JP4206525B2 - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネマチック液晶組成物に関し、さらに詳しくは、アクティブ・マトリックス(AM)方式用の液晶組成物およびこの液晶組成物を用いた液晶表示素子(LCD)に関するものである。
【0002】
【背景技術】
アクティブ・マトリックス方式の液晶表示素子(AM−LCD)は、高精細な表示が可能のため、LCDの本命として注目を集めており、ノート型パソコン、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラの表示画面に応用されている。AM−LCD用の液晶組成物に要求される特性は、下記の(1)〜(5)が挙げられる。
(1) 液晶表示素子を使用する環境の温度範囲を広げるために、液晶組成物は、極力広い温度範囲でネマチック相を示すこと(ネマチック相の上限温度を極力高くし、かつ、ネマチック相の下限温度を極力低くすること)。
(2) 液晶表示素子の応答速度を速くするために、液晶組成物の粘度を極力小さくすること。
(3) 液晶表示素子のコントラストを高くするために、液晶組成物の屈折率異方性値(Δn)は、液晶表示素子のセル厚(d)に応じて適度な値を取り得ること。
(4) 液晶表示素子のコントラストを高くするために、液晶組成物の比抵抗値を高くすること、および液晶組成物を注入したセルの電圧保持率を高くすること。特に、高温領域での電圧保持率を高くすること。高温領域での電圧保持率測定は、液晶組成物の耐久性を見極めるための加速試験に相当する。
(5) 液晶表示素子を駆動させるための電源であるバッテリーを小型化するために、液晶組成物のしきい値電圧を小さくすること。
【0003】
このような背景に伴って、特開平8−73857号には、高い電圧保持率を有し、しきい値電圧がを低く、かつ、屈折率異方性が適度に大きい液晶組成物が開示されている。また、特開平9−31460には、AM−LCD用液晶組成物に求められる種々の特性を満たしながら、特に、しきい値電圧の小さい、かつ低温相溶性に優れ、ネマチック相温度範囲の広い液晶組成物が開示されている。さらに、WO96/11897には、AM方式およびSTN方式をはじめ種々のモードにおける低電圧駆動用液晶化合物として、大きな誘電率異方性を有すると共に著しく低粘性である新規な液晶化合物およびこれを含有する液晶組成物が開示されている。
液晶組成物のしきい値電圧を小さくするためには、誘電率異方性の大きな液晶化合物を使用する必要がある。一般に、誘電率異方性の大きな液晶化合物を使用して、液晶組成物を作成すると、液晶組成物の粘度が大きくなる。E.Jakeman等(Phys. Lett., A, 39(1972)69によって提唱されているように、応答速度がセルギャップの二乗に比例する。従って、しきい値電圧を低くした液晶組成物を使用した液晶表示素子は、応答速度が遅くる。
応答速度を速くするためには、液晶表示素子のセルのセル厚(d)を薄くすれば良い。しかしながら、上記(3)の項目で示したように、TNモードのファースト・ミニマム条件で高コントラストを得るためには、セル厚(d)と液晶組成物の屈折率異方性の積(Δn・d)で表される値を約0.5と一定の値に設定する必要があり、セル厚を薄くすると、必然的に、液晶組成物の屈折率異方性を大きくしなければならない。
【0004】
特開平8−73857号に開示された組成物は、本願の比較例で示すように、しきい値電圧が低く、屈折率異方性が適度に大きいものの、ネマチック相の上限温度が低すぎ、高温領域における電圧保持率が低いという欠点があるものであったり、あるいは、屈折率異方性が適度に大きく、ネマチック相の上限温度が高いもののしきい値電圧が高すぎ、高温領域での電圧保持率が低いという欠点があるものであった。
特開平9−31460号に開示された組成物は、本願の比較例で示すように、屈折率異方性が小さかったり、しきい値電圧が高かったり、ネマチック相の上限温度が低いという欠点を有している。WO96/11897に開示されたAM−LCD用の液晶組成物(化合物の末端にシアノ基を有している化合物を含有しない組成物、シアノ基を有する化合物は電圧保持率が低いためAM−LCD用の液晶組成物として使用することはできない)は、本願の比較例で示すように、しきい値電圧が十分に低くなっていなかったり、屈折率異方性が小さいという欠点を有している。
このように、液晶組成物は鋭意検討されているが、AM−LCD用の液晶組成物は、上記(1)〜(4)の特性を維持しながら、高温領域での電圧保持率を高く維持し、しきい値電圧が十分に低く、屈折率異方性が大きい、という条件を満足するものはまだ知られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、AM−LCDに求められる一般的な特性を満たしながら、特に、高温領域において電圧保持率が高く、しきい値電圧が十分に低く、屈折率異方性の大きな液晶組成物を提供することにある。
本発明者らは、これらの課題を解決すべく、種々の液晶化合物を用いた組成物を鋭意検討した結果、AM−LCDに好適に使用できる液晶組成物を発見し、本発明の目的を達成できることを見いだした。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下に本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の液晶組成物を構成する化合物の好ましい形態について説明する。(1) 本発明の第1は、第1成分として、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有し、第2成分として、一般式(2−1)〜(2−3)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有することを特徴とする液晶組成物である。
【0007】
【化3】
【0008】
