JP2008255201A - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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- C09K19/3001—Cyclohexane rings
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- C09K2019/3004—Cy-Cy
-
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- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
- C09K2019/3016—Cy-Ph-Ph
-
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Abstract
【解決手段】 第一成分として大きな光学異方性を有する特定の三環化合物、第二成分として大きな誘電率異方性を有する特定の三環化合物および四環化合物、および第三成分として特に小さな粘度または回転粘度を有する特定の二環化合物を含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。
【選択図】 なし
Description
ここで、R1は独立して、炭素数1から12のアルキルであり;R2は独立して、炭素数1から12のアルキル、または炭素数2から12のアルケニルであり;R3は炭素数1から12のアルキルであり;R4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aは独立して、1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;X1、X2、X3、X4、X5およびX6は独立して、水素またはフッ素であり;Y1およびY2はフッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;nは1または2である。
1. 第一成分として式(1−1)および式(1−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、第二成分として式(2−1)および式(2−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および第三成分として式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物。
ここで、R1は独立して、炭素数1から12のアルキルであり;R2は独立して、炭素数1から12のアルキル、または炭素数2から12のアルケニルであり;R3は炭素数1から12のアルキルであり;R4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aは独立して、1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;X1、X2、X3、X4、X5およびX6は独立して、水素またはフッ素であり;Y1およびY2はフッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;nは1または2である。
ここで、R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bおよび環Eは独立して、1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり;環Cは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレンまたは3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;環Dは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;pは0または1である。
ここで、R5は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;R6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。
ここで、R7は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Fは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X7およびX8は独立して、水素またはフッ素であり;Y3はフッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;mは1または2である。
ここで、R7は独立して、炭素数1から12のアルキル、または炭素数2から12のアルケニルである。
表3において、1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。実施例において記号の後にあるかっこ内の番号は好ましい化合物の番号に対応する。(−)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶組成物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)であり、液晶組成物にはこの他に不純物が含有している。最後に、組成物の特性値をまとめた。
国際公開2005−007775パンフレットに開示された組成物の中から実施例95を選んだ。根拠は、この組成物が化合物(2−1)、化合物(3)、化合物(4−1)、および化合物(5)を含有し、最も回転粘度が小さいからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。
2−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 6%
3−HH−V1 (3) 13%
4−HH−V (3) 16%
3−HB−O1 (4−1−1) 12%
V−HHB−1 (4−1−3) 16%
2−BB(F)B−3 (4−1−5) 5%
V2−BB(2F)B−2 (4−1−5) 5%
2−BB(F)B(F,F)−F (5−9) 2%
3−BB(F)B(F,F)−F (5−9) 4%
2−HHB−OCF3 (5) 4%
3−HHB−OCF3 (5) 4%
V−HHB(F)−F (5) 8%
NI=75.0℃;Δn=0.109;Vth=1.88V;γ1=59mPa・s.
実施例1の組成物は、比較例1のそれと比較して、小さな回転粘度を有する。
V2−B(F)BB−2 (1−1) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 16%
3−HH−V (3) 30%
3−HH−V1 (3) 10%
V−HHB−1 (4−1−3) 10%
V2−HHB−1 (4−1−3) 7%
2−BB(F)B−5 (4−1−5) 5%
5−HBB(F)B−2 (4−2−3) 4%
3−HBB(F,F)−F (5−8) 10%
NI=83.3℃;Tc≦−10℃;Δn=0.114;Δε=3.8;Vth=2.15V;γ1=50mPa・s;τ=7.2ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.2%;VHR−3=98.1%.
実施例2の組成物は、比較例1のそれと比較して、小さな回転粘度を有する。
V2−B(F)BB−1 (1−1) 7%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 8%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 4%
1V2−B(F)BB−1 (1−2) 3%
1V2−B(F)BB−3 (1−2) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 4%
3−HH−V (3) 48%
3−HB−CL (5−1) 4%
1V2−BB−CL (5−3) 9%
NI=70.9℃;Tc≦−20℃;Δn=0.133;Δε=3.2;Vth=2.31V;γ1=41mPa・s;τ=6.1ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.1%;VHR−3=98.0%.
