JP5874396B2 - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
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、および第二成分として式(2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物。
ここで、R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X1、X2、X3、X4、およびX5は独立して、水素、またはフッ素であり;Y1はフッ素または塩素であり;Y2は、フッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシである。
ここで、R1は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
ここで、R2は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
ここで、R3およびR4は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環Bは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1は独立して、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシであり;pは、1、2、または3である。
ここで、R3およびR4は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキルまたは炭素数1から12のアルコキシであり;R7は炭素数1から12のアルキルである。
ここで、R8は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ピリミジン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;X6およびX7は独立して、水素またはフッ素であり;Y3は、フッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;Z2は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;qは、1、2または3であり;そして、qが3のとき、3つのZ2はすべて単結合である。
ここで、R8は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。
ここで、R9は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルである。
組成物における成分の好ましい組み合わせは、第一成分+第二成分+第三成分+第四成分および第一成分+第二成分+第三成分+第四成分+第五成分である。
表3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。実施例において記号の後にあるかっこ内の番号は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、液晶組成物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)であり、液晶組成物には不純物が含まれている。最後に、組成物の特性値をまとめた。
特開2009−84560号公報に開示された組成物の中から実施例11を選んだ。根拠は、この組成物が、化合物(1)、化合物(3)、および化合物(4)を含有し、最も誘電率異方性が大きいからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 4%
3−HH−V (3−2−1) 30%
7−HB−1 (3−5−1) 3%
3−HB−O2 (3−5−1) 3%
V2−BB−2V (3−6−1) 5%
3−HBB−2 (3−9−1) 7%
2−BB(F)B−3 (3−10−1) 5%
1−BB(F)B−2V (3−10−1) 5%
3−HHEBH−3 (3−13−1) 3%
3−HH−VFF (3) 15%
1V2−BB−F (4−2−1) 3%
1V2−BB−CL (4−3−1) 3%
3−HHXB(F)−OCF3 (4−7−1) 3%
3−HHBB(F,F)−F (4−18−1) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB−OCF3 (−) 4%
3−BB(F,F)B(F,F)XB(F)−OCF3
(−) 4%
NI=70.4℃;Tc≦−20℃;Δn=0.116;Δε=3.9;Vth=2.36V;η=15.1mPa・s;γ1=48.4mPa・s;τ=5.0ms;VHR−1=99.3%;VHR−2=98.1%;VHR−3=98.0%.
国際公開2008/102641号パンフレットに開示された組成物の中から実施例8を選んだ。根拠は、この組成物が、化合物(1)および化合物(3)を含有し、最も誘電率異方性が大きいからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。
3−BBB(F,F)XB−CL (1) 3%
3−HH−V (3−2−1) 47%
3−HH−V1 (3−3−1) 8%
V2−BB−1 (3−6−1) 6%
V−HHB−1 (3−7−1) 3%
V2−BB(F)B−1 (3−10−1) 7%
V2−BB(F)B−3 (3−10−1) 4%
5−HBBH−3 (3−14−1) 3%
3−BB(F,F)B(F,F)XB(F,F)−F
(−) 3%
3−BBB(F,F)XB(F,F)−F (−) 3%
1O1−HBBH−5 (−) 3%
5−PyB(F)XB(F,F)−F (−) 5%
5−PyB(F,F)XB(F,F)−F (−) 5%
NI=78.3℃;Tc≦−20℃;Δn=0.112;Δε=3.1;Vth=2.35V;γ1=42.9mPa・s;τ=6.2ms;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.1%;VHR−3=98.2%.
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 20%
5−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 4%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 7%
5−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 8%
3−HH−V (3−2−1) 45%
7−HB−1 (3−5−1) 3%
3−HB−O1 (3−5−1) 4%
V2−BB(F)B−1 (3−10−1) 6%
V2−BB(F)B−3 (3−10−1) 3%
NI=87.7℃;Tc≦−20℃;Δn=0.127;Δε=5.6;γ1=48.2mPa・s;VHR−1=99.3%;VHR−2=98.5%;VHR−3=98.4%.
