CN112662404A - 液晶组合物、液晶显示元件以及聚合性化合物 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的课题在于提供一种可同时达成较快的聚合速度、适当的倾斜角形成、高倾斜角稳定性、高电压保持率(VHR)的含聚合性化合物的液晶组合物、及使用了所述含聚合性化合物的液晶组合物的烧印(IS)得到充分抑制或不会产生烧印(IS)的PSA型或PSVA型的液晶显示元件、以及适合于所述含聚合性化合物的液晶组合物的制备的聚合性化合物。本发明通过提供具有特定的化学结构的聚合性化合物、提供组合含有多个特定的聚合性化合物的液晶组合物、且提供使用了所述液晶组合物的液晶显示元件来解决所述课题。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物及使用了所述液晶组合物的液晶显示元件、以及聚合性化合物。
背景技术
在使用了介电常数各向异性Δε显示负值的液晶组合物的液晶显示元件中，聚合物稳定取向(Polymer Sustained Alignment，PSA)型或聚合物稳定垂直取向(PolymerStabilized Vertival Alignment，PSVA)型的液晶电视机(Television，TV)或液晶监视器等得到普及，作为适合于其的液晶组合物，在专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4或专利文献5等中公开了各种聚合性化合物及含有所述聚合性化合物的液晶组合物。
然而，迄今为止常用的含聚合性化合物的液晶组合物的特性中，对于4K或8K等高精细的液晶TV而言并不充分。具体而言，4K或8K的液晶显示元件需要高精细的像素，由于配线或遮光部的区域增加，相当程度的UV光被截止。因此，在PSA型或PSVA型的液晶显示元件的制造中的UV照射工序中，聚合性化合物未充分聚合而残存大量的聚合性化合物。由此，确认到倾斜角(Tilt)形成变得不充分而响应速度的恶化或取向性恶化所致的残像、另外残存的聚合性化合物在驱动时逐渐聚合而倾斜角产生变化所致的烧印(Image Sticking，IS)等显示不良。
根据以上，对于高精细的液晶电视机或液晶监视器等PSA型或PSVA型的液晶显示元件，要求与现有技术完全不同的极高的特性，要求能够以比以往弱或者少的UV光稳定地制造的液晶组合物。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2016-216747
[专利文献2]日本专利第4803320号
[专利文献3]日本专利第6008065号
[专利文献4]日本专利第6233550号
[专利文献5]日本专利第5743132号
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明所要解决的课题在于提供一种可同时达成较快的聚合速度、适当的倾斜角形成、高倾斜角稳定性、高电压保持率(Voltage Holding Ratio，VHR)的含聚合性化合物的液晶组合物、及使用了所述含聚合性化合物的液晶组合物的烧印(IS)得到充分抑制或不会产生烧印(IS)的PSA型或PSVA型的液晶显示元件、以及适合于所述含聚合性化合物的液晶组合物的制备的聚合性化合物。
[解决问题的技术手段]
本发明人等人进行了锐意研究，结果发现利用含有两种或三种以上的具有特定化学结构的聚合性化合物的液晶组合物，可解决所述课题，从而完成了本申请发明。
即，本发明的液晶组合物含有通式(i)所表示的聚合性化合物作为第一成分，
(式中，Ai1及Ai2分别独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(所述基中存在的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经取代为-O-)
(b)1,4-亚苯基(所述基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)及
(c)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基或十氢萘二基(萘二基或1,2,3,4-四氢萘二基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)
所组成的群组中的基，所述基(a)、基(b)及基(c)可分别独立地经碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、卤素、氰基、硝基或Pi3-Si3-取代，
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
Pi1及Pi2分别表示不同的基，
Si3表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，
ni1表示1或2，
Ai2存在多个时可相同也可不同)，且
含有通式(RM-22)或通式(RM-23)所表示的聚合性化合物作为第二成分，
(式中，P5、P6、P7及P8分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
S5、S6、S7及S8分别独立地表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，A1～A8分别独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、氟原子或氢原子，B1～B12分别独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、氟原子或氢原子)。
本发明的液晶显示元件使用所述液晶组合物。
本发明的聚合性化合物是由通式(I)所表示的聚合性化合物，
(式中，Ai1及Ai2分别独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(所述基中存在的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经取代为-O-)
(b)1,4-亚苯基(所述基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)及
(c)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基或十氢萘二基(萘二基或1,2,3,4-四氢萘二基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)
所组成的群组中的基，所述基(a)、基(b)及基(c)可分别独立地经碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、卤素、氰基、硝基或Pi3-Si3-取代，
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
Pi1及Pi2分别表示不同的基，
Si3表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，
ni1表示1或2，
Ai2存在多个时可相同也可不同)。
[发明的效果]
本发明的液晶组合物可同时达成较快的聚合速度、适当的倾斜角形成、高倾斜角稳定性、高电压保持率VHR，且可提供使用了所述液晶组合物的烧印(IS)得到充分抑制或不会产生烧印(IS)的、显示出优异的显示品质的高精细的PSA型或PSVA型的液晶显示元件。
具体实施方式
首先，对本发明的含聚合性化合物的液晶组合物进行说明。再者，在以下的说明中，“总量”是指“总质量”，各化合物的含量的单位“％”是指“质量％”。
本发明的液晶组合物含有通式(i)所表示的聚合性化合物作为第一成分，
(式中，Ai1及Ai2分别独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(所述基中存在的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经取代为-O-)
(b)1,4-亚苯基(所述基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)及
(c)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基或十氢萘二基(萘二基或1,2,3,4-四氢萘二基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)
所组成的群组中的基，所述基(a)、基(b)及基(c)可分别独立地经碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、卤素、氰基、硝基或Pi3-Si3-取代，
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
Pi1及Pi2分别表示不同的基，
Si3表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，
