KR20180134851A - 네마틱 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자 - Google Patents

네마틱 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자 Download PDF

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Abstract

[과제] 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 회전 점성(γ1), 큰 탄성 정수(K33), 낮은 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn), 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni) 및 높은 전압 유지율(VHR)이 요구되고 있었다. 또한, 이를 사용한 소부(燒付)나 표시 불균일 등의 표시 불량이 없거나 또는 억제된, 표시 품위가 우수한 고속 응답의 VA형, PSVA형, PSA형, FFS형 등의 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.
[해결 수단] 제1성분으로서, 식(Ⅰ-1)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 제2성분으로서, 식(Ⅰ-2)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 유전율 이방성(Δε)이 마이너스인 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자를 제공한다.

Description

네마틱 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자
본 발명은 액정 표시 재료로서 유용한 유전율 이방성(Δε)이 마이너스의 값을 나타내는 네마틱 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자에 관한 것이다.
액정 표시 소자는, 시계, 전자 계산기를 비롯하여, 가정용 각종 전기 기기, 측정 기기, 자동차용 패널, 휴대전화, 컴퓨터, 텔레비전 등에 사용되고 있다. 액정 표시 방식으로서는, 그 대표적인 것으로 TN(트위스티드 네마틱)형, STN(수퍼 트위스티드 네마틱)형, DS(동적 광산란)형, GH(게스트·호스트)형, IPS(인플레인 스위칭)형, FFS(프린지필드 스위칭)형, OCB(광학 보상 복굴절)형, ECB(전압 제어 복굴절)형, VA(수직 배향)형, PSVA형, PSA형, CSH(컬러 수퍼 호메오트로픽)형, 혹은 FLC(강유전성 액정) 등을 들 수 있다. 또한 구동 방식으로서도 스태틱 구동, 멀티플렉스 구동, 단순 매트릭스 방식, TFT(박막 트랜지스터)나 TFD(박막 다이오드) 등에 의해 구동되는 액티브 매트릭스(AM) 방식을 들 수 있다.
이들의 표시 방식에 있어서, IPS형, FFS형, ECB형, VA형, 혹은 CSH형 등은, Δε이 마이너스의 값을 나타내는 액정 재료를 사용한다는 특징을 갖는다. 이들 중에서 특히 AM 구동에 의한 VA형 표시 방식은, 고속이고 광 시야각이 요구되는 표시 소자, 예를 들면 텔레비전 등의 용도로 사용되고 있다. FFS형 표시 방식은, 고투과율이 얻어지므로, 예를 들면, 스마트폰 등의 모바일 용도로 사용되고 있다.
VA형, FFS형 등의 표시 방식에 사용되는 네마틱 액정 조성물(이하, 액정 조성물이라고 함)에는, 저전압 구동, 고속 응답, 넓은 동작 온도 범위 및 고신뢰성이 요구된다. 즉, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 회전 점성(γ1), 큰 탄성 정수(K33), 낮은 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn), 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni) 및 높은 전압 유지율(VHR)이 요구되고 있다. 또한, 굴절율 이방성(Δn)과 셀 갭(d)과의 곱인 Δn×d의 설정으로부터, 액정 재료의 Δn을 셀 갭에 맞춰 적당한 범위로 조절할 필요가 있다.
이러한 요구에 대하여, Δε이 마이너스이고 그 절대치가 큰 화합물을 각종 검토함으로써 액정 조성물의 특성이 개량되어졌다. 예를 들면, Δε이 마이너스인 액정 재료로서, 이하와 같은 2,3-디플루오로페닐렌 골격을 갖는 액정 화합물(A) 및 (B) (특허문헌 1 참조)를 이용한 액정 조성물이 개시되어 있다.
Figure pct00001
이 액정 조성물은, Δε이 거의 0인 화합물로서 액정 화합물(C) 및 (D)를 사용하고 있지만, 이 액정 조성물은, 액정 텔레비전 등의 고속 응답이 요구되는 액정 조성물에 있어서는 충분히 낮은 점성이라고는 할 수 없다.
Figure pct00002
한편, 식(E)으로 표시되는 화합물을 사용한 액정 조성물도 이미 개시되어 있지만, 상기의 액정 화합물(D)을 조합한 Δn이 작은 액정 조성물(특허문헌 2 참조)이나 응답 속도의 개선을 위해 액정 화합물(F)과 같이 알케닐기를 분자 내에 갖는 화합물(알케닐 화합물)을 첨가한 액정 조성물(특허문헌 3 참조)이며, 고Δn과 고신뢰성을 양립시키는 과제가 있었다.
Figure pct00003
또한, 식(G)으로 표시되는 화합물을 사용한 액정 조성물은 이미 개시되어 있지만(특허문헌 4 참조), 이 액정 조성물도 상기의 액정 화합물(F)과 같이 알케닐 화합물을 포함하는 화합물을 함유한 액정 조성물이기 때문에, 소부(燒付)나 표시 불균일 등의 표시 불량이 발생하기 쉬운 문제가 있었다.
Figure pct00004
또한, 알케닐 화합물을 포함하는 액정 조성물의 표시 불량에의 영향에 대해서는 이미 개시되어 있지만(특허문헌 5 참조), 일반적으로는 알케닐 화합물의 함유량이 감소하면 액정 조성물의 η이 상승하고, 고속 응답의 달성이 곤란해지기 때문에, 표시 불량의 억제와 고속 응답을 양립시키는 과제가 있었다.
이와 같이 Δε이 마이너스의 값을 나타내는 화합물과 액정 화합물(C), (D) 및 (F)를 조합하는 것만으로는, 높은 Δn과 낮은 회전 점성(γ1)을 양립시키고, 게다가, 표시 불량이 없거나 또는 억제된 Δε이 마이너스인 액정 조성물의 개발은 곤란했다.
VA형의 표시 모드의 하나인 PSA(Polymer Sustained Alignment)형은, 액정 분자의 프리틸트각을 제어하기 위해 셀 내에 폴리머 구조물을 형성한 구조이고, 고속 응답성이나 높은 콘트라스트의 특징을 갖고 있다. 그 제조는, 중합성 화합물 및 액정 화합물로 이루어지는 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 기판간에 주입하고, 전압을 인가하여 액정 분자를 배향시킨 상태에서 중합성 화합물을 중합시켜 액정 분자의 배향을 고정함으로써 행해진다. 따라서, PSA형의 특유의 과제로서, 중합성 화합물의 반응물에 기인하는 소부 등에 의한 표시 불량의 발생이 있었다. 이 소부의 원인으로서는, PSA 소자의 액정 조성물 중에서의 원인 물질의 존재를 들 수 있다. 구체적으로는, PSA 소자의 제조시의 중합성 화합물의 중합 프로세스에 있어서 발생하는 중합 반응물이 소부 등의 악영향을 준다. 또한, 중합성 화합물이 액정 조성물의 성분과 반응하여, 이 반응물이 소부 등의 악영향을 준다.
이와 같이 유용한 표시 성능(콘트라스트, 응답 속도)을 갖는 PSA형 소자에 있어서 발생이 우려되는 소부 등에 의한 표시 불량의 발생 등의 문제에 대하여, 중합성 화합물의 최적화나 액정 조성물의 구성 성분의 최적화가 과제로 되어 있었다. 특히, 저점성화에 유효한 알케닐기를 갖는 액정 재료를 함유하는 액정 조성물은 응답 속도의 저감에는 유효하지만, PSA형 표시 소자의 제작 프로세스인 중합성 화합물의 중합 후에 표시 불량 등의 문제가 발생하는 경우가 있었다.
이상과 같이, VA형 또는 FFS형 등에 사용되는 액정 조성물, 또한 PSVA형, PSA형 등의 중합성 화합물의 반응물에 의해 배향 제어를 행하는 소자를 제작하기 위해 사용되는 액정 조성물에 있어서, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 회전 점성(γ1), 큰 탄성 정수(K33), 낮은 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn), 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni) 및 높은 전압 유지율(VHR)이 요구되고 있었다. 또한, 소자의 제조시 및 사용시의 UV 조사에 의해, 열화(劣化) 등이 생기지 않거나 또는 생겼다고 해도 표시에 영향을 주지 않는, 소부나 표시 불균일 등의 표시 불량이 없거나 또는 억제된, 표시 품위가 우수한 고속 응답의 액정 표시 소자가 요구되고 있었다.
