CN107849455A - 液晶组合物及使用其的液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的课题在于提供一种使用了介电常数各向异性为正的液晶组合物的液晶显示元件,该液晶组合物不会使介电常数各向异性、粘度、向列相上限温度、低温时的向列相稳定性、γ1等作为液晶显示元件的诸特性及显示元件的烧屏特性恶化,通过使用于液晶显示元件而可实现优异的显示特性。一种液晶组合物,其特征在于:含有由通式(i)表示的化合物组中的至少一种作为第一成分,且含有由通式(ii)及通式(iii)表示的化合物组中的至少一种作为第二成分。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示正值的组合物及使用该组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件被用于以钟表、电子计算器为代表的各种测定设备、汽车用面板、文字处理机、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等。作为液晶显示元件,其代表性的方式有TN(扭曲向列)型、STN(超扭转向列)型、使用TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型、IPS(平面转换)型等。这些液晶显示元件所使用的液晶组合物被要求对于水分、空气、热、光等外界刺激为稳定,且在以室温为中心尽可能宽广的温度范围内显示液晶相,并为低粘性,且驱动电压低。进一步,为了对于各个显示元件使介电常数各向异性(Δε)或/及折射率各向异性(Δn)等为最佳的值,液晶组合物会选择数种至数十种的化合物来构成。
在垂直取向(VA)型显示器中,使用Δε为负的液晶组合物,在TN型、STN型或IPS(平面转换)型等的水平取向型显示器中则使用Δε为正的液晶组合物。另外,也报告有在无施加电压时使Δε为正的液晶组合物垂直取向,通过施加横向电场而进行显示的驱动方式,Δε为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面,在所有的驱动方式中皆要求低电压驱动、高速响应、宽广的动作温度范围。即,要求Δε为正且绝对值大,粘度(η)小,高的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)。另外,必须根据Δn与单元间隙(d)的乘积即Δn×d的设定,配合单元间隙而将液晶组合物的Δn调节在适当的范围。并且当将液晶显示元件应用于电视等时,由于重视高速响应性,因此要求旋转粘性(γ1)小的液晶组合物。
作为要得到高速响应性的液晶组合物的构成,例如揭示有一种将Δε为正的液晶化合物的由式(A-1)、(A-2)表示的化合物及Δε为中性的液晶化合物的(B)组合使用的液晶组合物(专利文献1至4)。
另一方面,随着液晶显示元件的用途扩大,其使用方法、制造方法也可见重大改变。为了应对这些改变,要求对以往所知道的基本物性值以外的特性进行优化。即,随着使用液晶组合物的液晶显示元件广泛地使用VA型、IPS型等,关于其大小,也实用化并使用50型以上的超大型尺寸的显示元件。伴随基板尺寸的大型化,液晶组合物对基板的注入方法也从以往的真空注入法变成滴加注入(ODF:One Drop Fill)法成为注入方法的主流,但将液晶组合物滴加于基板时的滴痕导致显示品质的下降的问题浮现出来。
进一步,通过ODF法进行的液晶显示元件制造工序中,必须根据液晶显示元件的尺寸滴加最佳的液晶注入量。若注入量距离最佳值的偏差变大,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,产生不均、对比度不良等显示不良。尤其是经常使用于最近流行的智能手机的小型液晶显示元件,由于最佳的液晶注入量少,因此要将距离最佳值的偏差控制在一定范围内本身就很困难。因此,为了将液晶显示元件的成品率保持得较高,例如还需要如下的性能:相对于滴加液晶时产生的滴加装置内急剧的压力改变、冲击而言的影响小,能够长时间稳定地持续滴加液晶。
这样,对于由TFT元件等驱动的有源矩阵驱动液晶显示元件所使用的液晶组合物,除了要维持高速响应性能等作为液晶显示元件所要求的特性、性能,且具有以往就重视的高电阻率值或者高电压保持率、对光、热等外界刺激稳定的特性外,也逐渐要求考虑液晶显示元件的制造方法而进行开发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-037918号
专利文献2:日本特开2008-038018号
专利文献3:日本特开2011-052120号
发明内容
发明要解决的课题
关于上述专利文献1~3的实施例中记载的液晶组合物所使用的Δε为中性的液晶化合物(B),其为至少一端的基团(R1或R2)具有烷基的结构,虽然可制备某种程度的低粘度的液晶组合物,但现状是无法完全提供应对液晶显示器所要求的高速响应性的潮流的低粘度液晶组合物。
另外,作为与高速响应性同样地受到重视的液晶组合物的可靠性的特性,要求对于光、热等外界刺激为稳定,作为长时间稳定地维持液晶状态的指标之一,可列举低温稳定性。为了确保上述的高速响应性,若在液晶组合物中含有大量分子量相对较低的中性的液晶化合物,则Δε会降低,因而若为了维持Δε,而与上述专利文献1~3那样的由式(A-1)、(A-2)表示的Δε为正的液晶化合物组合,则会损及液晶相的温度范围、低温稳定性。因此,要求维持高速响应性与Δε且同时液晶相的温度范围、低温稳定性优异的液晶组合物。
因此,为了解决这些课题,通过将两端设为烯基的中性的液晶化合物与特定结构的正的液晶化合物组合,经确认可显著提升低温稳定性、液晶相的温度范围,且可提供低粘度的液晶组合物。
本发明所要解决的课题在于提供一种液晶组合物,该液晶组合物的Δε为正,具有宽广温度范围的液晶相,粘度低,且低温时的溶解性良好。进一步,作为本发明所要解决的其他课题,在于提供具有宽广温度范围的液晶相,电阻率、电压保持率高,对于热、光稳定的液晶组合物,进一步通过使用该液晶组合物,成品率良好地提供透射率、显示品质优异,难以发生烧屏、滴痕等显示不良的IPS或FFS型、TN型等的液晶显示元件。
另外,作为本发明所要解决的其他课题,在于提供一种提升与高速响应性相关的弹性常数K值的液晶组合物。
用于解决课题的方案
本发明人研究各种液晶化合物及各种化学物质,发现通过组合特定的液晶化合物而可解决前述课题,从而完成了本发明。
提供一种含有由通式(i)表示的化合物、以及选自由通式(ii)及通式(iii)表示的化合物组中的1种或2种以上的液晶组合物,及使用该液晶组合物的液晶显示元件及使用该液晶组合物的液晶显示元件。
发明效果
本发明的具有正的介电常数各向异性的液晶组合物可得到显著低的粘性,低温时的溶解性良好,电阻率、电压保持率因热、光所受到的变化极小。
关于本发明的具有正的介电常数各向异性的液晶组合物,通过组合该液晶组合物所含的由通式(i)表示的化合物、以及选自由通式(ii)及通式(iii)表示的化合物组中的至少1种或2种以上的化合物,可得到显著低的粘性、高弹性常数Kavg,且低温时的溶解性良好。
关于本发明的液晶组合物,相较于含有单侧的基团为烯基的化合物的液晶组合物,显示出低粘度且低温稳定性显著提升的协同效果。
本发明的具有正的介电常数各向异性的液晶组合物由于可得到显著低的粘性,低温时的溶解性良好,电阻率、电压保持率因热、光所受到的变化极小,因此制品的实用性高,使用该液晶组合物的IPS型、FFS型等的液晶显示元件可实现高速响应。
本发明由于在液晶显示元件制造工序中可稳定地发挥性能,因此可抑制起因于工序的显示不良,以高成品率进行制造,因此非常有用。
具体实施方式
本发明的液晶组合物优选在室温(25℃)呈现液晶相,进一步优选呈现向列相。另外,本发明的液晶组合物含有介电性大致为中性的化合物(Δε的值为-2~2)及介电性为正的化合物(Δε的值大于2)。需说明的是,化合物的介电常数各向异性为根据将其添加至25℃时介电性大致为中性的液晶组合物而制备的液晶组合物的介电常数各向异性的测量值进行外插得到的值。需说明的是,以下含量以%记载,意思是重量%。
本发明的第一为一种液晶组合物,含有1种或2种以上由通式(i)表示的化合物、以及选自由通式(ii)表示的化合物和通式(iii)表示的化合物组成的组中的至少1种或2种以上,
(上述通式(i)中,Ria及Rib各自独立地为碳原子数2~8个的烯基,
Ai1及Bi1表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
mi1为0至3的整数。),
(上述通式(ii)中,Rii1表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数2~10的烯基,基团中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,基团中的1个或非邻接的2个以上的氢原子可各自独立地被氟原子取代,
Kii0、Kii1及Kii2各自独立地表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-或S-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
Zii1、Zii2及Zii3各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-CH2CH2CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,当niik为0时,Zii1及Zii2中的任一者表示-OCH2-或-CH2O-,当niik为1以上时,Zii1、Zii2及Zii3中的任一者表示-OCH2-或-CH2O-,
niik各自独立地表示0、1、2、3或4,当niiik为2以上时,Kii2各自可相同也可不同,当niiik为2以上时,Zii3各自可相同也可不同,
Xii1、Xii2、Xii3及Xii4各自独立地表示氢原子或氟原子,
Yii1各自独立地表示氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基(fluoromethoxy)、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙基(trifluoroethyl)),
(上述通式(iii)中,Riii1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
niii1表示0、1、2、3或4,
Aiii1及Aiii2各自独立地表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-或S-。)及
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(a)及基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
Ziii1及Ziii2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,
当niii1为2、3或4而存在多个Aiii2时,它们可以相同也可以不同,当niii1为2、3或4而存在多个Ziii1时,它们可以相同也可以不同,
Xiii3及Xiii4各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
Yiii2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。)。
本发明涉及的液晶组合物中,通过作为含有由通式(i)表示的化合物与由通式(ii)或通式(iii)表示的化合物的液晶组合物,相较于仅含有单侧的基团为烯基的化合物的液晶组合物,粘度较低且低温稳定性显著获得提升。更详细而言,相较于将多种单侧为烯基的化合物混合的液晶组合物,本申请发明为低粘度且低温稳定性优异,可提升弹性常数(尤其是K33)。
本发明的液晶组合物的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。若进一步详述,则应对薄的单元间隙时,优选为0.11至0.14,应对厚的单元间隙时,则优选为0.08至0.11。
本发明的液晶组合物的25℃时的介电常数各向异性(Δε)优选为+1至+15,更优选为+1.5至+12,进一步优选为+2至+10。
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的25℃时的粘度(η)为5mPa·s以上,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的25℃时的旋转粘性(γ1)为20至120mPa·s,进一步优选为100mPa·s以下,更进一步优选为80mPa·s以下,特别优选为60mPa·s以下。
本发明的K平均(也称成Kavg。)优选为10pN以上,更优选为10~20的范围,进一步优选为10~19的范围,更进一步优选为11~18的范围,进一步更优选为11~17的范围,特别优选为12~16的范围。K11、K22、K33可从封入有液晶的状态下的单元的施加电压-静电容量曲线特性求得,可算出其平均值作为K平均。
以下,依序详细说明本发明的液晶组合物的必需成分即由通式(i)、(ii)及(iii)表示的化合物后,再说明可使用于本发明的液晶组合物的适合的其他液晶化合物。
本发明涉及的由通式(i)表示的化合物优选为介电性大致为中性的化合物(Δε的值为-2~2)。
在通式(i)中,Ria及Rib各自独立地为碳原子数2~8个的烯基,优选为直链状或支链状,更优选为直链状。进一步优选为直链状的碳原子数2~6个的烯基,特别优选为直链状的碳原子数2~3个的烯基。
作为本发明涉及的更优选的烯基,优选选自由式(R1)至式(R5)中任一者表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
需说明的是,在本说明书中,烯基的例子是共通的,可根据各烷基的碳原子数的数目而适当地从上述例示中选择。
本发明涉及的通式(i)中的Ria及Rib优选各自独立地为式(R1)、式(R2)、式(R4),更优选为式(R1)、式(R2)。
另外,本发明涉及的由通式(i)表示的化合物由于在两侧的基团具备烯基,因此相对于将2种以上在单侧具有烯基的化合物混合而成的液晶组合物,在降低粘度与提升弹性常数K33的效果显示出协同作用。
在通式(i)中,Ai1及Bi1优选各自独立地为选自由1,4-亚环己基及1,4-亚苯基组成的组中的基团,该基团可各自独立地被氟原子取代。
在本发明涉及的通式(i)中,当Bi1表示1,4-亚苯基时,Rib进一步优选为选自(R4)及(R5)中的基团。
在上述通式(i)中,mi1优选为0至2的整数,mi1更优选为0或1的整数,mi1特别优选为0。即,由上述式(i)表示的化合物优选为2~4环的化合物,优选为2~3环的化合物,特别优选为2环的化合物。
另外,由上述通式(i)表示的化合物优选在分子内具备2个环己烷环。因此,在上述通式(i)中,优选选自由mi1个Ai1及Bi1组成的组中的1个基团为1,4-亚环己基,特别优选Bi1为1,4-亚环己基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(i)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%、31%、32%、33%、34%、36%、38%、39%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为65%、63%、60%、58%、57%、55%、53%、52%、50%、48%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
由上述通式(i)表示的化合物优选为以下的通式(i-1)。
(上述通式(i-a)中,Ria及Rib各自独立地为碳原子数2~5个的烯基,
Ai3表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(a)及基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
mi2表示0~1的整数。)
当mi2为1时,Ai3优选为1,4-亚苯基,在上述通式(i-1)中,mi2特别优选为0。若为环己烷环直接连接且两端的基团为烯基的结构,则可提升弹性常数,实现低粘度的液晶组合物。从而与通式(ii)或(iii)组合的液晶组合物可成为低粘度且实现高速响应性。
相对于本发明的组合物的总量,由通式(i-1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、8%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%、31%、32%、33%、34%、36%、38%、39%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为65%、63%、60%、58%、57%、55%、53%、52%、50%、48%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、12%、10%。
由通式(i)表示的化合物优选为选自由通式(i-1)表示的化合物组中的化合物。
(式中Ria及Rib各自独立地表示碳原子数2~8个的烯基。)
