JP2004250668A - ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一般式(IA)及び(IB)で表される化合物群から1種もしくは2種以上選ばれる化合物を10から70質量%含有し、一般式(IIA)から(IID)で表される化合物を1種もしくは2種以上を10から70質量%含有し、なおかつ一般式(IA)から(IID)で表される化合物群の含有量が35から80質量%であり、さらに一般式(III)で表される化合物を20から65質量%含有することを特徴とする負の誘電率異方性を有するネマチック液晶組成物
【化1】
及び、この液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
【選択図】 なし
Description
しかし、一般式(a)で表される化合物は絶対値の大きな負の誘電率異方性を有するが、この化合物を多量に用いた液晶組成物はネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)を低下させてしまう問題がある。又、一般式(b)で表される化合物を用いた液晶組成物は比較的高いネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)を有するものの、負の誘電率異方性の絶対値が大きくないという問題点があった。
Z1からZ6及びZ9からZ11は各々独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-C≡C-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-COO-又は-OCO-を表し、
Z7及びZ8は各々独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-C≡C-、-CH2O-又は-OCH2-を表し、
l及びmは0又は1を表し、
Aはトランス-1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基を表し、
B、C及びDはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキセニレン基を表す。)誘電率異方性が−12から−3の範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)が80℃から120℃の範囲であり、粘度が45mPa・s以下であることを特徴とするネマチック液晶組成物及び当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
一般式(IA-1)から一般式(IA-4)及び一般式(IB-1)から一般式(IB-4)で表される化合物は絶対値の大きい負の誘電率異方性及び高いネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)を有するが、特に低電圧駆動が要求される場合には、絶対値が非常に大きい負の誘電率異方性を有する一般式(IA-2)、一般式(IA-4)、一般式(IB-2)又は一般式(IB-4)で表される化合物が好ましい。
一般式(IIA-1)から一般式(IIA-6)及び一般式(IIB-1)から一般式(IIB-6)で表される化合物は絶対値の大きい負の誘電率異方性及び高いネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)を有するが、特に低電圧駆動が要求される場合には、絶対値が非常に大きい負の誘電率異方性を有する一般式(IIA-2)、一般式(IIA-4)、一般式(IIA-6)、一般式(IIB-2)、一般式(IIB-4)又は一般式(IIB-6)で表される化合物が好ましい。
一般式(IIC-1)から一般式(IIC-10)で表される化合物の中でも、一般式(IIC-1)、一般式(IIC-2)、一般式(IIC-4)、一般式(IIC-5)、一般式(IIC-6)又は一般式(IIC-8)で表される化合物は低い駆動電圧及び速い応答速度の点で好ましい。
一般式(IID-1)から一般式(IID-3)で表される化合物はその特性上比較的少量添加することが好ましく、0.1から15質量%添加することが好ましく、5から10質量%添加することが特に好ましい。
一般式(III-1)から一般式(III-22)で表される化合物は、特に低い粘度を有し高速応答の向上に有効であるが中でも、一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(III-3)、一般式(III-4)、一般式(III-7)、一般式(III-11)、一般式(III-12)、一般式(III-13)、一般式(III-14)、一般式(III-15)、一般式(III-19)、一般式(III-20)又は一般式(III-21)で表される化合物が好ましく、一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(III-4)、一般式(III-7)、一般式(III-11)、一般式(III-12)、一般式(III-13)、一般式(III-15)、一般式(III-19)、一般式(III-20)又は一般式(III-21)で表される化合物がさらに好ましい。
(3) 特に低電圧駆動を重視する場合、一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)及び一般式(IIB)で表される化合物の含有量が20から60質量%であり、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物の含有量が30から60質量%であり、一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)、一般式(IIB)、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物の含有量が70から80質量%であることが好ましく、この場合、一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)、一般式(IIB)、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物を5種以上含有することが好ましい。