일본국 특개평8-104869호 유럽 특허출원 공개 제0474062호 일본국 특개2006-37054호 일본국 특개2001-354967호 일본국 특개2008-144135호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 회전 점성(γ1), 큰 탄성 정수(K33), 낮은 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn), 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni), 저온시의 용해 안정성 및 높은 전압 유지율(VHR)을 갖고 추가로 UV 조사 후의 액정 조성물의 신뢰성 저하가 적은 액정 조성물을 제공하고, 이를 사용한 소부나 표시 불균일 등의 표시 불량이 없거나 또는 억제된, 표시 품위가 우수한 고속 응답의 VA형, PSVA형, PSA형, FFS형 등의 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 각종 화합물을 검토하고, 특정의 화합물을 조합함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 액정 조성물은, 제1성분으로서, 식(Ⅰ-1)
Figure pct00005
(식 중, R11은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내고, R12은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타냄)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 제2성분으로서, 식(Ⅰ-2)
Figure pct00006
(식 중, P는, 중합성기를 나타내고, S는, 단결합 또는 스페이서기를 나타내지만, S가 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되고, X는 -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 단결합을 나타내지만, X가 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되고, A1, A2, A3, A4 및 A5은, 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일 또는 나프탈렌-2,6-디일을 나타내지만, 이들의 기 중의 수소 원자는 1개 이상의 L에 의해 치환되어 있어도 되고, A5이 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되고, Z1, Z2, 및 Z3은, 각각 독립적으로, -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CH2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, R은, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 펜타플루오로설푸라닐기, 시아노기, 니트로기, 이소시아노기, 티오이소시아노기 또는, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알킬기를 나타내지만, 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-가 각각 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되고, l은, 0 내지 8의 정수를 나타내고, m1, m2 및 m3은 0 또는 1을 나타내고, n은, 0, 1 또는 2를 나타내고, L은, 메틸기, 메톡시기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자를 나타내고, m1+m2+m3은 0 또는 1을 나타냄)으로 표시되는 화합물을 함유하는, 유전율 이방성(Δε)이 마이너스인 액정 조성물을 제공하고, 또한, 이를 사용한 액정 표시 소자를 제공한다.
본 발명의 액정 조성물은, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 회전 점성(γ1), 큰 탄성 정수(K33), 낮은 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn), 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni), 저온시의 용해 안정성 및 높은 전압 유지율(VHR)이며, 이를 사용하여 제작한 VA형, PSVA형, PSA형, FFS형 등 액정 표시 소자는, 높은 VHR을 갖고, 소부나 표시 불균일 등의 표시 불량이 없거나 또는 억제된, 표시 품위가 우수한 고속 응답인 것이다.
본 발명의 액정 조성물은, 제1성분으로서, 일반식(Ⅰ-1)
Figure pct00007
으로 표시되는 화합물을 함유한다. 일반식(Ⅰ-1)으로 표시되는 화합물은, 3 내지 70질량％ 함유하지만, 이 하한치는 5질량％가 바람직하고, 10질량％가 바람직하고, 15질량％가 바람직하고, 20질량％가 바람직하고, 25질량％가 바람직하고, 30질량％가 바람직하고, 35질량％가 바람직하고, 40질량％가 바람직하고, 이 상한치는 65질량％가 바람직하고, 60질량％가 바람직하고, 55질량％가 바람직하고, 50질량％가 바람직하고, 45질량％가 바람직하고, 40질량％가 바람직하고, 35질량％가 바람직하고, 30질량％가 바람직하다. 더 상술하면, 낮은 회전 점성(γ1)을 얻기 위해서는 그 함유량은 30 내지 65질량％가 바람직하지만, 저온에 있어서의 석출의 억제를 중시할 경우에는 그 함유량은 5 내지 30질량％가 바람직하다.
일반식(Ⅰ-1) 중, R11은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내지만, R11은 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기가 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 3의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하다.
일반식(Ⅰ-1) 중, R12은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내지만, R12은 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기가 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 3의 알케닐기를 나타내는 것이 특히 바람직하다.
제2성분으로서, 일반식(Ⅰ-2)
Figure pct00008
으로 표시되는 화합물을 함유한다. 일반식(Ⅰ-2)으로 표시되는 화합물은, 방향족성을 갖는 환인 페닐환 혹은 나프탈렌환을 4개 이상 갖고, 하나의 중합성기를 갖는 것을 특징으로 한다. 일반식(Ⅰ-2)으로 표시되는 화합물은, 0.01 내지 5질량％ 함유하지만, 이 하한치는 0.1질량％가 바람직하고, 0.2질량％가 바람직하고, 0.3질량％가 바람직하고, 0.5질량％가 바람직하고, 1질량％가 바람직하고, 1.5질량％가 바람직하고, 2질량％가 바람직하고, 이 상한치는 4.5질량％가 바람직하고, 4질량％가 바람직하고, 3.5질량％가 바람직하고, 3질량％가 바람직하고, 2.5질량％가 바람직하고, 2질량％가 바람직하고, 1.5질량％가 바람직하고, 1질량％가 바람직하고, 0.5질량％가 바람직하다. 더 상술하면, 높은 전압 유지율(VHR)을 얻기 위해서는 그 함유량은 0.3 내지 3질량％가 바람직하지만, 저온에 있어서의 석출의 억제를 중시할 경우에는 그 함유량은 0.1 내지 1질량％가 바람직하다.
일반식(Ⅰ-2) 중, P는 중합성기를 나타내지만, 구체적으로는, 식(P-1) 내지 식(P-18)에서 선택되는 기를 나타낸다.
Figure pct00009
P는 식(P-1), 식(P-2) 또는 식(P-3)인 것이 바람직하고, 식(P-1) 또는 식(P-2)인 것이 특히 바람직하다.
S는, 단결합 또는 스페이서기를 나타내지만, 스페이서기로서, 예를 들면, 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬렌기를 나타낼 수 있고, 기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-로 치환되어 있어도 되고, S가 복수 존재할 경우, 그것들은 동일해도 달라도 된다. S는 스페이서기인 것이 보다 바람직하다.
A1, A2, A3 및 A4은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일 또는 나프탈렌-2,6-디일을 나타내지만, 이들의 기 중의 수소 원자는 1개 이상의 L에 의해 치환되어 있어도 되고, A5이 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되지만, 적어도 1개는, 1개 이상의 L에 의해 치환되어 있는 것이 바람직하다.
A1, A2, A3, A4 및 A5은, 구체적으로는, 하기의 식(A-1) 내지 식(A-10)
Figure pct00010
에서 선택되는 기를 들 수 있다.
