CN112368636B - 液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有高透过率、能够进行低电压驱动的VOT类型的液晶显示元件。液晶显示元件10具有:对向配置的有源矩阵基板AM和滤色器基板CF;设于这些基板AM、CF彼此之间且由液晶组合物构成的液晶层5;以及设于基板AM且按照面方向上的间隔距离小于基板AM、CF彼此的间隔距离的方式配置的共用电极21和像素电极22。该液晶显示元件10中,共用电极21配置于比像素电极22更靠近液晶层5侧,在共用电极21与像素电极22之间形成边缘电场E。液晶组合物含有:具有负的介电常数各向异性且25℃时的介电常数各向异性的绝对值为3以上的第1液晶分子、以及25℃时的介电常数各向异性的绝对值为2以下的第2液晶分子。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示元件。
背景技术
有源矩阵方式的液晶显示元件由于显示品质优异而被广泛用于便携终端、液晶电视、投影仪、计算机等。有源矩阵方式的液晶显示元件中,在每个像素中使用TFT(薄膜晶体管)或MIM(金属-绝缘体-金属)等。该方式的液晶显示元件中使用的液晶分子(液晶化合物)、液晶组合物重视具有高电压保持率。
为了进一步获得宽视角特性,提出了与VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、IPS(In Plane Switching:面内转换)模式、OCB(Optically Compensated Bend(光学补偿弯曲),Optically Compensated Birefringence(光学补偿双折射))模式组合的液晶显示元件,为了获得更明亮的显示,提出了ECB(Electrically Controlled Birefringence,电控双折射)模式的反射型的液晶显示元件。为了应对这样的液晶显示元件,现在还在提出了新的液晶分子、液晶组合物。
现在,智能手机用的液晶显示器中,广泛使用的是高水准且视觉辨认性优异的作为IPS模式的一种的边缘场转换模式的液晶显示元件(Fringe Field Switching modeLiquid Crystal Display)(参照例如专利文献1~3)。该FFS模式的液晶显示元件大体分为将像素电极配置在比共用电极更靠近液晶层侧的POT(Pixel on Top,像素电极在上)类型、以及将共用电极配置在比像素电极更靠近液晶层侧的VOT(Vcommon on Top,共用电极在上)类型。现状是,对于任一类型的液晶显示元件,均以特性的进一步提高为目的而进行液晶组合物的研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-56474号公报
专利文献2:日本特开2002-244158号公报
专利文献3:日本特开2001-59976号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明提供具有高透过率且能够进行低电压驱动的VOT类型的液晶显示元件。
用于解决课题的手段
这样的目的通过下述(1)~(8)的本发明来实现。
(1)一种液晶显示元件,其特征在于,具有:
对向配置的一对基板;
设于该基板彼此之间且由液晶组合物构成的液晶层;以及
设于一个前述基板且按照面方向上的间隔距离小于前述基板彼此的间隔距离的方式配置的共用电极和像素电极,
前述共用电极配置在比前述像素电极更靠近前述液晶层侧,在前述共用电极与前述像素电极之间形成边缘电场,
前述液晶组合物含有:具有负的介电常数各向异性且25℃时的介电常数各向异性的绝对值为3以上的第1液晶分子、以及25℃时的介电常数各向异性的绝对值为2以下的第2液晶分子。
(2)根据上述(1)所述的液晶显示元件,前述第1液晶分子包含选自下述通式(N-1)、(N-2)和(N-3)所表示的化合物的至少1种。
[化1]
(式中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。),
(b)1,4-亚苯基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),
(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(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),和
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
XN21表示氢原子或氟原子,
TN31表示-CH2-或氧原子,
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31和nN32分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32分别独立地为1、2或3,AN11~AN32、ZN11~ZN32存在多个时,它们可以相同也可以不同。)
(3)根据上述(1)或(2)所述的液晶显示元件,前述第2液晶分子包含选自下述通式(L)所表示的化合物的至少1种。
[化2]
(式中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。),
(b)1,4-亚苯基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),和
(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(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nL1为2或3从而AL2存在多个时,它们可以相同也可以不同,nL1为2或3从而ZL2存在多个时,它们可以相同也可以不同。)
(4)根据上述(1)至(3)中任一项记载的液晶显示元件,前述液晶组合物的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)为60℃以上。
(5)根据上述(1)至(4)中任一项记载的液晶显示元件,前述液晶组合物的25℃时的介电常数各向异性(Δε)的绝对值为3~5。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项记载的液晶显示元件,前述液晶组合物的25℃时的旋转粘度(γ1)小于165mPa·s。
(7)根据上述(1)至(6)中任一项记载的液晶显示元件,前述共用电极具备多个狭缝。
(8)根据上述(1)至(7)中任一项记载的液晶显示元件,前述像素电极与前述共用电极在面方向上的间隔距离为0。
发明效果
根据本发明,通过使用含有介电常数各向异性小或不具有介电常数各向异性的液晶分子的液晶组合物,可获得具有高透过率且能够进行低电压驱动的VOT类型的液晶显示元件。
附图说明
图1为示意性示出液晶显示元件的一个实施方式的分解立体图。
图2为将图1中的II线所包围的区域的一例放大示出的平面图。
图3为图2中的III-III线截面图。
图4为示意性示出由取向膜诱发的液晶分子的取向方向的图。
图5为将图1中的II线所包围的区域的其他例放大示出的平面图。
图6为示出液晶显示元件的其他构成例的截面图(对应于图3)。
具体实施方式
以下,对于本发明的液晶显示元件,基于附图中示出的优选实施方式详细进行说明。
图1为示意性示出液晶显示元件的一个实施方式的分解立体图,图2为将图1中的II线所包围的区域的一例放大示出的平面图,图3为图2中的III-III线截面图,图4为示意性示出由取向膜诱发的液晶分子的取向方向的图。
需说明的是,图1~图4(后述的图5和图6中也同样)中,方便起见,将各部分的尺寸和它们的比率夸张地示出,有时与实际不同。另外,以下所示的材料、尺寸等为一例,本发明不受此限定,在不改变其主旨的范围内可以适宜变更。
另外,为了便于说明,将图1中的右侧称为“上侧”,将左侧称为“下侧”,将图2、图4和图5中的纸面前侧称为“上侧”,将左侧称为“下侧”,将图3和图6中的上侧称为“上侧”,将下侧称为“下侧”。
图1所示的液晶显示元件10为FFS模式的液晶显示元件。该液晶显示元件10具有:有源矩阵基板AM、相对于有源矩阵基板AM对向配置的滤色器基板CF、以及夹持于这些基板AM、CF彼此之间且由液晶组合物构成的液晶层5。
有源矩阵基板AM具备下侧基板2、以及形成于下侧基板2的上表面(液晶层5侧的面)的电极层3。另一方面,滤色器基板CF具备上侧基板7、以及形成于上侧基板7的下表面(液晶层5侧的面)的滤色器6。
另外,在液晶层5与电极层3和滤色器6之间,分别设有取向膜4。各取向膜4与构成液晶层5的液晶组合物直接接触,诱发液晶组合物中的液晶分子的均质取向。需说明的是,液晶分子在未施加电压时按照相对于下侧基板2和上侧基板7基本平行的方式取向。
如图1和图3所示,在下侧基板2的下表面和上侧基板7的上表面,分别设有偏光板1、8。
这样,本实施方式的液晶显示元件10具有如下构成:下侧偏光板1、下侧基板2、包含薄膜晶体管的电极层3、取向膜4、由液晶组合物构成的液晶层5、取向膜4、滤色器6、上侧基板7和上侧偏光板8依次层叠。
下侧基板2和上侧基板7分别可以由玻璃或塑料那样具有柔软性的透明材料构成。需说明的是,也可以将下侧基板2和上侧基板7中的一个设为由硅等不透明材料构成。
在有源矩阵基板AM和滤色器基板CF的周边区域,配置有环氧系热固化性组合物等密封材,利用该密封材而将有源矩阵基板AM与滤色器基板CF贴合。
需说明的是,在有源矩阵基板AM与滤色器基板CF之间,为了保持(规定)它们的间隔距离,例如可以配置有玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子等粒状间隔物或由通过光刻法形成的树脂构成的间隔柱。
如图2所示,形成于下侧基板2的上表面且包含薄膜晶体管的电极层3中,用于供给扫描信号的多个栅极总线26和用于供给显示信号的多个数据总线25相互交叉地配置为矩阵状。需说明的是,图2中,仅示出了一对栅极总线26和一对数据总线25。
利用由2个栅极总线26和2个数据总线25包围的区域,形成液晶显示元件10的单位像素区域,在该单位像素区域内,形成有共用电极21和像素电极22。
在栅极总线26与数据总线25相互交叉的交叉部附近,设有包含源电极27、漏电极24和栅电极28的薄膜晶体管。该薄膜晶体管的漏电极24连接于像素电极22,作为向像素电极22供给显示信号的开关元件而发挥功能。
另外,与栅极总线26并行地设有共用线29。该共用线29连接于共用电极21,按照向共用电极21供给共用信号的方式发挥功能。
如图3所示,薄膜晶体管具备:形成于下侧基板2的上表面的栅电极11(28)、以及按照覆盖栅电极11的方式形成于下侧基板2的几乎整个面的栅极绝缘层12。在栅极绝缘层12的上表面,按照与栅电极11对向的方式形成有半导体层13。另外,保护膜14按照覆盖半导体层13的上表面的一部分的方式形成。
按照覆盖该保护层14和半导体层13的一个侧端部的方式,隔着欧姆接触层15而设有漏电极16(24),按照覆盖保护膜14和半导体层13的另一个侧端部的方式,隔着欧姆接触层15而设有源电极17(27)。进一步,按照覆盖漏电极16和源电极17的方式形成有绝缘保护层18。
需说明的是,在栅电极11的上表面,以减少与栅极总线26的阶梯差等为目的,可以形成阳极氧化被膜(未图示)。
半导体层13例如可以由无定型硅、多晶硅等构成。除此之外,如果半导体层13使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等透明半导体膜,则从能够抑制因光吸收引起的光载波的弊端、增大液晶显示元件10的开口率的观点考虑是优选的。
欧姆接触层15是以降低半导体层13与漏电极16和源电极17之间的肖特基障壁的宽度、高度为目的而设置的。该欧姆接触层15可以由在n型无定型硅、n型多晶硅等中高浓度地添加磷等杂质而得的材料构成。
栅极总线26、数据总线25和共用线29分别优选由金属材料构成。作为该金属材料,例如可列举Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或包含它们中的至少1种的合金,优选Al或包含Al的合金。
