CN113025345B - 含聚合性化合物的液晶组合物和液晶显示元件 - Google Patents
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Classifications
-
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-
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Abstract
本发明提供一种含聚合性化合物的液晶组合物和液晶显示元件。本发明的课题在于提供一种能够快速地充分聚合、能够以弱或少的UV光形成倾斜、UV照射工序后的可靠性优异的在用于制造液晶显示元件时有用的聚合性液晶组合物,以及使用其的液晶显示元件。解决手段为,本发明提供一种含聚合性化合物的液晶组合物,其含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物以及1种或2种以上的聚合性化合物,并且前述通式(i)所表示的化合物的合计含量在预定的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及含有聚合性化合物的液晶组合物和使用其的液晶显示元件。需说明的是,本说明书中,将含有聚合性化合物的液晶组合物称为含聚合性化合物的液晶组合物。另外,聚合性化合物是指具有聚合性基的化合物。
背景技术
例如PSA(Polymer Sustained Alignment,聚合物稳定取向)模式的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了聚合物结构物的结构,由于高速响应性、高对比度而一直作为液晶显示元件被实用化。
PSA模式的液晶显示元件的制造通如下方法来进行:将含有聚合性化合物的液晶组合物注入基板间,在施加电压使液晶分子取向的状态下照射UV光,使聚合性化合物聚合,将液晶分子的取向固定。
近年来,在4K、8K等PSA模式的液晶显示元件中需要高精细的像素。因此,通过增加配线、遮光部的区域,会滤除相当一部分的UV光,在与以往同样的UV照射工序中,会发生倾斜的形成变得不充分、聚合性化合物不会充分聚合、大量的聚合性化合物残留等问题。另外确认到,由此会因响应速度恶化、取向性恶化而导致残影的产生,另外,残留的聚合性化合物在驱动时慢慢聚合,倾斜发生变化,从而发生烧屏(IS)等显示不良。
根据以上内容,在高精细的PSA模式的液晶显示元件中,需要能够以比以往弱或少的UV光稳定地制造的液晶组合物。
作为用于以比以往弱或少的UV光使含聚合性化合物的液晶组合物聚合的从液晶组合物开始的研究,专利文献1和专利文献2中介绍了通过含有具有三联苯骨架、萘骨架的液晶化合物来加快聚合反应速度的技术等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-503952号公报
专利文献2:国际公开2014/148197号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述,近年来,在高精细的PSA模式的液晶显示元件中,需要能以比以往弱或少的UV光稳定地制造的含聚合性化合物的液晶组合物。然而,专利文献1、专利文献2的实施例中记载的包含具有三联苯骨架、萘骨架的液晶化合物的含聚合性化合物的液晶组合物虽然聚合速度充分,但倾斜的形成不充分,另外,倾斜稳定性也并非足够高。因此,需要改善含聚合性化合物的液晶组合物的特性。关于这样的含聚合性化合物的液晶组合物的特性改善,不限于PSA模式的液晶显示元件用途,在其他驱动模式的液晶显示元件中使用的含聚合性化合物的液晶组合物中也同样需要。
本发明要解决的课题在于提供能够快速地充分聚合、能以弱或少的UV光形成倾斜、UV照射工序后的可靠性优异的在用于制造液晶显示元件时有用的含聚合性化合物的液晶组合物,以及提供使用其的液晶显示元件。
用于解决课题的手段
本发明人等对于上述课题进行了潜心研究,结果发现,利用包含具有特定结构的化合物和聚合性化合物、且进一步将上述具有特定结构的化合物的含量设为预定范围内的含聚合性化合物的液晶组合物,能够解决上述课题,从而完成了本申请发明。
即,本发明提供一种含聚合性化合物的液晶组合物,其含有1种或2种以上的下述通式(i)所表示的化合物以及1种或2种以上的聚合性化合物,并且前述通式(i)所表示的化合物的合计含量小于2.0质量%。
[化1]
(式中,Ri1和Ri2分别独立地表示碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至10的烷氧基、碳原子数2至10的烯基或碳原子数2至10的烯氧基,存在于这些基团中的1个或2个以上氢原子可被氟原子取代,环A和环B分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被如下取代:可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、氰基、或氟原子,
C表示具有1个以上苯环的2价的缩合环基,前述缩合环基所具有的1个或2个以上氢原子可被如下取代:可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、或氟原子,
Zi1和Zi2分别独立地表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C≡C-或单键,
ni1和ni2分别独立地表示0、1或2,
环A、环B、Zi1和Zi2分别存在多个时,分别可以相同也可以不同。)
另外,本发明提供使用了含聚合性化合物的液晶组合物的液晶显示元件、有源矩阵驱动用液晶显示元件、以及PSA模式、PSVA模式、PS-IPS模式或PS-FFS模式用液晶显示元件,含聚合性化合物的液晶组合物含有1种或2种以上的上述通式(i)所表示的化合物以及1种或2种以上的聚合性化合物,前述通式(i)所表示的化合物的合计含量小于2.0质量%.
发明的效果
根据本发明的含聚合性化合物的液晶组合物,能够快速地充分聚合,且能够以弱或少的UV光形成倾斜,能够实现高的倾斜稳定性。另外,根据本发明的含聚合性化合物的液晶组合物,能够快速地充分聚合,能够缩短UV照射时间,因此能够抑制因UV照射导致的液晶组合物的劣化和电压保持率(VHR)的降低。
并且,关于使用了本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的液晶显示元件,未反应的聚合性化合物的残留量少,能够以弱或少的UV光形成倾斜,表现出高速响应性、高VHR、以及高倾斜稳定性,因预倾角的变化导致的取向不良、烧屏等显示不良不发生或被抑制,能够表现优异的显示品质。
具体实施方式
以下,对于本发明的含聚合性化合物的液晶组合物和使用其的液晶显示元件进行详细说明。需说明的是,有时将通式(i)所表示的化合物称为通式(i)的化合物或化合物(i)。对于其他化合物也同样。
A.含聚合性化合物的液晶组合物
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物以及1种或2种以上的聚合性化合物,前述通式(i)所表示的化合物的合计含量小于2.0质量%。
[化2]
(式中,Ri1、Ri2、环A、环B、C、Zi1、Zi2、ni1和ni2分别如前述所定义。)
根据本发明的含聚合性化合物的液晶组合物,通过将通式(i)所表示的化合物、即在结构内包含缩合环的化合物的含量设为预定的范围,利用由上述通式(i)所表示的化合物发挥的敏化作用,聚合性化合物能够快速地充分聚合,能够以弱或少的UV光形成大的倾斜,另外能够实现较高的倾斜稳定性。进一步,根据本发明的含聚合性化合物的液晶组合物,能够快速地充分聚合,能够缩短UV照射时间,因此能够抑制因UV照射导致的液晶组合物的劣化,抑制电压保持率(VHR)的降低。
另外,关于使用了本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的液晶显示元件,未反应的聚合性化合物的残留量少,能够以弱或少的UV光形成大的倾向,表现出高速响应性、高VHR以及高倾斜稳定性,因预倾角的变化导致的取向不良、烧屏等显示不良不发生或被抑制,能够表现优异的显示品质。
其中,在4K、8K等高精细的PSA模式的液晶显示元件的制造中,如果UV照射时间变长则会使生产效率显著恶化。对此,根据本发明的含聚合性化合物的液晶组合物,能够以短UV照射时间制造4K、8K等高精细的PSA模式的液晶显示元件,因此产业上的利用价值非常高。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,有时将除了聚合性化合物和通式(i)所表示的化合物之外的组合物称为本发明的液晶组合物。以下,对于本发明的含聚合性化合物的液晶组合物所含的各成分进行说明。
[1]通式(i)所表示的化合物
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物以预定的含量包含通式(i)所表示的化合物。
[化3]
通式(i)中,Ri1和Ri2分别独立地表示碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至10的烷氧基、碳原子数2至10的烯基或碳原子数2至10的烯氧基。存在于这些基团中的1个或2个以上氢原子可被氟原子取代。
从降低γ1的效果高考虑,Ri1和Ri2分别独立地优选为碳原子数1至5的烷基或碳原子数2至5的烯基,特别优选为碳原子数1至3的烷基或碳原子数2至3的烯基。另外,该烷基和烯基优选为直链状。
另外,从能够增大含聚合性化合物的液晶组合物的|Δε|考虑,Ri1和Ri2分别独立地优选为碳原子数1至5的烷氧基或碳原子数2至5的烯氧基。
另外,从提高VHR等的可靠性的效果高考虑,Ri1和Ri2分别独立地优选为碳原子数1至5的烷基或碳原子数1至5的烷氧基,特别优选为碳原子数1至3的烷基或碳原子数1至3的烷氧基。
存在于Ri1和Ri2的基团中的1个或2个以上氢原子可被氟原子取代,也可不被取代,Ri1和Ri2优选不被氟原子取代。
通式(i)中,环A和环B分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团。
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(d)1,4-亚环己烯基。
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被如下取代:可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、氰基或氟原子。
这之中环A和环B分别独立地优选表示选自下述结构的基团,
[化4]
更优选为1,4-亚环己基、未经取代的1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,3-二氟-1,4-亚苯基。
进一步详细而言,出于能够使聚合性化合物的聚合速度更快的理由,环A和环B分别独立地优选为未经取代的1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,3-二氟-1,4-亚苯基,特别优选为未经取代的1,4-亚苯基。未经取代的亚苯基与被氟原子等其他原子取代后的亚苯基相比,UV的吸收波长区域更位于长波长侧。由此,包含具有未经取代的亚苯基的通式(i)所表示的化合物的本发明的含聚合性化合物的液晶组合物与含有具有取代基的通式(i)所表示的化合物的情况相比,能够使聚合性化合物的反应速度更快,另外,能够充分抑制VHR的降低。
另一方面,出于与其他液晶成分的混合性进一步提高这样的理由,环A和环B分别独立地优选为2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,3-二氟-1,4-亚苯基。
环A和环B分别存在多个时,多个环A和多个环B分别可以相同也可以不同。
通式(i)中,C表示具有1个以上苯环的2价的缩合环基。这里,具有1个以上苯环的缩合环基是指,包含至少1个苯环的多个环形成了缩合环的基团。另外,缩合环是指2个以上的环共有2个或2个以上原子而连接的结构的环。
上述C所表示的缩合环基优选为2个、3个或4个环缩合而成的缩合环基。换言之,上述C所表示的缩合环基优选为2环缩合环基、3环缩合环基或4环缩合环基。这之中,从与其他液晶分子的相溶性的观点考虑,更优选为2环缩合环基或3环缩合环基。
另外,构成上述C所表示的缩合环基的环中,苯环的个数优选为1、2或3个,更优选为2或3个,特别优选为2个。通过将缩合环基中的苯环的个数设为上述范围,变得更容易实现因包含通式(i)所表示的化合物所获得的适度聚合速度与高可靠性的兼顾。
上述C所表示的缩合环基可以仅由苯环构成。作为仅由苯环构成的缩合环基,例如可列举萘基、蒽基、菲基等。
另外,上述C所表示的缩合环基可以由1个以上的苯环以及1个以上的选自由脂肪族碳环、芳香族杂环和脂肪族杂环组成的组中的环构成。
脂肪族碳环具有环状的键仅由碳原子构成的结构。脂肪族碳环优选碳原子数为4~8,进一步优选碳原子数为4~6,更优选碳原子数为5或6。作为上述脂肪族碳环,例如可列举环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、环丁烯环、环戊烯环、环己烯环等。其中,上述C所表示的缩合环所包含的脂肪族碳环优选为环戊烷环或环己烷环。
脂肪族杂环具有脂肪族环的环中的1个、2个或3个-CH2-被-O-、-S-或-NH-取代而得的结构。脂肪族杂环的环元数优选为4~8,为4~6,为5或6。作为这样的脂肪族杂环,例如可列举吡咯烷环、四氢呋喃环、四氢噻吩环、哌啶环、四氢吡喃环、四氢噻喃环等。
芳香族杂环为芳香族环的环中的1个、2个或3个-CH=被-O-、-S-或-N-取代而得的结构。芳香族杂环的环元数优选为4~8,为4~6,为5或6。作为这样的芳香族杂环,例如可列举吡咯环、呋喃环、噻吩环、吡啶环等。
其中,上述C所表示的缩合环基优选为由2个或3个苯环构成的缩合环基、或由1个或2个苯环和选自由四氢呋喃环、四氢吡喃环、吡啶环、吡咯烷环和四氢噻吩环组成的组中的1个或2个环构成的缩合环。
上述C所表示的缩合环基所具有的1个或2个以上氢原子可被如下取代:可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、或氟原子;从化合物的合成容易性考虑,上述C所表示的缩合环基所具有的1个或2个以上氢原子优选不被取代。
上述C所表示的缩合环基中,与Zi1(ni1为0时为Ri1)的连接位置A和与Zi2(ni2为0时为Ri2)的连接位置B分别没有特别限定,优选上述连接位置A和上述连接位置B的位置为直线状。
通式(i)中的C具体而言优选表示选自下述结构的缩合环基。
[化5]
(式中,*表示与Zi1或Ri1的连接点,黑点(●)表示与Zi2或Ri2的连接点。)
通式(i)中的C进一步优选表示上述结构中的选自下述结构的缩合环基。
[化6]
(式中,*表示与Zi1或Ri1的连接点,黑点(●)表示与Zi2或Ri2的连接点。)
通式(i)中的C表示上述结构之中的2,6-萘二基时,能够使高聚合速度和高可靠性的兼顾性进一步提高,因而特别优选。
通式(i)中,Zi1和Zi2分别独立地表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C≡C-或单键。这之中Zi1和Zi2分别独立地优选-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-或单键,为了提高聚合性化合物的聚合速度,特别优选为单键。
通式(i)中,Zi1和Zi2分别存在多个时,多个Zi1和多个Zi2分别可以相同也可以不同。
例如,通式(i)所表示的化合物中,通过使隔着C所表示的缩合环和1个环A或B而连接的Zi1或Zi2表示单键以外的上述基团中的任一者,能够使可靠性和溶解性进一步良好。
通式(i)中,ni1和ni2分别独立地表示0、1或2,从与其他液晶分子的混合性良好考虑,ni1+ni2优选表示1或2,从与其他液晶分子的混合性和倾斜稳定性变得更好考虑,ni1+ni2更优选表示1。ni1+ni2表示2时,可以是ni1表示1且ni2表示1,也可以是ni1或ni2中的一方表示2且另一方表示0。这之中从与其他液晶分子的混合性变得更好考虑,优选ni1或ni2中的一方表示2且另一方表示0。
通式(i)中,环A、环B、Zi1和Zi2分别存在多个时,分别可以相同也可以不同。
通式(i)所表示的化合物优选为以下的通式(i-1)所表示的化合物。
[化7]
(式中,Ri11、Ri12、环Ai1、环Bi1、Zi11、Zi12、ni11和ni12分别表示与前述通式(i)中的Ri1、Ri2、环A、环B、Zi1、Zi2、ni1和ni2相同的定义,
ni11+ni12表示1、2、3或4,
Xi11至Xi16分别独立地表示可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、氟原子或氢原子。)
通式(i-1)中,关于ni11+ni12,从与其他液晶分子的混合性的观点考虑,优选为1或2,从与其他液晶分子的混合性和倾斜稳定性变得更好考虑,更优选为1。
通式(i-1)中,Xi11至Xi16分别独立地优选为碳原子数1至5的烷基、碳原子数1至5的烷氧基、氟原子或氢原子,更优选为氟原子或氢原子,特别优选为氢原子。
Xi11至Xi16中为氢原子的基团的个数优选至少为3。具体而言,Xi11至Xi16中为氢原子的基团的个数优选为3、4、5或6,优选为4、5或6,优选为5或6,更优选为6。
通式(i-1)中,关于Ri11、Ri12、环Ai1、环Bi1、Zi11和Zi12的优选方式,分别设为与前述通式(i)中的Ri1、Ri2、环A、环B、Zi1和Zi2的优选方式同样。
通式(i-1)中,ni11表示0、ni12表示1或2、与Ri12直连连接的环Bi1为2,3-二氟-1,4-亚苯基时,Ri12优选为碳原子数1至10的烷氧基,优选为碳原子数1至5的烷氧基,优选为碳原子数1至3的烷氧基。这是因为,与Ri12为烷氧基以外的基团的情况相比,通过与通式(i-1)所表示的化合物并用而带来的提高聚合性化合物的反应性的效果变得更高。此时,Ri11优选为碳原子数1至10的烷基,优选为碳原子数1至5的烷基,优选为碳原子数1至3的烷基。
另外,通式(i-1)中,ni11表示0、ni12表示2、与Ri11直连连接的环Bi1为1,4-亚苯基时,Ri1和Ri2分别独立地优选为碳原子数1至10的烷基,优选为碳原子数1至5的烷基,优选为碳原子数1至3的烷基。这是因为,与Ri1和Ri2中的一方或两方为烷基以外的基团的情况相比,通过与通式(i-1)所表示的化合物并用而带来的抑制电压保持率(VHR)降低的效果高。
通式(i)所表示的化合物进一步优选为以下的通式(i-1-1)所表示的化合物。
[化8]
(式中,Ri111、Ri112、环Ai11、环Bi11、Zi111和Zi112分别表示与前述通式(i)中的Ri1、Ri2、环A、环B、Zi1和Zi2相同的定义,
Yi111和Yi112分别独立地表示可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、氟原子或氢原子,
ni111和ni112分别独立地表示0或1。)
通式(i-1-1)中,Yi111和Yi112分别独立地优选为碳原子数1至5的烷基、碳原子数1至5的烷氧基、氟原子或氢原子,更优选为碳原子数1至3的烷基、碳原子数1至3的烷氧基、氟原子或氢原子,特别优选为氟原子或氢原子。Yi111和Yi112可以一方为氟原子且另一方为氢原子,也可以均表示氟原子,也可以均表示氢原子。通过使Yi111和Yi112分别独立地表示氟原子或氢原子,通式(i-1-1)所表示的化合物能够使聚合性化合物的聚合速度更快,能够进一步提高与其他液晶成分的混合性,能够得到高的倾斜稳定性。