L은 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 메틸기 또는 메톡시기를 나타내지만, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기 또는 메톡시기인 것이 바람직하다. 또한, 메틸기 또는 메톡시기의 수소 원자는 임의로 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
l은 0, 1 또는 2를 나타내지만, 1인 것이 바람직하다.
n은 0, 1 또는 2를 나타내지만, 0이 바람직하다.
Z1, Z2, 및 Z3은, 각각 독립적으로, -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CH2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, 복수 존재할 경우에는, 그것들은 동일해도 달라도 되지만, 각각 독립적으로 단결합, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-인 것이 바람직하고, Z1, Z2, 및 Z3의 적어도 1개가 단결합인 것이 바람직하고, 전부가 단결합인 것이 바람직하다.
X는 -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 단결합을 나타내고, X가 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되지만, -O-, -COO-, -OCO- 또는 단결합인 것이 바람직하다.
R은, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 펜타플루오로설푸라닐기, 시아노기, 니트로기, 이소시아노기, 티오이소시아노기 또는 1개의 -CH2- 또는, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알킬기를 나타내지만, 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-가 각각 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되지만, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기 또는 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-가 각각 독립적으로 -O-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자, 불소 원자, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 12의 분기 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 12의 분기 알콕시기인 것이 더 바람직하다. l은, 0 내지 8의 정수를 나타내고, m1, m2 및 m3은 0 또는 1을 나타내고, n은, 0, 1 또는 2를 나타내고, m1+m2+m3은 0 또는 1을 나타낸다.
일반식(Ⅰ-2)으로 표시되는 화합물은, 일반식(Ⅰ-3)으로 표시되는 화합물인 것이 더 바람직하다.
Figure pct00011
식 중, P 및 R은 일반식(Ⅰ-2)과 같은 의미를 나타내고, S1 및 S2은 각각 독립적으로 단결합 또는 탄소 원자수 1∼20개의 알킬렌기를 나타내지만, 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-로 치환되어도 되고, X1 및 X2은 각각 독립적으로 -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, Z4은 단결합, -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CH2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, A6 및 A7은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 나프탈렌-2,6-디일기를 나타내지만, 기 중의 수소 원자는 알킬기, 할로겐화알킬기, 알콕시기, 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되고, n1은 3을 나타내지만, 3개 존재하는 A6 및 Z4은, 각각 동일해도 달라도 된다.
일반식(Ⅰ-2)으로 표시되는 화합물로서 구체적으로는, 하기의 식(Ⅰ-2-1) 내지 식(Ⅰ-2-95)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
제2성분인 일반식(Ⅰ-2)으로서, 일반식(Ⅱ-rm)
Figure pct00031
(식 중, P21은 일반식(Ⅰ-2)의 식(P-1), 식(P-2) 또는 식(P-3)과 같은 의미를 나타내고, S21은, 단결합 또는 스페이서기로서 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬렌기를 나타내지만, 기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-로 치환되어 있어도 되고, 환 A21, 환 A22, 환 A23, 환 A24은 각각 독립하여 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌기를 나타내고, R21은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내고, 이들의 기 중의 1개 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 됨)으로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.
일반식(Ⅱ-rm) 중, 환 A21, 환 A22, 환 A23, 환 A24은, 적어도 1개는, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌기를 나타내는 것이, 저온시의 용해 안정성의 관점에서 바람직하다.
일반식(Ⅱ-rm) 중, R21은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기가 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기가 바람직하다.
일반식(Ⅱ-rm)으로 표시되는 화합물로서, 더 구체적으로는, 식(Ⅰ-2-100) 내지 식(I-2-119)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00032
Figure pct00033
제3성분으로서, 유전율 이방성(Δε)이 마이너스이고 그 절대치가 3보다도 큰 화합물을 함유한다. 구체적으로는, 일반식(Ⅱ-1) 및 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00034
식 중, R1 및 R2은, 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내고, R1 및 R2 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는, 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-로 치환되어 있어도 되고, 또한, R1 및 R2 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립적으로 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되지만, R1은 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐옥시기가 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기가 더 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 3의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 3의 알케닐기가 더 바람직하고, R2은 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐옥시기가 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기가 더 바람직하다.
식 중, 환 A 및 환 B는, 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기를 나타내지만, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
식 중, Z11 및 Z21은, 각각 독립적으로, -OCH2-, -CH2O-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합을 나타내지만, -CH2O-, -CF2O-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합이 바람직하고, -CH2O-, -CH2CH2- 또는 단결합이 더 바람직하고, -CH2O- 또는 단결합이 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 일반식(Ⅱ-1) 및 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하지만, 2종 내지 10종 함유하는 것이 바람직하다. 그 함유량은 10 내지 90질량％인 것이 바람직하지만, 그 하한치는 15질량％가 바람직하고, 20질량％가 바람직하고, 25질량％가 바람직하고, 30질량％가 바람직하고, 35질량％가 바람직하고, 40질량％가 바람직하고, 45질량％가 바람직하고, 50질량％가 바람직하고, 그 상한치는 85질량％가 바람직하고, 80질량％가 바람직하고, 75질량％가 바람직하고, 70질량％가 바람직하고, 65질량％가 바람직하고, 60질량％가 바람직하고, 55질량％가 바람직하고, 50질량％가 바람직하고, 45질량％가 바람직하고, 40질량％가 바람직하다.
