JP2001226675A - 液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＴＮ型に有用な低粘度、低電圧駆動でかつ
急峻性に優れ、低温保存にも優れた液晶組成物を提供す
る。 【解決手段】 下記一般式（１）で表される化合物及び
下記一般式（２）で表される化合物を必須成分として含
有する液晶組成物。 【化１】 （式中、Ｒ₁ は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基、炭
素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキ
ニル基を示し、Ａ及びＢはフェニレン、シクロヘキシレ
ン、シクロヘキセニレンを示し、ｍは０又は１を示す） 【化２】 （式中、Ｒ₂ は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基を示
す）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に用
いられる液晶組成物に関し、詳しくは特定のジフルオロ
シアノベンゼン化合物及び特定のジフルオロベンゼン化
合物を含有してなり、低粘度でかつ低電圧駆動で、急峻
性に優れ、低温保存性にも優れた液晶組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶化
合物の特性である光学（屈折率）異方性（Δｎ）や誘電
率異方性（Δε）を利用した液晶表示素子はこれまで多
数作られており、時計を始め電卓、各種測定機器、自動
車用パネル、ワープロ、電子手帳、携帯電話、プリンタ
−、コンピュ−タ−、テレビ等に広く利用され、需要も
年々高くなってきている。液晶化合物には個体相と液体
相の中間に位置する固有の液晶相があり、その相形態は
ネマチック相、スメクチック相及びコレステリック相に
大別されるが、そのうち表示素子用にはネマチック相が
現在最も広く利用されている。また、液晶表示に応用さ
れている方式のうち、表示方式としてはこれまでに多数
のものが考案されており、例えば動的散乱型（ＤＳ
型）、ゲスト・ホスト型（ＧＨ型）、ねじれネマチック
型（ＴＮ型）、超ねじれネマチック型（ＳＴＮ型）、薄
膜トランジスター型（ＴＦＴ型）及び強誘電性液晶（Ｆ
ＬＣ）等が知られており、駆動方式としてはスタティッ
ク駆動方式、時分割駆動方式、アクティブマトリックス
駆動方式及び２周波駆動方式等が知られている。

【０００３】上記の表示方式の中でも、近年は特にＳＴ
Ｎ型方式のものが、表示性能が高い上、製造コストが低
いといった経済上の利点からパーソナルコンピューター
等のディスプレイ用として多く使用されている。しか
し、このＳＴＮ方式のものにあっても、表示素子自体の
高性能化に伴って種々の特性が要求されており、特に （１）応答時間が短い、（２）急峻なしきい値電圧（Ｖ
ｔｈ）特性を示す、（３）広い動作駆動温度範囲を示
す、（４）駆動電力が小さい、といった点が重要とされ
ている。これらの特性を発現せしめるためには、表示素
子に用いられる液晶組成物の特性を改良すること、その
ためには液晶組成物の構成成分である液晶化合物を上記
特性を与えるものへ改善することが必要とされる。

【０００４】また、液晶表示素子はしばしば高温下や屋
外といった過酷な条件下で使用されるので、液晶組成物
とこれに用いられる液晶化合物は十分に高い化学的安定
性を有していなければならない。さらに、各物性項目毎
の温度依存性も、液晶表示素子の性能を高める上で重要
な要素といえる。ちなみに、実用の液晶表示素子は、種
々の環境下、特に極めて広い温度範囲（−２０〜１４０
℃）下でその表示品位を一定に維持しなければならない
が、これを実現するためには、液晶組成物とこれに用い
られる液晶化合物は各物性値の温度依存性が無いかある
いは極めて小さいものであることが必要である。

