JP2010059306A - Liquid crystal composition and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主としてAM(active matrix)素子などに適する液晶組成物およびこの組成物を含有するAM素子などに関する。特に、誘電率異方性が負の液晶組成物に関し、この組成物を含有するIPS(in-plane switching)モード、VA(vertical alignment)モードまたはPSA(Polymer sustained alignment)モードの素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal composition suitable mainly for an AM (active matrix) device and the like, and an AM device containing the composition. In particular, the present invention relates to a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy, and relates to an IPS (in-plane switching) mode, VA (vertical alignment) mode or PSA (Polymer sustained alignment) mode element containing the composition.
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、PSA(Polymer sustained alignment)モードなどである。素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である。PMはスタティック(static)とマルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMはTFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。TFTの分類は非晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シリコン(polycrystal silicon)である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。 In the liquid crystal display element, the classification based on the operation mode of the liquid crystal includes PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), ECB (electrically controlled birefringence), OCB (optically compensated bend), IPS ( in-plane switching), VA (vertical alignment), PSA (Polymer sustained alignment) mode, and the like. The classification based on the element driving method is PM (passive matrix) and AM (active matrix). PM is classified into static and multiplex, and AM is classified into thin film transistor (TFT), metal insulator metal (MIM), and the like. TFTs are classified into amorphous silicon and polycrystalline silicon. The latter is classified into a high temperature type and a low temperature type according to the manufacturing process. The classification based on the light source includes a reflection type using natural light, a transmission type using backlight, and a semi-transmission type using both natural light and backlight.
これらの素子は適切な特性を有する液晶組成物を含有する。この液晶組成物はネマチック相を有する。良好な一般的特性を有するAM素子を得るには組成物の一般的特性を向上させる。2つの一般的特性における関連を下記の表1にまとめる。組成物の一般的特性を市販されているAM素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は70℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は−10℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。回転粘度も粘度と同様である。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はより好ましい。 These devices contain a liquid crystal composition having appropriate characteristics. This liquid crystal composition has a nematic phase. In order to obtain an AM device having good general characteristics, the general characteristics of the composition are improved. The relationships in the two general characteristics are summarized in Table 1 below. The general characteristics of the composition will be further described based on a commercially available AM device. The temperature range of the nematic phase is related to the temperature range in which the device can be used. The preferable upper limit temperature of the nematic phase is 70 ° C. or higher, and the preferable lower limit temperature of the nematic phase is −10 ° C. or lower. The viscosity of the composition is related to the response time of the device. The rotational viscosity is the same as the viscosity. A short response time is preferred for displaying moving images on the device. Therefore, a small viscosity in the composition is preferred. Small viscosities at low temperatures are more preferred.
組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。組成物の光学異方性(Δn)と素子のセルギャップ(d)との積(Δn・d)は、コントラスト比を最大にするように設計される。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。VAモードの素子では0.30μmから0.40μmの範囲、IPSモードの素子では0.20μmから0.30μmの範囲である。この場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における絶対値の大きな誘電率異方性は素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、絶対値の大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、初期段階において室温だけでなく高い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、室温だけでなく高い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、液晶表示素子の寿命に関する。これらの安定性が高いとき、この素子の寿命は長い。このような特性は、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いるAM素子に好ましい。 The optical anisotropy of the composition is related to the contrast ratio of the device. The product (Δn · d) of the optical anisotropy (Δn) of the composition and the cell gap (d) of the device is designed to maximize the contrast ratio. The appropriate product value depends on the type of operation mode. The range is 0.30 μm to 0.40 μm for the VA mode element, and the range is 0.20 μm to 0.30 μm for the IPS mode element. In this case, a composition having a large optical anisotropy is preferable for a device having a small cell gap. The dielectric anisotropy having a large absolute value in the composition contributes to a low threshold voltage, a small power consumption and a large contrast ratio in the device. Therefore, a dielectric anisotropy having a large absolute value is preferable. A large specific resistance in the composition contributes to a large voltage holding ratio and a large contrast ratio in the device. Therefore, a composition having a large specific resistance not only at room temperature but also at a high temperature in the initial stage is preferable. A composition having a large specific resistance not only at room temperature but also at a high temperature after being used for a long time is preferable. The stability of the composition against ultraviolet rays and heat relates to the lifetime of the liquid crystal display element. When their stability is high, the lifetime of the device is long. Such characteristics are preferable for an AM device used in a liquid crystal projector, a liquid crystal television, and the like.
TNモードを有するAM素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。一方、VAモードを有するAM素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。IPSモードを有するAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。PSAモードを有するAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。負の誘電率異方性を有する液晶組成物の例は次に述べる特許文献1に開示されている。 In an AM device having a TN mode, a composition having a positive dielectric anisotropy is used. On the other hand, a composition having negative dielectric anisotropy is used for an AM device having a VA mode. In an AM device having an IPS mode, a composition having a positive or negative dielectric anisotropy is used. In an AM device having a PSA mode, a composition having a positive or negative dielectric anisotropy is used. An example of a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is disclosed in Patent Document 1 described below.
望ましいAM素子は、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、しきい値電圧が低い、電圧保持率が大きい、寿命が長い、などの特性を有する。1ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物の望ましい特性は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などである。 Desirable AM elements have characteristics such as a wide usable temperature range, a short response time, a large contrast ratio, a low threshold voltage, a large voltage holding ratio, and a long lifetime. A shorter response time is desirable even at 1 millisecond. Therefore, desirable properties of the composition include a high maximum temperature of the nematic phase, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large positive or negative dielectric anisotropy, a large specific resistance, and a high resistance to ultraviolet light. High stability, high heat stability, etc.
本発明の1つの目的は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも1つの特性を充足する液晶組成物である。他の目的は、少なくとも2つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物である。別の目的は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の目的は、小さな光学異方性、または大きな光学異方性である適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、紫外線に対する高い安定性などを有する組成物であり、そして短い応答時間、大きな電圧保持率、大きなコントラスト比、長い寿命などを有するAM素子である。 One object of the present invention is to provide a high maximum temperature of the nematic phase, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large negative dielectric anisotropy, a large specific resistance, and a high stability to ultraviolet rays. The liquid crystal composition satisfies at least one characteristic in characteristics such as high stability to heat. Another object is a liquid crystal composition having an appropriate balance regarding at least two properties. Another object is a liquid crystal display device containing such a composition. Another object is a composition having a small optical anisotropy, or a suitable optical anisotropy that is a large optical anisotropy, a negative large dielectric anisotropy, a high stability to ultraviolet light, and the like, and a short The AM device has a response time, a large voltage holding ratio, a large contrast ratio, a long lifetime, and the like.
第一成分として式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および第二成分として式(2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。
ここで、R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり、R3およびR4は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X1、X2、X3、およびX4は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、X1、X2、X3、およびX4のうち、少なくとも3つはフッ素である。
Contains at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1) as the first component and at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (2) as the second component And a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy, and a liquid crystal display device containing the composition.
Here, R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine, and R 1 3 and R 4 are independently alkyl of 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons or any hydrogen alkenyl having 2 carbon atoms which is replaced by fluorine 12, X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine, and at least three of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are fluorine is there.
本発明の長所は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも1つの特性を充足する液晶組成物である。本発明の1つの側面は、少なくとも2つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物である。別の側面は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。他の側面は、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、紫外線に対する高い安定性などを有する組成物であり、そして短い応答時間、大きな電圧保持率、大きなコントラスト比、長い寿命などを有するAM素子である。 The advantages of the present invention are that the upper limit temperature of the nematic phase, the lower limit temperature of the nematic phase, the small viscosity, the appropriate optical anisotropy, the negative dielectric constant anisotropy, the large specific resistance, the high stability to ultraviolet rays, the heat It is a liquid crystal composition satisfying at least one of the properties such as high stability against the liquid crystal. One aspect of the present invention is a liquid crystal composition having an appropriate balance regarding at least two properties. Another aspect is a liquid crystal display device containing such a composition. Other aspects are compositions with suitable optical anisotropy, negatively large dielectric anisotropy, high stability to ultraviolet light, etc., and short response time, large voltage holding ratio, large contrast ratio, long lifetime An AM device having the above.
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。本発明の液晶組成物または本発明の液晶表示素子をそれぞれ「組成物」または「素子」と略すことがある。液晶表示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物または液晶相を有さないが組成物の成分として有用な化合物を意味する。この有用な化合物は例えば1,4−シクロヘキシレンや1,4−フェニレンのような六員環を含有し、棒状(rod like)の分子構造を有する。光学活性な化合物および重合可能な化合物は組成物に添加されることがある。これらの化合物が液晶性化合物であったとしても、ここでは添加物として分類される。式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を「化合物(1)」と略すことがある。「化合物(1)」は、式(1)で表される1つの化合物または2つ以上の化合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを示すが、個数が0である場合を含まない。 Terms used in this specification are as follows. The liquid crystal composition of the present invention or the liquid crystal display device of the present invention may be abbreviated as “composition” or “device”, respectively. A liquid crystal display element is a general term for a liquid crystal display panel and a liquid crystal display module. “Liquid crystal compound” means a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, or a compound having no liquid crystal phase but useful as a component of a composition. This useful compound contains a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and has a rod-like molecular structure. Optically active compounds and polymerizable compounds may be added to the composition. Even if these compounds are liquid crystal compounds, they are classified as additives here. At least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1) may be abbreviated as “compound (1)”. “Compound (1)” means one compound or two or more compounds represented by formula (1). The same applies to compounds represented by other formulas. “Arbitrary” indicates that not only the position but also the number is arbitrary, but the case where the number is 0 is not included.
ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。「比抵抗が大きい」は、組成物が初期段階において室温だけでなく高い温度でも大きな比抵抗を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく高い温度でも大きな比抵抗を有することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく高い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく高い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。光学異方性などの特性を説明するときは、実施例に記載した方法で測定した値を用いる。第一成分は、1つの化合物または2つ以上の化合物である。「第一成分の割合」は、液晶組成物の全重量に基づいた第一成分の重量百分率(重量%)を意味する。第二成分の割合などにおいても同様である。組成物に混合される添加物の割合は、液晶組成物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)を意味する。 The upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “upper limit temperature”. The lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “lower limit temperature”. “High specific resistance” means that the composition has a large specific resistance not only at room temperature but also at a high temperature in the initial stage, and has a large specific resistance not only at room temperature but also at a high temperature after long-term use. . “High voltage holding ratio” means that the device has a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a high temperature in the initial stage, and has a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a high temperature after long use. means. When describing characteristics such as optical anisotropy, values measured by the methods described in the examples are used. The first component is one compound or two or more compounds. The “ratio of the first component” means the percentage by weight (% by weight) of the first component based on the total weight of the liquid crystal composition. The same applies to the ratio of the second component. The ratio of the additive mixed with the composition means a weight percentage (% by weight) based on the total weight of the liquid crystal composition.
成分化合物の化学式において、R1の記号を複数の化合物に用いた。これらのうちの任意の2つの化合物において、R1の意味は同じであっても、異なってもよい。例えば、化合物(1)のR1がエチルであり、化合物(1−1)のR1がエチルであるケースがある。化合物(1)のR1がエチルであり、化合物(1−1)のR1がプロピルであるケースもある。このルールは、R2、R3などにも適用される。 In the chemical formulas of the component compounds, the symbol R 1 is used for a plurality of compounds. In any two of these compounds, the meaning of R 1 may be the same or different. For example, there is a case where R 1 of the compound (1) is ethyl and R 1 of the compound (1-1) is ethyl. In some cases, R 1 of compound (1) is ethyl and R 1 of compound (1-1) is propyl. This rule also applies to R 2 , R 3 and the like.
本発明は、下記の項などである。1. 第一成分として式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および第二成分として式(2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
ここで、R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり、R3およびR4は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X1、X2、X3、およびX4は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、X1、X2、X3、およびX4のうち少なくとも3つはフッ素である。
The present invention includes the following items. 1. Contains at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1) as the first component and at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (2) as the second component And a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy.
Here, R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine, and R 1 3 and R 4 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine. X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine, and at least three of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are fluorine .
2. 第一成分が式(1−1)から式(1−3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である項1に記載の液晶組成物。
ここで、R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
2. Item 2. The liquid crystal composition according to item 1, wherein the first component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (1-1) to (1-3).
Here, R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine.
3. 第一成分が式(1−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である項2に記載の液晶組成物。 3. Item 3. The liquid crystal composition according to item 2, wherein the first component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1-1).
4. 第一成分が式(1−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である項2に記載の液晶組成物。 4). Item 3. The liquid crystal composition according to item 2, wherein the first component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1-2).
5. 第一成分が式(1−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および式(1−2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である項2に記載の液晶組成物。 5. A mixture of at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1-1) and at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1-2); Item 3. The liquid crystal composition according to item 2, wherein
6. 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が5重量%から50重量%の範囲であり、そして第二成分の割合が10重量%から70重量%の範囲である項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。 6). Items 1 to 5 wherein the proportion of the first component is in the range of 5 to 50% by weight and the proportion of the second component is in the range of 10 to 70% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition The liquid crystal composition according to any one of the above.
7. 第三成分として式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する、項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物。
ここで、R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環Bは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;mは、1、2または3であり;そして、mが1のとき、環Bは1,4−フェニレンまたは3−フルオロ−1,4−フェニレンである。
7). Item 7. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 6, comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3) as a third component.
Here, R 5 and R 6 are each independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon 2 having any hydrogen substituted with fluorine. Ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 3-fluoro-1,4-phenylene; Z 1 is independently A single bond, ethylene, methyleneoxy or carbonyloxy; m is 1, 2 or 3; and when m is 1, ring B is 1,4-phenylene or 3-fluoro-1,4 -Phenylene.
8. 第三成分が式(3−1)から式(3−11)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物である、項7に記載の液晶組成物。
ここで、R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり、R7は炭素数2から12のアルケニルである。
8). Item 8. The liquid crystal composition according to item 7, wherein the third component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3-1) to formula (3-11).
Here, R 5 and R 6 are each independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon 2 having any hydrogen substituted with fluorine. To R12 and R 7 is alkenyl having 2 to 12 carbons.
9. 第三成分が式(3−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物である項8に記載の液晶組成物。 9. Item 9. The liquid crystal composition according to item 8, wherein the third component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3-1).
10. 第三成分が式(3−3)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物である項8に記載の液晶組成物。 10. Item 9. The liquid crystal composition according to item 8, wherein the third component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3-3).
11. 第三成分が式(3−11)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物である項8に記載の液晶組成物。 11. Item 9. The liquid crystal composition according to item 8, wherein the third component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3-11).
12. 液晶組成物の全重量に基づいて、第三成分の割合が10重量%から65重量%の範囲である項7から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。 12 Item 12. The liquid crystal composition according to any one of items 7 to 11, wherein the ratio of the third component is in the range of 10% to 65% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition.
13. 第四成分として式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項7から12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
ここで、R7およびR8は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり;Z2は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;X5およびX6は独立して、フッ素または塩素であり;nは1、2または3である。
13. Item 13. The liquid crystal composition according to any one of items 7 to 12, further containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4) as a fourth component.
Here, R 7 and R 8 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon number 2 in which any hydrogen is replaced with fluorine. Ring C is independently 1,4-cyclohexylene, or 1,4-phenylene; Z 2 is independently a single bond, ethylene, methyleneoxy, or carbonyloxy. Yes; X 5 and X 6 are independently fluorine or chlorine; n is 1, 2 or 3.
14. 第四成分が式(4−1)から式(4−9)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である項13に記載の液晶組成物。
ここで、R7およびR8は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
14 Item 14. The liquid crystal composition according to item 13, wherein the fourth component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (4-1) to (4-9).
Here, R 7 and R 8 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon number 2 in which any hydrogen is replaced with fluorine. To 12 alkenyl.
15. 第四成分が式(4−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である項14に記載の液晶組成物。 15. Item 15. The liquid crystal composition according to item 14, wherein the fourth component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4-1).
16. 第四成分が、式(4−1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および式(4−7)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である項14に記載の液晶組成物。 16. A fourth component comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4-1) and at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4-7); Item 15. The liquid crystal composition according to item 14, which is a mixture.
17. 液晶組成物の全重量に基づいて、第四成分の割合が5重量%から50重量%の範囲である項13から16のいずれか1項に記載の液晶組成物。 17. Item 17. The liquid crystal composition according to any one of items 13 to 16, wherein the ratio of the fourth component is in the range of 5% to 50% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition.
18. ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃)が0.08以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃)が−2以下である項1から17のいずれか1項に記載の液晶組成物。 18. The upper limit temperature of the nematic phase is 70 ° C. or higher, the optical anisotropy (25 ° C.) at a wavelength of 589 nm is 0.08 or higher, and the dielectric anisotropy (25 ° C.) at a frequency of 1 kHz is −2 or lower. Item 18. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 17.
19. 項1から18のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。 19. Item 19. A liquid crystal display device comprising the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 18.
20. 液晶表示素子の動作モードが、VAモード、IPSモード、またはPSAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である項19に記載の液晶表示素子。 20. Item 20. The liquid crystal display element according to item 19, wherein the operation mode of the liquid crystal display element is a VA mode, an IPS mode, or a PSA mode, and the driving method of the liquid crystal display element is an active matrix method.
本発明は、次の項も含む。1)光学活性な化合物をさらに含有する上記の組成物、2)酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤などの添加物をさらに含有する上記の組成物。3)上記の組成物を含有するAM素子、4)上記の組成物を含有し、そしてTN、ECB、OCB、IPS、VAまたはPSAのモードを有する素子、5)上記の組成物を含有する透過型の素子、6)上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物としての使用、7)上記の組成物に光学活性な化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。 The present invention also includes the following items. 1) The above-described composition further containing an optically active compound, 2) the above-mentioned composition further containing additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an antifoaming agent. 3) an AM device containing the above composition, 4) a device containing the above composition and having a mode of TN, ECB, OCB, IPS, VA or PSA, 5) a transmission containing the above composition 6) Use of the above composition as a composition having a nematic phase, 7) Use of the composition as an optically active composition by adding an optically active compound to the above composition.
本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、成分化合物の具体的な例を示す。第六に、組成物に混合してもよい添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。 The composition of the present invention will be described in the following order. First, the constitution of component compounds in the composition will be described. Second, the main characteristics of the component compounds and the main effects of the compounds on the composition will be explained. Third, the combination of components in the composition, the preferred ratio of the component compounds, and the basis thereof will be described. Fourth, a preferred form of the component compound will be described. Fifth, specific examples of component compounds are shown. Sixth, additives that may be mixed into the composition will be described. Seventh, a method for synthesizing the component compounds will be described. Finally, the use of the composition will be described.
第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。本発明の組成物は組成物Aと組成物Bに分類される。組成物Aはその他の液晶性化合物、添加物、不純物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、および化合物(4)とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。その他の液晶性化合物の中で、シアノ化合物は熱または紫外線に対する安定性の観点から少ない方が好ましい。シアノ化合物のさらに好ましい割合は0重量%である。添加物は、光学活性な化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合可能な化合物、重合開始剤などである。不純物は成分化合物の合成などの工程において混入した化合物などである。この化合物が液晶性化合物であったとしても、ここでは不純物として分類される。 First, the constitution of component compounds in the composition will be described. The composition of the present invention is classified into Composition A and Composition B. The composition A may further contain other liquid crystal compounds, additives, impurities and the like. The “other liquid crystal compound” is a liquid crystal compound different from the compound (1), the compound (2), the compound (3), and the compound (4). Such compounds are mixed into the composition for the purpose of further adjusting the properties. Among the other liquid crystal compounds, a smaller amount of cyano compound is preferable from the viewpoint of stability to heat or ultraviolet light. A more desirable ratio of the cyano compound is 0% by weight. Additives include optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, and the like. Impurities are compounds mixed in a process such as synthesis of component compounds. Even if this compound is a liquid crystal compound, it is classified as an impurity here.
