WO2014125564A1 - 液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子 - Google Patents
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Definitions
- the content of the compound represented by the general formula (Ic) is low temperature solubility, transition temperature, electrical reliability, birefringence index, process suitability, dripping trace. Therefore, it is necessary to adjust appropriately according to required performance such as image sticking and dielectric anisotropy.
- the lower limit of the preferable content is, for example, 2% in one embodiment of the present invention with respect to the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. Or in another embodiment of the present invention it is 4%. In another embodiment of the present invention, it is 6%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 10%.
- the compound represented by the general formula (I) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by the general formula (Ie).
- the content of the compound represented by the general formula (II-a) includes solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process suitability, dropping trace Therefore, it is necessary to adjust appropriately according to required performance such as image sticking and dielectric anisotropy.
- the lower limit of the preferable content is, for example, 1% in one embodiment of the present invention with respect to the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. Or in another embodiment of the present invention it is 4%. In another embodiment of the present invention, it is 7%. Furthermore, in another embodiment of the present invention it is 12%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 15%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 20%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 25%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 30%.
- a compound represented by formula (III-a-2), formula (III-a-3) or formula (III-a-4) is preferred. Furthermore, a compound selected from the group of compounds represented by formula (III-b) having a structure similar to that of the compound represented by formula (III) can be contained.
- the upper limit of the preferable content is, for example, 20% in another embodiment of the present invention with respect to the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 15%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 10%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 5%.
- the compound represented by the general formula (L) is preferably a compound selected from, for example, a compound group represented by the general formula (VI).
- the lower limit of the preferable content is, for example, 2% in one embodiment with respect to the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 4%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 7%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 10%. Furthermore, in another embodiment of the present invention it is 12%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 15%.
- R 51 and R 52 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
- the compound represented by the general formula (VIII-a) is preferably contained in an amount of 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, based on the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. It is more preferable to contain it, and it is especially preferable to contain 4 mass% or more. Moreover, as a ratio which can be contained at the maximum, 15 mass% or less is preferable, 10 mass% or less is more preferable, and 8 mass% or less is further more preferable.
- the liquid crystal composition of the present invention may further contain one or more compounds represented by the general formula (IX-a).
- R 71 and R 72 each independently represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear alkenyl group having 4 to 10 carbon atoms).
- R 71 and R 72 each independently represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear alkenyl group having 4 to 10 carbon atoms.
- a preferable upper limit of the content is, for example, 75% in another embodiment of the present invention with respect to the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. Furthermore, in another embodiment of the present invention it is 65%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 55%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 50%.
- the preferable lower limit of the content when the compound represented by the general formula (XI) is contained is, for example, 3% as an embodiment of the present invention with respect to the total amount of the liquid crystal composition of the present invention. Or in another embodiment of the present invention it is 7%. Alternatively, in another embodiment of the present invention, it is 10%. In another embodiment of the present invention, it is 11%. In another embodiment of the present invention, it is 14%. In another embodiment of the present invention, it is 20%. Furthermore, in another embodiment of this invention, it is 30%.
- the compounds represented by formula (XI-1-1) to formula (XI-1-4), formula (XI-2-1) and formula (XI-2-2) are preferred. More preferred are compounds represented by formula (XI-1-1), formula (XI-1-3), formula (XI-2-1) and formula (XI-2-2), and more preferred are formulas (XI -1-1), compounds of formula (XI-1-3) and formula (XI-2-1) are particularly preferred, and more specifically, the refractive index required for the liquid crystal composition of the present invention.
- R X1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms.
- R X2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms.
- it represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. It is more preferably a group, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, still more preferably an alkoxy group having 2 or 3 carbon atoms, and particularly preferably a straight chain.
- the content of the compound represented by the formula (XII-2-1) to the formula (XII-2-3) is preferably 40% by mass or more in the compound represented by the general formula (XII). 50% by mass or more is more preferable.
- the range of the preferable content is preferably 40% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 70% by mass or less.
- one or more hydrogen atoms in the benzene ring may be substituted with a fluorine atom, but unsubstituted, mono- or di-substituted are preferred, and in the case of di-substituted Preferably represents a 2,3-difluorobenzene-1,4-diyl group.
- the liquid crystal composition of the present invention may contain a normal nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a polymerizable monomer, and the like in addition to the above-described compounds.