(式中、R1、R2、R3、R4およびR5は各々独立して、炭素数1〜10のアルキル基を表し;A1およびA2は−C2H4−を表し、A3、A4、A5およびA6は各々独立して、−C2H4−または単結合を表し、但し、A3とA4のいずれかの一方は必ず単結合であり;X1およびX3は各々独立して、F、−OCF3、または−OCF2Hを表し;X2およびX4は各々独立して、HまたはFを表す。)
(2) 本発明の第2は、第1成分を液晶組成物の全重量に対して、20〜70重量%含有し、第2成分を液晶組成物の全重量に対して、30〜80重量%含有することを特徴とする上記第(1)項に記載の液晶組成物である。
(3) 本発明の第3は、第1成分として、上記(1)項に記載の一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を液晶組成物の全重量に対して、20〜70重量%含有し、第2成分として、上記(1)項に記載の一般式(2−1)〜(2−3)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を液晶組成物の全重量に対して、30〜80重量%含有し、第3成分として、一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種類を液晶組成物の全重量に対して、20%以下含有することを特徴とする液晶組成物である。
【0009】
【化4】
【0010】
(式中、R6およびR7は各々独立して、炭素数1〜10のアルキル基を表する。)
(4) 本発明の第4は、上記(1)〜(3)項いずれか1項に記載した液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子である。
次に、本発明の液晶組成物を構成する化合物の好ましい形態について説明する。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(1−1)で表される化合物として、下記の一般式(1−1−7)〜(1−1−12)で表される化合物を例示できる。
【0011】
【化5】
【0012】
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す。)
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(1−2)で表される化合物として、下記の一般式(1−2−7)〜(1−2−12)で表される化合物を例示できる。
【0013】
【化6】
【0014】
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す。)
本発明の液晶組成物で用いられる一般式(2−1)で表される化合物として、下記の一般式(2−1−1)〜(2−1−3)で表される化合物を例示できる。
【0015】
【化7】
【0016】
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す。)
本発明の液晶組成物で用いられる一般式(2−2)で表される化合物として、下記の一般式(2−2−1)および(2−2−2)で表される化合物を例示できる。
【0017】
【化8】
【0018】
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す。)
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(2−3)で表される化合物として、下きの一般式(2−3−1)および(2−3−2)で表される化合物を例示できる。
【0019】
【化9】
【0020】
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す。)
本発明の液晶組成物で用いられる一般式(3)で表される化合物として、下記の一般式(3−1)で表される化合物を例示できる。
【0021】
【化10】
【0022】
(式中、RおよびR’は各々独立して、炭素数1〜10のアルキル基を表す。)
次に、本発明の液晶組成物を構成する化合物の使用目的について説明する。
一般式(1−1)で表される化合物は、誘電率異方性がかなり大きく、粘度が比較的小さく、屈折率異方性が比較的大きく、比抵抗値が高いという特徴を有している。このため、一般式(1−1)で表される化合物は、液晶組成物の高温領域における電圧保持率を高く維持しながら、粘度を比較的小さく保ち、屈折率異方性を比較的大きくし、しきい値電圧をかなり低くするという目的で使用する。
一般式(1−2)で表される化合物は、誘電率異方性がかなり大きく、粘度が比較的小さく、屈折率異方性が比較的大きく、比抵抗値が高く、さらに、一般式(1−1)で表される化合物よりもネマチック相の上限温度が高いという特徴を有している。このため、一般式(1−2)で表される化合物は、液晶組成物の高温領域での電圧保持率を高く維持しながら、粘度を比較的小さく保ち、しきい値電圧をかなり低くし、屈折率異方性を比較的大きくしながら、ネマチック相の上限温度を高くするという目的で使用する。
【0023】
一般式(2−1)で表される化合物は、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物より小さな正の誘電率異方性値を有し、また、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物よりも粘度が小さく、比抵抗値が高いという特徴を有し、さらに、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物より屈折率異方性が小さいという特徴も有している。このため、一般式(2−1)で表される化合物は、液晶組成物の高温領域における電圧保持率を高く維持しながら、粘度を小さくし、しきい値電圧を調整し、屈折率異方性を調整するという目的で使用する。
