TWI623609B - Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element using same - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種作為液晶顯示材料有用之介電各向導性(△ε)顯示負值的向列型液晶組成物及使用其之液晶顯示元件。
本發明之液晶組成物可提供一種不使折射率異向性(△n)及向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)降低，黏度(η)夠小，旋轉黏性(γ1)夠小，彈性常數(K33)大，具有絕對值大之負介電各向導性(△ε)的液晶組成物；進而可提供一種使用其之VA型等之無顯示不良或顯示不良受到抑制之顯示品質優異且應答速度快的液晶顯示元件。
使用有本發明之液晶組成物之液晶顯示元件，對於主動矩陣驅動用液晶顯示元件有用，可適用於VA模式、PSVA模式等之液晶顯示元件。
Description
本發明係關於一種作為液晶顯示材料有用之介電各向導性(△ε)顯示負值的向列型液晶組成物及使用其之液晶顯示元件。
液晶顯示元件係使用於以鐘錶、計算器為代表之用於家庭用各種電氣設備、測量機器、汽車用面板、文字處理機、電子記事本、印表機、電腦、電視等。作為液晶顯示方式，其代表性者可列舉：TN(扭轉向列)型、STN(超扭轉向列)型、DS(動態光散射)型、GH(賓主)型、IPS(橫向電場效應)型、OCB(光學補償雙折射)型、ECB(電控雙折射)型、VA(垂直配向)型、CSH(彩色超垂直配向)型、或FLC(鐵電液晶)等。又，作為驅動方式，亦可列舉：靜態驅動、多工驅動、單純矩陣方式、及利用TFT(薄膜電晶體)或TFD(薄膜二極體)等進行驅動之主動矩陣(AM)方式。
於該等顯示方式中，IPS型、ECB型、VA型、或CSH型等具有使用△ε顯示負值之液晶材料的特徵。該等中，尤其是利用AM驅動之VA型顯示方式正被用於要求高速且廣視角之顯示元件，例如電視等用途。
對VA型等顯示方式所使用之向列型液晶組成物要求低電壓驅動、高速應答及寬廣之動作溫度範圍。即，要求△ε為負且絕對值大，低黏度，高的向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)。又，必須根據折射率
異向性(△n)與單元間隙(d，Cell Gap)之乘積即△n×d之設定，配合單元間隙將液晶材料之△n調節至適當範圍。此外，由於在將液晶顯示元件應用於電視等之情形時重視高速應答性，故要求黏度(η)低之液晶材料。
在此之前，藉由對△ε為負且其絕對值大之化合物進行各種研究，液晶組成物之特性一直受到改良。
揭示有使用如下之具有2,3-二氟伸苯基骨架之液晶化合物(A)及(B)(參照專利文獻1)作為△ε為負值之液晶材料的液晶組成物。
該液晶組成物雖使用液晶化合物(C)及(D)作為△ε幾乎為0之化合物，但對液晶電視等之要求高速應答的液晶組成物而言，該液晶組成物並未實現夠低之黏性。
另一方面，亦已揭示有使用式(E)表示之化合物的液晶組成物，但其係組合有上述液晶化合物(D)之△n小的液晶組成物(參照專利文獻2)、或者為了改善應答速度而添加有如液晶化合物(F)般於分子內具有烯基之化合物(烯基化合物)的液晶組成物(參照專利文獻3)，就兼顧高△n與高可靠性而言，必須進一步進行研究。
又，已揭示有使用式(G)表示之化合物之液晶組成物(參照專利文獻4)，但該液晶組成物亦為含有如上述液晶化合物(F)般具有烯基之化合物的液晶組成物，因此有容易產生殘像或顯示不均等顯示不良之缺點。
再者，已揭示有關於含有烯基化合物之液晶組成物對顯示不良之影響(參照專利文獻5)，但通常而言，若烯基化合物之含量減少，則液晶組成物之η上升，而難以達成高速應答，因此難以兼顧顯示不良之抑制與高速應答。
因此，若僅組合△ε顯示負值之化合物與液晶化合物(C)、(D)及(F)，則難以開發兼顧高之△n與低之η，而且無顯示不良或顯示不良受到抑制之△ε為負的液晶組成物。
又，於專利文獻6中，揭示有藉由使用(式1)表示之指數大的液晶材料來提高垂直(homeotropic)液晶單元之應答速度，但仍嫌不足。
根據以上情況，故對於液晶電視等之要求高速應答之液晶組成物要求不使折射率異向性(△n)及向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)降低，使黏度(η)夠小，使旋轉黏性(γ1)夠小，且使彈性常數(K33)變大。
[專利文獻1]日本特開平8-104869號
[專利文獻2]歐州專利申請公開第0474062號
[專利文獻3]日本特開2006-37054號
[專利文獻4]日本特開2001-354967號
[專利文獻5]日本特開2008-144135號
[專利文獻6]日本特開2006-301643號
本發明所欲解決之課題在於提供一種不使折射率異向性(△n)及向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)降低，黏度(η)夠小，旋轉黏度(γ1)夠小，彈性常數(K33)大，且具有絕對值大之負介電各向導性(△ε)的液晶組成物；進而提供一種使用有該液晶組成物之VA型等無顯示不良或顯示不良受到抑制之顯示品質優異且應答速度快的液晶顯示元件。
本發明人對各種化合物進行研究，發現可藉由組合特定之化合物而解決上述課題，從而完成本發明。
本發明提供一種液晶組成物，其特徵在於：含有式(I-1)表示之化合物作為第一成分，含有式(I-2)表示之化合物作為第二成分，且含有介電各向導性(△ε)為負且其絕對值大於3之化合物作為第三成分，又，提供一種使用該液晶組成物之液晶顯示元件，
本發明之液晶組成物不使折射率異向性(△n)及向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)降低，且黏度(η)夠小，旋轉黏性(γ1)夠小，彈性常數(K33)大，並具有絕對值大之負介電各向導性(△ε)，因此使用其之VA型等之液晶顯示元件無顯示不良或顯示不良受到抑制，顯示品質優異且應答速度快。
本發明之液晶組成物，含有3~25質量%之通式(I-1)表示之化合物作為第一成分，進而較佳為含有5~20質量%，尤佳為含有5~15質量%。若進一步詳述，為了獲得低之黏度或低之旋轉黏性，其含量較佳為10~25質量%，於重視抑制低溫下之析出時，其含量較佳為3~15質量%。
含有3~20質量%之通式(I-2)表示之化合物作為第二成分，進而較佳為含有5~15質量%，尤佳為含有5~10質量%。若進一步詳述，為了獲得低之黏度或低之旋轉黏性，其含量較佳為10~20質量%，於重視抑制低溫下之析出時，其含量較佳為3~10質量%。
含有介電各向導性(△ε)為負且其絕對值大於3之化合物作為第三成分。具體而言，可列舉通式(II-1)及通式(II-2)表示之化合物。
式中，R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數2~10之烯基或碳原子數2~10之烯氧基，存在於R1及R2中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被取代為-O-及/或-S-，又，存在於R1及R2中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子，R1較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數2~5之烯氧基，更佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，進而較佳為碳原子數1~3之烷基或碳原子數3之烯基(丙烯基)，R2較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基或烯氧基，更佳為碳原子數1~2之烷基或碳原子數1~2之烷氧基。式中，環A及環B分別獨立地表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、1,4-伸環己烯基(1,4-cyclohexenylene)、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，較佳分別獨立地為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。式中，Z1及Z2分別獨立地表示-OCH2-、-CH2O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，較佳分別獨立地為-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，更佳為-CH2O-、-CH2CH2-或單鍵，進而較佳為-CH2O-或單鍵。
通式(II-1)及通式(II-2)表示之化合物含有1種或2種以上，較佳為含有2種~10種。其含量較佳為10~90質量%，進而較佳為20~80質量%，尤佳為30~70質量%。
本發明之液晶組成物較佳為同時含有通式(II-1)表示之化合物及通式(II-2)表示之化合物。
通式(II-1)表示之化合物具體而言為選自通式(II-A1)~通式(II-A4)之化合物，較佳為通式(II-A1)表示之化合物，較佳為通式(II-A3)表示之化合物，較佳為通式(II-A4)表示之化合物，進而較佳為通式(II-A1)表示之化合物，進而較佳為通式(II-A4)表示之化合物，
(式中，R3及R4分別獨立地表示與R1及R2相同之含義)。
通式(II-2)表示之化合物係選自通式(II-B1)~通式(II-B6)之化合物，進而較佳為通式(II-B1)、通式(II-B3)、通式(II-B4)、通式(II-B5)或通式(II-B6)表示之化合物，尤佳為通式(II-B1)之化合物，
