JPH11302651A - 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

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JPH11302651A
JPH11302651A JP10108236A JP10823698A JPH11302651A JP H11302651 A JPH11302651 A JP H11302651A JP 10108236 A JP10108236 A JP 10108236A JP 10823698 A JP10823698 A JP 10823698A JP H11302651 A JPH11302651 A JP H11302651A
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JP
Japan
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liquid crystal
formula
group
crystal composition
optically active
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Application number
JP10108236A
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English (en)
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Osamu Yokokoji
修 横小路
Katsuhiro Kitajima
勝広 北嶋
Katsura Isono
桂 磯野
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Seimi Chemical Co Ltd
Original Assignee
Seimi Chemical Co Ltd
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    • 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
    • C09K2019/0459Liquid 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 -CF=CF- chain, e.g. 1,2-difluoroethen-1,2-diyl

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  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高コントラスト表示ができ、高速応答性を有
し、広温度範囲内で駆動電圧変動が小さい液晶組成物お
よび液晶表示素子を得る。 【解決手段】ジフルオロエチレン誘導体(式1)、シア
ノ化合物(式2)、および光学活性物質(式3)、を含
む。R1 、R3 は、炭素数1〜10のアルキル基等、R
2 はハロゲン原子等、A1 はトランス−1,4−シクロ
ヘキシレン基(Cy)または1,4−フェニレン基(P
h)、A2 はPh等、X1 は水素原子等、Zは−COO
−等、mは1または2、r、qは0または1。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速応答性であ
り、高コントラスト比であり、液晶のしきい値電圧(以
下、Vthと記す。)の温度依存性においても改善された
液晶表示素子、および該液晶表示素子に用いられる液晶
組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、時計、電卓、測定器、
自動車用計器、複写機、カメラ、および家電製品表示装
置等の用途に使用されている。近年では、カーナビゲー
ション、通信用機器、携帯用情報端末、OA機器などへ
の需要が多くなっている。それに伴い、Vthの変動が小
さい、高速応答性である、高コントラスト比である、広
視角である、および化学的安定性が高い、等の性能が広
い温度範囲で達成される必要がある。
【0003】しかし、現時点では、前記性能を一化合物
で全て満たしうる液晶化合物は提供されていないため、
一または二以上の特性を有する化合物を複数含ませた液
晶組成物を調製して性能を満たしている。特に、OA機
器などにおいては、高精細表示、高コントラスト比、温
度変化によるVthの変動が小さく、かつ、高速で応答し
うる液晶表示素子が要求されることから、これらの性能
を満たしうる液晶組成物が求められている。
【0004】Vthは、周囲の温度変化により変動し、該
変動により表示品位が低下する問題がある。その改善策
として、Vthの温度依存性を小さくする必要がある。V
thの電圧変動の原因となる温度変化としては、ネマチッ
ク液晶の弾性定数の温度変化、誘電率異方性の温度変
化、固有ピッチの温度変化などが挙げられる。そして、
表示セルのセル厚(d、通常は一定値)、液晶組成物の
固有ピッチ(p)、誘電率異方性(△ε)、弾性定数
(K)、およびVthとの間には、下記の数式Iの関係が
