JP2004029275A - Liquid crystal display element for ocb (optically compensated birefringence) mode and liquid crystal composition - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element for an OCB mode provided with such characteristics as sureness of splay-bend transition (1), fast responsiveness (2), high reliability (3) and a wide nematic phase range (4) and a liquid crystal composition to be used therefor. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element for the OCB mode has a polarizer, an optical compensation layer and a bend oriented cell using the liquid crystal composition having Δε, K<SB>33</SB>/K<SB>11</SB>and Δn in ranges 5≤Δε≤15, 1.0<K<SB>33</SB>/K<SB>11</SB>≤2.5 and 0.14≤Δn≤2.5, besides having γ<SB>1</SB>, η<SB>2</SB>, Δn and K satisfying the formula and containing a compound with a specified substituted terminal phenyl structure and having a pretilt angle (θp) at upper and lower substrates in a range of 3.0°≤θp≤15.0° as a main component and the liquid crystal composition used therefor are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

かつ、下記式（Ｉ）で表される化学構造を末端に有する化合物（以下、ＯＣＢ用化合物と略記する）を含有する液晶組成物を用いた、上下基板におけるプレチルト角（θｐ）が３．０°≦θｐ≦１５．０°の範囲にあるベンド配向セルを主要構成要素とするＯＣＢ用の液晶表示素子である。
【００１２】
【化７】

【００１３】
（式中、Ｘ_１およびＸ_３はそれぞれ独立にＨあるいはＦであり、Ｘ_２はＦあるいは−ＯＣＦ_３である。また、Δεは誘電率異方性値、Ｋ_１１とＫ_３３は、それぞれ、スプレイ変形に対する弾性定数、ベンド変形に対する弾性定数であり、ＫはＫ_１１とＫ_３３の平均値であり、Δｎは、測定波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性値、γ_１は回転粘性係数、η_２はミエソビッツ係数を示す）。
【００１４】
本発明の好ましい態様は、第１の発明における液晶組成物がＯＣＢ用液晶化合物を４０重量％以上含有する液晶表示素子である。
本発明の別の好ましい態様は、第１の発明における液晶組成物が下記（Ｉ−Ａ）あるいは（Ｉ−Ｂ）で表わされるＯＣＢ用液晶化合物を４０重量％以上含有する液晶表示素子である。
【００１５】
【化８】

【化９】

【００１６】
（式中、Ｘ_４、Ｘ_６、Ｘ_７、Ｘ_９、Ｘ_１０およびＸ_１１はそれぞれ独立にＨあるいはＦであり、Ｘ_５およびＸ_８はそれぞれ独立にＦあるいは−ＯＣＦ_３であり、Ａ_１およびＡ_３はそれぞれ独立に単結合あるいは−Ｃ_２Ｈ_４−であり、Ａ_２は単結合、−Ｃ_２Ｈ_４−あるいは−ＣＦ_２Ｏ−であり、環ＡおよびＢはそれぞれ独立にフェニレン基あるいはシクロヘキシレン基を示しており、Ｒ_１およびＲ_２はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示す）。
【００１７】
本発明における第２の発明は、ＯＣＢ用液晶化合物を含有する液晶組成物であって、偏光子、光学補償層を有し、及び上下基板におけるプレチルト角（θｐ）が３．０°≦θｐ≦１５．０°の範囲にあるベンド配向セルを主要構成要素とするＯＣＢ用の液晶表示素子用液晶組成物である。
【００１８】
本発明における好ましい態様は、第２の発明における液晶組成物がＯＣＢ用液晶化合物を４０重量％以上含有する場合である。
【００１９】
本発明における更に好ましい態様は、第２の発明における液晶組成物が前記式（Ｉ−Ａ）あるいは（Ｉ−Ｂ）で表わされるＯＣＢ用液晶化合物を４０重量％以上含有する場合である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のベンド配向セルの特性に関わるパラメーターの好ましい範囲、ならびに液晶組成物を構成する好ましい化合物について説明する。
（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、という課題に対して、ベンド配向セルに用いる液晶組成物という観点から、評価パラメーターとしてスプレイ・ベンド転移電圧（Ｖｃｒ）が挙げられる。つまり、このＶｃｒが低いほど有利となる。Ｖｃｒは、主に、誘電率異方性値（Δε）、スプレイ変形に対する弾性定数（Ｋ_１１）、ベンド変形に対する弾性定数（Ｋ_３３）、プレチルト角（θｐ）に依存する。具体的には、Δεが大きいほど、弾性定数比（Ｋ_３３／　Ｋ_１１）が小さいほど、θｐが高いほど、Ｖｃｒは小さくなる。実際的には、Ｖｃｒ≦２．５Ｖが好ましい。更に好ましくは、Ｖｃｒ≦２．０Ｖである。
【００２１】
（２）の高速応答性に関しては、評価パラメーターとしてノーマリーホワイトモードにおいて電圧を駆動電圧の上限値から下限値に変化させた場合に５５０ｎｍにおける透過率が９０％まで回復する時間をτ_ｄとして定義すると、τ_ｄが短いほどよい。τ_ｄは、連続体理論から、主に、セル厚（ｄ）、Ｋ_１１、Ｋ_３３、および粘性係数に依存する。具体的には、τ_ｄは、粘性係数が小さいほど、セル厚が薄いほど、弾性定数が大きいほど、短くなり高速応答化が実現される。粘性係数には、γ_１、η_１、η_２、η_３、η_１２の５つがある。この中で、連続体理論に基づく計算から、ベンド配向セルの応答特性に寄与する主な粘性係数は、γ_１、η_１、η_２の３つであり、連続体理論と経験則からη_１≒γ_１＋η_２であるので、γ_１とη_２の２つの粘性係数を考慮すればよいことがわかった。
【００２２】
γ_１の測定は、過渡電流法（ＭＡＳＡＨＩＲＯ　ＩＭＡＩ，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，Ｖｏｌ．２６２（１９９５），ｐ２６７）で測定し、η_２の測定は、回転粘度計で測定した値を近似的にη_２として算出した。また、ベンド配向セルにおけるセル厚は、駆動領域の上限電圧と下限電圧においてリタデーション変化が半波長となる条件で決定された場合に透過率が最大にとれ最適設計となる。
【００２３】
下限電圧は、通常の駆動法においては、スプレイ・ベンド転移電圧（Ｖｃｒ）となるが、最近、提案されているＣＲ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｓｅｔｔｉｎｇ）駆動法（Ｈ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｋ．Ｍｉｗａ，ｍ．Ｎｏｇｕｃｈｉ，Ｙ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｊ．Ｍａｍｉｙａ，ＳＩＤ　９８　ＤＩＧＥＳＴ，ｐ１４３）を用いると、下限電圧として０Ｖを利用することができるため、リタデーション変化を大きくとれ、下限電圧をＶｃｒとした通常の駆動法に比べて、セル厚を薄くすることができ更なる高速応答化が実現できる。そのため、ＣＲ駆動法が主流となりつつある。
【００２４】
そこで、応答特性に関しては、駆動電圧の下限電圧を０ＶとしたＣＲ駆動法の検討を行っている。以上から、セル厚（ｄ）は、Δｎ、Δε、Ｋ_１１、Ｋ_３３、θｐ、および駆動方法にも依存することがわかる。これらの物性値の中ではΔｎの影響が一番大きい。高速応答化という観点から、Δｎの大きい液晶性組成物を用いると、セル厚に関しては、リタデーション変化が大きくとれるため薄くでき有利であるが、粘性係数に関しては、一般的に大きくなる傾向にあり不利となる。
【００２５】
そこで、この実際的な影響を考慮した評価パラメーターを考える必要がある。我々は鋭意検討した結果、

