KR101595519B1 - 액정 조성물 및 그것을 사용한 액정 표시 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 소자에 사용하는 액정 조성물에 관한 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 유전율 이방성, 벌크 점도, 네마틱상 상한 온도, 회전 점도 γ1, 전압 유지율 등의 액정 표시 소자로서의 여러 특성 및 표시 소자의 소부(燒付) 특성을 악화시키지 않고, 제조 시의 적하흔(滴下痕)이 발생하기 어렵고, ODF 공정에 있어서의 안정된 액정 재료의 토출량을 실현하고, 저온에서의 양호한 용해성을 갖는 액정 표시 소자에 적합한 액정 조성물을 제공하고, 아울러 그 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자를 제공을 하는 것이다. 본 발명은 식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 유전율 이방성이 음의 액정 조성물 및 당해 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자에 관한 것이다.

Description

액정 조성물 및 그것을 사용한 액정 표시 소자{LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT USING SAME}
본원 발명은 액정 표시 장치 등의 구성 부재로서 유용한 액정 조성물 및 액정 표시 소자에 관한 것이다.
액정 표시 소자는, 시계, 전자계산기를 비롯하여, 각종 측정 기기, 자동차용 패널, 워드 프로세서, 전자수첩, 프린터, 컴퓨터, 텔레비전, 시계, 광고 표시판 등에 사용되도록 되어 있다. 액정 표시 방식으로서는, 그 대표적인 것으로 TN(트위스티드 네마틱)형, STN(수퍼 트위스티드 네마틱)형, TFT(박막 트랜지스터)를 사용한 VA(수직 배향)형이나 IPS(인 플레인 스위칭)형 등이 있다. 이들 액정 표시 소자에 사용되는 액정 조성물은 수분, 공기, 열, 광 등의 외적 요인에 대하여 안정된 것, 또한, 실온을 중심으로 하여 가능한 한 넓은 온도 범위에서 액정상을 나타내고, 저점성이며, 또한 구동 전압이 낮은 것이 요구된다. 또한 액정 조성물은 개개의 표시 소자에 대해 맞추어 최적인 유전율 이방성(Δε) 또는/및 굴절률 이방성(Δn) 등을 최적인 값으로 하기 위해서, 수 종류로부터 수십 종류의 화합물로 구성되어 있다.
수직 배향형 디스플레이에서는 Δε이 음의 액정 조성물이 사용되고 있으며, 액정 TV 등에 널리 사용되고 있다. 한편, 모든 구동 방식에 있어서 저전압 구동, 고속 응답, 넓은 동작 온도 범위가 요구되고 있다. 즉, Δε이 양이며 절대값이 크고, 점도(η)가 작고, 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni)가 요구되고 있다. 또한, Δn과 셀갭(d)의 곱인 Δn×d의 설정으로부터, 액정 조성물의 Δn을 셀갭에 맞춰서 적당한 범위로 조절할 필요가 있다. 이에 더하여 액정 표시 소자를 텔레비전 등에 응용하는 경우에 있어서는 고속 응답성이 중시되기 때문에, γ1이 작은 액정 조성물이 요구된다.
종래, γ1이 작은 액정 조성물을 구성하기 위해서는, 디알킬비시클로헥산 골격을 갖는 화합물을 사용하는 것이 일반적이었다(특허문헌 1 참조). 그러나, 비시클로헥산계 화합물은 γ1의 저감에는 효과가 높지만, 일반적으로 증기압이 높고 알킬쇄장이 짧은 화합물은 특히 그 경향이 현저하다. 또한, Tni도 낮은 경향이 있으므로 그 때문에, 알킬비시클로헥산계 화합물은 측쇄장의 합계가 탄소 원자수 7 이상의 화합물을 사용하는 경우가 많고, 측쇄장이 짧은 화합물에 대해서는 충분한 검토가 이루어지고 있지 않은 것이 실정이었다.
한편, 액정 표시 소자의 용도가 확대하기에 이르러, 그 사용 방법, 제조 방법에도 큰 변화가 보이고 이들에 대응하기 위해서는, 종래 알려져 있는 기본적인 물성값 이외의 특성을 최적화하는 것이 요구되게 되었다. 즉, 액정 조성물을 사용하는 액정 표시 소자는 VA(수직 배향)형이나 IPS(인 플레인 스위칭)형 등이 널리 사용되기에 이르러, 그 크기도 50형 이상의 초대형 사이즈의 표시 소자가 실용화되기에 이르러 사용되게 되었다. 기판 사이즈의 대형화에 따라, 액정 조성물의 기판에의 주입 방법도 종래의 진공 주입법으로부터 적하 주입(ODF : One Drop Fill)법이 주입 방법의 주류가 되고(특허문헌 2 참조), 액정 조성물을 기판에 적하했을 때의 적하흔(滴下痕)이 표시 품위의 저하를 초래하는 문제가 표면화하기에 이르렀다. 또한, 액정 표시 소자 중의 액정 재료의 프리틸트각의 생성을 고속 응답성을 목적으로, PS 액정 표시 소자(polymer stabilized, 폴리머 안정화), PSA 액정 표시 소자(polymer sustained alignment, 폴리머 유지 배향)가 개발되고(특허문헌 3 참조), 이 문제는 보다 큰 문제가 되고 있다. 즉, 이들의 표시 소자는 액정 조성물 중에 모노머를 첨가하고, 조성물 중의 모노머를 경화시키는 것에 특징을 갖는다. 액티브 매트릭스용 액정 조성물은, 높은 전압 유지율을 유지하는 필요성으로부터, 사용 가능한 화합물이 특정되고, 화합물 중에 에스테르 결합을 갖는 화합물은 사용이 제한되어 있다. PSA 액정 표시 소자에 사용하는 모노머는 아크릴레이트계가 주이며, 화합물 중에 에스테르 결합을 갖는 것이 일반적이며, 이러한 화합물은 액티브 매트릭스용 액정 화합물로서는 통상 사용되지 않는 것이다(특허문헌 3 참조). 이러한 이물은, 적하흔의 발생을 유발하고, 표시 불량에 의한 액정 표시 소자의 수율의 악화가 문제가 되고 있다. 또한, 액정 조성물 중에 산화 방지제, 광흡수제 등의 첨가물을 첨가할 때에도 수율의 악화가 문제가 된다.
여기에서, 적하흔이란, 흑표시했을 경우에 액정 조성물을 적하한 흔이 하얗게 부상하는 현상으로 정의한다.
적하흔의 억제에는, 액정 조성물 중에 혼합한 중합성 화합물의 중합에 의해, 액정상 중에 폴리머층을 형성함에 의해 배향 제어막과의 관계에서 발생하는 적하흔을 억제하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 4). 그러나, 이 방법에 있어서는 액정 중에 첨가한 중합성 화합물에 기인하는 표시의 소부(燒付)의 문제가 있고, 적하흔의 억제에 대해서도 그 효과는 불충분하며, 액정 표시 소자로서의 기본적인 특성을 유지하면서, 소부나 적하흔이 발생하기 어려운 액정 표시 소자의 개발이 요구되고 있었다.
일본국 특표2008-505235호 공보 일본국 특개평6-235925호 공보 일본국 특개2002-357830호 공보 일본국 특개2006-58755호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 유전율 이방성, 점도, 네마틱상 상한 온도, 저온에서의 네마틱상 안정성, γ1 등의 액정 표시 소자로서의 여러 특성 및 표시 소자의 소부 특성을 악화시키지 않고, 제조 시의 적하흔이 발생하기 어렵고, ODF 공정에 있어서의 안정된 액정 재료의 토출량을 실현하는 액정 표시 소자에 적합한 액정 조성물 및 그것을 사용한 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서, 적하법에 의한 액정 표시 소자의 제작에 최적인 각종의 액정 조성물의 구성을 검토하고, 특정 액정 화합물을 특정 혼합 비율로 사용함에 의해 액정 표시 소자에 있어서의 적하흔의 발생을 억제할 수 있는 것을 알아내어 본원 발명의 완성에 이르렀다.
