JP6222407B2 - 液晶組成物、液晶表示素子及び液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
液晶表示素子の代表的な表示方式としては、例えば、TN(ツイステッド・ネマチック)型、STN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型、ECB(電界効果複屈折)型等がある。また、TFT(薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示素子では、液晶分子を垂直配向させるVA型があり、液晶分子を水平配向させるIPS(インプレーンスイッチング)型やその一種であるFFS(フリンジフィールドスイッチング)型等がある。
これら液晶表示素子には、ネマチック液晶が使用されるが、素子の種類に応じて、誘電率異方性(Δε)が正又は負の液晶組成物が使用される。
また、本発明は、前記液晶表示素子を備えたことを特徴とする液晶ディスプレイを提供する。
本発明の液晶組成物は、誘電率異方性(Δε)の値が負である液晶組成物であって、誘電率異方性(Δε)、閾値電圧(Vth)、ベンドの弾性定数(K33)、真空の誘電率(ε0)、セルギャップ(d)及びらせんピッチ(P0)の測定値を使用して、下記式(1)により求めたツイストの弾性定数(K22)の値と、スプレイの弾性定数(K11)及びベンドの弾性定数(K33)の測定値と、を使用して、下記式(2)により求めたΓの値が0.28以下であることを特徴とする。
本発明の液晶組成物は、n型液晶組成物である。
前記セルの2枚の基板には、ガラス又はプラスチック等の柔軟性を有する透明な絶縁性材料からなるものを用いることができ、一方は、シリコン等の不透明な絶縁性材料からなるものであってもよい。透明電極を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得られる。
ここに示すセル2Cは、第1基板23及び第2基板24の一対の基板を備える。第1基板23の第2基板24に対向(相対)する面には、第2基板24に向かって第1電極231及び第1配向膜232がこの順に積層されている。また、第2基板24の第1基板23に対向(相対)する面には、第1基板23に向かって第2電極241及び第2配向膜242がこの順に積層されている。セル2Cは、第1基板23と第2基板24との間に、液晶組成物を挟持できるようになっている。そして、第1配向膜232及び第2配向膜242は、この挟持された液晶組成物の配向状態を制御する。
図1中、符号d3は、セル2Cにおけるセルギャップを表す。
セル2Cは、VA型の液晶表示素子で使用されるセルであり、本発明における弾性定数測定方法では、このようなセルが好適に使用できる。
すなわち、前記セルを用い、その中に測定対象の液晶組成物を封入して、電極間に液晶組成物を挟持し、電極間に任意の電圧を印加した状態で、液晶組成物が充填された前記セルの静電容量(C)を測定する。このとき、印加する電圧を変化させて、そのときの静電容量(C)をそれぞれ測定することで、電圧と静電容量(C)との関係を確認できるが、電圧を大きくしていく過程で、ほぼ又は完全に一定であった静電容量(C)が急激に大きくなるタイミングがある。このタイミングの電圧が閾値電圧(Vth)となる。閾値電圧(Vth)の測定方法は以上のとおりである。
このように、本発明においてK33を求める方法は、「特開平8−178883号公報」に記載の、2元連立方程式を解いてK33を求める方法とは全く相違し、前記文献に記載の方法で求める場合よりも、高精度にK33を求められる。
このように、本発明においてK22を求める方法は、「特開平8−178883号公報」に記載の、2元連立方程式を解いてK22を求める方法とは全く相違し、前記文献に記載の方法で求める場合よりも、高精度にK22を求められる。
また、本発明において、「らせんピッチ(P0)が一定である」とは、らせんピッチ(P0)が互いに全く同じであるか、又はらせんピッチ(P0)の差が無視し得るほどに十分に小さいことを意味し、例えば、らせんピッチ(P0)の差が0〜0.6μmであることを意味する。
なお、本発明において「セルギャップ(d)」とは、後述する方法で求められたものである。
セル中での基板の配置位置を変えるためには、例えば、セルとして、ピエゾ素子等を備えたアクチュエータが基板に設けられたものを用い、このアクチュエータを駆動することで、セル中において基板を移動させればよい。
静電容量(C0)は、液晶組成物が充填された前記セルを空気中に置いたときに、閾値電圧よりも十分に低い電圧を印加した場合の前記セルの静電容量である。ここで、「閾値電圧よりも十分に低い電圧」とは、例えば、閾値電圧に0.1を乗じた電圧(V)以上、閾値電圧に0.9を乗じた電圧(V)以下、程度の電圧である。周知のように、セルギャップ(d)は、静電容量(C0)、前記セル中の液晶組成物の比誘電率(ε‖)、真空の誘電率(ε0)、及び前記セルの面積(S)との間に、下記式で表される関係を有する。ここで、ε‖、ε0及びSは既知であるため、C0を測定することにより、セルギャップ(d)が求められる。
C0=ε‖・ε0・S/d
前記実測手段は、電極間に電圧を印加したときの静電容量を測定できる公知のものでよい。
前記電圧印加手段及び実測手段は、通常、セルと電気的に接続される。