一般式(2−2)で表される化合物は、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物より小さな正の誘電率異方性値を有し、また、一般式(1−1)または(1−2)で表される化合物よりも粘度が小さく、比抵抗値が高いという特徴を有し、さらに、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物とほぼ同等の屈折率異方性値を示するという特徴を有している。このため、一般式(2−2)で表される化合物は、液晶組成物の高温領域における電圧保持率を高く維持しながら、粘度を小さくし、しきい値電圧を調整し、屈折率異方性をさらに大きくするという目的で使用する。
一般式(2−3)で表される化合物は、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物より小さな正の誘電率異方性値を有し、比抵抗値が高いという特徴を有し、また、一般式(2−2)で表される化合物よりもネマチック相の上限温度が高いという特徴を有している。このため、一般式(2−3)で表される化合物は、液晶組成物の高温領域での電圧保持率を高く維持しながら、ネマチック相の上限温度を高くし、しきい値電圧を調整するという目的で使用する。
一般式(3)で表される化合物は、誘電率異方性がほぼゼロであり、比抵抗値が高く、屈折率異方性がかなり大きく、ネマチック相の上限温度がかなり高いという特徴を有している。このため、一般式(3)で表される化合物は、液晶組成物の高温領域での電圧保持率を高く維持しながら、ネマチック相の上限温度を高くし、しきい値電圧を調整し、屈折率異方性を大きくする目的で使用する。
【0024】
次に、本発明の液晶組成物を構成する化合物の好ましい成分比並びにその理由を説明する。
一般式(1−1)または(1−2)で表される化合物は、液晶組成物中へ多量に含有させると、液晶組成物のネマチック相下限温度を高くしてしまうことがある。このため、一般式(1−1)または(1−2)で表される化合物の液晶組成物に占める割合は、液晶組成物の全重量に対して70重量%以下とすることが望ましい。また、液晶組成物の高温領域での電圧保持率を高く維持しながら、しきい値電圧を小さくするためには、一般式(1−1)または(1−2)で表される化合物の液晶組成物に占める割合は、液晶組成物の全重量に対して20重量%以上とすることが望ましい。
一般式(2−1)〜(2−3)で表される化合物は、液晶組成物中へ多量に含有させると、液晶組成物のネマチック相下限温度を高くしてしまうことがある。このため、一般式(2−1)〜(2−3)で表される化合物の液晶組成物に占める割合は、液晶組成物の全重量に対して80重量%以下とすることが望ましい。また、液晶組成物の高温領域での電圧保持率を高くし、しきい値電圧を低く維持しながら、粘度を小さくするまたはネマチック相の上限温度を高くするためには、一般式(2−1)〜(2−3)で表される化合物の液晶組成物に占める割合は、液晶組成物の全重量に対して30重量%以上とすることが望ましい。
一般式(3)で表される化合物は、液晶組成物中へ多量に含有させると、液晶組成物のネマチック相下限温度を高くし、かつ、しきい値電圧を高くてしまうことがある。このため、一般式(3)で表される化合物の液晶組成物に占める割合は、液晶組成物の全重量に対して20重量%以下とすることが望ましい。
【0025】
一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物の中で、一般式(1−1−4)および(1−2−4)で表される化合物は、特願平9−72708号に合成法が記載されている。一般式(2−1)、(2−2)、および(2−3)で表される化合物の中で、一般式(2−1−1)、(2−2−1)、および(2−3−2)で表される化合物は、特開平2−233626号に合成法が記載されている。一般式(3)で表される化合物の中で、一般式(3−1)で表される化合物は、特開平2−237949号に合成法が記載されている。このように、本願発明の組成物を構成する各々の化合物は、先行技術によって、合成し得るものである。
本発明の液晶組成物には、本発明の目的を害さない範囲で、前記の一般式で表される化合物以外の液晶化合物を混合して使用することもできる。本発明の液晶組成物には、液晶分子のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整するためにコレステリックノナノエート等のキラルドープ材を添加して使用してもよい。また、本発明の液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加してゲストホストモードの液晶組成物としても使用することができるし、ポリマー分散型液晶表示素子、複屈折制御モードおよび動的散乱モードの液晶組成物としても使用することができる。イン・プレイン・スイッチング方式の液晶組成物としても使用することができる。
本発明に従い使用される液晶組成物は、それ自体慣用な方法で調整される。一般には、種々の化合物を混合し、高い温度で互いに溶解させる方法をとる。
【0026】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもではない。比較例および実施例に示した組成比は全て重量%で表した。比較例および実施例で用いる化合物は、表1に示した定義に基づき、記号で表した。
液晶組成物の特性は、ネマチック液晶相の上限温度をTNI、ネマチック液晶相の下限温度をTC、粘度をη、屈折率異方性をΔn、しきい値電圧をVth、25℃における電圧保持率をVHR(25)、100℃における電圧保持率をVHR(100)、120℃における電圧保持率をVHR(120)、応答速度をτで表した。
