JP2005281559A - 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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しかしこれらの化合物は、屈折率異方性は必ずしも十分には大きくはないという問題点があった。
誘電率異方性が負の液晶材料として、以下のような2,3-ジフルオロフェニレン骨格を有する液晶化合物(特許文献1参照)も開示されている。
これらの化合物は、屈折率異方性は大きいものの相溶性があまり良くないため、液晶組成物の低温でのネマチック安定性を悪化させてしまうという問題があった。
誘電電率異方性が負の縮合環系化合物を含む液晶組成物(特許文献2参照)も開示されているが、低温でのネマチック安定性や粘度に関する記載はない。従って、誘電率異方性が負で、低温でのネマチック安定性に優れた屈折率異方性が大きな液晶組成物の開発が望まれていた。
Z1からZ6はそれぞれ独立的に-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH(CH3)CH2-、-CH2CH(CH3)-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-CF2CF2-、-CF=CF-、-CH2O-、-OCH2-、-OCH(CH3)-、-CH(CH3)O-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-又は単結合を表し、Z1からZ6が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。)から選ばれる1種又は2種以上の化合物を30から80質量%含有し、第二成分として、一般式(II)
Aはフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、
B及びCは、それぞれ独立的にフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基を表し、
Z7及びZ8は一般式(IA)におけるZ1と同じ意味を表し、
mは0又は1である。)
で表される化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物を10から70質量%含有することを特徴とする、誘電率異方性Δεが負のネマチック液晶組成物を提供し、さらにそれらを用いた液晶表示素子を提供する。
第二成分として、一般式(II)で表される化合物を1種又は2種以上を含有するが、1種から15種が好ましく、2種から12種がより好ましく、3種から10種がさらに好ましい。
一般式(II)の含有率は15から60質量%がより好ましく、20から50質量%がさらに好ましい。これらの化合物は、屈折率異方性を大きくする効果があるため、大きな屈折率異方性を重視する場合はこれらの含有率が多いことが好ましい。
具体的にはR9は-CH3、-CH2CH3、-(CH2)2CH3、-(CH2)3CH3、-(CH2)4CH3、-(CH2)5CH3、-(CH2)6CH3、-(CH2)7CH3、-CH=CH2、-CH=CHCH3(E体)、-(CH2)2CH=CH2、-(CH2)2CH=CHCH3(E体)、-(CH2)4CH=CH2、-(CH2)4CH=CHCH3(E体)又は-(CH2)6CH=CH2を表し、
R10は、-CH3、-CH2CH3、-(CH2)2CH3、-(CH2)3CH3、-(CH2)4CH3、-(CH2)5CH3、-(CH2)6CH3、-(CH2)7CH3、-OCH3、-OCH2CH3、-O(CH2)2CH3、-O(CH2)3CH3、-O(CH2)4CH3、-O(CH2)5CH3、-O(CH2)6CH3、-O(CH2)7CH3、-CH=CH2、-CH=CHCH3(E体)、-(CH2)2CH=CH2、-(CH2)2CH=CHCH3(E体)、-(CH2)4CH=CH2、-(CH2)4CH=CHCH3(E体)又は-(CH2)6CH=CH2を表すことがさらに好ましい。
B及びCは、それぞれ独立的にフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基を表すことが好ましい。
本発明のネマチック液晶組成物は、一般式(IA-1)及び一般式(IA-2)から選ばれる1種又は2種以上の化合物と、一般式(IC-1)から一般式(IC-4)からなる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物と、一般式(IIA)及び一般式(IIB)から選ばれる1種又は2種以上の化合物を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。
Tsn:スメクチック相-ネマチック相転移温度(℃)
Δn:25℃における屈折率異方性
Δε:25℃における誘電率異方性
(実施例1)
また、比較例として一般式(I)及び一般式(II)を含まない比較例1を調製した。
(比較例1)
実施例1の方が、ネマチック相-等方性液体相転移温度が高く、Δnが大きく、絶対値が大きい負のΔεを有することがわかる。
(実施例2)
(実施例4)
(比較例2)
比較例として一般式(I)で表される化合物の一部を2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基をもつ化合物に置換した結果、本願発明の範囲から外れた液晶組成物である比較例2を調製した。
比較例2は大きなΔnを有しているが、Tniが低く、Tsnが高く、Δεの絶対値が小さいことから誘電率異方性が負の液晶組成物として十分な特性を持っていない。
実施例4は、比較例2と同等のΔnではあるが、高いTni、低いTsn、絶対値の大きなΔεを有している。
Claims (9)
- 第一成分として、一般式(IA)から一般式(ID)で表される化合物からなる群
Z1からZ6はそれぞれ独立的に-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH(CH3)CH2-、-CH2CH(CH3)-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-CF2CF2-、-CF=CF-、-CH2O-、-OCH2-、-OCH(CH3)-、-CH(CH3)O-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-又は単結合を表し、Z1からZ6が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。)から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含有し、その含有率が30から80質量%であり、第二成分として一般式(II)
Aはフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、
B及びCは、それぞれ独立的にフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、2-メチル-1,4-フェニレン基、3-メチル-1,4-フェニレン基を表し、
Z7及びZ8は、一般式(IA)におけるZ1と同じ意味を表し、
mは0又は1を表す。)
で表される化合物を1種又は2種以上含有し、その含有率が10から70質量%である、誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物。 - 一般式(IA-1)及び一般式(IA-2)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含有し、かつ
一般式(IC-1)から一般式(IC-4)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含有し、かつ
一般式(IIA)及び一般式(IIB)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含有する、請求項4記載のネマチック液晶組成物。 - 25℃における誘電率異方性Δεが−8から−2の範囲であり、25℃における屈折率異方性Δnが0.09から0.22の範囲であり、ネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)が70から130℃の範囲である請求項1から5のいずれかに記載のネマチック液晶組成物。
- 請求項1から6のいずれかに記載のネマチック液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- 請求項1から6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駆動用液晶表示素子。
- 請求項1から6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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