组合物由于具有宽向列温度范围,因此驱动温度范围广,显示由相对降低的γ1带来的优异的响应性,由于Δε的可调整范围宽,因此对于各种驱动电压均能够使用,由于高的弹性常数所带来的平缓化的VT曲线,灰度再现性优异,能够向较高的Δn进行调整,因此能够作为用于薄型化的液晶显示器,特别是用于FFS、IPS模式的液晶组合物而合适地使用。
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:密封材料;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:存储电容器;24:漏电极;25:数据配线;27:源极配线;29:共用线;30:缓冲层。
Claims (9)
1.一种液晶组合物,其包含成分A和成分B,所述成分A包含介电常数各向异性为正的液晶化合物,所述成分B具有通式(i)所表示的化合物和具备带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物,所述通式(i)所表示的化合物的总量为10质量%以上,
[化1]
所述通式(i)中,Ri1和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中的至少任一方为烯基。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,所述具备带有亚乙烯基的碳原子数2个以上的烯基的化合物为选自由通式(N)所表示的化合物组成的组中的至少一种,
[化2]
所述通式(N)中,环A各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-取代;和
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代,
所述基团(a)和基团(b)各自独立地可以被氟原子取代,
RN1表示碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基或碳原子数1~10个的烷氧基或氟原子,
RN2表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,
s为1以上且3以下的整数。
3.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物,包含15质量%以上的所述通式(i)所表示的化合物,并且包含5质量%以上的所述通式(N)所表示的化合物。
4.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物,Kavg为12.0pN以上。
5.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物,进一步含有通式(L)所表示的至少一种介电常数各向异性为-2~+2的液晶化合物作为成分B,
[化3]
所述通式(L)中,RL1和RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
OL表示0、1、2或3,
BL1、BL2和BL3各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-取代;和
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代,
所述基团(a)和基团(b)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
LL1和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的情况下,它们可以相同也可以不同,OL为2或3而存在多个BL3的情况下,它们可以相同也可以不同,但所述通式(i)和所述通式(N)所表示的化合物除外。
6.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物,作为包含所述介电常数各向异性为正的液晶化合物的成分A,含有通式(M)所表示的至少一种介电常数各向异性为+3~40的液晶化合物,
[化4]
所述通式(M)中,RM1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1和CM2各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团:
(d)1,4-亚环己基,存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的至少两个-CH2-可以被-O-或-S-取代;和
(e)1,4-亚苯基,存在于该基团中的一个-CH=或不相邻的至少两个-CH=可以被-N=取代,
所述基团(d)和基团(e)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1和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的情况下,它们可以相同也可以不同,PM为2、3或4而存在多个CM2的情况下,它们可以相同也可以不同,
XM1和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(N)和通式(L)所表示的化合物除外。
7.一种液晶显示元件,其使用权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物。
8.一种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,使用权利要求1~8中任一项所述的液晶组合物。
9.一种液晶显示器,其特征在于,使用权利要求9或10所述的液晶显示元件。
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