- Z 2 represents —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—CH ⁇ CH—, —COO—CH 2 CH 2 —, —OCO—CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 —COO—, —CH 2 CH 2 —OCO—, —COO—CH 2 —, —OCO—CH 2 —, —CH 2 —COO—, —CH 2 —OCO—, —CY 1 ⁇ CY 2 — (Wherein Y 1 and Y 2 each independently represents a fluorine atom or a hydrogen atom), —C ⁇ C— or a single bond; B represents a 1,4-phenylene group,
- the general formula (Pa-1-1) to the general formula (Pa-1-4) are particularly preferable, and the general formula (Pa-1-2) is most preferable.
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Abstract
Description
従来、γ1の小さい液晶組成物を構成するためには、ジアルキルビシクロヘキサン骨格を有する化合物を用いることが一般的であった(特許文献1参照)。しかしながら、ビシクロヘキサン系化合物はγ1の低減には効果が高いものの、一般に蒸気圧が高くアルキル鎖長の短い化合物は特にその傾向が顕著である。又、Tniも低い傾向があることからそのため、アルキルビシクロヘキサン系化合物は側鎖長の合計が炭素原子数7以上の化合物を用いることが多く、側鎖長の短い化合物については十分な検討がなされていないのが実情であった。
2 基板
3 透明電極もしくはアクティブ素子を伴う透明電極
4 配向膜
5 液晶
11 ゲート電極
12 陽極酸化皮膜
13 ゲート絶縁層
14 透明電極
15 ドレイン電極
16 オーミック接触層
17 半導体層
18 保護膜
19a ソース電極1
19b ソース電極2
100 基板
101 保護層
さらに、本発明の液晶組成物は、第3成分として、一般式(L)で表される化合物を1種類または2種類以上含有することもできる。
OLは0、1、2又は3を表し、
BL1、BL2及びBL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子のいずれかひとつで置換されていても良く、
LL1及びLL2はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
OLが2又は3であってLL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、OLが2又は3であってBL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、ただし、式(i)で表される化合物を除く。)
RL1及びRL2は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1~5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1~4(またはそれ以上)のアルコキシ基及び炭素原子数4~5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1~5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1~4(またはそれ以上)のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2~5のアルケニル基が好ましい。
一般式(L)で表される化合物の誘電率異方性(Δε)の下限値は、一つの実施形態では-3であり、別の実施形態では-2.5である。さらに別の実施形態では-2であり、さらに別の実施形態では-1.5である。またさらに別の実施形態では-1であり、またさらに別の実施形態では-0.5である。また一方、一般式(L)で表される化合物の誘電率異方性(Δε)の上限値は、一つの実施形態では3であり、別の実施形態では2.5である。さらに別の実施形態では2であり、さらに別の実施形態では1.5である。またさらに別の実施形態では1であり、またさらに別の実施形態では0.5である。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。また、本発明の別の実施形態では3種類である。さらに、本発明の別の実施形態では4種類である。さらに、本発明の別の実施形態では5種類以上である。
一般式(I)から一般式(V)で表される化合物群から選ばれる化合物を含有する場合、1種~10種含有することが好ましく、1種~5種含有することが特に好ましく、2種以上の化合物を含有することも好ましい、この場合の含有量は5~40質量%であることが好ましく、8~35質量%であることが更に好ましく、10~30質量%であることが特に好ましい。
で表される構造が好ましいが、本願発明の液晶組成物が反応性モノマーを含有する場合は、式(Alkenyl-2)及び式(Alkenyl-4)で表される構造が好ましく、式(Alkenyl-2)で表される構造がより好ましい。
さらに、一般式(I)で表される化合物は、一般式(I-a)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。また、本発明の別の実施形態では3種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(I-a)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの実施形態としては3%である。あるいは本発明の別の実施形態では8%である。また、本発明の別の実施形態では15%である。さらに、本発明の別の実施形態では20%である。
さらに、好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の別の実施形態では55%である。さらに、本発明の別の実施形態では45%である。さらに、本発明の別の実施形態では40%である。さらに、本発明の別の実施形態では30%である。さらに、本発明の別の実施形態では20%である。さらに、本発明の別の実施形態では15%である。
さらに、一般式(I)で表される化合物は一般式(I-b)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。また、本発明の別の実施形態では3種類以上である。
本発明の液晶組成物において、一般式(I-b)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの実施形態としては2%である。あるいは本発明の別の実施形態では3%である。また、本発明の別の実施形態では5%である。さらに、本発明の別の実施形態では8%である。さらに、本発明の別の実施形態では11%である。さらに、本発明の別の実施形態では15%である。さらに、本発明の別の実施形態では20%である。
