WO2014136654A1 - ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
Description
更に詳述すると、第三成分は一般式(II-A3)及び一般式(II-B4)の組み合わせであることが好ましく、一般式(II-A3)及び一般式(II-B4)及び一般式(II-B5)の組み合わせであることが更に好ましく、一般式(II-A3)及び一般式(II-B4)及び一般式(II-B1)の組み合わせであることが更に好ましい。
更に詳述すると、第三成分は一般式(II-A4)及び一般式(II-B4)の組み合わせであることが好ましく、一般式(II-A4)及び一般式(II-B1)の組み合わせであることが好ましく、一般式(II-A4)及び一般式(II-B1)及び一般式(II-B5)の組み合わせであることが更に好ましく、一般式(II-A4)及び一般式(II-B1)及び一般式(II-B3)の組み合わせであることが更に好ましい。
第四成分は、一般式(III-A)、一般式(III-D)、一般式(III-F)、一般式(III-G)及び一般式(III-H)から選ばれる化合物であることが好ましく、一般式(III-A)、一般式(III-F)、一般式(III-G)及び一般式(III-H)から選ばれる化合物であることが更に好ましく、一般式(III-A)、一般式(III-G)及び一般式(III-H)から選ばれる化合物であることが更に好ましく、一般式(III-A)、一般式(III-F)及び一般式(III-H)から選ばれる化合物であることも好ましく、一般式(III-A)及び一般式(III-F)から選ばれる化合物であることが特に好ましい。
また、一般式(III-D)、一般式(III-G)及び一般式(III-H)で表される化合物においては、R5は炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基、R6は炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基であることが好ましく、R5は炭素原子数2から5のアルケニル基であることが更に好ましく、炭素原子数2又は3のアルケニル基であることが更に好ましく、一般式(III-F)で表される化合物においては、R5及びR6はそれぞれ独立的に炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基であることが好ましい。
本発明の液晶組成物は、第四成分である一般式(III-A)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、第四成分である一般式(III-F)で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、第四成分である一般式(III-A)で表される化合物及び一般式(III-F)で表される化合物を同時に含有することが特に好ましい。
また、一般式(III-A)で表される化合物は、R5は炭素原子数2のアルケニル基であることが特に好ましく、R6は炭素原子数3のアルキル基であることが特に好ましい。
第四成分の含有量は、1質量%から40質量%であることが好ましく、5質量%から40質量%であることが好ましく、10質量%から40質量%であることが好ましく、20質量%から40質量%であることが特に好ましい。
また、一般式(III-F)で表される化合物は、R5は炭素原子数2から5のアルキル基であることが特に好ましく、R6は炭素原子数1から3のアルキル基であることが特に好ましい。
第四成分の含有量は、1質量%から40質量%であることが好ましく、5質量%から40質量%であることが好ましい。
更なる成分として、一般式(V-9.1)から一般式(V-9.3)で表される化合物を1種又は2種以上含有しても良い。
一般式(M)の含有量は0.01~2.00質量%であることが好ましく、0.05~1.00質量%であることが更に好ましく、0.10~0.50質量%であることが特に好ましい。
また、本発明の液晶組成物は、酸化防止剤を含有することができる。一般式(H-1)から一般式(H-4)で表されるヒンダードフェノール型化合物が好ましい。
一般式(H-4)中、MH4は炭素原子数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-に置換されていても良い。)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、単結合、1,4-フェニレン基(1,4-フェニレン基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていても良い。)又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表すが、炭素原子数1から14のアルキレン基であることが好ましく、揮発性を考慮すると炭素原子数は大きい数値が好ましいが、粘度を考慮すると炭素原子数は大き過ぎない方が好ましいことから、炭素原子数2から12が更に好ましく、炭素原子数3から10が更に好ましく、炭素原子数4から10が更に好ましく、炭素原子数5から10が更に好ましく、炭素原子数6から10が更に好ましい。
一般式(H-1)から一般式(H-4)中、1,4-フェニレン基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH=は-N=によって置換されていても良い。また、1,4-フェニレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。
一般式(H-1)から一般式(H-4)中、1,4-シクロヘキシレン基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は-O-又は-S-によって置換されていても良い。また、1,4-シクロヘキシレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。
本発明の液晶組成物は、酸化防止剤を1質量ppm以上含有しても良いが、10質量ppm以上が好ましく、20質量ppm以上が好ましく、50質量ppm以上が好ましい。酸化防止剤の含有量の上限は10000質量ppmであるが、1000質量ppmが好ましく、500質量ppmが好ましく、100質量ppmが好ましい。
実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