組成物Bは、実質的に化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、および化合物(4)から選択された化合物のみからなる。「実質的に」は、添加物および不純物を除いて、これらの化合物と異なる液晶性化合物を組成物が含有しないことを意味する。組成物Bは組成物Aに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Bは組成物Aよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって物性をさらに調整できるという観点から、組成物Aは組成物Bよりも好ましい。 Composition B consists essentially of a compound selected from compound (1), compound (2), compound (3), and compound (4). “Substantially” means that the composition does not contain a liquid crystal compound different from these compounds, except for additives and impurities. Composition B has fewer components than composition A. From the viewpoint of reducing the cost, the composition B is preferable to the composition A. The composition A is preferable to the composition B from the viewpoint that the physical properties can be further adjusted by mixing other liquid crystal compounds.
第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を本発明の効果に基づいて表2にまとめる。表2の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する。記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類である。 Second, the main characteristics of the component compounds and the main effects of the compounds on the characteristics of the composition will be explained. The main characteristics of the component compounds are summarized in Table 2 based on the effects of the present invention. In the symbols in Table 2, L means large or high, M means moderate, and S means small or low. The symbols L, M, and S are classifications based on a qualitative comparison among the component compounds.
成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。化合物(1)は誘電率異方性の絶対値を上げる。化合物(2)は粘度を下げ、下限温度を下げる。化合物(3)は粘度を下げ、適切な光学異方性を調節し、上限温度を上げ、下限温度を下げる。化合物(4)は誘電率異方性の絶対値を上げ、そして下限温度を下げる。 When component compounds are mixed into the composition, the main effects of the component compounds on the properties of the composition are as follows. Compound (1) increases the absolute value of dielectric anisotropy. Compound (2) lowers the viscosity and lowers the minimum temperature. Compound (3) decreases the viscosity, adjusts the appropriate optical anisotropy, increases the maximum temperature, and decreases the minimum temperature. Compound (4) increases the absolute value of dielectric anisotropy and decreases the minimum temperature.
第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の組み合わせは、第一成分+第二成分、第一成分+第二成分+第三成分、および第一成分+第二成分+第三成分+第四成分である。 Third, the combination of components in the composition, the preferred ratio of the component compounds, and the basis thereof will be described. The combination of the components in the composition is first component + second component, first component + second component + third component, and first component + second component + third component + fourth component.
組成物における好ましい成分の組み合わせは、粘度を下げるために第一成分+第二成分であり、粘度を下げるため、または上限温度を上げるために第一成分+第二成分+第三成分であり、および誘電率異方性の絶対値をより上げるため、または上限温度を上げるために第一成分+第二成分+第三成分+第四成分である。 Preferred component combinations in the composition are the first component + second component to reduce the viscosity, the first component + second component + third component to decrease the viscosity, or increase the maximum temperature, In order to further increase the absolute value of the dielectric anisotropy, or to increase the maximum temperature, the first component + the second component + the third component + the fourth component.
第一成分の好ましい割合は、誘電率異方性の絶対値を上げるために5重量%以上であり、下限温度を下げるために50重量%以下である。さらに好ましい割合は10重量%から40重量%の範囲である。特に好ましい割合は15重量%から40重量%の範囲である。 A desirable ratio of the first component is 5% by weight or more for increasing the absolute value of the dielectric anisotropy, and is 50% by weight or less for decreasing the minimum temperature. A more desirable ratio is from 10% by weight to 40% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 15% to 40% by weight.
第二成分の好ましい割合は、粘度を下げるために10重量%以上であり、上限温度を上げるために70重量%以下である。さらに好ましい割合は粘度を下げるために15重量%から60重量%の範囲である。 A desirable ratio of the second component is approximately 10% by weight or more for decreasing the viscosity, and is approximately 70% by weight or less for increasing the maximum temperature. A more desirable ratio is in the range of 15% by weight to 60% by weight for decreasing the viscosity.
第三成分の好ましい割合は、粘度を下げるために10重量%以上であり、下限温度を下げるために65重量%以下である。さらに好ましい割合は15重量%から60重量%の範囲である。特に好ましい割合は20重量%から50重量%の範囲である。 A desirable ratio of the third component is 10% by weight or more for decreasing the viscosity, and 65% by weight or less for decreasing the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of 15% to 60% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 20% to 50% by weight.
第四成分の好ましい割合は、誘電率異方性の絶対値を上げるために5重量%以上であり、下限温度を下げるために50重量%以下である。さらに好ましい割合は5重量%から340重量%の範囲である。特に好ましい割合は10重量%から40重量%の範囲である。 A desirable ratio of the fourth component is 5% by weight or more for increasing the absolute value of the dielectric anisotropy, and is 50% by weight or less for decreasing the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of 5% to 340% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 10% to 40% by weight.
第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。
R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR1およびR2はそれぞれ、紫外線または熱に対する安定性などを上げるために、炭素数1から12のアルキルである。R3、R4、R5、R6、R7、およびR8は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいR3およびR4はそれぞれ、粘度を下げるために炭素数1から12のアルキルである。好ましいR5、R6、R7、およびR8はそれぞれ粘度を下げるために、炭素数2から12のアルケニルであり、上限温度を上げるために炭素数1から12のアルキルである。
Fourth, a preferred form of the component compound will be described.
R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine. Desirable R 1 and R 2 are each alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the stability to ultraviolet light or heat. R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or any C2-C12 alkenyl in which hydrogen is replaced by fluorine. Desirable R 3 and R 4 are each alkyl having 1 to 12 carbons for decreasing the viscosity. Desirable R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each alkenyl having 2 to 12 carbons for decreasing the viscosity, and alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the maximum temperature.
好ましいR1、R2、R5、R6、R7、およびR8はそれぞれ、下限温度を下げるために、炭素数1から12のアルキル、または炭素数2から12のアルケニルである。さらに好ましいR5およびR6は、粘度を下げるために、どちらか少なくとも一方が炭素数2から12のアルケニルである。 Desirable R 1 , R 2 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are each alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons for decreasing the minimum temperature. More desirable R 5 and R 6 are at least one of alkenyl having 2 to 12 carbons for decreasing the viscosity.
好ましいアルキルは、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、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。 Preferred alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, or octyl. More desirable alkyl is ethyl, propyl, butyl, pentyl, or heptyl for decreasing the viscosity.
好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。 Preferred alkoxy is methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, or heptyloxy. More desirable alkoxy is methoxy or ethoxy for decreasing the viscosity.
好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるためにビニル、1−プロペニル、3−ブテニル、または3−ペンテニルである。これらのアルケニルにおける−CH=CH−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。粘度を下げるためなどから1−プロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ペンテニル、3−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。これらのアルケニルにおいては、分岐よりも直鎖のアルケニルが好ましい。 Preferred alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, or 5-hexenyl. More desirable alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl or 3-pentenyl for decreasing the viscosity. The preferred configuration of —CH═CH— in these alkenyls depends on the position of the double bond. Trans is preferable in alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl for decreasing the viscosity. Cis is preferable in alkenyl such as 2-butenyl, 2-pentenyl and 2-hexenyl. In these alkenyl, linear alkenyl is preferable to branching.
任意の水素がフッ素で置き換えられたアルケニルの好ましい例は、2,2−ジフルオロビニル、3,3−ジフルオロ−2−プロペニル、4,4−ジフルオロ−3−ブテニル、5,5−ジフルオロ−4−ペンテニル、および6,6−ジフルオロ−5−ヘキセニルである。さらに好ましい例は、粘度を下げるために2,2−ジフルオロビニル、および4,4−ジフルオロ−3−ブテニルである。 Preferred examples of alkenyl in which any hydrogen is replaced by fluorine include 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl, 4,4-difluoro-3-butenyl, 5,5-difluoro-4- Pentenyl, and 6,6-difluoro-5-hexenyl. Further preferred examples are 2,2-difluorovinyl and 4,4-difluoro-3-butenyl for decreasing the viscosity.
環Aおよび環Bは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり、mが2または3であるときの任意の2つの環Aは同じであっても、異なってもよい。好ましい環Aは上限温度を上げるため、または粘度を下げるために、1,4−シクロへキシレンであり、好ましい環Bは光学異方性を上げるために1,4−フェニレンである。環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり、nが2または3であるときの任意の2つの環Cは同じであっても、異なってもよい。好ましい環Cは粘度を下げるために1,4−シクロへキシレンである。 Ring A and Ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 3-fluoro-1,4-phenylene, and any two when m is 2 or 3 Rings A may be the same or different. Preferred ring A is 1,4-cyclohexylene for increasing the maximum temperature or decreasing the viscosity, and preferable ring B is 1,4-phenylene for increasing the optical anisotropy. Ring C is independently 1,4-cyclohexylene, or 1,4-phenylene, and any two rings C when n is 2 or 3 may be the same or different. . Preferred ring C is 1,4-cyclohexylene for decreasing the viscosity.
