JP4929601B2

JP4929601B2 - Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element

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Publication number: JP4929601B2
Application number: JP2005062275A
Authority: JP
Inventors: 安男梅津
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2025-03-07
Also published as: JP2006241403A

Description

本発明は電気光学的液晶表示材料として有用なネマチック晶組成物、これを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a nematic crystal composition useful as an electro-optical liquid crystal display material, and a liquid crystal display device using the same.

表示品質が優れていることから、アクティブマトリクス形液晶表示装置が携帯端末、液晶テレビ、プロジェクタ、コンピューター等の市場に出されている。アクティブマトリクス表示方式は、画素毎にTFT（薄膜トランジスタ）あるいはMIM（メタル・インシュレータ・メタル）等が使われており、この方式には高電圧保持率であることが重要視されている。また、更に広い視角特性を得るためにIPS、OCBモードと組み合わせたTFT表示やより明るい表示を得るためにECBモードの反射型が提案されている。この様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている（特許文献1、特許文献2）。 Due to the excellent display quality, active matrix liquid crystal display devices are put on the market for portable terminals, liquid crystal televisions, projectors, computers and the like. In the active matrix display method, TFT (thin film transistor) or MIM (metal insulator metal) is used for each pixel, and high voltage holding ratio is regarded as important for this method. Also, in order to obtain a wider viewing angle characteristic, a TFT display combined with IPS and OCB modes and a reflection type of ECB mode have been proposed to obtain a brighter display. In order to cope with such display elements, new liquid crystal compounds or liquid crystal compositions have been proposed (Patent Document 1 and Patent Document 2).

ツイステッドネマチック液晶表示素子(TN-LCD)やスーパーツイステッドネマチック液晶表示素子(STN-LCD)においては、液晶の屈折率異方性(Δn)と液晶媒体の厚さ(d)との積であるリターデーション(R；R=Δn・d)をある一定値(TN-LCDでは0.4〜0.45に設定する場合が多い。)に設定する。 In twisted nematic liquid crystal display elements (TN-LCD) and super twisted nematic liquid crystal display elements (STN-LCD), the retarder is the product of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal and the thickness (d) of the liquid crystal medium. The foundation (R; R = Δn · d) is set to a certain value (0.4 to 0.45 is often set for TN-LCD).

反射型又は半透過型LCDでは、光が液晶媒体に入射し、背面の反射板で反射して再度液晶媒体中を通過するため、透過型LCDと比較して実質の光路長が2倍になるため、同じリターデーション値にするためには、液晶媒体のΔnを半分程度に小さくする必要がある。 In a reflective or transflective LCD, light enters the liquid crystal medium, reflects off the back reflector, and passes through the liquid crystal medium again, so the actual optical path length is doubled compared to the transmissive LCD. Therefore, in order to obtain the same retardation value, it is necessary to reduce Δn of the liquid crystal medium to about half.

低Δn液晶組成物は、Δn値の小さいシクロヘキサン環のみで構成されたビシクロヘキサン誘導体等の含有率を大きくすることで得ることができる。しかし、これらの化合物はスメクチック性が高く、ビシクロヘキサン系化合物の含有率を大きくした場合、ネマチック相下限温度(T-n)を低くすることが困難であり、広いネマチック温度範囲を有する液晶組成物を得ることが困難であった。 A low Δn liquid crystal composition can be obtained by increasing the content of a bicyclohexane derivative composed only of a cyclohexane ring having a small Δn value. However, these compounds have high smectic properties, and when the content of the bicyclohexane compound is increased, it is difficult to lower the nematic phase lower limit temperature (Tn), and a liquid crystal composition having a wide nematic temperature range is obtained. It was difficult.

上記問題点の一部を解決する手法としてシクロヘキシルデカヒドロナフタレン化合物とトリフルオロ化合物とを用いた液晶組成物が提案されている（特許文献3）。しかし、これらの例ではΔεが十分に大きくなく、しきい値電圧が高い等の問題点を抱えており、低電圧駆動の要請に最適な液晶組成物は提供されていなかった。 As a technique for solving some of the above problems, a liquid crystal composition using a cyclohexyldecahydronaphthalene compound and a trifluoro compound has been proposed (Patent Document 3). However, these examples have problems such as Δε is not sufficiently large and the threshold voltage is high, and a liquid crystal composition optimal for the demand for low voltage driving has not been provided.