일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 일반식(Ⅱ-A1) 내지 일반식(Ⅱ-A4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A1)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A1)으로 표시되는 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A4)으로 표시되는 화합물인 것이 더 바람직하다.
Figure pct00035
식 중, R3 및 R4은, 각각 독립적으로 R1 및 R2과 같은 의미를 나타낸다.
일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 일반식(Ⅱ-B1) 내지 일반식(Ⅱ-B6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B1)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B5)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B1)의 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B3)의 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B5)의 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B6)의 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B3)으로 표시되는 화합물인 것이 특히 바람직하고, 일반식(Ⅱ-B4)으로 표시되는 화합물인 것이 특히 바람직하다.
Figure pct00036
식 중, R3 및 R4은, 각각 독립적으로 R1 및 R2과 같은 의미를 나타낸다.
더 상술하면, 제3성분은 일반식(Ⅱ-A1) 및 일반식(Ⅱ-B1)의 조합인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A1) 및 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅱ-A3)의 조합인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A1) 및 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅱ-A4)의 조합인 것이 더 바람직하다.
더 상술하면, 제3성분은 일반식(Ⅱ-A3) 및 일반식(Ⅱ-B4)의 조합인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A3) 및 일반식(Ⅱ-B4) 및 일반식(Ⅱ-B5)의 조합인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A3) 및 일반식(Ⅱ-B4) 및 일반식(Ⅱ-B1)의 조합인 것이 더 바람직하다.
더 상술하면, 제3성분은 일반식(Ⅱ-A4) 및 일반식(Ⅱ-B4)의 조합인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A4) 및 일반식(Ⅱ-B1)의 조합인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A4) 및 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅱ-B5)의 조합인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A4) 및 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅱ-B3)의 조합인 것이 더 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 제4성분으로서, 일반식(Ⅲ-A) 내지 일반식(Ⅲ-J)에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하다. 단, 일반식(Ⅲ-A)으로 표시되는 화합물에 있어서, 식(Ⅰ-1)으로 표시되는 화합물과 동일한 화합물은 포함하지 않는다.
Figure pct00037
식 중, R5은, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기, R6은, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐옥시기를 나타낸다.
제4성분은, 일반식(Ⅲ-A), 일반식(Ⅲ-D), 일반식(Ⅲ-F), 일반식(Ⅲ-G) 및 일반식(Ⅲ-H)에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 일반식(Ⅲ-A), 일반식(Ⅲ-F), 일반식(Ⅲ-G) 및 일반식(Ⅲ-H)에서 선택되는 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅲ-A), 일반식(Ⅲ-G) 및 일반식(Ⅲ-H)에서 선택되는 화합물인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅲ-A), 일반식(Ⅲ-F) 및 일반식(Ⅲ-H)에서 선택되는 화합물인 것도 바람직하다.
또한, 일반식(Ⅲ-D), 일반식(Ⅲ-G) 및 일반식(Ⅲ-H)으로 표시되는 화합물에 있어서는, R5은 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기, R6은 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕시기인 것이 바람직하고, R5은 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기인 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 2 또는 3의 알케닐기인 것이 더 바람직하고, 일반식(Ⅲ-F)으로 표시되는 화합물에 있어서는, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기인 것이 바람직하다.
제4성분의 함유량은, 1질량％ 내지 50질량％인 것이 바람직하고, 이 하한치는 3질량％가 바람직하고, 5질량％가 바람직하고, 10질량％가 바람직하고, 15질량％가 바람직하고, 20질량％가 바람직하고, 25질량％가 바람직하고, 이 상한치는 45질량％가 바람직하고, 40질량％가 바람직하고, 35질량％가 바람직하고, 30질량％가 바람직하고, 25질량％가 바람직하고, 20질량％가 바람직하고, 15질량％가 바람직하다.
추가적인 성분으로서, 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.
Figure pct00038
식 중, R21 및 R22은 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥실기를 나타내지만, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기가 바람직하다.
일반식(Ⅴ)의 함유량은, 0질량％ 내지 20질량％가 바람직하다.
추가적인 성분으로서, 일반식(Ⅷ-a), 일반식(Ⅷ-c) 또는 일반식(Ⅷ-d)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유할 수도 있고, 이들의 함유량은 각각 독립하여 0질량％ 내지 10질량％가 바람직하다.
Figure pct00039
(식 중, R51 및 R52은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타냄)
Figure pct00040
(식 중, R51 및 R52은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X51 및 X52은 각각 독립하여 불소 원자 또는 수소 원자를 나타내고, X51 및 X52의 적어도 하나는 불소 원자임)
Figure pct00041
(식 중, R51 및 R52은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X51 및 X52은 각각 독립하여 불소 원자 또는 수소 원자를 나타내고, X51 및 X52의 적어도 하나는 불소 원자임)
추가적인 성분으로서, 일반식(Ⅴ-9.1) 내지 일반식(Ⅴ-9.3)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.
Figure pct00042
