JP4655620B2 - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

液晶組成物および液晶表示素子 Download PDF

Info

Publication number
JP4655620B2
JP4655620B2 JP2004364425A JP2004364425A JP4655620B2 JP 4655620 B2 JP4655620 B2 JP 4655620B2 JP 2004364425 A JP2004364425 A JP 2004364425A JP 2004364425 A JP2004364425 A JP 2004364425A JP 4655620 B2 JP4655620 B2 JP 4655620B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
component
composition
formula
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004364425A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006089703A (ja
Inventor
嘉剛 富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JNC Corp
JNC Petrochemical Corp
Original Assignee
Chisso Petrochemical Corp
Chisso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chisso Petrochemical Corp, Chisso Corp filed Critical Chisso Petrochemical Corp
Priority to JP2004364425A priority Critical patent/JP4655620B2/ja
Priority to US11/209,789 priority patent/US7399427B2/en
Publication of JP2006089703A publication Critical patent/JP2006089703A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4655620B2 publication Critical patent/JP4655620B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/0403Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit the structure containing one or more specific, optionally substituted ring or ring systems
    • C09K2019/0407Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit the structure containing one or more specific, optionally substituted ring or ring systems containing a carbocyclic ring, e.g. dicyano-benzene, chlorofluoro-benzene or cyclohexanone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0466Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the linking chain being a -CF2O- chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3004Cy-Cy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3019Cy-Cy-Ph-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3025Cy-Ph-Ph-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

本発明は、主としてAM(active matrix)素子に適する液晶組成物およびこの組成物を含有するAM素子に関する。
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)などである。素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である。PMはスタティック(static)とマルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMはTFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。TFTの分類は非晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シリコン(polycrystal silicon)である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。
これらの素子は適切な特性を有する液晶組成物を含有する。良好な一般的特性を有するAM素子を得るには組成物の一般的特性を向上させる。2つの一般的特性における関連を下記の表1にまとめた。組成物の一般的特性を市販されているAM素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は70℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は−20℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はより好ましい。
Figure 0004655620
組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子におけるコントラスト比を最大にするために、組成物の光学異方性(Δn)と素子のセルギャップ(d)との積(Δn・d)を約0.45μmに設計する。したがって、組成物における光学異方性は主に0.08〜0.12の範囲である。組成物における低いしきい値電圧は素子における小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、低いしきい値電圧が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、初期段階において室温だけではなく高い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、室温だけではなく高い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。
望ましいAM素子は、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、などの特性を有する。1ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、低いしきい値電圧、大きな比抵抗などの特性を有する組成物が特に望まれる。従来の組成物および素子は、次の特許文献に開示されている。
特開平9−59623号公報 特開平9−71779号公報 特開平11−29771号公報(US6,045,878A) 特開2001−288470号公報(US6,572,938B2) 特開2002−285157号公報(US6,682,784B2) 特開2003−238960号公報 特開2004−149691号公報(US2004/0089844A1)
本発明の目的は、ネマチック相の高い上限温度、低いネマチック相の下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、低いしきい値電圧、および大きな比抵抗の特性において、複数の特性を充足する液晶組成物を提供することである。この目的は、複数の特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供することでもある。この目的は、この組成物を含有する液晶表示素子を提供することでもある。この目的は、小さな粘度、0.08〜0.12の光学異方性および低いしきい値電圧を有する組成物を含有し、そして短い応答時間および大きな電圧保持率を有するAM素子を提供することでもある。なかでも重要な目的は素子の短い応答時間である。
本発明は、第一成分として式(1)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)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、および第四成分として式(4)および式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。
Figure 0004655620
式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−COO−であり;Zは単結合または−(CH−であり;Zは単結合、−COO−または−CFO−であり;Yはアルキル、フッ素、塩素または−OCFであり;そして、Yはフッ素または−OCFである。
本発明の組成物は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、低いしきい値電圧、および大きな比抵抗の特性において、複数の特性を充足した。この組成物は、複数の特性に関して適切なバランスを有した。本発明の素子は、この組成物を含有する。小さな粘度、0.08〜0.12の光学異方性および低いしきい値電圧を有する組成物を含有する素子は、短い応答時間および大きな電圧保持率を有し、そしてAM素子に適した。特に短い応答時間を有した。
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。本発明の液晶組成物または本発明の液晶表示素子をそれぞれ「組成物」または「素子」と略すことがある。液晶表示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。液晶組成物の主成分は液晶性化合物である。この液晶性化合物は、25℃でネマチック相、25℃でスメクチック相などの液晶相を有する化合物および25℃で液晶相を有さないが組成物の成分として有用な化合物の総称である。光学活性な化合物は液晶性化合物に含まれない。式(1)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「化合物(1)」と略すことがある。他の式に関する化合物も同様に略すことがある。
ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。「比抵抗が大きい」は、組成物が初期段階において室温だけではなく高い温度でも大きな比抵抗を有し、そしてそして長時間使用したあと室温だけではなく高い温度でも大きな比抵抗を有することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけではなく高い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけではなく高い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。光学異方性などの特性を説明するときは、実施例に記載した方法で測定した値を用いる。成分または液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶性化合物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)である。
本発明は下記の項のように記載される。
1. 第一成分として式(1)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)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、および第四成分として式(4)および式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物。
Figure 0004655620
式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−COO−であり;Zは単結合または−(CH−であり;Zは単結合、−COO−または−CFO−であり;Yはアルキル、フッ素、塩素、または−OCFであり;そして、Yはフッ素または−OCFである。
2. 第四成分が式(4)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、項1に記載の液晶組成物。
3. 第一成分を5〜30重量%の範囲で、第二成分を20〜55重量%の範囲で、第三成分を10〜55重量%の範囲で、および第四成分を5〜40重量%の範囲で含有する、項1または2に記載の液晶組成物。
Figure 0004655620
4. 第一成分として式(1)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)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、第三成分として式(3−1)および式(3−2)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、および第四成分として式(4−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物。
式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−CFO−であり;そして、Yはフッ素または塩素である。
5. 第三成分が式(3−1)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、項4に記載の液晶組成物。
6. 第三成分が式(3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物および式(3−2)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、項4に記載の液晶組成物。
7. 第一成分を5〜30重量%の範囲で、第二成分を20〜55重量%の範囲で、第三成分を10〜55重量%の範囲で、および第四成分を5〜40重量%の範囲で含有する、項4〜6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
8. 第一成分として式(1)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)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、第三成分として式(3−1)および式(3−2)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、および第四成分として式(4−1−1)および式(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つの化合物を含有する液晶組成物。
Figure 0004655620
式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;そして、Yはフッ素または塩素である。
9. 第三成分が式(3−1)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、項8に記載の液晶組成物。
10. 第三成分が式(3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物および式(3−2)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、項8に記載の液晶組成物。
11. 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、項8〜10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
12. 第四成分が式(4−1−1)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、項8〜10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
13. 第一成分を5〜30重量%の範囲で、第二成分を20〜55重量%の範囲で、第三成分を10〜55重量%の範囲で、および第四成分を5〜40重量%の範囲で含有する、項8〜12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
14. 第五成分として式(6)、式(7)および式(8)で表される化合物の群から選択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項1〜13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 0004655620
式において、Rはアルキルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルコキシメチルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−COO−であり;Zは単結合または−(CH−であり;Zは単結合、−(CH−、−COO−、または−CFO−であり;Xは水素またはフッ素であり;そして、Yはフッ素または−OCFである。
15. 第五成分として式(6−1)、式(7−1)および式(8−1)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する項1〜13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
Figure 0004655620
式において、RおよびRは独立してアルキルであり;そして、Zは単結合または−CFO−である。
16. 第五成分が1〜30重量%の範囲である項14または15のいずれか1項に記載の液晶組成物。
17. 酸化防止剤をさらに含有する項1〜16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
18. 酸化防止剤が式(9)で表される化合物である項17に記載の液晶組成物。


