CN1729271A - 向列型液晶组合物以及使用该组合物的液晶显示元件 - Google Patents
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- CN1729271A CN1729271A CN 200380107235 CN200380107235A CN1729271A CN 1729271 A CN1729271 A CN 1729271A CN 200380107235 CN200380107235 CN 200380107235 CN 200380107235 A CN200380107235 A CN 200380107235A CN 1729271 A CN1729271 A CN 1729271A
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Abstract
一种具有负的介电常数各向异性的向列型液晶组合物，其特征在于，含有10～70质量％的从(IA)式和(IB)式的化合物中选择的一种以上化合物，和10～70质量％的从(IIA)式～(IID)式的化合物中选择的一种以上化合物，(IA)式～(IID)式的化合物的总含量为35～80质量％，另外还含有20～65质量％的(III)式的化合物。
Description
技术领域
本发明涉及具有最适合于液晶显示元件的诸物性的且具有负的介质常数各向异性的向列型液晶组合物以及使用该组合物的液晶显示元件。
背景技术
目前正广泛使用的TN(扭曲向列型)型液晶显示元件或STN(超扭曲向列型)型液晶显示元件，因其视角造成在电光学特性方面发生变化，而存在视角特性差的问题，在TV等视角特性比较重要的用途中成为较大问题。作为获得更大的视角的方法，提出有VA(Vertically aligned)方式(VA模式)(参照非专利文献1)、IPS(In-Plane Switching)方式(IPS模式)(参照非专利文献2)、ECB(electrically controlled birefringence)方式(ECB模式)等，已进行实用化。在VA-LCD(Vertically Aligned LiquidCrystal Display)中使用的液晶材料必须是与TN型、STN型不同的介质常数各向异性为负的液晶材料(参照专利文献1)，需要具有如下所示的特性。1、快速的应答速度，2、高向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)，3、低驱动电压，即对需要的驱动电压具有尽可能快的应答性，在更宽的温度范围内要求有更稳定的显示。另外，对TFT元件的静电电容的变动要小于液晶驱动时这种需求也予以关注，在相同的驱动电压的情况下，要求显示出绝对值小的负的介质常数各向异性或者更陡峭的电光学特性的液晶。进而，要求具有更高的向列相—各向同性液相变温度(TN-I)和更低粘性且可以低电压驱动的液晶组合物。
针对上述的问题，使用着以下的具有2，3-二氟苯基的液晶材料(参照专利文献2至7)。
(式中，R和R’表示烷基或烷氧基。)
但是，对于用通式(a)表示的化合物，其负的介质常数各向异性的绝对值较大，不过问题是，大量使用该化合物的液晶组合物使向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)降低。另外，使用了用通式(b)表示的化合物液晶组合物尽管具有比较高的向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)，但其也有负的介质常数各向异性的绝对值不大的问题。
另一方面，已知有1，7，8-三氟萘基-2，6-二基的液晶化合物(参照专利文献8)，也在介质常数各向异性为负的向列型液晶组合物得到应用(参照专利文献9和10)。不过，在使用了具有1，7，8-三氟萘基-2，6-二基的化合物的液晶组合物中，具体使用何种化合物构成组合物才能完成上述课题没有具体记载。另外，作为该化合物单体的特性，其特征在于，负的介质常数各向异性的绝对值较大，向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)也高，但其问题点在于粘度相对较高，使用了该化合物的液晶显示元件的应答速度不快。
如上所述，提供负的介质常数各向异性的绝对值较大、向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)高且粘度低的液晶组合物并不容易，期待研发出具有优异的特性的液晶组合物。
专利文献1：特开平11-242225号公报(1页)
专利文献2：特开平8-104869号公报(2页)
专利文献3：特开平10-176167号公报(2页)
专利文献4：特开平11-140447号公报(2页)
专利文献5：特开2001-192657号公报(2页)
专利文献6：特开2001-316669号公报(2页)
专利文献7：特开2002-201474号公报(2页)
专利文献8：德国专利申请公开第19522195号说明书(2页)
专利文献9：特开2001-40354号公报(2页)
专利文献10：特开2002-69449号公报(2页)
非专利文献：大室等，信息显示学会(SID)摘要，信息显示学会(SID)，1997年，p845-848
非专利文献2：太田等，亚洲显示摘要，信息显示学会(SID)，1995年，p707-710
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有可以进行低电压驱动的绝对值较大的负的介质常数各向异性、并且具有广泛的液晶温度范围和低粘度且具有负的介质常数各向异性的向列相液晶组合物和使用该组合物的液晶显示元件。
本发明为了解决上述问题，提供具有下述特征的向列型液晶组合物以及使用该液晶组合物的液晶显示元件，所述的向列型液晶组合物的特征在于，含有从由通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的至少一种化合物，且其总含量为10～70质量％；含有从由通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的至少一种化合物，其总含量为10～70质量％；从由通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为35～80质量％，另外含有20～65质量％的由通式(III)表示的化合物，
(式中，R1至R14相互独立，表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，
