JP5618031B1 - ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
Description
また、式(A)及び式(G)にΔεがほぼゼロである式(III−F31)を組み合わせた液晶組成物(特許文献6参照)が開示されている。しかし、液晶表示素子の製造工程では液晶組成物を液晶セルに注入する際の極低圧で、蒸気圧が低い化合物は揮発してしまうため、その含有量を増やすことが出来ないと考えられていた。このため、該液晶組成物は式(III−F31)の含有量を限定してしまっており、大きなΔnを示すものの、粘度が著しく高いという問題があった。
また、特許文献8において、(式1)で示される指数が大きい液晶材料を使用することでホメオトロピック液晶セルの応答速度を向上させることが開示されているが、十分とは言えるものではなかった。
但し、一般式(III−A)で表される化合物は、式(Ib)及び式(Ic)で表される化合物と同一の化合物は含まない。
第三成分は、一般式(III−A)、(III−D)、(III−F)、(III−G)及び(III−H)から選ばれる化合物であることが更に好ましく、一般式(III−A)であることが特に好ましい。
重合性化合物は、例えば、一般式(RM−1)
実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
nO- CnH2n+1O- 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH3
V2- CH3=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2
(環構造)
Δn :20℃における屈折率異方性
Δε :25℃における誘電率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ1 :20℃における回転粘性(mPa・s)
K33 :20℃における弾性定数K33(pN)
VHR(UV) :UVを60J照射した後の電圧保持率(VHR)
(比較例1、比較例2、実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4)
LC−A(比較例1)、LC−D(比較例2)、LC−1(実施例1)、LC−2(実施例2)、LC−3(実施例3)及びLC−4(実施例4)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表1のとおりであった。
これらを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、LC−1、LC−2、LC−3及びLC−4の応答速度はLC−Aよりも20から25%程度高速で、LC−Dよりも5から10%程度高速であった。なお、セル厚は3.5um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは5.5V、Voffは1.0V、測定温度は20℃で、AUTRONIC−MELCHERS社のDMS301を用いた。
また、UV照射後の電圧保持率(VHR(UV))を測定したところ、LC−1、LC−2、LC−3及びLC−4は、LC−Dより10%程度も高い値であった。なお、セル厚は6um、配向膜はAL−1051であり、VHRの測定条件は、電圧1V、周波数6Hz、温度60℃で、東陽テクニカ株式会社のVHR−1を用いた。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.3%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。当該重合性化合物の添加量を0.4%にした場合も同様な結果が確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(XX−4)を0.3%および重合性化合物(Ia−31)を0.1%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(XX−4)を0.35%および重合性化合物(Ia−31)を0.05%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.35%および重合性化合物(Ia−31)を0.05%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.35%および重合性化合物(XX−2)を0.05%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.2%および重合性化合物(XX−2)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(XX−4)を0.2%および重合性化合物(XX−2)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(XX−1)を0.2%および重合性化合物(XX−2)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(XX−3)を0.2%および重合性化合物(XX−4)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−2及びLC−4に、それぞれ重合性化合物(M31)を0.1%および重合性化合物(M32)を0.1%および重合性化合物(M33)を0.1%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
(比較例3、実施例5及び実施例6)
LC−E(比較例3)、LC−5(実施例5)及びLC−6(実施例6)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表2のとおりであった。
これらを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、LC−5及びLC−6の応答速度はLC−Eよりも20%程度高速であった。なお、セル厚は3.5um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは5.5V、Voffは1.0V、測定温度は20℃で、AUTRONIC−MELCHERS社のDMS301を用いた。