通式(i-1-1)中,ni111和ni112分别独立地表示0或1,从与其他液晶分子的混合性的观点考虑,ni111+ni112优选为0或1,从与其他液晶分子的混合性和倾斜稳定性变得更好考虑,更优选为0。ni111+ni112为1时,可以是ni111表示1且ni112表示0,也可以是ni111表示0且ni112表示1。其中,优选ni111表示0且ni112表示1。这是因为,通式(i-1-1)所表示的化合物通过采用以缩合环为中心、环结构偏置地存在于单侧的分子结构,从而与其他液晶分子的混合性变得更好。
关于通式(i-1-1)中Ri111、Ri112、环Ai11、环Bi11、Zi111和Zi112的优选方式,分别设为与前述通式(i)中的Ri1、Ri2、环A、环B、Zi1和Zi2的优选方式同样。
通式(i-1-1)中,ni111和ni12分别表示0、Yi111和Yi112均表示氟原子时,Ri112优选为碳原子数1至10的烷氧基,优选为碳原子数1至5的烷氧基,优选为碳原子数1至3的烷氧基。这是因为,与Ri112为烷氧基以外的基团的情况相比,通过与通式(i-1-1)所表示的化合物并用而带来的提高聚合性化合物的反应性的效果更好。此时,Ri111优选为碳原子数1至10的烷基,优选为碳原子数1至5的烷基,优选为碳原子数1至3的烷基。
另外,通式(i-1-1)中,ni11表示0且ni12表示1、Yi111和Yi112均表示氟原子、Bi11表示1,4-亚苯基时,Ri11和Ri12分别独立地优选为碳原子数1至10的烷基,优选为碳原子数1至5的烷基,优选为碳原子数1至3的烷基。这是因为,与Ri11和Ri12中的一方或两方为烷基以外的基团的情况相比,通过与通式(i-1)所表示的化合物并用而带来的抑制电压保持率(VHR)降低的效果好。
通式(i)所表示的化合物优选以下的通式(i-1-1-1)~通式(i-1-1-55)所表示的各化合物。其中进一步优选的化合物为通式(i-1-1-1)~通式(i-1-1-6)、通式(i-1-1-12)~通式(i-1-1-17)、通式(i-1-1-23)~通式(i-1-1-28)或通式(i-1-1-34)~通式(i-1-1-39)、通式(i-1-1-45)~通式(i-1-1-50)所表示的化合物,更优选为通式(i-1-1-1)~通式(i-1-1-4)、通式(i-1-1-34)~通式(i-1-1-37)或通式(i-1-1-45)~通式(i-1-1-48)所表示的化合物,特别优选为通式(i-1-1-1)~通式(i-1-1-4)所表示的化合物。
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
(式中,Ri111和Ri112分别表示与前述通式(i)中的Ri1和Ri2相同的定义。)
通式(i)的化合物能够通过其敏化作用来促进聚合性化合物的聚合反应,而另一方面,如果通式(i)的化合物的含量过多,则有难以通过短时间的反应来形成充分大的倾斜的情况、VHR降低的情况等。与此相对,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物通过将通式(i)的化合物的含量调整至预定的范围,能够使聚合性化合物快速地充分聚合,能够在短时间内形成充分大的倾斜,能够抑制因UV照射导致的VHR降低,能够平衡性良好地满足各种特性。
在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中,通式(i)的化合物的含量只要小于2.0质量%即可,上述含量的上限值优选为1.9质量%、1.8质量%、1.7质量%、1.6质量%、1.5质量%、1.4质量%、1.3质量%、1.2质量%、1.0质量%、0.9质量%、0.8质量%、0.7质量%、0.6质量%、0.5质量%。另外,在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中,通式(i)的化合物的含量只要大于0质量%即可,上述含量的下限值优选为0.01质量%、0.05质量%、0.1质量%、0.2质量%、0.3质量%、0.4质量%、0.5质量%、0.6质量%、0.7质量%、0.8质量%、0.9质量%、1.0质量%。
作为通式(i)的化合物的含量范围,更具体而言,只要大于0质量%且小于2.0质量%即可,优选为0.05质量%~1.9质量%、0.5质量%~1.9质量%、0.5质量%~1.5质量%、0.5质量%~1.0质量%。
[2]聚合性化合物
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物包含1种或2种以上的聚合性化合物。聚合性化合物为在分子结构内具有至少1个以上的聚合性基的化合物,通过在液晶显示元件的制造工序中形成聚合物,能够对液晶分子赋予倾角,另外,能够提高响应速度、Tni、Δε等物性。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有1种或2种以上的下述聚合性化合物A和下述聚合性化合物B中的至少一者。以下,对聚合性化合物A和聚合性化合物B进行说明。
[2-1]聚合性化合物A
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,作为聚合性化合物,优选含有1种或2种以上的通式(P)所表示的聚合性化合物A。
[化14]
(上述通式(P)中,Rp1表示氢原子、氟原子、氰基、碳原子数1~15的烷基或-Spp2-Pp2,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,该烷基中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
Pp1和Pp2分别独立地表示通式(Pp1-1)至式(Pp1-9)中的任一者,
[化15]
(式中,Rp11和Rp12分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的卤代烷基,Wp11表示单键、-O-、-COO-、碳原子数1~5的亚烷基,tp11表示0、1或2,在分子内存在多个Rp11、Rp12、Wp11和/或tp11时,它们可以相同也可以不同。)
Spp1和Spp2分别独立地表示单键或间隔基,
Zp1和Zp2分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中,z分别独立地表示1~4的整数,RZP1分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,在分子内存在多个RZP1时,它们可以相同也可以不同。需说明的是,式中的*表示与Spp1或Spp2的连接点。),
Ap1和Ap2分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(ap)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(bp)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(cp)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基、十氢萘二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基(存在于这些基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
Ap3表示选自由上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)以及单键组成的组中的基团,
上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)中,存在于该基团中的氢原子分别独立地可被氰基、卤原子、碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数1~8的烯基或-Spp2-Pp2取代,
mp1表示0、1、2或3,在分子内存在多个Zp1、Ap2、Spp2和/或Pp2时,它们可以相同也可以不同,
mp1为0且Ap1为除萘二基、菲-2,7-二基和蒽-2,6-二基以外的基团时,Ap3表示单键以外的基团。)
通式(P)中,Rp1优选为-Spp2-Pp2。
通式(P)中,Pp1和Pp2分别表示聚合性基。这里,通式(P)中的聚合性基不包括在后述的聚合性化合物B所说明的极性基中。Pp1和Pp2分别独立地优选为上述通式(Pp1-1)~式(Pp1-3)所表示的基团中的任一者,优选为上述通式(Pp1-1)所表示的基团。
通式(Pp1-1)至式(Pp1-9)中的Rp11和Rp12分别独立地优选为氢原子或甲基。
通式(Pp1-1)至式(Pp1-9)中的tp11优选0或1。
通式(Pp1-1)至式(Pp1-9)中的Wp11优选单键或碳原子数1~5的亚烷基。作为上述碳原子数1~5的亚烷基,优选亚甲基或亚乙基。
通式(P)中,mp1优选为0、1或2,优选0或1。
通式(P)中,Zp1和Zp2分别独立地优选单键、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)z-、-OCF2-或-C≡C-,优选单键、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-或-C≡C-,优选存在于分子内的仅1个为-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-或-C≡C-且其他全部为单键,优选存在于分子内的仅1个为-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-或-OCO-且其他全部为单键,优选全部为单键。
另外,优选存在于分子内的Zp1和Zp2的仅1个为选自由-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-O-CO-(CH2)2-、-COO-(CH2)2-组成的组中的连接基且其他为单键。
通式(P)中,Spp1和Spp2分别独立地表示单键或间隔基,间隔基优选碳原子数1~30的亚烷基,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子彼此不直接连接的方式被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,该亚烷基中的氢原子可被卤原子取代。这之中Spp1和Spp2分别独立地优选直链的碳原子数1~10的亚烷基或单键,更优选单键。
通式(P)中,-Spp1-Pp1和Spp2-Pp2的总数优选为2以上,优选为2~4个,优选为2~3个。
Ap1和Ap2分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团。
(ap)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(bp)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(cp)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基、十氢萘二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基(存在于这些基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
另外,Ap3表示选自由上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)、以及单键组成的组中的基团。
这里,Ap1、Ap2和Ap3可采用的萘二基和1,2,3,4-四氢萘二基是在从1~8位选择的2个位置连接的基团。具体而言,关于萘二基和1,2,3,4-四氢萘二基,如果是Ap1的情况,则为在从1~8位选择的2个位置中的一个位置与Spp1连接、在另一个位置与Zp1或Zp2连接的基团,如果是Ap2的情况,则为在从1~8位选择的2个位置中的一个位置与Zp1连接、在另一个位置与Zp1或Zp2连接的基团,如果是Ap3的情况,则为在从1~8位选择的2个位置中的一个位置与Zp2连接、在另一个位置与Rp1连接的基团。
另外,Ap1、Ap2和Ap3可采取的十氢萘二基是在从1~10位选择的2个位置连接的基团。具体而言,关于十氢萘二基,如果是Ap1的情况,则为在从1~10位选择的2个位置中的一个位置与Spp1连接、在另一个位置与Zp1或Zp2连接的基团,如果是Ap2的情况,则为在从1~10位选择的2个位置中的一个位置与Zp1连接、在另一个位置与Zp1或Zp2连接的基团,如果是Ap3的情况,则为在从1~10位选择的2个位置中的一个位置与Zp2连接、在另一个位置与Rp1连接的基团。
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。其中,优选萘-1,4-二基或萘-2,6-二基。
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。其中,优选1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基。
作为十氢萘二基,优选十氢萘-2,6-二基。
Ap1、Ap2和Ap3分别独立地优选1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,从反应性的观点考虑,优选1,4-亚苯基。关于1,4-亚苯基,为了改善与液晶化合物的相溶性,存在于1,4-亚苯基中的至少1个氢原子优选被氟原子、碳原子数1~8的烷基、或碳原子数1~8的烷氧基取代。
从能够减少UV光照射后的聚合性化合物A的残留量考虑,存在于1,4-亚苯基中的至少1个氢原子优选被碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基取代,优选被碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基取代,优选被碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~3的烷氧基取代。作为烷基,例如可进一步优选列举甲基,作为烷氧基,例如可进一步优选列举甲氧基。
另外,从能够提高倾斜稳定性考虑,1,4-亚苯基优选未经取代、或存在于1,4-亚苯基中的至少1个氢原子被氟原子取代。
mp1为0且Ap1为萘二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基时,Ap3可以表示单键。
mp1为0且Ap1为除萘二基、菲-2,7-二基和蒽-2,6-二基以外的基团时,Ap3表示单键以外的基团、即选自由上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)组成的组中的基团。
通式(P)所表示的聚合性化合物A的含量的优选下限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中为0.01质量%、0.03质量%、0.05质量%、0.08质量%、0.1质量%、0.15质量%、0.2质量%、0.25质量%、0.3质量%。另外,通式(P)所表示的聚合性化合物A的含量的优选上限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中为10质量%、8质量%、5质量%、3质量%、1.5质量%、1.2质量%、1质量%、0.8质量%、0.5质量%。
如果本发明的含聚合性化合物的液晶组合物所含的通式(P)所表示的聚合性化合物A的含量少,则难以表现加入通式(P)所表示的聚合性化合物A所带来的效果,容易发生倾斜的形成变得不充分、倾斜稳定性差等不良状况。另外,容易发生液晶组合物的取向约束力弱或经时变弱等问题。另一方面,如果上述含量过多,则会发生固化后残留的量变多、固化耗费时间、液晶的可靠性降低等问题。因此,通过在考虑到它们的平衡的同时将上述上限值和下限值组合而设定含量,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物能够以充分大的角度对液晶分子赋予倾斜,能够长时间将倾斜稳定性和液晶组合物的取向约束力维持为较高,能够表现高可靠性。
作为通式(P)所表示的聚合性化合物A的含量的具体的范围,例如在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中,优选在0.05质量%~10质量%的范围内,优选在0.1质量%~8质量%的范围内,优选在0.1质量%~5质量%的范围内,优选在0.1质量%~3质量%的范围内,优选在0.2质量%~2质量%的范围内,优选在0.2质量%~1.3质量%的范围内,优选在0.2质量%~1质量%的范围内,优选在0.2质量%~0.56质量%的范围内。
作为通式(P)所表示的聚合性化合物A的优选例,可列举下述通式(P-1-1)~通式(P-1-46)所表示的化合物。
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
(式中,Pp11、Pp12、Spp11和Spp12表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义。)
另外,作为通式(P)所表示的聚合性化合物A的优选例,可列举下述式(P-2-1)~式(P-2-16)所表示的化合物。
[化21]
[化22]
(式中,Pp21、Pp22、Spp21和Spp22表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义。)
另外,作为通式(P)所表示的聚合性化合物A的优选例,可列举下述式(P-3-1)~式(P-3-15)所表示的化合物。
[化23]
[化24]
(式中,Pp31、Pp32、Spp31和Spp32表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义。)
另外,作为通式(P)所表示的聚合性化合物A的优选例,可列举下述式(P-4-1)~式(P-4-21)所表示的聚合性化合物。
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
(式中,Pp41、Pp42、Spp41和Spp42表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义。)
另外,作为通式(P)所表示的聚合性化合物的优选例,可列举下述式(P-5-1)~式(P-5-37)所表示的化合物。
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
(式中,Pp51、Pp52、Spp51和Spp52表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义。)
通式(P-1-1)~(P-5-37)所表示的化合物中,进一步优选为通式(P-1-1)~通式(P-1-34)或通式(P-2-10)~通式(P-2-16)所表示的化合物,更优选为通式(P-1-1)~通式(P-1-3)、通式(P-1-6)~通式(P-1-7)、通式(P-1-10)~通式(P-1-11)、通式(P-1-23)、通式(P-1-32)或通式(P-2-10)所表示的化合物,特别优选为通式(P-1-1)~通式(P-1-3)、通式(P-1-6)~通式(P-1-7)、通式(P-1-10)或通式(P-1-11)所表示的化合物。
[2-2]聚合性化合物B
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,作为聚合性化合物,优选进一步含有1种或2种以上的在分子结构内具有1个以上聚合性基和1个以上极性基的聚合性化合物B。
聚合性化合物B为具有与聚合性化合物A不同的结构的化合物,在具有极性基这一点上与聚合性化合物A不同。