Figure 0004655620
19.酸化防止剤が式(12)で表される化合物である項17に記載の液晶組成物。
Figure 0004655620
ここでnは、2〜9の整数である。
20. 液晶性化合物の全重量に基づいて、酸化防止剤が50〜600ppmの範囲である項17〜19に記載の液晶組成物。
21. 項1〜20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。
本発明は、次の項も含む。1)光学異方性が0.08〜0.12の範囲である上記の組成物、2)上限温度が70℃以上であり、そして下限温度が−20℃以下である上記の組成物、3)光学活性な化合物をさらに含有する上記の組成物、4)上記の組成物を含有するAM素子、5)上記の組成物を含有し、そしてTN、OCB、またはIPSのモードを有する素子、6)上記組成物を含有する透過型の素子、7)上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物としての使用、8)上記組成物に光学活性な化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。
本発明の目的は上に記載したとおりである。なかでも重要な目的は素子の短い応答時間である。応答時間を短くするためには小さな粘度を有する組成物が好ましい。そこで、化合物(2)を必須成分として選択した。化合物(2)はアルケニルとアルキルを有するビシクロヘキサンであり、そしてその粘度は小さい。2つのアルキルを有するビシクロヘキサンは化合物(2)に類似する。この類似化合物は、化合物(2)と同程度の小さな粘度を有し、素子の応答時間を短くする効果がある。組成物におけるこの類似化合物の大きな割合は短い応答時間の目的には好ましい。しかし、大きな割合は組成物の下限温度を上げてしまう。我々は、化合物(2)が下限温度を上げる作用が小さいという性質を有することを見い出した。この性質を利用することによって、化合物(2)はその類似化合物に比較して、より大きな割合で組成物に混合できる。この知見が発明のポイントの1つである。
組成物の粘度を下げるためには、化合物(2)の大きな割合が好ましい。しかし、大きな割合は組成物の下限温度を上げてしまう。この現象を防ぐためには、化合物(1)が効果的であることも見い出した。化合物(1)の粘度は小さいのであるから、化合物(1)と化合物(2)との組み合わせは、組成物における小さな粘度の目的には極めて効果的である。これらが本発明のもう一つのポイントである。
組成物における化合物(2)の割合と下限温度との関係を表2にまとめる。参考のために、組成物における化合物(2)の類似化合物の割合と下限温度との関係も示した。母液晶Bに試料の化合物を混合し、−20℃で30日間保管したあと、液晶相の変化を観察した。詳しい実験方法は、実施例の項に記載した。表2において、○はネマチック相のままであったことを意味し、×はネマチック相から結晶(またはスメクチック相)に転移したことを意味する。化合物(2)を20重量%の割合で含有する組成物はネマチック相のままであった。この組成物の下限温度は−20℃以下である。類似化合物を10重量%の割合で含有する組成物はネマチック相のままであった。この組成物の下限温度は−20℃以下である。しかし、類似化合物を15重量%の割合で含有する組成物は、結晶(またはスメクチック相)に転移した。この組成物の下限温度は−20℃より高い。この結果から化合物(2)は、その類似化合物に比較して、より大きな割合で混合できることが分かる。
Figure 0004655620
このような知見を基に、上限温度が高い化合物(3)、大きな誘電率異方性を有する化合物(4)、大きな誘電率異方性を有する化合物(5)などをさらに組み合わせた。その結果、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、短い応答時間、適切な光学異方性、低いしきい値電圧などの特性に関して適切なバランスを有する組成物を得ることができた。
本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、成分化合物の具体的な例を示す。第六に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。
第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。本発明の組成物は組成物Aと組成物Bに分類される。組成物Aはその他の化合物をさらに含有してもよい。「その他の化合物」は、液晶性化合物、添加物、不純物などである。この液晶性化合物は化合物(1)〜化合物(8)とは異なる。この液晶性化合物は、特性を調整する目的で組成物に混合される。この添加物は光学活性な化合物、色素、酸化防止剤などである。液晶のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性な化合物が組成物に混合される。GH(Guest host)モードの素子に適合させるために色素が組成物に混合される。大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するため、または、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく高い温度でも大きな電圧保持率を有するために、酸化防止剤が組成物に混合される。酸化防止剤は、式(9)で表される化合物などである。不純物は化合物の製造工程などにおいて混入した化合物などである。
組成物Bは、実質的に化合物(1)〜化合物(5)、または化合物(1)〜化合物(8)から選択された化合物のみからなる。「実質的に」は、これら化合物(1)〜化合物(8)と異なる液晶性化合物を組成物が含有しないことを意味する。「実質的に」は、添加物、不純物などを組成物がさらに含有してもよいことも意味する。組成物Bは組成物Aに比較して成分の数が少ない。組成物Bはコストの観点から組成物Aよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって物性をさらに調整できるので、組成物Aは組成物Bよりも好ましい。
化合物(1)〜化合物(8)とは異なる液晶性化合物の例は、シアノ基を有する化合物である。この化合物は式(10−1)〜式(10−3)のような部分構造を有する。このような液晶性化合物はIPSなどのモードを有する素子に用いる組成物には含有されてもよい。しかし、この化合物は組成物の比抵抗を下げる。このためAM−TFT素子などに用いる組成物に、この化合物を含有させることは好ましくない。光学活性な化合物の例は式(11−1)〜式(11−4)である。
Figure 0004655620
第二に、成分である化合物の主要な特性、および化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を本発明の目的に従って表3にまとめる。表3の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、そしてSは小さいまたは低いを意味する。0は誘電率異方性がほぼゼロである(または極めて小さい)ことを意味する。
Figure 0004655620
この組成物の特徴は、化合物(1)〜化合物(5)を組み合わせた点にある。化合物(1)は組成物の下限温度を下げる効果が大きい。化合物(2)は、組成物の粘度を下げる効果が大きい。化合物(3)は、組成物の上限温度を上げる効果が大きい。化合物(4)または化合物(5)は、組成物の誘電率異方性を上げる効果が大きい。表4に代表的な成分化合物の誘電率異方性をまとめる。表4から、素子を駆動させるための低いしきい値電圧は、化合物(4)または化合物(5)に主に依存していることが分かる。化合物の名称は表5の表記法に基づいて表す。
Figure 0004655620
成分化合物が組成物に及ぼす主要な効果は次のとおりである。化合物(1)は、組成物の上限温度を下げ、粘度を下げ、光学異方性を下げ、そしてしきい値電圧を上げる。化合物(1)を混合することにより、下限温度の上昇を防ぐことができる。化合物(2)は、組成物の上限温度を下げ、粘度を特に下げ、光学異方性を下げ、そしてしきい値電圧を上げる。化合物(3)は、上限温度を上げ、粘度を下げ、光学異方性を上げ、そしてしきい値電圧を上げる。化合物(4)または化合物(5)は、組成物の上限温度を下げ、粘度を上げ、光学異方性を上げ、しきい値電圧を下げる。組成物の特性を調整する場合、化合物(6)、化合物(7)および/または化合物(8)を混合する。化合物(6)は、光学異方性を小すると同時にしきい値電圧を下げる。
化合物(3)は化合物(3−1)および化合物(3−2)を含む。化合物(3−1)は粘度を特に下げる。化合物(3−2)は下限温度を特に下げる。化合物(4)は化合物(4−1)を含み、この化合物(4−1)は化合物(4−1−1)および化合物(4−1−2)を含む。化合物(4−1−1)は、しきい値電圧を下げると同時に粘度を下げる。化合物(4−1−2)は、しきい値電圧を特に下げる。化合物(7)は、上限温度を上げると同時にしきい値電圧を下げる。化合物(8)は、上限温度を特に上げる。化合物(6)は化合物(6−1)を含み、化合物(7)は化合物(7−1)を含み、そして化合物(8)は化合物(8−1)を含む。
第三に、成分である化合物の好ましい割合およびその理由を説明する。第一成分の好ましい割合は、下限温度の上昇を防ぐために5重量%以上であり、上限温度を上げるために30重量%以下である。さらに好ましい割合は5〜20重量%である。この上限の割合は、さらに低い下限温度、そしてさらに高い上限温度を有する組成物に適する。
第二成分の好ましい割合は、組成物の粘度を下げるために20重量%以上であり、下限温度をより低くするために55重量%以下である。さらに好ましい割合は26〜50重量%である。この下限の割合は、さらに小さな粘度、そして小さな光学異方性を有する組成物に適する。この上限の割合は、さらに低い下限温度を有する組成物に適する。
第三成分の好ましい割合は、組成物の上限温度を上げるために10重量%以上であり、下限温度をより低くするために55重量%以下である。さらに好ましい割合は15〜45重量%である。この下限の割合は、さらに高い上限温度を有する組成物に適する。この上限の割合は、さらに低い上限温度を有する組成物に適する。
第四成分の好ましい割合は、組成物のしきい値電圧を下げるために5重量%以上であり、下限温度をより低くするために40重量%以下である。さらに好ましい割合は10〜30重量%である。この下限の割合は、さらに低いしきい値電圧を有する組成物に適する。この上限の割合は、さらに小さな粘度を有する組成物に適する。
