CN112980465B - 液晶组合物及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明所欲解决的课题在于提供一种包含聚合性化合物的液晶组合物、及提供使用所述液晶组合物的液晶显示元件,所述液晶组合物中,聚合性化合物的聚合速度充分快、且使用所述液晶组合物的液晶显示元件并无由预倾角的变化引起的显示不良、或显示不良极少,所述液晶组合物用于制造具有充分的预倾角、且响应性能优异的PSA型或PSVA型液晶显示元件。本发明提供一种含有通式(i)所表示的聚合性化合物作为第一成分的液晶组合物,一并提供一种使用所述液晶组合物的液晶显示元件,由此解决所述课题。
Description
技术领域
本发明涉及一种含聚合性化合物的液晶组合物及使用所述液晶组合物的液晶显示元件。
背景技术
聚合物稳定取向(Polymer Sustained Alignment;PSA)型液晶显示元件为了控制液晶分子的预倾角而具有在单元内形成聚合物结构物的结构,且因高速响应性或高对比度而作为液晶显示元件被实用化。
PSA型液晶显示元件的制造是通过如下方式来进行:在基板间注入包含液晶性化合物及聚合性化合物的聚合性组合物,在施加电压而使液晶分子取向的状态下使聚合性化合物聚合来固定液晶分子的取向。已知,作为所述PSA型液晶显示元件的显示不良的烧印的原因为杂质及液晶分子的取向的变化(预倾角的变化)。
关于由液晶分子的预倾角的变化引起的烧印,在构成显示元件的情况下,在长时间持续显示同一图案时,聚合物的结构发生变化,结果,预倾角发生变化。因此,需要如下聚合性化合物、即形成具有聚合物结构不会发生变化的刚直结构的聚合物的聚合性化合物。
以前,为了通过提高聚合物的刚直性来防止烧印,在专利文献1中,公开有使用具有联苯结构作为环结构的聚合性化合物来构成显示元件,在专利文献2中,公开有使用具有三联苯结构作为环结构的聚合性化合物来构成显示元件。
如所述专利文献1或所述专利文献2的实施例所示,进行有如下尝试:通过使用以下那样的包括联苯基骨架的化合物(A)或包括三联苯骨架的化合物(B),改善由预倾角的变化引起的烧印。
[化1]
近年来,在液晶元件的制造中,为了提高生产效率而要求聚合速度适度快的液晶组合物。然而,包含化合物(A)或化合物(B)作为主要的聚合性化合物的液晶组合物因聚合速度并不充分,而需要改善。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]WO2010/084823
[专利文献2]日本专利特开2012-241125号公报
[专利文献3]日本专利6233550号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明所欲解决的课题在于提供一种包含聚合性化合物的液晶组合物、及提供一种使用所述液晶组合物的液晶显示元件,所述液晶组合物中,聚合性化合物的聚合速度充分快、且使用所述液晶组合物的元件并无由预倾角的变化引起的显示不良、或显示不良极少,所述液晶组合物用于制造具有充分的预倾角、且响应性能优异的PSA型或聚合物稳定垂直取向(Polymer Stabilized Vertival Alignment,PSVA)型液晶显示元件。
[解决问题的技术手段]
本发明人等人进行了努力研究,结果发现,通过包含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,本发明的目的在于提供一种液晶组合物,其含有通式(i)所表示的聚合性化合物作为第一成分。
进而,本发明的目的在于提供一种液晶显示元件,其使用所述液晶组合物。
[发明的效果]
本发明的液晶组合物为如下液晶组合物:在不降低折射率各向异性(Δn)及向列相-各向同性液相转变温度(Tni)的情况下显示出低的粘度(η)、小的旋转粘性(γ1)、及大的弹性常数(K33),聚合性化合物的聚合速度充分快,无聚合性化合物的析出。使用本发明的液晶组合物的液晶显示元件可充分获得预倾角,聚合性化合物的残留量少,显示出高的电压保持率(Voltage Holding Ratio,VHR)与高速响应,且显示出并无或抑制了取向不良或烧印等显示不良的优异显示品质。
本发明的液晶组合物通过使用特定聚合性化合物,可控制预倾角及聚合性化合物的残留量,通过用于制造的能量成本的最优化及削减,可容易地提高生产效率。因此,本发明的液晶组合物及使用所述液晶组合物的液晶显示元件非常有用。
具体实施方式
本发明的液晶组合物含有一种或两种以上的通式(i)所表示的聚合性化合物。
[化2]
(式中,
R101~R104分别独立地表示氢原子、氟原子、-O-(CH2)m1-CH3、-CH2F、-CHF2、-CF3或-Spi3-Pi3的任一者,m1表示0、1、2或3,R101~R104中的至少一个以上的基表示-O-(CH2)m1-CH3、-CH2F、-CHF2、或-CF3,
Li1表示单键、-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-OCOCH2-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中,Ra分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基),
Ai1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=)所组成的群组中的基,所述基(a)及基(b)可经碳原子数1~8的烷基或Pi3-Spi3-取代,
ni1表示0或1,
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示选自式(R-1)~式(R-15)中的聚合性基,
[化3]
Spi1、Spi2及Spi3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-可以氧原子并不直接邻接的方式经-O-、-OCO-或-COO-取代)