2−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 20%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 8%
5−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 7%
3−HH−5 (3−1−1) 4%
5−HH−O1 (3−1−1) 5%
3−HH−V (3−2−1) 28%
3−HH−V1 (3−3−1) 5%
7−HB−1 (3−5−1) 6%
V2−BB−1 (3−6−1) 3%
1V2−BB−1 (3−6−1) 3%
3−HHB−1 (3−7−1) 4%
1−BB(F)B−2V (3−10−1) 4%
NI=87.4℃;Tc≦−20℃;Δn=0.125;Δε=5.8;γ1=48.1mPa・s;VHR−1=99.4%;VHR−2=98.6%;VHR−3=98.3%.
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 7%
5−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 6%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 10%
3−HH−V (3−2−1) 30%
3−HH−V1 (3−3−1) 5%
V2−BB−2V (3−6−1) 4%
1V2−BB−2V1 (3−6−1) 3%
4−HHEH−3 (3−8−1) 5%
1V−HBB−2 (3−9−1) 5%
3−B(F)BB−2 (3−11−1) 3%
3−HB−CL (4−1−1) 3%
1V2−BB−F (4−2−1) 3%
1V2−BB−CL (4−3−1) 3%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−14−1) 8%
2−HHBB(F,F)−F (4−18−1) 5%
NI=85.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.132;Δε=5.6;γ1=46.9mPa・s;VHR−1=99.3%;VHR−2=98.5%;VHR−3=98.1%.
2−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 5%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 9%
5−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 10%
2−HH−3 (3−1−1) 12%
3−HH−O1 (3−1−1) 3%
3−HH−V (3−2−1) 32%
V2−HHB−1 (3−7−1) 4%
5−HHB−CL (4−4−1) 3%
V−HHB(F,F)−F (4−5−1) 3%
3−HHXB(F,F)−F (4−6−1) 3%
3−HHXB(F)−OCF3 (4−7−1) 3%
5−HHEB(F,F)−F (4−8−1) 5%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−14−1) 5%
3−HHB(F)B(F,F)−F (4−19−1) 3%
NI=85.0℃;Tc≦−20℃;Δn=0.102;Δε=5.5;γ1=46.9mPa・s;VHR−1=99.1%;VHR−2=98.5%;VHR−3=98.4%.
上記組成物100重量部に化合物(6−3)(左ねじり)を0.25重量部添加したときのピッチは92.4μmであった。
2−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 11%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 10%
2−HH−3 (3−1−1) 11%
3−HH−O1 (3−1−1) 3%
3−HH−V (3−2−1) 29%
3−HH−2V1 (3−4−1) 4%
V−HHB−1 (3−7−1) 3%
2−BB(F)B−3 (3−10−1) 3%
3−HHEBH−3 (3−13−1) 3%
3−HHB−CL (4−4−1) 3%
5−HHB(F,F)−F (4−5−1) 3%
3−HHXB(F,F)−F (4−6−1) 3%
3−HHXB(F)−OCF3 (4−7−1) 3%
3−GHB(F,F)−F (4−10−1) 3%
5−HBEB(F,F)−F (4−11−1) 3%
3−BB(F)B(F,F)−F (4−14−1) 5%
NI=86.1℃;Tc≦−20℃;Δn=0.104;Δε=5.5;γ1=46.8mPa・s;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.3%;VHR−3=98.0%.
5−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 12%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 8%
5−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 7%
2−HH−3 (3−1−1) 11%
3−HH−V (3−2−1) 35%
4−HH−V1 (3−3−1) 3%
3−HB(F)HH−5 (3−12−1) 3%
5−HBBH−3 (3−14−1) 4%
5−HGB(F,F)−F (4−9−1) 3%
3−HBB−F (4−12−1) 4%
1−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−15−1) 5%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−15−1) 5%
NI=86.9℃;Tc≦−20℃;Δn=0.103;Δε=5.6;γ1=46.4mPa・s;VHR−1=99.3%;VHR−2=98.5%;VHR−3=98.4%.