を評価パラメーターとして用いることによって解決した。ここで、

は、フローの影響を考慮した粘性係数であり、

である。
【００２６】
（３）の高信頼性に関しては、６．０Ｖのパルス型の電圧を印加し１６．７ｍｓｅｃ経過後の電圧保持率（ＶＨＲ）を評価パラメーターとした。２５℃においてＶＨＲ≧９７．０％が好ましい。更に好ましくは、ＶＨＲ≧９８．０％である。
【００２７】
（４）の広いネマチック相範囲に関しては、上限温度をネマチック・等方相相転移温度（Ｔ_ＮＩ）、下限温度（Ｔ_Ｌ）をネマチック・スメクチック相相転移温度あるいはネマチック・結晶相相転移温度とすると、Ｔ_ＮＩ≧８０℃、Ｔ_Ｌ≦０℃が好ましい。更に好ましくは、Ｔ_ＮＩ≧９０℃、Ｔ_Ｌ≦−２０℃である。
【００２８】
（１）〜（４）の特性を満足するような、各種パラメーターの最適な範囲と液晶性組成物に用いられる化合物のいくつかを以下に示す。
Δｎに関しては、０．１４≦Δｎ≦０．２５が好ましい。Δｎが０．１４より小さくなると、十分な透過率あるいは輝度を得るためにセル厚が厚くなるため、高速応答化が達成できない。また、Δｎが０．２５を越えると、液晶組成物の屈折率の波長分散が大きくなり黒表示あるいは白表示において色付きの問題が生じるため好ましくない。
【００２９】
Δεに関しては、５≦Δε≦１５が好ましい。Δεが５より小さくなると、スプレイ・ベンド転移電圧（Ｖｃｒ）が高くなるため、ベンド転移の確実性、及び迅速化の観点から好ましくない。また、Δεが１５を越えると、液晶組成物の電圧保持率（ＶＨＲ）が下がるのに加えて、γ_１とη_２が大きくなりすぎるため好ましくない。
【００３０】
弾性定数比は、１．０≦Ｋ_３３／Ｋ_１１≦２．５が好ましい。Ｋ_３３／Ｋ_１１が１．０より小さくなると、（Ｉ）を末端に有する化合物で表される化合物の含有量を相対的に少なくする必要があり、ＶＨＲが下がるため好ましくない。また、Ｋ_３３／Ｋ_１１が２．５を越えると、Ｖｃｒが高くなるため好ましくない。
【００３１】
θｐは、３．０°≦θｐ≦１５．０°が好ましい。θｐが３．０°より小さくなるとＶｃｒが高くなるため好ましくない。また、θｐが１５．０°を越えると、ＶＨＲが下がるのに加えて、工程上、プレチルト角の再現性が悪くなるため実用上好ましくない。

に関しては、

の範囲にあるのが好ましい。更に好ましくは、

である。
【００３２】

が５０　［ｍｓｅｃ（μｍ）^−２］　より小さくなると液晶組成物のΔεが小さくなり、Ｖｃｒが高くなるため好ましくない。また、

が１５０　［ｍｓｅｃ（μｍ）^−２］　を越えると応答特性が悪くなるため好ましくない。
【００３３】
以下、ＯＣＢ用液晶化合物として好ましい化合物のいくつかを列挙する。ただし、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。
【００３４】
【化１０】