成り立つことが知られている。また、弾性定数(K)
は、スプレイ(K11)、ツイスト(K22)、およびベン
ド(K33)に分類され、下記の数式IIの関係が成り立
つことが知られている。 Vth=d×[K/(p×Δε)]1/2 ・・・数式I K=K11+(K33−2×K22)/4 ・・・数式II
【0005】
【発明が解決しようとする課題】液晶組成物において、
温度上昇により弾性定数(K)が小さくなることは、一
般に知られている(L.Cheung,Phys.Re
v.Lett., 31,349(1973))。また、
温度上昇により液晶組成物の△ε値が小さくなること
も、一般に知られている(D.Lirrens,J.P
hys.38, 1465(1977))。
【0006】従来の液晶組成物の大部分は、温度上昇に
よりp値が大になるため、数式Iからも明らかであるよ
うにVth値は小さくなる。したがって、Vthを一定にす
るためには、温度上昇によりp値が小さくなる液晶組成
物が要求されていた。また、Vthの温度依存性を改善す
る方法としてK値と△ε値を任意に調節することはきわ
めて困難であることから、p値の温度変化をコントロー
ルする方法が試みられてきた。
【0007】具体的には、らせん方向が同じで、温度が
上昇すると固有ピッチの値(以下、p値と記す。)が大
きくなる光学活性化合物(下式S−811等)と、温度
が上昇するとp値が小となる光学活性化合物の2種類を
組み合わせて用いる方法が提案されている(特開平7−
258641)。しかし、この方法では、光学活性化合
物の添加量が多くなる傾向があるため、液晶組成物の動
粘度が大きくなり、応答速度が低下する問題があった。
また、複数の材料でp値を調整するために添加量の微調
整が難しい問題があった。また、液晶組成物中に含ませ
うる光学活性化合物としては、下式CNで表される化合
物および下式4で表される化合物(メルク社製商品名:
S−811)が知られている。ただし、式4中のPhは
1,4−フェニレン基であり、C* は不斉炭素原子を示
す。
【0008】
【化2】 C6H13-Ph-COO-Ph-COO-C*H(CH3)-C6H13・・・式4
【0009】S−811のp値は温度の上昇とともに大
になる特性があるので、温度上昇とともにVthは低下す
る。Vthの温度変化をより少なくするためには、温度が
上昇に伴って液晶組成物のp値は、小さくなる必要があ
り、また、温度変化の影響を最小限にするためには、p
値の変化の度合いを調整する必要がある。しかし、1成
分の光学活性化合物でこれらの性質を調整するのは困難
であるため、現在は2成分以上の光学活性化合物を用い
ている。したがって、1種類の光学活性化合物によりp
値の温度変化をコントロールできる技術が望まれてい
た。
【0010】一方、高速応答化には液晶の動粘度を小さ
くすることが有効である。従来よりジフルオロエチレン
系化合物とジフルオロスチルベン系化合物使用した液晶
組成物は、高コントラスト比および高速応答性を実現で
きると記載されている(特開平9−208958)が、
thが温度変化により変動する問題があった。
【0011】本発明は、広い温度範囲内でVthの変動が
小さく、高コントラスト比、かつ高速応答性を有する液
晶表示素子を提供しうる液晶組成物および該液晶組成物
を用いた液晶表示素子の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジフルオ
ロエチレン誘導体を使用することにより、高コントラス
ト比、高速応答性の特性を保持し、さらに、p値の温度
変化をコントロールすることによって、Vthの温度依存
性を改善する方法に注目した。そして、Vthを一定にす
るために、温度上昇により、液晶組成物のp値が小さく
なる液晶組成物を見つけ出し、さらに、p値が調整さ
れ、結果として温度が変化してもVthが一定になること
が必要であると考え、本発明に至った。
【0013】すなわち本発明は、下式1で表されるジフ
ルオロエチレン誘導体、下式2で表されるシアノ化合
物、および下式3で表される光学活性化合物を含むこと
を特徴とする液晶組成物、および、該液晶組成物を電極
付基板間に挟持してなることを特徴とする液晶表示素子
を提供する。
【0014】
【化3】
【0015】ただし式中の記号は、以下の意味を示す。 R1 、R3 :それぞれ相互に独立して、炭素数1〜10
のアルキル基、炭素数2〜10のアルキル基の炭素−炭
素結合間に酸素原子が挿入された基、炭素数1〜10の
アルコキシ基、または炭素数2〜10のアルケニル基。 R2 :炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10の
アルケニル基、水素原子、またはハロゲン原子。 A1 :トランス−1,4−シクロヘキシレン基、また
は、1,4−フェニレン基。 A2 :1,4−フェニレン基、または、水素原子の1個
以上がハロゲン原子で置換された1,4−フェニレン
基。 Cy:トランス−1,4−シクロヘキシレン基。 X1 :水素原子またはハロゲン原子。 Ph:1,4−フェニレン基。 Z:−COO−または−OCO−。 m:1または2。 r、q:それぞれ相互に独立して、0または1。 C* :光学活性炭素原子。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の液晶組成物は、式1で表