【０００５】このような要請に応えるべく、現在までに
種々ＳＴＮ用化合物が検討され、液晶化合物が数多く開
発されている。例えば、特開平４−２７９５６０号公
報、特許２８６３２３５号公報では、ジフッ素シアノフ
ェニルエステル誘導体が開示されているが、他の液晶化
合物と配合してＳＴＮ用液晶組成物とした際、正の誘電
率を持ち、相溶性に優れ、駆動電圧も下げる等の優れた
性能をもつものの、他の性能に関しては充分に満足のい
くものではなかった。また、特開昭５８−１９８４２８
号公報では、シクロヘキシルシクロヘキセニルジフッ素
ベンゼン誘導体が開示されており、高ＮＩ点、低粘度で
あるが、他の性能に関しては充分な性能が得られていな
かった。

【０００６】また、分子末端基に不飽和結合を有するア
ルケニル化合物（特開昭５９−１７６２２１号公報）
が、また比較的広いネマチック液晶相温度範囲を示すも
のとしてビニレン化合物（特公平７−７２１４８号公
報）がよく知られている。

【０００７】しかし、これらの化合物は何れもディスプ
レイのさらなる高品位化に対応できるものではない。す
なわち、アルケニル化合物は比較的大きなＫ₃₃／Ｋ₁₁を
示すものの、粘度が大き過ぎて要求される応答速度を達
成できない。しかも、この化合物はビニレン化合物と同
様、液晶組成物の成分として用いた場合に他の成分との
相溶性が特に極低温下において問題であり、ネマチック
相を保持できない上、結晶の析出やスメクチック相の発
現を来すといった欠点があった。さらに、最近はＳＴＮ
型表示素子において、しきい値ムラ（焼き付き）という
現象が問題になり、種々の報告がなされている。その発
生要因は必ずしも明かではないが、ディスプレイ面内に
おける不純物イオンの偏りに起因するものと想定されて
いる。これらの現象を抑制又は軽減する上で、最近液晶
材料の成分としてアルケニル化合物又はビニレン化合物
を始めとする不飽和結合含有化合物を用いることが効果
的とされ知られるに至っているが、未だその効果は充分
とはいえない。このように、高品位のＳＴＮ型液晶表示
素子を提供するに当たり、要求される液晶材料の特性は
複雑であり、これを満たし得る新たな液晶化合物の出現
が要望されている。

【０００８】従って、本発明の目的は、ＳＴＮ型に有用
な低粘度、低電圧駆動でかつ急峻性に優れ、低温保存に
も優れた液晶組成物を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の構
造を持つジフロオロシアノベンゼン化合物及び特定の構
造を持つジフルオロベンゼン化合物を必須成分として含
有する液晶組成物が、上記目的を達成し得ることを知見
した。

【００１０】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、下記一般式（１）で表されるジフルオロシアノベン
ゼン化合物及び下記一般式（２）で表されるジフルオロ
ベンゼン化合物を必須成分として含有する液晶組成物を
提供するものである。

【化３】 （式中、Ｒ₁ は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基、炭
素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキ
ニル基を示し、Ａ及びＢはフェニレン、シクロヘキシレ
ン、シクロヘキセニレンを示し、ｍは０又は１を示す）

【化４】 （式中、Ｒ₂ は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基を示
す）

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶組成物につい
て詳述する。

【００１２】本発明の必須の液晶化合物である上記一般
式（１）及び一般式（２）において、式中のＲ₁ 、Ｒ₂
で示す炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基としては、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等の直鎖のア
ルキル基が挙げられ、特に炭素数が１〜６の直鎖のアル
キル基が好ましい。Ｒ₁ の炭素数２〜１０の直鎖のアル
ケニル基としては、ビニル、１−プロペニル、１−ブテ
ニル、１−ペンテニル、３−ブテニル、３−ペンテニル
等のアルケニル基が挙げられ、Ｒ₁ の炭素数２〜１０の
アルキニル基としては、エチニル、１−プロピニル、１
−ブチニル、１−ペンチニル、３−ブチニル、３−ペン
チニル等が挙げられる。

【００１３】本発明の液晶組成物は、上記一般式（１）
で表されるジフルオロシアノベンゼン化合物及び上記一
般式（２）で表されるジフルオロベンゼン化合物を必須
の成分とし、その他の成分として従来既知の液晶化合物
もしくは液晶類似化合物、又はそれらの混合物（母液
晶）を配合することによって得られるものであり、該母
液晶としては、例えば、下記一般式（３）で表される化
合物又はこれらの混合物があげられる。

【００１４】

【化５】 （式中、Ｙ₁ は水素原子、炭素原子数１〜８のアルキル
基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ
基、アルコキシアルキル基、アルカノイルオキシ基又は
アルコキシカルボニル基を示し、Ｙ₂ はシアノ基、ハロ
ゲン原子、炭素原子数１〜８のアルキル基、アルコキシ
基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルコキシア
ルキル基、アルカノイルオキシ基又はアルコキシカルボ
ニル基を示し、Ｙ及びＹ₃ は水素原子、ハロゲン原子又
はシアノ基を示し、Ｘ₁ 及びＸ₂ は各々独立に直接結合
手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ₂ Ｏ−、−Ｏ
ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −又は−Ｃ≡Ｃ−を示し、ｍ
は０、１又は２を示し、環Ａ及び環Ｂは各々独立にベン
ゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ピリミ
ジン環又はジオキサン環を示す）

【００１５】従って、上記一般式（３）で表される化合
物の具体例としては、下記の各化合物等が挙げられる。
尚、各化合物におけるＹ₁ 、Ｙ₂ 及びＹ₃ は、上記一般
式（３）におけるものと同様の意味である。

【００１６】

【化６】

【００１７】上記一般式（１）及び（２）で表される本
発明の必須の液晶化合物を上記液晶組成物に配合して用
いる場合、本発明の必須の液晶化合物の含有量は、特に
制限は受けないが、一般には全液晶組成物１００重量部
中、上記一般式（１）で示される化合物が１〜８０重量
部、特に３〜２０重量部、上記一般式（２）で示される
化合物が１〜８０重量部、特に３〜５０重量部それぞれ
含有されることが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。しかしながら、本発明は以下の実施例によって
制限を受けるものではない。

【００１９】〔実施例１〕下記に示す液晶化合物を配合
して液晶組成物とした。

【００２０】

【化７】

【００２１】〔実施例２〕下記に示す液晶化合物を配合
して液晶組成物とした。

【００２２】

【化８】

【００２３】〔比較例１〕下記に示す液晶化合物を配合
して液晶組成物とした。

【００２４】

【化９】

【００２５】〔試験例〕実施例１〜２及び比較例１の液
晶組成物に関して、表１で示す項目に関して物性を測定
した。結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１の結果より、実施例１〜２の液晶組成
物は、低粘度、低電圧駆動であり、さらに急峻性に優
れ、低温保存性にも優れる液晶組成物であることが確認
できた。これに比べて、比較例１の液晶組成物は、急峻
性に劣り、低温保存において結晶が析出してしまう問題
が確認された。

【００２８】

【発明の効果】本発明の液晶組成物は、低粘度で低電圧
駆動、急峻性に優れ、低温保存性にも優れた液晶組成物
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 科野 裕克 埼玉県浦和市白幡５丁目２番13号 旭電化 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4H027 BA01 BB04 BD01 BD03 BD04 BD06 BD24 BE05 CC04 CM01 CM04 CR02 CS04 CU01 DP03 DP04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表される化合物及び
   下記一般式（２）で表される化合物を必須成分として含
   有する液晶組成物。 【化１】 （式中、Ｒ₁ は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基、炭
   素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキ
   ニル基を示し、Ａ及びＢはフェニレン、シクロヘキシレ
   ン、シクロヘキセニレンを示し、ｍは０又は１を示す） 【化２】 （式中、Ｒ₂ は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基を示
   す）
2. 【請求項２】 全液晶組成物１００重量部中、上記一般
   式（１）で示される化合物が１〜８０重量部、上記一般
   式（２）で示される化合物が１〜８０重量部含有される
   請求項１記載の液晶組成物。