包含通式(i)所表示的聚合性化合物的液晶组合物的聚合速度适度快,可在短的紫外线照射时间内赋予目标预倾角。进而,若聚合速度适度快,则可减少聚合性化合物的残留量。因此,可提高PSA型液晶显示元件制造的生产效率。另外,发挥不会产生由预倾角的变化引起的显示不良(例如,烧印等不良情况)、或显示不良极少等效果。再者,本说明书中的显示不良考虑有由聚合后的预倾角产生经时变化而引起的显示不良、由未反应的聚合性化合物的残留量引起的显示不良、由电压保持率的降低引起的显示不良。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,R101~R104分别独立地表示氢原子、氟原子、-O-(CH2)m1-CH3、-CH2F、-CHF2、-CF3或-Spi3-Pi3的任一者,m1表示0、1、2或3。此处,R101~R104中的至少一个以上的基表示m1为0、1、2或3的-O-(CH2)m1-CH3、-CH2F、-CHF2、或-CF3,R101~R104中的至少一个以上的基优选为m1为0或1的-O-(CH2)m1-CH3所表示的基,优选为R101~R104中的至少一个以上的基为m1=0即-OCH3,优选为R101~R104中的一个基为-OCH3。如此,R101~R104中的至少一个以上的基表示-O-(CH2)m1-CH3、-CH2F、-CHF2、或-CF3,此外的R101~R104基表示氢原子、氟原子或-Spi3-Pi3,优选为氢原子或氟原子。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Li1表示单键、-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-OCOCH2-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中,Ra分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基),Li1优选为单键、-C2H4-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-或-COO-CH=CH-COO-,Li1优选为单键、-C2H4-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-或-OCO-,Li1优选为单键、-OCH2-或-CH2O-,Li1优选为单键。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Ai1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-)或(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=)所组成的群组中的基,所述基(a)及基(b)可经碳原子数1~8的烷基或Pi3-Spi3-取代,Ai1优选为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Ai1优选为1,4-亚苯基。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,ni1表示0或1,就对液晶组合物的溶解性更良好的方面而言,ni1优选为0。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Pi1、Pi2及Pi3分别独立地如所述那样表示选自下述式(R-1)~式(R-15)中的基。
[化4]
Pi1及Pi2优选为分别独立地选自式(R-1)~式(R-6)中,优选为选自式(R-1)~式(R-3)、式(R-6)中,优选为选自式(R-1)~式(R-3)中,优选为选自式(R-1)或式(R-2)中。Pi1及Pi2分别可为相同的基,也可为不同的基,优选为Pi1及Pi2表示相同的基,优选为Pi1及Pi2均表示式(R-1)或式(R-2),优选为Pi1及Pi2均表示式(R-2)。
Pi3优选为选自式(R-1)~式(R-6)中,优选为选自式(R-1)~式(R-3)、式(R-6)中,优选为选自式(R-1)~式(R-3)中,优选为选自式(R-1)或式(R-2)中。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Spi1、Spi2及Spi3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-可以氧原子并不直接邻接的方式经-O-、-OCO-或-COO-取代。优选为Spi1、Spi2及Spi3分别独立地为单键或选自碳原子数1~3的亚烷基中,优选为Spi1或Spi2的任一者表示单键、另一者选自碳原子数1~3的亚烷基中,优选为Spi1及Spi2均为单键。在Spi1、Spi2及Spi3为单键的情况下,紫外线照射后的聚合性化合物的残留量充分少,更不易产生由预倾角的变化引起的显示不良。
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作为第一成分,具体而言,含有一种或两种以上的选自下述式(i-1)~式(i-25)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5.0质量%,优选为4.5质量%,优选为4.0质量%,优选为3.5质量%,优选为3.0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1.0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,则为了聚合性化合物的残留量少且在制成液晶显示元件时获得高的电压保持率(VHR),优选为将本发明的液晶组合物中的作为第一成分的通式(i)所表示的聚合性化合物、具体而言、选自下述式(i-1)~式(i-25)中的聚合性化合物的含量设为0.1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种作为第一成分的通式(i)所表示的聚合性化合物的情况下,优选为各自的含量为0.01质量%~0.6质量%的范围内。另外,在本发明的液晶组合物使用通式(i)所表示的聚合性化合物以外的聚合性化合物作为主要的聚合性化合物、且并用通式(i)所表示的聚合性化合物作为副聚合性化合物的情况下,优选为通式(i)所表示的聚合性化合物的含量为0.01质量%~0.1质量%的范围内。因此,为了解决这些所有的课题,特别理想的是将本发明的液晶组合物中的第一成分在0.02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-25)中的聚合性化合物。
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
所述式(i-1)~式(i-25)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-2)、式(i-6)、式(i-7)、式(i-10)、式(i-11)、式(i-15)、式(i-16)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(不易产生烧印)、且能够以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-6)、式(i-10)、式(i-15)中的聚合性化合物,更优选为使用式(i-1)、式(i-6)、式(i-10)所表示的化合物,特别优选为使用式(i-1)、式(i-6)所表示的化合物。