されるジフルオロエチレン誘導体、式2で表されるシア
ノ化合物、および式3で表される光学活性化合物を含
む。それぞれの式中、R1 、R2 またはR3 が炭素数1
〜10のアルキル基である場合、炭素数2〜5のアルキ
ル基が好ましい。アルキル基は直鎖構造であっても分岐
構造であってもよいが、直鎖構造が好ましい。該アルキ
ル基の具体例としては、エチル基、n−プロピル基、n
−ブチル基、およびn−ペンチル基等が挙げられる。
【0017】R1 またはR3 が、炭素数1〜10のアル
キル基の炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入された基で
ある場合、炭素数1〜6のアルコキシアルキル基が好ま
しく、特にメトキシエチル基、エトキシメチル基、およ
びエトキシエチル基が好ましい。R1 またはR3 が、炭
素数1〜10のアルコキシ基である場合、炭素数1〜6
のアルコキシ基が好ましく、特にメトキシ基、およびエ
トキシ基が好ましい。
【0018】R1 、R2 またはR3 が、炭素数2〜10
のアルケニル基である場合、炭素−炭素二重結合の数は
1個が好ましい。また、炭素−炭素二重結合にシス結合
とトランス結合が存在する場合には、トランス結合(す
なわち、トランスアルケニル基)であるのが好ましい。
炭素数2〜10のアルケニル基は、炭素数3〜6のアル
ケニル基が好ましく、特に、トランス−3−ペンテニル
基、および3−ブテニル基が好ましい。
【0019】一般に液晶組成物の動粘度と液晶表示素子
の応答性には、正の相関があるので、液晶表示素子の高
速応答化のためには動粘度が低い化合物を選択するのが
好ましい。したがって、ジフルオロエチレン誘導体(式
1)におけるR1 は、アルキル基またはアルケニル基が
好ましく、特に直鎖アルキル基または直鎖アルケニル基
が好ましく、とりわけエチル基、n−プロピル基、n−
ブチル基、n−ペンチル基、またはトランス−3−ペン
テニル基が好ましい。
【0020】式1中のA1 は、トランス−1,4−シク
ロヘキシレン基、または、1,4−フェニレン基であ
り、mが2である場合の2つのA1 は、同一であっても
異なっていてもよい。
【0021】式1中のA2 は、1,4−フェニレン基、
または、水素原子の1個以上がハロゲン原子で置換され
た1,4−フェニレン基であり、該ハロゲン原子として
は、塩素原子またはフッ素原子が好ましい。水素原子の
1個以上がハロゲン原子で置換された1,4−フェニレ
ン基である場合、水素原子の1個がハロゲン原子で置換
された1,4−フェニレン基が好ましく、特に1,4−
フェニレン基の3位の水素原子がハロゲン原子で置換さ
れた1,4−フェニレン基が好ましい。また、式1中の
−CF=CF−部分は、トランスジフルオロビニレンで
あるのが好ましい。
【0022】ジフルオロエチレン誘導体(式1)の具体
例を以下に挙げる。以下に具体例におけるアルキル基は
直鎖のアルキル基であり、アルケニル基はトランスアル
ケニル基であり、−CF=CF−部分はトランスジフル
オロビニレンであり、Cyはトランス−1,4−シクロ
ヘキシレン基であり、Phは1,4−フェニレン基であ
る。また、Phのうしろの括弧内に記載されるハロゲン
原子は、1,4−フェニレン基に置換または結合するハ
ロゲン原子の位置および種類を意味する。たとえば、
1,4−フェニレン基の3位水素原子がフッ素原子に置
換し、かつ、フッ素原子であるR2 が結合している場合
は、Ph(3−F、4−F)と記載し、1,4−フェニ
レン基に塩素原子であるR2 が結合している場合は、P
h(4−Cl)と記載する。該記載は、本明細書を通じ
て同様である。C2H5-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・
・・(1. 1)
【0023】
【化4】
【0024】 C3H7-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 2)、 C4H9-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 3)、 C5H11-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 4)、 CH3CH=CHCH2CH2-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 5)、 C2H5-Cy-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 6)、 C3H7-Cy-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 7)、 C4H9-Cy-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 8)、 C5H11-Cy-Ph-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 9)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Ph-CF=CF-Ph(4-F)・・・(1. 10)。