另外,绝缘保护层18为具有绝缘性的层,例如可以由氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅等构成。
如图2和图3所示,像素电极22为在栅极绝缘层12的上表面、在各单位像素区域内的几乎整个面形成的平板状的电极(固态电极)。另一方面,共用电极21为在覆盖像素电极22的绝缘保护层18的上表面形成的成为梳齿形状的电极(具有在一端开放的多个狭缝的电极)。
本发明中,液晶显示元件10为共用电极21在比像素电极22更靠近液晶层5侧的位置隔着绝缘保护层18相互重合地配置的液晶显示元件,即所谓的VOT(Vcommon on Top,共用电极在上)类型的液晶显示元件。
共用电极21和像素电极22分别可以由例如ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide,氧化铟锌锡)那样的透明导电性材料构成。这样,通过由透明导电性材料构成共用电极21和像素电极22,液晶显示元件10的各单位像素区域中的开口面积变大,能够增大开口率和透过率。
关于共用电极21与像素电极22,为了在它们之间形成边缘电场E,按照共用电极21与像素电极22的电极间距离(间隔距离)R小于有源矩阵基板AM与滤色器基板CF的基板间距离(间隔距离)G的方式配置。这里,电极间距离R表示共用电极21与像素电极22在面方向上间隔的距离。
图3中,示出了平板状的像素电极22与成为梳齿形状的共用电极21重合、电极间距离R为0(零)的例子。电极间距离R小于基板间距离(即单元间隙)G,因此会形成边缘电场E。
因而,这样的液晶显示元件10能够利用在相对于共用电极21的形成梳齿形状(梳形)的线(分枝部分)垂直的方向上形成的水平方向的电场和抛物线状的电场。
这种情况下,共用电极21的线的宽度l和共用电极21的线彼此的间隙(狭缝)的宽度m优选适宜调整为液晶层5内的液晶分子30利用所产生的电场而能全部被驱动的程度。
另外,滤色器6中,从防止漏光的观点出发,优选在与薄膜晶体管和存储电容器23相对应的部分形成黑矩阵(未图示)。
分别设于电极层3的上表面和滤色器6的下表面的取向膜4例如可以由实施了摩擦处理的聚酰亚胺膜构成,2个取向膜4的取向方向平行。
这里,使用图4来说明取向膜4的摩擦方向(液晶分子的取向方向)。液晶组合物含有具有负的介电常数各向异性的液晶分子30的情况下,当以相对于共用电极21的形成梳齿形状的线垂直的方向(形成水平电场的方向)为x轴时,优选按照该x轴与液晶分子30的长轴方向所成的角θ为约0~45°的方式使液晶分子30取向。需说明的是,图3中,示出了x轴与液晶分子30的长轴方向所成的角θ为约0°的例子。
这样,通过诱发液晶分子30的取向方向,能够提高液晶显示元件10的最大透过率。
另外,关于下侧偏光板1和上侧偏光板8,通过适宜设定它们的透过轴的关系,能够调整为使得液晶显示元件10中显示的图像的视野角、对比度变得良好。下侧偏光板1和上侧偏光板8优选按照它们的透过轴在常黑模式下运作的方式配置为相互正交。特别是优选上侧偏光板1和下侧偏光板8中的一方配置为其透过轴与液晶分子30的取向方向平行。
另外,优选按照液晶显示元件10中显示的图像的对比度最大的方式调整液晶分子(液晶组合物)的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积。进一步,为了扩大液晶显示元件10中显示的图像的视野角,也可以使用相位差膜。
关于这样构成的液晶显示元件10,通过经由薄膜晶体管向像素电极22供给(施加)图像信号(电压),从而在共用电极21与像素电极22之间形成边缘电场E,利用该电场E来驱动液晶分子30。
即,在不施加电压的状态下,液晶分子30按照其长轴方向与取向膜4的取向方向平行的方式配置。如果施加电压,则在共用电极21与像素电极22之间,抛物线状的电场的等势线形成至共用电极21和像素电极22的上部,液晶分子30沿着所形成的电场E而在液晶层5内旋转。
本发明中,优选使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子30,因此液晶分子30的长轴方向按照与所产生的电场方向正交的方式旋转。位于共用电极21附近的液晶分子30容易受到边缘电场E的影响。
然而,关于具有负的介电常数各向异性的液晶分子30,由于其极化方向为短轴方向,因此长轴方向不会在相对于取向膜4的面方向正交的方向(液晶层5的厚度方向)上旋转。因此,液晶层5内的所有液晶分子30均能够维持其长轴方向相对于取向膜4的面方向平行的状态。
因而,如果使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子30,则能够得到具有更优异的透过率特性的液晶显示元件10。
使用图1~图4说明的液晶显示元件10为一例,在不脱离本发明的技术思想的范围内,可以以其他各种方式实施。例如液晶显示元件10可以设为图5所示的构成。图5为将图1中的II线所包围的区域的其他例放大示出的平面图。
图5所示的共用电极21具有两端闭合的多个狭缝(平面观察时呈长方形的开口),成为窗格状。需说明的是,图5所示的构成中,狭缝的图案形成为相对于栅极总线26或数据总线25以预定的角度倾斜,但也可以形成为不倾斜。
另外,图6为示出液晶显示元件的其他构成例的截面图(对应于图3)。
图6所示的液晶显示元件10具有呈梳齿形状或窗格形状的像素电极22,共用电极21与像素电极22的电极间距离(间隔距离)R为α。
这种情况下,共用电极21的线的宽度l、像素电极22的线的宽度n和电极间距离R优选适宜调整为液晶层5内的液晶分子30利用所产生的电场而能全部被驱动的程度。
如以上说明那样的液晶显示元件10、即VOT类型的液晶显示元件10的开口率大,从而具有高透过率,还能够进行高分辨率的显示。
尤其是,本发明中使用含有具有负的介电常数各向异性且5℃时的介电常数各向异性的绝对值为3以上的第1液晶分子、以及25℃时的介电常数各向异性的绝对值为2以下的第2液晶分子的液晶组合物。第2液晶分子的介电常数各向异性小或不具有介电常数各向异性,因此能够降低液晶组合物的粘度(η)。因此,能够进行液晶层5(液晶显示元件10)的低电压驱动。
第1液晶分子与第2液晶分子的量之间的关系可以由第2液晶分子的量相对于第1液晶分子与第2液晶分子的合计量的比率来规定。比率的优选下限值为20%、23%、25%、28%、30%、33%、35%、38%、40%、43%、45%、48%、50%、53%、55%、58%。另一方面,比率的优选上限值为70%、68%、65%、63%、60%、58%、55%、53%、50%、48%、45%、43%、40%。这样,通过使用以较多量包含第2液晶分子的液晶组合物,能够更加提高前述效果。
重视液晶层5(液晶显示元件10)的响应速度的改善的情况下,优选将第2液晶分子的比率设定得大,重视液晶组合物的介电常数各向异性的改善的情况下,优选将第2液晶分子的比率设定得小。
液晶组合物中所含的第2液晶分子的具体量优选为10~60质量%程度,更优选为20~50质量%程度。
需说明的是,本说明书中,液晶组合物中所含的“化合物X”的量是指“化合物X”的质量相对于液晶组合物的总质量的比例(百分率)。
第1液晶分子的介电常数各向异性的绝对值为3以上即可,优选为3.5~5程度,更优选为4~5程度。如果是具有该绝对值的介电常数各向异性的第1液晶分子,则能够利用边缘电场E的作用来切实地进行驱动。
这样的第1液晶分子优选包含选自下述通式(N-1)、(N-2)和(N-3)所表示的化合物中的至少1种。该第1液晶分子由于介电常数各向异性的绝对值大,因而优选。
[化3]
式中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。),
(b)1,4-亚苯基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),
(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(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),和
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代。
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-。
XN21表示氢原子或氟原子。
TN31表示-CH2-或氧原子。
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31和nN32分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32分别独立地为1、2或3,AN11~AN32、ZN11~ZN32存在多个时,它们可以相同也可以不同。
RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地优选为碳原子数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,更优选为碳原子数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,特别优选为碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基,最优选为碳原子数3的烯基(丙烯基)。
另外,当它们连接于作为苯环(芳香族环)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的烷氧基或碳原子数4~5的烯基,连接于环己烷环、哌喃环、二噁烷环那样的饱和的环结构时,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的烷氧基或直链状的碳原子数2~5的烯基。需说明的是,为了使向列相稳定化,它们的碳原子的个数(包含氧原子的情况下,为碳原子的个数与氧原子的个数的合计)优选为5以下,还优选为直链状。
烯基优选选自下述式(R1)~(R5)中任一者所表示的基团。
[化4]
各式中的黑点表示环结构中的碳原子。
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族。
具体而言,AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地优选为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、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,更优选为下述化5的基团中的任一者,进一步优选为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基。
[化5]
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地优选为-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,更优选为-CH2O-、-CH2CH2-或单键,进一步优选-CH2O-或单键。
XN21优选为氟原子。
TN31优选为氧原子。
nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32优选为1或2。具体而言,优选nN11为1且nN12为0的组合、nN11为2且nN12为0的组合、nN11为1且nN12为1的组合、nN21为1且nN22为0的组合、nN21为2且nN22为0的组合、nN31为1且nN32为0的组合、nN31为2且nN32为0的组合。
液晶组合物中所含的通式(N-1)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。另一方面,其优选的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%。
