CN101061202A - 液晶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的液晶组合物的特征在于:其含有15质量%以上的具有通式(I)所示的末端结构的化合物,该液晶组合物由于具有高的介电各向异性(Δε)以及小旋转粘性(γ1),所以适合用作IPS液晶显示装置用或低压驱动TN型液晶显示装置用的液晶组合物,通式(I)中,Q表示可以被卤原子取代的碳原子数为1~8的饱和或不饱和烷基。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物,详细地说涉及由于具有高的介电各向异性(Δε),而且具有低的旋转粘性(γ1)而适用于IPS液晶显示装置或低电压驱动TN型液晶显示装置的液晶组合物。
背景技术
利用了液晶化合物的特性、即光学(折射率)各向异性(Δn)以及介电各向异性(Δε)的液晶显示元件目前已经被大量制作,以钟表为代表,广泛应用于电子计算器、各种测定仪器、汽车用仪表板、文字处理器、电子笔记本、移动电话、打印机、计算机、电视等,而且需求也逐年提高。液晶化合物具有位于固体相和液体相中间的固有的液晶相,其相形态可以大致区分为向列相、近晶型相以及胆甾醇型相,它们之中,在显示元件用中,向列相现在被最广泛地使用。而且,在液晶显示中应用的方式中,作为显示方式,目前已经被提出了许多种,例如已知的有动态散射型(DS型)、宾主型(GH型)、扭曲向列型(TN型)、超扭曲向列型(STN型)、薄膜晶体管型(TFT型)以及强介电性液晶(FLC)等,作为驱动方式已知的有静电驱动方式、分时驱动方式、有源矩阵驱动方式以及双频驱动方式等。
到目前为止广泛使用的TN型、STN型等常用的液晶显示器中,用于再取向的电场基本上是垂直于液晶层产生。相对于此,平面转换(in-plane Switching,IPS)型显示器是具有电场平行于液晶层的有效成分的方式。
例如在专利文献1~5等中提出了IPS型显示器,IPS型显示器是:使用一侧的梳齿电极产生的电场以在该基板面具有大致平行的成分的方式使构成液晶层的液晶分子在与基板大致平行的面内旋转运动,并利用液晶层的双折射性进行显示。
IPS型显示器是由液晶分子的面内转换引起的,和现有的TN型显示器相比,具有视场角广、低负荷容量等优点,所以在显示领域中可以向比较大的监视器或电视等领域发展。
IPS型液晶显示器中使用的液晶组合物需要低旋转粘性(γ1),以便能够高速响应。另外,以改良显示器的亮度为目的,为了提高开口率,提高电极间隔是有效的,但是在这种情况下,IPS模式的元件结构会导致阈值电压的上升,为了防止阈值上升,需要具有高介电各向异性(Δε)的液晶组合物。
然而,在使用现有公知的液晶介质时,还不能获得可以满足性能的物质。
例如,专利文献6以及7等中提出了在IPS液晶装置用中含有三氟苯衍生物的液晶组合物,但是该液晶组合物还无法满足需要。
另外,在专利文献8中提出了使用电阻率为1×1014Ω·cm以下、1×109Ω·cm以上的液晶形成的有源矩阵型液晶显示装置,但是该液晶显示装置还无法满足要求。
另外,还期待液晶显示元件能扩展到移动电话等便携型信息情报终端领域的市场,但是在该领域中,还需要低耗电等性能。在该领域中,适合使用低电压驱动TN型液晶显示装置,这里使用的液晶组合物需要高的介电各向异性(Δε)以降低阈值电压,而且还需要小旋转粘性(γ1)以加快响应速度。为了满足这些要求,研究了各种液晶组合物,但是还没有得到能够满足这些要求的液晶组合物。
专利文献1:特开昭56-91277号公报
专利文献2:特表平5-505247号公报
专利文献3:特开平6-160878号公报
专利文献4:特开平7-225388号公报
专利文献5:国际公开第2004/053582号小册子
专利文献6:特开平10-245559号公报
专利文献7:特开平11-29771号公报
专利文献8:特开平7-306417号公报
发明内容
因此,本发明的目的在于提供能对IPS型液晶显示装置和低电压驱动TN型液晶显示装置有用的具有高介电各向异性(Δε)、且旋转粘性(γ1)小的液晶组合物。
本发明人等经过锐意的研究,结果发现使用特定的液晶化合物得到的液晶组合物能实现上述目的。
本发明是基于上述认识而提出的,其提供一种液晶组合物,其特征在于:含有15质量%以上的具有下述通式(I)所示的末端结构的化合物。
(上式中,Q表示可以被卤原子取代的碳原子数为1~8的饱和或不饱和的烷基)。
具体实施方式
以下,基于本发明的液晶组合物的优选的实施方案,对其进行详细说明。
本发明的液晶组合物的特征在于:含有15质量%以上的具有上述通式(I)所示的末端结构的化合物。通过使用15质量%以上的该化合物,可以得到具有高介电各向异性(Δε)和小旋转粘度(γ1)的液晶组合物。该化合物的含量优选为20质量%以上,特别优选为25质量%以上,其上限优选为80质量%。
在上述通式(I)中,作为Q所示的可被卤原子取代的碳原子数为1-8的饱和或不饱和烷基,可以列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、庚基、辛基、异辛基、2-乙基己基、乙烯基、烯丙基、单氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、1,2,2-三氟乙基、1,2,2-三氟乙烯基、全氟烯丙基等基团。
在具有上述通式(I)所示的末端结构的化合物中,Q为全氟烯丙基的化合物,即上述通式(I)中的-O-Q使用下述部分结构式(II)所示的化合物,从向列液晶的相范围宽,可以得到低粘度的液晶组合物的观点出发,是优选的。
-O-CF2-CF=CF2 (II)
作为具有上述通式(I)所示的末端结构的化合物,例如可以列举出下述化合物。但是,下式中,R1和R2表示与后述的通式(III)和(IV)中相同的含义。另外,下述[化3]~[化7]以及[化11]~[化15]所示的化合物是上述通式(I)中的-O-Q为上述部分结构(II)所示的化合物。
[化3]
[化4]
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13-1]
[化13-2]
[化14]
[化15]
[化16]
另外,从可以提高电阻率、抑制由光和热产生的恶化的观点出发,本发明的液晶组合物优选含有下述通式(III)所示的化合物(A成分)的至少一种。
[化17]
(式中,R1表示R0、R0O、R0OCO或R0COO,R0表示烷基。该烷基可以具有不饱和键,在该烷基中,-CH2-可以被-O-、-CO-或-COO-取代,而且部分或全部的氢原子可以被卤原子或氰基取代。
A1是1,4-亚苯基(-CH=可以被-N=取代,氢原子可以被卤原子或氰基取代),1,4-亚环己基(-CH2-可以被-O-或-S-取代,氢原子可以被卤原子或氰基取代)或2,6-亚萘基。
Z1表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-C≡C-或-CF2CF2-。
X1和X2各自独立地表示氢原子或氟原子。
Q1表示卤原子、卤化烷基、卤化烷氧基、卤化链烯基或卤化链烯氧基。