好ましい含有量の範囲は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの実施形態としては2~15%である。あるいは本発明の別の実施形態では4~15%である。また、本発明の別の実施形態では8~15%である。さらに、本発明の別の実施形態では11~20%である。さらに、本発明の別の実施形態では15~25%である。さらに、本発明の別の実施形態では20~30%である。さらに、本発明の別の実施形態では25~35%である。さらに、本発明の別の実施形態では30~40%である。
さらに、一般式(I)で表される化合物は、一般式(I-c)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。また、本発明の別の実施形態では3種類以上である。
式(I-c)で表される化合物は、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、1種類から3種類以上組み合わせることが好ましい。一般式(I-e)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて、本発明の液晶組成物の総量に対して5質量%以上であることが好ましく、10質量%であることがより好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下が特に好ましい。
好ましい含有量の範囲は、本発明の液晶組成物の総量に対して5質量%以上25質量%以下であることが好ましく、10質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上35質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、25質量%以上45質量%以下であることがより好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。
低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
式(II-a)で表される化合物は、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
さらに、本発明の液晶組成物は、一般式(II)で表される化合物と類似した構造を有する一般式(II-b)で表される化合物群から選ばれる化合物を含有しても良い。
一般式(II-b)で表される化合物を、本発明の液晶組成物の総量に対して1質量%以上6質量%以下であることが好ましく、3質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類以上である。
式(III-a)で表される化合物は、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
さらに、一般式(III)で表される化合物と類似した構造を有する一般式(III-b)で表される化合物群から選ばれる化合物を含有することができる。
一般式(III-b)で表される化合物を、本発明の液晶組成物の総量に対して2質量%以上であることが好ましく、4質量%であることがより好ましく、6質量%以上であることがより好ましく、9質量%以上であることがより好ましく、12質量%以上であることがより好ましい。
好ましい含有量の範囲は、本発明の液晶組成物の総量に対して2質量%以上15質量%以下であることが好ましく、5質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、9質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類以上である。
式(IV-a)で表される化合物は、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
さらに、一般式(IV)で表される化合物は、例えば一般式(IV-b)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、これらの化合物の中から1種~3種類含有することが好ましい。
好ましい含有量の範囲は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、4質量%以上12質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上15質量%以下であることが更に好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類以上である。
さらに、好ましい含有量の範囲は、3質量%以上15質量%以下であることが好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、9質量%以上18質量%以下であることがより好ましい。
また、式(IV-c-2)で表される化合物の含有量は、本発明の液晶組成物の総量に対して3質量%であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、8質量%以上であることが更に好ましく、10質量%以上であることが更に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、12質量%以下がさらに好ましい。
式(IV-c-1)で表される化合物と式(IV-c-2)で表される化合物との両方を含有する場合は、両方の化合物の合計が本発明の液晶組成物の総量に対して8質量%以上であることが好ましく、13質量%以上であることが更に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、25質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。
さらに、好ましい含有量の範囲は、5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、8質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上18質量%以下であることが更に好ましい。
さらに、一般式(V)で表される化合物は、一般式(V-a)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
式(V-a)で表される化合物は、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて含有量を調整することが好ましく、4質量%以上が好ましく、6質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。
さらに、含有量の好ましい範囲は、4質量%以上13質量%以下が好ましく、6質量%以上13質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上13質量%以下であることが更に好ましい。
一般式(V-c)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて調整することが好ましく、4質量%以上が好ましく、6質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、18質量%以下が好ましく、13質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。
一般式(VI)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて調整することが好ましく、4質量%以上が好ましく、8質量%以上であることがより好ましく、12質量%以上であることが更に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、18質量%以下が好ましく、12質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。