Δnが小さく、低電圧駆動が可能なΔεが大きい液晶組成物としてシクロヘキシルデカヒドロナフタレン化合物を用いた液晶組成物が提案されている（特許文献4）。この例ではΔεが十分に大きく、しきい値電圧が低いことから低電圧駆動の要請に最適な液晶組成物が提供されているが、粘性においては十分に低いものとは言えなかった。
一方、ジオキサン骨格を有する液晶化合物に関しては既に開示されている（特許文献５参照）。しかし、当該引用文献には、ジオキサン骨格を有する液晶化合物を幅広く開示するのみであり、ジオキサン誘導体及び特定の化合物の組み合わせによる効果の示唆はない。 A liquid crystal composition using a cyclohexyldecahydronaphthalene compound has been proposed as a liquid crystal composition having a small Δn and a large Δε that can be driven at a low voltage (Patent Document 4). In this example, Δε is sufficiently large and the threshold voltage is low, so that a liquid crystal composition optimal for the demand for low voltage driving is provided, but it cannot be said that the viscosity is sufficiently low.
On the other hand, a liquid crystal compound having a dioxane skeleton has already been disclosed (see Patent Document 5). However, the cited document only discloses a wide range of liquid crystal compounds having a dioxane skeleton, and there is no suggestion of the effect of a combination of a dioxane derivative and a specific compound.

以上のことから、Δnが小さく、低電圧駆動が可能なΔεが大きく、かつ粘性の低い液晶組成物を得ることは困難であった。 From the above, it has been difficult to obtain a liquid crystal composition having a small Δn, a large Δε that can be driven at a low voltage, and a low viscosity.

特開平２−２３３６２６号公報JP-A-2-233626 特表平４−５０１５７５号公報Japanese National Patent Publication No. 4-501575 特開２００１−３５４９６３号公報JP 2001-354963 A 特開２００４−５９８５５号公報JP 2004-59855 A 特表平４−５０３６７８号公報JP-T-4-503678

本発明が解決しようとする課題は、Δnが小さく、低電圧駆動が可能なΔεが大きく、かつ粘性の低いアクティブマトリクス型液晶表示素子用液晶組成物を提供すること、また、この液晶組成物を使用した動作温度範囲が広いアクティブマトリクス型液晶表示素子を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a liquid crystal composition for an active matrix liquid crystal display device having a small Δn, a large Δε that can be driven at a low voltage, and a low viscosity. An object of the present invention is to provide an active matrix type liquid crystal display element having a wide operating temperature range.

本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、一般式(1a) The present invention, as a result of intensive studies to solve the above problems, general formula (1a)

(式中R¹は、炭素数1〜15のアルキル基又は炭素数2〜15のアルケニル基であり、この基は非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも1個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する1個又は2個以上のCH₂基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして-O-、-S-、-CO-により置き換えられても良く、
Q ¹は-OCH₂-、-OCF₂-、-OCHF-、-CF₂ -、または単結合であり、
X¹〜X³はそれぞれ独立してH、F又はClである。)で表される化合物を1種又は2種以上を含有し、一般式(2)又は一般式(3)

(Wherein R ¹ is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, and this group is unsubstituted or has at least one halogen group as a substituent. And one or more CH ₂ groups present in these groups are each independently replaced by -O-, -S-, -CO- as O atoms are not directly bonded to each other. Well,
Q ¹ is —OCH ₂ —, —OCF ₂ —, —OCHF—, —CF ₂ —, or a single bond,
X ^{1 to} X ³ are each independently H, F or Cl. ) Containing one or more compounds represented by general formula (2) or general formula (3)

(式中、R²〜R⁴はそれぞれ独立的に一般式(1a)におけるR¹と同じ意味を表し、
B¹〜B⁵はそれぞれ独立的に
トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH₂基又は隣接していない2個以上のCH₂基は-O-及び又は-S-に置き換えられてもよい)又は
1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH₂基又は隣接していない2個以上のCH₂基は-N-に置き換えられてもよい)
を表し、芳香環の水素原子はCH₃又はハロゲンで置換されていても良く、
o及びpはそれぞれ独立的に0、1又は2を表し、
L¹〜L⁴はそれぞれ独立的に単結合、-CH₂ CH₂-、-(CH₂ )₄ -、-OCH₂ -、-CH₂ O-、-COO-、-OCO-、-OCF₂-、-CF₂O-又は-C≡C-を表し、
B¹及びL¹が複数存在する場合はそれらは同一でも良く異なっていても良く
B⁴及びL³が複数存在する場合はそれらは同一でも良く異なっていても良く、
Q²は-OCH₂-、-OCF₂-、-OCHF-、-CF₂-、又は単結合を表し、
X⁴〜X⁶はそれぞれ独立してH、F又はClを表す。)で表される化合物を1種又は2種以上を含有し、一般式(4)

(式中、R ⁵ は一般式(1a)におけるR ¹ と同じ意味を表し、
Z ⁴ は単結合、-COO-、-OCO-、-CH ₂ O-、-OCH ₂ -、-CF ₂ O-、-OCF ₂ -、-CH ₂ CH ₂ -、-CF ₂ CF ₂ -、-CH=CH-、-(CH ₂ ) ₄ -、-CH=CH-CH ₂ CH ₂ -、-CH ₂ CH ₂ -CH=CH- 又は-C≡C-であり、
qは0又は1を表し、
Q ³ は一般式(1a)におけるQ ¹ と同じ意味を表し、X ⁷ 〜X ⁹ はそれぞれ独立してH、F又はClを表す。)で表される化合物を1種又は2種以上を含有することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示素子用ネマチック液晶組成物を提供する。

(In the formula, R ^{2 to} R ⁴ each independently represent the same meaning as R ¹ in the general formula (1a) ,
B ^{1 to} B ⁵ are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group (one CH ₂ group present in this group or two or more non-adjacent CH ₂ groups are —O— and Or may be replaced with -S-) or
1,4-phenylene group (one CH ₂ group present in this group or two or more non-adjacent CH ₂ groups may be replaced by -N-)
And the aromatic ring hydrogen atom may be substituted with CH ₃ or halogen,
o and p each independently represent 0, 1 or 2,
L ^{1 to} L ⁴ are each independently a single bond, —CH ₂ CH ₂ —, — (CH ₂ ) ₄ —, —OCH ₂ —, —CH ₂ O—, —COO—, —OCO—, —OCF ₂ -, -CF ₂ O- or -C≡C-
When there are a plurality of B ¹ and L ^1, they may be the same or different.
When a plurality of B ⁴ and L ³ are present, they may be the same or different,
Q ² represents -OCH _2- , -OCF _2- , -OCHF-, -CF _2- , or a single bond,
X ^{4 to} X ⁶ each independently represent H, F or Cl. ) Containing one or more compounds represented by the general formula (4)

(Wherein R ⁵ represents the same meaning as R ¹ in general formula (1a) ,
Z ⁴ is a single bond, -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH = CH -, - (CH 2) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - a CH _₂ CH ₂ -CH = CH- or -C≡C-,
q represents 0 or 1,
Q ³ represents the same meaning as Q ¹ in the general formula (1a) , and X ^{7 to} X ⁹ each independently represent H, F, or Cl. The present invention provides a nematic liquid crystal composition for an active matrix liquid crystal display device , comprising one or more compounds represented by formula (1) .

本発明の液晶化合物の組み合わせによって、低い屈折率異方性（Δn=0.05〜0.08）を維持しつつ、低温で安定したネマチック相を持ち、高い誘電率異方性を有し、かつ低い粘性を有するアクティブマトリクス型液晶表示素子用液晶組成物が得られた。この組成物を用いることにより、動作温度範囲が広いアクティブマトリクス型液晶表示素子が提供され、反射又は半透過モード等の液晶ディスプレイとして非常に実用的を表す。 The combination of the liquid crystal compounds of the present invention maintains a low refractive index anisotropy (Δn = 0.05 to 0.08), has a nematic phase stable at low temperature, has a high dielectric anisotropy, and has a low viscosity. A liquid crystal composition for an active matrix type liquid crystal display device was obtained. By using this composition, an active matrix type liquid crystal display element having a wide operating temperature range is provided, which is very practical as a liquid crystal display such as a reflective or transflective mode.

本願発明における液晶組成物において、一般式(1)

(式中R ¹ は、炭素数1〜15のアルキル基又は炭素数2〜15のアルケニル基であり、この基は非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも1個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する1個又は2個以上のCH ₂ 基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして-O-、-S-、-CO-により置き換えられても良く、
A ¹ 〜A ³ はそれぞれ独立的に
トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH ₂ 基又は隣接していない2個以上のCH ₂ 基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)又は
1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH ₂ 基又は隣接していない2個以上のCH ₂ 基は -N- に置き換えられてもよい)
を表し、芳香環の水素原子はCH ₃ 又はハロゲンで置換されていても良く、
Z ¹ 〜Z ³ はそれぞれ独立的には単結合、-COO-、-OCO-、-CH ₂ O-、-OCH ₂ -、-CF ₂ O-、-OCF ₂ -、-CH ₂ CH ₂ -、-CF ₂ CF ₂ -、-CH=CH-、-(CH ₂ ) ₄ -、-CH=CH-CH ₂ CH ₂ -、-CH ₂ CH ₂ -CH=CH- 又は-C≡C-であり、
m及びnはそれぞれ独立的に0、1又は2を表し、
Q ¹ は-OCH ₂ -、-OCF ₂ -、-OCHF-、-CF ₂ -、または単結合であり、
X ¹ 〜X ³ はそれぞれ独立してH、F又はClである。)で表される化合物から1種又は2種以上を含有するが、1種〜10種が好ましく、1種〜7種がより好ましく、1種〜5種がさらに好ましい。 In the liquid crystal composition of the present invention, the general formula (1)