X1、X2、X3、およびX4は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、X1、X2、X3、およびX4のうち、少なくとも3つはフッ素である。好ましいX1、X2、X3、およびX4は粘度を下げるためにフッ素である。X5、およびX6は独立して、フッ素あるいは塩素である。好ましいX5、およびX6は粘度を下げるためにフッ素である。 X 1, X 2, X 3, and X 4 are independently hydrogen, fluorine or chlorine,, X 1, X 2, X 3, and among X 4, at least three are fluorine. Desirable X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are fluorine for decreasing the viscosity. X 5 and X 6 are independently fluorine or chlorine. Desirable X 5 and X 6 are fluorine for decreasing the viscosity.
Z1は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり、mが2または3であるときの任意の2つのZ1は同じであっても、異なってもよい。好ましいZ1は粘度を下げるために単結合である。Z2は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり、nが2または3であるときの任意の2つのZ2は同じであっても、異なってもよい。好ましいZ2は下限温度を下げるためにエチレンであり、粘度を下げるために単結合である。 Z 1 is independently a single bond, ethylene, methyleneoxy, or carbonyloxy, and any two Z 1 when m is 2 or 3 may be the same or different. Desirable Z 1 is a single bond for decreasing the viscosity. Z 2 is independently a single bond, ethylene, methyleneoxy or carbonyloxy, any two Z 2 may be the same or different when n is 2 or 3. Preferred Z 2 is ethylene for decreasing the minimum temperature, and a single bond for decreasing the viscosity.
mは、1、2または3である。好ましいmは、上限温度を上げるために2である。nは、1、2または3である。好ましいnは、下限温度を下げるため、または粘度を下げるために1または2であり、上限温度を上げるために3である。 m is 1, 2 or 3. Desirable m is 2 for increasing the maximum temperature. n is 1, 2 or 3. Desirable n is 1 or 2 for decreasing the minimum temperature or decreasing the viscosity, and is 3 for increasing the maximum temperature.
第五に、成分化合物の具体的な例を示す。下記の好ましい化合物において、R9およびR10は独立して、炭素数1から12を有する直鎖のアルキル、および炭素数2から12を有する直鎖のアルケニルである。R11およびR12は独立して、炭素数1から12を有する直鎖のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、および炭素数2から12を有する直鎖のアルケニルである。これらの化合物において1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。 Fifth, specific examples of component compounds are shown. In the following preferred compounds, R 9 and R 10 are independently linear alkyl having 1 to 12 carbons and linear alkenyl having 2 to 12 carbons. R 11 and R 12 are independently straight-chain alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, and straight-chain alkenyl having 2 to 12 carbons. In these compounds, the configuration of 1,4-cyclohexylene is preferably trans rather than cis for increasing the maximum temperature.
好ましい化合物(1)は、化合物(1−1−1)から化合物(1−3−1)である。さらに好ましい化合物(1)は、化合物(1−1−1)および化合物(1−2−1)である。好ましい化合物(2)は化合物(2−1)である。好ましい化合物(3)は、化合物(3−1−1)から化合物(3−11−1)である。さらに好ましい化合物(3)は、化合物(3−1−1)から化合物(3−4−1)、および化合物(3−7−1)から化合物(3−11−1)である。特に好ましい化合物(3)は、化合物(3−1−1)、化合物(3−3−1)、および化合物(3−11−1)である。好ましい化合物(4)は、化合物(4−1−1)から化合物(4−9−1)である。さらに好ましい化合物(4)は、化合物(4−1−1)から化合物(4−7−1)である。特に好ましい化合物(4)は、化合物(4−1−1)、化合物(4−4−1)および化合物(4−7−1)である。 Desirable compounds (1) are from the compound (1-1-1) to the compound (1-3-1). More desirable compounds (1) are the compound (1-1-1) and the compound (1-2-1). Desirable compound (2) is compound (2-1). Desirable compounds (3) are from the compound (3-1-1) to the compound (3-11-1). More desirable compounds (3) are the compound (3-1-1) to the compound (3-4-1) and the compound (3-7-1) to the compound (3-11-1). Particularly preferred compounds (3) are the compound (3-1-1), the compound (3-3-1), and the compound (3-11-1). Desirable compounds (4) are from the compound (4-1-1) to the compound (4-9-1). More desirable compounds (4) are the compounds (4-1-1) to (4-7-1). Particularly preferred compounds (4) are the compound (4-1-1), the compound (4-4-1) and the compound (4-7-1).
第六に、組成物に混合してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性な化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合可能な化合物、重合開始剤などである。液晶のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性な化合物が組成物に混合される。このような化合物の例は、化合物(5−1)から化合物(5−4)である。光学活性な化合物の好ましい割合は5重量%以下である。さらに好ましい割合は0.01重量%から2重量%の範囲である。 Sixth, additives that may be mixed into the composition will be described. Such additives are optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, and the like. An optically active compound is mixed with the composition for the purpose of inducing a helical structure of liquid crystal to give a twist angle. Examples of such a compound are the compound (5-1) to the compound (5-4). A desirable ratio of the optically active compound is 5% by weight or less. A more desirable ratio is in the range of 0.01% to 2% by weight.
大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく高い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に混合される。
In order to prevent a decrease in specific resistance due to heating in the atmosphere or to maintain a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a high temperature after using the device for a long time, an antioxidant is mixed into the composition. Is done.
酸化防止剤の好ましい例は、wが1から9の整数である化合物(6)などである。化合物(6)において、好ましいwは、1、3、5、7、または9である。さらに好ましいwは1または7である。wが1である化合物(6)は、揮発性が大きいので、大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するときに有効である。wが7である化合物(6)は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく高い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように600ppm以下である。さらに好ましい割合は、100ppmから300ppmの範囲である。 A preferred example of the antioxidant is a compound (6) wherein w is an integer of 1 to 9. In the compound (6), preferred w is 1, 3, 5, 7, or 9. Further preferred w is 1 or 7. Since the compound (6) in which w is 1 has high volatility, it is effective in preventing a decrease in specific resistance due to heating in the atmosphere. Since the compound (6) in which w is 7 has low volatility, it is effective for maintaining a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a high temperature after the device has been used for a long time. A desirable ratio of the antioxidant is 50 ppm or more for achieving its effect, and is 600 ppm or less for avoiding a decrease in the maximum temperature or avoiding an increase in the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of 100 ppm to 300 ppm.
紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように10000ppm以下である。さらに好ましい割合は100ppmから10000ppmの範囲である。 Preferred examples of the ultraviolet absorber include benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like. Also preferred are light stabilizers such as sterically hindered amines. A desirable ratio in these absorbents and stabilizers is 50 ppm or more for obtaining the effect thereof, and 10,000 ppm or less for avoiding a decrease in the maximum temperature or avoiding an increase in the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of 100 ppm to 10,000 ppm.
GH(Guest host)モードの素子に適合させるためにアゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に混合される。色素の好ましい割合は、0.01重量%から10重量%の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に混合される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために1ppm以上であり、表示の不良を防ぐために1000ppm以下である。さらに好ましい割合は、1ppmから500ppmの範囲である。 A dichroic dye such as an azo dye or an anthraquinone dye is mixed with the composition in order to adapt to a GH (Guest host) mode element. A preferred ratio of the dye is in the range of 0.01% by weight to 10% by weight. In order to prevent foaming, an antifoaming agent such as dimethyl silicone oil or methylphenyl silicone oil is mixed with the composition. A desirable ratio of the antifoaming agent is 1 ppm or more for obtaining the effect thereof, and 1000 ppm or less for preventing a poor display. A more desirable ratio is in the range of 1 ppm to 500 ppm.
PSA(Polymer sustained alignment)モードの素子に適合させるために重合可能な化合物が組成物に混合される。重合可能な化合物の好ましい例はアクリレート、メタクリレート、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテル、エポキシ、ビニルケトン、およびオキセタンなどの重合可能な基を有する化合物である。特に好ましい例は、アクリレート、またはメタクリレートの誘導体である。重合可能な化合物の好ましい割合は、その効果を得るために、0.05重量%以上であり、表示不良を防ぐために10重量%以下である。さらに好ましい割合は、0.1重量%から2重量%の範囲である。重合可能な化合物は、好ましくは光重合開始剤などの適切な開始剤存在下でUV照射などにより重合される。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるIrgacure651(登録商標)、Irgacure184(登録商標)、またはDarocure1173(登録商標)(Ciba Japan K.K.)がラジカル重合に対して適切である。重合可能な化合物は、好ましくは光重合開始剤を0.1重量%から5重量%の範囲で含む。特に好ましくは光重合開始剤を1%から3%の範囲で含む。 A polymerizable compound is mixed with the composition in order to be adapted to a PSA (Polymer sustained alignment) mode device. Preferred examples of the polymerizable compound are compounds having a polymerizable group such as acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy, propenyl ether, epoxy, vinyl ketone, and oxetane. Particularly preferred examples are acrylate or methacrylate derivatives. A desirable ratio of the polymerizable compound is 0.05% by weight or more for obtaining the effect thereof, and is 10% by weight or less for preventing a display defect. A more desirable ratio is in the range of 0.1% to 2% by weight. The polymerizable compound is preferably polymerized by UV irradiation or the like in the presence of a suitable initiator such as a photopolymerization initiator. Appropriate conditions for polymerization, the appropriate type of initiator, and the appropriate amount are known to those skilled in the art and are described in the literature. For example, Irgacure 651 (registered trademark), Irgacure 184 (registered trademark), or Darocure 1173 (registered trademark) (Ciba Japan KK), which is a photopolymerization initiator, is suitable for radical polymerization. The polymerizable compound preferably contains a photopolymerization initiator in the range of 0.1% to 5% by weight. Particularly preferably, it contains a photopolymerization initiator in the range of 1% to 3%.