본원 발명은, 식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 2종 이상 함유하지만, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중 n1이 0인 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중 n1이 1인 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 유전율 이방성이 음의 액정 조성물 및 당해 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자를 제공한다.
Figure 112015031999450-pct00001
(식 중 R1 및 R2는 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 메틸렌기는 산소 원자가 연속하여 결합하지 않는 한 산소 원자로 치환되어 있어도 되며, 카르보닐기가 연속하여 결합하지 않는 한 카르보닐기로 치환되어 있어도 되며, n1은 0 또는 1을 나타낸다)
본 발명의 액정 표시 소자는 고속 응답성이 뛰어나며, 소부의 발생이 적은 특징을 갖고, 그 제조에 기인하는 적하흔의 발생이 적은 특징을 가지므로, 액정 TV, 모니터 등의 표시 소자에 유용하다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 소자의 구조의 일례.
도 2는 역스태거드형 박막 트랜지스터의 구성예.
상술과 같이, 적하흔의 발생의 프로세스는 현시점에서는 명백하지 않지만, 그러나, 액정 화합물 중의 불순물과 배향막의 상호 작용, 크로마토 현상 등이 관계하고 있을 가능성이 높다. 액정 화합물 중의 불순물은 화합물의 제조 프로세스에 큰 영향을 받는 것이지만, 화합물의 제조 방법은, 가령 측쇄의 탄소 원자수가 다른 것이어도 동일하다고는 할 수 없다. 즉, 액정 화합물은 정밀한 제조 프로세스에 의해 제조되므로, 그 비용은 화성품 중에서는 높고, 제조 효율의 향상이 강하게 요구되고 있다. 그 때문에, 조금이라도 저렴한 원료를 사용하기 위해서는, 가령 측쇄의 탄소 원자수가 하나만 달라도 전혀 별종의 원료로부터 제조를 행한 편이 효율이 좋을 경우도 있다. 따라서, 액정 원체의 제조 프로세스는, 각 원체마다 다른 경우가 있고, 가령 프로세스가 동일해도, 원료가 다른 것은 대부분이며, 그 결과, 각 원체마다 다른 불순물이 혼입하고 있는 경우가 많다. 그러나, 적하흔은 매우 미량의 불순물에 의해서도 발생할 가능성이 있고, 원체의 정제에만 의해 적하흔의 발생을 억제하는 것에는 한계가 있다.
한편, 범용되고 있는 액정 원체의 제조 방법은 제조 프로세스 확립 후에는, 각 원체마다 일정하게 정해지는 경향이 있다. 분석 기술이 발전한 현재에 있어서도, 어떤 불순물이 혼입하고 있는지를 완전히 밝히는 것은 용이하지 않지만, 각 원체마다 정해진 불순물이 혼입하고 있는 전제에서 조성물의 설계를 행하는 것이 필요하다. 본원 발명자들은, 액정 원체의 불순물과 적하흔의 관계에 대해서 검토를 행한 결과, 조성물 중에 포함되어 있어도 적하흔이 발생하기 어려운 불순물과, 발생하기 쉬운 불순물이 있는 것을 경험적으로 밝혔다. 따라서, 적하흔의 발생을 억제하기 위해서는, 특정 화합물을 특정 혼합 비율로 사용하는 것 중요하며, 특히 적하흔이 발생하기 어려운 조성물의 존재를 밝힌 것이다. 이하에 기재하는 바람직한 실시 태양은, 상기의 관점에서 알게 된 것이다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물에 있어서, 제1 성분으로서 식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지만, 식(I)으로 표시되는 화합물의 액정 조성물 중의 함유율로서, 하한값으로서는 3질량%가 바람직하고, 5질량%가 보다 바람직하고, 7질량%가 더 바람직하고, 10질량%가 특히 바람직하고, 15질량%가 가장 바람직하고, 상한값으로서는 35질량%가 바람직하고, 30질량%가 바람직하고, 25질량%가 보다 바람직하고, 20질량%가 더 바람직하고, 보다 구체적으로는, 응답 속도를 중시하는 경우에는 15∼35질량% 함유하는 것이 바람직하고, 15∼30질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 보다 구동 전압을 중시하는 경우에는 10질량%∼15질량% 함유하는 것이 바람직하다.
제2 성분으로서 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중, n1이 0 및 1로 표시되는 화합물 각각 1종 이상을 함유하지만, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물의 액정 조성물 중의 함유율로서, 하한값으로서는 27질량%가 바람직하고, 25질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더 바람직하고, 상한값으로서는 40질량%가 바람직하고, 35질량%가 보다 바람직하고, 32질량%가 더 바람직하다.
일반식(Ⅱ)에 있어서, R1은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하지만, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 2 또는 3의 알킬기를 나타내는 것이 특히 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하다.
일반식(Ⅱ)에 있어서, R2는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하지만, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 2 또는 3의 알콕시기를 나타내는 것이 특히 바람직하고, 탄소 원자수 2의 알콕시기를 나타내는 것이 가장 바람직하다.
표시 소자의 응답 속도의 개선을 중시하는 경우에는 알케닐기가 바람직하고, 전압 유지율 등의 신뢰성을 중시하는 경우에는 알킬기가 바람직하다. 알케닐기로서는 다음에 기재하는 식(i)∼식(ⅳ)
Figure 112015031999450-pct00002
(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)
으로 표시되는 구조가 바람직하지만, 본원 발명의 액정 조성물이 반응성 모노머를 함유하는 경우에는, 식(ⅱ) 및 식(ⅳ)으로 표시되는 구조가 바람직하고, 식(ⅱ)으로 표시되는 구조가 보다 바람직하다.
일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중, n1이 1로 표시되는 화합물은 일반식(Ⅱ-1)
Figure 112015031999450-pct00003
(식 중 R1은 일반식(I)에 있어서의 R1과 같은 의미를 나타낸다)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 구체적으로는 다음에 기재하는 식(Ⅱ-1a)∼(Ⅱ-1d)
Figure 112015031999450-pct00004
으로 표시되는 화합물이 바람직하지만, 식(Ⅱ-1a) 또는 식(Ⅱ-1b)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중, n1이 1로 표시되는 화합물을 2종 이상 사용하는 경우에는, 식(Ⅱ-1a) 및 식(Ⅱ-1b)으로 표시되는 화합물을 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하고, 식(Ⅱ-1a) 및 식(Ⅱ-1b)으로 표시되는 화합물의 함유량이, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중, n1이 1로 표시되는 화합물의 함유량 중의 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물의 함유율로서, 하한값으로서는 3질량%가 바람직하고, 5질량%가 보다 바람직하고, 10질량%가 더 바람직하고, 15질량%가 더 바람직하다. 상한값으로서는 30질량%가 바람직하고, 25질량%가 보다 바람직하고, 20질량%가 더 바람직하다.
일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중, n1이 0으로 표시되는 화합물은 일반식(Ⅱ-2)
Figure 112015031999450-pct00005
(식 중 R1은 일반식(I)에 있어서의 R1과 같은 의미를 나타내고, R2a는 탄소 원자수 3의 알킬기 또는 탄소 원자수 2의 알콕시기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 구체적으로는 다음에 기재하는 식(Ⅱ-2a)∼(Ⅱ-2d)
Figure 112015031999450-pct00006
으로 표시되는 화합물이 바람직하지만, 식(Ⅱ-2a) 또는 식(Ⅱ-2b)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물의 함유율로서, 하한값으로서는 3질량%가 바람직하고, 5질량%가 보다 바람직하고, 6질량%가 더 바람직하고, 8질량%가 특히 바람직하다. 상한값으로서는 25질량%가 바람직하고, 20질량%가 보다 바람직하고, 15질량%가 더 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 제3 성분으로서, 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure 112015031999450-pct00007
(식 중 R3 및 R4는 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 메틸렌기는 산소 원자가 연속하여 결합하지 않는 한 산소 원자로 치환되어 있어도 되며, 카르보닐기가 연속하여 결합하지 않는 한 카르보닐기로 치환되어 있어도 되며, A1은 1,4-시클로헥실렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타낸다)
일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 3∼30질량% 함유하는 것이 바람직하고, 3∼25질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 5∼20질량% 함유하는 것이 더 바람직하고, 8∼15질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅲ)에 있어서, R3은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내지만, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3∼5의 알킬기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3 또는 5의 알킬기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하다.