(Wherein R ¹ is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, and this group is unsubstituted or has at least one halogen group as a substituent. And one or more CH ₂ groups present in these groups are each independently replaced by -O-, -S-, -CO- as O atoms are not directly bonded to each other. Well,
A ^{1 to} A ³ are each independently
Trans-1,4-cyclohexylene group (one CH ₂ group present in this group or two or more non-adjacent CH ₂ groups may be replaced by -O- and / or -S- Or
1,4-phenylene group (one CH ₂ group present in this group or two or more non-adjacent CH ₂ groups may be replaced by -N-)
And the aromatic ring hydrogen atom may be substituted with CH ₃ or halogen,
Z ¹ to Z ³ are each independently a single bond, -COO -, - OCO -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 CH 2 - _{_{, -CF 2 CF 2 -, -}} CH = CH -, - (CH 2) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -CH = CH- or -C≡C- in Yes,
m and n each independently represents 0, 1 or 2,
Q ¹ is —OCH ₂ —, —OCF ₂ —, —OCHF—, —CF ₂ —, or a single bond,
X ^{1 to} X ³ are each independently H, F or Cl. 1 type or 2 types or more from the compound represented by 1 ) , but 1 type to 10 types are preferable, 1 type to 7 types are more preferable, and 1 type to 5 types are more preferable.

一般式(1)で表される化合物の含有率は、5〜30質量％の範囲であることが好まく、10〜20質量％の範囲であることがより好ましい。また、一般式（1）において、R¹は炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数2〜8のアルケニル基がより好ましく、アルケニル基では以下の式(a)〜(e)の構造がさらに好ましい。 The content of the compound represented by the general formula (1) is preferably in the range of 5 to 30% by mass, and more preferably in the range of 10 to 20% by mass. In the general formula (1), R ¹ is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an unsubstituted linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or 2 carbon atoms. The alkenyl group of ˜8 is more preferable, and the structure of the following formulas (a) to (e) is more preferable in the alkenyl group.

(構造式は右端で環に連結しているものとする。)

(The structural formula shall be connected to the ring at the right end.)

Z¹〜Z³はそれぞれ独立的に、単結合、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-、-(CH₂)₄-、-CH=CH-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-CH=CH- 又は-C≡C-であるが、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-又は単結合が好ましく、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-又は単結合がより好ましく、-CH₂CH₂-又は単結合が特に好ましい。m及びnはそれぞれ独立的に0、1又は2であるが、Oまたは1がより好ましい。Q¹は-OCH₂-、-OCF₂-、-OCHF-、-CF₂-、または単結合であるが、-OCF₂-、または単結合が好ましく、単結合がより好ましい。X¹〜X³はそれぞれ独立してH、F又はClであるが、HまたはFが好ましく、Fがより好ましい。
さらに詳述すると、一般式（1）の具体的な構造として以下の一般式(1a) Z ^{1 to} Z ³ are each independently a single bond, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH = CH -, - (CH 2) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -CH = CH- or -C≡C- in but, -COO -, - OCO-, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH = CH- or a single bond is preferred, —CF ₂ O—, —OCF ₂ —, —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is more preferable, and —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is particularly preferable. m and n are each independently 0, 1 or 2, with O or 1 being more preferred. Q ¹ is _{_{-OCH 2 -, - OCF 2 -}} , - OCHF -, - CF 2 -, or is a single bond, -OCF ₂ -, or a single bond, more preferably a single bond is more preferable. X ^{1 to} X ³ are each independently H, F or Cl, preferably H or F, and more preferably F.
More specifically, as a specific structure of the general formula (1), the following general formula (1a)

(式中R¹、Q ¹ 、X ¹ 〜X ³ は一般式(1)におけると同じ意味を表す。)が好ましく、次の化合物が特に好ましい。

Preferably (. Definitive representing the same meaning as in the formula, R ^1, Q ^1, X ¹ to X ³ is the general formula (1)), the following compounds are particularly preferred.

（式中R¹は、炭素数1〜15のアルキル基、炭素数1〜15のアルコキシル基又は炭素数2〜15のアルケニル基を表す。）

(Wherein R ¹ represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 15 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms.)

本願発明の液晶組成物は、一般式(2)又は一般式(3)で表される化合物を1種又は2種以上を含有する。 The liquid crystal composition of the present invention contains one or more compounds represented by general formula (2) or general formula (3).

一般式(2)又は一般式(3)で表される化合物の含有率は、5〜70質量％の範囲であることがより好ましく、20〜60質量％の範囲であることがさらに好ましい。また、R³〜R⁵は、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数2〜8のアルケニル基がより好ましく、アルケニル基では以下の式(a)〜(e)の構造がさらに好ましい。 The content of the compound represented by the general formula (2) or the general formula (3) is more preferably in the range of 5 to 70% by mass, and further preferably in the range of 20 to 60% by mass. R ^{3 to} R ⁵ are preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an unsubstituted linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. An alkenyl group is more preferable, and the structure of the following formulas (a) to (e) is more preferable as the alkenyl group.

(構造式は右端で環に連結しているものとする。)

(The structural formula shall be connected to the ring at the right end.)