第五成分をさらに混合する場合について説明する。第五成分の好ましい割合は、組成物の上限温度、しきい値電圧または光学異方性を調整するために1重量%以上であり、下限温度をより下げるために30重量%以下である。さらに好ましい割合は、1〜20重量%である。この上限の割合は、さらに低い下限温度を有する組成物、またはさらに小さな粘度を有する組成物に適する。
大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するため、または、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく高い温度でも大きな電圧保持率を有するために、組成物に酸化防止剤を添加する方法がある。組成物に酸化防止剤を添加する場合、酸化防止剤の好ましい添加量は、効果を発揮させるために50ppm以上、組成物の上限温度を高くするため、または下限温度を低くするために600ppm以下である。さらに好ましくは、100ppmから300ppmである。この添加量は液晶性化合物の全重量に基づいた割合である。
上記組成物Aにおいて、化合物(1)〜化合物(5)、または化合物(1)〜化合物(8)が組成物中に占める割合は、本発明の良好な特性を得るために70重量%以上が好ましい。さらに好ましくは、90重量%以上である。
第四に、成分である化合物の好ましい形態を説明する。成分である化合物の化学式において、Rの記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、Rの意味は同一であってもよいし、または異なってもよい。例えば、化合物(1)のRがエチルであり、化合物(2)のRがエチルであるケースがある。化合物(1)のRがエチルであり、化合物(2)のRがプロピルであるケースもある。このルールは、R、R、R、R、R、A、A、A、A、Z、Z、Z、Z、Z、X、Y、Y、Yまたはnの記号についても適用する。
好ましいRおよびRは独立して炭素数1〜10のアルキルである。好ましいRは炭素数2〜10のアルケニルである。好ましいRは炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルである。好ましいRは炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルコキシメチルである。好ましいYは、炭素数1〜10のアルキル、フッ素、塩素または−OCFである。
好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。化合物の液晶相および粘度を考慮すると、さらに好ましいアルキルは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。但し、組成物の粘度をさらに下げる、および下限温度をさらに低くするという観点で、化合物(1)において、好ましいアルキルはプロピル、ペンチル、またはヘプチルであり、さらに好ましいアルキルはプロピル、ペンチルであり、特に好ましいアルキルはプロピルである。
好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルである。化合物の液晶相および粘度を考慮すると、さらに好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、3−ブテニル、または3−ペンテニルである。これらのアルケニルにおける−CH=CH−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。1−プロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ペンテニル、3−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。これら二重結合の位置は、化合物の液晶相、粘度などを考慮した結果である。
好ましいアルコキシメチルは、メトキシメチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ブトキシメチル、またはペンチルオキシメチルである。化合物の液晶相および粘度を考慮すると、さらに好ましいアルコキシメチルは、メトキシメチルである。
これらのアルキル、アルケニルおよびアルコキシメチルにおいては、化合物の粘度を考慮して、それぞれ直鎖状が好ましい。
は1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンである。Aは1,4−フェニレンまたは2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。Aは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンである、Aは1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンである。1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、化合物の液晶相を考慮すると、シスよりもトランスが好ましい。2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンのフルオロ基は化合物の誘電率異方性を上げるように、右側に位置するのが好ましい。例えば、化合物(4−1−2)などを参照。2−フルオロ−1,4−フェニレンのフルオロ基は、組成物の下限温度を低くできるように、右側に位置するのが好ましい。例えば、化合物(8−1−4)などを参照。
は単結合または−COO−である。化合物の粘度などを考慮すると、好ましいZは単結合である。Zは単結合または−(CH−である。化合物の粘度などを考慮すると、好ましいZは単結合である。Zは単結合、−COO−または−CFO−である。化合物の粘度を考慮すると好ましいZは単結合であり、化合物の誘電率異方性を考慮すると好ましいZは−CFO−である。Zは単結合、−(CH−、−COO−または−CFO−である。化合物の粘度を考慮すると好ましいZは単結合であり、化合物の誘電率異方性を考慮すると好ましいZは−CFO−である。Zは単結合または−CFO−である。化合物の粘度を考慮すると好ましいZは単結合であり、化合物の誘電率異方性を考慮すると好ましいZは−CFO−である。Z、Z、Z、Z、およびZにおいて、結合基の向きは固定されている。−COO−は、化合物(3−2−4)などを参照。−CFO−は、化合物(4−1−2)などを参照。
第五に、成分である化合物の具体的な例を示す。下記の好ましい化合物において、RおよびRは独立して炭素数1〜10のアルキルであり、Rは炭素数2〜10のアルケニルであり、Rは炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルである。Rは炭素数2〜10のアルキルである。さらに好ましいアルキルおよびアルケニルは、すでに記載したとおりである。これらの好ましい化合物において1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、化合物の液晶相を考慮すると、シスよりもトランスが好ましい。
組成物の粘度をさらに下げる、および下限温度をさらに低くするという観点で、化合物(1)において、好ましいアルキルは、プロピル、ペンチル、またはヘプチルである。さらに好ましいアルキルはプロピルまたはペンチルであり、特に好ましいアルキルはプロピルである。粘度および液晶相を考慮すると、化合物(2)において、RおよびRの組み合わせが次のような場合が好ましい。RがプロピルでRがビニル、RがブチルでRがビニル、RがペンチルでRがビニル、およびRがプロピルでRが1−プロペニルである化合物が好ましい。
好ましい化合物(3)は、化合物(3−1−1)〜化合物(3−2−5)である。好ましい化合物(4)は、化合物(4−1−1)〜化合物(4−1−6)である。好ましい化合物(5)は、化合物(5−1−1)〜化合物(5−1−4)である。好ましい化合物(6)は、化合物(6−1−1)〜化合物(6−1−12)である。好ましい化合物(7)は、化合物(7−1−1)および化合物(7−1−2)である。好ましい化合物(8)は、化合物(8−1−1)〜化合物(8−1−5)である。これら化合物のRにおいて、製造コストを安くできるという観点で、アルキルがさらに好ましい。
組成物の粘度を小さく、または下限温度をさらに低くするという観点で、さらに好ましい化合物(3)は、化合物(3−1−1)、化合物(3−1−2)、化合物(3−2−1)、化合物(3−2−2)、および化合物(3−2−5)である。組成物の粘度を小さく、またはしきい値電圧を小さくという観点で、さらに好ましい化合物(4)は、化合物(4−1−1)、化合物(4−1−2)、化合物(4−1−5)、および化合物(4−1−6)である。組成物の粘度をさらに小さく、またはしきい値電圧をさらに小さくという観点で、特に好ましい化合物(4)は、化合物(4−1−1)および化合物(4−1−2)である。組成物の粘度を小さく、またはしきい値電圧を小さくという観点で、さらに好ましい化合物(5)は、化合物(5−1−3)および化合物(5−1−4)である。組成物の粘度を下げ、しきい値電圧を低くするという観点で、さらに好ましい化合物(6)は、化合物(6−1−8)および化合物(6−1−12)である。これら化合物のRにおいて、製造コストを安くできるという観点で、アルキルがさらに好ましい。さらに粘度をさげるという観点で、さらに好ましい化合物(7)は、化合物(7−1−1)である。組成物の光学異方性を大きくという観点で、さらに好ましい化合物(8)は、化合物(8−1−4)である。
さらに好ましい化合物(3)において、化合物(3−1−1)および化合物(3−1−2)は、化合物(3−1)の好ましい化合物でもある。さらに好ましい化合物(3)において、化合物(3−2−1)、化合物(3−2−2)および化合物(3−2−5)は、化合物(3−2)の好ましい化合物でもある。さらに好ましい化合物(4)および特に好ましい化合物(4)は、それぞれ化合物(4−1)の好ましい化合物およびさらに好ましい化合物でもある。さらに好ましい化合物(6)のRがアルキルである時は、化合物(6−1)において、好ましい化合物でもある。さらに好ましい化合物(7)は、化合物(7−1)において、好ましい化合物でもある。さらに好ましい化合物(8)は、化合物(8−1)において、好ましい化合物でもある。
Figure 0004655620
Figure 0004655620
Figure 0004655620
Figure 0004655620
組成物に酸化防止剤を添加する場合、好ましい酸化防止剤は、化合物(9)または化合物(12)である。
Figure 0004655620