TNIは、偏光顕微鏡を用い、昇温過程において、ネマチック相から等方相液体に変化するときの温度を測定することにより求めた。TCは、10℃、0℃、−10℃、−20℃、−30℃、−40℃の各々のフリーザー中に、液晶組成物を30日間放置し、発現する液晶相で判断した(例えば、一つの液晶組成物について、−20℃でネマチック状態をとなり、−30℃で結晶化またはスメクチック状態となった場合には、その液晶組成物のTCは、<−20℃と表現した)。ηは、20℃で測定した。Δnは、589nmの波長を有する光源ランプを使用し、25℃で測定した。Vthは、25℃で測定した。なお、Vthは、セルギャップが(0.4/Δn)μm、ツイスト角が80°のセルを用い、ノーマリーホワイトモードで、周波数が32Hzの矩形波を印加し、セルを通過する光の透過率が90%になったときに印加されている電圧の値とした。電圧保持率は、面積法にて求めた。τは、液晶組成物にコレステリックノナノエートをねじれのピッチが80μmになるように添加し、調整したものをセルギャップが(0.4/Δn)μm、ツイスト角が90°のセルに入れ、これを周波数が32Hzの矩形波を印加し、液晶が立ち上がるときの応答速度(τon)と液晶が立ち下がるときの応答速度(τoff)が等しくなるときの印加電圧において測定した。なお、このときの測定温度は25℃であり、τはτonとτoffの和の値と定義した。
【0027】
【表1】
【0028】
比較例1
特開平8−73857号に開示された組成物の中でTNIが最も高い組成物(同号:実施例6)を調製した。
2−HBEB(F,F)−F 5%
3−HBEB(F,F)−F 5%
5−HBEB(F,F)−F 5%
3−BBEB(F,F)−F 5%
2−HHB−CL 5%
4−HHB−CL 10%
5−HHB−CL 5%
3−H2BB(F,F)−F 10%
5−H2BB(F,F)−F 10%
3−HBB(F,F)−F 10%
5−HBB(F,F)−F 10%
3−HH2B(F,F)−F 5%
2−HHBB(F,F)−F 5%
3−HH2BB(F,F)−F 5%
4−HH2BB(F,F)−F 5%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 113.6℃
TC < 0℃
η = 38.3mPa・s
Δn = 0.133
Vth = 1.64V
VHR(25) = 98.3%
VHR(120)= 90.1%
τ = 40ms
この組成物は、TNIが高く、Δnが大きく、応答速度が比較的速いものの、Vthが高く、高温でのVHRが低く、TCが高いという欠点を有している。
【0029】
比較例2
特開平8−73857号に開示された組成物の中でVthが最も低い組成物(同号:実施例2)を調製した。
5−HHEB(F,F)−F 5%
2−HBEB(F,F)−F 5%
3−HBEB(F,F)−F 5%
5−HBEB(F,F)−F 5%
3−BBEB(F,F)−F 5%
4−BBEB(F,F)−F 5%
5−BBEB(F,F)−F 5%
4−HEB(F,F)−F 10%
4−HB−CL 10%
7−HB(F)−F 3%
7−HB(F,F)−F 9%
3−HBB(F,F)−F 10%
5−HHB(F,F)−F 10%
3−H2BB(F,F)−F 13%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 46.1℃
TC < −10℃
η = 36.3mPa・s
Δn = 0.096
Vth = 0.91V
VHR(25) = 98.3%
VHR(100)= 92.3%
τ = 60ms
この組成物は、Vthが低いもののTNIが低く、高温でのVHRが低く、Δnが小さく、応答速度が遅いという欠点を有している。
【0030】
比較例3
特開平9−31460号に開示された組成物の中でTNIが最も高い組成物(同号:実施例5)を調製した。
3−HHB(F,F)−F 10%
4−HHB(F,F)−F 5%
3−H2HB(F,F)−F 10%
5−H2HB(F,F)−F 9%
3−HH2B(F,F)−F 11%
5−HH2B(F,F)−F 7%
3−HBB(F,F)−F 8%
5−HBB(F,F)−F 8%
3−H2BB(F,F)−F 4%
5−H2BB(F,F)−F 4%
3−HBEB(F,F)−F 3%
4−HBEB(F,F)−F 3%
3−HHEB(F,F)−F 10%
4−HHEB(F,F)−F 4%
5−HHEB(F,F)−F 4%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 83.7℃
TC < −30℃
η = 28.5mPa・s
Δn = 0.090
Vth = 1.21V
VHR(25) = 98.3%
VHR(100)= 91.8%
τ = 59ms
この組成物は、TNIは比較的度高いもののVthが高く、Δnが小さく、応答速度が遅いという欠点を有している。
【0031】
比較例4
特開平9−31460号に開示された組成物の中でVthが最も低い組成物(同号:実施例7)を調製した。
7−HB(F,F)−F 7%
3−HHB(F,F)−F 7%
3−H2HB(F,F)−F 3%
3−HH2B(F,F)−F 7%
5−HH2B(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 21%
5−HBB(F,F)−F 21%
2−HBEB(F,F)−F 3%
3−HBEB(F,F)−F 5%
5−HBEB(F,F)−F 3%
3−HHEB(F,F)−F 10%
4−HHEB(F,F)−F 3%
5−HHEB(F,F)−F 5%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 61.4℃
TC < −30℃
η = 30.7mPa・s
Δn = 0.094
Vth = 1.05V
VHR(25) = 98.3%
VHR(100)= 92.5%
τ = 51ms
この組成物は、Vthが低いものの、TNIが低く、Δnが小さく、高温におけるVHRが低いという欠点を有している。
【0032】
比較例5
特開平9−31460号に開示された組成物の中で最もΔnが大きい組成物(同号:実施例12)を調製した。