液晶组合物中所含的通式(N-2)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。另一方面,其优选的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%。
液晶组合物中所含的通式(N-3)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。另一方面,其优选的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%。
将液晶组合物的粘度保持为较低、需要提高响应速度的情况下,优选上述下限值低、且上限值也低。进一步,将液晶组合物的Tni保持为较高、需要提高温度稳定性的情况下,优选上述下限值低、且上限值也低。另外,需要将液晶组合物的驱动电压保持为较低、想要增大其介电常数各向异性的情况下,优选上述下限值高、且上限值也高。
作为通式(N-1)所表示的化合物,可列举下述通式(N-1a)~(N-1g)所表示的化合物。
[化6]
式中,RN11和RN12表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
nNa11表示0或1。
nNb11表示1或2。
nNc11表示0或1。
nNd11表示1或2。
nNe11表示1或2。
nNf12表示1或2。
nNg11表示1或2。
ANe11表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
ANg11表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基,至少1个表示1,4-亚环己烯基。
ZNe11表示单键或亚乙基,至少1个表示亚乙基。
其中,ANe11、ZNe11和/或ANg11存在多个时,它们可以相同也可以不同。
更具体而言,通式(N-1)所表示的化合物优选选自下述通式(N-1-1)~(N-1-21)所表示的化合物。
通式(N-1-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化7]
式中,RN111和RN112分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN111优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为丙基、戊基或乙烯基。
RN112优选为碳原子数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,更优选为乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-1)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-1)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得低一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
进一步,通式(N-1-1)所表示的化合物优选选自下述式(N-1-1.1)~(N-1-1.25)所表示的化合物,更优选选自下述式(N-1-1.1)~(N-1-1.4)所表示的化合物,进一步优选选自下述式(N-1-1.1)和(N-1-1.3)所表示的化合物。
[化8]
式(N-1-1.1)~(N-1-1.25)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
液晶组合物中所含的式(N-1-1.1)~(N-1-1.25)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
通式(N-1-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化9]
式中,RN121和RN122分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN121优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基、丁基或戊基。
RN122优选为碳原子数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,更优选为甲基、丙基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
通式(N-1-2)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-2)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得低一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%、37质量%、40质量%、42质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、48质量%、45质量%、43质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%。
进一步,通式(N-1-2)所表示的化合物优选选自下述式(N-1-2.1)~(N-1-2.25)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-2.3)~(N-1-2.7)、式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)、式(N-1-2.13)和式(N-1-2.20)所表示的化合物。
需说明的是,关于通式(N-1-2)所表示的化合物,当重视Δε的改良时,优选选自式(N-1-2.3)~(N-1-2.7)所表示的化合物,重视Tni的改良时,优选选自式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)和式(N-1-2.13)所表示的化合物,重视响应速度的改良时,优选为式(N-1-2.20)所表示的化合物。
[化10]
式(N-1-2.1)~(N-1-2.25)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
液晶组合物中所含的式(N-1-2.1)~(N-1-2.25)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
通式(N-1-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化11]
式中,RN131和RN132分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN131优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN132优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数3~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,更优选为1-丙烯基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-3)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-3)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
进一步,通式(N-1-3)所表示的化合物优选选自式(N-1-3.1)~(N-1-3.21)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-3.1)~(N-1-3.7)和式(N-1-3.21)所表示的化合物,进一步优选选自式(N-1-3.1)、式(N-1-3.2)、式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)和式(N-1-3.6)所表示的化合物。
[化12]
式(N-1-3.1)~(N-1-3.4)、式(N-1-3.6)和式(N-1-3.21)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上,优选式(N-1-3.1)所表示的化合物与式(N-1-3.2)所表示的化合物的并用,优选为选自式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)和式(N-1-3.6)的2种或3种的并用。
液晶组合物中所含的式(N-1-3.1)~(N-1-3.4)、式(N-1-3.6)和式(N-1-3.21)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化13]
式中,RN141和RN142分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN141和RN142分别独立地优选为碳原子数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,更优选为甲基、丙基、乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-4)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-4)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得低一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、11质量%、10质量%、8质量%。
进一步,通式(N-1-4)所表示的化合物优选选自式(N-1-4.1)~(N-1-4.24)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-4.1)~(N-1-4.4)所表示的化合物,优选选自式(N-1-4.1)、式(N-1-4.2)和式(N-1-4.4)所表示的化合物。
[化14]
式(N-1-4.1)~(N-1-4.24)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
液晶组合物中所含的式(N-1-4.1)~(N-1-4.24)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、11质量%、10质量%、8质量%。
通式(N-1-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化15]
式中,RN151和RN152分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN151和RN152分别独立地优选为碳原子数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,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-5)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-5)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得低一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
进一步,通式(N-1-5)所表示的化合物优选选自式(N-1-5.1)~(N-1-5.12)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)和式(N-1-5.4)所表示的化合物。
[化16]
式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)和式(N-1-5.4)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
