CN110651022A - 聚合性单体、使用其的液晶组合物及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的课题在于提供一种垂直取向性与相容性优异的液晶组合物,以及提供一种使用该液晶组合物的液晶显示元件。通过含有1种或2种以上的自取向聚合性单体和1种或2种以上的具有特定化学结构的聚合性单体(或聚合性化合物)的液晶组合物及使用该液晶组合物的液晶显示元件,具体而言,通过具有通式(I)所表示的聚合性单体和自发取向性单体的液晶组合物及含有该液晶组合物的液晶显示元件,来解决上述课题,前述自发取向性单体具备与前述通式(I)所表示的聚合性单体不同的化学结构、且具有极性基。
Description
技术领域
本发明涉及一种新的聚合性单体及含有该聚合性单体和自发取向性单体的液晶组合物、以及使用该液晶组合物的液晶显示元件。
背景技术
一般而言,液晶面板、液晶显示器等液晶显示元件是通过电场等外部刺激来改变液晶分子的排列状态,将与其相伴的光学特性的变化用于显示。这样的液晶显示元件通常具有在两片透明基板的间隙中填充有液晶分子的状态的构成,并且在与该液晶分子抵接的基板的表面形成有用于使液晶分子预先沿特定方向排列的取向膜。
但是,在液晶显示元件的制造工序中具有下述问题:因发生于取向膜表面的损伤、灰尘而导致产生取向缺陷的问题;随着基板尺寸大型化,难以对用于在基板整面且长期地得到均匀取向的取向膜进行设计和管理这样的问题。
因此,近年来要求开发下述液晶显示元件,该液晶显示元件通过将含有控制液晶分子取向的自发取向材的液晶组合物用于液晶层,而不需要取向膜。
例如,专利文献1中,记载了一种含有自发取向材的液晶组合物,通过代替与液晶分子的相互作用较弱的丙烯酸月桂酯而含有具备辛基且显示高直线性的单官能联苯单体和具备硬脂酰基且显示低直线的二官能联苯单体的液晶组合物,来抑制电压保持率下降。另外,专利文献2中,公开了各种代替取向膜而含有控制液晶分子取向的聚合性自取向添加剂的液晶组合物,并且记载了:如果将含有向列型LC介质、聚合性自取向添加剂及根据需要的聚合性化合物的液晶组合物填充于无取向层的试验单元中,则关于基板表面,具有自发性的垂直(homeotropic)取向,并且该垂直取向在达到透明点之前始终稳定,可通过施加电压来可逆地转换所形成的VA单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利公开2017-0123275号公报
专利文献2:日本特表2015-168826号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,上述专利文献1中所示那样的含有2种烷基链长且具备联苯骨架的疏水性单体的组合物,被认为与填充于一对基板间的液晶层的液晶分子的相互作用比丙烯酸月桂酯强,但会产生因对基板的吸附力低而无法控制液晶分子的取向方向的问题。
另外,专利文献2中,由于使用了具备羟基等极性基的聚合性自取向添加剂,因此对基板的吸附力被认为比上述专利文献1的单体高。但是,如果聚合性自取向添加剂对基板的吸附力过高,则会产生如下问题:由于聚合性自取向添加剂不会在基板上均匀地展开而产生取向不均。进一步,在将含有专利文献2中所使用那样的对称性高的化学结构的聚合性化合物和具备羟基等极性基的聚合性自取向添加剂的液晶组合物作为液晶层填充于一对基板间的体系中,会产生下述问题:由于液晶层显示疏水性的性质,因此从自由能的观点出发,该聚合性化合物会在相对于基板水平的方向上存在,因此对于效仿其进行取向的液晶分子而言,难以形成相对于基板的垂直取向。另外,含有具备羟基等极性基的聚合性自取向添加剂的液晶组合物也会产生下述问题:由于与疏水性的液晶分子的相容性下降,因此液晶化合物、聚合性化合物等会析出。
因此,本发明所要解决的课题在于提供一种垂直取向性与相容性优异的新的聚合性单体或垂直取向性与相容性优异的液晶组合物,以及提供一种使用该液晶组合物的液晶显示元件。
用于解决课题的手段
本发明人等进行了潜心研究,结果发现,通过含有1种或2种以上的自取向聚合性单体和1种或2种以上的具有特定化学结构的聚合性单体(或聚合性化合物)的液晶组合物及使用该液晶组合物的液晶显示元件,可解决上述课题,从而完成了本申请发明。
发明效果
本发明涉及的液晶组合物显示出高相容性和对液晶分子的优异的垂直取向性。
本发明涉及的液晶组合物显示出对基板的优异的展开性(润湿扩展性)。
本发明涉及的液晶组合物无取向不均或可减少取向不均。
本发明涉及的液晶显示元件无取向不均或显示出减少了的取向不均。
本发明涉及的聚合性单体显示出高相容性和对液晶分子的优异的垂直取向性。
本发明涉及的含有聚合性单体的液晶组合物显示出对基板的优异的展开性(润湿扩展性)。
本发明涉及的含有聚合性单体的液晶组合物无取向不均或可减少取向不均。
附图说明
图1为表示比较例的取向试验的评价结果的图。
图2为表示本发明的取向试验的评价结果的图。
具体实施方式
本发明的第一形态为一种液晶组合物,其具有下述通式(I)所表示的聚合性单体、以及自发取向性单体,该自发取向性单体具备与前述通式(I)所表示的聚合性单体不同的化学结构、且具有极性基。
[化1]
(上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子或氢原子的任一者,P11表示以下的式(R-I)~式(R-IX)中的任一者,
[化2]
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此独立地为氢原子、碳原子数1~5个的烷基或碳原子数1~5个的卤代烷基,W为单键、-O-或亚甲基,T为单键或-COO-,p、t及q各自独立地为0、1或2。)
S11表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,
n11表示0、1或2,
A11表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-。),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P11-S11-取代,
L10及L11各自独立地表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-(式中,Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,前述式中,z各自独立地表示1~4的整数。)
上述通式(I)的1分子内具有至少2个以上的P11-S11-,
上述通式(I)的1分子内具有碳原子数1~18个的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代,
P11、S11、L10、L11及A11存在多个的情况下,各自可以相同也可以不同。)
由此,提供一种对液晶分子赋予优异的垂直取向性,且相容性优异的液晶组合物。另外,该液晶组合物能够在无需取向膜的情况下使液晶分子垂直取向。
上述通式(I)中,A11表示选自由以下的(a)~(c)组成的组中的基团,下述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P11-S11-取代。
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-。),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。),
上述通式(I)中,A11优选为碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或可以被P11-S11-取代的1,4-亚苯基或萘-2,6-二基,更优选为碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或可以被P11-S11-取代的1,4-亚苯基。
上述通式(I)中,L10优选为单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,更优选为单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,特别优选为单键。
由于上述连结基L10为偶数连结,分子为直线状,因而容易融合于液晶分子。
上述通式(I)中,L11优选为单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,更优选为单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,特别优选为单键。
由于上述连结基L11为偶数连结,分子为直线状,因而容易融合于液晶分子。
上述通式(I)中,L10与L11彼此可以相同也可以不同,更优选L10与L11相同。
上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子或氢原子中的任一者,该情况下,前述烷基及烷氧基的优选碳原子数在重视液晶的取向性时优选为10~18,在重视对液晶化合物的溶解性时优选为1~4。另外,前述烷基及烷氧基可为直链状或分支状,特别优选为直链状。
另外,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110的至少1个以上表示碳原子数1~18的烷基的情况下,前述烷基的优选碳原子数在重视液晶的取向性的情况下优选为10~18,在重视对液晶化合物的溶解性的情况下优选为1~4。另外,前述烷基可为直链状或分支状,特别优选为直链状。
上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110优选各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~10的烷基、卤素原子或氢原子中的任一者,进一步优选表示P11-S11-、碳原子数1~3的烷基、氟原子或氢原子中的任一者。从溶解性的观点考虑,烷基链最好不过长。
上述通式(I)所表示的聚合性单体的1分子内具有至少2个以上的P11-S11-。上述通式(I)所表示的聚合性单体中,如果具备2个以上的聚合性基团,则从交联密度的观点出发优选。
上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110中,优选具备至少2个以上的P11-S11-,更优选具备2~4个P11-S11-,进一步优选具备2~3个P11-S11-。
上述通式(I)所表示的聚合性单体中,从聚合性的观点出发,优选在介晶骨架的外侧部分具备1~4个聚合性基团。
即,通式(I)所表示的聚合性单体在1分子内具有至少2个以上的P11-S11-。在该情况下,分为下述3种形态:(1)A11具备2个以上的P11-S11-的形态;(2)A11具备1个以上的P11-S11-,且R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107R108、R109及R110中的任一者具备至少1个以上的P11-S11-的形态;(3)R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110中的任一者具备至少2个以上的P11-S11-的形态。
上述通式(I)中,在(1)A11具备2个以上的P11-S11-的形态的情况下,A11优选为6元环的基团,且优选为在2位与5位取代有P11-S11-的结构,更优选A11为1,4-亚苯基的情形,且在2位与5位取代有P11-S11-的结构。
上述通式(I)中,在(2)A11具备1个以上的P11-S11-,且R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110中的任一者具备至少1个以上的P11-S11-的形态的情况下,优选下述结构:A11为6元环的基团,且6元环的A11的2位或3位中的一者具有P11-S11-,并且R101或R110具有P11-S11-。
上述通式(I)中,作为(3)R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110中的任一者具备2个以上的P11-S11-的优选形态,可列举:R101及R110为P11-S11-的结构(P11及S11各自可以相同也可以不同)、R101及R107为P11-S11-的结构(P11及S11各自可以相同也可以不同)、R108及R110为P11-S11-的结构(P11及S11各自可以相同也可以不同)等。
如果R101及R110为P11-S11-,则从对液晶化合物的溶解性的观点出发优选。
作为在通式(I)所表示的聚合性单体1分子内具备3个P11-S11-的优选形态,可列举:R101、R110及R107为P11-S11-的结构(P11及S11各自可以相同也可以不同);R101、R110及R102为P11-S11-的结构(P11及S11各自可以相同也可以不同);以及A11为6元环的基团,且6元环的A11的2位或3位中的一者具有P11-S11-,并且R101及R110为P11-S11-的结构。
作为在通式(I)所表示的聚合性单体1分子内具备4个P11-S11-的优选形态,可列举:R102、R104、R107及R109为P11-S11-的结构(P11及S11各自可以相同也可以不同);以及R102、R104及R107为P11-S11-,且6元环的A11的2位或3位中的一者具有P11-S11-的结构。
如上所述,P11及S11存在多个的情况下,P11及S11各自可以相同也可以不同,这是不言而喻的。
在上述通式(I)的1分子内可具有至少1个碳原子数1~18个的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可各自独立地被-O-取代。
由此,长链烷基会朝向疏水性的液晶层侧,液晶分子也会效仿其而在相对于基板垂直的方向上排列,因此发挥提高垂直取向性这样的效果。
作为在上述通式(I)所表示的聚合性单体1分子内所具有的1个以上的碳原子数1~18个的烷基(该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代。)的例子,优选为碳原子数1~18个的烷基或碳原子数1~18个的烷氧基,更优选为碳原子数1~18个的烷基。
上述通式(I)所表示的聚合性单体中,如果在1分子内具备1个以上的烷基,则易于与烷基部位为疏水性的液晶融合,朝着液晶层侧排列成刷子状,液晶分子会效仿其而垂直取向,因此优选。
另外,作为在上述通式(I)所表示的聚合性单体1分子内所具有的1个以上的碳原子数1~18个的烷基(该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代。)的优选形态,可列举直链或分支,优选为直链。进一步,作为烷基的优选碳原子数,在重视液晶组合物的溶解性、展开性的情况下,优选为1~3个。另一方面,在重视对液晶分子的垂直取向性的情况下,优选为10~19个。
优选在上述通式(I)所表示的聚合性单体的1分子内具备1~2个碳原子数1~18个的烷基(该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代)。
如果在上述通式(I)所表示的聚合性单体的1分子内具有1~2个碳原子数1~18个的烷基,则从取向性的观点出发优选。
在上述通式(I)所表示的聚合性单体的1分子内具备1个碳原子数1~18个的烷基(该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代)的情况下,优选为R102、R103、R106、R107及为6元环的A11的2位或3位中的任一者。另外,在上述通式(I)所表示的聚合性单体的1分子内具备2个碳原子数1~18个的烷基(该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代)的情况下,该2个烷基的位置的组合优选为R102及R104、R103及R105、R102及R103、R106及R108、R107及R109或R106及R107的组合,更优选为R102及R104、R103及R105、R106及R108或R107及R109的组合。
上述通式(I)中,n11表示0、1或2,n11优选为0或1,n11更优选为0。
另外,上述通式(I)中,在n11为2的情况下,L11及A11彼此可以相同也可以不同。
通式(I)所表示的化合物为2个苯环与根据需要的环A11连结而成的结构,由于这2个苯环及环A11中具有至少2个P11-S11-,因此通式(I)所表示的化合物发挥作为聚合性单体的作用、效果。
通式(I)中,P11表示以下的式(R-I)至式(R-IX)中的任一者。
[化3]
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此独立地为氢原子、碳原子数1~5个的烷基或碳原子数1~5个的卤代烷基,W为单键、-O-或亚甲基,T为单键或-COO-,p、t及q各自独立地为0、1或2。)
其中,上述通式(I)中,优选P11各自独立地为式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)、式(R-4)、式(R-5)或式(R-7),更优选为式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)或式(R-4),更优选为式(R-1),进一步优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基,更进一步优选为甲基丙烯酰基。
通式(I)中,S11优选为单键或碳原子数1~3的亚烷基,进一步优选为单键。
本发明的液晶组合物中的通式(I)所表示的聚合性单体的含量下限优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.12质量%,优选为0.15质量%,优选为0.17质量%,优选为0.2质量%,优选为0.22质量%,优选为0.25质量%,优选为0.27质量%,优选为0.3质量%,优选为0.32质量%,优选为0.35质量%,优选为0.37质量%,优选为0.4质量%,优选为0.42质量%,优选为0.45质量%,优选为0.5质量%,优选为0.55质量%。本发明的液晶组合物中的通式(I)所表示的聚合性化合物的含量上限优选为2.5质量%,优选为2.3质量%,优选为2.1质量%,优选为2质量%,优选为1.8质量%,优选为1.6质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%,优选为0.5质量%,优选为0.45质量%,优选为0.4质量%。
本发明涉及的液晶组合物含有1种或2种以上由通式(I)所表示的聚合性单体,优选含有1种~5种由通式(I)所表示的聚合性单体,优选含有1种~4种由通式(I)所表示的聚合性单体,优选含有1种~3种由通式(I)所表示的聚合性单体。另外,在其他实施方式中,从提高垂直取向性、取向不均的观点考虑,优选含有2种~5种由通式(I)所表示的聚合性单体,优选含有2种~4种由通式(I)所表示的聚合性单体。
本发明涉及的由通式(I)所表示的聚合性单体的适当形态优选由通式(Ia)表示。
[化4]
(上述通式(Ia)中,R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108及R109各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子或氢原子中的任一者,P11表示以下的式(R-I)至式(R-IX)中的任一者,
[化5]
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此独立地为氢原子、碳原子数1~5个的烷基或碳原子数1~5个的卤代烷基,W为单键、-O-或亚甲基,T为单键或-COO-,p、t及q各自独立地为0、1或2。)
S11表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,
R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108及R109中的至少一者为碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基。其中,具有多个的P11及S11各自可以相同也可以不同。)
上述通式(Ia)中,优选R102、R103、R106、R107中的任一者为碳原子数1~18的烷基或碳原子数1~18的烷氧基。另外,在上述通式(Ia)中具备2个碳原子数1~18个的烷基或碳原子数1~18的烷氧基的情况下,该2个烷基的位置的组合优选为R102及R104、R103及R105、R102及R103、R106及R108、R107及R109或R106及R107的组合,更优选为R102及R104、R103及R105、R106及R108或R107及R109的组合。
上述通式(Ia)中,优选P11各自独立地为式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)、式(R-4)、式(R-5)或式(R-7),更优选为式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)或式(R-4),更优选为式(R-1),进一步优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基,更进一步优选为甲基丙烯酰基。另外,上述通式(Ia)的2个以上的P11可以相同也可以不同,优选为相同。
上述通式(Ia)中,S11优选为单键或碳原子数1~3的亚烷基,进一步优选为单键。另外,上述通式(Ia)的2个以上的S11可以相同也可以不同,优选为相同。
需要说明的是,碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基的优选形态与通式(I)同样。
本发明的液晶组合物中由通式(Ia)所表示的聚合性单体的含量下限优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.12质量%,优选为0.15质量%,优选为0.17质量%,优选为0.2质量%,优选为0.22质量%,优选为0.25质量%,优选为0.27质量%,优选为0.3质量%,优选为0.32质量%,优选为0.35质量%,优选为0.37质量%,优选为0.4质量%,优选为0.42质量%,优选为0.45质量%,优选为0.5质量%,优选为0.55质量%。本发明的液晶组合物中由通式(I)所表示的聚合性化合物的含量上限优选为2.5质量%,优选为2.3质量%,优选为2.1质量%,优选为2质量%,优选为1.8质量%,优选为1.6质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%,优选为0.5质量%,优选为0.45质量%,优选为0.4质量%。
本发明涉及的液晶组合物优选含有1种或2种以上的通式(Ia)所表示的聚合性单体。本发明涉及的液晶组合物所含的通式(Ia)所表示的聚合性单体的种类优选为1种~5种、1种~4种、1~3种、1~2种。另外,在其他实施方式中,从提高垂直取向性、取向不均的观点考虑,优选含有2种~5种、2种~4种、2种~3种。
作为本发明涉及的通式(I)所表示的聚合性单体的适当化合物,可列举以下的式RM-1~RM-75-6。
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
[化16]
上述式中,RM1、RM2及RM3各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、氟原子或氢原子中的任一者,更优选表示碳原子数1的烷基或氢原子。
优选为上述式RM-1~RM-66,更优选为RM-2~RM-4、RM-16~RM-18、RM-20~RM-26、RM-30~RM-32、RM-34~RM-36、RM-38、RM-42、RM-45~RM-48、RM-50及RM-55~RM-57,进一步优选为RM-2~RM-4及RM-16~RM-18。
本发明涉及的液晶组合物必须含有控制液晶分子取向的自发取向性单体。另外,该自发取向性单体具备至少一个极性基,且具备与本发明涉及的通式(I)所表示的聚合性单体不同的化学结构。
上述极性基优选具备与基板或膜、电极吸附的吸附部位的作用。
本发明涉及的自发取向性单体所具有的极性基优选为选自由以下的式(K-1)~(K-28)组成的组中的1种或2种以上。
[化17]
(上述式(K-1)~(K-23)中,RK1及RK2各自独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链或分支的烷基或烷氧基,RK3表示氢原子或1~20的直链或分支烷基,该烷基中的1个或未邻接的2个以上的-CH2-可以被-O-、-COO-或-OCO-取代,RK4及RK5各自独立地表示氢原子或碳原子数1~8的烷基,WK1表示次甲基、≡C-CH3、≡C-C2H5、≡C-C3H7、≡C-C4H9、≡C-C5H11、≡C-C6H13或氮原子,XK1及XK2各自独立地表示-CH2-、氧原子、-C(=O)-或硫原子,YK1、YK2及YK3各自独立地表示次甲基或氮原子,ZK1表示氧原子或硫原子,ZK2表示碳原子或硅原子,ZK3表示氧原子,ZK4表示单键或双键。)
[化18]
(式中,Yi1表示碳原子数3~20的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些烷基中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-和/或-(CH-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRil,
Si1及Si3各自独立地表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-C=O-、-COO-或-OCO-取代,
Si2表示碳原子、氮原子或硅原子,
Ri2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支烷基,这些基团中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基团或单键,