7−HB(F,F)−F 9%
3−HHB(F,F)−F 10%
3−HH2B(F,F)−F 7%
5−HH2B(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 18%
5−HBB(F,F)−F 18%
3−HBEB(F,F)−F 5%
5−HBEB(F,F)−F 3%
3−HHEB(F,F)−F 8%
5−HHEB(F,F)−F 5%
2−HHBB(F,F)−F 4%
3−HHBB(F,F)−F 4%
5−HH2BB(F,F)−F 4%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 78.3℃
TC < −30℃
η = 30.2mPa・s
Δn = 0.103
Vth = 1.21V
VHR(25) = 98.4%
VHR(100)= 91.5%
τ = 49ms
この組成物は、Δnが比較的小さく、しきい値電圧が高く、高温におけるVHRが低いという欠点を有している。
【0033】
比較例6
WO96/11897号に開示された組成物の中で最もVthが低い組成物(同号:実施例36)を調製した。
3−HBCF2OB(F,F)−F 5%
5−HBCF2OB(F,F)−F 10%
5−HBCF2OB−CF3 5%
5−HBCF2OB(F)−F 5%
3−HBCF2OB−OCF3 5%
7−HB(F,F)−F 8%
3−HHB(F,F)−F 6%
4−HHB(F,F)−F 3%
3−H2HB(F,F)−F 10%
4−H2HB(F,F)−F 6%
5−H2HB(F,F)−F 6%
3−HH2B(F,F)−F 10%
5−HH2B(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 5%
5−HBB(F,F)−F 5%
3−HHBB(F,F)−F 3%
3−HH2BB(F,F)−F 3%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 61.8℃
TC < −20℃
η = 23.6mPa・s
Δn = 0.083
Vth = 1.50V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 95.6%
τ = 40ms
この組成物は、粘性は低いものの、Δnが小さく、しきい値電圧が高く、TNIが低いという欠点を有している。
【0034】
比較例7
WO96/11897号に開示された組成物中で最もΔnが大きい組成物(同号:実施例37)を調製した。
3−HBCF2OB(F,F)−F 5%
3−HBCF2OB−OCF3 5%
3−HB−CL 4%
5−HB−CL 4%
7−HB−CL 5%
2−HHB−CL 6%
3−HHB−CL 7%
5−HHB−CL 6%
2−HBB(F)−F 6%
3−HBB(F)−F 6%
5−HBB(F)−F 12%
3−HBB(F,F)−F 13%
5−HBB(F,F)−F 13%
3−H2HB(F)−CL 3%
3−HB(F)TB−2 3%
3−HB(F)VB−2 2%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 89.3℃
TC < −20℃
η = 21.9mPa・s
Δn = 0.128
Vth = 2.08V
VHR(25) = 98.4%
VHR(100)= 93.5%
τ = 30ms
この組成物は、粘性が低くΔnが大きいものの、しきい値電圧が高く、高温におけるVHRが若干低いという欠点を有している。
【0035】
実施例1(参考例)
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
2−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
4−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
第二成分、
3−HBB(F,F)−F 10%
2−HHBB(F,F)−F 5%
3−HHBB(F,F)−F 5%
4−HHBB(F,F)−F 5%
5−HHBB(F,F)−F 5%
3−HH2BB(F,F)−F 5%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 84.2℃
TC < −20℃
η = 44.0mPa・s
Δn = 0.106
Vth = 1.04V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 95.1%
τ = 57ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0036】
実施例2(参考例)
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 6%
5−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
第二成分、
3−HHB(F,F)−F 5%
3−H2HB(F,F)−F 5%
4−H2HB(F,F)−F 5%
5−H2HB(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 19%
5−HBB(F,F)−F 19%
2−HHBB(F,F)−F 4%
3−HHBB(F,F)−F 4%
4−HHBB(F,F)−F 3%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 80.6℃
TC < −30℃
η = 39.0mPa・s
Δn = 0.110
Vth = 1.20V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 95.8%
τ = 40ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0037】
