TW201418423A - 向列型液晶組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種液晶組合物，其係具有正介電各向異性者，且上述液晶組合物含有選自通式(LC0-1)至(LC0-3)所表示之化合物中之2種以上之化合物，且含有選自通式(LC1)至通式(LC5)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物。本發明提供一種液晶顯示元件，其具有Δε較大、黏度亦較低之特徵，可於低電壓驅動下高速響應化，實用且可靠性較高，其對於主動矩陣驅動用液晶顯示元件較為有用。本發明可應用於IPS型等之液晶顯示元件。

Description

向列型液晶組合物
本發明係關於一種作為電光學液晶顯示材料較為有用之介電各向異性(△ε)顯示正值的向列型液晶組合物。
液晶顯示元件係以鐘錶、計算器為開端，逐漸用於各種測定設備、汽車用面板、文字處理機、電子記事本、印表機、電腦、電視、鐘錶、廣告顯示板等。作為液晶顯示方式，其代表性者有TN(扭轉向列)型、STN(超扭轉向列)型、使用TFT(薄膜電晶體)之以垂直配向為特徵之VA(Vertical Alignment，垂直配向)型或以水平配向為特徵之IPS(橫向電場效應)型/FFS(Fringe Field Switching，邊緣電場切換)型等。要求用於該等液晶顯示元件之液晶組合物對於水分、空氣、熱、光等外部因素較為穩定，又，於以室溫為中心之儘可能較廣之溫度範圍內顯示液晶相，低黏性，且驅動電壓較低。進而，液晶組合物係為了使對於各個顯示元件綜合最佳之介電各向異性(△ε)或/及折射各向異性(△n)等成為最佳值，而包含數種至數十種化合物。
垂直配向型顯示器中使用△ε為負之液晶組合物，TN型、STN型或IPS型等水平配向型顯示器中使用△ε為正之液晶組合物。近年來，亦報告有使△ε為正之液晶組合物於未施加電壓時垂直配向、並藉由施加IPS型/FFS型電場而進行顯示的驅動方式，△ε為正之液晶組合物之必要性進一步提高。另一方面，於所有驅動方式中均要求低電壓驅動、高速響應、較廣之動作溫度範圍。即，要求△ε為正且絕對值較 大，黏度(η)較小，且有較高之向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)。又，必須根據△n與單元間隙(d)之積即△n×d之設定，將液晶組合物之△n配合單元間隙調節為適當之範圍。此外，於將液晶顯示元件應用於電視等之情形時，重視高速響應性，因此要求γ1較小之液晶組合物。
作為液晶組合物之構成成分，揭示有使用△ε為正之液晶化合物即式(A-1)或(A-2)所表示之化合物的液晶組合物(專利文獻1至4)，但該等液晶組合物並未實現足夠低之黏性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]
WO96/032365號
[專利文獻2]
日本專利特開平09-157202號
[專利文獻3]
WO98/023564號
[專利文獻4]
日本專利特開2003-183656號
本發明所欲解決之課題在於提供一種液晶組合物，其被調整為所需之折射各向異性(△n)，藉由抑制向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)之降低及向列相之下限溫度之上升而不使向列相之溫度範圍變差，黏度(η)足夠低，而且介電各向異性(△ε)為正。
本發明者對各種氟苯衍生物進行研究，發現藉由組合特定之化合物可解決上述課題，從而完成本件發明。
本發明提供一種液晶組合物，其特徵在於：其係具有正介電各向異性者，且上述液晶組合物含有來自通式(LC0-1)至通式(LC0-3)所表示之化合物群中之2種以上之群之化合物，進而含有選自通式(LC1)至通式(LC5)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物；進而，提供一種使用該液晶組合物之液晶顯示元件。
(式中，R01~R41分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可任意地經鹵素取代，R51及R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原 子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，A01~A42分別獨立地表示下述任一結構，
(該結構中環己烷環之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代，該結構中苯環之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代，X61及X62分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3)，A51~A53分別獨立地表示下述任一結構，
(式中，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2CH2-可經-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯環中之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代)，X01~X03表示氫原子或氟原子，X11~X43分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y01~Y41表示-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Z01及Z02分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，Z31~Z42分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-，但Z31及Z32亦可分別獨立地為-OCF2-或-CF2O-，於m42為0之情形時，Z41及Z42亦可分別獨立地為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，存在之Z31及Z32中之至少一者並非單鍵，Z51及Z52分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，m01~ m51分別獨立地表示0~3之整數，m31+m32及m41+m42分別獨立地表示1、2、3或4，於存在複數個A01、A02、A03、A23、A31、A32、A41、A42、A52、Z01、Z02、Z31、Z32、Z41、Z42及/或Z52之情形時，該等可相同，亦可不同)。