Figure 0004655620
ここでnは、2〜9の整数である。好ましいnは、3、5、7、9である。さらに好ましいnは7である。化合物(9)は、揮発性が大きいので、大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するときに有効である。化合物(12)のnが7であるときの化合物は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用しあと、室温だけではなく高い温度でも電圧保持率を大きくするときに有効である。
第六に、成分である化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物(1)は、特開昭58−126823号公報に記載された方法で合成する。化合物(2)は、特開昭61−27928号公報に記載された方法で合成する。化合物(3−1−1)は、特開昭57−165328号公報に記載された方法で合成する。化合物(3−2−2)は、特開昭57−114531号公報に記載された方法で合成する。化合物(4−1−1)は、特開平2−233626号公報に記載された方法で合成する。化合物(4−1−2)および化合物(5−1−3)は、特開2000−95715号公報に記載された方法で合成する。化合物(6−1−8)は、特開平2−233626号公報に記載された方法で合成する。化合物(7−1−1)は、特開平2−233626号公報に記載された方法を修飾することによって合成する。化合物(8−1−4)は、特開平2−237949号公報に記載された方法で合成する。
合成法を記載しなかった化合物は、オーガニック・シンセシス(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などの成書に記載された方法によって合成できる。式(9)は、市販されている。この化合物は、例えばアルドリッチ(Aldrich)社から販売されている。式(12)のnが7である化合物などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。
本発明の組成物は、主として−30℃以下の下限温度、主として70℃以上の上限温度、そして主として0.08〜0.12の光学異方性を有する。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はAM素子に適する。この組成物は透過型のAM素子に特に適する。成分である化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、0.07〜0.18の光学異方性を有する組成物、さらには0.06〜0.20の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。
この組成物はAM素子への使用が可能である。さらにPM素子への使用も可能である。この組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VAなどのモードを有する素子への使用も可能である。TN、ECB、OCB、またはIPSのモードを有する素子への使用は好ましい。これらの素子が反射型、透過型または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン−TFT素子または多結晶シリコン−TFT素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)素子、例えばPN(polymer network)素子にも使用できる。
実施例により本発明を詳細に説明する。本発明は下記の実施例によって限定されない。比較例および実施例における化合物は、下記の表5の定義に基づいて記号により表した。
表5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。−CH=CH−の結合基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、液晶性化合物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)である。最後に、組成物の特性値をまとめた。
Figure 0004655620
組成物は、液晶性化合物などの成分の重量を測定してから混合することによって調製される。したがって、成分の重量%を算出するのは容易である。しかし、組成物をガスクロマト分析することによって成分の割合を正確に算出するのは容易でない。補正係数が液晶性化合物の種類に依存するからである。幸いなことに補正係数はほぼ1である。さらに、成分化合物における1重量%の差異が組成物の特性に与える影響は小さい。したがって、本発明においてはガスクロマトグラフにおける成分ピークの面積比を成分化合物の重量%と見なすことができる。つまり、ガスクロマト分析の結果(ピークの面積比)は、補正することなしに液晶性化合物の重量%と等価であると考えてよいのである。
試料が組成物のときはそのまま測定し、得られた値を記載した。試料が化合物のとき、上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値は、次の方法により求めた。15重量%の化合物および85重量%の母液晶Aを混合することによって試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法よって化合物の特性値を算出した。外挿値=(試料の測定値−0.85×母液晶Aの測定値)/0.15。この割合で結晶(またはスメクチック相)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶Aの割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。
母液晶Aの組成は下記のとおりである。
Figure 0004655620
試料が化合物のとき、下限温度の値は次の方法により求めた。試料と母液晶Bとを混合して組成物を調製した。試料の割合は、1重量%、3重量%、5重量%、10重量%、15重量、または20重量%である。この組成物をガラス瓶に入れ、−20℃のフリーザー中に30日間保管したあと、ネマチック相のままであったか、それとも結晶(またはスメクチィック相)に転移したかを観察した。
母液晶Bの組成は下記のとおりである。
Figure 0004655620
特性値の測定は下記の方法にしたがった。それらの多くは、日本電子機械工業会規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ・ED−2521Aに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。測定に用いたTN素子には、TFTを取り付けなかった。
ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
ネマチック相の下限温度(T;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、0℃、−10℃、−20℃、−30℃、および−40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−20℃ではネマチック相のままであり、−30℃では結晶(またはスメクチック相)に変化したとき、Tを≦−20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
粘度(η;20℃で測定;mPa・s):測定にはE型粘度計を用いた。
光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率n‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率n⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。
誘電率異方性(Δε;25℃で測定):2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、そしてツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(10V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5.0μmであり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧(32Hz、矩形波)は0Vから10Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が90%になったときの電圧である。
電圧保持率(VHR;25℃と100℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は6μmである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率である。25℃で測定して得られた電圧保持率をVHR−1で表した。100℃で測定して得られた電圧保持率をVHR−2で表した。次に、このTN素子を100℃、250時間加熱した。VHR−3は、加熱後の素子を25℃で測定して得られた電圧保持率である。VHR−4は、加熱後の素子を100℃で測定して得られた電圧保持率である。VHR−1およびVHR−2は、初期段階における評価に相当する。VHR−3およびVHR−4は、素子を長時間使用した後の評価に相当する。
応答時間(τ;25℃で測定;ミリ秒):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5.0μmであり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に矩形波(60Hz、5V、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である。立ち上がり時間(τr:rise time)は、透過率が90%から10%に変化するのに要した時間である。立下がり時間(τf:fall time)は透過率10%から90%に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立上がり時間と立下り時間との和である。
ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC−14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2ml/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に調製したあと、その1μlを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC−R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリーカラムCBP1−M50−025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。成分化合物の重量%は各ピークの面積比と完全には同一ではない。しかし、本発明においては、これらのキャピラリカラムを用いるときは、成分化合物の重量%は各ピークの面積比と同一であると見なしてよい。成分化合物における補正係数に大きな差異がないからである。