본 발명의 액정 조성물은, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A1) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A3) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A4) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-B3) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-B4) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-B5) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A1), 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A3), 일반식(Ⅱ-B5) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A1), 일반식(Ⅱ-B4) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A1), 일반식(Ⅱ-B5) 및 일반식(Ⅲ-A)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A4), 일반식(Ⅱ-B5) 및 일반식(Ⅲ-H)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A1), 일반식(Ⅱ-B1) 및 일반식(Ⅲ-H)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하고, 식(Ⅰ-1), 식(Ⅰ-2), 일반식(Ⅱ-A1), 일반식(Ⅱ-B1), 일반식(Ⅱ-B3) 및 일반식(Ⅲ-H)의 화합물을 동시에 함유하는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 제1성분, 제2성분, 제3성분 및 제4성분의 합계의 함유량이 70∼100질량％인 것이 바람직하고, 80∼100질량％인 것이 더 바람직하고, 85∼100질량％인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 제1성분, 제2성분, 제3성분, 제4성분 및 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물의 합계의 함유량이 88∼100질량％인 것이 바람직하고, 93∼100질량％인 것이 더 바람직하고, 97∼100질량％인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 25℃에 있어서의 유전율 이방성(Δε)이 -2.0 내지 -8.0이지만, -2.0 내지 -6.0이 바람직하고, -2.0 내지 -5.0이 보다 바람직하고, -2.5 내지 -4.5가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 25℃에 있어서의 굴절율 이방성(Δn)이 0.08 내지 0.14이지만, 0.09 내지 0.13이 보다 바람직하고, 0.09 내지 0.12가 특히 바람직하다. 더 상술하면, 얇은 셀 갭에 대응할 경우에는 0.10 내지 0.13인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀 갭에 대응할 경우에는 0.08 내지 0.10인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 25℃에 있어서의 회전 점성(γ1)이 60 내지 200mPa·s이지만, 이 상한치는 190mPa·s가 바람직하고, 180mPa·s가 바람직하고, 170mPa·s가 바람직하고, 160mPa·s가 바람직하고, 150mPa·s가 바람직하고, 140mPa·s가 바람직하고, 130mPa·s가 바람직하고, 125mPa·s가 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn)가 -60℃ 내지 -15℃이지만, -60℃ 내지 -20℃가 보다 바람직하고, -60℃ 내지 -25℃가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni)가 60℃ 내지 120℃이지만, 70℃ 내지 100℃가 보다 바람직하고, 70℃ 내지 85℃가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 25℃에 있어서의 탄성 정수(K33)가 10pN 내지 20pN이지만, 12pN 내지 18pN이 보다 바람직하고, 13pN 내지 17pN이 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 전압 유지율(VHR)이 70％ 내지 100％이지만, 75％ 내지 100％가 바람직하고, 80％ 내지 100％가 바람직하고, 85％ 내지 100％가 바람직하다. 단, 측정 조건은 1V, 3Hz, 60℃이며, 고압 수은 램프로 UV를 12(J) 조사 후에 VHR 측정하는 것으로 한다.
본 발명의 액정 조성물은, 상술한 화합물 이외에, 통상의 네마틱 액정, 스멕틱 액정, 콜레스테릭 액정, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제(HALS), 자발 배향성 화합물 또는 적외선 흡수제 등을 함유해도 된다.
본 발명의 액정 조성물은, 일반식(Ⅰ-2)으로 표시되는 중합성 화합물을 함유하지만, 그 이외의 중합성 화합물을 함유할 수도 있다.
구체적으로는, 예를 들면, 비페닐 유도체, 터페닐 유도체 등의 중합성 화합물을 들 수 있고, 그 경우에는 0.01 내지 2질량％ 함유한다. 더 상술하면, 일반식(M)
Figure pct00043
으로 표시되는 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.
일반식(M)에 있어서, X201 및 X202은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 메틸기 또는 -CF3기를 나타낸다. X201 및 X202은, 모두 수소 원자인 디아크릴레이트 유도체, 모두 메틸기인 디메타크릴레이트 유도체가 바람직하고, 한쪽이 수소 원자이며 다른 한쪽이 메틸기인 화합물도 바람직하다. 용도에 따라 바람직한 화합물을 사용할 수 있지만, PSA 표시 소자에 있어서는, 일반식(M)으로 표시되는 중합성 화합물은 메타크릴레이트 유도체를 적어도 1개 갖는 것이 바람직하고, 2개 갖는 것도 바람직하다.
일반식(M)에 있어서, Sp201 및 Sp202은, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2 내지 7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 환에 결합하는 것으로 함)를 나타낸다. Sp201 및 Sp202은, PSA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는 적어도 한쪽이 단결합인 것이 바람직하고, 모두 단결합인 화합물 또는 한쪽이 단결합이고 다른 한쪽이 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-인 것이 바람직하고, 이 경우, 탄소 원자수 1∼4의 알킬렌기가 바람직하고, s는 1∼4가 바람직하다.
일반식(M)에 있어서, 환 M201, 환 M202 및 환 M203은, 각각 독립적으로, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-에 의해 치환되어 있어도 됨), 1,4-페닐렌기(기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH=는 -N=에 의해 치환되어 있어도 됨), 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로 [2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기를 나타내고, 기 중의 수소 원자는, 각각 독립적으로, 불소 원자, -CF3기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기 또는 식(R-1) 내지 식(R-15) 중 어느 하나에 의해 치환되어 있어도 된다.
Figure pct00044
일반식(M)에 있어서, Z201 및 Z202은, 각각 독립적으로, -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 Y2은, 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 수소 원자를 나타냄), -C≡C- 또는 단결합을 나타내지만, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -C≡C- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO- 또는 단결합이 더 바람직하다.
일반식(M)에 있어서, n201은, 0, 1 또는 2를 나타내지만, 0 또는 1이 바람직하다. 단, 환 M202 및 Z202이 각각 복수 존재할 경우, 각각 달라도 되고 같아도 된다.
일반식(M)으로 표시되는 중합성 화합물을 적어도 1종 함유하고 있어도 되고, 1종∼5종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼3종 함유하는 것이 더 바람직하다.