ni1表示1或2，
Ai2存在多个时可相同也可不同)，且
含有通式(RM-22)或通式(RM-23)所表示的聚合性化合物作为第二成分，
(式中，P5、P6、P7及P8分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
S5、S6、S7及S8分别独立地表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，A1～A8分别独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、氟原子或氢原子，B1～B12分别独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、氟原子或氢原子)。
本发明的液晶组合物适合于制作PSA型或PSVA型的液晶显示元件的情况，也适合于制作新生产技术(New Producion Skill，NPS)型的液晶显示元件的情况。另外，也适合于制成特征在于不具有取向膜的PI-less型液晶显示元件的情况。
(聚合性化合物)
本发明的液晶组合物中含有一种或两种以上的所述通式(i)所表示的聚合性化合物。
根据本发明，通式(i)所表示的聚合性化合物在液晶组合物中的溶解性优异且析出少，所述聚合性化合物的聚合速度充分快且聚合反应充分进行，因此可制成聚合后的未反应的聚合性化合物的残留量少的含聚合性化合物的液晶组合物。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中，Ai1及Ai2分别独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(所述基中存在的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经取代为-O-)
(b)1,4-亚苯基(所述基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)及
(c)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基或十氢萘二基(萘二基或1,2,3,4-四氢萘二基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝)所组成的群组中的基。
此处，所谓Ai1及Ai2可取的萘二基，是指在选自1位～8位中的两个位置中的其中一个位置在Pi1、Pi2或Ai2存在多个时与Ai2键结、且在另一个位置与所述通式(i)中的下述式所表示的结构部位(以下为特定结构部位)键结的基。
(所述式中，利用*与Ai2键结，利用**与Ai1键结)
作为萘二基，例如可列举萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基等。
另外，所谓Ai1及Ai2可取的1,2,3,4-四氢萘二基，是指在选自1位～8位中的两个位置中的其中一个位置在Pi1、Pi2或Ai2存在多个时与Ai2键结、且在另一个位置与通式(i)中的所述特定结构部位键结的基。作为1,2,3,4-四氢萘二基，例如可列举1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氢萘-1,5-二基等。另外，所谓Ai1及Ai2可取的十氢萘二基，是指在选自1位～10位中的两个位置中的其中一个位置在Pi1、Pi2或Ai2存在多个时与Ai2键结、且在另一个位置与通式(i)中的所述特定结构部位键结的基。作为十氢萘二基，例如可列举十氢萘-2,6-二基等。
所述基(a)、基(b)及基(c)可分别独立地经碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、卤素、氰基、硝基或Pi3-Si3-取代。
其中，所述Ai1及Ai2优选为分别独立地表示下述任一种结构。
(式中，Ri2及Ri3分别独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、氟原子或Pi3-Si3-)
所述Ai1及Ai2更选为分别独立地为1,4-亚苯基、2-甲基-1,4-亚苯基、3-甲基-1,4-亚苯基、2-甲氧基-1,4-亚苯基、3-甲氧基-1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或萘-2,6-二基，进而优选为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基，特别优选为1,4-亚苯基。
所述通式(i)中Ai1所表示的环为一个。另一方面，所述通式(i)中Ai2所表示的环根据ni1的数量而为一个或两个。推测所述通式(i)所表示的聚合性化合物通过具有所述结构，在液晶组合物中的溶解性提高，其结果难以析出。所述Ai2存在两个时，两个Ai2可为相同的基，也可为不同的基。
所述通式(i)中，如上所述，Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示选自下述式(R-1)～式(R-15)中的基。
此处，Pi1及Pi2分别表示不同的基。另外，优选为Pi1及Pi2中的至少一者选自式(R-1)、另一者选自式(R-2)～式(R-15)。如此，通过将Pi1及Pi2中的至少一者设为丙烯酰氧基、另一者设为丙烯酰氧基以外的基，可使聚合速度提高，且难以产生由紫外线照射后的预倾角的变化引起的显示不良。进而，更优选为Pi1及Pi2中的至少一者为式(R-1)、另一者为式(R-2)或式(R-3)。特别优选为Pi1为式(R-1)、Pi2为式(R-2)。
Pi3优选为式(R-1)或式(R-2)，更优选为式(R-1)。
在所述通式(i)中，Si3表示单键或碳原子数1～5的亚烷基。所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代。其中，Si3优选为单键或碳原子数1～5的亚烷基，特别优选为单键。在Si3为单键时，紫外线照射后的聚合性化合物的残留量充分少，更难以产生由预倾角的变化引起的显示不良。
在所述通式(i)中，ni1表示1或2，就对液晶组合物的溶解性变得更良好的方面而言，ni1特别优选为1。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中含有一种或两种以上的通式(i)所表示的聚合性化合物，具体而言，含有一种或两种以上的选自下述式(i-1)～式(i-22)中的聚合性化合物作为第一成分，本发明的液晶组合物中的第一成分的含量的下限优选为0.01质量％，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％。
另外，本发明的液晶组合物中的第一成分的含量的上限优选为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％，优选为0.5质量％，优选为0.45质量％，优选为0.4质量％。
若进一步进行详述，则为了获得聚合性化合物的少的残留量或高的电压保持率(VHR)，本发明的液晶组合物中的第一成分的含量优选为0.2质量％～1.5质量％的范围内。另外，在重视抑制低温下的聚合性化合物的析出的情况下，本发明的液晶组合物中的第一成分的含量优选为0.01质量％～1.0质量％的范围内。进而，在本发明的液晶组合物含有多个通式(i)所表示的聚合性化合物的情况下，各自的含量优选为0.01质量％～0.6质量％的范围内。因此，为了解决这些全部课题，特别理想的是将本发明的液晶组合物中的第一成分在0.1质量％～1.0质量％的范围内调整。
作为所述通式(i)所表示的聚合性化合物，具体而言，优选为使用一种或两种以上的选自式(i-1)～式(i-22)中的聚合性化合物。
所述式(i-1)～式(i-22)所表示的化合物中，就对液晶组合物的溶解性变得良好的观点而言，进而优选为使用一种或两种以上的选自式(i-1)、式(i-3)、式(i-6)、式(i-10)、式(i-11)、式(i-14)、式(i-17)、式(i-20)中的聚合性化合物。进而，除了所述观点以外，就倾斜角稳定性高(难以产生烧印)、且能够以较快的速度充分聚合的观点而言，优选为使用一种或两种以上的选自式(i-1)、式(i-3)、式(i-6)、式(i-11)、式(i-14)中的聚合性化合物，更优选为使用式(i-1)、式(i-3)、式(i-6)所表示的化合物，进而优选为使用式(i-1)、式(i-6)所表示的化合物，特别优选为使用式(i-1)所表示的化合物。
在本发明的液晶组合物中，除了所述通式(i)所表示的聚合性化合物以外，还含有一种或两种以上的选自所述通式(RM-22)或通式(RM-23)中的聚合性化合物作为第二成分。
作为第二成分，通式(RM-22)所表示的聚合性化合物优选为通式(RM-2221)～通式(RM-2229)、通式(RM-221)～通式(RM-225)以及通式(RM-22M1)～通式(RM-22M9)所表示的聚合性化合物。
(式中，P5及P6分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