比較例1
特開平9−59623号公報に開示されている組成物の中から実施例5を選んだ。理由は、この組成物が本発明の第二成分、第三成分および第四成分を含有し、そして最も短い応答時間を有するからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、下限温度は高く、しきい値電圧は大きく、そして応答時間は長い。
V−HH−5 17.5%
V2−HH−3 17.5%
V−HHB−1 10.5%
V2−HHB−1 10.5%
3−HB−O2 14.0%
3−HBB(F,F)−F 15.0%
5−HBB(F,F)−F 15.0%
NI=81.3℃;Tc≦−10℃;Δn=0.091;η=13.2mPa・s;Vth=2.38V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.9%;τ=14.9ms.
比較例2
特開平9−71779号公報に開示されている組成物の中から実施例5を選んだ。理由は、最も小さな粘度を有するからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、粘度は大きく、しきい値電圧は大きく、そして応答時間は長い。
5−HB−CL 8%
7−HB−CL 5%
3−HHEB(F,F)−F 6%
2−HBEB(F,F)−F 2%
3−HBEB(F,F)−F 2%
3−HH−4 11%
3−HH−5 4%
3−HHB−1 8%
3−HHB−F 4%
2−HHB(F)−F 10%
3−HHB(F)−F 11%
5−HHB(F)−F 11%
2−HBB(F)−F 4%
3−HBB(F)−F 5%
5−HBB(F)−F 9%
NI=91.1℃;Tc≦−40℃;Δn=0.088;η=17.6mPa・s;Vth=2.08V;VHR−1=99.4%;VHR−2=97.5%;τ=21.3ms.
比較例3
特開平11−29771号公報(US6,045,878A)に開示されている組成物の中から実施例2を選んだ。理由は、この組成物が末端にCN基を有する化合物を含有せず、本発明の第二成分および第四成分を含有し、そして最も小さい回転粘度を有するからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、粘度は大きく、そして応答時間は長い。
V−HH−5 17%
3−HB−O1 8%
2−HHB−OCF3 6%
3−HHB−OCF3 6%
4−HHB−OCF3 6%
2−HBB(F)−F 6%
3−HBB(F)−F 3%
2−HBB(F,F)−F 9%
2−HHB(F,F)−F 8%
3−HHB(F,F)−F 9%
2−HHEB(F,F)−F 6%
3−HHEB(F,F)−F 8%
V−HHB(F)−F 8%
NI=73.6℃;Tc≦−30℃;Δn=0.082;η=15.8mPa・s;Vth=1.47V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.8%;τ=19.5ms.
比較例4
特開2001−288470号公報(US6,572,938B2)に開示されている組成物の中から実施例9を選んだ。理由は、この組成物が本発明の第一成分、第二成分および第三成分を含有するからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、組成物の下限温度は高く、光学異方性は小さく、粘度は大きく、そして応答時間は長い。
3−HEH−3 8%
4−HEH−3 8%
2−HHEH−3 3%
3−HHEH−3 3%
4−HHEH−3 3%
5−HHEH−3 3%
7−HB(F)−F 4%
5−HB−CL 5%
3−HEB−F 5%
5−HEB(F,F)−F 5%
3−HHB−F 5%
3−H2HB(F)−F 4%
3−HHB(F,F)−F 4%
5−HHB(F,F)−F 4%
3−HH2B(F,F)−F 5%
3−HHB−OCF3 3%
3O1−HHB−OCF3 3%
5−HHXB−OCF3 5%
3−HHXB(F)−OCF3 5%
1V2−HH−3 5%
V2−HH−4 5%
3−HHEBH−3 5%
NI=87.0℃;Tc≦−20℃;Δn=0.057;η=17.5mPa・s;Vth=1.91V;VHR−1=99.0%;VHR−2=97.7%;τ=23.1ms.
比較例5
特開2002−285157号公報(US6,682,784B2)に開示されている組成物の中から実施例5を選んだ。理由は、この組成物が本発明の第一成分、第二成分および第三成分を含有し、そして最も小さい粘度を有するからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、組成物のしきい値電圧は大きく、粘度は大きく、そして応答時間は長い。
5−HB−CL 5%
V−HH−5 6%
3−HEB(F)−F 10%
3−HHEB(F)−F 18%
3−HBEB(F)−F 10%
3−HHEB−F 4%
2−HHB(F)−F 9%
3−HHB(F)−F 9%
5−HHB(F)−F 9%
2−HBB(F)−F 8%
3−HBB(F)−F 4%
5−HBB(F)−F 8%
NI=91.7℃;Tc≦−30℃;Δn=0.093;η=15.4mPa・s;Vth=2.40V;VHR−1=99.2%;VHR−2=97.4%;τ=16.2ms.
比較例6
特開2003−238960号公報に開示されている組成物の中から実施例6を選んだ。理由は、この組成物が本発明の第二成分を含有し、そして最も小さい粘度を有するからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、組成物の光学異方性は小さく、粘度は大きく、そして応答時間は長い。
3−HH−CF3 3%
5−HH−CF3 5%
1V−HH−3 5%
V−HH−5 18%
2−HHB(F,F)−F 10%
3−HHB(F,F)−F 12%
4−HHB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)−F 5%
2−HHB(F)−OCF3 8%
3−HHB(F)−OCF3 10%
4−HHB(F)−OCF3 4%
5−HHB(F)−OCF3 4%
2−HHEB(F,F)−F 5%
3−HHEH−3 3%
4−HHEH−3 3%
NI=82.2℃;Tc≦−40℃;Δn=0.067;η=23.6mPa・s;Vth=1.59V;VHR−1=99.4%;VHR−2=97.6%;τ=37.4ms.
比較例7
特開2004−149691号公報(US2004/0089844A1)に開示されている組成物の中から実施例2を選んだ。理由は、この組成物が本発明の第二成分、第三成分、第四成分を含有しているからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。この組成物において、組成物の粘度は大きく、そして応答時間は長い。
5−HEB(F,F)−F 15%
3−GHB(F,F)−F 3%
5−GHB(F,F)−F 18%
3−HHB(F)−F 8%
2−HHB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)−F 10%
3−HBB(F,F)−F 15%
3−HH−4 4%
V−HH−5 5%
3−HHB−1 4%
3−HHB−3 3%
3−HHEBH−3 5%
3−HHEBH−4 5%
NI=81.5℃;Tc≦−30℃;Δn=0.080;η=29.6mPa・s;Vth=1.14V;VHR−1=98.9%;VHR−2=97.4%;τ=64.1ms.
実施例1
3−HB−CL (1) 11%
V−HH−5 (2) 16%
1V−HH−3 (2) 13%
V−HHB−1 (3−1−2) 19%
V2−HHB−1 (3−1−2) 10%
2−HBB−F (3−2−5) 4%
3−HBB−F (3−2−5) 4%
5−HBB−F (3−2−5) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 19%
NI=78.3℃;Tc≦−30℃;Δn=0.099;η=13.0mPa・s;Vth=1.95V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.7%;τ=9.9ms.
実施例2
3−HB−CL (1) 17%
V−HH−5 (2) 16%
1V−HH−3 (2) 12%
V−HHB−1 (3−1−2) 19%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
2−HHB−CL (3−2−2) 4%
3−HHB−CL (3−2−2) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 10%
3−HHXB(F,F)−F (6−1−12) 12%
NI=79.6℃;Tc≦−30℃;Δn=0.087;η=12.7mPa・s;Vth=1.99V;VHR−1=99.6%;VHR−2=97.4%;τ=9.8ms.
実施例3
3−HB−CL (1) 7%
V−HH−5 (2) 17%
V−HH−3 (2) 10%
V−HHB−1 (3−1−2) 18%
V2−HHB−1 (3−1−2) 8%
3−HHB−CL (3−2−2) 6%
5−HHB−CL (3−2−2) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 21%
2−HHB(F,F)−F (6−1−8) 10%
NI=76.2℃;Tc≦−30℃;Δn=0.090;η=13.0mPa・s;Vth=1.57V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.6%;τ=12.3ms.
実施例4
3−HB−CL (1) 10%
V−HH−5 (2) 20%
1V−HH−3 (2) 10%
V−HHB−1 (3−1−2) 16%
V2−HHB−1 (3−1−2) 5%
2−HBB−F (3−2−5) 3%
3−HBB−F (3−2−5) 3%
5−HBB−F (3−2−5) 3%
3−HBB(F,F)−F (4−1−1) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 22%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 3%
NI=71.4℃;Tc≦−30℃;Δn=0.099;η=13.1mPa・s;Vth=1.65V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.5%;τ=11.7ms.
実施例5
3−HB−CL (1) 14%
V−HH−5 (2) 32%
3−HHB−1 (3−1−1) 3%
3−HHB−3 (3−1−1) 3%
3−HHB−F (3−2−1) 3%
2−HHB−CL (3−2−2) 5%