일반식(Ⅲ)에 있어서, R4는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼4의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3 또는 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 또는 4의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2 또는 4의 알콕시기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하다.
표시 소자의 응답 속도의 개선을 중시하는 경우에는 알케닐기가 바람직하고, 전압 유지율 등의 신뢰성을 중시하는 경우에는 알킬기가 바람직하다. 알케닐기로서는 다음에 기재하는 식(i)∼식(ⅳ)
Figure 112015031999450-pct00008
(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)
으로 표시되는 구조가 바람직하지만, 본원 발명의 액정 조성물이 반응성 모노머를 함유하는 경우에는, 식(ⅱ) 및 식(ⅳ)으로 표시되는 구조가 바람직하고, 식(ⅱ)으로 표시되는 구조가 보다 바람직하다.
일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물은 1종만을 사용해도 되지만, 2종 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 3종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 2종 이상 사용하는 경우에는 R3이 탄소 원자수가 3∼5의 알킬기를 나타내고, R4가 탄소 원자수가 2∼4의 알콕시기를 나타내는 일반식(Ⅲ)의 화합물을 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하고, 다른 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물과 조합시켜서 사용하는 경우, R3이 탄소 원자수가 3∼5의 알킬기를 나타내고, R4가 탄소 원자수가 2∼4의 알콕시기를 나타내는 일반식(Ⅲ)의 화합물의 함유량이, 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물 중의 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 식(Ⅲ-1)∼식(Ⅲ-8)
Figure 112015031999450-pct00009
으로 표시되는 화합물이 바람직하지만, 식(Ⅲ-1)∼식(Ⅲ-4)으로 표시되는 화합물이 보다 바람직하고, 식(Ⅲ-1) 및 식(Ⅲ-3)으로 표시되는 화합물이 더 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 제4 성분으로서, 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure 112015031999450-pct00010
(식 중, R5 및 R6은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 메틸렌기는 산소 원자가 연속하여 결합하지 않는 한 산소 원자로 치환되어 있거나, 카르보닐기가 연속하여 결합하지 않는 한 카르보닐기로 치환되어 있어도 된다)
일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 2∼30질량% 함유하는 것이 바람직하고, 2∼20질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 7∼15질량% 함유하는 것이 더 바람직하다.
일반식(Ⅳ)에 있어서, R5는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 3∼5의 알킬기를 나타내는 것이 특히 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하다. 일반식(Ⅲ)에 있어서, R6은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하지만, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 2 또는 3의 알콕시기를 나타내는 것이 특히 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하다.
표시 소자의 응답 속도의 개선을 중시하는 경우에는 알케닐기가 바람직하고, 전압 유지율 등의 신뢰성을 중시하는 경우에는 알킬기가 바람직하다. 알케닐기로서는 다음에 기재하는 식(i)∼식(ⅳ)
Figure 112015031999450-pct00011
(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)
으로 표시되는 구조가 바람직하지만, 본원 발명의 액정 조성물이 반응성 모노머를 함유하는 경우에는, 식(ⅱ) 및 식(ⅳ)으로 표시되는 구조가 바람직하고, 식(ⅱ)으로 표시되는 구조가 보다 바람직하다.
일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 식(Ⅳ-1)∼(Ⅳ-6)
Figure 112015031999450-pct00012
으로 표시되는 화합물이 바람직하지만, 식(Ⅳ-1)∼식(Ⅳ-4)으로 표시되는 화합물이 보다 바람직하고, 식(Ⅳ-1)∼식(Ⅳ-3)으로 표시되는 화합물이 더 바람직하고, 식(Ⅳ-1) 및 식(Ⅳ-3)으로 표시되는 화합물이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 4종 이상 사용하는 경우에는, 식(Ⅳ-1)∼식(Ⅳ-4)으로 표시되는 화합물을 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하고, 식(Ⅳ-1)∼식(Ⅳ-4)으로 표시되는 화합물의 함유량이, 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물 중의 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 3종 사용하는 경우에는, 식(Ⅳ-1)∼식(Ⅳ-3)으로 표시되는 화합물을 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하고, 식(Ⅳ-1)∼식(Ⅳ-3)으로 표시되는 화합물의 함유량이, 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물 중의 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 2종 사용하는 경우에는, 식(Ⅳ-1) 및 식(Ⅳ-3)으로 표시되는 화합물을 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하고, 식(Ⅳ-1) 및 식(Ⅳ-3)으로 표시되는 화합물의 함유량이, 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물 중의 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 제5 성분으로서 일반식(V)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure 112015031999450-pct00013
(식 중 R7 및 R8은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 메틸렌기는 산소 원자가 연속하여 결합하지 않는 한 산소 원자로 치환되어 있거나, 카르보닐기가 연속하여 결합하지 않는 한 카르보닐기로 치환되어 있어도 되며,
A는 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내지만, A가 1,4-페닐렌기를 나타내는 경우, 당해 1,4-페닐렌기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소로 치환되어 있어도 되며,
Z1은 단결합, -OCH2-, -OCF2-, -CH2O-, 또는 CF2O-를 나타내고,
n은 0 또는 1이며,
X1∼X6은 각각 독립하여 수소 원자, 또는 불소 원자를 나타내지만, X1∼X6 중 적어도 2개는 불소 원자를 나타낸다)
일반식(V)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 2∼25질량% 함유하는 것이 바람직하고, 3∼20질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 4∼15질량% 함유하는 것이 더 바람직하다.
일반식(V)에 있어서, R7 및 R8은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하지만, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 3∼5의 알킬기를 나타내는 것이 특히 바람직하고, R1 및 R2의 탄소 원자수는 각각 다른 것이 가장 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하다.
표시 소자의 응답 속도의 개선을 중시하는 경우에는 알케닐기가 바람직하고, 전압 유지율 등의 신뢰성을 중시하는 경우에는 알킬기가 바람직하다. 알케닐기로서는 다음에 기재하는 식(i)∼식(ⅳ)
Figure 112015031999450-pct00014
(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)
으로 표시되는 구조가 바람직하지만, 본원 발명의 액정 조성물이 반응성 모노머를 함유하는 경우에는, 식(ⅱ) 및 식(ⅳ)으로 표시되는 구조가 바람직하고, 식(ⅱ)으로 표시되는 구조가 보다 바람직하다.
일반식(V)에 있어서 X1∼X6은 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내는 것이 바람직하지만, 1개∼5개가 불소 원자를 나타내는 것이 바람직하고, 1개∼4개가 불소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 1개∼3개가 불소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 1개∼2개가 불소 원자를 나타내는 것이 더 바람직하고, 2개가 불소 원자를 나타내는 것이 가장 바람직하다.
이 경우에 있어서, 불소 원자가 1개인 경우에는, X3∼X6 중 어느 1개가 불소 원자를 나타내는 것이 바람직하고, X3 또는 X4가 불소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 불소 원자가 2개인 경우에는, X3∼X6 중 어느 2개가 불소 원자를 나타내는 것이 바람직하고, X3 및 X4가 불소 원자를 나타내거나 또는 X5 및 X6이 불소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하고, X3 및 X4가 불소 원자를 나타내는 것이 더 바람직하다. 불소 원자가 3개 이상인 경우에는, 적어도 X3 및 X4가 불소 원자를 나타내거나 또는 적어도 X5 및 X6이 불소 원자를 나타내는 것이 바람직하고, 적어도 X3 및 X4가 불소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
일반식(V)에 있어서, A2는 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내는 것이 바람직하지만, 당해 액정 조성물을 사용하여 제작되는 표시 소자 및 액정 디스플레이에 있어서 응답 속도를 중시하는 경우에는, 1,4-페닐렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 1,4-페닐렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 구동 전압을 중시하는 경우에는 1,4-페닐렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 동작 온도 범위를 중시하는 경우, 즉 높은 동작 온도 범위를 필요로 하는 경우, 1,4-시클로헥실렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 1,4-시클로헥실렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다. 1,4-페닐렌기를 나타내는 경우에는, 벤젠환 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되지만, 무치환, 1치환 또는 2치환이 바람직하고, 2치환인 경우에는 2,3-디플루오로벤젠을 나타내는 것이 바람직하다.