液晶组合物中所含的式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)和式(N-1-5.4)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-10)所表示的化合物为下述化合物。
[化17]
式中,RN1101和RN1102分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1101优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。
RN1102优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-10)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-10)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得低一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
进一步,通式(N-1-10)所表示的化合物优选选自式(N-1-10.1)~(N-1-10.14)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-10.1)~(N-1-10.5)所表示的化合物,进一步优选选自式(N-1-10.1)和式(N-1-10.2)所表示的化合物。
[化18]
式(N-1-10.1)和式(N-1-10.2)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
液晶组合物中所含的式(N-1-10.1)和式(N-1-10.2)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-11)所表示的化合物为下述化合物。
[化19]
式中,RN1111和RN1112分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1111优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。
RN1112优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-11)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-11)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得低一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
进一步,通式(N-1-11)所表示的化合物优选选自式(N-1-11.1)~(N-1-11.14)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-11.1)~(N-1-11.14)所表示的化合物,进一步优选选自式(N-1-11.2)和式(N-1-11.4)所表示的化合物。
[化20]
式(N-1-11.2)和式(N-1-11.4)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
液晶组合物中所含的式(N-1-11.2)和式(N-1-11.4)所表示的化合物单独使用或并用时的量优选如下所述。即,其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-12)所表示的化合物为下述化合物。
[化21]
式中,RN1121和RN1122分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1121优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN1122优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-12)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-12)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得低一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-13)所表示的化合物为下述化合物。
[化22]
式中,RN1131和RN1132分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1131优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN1132优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-13)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-13)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-14)所表示的化合物为下述化合物。
[化23]
式中,RN1141和RN1142分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1141优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN1142优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-14)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-14)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得低一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-15)所表示的化合物为下述化合物。
[化24]
式中,RN1151和RN1152分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1151优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN1152优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-15)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-15)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-16)所表示的化合物为下述化合物。
[化25]
式中,RN1161和RN1162分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1161优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN1162优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-16)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-16)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-17)所表示的化合物为下述化合物。
[化26]
式中,RN1171和RN1172分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1171优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
RN1172优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-17)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-17)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-18)所表示的化合物为下述化合物。
[化27]
式中,RN1181和RN1182分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1181优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
RN1182优选为碳原子数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,更优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-18)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-18)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
进一步,通式(N-1-18)所表示的化合物优选选自式(N-1-18.1)~(N-1-18.5)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-18.1)~(N-1-11.3)所表示的化合物,进一步优选选自式(N-1-18.2)和式(N-1-18.3)所表示的化合物。
[化28]
通式(N-1-20)所表示的化合物为下述化合物。
[化29]
/>
式中,RN1201和RN1202分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1201和RN1202分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-20)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-20)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-21)所表示的化合物为下述化合物。
[化30]
式中,RN1211和RN1212分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1211和RN1212分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-21)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-21)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
通式(N-1-22)所表示的化合物为下述化合物。
[化31]
式中,RN1221和RN1222分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。
RN1221和RN1222分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-22)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-1-22)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、5质量%。
进一步,通式(N-1-22)所表示的化合物优选选自式(N-1-22.1)~(N-1-22.12)所表示的化合物,更优选选自式(N-1-22.1)~(N-1-22.5)所表示的化合物,进一步优选选自式(N-1-22.1)~(N-1-22.4)所表示的化合物。
[化32]