Z1至Z6和Z9至Z11相互独立，表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH＝CHCH2CH2-、-CH2CH2CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-，Z7和Z8相互独立，表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH＝CHCH2CH2-、-CH2CH2CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-或-OCH2-；
l和m表示0或1；
A表示反-1，4-环己亚基或者1，4-亚苯基；
B、C和D相互独立，表示反-1，4-环己亚基、1，4-亚苯基或者反式-1，4-亚环己烯基。)介质常数各向异性在-12～-3的范围内、向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)在80℃～120℃的范围内，粘度为45mPa·s以下。
本发明的液晶组合物具有绝对值大的负的介质常数各向异性、广泛的液晶温度范围和低粘度，因而使用了该液晶组合物的显示元件的应答速度快并可以在低电压下驱动，所以在需要介质常数各向异性为负的液晶组合物的液晶显示元件中是有用的。
附图说明
图1是对表示VA模式显示特性的液晶显示装置的断面进行说明的图。
图2是表示对设置了具有锯齿形弯曲图案的狭缝的透明电极进行说明的图。
图3是表示对具有锯齿形弯曲图案的狭缝进行说明的图。(单位：μm)
具体实施方式
在本发明中得到的向列型液晶组合物，具有以绝对值大的负的介质常数各向异性、广泛的液晶温度范围、低粘度为特征的特性。另外，对所希望的驱动电压，具有以优异的电压保持率、优异的化学物理稳定性为特征的特性。进而，陡峭性优异，所以可以低电压驱动。
在用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物中，R1至R4优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
R1至R4优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基。
Z1至Z2优选相互独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-和-C≡C-，更优选表示单键或-CH2CH2-。
用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物具体优选用下述的通式(IA-1)至通式(IA-4)和通式(IB-1)至通式(IB-4)表示的化合物。
(式中，R1和R3表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代；
优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；
R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基。)
用通式(IA-1)至通式(IA-4)和通式(IB-1)至通式(IB-4)表示的化合物，具有绝对值大的负的介质常数各向异性和高向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)，但特别在要求低电压驱动的情况下，优选具有绝对值非常大的负的介质常数各向异性的用通式(IA-2)、通式(IA-4)、通式(IB-2)或通式(IB-4)表示的化合物。
在用通式(IA-1)至通式(IA-4)和通式(IB-1)至通式(IB-4)表示的化合物中，
R1和R3优选表示碳原子数为1～5的烷基或者碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；
R15优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
在用通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物中，R5至R8优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或者碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
Z3至Z6优选相互独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-或-C≡C-，更优选表示单键、-CH2CH2-。
用通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物具体优选用下述的通式(IIA-1)至通式(IIA-6)和通式(IIB-1)至通式(IIB-6)表示的化合物。
(式中，R5和R7表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代；优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；
R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基。)
用通式(IIA-1)至通式(IIA-6)和通式(IIB-1)至通式(IIB-6)表示的化合物，具有绝对值大的负的介质常数各向异性和高向列相—各向同性液相转变温度(TN-II)，但特别是在要求低电压驱动的情况下，优选具有绝对值非常大的负的介质常数各向异性的用通式(IIA-2)、通式(IIA-4)、通式(IIA-6)、通式(IIB-2)、通式(IIB-4)或通式(IIB-6)表示的化合物。
用通式(IIA-1)至通式(IIA-6)和通式(IIB-1)至通式(IIB-6)表示的化合物，具有升高向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)的效果，所以可以少量添加如0.1～5质量％。
在用通式(IIA-1)至通式(IIA-6)和通式(IIB-1)至通式(IIB-6)表示的化合物中，R5和R7表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；R15优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
在用通式(IIC)表示的化合物中，R9至R10优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或者碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
Z7至Z8优选相互独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-和-C≡C-，更优选表示单键、-CH2CH2-。
用通式(IIC)表示的化合物具体优选用下述的通式(IIC-1)至通式(IIC-10)表示的化合物。