S5及S6分别独立地表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代)
所述通式(RM-2221)～通式(RM-2229)、通式(RM-221)～通式(RM-225)及通式(RM-22M1)～通式(RM-22M9)所表示的聚合性化合物中，P5及P6优选为分别独立地选自式(R-1)～式(R-3)中的基，优选为选自式(R-1)或式(R-2)中的基。另外，S5及S6优选为单键。
作为第二成分，通式(RM-23)所表示的聚合性化合物优选为通式(RM-2331)～通式(RM-2355)所表示的聚合性化合物。
(式中，P7及P8分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
S7及S8分别独立地表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代)
所述通式(RM-2331)～通式(RM-2355)所表示的聚合性化合物中，P7及P8优选为分别独立地选自式(R-1)～式(R-3)中的基，优选为选自式(R-1)或式(R-2)中的基。另外，S7及S8优选为单键。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中含有一种或两种以上的选自通式(RM-22)或通式(RM-23)中的聚合性化合物，具体而言，含有一种或两种以上的选自所述通式(RM-2221)～通式(RM-2229)、通式(RM-221)～通式(RM-225)及通式(RM-22M1)～通式(RM-22M9)、通式(RM-2331)～通式(RM-2355)中的聚合性化合物作为第二成分，第二成分的含量的下限值为0.20质量％，优选为0.22质量％，优选为0.23质量％，优选为0.24质量％，进而优选为0.26质量％。另外，上限值为0.50质量％，优选为0.45质量％，优选为0.40质量％，优选为0.35质量％，优选为0.30质量％，进而优选为0.28质量％。
本发明的液晶组合物中的第一成分与第二成分的合计含量的下限值为0.21质量％，优选为0.24质量％，优选为0.26质量％，优选为0.28质量％，优选为0.30质量％，优选为0.40质量％。另外，上限值为0.60质量％，优选为0.50质量％，优选为0.48质量％，优选为0.45质量％，优选为0.42质量％，优选为0.40质量％，优选为0.35质量％，进而优选为0.30质量％。本发明的液晶组合物并用第一成分与第二成分作为聚合性化合物，若第二成分的含量少，则会产生液晶组合物的取向限制力弱或经时变弱等问题，另一方面，若第二成分的含量过多，则会产生硬化后残存的量变多，硬化花费时间，液晶的可靠性降低等问题。因此，考虑这些的平衡来设定第一成分与第二成分的含量。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的选自下述通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物群组中的化合物。这些化合物相当于在介电上具有负的各向异性的化合物。这些化合物中，Δε的符号为负，其绝对值显示大于2的值。再者，化合物的Δε是根据向25℃下在介电上几乎为中性的组合物中添加所述化合物而成的组合物的介电常数各向异性的测定值外推的值。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的选自下述通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)及通式(N-04)所表示的化合物群组中的化合物。
通式(N-01)～通式(N-05)中，R21及R22分别独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数2～8的烯氧基，所述基中的一个或非邻接的两个以上的-CH2-可分别独立地经-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，Z1分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，m分别独立地表示1或2。
通式(N-01)～通式(N-05)中，R21优选为碳原子数2～8的烯基或碳原子数1～8的烷基，更优选为碳原子数2～5的烯基或碳原子数1～5的烷基，进而优选为碳原子数2的烯基或碳原子数1～4的烷基。
通式(N-01)～通式(N-05)中，R22优选为碳原子数1～8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基，更优选为碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～4的烷氧基，进而优选为碳原子数1～4的烷氧基。
通式(N-01)～通式(N-05)中，R21及R22在为烯基的情况下，优选为选自式(R1)～式(R5)中的任一者所表示的基，
(各式中的黑点表示环结构中的碳原子)，进而优选为式(R1)或式(R2)。其中，R21及R22为烯基的化合物的含量以尽可能少为宜，优选为不含。
通式(N-04)中，Z1分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，优选为单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-，更优选为单键或-CH2O-。
在m为1时，Z1优选为单键。
在m为2时，Z1优选为-CH2CH2-或-CH2O-。
通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物的氟原子可经相同的卤素族即氯原子取代。其中，经氯原子取代的化合物的含量以尽可能少为宜，优选为不含。
通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物的环上存在的氢原子可经氟原子或氯原子取代，但氯原子并不优选。
通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)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。具体而言，R22优选为表示碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，特别优选为碳原子数1～4的烷氧基。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的选自通式(N-01-1)、通式(N-01-2)、通式(N-01-3)及通式(N-01-4)所表示的化合物群组中的化合物作为通式(N-01)所表示的化合物
(式中，R21表示与所述相同的含义，R23分别独立地表示碳原子数1～4的烷氧基)。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及选自通式(N-01-1)～通式(N-01-4)所表示的化合物群组中的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-01-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-01-3)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的选自通式(N-02-1)、通式(N-02-2)及通式(N-02-3)所表示的化合物群组中的化合物作为通式(N-02)所表示的化合物，
(式中，R21表示与所述相同的含义，R23分别独立地表示碳原子数1～4的烷氧基)。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-02-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-02-3)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的通式(N-03-1)所表示的化合物作为通式(N-03)所表示的化合物，
(式中，R21表示与所述相同的含义，R23表示碳原子数1～4的烷氧基)。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-01-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-01-3)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有一种或两种以上的通式(N-04-1)所表示的化合物作为通式(N-04)所表示的化合物，
(式中，R21表示与所述相同的含义，R23表示碳原子数1～4的烷氧基)。