【００３５】
【化１１】

【００３６】
【化１２】

【００３７】
【化１３】

【００３８】
【化１４】

【００３９】
【化１５】

【００４０】
【化１６】

【００４１】
【化１７】

【００４２】
【化１８】

【００４３】
ＯＣＢ用液晶化合物の中で、例えば、一般式（Ｉ−２６）で表される化合物は、特願平２−２３３６２６号公報に、一般式（Ｉ−６４）で表される化合物は、特願平９−７２７０８号公報に、一般式（Ｉ−７４）で表される化合物は、特願平１１−１７９０１６号公報に、それぞれ合成法が記載されている。
このように、本願発明の組成物を構成する各々の化合物は、先行技術によって、合成し得るものである。
【００４４】
本発明の液晶組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、式（Ｉ）で表される構造を末端に有する化合物以外の化合物を混合して使用することもできる。また、ベンド転移を容易にする目的でカイラル剤を添加する場合もあり得る。
【００４５】
【実施例】
本発明を具体的に記述するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。液晶組成物における組成比は全て重量％で表し、用いる化合物は、表１に示した定義に基づき、記号で表した。下記に液晶組成物および液晶表示素子の物性値の測定法あるいは算出法を記載するが、測定温度はいずれも２５℃である。
【００４６】
液晶組成物の物性値に関して、誘電率異方性値（Δε）および弾性定数（Ｋ_１１、Ｋ_３３）は、上下基板におけるラビング方向が逆であるアンチパラレルラビングの平行配向セルを作製し、その電気容量特性から算出した。また、屈折率異方性値（Δｎ）は、アッべ屈折計と平行配向セルを利用し測定波長（λ）＝５５０ｎｍにおいて測定され、プレチルト角（θｐ）の測定は、クリスタルローテーション法によって、セル厚（ｄ）の測定は、光干渉法によって算出された。
【００４７】
回転粘性係数（γ_１）は、過渡電流法によって、ミエソビッツ係数（η_２）は、回転粘度計によって測定された値を近似的に用いた。ネマチック・等方相相転移温度（Ｔ_ＮＩ）は、昇温過程から偏光顕微鏡下において目視観察によって測定し、ネマチック相を示す下限温度（Ｔ_Ｌ）は、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、−４０℃の各々のフリーザーの中に、液晶組成物を３０日間放置し、発現する液晶相で判断した（例えば、一つの液晶組成物について、−２０℃でネマチック状態となり、−３０℃で結晶化またはスメクチック状態となった場合には、その液晶組成物のＴ_Ｌは、Ｔ_Ｌ≦−２０℃と表現した）。
【００４８】
電圧保持率（ＶＨＲ）は、面積法によって６．０Ｖのパルス型の電圧を印加し１６．７ｍｓｅｃ経過後の電圧変化分から算出した。スプレイ・ベンド転移電圧（Ｖｃｒ）は、上下基板におけるラビング方向が同じであるパラレルラビングのベンド配向セルを作製し、偏光顕微鏡下においてスプレイ領域とベンド領域の境界が釣り合う電圧を観察し、その値とした。
【００４９】
また、応答特性の測定に関しては、クロスニコルの偏光子間に、その吸収軸と４５°の角度をなす光軸を有するベンド配向セル、および光学補償層としてその光軸がベンド配向セルのそれに直交するような一軸性の位相差板、を有する構成において、垂直入射に対して駆動電圧域の上限電圧でリタデーションを光学補償し黒表示するようなノーマリーホワイトモードにおいて、上限電圧をＶ＝６．０Ｖとし、下限電圧を０Ｖとし、この上限電圧と下限電圧間のリタデーション変化がほぼ半波長となるようにセル厚（ｄ）を設定し、上限電圧である６．０Ｖから下限電圧である０Ｖへ電圧を変化した場合に、５５０ｎｍにおける透過率が９０％に達する時間をτ_ｄとし測定を行った。
【００５０】
実施例１
（用いた液晶性組成物）
２−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
５−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　　　　　１０％
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　８％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　１７％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ−２　　　　　　　　　２０％
５−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ−３　　　　　　　　　１０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２　　　　　　　　　　　　　　１０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３　　　　　　　　　　　　　　１０％
【００５１】
（液晶層の物性値）
Δε＝８．６
Ｋ_１１＝１３．３ｐＮ
Ｋ_３３＝１６．８ｐＮ
Ｋ_３３／Ｋ_１１＝１．２６
Δｎ＝０．１８３
γ_１＝２３５．１ｍＰａ・ｓｅｃ
η_２＝５５．０ｍＰａ・ｓｅｃ

θｐ＝３．８°
ｄ＝４．８μｍ
【００５２】
（ＯＣＢ用の液晶表示素子の特性）
Ｖｃｒ＝２．３０Ｖ
τ_ｄ＝４．９ｍｓｅｃ
ＶＨＲ＝９８．１％
Ｔ_ＮＩ＝１０２．２℃
Ｔ_Ｌ≦−１０℃
【００５３】
以上から、上記のＯＣＢ用の液晶表示素子は、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチック相範囲、の特性を有することがわかる。
【００５４】
実施例２
（用いた液晶性組成物）
２−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
５−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）―Ｆ　　　　　　　　　　　　８％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　　　　８％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　３０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２　　　　　　　　　　　　１２％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３　　　　　　　　　　　　１２％
３−ＨＢ−Ｏ２　　　　　　　　　　　　　　　　１５％
【００５５】
（液晶層の物性値）
Δε＝９．５
Ｋ_１１＝１２．４　ｐＮ
Ｋ_３３＝１４．９　ｐＮ
Ｋ_３３／Ｋ_１１＝１．２０
Δｎ＝０．１６１
γ_１＝１５９．０ｍＰａ・ｓｅｃ
η_２＝３９．９ｍＰａ・ｓｅｃ

θｐ＝４．０°
ｄ＝５．４μｍ
【００５６】
（ＯＣＢ用の液晶表示素子の特性）
Ｖｃｒ＝２．１０Ｖ
τ_ｄ＝４．５ｍｓｅｃ
ＶＨＲ＝９８．６％
Ｔ_ＮＩ＝９８．０℃
Ｔ_Ｌ≦−２０℃
【００５７】
以上から、上記のＯＣＢ用の液晶表示素子は、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチック相範囲、の特性を有することがわかる。
【００５８】
実施例３
（用いた液晶性組成物）
２−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　１２％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　１２％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　１２％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　１０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　４％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　　８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２　　　　　　　　　　　６％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３　　　　　　　　　　　７％
３−ＨＢＢＨ−３　　　　　　　　　　　　　　４％
３−ＨＨ−４　　　　　　　　　　　　　　　　４％
３−ＨＢ−Ｏ２　　　　　　　　　　　　　　１６％
【００５９】
（液晶層の物性値）
Δε＝５．３
Ｋ_１１＝１３．１ｐＮ
Ｋ_３３＝１８．７ｐＮ
Ｋ_３３／Ｋ_１１＝１．４３
Δｎ＝０．１４９
γ_１＝１５８．０ｍＰａ・ｓｅｃ
η_２＝３４．０ｍＰａ・ｓｅｃ

θｐ＝１２．１°
ｄ＝７．０μｍ
【００６０】
（ＯＣＢ用の液晶表示素子の特性）
Ｖｃｒ＝２．３１Ｖ
τ_ｄ＝４．９ｍｓｅｃ
ＶＨＲ＝９９．０％
Ｔ_ＮＩ＝１０７．０℃
Ｔ_Ｌ≦−２０℃
【００６１】
以上から、上記のＯＣＢ用の液晶表示素子は、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチック相範囲、の特性を有することがわかる。
【００６２】
実施例４
（用いた液晶性組成物）
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　３１％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　３１％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　３％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−３　　　　　　　　　　　５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２　　　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢ−２　　　　　　　　　　　　　　　　３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５　　　　　　　　　　　　３％
【００６３】
（液晶層の物性値）
Δε＝１１．１
Ｋ_１１＝９．５ｐＮ
Ｋ_３３＝１７．５ｐＮ
Ｋ_３３／Ｋ_１１＝１．８４
Δｎ＝０．１５１
γ_１＝２１４．０ｍＰａ・ｓｅｃ
η_２＝４８．２ｍＰａ・ｓｅｃ