(式中，R9表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代；R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基。)
在用通式(IIC-1)至通式(IIC-10)表示的化合物当中，用通式(IIC-1)、通式(IIC-2)、通式(IIC-4)、通式(IIC-5)、通式(IIC-6)或通式(IIC-8)表示的化合物，其驱动电压低且应答速度快，所以在这一点上优选。
在用通式(IIC-1)至通式(IIC-10)表示的化合物中，R9优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；R15优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
在用通式(IID)表示的化合物中，R11至R12优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或者碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
Z9优选表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-和-C≡C-，更优选表示单键、-CH2CH2-。
用通式(IID)表示的化合物具体优选用下述的通式(IID-1)至通式(IID-3)表示的化合物。
(式中，R11表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基。)
用通式(IID-1)至通式(IID-3)表示的化合物，在其特性方面优选其添加量为少量，优选添加0.1～15质量％，特别优选添加0.1～10质量％。
在用通式(III)表示的化合物中，R13至R14优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或者碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。
Z10至Z11选相互独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-和-C≡C-，更优选表示单键或-CH2CH2-。
用通式(III)表示的化合物具体优选用下述的通式(III-1)至通式(III-22)表示的化合物。
(式中，R13和R14相互独立，表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2
基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基。)
用通式(III-1)至通式(III-22)表示的化合物，具有特别低的粘度，在该改善高速应答方面有效，其中，优选用通式(III-1)、通式(III-2)、通式(III-3)、通式(III-4)、通式(III-7)、通式(III-11)、通式(III-12)、通式(III-13)、通式(III-14)、通式(III-15)、通式(III-19)、通式(III-20)或通式(III-21)表示的化合物，进一步优选用通式(III-1)、通式(III-2)、通式(III-4)、通式(III-7)、通式(III-11)、通式(III-12)、通式(III-13)、通式(III-15)、通式(III-19)、通式(III-20)或通式(III-21)表示的化合物。
(1)重视应答速度的情况
从用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为10～40质量％，更优选为15～40质量％。用通式(IIC)表示的化合物的总含量优选为10～40质量％，更优选为15～40质量％。从用通式(IA)、通式(IB)和通式(IIC)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为45～70质量％，更优选为50～70质量％。
更为具体地说，优选从用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为10～40质量％，用通式(IIC)表示的化合物的含量为10～40质量％，从用通式(IA)、通式(IB)和通式(IIC)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为45～70质量％，另外，优选用通式(III)表示的化合物的含量为30～55质量％；更优选从用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为15～40质量％，用通式(IIC)表示的化合物的含量为15～40质量％，从用通式(IA)、通式(IB)和通式(IIC)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为50～70质量％，另外，用通式(III)表示的化合物的含量为30～55质量％。此时，介质常数各向异性优选在-6～-3的范围内，向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)优选在80℃～120℃的范围内，折射率各向异性优选在0.07～0.15的范围内，粘度优选为30mPa·s以下。
另外，介质常数各向异性更优选在-6～-4的范围内，向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)更优选在90℃～120℃的范围内，折射率各向异性更优选在0.07～0.12的范围内，特别优选在0.07～0.11的范围内。
另外，在特别重视应答速度的情况下，从用通式(IA)和通式(IB)和通式(IIC)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为45～55质量％，此时粘度优选为26mPa·s以下。
本发明的液晶组合物进一步具有良好的陡峭性，和具有相同的介质常数各向异性的以往的液晶组合物相比，能够以更低的驱动电压进行工作。这是作为负的介质常数各向异性的绝对值非常大的第一成分，选定通式(IA)至(IIB)的化合物，进而作为第二成分有效组合通式(III)的化合物而引起的。
(2)重视宽的向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)范围的情况
从用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为25～60质量％，更优选为30～60质量％；从用通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为25质量％以下；从用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为35～65质量％。