일반식(M)의 함유량은 0.01∼2.00질량％인 것이 바람직하고, 0.05∼1.00질량％인 것이 더 바람직하고, 0.10∼0.50질량％인 것이 특히 바람직하다.
더 구체적으로는, 일반식(M)에 있어서 n201이 0인 경우, Sp201 및 Sp202 사이의 환 구조는, 식(XXa-1) 내지 식(XXa-5)인 것이 바람직하고, 식(XXa-1) 내지 식(XXa-3)인 것이 더 바람직하고, 식(XXa-1) 또는 식(XXa-2)인 것이 특히 바람직하다. 단, 식의 양단은 Sp201 또는 Sp202에 결합하는 것으로 한다.
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
Figure pct00048
Figure pct00049
이들의 골격을 포함하는 일반식(M)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 후의 배향 규제력이 PSA 모드의 액정 표시 소자에 최적이며, 양호한 배향 상태가 얻어지므로, 표시 불균일이 억제되거나, 또는, 전혀 발생하지 않는 효과가 있다.
이상의 점에서, 중합성 화합물로서, 식(XX-1) 내지 일반식(XX-10)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 식(XX-1) 내지 식(XX-4)이 더 바람직하다.
Figure pct00050
식(XX-1) 내지 일반식(XX-10) 중, Spxx은 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2 내지 7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 환에 결합하는 것으로 함)를 나타낸다.
식(XX-1) 내지 일반식(XX-10) 중, 1,4-페닐렌기 중의 수소 원자는, 추가로 -F, -Cl, -CF3, -CH3, 식(R-1) 내지 식(R-15) 중 어느 하나에 의해 치환되어 있어도 된다.
일반식(M)에 있어서 n201이 1인 경우, 예를 들면, 식(M31) 내지 식(M48)과 같은 중합성 화합물이 바람직하다.
Figure pct00051
식(M31) 내지 식(M48) 중의 1,4-페닐렌기 및 나프탈렌기 중의 수소 원자는, 추가로 -F, -Cl, -CF3, -CH3, 식(R-1) 내지 식(R-15) 중 어느 하나에 의해 치환되어 있어도 된다.
이들의 골격을 포함하는 일반식(M)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 후의 배향 규제력이 PSA 모드의 액정 표시 소자에 최적이며, 양호한 배향 상태가 얻어지므로, 표시 불균일이 억제되거나, 또는, 전혀 발생하지 않는 효과가 있다.
일반식(M)으로 표시되는 중합성 화합물로서, 예를 들면, 식(Ia-1)∼식(Ia-31)과 같은 중합성 화합물도 바람직하다.
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
더 상술하면, 중합성 화합물로서, 예를 들면, 식(M301) 내지 식(M316)과 같은 3관능의 중합성 화합물도 바람직하다.
Figure pct00056
식(M301) 내지 식(M316) 중의 1,4-페닐렌기 및 나프탈렌기 중의 수소 원자는, 추가로 -F, -Cl, -CF3, -CH3에 의해 치환되어 있어도 된다.
또한, 본 발명의 액정 조성물에 첨가시키는 산화 방지제로서, 일반식(H-1) 내지 일반식(H-4)으로 표시되는 힌더드페놀이 바람직하다.
Figure pct00057
일반식(H-1) 내지 일반식(H-4) 중, RH1은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내지만, 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 비인접의 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되고, 또한, 기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 된다. 더 구체적으로는, 탄소 원자수 2 내지 7의 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 7의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 7의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 7의 알케닐옥시기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3 내지 7의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 7의 알케닐기인 것이 더 바람직하다.
일반식(H-4) 중, MH4은 탄소 원자수 1 내지 15의 알킬렌기(당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH2-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-로 치환되어 있어도 됨), -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -C≡C-, 단결합, 1,4-페닐렌기(1,4-페닐렌기 중의 임의의 수소 원자는 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 됨) 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내지만, 탄소 원자수 1 내지 14의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 휘발성을 고려하면 탄소 원자수는 큰 수치가 바람직하지만, 회전 점성(γ1)을 고려하면 탄소 원자수는 너무 크지 않는 쪽이 바람직하므로, 탄소 원자수 2 내지 12가 더 바람직하고, 탄소 원자수 3 내지 10이 더 바람직하고, 탄소 원자수 4 내지 10이 더 바람직하고, 탄소 원자수 5 내지 10이 더 바람직하고, 탄소 원자수 6 내지 10이 더 바람직하다.
일반식(H-1) 내지 일반식(H-4) 중, 1,4-페닐렌기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH=는 -N=에 의해 치환되어 있어도 된다. 또한, 1,4-페닐렌기 중의 수소 원자는 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 된다.
일반식(H-1) 내지 일반식(H-4) 중, 1,4-시클로헥실렌기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-에 의해 치환되어 있어도 된다. 또한, 1,4-시클로헥실렌기 중의 수소 원자는 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 된다.
더 구체적으로는, 예를 들면, 식(H-11) 내지 식(H-15)을 들 수 있다.
Figure pct00058
본 발명의 액정 조성물은, 산화 방지제를 1질량ppm 이상 함유해도 되지만, 10질량ppm 이상이 바람직하고, 20질량ppm 이상이 바람직하고, 50질량ppm 이상이 바람직하다. 산화 방지제의 함유량의 상한은 10000질량ppm이지만, 1000질량ppm이 바람직하고, 500질량ppm이 바람직하고, 100질량ppm이 바람직하다.
본 발명의 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 액정 조성물은, 이에 포함되는 중합성 화합물이 자외선 조사에 의해 중합함으로써 액정 배향능이 부여되고, 액정 조성물의 복굴절을 이용하여 빛의 투과 광량을 제어하는 액정 표시 소자에 사용된다. 액정 표시 소자로서, AM-LCD(액티브 매트릭스 액정 표시 소자), TN-LCD(트위스티드 네마틱 액정 표시 소자), STN-LCD(수퍼 트위스티드 네마틱 액정 표시 소자), OCB-LCD 및 IPS-LCD(인플레인 스위칭 액정 표시 소자)에 유용하지만, AM-LCD에 특히 유용하며, 투과형 혹은 반사형의 액정 표시 소자에 사용할 수 있다. 또한, 배향막을 갖지 않은 액정 표시 소자에 적용할 수도 있다.
액정 표시 소자에 사용되는 액정 셀의 2매의 기판은 유리 또는 플라스틱과 같은 유연성을 가지는 투명한 재료를 사용할 수 있고, 한쪽은 실리콘 등의 불투명한 재료여도 된다. 투명 전극층을 갖는 투명 기판은, 예를 들면, 유리판 등의 투명 기판상에 인듐주석옥사이드(ITO)를 스퍼터링함으로써 얻을 수 있다.
컬러 필터는, 예를 들면, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해 작성할 수 있다. 안료 분산법에 의한 컬러 필터의 작성 방법을 일례로 설명하면, 컬러 필터용의 경화성 착색 조성물을, 당해 투명 기판상에 도포하고, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적, 녹, 청 3색에 대해서 각각 행함으로써, 컬러 필터용의 화소부를 작성할 수 있다. 그 외, 당해 기판상에, TFT, 박막 다이오드, 금속 절연체 금속 비저항 소자 등의 능동 소자를 마련한 화소 전극을 설치해도 된다.