θｐ＝５．０°
ｄ＝５．９μｍ
【００６４】
（ＯＣＢ用の液晶表示素子の特性）
Ｖｃｒ＝１．８０Ｖ
τ_ｄ＝６．６ｍｓｅｃ
ＶＨＲ＝９７．４％
Ｔ_ＮＩ＝９７．０℃
Ｔ_Ｌ≦−１０℃
【００６５】
以上から、上記のＯＣＢ用の液晶表示素子は、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチック相範囲、の特性を有することがわかる。
【００６６】
実施例５
（用いた液晶性組成物）
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　　　４％
２−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　　６％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　　６％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　５％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　　　　　　　　　８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　　７％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　　　　７％
３−Ｎａｆ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　６％
５−Ｎａｆ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　　６％
５−ＨＮａｆ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　　　　８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２　　　　　　　　　　　６％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３　　　　　　　　　　　７％
３−ＨＢＢＨ−５　　　　　　　　　　　　　　４％
３−ＨＢ−Ｏ２　　　　　　　　　　　　　　２０％
【００６７】
（液晶層の物性値）
Δε＝７．０
Ｋ_１１＝１１．１ｐＮ
Ｋ_３３＝１３．９ｐＮ
Ｋ_３３／Ｋ_１１＝１．２５
Δｎ＝０．１６１
γ_１＝１８０．０ｍＰａ・ｓｅｃ
η_２＝４２．０ｍＰａ・ｓｅｃ

θｐ＝６．２°
ｄ＝５．８μｍ
【００６８】
（ＯＣＢ用の液晶表示素子の特性）
Ｖｃｒ＝２．０１Ｖ
τ_ｄ＝５．６ｍｓｅｃ
ＶＨＲ＝９８．２％
Ｔ_ＮＩ＝９９．２℃
Ｔ_Ｌ≦−１０℃
【００６９】
以上から、上記のＯＣＢ用の液晶表示素子は、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチック相範囲、の特性を有することがわかる。
【００７０】
実施例６
（用いた液晶性組成物）
２−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
３−ＨＢＢ−Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　５％
２−ＨＢＢ−ＯＣＦ３　　　　　　　　　　　　　　８％
３−ＨＢＢ−ＯＣＦ３　　　　　　　　　　　　　　８％
３−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）　　　　１２％
３−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ　　１２％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２　　　　　　　　　　　　　　８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２　　　　　　　　　　　　１２％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３　　　　　　　　　　　　１２％
３−ＨＢ−Ｏ２　　　　　　　　　　　　　　　　１８％
【００７１】
（液晶層の物性値）
Δε＝６．５
Ｋ_１１＝１０．０ｐＮ
Ｋ_３３＝１８．９ｐＮ
Ｋ_３３／Ｋ_１１＝１．８９
Δｎ＝０．１５７
γ_１＝１３８．２ｍＰａ・ｓｅｃ
η_２＝３２．６ｍＰａ・ｓｅｃ

θｐ＝７．１°
ｄ＝６．２μｍ
【００７２】
（ＯＣＢ用の液晶表示素子の特性）
Ｖｃｒ＝２．０７Ｖ
τ_ｄ＝４．２ｍｓｅｃ
ＶＨＲ＝９８．４％
Ｔ_ＮＩ＝９４．２℃
Ｔ_Ｌ≦−２０℃
【００７３】
以上から、上記のＯＣＢ用の液晶表示素子は、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチック相範囲、の特性を有することがわかる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の各種パラメーターの導入と最適化および液晶組成物の開発によって、（１）スプレイ・ベンド転移の確実性、及び迅速性、（２）高速応答性、（３）高信頼性、（４）広いネマチックレンジ、の特性を有するＯＣＢ用の液晶表示素子および液晶組成物を提供することが可能になった。
【００７５】
【表１】

[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optically compensated OCB (OCB) having characteristics of (1) certainty and rapidity of a splay-bend transition, (2) fast response, (3) high reliability, and (4) a wide nematic phase range. The present invention relates to a birefringence mode liquid crystal display device and a liquid crystal composition used for the same.
[0002]
[Prior art]
The OCB mode (Y. Yamaguchi, T. Miyashita, T. Uchida, SID93 DIGEST, P277) is characterized by a high-speed response and a wide viewing angle characteristic, so that it is suitable for displaying a moving image and has been actively studied. This mode consists of an optical compensation layer and a bend alignment cell with an optical axis at 45 ° to the absorption axis of the polarizer between orthogonal Nicols or parallel Nicols polarizers. The optical compensation layer is inserted for the purpose of expanding the viewing angle in the drive voltage region and displaying black and white at the upper limit voltage and the lower limit voltage of the drive region. As the optical compensation layer, a biaxial retardation film or a discotic film having a hybrid negative refractive index anisotropy value, and a c-plate in addition thereto, for the purpose of optically compensating the bend alignment cell. Is used.
[0003]
In this application, the retardation of the optical compensation layer and its angle dependence can be optimally designed by the alignment profile of the bend alignment cell. Further, there may be a case where several retardation films are further added for the purpose of optically compensating the polarizer. The bend alignment cell undertakes a change in retardation with voltage. The main characteristics required of the bend alignment cell, which is a component of the liquid crystal display device for the OCB mode, are (1) certainty and quickness of the spray-bend transition, (2) high-speed response, and (3) high reliability. Properties, and (4) a wide nematic phase range.
[0004]
Regarding (1), various methods have been devised, including the generation of a bend transition nucleus and the method of applying a voltage. From the viewpoint of the liquid crystal used in the bend alignment cell, a spray-bend transition voltage (Vcr) is possible. It is important to lower as much as possible. Vcr also depends on the dielectric anisotropy value (Δε), the elastic constant for spray deformation (K ₁₁ ), the elastic constant for bend deformation (K ₃₃ ), and the pretilt angle (θ _p ) of the upper and lower substrates as boundary conditions. It is known to
[0005]
The characteristic of (2) is achieved by shortening the response time (τ _d ). τ _d can be defined, for example, as the time at which the luminance or transmittance reaches 90% after voltage removal in the normally white mode. τ _d depends on the refractive index anisotropy value (Δn), the gap (d) of the liquid crystal cell, and the viscosity coefficient in addition to the above physical property values. The viscosity coefficient, when referred to the continuum theory, exists in five variables: the rotational viscosity coefficient (γ ₁ ) and the Miezowitz shear viscosity coefficients (η ₁ , η ₂ , η ₃ , η ₁₂ ).
[0006]
Response in OCB mode, unlike other conventional mode, it is important significantly (influence of the viscosity coefficients other than gamma ₁₎ Effect of flow, without also considering other viscosity coefficients other than gamma _1, the high-speed It is known that the responsiveness cannot be explained (Synya. Onda, Tetsuya. Miyashita and T. Uchida, ASIA DISPLAY 98, P1055). The decision, d is, Δn, _{n o} (vertical refractive index director), Δε, ε⊥ (dielectric constant perpendicular _{director), K 11, K 33,} θ p, the driving voltage range and a driving method Is done.
[0007]
Regarding (3), a high voltage holding ratio (VHR) is required for driving with a TFT, and regarding (4), development of a liquid crystal composition exhibiting a nematic phase in a wide temperature range is important.
[0008]
As described above, although the characteristics (1) to (4) required for the bend alignment cell and individual correlations between the characteristics and parameters such as liquid crystal, cell thickness, and pretilt angle are known to some extent, At present, an optimal liquid crystal display element has not been obtained under clear guidelines in consideration of all comprehensive characteristics. In particular, with regard to the high-speed response of (2), in addition to is not clear quantitative impact of individual viscosity has on the response, in general, only gamma ₁ as a viscosity not consider Not enough, and that was the case.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide (1) certainty and quickness of the splay-bend transition, (2) fast response, (3) high reliability, and (4) wide nematic phase range for the OCB mode. An object of the present invention is to develop a liquid crystal display device for OCB having characteristics and a liquid crystal composition used for the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve this object, and as a result, have found that the above problem can be solved by optimizing parameters relating to the bend alignment cell, and completed the present invention. . The details are shown below.
[0011]
According to a first aspect of the invention, there is provided a polarizer and an optical compensation layer, wherein Δε, K ₃₃ / K ₁₁ and Δn are 5 ≦ Δε ≦ 15, 1.0 <K ₃₃ / K ₁₁ ≦ 2.5, 0.14 ≦ Δn ≦ 0.25, and γ ₁ , η ₂ , Δn and K satisfy the following relational expression;