更为具体地说，优选从用通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为25～60质量％，从用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为35～65质量％，另外，优选用通式(III)表示的化合物的含量为35～65质量％。
另外，在重视低电压驱动的情况下，从用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为50～65质量％，此时介质常数各向异性优选在-6～-5的范围内，向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)优选在80℃～120℃的范围内，折射率各向异性优选在0.07～0.15的范围内，粘度优选为30mPa·s以下。
在重视宽的向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)范围进而重视应答速度的情况下，从用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量优选为35～50质量％，优选用通式(III)表示的化合物的含量为50～65质量％，此时介质常数各向异性优选在-5～-3的范围内，向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)优选在80℃～120℃的范围内，折射率各向异性优选在0.07～0.15的范围内，粘度优选为25mPa·s以下。
(3)特别重视低电压驱动的情况
优选从用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为20～60质量％，从用通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为30～60质量％，从用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为70～80质量％；此时，优选含有5种以上的用通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物。
另外，作为追加的成分，优选含有用通式(III)表示的化合物为30质量％以下。
此时优选介质常数各向异性在-12～-6的范围内，向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)在80℃～120℃的范围内，折射率各向异性在0.07～0.15的范围内，粘度为45mPa·s以下。
进而，更优选介质常数各向异性在-12～-9的范围内，向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)更优选在90℃～120℃的范围内，折射率各向异性更优选在0.07～0.12的范围内，特别优选在0.07～0.11的范围内。
尤其作为可以进行低电压驱动的优选组合，含有从用通式(IA-2)、通式(IA-4)、通式(IB-2)和通式(IB-4)表示的化合物组中选择的2种以上、更优选3种以上的化合物的量为30～60质量％，更优选为40～60质量％，而且含有从用通式(IIA-2)、通式(IIA-4)、通式(IIA-6)、通式(IIB-2)、通式(IIB-4)和通式(IIB-6)表示的化合物组中选择的化合物的总量为25质量％以下。
本发明的液晶组合物进一步具有良好的陡峭性，和具有相同的介质常数各向异性的以往的液晶组合物相比，能够以更低的驱动电压进行工作。这是选定负的介质常数各向异性的绝对值非常大的第一成分的化合物，进而有效组合第二成分而产生的效果。陡峭性(γ＝Vsat/Vth)优选为2.2以下，更优选为2.0以下。
本发明的液晶显示元件特别优选用作有源矩阵液晶显示元件，作为显示模式，为了获得更宽的视角，优选VA(Vertically aligned)模式、IPS(In-Plane Switching)模式、ECB(electrically controlled birefringence)模式。
下面，列举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于这些实施例。另外，下面的实施例和比较例的组合物当中的“％”是指“质量％”。显示出VA模式显示特性的液晶显示装置是按如下所示的方法制作的(参照图1)。在对置的一方的玻璃基板1上设置满面透明电极2，在其上形成垂直取向膜3(JSR株式会社制，商品名JALS-204)，如图2所示，在对置的另一方的玻璃基板6上的透明电极成为以50μm的间隔设置了10μm宽的狭缝的、具有锯齿形的弯曲图案的锯齿形图案5，参照(图3)在其上形成垂直取向膜(JSR株式会社制，商品名JALS-204)，重叠两个玻璃基板而制作VA-LCD用显示单元(单元厚3.5μm)。将液晶组合物注入到该单元中形成液晶相4，构成液晶显示装置。实施例中，测定的特性如下所示。
TN-I：向列相—各向同性液相转变温度(℃)
Δ：介质常数各向异性(25℃和1kHz)
Δn：双折射(20℃和589nm)
η：粘度(mPa·s)(20℃)
Vth：阈值电压(V)(25℃)
γ：陡峭性(25℃)饱和电压((Vsat)和(Vth)的比)
γ＝Vsat/Vth
VHR：电压保持率(％)(70℃)
用％表示5V帧时间20msec之后所保持的电压Vt和初期电压Vo(5V)的比。
VHR(％)＝Vt/Vo×100
使用了单元厚度为6μm的同回归取向(取向膜使用JSR株式会社制JALS-204)的单元。
(实施例1)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
(实施例2)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
(实施例3)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
(比較例1)
作为比较例1，作成下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
(比較例2)
作为比较例2，制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
实施例1、2、3、比较例1和2的测定结果如下表所示。
表1实施例1、2、3、比较例1和2的物性
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | |
| TN-I(℃) | 95.5 | 80.6 | 80.4 | 82.0 | 93.0 |
| Δε | -4.0 | -6.8 | -4.1 | -4.0 | -2.8 |