第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物(1−1)は、特開平9−052852号公報に掲載された方法で合成する。化合物(2)は、特開昭59−070624号公報に掲載された方法で合成する。化合物(3−1)は、特開昭56−068636に掲載された方法で合成する。化合物(3−3)は、特公平4−030382に掲載された方法で合成する。化合物(4−1)は、特開2000−053602号公報に記載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。式(6)のnが1である化合物は、アルドリッチ(Sigma-Aldrich Corporation)から入手できる。nが7である化合物(6)などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成する。 Seventh, a method for synthesizing the component compounds will be described. These compounds can be synthesized by known methods. The synthesis method is illustrated. Compound (1-1) is synthesized by the method described in JP-A-9-052852. Compound (2) is synthesized by the method described in JP-A-59-070624. Compound (3-1) is synthesized by the method described in JP-A-56-068636. Compound (3-3) is synthesized by the method described in JP-B-4-030382. Compound (4-1) is synthesized by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-053602. Antioxidants are commercially available. Compounds of formula (6) where n is 1 are available from Sigma-Aldrich Corporation. Compound (6) where n is 7, and the like are synthesized by the method described in US Pat. No. 3,660,505.
合成法を記載しなかった化合物は、オーガニック・シンセシス(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などの成書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。 Compounds that have not been described as synthetic methods include Organic Syntheses (John Wiley & Sons, Inc), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc), Comprehensive Organic Synthesis (Comprehensive Organic Synthesis) Synthesis, Pergamon Press) and new experimental chemistry course (Maruzen). The composition is prepared from the compound thus obtained by known methods. For example, the component compounds are mixed and dissolved in each other by heating.
最後に、組成物の用途を説明する。大部分の組成物は、−10℃以下の下限温度、70℃以上の上限温度、そして0.07から0.20の範囲の光学異方性を有する。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はAM素子に適する。この組成物は透過型のAM素子に特に適する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、0.08から0.25の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性な化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。 Finally, the use of the composition will be described. Most compositions have a minimum temperature of −10 ° C. or lower, a maximum temperature of 70 ° C. or higher, and an optical anisotropy in the range of 0.07 to 0.20. A device containing this composition has a large voltage holding ratio. This composition is suitable for an AM device. This composition is particularly suitable for a transmissive AM device. A composition having an optical anisotropy in the range of 0.08 to 0.25 may be prepared by controlling the ratio of the component compounds or by mixing other liquid crystal compounds. This composition can be used as a composition having a nematic phase, or can be used as an optically active composition by adding an optically active compound.
この組成物はAM素子への使用が可能である。さらにPM素子への使用も可能である。この組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、PSAなどのモードを有するAM素子およびPM素子への使用が可能である。IPSまたはVAモードを有するAM素子への使用は特に好ましい。これらの素子が反射型、透過型または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン−TFT素子または多結晶シリコン−TFT素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)型の素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。 This composition can be used for an AM device. Further, it can be used for PM elements. This composition can be used for an AM device and a PM device having modes such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, VA, and PSA. Use for an AM device having an IPS or VA mode is particularly preferable. These elements may be reflective, transmissive, or transflective. Use in a transmissive element is preferred. It can also be used for an amorphous silicon-TFT device or a polycrystalline silicon-TFT device. It can also be used for an NCAP (nematic curvilinear aligned phase) type device produced by microencapsulating this composition, or a PD (polymer dispersed) type device in which a three-dimensional network polymer is formed in the composition.
試料が組成物のときはそのまま測定し、得られた値を記載した。試料が化合物のときは、この化合物(15重量%)を母液晶(85重量%)に混合することによって試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定値)−0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度および誘電率異方性の値を求めた。 When the sample was a composition, it was measured as it was and the obtained value was described. When the sample was a compound, the sample was prepared by mixing this compound (15% by weight) with the mother liquid crystals (85% by weight). The characteristic value of the compound was calculated from the value obtained by the measurement by extrapolation. (Extrapolated value) = {(Measured value of sample) −0.85 × (Measured value of mother liquid crystal)} / 0.15. When the smectic phase (or crystal) is precipitated at 25 ° C. at this ratio, the ratio of the compound and the mother liquid crystal is 10% by weight: 90% by weight, 5% by weight: 95% by weight, 1% by weight: 99% by weight in this order. changed. By this extrapolation method, the maximum temperature, optical anisotropy, viscosity and dielectric anisotropy values for the compound were determined.
母液晶の組成は下記のとおりである。組成の%は、それぞれ重量%である。
The composition of the mother liquid crystals is as follows. The percentages of the composition are each% by weight.
特性値の測定は下記の方法にしたがった。それらの多くは、日本電子機械工業会規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ・ED−2521Aに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。 The characteristic values were measured according to the following method. Many of them are the method described in the Standard of Electric Industries Association of Japan EIAJ ED-2521A or a modified method thereof.
ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。 Maximum temperature of nematic phase (NI; ° C.): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature was measured when a part of the sample changed from a nematic phase to an isotropic liquid. The upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “upper limit temperature”.
ネマチック相の下限温度(TC;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、0℃、−10℃、−20℃、−30℃、および−40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−20℃ではネマチック相のままであり、−30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、TCを≦−20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。 Minimum Temperature of a Nematic Phase (T C; ℃): A sample having a nematic phase was put in a glass bottle, 0 ℃, -10 ℃, -20 ℃, then kept for 10 days in a freezer at -30 ° C., and -40 ℃ The liquid crystal phase was observed. For example, when the sample remained in a nematic phase at −20 ° C. and changed to a crystal or smectic phase at −30 ° C., TC was described as ≦ −20 ° C. The lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “lower limit temperature”.
粘度(η;20℃で測定;mPa・s):測定にはE型回転粘度計を用いた。 Viscosity (η; measured at 20 ° C .; mPa · s): An E-type viscometer was used for measurement.
光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率n‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率n⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。 Optical anisotropy (refractive index anisotropy; Δn; measured at 25 ° C.): Measurement was performed with an Abbe refractometer using a light having a wavelength of 589 nm and a polarizing plate attached to an eyepiece. After rubbing the surface of the main prism in one direction, the sample was dropped on the main prism. The refractive index n‖ was measured when the polarization direction was parallel to the rubbing direction. The refractive index n⊥ was measured when the polarization direction was perpendicular to the rubbing direction. The value of optical anisotropy was calculated from the equation: Δn = n∥−n⊥.
誘電率異方性(Δε;25℃で測定):誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率(ε‖およびε⊥)は次のように測定した。
1)誘電率(ε‖)の測定:よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16mL)のエタノール(20mL)溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時間加熱した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであるVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。
2)誘電率(ε⊥)の測定:よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。
Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25 ° C.): The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥. The dielectric constants (ε‖ and ε⊥) were measured as follows.
1) Measurement of dielectric constant (ε‖): A solution of octadecyltriethoxysilane (0.16 mL) in ethanol (20 mL) was applied to a well-cleaned glass substrate. The glass substrate was rotated with a spinner and then heated at 150 ° C. for 1 hour. A sample was put in a VA element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 4 μm, and the element was sealed with an adhesive that was cured with ultraviolet rays. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε‖) in the major axis direction of the liquid crystal molecules was measured.
2) Measurement of dielectric constant (ε⊥): A polyimide solution was applied to a well-cleaned glass substrate. After baking this glass substrate, the obtained alignment film was rubbed. A sample was put in a TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 9 μm and the twist angle was 80 degrees. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured.
しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のVA素子に試料を入れ、この素子をUV硬化の接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧(60Hz、矩形波)は0Vから20Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が10%になったときの電圧である。 Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V): An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement. The light source is a halogen lamp. A sample is placed in a normally black mode VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) is 4 μm and the rubbing direction is anti-parallel, and this device is used with a UV curing adhesive. And sealed. The voltage (60 Hz, rectangular wave) applied to this element was increased stepwise from 0V to 20V by 0.02V. At this time, the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. A voltage-transmittance curve was created in which the transmittance was 100% when the light amount reached the maximum and the transmittance was 0% when the light amount was the minimum. The threshold voltage is a voltage when the transmittance reaches 10%.
電圧保持率(VHR−1;25℃;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率である。 Voltage holding ratio (VHR-1; 25 ° C .;%): The TN device used for the measurement has a polyimide alignment film, and the distance between two glass substrates (cell gap) is 5 μm. This element was sealed with an adhesive polymerized by ultraviolet rays after putting a sample. The TN device was charged by applying a pulse voltage (60 microseconds at 5 V). The decaying voltage was measured for 16.7 milliseconds with a high-speed voltmeter, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined. The area B is an area when it is not attenuated. The voltage holding ratio is a percentage of the area A with respect to the area B.
電圧保持率(VHR−2;80℃;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率である。 Voltage holding ratio (VHR-2; 80 ° C .;%): The TN device used for the measurement has a polyimide alignment film, and the distance between two glass substrates (cell gap) is 5 μm. This element was sealed with an adhesive polymerized by ultraviolet rays after putting a sample. The TN device was charged by applying a pulse voltage (60 microseconds at 5 V). The decaying voltage was measured for 16.7 milliseconds with a high-speed voltmeter, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined. The area B is an area when it is not attenuated. The voltage holding ratio is a percentage of the area A with respect to the area B.