本發明之液晶組合物具有△ε為正且其絕對值可較大之特徵。又，η亦較低，旋轉黏性(γ1)亦較小，液晶性優異，於較廣之溫度範圍內顯示穩定之液晶相。進而，該液晶組合物對於熱、光、水等化學性穩定，溶解性良好，因此低溫下之相穩定亦良好，可低電壓驅動，實用且可靠性較高。
本案發明之含有來自通式(LC0-1)至通式(LC0-3)所表示之化合物群中2種以上之群之化合物、進而含有選自通式(LC1)至通式(LC5)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物的液晶組合物由於顯示穩定之液晶相，故而可謂實用之液晶組合物。
該等通式(LC0-1)至通式(LC5)中，R01~R41分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可任意地經鹵素取代，較佳為碳數1~8之烷基、碳數2~8之烯基或碳數1~8之烷氧基，較佳為直鏈，R51及R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，較佳為碳數1~8之烷基、碳數2~8之烯基或碳數1~8之烷氧基，較佳為直鏈。於R01 ~R52為烯基之情形時，較佳為選自式(R1)至式(R5)中之任一者所表示之基中。
(各式中之黑點表示與環之連結點)
A01~A42較佳為分別獨立地為反-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基或四氫吡喃基。於A01~A42中含有四氫吡喃基之情形時，較佳為A01、A11、A21及A31。A51~A53較佳為分別獨立地為反-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基。
X01~X03較佳為氫原子或氟原子，X11~X43較佳為分別獨立地為氫原子或氟原子。Y01~Y41較佳為-F、-CF3或-OCF3。Z01及Z02較佳為分別獨立地為單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，於存在之Z01及Z02中之一者表示-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-之情形時，較佳為另一者表示單鍵，進而較佳為全部表示單鍵。Z31~Z42較佳為分別獨立地為單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，存在之Z31及Z32中之至少一者並非單鍵。於m42為0之情形時，Z41分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-或-(CH2)4-。Z51及Z52較佳為分別獨立地為單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，進而較佳為單鍵、-CH2CH2-、-OCF2-或-CF2O-，尤佳為單鍵。m01、m02較佳為分別獨立地表示0~2之整數，m21較佳為表示0或1之整數。m31~m42較佳為分別獨立地表 示0~2之整數，m31+m32及m41+m42較佳為分別獨立地為1、2或3。m51較佳為表示1或2之整數。於存在複數個A01、A02、A23、A31、A32、A41、A42、A52、Z01、Z02、Z31、Z32、Z41、Z42及/或Z52之情形時，該等可相同，亦可不同。
通式(LC0-1)所表示之化合物更佳為下述通式(LC0-1-1)至(LC0-1-8)所表示之化合物，通式(LC0-2)所表示之化合物更佳為下述通式(LC0-2-1)至(LC0-2-4)所表示之化合物。
(式中，R01、X01及Y01表示與技術方案1相同之含義)
通式(LC0-3)所表示之化合物更佳為下述通式(LC0-3-1)至(LC0-3-99)所表示之化合物。
(式中，R01、X01及Y01表示與技術方案1相同之含義，R表示R01，F,CF3,OCF3表示F、CF3或OCF3中之任一者，(F)表示H或F中之任一者)
本發明之液晶組合物含有來自通式(LC0-1)至通式(LC0-3)所表示之化合物群中2種以上之群之化合物，其合計含量較佳為5~50質量%之範圍，更佳為10~40質量%之範圍。
通式(LC1)所表示之化合物更佳為下述通式(LC1-1)至通式(LC1-4)所表示之化合物，
(式中，R11、X11、X12及Y11表示與技術方案1相同之含義)。
通式(LC2)所表示之化合物更佳為下述通式(LC2-1)至通式(LC2-14)所表示之化合物，
(式中，X23、X24、X25及X26分別獨立地表示氫原子、Cl、F、CF3或OCF3，X22、R21及Y21表示與技術方案1相同之含義)。
通式(LC3)所表示之化合物較佳為下述通式(LC3-1)至通式(LC3-32)所表示之化合物，
(式中，X33、X34、X35、X36、X37及X38分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X32、R31、A31、Y31及Z31表示與技術方案1相同之含義)。