【0025】 C2H5-Cy-CF=CF-Ph(4-Cl) ・・・(1. 11)、 C3H7-Cy-CF=CF-Ph(4-Cl) ・・・(1. 12)、 C4H9-Cy-CF=CF-Ph(4-Cl) ・・・(1. 13)、 C5H11-Cy-CF=CF-Ph(4-Cl) ・・・(1. 14)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-CF=CF-Ph(4-Cl) ・・・(1. 15)、 C2H5-Cy-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 16)、 C3H7-Cy-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 17)、 C4H9-Cy-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 18)、 C5H11-Cy-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 19)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Cy-CF=CF-Ph(4-F)・・・(1. 20)。
【0026】 C2H5-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C3H7 ・・・(1. 21)、 C3H7-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C2H5 ・・・(1. 22)、 C3H7-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C3H7 ・・・(1. 23)、 C4H9-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C2H5 ・・・(1. 24)、 C4H9-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C3H7 ・・・(1. 25)、 C5H11-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C2H5 ・・・(1. 26)、 C5H11-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C3H7 ・・・(1.27)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Cy-CF=CF-Ph-C3H7・・・(1. 28)、 C2H5-Ph-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 29)、 C3H7-Ph-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 30)。
【0027】 C4H9-Ph-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 31)、 C5H11-Ph-Cy-CF=CF-Ph(4-F) ・・・(1. 32)、 CH3CH=CHCH2CH2-Ph-Cy-CF=CF-Ph(4-F)・・・(1. 33)、 C2H5-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 34)、 C3H7-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 35)、 C4H9-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 36)、 C5H11-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 37)、 CH3CH=CHCH2CH2-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 38)、 C2H5-Cy-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 39)、 C3H7-Cy-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 40)、 C4H9-Cy-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 41)、 C5H11-Cy-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 42)。