In addition, a pretilt angle (θp) of the upper and lower substrates using a liquid crystal composition containing a compound having a chemical structure represented by the following formula (I) at a terminal (hereinafter, abbreviated as a compound for OCB) is 3.0. This is a liquid crystal display device for OCB having a bend alignment cell in a range of ° ≦ θp ≦ 15.0 ° as a main component.
[0012]
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[0013]
(Where X ₁ and X ₃ are each independently H or F, X ₂ is F or —OCF _3. Δε is a dielectric anisotropy value, and K ₁₁ and K ₃₃ are elastic constants for splay deformation is an elastic constant for bend deformation, K is the average of _{K 11} and _{K 33,} [Delta] n is the refractive index anisotropy at a measurement wavelength of 550 nm, gamma ₁ is rotating viscosity coefficient, eta ₂ Indicates the Miesowitz coefficient).
[0014]
A preferred embodiment of the present invention is a liquid crystal display device in which the liquid crystal composition according to the first invention contains a liquid crystal compound for OCB in an amount of 40% by weight or more.
Another preferred embodiment of the present invention is a liquid crystal display device in which the liquid crystal composition according to the first invention contains at least 40% by weight of a liquid crystal compound for OCB represented by the following (IA) or (IB).
[0015]
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[0016]
(Wherein, X ₄ , X ₆ , X ₇ , X ₉ , X ₁₀ and X ₁₁ are each independently H or F, X ₅ and X ₈ are each independently F or —OCF ₃ , and A ₁ and _{a 3} are each independently a single bond or _-C 2 _{H 4} - a, _{a 2} is a single bond, _-C 2 _{H 4} - or a _-CF 2 O-, rings a and B are each independently a phenylene group Alternatively, it represents a cyclohexylene group, and R ₁ and R ₂ each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms).
[0017]
A second invention according to the present invention is a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound for OCB, comprising a polarizer and an optical compensation layer, and having a pretilt angle (θp) of 3.0 ° ≦ θp ≦ on the upper and lower substrates. This is a liquid crystal composition for a liquid crystal display element for OCB, which mainly comprises a bend alignment cell having a range of 15.0 °.
[0018]
A preferred embodiment of the present invention is a case where the liquid crystal composition of the second invention contains a liquid crystal compound for OCB in an amount of 40% by weight or more.
[0019]
A further preferred embodiment of the present invention is a case where the liquid crystal composition of the second invention contains the liquid crystal compound for OCB represented by the formula (IA) or (IB) in an amount of 40% by weight or more.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, preferred ranges of parameters relating to the characteristics of the bend alignment cell of the present invention and preferred compounds constituting the liquid crystal composition will be described.
(1) With respect to the problem of the reliability and quickness of the spray-bend transition, the spray-bend transition voltage (Vcr) is mentioned as an evaluation parameter from the viewpoint of the liquid crystal composition used for the bend alignment cell. That is, the lower the Vcr, the more advantageous. Vcr mainly depends on the dielectric anisotropy value (Δε), the elastic constant for spray deformation (K ₁₁ ), the elastic constant for bend deformation (K ₃₃ ), and the pretilt angle (θp). Specifically, Vcr decreases as Δε increases, as the elastic constant ratio (K ₃₃ / K ₁₁ ) decreases, and as θp increases. In practice, it is preferable that Vcr ≦ 2.5V. More preferably, Vcr ≦ 2.0V.
[0021]
For the high-speed response of (2), defines the time of transmittance at 550nm in the case of changing the lower limit from the upper limit value of the voltage of the driving voltage in the normally white mode is restored to 90% as evaluation parameters as tau _d Then, shorter τ _d is better. From the continuum theory, τ _d mainly depends on the cell thickness (d), K ₁₁ , K ₃₃ and the viscosity coefficient. Specifically, τ _d becomes shorter as the viscosity coefficient is smaller, the cell thickness is smaller, and the elastic constant is larger, and high-speed response is realized. There are five viscosity coefficients, γ ₁ , η ₁ , η ₂ , η ₃ , and η ₁₂ . Among these, from the calculation based on the continuum theory, the main viscosity contributes to the response characteristics of the bend alignment cell, gamma _1, eta _1, and the three eta _2, eta ₁ from continuum theory and heuristics Since ≒ γ ₁ + η ₂ , it was found that two viscosity coefficients γ ₁ and η ₂ should be considered.
[0022]
Measurements of gamma ₁ are transient current method measured in (MASAHIRO IMAI, Mol.Cryst.Liq.Cryst., Vol.262 (1995), p267), the measurement of eta ₂ is approximated to a value measured by a rotational viscometer It was calculated as η ₂ in basis. Further, the cell thickness of the bend alignment cell is optimally designed to maximize the transmittance when the retardation change is determined to be a half wavelength at the upper limit voltage and the lower limit voltage of the driving region.
[0023]
The lower limit voltage is a splay-bend transition voltage (Vcr) in a normal driving method, but a recently proposed CR (cyclic resetting) driving method (H. Nakamura, K. Miwa, m. Noguchi, Y.) Using Watanabe, J. Mamiya, SID 98 DIGEST, p143), 0 V can be used as the lower limit voltage, so that a large change in retardation can be obtained and the cell can be compared with a normal driving method in which the lower limit voltage is set to Vcr. The thickness can be reduced, and a higher speed response can be realized. Therefore, the CR driving method is becoming mainstream.
[0024]
Therefore, regarding response characteristics, a CR driving method in which the lower limit voltage of the driving voltage is set to 0 V is being studied. From the above, it can be seen that the cell thickness (d) also depends on Δn, Δε, K ₁₁ , K ₃₃ , θp, and the driving method. Among these physical property values, the influence of Δn is the largest. From the viewpoint of high-speed response, the use of a liquid crystalline composition having a large Δn is advantageous because the retardation change can be made large with respect to the cell thickness, and it can be made thin. However, the viscosity coefficient generally tends to be large and disadvantageous. It becomes.
[0025]
Therefore, it is necessary to consider an evaluation parameter that takes this practical effect into consideration. As a result of our intensive studies,