通式(LC4)所表示之化合物較佳為下述通式(LC4-1)至通式(LC4-23)所表示之化合物，
(式中，X44、X46、X47、X71及X72分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X42、X43、R41及Y41表示與技術方案1相同之含義)。
通式(LC5)所表示之化合物較佳為下述通式(LC5-1)至通式(LC5-14)所表示之化合物，
(式中，R51及R52表示與技術方案1相同之含義)。
於本發明之液晶組合物中，通式(LC5)所表示之化合物較佳為含有1種或2種以上，含量較佳為20~70質量%，更佳為30~70質量%。
本發明之液晶組合物於20℃下之黏度η較佳為20mPa‧s以下。
本發明之液晶組合物可含有1種或2種以上之光學活性化合物。光學活性化合物只要可使液晶分子扭轉而配向，則可使用任意者。通常該扭轉因溫度而變化，因此為了獲得所需之溫度依存性，亦可使用複數種光學活性化合物。為了不對向列型液晶相之溫度範圍或黏度等 產生不良影響，較佳為選擇扭轉效果較強之光學活性化合物而使用。較佳為含有膽固醇壬酸酯等液晶或下述通式(Ch-1)至通式(Ch-6)所表示之化合物作為此種光學活性化合物。
(式中，Rc1、Rc2、R*分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可任意地經鹵素取代，其中R*具有至少1個具有光學活性之支鏈基或鹵素取代基，Zc1、Zc2分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，D1、D2表示環己烷環或苯環，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代，又，該環中之1個或2個以上之-CH2CH2-可經-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯環中之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代，該環中之1個以上之氫原子可經F、Cl、 CH3取代，t1、t2表示0、1、2、3，MG＊、Qc1、Qc2表示下述結構，
(式中，D3、D4表示環己烷環或苯環，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代，又，該環中之1個或2個以上之-CH2CH2-可經-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯環中之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代，該環中之1個以上之氫原子可經F、Cl、CH3取代)。
本發明之液晶組合物亦可含有1種或2種以上之聚合性化合物，聚合性化合物較佳為如下結構之圓盤狀液晶化合物：以苯衍生物、聯三伸苯衍生物、參茚并苯衍生物、酞菁衍生物或環己烷衍生物作為分子之中心之母核，並以直鏈烷基、直鏈烷氧基或經取代之苯甲醯氧基作為其側鏈而放射狀地取代而成。
具體而言，聚合性化合物較佳為通式(PC)所表示之聚合性化合物，
(式中，P1表示聚合性官能基，Sp1表示碳原子數0~20之間隔基，Qp1表示單鍵、-O-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-CH=CH-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、- OCO-CH=CH-或-C≡C-，p1及p2分別獨立地表示1、2或3，MGp表示液晶原基或液晶原性支持基，Rp1表示鹵素原子、氰基或碳原子數1~25之烷基，該烷基中之1個或2個以上之CH2基可以O原子不直接鄰接之方式經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代，或者Rp1可為P2-Sp2-Qp2-，P2、Sp2、Qp2分別獨立地表示與P1、Sp1、Qp1相同之含義)
更佳為聚合性化合物通式(PC)中之MGp為以下之結構所表示之聚合性化合物，
(式中，C01~C03分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-二環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基或茀-2,7-二基，1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基及茀-2,7-二基可具有1個以上之F、Cl、CF3、OCF3、氰基、碳原子數1~8之烷基、烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、碳原子數2~8之烯基、烯氧基、烯醯基或烯醯氧基作為取代基，Zp1及Zp2分別獨立地表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-或單鍵，p3表示0、1或2)
此處，於Sp1及Sp2分別獨立地為伸烷基之情形時，該伸烷基可經1個以上之鹵素原子或CN取代，存在於該基中之1個或2個以上之CH2基可以O原子不直接鄰接之方式經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。又，P1及P2較佳為分別獨立地為下述通式中之任一者，
(式中，Rp2至Rp6分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~5之烷基)
更具體而言，聚合性化合物通式(PC)較佳為通式(PC0-1)至通式(PC0-6)所表示之聚合性化合物，
(PC0-3)P 1 -Sp 1 -Q p1 -MG p -Q p2 -Sp 2 -P 2