通式(N-2)所表示的化合物优选选自通式(N-2-1)~(N-2-3)所表示的化合物。
[化33]
式中,RN211、RN212、RN221、RN222、RN231和RN232分别独立地表示与通式(N-2)中的RN21和RN22相同的含义。
RN211、RN221和RN231分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为丙基或戊基。
RN212、RN222和RN232分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基,更优选为乙氧基、丙氧基或戊氧基。
关于液晶组合物中所含的通式(N-3-2)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。重视γ1时,优选实质上不含有。
其优选的下限值为3质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25%质量、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%。
通式(N-3)所表示的化合物优选选自通式(N-3-2)所表示的化合物。
[化34]
式中,RN321和RN322分别独立地表示与通式(N-3)中的RN31和RN32相同的含义。
RN321和RN322分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选为丙基或戊基。
通式(N-3-2)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(N-3-2)所表示的化合物的量,当重视Δε的改善时优选设定得高一些,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,当重视Tni时,设定得高一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为3质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25%质量、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%。
进一步,通式(N-3-2)所表示的化合物优选选自式(N-3-2.1)~(N-3-2.3)所表示的化合物。
[化35]
第2液晶分子的介电常数各向异性的绝对值优选为2以下,更优选为1.5以下,进一步优选为1以下。需说明的是,第2液晶分子的介电常数各向异性的绝对值可以为0(零)。
这样的第2液晶分子优选包含选自下述通式(L)所表示的化合物的至少1种。该第2液晶分子的介电常数各向异性的绝对值小、接近0(零),因而优选。因此,分子内存在的卤素等极性基的个数优选为2个以下,更优选为1个以下,进一步优选为0个。
[化36]
式中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
nL1表示0、1、2或3。
AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。),
(b)1,4-亚苯基(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),和
(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(该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。),
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代。
ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-。
nL1为2或3从而AL2存在多个时,它们可以相同也可以不同。
nL1为2或3从而ZL3存在多个时,它们可以相同也可以不同。
通式(L)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种。或者,所使用的化合物的种类在本发明的其他实施方式中为2种,为3种,为4种,为5种,为6种,为7种,为8种,为9种,为10种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(L)所表示的化合物的量,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
其优选的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。另一方面,其优选的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%。
将液晶组合物的粘度保持为较低、需要提高响应速度的情况下,优选上述下限值高、且上限值也高。进一步,将液晶组合物的Tni保持为较高、需要提高温度稳定性的情况下,优选上述下限值高、且上限值也高。另外,需要将液晶组合物的驱动电压保持为较低、想要增大其介电常数各向异性的情况下,优选上述下限值低、且上限值也低。
重视可靠性时,优选RL1和RL2两者为烷基,重视降低第2液晶分子的挥发性时,优选RL1和RL2两者为烷氧基,重视降低液晶组合物的粘性时,优选RL1和RL2的至少一方为烯基。
分子内存在的卤素原子的个数优选为0、1、2或3个,更优选为0或1个,重视与其他液晶分子的相容性时,进一步优选为1个。
关于RL1和RL2,当它们连接于作为苯环(芳香族环)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的烷氧基或碳原子数4~5的烯基,当它们连接于环己烷环、哌喃环、二噁烷环这样的饱和的环结构时,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的烷氧基或直链状的碳原子数2~5的烯基。需说明的是,为了使向列相稳定化,碳原子的个数(包含氧原子的情况下为碳原子的个数和氧原子的个数的合计)优选为5以下,也优选为直链状。
烯基优选选自下述式(R1)~(R5)中任一者所表示的基团。
[化37]
各式中的黑点表示环结构中的碳原子。
关于nL1,当重视响应速度时优选为0,为了改善向列相的上限温度,优选为2或3,为了取得它们的平衡,优选为1。另外,为了满足作为液晶组合物所要求的特性,优选并用nL1为不同值的多种通式(L)所表示的化合物。
AL1、AL2和AL3分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度,优选为脂肪族。
具体而言,AL1、AL2和AL3分别独立地优选为反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、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,更优选为下述化38的基团中的任一者,进一步优选为反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
[化38]
ZL1和ZL2在重视响应速度时优选为单键。
通式(L)所表示的化合物中,其分子内存在的卤素原子的个数优选为0或1个。
更具体而言,通式(L)所表示的化合物优选选自下述通式(L-1)~(L-7)所表示的化合物。
通式(L-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化39]
式中,RL11和RL12分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
RL11和RL12分别独立地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的烷氧基或直链状的碳原子数2~5的烯基。
通式(L-1)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
液晶组合物中所含的通式(L-1)所表示的化合物的量如下那样设定。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、15质量%、20质量%、25质量%、30质量%、35质量%、40质量%、45质量%、50质量%、55质量%。另一方面,其优选的上限值为95质量%、90质量%、85质量%、80质量%、75质量%、70质量%、65质量%、60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、40质量%、35质量%、30质量%、25质量%。
将液晶组合物的粘度保持为较低、需要提高响应速度的情况下,优选上述下限值高、且上限值高。进一步,将液晶组合物的Tni保持为较高、需要提高温度稳定性的情况下,优选上述下限值居中、且上限值居中。另外,为了将液晶组合物的驱动电压保持为较低而想要增大其介电常数各向异性的情况下,优选上述下限值低、且上限值也低。
另外,液晶组合物中,作为第2液晶分子,优选含有预定量以上的RL11和RL12中的一方为烯基的通式(L-1)所表示的化合物。由此,液晶组合物的旋转粘度(γ1)降低,其响应速度显示出改善的倾向。
优选的预定量为10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、23质量%、25质量%、28质量%、30质量%、32质量%、35质量%、38质量%、40质量%、42质量%、45质量%、48质量%、50质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选选自通式(L-1-1)所表示的化合物。
[化40]
式中,RL12表示与通式(L-1)中的RL12相同的含义。
通式(L-1-1)所表示的化合物优选选自式(L-1-1.1)~(L-1-1.3)所表示的化合物,更优选选自式(L-1-1.2)和式(L-1-1.3)所表示的化合物,进一步优选为式(L-1-1.3)所表示的化合物。
[化41]
液晶组合物中所含的式(L-1-1.3)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选选自通式(L-1-2)所表示的化合物。
[化42]
式中,RL12表示与通式(L-1)中的RL12相同的含义。
液晶组合物中所含的通式(L-1-2)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、42质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%。
进一步,通式(L-1-2)所表示的化合物优选选自式(L-1-2.1)~(L-1-2.4)所表示的化合物,更优选选自式(L-1-2.2)~(L-1-2.4)所表示的化合物。
尤其是,式(L-1-2.2)所表示的化合物特别改善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Tni时,优选使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。需说明的是,为了使低温时的溶解度好,液晶组合物中所含的式(L-1-2.3)所表示的化合物与式(L-1-2.4)所表示的化合物的合计量不优选设为30质量%以上。
[化43]
液晶组合物中所含的式(L-1-2.2)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为10质量%、15质量%、18质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%、38质量%、40质量%。另一方面,其优选的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、43质量%、40质量%、38质量%、35质量%、32质量%、30质量%、27质量%、25质量%、22质量%。