在上述式(i-1)中,Ria及Rib优选各自独立地为直链状的碳原子数2~6的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(i-1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%、31%、32%、33%、34%、36%、38%、39%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为65%、63%、60%、58%、57%、55%、53%、52%、50%、48%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,由通式(i-1)表示的化合物优选为选自由式(i-1.1)至式(i-1.15)表示的化合物组中的化合物,进一步优选为选自由式(i-1.1)~式(i-1.5)、式(i-1.7)、式(i-1.8)、式(i-1.14)表示的化合物组中的化合物,特别优选为选自由式(i-1.1)、式(i-1.2)、式(i-1.4)表示的化合物组中的化合物。
尤其是由式(i-1.1)、式(i-1.4)表示的化合物,由于特别改善本发明的液晶组合物的响应速度,因而优选。另外,在相比于响应速度更要求高的Tni时,优选使用由式(i-1.2)、式(i-1.3)、式(i-1.7)及式(i-1.8)表示的化合物。另外,为了使低温时的溶解度良好,优选为由式(i-1.1)、式(i-1.3)、式(i-1.4)及式(i-1.5)表示的化合物。进一步,当要获得低粘度且提升弹性常数K33的值时,优选为由式(i-1.1)、式(i-1.2)及式(i-1.4)表示的化合物,相较于分别混合了低粘度的化合物及提升弹性常数K33的值的化合物的液晶组合物,使用式(i-1.1)、式(i-1.2)及式(i-1.4)表示的化合物时较前者而言显示出协同作用。
由通式(i)表示的化合物为由通式(i-2)表示的下述的化合物。
(式中Ria及Rib各自独立地表示碳原子数2~8个的烯基。)
在通式(i-2)中,Ria及Rib优选各自独立地为直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(i-2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,由通式(i-2)表示的化合物优选为选自由式(i-2.1)至式(i-2.8)表示的化合物组中的化合物,进一步优选为选自由式(i-2.1)、式(i-2.2)、式(i-2.5)、式(i-2.6)表示的化合物组中的化合物。
由通式(i)表示的化合物优选为由以下的通式(i-3)表示的化合物。
(式中Ria及Rib各自独立地表示碳原子数2~8个的烯基。)
在通式(i-3)中,Ria及Rib优选各自独立地为直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(i-3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,由通式(i-3)表示的化合物优选为选自由式(i-3.1)至式(i-3.3)表示的化合物组中的化合物。
由通式(i)表示的化合物优选为由以下的通式(i-4)表示的化合物。
(式中Ria及Rib各自独立地表示碳原子数2~8个的烯基。)
在通式(i-4)中,Ria及Rib优选各自独立地为直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(i-4)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,由通式(i-4)表示的化合物优选为选自由式(i-4.1)至式(i-4.2)表示的化合物组中的化合物,更优选为由式(i-4.1)表示的化合物。
由通式(i)表示的化合物优选为由以下的通式(i-5)表示的化合物。
(式中Ria及Rib各自独立地表示碳原子数2~8个的烯基。)
在通式(i-5)中,Ria及Rib优选各自独立地为直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(i-5)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,由通式(i-5)表示的化合物优选为选自由式(i-5.1)至式(i-5.3)表示的化合物组中的化合物。
本发明涉及的由通式(ii)表示的化合物优选为正的化合物(Δε的值大于2)。
在通式(ii)中,Rii1优选表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数2~8的烯基。
在通式(ii)中,Kii1及Kii2优选各自独立地表示1,4-亚环己基(基团中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-也可被-O-取代。)或1,4-亚苯基,该基团中的氢原子可各自独立地被氟原子取代。
在通式(ii)中,Kii0优选表示1,4-亚环己基(基团中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-也可被-O-取代。)或1,4-亚苯基。
在通式(ii)中,Zii1、Zii2或Zii3中的任一者表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-或-CH2CH2CF2O-,当niik为0时,Zii1及Zii2中的任一者表示-OCH2-或-CH2O-,当niik为1以上时,Zii1、Zii2及Zii3中的任一者表示-OCH2-或-CH2O-,Zii1、Zii2或Zii3中的任一者表示单键、-OCH2-、-CH2O-或-CH2CH2CF2O-,且Zii1、Zi2或Zii3中的任一者更优选表示-OCH2-或-CH2O-。
在通式(ii)中,niik优选表示0、1或2,且当niik为2以上时,Kii2可相同也可不同,niik更优选表示0或1。从介电常数、Δn的观点而言,优选含有3个(以上)苯环。
在通式(ii)中,更优选Xii3或Xii4中的任2者以上表示氟原子。
在通式(ii)中,Yii1优选为氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙基或碳原子数1~5个的烷氧基(基团中的1个以上的-CH2-CH2-也可被-CH=CH-取代),更优选为氟原子、三氟甲基或三氟甲氧基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为40%、37%、35%、32%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
本发明涉及的由通式(ii)表示的化合物优选在其结构中具有下述的部分结构。
(式中的黑点表示上述部分结构所连接的环结构中的碳原子。)
作为具有上述部分结构的化合物,优选为选自由通式(ii-1)~(ii-9)表示的化合物组中的至少一种。
由通式(ii-1)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii111及Xii112各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii111表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii111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,Wii111及Wii112各自独立地表示-CH2-或-O-。)
在通式(ii-1)中,当Wii111或Wii112中的至少一者以上为-O-时,Xii111及Xii112优选为氟原子。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-1)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-1.1)至式(ii-1.12)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-1.5)至式(ii-1.12)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-2)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii121~Xii124各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii121表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii121表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,当为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-2)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-2.1)至式(ii-2.8)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-2.1)至式(ii-2.4)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-3)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii131及Xii132各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii131表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii131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,Wii131及Wii132各自独立地表示-CH2-或O-。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,当为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-3)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-3.1)至式(ii-3.12)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-3.5)至式(ii-3.8)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-4)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii141~Xii144各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii141表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii141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,Wii141及Wii142各自独立地表示-CH2-或-O-。)
在通式(ii-4)中,当Wii141或Wii142中的至少一者以上为-O-时,Xii143及Xii144优选为氟原子。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-4)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-4)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-4.1)至式(ii-4.28)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-4.1)至(ii-4.4)、(ii-4.11)至(ii-4.18)、(ii-4.21)至(ii-4.28)表示的化合物,更优选含有由式(ii-4.1)至(ii-4.4)、(ii-4.11)至(ii-4.14)、(ii-4.25)至(ii-4.28)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-5)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii151~Xii154各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii151表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii151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,Wii151及Wii152各自独立地表示-CH2-或O-。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-5)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-5)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-5.1)至式(ii-5.8)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-5.5)及式(ii-5.8)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-6)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii161及Xii162各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii161表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii161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,Wii161及Wii162各自独立地表示-CH2-或O-。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-6)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-6)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-6.1)至式(ii-6.14)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-6.5)至式(ii-6.8)、式(ii-6.11)至式(ii-6.14)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-7)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii171~Xii174各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii171表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii171表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-7)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-7)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-7.1)至式(ii-7.8)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-7.1)至式(ii-7.4)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-8)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii181~Xii184各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii181表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii181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,Wii181及Wii182各自独立地表示-CH2-或-O-。)
在通式(ii-8)中,优选Wii181及Wii182中的至少一者为-O-。若将-O-导入于Wii181及Wii182中的至少一者,则可提升介电常数各向异性及弹性常数K11。当重视溶解性时,优选Wii181及Wii182中仅一者为-O-,当重视介电常数各向异性时,优选为Wii181及Wii182两者皆为-O-,无论是哪种情形,通过将Xii181或者Xii182中的任一者或Xii181及Xii182两者取代成氟,可进一步得到高的介电常数各向异性与高的溶解性,但当将两者取代成氟原子时,弹性常数K11的提升效果会受到一些减损。
在通式(ii-8)中,Xii183及Xii184中的至少一者优选为氟原子,进一步优选两者为氟原子。即使Wii181及Wii182两者为-CH2-,通过将Xii181及Xii182中的任一者或两者取代成氟,可得到高介电常数各向异性与高溶解性,这种情况下,弹性常数K11会显著地低于导入有-O-的化合物。该弹性常数的降低,除了会在TN显示器中导致阈值电压降低,在IPS显示器及FFS显示器中则导致驱动电压降低以外,有时也会造成透射率降低、回复的响应速度恶化,因而Wii181和Wii182、以及Xii181和Xii182可根据目的适当选择。Yii181优选为氟原子、-OCF3、-CF3、碳原子数2以上的氟化烷基,特别优选为氟。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-8)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、4%、5%、8%、10%、12%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-8)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-8.1)至式(ii-8.52)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-8.21)至式(ii-8.32)、式(ii-8.41)至式(ii-8.48)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(ii-9)表示的化合物为下述化合物。