nO- CnH2n+1O- 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
-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
(連結基)
-CF2O- -CF2-O-
-OCF2- -O-CF2-
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-COO- -COO-
(環構造)
Δn :20℃における屈折率異方性
Δε :25℃における誘電率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ1 :20℃における回転粘性(mPa・s)
K33 :20℃における弾性定数K33(pN)
(比較例1、実施例1、実施例2及び実施例3)
LC-A(比較例1)、LC-1(実施例1)、LC-2(実施例2)及びLC-3(実施例3)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表1のとおりであった。
これらを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、LC-1、LC-2及びLC-3は、十分に高速応答であり、LC-Aよりも10%以上高速であった。なお、セル厚は3.5um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは5.5V、Voffは1.0V、測定温度は20℃で、AUTRONIC-MELCHERS社のDMS301を用いた。
また、LC-1を99.6質量%、重合性モノマーとして式(XX-2)を0.4質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-1を99.6質量%、重合性モノマーとして式(XX-4)を0.4質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-1を99.6質量%、重合性モノマーとして式(M-302)を0.3質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-1を99.6質量%、重合性モノマーとして式(XX-4)を0.3質量%及び式(Ia-31)を0.1質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
更に、LC-2及びLC-3についても同様に重合性モノマーを添加して、PSVAモードの液晶表示素子を作製し、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
(比較例2、実施例4及び実施例5)
LC-B(比較例2)、LC-4(実施例4)及びLC-5(実施例5)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表2のとおりであった。
これらを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、LC-4及びLC-5は、十分に高速応答であり、LC-Bよりも15%以上高速であった。なお、セル厚は3.3um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは5.5V、Voffは1.0V、測定温度は20℃で、AUTRONIC-MELCHERS社のDMS301を用いた。
また、LC-4を99.6質量%、重合性モノマーとして式(XX-1)を0.4質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-4を99.6質量%、重合性モノマーとして式(XX-2)を0.4質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-4を99.5質量%、重合性モノマーとして式(M-302)を0.5質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-4を99.6質量%、重合性モノマーとして式(XX-1)を0.2質量%及び式(XX-2)を0.2質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-5を99.7質量%、重合性モノマーとして式(M31)を0.3質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
また、LC-5を99.65質量%、重合性モノマーとして式(M33)を0.35質量%で調製した液晶組成物を用いて、PSVAモードの液晶表示素子を作製したところ、表示不良がなく、十分に高速応答であることを確認した。
Claims (12)
- 25℃における誘電率異方性(Δε)が-2.0から-8.0の範囲であり、20℃における屈折率異方性(Δn)が0.08から0.14の範囲であり、20℃における粘度(η)が10から30mPa・sの範囲であり、20℃における回転粘性(γ1)が60から130mPa・sの範囲であり、ネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から120℃の範囲である請求項1に記載の液晶組成物。
- 第三成分として、一般式(II-1)及び一般式(II-2)
- 一般式(II-1)で表される化合物と一般式(II-2)で表される化合物を同時に含有する請求項3又は4に記載の液晶組成物。
- 一般式(II-1)及び一般式(II-2)中のR1がプロペニル基である化合物の群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項3から6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 重合性化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 重合性化合物が、一般式(M)
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたVAモード、PSAモード、PSVAモード、IPSモード又はECBモード用液晶表示素子。
Priority Applications (5)
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