比誘電率ε‖を測定する手段としては、例えば、垂直配向処理されたセルと、このセルと電気的に接続されたLCRメータと、を有するものが挙げられる。
比誘電率ε⊥を測定する手段としては、例えば、水平配向処理されたセルと、このセルと電気的に接続されたLCRメータと、を有するものが挙げられる。
誘電率異方性(Δε)を算出する手段は、例えば、入力された比誘電率ε‖及び比誘電率ε⊥の値に基づいて、式「Δε=|ε‖−ε⊥|」により、前記液晶組成物のΔεを算出するものであり、このようなものとして、例えば、コンピュータの演算装置等を用いることができる。なお、前記式(1)中のパラメータのうち、ε0は真空の誘電率を示している。
セルギャップ(d)を測定する手段としては、例えば、セルに光を入射させる光源と、干渉光の干渉縞のピッチを測定する測定器と、入力された干渉縞のピッチの測定値に基づいて、液晶組成物の屈折率の波長分散を考慮したセルギャップ(d)を算出する手段と、有するものも挙げられる。
また、セルギャップ(d)を測定する手段としては、例えば、セルの静電容量(C0)を測定する手段と、入力された液晶組成物の比誘電率(ε‖)、真空の誘電率(ε0)、セルの面積(S)、及びセルの静電容量(C0)の値に基づいて、式「C0=ε‖・ε0・S/d」によりセルギャップ(d)を算出する手段と、を有するものも挙げられる。
上述の、入力された干渉縞のピッチの測定値に基づいて、セルギャップ(d)を算出する手段と、入力された液晶組成物の比誘電率(ε‖)、真空の誘電率(ε0)、セルの面積(S)、及びセルの静電容量(C0)の値に基づいて、セルギャップ(d)を算出する手段としては、例えば、コンピュータの演算装置等を用いることができる。
例えば、K11は、電極間に高電圧(V)を印加した場合における、液晶組成物が充填されたセルの静電容量(C)から求められる。電極間に電圧を印加していない状態での液晶セルでは、液晶分子は垂直配向する。垂直配向した液晶分子の基板に対するダイレクタの傾き角(φ)を0とすれば、電極間に高電圧(V)を印加した場合、セルの厚さ方向の中央における液晶分子のダイレクタの傾き角(φm)がπ/2radに近似されることを考慮し、C‖を特に閾値電圧(Vth)よりも十分に低い電圧を印加したときの、液晶組成物が充填されたセルの静電容量とした場合、下記式(3)が成り立つことが知られている。ただし、式(3)中のa、γはそれぞれ下記式(31)、(33)で表され、式(31)中のκは、下記式(32)で表される。なお、ここで「閾値電圧よりも十分に低い電圧」とは、先に説明したとおりである。
前記キラル化合物は、公知のものでよく、例えば、不斉原子を有する化合物、軸不斉を有する化合物、面不斉を有する化合物、及びアトロプ異性体のいずれでもよいが、不斉原子を有する化合物又は軸不斉を有する化合物が好ましい。不斉原子を有する化合物において、不斉原子は不斉炭素原子であると、立体反転が起こりにくく好ましいが、ヘテロ原子が不斉原子となっていてもよい。不斉原子は鎖状構造の一部に導入されていても、環状構造の一部に導入されていてもよい。螺旋誘起力が強いことを特に要求される場合には、軸不斉を有する化合物が好ましい。
また、前記キラル化合物は重合性基を有するものでも、重合性基を有しないものでもよい。
前記キラル化合物は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
CH2基が置換されているキラルなアルキル基としては、以下の式(Ra)〜(Rk)が好ましい。
一般式(Rd)及び(Ri)におけるR5は、水素原子又はメチル基が好ましく、
一般式(Re)及び(Rj)におけるQは、メチレン基、イソプロピリデン基、シクロヘキシリデン基などの二価の炭化水素基が挙げられ、
一般式(Rk)におけるkは、0〜5の整数であり、
より好ましくは、R3=C4H9、C6H13、C8H17などの炭素原子数4〜8の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。また、X3としては、F、CF3、CH3が好ましい。
中でも特に、CH2基が置換されているキラルなアルキル基としては、
(a) 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−又は隣接していない2個以上の−CH2−は互いに独立して−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は窒素原子に置き換えられてもよい。)又は
(c) 1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、インダン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基及び1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(これら(c)群の基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は互いに独立して−O−又は−S−に置き換えられてもよく、これら(c)群の基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は窒素原子に置き換えられてもよい。)からなる群より選ばれる基を表すが、これらの全ての基は、非置換であるか、ハロゲン、シアノ基、NO2又は、1個若しくは2個以上の水素原子がF若しくはClにより置換されていてもよい炭素原子数1〜7個のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル若しくはアルコキシカルボニル基で一置換若しくは多置換されていてよい。