B¹〜B⁵はトランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基が好ましく、1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロへキシレン基がより好ましい。L¹〜L⁴は、単結合、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-COO-、-OCO-、-OCF₂-、-CF₂O-又は-C≡C-であるが、-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-又は単結合が好ましく、-CH₂CH₂-、-CF₂O-又は単結合がより好ましく、-CH₂CH₂-又は単結合が特に好ましい。o及びpはそれぞれ独立的に0、1又は2であるが、0又は1が好ましい。Q²は-OCH₂-、-OCF₂-、-OCHF-、-CF₂-、又は単結合であるが、-OCF₂-、-CF₂-、又は単結合が好ましく、単結合がより好ましい。Q⁴〜Q⁶は-OCF₂-、-CF₂-、又は単結合が好ましく、単結合がより好ましい。X⁴〜X⁶はそれぞれ独立して-H、-F又は-Clであるが、-H又は-Fが好ましく、X⁵は-Fが好ましい。
さらに詳述すると、一般式(2)又は一般式(3)は、具体的な構造として以下の一般式で表される化合物が好ましい。 B ^{1 to} B ⁵ are preferably a trans-1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 3-fluoro-1,4-phenylene group or 3,5-difluoro-1,4-phenylene group, A 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group is more preferred. L ¹ ~L ⁴ is a single _{_{bond, -CH 2 CH 2 -, -}} (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - OCF 2 -, - CF ₂ O— or —C≡C—, —COO—, —OCO—, —CH ₂ CH ₂ —, —OCF ₂ —, —CF ₂ O— or a single bond is preferred, —CH ₂ CH ₂ —, —CF ₂ O— or a single bond is more preferable, and —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is particularly preferable. o and p are each independently 0, 1 or 2, with 0 or 1 being preferred. Q ² is _{_{-OCH 2 -, - OCF 2 -}} , - OCHF -, - CF 2 -, or is a single _{_{bond, -OCF 2 -, - CF 2}} -, or a single bond, more preferably a single bond is more preferable . Q ^{4 to} Q ⁶ are preferably —OCF ₂ —, —CF ₂ —, or a single bond, and more preferably a single bond. X ^{4 to} X ⁶ are each independently —H, —F or —Cl, preferably —H or —F, and X ⁵ is preferably —F.
More specifically, the general formula (2) or the general formula (3) is preferably a compound represented by the following general formula as a specific structure.

（式中R³〜R⁵はそれぞれ独立して、炭素数1〜15のアルキル基、炭素数1〜15のアルコキシル基又は炭素数2〜15のアルケニル基を表す。）
組成物の相溶性をさらに改善し、さらに低電圧化を達成させるために一般式(4)

(In the formula, R ^{3 to} R ⁵ each independently represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 15 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms.)
In order to further improve the compatibility of the composition and achieve a lower voltage, the general formula (4)

(式中、R⁵は一般式(1)におけるR¹と同じ意味を表し、
Z⁴は一般式(1)におけるZ¹と同じ意味を表し、
qはそれぞれ独立的に0又は1を表し、
Q³は一般式(1)におけるQ¹と同じ意味を表し、
X⁷〜X⁹はそれぞれ独立してH、F又はClを表す。)で表される化合物を1種又は2種以上を含有することが好ましい。
一般式(4)で表される化合物を含有する場合2種〜10種含有することが好ましく、2種〜7種がより好ましく、2種〜5種がさらに好ましい。
一般式(4)で表される化合物を含有する場合の含有率は、20〜40質量％の範囲であることがより好ましく、25〜40質量％の範囲であることがさらに好ましい。また、R⁶は、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数2〜8のアルケニル基がより好ましく、アルケニル基では以下の式(a)〜(e)の構造がさらに好ましい。

(In the formula, R ⁵ represents the same meaning as R ¹ in the general formula (1),
Z ⁴ represents the same meaning as Z ¹ in the general formula (1),
q each independently represents 0 or 1,
Q ³ represents the same meaning as Q ¹ in the general formula (1),
X ^{7 to} X ⁹ each independently represent H, F or Cl. It is preferable to contain one or more compounds represented by
When the compound represented by the general formula (4) is contained, it is preferably contained in 2 to 10 types, more preferably 2 to 7 types, and further preferably 2 to 5 types.
The content of the compound represented by the general formula (4) is more preferably in the range of 20 to 40% by mass, and further preferably in the range of 25 to 40% by mass. R ⁶ is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an unsubstituted linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. More preferably, in the case of an alkenyl group, structures of the following formulas (a) to (e) are more preferable.

(構造式は右端で環に連結しているものとする。)

(The structural formula shall be connected to the ring at the right end.)