【0028】 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Ph-CF=CF-Ph(3-F,4-F)・・・(1. 43)、 C2H5-Cy-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 44)、 C3H7-Cy-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 45)、 C4H9-Cy-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 46)、 C5H11-Cy-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 47)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F)・・・(1. 48)、 C2H5-Ph-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 49)、 C3H7-Ph-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 50)、 C4H9-Ph-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 51)、 C5H11-Ph-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F) ・・・(1. 52)、 CH3CH=CHCH2CH2-Ph-Cy-CF=CF-Ph(3-F,4-F)・・・(1. 53)。
【0029】ジフルオロエチレン誘導体(式1)は、高
屈折率異方性(高△n)であり、かつ動粘度がきわめて
低い化合物である。ジフルオロエチレン誘導体(式1)
は公知の化合物であり公知の方法にしたがって容易に入
手できる。たとえば、ジフルオロエチレン誘導体(式
1)におけるmが1であり、A1 とA2 とが1,4−フ
ェニレン基である場合の化合物は特開平6−32956
6に具体的に記載され、mが1であり、A1 がトランス
−1,4−シクロヘキシレン基であり、A2 が1,4−
フェニレン基である場合の化合物は特開平6−4096
7に具体的に記載される。
【0030】本発明の液晶組成物中には、シアノ化合物
(式2)が含まれる。式2中のR3は、炭素数1〜10
のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基が好
ましく、とりわけエチル基、n−プロピル基、n−ブチ
ル基、n−ペンチル基、トランス−3−ペンテニル基、
2−プロペニル基、または3−ブテニル基が好ましい。
また、式2中のX1 は、水素原子またはハロゲン原子で
あり、ハロゲン原子の場合はフッ素原子が好ましい。
【0031】シアノ化合物(式2)の具体例としては、
下記化合物が挙げられる。 C2H5-Cy-Ph-CN (2. 1)、 C3H7-Cy-Ph-CN (2. 2)、 C4H9-Cy-Ph-CN (2. 3)、 C5H11-Cy-Ph-CN (2. 4)、 CH2=CHCH2-Cy-Ph-CN (2. 5)、 CH2=CHCH2CH2-Cy-Ph-CN (2.6)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Ph-CN (2. 7)、 C2H5-Cy-Ph(3-F)-CN (2. 8)、 C3H7-Cy-Ph(3-F)-CN (2. 9)、 C4H9-Cy-Ph(3-F)-CN (2. 10)、 C5H11-Cy-Ph(3-F)-CN (2. 11)、 CH2=CHCH2-Cy-Ph(3-F)-CN (2. 12)、 CH2=CHCH2CH2-Cy-Ph(3-F)-CN (2. 13)、 CH3CH=CHCH2CH2-Cy-Ph(3-F)-CN(2. 14)。
【0032】シアノ化合物(式2)は、Δε値が正の値
(すなわちΔε>0)である化合物であり、Vthの調整
が可能である。シアノ化合物(式2)は公知化合物であ
り、容易に入手できる。
【0033】本発明の液晶組成物中には、光学活性化合
物(式3)が含まれる。式3中のZは−COO−または
−OCO−である。式3中のrおよびqは、それぞれ相
互に独立して、0または1であり、0である場合には単
結合であることを意味する。また、光学活性化合物(式
3)の2つのC* は光学活性炭素原子を示し、C* に結
合する置換基の立体配置は特に限定されず、Rであって
もSであってもよい。光学活性化合物(式3)の具体例
としては、下記化合物が挙げられる。
【0034】Cl-C*H(CH3)-CH2-C*H(CH3)-O-Ph-Ph-CN
(3. 1)、 Cl-C*H(CH3)-CH2-C*H(CH3)-O-Ph-Ph-OCO-Ph-CN(3.
2)、 Cl-C*H(CH3)-CH2-C*H(CH3)-O-Ph-Ph-COO-Ph-CN(3.
3)。
【0035】従来の光学活性化合物は、温度が上昇する
と液晶組成物のp値を大きくする(すなわち、温度依存
性が正である)のに対し、光学活性化合物(式3)は、
液晶組成物のp値を小さくする(すなわち、温度依存性
が負である)化合物である。該光学活性化合物(式3)
は市販(旭電化工業社製)されている。
【0036】本発明の液晶組成物中のそれぞれの化合物
の量は、シアノ化合物(式2)およびジフルオロエチレ
ン誘導体(式1)の合計量に対して、ジフルオロエチレ
ン誘導体(式1)量が10〜91重量%が好ましく、特
に40〜85重量%が好ましい。ジフルオロエチレン誘
導体(式1)を多量に含ませる場合にはアルキル基(R
1 )の鎖長の異なるジフルオロエチレン誘導体(式1)
を2種以上用いるのが、他の化合物との相溶性の点で好
ましい。また、シアノ化合物(式2)の量を多くしたい
場合には、R3 の鎖長の異なるシアノ化合物(式2)を
2種以上用いるのが他の化合物との相溶性の点から好ま