(式中,Xii191~Xii196各自独立地表示氟原子或氢原子,Yii191表示氟原子、氯原子或OCF3,Rii191表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
在上述通式(ii-9)中,Xii191或Xii192优选为氢原子。
在上述通式(ii-9)中,Xii193或Xii194中的任一者优选为氟原子。
在上述通式(ii-9)中,Xii195及Xii196优选为氟原子。
在上述通式(ii-9)中,Yii191优选为氟原子。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(ii-9)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(ii-9)表示的化合物具体而言优选为由式(ii-9.1)至式(ii-9.12)表示的化合物,其中优选含有由式(ii-9.5)至式(ii-9.8)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
本发明涉及的由通式(iii)表示的化合物优选为正的化合物(Δε的值大于2)。
在通式(iii)中,Riii1优选为直链状或支链状,进一步优选为直链状。另外,前述Riii1优选为碳原子数1~8个的烷基、碳原子数2~8个的烯基或碳原子数1~8的烷氧基,更优选为碳原子数1~6个的烷基、碳原子数2~6个的烯基或碳原子数1~6的烷氧基。
在通式(iii)中,niii1优选表示0、1、2或3,niii1更优选表示0、1或2。当niii1为2以上的整数时存在多个Aiii2时,它们可以相同也可以不同,当niii1为2以上的整数而存在多个Ziii1时,它们可相同也可不同。
在通式(iii)中,AK1及AK2优选各自独立地表示1,4-亚苯基,上述亚苯基上的氢原子可各自独立地被氟原子取代。从而,可大幅地提升组合物整体的Δn。
在通式(iii)中,ZK1及ZK2优选各自独立地表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-或C≡C-。
在通式(iii)中,XK1及XK3优选各自独立地表示氢原子或氟原子。
在通式(iii)中,YK2优选表示氢原子、氟原子、三氟甲基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(iii)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为40%、37%、35%、32%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(iii)表示的化合物例如优选为选自由通式(iii-1)表示的化合物组中的化合物。
(式中,Riii11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,Xiii11~Xiii14各自独立地表示氢原子或氟原子,Yiii11表示氟原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(iii-1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(iii-1)表示的化合物具体而言优选为由式(iii-1.1)至式(iii-1.4)表示的化合物,优选为由式(iii-1.1)或式(iii-1.2)表示的化合物,进一步优选为由式(iii-1.2)表示的化合物。另外,也优选同时使用由式(iii-1.1)或式(iii-1.2)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(iii)表示的化合物例如优选为选自由通式(iii-2)表示的化合物组中的化合物。
(式中,Riii21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,Xiii21~Xiii24各自独立地表示氢原子或氟原子,Yiii21表示氟原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(iii-2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(iii-2)表示的化合物具体而言优选为由式(iii-2.1)至式(iii-2.6)表示的化合物,优选为由式(iii-2.5)或式(iii-2.6)表示的化合物,进一步优选为由式(iii-2.6)表示的化合物。另外,也优选同时使用由式(iii-2.5)或式(iii-2.6)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(iii)表示的化合物例如优选为选自由通式(iii-3)表示的化合物组中的化合物。
(式中,Riii31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,Xiii31~Xiii36各自独立地表示氢原子或氟原子,Yiii31表示氟原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(iii-3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(iii-3)表示的化合物具体而言优选为由式(iii-3.1)至式(iii-3.4)表示的化合物,更优选为由式(iii-3.1)或式(iii-3.2)表示的化合物。另外,也优选同时使用由式(iii-3.1)及式(iii-3.2)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(iii)表示的化合物例如优选为选自由通式(iii-4)表示的化合物组中的化合物。
(式中,Riii41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,Xiii41~Xiii46各自独立地表示氢原子或氟原子,Yiii41表示氟原子或OCF3,Ziii41表示-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或CF2O-。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(iii-4)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、9%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、12%、8%、5%。
在将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(iii-4)表示的化合物具体而言优选为由式(iii-4.1)至式(iii-4.18)表示的化合物,更优选为由式(iii-4.1)、式(iii-4.2)、式(iii-4.11)、(iii-4.12)表示的化合物。另外,也优选同时使用由式(iii-4.1)、式(iii-4.2)、式(iii-4.11)、(iii-4.12)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、9%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、12%、8%、5%。
由通式(iii)表示的化合物例如优选为选自由通式(iii-5)表示的化合物组中的化合物。
(式中,Riii51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,Xiii51~Xiii56各自独立地表示氢原子或氟原子,Yiii51表示氟原子或OCF3,Ziii51表示-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或CF2O-。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(iii-5)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,且使上限值高一些。
进一步,由通式(iii-5)表示的化合物具体而言优选为由式(iii-5.1)至式(iii-5.18)表示的化合物,优选为由式(iii-5.11)至式(iii-5.14)表示的化合物,进一步优选为由式(iii-5.12)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、6%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
由通式(iii)表示的化合物例如优选为选自由通式(iii-6)表示的化合物组中的化合物。
(式中,Riii61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,Xiii61~Xiii68各自独立地表示氢原子或氟原子,Yiii61表示氟原子或OCF3,Ziii61表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或CF2O-。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(iii-6)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(iii-6)表示的化合物具体而言优选为由式(iii-6.1)至式(iii-6.18)表示的化合物,优选为由式(iii-6.15)至式(iii-6.18)表示的化合物,进一步优选为由式(iii-6.16)及式(iii-6.17)表示的化合物。另外,也优选同时使用由式(iii-6.16)与式(iii-6.17)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
本发明的液晶组合物也可根据需要含有1种或2种以上由通式(L)表示的化合物。由通式(L)表示的化合物相当于介电性大致为中性的化合物(Δε的值为-2~5,优选为-2~2)。
(式中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
OL表示0、1、2或3,
BL1、BL2及BL3各自独立地表示选自由以下的基团(a)与基团(b)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-。)及
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(a)、基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
LL1及LL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或C≡C-,
当OL为2或3而存在多个LL2时,它们可以相同也可以不同,当OL为2或3而存在多个BL3时,它们可以相同也可以不同,但是,不包括由通式(i)表示的化合物、由通式(ii)表示的化合物及由通式(iii)表示的化合物。)
由通式(L)表示的化合物可单独使用,也可组合使用。可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能适当组合使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种。或在本发明的其他实施方式为2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种以上。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选为上述的下限值高,且上限值高。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选为上述的下限值高,且上限值高。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值低,且上限值低。
当重视可靠性时,RL1及RL2优选均为烷基,当重视粘性的降低时,优选至少一者为烯基。
当RL1及RL2连接的环结构为苯基(芳香族)时,RL1及RL2优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当RL1及RL2连接的环结构为环己烷、吡喃及二烷等饱和的环结构时,RL1及RL2优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
本发明涉及的由通式(L)表示的化合物优选从下述通式(L-1)~通式(L-9)表示的化合物组中选择至少1种或2种以上。
由通式(L)表示的化合物优选为选自由通式(L-1)表示的化合物组中的化合物。
(式中,RL11及RL12各自独立地表示直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。但是,不包括由通式(i)表示的化合物。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选为上述的下限值高,且上限值高。并且,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选为上述的下限值中等,且上限值中等。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值低,且上限值低。
进一步,由通式(L-1)表示的化合物优选为选自由通式(L-1-1)表示的化合物组中的化合物。
(式中RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
进一步,由通式(L-1-1)表示的化合物优选为选自由式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)表示的化合物组中的化合物,优选为由式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)表示的化合物,尤其优选为由式(L-1-1.3)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-1-1.3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,由通式(L-1)表示的化合物优选为选自由通式(L-1-2)表示的化合物组中的化合物。
(式中RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-1-2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、15%、20%、30%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、40%、35%、33%、30%。
进一步,由通式(L-1-2)表示的化合物优选为选自由式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)表示的化合物组中的化合物,优选为由式(L-1-2.2)至式(L-1-2.4)表示的化合物。尤其是式(L-1-2.2)表示的化合物由于特别改善本发明的液晶组合物的响应速度,因而优选。另外,相比于响应速度更要求高的Tni时,优选使用由式(L-1-2.3)或由式(L-1-2.4)表示的化合物。为了使低温时的溶解度良好,由式(L-1-2.3)及式(L-1-2.4)表示的化合物的含量不优选设为30%以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-1-2.2)表示的化合物的优选含量的下限值为10%、15%、20%、25%、27%、30%、35%、40%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-1-1.3)表示的化合物及由式(L-1-2.2)表示的化合物的合计优选含量的下限值为10%、15%、20%、25%、27%、30%、35%、40%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
进一步,由通式(L-1)表示的化合物优选为选自由通式(L-1-3)表示的化合物组中的化合物。
(式中RL11及RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-1-3)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-1-3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、15%、20%、30%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为60%、55%、50%、45%、40%、35%、33%、30%。