(PC0-4)P 1 -Q p1 -MG p -Q p2 -P 2
(PC0-5)P 1 -Sp 1 -Q p1 -MG p -R p1
(PC0-6)P 1 -Q p1 -MG p -R p1
(式中，p4分別獨立地表示1、2或3)。進而具體而言，較佳為通 式(PC1-1)至通式(PC1-9)所表示之聚合性化合物，
(式中，p5表示0、1、2、3或4)。其中，Sp1、Sp2、Qp1及Qp2較佳為單鍵，P1及P2較佳為式(PC0-a)，更佳為丙烯醯氧基及甲基丙烯醯氧基，p1+p4較佳為2、3或4，Rp1較佳為H、F、CF3、OCF3、CH3或OCH3。進而，較佳為通式(PC1-2)、通式(PC1-3)、通式(PC1-4)及通式(PC1-8)所表示之化合物。
又，通式(PC)中之MGp亦較佳為通式(PC1)-9表示之圓盤狀液晶化合物。
(式中，R7分別獨立地表示P1-Sp1-Qp1或通式(PC1-e)之取代基，R81及R82分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或甲基，R83表示碳原子數1~20烷氧基，該烷氧基中之至少1個氫原子經上述通式(PC0-a)至(PC0-d)所表示之取代基取代)
聚合性化合物之使用量較佳為0.05~2.0質量%。
本發明之含有聚合性化合物之液晶組合物係使該聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件。此時，要求將未聚合成分降低至所需量以下，對於液晶組合物，較佳為含有於通式(LC0)中之部分結構中具有聯苯基及/或聯三苯基之聚合性化合物。進而具體而言，較佳為通式(LC0-4)至通式(LC0-6)、通式(LC0-10)至通式(LC0-16)、通式(LC0-27)至通式(LC0-107)所表示之化合物，較佳為選擇一種或兩種以上，且含有0.1~40質量%。又，較佳為於通式(PC1-1)至通式(PC1-3)、通式(PC1-8)或通式(PC1-9)所表示之聚合性化合物所組成之群中併用。
上述液晶組合物亦可進而含有1種或2種以上之抗氧化劑，亦可進而含有1種或2種以上之UV吸收劑。作為抗氧化劑，較佳為選自下述通式(E-1)及/或通式(E-2)所表示者中。
(式中，Re1表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可任意地經鹵素取代，Ze1、Ze2分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，E1表示環己烷環或苯環，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代，又，該環中之1個或2個以上之-CH2CH2-可經-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯環中之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代，該環中之1個以上之氫原子可經F、Cl、CH3取代，q1表示0、1、2或3)
本發明之液晶組合物可作為液晶顯示元件、尤其是主動矩陣驅動用液晶顯示元件，而用於例如TN模式、OCB(Optically Compensated Birefringence，光學補償雙折射)模式、ECB(Electrically Controlled Birefingence，電控雙折射)模式、IPS(包含FFS電極)模式或VA-IPS模式(包含FFS電極)。此處，所謂VA-IPS模式，係於未施加電壓時，使介電各向異性為正之液晶材料(△ε>0)相對於基板面垂直地配向，利用配置於同一基板面上之像素電極及共用電極驅動液晶分子的方法，由於液晶分子排列於像素電極及共用電極所產生之彎曲電場之方向上，故而有可容易地形成像素分割或多區域、且響應亦優異的優點。根據非專利文獻Proc.13th IDW,97(1997)、Proc.13th IDW,175(1997)、SID Sym.Digest,319(1998)、SID Sym.Digest,838(1998)、SID Sym.Digest,1085(1998)、SID Sym.Digest,334(2000)、Eurodisplay Proc.,142(2009)，有EOC、VA-IPS等各種名稱，於本發明中以下簡稱為「VA-IPS」。
一般而言，TN、ECB方式中之弗雷德里克茲(Freedericksz)轉變之閾值電壓(Vc)係以下述式表示，
STN方式中係以下述式表示，
VA方式中係以下述式表示。
(式中，Vc表示弗雷德里克茲轉變(V)，Π表示圓周率，dcell表示第一基板與第二基板之間隔(μm)，dgap表示像素電極與共用電極之間隔(μm)，dITO表示像素電極及/或共用電極之寬度(μm)，<r1>、<r2>、及<r3>表示外插長(μm)，K11表示展曲彈性常數(N)，K22表示扭轉彈性常數(N)，K33表示彎曲彈性常數(N)，△ε表示介電常數之各向異性)
另一方面，於VA-IPS方式中，本發明等人發現可使用下述數4。
[數4]
(式中，Vc表示弗雷德里克茲轉變(V)，Π表示圓周率，dcell表示第一基板與第二基板之間隔(μm)，dgap表示像素電極與共用電極之間隔(μm)，dITO表示像素電極及/或共用電極之寬度(μm)，<r>、<r'>、<r3>表示外插長(μm)，K33表示彎曲彈性常數(N)，△ε表示介電常數之各向異性)根據數4，作為單元構成，藉由儘可能減小dgap並儘可能增大dITO，而謀求低驅動電壓化，作為使用之液晶組合物，藉由選擇△ε之絕對值較大、且K33較小者，而謀求低驅動電壓化。
本發明之液晶組合物可調整較佳之△ε、K11、K33等。