상기 기판을, 투명 전극층이 내측이 되도록 대향시킨다. 그때, 스페이서를 개재하여, 기판의 간격을 조정해도 된다. 이때는, 얻어지는 조광(調光)층의 두께가 1∼100㎛가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 1.5 내지 10㎛가 더 바람직하고, 편광판을 사용할 경우에는, 콘트라스트가 최대가 되도록 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 셀 두께(d)와의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 2매의 편광판이 있을 경우에는, 각 편광판의 편광축을 조정하여 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각를 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 시일제를, 액정 주입구를 마련한 형태로 당해 기판에 스크린 인쇄하고, 당해 기판끼리 첩합하고, 가열하여 시일제를 열경화시킨다.
2매의 기판간에 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 협지시키는 방법은, 통상의 진공 주입법 또는 ODF법 등을 사용할 수 있다.
중합성 화합물을 중합시키는 방법으로서는, 액정의 양호한 배향 성능을 얻기 위해서는, 적당한 중합 속도가 요망되므로, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 단일 또는 병용 또는 순서대로 조사함으로써 중합시키는 방법이 바람직하다. 자외선을 사용할 경우, 편광 광원을 사용해도 되고, 비편광 광원을 사용해도 된다. 또한, 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 2매의 기판간에 협지시킨 상태에서 중합을 행할 경우에는, 적어도 조사면측의 기판은 활성 에너지선에 대하여 적당한 투명성이 주어져 있어야 한다. 또한, 광조사시에 마스크를 사용하여 특정의 부분만을 중합시킨 후, 전장이나 자장 또는 온도 등의 조건을 변화시킴으로써, 미중합 부분의 배향 상태를 변화시키고, 추가로 활성 에너지선을 조사하여 중합시킨다는 수단을 이용해도 된다. 특히 자외선 노광시에는, 본 발명의 액정 조성물에 교류 전계를 인가하면서 자외선 노광하는 것이 바람직하다. 인가하는 교류 전계는, 주파수 10Hz 내지 10kHz의 교류가 바람직하고, 주파수 60Hz 내지 10kHz가 보다 바람직하고, 전압은 액정 표시 소자의 원하는 프리틸트각에 의존하여 선택된다. 즉, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어하는 것. MVA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는, 배향 안정성 및 콘트라스트의 관점에서 프리틸트각을 약 80도 내지 약 88도로 제어하는 것이 필요하지만, 본 발명의 액정 조성물을 사용함으로써, 원하는 프리틸트각으로 제어할 수 있다.
조사시의 온도는, 본 발명의 액정 조성물의 액정 상태가 유지되는 온도 범위 내인 것이 바람직하다. 실온에 가까운 온도, 즉, 전형적으로는 15∼35℃에서의 온도에서 중합하는 것이 바람직하다. 자외선을 발생시키는 램프로서는, 메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 등을 사용할 수 있다. 또한, 조사하는 자외선의 파장으로서는, 액정 조성물의 흡수 파장역이 아닌 파장 영역의 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 필요에 따라, 자외선을 커트해서 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는, 0.1mW/㎠∼100W/㎠가 바람직하고, 2mW/㎠∼50W/㎠가 보다 바람직하다. 조사하는 자외선의 에너지량은, 적의(適宜) 조정할 수 있지만, 10mJ/㎠ 내지 500J/㎠가 바람직하고, 100mJ/㎠ 내지 200J/㎠가 보다 바람직하다. 자외선을 조사할 때에, 강도를 변화시켜도 된다. 자외선을 조사하는 시간은 조사하는 자외선 강도에 따라 적의 선택되지만, 10초 내지 3600초가 바람직하고, 10초 내지 600초가 보다 바람직하다.
[실시예]
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 상술하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「％」는 『질량％』를 의미한다.
실시예에 있어서 화합물의 기재에 대해서 이하의 약호를 사용한다.
(측쇄)
-n -CnH2n +1 탄소수(n)의 직쇄상의 알킬기
n- CnH2n +1- 탄소수(n)의 직쇄상의 알킬기
-On -OCnH2n +1 탄소수(n)의 직쇄상의 알콕실기
nO- CnH2n +1O- 탄소수(n)의 직쇄상의 알콕실기
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH3
V2- CH3=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2 -CH3-CH=CH-CH2-CH2-
(연결기)
-CF2O- -CF2-O-
-OCF2- -O-CF2-
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-COO- -COO-
(환 구조)
Figure pct00059
실시예 중, 측정한 특성은 이하와 같다.
Tni: 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(℃)
Tcn: 고체상-네마틱상 전이 온도(℃)
Δn: 25℃에 있어서의 굴절율 이방성
Δε: 25℃에 있어서의 유전율 이방성
γ1: 25℃에 있어서의 회전 점성(mPa·s)
K33: 25℃에 있어서의 탄성 정수 K33(pN)
VHR: 고압 수은 램프로 UV를 12(J) 조사 후의 전압 유지율(％)
(비교예 1∼5 및 실시예 1∼13)
LC-A(비교예 1), LC-B(비교예 2), LC-C(비교예 3), LC-D(비교예 4), LC-1(실시예 1), LC-2(실시예 2), LC-3(실시예 3) 및 LC-4(실시예 4)의 액정 조성물을 조제하고, 그 물성치를 측정했다. 액정 조성물의 구성과 그 물성치의 결과는 표 1과 같았다.
[표 1]
Figure pct00060
본 발명의 액정 조성물(LC-1)은, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 γ1, 큰 K33, 낮은 Tcn, 높은 Tni 및 높은 VHR인 것을 확인했다. LC-1에 있어서, -25℃에서 100시간의 저온 보존 시험을 행한 결과, 네마틱상을 유지하고 있는 것을 확인했다. 이를 사용한 액정 표시 소자의 응답 속도를 측정한 바, 충분히 고속 응답이었다. 또한, 소부나 표시 불균일 등의 표시 불량이 없는 것을 확인했다. 또한, 셀 두께는 3.3um, 배향막은 JALS2096이며, 응답 속도의 측정 조건은, Von은 6V, Voff는 1V, 측정 온도는 30℃이고, AUTRONIC-MELCHERS사의 DMS703을 사용했다.
또한, 상기의 LC-1 내지 LC-4의 각각의 액정 조성물 99.65질량％에 대하여, 중합성 화합물로서 식(XX-2)의 화합물을 0.35질량％ 첨가한 액정 조성물을 사용하여, PSVA 모드의 액정 표시 소자를 제작하고, 어느 소자에 있어서도 표시 불량이 없고, 충분히 고속 응답인 것을 확인했다(실시예5∼8).
또한, LC-1 내지 LC-4의 각각의 액정 조성물 99.7질량％에 대하여, 중합성 화합물로서 식(XX-4)을 0.3질량％ 첨가한 액정 조성물을 사용하여, PSVA 모드의 액정 표시 소자를 제작하고, 어느 소자에 있어서도 표시 불량이 없고, 충분히 고속 응답인 것을 확인했다(실시예 9∼12).
액정 조성물(LC-A)을 99.65질량％에 대하여, 중합성 화합물로서 식(XX-2)의 화합물을 0.35질량％ 첨가한 액정 조성물을 사용하여, PSVA 모드의 액정 표시 소자를 제작한 바, 소부 현상이 관찰되었다(비교예 5).
또한, 실시예 1의 3-Cy-Cy-V의 화합물을 V-Cy-Cy-V의 화합물로 치환한 액정 조성물(LC-5)(실시예 13)을 조제하고, 그 물성치를 측정한 바, 실시예 1보다도 우수한 γ1을 얻을 수 있었다.
이상의 점에서, 본 발명의 액정 조성물은, Δε이 마이너스이고 절대치가 크고, 낮은 회전 점성(γ1), 큰 탄성 정수(K33), 낮은 고체상-네마틱상 전이 온도(Tcn), 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni), 저온시의 용해 안정성 및 높은 전압 유지율(VHR)이며, 이를 사용하여 제작한 VA형, PSVA형, PSA형, FFS형 등 액정 표시 소자는, 높은 VHR을 갖고, 소부나 표시 불균일 등의 표시 불량이 없거나 또는 억제된, 표시 품위가 우수한 고속 응답인 것이 확인되었다.