n11及びm12が0のとき、m11は1、2又は3であるのが好ましく、n11が1のとき、m11及びm12は各々独立に1、2又は3であるのが好ましい。
中でも、一般式(Ch−I)で表される化合物は、下記式で表される化合物が好ましい。
Dが式(D2)を表す場合の一般式(Ch−I)で表される化合物は、具体的には以下の式(2D−1)〜(2D−8)
Rkは、水素原子、ハロゲン原子、又はX71−(A71−Z71)−R71と同じ意味を表す。
また、一般式(IV−c1)及び(IV−c2)中、
R61及びR62は、各々独立に、アルキル基、アルコキシル基もしくはハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル基、シクロペンチル基、又はシクロヘキシル基を表す。
HTP=1/(P0×0.01c) ・・・(4)
キラル化合物のヘリカルツイスティングパワー(HTP)が前記下限値以上であることで、液晶組成物は、キラル化合物の含有量によって物性値が影響を受けることなく、十分なツイスト配向能が得られる。また、キラル化合物のヘリカルツイスティングパワー(HTP)が前記上限値以下であることで、液晶組成物は、キラル化合物の含有量が少なくても、十分なツイスト配向能が得られる。
なお、本明細書中、液晶組成物に関する説明での単なる「%」との記載は、特に断りのない限り「質量%」を意味する。
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立して(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
XN21は水素原子又はフッ素原子を表し、
TN31は−CH2−又は酸素原子を表し、
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32はそれぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。
また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
XN21はフッ素原子が好ましい。
TN31は酸素原子が好ましい。
nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は1又は2が好ましく、nN11が1でありnN12が0である組み合わせ、nN11が2でありnN12が0である組み合わせ、nN11が1でありnN12が1である組み合わせ、nN11が2でありnN12が1である組み合わせ、nN21が1でありnN22が0である組み合わせ、nN21が2でありnN22が0である組み合わせ、nN31が1でありnN32が0である組み合わせ、nN31が2でありnN32が0である組み合わせ、が好ましい。
一般式(N−1−1)で表される化合物は下記の化合物である。
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよく、nL1が2又は3であってZL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよいが、一般式(i)、一般式(ii)、一般式(N−1)、一般式(N−2)及び一般式(N−3)で表される化合物を除く。)
一般式(L)で表される化合物は、分子内に存在するハロゲン原子の数が0又は1個であることが好ましい。
一般式(L)で表される化合物は一般式(L−1)〜(L−7)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式(L−1)で表される化合物は下記の化合物である。
RL13及びRL14は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
本発明の液晶組成物は、誘電率異方性(Δε)の値が負のものであり、上述の液晶組成物の弾性定数測定方法及び弾性定数測定装置を利用して、設計を行ったものが好ましい。 本発明の液晶組成物としては、例えば、上述の液晶組成物の弾性定数測定方法を適用するn型液晶組成物と同じものが挙げられる。
Sp201及びSp202はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜8のアルキレン基又は−O−(CH2)s−(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)が好ましく、
Z201は−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CY1=CY2−(式中、Y1及びY2はそれぞれ独立して、フッ素原子又は水素原子を表す。)、−C≡C−又は単結合を表し、
M201は1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。)で表される二官能モノマーが好ましい。
