JP3834857B2 - Liquid crystal composition and liquid crystal display element - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明電極を有する2枚の基板で形成される密閉液晶表示セル中に使用される、少なくとも1種のカイラル添加物を含むネマティック液晶組成物および、該液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、2つの準安定状態のスイッチング(双安定スイッチング)を利用した単純マトリックス液晶表示素子に好適な液晶組成物および、該液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子(LCD)の表示方式としてツイストネマチック(TN)方式、スーパーツイストネマティック(STN)方式、アクティブマトリックス(AM−LCD)方式等が提案され、次々に実用化されてきた。例えば、M.Schadt and W.Helfrichによって提案された(Appl.Phys.Lett.18(1971)127)上下の基板における液晶分子の配向を90゜ツイストさせたTN方式やT.J.Scheffer等によって提案された(Appl.Phy.Lett.,45(10),1021(1984))上下の基板における液晶分子の配向を180〜270゜にツイストさせたSTN方式はメモリー効果を持たないために、電圧平均化法による単純マトリックス駆動法または各画素にトランジスタ等のアクティブ素子を設けたアクティブマトリクス駆動法によって駆動されている。
【0003】
また、特開平6−230751号公報や特開平6−235920号公報等で双安定スイッチングを用いる方式が提案されている。これらは、配向膜が設けられた一対の透明電極基板間にカイラルネマチック液晶を狭持し、該カイラルネマチック液晶が初期状態においてねじれ角φのねじれ構造を有し、該初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧を印加した後の緩和状態として該初期状態とは異なる2つの準安定状態(例えばφ±180゜)を有する液晶表示素子において、フレデリクス転移を生じさせるために印加される電圧を初期状態および2つの準安定状態におけるしきい値以上の電圧パルスとし、その後に2つの準安定状態のいずれか一方を選択するために印加される電圧を、2つの準安定状態を生ずる臨界値を基準として選択された電圧パルスとする液晶表示素子である。いずれかの準安定状態に選択された状態を維持する期間に印加される電圧を2つの準安定状態におけるしきい値以下のパルスとしてマルチプレックス駆動を行うことができる。
【0004】
これらの双安定スイッチング液晶表示素子に用いられる液晶組成物には、以下のような特性が求められる。
(1)室温を含む広い温度範囲でネマティック液晶相を示すこと。
(2)双安定性と急峻なしきい値特性を両立させるために、適当な誘電率異方性(Δε)をとり得ること。
(3)応答時間(τ)をできるだけ小さくするために、粘度(η)が小さいこと。またはスプレイ弾性定数(K11)が大きいこと。
(4)高コントラスト比と高透過率を両立するために適切な屈折率異方性(Δn)をとり得ること。
(5)電圧駆動可能な温度範囲を広げるためにピッチ(P)の温度依存性が小さいこと。
などを挙げることができる。
【0005】
近年の携帯用LCDの開発に伴って、屋外での使用を前提とした開発も検討されるようになってきた。屋外での使用に耐え得るには、使用環境の温度範囲を超えた領域にわたってネマチック相を呈することが要求される。通常、ネマティック−アイソトロピック相転移温度(透明点:TNI)が60℃以上、スメクチック−ネマチック相転移温度(TSN)が−20℃以下であることが要求される。
【0006】
また、液晶組成物に光学活性物質を微量添加することにより、液晶分子の逆ツイストを抑えて液晶分子に右回りあるいは左回りのらせん構造を与え、表示品質を保つ方法は既によく知られた手段である。カイラル成分として添加する光学活性物質の有するらせんねじり力 H.T.P.(μm・wt%)-1はその添加濃度『c(wt%)』およびピッチ『P(μm)』を用いて、下記式▲1▼で定義される。
P=1/(H.T.P.×c) …………………… 式▲1▼
【0007】
双安定スイッチング液晶表示素子に求められるピッチは、P<4μmと短いのが特徴的である。したがって、このH.T.P.が小さいと、4μm以下の必要なピッチを得るために該カイラル成分をかなり高い濃度で添加する必要が生じ、他の物質パラメーターに不利な影響を及ぼしてしまう。例えばスメクチック−ネマチック相転移点TSNが非常に高くなり、電圧駆動可能な温度範囲が狭くなってしまう。また、カイラル成分の濃度が高いために、カイラル−ネマチック液晶組成物の粘度が大きくなり、その結果、応答速度が大きくなってしまう。さらにH.T.P.の小さいカイラル成分を用いると、温度の上昇につれてピッチの温度依存性も大きくなる傾向があり、電圧駆動可能な温度範囲が狭くなって好ましくない。
このように、液晶組成物は種々の目的に合わせて鋭意検討されてはいるものの、常に新規な改善を要求されているのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記双安定スイッチング液晶表示素子に求められる種々の特性を満たしながら、高速応答性に対応するために低粘度であり、さらに低温相溶性に優れ、電圧駆動可能な温度範囲を大きくし、またピッチの温度依存性の小さいカイラル−ネマチック液晶組成物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、これらの課題を解決すべく種々の液晶化合物を用いた組成物を鋭意検討した結果、本発明の液晶組成物を双安定スイッチング液晶表示素子に使用する場合に、この目的を達成できることを見いだした。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】
本発明の第1の発明は、第1成分として、一般式(I)、(II−a)、(II−b)および(II−c)
【化8】

Figure 0003834857
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を示し、QはHまたはFを示し、mは0または1を示す。)
【化9】
Figure 0003834857
(式中、R、R およびR 各々独立して炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つのメチレン基(−CH−)は酸素原子(−O−)によって置換されても良い。A、A、AおよびAは各々独立してトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Aはトランス−1, 4−シクロヘキシレンまたは側位の1つのHがFで置換されても良い1,4−フェニレンを示す。Z、ZおよびZは各々独立して、−CHCH−または単 結合を示す。Zは−COO−、−CHCH−または単結合を示し、 はHまたはFを示し、iは0または1を示す。)
で表される化合物群から選択される化合物を少なくとも1種含有し、
第2成分として一般式(III)、(IV)および(V)
【化10】
Figure 0003834857
(式中、RおよびRは各々独立して炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜8のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つ以上のメチレン基(−CH−)は酸素原子によって置換されても良い。Bはトランス−1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイルまたは1,4−フェニレンを示し、Cはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Zは−C≡C−、−COO−、−CHCH−、−CH=CH−、−CF=CF−または単結合を示す。)
【化11】
Figure 0003834857
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つ以上のメチレン基(−CH−)は酸素原子(−O−)によって置換されても良い。Rは炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、Dはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、Eはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは側位の1つのHがFで置換されても良い1,4−フェニレンを示し、Gはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Zは−CHCH−または単結合を 示し、Zは−C≡C−、−COO−、−CH=CH−または単結合を示す。)
【化12】
Figure 0003834857
(式中、R10は炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つ以上のメチレン基(−CH−)は酸素原子(−O−)によって置換されても良い。R11は炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、 はHまたはFを示す。)
で表される化合物群から選択される少なくとも1種の化合物を含有し、
第3成分として25℃におけるH.T.P.(Herical Twisting power:らせんねじり力)が0.15(μm・wt%)−1以上である光学活性化合物であって、下記式( VI −a)、( VI −b)および( VI −c)
【化6】
Figure 0003834857
(式中R 12 は炭素数1〜10のアルキル基またはアルコキシ基を示し、Kはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Yは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示す。)で表される光学活性化合物群から選択される化合物を1種以上含有し、且つらせんのピッチが4μm以下に調整されていることを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0012】
本発明の第の発明は、液晶組成物の全重量に対して第1成分が10〜65重量%、第2成分が35〜90重量%であること特徴とする上記第1の発明に記載のカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0013】
本発明の第の発明は、さらに第4成分として、一般式(VII)
【化14】
Figure 0003834857
(式中、R13は炭素数1〜10のアルキル基を示し、Jはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは側位の1つまたは2つのHがFで置換されていても良い1,4−フェニレンを示し、QはFまたはClを示し、QおよびQは各々独立してはHまたはFを示し、ZおよびZは各々独立して−COO−、−C−または単結合を示し、nは0、1または2を示す。)で表される化合物群から選択される化合物を少なくとも1種含有することを特徴とする上記第1およびの発明のいずれかに記載のカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0014】
本発明の第の発明は、液晶組成物の全重量に対して、第4成分の含有量が0〜50重量%であることを特徴とする上記第1〜第の発明のいずれかに記載のカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0015】
本発明の第の発明は、第1〜の発明のいずれかにおいて、一般式(II−a)、(II−b)および(II−c)における が独立に炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0016】
本発明の第の発明は、第1〜の発明のいずれかにおいて、一般式(III)におけるRおよびRが各々独立して炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0017】
本発明の第の発明は、第1〜の発明のいずれかにおいて、一般式(IV)におけるRが炭素数1〜10のアルキル基を示し、Rが炭素数1〜10のアルキル基またはアルコキシ基を示すことを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物に関する。
【0018】
本発明の第の発明は、上記第1〜第の発明のいずれかに記載のカイラルネマチック液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【0019】
以下、本発明の液晶組成物を構成する液晶化合物について説明する。
本発明の第1成分である、一般式(I)および/または(II−a)〜(II−c)で表される化合物としては、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【化15】
Figure 0003834857
【化16】
Figure 0003834857
(Rはアルキル基またはアルケニル基、R’はアルカンジイルまたはアルケンジイルを示す。)
【0020】
これらの第1成分の化合物のなかでは、式(I−1)、(I−2)、(I−3)、(II−a−1)、(II−a−2)、(II−a−3)、(II−b−1)、(II−c−1)、(II−c−5)、(II−c−6)、(II−c−11)または(II−c−13)で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
【0021】
これら第1成分の化合物は誘電率異方性が正の化合物で特にその値が大きく、主としてしきい値電圧を小さくする目的およびSTN特性として重要な急峻性を改善する目的で使用される。低電圧駆動を行うためには誘電率異方性の大きいこれらの化合物は不可欠な成分となる。
【0022】