また、UV照射後の電圧保持率(VHR(UV))を測定したところ、LC−5及びLC−6は十分に高い値であった。なお、セル厚は6um、配向膜はAL−1051であり、VHRの測定条件は、電圧1V、周波数6Hz、温度60℃で、東陽テクニカ株式会社のVHR−1を用いた。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.3%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。当該重合性化合物の添加量を0.4%にした場合も同様な結果が確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(XX−4)を0.3%および重合性化合物(Ia−31)を0.1%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(XX−4)を0.35%および重合性化合物(Ia−31)を0.05%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.35%および重合性化合物(Ia−31)を0.05%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.35%および重合性化合物(XX−2)を0.05%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(M302)を0.2%および重合性化合物(XX−2)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(XX−4)を0.2%および重合性化合物(XX−2)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(XX−1)を0.2%および重合性化合物(XX−2)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(XX−3)を0.2%および重合性化合物(XX−4)を0.2%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
本発明の液晶組成物LC−5及びLC−6に、それぞれ重合性化合物(M31)を0.1%および重合性化合物(M32)を0.1%および重合性化合物(M33)を0.1%添加し、UV照射による所謂PSA化を実施したところ、高速応答かつ高いVHRの液晶表示素子であることが確認された。
Claims (19)
- 25℃における誘電率異方性(Δε)が−2.0から−8.0の範囲であり、20℃における屈折率異方性(Δn)が0.08から0.14の範囲であり、20℃における粘度(η)が10から30mPa・sの範囲であり、20℃における回転粘性(γ1)が60から130mPa・sの範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から120℃の範囲である請求項1に記載の液晶組成物。
- 第二成分として、一般式(II)
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立的に炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、R1及びR2中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立的に−O−及び/又は−S−に置換されても良く、また、R1及びR2中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良い。環A及び環Bは、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表す。pは、0、1又は2を表す。Zは、−OCH2−、−CH2O−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−又は単結合を表す。)で表される化合物から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1又は2に記載の液晶組成物。 - 第二成分の含有量が10から90質量%である請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 第二成分として、一般式(II−A1)から一般式(II−A5)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請求項5に記載の液晶組成物。
- 式(Ib)、式(Ic)、一般式(II−A1)及び一般式(III−A)で表される化合物を同時に含有する請求項7に記載の液晶組成物。
- 式(Ib)、式(Ic)、一般式(II−A3)及び一般式(III−A)で表される化合物を同時に含有する請求項7に記載の液晶組成物。
- 式(Ib)、式(Ic)、一般式(II−B1)及び一般式(III−A)で表される化合物を同時に含有する請求項7に記載の液晶組成物。
- 式(Ib)、式(Ic)、一般式(II−B2)及び一般式(III−A)で表される化合物を同時に含有する請求項7に記載の液晶組成物。
- 式(Ib)、式(Ic)、一般式(II−B3)及び一般式(III−A)で表される化合物を同時に含有する請求項7に記載の液晶組成物。
- 式(Ib)、式(Ic)、一般式(II−B4)及び一般式(III−A)で表される化合物を同時に含有する請求項7に記載の液晶組成物。
- 重合性化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から14のいずれか1項に記載の液晶組成物。
- 重合性化合物が一般式(RM−1)
(式中、ZM1及びZM2はそれぞれ独立的に
を表し、XM1〜XM5はそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子又は
を表し、XM1〜XM5の内の少なくとも1つは、
を表し、SM1は、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の−CH2−は酸素原子同士が直接結合しないものとして酸素原子、−COO−、−OCO−、又は−OCOO−に置き換えられても良く、R7は以下の式(R−1)から式(R−15)
のいずれかを表し、LM1及びLM2はそれぞれ独立的に、単結合、−O−、−CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−C2H4−、―COO−、−OCO−、―CH=CH−COO−、−COO―CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−OCO−、―COOC2H4−、―OCOC2H4−、―C2H4OCO−、―C2H4COO−、−OCOCH2−、―CH2COO−、−CH=CH−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−CF2−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CF2−又は−C≡C−を表し、MM1は、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基を表すが、これらの基中に含まれる水素原子がフッ素原子、塩素原子、又は炭素原子数1〜8のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシ基、アルコキシ基、ニトロ基又は
に置換されていても良く、mM1は0、1又は2を表し、MM1及びLM2が複数存在する場合にはそれらは同一であっても良く、異なっていても良い。)である請求項15に記載の液晶組成物。 - 請求項1から16のいずれか1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16のいずれか1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16のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたVAモード、PSAモード、PSVAモード、IPSモード又はECBモード用液晶表示素子。
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