しい。
【0037】光学活性化合物(式3)量は、ジフルオロ
エチレン誘導体(式1)およびシアノ化合物(式2)の
合計量に対して、0.1〜15重量%であるのが好まし
く、特に0.2〜10重量%であるのが好ましい。本発
明の液晶組成物は、ジフルオロエチレン化合物(式
1)、シアノ化合物(式2)、および光学活性化合物
(式3)以外の化合物(以下、他の化合物と記す。)を
含んでいてもよい。他の化合物の具体例としては、下記
化合物が挙げられる。ただし、下式においてR4 および
5 は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、
アルケニル基、またはハロゲン原子を示し、R6 はアル
キル基、アルケニル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、
またはシアノ基を示す。
【0038】R4-Cy-Cy-R5 、R4-Cy-Ph-R5 、R4-Ph-Ph-R
5 、R4-Cy-Ph-Ph-R5、R4-Ph-C ≡C-Ph-R5 、R4-Cy-CH2C
H2-Ph-Ph-R5 、R4-Cy-CH2CH2-Cy-Ph-R6 、R4-Cy-Ph-C≡
C-Ph-R5 、R4-Cy-CH2CH2-Ph-C ≡C-Ph-R5 、R4-Cy-Ph-P
h-Cy-R5 、R4-Cy-COO-Ph-Ph-R5、R4-Cy-Cy-COO-Ph-R5
R4-Cy-Ph-COO-Ph-R5、R4-Cy-COO-Ph-COO-Ph-R5、R4-Ph-
COO-Ph-COO-Ph-R5
【0039】他の化合物を含ませる場合には、ジフルオ
ロエチレン誘導体(式1)およびシアノ化合物(式2)
の合計量に対して、20〜230重量%が好ましく、特
に25〜100重量%が好ましい。本発明の液晶組成物
は、高コントラスト比、高速応答性であり、広温度範囲
内で電圧変動の小さい液晶表示素子を提供しうる優れた
液晶組成物である。また、液晶組成物中に含ませる式1
〜3の化合物は、広い温度域にわたり、相溶性に優れ
る。
【0040】本発明の液晶組成物は、液晶セル間に注入
し、つぎに該液晶セルを電極付きの基板間に挟持するこ
とにより液晶表示素子とする。液晶表示素子の駆動方式
としては、スーパーツイストネマチック(STN)方
式、ツイストネマチック(TN)方式、動的散乱方式、
フェーズチェンジ方式、DAP方式、または二周波駆動
方式等が採用できる。
【0041】代表的な液晶セルとしては、STN方式の
液晶表示素子が挙げられ、本発明の液晶組成物は、ST
N方式に用いられる液晶セルに注入するのが好ましい。
STN方式等に用いられるセルとしては、一対の電極付
きの基板を間隙を設けて向かい合わせ、周囲をシールし
たものが好ましい。さらに該電極付きの基板は、ストラ
イプ状にパターニングした電極付きの基板であるのが好
ましく、これらを、ストライプの方向が交差するように
向かい合わせるのが好ましい。
【0042】STN方式で用いられる液晶セルにおいて
は、液晶組成物が注入された液晶セルを時分割駆動する
のが好ましい。該時分割駆動においては、駆動デューテ
ィ比を大きくすると、きわめて高い効果が得られる利点
があることから、駆動デューティ比を100以上とする
のが好ましい。
【0043】これらの液晶セル、および液晶表示素子の
具体的な製造方法としては、以下の方法が挙げられる。
まず、ガラス、プラスチック等の基板上に、必要に応じ
てSiO2 、Al23 等のアンダーコート層やカラー
フィルタ層を形成し、In23 −SnO2 (ITO)
等の電極を設け、パターニングする。さらに、必要に応
じて、ポリイミド、ポリアミド、SiO2 、Al23
等のオーバーコート層を形成し、配向処理してもよい。
つぎに、シール材を印刷し、電極面が相対向するように
配して周辺をシールし、シール材を硬化して空の液晶セ
ルを得る。この液晶空セルに、本発明の液晶組成物を注
入し、注入口を封止剤で封止して液晶セルを構成する。
【0044】本発明の液晶表示素子は、時計、電卓、測
定器、自動車用計器、複写機、カメラ、OA機器、家電
製品表示装置、カーナビゲーション、通信用機器、携帯
用情報端末等における表示画面に用いられる。
【0045】
【実施例】以下に本発明を実施例と比較例を挙げて説明
するが、これらにより本発明は限定されない。なお、例
1〜4は実施例、例5は参考例である。
【0046】[例1〜4]表1に示す化合物を同表に示
す割合(重量比)で配合し、例1〜例4の液晶組成物を
調製した。該液晶組成物を、それぞれ、コモン電極が4
80本のストライプ状電極付きの液晶セル中に注入し、
STN方式の液晶表示素子を作成した。該液晶表示素子
を電圧平均化法による時分割駆動で駆動し、25℃にお
ける応答時間(単位はms)、およびコントラスト比を
測定した。結果を表2に示す。
【0047】また、各液晶表示素子について25℃、3
5℃、および50℃の各温度におけるVthを測定した結
果を図1に示す。
【0048】[例5](参考例) 表1に示す液晶組成物は、本発明の液晶組成物の式3で
表される光学活性化合物を、前記式4で表される他の光
学活性化合物に置き換えた液晶組成物である。該液晶組
成物を用いて例1と同様に液晶表示素子を作成し、電圧
平均化法による時分割駆動を行った。25℃における応