聚合性化合物B具有与聚合性化合物A同样的功能,通过在分子结构内具有极性基,能够进一步发挥以下的功能。即,在不具有取向膜的液晶显示元件中,通过聚合性化合物B的聚合物所具有的极性基与基板相互作用,从而即使没有取向膜也能对液晶分子赋予垂直取向性。因此,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物能够制造在液晶层的至少一个面不具有取向膜的液晶显示元件。另外,具有取向膜的液晶显示元件中,通过聚合性化合物B的聚合物所具有的极性基与存在于液晶层中、取向膜中的极性化合物、离子性化合物、自由基性化合物等杂质相互作用,能够吸附捕集杂质。因此,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物能够抑制因杂质引起的电阻率、VHR的降低,能够制造可靠性高的液晶显示元件。需说明的是,推测由极性基带来的吸附捕集杂质的功能即使在不具有取向膜的液晶显示元件中也能够发挥。
聚合性化合物B只要为具有至少1个以上的聚合性基和1个以上的极性基的结构即可,这之中优选为具有介晶基、1个以上的聚合性基和1个以上的极性基的结构。关于介晶基的细节在后文中说明。
[聚合性基]
聚合性化合物B所具有的聚合性基由PAP1表示。PAP1优选为选自下述通式(AP-1)至通式(AP-9)所表示的组中的基团。
[化34]
(式中,RAP1和RAP2分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~10的卤代烷基,
该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-或-CO-取代,该烷基中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被卤原子或羟基取代。
WAP1表示单键、-O-、-COO-或-CH2-。
tAP1表示0、1或2。
式中的*表示连接键。)
这之中PAP1优选为选自上述通式(AP-1)至通式(AP-7)所表示的组中的基团,更优选为下述通式(AP-1)或通式(AP-2)所表示的基团,进一步优选为通式(AP-1)所表示的基团。
聚合性基PAP1优选隔着间隔基SpAP1而连接于介晶基。关于介晶基,在后文中详细说明。间隔基SpAP1优选表示单键或直链或分支的碳原子数1~20的亚烷基,更优选表示单键或碳原子数1~20的直链亚烷基,进一步优选表示单键或碳原子数2~10的直链亚烷基。另外,间隔基SpAP1中,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。需说明的是,所谓“被聚合性基PAP1取代”,可以是仅被聚合性基PAP1取代的方式,也可以是被包含间隔基SpAP1在内的基团PAP1-SpAP1-取代的方式。关于其他聚合性基也同样。
聚合性化合物B中,PAP1-SpAP1-的个数优选为1以上5以下,更优选为1以上4以下,进一步优选为2以上4以下,特别优选为2或3,最优选为2。
PAP1-SpAP1-中的氢原子可被聚合性基或极性基取代。
PAP1-SpAP1-可以与聚合性基、介晶基或极性基进行连接。这之中PAP1-SpAP1-优选与介晶基或极性基进行连接。
在分子内存在多个PAP1和/或SpAP1的情况下,分别可以彼此相同或不同。
[极性基]
聚合性化合物B所具有的极性基是对于基板或对于液晶层、取向膜所含的杂质发生相互作用的基团,可以发挥其间存在氢键的质子的供体和受体中任一者的作用,或可以发挥二者的作用。
优选为包含极性要素的基团,该极性要素具有碳原子与杂原子连接而成的原子团。本说明书中,极性要素是指碳原子与杂原子直接连接而成的原子团。作为杂原子,优选为选自由N、O、S、P、B和Si组成的组中的至少1种,更优选为选自由N、O和S组成的组中的至少1种,进一步优选为选自由N和O组成的组中的至少1种,特别优选为O。
聚合性化合物B中,极性要素的价数没有特别限制,可以为1价,也可以为2价,也可以为3价,也可以为3价以上。另外极性基中的极性要素的个数也没有特别限制。
聚合性化合物B优选在一分子中具有1~8个极性基,更优选具有1~4个极性基,进一步优选具有1~3个极性基。
需说明的是,聚合性基不包括在极性基中,但极性基中的氢原子被PAP1-SpAP1-取代而得的结构和PAP1-SpAP1-中的氢原子被-OH取代而得的结构包含在极性基中。PAP1和SpAP1分别如前述的“聚合性基”一项中所说明。
极性基包含1或2个以上的极性要素,大致分为环式基型和链式基型。环式基型为在其结构中包含具备环状结构的环式基的形态,该环状结构包含极性要素。链式基型为在其结构中不包含具备含极性要素的环状结构的环式基、而是在直链或分支的链状基中具有极性要素的形态,也可以在其一部分中具有不含极性要素的环状结构。
所谓环式基型的极性基,意思是具有在环状的原子排列内包含至少1个极性要素的结构的形态。需说明的是,本说明书中,所谓环式基,如上所述。因此,环式基型的极性基只要含有包含极性要素的环式基即可,作为极性基整体,可以分支也可以为直链。
另一方面,所谓链式基型的极性基,意思是具有在分子内不包含含极性要素的环状原子排列、且在线状的原子排列(可以分支)内包含至少1个极性要素的结构的形态。
需说明的是,本说明书中,所谓链式基,是指在结构式中不含环状的原子排列、由构成原子以线状(可以分支)连接而成的原子团,称为非环式基。换言之,所谓链式基,是指直链或分支的脂肪族基,可以包含饱和键或不饱和键中的任一种。
因此,链式基型的极性基中例如包含烷基、烯基、烷氧基、酯基、醚基或酮基等。需说明的是,这些基团中的氢原子可被至少1个取代基(反应性官能团(乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等)、链状有机基团(烷基、氰基等))取代。另外,链式基型的极性基可以为直链或分支中的任一者。
作为环式基型的极性基,优选为碳原子数3~20的杂芳香族基(包括缩合环)或碳原子数3~20的杂脂环族基(包括缩合环),更优选为碳原子数3~12的杂芳香族基(包括缩合环)或碳原子数3~12的杂脂环族基(包括缩合环),进一步优选为5元环的杂芳香族基、5元环的杂脂环族基、6元环的杂芳香族基或6元环的杂脂环族基。需说明的是,这些环结构中的氢原子可被卤素基、碳原子数1~5的直链或分支的烷基或烷氧基取代。作为卤素基,优选氟基或氯基,更优选氟基。
作为链式基型的极性基,优选为结构内的氢原子、-CH2-被极性要素取代而得的直链或分支的碳原子数1~20的烷基。需说明的是,烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCO-COO-取代。另外,链式基型的极性基优选在其端部含有1个或2个以上的极性要素。
极性基中的1个或2个以上氢原子可被聚合性基取代。关于聚合性基,如前述的“聚合性基”项目中说明的那样。
作为极性要素的具体例,可列举含氧原子的极性要素(以下称为含氧极性要素)、含氮原子的极性要素(以下称为含氮极性要素)、含磷原子的极性要素(以下称为含磷极性要素)、含硼原子的极性要素(以下称为含硼极性要素)、含硅原子的极性要素(以下称为含硅极性要素)或含硫原子的极性要素(以下称为含硫极性要素)。这之中,极性要素优选为含硫极性要素、含氮极性要素或含氧极性要素,更优选为含氧极性要素。这是因为,这些极性要素与基板、杂质的相互作用比其他极性要素更高。
作为含氧极性要素,优选为选自由羟基、烷醇基、烷氧基、甲酰基、羧基、醚基、羰基、碳酸酯基和酯基组成的组中的至少1种基团或该基团与碳原子连接而成的基团。
作为含氮极性要素,优选为选自由氰基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、吡啶基、氨基甲酰基和脲基组成的组中的至少1种基团或该基团与碳原子连接而成的基团。
作为含磷极性要素,优选为选自由次膦酰基和磷酸基组成的组中的至少1种基团或该基团与碳原子连接而成的基团。
极性基优选为选自由具备含氧极性要素的环式基(以下记为含氧环式基。)、具备含氮极性要素的环式基(以下记为含氮环式基。)、具备含氧极性要素的链式基(以下记为含氧链式基。)和具备含氮极性要素的链式基(以下记为含氮链式基。)组成的组中的1种或2种以上的基团本身或包含该基团的基团。
作为含氧环式基,优选含有在环结构内以醚基的形式具有氧原子的下述基团中的任一者。下述式中的*表示连接键。
[化35]
另外,作为含氧环式基,优选含有在环结构内以羰基、碳酸酯基和酯基的形式具有氧原子的下述基团中的任一者。下述式中的*表示连接键。
[化36]
作为含氮环式基,优选含有下述基团中的任一者。下述式中的*表示连接键。
[化37]
作为含氧链式基,优选含有下述基团中的任一者。
[化38]
(式中,Rat1表示碳原子数1~5的烷基。
Zat1表示单键、碳原子数1~15的直链或分支的亚烷基、或碳原子数2~18的直链或分支的亚烯基。其中,该亚烷基或该亚烯基中的1个或2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-取代。
Xat1表示氢原子或碳原子数1~15的烷基。其中,该烷基中的1个或2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-取代。
式中的*表示连接键。)
作为含氮链式基,优选含有下述基团中的任一者。
[化39]
(式中,Rat、Rbt、Rct和Rdt分别独立地表示氢原子或碳原子数1~5的烷基。
式中的*表示连接键。)
极性基优选隔着间隔基而连接于介晶基。此时,该间隔基中的1个或2个以上氢原子优选被聚合性基取代。
聚合性化合物B优选具有1个以上的下述通式(AT)所表示的基团。
[化40]
*-SpAT1-WAT1-ZAT1 (AT)
(式中,SpAT1表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,该亚烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN、-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接连接的方式被环式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
WAT1表示单键或下述通式(WAT1)或(WAT2),
[化41]
(式中,SpWAT1和SpWAT2分别独立地表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,该亚烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。式中的*表示连接键。)
ZAT1表示包含极性要素的1价的极性基,ZAT1中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
PAP1表示聚合性基,
SpAP1表示间隔基。
式中的*表示连接键。)
SpWAT1和SpWAT2分别独立地优选表示单键或碳原子数1~20的直链或分支的亚烷基,更优选表示单键或碳原子数1~20的直链亚烷基,进一步优选表示单键或碳原子数2~10的直链亚烷基。
SpAT1表示间隔基。间隔基SpAT1表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,这之中优选表示单键或碳原子数1~20的直链或分支的亚烷基,更优选表示单键或碳原子数1~20的直链亚烷基,进一步优选表示单键或碳原子数2~10的直链亚烷基。
另外,SpAT1、SpWAT1和SpWAT2中,亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可以以氧原子不直接连接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
SpAT1和SpWAT1中的氢原子分别独立地可被-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代。
这之中SpAT1优选为至少1个氢原子被PAP1-SpAP1-取代而得的碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基。可以位于极性基ZAT1和SpAT1所具有的取代基PAP1-SpAP1-中的聚合性基PAP1附近。聚合性化合物B通过具有这样的结构,在不具有取向膜的液晶显示元件中,能够增强在液晶层与基板的界面形成的聚合性化合物B的聚合物对基板的相互作用,能够提高聚合性化合物B的聚合物对液晶分子的垂直取向控制力。另外,在具有取向膜的液晶显示元件中,容易将由极性基吸附捕集的杂质引入聚合物内部,能够防止由于杂质向液晶层内漏出和扩散而导致的液晶层物性降低。
ZAT1表示包含极性要素的1价的极性基,这之中优选为下述通式(ZAT1-1)或(ZAT1-2)所表示的基团。
[化42]
(式中,SpZAT11表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,该亚烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN、-ZZAT11-RZAT11或PAP1-SpAP1-取代,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-或-CH=CH-取代。
SpZAT12表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,该亚烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
ZZAT11表示包含极性要素的极性基。
由包含ZZAT12的环表示的结构表示5~7元环。
ZZAT11和ZZAT12中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
RZAT11和RZAT12分别独立地表示氢原子、碳原子数1~8的直链或分支的烷基,该烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接连接的方式被环式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
PAP1表示聚合性基,
SpAP1表示间隔基。
式中的*表示连接键。)
通式(ZAT1-1)所表示的基团优选为下述通式(ZAT1-1-1)至(ZAT1-1-30)所表示的基团。
[化43]
[化44]
(式中,SpZAT11和RZAT11分别为与前述相同的含义,连接于碳原子的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
式中的*表示连接键。)
另外,作为通式(ZAT1-1)所表示的基团,可优选列举下述基团。
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
(式中,Rtc表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基或PAP1-SpAP1-,该烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
分子内的氢原子可被PAP1-SpAP1-取代。
式中的*表示连接键。)
通式(ZAT1-2)所表示的基团优选为下述通式(ZAT1-2-1)至(ZAT1-2-9)所表示的基团。
[化50]
(式中,SpZAT12为与前述相同的含义,连接于碳原子的1个或2个以上氢原子可被卤原子、-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
式中的*表示连接键。)
[介晶基]
聚合性化合物B优选具有介晶基。介晶基是指具备刚直部分的基团,例如具备1个以上的环式基的基团。这里“环式基”是指构成原子以环状连接而成的原子团,包括碳环、杂环、饱和或不饱和环式结构、单环、2环式结构、多环式结构、芳香族、非芳香族等。
介晶基优选具有与液晶分子(液晶化合物)类似的骨架。
介晶基优选为具备2~4个环式基的基团,更优选为具备3~4个环式基的基团。环式基可以通过单键连接,也可以通过连接基连接。
环式基为单环的情况下,介晶基优选包含2个以上的单环。
环式基还可以含有至少1个杂原子。另外,环式基可以被至少1个取代基取代。上述取代基可列举例如卤素基、聚合性基、烷基、烷氧基、芳基等有机基团等。
介晶基例如可以由通式(AL)表示。本发明中,聚合性化合物B优选具有通式(AL)所表示的基团。
[化51]
(式中,ZAL1表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-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1~20的亚烷基,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接连接的方式被环式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
AAL1和AAL2分别独立地表示2价的环式基。
ZAL1、AAL1和AAL2中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被卤素基、极性基、-SpAT1-WAT1-ZAT1、PAP1-SpAP1-或1价的有机基团取代。
SpAP1、SpAT1、PAP1、WAT1和ZAT1分别表示与前述相同的含义。
mAL1表示1~5的整数。
mAL1表示2~5的整数时,多个ZAL1可以相同也可以不同,多个AAL1可以相同也可以不同。
式中的*分别表示连接键。)
通式(AL)中,ZAL1优选为单键或碳原子数2~20的亚烷基,更优选为单键或碳原子数2~10的亚烷基,进一步优选为单键、-(CH2)2-或-(CH2)4-。该亚烷基中的1个或2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。
在提高聚合性化合物B的直线性时,ZAL1优选为单键、或将环与环直接连接的原子数为偶数个的碳原子数2~20的亚烷基。该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。将环与环直接连接的原子数例如在-CH2-CH2COO-的情况下为4个。
通式(AL)中,AAL1和AAL2分别独立地表示2价的环式基。作为2价的环式基,优选为选自由1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,4-二环(2.2.2)亚辛基、十氢萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡嗪-2,5-二基、噻吩-2,5-二基-、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、2,6-亚萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b‘]二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b‘]二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩并[3,2-b]硒吩-2,7-二基和芴-2,7-二基组成的组中的1种。其中,AAL1和AAL2分别独立地更优选1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、2,6-亚萘基或菲-2,7-二基,进一步优选为1,4-亚苯基或1,4-亚环己基。