进一步,由通式(L-1-3)表示的化合物优选为选自由式(L-1-3.1)至式(L-1-3.4)表示的化合物组中的化合物,优选为由式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)表示的化合物。尤其是由式(L-1-3.1)表示的化合物由于特别改善本发明的液晶组合物的响应速度,因而优选。另外,相比于响应速度更要求高的Tni时,优选使用由式(L-1-3.3)或由式(L-1-3.4)表示的化合物。为了使低温时的溶解度良好,由式(L-1-3.3)及式(L-1-3.4)表示的化合物的含量不优选设为20%以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-1-3.1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,由通式(L)表示的化合物优选为选自由通式(L-2)表示的化合物组中的化合物。
(式中,RL21表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL22表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-2)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
当重视低温时的溶解性时,若将含量设定得多一些,则效果高,相反地,当重视响应速度时,若将含量设定得少一些,则效果高。进一步,当改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,由通式(L-2)表示的化合物优选为选自由式(L-2.1)至式(L-2.6)表示的化合物组中的化合物,优选为由式(L-2.3)、式(L-2.4)及式(L-2.6)表示的化合物。
进一步,由通式(L)表示的化合物优选为选自由通式(L-3)表示的化合物组中的化合物。
(式中,RL31及RL32各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-3)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值为25%、20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
当得到高的双折射率时,若将含量设定得多一些,则效果高,相反地,当重视高的Tni时,若将含量设定得少一些,则效果高。进一步,当改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为中间。
进一步,由通式(L-3)表示的化合物优选为选自由式(L-3.1)至式(L-3.4)表示的化合物组中的化合物,优选为由式(L-3.2)至式(L-3.4)表示的化合物。
进一步,由通式(L)表示的化合物例如优选为选自由通式(L-4)表示的化合物组中的化合物。
(RL41表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL42表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。但是,不包括由通式(i)表示的化合物。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种以上。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-4)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-4)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-4)表示的化合物的优选含量的上限值为50%、45%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
进一步,由通式(L-4)表示的化合物例如优选为由式(L-4.1)至式(L-4.3)表示的化合物。
根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可含有由式(L-4.1)表示的化合物,或可含有由式(L-4.2)表示的化合物,或可含有由式(L-4.1)表示的化合物与由式(L-4.2)表示的化合物两者,或也可含有所有由式(L-4.1)至式(L-4.3)表示的化合物。相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-4.1)或式(L-4.2)表示的化合物的优选含量的下限值为3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%。优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
当含有由式(L-4.1)表示的化合物与由式(L-4.2)表示的化合物两者时,两化合物相对于本发明的液晶组合物总量的优选含量的下限值为15%、19%、24%、30%。优选的上限值为45%、40%、35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,由通式(L-4)表示的化合物例如优选为由式(L-4.4)至式(L-4.6)表示的化合物。
根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可含有由式(L-4.4)表示的化合物,或可含有由式(L-4.5)表示的化合物,或可含有由式(L-4.4)表示的化合物与由式(L-4.5)表示的化合物两者。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-4.4)或式(L-4.5)表示的化合物的优选含量的下限值为3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%。优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,由通式(L-4)表示的化合物例如优选为由式(L-4.7)至式(L-4.10)表示的化合物,特别优选为由式(L-4.9)表示的化合物。
进一步,由通式(L)表示的化合物优选为选自由通式(L-5)表示的化合物组中的化合物。
(RL51表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL52表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。但是,不包括由通式(i)表示的化合物。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种以上。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-5)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-5)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-5)表示的化合物的优选含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
进一步,由通式(L-5)表示的化合物例如优选为由式(L-5.1)或式(L-5.2)表示的化合物,特别优选为由式(L-5.1)表示的化合物。相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%、8%。
进一步,由通式(L-5)表示的化合物例如优选为由式(L-5.3)或式(L-5.4)表示的化合物。相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%、6%。
进一步,由通式(L-5)表示的化合物例如优选为选自由式(L-5.5)至式(L-5.7)表示的化合物组中的化合物,尤其优选为由式(L-5.7)表示的化合物。相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
进一步,由通式(L)表示的化合物优选选自由通式(L-6)表示的组。
(式中,RL61及RL62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,XL61及XL62各自独立地表示氢原子或氟原子。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种以上。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-6)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-6)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-6)表示的化合物的优选含量的上限值为50%、45%、40%、38%、35%、32%、30%、28%、25%、20%、15%、10%、5%。
进一步,由通式(L-6)表示的化合物例如优选为由式(L-6.1)至式(L-6.9)表示的化合物。
可组合的化合物的种类并没有特别限制,优选从这些化合物中含有1种~3种,进一步优选含有1种~4种。另外,由于所选择的化合物的分子量分布广也对溶解性有效,因而优选例如自式(L-6.1)或(L-6.2)表示的化合物选择1种,自式(L-6.4)或(L-6.5)表示的化合物选择1种,自式(L-6.6)或式(L-6.7)表示的化合物选择1种,自式(L-6.8)或(L-6.9)表示的化合物选择1种化合物,再适当将它们加以组合。其中,优选含有由式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)表示的化合物。
进一步,由通式(L-6)表示的化合物例如优选为由式(L-6.10)至式(L-6.25)表示的化合物,其中,优选为由式(L-6.10)、式(L-6.11)、式(L-6.12)、式(L-6.13)、式(L-6.18)及式(L-6.19)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物总量,这些化合物(式(L-6.1)~式(L-6.25))的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、12%。这些化合物的优选含量的上限值为30%、25%、20%、15%、13%、10%、9%。
进一步,由通式(L)表示的化合物优选为选自由通式(L-7)表示的组。
(式中,RL71及RL72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,AL71及AL72各自独立地表示1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71及AL72上的氢原子可各自独立地被氟原子取代,QL71表示单键或COO-,XL71及XL72各自独立地表示氟原子或氢原子。但是,不包括由通式(i)表示的化合物。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-7)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-7)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%。相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-7)表示的化合物的优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、10%、5%。
当希望本发明的液晶组合物为高Tni的实施方式时,优选将由式(L-7)表示的化合物的含量设定得多一些,当希望低粘度的实施方式时,优选将含量设定得少一些。
进一步,由通式(L-7)表示的化合物优选为由式(L-7.1)至式(L-7.4)表示的化合物,优选为由式(L-7.2)表示的化合物。
进一步,由通式(L-7)表示的化合物优选为由式(L-7.11)至式(L-7.13)表示的化合物,优选为由式(L-7.11)表示的化合物。
进一步,由通式(L-7)表示的化合物为由式(L-7.21)至式(L-7.23)表示的化合物。优选为由式(L-7.21)表示的化合物。
进一步,由通式(L-7)表示的化合物优选为由式(L-7.31)至式(L-7.34)表示的化合物,优选为由式(L-7.31)或/及式(L-7.32)表示的化合物。
进一步,由通式(L-7)表示的化合物优选为由式(L-7.41)至式(L-7.44)表示的化合物,优选为由式(L-7.41)或/及式(L-7.42)表示的化合物。
另外,作为该第一成分的由通式(L-7)表示的化合物优选包含至少1种或2种以上的由以下通式(L-7-1)表示的化合物。
(上述通式(L-7-1)中,RL72各自独立地为选自由碳原子数1~10个的烷基、碳原子数2~10个的烯基及碳原子数1~10个的烷氧基组成的组中的一个基团。)
从提升液晶组合物的耐旋光性、耐热性或烧屏等可靠性的观点而言,优选包含由通式(L-7-1)表示的化合物。
进一步,由前述通式(1)表示的化合物特别优选为由式(L-7.45)~式(L-7.49)表示的化合物。
由通式(L)表示的化合物优选选自由下述的通式(L-8)表示的组。
(式中,RL81及RL82各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义,AL81表示与通式(L)中的AL1相同的含义或单键,AL81上的氢原子可各自独立地被氟原子取代,XL81~XL86各自独立地表示氟原子或氢原子。)
式中,RL81及RL82优选各自独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,AL81优选为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71及AL72上的氢原子可各自独立地被氟原子取代,在通式(L-8)中的相同的环结构上氟原子优选为0个或1个,在分子内氟原子优选为0个或1个。
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能加以组合。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种、4种。
在本发明的液晶组合物中,由通式(L-8)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-8)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%。相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(L-8)表示的化合物的优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、10%、5%。
当希望本发明的液晶组合物为高Tni的实施方式时,优选将由式(L-8)表示的化合物的含量设定得多一些,当希望低粘度的实施方式时,优选将含量设定得少一些。
进一步,由通式(L-8)表示的化合物优选为由式(L-8.1)至式(L-8.4)表示的化合物,更优选为由式(L-8.3)、式(L-8.5)、式(L-8.6)、式(L-8.13)、式(L-8.16)至式(L-8.18)、式(L-8.23)至式(L-8.28)表示的化合物。
由通式(L)表示的化合物优选选自由下述的通式(L-9)表示的组。
(式中,RL91及RL92各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(L-9)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、7%、9%、10%、12%、15%、17%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在末端具有烯丙基醚基(allyl ether group)的液晶化合物虽然作为液晶组合物的构成成分具有良好的特性,但可靠性会有问题。然而,由通式(L-9)表示的化合物通过将具有烯丙基醚基的苯环的特定位置二氟化,而在不影响骨架本来的优异特性的情况下,显著提升可靠性,并且改善相溶性,降低粘性。进一步,介电常数各向异性有时会因侧链的基团的种类而带有些微正介电常数各向异性(5以下),但在本说明书中分类为中性的液晶化合物的构成成分。
另外,在通式(L-9)中的RL92中选择被氟原子取代的烷基、烯基(例如乙烯基)时等,可赋予正介电常数各向异性。例如由通式(L-9)表示的化合物,单独时在40~110℃的范围显示出液晶相,Δn为0.26左右,流动粘度(flow viscosity)低至25mPa·s左右,介电常数各向异性为+4~5左右,并且作为液晶组合物的成分使用时,具有极为良好的相溶性。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(L-9)表示的化合物具体而言优选为由式(L-9.1)至式(L-9.24)表示的化合物,其中优选含有由式(L-9.5)、式(L-9.6)、式(L-9.13)及式(L-9.14)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
本发明涉及的液晶组合物优选根据需要含有1种或2种以上由通式(J)表示的化合物。这些化合物相当于介电性为正的化合物(Δε大于2。)。
(式中,RJ1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
nJ1表示0、1、2、3或4,
AJ1、AJ2及AJ3各自独立地表示选自由以下的基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。)及