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
TN-I :ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
Δε :誘電率異方性(25℃及び1kHz)
Δn :複屈折(20℃及び589nm)
η :粘度(mPa・s)(20℃)
Vth :しきい値電圧(V)(25℃)
γ :急峻性(25℃)飽和電圧((Vsat)とVthとの比)
γ=Vsat/Vth
VHR :電圧保持率(%)(70℃)
5Vフレーム時間20msec後の保持された電圧Vtと初期電圧Vo(5V)との比を%で表したもの。
VHR(%)=Vt/Vo×100
セル厚6μmのホメオトロピック配向(配向膜はJSR社製JALS-204を使用)したセルを使用した。
(実施例1)
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
比較例1として、以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
比較例2として、以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
実施例1、2、3、比較例1及び2の測定結果を以下の表に示す。
(実施例4)
以下の液晶組成物を作製し特性の測定を行った。
Δε :-4.8
Δn :0.091
η :23.8mPa・s
Vth :1.81 V
γ :1.91
VHR :99.5%
実施例4は大きい負の誘電率異方性の絶対値を有し、高いネマチック相-等方性液体相転移温度(TN-I)、低い粘度を有する。
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
Δε :-5.8
Δn :0.086
η :24.1mPa・s
Vth :1.69 V
γ :1.79
VHR :99.4%
実施例5は絶対値の大きな負の誘電率異方性、低い粘度を有する。高速応答が要求される液晶テレビや低電圧駆動が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。また優れた急峻性を有しているため低電圧駆動が可能である。
Δε :-4.9
Δn :0.093
η :25.2mPa・s
VHR :99.6%
実施例6は高いネマッチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)を有し、幅広い液晶温度範囲が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例7)
Δε :-4.0
Δn :0.078
η :20.0mPa・s
VHR :99.7%
実施例7は低い粘度を有し、高速応答が要求される液晶テレビ用途等のVA-LCDに適する。
(実施例8)
Δε :-4.4
Δn :0.094
η :21.5mPa・s
VHR :99.5%
実施例8は低い粘度を有し、高速応答が要求される液晶テレビ用途等のVA-LCDに適する。
(実施例9)
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
Δε :-4.6
Δn :0.097
η :24.1mPa・s
Vth : 1.92V
γ :1.95
VHR :99.5%
実施例9は高いネマチック相-等方性液体相転移温度(TN-I)、低い粘度を有する。高速応答が要求される液晶テレビや、幅広い液晶温度範囲が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例10)
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
Δε :-4.2
Δn :0.099
η :26.5mPa・s
Vth :2.02V
γ :2.01
VHR :99.4%
実施例10は高いネマチック相-等方性液体相転移温度(TN-I)を有する。幅広い液晶温度範囲が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例11)
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
Δε :-4.2
Δn :0.092
η :20.8mPa・s
Vth :2.06V
γ :1.97
VHR :99.5%
実施例11は低い粘度を有する。高速応答が要求される液晶テレビ用途等のVA-LCDに適する。
(実施例12)
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
Δε :-4.8
Δn :0.091
η :24.1mPa・s
Vth :1.80V
γ :1.91
VHR :99.4%
実施例12は高いネマチック−等方性液体相転移温度(TN-I)、低い粘度を有する。高速応答が要求される液晶テレビや、幅広い液晶温度範囲が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例13)
以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
比較例3として、以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
比較例4として、以下の液晶組成物を作成し特性の測定を行った。
実施例13は誘電率異方性の絶対値がかなり大きい液晶組成物である。これに対し比較例3は誘電率異方性の絶対値は比較的大きいものの、ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)が低く、粘度も高い、又、連結基として-OCF2-及びエステル結合を有する化合物を使用しているため、電圧保持率が低くアクティブマトリックス用としては使用が困難である。
(実施例14)
Δε :-9.1
Δn :0.115
η :40.9mPa・s
VHR :99.2%
実施例14は高いネマッチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)、絶対値の大きな負の誘電率異方性、高い保持率を有する。高信頼性、低電圧駆動が要求される液晶テレビや幅広い液晶温度範囲が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例15)