液晶组合物中所含的式(L-1-1.3)所表示的化合物与式(L-1-2.2)所表示的化合物的合计量优选如下所述。即,其优选的下限值为10质量%、15质量%、20质量%、25质量%、27质量%、30质量%、35质量%、40质量%。另一方面,其优选的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、43质量%、40质量%、38质量%、35质量%、32质量%、30质量%、27质量%、25质量%、22质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选选自通式(L-1-3)所表示的化合物。
[化44]
式中,RL13和RL14分别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。
RL13和RL14分别独立地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的烷氧基或直链状的碳原子数2~5的烯基。
液晶组合物中所含的式(L-1-3)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、30质量%。另一方面,其优选的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、40质量%、37质量%、35质量%、33质量%、30质量%、27质量%、25质量%、23质量%、20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%。
进一步,通式(L-1-3)所表示的化合物优选选自式(L-1-3.1)~(L-1-3.13)所表示的化合物,更优选选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)和式(L-1-3.4)所表示的化合物。
尤其是,式(L-1-3.1)所表示的化合物特别改善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Tni时,优选使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)或式(L-1-3.12)所表示的化合物。需说明的是,为了使低温时的溶解度好,液晶组合物中所含的式(L-1-3.3)所表示的化合物、式(L-1-3.4)所表示的化合物、式(L-1-3.11)所表示的化合物与式(L-1-3.13)所表示的化合物的合计量不优选设为20质量%以上。
[化45]
液晶组合物中所含的式(L-1-3.1)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选选自通式(L-1-4)和/或(L-1-5)所表示的化合物。
[化46]
式中,RL15和RL16分别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。
RL15和RL16分别独立地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的烷氧基或直链状的碳原子数2~5的烯基。
液晶组合物中所含的式(L-1-4)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为25质量%、23质量%、20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%。
液晶组合物中所含的式(L-1-5)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为25质量%、23质量%、20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%。
进一步,通式(L-1-4)和(L-1-5)所表示的化合物优选选自式(L-1-4.1)~(L-1-5.3)所表示的化合物,更优选选自式(L-1-4.2)和式(L-1-5.2)所表示的化合物。
[化47]
液晶组合物中所含的式(L-1-4.2)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、17质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%。
优选并用选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.12)所表示的化合物中的2种以上,或者并用选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)和式(L-1-4.2)所表示的化合物的2种以上。
液晶组合物中所含的这些化合物的合计量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、13质量%、15质量%、18质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、33质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为80质量%、70质量%、60质量%、50质量%、45质量%、40质量%、37质量%、35质量%、33质量%、30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%。
重视液晶组合物的可靠性时,优选并用选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)和式(L-1-3.4)所表示的化合物中的2种以上,当重视液晶组合物的响应速度时,优选并用选自式(L-1-1.3)和式(L-1-2.2)所表示的化合物中的2种以上。
通式(L-1)所表示的化合物优选选自通式(L-1-6)所表示的化合物。
[化48]
式中,RL17和RL18分别独立地表示甲基或氢原子。
液晶组合物中所含的式(L-1-6)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、5质量%、10质量%、15质量%、17质量%、20质量%、23质量%、25质量%、27质量%、30质量%、35质量%。另一方面,其优选的上限值为60质量%、55质量%、50质量%、45质量%、42质量%、40质量%、38质量%、35质量%、33质量%、30质量%。
进一步,通式(L-1-6)所表示的化合物优选选自式(L-1-6.1)~(L-1-6.3)所表示的化合物。
[化49]
通式(L-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化50]
式中,RL21和RL22分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
RL21优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基。
RL22优选为碳原子数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。
通式(L-2)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
关于液晶组合物中所含的通式(L-2)所表示的化合物的量,当重视低温时的溶解性时,设定得高一些则效果好,反之,当重视响应速度时设定得低一些则效果好。进一步,要改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
进一步,通式(L-2)所表示的化合物优选选自式(L-2.1)~(L-2.6)所表示的化合物,更优选选自式(L-2.1)、式(L-2.3)、式(L-2.4)和式(L-2.6)所表示的化合物。
[化51]
通式(L-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化52]
式中,RL31和RL32分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
RL31和RL32分别独立地优选为碳原子数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。
通式(L-3)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
液晶组合物中所含的通式(L-3)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%、7质量%、6质量%、5质量%、3质量%。
关于液晶组合物中所含的通式(L-3)所表示的化合物的量,要获得高的双折射率时,设定得高一些则效果好,反之,当重视高Tni时,设定得低一些则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将其量的范围设定为居中。
进一步,通式(L-3)所表示的化合物优选选自式(L-3.1)~(L-3.7)所表示的化合物,更优选选自式(L-3.2)~(L-3.5)所表示的化合物。
[化53]
通式(L-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化54]
式中,RL41和RL42分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
RL41优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基。
RL42优选为碳原子数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。
通式(L-4)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
液晶组合物中所含的通式(L-4)所表示的化合物的量根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%、23质量%、26质量%、30质量%、35质量%、40质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、35质量%、30质量%、20质量%、15质量%、10质量%、5质量%。
进一步,通式(L-4)所表示的化合物优选选自式(L-4.1)~(L-4.3)所表示的化合物。
[化55]
液晶组合物中,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,可以含有式(L-4.1)所表示的化合物,也可以含有式(L-4.2)所表示的化合物,也可以含有式(L-4.1)所表示的化合物和式(L-4.2)所表示的化合物这两者,也可以含有全部的式(L-4.1)~(L-4.3)所表示的化合物。
液晶组合物中所含的式(L-4.1)或式(L-4.2)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为3质量%、5质量%、7质量%、9质量%、11质量%、12质量%、13质量%、18质量%、21质量%。另一方面,其优选的上限值为45质量%、40质量%、35质量%、30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
液晶组合物含有式(L-4.1)所表示的化合物和式(L-4.2)所表示的化合物这两者时,它们在液晶组合物中所含的合计量优选如下所述。即,其优选的下限值为3质量%、5质量%、8质量%10质量%、12质量%、15质量%、19质量%、24质量%、30质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
另外,通式(L-4)所表示的化合物优选选自式(L-4.4)~(L-4.6)所表示的化合物,更优选为式(L-4.4)所表示的化合物。
[化56]
液晶组合物中,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,可以含有式(L-4.4)所表示的化合物,也可以含有式(L-4.5)所表示的化合物,也可以含有式(L-4.4)所表示的化合物和式(L-4.5)所表示的化合物这两者。