(c)(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(a)、基团(b)及基团(c)可各自独立地被氰基、氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基取代,
ZJ1及ZJ2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,
当nJ1为2、3或4而存在多个AJ2时,它们可以相同也可以不同,当nJ1为2、3或4而存在多个ZJ1时,它们可以相同也可以不同,
XJ1表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基,但不包括由通式(i)、(ii)、(iii)及通式(L)表示的化合物。)
通式(J)中,RJ1优选为碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数2~8的烯基或碳原子数2~8的烯氧基,优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基,进一步优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,进一步优选为碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基,特别优选为碳原子数3的烯基(丙烯基)。
当重视可靠性时,RJ1优选为烷基,当重视粘性的降低时,优选为烯基。
另外,当其连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当其连接的环结构为环己烷、吡喃及二烷等饱和的环结构时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子及存在时的氧原子的合计优选在5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自由式(R1)至式(R5)中任一者表示的基团。(各式中的黑点表示烯基所连接的环结构中的碳原子。)
当要求增大Δn时,AJ1、AJ2及AJ3优选各自独立地为芳香族,为了改善响应速度,优选为脂肪族,优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基(cyclohexenylene)、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,它们也可被氟原子取代,更优选表示下述的结构,
进一步优选表示下述的结构。
ZJ1及ZJ2优选各自独立地表示-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选为-OCH2-、-CF2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选为-OCH2-、-CF2O-或单键。
XJ1优选为氟原子或三氟甲氧基,优选为氟原子。
nJ1优选为0、1、2或3,优选为0、1或2,当重点放在改善Δε时,优选为0或1,当重视Tni时,优选为1或2。
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种。另外进一步,在本发明的其他实施方式中为4种、5种、6种、7种以上。
在本发明的液晶组合物中,由通式(J)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(J)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值例如在本发明的一个方式中为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
当重视可靠性时,RJ1优选为烷基,当重视粘性的降低时,优选为烯基。
作为由通式(J)表示的化合物,优选为由通式(M)表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有1种或2种以上由通式(M)表示的化合物。这些化合物相当于介电性为正的化合物(Δε大于2。)。
由前述通式(M)表示的化合物如下:
(式中,RM1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1及CM2各自独立地表示选自由以下的基团(d)及基团(e)组成的组中的基团,
(d)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-或S-。)及
(e)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=。),
上述的基团(d)及基团(e)上的氢原子可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1及KM2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,
当PM为2、3或4而存在多个KM1时,它们可以相同也可以不同,当PM为2、3或4而存在多个CM2时,它们可以相同也可以不同,
XM1及XM3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基。但是,不包括由通式(L)表示的化合物、由通式(i)表示的化合物、由通式(ii)表示的化合物、由通式(iii)及通式(L)表示的化合物。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种。另外进一步,在本发明的其他实施方式中为4种、5种、6种、7种。
在本发明的液晶组合物中,由通式(M)表示的化合物的含量必须根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。相对于本发明的液晶组合物的总量,优选含量的上限值例如在本发明的一个形态中为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
当重视可靠性时,RM1优选为烷基,当重视粘性的降低时,优选为烯基。
当RM1连接的环结构为苯基(芳香族)时,RM1优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当RM1连接的环结构为环己烷、吡喃及二烷等饱和的环结构时,RM1优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
当要求组合物的化学稳定性时,由通式(M)表示的化合物优选在其分子内不具有氯原子。进一步,在液晶组合物内具有氯原子的化合物优选为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”意思是,组合物中仅混入制造化合物时作为杂质生成的化合物等不特意的含有氯原子的化合物。
由通式(M)表示的化合物例如优选为选自由通式(M-1)表示的化合物组中的化合物。
(式中,RM11表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM11至XM15各自独立地表示氢原子或氟原子,YM11表示氟原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,可根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能加以组合来使用。使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性良好的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(M-1)表示的化合物具体而言优选为由式(M-1.1)至式(M-1.4)表示的化合物,优选为由式(M-1.1)或式(M-1.2)表示的化合物,进一步优选为由式(M-1.2)表示的化合物。另外,也优选同时使用由式(M-1.1)或式(M-1.2)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-1.1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-1.2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-1.1)及式(M-1.2)表示的化合物的合计优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
进一步,由通式(M)表示的化合物例如优选为选自由通式(M-2)表示的化合物组中的化合物。
(式中,RM21表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM21及XM22各自独立地表示氢原子或氟原子,YM21表示氟原子、氯原子或OCF3。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(M-2)表示的化合物优选为由式(M-2.1)至式(M-2.5)表示的化合物,优选为由式(M-2.3)或/及式(M-2.5)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-2.2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-2.3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-2.5)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-2.2)、(M-2.3)及式(M-2.5)表示的化合物的合计优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,含量优选为1%以上,更优选为5%以上,进一步优选为8%以上,进一步优选为10%以上,进一步优选为14%以上,特别优选为16%以上。另外,考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选使最大比率止于30%以下,进一步优选为25%以下,更优选为22%以下,特别优选为小于20%。
本发明的液晶组合物所使用的由通式(M)表示的化合物优选为由通式(M-3)表示的化合物。
(式中,RM31表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM31至XM36各自独立地表示氢原子或氟原子,YM31表示氟原子、氯原子或OCF3。)
可组合的化合物并没有特别限制,但考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,优选组合1种至2种以上。
关于由通式(M-3)表示的化合物的含量,考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式具有上限值与下限值。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-3)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-3)表示的化合物具体而言优选为由式(M-3.1)至式(M-3.4)表示的化合物,其中优选含有由式(M-3.1)及/或式(M-3.2)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-3.1)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-3.2)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-3.1)及式(M-3.2)表示的化合物的合计优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M)表示的化合物优选为选自由通式(M-4)表示的组中的化合物。
(式中,RM41表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM41至XM48各自独立地表示氟原子或氢原子,YM41表示氟原子、氯原子或OCF3。)
可组合的化合物并没有特别限制,但考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,优选组合1种、2种或3种以上。
关于由通式(M-4)表示的化合物的含量,考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式具有上限值与下限值。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-4)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当本发明的液晶组合物被使用于单元间隙小的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-4)表示的化合物的含量设定得多一些。当被使用于驱动电压小的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-4)表示的化合物的含量设定得多一些。另外,当被使用于低温环境下所用的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-4)表示的化合物的含量设定得少一些。当作为响应速度快的液晶显示元件所使用的液晶组合物时,适合将由通式(M-4)表示的化合物的含量设定得少一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-4)表示的化合物具体而言优选为由式(M-4.1)至式(M-4.4)表示的化合物,其中优选含有由式(M-4.2)至式(M-4.4)表示的化合物,更优选含有由式(M-4.2)表示的化合物。
进一步,由通式(M)表示的化合物优选为由通式(M-5)表示的化合物。
(式中,RM51表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM51及XM52各自独立地表示氢原子或氟原子,YM51表示氟原子、氯原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中适当加以组合使用。例如,在本发明的一个实施方式中为1种,在其他实施方式组合2种,进一步在其他实施方式组合3种,另外进一步在其他实施方式中组合4种,另外进一步在其他实施方式中组合5种,另外进一步在其他实施方式中组合6种以上。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-5)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为50%、45%、40%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当将本发明的液晶组合物的Tni保持得较高,需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,由通式(M-5)表示的化合物优选为由式(M-5.1)至式(M-5.4)表示的化合物,优选为由式(M-5.1)至式(M-5.4)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-5)表示的化合物优选为由式(M-5.11)至式(M-5.17)表示的化合物,优选为由式(M-5.11)、式(M-5.13)及式(M-5.17)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-5)表示的化合物优选为由式(M-5.21)至式(M-5.28)表示的化合物,优选为由式(M-5.21)、式(M-5.22)、式(M-5.23)及式(M-5.25)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为40%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M)表示的化合物优选为由通式(M-6)表示的化合物。
(式中,RM61表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM61至XM64各自独立地表示氟原子或氢原子,YM61表示氟原子、氯原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,在每个实施方式中适当加以组合。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-6)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当本发明的液晶组合物被使用于驱动电压小的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-6)表示的化合物的含量设定得多一些。另外,当为响应速度快的液晶显示元件中使用的液晶组合物时,适合将由通式(M-6)表示的化合物的含量设定得少一些。