本发明的液晶组合物优选为同时含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-04-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选为同时含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选为同时含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-3)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选为同时含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选为同时含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选为同时含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物也可含有选自式(N-05-1)～式(N-05-3)所表示的化合物群组中的化合物作为通式(N-05)所表示的化合物。
相对于本发明的液晶组合物的总量，通式(N-01)所表示的化合物的优选的含量的下限值为0％，为1％，为5％，为10％，为20％，为30％，为40％，为50％，为55％，为60％，为65％，为70％，为75％，为80％。优选的含量的上限值为95％，为85％，为75％，为65％，为55％，为45％，为35％，为25％，为20％，为15％，为10％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，通式(N-02)所表示的化合物的优选的含量的下限值为0％，为1％，为5％，为10％，为20％，为30％，为40％，为50％，为55％，为60％，为65％，为70％，为75％，为80％。优选的含量的上限值为95％，为85％，为75％，为65％，为55％，为45％，为35％，为25％，为20％，为15％，为10％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，通式(N-03)所表示的化合物的优选的含量的下限值为0％，为1％，为5％，为10％，为20％，为30％，为40％，为50％，为55％，为60％，为65％，为70％，为75％，为80％。优选的含量的上限值为95％，为85％，为75％，为65％，为55％，为45％，为35％，为25％，为20％，为15％，为10％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，通式(N-04)所表示的化合物的优选的含量的下限值为0％，为1％，为5％，为10％，为20％，为30％，为40％，为50％，为55％，为60％，为65％，为70％，为75％，为80％。优选的含量的上限值为95％，为85％，为75％，为65％，为55％，为45％，为35％，为25％，为20％，为15％，为10％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-05)所表示的化合物的优选的含量的下限值为0％，为2％，为5％，为8％，为10％，为13％，为15％，为17％，为20％。优选的含量的上限值为30％，为28％，为25％，为23％，为20％，为18％，为15％，为13％。
本发明的液晶组合物也可还含有一种或两种以上的通式(N-06)所表示的化合物。
(式中，R21及R22表示与所述相同的含义)
通式(N-06)所表示的化合物在想要调整各种物性时有效，可用于获得大的折射率各向异性(Δn)、高的TNI、大的Δε。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-06)所表示的化合物的优选的含量的下限值为0％，为2％，为5％，为8％，为10％，为13％，为15％，为17％，为20％。优选的含量的上限值为30％，为28％，为25％，为23％，为20％，为18％，为15％，为13％，为10％，为5％。
本发明的液晶组合物含有一种或两种以上的选自通式(NU-01)～通式(NU-08)所表示的化合物群组中的化合物。
(式中，RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81及RNU82分别独立地表示碳原子数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，所述基中的一个或非邻接的两个以上的-CH2-可分别独立地经-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
若进一步进行详述，则RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81及RNU82优选为碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，进而优选为碳原子数1～5的烷基。在重视响应速度的情况下，至少一个RNU11、RNU21、RNU41及RNU51优选为碳原子数2～3的烯基，优选为所述式(R2)所表示的烯基。
相对于本发明的液晶组合物的总量，具有烯基的化合物优选为30％以下，优选为25％以下，优选为20％以下，优选为15％以下，优选为10％以下，优选为5％以下。在重视高电压保持率(Voltage Holding Ratio，VHR)的情况下，具有烯基的化合物优选为10％以下，优选为5％以下，优选为1％以下，优选为不含。
若进一步进行详述，则RNU11、RNU21、RNU31、RNU41、RNU51、RNU61、RNU71、RNU81特别优选为碳原子数1～5的烷基，RNU12、RNU22、RNU32、RNU42、RNU52、RNU62、RNU72及RNU82特别优选为碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-03)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-03)所表示的化合物及通式(NU-04)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-03)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-06)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-07)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-08)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物进而优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物及通式(NU-04)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物进而优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物。此处，通式(NU-01)中，RNU51特别优选为碳原子数1～5的烷基，RNU52特别优选为碳原子数1～5的烷基。
本发明的液晶组合物进而优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。此处，通式(NU-01)中，RNU51特别优选为碳原子数1～5的烷基，RNU52特别优选为碳原子数1～5的烷基。
本发明的液晶组合物进而优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。此处，通式(NU-01)中，RNU51特别优选为碳原子数1～5的烷基，RNU52特别优选为碳原子数1～5的烷基。
本发明的液晶组合物进而优选为含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物及通式(NU-03)所表示的化合物以及通式(NU-05)所表示的化合物。
通式(NU-01)所表示的化合物的含量优选为1质量％～60质量％，更优选为10质量％～50质量％，进而优选为15质量％～40质量％。
通式(NU-02)所表示的化合物的含量优选为1质量％～40质量％，更优选为5质量％～25质量％，进而优选为5质量％～25质量％。
通式(NU-03)所表示的化合物的含量优选为1质量％～20质量％，更优选为1质量％～15质量％，进而优选为1质量％～10质量％。
通式(NU-04)所表示的化合物的含量优选为1质量％～30质量％，更优选为3质量％～20质量％，进而优选为3质量％～10质量％。
通式(NU-05)所表示的化合物的含量优选为1质量％～30质量％，更优选为1质量％～20质量％，进而优选为3质量％～20质量％。
通式(NU-06)所表示的化合物的含量优选为1质量％～30质量％，更优选为3质量％～20质量％，进而优选为3质量％～10质量％。
通式(NU-07)所表示的化合物的含量优选为1质量％～30质量％，更优选为3质量％～20质量％，进而优选为3质量％～10质量％。
通式(NU-08)所表示的化合物的含量优选为1质量％～30质量％，更优选为3质量％～20质量％，进而优选为3质量％～10质量％。