液晶组合物中的式(L-4.4)或式(L-4.5)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、12质量%、15质量%、18质量%、21质量%。另一方面,其优选的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%、10质量%、8质量%。
液晶组合物含有式(L-4.4)所表示的化合物和式(L-4.5)所表示的化合物这两者时,它们在液晶组合物中所含的合计量优选如下所述。即,其优选的下限值为3质量%、5质量%、8质量%、10质量%、15质量%、19质量%、24质量%、30质量%。另一方面,其优选的上限值为35质量%、30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
另外,通式(L-4)所表示的化合物优选选自式(L-4.7)~(L-4.10)所表示的化合物,尤其优选为式(L-4.9)所表示的化合物。
[化57]
通式(L-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化58]
式中,RL51和RL52分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
RL51优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基。
RL52优选为碳原子数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。
通式(L-5)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
液晶组合物中所含的通式(L-5)所表示的化合物的量根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%、23质量%、26质量%、30质量%、35质量%、40质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、35质量%、30质量%、20质量%、15质量%、10质量%、5质量%。
进一步,通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示的化合物,尤其优选为式(L-5.1)所表示的化合物。
各化合物在液晶组合物中所含的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、9质量%。
[化59]
另外,通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.3)或式(L-5.4)所表示的化合物。
各化合物在液晶组合物中所含的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、9质量%。
[化60]
另外,通式(L-5)所表示的化合物优选选自式(L-5.5)~(L-5.7)所表示的化合物,尤其优选为式(L-5.7)所表示的化合物。
各化合物在液晶组合物中所含的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1%质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%。另一方面,其优选的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、9质量%。
[化61]
通式(L-6)所表示的化合物为下述化合物。
[化62]
式中,RL61和RL62分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
XL61和XL62分别独立地表示氢原子或氟原子。
RL61和RL62分别独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基。
优选XL61和XL62中的一方为氟原子且另一方为氢原子。
通式(L-6)所表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种,为5种以上。
液晶组合物中所含的通式(L-6)所表示的化合物的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%、23质量%、26质量%、30质量%、35质量%、40质量%。另一方面,其优选的上限值为50质量%、40质量%、35质量%、30质量%、20质量%、15质量%、10质量%、5质量%。需说明的是,关于通式(L-6)所表示的化合物的量,当重点置于增大Δn时,优选设为较多,当重点置于低温时的析出时,优选较少。
进一步,通式(L-6)所表示的化合物优选选自式(L-6.1)~(L-6.9)所表示的化合物。
[化63]
能够并用的化合物的种类没有特别限制,优选从式(L-6.1)~(L-6.9)所表示的化合物中选择1~3种,更优选选择1~4种。
另外,所并用的化合物的分子量分布宽也对溶解性有效,因此优选例如从式(L-6.1)和式(L-6.2)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.4)和式(L-6.5)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.6)和式(L-6.7)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.8)和式(L-6.9)所表示的化合物中选择1种,并将它们适宜组合。
这之中,优选含有式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)和式(L-6.9)所表示的化合物。
另外,通式(L-6)所表示的化合物优选选自式(L-6.10)~(L-6.17)所表示的化合物,更优选为式(L-6.11)所表示的化合物。
[化64]
各化合物在液晶组合物中所含的量优选如下所述。即,其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%。另一方面,其优选含量的上限值为20质量%、15质量%、13质量%、10质量%、9质量%。
通式(L-7)所表示的化合物为下述化合物。
[化65]
式中,RL71和RL72分别独立地表示与通式(L)中的RL1和RL2相同的含义。
AL71和AL72分别独立地表示与通式(L)中的AL2和AL3相同的含义,AL71和AL72中存在的氢原子分别独立地可被氟原子取代。
ZL71表示与通式(L)中的ZL2相同的含义。
XL71和XL72分别独立地表示氟原子或氢原子。
式中,RL71和RL72分别独立地优选为碳原子数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。
AL71和AL72分别独立地优选为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。需说明的是,AL71和AL7中存在的氢原子分别独立地可被氟原子取代。
ZL71优选为单键或-COO-,更优选为单键。
XL71和XL72优选为氢原子。
能够并用的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜选择。
所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种,为2种,为3种,为4种。
液晶组合物中所含的通式(L-7)所表示的化合物的量根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适宜调整。
其优选的下限值为1质量%、2质量%、3质量%、5质量%、7质量%、10质量%、14质量%、16质量%、20质量%。另一方面,其优选的上限值为30质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、10质量%、5质量%。
需说明的是,关于通式(L-7)所表示的化合物的量,当要求Tni高的液晶组合物时,优选设定得多一些,要求低粘度的液晶组合物时,优选设定得少一些。
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选选自式(L-7.1)~(L-7.4)所表示的化合物,更优选为式(L-7.2)所表示的化合物。
[化66]
另外,通式(L-7)所表示的化合物优选选自式(L-7.11)~(L-7.13)所表示的化合物,优选为式(L-7.11)所表示的化合物。
[化67]
另外,通式(L-7)所表示的化合物优选选自式(L-7.21)~(L-7.23)所表示的化合物,更优选为式(L-7.21)所表示的化合物。
[化68]
另外,通式(L-7)所表示的化合物优选选自式(L-7.31)~(L-7.34)所表示的化合物,更优选为式(L-7.31)和/或式(L-7.32)所表示的化合物。
[化69]
另外,通式(L-7)所表示的化合物优选选自式(L-7.41)~(L-7.44)所表示的化合物,更优选为式(L-7.41)和/或式(L-7.42)所表示的化合物。
[化70]
另外,通式(L-7)所表示的化合物优选选自式(L-7.51)~(L-7.53)所表示的化合物。
[化71]
以上那样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而成的结构的化合物。
需说明的是,重视液晶组合物的可靠性和长期稳定性时,具有羰基的化合物在液晶组合物中所含的量优选设为5质量%以下,更优选设为3质量%以下,进一步优选设为1质量%以下,最优选设为实质上为0(零)质量%。
重视因UV照射导致的稳定性时,发生了氯原子取代的化合物在液晶组合物中的量优选设为15质量%以下,更优选设为10质量%以下,进一步优选设为8质量%以下,进一步优选设为5质量%以下,特别优选设为3质量%以下,最优选设为实质上为0(零)质量%。
另外,分子内的环结构全部为6元环的化合物在液晶组合物中所含的量优选设定得多一些,具体而言优选设为80质量%以上,更优选设为90质量%以上,进一步优选设为95质量%以上,最优选设为实质上100质量%。
为了防止或抑制因液晶组合物的氧化导致的劣化,具有环己烯环作为环结构的化合物在液晶组合物中所含的量优选设定得少一些,具体而言优选设为10质量%以下,更优选设为8质量%以下,进一步优选设为5质量%以下,特别优选设为3质量%以下,最优选设为实质上为0(零)质量%。
进一步,为了防止或抑制因液晶组合物的氧化导致的劣化,具有-CH=CH-作为连接基的化合物在液晶组合物中所含的量优选设定得少一些,具体而言优选设为10质量%以下,更优选设为5质量%以下,进一步优选设为实质上为0(零)质量%。
重视改善液晶组合物的粘度(η)、且改善向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)时,在分子内具有氢原子可被卤素原子取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物在液晶组合物中所含的量优选设定得少一些,具体而言优选设为10质量%以下,更优选设为5质量%以下,进一步优选设为实质上为0(零)质量%。
液晶组合物中所含的化合物(第1液晶分子、第2液晶分子等)具有与作为侧链的烯基连接的亚环己基时,烯基的碳原子数优选为2~5。另外,液晶组合物中所含的化合物具有与作为侧链的烯基连接的亚苯基时,烯基的碳原子数优选为4~5,优选烯基所具有的不饱和键与亚苯基不直接连接。
另外,重视液晶组合物的稳定性时,具有烯基作为侧链、且具有2,3-二氟苯-1,4-二基的化合物在液晶组合物中所含的量优选设定得少一些,具体而言优选设为10质量%以下,更优选设为5质量%以下,进一步优选设为实质上为0(零)质量%。