Δε :-7.3
Δn :0.086
η :27.1mPa・s
VHR :99.3%
実施例15は絶対値の大きな負の誘電率異方性、高い保持率を有する。高信頼性、低電圧駆動が要求される液晶テレビ、携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例16)
Δε :-7.2
Δn :0.091
η :28.8mPa・s
VHR :99.4%
実施例16は高いネマッチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)、絶対値の大きな負の誘電率異方性、高い保持率を有する。高信頼性、低電圧駆動が要求される液晶テレビや幅広い液晶温度範囲が要求される携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
(実施例17)
Δε :-10.7
Δn :0.116
η :39.9mPa・s
Vth :1.22V
γ :1.82
VHR :99.4%
実施例17は絶対値の大きな負の誘電率異方性、高い保持率を有する。高信頼性、低電圧駆動が要求される液晶テレビ、携帯電話、PDA用途等のVA-LCDに適する。
2・・・透明ベタ電極
3・・・垂直配向膜
4・・・液晶相
5・・・スリットを設けた透明電極
6・・・ジグザグスリット
Claims (14)
- 一般式(IA)及び一般式(IB)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有し、その含有量が10から70質量%であり、一般式(IIA)、一般式(IIB)、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有し、その含有量が10から70質量%であり、なおかつ一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)、一般式(IIB)、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物の含有量が35から80質量%であり、さらに一般式(III)で表される化合物を20から65質量%含有し、誘電率異方性が−12から−3の範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)が80℃から120℃の範囲であり、粘度が45mPa・s以下であることを特徴とするネマチック液晶組成物。
Z1からZ6及びZ9からZ11は各々独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-C≡C-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-COO-又は-OCO-を表し、
Z7及びZ8は各々独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-C≡C-、-CH2O-又は-OCH2-を表し、
l及びmは0又は1を表し、
Aはトランス-1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基を表し、
B、C及びDはそれぞれ独立的にトランス-1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキセニレン基を表す。) - 一般式(IA)及び一般式(IB)で表される化合物の含有量が10から40質量%であり、一般式(IIC)で表される化合物の含有量が10から40質量%であり、一般式(IA)、一般式(IB)及び一般式(IIC)で表される化合物の含有量が45から70質量%であり、さらに一般式(III)で表される化合物の含有量が30から55質量%である請求項2から6の何れかに記載のネマチック液晶組成物。−−メルク−−
- 一般式(IA)及び一般式(IB)で表される化合物の含有量が25から60質量%であり、一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)及び一般式(IIB)で表される化合物の含有量が35から65質量%であり、さらに一般式(III)で表される化合物の含有量が35から65質量%である請求項2から6の何れかに記載のネマチック液晶組成物。−−DIC−−
- 一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)及び一般式(IIB)で表される化合物の含有量が20から60質量%であり、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物の含有量が30から60質量%であり、一般式(IA)、一般式(IB)、一般式(IIA)、一般式(IIB)、一般式(IIC)及び一般式(IID)で表される化合物の含有量が70から80質量%である請求項2から6の何れかに記載のネマチック液晶組成物。
- 誘電率異方性が−6から−3の範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN−I)が80℃から120℃の範囲であり、屈折率異方性が0.07から0.15の範囲であり、粘度が30mPa・s以下である請求項7記載のネマチック液晶組成物。
- 誘電率異方性が−6から−3の範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN−I)が80℃から120℃の範囲であり、屈折率異方性が0.07から0.15の範囲であり、粘度が30mPa・s以下である請求項8記載のネマチック液晶組成物。
- 誘電率異方性が−12から−6の範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN−I)が80℃から120℃の範囲であり、屈折率異方性が0.07から0.15の範囲であり、粘度が45mPa・s以下である請求項9記載のネマチック液晶組成物。
- 請求項1から12のいずれかに記載のネマチック液晶組成物を用いたアクティブマトリックスディスプレイ用液晶表示素子。
- 請求項1から12のいずれかに記載のネマチック液晶組成物を用いたVAモード、IPSモード又はECBモード用液晶表示素子。
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