向列液晶组合物
专利汇可以提供向列液晶组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 液晶 组合物，其特征在于，作为能够调整折射率 各向异性 (Δn)、不使 向列相 的 温度 范围恶化、 粘度 (η)足够低且 介电常数 各向异性(Δε)为正的液晶组合物，其是具有正介电常数各向异性的液晶组合物，上述液晶组合物含有选自通式(LC0)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物，进一步含有选自通式(LC5)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物，更进一步含有存在于通式(LC0)至通式(LC4)的Y01至Y41中的至少任意一个是 碳 数2～5的被氟化的烷基、烷 氧 基、烯基或烯氧基的化合物。，下面是向列液晶组合物专利的具体信息内容。
1.一种液晶组合物，其特征在于，其是具有正介电常数各向异性的液晶组合物，所述液晶组合物含有选自通式(LC0)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物，进一步含有选自通式(LC1)至通式(LC5)所表示的化合物组中的1种或2种以上的化合物，更进一步
01 41
含有1种或2种以上存在于通式(LC0)至通式(LC4)的Y 至Y 中的至少任意一个是碳数
2～5的被氟化的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基的化合物，
01 41
式中，R ～R 各自独立地表示碳数1～15的烷基，所述烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-
51
CF2O-或-OCF2-取代，所述烷基中的1个或2个以上的氢原子可以任意地被卤素取代，R 及
52
R 各自独立地表示碳数1～15的烷基，所述烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原
51 52
子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，R 及R 在
51 53 01 42
后述的A 或A 是环己烷环的情况下可以是-OCF3或-CF3-，A ～A 各自独立地表示下述任一结构，
所述结构中环己烷环的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代，所述结构中苯环的1个或2个以上的-CH＝可以以氮原子不直接邻接的方式
61 62
被-N＝取代，X 及X 各自独立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，
51 53
A ～A 各自独立地表示下述任一结构，
式中，环己烷环中的1个或2个以上的-CH2CH2-可以被-CH＝CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯环中的1个或2个以上的-CH＝可以以氮原子不直接邻接的方式被-N＝取代，
01 11 43 01
X 表示氢原子或氟原子，X ～X 各自独立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y ～
41
Y 表示-Cl、-F、-OCHF2、-CF3、-OCF3、碳数2～5的被氟化的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，
01 02
Z 及Z 各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCF2-或-CF2O-，
31 42
Z ～Z 各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCF2-或-CF2O-，
31 32 51 52
存在的Z 及Z 之中至少1个不是单键，Z 及Z 各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-C≡C
01 51
-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，m ～m 各自独立地表示0～3的整
01 02 31 32 41 42 01 03 23 31 32 41 42 52
数，m +m 、m +m 及m +m 各自独立地表示1、2、3或4，在A 、A 、A 、A 、A 、A 、A 、A 、
01 02 31 32 41 42 52
Z 、Z 、Z 、Z 、Z 、Z 和/或Z 存在多个的情况下，它们可以相同也可以不同。
2.如权利要求1所述的液晶组合物，含有1种或2种以上的通式(LC0)所表示的化合物，进一步含有选自通式(LC1)至通式(LC4)所表示的化合物组中的1种或2种以上的化合物，进一步含有1种或2种以上的通式(LC5)所表示的化合物。
01
3.如权利要求1或2所述的液晶组合物，在通式(LC0)中，X 是F。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物，存在于通式(LC0)至通式(LC4)的
01 41
Y 至Y 是-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3、-OCF＝CF2或-OCH＝CF2。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物，含有选自通式(LC2-1)至通式(LC2-14)所表示的化合物所组成的组中的1种或2种以上的化合物作为通式(LC2)所表示的化合物，
23 24 25 26 22 21 21
式中，X 、X 、X 及X 各自独立地表示氢原子、Cl、F、CF3或OCF3，X 、R 及Y 与权利
22 21 21
要求1的X 、R 及Y 表示相同的意义。