液晶组合物的平均弹性常数(KAVG)优选为10~25。其中,其优选的下限值为10、10.5、11、11.5、12、12.3、12.5、12.8、13、13.3、13.5、13.8、14、14.3、14.5、14.8、15、15.3、15.5、15.8、16、16.3、16.5、16.8、17、17.3、17.5、17.8、18。另一方面,其优选的上限值为25、24.5、24、23.5、23、22.8、22.5、22.3、22、21.8、21.5、21.3、21、20.8、20.5、20.3、20、19.8、19.5、19.3、19、18.8、18.5、18.3、18、17.8、17.5、17.3、17。
重视削减耗电量时,抑制背光的光量是有效的,因此优选提高液晶显示元件10的光透过率。因此,优选将KAVG的值设定得低一些。重视响应速度的改善时,优选将KAVG的值设定得高一些。
液晶组合物的25℃时的折射率各向异性(Δn)(以下,仅称为“折射率各向异性”。)的值优选为0.08~0.13程度,更优选为0.09~0.12程度。进一步详细而言,将基板间距离(单元间隙)G设定得较小时,折射率各向异性的值在25℃时优选为0.10~0.12程度,将基板间距离(单元间隙)G设定得较大时,折射率各向异性的值优选为0.08~0.10程度。
液晶组合物的25℃时的旋转粘度(γ1)(以下,也仅称为“旋转粘度”。)优选小于165mPa·s,更优选110~145mPa·s程度,进一步优选120~130mPa·s程度。通过使用具有该旋转粘度的液晶组合物,能够防止液晶层5(液晶显示元件10)的响应速度降低。
另外,就液晶组合物而言,作为旋转粘度与折射率各向异性的值的函数的Z优选表现为特定的值。
[数1]
Z=γ1/Δn2
式中,γ1表示旋转粘度,Δn表示折射率各向异性。
Z优选为13,000mPa·s以下,更优选为12,000mPa·s以下,进一步优选为11,000mPa·s以下。
液晶组合物的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)优选为60℃以上,更优选为75℃以上,进一步优选为80℃以上。通过使用具有该Tni的液晶组合物,能够获得在实际使用的温度范围内能够稳定地进行驱动的液晶层5(液晶显示元件10)。
液晶组合物的电阻率优选为1012Ω·m以上,更优选为1013Ω·m以上,进一步优选为1014Ω·m以上。
液晶组合物的25℃时的介电常数各向异性(Δε)的绝对值优选为3~5程度,更优选为3.15~4.75程度,进一步优选为3.3~4.5程度,进一步优选为3.4~4.25程度,特别优选为3.45~4程度,最优选为3.5~3.8程度。通过使用具有该介电常数各向异性的液晶组合物,能够以更低电压驱动液晶层5(液晶显示元件10)。
需说明的是,以上说明的液晶组合物中,除了含有第1液晶分子和第2液晶分子以外,还可以根据用途而含有通常的向列液晶、近晶液晶、胆甾醇液晶、抗氧化剂、紫外线吸收剂等那样的其他化合物(分子)。
但是,要求液晶组合物的化学稳定性时,其他化合物优选在其结构中不具有氯原子。另外,要求液晶组合物对紫外线等光的稳定性时,其他化合物优选在其结构中不具有以萘环等为代表的共轭长度长且在紫外区域具有吸收峰的缩合环等。
关于液晶显示元件10,在有源矩阵基板AM与滤色器基板CF之间注入液晶组合物时,例如使用真空注入法或滴注(ODF:One Drop Fill)法等方法。通过使用前述那样的液晶组合物,尤其是在ODF法中,能够抑制滴加至有源矩阵基板AM时滴痕的产生。需说明的是,所谓滴痕,定义为进行黑色显示时滴加液晶组合物而成的痕迹浮现白色的现象。
这里,滴痕的产生较大地受到液晶组合物的组成、液晶显示元件10的构成的影响。液晶显示元件10中,作为将形成于有源矩阵基板AM的薄膜晶体管和呈梳齿形状、窗格形状的共用电极21等与液晶层5(液晶组合物)隔开的构件,仅存在取向膜4和/或绝缘保护层18等。
然而,根据前述那样的液晶组合物,可抑制离子性物质的混入或产生。因此,利用取向膜4、绝缘保护层18能够阻止离子性物质到达薄膜晶体管、共用电极21、或能够减少通过的离子性物质的量。因而,能够防止或抑制因构成薄膜晶体管、共用电极21的金属材料与离子性物质之间的相互作用所导致的滴痕的产生。
另外,在利用ODF法的液晶显示元件10的制造工序中,需要根据其尺寸将最佳量的液晶组合物滴加至有源矩阵基板AM。根据前述那样的液晶组合物,不容易受到例如对于滴加时产生的滴加装置内的急剧压力变化、冲击的影响,能够长时间稳定且连续地滴加。因此,能够将液晶显示元件10的成品率保持为较高。
尤其是就最近流行的智能手机中常用的小型的液晶显示元件而言,液晶组合物的最佳量少,因此将距离该最佳量的偏差控制在一定范围内本身就困难。然而,通过使用前述那样的液晶组合物,即使在小型的液晶显示元件中也能稳定地供给最佳量的液晶组合物。
以上,对本发明的液晶显示元件进行了说明,但本发明不限于前述实施方式的构成。
例如本发明的液晶显示元件可以在前述实施方式的构成中新增地具有其他任意构成,也可以替换为发挥同样功能的任意构成。
实施例
以下,列举实施例具体说明本发明,但本发明不限定于此。
需说明的是,关于各实施例和各参考例中使用的化合物的记载,使用以下的简写。
(侧链)
-n -CnH2n+1:碳原子数n的直链状烷基
n- CnH2n+1-:碳原子数n的直链状的烷基
-On -OCnH2n+1:碳原子数n的直链状烷氧基
V- CH2=CH-:乙烯基
1V- CH3-CH=CH-:丙烯基
2V- CH3-CH2-CH=CH-:丁烯基
(连接基)
-n- -CnH2n-
-nO- -CnH2n-O-
(环结构)
[化72]
(实施例1~13、参考例1~2)
调制具有表1和表2所示组成的实施例1~13和参考例1~2的液晶组合物,测定其物性值。
需说明的是,各实施例和各参考例中使用的第2液晶分子的25℃时的介电常数各向异性基本为0(零)。
另外,制作具有图1~图3所示的构成、形成液晶层之前的多个VOT类型的液晶显示元件(空单元),通过真空注入法在各个空单元中注入各液晶组合物,形成液晶层。然后,利用密封剂进行封口,得到液晶显示元件。进行这些液晶显示元件的驱动电压和最大透过率的评价。
各实施例和各参考例中测定的特性如下所述。
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
Δε:25℃时的介电常数各向异性
γ1:25℃时的旋转粘度(mPa·s)
[驱动电压评价]
利用电光学测定装置(Autronic公司制、“DMS703”)测定各液晶显示元件的25℃时的驱动电压。
[最大透过率评价]
利用电光学测定装置(Autronic公司制、“DMS703”)测定各液晶显示元件的电光学特性,将测定的最大辉度作为最大透过率。
将这些评价结果示于表1和表2。需说明的是,在记载液晶分子的种类一栏的右侧栏中,记载了液晶分子的简写。
各评价按照以下的评价基准进行。
<评价基准>
A:相对于参考例1的结果改善了10%以上。
B:相对于参考例1的结果改善了3%以上且小于10%。
C:与参考例1的结果为同等(改善小于3%或降低小于3%)。
D:相对于参考例1的结果降低了3%以上。
[表1]
表1
[表2]
表2
根据使用了介电常数各向异性(Δε)为同等(-3.53~-3.67)的液晶组合物的实施例1~4和实施例8~13与参考例1的比较,可知各实施例的液晶显示元件能够在比参考例1的液晶显示元件更低的电压下进行驱动,最大透过率也变大。
同样地,根据使用了介电常数各向异性(Δε)为同等(-4.55~-4.68)的液晶组合物的实施例5~7与参考例2的比较,可知各实施例的液晶显示元件能够在比参考例2的液晶显示元件更低的电压下进行驱动,最大透过率也变大。
另外,根据实施例1~4与实施例8~13的比较,通过降低液晶组合物的旋转粘度(γ1),有液晶显示元件的响应速度改善的倾向。
进一步,根据实施例1~4和实施例8~13与实施例5~7的比较也可知,通过增大液晶组合物的介电常数各向异性(Δε)的绝对值,能够在更低电压下驱动液晶显示元件。
符号说明
1:下侧偏光板;2:下侧基板;3:电极层;4:取向膜;5:液晶层;6:滤色器;7:上侧基板;8:上侧偏光板;10:液晶显示元件;11、28: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、24:漏电极;17、27:源电极;18:绝缘保护层;21:共用电极;22:像素电极;23:存储电容器;25:数据总线;27:源极总线;29:共用线;AM:有源矩阵基板;CF:滤色器基板;E:边缘电场;G:基板间距离;R:电极间距离。
Claims (6)
1.一种液晶显示元件,其特征在于,具有:
对向配置的一对基板;
设于该基板彼此之间且由液晶组合物构成的液晶层;以及
设于一个所述基板且按照面方向上的间隔距离小于所述基板彼此的间隔距离的方式配置的共用电极和像素电极,
所述共用电极配置于比所述像素电极更靠近所述液晶层侧,在所述共用电极与所述像素电极之间形成边缘电场,
所述液晶组合物含有:具有负的介电常数各向异性且25℃时的介电常数各向异性的绝对值为3以上的第1液晶分子、以及25℃时的介电常数各向异性的绝对值为2以下的第2液晶分子,所述第1液晶分子包含选自下述通式(N-1)、(N-2)和(N-3)所表示的化合物的至少1种,
式中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代;
(b)1,4-亚苯基,该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代;
(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,该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代;以及
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
XN21表示氢原子或氟原子,
TN31表示-CH2-或氧原子,
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31和nN32分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32分别独立地为1、2或3,AN11~AN32、ZN11~ZN32存在多个时,它们可以相同也可以不同,所述第2液晶分子包含选自下述通式(L)所表示的化合物的至少1种,
式中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代;
(b)1,4-亚苯基,该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代;和
(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,该基团中存在的任意1个或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代,
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nL1为2或3从而AL2存在多个时,它们可以相同也可以不同,nL1为2或3从而ZL2存在多个时,它们可以相同也可以不同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件,所述液晶组合物的向列相-各向同性液体相转变温度Tni为60℃以上。
3.根据权利要求1所述的液晶显示元件,所述液晶组合物的25℃时的介电常数各向异性Δε的绝对值为3~5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件,所述液晶组合物的25℃时的旋转粘度γ1小于165mPa·s。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件,所述共用电极具有多个狭缝。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件,所述像素电极与所述共用电极在面方向上的间隔距离为0。
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