进一步,由通式(M-6)表示的化合物具体而言优选为由式(M-6.1)至式(M-6.4)表示的化合物,其中优选含有由式(M-6.2)及式(M-6.4)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-6)表示的化合物具体而言优选为由式(M-6.11)至式(M-6.14)表示的化合物,其中优选含有由式(M-6.12)及式(M-6.14)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-6)表示的化合物具体而言优选为由式(M-6.21)至式(M-6.24)表示的化合物,其中优选含有由式(M-6.21)、式(M-6.22)及式(M-6.24)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-6)表示的化合物具体而言优选为由式(M-6.31)至式(M-6.34)表示的化合物。其中优选含有由式(M-6.31)及式(M-6.32)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-6)表示的化合物具体而言优选为由式(M-6.41)至式(M-6.44)表示的化合物,其中优选含有由式(M-6.42)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M)表示的化合物优选为选自由通式(M-7)表示的化合物组中的化合物。
(式中,XM71至XM76各自独立地表示氟原子或氢原子,RM71表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,YM71表示氟原子或OCF3。)
可组合的化合物的种类并没有特别限制,优选从这些化合物中含有1种~2种,更优选含有1种~3种,进一步优选含有1种~4种。
关于由通式(M-7)表示的化合物的含量,考虑低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,在每个实施方式具有上限值与下限值。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由式(M-7)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当本发明的液晶组合物被使用于单元间隙小的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-7)表示的化合物的含量设定得多一些。当被使用于驱动电压小的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-7)表示的化合物的含量设定得多一些。另外,当被使用于低温环境下所用的液晶显示元件用途时,适合将由通式(M-7)表示的化合物的含量设定得少一些。当为响应速度快的液晶显示元件中使用的液晶组合物时,适合将由通式(M-7)表示的化合物的含量设定得少一些。
进一步,由通式(M-7)表示的化合物优选为由式(M-7.1)至式(M-7.4)表示的化合物,优选为由式(M-7.2)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-7)表示的化合物优选为由式(M-7.11)至式(M-7.14)表示的化合物,优选为由式(M-7.11)及式(M-7.12)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M-7)表示的化合物优选为由式(M-7.21)至式(M-7.24)表示的化合物,优选为由式(M-7.21)及式(M-7.22)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,由通式(M)表示的化合物优选为由通式(M-8)表示的化合物。
(式中,XM81至XM84各自独立地表示氟原子或氢原子,YM81表示氟原子、氯原子或OCF3,RM81表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,AM81及AM82各自独立地表示1,4-亚环己基,1,4-亚苯基或
1,4-亚苯基上的氢原子可被氟原子取代。)
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(M-8)表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。进一步,当需要不易产生烧屏的组合物时,优选使上述的下限值低一些,并使上限值低一些。另外,在为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述的下限值高一些,并使上限值高一些。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-8)表示的化合物具体而言优选为由式(M-8.1)至式(M-8.4)表示的化合物,其中优选含有由式(M-8.1)及式(M-8.2)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-8)表示的化合物具体而言优选为由式(M-8.11)至式(M-8.14)表示的化合物,其中优选含有由式(M-8.12)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-8)表示的化合物具体而言优选为由式(M-8.21)至式(M-8.24)表示的化合物,其中优选含有由式(M-8.22)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-8)表示的化合物具体而言优选为由式(M-8.31)至式(M-8.34)表示的化合物,其中优选含有由式(M-8.32)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-8)表示的化合物具体而言优选为由式(M-8.41)至式(M-8.44)表示的化合物,其中优选含有由式(M-8.42)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,本发明的液晶组合物所使用的由通式(M-8)表示的化合物具体而言优选为由式(M-8.51)至式(M-8.54)表示的化合物,其中优选含有由式(M-8.52)表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(i)、通式(ii)及通式(iii)表示的化合物的合计优选含量的下限值为70%、75%、78%、80%、88%,90%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。优选含量的上限值为100%、99%、98%、95%,90%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(i)、通式(ii)或通式(iii)、通式(L)及(J)表示的化合物的合计优选含量的下限值为80%、85%、88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。优选含量的上限值为100%、99%、98%、95%。
相对于本发明的液晶组合物的总量,由通式(i)、通式(ii)或通式(iii)、通式(L-1)至(L-9)及(M-1)至(M-8)表示的化合物的合计优选含量的下限值为80%、85%、88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。优选含量的上限值为100%、99%、98%、95%。
本申请发明的液晶组合物优选不含有在分子内具有过酸(-CO-OO-)结构等氧原子彼此连接的结构的化合物。
当重视组合物的可靠性及长期稳定性时,相对于前述液晶组合物的总质量,优选将具有羰基的化合物的含量设在5%以下,更优选设在3%以下,进一步优选设在1%以下,最优选为实质上不含有。
当重视照射UV下的稳定性时,相对于前述液晶组合物的总质量,优选将经氯原子取代的化合物的含量设在15%以下,优选设在10%以下,优选设在8%以下,更优选设在5%以下,优选设在3%以下,进一步优选实质上不含有。
优选使分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量多,相对于前述液晶组合物的总质量,优选将分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量设在80%以上,更优选设在90%以上,进一步优选设在95%以上,最优选为实质上仅由分子内的环结构全部为6元环的化合物构成液晶组合物。
为了抑制液晶组合物因氧化所导致的劣化,优选减少具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量,相对于前述液晶组合物的总质量,优选将具有亚环己烯基的化合物的含量设在10%以下,优选设在8%以下,更优选设在5%以下,优选设在3%以下,进一步优选为实质上不含有。
当重视粘度的改善及Tni的改善时,优选减少在分子内具有氢原子可被卤素取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量,相对于前述液晶组合物的总质量,前述在分子内具有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量优选设在10%以下,优选设在8%以下,更优选设在5%以下,优选设在3%以下,进一步优选为实质上不含有。
在本申请中所谓实质上不含有,意思是除了不特意含有的情形以外不含有。
在本发明的第一实施方式的液晶组合物所含有的化合物具有烯基作为侧链的情况下,当前述烯基连接于环己烷时,该烯基的碳原子数优选为2~5,当前述烯基连接于苯时,该烯基的碳原子数优选为4~5,优选前述烯基的不饱和键与苯不直接连接。
为了制作PS模式、横向电场型PSA模式或横向电场型PSVA模式等的液晶显示元件,本发明的液晶组合物中可含有聚合性化合物。作为可使用的聚合性化合物,可列举通过光等能量射线进行聚合的光聚合性单体等,作为结构,例如可列举:联苯衍生物、联三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,优选为由通式(XX)表示的二官能单体,
(式中,X201及X202各自独立地表示氢原子或甲基,
Sp201及Sp202优选各自独立地为单键、碳原子数1~8的亚烷基或O-(CH2)s-(式中,s表示2至7的整数,氧原子连接于芳香环。),
Z201表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中,Y1及Y2各自独立地表示氟原子或氢原子。)、-C≡C-或单键,
M201表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,式中所有的1,4-亚苯基的任意氢原子也可被氟原子取代。)。
优选X201及X202皆表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、X201及X202皆表示甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物,也优选X201及X202其中一者表示氢原子而另一者表示甲基的化合物。这些化合物的聚合速度为,二丙烯酸酯衍生物最快,二甲基丙烯酸酯衍生物较慢,非对称化合物为其中间,可根据其用途,使用优选的方式。在PSA显示元件中,特别优选为二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp201及Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或O-(CH2)s-,在PSA显示元件中,优选至少一者为单键,优选Sp201及Sp202皆表示单键的化合物、或一者为单键而另一者表示碳原子数1~8的亚烷基或O-(CH2)s-的方式。这种情况下,优选为1~4的烷基,s优选为1~4。
Z201优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,更优选为-COO-、-OCO-或单键,特别优选为单键。
M201表示任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,优选为1,4-亚苯基或单键。当C表示单键以外的环结构时,Z201优选为单键以外的连接基,当M201为单键时,Z201优选为单键。
从这些方面考虑,在通式(XX)中,Sp201及Sp202之间的环结构具体而言优选为以下所记载的结构。
在通式(XX)中,当M201表示单键,环结构由两个环形成时,优选表示以下的式(XXa-1)至式(XXa-5),更优选表示式(XXa-1)至式(XXa-3),特别优选表示式(XXa-1)。
(式中,两端连接于Sp201或Sp202。)
含有这些骨架的聚合性化合物在聚合后的取向控制力最适于PSA型液晶显示元件,可得到良好的取向状态,因此显示不均受到抑制或完全不发生。
从以上所述,作为聚合性单体,特别优选为通式(XX-1)~通式(XX-4),其中最优选为通式(XX-2)。
(式中,Sp20表示碳原子数2至5的亚烷基。)
在本发明中,作为使聚合性化合物聚合的方法,为了得到液晶的良好的取向性能,期望适当的聚合速度,因而优选为通过单独或并用或依序照射紫外线或电子射线等活性能量射线使之聚合的方法。当使用紫外线时,可使用偏光光源,也可使用非偏光光源。另外,当在将含有聚合性化合物的液晶组合物夹持于2片基板间的状态下进行聚合时,至少照射面侧的基板必须对活性能量射线具有适当的透明性。另外,也可使用下述手段:在照射光时使用掩模仅使特定部分聚合后,改变电场、磁场或温度等条件,从而改变未聚合部分的取向状态,进一步照射活性能量射线使之聚合。尤其是当进行紫外线曝光时,优选一边对含有聚合性化合物的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为频率10Hz至10kHz的交流,更优选为频率60Hz至10kHz,电压取决于液晶显示元件所需的预倾角加以选择。
前述照射时的温度优选在保持本发明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、即典型而言为15~35℃的温度使之聚合。作为产生紫外线的灯,可使用金属卤素灯、高压水银灯、超高压水银灯等。另外,作为照射的紫外线的波长,优选照射波长区域不在液晶组合物的吸收波长区域内的紫外线,根据需要,优选对紫外线进行过滤并使用。照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm2~100W/cm2,更优选为2mW/cm2~50W/cm2。照射的紫外线的能量的量可适当调整,优选为10mJ/cm2至500J/cm2,更优选为100mJ/cm2至200J/cm2。当照射紫外线时,也可改变强度。照射紫外线的时间可根据照射的紫外线强度适当加以选择,优选为10秒至3600秒,更优选为10秒至600秒。
在在本发明的液晶组合物中添加单体时,即使不存在聚合引发剂时聚合也会进行,但为了促进聚合也可含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举苯偶姻醚类、二苯甲酮类、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进一步含有由通式(Q)表示的化合物。
(式中,RQ表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基,该烷基中的1个或2个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代,MQ表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或单键。)
RQ表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基,该烷基中的1个或2个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代,优选为碳原子数1至10的直链烷基、直链烷氧基、1个CH2基被取代成-OCO-或COO-的直链烷基、支链烷基,支链烷氧基、1个CH2基被取代成-OCO-或COO-的支链烷基,进一步优选为碳原子数1至20的直链烷基、1个CH2基被取代成-OCO-或COO-的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、1个CH2基被取代成-OCO-或COO-的支链烷基。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。
由通式(Q)表示的化合物更具体而言优选为由下述的通式(Q-a)至通式(Q-d)表示的化合物。
式中,RQ1优选为碳原子数1至10的直链烷基或支链烷基,RQ2优选为碳原子数1至20的直链烷基或支链烷基,RQ3优选为碳原子数1至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至8的直链亚烷基或支链亚烷基。由通式(Q-a)至通式(Q-d)表示的化合物中,进一步优选为由通式(Q-c)及通式(Q-d)表示的化合物。
在本申请发明的液晶组合物中,优选含有1种或2种由通式(Q)表示的化合物,进一步优选含有1种至5种,其含量优选为0.001至1%,进一步优选为0.001至0.1%,特别优选为0.001至0.05%。
本发明的含有聚合性化合物的液晶组合物中,其所含的聚合性化合物通过照射紫外线进行聚合,从而赋予液晶取向能力,用于利用组合物的双折射来控制光的透光量的液晶显示元件。
使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件是兼顾高速响应与抑制显示不良的有用的液晶显示预计,尤其对于有源矩阵驱动用液晶显示元件有用,可适用于VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式、FFS模式或ECB模式用液晶显示元件。作为该液晶显示元件,对AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)、TN(向列型液晶显示元件)、STN-LCD(超扭曲向列型液晶显示元件)、OCB-LCD、IPS-LCD(平面转换型液晶显示元件)及FFS-LCD(边缘电场切换型液晶显示元件)有用,尤其对于AM-LCD有用,可使用于透射型或反射型的液晶显示元件。