実施例3
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
2−HH2B(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
3−HH2B(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
第二成分、
3−HBB(F,F)−F 27%
5−HBB(F,F)−F 27%
3−H2BB(F,F)−F 5%
5−H2BB(F,F)−F 5%
2−HHBB(F,F)−F 4%
3−HHBB(F,F)−F 4%
上の記組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 77.1℃
TC < −20℃
η = 44.0mPa・s
Δn = 0.123
Vth = 1.19V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 96.2%
τ = 45ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0038】
実施例4(参考例)
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
3−HB(F,F)CF2OB(F)−OCF3 4%
4−HB(F,F)CF2OB(F)−OCF3 4%
5−HB(F,F)CF2OB(F)−OCF3 3%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
第二成分、
3−HH2B(F,F)−F 5%
3−H2HB(F,F)−F 5%
4−H2HB(F,F)−F 5%
5−H2HB(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 19%
5−HBB(F,F)−F 19%
2−HHBB(F,F)−F 4%
3−HHBB(F,F)−F 4%
4−HHBB(F,F)−F 3%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 84.0℃
TC < −30℃
η = 38.0mPa・s
Δn = 0.112
Vth = 1.23V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 96.0%
τ = 38ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0039】
実施例5(参考例)
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
2−HHB(F,F)CF2OB(F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F)−F 5%
2−HHB(F,F)CF2OB(F)−OCF3 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F)−OCF3 5%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
第二成分、
3−HBB(F,F)−F 27%
5−HBB(F,F)−F 27%
3−H2BB(F,F)−F 5%
5−H2BB(F,F)−F 5%
2−HHBB(F,F)−F 4%
3−HHBB(F,F)−F 4%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 79.3℃
TC < −20℃
η = 42.0mPa・s
Δn = 0.125
Vth = 1.20V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 95.5%
τ = 42ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0040】
実施例6
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
3−HB(F,F)CF2OB(F)−F 3%
3−HB(F,F)CF2OB(F)−OCF2H 2%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−OCF3 2%
3−H2B(F,F)CF2OB(F,F)−F 2%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−OCF2H 2%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
第二成分、
3−HH2B(F,F)−F 5%
3−H2HB(F,F)−F 5%
4−H2HB(F,F)−F 5%
5−H2HB(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 19%
5−HBB(F,F)−F 19%
2−HHBB(F,F)−F 4%
3−HHBB(F,F)−F 4%
4−HHBB(F,F)−F 3%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 85.3℃
TC < −20℃
η = 38.5mPa・s
Δn = 0.120
Vth = 1.21V
VHR(25) = 98.5%
VHR(100)= 95.9%
τ = 36ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0041】
実施例7
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
2−H2B(F,F)CF2OB(F)−F 2%
3−H2B(F,F)CF2OB(F)−OCF3 2%
2−H2B(F,F)CF2OB(F,F)−OCF3 2%