Was used as the evaluation parameter. here,

Is the viscosity coefficient taking into account the effect of the flow,

It is.
[0026]
Regarding the high reliability of (3), a voltage of 6.0 V was applied and a voltage holding ratio (VHR) after 16.7 msec passed was used as an evaluation parameter. VHR ≧ 97.0% at 25 ° C. is preferred. More preferably, VHR ≧ 98.0%.
[0027]
With respect to the wide nematic phase range of (4), the upper limit temperature is defined as a nematic-isotropic phase transition temperature (T _NI ), and the lower limit temperature (T _L ) is defined as a nematic-smectic phase transition temperature or a nematic-crystal phase transition temperature. Then, it is preferable that T _NI ≧ 80 ° C. and T _L ≦ 0 ° C. More preferably, T _NI ≧ 90 ° C. and T _L ≦ −20 ° C.
[0028]
The optimum ranges of various parameters that satisfy the characteristics (1) to (4) and some of the compounds used in the liquid crystal composition are shown below.
As for Δn, it is preferable that 0.14 ≦ Δn ≦ 0.25. If Δn is smaller than 0.14, the cell thickness becomes large in order to obtain sufficient transmittance or luminance, so that high-speed response cannot be achieved. On the other hand, when Δn exceeds 0.25, the wavelength dispersion of the refractive index of the liquid crystal composition becomes large, and a problem of coloring occurs in black display or white display, which is not preferable.
[0029]
As for Δε, it is preferable that 5 ≦ Δε ≦ 15. If Δε is smaller than 5, the spray-bend transition voltage (Vcr) becomes high, which is not preferable from the viewpoint of the reliability of bend transition and speeding up. Further, [Delta] [epsilon] when exceeds 15, in addition to a voltage holding ratio of the liquid crystal composition (VHR) is lowered, gamma ₁ and η is not preferable because _{the 2} becomes too large.
[0030]
The elastic constant ratio is preferably 1.0 ≦ K ₃₃ / K ₁₁ ≦ 2.5. If K ₃₃ / K ₁₁ is less than 1.0, it is necessary to relatively reduce the content of the compound represented by the compound having (I) at the terminal, which is not preferable because VHR is lowered. On the other hand, if K ₃₃ / K ₁₁ exceeds 2.5, Vcr becomes undesirably high.
[0031]
θp is preferably 3.0 ° ≦ θp ≦ 15.0 °. If θp is smaller than 3.0 °, Vcr becomes undesirably high. On the other hand, if θp exceeds 15.0 °, not only is VHR reduced, but also the reproducibility of the pretilt angle deteriorates in the process, which is not practically preferable.

about,

Is preferably in the range. More preferably,

It is.
[0032]

Is smaller than 50 [msec (μm) ⁻² ], Δε of the liquid crystal composition is reduced, and Vcr is increased. Also,

Exceeds 150 [msec (μm) ⁻² ], the response characteristics are deteriorated, which is not preferable.
[0033]
Hereinafter, some preferred compounds as the liquid crystal compound for OCB are listed. Here, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
[0034]
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[0035]
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[0036]
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[0037]
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[0038]
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[0039]
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[0040]
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[0041]
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[0042]
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[0043]
Among the liquid crystal compounds for OCB, for example, the compound represented by the general formula (I-26) is disclosed in Japanese Patent Application No. 2-233626, and the compound represented by the general formula (I-64) is disclosed in The synthesis method of the compound represented by the general formula (I-74) in JP-A-9-72708 is described in Japanese Patent Application No. 11-179016.
Thus, each compound constituting the composition of the present invention can be synthesized by the prior art.
[0044]
In the liquid crystal composition of the present invention, a compound other than the compound having the structure represented by the formula (I) at the terminal may be used in a mixture as long as the object of the present invention is not impaired. In some cases, a chiral agent may be added for the purpose of facilitating bend transition.
[0045]
【Example】
The present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to these examples. All composition ratios in the liquid crystal composition are represented by weight%, and the compounds used are represented by symbols based on the definitions shown in Table 1. The method for measuring or calculating the physical properties of the liquid crystal composition and the liquid crystal display element is described below, and the measurement temperature is 25 ° C. in each case.
[0046]
Regarding the physical property values of the liquid crystal composition, the dielectric anisotropy value (Δε) and the elastic constants (K ₁₁ , K ₃₃ ) were determined by preparing an anti-parallel rubbing parallel alignment cell in which the rubbing directions of the upper and lower substrates were reversed. It was calculated from the electric capacity characteristics. The refractive index anisotropy value (Δn) is measured at a measurement wavelength (λ) = 550 nm using an Abbe refractometer and a parallel alignment cell, and the pretilt angle (θp) is measured by a crystal rotation method using a cell. The measurement of the thickness (d) was calculated by an optical interference method.
[0047]
The rotational viscosity coefficient (γ ₁ ) was approximately determined by a transient current method, and the Meesowitz coefficient (η ₂ ) was approximately the value measured by a rotational viscometer. The nematic-isotropic phase transition temperature (T _NI ) is measured by visual observation under a polarizing microscope from the heating process, and the lower limit temperature (T _L ) showing the nematic phase is 0 ° C., −10 ° C., −20 ° C. , -30 ° C., and −40 ° C. in each freezer, the liquid crystal composition was allowed to stand for 30 days, and the liquid crystal phase was determined (for example, one liquid crystal composition became a nematic state at −20 ° C., When the crystallization or the smectic state occurred at −30 ° C., the _{TL of the} liquid crystal composition was expressed as _TL ≦ −20 ° C.).
[0048]
The voltage holding ratio (VHR) was calculated from a voltage change after a lapse of 16.7 msec by applying a pulse voltage of 6.0 V by an area method. The splay / bend transition voltage (Vcr) is determined by preparing a bend alignment cell of parallel rubbing in which the rubbing directions on the upper and lower substrates are the same, observing a voltage at which the boundary between the spray region and the bend region is balanced under a polarizing microscope, and determining the value. did.
[0049]
Regarding the measurement of the response characteristics, a bend alignment cell having an optical axis forming an angle of 45 ° with its absorption axis between crossed Nicol polarizers, and an optical axis as an optical compensation layer, the optical axis of which is orthogonal to that of the bend alignment cell In a normally white mode in which retardation is optically compensated at the upper limit voltage of the drive voltage range for normal incidence and black display is performed, the upper limit voltage is set to V = 6. 0 V, the lower limit voltage is 0 V, and the cell thickness (d) is set so that the retardation change between the upper limit voltage and the lower limit voltage is substantially half a wavelength. From the upper limit voltage of 6.0 V to the lower limit voltage of 0 V when changing the voltage, the time transmittance at 550nm reached 90% was measured with tau _d.
[0050]
Example 1
(Liquid crystal composition used)
2-HBB-F 5%
3-HBB-F 5%
5-HBB-F 5%
3-HBB (F, F) -F 10%
2-BB (F, F) CF2OB (F, F) -F 8%
3-BB (F, F) CF2OB (F, F) -F 17%
3-BB (F, F) CF2OB-2 20%
5-BB (F, F) CF2OB-3 10%
5-HBB (F) B-2 10%
5-HBB (F) B-3 10%
[0051]
(Physical properties of liquid crystal layer)
Δε = 8.6
K ₁₁ = 13.3 pN
K ₃₃ = 16.8 pN
_{K 33} / K 11 = 1.26
Δn = 0.183
γ ₁ = 235.1 mPa · sec
η ₂ = 55.0 mPa · sec

