CN1761732A - 液晶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种向列型液晶组合物，其至少含有1种在骨架中具有反式－4－三氟甲氧基环己基、分子中环己烷环数目为2－4的化合物，至少含有1种Δε的绝对值小于1的化合物，且至少含有1种骨架中有萘－2，6－二基、十氢化萘－2，6－二基或1，2，3，4－四氢化萘－2，6－二基的Δε的绝对值在1以上的液晶化合物，或者骨架中的6元环数目为4的Δε的绝对值在1以上的液晶化合物。其25℃时的折射率各向异性在0.05至0.1的范围，20℃时的粘性在25mPa·s以下，25℃时的阀值电压在1.9V下，液晶相上限温度和液晶相下限温度的差在80℃以上。

Description

液晶组合物
技术领域
本发明涉及可用于电光学液晶显示材料的向列型液晶组合物，以及应用它的液晶显示元件。
本申请主张申请日为2003年3月20日的日本专利申请第2003-077845号的优先权，在此引用其内容。
背景技术
在以扭曲向列型、超扭曲向列型和有源矩阵型为代表的液晶显示元件、特别是中小型便携式液晶显示元件中，对使用环境温度的显示稳定性已成为重要因素，正在寻求一种具有应答性或能降低耗电率的低驱动电压的液晶材料，或在-30℃～0℃或40℃～80℃的温度域下的驱动电压、很陡的驱动电压下的光学特性或对所期望的占空比驱动的频率依赖性等更小化等。
特别是作为液晶相下限温度(T→N)和液晶相上限温度(TN-I)的差的绝对值的液晶相温度范围(ΔT)，由于液晶显示元件的利用低耗电率特性的室外使用增加而变得非常重要。此外，为实现低耗电率，对无需背光的反射型或半透射型液晶显示元件的需求增加，为改善显示水平而寻求折射率各向异性小的液晶材料。
但是，现状是现有材料的组合即便可以扩大液晶相温度范围，也无法获得在折射率各向异性方面符合反射型或半透射型液晶显示元件要求的充分小的值(参照专利文献1)。因此，期望开发出不使粘度、阀值电压等液晶诸特性劣化又使折射率各向异性充分小的液晶组合物以及适于此用途的液晶材料。
另一方面，已知了具有三氟甲氧基的液晶化合物，并公开了其几种化合物及使用它们的液晶组合物(参照专利文献1和2)。在上述文献中记载了可以使用的一种向列型液晶组合物，其与液晶化合物或组合物的相溶性良好、粘性低、可高速应答、阀值电压低从而可低电压驱动，折射率各向异性小，并且电压保持率高从而有源矩阵驱动也充分可能。但是关于具有反射型或半透射型液晶显示元件所要求的折射率各向异性极小的液晶组合物是否能实现良好地维持其它液晶诸特性的具体组成却没有提及。
此外，使用具有三氟甲氧基的液晶化合物的折射率各向异性小的液晶组合物也已获知，并公开有其优选化合物的具体例子(参照专利文献4)。但该组合物的液晶相下限温度高，故无法作为实用的液晶组合物应用。
综上，一直期待开发出一种对反射型或半透射型有效的折射率各向异性小的、并具优良特性的向列型液晶组合物。
专利文献1：德国专利申请公开第4023107号说明书(参照第2页权利要求1)
专利文献2：特开2002-53861号公报(参照第8页起的实施例)
专利文献3：特开平10-218825号公报(参照第8页起的实施例)
专利文献4：特表2002-533526号公报(参照第32页的实施例7)
本发明的课题之一即提供一种向列型液晶组合物，其具有较宽的向列型液晶相温度范围、阀值电压低、粘性低、折射率各向异性小。本发明的另一课题之一是提供以该液晶组合物为构成部件的、特别是在反射型或半透射型中具有优质水平的显示元件。
发明内容
本发明中的液晶组合物表示以下两种化合物。
1.单独显示液晶性的液晶化合物。
2.其化合物单独虽不显示液晶性，与至少一种液晶化合物在混合状态下显示液晶性，且具有由环结构及相连基团构成的母核上连有支链的结构的化合物。
本发明第一形态的向列型液晶组合物，至少含有1种在骨架中具有反式-4-三氟甲氧基环己基、分子中环己烷环数目为2-4的化合物，至少含有1种Δε的绝对值小于1的液晶化合物，且至少含有1种骨架中具有萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基或1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基的Δε的绝对值在1以上的液晶化合物或者骨架中的6元环数目为4的Δε的绝对值在1以上的液晶化合物；25℃时的折射率各向异性在0.05至0.1的范围，20℃时的粘性在25mPa·s以下，25℃时的阀值电压在1.9V下，液晶相上限温度和液晶相下限温度的差在80℃以上。
本发明的其它形态的液晶显示元件为使用上述液晶组合物的液晶显示元件。
本发明的向列型液晶组合物液晶相温度范围宽、阀值电压低、粘度低、折射率各向异性小。
上述液晶组合物通过用作有源矩阵液晶显示元件，特别是反射型或半透射型液晶显示元件的构成部件，能够提供具有优质显示水平的显示元件。
附图说明
图1是表示本发明液晶显示元件的一例放大图。
具体实施方式
以下说明本发明的形态。