(式中，R3及R4分別獨立地表示與R1及R2相同之含義)。
若進一步詳述，第三成分較佳為通式(II-A1)及通式(II-B1)之組合，進而較佳為通式(II-A1)、通式(II-B1)及通式(II-A3)之組合，進而較佳為通式(II-A1)、通式(II-B1)及通式(II-A4)之組合。
若進一步詳述，第三成分較佳為通式(II-A3)及通式(II-B4)之組合，進而較佳為通式(II-A3)、通式(II-B4)及通式(II-B5)之組合，進而較佳為通式(II-A3)、通式(II-B4)及通式(II-B1)之組合。
若進一步詳述，第三成分較佳為通式(II-A4)及通式(II-B4)之組合，較佳為通式(II-A4)及通式(II-B1)之組合，進而較佳
為通式(II-A4)、通式(II-B1)及通式(II-B5)之組合，進而較佳為通式(II-A4)、通式(II-B1)及通式(II-B3)之組合。
本發明之液晶組成物較佳含有一種或兩種以上之選自通式(III-A)~通式(III-J)之化合物作為第四成分。其中，於通式(III-A)表示之化合物中，不包含與式(I-1)及式(I-2)表示之化合物相同之化合物
(式中，R5表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R6表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數2~5之烯氧基)。
第四成分較佳為選自通式(III-A)、通式(III-D)、通式(III-F)、通式(III-G)及通式(III-H)之化合物，進而較佳為選自通式(III-A)、通式(III-F)、通式(III-G)及通式(III-H)之化合物，進而較佳為選自通式(III-A)、通式(III-G)及通式(III-H)之化合物，亦較佳為選自通式(III-A)、通式(III-F)及通式(III-H)之化合物，尤佳為選自通式(III-A)及通式(III-F)之化合物。
又，於通式(III-D)、通式(III-G)及通式(III-H)表示之化合物中，R5較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R6較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基，R5進而較佳為碳原子數2~5之烯基，進而較佳為碳原子數2或3之烯基，於通式(III-F)表示之化合物中，較佳為R5及R6分別獨立地為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基。
本發明之液晶組成物較佳含有作為第四成分之通式(III-A)表示之化合物。
本發明之液晶組成物較佳含有作為第四成分之通式(III-F)表示之化合物。
本發明之液晶組成物尤佳同時含有作為第四成分的通式(III-A)表示之化合物及通式(III-F)所表示之化合物。
又，通式(III-A)表示之化合物尤佳為R5是碳原子數2之烯基，尤佳為R6是碳原子數3之烷基。
第四成分之含量較佳為1質量%~40質量%，較佳為5質量%~40質量%，較佳為10質量%~40質量%，尤佳為20質量%~40質量%。
又，通式(III-F)表示之化合物尤佳為R5是碳原子數2~5之烷基，尤佳為R6是碳原子數1~3之烷基。
第四成分之含量較佳為1質量%~40質量%，較佳為5質量%~40質量%。
亦可含有一種或兩種以上之通式(V)表示之化合物作為更進一步之成分。
式中，R21及R22分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烯氧基，較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基。
亦可含有一種或兩種以上之通式(VIII-a)、通式(VIII-c)或通式(VIII-d)表示之化合物作為更進一步之成分。
(式中，R51及R52分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基)；
(式中，R51及R52分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，X51及X52分別獨立地表示氟原子或氫原子，X51及X52中之至少一者為氟原子)；
(式中，R51及R52分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，X51及X52分別獨立地表示氟原子或氫原子，X51及X52中之至少一者為氟原子)。
亦可含有一種或兩種以上之通式(V-9.1)~通式(V-9.3)表示之化合物作為更進一步之成分。