3−HHB−CL (3−2−2) 5%
5−HHB−CL (3−2−2) 5%
2−HBB−F (3−2−5) 3%
3−HBB−F (3−2−5) 3%
5−HBB−F (3−2−5) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 16%
5−HBB(F)B−2 (8−1−4) 5%
NI=78.4℃;Tc≦−30℃;Δn=0.099;η=13.3mPa・s;Vth=1.96V;VHR−1=99.3%;VHR−2=97.4%;τ=11.1ms.
実施例6
3−HB−CL (1) 6%
V−HH−3 (2) 39%
1V−HH−3 (2) 6%
V−HHB−1 (3−1−2) 5%
2−HBB−F (3−2−5) 5%
3−HBB−F (3−2−5) 5%
5−HBB−F (3−2−5) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 20%
5−HBB(F)B−2 (8−1−4) 5%
5−HBB(F)B−3 (8−1−4) 4%
NI=71.3℃;Tc≦−30℃;Δn=0.099;η=9.4mPa・s;Vth=1.82V;VHR−1=99.4%;VHR−2=97.3%;τ=9.9ms.
実施例7
3−HB−CL (1) 15%
V−HH−3 (2) 35%
V−HHB−1 (3−1−2) 3%
2−HBB−F (3−2−5) 5%
3−HBB−F (3−2−5) 5%
5−HBB−F (3−2−5) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 18%
5−HBB(F)B−2 (8−1−4) 7%
5−HBB(F)B−3 (8−1−4) 7%
NI=71.0℃;Tc≦−30℃;Δn=0.110;η=10.8mPa・s;Vth=1.89V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.2%;τ=9.8ms.
実施例8
3−HB−CL (1) 7%
1V−HH−3 (2) 10%
V−HH−5 (2) 23%
V−HHB−1 (3−1−2) 14%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
3−HBB(F,F)−F (4−1−1) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 16%
3−HHB(F,F)−F (6−1−8) 10%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 6%
NI=80.4℃;Tc≦−30℃;Δn=0.093;η=12.2mPa・s;Vth=1.62V;VHR−1=99.6%;VHR−2=97.7%;τ=12.3ms.
実施例9
3−HB−CL (1) 8%
1V−HH−3 (2) 10%
V−HH−5 (2) 20%
V−HHB−1 (3−1−2) 13%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
3−HBB−F (3−2−5) 4%
3−HBB(F,F)−F (4−1−1) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 15%
3−HHB(F,F)−F (6−1−8) 10%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 6%
NI=81.3℃;Tc≦−30℃;Δn=0.096;η=11.7mPa・s;Vth=1.74V;VHR−1=99.6%;VHR−2=97.4%;τ=11.8ms.
実施例10
3−HB−CL (1) 7%
V−HH−5 (2) 20%
1V−HH−3 (2) 13%
V−HHB−1 (3−1−2) 18%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
3−HHB−CL (3−2−2) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 21%
2−HHB(F,F)−F (6−1−8) 5%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 5%
この組成物に酸化防止剤である化合物(9)を100ppm添加した。その時の特性は次のとおりであった。NI=82.5℃;Tc≦−30℃;Δn=0.095;η=13.7mPa・s;Vth=1.71V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.3%;τ=11.9ms.
実施例11
3−HB−CL (1) 11%
V−HH−5 (2) 16%
1V−HH−3 (2) 13%
V−HHB−1 (3−1−2) 19%
V2−HHB−1 (3−1−2) 10%
3−HHB−OCF3 (3−2−3) 2%
3−HHEB−F (3−2−4) 2%
2−HBB−F (3−2−5) 4%
3−HBB−F (3−2−5) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 13%
3−HB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−6) 3%
3−BB(F,F)XB(F)−OCF3 (5−1−4) 3%
NI=79.8℃;Tc≦−30℃;Δn=0.096;η=12.6mPa・s;Vth=1.99V;VHR−1=99.4%;VHR−2=97.4%;τ=9.7ms.
実施例12
3−HB−CL (1) 7%
1V−HH−3 (2) 10%
V−HH−5 (2) 23%
V−HHB−1 (3−1−2) 14%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
3−HBB(F,F)−F (4−1−1) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 16%
3−H2BB(F,F)−F (4−1−3) 2%
3−HBEB(F,F)−F (4−1−4) 2%
3−HHB(F,F)−F (6−1−8) 5%
3−H2HB(F,F)−F (6−1−9) 3%
3−HH2B(F,F)−F (6−1−10) 2%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 3%
3−HH2BB(F,F)−F (7−1−2) 3%
NI=80.8℃;Tc≦−30℃;Δn=0.093;η=12.8mPa・s;Vth=1.68V;VHR−1=99.3%;VHR−2=97.8%;τ=11.3ms.
実施例13
3−HB−CL (1) 15%
V−HH−3 (2) 35%
V−HHB−1 (3−1−2) 3%
2−HBB−F (3−2−5) 5%
3−HBB−F (3−2−5) 5%
5−HBB−F (3−2−5) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 18%
1O1−HBBH−5 (8−1−2) 2%
5−HB(F)BH−3 (8−1−3) 3%
5−HBB(F)B−2 (8−1−4) 7%
3−HHEBH−4 (8−1−5) 2%
NI=71.2℃;Tc≦−30℃;Δn=0.104;η=11.1mPa・s;Vth=1.88V;VHR−1=99.6%;VHR−2=97.4%;τ=10.1ms.
実施例14
3−HB−CL (1) 7%
1V−HH−3 (2) 10%
V−HH−5 (2) 23%
V−HHB−1 (3−1−2) 14%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
3−HBB(F,F)−F (4−1−1) 8%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 16%
V−HHB(F)−F (6−1−1) 3%
3−HHB(F)−OCF3 (6−1−2) 2%
3−HHEB(F,F)−F (6−1−11) 5%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 6%
NI=82.7℃;Tc≦−30℃;Δn=0.094;η=11.7mPa・s;Vth=1.67V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.3%;τ=10.4ms.
実施例15
3−HB−CL (1) 11%
V−HH−5 (2) 16%
1V−HH−3 (2) 13%
V−HHB−1 (3−1−2) 17%
V2−HHB−1 (3−1−2) 10%
2−HBB−F (3−2−5) 4%
3−HBB−F (3−2−5) 4%
5−HBB−F (3−2−5) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 19%
VFF−HHB−1 (−) 2%
NI=78.5℃;Tc≦−30℃;Δn=0.099;η=13.2mPa・s;Vth=1.94V;VHR−1=99.6%;VHR−2=97.4%;τ=10.2ms.
実施例16
3−HB−CL (1) 10%
V−HH−5 (2) 20%
1V−HH−3 (2) 10%
V−HHB−1 (3−1−2) 14%
V2−HHB−1 (3−1−2) 5%
2−HBB−F (3−2−5) 3%
3−HBB−F (3−2−5) 3%
5−HBB−F (3−2−5) 3%
3−HBB(F,F)−F (4−1−1) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 22%
3−HHBB(F,F)−F (7−1−1) 3%
VFF−HHB−1 (−) 2%
NI=71.6℃;Tc≦−30℃;Δn=0.101;η=13.3mPa・s;Vth=1.67V;VHR−1=99.5%;VHR−2=97.3%;τ=11.8ms.
実施例17
3−HB−CL (1) 17%
V−HH−5 (2) 16%
1V−HH−3 (2) 12%
V−HHB−1 (3−1−2) 19%
V2−HHB−1 (3−1−2) 6%
2−HHB−CL (3−2−2) 4%
3−HHB−CL (3−2−2) 4%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−1−2) 10%
3−HHXB(F,F)−F (6−1−12) 12%
この組成物に、式(12)のnが7である化合物を200ppm添加した。このときの組成物の特性は次のとおりであった。NI=79.6℃;Tc≦−30℃;Δn=0.087;η=12.7mPa・s;Vth=1.99V;VHR−1=99.6%;VHR−2=97.4%;τ=9.8ms.
組成物における化合物(1)と化合物(2)を組み合わせた効果については、比較例1と実施例1〜17を比較すれば分かる。比較例1の組成物は、化合物(2)を多量に含むが、化合物(1)を含まない。比較例1の組成物は下限温度が高かった。化合物(1)と化合物(2)を混合すれば、本願実施例1〜17のように、組成物の下限温度は低くなった。