液晶組合物之折射各向異性(△n)與顯示裝置之第一基板和第二基板之間隔(d)的積(△n‧d)與視角特性或響應速度極大地相關。因此，間隔(d)有變薄為3~4μm之傾向。積(△n‧d)於TN、ECB、IPS(未施加時之液晶配向與基板面大致水平)方式之情形時，尤佳為0.31~0.33。於VA-IPS方式中，於相對於兩基板垂直配向之情形時較佳為0.20~0.59，尤佳為0.30~0.40。如此，積(△n‧d)之適合值根據各種顯示元件之模式之種類而異，因此適合於各種模式之液晶組合物之折射各向異性(△n)為0.070~0.110之範圍、0.100~0.140之範圍、或0.130~0.180之範圍，可製作具有該等各不相同之範圍之折射各向異性(△n)之液晶組合物。
含有通式(PC)所表示之化合物作為聚合性化合物的本發明之液晶組合物可提供一種於施加電壓下或未施加電壓下使該液晶組合物中所含有之聚合性化合物聚合而製作而成的高分子穩定化之TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶顯示元件。具體而言，可藉由如下方式而製作：於二片基板間夾持含有聚合性化合物 之液晶組合物，並於施加電壓下或未施加電壓下利用紫外線等之能量使液晶組合物中之聚合性化合物聚合。於該液晶顯示元件中，可利用聚合性化合物之高分子化使液晶分子之配向狀態記憶化，藉此可提高配向狀態之穩定性。又，亦可期待響應速度之改善。
[實施例]
以下，舉例進一步詳述本案發明，但本案發明並不受該等限定。又，以下之實施例及比較例之組合物中，「%」意指『質量%』。
作為液晶組合物之物性，如以下所示。
TN-I：向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
T-n：向列相之下限溫度(℃)
ε⊥：25℃下之相對於分子長軸方向垂直之方向之介電常數
△ε：25℃下之介電各向異性
no：25℃下之對尋常光之折射率
△n：25℃下之折射各向異性
Vth：25℃下施加頻率1KHz之矩形波時透過率變化10%之單元厚度6μm之單元中的施加電壓(V)
η20：20℃下之塊體黏度(mPa‧s)
γ1：旋轉黏性(mPa‧s)
化合物記載時使用下述縮寫。
(實施例1)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例2)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(比較例1)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
該液晶組合物係不含本申請案之通式(LC0-1)至通式(LC0-3)所表示之化合物者。可知實施例1及實施例2之黏度遠遠較低，γ1亦較小，本發明之組合非常優異。
(實施例3)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例4)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例5)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例6)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例7)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例8)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例9)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例10)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例11)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例12)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例13)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例14)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例15)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例16)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例17)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例18)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例19)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例20)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
(實施例21)
以下，表示所製備之液晶組合物及其物性值。
如此可知，實施例3~21之液晶組合物為低黏度，γ1亦較小，本發明之組合非常優異。

Claims (14)