n表示1~3的数,n为2或3时,多个A1和Z1可以分别不同)。
上述通式(III)所示的化合物(A成分)的一部分被包括在具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物中。在上述通式(III)中,X1和X2是氟原子、Q1为碳原子数为1~8的卤化烷氧基或卤化链烯氧基的化合物是具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的化合物,该化合物优选作为具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物使用。
在本发明的液晶组合物中,上述A成分的含量是,包含具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的部分,优选为50~99质量%,除去具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的部分,上述A成分的含量优选为35~85质量%。
上述通式(III)所示的化合物中,优选下述通式(III-1)~(III-3)中的任一种所示的化合物。
[化18]
(上式中,R1、X1、X2以及Q1表示与上述通式(III)中的情况相同的含义。X5~X8各自独立地表示氢原子或氟原子)。
上述通式(III)中的R1优选为烷基或链烯基,作为上述A成分,特别优选将R1为烷基的化合物和R1为链烯基的化合物一起使用。
另外,如果本发明的液晶组合物中含有下述通式(IV)所示的化合物(B成分)的至少一种,则可以进一步提高正的介电各向异性(Δε),而且可以进一步降低旋转粘性(γ1)。
[化19]
(式中,R2表示R0、R0O、R0OCO或R0COO,R0表示与在上述通式(III)中相同的含义。
A2是1,4-亚苯基(-CH=可以被-N=取代,氢原子可以被卤原子或氰基取代),1,4-亚环己基(-CH2-可以被-O-或-S-取代,氢原子可以被卤原子或氰基取代),2,6-亚萘基。
Z2表示-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CHCH2O-、-OCH2CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-COO-或-OCO-CH2CH2-。
X3和X4各自独立地表示氢原子或氟原子。
Q2表示卤原子、卤化烷基、卤化烷氧基、卤化链烯基或卤化链烯氧基。
m表示1~3的数,m为2或3时,多个A2和Z2可以分别不同。)
上述通式(IV)所示的化合物(B成分)的一部分被包括在具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物中。在上述通式(IV)中,X3和X4是氟原子、Q2为碳原子数为1~8的卤化烷氧基或卤化链烯氧基的化合物是具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的化合物,该化合物优选作为具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物使用。
在本发明的液晶组合物中,上述B成分的含量是,包含具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的部分,优选为1~50质量%,除去具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的部分,上述B成分的含量优选为0~50质量%。
在前述通式(IV)所示的化合物中,优选下述通式(IV-1)~(IV~3)中的任一种所示的化合物。
[化20]
(上式中,R2、X3、X4以及Q2表示与在上述通式(IV)中的情况相同的含义。X9和X10各自独立地表示氢原子或氟原子)。
前述通式(III)中的R1以及前述通式(IV)中的R2是R0、R0O、R0OCO或R0COO,R0表示烷基。作为R0所示的烷基,可以列举出例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、烯丙基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、单氟甲基、二氟甲基、2,2,2-三氟甲基、全氟乙烯基、全氟烯丙基、异丙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、2-丁基甲基、3-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、1-甲基戊基等,其中,优选碳原子数为1~8的基团。
前述通式(III)中的A1和前述通式(IV)中的A2可以是1,4-亚苯基(-CH=可以被-N=取代,氢原子可以被卤原子或氰基取代),1,4-亚环己基(-CH2-可以被-O-或-S-取代,氢原子可以被卤原子或氰基取代),或者2,6-亚萘基,具体地,可以列举出下述例示的环状基团。
[化21]
前述通式(III)和(IV)中,作为Q1和Q2所示的卤化烷基,可以列举出单氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-单氟乙基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基等,作为卤化烷氧基,可以列举出由这些卤化烷基衍生而来的基团,作为卤化链烯基,可以列举出全氟烯丙基、全氟1-丙烯基、1,1-二氟烯丙基、全氟3-丁烯基、全氟4-戊烯基等,作为卤化链烯氧基,可以列举出由这些卤化链烯基衍生而来的基团。其中,优选碳原子数为1~3的基团。
作为前述通式(III)所示的化合物的具体例子,除了可以列举出前述[化3]~[化10]所例示的化合物以外,还可以列举出下述化合物,但是不限于这些化合物。另外,下述化合物中的R1与在前述通式(III)中的情况相同。
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
作为前述通式(IV)所示的化合物的具体例子,除了列举出前述[化11]~[化16]例示的化合物以外,还可以列举出下述化合物,但是并不限于这些化合物。另外,下述化合物中的R2与在前述通式(IV)中的情况相同。
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
在本发明的液晶组合物中,前述A成分和前述B成分的和优选为100质量%。
在本发明的液晶组合物中可以混合现有公知的液晶化合物或类液晶的化合物。作为该液晶化合物和该类液晶的化合物,可以列举出例如下述[化37]的通式(V)所示的化合物(但是,具有前述通式(I)所示的末端结构的化合物以及前述通式(III)或通式(IV)所示的化合物除外)。
[化37]