2价的环式基可以未被取代,也可以环式基中的1个或2个以上氢原子被取代基取代。作为取代基,可列举卤素基、极性基、PAP1-SpAP1-或1价的有机基团,1价的有机基团为烷基的情况下,该烷基可被氟原子或羟基取代。作为卤素基,可列举氟基、氯基等,优选氟基。
这里通式(AL)中,所谓1价的有机基团,为通过使有机化合物成为1价基团的形态而构成了化学结构的基团,是指从有机化合物去掉1个氢原子而成的原子团。作为该1价的有机基团,例如可列举碳原子数1~15的烷基、碳原子数2~15的烯基、碳原子数1~14的烷氧基、碳原子数2~15的烯氧基等。上述烷基、上述烯基、上述烷氧基和上述烯氧基中的1个或2个以上-CH2-分别可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。
这之中上述1价的有机基团优选为碳原子数1~15的烷基或碳原子数1~14的烷氧基,更优选为碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基,进一步优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基,特别优选为碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~2的烷氧基,最优选为碳原子数1或2的烷基或碳原子数1的烷氧基。上述烷基、上述烯基、上述烷氧基和上述烯氧基中的1个或2个以上-CH2-分别可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。
上述通式(AL)中,mAL1优选为1~4的整数,更优选为1~3的整数,进一步优选为2或3。
作为上述介晶基的优选形态,可列举下述式(me-1)至(me-44)所表示的结构。
[化52]
[化53]
[化54]
[化55]
(式(me-1)~(me-44)中,两末端的环分别在与构成环的碳原子连接的氢原子中的任一个脱离的位置具有连接键。)
上述式(me-1)~(me-44)中,环己烷环、苯环或萘环中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被卤素基、PAP1-SpAP1-、1价的有机基团(例如,碳原子数1~15的烷基、碳原子数1~14的烷氧基)或极性基取代。
上述介晶基的更优选方式为式(me-8)~(me-44)所表示的结构,更优选方式为式(me-8)~(me-10)、式(me-12)~(me-18)、式(me-22)~(me-24)、式(me-26)~(me-27)和式(me-29)~(me-44)所表示的结构,进一步优选的方式为式(me-12)、(me-14)、(me-16)、(me-22)~(me-24)、(me-29)、(me-34)、(me-36)~(me-37)、和(me-42)~(me-44)所表示的结构。
上述介晶基中,特别优选的方式为下述通式(AL-1)或(AL-2)所表示的结构,最优选的方式为下述通式(AL-1)所表示的结构。
[化56]
(式中,XAL101~XAL118和XAL201~XAL214分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、卤素基、PAPl-SpAPl-或极性基。其中,XAL101、XAL102、XAL103、XAL117和XAL118中1个表示连接键,XAL108、XAL109、XAL110、XAL111和XAL112中1个表示连接键,XAL201、XAL202、XAL203、XAL212和XAL213中1个表示连接键,XAL206、XAL207、XAL208、XAL209和XAL210中1个表示连接键。
另外,XAL101~XAL118、XAL201~XAL214中的任1种或2种以上被极性基取代。
极性基可被PAP1-SpAP1-取代。
环AAL11、环AAL12和环AAL21分别独立地表示环己烷环或苯环。
通式(AL-1)或通式(AL-2)在其分子内具有1种或2种以上的PAP1-SpAPl-。)
通式(AL-1)中,优选XAL109、XAL110和XAL111中的至少1个为极性基,更优选XAL109和XAL110均为极性基或XAL110为极性基,进一步优选XAL110为极性基。
通式(AL-1)中,优选XAL109、XAL110和XAL111中的至少1个为极性基中的PAP1-SpAP1-或在结构内具有可聚合部位的极性基,更优选XAL109和XAL111两者或一者为PAP1-SpAP1-。
通式(AL-1)中,优选XAL104~XAL108、XAL112~XAL116中的1个或2个分别独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或卤素基,更优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。特别是XAL105、XAL106或XAL107分别独立地优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。
通式(AL-2)中,优选XAL207、XAL208和XAL209中的至少1个为极性基,更优选XAL207和XAL208均为极性基或XAL208为极性基,进一步优选XAL208为极性基。
通式(AL-2)中,优选XAL207、XAL208和XAL209中的至少1个为极性基中的PAP1-SpAP1-或在结构内具有可聚合部位的极性基,更优选XAL207和XAL209两者或一者为PAP1-SpAP1-。
通式(AL-2)中,优选XAL202~XAL206、XAL210~XAL214中的1个或2个分别独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或卤素基,更优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。特别是XAL204、XAL205或XAL206分别独立地优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。
[聚合性化合物B的具体方式]
聚合性化合物B优选具有1个以上的极性基、1个以上的聚合性基、以及介晶基,且上述聚合性基直接或隔着间隔基而被上述介晶基或上述极性基取代,特别优选上述聚合性基在进入上述极性基中的状态下被上述介晶基取代。
聚合性化合物B中,聚合性基所具有的间隔基的1个或2个以上氢原子可被极性基取代。另外,极性基中的1个或2个以上氢原子可以隔着间隔基而被聚合性基取代。
聚合性化合物B优选为极性基所含的极性要素、聚合性基所含的极性要素局部存在的形态。通过极性基与聚合性基相邻,能够提高对基板、杂质的相互作用,另外能够表现出在液晶组合物中的良好溶解性。具体而言,聚合性化合物B优选为在同一环上具有聚合性基和极性基的形态。该形态中包括:1个以上的聚合性基和1个以上的极性基分别连接于同一环上的形态;1个以上的聚合性基中的至少一个或1个以上的极性基中的至少一个之中,一方与另一方连接,并且在同一环上具有聚合性基和极性基的形态。
聚合性化合物B优选为下述通式(SAL)所表示的化合物。
[化57]
(式中,RAK1表示碳原子数1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接连接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,该烷基中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被卤原子取代。
AAL1和AAL2分别独立地表示与通式(AL)中的AAL1和AAL2相同的含义。
ZAL1表示与通式(AL)中的ZAL1相同的含义。
mAL1表示与通式(AL)中的mAL1相同的含义。
SpAT1表示与通式(AT)中的SpAT1相同的含义。
WAT1表示与通式(AT)中的WAT1相同的含义。
ZAT1表示与通式(AT)中的ZAT1相同的含义。
PAP1表示聚合性基。
SpAP1表示间隔基。
式中RAK1、AAL1、AAL2、ZAL1、ZAT1、SpAT1、WAT1、PAP1、SpAP1存在多个时,分别可以相同也可以不同。)
RAK1优选表示碳原子数1~20的直链或分支的烷基,更优选表示碳原子数1~20的直链烷基,进一步优选表示碳原子数1~8的直链烷基。该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。另外,该烷基中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被卤原子取代。作为卤原子,优选氟原子或氯原子,更优选氟原子。
关于AAL1、AAL2、ZAL1、ZAT1、SpAT1、WAT1、PAP1和SpAP1的细节如前所述。
通式(SAL)所表示的化合物优选为下述式(SAL-1.1)至(SAL-2.10)所表示的化合物。
[化58]
[化59]
[化60]
[化61]
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
聚合性化合物B的含量的优选下限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中为0.01质量%、0.03质量%、0.05质量%、0.08质量%、0.1质量%、0.15质量%、0.2质量%、0.25质量%、0.3质量%。另外,聚合性化合物B的含量的优选上限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中为10质量%、8质量%、5质量%、3质量%、1.5质量%、1.2质量%、1质量%、0.8质量%、0.5质量%。
如果本发明的含聚合性化合物的液晶组合物所含的聚合性化合物B的含量少,则难以表现加入聚合性化合物B所带来的效果。另一方面,如果上述含量过多,则会产生固化后残留的量变多、固化耗费时间、液晶的可靠性降低等问题。因此,优选在考虑到这些的平衡的同时将上述上限值和下限值组合而设定含量。
作为聚合性化合物B的含量的具体范围,例如在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中,优选在0.05质量%~10质量%的范围内,优选在0.1质量%~8质量%的范围内,优选在0.1质量%~5质量%的范围内,优选在0.1质量%~3质量%的范围内,优选在0.2质量%~2质量%的范围内,优选在0.2质量%~1.3质量%的范围内,优选在0.2质量%~1质量%的范围内,优选在0.2质量%~0.56质量%的范围内。
[2-3]关于聚合性化合物的其他细节
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以仅含有1种或2种以上的聚合性化合物A,也可以仅含有1种或2种以上的聚合性化合物B,也可以含有1种或2种以上的聚合性化合物A和1种或2种以上的聚合性化合物B。
这之中本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有1种或2种以上的聚合性化合物A和1种或2种以上的聚合性化合物B。这是因为,通过含有聚合性化合物A和聚合性化合物B两者,与单独含有各个聚合性化合物的情况相比,抑制因UV照射导致的VHR降低的效果更好,能够实现更高的倾斜稳定性。
另外,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物还可包含除上述聚合性化合物A和B以外的聚合性化合物。
聚合性化合物的含量的优选下限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中为0.01质量%、0.02质量%、0.03质量%、0.05质量%、0.08质量%、0.1质量%、0.15质量%、0.2质量%、0.25质量%、0.3质量%。
另外,聚合性化合物的含量的优选上限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中为10质量%、8质量%、5质量%、3质量%、1.5质量%、1.2质量%、1质量%、0.8质量%、0.6质量%、0.5质量%。
[3]通式(L)所表示的化合物
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有1种或2种以上的通式(L)所表示的化合物。
[化71]
(式中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-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从而AL2存在多个时,它们分别可以相同也可以不同,nL1为2或3从而ZL2存在多个时,它们可以相同也可以不同。
其中,不包括通式(i)所表示的化合物。)
通式(L)所表示的化合物相当于介电性基本为中性的化合物(Δε的值为-2~2)。因此,优选将分子内具有的卤素等极性基的个数设为2个以下,优选设为1个以下,优选不具有。另外,存在于分子内的卤原子优选为0、1、2或3个,优选为0或1个,重视与其他液晶分子的相溶性时,优选为1个。
通式(L)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能适当组合使用。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。或在本发明的其他实施方式中为2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种以上。
通式(L)所表示的化合物的含量可以根据低温时的溶解性、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。
本发明的液晶组合物的总量中的通式(L)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的组合物时,通式(L)所表示的化合物的含量优选下限值高且上限值高。当将本发明的液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性好的组合物时,通式(L)所表示的化合物的含量优选下限值高且上限值高。当为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,通式(L)所表示的化合物的含量优选下限值低且上限值低。
上述通式(L)中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基。该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。这之中RL1和RL2分别独立地优选表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、或碳原子数2~8的烯基。
进一步详细而言,重视可靠性时,优选RL1和RL2均为碳原子数1~8的烷基。另外,重视降低化合物的挥发性时,优选RL1和RL2均为碳原子数1~8的烷氧基。另外,在重视粘性的降低时,优选RL1和RL2中的至少一者为碳原子数2~8的烯基。
上述通式(L)中,当RL1和RL2所连接的AL1和AL3的环结构分别为亚苯基(芳香族)时,RL1和RL2分别优选表示直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基、或碳原子数4~5的烯基。另一方面,当RL1和RL2所连接的环结构(AL1和AL3)分别为亚环己基、吡喃和二噁烷等饱和的环结构时,RL1和RL2分别优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,RL1和RL2各自的碳原子和氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
上述通式(L)中,关于nL1,在重视响应速度时优选为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,优选将nL1为不同值的化合物组合。
上述通式(L)中,关于AL1、AL2和AL3,在要求增大Δn时,优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族。AL1、AL2和AL3分别独立地优选表示反式-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、1,4-亚环己烯基、1,4-二环[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72]
特别优选表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
上述通式(L)中,ZL1和ZL2在重视响应速度时分别优选为单键。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有1种或2种以上的通式(L)中的RL1和RL2的至少一者表示碳原子数2至8的烯基的化合物(下述通式(L-a)所表示的化合物)。
[化73]
(式(L-a)中,RL1a和RL2a分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
RL1a和RL2a中的至少一者为碳原子数2~8的烯基,
AL1a、AL2a、AL3a、ZL1a、ZL2a和nL1a分别表示与式(L)中的AL1、AL2、AL3、ZL1、ZL2和nL1相同的定义。)
通式(L-a)所表示的化合物能够使液晶显示元件的响应速度快,另一方面,由于使聚合性化合物聚合时的UV照射而容易劣化,液晶显示元件的电压保持率(VHR)容易降低。与此相对,本发明中,含聚合性化合物的液晶组合物通过除了包含聚合性化合物之外还包含通式(i)所表示的化合物,能够缩短聚合性化合物的聚合反应所需的UV照射时间,其结果是,能够提高抑制通式(L-a)所表示的化合物劣化和电压保持率(VHR)降低的效果。
因而,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物通过除了包含通式(i)所表示的化合物和聚合性化合物以外还包含通式(L-a)所表示的化合物,能够制造高速响应性和高VHR的兼顾性更高的液晶显示元件。
通式(L-a)所表示的化合物中,可以是通式(L-a)的RL1或RL2中的任一方表示烯基,也可以RL1和RL2均表示烯基。烯基中的碳原子数为2至8即可,优选为2、3、4或5,更优选为2或3。
烯基优选选自式(R1)至式(R5)中的任一者所表示的基团,优选为式(R1)或式(R2)所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化74]
通式(L)所表示的化合物优选为选自通式(NU-01)至通式(NU-08)所表示的化合物组的化合物。
[化75]
(式中,RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81和RNU82分别独立地表示碳原子数1至8的烷基、碳原子数1至8的烷氧基、碳原子数2至8的烯基或碳原子数2至8的烯氧基。)
RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81和RNU82分别独立地优选碳原子数1至5的烷基或碳原子数1至5的烷氧基,进一步优选碳原子数1至5的烷基。
优选含有1种或2种以上的RNU11、RNU21、RNU31、RNU41和RNU51分别独立地为碳原子数2至8的烯基的化合物。即,通式(L-a)所表示的化合物优选为通式(NU-01)至通式(NU-08)中的RNU11、RNU21、RNU31、RNU41和RNU51分别独立地为碳原子数2至8的烯基的化合物。这是因为,这些化合物有助于响应速度的提高。关于烯基,优选可列举式(R1)至式(R5)所表示的烯基。
[化76]