第一部分
本发明第一形态的向列型液晶组合物，作为第一成分至少含有1种在骨架中具有反式-4-三氟甲氧基环己基、分子中环己烷环数目为2-4的化合物。具体来说，第一成分优选含有下述通式(I)表示的化合物。
(式中，R1表示碳原子数1-10的烷基、碳原子数1-10的烷氧基、碳原子数2-10的烯基、或碳原子数2-10的烯氧基。Z1和Z2分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2＝CH2-、-CH2CH2-或单键。n表示0或1。)
通式(I)中，R1优选碳原子数1-8的直链烷基、或碳原子数2-8的烯基，烯基中更优选下述(1)至(5)的结构。
(结构式右端与环相连。)
Z1和Z2分别独立地优选-CH2＝CH2-、-CH2CH2-或单键，更优选-CH2CH2-或单键。
第一成分更优选以下通式表示的化合物。
Figure A20048000725600102
(式中，R1与通式(I)中表示的意义相同。)
第一成分特别优选以下通式表示的化合物。
Figure A20048000725600103
(R6表示碳原子数1-8的烷基、碳原子数1-8的烷氧基、或碳原子数2-8的烯基。)
本形态液晶组合物，优选含有在其骨架中具有反式-4-三氟甲氧基环己基的化合物1-8种，更优选含有1-6种，特别优选含有1-4种。并且，其含有率优选在5-50质量％的范围，特别优选在10-40质量％的范围。
第一成分的化合物虽使粘度增高却有降低阀值电压的效果，在重视低粘度的场合优选此类化合物的含有率少，在重视低阀值电压的场合优选此类化合物含有率多。
第二成分
本形态的向列型液晶组合物，含有Δε的绝对值小于1的化合物作为第二成分。具体来说第二成分优选含有通式(II)表示的化合物。
Figure A20048000725600111
(式中，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数1-15的烷基、至少被1个卤原子取代的碳原子数1-15的烷基、碳原子数2-15的烯基、或至少被1个卤原子取代的碳原子数2-15的烯基。存在于上述基团中的1个或2个以上的CH2基分别独立地作为不与氧原子相互直接连接的基团，可以被氧原子、硫原子、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCO-O-置换。
B1、B2和B3分别独立地表示选自下述(a)～(c)中的基团。
(a)反式-1，4-亚环己基(存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氧原子或硫原子置换。)
(b)1，4-亚苯基(存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氮原子置换。)
(c)1，4-亚环己烯基、1，4-二环(2.2.2)亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基和1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基
上述的基团(a)、基团(b)和基团(c)可被氰基或卤原子取代。1表示0或1。L1和L2分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH＝CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH＝CH-、或单键。)
通式(II)中，R2和R3分别独立地优选未取代的碳原子数1-10的直链烷基或碳原子数2-10的烯基。更优选未取代的碳原子数1-8的直链烷基或碳原子数2-6的烯基，烯基中特别优选式(1)-(5)的结构。此外，R2和R3可以相同或不同，但同一分子中的R2和R3更优选不同。
L1和L2分别独立地优选表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、或单键。更优选表示-CH2CH2-或单键。
B1、B2和B3分别独立地优选表示反式-1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、3-氟-1，4-亚苯基、3，5-二氟-1，4-亚苯基、或十氢化萘-2，6-二基。更优选反式-1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、或十氢化萘-2，6-二基。特别优选反式-1，4-亚环己基。
通式(II)更具体地优选任意下列通式表示的结构。
Figure A20048000725600121
(R7和R8表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基、碳原子数3-8的烯氧基。)
向列型液晶组合物优选含有Δε的绝对值小于1的化合物1-12种，更优选含有1-8种，特别优选含有1-6种。并且，其含有率优选在5-50质量％的范围。
第二成分的化合物虽然没有降低阀值电压的效果却可使粘度降低，在重视低粘度的场合优选此类化合物的含有率多，在重视低阀值电压的场合优选此类化合物含有率少。
第三成分
本形态的向列型液晶组合物，作为第三成分至少还含有1种骨架中具有萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基或1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基的Δε的绝对值在1以上的化合物或者骨架中的6元环数目为4的Δε的绝对值在1以上的化合物。
作为骨架中具有萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基或1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基的Δε的绝对值在1以上的化合物具体优选至少含有1种通式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)表示的化合物。
Figure A20048000725600131
(式中，R4表示碳原子数1-10的烷基、碳原子数1-10的烷氧基、碳原子数2-10的烯基、或碳原子数2-10的烯氧基。)
C1、C2和C3分别独立地表示选自下述(d)、(e)和(f)中的基团。
(d)反式-1，4-亚环己基(存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氧原子或硫原子置换。)
(e)1，4-亚苯基(存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氮原子置换。)
(f)1，4-亚环己烯基、1，4-二环(2.2.2)亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基和十氢化萘-2，6-二基
上述基团(d)、基团(e)和基团(f)中的至少1个可被氰基或卤原子取代。
K1、K2和K3分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2--、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH＝CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH＝CH-、或单键。X4、X5和X6分别独立地表示氢原子或氟原子。p和q分别独立地表示0或1。X2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2，2，2-三氟乙基或与R4相同的定义。)
在通式(IIIa)、(IIIb)和(IIIc)中，R4优选未取代的直链的碳原子数1-15的烷基或碳原子数2-15的烯基，更优选未取代的直链的碳原子数1-8的烷基或碳原子数2-6的烯基。烯基中特别优选式(1)-(5)的结构。
K1、K2和K3分别独立地优选表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、或单键。更优选表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-(CH2)4-或单键。特别优选表示-CH2CH2-或单键。K1、K2和K3存在多个的场合，优选至少1个是单键。
C1、C2和C3分别独立地优选表示反式-1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、3-氟-1，4-亚苯基、或3，5-二氟-1，4-亚苯基。更优选表示反式-1，4-亚环己基或1，4-亚苯基。特别优选表示反式-1，4-亚环己基。
X2优选表示氟原子、氰基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。更优选表示氟原子。
通式(IIIa)的化合物优选下述第1和第2组的通式表示的化合物的至少1种。
第1组通式如下所示：
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基，Y4表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。)
第2组通式如下所示：
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基。)
通式(IIIb)的化合物优选以下通式表示的化合物的至少1种。
Figure A20048000725600161
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基，Y4表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。)
通式(IIIc)的化合物优选以下通式表示的化合物的至少1种。
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基，Y4表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。)
向列型液晶组合物优选含有选自通式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)所表示的化合物中的1-12种，更优选含有1-6种。
向列型液晶组合物中，作为Δε的绝对值在1以上的化合物，具体来说优选含有以下通式(IV)表示的化合物。
Figure A20048000725600172
(式中，R5表示氢原子、碳原子数1-15的烷基、至少被1个卤原子取代的碳原子数1-15的烷基、碳原子数2-15的烯基、或至少被1个卤原子取代的碳原子数2-15的烯基。存在于上述基团中的1个或2个以上的CH2基分别独立地作为不与氧原子相互直接连接的CH2基，可以被氧原子、硫原子、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCO-O-置换。
B5、B6和B7分别独立地表示选自下述(g)和(h)中的基团。
(g)反式-1，4-亚环己基(存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氧原子或硫原子置换。)
(h)1，4-亚苯基(存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氮原子置换。)
上述基团(g)和基团(h)可被氰基或卤原子取代。
L4、L5和L6分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH＝CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH＝CH-或单键。X1和X2分别独立地表示氢原子或氟原子。
X2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2，2，2-三氟乙基或与R5相同的定义。)
在通式(IV)中，R5优选未取代的直链的碳原子数1-15的烷基或碳原子数2-15的烯基、更优选未取代的直链的碳原子数1-8的烷基或碳原子数2-6的烯基，烯基中特别优选式(1)-(5)的结构。
L4、L5和L6分别独立地优选表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、或单键。更优选表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-(CH2)4-、或单键。特别优选表示-CH2CH2-或单键。优选L4、L5和L6中的至少2个是单键。
B5、B6和B7分别独立地优选表示反式-1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、3-氟-1，4-亚苯基、或3，5-二氟-1，4-亚苯基。更优选表示反式-1，4-亚环己基、1，4-亚苯基。特别优选表示反式-1，4-亚环己基。
优选X1和X3中任意1个表示氟原子。
X2优选表示为氟原子、氰基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基，更优选表示氟原子。
通式(IV)的化合物优选以下通式表示的化合物。
Figure A20048000725600191
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基，X3和X4分别独立地表示H或F，Y4表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。)
向列型液晶组合物优选含有通式(IV)表示的化合物1-8种，更优选含有1-4种。
向列型液晶组合物优选含有选自通式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)及(IV)所表示的化合物中的1-20种，更优选含有1-16种，特别优选含有1-12种。并且，其含有率优选在10-80质量％。
该化合物虽使粘度增高却有降低阀值电压的效果，在重视低阀值电压的场合优选此类化合物含有率多，在重视低粘度的场合优选降低此类化合物的含有率少。
本形态的向列型液晶组合物优选含有通式(Ia)表示的化合物，通式(II)表示的化合物，选自通式(IIIa)、(IIIb)和(IIIc)中的化合物，以及通式(IV)表示的化合物。
向列型液晶组合物特别优选含有通式(I)表示的化合物，其含有率在5-50质量％；含有通式(II)表示的化合物，其含有率在5-50质量％；含有选自通式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)中的化合物，其含有率在5-60质量％；以及含有通式(IV)表示的化合物，其含有率在5-50质量％。
向列型液晶组合物优选还含有通式(V-1)表示的化合物作为追加成分。
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基。L7和L8分别独立地表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、或单键。I表示1，4-亚苯基或反式-1，4-亚环己基。X6表示氢原子或氟原子。n表示0或1。Y4表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。)
通式(V-1)的化合物具体优选以下通式表示的化合物。
Figure A20048000725600202
(式中，R9表示碳原子数1-8的烷基或烷氧基、碳原子数2-8的烯基，X3和X4分别独立地表示氢原子或氟原子，Y4表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基。)
本形态的向列型液晶组合物具有宽的液晶相温度范围(液晶相下限温度和液晶相上限温度的差的绝对值)。液晶相温度范围优选在80℃以上，更优选在90℃以上，特别优选在100℃以上。液晶相上限温度优选在70℃以上，更优选在80℃以上，并且，液晶相下限温度优选在-20℃以下，更优选在-30℃以下。
本形态的向列型液晶组合物具有对降低了耗电率的低驱动电压有效的低阀值电压、对改良应答速度有效的低粘度以及对反射型或半透射型液晶显示元件有效的小的折射率各向异性。
本形态的向列型液晶组合物在25℃时的阀值电压优选在1.9V以下，更优选在1.7V以下。在20℃时的粘度优选在25mPa·s以下，更优选在20mPa·s以下。25℃时的折射率各向异性优选在0.05至0.1的范围，更优选在0.05至0.09的范围，特别优选在0.055至0.07的范围。
本形态的向列型液晶组合物对有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)或超扭曲向列型液晶显示器(STN-LCD)有用，对AM-LCD特别有用，可用于透射型、半透射型或反射型液晶显示元件。
本形态的向列型液晶组合物除上述化合物以外，还可含有普通向列型液晶、近晶型液晶、胆甾型液晶等。
图1是使用上述向列型液晶组合物的液晶显示元件的一例示意图。该液晶显示元件具有相互平行配置的一对偏光板1、分别配置于这些偏光板1内侧的具有绝缘性的透明基板2、分别配置于这些基板2内侧的透明电极3(或带有有源元件的透明电极)、分别配置于这些透明电极3内侧的取向膜4。在这一对取向膜4之间填充液晶5，通过取向膜4的作用使液晶分子定向排列。通过使用前述向列型液晶组合物作为液晶5，获得了前述的优良效果。
此外，本发明的液晶显示元件并不仅限于该图示构造，根据需要也可以加入其它已知部件，或用其它部件代替图示部件的一部分。
实施例
以下举出实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。此外，以下实施例和比较例的组合物中，“％”表示“质量％”。
实施例中测定的特性如下所示：
TN-1：以向列相-各向同性液体相转移温度(℃)作为液晶相上限温度
T→N：以固相或近晶相-向列相转移温度(℃)作为液晶相下限温度
ΔT：向列型液晶相温度范围，|TN-I-T→N|
Δn：25℃下测定的折射率各向异性
Vth：构成池厚6μm的TN-LCD时，在25℃下测定的阀值电压(V)
η：20℃下测定的粘度(mPa·s)
化合物用下述简写符号表示
末端的n(数字)   CnH2n+1-
C                反式-1，4-亚环己基
P                1，4-亚苯基
E               -COO-
e               -OCO-
A               CH2CH2-
t               -C≡C-
CN              -C≡N-
On              -OCnH2n+1
F               -F
f                与末端基团的邻位相结合的F原子
ndm-            CnH2n+1-C＝C-(CH2)m-1-
-O(dm)n      -O(CH2)m-2-C＝C-CnH2n+1
Figure A20048000725600221
实施例1、2、3、4、5、6和7
液晶组合物的调整
调整以下所示向列型液晶组合物的实施例1(No.1)、实施例2(No.2)、实施例3(No.3)、实施例4(No.4)、实施例5(No.5)、实施例6(No.6)和实施例7(No.7)，测定其物性值。结果示于表1。
                                                        表1
实施例1、2、3、4、5、6和7
  No.1   No.2   No.3   No.4   No.5   No.6   No.7
  (I)   5-Cy-Cy-OCFFF3-Cy-Cy-Cy-OCFFF   15％-   17％-   20％-   18％5％   15％-   10％-   15％-
  (II)   0d1-Cy-Cy-53-Cy-E-Cy-Cy-33-Cy-E-Cy-Cy-43-Cy-Cy-E-Ph-Cy-33-Cy-Cy-E-Ph-Cy-4   15％5％5％--   20％5％-5％5％   22％3％---   22％----   20％5％-5％-   20％5％-5％-   20％5％-5％-
  (III)   2-Dc-Ph1-F3-Cy-Dc-CFFF   --   14％-   10％-   10％-   15％-   20％-   10％5％
  (IV)   2-Cy-A-Cy-Cy-Ph1-F3-Cy-A-Cy-Cy-Ph1-F4-Cy-A-Cy-Cy-Ph1-F3-Cy-A-Cy-Cy-Ph3-F   4％4％-4％   ----   5％5％--   5％5％--   5％5％--   5％5％--   5％---
  5-Cy-A-Ph-F2-Cy-Cy-Ph3-F3-Cy-Cy-Ph3-F4-Cy-Cy-Ph3-F3-Cy-Cy-E-Ph3-F   15％10％10％3％10％   -10％10％5％9％   -10％10％-15％   -10％10％-15％   -10％10％-10％   -10％10％-10％   -10％10％-15％
  TN-I(℃)   80   80   80   82   84   82   81
  T→N(℃)   -20   -22   -30   -25   -40   -53   -43
  ΔT   100   102   110   107   124   135   124
  Δn   0.063   0.062   0.062   0.063   0.063   0.063   0.061
  Vth(V)   1.69   1.65   1.61   1.62   1.65   1.62   1.66
  η(mPa·s)   18.8   19.0   17.6   18.2   18.4   19.2   18.6
如表1所示，可判定实施例1、2、3、4、5、6和7的向列型液晶组合物，液晶相下限温度(T→N)低、液晶相上限温度(TN-I)高，具有宽的液晶温度范围，折射率各向异性(Δn)小、Vth低、粘度也低。
使用这种向列型液晶组合物能够做成显示水平优良的TFT液晶显示元件。
比较例1、2、3、4、5和6
调整比较例1(R1)、比较例2(R2)、比较例3(R3)、比较例4(R4)、比较例5(R5)和比较例6(R6)的向列型液晶组合物。其物性值示于表2。
                                                表2
比较例1、2、3、4、5和6
  R1   R2   R3   R4   R5   R6
  (I)   3-Cy-Cy-OCFFF5-Cy-Cy-OCFFF   --   --   -10％   15％22％   --   -15％
  (II)   0d1-Cy-Cy-50d3-Cy-Cy-33-Cy-Cy-O13-Cy-A-Cy-33-Cy-E-Cy-Cy-33-Cy-E-Cy-Cy-43-Cy-Cy-E-Ph-Cy-3   20％20％10％-5％-5％   20％20％--5％5％-   20％20％--5％5％-   -------   20％10％-15％---   -------
  (III)   2-Dc-Ph1-F3-Ta1-Ph3-F2-Cy-Dc-Ph1-F3-Cy-Dc-Ph1-F   ----   10％---   ----   11％10％17％-   17％-25％-   25％-40％20％
  (IV)   2-Cy-A-Cy-Cy-Ph1-F3-Cy-A-Cy-Cy-Ph1-F4-Cy-A-Cy-Cy-Ph1-F   ---   ---   ---   10％10％5％   5％4％4％   ---
  2-Cy-Cy-Ph3-F3-Cy-Cy-Ph3-F4-Cy-Cy-Ph3-F3-Cy-Cy-E-Ph3-F   10％10％10％10％   10％10％10％10％   10％10％10％10％   ----   ----   ----
  TN-I(℃)   +90   +81   +86   +74   +90   +86
T→N(℃) +23 -4 +20 0 -23 -46
  ΔT   67   85   66   74   113   132
  Δn   0.062   0.061   0.061   0.063   0.061   0.067
  Vth(V)   2.08   1.82   1.91   1.40   2.27   1.53
  η(mPa·s)   析出   15.3   析出   37.2   19.6   55.2
析出：因析出结晶无法测定粘度
不含具有三氟甲氧基环己基的化合物的比较例1的向列型液晶组合物与实施例同样地是折射率各向异性(Δn)小、TN-I高达+90℃的组合物。但其T→N也高达+23℃故液晶相温度范围为67℃而范围狭窄，在20℃下析出就结晶而无法测定粘度。此外，由于Vth高达2.08V，可判定比实施例显著变差。
不含具有三氟甲氧基环己基的化合物而含有稠合环类化合物的比较例2的向列型液晶组合物也与实施例同样地是折射率各向异性(Δn)小，粘度也低达15.3mPa·s的组合物。但其T→N也高达-4℃故液晶相温度范围为85℃而范围狭窄，Vth高达1.82V，因此可判定也比实施例变差。
作为含有具有三氟甲氧基环己基的化合物的专利文献3公开的液晶组合物的比较例3的向列型液晶组合物，与实施例同样，折射率各向异性(Δn)小，但T→N高达0℃故液晶相温度范围为66℃而范围狭窄，在20℃下析出结晶，无法测定粘度。此外，由于Vth高达1.91V，因此可判定比实施例显著变差。
含具有三氟甲氧基环己基的化合物和稠合环类化合物专利文献1公开的液晶组合物的比较例4的向列型液晶组合物，与实施例同样，折射率各向异性(Δn)小、Vth低达1.40V。但T→N高达0℃故液晶相温度范围为74℃而范围狭窄，且粘度高达37.2mPa·s，因此可判定比
实施例显著变差。
比较例5的向列型液晶组合物，与实施例同样，折射率各向异性(Δn)小，TN-I高达+90℃、T→N低达-23℃，液晶相温度范围为113℃而宽广。但由于其Vth高达2.27V，因此可判定也比实施例变差。
比较例6的向列型液晶组合物，与实施例同样，折射率各向异性(Δn)小，TN-I高达+86℃、T→N低达-46℃，液晶相温度范围为132℃而宽广，Vth也低达1.53V。但由于其粘度为55.2mPa·s极高，因此可判定也比实施例变差。
工业实用性
本发明的向列型液晶组合物液晶相温度范围宽、阀值电压低、粘度低、折射率各向异性小。因此，通过将上述液晶组合物用作有源矩阵液晶显示元件，特别是反射型或半透射型液晶显示元件的构成部件，能够提供具有优质显示水平的显示元件。

Claims (13)

1.向列型液晶组合物，含有
至少1种在骨架中具有反式-4-三氟甲氧基环己基、分子中环己烷环数目为2-4的液晶化合物，
至少1种Δε的绝对值小于1的化合物，和
骨架中具有萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基或1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基的Δε的绝对值在1以上的液晶化合物，和骨架中的6元环数目为4的Δε的绝对值在1以上的液晶化合物的至少1种；
其25℃时的折射率各向异性在0.05至0.1的范围，20℃时的粘性在25mPa·s以下，25℃时的阀值电压在1.9V下，液晶相上限温度和液晶相下限温度的差在80℃以上。
2.权利要求1所述的向列型液晶组合物，其中，前述具有反式-4-三氟甲氧基环己基的化合物可用通式(I)表示：
式中，R1表示碳原子数1-10的烷基、碳原子数1-10的烷氧基、碳原子数2-10的烯基、或碳原子数2-10的烯氧基，Z1和Z2分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2＝CH2-、-CH2CH2-或单键，n表示0或1；
前述Δε的绝对值小于1的化合物用通式(II)表示：
式中，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数1-15的烷基、至少被1个卤原子取代的碳原子数1-15的烷基、碳原子数2-15的烯基、或至少被1个卤原子取代的碳原子数2-15的烯基，存在于上述基团中的1个或2个以上的CH2基分别独立地作为不与氧原子相互直接连接的CH2基，可被氧原子、硫原子、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-置换，
B1、B2和B3分别独立地表示选自下述(a)、(b)和(c)中的基团：
(a)反式-1，4-亚环己基；其中，存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氧原子或硫原子置换；
(b)1，4-亚苯基；其中，存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氮原子置换；
(c)1，4-亚环己烯基、1，4-二环(2.2.2)亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基和1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基；
上述的基团(a)、基团(b)和基团(c)可被氰基或卤原子取代，
1表示0或1，
L1和L2分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH＝CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH＝CH-或单键；
前述Δε的绝对值在1以上的液晶化合物选自通式(IIIa)、通式(IIIb)、通式(IIIc)和通式(IV)表示的化合物：
式中，R4表示碳原子数1-10的烷基、碳原子数1-10的烷氧基、碳原子数2-10的烯基、或碳原子数2-10的烯氧基，
C1、C2和C3分别独立地表示选自下述(d)、(e)和(f)中的基团：
(d)反式-1，4-亚环己基；其中，存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氧原子或硫原子置换；
(e)1，4-亚苯基；其中，存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氮原子置换；
(f)1，4-亚环己烯基、1，4-二环(2.2.2)亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基和十氢化萘-2，6-二基；
上述基团(d)、基团(e)和基团(f)可被氰基或卤原子取代，
K1、K2和K3分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH＝CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH＝CH-、或单键，
X4、X5和X6分别独立地表示氢原子或氟原子，
p和q分别独立地表示0或1，
X2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2，2，2-三氟乙基或与R4相同的定义；
Figure A2004800072560004C1
式中，R5表示氢原子、碳原子数1-15的烷基、至少被1个卤原子取代的碳原子数1-15的烷基、碳原子数2-15的烯基、或至少被1个卤原子取代的碳原子数2-15的烯基，存在于上述基团中的1个或2个以上的CH2基分别独立地作为不与氧原子相互直接连接的CH2基，可被氧原子、硫原子、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCO-O-置换，
B5、B6和B7分别独立地表示选自下述(g)和(h)中的基团：
(g)反式-1，4-亚环己基；其中，存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氧原子或硫原子置换；
(h)1，4-亚苯基；其中，存在于此基团中的1个CH2基或不相邻的2个以上的CH2基可被氮原子置换；
上述基团(g)和基团(h)可被氰基或卤原子取代，
L4、L5和L6分别独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH＝CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH＝CH-或单键，
X1和X3分别独立地表示氢原子或氟原子，
X2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2，2，2-三氟乙基或与R5相同的定义。
3.权利要求2所述的向列型液晶组合物，其中，Z1和Z2分别独立地表示单键或-CH2CH2-。
4.权利要求2所述的向列型液晶组合物，含有选自前述通式(IIIa)、通式(IIIb)和通式(IIIc)中的化合物。
5.权利要求2所述的向列型液晶组合物，含有选自前述通式(IV)表示的化合物。
6.权利要求2所述的向列型液晶组合物，含有1种以上选自前述通式(IIIa)、通式(IIIb)和通式(IIIc)中的化合物，含有1种以上选自通式(IV)的化合物。
7.权利要求1或2所述的向列型液晶组合物，其中，选自前述通式(I)的化合物的含有率在5-50质量％的范围，且选自前述通式(II)的化合物的含有率在5-50质量％的范围。
8.权利要求4或6所述的向列型液晶组合物，其中，选自前述通式(IIIa)、通式(IIIb)和通式(IIIc)中的化合物的含有率在5-60质量％的范围。
9.权利要求5或6所述的向列型液晶组合物，其中，选自前述通式(IV)的化合物的含有率在5-50质量％的范围。
10.权利要求5所述的向列型液晶组合物，其中，前述通式(I)表示的化合物的含有率在5-50质量％的范围；前述通式(II)表示的化合物的含有率在5-50质量％的范围；选自前述通式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)中的化合物的含有率在5-60质量％的范围；前述通式(IV)表示的化合物的含有率在5-50质量％的范围。
11.液晶显示元件，使用权利要求1-10的任意一项所述的向列型液晶组合物。
12.有源矩阵型液晶显示元件，使用权利要求1-10的任意一项所述的向列型液晶组合物。
13.反射型或半透射型液晶显示元件，使用权利要求1-10的任意一项所述的向列型液晶组合物。
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