答時間(単位はms)、およびコントラスト比の測定結
果を表2に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【0051】
【発明の効果】本発明の液晶組成物は、従来の液晶組成
物とは異なり温度上昇によりp値が小さくなる液晶組成
物であり、該液晶組成物を用いた液晶表示素子は、温度
変化に対するVthの変化が小さくなる。これは、ジフル
オロエチレン誘導体(式1)と、式2で表されるシアノ
基含有の特定化合物と、光学活性化合物との特定の組み
合わせを選択することにより、p値とΔε値の温度変化
の度合いが弾性定数(K)値の温度変化を相殺できる程
度に適度に調節された結果である。
【0052】また、本発明の液晶組成物は、温度上昇と
ともに固有ピッチが小さくなる特定の光学活性化合物
(式3)を含ませることにより、高温でVthが低下する
のを防止しうる。さらに、本発明の液晶表示素子は、ジ
フルオロエチレン誘導体(式1)の低粘度、高速応答と
いう特性を保持したまま、高コントラスト表示ができ
る。また、本発明の液晶組成物は低粘度でもあることか
ら製造された液晶表示素子は、高速応答性である。さら
に、該素子を、時分割駆動で高デューティ駆動を行った
場合および動画やスクロール機能表示をした場合におい
ても、残像の少ない見やすい画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】例1〜4で得た液晶表示素子におけるVth値の
温度変化を示すグラフ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下式1で表されるジフルオロエチレン誘導
    体、下式2で表されるシアノ化合物、および下式3で表
    される光学活性化合物を含むことを特徴とする液晶組成
    物。 【化1】 ただし式中の記号は、以下の意味を示す。R1 、R3
    それぞれ相互に独立して、炭素数1〜10のアルキル
    基、炭素数2〜10のアルキル基の炭素−炭素結合間に
    酸素原子が挿入された基、炭素数1〜10のアルコキシ
    基、または炭素数2〜10のアルケニル基。 R2 :炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10の
    アルケニル基、水素原子、またはハロゲン原子。 A1 :トランス−1,4−シクロヘキシレン基、また
    は、1,4−フェニレン基。 A2 :1,4−フェニレン基、または、水素原子の1個
    以上がハロゲン原子で置換された1,4−フェニレン
    基。 Cy:トランス−1,4−シクロヘキシレン基。 X1 :水素原子またはハロゲン原子。 Ph:1,4−フェニレン基。 Z:−COO−または−OCO−。 m:1または2。 r、q:それぞれ相互に独立して、0または1。 C* :光学活性炭素原子。
  2. 【請求項2】式2で表されるシアノ化合物、および式1
    で表されるジフルオロエチレン誘導の合計量に対して、
    式1で表されるジフルオロエチレン誘導体の量が10〜
    91重量%である請求項1記載の液晶組成物。
  3. 【請求項3】式2で表されるシアノ化合物、および式1
    で表されるジフルオロエチレン誘導体の合計量に対して
    式3で表される光学活性化合物の量が0.1〜15重量
    %である請求項1、または2記載の液晶組成物。
  4. 【請求項4】請求項1、2、または3記載の液晶組成物
    を電極付基板間に挟持してなることを特徴とする液晶表
    示素子。
  5. 【請求項5】スーパーツイストネマチック方式で駆動さ
    れる請求項4記載の液晶表示素子。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001329265A (ja) * 2000-05-22 2001-11-27 Minolta Co Ltd 液晶表示素子
JP2004002288A (ja) * 2001-12-13 2004-01-08 Merck Patent Gmbh オキサジアゾール誘導体並びに電荷移動および発光材料としてのこの使用
US7651742B2 (en) 2005-06-13 2010-01-26 Merck Patent Gmbh Liquid-crystalline medium and liquid-crystal display comprising 1,2-difluoroethene compounds
US20130248762A1 (en) * 2010-11-27 2013-09-26 Merck Patent Gmbh Liquid-crystalline medium

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US7923079B2 (en) 2005-06-13 2011-04-12 Merck Patent Gmbh Liquid-crystalline medium and liquid-crystal display comprising 1,2-difluoroethene compounds
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