일반식(V)에 있어서, Z1은 단결합, -OCH2-, -OCF2-, -CH2O-, 또는 -CF2O-를 나타내지만, 단결합, -OCF2- 또는 -CF2O-를 나타내는 것이 바람직하고, 단결합을 나타내는 것이 보다 바람직하다.
일반식(V)에 있어서, n은 0 또는 1을 나타내지만, 응답 속도를 중시하는 경우, 0을 나타내는 것이 바람직하고, 동작 온도 범위를 중시하는 경우, 즉 높은 동작 온도 범위를 필요로 하는 경우, 1을 나타내는 것이 바람직하다.
일반식(V)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(V-1)∼(V-15)
Figure 112015031999450-pct00015
(식 중, R7은 일반식(V)에 있어서의 R7과 같은 의미를 나타내고, R8은 일반식(V)에 있어서의 R8과 같은 의미를 나타낸다)
으로 표시되는 화합물이 바람직하지만, 식(V-1), 식(V-3)∼식(V-9) 및 식(V-12)∼식(V-15)이 보다 바람직하고, 식(V-1), 식(V-3), 식(V-5), 식(V-6), 식(V-9), 식(V-12) 및 식(V-15)이 더 바람직하고, 식(V-1), 식(V-5), 식(V-6)이 특히 바람직하고, 식(V-5)이 가장 바람직하다.
일반식(V)으로 표시되는 화합물을 사용하는 경우에는, 식(V-5)으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하지만, 식(V-5)으로 표시되는 화합물의 함유량이, 일반식(V)으로 표시되는 화합물 중의 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
일반식(V)에 있어서의 R7 및 R8은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내지만, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 직쇄인 것이 바람직하고, R7 및 R8이 모두 알킬기인 경우에는, 각각의 탄소 원자수는 다른 편이 바람직하다.
더 상술하면, R7이 프로필기를 나타내고 R8이 에틸기를 나타내는 화합물 또는 R7이 부틸기를 나타내고 R8이 에틸기를 나타내는 화합물이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(TNI)를 폭넓은 범위에서 사용할 수 있는 것이지만, 60∼120℃인 것이 바람직하고, 70∼100℃가 보다 바람직하고, 70∼90℃가 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물은, 식(I) 및 일반식(Ⅱ)의 화합물을 필수로 하는 것이지만, 보다 바람직한 태양으로서, 일반식(Ⅲ)∼일반식(V)으로 표시되는 화합물을 함유할 수 있다. 이 경우에 함유량은 다음에 기재하는 함유량이 바람직하다.
식(I), 일반식(Ⅱ) 및 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 35질량%∼80질량%가 바람직하고, 40∼70질량%가 보다 바람직하고, 45∼70질량%가 더 바람직하고, 50질량%∼65질량%가 특히 바람직하다.
식(I), 일반식(Ⅱ) 및 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 40∼80질량%가 바람직하고, 45∼75질량%가 보다 바람직하고, 50질량%∼70질량%가 더 바람직하고, 55∼65질량%가 특히 바람직하다.
식(I), 일반식(Ⅱ) 및 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 55∼95질량%가 바람직하고, 60∼90질량%가 보다 바람직하고, 65질량%∼85질량%가 더 바람직하고, 70∼80질량%가 특히 바람직하다.
식(I), 일반식(Ⅱ), 일반식(Ⅲ) 및 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 50∼95질량%가 바람직하고, 55∼90질량%가 보다 바람직하고, 60∼80질량%가 더 바람직하고, 65∼75질량%가 특히 바람직하다.
식(I), 일반식(Ⅱ), 일반식(Ⅳ) 및 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 70∼99질량%가 바람직하고, 75∼97질량%가 보다 바람직하고, 80∼96질량%가 더 바람직하고, 85∼95질량%가 특히 바람직하다.
식(I), 일반식(Ⅱ), 일반식(Ⅲ), 일반식(Ⅳ) 및 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물을 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 85∼100질량%가 바람직하고, 90∼100질량%가 보다 바람직하고, 95∼100질량%가 더 바람직하다.
식(I) 및 일반식(Ⅱ)∼일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물의 모두를 함유하는 경우에는, 이들 화합물의 합계 함유량이 90∼100질량%가 바람직하고, 95∼100질량%가 보다 바람직하고, 97∼100질량%가 더 바람직하고, 98∼100질량%가 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물을 구성하는 각 화합물 중, 1분자 내에 불소 원자수를 2개 이상 갖는 화합물, 구체적으로는 일반식(Ⅱ), 일반식(Ⅲ), 일반식(Ⅵ) 및 2개 이상의 불소 원자를 갖는 일반식(V)으로 표시되는 화합물이 차지하는 비율은 액정 조성물 중의 40∼70질량%가 바람직하고, 45∼65질량%가 보다 바람직하고, 50∼60질량%가 더 바람직하지만, 더 상술하면, 응답 속도를 중시하는 경우에는 50질량%∼60질량%가 바람직하고, 구동 전압을 중시하는 경우에는 40∼50질량%가 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 또한, 일반식(Ⅵ-a)∼일반식(Ⅵ-e)으로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 화합물을 함유할 수 있다.
Figure 112015031999450-pct00016
(식 중, R91∼R9a는 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 1∼10의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내지만, 일반식(Ⅵ-a)에 있어서, R91이 탄소 원자수 3의 알킬기를 나타내고, R92가 탄소 원자수 2의 알킬기를 나타내는 화합물은 제외된다)
일반식(Ⅵ-a)∼일반식(Ⅵ-e)으로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 화합물을 함유하는 경우, 1종∼10종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼8종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 1종∼5종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 2종 이상의 화합물을 함유하는 것도 바람직하고, 이 경우의 함유량은 5∼40질량%인 것이 바람직하고, 5∼35질량%인 것이 더 바람직하고, 7∼30질량%인 것이 특히 바람직하다.
R91∼R9a는 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기, 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알콕시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 알케닐기를 나타내는 경우에는 다음에 기재하는 식(i)∼식(ⅳ)
Figure 112015031999450-pct00017
(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)
으로 표시되는 구조가 바람직하지만, 본원 발명의 액정 조성물이 반응성 모노머를 함유하는 경우에는, 식(ⅱ) 및 식(ⅳ)으로 표시되는 구조가 바람직하고, 식(ⅱ)으로 표시되는 구조가 보다 바람직하다.
또한, R91 및 R92는 동일해도 달라도 되지만, 다른 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
이들의 점에서, 식(Ⅵ-a)∼식(Ⅵ-e)으로 표시되는 화합물은, 보다 구체적으로는 다음에 기재하는 화합물이 바람직하다.
Figure 112015031999450-pct00018
Figure 112015031999450-pct00019
Figure 112015031999450-pct00020
Figure 112015031999450-pct00021
Figure 112015031999450-pct00022
Figure 112015031999450-pct00023
Figure 112015031999450-pct00024
이들 중에서도, 식(Ⅵ-a1), 식(Ⅵ-a2), 식(Ⅵ-a3), 식(Ⅵ-a4), 식(Ⅵ-a5), 식(Ⅵ-a6), 식(Ⅵ-b2), 식(Ⅵ-b6), 식(Ⅵ-c2), 식(Ⅱ-c4), 식(Ⅵ-c5), 식(Ⅵ-d1)∼식(Ⅵ-d4) 및 식(Ⅵ-e2)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물은 식(I)으로 표시되는 화합물과 유전율 이방성이 거의 0인 점에서 공통되는 것이지만, 식(I)으로 표시되는 화합물과, 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물의 비율은, 액정 조성물에 있어서의 식(I)으로 표시되는 화합물과 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물의 합계 함유량 중, 식(I)으로 표시되는 화합물의 함유량이 30∼75질량%인 것이 바람직하고, 35∼70질량%가 보다 바람직하고, 30∼65질량%가 특히 바람직하다. 또한, 식(I)과 일반식(Ⅵ)의 합계 함유량은, 조성물 전체의 함유량 중, 10∼70질량% 함유하는 것이 바람직하고, 15∼65질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 20∼60질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 25∼55질량% 함유하는 것이 더 바람직하고, 30∼50질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
본원에 있어서의 1,4-시클로헥실기는 트랜스-1,4-시클로헥실기인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물은, 식(I) 및 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 필수 성분으로 하는 것이지만, 또한 일반식(Ⅲ)∼일반식(V) 및 일반식(Ⅵ-a)∼일반식(Ⅵ-e)으로 표시되는 화합물을 함유할 수 있다. 액정 조성물 중에 함유하는 식(I), 일반식(Ⅱ)∼일반식(V) 및 일반식(Ⅵ-a)∼일반식(Ⅵ-d)으로 표시되는 화합물의 합계 함유량은, 하한값으로서 60질량%가 바람직하고, 65질량%가 바람직하고, 70질량%가 바람직하고, 75질량%가 바람직하고, 80질량%가 바람직하고, 85질량%가 바람직하고, 90질량%가 바람직하고, 92질량%가 바람직하고, 95질량%가 바람직하고, 98질량%가 바람직하고, 99질량%가 바람직하고, 상한값으로서는 100질량%가 바람직하고, 99.5질량%가 바람직하다.