第2成分の、一般式(III)、(IV)および(V)で表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【化17】
Figure 0003834857
【化18】
Figure 0003834857
【化19】
Figure 0003834857
【化20】
Figure 0003834857
(RおよびR’は各々独立してアルキル基またはアルケニル基を示す。)
【0023】
これらの中で、式(III)で表される化合物としては、式(III−1)、(III−4)、(III−6)、(III−7)、(III−8)、(III−10)、(III−13)、(III−14)、(III−18)または(III−19)で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。また、式(IV)で表される化合物としては、式(IV−2)、(IV−5)、(IV−6)、(IV−8)、(IV−11)、(IV−12)または(IV−14)で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。式(V)で表される化合物としては(V−2)で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
【0024】
第2成分の、一般式(III)、(IV)および(V)の化合物は、誘電率異方性が負かまたは弱い正の化合物である。一般式(III)の化合物は主として粘度低下および/またはΔn調整の目的で使用される。また、一般式(IV)の化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的および/またはΔn調整、粘度調整の目的で使用される。
【0025】
本発明の第3成分である、H.T.P.が0.150(μm・wt%)-1以上の光学活性化合物の内、式(VI−a)、(VI−b)または(VI−c)で表される光学活性化合物として、好ましくは以下の光学活性化合物を挙げることができる。
【化21】
Figure 0003834857
【化22】
Figure 0003834857
(式中R、R’はそれぞれ炭素数1〜10のアルキル基を示す。)
【0026】
これらの化合物の中では、式(VI−a−1)、(VI−a−7)、(VI−b−2)、(VI−b−3)および(VI−c−3)の化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
第3成分である、一般式(VI−a)〜(VI−c)の光学活性化合物は、カイラル成分としてらせんのピッチ長を調整するために用いられる。
【0027】
本発明の第4成分である一般式(VII)で表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【化23】
Figure 0003834857
【化24】
Figure 0003834857
【化25】
Figure 0003834857
【化26】
Figure 0003834857
【化27】
Figure 0003834857
(Rはアルキル基を示す。)
【0028】
一般式(VII)で表される第4成分の化合物としては、式(VII−1)、(VII−5)、(VII−6)、(VII−7)、(VII−8)、(VII−9)、(VII−10)、(VII−11)、(VII−12)、(VII−15)、(VII−16)、(VII−17)、(VII−18)、(VII−19)、(VII−20)、(VII−22)、(VII−29)、(VII−34)、(VII−35)、(VII−37)、(VII−41)、(VII−45)、(VII−46)、(VII−47)または(VII−48)で表される化合物が好ましく用いられ、さらにこれらの中で、(VII−1)、(VII−5)、(VII−7)、(VII−8)、(VII−9)、(VII−11)、(VII−12)、(VII−15)、(VII−19)、(VII−20)または(VII−29)で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
一般式(VII)の化合物は誘電率異方性が正の化合物であり、特にしきい値電圧を小さくする目的やその温度依存性を改善する目的で使用される。また、粘度調整、Δn調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的にも使用される。
【0029】
本発明で使用される第1成分の混合割合は、液晶組成物の全重量に対して10〜65%が好ましい。より好ましくは15〜60%である。
第2成分の混合割合は35〜90%が好ましい。より好ましくは40〜85%である。
第4成分の混合割合は0〜50%が好ましい。
【0030】
本発明の液晶組成物は使用される液晶表示素子の目的に応じて、上記一般式(I)〜(VII)で表される化合物の他、しきい値電圧、ネマティックレンジ、Δn、誘電率異方性、粘度等を調整する目的で、他の化合物を本発明の目的を害さない範囲で適当量含有することができる。
【0031】
本発明の液晶組成物は、それ自体慣用な方法で調整される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解させる方法がとられている。また、本発明の液晶材料は、適当な添加物によって意図する用途に応じた改良がなされ、最適化される。このような添加物は当業者によく知られており、文献等に詳細に記載されている。
また、本発明の液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加してゲストホスト(GH)モード用の液晶組成物としても使用できる。あるいは、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAPや液晶中に三次元網目状高分子を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)に代表されるポリマー分散型液晶表示素子(PNLCD)用の液晶組成物としても使用できる。その他、複屈折制御(ECB)モードや動的散乱(DS)モード用の液晶組成物としても使用できる。
【0032】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、比較例、実施例に使用した液晶化合物は「表1」に基づいて記号で表し、光学活性化合物は「表2」に示した略号で表し、それらの組成比は液晶成分については全て重量%で示す。ただし、第3成分である光学活性化合物については、光学活性化合物以外の液晶組成物100重量部に対する重量部で示す。
【表1】
Figure 0003834857
【表2】
Figure 0003834857
【0033】
尚、透明点(ネマティック−アイソトロピック転移点)をTNI[℃]、スメクティック−ネマティック転移点(またはネマチック相の下限)をTSN[℃](TSNは、0℃、−10℃、−20℃、−30℃の各々のフリーザー中に30日間放置した後の液晶相で判断した)、20℃における粘度をη20[mPa・s]、25℃におけるらせんピッチ長をP25[μm]、式▲1▼に基づきP25と光学活性化合物の添加量から導かれるらせんねじり力をH.T.P.[μm-1・wt%-1]で示し、らせんピッチ長の温度依存性δPを示すパラメーターとして、式▲2▼を定義する。
【数1】
Figure 0003834857
ここで、P20およびP50は各々20℃、50℃におけるらせんピッチ長[μm]を示し、δPの値は0に近い程好ましい。
【0034】
比較例1
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 24.0%
5−HB−C 36.0%
7−HB−C 25.0%
5−HBB−C 15.0%
8OBBE1*(Et)B 1.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=70.5[℃]
SN≦−20[℃]
η20=36.4[mPa・s]
25=3.9[μm]
H.T.P.=0.256[μm-1・wt%-1
δP=0.09
【0035】
比較例2
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 24.0%
5−HB−C 36.0%
7−HB−C 25.0%
5−HBB−C 15.0%
21*(Me)1OBBC 20.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=63.1[℃]
SN≦0[℃]
η20=40.2[mPa・s]
25=3.6[μm]
H.T.P.=0.014[μm-1・wt%-1
δP=0.92
【0036】
比較例3
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 24.0%
5−HB−C 36.0%
7−HB−C 25.0%
5−HBB−C 15.0%
6OBEBE1*(Me)6 2.2部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=69.8[℃]
SN≦−10[℃]
η20=42.5[mPa・s]
25=3.9[μm]
H.T.P.=0.117[μm-1・wt%-1
δP=0.31
【0037】
実施例1
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
V2−HB−C 13.0%
1V2−HB−C 13.0%
3−HB−C 5.0%
1O1−HH−3 2.0%
3−HH−4 13.0%
2−BTB−1 7.0%
2−BTB−3 4.0%
2−H2BTB−2 4.0%
2−H2BTB−3 4.0%
2−H2BTB−4 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 6.0%
2−PyB−2 3.3%
3−PyB−2 3.4%
4−PyB−2 3.3%
2−PyBH−3 3.0%
8OBBE1*(Me)B 5.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=78.9[℃]
SN≦−30[℃]
η20=26.8[mPa・s]
25=1.0[μm]
H.T.P.=0.200[μm-1・wt%-1
δP=0.21
上記の液晶組成物は、比較例に較べて、TNIが上昇する一方、TSNが低下してネマティック液晶範囲が顕著に拡大された。また、粘度も著しく低下し、比較例2、3に較べてδPも優れている。
【0038】
実施例2
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
V2−HB−C 12.0%
1V2−HB−C 12.0%
3−HB−C 8.0%
2−HHB−C 6.0%
3−HHB−C 6.0%
4−HHB−C 6.0%
5−HHB−C 6.0%
3−HB−O2 12.0%
3−HH−4 11.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 8.0%
6BBE1*(t−Bu)B 2.5部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=108.8[℃]
SN≦−30[℃]
η20=30.9[mPa・s]
25=1.2[μm]
H.T.P.=0.333[μm-1・wt%-1
δP=0.18
上記の液晶組成物は、比較例に較べて、TNIが上昇する一方、TSNが低下してネマティック液晶範囲が顕著に拡大された。また、粘度も著しく低下し、比較例2、3に較べてδPも優れている。
【0039】
実施例3
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
V2−HB−C 11.0%
1V2−HB−C 11.0%
3−HB−C 16.0%
5−HB−C 6.0%
1O1−HB−C 4.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 5.0%
4−HHB−C 3.0%
3−HH−2V1 10.0%
1O1−HH−5 9.0%
2−BTB−O1 11.0%
3−HB(F)VB−2 2.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
6BBE1*(Me)B2 1.5部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=78.7[℃]
SN≦−30[℃]
η20=29.8[mPa・s]
25=2.9[μm]
H.T.P.=0.230[μm-1・wt%-1
δP=0.17
上記の液晶組成物は、比較例に較べて、TNIが上昇する一方、TSNが低下してネマティック液晶範囲が顕著に拡大された。また、粘度も著しく低下し、比較例2、3に較べてδPも優れている。
【0040】
実施例4
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
V2−HB−C 13.0%
1V2−HB−C 13.0%
3−HB−C 12.0%
2−HB−C 10.0%
3−HH−4 3.0%
2−BTB−1 10.0%
2−BTB−3 7.0%
2−H2BTB−2 4.0%
2−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HHB−1 7.0%
3−HHB−O1 5.0%
6BBE1*(t−Bu)B 0.8部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=73.7[℃]
SN≦−30[℃]
η20=23.2[mPa・s]
25=3.7[μm]
H.T.P.=0.338[μm-1・wt%-1
δP=0.15
【0041】
実施例5
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3O1−BEB(F)−C 12.0%
1V2−HB−C 7.0%
2−BTB−O1 8.0%
3−BTB−O1 8.0%
4−BTB−O1 8.0%
4−BTB−O2 8.0%
5−BTB−O1 9.0%
2−H2BTB−2 4.0%
2−H2BTB−3 3.0%
2−H2BTB−4 3.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 6.0%
3−HB(F)TB−3 6.0%
3−HB(F)TB−4 6.0%
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=88.7[℃]
SN≦−30[℃]
η20=40.8[mPa・s]
25=3.3[μm]
H.T.P.=0.202[μm-1・wt%-1
δP=−0.08
【0042】
実施例6
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−PyB(F)−F 12.0%
5−PyB(F)−F 7.0%
3−PyBB−F 10.0%
4−PyBB−F 10.0%
5−PyBB−F 10.0%
2−PyB−2 2.6%
3−PyB−2 2.7%
4−PyB−2 2.7%
3−HB−O2 15.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 11.0%
3−HHB−F 4.0%
8OBBE1*(Et)B 1.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=84.9[℃]
SN≦−30[℃]
η20=41.9[mPa・s]
25=3.9[μm]
H.T.P.=0.256[μm-1・wt%-1
δP=0.09
上記の液晶組成物は、比較例1と同じ光学活性化合物を添加しているが、TNIが上昇する一方、TSNが低下してネマティック液晶範囲が顕著に拡大された。また、TNIが高い割には粘度も低く、δPも優れている。
【0043】
実施例7
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−PyB(F)−F 12.0%
5−PyB(F)−F 7.0%
3−PyBB−F 10.0%
4−PyBB−F 10.0%
5−PyBB−F 10.0%
2−PyB−2 2.6%
3−PyB−2 2.7%
4−PyB−2 2.7%
3−HB−O2 15.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 11.0%
3−HHB−F 4.0%
6BBE1*(Me)B2 1.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=84.5[℃]
SN≦−30[℃]
η20=34.6[mPa・s]
25=2.5[μm]
H.T.P.=0.200[μm-1・wt%-1
δP=0.19
【0044】
実施例8
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
2−HHB(F)−C 6.0%
3−HHB(F)−C 6.0%
2−HB−C 8.0%
3−HB−C 8.0%
2−PyB−F 14.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−3 5.5%
2−PyBH−3 5.0%
3−PyBH−3 5.0%
4−PyBH−3 5.0%
2−PyB−2 2.5%
3−PyB−2 2.5%
4−PyB−2 2.5%
2−HHB(F)−F 11.0%
3−HHB(F)−F 11.0%
8OBBE1*(Et)B 1.5部
CN 0.5部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=83.3[℃]
SN≦−30[℃]
η20=28.3[mPa・s]
25=3.8[μm]
δP=0.14
【0045】
実施例9
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 16.0%
1O1−HB−C 10.0%
3−HB(F)−C 5.0%
3−PyBB−F 5.0%
2−BTB−1 3.0%
3−HH−4 5.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−O1 2.0%
3−HB(F)TB−2 3.0%
3−HB(F)TB−3 3.0%
2−HHB(F)−F 12.0%
3−HHB(F)−F 12.0%
5−HHB(F)−F 12.0%
3−HHB−F 4.0%
6BBE1*(Me)B2 3.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=89.3[℃]
SN≦−30[℃]
η20=27.8[mPa・s]
25=1.5[μm]
H.T.P.=0.222[μm-1・wt%-1
δP=0.21
【0046】
実施例10
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 10.0%
5−HB−C 20.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−1 10.0%
3−HHB−3 16.0%
1O1HBBH−3 2.0%
5−HEB−F 13.0%
7−HEB−F 13.0%
3−HHEB−F 3.0%
5−HHEB−F 3.0%
3−HHB−F 5.0%
8OBBE1*(Me)B 2.5部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=84.1[℃]
SN≦−30[℃]
η20=29.7[mPa・s]
25=2.0[μm]
H.T.P.=0.200[μm-1・wt%-1
δP=−0.12
【0047】
実施例11
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
2−BB−C 12.0%
4−BB−C 8.0%
5−BB−C 4.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 8.0%
2−HB−C 10.0%
5−PyB−F 8.0%
1O1−HH−3 8.0%
1O1−HH−5 8.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−3 10.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HBEB−F 4.0%
5HBE1*(Et)B 1.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=80.5[℃]
SN≦−30[℃]
η20=28.8[mPa・s]
25=3.0[μm]
H.T.P.=0.333[μm-1・wt%-1
δP=0.25
【0048】
実施例12
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 22.0%
2−HB−C 10.0%
3−HHB−1 6.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HHB−3 12.0%
2−HBB(F)−F 6.0%
3−HBB(F)−F 6.0%
5−HBB(F)−F 12.0%
3−HHEB(F,F)−F 10.0%
4−HHEB(F,F)−F 3.0%
5−HH2B(F,F)−F 3.0%
3−HHB(F,F)−F 6.0%
6BBE1*(t−Bu)B 2.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=85.5[℃]
SN≦−30[℃]
η20=28.9[mPa・s]
25=1.5[μm]
H.T.P.=0.333[μm-1・wt%-1
δP=0.16
【0049】
実施例13
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
2O1−BEB(F)−C 4.0%
3O1−BEB(F)−C 15.0%
1V2−BEB(F,F)−C 9.0%
V2−HB−C 9.0%
3−HB−O2 7.0%
3−HH−4 9.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 6.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
2−H2BTB−2 2.0%
3−HHEB−F 5.0%
5−HHEB−F 5.0%
3−HHB−F 4.0%
5HBE1*(Et)B 0.8部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=89.7[℃]
SN≦−30[℃]
η20=33.8[mPa・s]
25=3.6[μm]
H.T.P.=0.347[μm-1・wt%-1
δP=0.19
【0050】
実施例14
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB(F)EB(F)−C 7.0%
3−HB(F)−C 3.0%
2−HHB(F)−C 5.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HH−4 10.0%
3−HHB−1 5.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 5.0%
5−HB−CL 4.0%
7−HB−CL 3.0%
2−HHB(F)−F 5.0%
3−HHB(F)−F 5.0%
5−HHB(F)−F 5.0%
3−HH2B(F,F)−F 10.0%
5−HH2B(F,F)−F 5.0%
3−HHB(F,F)−F 10.0%
3−HHB−CL 3.0%
8OBBE1*(Et)B 2.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=83.1[℃]
SN≦−30[℃]
η20=21.3[mPa・s]
25=1.9[μm]
H.T.P.=0.263[μm-1・wt%-1
δP=0.14
【0051】
実施例15
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
2−HB−C 8.0%
3−HB−C 14.0%
3−PyB(F)−F 12.0%
5−PyB(F)−F 8.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 5.0%
3−PyBH−2 3.0%
2−PyBH−3 6.0%
3−PyBH−3 6.0%
4−PyBH−3 6.0%
4−PyBB−2 3.0%
3−HB(F)TB−2 5.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
3−HHB−1 6.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HHB−3 6.0%
5HBE1*(Et)B 2.0部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=97.8[℃]
SN≦−30[℃]
η20=37.7[mPa・s]
25=1.5[μm]
H.T.P.=0.333[μm-1・wt%-1
δP=0.30
【0052】
実施例16
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
3−HB−C 7.0%
1O1−HB−C 7.0%
2O1−HB−C 7.0%
2−HHB−C 6.0%
3−HHB−C 6.0%
1O−BEB−2 11.0%
3−HEB−O4 8.3%
4−HEB−O2 6.3%
5−HEB−O1 6.3%
3−HEB−O2 4.9%
5−HEB−O2 3.9%
4−HEB−O4 8.3%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HHB−3 6.0%
6BBE1*(Me)B2 1.8部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=82.6[℃]
SN≦−30[℃]
η20=36.2[mPa・s]
25=2.5[μm]
H.T.P.=0.222[μm-1・wt%-1
δP=0.23
【0053】
実施例17
次に示す組成の液晶組成物を調製した。
V2−HB−C 11.0%
1V2−HB−C 11.0%
3−HB−C 16.0%
5−HB−C 6.0%
1O1−HB−C 4.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 5.0%
4−HHB−C 3.0%
3−HH−2V1 10.0%
1O1−HH−5 9.0%
2−BTB−O1 11.0%
3−HB(F)VB−2 2.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
8OBBE1*(Et)B 0.05部
21*(Me)1OBBC 0.50部
この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。
NI=78.5[℃]
SN≦−30[℃]
η20=26.8[mPa・s]
25=2.2[μm]
δP=0.19
以上の比較例および実施例の透明点と粘度の関係を「図1」のグラフで表した。比較例1〜3に較べて実施例1〜17の液晶組成物が透明点が高い割には粘度が低いことが、顕著に表れている。
【0054】
【発明の効果】
実施例に示したように、双安定スイッチング液晶表示素子に求められる種々の特性を満たしながら、高速応答性に対応するために低粘度であり、さらに低温相溶性に優れ、電圧駆動可能な温度範囲を大きくし、またピッチの温度依存性の小さいカイラル−ネマチック液晶組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例および比較例の液晶組成物の透明点と粘度の関係を示すグラフ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nematic liquid crystal composition containing at least one chiral additive used in a sealed liquid crystal display cell formed of two substrates having transparent electrodes, and a liquid crystal display using the liquid crystal composition It relates to an element. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal composition suitable for a simple matrix liquid crystal display element utilizing two metastable state switching (bistable switching), and a liquid crystal display element using the liquid crystal composition.
[0002]
[Prior art]
As a liquid crystal display element (LCD) display method, a twisted nematic (TN) method, a super twisted nematic (STN) method, an active matrix (AM-LCD) method, and the like have been proposed and put into practical use one after another. For example, proposed by M. Schadt and W. Helfrich (Appl. Phys. Lett. 18 (1971) 127), proposed by the TN system in which the orientation of liquid crystal molecules in the upper and lower substrates is twisted by 90 °, TJScheffer, etc. (Appl. Phy. Lett., 45 (10), 1021 (1984)) Since the STN method in which the orientation of liquid crystal molecules on the upper and lower substrates is twisted to 180 to 270 ° has no memory effect, the voltage averaging method is used. Are driven by a simple matrix driving method based on the above or an active matrix driving method in which an active element such as a transistor is provided in each pixel.
[0003]
In addition, methods using bistable switching have been proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-230751 and 6-235920. These sandwich a chiral nematic liquid crystal between a pair of transparent electrode substrates provided with an alignment film, and the chiral nematic liquid crystal has a twisted structure with a twist angle φ in the initial state, causing a Fredericks transition in the initial state. In a liquid crystal display device having two metastable states (for example, φ ± 180 °) different from the initial state as a relaxed state after applying the voltage to be applied, the voltage applied to cause the Fredericks transition is changed to the initial state and Select a voltage pulse above the threshold in two metastable states and then select the voltage applied to select one of the two metastable states with reference to the critical value that produces the two metastable states It is a liquid crystal display element which makes the voltage pulse performed. Multiplex driving can be performed by using a voltage applied during a period in which the state selected in any metastable state is maintained as a pulse equal to or lower than a threshold value in two metastable states.
[0004]
The liquid crystal composition used in these bistable switching liquid crystal display elements is required to have the following characteristics.
(1) To exhibit a nematic liquid crystal phase in a wide temperature range including room temperature.
(2) Appropriate dielectric anisotropy (Δε) can be taken to achieve both bistability and steep threshold characteristics.
(3) The viscosity (η) is small in order to minimize the response time (τ). Or spray elastic constant (K11) Is large.
(4) Appropriate refractive index anisotropy (Δn) can be taken to achieve both high contrast ratio and high transmittance.
(5) The temperature dependence of the pitch (P) is small in order to widen the temperature range in which voltage driving is possible.
And so on.
[0005]
With the recent development of portable LCDs, development on the premise of outdoor use has also been considered. In order to withstand outdoor use, it is required to exhibit a nematic phase over a region exceeding the temperature range of the use environment. Usually, nematic-isotropic phase transition temperature (clearing point: TNI) Is 60 ° C. or higher, smectic-nematic phase transition temperature (TSN) Is required to be −20 ° C. or lower.
[0006]
A method for maintaining display quality by adding a trace amount of an optically active substance to a liquid crystal composition to suppress the reverse twist of the liquid crystal molecules to give the liquid crystal molecules a clockwise or counterclockwise spiral structure and maintaining display quality is already well known. It is. H. Torsional force of optically active substance added as chiral component T. T. et al. P. (Μm · wt%)-1Is defined by the following formula (1) using the additive concentration “c (wt%)” and the pitch “P (μm)”.
P = 1 / (HTP P × c) …………………… Formula (1)
[0007]
The pitch required for the bistable switching liquid crystal display element is characterized by a short P <4 μm. Therefore, this H.P. T. T. et al. P. If it is small, it is necessary to add the chiral component at a considerably high concentration in order to obtain a necessary pitch of 4 μm or less, which adversely affects other material parameters. For example, smectic-nematic phase transition point TSNBecomes extremely high, and the temperature range in which voltage driving is possible becomes narrow. Further, since the concentration of the chiral component is high, the viscosity of the chiral-nematic liquid crystal composition increases, and as a result, the response speed increases. Further H. T. T. et al. P. When a chiral component having a small value is used, the temperature dependence of the pitch tends to increase as the temperature rises, and the temperature range in which voltage driving is possible becomes narrow, which is not preferable.
As described above, although the liquid crystal composition has been intensively studied for various purposes, the current situation is that a new improvement is always required.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to achieve a high temperature response range while satisfying various characteristics required for the above-described bistable switching liquid crystal display device, and to have a low viscosity, excellent low-temperature compatibility, and a voltage-driven temperature range. An object of the present invention is to provide a chiral-nematic liquid crystal composition having a large pitch and a small temperature dependency of the pitch.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations on compositions using various liquid crystal compounds in order to solve these problems, the present inventors have found this purpose when the liquid crystal composition of the present invention is used in a bistable switching liquid crystal display device. I found what I could achieve.
The present invention will be described in detail below.
[0010]
  In the first invention of the present invention, the general formula (I), (II-a), (II-b) is used as the first component.and(II-c)
[Chemical 8]
Figure 0003834857
(Wherein R1Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and Q1Represents H or F, and m represents 0 or 1. )
[Chemical 9]
Figure 0003834857
(Wherein R2, R3 And R 4 IsEach independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two non-adjacent methylene groups (-CH2-) May be substituted by an oxygen atom (-O-). A1, A2, A3And A4Each independently represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene;5Represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which one H in the side position may be substituted with F. Z1, Z2And Z3Each independently represents —CH2CH2-Or a single bond. Z4Is —COO—, —CH2CH2-Or a single bond,Q 1 Represents H or F, and i represents 0 or 1. )
Containing at least one compound selected from the group of compounds represented by:
  General formulas (III), (IV) and (V) as the second component
[Chemical Formula 10]
Figure 0003834857
(Wherein R6And R7Each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two or more methylene groups (-CH2-) May be substituted by an oxygen atom. B represents trans-1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or 1,4-phenylene, C represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, Z5Is —C≡C—, —COO—, —CH2CH2-, -CH = CH-, -CF = CF- or a single bond. )
Embedded image
Figure 0003834857
(Wherein R8Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two or more methylene groups (-CH2-) May be substituted by an oxygen atom (-O-). R9Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkoxymethyl group, D represents trans-1,4-cyclohexylene or pyrimidine-2,5-diyl, and E represents trans-1,4-cyclohexylene. Alternatively, one H in the side position represents 1,4-phenylene which may be substituted with F, G represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and Z6Is -CH2CH2-Or a single bond, Z7Is —C≡C—, —COO—, —CH═CH— or a single bond.Show. )
Embedded image
Figure 0003834857
(Wherein R10Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two or more methylene groups (-CH2-) May be substituted by an oxygen atom (-O-). R11Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkoxymethyl group;Q 2 Represents H or F. )
Containing at least one compound selected from the group of compounds represented by:
  As a third component, H.P. T. T. et al. P. (Herical Twisting power) is 0.15 (μm · wt%)-1Optically active compoundAnd the following formula ( VI -A), ( VI -B) and ( VI -C)
[Chemical 6]
Figure 0003834857
(Where R 12 Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group, K represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and Y represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Compound selected from the group of optically active compounds represented byFurther, the present invention relates to a chiral nematic liquid crystal composition characterized by containing at least one of the above and having a helical pitch adjusted to 4 μm or less.
[0012]
  First of the present invention2According to the present invention, the first component is 10 to 65% by weight and the second component is 35 to 90% by weight with respect to the total weight of the liquid crystal composition.1'sThe present invention relates to a chiral nematic liquid crystal composition described in the invention.
[0013]
  First of the present invention3The present invention further comprises, as a fourth component, the general formula (VII)
Embedded image
Figure 0003834857
(Wherein R13Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, J represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which one or two H atoms on the side positions may be substituted with F;5Represents F or Cl, Q4And Q6Each independently represents H or F;8And Z9Are each independently -COO-, -C2H4-Represents a single bond, and n represents 0, 1 or 2. 1), containing at least one compound selected from the group of compounds represented byandFirst2The chiral nematic liquid crystal composition according to any one of the inventions.
[0014]
  First of the present invention4According to the present invention, the content of the fourth component is 0 to 50% by weight with respect to the total weight of the liquid crystal composition.3The chiral nematic liquid crystal composition according to any one of the inventions.
[0015]
  First of the present invention5The inventions 1 to 14In any of the inventions in general formulas (II-a), (II-b) and (II-c)R 2 ~R 4 The present invention relates to a chiral nematic liquid crystal composition, wherein each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkoxymethyl group.
[0016]
  First of the present invention6The inventions 1 to 15In any of the inventions, R in the general formula (III)6And R7The present invention relates to a chiral nematic liquid crystal composition, wherein each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, or an alkoxymethyl group.
[0017]
  First of the present invention7The inventions 1 to 16In any of the inventions, R in the general formula (IV)8Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R9The present invention relates to a chiral nematic liquid crystal composition characterized in that represents an alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
[0018]
  First of the present invention8The invention of the first to first7The present invention relates to a liquid crystal display device using the chiral nematic liquid crystal composition described in any of the inventions.
[0019]
Hereinafter, the liquid crystal compound constituting the liquid crystal composition of the present invention will be described.
Preferred examples of the compound represented by the general formula (I) and / or (II-a) to (II-c), which are the first component of the present invention, include the following compounds.
Embedded image
Figure 0003834857
Embedded image
Figure 0003834857
(R represents an alkyl group or alkenyl group, and R 'represents alkanediyl or alkenediyl.)
[0020]
Among these compounds of the first component, formulas (I-1), (I-2), (I-3), (II-a-1), (II-a-2), (II-a -3), (II-b-1), (II-c-1), (II-c-5), (II-c-6), (II-c-11) or (II-c-13) ) Is particularly preferably used in the present invention.
[0021]
These compounds of the first component are compounds having a positive dielectric anisotropy and are particularly large in value, and are used mainly for the purpose of reducing the threshold voltage and the purpose of improving the steepness important as STN characteristics. In order to perform low-voltage driving, these compounds having a large dielectric anisotropy are indispensable components.
[0022]
As the compounds represented by the general formulas (III), (IV) and (V) of the second component, the following compounds are preferably exemplified.
Embedded image
Figure 0003834857
Embedded image
Figure 0003834857
Embedded image
Figure 0003834857
Embedded image
Figure 0003834857
(R and R 'each independently represents an alkyl group or an alkenyl group.)
[0023]
Among these, the compounds represented by the formula (III) include the formulas (III-1), (III-4), (III-6), (III-7), (III-8), (III −10), (III-13), (III-14), (III-18) or (III-19) are particularly preferably used in the present invention. Moreover, as a compound represented by Formula (IV), Formula (IV-2), (IV-5), (IV-6), (IV-8), (IV-11), (IV-12) Alternatively, the compound represented by (IV-14) is particularly preferably used in the present invention. As the compound represented by the formula (V), the compound represented by (V-2) is particularly preferably used in the present invention.
[0024]
The compounds of the general formulas (III), (IV) and (V) as the second component are positive compounds having a negative or weak dielectric anisotropy. The compound of the general formula (III) is mainly used for the purpose of viscosity reduction and / or Δn adjustment. The compound of the general formula (IV) is used for the purpose of widening the nematic range such as increasing the clearing point and / or for the purpose of adjusting Δn and viscosity.
[0025]
H., which is the third component of the present invention. T. T. et al. P. Is 0.150 (μm · wt%)-1Of the above optically active compounds, the optically active compounds represented by the formula (VI-a), (VI-b) or (VI-c) are preferably the following optically active compounds.
Embedded image
Figure 0003834857
Embedded image
Figure 0003834857
(In the formula, R and R 'each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
[0026]
Among these compounds, compounds of formula (VI-a-1), (VI-a-7), (VI-b-2), (VI-b-3) and (VI-c-3) are It is particularly preferably used in the present invention.
The optically active compounds of general formulas (VI-a) to (VI-c), which are the third component, are used as chiral components to adjust the pitch length of the helix.
[0027]
Preferred examples of the compound represented by the general formula (VII) as the fourth component of the present invention include the following compounds.
Embedded image
Figure 0003834857
Embedded image
Figure 0003834857
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Figure 0003834857
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Figure 0003834857
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Figure 0003834857
(R represents an alkyl group.)
[0028]
The compounds of the fourth component represented by the general formula (VII) include the formulas (VII-1), (VII-5), (VII-6), (VII-7), (VII-8), (VII -9), (VII-10), (VII-11), (VII-12), (VII-15), (VII-16), (VII-17), (VII-18), (VII-19) ), (VII-20), (VII-22), (VII-29), (VII-34), (VII-35), (VII-37), (VII-41), (VII-45), The compounds represented by (VII-46), (VII-47) or (VII-48) are preferably used, and among these, (VII-1), (VII-5), (VII-7) , (VII-8), (VII-9), (VII-11), (VII-12), (VII-15), (VII-19), (VII-20) or (VII-29) Are particularly preferably used in the present invention.
The compound of the general formula (VII) is a compound having a positive dielectric anisotropy, and is used particularly for the purpose of reducing the threshold voltage and improving its temperature dependency. It is also used for the purpose of widening the nematic range such as viscosity adjustment, Δn adjustment, and clearing point increase.
[0029]
The mixing ratio of the first component used in the present invention is preferably 10 to 65% with respect to the total weight of the liquid crystal composition. More preferably, it is 15 to 60%.
The mixing ratio of the second component is preferably 35 to 90%. More preferably, it is 40 to 85%.
The mixing ratio of the fourth component is preferably 0 to 50%.
[0030]
Depending on the purpose of the liquid crystal display element to be used, the liquid crystal composition of the present invention may have a threshold voltage, a nematic range, Δn, a different dielectric constant in addition to the compounds represented by the general formulas (I) to (VII). For the purpose of adjusting the isotropic property, viscosity, etc., other compounds can be contained in appropriate amounts within a range that does not impair the purpose of the present invention.
[0031]
The liquid crystal composition of the present invention is prepared by a conventional method. In general, a method is used in which various components are dissolved together at a high temperature. Further, the liquid crystal material of the present invention is optimized and optimized in accordance with the intended use by appropriate additives. Such additives are well known to those skilled in the art and are described in detail in the literature.
In addition, the liquid crystal composition of the present invention is for guest host (GH) mode by adding a dichroic dye such as merocyanine, styryl, azo, azomethine, azoxy, quinophthalone, anthraquinone, and tetrazine. It can also be used as a liquid crystal composition. Alternatively, a liquid crystal composition for a polymer dispersed liquid crystal display element (PNLCD) represented by NCAP produced by encapsulating nematic liquid crystal or a polymer network liquid crystal display element (PNLCD) in which a three-dimensional network polymer is produced in the liquid crystal. It can also be used as a product. In addition, it can be used as a liquid crystal composition for birefringence control (ECB) mode and dynamic scattering (DS) mode.
[0032]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. In addition, the liquid crystal compounds used in Comparative Examples and Examples are represented by symbols based on “Table 1”, the optically active compounds are represented by abbreviations shown in “Table 2”, and their composition ratios are all weights for the liquid crystal components. Shown in%. However, the optically active compound as the third component is shown in parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal composition other than the optically active compound.
[Table 1]
Figure 0003834857
[Table 2]
Figure 0003834857
[0033]
The clearing point (nematic-isotropic transition point) is TNI[° C], the smectic-nematic transition point (or the lower limit of the nematic phase) as TSN[℃] (TSNIs determined by the liquid crystal phase after being left in each freezer at 0 ° C., −10 ° C., −20 ° C., and −30 ° C. for 30 days), and the viscosity at 20 ° C. is η20[MPa · s], the helical pitch length at 25 ° C is Ptwenty five[Μm], P based on formula (1)twenty fiveAnd the helical torsional force derived from the amount of the optically active compound added. T. T. et al. P. [Μm-1・ Wt%-1The equation (2) is defined as a parameter indicating the temperature dependence δP of the helical pitch length.
[Expression 1]
Figure 0003834857
Where P20And P50Indicates the helical pitch length [μm] at 20 ° C. and 50 ° C., respectively, and the value of δP is preferably closer to 0.
[0034]
Comparative Example 1
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 24.0%
5-HB-C 36.0%
7-HB-C 25.0%
5-HBB-C 15.0%
8OBBE1 * (Et) B 1.0 part
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 70.5 [° C]
TSN≦ −20 [° C.]
η20= 36.4 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.9 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.256 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.09
[0035]
Comparative Example 2
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 24.0%
5-HB-C 36.0%
7-HB-C 25.0%
5-HBB-C 15.0%
21 * (Me) 1OBBC 20.0 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 63.1 [° C]
TSN≦ 0 [℃]
η20= 40.2 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.6 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.014 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.92
[0036]
Comparative Example 3
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 24.0%
5-HB-C 36.0%
7-HB-C 25.0%
5-HBB-C 15.0%
6 OBEBE 1 * (Me) 6 2.2 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 69.8 [° C]
TSN≦ −10 [℃]
η20= 42.5 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.9 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.117 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.31
[0037]
Example 1
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
V2-HB-C 13.0%
1V2-HB-C 13.0%
3-HB-C 5.0%
1O1-HH-3 2.0%
3-HH-4 13.0%
2-BTB-1 7.0%
2-BTB-3 4.0%
2-H2BTB-2 4.0%
2-H2BTB-3 4.0%
2-H2BTB-4 4.0%
3-H2BTB-2 4.0%
3-H2BTB-3 4.0%
3-H2BTB-4 4.0%
3-HB (F) TB-2 6.0%
2-PyB-2 3.3%
3-PyB-2 3.4%
4-PyB-2 3.3%
2-PyBH-3 3.0%
8OBBE1 * (Me) B 5.0 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 78.9 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 26.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 1.0 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.200 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.21
In the above liquid crystal composition, the TNI increased while the TSN decreased and the nematic liquid crystal range was remarkably expanded as compared with the comparative example. In addition, the viscosity is remarkably lowered, and δP is superior to Comparative Examples 2 and 3.
[0038]
Example 2
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
V2-HB-C 12.0%
1V2-HB-C 12.0%
3-HB-C 8.0%
2-HHB-C 6.0%
3-HHB-C 6.0%
4-HHB-C 6.0%
5-HHB-C 6.0%
3-HB-O2 12.0%
3-HH-4 11.0%
3-H2BTB-2 5.0%
3-H2BTB-3 4.0%
3-H2BTB-4 4.0%
3-HB (F) TB-2 8.0%
2.5 parts of 6BBE1 * (t-Bu) B
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 108.8 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 30.9 [mPa · s]
Ptwenty five= 1.2 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.333 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.18
In the above liquid crystal composition, the TNI increased while the TSN decreased and the nematic liquid crystal range was remarkably expanded as compared with the comparative example. In addition, the viscosity is remarkably lowered, and δP is superior to Comparative Examples 2 and 3.
[0039]
Example 3
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
V2-HB-C 11.0%
1V2-HB-C 11.0%
3-HB-C 16.0%
5-HB-C 6.0%
1O1-HB-C 4.0%
2-HHB-C 4.0%
3-HHB-C 5.0%
4-HHB-C 3.0%
3-HH-2V1 10.0%
1O1-HH-5 9.0%
2-BTB-O1 11.0%
3-HB (F) VB-2 2.0%
3-HB (F) TB-2 4.0%
3-HB (F) TB-3 4.0%
1.5 parts of 6BBE1 * (Me) B2
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 78.7 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 29.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 2.9 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.230 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.17
In the above liquid crystal composition, the TNI increased while the TSN decreased and the nematic liquid crystal range was remarkably expanded as compared with the comparative example. In addition, the viscosity is remarkably lowered, and δP is superior to Comparative Examples 2 and 3.
[0040]
Example 4
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
V2-HB-C 13.0%
1V2-HB-C 13.0%
3-HB-C 12.0%
2-HB-C 10.0%
3-HH-4 3.0%
2-BTB-1 10.0%
2-BTB-3 7.0%
2-H2BTB-2 4.0%
2-H2BTB-3 4.0%
3-H2BTB-2 4.0%
3-H2BTB-3 4.0%
3-H2BTB-4 4.0%
3-HHB-1 7.0%
3-HHB-O1 5.0%
6BBE1 * (t-Bu) B 0.8 part
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 73.7 [° C.]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 23.2 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.7 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.338 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.15
[0041]
Example 5
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3O1-BEB (F) -C 12.0%
1V2-HB-C 7.0%
2-BTB-O1 8.0%
3-BTB-O1 8.0%
4-BTB-O1 8.0%
4-BTB-O2 8.0%
5-BTB-O1 9.0%
2-H2BTB-2 4.0%
2-H2BTB-3 3.0%
2-H2BTB-4 3.0%
3-H2BTB-2 4.0%
3-H2BTB-3 4.0%
3-H2BTB-4 4.0%
3-HB (F) TB-2 6.0%
3-HB (F) TB-3 6.0%
3-HB (F) TB-4 6.0%
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 88.7 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 40.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.3 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.202 [μm-1・ Wt%-1]
δP = −0.08
[0042]
Example 6
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-PyB (F) -F 12.0%
5-PyB (F) -F 7.0%
3-PyBB-F 10.0%
4-PyBB-F 10.0%
5-PyBB-F 10.0%
2-PyB-2 2.6%
3-PyB-2 2.7%
4-PyB-2 2.7%
3-HB-O2 15.0%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-O1 5.0%
3-HHB-3 11.0%
3-HHB-F 4.0%
8OBBE1 * (Et) B 1.0 part
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 84.9 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 41.9 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.9 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.256 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.09
In the above liquid crystal composition, the same optically active compound as in Comparative Example 1 was added. However, while TNI increased, TSN decreased and the nematic liquid crystal range was remarkably expanded. Moreover, although the TNI is high, the viscosity is low and the δP is also excellent.
[0043]
Example 7
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-PyB (F) -F 12.0%
5-PyB (F) -F 7.0%
3-PyBB-F 10.0%
4-PyBB-F 10.0%
5-PyBB-F 10.0%
2-PyB-2 2.6%
3-PyB-2 2.7%
4-PyB-2 2.7%
3-HB-O2 15.0%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-O1 5.0%
3-HHB-3 11.0%
3-HHB-F 4.0%
1.0 part of 6BBE1 * (Me) B2
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 84.5 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 34.6 [mPa · s]
Ptwenty five= 2.5 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.200 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.19
[0044]
Example 8
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
2-HHB (F) -C 6.0%
3-HHB (F) -C 6.0%
2-HB-C 8.0%
3-HB-C 8.0%
2-PyB-F 14.0%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-3 5.5%
2-PyBH-3 5.0%
3-PyBH-3 5.0%
4-PyBH-3 5.0%
2-PyB-2 2.5%
3-PyB-2 2.5%
4-PyB-2 2.5%
2-HHB (F) -F 11.0%
3-HHB (F) -F 11.0%
1.5 parts of 8OBBE1 * (Et) B
CN 0.5 part
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 83.3 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 28.3 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.8 [μm]
δP = 0.14
[0045]
Example 9
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 16.0%
1O1-HB-C 10.0%
3-HB (F) -C 5.0%
3-PyBB-F 5.0%
2-BTB-1 3.0%
3-HH-4 5.0%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-O1 2.0%
3-HB (F) TB-2 3.0%
3-HB (F) TB-3 3.0%
2-HHB (F) -F 12.0%
3-HHB (F) -F 12.0%
5-HHB (F) -F 12.0%
3-HHB-F 4.0%
6BBE1 * (Me) B2 3.0 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 89.3 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 27.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 1.5 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.222 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.21
[0046]
Example 10
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 10.0%
5-HB-C 20.0%
3-HHB-O1 5.0%
3-HHB-1 10.0%
3-HHB-3 16.0%
1O1HBBH-3 2.0%
5-HEB-F 13.0%
7-HEB-F 13.0%
3-HHEB-F 3.0%
5-HHEB-F 3.0%
3-HHB-F 5.0%
2.5 parts of 8OBBE1 * (Me) B
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 84.1 [° C.]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 29.7 [mPa · s]
Ptwenty five= 2.0 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.200 [μm-1・ Wt%-1]
δP = −0.12
[0047]
Example 11
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
2-BB-C 12.0%
4-BB-C 8.0%
5-BB-C 4.0%
2-HHB-C 4.0%
3-HHB-C 8.0%
2-HB-C 10.0%
5-PyB-F 8.0%
1O1-HH-3 8.0%
1O1-HH-5 8.0%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-3 10.0%
3-HHB-O1 4.0%
3-HHB-F 4.0%
3-HBEB-F 4.0%
1.0 part of 5HBE1 * (Et) B
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 80.5 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 28.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.0 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.333 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.25
[0048]
Example 12
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 22.0%
2-HB-C 10.0%
3-HHB-1 6.0%
3-HHB-O1 4.0%
3-HHB-3 12.0%
2-HBB (F) -F 6.0%
3-HBB (F) -F 6.0%
5-HBB (F) -F 12.0%
3-HHEB (F, F) -F 10.0%
4-HHEB (F, F) -F 3.0%
5-HH2B (F, F) -F 3.0%
3-HHB (F, F) -F 6.0%
6BBE1 * (t-Bu) B 2.0 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 85.5 [° C.]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 28.9 [mPa · s]
Ptwenty five= 1.5 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.333 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.16
[0049]
Example 13
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
2O1-BEB (F) -C 4.0%
3O1-BEB (F) -C 15.0%
1V2-BEB (F, F) -C 9.0%
V2-HB-C 9.0%
3-HB-O2 7.0%
3-HH-4 9.0%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-O1 5.0%
3-HHB-3 6.0%
3-H2BTB-2 4.0%
3-H2BTB-3 4.0%
3-H2BTB-4 4.0%
2-H2BTB-2 2.0%
3-HHEB-F 5.0%
5-HHEB-F 5.0%
3-HHB-F 4.0%
5HBE1 * (Et) B 0.8 part
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 89.7 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 33.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 3.6 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.347 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.19
[0050]
Example 14
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB (F) EB (F) -C 7.0%
3-HB (F) -C 3.0%
2-HHB (F) -C 5.0%
3-HB-O2 10.0%
3-HH-4 10.0%
3-HHB-1 5.0%
3-HHB-O1 5.0%
3-HHB-3 5.0%
5-HB-CL 4.0%
7-HB-CL 3.0%
2-HHB (F) -F 5.0%
3-HHB (F) -F 5.0%
5-HHB (F) -F 5.0%
3-HH2B (F, F) -F 10.0%
5-HH2B (F, F) -F 5.0%
3-HHB (F, F) -F 10.0%
3-HHB-CL 3.0%
8OBBE1 * (Et) B 2.0 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 83.1 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 21.3 [mPa · s]
Ptwenty five= 1.9 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.263 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.14
[0051]
Example 15
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
2-HB-C 8.0%
3-HB-C 14.0%
3-PyB (F) -F 12.0%
5-PyB (F) -F 8.0%
2-HHB-C 4.0%
3-HHB-C 5.0%
3-PyBH-2 3.0%
2-PyBH-3 6.0%
3-PyBH-3 6.0%
4-PyBH-3 6.0%
4-PyBB-2 3.0%
3-HB (F) TB-2 5.0%
3-HB (F) TB-3 4.0%
3-HHB-1 6.0%
3-HHB-O1 4.0%
3-HHB-3 6.0%
5 parts of 5HBE1 * (Et) B
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 97.8 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 37.7 [mPa · s]
Ptwenty five= 1.5 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.333 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.30
[0052]
Example 16
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
3-HB-C 7.0%
1O1-HB-C 7.0%
2O1-HB-C 7.0%
2-HHB-C 6.0%
3-HHB-C 6.0%
1O-BEB-2 11.0%
3-HEB-O4 8.3%
4-HEB-O2 6.3%
5-HEB-O1 6.3%
3-HEB-O2 4.9%
5-HEB-O2 3.9%
4-HEB-O4 8.3%
3-HHB-1 8.0%
3-HHB-O1 4.0%
3-HHB-3 6.0%
6BBE1 * (Me) B2 1.8 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 82.6 [° C]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 36.2 [mPa · s]
Ptwenty five= 2.5 [μm]
H. T. T. et al. P. = 0.222 [μm-1・ Wt%-1]
δP = 0.23
[0053]
Example 17
A liquid crystal composition having the following composition was prepared.
V2-HB-C 11.0%
1V2-HB-C 11.0%
3-HB-C 16.0%
5-HB-C 6.0%
1O1-HB-C 4.0%
2-HHB-C 4.0%
3-HHB-C 5.0%
4-HHB-C 3.0%
3-HH-2V1 10.0%
1O1-HH-5 9.0%
2-BTB-O1 11.0%
3-HB (F) VB-2 2.0%
3-HB (F) TB-2 4.0%
3-HB (F) TB-3 4.0%
8OBBE1 * (Et) B 0.05 part
21 * (Me) 1OBBC 0.50 parts
Various physical properties of this liquid crystal composition were as follows.
TNI= 78.5 [° C.]
TSN≦ −30 [℃]
η20= 26.8 [mPa · s]
Ptwenty five= 2.2 [μm]
δP = 0.19
The relationship between the clearing point and the viscosity in the comparative examples and examples described above is represented by the graph in FIG. Compared to Comparative Examples 1 to 3, the liquid crystal compositions of Examples 1 to 17 have a markedly low viscosity for a high clearing point.
[0054]
【The invention's effect】
As shown in the examples, while satisfying various characteristics required for a bistable switching liquid crystal display element, it has a low viscosity in order to respond to high-speed response, has excellent low-temperature compatibility, and can be driven by voltage. And a chiral-nematic liquid crystal composition having a small temperature dependency of pitch can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between clearing point and viscosity of liquid crystal compositions of Examples and Comparative Examples of the present invention.

Claims (8)

(1)第1成分として、一般式(I)、(II−a)、(II−b)および(II−c)
Figure 0003834857
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を示し、QはHまたはFを示し、mは0または1を示す。)
Figure 0003834857
(式中、R、R およびR 各々独立して炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つのメチレン基(−CH−)は酸素原子(−O−)によって置換されても良い。A、A、AおよびAは各々独立してトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Aはトランス−1, 4−シクロヘキシレンまたは側位の1つのHがFで置換されても良い1,4−フェニレンを示す。Z、ZおよびZは各々独立して、−CHCH−または単 結合を示す。Zは−COO−、−CHCH−または単結合を示し、 はHまたはFを示し、iは0または1を示す。)
で表される化合物群から選択される化合物を少なくとも1種含有し、
(2)第2成分として一般式(III)、(IV)および(V)
Figure 0003834857
(式中、RおよびRは各々独立して炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜8のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つ以上のメチレン基(−CH−)は酸素原子によって置換されても良い。Bはトランス−1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイルまたは1,4−フェニレンを示し、Cはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Zは−C≡C−、−COO−、−CHCH−、−CH=CH−、−CF=CF−または単結合を示す。)
Figure 0003834857
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つ以上のメチレン基(−CH−)は酸素原子(−O−)によって置換されても良い。Rは炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、Dはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、Eはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは側位の1つのHがFで置換されても良い1,4−フェニレンを示し、Gはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Zは−CHCH−または単結合を示し、Zは−C≡C−、−COO−、−CH=CH−または単結合を示す。)
Figure 0003834857
(式中、R10は炭素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の1つまたは相隣接しない2つ以上のメチレン基(−CH−)は酸素原子(−O−)によって置換されても良い。R11は炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、 はHまたはFを示す。)
で表される化合物群から選択される少なくとも1種の化合物を含有し、
(3)第3成分として25℃におけるH.T.P.(Herical Twisting power:らせんねじり力)が0.15(μm・wt%)−1以上である光学活性化合物であって、下記式( VI −a)、( VI −b)および( VI −c)
Figure 0003834857
(式中R 12 は炭素数1〜10のアルキル基またはアルコキシ基を示し、Kはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Yは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示す。)
で表される光学活性化合物群から選択される化合物を1種以上含有し、
且つらせんのピッチが4μm以下に調整されていることを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物。
(1) As the first component, general formulas (I), (II-a), (II-b) and (II-c)
Figure 0003834857
(In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Q 1 represents H or F, and m represents 0 or 1.)
Figure 0003834857
(Wherein, R 2, R 3 and R 4 represents an alkenyl group of alkyl or 2 to 10 carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms each independently. Also any one or adjacent to each other in the group in either Two methylene groups (—CH 2 —) may be substituted by an oxygen atom (—O—), A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently trans-1,4-cyclohexylene Alternatively, it represents 1,4-phenylene, and A 5 represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which one H in the side position may be substituted with F. Z 1 , Z 2 and Z 3 each independently represents —CH 2 CH 2 — or a single bond, Z 4 represents —COO—, —CH 2 CH 2 — or a single bond, Q 1 represents H or F, and i represents 0 Or 1 is shown.)
Containing at least one compound selected from the group of compounds represented by:
(2) General formulas (III), (IV) and (V) as the second component
Figure 0003834857
(In the formula, R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two not adjacent to each other) The above methylene group (—CH 2 —) may be substituted with an oxygen atom, B represents trans-1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or 1,4-phenylene, and C represents trans -1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, Z 5 is —C≡C—, —COO—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, —CF═CF— or a single bond Is shown.)
Figure 0003834857
(Wherein R 8 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two or more methylene groups (—CH 2- ) may be substituted by an oxygen atom (—O—), R 9 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkoxymethyl group, and D represents trans-1,4-cyclohexylene or P represents pyrimidine-2,5-diyl, E represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which one H in the side position may be substituted with F, and G represents trans-1,4 - indicates cyclohexylene or 1,4-phenylene, Z 6 are -CH 2 CH 2 - or a single bond, Z 7 is -C≡C -, - COO -, - shows a CH = CH- or a single bond .)
Figure 0003834857
(In the formula, R 10 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. In any case, any one of the groups or two or more methylene groups (—CH 2- ) may be substituted by an oxygen atom (-O-), R 11 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkoxymethyl group, and Q 2 represents H or F.)
Containing at least one compound selected from the group of compounds represented by:
(3) H.P. at 25 ° C. as the third component. T.A. P. An optically active compound having a (Herical Twisting power) of 0.15 (μm · wt%) −1 or more , which has the following formulas ( VI- a), ( VI- b) and ( VI- c)
Figure 0003834857
(Wherein R 12 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group, K represents trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and Y represents a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkyl group.)
Containing one or more compounds selected from the group of optically active compounds represented by:
A chiral nematic liquid crystal composition, wherein the spiral pitch is adjusted to 4 μm or less.
液晶組成物の全重量に対して
(1)第1成分が10〜65重量%、
(2)第2成分が35〜90重量%
であること特徴とする請求項1に記載のカイラルネマチック液晶組成物。
(1) 10 to 65% by weight of the first component with respect to the total weight of the liquid crystal composition,
(2) 35 to 90% by weight of the second component
The chiral nematic liquid crystal composition according to claim 1, wherein
請求項1または2に記載の液晶組成物に加えて、さらに
(4)第4成分として、一般式(VII)
Figure 0003834857
(式中、R13は炭素数1〜10のアルキル基を示し、Jはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは側位の1つまたは2つのHがFで置換されていても良い1,4−フェニレンを示し、QはFまたはClを示し、QおよびQは各々独立してはHまたはFを示し、ZおよびZは各々独立して−COO−、−C−または単結合を示し、nは0、1または2を示す。)
で表される化合物群から選択される化合物を少なくとも1種含有することを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物。
In addition to the liquid crystal composition according to claim 1 or 2 , (4) as a fourth component, a compound represented by the general formula (VII)
Figure 0003834857
(In the formula, R 13 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, J represents trans-1,4-cyclohexylene, or one or two H atoms on the side positions may be substituted with F. 1,4 - indicates phenylene, Q 5 represents F or Cl, Q 4 and Q 6 are each independently denote H or F, Z 8 and Z 9 are each independently -COO -, - C 2 H 4 -Represents a single bond, and n represents 0, 1 or 2.)
A chiral nematic liquid crystal composition comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by:
液晶組成物の全重量に対して、第4成分の含有量が50重量%以下であることを特徴とする請求項に記載のカイラルネマチック液晶組成物。The chiral nematic liquid crystal composition according to claim 3 , wherein the content of the fourth component is 50% by weight or less based on the total weight of the liquid crystal composition. 請求項1〜のいずれか1項において、一般式(II−a)、(II−b)および(II−c)における が独立に炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物。In any one of claims 1-4, the general formula (II-a), (II -b) and (II-c) in R 2 ~ R 4 are independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy A chiral nematic liquid crystal composition characterized by showing a group or an alkoxymethyl group. 請求項1〜のいずれか1項において、一般式(III)におけるRおよびRが各々独立して炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物。In any one of claims. 1 to 5, R 6 and R 7 in the general formula (III) are each independently characterized by an alkyl group, an alkoxy group or an alkoxymethyl group having 1 to 10 carbon atoms Chiral nematic liquid crystal composition. 請求項1〜のいずれか1項において、一般式(IV)におけるRが炭素数1〜10のアルキル基を示し、Rが炭素数1〜10のアルキル基またはアルコキシ基を示すことを特徴とするカイラルネマチック液晶組成物。In any one of claims. 1 to 6, R 8 in the general formula (IV) represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 9 is to indicate an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms A chiral nematic liquid crystal composition. 請求項1〜のいずれかに記載のカイラルネマチック液晶組成物を用いた液晶表示素子。The liquid crystal display device using chiral nematic liquid crystal composition according to any one of claims 1-7.
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