これらの化合物のうち1種類だけを含有していても2種類以上含有していても良いが、求められる性能に応じて適宜組み合わせることが好ましい。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、これらの化合物の中から1種~2種類含有することが好ましく、1種~3種類含有することが特に好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。さらに、本発明の別の実施形態では3種類である。さらに、本発明の別の実施形態では4種類である。
一般式(VIII-a)で表される化合物を、本発明の液晶組成物の総量に対して1質量%以上含有することが好ましく、2質量%以上含有することが更に好ましく、3質量%以上含有することが更に好ましく、4質量%以上含有することが特に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、15質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。さらに、本発明の別の実施形態では3種類以上である。
さらに、一般式(VIII-c)で表される化合物は一般式(VIII-c-1)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(VIII-c-1)で表される化合物を、本発明の液晶組成物の総量に対して1質量%以上含有することが好ましく、2質量%以上含有することが更に好ましく、3質量%以上含有することが更に好ましく、4質量%以上含有することが特に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。
一般式(VIII-c-2)で表される化合物を、本発明の液晶組成物の総量に対して1質量%以上含有することが好ましく、2質量%以上含有することが更に好ましく、3質量%以上含有することが更に好ましく、4質量%以上含有することが特に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類以上である。
さらに、好ましい含有量の範囲は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば一つの実施形態では2~10%である。さらに、本発明の別の実施形態では4%~10%である。
さらに、一般式(VIII-d-1)で表される化合物は、式(VIII-d-1-1)から式(VIII-d-1-4)で表される化合物であることが好ましく、式(VIII-d-1-1)または/および式(VIII-d-1-2)で表される化合物であることが好ましい。
さらに、一般式(VIII-d-2)で表される化合物は、式(VIII-d-2-1)から式(VIII-d-2-4)で表される化合物であることが好ましく、式(VIII-d-2-1)または/および式(VIII-d-2-2)で表される化合物であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、これらの化合物の中から1種~3種類含有することが好ましく、1種~4種類含有することがさらに好ましく、1種~5種類以上含有することが特に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。
さらに、好ましい含有量の範囲は、5質量%以上35質量%以下が好ましく、10質量%以上20質量%以下がより好ましく、5質量%以上15質量%以下がさらに好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、これらの化合物の中から1種~3種類含有することが好ましく、1種~4種類含有することがさらに好ましく、1種~5種類以上含有することが特に好ましい。また、最大に含有できる比率としては、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。
u及びvはお互い独立して、0、1又は2を表すが、u+vは2以下であり、
MX1、MX2及びMX3はお互い独立して、
(a)トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(b)1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)又は基(b)に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良いが、MX2及び/又はMX3が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
LX1、LX2及びLX3はお互い独立して単結合、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-,-CH=CH-又は-C≡C-を表し、LX1及び/又はLX3が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
XX1及びXX2はお互い独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はフッ素原子を表すが、X31及びX32の何れか一つはフッ素原子を表す。)で表される群より選ばれる1種または2種類以上の化合物を含有することが好ましい。
で表される構造が好ましいが、本願発明の液晶組成物が反応性モノマーを含有する場合は、式(Alkenyl-2)及び式(Alkenyl-4)で表される構造が好ましく、式(Alkenyl-2)で表される構造がより好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。また、本発明の別の実施形態では3種類である。さらに、本発明の別の実施形態では4種類である。さらに、本発明の別の実施形態では5種類である。さらに、本発明の別の実施形態では6種類である。さらに、本発明の別の実施形態では7種類である。さらに、本発明の別の実施形態では8種類である。さらに、本発明の別の実施形態では9種類である。さらに、本発明の別の実施形態では10種類以上である。
一般式(XI)で表される化合物を含有する場合の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの実施形態としては3%である。あるいは本発明の別の実施形態では7%である。あるいは本発明の別の実施形態では10%である。また、本発明の別の実施形態では11%である。また、本発明の別の実施形態では14%である。また、本発明の別の実施形態では20%である。さらに、本発明の別の実施形態では30%である。
一般式(XI)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(XI-1)及び/または一般式(XI-2)
で表される群から選ばれる化合物であることが好ましい。
RX21、RX12及びRX22がアルケニル基の場合は、炭素原子数は4~5であることが好ましい。RX11はアルキル基又はアルケニル基であることが好ましく、アルキル基が更に好ましく、RX21及びRX22はアルキル基又はアルコキシ基が好ましく、Δεの絶対値を大きくする場合にはアルコキシ基又はアルケニルオキシ基であることが好ましく、アルコキシ基が更に好ましく、RX12はアルキル基又はアルケニル基が好ましく、アルキル基が更に好ましい。
一般式(XI)で表される化合物がアルケニル基を有する場合、具体的には次に記載する式(XI-1-10)~式(XI-2-11)
で表される群から選ばれる化合物であること好ましい。
一般式(XII)で表される化合物を含有する場合の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の別の実施形態では5%である。あるいは本発明の別の実施形態では10%である。また、本発明の別の実施形態では15%である。また、本発明の別の実施形態では20%である。さらに、本発明の別の実施形態では30%である。
一般式(XII-1)で表される化合物は具体的には次に記載する式(XII-1-1)~(XII-1-6)
一般式(XII-1)で表される化合物がアルケニル基を有する場合には、具体的には次に記載する式(XII-1-10)~(XII-1-13)
一般式(XII-2)で表される化合物がアルケニル基を有する場合には、具体的には次に記載する式(XII-2-10)~(XII-2-13)
好ましい含有量の範囲は、40質量%以上70質量%以下であることが好ましい。
好ましい含有量の範囲は、40質量%以上70質量%以下であることが好ましく、50質量%以上70質量%以下であることがより好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類である。また、本発明の別の実施形態では3種類である。さらに、本発明の別の実施形態では4種類である。さらに、本発明の別の実施形態では5種類以上である。
R100は炭素原子数3のアルキル基が好ましい。X100~X101はフッ素原子が好ましい。Y100はフッ素原子が好ましい。
Zは、13000以下が好ましく、12000以下がより好ましく、11000以下が特に好ましい。
Sp1及びSp2はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~8のアルキレン基又は-O-(CH2)s-(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、
Z2は-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-(式中、Y1及びY2はそれぞれ独立して、フッ素原子又は水素原子を表す。)、-C≡C-又は単結合を表し、
Bは1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての1,4-フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い。)で表されるニ官能モノマーが好ましい。
を表すことが好ましく、式(Pa-1)から式(Pa-3)を表すことがより好ましく、式(Pa-1)を表すことが特に好ましい。
本発明の液晶組成物にモノマーを添加する場合において、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β-ナフチルアミン類、β-ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。
本発明における液晶組成物は、さらに、一般式(Q)で表される化合物を含有することができる。
RQは炭素原子数1から22の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH2基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-で置換されてよいが、炭素原子数1から10の直鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素原子数1から20の直鎖アルキル基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された分岐鎖アルキル基が更に好ましい。MQはトランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基又は単結合を表すが、トランス-1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましい。
本願発明の液晶組成物において、一般式(Q)で表される化合物を1種又は2種を含有することが好ましく、1種から5種含有することが更に好ましく、その含有量は0.001から1質量%であることが好ましく、0.001から0.1質量%が更に好ましく、0.001から0.05質量%が特に好ましい。
Δn :20℃における屈折率異方性
Δε :20℃における誘電率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ1 :20℃における回転粘度(mPa・s)
VHR:周波数60Hz,印加電圧5Vの条件下で70℃における電圧保持率(%)
耐熱試験後のVHR:液晶組成物を注入したVHR測定用TEG(テスト・エレメント・グループ)を120℃の恒温槽中に30分保持した後、上記VHR測定法と同じ条件で測定を行った。
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを1200時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像のレベルを目視にて以下の4段階評価で行った。
○残像ごく僅かに有るも許容できるレベル(良いレベル)
△残像有り許容できないレベル(良くないレベル)
×残像有りかなり劣悪(悪いレベル)
滴下痕 :
液晶表示装置の滴下痕の評価は、全面黒表示した場合における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて以下の4段階評価で行った。
○残像ごく僅かに有るも許容できるレベル(良いレベル)
△残像有り許容できないレベル(良くないレベル)
×残像有りかなり劣悪(悪いレベル)
プロセス適合性 :
プロセス適合性は、ODFプロセスにおいて、定積計量ポンプを用いて1回に25pLずつ液晶を滴下することを100000回行い、次の「0~200回、201~400回、401~600回、・・・・99801~100000回」の各200回ずつ滴下された液晶量の変化を以下の4段階で評価した。
○変化が僅かに有るも許容できるレベル(良いレベル)
△変化が有り許容できないレベル(斑発生により歩留まりが悪化。良くないレベル))
×変化が有りかなり劣悪(液晶漏れや真空気泡が発生)(悪いレベル)
低温での溶解性:
低温での溶解性評価は、液晶組成物を調製後、1mLのサンプル瓶に液晶組成物を0.5g秤量し、これに温度制御式試験槽の中で、次を1サイクル「-25℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→25℃(1時間保持)→降温(-0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→降温(-0.1℃/毎分)→-25℃」として温度変化を与え続け、目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、以下の4段階評価を行った。
○336時間以上析出物が観察されなかった。(良いレベル)
△168時間以内に析出物が観察された。(良くないレベル)
×84時間以内に析出物が観察された。(悪いレベル)
尚、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。
(側鎖構造及び連結構造)
-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
(環構造)
次に示す組成を有する液晶組成物(LC1~4)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
(実施例4~7)
次に示す組成を有する液晶組成物(LC-5~8)を調製し、その物性値を測定した。また、液晶表示素子により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った。その結果を以下に示す。
(実施例8~12)
次に示す組成を有する液晶組成物(LC-9~13)を調製し、その物性値を測定した。また、液晶表示素子により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った。その結果を以下に示す。
(実施例13~16)
次に示す組成を有する液晶組成物(LC-14~17)を調製し、その物性値を測定した。また、液晶表示素子により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った。その結果を以下に示す。
(実施例17~20)
次に示す組成を有する液晶組成物(LC-18~21)を調製し、その物性値を測定した。また、液晶表示素子により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った。その結果を以下に示す。
(実施例21)
実施例14に示すネマチック液晶組成物LC-15 99.85%に対して、以下で示される重合性化合物
Claims (14)
- 式(i)、式(XIII-1-2)及び式(XIII-1-4)で表される化合物の含有量の合計が29~61質量%である請求項1に記載の液晶組成物。
- 一般式(L)
(式中、RL1及びRL2はそれぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
OLは0、1、2又は3を表し、
BL1、BL2及びBL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子のいずれかひとつで置換されていても良く、
LL1及びLL2はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
OLが2又は3であってLL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、OLが2又は3であってBL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、ただし、式(i)で表される化合物を除く。)で表される化合物で表される化合物を1種または2種類以上の化合物を含有する請求項1又は2に記載の液晶組成物。 - 一般式(L)が表される化合物が、一般式(II-a)
(式中、R11は炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基を表し、R12は炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数4~5のアルケニル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基を表す。)
及び一般式(I-a)
(式中、R13およびR14はそれぞれ独立して炭素原子数1~5のアルキル基を表すが、R13およびR14において炭素原子数が3と2のアルキル基を表す組み合わせとなる化合物は除かれる。)で表される化合物であり、一般式(II-a)で表される化合物を1種又は2種以上含有する請求項3に記載の液晶組成物。 - 一般式(X)
(式中、RX1及びRX2はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基又は炭素原子数2から10のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されていても良く、またこれらの基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
u及びvはお互い独立して、0、1又は2を表すが、u+vは2以下であり、
MX1、MX2及びMX3はお互い独立して、
(a)トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(b)1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)又は基(b)に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良いが、MX2及び/又はMX3が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
LX1、LX2及びLX3はお互い独立して単結合、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-,-CH=CH-又は-C≡C-を表し、LX1及び/又はLX3が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
XX1及びXX2はお互い独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はフッ素原子を表すが、何れか一つはフッ素原子を表す。)で表される化合物を1種または2種類以上の化合物を含有する請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。 - 一般式(X)が表される化合物が、一般式(XI-1)、一般式(XII-1)、一般式(XII-2)又は一般式(XIII)
(式中、RX11及びRX21はそれぞれ独立して、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基又は炭素原子数2~5のアルケニルオキシ基を表す。)
(式中、RX1は一般式(X)におけるRX1と同じ意味を表し、RX2は一般式(X)におけるRX2と同じ意味を表す。)
(式中、RX1は一般式(X)におけるRX1と同じ意味を表し、MX31は一般式(X)におけるMX1と同じ意味を表し、RX2は一般式(X)におけるRX2と同じ意味を表し、Wは0又は1を表し、X31~X36は水素原子又はフッ素原子を表すが、X31及びX32の組み合わせ、X33及びX34の組み合わせ、X35及びX36の組み合わせ、のうち少なくとも1組の組み合わせがともにフッ素原子である。ただし、式(XIII-1-2)又は式(XIII-1-4)で表される化合物は除く。)で表される化合物である請求項5に記載の液晶組成物。 - 式(XII-1-2)で表される化合物の含有量が7~22質量%である、あるいは、式(XII-1-7)で表される化合物の含有量が9~24質量%である請求項7に記載の液晶組成物。
- 式(i)、式(XIII-1-2)、式(XIII-1-4)、一般式(II-a)、一般式(I-a)又は一般式(X)で表される化合物を含有し、その含有量の合計が90質量%から100質量%である請求項5記載の液晶組成物。
- 式(XIII-1-4)で表される化合物を含有する請求項1又は2に記載の液晶組成物。
- 反応性モノマーを含有する請求項1に記載の液晶組成物。
- 請求項1に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- 請求項11に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- 請求項12又は13に記載の液晶表示素子を用いた液晶ディスプレイ。
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