Claims (11)

  1. 제1성분으로서, 일반식(Ⅰ-1)
    Figure pct00061

    (식 중, R11은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내고, R12은 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타냄)으로 표시되는 화합물을 함유하고, 제2성분으로서, 일반식(Ⅰ-2)
    Figure pct00062

    (식 중, P는, 중합성기를 나타내고, S는, 단결합 또는 스페이서기를 나타내지만, S가 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되고, X는 -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 단결합을 나타내지만, X가 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되고, A1, A2, A3, A4 및 A5은, 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-디일 또는 나프탈렌-2,6-디일을 나타내지만, 이들의 기 중의 수소 원자는 1개 이상의 L에 의해 치환되어 있어도 되고, A5이 복수 존재할 경우 그것들은 동일해도 달라도 되고, Z1, Z2, 및 Z3은, 각각 독립적으로, -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CH2-, -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-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, R은, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 펜타플루오로설푸라닐기, 시아노기, 니트로기, 이소시아노기, 티오이소시아노기 또는 1개의 -CH2- 또는, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알킬기를 나타내지만, 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-가 각각 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되고, l은, 0 내지 8의 정수를 나타내고, m1, m2 및 m3은 0 또는 1을 나타내고, n은, 0, 1 또는 2를 나타내고, L은, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 메틸기 또는 메톡시기를 나타내고, m1+m2+m3은 0 또는 1을 나타냄)으로 표시되는 화합물을 함유하는 유전율 이방성(Δε)이 마이너스인 액정 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    20℃에 있어서의 유전율 이방성(Δε)이 -2.0 내지 -8.0의 범위이며, 20℃에 있어서의 굴절율 이방성(Δn)이 0.08 내지 0.14의 범위이며, 20℃에 있어서의 회전 점성(γ1)이 60 내지 200mPa·s의 범위이며, 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni)가 60℃ 내지 120℃의 범위인 액정 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제3성분으로서, 일반식(Ⅱ-1) 및 일반식(Ⅱ-2)
    Figure pct00063

    (식 중, R1 및 R2은, 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내고, R1 및 R2 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O- 및/또는 -S-로 치환되어도 되고, 또한 R1 및 R2 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 된다. 환 A 및 환 B는, 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기를 나타낸다. Z11 및 Z21은, 각각 독립적으로, -OCH2-, -CH2O-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합을 나타낸다)으로 표시되는 화합물군이 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제4성분으로서, 일반식(Ⅲ-A) 내지 일반식(Ⅲ-J)
    Figure pct00064

    (식 중, R5은, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기, R6은, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕실기, 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 5의 알케닐옥시기를 나타낸다. 단, 일반식(Ⅲ-A)으로 표시되는 화합물에 있어서, 일반식(Ⅰ-1)으로 표시되는 화합물과 동일한 화합물은 포함하지 않는다)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    일반식(Ⅱ-1)으로 표시되는 화합물과 일반식(Ⅱ-2)으로 표시되는 화합물을 동시에 함유하는 액정 조성물.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    일반식(Ⅱ-1)이, 일반식(Ⅱ-A1) 내지 일반식(Ⅱ-A4)
    Figure pct00065

    이며, 일반식(Ⅱ-2)이, 일반식(Ⅱ-B1) 내지 일반식(Ⅱ-B6)
    Figure pct00066

    인 액정 조성물.
  7. 제3항에 있어서,
    일반식(Ⅱ-1) 및 일반식(Ⅱ-2) 중의 R1이 프로페닐기인 화합물의 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    일반식(Ⅳ)
    Figure pct00067

    (식 중, R7 및 R8은, 각각 독립적으로 식(R-1) 내지 식(R-15)
    Figure pct00068

    중 어느 하나를 나타내고, X1 내지 X8은 각각 독립적으로 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기, 불소 원자 또는 수소 원자를 나타냄)인 액정 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 사용한 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 사용한 VA형, FFS형, PSA형, PSVA형의 액정 표시 소자.
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