CN105992970A - 液晶显示装置 - Google Patents

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CN105992970A
CN105992970A CN201580008612.8A CN201580008612A CN105992970A CN 105992970 A CN105992970 A CN 105992970A CN 201580008612 A CN201580008612 A CN 201580008612A CN 105992970 A CN105992970 A CN 105992970A
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liquid crystal
formula
represent
compound
diyl
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栗山毅
河村丞治
山本美花
桑名康弘
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置,其防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,解决白斑、取向不均、烧屏等显示不良的问题。本发明提供一种液晶显示装置,其使用含有特定结构的液晶化合物的液晶组合物作为液晶层,并且使用使以特定比率含有特定结构的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而成的光学各向异性体作为内嵌型相位差层。本发明的液晶显示装置具有防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加、并且抑制烧屏等显示不良的产生的特征,因此尤其对有源矩阵驱动用的IPS模式、FFS模式、TN模式液晶显示装置有用,可应用于液晶TV、监控器、移动电话、智能手机等的液晶显示装置。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置用于以钟表、计算器为首的家庭用各种电气设备、测量仪器、汽车用面板、文字处理机、电子记事本、打印机、计算机、电视等中。作为液晶显示方式,其代表性方式可列举:TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、DS(动态光散射)型、GH(宾主)型、IPS(平面转换)型、OCB(光学补偿双折射)型、ECB(电压控制双折射)型、VA(垂直取向)型、CSH(彩色超垂直)型、或FLC(铁电液晶)等。此外,作为驱动方式,也从以往的静态驱动普遍转变为多工驱动,并且单纯矩阵方式、最近利用TFT(薄膜晶体管)、TFD(薄膜二极管)等进行驱动的有源矩阵(AM)方式成为主流。
通常,液晶显示装置因液晶分子所具有的双折射特性的影响而具有视角依赖性。为了改善该视角依赖性,使用与液晶分子具有不同的双折射特性的光学膜(也称为光学补偿膜)。在使用具有正介电常数各向异性的棒状液晶分子的液晶显示装置中,在液晶单元仅具备偏光板的情况下,例如,如果斜向观察液晶单元,则具有发生漏光这样的视角特性上的问题。
为了消除该视野角特性的不良情况,例如一直采用如下方法:在液晶单元与上下的偏光板之间分别配置各一片双轴性相位差层的方法;在液晶单元的上下分别配置各一片单轴性相位差层和完全双轴性相位差层的方法;在液晶单元的单侧配置单轴性相位差层和完全双轴性相位差的方法等。
此外,虽然将相位差层配置于液晶单元的外侧的液晶显示装置(外挂型)是主流,但从液晶显示装置的薄型化、轻量化、贴附工序削减所引起的生产性提高的观点出发,近年来开发出了将相位差层配置于液晶单元的内侧的液晶显示装置(内嵌型(in-cell))。例如已知主要将正型A板配置于液晶单元的内侧的例子(专利文献1);主要将正型C板配置于液晶单元的内侧的例子(专利文献2);配置正型A板、正型C板的相位差层的例子(专利文献3)。
关于构成液晶层的液晶材料,如果材料中残留杂质,则会对显示装置的电气特性造成较大影响,因此一直进行着对杂质的高度管理。此外,关于形成取向膜的材料,也已知取向膜与液晶层直接接触,残存于取向膜中的杂质会向液晶层移动,从而对液晶层的电气特性造成影响,目前正对起因于取向膜材料中的杂质的液晶显示装置的特性进行着研究。
内嵌型的液晶显示装置虽然在单元内存在相位差层,但由于在液晶层与相位差层之间隔有透明电极层、取向膜,因此认为与取向膜材料相比,相位差层对液晶层的直接影响大幅减小。然而,取向膜通常仅为0.1μm以下的膜厚,透明电极层也仅为大致同等的膜厚。因此,无法说液晶层与相位差层被置于完全隔离的环境中,从而对于内嵌型的相位差层也假定与取向膜材料同样所含有的杂质会导致对液晶层的影响。相位差层存在如下可能:相位差层所包含的杂质会通过取向膜和透明电极,从而表现出由液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加导致的白斑、取向不均、烧屏等显示不良。然而,尚未进行关于相位差层中的杂质所导致的对液晶层的影响的研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-98596号公报
专利文献2:日本特开2012-78431号公报
专利文献3:WO11/007669号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明提供一种液晶显示装置,其使用含有具有特定结构的液晶化合物的液晶组合物以及使用了以特定比率含有具有特定结构的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的内嵌型的相位差层,从而防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,解决白斑、取向不均、烧屏等显示不良的问题。
用于解决课题的方法
本申请发明人等为解决上述课题,对用于构成相位差层的聚合性液晶及构成液晶层的液晶材料的结构的组合进行了深入研究,结果发现:在液晶层中使用含有具有特定结构的液晶化合物的液晶组合物、在相位差层中使用使以特定比率含有具有特定结构的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而成的光学各向异性体的液晶显示装置,防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,解决白斑、取向不均、烧屏等显示不良的问题,从而完成了本申请发明。
即,本发明提供一种液晶显示装置,其具有第一基板、第二基板、夹持于上述第一基板与第二基板间的液晶层、及上述一对基板间的相位差层,并且具备至少一对电极,
上述液晶层含有液晶组合物,该液晶组合物含有一种或两种以上通式(I)所表示的化合物,并且含有一种或两种以上选自由通式(II-a)至通式(II-f)所表示的化合物所组成的组中的化合物,
[化1]
(式中,R31表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数2~10的烯基或碳原子数2~10的烯氧基,M31~M33各自独立地表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,该反式-1,4-亚环己基中的一个或两个-CH2-可以氧原子不直接邻接的形式被-O-取代,该亚苯基中的一个或两个氢原子可被氟原子取代,X31和X32各自独立地表示氢原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基,K31表示-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-,n31和n32各自独立地表示0、1或2,n31+n32表示0、1或2,当存在多个M31和M33时可相同也可不同),
[化2]
(式中,R19~R30各自独立地表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数2~10的烯基,X21表示氢原子或氟原子),
上述相位差层是通过使含有25重量%以上的具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性体。
发明效果
本发明的液晶显示装置的液晶层使用含有具有特定结构的液晶化合物的液晶组合物,相位差层使用将以特定比率含有具有特定结构的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而成的光学各向异性体,从而可防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,可防止白斑、取向不均、烧屏等显示不良的产生。
附图说明
图1是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图2是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图3是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图4是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图5是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图6是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图7是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图8是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图9是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图10是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图11是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图12是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图13是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图14是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图15是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图16是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
图17是表示本发明的液晶显示装置的一例的图。
符号说明
(1)偏光层
(2)粘着剂层
(3)透光性基板
(4)彩色滤光片层
(5)平坦化层
(6)相位差层用取向膜
(7)使用了特定聚合性液晶组合物的相位差层1
(8)相位差层用取向膜
(9)使用了特定聚合性液晶组合物的相位差层2
(10)取向膜
(11)特性液晶组合物
(12)取向膜
(13)透明电极层
(14)像素电极层
(15)透光性基板
(16)粘着剂层
(17)偏光层
(18)背光装置
(19)拉伸膜的相位差层
(20)绝缘膜
具体实施方式
将本发明的液晶显示装置的一例示于图1。由偏光层(1)、粘着剂层(2)、透光性基板(3)构成的偏光板具备彩色滤光片层(4)、平坦化层(5)。进一步,在相位差层用取向膜(6)与取向膜(10)之间具备使用了特定聚合性组合物的第一相位差层(7)、相位差层用取向膜(8)、使用了特定聚合性组合物的第二相位差层(9)。在取向膜层(10)、(12)之间夹持特定液晶组合物(11)而构成。
在取向膜(12)与透光性基板(15)之间具备作为共享电极的透明电极层(13)和像素电极层(14)。对于背光装置(18)侧的透光性基板(15),也具备粘着剂层(16)、偏光层(17)。
上述显示装置中的两片基板是通过配置于周边区域的密封材料及封装材料而贴合的,多数情况下,为了保持基板间距离,在其间会配置粒状间隔物或利用光刻法形成的由树脂构成的间隔柱。此外,将未使用使用了特定聚合性液晶组合物的相位差层(9)而使拉伸膜的相位差层(19)位于透光性基板(15)的外侧而成的液晶显示装置作为一例,并示于图2。
(液晶层)
本发明中的液晶层含有液晶组合物,该液晶组合物含有一种或两种以上通式(I)所表示的化合物,并且含有一种或两种以上选自由通式(II-a)至通式(II-f)所表示的化合物所组成的组中的化合物,
[化3]
(式中,R31表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数2~10的烯基或碳原子数2~10的烯氧基,M31~M33各自独立地表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,该反式-1,4-亚环己基中的一个或两个-CH2-可以氧原子不直接邻接的形式被-O-取代,该亚苯基中的一个或两个氢原子可被氟原子取代,X31和X32各自独立地表示氢原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基,K31表示-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-,n31和n32各自独立地表示0、1或2,n31+n32表示0、1或2,当存在多个M31和M33时可相同也可不同),
[化4]
(式中,R19~R30各自独立地表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数2~10的烯基,X21表示氢原子或氟原子)。
通式(I)中,关于R31,在其所键结的环结构为苯基(芳香族)的情况下,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或其以上)的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,在其所键结的环结构为环己烷、吡喃和二烷等饱和的环结构的情况下,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或其以上)的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
如果重视对热、光的化学稳定性良好,则R31优选为烷基。此外,如果重视制作粘度小且响应速度快的液晶显示元件,则R31优选为烯基。进一步,如果以粘度小且向列相-各向同性相转变温度(Tni)高、响应速度进一步缩短为目的,则优选使用末端为非不饱和键的烯基,特别优选在烯基的旁边以甲基为末端。此外,如果重视低温下的溶解度良好,则作为解决方案之一,R31优选设为烷氧基。此外,作为其他解决方案,优选并用多种R31。例如,作为R31,优选并用带有碳原子数2、3和4的烷基或烯基的化合物,优选并用碳原子数3和5的化合物,优选并用碳原子数3、4和5的化合物。
M31~M33优选为
[化5]
M31优选为
[化6]
进一步优选为
[化7]
M32优选为
[化8]
更优选为
[化9]
进一步优选为
[化10]
M33优选为
[化11]
更优选为
[化12]
进一步优选为
[化13]
X31和X32优选至少其中一者为氟原子,进一步优选两者均为氟原子。
Z31优选为氟原子或三氟甲氧基。
作为X31、X32和Z31的组合,在一个实施方式中,为X31=F、X32=F和Z31=F。进一步在另一个实施方式中,为X31=F、X32=H和Z31=F。在又一个实施方式中,为X31=F、X32=H和Z31=OCF3。在又一个实施方式中,为X31=F、X32=F和Z31=OCF3。在又一个实施方式中,为X31=H、X32=H和Z31=OCF3
n31优选为1或2,n32优选为0或1,进一步优选为0,n31+n32优选为1或2,进一步优选为2。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(I)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(I)所表示的化合物优选为选自通式(M-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化14]
(式中,RM11表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM11至XM15各自独立地表示氢原子或氟原子,YM11表示氟原子、氯原子或OCF3)。
可组合的化合物的种类并无特别限制,视低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需的性能而组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为一种、两种、三种以上。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的Tni保持得高、温度稳定性良好的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-1)所表示的化合物具体优选为式(M-1.1)至式(M-1.4)所表示的化合物,优选为式(M-1.1)或式(M-1.2)所表示的化合物,进一步优选为式(M-1.2)所表示的化合物。此外,也优选同时使用式(M-1.1)或式(M-1.2)所表示的化合物。
[化15]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-1.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-1.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-1.1)和式(M-1.2)所表示的化合物的合计优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
进一步,通式(I)所表示的化合物优选为例如选自通式(M-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化16]
(式中,RM21表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM21和XM22各自独立地表示氢原子或氟原子,YM21表示氟原子、氯原子或OCF3)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、30%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的Tni保持得高、不易产生烧屏的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