| η(mPa·s) | 23.8 | 25.2 | 17.2 | 23.5 | 47.5 |
| Δn | 0.097 | 0.091 | 0.095 | 0.081 | 0.098 |
| Vth(V) | 2.14 | - | 1.92 | 2.11 | 2.34 |
| γ | 2.06 | - | 1.98 | 2.30 | 2.22 |
| VHR(％) | 99.6 | 99.5 | 99.6 | 99.5 | 99.5％ |
当对介电常数各向异性和粘度大致相同的实施例1和比较例1进行比较时，可知实施例1的向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)相当高。当对向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)和粘度大致相同的实施例2和比较例1进行比较时，可知实施例1的介质常数各向异性的绝对值相当大。另外，当对向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)和介质常数各向异性大致相同的实施例3和比较例1进行比较时，可知实施例3的粘度相当低。
比较例1的液晶组合物是向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)、介质常数各向异性和粘度的平衡都相当优异的组合物，但本发明的构成都比比较例1优异。另外，在具有高向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)的比较例2的液晶组合物中，介质常数各向异性的绝对值相当小，粘度也大幅度增加。
另外，实施例的液晶组合物具有优异的陡峭性，所以和比较例1相比，可以用低电压驱动，并具有高电压保持率，所以作为有源矩阵显示液晶显示元件是有用的。使用了实施例6的液晶组合物的显示元件适合于有高速应答要求的液晶电视、要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例4)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
TN-I：100.2℃
Δε：-4.8
Δn：0.091
η：23.8mPa·s
Vth：1.81V
γ：1.91
VHR：99.5％
实施例4具有较大的负介质常数各向异性的绝对值，还具有高向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)和低粘度。
另外，实施例4具有优异的陡峭性而可以低电压驱动，并具有较高的电压保持率，所以用作有源矩阵比较有用。使用了实施例1的液晶组合物的显示元件适合于有高速应答要求的液晶电视、要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例5)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
TN-I：84.8℃
Δε：-5.8
Δn：0.086
η：24.1mPa·s
Vth：1.69V
γ：1.79
VHR：99.4％
实施例5具有绝对值较大的负介质常数各向异性、低粘度。还具有高向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)、低粘度。适合于有高速应答要求的液晶电视、有低电压驱动要求的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。另外具有优异的陡峭性而可以低电压驱动。
(实施例6)
TN-I：91.0℃
Δε：-4.9
Δn：0.093
η：25.2mPa·s
VHR：99.6％
实施例6具有较高的向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)，适合于要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例7)
TN-I：83.7℃
Δε：-4.0
Δn：0.078
η：20.0mP
VHR：99.7％
实施例7具有低粘度，适于有高速应答要求的液晶电视用途等的VA-LCD。
(实施例8)
TN-I：82.6℃
Δε：-4.4
Δn：0.094
η：21.5mPa·s
VHR：99.5％
实施例8具有低粘度，适于有高速应答要求的液晶电视用途等的VA-LCD。
(实施例9)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
TN-I：93.7℃
Δε：-4.6
Δn：0.097
η：24.1mPa·s
Vth：1.92V
γ：1.95
VHR：99.5％
实施例9具有较高的向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)、低粘度。适合于有高速应答要求的液晶电视、要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例10)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
TN-I：106.0℃
Δε：-4.2
Δn：0.099
η：26.5mPa·s
Vth：2.02V
γ：2.01
VHR：99.4％
实施例10具有较高的向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)。适合于要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例11)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
TN-I：94.8℃
Δε：-4.2
Δn：0.092
η：20.8mPa·s
Vth：2.06V
γ：1.97
VHR：99.5％
实施例11具有低粘度。适合于有高速应答要求的液晶电视用途等的VA-LCD。
(实施例12)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
TN-I：100.1℃
Δε-4.8
Δn：0.091
η：24.1mPa·s
Vth：1.80V
γ：1.91
VHR：99.4％
实施例12具有较高的向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)、低粘度。适合于有高速应答要求的液晶电视、要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例13)
制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
(比较例3)
作为比较例3，制作了下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