電圧保持率(VHR−3;25℃;%):紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。大きなVHR−3を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは5μmである。この素子に試料を注入し、光を20分間照射した。光源は超高圧水銀ランプUSH−500D(ウシオ電機製)であり、素子と光源の間隔は20cmである。VHR−3の測定では、減衰する電圧を16.7ミリ秒のあいだ測定した。VHR−3は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。 Voltage holding ratio (VHR-3; 25 ° C .;%): After irradiation with ultraviolet rays, the voltage holding ratio was measured to evaluate the stability against ultraviolet rays. A composition having a large VHR-3 has a large stability to ultraviolet light. The TN device used for measurement has a polyimide alignment film, and the cell gap is 5 μm. A sample was injected into this element and irradiated with light for 20 minutes. The light source is an ultra high pressure mercury lamp USH-500D (manufactured by USHIO), and the distance between the element and the light source is 20 cm. In the measurement of VHR-3, the decreasing voltage was measured for 16.7 milliseconds. VHR-3 is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
電圧保持率(VHR−4;25℃;%):試料を注入したTN素子を80℃の恒温槽内で500時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。大きなVHR−4を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。VHR−4の測定では、減衰する電圧を16.7ミリ秒のあいだ測定した。 Voltage holding ratio (VHR-4; 25 ° C .;%): The TN device injected with the sample was heated in a thermostat at 80 ° C. for 500 hours, and then the voltage holding ratio was measured to evaluate the stability against heat. A composition having a large VHR-4 has a large stability to heat. In the measurement of VHR-4, the decreasing voltage was measured for 16.7 milliseconds.
応答時間(τ;25℃で測定;ms):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のVA素子に試料を入れ、この素子をUV硬化の接着剤を用いて密閉した。この素子に矩形波(60Hz、10V、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である。応答時間は透過率90%から10%に変化するのに要した時間(立ち下がり時間;fall time;ミリ秒)である。 Response time (τ; measured at 25 ° C .; ms): An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for measurement. The light source is a halogen lamp. The low-pass filter was set to 5 kHz. A sample is placed in a normally black mode VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) is 4 μm and the rubbing direction is anti-parallel, and this device is used with a UV curing adhesive. And sealed. A rectangular wave (60 Hz, 10 V, 0.5 seconds) was applied to this element. At this time, the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. The transmittance is 100% when the light amount is maximum, and the transmittance is 0% when the light amount is minimum. The response time is the time (fall time; milliseconds) required to change the transmittance from 90% to 10%.
比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm):電極を備えた容器に試料1.0mLを注入した。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。 Specific resistance (ρ; measured at 25 ° C .; Ωcm): A sample (1.0 mL) was poured into a vessel equipped with electrodes. A DC voltage (10 V) was applied to the container, and the DC current after 10 seconds was measured. The specific resistance was calculated from the following equation. (Resistivity) = {(Voltage) × (Capacity of container)} / {(DC current) × (Dielectric constant of vacuum)}.
ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC−14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC−R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。 Gas chromatographic analysis: A GC-14B gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for measurement. The carrier gas is helium (2 mL / min). The sample vaporization chamber was set at 280 ° C, and the detector (FID) was set at 300 ° C. For separation of the component compounds, capillary column DB-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm; stationary liquid phase is dimethylpolysiloxane; nonpolar) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used. The column was held at 200 ° C. for 2 minutes and then heated to 280 ° C. at a rate of 5 ° C./min. A sample was prepared in an acetone solution (0.1% by weight), and 1 μL thereof was injected into the sample vaporization chamber. The recorder is a C-R5A type Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation or an equivalent thereof. The obtained gas chromatogram showed the peak retention time and peak area corresponding to the component compounds.
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムCBP1−M50−025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。 As a solvent for diluting the sample, chloroform, hexane or the like may be used. In order to separate the component compounds, the following capillary column may be used. HP-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Agilent Technologies Inc., Rtx-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Restek Corporation, BP-1 made by SGE International Pty. Ltd (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm). In order to prevent compound peaks from overlapping, a capillary column CBP1-M50-025 (length 50 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Shimadzu Corporation may be used.
組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物はガスクロマトグラフで検出することができる。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合(モル数)に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を1とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合(重量%)は、ピークの面積比から算出する。 The ratio of the liquid crystal compound contained in the composition may be calculated by the following method. Liquid crystalline compounds can be detected by gas chromatography. The area ratio of peaks in the gas chromatogram corresponds to the ratio (number of moles) of liquid crystal compounds. When the capillary column described above is used, the correction coefficient of each liquid crystal compound may be regarded as 1. Accordingly, the ratio (% by weight) of the liquid crystal compound is calculated from the peak area ratio.
実施例により本発明を詳細に説明する。本発明は下記の実施例によって限定されない。比較例および実施例における化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号により表した。
表3において、1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。実施例において記号の後にあるかっこ内の番号は好ましい化合物の番号に対応する。(−)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶組成物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)であり、液晶組成物にはこの他に不純物が含有している。最後に、組成物の特性値をまとめた。
The present invention will be described in detail by examples. The present invention is not limited by the following examples. The compounds in Comparative Examples and Examples were represented by symbols based on the definitions in Table 3 below.
In Table 3, the configuration regarding 1,4-cyclohexylene is trans. In the examples, the number in parentheses after the symbol corresponds to the number of the preferred compound. The symbol (−) means other liquid crystal compounds. The ratio (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the total weight of the liquid crystal composition, and the liquid crystal composition contains impurities in addition to this. Finally, the characteristic values of the composition are summarized.
[比較例1]
特開2001−316669号公報に開示された組成物の中から実施例1を選んだ。根拠はこの組成物が化合物(1−1−1)、化合物(2−1)、化合物(4−1−1)、および化合物(4−4−1)を含有しているからである。本組成物を調製し、上述した方法により測定した。この組成物の成分および特性は下記のとおりである。
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O3 (1−1−1) 8%
5−HH−V (2−1) 5%
3−HB(2F,3F)−O4 (4−1−1) 9%
5−HB(2F,3F)−O4 (4−1−1) 9%
2−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 9%
3−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 10%
5−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 9%
2−HHB(2F,3F)−1 (4−4−1) 11%
3−HHB(2F,3F)−1 (4−4−1) 10%
3O−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 10%
V1O−HHB(2F,3F)−O2 (−) 10%
NI=101.3℃;Δn=0.098;η=56.3mPa・s;Δε=−6.6.
[Comparative Example 1]
Example 1 was selected from the compositions disclosed in JP 2001-316669 A. The reason is that this composition contains compound (1-1-1), compound (2-1), compound (4-1-1), and compound (4-4-1). This composition was prepared and measured by the method described above. The components and properties of this composition are as follows.
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O3 (1-1-1) 8%
5-HH-V (2-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O4 (4-1-1) 9%
5-HB (2F, 3F) -O4 (4-1-1) 9%
2-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 9%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 10%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 9%
2-HHB (2F, 3F) -1 (4-4-1) 11%
3-HHB (2F, 3F) -1 (4-4-1) 10%
3O-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 10%
V1O-HHB (2F, 3F) -O2 (-) 10%
NI = 101.3 ° C .; Δn = 0.098; η = 56.3 mPa · s; Δε = −6.6.
[実施例1]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
3−HH−V (2−1) 30%
3−HHB−1 (3−3−1) 5%
3−HHB−O1 (3−3−1) 3%
3−HHB−3 (3−3−1) 6%
3−HHEBH−3 (3−7−1) 5%
3−HHEBH−5 (3−7−1) 5%
3−HB(2F,3F)−O2 (4−1−1) 4%
5−HB(2F,3F)−O2 (4−1−1) 3%
3−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 5%
3−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 10%
5−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 8%
5−HHB(2F,3CL)−O2 (4−8−1) 3%
5−HBB(2F,3CL)−O2 (4−9−1) 3%
NI=106.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.101;η=24.0mPa・s;Δε=−2.6;VHR−1=99.2%;VHR−2=98.0%;VHR−3=97.8%.
[Example 1]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
3-HH-V (2-1) 30%
3-HHB-1 (3-3-1) 5%
3-HHB-O1 (3-3-1) 3%
3-HHB-3 (3-3-1) 6%
3-HHEBH-3 (3-7-1) 5%
3-HHEBH-5 (3-7-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (4-1-1) 4%
5-HB (2F, 3F) -O2 (4-1-1) 3%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 5%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 10%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 8%
5-HHB (2F, 3CL) -O2 (4-8-1) 3%
5-HBB (2F, 3CL) -O2 (4-9-1) 3%
NI = 106.2 ° C .; Tc ≦ −20 ° C .; Δn = 0.101; η = 24.0 mPa · s; Δε = −2.6; VHR-1 = 99.2%; VHR-2 = 98.0 %; VHR-3 = 97.8%.
[実施例2]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 5%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 6%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 3%
6O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 5%
3−HH−4 (2−1) 5%
3−HH−5 (2−1) 7%
3−HH−V1 (2−1) 5%
3−HHB−1 (3−3−1) 9%
3−HHB−O1 (3−3−1) 7%
3−HHB−2 (3−3−1) 8%
3−HHB−3 (3−3−1) 7%
V−HHB−1 (3−3−1) 10%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
1O1−HBBH−4 (−) 5%
NI=103.6℃;Δn=0.109;η=29.3mPa・s;Δε=−2.7;VHR−1=99.2%;VHR−2=98.1%;VHR−3=97.9%.
[Example 2]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 5%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 6%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 3%
6O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 5%
3-HH-4 (2-1) 5%
3-HH-5 (2-1) 7%
3-HH-V1 (2-1) 5%
3-HHB-1 (3-3-1) 9%
3-HHB-O1 (3-3-1) 7%
3-HHB-2 (3-3-1) 8%
3-HHB-3 (3-3-1) 7%
V-HHB-1 (3-3-1) 10%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
1O1-HBBH-4 (-) 5%
NI = 103.6 ° C; Δn = 0.109; η = 29.3 mPa · s; Δε = -2.7; VHR-1 = 99.2%; VHR-2 = 98.1%; VHR-3 = 97.9%.