更具体而言,本发明涉及的液晶显示元件更优选为下述的液晶显示元件,该液晶显示元件具有:对向配置的第一基板及第二基板;填充于前述第一基板及前述第二基板之间的含有本发明的液晶组合物的液晶层;电极层,该电极层在前述第一基板上、在每个像素中具有共用电极、配置成矩阵状的多个栅极总线及数据总线、设置于前述栅极总线及数据总线的交叉部的薄膜晶体管、以及由前述薄膜晶体管驱动且在与前述共用电极之间形成相对于基板大致平行的电场的像素电极;以及分别形成于前述液晶层与前述第一基板之间和前述液晶层与前述第二基板之间的诱导均质取向的取向膜层。换言之,本发明涉及的液晶显示元件优选为依序层叠有第一偏光板、第一基板、共用电极、绝缘层、含有前述薄膜晶体管的电极层、(第一)取向膜、含有液晶组合物的液晶层、(第二)取向膜、滤色器、第二基板及第二偏光板的构成。
本发明的具有正的介电常数各向异性的液晶组合物可得到显著低的粘性、高的弹性常数Kavg,低温时的溶解性良好,电阻率、电压保持率因热、光所受到的变化极小,因此制品的实用性高,使用该液晶组合物的IPS型、FFS型等液晶显示元件可实现高速响应。
液晶显示元件中使用的液晶单元的2片基板可使用玻璃或具有如塑料那样的柔软性的透明材料,另一方面也可为硅等不透明的材料。具有透明电极层的透明基板例如可将铟锡氧化物(ITO)溅射于玻璃板等透明基板上而得到。
设置于第一基板及第二基板上的滤色器例如可通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制作。若以利用颜料分散法进行的滤色器的制作方法为一例进行说明,则是将滤色器用的固化性着色组合物涂布于该透明基板上,实施图案化处理,然后通过加热或照射光使之固化。通过分别对红、绿、蓝3色进行此工序,可制作滤色器用的像素部。另外,也可在该基板上设置TFT、薄膜二极管、设有金属绝缘体金属电阻率元件等有源元件的像素电极。
以透明电极层成为内侧的方式使前述基板相对向。此时,也可隔着间隔物来调整基板的间隔。此时,优选调整成使所得到的调光层的厚度为1~100μm。进一步优选为1.5至10μm,当使用偏光板时,优选以使对比度成为最大的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积。另外,当具有二片偏光板时,也可调整各偏光板的偏光轴,调整成使视野角、对比度良好。进一步,也可使用用于扩大视野角的相位差膜。作为间隔物,例如可列举由玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、光致抗蚀剂材料等构成的柱状间隔物等。然后,以设有液晶注入口的形式将环氧系热固性组合物等的密封剂网板印刷于该基板,将该基板彼此贴合,进行加热使密封剂热固化。
关于将含有聚合性化合物的组合物夹持于2片基板间的方法,可使用通常的真空注入法或ODF法等,真空注入法虽然不会产生滴痕,但却有残留注入痕迹的问题,在本申请发明中,可更适宜地使用于采用ODF法制造的显示元件。在ODF法的液晶显示元件制造工序中,可在背板或前板的任一基板,使用点胶机将环氧系光热并用固化性等的密封剂描绘成闭环堤坝状,其中在脱气条件下滴加规定量的液晶组合物后,将前板与背板接合,从而制造液晶显示元件。本发明的液晶组合物由于可稳定地进行ODF工序中的液晶组合物的滴加,因此可适宜地使用。
实施例
以下举出实施例进一步详述本发明,但本发明并不限定于这些实施例。另外,以下的实施例及比较例的液晶组合物的“%”指『质量%』。
实施例中,测定的特性如下。
TNI/℃:向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn:298K时的折射率各向异性
Δε:298K时的介电常数各向异性
η/mPa·s:293K时的粘度(mPa·s)
γ1/mPa·s:298K时的旋转粘度(mPa·s)
Vth:将液晶封入于厚度6μm的TN单元,298K时在尼科尔偏光板中施加电压时的透射率变化10%的电压。
K11、K22、K33:298K时的弹性常数。K平均意思是它们的平均值。K11、K33使用测定装置EC-1(东阳特克尼卡制),将液晶封入于单元间隙为30μm的水平取向单元,对施加30→0伏(V)所得到的静电容量(C)变化的曲线(CV曲线)进行拟合,从而算出。K22则是将相同液晶封入于20μm的TN单元,同样地对施加电压所得到的CV曲线进行拟合,求出阈值电压(VC),使用以下的式(1)算出。
K22=[K33-4[(Vc/π)2×εa·Δε-K11]〕/2
在上述式(1)中,ε0表示真空的介电常数。
VHR:
在频率60Hz、施加电压5V的条件下333K时的电压保持率(%)耐热试验后VHR:将封入有液晶组合物样品的电光学特性评价用TEG(test element group,测试元件组)保持在130℃的恒温槽中1小时后,以与上述的VHR测定方法相同的条件进行测定。
烧屏
液晶显示元件的烧屏评价为,在显示区域内将规定的固定图案显示任意的试验时间后,测定进行整个画面均匀显示时的固定图案的残影达到无法容许的残影水平为止的试验时间。
1)此处所说的试验时间是指固定图案的显示时间,此时间越长,越表示残影的发生受到抑制,为高性能。
2)所谓无法容许的残影水平,指在是否可出货的判定中观察到为不合格的残影的水平。例)样品A:1000小时,样品B:500小时,样品C:200小时,样品D:100小时
性能为A>B>C>D。
滴痕:
液晶显示设备的滴痕的评价为,通过目视对于全黑显示时浮现白色的滴痕按照以下5个阶段进行评价。
5:无滴痕(优)
4:有极少的滴痕,为可容许的水平(良)
3:具有少量的滴痕,为判断合格与否时的临界水平(附有条件的可以)
2:有滴痕,为无法容许的水平(不可)
1:具有滴痕,相当差(差)
工艺适应性:
工艺适应性为,在ODF工序中,使用定积计量泵测定每次滴加50pL液晶且逐次滴加“0~100次,101~200次,201~300次,····”时的各100次滴加对应的液晶的质量,以质量的偏差达到无法适合于ODF工序时的滴加次数进行评价。
滴加次数越多,可以说越可长时间稳定地滴加,工艺适应性高。
例)样品A:95000次
样品B:40000次
样品C:100000次
樣品D:10000次
性能为C>A>B>D。
低温保存性(LTS):
低温时的保存性评价为,在制备液晶组合物后,在1mL的样品瓶中称量0.5g液晶组合物,在-25℃的温度控制式试验槽中将其保存240小时,以目视观察析出物自液晶组合物的产生,测定析出物被观察到时的试验时间。至发生析出为止的试验时间越长,可以说低温时的保存性越良好。
低温时的溶解性:
低温时的溶解性评价为,在制备液晶组合物后,在2mL的样品瓶中称量1g液晶组合物,在温度控制式试验槽中,以如下的运转状态“-20℃(保持1小时)→升温(0.1℃/每分钟)→0℃(保持1小时)→升温(0.1℃/每分钟)→20℃(保持1小时)→降温(-0.1℃/每分钟)→0℃(保持1小时)→降温(-0.1℃/每分钟)→-20℃”为1个循环,对其持续施予温度变化,以目视观察析出物自液晶组合物的产生,测定析出物被观察到时的试验时间。
试验时间越长,越能长时间稳定地保持液晶相,低温时的溶解性越良好。例)样品A:72小时,样品B:600小时,样品C:384小时,样品D:1440小时,性能为D>B>C>A。
挥发性/制造装置污染性:
液晶材料的挥发性评价通过下述方式进行:使用频闪仪观察真空搅拌脱泡混合机的运转状态,通过目视观察液晶材料的发泡。具体而言,将0.8kg液晶组合物放入容量2.0L的真空搅拌脱泡混合机的专用容器,在4kPa的脱气条件下,以公转速度15S-1、自转速度7.5S-1运转真空搅拌脱泡混合机,测定至开始发泡为止的时间。
至开始发泡为止的时间越长,表示越难挥发,污染制造装置的可能性低,因此为高性能。例)样品A:200秒,样品B:45秒,样品C:60秒,样品D:15秒,性能为A>C>B>D。
需说明的是,在实施例中,关于化合物的记载使用以下的简写。
(环结构)
(侧链结构及连接结构)
-F -F 氟原子
F- -F 氟原子
-n -CnH2n+1 碳原子数n个的直链状烷基
n- CnH2n+1- 碳原子数n个的直链状烷基
-On -OCnH2n+1 碳原子数n个的直链状烷氧基
nO- CnH2n+1O- 碳原子数n个的直链状烷氧基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH3
V2- CH3=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2
(连接基)
-CF2O- -CFFO-
-OCF2- -O-CF2-
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-COO- -COO-
分别制备具有以下所示的组成的液晶组合物(比较例1(专利文献1的实施例3的液晶组合物),实施例1~5),测定其物性值。将其结果示于以下的表1。
[表1]
试验编号 | 比较例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
TNI/℃ | 80 | 95.6 | 81.6 | 93.0 | 95.3 | 97.7 |
T→N | - | -39 | -51 | -43 | -41 | -37 |
Δn | 0.103 | 0.111 | 0.104 | 0.109 | 0.108 | 0.104 |
Δε | 3.2 | 3.1 | 3.2 | 3.1 | 3.4 | 3.6 |
γ1/mPa·s | 43 | 43 | 33 | 44 | 45 | 46 |
η/mPa·s | - | 12.1 | 9.8 | 12.1 | 11.4 | 10.8 |
Vth | 2.17 | 2.56 | 2.33 | 2.52 | 2.49 | 2.35 |
K11 | 10.5 | 13.8 | 12.1 | 13.6 | 14.4 | 14.0 |
K22 | 6.4 | 8.4 | 7.7 | 8.1 | 9.5 | 8.9 |
K33 | 13.9 | 18.3 | 16.8 | 17.5 | 19.2 | 19.5 |
Kavg | 10.3 | 13.5 | 12.2 | 13.1 | 14.4 | 14.1 |
LTS(-25℃) | - | 240h | 240h | 240h | 240h | 240h |
V-Cy-Cy-Ph-1 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
V2-Cy-Cy-Ph-1 | 9 | 8 | 9 | 6 | 6 | |
3-Cy-Cy-Ph-1 | 8 | 8 | 8 | 8 | ||
V-Cy-Ph-Ph-3 | 4 | 2 | 4 | |||
1-Ph-Ph1-Ph-2V | 5 | 5 | 5 | 5 | ||
2-Ph-Ph1-Ph-2V | 7 | 8 | 7 | 7 | 6 | |
2-Ph-Ph1-Ph-3 | 10 | |||||
2-Ph-Ph1-Ph-5 | 5 | |||||
2-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 6 | |||||
3-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 5 | |||||
4-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 7 | |||||
3-Ph3-O1-Oc-Ph-Ph3-F | 3 | 3 | 3 | 3 | ||
4-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 4 | 3 | 4 | 4 | ||
3-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 5 | 6 | 5 | 5 | ||
3-Cy-Ph-Ph3-CFFO-Ph3-F | 14 | |||||
5-Cy-Ph-Ph3-CFFO-Ph3-F | 10 | |||||
3-Cy-Cy-V0 | 40 | |||||
3-Cy-Cy-V1 | 11 | |||||
5-Cy-Cy-V0 | 10 | |||||
V-Cy-Cy-V | 30 | 34 | 25 | 20 | 20 | |
1V-Cy-Cy-V1 | 10 | 10 | 15 | 15 | ||
V-Cy-Cy-V1 | 6 | 15 | 12 | 12 |
可知,实施例1的液晶组合物相较于比较例1,具有相同程度的Δε及γ1,但具有更高的向列转变温度(TNI)与Δn。可知,实施例2的液晶组合物虽然具有与比较例1相同程度的向列转变温度(TNI)、Δε、Δn,但γ1获得大幅改善。另外可知,在改变了本申请发明的成分(i)或成分(ii)的构成的实施例3~5中,也可得到同样的效果。这些实施例中记载的的液晶组合物由于具有小的γ1,因此适于重视透射率的IPS、FFS模式等。
分别制备具有以下所示的组成的液晶组合物(比较例2、3及实施例6~10),测定其物性值。将其结果示于以下的表2。
[表2]
试验编号 | 比较例2 | 比较例3 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 |
TNI/℃ | 95.4 | 88.7 | 87.1 | 87.5 | 89.2 | 89.4 | 88.9 |
T→N | -33 | -37 | -38 | -41 | -55 | -48 | -40 |
Δn | 0.109 | 0.105 | 0.109 | 0.109 | 0.110 | 0.108 | 0.110 |
Δε | 9.7 | 9.7 | 9.5 | 9.5 | 9.6 | 9.3 | 9.7 |
γ1/mPa·s | 91 | 81 | 70 | 66 | 83 | 77 | 77 |
η/mPa·s | 18.8 | 16.8 | 17.8 | 17.0 | 19.0 | 18.1 | 18.3 |
Vth | 1.64 | 1.58 | 1.56 | 1.60 | 1.63 | 1.63 | 1.63 |
K11 | 10.1 | 9.4 | 10.3 | 12.6 | 11.0 | 10.6 | 11.1 |
K22 | 6.8 | 7.2 | 7.6 | 8.8 | 8.0 | 7.8 | 7.7 |
K33 | 15.8 | 14.3 | 16.8 | 16.8 | 16.5 | 17.0 | 17.5 |
Kavg | 10.9 | 10.2 | 11.6 | 12.7 | 11.8 | 11.8 | 12.1 |
LTS(-25℃) | 240h | 240h | 240h | 240h | 240h | 240h | 240h |
3-Cy-Cy-Ph-1 | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 3 | |
3-Cy-Ph1-Np3-F | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
3-Ph-Ph1-Np3-F | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 |
2-Cy-Cy-Ph-Ph1-F | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
3-Cy-Cy-Ph-Ph1-F | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
2-Cy-Cy-Ph1-F | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
3-Cy-Cy-Ph1-F | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
2-Ph3-O1-Cy-Ph3-Ph3-F | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
3-Ph3-O1-Cy-Ph3-Ph3-F | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
5-Ph3-O1-Cy-Ph3-Ph3-F | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
3-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 6 | ||||||
5-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 5 | ||||||
2-Ph3-O1-Fh-Np3-F | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
3-Ph3-O1-Ph-Np3-F | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
3-Cy-Cy-V0 | 24 | 30 | |||||
3-Cy-Cy-V1 | 10 | 9 | |||||
V-Cy-Cy-V | 24 | 25 | 10 | 16 | 16 | ||
1V-Cy-Cy-V1 | 10 | 10 | 6 | 10 | |||
V-Cy-Cy-V1 | 24 | 12 | 10 |
比较例2为含有仅单侧为烯基的化合物代替通式(i)的化合物的液晶化合物。另一方面,实施例6为含有通式(i)的化合物代替单侧为烯基的化合物的液晶组合物。若比较两者,则可知实施例6的液晶组合物的Tni虽然降低,但是γ1获得大幅改善。因此,基于比较例2,以向列转变温度成为与实施例6相同程度的方式进行调整,制备比较例3。即使与该比较例3相比较,实施例6也具有更低的γ1,上述K33上升。在以实施例6为基础将一部份化合物替换而得到的实施例7中,可知具有进一步获得改善的γ1和更高的K11、K22。实施例8~10具有与比较例3相同程度或稍微获得改善的γ1,且具有更高的Δn,更高的弹性常数Kavg。这些实施例的液晶组合物具有相对较高的Δε与转变温度,且具有高的Kavg,因此尤其适合作为移动用的高对比度IPS、FFS显示器的构成构件。需说明的是,已知若K33变高,则液晶组合物的响应速度会提高。
关于比较例3、实施例6及实施例7,将FFS模式单元的光学特性测定结果示于表3。测定中使用透明IZO梳型电极(线宽度3μm,电极间隔4μm)、绝缘层(SiNx)500μm的FFS基板,涂布取向膜(SE-5811,日产化学制)并进行摩擦,以单元间隙成为3.5μm的方式与对向基板贴合来使用。取向膜的摩擦方向以相对于透明梳型电极的长边方向为5°的方式制造。
表中的各项目的含义如下。
V100:透射率成为最大时的施加电压。
TON:从0V状态至施加V100时透射率达到90%为止的液晶响应时间。
TOFF:从V100状态至关掉电压时透射率达到10%为止的液晶响应时间。
[表3]
比较例3 | 实施例6 | 实施例7 | |
V100[V] | 4.3 | 4.4 | 4.5 |
Ton[ms] | 7.8 | 7.2 | 7.0 |
Toff[ms] | 11.4 | 11.0 | 10.1 |
Ton+off[ms] | 19.2 | 18.2 | 17.1 |
与比较例3相比,可知实施例6的响应时间获得改善。另外,可知在改变成分(ii)的构成的实施例7中,响应时间进一步高速化。
分别制备具有以下所示的组成的液晶组合物(实施例11~14),测定其物性值。将其结果示于以下的表4。
[表4]
试验编号 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 |
TNI/℃ | 75.7 | 75.1 | 77.7 | 75.7 |
T→N | -35 | -38 | -40 | -31 |
Δn | 0.117 | 0.117 | 0.113 | 0.106 |
Δε | 9.9 | 10.0 | 9.1 | 8.9 |
γ1/mPa·s | 52 | 58 | 55 | 51 |
η/mPa·s | 14.5 | 14.8 | 14.4 | 12.6 |
Vth | 1.50 | 1.53 | 1.57 | 1.65 |
K11 | 11.5 | 11.8 | 11.2 | 12.2 |
K22 | 7.3 | 7.5 | 7.3 | 7.6 |
K33 | 14.1 | 14.3 | 13.7 | 15.8 |
Kavg | 11.0 | 11.2 | 10.7 | 11.9 |
LTS(-25℃) | 240h | 240h | 240h | 240h |
V-Cy-Cy-Ph-1 | 8 | 8 | 12 | 10 |
3-Cy-Cy-Ph-1 | 5 | 4 | 4 | |
3-Ph-Ph1-Ph3-O1-V | 13 | 13 | 13 | 9 |
3-Ph-Ph3-CFFO-Np3-F | 7 | 7 | ||
2-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 3 | 3 | 5 | 6 |
3-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 5 | 5 | 5 | 5 |
3-Ph3-O1-Oc-Ph-Ph3-F | 4 | 4 | 4 | 4 |
4-Ph3-O1-Oc-Ph-Ph3-F | 4 | 4 | 4 | 5 |
3-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 6 | 6 | 7 | 7 |
5-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 4 | 4 | 6 | 4 |
V-Cy-Cy-V | 31 | 20 | 25 | 22 |
1V-Cy-Cy-V1 | 10 | 10 | ||
V-Cy-Cy-V1 | 22 | 15 | 18 |
这些实施例的液晶组合物由于具有相对较高的Δn与低的γ1,因此适合作为高速响应的窄间隙液晶显示元件用的构成构件。另外,这些液晶组合物具有作为室内显示器用的适宜的转变温度,且具有相对较高的Δε,因此在IPS模式、FFS模式中可将梳型电极间的宽度扩展,故而适合作为透射率优异的室内显示器的构成构件。
分别制备具有以下所示的组成的液晶组合物(实施例15~18),测定其物性值。将其结果示于以下的表5。
[表5]
试验编号 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 |
TNI/℃ | 74.8 | 74.8 | 75.3 | 75.0 |
T→N | -41 | -44 | -35 | -33 |
Δn | 0.120 | 0.121 | 0.119 | 0.119 |
Δε | 2.0 | 2.0 | 2.1 | 1.5 |
γ1/mPa·s | 30 | 33 | 31 | 30 |
η/mPa·s | 9.9 | 10.4 | 9.9 | 11.1 |
Vth | 3.01 | 3.09 | 3.09 | 3.07 |
K11 | 11.4 | 11.5 | 11.0 | 11.8 |
K22 | 6.9 | 6.9 | 7.1 | 7.7 |
K33 | 15.1 | 15.4 | 16.0 | 16.1 |
Kavg | 11.1 | 11.3 | 11.4 | 11.9 |
LTS(-20℃) | 240h | 240h | 240h | 240h |
V-Cy-Cy-Ph-1 | 10 | 9 | 8 | 10 |
5-Ph-Ph-1 | 2 | |||
3-Cy-Ph-Ph-2 | 5 | 5 | 4 | |
V-Cy-Ph-Ph-3 | 6 | 7 | 6 | 7 |
1-Ph-Ph1-Ph-2V | 7 | |||
2-Ph-Ph1-Ph-2V | 10 | |||
3-Ph-Ph1-Ph-2V | 6 | |||
3-Ph-Ph1-Ph3-O1-V | 23 | 23 | 23 | |
3-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 4 | 4 | 4 | 6 |
3-Ph3-O1-Oc-Ph-Ph3-F | 3 | 3 | 3 | 4 |
V-Cy-Cy-V | 37 | 25 | 30 | 32 |
1V-Cy-Cy-V1 | 12 | 12 | 8 | |
V-Cy-Cy-V1 | 24 | 10 | 8 |
这些实施例的液晶组合物由于具有高Δn与极低的γ1,因此非常适合作为高速响应用的窄间隙液晶显示元件用的构成构件。另外,这些液晶组合物具有作为室内显示器用的适宜的转变温度,且为低Δε,因而可在IPS模式、FFS模式中提升透射率,故而适合作为透射率优异的高速响应室内用显示器的构成构件。
分别制备具有以下所示的组成的液晶组合物(实施例19~22),测定其物性值。将其结果示于以下的表6。
[表6]
试验编号 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 |
TNI/℃ | 101.7 | 100.7 | 102.1 | 102.5 |
T→N | -42 | -46 | -45 | -50 |
Δn | 0.104 | 0.106 | 0.106 | 0.106 |
Δε | 4.7 | 4.5 | 4.8 | 4.5 |
γ1/mPa·s | 52 | 56 | 55 | 56 |
η/mPa·s | 12.3 | 12.9 | 12.6 | 13.5 |
Vth | 2.34 | 2.33 | 2.40 | 2.21 |
K11 | 14.9 | 15.3 | 15.6 | 15.1 |
K22 | 9.1 | 9.5 | 10.1 | 9.5 |
K33 | 19.0 | 18.6 | 20.1 | 17.8 |
Kavg | 14.3 | 14.5 | 15.3 | 14.1 |
LTS(-25℃) | 240h | 240h | 240h | 240h |
V-Cy-Cy-Ph-1 | 15 | 15 | 15 | 15 |
V2-Cy-Cy-Ph-1 | 10 | 10 | 7 | 11 |
3-Cy-Cy-Ph-1 | 6 | 7 | 7 | 10 |
3-Cy-Ph-Ph-2 | 2 | 1 | 3 | |
3-Cy-Cy-COO-Ph-Cy-3 | 4 | 4 | 4 | 4 |
3-Ph-Ph1-Ph3-O1-V | 10 | 10 | 10 | 8 |
3-Cy-Ph-Ph3-O1-Ph3-F | 3 | 3 | 3 | 5 |
3-Ph3-O1-Oc-Ph-Ph3-F | 3 | 3 | 3 | 3 |
4-Ph3-O1-Oc-Ph-Ph3-F | 3 | 3 | 3 | 3 |
3-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 4 | 4 | 4 | 4 |
5-Ph3-O1-Oc-Ph1-Ph3-F | 3 | 3 | 3 | 3 |
V-Cy-Cy-V | 27 | 23 | 21 | 31 |
1V-Cy-Cy-V1 | 12 | 10 | ||
V-Cy-Cy-V1 | 13 | 9 |
这些实施例的液晶组合物由于具有非常宽广的液晶温度范围与低γ1,因此适合作为室外用显示器、车载用显示器用的构成构件。
从以上的结果,通过本申请发明的构成,可在不损害液晶组合物的低温保存性的情况下,提供一种具有获得改善的γ1、Δn、Δε、向列转变温度的液晶组合物。另外,可通过将该液晶组合物使用于液晶显示元件而提升其性能。通过适当选择本申请发明的成分(ii)~(iii)的结构,可提供一种具有更进一步获得改善的物性值的液晶组合物及使用其而更有效地改善性能的液晶显示元件。
以上说明的各实施方式中的各构成及它们的组合等仅为一例,在不脱离本发明的宗旨的范围内,可进行构成的附加、省略、置换及其他改变。另外,本发明并不受各实施方式的限定,仅受权利要求(claim)范围的限定。
产业上的可利用性
本发明涉及的液晶组合物可广泛地适用于液晶显示元件及液晶显示器的领域。
Claims (8)
1.一种液晶组合物,含有1种或2种以上由通式(i)表示的化合物、以及选自由通式(ii)表示的化合物和由通式(iii)表示的化合物组成的组中的至少1种或2种以上,
上述通式(i)中,Ria及Rib各自独立地为碳原子数2~8个的烯基,
环Ai1及环Bi1表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=,
上述基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
mi1为0至3的整数,
上述通式(ii)中,Rii1表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数2~10的烯基,基团中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,基团中的1个或非邻接的2个以上的氢原子可各自独立地被氟原子取代,
Kii0、Kii1及Kii2各自独立地表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-或S-,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=,
上述基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
Zii1、Zii2及Zii3各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-CH2CH2CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,当niik为0时,Zii1及Zii2中的任一者表示-OCH2-或-CH2O-,当niik为1以上时,Zii1、Zii2及Zii3中的任一者表示-OCH2-或-CH2O-,
niik各自独立地表示0、1、2、3或4,且当niiik为2以上时,Zii3及Kii2各自可相同也可不同,
Xii3及Xii4各自独立地表示氢原子或氟原子,
Yii1各自独立地表示氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基,2,2,2-三氟乙基,
上述通式(iii)中,Riii1表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
niii1表示0、1、2、3或4,
Aiii1及Aiii2各自独立地表示选自由以下的基团(a)及基团(b)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-或S-,及
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=,
上述基团(a)及基团(b)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
Ziii1及Ziii2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,
当niii1为2、3或4而存在多个Aiii2时,它们可以相同也可以不同,当niii1为2、3或4而存在多个Ziii1时,它们可以相同也可以不同,
Xiii1及Xiii3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
Yiii2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。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,含有1种或2种以上的从通式(L)表示的化合物中选出的化合物:
式中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2及AL3各自独立地表示选自由以下的基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=,及
(c)(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=,
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1及ZL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或C≡C-,
当nL1为2或3而存在多个AL2时,它们可以相同也可以不同,当nL1为2或3而存在多个ZL3时,它们可以相同也可以不同,但不包括由通式(i)表示的化合物表示的化合物。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,进一步含有由通式(M)表示的化合物,
上述通式(M)中,RM1表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个以上的氢原子也可被氟原子取代,该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或OCO-取代,
PM表示0、1、2、3或4,
CM1及CM2各自独立地表示选自由以下的基团(d)及基团(e)组成的组中的基团:
(d)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可被取代成-O-或S-,及
(e)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可被取代成-N=,
上述基团(d)、基团(e)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
KM1及KM2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或C≡C-,
当PM为2、3或4而存在多个KM1时,它们可以相同也可以不同,当PM为2、3或4而存在多个CM2时,它们可以相同也可以不同,
XM1及XM3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子,
XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基;但是,不包括由通式(i)、通式(ii)及通式(L)表示的化合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物,所述通式(ii)表示的化合物在其结构中具有下述的部分结构:
式中的黑点表示上述部分结构所连接的环结构中的碳原子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物,含有聚合性化合物。
6.一种液晶显示元件,其使用了权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物。
7.一种有源矩阵驱动液晶显示元件,其使用了权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物。
8.一种VA模式、PSA模式、VA-IPS模式、IPS模式、FFS模式或ECB模式液晶显示元件,其使用了权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物。
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