JP2013170246A - ネマチック液晶組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
A11及びA21はそれぞれ独立してはトランス−1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基又は3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基が好ましい。
A12、A13、A22及びA23はそれぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基又は3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基が好ましい。
X1、X2、X3、X4、X5及びX6はそれぞれ独立してH又はFが好ましい。
Z11〜Z22はそれぞれ独立して単結合、−C≡C−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCF2−又は−CF2O−が好ましく、存在するZ11及びZ12のうち一つが−CH=CH−、−C≡C−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCF2−又は−CF2O−を表す場合、他は単結合を表すことが好ましく、全てが単結合を表すことが更に好ましい。
m11〜m22はそれぞれ独立して0〜2の整数を表すことが好ましく、m11+m12及びm21+m22はそれぞれ独立して1、2又は3が好ましい。
本発明の液晶組成物には、高分子安定化(PS)モードなどの液晶表示素子を作製するために、重合性化合物を含有することができる。使用できる重合性化合物として、光などのエネルギー線により重合が進行する光重合性モノマーなどが挙げられ、構造として、例えば、ビフェニル誘導体、ターフェニル誘導体などの六員環が複数連結した液晶骨格を有する重合性化合物などが挙げられる。具体的には重合性化合物が一般式(PC1)
Sp1及びSp2がそれぞれ独立してアルキレン基を表し、該アルキレン基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つ又は2つ以上のCH2基はO原子が直接隣接しないように−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は−C≡C−により置き換えられていてもよく、
P1及びP2がそれぞれ独立して以下の一般式(PC1−a)〜一般式(PC1−d)
重合性化合物の使用量は好ましくは0.1〜2.0質量%である。
本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は高速応答と表示不良の抑制を両立させた有用なものであり、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、TNモード、OCBモード、IPSモード、FFSモード又はVA−IPSモード用液晶表示素子に適用できる。
上述の重合性化合物を含有する本発明の液晶組成物を用いることで、高分子安定化(PS)モード液晶表示素子を作製することができる。具体的には、二枚の基板間に重合性化合物を含有する液晶組成物を狭持し、電圧印加下あるいは電圧無印加下で紫外線等のエネルギーによって液晶組成物中の重合性化合物を重合させることで作製することができる。この液晶表示素子においては、重合性化合物の高分子化によって液晶分子の配向状態を記憶化させることができ、それによって配向状態の安定性を向上させることができる。また、応答速度の改善も期待できる。
TN-I :ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
T-n :ネマチック相の下限温度(℃)
ε⊥ :25℃での分子長軸方向に対し垂直な方向の誘電率
Δε :25℃での誘電率異方性
no :25℃での常光に対する屈折率
Δn :25℃での屈折率異方性
Vth :25℃での周波数1KHzの矩形波を印加した時の透過率が10%変化するセル厚6μmのセルでの印加電圧(V)
η20 :20℃でのバルク粘性(mPa・s)
γ1 :回転粘性(mPa・s)
化合物記載に下記の略号を使用する。
以下のような、一般式(LC3)、一般式(LC6)及び一般式(LC7)で表される化合物で構成される液晶ベース組成物Aを調製した。
以下に、液晶組成物Aを用いて調製した液晶組成物とその物性値を示す。
(実施例2)
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
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以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
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(実施例11)
櫛形電極構造の透明電極を同一基板に一対設けた第一の基板と電極構造を設けない第二の基板を使用し各々の基板上に垂直配向性の配向膜を形成し、第一の基板と第二の基板をギャップ間隔4.0ミクロンのIPS用空セルを作製した。この空セルに実施例10で示された液晶組成物を注入し液晶表示素子を作製した。この表示素子の電気光学特性を測定したところ、透過率が10%変化する印加電圧は、1.39vであった。また、5vを印加した時の応答速度は4.6ミリ秒であり、電圧をオフにした時の応答速度は11.9秒であった。
この実施例3で示された液晶組成物99%に対して、式(PC−1)−3−1で表される重合性化合物
上述のIPS用空セルにCLC−Aを挟持した後、周波数1KHzで1.8Vの矩形波を印加しながら、300nm以下の紫外線をカットするフィルターを介して、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が20mW/cm2となるように調整して600秒間照射して、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この表示素子の電気光学特性を測定したところ、透過率が10%変化する印加電圧は、1.58vであった。また、5vを印加した時の応答速度は4.2ミリ秒であった。また、電圧をオフにした時の応答速度は4.7ミリ秒と、実施例8で示された液晶組成物のみで作製した液晶表示素子と比較して、非常に速いものであった。
Claims (8)
- 正の誘電率異方性を有する液晶組成物であって、前記液晶組成物が一般式(LC1)及び/又は一般式(LC2)で表される化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含有し、
(式中、R11及びR21は炭素数1〜15のアルキル基を表し、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−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、A11及びA21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
(該構造中、X1及びX2はそれぞれ独立して−H、−Cl、−F、−CF3又は−OCF3を表し、ベンゼン環の1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子は−Cl、−CF3又は−OCF3で置換されていてもよい。)を表し、A12、A13、A22及びA23はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
(該構造中、X3及びX4はそれぞれ独立してH、Cl、F、CF3又はOCF3を表し、シクロヘキサン環の1つ又は2つ以上のCH2基は酸素原子で置換されていてもよく、該構造中ベンゼン環の1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はCl、CF3又はOCF3で置換されていてもよい。)を表し、Y11及びY21はそれぞれ独立して−Cl、−F、−CF3又は−OCF3を表し、Z11〜Z22はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCF2−又は−CF2O−を表し、m11〜m22はそれぞれ独立して0〜2の整数を表し、m11+m12、及びm21+m22はそれぞれ独立して0、1、2又は3を表し、A11、A13、A21、A23、Z11、Z12、Z21及び/又はZ22が複数存在する場合、それらは同一であっても、異なっていてもよい。)さらに一般式(LC3)から一般式(LC7)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
(式中、R31〜R72はそれぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基を表し、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−又は−OCF2−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、X5及びX6はそれぞれ独立してH、Cl、F、CF3又はOCF3を表す。) - 重合性化合物を1種又は2種以上含有する請求項1に記載の液晶組成物。
- 酸化防止剤を1種又は2種以上含有する請求項1から2のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- UV吸収剤を1種又は2種以上含有する請求項1から3のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いたTNモード、OCBモード、IPSモード、FFSモード又はVA−IPSモード液晶表示素子
- 請求項2に記載の液晶組成物を用い、電圧印加下あるいは電圧無印加下で該液晶組成物中に含有する重合性化合物を重合させて作製した高分子安定化モード液晶表示素子。
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