本发明的液晶组合物可含有一种或两种以上的专利文献4(日本专利第6233550号)的段落0236～段落0509中记载的介电常数各向异性为正的化合物。进而优选为具有三联苯结构或四苯基结构且介电常数各向异性Δε大于+2的化合物。再者，化合物的Δε是根据向25℃下在介电上几乎为中性的组合物中添加所述化合物而成的组合物的介电常数各向异性的测定值外推的值。所述化合物例如根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、折射率各向异性等所期望的性能进行组合使用，特别是可使含有聚合性化合物的液晶组合物中的聚合性化合物的反应性加速。
关于具有三联苯结构或四苯基结构且介电常数各向异性Δε大于+2的化合物，相对于本发明的液晶组合物的总量，优选的含量的下限值为0.1％，为0.5％，为1％，为1.5％，为2％，为2.5％，为3％，为4％，为5％，为10％。相对于本发明的液晶组合物的总量，优选的含量的上限值例如在本发明的一实施例中为20％，为15％，为10％，为9％，为8％，为7％，为6％，为5％，为4％，为3％。
本发明的液晶组合物可含有一种或两种以上的专利文献4(日本专利第6233550号)的段落0624～段落0642中记载的介电常数各向异性几乎为中性(Δε为-2～+2)的化合物。
本发明的液晶组合物除了所述化合物以外，也可含有通常的向列液晶、层列液晶、胆甾醇液晶、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。
通式(H-1)～通式(H-3)中，RH1分别独立地表示碳原子数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，基中存在的一个-CH2-或非邻接的两个以上的-CH2-可分别独立地经取代为-O-或-S-，另外，基中存在的一个或两个以上的氢原子可分别独立地经取代为氟原子或氯原子。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，进而优选为碳原子数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(所述亚烷基中的一个或两个以上的-CH2-可以氧原子不直接邻接的方式经取代为-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-亚苯基中的任意的氢原子可经氟原子取代)或反式-1,4-亚环己基，优选为碳原子数1～14的亚烷基，若考虑到挥发性，则碳原子数优选为较大的数值，若考虑到粘度，则碳原子数优选为不过于大，因此进而优选为碳原子数2～12，进而优选为碳原子数3～10，进而优选为碳原子数4～10，进而优选为碳原子数5～10，进而优选为碳原子数6～10。
通式(H-1)～通式(H-4)中，1,4-亚苯基中的一个或非邻接的两个以上的-CH＝可经-N＝取代。另外，1,4-亚苯基中的氢原子可分别独立地经氟原子或氯原子取代。
通式(H-2)及通式(H-4)中的1,4-亚环己基中的一个或非邻接的两个以上的-CH2-可经-O-或-S-取代。另外，1,4-亚环己基中的氢原子也可分别独立地经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)。
在本发明的液晶组合物含有抗氧化剂的情况下，所述抗氧化剂的下限优选为10质量ppm，优选为20质量ppm，优选为50质量ppm，所述抗氧化剂的上限为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的向列相-各向同性液体相转变温度(TNI)为60℃～120℃，更优选为70℃～100℃，特别优选为70℃～85℃。再者，在本发明中，将60℃以上表述为TNI高。
在液晶电视机用途的情况下，TNI优选为70℃～80℃，在移动用途的情况下，TNI优选为80℃～90℃，在公共信息显示器(Public Information Display，PID)等室外显示用途的情况下，TNI优选为90℃～110℃。
本发明的液晶组合物在20℃下的折射率各向异性(Δn)为0.08～0.14，更优选为0.09～0.13，特别优选为0.09～0.12。若进一步进行详述，则在对应于薄的单元间隙时优选为0.10～0.13，在对应于厚的单元间隙时优选为0.08～0.10。再者，本发明的液晶组合物特别优选为在20℃下的折射率各向异性(Δn)为0.098～0.118。
本发明的液晶组合物在20℃下的旋转粘性(γ1)为50mPa·s～160mPa·s，优选为55mPa·s～160mPa·s，优选为60mPa·s～160mPa·s，优选为80mPa·s～150mPa·s，优选为90mPa·s～140mPa·s，优选为90mPa·s～130mPa·s，优选为90mPa·s～115mPa·s。
本发明的液晶组合物在20℃下的介电常数各向异性(Δε)为-1.7～-4.0，优选为-1.7～-3.5，更优选为-1.8～-3.5，更优选为-1.9～-3.3。
本发明的液晶组合物优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物，还含有一种或两种以上的选自通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)、通式(N-05)及视需要的通式(N-06)所表示的化合物群组中的化合物，且还含有一种或两种以上的选自通式(NU-01)～通式(NU-08)所表示的化合物群组中的化合物，这些化合物的含量的合计的上限值优选为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％，这些化合物的含量的合计的下限值优选为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％、100质量％。
本发明的液晶组合物特别优选为含有作为第一成分的聚合性化合物及作为第二成分的聚合性化合物，还含有一种或两种以上的选自通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)及通式(N-04)所表示的化合物群组中的化合物，且还含有一种或两种以上的选自通式(NU-01)～通式(NU-08)所表示的化合物群组中的化合物，这些化合物的含量的合计的上限值优选为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％，这些化合物的含量的合计的下限值优选为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％、100质量％。
本发明的液晶组合物可赋予充分快的聚合速度与充分大的预倾角。另外，关于使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件，聚合后的液晶显示元件中的聚合性化合物的残存量少，不会产生或可显著抑制4K或8K等高精细的PSA型或PSVA型的液晶显示元件的IS(Image Sticking)等显示不良。根据以上，可显著提高4K或8K等高精细的PSA型或PSVA型的液晶显示元件的生产效率，产业上的利用价值非常高。
本发明的液晶组合物对于有源矩阵驱动用液晶显示元件而言有用，可用于PSA、PSVA、聚合物稳定(Polymer Sustained，PS)-共面切换(in-plane switching，IPS)、PS-边缘场切换(fringe field switching，FFS)、NPS或PI-less等液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件优选为具有：相向配置的第一基板及第二基板；设置于所述第一基板或所述第二基板的共用电极；设置于所述第一基板或所述第二基板的具有薄膜晶体管的像素电极；以及设置于所述第一基板与第二基板之间的含有液晶组合物的液晶层。也可视需要以与所述液晶层抵接的方式，在第一基板和/或第二基板的至少一个基板的相向面侧设置控制液晶分子的取向方向的取向膜。作为所述取向膜，可结合液晶显示元件的驱动模式，适宜选择垂直取向膜或水平取向膜等，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)等现有的取向膜。进而，可在第一基板或第二基板上适宜设置彩色滤光片，另外可在所述像素电极或共用电极上设置彩色滤光片。
本发明的液晶显示元件中使用的液晶单元的两张基板可使用如玻璃或塑料那样具有柔软性的透明材料，另一方面也可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在玻璃板等透明基板上溅射氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)而获得。
彩色滤光片例如可通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制成。若将利用颜料分散法的彩色滤光片的制成方法作为一例进行说明，则将彩色滤光片用硬化性着色组合物涂布在所述透明基板上，实施图案化处理，然后通过加热或光照射使其硬化。通过对红、绿、蓝3色分别进行所述工序，可制成彩色滤光片用像素部。除此以外，也可在所述基板上设置像素电极，所述像素电极设置有薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、薄膜二极管、金属绝缘体金属比电阻元件等有源元件。