在本发明的液晶组合物中,除了含有所述通式(i)所表示的聚合性化合物以外,还可含有一种或两种以上的通式(RM-22)或通式(RM-23)所表示的聚合性化合物作为聚合性化合物的第二成分。
[化10]
(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,
[化11]
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)
作为聚合性化合物的第二成分,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)及通式(RM-22M1)~通式(RM-22M9)所表示的聚合性化合物。
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
(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,
[化16]
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。
作为聚合性化合物的第二成分,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。
[化17]
[化18]
[化19]
(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,
[化20]
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可含有一种或两种以上的选自通式(RM-22)或通式(RM-23)中的聚合性化合物作为聚合性化合物的第二成分,具体而言,可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聚合性化合物的第二成分,聚合性化合物的第二成分的含量的下限值为0质量%,优选为0.05质量%,优选为0.1质量%,优选为0.15质量%,优选为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聚合性化合物的第一成分与第二成分的合计含量的下限值优选为0.1质量%,优选为0.15质量%,优选为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%。另外,上限值优选为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可并用必需的第一成分与作为任意成分的第二成分作为聚合性化合物。再者,在使用第二成分作为主要的聚合性化合物、并使用通式(i)所表示的第一成分作为副聚合性化合物、即作为第二聚合性化合物的助剂发挥作用的情况下,通式(i)所表示的聚合性化合物可补充由作为主成分的第二成分的聚合性化合物带来的取向限制力。
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。
[化21]
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)(各式中的黑点表示环结构中的碳原子)中的任一者所表示的基中,进而优选为式(R1)或式(R2)。
[化22]
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-01)中,Z1优选为单键或-CH2O-。
通式(N-02)中,Z1优选为单键。
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-。
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。
[化23]
(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任意的聚合性化合物的第二成分以及一种或两种以上的选自通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-01-1)所表示的化合物及通式(N-01-2)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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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。
[化24]
(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-02-1)所表示的化合物、通式(N-01-1)及通式(N-01-2)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。
[化25]
(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物、通式(N-01-1)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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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。
[化26]
(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(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。
[化27]
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。
[化28]
(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。
[化29]
(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。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。
本发明的液晶组合物进而优选为含有通式(NU-02)所表示的化合物及通式(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3(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3(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含有所述化合物以外,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。
[化30]