Z⁴は、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-、-(CH₂)₄-、-CH=CH-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-CH=CH- 又は単結合であるが、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-又は単結合が好ましく、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-又は単結合がより好ましく、-CH₂CH₂-又は単結合が特に好ましい。qは0又は1であるが、0であることが好ましい。Q³は-OCH₂-、-OCF₂-、-OCHF-、-CF₂-、又は単結合であるが、-OCF₂-、-CF₂-、又は単結合が好ましく、単結合がより好ましい。X⁷〜X⁹はそれぞれ独立して-H、-F又は-Clであるが、-H又は-Fが好ましく、X⁸は-Fが好ましい。
さらに詳述すると、一般式(4)は、具体的な構造として以下の一般式で表される化合物が好ましい。 Z ⁴ is -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH _{= CH -, - (CH 2} ) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -CH = CH- , or is a single bond, -COO -, - OCO -, - CH _{_{2 O -, - OCH 2 -}} , - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CH- or a single bond are preferred, -CF ₂ O- , —OCF ₂ —, —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is more preferred, and —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is particularly preferred. q is 0 or 1, but is preferably 0. Q ³ are _{_{-OCH 2 -, - OCF 2 -}} , - OCHF -, - CF 2 -, or is a single _{_{bond, -OCF 2 -, - CF 2}} -, or a single bond, more preferably a single bond is more preferable . X ^{7 to} X ⁹ are each independently —H, —F or —Cl, preferably —H or —F, and X ⁸ is preferably —F.
More specifically, the general formula (4) is preferably a compound represented by the following general formula as a specific structure.

（式中R⁶は、炭素数1〜15のアルキル基、炭素数1〜15のアルコキシル基又は炭素数2〜15のアルケニル基を表す。）
さらに低電圧化を達成させるために一般式(5)

(In the formula, R ⁶ represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 15 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms.)
Furthermore, in order to achieve a lower voltage, the general formula (5)

(式中、R⁷は一般式(1)におけるR¹と同じ意味を表し、
Z⁵は一般式(1)におけるZ¹と同じ意味を表し、
rはそれぞれ独立的に0又は1を表し、
Q⁴は一般式(1)におけるQ¹と同じ意味を表し、
X¹⁰〜X¹⁴はそれぞれ独立してH、F又はClを表す。)で表される化合物から選ばれる化合物を1種又は2種以上を含有することが好ましい。

(Wherein R ⁷ represents the same meaning as R ¹ in general formula (1),
Z ⁵ represents the same meaning as Z ¹ in the general formula (1),
each r independently represents 0 or 1,
Q ⁴ represents the same meaning as Q ¹ in the general formula (1),
X ^{10 to} X ¹⁴ each independently represent H, F or Cl. It is preferable to contain one or more compounds selected from the compounds represented by

一般式(5)で表される化合物を含有する場合、1種〜10種含有することが好ましく、1種〜7種がより好ましく、1種〜5種がさらに好ましい。
一般式(5)で表される化合物を含有する場合の含有率は、5〜10質量％の範囲であることがより好ましく、5〜8質量％の範囲であることがさらに好ましい。また、R⁶は、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、未置換の直鎖状炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数2〜8のアルケニル基がより好ましく、アルケニル基では以下の式(a)〜(e)の構造がさらに好ましい。 When the compound represented by the general formula (5) is contained, it is preferably contained in 1 to 10 types, more preferably 1 to 7 types, and further preferably 1 to 5 types.
The content of the compound represented by the general formula (5) is more preferably in the range of 5 to 10% by mass, and further preferably in the range of 5 to 8% by mass. R ⁶ is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an unsubstituted linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. More preferably, in the case of an alkenyl group, structures of the following formulas (a) to (e) are more preferable.

(構造式は右端で環に連結しているものとする。)

(The structural formula shall be connected to the ring at the right end.)

Z⁵は、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-、-(CH₂)₄-、-CH=CH-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-CH=CH- 又は単結合であるが、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-又は単結合が好ましく、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-又は単結合がより好ましく、-CH₂CH₂-又は単結合が特に好ましい。rは0又は1であるが、0であることが好ましい。Q⁴は-OCH2-、-OCF₂-、-OCHF-、-CF₂-、又は単結合であるが、-OCF₂-、-CF₂-、又は単結合が好ましく、単結合がより好ましい。X¹⁰〜X¹⁴はそれぞれ独立してH、F又はClであるが、-H又は-Fが好ましく、X¹³はFが好ましい。
さらに詳述すると、一般式(6)は、具体的な構造として以下の一般式で表される化合物が好ましい。 Z ⁵ is -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH _{= CH -, - (CH 2} ) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -CH = CH- , or is a single bond, -COO -, - OCO -, - CH _{_{2 O -, - OCH 2 -}} , - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CH- or a single bond are preferred, -CF ₂ O- , —OCF ₂ —, —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is more preferred, and —CH ₂ CH ₂ — or a single bond is particularly preferred. r is 0 or 1, but is preferably 0. Q ⁴ is —OCH ₂ —, —OCF ₂ —, —OCHF—, —CF ₂ —, or a single bond, preferably —OCF ₂ —, —CF ₂ —, or a single bond, and more preferably a single bond. X ^{10 to} X ¹⁴ are each independently H, F or Cl, but —H or —F is preferred, and X ¹³ is preferably F.
More specifically, the general formula (6) is preferably a compound represented by the following general formula as a specific structure.