优选为以共用电极或像素电极层成为内侧的方式使所述第一基板及所述第二基板相向。
第一基板与第二基板的间隔可经由间隔物进行调整。此时，优选为以所获得的调光层的厚度成为1μm～100μm的方式进行调整。进而优选为1.5μm～10μm，在使用偏振片的情况下，优选为以使对比度最大化的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d的乘积。另外，在具有两张偏振片的情况下，也可调整各偏振片的偏振轴来进行调整，以使视角或对比度变得良好。进而，也可使用用于扩大视角的相位差膜。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，将环氧系热硬化性组合物等密封剂以设置有液晶注入口的形式丝网印刷在所述基板，将所述基板彼此贴合，并进行加热来使密封剂热硬化。
在两张基板之间夹持液晶组合物的方法可使用通常的真空注入法或液晶滴注(One Drop Fill，ODF)法等。
作为使本发明的液晶组合物中所含的聚合性化合物聚合的方法，为了获得液晶的良好的取向性能，理想的是以适度的聚合速度进行聚合，因此优选为通过将紫外线或电子束等活性能量线单独或一并或依次照射来进行聚合的方法。在使用紫外线时，可使用偏振光源，也可使用非偏振光源。另外，在将液晶组合物夹持在两张基板之间的状态下进行聚合时，至少照射面侧的基板必须被赋予对活性能量线的适当的透明性。另外，也可使用如下方法：在光照射时使用掩模仅使特定的部分聚合后，通过使电场、磁场或温度等条件产生变化来使未聚合部分的取向状态产生变化，进而照射活性能量线进行聚合。特别是在进行紫外线曝光时，优选为一边对液晶组合物施加直流电场或交流电场一边进行紫外线曝光。再者，所施加的交流电场优选为频率1Hz～10kHz的交流电场，更优选为频率60Hz～10kHz，电压取决于液晶显示元件的所期望的预倾角进行选择。即，可根据所施加的电压控制液晶显示元件的预倾角。在PSA型或PSVA型的液晶显示元件中，就取向稳定性及对比度的观点而言，优选为将预倾角控制为80度～89.9度。进而，更优选为以使预倾角大至80度～89度且被赋予适当的倾斜角的方式进行控制。在PSA型或PSVA型的液晶显示元件中，若在元件的制造后聚合性化合物未聚合而直接残存，则会产生烧印(IS)。所述残存的聚合性化合物的量优选为150ppm以下，优选为140ppm以下，优选为130ppm以下，优选为120ppm以下，优选为110ppm以下，特别优选为100ppm以下。
使本发明的液晶组合物中所含的聚合性化合物聚合时使用的紫外线或电子束等活性能量线的照射时的温度并无特别限制。例如，在将本发明的液晶组合物适用于包括具有取向膜的基板的液晶显示元件的情况下，优选为在保持所述液晶组合物的液晶状态的温度范围内。即，优选为在15℃～50℃下聚合。
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，优选为牛尾(USHIO)公司的超高压UV灯、东芝(TOSHIBA)公司的荧光型紫外线灯。另外，作为照射的紫外线的波长，优选为照射并非液晶组合物的吸收波长区域的波长区域的紫外线，优选为视需要将紫外线截止来使用。照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm2～100W/cm2，进而优选为2mW/cm2～50W/cm2。照射的紫外线的能量可适宜调整，优选为10mJ/cm2～500J/cm2，进而优选为100mJ/cm2～200J/cm2。
[实施例]
以下列举实施例来对本发明进一步进行详述，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％”。在实施例中，对于化合物的记载使用以下的略号。
只要未特别记载，则各物性值是基于电子信息技术产业协会标准(JapanElectronics and Information Technology Industries Association，JEITA)ED-2521B2009年3月修订社团法人电子信息技术产业协会发行中记载的方法测定。
(侧链)
-n -CnH2n+1碳数n的直链状烷基
n- CnH2n+1-碳数n的直链状烷基
-On -OCnH2n+1碳数n的直链状烷氧基
nO- CnH2n+1O-碳数n的直链状烷氧基
-V -CH＝CH2
V- CH2＝CH-
-V1 -CH＝CH-CH3
1V- CH3-CH＝CH-
-F -F
-OCF3-OCF3
(连结基)
-1O- -CH2-O-
-O1- -O-CH2-
-2- -CH2-CH2-
-COO- -COO-
-OCO- -OCO-
- 单键
(环结构)
实施例中，所测定的特性如下所述。
Tni：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn：20℃下的折射率各向异性
Δε：20℃下的介电常数各向异性
γ1：20℃下的旋转粘性(mPa·s)
RM：照射了60分钟313nm的照度3mW/cm2的UV光后的液晶显示元件中的残存单体量(ppm)
Tilt：照射了2分钟313nm的照度3mW/cm2的UV光后的液晶显示元件的预倾角(°)
IS：准备照射了60分钟313nm的照度3mW/cm2的UV光后的液晶显示元件，将维持一定时间驱动状态后的预倾角的变化量乘以100倍的值
VHR：准备照射了60分钟313nm的照度3mW/cm2的UV光后的液晶显示元件，在1V、60Hz、60℃下测定时的电压保持率(％)
(聚合性化合物的合成)
(RM-13的合成)
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入4-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)苯酚47g(240毫摩尔)、二异丙基乙胺37g(288毫摩尔)、二氯甲烷650ml，在冰浴中将反应容器保持在5℃以下。在氮气环境下缓慢滴加丙烯酰氯25g(276毫摩尔)。滴加结束后，将反应容器恢复到室温，并反应5小时。向反应液中加入二氯甲烷280ml，利用盐酸水溶液进行清洗，接着利用水进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用2倍量(重量比)的氧化铝管柱进行精制，获得(1)所示的化合物59g。
继而，在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入式(1)所示的化合物59g、四氢呋喃300ml、浓盐酸1ml、甲醇5ml，在室温下反应12小时。向反应液中加入乙酸乙酯630ml，利用水进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用10倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，获得(2)所示的化合物34g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入4-溴苯酚125g(723毫摩尔)、丙烯酸叔丁酯116g(903毫摩尔)、碳酸钾150g(1.1摩尔)、乙酸钯8.11g(36毫摩尔)、N-甲基-2-吡咯烷酮1230ml，在125℃下反应5小时。向反应液中加入乙酸乙酯1390ml，利用盐酸水溶液进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用2倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，通过利用二氯甲烷/己烷的再结晶，获得(3)所示的化合物106g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入式(3)所示的化合物106g(482毫摩尔)、二异丙基乙胺75g(579毫摩尔)、二氯甲烷1410ml，在冰浴中将反应容器保持在5℃以下。在氮气环境下缓慢滴加甲基丙烯酰氯58g(555毫摩尔)。滴加结束后，将反应容器恢复到室温，并反应5小时。向反应液中加入二氯甲烷600ml，利用盐酸水溶液进行清洗，接着利用水进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用2倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，获得(4)所示的化合物132g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入式(4)所示的化合物132g(458毫摩尔)、甲酸330ml、二氯甲烷330ml，在40℃下反应8小时。向反应液中加入水并使固体析出，在进行滤取后使其干燥，获得(5)所示的化合物92g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入式(2)所示的化合物5g(30毫摩尔)、式(5)所示的化合物7g(30毫摩尔)、二甲基氨基吡啶480mg(3.9毫摩尔)、二氯甲烷48ml，在冰浴中将反应容器保持在5℃以下。在氮气环境下缓慢滴加二异丙基碳二酰亚胺4.9g(39毫摩尔)。滴加结束后，将反应容器恢复到室温，并反应5小时。在对反应液进行过滤后，向滤液中加入二氯甲烷23ml，利用盐酸水溶液进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用10倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，通过利用二氯甲烷/己烷的再结晶，获得式(RM-13)所示的目标化合物6.1g。