(比较例4)
作为比较例4，制作下述的液晶组合物并对其特性进行测定。
实施例13、比较例3和4的测定结果如下表所示。
表3实施例13、比较例3和4的物性值
| 实施例13 | 比较例3 | 比较例4 | |
| TN-I(℃) | 86.9 | 72.0 | 79.8 |
| Δε | -8.1 | -7.6 | -5.8 |
| η(mPa·s) | 31.7 | 43.0 | 42.9 |
| Δn | 0.095 | 0.094 | 0.110 |
| Vth(V) | 1.35 | - | - |
| VHR(％) | 99.2 | 91.0 | 99.6％ |
实施例13是介质常数各向异性的绝对值相当大的液晶组合物。与此相对，比较例3的介质常数各向异性的绝对值尽管比较大，但其向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)低，粘度也高，另外，使用作为结合基团具有-OCF2-和酯键的化合物，所以电压保持率低，当用于有源矩阵时，其使用比较困难。
在比较例4的构成中，介质常数各向异性的绝对值明显小于实施例，对低电压驱动不利，粘度也相当高。
实施例13具有绝对值较大的负介质常数各向异性，还具有高保持率。适合于有高可靠性及低电压驱动要求的液晶电视、便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例14)
TN-I：98.5℃
Δε：-9.1
Δn：0.115
η：40.9mPa·s
VHR：99.2％
实施例14具有较高的向列相—各向同性液相转变温度(TN-I)、绝对值较大的负介质常数各向异性、高保持率。适合于有高可靠性及低电压驱动要求的液晶电视、要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例15)
TN-I：80.1℃
Δε：-7.3
Δn：0.086
η：27.1mPa·s
VHR：99.3％
实施例15具有绝对值较大的负介质常数各向异性、高保持率。适合于有高可靠性及低电压驱动要求的液晶电视、便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例16)
TN-I：103.2℃
Δε：-7.2
Δn：0.091
η：28.8mPa·s
VHR：99.4％
实施例16具有较高的向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)、绝对值较大的负介质常数各向异性、高保持率。适合于有高可靠性及低电压驱动要求的液晶电视、要求液晶温度范围宽的便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
(实施例17)
TN-I：89.6℃
Δε：-10.7
Δn：0.116
η：39.9mPa·s
Vth：1.22V
γ：1.82
VHR：99.4％
实施例17具有绝对值较大的负介质常数各向异性、高保持率。适合于有高可靠性及低电压驱动要求的液晶电视、便携式电话、PDA用途等的VA-LCD。
在上述中，记载并说明了本发明的优选实施方式，但它们是本发明的代表例，并非限定性说明。在不脱离本发明的宗旨或范围的情况下，可以进行追加、省略、置换和其他更改。因此，本发明并不是由上述说明而限定，而是由请求保护的权利要求的范围而限定。
Claims (14)
1、一种向列型液晶组合物，其特征在于，
含有从通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的至少一种化合物，且其总含量为10～70质量％；
含有从通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的至少一种化合物，其总含量为10～70质量％；
而且从通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的至少一种化合物的总含量为35～80质量％，
另外还含有20～65质量％的通式(III)表示的化合物，
介质常数各向异性在-12～-3的范围内，
向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)在80℃～120℃的范围内，
粘度为45mPa·s以下，
(式中，R1至R14相互独立，表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个或2个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，
Z1至Z6和Z9至Z11相互独立，表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH＝CHCH2CH2-、-CH2CH2CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-，Z7和Z8相互独立，表示单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH＝CHCH2CH2-、-CH2CH2CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-或-OCH2-；
l和m表示0或1；
A表示反-1，4-环己亚基或者1，4-亚苯基；
B、C和D相互独立，表示反-1，4-环己亚基、1，4-亚苯基或者反-1，4-亚环己烯基)。
2、如权利要求1所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
用通式(IA)表示的化合物为通式(IA-1)至通式(IA-4)表示的化合物；
用通式(IB)表示的化合物为通式(IB-1)至通式(IB-4)表示的化合物；
(式中，R1和R3表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代；
R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基)。
3、如权利要求1所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
用通式(IIA)表示的化合物为通式(IIA-1)至通式(IIA-6)表示的化合物；
用通式(IIB)表示的化合物为通式(IIB-1)至通式(IIB-6)表示的化合物；
(式中，R5和R7表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代；优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；
R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基)。