ni1表示1~3的整数,ni2及ni3各自独立地表示0~2的整数,Si2表示碳原子或硅原子的情况下,ni1+ni2+ni3为3,在Si2表示氮原子的情况下,ni1+ni2+ni3为2。Ri3表示与通式(i)中的Ri3相同的含义,在通式(K-1)中Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及Spi1存在多个的情况下,它们可以相同也可以不同。)
[化19]
(式中,Si1、Pi1及Spi1分别表示与通式(K-1)中的Si1、Pi1及Spi1相同的含义,RK21表示碳原子数1~10的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些烷基中的至少2个以上的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-或-NH-取代,ni4、niK21各自独立地表示0或1。)
本发明涉及的自发取向性单体具备至少一个极性基、介晶基团及至少一个聚合性基团,且具备与本发明涉及的由通式(I)所表示的聚合性单体不同的化学结构。该极性基也可隔着间隔基团而与介晶基团或聚合性基团结合。
作为该间隔基团,优选表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代。
该介晶基团为通式(mes):
[化20]
(式中,Zme1表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数2~20的亚烷基,该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-可以被-O-、-COO-或-OCO-取代,其中,在Ki1为(K-11)的情况下,介晶基团中至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一者,
Ame1表示2价的6元环芳香族基、2价的6元环杂芳香族基、2价的6元环脂肪族基、2价的6元环杂脂肪族基,这些环结构中的氢原子可以被卤素原子或P11-S11-及极性基取代。另外,在Zme1及Ame1各自存在多个的情况下,各自彼此可以相同也可以不同,mme1表示1~5的整数,式(me)中,左端的黑点及右端的黑点表示结合键。)
本发明涉及的自发取向性单体优选为选自由通式(i)、通式(ii)、通式(iii)及通式(iv)所表示的化合物组成的组中的1种或2种以上的化合物。
[化21]
(上述通式(i)中,Ral1、Ral2、Zal1、Zal2、Lal1、Lal2、Lal3、Spal1、Spal2、Spal3、Xal1、Xal2、Xal3、mal1、mal2、mal3、nal1、nal2、nal3、pal1及pal2各自彼此独立,
Ral1表示氢原子、卤素原子、具有1~20个碳原子的直链状、分支状或者环状烷基,此处,该烷基中,1个或2个以上的未邻接的CH2基可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子彼此不直接结合的方式取代,并且1个或2个以上的氢原子可以被F或Cl取代,
Ral2表示具备以下的任一部分结构的基团,
[化22]
[化23]
Spal1、Spal2及Spal3各自彼此独立地表示碳原子数1~12个的烷基或单键,
Xal1、Xal2及Xal3各自彼此独立地表示烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基或乙烯基,
Zal1表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n al-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n al-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CRal3Ral4)n a1-、-CH(-Spal1-Xal1)-、-CH2CH(-Spal1-Xal1)-、-CH(-Spal1-Xal1)CH(-Spal1-Xal1)-,
Zal2各自彼此独立地表示单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n al-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CRal3Ral4)na1-、-CH(-Spal1-Xal1)-、-CH2CH(-Spal1-Xal1)-、-CH(-Spal1-Xal1)CH(-Spal1-Xal1)-,
Lal1、Lal2、Lal3各自彼此独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Ral3)2、-C(=O)Ral3、具有3~15个碳原子的进行了任意取代的的甲硅烷基、进行了任意取代的的芳基或者环烷基或1~25个的碳原子,此处,1个或者2个以上的氢原子可以被卤素原子(氟原子、氯原子)取代,
上述Ral3表示具有1~12个碳原子的烷基,上述Ral4表示氢原子或具有1~12个碳原子的烷基,上述nal表示1~4的整数,
pal1及pal2各自彼此独立地表示0或1,mal1、mal2及mal3各自彼此独立地表示0~3的整数,nal1、nal2及nal3各自彼此独立地表示0~3的整数。)
由通式(ii)所表示的化合物(以下也称为“化合物(ii)”):
[化24]
(式中,Zii1表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数2~20的亚烷基,该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-可以被-O-、-COO-或-OCO-取代,其中,在Ki1为(K-11)的情况下,介晶基团中至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一者,
Aii1表示2价的6元环芳香族基、2价的6元环杂芳香族基、2价的6元环脂肪族基、2价的6元环杂脂肪族基,这些环结构中的氢原子可以被卤素原子或Pi1-Spi1-及具有由通式Ki1表示的取代基的1价有机基或Ri1取代,但至少一者被Pi1-Spi1-取代,
Zii1及Aii1各自存在多个的情况下,各自彼此可以相同也可以不同,
mii1表示1~5的整数,
Rii1及Rii2各自独立地表示氢原子、碳原子数1~40的直链或分支烷基、卤代烷基或Pi1-Spi1-,该烷基中的-CH2-可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,但-O-不连续,Rii1及Rii2的至少一者表示具有由Ki1表示的取代基的1价有机基,通式(ii)中具有1个或2个以上的Pi1-Spi1-,并且具有1个或2个以上的具有由Ki1表示的取代基的1价有机基且具有1个或2个以上的Ri1。其中,在Ki1为(K-11)的情况下,Zii1为-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一者)
也可具有上述Pi1-Spi1-(Pi1表示聚合性基团,表示选自以下的通式(P-1)~通式(P-15)所表示的组中的取代基(式中,右端的黑点表示结合键。),Spi1表示间隔基团。)、具有由Ki1表示的取代基的1价有机基(Ki1表示由以下的通式(K-1)~通式(K-11)所表示的取代基。)及Ri1(Ri1表示氢原子、碳原子数1~40的直链或分支烷基、卤代烷基或Pi1-Spi1-,该烷基中的-CH2-可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,-O-不连续)。
[化25]
上述通式(ii)中,Zii1优选表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数1~40的直链状或分支状亚烷基或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团,更优选表示单键、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、或碳原子数1~40的直链状或分支状亚烷基或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团、碳原子数2~15的直链状亚烷基或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团,进一步优选表示单键、CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数2的亚烷基(亚乙基(-CH2CH2-))或者亚乙基中的1个-CH2-被-O-取代后的基团(-CH2O-、-OCH2-)或碳原子数3~13的直链状亚烷基或者该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团。
Aii1优选表示2价的6元环芳香族基或2价的6元环脂肪族基,2价的未经取代的6元环芳香族基、2价的未经取代的6元环脂肪族基或这些环结构中的氢原子优选未经取代或被碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、卤素原子取代,优选2价的未经取代的6元环芳香族基或者该环结构中的氢原子被氟原子取代后的基团、或2价的未经取代的6元环脂肪族基,优选取代基上的氢原子可以被卤素原子、烷基或烷氧基取代的1,4-亚苯基、2,6-萘基或1,4-环己基,但至少一个取代基被Pi1-Spi1-取代。
mii1优选表示2~5的整数,进一步优选表示2~4的整数。
通式(iii);
[化26]
(上述通式(iii)中,Riii1为碳原子数1~15的烷基,该烷基中,至少1个-CH2-可以被-O-或-S-取代,至少1个-(CH2)2-可以被-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少1个氢原子可以被卤素原子取代,
Aiii1及Aiii4各自独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少1个氢原子可以被氟原子、氯原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数2~12的烯基、碳原子数1~11的烷氧基或碳原子数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少1个氢原子可以被氟原子或氯原子取代,
Ziii1为单键或碳原子数1~10的亚烷基,该亚烷基中,至少1个-CH2-可以被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1个-(CH2)2-可以被-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少1个氢原子可以被卤素原子取代,
Siii1为单键或碳原子数1~10的亚烷基,该亚烷基中,至少1个-CH2-可以被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1个-(CH2)2-可以被-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少1个氢原子可以被卤素原子取代,
Kiii1及Kiii2各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~5的烷基或至少1个氢原子被卤素原子(例如氟原子)取代后的碳原子数1~5的烷基,
niii1为0、1、2、3或4,
Riii2为式(iii-1)或式(iii-2)所表示的基团,
[化27]
·-Siii1-Xiii1 (iii-1)
式(iii-1)及式(iii-2)中,
Siii2及Siii3各自独立地为单键或碳原子数1~10的亚烷基,该亚烷基中,至少1个-CH2-可以被-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1个-(CH2)2-可以被-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少1个氢原子可以被卤素原子取代,
Siii1为=CH-或=N-,
Xiii1为-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(Xiii1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中,至少1个-CH2-可以被-O-或-CH=CH-取代,这些基团中,至少1个氢原子可以被卤素原子取代,
式(Xiii1):
[化28]
(niii2为1~5的整数。)
通式(iv);
[化29]
通式(iv)所表示的化合物由于特别具有由Ki1表示的部分结构,因此在被用于液晶组合物时,能够以取向于夹持液晶组合物(液晶层)的基板,使液晶分子沿垂直方向取向的状态保持。通式(iv)所表示的化合物由于由Ki1表示的部分结构具有极性,因此会吸附于夹持液晶组合物(液晶层)的基板,另外,该化合物由于在化合物末端具有由Ki1表示的部分结构,因此认为能够以使液晶分子沿垂直方向取向的状态保持。因此,根据使用了本实施方式的聚合性化合物的液晶组合物,即使不设置PI层,也能够使液晶分子取向(在不施加电压时诱发液晶分子的垂直取向,在施加电压时实现液晶分子的水平取向)。因此,含有化合物(iv)的液晶组合物适合用于帮助液晶分子的垂直取向。
此外,本发明人等发现,通过使本实施方式中的含有化合物(iv)的液晶组合物具有由Ki1表示的部分结构,不仅能够确保液晶分子的取向,而且能够确保液晶组合物的保存性稳定性。
进一步,含有以通式(iv)所表示的化合物(iv)的液晶组合物由于以Ai2或Ai3的取代基的形式或者以Ki1的取代基的形式在特定位置具有聚合性基团,因此能够维持更加良好的取向性。
从以上观点考虑,本实施方式的液晶组合物中的化合物(iv)只要在分子的末端、优选在分子的主链的末端具有由Ki1表示的部分结构即可,由Ki1表示的部分结构所结合的结合对象的化学结构只要为不阻碍液晶组合物的功能的范围就没有特别限制。
以下,对通式(iv)所表示的化合物的具体例进行说明。
通式(iv)中的Ki1优选为直链或分支的碳原子数3~40的烷基、碳原子数3~40的直链或分支的卤代烷基、碳原子数3~40的直链或分支的氰基化烷基,此处,Ki1中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-和/或-(CH-CN)-取代,优选Ki1中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-取代,优选至少3个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-取代,优选至少4个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-取代。从提高电压保持率(VHR)的观点考虑,Xi1优选为氧原子。Ki1优选表示碳原子数3~30的直链或分支烷基、直链或分支卤代烷基、直链或分支氰基化烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~20的直链或分支烷基或直链或分支氰基化烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~20的分支烷基或分支氰基化烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-(C=CH2)-、-O-取代。Ri3优选为碳原子数1~10的直链或分支烷基,优选为碳原子数1~7的烷基,优选为碳原子数1~3的烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
另外,Ki1中的氢原子优选被聚合性基团、即Pi1-Spi1-取代。通过在Ki1中存在极性基和聚合性基团,可得到更加良好的取向性。
Ki1优选表示通式(K-24)。
[化30]
(式中,Yi1表示碳原子数3~20的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些烷基中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-和/或-(CH-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,另外,这些烷基中的氢原子可以被Pi1-Spi1-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi3,
Si1及Si3各自独立地表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-(C=O)-、-COO-或-OCO-取代,
Si2表示碳原子、氮原子或硅原子,
Ri2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些基团中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基团或单键,
ni1表示1~3的整数,ni2及ni3各自独立地表示0~2的整数,但在Si2表示碳原子或硅原子的情况下,ni1+ni2+ni3为3,在Si2表示氮原子的情况下,ni1+ni2+ni3为2。Ri3表示与通式(i)中的Ri3相同的含义,在通式(K-1)中存在多个Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及Spi1的情况下,它们可以相同也可以不同。)
通式(K-1)中的Si1及Si3优选为碳原子数1~6的直链或分支亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-(C=CH2)-、-O-、-(C=O)-、-COO-或-OCO-取代,更优选为单键、碳原子数1~6的直链状亚烷基或该亚烷基中的-CH2-以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代后的基团。Si1及Si3具体而言优选表示-(CH2)n-、-O-(CH2)n-、-(CH2)n-O-、-(CH2)n-O-(CH2)m-、-COO-(CH2)n-、-OCO-(CH2)n-(n及m表示1~6的整数。)
Si2优选为碳原子。Ri2优选表示氢原子或碳原子数1~10的直链或分支烷基,该烷基中的-CH2-可以被-O-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代(其中,-O-不连续),优选表示氢原子或碳原子数1~7的直链或分支烷基,该烷基中的-CH2-可以被-O-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代(其中,-O-不连续),更优选为氢原子、碳原子数1~3的直链烷基。
Yi1为碳原子数3~20的烷基、碳原子数3~20的直链或分支卤代烷基、碳原子数3~20的直链或分支的氰基化烷基,此处,Yi1中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-和/或-(CH-CN)-取代,优选Yi1中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-取代。从提高电压保持率(VHR)的观点考虑,Xi1优选为氧原子。Yi1优选表示碳原子数3~10的直链或分支烷基、卤代烷基、氰基化烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~7的直链或分支烷基或氰基化烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~7的直链或分支烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。另外,烷基中的氢原子可以被Pi1-Spi1-取代。
从提高液晶的取向性的观点考虑,Yi1优选表示选自通式(Y-1)的基团。
[化31]
(式中,WiY1表示单键或氧原子,虚线表示单键或双键,在虚线表示单键的情况下,RiY1表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支烷基或Pi1-Spi1-,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-或-CO-取代,在虚线表示双键的情况下,RiY1表示=CH2、=CHRiY4或=CRiY4 2,RiY4表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,RiY3表示与虚线表示单键时的RiY1相同的含义,RiY2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支烷基、卤代烷基、氰基化烷基,这些烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-、-OCO-、-C(=O)-或-CH2(-CN)-取代,另外,RiY2表示Pi1-Spi1-,在虚线表示双键的情况下,niY1为0,在虚线表示单键的情况下,niY1为1,niY2表示0~5的整数,Pi1表示聚合性基团,Spi1表示间隔基团或单键,在RiY1、RiY3、RiY4、Pi1及Spi1存在多个的情况下,它们可以相同也可以不同,以*与Si3结合。)
当虚线表示单键的情况下,RiY1优选为氢原子或碳原子数1~10的直链或分支烷基,优选为氢原子或碳原子数1~7的烷基,优选为氢原子或碳原子数1~3的烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。具体而言,优选表示氢原子,另外,从提高耐热性的观点考虑,优选表示碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、-CO-CH3、-CH2-O-CH3。另外,从提高耐热性的观点考虑,RiY1也优选表示Pi1-Spi1-。认为当RiY1表示Pi1-Spi1-的情况下,由于通式(i)所表示的化合物因热而分解所产生的分解物会聚合,因此能够防止杂质增加,对液晶组合物的不良影响变少。Pi1表示聚合性基团,优选表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基或选自后述的通式(P-1)~(P-15)所表示的组中的取代基。Spi1优选表示碳原子数1~18的直链状亚烷基或单键,更优选表示碳原子数2~15的直链状亚烷基或单键,进一步优选表示碳原子数2~8的直链状亚烷基或单键。
另外,在虚线表示双键的情况下,表示=CH2、=CHRiY4或=CRiY4 2,优选表示=CH2。RiY4优选为碳原子数1~10的直链或分支烷基,优选为碳原子数1~7的烷基,优选为碳原子数1~3的烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
RiY3的优选基团与当虚线表示单键时的RiY1的优选基团相同。niY1优选为0。
作为RiY1及RiY3的优选组合,可列举:均为氢原子、均为碳原子数1~3的烷基、均为碳原子数1~3的烷氧基、均为-CH2-O-CH3等。当RiY1及RiY3中的任一者表示Pi1-Spi1-或-CO-CH3的情况下,另一者优选表示氢原子。niY2优选为0~3的整数,更优选为0、1或2,更优选为0或1。
RiY2优选为氢原子或碳原子数1~10的烷基、卤代烷基或氰基化烷基,优选为碳原子数1~7的烷基、卤代烷基或氰基化烷基,优选为碳原子数1~3的烷基。另外,该烷基中的仲碳原子优选以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-(C=Xi2)-或-(CH2-CN)-取代。从提高VHR的观点考虑,Xi2优选为氧原子。另外,RiY2优选表示Pi1-Spi1-。认为当RiY2表示Pi1-Spi1-的情况下,由于通式(i)所表示的化合物因热而分解所产生的分解物会聚合,因此能够防止杂质增加,对液晶组合物的不良影响变少。
关于通式(Y-1),更具体而言,优选式(Y-1-1)、(Y-1-2)、(Y-1-3a)、(Y-1-3b)、(Y-1-4)。
[化32]
(式中,niY11表示0或1,RiY21表示碳原子数1~10的烷基、卤代烷基、氰基化烷基,这些烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-、-OCO-、-(C=O)-或-(CH2-CN)-取代,另外,RiY21表示Pi1-Spi1-,RiY31及RiY32各自独立地表示氢原子、碳原子数1~10的直链或分支烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-或-CO-取代,另外,RiY31及RiY32表示Pi1-Spi1-。)
RiY21优选为碳原子数1~7的烷基、卤代烷基或氰基化烷基,优选为碳原子数1~3的烷基。另外,RiY21优选表示Pi1-Spi1-。RiY31及RiY32优选为氢原子、碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基,优选表示氢原子或碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、-CO-CH3、-CH2-O-CH3。另外,优选RiY31及RiY32的至少任一者表示Pi1-Spi1-。
从提高与液晶化合物的相容性的观点考虑,优选具有式(Y-1-1)的结构。作为式(Y-1-1),优选为式(Y-1-1a)~式(Y-1-1h)。
[化33]
(式中,niY11表示0或1。)
从提高与液晶化合物的相容性、耐热性的观点考虑,优选具有式(Y-1-2)的结构。作为式(Y-1-2),优选为式(Y-1-2a)~式(Y-1-2f)。
[化34]
(式中,niY11表示0或1。)
从提高耐热性的观点考虑,优选具有式(Y-1-3a)及式(Y-1-3b)的结构。作为式(Y-1-3a),优选为式(Y-1-3aa),作为式(Y-1-3b),优选为式(Y-1-3ba)。
[化35]
(式中,niY11表示0或1。)
从提高液晶组合物的取向性、电压保持率的观点考虑,优选具有式(Y-1-4)的结构。作为式(Y-1-4),优选式(Y-1-4a)~式(Y-1-4f)。尤其是(Y-1-4a)~(Y-1-4c)的结构可取得与液晶化合物的相容性和液晶组合物的取向性的平衡,是优选的。
[化36]
(式中,niY11表示0或1。)
另外,Yi1优选表示选自通式(Y-2)的基团。
[化37]
(式中,WiY1、RiY3及RiY2表示与通式(Y-1)中的WiY1、RiY3及RiY2相同的含义。)
通式(Y-2)优选表示通式(Y-2-1)。
[化38]
(式中,niY11、RiY21及Ri31表示与通式(Y-1-1)中的niY11、RiY21及Ri31相同的含义。)
另外,从提高耐热性的观点考虑,Yi1优选表示选自通式(Y-3)的基团。
[化39]
(式中,RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1各自表示与通式(Y-1)中的RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1相同的含义。)
通式(Y-3)优选表示通式(Y-3-1)~通式(Y-3-4)。
[化40]
(式中,RiY21、RiY31、RiY32及niY11各自表示与通式(Y-1-1)中的RiY21、RiY31、RiY32及niY11相同的含义。)
更具体而言,通式(Y-3-1)优选为通式(Y-3-11)。
[化41]
(式中,RiY21表示与通式(Y-3-1)中的RiY21相同的含义。)
另外,从提高耐热性的观点考虑,Yi1优选表示选自通式(Y-4)的基团。
[化42]
(式中,RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1各自表示与通式(Y-1)中的RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1相同的含义。)
通式(Y-4)优选表示通式(Y-4-1)~通式(Y-4-3b)。
[化43]
(式中,RiY21、RiY31、RiY32及niY11各自表示与通式(Y-1-1)中的RiY21、RiY31、RiY32及niY11相同的含义。)
更具体而言,通式(Y-4-1)优选为通式(Y-4-11)。
[化44]
(式中,RiY21表示与通式(Y-4-1)中的RiY21相同的含义。)
Pi1优选表示选自以下的式(P-1)~通式(P-15)所表示的组中的取代基。从处理的简便性、反应性的方面出发,优选为式(P-1)~(P-3)、(P-14)、(P-15)的任一取代基,进一步优选为式(P-1)、(P-2)。
[化45]
(式中,右端的黑点表示结合键。)
Spi1优选表示碳原子数1~18的直链状亚烷基或单键,更优选表示碳原子数2~15的直链状亚烷基或单键,进一步优选表示碳原子数2~8的直链状亚烷基或单键。
从提高液晶的取向性和对液晶化合物的溶解性的观点考虑,ni1优选表示1或2。ni2优选表示0或1,从提高取向性的观点考虑,更优选表示1。ni3优选表示0或1。
通式(K-24)优选表示选自通式(K-24A)或(K-24B)的基团。
[化46]
(式中,Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1及Spi1各自表示与通式(K-1)中的Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1及Spi1相同的含义,niA1表示1~3的整数,niA3表示0~2的整数,niB1表示1~2的整数,niB3表示0或1,但当Si2表示碳原子或硅原子的情况下,niA1+niA3为3,niB1+niB3为2,在Si2表示氮原子的情况下,niA1+niA3为2,niB1表示1,niB3表示0。)
式(i)中的Ki1为用于使液晶组合物垂直取向的重要结构,通过极性基与聚合基邻接,可得到更加良好的取向性,另外显示出对液晶组合物的良好溶解性。因此,在重视液晶取向性的情况下,优选为通式(K-24B)。另一方面,在重视对液晶化合物的溶解性的情况下,优选为通式(K-24A)。作为通式(K-24A)~(K-24B)的优选例,可列举以下的式(K-24A-1)~(K-24A-4)及式(K-24B-1)~(K-24B-6),从对液晶组合物的溶解性的方面出发,优选为式(K-24A-1)~(K-24A-3),从取向性的方面出发,优选为式(K-24B-2)~(K-24B-4),特别优选列举式(K-24A-1)、(K-24B-2)及(K-24B-4)。
[化47]
(式中,Si1、Yi1及Pi1各自独立地表示与通式(K-24)中的Si1、Yi1及Pi1相同的含义。)
另外,通式(K-24)优选表示选自通式(K-24-1)、(K-24-2)、(K-24-3a)、(K-24-3b)、(K-24-4a)、(K-24-4b)(K-24-Y2)、(K-24-Y3)及(K-24-Y4)的基团。
[化48]
[化49]
[化50]
(式中,niY11、RiY21、RiY31及RiY32各自独立地表示与通式(Y-1-1)~(Y-4)中的niY11、RiY21、RiY31及RiY32相同的含义,Spi1及Pi1各自表示与通式(i)中的Spi1及Pi1相同的含义,RiK1表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-或-O-取代,niK1及niK2各自独立地表示0或1。)
RiK1优选为碳原子数1~6的直链亚烷基,优选为碳原子数1~3的直链亚烷基。需要说明的是,RiY21、RiY31、RiY32、Spi1及Pi1的优选基团与通式(Y-1-1)~(Y-1-4)、(Y-2)~(Y-4)、通式(i)中的RiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1同样。
另外,Ki1优选表示通式(K-25)~(K-28)。
[化51]
(式中,Si1、Pi1及Spi1各自表示与通式(K-24)中的Si1、Pi1及Spi1相同的含义,RK21表示碳原子数1~10的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些烷基中的至少1个以上的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-或-NH-取代,ni4、niK21各自独立地表示0或1。)
RK21优选表示碳原子数1~5的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基,更优选表示碳原子数1~3的直链烷基或氰基化烷基。另外,这些烷基中的至少1个以上的仲碳原子优选以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。RK21具体而言优选为碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的氰基化烷基。
通式(K-25)优选表示以下的通式(K-25-1)~(K-25-3)。
[化52]
(式中,Si1、Pi1、Spi1、ni4及niK21各自表示与通式(K-25)中的Si1、Pi1、Spi1、ni4及niK21相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基。)
通式(K-26)优选表示以下的通式(K-26-1)及(K-26-2)。
[化53]
(式中,Si1表示与通式(K-26)中的Si1相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基。)
通式(K-27)优选表示以下的通式(K-27-1)。
[化54]
(式中,Si1、Pi1、Spi1及ni4各自表示与通式(K-27)中的Si1、Pi1、Spi1及niK21相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基。)
通式(K-28)优选表示以下的通式(K-28-1)。
[化55]
(式中,Si1、Pi1、Spi1及ni4各自表示与通式(K-28)中的Si1、Pi1、Spi1及niK21相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支烷基、卤代烷基或氰基化烷基。)
需要说明的是,Si1、Pi1及Spi1的优选基团与通式(K-24)中的Si1、Pi1及Spi1同样。
式(i)中,Zi1及Zi1优选表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、碳原子数1~40的直链状或分支状亚烷基或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团,更优选表示单键、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、碳原子数1~10的直链状或分支状亚烷基或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团,更优选表示单键、碳原子数2~15的直链状亚烷基或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-被-O-取代后的基团,进一步优选为单键、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-OCH2CH2O-、或碳原子数2的亚烷基(亚乙基(-CH2CH2-))或者亚乙基中的1个-CH2-被-O-取代后的基团(-CH2O-、-OCH2-)或者亚乙基中的1个-CH2-被-COO-、-OCO-取代后的基团(-CH-CHCOO-、-OCOCH-CH-)。
Ri1优选表示碳原子数1~20的直链或分支烷基或卤代烷基,该烷基中的仲碳原子优选以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代,更优选表示碳原子数3~18的直链或分支烷基,该烷基中的仲碳原子也可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。从提高液晶化合物取向性的观点考虑,Ri1的碳原子数优选为3以上,优选为4以上,优选为5以上。
Ai1优选为2价的6元环芳香族基、2价的6元环杂芳香族基、2价的6元环脂肪族基或2价的6元环杂脂肪族基、2价的5元环芳香族基、2价的5元环杂芳香族基、2价的5元环脂肪族基或2价的5元环杂脂肪族基,具体而言,优选表示选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、环戊烷-1,3-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基及1,3-二烷-2,5-二基的环结构,该环结构优选未被取代或被Li1取代。Li1优选表示碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤素原子、氰基或硝基。Ai1优选表示2价的6元环芳香族基或2价的6元环脂肪族基,优选为2价的未被取代的6元环芳香族基、2价的未被取代的6元环脂肪族基或这些环结构中的氢原子被碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或卤素原子取代后的基团,优选为2价的未被取代的6元环芳香族基或者该环结构中的氢原子被氟原子取代后的基团或2价的未被取代的6元环脂肪族基,更优选为取代基上的氢原子可以被卤素原子、烷基或烷氧基取代的1,4-亚苯基、2,6-萘基或1,4-环己基。
Ai2及Ai3各自独立地优选为2价的6元环芳香族基、2价的6元环杂芳香族基、2价的6元环脂肪族基或2价的6元环杂脂肪族基、2价的5元环芳香族基、2价的5元环杂芳香族基、2价的5元环脂肪族基或2价的5元环杂脂肪族基,具体而言,优选表示选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、环戊烷-1,3-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基及1,3-二烷-2,5-二基的环结构,该环结构优选未被取代或被Li1、Pi1-Spi1-或者Ki1取代。另外,Ai3也优选表示选自1,3-亚苯基、1,3-亚环己基、萘2,5-二基的环结构。
Li1的优选基团与Ai1中的Li1同样。Ai2及Ai3优选表示2价的6元环芳香族基或2价的6元环脂肪族基,优选为2价的未被取代的6元环芳香族基、2价的未被取代的6元环脂肪族基或这些环结构中的氢原子被碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、卤素原子或P-Sp-取代后的基团,优选为2价的未被取代的6元环芳香族基或者该环结构中的氢原子被氟原子取代后的基团或2价的未被取代的6元环脂肪族基,更优选为取代基上的氢原子可以被卤素原子、烷基或烷氧基、P-Sp-取代的1,4-亚苯基、2,6-萘基或1,4-环己基。另外,Ai3也优选被Ki1取代。
此处,通式(i)具有至少1个以上的Pi1-Spi1-作为Ai2或Ai3的取代基或者Ki1的取代基,从更加提高可靠性的观点考虑,通式(i)中的聚合性基团的数目优选为2以上,优选为3以上。在重视可靠性的情况下,通过将聚合基导入于Ai2或Ai3部,能够容易地实现多官能化,能够构建坚固的聚合物。Ai2或Ai3中的Pi1-Spi1-的取代位置优选为Ki1的附近,更优选Ai3被Pi1-Spi1-取代。
mi1优选表示0~3的整数,进一步优选表示0~1的整数。
通式(iv)所表示的化合物优选为以下的通式(iv-1)所表示的化合物。
[化56]
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1各自独立地表示与通式(iv)中的Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1相同的含义,Yi1各自独立地表示与通式(K-24)中的Yi1相同的含义,RiK1、niK1、niK2各自独立地表示与通式(K-24-1)中的RiK1、niK1、niK2相同的含义,Li11表示碳原子数1~3的烷基,mi3表示0~3的整数,mi4表示0~3的整数,但mi3+mi4表示0~4。)
通式(iv-1)所表示的化合物优选为以下的通式(iv-1-1)、(iv-1-2)、(iv-1-3a)、(iv-1-3b)、(iv-1-4)、(iv-1-Y2)、(iv-1-Y3)及(iv-1-Y4)。
[化57]
[化58]
[化59]
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1各自独立地表示与通式(iv)中的Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1相同的含义,RiK1、RiY21、Ri3Y1、Ri3Y2、niK1、niK2、niY11各自独立地表示与通式(K-24-1)~(K-24-3)中的RiK1、RiY21、Ri31、Ri32、niK1、niK2、niY11相同的含义,Li11表示碳原子数1~3的烷基,mi3表示0~3的整数,mi4表示0~3的整数,但mi3+mi4表示0~4。)
需要说明的是,通式(iv-1)及通式(iv-1-1)、(iv-1-2)、(iv-1-3)中的各符号的优选基团与上述通式(i)、通式(K-1)及通式(K-1-1)~(K-1-3)中的优选基团同样。
另外,通式(iv)所表示的化合物优选为以下的通式(iv-2)~(iv-5)所表示的化合物。
[化60]
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1各自独立地表示与通式(iv)中的Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1相同的含义,ni4、niK21、RK21各自独立地表示与通式(K-24)中的ni4、niK21、RK21相同的含义,Ri22表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-也可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-或-O-取代,Li11表示碳原子数1~3的烷基,ni22表示0或1,mi23表示0~3的整数,mi24表示0~3的整数,但mi23+mi24表示0~4。)
Ri22优选为碳原子数1~6的直链亚烷基,优选为碳原子数1~3的直链亚烷基。需要说明的是,RiY21、RiY31、RiY32、Spi1及Pi1的优选基团与通式(Y-1-1)~(Y-1-3)、通式(i)中的RiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1同样。需要说明的是,通式(iv-2)中的各符号的优选基团与上述通式(iv)、通式(K-24)中的优选基团同样。
通式(iv)优选表示以下的通式(R-1)~(R-6)。
[化61]
(式中,Ri1、Ki1及Li1各自表示与通式(iv)中的Ri1、Ki1及Li1相同的含义。)
作为通式(iv)的更具体的例子,可列举下述式(R-1-1)~(R-6-7),但并不限定于此。
[化62]
[化63]
[化64]
(式中,Ri1、Pi1、Si1及Yi1各自独立地表示与通式(iv)及通式(K-1)中的Ri1、Pi1、Si1及Yi1相同的含义。)
本发明的液晶组合物中的自发取向性单体的含量下限优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.12质量%,优选为0.15质量%,优选为0.17质量%,优选为0.2质量%,优选为0.22质量%,优选为0.25质量%,优选为0.27质量%,优选为0.3质量%,优选为0.32质量%,优选为0.35质量%,优选为0.37质量%,优选为0.4质量%,优选为0.42质量%,优选为0.45质量%,优选为0.5质量%,优选为0.55质量%。本发明的液晶组合物中的通式(I)所表示的聚合性化合物的含量上限优选为2.5质量%,优选为2.3质量%,优选为2.1质量%,优选为2质量%,优选为1.8质量%,优选为1.6质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%,优选为0.5质量%,优选为0.45质量%,优选为0.4质量%。
具体而言,作为优选的自发取向性单体,可列举以下的化合物。
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
[化86]
[化87]
[化88]
[化89]
[化90]
[化91]
[化92]
[化93]
[化94]
[化95]
[化96]
[化97]
[化98]
[化99]
[化100]
[化101]
[化102]
[化103]
[化104]
[化105]
[化106]
本发明涉及的液晶组合物优选除了通式(I)所表示的化合物及自发取向性单体以外,还含有1种或2种以上的选自通式(N-1)、(N-2)及(N-3)所表示的化合物中的化合物。这些化合物属于介电性为负的化合物(Δε的符号为负,其绝对值大于2。)。
另外,需要说明的是,化合物的Δε为从添加至在25℃时介电性大致为中性的组合物中所调制的组合物的介电常数各向异性的测量值外推的值。需要说明的是,以下以%记载含量,其是指质量%。
[化107]
(式中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及AN32各自独立地表示选自由下述(a)、(b)、(c)及(d)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-。),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。),
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)以及
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)及基团(d)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及ZN32各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
XN21表示氢原子或氟原子,
TN31表示-CH2-或氧原子,
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及nN32各自独立地表示0~3的整数,但nN11+nN12、nN21+nN22及nN31+nN32各自独立地为1、2或3,在AN11~AN32、ZN11~ZN32存在多个的情况下,它们可以相同也可以不同。)
通式(N-1)、(N-2)及(N-3)所表示的化合物优选为Δε为负且其绝对值大于3的化合物。
通式(N-1)、(N-2)及(N-3)中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32各自独立地优选为碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数2~8的烯基或碳原子数2~8的烯氧基,优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基。R11、R21及R31各自独立地进一步优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,R12、R22及R32各自独立地更优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或碳原子数2~5的烯氧基。
另外,在末端基(RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32)所结合的环结构为苯基(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的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,在前述末端基所结合的环结构为环己烷、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的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,优选碳原子及存在时的氧原子的合计在5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)~式(R5)中的任一者所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化108]
要求增大Δn的情况下,AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及AN32各自独立地优选为芳香族,为了改善响应速度,优选为脂肪族,优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化109]
更优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基。
优选ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及ZN32各自独立地表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选为-CH2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选为-CH2O-或单键。
XN21优选为氟原子。
TN31优选为氧原子。
nN11+nN12、nN21+nN22及nN31+nN32优选为1或2,优选nN11为1且nN12为0的组合、nN11为2且nN12为0的组合、nN11为1且nN12为1的组合、nN11为2且nN12为1的组合、nN21为1且nN22为0的组合、nN21为2且nN22为0的组合、nN31为1且nN32为0的组合、nN31为2且nN32为0的组合。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
相对于本发明的组合物总量,式(N-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
相对于本发明的组合物总量,式(N-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
将本发明的组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物的情况下,优选上述的下限值低且上限值低。进一步,在将本发明的组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性好的组合物的情况下,优选上述的下限值低且上限值低。另外,为了将驱动电压保持得较低而要增大介电常数各向异性时,优选提高上述的下限值且上限值高。
作为通式(N-1)所表示的化合物,可列举下述通式(N-1a)~(N-1g)所表示的化合物组。
[化110]
(式中,RN11及RN12表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义,nNa12表示0或1,nNb11表示0或1,nNc11表示0或1,nNd11表示0或1,nNe11表示1或2,nNf12表示1或2,nNg11表示1或2,ANe11表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,ANg11表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基,当nNg11为1的情况下,ANg11表示1,4-亚环己烯基,在nNg11为2的情况下,至少1个ANg11表示1,4-亚环己烯基,ZNe11表示单键或亚乙基,当nNe11为1的情况下,ZNe11表示亚乙基。当nNe11为2的情况下,至少1个ZNe11表示亚乙基。)
更具体而言,通式(N-1)所表示的化合物优选为选自通式(N-1-1)~(N-1-22)所表示的化合物组中的化合物。
通式(N-1-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化111]
(式中,RN111及RN112各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN111优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为丙基、戊基或乙烯基。RN112优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,通式(N-1-1)所表示的化合物优选为选自式(N-1-1.1)~式(N-1-1.22)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-1.1)~(N-1-1.4)所表示的化合物,优选为式(N-1-1.1)及式(N-1-1.3)所表示的化合物。
[化112]
式(N-1-1.1)~(N-1-1.22)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(N-1-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化113]
(式中,RN121及RN122各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN121优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基、丁基或戊基。RN122优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为甲基、丙基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
通式(N-1-2)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、37%、40%、42%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为50%、48%、45%、43%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%。
进一步,通式(N-1-2)所表示的化合物优选为选自式(N-1-2.1)~式(N-1-2.22)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-2.3)~式(N-1-2.7)、式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)、式(N-1-2.13)及式(N-1-2.20)所表示的化合物,在重视改良Δε的情况下,优选为式(N-1-2.3)~式(N-1-2.7)所表示的化合物,在重视改良TNI的情况下,优选为式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)及式(N-1-2.13)所表示的化合物,在重视改良响应速度的情况下,优选为式(N-1-2.20)所表示的化合物。
[化114]
式(N-1-2.1)~式(N-1-2.22)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(N-1-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化115]
(式中,RN131及RN132各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN131优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN132优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数3~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为1-丙烯基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-3)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-3)所表示的化合物优选为选自式(N-1-3.1)~式(N-1-3.21)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-3.1)~(N-1-3.7)及式(N-1-3.21)所表示的化合物,优选为式(N-1-3.1)、式(N-1-3.2)、式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)及式(N-1-3.6)所表示的化合物。
[化116]
式(N-1-3.1)~式(N-1-3.4)、式(N-1-3.6)及式(N-1-3.21)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,优选为式(N-1-3.1)及式(N-1-3.2)的组合或选自式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)及式(N-1-3.6)的2种或3种的组合。相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化117]
(式中,RN141及RN142各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN141及RN142各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为甲基、丙基、乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-4)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
进一步,通式(N-1-4)所表示的化合物优选为选自式(N-1-4.1)~式(N-1-4.14)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-4.1)~(N-1-4.4)所表示的化合物,优选为式(N-1-4.1)、式(N-1-4.2)及式(N-1-4.4)所表示的化合物。
[化118]
式(N-1-4.1)~(N-1-4.14)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
通式(N-1-5)所表示的化合物为下述的化合物。
[化119]
(式中,RN151及RN152各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN151及RN152各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-5)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-5)所表示的化合物优选为选自式(N-1-5.1)~式(N-1-5.6)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示的化合物。
[化120]
式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-10)所表示的化合物为下述的化合物。
[化121]
(式中,RN1101及RN1102各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1101优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。RN1102优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-10)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为高一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为高一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-10)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-10)所表示的化合物优选为选自式(N-1-10.1)~式(N-1-10.14)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-10.1)~(N-1-10.5)、式(N-1-10.13)及式(N-1-10.14)所表示的化合物,优选为式(N-1-10.1)、式(N-1-10.2)、式(N-1-10.13)及式(N-1-10.14)所表示的化合物。
[化122]
式(N-1-10.1)、式(N-1-10.2)、式(N-1-10.13)及式(N-1-10.14)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-11)所表示的化合物为下述的化合物。
[化123]
(式中,RN1111及RN1112各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1111优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。优选RN1112为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-11)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为低一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为高一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-11)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-11)所表示的化合物优选为选自式(N-1-11.1)~式(N-1-11.14)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-11.1)~(N-1-11.14)所表示的化合物,优选为式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)所表示的化合物。
[化124]
式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)所表示的化合物可单独使用,也可组合使用,相对于本发明的组合物总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-12)所表示的化合物为下述的化合物。
[化125]
(式中,RN1121及RN1122各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1121优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1122优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-12)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-12)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-13)所表示的化合物为下述的化合物。
[化126]
(式中,RN1131及RN1132各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1131优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。优选RN1132为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-13)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-13)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-14)所表示的化合物为下述的化合物。
[化127]
(式中,RN1141及RN1142各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1141优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1142优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-14)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-14)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-15)所表示的化合物为下述的化合物。
[化128]
(式中,RN1151及RN1152各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1151优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1152优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-15)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-15)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-16)所表示的化合物为下述的化合物。
[化129]
(式中,RN1161及RN1162各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1161优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1162优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-16)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-16)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-17)所表示的化合物为下述的化合物。
[化130]
(式中,RN1171及RN1172各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1171优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1172优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-17)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-17)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-18)所表示的化合物为下述的化合物。
[化131]
(式中,RN1181及RN1182各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1181优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为甲基、乙基、丙基或丁基。RN1182优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-18)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-18)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-18)所表示的化合物优选为选自式(N-1-18.1)~式(N-1-18.5)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-18.1)~(N-1-18.3)所表示的化合物,优选为式(N-1-18.2)及式(N-1-18.3)所表示的化合物。
[化132]
通式(N-1-20)所表示的化合物为下述的化合物。
[化133]
(式中,RN1201及RN1202各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1201及RN1202各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-20)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-20)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-21)所表示的化合物为下述的化合物。
[化134]
(式中,RN1211及RN1212各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1211及RN1212各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-21)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-21)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-22)所表示的化合物为下述的化合物。
[化135]
(式中,RN1221及RN1222各自独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1221及RN1222各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-22)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-1-22)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、5%。
进一步,通式(N-1-22)所表示的化合物优选为选自式(N-1-22.1)~式(N-1-22.12)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-22.1)~(N-1-22.5)所表示的化合物,优选为式(N-1-22.1)~(N-1-22.4)所表示的化合物。
[化136]
通式(N-2)所表示的化合物优选为选自以下的通式(N-2-1)~(N-2-3)所表示的化合物组中的化合物。
通式(N-2-1)所表示的化合物为下述的化合物。
[化137]
(式中,RN211及RN212各自独立地表示与通式(N-2)中的RN21及RN22相同的含义。)
通式(N-2-2)所表示的化合物为下述的化合物。
[化138]
(式中,RN221及RN222各自独立地表示与通式(N-2)中的RN21及RN22相同的含义。)
通式(N-2-3)所表示的化合物为下述的化合物。
[化139]
(式中,RN231及RN232各自独立地表示与通式(N-2)中的RN21及RN22相同的含义。)
通式(N-3)所表示的化合物优选为选自通式(N-3-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化140]
(式中,RN321及RN322各自独立地表示与通式(N-3)中的RN31及RN32相同的含义。)
RN321及RN322优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为丙基或戊基。
通式(N-3-2)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视改善Δε的情况下,优选将含量设定为高一点,在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,在重视TNI的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(N-3-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为3%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%。
进一步,通式(N-3-2)所表示的化合物优选为选自式(N-3-2.1)~式(N-3-2.3)所表示的化合物组中的化合物。
[化141]
本发明涉及的液晶组合物优选除了通式(I)所表示的化合物以外,还含有1种或2种以上的通式(L)所表示的化合物。通式(L)所表示的化合物属于介电性大致为中性的化合物(Δε的值为-2~2)。
[化142]
(式中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2及AL3各自独立地表示选自由(a)、(b)及(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1及ZL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
当nL1为2或3而存在多个AL2的情况下,它们可以相同也可以不同,在nL1为2或3而存在多个ZL2的情况下,它们可以相同也可以不同,但不包括通式(N-1)、(N-2)及(N-3)所表示的化合物。)
通式(L)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所期望的性能适当组合使用。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1种。或者在本发明的另外的实施方式中,为2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种以上。
本发明的组合物中,通式(L)所表示的化合物的含量必须根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的组合物总量,式(L)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
当将本发明的组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物的情况下,优选上述的下限值高且上限值高。进一步,在将本发明的组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性好的组合物的情况下,优选上述的下限值高且上限值高。另外,为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选降低上述的下限值且上限值低。
在重视可靠性的情况下,RL1及RL2优选均为烷基,在重视降低化合物的挥发性的情况下,优选为烷氧基,在重视粘性下降的情况下,优选至少一者为烯基。
存在于分子内的卤素原子优选为0、1、2或3个,优选为0或1,在重视与其他液晶分子的相容性的情况下,优选为1。
当RL1及RL2所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下,RL1及RL2各自独立地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的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,在RL1及RL2所结合的环结构为环己烷、吡喃及二烷等饱和的环结构的情况下,RL1及RL2各自独立地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的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,优选碳原子及存在时的氧原子的合计在5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)~式(R5)中的任一者所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化143]
在重视响应速度的情况下,nL1优选为0,为了改善向列相的上限温度,优选为2或3,为了取得它们的平衡,优选为1。另外,为了满足作为组合物所要求的特性,优选组合不同值的化合物。
要求增大Δn的情况下,AL1、AL2及AL3优选为芳香族,为了改善响应速度,优选为脂肪族,优选各自独立地表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述的结构,
[化144]
更优选表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
在重视响应速度的情况下,ZL1及ZL2优选为单键。
通式(L)所表示的化合物优选分子内的卤素原子数为0个或1个。作为该卤素原子,优选为氟原子或氯原子,更优选为氟原子。
通式(L)所表示的化合物优选为选自通式(L-1)~(L-7)所表示的化合物组中的化合物。
通式(L-1)所表示的化合物为下述的化合物。
[化145]
(式中,RL11及RL12各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL11及RL12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的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
通式(L-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
优选含量的下限值相对于本发明的组合物总量为1%、2%、3%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%。
当将本发明的组合物的粘度保持得较低,需要响应速度快的组合物的情况下,优选上述的下限值高且上限值高。进一步,在将本发明的组合物的Tni保持得较高,需要温度稳定性好的组合物的情况下,优选上述的下限值适中且上限值适中。另外,为了将驱动电压保持得较低而想要增大介电常数各向异性时,优选上述的下限值低且上限值低。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化146]
(式中,RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
通式(L-1-1)所表示的化合物优选为选自式(L-1-1.1)~式(L-1-1.3)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示的化合物,特别优选为式(L-1-1.3)所表示的化合物。
[化147]
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化148]
(式中,RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为60%、55%、50%、45%、42%、40%、38%、35%、33%、30%。
进一步,通式(L-1-2)所表示的化合物优选为选自式(L-1-2.1)~式(L-1-2.4)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-2.2)~式(L-1-2.4)所表示的化合物。为了特别改善本发明的组合物的响应速度,特别优选为式(L-1-2.2)所表示的化合物。另外,在与响应速度相比更要求高的Tni时,优选使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。关于式(L-1-2.3)及式(L-1-2.4)所表示的化合物的含量,为了使低温下的溶解度好,不宜设为30%以上。
[化149]
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-2.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为10%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、38%、40%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物及式(L-1-2.2)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为10%、15%、20%、25%、27%、30%、35%、40%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-3)所表示的化合物组中的化合物。
[化150]
(式中,RL13及RL14各自独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基。)
RL13及RL14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的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,通式(L-1-3)所表示的化合物优选为选自式(L-1-3.1)~式(L-1-3.13)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)所表示的化合物。为了特别改善本发明的组合物的响应速度,特别优选为式(L-1-3.1)所表示的化合物。另外,与响应速度相比更要求高的Tni时,优选使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示的化合物。关于式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示的化合物的合计含量,为了使低温下的溶解度好,不宜设为20%以上。
[化151]
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-3.1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为20%、17%、15%、13%、10%、8%、7%、6%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-4)和/或(L-1-5)所表示的化合物组中的化合物。
[化152]
(式中,RL15及RL16各自独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基。)
RL15及RL16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的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,通式(L-1-4)及(L-1-5)所表示的化合物优选为选自式(L-1-4.1)~式(L-1-5.3)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示的化合物。
[化153]
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-4.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为20%、17%、15%、13%、10%、8%、7%、6%。
优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示的化合物中的2种以上化合物进行组合,优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)及式(L-1-4.2)所表示的化合物中的2种以上化合物进行组合,这些化合物的合计含量的优选含量的下限值相对于本发明的组合物总量为1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%,上限值相对于本发明的组合物总量为80%、70%、60%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%。在重视组合物的可靠性的情况下,优选将选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)及式(L-1-3.4)所表示的化合物中的2种以上化合物进行组合,在重视组合物的响应速度的情况下,优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)所表示的化合物中的2种以上化合物进行组合。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-6)所表示的化合物组中的化合物。
[化154]
(式中,RL17及RL18各自独立地表示甲基或氢原子。)
相对于本发明的组合物总量,式(L-1-6)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、5%、10%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为60%、55%、50%、45%、42%、40%、38%、35%、33%、30%。
进一步,通式(L-1-6)所表示的化合物优选为选自式(L-1-6.1)~式(L-1-6.3)所表示的化合物组中的化合物。
[化155]
通式(L-2)所表示的化合物为下述的化合物。
[化156]
(式中,RL21及RL22各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL21优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL22优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
在重视低温下的溶解性的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,相反地,在重视响应速度的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
相对于本发明的组合物总量,式(L-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,通式(L-2)所表示的化合物优选为选自式(L-2.1)~式(L-2.6)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-2.1)、式(L-2.3)、式(L-2.4)及式(L-2.6)所表示的化合物。
[化157]
通式(L-3)所表示的化合物为下述的化合物。
[化158]
(式中,RL31及RL32各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL31及RL32各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-3)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的组合物总量,式(L-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物总量为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
得到高双折射率的情况下,如果将含量设定为多一点,则效果高,相反地,在重视高Tni的情况下,如果将含量设定为少一点,则效果高。进一步,在改良滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定在中间。
进一步,通式(L-3)所表示的化合物优选为选自式(L-3.1)~式(L-3.7)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-3.2)~式(L-3.7)所表示的化合物。
[化159]
通式(L-4)所表示的化合物为下述的化合物。
[化160]
(式中,RL41及RL42各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL41优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL42优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(L-4)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
本发明的组合物中,通式(L-4)所表示的化合物的含量必须根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的组合物总量,式(L-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物总量,式(L-4)所表示的化合物的优选含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-4)所表示的化合物优选为例如式(L-4.1)~式(L-4.3)所表示的化合物。
[化161]
根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.1)所表示的化合物,可含有式(L-4.2)所表示的化合物,也可含有式(L-4.1)所表示的化合物与式(L-4.2)所表示的化合物两者,也可含有所有式(L-4.1)~式(L-4.3)所表示的化合物。相对于本发明的组合物总量,式(L-4.1)或式(L-4.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%,优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
当含有式(L-4.1)所表示的化合物与式(L-4.2)所表示的化合物两者的情况下,相对于本发明的组合物总量,两化合物的优选含量的下限值为15%、19%、24%、30%,优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(L-4)所表示的化合物优选为例如式(L-4.4)~式(L-4.6)所表示的化合物,优选为式(L-4.4)所表示的化合物。
[化162]
根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.4)所表示的化合物,可含有式(L-4.5)所表示的化合物,也可含有式(L-4.4)所表示的化合物与式(L-4.5)所表示的化合物两者。
相对于本发明的组合物总量,式(L-4.4)或式(L-4.5)所表示的化合物的优选含量的下限值为3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%。优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
含有式(L-4.4)所表示的化合物与式(L-4.5)所表示的化合物两者的情况下,相对于本发明的组合物总量,两化合物的优选含量的下限值为15%、19%、24%、30%,优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(L-4)所表示的化合物优选为式(L-4.7)~式(L-4.10)所表示的化合物,特别优选为式(L-4.9)所表示的化合物。
[化163]
通式(L-5)所表示的化合物为下述的化合物。
[化164]
(式中,RL51及RL52各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL51优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL52优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-5)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
本发明的组合物中,通式(L-5)所表示的化合物的含量必须根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的组合物总量,式(L-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物总量,式(L-5)所表示的化合物的优选含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示的化合物,特别优选为式(L-5.1)所表示的化合物。
相对于本发明的组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
[化165]
通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.3)或式(L-5.4)所表示的化合物。
相对于本发明的组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
[化166]
通式(L-5)所表示的化合物优选为选自式(L-5.5)~式(L-5.7)所表示的化合物组中的化合物,特别优选为式(L-5.7)所表示的化合物。
相对于本发明的组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
[化167]
通式(L-6)所表示的化合物为下述的化合物。
[化168]
(式中,RL61及RL62各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义,XL61及XL62各自独立地表示氢原子或氟原子。)
RL61及RL62各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选XL61及XL62中的一者为氟原子,另一者为氢原子。
通式(L-6)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适当组合使用。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1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的组合物总量,式(L-6)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物总量,式(L-6)所表示的化合物的优选含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。当重点为增大Δn的情况下,优选将含量增多,在重点为低温下的析出的情况下,优选含量少。
通式(L-6)所表示的化合物优选为式(L-6.1)~式(L-6.9)所表示的化合物。
[化169]
可组合的化合物的种类没有特别限制,优选含有这些化合物中的1种~3种,更优选含有1种~4种。另外,由于所选择的化合物的分子量分布广也对溶解性有效,因此例如优选从式(L-6.1)或(L-6.2)所表示的化合物选择1种化合物,从式(L-6.4)或(L-6.5)所表示的化合物选择1种化合物,从式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示的化合物选择1种化合物,从式(L-6.8)或(L-6.9)所表示的化合物选择1种化合物,再将它们适当组合。其中,优选含有式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)所表示的化合物。
进一步,通式(L-6)所表示的化合物优选为例如式(L-6.10)~式(L-6.17)所表示的化合物,其中,优选为式(L-6.11)所表示的化合物。
[化170]
相对于本发明的组合物总量,这些化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-7)所表示的化合物为下述的化合物。
[化171]
(式中,RL71及RL72各自独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义,AL71及AL72各自独立地表示与通式(L)中的AL2及AL3相同的含义,但AL71及AL72上的氢原子各自独立地可以被氟原子取代,ZL71表示与通式(L)中的ZL2相同的含义,XL71及XL72各自独立地表示氟原子或氢原子。)
式中,RL71及RL72各自独立地优选为碳原子数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,AL71及AL72各自独立地优选为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71及AL72上的氢原子各自独立地可以被氟原子取代,ZL71优选为单键或-COO-,优选为单键,XL71及XL72优选为氢原子。
可组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能进行组合。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1种、2种、3种、4种。
本发明的组合物中,通式(L-7)所表示的化合物的含量必须根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能适当调整。
相对于本发明的组合物总量,式(L-7)所表示的化合物的优选含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%。相对于本发明的组合物总量,式(L-7)所表示的化合物的优选含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、10%、5%。
当期望本发明的组合物为高Tni的实施方式的情况下,优选使式(L-7)所表示的化合物的含量多一点,在期望低粘度的实施方式的情况下,优选使含量少一点。
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.1)~式(L-7.4)所表示的化合物,优选为式(L-7.2)所表示的化合物。
[化172]
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.11)~式(L-7.13)所表示的化合物,优选为式(L-7.11)所表示的化合物。
[化173]
进一步,通式(L-7)所表示的化合物为式(L-7.21)~式(L-7.23)所表示的化合物。优选为式(L-7.21)所表示的化合物。
[化174]
进一步,式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.31)~式(L-7.34)所表示的化合物,优选为(L-7.31)或/和式(L-7.32)所表示的化合物。
[化175]
进一步,式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.41)~式(L-7.44)所表示的化合物,优选为(L-7.41)或/和式(L-7.42)所表示的化合物。
[化176]
进一步,式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.51)~式(L-7.53)所表示的化合物。
[化177]
本发明涉及的液晶组合物含有通式(I)所表示的聚合性单体及自发取向性单体,但也可并用其他的聚合性化合物。即,本发明涉及的液晶组合物优选进一步含有通式(II)所表示的聚合性化合物。
作为该其他的聚合性化合物,优选通式(II)所表示的聚合性化合物。
[化178]
(式中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209及R210各自独立地表示P21-S21-、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷基、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷氧基、氟原子或氢原子中的任一者,P21表示上述通式(I)的(R-I)~(R-IX)中的任一者,
S21表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,
n21表示0、1或2,
A21表示选自由下述(a)、(b)及(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-。),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。),
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P21-S21-取代,
上述通式(II)的1分子内具有至少1个以上的P21-S21-,
L21表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-(式中,Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,前述式中,z各自独立地表示1~4的整数。),
当P21、S21、及A21存在多个的情况下,各自可以相同也可以不同,其中,不包括通式(I)所表示的化合物。)
含有通式(I)所表示的聚合性化合物与上述通式(II)所表示的聚合性化合物的液晶组合物从能够更加降低显示不良的发生的观点考虑,具有效果。
上述通式(II)中,优选上述通式(II)所表示的化合物的1分子内具有1个或2个以上的P21-S21-,优选具有4个以下的P21-S21-,存在于前述通式(II)的1分子内的P21-S21-的数目优选为1以上4以下,更优选为1以上3以下,上述通式(II)所表示的化合物的分子内的P21-S21-的数目特别优选为2或3。
即,通式(II)所表示的化合物为连结有2个苯环与根据需要的环A21的结构,这些2个苯环及环A21中具有至少1个P21-S21-,因此,通式(II)所表示的化合物发挥作为聚合性化合物的作用、效果。
上述通式(II)中,在选自由R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209及R210组成的组中的1种或2种以上为P21-S21-的情况下,优选R201、R202、R204、R207、R209或R210的任1种或2种以上为P21-S21-,更优选R201及R210为P21-S21-。
上述通式(II)中,优选R201及R210各自独立地为P21-S21-,在该情况下,R201及R210可为相同的P21-S21-,也可为不同的P21-S21-。
上述通式(II)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209及R210各自独立地表示P21-S21-、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷基、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷氧基、氟原子或氢原子中的任一者,在该情况下,前述烷基及烷氧基的优选碳原子数为1~16,更优选为1~10,进一步优选为1~8,更进一步优选为1~6,进一步更优选为1~4,特别优选为1~3。另外,前述烷基及烷氧基可为直链状或分支状,特别优选为直链状。
上述通式(II)中、优选R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208及R209各自独立地为P21-S21-、碳原子数1~3的烷基、氟原子或氢原子,进一步优选为P21-S21-、氟原子或氢原子,更优选为氟原子或氢原子。
P21优选为式(R-1),更优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基,进一步优选为甲基丙烯酰基。
优选S21为单键或碳原子数1~3的亚烷基,更优选为单键。
上述通式(II)中,n21优选为0或1。
上述通式(II)中,优选A21为1,4-亚苯基或萘-2,6-二基,进一步优选为1,4-亚苯基。
上述通式(II)中,L21优选为单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-。
通式(II)所表示的聚合性化合物的含量优选含有0.01~5质量%,含量的下限优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.15质量%,优选为0.2质量%,优选为0.25质量%,优选为0.3质量%,优选为0.35质量%,优选为0.4质量%,优选为0.5质量%,优选为0.55质量%,含量的上限优选为4.5质量%,优选为4质量%,优选为3.5质量%,优选为3质量%,优选为2.5质量%,优选为2质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%。
本发明涉及的液晶组合物整体(100质量%)中,通式(I)及通式(II)所表示的聚合性化合物的合计含量的上限值优选为6质量%,优选为5.8质量%,优选为5.5质量%,优选为5.2质量%,优选为5质量%,优选为4.8质量%,优选为4.6质量%,优选为4.4质量%,优选为4.2质量%,优选为4质量%,优选为3.5质量%,优选为3质量%,优选为2.5质量%,优选为2质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%。
前述合计含量的下限值优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.15质量%,优选为0.2质量%,优选为0.25质量%,优选为0.3质量%,优选为0.35质量%,优选为0.4质量%,优选为0.5质量%。
本发明涉及的通式(II)所表示的化合物优选为通式(IV)所表示的聚合性化合物。
[化179]
上述通式(IV)中,R7及R8各自独立地表示上述式(R-1)~式(R-9)中的任一者,X1~X8各自独立地表示三氟甲基、氟原子或氢原子。
上述通式(IV)中,优选R7及R8各自独立地为甲基丙烯酰基或丙烯酰基。
前述通式(IV)所表示的化合物进一步优选为选自由式(IV-11)~式(IV-15)组成的组中的1种或2种以上,特别优选为式(IV-11)。
[化180]
当并用式(IV-11)~式(IV-15)所表示的聚合性化合物与通式(I)的情况下,可得到更加良好的取向状态。
本发明涉及的通式(II)所表示的化合物,具体而言,例如优选式(XX-1)~通式(XX-13)所表示的化合物,进一步优选式(XX-1)~式(XX-7)。
[化181]
式(XX-1)~通式(XX-13)中,Spxx表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示1~7的整数,氧原子结合于环。)。
式(XX-1)~通式(XX-13)中,1,4-亚苯基中的氢原子也可进一步被-F、-Cl、-CF3、-CH3或式(R-1)~式(R-15)中的任一者取代。
另外,作为通式(II)所表示的化合物,例如优选式(M1)~式(M18)所表示的聚合性化合物。
[化182]
另外,也优选式(M19)~式(M34)那样的聚合性化合物。
[化183]
[化184]
式(M19)~式(M34)中的1,4-亚苯基及萘基中的氢原子也可进一步被-F、-Cl、-CF3、-CH3取代。
另外,通式(II)所表示的化合物也优选式(M35)~式(M65)所表示的聚合性化合物。
[化185]
[化186]
[化187]
[化188]
[化189]
本发明涉及的液晶组合物中,式(M1)~式(M65)所表示的聚合性化合物相对于液晶组合物整体的含量,含有0.01~5质量%,含量的下限优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.15质量%,优选为0.2质量%,优选为0.25质量%,优选为0.3质量%,优选为0.35质量%,优选为0.4质量%,优选为0.5质量%,优选为0.55质量%,含量的上限优选为4.5质量%,优选为4质量%,优选为3.5质量%,优选为3质量%,优选为2.5质量%,优选为2质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%。
本发明的液晶组合物除了上述化合物以外,也可含有通常的向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂或红外线吸收剂等。
作为抗氧化剂,可列举通式(H-1)~通式(H-4)所表示的受阻酚。
[化190]
通式(H-1)~通式(H-4)中,RH1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,存在于基团中的1个-CH2-或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-或-S-取代,另外,存在于基团中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可以被氟原子或氯原子取代。更具体而言,优选为碳原子数2~7的烷基、碳原子数2~7的烷氧基、碳原子数2~7的烯基或碳原子数2~7的烯氧基,更优选为碳原子数3~7的烷基或碳原子数2~7的烯基。
通式(H-4)中,MH4表示碳原子数1~15的亚烷基(该亚烷基中的1个或2个以上的-CH2-也可以以氧原子不直接邻接的方式被取代成-O-、-CO-、-COO-、-OCO-。)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、单键、1,4-亚苯基(1,4-亚苯基中的任意氢原子可以被氟原子取代。)或反式-1,4-亚环己基,优选为碳原子数1~14的亚烷基,如果考虑挥发性,则碳原子数优选为大的数值,如果考虑粘度,则碳原子数优选不过大,因此,更优选为碳原子数2~12,更优选为碳原子数3~10,更优选为碳原子数4~10,更优选为碳原子数5~10,更优选为碳原子数6~10。
通式(H-1)~通式(H-4)中,1,4-亚苯基中的1个或非邻接的2个以上的-CH=可以被-N=取代。另外,1,4-亚苯基中的氢原子各自独立地可以被氟原子或氯原子取代。
通式(H-1)~通式(H-4)中,1,4-亚环己基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-可以被-O-或-S-取代。另外,1,4-亚环己基中的氢原子各自独立地可以被氟原子或氯原子取代。
更具体而言,例如可列举式(H-11)~式(H-15)。
[化191]
当本发明的液晶组合物含有抗氧化剂的情况下,优选为10质量ppm以上,优选为20质量ppm以上,优选为50质量ppm以上。含有抗氧化剂时的上限为10000质量ppm,优选为1000质量ppm,优选为500质量ppm,优选为100质量ppm。
本发明的液晶组合物在20℃时的介电常数各向异性(Δε)为-2.0~-8.0,优选为-2.0~-6.0,更优选为-2.0~-5.0,特别优选为-2.5~-5.0。
本发明的液晶组合物在20℃时的折射率各向异性(Δn)为0.08~0.14,更优选为0.09~0.13,特别优选为0.09~0.12。更详细而言,当应对薄的单元间隙的情况下,优选为0.10~0.13,当应对厚的单元间隙的情况下,优选为0.08~0.10。
本发明的液晶组合物在20℃时的粘度(η)为10~50mPa·s,优选为10~45mPa·s,优选为10~40mPa·s,优选为10~35mPa·s,优选为10~30mPa·s,更优选为10~25mPa·s,特别优选为10~22mPa·s。
本发明的液晶组合物在20℃时的旋转粘性(γ1)为50~160mPa·s,优选为55~160mPa·s,优选为60~160mPa·s,优选为60~150mPa·s,优选为60~140mPa·s,优选为60~130mPa·s,优选为60~125mPa·s,更优选为60~120mPa·s,更优选为60~115mPa·s,更优选为60~110mPa·s,特别优选为60~100mPa·s。
本发明的液晶组合物的向列相-各向同性液相转变温度(Tni)为60℃~120℃,更优选为70℃~100℃,特别优选为70℃~85℃。
例如,在本发明涉及的液晶组合物整体显示出负的介电常数各向异性的情况下,优选含有自发取向性单体、通式(I)所表示的聚合性单体、1种或2种以上的选自通式(N-1)、(N-2)及(N-3)所表示的化合物中的化合物、以及通式(L)所表示的化合物。
本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体、以及通式(N-1)、通式(N-2)、通式(N-3)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为100质量%、99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%、84质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体、以及通式(N-1)、通式(N-2)、通式(N-3)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%、99质量%。
本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为100质量%、99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%、84质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%、99质量%。
本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、通式(I)所表示的聚合性单体、通式(II)所表示的聚合性化合物、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为100质量%、99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、通式(I)所表示的聚合性单体、通式(II)所表示的聚合性化合物、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%。
本发明的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、通式(I)所表示的聚合性单体、通式(II)所表示的聚合性化合物、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为100质量%、99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、通式(I)所表示的聚合性单体、通式(II)所表示的聚合性化合物、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%。
本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、2种以上的通式(II-1)所表示的聚合性单体、通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为100质量%、99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由1种或2种以上的自发取向性单体、2种以上的通式(II-1)所表示的聚合性单体、以及通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%。
另外,在重视取向性的情况下,本发明涉及的液晶组合物必须含有1种或2种以上的自发取向性单体和1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体,优选含有通式(N-1-1)、通式(N-1-2)、通式(N-1-3)或通式(N-1-4)。
另外,在重视响应速度的情况下,本发明涉及的液晶组合物必须含有1种或2种以上的自发取向性单体与1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体,优选含有通式(N-1-10)或通式(N-1-11)。
另外,在重视取向性的情况下,本发明涉及的液晶组合物必须含有1种或2种以上的自发取向性单体、1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体与1种或2种以上的通式(II)所表示的聚合性化合物,优选含有通式(N-1-1)、通式(N-1-2)、通式(N-1-3)或通式(N-1-4)。
另外,在重视响应速度的情况下,本发明涉及的液晶组合物必须含有1种或2种以上的自发取向性单体、1种或2种以上的通式(I)所表示的聚合性单体与1种或2种以上的通式(II)所表示的聚合性化合物,优选含有通式(N-1-10)或通式(N-1-11)。
另外,在重视取向性的情况下,本发明涉及的液晶组合物必须含有1种或2种以上的自发取向性单体与2种以上的通式(II-1)所表示的聚合性化合物,优选含有通式(N-1-1)、通式(N-1-2)、通式(N-1-3)或通式(N-1-4)。
另外,在重视响应速度的情况下,本发明涉及的液晶组合物必须含有1种或2种以上的自发取向性单体与2种以上的通式(II-1)所表示的聚合性化合物,优选含有通式(N-1-10)或通式(N-1-11)。
本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由通式(N-1-4)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%、84质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由通式(N-1-4)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%。
本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)、通式(L-1)、通式(L-3)、通式(L-4)、通式(L-5)及通式(L-6)所表示的化合物构成的成分所占的比例的上限值为99质量%、98质量%、97质量%、96质量%、95质量%、94质量%、93质量%、92质量%、91质量%、90质量%、89质量%、88质量%、87质量%、86质量%、85质量%、84质量%、83质量%、82质量%、81质量%、80质量%。
另外,本发明涉及的液晶组合物整体中,优选仅由通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)、以及通式(L-1)、通式(L-3)、通式(L-4)、通式(L-5)及通式(L-6)所表示的化合物构成的成分所占的比例的下限值为68质量%、70质量%、71质量%、73质量%、75质量%、78质量%、80质量%、81质量%、83质量%、85质量%、86质量%、87质量%、88质量%、89质量%、90质量%、91质量%、92质量%、93质量%、94质量%、95质量%、96质量%、97质量%、98质量%。
使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件具有高速响应这样的显著特征,并且可充分得到倾角,没有未反应的聚合性化合物或少至不会产生问题,电压保持率(VHR)高,因此没有取向不良、显示不良等不良情形或充分被抑制。另外,由于能够容易地控制倾角及聚合性化合物的残留量,因此容易将用于制造的能源成本优化及削减,因此最适合于提高生产效率与稳定的量产。
使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件尤其对于有源矩阵驱动用液晶显示元件有用,可用于PSA模式、PSVA模式、VA模式、PS-IPS模式或PS-FFS模式用液晶显示元件。
本发明涉及的液晶显示元件优选具有对向配置的第1基板及第2基板、设置于前述第1基板或前述第2基板的公共电极、设置于前述第1基板或前述第2基板且具有薄膜晶体管的像素电极、以及设置于前述第1基板与第2基板间且含有液晶组合物的液晶层。也可根据需要,以与前述液晶层抵接的方式在第1基板和/或第2基板的至少一个基板的对向面侧设置控制液晶分子取向方向的取向膜。作为该取向膜,可根据液晶显示元件的驱动模式,适当选择垂直取向膜、水平取向膜等,可使用摩擦取向膜(例如,聚酰亚胺)或光取向膜(分解型聚酰亚胺等)等公知的取向膜。进一步,也可将滤色器适当设置于第1基板或第2基板上,另外,可在前述像素电极、公共电极上设置滤色器。
使用于本发明涉及的液晶显示元件的液晶单元的2片基板可使用玻璃或如塑料那样具有柔软性的透明材料,也可一方为硅等不透明的材料。具有透明电极层的透明基板例如可通过将铟锡氧化物(ITO)溅射于玻璃板等透明基板上而得到。
滤色器例如可通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制成。如果以通过颜料分散法制成滤色器的方法作为一例来说明,则将滤色器用的固化性着色组合物涂布于该透明基板上,实施图案化处理,然后通过加热或光照射使其固化。通过对红色、绿色、蓝色这3个颜色分别进行该工序,可制成滤色器用的像素部。另外,也可在该基板上设置设有TFT、薄膜二极管、金属绝缘体金属比电阻元件等有源元件的像素电极。
优选使前述第1基板及前述第2基板以公共电极、像素电极层成为内侧的方式对向。
第1基板与第2基板的间隔也可通过间隔物进行调整。此时,优选调整成所得到的调光层的厚度成为1~100μm。更优选为1.5~10μm,在使用偏光板的情况下,优选以对比度成为最大的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积。另外,在具有两片偏光板的情况下,也可调整各偏光板的偏光轴,调整成视野角、对比度为良好。进一步,也可使用用于扩展视野角的相位差膜。作为间隔物,例如可列举:玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、光致抗蚀剂材料等。然后,以设有液晶注入口的形式将环氧系热固化性组合物等密封剂丝网印刷于该基板,将该基板彼此贴合,进行加热而使密封剂热固化。
将液晶组合物夹持于2片基板间的方法可使用一般的真空注入法或ODF法等。
本发明的第2形态为一种用于液晶显示元件的液晶组合物,该液晶显示元件在一对基板中的至少一方基板的表面不具备取向膜,该液晶组合物含有2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物。如果含有2种以上的具有联苯基的聚合性化合物,则由于反应速度会产生差异,因此能够减少取向不均、显示不良等。
上述具有联苯骨架的聚合性化合物只要具备2个苯环直接连结而成的联苯骨架即可,为也包含三联苯的概念。因此,所谓2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物,是指存在2种以上的具备2个苯环直接连结而成的联苯骨架的聚合性化合物。
本发明涉及的具有联苯基的聚合性化合物优选由以下的式(II-1)表示。
[化192]
(上述通式(II-1)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213及R214各自独立地表示P21-S21-、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷基、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子(氟原子)或氢原子中的任一者,P21表示上述通式(I)的(R-I)~(R-IX)中的任一者,S21表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,n21表示0、1或2。)。
上述通式(II-1)中,优选上述通式(II-1)所表示的化合物的1分子内具有1个或2个以上的P21-S21-,优选具有4个以下的P21-S21-,存在于前述通式(II)的1分子内的P21-S21-的数目优选为1以上4以下,更优选为1以上3以下,上述通式(II)所表示的化合物的分子内的P21-S21-的数目特别优选为2或3。
即,通式(II-1)所表示的化合物具备2个苯环(联苯结构),这些2个苯环中,具有至少一个P21-S21-,因此,通式(II)所表示的化合物发挥作为聚合性化合物的作用、效果。
上述通式(II-1)中,在含有1种或2种以上的P21-S21-的情况下,优选R201、R202、R204、R207、R209或R210的任1种或2种以上为P21-S21-,更优选R201及R210为P21-S21-。
上述通式(II-1)中,R201及R210各自独立地优选为P21-S21-,在该情况下,R201及R210可为相同的P21-S21-,也可为不同的P21-S21-。
上述通式(II)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213及R214各自独立地表示P21-S21-、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷基、可以被氟原子取代的碳原子数1~18的烷氧基、氟原子或氢原子中的任一者,在该情况下,前述烷基及烷氧基的优选碳原子数为1~16,更优选为1~10,进一步优选为1~8,更进一步优选为1~6,进一步更优选为1~4,特别优选为1~3。另外,前述烷基及烷氧基可为直链状或分支状,特别优选为直链状。
上述通式(II-1)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213及R214各自独立地优选为P21-S21-、碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、氟原子或氢原子,更优选为P21-S21-、氟原子或氢原子,进一步优选为氟原子或氢原子。
上述通式(II-1)中,P21优选为式(R-I),更优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基,进一步优选为甲基丙烯酰基。
上述通式(II-1)中,S21优选为单键或碳原子数1~3的亚烷基,更优选为单键。
上述通式(II-1)中,n21优选为0。
本发明涉及的液晶组合物优选含有2种~6种由上述通式(II-1)所表示的具有联苯基的聚合性化合物,更优选含有2种~5种,进一步优选含有2种~4种,更进一步优选含有2种~3种,特别优选为2种。如果含有2种以上的具备不同化学结构的由上述通式(II-1)所表示的具有联苯基的聚合性化合物,则由于反应速度会产生差异,因此能够减少取向不均、显示不良等。
另外,也可使用上述通式(Ia)所表示的化合物作为上述2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物的一种。
作为可适用于本发明涉及的液晶组合物的具有联苯骨架的聚合性化合物,可列举上述式(XX-1)~通式(XX-13)所表示的聚合性化合物、上述式RM-1~RM-14及式I-1-1~式I-7-6。
因此,本发明涉及的液晶组合物中,作为2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物的适当形态,为选自由上述式(XX-1)~通式(XX-13)所表示的聚合性化合物、上述式RM-1~RM-14所表示的聚合性化合物及式I-1-1~式I-7-6所表示的聚合性化合物组成的组中的2种。
关于上述2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物的合计含量,含有0.02~10质量%,含量的下限优选为0.02质量%,优选为0.03质量%,优选为0.04质量%,优选为0.05质量%,优选为0.06质量%,优选为0.07质量%,优选为0.08质量%,优选为0.09质量%,优选为0.1质量%,优选为0.15质量%,优选为0.2质量%,优选为0.25质量%,优选为0.3质量%,优选为0.35质量%,优选为0.4质量%,优选为0.5质量%,优选为0.55质量%,含量的上限为5质量%,优选为4.5质量%,优选为4质量%,优选为3.5质量%,优选为3质量%,优选为2.5质量%,优选为2质量%,优选为1.5质量%,优选为1质量%,优选为0.95质量%,优选为0.9质量%,优选为0.85质量%,优选为0.8质量%,优选为0.75质量%,优选为0.7质量%,优选为0.65质量%,优选为0.6质量%,优选为0.55质量%。
本发明涉及的液晶组合物优选含有自发取向性单体,该自发取向性单体具备与前述2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物各不相同的化学结构、且具有极性基。
作为该自发取向性单体,可适用上述自发性单体。
另外,作为本发明涉及的液晶组合物的适当形态,优选含有2种以上的由上述通式(II-1)所表示的具有联苯基的聚合性化合物、1种或2种以上的上述自发取向性单体、通式(N-1a)~(N-1g)所表示的化合物组、以及通式(L)所表示的化合物,并且这些化合物占液晶组合物的85~100质量%。
本发明的第3形态为一种在至少一方基板表面不具备取向膜的液晶显示元件,该液晶显示元件具有:对向配置的第一基板及第二基板;填充于前述第一基板与前述第二基板之间的液晶层;以矩阵状配置于前述第一基板上的多个栅极总线及数据总线;设置于前述栅极总线与数据总线的交叉部的薄膜晶体管;在每个像素具有通过前述薄膜晶体管驱动的像素电极的电极层;形成于前述第一基板或前述第二基板上的公共电极;及2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物在前述第一基板及前述第二基板之间固化而成的树脂成分。
作为使本发明的液晶组合物所含有的聚合性化合物或聚合性单体及自发取向性单体聚合的方法,优选为下述方法:为了得到液晶的良好取向性能,期望适度的聚合速度,因此,通过单一或并用或依序地照射紫外线或电子射线等活性能量射线而使之聚合。当使用紫外线的情况下,可使用偏光光源,也可使用非偏光光源。另外,在2片基板间夹持有液晶组合物的状态下进行聚合的情况下,至少照射面侧的基板必须对于活性能量射线具有适当的透明性。另外,也可使用下述方式:在光照射时使用掩模仅使特定部分聚合后,改变电场、磁场或温度等条件,从而改变未聚合部分的取向状态,并进一步照射活性能量射线使其聚合。尤其是当进行紫外线曝光时,优选对液晶组合物施加交流电场且同时进行紫外线曝光。所施加的交流电场优选为频率10Hz~10kHz的交流,更优选为频率60Hz~10kHz,电压取决于液晶显示元件所期望的预倾角来选择。即,可通过施加的电压来控制液晶显示元件的预倾角。对于PSVA模式的液晶显示元件,从取向稳定性及对比度的观点考虑,优选将预倾角控制为80度~89.9度。
使本发明的液晶组合物所含有的聚合性化合物聚合时所使用的紫外线或电子射线等活性能量射线照射时的温度没有特别限制。例如,在将本发明的液晶组合物应用于具备具有取向膜的基板的液晶显示元件的情况下,优选在前述液晶组合物保持液晶状态的温度范围内。优选为接近室温的温度,即典型而言在15~35℃使其聚合。
另一方面,例如将本发明的液晶组合物应用于具备不具有取向膜的基板的液晶显示元件的情况下,其温度范围也可以比上述应用于具备具有取向膜的基板的液晶显示元件的照射时的温度范围广。
作为产生紫外线的灯,可使用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。另外,作为所照射的紫外线的波长,优选照射不为液晶组合物的吸收波长区域的波长区域的紫外线,根据需要,优选将紫外线过滤后使用。所照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm2~100W/cm2,更优选为2mW/cm2~50W/cm2。所照射的紫外线的能量可进行适当调整,优选为10mJ/cm2~500J/cm2,更优选为100mJ/cm2~200J/cm2。照射紫外线时,也可改变强度。照射紫外线的时间可根据所照射的紫外线强度进行适当选择,优选为10秒~3600秒,更优选为10秒~600秒。
本发明的第三形态为通式(I)所表示的化合物。
[化193]
(上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子或氢原子中的任一者,P11表示以下的式(R-I)~式(R-IX)中的任一者,
[化194]
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此独立地为氢原子、碳原子数1~5个的烷基,W为单键、-O-或亚甲基,T为单键或-COO-,p、t及q各自独立地为0、1或2。)
S11表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,
n11表示0、1或2,
A11表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-。),
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=。)
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P11-S11-取代,
L10及L11各自独立地表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-(式中,Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,前述式中,z各自独立地表示1~4的整数。),
上述通式(I)的1分子内具有至少2个以上的P11-S11-,
上述通式(I)的1分子内具有碳原子数1~18个的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代,
当P11、S11、L11及A11存在多个的情况下,各自可以相同也可以不同。)
本发明涉及的由通式(I)所表示的化合物的优选形态如上所述。需要说明的是,本发明涉及的由通式(I)所表示的化合物的最优选形态,即上述通式(I)中,A11为可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P11-S11-取代的1,4-亚苯基,
L10与L11两者均为单键,
R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107R108、R109及R110各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~10的直链状烷基、碳原子数1~10的直链状烷氧基、卤素原子或氢原子中的任一者,
由上述通式(I)所表示的聚合性单体的1分子内具有至少2个以上的P11-S11-,
上述通式(I)的1分子内具有至少1个碳原子数1~10个的烷基(该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代),
n11表示0或1,
特别优选P11为上述式(R-1),S11为单键或碳原子数1~3的亚烷基。
以下,说明本发明涉及的由通式(I)所表示的化合物的一例的合成。
由通式(RM-3)所表示的化合物的制造
进行4-溴-2,6-二甲苯酚与4-溴-2,6-二甲苯酚的使用了钯催化剂的铃木偶联反应(Suzuki coupling reaction),得到(S-1)。接着,进行脱缩醛化,通过与甲基丙烯酸的酯化反应,得到目标物的(RM-3)。
[化195]
实施例
以下列举实施例进一步详述本发明,但本发明并不限定于这些实施例。另外,以下的实施例及比较例的组合物中的“%”是指“质量%”。实施例中关于化合物的记载使用以下的简称。
(合成例1)
“RM-3的合成方法”
在具备搅拌装置、冷却器、滴液漏斗的反应容器中装入4-溴-2,6-二甲苯酚20g、2mol/l碳酸钾水溶液100ml、二氯双[二叔丁基(对二甲基氨基苯酚)膦基]钯3.5g、THF100ml,在50℃进行搅拌。缓慢地滴入4-苄氧基苯基硼酸24g的THF溶液100ml。在该状态下在50℃反应5小时。反应结束后,进行冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,将溶剂蒸馏去除,进行利用硅胶柱的纯化与利用己烷、乙酸乙酯的再结晶,得到目标化合物4’-苄氧基-3,5-二甲基-4-联苯酚26g。
[化196]
在高压釜中加入4’-苄氧基-3,5-二甲基-4-联苯酚18g、5%钯碳0.9g、THF 100ml,在氢压0.5MPa下,以50℃搅拌3小时。反应后,使用纤维素进行过滤,并进一步用THF清洗,将得到的滤液浓缩,进行利用硅胶柱的纯化、利用己烷的分散清洗,得到目标化合物4,4’-二羟基-3,5-联苯13g。
[化197]
进一步在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入所合成的4,4’-二羟基-3,5-联苯8g(37毫摩尔)、甲基丙烯酸7.1g(82毫摩尔)、二甲氨基吡啶0.23g、二氯甲烷160ml,在冰冷浴中将反应容器保持于5℃以下,缓慢地滴入二异丙基碳二亚胺11g(90毫摩尔)。滴入结束后,使反应容器返回至室温,使其反应11小时。将反应液过滤后,在滤液中加入二氯甲烷150ml,用5%盐酸水溶液进行清洗,并进一步用饱和食盐水清洗,使用无水硫酸钠将有机层干燥。将溶剂蒸馏去除后,通过使用了硅胶的柱色谱法进行纯化,得到由式(RM-3)所表示的目标化合物11g。
[化198]
得到的化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔点)如下。物性值:1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:7.57-7.54(m,2H),7.26(s,2H),7.19-7.15(m,2H),6.39(d,2H),5.76(dq,2H),2.21(s,6H),2.11(d,3H),2.07(d,3H)
13C-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ165.8,165.1,150.2,147.8,138.4,138.0,135.8,135.5,130.5,130.5,128.0,128.0,127.3,127.3,127.2,127.1,121.7,121.7,18.4,18.3,16.4,16.4
熔点:111℃
(合成例2)
“RM-4的合成方法”
在具备搅拌装置、冷却器、滴液漏斗的反应容器中装入4-溴-3,5-二甲苯酚10g、2mol/l碳酸钾水溶液50ml、二氯双[二叔丁基(对二甲基氨基苯酚)膦基]钯1.8g、THF 50ml,在50℃进行搅拌。缓慢地滴入4-苄氧基苯基硼酸12g的THF溶液36ml。在该状态下在50℃反应4小时。反应结束后,进行冷却,加入乙酸乙酯50ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,将溶剂蒸馏去除,进行利用硅胶柱的纯化与利用己烷、乙酸乙酯的清洗,得到目标化合物4’-苄氧基-2,6-二甲基-4-联苯酚13g。
[化199]
在高压釜中加入4‘-苄氧基-2,6-二甲基-4-联苯酚11g、5%钯碳0.6g、THF100ml,在氢压0.5MPa下,以50℃搅拌3小时。反应后,使用纤维素进行过滤,并进一步用THF清洗,将得到的滤液浓缩,进行利用硅胶柱的纯化、利用己烷的分散清洗,得到目标化合物4,4’-二羟基-2,6-联苯7g。
[化200]
进一步在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入4,4’-二羟基-2,6-联苯7g(32毫摩尔)、甲基丙烯酸6.0g(70毫摩尔)、二甲氨基吡啶0.2g、二氯甲烷140ml,在冰冷浴中将反应容器保持于5℃以下,缓慢地滴入溶解有二异丙基碳二亚胺9.6g(76毫摩尔)的THF 50ml。滴入结束后,使反应容器返回至室温,使其反应15小时。将反应液过滤后,在滤液中加入二氯甲烷120ml,用5%盐酸水溶液清洗,并进一步用饱和食盐水清洗,使用无水硫酸钠将有机层干燥。将溶剂蒸馏去除后,通过使用了氨基硅胶的柱色谱法进行纯化,并进一步用甲醇进行分散清洗。使其在-20℃析出后,将其过滤出,进行真空干燥,得到式(RM-4)所表示的目标化合物11g。
[化201]
得到的化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔点)如下。物性值:1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ7.64-7.54(m,4H),7.26(s,2H),6.75(d,2H),6.15(dq,2H),2.48-2.46(m,6H),2.43(s,6H)
13C-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ166.4,166.1,150.1,149.9,138.8,138.1,136.3,136.2,130.5,130.5,128.4,128.4,127.5,127.4,122.2,121.9,120.4,120.4,21.3,21.2,18.7,18.7
熔点:89℃
(合成例3)
“RM-7的合成方法”
在氮气氛下,在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入1-苄氧基-2-溴苯25g、三乙胺10g、1-三甲基甲硅烷基-1-丙炔13g及N,N-二甲基甲酰胺250ml,在室温加入四(三苯基膦)钯1.5g作为催化剂后,将反应容器加热至70℃,搅拌7小时。放置冷却后,加入水及甲苯进行分液,在水层加入甲苯,进行萃取,使用水及饱和食盐水将混在一起的有机层进行清洗。加入无水硫酸钠干燥后,将有机溶剂进行减压蒸馏去除,使用硅胶柱色谱法将残渣纯化,得到下述化学式所表示的目标化合物18g。
[化202]
在高压釜中加入先前所合成的化合物18g、5%钯碳0.5g、THF 60ml,在氢压0.5MPa下,以40℃搅拌5小时。反应后,使用纤维素过滤,并进一步用THF清洗,将得到的滤液浓缩,进行利用硅胶柱的纯化,得到下述化学式所表示的目标化合物16g。
[化203]
在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入1-苄氧基-2-丙基苯16g、乙腈100ml,在0℃加入N-溴琥珀酰亚胺12.5g,在室温搅拌4小时。将反应液减压浓缩后,加入己烷,过滤掉沉淀物。用水、饱和食盐水将滤液清洗后,用无水硫酸钠进行干燥。将溶剂减压浓缩,得到下述化学式所表示的目标化合物18g。
[化204]
在具备搅拌装置、冷却器、滴液漏斗的反应容器中装入4-溴-1-苄氧基-2-丙基苯17g、2mol/l碳酸钾水溶液60ml、四(三苯基膦)钯0.8g、乙醇60ml,在50℃进行搅拌。缓慢地滴入4-羟基苯基硼酸9g的THF溶液20ml。在该状态下在50℃反应6小时。反应结束后,进行冷却,加入乙酸乙酯100ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,将溶剂蒸馏去除,进行利用硅胶柱的纯化与利用己烷的再结晶,得到下述化学式所表示的目标化合物13g。
[化205]
在高压釜中加入先前所合成的化合物12g、5%钯碳0.6g、THF 80ml,在氢压0.5MPa下,以50℃搅拌4小时。反应后,使用纤维素过滤,并进一步用THF清洗,将所得的滤液浓缩,进行利用硅胶柱的纯化,得到下述化学式所表示的目标化合物11g。
[化206]
进一步在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入先前所合成的化合物10g(43毫摩尔)、甲基丙烯酸7.7g(90毫摩尔)、二甲氨基吡啶0.2g、二氯甲烷100ml,在冰冷浴中将反应容器保持于5℃以下,缓慢地滴入溶解有二异丙基碳二亚胺11.6g(91毫摩尔)的THF 50ml。滴入结束后,使反应容器返回至室温,使其反应10小时。将反应液过滤后,在滤液中加入二氯甲烷100ml,用5%盐酸水溶液进行清洗,并进一步用饱和食盐水清洗,使用无水硫酸钠将有机层干燥。将溶剂蒸馏去除后,通过使用了氨基硅胶的柱色谱法进行纯化,并进一步用甲醇进行分散清洗。在-20℃静置后,将其过滤出,进行真空干燥,得到式(RM-7)所表示的目标化合物11g。
[化207]
所得到的化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔点)如下。物性值:1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ7.70-7.58(m,4H),7.34(d,1H),7.18(d,2H),6.55(d,2H),6.15(d,2H),2.46(t,2H),2.18(s,6H),1.66(m,2H),0.96(t,3H)
13C-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ166.2,166.1,150.2,146.9,138.0,137.6,136.0,135.7,132.5,128.0,128.0,127.8,127.8,122.1,121.9,121.8,120.7,120.6,32.6,24.1,18.1,18.0,12.8
熔点:119℃
(合成例4)
“RM-18的合成方法”
在氮气氛下,在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入1-苄氧基-2,6-二溴苯30g、三乙胺10g、1-三甲基甲硅烷基-1-丙炔25g及N,N-二甲基甲酰胺300ml,在室温加入四(三苯基膦)钯2g作为催化剂后,将反应容器加热至70℃,搅拌8小时。放置冷却后,加入水及甲苯进行分液,在水层加入甲苯进行萃取,使用水及饱和食盐水将混在一起的有机层进行清洗。加入无水硫酸钠干燥后,将有机溶剂进行减压蒸馏去除,使用硅胶柱色谱法将残渣纯化,得到目标化合物20g。
[化208]
在高压釜中加入先前所合成的化合物20g、5%钯碳0.6g、THF 100ml,在氢压0.5MPa下,在50℃搅拌5小时。反应后,使用纤维素过滤,并进一步用THF清洗,将得到的滤液浓缩,进行利用硅胶柱的纯化,得到下述化学式所表示的目标化合物18g。
[化209]
在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入1-苄氧基-2,6-二丙基苯16g、乙腈100ml,在0℃加入N-溴琥珀酰亚胺12g,在室温搅拌6小时。将反应液减压浓缩后,加入己烷,过滤掉沉淀物。用水、饱和食盐水将滤液清洗后,用无水硫酸钠进行干燥。将溶剂减压浓缩,得到下述化学式所表示的目标化合物18g。
[化210]
在具备搅拌装置、冷却器、滴液漏斗的反应容器中装入4-溴-1-苄氧基-3,5-二丙基苯16g、2mol/l碳酸钾水溶液60ml、四(三苯基膦)钯1.0g、乙醇50ml,在50℃进行搅拌。缓慢地滴入4-羟基苯基硼酸12g的THF溶液30ml。在该状态下在60℃反应10小时。反应结束后,进行冷却,加入乙酸乙酯100ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,将溶剂蒸馏去除,进行利用硅胶柱的纯化与利用己烷的再结晶,得到下述化学式所表示的目标化合物12g。
[化211]
在高压釜中加入先前所合成的化合物11g、5%钯碳0.6g、THF 50ml,在氢压0.5MPa下,在50℃搅拌5小时。反应后,使用纤维素过滤,并进一步用THF清洗,将得到的滤液浓缩,进行利用硅胶柱的纯化,得到下述化学式所表示的目标化合物7.5g。
[化212]
进一步在具备搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入上述所示的化合物7g(25毫摩尔)、甲基丙烯酸4.7g(54毫摩尔)、二甲氨基吡啶0.2g、二氯甲烷100ml,在冰冷浴中将反应容器保持于5℃以下,缓慢地滴入溶解有二异丙基碳二亚胺7g(55毫摩尔)的THF50ml。滴入结束后,使反应容器返回至室温,使其反应15小时。将反应液过滤后,在滤液中加入二氯甲烷100ml,用5%盐酸水溶液进行清洗,并进一步用饱和食盐水清洗,使用无水硫酸钠将有机层干燥。将溶剂蒸馏去除后,通过使用了氨基硅胶的柱色谱法进行纯化,并进一步用甲醇进行分散清洗。使其在-20℃析出后,将其过滤出,进行真空干燥,得到下述式(RM-18)所表示的目标化合物8g。
[化213]
所得到的化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔点)如下。物性值:(1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ7.64-7.54(m,4H),7.26(s,2H),6.75(d,2H),6.15(dq,2H),2.48-2.46(t,4H),2.23(s,6H),1.64(m,4H),0.96(t,6H)
13C-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ166.4,166.0,150.2,146.8,138.4,137.6,136.0,135.8,132.5,132.5,128.0,128.0,127.8,127.8,122.1,121.9,120.7,120.6,32.8,32.8,24.3,24.2,17.9,17.9,12.8,12.8
熔点:125℃
实施例中,所测得的特性如下。
Tni:向列相-各向同性液相转变温度(℃)
Δn:20℃时的折射率各向异性
η:20℃时的粘度(mPa·s)
γ1:20℃时的旋转粘性(mPa·s)
Δε:20℃时的介电常数各向异性
K33:20℃时的弹性常数K33(pN)
<环结构>
[化214]
<侧链结构>
[表1]
简称 | 化学结构 |
-n | -C<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub> |
n- | C<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub>- |
-On | -OC<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub> |
nO- | C<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub>O- |
-V | -CH=CH<sub>2</sub> |
V- | CH<sub>2</sub>=CH- |
-V1 | -CH=CH-CH<sub>3</sub> |
1V- | CH<sub>3</sub>-CH=CH- |
-2V | -CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH=CH<sub>2</sub> |
V2- | CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>- |
-2V1 | -CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH=CH-CH<sub>3</sub> |
1V2- | CH<sub>3</sub>-CH=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>- |
(其中,表中的n为自然数。)
<连结结构>
[表2]
简称 | 化学结构 |
-n- | -C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>- |
-nO- | -C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>O- |
-On- | -OC<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>- |
-COO- | -C(=O)-O- |
-OCO- | -O-C(=O)- |
-V- | -CH=CH- |
-nV- | -C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>-CH=CH- |
-Vn- | -CH=CH-C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>- |
-T- | -C≡C- |
-CF2O- | -CF<sub>2</sub>-O- |
-OCF2- | -O-CF<sub>2</sub>- |
(其中,表中的n为自然数。)
本实施例及比较例中的“低温保存性”、“垂直取向性”、“预倾角形成”、以及“响应特性”的评价通过以下方法进行。
(低温保存性的评价试验)
使用膜滤器(安捷伦科技公司制,PTFE 13m-0.2μm)对液晶组合物进行过滤,在真空减压条件下静置15分钟,进行溶存空气的除去。使用丙酮将其进行清洗,秤量0.5g至经充分干燥的小玻璃瓶(vial bottle)中,在-25℃的环境下静置10天。然后,以目视观察有无析出,基于下述2阶段进行判定。
A:无法确认到析出。
B:在1周后析出。
D:可确认到析出。
(垂直取向性的评价试验)
制作在绝缘层上具有由经图案化的透明公共电极构成的透明电极层且具备滤色器层而不具有取向膜的第一基板(公共电极基板)、和具有像素电极层而不具有取向膜的第二基板(像素电极基板),该像素电极层具有被有源元件驱动的透明像素电极。将液晶组合物滴加在第一基板上,在第二基板上进行夹持,在常压以110℃2小时的条件使密封材固化,得到单元间隙3.2μm的液晶单元。使用偏光显微镜观察此时的垂直取向性及滴痕等取向不均,基于下述4阶段进行评价。
A:在整面上均匀地垂直取向
B:虽稍有取向缺陷,但为可容许的水平
C:有取向缺陷,为无法容许的水平
D:取向不良相当严重
(预倾角形成的评价试验)
使用Shintech制OPTIPRO测定上述(垂直取向性的评价试验)所使用的液晶单元的初期状态的预倾角。
(响应特性的评价试验)
对上述(预倾角形成的评价试验)所使用的单元间隙3.2μm的单元,进一步照射东芝照明技术公司制的UV荧光灯60分钟(313nm时的照度1.7mW/cm2)。对由此得到的单元测定响应速度。响应速度是在25℃的温度条件下使用AUTRONIC-MELCHERS公司的DMS703测定6V时的Voff。
(液晶组合物的调制与评价结果)
以与上述合成例所得到的化合物或下述所示的化合物的混合比率调制液晶组合物,将该组合物设为LC-1。以下示出液晶组合物的构成及其物性值的结果。
LC-1的向列相-各向同性液相转变温度(TNI)为75℃,固相-向列相转变温度(TCN)为-33℃,折射率各向异性(Δn)为0.11,介电常数各向异性(Δε)为-2.8,旋转粘性(γ1)为98mPa·s。需要说明的是,折射率各向异性(Δn)、介电常数各向异性(Δε)及旋转粘性(γ1)均为25℃时的测定结果(以下同样)。
[表3]
(比较例1~4)
将LC-1设为100质量份时,添加下述自发取向性单体(P-1)1.0质量份、式(RM-R1)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例1。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-1)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例2。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-1)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.6质量份,将该含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例3。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-1)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.9质量份,将该含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例4。
比较例1~4的照射紫外线后的聚合性化合物的垂直取向性试验结果如表2所示。
[化215]
[化216]
[表4]
(实施例1~111)
分别以下述表3所示的添加量将下述所示的自发取向性单体(P-2)~(P-35)及聚合性单体(RM-1)~(RM-15)添加于LC-1,除此以外与比较例1同样地操作而调制液晶组合物。
[化217]
[化218]
[化219]
[化220]
[化221]
[化222]
[化223]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
关于实施例1~111的低温保存性,具有长链烷基的聚合性单体如果经过1周左右则会开始发生析出。此外,含有短链烷基或者烷氧基的聚合性化合物的溶解性好,低温保存性良好。另外,将单元中封入有含有垂直取向助剂、聚合性单体的液晶组合物的单元设置于偏光元件与检偏镜正交配置的偏光显微镜,观察透射光。如果液晶分子垂直取向,则因偏光板的作用而使光无法透过,单元显示黑色。通过该试验法评价上述样品,结果确认到所有样品均未产生取向不均,均显示一致的垂直取向性。将代表性的取向试验的评价结果示于图1及图2。图1及图2分别为比较例2、实施例40的注入有液晶的单元在正交偏光下的照片。图1的单元周边部看起来白色的部分为未进行垂直取向而倾斜或者水平取向的部分,呈现取向不均。图1中,可看见许多白色部分,存在许多未垂直取向的部位。另外,单元中可看见被划分成4块那样的区域。其为滴下不均,是在滴入液晶组合物并扩展时当组合物彼此相混时未均匀混合而产生的不均,这也为缺陷的一种。然而,图2中,几乎看不见白线,均呈现黑色。图1、图2中,一部分看起来白色的直线并不是取向不均,而是玻璃上的物理性损伤,因此并不是取向不良。因此,这显示出液晶进行了单面垂直取向,确认到通过适当组合上述所示的垂直取向助剂(自发取向性单体)与聚合性单体,液晶分子会进行垂直取向。
另外,评价通过利用紫外光照射的聚合所产生的预倾角,结果确认到所有的样品均被赋予了适当的倾角。使用了这些样品的液晶显示元件由于被赋予了足够的预倾角,因此充分确认到高速响应。
另外,在利用含有实施例2~4等中使用的RM-2~RM-4作为聚合性单体的组合物来制作液晶单元时,展开性(润湿扩展性)良好。
(实施例112~129)
相对于100质量份的液晶组合物LC-1添加自发取向性单体(P-1)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-1)所表示的化合物0.5质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例112。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1添加自发取向性单体(P-1)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-2)所表示的化合物1.0质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例113。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1添加自发取向性单体(P-5)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例114。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1添加自发取向性单体(P-5)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物0.6质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例115。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物0.5质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例116。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物1.0质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例117。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例118。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物0.6质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例119。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-13)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-7)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例120。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-13)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-7)所表示的化合物0.6质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例121。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-14)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-8)所表示的化合物0.5质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例122。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-14)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-8)所表示的化合物1.0质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例123。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-1)0.5质量份、自发取向性单体(P-5)1.0质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例124。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-5)0.5质量份、自发取向性单体(P-6)1.2质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物1.0质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例125。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-5)1.0质量份、自发取向性单体(P-8)0.5质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物0.5质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例126。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-5)0.8质量份、自发取向性单体(P-17)0.2质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物1.0质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例127。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.2质量份、自发取向性单体(P-13)0.3质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物0.5质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例128。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、自发取向性单体(P-19)0.5质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-3)所表示的化合物0.6质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例129。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、自发取向性单体(P-26)0.3质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物0.5质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例130。
相对于100质量份的液晶组合物LC-1,添加自发取向性单体(P-6)1.0质量份、自发取向性单体(P-32)0.5质量份、式(RM-R2)所表示的化合物0.3质量份及式(RM-4)所表示的化合物0.3质量份,将该含有聚合性单体的液晶组合物作为实施例131。
[表9]
对实施例112~123中使用1种自发取向性助剂、2种聚合性化合物(或聚合性单体)时的低温保存性与垂直取向性进行评价,结果确认到即使使用比较例中所使用的聚合性化合物,通过新添加聚合性化合物也可改善低温保存性及垂直取向性。当自发取向性单体对液晶的溶解性低的情况下,可以降低一成分的浓度,进一步加入不同的自发取向性单体,来提高垂直取向性。确认到实施例124~131中通过混合2种自发取向性单体与2种聚合性化合物,可改善低温保存性与垂直取向性。
另外,在利用含有实施例113~118等中所使用的RM-2~RM-4作为聚合性单体的组合物来制作液晶单元时,展开性(润湿扩展性)良好。
(实施例132~140)
进一步调制由下述所示的化合物及混合比率构成的组合物来代替组合物LC-1,将所调制的液晶组合物设为LC-2~LC-8。
[表10]
对于上述液晶组合物LC-2~LC-8,以适当浓度混合自发取向性单体(P-5、P-6、P-J-23、P-K-5、P-K-6、P-28或P-35)与聚合性单体(RM-2、RM-3或RM-4),与上述同样地进行取向性试验的评价,结果确认到取向性较比较例提高。
Claims (14)
1.一种液晶组合物,其具有以下的通式(I)所表示的聚合性单体和自发取向性单体,所述自发取向性单体具备与所述通式(I)所表示的聚合性单体不同的化学结构、且具有极性基,
[化1]
上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子或氢原子中的任一者,P11表示以下的式(R-I)~式(R-IX)中的任一者,
[化2]
上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此独立地为氢原子、碳原子数1~5个的烷基,W为单键、-O-或亚甲基,T为单键或-COO-,p、t及q各自独立地为0、1或2,
S11表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,
n11表示0、1或2,
A11表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-;
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=;以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=,
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P11-S11-取代,
L10及L11各自独立地表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,式中,Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,上述式中,z各自独立地表示1~4的整数,
上述通式(I)的1分子内具有至少2个以上的P11-S11-,
上述通式(I)的1分子内具有碳原子数1~18个的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代,
P11、S11、L11及A11存在多个的情况下,各自可以相同也可以不同。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,在所述通式(I)所表示的化合物的1分子内具有彼此相同或不同的2个P11-S11-。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的液晶组合物,所述通式(I)中,n11为0或1。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物,所述通式(I)中,L10及L11为单键。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物,其含有选自通式(N-1)、(N-2)及(N-3)所表示的化合物中的1种或2种以上化合物,
[化3]
式中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及AN32各自独立地表示选自由(a)、(b)、(c)及(d)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-;
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=;
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=;以及
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)及基团(d)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及ZN32各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
XN21表示氢原子或氟原子,
TN31表示-CH2-或氧原子,
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及nN32各自独立地表示0~3的整数,但nN11+nN12、nN21+nN22及nN31+nN32各自独立地为1、2或3,在AN11~AN32、ZN11~ZN32存在多个的情况下,它们可以相同也可以不同。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物,其含有选自通式(L)所表示的化合物中的1种或2种以上化合物,
[化4]
式中,RL1及RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2及AL3各自独立地表示选自由(a)、(b)及(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-;
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=;以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=,
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1及ZL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nL1为2或3而存在多个AL2的情况下,它们可以相同也可以不同,nL1为2或3而存在多个ZL2的情况下,它们可以相同也可以不同,但不包括通式(N-1)、通式(N-2)及通式(N-3)所表示的化合物。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物,所述极性基为选自由以下的式(K-1)~(K-28)组成的组中的1种或2种以上,
[化5]
上述式(K-1)~(K-23)中,RK1及RK2各自独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链或分支的烷基或烷氧基,RK3表示氢原子或1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的1个或不邻接的2个以上的-CH2-可以被-O-、-COO-或-OCO-取代,RK4及RK5各自独立地表示氢原子或碳原子数1~8的烷基,
WK1表示次甲基、≡C-CH3、≡C-C2H5、≡C-C3H7、≡C-C4H9、≡C-C5H11、≡C-C6H13或氮原子,
XK1及XK2各自独立地表示-CH2-、氧原子、-C(=O)-或硫原子,
YK1、YK2及YK3各自独立地表示次甲基或氮原子,
ZK1表示氧原子或硫原子,ZK2表示碳原子或硅原子,ZK3表示氧原子,ZK4表示单键或双键,
[化6]
式中,Yi1表示碳原子数3~20的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些烷基中的至少2个以上的仲碳原子被-(C=Xi1)-和/或-(CH-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRil,
Si1及Si3各自独立地表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-C=O-、-COO-或-OCO-取代,
Si2表示碳原子、氮原子或硅原子,
Ri2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基,这些基团中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基团或单键,
ni1表示1~3的整数,ni2及ni3各自独立地表示0~2的整数,但Si2表示碳原子或硅原子的情况下,ni1+ni2+ni3为3,Si2表示氮原子的情况下,ni1+ni2+ni3为2;Ri3表示与通式(i)中的Ri3相同的含义,在通式(K-24)中存在多个Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及Spi1的情况下,它们可以相同也可以不同,
[化7]
式中,Si1、Pi1及Spi1分别表示与通式(K-24)中的Si1、Pi1及Spi1相同的含义,RK21表示碳原子数1~10的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰基化烷基,这些烷基中的至少2个以上的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-或-NH-取代,ni4、niK21各自独立地表示0或1。
8.一种液晶显示元件,使用了权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物。
9.一种有源矩阵驱动用液晶显示元件,使用了权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物。
10.一种PSA模式、PSVA模式、PS-IPS模式或PS-FSS模式用液晶显示元件,使用了权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物。
11.一种液晶组合物,其为用于在一对基板中的至少一方基板表面不具备取向膜的液晶显示元件的液晶组合物,
所述液晶组合物含有2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物。
12.根据权利要求11所述的液晶组合物,其包含自发取向性单体,所述自发取向性单体具备与所述2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物各不相同的化学结构、且具有极性基。
13.一种液晶显示元件,其在至少一方基板表面不具备取向膜,该液晶显示元件具有:
对向配置的第一基板及第二基板;
填充于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层;
以矩阵状配置于所述第一基板上的多个栅极总线及数据总线;
设置于所述栅极总线与数据总线的交叉部的薄膜晶体管;
在每个像素具有通过所述薄膜晶体管驱动的像素电极的电极层;
形成于所述第一基板或所述第二基板上的公共电极;以及
2种以上的具有联苯骨架的聚合性化合物在所述第一基板和所述第二基板之间固化而成的树脂成分。
14.一种以下的通式(I)所表示的聚合性单体,
[化8]
上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自独立地表示P11-S11-、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、卤素原子或氢原子中的任一者,P11表示以下的式(R-I)~式(R-IX)中的任一者,
[化9]
上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此独立地为氢原子、碳原子数1~5个的烷基,W为单键、-O-或亚甲基,T为单键或-COO-,p、t及q各自独立地为0、1或2,
S11表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,该亚烷基中的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-、-OCO-或-COO-取代,
n11表示0、1或2,
A11表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团:
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或未邻接的2个以上的-CH2-可以被取代成-O-;
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=;以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基,存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH=或未邻接的2个以上的-CH=可以被取代成-N=,
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)各自独立地可以被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、卤素、氰基、硝基或P11-S11-取代,
L10及L11各自独立地表示单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,式中,Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,上述式中,z各自独立地表示1~4的整数,
上述通式(I)的1分子内具有至少2个以上的P11-S11-,
上述通式(I)的1分子内具有碳原子数1~18个的烷基,该烷基中的1个或非邻接的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-O-取代,
P11、S11、L11及A11存在多个的情况下,各自可以相同也可以不同。
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