従って、前記液晶組成物において、前記Γの値は0.01以上であることが好ましく、0.05以上であることがより好ましく、0.1以上であることがさらに好ましく、0.2以上であることが特に好ましい。Γの値が前記下限値以上であることで、液晶表示素子の駆動電圧が大きく低下することなく、光の透過率がより向上する。
しかし、n型液晶組成物を駆動するときに、液晶分子は、そのセル中での存在箇所によって加えられる力の大きさ及び方向が異なり、さらに近傍に存在する液晶分子との間で及ぼし合う相互作用の大きさ及び方向も異なる。したがって、弾性定数(K11、K22、K33)のうち一部のものしか考慮しなかったり、誤差の大きい弾性定数(特にK22)を使用したりすると、液晶組成物の特性を精度よく推測することができず、この点で従来法は、不十分なものであった。
これに対して、本発明の液晶組成物は、K22も含めて高精度な弾性定数に基づいて設計されており、推測される特性は高精度であり、設計精度が極めて高い。
本発明の液晶表示素子は、上述の本発明の液晶組成物を使用したことを特徴とし、例えば、図1で示したものと同様のセルを備えたVA型の液晶表示素子が挙げられる。
また、本発明の液晶表示素子としては、これ以外にも、図3若しくは4に示すセルを備えた、IPS(インプレーンスイッチング)型又はFFS(フリンジフィールドスイッチング)型の液晶表示素子が挙げられる。
本発明の液晶表示素子は、液晶組成物として、上述の本発明の液晶組成物を有する点以外は、公知の液晶表示素子と同様の構成とすることができる。
以下、図3及び4に示すセルについて、詳細に説明する。
ここに示すセル2Aは、第1基板21及び第2基板22の一対の基板を備える。第1基板21の第2基板22に対向(相対)する面には、第1電極211A及び第2電極212Aが交互に配置されている。ここでは、第1電極211Aが+極、第2電極212Aが−極に相当する場合を示している。セル2Aは、第1基板21と第2基板22との間に、液晶組成物を挟持できるようになっている。
セル2Bにおいて、セルギャップd2、第1電極211Bの電極幅W2は、例えば、それぞれセル2Aにおけるd1、W1と同様とすることができる。セル2Bは、いわばセル2Aにおいて電極間距離L1を0(ゼロ)とするために、絶縁層213を介して第1電極211B及び第2電極212Bを積層した構造を有し、FFS型液晶表示素子で使用される電極構成を有する。
ここに示す液晶表示素子10は、第1偏光板11と、第1基板12と、薄膜トランジスタを含む電極層13と、配向膜14と、前記液晶組成物を含む液晶層15と、配向膜14と、カラーフィルター16と、第2基板17と、第2偏光板18と、が順次積層された構成である。
複数のゲート配線124と複数のデータ配線125とによって囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、前記単位画素内には、画素電極121及び共通電極122が形成されている。ゲート配線124とデータ配線125との交差部の近傍には、ソース電極127、ドレイン電極126及びゲート電極128を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極121に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極121と連結しており、画素電極121を駆動する。また、ゲート配線124と並行して、共通ライン129が設けられている。この共通ライン129は、共通電極122に共通信号を供給するために、共通電極122と連結している。
さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層113とドレイン電極116又はソース電極117との間に、オーミック接触層115を設けてもよい。オーミック接触層115には、n型アモルファスシリコンやn型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。
電極層13及びカラーフィルター16上には、液晶層15を構成する前記液晶組成物と直接当接して、ホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜14が設けられている。
また、偏光板11及び偏光板18は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好となるように調整でき、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板11及び偏光板18のいずれか一方は、液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性とセルギャップとの積を調整することが好ましい。さらに、視野角を広げるための位相差フィルムを使用してもよい。
前記基板間の距離(得られる液晶層の平均厚さであり、被膜間の離間距離とも称する)は、1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。そして、前記被膜間の平均離間距離は、1.5〜10μmであることが好ましい。
本発明において、基板間の距離を調整するために使用するスペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等からなる柱状スペーサー等が挙げられる。
本発明の液晶ディスプレイは、上述の本発明の液晶表示素子を備えたことを特徴とし、本発明の液晶表示素子を備えた点以外は、公知の液晶ディスプレイと同様の構成とすることができる。
本発明の液晶ディスプレイは、例えば、液晶テレビ、コンピュータ用モニター、携帯電話機、情報端末機、ゲーム機等の画像表示装置における液晶ディスプレイとして使用できる。
誘電率異方性(Δε)が−3.38である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
次いで、図1に示す構成の液晶表示素子用セルを用いて、上述の説明どおりにこの液晶組成物について、前記式(1)によりK22及びK33を求め、別途K11を求めて、前記式(2)によりΓの値を求めた。さらに、この液晶組成物について、光の最大透過率(以下、「Tmax」と略記することがある)を測定した。これらの値をその他の物性値とともに表1に示す。
K22を求めるときには、以下に示す組成の液晶組成物に対して、さらに下記式で表されるキラル化合物を添加したものを用いた。なお、このキラル化合物のヘリカルツイスティングパワー(HTP)は、11.1μm−1である。
Δn:屈折率異方性
Tni:ネマチック液晶相の上限温度
T→n:ネマチック液晶相の下限温度
誘電率異方性(Δε)が−3.75である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表1に示す。
誘電率異方性(Δε)が−3.33である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表1に示す。
誘電率異方性(Δε)が−2.60である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表2に示す。
誘電率異方性(Δε)が−2.59である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表2に示す。
誘電率異方性(Δε)が−2.54である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表2に示す。
誘電率異方性(Δε)が−2.18である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表2に示す。
誘電率異方性(Δε)が−3.05である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表3に示す。
誘電率異方性(Δε)が−2.86である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表3に示す。
誘電率異方性(Δε)が−3.41である、以下に示す組成の液晶組成物を調製した。
以下、この液晶組成物を用いた点以外は、実施例1と同じ方法でΓの値を求め、Tmaxを測定した。これらの値をその他の物性値とともに表3に示す。
Claims (6)
- 誘電率異方性(Δε)の値が負である液晶組成物であって、
誘電率異方性(Δε)、閾値電圧(Vth)、ベンドの弾性定数(K33)、真空の誘電率(ε0)、セルギャップ(d)及びらせんピッチ(P0)の測定値を使用して、下記式(1)により求めたツイストの弾性定数(K22)の値と、スプレイの弾性定数(K11)及びベンドの弾性定数(K33)の測定値と、を使用して、下記式(2)により求めたΓの値が0.28以下であり、
一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有することを特徴とするFFS型液晶表示素子用液晶組成物。
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
XN21は水素原子又はフッ素原子を表し、
TN31は−CH2−又は酸素原子を表し、
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32はそれぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。) - 下記一般式(L)で表される化合物を1種類又は2種類以上含有する請求項1に記載のFFS型液晶表示素子用液晶組成物。
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよく、nL1が2又は3であってZL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよいが、一般式(N−1)、一般式(N−2)及び一般式(N−3)で表される化合物を除く。) - 前記Γの値が0.01以上である請求項1又は2に記載のFFS型液晶表示素子用液晶組成物。
- 重合性化合物をさらに含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のFFS型液晶表示素子用液晶組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶組成物を使用したことを特徴とするFFS型液晶表示素子。
- 請求項5に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とするFFS型液晶ディスプレイ。
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