実施例3の組成物は、比較例1のそれと比較して、小さな回転粘度を有する。
V2−B(F)BB−1 (1−1) 5%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 6%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 3%
3−PyBB−F (2−2−4) 8%
4−PyBB−F (2−2−4) 7%
5−PyBB−F (2−2−4) 7%
3−HH−V (3) 40%
3−HB−CL (5−1) 19%
3−HBB−F (5−7) 5%
NI=72.7℃;Tc≦−30℃;Δn=0.137;Δε=3.2;Vth=2.35V;γ1=39mPa・s;τ=6.0ms;VHR−1=98.9%;VHR−2=98.1%;VHR−3=97.9%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 8%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 8%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 7%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 4%
3−HH−V (3) 47%
3−HH−V1 (3) 8%
V−HHB−1 (4−1−3) 5%
NI=80.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.125;Δε=2.8;Vth=2.46V;γ1=40mPa・s;τ=6.2ms;VHR−1=99.1%;VHR−2=98.2%;VHR−3=98.1%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 5%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 5%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 4%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−OCF3 (2−1−4) 5%
3−HH−V (3) 40%
3−HH−4 (3) 8%
3−HB−O2 (4−1−1) 5%
5−HBB(F)B−2 (4−2−3) 5%
3−HB−CL (5−1) 5%
1V2−BB−CL (5−3) 8%
NI=71.1℃;Tc≦−20℃;Δn=0.122;Δε=3.1;Vth=2.32V;γ1=42mPa・s;τ=6.5ms;VHR−1=99.2%;VHR−2=98.3%;VHR−3=98.2%.
1V2−B(F)BB−1 (1−2) 4%
1V2−B(F)BB−3 (1−2) 4%
2−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 2%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 6%
3−BB(F,F)XB(F)−OCF3 (2−1−2) 8%
3−HH−V (3) 30%
3−HH−O1 (3) 5%
3−HH−VFF (3) 5%
V−HHB−1 (4−1−3) 10%
3−HHB−1 (4−1−3) 4%
3−HHB−O1 (4−1−3) 3%
3−HBB−1 (4−1−4) 4%
4−HBBH−1O1 (−) 5%
3−HHB(F,F)−F (5−5) 5%
3−HHXB(F,F)−F (5−6) 5%
NI=85.7℃;Tc≦−20℃;Δn=0.101;Δε=4.2;Vth=2.04V;γ1=53mPa・s;τ=7.2ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.2%;VHR−3=98.1%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 4%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 4%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 4%
V2−B(F)BB−5 (1−1) 4%
1V2−B(F)BB−1 (1−2) 4%
1V2−B(F)BB−3 (1−2) 4%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
3−BB(F,F)B(F,F)XB(F,F)−F(2−1−5) 5%
3−PyB(F)B(F,F)−F (2−2−1) 3%
3−HH−V (3) 40%
3−HH−V1 (3) 5%
V2−BB−1 (4−1−2) 5%
5−HBBH−3 (4−2−1) 2%
1V2−BB−F (5−2) 4%
3−HHB−CL (5−4) 2%
NI=80.4℃;Tc≦−20℃;Δn=0.140;Δε=5.2;Vth=2.02V;γ1=57mPa・s;τ=7.8ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.1%;VHR−3=98.1%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 3%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 3%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 3%
3−PyBB(F,F)−F (2−2−2) 2%
5−PyBB(F,F)−F (2−2−2) 2%
3−PyBB(F)−F (2−2−3) 3%
5−PyBB(F)−F (2−2−3) 3%
3−PyBB−F (2−2−4) 6%
5−PyBB−F (2−2−4) 6%
3−HH−V (3) 37%
2−BB(F)B−3 (4−1−5) 5%
5−HBB(2F)H−3 (4−2−2) 3%
3−HB−CL (5−1) 15%
2−HBB−F (5−7) 2%
5−HBB−F (5−7) 3%
V−HHB(F)−F (5) 4%
NI=78.3℃;Tc≦−20℃;Δn=0.142;Δε=4.0;Vth=2.17V;γ1=60mPa・s;τ=8.2ms;VHR−1=99.1%;VHR−2=98.2%;VHR−3=97.8%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 3%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 4%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 3%
3−PyBB−F (2−2−4) 4%
4−PyBB−F (2−2−4) 4%
5−PyBB−F (2−2−4) 4%
3−HH−V (3) 48%
3−HH−V1 (3) 9%
7−HB−1 (4−1−1) 3%
3−HHB−1 (4−1−3) 4%
3−HHB−CL (5−4) 3%
3−BB(F)B(F,F)−F (5−9) 3%
3−HHBB(F,F)−F (−) 2%
NI=82.5℃;Tc≦−20℃;Δn=0.113;Δε=2.7;Vth=2.38V;γ1=48mPa・s;τ=6.7ms;VHR−1=99.1%;VHR−2=98.1%;VHR−3=97.8%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 7%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 3%
3−BB(F,F)B(F,F)XB(F,F)−F(2−1−5) 3%
3−PyBB−F (2−2−4) 5%
3−HH−V (3) 47%