(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
这之中RNU11、RNU21、RNU31、RNU41和RNU51分别独立地优选为碳原子数2至3的烯基,优选式(R1)或式(R2)所表示的烯基。
本发明的液晶组合物中,作为选自通式(NU-01)至通式(NU-08)所表示的化合物组中的化合物,更优选含有1种或2种以上的选自由下述通式(NU-01A)至通式(NU-05A)所表示的化合物组成的组中的化合物。即,通式(L-a)所表示的化合物优选为选自由下述通式(NU-01A)至通式(NU-05A)所表示的化合物组成的组中的化合物。这是因为,通过含有1种或2种以上的这些化合物,能够使响应速度更快。
[化77]
(上述各式中,RNU12a、RNU22a、RNU32a、RNU42a、和RNU52a分别独立地表示碳原子数1至8的烷基,
该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以在氧原子不相邻的情况下被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
该烷基中的1个或2个以上氢原子可被卤原子取代,
n1至n5分别独立地表示0至6的整数。)
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-02)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-03)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-03)所表示的化合物和通式(NU-04)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-03)所表示的化合物和通式(NU-05)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-06)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-07)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-08)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物进一步优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-02)所表示的化合物和通式(NU-04)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物进一步优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-03)所表示的化合物和通式(NU-05)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物进一步优选含有通式(NU-01)所表示的化合物和通式(NU-02)所表示的化合物和通式(NU-03)所表示的化合物和通式(NU-05)所表示的化合物。
通式(NU-01)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为1~60质量%,更优选为10~50质量%,进一步优选为20~40质量%。
通式(NU-02)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~40质量%,更优选为5~25质量%,进一步优选为5~20质量%。
通式(NU-03)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~30质量%,更优选为1~20质量%,进一步优选为3~15质量%。
通式(NU-04)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~30质量%,更优选为0~20质量%,进一步优选为0~10质量%。
通式(NU-05)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~30质量%,更优选为1~20质量%,进一步优选为3~20质量%。
通式(NU-06)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~30质量%,更优选为0~20质量%,进一步优选为0~10质量%。
通式(NU-07)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~30质量%,更优选为0~20质量%,进一步优选为0~10质量%。
通式(NU-08)所表示的化合物的含量在液晶组合物的总量中优选为0~30质量%,更优选为0~20质量%,进一步优选为0~10质量%。
[4]通式(N-1)所表示的化合物
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有1种或2种以上的选自通式(N-1)所表示的化合物中的化合物。
[化78]
(式中,RN11和RN12分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11和AN12分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(d)1,4-亚环己烯基
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11和ZN12分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11和nN12分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12为1、2或3,AN11~AN12、ZN11~ZN12存在多个时,它们可以相同也可以不同。
其中,不包括通式(i)和通式(L)所表示的化合物。)
通式(N-1)所表示的化合物相当于介电性为负的化合物(Δε的符号为负且其绝对值大于2。)。这之中通式(N-1)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)中,RN11和RN12分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。其中,RN11和RN12分别独立地优选碳原子数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,进一步优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,特别优选碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基。
另外,RN11和RN12在它们所连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基。RN11和RN12在它们所连接的环结构为环己烷、吡喃和二噁烷等饱和的环结构时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,RN11和RN12中碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中的任一者所表示的基团。
[化79]
/>
(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
通式(N-1)中,AN11和AN12分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团。
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代。)和
(d)1,4-亚环己烯基。
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代。
AN11和AN12分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族。上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)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、1,4-二环[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80]
特别优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基。
通式(N-1)中,ZN11和ZN12分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,这之中优选表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选-CH2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选-CH2O-或单键。
通式(N-1)中,nN11和nN12分别独立地表示0~3的整数。另外,nN11+nN12分别独立地为1、2或3。这之中nN11+nN12优选为1或2,此时,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。
本发明的液晶组合物的总量中,通式(N-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%。优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%。
当将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的组合物时,优选上述下限值低且上限值低。当将液晶组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性好的组合物时,优选上述下限值低且上限值低。另外,当为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高且上限值高。
作为通式(N-1)所表示的化合物,可列举选自下述通式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)和(N-05)所表示的化合物组中的化合物。
[化81]
(式中,R21和R22分别独立地表示碳原子数1至8的烷基、碳原子数1至8的烷氧基、碳原子数2至8的烯基、碳原子数2至8的烯氧基,Z1分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-OCH2-或-CH2O-,m分别独立地表示1或2。)
R21优选为碳原子数1至8的烷基,更优选碳原子数1至5的烷基,进一步优选碳原子数2至4的烷基。其中,Z1表示单键以外的基团时,R21优选碳原子数1~3的烷基。
R22优选为碳原子数1~8的烷基或碳原子数1至8的烷氧基,更优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数1至4的烷氧基,进一步优选碳原子数1~4的烷氧基。
R21和R22分别独立地为烯基时,烯基优选为式(R1)至式(R5),进一步优选为式(R1)或式(R2)。
[化82]
(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
Z1分别独立地进一步优选单键、-CH2CH2-或-CH2O-。
m为1时,Z1优选为单键或-CH2O-。
m为2时,Z1优选为单键、-CH2CH2-或-CH2O-。
本发明的液晶组合物中,作为通式(N-01)所表示的化合物,优选含有1种或2种以上的选自通式(N-01-1)至通式(N-01-4)所表示的化合物组中的化合物。
[化83]
(式中,R24分别独立地表示碳原子数1至5的烷基或碳原子数2至5的烯基,R23分别独立地表示碳原子数1至4的烷氧基。)
本发明的液晶组合物优选含有通式(N-01-1)所表示的化合物或通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物中,作为通式(N-02)所表示的化合物,优选含有1种或2种以上的选自通式(N-02-1)至通式(N-02-3)所表示的化合物组的化合物。
[化84]
(式中,R24分别独立地表示碳原子数1至5的烷基,R23分别独立地表示碳原子数1至4的烷氧基。)
本发明的液晶组合物优选含有通式(N-02-1)所表示的化合物或通式(N-02-3)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物中,作为通式(N-03)所表示的化合物,优选含有1种或2种以上的通式(N-03-1)所表示的化合物。
[化85]
(式中,R24表示碳原子数1至5的烷基,R23表示碳原子数1至4的烷氧基。)
本发明的液晶组合物优选含有通式(N-03-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有通式(N-03-1)所表示的化合物和通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物中,作为通式(N-04)所表示的化合物,优选含有1种或2种以上的通式(N-04-1)所表示的化合物。
[化86]
(式中,R24表示碳原子数1至5的烷基,R23表示碳原子数1至4的烷氧基。)
本发明的液晶组合物优选含有通式(N-04-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选含有通式(N-04-1)所表示的化合物和通式(N-01-4)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物特别优选含有通式(N-04-1)所表示的化合物、通式(N-01-4)所表示的化合物和通式(N-03-1)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物中,作为通式(N-05)所表示的化合物,可以含有选自式(N-05-1)至式(N-05-3)所表示的化合物组中的化合物。
[化87]
本发明的液晶组合物的总量中,通式(N-01)所表示的化合物的优选含量的下限值为0质量%、1质量%、5质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%,优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%、15质量%、10质量%。
本发明的液晶组合物的总量中,通式(N-02)所表示的化合物的优选含量的下限值为0质量%、1质量%、5质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%,优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%、15质量%、10质量%。
本发明的液晶组合物的总量中,通式(N-03)所表示的化合物的优选含量的下限值为0质量%、1质量%、5质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%,优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%、15质量%、10质量%。
本发明的液晶组合物的总量中,通式(N-04)所表示的化合物的优选含量的下限值为0质量%、1质量%、5质量%、10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、55质量%、60质量%、65质量%、70质量%、75质量%、80质量%,优选含量的上限值为95质量%、85质量%、75质量%、65质量%、55质量%、45质量%、35质量%、25质量%、20质量%、15质量%、10质量%。
本发明的液晶组合物的总量中,式(N-05)所表示的化合物的优选含量的下限值为0质量%、2质量%、5质量%、8质量%、10质量%、13质量%、15质量%、17质量%、20质量%,优选含量的上限值为30质量%、28质量%、25质量%、23质量%、20质量%、18质量%、15质量%、13质量%。
[5]其他化合物
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的日本专利第6233550号公报的0236至0509段所记载的介电常数各向异性为正的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选不含有在分子内具有过酸(-CO-OO-)结构等氧原子彼此连接而成的结构的化合物。重视液晶组合物的可靠性和长期稳定性时,具有羰基的化合物的含量相对于前述组合物的总质量优选设为5质量%以下,更优选设为3质量%以下,进一步优选设为1质量%以下,最优选实质上不含有。
关于本发明的含聚合性化合物的液晶组合物,当重视相对于UV照射而言的稳定性时,发生氯原子取代的化合物的含量相对于前述组合物的总质量优选设为15质量%以下,优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,优选增加分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量,分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量相对于前述组合物的总质量优选设为80质量%以上,更优选设为90质量%以上,进一步优选设为95质量%以上,最优选组合物实质上仅由分子内的环结构全部为6元环的化合物构成。
为了抑制因液晶组合物的氧化导致的劣化,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,优选减少具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量,具有亚环己烯基的化合物的含量相对于前述组合物的总质量优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
重视粘度的改善和Tni的改善时,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,优选减少在分子内具有氢原子可被卤素取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量,前述在分子内具有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量在本发明的液晶组合物的总量中优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
需说明的是,本说明书中实质上不含有的意思是除了非故意含有的物质以外不含有。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,除了上述化合物以外,还可以含有通常的向列液晶、近晶液晶、胆甾醇液晶等。
[6]添加剂
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂或红外线吸收剂等。这之中本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有抗氧化剂,以使在作为液晶显示元件的制造工序之一的加热处理中不发生聚合。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有通式(H-1)至通式(H-4)所表示的抗氧化剂,其含量的下限优选为10质量ppm,优选为20质量ppm,优选为50质量ppm,其上限为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。