本發明之液晶組成物較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A1)及通式(III-A)之化合物，較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A3)及通式(III-A)之化合物，較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A4)及通式(III-A)之化合物，較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-B1)及通式(III-A)之化合物，較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-B3)及通式(III-A)之化合物，較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-B4)及通式(III-A)之化合物，較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-B5)及通式(III-A)之化合物。
本發明之液晶組成物進而較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A1)、通式(II-B1)及通式(III-A)之化合物，進而較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A3)、通式(II-B5)及通式(III-A)之化合物，進而較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A1)、通式(II-B4)及通式(III-A)之化合物，進而較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A1)、通式(II-B5)及通式(III-A)之化合物。
本發明之液晶組成物進而較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A4)、通式(II-B5)及通式(III-H)之化合物，進而較佳
同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A1)、通式(II-B1)及通式(III-H)之化合物，進而較佳同時含有式(I-1)、式(I-2)、通式(II-A1)、通式(II-B1)、通式(II-B3)及通式(III-H)之化合物。
本發明之液晶組成物較佳為第一成分、第二成分、第三成分及第四成分之合計含量為70~100質量%，進而較佳為80~100質量%，尤佳為85~100質量%。
本發明之液晶組成物於25℃下之介電各向導性(△ε)為-2.0~-8.0，較佳為-2.0~-6.0，更佳為-2.0~-5.0，尤佳為-2.5~-4.0。
本發明之液晶組成物於20℃之折射率異向性(△n)為0.08~0.14，更佳為0.09~0.13，尤佳為0.09~0.12。若進一步詳述，對應於薄之單元間隙時，較佳為0.10~0.13，對應於厚之單元間隙時，較佳為0.08~0.10。
本發明之液晶組成物於20℃之黏度(η)為10~30mPa．s，更佳為10~25mPa．s，尤佳為10~22mPa．s。
本發明之液晶組成物於20℃之旋轉黏性(γ1)為60~130mPa．s，更佳為60~110mPa．s，尤佳為60~100mPa．s。
本發明之液晶組成物，其向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)為60℃~120℃，更佳為70℃~100℃，尤佳為70℃~85℃。
本發明之液晶組成物除含有上述化合物以外，亦可含有通常之向列型液晶、層列型液晶、膽固醇型液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑(HALS，hindered amine light stabilizer)、紅外線吸收劑或聚合性單體等。
例如，液晶組成物亦可含有0.01~2質量%之聯苯衍生物、
聯三苯衍生物等聚合性化合物作為聚合性單體。若進一步詳述，亦可含有一種或兩種以上之通式(M)表示之聚合性化合物。
通式(M)中，X201及X202分別獨立地表示氫原子、甲基或-CF3基。較佳為X201及X202均為氫原子的二丙烯酸酯衍生物、X201及X202均為甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物，亦較佳為一者為氫原子，另一者為甲基的化合物。可根據用途而使用較佳之化合物，於PSA顯示元件中，通式(M)表示之聚合性化合物較佳為具有至少1個甲基丙烯酸酯衍生物，亦較佳為具有2個甲基丙烯酸酯衍生物。
於通式(M)中，Sp201及Sp202分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2~7之整數，使氧原子鍵結於環)。於PSA模式之液晶顯示元件中，Sp201及Sp202較佳為至少一者為單鍵，較佳為均為單鍵之化合物或一者為單鍵、另一者為碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-，於該情形時，較佳為碳原子數1~4之伸烷基，s較佳為1~4。
於通式(M)中，環M201、環M202及環M203分別獨立地表示反式-1,4-伸環己基(基中之1個或非鄰接之2個以上之-CH2-亦可被-O-或-S-取代)、1,4-伸苯基(基中之1個或非鄰接之2個以上之-CH=亦可被-N=取代)、1,4-伸環己烯基、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，基中之氫原子可分別獨立地被氟原子、-CF3基、碳原子數1~10之烷基、
碳原子數1~10之烷氧基或式(R-1)~式(R-15)中之任一者取代。
通式(M)中，Z201及Z202分別獨立地表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中，Y1及Y2分別獨立地表示氟原子或氫原子)、-C≡C-或單鍵，較佳為-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-C≡C-或單鍵，進而較佳為-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-或單鍵。
通式(M)中，n201表示0、1或2，較佳為0或1。其中，於
環M202及Z202分別存在複數個時，各自可不同亦可相同。
亦可含有至少一種之通式(M)表示之聚合性化合物，較佳含有一種~五種，更佳含有一種~三種。
通式(M)之含量較佳為0.01~2.00質量%，進而較佳為0.05~1.00質量%，尤佳為0.10~0.50質量%。
進而具體而言，於通式(M)中n201為0之情形時，Sp201及Sp202之間的環結構較佳為式(XXa-1)~式(XXa-5)，進而較佳為式(XXa-1)~式(XXa-3)，尤佳為式(XXa-1)或式(XXa-2)。其中，將式之兩端設為鍵結於Sp201或Sp202者。
含有該等骨架之通式(M)表示之聚合性化合物，其聚合後之配向控制力對於PSA模式之液晶顯示元件最佳，可獲得良好之配向狀態，故有顯示不均受到抑制或完全不會發生之效果。
根據以上情況，作為聚合性單體，較佳為式(XX-1)~通式(XX-10)表示之化合物，進而較佳為式(XX-1)~式(XX-4)。
式(XX-1)~通式(XX-10)中，Spxx表示碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2~7之整數，使氧原子鍵結於環)。
式(XX-1)~通式(XX-10)中，1,4-伸苯基中之氫原子可進而被-F、-Cl、-CF3、-CH3、式(R-1)~式(R-15)中任一者取代。
於通式(M)中n201為1之情形時，例如較佳為如式(M31)~式(M48)之聚合性化合物。
式(M31)~式(M48)中之1,4-伸苯基及萘基中之氫原子可進而被-F、-Cl、-CF3、-CH3、式(R-1)~式(R-15)中任一者取代。
含有該等骨架之通式(M)表示之聚合性化合物，其聚合後之配向控制力對於PSA模式之液晶顯示元件最佳，可獲得良好之配向狀態，故有顯示不均受到抑制或完全不會發生之效果。
於通式(M)中n201為1、而且具有複數個式(R-1)或式(R-2)之情形時，例如較佳為如式(M301)~式(M316)之聚合性化合物。
式(M301)~式(M316)中之1,4-伸苯基及萘基中之氫原子可進而被-F、-Cl、-CF3、-CH3取代。
作為通式(M)表示之聚合性化合物，例如亦較佳為如式(Ia-1)~式(Ia-31)之聚合性化合物。
本發明之液晶組成物進而較佳含有上述任意1個或2個以上之聚合性單體作為聚合性單體，進而較佳含有通式(XX-1)、通式(XX-2)、通式(XX-4)、通式(M-302)及通式(M31)表示之聚合性單體1個或2個以上。
又，本發明之液晶組成物可含有抗氧化劑。較佳為通式(H-1)~通式(H-4)表示之受阻酚(hindered phenol)型化合物。
通式(H-1)~通式(H-4)中，RH1表示碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數2~10之烯基或碳原子數2~10之烯氧基，存在於基中之1個-CH2-或非鄰接之2個以上之-CH2-亦可分別獨立地被取代為-O-或-S-，又，存在於基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子。進而具體而言，較佳
為碳原子數2~7之烷基、碳原子數2~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基或碳原子數2~7之烯氧基，進而較佳為碳原子數3~7之烷基或碳原子數2~7之烯基。
通式(H-4)中，MH4表示碳原子數1~15之伸烷基(該伸烷基中之1個或2個以上之-CH2-可以氧原子未直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、單鍵、1,4-伸苯基(1,4-伸苯基中之任意氫原子可被氟原子取代)或反式-1,4-伸環己基，較佳為碳原子數1~14之伸烷基，若考慮揮發性，則碳原子數較佳為大的數值，若考慮黏度，則碳原子數不過大者較佳，因此進而較佳為碳原子數2~12，進而較佳為碳原子數3~10，進而較佳為碳原子數4~10，進而較佳為碳原子數5~10，進而較佳為碳原子數6~10。
通式(H-1)~通式(H-4)中，1,4-伸苯基中之1個或非鄰接之2個以上之-CH=亦可被-N=取代。又，1,4-伸苯基中之氫原子亦可分別獨立地以氟原子或氯原子取代。
通式(H-1)~通式(H-4)中，1,4-伸環己基中之1個或非鄰接之2個以上之-CH2-亦可被-O-或-S-取代。又，1,4-伸環己基中之氫原子亦可分別獨立地以氟原子或氯原子取代。
進而具體而言，例如可列舉式(H-11)~式(H-15)。
本發明之液晶組成物進而較佳含有式(H-11)~式(H-15)表示之任意1個或2個以上之抗氧化劑作為抗氧化劑。
本發明之液晶組成物可含有抗氧化劑1質量ppm以上，較佳為10質量ppm以上，較佳為20質量ppm以上，較佳為50質量ppm以上。抗氧化劑之含量之上限為10000質量ppm，較佳為1000質量ppm，較佳為500質量ppm，較佳為100質量ppm。
使用有本發明之液晶組成物之液晶顯示元件無顯示不良或顯示不良受到抑制之顯示品質優異，且應答速度快，尤其是可適用於主動矩陣驅動之VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式、FFS模式或ECB模式。
以下列舉實施例而對本發明進一步詳述，但本發明並不限定於該等實施例。又，以下之實施例及比較例之組成物中之「%」意指『質量%』。
於實施例中關於化合物之記載，使用以下縮寫。
實施例中，測量之特性係如下所述。
Tni：向列相-等向性液體相轉移溫度(℃)
△n：20℃之折射率異向性
△ε：25℃之介電各向導性
η：20℃之黏度(mPa．s)
γ1：20℃之旋轉黏度(mPa．s)
K33：20℃之彈性常數K33(pN)
製備LC-A(比較例1)、LC-1(實施例1)、LC-2(實施例2)及
LC-3(實施例3)之液晶組成物，並測量該等之物性值。液晶組成物之構成與其物性值之結果如表1所示。
本發明之液晶組成物LC-1、LC-2及LC-3之黏度(η)小，旋轉黏性(γ1)小，彈性常數(K33)大，γ1/K33分別為7.9、7.4及6.9，相較於作為比較例之LC-A之γ1/K33，為較小之值。
對使用有該等之液晶顯示元件之應答速度進行測量，結果LC-1、LC-2及LC-3為夠快之高速應答，與LC-A相比速度快10%以上。再者，單元厚度為3.5μm，配向膜為JALS2096，且關於應答速度之測量條件，Von為5.5V，Voff為1.0V，測量溫度為20℃，且使用AUTRONIC-MELCHERS公司之DMS301。
又，使用以99.6質量%之LC-1、及0.4質量%之作為聚合性單體之式(XX-2)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，為夠快之高速應答。
又，使用以99.6質量%之LC-1、及0.4質量%之作為聚合性單體之式(XX-4)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.6質量%之LC-1、及0.3質量%之作為聚合性單體之式(M-302)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.6質量%之LC-1、作為聚合性單體之0.3質量%之式(XX-4)及0.1質量%之式(Ia-31)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
進而，關於LC-2及LC-3，亦同樣地添加聚合性單體，
製作PSVA模式之液晶顯示元件，確認無顯示不良，且為夠快之高速應答。
製備LC-B(比較例2)、LC-4(實施例4)及LC-5(實施例5)之液晶組成物，並對該等之物性值進行測量。液晶組成物之構成與其物性值之結果如表2所示。
本發明之液晶組成物LC-4及LC-5之黏度(η)小，旋轉黏性(γ1)小，彈性常數(K33)大，γ1/K33分別為7.6及7.4，相較於作為比較例之LC-B之γ1/K33，為較小之值。
對使用有該等之液晶顯示元件之應答速度進行測量，結果LC-4及LC-5為夠快之高速應答，與LC-B相比，速度快15%以上。再者，單元厚度為3.3μm，配向膜為JALS2096，且關於應答速度之測量條件，Von為5.5V，Voff為1.0V，測量溫度為20℃，且使用AUTRONIC-MELCHERS公司之DMS301。
又，使用以99.6質量%之LC-4、及0.4質量%之作為聚合性單體之式(XX-1)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.6質量%之LC-4、及0.4質量%之作為聚合性單體之式(XX-2)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.5質量%之LC-4、及0.5質量%之作為聚合性單體之式(M-302)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.6質量%之LC-4、作為聚合性單體之0.2質量%之式(XX-1)及0.2質量%之式(XX-2)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.7質量%之LC-5、及0.3質量%之作為聚合
性單體之式(M31)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
又，使用以99.65質量%之LC-5、及0.35質量%之作為聚合性單體之式(M33)製備而成之液晶組成物，製成PSVA模式之液晶顯示元件，結果確認到無顯示不良，且為夠快之高速應答。
由以上情況，確認到本發明之液晶組成物不會使折射率異向性(△n)及向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)降低，黏度(η)夠小，旋轉黏性(γ1)夠小，彈性常數(K33)大且具有絕對值大之負介電各向導性(△ε)，且使用有其之VA型、PSVA型或PSA型之液晶顯示元件為顯示品質優異且應答速度快者。
Claims (10)
- 一種液晶組成物，其含有5~15質量%之式(I-1)表示之化合物作為第一成分，含有5~15質量%之式(I-2)表示之化合物作為第二成分，含有一種或兩種以上之選自通式(II-1)及通式(II-2)表示之化合物群之化合物作為第三成分，且其含量為30~70質量%，並含有一種或兩種以上之通式(II-A1)或通式(II-A4)表示之化合物作為該第三成分，進而含有一種或兩種以上之通式(II-B1)表示之化合物作為該第三成分，含有一種或兩種以上之選自通式(III-A)~通式(III-J)表示之化合物群之化合物作為第四成分，第一成分、第二成分、第三成分及第四成分之合計含量為80~100質量%，該液晶組成物於25℃之介電各向導性(△ε)在-2.5~-4.0之範圍，
- 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其於20℃之折射率異向性(△n)在0.08~0.14之範圍，於20℃之黏度(η)在10~30mPa．s之範圍，於20℃之旋轉黏性(γ1)在60~130mPa．s之範圍，向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)在60℃~120℃之範圍。
- 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其同時含有通式(II-1)表示之 化合物與通式(II-2)表示之化合物。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶組成物，其中，含有一種或兩種以上之，通式(II-A2)、通式(II-A3)表示之化合物作為通式(II-1)表示之化合物，或者，通式(II-B2)~通式(II-B6)表示之化合物中之任一者作為通式(II-2)表示之化合物，
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶組成物，其含有一種或兩種 以上之選自通式(II-1)及通式(II-2)中之R1為丙烯基之化合物群的化合物。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶組成物，其含有一種或兩種以上之聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第6項之液晶組成物，其中，聚合性化合物為通式(M)，
- 一種液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至7項中任一項之液晶組成物。
- 一種主動矩陣驅動用液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至7項中任一項之液晶組成物。
- 一種VA模式、PSA模式、PSVA模式、IPS模式或ECB模式用液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至7項中任一項之液晶組成物。
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