분자 내의 환 구조가 전부 6원환인 화합물의 함유량을 많게 하는 것이 바람직하고, 분자 내의 환 구조가 전부 6원환인 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총 질량에 대하여 80질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 90질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 95질량% 이상으로 하는 것이 더 바람직하고, 실질적으로 분자 내의 환 구조가 전부 6원환인 화합물만으로 액정 조성물을 구성하는 것이 가장 바람직하다. 액정 조성물의 산화에 의한 열화를 억제하기 위해서는, 환 구조로서 시클로헥세닐렌기를 갖는 화합물의 함유량을 적게 하는 것이 바람직하고, 시클로헥세닐렌기를 갖는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총 질량에 대하여 10질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 5질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 더 바람직하다. 점도의 개선 및 Tni의 개선을 중시하는 경우에는, 수소 원자가 할로겐으로 치환되어 있어도 되는 2-메틸벤젠-1,4-디일기를 분자 내에 갖는 화합물의 함유량을 적게 하는 것이 바람직하고, 상기 2-메틸벤젠-1,4-디일기를 분자 내에 갖는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총 질량에 대하여 10질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 5질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 더 바람직하다. 액정 조성물의 신뢰성 및 장기 안정성을 중시하는 경우에는 카르보닐기를 갖는 화합물의 함유량을 상기 조성물의 총 질량에 대하여 5질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 3질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 1질량% 이하로 하는 것이 더 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 가장 바람직하다. 본 발명에 있어서의 액정 조성물의 유전율 이방성 Δε의 값은, 25℃에 있어서, -2.0∼-6.0인 것이 바람직하고, -2.5∼-5.0인 것이 보다 바람직하고, -2.5∼-4.0인 것이 특히 바람직하지만, 더 상술하면, 응답 속도를 중시하는 경우에는 -2.5∼-3.4인 것이 바람직하고, 구동 전압을 중시하는 경우에는 -3.4∼-4.0인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물의 굴절률 이방성 Δn의 값은, 25℃에 있어서, 0.08∼0.13인 것이 바람직하지만, 0.09∼0.12인 것이 보다 바람직하다. 더 상술하면, 얇은 셀갭에 대응하는 경우에는 0.10∼0.12인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀갭에 대응하는 경우에는 0.08∼0.10인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물의 회전 점도(γ1)는 150 이하가 바람직하고, 130 이하가 보다 바람직하고, 120 이하가 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물에서는, 회전 점도와 굴절률 이방성의 함수인 Z가 특정 값을 나타내는 것이 바람직하다.
Figure 112015031999450-pct00025
(식 중, γ1은 회전 점도를 나타내고, Δn은 굴절률 이방성을 나타낸다)
Z는, 13000 이하가 바람직하고, 12000 이하가 보다 바람직하고, 11000 이하가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 액티브 매트릭스 표시 소자에 사용하는 경우에 있어서는, 1012(Ω·m) 이상의 비저항을 갖는 것이 필요하며, 1013(Ω·m)이 바람직하고, 1014(Ω·m) 이상이 보다 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 상술의 화합물 이외에, 용도에 따라, 통상의 네마틱 액정, 스멕틱 액정, 콜레스테릭 액정, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 중합성 모노머 등을 함유해도 되지만, 액정 조성물의 화학적인 안정성이 요구되는 경우에는 염소 원자를 그 분자 내에 갖지 않는 것이 바람직하고, 액정 조성물의 자외선 등의 광에 대한 안정성이 요구되는 경우에는 나프탈렌환 등으로 대표되는 공역장이 길고 자외 영역에 흡수 피크가 존재하는 축합환 등을 그 분자 내에 갖지 않는 것이 바람직하다.
중합성 모노머로서는, 일반식(Ⅶ)
Figure 112015031999450-pct00026
(식 중, X7 및 X8은 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp1 및 Sp2는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2∼7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고,
Z2는 -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-(식 중, Y1 및 Y2는 각각 독립하여, 불소 원자 또는 수소 원자를 나타낸다), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고,
B는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 2관능 모노머가 바람직하다.
X7 및 X8은, 모두 수소 원자를 나타내는 디아크릴레이트 유도체, 모두 메틸기를 갖는 디메타크릴레이트 유도체의 어느 것도 바람직하고, 한쪽이 수소 원자를 나타내고 다른 한쪽이 메틸기를 나타내는 화합물도 바람직하다. 이들 화합물의 중합 속도는, 디아크릴레이트 유도체가 가장 빠르고, 디메타크릴레이트 유도체가 느리고, 비대칭 화합물이 그 중간이며, 그 용도에 따라 바람직한 태양을 사용할 수 있다. PSA 표시 소자에 있어서는, 디메타크릴레이트 유도체가 특히 바람직하다.
Sp1 및 Sp2는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-를 나타내지만, PSA 표시 소자에 있어서는 적어도 한쪽이 단결합인 것이 바람직하고, 모두 단결합을 나타내는 화합물 또는 한쪽이 단결합이며 다른 한쪽이 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-를 나타내는 태양이 바람직하다. 이 경우 1∼4의 알킬기가 바람직하고, s는 1∼4가 바람직하다.
Z1은, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다.
B는 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내지만, 1,4-페닐렌기 또는 단결합이 바람직하다. C가 단결합 이외의 환 구조를 나타내는 경우, Z2는 단결합 이외의 연결기도 바람직하고, C가 단결합의 경우, Z1은 단결합이 바람직하다.
이들의 점에서, 일반식(Ⅶ)에 있어서, Sp1 및 Sp2 사이의 환 구조는, 구체적으로는 다음에 기재하는 구조가 바람직하다.
일반식(Ⅶ)에 있어서, C가 단결합을 나타내고, 환 구조가 두 개의 환으로 형성되는 경우에 있어서, 다음 식(Ⅶa-1)∼식(Ⅶa-5)
Figure 112015031999450-pct00027
(식 중, 양단은 Sp1 또는 Sp2에 결합하는 것으로 한다)
을 표시하는 것이 바람직하고, 식(Ⅶa-1)∼식(Ⅶa-3)을 표시하는 것이 보다 바람직하고, 식(Ⅶa-1)을 표시하는 것이 특히 바람직하다.
이들 골격을 포함하는 중합성 화합물은 중합 후의 배향 규제력이 PSA형 액정 표시 소자에 최적이며, 양호한 배향 상태가 얻어지므로, 표시 불균일이 억제되거나, 또는, 전혀 발생하지 않는다.
이상으로부터, 중합성 모노머로서는, 일반식(Ⅶ-1)∼일반식(Ⅶ-4)이 특히 바람직하고, 그 중에서도 일반식(Ⅶ-2)이 가장 바람직하다.