[実施例3]
2O−B(2F)B(2F,3F)−O2 (1−2−1) 4%
2O−B(2F)B(2F,3F)−O4 (1−2−1) 6%
2O−B(2F)B(2F,3F)−O6 (1−2−1) 6%
3O−B(2F)B(2F,3F)−O4 (1−2−1) 5%
4O−B(2F)B(2F,3F)−O2 (1−2−1) 3%
4O−B(2F)B(2F,3F)−O6 (1−2−1) 3%
6O−B(2F)B(2F,3F)−O2 (1−2−1) 3%
6O−B(2F)B(2F,3F)−O4 (1−2−1) 5%
3−HH−5 (2−1) 5%
3−HH−V1 (2−1) 5%
3−HHB−1 (3−3−1) 10%
3−HHB−O1 (3−3−1) 7%
3−HHB−2 (3−3−1) 3%
3−HHB−3 (3−3−1) 10%
V−HHB−3 (3−3−1) 10%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
1V−HHB−1 (3−3−1) 5%
NI=103.7℃;Δn=0.121;η=29.2mPa・s;Δε=−2.3.
[Example 3]
2O-B (2F) B (2F, 3F) -O2 (1-2-1) 4%
2O-B (2F) B (2F, 3F) -O4 (1-2-1) 6%
2O-B (2F) B (2F, 3F) -O6 (1-2-1) 6%
3O-B (2F) B (2F, 3F) -O4 (1-2-1) 5%
4O-B (2F) B (2F, 3F) -O2 (1-2-1) 3%
4O-B (2F) B (2F, 3F) -O6 (1-2-1) 3%
6O-B (2F) B (2F, 3F) -O2 (1-2-1) 3%
6O-B (2F) B (2F, 3F) -O4 (1-2-1) 5%
3-HH-5 (2-1) 5%
3-HH-V1 (2-1) 5%
3-HHB-1 (3-3-1) 10%
3-HHB-O1 (3-3-1) 7%
3-HHB-2 (3-3-1) 3%
3-HHB-3 (3-3-1) 10%
V-HHB-3 (3-3-1) 10%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
1V-HHB-1 (3-3-1) 5%
NI = 103.7 ° C .; Δn = 0.121; η = 29.2 mPa · s; Δε = −2.3.
[実施例4]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 2%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 5%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
6O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 5%
2O−B(2F)B(2F,3F)−O2 (1−2−1) 5%
2O−B(2F)B(2F,3F)−O6 (1−2−1) 5%
3O−B(2F)B(2F,3F)−O4 (1−2−1) 2%
2−HH−3 (2−1) 6%
3−HH−5 (2−1) 5%
3−HH−V1 (2−1) 5%
3−HHB−1 (3−3−1) 10%
3−HHB−O1 (3−3−1) 7%
3−HHB−3 (3−3−1) 8%
V−HHB−1 (3−3−1) 10%
V−HHB−3 (3−3−1) 5%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
1O1−HBBH−5 (−) 5%
NI=104.5℃;Δn=0.112;η=27.9mPa・s;Δε=−2.4.
[Example 4]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 2%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 5%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
6O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 5%
2O-B (2F) B (2F, 3F) -O2 (1-2-1) 5%
2O-B (2F) B (2F, 3F) -O6 (1-2-1) 5%
3O-B (2F) B (2F, 3F) -O4 (1-2-1) 2%
2-HH-3 (2-1) 6%
3-HH-5 (2-1) 5%
3-HH-V1 (2-1) 5%
3-HHB-1 (3-3-1) 10%
3-HHB-O1 (3-3-1) 7%
3-HHB-3 (3-3-1) 8%
V-HHB-1 (3-3-1) 10%
V-HHB-3 (3-3-1) 5%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
1O1-HBBH-5 (-) 5%
NI = 104.5 ° C .; Δn = 0.112; η = 27.9 mPa · s; Δε = −2.4.
[実施例5]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O3 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O5 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 4%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O3 (1−1−1) 3%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O5 (1−1−1) 3%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 4%
3−HH−5 (2−1) 6%
3−HH−V (2−1) 4%
3−HH−V1 (2−1) 5%
5−HB−3 (3−1−1) 5%
3−HB−O1 (3−1−1) 10%
3−HHB−O1 (3−3−1) 5%
V−HHB−3 (3−3−1) 7%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
V2−BB(3F)B−1 (3−5−1) 3%
1−BB(3F)B−2V (3−5−1) 3%
3−HHEBH−3 (3−7−1) 5%
3−HHEBH−4 (3−7−1) 3%
3−HHEBH−5 (3−7−1) 3%
3−HB(3F)HH−5 (3−11−1) 5%
5−HB(3F)HH−V (3−11−1) 3%
NI=104.4℃;Δn=0.112;η=27.4mPa・s;Δε=−2.4.
[Example 5]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O3 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O5 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 4%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O3 (1-1-1) 3%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O5 (1-1-1) 3%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 4%
3-HH-5 (2-1) 6%
3-HH-V (2-1) 4%
3-HH-V1 (2-1) 5%
5-HB-3 (3-1-1) 5%
3-HB-O1 (3-1-1) 10%
3-HHB-O1 (3-3-1) 5%
V-HHB-3 (3-3-1) 7%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
V2-BB (3F) B-1 (3-5-1) 3%
1-BB (3F) B-2V (3-5-1) 3%
3-HHEBH-3 (3-7-1) 5%
3-HHEBH-4 (3-7-1) 3%
3-HHEBH-5 (3-7-1) 3%
3-HB (3F) HH-5 (3-11-1) 5%
5-HB (3F) HH-V (3-11-1) 3%
NI = 104.4 ° C .; Δn = 0.112; η = 27.4 mPa · s; Δε = −2.4.
[実施例6]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 6%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O5 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 4%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O3 (1−1−1) 3%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O5 (1−1−1) 3%
6O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 5%
2−HH−3 (2−1) 10%
3−HH−4 (2−1) 5%
3−HH−5 (2−1) 3%
3−HH−O3 (2−1) 3%
3−HH−V1 (2−1) 5%
3−HB−O1 (3−1−1) 3%
3−HHB−O1 (3−3−1) 5%
V−HHB−1 (3−3−1) 4%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
3−HBB−2 (3−4−1) 3%
1V−HBB−2 (3−4−1) 3%
2−BB(3F)B−3 (3−5−1) 3%
3−HHEH−3 (3−6−1) 3%
3−HHEBH−3 (3−7−1) 5%
3−HHEBH−5 (3−7−1) 3%
3−HBBH−3 (3−8−1) 5%
3−HBB(3F)B−3 (3−10−1) 3%
NI=104.7℃;Δn=0.112;η=26.9mPa・s;Δε=−2.4.
[Example 6]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 6%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O5 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 4%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O3 (1-1-1) 3%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O5 (1-1-1) 3%
6O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 5%
2-HH-3 (2-1) 10%
3-HH-4 (2-1) 5%
3-HH-5 (2-1) 3%
3-HH-O3 (2-1) 3%
3-HH-V1 (2-1) 5%
3-HB-O1 (3-1-1) 3%
3-HHB-O1 (3-3-1) 5%
V-HHB-1 (3-3-1) 4%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
3-HBB-2 (3-4-1) 3%
1V-HBB-2 (3-4-1) 3%
2-BB (3F) B-3 (3-5-1) 3%
3-HHEH-3 (3-6-1) 3%
3-HHEBH-3 (3-7-1) 5%
3-HHEBH-5 (3-7-1) 3%
3-HBBH-3 (3-8-1) 5%
3-HBB (3F) B-3 (3-10-1) 3%
NI = 104.7 ° C .; Δn = 0.112; η = 26.9 mPa · s; Δε = −2.4.
[実施例7]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 5%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 3%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 3%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 2%
6O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 3%
2O−B(2F)B(2F,3F)−O3 (1−2−1) 5%
2O−B(3F)B(2F,3F)−O2 (1−3−1) 3%
2−HH−3 (2−1) 12%
3−HH−V (2−1) 10%
V2−BB−1 (3−2−1) 3%
V−HHB−1 (3−3−1) 10%
V−HHB−3 (3−3−1) 4%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
3−HHEH−4 (3−6−1) 3%
3−HHEBH−3 (3−7−1) 5%
3−HHEBH−5 (3−7−1) 3%
3−HB(3F)BH−3 (3−9−1) 3%
5−HBB(3F)B−3 (3−10−1) 5%
5−HB(3F)HH−V (3−11−1) 5%
NI=104.1℃;Δn=0.111;η=26.6mPa・s;Δε=−2.2.
[Example 7]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 5%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 3%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 3%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 2%
6O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 3%
2O-B (2F) B (2F, 3F) -O3 (1-2-1) 5%
2O-B (3F) B (2F, 3F) -O2 (1-3-1) 3%
2-HH-3 (2-1) 12%
3-HH-V (2-1) 10%
V2-BB-1 (3-2-1) 3%
V-HHB-1 (3-3-1) 10%
V-HHB-3 (3-3-1) 4%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
3-HHEH-4 (3-6-1) 3%
3-HHEBH-3 (3-7-1) 5%
3-HHEBH-5 (3-7-1) 3%
3-HB (3F) BH-3 (3-9-1) 3%
5-HBB (3F) B-3 (3-10-1) 5%
5-HB (3F) HH-V (3-11-1) 5%
NI = 104.1 ° C .; Δn = 0.111; η = 26.6 mPa · s; Δε = −2.2.
[実施例8]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O4 (1−1−1) 3%
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 4%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O5 (1−1−1) 3%
3−HH−V (2−1) 5%
3−HH−V1 (2−1) 5%
3−HB−O1 (3−1−1) 5%
3−HHB−O1 (3−3−1) 5%
V−HHB−1 (3−3−1) 10%
V2−HHB−1 (3−3−1) 10%
3−HHEBH−3 (3−7−1) 4%
3−HHEBH−5 (3−7−1) 3%
5−HBB(3F)B−3 (3−10−1) 3%
3−HB(2F,3F)−O2 (4−1−1) 5%
V−HB(2F,3F)−O2 (4−1−1) 4%
5−H2B(2F,3F)−O2 (4−2−1) 7%
5−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 5%
3−HHB(2F,3F)−1 (4−4−1) 5%
V−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 5%
5−HH2B(2F,3F)−O2 (4−5−1) 3%
2−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 3%
5−HHB(2F,3CL)−O2 (4−8−1) 3%
NI=106.0℃;Tc≦−20℃;Δn=0.105;η=24.5mPa・s;Δε=−2.8.