（式中R⁶は、炭素数1〜15のアルキル基、炭素数1〜15のアルコキシル基又は炭素数2〜15のアルケニル基を表す。）

(In the formula, R ⁶ represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 15 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms.)

本発明において、ネマチック相-等方性液体相転移温度（T_N-I）は70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度（T_→N）は-20℃以下であることが好ましく、-30℃以下であることがより好ましい。25℃における誘電率異方性（Δε）が4.5〜10.0であることが好ましく、5.0〜8.0であることがより好ましい。25℃における屈折率異方性（Δｎ）が0.05〜0.08であることがより好ましく、0.06〜0.07であることがさらに好ましい。 In the present invention, the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T _NI ) is more preferably 70 ° C. or higher, and further preferably 80 ° C. or higher. The solid phase or smectic phase-nematic phase transition temperature (T _{→ N} ) is preferably −20 ° C. or lower, and more preferably −30 ° C. or lower. The dielectric anisotropy (Δε) at 25 ° C. is preferably 4.5 to 10.0, and more preferably 5.0 to 8.0. The refractive index anisotropy (Δn) at 25 ° C. is more preferably 0.05 to 0.08, and further preferably 0.06 to 0.07.

上記ネマチック液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、特にアクティブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、反射モード又は半透過モード用液晶表示素子に用いることができる。
本発明のネマテチック液晶組成物は、上記の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などを含有してもよい。 The nematic liquid crystal composition is useful for a liquid crystal display element, particularly useful for a liquid crystal display element for driving an active matrix, and can be used for a liquid crystal display element for a reflection mode or a transflective mode.
The nematic liquid crystal composition of the present invention may contain a normal nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal and the like in addition to the above compounds.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、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、以下の実施例および比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。
T_N-I ：ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)を液晶相上限温度とする
T_→N ：固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度(℃)を液晶相下限温度
とする
Δε ：誘電率異方性
Δn ：屈折率異方性
化合物記載に下記の略号を使用する。
末端のn(数字) C_nH_2n+1-
2 -CH₂CH₂-
On -OC_nH_2n+1
F -F
CFFF -CF₃
OCFFF -OCF₃
ndm- C_nH_2n+1-C=C-(CH₂)_m-1-
nOm- C_nH_2n+1-O-(CH₂)_m-1-
-E- -COO-
-10- -CH₂O-
-JO- -CF₂O-
-JJ- -CF₂CF₂- EXAMPLES The present invention will be described in further detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples. Further, “%” in the compositions of the following Examples and Comparative Examples means “mass%”.
T _NI : Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C) is the liquid crystal phase upper limit temperature
T _{→ N} : Solid phase or smectic phase-nematic phase transition temperature (° C) is the lower limit of liquid crystal phase temperature
Δε: Dielectric anisotropy Δn: Refractive index anisotropy The following abbreviations are used in the compound description.
Terminal n (number) C _n H _{2n + 1-}
2 -CH ₂ CH _2-
On -OC _n H _{2n + 1}
F -F
CFFF -CF ₃
OCFFF -OCF ₃
ndm- C _n H _{2n + 1} -C = C- (CH ₂ ) _m-1-
nOm- C _n H _{2n + 1} -O- (CH ₂ ) _m-1-
-E- -COO-
-10- -CH ₂ O-
-JO- -CF ₂ O-
-JJ- -CF ₂ CF _2-

(実施例1〜3) 液晶組成物の調整
以下に示すネマチック液晶組成物(No.1)、(No.2)及び(No.3)を調整しその物性値を測定し、その結果を表1に示す。

(Examples 1 to 3) Preparation of liquid crystal composition Nematic liquid crystal compositions (No. 1), (No. 2) and (No. 3) shown below were prepared, and their physical property values were measured. Shown in 1.

実施例1〜3のネマチック液晶組成物(No.1)、(No.2)及び(No.3)特性は、ネマチック相-等方性液体相転移温度（T_N-I）、固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度（T_→N）、誘電率異方性（Δε）、屈折率異方性（Δｎ）全ての特性において所望の値を示した。また粘性も低く、パネルの応答速度も良好であった。 The nematic liquid crystal compositions (No. 1), (No. 2) and (No. 3) of Examples 1 to 3 are characterized by nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T _NI ), solid phase or smectic phase. -Nematic phase transition temperature (T _{→ N} ), dielectric anisotropy (Δε), refractive index anisotropy (Δn) showed desired values. Also, the viscosity was low and the response speed of the panel was good.