Figure 112015031999450-pct00028
(식 중, Sp2는 탄소 원자수 2∼5의 알킬렌기를 나타낸다)
본 발명의 액정 조성물에 모노머를 첨가하는 경우에 있어서, 중합 개시제가 존재하지 않는 경우에도 중합은 진행하지만, 중합을 촉진하기 위해서 중합 개시제를 함유하고 있어도 된다. 중합 개시제로서는, 벤조인에테르류, 벤조페논류, 아세토페논류, 벤질케탈류, 아실포스핀옥사이드류 등을 들 수 있다. 또한, 보존 안정성을 향상시키기 위해서, 안정제를 첨가해도 된다. 사용할 수 있는 안정제로서는, 예를 들면, 히드로퀴논류, 히드로퀴논모노알킬에테르류, 제3부틸카테콜류, 피로갈롤류, 티오페놀류, 니트로 화합물류, β-나프틸아민류, β-나프톨류, 니트로소 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명의 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 액정 표시 소자에 유용하며, 특히 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자에 유용하며, PSA 모드, PSVA 모드, VA 모드, IPS 모드 또는 ECB 모드용 액정 표시 소자에 사용할 수 있다.
본 발명의 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 이것에 포함되는 중합성 화합물이 자외선 조사에 의해 중합함으로써 액정 배향능이 부여되어, 액정 조성물의 복굴절을 이용하여 광의 투과 광량을 제어하는 액정 표시 소자에 사용된다. 액정 표시 소자로서, AM-LCD(액티브 매트릭스 액정 표시 소자), TN(네마틱 액정 표시 소자), STN-LCD(수퍼 트위스티드 네마틱 액정 표시 소자), OCB-LCD 및 IPS-LCD(인 플레인 스위칭 액정 표시 소자)에 유용하지만, AM-LCD에 특히 유용하며, 투과형 혹은 반사형의 액정 표시 소자에 사용할 수 있다.
액정 표시 소자에 사용되는 액정셀의 2매의 기판은 유리 또는 플라스틱과 같은 유연성을 갖는 투명한 재료를 사용할 수 있고, 한쪽은 실리콘 등의 불투명한 재료여도 된다. 투명 전극층을 갖는 투명 기판은, 예를 들면, 유리판 등의 투명 기판 상에 인듐주석옥사이드(ITO)를 스퍼터링함에 의해 얻을 수 있다.
상기 기판을, 투명 전극층이 내측이 되도록 대향시킨다. 그때, 스페이서를 개재하여, 기판의 간격을 조정해도 된다. 이때는, 얻어지는 조광층의 두께가 1∼100㎛가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 1.5∼10㎛가 더 바람직하고, 편광판을 사용하는 경우에는, 콘트라스트가 최대가 되도록 액정의 굴절률 이방성 Δn과 셀 두께 d의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 2매의 편광판이 있는 경우에는, 각 편광판의 편광축을 조정하여 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수도 있다. 스페이서로서는, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자, 포토레지스트 재료 등을 들 수 있다. 그 후, 에폭시계 열경화성 조성물 등의 씰제를, 액정 주입구를 마련한 형태로 당해 기판에 스크린 인쇄하고, 당해 기판끼리를 첩합시키고, 가열하여 씰제를 열경화시킨다.
2매의 기판 사이에 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 협지시키는 방법은, 통상의 진공 주입법 또는 ODF법 등을 사용할 수 있지만, 진공 주입법에 있어서는 적하흔은 발생하지 않지만, 주입 흔적이 남는 과제를 갖고 있는 것이지만, 본원 발명에 있어서는, ODF법을 사용하여 제조하는 표시 소자에 보다 호적하게 사용할 수 있다.
중합성 화합물을 중합시키는 방법으로서는, 액정의 양호한 배향성능을 얻기 위해서는, 적당한 중합 속도가 바람직하므로, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 단일 또는 병용 또는 순서대로 조사함에 의해 중합시키는 방법이 바람직하다. 자외선을 사용하는 경우, 편광 광원을 사용해도 되며, 비편광 광원을 사용해도 된다. 또한, 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 2매의 기판 사이에 협지시킨 상태에서 중합을 행하는 경우에는, 적어도 조사면 측의 기판은 활성 에너지선에 대하여 적당한 투명성이 주어져 있어야만 한다. 또한, 광조사 시에 마스크를 사용하여 특정 부분만을 중합시킨 후, 전장이나 자장 또는 온도 등의 조건을 변화시킴에 의해, 미중합 부분의 배향 상태를 변화시키고, 또한 활성 에너지선을 조사하여 중합시킨다는 수단을 사용해도 된다. 특히 자외선 노광할 때에는, 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 교류 전계를 인가하면서 자외선 노광하는 것이 바람직하다. 인가하는 교류 전계는, 주파수 10㎐∼10㎑의 교류가 바람직하고, 주파수 60㎐∼10㎑가 보다 바람직하고, 전압은 액정 표시 소자의 소망의 프리틸트각에 의존하여 선택된다. 즉, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. MVA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는, 배향 안정성 및 콘트라스트의 관점에서 프리틸트각을 80도∼89.9도로 제어하는 것이 바람직하다.
조사 시의 온도는, 본 발명의 액정 조성물의 액정 상태가 유지되는 온도 범위 내인 것이 바람직하다. 실온에 가까운 온도, 즉, 전형적으로는 15∼35℃에서의 온도에서 중합시키는 것이 바람직하다. 자외선을 발생시키는 램프로서는, 메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 등을 사용할 수 있다. 또한, 조사하는 자외선의 파장으로서는, 액정 조성물의 흡수 파장 영역이 아닌 파장 영역의 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 필요에 따라, 자외선을 컷하여 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는, 0.1㎽/㎠∼100W/㎠가 바람직하고, 2㎽/㎠∼50W/㎠가 보다 바람직하다. 조사하는 자외선의 에너지량은, 적의 조정할 수 있지만, 10mJ/㎠∼500J/㎠가 바람직하고, 100mJ/㎠∼200J/㎠가 보다 바람직하다. 자외선을 조사할 때에, 강도를 변화시켜도 된다. 자외선을 조사하는 시간은 조사하는 자외선 강도에 따라 적의 선택되지만, 10초∼3600초가 바람직하고, 10초∼600초가 보다 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 소자의 구성은, 도 1에 기재한 바와 같이 투명 도전성 재료로 이루어지는 공통 전극을 구비한 제1 기판과, 투명 도전성 재료로 이루어지는 화소 전극과 각 화소에 구비한 화소 전극을 제어하는 박막 트랜지스터를 구비한 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 협지된 액정 조성물을 갖고, 당해 액정 조성물 중의 액정 분자의 전압 무인가 시의 배향이 상기 기판에 대하여 대략 수직인 액정 표시 소자로서, 당해 액정 조성물로서 상기 본 발명의 액정 조성물을 사용한 것에 특징을 갖는 것이다.
적하흔의 발생은 주입되는 액정 재료에 큰 영향을 받는 것이지만, 표시 소자의 구성에 따라서도 그 영향은 피할 수 없다. 특히, 액정 표시 소자 중에 형성되는 컬러 필터, 박막 트랜지스터 등은 얇은 배향막, 투명 전극 등밖에 액정 조성물과를 이격시키는 부재가 없으므로 조합에 의해 적하흔의 발생에 영향을 미친다.
특히 당해 박막 트랜지스터가 역스태거드형인 경우에는, 드레인 전극이 게이트 전극을 덮도록 형성되기 때문에 그 면적이 증대하는 경향이 있다. 드레인 전극은, 구리, 알루미늄, 크롬, 티타늄, 몰리브덴, 탄탈륨 등의 금속 재료로 형성되고, 일반적으로는, 패시베이션 처리가 실시되는 것이 통상의 형태이다. 그러나, 보호막은 일반적으로 얇고, 배향막도 얇고, 이온성 물질을 차단하지 않은 가능성이 높으므로, 금속 재료와 액정 조성물의 상호 작용에 의한 적하흔의 발생을 피할 수 없었다.
본건 발명에 있어서는, 도 2에 기재한 바와 같이 박막 트랜지스터가 역스태거드형인 액정 표시 소자에 호적하게 사용할 수 있고, 알루미늄 배선을 사용하는 경우에 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자는 고속 응답과 표시 불량의 억제를 양립시킨 유용한 것이며, 특히, 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자에 유용하며, VA 모드, PSVA 모드, PSA 모드, IPS 모드 또는 ECB 모드용에 적용할 수 있다.