[化88]
通式(H-1)至通式(H-3)中,RH1分别独立地表示碳原子数3至7的烷基。进一步具体而言,通式(H-1)的RH1表示碳原子数7的烷基。通式(H-2)的RH1表示碳原子数3的烷基。通式(H-3)的RH1表示碳原子数3的烷基。
通式(H-4)中,MH1表示碳原子数4至10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相邻的方式被-COO-或-OCO-取代。)、单键、1,4-亚苯基(1,4-亚苯基中的任意的氢原子可以被氟原子取代。)或反式-1,4-亚环己基,MH1优选碳原子数4至8的亚烷基。
[7]其他
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(P)所表示的聚合性化合物A、1种或2种以上的选自通式(N-01)~(N-05)所表示的化合物组的化合物、以及1种或2种以上的选自通式(NU-01)~(NU-08)所表示的化合物组的化合物,上述通式(i)所表示的化合物可以为通式(i-1-1)所表示的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的通式(i-1-1)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(P)所表示的聚合性化合物A、1种或2种以上的选自通式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)和(N-04-1)所表示的化合物组的化合物、以及1种或2种以上的选自通式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)和(NU-05)所表示的化合物组的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的聚合性化合物B、1种或2种以上的选自通式(N-01)~(N-05)所表示的化合物组的化合物、以及1种或2种以上的选自通式(NU-01)~(NU-08)所表示的化合物组的化合物,上述组合中,上述通式(i)所表示的化合物可以为通式(i-1-1)所表示的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的通式(i-1-1)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(SAL)所表示的聚合性化合物B、1种或2种以上的选自通式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)和(N-04-1)所表示的化合物组的化合物、以及1种或2种以上的选自通式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)和(NU-05)所表示的化合物组的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(P)所表示的聚合性化合物A、1种或2种以上的聚合性化合物B、1种或2种以上的选自通式(N-01)~(N-05)所表示的化合物组的化合物、以及1种或2种以上的选自通式(NU-01)~(NU-08)所表示的化合物组的化合物,上述组合中,上述通式(i)所表示的化合物可以为通式(i-1-1)所表示的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物可以含有1种或2种以上的通式(i-1-1)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(P)所表示的聚合性化合物A、1种或2种以上的通式(SAL)所表示的聚合性化合物B、1种或2种以上的选自通式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)和(N-04-1)所表示的化合物组的化合物、以及1种或2种以上的选自通式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)和(NU-05)所表示的化合物组的化合物。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,仅由通式(i)所表示的化合物、选自由通式(P)所表示的聚合性化合物A和聚合性化合物B组成的组中的聚合性化合物、选自通式(N-01)~(N-05)所表示的化合物组的化合物、以及选自通式(NU-01)~(NU-08)所表示的化合物组的化合物构成的成分所占的比例的上限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中优选为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%。
另外,本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,仅由通式(i)所表示的化合物、选自由通式(P)所表示的聚合性化合物A和聚合性化合物B组成的组中的聚合性化合物、选自通式(N-01)~(N-05)所表示的化合物组的化合物、以及选自通式(NU-01)~(NU-08)所表示的化合物组的化合物构成的成分所占的比例的下限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中优选为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%。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物中,仅由通式(i-1-1)所表示的化合物、通式(P)所表示的聚合性化合物A、通式(SAL)所表示的聚合性化合物B、选自通式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)和(N-04-1)所表示的化合物组的化合物、以及选自通式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)和(NU-05)所表示的化合物组的化合物构成的成分所占的比例的上限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中优选为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%。另外,上述比例的下限值在本发明的含聚合性化合物的液晶组合物的总量中优选为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%。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物和本发明的液晶组合物中,向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)为60℃至120℃,更优选为70℃至100℃,特别优选为70℃至85℃。需说明的是,本发明中将60℃以上表述为Tni高。
液晶电视用途的情况中,Tni优选为70至80℃,手机用途的情况中,Tni优选80至90℃,PID(Public Information Display,公共信息显示器)等室外显示用途的情况中,Tni优选90至110℃。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物和本发明的液晶组合物中,20℃时的折射率各向异性(Δn)为0.08至0.14,更优选0.09至0.13,特别优选0.09至0.12。进一步详细而言,在对应于薄的单元间隙时,优选为0.10至0.13,在对应于厚的单元间隙时,优选为0.08至0.10。需说明的是,本发明的液晶组合物的20℃时的折射率各向异性(Δn)特别优选为0.098至0.118。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物和本发明的液晶组合物的20℃时的旋转粘性(γ1)为50至160mPa·s,优选为55至160mPa·s,优选为60至160mPa·s,优选为80至150mPa·s,优选为90至140mPa·s,优选为90至130mPa·s,优选为90至115mPa·s。
本发明的含聚合性化合物的液晶组合物和本发明的液晶组合物的Δε为-1.7至-4.0,优选-2.5至-3.8,更优选-2.7至-3.7,更优选-2.6至-3.6。
B.液晶显示元件
接下来,对本发明的液晶显示元件进行说明。本发明的液晶显示元件为使用了上述“A.含聚合性化合物的液晶组合物”一项中说明的含聚合性化合物的液晶组合物的液晶显示元件。即,本发明的液晶显示元件为使用了含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物和1种或2种以上的聚合性化合物且前述通式(i)所表示的化合物的合计含量在预定范围内的含聚合性化合物的液晶组合物的液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件通过使用上述含聚合性化合物的液晶组合物,可获得充分大的倾角,聚合后的液晶显示元件中的聚合性化合物的残留量少,能够使4K、8K等高精细的PSA模式的液晶显示元件的烧屏(IS)等显示不良不发生或被显著抑制。另外,在4K、8K等高精细的PSA模式的液晶显示元件的制造中,如果UV照射时间变长,则会出现因液晶组合物的劣化导致的VHR降低、生产效率的显著恶化,而本发明的液晶显示元件由于使用了上述含聚合性化合物的液晶组合物,从而以短的UV照射时间形成高精细的PSA模式的液晶显示元件,产业上的利用价值非常高。
本发明的液晶显示元件尤其在有源矩阵驱动用液晶显示元件中有用。另外,本发明的液晶显示元件能够合适地用于驱动方式为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,尤其能够合适地用于PSA模式或PSVA模式用液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件可以设为通用的结构,例如可以设为如下结构:具有相对地配置的第1基板和第2基板、设于前述第1基板或前述第2基板的共用电极、设于前述第1基板或前述第2基板且具有薄膜晶体管的像素电极、以及设于前述第1基板与第2基板间的液晶层。本发明的液晶显示元件中,上述液晶层至少包含通式(i)所表示的化合物、含聚合性化合物的液晶组合物所含的液晶组合物、以及聚合性化合物的聚合物。
本发明的液晶显示元件可以在前述第1基板的液晶层侧的面和前述第2基板的液晶层侧的面分别具有取向膜。
本发明的液晶显示元件可以在前述第1基板的液晶层侧的面和前述第2基板的液晶层侧的面分别具有取向膜。取向膜是与液晶层抵接的构件,是具有使液晶层所含的液晶分子取向的功能的构件。这种情况下,本发明的液晶显示元件的制造中使用的含聚合性化合物的液晶组合物优选含有聚合性化合物A和聚合性化合物B中的至少一者。本发明的液晶显示元件中,通过聚合性化合物A和/或聚合性化合物B的聚合物分别偏置地存在于液晶层的第1基板侧界面和第2基板侧界面,从而能够通过聚合性化合物A的聚合物和/或聚合性化合物B的聚合物来对液晶分子赋予预倾角。另外,包含聚合性化合物B的聚合物的情况下,存在于液晶层中、取向膜中的杂质被上述聚合性化合物B所具有的极性基吸附捕集而进入聚合性化合物B的聚合物内,从而本发明的液晶显示元件中因杂质存在而引起的VHR的降低被抑制,能够具有高可靠性。
取向膜可以使用摩擦取向膜、光取向膜等公知的取向膜。另外,取向膜可以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。构成取向膜的材料可以设为与公知的取向膜材料相同,例如,可列举聚酰亚胺、聚酰胺、聚硅氧烷、它们的混合物等。这之中优选聚酰亚胺。聚酰亚胺可以为光交联型聚酰亚胺,也可以为分解型聚酰亚胺。取向膜的厚度可以设为液晶显示元件中通用的厚度。
另外,本发明的液晶显示元件可以在第1基板和第2基板中的至少一者上不具有取向膜。即,本发明的液晶显示元件可以为俗称为无PI(PI-less)的模式的元件。这种情况下,本发明的液晶显示元件的制造中使用的含聚合性化合物的液晶组合物优选至少含有聚合性化合物B。聚合性化合物B形成聚合物而分别偏置地存在于液晶层的第1基板侧界面和第2基板侧界面,通过聚合性化合物B的聚合物所具有的极性基与基板表面相互作用,从而本发明的液晶显示元件即使没有取向膜也能使液晶层中的液晶分子垂直取向。
本发明的液晶显示元件中的第1基板和第2基板(有时统称为基板。)可以为挠性(柔性)基板,也可以为硬质性(刚性)基板。另外,基板可以透明,也可以不透明,优选为透明。基板的材料例如可列举玻璃、树脂、金属、硅等。
本发明的液晶显示元件在第1基板和第2基板中的任一方具有共用电极,在另一方具有像素电极。共用电极和像素电极分别配置于基板的液晶层侧的面。优选共用电极配置于具有滤色器的基板,像素电极配置于不具备滤色器的基板。像素电极具有TFT、薄膜二极管、金属绝缘体金属电阻率元件等有源元件。共用电极和像素电极通常可以由液晶显示元件的电极所使用的材料形成。这之中优选至少共用电极由透明导电体形成,更优选共用电极和像素电极两者由透明导电体形成。作为透明导电体,例如可列举掺铟氧化锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)、TiO、AZTO(AlZnSnO)等氧化物半导体。
共用电极和像素电极分别可以根据液晶显示元件的驱动方式来选择形状。这之中,本发明的液晶显示元件为有源矩阵驱动时,优选在第一基板和第二基板中的一个基板设有由透明导电体形成的整面共用电极,在另一个基板将栅电极和源电极排列为矩阵状,并且在由栅电极和源电极包围的部分设置TFT元件和像素电极。
共用电极和像素电极可以通过化学蒸镀(CVD)法、溅射法、离子镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀(PVD)法等公知的方法形成。
本发明的液晶显示元件可以在第1基板或第2基板配置有滤色器。滤色器优选在配置有共用电极的基板上配置。滤色器例如可以采用颜料分散法(色阻法、蚀刻法)、印刷法、喷墨法等形成。
本发明的液晶显示元件可以为了调整第1基板与第2基板的间隔距离、即液晶层的厚度而在第1基板与第2基板之间具有间隔物。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。
本发明的液晶显示元件可以具有偏光板。具有偏光板的情况下,优选以对比度变得最大的方式调整液晶组合物的折射率各向异性Δn与单元厚d之积。另外,有两块偏光板的情况下,也可以调整各偏光板的偏光軸,按照视野角、对比度变得良好的方式调整。进一步,还可以使用用于扩大视野角的相位差膜。
本发明的液晶显示元件中,第1基板和第2基板可以用密封剂固定。密封剂例如可列举环氧系热固化性组合物等。
本发明的液晶显示元件可以通过公知的方法制造。作为本发明的液晶显示元件的制造方法,可列举以下的例子。首先,使第1基板的配置有取向膜一侧的面和第2基板的配置有取向膜一侧的面相对,按照成为期望的单元间隙的方式隔着间隔物和密封部进行贴合,制作空单元。接下来,采用真空注入法或ODF法等使本发明的含聚合性化合物的液晶组合物夹持在空单元的第1基板和第2基板之间,将密封部固化,将液晶组合物密封于第一基板与第二基板之间。接下来,照射UV光,使含聚合性化合物的液晶组合物所含的聚合性化合物聚合,从而能够得到本发明的液晶显示元件。使聚合性化合物聚合时的UV光的照射条件(温度、光源、波长、施加电压、照射方法、照射时间、照射强度等)可以适当设定。
本发明不受上述实施方式限定。上述实施方式为例示,具有与本发明的权利要求书所记载的技术构思实质上相同的构成、发挥同样的作用效果的实施方式必然也包含在本发明的技术范围内。
实施例
以下列举实施例进一步详述本发明,但本发明不受这些实施例限定。
关于以下的实施例和比较例中的化合物的记载,使用以下的简写。
(侧链)
-n-CnH2n+1碳原子数n的直链状的烷基
n-CnH2n+1-碳原子数n的直链状的烷基
-On-OCnH2n+1碳原子数n的直链状的烷氧基
V-CH2=CH-
1V-CH3-CH=CH-
-V-CH=CH2
-V1-CH=CH-CH3
(连接基)
-1O--CH2-O-
-2--CH2-CH2-
(环结构)
[化89]
以下的实施例和比较例中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℃时的折射率各向异性
γ1:20℃时的旋转粘性(mPa·s)
Δε:20℃时的介电常数各向异性
以下的实施例和比较例中的液晶显示元件的制造方法和评价方法如下所述。
(液晶显示元件的制造方法)
首先,通过真空注入法将后述的含聚合性化合物的液晶组合物注入至包含带ITO的基板的单元间隙3.5μm的液晶单元中,该带ITO的基板通过涂布诱发垂直取向的聚酰亚胺取向膜并进行摩擦处理而得。然后,对于注入了含聚合性化合物的液晶组合物的液晶单元,使用荧光UV灯,照射任意时间的紫外线,得到液晶显示元件。此时,以在中心波长313nm的条件下测定的照度成为3mW/cm2的方式调整荧光UV灯。
(聚合性化合物的残留量的评价方法)
以上述照射条件,通过下述方法,测定照射紫外线15分钟、30分钟、45分钟、60分钟、75分钟、90分钟、115分钟后的液晶显示元件中的聚合性化合物的残留量[ppm]。首先,在试管中加入已分解的液晶显示元件和乙腈,振荡、过滤,得到包含液晶组合物、聚合物、未反应的聚合性化合物的溶出成分的乙腈溶液。将其用高效液相色谱(柱:逆相非极性柱、展开溶剂:乙腈70体积%和水30体积%的混合溶剂)分析,计算各成分的峰面积。根据作为指标的液晶化合物的峰面积与未反应的聚合性化合物的峰面积比,确定残留的聚合性化合物的量。根据该值和最初添加的聚合性化合物的量,确定聚合性化合物的残留量。需说明的是,聚合性化合物的残留量的检测限为200ppm。此时,将聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间记为TND[分钟]。
(预倾角变化量(倾斜赋予性)的评价方法)
通过下述方法测定在以上述照射条件照射紫外线200秒前后的液晶显示元件的预倾角变化量[°]。首先,测定液晶显示元件的预倾角,作为预倾角(初始)。一边对该液晶显示元件以频率100Hz施加10V电压一边照射紫外线200秒。然后,测定预倾角,作为预倾角(UV后)。将测定的预倾角(初始)减去预倾角(UV后)而得的值作为预倾角变化量[°]。预倾角使用Shintec制OPTIPRO测定。预倾角变化量[°]的值越大,则表示倾斜赋予性越高。
(VHR的评价方法)
对于注入了含聚合性化合物的液晶组合物的液晶单元,以上述照射条件照射TND[分钟]的UV,以1V、0.6Hz、60℃的条件测定VHR。
(液晶组合物的调制和物性值)
调制添加式(i)化合物和聚合性化合物之前的液晶组合物LC-001~LC-005,测定其物性值。液晶组合物LC-001~LC-005的构成及其物性值的结果如表1所示。
[表1]
LC-001 | LC-002 | LC-003 | LC-004 | LC-005 | |
3-Cy-Cy-2 | 18 | 20 | 20 | ||
3-Cy-Cy-4 | 8 | 4 | 4 | ||
3-Cy-Cy-V | 29 | 23 | |||
3-Cy-Cy-V1 | 10 | ||||
3-Cy-Ph-O1 | 6 | 4 | |||
3-Ph-Ph-1 | 13 | 17 | 12 | 10 | 9 |
3-Cy-Ph-Ph-1 | 7 | 5 | 5 | ||