6.如权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物，含有选自通式(LC3-1)至通式(LC3-32)所表示的化合物所组成的组中的1种或2种以上的化合物作为通式(LC3)所表示的化合物，
33 34 35 36 37 38 32 31 31 31
式中，X 、X 、X 、X 、X 及X 各自独立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X 、R 、A 、Y 及
31 32 31 31 31 31
Z 与权利要求1的X 、R 、A 、Y 及Z 表示相同的意义。
7.如权利要求1至6中任一项所述的液晶组合物，含有选自通式(LC4-1)至通式(LC4-23)所表示的化合物所组成的组中的1种或2种以上的化合物作为通式(LC4)所表示的化合物，
式中，X44、X45、X46及X47各自独立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X42、X43、R41及Y41与权利要求1的X42、X43、R41及Y41表示相同的意义。
8.如权利要求1至7中任一项所述的液晶组合物，含有选自通式(LC5-1)至通式(LC5-26)所表示的化合物所组成的组中的1种或2种以上的化合物作为通式(LC5)所表示的化合物，
51 52 51 52
式中，R 及R 与权利要求1的R 及R 表示相同的意义。
01
9.如权利要求1至8中任一项所述的液晶组合物，在通式(LC0)中，X 是碳数2～5的被氟化的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基。
10.如权利要求1至9中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上存在于通式
01 11 21 31 41 51 52
(LC0)至通式(LC5)的R 、R 、R 、R 、R 、R ～R 是碳数2～5的烯基的化合物。
11.如权利要求1至10中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上存在于通式
01 03 11 21 23 31 32 41 42 51 53
(LC0)至通式(LC5)的A ～A 、A 、A ～A 、A ～A 、A ～A 、A ～A 之中至少一个是四氢吡喃-2,5-二基的化合物。
12.如权利要求1至11中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上存在于通式
01 02 31 32 41 42 51 52
(LC0)、通式(LC3)、通式(LC4)、通式(LC5)的Z ～Z 、Z ～Z 、Z ～Z 、Z ～Z 之中至少一个是-CF2O-或-OCF2-的化合物。
13.如权利要求1至12中任一项所述的液晶组合物，含有30～70质量％通式(LC5)所表示的化合物，20℃时的粘度η为20mPa·s以下。
14.如权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上光学活性化合物。
15.如权利要求1至14中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上聚合性化合物。
16.如权利要求1至15中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上抗氧化剂。
17.如权利要求1至16中任一项所述的液晶组合物，含有1种或2种以上UV吸收剂。
18.一种液晶显示元件，其使用权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物。
19.一种有源矩阵驱动用液晶显示元件，其使用权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物。
20.一种TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶显示元件，其使用权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物。
21.一种高分子稳定化的TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶显示元件，其通过使用权利要求15所述的液晶组合物，在施加电压下或不施加电压下使所述液晶组合物中含有的聚合性化合物聚合来制作。
22.如权利要求18至21中任一项所述的液晶显示元件，在与液晶分子接触的面上使所述液晶分子水平、倾斜和或垂直取向的取向层是含有选自聚酰亚胺PI、聚酰胺、查耳酮、肉桂酸酯或肉桂酰中的至少一种的化合物的取向膜。
23.一种液晶显示元件，在权利要求22所述的取向层中进一步含有聚合性液晶化合物和或聚合性非液晶化合物。
24.如权利要求22和或23所述的液晶显示元件，设有使用光取向技术制作的取向膜作为与液晶组合物接触的面的取向层。
向列液晶组合物
技术领域
背景技术
元件中使用的液晶组合物对水分、空气、热、光等外界因素稳定，此外，在以室温为中心尽量宽的温度范围内显示液晶相，低粘性，并且驱动电压低。进而，为了针对各显示元件将介电常数各向异性(Δε)和或折射率各向异性(Δn)等设为最适值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
合物在未施加电压时垂直取向，通过施加IPS型/FFS型电场来进行显示的驱动方式，从而Δε为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面，在所有驱动方式中，均要求低电压驱动、高速响应、宽工作温度范围。即，要求Δε为正且绝对值大、粘度(η)小、向列相-各向同性液相转变温度(Tni)高。此外，由于Δn与单元间隙(d)之积即Δn×d的设定，因此
需要根据单元间隙将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。此外，在将液晶显示元件应用于电视机等的情况下，重视高速响应性，因此需要γ1小的液晶组合物。
发明内容
01 41
合物，更进一步含有1种或2种以上存在于通式(LC0)至通式(LC4)的Y 至Y 中的至少
任意一个是碳数2～5的被氟化的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基的化合物，并且本发明提供使用该液晶组合物的液晶显示元件。
51 52
CF2O-或-OCF2-取代，该烷基中的1个或2个以上的氢原子可以任意地被卤素取代，R 及R
各自独立地表示碳数1～15的烷基，该烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不
51 52
直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，R 及R 在后述
51 53 01 42
A 或A 为环己烷环的情况下可以是-OCF3或-CF3-，A ～A 各自独立地表示下述任一结
构，
61 62
＝取代，X 及X 各自独立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3。)
方式被-N＝取代。)
具体实施方式
合物组中的1种或2种以上的化合物。含有通式(LC0)所表示的化合物和通式(LC1)至通
式(LC5)所表示的化合物的液晶组合物即使在低温中也显示出稳定的液晶相，因此可以称为实用性的液晶组合物。
选自式(R1)至式(R5)中的任一个所表示的基团。
(R2)、式(R4)。更优选含有1种或2种以上通式(LC5)中的R 、R 中的至少一个为式(R1)
至式(R5)中的任一烯基的化合物。
基、3,5-二氟-1,4-亚苯基或四氢吡喃-2,5-二基。在A ～A 含有四氢吡喃基的情
01 11 21 31
况下，优选为A 、A 、A 及A 。作为具体优选的具有四氢吡喃-2,5-二基的化合物，可
以举出后述记载的通式(LC0-7)至通式(LC0-9)、通式(LC0-23)、通式(LC0-24)、通式
(LC0-26)、通式(LC0-27)、通式(LC0-20)、通式(LC0-40)、通式(LC0-51)至通式(LC0-53)、通式(LC0-110)、通式(LC0-111)、通式(LC2-9)至通式(LC2-14)、通式(LC3-23)至通式
(LC3-32)、通式(LC4-12)至通式(LC4-14)、通式(LC4-16)、通式(LC4-19)及通式(LC4-22)所表示的化合物。在该情况下，含有选自这些化合物组中的1种或2种以上的化合物适合
用于解决本发明的课题。
存在的Z 及Z 其中之一表示-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCF2-或-CF2O-的情况下，另一个优选表示单键，更优选全部表示单键。
2-或-CF2O-，在存在的Z ～Z 其中之一表示-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCF2-或-CF2O-的情况下，另一个优选为单键。
在存在的Z 及Z 其中之一表示-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-的情况下，另一个优选为单键，更优选全部表示单键。
0，m +m 更优选为1、2或3，m +m 更优选为1或2。
Z 、X 及Y 表示相同的意义，在A 、A 和/或Z 、Z 存在2个以上的情况下，可以各自相
同也可以不同。)
示-F、-CF3、-OCF3或Y 中的任意一个，(-F)作为取代基表示H或F。)通式(LC0-1)至通
式(LC0-19)所表示的化合物在具有大的介电常数各向异性(Δε)和显著低的粘度(η)
的同时具有优异的相溶性，因此特别优选。通式(LC0-20)至通式(LC0-111)所表示的化合物在具有大的介电常数各向异性(Δε)和较低的粘度(η)的同时具有高的向列相-各向
同性液相转变温度(Tni)，因此特别优选。
通式(LC2)中的X 、R 及Y 表示相同的意义。)进一步优选通式(LC2-1)至通式(LC2-4)
及通式(LC2-9)至通式(LC2-11)所表示的化合物组。
A 、Y 及Z 与通式(LC3)中的X 、R 、A 、Y 及Z 表示相同的意义。)其中，更优选将通
式(LC3-5)、通式(LC3-15)、通式(LC3-20)至通式(LC3-32)所表示的化合物组与作为本发明的必要成分的通式(LC0)并用。此外，更优选将选自通式(LC3-20)及通式(LC3-21)中
33 34
的X 和X 为F的化合物组和/或通式(LC3-25)、通式(LC3-26)、通式(LC3-30)至通式
(LC3-32)的化合物组中的化合物与作为本发明的必要成分的通式(LC0)并用。
通式(LC4)中的X 、X 、R 及Y 表示相同的意义。)
44 45
式(LC4-17)中的X 和或X 为F的化合物组中的化合物与作为本发明的必要成分的通式
(LC0)并用。
51 52
式(LC5-4)中的R 及R 中的至少一个为烯基的化合物组，特别是下述式(R1)至(R5)中
的任一烯基。
化的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基作为端基的化合物优选为通式(LC0)所表示的化合物，其含量优选为5～50质量％。
代，此外，该环中的1个或2个以上的-CH2CH2-可以被-CH＝CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯环中的1个或2个以上的-CH＝可以以氮原子不直接邻接的方式被-N＝取代，该环中的1
个以上的氢原子可以被F、Cl、CH3取代，t1、t2表示0、1、2或3，MG＊、Qc1及Qc2表示下述结构。
被-CH＝CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯环中的1个或2个以上的-CH＝可以以氮原子不直
接邻接的方式被-N＝取代，该环中的1个以上的氢原子可以被F、Cl、CH3取代。)
示介晶基或介晶性支撑基，Rp1表示卤素原子、氰基或碳原子数1～25的烷基，该烷基中的1个或2个以上的CH2基可以以O原子不直接邻接的方式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代，或者Rp1可以是P2-Sp2-Qp2-，P2、Sp2、Qp2各自独立地表示与P1、Sp1、Qp1相同的意义。)
环(2,2,2)亚辛基、十氢化萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡
嗪-2,5-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、2,6-亚萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氢化
菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢化菲-2,7-二基或芴-2,7-二基，1,4-亚苯基、
1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、2,6-亚萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氢化菲-2,7-二基、
1,2,3,4,4a,9,10a-八氢化菲-2,7-二基及芴-2,7-二基可以具有1个以上的F、Cl、CF3、
OCF3、氰基、碳原子数1～8的烷基、烷氧基、烷酰基、烷酰氧基、碳原子数2～8的烯基、烯氧基、烯酰基或烯酰氧基作为取代基，Zp1及Zp2各自独立地表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CHCOO-、-OCOCH＝CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-或单键，p3表示0、1或2。)
成的组中并用。
CH-、-CF2O-或-OCF2-取代，苯环中的1个或2个以上的-CH＝可以以氮原子不直接邻接的
方式被-N＝取代，该环中的1个以上的氢原子可以被F、Cl、CH3取代，q1表示0、1、2或3。)[0142] 本发明的液晶组合物可以用于作为液晶显示元件特别是有源矩阵驱动用液晶显
示元件的例如TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS(含FFS电极)模式或VA-IPS模式(含
FFS电极)。其中，VA-IPS模式是在无施加电压时使介电常数各向异性为正的液晶材料
(Δε＞0)相对于基板面垂直取向，通过配置于同一基板面上的像素电极和共通电极来
驱动液晶分子的方法，由于液晶分子在像素电极和共通电极所产生的弯曲电场方向上排
列，因此具有如下优点，即能够容易地形成像素分割、多畴，响应也优异。根据非专利文献 Proc.13th IDW,97(1997)、Proc.13th IDW,175(1997)、SID Sym.Digest,319(1998)、SID Sym.Digest,838(1998)、SID Sym.Digest,1085(1998)、SID Sym.Digest,334(2000)、Eurodisplay Proc.,142(2009)，被冠以EOC、VA-IPS等多种名称，在本发明中以下简称为“VA-IPS”。
向。在TN模式、ECB模式、IPS模式的情况下，积(Δn·d)优选为0.31～0.33。在VA-IPS模式中，在相对于两基板垂直取向的情况下，优选为0.20～0.59，特别优选为0.30～0.40。
由此，根据各种显示元件的模式的种类，积(Δn·d)的适宜值不同，因此要求液晶组合物的折射率各向异性(Δn)具有0.070～0.110的范围、0.100～0.140的范围或0.130～
0.180的范围这样各自不同范围的折射率各向异性(Δn)的液晶组合物。在本发明的液
晶组合物中，为了得到小的或较小的折射率各向异性(Δn)，优选从通式(LC0-1)至通式
(LC0-3)、通式(LC0-7)至通式(LC0-9)、通式(LC0-20)至通式(LC0-30)所表示的化合物
所组成的组中选择一种或二种以上且含有0.1～80质量％，为了得到大的或较大的折射率各向异性(Δn)，优选从通式(LC0-4)至通式(LC0-6)、通式(LC0-10)至通式(LC0-16)、通式(LC0-27)至通式(LC0-107)所表示的化合物所组成的组中选择一种或二种以上且含有
0.1～60质量％。
01
作的取向膜。含有通式(LC0)中的X 为F的化合物的本发明的液晶组合物容易沿取向膜
的易轴排列，并且容易控制期望的倾斜角。
而制作的高分子稳定化的TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶显示元件。
n CnH2n+1- -OCFF- -OCF2-
m -CmH2m+1 -V- -CO-
nO CnH2n+1O- -VO- -COO-
Om -OCmH2m+1 -OV- -OCO-
ndm- CnH2n+1-CH＝CH-(CH2)m-1- -F -F
-ndm -(CH2)n-1-CH＝CH-CmH2m+1 -Cl -Cl
ndmO- CnH2n+1-CH＝CH-(CH2)m-1O- -CN -C≡N
-Ondm -O-(CH2)n-1-CH＝CH-CmH2m+1 -CFFF -CF3
-2- -CH2CH2- -CFF -CHF2
-d- -CH＝CH- -OCFFF -OCF3
-T- -C≡C- -OCFF -OCHF2
-1O- -CH2O- -CFFCFFF -CF2CF3
-O1- -OCH2- -OCF＝CFF -OCF＝CF2
-CFFO- -CF2O- -OCH＝CFF -OCH＝CF2
晶显示元件。测定该显示元件的电光学特性，结果透射率变化10％的施加电压为1.44v。此
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