Claims (18)

  1. 第一成分として式(1)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)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、および第四成分として式(4)および式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、第一成分を5〜30重量%の範囲で、第二成分を20〜55重量%の範囲で、第三成分を10〜55重量%の範囲で、および第四成分を5〜40重量%の範囲で含有する、液晶組成物。
    Figure 0004655620

    式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−COO−であり;Zは単結合または−(CH−であり;Zは単結合、−COO−または−CFO−であり;Yはアルキル、フッ素、塩素、または−OCFであり;そして、Yはフッ素または−OCFである。
  2. 第四成分が式(4)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1に記載の液晶組成物。
  3. 第一成分として式(1)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)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、第三成分として式(3−1)および式(3−2)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、および第四成分として式(4−1)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、第一成分を5〜30重量%の範囲で、第二成分を20〜55重量%の範囲で、第三成分を10〜55重量%の範囲で、および第四成分を5〜40重量%の範囲で含有する、液晶組成物。
    Figure 0004655620

    式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−CFO−であり;そして、Yはフッ素または塩素である。
  4. 第三成分が式(3−1)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、請求項に記載の液晶組成物。
  5. 第三成分が式(3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物および式(3−2)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、請求項に記載の液晶組成物。
  6. 第一成分として式(1)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)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、第三成分として式(3−1)および式(3−2)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、および第四成分として式(4−1−1)および式(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つの化合物を含有し、第一成分を5〜30重量%の範囲で、第二成分を20〜55重量%の範囲で、第三成分を10〜55重量%の範囲で、および第四成分を5〜40重量%の範囲で含有する、液晶組成物。
    Figure 0004655620