[실시예]
이하에 실시예를 들어서 본 발명을 더 상술하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 『질량%』를 의미한다.
실시예 중, 측정한 특성은 이하와 같다.
Tni : 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(℃)
Δn : 25℃에 있어서의 굴절률 이방성
Δε : 25℃에 있어서의 유전율 이방성
η : 20℃에 있어서의 점도(mPa·s)
γ1 : 25℃에 있어서의 회전 점도(mPa·s)
VHR : 주파수 60㎐, 인가 전압 1V의 조건하에서 60℃에 있어서의 전압 유지율(%)
소부 :
액정 표시 소자의 소부 평가는, 표시 에어리어 내에 소정의 고정 패턴을 1000시간 표시시킨 후에, 전화면 균일한 표시를 행했을 때의 고정 패턴의 잔상의 레벨을 목시로 이하의 4단계 평가로 행했다.
◎ 잔상 없음
○ 잔상 매우 약간 있으나 허용할 수 있는 레벨
△ 잔상 있으며 허용할 수 없는 레벨
× 잔상 있으며 상당히 열악
적하흔 :
액정 표시 장치의 적하흔의 평가는, 전면 흑표시했을 경우에 있어서의 하얗게 부상하는 적하흔을 목시로 이하의 4단계 평가로 행했다.
◎ 잔상 없음
○ 잔상 매우 약간 있으나 허용할 수 있는 레벨
△ 잔상 있으며 허용할 수 없는 레벨
× 잔상 있으며 상당히 열악
프로세스 적합성 :
프로세스 적합성은, ODF 프로세스에 있어서, 정적계량 펌프를 사용하여 1회에 50pL씩 액정을 적하하는 것을 100000회 행하고, 다음 「0∼100회, 101∼200회, 201∼300회, ····99901∼100000회」의 각 100회씩 적하된 액정량의 변화를 이하의 4단계로 평가했다.
◎ 변화가 매우 작음(안정적으로 액정 표시 소자를 제조할 수 있음)
○ 변화가 약간 있으나 허용할 수 있는 레벨
△ 변화가 있으며 허용할 수 없는 레벨(불균일 발생에 의해 수율이 악화)
× 변화가 있으며 상당히 열악(액정 누설이나 진공 기포가 발생)
저온에서의 용해성 :
저온에서의 용해성 평가는, 액정 조성물을 조제 후, 2mL의 샘플병에 액정 조성물을 1g 칭량하고, 이것에 온도 제어식 시험조 중에서, 다음을 1사이클 「-20℃(1시간 유지)→승온(0.1℃/매분)→0℃(1시간 유지)→승온(0.1℃/매분)→20℃(1시간 유지)→강온(-0.1℃/매분)→0℃(1시간 유지)→강온(-0.1℃/매분)→-20℃」로 하여 온도 변화를 계속 주어, 목시로 액정 조성물로부터의 석출물의 발생을 관찰하고, 이하의 4단계 평가를 행했다.
◎ 600시간 이상 석출물이 관찰되지 않음
○ 300시간 이상 석출물이 관찰되지 않음
△ 150시간 이내에 석출물이 관찰됨
× 75시간 이내에 석출물이 관찰됨
또, 실시예에 있어서 화합물의 기재에 대해서 이하의 약호를 사용한다.
(측쇄)
-n -CnH2n +1 탄소 원자수n의 직쇄상 알킬기
-On -OCnH2n +1 탄소 원자수n의 직쇄상 알콕시기
-V -C=CH2 비닐기
(환 구조)
Figure 112015031999450-pct00029
(실시예1)
다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예1의 액정 조성물을 사용하여, 도 1에 나타내는 VA 액정 표시 소자를 제작했다. 이 액정 표시 소자는, 액티브 소자로서 역스태거드형의 박막 트랜지스터를 갖고 있다. 액정 조성물의 주입은, 적하법으로 행하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행했다.
또, 함유량의 좌측의 기호는, 상기 화합물의 약호의 기재이다.
Figure 112015031999450-pct00030
[표 1]
Figure 112015031999450-pct00031
실시예1의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 75.2℃의 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예1 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 매우 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(비교예1)
식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예1의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 이하에 나타내는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
또, 함유량의 좌측의 기호는, 실시예1과 마찬가지로, 상기 화합물 약호의 기재이다.
Figure 112015031999450-pct00032
[표 2]
Figure 112015031999450-pct00033
식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예1)은, 식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하는 액정 조성물(실시예1)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η가 상승하는 것이 나타났다. γ1에 대해서는, 비교예1의 값인 134mPa·s는 실시예1의 값인 121mPa·s와 비교하여 높은 값을 나타내고 있고, 액정 표시 소자 및 디스플레이에 있어서의 실효적인 응답 속도를 나타내는 파라미터인 γ1/Δn2의 값으로 비교해도 뒤떨어지는 결과가 되었다. 비교예1의 초기의 VHR은 98.5%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.0%이며, 실시예1과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예1과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예1과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
(비교예2 및 3)
일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예1의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예2) 및 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예1의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 이하에 나타내는 액정 조성물(비교예3)을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112015031999450-pct00034
일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예2)은, 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 14질량% 함유하는 액정 조성물(실시예1)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예2의 초기의 VHR은 99.1%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.2%이며, 실시예1과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예1과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예1과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예3)은, 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 7.5질량% 함유하는 액정 조성물(실시예1)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예2의 초기의 VHR은 99.0%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.3%이며, 실시예1과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예1과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예1과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
(실시예2 및 3)
실시예1의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예2 및 3의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 4]
Figure 112015031999450-pct00035
실시예2 및 3의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예2 및 3 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(실시예4 및 5)
실시예1의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예4 및 5의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 5]
Figure 112015031999450-pct00036
실시예4 및 5의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예4 및 5 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(실시예6)
실시예1의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위 및 동등한 굴절률 이방성의 값을 갖고, 실시예1의 조성물보다도 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖는, 즉 저전압 구동에 대응할 수 있도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예6의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 6]
Figure 112015031999450-pct00037
실시예6의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 저전압 구동 대응으로서 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예6 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(비교예4 및 5)
식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예6의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예4) 및 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예6의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예5)을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
[표 7]
Figure 112015031999450-pct00038
일반식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예4)은, 일반식(I)으로 표시되는 화합물을 20% 함유하는 액정 조성물(실시예6)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예3의 초기의 VHR은 98.9%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.3%이며, 실시예6과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예6과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예6과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예5)은, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 19% 함유하는 액정 조성물(실시예6)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예3의 초기의 VHR은 99.0%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.4%이며, 실시예6과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예6과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예6과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
(비교예6)
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예6의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예6)을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
[표 8]
Figure 112015031999450-pct00039
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예6)은, 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 13% 함유하는 액정 조성물(실시예6)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예3의 초기의 VHR은 98.7%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.1%이며, 실시예6과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예6과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예6과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
(실시예7 및 8)
실시예6의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예7 및 8의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 9]
Figure 112015031999450-pct00040
실시예7 및 8의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예7 및 8 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(실시예9 및 10)
실시예6∼8의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예9 및 10의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 10]
Figure 112015031999450-pct00041
실시예9 및 10의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예9 및 10 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(실시예11)
실시예6∼10의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예11의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 11]
Figure 112015031999450-pct00042
실시예11의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예11 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(비교예7 및 8)
식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예11의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예7) 및 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예11의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예8)을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
[표 12]
Figure 112015031999450-pct00043
일반식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예7)은, 일반식(I)으로 표시되는 화합물을 23% 함유하는 액정 조성물(실시예11)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예3의 초기의 VHR은 98.7%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.1%이며, 실시예11과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예11과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예11과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예8)은, 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 18% 함유하는 액정 조성물(실시예11)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예6의 초기의 VHR은 99.1%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.6%이며, 실시예11과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예11과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예11과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
(비교예9)
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 실시예11의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 액정 조성물(비교예9)을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
[표 13]
Figure 112015031999450-pct00044
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않는 액정 조성물(비교예9)은, 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 15질량% 함유하는 액정 조성물(실시예11)과 비교하여, 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖지만, 점도 η 및 회전 점도 γ1이 상승하는 것이 나타났다. 비교예3의 초기의 VHR은 99.2%였던 것에 반해, 150℃에서 1시간의 고온 방치 후의 VHR은, 97.4%이며, 실시예11과 비교하여 뒤떨어지는 결과가 되었다. 프로세스 적합성에 대해서 평가한 바, 실시예11과 비교하여 변화를 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 저온에서의 용해성을 평가한 바, 실시예11과 비교하여 조기에 석출이 관찰되었다.