进一步,通式(M-2)所表示的化合物优选为式(M-2.1)至式(M-2.5)所表示的化合物,优选为式(M-2.3)或/和式(M-2.5)所表示的化合物。
[化17]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-2.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-2.3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-2.5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-2.2)、(M-2.3)和式(M-2.5)所表示的化合物的合计优选含量的下限值为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
含量相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量优选为1%以上,更优选为5%以上,进一步优选为8%以上,进一步优选为10%以上,进一步优选为14%以上,特别优选为16%以上。此外,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性等,优选将最大比率限定在30%以下,进一步优选为25%以下,更优选为22%以下,特别优选为小于20%。
进一步,通式(I)所表示的化合物优选为通式(M-3)所表示的化合物。
[化18]
(式中,RM31表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM31至XM36各自独立地表示氢原子或氟原子,YM31表示氟原子、氯原子或OCF3)。
可组合的化合物并无特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,优选组合一种至两种以上。
关于通式(M-3)所表示的化合物的含量,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,各实施方式均存在上限值和下限值。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(M-3)所表示的化合物具体优选为式(M-3.1)至式(M-3.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-3.1)和/或式(M-3.2)所表示的化合物。
[化19]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-3.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-3.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-3.1)和式(M-3.2)所表示的化合物的合计优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
进一步,通式(I)所表示的化合物优选为选自通式(M-4)所表示的组中的化合物。
[化20]
(式中,RM41表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM41至XM48各自独立地表示氟原子或氢原子,YM41表示氟原子、氯原子或OCF3)。
可组合的化合物并无特别限制,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等,优选组合一种、两种或三种以上。
关于通式(M-4)所表示的化合物的含量,考虑低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性,各实施方式均存在上限值和下限值。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,式(M-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
关于本发明中的液晶层的液晶组合物,在用于单元间隔小的液晶显示元件用途的情况下,适合使通式(M-4)所表示的化合物的含量略多。在用于驱动电压小的液晶显示元件用途的情况下,适合使通式(M-4)所表示的化合物的含量略多。此外,在用于可在低温环境下使用的液晶显示元件用途的情况下,适合使通式(M-4)所表示的化合物的含量略少。在为用于响应速度快的液晶显示元件的组合物的情况下,适合使通式(M-4)所表示的化合物的含量略少。
进一步,通式(M-4)所表示的化合物具体优选为式(M-4.1)至式(M-4.4)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-4.2)至式(M-4.4)所表示的化合物,更优选含有式(M-4.2)所表示的化合物。
[化21]
进一步,通式(I)所表示的化合物也优选其结构中具有下述部分结构。
[化22]
(式中的黑点表示键结有上述部分结构的环结构中的碳原子)。
作为具有上述部分结构的化合物,优选为通式(M-10)~(M-18)所表示的化合物。
通式(M-10)所表示的化合物为下述化合物。
[化23]
(式中,XM101和XM102各自独立地表示氟原子或氢原子,YM101表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM101表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,WM101和WM102各自独立地表示-CH2-或-O-)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-10)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-10)所表示的化合物具体优选为式(M-10.1)至式(M-10.12)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-10.5)至式(M-10.12)所表示的化合物。
[化24]
[化25]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-11)所表示的化合物为下述化合物。
[化26]
(式中,XM111~XM114各自独立地表示氟原子或氢原子,YM111表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM111表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-11)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-11)所表示的化合物具体优选为式(M-11.1)至式(M-11.8)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-11.1)至式(M-11.4)所表示的化合物。
[化27]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-12)所表示的化合物为下述化合物。
[化28]
(式中,XM121和XM122各自独立地表示氟原子或氢原子,YM121表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM121表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,WM121和WM122各自独立地表示-CH2-或-O-)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-12)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-12)所表示的化合物具体优选为式(M-12.1)至式(M-12.12)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-12.5)至式(M-12.8)所表示的化合物。
[化29]
[化30]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-13)所表示的化合物为下述化合物。
[化31]
(式中,XM131~XM134各自独立地表示氟原子或氢原子,YM131表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM131表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,WM131和WM132各自独立地表示-CH2-或-O-)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-13)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-13)所表示的化合物具体优选为式(M-13.1)至式(M-13.28)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-13.1)至(M-13.4)、(M-13.11)至(M-13.14)、(M-13.25)至(M-13.28)所表示的化合物。
[化32]
[化33]
[化34]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-14)所表示的化合物为下述化合物。
[化35]
(式中,XM141~XM144各自独立地表示氟原子或氢原子,YM141表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM141表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,WM141和WM142各自独立地表示-CH2-或-O-)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-14)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-14)所表示的化合物具体优选为式(M-14.1)至式(M-14.8)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-14.5)和式(M-14.8)所表示的化合物。
[化36]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-15)所表示的化合物为下述化合物。
[化37]
(式中,XM151和XM152各自独立地表示氟原子或氢原子,YM151表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM151表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,WM151和WM152各自独立地表示-CH2-或-O-)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-15)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-15)所表示的化合物具体优选为式(M-15.1)至式(M-15.14)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-15.5)至式(M-15.8)、式(M-15.11)至式(M-15.14)所表示的化合物。
[化38]
[化39]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-16)所表示的化合物为下述化合物。
[化40]
(式中,XM161~XM164各自独立地表示氟原子或氢原子,YM161表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM161表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-16)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
进一步,本发明中的液晶层的液晶组合物所使用的通式(M-16)所表示的化合物具体优选为式(M-16.1)至式(M-16.8)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-16.1)至式(M-16.4)所表示的化合物。
[化41]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-17)所表示的化合物为下述化合物。
[化42]
(式中,XM171~XM174各自独立地表示氟原子或氢原子,YM171表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM171表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,WM171和WM172各自独立地表示-CH2-或-O-)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-17)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-17)所表示的化合物具体优选为式(M-17.1)至式(M-17.52)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-17.9)至式(M-17.12)、式(M-17.21)至式(M-17.28)、式(M-17.45)至式(M-17.48)所表示的化合物。
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(M-18)所表示的化合物为下述化合物。
[化49]
(式中,XM181~XM186各自独立地表示氟原子或氢原子,YM181表示氟原子、氯原子或-OCF3,RM181表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基)。
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,通式(M-18)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
在需要将本发明中的液晶层的液晶组合物的粘度保持得低、响应速度快的组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。进一步,在需要不易产生烧屏的液晶组合物的情况下,优选使上述下限值略低,使上限值略低。此外,在为了将驱动电压保持得低而欲将介电常数各向异性变大时,优选使上述下限值略高,使上限值略高。
通式(M-18)所表示的化合物具体优选为式(M-18.1)至式(M-18.12)所表示的化合物,其中,优选含有式(M-18.5)至式(M-18.8)所表示的化合物。
[化50]
[化51]
相对于本发明中的液晶层的液晶组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、4%、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值为30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、5%。
通式(II-a)~通式(II-f)中,关于R19~R30,在其所键结的环结构为苯基(芳香族)的情况下,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或其以上)的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,在其所键结的环结构为环己烷、吡喃和二烷等饱和的环结构的情况下,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或其以上)的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
如果重视对热、光的化学稳定性良好,则R19~R30优选为烷基。此外,如果重视制作粘度小且响应速度快的液晶显示元件,则R19~R30优选为烯基。进一步,如果以粘度小且向列相-各向同性相转变温度(Tni)高、响应速度进一步缩短为目的,则优选使用末端为非不饱和键的烯基,特别优选在烯基的旁边以甲基为末端。此外,如果重视低温下的溶解度良好,则作为解决方案之一,R19~R30优选设为烷氧基。此外,作为其他解决方案,优选并用多种R19~R30。例如,作为R19~R30,优选并用带有碳原子数2、3和4的烷基或烯基的化合物,优选并用碳原子数3和5的化合物,优选并用碳原子数3、4和5的化合物。
R19~R20优选为烷基或烷氧基,优选至少一者为烷氧基。更优选R19为烷基、R20为烷氧基。进一步优选R19为碳原子数3~5的烷基、R20为碳原子数1~2的烷氧基。
R21~R22优选为烷基或烯基,优选至少一者为烯基。在两者均为烯基的情况下,欲使响应速度快时适合使用,但欲使液晶显示元件的化学稳定性良好时欠佳。
R23~R24中优选至少任一者为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或碳原子数4~5的烯基。如果要求响应速度与Tni的平衡良好,则R23~R24中优选至少任一者为烯基,如果要求响应速度与低温下的溶解性的平衡良好,则R23~R24中优选至少任一者为烷氧基。
R25~R26中优选至少任一者为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或碳原子数2~5的烯基。如果要求响应速度与Tni的平衡良好,则R25~R26中优选至少任一者为烯基,如果要求响应速度与低温下的溶解性的平衡良好,则R25~R26中优选至少任一者为烷氧基。更优选R25为烯基、R26为烷基。此外,也优选R25为烷基、R26为烷氧基。
R27~R28中优选至少任一者为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或碳原子数2~5的烯基。如果要求响应速度与Tni的平衡良好,则R27~R28中优选至少任一者为烯基,如果要求响应速度与低温下的溶解性的平衡良好,则R27~R28中优选至少任一者为烷氧基。更优选R27为烷基或烯基、R28为烷基。此外,也优选R27为烷基、R28为烷氧基。进一步,特别优选R27为烷基、R28为烷基。
X21优选为氟原子。