4、如权利要求1所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
用通式(IIC)表示的化合物为通式(IIC-1)至通式(IIC-10)表示的化合物，
(式中，R9表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代；
R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基)。
5、如权利要求1所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
用通式(IID)表示的化合物为通式(IID-1)至通式(IID-3)表示的化合物，
(式中，R11表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，优选表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基；
R15表示碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为2～10的链烯基)。
6、如权利要求1所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
用通式(III)表示的化合物为通式(III-1)至通式(III-22)表示的化合物，
(式中，R13和R14相互独立，表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基或者碳原子数为2～10的链烯氧基，在该烷基、该烷氧基、该链烯基或该链烯氧基中存在的1个以上的CH2基，作为O原子没有相互直接结合的基团，可以被-O-、-CO-或者-COO-所取代，优选相互独立地表示碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为2～5的链烯基，作为链烯基特别优选乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基)。
7、如权利要求2～6中任意一项所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
从通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为10～40质量％，
用通式(IIC)表示的化合物的含量为10～40质量％，
从通式(IA)、通式(IB)和通式(IIC)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为45～70质量％，
另外用通式(III)表示的化合物的含量为30～55质量％。
8、如权利要求2～6中任意一项所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
从通式(IA)和通式(IB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为25～60质量％，
从通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为35～65质量％，
另外，用通式(III)表示的化合物的含量为35～65质量％。
9、如权利要求2～6中任意一项所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
从通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)和通式(IIB)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为20～60质量％，
从通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为30～60质量％，
从通式(IA)、通式(IB)、通式(IIA)、通式(IIB)、通式(IIC)和通式(IID)表示的化合物组中选择的化合物的总含量为70～80质量％。
10、如权利要求7所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
介质常数各向异性在-6～-3的范围内，
向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)在80℃～120℃的范围内，
折射率各向异性在0.07～0.15的范围内，
粘度为30mPa·s以下。
11、如权利要求8所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
介质常数各向异性在-6～-3的范围内，
向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)在80℃～120℃的范围内，
折射率各向异性在0.07～0.15的范围内，
粘度为30mPa·s以下。
12、如权利要求9所述的向列型液晶组合物，其特征在于，
介质常数各向异性在-12～-6的范围内，
向列相-各向同性液相转变温度(TN-I)在80℃～120℃的范围内，
折射率各向异性在0.07～0.15的范围内，
粘度为45mPa·s以下。
13、一种有源矩阵显示用液晶显示元件，其特征在于，
使用了权利要求1～12中任意一项所述的向列型液晶组合物。
14、一种VA模式、IPS模式或ECB模式用液晶显示元件，其特征在于，
使用了权利要求1～12中任意一项所述的向列型液晶组合物。
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|---|---|---|---|---|
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| TWI267546B (en) * | 1998-09-21 | 2006-12-01 | Dainippon Ink & Chemicals | Nematic crystal composition and liquid crystal display device using it |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102597168A (zh) * | 2009-11-04 | 2012-07-18 | 默克专利股份有限公司 | 用于液晶介质的化合物及其用于高频组件的用途 |
| CN103154811A (zh) * | 2010-09-28 | 2013-06-12 | Dic株式会社 | 新型液晶显示装置及有用的液晶组合物 |
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