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-可以氧原子并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)。
[化31]
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任意的聚合性化合物的第二成分,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任意的聚合性化合物的第二成分,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烧印(Image Sticking,IS)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)等公知的取向膜。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在设置有液晶注入口的形态下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,通过使电场或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)
[化32]
实施例中,所测定的特性如下所述。
Tni:向列相-各向同性液相转变温度(℃)
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(%)
(液晶组合物的制备与评价结果)
制备液晶组合物(LC-1)~液晶组合物(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-111)~式(RM-112)、式(RM-221)~式(RM-222)、式(RM-C1)所表示的聚合性化合物的实施例(E-01)~实施例(E-16)、比较例(C-01)的液晶组合物,RM、Tilt、IS、VHR的评价结果如以下的表所示。
[化33]
首先,准备实施例1(E-01)~实施例10(E-10)的液晶组合物,评价结果如下述表所示。
[表2]
[表3]
关于使用有实施例1(E-01)~实施例10(E-10)的液晶组合物的液晶显示元件,确认到RM为充分小的值,Tilt为适当的值,IS为小的值,VHR为充分高的值。根据以上情况,确认到这些实施例解决了本发明的课题。
其次,准备比较例1(C-01)的液晶组合物,评价结果如下述表所示。
[表4]
结果,关于使用有比较例1(C-01)的液晶组合物的液晶显示元件,确认到RM大,液晶显示元件的可靠性降低。另外,比较例中使用的单体(RM-C1)虽具有与本发明相同的骨架,但并不具有本发明中使用的通式(i)所表示的单体所必需的取代基,因此为VHR低的结果。根据以上情况,确认到所述比较例无法解决本发明的课题。
进而,准备实施例11(E-11)~实施例16(E-16),评价结果如下述表所示。
[表5]
实施例11(E-11)~实施例16(E-16)为含有本发明中作为第一成分的通式(i)所表示的必需的聚合性化合物、以及作为通式(i)以外的聚合性化合物的RM-221或RM-222的液晶组合物。关于使用有所述液晶组合物的液晶显示元件,确认到RM为小的值,Tilt为适当的值,IS为小的值,VHR为高的值。根据实施例11~实施例16的结果,即便在使用其他聚合性化合物作为主要的聚合性化合物、且以作为其他聚合性化合物的助剂那样的少的比率使用通式(i)所表示的聚合性化合物的情况下,也可获得具有充分的预倾角且不产生由预倾角的变化引起的显示不良的显示元件,确认到解决了本发明的课题。
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,
R101~R104分别独立地表示氢原子或-O-(CH2)m1-CH3,m1表示0、1、2或3,R101~R104中的至少一个以上的基为m1为0或1的-O-(CH2)m1-CH3所表示的基,
Li1表示单键、-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-OCOCH2-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-,式中,Ra分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,
Ai1表示选自由基a及基b所组成的群组中的基:
基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-,
基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=,
所述基a及基b可经碳原子数1~8的烷基或Pi3-Spi3-取代,
ni1表示0,
Pi1、Pi2及Pi3分别独立地表示选自式(R-1)~式(R-3)中的聚合性基,
Spi1、Spi2及Spi3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-可以氧原子并不直接邻接的方式经-O-、-OCO-或-COO-取代,
所述第一成分的含量为0.01质量%~5.0质量%的范围内。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,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1或2所述的液晶组合物,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。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物,其中相对于组合物的总量,所述第一成分、选自所述通式(N-01)~所述通式(N-05)所表示的化合物群组中的化合物、及选自所述通式(NU-01)~所述通式(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1或2所述的液晶组合物,更含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、和/或红外线吸收剂中的一种或多种。
6.一种液晶显示元件,包括:两个基板、以及设置于所述两个基板之间且包含如权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物的液晶层。
7.根据权利要求6所述的液晶显示元件,其为有源矩阵驱动用。
8.根据权利要求6或7所述的液晶显示元件,其为聚合物稳定取向型或聚合物稳定垂直取向型。
9.根据权利要求6或7所述的液晶显示元件,其中所述两个基板中的至少一个基板不具有取向膜。
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