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 12%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 7%
5−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 7%
2−HH−3 (3−1−1) 10%
3−HH−V (3−2−1) 27%
V2−BB−1 (3−6−1) 5%
5−HB(F)BH−3 (3−15−1) 3%
5−HBB(F)B−2 (3−16−1) 4%
3−HH−VFF (3) 7%
3−HHXB(F)−OCF3 (4−7−1) 5%
3−HBB(F,F)−F (4−13−1) 3%
2−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−15−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F)−OCF3 (4−16−1) 4%
3−PyBB−F (−) 3%
NI=85.7℃;Tc≦−20℃;Δn=0.116;Δε=5.7;γ1=46.1mPa・s;VHR−1=99.0%;VHR−2=98.1%;VHR−3=97.9%.
2−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 15%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 10%
2−HH−3 (3−1−1) 9%
3−HH−V (3−2−1) 37%
3−HH−V1 (3−3−1) 3%
V2−HHB−1 (3−7−1) 3%
1−HHXB(F,F)−F (4−6−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F)−OCF3 (4−16−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F)−F (4−17−1) 3%
3−BBB(F)B(F,F)−F (4−20−1) 2%
3−HHB(F)−F (4) 3%
2−H2HB(F)−F (4) 3%
1O1−HBBH−5 (−) 3%
NI=85.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.108;Δε=5.5;γ1=46.4mPa・s;VHR−1=99.4%;VHR−2=98.5%;VHR−3=98.6%.
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 12%
4−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 5%
5−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 5%
2−HH−3 (3−1−1) 13%
5−HH−O1 (3−1−1) 3%
3−HH−V (3−2−1) 38%
3−HHEBH−3 (3−13−1) 4%
5−HBB(F)B−3 (3−16−1) 3%
3−HH−VFF (3) 3%
2−BB(F,F)XB(F,F)−F (4−15−1) 2%
3−BBB(F,F)B(F,F)−F (4−21−1) 2%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F(5−1) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F(5−1) 7%
NI=86.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.106;Δε=5.8;γ1=46.0mPa・s;VHR−1=99.4%;VHR−2=98.5%;VHR−3=98.6%.
3−BB(F)B(F,F)XB(F)−F (1−1−1) 11%
2−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 3%
3−HBBXB(F,F)−F (2−1−1) 7%
2−HH−3 (3−1−1) 11%
3−HH−V (3−2−1) 39%
3−HH−2V1 (3−4−1) 3%
V2−B(F)BB−2 (3−11−1) 5%
5−HBB(F)B−2 (3−16−1) 5%
1−HHB(F,F)−F (4−5−1) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F(5−1) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F(5−1) 7%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F(5−1) 3%
NI=86.8℃;Tc≦−20℃;Δn=0.118;Δε=5.8;γ1=46.0mPa・s;VHR−1=99.3%;VHR−2=98.4%;VHR−3=98.5%.
Claims (19)
- 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(2−1)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つの化合物を含有する液晶組成物。
ここで、R1、R2、R3、およびR4は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環Bは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;X1は、フッ素であり;X2 は、水素またはフッ素であり;Y1はフッ素または塩素であり;Z1は独立して、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシであり;pは、1、2、または3である。 - 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が10重量%から50重量%の範囲であり、そして第二成分の割合が10重量%から90重量%の範囲である請求項1または2に記載の液晶組成物。
- 第三成分が式(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4に記載の液晶組成物。
- 第三成分が式(3−4)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4に記載の液晶組成物。
- 第三成分が式(3−10)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4に記載の液晶組成物。
- 第三成分が、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、および式(3−10)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である請求項4に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第三成分の割合が5重量%から80重量%の範囲である請求項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 第四成分として式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物。
ここで、R8は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または炭素数2から12のアルケニルであり;環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ピリミジン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり;X6およびX7は独立して、水素またはフッ素であり;Y3は、フッ素、塩素、またはトリフルオロメトキシであり;Z2は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり;
qは、1、2または3であり;そして、qが3のとき、3つのZ2はすべて単結合である。 - 第四成分が式(4−14)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11に記載の液晶組成物。
- 第四成分が式(4−15)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11に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第四成分の割合が5重量%から40重量%の範囲である請求項10から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に基づいて、第五成分の割合が5重量%から40重量%の範囲である請求項15に記載の液晶組成物。
- ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃)が0.08以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃)が2以上である請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 請求項1から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。
- 液晶表示素子の動作モードが、TNモード、OCBモード、IPSモード、FFSモード、またはPSAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である請求項18に記載の液晶表示素子。
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