3-Cy-Ph-Ph-2 | 6 | 4 | 5 | ||
5-Cy-Ph-Ph-2 | 4 | ||||
3-Ph-Ph5-O2 | 12 | 5 | |||
3-Cy-1O-Ph5-O1 | 6 | ||||
3-Cy-1O-Ph5-O2 | 7 | 6 | 9 | 5 | |
1V-Cy-1O-Ph5-O2 | 6 | ||||
2-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 | 14 | 12 | |||
3-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 | 3 | 15 | 10 | 12 | 12 |
V-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 | 4 | ||||
1V-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 | 5 | 5 | 5 | 6 | |
2-Cy-Ph-Ph5-O2 | 7 | 10 | |||
3-Cy-Ph-Ph5-O2 | 8 | 10 | 5 | ||
3-Cy-Ph-Ph5-O3 | 6 | ||||
3-Cy-Ph-Ph5-O4 | 7 | 9 | |||
4-Cy-Ph-Ph5-O3 | 8 | ||||
3-Ph-Ph5-Ph-2 | 5 | ||||
2-Ph-2-Ph-Ph5-O2 | 5 | ||||
3-Ph-2-Ph-Ph5-O2 | 5 | 5 | 8 | ||
合计(wt%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Tni[℃] | 73.8 | 74.4 | 76.7 | 76.2 | 72.8 |
Δn | 0.111 | 0.112 | 0.118 | 0.128 | 0.114 |
Δε | -3.2 | -2.8 | -3.3 | -3.4 | -3.3 |
γ1[mPa·s] | 125 | 105 | 132 | 134 | 104 |
(比较例1~3、实施例1~3)
在100质量份液晶组合物LC-001中,作为聚合性化合物而添加0.3质量份式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例1。
在97质量份液晶组合物LC-001中,添加3质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物、和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例2。
在98质量份液晶组合物LC-001中,添加2质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例3。
在98.5质量份液晶组合物LC-001中,添加1.5质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例1。
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例2。
在99.5质量份液晶组合物LC-001中,添加0.5质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例3。
[化90]
关于比较例1~3和实施例1~3的含聚合性化合物的液晶组合物,聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟]、照射TND的UV后的VHR[%]和照射200秒的UV时的预倾角变化量[°]分别如以下的表2所示。含聚合性化合物的液晶组合物的总量中的式(i)化合物的含量(质量%)为由{式(i)化合物的质量份/(液晶组合物的质量份+式(i)化合物的质量份+聚合性化合物(A和B)的质量份)}×100算出的值。以下同样。
[表2]
根据表2,照射TND的UV后的VHR[%]均为充分高的值,但关于聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟],与比较例1相比,比较例2~3和实施例1~2为更短的时间。另外,关于照射200秒的UV时的预倾角变化量[°],与比较例1相比,比较例2~3为更大的值,但实施例1~3表现为与比较例1~3相比更大的值,可知实施例1~3与比较例1~3相比能够以短时间的UV照射来形成大的预倾角。另外,对于照射TND的UV后的液晶显示元件,使用Shintec制OPTIPRO,一边以频率100Hz施加30V电压一边照射背光3小时,对照射前后的预倾角变化导致的显示不良(烧屏)进行评价,结果实施例1~3表现出较高的倾斜稳定性。
(比较例4~5、实施例4、实施例4-2)
在100质量份液晶组合物LC-002中,添加0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例4。
在97质量份液晶组合物LC-002中,添加3质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例5。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例4。
在99.5质量份液晶组合物LC-002中,添加0.5质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例4-2。
关于比较例4~5和实施例4、4-2的含聚合性化合物的液晶组合物,聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟]、照射TND的UV后的VHR[%]和照射200秒的UV时的预倾角变化量[°]分别如以下的表3所示。
[表3]
根据表3,关于聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟],与比较例4相比,比较例5和实施例4为更短的时间。关于照射TND的UV后的VHR[%],与比较例4相比,比较例5和实施例4为充分高的值。另外,关于照射200秒的UV时的预倾角变化量[°],与比较例4相比,比较例5为更大的值,但实施例4表现为更大的值,可知与比较例4~5相比能够以短时间的UV照射形成预倾角。另外,对于照射TND的UV后的液晶显示元件,使用Shintec制OPTIPRO,一边以频率100Hz施加30V电压一边照射背光3小时,对照射前后的预倾角变化导致的显示不良(烧屏)进行评价,结果实施例4表现出较高的倾斜稳定性。
另外,实施例4-2与比较例4相比,TND短、VHR高,与比较例5相比,预倾角的变化量大。
另外,液晶组合物LC-002为含有“3-Cy-Cy-V”所表示的烯基化合物的组合物,如表1所示,液晶组合物LC-002的γ1值比不含“3-Cy-Cy-V”的其他液晶组合物的γ1值更小。γ1的值越小则响应速度变得越快,因此表明了:液晶组合物通过包含烯基化合物而响应速度变快。另一方面,根据比较例1和比较例4的结果,液晶组合物LC-002与不含“3-Cy-Cy-V”的液晶组合物LC-001相比TND长,进一步,照射TND的UV后的VHR与液晶组合物LC-001相比大幅降低。由此表明,包含烯基化合物的液晶组合物的TND长,通过UV照射,会导致VHR降低。
由此表明,通过对这样的液晶组合物LC-002添加式(i)化合物,从而TND变短,能够抑制VHR降低,进一步通过将式(i)化合物的含量规定为预定的范围,从而即使是短时间的UV照射,也能增大预倾角变化量[°]。
(实施例5~6)
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-4A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例5。
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-37A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例6。
[化91]
关于实施例5~6的含聚合性化合物的液晶组合物,聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟]、照射TND的UV后的VHR[%]和照射200秒的UV时的预倾角变化量[°]如以下的表4所示。
[表4]
对于实施例5和实施例6的含聚合性化合物的液晶组合物,也进行与实施例1同样的评价。其结果是,对于实施例5和实施例6的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例1同样地解决了本发明的课题。
(实施例7~12)
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-4A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例7。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-37A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例8。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-4B)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例9。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-48A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例10。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1B)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例11。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-2A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例12。
[化92]
关于实施例7~12的含聚合性化合物的液晶组合物,聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟]、照射TND的UV后的VHR[%]和照射200秒的UV时的预倾角变化量[°]如以下的表5所示。
[表5]
关于实施例7~12的含聚合性化合物的液晶组合物,与LC-002中不添加式(i)化合物的比较例4相比,TND短,VHR的值高,预倾角变化量大。其中,包含式(i-1-1B)化合物的实施例11与其他实施例7~10和12相比,TND小,UV照射后的VHR的值高。这可推测是因为,式(i)化合物中与缩合环相邻的环上不具有取代基,因此能够缩短UV照射时间,另外,因UV照射导致的劣化得到了抑制。
(比较例6~7、实施例13~14)
在100质量份液晶组合物LC-002中,添加0.7质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例6。
在100质量份液晶组合物LC-002中,添加0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A和0.4质量份式(RM-B1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例7。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-4A)所表示的化合物和0.7质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物A,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为比较例13。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-4A)所表示的化合物、0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物B和0.4质量份式(RM-B1)所表示的聚合性化合物B,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例14。
[化93]
关于比较例6~7和实施例13~14的含聚合性化合物的液晶组合物,聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟]、照射TND的UV后的VHR[%]和照射200秒的UV时的预倾角变化量[°]如以下的表6所示。含聚合性化合物的液晶组合物的总量中的式(i)化合物的含量(质量%)为由{式(i)化合物的质量份/(液晶组合物的质量份+式(i)化合物的质量份+聚合性化合物(A和B)的质量份)}×100算出的值。
[表6]
关于聚合性化合物的残留量小于检测下限时的UV照射时间TND[分钟],与比较例6~7相比,实施例13~14为更短的时间。关于照射TND的UV后的VHR[%],与比较例6相比,实施例13为充分高的值,另外,与比较例7相比,实施例17为充分高的值。关于照射200秒的UV时的预倾角变化量[°],与比较例6相比,实施例13为更大的值,另外,与比较例7相比,实施例17为更大的值。
将实施例13的式(RM-A1)化合物0.7质量份中的0.4质量份替换为式(RM-B1)化合物而得到的实施例14中,VHR为比实施例13高的值,包含聚合性化合物A、聚合性化合物B和式(i)化合物的实施例14中,与比较例6~7和实施例13相比为充分高的值。由该结果可知,通过包含聚合性化合物A和聚合性化合物B两者,能够进一步抑制VHR的降低。
根据上述实施例和比较例的结果,通式(i)化合物的含量为预定的范围时,能够快速地充分聚合,能够以弱或少的UV光形成大角度的倾斜,UV照射后的VHR也变现为高的值。另外可知,因背光的曝光导致的显示不良(烧屏)的发生也被抑制,表现为高的倾斜稳定性。
(实施例15~19)
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A2)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例15。
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A3)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例16。
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A4)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例17。
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.5质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例18。
在99质量份液晶组合物LC-001中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物、0.2质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物和0.1质量份作为聚合性化合物的式(RM-A5)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例19。
[化94]
对于实施例15~19的含聚合性化合物的液晶组合物,进行与实施例1同样的评价。其结果是,关于实施例15~19的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例1同样地解决了本发明的课题,并且教导了:无论聚合性化合物的种类如何,通过含有预定量的式(i)化合物,都能够实现本发明的效果。
(实施例20~24)
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A2)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例20。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A3)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例21。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A4)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例22。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.5质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例23。
在99质量份液晶组合物LC-002中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物、0.2质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物和0.1质量份式(RM-A5)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例24。
对于实施例20~24的含聚合性化合物的液晶组合物,也进行与实施例4同样的评价。其结果是,对于实施例20~24的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例4同样地解决了本发明的课题,并且教导了:无论聚合性化合物的种类如何,通过含有预定量的式(i)化合物,即使在含有烯基化合物时,也能实现本发明的效果。
(实施例25~27)
在99质量份液晶组合物LC-003中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A1)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例25。
在99质量份液晶组合物LC-004中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A3)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例26。
在99质量份液晶组合物LC-005中,添加1质量份作为式(i)化合物的式(i-1-1-1A)所表示的化合物和0.3质量份作为聚合性化合物的式(RM-A4)所表示的聚合性化合物,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例27。
对于实施例25~27的含聚合性化合物的液晶组合物,也进行与实施例1同样的评价。其结果是,对于实施例25~27的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例1同样地解决了本发明的课题,并且教导了:无论本发明的液晶组合物的组成和聚合性化合物的种类如何,通过含有预定量的式(i)化合物,都能够实现本发明的效果。
(实施例28~31)
对于实施例2中得到的含聚合性化合物的液晶组合物,进一步添加0.005质量份式(H-2-1)所表示的抗氧化剂,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例28。
对于实施例2中得到的含聚合性化合物的液晶组合物,进一步添加0.005质量份式(H-4-1)所表示的抗氧化剂,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例29。
对于实施例4中得到的含聚合性化合物的液晶组合物,进一步添加0.005质量份式(H-2-1)所表示的抗氧化剂,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例30。
对于实施例4中得到的含聚合性化合物的液晶组合物,进一步添加0.005质量份式(H-4-1)所表示的抗氧化剂,将所得的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例31。
[化95]
对于实施例28~29的含聚合性化合物的液晶组合物,也进行与实施例1同样的评价。其结果是,对于实施例28~29的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例1同样地解决了本发明的课题。
另外,对于实施例30~31的含聚合性化合物的液晶组合物,也进行与实施例4同样的评价。其结果是,对于实施例30~31的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例4同样地解决了本发明的课题。
(实施例32~46)
与LC-001~LC-005同样地调制添加式(i)化合物和聚合性化合物之前的液晶组合物LC-006~LC-010,与LC-001~LC-005同样地测定它们的物性值。液晶组合物LC-006~LC-010的构成及其物性值的结果如表7所示。
[表7]
接下来,如表8~12所示在LC-006~LC-010中添加式(i)化合物和聚合性化合物A,除此之外,与实施例1同样地操作,调制含聚合性化合物的液晶组合物,作为实施例32~46。
并且,对于实施例32~46的含聚合性化合物的液晶组合物,进行与实施例1同样的评价。将实施例32~46的评价试验结果示于表8~12。其结果是,实施例32~34与比较例8相比,实施例35~37与比较例9相比,实施例38~40与比较例10相比,实施例41~43与比较例11相比,实施例44~46与比较例12相比,确认到与实施例1同样地解决了本发明的课题。
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
(实施例47~76)
对于实施例32~46中使用的含聚合性化合物的液晶组合物,分别进一步添加0.005质量份式(H-2-1)所表示的抗氧化剂,将调制的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例47~61。
另外,对于实施例32~46中使用的含聚合性化合物的液晶组合物,分别进一步添加0.005质量份式(H-4-1)所表示的抗氧化剂,将调制的含聚合性化合物的液晶组合物作为实施例62~76。
并且,对于实施例47~76的含聚合性化合物的液晶组合物,也进行与实施例1同样的评价。其结果是,对于实施例47~76的含聚合性化合物的液晶组合物,也确认到与实施例1同样地相对于比较例更优异。由以上内容确认到解决了本发明的课题。
Claims (12)
1.一种含聚合性化合物的液晶组合物,含有1种或2种以上的通式(i-1-1-1)所表示的化合物以及1种或2种以上的聚合性化合物,
所述通式(i-1-1-1)所表示的化合物的合计含量小于2.0质量%,
式中,Ri111和Ri112分别独立地表示碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至10的烷氧基、碳原子数2至10的烯基或碳原子数2至10的烯氧基,存在于这些基团中的1个或2个以上氢原子可被氟原子取代。
2.根据权利要求1所述的含聚合性化合物的液晶组合物,所述通式(i-1-1-1)所表示的化合物的合计含量为0.05质量%~1.9质量%。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,作为所述聚合性化合物,含有1种或2种以上的通式(P)所表示的聚合性化合物A,
上述通式(P)中,Rp1表示氢原子、氟原子、氰基、碳原子数1~15的烷基或-Spp2-Pp2,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,该烷基中的1个或2个以上氢原子分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
Pp1和Pp2分别独立地表示通式(Pp1-1)至式(Pp1-9)中的任一者,
式中,Rp11和Rp12分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的卤代烷基,Wp11表示单键、-O-、-COO-、碳原子数1~5的亚烷基,tp11表示0、1或2,在分子内存在多个Rp11、Rp12、Wp11和/或tp11时,它们可以相同也可以不同,
Spp1和Spp2分别独立地表示单键或间隔基,
Zp1和Zp2分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-,式中,z分别独立地表示1~4的整数,RZP1分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,在分子内存在多个RZP1时,它们可以相同也可以不同,其中,式中的*表示与Spp1或Spp2的连接点,
Ap1和Ap2分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(ap)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代,
(bp)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,和
(cp)萘二基、1,2,3,4-四氢萘二基、十氢萘二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基,存在于这些基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,
Ap3表示选自由上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)、以及单键组成的组中的基团,
上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)中,存在于该基团中的氢原子分别独立地可被氰基、卤原子、碳原子数1~8的烷基、碳数1~8的烷氧基、碳原子数1~8的烯基或-Spp2-Pp2取代,
mp1表示0、1、2或3,在分子内存在多个Zp1、Ap2、Spp2和/或Pp2时,它们可以相同也可以不同,
mp1为0且Ap1为除萘二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基以外的基团时,Ap3表示单键以外的基团。
4.根据权利要求1或2所述的含聚合性化合物的液晶组合物,进一步含有1种或2种以上的选自通式(L)所表示的化合物中的化合物,
式中,RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,和
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-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从而AL2存在多个时,它们可以相同也可以不同,nL1为2或3从而ZL2存在多个时,它们可以相同也可以不同,
其中,不包括通式(i)所表示的化合物,
式中,Ri1和Ri2分别独立地表示碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至10的烷氧基、碳原子数2至10的烯基或碳原子数2至10的烯氧基,存在于这些基团中的1个或2个以上氢原子可被氟原子取代,
环A和环B分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,和
(d)1,4-亚环己烯基
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被如下取代:可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、氰基、或氟原子,
C表示具有1个以上的苯环的2价的缩合环基,所述缩合环基所具有的1个或2个以上氢原子可被如下取代:可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷基、可被氟原子取代的碳原子数1至8的烷氧基、或氟原子,
Zi1和Zi2分别独立地表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C≡C-或单键,
ni1和ni2分别独立地表示0、1或2,
环A、环B、Zi1和Zi2分别存在多个时,分别可以相同也可以不同。
5.根据权利要求4所述的含聚合性化合物的液晶组合物,进一步含有1种或2种以上的选自通式(N-1)所表示的化合物中的化合物,
式中,RN11和RN12分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-分别独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11和AN12分别独立地表示选自由如下组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上-CH2-可被-O-取代,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,
(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=或不相邻的2个以上-CH=可被-N=取代,和
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)分别独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11和ZN12分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11和nN12分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12为1、2或3,AN11~AN12、ZN11~ZN12存在多个时,它们可以相同也可以不同,
其中,不包括通式(i)和通式(L)所表示的化合物。
6.根据权利要求3所述的含聚合性化合物的液晶组合物,作为所述聚合性化合物,含有1种或2种以上的选自由下述通式(P-1-1)~通式(P-1-46)、式(P-2-1)~式(P-2-16)、式(P-3-1)~式(P-3-15)、式(P-4-1)~式(P-4-21)和式(P-5-1)~式(P-5-37)所表示的化合物组成的组中的化合物,
式中,Pp11、Pp12、Spp11和Spp12表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义,
式中,Pp21、Pp22、Spp21和Spp22表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义,
式中,Pp31、Pp32、Spp31和Spp32表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义,
/>
/>
式中,Pp41、Pp42、Spp41和Spp42表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义,
/>
/>
/>
式中,Pp51、Pp52、Spp51和Spp52表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的含义。
7.根据权利要求4所述的含聚合性化合物的液晶组合物,含有1种或2种以上的所述通式(L)中的RL1和RL2的至少一者表示碳原子数2至8的烯基的化合物。
8.根据权利要求1或2所述的含聚合性化合物的液晶组合物,作为所述聚合性化合物,进一步含有1种或2种以上的在分子结构内具有1个以上的聚合性基和1个以上的极性基的聚合性化合物B。
9.根据权利要求8所述的含聚合性化合物的液晶组合物,所述聚合性化合物B包含通式(AT)所表示的基团,
*-SpAT1-WAT1-ZAT1 (AT)
式中,SpAT1表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,该亚烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN、-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接连接的方式被环式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
WAT1表示单键或下述通式(WAT1)或(WAT2),
式中,SpWAT1和SpWAT2分别独立地表示单键或碳原子数1~25的直链或分支的亚烷基,该亚烷基中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,式中的*表示连接键,
ZAT1表示包含极性要素的1价的极性基,ZAT1中的1个或2个以上氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,
PAP1表示聚合性基,
SpAP1表示间隔基,
式中的*表示连接键。
10.一种液晶显示元件,其使用了权利要求1至9中任一项所述的含聚合性化合物的液晶组合物。
11.一种有源矩阵驱动用液晶显示元件,其使用了权利要求1至9中任一项所述的含聚合性化合物的液晶组合物。
12.一种PSA模式、PSVA模式、PS-IPS模式或PS-FFS模式用液晶显示元件,其使用了权利要求1至9中任一项所述的含聚合性化合物的液晶组合物。
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Citations (11)
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---|---|---|---|---|
JP2001040354A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-13 | Dainippon Ink & Chem Inc | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置 |
JP2011042696A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Chisso Corp | 液晶組成物および液晶表示素子 |
CN102786937A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Dic株式会社 | 含有聚合性化合物的液晶组合物及使用其的液晶显示元件 |
CN105189702A (zh) * | 2013-03-21 | 2015-12-23 | Dic株式会社 | 含聚合性化合物的液晶组合物和使用其的液晶显示元件 |
CN105723277A (zh) * | 2013-11-12 | 2016-06-29 | Dic株式会社 | 液晶显示元件 |
CN106232774A (zh) * | 2014-07-08 | 2016-12-14 | Dic株式会社 | 向列型液晶组合物及使用其的液晶显示元件 |
CN106459766A (zh) * | 2014-07-25 | 2017-02-22 | Dic株式会社 | 液晶组合物及使用其的液晶显示元件 |
JPWO2015098493A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2017-03-23 | Dic株式会社 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
WO2019003935A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Dic株式会社 | 液晶組成物及び液晶表示素子 |
CN110573490A (zh) * | 2017-06-12 | 2019-12-13 | Dic株式会社 | 聚合性化合物和液晶组合物 |
CN110577836A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 捷恩智株式会社 | 用于光转换元件的液晶组合物、混合物、高分子/液晶复合材料、元件及激光雷达 |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001040354A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-13 | Dainippon Ink & Chem Inc | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置 |
JP2011042696A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Chisso Corp | 液晶組成物および液晶表示素子 |
CN102786937A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Dic株式会社 | 含有聚合性化合物的液晶组合物及使用其的液晶显示元件 |
CN105189702A (zh) * | 2013-03-21 | 2015-12-23 | Dic株式会社 | 含聚合性化合物的液晶组合物和使用其的液晶显示元件 |
CN105723277A (zh) * | 2013-11-12 | 2016-06-29 | Dic株式会社 | 液晶显示元件 |
JPWO2015098493A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2017-03-23 | Dic株式会社 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
CN106232774A (zh) * | 2014-07-08 | 2016-12-14 | Dic株式会社 | 向列型液晶组合物及使用其的液晶显示元件 |
CN106459766A (zh) * | 2014-07-25 | 2017-02-22 | Dic株式会社 | 液晶组合物及使用其的液晶显示元件 |
CN110573490A (zh) * | 2017-06-12 | 2019-12-13 | Dic株式会社 | 聚合性化合物和液晶组合物 |
WO2019003935A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Dic株式会社 | 液晶組成物及び液晶表示素子 |
CN110577836A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 捷恩智株式会社 | 用于光转换元件的液晶组合物、混合物、高分子/液晶复合材料、元件及激光雷达 |
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