    式において、Rはアルキルであり;Rはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;そして、Yはフッ素または塩素である。
  7. 第三成分が式(3−1)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、請求項に記載の液晶組成物。
  8. 第三成分が式(3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物および式(3−2)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、請求項に記載の液晶組成物。
  9. 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、請求項のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  10. 第四成分が式(4−1−1)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、請求項のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  11. 第五成分として式(6)、式(7)および式(8)で表される化合物の群から選択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1〜10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 0004655620

    式において、Rはアルキルであり;Rはアルキルまたはアルケニルであり;Rはアルキルまたはアルコキシメチルであり;Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Aは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Aは1,4−フェニレンまたは2−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Zは単結合または−COO−であり;Zは単結合または−(CH−であり;Zは単結合、−(CH−、−COO−、または−CFO−であり;Xは水素またはフッ素であり;そして、Yはフッ素または−OCFである。
  12. 第五成分として式(6−1)、式(7−1)および式(8−1)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶組成物。
    Figure 0004655620

    式において、RおよびRは独立してアルキルであり;そして、Zは単結合または−CFO−である。
  13. 第五成分が1〜30重量%の範囲である請求項11または12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  14. 酸化防止剤をさらに含有する請求項1〜13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  15. 酸化防止剤が式(9)で表される化合物である請求項14に記載の液晶組成物。
    Figure 0004655620
  16. 酸化防止剤が式(12)で表される化合物である請求項14に記載の液晶組成物。
    Figure 0004655620

    ここでnは、2〜9の整数である。
  17. 液晶性化合物の全重量に基づいて、酸化防止剤が50〜600ppmの範囲である請求項1416に記載の液晶組成物。
  18. 請求項1〜17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。
JP2004364425A 2004-08-25 2004-12-16 液晶組成物および液晶表示素子 Expired - Fee Related JP4655620B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004364425A JP4655620B2 (ja) 2004-08-25 2004-12-16 液晶組成物および液晶表示素子
US11/209,789 US7399427B2 (en) 2004-08-25 2005-08-24 Liquid crystal composition and liquid crystal display element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004245703 2004-08-25
JP2004364425A JP4655620B2 (ja) 2004-08-25 2004-12-16 液晶組成物および液晶表示素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006089703A JP2006089703A (ja) 2006-04-06
JP4655620B2 true JP4655620B2 (ja) 2011-03-23

Family

ID=35941752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004364425A Expired - Fee Related JP4655620B2 (ja) 2004-08-25 2004-12-16 液晶組成物および液晶表示素子

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7399427B2 (ja)
JP (1) JP4655620B2 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE417910T1 (de) * 2005-05-25 2009-01-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige
JP5240487B2 (ja) * 2005-10-31 2013-07-17 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
JP5359522B2 (ja) * 2009-04-27 2013-12-04 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
JP5564833B2 (ja) * 2009-05-27 2014-08-06 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
TWI535829B (zh) 2009-05-29 2016-06-01 Jnc Corp 液晶組成物及液晶顯示元件
EP2457975B1 (en) * 2010-11-29 2014-06-25 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline mixtures
JP5673047B2 (ja) 2010-12-07 2015-02-18 Jnc株式会社 液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP5622056B2 (ja) * 2012-09-27 2014-11-12 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
JP5622057B2 (ja) * 2012-09-27 2014-11-12 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
JP5622058B2 (ja) * 2012-09-27 2014-11-12 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
CN104039926B (zh) 2012-10-05 2016-06-15 Dic株式会社 液晶组合物及使用其的液晶显示元件
DE102012020940B4 (de) * 2012-10-25 2014-12-11 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung in einer elektrooptischen Flüssigkristallanzeige
CN103242858B (zh) * 2013-04-16 2014-10-29 西安彩晶光电科技股份有限公司 一种具有低阈值快响应速度的液晶组合物
JP6488623B2 (ja) * 2014-02-25 2019-03-27 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
JP5817890B2 (ja) * 2014-06-19 2015-11-18 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
JP6083424B2 (ja) * 2014-10-03 2017-02-22 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
JP2016102222A (ja) * 2016-02-24 2016-06-02 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物
JP2018035371A (ja) * 2017-11-13 2018-03-08 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08231957A (ja) * 1994-12-28 1996-09-10 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JPH0971779A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JPH0987626A (ja) * 1995-09-20 1997-03-31 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2000109841A (ja) * 1990-04-13 2000-04-18 Merck Patent Gmbh 液晶媒体
JP2001288470A (ja) * 2000-02-04 2001-10-16 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2002285157A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959623A (ja) 1995-08-23 1997-03-04 Dainippon Ink & Chem Inc ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置
US6174457B1 (en) * 1996-09-27 2001-01-16 Chisso Corporation Compound having alkadienyl group as side chain, and liquid crystal composition using same
DE19748618B4 (de) * 1996-12-05 2009-12-03 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallmischung und ihre Verwendung in einer elektrooptischen Flüssigkristallanzeige
JP2003238960A (ja) 2002-02-22 2003-08-27 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP4147901B2 (ja) * 2002-10-31 2008-09-10 チッソ株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000109841A (ja) * 1990-04-13 2000-04-18 Merck Patent Gmbh 液晶媒体
JPH08231957A (ja) * 1994-12-28 1996-09-10 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JPH0971779A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JPH0987626A (ja) * 1995-09-20 1997-03-31 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2001288470A (ja) * 2000-02-04 2001-10-16 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP2002285157A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
US20060043334A1 (en) 2006-03-02
JP2006089703A (ja) 2006-04-06
US7399427B2 (en) 2008-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4957247B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP4935055B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
EP1862526B1 (en) Liquid crystal compositions and liquid crystal display device
JP5471189B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP5076642B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP5051353B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
US7399427B2 (en) Liquid crystal composition and liquid crystal display element
TWI461515B (zh) 液晶組成物以及液晶顯示元件
JP4876408B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
WO2010131614A1 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
TWI448541B (zh) 液晶組成物以及液晶顯示元件
JP2008031432A (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP2006169472A (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP5034442B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP4972889B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP4876569B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP4876402B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP4915516B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP5320718B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP4962031B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP2007023095A (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP5235262B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子
JP5412721B2 (ja) 液晶組成物および液晶表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100831

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101130

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101213

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4655620

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees