JP2017214589A - 液晶組成物、液晶表示素子および液晶ディスプレイ - Google Patents
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本発明の第一実施形態の液晶組成物は、負の誘電率異方性を有する液晶組成物であって、成分(A)及び成分(B)を含む。
前記式(2)のR1のアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。R1のアルキル基の炭素原子数は1〜8であれば特に制限されないが、1〜6が好ましく、2〜5がより好ましく、2又は4が更に好ましい。
一般式(5)、式(7.1)、式(7.2)、式(10.1)及び式(10.2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が25〜90%が好ましく、35〜90%がより好ましく、35〜75%が更に好ましく、35〜65%が特に好ましく、38〜60%が最も好ましい。
一般式(3)、式(a1)及び式(a3)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が25〜80%が好ましく、30〜75%がより好ましく、35〜70%が更に好ましく、40〜65%が特に好ましく、40〜60%が最も好ましい。
一般式(4)及び式(a2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が20〜70%が好ましく、25〜65%がより好ましく、25〜60%が更に好ましく、25〜55%が特に好ましく、30〜50%が最も好ましい。
一般式(5)、式(7.1)、式(7.2)、式(10.1)及び式(10.2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物と、
一般式(3)、式(a1)及び式(a3)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が40〜90%が好ましく、50〜90%がより好ましく、55〜90%が更に好ましく、60〜90%が特に好ましく、65〜87%が最も好ましい。
一般式(5)、式(7.1)、式(7.2)、式(10.1)及び式(10.2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物と、
一般式(4)及び式(a2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が35〜90%が好ましく、35〜85%がより好ましく、35〜80%が更に好ましく、35〜75%が特に好ましく、40〜70%が最も好ましい。
一般式(3)、式(a1)及び式(a3)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物と、
一般式(4)及び式(a2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が30〜90%が好ましく、30〜80%がより好ましく、35〜75%が更に好ましく、40〜70%が特に好ましく、45〜65%が最も好ましい。
一般式(3)、式(a1)及び式(a3)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物と、
一般式(5)、式(7.1)、式(7.2)、式(10.1)及び式(10.2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物と、
一般式(4)及び式(a2)で表される化合物群から選ばれる1種以上の化合物とを含有する場合には、
これらの化合物の合計含有量が60〜98%が好ましく、65〜95%がより好ましく、70〜90%が更に好ましく、70〜87%が特に好ましく、70〜84%が最も好ましい。
前記液晶組成物における成分(B)は、前記式(1)で表される化合物のみを含んでいてもよいが、付加的に、下記の式(6.1)〜式(6.3)で表される化合物のうち、少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。
前記液晶組成物において、誘電的に負の成分(A)と誘電的に中性の成分(B)の含有比(混合比)は、当該液晶組成物が負の誘電率異方性を有する限り特に制限されないが、成分(A)を成分(B)よりも多く含むことが好ましい。
本発明の液晶組成物の誘電率異方性(△ε)は、25℃において、−2.0から−6.0であることが好ましく、−2.3から−5.0であることがより好ましく、−2.3から−4.0であることが特に好ましい。更に詳述すると、応答速度を重視する場合には−2.3〜−3.4であることが好ましく、駆動電圧を重視する場合には−3.4〜−4.0であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の屈折率異方性(△n)は、25℃において、0.08から0.13であることが好ましいが、0.09から0.12であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.12であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。
本発明の液晶組成物の回転粘度(γ1)は、240mPa・s以下が好ましく、165mPa・s以下がより好ましく、160mPa・s以下が更に好ましく、155mPa・s以下が特に好ましい。
本発明の液晶組成物の粘度(η)は、26mPa・s以下が好ましく、24.5mPa・sがより好ましく、22.5mPa・s以下が更に好ましく、21mPa・s以下が特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、成分(A)又は成分(B)に該当しない成分(C)を含んでいてもよい。成分(C)の前記液晶組成物中の含有量は特に制限されないが、20%以下が好ましく、1〜10%が好ましく1〜6%が更に好ましい。
Sp1及びSp2はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜8のアルキレン基又は−O−(CH2)s−
(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、
Z2は−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CY1=CY2−(式中、Y1及びY2はそれぞれ独立して、フッ素原子又は水素原子を表す。)、−C≡C−又は単結合を表し、
Bは1,4−フェニレン基、トランスー1,4−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い。)で表される二官能モノマーが好ましい。
本発明の第二実施形態の液晶表示素子の構成は、図1に示すように透明導電性材料からなる共通電極を具備した第一の基板と、透明導電性材料からなる画素電極と各画素に具備した画素電極を制御する薄膜トランジスターを具備した第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶組成物を有することが好ましい。当該液晶組成物として、第一実施形態の液晶組成物が用いられている。当該液晶表示素子において、液晶分子の電圧無印加時の配向は前記基板に対して略垂直である。
△n :25℃における屈折率異方性
△ε :25℃における誘電率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ1 :25℃における回転粘度(mPa・s)
初期電圧保持率(初期VHR):周波数60Hz,印加電圧1Vの条件下で60℃における電圧保持率(%)
150℃1時間後電圧保持率:150℃の雰囲気下に1時間保持した後、初期VHRと同一条件で測定した電圧保持率(%)
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを1000時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像のレベルを目視にて以下の4段階評価で行った。
○:残像ごく僅かに有るも、許容できるレベル
△:残像有り、許容できないレベル
×:残像有り、かなり劣悪
液晶表示装置の滴下痕の評価は、全面黒表示した場合における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて以下の4段階評価で行った。
○:残像ごく僅かに有るも、許容できるレベル
△:残像有り、許容できないレベル
×:残像有り、かなり劣悪
プロセス適合性は、ODFプロセスにおいて、定積計量ポンプを用いて1回に50pLずつ液晶を滴下することを100000回行い、次の「0〜100回、101〜200回、201〜300回、・・・・99901〜100000回」の各100回ずつ滴下された液晶量の変化を以下の4段階で評価した。
○:変化が僅かに有るも、許容できるレベル
△:変化が有り、許容できないレベル(斑発生により歩留まりが悪化)
×:変化が有り、かなり劣悪(液晶漏れや真空気泡が発生)
低温での溶解性評価は、液晶組成物を調製後、2mLのサンプル瓶に液晶組成物を1g秤量し、これに温度制御式試験槽の中で、次を1サイクル「−20℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→20℃(1時間保持)→降温(−0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→降温(−0.1℃/毎分)→−20℃」として温度変化を与え続け、目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、以下の4段階評価を行った。
表1に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表3に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表5に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表7に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表9に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表11に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表13に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表15に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表17に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表19に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表21に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表23に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表25に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表27に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
表29に示す組成の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。
Claims (9)
- 負の誘電率異方性を有する液晶組成物であって、下記式(1)で表される誘電的に中性の化合物を含み、誘電率異方性が−2より大かつ+2より小である誘電的に中性の成分である成分(B)と、下記式(2)〜(5)で表される化合物群から選ばれる化合物を2種類以上を含む誘電的に負の成分(A)とを含むことを特徴とする液晶組成物。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶組成物を使用したことを特徴とする液晶表示素子。
- 請求項8に記載の液晶表示素子を使用したことを特徴とする液晶ディスプレイ。
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