(比較例1〜3) 液晶組成物の調整
比較例として以下に示すネマチック液晶組成物(R1)、(R2)及び(R3)を調整しその物性値を測定し、その結果を表2に示す。 (Comparative Examples 1 to 3) Adjustment of liquid crystal composition As a comparative example, nematic liquid crystal compositions (R1), (R2) and (R3) shown below were adjusted and their physical properties were measured. The results are shown in Table 2. .

比較例1〜3のネマチック液晶組成物(R1)、(R2)及び(R3)特性は、Δnが約0.06で実施例1〜3と比較して低いが、Δεは実施例の液晶組成物が4.5以上であるのに対し、比較例は3.8〜4.2である。この結果は本発明の液晶組成物が低電圧駆動に有効であることを示している。 The nematic liquid crystal compositions (R1), (R2) and (R3) characteristics of Comparative Examples 1 to 3 have a low Δn of about 0.06 compared to Examples 1 to 3, but Δε is lower than that of the liquid crystal compositions of the examples. The comparative example is 3.8 to 4.2 while it is 4.5 or more. This result shows that the liquid crystal composition of the present invention is effective for low voltage driving.

(比較例4〜6) 液晶組成物の調整
比較例として以下に示すネマチック液晶組成物(R4)、(R5)及び(R6)を調整しその物性値を測定し、その結果を表3に示す。 (Comparative Examples 4 to 6) Adjustment of liquid crystal composition As comparative examples, nematic liquid crystal compositions (R4), (R5) and (R6) shown below were adjusted and their physical properties were measured. The results are shown in Table 3. .

比較例4〜6のネマチック液晶組成物(R4)、(R5)及び(R6)特性は、ネマチック相-等方性液体相転移温度（T_N-I）、固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度（T_→N）、誘電率異方性（Δε）、屈折率異方性（Δｎ）全ての特性において所望の値を示したが、実施例と比較して粘性が高いものであった。

The characteristics of the nematic liquid crystal compositions (R4), (R5) and (R6) of Comparative Examples 4 to 6 are as follows: nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T _NI ), solid phase or smectic phase-nematic phase transition temperature ( T _{→ N} ), dielectric anisotropy (Δε), and refractive index anisotropy (Δn) showed desired values, but had higher viscosity than the examples.

Claims

General formula (1a)

(In the formula, R ^{2 to} R ⁴ each independently represent the same meaning as R ¹ in the general formula (1a),
B ^{1 to} B ⁵ are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group (one CH ₂ group present in this group or two or more non-adjacent CH ₂ groups are —O— and Or may be replaced with -S-) or
The 1,4-phenylene group and table, a hydrogen atom of the aromatic ring may be substituted by CH ₃ or halogen,
o and p each independently represent 0, 1 or 2,
L ¹ ~L ⁴ are each independently a single _{_{bond, -CH 2 C H 2 -,}} - (C H 2) 4 -, - OCH 2 -, - C H 2 O -, - COO -, - OCO-, -OCF _2- , -CF ₂ O- or -C≡C-
When there are a plurality of B ¹ and L ^1, they may be the same or different.
When a plurality of B ⁴ and L ³ are present, they may be the same or different,
Q ² represents -OCH _2- , -OCF _2- , -OCHF-, -CF _2- , or a single bond,
X ^{4 to} X ⁶ each independently represent H, F or Cl. ) Containing one or more compounds represented by the general formula (4)

(Wherein R ⁵ represents the same meaning as R ¹ in general formula (1a),
Z ⁴ is a single bond, -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH = CH -, - (CH 2) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - a CH _₂ CH ₂ -CH = CH- or -C≡C-,
q represents 0 or 1,
Q ³ represents the same meaning as Q ¹ in the general formula (1a), and X ^{7 to} X ⁹ each independently represent H, F, or Cl. A nematic liquid crystal composition for an active matrix type liquid crystal display device, comprising one or more compounds represented by the formula:

General formula (5)

(Wherein R ⁶ represents the same meaning as R ¹ in general formula (1a) ,
Z ⁵ is a single bond, -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH _2- , -CF ₂ O-, -OCF _2- , -CH ₂ CH _2- , -CF ₂ CF _2- , -CH = CH -, - (CH 2) 4 -, - CH = CH-CH 2 CH 2 -, - a CH _₂ CH ₂ -CH = CH- or -C≡C-,
r represents 0 or 1,
Q ⁴ represents the same meaning as Q ¹ in the general formula (1a) , and X ^{10 to} X ¹⁴ each independently represent H, F, or Cl. The nematic liquid crystal composition according to claim 1, comprising one or more compounds represented by the formula:

3. The nematic liquid crystal composition according to claim 1, wherein the refractive index anisotropy (Δn) at 25 ° C. is 0.05 to 0.08 .

The nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (TN-I) is 70 ° C or higher, and the solid phase or smectic phase-nematic phase transition temperature (T → N) is -20 ° C or lower. The nematic liquid crystal composition according to any one of the above .

A liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.

An active matrix liquid crystal display element using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.