1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)(溶媒：氘代氯仿)：δ：2.08(s,3H),5.79(d,1H),6.03(dd,1H),6.29-6.37(m,2H),6.57-6.64(m,2H),7.17-7.22(m,6H),7.63(d,2H),7.86(d,1H)
红外吸收光谱(infrared spectroscopy，IR)(KBr)：1760cm-1-1700cm-1、1640cm-1、1600cm-1熔点：140℃
(RM-14的合成)
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入4-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)苯酚100g(515毫摩尔)、二异丙基乙胺80g(618毫摩尔)、二氯甲烷1380ml，在冰浴中将反应容器保持在5℃以下。在氮气环境下缓慢滴加甲基丙烯酰氯62g(592毫摩尔)。滴加结束后，将反应容器恢复到室温，并反应5小时。向反应液中加入二氯甲烷590ml，利用盐酸水溶液进行清洗，接着利用水进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用2倍量(重量比)的氧化铝管柱进行精制，通过利用二氯甲烷/甲醇的再结晶，获得(6)所示的化合物116g。
继而，在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中装入式(6)所示的化合物116g、四氢呋喃600ml、浓盐酸2ml、甲醇10ml，在室温下反应12小时。向反应液中加入乙酸乙酯1260ml，利用水进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用2倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，通过利用二氯甲烷/己烷的再结晶，获得(7)所示的化合物71g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入式(3)所示的化合物106g(482毫摩尔)、二异丙基乙胺75g(579毫摩尔)、二氯甲烷1410ml，在冰浴中将反应容器保持在5℃以下。在氮气环境下缓慢滴加丙烯酰氯50g(555毫摩尔)。滴加结束后，将反应容器恢复到室温，并反应5小时。向反应液中加入二氯甲烷600ml，利用盐酸水溶液进行清洗，接着利用水进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用2倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，获得(8)所示的化合物132g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入式(4)所示的化合物132g(482毫摩尔)、甲酸330ml、二氯甲烷330ml，在40℃下反应8小时。向反应液中加入水并使固体析出，在进行滤取后使其干燥，获得(9)所示的化合物97g。
在包括搅拌装置、冷却器及温度计的反应容器中，装入式(7)所示的化合物8.1g(45毫摩尔)、式(9)所示的化合物9.4g(43毫摩尔)、二甲基氨基吡啶720mg(5.9毫摩尔)、二氯甲烷72ml，在冰浴中将反应容器保持在5℃以下。在氮气环境下缓慢滴加二异丙基碳二酰亚胺7.5g(59毫摩尔)。滴加结束后，将反应容器恢复到室温，反应5小时。在对反应液进行过滤后，向滤液中加入二氯甲烷34ml，利用盐酸水溶液进行清洗，进而利用饱和食盐水进行清洗，利用无水硫酸钠使有机层干燥。在蒸馏去除溶媒后，利用10倍量(重量比)的二氧化硅管柱进行精制，通过利用二氯甲烷/甲醇的再结晶，获得式(RM-14)所示的目标化合物6.5g。
1H-NMR(溶媒：氘代氯仿)：δ：2.07(s,3H),5.76-7.77(m,1H),6.05(dd,1H),6.30-6.37(m,2H),6.57-6.66(m,2H),7.15-7.23(m,6H),7.61-7.63(m,2H),7.86(d,1H)
红外吸收光谱(IR)(KBr)：1750cm-1-1700cm-1、1640cm-1熔点：144℃
(液晶组合物的制备与评价结果)
由液晶组合物(LC-1)制备(LC-5)，测定其物性值。这些液晶组合物的成分比与其物性值如表1所示。
[表1]
准备混合了这些液晶组合物与下述式(RM-11)～式(RM-17)、式(RM-21)～式(RM-23)所表示的聚合性化合物的实施例(E-01)～实施例(E-06)、比较例(C-01)～比较例(C-02)，RM、Tilt、IS、VHR的评价结果如以下的表所示。
[表2]
| C-01 | C-02 | E-01 | E-02 | E-03 | E-04 | E-05 | E-06 | |
| LC-1 | 99.7 | 99.7 | 99.7 | 99.7 | 99.7 | - | - | - |
| LC-2 | - | - | - | - | - | 99.7 | 99.7 | 99.7 |
| LC-3 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| LC-4 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| LC-5 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| RM-11 | - | - | 0.03 | - | - | - | - | - |
| RM-12 | - | - | - | - | - | 0.03 | - | - |
| RM-13 | - | - | - | 0.03 | - | - | - | - |
| RM-14 | - | - | - | - | - | - | 0.03 | - |
| RM-15 | - | - | - | - | 0.03 | - | - | - |
| RM-16 | - | - | - | - | - | - | - | 0.03 |
| RM-17 | - | 0.03 | - | - | - | - | - | - |
| RM-21 | 0.3 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 |
| 合计[％] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| RM | 145 | 30 | 22 | 15 | 17 | 26 | 29 | 20 |
| Tilt | 4.6 | 2.0 | 2.1 | 3.0 | 1.5 | 2.4 | 1.9 | 2.4 |
| IS | 20 | 30 | 28 | 25 | 19 | 22 | 20 | 24 |
| VHR | 92 | 90 | 98 | 99 | 97 | 98 | 97 | 98 |
关于实施例1(E-01)～实施例6(E-20)，确认了RM是充分小的值，Tilt是适当的值，IS是较小的值，VHR是充分高的值。根据以上，确认了这些实施例解决本发明的课题。
与此相对，关于仅含有本发明的第二成分的聚合性化合物的比较例1(C-01)，确认了RM大，液晶显示元件的可靠性降低。另外，比较例2(C-02)的液晶组合物虽然含有本发明的第二成分的聚合性化合物，但由于使用与本发明的第一成分的结构不同的聚合性化合物，因此结果为VHR低。根据以上，确认了这些比较例无法解决本发明的课题。
进而，准备实施例7(E-07)～实施例14(E-14)，评价结果如下述表所示。
[表3]
| E-07 | E-08 | E-09 | E-10 | E-11 | E-12 | E-13 | E-14 | |
| LC-1 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| LC-2 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| LC-3 | 99.7 | 99.7 | 99.7 | - | - | - | - | - |
| LC-4 | - | - | - | 99.7 | 99.7 | 99.7 | 99.7 | 99.7 |
| LC-5 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| RM-11 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| RM-12 | 0.03 | - | - | - | 0.05 | - | - | - |
| RM-13 | - | - | - | 0.03 | - | 0.05 | - | - |
| RM-14 | - | 0.03 | - | - | - | - | 0.05 | - |
| RM-15 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| RM-16 | - | - | 0.03 | - | - | - | - | 0.03 |
| RM-17 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| RM-21 | - | - | - | - | - | - | - | 0.27 |
| RM-22 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | - | - | 0.25 | 0.25 | - |
| RM-23 | - | - | - | 0.27 | 0.25 | - | - | - |
| 合计[％] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| RM | 0 | 0 | 0 | 30 | 27 | 0 | 28 | 33 |
| Tilt | 3.3 | 3.0 | 3.6 | 2.9 | 2.6 | 2.1 | 2.3 | 2.8 |
| IS | 22 | 18 | 26 | 31 | 27 | 27 | 28 | 29 |
| VHR | 98 | 97 | 99 | 98 | 97 | 98 | 99 | 97 |
关于实施例7(E-07)～实施例14(E-14)确认了RM是充分小的值，Tilt是适当的值，IS是较小的值，VHR是充分高的值。根据以上，确认了这些实施例解决本发明的课题。
进而，准备实施例15(E-15)～实施例20(E-20)，评价结果如下述表所示。
[表4]
关于实施例15(E-15)～实施例20(E-20)，确认了RM是充分小的值，Tilt是适当的值，IS是较小的值，VHR是充分高的值。根据以上，确认了这些实施例解决本发明的课题。
Claims (9)
1.一种液晶组合物，含有通式(i)所表示的聚合性化合物作为第一成分，
式中，Ai1及Ai2分别独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基，所述基中存在的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经取代为-O-，
(b)1,4-亚苯基，所述基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝，及
(c)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基或十氢萘二基，萘二基或1,2,3,4-四氢萘二基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝，
所组成的群组中的基，所述基(a)、基(b)及基(c)可分别独立地经碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、卤素、氰基、硝基或Pi3-Si3-取代，
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
Pi1及Pi2分别表示不同的基，
Si3表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，
ni1表示1或2，
Ai2存在多个时可相同也可不同，且
含有通式(RM-22)或通式(RM-23)所表示的聚合性化合物作为第二成分，
式中，P5、P6、P7及P8分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
S5、S6、S7及S8分别独立地表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，A1～A8分别独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、氟原子或氢原子，B1～B12分别独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、氟原子或氢原子。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，还含有一种或两种以上的选自通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物群组中的化合物，
式中，R21及R22分别独立地表示碳原子数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，所述基中的一个或非邻接的两个以上的-CH2-可分别独立地经-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，Z1分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，m分别独立地表示1或2。
3.根据权利要求2所述的液晶组合物，还含有一种或两种以上的选自通式(NU-01)～通式(NU-08)所表示的化合物群组中的化合物，
式中，RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81及RNU82分别独立地表示碳原子数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，所述基中的一个或非邻接的两个以上的-CH2-可分别独立地经-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其中第一成分、第二成分、选自通式(N-01)～通式(N-05)所表示的化合物群组中的化合物、选自通式(NU-01)～通式(NU-08)所表示的化合物群组中的化合物的含量的合计为80质量％～100质量％。
5.根据权利要求3所述的液晶组合物，包含第一成分、第二成分、选自通式(N-01)～通式(N-05)所表示的化合物群组中的一种以上的化合物、及选自通式(NU-01)～通式(NU-08)所表示的化合物群组中的一种以上的化合物、以及任意含有的抗氧化剂、任意含有的紫外线吸收剂、任意含有的光稳定剂及任意含有的红外线吸收剂。
6.一种液晶显示元件，使用如权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物。
7.一种有源矩阵驱动用液晶显示元件，使用如权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物。
8.一种聚合物稳定取向型或聚合物稳定垂直取向型的液晶显示元件，使用如权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物。
9.一种聚合性化合物，是由通式(i)所表示，
式中，Ai1及Ai2分别独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基，所述基中存在的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经取代为-O-，
(b)1,4-亚苯基，所述基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝，及
(c)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基或十氢萘二基，萘二基或1,2,3,4-四氢萘二基中存在的一个-CH＝或未邻接的两个以上的-CH＝可经取代为-N＝，
所组成的群组中的基，所述基(a)、基(b)及基(c)可分别独立地经碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、卤素、氰基、硝基或Pi3-Si3-取代，
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示式(R-1)～式(R-15)所表示的聚合性基，
Pi1及Pi2分别表示不同的基，
Si3表示单键或碳原子数1～5的亚烷基，所述亚烷基中的一个-CH2-或未邻接的两个以上的-CH2-可经-O-、-OCO-或-COO-取代，
ni1表示1或2，
Ai2存在多个时可相同也可不同。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant |