JP4595329B2 - 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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すなわち、本発明は、第1成分として一般式(I)
で表される化合物を1種または2種以上を含有し、
第2成分として、一般式(II)
で表される化合物を1種または2種以上を含有し、
第3成分として、一般式(III)
一般式(I)で表される化合物において、R1は炭素数1〜8のアルキル基、1から8のアルコキシ基、炭素数2から8のアルケニル基または2から8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素数1から8のアルキル基またはアルコキシ基が好ましく、炭素数2から5のアルキル基がより好ましい、X1およびX2はそれぞれ独立して、-Hまたは-Fを表すが、-Hが好ましい。
液晶組成物中で一般式(I)で表される化合物の含有量は5〜50質量%であるが、5〜40質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることが特に好ましい。
一般式(II)で表される化合物において、R2は炭素数1〜8のアルキル基、1から8のアルコキシ基、炭素数2から8のアルケニル基または2から8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素数1〜8のアルキル基またはアルコキシ基が好ましい。pは0以上2以下を表すが、0または1が好ましく、0が特に好ましい。mは0または1を表す。液晶組成物中で一般式(II)で表される化合物の含有量は5〜50質量%であるが、5〜40質量%であることが好ましく、5〜35質量%であることが特に好ましい。
一般式(III)で表される化合物において、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜8のアルキル基、1から8のアルコキシ基、炭素数2から8のアルケニル基または2から8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基または炭素数2〜8のアルケニル基が好ましい。Aはトランス-1,4-シクロへキシレン基または1,4-フェニレン基を表す。Z1は-CH2CH2-、-COO-または単結合を表し、X3およびX4はそれぞれ独立して、-Hまたは-Fを表す。qは0以上3以下を表すが、0または1が好ましい。一般式(III)の好ましい具体例として、一般式(III-a)から(III-g)で表される化合物が挙げられる。
(i) 1.3v≦Vth(25℃)≦2.2v
(但し、Vth(25℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに25℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が10%になるときの印加電圧を表す。)で表される閾値電圧Vthであることが好ましく、1.7V以上2.2V以下の閾値電圧を有することがさらに好ましい。
(ii) Vsat(25℃)/Vth(25℃)≦1.075
(但し、Vth(25℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに25℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が10%になるときの印加電圧を表し、Vsat(25℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに25℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が90%になるときの印加電圧を表す。)で表される急峻性Vsat(25℃)/Vth(25℃)であることが好ましく、1.065以下であることがさらに好ましい。
(iii) τ(25)≦350msec
(但し、τ(25)は、25℃において、電圧をONにしたときの透過率0%から90%までの変化の時間と電圧をOFFにしたときの透過率100%から10%までの変化の時間の総和を表す。)で表される応答速度τ(25)であることが好ましく、250msec以下であることがより好ましい。
(iv) {Vth(-20℃)−Vth(50℃)}/70 ≦ 5mV/℃
(但し、Vth(-20℃)、Vth(50℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに各々-20℃、50℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が10%になるときの印加電圧を表す。)で表される閾値電圧の温度依存性であることが好ましく、は4mV/℃以下であることがより好ましい。
T-n :固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度(℃)
Δn :25℃での屈折率異方性
Δε :25℃での誘電率異方性
η :20℃での回転粘度(mPa・s)
Vth :セル厚d(μm)で、ねじれ角が240°のSTN-LCDを構成したときの25℃での閾値電圧(V)、 すなわち、透過率変化が10%になるときの駆動電圧を表す。
和電圧(V)、すなわち、透過率変化が90%になるときの駆動電圧を表す。
τ :セル厚d(μm)で、ねじれ角が240°のSTN−LCDを構成したときの25℃での
応答速度(msec)。
-末端の n(数字) : -CnH2n+1 ndm- : CnH2n+1-CH=CH-(CH2)m-1-
-T- : -C≡C- -ndm : -(CnH2n+1-CH=CH-(CH2)m-1)
-F : -F -On : -OCnH2n+1
-VO- : -COO- -CN : -C≡N
-D- : -CH=CH-
液晶組成物No.1(実施例1)、M1(比較例1)、M2(比較例2)及び液晶組成物M3(比較例3)を調製した。また、これらの液晶組成物を使用したSTN-LCDを作製した。表1には、これらの液晶組成物の組成比と液晶組成物を使用したSTN-LCDの特性測定値を示す。
(実施例2、実施例3および実施例4)
Claims (8)
- 第1成分として、一般式(I)
で表される化合物を1種または2種以上を含有し、
第2成分として、一般式(II)
で表される化合物を1種または2種以上を含有し、
第3成分として、一般式(III)
- 一般式(I)で表される化合物の含有率が5〜50質量%の範囲であり、一般式(II)の化合物の含有率が5〜50質量%の範囲であり、一般式(III)の化合物の含有率が5〜50質量%の範囲である請求項1記載のネマチック液晶組成物。
- ネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)が70℃以上140℃以下であり、固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度(T→N)が-30℃以下であり、屈折率異方性(Δn)が0.11以上0.18以下であり、誘電率異方性(Δε)が1以上30以下であり、回転粘度が35mPa・s以下である請求項1から3の何れか1項に記載のネマチック液晶組成物。
- 請求項1から5の何れか1項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- ねじれ角が180°〜270°である請求項6記載の超捩れネマチック(STN)液晶表示素子。
- -20℃〜50℃の駆動温度範囲において、以下の条件式(i)〜(iv)を満たす請求項7記載の液晶表示素子。
(i) 1.3v≦Vth(25℃)≦2.2v
(但し、Vth(25℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに25℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が10%になるときの印加電圧を表す。)
(ii) Vsat(25℃)/Vth(25℃)≦1.075
(但し、Vth(25℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに25℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が10%になるときの印加電圧を表し、Vsat(25℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに25℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が90%になるときの印加電圧を表す。)
(iii) τ(25)≦350msec
(但し、τ(25)は、25℃において、電圧をONにしたときの透過率0%から90%までの変化の時間と電圧をOFFにしたときの透過率100%から10%までの変化の時間の総和を表す。)
(iv) {Vth(-20℃)−Vth(50℃)}/70 ≦ 5mV/℃
(但し、Vth(-20℃)、Vth(50℃)は、Δn・d=0.9を満たすセル厚dのパネルに各々-20℃、50℃で周波数100Hzの矩形波の電圧を印加したときの透過率変化が10%になるときの印加電圧を表す。)
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