R29~R30中优选至少任一者为碳原子数1~5的烷基或碳原子数4~5的烯基。如果要求响应速度与Tni的平衡良好,则R29~R30中优选至少任一者为烯基,如果要求可靠性良好,则R29~R30中优选至少任一者为烷基。更优选R29为烷基或烯基、R30为烷基或烯基。此外,也优选R29为烷基、R30为烯基。进一步,也优选R29为烷基、R30为烷基。
通式(II-a)至通式(II-f)所表示的化合物组中,优选含有一种~十种,特别优选含有一种~八种,其含量优选为5~80质量%,更优选为10~70质量%,特别优选为20~60质量%。
本发明中的液晶层的液晶组合物可进一步含有一种或两种以上选自通式(III-a)至通式(III-f)所表示的化合物组中的化合物,
[化52]
(式中,R41表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数2~10的烯基或碳原子数2~10的烯氧基,X41~X48各自独立地表示氢原子或氟原子,Z41表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基)。
通式(IIIa)~通式(IIIf)中,关于R41,在其所键结的环结构为苯基(芳香族)的情况下,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或其以上)的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,在其所键结的环结构为环己烷、吡喃及二烷等饱和的环结构的情况下,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4(或其以上)的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。
如果重视对热、光的化学稳定性良好,则R41优选为烷基。此外,如果重视制作粘度小且响应速度快的液晶显示元件,则R41优选为烯基。进一步,如果以粘度小且向列相-各向同性相转变温度(Tni)高、响应速度进一步缩短为目的,则优选使用末端为非不饱和键的烯基,特别优选在烯基的旁边以甲基为末端。此外,如果重视低温下的溶解度良好,则作为解决方案之一,R41优选设为烷氧基。此外,作为其他解决方案,优选并用多种R41。例如,作为R41,优选并用带有碳原子数2、3和4的烷基或烯基的化合物,优选并用碳原子数3和5的化合物,优选并用碳原子数3、4和5的化合物。
X41和X42中优选至少任一者为氟原子,进一步优选两者均为氟原子。
Z41优选为氟原子或三氟甲氧基。
作为X41、X42和Z41的组合,在一个实施方式中,为X41=F、X42=F和Z41=F。进一步在另一个实施方式中,为X41=F、X42=H和Z41=F。在又一个实施方式中,为X41=F、X42=H和Z41=OCF3。在又一个实施方式中,为X41=F、X42=F和Z41=OCF3。在又一个实施方式中,为X41=H、X42=H和Z41=OCF3
X43和X44中优选至少任一者为氟原子,两者均为氟原子的情况会获得大的Δε,因此优选,但相反,在使低温下的溶解性变良好的情况下欠佳。
X45和X46中优选至少任一者为氢原子,优选两者均为氢原子。从Tni、低温下的溶解性、制成液晶显示元件时的化学稳定性的观点出发,大量使用氟原子欠佳。
X47和X48中优选至少任一者为氢原子,优选为两者均为氢原子。在X47和X48中的至少任一者为氟原子的情况下,从Tni、低温下的溶解性、制成液晶显示元件时的化学稳定性的观点出发欠佳。
选自通式(III-a)至通式(III-f)所表示的化合物组中的化合物优选含有一种~十种,更优选含有一种~八种,其含量优选为5~50质量%,更优选为10~40质量%。
本发明的液晶显示装置中的构成液晶层的液晶组合物优选25℃时的Δε为+1.5以上。在以高速响应为目的的情况下,优选为+1.5~+4.0,更优选为+1.5~+3.0。在以低电压驱动为目的的情况下,优选为+8.0~+18.0,更优选为+10.0~+15.0。此外,25℃时的Δn优选为0.08~0.14,更优选为0.09~0.13。如果进一步详细说明,则在对应于薄的单元间隔的情况下,优选为0.10~0.13,在对应于厚的单元间隔的情况下,优选为0.08~0.10。20℃时的η优选为5~45mPa·s,更优选为5~25mPa·s,特别优选为10~20mPa·s。此外,Tni优选为60℃~120℃,更优选为70℃~100℃,特别优选为70℃~85℃。
本发明中的构成液晶层的液晶组合物除了含有上述化合物以外,也可含有通常的向列液晶、近晶相液晶、胆甾相液晶等。
在本发明的液晶显示装置中的构成液晶层的液晶组合物中,为了制作PS模式、横向电场型PSA模式或横向电场型PSVA模式等的液晶显示元件,可含有一种或两种以上聚合性化合物。作为可使用的聚合性化合物,可列举利用光等能量射线来进行聚合的光聚合性单体等,作为结构,例如可列举联苯衍生物、联三苯衍生物等具有多个六元环连结而成的液晶骨架的聚合性化合物等。进一步具体而言,优选为通式(V)所表示的二官能单体,
[化53]
(式中,X51和X52各自独立地表示氢原子或甲基,
Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示2至7的整数,氧原子与芳香环键结),Z51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和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子)、-C≡C-或单键,
M51表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,式中的所有1,4-亚苯基的任意氢原子可被氟原子取代)。
优选为X51和X52均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物中的任一者,也优选一者表示氢原子另一者表示甲基的化合物。关于这些化合物的聚合速度,二丙烯酸酯衍生物最快,二甲基丙烯酸酯衍生物慢,非对称化合物处于它们中间,可视其用途而使用优选的形态。在PSA显示元件中,特别优选为二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,在PSA显示元件中,优选至少一者为单键,优选均表示单键的化合物或者一者表示单键另一者表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s的形态。在该情况下,优选为1~4的烷基,s优选为1~4。
Z51优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,更优选为-COO-、-OCO-或单键,特别优选为单键。
M51表示任意氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,优选为1,4-亚苯基或单键。在C表示单键以外的环结构的情况下,Z51也优选为单键以外的连结基团,在M51为单键的情况下,Z51优选为单键。
从这些方面出发,通式(V)中,Sp1和Sp2之间的环结构具体而言优选为下述记载的结构。
通式(V)中,在M51表示单键、且环结构由两个环形成的情况下,优选表示下述式(Va-1)至式(Va-5),更优选表示式(Va-1)至式(Va-3),特别优选表示式(Va-1)。
[化54]
(式中,两端与Sp1或Sp2键结)
包含这些骨架的聚合性化合物的聚合后的取向约束力最适合于PSA型液晶显示元件,可获得良好的取向状态,因此显示不均被抑制或完全不产生。
根据以上情况,作为聚合性化合物,特别优选为通式(V-1)~通式(V-4),其中最优选为通式(V-2)。
[化55]
(式中,Sp2表示碳原子数2至5的亚烷基)
在向本发明中的液晶组合物添加聚合性化合物的情况下,即便在不存在聚合引发剂的情况下聚合也进行,但为了促进聚合,可含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举安息香醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。
关于含有上述聚合性化合物的液晶组合物,其所含有的聚合性化合物通过紫外线照射而进行聚合,从而被赋予液晶取向能,可用于利用液晶组合物的双折射而控制光的透过光量的液晶显示元件。作为液晶显示元件,对AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)、TN(向列液晶显示元件)、STN-LCD(超扭曲向列液晶显示元件)、OCB-LCD和IPS-LCD(平面转换液晶显示元件)有用,尤其对AM-LCD有用,可用于透过型或反射型的液晶显示元件。
(相位差层)
(聚合性液晶化合物)
本发明的液晶显示装置中的相位差层使用使含有25重量%以上的具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性体。
这里,具有聚合性官能团的液晶化合物(聚合性液晶化合物)在与其他液晶化合物的组合物中显示液晶性。予以说明的是,聚合性液晶化合物单独时也可不显示液晶性。
例如,可列举:Handbook of Liquid Crystals(D.Demus,J.W.Goodby,G.W.Gray,H.W.Spiess,V.Vill编辑,Wiley-VCH社发行,1998年)、季刊化学总说No.22、液晶的化学(日本化学会编,1994年)、或者日本特开平7-294735号公报、日本特开平8-3111号公报、日本特开平8-29618号公报、日本特开平11-80090号公报、日本特开平11-116538号公报、日本特开平11-148079号公报等所记载的那样的具有1,4-亚苯基、1,4-亚环己基等结构多个连接而成的被称为介晶基的刚性部位、和乙烯基、丙烯酸基、(甲基)丙烯酸基等聚合性官能团的棒状聚合性液晶化合物;或者日本特开2004-2373号公报、日本特开2004-99446号公报所记载的那样的具有马来酰亚胺基的棒状聚合性液晶化合物。其中,具有聚合性基团的棒状液晶化合物容易制作液晶温度范围包含室温左右的低温的物质,因而优选。
上述光学各向异性体在其结构内具有介晶基或介晶性支撑基。该介晶基或介晶性支撑基优选由通式(AA)表示,
[化56]
-Z0-(A1-Z1)n-(A2-Z2)l-(A3-Z3)k-A4-Z4-A5-Z5- (AA)
(式中,A1、A2、A3、A4和A5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(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、噻吩-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、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基、或芴-2,7-二基,
作为取代基,可具有一个以上的F、Cl、CF3、OCF3、CN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、烯酰氧基,
Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5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-、碳原子数2~10的可具有卤素原子的烷基或单键,
n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3)。
本发明中的上述聚合性液晶组合物含有一种以上聚合性液晶化合物、和聚合引发剂,进一步视需要由表面活性剂、其他添加剂等构成。
具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物,具体而言,优选为以下通式(1)所表示的化合物。
[化57]
P1-(Sp1)m1-MG-R1 (1)
式中,P1表示聚合性官能团,Sp1表示碳原子数0~18的亚烷基(该亚烷基可被一个以上的卤素原子、CN基、或具有聚合性官能团的碳原子数1~8的烷基取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代),m1表示0或1,MG表示介晶基或介晶性支撑基,R1表示氢原子、卤素原子、氰基或碳原子数1~18的烷基,该烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,或者R1表示通式(1-a)所表示的结构,
[化58]
-(Sp1a)ma-P1a (1-a)
(式中,P1a表示聚合性官能团,Sp1a表示与Sp1相同的含义,ma表示0或1),
MG所表示的介晶基或介晶性支撑基由通式(1-b)表示,
[化59]
-Z0-(A1-Z1)n-(A2-Z2)l-(A3-Z3)k-A4-Z4-A5-Z5- (1-b)
(式中,A1、A2、A3、A4和A5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(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、噻吩-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、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基、或芴-2,7-二基,
作为取代基,可具有一个以上F、Cl、CF3、OCF3、CN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、烯酰氧基、或通式(1-c)所表示的一个以上取代基,
[化60]
(式中,Pc表示聚合性官能团,A表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-或单键,Sp1c表示与Sp1相同的含义,n1表示0或1,mc表示0或1),
Z0、Z1、Z2、Z3、Z和Z5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-、碳原子数2~10的可具有卤素原子的烷基或单键,
n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3)。其中,式中,存在两个以上聚合性官能团。
P1、P1a和Pc优选表示选自下述式(P-1)至式(P-20)所表示的聚合性基团中的取代基。
[化61]
这些聚合性官能团中,从提高聚合性和保存稳定性的观点出发,优选为式(P-1)或式(P-2)、(P-7)、(P-12)、(P-13),更优选为式(P-1)、(P-7)、(P-12)。
具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物可使用一种或两种以上,优选为一种~六种,更优选为两种~五种。
关于具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物的含量,在聚合性液晶组合物中,优选含有25~100质量%,更优选含有30~100质量%,特别优选含有35~100质量%。
作为具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物,优选为具有两个聚合性官能团的化合物,优选为以下通式(2)所表示的化合物。
[化62]
P2a-(Sp2a)m2-Z0-(A1-Z1)n-(A2-Z2)l-(A3-Z3)k-A4-Z4-A5-Z5-(Sp2b)n2-P2b (2)
式中,A1、A2、A3、A4和A5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(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、噻吩-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、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基、或芴-2,7-二基,
作为取代基,表示一个以上F、Cl、CF3、OCF3、CN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、烯酰氧基。此外,Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5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-、碳原子数2~10的亦可具有卤素原子的烷基或单键,
n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3。
P2a和P2b表示聚合性官能团,Sp2a和Sp2b各自独立地表示碳原子数0~18的亚烷基(该亚烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代),m2、n2各自独立地表示0或1。
n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+1+k≤3。
P2a和P2b优选表示选自下述式(P-1)至式(P-20)所表示的聚合性基团中的取代基。
[化63]
这些聚合性官能团中,从提高聚合性和保存稳定性的观点出发,优选为式(P-1)或式(P-2)、(P-7)、(P-12)、(P-13),更优选为式(P-1)、(P-7)、(P-12)。
进一步,作为通式(2)的一例,可列举通式(2-1)~(2-4),但并不限定于下述通式。
[化64]
P2a-(Sp2a)m2-Z0-A4-Z4-A5-Z5-(Sp2b)n2-P2b (2-1)
P2a-(Sp2a)m2-Z0-A3-Z3-A4-Z4-A5-Z5-(Sp2b)n2-P2b (2-2)
P2a-(Sp2a)m2-Z0-A2-Z2-A3-Z3-A4-Z4-A5-Z5-(5p2b)n2-P2b (2-3)
P2a-(Sp2a)m2-Z0-A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-Z4-A5-Z5-(Sp2b)n2-P2b (24)
式中,P2a、P2b、Sp2a、Sp2b、A1、A2、A3、A4、A5、Z0、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、m2和n2表示与通式(2)中的定义相同的含义。
作为具有两个聚合性官能团的聚合性液晶化合物的具体例,可列举式(2-5)~(2-29)的化合物,但并不限定于下述化合物。
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
式中,m和n各自独立地表示1~18的整数,R表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基,在这些基团为碳原子数1~6的烷基、或碳原子数1~6的烷氧基的情况下,可全部为非取代,或也可被一个或两个以上卤素原子取代。
具有两个聚合性官能团的液晶化合物可使用一种或两种以上,优选为一种~五种,更优选为两种~五种。