3−HH−V1 (3) 8%
V2−BB−1 (4−1−2) 6%
V−HHB−1 (4−1−3) 3%
5−HBBH−3 (4−2−1) 3%
3−HHEBH−5 (−) 3%
NI=78.1℃;Tc≦−20℃;Δn=0.108;Δε=2.9;Vth=2.37V;γ1=43mPa・s;τ=6.3ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.1%;VHR−3=98.0%.
V2−B(F)BB−1 (1−1) 5%
V2−B(F)BB−2 (1−1) 5%
V2−B(F)BB−3 (1−1) 4%
V2−B(F)BB−5 (1−1) 5%
1V2−B(F)BB−1 (1−2) 3%
1V2−B(F)BB−3 (1−2) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (2−1−1) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 5%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (2−1−3) 4%
3−HH−V (3) 48%
3−HH−V1 (3) 8%
NI=75.4℃;Tc≦−20℃;Δn=0.131;Δε=3.6;Vth=2.23V;γ1=46mPa・s;τ=6.8ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.1%;VHR−3=98.1%.
Claims (19)
- 第一成分として式(1−1)および式(1−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、第二成分として式(2−1)および式(2−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および第三成分として式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物。
ここで、R1は独立して、炭素数1から12のアルキルであり;R2は独立して、炭素数1から12のアルキル、または炭素数2から12のアルケニルであり;R3は炭素数1から12のアルキルであり;R4は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aは独立して、1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;X1、X2、X3、X4、X5およびX6は独立して、水素またはフッ素であり;Y1およびY2はフッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;nは1または2である。 - 第二成分が式(2−1−1)および式(2−1−3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項2に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、第二成分の割合が5重量%から30重量%の範囲であり、そして第三成分の割合が25重量%から70重量%の範囲である請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 第四成分として式(4−1)および式(4−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
ここで、R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bおよび環Eは独立して、1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり;環Cは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレンまたは3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;環Dは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;pは0または1である。 - 第四成分が、式(4−1−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項6に記載の液晶組成物。
- 第四成分が、式(4−1−5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項6に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、第二成分の割合が5重量%から30重量%の範囲であり、第三成分の割合が25重量%から70重量%の範囲であり、そして第四成分の割合が5重量%から40重量%の範囲である請求項5から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 第五成分として式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
ここで、R7は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Fは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;X7およびX8は独立して、水素またはフッ素であり;Y3はフッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;mは1または2である。 - 第五成分が、式(5−2)および式(5−3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項11に記載の液晶組成物。
- 第五成分が、式(5−6)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項11に記載の液晶組成物。
- 第五成分が、式(5−9)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項11に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、第二成分の割合が5重量%から30重量%の範囲であり、第三成分の割合が25重量%から70重量%の範囲であり、そして第五成分の割合が5重量%から30重量%の範囲である請求項10から14のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、第二成分の割合が5重量%から30重量%の範囲であり、第三成分の割合が25重量%から70重量%の範囲であり、第四成分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、そして第五成分の割合が5重量%から30重量%の範囲である請求項10から14のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃)が0.08以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃)が2以上である請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 請求項1から17のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
- 液晶表示素子の動作モードが、TNモード、OCBモードまたはIPSモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である請求項18に記載の液晶表示素子。
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