(式中,R表示氢原子或碳原子数为1~8的烷基、烷氧基、链烯基、链烯氧基、炔基、炔氧基、烷氧基烷基、链烷醇羟基(alkanoyloxy)或烷氧基羰基,它们可以被卤原子、氰基等取代,Y2表示氰基、卤原子或R所示的基团,Y1、Y3和Y4表示氢原子、卤原子或氰基,Z3和Z4各自独立地表示直接键合、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH=CHCH2O-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,p表示0、1或2,环A5、A6和A7各自独立地表示苯环、环己烷环、环己烯环、嘧啶环、二噁烷环。)
因此,作为上述通式(V)所示的化合物的具体例子,可以列举出下述[化38]和[化39]所示的化合物。另外,各化合物中的R、Y1、Y2、Y3和Y4的含义与在上述通式(V)中的含义相同。
[化38]
[化39]
在这些液晶化合物或类液晶化合物中,下述例示的化合物是不会增大旋转粘性(γ1)、并可以提高介电各向异性(Δε)的成分。
[化40]
(上式中,R00表示烷基、链烯基、烷氧基或链烯氧基)。
在这些液晶化合物或类液晶化合物中,如果使用如下述例示的化合物这些所谓的中性成分,则可以提高电光学特性、可靠性等。
[化41]
另外,本发明的液晶组合物中可以一起使用公知的手性试剂。作为该手性试剂,可以列举出例如下述化合物。
[化42]
(式中,R6和R7各自独立地表示烷基、烷氧基、烷基羰基烷氧基或烷氧基羰基,它们可以被醚基中断,也可以被卤原子和/或氰基取代,也可以具有不饱和键。A8、A9和A10各自独立地表示1,4-亚苯基、反-1,4-环己烯基、2-氟代-1,4-亚苯基、3-氟代-1,4-亚苯基或1,4-亚环己烯基,它们可以被卤原子和/或氰基取代。Z6和Z7各自独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CHCH2O-、-OCH2CH=CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CFHCFH-或单键,q表示0、1或2。但是,至少具有1个以上的不对称碳原子。)
[化43]
(式中,R8表示氢原子、卤原子、烷基、烷氧基、烷基碳酰氧基(alkylcarbonyloxy)、烷氧基羰基或可以具有取代基的芳基、芳氧基、芳基碳酰氧基或芳氧基羰基等,在这些基团中,氢原子可以用卤原子取代,也可以用乙烯基或亚乙烯基或亚乙炔基取代。R9表示烷基或链烯基。B1表示具有不与其它环共有的唯一的双键的稠环,该稠环可以用烷基和/或烷氧基取代)。
作为上述手性试剂的具体例子,可以列举出下述化合物。
[化44]
另外,还可以使用例如特开昭63-175095号公报、特开平1-242542号公报、特开平1-258635号公报、特开平6-200251号公报、特开2002-308833号公报等中提出的手性试剂。
这些手性试剂可以单独使用,也可以组合2种以上后使用。在这种情况下,可以组合螺旋的扭转方向不同的物质,也可以组合扭转方向相同的物质。另外,例如特开平7-258641号公报所提出的那样,也可以组合胆甾醇相的旋转能的温度依赖性为正的物质以及胆甾醇相的旋转能的温度依赖性为负的物质。
通过改变这些手性试剂的种类和浓度,可以将间距调节在0.2μ~300μ的范围内。
另外,以赋予在长时间内对光或热的优异的稳定性为目的,也可以在本发明的液晶组合物中添加苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类、苯甲酸酯类、草酰替苯胺类、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂,受阻胺类光稳定剂,酚类、磷类、硫类抗氧化剂等。
另外,在本发明的液晶组合物中还可以添加用于获得防止带电效果的表面活性剂等。作为该表面活性剂,可以列举出在特开昭59-4676号公报、特开平4-36384号公报、特开平4-180993号公报、特开平11-212070号公报、特开平8-337779号公报、特开平9-67577号公报、特开2003-342580号公报等中提出的化合物。
本发明的液晶组合物可以封入液晶元件,构成各种电光学显示元件。该电光学显示元件适合使用例如动态散射型(DS型)、宾主型(GH型)、扭曲向列型(TN型)、超扭曲向列型(STN型)、薄膜晶体管型(TFT型)、薄膜二极管型(TFD)以及强介电液晶(FLC)、反强介电液晶型(AFLC)、高分子分散液晶型(PD)、垂直取向(VA)、平面转换(IPS)、胆甾醇向列相转移型等各种显示模式,另外,还可以使用有静电驱动方式、分时驱动方式、有源矩阵驱动方式以及双频驱动方式等各种驱动方式。
本发明的液晶组合物由于旋转粘性(γ1)小,具有高的介电各向异性(Δε),所以使用本发明的液晶组合物形成的电光学显示元件适合用于IPS型液晶显示装置以及通过4V以下(例如,3.3V、2.5V)的低电压来进行驱动的低电压驱动TN型液晶显示装置。
使用本发明的液晶组合物形成的电光学显示元件可以用于以钟表、电子计算器为代表,测定仪器、汽车用仪器、复印机、照相机、OA机器、便携用个人电脑、移动电话等使用的液晶显示装置中。另外,该电光学显示元件还可以在用在这以外的用途,例如调光窗、快门、偏振光交换元件等,但是根据它们的性质,适合用于显示区域大的监视器、大画面显示器或者PDA、便携用个人电脑、移动电话等便携型信息终端中使用的液晶显示装置。
实施例
以下,举出实施例等,对本发明进行更详细的的说明。但是,本发明并不受到以下实施例等的任何限定。
在下述实施例等中使用以下的缩写。
CY:1,4-亚环己基
PH:1,4-亚苯基
PHnF:n位置取代-氟代-1,4-亚苯基(在未写有n时,表示4位)
Dio:1,3-二噁烷-5,2-二基
Pym:嘧啶-5,2-二基
Pyd:哒嗪-3,6-二基
CE:4,1-亚环己烯基
Cn:碳原子数为n个的直链烷基
<实施例1>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 30.4
C4-CY-PH-OCF2CF=CF2 5.7
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 10.45
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12.35
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 16.15
C4-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 3.8
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 7.6
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 8.55
C3-CY-PH-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
<实施例2>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 9.5
C4-CY-PH-OCF2CF=CF2 4.75