关于具有两个聚合性官能团的液晶化合物的含量,在聚合性组合物中,优选含有25~100质量%,更优选含有30~100质量%,特别优选含有35~100质量%。
作为具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物,也优选为具有三个聚合性官能团的化合物。可列举通式(3-1)~(3-18),但并不限定于下述通式。
[化70]
[化71]
[化72]
式中,A1、A2、A3、A4和A5表示与通式(2)的定义相同的含义。此外,Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5表示与通式(2)的定义相同含义。
P3a、P3b和P3c各自独立地表示聚合性官能团,Sp3a、Sp3b和Sp3c各自独立地表示碳原子数0~18的亚烷基(该亚烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代),m3、n3、k3各自独立地表示0或1。
作为具有两个聚合性官能团的聚合性液晶化合物的具体例,可列举式(3-19)~(3-26)的化合物,但并不限定于下述化合物。
[化73]
[化74]
具有三个聚合性官能团的液晶化合物可使用一种或两种以上,优选为一种~四种,更优选为一种~三种。
关于具有三个聚合性官能团的液晶化合物的含量,在聚合性液晶组合物中,优选含有0~80质量%,更优选含有0~70质量%,特别优选含有0~60质量%。
本发明中的聚合性液晶组合物中,可进一步含有具有一个聚合性官能团的液晶化合物。
具有一个聚合性官能团的液晶性化合物,具体而言,优选为以下通式(4)所表示的化合物。
[化75]
P4-(Sp4)m4-MG-R4 (4)
式中,P4表示聚合性官能团,Sp4表示碳原子数0~18的亚烷基(该亚烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代),m4表示0或1,MG表示介晶基或介晶性支撑基,
R4表示氢原子、卤素原子、氰基或碳原子数1~18的烷基,该烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。
P4优选表示选自下述式(P-1)至式(P-20)所表示的聚合性基团中的取代基。
[化76]
这些聚合性官能团中,从提高聚合性和保存稳定性的观点出发,优选为式(P-1)或式(P-2)、(P-7)、(P-12)、(P-13),更优选为式(P-1)、(P-7)、(P-12)。
MG所表示的介晶基或介晶性支撑基可列举通式(4-b)所表示的基团。
[化77]
-Z0-(A1-Z1)n4-(A2-Z2)k4-(A3-Z3)l4-A4-Z4-A5-Z5- (4-b)
通式(4-b)中,A1、A2、A3、A4和A5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(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、噻吩-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、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基、或芴-2,7-二基,作为取代基,可具有一个以上F、Cl、CF3、OCF3、CN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,Z0、Z1、Z2、23、Z4和Z5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-、碳原子数2~10的可具有卤素原子的烷基或单键,
n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3。
作为通式(4)的一例,可列举通式(4-1)~(4-4),但并不限定于下述通式。
[化78]
P4a-(Sp4a)m4-Z0-A4-Z4-A5-Z5-(Sp4b)n4-R4 (4-1)
P4a-(Sp4a)m4-Z0-A3-Z3-A4-Z4-A5-Z5-(Sp4b)n4-R4 (4-2)
P4a-(Sp4a)m4-Z0-A2-Z2-A3-Z3-A4-Z4-A5-Z5-(Sp4b)n4-R4 (4-3)
P4a-(Sp4a)m4-Z0-A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-Z4-A5-Z5-(Sp4b)n4-R4 (4-4)
式中,A1、A2、A3、A4和A5表示与通式(4-b)的定义相同的含义。此外,Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5表示与通式(4-b)的定义相同的含义。
P4a、P4b各自独立地表示聚合性官能团,Sp4a、Sp4b分别独立地表示碳原子数0~18的亚烷基(该亚烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该基团中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代),m4、n4各自独立地表示0或1)。
作为通式(4)所表示的化合物,可列举以下式(4-5)~(4-41)所表示的化合物,但并不限定于它们。
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
式中,m和n各自独立地表示1~18的整数,R、R1和R2各自独立地表示氢原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、羧基、氰基,在这些基团为碳原子数1~6的烷基、或碳原子数1~6的烷氧基的情况下,可全部为非取代,或者也可被一个或两个以上卤素原子取代。
具有一个聚合性官能团的液晶化合物可使用一种或两种以上,优选为一种~五种,更优选为一种~四种。
关于具有一个聚合性官能团的液晶化合物的含量,在聚合性液晶组合物中,优选为0质量%以上,更优选为10质量%以上,特别优选为20质量%以上,优选为75质量%以下,更优选为70质量%以下,特别优选为65质量%以下。
(有机溶剂)
本发明中的聚合性液晶组合物中可添加有机溶剂而作为聚合性液晶组合物溶液使用。作为所使用的有机溶剂,并无特别限定,但优选为聚合性液晶化合物显示良好的溶解性的有机溶剂,优选为可于100℃以下的温度干燥的有机溶剂。作为上述溶剂,例如可列举:甲苯、二甲苯、枯烯、均三甲苯等芳香族系烃;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等酮系溶剂;四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、苯甲醚等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺系溶剂;丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、γ-丁内酯及氯苯等。它们可单独使用,也可混合两种以上使用,从溶液稳定性方面考虑,优选使用酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族烃系溶剂中的任意一种以上。
关于所使用的有机溶剂的比率,由于本发明所使用的聚合性液晶组合物通常通过涂布来进行,因此只要不明显损害所涂布的状态,则并无特别限制,聚合性液晶组合物溶液中所含有的有机溶剂的合计量优选为1~60质量%,进一步优选为3~55质量%,特别优选为5~50质量%。
当将聚合性液晶化合物溶解于有机溶剂时,为了使其均匀地溶解,优选进行加热搅拌。关于加热搅拌时的加热温度,只要考虑所使用的聚合性液晶化合物对于有机溶剂的溶解性而进行适宜调节即可,从生产性方面考虑,优选为15℃~110℃,更优选为15℃~105℃,进一步优选为15℃~100℃,特别优选设为20℃~90℃。
此外,调制聚合性液晶组合物时,优选利用分散搅拌机来进行搅拌混合。作为分散搅拌机,具体而言,可使用具有分散器、螺旋浆、涡轮翼等搅拌翼的分散机、涂料搅拌器、行星式搅拌装置、振荡机、搅拌器、摇床或旋转蒸发器等。此外,可使用超声波照射装置。
关于调制聚合性液晶组合物溶液时的搅拌转数,优选根据所使用的搅拌装置而适宜调整,为了制成均匀的聚合性液晶组合物溶液,优选将搅拌转数设为10rpm~1000rpm,更优选设为50rpm~800rpm,特别优选设为150rpm~600rpm。
(阻聚剂)
为了提高本发明中的聚合性液晶组合物的溶液稳定性,优选添加阻聚剂。作为阻聚剂,可列举酚系化合物、醌系化合物、胺系化合物、硫醚系化合物、亚硝基系化合物等。
作为酚系化合物,可列举对甲氧基苯酚、甲酚、叔丁基邻苯二酚、3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4.4'-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4-甲氧基-1-萘酚、4,4'-二烷氧基-2,2'-联-1-萘酚等。
作为醌系化合物,可列举氢醌、甲基氢醌、叔丁基氢醌、对苯醌、甲基-对苯醌、叔丁基-对苯醌、2,5-二苯基苯醌、2-羟基-1,4-萘醌、1,4-萘醌、2,3-二氯-1,4-萘醌、蒽醌、联苯醌等。
作为胺系化合物,可列举对苯二胺、4-氨基二苯胺、N,N'-二苯基-对苯二胺、N-异丙基-N'-苯基-对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺、N,N'-二-2-萘基-对苯二胺、二苯胺、N-苯基-β-萘胺、4,4'-二异丙苯基-二苯胺、4,4'-二辛基-二苯胺等。
作为硫醚系化合物,可列举吩噻嗪、硫代二丙酸二硬脂醇酯等。
作为亚硝基系化合物,可列举N-亚硝基二苯胺、N-亚硝基苯基萘胺、N-亚硝基二萘胺、对亚硝基苯酚、亚硝基苯、对亚硝基二苯胺、α-亚硝基-β-萘酚等、N,N-二甲基对亚硝基苯胺、对亚硝基二苯胺、对亚硝基二甲基胺、对亚硝基-N,N-二乙基胺、N-亚硝基乙醇胺、N-亚硝基二-正丁基胺、N-亚硝基-N-正丁基-4-丁醇胺、N-亚硝基-二异丙醇胺、N-亚硝基-N-乙基-4-丁醇胺、5-亚硝基-8-羟基喹啉、N-亚硝基吗啉、N-亚硝基-N-苯基羟基胺铵盐、亚硝基苯、2,4,6-三-叔丁基亚硝基苯、N-亚硝基-N-甲基-对甲苯磺酰胺、N-亚硝基-N-乙基氨基甲酸酯、N-亚硝基-N-正丙基氨基甲酸酯、1-亚硝基-2-萘酚、2-亚硝基-1-萘酚、1-亚硝基-2-萘酚-3,6-磺酸钠、2-亚硝基-1-萘酚-4-磺酸钠、2-亚硝基-5-甲基氨基苯酚盐酸盐、2-亚硝基-5-甲基氨基苯酚盐酸盐等。
关于阻聚剂的添加量,相对于聚合性液晶组合物,优选为0.01~1.0质量%,更优选为0.05~0.5质量%。
(抗氧化剂)
为了提高本发明中的聚合性液晶组合物的溶液稳定性,优选添加抗氧化剂等。作为这样的化合物,可列举氢醌衍生物、亚硝基胺系阻聚剂、受阻酚系抗氧化剂等,更具体而言,可列举叔丁基氢醌、甲基氢醌、和光纯药工业公司的“Q-1300”、“Q-1301”、BASF公司的“IRGAN0X1010”、“IRGANOX1035”、“IRGANOX1076”、“IRGANOX1098”、“IRGANOX1135”、“IRGANOX1330”、“IRGANOX1425”、“IRGANOX1520”、“IRGANOX1726”、“IRGANOX245”、“IRGANOX259”、“IRGANOX3114”、“IRGANOX3790”、“IRGANOX5057”、“IRGANOX565”等等。
关于抗氧化剂的添加量,相对于聚合性液晶组合物,优选为0.01~2.0质量%,更优选为0.05~1.0质量%。
(光聚合引发剂)
本发明中的聚合性液晶组合物优选含有光聚合引发剂。光聚合引发剂优选含有至少一种以上。具体而言,可列举BASF公司制造的“Irgacure651”、“Irgacure184”、“Darocure1173”、“Irgacure907”、“Irgacure127”、“Irgacure369”、“Irgacure379”、“Irgacure819”、“Irgacure2959”、“Irgacure1800”、“Irgacure250”、“Irgacure754”、“Irgacure784”、“IrgacureOXE01”、“IrgacureOXE02”、“Lucirin TPO”、“Darocure1173”、“Darocure MBF”;LAMBSON公司制造的“Esacure1001M”、“Esacure KIP150”、“SpeedcureBEM”、“Speedcure BMS”、“Speedcure MBP”、“Speedcure PBZ”、“Speedcure ITX”、“Speedcure DETX”、“Speedcure EBD”、“Speedcure MBB”、“Speedcure BP”;日本化药公司制造的“Kayacure DMBI”;日本SiberHegner公司制造(现DKSH公司)的“TAZ-A”;ADEKA公司制造的“Adeka Optomer-SP-152”、“Adeka Optomer-SP-170”、“Adeka Optomer-N-1414”、“Adeka Optomer-N-1606”、“Adeka Optomer-N-1717”、“Adeka Optomer-N-1919”;UCC公司制造的“Cyracure-UVI-6990”、“Cyracure-UVI-6974”、“Cyracure-UVI-6992”;旭电化工业公司制造的“Adeka Optomer-SP-150、SP-152、SP-170、SP-172”;Rhodia制造的“PHOTOINITIATOR2074”;BASF公司制造的“Irgacure-250”;GE Silicone公司制造的“UV-9380C”;Midori化学公司制造的“DTS-102”等。
关于光聚合引发剂的使用量,相对于聚合性液晶组合物,优选为0.1~10质量%,特别优选为0.5~5质量%。它们可单独使用,也可混合两种以上使用,此外,可添加敏化剂等。
(热聚合引发剂)
作为热聚合时所使用的热聚合引发剂,可使用公知惯用的物质,例如可使用过氧化乙酰乙酸甲酯、过氧化氢异丙苯、过氧化苯甲酰、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化甲基乙基酮、1,1-双(叔己基过氧化)3,3,5-三甲基环己烷、对五氢过氧化物、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、异丁基过氧化物、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)过氧化二碳酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物,2,2'-偶氮双异丁腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等偶氮腈化合物,2,2'-偶氮双(2-甲基-N-苯基丙脒)二盐酸盐等偶氮脒化合物,2,2'偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺}等偶氮酰胺化合物,2,2'偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)等烷基偶氮化合物等。热聚合引发剂的含量优选为0.1~10质量,特别优选为1~6质量%。它们可单独使用,也可混合两种以上使用。
(表面活性剂)
本发明中的聚合性液晶组合物中,为了减少作为光学各向异性体时的膜厚不均,可含有至少一种以上表面活性剂。作为可含有的表面活性剂,可列举烷基羧酸盐、烷基磷酸盐、烷基磺酸盐、氟烷基羧酸盐、氟烷基磷酸盐、氟烷基磺酸盐、聚氧乙烯衍生物、氟烷基环氧乙烷衍生物、聚乙二醇衍生物、烷基铵盐、氟烷基铵盐类等,特别优选为含氟表面活性剂。
具体而言,可列举“MEGAFAC F-114”、“MEGAFAC F-251”、“MEGAFAC F-281”、“MEGAFAC F-410”、“MEGAFAC F-430”、“MEGAFAC F-444”、“MEGAFAC F-472SF”、“MEGAFAC F-477”、“MEGAFAC F-510”、“MEGAFAC F-511”、“MEGAFAC F-552”、“MEGAFAC F-553”、“MEGAFACF-554”、“MEGAFAC F-555”、“MEGAFAC F-556”、“MEGAFAC F-557”、“MEGAFAC F-558”、“MEGAFAC F-559”、“MEGAFAC F-560”、“MEGAFAC F-561”、“MEGAFAC F-562”、“MEGAFAC F-563”、“MEGAFAC F-565”、“MEGAFAC F-567”、“MEGAFAC F-568”、“MEGAFAC F-569”、“MEGAFACF-570”、“MEGAFAC F-571”、“MEGAFAC R-40”、“MEGAFAC R-41”、“MEGAFAC R-43”、“MEGAFACR-94”、“MEGAFAC RS-72-K”、“MEGAFAC RS-75”、“MEGAFAC RS-76-E”、“MEGAFAC RS-76-NS”、“MEGAFAC RS-90”、“MEGAFAC EXP.TF-1367”、“MEGAFAC EXP.TF1437”、“MEGAFACEXP.TF1537”、“MEGAFAC EXP.TF-2066”(以上,DIC株式会社制造)、
“FTERGENT 100”、“FTERGENT 100C”、“FTERGENT 110”、“FTERGENT 150”、“FTERGENT 150CH”、“FTERGENT 100A-K”、“FTERGENT 300”、“FTERGENT 310”、“FTERGENT320”、“FTERGENT 400SW”、“FTERGENT 251”、“FTERGENT 215M”、“FTERGENT 212M”、“FTERGENT 215M”、“FTERGENT 250”、“FTERGENT 222F”、“FTERGENT 212D”、“FTX-218”、“FTERGENT 209F”、“FTERGENT 245F”、“FTERGENT 208G”、“FTERGENT 240G”、“FTERGENT212P”、“FTERGENT 220P”、“FTERGENT 228P”、“DFX-18”、“FTERGENT 601AD”、“FTERGENT602A”、“FTERGENT 650A”、“FTERGENT 750FM”、“FTX-730FM”、“FTERGENT 730FL”、“FTERGENT710FS”、“FTERGENT 710FM”、“FTERGENT 710FL”、“FTERGENT 750LL”、“FTX-730LS”、“FTERGENT 730LM”、(以上,株式会社NEOS制造)、
“BYK-300”、“BYK-302”、“BYK-306”、“BYK-307”、“BYK-310”、“BYK-315”、“BYK-320”、“BYK-322”、“BYK-323”、“BYK-325”、“BYK-330”、“BYK-331”、“BYK-333”、“BYK-337”、“BYK-340”、“BYK-344”、“BYK-370”、“BYK-375”、“BYK-377”、“BYK-350”、“BYK-352”、“BYK-354”、“BYK-355”、“BYK-356”、“BYK-358N”、“BYK-361N”、“BYK-357”、“BYK-390”、“BYK-392”、“BYK-UV3500”、“BYK-UV3510”“BYK-UV3570”、“BYK-Silclean3700”(以上,BYK株式会社制造)、
“TEGO Rad2100”、“TEGO Rad2011”、“TEGO Rad2200N”、“TEGO Rad2250”、“TEGORad2300”、“TEGO Rad2500”、“TEGO Rad2600”、“TEGO Rad2650”、“TEGO Rad2700”、“TEGOFlow300”、“TEGO Flow370”、“TEGO Flow425”、“TEGO Flow ATF2”、“TEGO Flow ZFS460”、“TEGO Glide100”、“TEGO Glide110”、“TEGO Glide130”、“TEGO Glide410”、“TEGOGlide411”、“TEGO Glide415”、“TEGO Glide432”、“TEGO Glide440”、“TEGO Glide450”、“TEGO Glide482”、“TEGO Glide A115”、“TEGO Glide B1484”、“TEGO Glide ZG400”、“TEGOTwin4000”、“TEGO Twin4100”、“TEGO Twin4200”、“TEGO Wet240”、“TEGO Wet250”、“TEGOWet260”、“TEGO Wet265”、“TEGO Wet270”、“TEGO Wet280”、“TEGO Wet500”、“TEGOWet505”、“TEGO Wet510”、“TEGO Wet520”、“TEGO Wet KL245”(以上,Evonik Industries株式会社制造)、“FC-4430”、“FC-4432”(以上,3M Japan株式会社制造)、“Unidyne NS”(以上,大金工业株式会社制造)、“Surflon S-241”、“Surflon S-242”、“Surflon S-243”、“Surflon S-420”、“Surflon S-611”、“Surflon S-651”、“Surflon S-386”(以上,AGC清美化学株式会社制造)、“DISPARLON OX-880EF”、“DISPARLON OX-881”、“DISPARLON OX-883”、“DISPARLON OX-77EF”、“DISPARLON OX-710”、“DISPARLON 1922”、“DISPARLON 1927”、“DISPARLON 1958”、“DISPARLON P-410EF”、“DISPARLON P-420”、“DISPARLON P-425”、“DISPARLON PD-7”、“DISPARLON 1970”、“DISPARLON 230”、“DISPARLON LF-1980”、“DISPARLON LF-1982”、“DISPARLON LF-1983”、“DISPARLON LF-1084”、“DISPARLON LF-1985”、“DISPARLON LHP-90”、“DISPARLON LHP-91”、“DISPARLON LHP-95”、“DISPARLONLHP-96”、“DISPARLON OX-715”、“DISPARLON 1930N”、“DISPARLON 1931”、“DISPARLON1933”、“DISPARLON 1934”、“DISPARLON 1711EF”、“DISPARLON 1751N”、“DISPARLON 1761”、“DISPARLON LS-009”、“DISPARLON LS-001”、“DISPARLON LS-050”(以上,楠本化成株式会社制造)、“PF-151N”、“PF-636”、“PF-6320”、“PF-656”、“PF-6520”、“PF-652-NF”、“PF-3320”(以上,OMNOVASOLUTIONS公司制造)、“Polyflow No.7”、“Polyflow No.50E”、“PolyflowNo.50EHF”、“Polyflow No.54N”、“Polyflow No.75”、“Polyflow No.77”、“PolyflowNo.85”、“Polyflow No.85HF”、“Polyflow No.90”、“Polyflow No.90D-50”、“PolyflowNo.95”、“Polyflow No.99C”、“Polyflow KL-400K”、“Polyflow KL-400HF”、“Polyflow KL-401”、“Polyflow KL-402”、“Polyflow KL-403”、“Polyflow KL-404”、“Polyflow KL-100”、“Polyflow LE-604”、“Polyflow KL-700”、“Flowlen AC-300”“Flowlen AC-303”、“FlowlenAC-324”、“Flowlen AC-326F”、“Flowlen AC-530”、“Flowlen AC-903”、“Flowlen AC-903HF”、“Flowlen AC-1160”、“Flowlen AC-1190”、“Flowlen AC-2000”、“Flowlen AC-2300C”、“Flowlen AO-82”、“Flowlen AO-98”、“Flowlen AO-108”(以上,共荣社化学株式会社制造)、“L-7001”、“L-7002”、“8032ADDITIVE”、“57ADDTIVE”、“L-7064”、“FZ-2110”、“FZ-2105”、“67ADDTIVE”、“8616ADDTIVE”(以上,Toray Dow Silicone株式会社制造)等例子。
关于表面活性剂的添加量,相对于聚合性液晶组合物,优选为0.01~2质量%,更优选为0.05~0.5质量%。
此外,在使用上述表面活性剂从而将本发明的聚合性液晶组合物制成光学各向异性体的情况下,还可有效地减少空气界面的倾斜角。
本发明中的聚合性液晶组合物中,作为具有有效地减小制成光学各向异性体时的空气界面的倾斜角的效果的上述表面活性剂以外的物质,可含有具有下述通式(5)所表示的重复单元的重均分子量为100以上的化合物。
[化84]
式中,R11、R12、R13和R14各自独立地表示氢原子、卤素原子或碳原子数1~20的烃基,该烃基中的氢原子可被一个以上卤素原子取代。
作为通式(5)所表示的优选化合物,例如可列举聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、石蜡、液态石蜡、氯化聚丙烯、氯化石蜡、氯化液态石蜡等。
通式(5)所表示的化合物优选在将聚合性化合物与有机溶剂混合并进行加热搅拌而调制聚合性溶液的工序中添加,也可在之后的将光聚合引发剂与聚合性溶液混合的工序中添加,还可在两个工序中添加。
关于通式(5)所表示的化合物的添加量,相对于聚合性液晶组合物溶液,优选为0.01~1质量%,更优选为0.05~0.5质量%。
关于本发明中的聚合性液晶组合物溶液,为了更加提高制成光学各向异性体时的与基材的密合性,也优选添加链转移剂。作为链转移剂,优选为硫醇化合物,更优选为单硫醇、二硫醇、三硫醇、四硫醇化合物,进一步更优选为三硫醇化合物。具体而言,优选为下述通式(6-1)~(6-12)所表示的化合物。
[化85]
[化86]
式中,R65表示碳原子数2~18的烷基,该烷基可为直链也可为支链,该烷基中的一个以上亚甲基可以氧原子以及硫原子相互不直接键结的形式被氧原子、硫原子、-CO-、-OCO-、-COO-或-CH=CH-取代,R66表示碳原子数2~18的亚烷基,该亚烷基中的一个以上亚甲基可以氧原子以及硫原子相互不直接键结的方式被氧原子、硫黄原子、-CO-、-OCO-、-COO-、或-CH=CH-取代。
链转移剂优选在将聚合性液晶化合物与有机溶剂混合并进行加热搅拌而调制聚合性溶液的工序中添加,也可在之后的将聚合引发剂与聚合性溶液混合的工序中添加,还可在两个工序中添加。
关于链转移剂的添加量,相对于聚合性液晶组合物,优选为0.5~10质量%,更优选为1.0~5.0质量%。
为了进一步调整物性,视需要也可添加无液晶性的聚合性化合物等。
无液晶性的聚合性化合物的意思是,通过光聚合、热聚合能够进行聚合的反应性单体等。例如,指不具有呈现液晶的棒状分子结构(在联苯基或联苯基-环己基等的末端附有烷基、氰基、氟等的分子结构)的单体等。具体而言,可列举分子结构中含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、环氧基、富马酸酯基、桂皮酰基等聚合性基团的单体等,但并不限定于它们。作为无液晶性的聚合性化合物,优选添加末端含有丙烯酸酯基的聚合性基团的单体。
作为本发明所使用的包含丙烯酸酯基的聚合性基团的单体的具体例,可列举丙烯酸3,5,5-三甲基己酯、丙烯酸2-己酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸异硬脂酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸2-2-乙氧基乙氧基乙酯、二乙二醇2-乙基己基醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、表氯醇改性甘油三丙烯酸酯、环氧乙烷改性甘油三丙烯酸酯、环氧丙烷改性甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、环氧乙烷改性磷酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化异氰脲酸三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯,但并不限定于它们。无液晶性的聚合性化合物优选在将聚合性化合物与有机溶剂混合并进行加热搅拌而调制聚合性溶液的工序中添加,但无聚合性的液晶化合物等可在之后的将聚合引发剂与聚合性溶液混合的工序中添加,也可在两个工序中添加。关于这些化合物的添加量,相对于聚合性液晶组合物,优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步更优选为5质量%以下。
此外,与无液晶性的聚合性化合物同样,无聚合性的液晶化合物也可视需要添加。
在本发明的聚合性混合物、或聚合性组合物中,可视目的添加不会使液晶的取向能力明显降低的程度的其他添加剂,例如,触变剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗氧化剂、表面处理剂等添加剂。
(光学各向异性体)
通过将本发明中的聚合性液晶组合物涂布于具有取向功能的基材上,使本发明的聚合性液晶组合物中的液晶分子以保持近晶相、向列相的状态均匀地取向并进行聚合,可获得本发明的光学各向异性体。
本发明中的相位差层只要改善液晶分子所具有的双折射特性所影响的视角依赖性,则可无特别限制地应用各种取向模式。例如,可应用正型A板、负型A板、正型C板、负型C板、双轴性板、正型O板、负型O板等取向模式。其中,优选使用正型A板、正型C板和/或双轴性板。进一步,更优选使用正型A板和/或正型C板、或双轴性板,特别优选层叠正型A板和正型C板。
这里,正型A板的意思是,对于折射率椭球的常光折射率小于非常光折射率的聚合性液晶组合物,使显示其非常光折射率的主轴(c轴)相对于基板水平取向并聚合而成的光学各向异性体,并且介晶基或介晶性支撑基的c轴呈水平取向。或者,在另一方式中,正型A板的意思是,通过拉伸而表现面内单轴性的拉伸膜。可使用将环状烯烃系树脂、改性聚碳酸酯系树脂等固有双折射率为正的透明树脂以特定条件拉伸而成的拉伸膜。此外,正型C板的意思是,使具有与上述同样的折射率椭球的聚合性液晶组合物垂直取向并聚合而成的光学各向异性体,并且介晶基或介晶性支撑基的c轴呈垂直取向。
负型A板的意思是,对于折射率椭球的常光折射率大于非常光折射率的聚合性液晶组合物,使其c轴相对于基板水平取向并聚合而成的光学各向异性体,并且介晶基或介晶性支撑基的c轴呈水平取向。此外,负型C板的意思是,使具有与上述同样的折射率椭球的聚合性液晶组合物垂直取向并聚合而成的光学各向异性体,并且介晶基或介晶性支撑基的c轴呈垂直取向。
此外,双轴性板是指,使聚合性液晶组合物取向后聚合而成的光学各向异性体具有三个主折射率全部不同的折射率椭球。其具体形态涉及许多方面,但指聚合性液晶组合物中的介晶基或介晶性支撑基的取向状态显示双轴性的相位差层。
正型O板的意思是,使用折射率椭球的常光折射率小于非常光折射率的聚合性液晶组合物,并且以其c轴相对于基板的倾斜角从基板界面向空气界面变化的状态进行聚合而成的光学各向异性体。即,指介晶基或介晶性支撑基的c轴的倾斜角从基板界面向空气界面连续变化的相位差层。此外,负型O板的意思是,使用折射率椭球的常光折射率大于非常光折射率的聚合性液晶组合物,并且以其c轴相对于基板的倾斜角从基板界面向空气界面变化的状态进行聚合而成的光学各向异性体。即,指介晶基或介晶性支撑基的c轴的倾斜角从基板界面向空气界面变化的相位差层。
作为本发明的一个实施方式的液晶单元中,优选使用正型A板作为第一相位差层。这里,关于正型A板,将相位差层的面内迟相轴方向的折射率设为nx,将相位差层的面内进相轴方向的折射率设为ny,将相位差层的厚度方向的折射率设为nz时,形成“nx>ny=nz”的关系。作为正型A板,优选波长550nm时的面内相位差值处于10~300nm的范围。此外,厚度方向相位差值并无特别限定。Nz系数优选为0.9~1.1的范围。
此外,优选使用具有正的折射率各向异性的所谓正型C板作为第二相位差层。此外,也可在正型A板上层叠正型C板。
这里,正型C板是将相位差层的面内方向的折射率设为nx、ny,将相位差层的厚度方向的折射率设为nz时,形成“nx=ny<nz”的关系的相位差层。正型C板的厚度方向相位差值优选为10~300nm的范围。此外,也可将正型C板用作第一相位差层,将正型A板用作第二相位差层。进一步,作为相位差层,也优选使用具有三个主折射率全部不同的折射率各向异性的所谓双轴性板。
这里,双轴性板是将相位差层的面内迟相轴方向的折射率设为nx,将相位差层的面内进相轴方向的折射率设为ny,将相位差层的厚度方向的折射率设为nz时,形成“nx>nz>ny”或“nz>nx>ny”的关系的相位差层。对于双轴性板的情况,优选波长550nm时的面内相位差值处于10~300nm的范围。厚度方向相位差值并无特别限定,优选为0~300nm的范围。Nz系数优选为0.1~1.0的范围。
予以说明的是,厚度方向的折射率各向异性由式(2)所定义的厚度方向相位差值Rth表示。关于厚度方向相位差值Rth,可使用面内相位差值R0、以迟相轴为倾斜轴倾斜50°而测定的相位差值R50、膜的厚度d、膜的平均折射率n0,根据式(1)与下式(4)~(7),通过数值计算而求出nx、ny、nz,并将它们代入式(2)而算出。此外,Nz系数可根据式(3)算出。以下,在本说明书的其他记载中是同样的。
R0=(nx-ny)×d (1)
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (2)
Nz系数=(nx-nz)/(nx-ny) (3)
R50=(nx-ny')×d/cos(Φ) (4)
(nx+ny+nz)/3=n0 (5)
这里,
Φ=sin-1[sin(50°)/n0] (6)
ny'=ny×nz/[ny2×sin2(Φ)+nz2×cos2(Φ)]1/2 (7)
对于市售的相位差测定装置,大多在装置内自动进行此处所示的数值计算,并自动显示面内相位差值R0、厚度方向相位差值Rth等。作为这样的测定装置,例如可列举RETS-100(大塚化学公司制造)。
本发明的液晶显示装置是在一对基板间具有相位差层的液晶显示装置,但在基板的外侧也可进一步具有相位差层。作为该基板的外侧的相位差层,只要改善液晶分子所具有的双折射特性所影响的视角依赖性,则可无特别限制地应用各种取向模式。例如可应用正型A板、负型A板、正型C板、负型C板、双轴性板、正型O板、负型O板等取向模式。其中,优选使用正型A板、正型C板和/或双轴性板。进一步,更优选使用正型A板和/或正型C板。作为正型A板,可使用使聚合性液晶组合物水平取向而成的膜、拉伸膜。作为正型C板,可使用使聚合性液晶组合物垂直取向而成的膜、拉伸膜。
(基材)
本发明中的光学各向异性体所使用的基材是液晶器件、显示器、光学部件、光学膜中通常使用的基材,只要是可承受本发明的聚合性组合物溶液的涂布后的干燥时的加热的具有耐热性的材料,则并无特别限制。作为这样的基材,可列举玻璃基材、金属基材、陶瓷基材、塑料基材等有机材料。尤其在基材为有机材料的情况下,可列举纤维素衍生物、聚烯烃、聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、尼龙或聚苯乙烯等。其中,优选为聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃、纤维素衍生物、聚芳酯、聚碳酸酯等塑料基材。作为基材的形状,除平板外,也可具有曲面。这些基材视需要可具有电极层、抗反射功能、反射功能。
为了提高本发明的聚合性液晶组合物的涂布性、粘接性,可对这些基材进行表面处理。作为表面处理,可列举臭氧处理、等离子体处理、电晕处理、硅烷偶联处理等。
(涂布)
作为用于获得本发明中的光学各向异性体的涂布法,可进行涂膜器法、棒涂法、旋涂法、辊涂法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、柔版涂布法、喷墨法、模涂法、覆涂法、浸涂法、狭缝式涂布法等公知惯用的方法。将聚合性液晶组合物涂布后使其干燥。
(聚合工序)
对于本发明中的聚合性液晶组合物的聚合操作,在聚合性液晶组合物中的液晶化合物相对于基材进行水平取向、垂直取向、或混合取向、或者胆甾相取向(平面取向)的状态下,一般通过紫外线等光照射或加热来进行。在利用光照射进行聚合的情况下,具体而言,优选照射390nm以下的紫外光,最优选照射250~370nm波长的光。但在390nm以下的紫外光引起聚合性组合物发生分解等的情况下,有时也优选利用390nm以上的紫外光进行聚合处理。该光优选为扩散光,并且为不发生偏光的光。
(聚合方法)
作为使本发明中的聚合性液晶组合物聚合的方法,可列举照射活性能量射线的方法或热聚合法等,但由于在室温下进行反应,因此优选为照射活性能量射线的方法,其中,从操作简便考虑,优选为照射紫外线等光的方法。照射时的温度设为本发明的聚合性液晶组合物可保持液晶相的温度,为了避免引起聚合性液晶组合物的热聚合,优选尽可能设为50℃以下。予以说明的是,液晶组合物通常在升温过程中,在C(固相)-N(向列)转变温度(以下,简称为C-N转变温度)至N-I转变温度范围内显示液晶相。另一方面,在降温过程中,由于取得热力学非平衡状态,因此有时即便在C-N转变温度以下也不凝固而保持液晶状态。该状态称为过冷却状态。本发明中,处于过冷却状态的液晶组合物也属于保持液晶相的状态。具体而言,优选照射390nm以下的紫外光,最优选照射250~370nm波长的光。但在390nm以下的紫外光引起聚合性组合物分解等的情况下,有时也优选利用390nm以上的紫外光进行聚合处理。该光优选为扩散光,并且为未偏光的光。紫外线照射强度优选为0.05kW/m2~10kW/m2的范围。特别优选为0.2kW/m2~2kW/m2的范围。在紫外线强度小于0.05kW/m2的情况下,为了使聚合结束会耗费大量时间。另一方面,对于超过2kW/m2的强度,存在如下可能:聚合性液晶组合物中的液晶分子具有光分解的倾向;产生大量聚合热而使聚合中的温度上升,聚合性液晶的有序参数发生变化,从而使聚合后的涂膜的迟滞产生异常。
此外,为了促进涂膜的聚合反应的进行,也可对活性能量射线照射后的聚合固化后的涂膜进行加热固化处理。优选于200℃以上的高温对涂膜进行加热固化。
如果使用掩膜并利用紫外线照射而仅使特定部分聚合后,施加电场、磁场或温度等使该未聚合部分的取向状态变化,之后使该未聚合部分聚合,则也可获得拥有多个具有不同取向方向的区域的光学各向异性体。
此外,在使用掩膜并利用紫外线照射而仅使特定部分聚合时,预先对非聚合状态的聚合性液晶组合物施加电场、磁场或温度等而限制取向,保持该状态不变并从掩膜上方照射光而使其聚合,由此也可获得拥有多个具有不同取向方向的区域的光学各向异性体。
使本发明中的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性体可从基板剥离而以单体形式用作光学各向异性体,也可不从基板剥离而直接用作光学各向异性体。尤其由于不易污染其他构件,因而在用作被层叠基板、或贴合于其他基板而使用时有用。
(取向处理)
此外,可在上述基材上设置取向膜,以便将本发明的聚合性组合物溶液进行涂布干燥时聚合性组合物进行取向。作为取向处理,可列举拉伸处理、摩擦处理、偏光紫外可见光照射处理、离子束处理、对基材斜向蒸镀SiO2的处理等。在使用取向膜的情况下,取向膜可使用公知惯用的物质。作为这样的取向膜,可列举聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚酰胺、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、环氧树脂、环氧丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂、香豆素化合物、查耳酮化合物、肉桂酸酯化合物、俘精酸酐化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物、芳基乙烯化合物等化合物。借助摩擦而进行取向处理的化合物优选为通过取向处理、或取向处理后加入加热工序可促进材料的结晶化的物质。进行摩擦以外的取向处理的化合物中,优选使用光取向材料。
(彩色滤光片)
本发明的液晶显示装置可具有彩色滤光片。彩色滤光片是由黑矩阵及至少RGB三色像素部构成的。彩色滤光片层的形成可使用任意方法。根据一例,可通过将涂布含有颜料载体和分散于其中的彩色颜料的彩色着色组合物而制成特定图案、并使其固化而获得着色像素的工序重复所需次数,从而形成彩色滤光片层。作为彩色着色组合物所含的颜料,可使用有机颜料和/或无机颜料。彩色着色组合物可含有一种有机或无机颜料,也可含有多种有机颜料和/或无机颜料。颜料优选为显色性高且耐热性、尤其是耐热分解性高,通常可使用有机颜料。以下,利用色指数编号表示可用于彩色着色组合物的有机颜料的具体例。
作为红色着色组合物的有机颜料,例如可使用C.I.颜料红7、14、41、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272及279等红色颜料。作为红色着色组合物的有机颜料,也可使用红色颜料与黄色颜料的混合物。
作为该黄色颜料,例如可使用C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、198、213及214等。
作为绿色着色组合物的有机颜料,例如可使用C.I.颜料绿7、10、36及37等绿色颜料。作为绿色着色组合物的有机颜料,也可使用绿色颜料与黄色颜料的混合物。作为该黄色颜料,例如可使用与对红色着色组合物例示的颜料相同的颜料。
作为蓝色着色组合物的有机颜料,例如可使用C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60及64等蓝色颜料。作为蓝色着色组合物的有机颜料,也可使用蓝色颜料与紫色颜料的混合物。作为该紫色颜料,例如可使用C.I.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42或50。
作为无机颜料,例如可使用铬铅、锌黄、铁丹(红色氧化铁(III))、镉红、群青、绀青、氧化铬绿、及钴绿等金属氧化物粉末、金属硫化物粉末、或金属粉末等。关于无机颜料,例如为了使彩度与亮度平衡,并且达成良好的涂布性、灵敏度和显影性等,可与有机颜料组合使用。
彩色着色组合物也可进一步含有颜料以外的着色成分。例如,只要着色组合物可达成充分的耐热性,则也可含有染料。在该情况下,可用染料调色。
上述彩色着色组合物所含的颜料载体是由树脂、其前体或它们的混合物构成的。作为树脂,包括热塑性树脂、热固性树脂和感光性树脂,其前体包括利用射线照射进行固化而产生树脂的多官能单体或低聚物。它们可单独使用或混合两种以上使用。在通过对彩色着色组合物照射紫外线等光而使其固化的情况下,可向彩色着色组合物添加例如光聚合引发剂,进一步视情形可添加敏化剂等。此外,彩色着色组合物可进一步含有多官能硫醇等链转移剂。彩色着色组合物例如可通过使用三辊磨机、二辊磨机、砂磨机、捏和机及磨碎机等分散装置,使一种以上颜料与视需要的上述光聚合引发剂一起微细地分散于颜料载体及有机溶剂中而制造。含两种以上颜料的着色组合物也可通过调制含有不同颜料的分散体并将这些分散体混合而制造。
在使颜料分散于颜料载体及有机溶剂中时,可使用树脂型颜料分散剂、表面活性剂和颜料衍生物等分散助剂。分散助剂会使颜料的分散性提高,抑制分散后的颜料的再凝集。因此,在使用利用分散助剂使颜料分散于颜料载体及有机溶剂中而成的着色组合物的情况下,可获得透明性优异的彩色滤光片。
分散助剂在着色组合物中,相对于颜料100重量份,例如优选为0.1至40重量份,更优选以0.1至30重量份的量使用。
树脂型颜料分散剂含有具有吸附于颜料的性质的颜料亲和性部位、和与颜料载体有相溶性的部位。树脂型颜料分散剂通过吸附于颜料而使颜料对颜料载体的分散性稳定化。作为树脂型颜料分散剂,例如可使用聚胺酯、聚丙烯酸酯等多羧酸酯;不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸胺盐、聚羧酸部分胺盐、聚羧酸铵盐、聚羧酸烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸盐及含羟基的聚羧酸酯、它们的改性物、通过聚(低级亚烷基亚胺)与具有游离羧基的聚酯的反应而形成的酰胺及其盐等油性分散剂;丙烯酸-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇及聚乙烯吡咯啶酮等水溶性树脂或水溶性高分子化合物;聚酯类、改性聚丙烯酸酯类、环氧乙烷/环氧丙烷加成化合物、磷酸酯类、或包含它们中的两种以上的混合物。此外,可在彩色滤光片层的表面设置涂布有外覆层的平坦化层。此外,设置彩色滤光片层的位置并无特别限定,例如可在电极与相位差层之间、透明性基板与相位差层之间、透明性基板与取向膜之间等所需的位置设置彩色滤光片层。
(取向膜)
为了使液晶组合物在第一基板与第二基板上的液晶组合物接触的面取向,本发明的液晶显示装置可具有取向膜。
作为取向膜材料,可使用聚酰亚胺、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯聚合物)、聚乙烯醇等透明性有机材料,特别优选为将由对苯二胺、4,4'-二氨基二苯甲烷等脂肪族或脂环族二胺等二胺、与丁烷四羧酸酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸酐等脂肪族或脂环式四羧酸酐、均苯四甲酸二酐等芳香族四羧酸酐合成的聚酰胺酸进行酰亚胺化而成的聚酰亚胺取向膜。该情况下的取向赋予方法通常使用摩擦,但在用于垂直取向膜等的情况下,也可不赋予取向而使用。
作为取向膜材料,可使用化合物中含有查耳酮、肉桂酸酯、肉桂酰基或偶氮基等的材料,也可与聚酰亚胺、聚酰胺等材料组合使用,在该情况下,取向膜可使用摩擦也可使用光取向技术。
取向膜一般通过旋涂法等方法将上述取向膜材料涂布于基板上而形成树脂膜,但也可使用单轴拉伸法、朗缪尔-布罗杰特(Langmuir-Blodgett)法等。
此外,作为取向膜材料,可使用使聚合性液晶组合物以水平取向的状态聚合而成的光学各向异性体(正型A板)。将该情形的液晶显示装置的一例示于图3,但并不限定于该构成。
(透明电极)
在本发明的液晶显示装置中,作为透明电极的材料,可使用导电性的金属氧化物,作为金属氧化物,可使用氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(In2O3-SnO2)、氧化铟锌(In2O3-ZnO)、添加铌的二氧化钛(Ti1-xNbxO2)、掺氟氧化锡、石墨烯纳米带或金属纳米线等,优选为氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(In2O3-SnO2)或氧化铟锌(In2O3-ZnO)。这些透明导电膜的图案化可使用光蚀刻法、使用掩模的方法等。
通过将本液晶显示装置与背光装置组合,可用于液晶电视、计算机的显示器、移动电话、智能手机的显示器、笔记型个人计算机、移动信息终端、数字标牌等各种用途。作为背光装置,有冷阴极管型背光装置、使用利用了无机材料的发光二极管或有机EL元件的二波长峰的类白色背光装置、和三波长峰的背光装置等。
(背光装置)
背光装置的构成并无特别限制。可使用导光板方式及正下方型方式中的任一种。导光板方式的背光装置部具备光源及导光板,正下方型方式的背光装置部具备光源及扩散板。所使用的光源也无特别限制,可使用电灯泡、发光二极管(LED)、电致发光面板(ELP)、一根或多根冷阴极管(CCFL)及热阴极荧光灯(HCFL)等中的任一者。
此外,背光装置中,为了提高光的利用效率,可使用反射板、亮度提高膜等构件。进一步,形成液晶显示装置时,除了上述构件以外,例如可适当配置一层或两层以上的扩散板、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光扩散板等部件。
(偏光层)
本发明的液晶显示装置也可具有偏光层。偏光层是具有将自然光转变为直线偏光的功能的构件。上述偏光层只要是具有偏光功能的膜即可,例如可列举:使碘、二向色性色素吸附于聚乙烯醇系膜并拉伸而成的膜;将聚乙烯醇系膜拉伸并吸附碘、二向色性染料或者二向色性色素而成的膜;将含有二向色性染料的水溶液涂布于基板上而形成偏光层的膜、线栅偏光元件等。
作为聚乙烯醇系树脂,可使用将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而成的物质,作为聚乙酸乙烯酯系树脂,可例示作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯,以及乙酸乙烯酯与可与其共聚的其他单体的共聚物等。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如可列举:不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。将聚乙烯醇系树脂进行制膜的方法并无特别限定,可利用公知的方法进行制膜。聚乙烯醇系卷材膜的厚度并无特别限定,例如为10~150μm左右。
在使用碘作为二向色性色素的情况下,通常采用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有碘及碘化钾的水溶液而进行染色的方法。在使用二向色性染料作为二向色性色素的情况下,通常采用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含水溶性二向色性染料的水溶液而进行染色的方法。
在将含有二向色性染料的水溶液涂布于基板上而形成偏光层的膜的情况下,作为所涂布的二向色性色素的例子,根据所使用的基材的种类而不同,可列举:直接染料、酸性染料等水溶性染料及它们的胺盐、分散染料和油溶性颜料等水不溶性色素等。这些色素通常溶解于水及有机溶剂中,视情形添加表面活性剂而涂布于被摩擦、电晕处理的基材。有机溶剂根据基材的耐溶剂性而不同,通常可列举:甲醇、乙醇、异丙醇等醇类;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等溶纤剂类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯啶酮等酰胺类;苯、甲苯等芳香族有机溶剂。色素的涂布量根据色素的偏光性能而不同,通常为0.05~1.0g/m2,优选为0.1~0.8g/m2。作为将色素溶液涂布于基材的方法,可列举:棒涂、喷涂、辊涂、凹版涂布等各种涂布方法。
在使用线栅偏光元件的情况下,优选使用由Al、Cu、Ag、Cu、Ni、Cr、及Si等导电材料形成的偏光元件。
此外,偏光层进一步视需要可具备作为保护膜的膜。作为上述保护膜,例如可列举:聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚丙烯酸酯膜、纤维素酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚醚酮膜、聚苯硫醚膜及聚苯醚膜等。
在本发明的一个实施方式中,可设置在液晶单元内设置偏光层的内嵌型偏光层。将该情形的液晶显示装置的一例示于图4~图9,但并不限定于该构成。
(粘着剂层)
具有上述偏光层的光学构件中,为了与液晶单元进行贴合,可设置粘着剂层。为了与液晶单元以外的其他构件进行贴合,也可设置粘着剂层。形成粘着剂层的粘着剂并无特别限制,例如可适当选择使用以丙烯酸系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯、聚胺酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡胶系等的聚合物为基体聚合物的物质。尤其优选使用如丙烯酸系粘着剂的光学透明性优异,显现适度的润湿性、凝集性和粘接性等粘着特性,耐候性、耐热性等优异的物质。此外,除了上述以外,从防止吸湿所引起的发泡现象、剥离现象,防止热膨胀差等所引起的光学特性的降低、液晶单元的翘曲,进而形成高质量且耐久性优异的液晶显示装置等方面考虑,优选为吸湿率低且耐热性优异的粘着层。此外,从偏光板的固定和贴合的作业性(返工性)的观点出发,粘着剂层的粘着力优选为1N/25mm以上,更优选为5N/25mm以上。予以说明的是,上限并无特别限制。粘着剂层例如可含有天然物、合成物的树脂类、尤其是粘着性赋予树脂,由玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末、其他无机粉末等构成的填充剂,颜料、着色剂、抗氧化剂等添加于粘着剂层的添加剂。此外,也可为含有微粒子而显示光扩散性的粘着剂层等。粘着剂层也可作为不同组成或种类等物质的重叠层而设置于偏光板、光学构件的单面或两面。此外,在设置于两面的情况下,也可在偏光板、光学构件的正面及背面设置不同组成、种类、厚度等的粘着剂层。粘着剂层的厚度可视使用目的、粘接力等而适当决定,通常为1~500μm,优选为5~200μm,特别优选为10~100μm。
(液晶显示装置)
液晶显示装置是在玻璃等透光性基板之间封入液晶物质而成的显示元件。液晶显示装置利用源自未图示的显示控制装置的电气控制来使液晶物质的分子取向改变,从而通过利用配置于液晶单元的背面侧的偏光板使偏光的背光装置的光的偏光状态改变,控制透过配置于液晶单元的视认侧的偏光板的光量而显示图像。本实施方式的液晶显示装置使具有负的介电常数各向异性的棒状液晶分子取向。本发明的液晶单元的特征在于,具有在一对透光性基板所夹持的内侧具备相位差层的“内嵌型相位差层”。
配置于液晶单元的内侧的相位差层使用以使聚合性液晶组合物取向的状态聚合而成的光学各向异性体。此外,图1所示的液晶显示装置仅为配置例之一,作为设置相位差层的位置,并不限定于此。例如,也可在电极与背面侧的取向膜之间等所需的位置设置相位差层(图10)。
予以说明的是,本申请中,存在于通式中的环结构、链接基团、取代基等在各通式中各自独立。
[实施例]
以下,列举实施例对本发明的最佳方式的一部分进行详述,但本发明并不限定于这些实施例。此外,以下实施例和比较例的组合物中的“%”的意思是“质量%”。
实施例中,测定的特性如下。
Tni:向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn:25℃时的折射率各向异性
Δε:25℃时的介电常数各向异性
η:20℃时的粘度(mPa·s)
γ1:25℃时的旋转粘度(mPa·s)
dgap:单元的第一基板与第二基板的间隔(μm)
VHR:70℃时的电压保持率(%)
(在单元厚度3.5μm的单元中注入液晶组合物,将以施加5V、帧时(frame time)200ms、脉冲宽度64μs的条件测定时的测定电压与初始施加电压的比以%表示的值)
ID:70℃时的离子密度(pC/cm2)
(在单元厚度3.5μm的单元中注入液晶组合物,利用MTR-1(株式会社东阳技术制造)以施加20V、频率0.05Hz的条件测定时的离子密度值)
烧屏:
液晶显示元件的烧屏评价中,在显示区域内使特定的固定图案显示1000小时后,对进行整个画面均匀显示时的固定图案的残影水平,利用目视以下述4等级评价来进行。
◎无残影
○有极少残影,但为可容许的水平
△有残影,且为无法容许的水平
×有残影,相当差
另外,实施例中关于化合物的记载使用下述简称。
(环结构)
[化87]
(侧链结构及连接结构)
[表1]
末端的n(数字) CnH2n+1-
-2- -CH2CH2-
-1O- -CH2O-
-O1- -OCH2-
-V- -CO-
-VO- -COO-
-CFFO- -CF2O-
-F -F
-Cl -Cl
-CN -C≡N
-OCFFF -OCF3
-CFFF -CF3
-On -OCnH2n+1-
-T- -C≡C-
-N- -CH=N-N=CH-
ndm- CnH2n+1-HC=CH-(CH2)m-1-
-ndm -(CH2)n-1-HC=CH-CmH2m+1
ndmO- CnH2n+1-HC=CH-(CH2)m-1O-
-Ondm -O-(CH2)n-1-HC=CH-CmH2m+1
-ndm- -(CH2)n-1-HC=CH-(CH2)m-1-
[聚合性液晶组合物的调制]
以下述方式调制相位差层中使用的本发明的聚合性液晶组合物。
(聚合性液晶组合物1的调制)
使用具有搅拌螺旋浆的搅拌装置,将化合物(A1)34份、化合物(A2)10份、化合物(B1)28份、化合物(B2)28份、化合物(E1)0.1份、化合物(H1)0.2份、作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)(D1)300份、化合物(F1)3份以搅拌速度500rpm、溶液温度60℃的条件搅拌1小时。使用0.2μm(PTFE,膜厚:60μm)的膜滤器,以成为0.20MPa的方式调节过滤压力并进行过滤,获得本发明的聚合性液晶组合物1。
(聚合性液晶组合物2~8及比较聚合性液晶组合物1~6的调制)
与聚合性液晶组合物1的调制同样地调制表1~表4所示的化合物,获得本发明的聚合性液晶组合物2~8、及比较聚合性液晶组合物1~6。
[化88]
[化89]
[化90]
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(C1)
丙烯酸苯氧基乙酯(C2)
丙二醇单甲醚乙酸酯(D1)
对甲氧基苯酚(E1)
Irgacure907(F1)
DTZ-102(G1)
聚丙烯(重均分子量(MW):1275)(H1)
F-556(H2)
[表2]
[表3]
(相位差层用光取向剂组合物1的调制)
与日本特开2013-33248的实施例1及实施例2所记载的方法同样地合成下述式(J)所表示的化合物(单体)。
[化91]
将2.0g的单体(J)、16.8mg的偶氮双异丁腈及20.2mL的四氢呋喃在烧瓶内混合,在氮气气氛下,于60℃搅拌8小时后,添加所使用的单体量的5倍量(相对于单体1g为5mL)的己烷,使反应混合物析出,通过倾析将上清液去除。将反应混合物再次溶解于所使用的单体量的3倍量(相对于单体1g为3mL)的四氢呋喃,添加所使用的单体量的5倍量(相对于单体1g为5mL)的己烷,使反应混合物析出,通过倾析将上清液去除。将以四氢呋喃中的再溶解、利用己烷的析出、倾析的顺序进行的操作进一步进行3次后,将所获得的反应混合物在遮光下且于20℃进行减压干燥,获得1.71g的下述式(K)所表示的聚合物。
[化92]
式(K)的聚合物的重均分子量Mw为50,352。将光取向剂(K)2质量份和PGME 98质量份的混合物于室温搅拌10分钟。使用1μm的膜滤器将上述聚合物均匀地溶解于上述各溶剂而成的各聚合物溶液进行过滤,获得相位差层用光取向剂组合物1。
(利用拉伸膜的相位差层)
使用ZEONEX FILM(日本ZEON公司制造)的COP膜。
(实施例1~4)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成相位差膜用取向膜(6)。利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于相位差膜用取向膜(6),于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型C板的第一相位差层(7)。在该第一相位差层(7)上形成相位差膜用取向膜(8)。对相位差膜用取向膜(8)进行弱摩擦处理后,利用旋涂机涂布聚合性液晶组合物1,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型A板的第二相位差层(9)。将透明电极层(13)和像素电极层(14)安装于第二透光性基板(15)后,形成取向膜(12),并进行弱摩擦处理。将以下的液晶组合物注入第二相位差层(9)、取向膜层(12)之间的液晶层(11),制作实施例1的IPS模式的液晶显示装置。将实施例1的液晶显示装置示于图11。
此外,除了使用以下所示的聚合性液晶组合物以外,与实施例1同样地制作实施例2~4的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表4]
液晶组合物1
[表5]
可知液晶组合物1具有作为TV用液晶组合物的实用的75.5℃的液晶层温度范围,具有大的介电常数各向异性的绝对值,具有低的黏性和最适的Δn。
实施例1~4的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也未发现残影的产生。
(实施例5~12)
除了使用以下所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例1同样地制作实施例5~12的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表6]
[表7]
[表8]
实施例5~12的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例13~24)
除了使用以下所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例1同样地制作实施例13~24的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
实施例13~24的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例25~28)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成相位差膜用取向膜(6)。利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于相位差膜用取向膜,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型C板的第一相位差层(7)。形成该相位差层上的相位差膜用取向膜(8),进行弱摩擦处理。在该相位差膜用取向膜上利用旋涂机涂布聚合性液晶组合物1,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型A板的第二相位差层(9)。将取向膜(10)形成于第二相位差层(9)后,进行弱摩擦处理。将透明电极层(13)、像素电极层(14)安装于第二透光性基板(15)后,形成取向膜(12),然后进行弱摩擦处理。将实施例1中所使用的液晶组合物1注入取向膜层(10)、(12)之间的液晶层(11),制作实施例25的IPS模式的液晶显示装置。将实施例25的液晶显示装置示于图12。
此外,除了使用以下所示的聚合性液晶组合物以外,与实施例25同样地制作实施例26~28的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表13]
实施例25~28的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影。
(实施例29~40)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成相位差膜用取向膜(6)。利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于相位差膜用取向膜,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型C板的第一相位差层(7)。形成该相位差层上的相位差膜用取向膜(8),进行弱摩擦处理。利用旋涂机将聚合性液晶组合物4涂布于该相位差膜用取向膜上,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型A板的第二相位差层(9)。将透明电极层(13)安装于第二相位差层(9)后,形成取向膜(10),进行弱摩擦处理。将像素电极层(14)安装于第二透光性基板(15)后,形成取向膜(12),进行弱摩擦处理。将以下液晶组合物7注入取向膜层(10)、(12)之间的液晶层(11),制作实施例29的TN模式的液晶显示装置。将实施例29的液晶显示装置示于图13。
此外,除了使用以下所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例29同样地制作实施例30~40的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表14]
[表15]
[表16]
[表17]
实施例29~40的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例41~44)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成相位差膜用取向膜(6),进行弱摩擦处理。利用旋涂机将聚合性液晶组合物1涂布于相位差膜用取向膜(6),于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型A板的第一相位差层(7)。形成该相位差层上的相位差膜用取向膜(8)。利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于该相位差膜用取向膜上,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型C板的第二相位差层(9)。将取向膜(10)形成于第二相位差层(9)。将透明电极层(13)、像素电极层(14)安装于第二透光性基板(15)后,形成取向膜(12),然后进行弱摩擦处理。将实施例29中所使用的液晶组合物7注入取向膜层(10)、(12)之间的液晶层(11),制作实施例41的IPS模式的液晶显示装置。
此外,除了使用以下所示的聚合性液晶组合物以外,与实施例41同样地制作实施例42~44的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表18]
实施例41~44的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例45~52)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成相位差膜用取向膜(6),进行弱摩擦处理。利用旋涂机将聚合性液晶组合物1涂布于相位差膜用取向膜(6),于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,形成正型A板的第一相位差层(7)。将取向膜(10)形成于该第一相位差层(7)。将透明电极层(13)安装于第二透光性基板(15)后,形成绝缘膜层(20)。将像素电极层(14)安装于绝缘膜层(20)后,形成相位差膜用取向膜(8)。利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于相位差膜用取向膜(8)上,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型C板的第二相位差层(9)。在第二相位差层(9)上形成取向膜(12),进行弱摩擦处理。将以下液晶组合物注入取向膜层(10)、(12)之间的液晶层(11),制作实施例45的FFS模式的液晶显示装置。将实施例45的液晶显示装置示于图14。
此外,除了使用以下所示的聚合性液晶组合物以外,与实施例45同样地制作实施例46~52的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表19]
[表20]
[表21]
实施例45~52的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影。
(实施例53~64)
除了使用以下所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例45同样地制作实施例53~64的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表22]
[表23]
[表24]
[表25]
实施例53~64的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例65~72)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成平坦化层(5),利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于平坦化层(5)上,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,形成正型C板的第一相位差层(7)。将相位差膜用取向膜(8)形成于该第一相位差层(7)。对相位差膜用取向膜(8)进行弱摩擦处理后,利用旋涂机涂布聚合性液晶组合物1,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型A板的第二相位差层(9)。将透明电极层(13)安装于第二透光性基板(15)后,形成绝缘膜层(20)。将像素电极层(14)安装于绝缘膜(20)后,形成取向膜(12),进行弱摩擦处理。将以下液晶组合物注入第二相位差层(9)、取向膜层(12)之间的液晶层(11),制作实施例65的FFS模式的液晶显示装置。将实施例1的液晶显示装置示于图15。
此外,除了使用以下所示的聚合性液晶组合物以外,与实施例65同样地制作实施例66~72的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表26]
[表27]
实施例65~72的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影。
(实施例73~76)
将彩色滤光片层(4)安装于第一透光性基板(3)后,形成相位差膜用取向膜(6)。利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于相位差膜用取向膜(6),于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型C板的第一相位差层(7)。将取向膜(10)形成于第一相位差层(7)后,进行弱摩擦处理。在第二透光性基板(15)的一面形成粘着剂层(16)、拉伸膜层(19)。在第二透光性基板(15)的另一面安装透明电极层(13)、像素电极层(14)后,形成取向膜(12),进行弱摩擦处理。将实施例53中所使用的液晶组合物12注入取向膜层(10)、(12)之间的液晶层(11),制作实施例73的IPS模式的液晶显示装置。将实施例73的液晶显示装置示于图16。
此外,除了使用以下所示的聚合性液晶组合物以外,与实施例73同样地制作实施例74~76的液晶显示装置。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表28]
实施例73~76的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影。
(实施例77~80)
除了使用以下所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例45同样地制作实施例77~80的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表29]
[表30]
[表31]
实施例77~84的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例85~92)
除了使用以下所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例45同样地制作实施例85~92的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表32]
[表33]
[表34]
实施例85~92的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例93~96)
使用下表所示的液晶组合物和聚合性液晶组合物,并且使用相位差层用的取向膜(8)中使用了光取向材料的光取向膜,除此以外,与实施例65同样地制作实施例93~96的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
予以说明的是,光取向膜利用以下方法制作。使用旋涂机将相位差层用光取向剂组合物涂布于透光性基板上后,于温度80℃在加热板上进行120秒前烘,形成膜厚0.1μm的涂膜。将该膜在烘箱中于温度200℃进行1小时后烘,形成固化膜。对于相位差层用光取向剂组合物1、2的情况,向固化膜以300J/m2照射313nm的直线偏光。
[表35]
实施例85~88的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。在烧屏评价中也无残影,或者即便有也极少,为可容许的水平。
(实施例97)
对由偏光层(1)、粘着剂层(2)、第一透光性基板(3)构成的偏光层(1)安装彩色滤光片层(4)后,形成平坦化层(5),利用旋涂机将聚合性液晶组合物5涂布于平坦化层(5)上,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,形成正型C板的第一相位差层(7)。将相位差膜用取向膜(8)形成于该第一相位差层(7)。对相位差膜用取向膜(8)进行弱摩擦处理后,利用旋涂机涂布聚合性液晶组合物1,于80℃干燥2分钟,室温冷却后,利用高压水银灯照射500mJ/cm2的紫外线光,制作正型A板的第二相位差层(9)。对由偏光层(17)、粘着剂层(16)、第二透光性基板(15)所构成的偏光层(17)安装透明电极层(13)后,形成绝缘膜层(20)。将像素电极层(14)安装于绝缘膜(20)后,形成取向膜(12),进行弱摩擦处理。将以下液晶组合物注入第二相位差层(9)、取向膜层(12)之间的液晶层(11),制作实施例97的FFS模式的液晶显示装置。将实施例97的液晶显示装置示于图17。
测定所获得的液晶显示装置的VHR及ID。此外,进行所获得的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表36]
实施例97
液晶组合物 液晶组合物10
第一相位差层的聚合性液晶组合物 聚合性液晶组合物6
第二相位差层的聚合性液晶组合物 聚合性液晶组合物2
VHR 99.4
ID 30
烧屏
实施例97的液晶显示装置可实现高VHR和小ID。此外,在烧屏评价中也无残影。
(比较例1~3)
除了使用以下所示的比较液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例1同样地制作比较例1~3的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表37]
比较液晶组合物1
[表38]
比较例1~3的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例4~9)
除了使用以下所示的比较液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例1同样地制作比较例4~9的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表39]
[表40]
[表41]
比较例4~9的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例10~13)
除了使用下表所示的比较液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例25同样地制作比较例10~13的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表42]
比较液晶组合物4
[表43]
比较例10~13的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例14~17)
除了使用下表所示的比较液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例41同样地制作比较例14~17的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表44]
比较液晶组合物5
[表45]
比较例14~17的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例18~21)
除了使用下表所示的比较液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例45同样地制作比较例18~21的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表46]
比较液晶组合物6
[表47]
比较例18~21的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例22~23)
除了使用下表所示的比较液晶组合物和聚合性液晶组合物以外,与实施例65同样地制作比较例22~23的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表48]
比较液晶组合物7
[表49]
比较例22~23的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例24~32)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例1同样地制作比较例24~32的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表50]
[表51]
[表52]
比较例24~32的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例33)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例29同样地制作比较例33的TN模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表53]
比较例33
液晶组合物 液晶组合物7
第一相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物5
第二相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物2
VHR 98.3
ID 126
烧屏 ×
比较例33的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例34)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例41同样地制作比较例34的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表54]
比较例34
液晶组合物 液晶组合物7
第一相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物2
第二相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物5
VHR 98.2
ID 128
烧屏 ×
比较例34的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例35)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例45同样地制作比较例35的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表55]
比较例35
液晶组合物 液晶组合物10
第一相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物2
第二相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物5
VHR 98.1
ID 136
烧屏 ×
比较例35的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例36)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例65同样地制作比较例36的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表56]
比较例36
液晶组合物 液晶组合物10
第一相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物5
第二相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物2
VHR 98.0
ID 134
烧屏 ×
比较例35的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例37)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例73同样地制作比较例36的IPS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表57]
比较例36
液晶组合物 液晶组合物12
第一相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物5
第二相位差层 COP膜
VHR 98.2
ID 122
烧屏 ×
比较例36的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。
(比较例38)
除了使用下表所示的液晶组合物和比较聚合性液晶组合物以外,与实施例97同样地制作比较例38的FFS模式的液晶显示装置,并测定其VHR及ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下表。
[表58]
比较例38
液晶组合物 液晶组合物10
第一相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物5
第二相位差层的聚合性液晶组合物 比较聚合性液晶组合物2
VHR 98.0
ID 133
烧屏 ×
比较例38的液晶显示装置与本申请发明的液晶显示装置相比,VHR较低,ID也变大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的产生,并且不是可容许的水平。

Claims (15)

1.一种液晶显示装置,其具有第一基板、第二基板、夹持于所述第一基板与第二基板间的液晶层、和所述一对基板间的相位差层,并且具备至少一对电极,所述液晶层含有液晶组合物,该液晶组合物含有一种或两种以上通式(I)所表示的化合物,并且含有一种或两种以上选自由通式(II-a)至通式(II-f)所表示的化合物所组成的组中的化合物,
[化1]
式中,R31表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数2~10的烯基或碳原子数2~10的烯氧基,M31~M33各自独立地表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,该反式-1,4-亚环己基中的一个或两个-CH2-可以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代,该亚苯基中的一个或两个氢原子可被氟原子取代,X31和X32各自独立地表示氢原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基,K31表示-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-,n31和n32各自独立地表示0、1或2,n31+n32表示0、1或2,当存在多个M31和M33时可相同也可不同,
[化2]
式中,R19~R30各自独立地表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数2~10的烯基,X21表示氢原子或氟原子,
所述相位差层是通过使含有25重量%以上的具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性体。
2.根据权利1所述的液晶显示装置,作为所述具有两个以上聚合性官能团的液晶化合物,含有通式(1)所表示的化合物,
[化3]
P1-(Sp1)m1-MG-R1 (1)
式中,P1表示聚合性官能团,Sp1表示碳原子数0~18的亚烷基,该亚烷基可被一个以上卤素原子、CN或具有聚合性官能团的碳原子数1~8的烷基取代,存在于该亚烷基中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,m1表示0或1,MG表示介晶基或介晶性支撑基,R1表示氢原子、卤素原子、氰基或碳原子数1~18的烷基,该烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该烷基中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,或者R1表示通式(1-a)所表示的结构,
[化4]
-(Sp1a)ma-P1a (1-a)
式中,P1a表示聚合性官能团,Sp1a表示与Sp1相同的含义,ma表示0或1,
MG所表示的介晶基或介晶性支撑基由通式(1-b)表示,
[化5]
-Z0-(A1-Z1)n-(A2-Z2)l-(A3-Z3)k-A4-Z4-A5-Z5- (1-b)
式中,A1、A2、A3、A4和A5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(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、噻吩-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、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基、或芴-2,7-二基,作为取代基,可具有一个以上F、Cl、CF3、OCF3、CN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、烯酰氧基、或通式(1-c)所表示的一个以上取代基,
[化6]
式中,Pc表示聚合性官能团,A表示-O-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、或单键,Sp1c表示与Sp1相同的含义,n1表示0或1,mc表示0或1,
Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5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-、碳原子数2~10的可具有卤素原子的烷基或单键,n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3,其中,式中存在两个以上聚合性官能团。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,所述相位差层是通过使含有具有两个聚合性官能团的液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性体。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,作为所述具有两个聚合性官能团的液晶化合物,含有以下通式(2)所表示的化合物,
[化7]
P2a-(Sp2a)m2-Z0-(A1-Z1)n-(A2-Z2)l-(A3-Z3)k-A4-Z4-A5-Z5-(Sp2b)n2-P2b (2)
式中,P2a和P2b表示聚合性官能团,Sp2a和Sp2b各自独立地表示碳原子数0~18的亚烷基,该亚烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该亚烷基中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,m2、n2各自独立地表示0或1,
n、l和k各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3,
A1、A2、A3、A4和A5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(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、噻吩-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、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基、或芴-2,7-二基,
作为取代基,表示一个以上F、Cl、CF3、OCF3、CN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、烯酰氧基,
Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5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-、碳原子数2~10的可具有卤素原子的烷基或单键,
n2b、k2b、l2b各自独立地表示0或1,并且表示0≤n+l+k≤3。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶显示装置,所述相位差层是通过使进一步含有具有一个聚合性官能团的液晶化合物的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性体。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置,所述聚合性液晶组合物中含有5~75重量%的所述具有一个聚合性官能团的液晶化合物。
7.根据权利要求5或6所述的液晶显示装置,作为所述具有一个聚合性官能团的液晶化合物,含有以下通式(4)所表示的化合物,
[化8]
P4-(Sp4)m4-MG-R4 (4)
式中,P4表示聚合性官能团,Sp4表示碳原子数0~18的亚烷基,该亚烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该亚烷基中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代,m4表示0或1,MG表示介晶基或介晶性支撑基,
R4表示氢原子、卤素原子、氰基或碳原子数1~18的烷基,该烷基可被一个以上卤素原子或CN取代,存在于该烷基中的一个CH2基或不邻接的两个以上CH2基可各自相互独立地以氧原子相互不直接键结的形式被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-取代。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶显示装置,所述相位差层由正型A板和/或正型C板构成。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的液晶显示装置,在一对基板的外侧进一步具有相位差层。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置,所述处于一对基板的外侧的相位差层由拉伸膜构成。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的液晶显示装置,通式(I)所表示的化合物是通式(M-1)至通式(M-4)、通式(M-10)~通式(M-18)所表示的化合物,
[化9]
[化10]
式中,RM11~RM181表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,XM11至XM186各自独立地表示氢原子或氟原子,YM11~YM181表示氟原子、氯原子或OCF3,WM101~WM172各自独立地表示-CH2-或-O-。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的液晶显示装置,所述液晶组合物进一步含有一种或两种以上选自通式(III-a)至通式(III-f)所表示的化合物组中的化合物,
[化11]
式中,R41表示碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至10的烷氧基、碳原子数2至10的烯基或碳原子数2至10的烯氧基,X41~X48各自独立地表示氢原子或氟原子,Z41表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的液晶显示装置,所述液晶层由含有一种或两种以上聚合性化合物的液晶组合物聚合而成聚合物构成。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的液晶显示装置,所述液晶组合物层含有通式(V)所表示的二官能单体,
[化12]
式中,X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基,
Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,-O-(CH2)s-中的s表示2至7的整数,-O-(CH2)s-中的氧原子与芳香环键结,Z1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-、-C≡C-或单键,-CY1=CY2-中的Y1和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子,C表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键,式中的所有1,4-亚苯基中的任意氢原子可被氟原子取代。
15.权利要求1~14中任一项所述的聚合性液晶组合物。
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