  1. 一種液晶組合物，其特徵在於：其係具有正介電各向異性者，且上述液晶組合物含有來自通式(LC0-1)至通式(LC0-3)所表示之化合物群中之2種以上之群之化合物，進而含有選自通式(LC1)至通式(LC5)所表示之化合物群中之1種或2種以上化合物； (式中，R01~R41分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可任意地經鹵素取代，R51及R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，A01~A42分別獨立地表示下述任一結構， (該結構中環己烷環之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代，該結構中苯環之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代，X61及X62分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3)，A51~A53分別獨立地表示下述任一結構， (式中，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2CH2-可經-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯環中之1個或2個以上之-CH=可以氮原子不直接鄰接之方式經-N=取代)，X01~X03表示氫原子或氟原子，X11~X43分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y01~Y41表示-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Z01及Z02分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，Z31~Z42分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-，但Z31及Z32亦可分別獨立地為-OCF2-或-CF2O-，於m42為0之情形時，Z41及Z42亦可分別獨立地為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，存在之Z31及Z32中之至少一者並非單鍵，Z51及Z52分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，m01~m51分別獨立地表示0~3之整數，m31+m32及m41+m42分別獨立地表示1、2、3或4，於存在複數個A01、A02、A03、A23、A31、A32、A41、A42、A52、Z01、Z02、Z31、Z32、Z41、Z42及/或Z52之情形時，該等可相同，亦可不同)。
  2. 如請求項1之液晶組合物，其含有來自通式(LC0-1)至通式(LC0-3)所表示之化合物群中之2種以上之群之化合物，進而含有選自通式(LC1)至通式(LC4)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物，進而含有選自通式(LC5)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物。
  3. 如請求項1或2之液晶組合物，其中通式(LC0-1)所表示之化合物係選自通式(LC0-1-1)至通式(LC0-1-8)所表示之化合物群，通式 (LC0-2)所表示之化合物係選自通式(LC0-2-1)至通式(LC0-2-4)所表示之化合物群，通式(LC0-3)所表示之化合物係選自通式(LC0-3-1)至通式(LC0-3-99)所表示之化合物群； (式中，R01、X01及Y01表示與請求項1相同之含義，R表示R01，F,CF3,OCF3表示F、CF3或OCF3中之任一者，(F)表示H或F中之任一者)。
  4. 如請求項1至3中任一項之液晶組合物，其中通式(LC2)所表示之化合物係選自通式(LC2-1)至通式(LC2-14)所表示之化合物群中之化合物； (式中，X23、X24、X25及X26分別獨立地表示氫原子、Cl、F、CF3或OCF3，X22、R21及Y21表示與請求項1相同之含義)。
  5. 如請求項1至4中任一項之液晶組合物，其中通式(LC3)所表示之化合物係選自通式(LC3-1)至通式(LC3-32)所表示之化合物群中之化合物； (式中，X33、X34、X35、X36、X37及X38分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X32、R31、A31、Y31及Z31表示與請求項1相同之含義)。
  6. 如請求項1至5中任一項之液晶組合物，其中通式(LC4)所表示之化合物係選自通式(LC4-1)至通式(LC4-23)所表示之化合物群中之化合物； (式中，X44、X46、X47、X71及X72分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X42、X43、R41及Y41表示與請求項1相同之含義)。
  7. 如請求項1至6中任一項之液晶組合物，其中通式(LC5)所表示之化合物係選自通式(LC5-1)至通式(LC5-14)所表示之化合物群中之化合物； (式中，R51及R52表示與請求項1相同之含義)。
  8. 如請求項1至7中任一項之液晶組合物，其含有1種或2種以上之聚合性化合物。
  9. 如請求項1至8中任一項之液晶組合物，其含有1種或2種以上之抗氧化劑。
  10. 如請求項1至9中任一項之液晶組合物，其含有1種或2種以上之UV吸收劑。
  11. 一種液晶顯示元件，其係使用如請求項1至10中任一項之液晶組合物。
  12. 一種主動矩陣驅動用液晶顯示元件，其係使用如請求項1至10中任一項之液晶組合物。
  13. 一種TN模式、OCB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶顯示元件，其係使用如請求項1至10中任一項之液晶組合物。
  14. 一種高分子穩定化之TN模式、OCB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶顯示元件，其係使用如請求項8之液晶組合物，於施加電壓下或未施加電壓下使該液晶組合物中所含有之聚合性化合物聚合而製作。
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