(실시예12 및 13)
실시예11의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예12 및 13의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 14]
Figure 112015031999450-pct00045
실시예12 및 13의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예12 및 13 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
(실시예14 및 15)
실시예6∼13의 조성물과 동등한 액정상 온도 범위, 동등한 굴절률 이방성의 값 및 동등한 유전율 이방성의 값을 갖도록 설계한 다음에 나타내는 조성을 갖는 액정 조성물을 조제하여, 그 물성값을 측정했다. 이 결과를 다음의 표에 나타낸다.
실시예14 및 15의 액정 조성물을 사용하여, 실시예1과 마찬가지로 VA 액정 표시 소자를 제작하고, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성의 평가를 행한 결과를 같은 표에 나타낸다.
[표 15]
Figure 112015031999450-pct00046
실시예14 및 15의 액정 조성물은, TV용 액정 조성물로서 실용적인 액정상 온도 범위를 갖고, 큰 유전율 이방성의 절대값을 갖고, 낮은 점성 및 최적인 Δn을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 실시예14 및 15 기재의 액정 조성물을 사용하여, 도 1 기재의 VA 액정 표시 소자를 제작하여 상술의 방법에 의해, 소부, 적하흔, 프로세스 적합성 및 저온에서의 용해성을 평가한 바, 뛰어난 평가 결과를 나타냈다.
1 편광판
2 기판
3 투명 전극 혹은 액티브 소자를 수반하는 투명 전극
4 배향막
5 액정
11 게이트 전극
12 양극 산화 피막
13 게이트 절연층
14 투명 전극
15 드레인 전극
16 오믹 접촉층
17 반도체층
18 보호막
19a 소스 전극1
19b 소스 전극2
100 기판
101 보호층

Claims (13)

  1. 식(I)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 2종 이상 함유하지만, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중 n1이 0인 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중 n1이 1인 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 또한, 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중 n1이 1인 화합물로서 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 1종 이상 함유하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 중 n1이 0인 화합물로서 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 1종 이상 함유하고,
    식(I)으로 표시되는 화합물을 12∼29질량% 함유하고, 일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물을 11∼24질량% 함유하고, 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 7∼15질량% 함유하고, 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물을 6∼19질량% 함유하는 유전율 이방성이 음의 액정 조성물.
    Figure 112015032132203-pct00055

    (식 중 R1 및 R2는 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, n1은 0 또는 1을 나타낸다)
    Figure 112015032132203-pct00056

    (식 중 R3은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, R4는 탄소 원자수 2∼8의 알콕시기를 나타내고, A1은 1,4-시클로헥실렌기를 나타낸다)
    Figure 112015032132203-pct00057

    (식 중 R1은 일반식(Ⅱ)에 있어서의 R1과 같은 의미를 나타낸다)
    Figure 112015032132203-pct00058

    (식 중 R1은 일반식(Ⅱ)에 있어서의 R1과 같은 의미를 나타낸다)
  2. 제1항에 있어서,
    일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 20∼40질량% 함유하는 액정 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    일반식(Ⅳ)
    Figure 112015032132203-pct00059

    (식 중 R5 및 R6은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 메틸렌기는 산소 원자가 연속하여 결합하지 않는 한 산소 원자로 치환되어 있어도 되며, 카르보닐기가 연속하여 결합하지 않는 한 카르보닐기로 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 화합물을 함유하는 액정 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    제3항에 기재된 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 2∼30질량% 함유하는 액정 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    식(V)
    Figure 112015032132203-pct00060

    (식 중 R7 및 R8은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며, 당해 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및/또는 알케닐옥시기 중의 메틸렌기는 산소 원자가 연속하여 결합하지 않는 한 산소 원자로 치환되어 있어도 되며, 카르보닐기가 연속하여 결합하지 않는 한 카르보닐기로 치환되어 있어도 되며,
    A2는 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 테트라히드로피란-2,5-디일기를 나타내지만, A2가 1,4-페닐렌기를 나타내는 경우, 당해 1,4-페닐렌기 중의 1개 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 되며,
    Z1은 단결합, -OCH2-, -OCF2-, -CH2O-, 또는 -CF2O-를 나타내고,
    n은 0 또는 1을 나타내고,
    X1∼X6은 각각 독립하여 수소 원자, 또는 불소 원자를 나타내지만, X1∼X6 중 적어도 1개는 불소 원자를 나타낸다)으로 표시되는 화합물을 함유하는 액정 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    제3항에 기재된 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물을 2∼30질량% 함유하고, 제5항에 기재된 일반식(V)으로 표시되는 화합물을 2∼30질량% 함유하는 액정 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    반응성 모노머를 함유하는 액정 조성물.
  8. 제1항에 기재된 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자.
  9. 제7항에 기재된 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자.
  10. 제8항 또는 제9항에 기재된 액정 표시 소자를 사용한 액정 디스플레이.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014155534A1 (ja) 2013-03-26 2014-10-02 Dic株式会社 液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子
KR101988816B1 (ko) * 2016-11-22 2019-06-12 디아이씨 가부시끼가이샤 액정 조성물 및 액정 표시 소자
CN108239545B (zh) * 2016-12-23 2022-02-25 江苏和成显示科技有限公司 具有负介电各向异性的液晶组合物及其显示器件
TWI786218B (zh) * 2017-11-21 2022-12-11 日商迪愛生股份有限公司 液晶組成物及液晶顯示元件
CN110467928B (zh) * 2018-05-11 2023-03-10 石家庄诚志永华显示材料有限公司 一种液晶组合物及液晶显示元件、液晶显示器
CN113088295B (zh) * 2021-04-07 2023-02-17 浙江汽车仪表有限公司 一种用于汽车全液晶仪表盘的显示材料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010242086A (ja) 2009-04-06 2010-10-28 Merck Patent Gmbh 液晶媒体および液晶ディスプレイ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235925A (ja) 1993-02-10 1994-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子の製造方法
US6977704B2 (en) 2001-03-30 2005-12-20 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display
KR101216831B1 (ko) 2004-07-02 2012-12-28 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질
JP2006058755A (ja) 2004-08-23 2006-03-02 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶表示装置およびその製造方法
JP5560521B2 (ja) * 2007-09-28 2014-07-30 Ｄｉｃ株式会社 ネマチック液晶組成物
DE102008064171A1 (de) * 2008-12-22 2010-07-01 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium
CN102292412B (zh) * 2009-01-22 2014-04-09 Jnc株式会社 液晶组成物以及液晶显示元件
TWI608081B (zh) * 2010-05-28 2017-12-11 捷恩智股份有限公司 液晶組成物以及液晶顯示元件
JP6056234B2 (ja) * 2011-07-27 2017-01-11 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
US9074132B2 (en) * 2011-11-28 2015-07-07 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
DE102012024126A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium
JP6363997B2 (ja) * 2012-06-02 2018-07-25 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 液晶媒体
CN104321409B (zh) * 2012-06-15 2016-05-04 Dic株式会社 向列液晶组合物及使用其的液晶显示元件
US9150787B2 (en) * 2012-07-06 2015-10-06 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
EP2824161B1 (en) * 2012-10-12 2019-01-23 DIC Corporation Liquid-crystal composition and liquid-crystal display element obtained using same
WO2014090362A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-19 Merck Patent Gmbh Liquid-crystalline medium

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010242086A (ja) 2009-04-06 2010-10-28 Merck Patent Gmbh 液晶媒体および液晶ディスプレイ

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