2−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 10%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 14%
4−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
2−HHB(F,F)CF2OB(F)−OCF2H 2%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)OCF3 2%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 4%
第二成分、
3−HBB(F,F)−F 10%
2−HHBB(F,F)−F 5%
3−HHBB(F,F)−F 5%
4−HHBB(F,F)−F 5%
5−HHBB(F,F)−F 5%
3−HH2BB(F,F)−F 5%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 85.0℃
TC < −20℃
η = 41.0mPa・s
Δn = 0.110
Vth = 1.12V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 95.3%
τ = 52ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0042】
実施例8(参考例)
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
2−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
4−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 15%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
第二成分、
3−HBB(F,F)−F 10%
2−HHBB(F,F)−F 5%
3−HHBB(F,F)−F 5%
4−HHBB(F,F)−F 5%
5−HHBB(F,F)−F 5%
第三成分、
5−HBB(F)B−2 5%
上記の組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 84.2℃
TC < −20℃
η = 43.6mPa・s
Δn = 0.111
Vth = 1.12V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 96.1%
τ = 49ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0043】
実施例9(参考例)
下記の液晶組成物を調製した。
第一成分、
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 6%
5−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
2−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
3−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
4−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
5−HHB(F,F)CF2OB(F,F)−F 5%
第二成分、
3−HHB(F,F)−F 5%
3−H2HB(F,F)−F 5%
4−H2HB(F,F)−F 5%
5−H2HB(F,F)−F 5%
3−HBB(F,F)−F 19%
5−HBB(F,F)−F 19%
第三成分、
5−HBB(F)B−2 6%
5−HBB(F)B−3 5%
上の記組成物の特性は、以下のようであった。
TNI = 80.6℃
TC < −20℃
η = 36.8mPa・s
Δn = 0.121
Vth = 1.26V
VHR(25) = 98.7%
VHR(100)= 95.6%
τ = 39ms
この組成物は、高温におけるVHRが高く、Vthが小さく、Δnが大きく、τも速い。
【0044】
【発明の効果】
実施例で示したように、本発明によって、AM−LCDに求められる一般的な特性を満たしながら、特に、高温領域において電圧保持率が高く、しきい値電圧が十分に低く、屈折率異方性が大きな液晶組成物を提供することができる。
Claims (4)
- 第1成分として、一般式(1−1)および(1−2)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有し、第2成分として、一般式(2−1)〜(2−3)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
(式中、R1、R2、R3、R4およびR5は各々独立して、炭素数1〜10のアルキル基を表し;A1 およびA 2 は−C 2 H 4 −を表し、A3、A4、A5およびA6は各々独立して、−C2H4−または単結合を表し、但し、A3とA4のいずれかの一方は必ず単結合であり;X1およびX3は各々独立して、F、−OCF3、または−OCF2Hを表し;X2およびX4は各々独立して、HまたはFを表す。) - 第1成分を液晶組成物の全重量に対して20〜70重量%含有し、第2成分を液晶組成物の全重量に対して30〜80重量%含有することを特徴とする請求項1に記載の液晶組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載した液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
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