[Example 8]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O4 (1-1-1) 3%
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 4%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O5 (1-1-1) 3%
3-HH-V (2-1) 5%
3-HH-V1 (2-1) 5%
3-HB-O1 (3-1-1) 5%
3-HHB-O1 (3-3-1) 5%
V-HHB-1 (3-3-1) 10%
V2-HHB-1 (3-3-1) 10%
3-HHEBH-3 (3-7-1) 4%
3-HHEBH-5 (3-7-1) 3%
5-HBB (3F) B-3 (3-10-1) 3%
3-HB (2F, 3F) -O2 (4-1-1) 5%
V-HB (2F, 3F) -O2 (4-1-1) 4%
5-H2B (2F, 3F) -O2 (4-2-1) 7%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 5%
3-HHB (2F, 3F) -1 (4-4-1) 5%
V-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 5%
5-HH2B (2F, 3F) -O2 (4-5-1) 3%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 3%
5-HHB (2F, 3CL) -O2 (4-8-1) 3%
NI = 106.0 ° C .; Tc ≦ −20 ° C .; Δn = 0.105; η = 24.5 mPa · s; Δε = −2.8.
[実施例9]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
3−HH−V (2−1) 25%
3−HHB−1 (3−3−1) 3%
3−HHB−O1 (3−3−1) 3%
3−HHB−2 (3−3−1) 5%
3−HHB−3 (3−3−1) 5%
3−HHEBH−3 (3−7−1) 5%
5−HBB(3F)B−2 (3−10−1) 5%
5−HB(3F)HH−V1 (3−11−1) 3%
5−H2B(2F,3F)−O2 (4−2−1) 11%
5−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 4%
3−HH2B(2F,3F)−O2 (4−5−1) 5%
3−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 5%
3−HHB(2F,3CL)−O2 (4−8−1) 3%
5−HHB(2F,3CL)−O2 (4−8−1) 3%
NI=106.0℃;Tc≦−20℃;Δn=0.102;η=24.7mPa・s;Δε=−2.7.
[Example 9]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
3-HH-V (2-1) 25%
3-HHB-1 (3-3-1) 3%
3-HHB-O1 (3-3-1) 3%
3-HHB-2 (3-3-1) 5%
3-HHB-3 (3-3-1) 5%
3-HHEBH-3 (3-7-1) 5%
5-HBB (3F) B-2 (3-10-1) 5%
5-HB (3F) HH-V1 (3-11-1) 3%
5-H2B (2F, 3F) -O2 (4-2-1) 11%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 4%
3-HH2B (2F, 3F) -O2 (4-5-1) 5%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 5%
3-HHB (2F, 3CL) -O2 (4-8-1) 3%
5-HHB (2F, 3CL) -O2 (4-8-1) 3%
NI = 106.0 ° C .; Tc ≦ −20 ° C .; Δn = 0.102; η = 24.7 mPa · s; Δε = −2.7.
[実施例10]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 5%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 5%
V1O−B(2F)B(2F,3F)−O6 (1−2−1) 5%
3−HH−5 (2−1) 5%
3−HH−V (2−1) 10%
3−HH−V1 (2−1) 5%
5−HH−V (2−1) 10%
3−HHB−1 (3−3−1) 7%
3−HHB−O1 (3−3−1) 3%
V2−HHB−1 (3−3−1) 5%
3−HB(3F)HH−5 (3−11−1) 5%
5−HB(3F)HH−V (3−11−1) 3%
5−H2B(2F,3F)−O2 (4−2−1) 4%
3−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 3%
5−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 5%
5−HH2B(2F,3F)−O2 (4−5−1) 5%
3−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 5%
V−HBB(2F,3CL)−O2 (4−9−1) 5%
NI=103.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.103;η=25.1mPa・s;Δε=−2.8.
[Example 10]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 5%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 5%
V1O-B (2F) B (2F, 3F) -O6 (1-2-1) 5%
3-HH-5 (2-1) 5%
3-HH-V (2-1) 10%
3-HH-V1 (2-1) 5%
5-HH-V (2-1) 10%
3-HHB-1 (3-3-1) 7%
3-HHB-O1 (3-3-1) 3%
V2-HHB-1 (3-3-1) 5%
3-HB (3F) HH-5 (3-11-1) 5%
5-HB (3F) HH-V (3-11-1) 3%
5-H2B (2F, 3F) -O2 (4-2-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 3%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 5%
5-HH2B (2F, 3F) -O2 (4-5-1) 5%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 5%
V-HBB (2F, 3CL) -O2 (4-9-1) 5%
NI = 103.2 ° C .; Tc ≦ −20 ° C .; Δn = 0.103; η = 25.1 mPa · s; Δε = −2.8.
[実施例11]
2O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 5%
4O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O6 (1−1−1) 3%
6O−B(2F,3F)B(2F,3F)−O8 (1−1−1) 3%
2−HH−3 (2−1) 5%
3−HH−4 (2−1) 3%
3−HH−5 (2−1) 6%
3−HH−O1 (2−1) 3%
3−HH−V (2−1) 17%
3−HHB−O1 (3−3−1) 5%
5−HB(3F)HH−V (3−11−1) 5%
3−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 7%
5−HHB(2F,3F)−O2 (4−4−1) 7%
3−HHB(2F,3F)−1 (4−4−1) 7%
5−HH2B(2F,3F)−O2 (4−5−1) 8%
5−HH1OB(2F,3F)−O2 (4−6−1) 5%
5−HBB(2F,3F)−O2 (4−7−1) 5%
5−HHB(2F,3CL)−O2 (4−8−1) 3%
5−HBB(2F,3CL)−O2 (4−9−1) 3%
NI=103.2℃;Tc≦−20℃;Δn=0.092;η=24.9mPa・s;Δε=−3.1.
[Example 11]
2O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 5%
4O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O6 (1-1-1) 3%
6O-B (2F, 3F) B (2F, 3F) -O8 (1-1-1) 3%
2-HH-3 (2-1) 5%
3-HH-4 (2-1) 3%
3-HH-5 (2-1) 6%
3-HH-O1 (2-1) 3%
3-HH-V (2-1) 17%
3-HHB-O1 (3-3-1) 5%
5-HB (3F) HH-V (3-11-1) 5%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 7%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (4-4-1) 7%
3-HHB (2F, 3F) -1 (4-4-1) 7%
5-HH2B (2F, 3F) -O2 (4-5-1) 8%
5-HH1OB (2F, 3F) -O2 (4-6-1) 5%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (4-7-1) 5%
5-HHB (2F, 3CL) -O2 (4-8-1) 3%
5-HBB (2F, 3CL) -O2 (4-9-1) 3%
NI = 103.2 ° C .; Tc ≦ −20 ° C .; Δn = 0.092; η = 24.9 mPa · s; Δε = −3.1.
実施例1から11の組成物は、比較例1のそれと比べて、ネマチック相の高い上限温度、小さな粘度を有する。よって、本発明による液晶組成物は、特許文献1に示された液晶組成物よりも、さらに優れた特性を有する。 The compositions of Examples 1 to 11 have a higher maximum temperature and a lower viscosity of the nematic phase than those of Comparative Example 1. Therefore, the liquid crystal composition according to the present invention has more excellent characteristics than the liquid crystal composition disclosed in Patent Document 1.
Claims (20)
ここで、R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり、R3およびR4は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;X1、X2、X3、およびX4は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、X1、X2、X3、およびX4のうち、少なくとも3つはフッ素である。 Contains at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1) as the first component and at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (2) as the second component And a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy.
Here, R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine, and R 1 3 and R 4 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine. X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine, and at least three of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are fluorine is there.
ここで、R1およびR2は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。 The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the first component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (1-1) to (1-3).
Here, R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which any hydrogen is replaced by fluorine.
ここで、R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aおよび環Bは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、または3−フルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;mは、1、2または3であり;そして、mが1のとき、環Bは1,4−フェニレンまたは3−フルオロ−1,4−フェニレンである。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 6, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3) as a third component.
Here, R 5 and R 6 are each independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon 2 having any hydrogen substituted with fluorine. Ring A and ring B are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 3-fluoro-1,4-phenylene; Z 1 is independently A single bond, ethylene, methyleneoxy or carbonyloxy; m is 1, 2 or 3; and when m is 1, ring B is 1,4-phenylene or 3-fluoro-1,4 -Phenylene.
ここで、R5およびR6は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。 The liquid crystal composition according to claim 7, wherein the third component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3-1) to formula (3-11).
Here, R 5 and R 6 are each independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon 2 having any hydrogen substituted with fluorine. To 12 alkenyl.
ここで、R7およびR8は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Cは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり;Z2は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;X5およびX6は独立して、フッ素または塩素であり;nは、1、2または3である。 The liquid crystal composition according to any one of claims 7 to 12, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (4) as a fourth component.
Here, R 7 and R 8 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon number 2 in which any hydrogen is replaced with fluorine. Ring C is independently 1,4-cyclohexylene, or 1,4-phenylene; Z 2 is independently a single bond, ethylene, methyleneoxy, or carbonyloxy. Yes; X 5 and X 6 are independently fluorine or chlorine; n is 1, 2 or 3.
ここで、R7およびR8は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。 The liquid crystal composition according to claim 13, wherein the fourth component is at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (4-1) to (4-9).
Here, R 7 and R 8 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or carbon number 2 in which any hydrogen is replaced with fluorine. To 12 alkenyl.
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