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 14.25
C5-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 7.6
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12.35
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 16.15
C4-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 7.6
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 17.1
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5.7
C3-CY-CY-COO-PH-F 5
<实施例3>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 9.5
C4-CY-PH-OCF2CF=CF2 4.75
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 14.25
C5-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 7.6
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12.35
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 16.15
C4-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 7.6
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 17.1
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5.7
C3-CY-CY-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
<实施例4>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 21
C4-CY-PH-OCF2CF=CF2 5
C5-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 5
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 9
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 11
C4-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 14
C5-CY-COO-PH-F 8
<比较例1>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C2-CY-CY-PH3,4-双F 15
C3-CY-CY-PH3,4-双F 17
C4-CY-CY-PH3,4-双F 15
C5-CY-CY-PH3,4-双F 12
C3-CY-PH-PH3,4-双F 4
C4-CY-PH-PH3,4-双F 3
C5-CY-PH-PH3,4-双F 6
C7-CY-PH-F 13
C2-CY-CY-PH3,4,5-三F 5
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H 4
C3-CY-PH-PH3,4,5-三F 6
实施例1~4和比较例1的液晶组合物的特性值如下[表1]所示。
[表1]
实施例 | 比较例 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 1 | |
NI点 | 86.8 | 89.9 | 90.3 | 80.0 | 81.0 |
η | 14 | 16 | 16 | 14 | 24 |
γ1 | 100 | 113 | 111 | 97 | 133 |
Δn | 0.0908 | 0.0877 | 0.0887 | 0.0902 | 0.0873 |
Δε | 5.2 | 5.1 | 5.4 | 4.8 | 5.3 |
低温保存性 | -30 | -30 | -30 | -30 | -20 |
NI点:向列—各向同性相转移温度,单位为℃
η:粘度(20℃),单位为mPa·s
γ1:旋转粘性系数(20℃),单位为mPa·s
Δn:折射率各向异性(25℃,589nm)
Δε:介电各向异性(25℃,1kHz)
低温保存性:在螺旋管中2周内没有变化的最低温度,单位为℃
<实施例5>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-PH-PH3F-OCF2CF=CF2 7
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 16
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 3
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 9
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 18
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 6
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 16
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
CH2=CH-CY-PH-OCF2CF=CF2 10
<实施例6>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-PH-PH3F-OCF2CF=CF2 10
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 10
C4-CY-PH-OCF2CF=CF2 5
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 8
C5-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 4
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 15
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 8
C4-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 4
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 6
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 18
<实施例7>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-PH-PH3F-OCF2CF=CF2 8
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 20
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 6
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 16
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 11
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 14
C3-CY-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 6
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 8
CH2=CH-CY-PH-OCF2CF=CF2 11
<比较例2>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C2-CY-CY-PH3,4-双F 13
C3-CY-CY-PH3,4-双F 14
C4-CY-CY-PH3,4-双F 12
C5-CY-CY-PH3,4-双F 10
C3-CY-PH-PH3,4-双F 9
C4-CY-PH-PH3,4-双F 6
C5-CY-PH-PH3,4-双F 13
C7-CY-PH-F 4
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H 3
C3-CY-PH-PH3,4,5-三F 2
C2-PH-C≡C-PH3,4-双F 2
C5-CY-PH-Cl 7
C3-CY-PH-OCH3 5
实施例5~7和比较例2的液晶组合物的特性值如下[表2]所示。
[表2]
实施例 | 比较例 | |||
5 | 6 | 7 | 2 | |
NI点 | 79.8 | 81.3 | 82.5 | 79.5 |
η | 15 | 16 | 14 | 21 |
γ1 | 93 | 95 | 93 | 119 |
Δn | 0.1005 | 0.1007 | 0.1019 | 0.0991 |
Δε | 5.1 | 5.2 | 4.8 | 4.8 |
低温保存性 | -30 | -30 | -30 | -20 |
NI点:向列-各向同性相转移温度,单位为℃
η:粘度(20℃),单位为mPa·s
γ1:旋转粘性系数(20℃),单位为mPa·s
Δn:折射率各向异性(25℃,589nm)
Δε:介电各向异性(25℃,1kHz)
低温保存性:在螺旋管中2周内没有变化的最低温度,单位为℃
<实施例8>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 31
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 2
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 3
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 18
C4-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 4
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 7
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 15
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
C3-CY-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2
15
<实施例9>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 18
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 17
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 6
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 6
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 8
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 15
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
C3-CY-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2
10
<实施例10>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 13
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 12
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 11
C3-CY-PH3,5-双F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2
10
CH2=CH-CY-PH-OCF2CF=CF2 12
<实施例11>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 31
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 5
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 16
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 6
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 18
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 10
C3-CY-PH3,5-双F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
C3-PH-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2
9
<实施例12>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 30
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 6
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 18
C3-PH-PH3F-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 5
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 17
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 13
C3-CY-PH3,5-双F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 3
C3-PH-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2
8
<比较例3>
根据下述所示的配比制备液晶组合物。
[配比] 质量份
C2-CY-CY-PH3,4-双F 8
C3-CY-CY-PH3,4-双F 12
C4-CY-CY-PH3,4-双F 10
C5-CY-CY-PH3,4-双F 8
C3-CY-PH-PH3,4-双F 7
C4-CY-PH-PH3,4-双F 5
C5-CY-PH-PH3,4-双F 10
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H 8
C2-CY-Dio-PH3,4,5-三F 10
C2-CY-PH-PH3,4,5-三F 9
C3-CY-PH-PH3,4,5-三F 6
C2-PH-C≡C-PH3,4-双F 2
C3-CY-PH-OCH3 5
实施例8~12和比较例3的液晶组合物的特性值如下[表3]所示。
[表3]
实施例 | 比较例 | |||||
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 3 | |
NI点 | 73.5 | 71.3 | 70.2 | 70.6 | 72.8 | 78.0 |
γ1 | 101 | 96 | 90 | 91 | 89 | 169 |
Δn | 0.0941 | 0.0960 | 0.0942 | 0.0971 | 0.1008 | 0.1062 |
Δε | 6.7 | 6.6 | 6.5 | 6.9 | 7.0 | 6.6 |
低温保存性 | -30 | -30 | -30 | -20 | -30 | -10 |
NI点:向列-各向同性相转移温度,单位为℃
γ1:旋转粘性系数(20℃),单位为mPa·s
Δn:折射率各向异性(25℃,589nm)
Δε:介电各向异性(25℃,1kHz)
低温保存性:螺旋管中放置2周后没有变化的最低温度,单位为℃
从上述的实施例表明,本发明的液晶组合物可以在具有高介电各向异性(Δε)的同时,具有小旋转粘性(γ1),进而低温特性也优异。
<配合例>
以下,表示本发明的液晶组合物优选的配合例。
表4
液晶化合物 | 质量份 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 15 |
C3-CY-CY-PH-C2 | 10 |
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 12 |
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF3 | 8 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,4-双F | 13 |
C2-CY-PH3F-PH3,4,5-三F | 4 |
C2-CY-CY-PH3,4-双F | 5 |
C3-CY-CY-PH3,4,5-三F | 6 |
C3-CY-CY-PH-OCF3 | 3 |
C3-CY-PH-PH3,4,5-三F | 8 |
CH2=CH-CY-CY-PH-C1 | 10 |
C3-CY-PH-OC2 | 6 |
100 |
表5
液晶化合物 | 质量份 |
C3-CY-PH-OC2 | 4 |
C3-CE-CY-C3 | 4 |
C3-CY-CY-C5 | 11 |
C3-CY-PH3,5-双F-OCF3 | 10 |
C2-CY-CY-PH3F-OCF3 | 5 |
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 8 |
C2-CY-CY-PH3,4-双F | 13 |
C3-CY-CY-PH3,4-双F | 12 |
C5-CY-PH-PH3,4-双F | 7 |
C3-CY-PH3F-PH3,4,5-三F | 5 |
C2-CY-CY-COO-PH3,4-双F | 6 |
C3-CY-PH3F-COO-PH-OCF3 | 3 |
C5-Cy-CY-CH2CH2-PH2,3-双F-OCF3 | 3 |
C3-Cy-CY-COO-PH3,5-双F-OCF3 | 5 |
C3-PH-PH-C≡C-PH2,6-双F-C3 | 4 |
100 |
表6
液晶化合物 | 质量份 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 20 |
C7-CY-PH-F | 5 |
C5-CY-PH-C1 | 5 |
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 8 |
C2-CY-CY-PH3,4-双F | 11 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,4-双F | 13 |
C3-CY-Dio-PH3,4-双F | 15 |
C4-CY-PH-PH3,4-双F | 8 |
C3-PH-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF3 | 5 |
C2-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2H | 6 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CH=CH2 | 4 |
100 |
表7
液晶化合物 | 质量份 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 20 |
C3-CY-PH-OC1 | 10 |
C3-CY-CY-C3 | 8 |
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 10 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,4-双F | 12 |
C3-CY-CY-PH3,4,5-三F | 12 |
C3-CY-PH3F-PH3,4,5-三F | 7 |
C3-CY-CY-COO-PH3,5-双F-OCF3 | 8 |
C3-CY-CY-COO-PH3,4-双F | 6 |
C3-CY-PH3F-COO-PH-OCF3 | 7 |
100 |
表8
液晶化合物 | 质量份 |
C3-CY-PH-OC2 | 5 |
CH2=CH-CY-PH-C3 | 18 |
CH2=CH-CY-CY-PH-C1 | 8 |
C3-C Y-Pyd-CY-C4 | 8 |
C3-CY-CY-PH-OCF3 | 7 |
C3-CY-CY-PH3,4-双F | 15 |
C3-Cy-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 12 |
C2-CY-CY-COO-PH3,4-双F | 5 |
C3-CY-PH3,5-双F-COO-PH3,5-双F-OCF3 | 7 |
C3-CY-CY-CF2O-PH3,4,5-三F | 9 |
C3-CY-CY-PH-C2 | 6 |
100 |
表9
液晶化合物 | 质量份 |
CH2=CH-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 6 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 10 |
C3-Cy-CY-C5 | 5 |
C3-CY-PH-OCF2CF=CF2 | 10 |
CH2=CH-CY-CY-PH-C1 | 9 |
C2-Cy-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 14 |
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 9 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 11 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 5 |
C3-CY-PH-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 16 |
C3-CY-CY-PH3F-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 5 |
100 |
表10
液晶化合物 | 质量份 |
C3-CY-CY-C5 | 16 |
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 15 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCH3 | 4 |
C3-CY-PH-C≡C-PH3F-OCF2CF=CF2 | 6 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 8 |
CH2=CH-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 10 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 15 |
C3-CY-CY-COO-PH3,4-双F | 10 |
C2-CY-PH3F-COO-PH3,4-双F | 5 |
C3-CY-PH3F-COO-PH-OCF3 | 5 |
C2-CY-PH3F-PH3F-OCF=CFCF3 | 6 |
100 |
表11
液晶化合物 | 质量份 |
C3-CY-PH-OC2 | 8 |
C3-CY-CY-C5 | 5 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 18 |
CH2=CH-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 12 |
C3-CY-CY-PH3,4,5-双F | 10 |
C3-CY-CY-PH3,4-双F | 12 |
C2-CY-PH3F-PH3,4,5-三F | 6 |
C3-PH-PH3F-PH3,4,5-三F | 6 |
C3-CY-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 12 |
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 6 |
C2-CY-PH3,5-双F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 5 |
100 |
表12
液晶化合物 | 质量份 |
C3-PH-PH3F-OCF2CF=CF2 | 8 |
C2-CY-PH-OCF2CF=CF2 | 13 |
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 5 |
C7-CY-PH-F | 12 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,4-双F | 18 |
C3-CY-CY-PH3,4-双F | 9 |
C2-CY-PH3F-PH3,4,5-三F | 11 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 12 |
C5-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 12 |
100 |
表13
液晶化合物 | 质量份 |
C3-CY-CY-CF3 | 5 |
C3-CY-CY-C5 | 7 |
C3-CY-PH3F-CN | 6 |
C1-CH=CH-CY-PH-CN | 10 |
C2-CY-CY-PH3,4-双F | 12 |
C2-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 11 |
C3-CY-CY-PH3,4-双F | 18 |
C3-CY-CY-PH3,4,5-三F | 9 |
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF3 | 5 |
C3-PH-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2H | 4 |
C3-CY-CY-COO-PN-CN | 5 |
C5-CY-CY-PH3F-OCF3 | 8 |
100 |
表14
液晶化合物 | 质量份 |
C3-CY-PH-CN | 8 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 22 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 12 |
C2-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 12 |
C3-CY-CY-PH3,4-双F | 14 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2H | 6 |
C3-CY-PH3F-PH3,4,5-三F | 6 |
C3-PH-PH3,5-双F-CF2O-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 8 |
C3-CY-PH3F-COO-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 5 |
C4-CY-PH3F-COO-PH-CN | 7 |
100 |
表15
液晶化合物 | 质量份 |
C2-PH-COO-PH3F-CN | 8 |
C3-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 15 |
CH2=CH-CY-CY-C5 | 6 |
C3-CY-PH3,5-双F-CN | 5 |
C2-CY-CY-PH3,4-双F | 10 |
C3-CY-CY-PH3F-OCF2CF=CF2 | 13 |
C3-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 9 |
CH2=CH-CY-CY-PH3,5-双F-OCF2CF=CF2 | 9 |
CH2=CH-CY-CY-PH-C1 | 12 |
C3-CY-CY-CY-PH-C2 | 8 |
C3-CY-CY-COO-PH-CY-C3 | 5 |
100 |
本发明的液晶组合物由于具有高的介电各向异性(Δε)以及小的旋转粘性(γ1),所以适合用作IPS液晶显示装置或低电压驱动TN型液晶显示装置用的液晶组合物。
Claims (12)
1.一种液晶组合物,其特征在于:其含有15质量%以上的具有下述通式(I)所示的末端结构的化合物,
所述通式(I)中,Q表示可以被卤原子取代的碳原子数为1~8的饱和或不饱和的烷基。
2.根据权利要求1所记载的液晶组合物,其特征在于:其含有由下述部分结构式(II)表示所述通式(I)中的-O-Q的化合物的至少一种。
-0-CF2-CF=CF2 (II)
3.根据权利要求1或2所记载的液晶组合物,其特征在于:其含有下述通式(III)所示的化合物(A成分)的至少一种,但除去具有所述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的部分之外,
式中,R1表示R0、R0O、R0OCO或R0COO,R0表示烷基,该烷基可以具有不饱和键,在该烷基中,-CH2-可以被-O-、-CO-或-COO-取代,而且部分或全部的氢原子可以被卤原子或氰基取代;
A1是-CH=可以被-N=取代且氢原子可以被卤原子或氰基取代的1,4-亚苯基、-CH2-可以被-O-或-S-取代且氢原子可以被卤原子或氰基取代的1,4-亚环己基、或者2,6-亚萘基;
Z1表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-C三C-或-CF2CF2-;
X1和X2各自独立地表示氢原子或氟原子;
Q1表示卤原子、卤化烷基、卤化烷氧基、卤化链烯基或卤化链烯氧基;
n表示1~3的数,n为2或3时,多个A1和Z1可以分别不同。
4.根据权利要求1~3任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:具有所述通式(I)所示的末端结构的化合物是所述通式(III)所示的化合物(A成分)的至少一种,但除去具有所述通式(I)所示的末端结构的化合物不包括的部分之外。
5.根据权利要求1~4任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:还含有下述通式(IV)所示的化合物(B成分)的至少一种,但除去具有所述通式(I)所示的末端结构的化合物所包括的部分之外,
所述通式(IV)中,R2表示R0、R0O、R0OCO或R0COO,R0表示与在所述通式(III)中相同的含义;
A2是-CH=可以被-N=取代且氢原子可以被卤原子或氰基取代的1,4-亚苯基、-CH2-可以被-O-或-S-取代且氢原子可以被卤原子或氰基取代的1,4-亚环己基、或者2,6-亚萘基;
Z2表不-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CHCH2O-、-OCH2CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-COO-或-OCO-CH2CH2-;
X3和X4各自独立地表示氢原子或氟原子;
Q2表示卤原子、卤化烷基、卤化烷氧基、卤化链烯基或卤化链烯氧基;
m表示1~3的数,m为2或3时,多个A2和Z2可以分别不同。
6.根据权利要求1~5任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:具有所述通式(I)所示的末端结构的化合物是所述通式(IV)所示的化合物(B成分)的至少一种,但除去具有所述通式(I)所示的末端结构的化合物不包括的部分之外。
9.根据权利要求3~8任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:所述A成分是所述通式(III)中的R1为烷基的化合物的至少一种以上、以及所述通式(III)中的R1为链烯基的化合物的至少一种以上。
10.根据权利要求3~9任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:所述A成分和所述B成分的和为100质量%。
11.根据权利要求1~10任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:该组合物用于IPS型液晶显示装置。
12.根据权利要求1~10任一项所记载的液晶组合物,其特征在于:该组合物用于低电压驱动TN型液晶显示装置。
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Date | Code | Title | Description |
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Effective date of registration: 20170426 Address after: Kaohsiung City, Taiwan, China Patentee after: DAILY POLYMER CORP. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: ADEKA Corp. |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20140108 |