θp = 3.8 °
d = 4.8 μm
[0052]
(Characteristics of liquid crystal display device for OCB)
Vcr = 2.30V
τ _d = 4.9 msec
VHR = 98.1%
T _NI = 102.2 ° C.
T _L ≦ −10 ° C.
[0053]
From the above, the above-mentioned liquid crystal display device for OCB has (1) certainty and quickness of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) wide nematic phase range, It turns out that it has the characteristic of.
[0054]
Example 2
(Liquid crystal composition used)
2-HBB-F 5%
3-HBB-F 5%
5-HBB-F 5%
3-HBB (F, F) -F 8%
5-HBB (F, F) -F 8%
3-BB (F, F) CF2OB (F, F) -F 30%
5-HBB (F) B-2 12%
5-HBB (F) B-3 12%
3-HB-O2 15%
[0055]
(Physical properties of liquid crystal layer)
Δε = 9.5
K ₁₁ = 12.4 pN
K ₃₃ = 14.9 pN
_{K 33} / K 11 = 1.20
Δn = 0.161
γ ₁ = 159.0 mPa · sec
η ₂ = 39.9 mPa · sec

θp = 4.0 °
d = 5.4 μm
[0056]
(Characteristics of liquid crystal display device for OCB)
Vcr = 2.10V
τ _d = 4.5 msec
VHR = 98.6%
T _NI = 98.0 ° C.
T _L ≦ −20 ° C.
[0057]
From the above, the above-mentioned liquid crystal display device for OCB has (1) certainty and quickness of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) wide nematic phase range, It turns out that it has the characteristic of.
[0058]
Example 3
(Liquid crystal composition used)
2-HBB (F, F) 12%
3-HBB (F, F) 12%
5-HBB (F, F) 12%
3-H2BB (F, F) 5%
3-HBB (F, F) -F 10%
3-H2BB (F, F) -F 4%
5-HBB (F, F) -F 8%
5-HBB (F) B-2 6%
5-HBB (F) B-3 7%
3-HBBH-3 4%
3-HH-4 4%
3-HB-O2 16%
[0059]
(Physical properties of liquid crystal layer)
Δε = 5.3
K ₁₁ = 13.1 pN
K ₃₃ = 18.7 pN
_{K 33} / K 11 = 1.43
Δn = 0.149
γ ₁ = 158.0 mPa · sec
η ₂ = 34.0 mPa · sec

θp = 12.1 °
d = 7.0 μm
[0060]
(Characteristics of liquid crystal display device for OCB)
Vcr = 2.31V
τ _d = 4.9 msec
VHR = 99.0%
T _NI = 107.0 ° C.
T _L ≦ −20 ° C.
[0061]
From the above, the above-mentioned liquid crystal display device for OCB has (1) certainty and quickness of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) wide nematic phase range, It turns out that it has the characteristic of.
[0062]
Example 4
(Liquid crystal composition used)
3-HBB (F, F) -F 31%
5-HBB (F, F) -F 31%
2-HBEB (F, F) -F 3%
3-HBEB (F, F) -F 5%
5-HBEB (F, F) -F 3%
2-HHBB (F, F) -F 3%
3-HHBB (F, F) -F 3%
3-HB (F) TB-2 5%
3-HB (F) TB-3 5%
3-H2BTB-2 5%
3-HB-2 3%
1O1-HBBH-5 3%
[0063]
(Physical properties of liquid crystal layer)
Δε = 11.1
K ₁₁ = 9.5 pN
K ₃₃ = 17.5 pN
_{K 33} / K 11 = 1.84
Δn = 0.151
γ ₁ = 214.0 mPa · sec
η ₂ = 48.2 mPa · sec

θp = 5.0 °
d = 5.9 μm
[0064]
(Characteristics of liquid crystal display device for OCB)
Vcr = 1.80V
τ _d = 6.6 msec
VHR = 97.4%
T _NI = 97.0 ° C.
T _L ≦ −10 ° C.
[0065]
From the above, the above-mentioned liquid crystal display device for OCB has (1) certainty and quickness of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) wide nematic phase range, It turns out that it has the characteristic of.
[0066]
Example 5
(Liquid crystal composition used)
7-HB (F, F) -F 4%
2-HBB (F, F) 6%
3-HBB (F, F) 6%
3-H2BB (F, F) 5%
5-HBB (F, F) 8%
3-HBB (F, F) -F 7%
3-H2BB (F, F) -F 7%
3-Naf (F) B (F, F) -F 6%
5-Naf (F) B (F, F) -F 6%
5-HNaf (F) B (F, F) -F 8%
5-HBB (F) B-2 6%
5-HBB (F) B-3 7%
3-HBBH-5 4%
3-HB-O2 20%
[0067]
(Physical properties of liquid crystal layer)
Δε = 7.0
K ₁₁ = 11.1 pN
K ₃₃ = 13.9 pN
_{K 33} / K 11 = 1.25
Δn = 0.161
γ ₁ = 180.0 mPa · sec
η ₂ = 42.0 mPa · sec

θp = 6.2 °
d = 5.8 μm
[0068]
(Characteristics of liquid crystal display device for OCB)
Vcr = 2.01V
τ _d = 5.6 msec
VHR = 98.2%
T _NI = 99.2 ° C.
T _L ≦ −10 ° C.
[0069]
From the above, the above-mentioned liquid crystal display device for OCB has (1) certainty and quickness of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) wide nematic phase range, It turns out that it has the characteristic of.
[0070]
Example 6
(Liquid crystal composition used)
2-HBB-F 5%
3-HBB-F 5%
2-HBB-OCF3 8%
3-HBB-OCF3 8%
3-HB (F, F) CF2OB (F, F) 12%
3-HB (F, F) CF2OB (F, F) -F 12%
3-BB (F) B-2 8%
5-HBB (F) B-2 12%
5-HBB (F) B-3 12%
3-HB-O2 18%
[0071]
(Physical properties of liquid crystal layer)
Δε = 6.5
K ₁₁ = 10.0 pN
K ₃₃ = 18.9 pN
_{K 33} / K 11 = 1.89
Δn = 0.157
γ ₁ = 138.2 mPa · sec
η ₂ = 32.6 mPa · sec

θp = 7.1 °
d = 6.2 μm
[0072]
(Characteristics of liquid crystal display device for OCB)
Vcr = 2.07V
τ _d = 4.2 msec
VHR = 98.4%
T _NI = 94.2 ° C.
T _L ≦ −20 ° C.
[0073]
From the above, the above-mentioned liquid crystal display device for OCB has (1) certainty and quickness of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) wide nematic phase range, It turns out that it has the characteristic of.
[0074]
【The invention's effect】
By introducing and optimizing various parameters of the present invention and developing a liquid crystal composition, (1) certainty and rapidity of spray-bend transition, (2) high-speed response, (3) high reliability, (4) It has become possible to provide a liquid crystal display device and a liquid crystal composition for OCB having characteristics of a wide nematic range.
[0075]
[Table 1]

Claims (6)

It has a polarizer and an optical compensation layer, and Δε, K ₃₃ / K ₁₁ and Δn are 5 ≦ Δε ≦ 15, 1.0 <K ₃₃ / K ₁₁ ≦ 2.5, 0.14 ≦ Δn ≦ 0.25 Where γ ₁ , η ₂ , Δn and K satisfy the following relational expression:

The pretilt angle (θp) of the upper and lower substrates using a liquid crystal composition containing a compound having a chemical structure represented by the following formula (I) at the terminal (hereinafter, abbreviated as a liquid crystal compound for OCB) is 3. A liquid crystal display device for OCB (Optically Compensated Birefringence) having a bend alignment cell in a range of 0 ° ≦ θp ≦ 15.0 ° as a main component.

(Where X ₁ and X ₃ are each independently H or F, X ₂ is F or —OCF _3. Δε is a dielectric anisotropy value, and K ₁₁ and K ₃₃ are elastic constants for splay deformation is an elastic constant for bend deformation, K is the average of _{K 11} and _{K 33,} [Delta] n is the refractive index anisotropy at a measurement wavelength of 550 nm, gamma ₁ is rotating viscosity coefficient, eta ₂ Indicates the Miesowitz coefficient). 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal composition contains at least 40% by weight of a liquid crystal compound for OCB. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal compound for OCB is a compound represented by the following formula (IA) or (IB).

(Wherein, X ₄ , X ₆ , X ₇ , X ₉ , X ₁₀ and X ₁₁ are each independently H or F, X ₅ and X ₈ are each independently F or —OCF ₃ , and A ₁ and _{a 3} are each independently a single bond or _-C 2 _{H 4} - a, _{a 2} is a single bond, _-C 2 _{H 4} - or a _-CF 2 O-, rings a and B are each independently a phenylene group Alternatively, it represents a cyclohexylene group, and R ₁ and R ₂ each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms). Δε, K ₃₃ / K ₁₁ and Δn are in the range of 5 ≦ Δε ≦ 15, 1.0 ≦ K ₃₃ / K ₁₁ ≦ 2.5, 0.14 ≦ Δn ≦ 0.25, and γ ₁ , η ₂ , Δn and K satisfy the following relationship:

And a liquid crystal composition containing a compound having a chemical structure represented by the following formula (I) at a terminal (hereinafter, abbreviated as a liquid crystal compound for OCB), having a polarizer, an optical compensation layer, and A liquid crystal composition for a liquid crystal display device for OCB, comprising a bend alignment cell having a pretilt angle (θp) of 3.0 ° ≦ θp ≦ 15.0 ° in upper and lower substrates as a main component.

(Where X ₁ and X ₃ are each independently H or F, X ₂ is F or —OCF _3. Δε is a dielectric anisotropy value, and K ₁₁ and K ₃₃ are elastic constants for splay deformation is an elastic constant for bend deformation, K is the average of _{K 11} and _{K 33,} [Delta] n is the refractive index anisotropy at a measurement wavelength of 550 nm, gamma ₁ is rotating viscosity coefficient, eta ₂ Indicates the Miesowitz coefficient.) The liquid crystal composition for a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal composition contains at least 40% by weight of a liquid crystal compound for OCB. The liquid crystal composition for a liquid crystal display device according to claim 5, wherein the liquid crystal compound for OCB is a compound represented by the following formula (IA) or (IB).

(Wherein, X ₄ , X ₆ , X ₇ , X ₉ , X ₁₀ and X ₁₁ are each independently H or F, X ₅ and X ₈ are each independently F or —OCF ₃ , and A ₁ and _{a 3} are each independently a single bond or _-C 2 _{H 4} - a, _{a 2} is a single bond, _-C 2 _{H 4} - or a _-CF 2 O-, rings a and B are each independently a phenylene group Alternatively, it represents a cyclohexylene group, and R ₁ and R ₂ each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms).