JP2020041128A - Horizontally aligned liquid crystal display element, liquid crystal composition, polymerizable compound and display device, method for manufacturing horizontally aligned liquid crystal display element, and use of polymerizable compound as monomer for forming alignment control layer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水平配向型液晶表示素子および液晶組成物に関する。特に、重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有し、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化および光分解の少なくとも1つを生じる配向制御層形成モノマーを含有する液晶組成物を用いることにより、液晶分子の水平配向がポリイミドのような配向膜を用いないで達成可能な液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a horizontal alignment type liquid crystal display device and a liquid crystal composition. In particular, a liquid crystal composition having an α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group and containing an alignment control layer forming monomer that generates at least one of photo-fleece rearrangement, photo-isomerization, photo-dimerization, and photo-decomposition by light irradiation is used. Accordingly, the present invention relates to a liquid crystal display device in which horizontal alignment of liquid crystal molecules can be achieved without using an alignment film such as polyimide.
液晶表示素子において、液晶分子の動作モードに基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、FFS(fringe field switching)、FPA(field-induced photo-reactive alignment)などのモードである。素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である。PMは、スタティック(static)、マルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMは、TFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。TFTの分類は非晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シリコン(polycrystal silicon)である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。 In a liquid crystal display device, classification based on the operation mode of liquid crystal molecules includes PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), ECB (electrically controlled birefringence), OCB (optically compensated bend), and IPS. (In-plane switching), VA (vertical alignment), FFS (fringe field switching), and FPA (field-induced photo-reactive alignment). The classification based on the element driving method is PM (passive matrix) and AM (active matrix). PM is classified into static, multiplex and the like, and AM is classified into TFT (thin film transistor), MIM (metal insulator metal) and the like. The classification of TFT is amorphous silicon and polycrystal silicon. The latter is classified into a high-temperature type and a low-temperature type according to the manufacturing process. The classification based on the light source is a reflection type using natural light, a transmission type using backlight, and a semi-transmission type using both natural light and backlight.
液晶表示素子はネマチック相を有する液晶組成物を含有する。この組成物は適切な特性を有する。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有するAM素子を得ることができる。2つの特性における関連を下記の表1にまとめる。組成物の特性を市販されているAM素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約70℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約−10℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。1ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はより好ましい。 The liquid crystal display device contains a liquid crystal composition having a nematic phase. This composition has suitable properties. By improving the characteristics of this composition, an AM device having good characteristics can be obtained. The relationship between the two characteristics is summarized in Table 1 below. The characteristics of the composition will be further described based on commercially available AM devices. The temperature range of the nematic phase is related to the temperature range in which the device can be used. The preferred upper limit temperature of the nematic phase is about 70 ° C. or more, and the preferred lower limit temperature of the nematic phase is about −10 ° C. or less. The viscosity of the composition is related to the response time of the device. A short response time is preferable for displaying a moving image on the element. Shorter response times are desirable even at 1 millisecond. Therefore, a small viscosity in the composition is preferred. Small viscosities at low temperatures are more preferred.
組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性(Δn)と素子のセルギャップ(d)との積(Δn×d)は、コントラスト比を最大にするように設計される。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。この値は、TNのようなモードの素子では約0.45μmである。この値は、VAモードの素子では約0.30μmから約0.40μmの範囲であり、IPSモードまたはFFSモードの素子では約0.20μmから約0.30μmの範囲である。これらの場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、正または負に大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比とに寄与する。したがって、初期段階において大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いるAM素子に好ましい。 The optical anisotropy of the composition is related to the contrast ratio of the device. Depending on the mode of the device, large or small optical anisotropy, that is, appropriate optical anisotropy is required. The product (Δn × d) of the optical anisotropy (Δn) of the composition and the cell gap (d) of the device is designed to maximize the contrast ratio. The appropriate product value depends on the type of operating mode. This value is about 0.45 μm for a device in a mode such as TN. This value ranges from about 0.30 μm to about 0.40 μm for a VA mode device, and from about 0.20 μm to about 0.30 μm for an IPS mode or FFS mode device. In these cases, a composition having a large optical anisotropy is preferable for a device having a small cell gap. The large dielectric anisotropy in the composition contributes to a low threshold voltage, small power consumption and a large contrast ratio in the device. Therefore, a large positive or negative dielectric anisotropy is preferable. A large specific resistance in the composition contributes to a large voltage holding ratio and a large contrast ratio in the device. Therefore, a composition having a large specific resistance in the initial stage is preferable. A composition having a large specific resistance after long-term use is preferred. The stability of the composition to ultraviolet light and heat is related to the lifetime of the device. When this stability is high, the lifetime of the device is long. Such characteristics are preferable for an AM device used for a liquid crystal monitor, a liquid crystal television, and the like.
TNモードを有するAM素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。VAモードを有するAM素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向(PSA;polymer sustained alignment)型のAM素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向(PSA;polymer sustained alignment)型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、この素子の基板の間に電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。重合体のこのような効果は、TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPAのようなモードを有する素子に期待できる。 In an AM device having a TN mode, a composition having a positive dielectric anisotropy is used. In an AM device having a VA mode, a composition having a negative dielectric anisotropy is used. In an AM device having the IPS mode or the FFS mode, a composition having a positive or negative dielectric anisotropy is used. In a polymer sustained alignment (PSA) type AM device, a composition having a positive or negative dielectric anisotropy is used. In a polymer sustained alignment (PSA) type liquid crystal display device, a liquid crystal composition containing a polymer is used. First, a composition to which a small amount of a polymerizable compound is added is injected into a device. Next, the composition is irradiated with ultraviolet rays while applying a voltage between the substrates of the device. The polymerizable compound polymerizes to form a polymer network in the composition. In this composition, the orientation of the liquid crystal molecules can be controlled by the polymer, so that the response time of the device is shortened and the image sticking is improved. Such effects of the polymer can be expected for devices having modes such as TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, and FPA.
IPSモード、FFSモード、ECBモードにおいては液晶分子を電圧無印加時に基板の主面に対して略水平な方向に配向させる必要がある。このような液晶分子の配向制御を実現させるために、ポリイミドのような配向膜が用いられてきた。近年、液晶パネルの狭額縁化が進み、配向膜とシール剤の接着幅が狭くなることで接着強度が弱まり、配向膜とシール剤の界面から剥離が進行することがあった。このような問題を防止するために、従来のポリイミドのような配向膜を用いない方法が提案されている。(特許文献1〜3)
特許文献1〜3の方法では、ポリイミドのような配向膜の代わりに、シンナメート基を有する低分子化合物やポリビニルシンナメート、カルコン構造を有する低分子化合物や重合性化合物を用いる。これらの低分子化合物、重合性化合物やポリマーを添加物として液晶組成物に溶解させる。次に、この添加物を相分離させることによってこの添加物からなる薄膜を基板上に生成させる。最後に、液晶組成物の上限温度より高い温度で基板に直線偏光を照射する。この直線偏光によって低分子化合物やポリマーが、二量化または異性化するとき、その分子が一定方向に配列される。この方法では、添加物の種類を選択することにより、IPSやFFSのような水平配向モードの素子とVAのような垂直配向モードの素子とを製造することができる。この方法においては、添加物が液晶組成物の上限温度より高い温度で容易に溶解し、室温に戻したとき、この化合物が液晶組成物から容易に相分離することが重要である。ただし、組み合わせる液晶性化合物によっては水平配向性が十分に得られない場合があった。
特許文献4および5では、α−ヒドロキシメトキシメチルジアクリレートを有し、中心骨格の構造がビフェニルまたはターフェニルである重合性化合物を含む液晶組成物が開示されている。特許文献4および5では、好ましい化合物として、α−メトキシメチルジアクリレートを有し、中心骨格の構造がビフェニルまたはターフェニルである重合性化合物が例示されているが、ここでは、液晶化合物を基板に対して垂直に配向させる添加剤として開示されている。また、この重合性化合物を含む液晶組成物に偏光を照射しても均一な水平配向を得るのは困難であった。
In the IPS mode, FFS mode, and ECB mode, it is necessary to align liquid crystal molecules in a direction substantially horizontal to the main surface of the substrate when no voltage is applied. In order to realize such alignment control of liquid crystal molecules, an alignment film such as polyimide has been used. In recent years, as the frame of the liquid crystal panel has become narrower, the bonding strength between the alignment film and the sealant has been narrowed, whereby the bonding strength has been weakened, and peeling may have progressed from the interface between the alignment film and the sealant. In order to prevent such a problem, a method that does not use an alignment film such as a conventional polyimide has been proposed. (Patent Documents 1 to 3)
In the methods of Patent Documents 1 to 3, a low-molecular compound having a cinnamate group, polyvinyl cinnamate, a low-molecular compound having a chalcone structure, or a polymerizable compound is used instead of an alignment film such as polyimide. These low molecular compounds, polymerizable compounds and polymers are dissolved in the liquid crystal composition as additives. Next, a thin film composed of the additive is formed on the substrate by phase-separating the additive. Finally, the substrate is irradiated with linearly polarized light at a temperature higher than the upper limit temperature of the liquid crystal composition. When a low molecular compound or polymer is dimerized or isomerized by the linearly polarized light, the molecules are arranged in a certain direction. In this method, by selecting the type of the additive, a device having a horizontal alignment mode such as IPS or FFS and a device having a vertical alignment mode such as VA can be manufactured. In this method, it is important that the additive easily dissolves at a temperature higher than the upper limit temperature of the liquid crystal composition, and that when the temperature is returned to room temperature, the compound easily undergoes phase separation from the liquid crystal composition. However, depending on the liquid crystal compound to be combined, there were cases where sufficient horizontal alignment was not obtained.
Patent Documents 4 and 5 disclose a liquid crystal composition containing a polymerizable compound having α-hydroxymethoxymethyl diacrylate and having a central skeleton structure of biphenyl or terphenyl. Patent Documents 4 and 5 illustrate a polymerizable compound having α-methoxymethyldiacrylate as a preferable compound and having a central skeleton structure of biphenyl or terphenyl. Here, a liquid crystal compound is used as a substrate. It is disclosed as an additive for orienting vertically. Further, even when the liquid crystal composition containing the polymerizable compound was irradiated with polarized light, it was difficult to obtain uniform horizontal alignment.
本発明の課題は、重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有する配向制御層形成モノマーを含有する液晶組成物を用いることにより、ポリイミドなどで形成される従来の配向膜やその形成工程を必要としない液晶表示素子における配向制御層を効率よく形成し、透過率特性、コントラスト比に優れる水平配向型液晶表示素子を提供することである。 An object of the present invention is to use a liquid crystal composition containing an alignment control layer-forming monomer having an α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group, thereby requiring a conventional alignment film formed of polyimide or the like and a step of forming the same. An object of the present invention is to provide a horizontal alignment type liquid crystal display element in which an alignment control layer in a liquid crystal display element is not formed efficiently and which has excellent transmittance characteristics and contrast ratio.
本発明者らは、紫外線照射により光フリース転位、光二量化、光異性化および光分解の少なくとも1つを生じる、重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有する配向制御層形成モノマーを含有し、そして正または負の誘電率異方性を有する液晶組成物を利用することにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、下記の態様などを含む。 The present inventors contain an alignment control layer-forming monomer having α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group, which causes photo-Fries rearrangement, photo-dimerization, photo-isomerization and photo-decomposition by ultraviolet irradiation, and The inventors have found that the above problem can be solved by using a liquid crystal composition having a positive or negative dielectric anisotropy, and have completed the present invention. The present invention includes the following aspects.
[1] 対向して配置された一対の基板間に液晶層が挟持され、
前記一対の基板と前記液晶層との間に、液晶分子を配向制御する配向制御層を有し、
前記液晶層は、液晶組成物から形成され、
前記液晶組成物は、少なくとも1つの液晶性化合物と、第一添加物として、式(1)で表される、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化、および光分解の少なくとも1つを生じる配向制御層形成モノマーを含有し、
前記配向制御層は、前記第一添加物を重合させてなる重合体を含有する、水平配向型液晶表示素子。
[1] A liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates arranged opposite to each other,
An alignment control layer for controlling alignment of liquid crystal molecules between the pair of substrates and the liquid crystal layer,
The liquid crystal layer is formed from a liquid crystal composition,
The liquid crystal composition comprises at least one liquid crystal compound and, as a first additive, at least one of photo-Fries rearrangement, photo-isomerization, photo-dimerization, and photo-decomposition by light irradiation, which is represented by formula (1). Containing an orientation control layer forming monomer that produces
The horizontal alignment type liquid crystal display device, wherein the alignment control layer contains a polymer obtained by polymerizing the first additive.
式(1)において、
R1、R2およびR3は、独立して、水素または炭素数1から10のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−または−NH−で置き換えられてもよく;
nは、独立して、0、1または2であり;
aは、0、1、2または3であり;
環A1は、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、ピリジン−3−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イル、アントラセン−2−イル、アントラセン−6−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イル、2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イルであり、
環A2は、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−1,4−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,4−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロペンテン−1,3−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、
カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイルであり、
環A3は、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイルであり;
Z1およびZ2は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、ハロゲンで置き換えられてもよいが、Z1およびZ2の中で少なくとも1つは、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であり、aが2または3のとき、それぞれのZ2は異なっていてもよく;
Sp1、Sp2、Sp3およびSp4は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく;
c、dおよびeは、独立して、0、1、2、3または4であり、c、dおよびeの和は、1、2、3または4であり;
P1、P2、P3およびP4は、独立して、式(1P−1)で表される重合性基であり;
In equation (1),
R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced by —O— or —NH— Well;
n is independently 0, 1 or 2;
a is 0, 1, 2, or 3;
Ring A 1 is cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3-dioxane - 3-yl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, pyridin-3-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthren-2-yl, phenanthrene-7- Yl, anthracen-2-yl, anthracen-6-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-3-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3- Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl,
Ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, , 2-Phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,4-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-1,4-diyl, 1,2,3,4-tetrahydro Naphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,4-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2, 5-diyl, pyridine-2,5-diyl, cyclopentane-1,3-diyl, cyclopentene-1,3-diyl, fluorene-2,7-diyl,
Carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4-diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, or 2, 3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl,
Ring A 3 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl , Naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene -2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7- Diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4-diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-di Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl;
Z 1 and Z 2 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, — OCO -, - CONH -, - NHCO- or -OCOO- may be replaced by at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- , In these groups, at least one hydrogen may be replaced by halogen, but at least one of Z 1 and Z 2 is —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, —OCOCH = CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, and when a is 2 or 3, each Z 2 may be different;
Sp 1 , Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO— , —OCO— or —OCOO—, and at least one — (CH 2 ) 2 — may be replaced by —CH = CH— or —C≡C—, in these groups: At least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
c, d and e are independently 0, 1, 2, 3 or 4; the sum of c, d and e is 1, 2, 3 or 4;
P 1 , P 2 , P 3 and P 4 are each independently a polymerizable group represented by the formula (1P-1);
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルである。
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH— or —C≡C—, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but P 1 , P 2 , P 3 and P 4 In at least one formula (1P-1), R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons.
[2] 式(1)において、
R1、R2およびR3は、独立して、水素または炭素数1から10のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−または−NH−で置き換えられてもよく;
nは、独立して、0、1または2であり;
aは、0、1、2または3であり;
環A1は、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、ピリジン−3−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イルまたはアントラセン−2−イル、アントラセン−6−イルであり、
環A2は、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイルであり、
環A3は、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、またはアントラセン−1,4−ジイルであり;
Z1およびZ2は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、ハロゲンで置き換えられてもよいが、Z1およびZ2の中で少なくとも1つは、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であり、aが2または3のとき、それぞれのZ2は異なっていてもよく;
Sp1、Sp2、Sp3およびSp4は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
c、dおよびeは、独立して、0、1、2、3または4であり、c、dおよびeの和は、1、2、3または4であり;
P1、P2、P3およびP4は、独立して、式(1P−1)で表される重合性基であり;
[2] In equation (1),
R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced by —O— or —NH— Well;
n is independently 0, 1 or 2;
a is 0, 1, 2, or 3;
Ring A 1 is cyclohexyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, pyridin-3-yl, fluoren-2-yl, fluorene -7 -Yl, phenanthren-2-yl, phenanthren-7-yl or anthracen-2-yl, anthracen-6-yl,
Ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, cyclohexylene 1,3-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,4-diyl, pyrimidine -2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, anthracene-1 , 4-diyl,
Ring A 3 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl , Naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, pyrimidine -2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl or anthracene-1,4-diyl;
Z 1 and Z 2 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, — OCO -, - CONH -, - NHCO- or -OCOO- may be replaced by at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- , In these groups, at least one hydrogen may be replaced by halogen, but at least one of Z 1 and Z 2 is —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, —OCOCH = CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, and when a is 2 or 3, each Z 2 may be different;
Sp 1 , Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO— , —OCO— or —OCOO—, and at least one — (CH 2 ) 2 — may be replaced by —CH = CH— or —C≡C—, in these groups: At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
c, d and e are independently 0, 1, 2, 3 or 4; the sum of c, d and e is 1, 2, 3 or 4;
P 1 , P 2 , P 3 and P 4 are each independently a polymerizable group represented by the formula (1P-1);
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよいが、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルである、[1]に記載の水平配向型液晶表示素子。
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine;
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH— or —C≡C—, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, but at least one of P 1 , P 2 , P 3 and P 4 In one formula (1P-1), the horizontal alignment liquid crystal display element according to [1], wherein R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbon atoms.
[3] 前記配向制御層中の前記第一添加物を重合させてなる重合体における前記第一添加物に由来するユニットの重量と、前記液晶層中の前記第一添加物の重量との合計量の割合が、前記液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに、0.01重量部から10重量部の範囲である、[1]または[2]に記載の水平配向型液晶表示素子。 [3] The sum of the weight of the unit derived from the first additive in the polymer obtained by polymerizing the first additive in the alignment control layer and the weight of the first additive in the liquid crystal layer The horizontal alignment type liquid crystal display according to [1] or [2], wherein the ratio of the amount is in the range of 0.01 part by weight to 10 parts by weight when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight. element.
[4] 前記液晶組成物が、式(2)から式(4)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの液晶性化合物を含有する、[1]から[3]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子。 [4] The liquid crystal composition according to any one of [1] to [3], wherein the liquid crystal composition contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by formulas (2) to (4). The horizontal alignment type liquid crystal display element as described in the above.
式(2)から式(4)において、
R11およびR12は、独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
環B1、環B2、環B3および環B4は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z11、Z12およびZ13は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−CH=CH−、−C≡C−または−COO−である。
In equations (2) to (4),
R 11 and R 12 are each independently an alkyl having 1 to 10 carbons or an alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — is —O—, —COO -Or -OCO- and at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring B 1 , ring B 2 , ring B 3 and ring B 4 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro- 1,4-phenylene or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 11 , Z 12 and Z 13 are each independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —CH = CH—, —C≡C—, or —COO—.
[5] 前記液晶組成物が、式(5)から式(7)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの液晶性化合物をさらに含有する、[1]から[4]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子。 [5] Any of [1] to [4], wherein the liquid crystal composition further contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by formulas (5) to (7). 3. The horizontal alignment type liquid crystal display device according to item 1.
式(5)から式(7)において、
R13は、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
X11は、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2または−OCF2CHFCF3であり;
環C1、環C2および環C3は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z14、Z15およびZ16は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−CH=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−CH=CF−CF2O−、−CF=CF−CF2O−または−(CH2)4−であり;
L11およびL12は、独立して、水素またはフッ素である。
In equations (5) to (7),
R 13 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and at least one Hydrogen may be replaced by fluorine;
X 11 is fluorine, chlorine, -OCF 3, -OCHF 2, -CF 3, -CHF 2, be -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 or -OCF 2 CHFCF 3;
Ring C 1 , ring C 2 and ring C 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene wherein at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl , 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 14 , Z 15 and Z 16 are each independently a single bond,-(CH 2 ) 2- , -CH = CH-, -CH = CF-, -CF = CF-, -C≡C-,- COO—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 O—, —CH = CF—CF 2 O—, —CFCFCF—CF 2 O— or — (CH 2 ) 4 —;
L 11 and L 12 are independently hydrogen or fluorine.
[6] 前記液晶組成物が、式(8)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの液晶性化合物をさらに含有する、[1]から[5]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子。 [6] The horizontal alignment according to any one of [1] to [5], wherein the liquid crystal composition further contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by Formula (8). Liquid crystal display device.
式(8)において、
R14は、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
X12は、−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nであり;
環D1は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z17は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−または−CH2O−であり;
L13およびL14は、独立して、水素またはフッ素であり;
iは、1、2、3または4である。
In equation (8),
R 14 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and at least one Hydrogen may be replaced by fluorine;
X 12 is an -C≡N or -C≡C-C≡N;
Ring D 1 is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2 , 5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 17 are each independently a single bond, - (CH 2) 2 - , - C≡C -, - COO -, - CF 2 O -, - OCF 2 - or -CH 2 O-;
L 13 and L 14 are independently hydrogen or fluorine;
i is 1, 2, 3 or 4.
[7] 前記液晶組成物が、式(9)から式(21)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの液晶性化合物をさらに含有する、[1]から[6]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子。 [7] Any of [1] to [6], wherein the liquid crystal composition further contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by formulas (9) to (21). 3. The horizontal alignment type liquid crystal display device according to item 1.
式(9)から式(21)において、
R15およびR16は、独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
R17は、水素、フッ素、炭素数1から10のアルキル、または炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
環E1、環E2、環E3および環E4は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン,テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
環E5および環E6は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン,テトラヒドロピラン−2,5−ジイルまたはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z18、Z19、Z20、およびZ21は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−COO−、−CH2O−、−OCF2−、または−OCF2CH2CH2−であり;
L15およびL16は、独立して、フッ素または塩素であり;
S11は、水素またはメチルであり;
Xは、独立して、−CHF−または−CF2−であり;
j、k、m、n、p、q、rおよびsは、独立して、0または1であり、k、m、nおよびpの和は、0、1、2または3であり、q、rおよびsの和は、0、1、2または3であり、tは、1、2または3である。
In equations (9) to (21),
R 15 and R 16 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced with —O— in the alkyl and alkenyl. And at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
R 17 is hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—. Well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring E 1 , ring E 2 , ring E 3 and ring E 4 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, wherein at least one hydrogen may be replaced by fluorine, 4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene-2,6-diyl;
Ring E 5 and ring E 6 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene-2,6 -Diyl;
Z 18, Z 19, Z 20 , and Z 21 are each independently a single bond, - (CH 2) 2 - , - COO -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, or -OCF 2 CH 2 CH 2 —;
L 15 and L 16 are independently fluorine or chlorine;
S 11 is hydrogen or methyl;
X is independently, -CHF- or -CF 2 - and is;
j, k, m, n, p, q, r, and s are each independently 0 or 1, and the sum of k, m, n, and p is 0, 1, 2, or 3, and q, The sum of r and s is 0, 1, 2 or 3, and t is 1, 2 or 3.
[8] 前記液晶組成物が、第二添加物として、前記第一添加物とは異なる重合性化合物をさらに含有し、前記配向制御層は、前記第一添加物および前記第二添加物を重合させてなる重合体を含有する、[1]から[7]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子。 [8] The liquid crystal composition further contains, as a second additive, a polymerizable compound different from the first additive, and the alignment control layer polymerizes the first additive and the second additive. The horizontal alignment type liquid crystal display device according to any one of [1] to [7], comprising a polymer obtained by the above method.
[9] 前記第二添加物が、式(16α)で表される、[8]に記載の水平配向型液晶表示素子。 [9] The horizontal alignment type liquid crystal display device according to [8], wherein the second additive is represented by a formula (16α).
式(16α)において、
環Fおよび環Iは、独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イル、アントラセン−2−イル、アントラセン−6−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イル、2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;
環Gは、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイルまたはピリジン−2,5−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;
Z22およびZ23は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−、−C≡C−、−C(CH3)=CH−、−CH=C(CH3)−または−C(CH3)=C(CH3)−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく;
P11、P12およびP13は、独立して、重合性基であるが、Z22およびZ23の中で少なくとも1つが、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であるとき、P11、P12およびP13の全てが同時に式(1P−1)で表されることはなく;
In the equation (16α),
Ring F and Ring I are independently cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3-dioxan-3-yl, pyrimidin-2-yl, pyridin-2-yl, pyrimidin-5-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthren-2-yl, phenanthrene-7- Yl, anthracen-2-yl, anthracen-6-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-3-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-17-yl, 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3-i Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, in these rings The at least one hydrogen may be replaced by fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
Ring G is 1,4-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, 1, 2-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7- Diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2 , 5-Diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4 Diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl, in which at least one hydrogen is fluorine, chlorine, Alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
Z 22 and Z 23 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO— or — may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - is, -CH = CH -, - C≡C -, - C (CH 3) = CH -, - CH = C (CH 3 ) - or -C (CH 3) = C ( CH 3) - may be replaced by, in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
P 11 , P 12 and P 13 are each independently a polymerizable group, but at least one of Z 22 and Z 23 has —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, and —OCOCH = When CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, all of P 11 , P 12 and P 13 are not simultaneously represented by the formula (1P-1). ;
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルであり;
式(16α)において、
Sp11、Sp12およびSp13は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく;
uは、0、1または2であり;
f、gおよびhは、独立して、0、1、2、3または4であり、f、gおよびhの和は、2以上である。
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH— or —C≡C—, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but P 1 , P 2 , P 3 and P 4 In at least one formula (1P-1), R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons;
In the equation (16α),
Sp 11 , Sp 12 and Sp 13 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO - or it may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in the groups, at least one Hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
u is 0, 1 or 2;
f, g, and h are each independently 0, 1, 2, 3, or 4, and the sum of f, g, and h is 2 or more.
[10] 前記配向制御層中の前記第一添加物および前記第二添加物を重合させてなる重合体における前記第二添加物に由来するユニットの重量と、前記液晶層中の第二添加物の重量との合計量の割合が、前記液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに、0.03重量部から10重量部の範囲である、[8]または[9]に記載の水平配向型液晶表示素子。 [10] The weight of the unit derived from the second additive in the polymer obtained by polymerizing the first additive and the second additive in the alignment control layer, and the second additive in the liquid crystal layer [8] or [9], wherein the ratio of the total amount with respect to the weight of the liquid crystal compound is in the range of 0.03 parts by weight to 10 parts by weight when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight. Horizontal alignment type liquid crystal display device.
[11] [1]から[10]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子を製造する水平配向型液晶表示素子の製造方法であって、
一対の基板間に、前記液晶組成物を挟持する工程と、
前記液晶組成物を、ネマチック相から等方相への転移温度TNI以上の温度範囲に保持し、前記液晶組成物に偏光紫外線を照射し、少なくとも前記第一添加物を重合させることによって前記配向制御層を形成する工程を、有する、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
[11] A method for manufacturing a horizontal alignment type liquid crystal display element for manufacturing the horizontal alignment type liquid crystal display element according to any one of [1] to [10],
Sandwiching the liquid crystal composition between a pair of substrates,
The liquid crystal composition is maintained in a temperature range equal to or higher than a transition temperature T NI from a nematic phase to an isotropic phase, and the liquid crystal composition is irradiated with polarized ultraviolet rays, and at least the first additive is polymerized, whereby the alignment is performed. A method for manufacturing a horizontal alignment type liquid crystal display device, comprising a step of forming a control layer.
[12] 前記配向制御層を形成する工程が、前記液晶組成物を、TNI以上、TNI+15℃以下の温度範囲に保持して、波長300nmから400nmの範囲にピークを有し、照度が2mW/cm2から300mW/cm2の範囲で、0.03J/cm2から20J/cm2の露光量となる範囲で偏光紫外線を照射することにより行われる、[11]に記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。 [12] In the step of forming the alignment control layer, the liquid crystal composition has a peak in a wavelength range of 300 nm to 400 nm while maintaining the liquid crystal composition in a temperature range of T NI or higher and T NI + 15 ° C. or lower. from 2 mW / cm 2 in the range of 300 mW / cm 2, is performed by irradiating polarized ultraviolet rays in the range of from 0.03 J / cm 2 to an exposure amount of 20 J / cm 2, a horizontal alignment type as described in [11] A method for manufacturing a liquid crystal display element.
[13] 前記配向制御層を形成する工程が、前記偏光紫外線を照射し、さらに、追加の非偏光紫外線を、前記液晶組成物を20℃以上45℃以下の温度範囲に保持して、波長330nmから400nmにピークを有し、照度が1mW/cm2から50mW/cm2の範囲で、1J/cm2から10J/cm2の露光量となる範囲で照射することにより行われる、[11]または[12]に記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。 [13] The step of forming the alignment control layer includes irradiating the polarized ultraviolet light, and further applying additional non-polarized ultraviolet light to the liquid crystal composition while maintaining the liquid crystal composition in a temperature range of 20 ° C. or more and 45 ° C. or less. Or [11], which has a peak at a wavelength of from 1 to 400 nm, and has an illuminance in the range of 1 mW / cm 2 to 50 mW / cm 2 and an exposure amount of 1 J / cm 2 to 10 J / cm 2 . The method for producing a horizontal alignment type liquid crystal display device according to [12].
[14] [11]から[13]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法に用いる液晶組成物であって、
ネマチック相から等方相への転移温度TNIを有し、少なくとも1つの液晶性化合物と、第一添加物として、[1]に記載の式(1)で表される配向制御層形成モノマーを少なくとも1つと、を含有する、液晶組成物。
[14] A liquid crystal composition used in the method for producing a horizontal alignment type liquid crystal display device according to any one of [11] to [13],
It has a transition temperature T NI from a nematic phase to an isotropic phase, at least one liquid crystalline compound, and as a first additive, an alignment control layer forming monomer represented by the formula (1) according to [1]. A liquid crystal composition comprising at least one of the following.
[15] [11]から[13]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法に用いる重合性化合物であって、[1]に記載の式(1)で表される、重合性化合物。 [15] A polymerizable compound used in the method for producing a horizontal alignment type liquid crystal display device according to any one of [11] to [13], which is represented by the formula (1) according to [1]. Compounds.
[16] [15]に記載の重合性化合物の、配向制御層形成モノマーとしての使用。 [16] Use of the polymerizable compound according to [15] as a monomer for forming an alignment control layer.
[17] [1]から[10]のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子と;バックライトと;を備える、表示装置。 [17] A display device comprising: the horizontal alignment type liquid crystal display element according to any one of [1] to [10]; and a backlight.
本例示は、次の項も含む。(a)重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、および消泡剤のような添加物の少なくとも2つをさらに含有する上記の液晶組成物。(b)上記の液晶組成物に化合物(1)、または化合物(16α)とは異なる重合性化合物を添加することによって調製した重合性組成物。(c)上記の液晶組成物に化合物(1)、および化合物(16α)を添加することによって調製した重合性組成物。(d)重合性組成物を重合させることによって調製した液晶複合体。 This example also includes the following section. (A) at least two of additives such as a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, and an antifoaming agent; The liquid crystal composition described above. (B) A polymerizable composition prepared by adding a polymerizable compound different from compound (1) or compound (16α) to the above liquid crystal composition. (C) A polymerizable composition prepared by adding the compound (1) and the compound (16α) to the above liquid crystal composition. (D) A liquid crystal composite prepared by polymerizing the polymerizable composition.
本発明によれば、重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有する配向制御層形成モノマーを含む液晶組成物を利用した液晶表示素子を用いることにより、透過率特性やコントラスト比に優れる水平配向型液晶表示素子を実現することができる。 According to the present invention, by using a liquid crystal display element using a liquid crystal composition containing a monomer for forming an alignment control layer having α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group, a horizontal alignment type liquid crystal having excellent transmittance characteristics and contrast ratio A display element can be realized.
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば1,4−シクロヘキシレンや1,4−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状(rod like)である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。 The usage of terms in this specification is as follows. The terms "liquid crystal composition" and "liquid crystal display element" may be abbreviated as "composition" and "element", respectively. “Liquid crystal display element” is a general term for a liquid crystal display panel and a liquid crystal display module. "Liquid crystal compound" is a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, or a compound having no liquid crystal phase, but having a composition for the purpose of adjusting properties such as temperature range, viscosity, and dielectric anisotropy of the nematic phase. It is a general term for compounds that are mixed with products. This compound has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and has a rod-like molecular structure. "Polymerizable compound" is a compound added for the purpose of forming a polymer in the composition.
液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物の割合は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。添加物の割合は、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量部)で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて算出される。重量百万分率(ppm)が用いられることもある。重合開始剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。 The liquid crystal composition is prepared by mixing a plurality of liquid crystal compounds. Additives such as an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a dye, an antifoaming agent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, and a polar compound are added to the liquid crystal composition as necessary. You. The ratio of the liquid crystal compound is represented by a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive, even when the additive is added. The proportion of the additive is represented by a weight percentage (parts by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive. That is, the ratio of the liquid crystal compound or the additive is calculated based on the total weight of the liquid crystal compound. Parts per million by weight (ppm) may be used. The proportion of the polymerization initiator is exceptionally expressed based on the weight of the polymerizable compound.
式(A)で表される化合物を「化合物(A)」と略すことがある。化合物(A)は、式(A)で表される1つの化合物、2つの化合物の混合物、または3つ以上の化合物の混合物を意味する。このルールは、式(2)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物などにも適用される。六角形で囲んだB1、C1、D1、E1、Fなどの記号は、それぞれ環B1、環C1、環D1、環E1、環Fなどに対応する。六角形は、シクロヘキサン環やベンゼン環のような六員環またはナフタレン環のような縮合環を表す。式(1)、式(16α)などにおいて、六角形の一辺を横切る直線は、環上の任意の水素が、−(R1)nや−Sp11−P11などの基で置き換えられてもよいことを表す。‘f’などの添え字は、置き換えられた基の数を示す。添え字が0のとき、そのような置き換えはない。添え字‘f’が2以上のとき、環F上には複数の−Sp11−P11が存在する。−Sp11−P11が表す複数の基は、同一であってもよく、または異なってもよい。これらのルールは、他の式においても適用される。「環Fおよび環Gは、独立して、X、Y、またはZである」の表現では、主語が複数であるから、「独立して」を用いる。主語が「環F」であるときは、主語が単数であるから「独立して」を用いない。 The compound represented by the formula (A) may be abbreviated as “compound (A)”. Compound (A) means one compound represented by formula (A), a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds. This rule is also applied to at least one compound selected from the group of compounds represented by the formula (2). Symbols such as B 1 , C 1 , D 1 , E 1 , and F surrounded by a hexagon correspond to ring B 1 , ring C 1 , ring D 1 , ring E 1 , ring F, and the like, respectively. The hexagon represents a six-membered ring such as a cyclohexane ring or a benzene ring or a condensed ring such as a naphthalene ring. In the formula (1), the formula (16α), and the like, a straight line that crosses one side of the hexagon indicates that any hydrogen on the ring is replaced with a group such as-(R 1 ) n or -Sp 11 -P 11. Indicates good things. Subscripts such as 'f' indicate the number of replaced groups. When the subscript is 0, there is no such replacement. When the subscript 'f' is 2 or more, a plurality of -Sp 11 -P 11 exist on the ring F. A plurality of groups represented by -Sp 11 -P 11 may be the same or different. These rules apply in other expressions as well. In the expression "ring F and ring G are independently X, Y, or Z", "independently" is used because the subject has a plurality. When the subject is "ring F", "independent" is not used because the subject is singular.
末端基R11の記号を複数の成分化合物に用いた。これらの化合物において、任意の2つのR11が表す2つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。例えば、化合物(2)のR11がエチルであり、化合物(3)のR11がエチルであるケースがある。化合物(2)のR11がエチルであり、化合物(3)のR11がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基、環、結合基などの記号にも適用される。式(8)において、iが2のとき、2つの環D1が存在する。この化合物において、2つの環D1が表す2つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、iが2より大きいときの任意の2つの環D1にも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。 The symbol of the terminal groups R 11 was used in a plurality of component compounds. In these compounds, the two groups represented by any two R 11 may be the same or different. For example, in some cases, R 11 of compound (2) is ethyl and R 11 of compound (3) is ethyl. In some cases, R 11 of compound (2) is ethyl and R 11 of compound (3) is propyl. This rule applies to symbols such as other end groups, rings, and linking groups. In the formula (8), when i is 2, two rings D 1 are present. In this compound, the two groups represented by the two rings D 1 may be the same or different. This rule, i applies to any two rings D 1 of the case 2 larger. This rule also applies to symbols such as other rings and linking groups.
「少なくとも1つの‘A’」の表現は、‘A’の数は任意であることを意味する。「少なくとも1つの‘A’は、‘B’で置き換えられてもよい」の表現は、‘A’の数が1つのとき、‘A’の位置は任意であり、‘A’の数が2つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも1つの‘A’が、‘B’で置き換えられた」の表現にも適用される。「少なくとも1つのAが、B、C、またはDで置き換えられてもよい」という表現は、少なくとも1つのAがBで置き換えられた場合、少なくとも1つのAがCで置き換えられた場合、および少なくとも1つのAがDで置き換えられた場合、さらに複数のAがB、C、Dの少なくとも2つで置き換えられた場合を含むことを意味する。例えば、少なくとも1つの−CH2−(または、−(CH2)2−)が−O−(または、−CH=CH−)で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する2つの−CH2−が−O−で置き換えられて、−O−O−のようになることは好ましくない。アルキルなどにおいて、メチル部分(−CH2−H)の−CH2−が−O−で置き換えられて−O−Hになることも好ましくない。 The expression "at least one 'A'" means that the number of 'A' is arbitrary. The expression "at least one 'A' may be replaced by 'B'" means that when the number of 'A' is one, the position of 'A' is arbitrary and the number of 'A' is two. In more than one case, their positions can be selected without restriction. This rule also applies to the expression "at least one 'A' has been replaced by 'B'". The expression "at least one A may be replaced by B, C or D" means that at least one A is replaced by B, at least one A is replaced by C, and at least This means that a case where one A is replaced with D further includes a case where a plurality of A are replaced with at least two of B, C and D. For example, at least one -CH 2 - (or, - (CH 2) 2 - ) is -O- (or, -CH = CH-) in the alkyl which may be replaced by an alkyl, alkenyl, alkoxy, alkoxy Alkyl, alkoxyalkenyl and alkenyloxyalkyl are included. It is not preferable that two consecutive —CH 2 — are replaced with —O— to become —O—O—. Alkyl such as in, -CH 2 methyl moiety (-CH 2 -H) - by is replaced by -O- is not preferred also be the -O-H.
液晶性化合物において、アルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、一般的に分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、ネマチック相の上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。2−フルオロ−1,4−フェニレンは、下記の2つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き(L)であってもよいし、右向き(R)であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルのような、環から水素を2つ除くことによって生成した非対称な二価基にも適用される。 In the liquid crystal compound, alkyl is linear or branched and does not include cyclic alkyl. Linear alkyls are generally preferred over branched alkyls. The same applies to terminal groups such as alkoxy and alkenyl. Regarding the configuration of 1,4-cyclohexylene, trans is preferable to cis for increasing the maximum temperature of the nematic phase. 2-Fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups. In the chemical formula, fluorine may be leftward (L) or rightward (R). This rule also applies to asymmetric divalent groups generated by removing two hydrogens from a ring, such as tetrahydropyran-2,5-diyl.
本発明の水平配向型液晶表示素子では、液晶組成物中に、重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有し、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化および光分解の少なくとも1つを生じる配向制御層形成モノマーを添加した液晶組成物を素子に封入する。
第一添加物としての配向制御層形成モノマーは、α−アルコキシアルキルアクリレートが基板と相互作用しやすいので、紫外線露光工程より前の工程である液晶組成物の封入工程で配向制御層形成モノマーが基板界面側に移動すると考えられる。また、重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有する配向制御層形成モノマーは、液晶化合物との相溶性がα−ヒドロキシアルキルアクリレートより高くなる傾向があるので、析出を抑制できるようになると考えられる。
重合性基としてα−アルコキシアルキルアクリレートを有する配向制御層形成モノマーは、式(1)で表される化合物である。
In the horizontal alignment type liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal composition has α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group, and at least one of photo-fleece rearrangement, photo-isomerization, photo-dimerization and photo-decomposition by light irradiation. The liquid crystal composition to which the monomer for forming an alignment control layer that causes the above is added is sealed in the device.
Since the α-alkoxyalkyl acrylate easily interacts with the substrate as the alignment control layer forming monomer as the first additive, the alignment control layer forming monomer is added to the substrate in the liquid crystal composition encapsulation step which is a step prior to the ultraviolet exposure step. It is considered to move to the interface side. Further, it is considered that the alignment control layer-forming monomer having an α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group tends to have higher compatibility with the liquid crystal compound than the α-hydroxyalkyl acrylate, so that precipitation can be suppressed.
The alignment control layer forming monomer having an α-alkoxyalkyl acrylate as a polymerizable group is a compound represented by the formula (1).
配向制御層形成モノマーは、偏光照射により構造が方向性をもって変化するため、液晶分子の配向制御に寄与する。また、重合性基を有するため、配向制御層形成モノマーからなる重合体は配向制御膜としての役割を有する。
配向制御層形成モノマーが、芳香族エステル構造を有する場合、偏光照射により光フリース転位を生じる。芳香族エステル構造を有すると、紫外光を吸収し、芳香族エステル部位がラジカル開裂しヒドロキシケトンへの転位、すなわちフリース転位を生じる。光フリース転位において、芳香族エステル部位の光分解は偏光紫外光の偏光方向と芳香族エステル部位の長軸方向が同一方向であった場合に生じる。光分解後は再結合し、互変異性化により水酸基が分子内に生じる。この水酸基により、基板界面の相互作用が生じ、配向制御層形成モノマーが基板界面側に異方性を持って吸着しやすくなると考えられる。また、α−アルコキシアルキルアクリレートのような重合性基を有しているため基板界面側での重合が生じやすく、これにより重合体が基板界面側に固定化される。この性質を利用して液晶分子を配向させることが可能な薄膜を形成することができる。この薄膜を形成するために、照射する紫外線は直線偏光が適している。このような配向制御層形成モノマーとしては、式(1−1)から式(1−37)、および、式(1−42)で表される化合物が挙げられる。
配向制御層形成モノマーがビニレン構造を有する場合、紫外光が照射されることにより、光二量化、光異性化や光分解を生じる。ビニレン基を有する配向制御層形成モノマーは、紫外光が照射されることでトランス体からシス体への光異性化や、二量化によるシクロブタン環の形成が生じると考えられる。この性質を利用して液晶分子を配向させることが可能な薄膜を形成することができる。ビニレン基が含まれるカルコン構造やシンナメート構造を有する場合でも同様な効果があるため好ましい。この薄膜を形成するために、照射する紫外線は直線偏光が適している。このような配向制御層形成モノマーとしては、式(1−38)から式(1−41)で表される化合物が挙げられる。
Since the structure of the alignment control layer forming monomer changes directionally by polarized light irradiation, it contributes to the alignment control of liquid crystal molecules. Further, since it has a polymerizable group, the polymer composed of the monomer for forming the alignment control layer has a role as an alignment control film.
When the orientation control layer forming monomer has an aromatic ester structure, light-fleece rearrangement is caused by irradiation with polarized light. When it has an aromatic ester structure, it absorbs ultraviolet light and radically cleaves the aromatic ester site, causing rearrangement to hydroxyketone, that is, Fries rearrangement. In the optical Fries rearrangement, the photolysis of the aromatic ester site occurs when the polarization direction of the polarized ultraviolet light and the long axis direction of the aromatic ester site are the same. After photolysis, they are recombined and a tautomerization forms a hydroxyl group in the molecule. It is considered that this hydroxyl group causes an interaction at the substrate interface, and the monomer for forming the orientation control layer is easily anisotropically adsorbed on the substrate interface side. In addition, since the polymer has a polymerizable group such as α-alkoxyalkyl acrylate, polymerization at the interface of the substrate is likely to occur, whereby the polymer is fixed to the interface of the substrate. By utilizing this property, a thin film capable of aligning liquid crystal molecules can be formed. In order to form this thin film, linearly polarized ultraviolet light is suitable for irradiation. Examples of such an orientation control layer forming monomer include compounds represented by Formulas (1-1) to (1-37) and Formula (1-42).
When the alignment control layer forming monomer has a vinylene structure, irradiation with ultraviolet light causes photodimerization, photoisomerization, and photodecomposition. It is considered that the irradiation of ultraviolet light with the monomer for forming an alignment control layer having a vinylene group causes photoisomerization from a trans form to a cis form and formation of a cyclobutane ring due to dimerization. By utilizing this property, a thin film capable of aligning liquid crystal molecules can be formed. It is preferable to have a chalcone structure or a cinnamate structure containing a vinylene group, because the same effect is obtained. In order to form this thin film, linearly polarized ultraviolet light is suitable for irradiation. Examples of such an alignment control layer forming monomer include compounds represented by formulas (1-38) to (1-41).
液晶組成物に含まれる好ましい配向制御層形成モノマーの添加量は、液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに0.01重量部から10重量部の範囲である。添加後は、配向制御層形成モノマーを溶解させるために組成物を加温する。この組成物を、配向膜を有しない素子に注入する。次に、素子を加温しながら直線偏光を照射することによって、配向制御層形成モノマーを光フリース転位、光二量化、光異性化あるいは光分解させ、重合させる。直線偏光照射により、配向制御層形成モノマーは一定方向に配列され、重合体を形成し、その重合体からなる薄膜は、液晶配向膜としての機能を有する。 The preferred amount of the monomer for forming an alignment control layer contained in the liquid crystal composition is in the range of 0.01 part by weight to 10 parts by weight when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight. After the addition, the composition is heated to dissolve the alignment control layer forming monomer. This composition is injected into a device having no alignment film. Next, by irradiating the device with linearly polarized light while heating the device, the alignment control layer-forming monomer is polymerized by photo-fleece rearrangement, photo-dimerization, photo-isomerization or photo-decomposition. By irradiation with linearly polarized light, the alignment control layer forming monomers are arranged in a certain direction to form a polymer, and a thin film made of the polymer has a function as a liquid crystal alignment film.
第一添加物としてのα−アルコキシアルキルアクリレートを有する配向制御層形成モノマーは、本明細書においては化合物(1)と称される。第一添加物とは異なる第二添加物としての重合性化合物は、本明細書においては化合物(16α)と称される。さらに、構造の詳細に言及する場合など必要に応じて、化合物(16α)、化合物(16α−A)、化合物(16α−B)と分けて称される。
以下に、1.化合物(1)および化合物(16α)、2.化合物(1)および化合物(16α)の合成、化合物(1)および化合物(16α)を含む組成物として3.液晶組成物、当該組成物を含有する素子として4.液晶表示素子を順に説明する。
The orientation control layer-forming monomer having the α-alkoxyalkyl acrylate as the first additive is referred to as compound (1) in the present specification. The polymerizable compound as a second additive different from the first additive is referred to as compound (16α) in the present specification. Furthermore, the compound (16α), the compound (16α-A), and the compound (16α-B) may be referred to as necessary, for example, when referring to details of the structure.
Below, 1. 1. Compound (1) and compound (16α); 2. Synthesis of compound (1) and compound (16α), as a composition containing compound (1) and compound (16α). 3. a liquid crystal composition, and an element containing the composition. The liquid crystal display device will be described in order.
1.化合物(1)および化合物(16α)、それを用いた液晶組成物の例示
1−1.化合物(1)および化合物(16α)
式(1)で表される化合物。
1. Examples of Compound (1) and Compound (16α), and Liquid Crystal Compositions Using the Same 1-1. Compound (1) and compound (16α)
A compound represented by the formula (1).
式(1)において、
R1、R2およびR3は、独立して、水素または炭素数1から10のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−または−NH−で置き換えられてもよい。
nは、独立して、0、1または2である。
aは、0、1、2または3である。
環A1は、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、ピリジン−3−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イル、アントラセン−2−イル、アントラセン−6−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イル、2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イルであり、好ましくは、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、ピリジン−3−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イルまたはアントラセン−2−イル、アントラセン−6−イルである。
環A2は、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−1,4−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,4−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロペンテン−1,3−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイルであり、好ましくは、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイルである。
環A3は、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイルであり、好ましくは、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、またはアントラセン−1,4−ジイルである。
Z1およびZ2は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、ハロゲンで置き換えられてもよいが、Z1およびZ2の中で少なくとも1つは、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であり、aが2または3のとき、それぞれのZ2は異なっていてもよい。
Sp1、Sp2、Sp3およびSp4は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、好ましくは、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。
c、dおよびeは、独立して、0、1、2、3または4であり、c、dおよびeの和は、1、2、3または4である。
P1、P2、P3およびP4は、独立して、式(1P−1)で表される重合性基である。
In equation (1),
R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced by —O— or —NH— Is also good.
n is independently 0, 1 or 2.
a is 0, 1, 2, or 3.
Ring A 1 is cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3-dioxane - 3-yl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, pyridin-3-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthren-2-yl, phenanthrene-7- Yl, anthracen-2-yl, anthracen-6-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-3-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3- Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, preferably Cyclohexyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, pyridin-3-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthrene- 2-yl, phenanthren-7-yl or anthracen-2-yl, anthracen-6-yl.
Ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, , 2-Phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,4-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-1,4-diyl, 1,2,3,4-tetrahydro Naphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,4-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2, 5-diyl, pyridine-2,5-diyl, cyclopentane-1,3-diyl, cyclopentene-1,3-diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, Enanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4-diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, or 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, preferably 1,4-cyclohexylene, 1,3 -Cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,4-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene -2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4- Yl.
Ring A 3 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl , Naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene -2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7- Diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4-diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-di Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, preferably Is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene- 1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, pyrimidine-2, 5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl or anthracene-1,4 Diyl.
Z 1 and Z 2 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, — OCO -, - CONH -, - NHCO- or -OCOO- may be replaced by at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- , In these groups, at least one hydrogen may be replaced by halogen, but at least one of Z 1 and Z 2 is —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, —OCOCH CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, and when a is 2 or 3, each Z 2 may be different.
Sp 1 , Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO— , —OCO— or —OCOO—, and at least one — (CH 2 ) 2 — may be replaced by —CH = CH— or —C≡C—, in these groups: At least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but preferably, at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
c, d and e are independently 0, 1, 2, 3 or 4, and the sum of c, d and e is 1, 2, 3 or 4.
P 1 , P 2 , P 3 and P 4 are each independently a polymerizable group represented by the formula (1P-1).
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり、好ましくは、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、好ましくは、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。
但し、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルである。
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; , Fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH- or -C≡C-, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but preferably at least one hydrogen is replaced by fluorine. It may be replaced.
However, in at least one formula (1P-1) of P 1 , P 2 , P 3 and P 4 , R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbon atoms.
式(16α)で表される化合物。 A compound represented by the formula (16α):
式(16α)において、
環Fおよび環Iは、独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イル、アントラセン−2−イル、アントラセン−6−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イル、2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよい。
環Gは、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイルまたはピリジン−2,5−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよい。
Z22およびZ23は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−、−C≡C−、−C(CH3)=CH−、−CH=C(CH3)−または−C(CH3)=C(CH3)−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
P11、P12およびP13は、独立して、重合性基である。但し、Z22およびZ23の中で少なくとも1つが、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であるとき、P11、P12およびP13の全てが同時に式(1P−1)で表されることはない。
好ましいP11、P12またはP13は、式(P−1)から式(P−6)で表される基の群から選択される重合性基である。より好ましいP11、P12またはP13は、式(P−1)、式(P−2)、式(P−3)または式(P−6)で表される基である。さらに好ましいP11、P12またはP13は、式(P−1)で表される基である。特に好ましいP11、P12またはP13は、−OCO−CH=CH2または−OCO−C(CH3)=CH2である。
In the equation (16α),
Ring F and Ring I are independently cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3-dioxan-3-yl, pyrimidin-2-yl, pyridin-2-yl, pyrimidin-5-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthren-2-yl, phenanthrene-7- Yl, anthracen-2-yl, anthracen-6-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-3-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-17-yl, 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3-i Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, in these rings , At least one hydrogen may be replaced by fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
Ring G is 1,4-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, 1, 2-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7- Diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2 , 5-Diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4 Diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl, in which at least one hydrogen is fluorine, chlorine, Alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine may be used.
Z 22 and Z 23 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO— or — may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - is, -CH = CH -, - C≡C -, - C (CH 3) = CH -, - CH = C (CH 3 ) - or -C (CH 3) = C ( CH 3) - may be replaced by, in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
P 11 , P 12 and P 13 are each independently a polymerizable group. However, at least one in Z 22 and Z 23, -COO -, - OCO -, - CH = CHCOO -, - OCOCH = CH -, - CH = CH -, - CH = CHCO-, or -COCH = When CH-, all of P 11 , P 12 and P 13 are not simultaneously represented by the formula (1P-1).
Desirable P 11 , P 12 or P 13 is a polymerizable group selected from the group of groups represented by formulas (P-1) to (P-6). More preferred P 11 , P 12 or P 13 is a group represented by the formula (P-1), the formula (P-2), the formula (P-3) or the formula (P-6). More preferred P 11 , P 12 or P 13 is a group represented by the formula (P-1). Particularly preferred P 11 , P 12 or P 13 is —OCO—CH = CH 2 or —OCO—C (CH 3 ) = CH 2 .
式(P−1)から式(P−6)において、
M11、M12、およびM13は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。好ましいM11、M12またはM13は、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいM11は、メチルであり、さらに好ましいM12またはM13は、水素である。
R4は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、好ましくは、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。
In the equations (P-1) to (P-6),
M 11 , M 12 and M 13 are each independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Preferred M 11 , M 12 or M 13 is hydrogen or methyl for increasing the reactivity. More preferred M 11 is methyl, and more preferred M 12 or M 13 is hydrogen.
R 4 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is- CH = CH- or -C≡C-, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but preferably at least one hydrogen is replaced by fluorine. It may be replaced.
式(16α)において、
Sp11、Sp12およびSp13は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
uは、0、1または2である。
f、gおよびhは、独立して、0、1、2、3または4であり、f、gおよびhの和は、2以上である。
In the equation (16α),
Sp 11 , Sp 12 and Sp 13 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO - or it may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in the groups, at least one Hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
u is 0, 1 or 2.
f, g, and h are each independently 0, 1, 2, 3, or 4, and the sum of f, g, and h is 2 or more.
式(16α)で表される化合物の中で好ましい化合物として、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)が挙げられる。
化合物(16α−A)は、式(16α)で表される化合物のうち、以下の条件を満たすものである。
uは、0または1である。
uが0のとき、
環Fおよび環Iは、シクロヘキシルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
Z22は、単結合である。
uが1のとき、
環Fおよび環Iは、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、またはピリジン−3−イルである。
環Gは、1,4−シクロヘキシレンである。
これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
Z22およびZ23は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、Z22とZ23の少なくとも一方は、単結合である。
Preferred compounds among the compounds represented by the formula (16α) include the compound (16α-A) and the compound (16α-B).
The compound (16α-A) satisfies the following conditions among the compounds represented by the formula (16α).
u is 0 or 1.
When u is 0,
Ring F and Ring I are cyclohexyl, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
Z 22 is a single bond.
When u is 1,
Ring F and ring I are cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3- Dioxan-3-yl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, or pyridin-3-yl.
Ring G is 1,4-cyclohexylene.
In these rings, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
Z 22 and Z 23 are independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in the alkylene, at least one hydrogen may but be replaced by fluorine or chlorine, Z 22 and Z 23 Is a single bond.
式(16α−B)で表される化合物としては、式(16α−B−1)で表される化合物、式(16α−B−2)で表される化合物、および式(16α−B−3)で表される化合物が挙げられる。 As the compound represented by the formula (16α-B), a compound represented by the formula (16α-B-1), a compound represented by the formula (16α-B-2), and a compound represented by the formula (16α-B-3) )).
上記式において、
P10およびP20は、独立して、重合性基であり、好ましくは、アクリロイルオキシ、メタアクリロイルオキシ、α−フルオロアクリロイルオキシ、トリフルオロメチルアクリロイルオキシ、ビニル、ビニルオキシ、またはエポキシである。
Sp10およびSp20は、独立して、単結合または炭素数1から12のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも1つの水素は、フッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、または式(Q−1)で表される基で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。
式(Q−1)において、M10、M20およびM30は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり、Sp101は、単結合または炭素数1から12のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも1つの水素は、フッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−CH2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。
Z10、Z20およびZ30は、独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−C≡C−、−C≡C−C≡C−、−CONH−、−NHCO−、−(CH2)4−、−CH2CH2−または−CF2CF2−であり、好ましくは、単結合、−COO−、−OCO−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−C≡C−、−C≡C−C≡C−または−CH2CH2−である。
A10およびA30は、独立して、1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、ビフェニレン−4,4’−ジイルまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、この1,4−フェニレンにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、炭素数1から5のアルコキシ、またはP10−Sp10−Z10−で置き換えられていてもよく、このフルオレン−2,7−ジイルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、炭素数1から5のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−4,4’−ジイルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシで置き換えられていてもよく、好ましいA10およびA30は、独立して、1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、またはビフェニレン−4,4’−ジイルであり、この1,4−フェニレンにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、シアノ、ヒドロキシ、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシで置き換えられていてもよく、このフルオレン−2,7−ジイルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、炭素数1から5のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−4,4’−ジイルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシで置き換えられていてもよい。
A20は、式(A20−1)で表される基、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、式(A20−2)で表される基、ナフタレン−1,5−ジイル、式(A20−3)で表される基または式(A20−4)で表される基であり、好ましくは、式(A20−1)で表される基、式(A20−2)で表される基、式(A20−3)で表される基または式(A20−4)で表される基であり、より好ましくは、式(A20−1)で表される基、式(A20−3)で表される基または式(A20−4)で表される基である。
式(A20−1)において、Y10、Y11、Y12およびY13は、独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシであるが、Y10とY13の少なくとも一方は、水素である。好ましいY10、Y11、Y12およびY13は、独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシであるが、Y10とY13の少なくとも一方は、水素である。より好ましいY10、Y11、Y12およびY13は、独立して、水素、フッ素、ヒドロキシ、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシであるが、Y10とY13の少なくとも一方は、水素である。
式(A20−2)において、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18およびY19は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシであるが、Y14とY19の少なくとも一方は、水素である。
式(A20−3)において、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26およびY27は、独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシであるが、Y20とY27の少なくとも一方は、水素である。
式(A20−4)において、Y28、Y29、Y30、Y31、Y32およびY33は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキルであるが、Y28とY31の少なくとも一方は、水素である。
式(16α−B)において、n10およびn30は、独立して、0、1、2または3である。
式(16α−B−1)から式(16α−B−3)において、
R10は、独立して、水素、フッ素、またはメチルであり、好ましくは、水素またはメチルである。
R31は、独立して、水素またはメチルであり、好ましくは、水素である。
L10は、独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、炭素数1から5のアルコキシまたはP10−Sp10−Z10−であり、好ましくは、水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、または炭素数1から5のアルコキシである。
n10は、0、1、2または3である。
n11は、独立して、0、1、2、3または4であり、好ましくは、0、1または2であり、より好ましくは、0または1である。
In the above equation,
P 10 and P 20 are each independently a polymerizable group, preferably acryloyloxy, methacryloyloxy, α-fluoroacryloyloxy, trifluoromethylacryloyloxy, vinyl, vinyloxy, or epoxy.
Sp 10 and Sp 20 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 12 carbons, wherein at least one hydrogen of the alkylene may be replaced by fluorine or hydroxy, and at least one —CH 2 - is, -O -, - COO -, - OCO-, or formula (Q-1) may be replaced by a group represented by at least one -CH 2 -CH 2 - is, -CH = CH -Or -C≡C-.
In the formula (Q-1), M 10 , M 20 and M 30 each independently represent hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or 1 carbon having at least one hydrogen replaced with fluorine or chlorine. And Sp 101 is a single bond or an alkylene having 1 to 12 carbons, wherein at least one hydrogen of the alkylene may be replaced by fluorine or hydroxy, and at least one —CH 2 - is -O -, - COO- or -OCO- may be replaced by at least one -CH 2 -CH 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- .
Z 10, Z 20 and Z 30 are each independently a single bond, -COO -, - OCO -, - OCOO -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - C≡C -, - C≡C-C≡C -, - CONH -, - NHCO -, - (CH 2) 4 - , -CH 2 CH 2 - or -CF 2 CF 2 - and it is, preferably, a single bond, -COO -, - OCO -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —C≡C—, —C≡C—C≡C—, or —CH 2 CH 2 —.
A 10 and A 30 are independently 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene- 1,5-diyl, tetrahydronaphthalene-2,6-diyl, fluorene-2,7-diyl, biphenylene-4,4′-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl; In phenylene, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons, alkoxy having 1 to 5 carbons or P 10 -Sp 10 -Z 10 - it may be replaced by, in this 2,7-diyl And at least one hydrogen may be replaced by fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, and in the biphenylene-4,4′-diyl, at least one hydrogen is fluorine, difluoromethyl, trifluoromethyl , Which may be substituted by alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons, and preferred A 10 and A 30 are independently 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, Naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,5-diyl, fluorene-2,7-diyl, or biphenylene-4,4′-diyl, wherein at least one hydrogen in the 1,4-phenylene is Fluorine, cyano, hydroxy, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl May be replaced by alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons. In this fluorene-2,7-diyl, at least one hydrogen is fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons In the biphenylene-4,4′-diyl, at least one hydrogen atom is fluorine, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkoxy having 1 to 5 carbons. May be replaced by
A 20 is a group represented by the formula (A20-1), pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, a group represented by the formula (A20-2), naphthalene-1,5- Diyl, a group represented by the formula (A20-3) or a group represented by the formula (A20-4), preferably a group represented by the formula (A20-1), A group represented by the formula (A20-3) or a group represented by the formula (A20-4), more preferably a group represented by the formula (A20-1), -3) or a group represented by the formula (A20-4).
In the formula (A20-1), Y 10 , Y 11 , Y 12 and Y 13 each independently represent hydrogen, fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl Methyl, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkoxy having 1 to 5 carbons, wherein at least one of Y 10 and Y 13 is hydrogen. Desirable Y 10 , Y 11 , Y 12 and Y 13 are each independently hydrogen, fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, having 1 to 5 carbon atoms. Or an alkoxy having 1 to 5 carbon atoms, and at least one of Y 10 and Y 13 is hydrogen. More preferred Y 10 , Y 11 , Y 12 and Y 13 are independently hydrogen, fluorine, hydroxy, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkoxy having 1 to 5 carbons. However, at least one of Y 10 and Y 13 is hydrogen.
In the formula (A20-2), Y 14 , Y 15 , Y 16 , Y 17 , Y 18 and Y 19 are each independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons. Alkoxy, but at least one of Y 14 and Y 19 is hydrogen.
In the formula (A20-3), Y 20 , Y 21 , Y 22 , Y 23 , Y 24 , Y 25 , Y 26 and Y 27 are each independently hydrogen, fluorine, difluoromethyl, trifluoromethyl, or the number of carbon atoms. It is alkyl having 1 to 5 or alkoxy having 1 to 5 carbon atoms, and at least one of Y 20 and Y 27 is hydrogen.
In formula (A20-4), Y 28, Y 29, Y 30, Y 31, Y 32 and Y 33 are independently hydrogen, fluorine, is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms, Y 28 and Y At least one of 31 is hydrogen.
In the formula (16α-B), n 10 and n 30 are independently 0, 1, 2, or 3.
In the equations (16α-B-1) to (16α-B-3),
R 10 is independently hydrogen, fluorine or methyl, preferably hydrogen or methyl.
R 31 is independently hydrogen or methyl, preferably hydrogen.
L 10 are independently hydrogen, fluorine, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl of 1 to 5 carbon atoms, from 1 to 5 carbon atoms in the alkoxy or P 10 -Sp 10 -Z 10 - is, preferably, Hydrogen, fluorine, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkoxy having 1 to 5 carbons.
n 10 is 0, 1, 2, or 3.
n 11 is independently 0, 1, 2, 3 or 4, preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1.
1−2.化合物(1)および化合物(16α)の態様
1−2−1.化合物(1)の態様
化合物(1)は、α−アルコキシアルキルアクリレートを有することを特徴とする。化合物(1)は、紫外線照射により系内にラジカルが生じると、重合性基が反応し、重合体となる。また、α−アルコキシアルキルアクリレート構造は、基板表面と非共有結合的に相互作用する傾向があるので有用である。用途の一つは、液晶表示素子に使われる液晶組成物用の添加物である。化合物(1)は液晶化合物を配向させる重合体形成の目的で添加される。このような添加物は、液晶組成物への高い溶解度を有し、素子に密閉された条件下では化学的に安定であることが好ましい。化合物(1)は、このような特性をかなりの程度で充足する。
1-2. Aspects of Compound (1) and Compound (16α) 1-2-1. Embodiment of Compound (1) Compound (1) is characterized by having an α-alkoxyalkyl acrylate. When a radical is generated in the system by ultraviolet irradiation, the compound (1) reacts with a polymerizable group to form a polymer. An α-alkoxyalkyl acrylate structure is useful because it tends to interact non-covalently with the substrate surface. One of the uses is an additive for a liquid crystal composition used for a liquid crystal display device. Compound (1) is added for the purpose of forming a polymer for orienting a liquid crystal compound. Such an additive preferably has high solubility in the liquid crystal composition and is chemically stable under the conditions sealed in the device. Compound (1) fulfills such properties to a large extent.
化合物(1)の好ましい例について説明をする。好ましい化合物(1)は、下記のように、化合物(1−1)から化合物(1−42)である。下記化合物におけるn1およびm1は、独立して、2から8の整数であり、好ましくは、2から6であり、より好ましくは、2から4である。化合物(1)は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Preferred examples of the compound (1) will be described. Preferred compounds (1) are compound (1-1) to compound (1-42) as described below. N1 and m1 in the following compounds are each independently an integer of 2 to 8, preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 4. Compound (1) may be used alone or in combination of two or more.
1−2−2.化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)の態様
化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)は、化合物(1)とは異なる重合性基の組み合わせ、または中心骨格の構造が異なることを特徴とする。
化合物(16α)は、紫外線照射によりラジカルが生じやすく、反応性(重合性)を上げるのに有用である。反応性を上げることで、紫外線照射後に残存するモノマー成分を低減することができるようになるため、素子の電気的信頼性が向上する。
化合物(16α−A)は、ビシクロヘキシル構造と重合性基とを有することを特徴とする。この化合物は、紫外線照射により系内にラジカルが生じると、重合性基が反応し、重合体となる。また、α−ヒドロキシメチルアクリレートやα−メトキシメチルアクリレートを有する化合物は、基板表面と非共有結合的に相互作用する傾向があるので有用である。この化合物は重合体の電気的抵抗を上げる目的で添加してもよい。この化合物は、液晶組成物への高い溶解度を有し、素子に密閉された条件下では化学的に安定であり、そして液晶表示素子に用いた場合の電圧保持率が大きいことが好ましい。この化合物は、このような特性をかなりの程度で充足する。
化合物(16α−B)は、芳香族エステル構造および化合物(1)とは異なる重合性基とを有することを特徴とする。重合性基が化合物(1)とは異なる組み合わせであり、芳香族エステル構造を有するため、光フリース転位を生じ、配向制御モノマーとしても作用する。併用することで配向制御モノマー間での共重合反応を促進し、配向制御膜である重合体の機能を向上させる効果が期待される。
1-2-2. Embodiments of Compound (16α), Compound (16α-A) and Compound (16α-B) Compound (16α), compound (16α-A) and compound (16α-B) are different polymerizable groups from compound (1). Or the structure of the central skeleton is different.
The compound (16α) is apt to generate radicals upon irradiation with ultraviolet light, and is useful for increasing reactivity (polymerizability). By increasing the reactivity, the amount of monomer components remaining after irradiation with ultraviolet rays can be reduced, so that the electrical reliability of the device is improved.
The compound (16α-A) has a bicyclohexyl structure and a polymerizable group. When a radical is generated in the system by irradiation with ultraviolet light, the compound reacts with a polymerizable group to form a polymer. Compounds having α-hydroxymethyl acrylate or α-methoxymethyl acrylate are useful because they tend to interact non-covalently with the substrate surface. This compound may be added for the purpose of increasing the electric resistance of the polymer. This compound preferably has high solubility in a liquid crystal composition, is chemically stable under the conditions sealed in the device, and has a large voltage holding ratio when used in a liquid crystal display device. This compound fulfills such properties to a large extent.
Compound (16α-B) is characterized by having an aromatic ester structure and a polymerizable group different from compound (1). Since the polymerizable group is a different combination from the compound (1) and has an aromatic ester structure, it causes photo-fleece rearrangement and also acts as an alignment controlling monomer. The combined use is expected to promote the copolymerization reaction between the alignment control monomers and to improve the function of the polymer as the alignment control film.
化合物(16α)の好ましい例について説明をする。好ましい化合物(16α)は、下記のように、化合物(16α−1)から化合物(16α−29)である。化合物(16α)は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Preferred examples of the compound (16α) will be described. Preferred compounds (16α) are compounds (16α-1) to (16α-29) as described below. Compound (16α) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
式(16α−1)から式(16α−29)において、
P11、P12およびP13は、独立して、式(P−1)から式(P−3)および式(P−6)で表される重合性基の群から選択される基であり、ここでM11、M12およびM13は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。また、R4は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、好ましくは、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。
In Expressions (16α-1) to (16α-29),
P 11 , P 12 and P 13 are independently a group selected from the group of polymerizable groups represented by formulas (P-1) to (P-3) and (P-6). Wherein M 11 , M 12 and M 13 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. is there. R 4 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is , -CH = CH- or -C≡C-, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but preferably at least one hydrogen is It may be replaced by fluorine.
Sp11、Sp12およびSp13は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。 Sp 11 , Sp 12 and Sp 13 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO - or it may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in the groups, at least one Hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine.
化合物(16α−A)の好ましい例について説明をする。好ましい化合物(16α−A)は、下記のように、化合物(16α−A−1)から化合物(16α−A−13)である。下記化合物におけるM11は、独立して、水素、メチルまたはフッ素である。化合物(16α−A)は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Preferred examples of the compound (16α-A) will be described. Preferred compounds (16α-A) are the compounds (16α-A-1) to (16α-A-13) as described below. M 11 in the following compounds is independently hydrogen, methyl or fluorine. The compound (16α-A) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
化合物(16α−B)の好ましい例について説明をする。好ましい化合物は、以下の化合物である。下記化合物におけるnおよびmは、独立して、2から6であり、R10は、独立して、水素、メチル、フッ素またはトリフルオロメチルである。化合物(16α−B)は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Preferred examples of the compound (16α-B) will be described. Preferred compounds are the following compounds. In the following compounds, n and m are independently 2 to 6, and R 10 is independently hydrogen, methyl, fluorine or trifluoromethyl. The compound (16α-B) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
式(2)から(21)において、液晶組成物の成分である液晶性化合物が示されている。化合物(2)から(4)は小さな誘電率異方性を有する。化合物(5)から(7)は、正に大きな誘電率異方性を有する。化合物(8)はシアノ基を有するので正により大きな誘電率異方性を有する。化合物(9)から(21)は、負に大きな誘電率異方性を有する。これらの化合物の具体的な例は、あとで述べる。 Formulas (2) to (21) show liquid crystal compounds that are components of the liquid crystal composition. Compounds (2) to (4) have small dielectric anisotropy. Compounds (5) to (7) have a very large dielectric anisotropy. Since the compound (8) has a cyano group, it has a positively larger dielectric anisotropy. Compounds (9) to (21) have a large negative dielectric anisotropy. Specific examples of these compounds will be described later.
2.化合物(1)および化合物(16α)の合成
2−1.化合物(1)の合成
化合物(1)の合成法について説明する。化合物(1)は、国際公開第2017/047177号に記載された方法等に準拠して合成する。
2. Synthesis of compound (1) and compound (16α) 2-1. Synthesis of Compound (1) A method for synthesizing Compound (1) will be described. Compound (1) is synthesized according to the method described in WO 2017/047177 and the like.
2−2.化合物(16α)の合成
化合物(16α−A−1)から化合物(16α−A−13)の合成法について説明する。これらの化合物は、国際公開第2008/061606号に記載された方法等に準拠して合成する。
化合物(16α−B−1)から化合物(16α−B−2)の合成法について説明する。これらの化合物は、国際公開第1995/022586号、特開2005−206579号公報、国際公開第2006/049111号、Macromolecules, 26, 1244-1247 (1993)、特開2003−238491号公報、国際公開第2010/133278号、特開2000−178233号公報、特開2012−1623号公報、特開2011−227187号公報に記載された方法に準拠して合成する。
α−フルオロアクリレート基を有する化合物は、特開2005−112850号公報に記載の方法に準拠して合成する。α−トリフルオロメチルアクリレート基を有する配向制御層形成モノマーは、特開2004−175728号公報に記載の方法に準拠して合成する。分子内に芳香族エステル部位とトラン部位を有する化合物は、国際公開第2001/053248号に準拠して合成する。
合成法を記載しなかった化合物は、公知の有機合成化学の方法を適切に組み合わせることにより合成できる。「オーガニック・シンセシス」(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc)、「オーガニック・リアクションズ」(Organic Reactions, John Wiley &Sons, Inc)、「コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス」(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、「新実験化学講座」(丸善)などの成書を参照してもよい。
2-2. Synthesis of Compound (16α) A method for synthesizing compound (16α-A-13) from compound (16α-A-1) will be described. These compounds are synthesized according to the method described in WO 2008/061606 and the like.
A method for synthesizing compound (16α-B-2) from compound (16α-B-1) will be described. These compounds are described in WO 1995/022586, JP-A-2005-206579, WO 2006/049111, Macromolecules, 26, 1244-1247 (1993), JP-A-2003-238491, No. 2010/133278, JP-A-2000-178233, JP-A-2012-1623, and JP-A-2011-227187.
The compound having an α-fluoroacrylate group is synthesized according to the method described in JP-A-2005-112850. The alignment control layer forming monomer having an α-trifluoromethyl acrylate group is synthesized according to the method described in JP-A-2004-175728. The compound having an aromatic ester moiety and a tolan moiety in the molecule is synthesized according to WO 2001/053248.
Compounds whose synthesis methods are not described can be synthesized by appropriately combining known organic synthetic chemistry methods. Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Inc., Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc., Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press. , "New Experimental Chemistry Course" (Maruzen) and the like.
3.液晶組成物
3−1.第一添加物および第二添加物(成分A)
液晶組成物は、第一添加物および第二添加物を成分Aとして含み、下に示す成分B、C、D、およびEから選択された液晶性化合物をさらに含むことが好ましい。
液晶組成物は、第一添加物として、α−アルコキシアルキルアクリレートを有する重合性化合物として化合物(1)を含有する。化合物(1)は、系内で発生したラジカルにより反応が開始する重合性基を有する。化合物(1)の例は、前記の通りである。化合物(1)は、配向制御モノマーとして重合することにより、配向制御能を有する重合体として寄与する。
3. Liquid crystal composition 3-1. First additive and second additive (component A)
The liquid crystal composition preferably includes a first additive and a second additive as component A, and further includes a liquid crystal compound selected from components B, C, D, and E shown below.
The liquid crystal composition contains the compound (1) as a polymerizable compound having an α-alkoxyalkyl acrylate as a first additive. Compound (1) has a polymerizable group in which a reaction is initiated by a radical generated in the system. Examples of the compound (1) are as described above. The compound (1) contributes as a polymer having alignment control ability by polymerizing as an alignment control monomer.
化合物(1)の好ましい割合は、紫外線に対して高い反応性を得るために液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに、約0.01重量部以上であり、液晶組成物へ溶解させるために約10重量部以下である。さらに好ましい割合は、約0.03重量部から約7重量部の範囲である。化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)をさらに添加する場合も、化合物(1)の好ましい割合は、上記と同様な範囲である。 The preferable ratio of the compound (1) is about 0.01 part by weight or more when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight in order to obtain high reactivity to ultraviolet rays, and the compound (1) is dissolved in the liquid crystal composition. Less than about 10 parts by weight. A more desirable ratio is in the range of about 0.03 parts by weight to about 7 parts by weight. When compound (16α), compound (16α-A) or compound (16α-B) is further added, the preferable ratio of compound (1) is in the same range as described above.
液晶組成物は、第二添加物としての化合物(16α)を含有してもよい。第二添加物としては、前記の通り、化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)が挙げられる。 The liquid crystal composition may contain the compound (16α) as a second additive. As described above, the second additive includes the compound (16α), the compound (16α-A) and the compound (16α-B).
化合物(16α)の好ましい割合は、紫外線に対して高い反応性を得るために液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに、約0.03重量部以上であり、液晶組成物へ溶解させるために約10重量部以下である。さらに好ましい割合は、約0.05重量部から約7.0重量部の範囲である。最も好ましい割合は、約0.05重量部から約5.0重量部の範囲である。 The preferable ratio of the compound (16α) is about 0.03 parts by weight or more when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight in order to obtain high reactivity to ultraviolet rays, and the compound (16α) is dissolved in the liquid crystal composition. Less than about 10 parts by weight. A more desirable ratio is in the range of about 0.05 parts to about 7.0 parts by weight. The most preferred proportions range from about 0.05 parts to about 5.0 parts by weight.
化合物(16α−A)の好ましい割合は、紫外線に対して高い反応性を得るために液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに、約0.03重量部以上であり、液晶組成物へ溶解させるために約10重量部以下である。さらに好ましい割合は、約0.05重量部から約5.0重量部の範囲である。最も好ましい割合は、約0.2重量部から約3.0重量部の範囲である。 The preferable ratio of the compound (16α-A) is about 0.03 part by weight or more when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight in order to obtain high reactivity to ultraviolet light. About 10 parts by weight or less for dissolving in water. A more desirable ratio is in the range of about 0.05 parts by weight to about 5.0 parts by weight. The most preferred ratio is in the range of about 0.2 parts by weight to about 3.0 parts by weight.
化合物(16α−B)の好ましい割合は、紫外線に対して高い反応性を得るために液晶性化合物の合計量を100重量部としたときに、約0.01重量部以上であり、液晶組成物へ溶解させるために約10重量部以下である。さらに好ましい割合は、約0.03重量部から約5.0重量部の範囲である。最も好ましい割合は、約0.1重量部から約3.0重量部の範囲である。 The preferable ratio of the compound (16α-B) is about 0.01 part by weight or more when the total amount of the liquid crystal compound is 100 parts by weight in order to obtain high reactivity to ultraviolet light. About 10 parts by weight or less for dissolving in water. A more desirable ratio is in the range of about 0.03 parts to about 5.0 parts by weight. The most preferred ratio is in the range of about 0.1 parts to about 3.0 parts by weight.
化合物(1)に対する化合物(16α)あるいは化合物(16α−A)の重量比(化合物(1)/化合物(16α)あるいは化合物(16α−A))は、配向制御層の高抵抗化のために約1/9以上であり、紫外線に対して高い反応性を得るために約9/1以下である。さらに好ましい重量比は、約4/1から約1/2の範囲である。最も好ましい重量比は、約2/1から約1/2の範囲である。 The weight ratio of compound (16α) or compound (16α-A) to compound (1) (compound (1) / compound (16α) or compound (16α-A)) is about It is 1/9 or more and about 9/1 or less in order to obtain high reactivity to ultraviolet rays. A more preferred weight ratio ranges from about 4/1 to about 1/2. Most preferred weight ratios range from about 2/1 to about 1/2.
化合物(1)に対する化合物(16α−B)の重量比(化合物(1)/化合物(16α−B))は、共重合を進行させるために、約5/95以上であり、約95/5以下である。さらに好ましい重量比は、約1/9から約9/1の範囲である。最も好ましい重量比は、約1/4から約4/1の範囲である。 The weight ratio of the compound (16α-B) to the compound (1) (compound (1) / compound (16α-B)) is about 5/95 or more and about 95/5 or less in order to promote the copolymerization. It is. A more preferred weight ratio ranges from about 1/9 to about 9/1. The most preferred weight ratio ranges from about 1/4 to about 4/1.
3−2.液晶性化合物(成分Bから成分E)
成分Bは、化合物(2)から(4)である。成分Cは、化合物(5)から(7)である。成分Dは、化合物(8)である。成分Eは、化合物(9)から(21)である。この組成物は、化合物(2)から(21)とは異なる、その他の液晶性化合物を含んでもよい。この組成物を調製するときには、正または負の誘電率異方性の大きさなどを考慮して成分B、C、D、およびEを選択することが好ましい。成分を適切に選択した組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性(すなわち、大きな光学異方性または小さな光学異方性)、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、熱または紫外線に対する安定性、および適切な弾性定数(すなわち、大きな弾性定数または小さな弾性定数)を有する。
3-2. Liquid crystalline compounds (components B to E)
Component B is compounds (2) to (4). Component C is compounds (5) to (7). Component D is compound (8). Component E is compounds (9) to (21). This composition may contain other liquid crystal compounds different from the compounds (2) to (21). When preparing this composition, it is preferable to select components B, C, D and E in consideration of the magnitude of the positive or negative dielectric anisotropy and the like. A composition with properly selected components has a high upper temperature limit, a lower lower temperature limit, a low viscosity, a suitable optical anisotropy (ie, large or small optical anisotropy), and a positive or negative large dielectric constant. It has anisotropy, high resistivity, stability to heat or ultraviolet light, and an appropriate elastic constant (ie, a large elastic constant or a small elastic constant).
成分Bは、2つの末端基がアルキルなどである化合物である。成分Bの好ましい例として、化合物(2−1)から(2−11)、化合物(3−1)から(3−19)、および化合物(4−1)から(4−7)を挙げることができる。成分Bの化合物において、R11およびR12は、独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルまたはアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。 Component B is a compound wherein the two terminal groups are alkyl or the like. Preferred examples of Component B include compounds (2-1) to (2-11), compounds (3-1) to (3-19), and compounds (4-1) to (4-7). it can. In the compound of Component B, R 11 and R 12 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, and in this alkyl or alkenyl, at least one —CH 2 — is It may be replaced by -O-, -COO- or -OCO-, and at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
成分Bは、誘電率異方性の絶対値が小さいので、中性に近い化合物である。化合物(2)は、主として粘度の減少または光学異方性の調整に効果がある。化合物(3)および(4)は、上限温度を高くすることによってネマチック相の温度範囲を広げる効果、または光学異方性の調整に効果がある。 Component B is a nearly neutral compound because the absolute value of the dielectric anisotropy is small. The compound (2) is effective mainly for decreasing the viscosity or adjusting the optical anisotropy. Compounds (3) and (4) have an effect of increasing the maximum temperature and thereby broadening the temperature range of the nematic phase, or an effect of adjusting the optical anisotropy.
成分Bの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が小さくなるが粘度は小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが好ましい。IPS、VAなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Bの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上である。 As the content of the component B increases, the dielectric anisotropy of the composition decreases, but the viscosity decreases. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, the content is preferably higher. When a composition for a mode such as IPS or VA is prepared, the content of the component B is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, based on the weight of the liquid crystal composition.
成分Cは、右末端にフッ素、塩素、またはフッ素含有基を有する化合物である。成分Cの好ましい例として、化合物(5−1)から(5−16)、化合物(6−1)から(6−113)、および化合物(7−1)から(7−61)を挙げることができる。成分Cの化合物において、R13は、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、X11は、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2または−OCF2CHFCF3である。 Component C is a compound having fluorine, chlorine, or a fluorine-containing group at the right end. Preferred examples of the component C include compounds (5-1) to (5-16), compounds (6-1) to (6-113), and compounds (7-1) to (7-61). it can. In the compound of Component C, R 13 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — is replaced with —O—. well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine, X 11 is fluorine, chlorine, -OCF 3, -OCHF 2, -CF 3, -CHF 2, -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 or —OCF 2 CHFCF 3 .
成分Cは、誘電率異方性が正であり、熱、光などに対する安定性が非常に優れているので、IPS、FFS、OCBなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Cの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて1重量%から99重量%の範囲が適しており、好ましくは10重量%から97重量%の範囲であり、さらに好ましくは40重量%から95重量%の範囲である。成分Cを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Cの含有量は液晶組成物の重量に基づいて30重量%以下が好ましい。成分Cを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。 Component C has a positive dielectric anisotropy and has extremely excellent stability to heat, light, and the like, and is therefore used when preparing a composition for a mode such as IPS, FFS, or OCB. The content of the component C is suitably in the range of 1% by weight to 99% by weight based on the weight of the liquid crystal composition, preferably in the range of 10% by weight to 97% by weight, and more preferably in the range of 40% by weight. It is in the range of 95% by weight. When Component C is added to a composition having a negative dielectric anisotropy, the content of Component C is preferably 30% by weight or less based on the weight of the liquid crystal composition. By adding the component C, the elastic constant of the composition can be adjusted, and the voltage-transmittance curve of the device can be adjusted.
成分Dは、右末端基が−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nである化合物(8)である。成分Dの好ましい例として、化合物(8−1)から(8−64)を挙げることができる。成分Dの化合物において、R14は、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく、X12は、−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nである。 Component D is compound (8) wherein the right terminal group is -C−N or -C≡CC-N. Preferred examples of the component D include the compounds (8-1) to (8-64). In the compound of Component D, R 14 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — is replaced with —O—. Alternatively, at least one hydrogen may be replaced by fluorine and X 12 is -C≡N or -C≡C-C≡N.
成分Dは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいので、TNなどのモード用の組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Dを添加することにより、組成物の誘電率異方性を大きくすることができる。成分Dは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学異方性を調整する、という効果がある。成分Dは、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。 Component D is mainly used when preparing a composition for a mode such as TN since the dielectric anisotropy is positive and its value is large. By adding this component D, the dielectric anisotropy of the composition can be increased. Component D has the effect of expanding the temperature range of the liquid crystal phase, adjusting the viscosity, or adjusting the optical anisotropy. Component D is also useful for adjusting the voltage-transmittance curve of the device.
TNなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Dの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて1重量%から99重量%の範囲が適しており、好ましくは10重量%から97重量%の範囲、さらに好ましくは40重量%から95重量%の範囲である。成分Dを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Dの含有量は液晶組成物の重量に基づいて30重量%以下が好ましい。成分Dを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。 When preparing a composition for a mode such as TN, the content of the component D is suitably in the range of 1% by weight to 99% by weight, preferably 10% by weight based on the weight of the liquid crystal composition. It is in the range of 97% by weight, more preferably in the range of 40% to 95% by weight. When component D is added to a composition having a negative dielectric anisotropy, the content of component D is preferably 30% by weight or less based on the weight of the liquid crystal composition. By adding the component D, the elastic constant of the composition can be adjusted, and the voltage-transmittance curve of the device can be adjusted.
成分Eは、化合物(9)から(21)である。これらの化合物は、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンのように、ラテラル位が2つのフッ素または塩素で置換されたフェニレンなどを有する。成分Eの好ましい例として、化合物(9−1)から(9−8)、化合物(10−1)から(10−17)、化合物(11−1)、化合物(12−1)から(12−3)、化合物(13−1)から(13−11)、化合物(14−1)から(14−3)、化合物(15−1)から(15−3)および化合物(16)から(21)を挙げることができる。成分Eの化合物において、R15およびR16は、独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく、R17は、水素、フッ素、炭素数1から10のアルキル、または炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。 Component E is compounds (9) to (21). These compounds have phenylene in which the lateral position is substituted with two fluorines or chlorines, such as 2,3-difluoro-1,4-phenylene. Preferred examples of component E include compounds (9-1) to (9-8), compounds (10-1) to (10-17), compound (11-1), and compounds (12-1) to (12-). 3), compounds (13-1) to (13-11), compounds (14-1) to (14-3), compounds (15-1) to (15-3) and compounds (16) to (21) Can be mentioned. In the compound of Component E, R 15 and R 16 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — is May be replaced by —O—, at least one hydrogen may be replaced by fluorine, and R 17 is hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 10 carbons, or alkenyl having 2 to 10 carbons. , and in the alkyl and alkenyl, at least one -CH 2 - may be replaced by -O-, at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
成分Eは、誘電率異方性が負に大きい。成分Eは、IPS、VA、PSAなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Eの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が負に大きくなるが、粘度が大きくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は少ないほうが好ましい。誘電率異方性が−5程度であることを考慮すると、充分な電圧駆動をさせるには、含有量が40重量%以上であることが好ましい。 Component E has a large negative dielectric anisotropy. Component E is used when preparing a composition for a mode such as IPS, VA, and PSA. As the content of the component E is increased, the dielectric anisotropy of the composition is negatively increased, but the viscosity is increased. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, it is preferable that the content is small. Considering that the dielectric anisotropy is about −5, the content is preferably 40% by weight or more in order to perform sufficient voltage driving.
成分Eのうち、化合物(9)は、二環化合物であるので、主として、粘度の減少、光学異方性の調整、または誘電率異方性の増加に効果がある。化合物(10)および(11)は、三環化合物であるので、上限温度を高くする、光学異方性を大きくする、または誘電率異方性を大きくするという効果がある。化合物(12)から(21)は、誘電率異方性を大きくするという効果がある。 Among the components E, the compound (9) is a bicyclic compound, and thus is effective mainly in decreasing the viscosity, adjusting the optical anisotropy, or increasing the dielectric anisotropy. Since compounds (10) and (11) are tricyclic compounds, they have the effect of increasing the maximum temperature, increasing the optical anisotropy, or increasing the dielectric anisotropy. Compounds (12) to (21) have the effect of increasing the dielectric anisotropy.
IPS、VA、PSAなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Eの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは40重量%以上であり、さらに好ましくは50重量%から95重量%の範囲である。成分Eを誘電率異方性が正である組成物に添加する場合は、成分Eの含有量が液晶組成物の重量に基づいて30重量%以下が好ましい。成分Eを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。 When preparing a composition for a mode such as IPS, VA, or PSA, the content of the component E is preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight, based on the weight of the liquid crystal composition. To 95% by weight. When the component E is added to a composition having a positive dielectric anisotropy, the content of the component E is preferably 30% by weight or less based on the weight of the liquid crystal composition. By adding the component E, the elastic constant of the composition can be adjusted, and the voltage-transmittance curve of the device can be adjusted.
以上に述べた成分B、C、D、およびEを適切に組み合わせることによって、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を調製することができる。必要に応じて、成分B、C、D、およびEとは異なる液晶性化合物を添加してもよい。 By appropriately combining the components B, C, D, and E described above, a high maximum temperature, a low minimum temperature, a small viscosity, an appropriate optical anisotropy, a positive or negative large dielectric anisotropy, a large A liquid crystal composition that satisfies at least one of properties such as specific resistance, high stability to ultraviolet light, high stability to heat, and a large elastic constant can be prepared. If necessary, a liquid crystal compound different from the components B, C, D and E may be added.
本発明の液晶組成物に用いられる第一添加物および第二添加物のような重合性化合物は、液晶組成物中に重合体を生成させる目的で添加される。化合物(1)は、単独あるいは2種以上の組み合わせで用いてもよい。また、化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)は、単独あるいは2種以上の組み合わせで用いてもよい。化合物(1)と化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)のいずれかから共重合体を形成させてもよい。共重合体を形成する場合、化合物(1)は、化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)のいずれかと共有結合で固定化される。化合物(1)は、アルコキシアクリレートが基板表面と非共有結合的に相互作用した状態で固定化される。
これにより、液晶分子の配向する能力がさらに向上すると同時に、化合物(1)、化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)が液晶組成物中に拡散するのを防ぐ。化合物(1)、化合物(16α)、化合物(16α−A)および化合物(16α−B)は重合によって重合体を与え、化合物(16α−A)により高抵抗化すると考えられる。この重合体は配列されているので、基板表面においては、液晶分子に適切なプレチルト角を付与できる。この重合体は、液晶分子の配向を安定化するので、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。化合物(16α)の好ましい例は、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、フルオロアクリレート化合物、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル化合物、エポキシ化合物(オキシラン、オキセタン)、およびビニルケトン化合物である。さらに好ましい例は、少なくとも1つのアクリロイルオキシを有する化合物および少なくとも1つのメタクリロイルオキシを有する化合物である。さらに好ましい例には、アクリロイルオキシとメタクリロイルオキシの両方を有する化合物も含まれる。
The polymerizable compound such as the first additive and the second additive used in the liquid crystal composition of the present invention is added for the purpose of forming a polymer in the liquid crystal composition. Compound (1) may be used alone or in combination of two or more. Compound (16α), compound (16α-A) and compound (16α-B) may be used alone or in combination of two or more. A copolymer may be formed from compound (1) and any of compound (16α), compound (16α-A) and compound (16α-B). When forming a copolymer, the compound (1) is immobilized by a covalent bond with any of the compound (16α), the compound (16α-A) and the compound (16α-B). Compound (1) is immobilized in a state where the alkoxy acrylate interacts non-covalently with the substrate surface.
This further enhances the ability of the liquid crystal molecules to align, and at the same time, prevents the compound (1), the compound (16α), the compound (16α-A), and the compound (16α-B) from diffusing into the liquid crystal composition. It is considered that the compound (1), the compound (16α), the compound (16α-A) and the compound (16α-B) give a polymer by polymerization, and the resistance is increased by the compound (16α-A). Since this polymer is arranged, an appropriate pretilt angle can be given to liquid crystal molecules on the substrate surface. This polymer stabilizes the alignment of liquid crystal molecules, thereby shortening the response time of the device and improving image burn-in. Preferred examples of the compound (16α) are an acrylate compound, a methacrylate compound, a fluoroacrylate compound, a vinyl compound, a vinyloxy compound, a propenyl ether compound, an epoxy compound (oxirane, oxetane), and a vinyl ketone compound. Further preferred examples are compounds having at least one acryloyloxy and compounds having at least one methacryloyloxy. Further preferred examples include compounds having both acryloyloxy and methacryloyloxy.
3−3.その他の添加物
液晶組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。用途に応じて、この組成物に第一添加物および第二添加物以外のその他の添加物を添加してもよい。添加物の例は、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤などである。このような添加物は当業者によく知られており、文献に記載されている。
3-3. Other Additives The liquid crystal composition is prepared by a known method. For example, the component compounds are mixed and dissolved together by heating. Depending on the application, other additives other than the first additive and the second additive may be added to the composition. Examples of the additives include a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a heat stabilizer, and an antifoaming agent. Such additives are well known to those skilled in the art and have been described in the literature.
重合開始剤を添加することによって、重合性化合物を速やかに重合させることができる。反応温度を最適化することによって、残存する重合性化合物の量を減少させることができる。光ラジカル重合開始剤の例は、IGM Resins社のOmniradシリーズからTPO、1173、4265、184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、および2959である。 By adding a polymerization initiator, the polymerizable compound can be rapidly polymerized. By optimizing the reaction temperature, the amount of the remaining polymerizable compound can be reduced. Examples of photoradical polymerization initiators are TPO, 1173, 4265, 184, 369, 500, 651, 784, 819, 907, 1300, 1700, 1800, 1850, and 2959 from the Omnirad series of IGM Resins.
光ラジカル重合開始剤の追加例は、4−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)トリアジン、2−(4−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール混合物、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,4−ジエチルキサントン/p−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、およびベンゾフェノン/メチルトリエタノールアミン混合物である。 Additional examples of photoradical polymerization initiators include 4-methoxyphenyl-2,4-bis (trichloromethyl) triazine, 2- (4-butoxystyryl) -5-trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, 9-phenylacridine, 9,10-benzphenazine, benzophenone / Michler's ketone mixture, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole mixture, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzyl Dimethyl ketal, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2,4-diethylxanthone / methyl p-dimethylaminobenzoate, and benzophenone / methyltriethanolamine It is a mixture.
液晶組成物に光ラジカル重合開始剤を添加したあと、紫外線を照射することによって重合を行うことができる。しかし、未反応の重合開始剤または重合開始剤の分解生成物は、素子に画像の焼き付きなどの表示不良を引き起こすかもしれない。これを防ぐために重合開始剤を添加しないまま光重合を行ってもよい。照射する光の好ましい波長は、150nmから500nmの範囲である。さらに好ましい波長は、250nmから450nmの範囲であり、最も好ましい波長は、300nmから400nmの範囲である。 Polymerization can be performed by irradiating the liquid crystal composition with an ultraviolet ray after adding the photoradical polymerization initiator to the liquid crystal composition. However, the unreacted polymerization initiator or the decomposition product of the polymerization initiator may cause display defects such as image sticking on the device. In order to prevent this, photopolymerization may be performed without adding a polymerization initiator. The preferred wavelength of the irradiating light is in the range of 150 nm to 500 nm. More preferred wavelengths are in the range from 250 nm to 450 nm, and most preferred wavelengths are in the range from 300 nm to 400 nm.
重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、4−t−ブチルカテコール、4−メトキシフェノ−ル、およびフェノチアジンなどである。 When storing the polymerizable compound, a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization. The polymerizable compound is usually added to the composition without removing the polymerization inhibitor. Examples of polymerization inhibitors are hydroquinone, hydroquinone derivatives such as methylhydroquinone, 4-tert-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like.
光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐ、という効果を有する。光学活性化合物を添加することによって、らせんピッチを調整することができる。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で2つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物(Op−1)から(Op−18)を挙げることができる。化合物(Op−18)において、環Jは、1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、R28は、炭素数1から10のアルキルである。 The optically active compound has an effect of inducing a helical structure in liquid crystal molecules to give a necessary twist angle, thereby preventing reverse twist. The helical pitch can be adjusted by adding an optically active compound. Two or more optically active compounds may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the helical pitch. Preferred examples of the optically active compound include the following compounds (Op-1) to (Op-18). In the compound (Op-18), ring J is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and R 28 is alkyl having 1 to 10 carbons.
酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい例として、下記の化合物(AO−1)および(AO−2);IRGANOX 415、IRGANOX 565、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、およびIRGANOX 1098(商品名:BASF社)を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。具体例として下記の化合物(AO−3)および(AO−4);TINUVIN 329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328、およびTINUVIN 99−2(商品名:BASF社);および1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)を挙げることができる。 Antioxidants are effective for maintaining a large voltage holding ratio. Preferred examples of the antioxidant include the following compounds (AO-1) and (AO-2); IRGANOX 415, IRGANOX 565, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 3114, and IRGANOX 1098 (trade name: BASF). be able to. The ultraviolet absorber is effective for preventing the lowering of the maximum temperature. Preferred examples of the ultraviolet absorber include a benzophenone derivative, a benzoate derivative, and a triazole derivative. Specific examples of the following compounds (AO-3) and (AO-4); TINUVIN 329, TINUVIN P, TINUVIN 326, TINUVIN 234, TINUVIN 213, TINUVIN 400, TINUVIN 328, and TINUVIN 99-2 (trade name: BASF) ); And 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO).
立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物(AO−5)および(AO−6);TINUVIN 144、TINUVIN 765、およびTINUVIN 770DF(商品名:BASF社)を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてIRGAFOS 168(商品名:BASF社)を挙げることができる。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、およびメチルフェニルシリコーンオイルなどである。 Light stabilizers such as sterically hindered amines are preferred to maintain high voltage holding. Preferred examples of the light stabilizer include the following compounds (AO-5) and (AO-6); TINUVIN 144, TINUVIN 765, and TINUVIN 770DF (trade name: BASF). A heat stabilizer is also effective for maintaining a large voltage holding ratio, and a preferred example is IRGAFOS 168 (trade name: BASF). Defoamers are effective in preventing foaming. Preferred examples of the antifoaming agent include dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil.
化合物(AO−1)において、R40は、炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、−COOR41、または−CH2CH2COOR41であり、ここでR41は、炭素数1から20のアルキルである。化合物(AO−2)および(AO−5)において、R42は、炭素数1から20のアルキルである。化合物(AO−5)において、R43は、水素、メチル、またはO・(酸素ラジカル)であり、環Kは、1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、zは、1、2または3である。 In the compound (AO-1), R 40 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, —COOR 41 , or —CH 2 CH 2 COOR 41 , wherein R 41 is carbon It is an alkyl of the formulas 1 to 20. In the compounds (AO-2) and (AO-5), R 42 is alkyl having 1 to 20 carbons. In the compound (AO-5), R 43 is hydrogen, methyl or O ·, (oxygen radical), ring K is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, z is 1 , 2 or 3.
4.液晶表示素子
上記の液晶組成物は、PC、TN、STN、OCB、またはPSAなどの動作モードを有し、アクティブマトリックス方式で駆動する液晶表示素子に使用できる。この組成物は、PC、TN、STN、OCB、VA、またはIPSなどの動作モードを有し、パッシブマトリクス方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらの素子は、反射型、透過型、および半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。
4. Liquid crystal display device The above liquid crystal composition has an operation mode such as PC, TN, STN, OCB, or PSA, and can be used for a liquid crystal display device driven by an active matrix system. This composition has an operation mode such as PC, TN, STN, OCB, VA, or IPS, and can be used for a liquid crystal display element driven by a passive matrix system. These elements can be applied to any of a reflection type, a transmission type, and a transflective type.
この組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子(PDLCD)、そしてポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)にも使用できる。また、この組成物を用いて、PSAモードの液晶表示素子が作製される。PSAモードの素子は、アクティブマトリックス、およびパッシブマトリクスのような駆動方式で駆動させることができる。このような素子は、反射型、透過型、および半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。重合性化合物の添加量を増やすことによって、高分子分散(polymer dispersed)モードの素子も作製することができる。 This composition comprises an NCAP (nematic curvilinear aligned phase) device produced by microencapsulating a nematic liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal display device (PDLCD) produced by forming a three-dimensional network polymer in the liquid crystal, and a polymer It can also be used for a network liquid crystal display (PNLCD). In addition, a PSA mode liquid crystal display element is manufactured using this composition. The element in the PSA mode can be driven by a driving method such as an active matrix and a passive matrix. Such an element can be applied to any of a reflection type, a transmission type, and a transflective type. By increasing the amount of the polymerizable compound added, a device in a polymer dispersed mode can be manufactured.
配向膜は、液晶分子を一定方向に配列させるための膜である。一般にはポリイミドの薄膜が用いられる。このような配向膜を有しない液晶表示素子では、配向制御層形成モノマーとして化合物(1)などを含有する組成物が用いられる。化合物(1)が重合によって重合体を与える。この重合体は、配向膜の機能を有するので、配向膜の代わりに用いることができる。このような素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。アレイ基板とカラーフィルター基板と呼ばれる2つの基板を有する素子を用意する。この基板は、配向膜を有しない。この基板の少なくとも1つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この液晶組成物には、化合物(1)を添加する。この液晶組成物には、必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この液晶組成物を素子に注入する。この素子を、液晶組成物のネマチック相から等方相への転移温度(TNI)以上に加熱し、液晶組成物を等方相状態に変化させてから偏光紫外線照射を行う。この偏光紫外線照射を「第一の紫外線照射」ということがある。
次に、液晶層を20℃以上TNI未満の温度範囲に保持して、非偏光紫外線照射を行ってもよい。この非偏光紫外線照射を「第二の紫外線照射」ということがある。第二の紫外線照射を行うことによって、系内に残存している重合性化合物や、未反応の重合性基を完全に消費できる場合がある。ここでは、第一の紫外線照射である偏光紫外線照射により配向制御層がほぼ形成されているので、後述のように、第二の紫外線照射は、非偏光状態でも液晶配向の均一性は維持される。このような紫外線照射によって、液晶分子に均一な水平配向を誘起する配向制御層が生成し、目的の素子が作製される。
The alignment film is a film for aligning liquid crystal molecules in a certain direction. Generally, a polyimide thin film is used. In such a liquid crystal display element having no alignment film, a composition containing the compound (1) or the like as an alignment control layer forming monomer is used. Compound (1) gives a polymer by polymerization. Since this polymer has the function of an alignment film, it can be used instead of the alignment film. An example of a method for manufacturing such an element is as follows. An element having two substrates called an array substrate and a color filter substrate is prepared. This substrate has no alignment film. At least one of the substrates has an electrode layer. A liquid crystal composition is prepared by mixing a liquid crystal compound. Compound (1) is added to the liquid crystal composition. Additives may be further added to the liquid crystal composition as needed. This liquid crystal composition is injected into the device. The device is heated to a temperature equal to or higher than the transition temperature (T NI ) of the liquid crystal composition from a nematic phase to an isotropic phase, and the liquid crystal composition is changed to an isotropic phase. This polarized ultraviolet irradiation may be referred to as “first ultraviolet irradiation”.
Next, the liquid crystal layer may be kept in a temperature range of 20 ° C. or more and less than TNI, and may be irradiated with non-polarized ultraviolet light. This non-polarized ultraviolet irradiation may be referred to as “second ultraviolet irradiation”. By performing the second ultraviolet irradiation, the polymerizable compound remaining in the system or the unreacted polymerizable group may be completely consumed in some cases. Here, since the alignment control layer is almost formed by the polarized ultraviolet light irradiation as the first ultraviolet light irradiation, as described later, the second ultraviolet light irradiation maintains the uniformity of the liquid crystal alignment even in the non-polarized state. . By such ultraviolet irradiation, an alignment control layer that induces uniform horizontal alignment in liquid crystal molecules is generated, and a target element is manufactured.
この手順において、液晶層を液晶組成物の等方相への転移温度(TNI)以上の温度範囲に保持し、例えば波長300nmから400nmの範囲にピークを有する偏光紫外線で照射すると、配向制御層形成モノマーである化合物(1)が芳香族エステル部位を有する場合、芳香族エステル部位が光分解し、ラジカルが形成され、光フリース転位する。光フリース転位において、芳香族エステル部位の光分解は偏光紫外線の偏光方向と芳香族エステル部位の長軸方向が同一方向であった場合に生じる。光分解後は再結合し、互変異性化により水酸基が分子内に生じる。この水酸基により、基板界面の相互作用が生じ、配向制御層形成モノマーが基板界面側に異方性を持って相互作用しやすくなると考えられる。配向制御層形成モノマーである化合物(1)がビニレン構造を有する場合、紫外光が照射されることにより、光二量化、光異性化や光分解を生じる。ビニレン基を有する配向制御層形成モノマーは、紫外光が照射されることでトランス体からシス体への光異性化や、二量化によるシクロブタン環の形成が生じ、異方性を形成し、配向制御層形成モノマーが基板界面側に相互作用すると考えられる。
上記いずれの場合も、化合物(1)が重合性基を有しているため、重合により、重合体が基板界面側に固定化される。この重合体が、液晶分子を均一に配向させる配向制御層となる。化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)を添加する場合、化合物(1)が重合する際、化合物(16α)化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)も共重合するので配向制御層に組み込まれる。
次に、第二の紫外線照射として、液晶層を20℃以上TNI未満の温度範囲に保持し、例えば波長330nmから400nmにピークを有する非偏光紫外線を照射すると、配向制御層形成モノマーである化合物(1)が芳香族エステル部位を有する場合、配向制御層中に残存している芳香族エステル部位が光フリース転位する、あるいは、未反応の配向制御層形成モノマーおよび化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)が配向制御層に沿って重合すると考えられる。ここでの光フリース転位は、第一の紫外線照射で方向付けられた重合体の内部で生じるため、配向制御層の異方性が高まる方向に転位反応が進行する傾向にあると考えられる。配向制御層形成モノマーである化合物(1)がビニレン構造を有する場合、配向制御層中に残存している未反応のビニレンが光二量化や光異性化する、あるいは、未反応の配向制御層形成モノマーおよび化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)が配向制御層に沿って重合すると考えられる。ここでの光二量化や光異性化は、第一の紫外線照射で方向付けられた重合体の内部で生じるため、配向制御層の異方性が高まる方向に転位反応が進行する傾向にあると考えられる。
未反応の配向制御層形成モノマーおよび化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)の追加重合も配向制御層の異方性付与に寄与すると考えられる。このような配向制御層の異方性の上昇は、液晶分子に作用する配向規制力が大きくなることを意味する。このような重合体の効果によって、液晶分子の配向が追加的に安定化するので、素子のコントラストが向上する。応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。このような追加重合を行う場合、未反応物は極めて少なくなる。したがって、電圧保持率の大きな素子が得られることが期待される。
In this procedure, when the liquid crystal layer is kept in a temperature range equal to or higher than the transition temperature (T NI ) of the liquid crystal composition to the isotropic phase and irradiated with polarized ultraviolet light having a peak in the wavelength range of 300 nm to 400 nm, for example, the alignment control layer When the compound (1), which is a forming monomer, has an aromatic ester site, the aromatic ester site is photolyzed, radicals are formed, and photo-Fries rearrangement occurs. In the optical Fries rearrangement, the photolysis of the aromatic ester site occurs when the polarization direction of polarized ultraviolet light and the long axis direction of the aromatic ester site are the same. After photolysis, they are recombined and a tautomerization forms a hydroxyl group in the molecule. It is considered that this hydroxyl group causes an interaction at the substrate interface, and the monomer for forming the orientation control layer easily interacts with anisotropy on the substrate interface side. When the compound (1), which is a monomer for forming an alignment control layer, has a vinylene structure, irradiation with ultraviolet light causes photodimerization, photoisomerization, and photodecomposition. The monomer for forming an alignment control layer having a vinylene group is irradiated with ultraviolet light to cause photoisomerization from a trans-isomer to a cis-isomer and to form a cyclobutane ring by dimerization, thereby forming anisotropy and controlling the alignment. It is considered that the layer-forming monomer interacts with the substrate interface side.
In either case, since the compound (1) has a polymerizable group, the polymer is immobilized on the interface side of the substrate by polymerization. This polymer becomes an alignment control layer for uniformly aligning liquid crystal molecules. When compound (16α), compound (16α-A) or compound (16α-B) is added, when compound (1) is polymerized, compound (16α) compound (16α-A) or compound (16α-B) is also added. Since it is copolymerized, it is incorporated in the orientation control layer.
Next, as the second ultraviolet irradiation, the liquid crystal layer is kept in a temperature range of 20 ° C. or more and less than T NI , for example, when a non-polarized ultraviolet light having a peak at a wavelength of 330 nm to 400 nm is irradiated, a compound as an alignment control layer forming monomer is obtained. When (1) has an aromatic ester site, the aromatic ester site remaining in the alignment control layer undergoes photo-fleece rearrangement, or the unreacted alignment control layer-forming monomer and compound (16α), compound (16α) -A) or the compound (16α-B) is considered to polymerize along the orientation control layer. Since the photo-Fries dislocation is generated inside the polymer oriented by the first ultraviolet irradiation, it is considered that the dislocation reaction tends to proceed in a direction in which the anisotropy of the orientation control layer increases. When the compound (1), which is an alignment control layer forming monomer, has a vinylene structure, unreacted vinylene remaining in the alignment control layer undergoes photodimerization or photoisomerization, or an unreacted alignment control layer forming monomer It is considered that compound (16α), compound (16α-A) or compound (16α-B) polymerizes along the orientation control layer. Since the photodimerization or photoisomerization occurs inside the polymer oriented by the first ultraviolet irradiation, it is considered that the dislocation reaction tends to proceed in a direction in which the anisotropy of the orientation control layer increases. Can be
It is considered that the additional polymerization of the unreacted monomer for forming the orientation control layer and the compound (16α), the compound (16α-A) or the compound (16α-B) also contributes to imparting anisotropy to the orientation control layer. Such an increase in the anisotropy of the alignment control layer means that the alignment control force acting on the liquid crystal molecules increases. The effect of such a polymer additionally stabilizes the alignment of liquid crystal molecules, thereby improving the device contrast. Response time is reduced. Since image sticking is a malfunction of liquid crystal molecules, sticking is also improved by the effect of the polymer. When such additional polymerization is performed, the amount of unreacted substances is extremely small. Therefore, it is expected that an element having a large voltage holding ratio can be obtained.
基板への紫外線照射について説明する。本発明では、一段階で紫外線照射を行う場合と、少なくとも二段階で紫外線を照射する場合がある。一段階で紫外線照射を行う場合には、第一の紫外線照射のみを行う。また、二段階で紫外線を照射する場合には、第一の紫外線照射、および第二の紫外線照射を行う。光源の例は、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、およびショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)である。光源の好ましい例は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプおよび高圧水銀ランプである。光源と液晶素子との間にフィルターなどを設置して特定の波長領域のみを通すことにより、照射光源の波長領域を選択してもよい。
第一の紫外線照射における液晶層の保持温度は、TNI以上の温度範囲である。好ましい液晶層の保持温度は、TNI以上TNI+15℃以下の温度範囲である。
第一の紫外線照射で照射する偏光紫外線は、波長約280nmから約400nmの範囲にピークを有する紫外線である。好ましい偏光紫外線は、波長約300nmから約400nmにピークを有し、照度が約2mW/cm2から約300mW/cm2の範囲で、約0.03J/cm2から約20J/cm2の露光量(照度(単位:mW/cm2)と照射時間(単位:秒)の積)となる範囲である紫外線である。より好ましい偏光紫外線は、波長約300nmから約400nmにピークを有し、照度が約2mW/cm2から約300mW/cm2の範囲で、約0.03J/cm2から約10J/cm2の露光量となる範囲である紫外線である。特に好ましい偏光紫外線は、313nm付近、335nm付近および365nm付近にピークを有し、照度が約2mW/cm2から約300mW/cm2の範囲で、約0.03J/cm2から約10J/cm2の露光量となる範囲である紫外線である。この第一の紫外線照射によって大部分の重合性化合物が重合する。
The UV irradiation on the substrate will be described. In the present invention, there are a case where ultraviolet irradiation is performed in one stage and a case where ultraviolet irradiation is performed in at least two stages. When performing ultraviolet irradiation in one stage, only the first ultraviolet irradiation is performed. When the ultraviolet irradiation is performed in two stages, the first ultraviolet irradiation and the second ultraviolet irradiation are performed. Examples of light sources are low-pressure mercury lamps (germicidal lamps, fluorescent chemical lamps, black lights), high-pressure discharge lamps (high-pressure mercury lamps, metal halide lamps), and short arc discharge lamps (ultra-high-pressure mercury lamps, xenon lamps, mercury xenon lamps) It is. Preferred examples of the light source are a metal halide lamp, a xenon lamp, an ultra-high pressure mercury lamp and a high pressure mercury lamp. The wavelength region of the irradiation light source may be selected by installing a filter or the like between the light source and the liquid crystal element and passing only a specific wavelength region.
The holding temperature of the liquid crystal layer in the first ultraviolet irradiation is in a temperature range equal to or higher than TNI . A preferable holding temperature of the liquid crystal layer is in a temperature range of T NI or more and T NI + 15 ° C. or less.
The polarized ultraviolet light applied in the first ultraviolet irradiation is an ultraviolet light having a peak in a wavelength range from about 280 nm to about 400 nm. Preferred polarized ultraviolet has a peak at about 400nm wavelength of about 300 nm, in the range illuminance of about 2 mW / cm 2 to about 300 mW / cm 2, the exposure amount of from about 0.03 J / cm 2 to about 20 J / cm 2 It is an ultraviolet ray in a range of (illuminance (unit: mW / cm 2 ) and irradiation time (unit: second)). More preferably polarized UV light has a peak at about 400nm wavelength of about 300 nm, illuminance in the range of about 2 mW / cm 2 to about 300 mW / cm 2, exposure of about 0.03 J / cm 2 to about 10J / cm 2 Ultraviolet light, which is a range of quantity. Especially preferred polarized UV, near 313 nm, has a peak near and around 365 nm 335 nm, illuminance in the range of about 2 mW / cm 2 to about 300 mW / cm 2, from about 0.03 J / cm 2 to about 10J / cm 2 UV light within the range of the exposure amount. Most of the polymerizable compounds are polymerized by the first ultraviolet irradiation.
第二の紫外線照射における液晶層の保持温度は、20℃以上TNI未満の温度範囲である。好ましい液晶層の保持温度は、20℃以上45℃以下の温度範囲である。
第二の紫外線照射で照射する非偏光紫外線は、波長約330nmから約400nmにピークを有する紫外線である。好ましい非偏光紫外線は、波長約330nmから約400nmにピークを有し、照度が約1mW/cm2から約50mW/cm2の範囲で、約1J/cm2から約10J/cm2の露光量となる範囲である紫外線である。より好ましい非偏光紫外線は、照度が約1mW/cm2から約50mW/cm2の範囲で、約1J/cm2から約10J/cm2の露光量となる範囲である紫外線である。特に好ましい非偏光紫外線は、335nm付近および365nm付近にピークを有し、照度が約1mW/cm2から約50mW/cm2の範囲で、約1J/cm2から約10J/cm2の露光量となる範囲である紫外線である。この第二の紫外線照射によって、追加のフリース転位、光二量化、光異性化あるいは光分解を生じさせることができる。また、未反応の配向制御層形成モノマーおよび化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)を重合体に変換することができる。
The holding temperature of the liquid crystal layer in the second ultraviolet irradiation is in a temperature range of 20 ° C. or more and less than T NI . A preferable holding temperature of the liquid crystal layer is in a temperature range of 20 ° C. or more and 45 ° C. or less.
The unpolarized ultraviolet light to be irradiated by the second ultraviolet irradiation is an ultraviolet light having a peak at a wavelength of about 330 nm to about 400 nm. Preferred unpolarized ultraviolet light has a peak at a wavelength of about 330 nm to about 400 nm, an illuminance of about 1 mW / cm 2 to about 50 mW / cm 2 , and an exposure of about 1 J / cm 2 to about 10 J / cm 2. UV light in a certain range. More preferred unpolarized UV light is UV light having an illuminance in the range of about 1 mW / cm 2 to about 50 mW / cm 2 and an exposure of about 1 J / cm 2 to about 10 J / cm 2 . Particularly preferred unpolarized ultraviolet light has peaks near 335 nm and 365 nm, an illuminance in the range of about 1 mW / cm 2 to about 50 mW / cm 2 , and an exposure of about 1 J / cm 2 to about 10 J / cm 2. UV light in a certain range. This second UV irradiation can cause additional Fries rearrangement, photodimerization, photoisomerization or photolysis. The unreacted monomer for forming the orientation control layer and the compound (16α), the compound (16α-A) or the compound (16α-B) can be converted into a polymer.
水平配向型素子において、電圧無印加時に液晶分子は基板面に対して略水平配向する。通常、液晶分子を水平配向させるためには、カラーフィルター基板と液晶層との間や、アレイ基板と液晶層との間に、ポリイミドのような水平配向膜が配置される。一方、本発明の水平配向型素子では、少なくとも1つの基板側には、このような配向膜を必要としない。この素子では、配向制御層の作用によって、液晶分子が基板に対して水平配向される。液晶分子と基板との角度(すなわちプレチルト角)は、0°以上5°以下である。好ましくは0°以上3°以下である。このような水平配向を、櫛型電極と組み合わせることにより広視野角を達成できる。 In a horizontal alignment type element, liquid crystal molecules are aligned substantially horizontally with respect to the substrate surface when no voltage is applied. Usually, in order to horizontally align liquid crystal molecules, a horizontal alignment film such as polyimide is disposed between a color filter substrate and a liquid crystal layer or between an array substrate and a liquid crystal layer. On the other hand, the horizontal alignment element of the present invention does not require such an alignment film on at least one substrate side. In this device, the liquid crystal molecules are horizontally aligned with respect to the substrate by the action of the alignment control layer. The angle between the liquid crystal molecules and the substrate (that is, the pretilt angle) is 0 ° or more and 5 ° or less. Preferably it is 0 ° or more and 3 ° or less. A wide viewing angle can be achieved by combining such horizontal alignment with a comb-shaped electrode.
実施例(合成例、使用例を含む)により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、使用例の組成物の少なくとも2つを混合することによって調製した混合物をも含む。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples (including Synthesis Examples and Usage Examples). The invention is not limited by these examples. The invention also includes a mixture prepared by mixing at least two of the compositions of the use examples.
特に記載のないかぎり、反応は窒素雰囲気下で行った。化合物(1)および化合物(16α)、化合物(16α−A)あるいは化合物(16α−B)は、合成例などに示した手順により合成した。合成した化合物は、NMR分析などの方法により同定した。特性は、下記の方法により測定した。 Reactions were performed under a nitrogen atmosphere unless otherwise noted. The compound (1) and the compound (16α), the compound (16α-A) or the compound (16α-B) were synthesized according to the procedures shown in Synthesis Examples and the like. The synthesized compound was identified by a method such as NMR analysis. The characteristics were measured by the following methods.
NMR分析:測定には、ブルカーバイオスピン社製のDRX−500を用いた。1H−NMRの測定では、試料をCDCl3などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、500MHz、積算回数16回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。19F−NMRの測定では、CFCl3を内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。 NMR analysis: For measurement, DRX-500 manufactured by Bruker Biospin was used. In the 1 H-NMR measurement, the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3, and the measurement was performed at room temperature under the conditions of 500 MHz and 16 accumulations. Tetramethylsilane was used as an internal standard. In the measurement of 19 F-NMR, CFCl 3 was used as an internal standard, and the measurement was performed 24 times. In the description of the nuclear magnetic resonance spectrum, s means singlet, d means doublet, t means triplet, q means quartet, quin means quintet, sex means sextet, m means multiplet, and br means broad.
ガスクロマト分析:測定には、島津製作所製のGC−2010型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム(1mL/分)を用いた。試料気化室の温度を300℃、検出器(FID)部分の温度を300℃に設定した。試料はアセトンに溶解して、1重量%の溶液となるように調製し、得られた溶液1μLを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のGCSolutionシステムなどを用いた。 Gas chromatographic analysis: For measurement, a GC-2010 gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used. As a column, a capillary column DB-1 (length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used. Helium (1 mL / min) was used as a carrier gas. The temperature of the sample vaporization chamber was set to 300 ° C., and the temperature of the detector (FID) was set to 300 ° C. The sample was dissolved in acetone to prepare a 1% by weight solution, and 1 μL of the obtained solution was injected into the sample vaporization chamber. As a recorder, a GC Solution system manufactured by Shimadzu Corporation was used.
HPLC分析:測定には、島津製作所製のProminence(LC−20AD;SPD−20A)を用いた。カラムはワイエムシー製のYMC−Pack ODS−A(長さ150mm、内径4.6mm、粒子径5μm)を用いた。溶出液はアセトニトリルと水を適宜混合して用いた。検出器としてはUV検出器、RI検出器、CORONA検出器などを適宜用いた。UV検出器を用いた場合、検出波長は254nmとした。試料はアセトニトリルに溶解して、0.1重量%の溶液となるように調製し、この溶液1μLを試料室に導入した。記録計としては島津製作所製のC−R7Aplusを用いた。 HPLC analysis: For measurement, Prominence (LC-20AD; SPD-20A) manufactured by Shimadzu Corporation was used. The column used was YMC-Pack ODS-A manufactured by YMC (length: 150 mm, inner diameter: 4.6 mm, particle diameter: 5 μm). The eluent used was an appropriate mixture of acetonitrile and water. As the detector, a UV detector, an RI detector, a CORONA detector and the like were used as appropriate. When a UV detector was used, the detection wavelength was 254 nm. The sample was dissolved in acetonitrile to prepare a 0.1% by weight solution, and 1 μL of this solution was introduced into the sample chamber. The recorder used was C-R7Aplus manufactured by Shimadzu Corporation.
測定試料:相構造および転移温度(透明点、融点、重合開始温度など)を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。 Measurement sample: When measuring the phase structure and the transition temperature (clearing point, melting point, polymerization initiation temperature, etc.), the compound itself was used as a sample.
測定方法:特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会(JEITA;Japan Electronics and Information Technology Industries Association)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED−2521B)に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたTN素子には、薄膜トランジスター(TFT)を取り付けなかった。 Measurement method: The characteristics were measured by the following methods. Most of these methods are based on the method described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA) or a method modified from this method. there were. No thin film transistor (TFT) was attached to the TN device used for the measurement.
(1)相構造
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に試料を置いた。この試料を、3℃/分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。
(1) Phase Structure The sample was placed on a hot plate (Mettler FP-52 hot stage) of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope. While heating the sample at a rate of 3 ° C./min, the phase state and its change were observed with a polarizing microscope to identify the type of phase.
(2)転移温度(℃)
測定には、パーキンエルマー社製の走査熱量計、Diamond DSCシステムまたはエスエスアイ・ナノテクノロジー社製の高感度示差走査熱量計、X−DSC7000を用いた。試料は、3℃/分の速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピークまたは発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物の融点、重合開始温度もこの装置を使って測定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相などの液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。
(2) Transition temperature (° C)
For the measurement, a scanning calorimeter manufactured by PerkinElmer, a Diamond DSC system or a high-sensitivity differential scanning calorimeter manufactured by SSI Nanotechnology, Inc., X-DSC7000 was used. The sample was heated and cooled at a rate of 3 ° C./min, and the transition point was determined by extrapolating the starting point of the endothermic peak or exothermic peak accompanying the phase change of the sample. The melting point of the compound and the polymerization initiation temperature were also measured using this apparatus. The temperature at which a compound transitions from a solid to a liquid crystal phase such as a smectic phase or a nematic phase may be abbreviated as “the lower limit temperature of the liquid crystal phase”. The temperature at which a compound transitions from a liquid crystal phase to a liquid may be abbreviated as “clearing point”.
結晶はCと表した。結晶の種類の区別がつく場合は、それぞれをC1、C2のように表した。スメクチック相はS、ネマチック相はNと表した。スメクチック相の中で、スメクチックA相、スメクチックB相、スメクチックC相、またはスメクチックF相の区別がつく場合は、それぞれSA、SB、SC、またはSFと表した。液体(アイソトロピック)はIと表した。転移温度は、例えば、「C 50.0 N 100.0 I」のように表記した。これは、結晶からネマチック相への転移温度が50.0℃であり、ネマチック相から液体への転移温度が100.0℃であることを示す。 The crystals were designated C. When the types of crystals can be distinguished, they are represented as C 1 and C 2 , respectively. The smectic phase was represented by S, and the nematic phase was represented by N. Among the smectic phase, a smectic A phase, a smectic B phase, if can be distinguished in the smectic C phase, or a smectic F phase, respectively S A, S B, expressed as S C or S F,. The liquid (isotropic) was designated I. The transition temperature is represented, for example, as “C 50.0 N 100.0 I”. This indicates that the transition temperature from the crystal to the nematic phase is 50.0 ° C., and the transition temperature from the nematic phase to the liquid is 100.0 ° C.
(3)ネマチック相の上限温度(TNIまたはNI;℃)
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。試料が液晶性化合物と母液晶との混合物であるときは、TNIの記号で示した。試料が液晶性化合物と成分B、C、Dのような化合物との混合物であるときは、NIの記号で示した。
(3) Maximum temperature of nematic phase (T NI or NI; ° C.)
The sample was placed on a hot plate of a melting point apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature when a part of the sample changed from a nematic phase to an isotropic liquid was measured. The maximum temperature of the nematic phase may be abbreviated as “maximum temperature”. When the sample is a mixture of a liquid crystal compound and mother liquid crystals, shown by symbol T NI. When the sample was a mixture of a liquid crystal compound and a compound such as components B, C and D, the mixture was indicated by the symbol of NI.
(4)ネマチック相の下限温度(TC;℃)
ネマチック相を有する試料を0℃、−10℃、−20℃、−30℃、および−40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−20℃ではネマチック相のままであり、−30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、TCを≦−20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
(4) Minimum Temperature of a Nematic Phase (T C; ° C.)
After storing the sample having a nematic phase in a freezer at 0 ° C., −10 ° C., −20 ° C., −30 ° C., and −40 ° C. for 10 days, a liquid crystal phase was observed. For example, when the sample remained in a nematic phase at −20 ° C. and changed to a crystalline or smectic phase at −30 ° C., TC was described as ≦ −20 ° C. The lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “minimum temperature”.
(5)粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s)
測定には、東京計器株式会社製のE型回転粘度計を用いた。
(5) Viscosity (bulk viscosity; η; measured at 20 ° C .; mPa · s)
For the measurement, an E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used.
(6)光学異方性(屈折率異方性;25℃で測定;Δn)
測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率(n‖)は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性(Δn)の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。
(6) Optical anisotropy (refractive index anisotropy; measured at 25 ° C .; Δn)
The measurement was performed by using an Abbe refractometer having a polarizing plate attached to the eyepiece using light having a wavelength of 589 nm. After rubbing the surface of the main prism in one direction, a sample was dropped on the main prism. The refractive index (n‖) was measured when the direction of polarized light was parallel to the direction of rubbing. The refractive index (n⊥) was measured when the direction of polarized light was perpendicular to the direction of rubbing. The value of optical anisotropy (Δn) was calculated from the equation: Δn = n∥−n⊥.
(7)比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm)
電極を備えた容器に試料1.0mLを注入した。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。
(7) Specific resistance (ρ; measured at 25 ° C .; Ωcm)
1.0 mL of the sample was injected into a container equipped with electrodes. A DC voltage (10 V) was applied to the container, and a DC current after 10 seconds was measured. The specific resistance was calculated from the following equation. (Specific resistance) = {(voltage) × (electrical capacity of container)} / {(direct current) × (dielectric constant of vacuum)}.
誘電率異方性が正の試料と負の試料とでは、特性の測定法が異なることがある。誘電率異方性が正であるときの測定法は、項(8a)から(12a)に記載した。誘電率異方性が負の場合は、項(8b)から(12b)に記載した。 The measurement method of the characteristics may be different between a sample having a positive dielectric anisotropy and a sample having a negative dielectric anisotropy. The measuring method when the dielectric anisotropy is positive is described in items (8a) to (12a). When the dielectric anisotropy was negative, it was described in items (8b) to (12b).
(8a)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s)
正の誘電率異方性:測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が0度であり、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5μmであるTN素子に試料を入れた。この素子に16Vから19.5Vの範囲で0.5V毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM.Imaiらの論文、40頁の計算式(10)とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。
(8a) Viscosity (rotational viscosity; γ1; measured at 25 ° C .; mPa · s)
Positive dielectric anisotropy: The measurement was performed according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). A sample was placed in a TN device having a twist angle of 0 degree and a distance (cell gap) between two glass substrates of 5 μm. A voltage of 16 V to 19.5 V was applied to the device in steps of 0.5 V. After 0.2 seconds of no application, application was repeated under the condition of only one rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds). The peak current and the peak time of the transient current generated by this application were measured. These measurements and M.P. The rotational viscosity value was obtained from the calculation formula (10) on page 40 of the paper by Imai et al. The value of the dielectric anisotropy required for this calculation was determined by the method described below using the element whose rotational viscosity was measured.
(8b)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s)
負の誘電率異方性:測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmのVA素子に試料を入れた。この素子に39Vから50Vの範囲で1V毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM.Imaiらの論文、40頁の計算式(10)とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性の項で測定した値を用いた。
(8b) Viscosity (rotational viscosity; γ1; measured at 25 ° C .; mPa · s)
Negative dielectric anisotropy: The measurement was performed according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). A sample was placed in a VA device in which a distance (cell gap) between two glass substrates was 20 μm. A voltage of 39 V to 50 V was applied stepwise to the device every 1 V. After 0.2 seconds of no application, application was repeated under the condition of only one rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds). The peak current and the peak time of the transient current generated by this application were measured. These measurements and M.P. The rotational viscosity value was obtained from the calculation formula (10) on page 40 of the paper by Imai et al. As the dielectric anisotropy necessary for this calculation, a value measured in the following section on dielectric anisotropy was used.
(9a)誘電率異方性(Δε;25℃で測定)
正の誘電率異方性:2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、そしてツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(10V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
(9a) Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25 ° C.)
Positive dielectric anisotropy: A sample was placed in a TN device in which a distance (cell gap) between two glass substrates was 9 μm and a twist angle was 80 degrees. Sine waves (10 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε‖) in the major axis direction of the liquid crystal molecules was measured. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε () of the liquid crystal molecules in the minor axis direction was measured. The value of the dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥.
(9b)誘電率異方性(Δε;25℃で測定)
負の誘電率異方性:誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率(ε‖およびε⊥)は次のように測定した。
1)誘電率(ε‖)の測定:よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16mL)のエタノール(20mL)溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時間加熱した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであるVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。
2)誘電率(ε⊥)の測定:よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。
(9b) Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25 ° C.)
Negative dielectric anisotropy: The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥. The dielectric constants (ε‖ and ε⊥) were measured as follows.
1) Measurement of dielectric constant (ε‖): A solution of octadecyltriethoxysilane (0.16 mL) in ethanol (20 mL) was applied to a well-cleaned glass substrate. After rotating the glass substrate with a spinner, it was heated at 150 ° C. for 1 hour. A sample was placed in a VA device in which the distance (cell gap) between two glass substrates was 4 μm, and the device was sealed with an adhesive that cured with ultraviolet light. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε‖) in the major axis direction of the liquid crystal molecules was measured.
2) Measurement of dielectric constant (ε⊥): A polyimide solution was applied to a well-cleaned glass substrate. After firing this glass substrate, a rubbing treatment was performed on the obtained alignment film. A sample was placed in a TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 9 μm and the twist angle was 80 degrees. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε () of the liquid crystal molecules in the minor axis direction was measured.
(10a)弾性定数(K;25℃で測定;pN)
正の誘電率異方性:測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のHP4284A型LCRメータを用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmである水平配向素子に試料を入れた。この素子に0Vから20Vの電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量(C)と印加電圧(V)の値を「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社)、75頁にある式(2.98)、式(2.101)を用いてフィッティングし、式(2.99)からK11およびK33の値を得た。次に171頁にある式(3.18)に、先ほど求めたK11およびK33の値を用いてK22を算出した。弾性定数Kは、このようにして求めたK11、K22およびK33の平均値で表した。
(10a) Elastic constant (K; measured at 25 ° C .; pN)
Positive dielectric anisotropy: HP4284A LCR meter manufactured by Yokogawa-Hewlett-Packard Co., Ltd. was used for measurement. A sample was placed in a horizontal alignment element in which a distance (cell gap) between two glass substrates was 20 μm. A charge of 0 V to 20 V was applied to the device, and the capacitance and applied voltage were measured. The measured values of the capacitance (C) and the applied voltage (V) were fitted using the equations (2.98) and (2.101) on page 75 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun). to obtain the values of K 11 and K 33 from equation (2.99). Then the equation (3.18) on page 171, to calculate the K 22 using the values of K 11 and K 33 was determined previously. The elastic constant K was represented by the average value of K 11 , K 22 and K 33 thus obtained.
(10b)弾性定数(K11およびK33;25℃で測定;pN)
負の誘電率異方性:測定には株式会社東陽テクニカ製のEC−1型弾性定数測定器を用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmである垂直配向素子に試料を入れた。この素子に20Vから0Vの電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。静電容量(C)と印加電圧(V)の値を、「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社)、75頁にある式(2.98)、式(2.101)を用いてフィッティングし、式(2.100)から弾性定数の値を得た。
(10b) Elastic constants (K 11 and K 33 ; measured at 25 ° C .; pN)
Negative dielectric anisotropy: An EC-1 type elastic constant measuring device manufactured by Toyo Corporation was used for the measurement. A sample was placed in a vertical alignment element in which a distance (cell gap) between two glass substrates was 20 μm. A charge of 20 V to 0 V was applied to the device, and the capacitance and applied voltage were measured. The values of the capacitance (C) and the applied voltage (V) were fitted using the equations (2.98) and (2.101) on page 75 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun). The value of the elastic constant was obtained from Equation (2.100).
(11a)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V)
正の誘電率異方性:測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が0.45/Δn(μm)であり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧(32Hz、矩形波)は0Vから10Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が90%になったときの電圧で表した。
(11a) Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V)
Positive dielectric anisotropy: An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. A sample was put in a normally white mode TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 0.45 / Δn (μm) and the twist angle was 80 degrees. The voltage (32 Hz, rectangular wave) applied to this device was increased stepwise from 0 V to 10 V in steps of 0.02 V. At this time, the device was irradiated with light from a vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. A voltage-transmittance curve was prepared in which the maximum light amount was 100% transmittance, and the minimum light amount was 0% transmittance. The threshold voltage was represented by a voltage when the transmittance became 90%.
(11b)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V)
負の誘電率異方性:測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。
この素子に印加する電圧(60Hz、矩形波)は0Vから20Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が10%になったときの電圧で表した。
(11b) Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V)
Negative dielectric anisotropy: An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. A sample is placed in a normally black mode VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) is 4 μm and the rubbing direction is antiparallel, and an adhesive that cures this device with ultraviolet light is used. And sealed.
The voltage (60 Hz, rectangular wave) applied to this device was increased stepwise from 0 V to 20 V in steps of 0.02 V. At this time, the device was irradiated with light from a vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. A voltage-transmittance curve was prepared in which the maximum light amount was 100% transmittance, and the minimum light amount was 0% transmittance. The threshold voltage was represented by a voltage at which the transmittance became 10%.
(12a)応答時間(τ;25℃で測定;ms)
正の誘電率異方性:測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5.0μmであり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に矩形波(60Hz、5V、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%であるとみなした。立ち上がり時間(τr:rise time;ミリ秒)は、透過率が90%から10%に変化するのに要した時間である。立ち下がり時間(τf:fall time;ミリ秒)は透過率10%から90%に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。
(12a) Response time (τ; measured at 25 ° C .; ms)
Positive dielectric anisotropy: An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. The low-pass filter was set at 5 kHz. A sample was put in a normally white mode TN device in which a distance (cell gap) between two glass substrates was 5.0 μm and a twist angle was 80 degrees. A rectangular wave (60 Hz, 5 V, 0.5 seconds) was applied to the device. At this time, the device was irradiated with light from a vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. The maximum light amount was considered to be 100% transmittance, and the minimum light amount was considered to be 0% transmittance. The rise time (τr: rise time; millisecond) is the time required for the transmittance to change from 90% to 10%. Fall time (τf: fall time; millisecond) is the time required for the transmittance to change from 10% to 90%. The response time was represented by the sum of the rise time and the fall time thus obtained.
(12b)応答時間(τ;25℃で測定;ms)
負の誘電率異方性:測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.2μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のPVA素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子にしきい値電圧を若干超える程度の電圧を1分間印加し、次に5.6Vの電圧を印加しながら23.5mW/cm2の紫外線を8分間照射した。この素子に矩形波(60Hz、10V、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%であるとみなした。応答時間は透過率90%から10%に変化するのに要した時間(立ち下がり時間;fall time;ミリ秒)で表した。
(12b) Response time (τ; measured at 25 ° C .; ms)
Negative dielectric anisotropy: An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. The low-pass filter was set at 5 kHz. A sample was placed in a normally black mode PVA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.2 μm and the rubbing direction was antiparallel. The device was sealed with an adhesive that cured with ultraviolet light. A voltage slightly exceeding the threshold voltage was applied to the device for 1 minute, and then 23.5 mW / cm 2 ultraviolet light was applied for 8 minutes while applying a voltage of 5.6 V. A rectangular wave (60 Hz, 10 V, 0.5 seconds) was applied to the device. At this time, the device was irradiated with light from a vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured. The maximum light amount was considered to be 100% transmittance, and the minimum light amount was considered to be 0% transmittance. The response time was represented by the time required for the transmittance to change from 90% to 10% (fall time; millisecond).
(13)電圧保持率
重合性化合物を重合させた素子に60℃でパルス電圧(1Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で500ミリ秒間測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。
(13) Voltage holding ratio The element obtained by polymerizing the polymerizable compound was charged at 60 ° C. by applying a pulse voltage (1 V for 60 microseconds). The decaying voltage was measured with a high-speed voltmeter for 500 milliseconds, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined. The area B is the area when there is no attenuation. The voltage holding ratio was expressed as a percentage of the area A to the area B.
(14)照度
紫外線照度の測定には、ウシオ電機株式会社製の紫外線照度計、UIT−250型(センサー:UVD−S313およびUVD−S365)を用いた。
(14) Illuminance The ultraviolet illuminance was measured using an ultraviolet illuminometer manufactured by Ushio Inc., Model UIT-250 (sensors: UVD-S313 and UVD-S365).
(15)水平配向の均一性
配向制御層が形成された素子を偏光顕微鏡にセットして液晶の配向状態を観察した。偏光顕微鏡の偏光子と検光子は各々の透過軸が直交するように配置した。まず、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸が平行となるように、すなわち、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が0度となるように、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上に設置した。素子の下側、すなわち、偏光子側から光を照射し、検光子を透過する光の有無を観察した。検光子を透過する光が観察されなかった場合(黒状態)、配向は「良好」であると判定した。この黒状態における光透過強度の測定は横河電機株式会社製のマルチメディアディスプレイテスタ・3298を用いた。同様の観察において検光子を透過する光が観察された場合は、配向は「不良」であると判定した。次に、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を0度から変化させた。検光子を透過する光の強度は、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度が大きくなるにしたがい増大し、その角度が45度である時に、ほぼ最大となることを確認した。この光透過状態における光強度の測定も黒状態における光透過強度の測定と同様に行った。得られた光透過強度から、下記式により、透過率比を算出した。
(透過率比)=(光透過状態での光透過強度)/(黒状態での光透過強度)
(15) Uniformity of horizontal alignment The element on which the alignment control layer was formed was set on a polarizing microscope, and the alignment state of the liquid crystal was observed. The polarizer and analyzer of the polarizing microscope were arranged such that their transmission axes were orthogonal. First, so that the orientation direction of the liquid crystal molecules and the transmission axis of the polarizer of the polarization microscope are parallel, that is, the angle between the orientation direction of the liquid crystal molecules and the transmission axis of the polarizer of the polarization microscope is 0 degrees. The device was set on a horizontal rotating stage of a polarizing microscope. Light was irradiated from the lower side of the device, that is, from the polarizer side, and the presence or absence of light transmitted through the analyzer was observed. When no light transmitted through the analyzer was observed (black state), the orientation was determined to be “good”. The light transmission intensity in the black state was measured using a multimedia display tester 3298 manufactured by Yokogawa Electric Corporation. When light transmitted through the analyzer was observed in the same observation, the orientation was determined to be “poor”. Next, the element was rotated on a horizontal rotating stage of a polarizing microscope, and the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules was changed from 0 degree. The intensity of the light transmitted through the analyzer increases as the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules increases, and it becomes almost maximum when the angle is 45 degrees. confirmed. The measurement of the light intensity in this light transmission state was performed in the same manner as the measurement of the light transmission intensity in the black state. From the obtained light transmission intensity, the transmittance ratio was calculated by the following equation.
(Transmittance ratio) = (Light transmission intensity in light transmission state) / (Light transmission intensity in black state)
(16)プレチルト角(度)
プレチルト角の測定には、シンテック株式会社製のOpti−Proを使用した。
(16) Pretilt angle (degree)
Opti-Pro manufactured by Shintech Co., Ltd. was used for measuring the pretilt angle.
(17)膜厚
配向制御層の膜厚測定はSEM(走査型電子顕微鏡、株式会社日立ハイテクノロジー製SU−70)を用いて行った。
(17) Film Thickness The thickness of the orientation control layer was measured using an SEM (scanning electron microscope, SU-70 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
化合物(1)は、以下に示した化合物から選ばれる。 Compound (1) is selected from the compounds shown below.
化合物(16α−A)は、以下に示した化合物から選ばれる。 Compound (16α-A) is selected from the compounds shown below.
化合物(16α−B)は、以下に示した化合物から選ばれる。 Compound (16α-B) is selected from the compounds shown below.
組成物中の化合物は、下記の表2の1)〜5)の定義に基づいて記号により表した。表2において、1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。(−)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)である。最後に、液晶組成物の特性値をまとめた。特性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を(外挿することなく)そのまま記載した。 The compounds in the composition were represented by symbols based on the definitions of 1) to 5) in Table 2 below. In Table 2, the configuration for 1,4-cyclohexylene is trans. The number in parentheses after the symbol corresponds to the compound number. The symbol (-) means other liquid crystal compounds. The ratio (percentage) of the liquid crystal compound is a percentage by weight (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition. Finally, the characteristic values of the liquid crystal composition were summarized. The properties were measured according to the method described above, and the measured values were described as such (without extrapolation).
[組成物(M1)]
2−HH−3 (2−1) 21%3−HH−4 (2−1) 5%3−HB−O2 (2−5) 2.5%1−BB−3 (2−8) 4%3−HHB−1 (3−1) 1.5%3−HBB−2 (3−4) 9.5%2−H1OB(2F,3F)−O2 (9−5) 7%3−H1OB(2F,3F)−O2 (9−5) 11%3−HDhB(2F,3F)−O2 (10−3) 3.5%3−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 8%2−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 3%3−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 9%5−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 7%V−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 8%
NI=80.8℃;Tc<−20℃;Δn=0.108;Δε=−3.8;Vth=2.02V;η=19.8mPa・s;γ1=115.0mPa・s.
[Composition (M1)]
2-HH-3 (2-1) 21% 3-HH-4 (2-1) 5% 3-HB-O2 (2-5) 2.5% 1-BB-3 (2-8) 4% 3-HHB-1 (3-1) 1.5% 3-HBB-2 (3-4) 9.5% 2-H1OB (2F, 3F) -O2 (9-5) 7% 3-H1OB (2F) , 3F) -O2 (9-5) 11% 3-HDhB (2F, 3F) -O2 (10-3) 3.5% 3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 8% 2- HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 3% 3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 9% 5-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 7% V -HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 8%
NI = 80.8 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.08; Δε = −3.8; Vth = 2.02 V; η = 19.8 mPa · s; γ 1 = 1115.0 mPa · s.
[組成物(M2)]
2−HH−3 (2−1) 21%3−HH−4 (2−1) 5%3−HBB−2 (3−4) 9%3−HHB−3 (3−1) 8%5−HBB(F,F)−F (6−24) 20%3−HBB(F,F)−F (6−24) 30%2−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%3−HHBB(F,F)−F (7−6) 4%NI=85.1℃;Tc<−20℃;Δn=0.109;Δε=5.3;Vth=1.83V;η=20.1mPa・s;γ1=82.4mPa・s.
[Composition (M2)]
2-HH-3 (2-1) 21% 3-HH-4 (2-1) 5% 3-HBB-2 (3-4) 9% 3-HHB-3 (3-1) 8% 5- HBB (F, F) -F (6-24) 20% 3-HBB (F, F) -F (6-24) 30% 2-HHBB (F, F) -F (7-6) 3% 3 -HHBB (F, F) -F (7-6) 4% NI = 85.1 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.109; Δε = 5.3; Vth = 1.83V; η = 20 .1 mPa · s; γ1 = 82.4 mPa · s.
[組成物(M3)]
3−HH−V (2−1) 18%3−HH−4 (2−1) 11%5−HB−O2 (2−5) 2%3−HHB−1 (3−1) 5%3−HHB−3 (3−1) 5%3−HHB−O1 (3−1) 6%3−HHB(F,F)−F (6−3) 10%3−BB(F)B(F,F)−F (6−69) 7%3−BB(F,F)XB(F,F)−F (6−97) 14%3−HHXB(F,F)−F (6−100) 2%3−GHB(F,F)−F (6−109) 4%4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 10%5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 6%NI=78.4℃;Tc<−20℃;Δn=0.108;Δε=10.4;Vth=1.35V;η=17.8mPa・s;γ1=79.9mPa・s.
[Composition (M3)]
3-HH-V (2-1) 18% 3-HH-4 (2-1) 11% 5-HB-O2 (2-5) 2% 3-HHB-1 (3-1) 5% 3- HHB-3 (3-1) 5% 3-HHB-O1 (3-1) 6% 3-HHB (F, F) -F (6-3) 10% 3-BB (F) B (F, F ) -F (6-69) 7% 3-BB (F, F) XB (F, F) -F (6-97) 14% 3-HHXB (F, F) -F (6-100) 2% 3-GHB (F, F) -F (6-109) 4% 4-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 10% 5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 6% NI = 78.4 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.108; Δε = 10.4; Vth = 1. 35 V; η = 17.8 mPa · s; γ1 = 79.9 mPa · .
[組成物(M4)]
3−HH−V (2−1) 34%V−HHB−1 (3−1) 12%V−HBB−2 (3−4) 5%3−HBB−2 (3−4) 5%3−BB(F,F)XB(F,F)−F (6−97) 15%3−GB(F,F)XB(F,F)−F (6−113) 4%3−HHB(F,F)XB(F,F)−F (7−29) 8%3−HBBXB(F,F)−F (7−32) 5%3−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F (7−56) 4%4−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−57) 4%5−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−57) 4%NI=77.4℃;Tc<−20℃;Δn=0.108;Δε=10.2;Vth=1.35V;η=13.2mPa・s;γ1=69.0mPa・s.
[Composition (M4)]
3-HH-V (2-1) 34% V-HHB-1 (3-1) 12% V-HBB-2 (3-4) 5% 3-HBB-2 (3-4) 5% 3- BB (F, F) XB (F, F) -F (6-97) 15% 3-GB (F, F) XB (F, F) -F (6-113) 4% 3-HHB (F, F) XB (F, F) -F (7-29) 8% 3-HBBXB (F, F) -F (7-32) 5% 3-BB (F, F) XB (F) B (F, F) -F (7-56) 4% 4-GB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-57) 4% 5-GB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-57) 4% NI = 77.4 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.108; Δε = 10.2; Vth = 1.35V; 2 mPa · s; γ1 = 69.0 mPa · s.
[組成物(M5)]
3−HH−V (2−1) 29%3−HH−V1 (2−1) 2%V−HHB−1 (3−1) 5%2−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 3%3−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 10.5%3−H2B(2F,3F)−O2 (9−4) 5%V2−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 12%V−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 11.5%3−HH2B(2F,3F)−O2 (10−4) 9%V−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 11%V−HBB(2F,3F)−O4 (10−7) 2%NI=89.1℃;Tc<−20℃;Δn=0.107;Δε=−3.7;Vth=2.32V;γ1=129.7mPa・s.
[Composition (M5)]
3-HH-V (2-1) 29% 3-HH-V1 (2-1) 2% V-HHB-1 (3-1) 5% 2-BB (2F, 3F) -O2 (9-3 ) 3% 3-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 10.5% 3-H2B (2F, 3F) -O2 (9-4) 5% V2-HHB (2F, 3F) -O2 ( 10-1) 12% V-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 11.5% 3-HH2B (2F, 3F) -O2 (10-4) 9% V-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 11% V-HBB (2F, 3F) -O4 (10-7) 2% NI = 89.1 ° C; Tc <-20 ° C; Δn = 0.107; Δε = -3. 7; Vth = 2.32 V; γ1 = 129.7 mPa · s.
[組成物(M6)]
2−HH−3 (2−1) 20%3−HH−VFF (2−1) 6%V−HBB−2 (3−4) 10%3−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 12%5−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 11%3−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 10%V−HHB(2F,3F)−O1 (10−1) 3%V−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 8%2−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 3%3−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 9%4−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 5%V−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 3%NI=85.8℃;Tc<−20℃;Δn=0.104;Δε=−3.5;Vth=2.11V;γ1=106mPa・s.
[Composition (M6)]
2-HH-3 (2-1) 20% 3-HH-VFF (2-1) 6% V-HBB-2 (3-4) 10% 3-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) ) 12% 5-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) 11% 3-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 10% V-HHB (2F, 3F) -O1 (10-) 1) 3% V-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 8% 2-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 3% 3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-1) -7) 9% 4-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 5% V-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 3% NI = 85.8 ° C; Tc <-20 ° C; Δn = 0.104; Δε = -3.5; Vth = 2.11 V; γ1 = 106 mPa · s.
[組成物(M7)]
3−HH−V (2−1) 15%3−HH−V1 (2−1) 6%2−HH−3 (2−1) 9%3−HH−4 (2−1) 3%3−HH−2V1 (2−1) 3%V−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 7%V2−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 10%V−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 7%V−HHB(2F,3F)−O1 (10−1) 9%V2−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 8%3−HH2B(2F,3F)−O2 (10−4) 9%V−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 7%V−HBB(2F,3F)−O4 (10−7) 7%NI=87.5℃;Tc<−20℃;Δn=0.100;Δε=−3.4;Vth=2.28V;η=16.6mPa・s;γ1=102mPa・s.
[Composition (M7)]
3-HH-V (2-1) 15% 3-HH-V1 (2-1) 6% 2-HH-3 (2-1) 9% 3-HH-4 (2-1) 3% 3- HH-2V1 (2-1) 3% V-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) 7% V2-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 10% V-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 7% V-HHB (2F, 3F) -O1 (10-1) 9% V2-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 8% 3-HH2B (2F , 3F) -O2 (10-4) 9% V-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 7% V-HBB (2F, 3F) -O4 (10-7) 7% NI = 87. 5 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.100; Δε = −3.4; Vth = 2.28 V; η = 16.6 mPa · s; γ 1 = 102 mPa · s.
[組成物(M8)]
3−HH−V (2−1) 27%3−HH−V1 (2−1) 2%3−HH−2V1 (2−1) 5%V2−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 9%3−H2B(2F,3F)−O2 (9−4) 9%V−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 10%V−HHB(2F,3F)−O1 (10−1) 9%V2−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 8%3−HH2B(2F,3F)−O2 (10−4) 9%V−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 7%V−HBB(2F,3F)−O4 (10−7) 5%NI=89.5℃;Tc<−20℃;Δn=0.100;Δε=−3.6;Vth=2.34V;η=17.1mPa・s;γ1=109mPa・s.
[Composition (M8)]
3-HH-V (2-1) 27% 3-HH-V1 (2-1) 2% 3-HH-2V1 (2-1) 5% V2-BB (2F, 3F) -O2 (9-3 9% 3-H2B (2F, 3F) -O2 (9-4) 9% V-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 10% V-HHB (2F, 3F) -O1 (10-) 1) 9% V2-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 8% 3-HH2B (2F, 3F) -O2 (10-4) 9% V-HBB (2F, 3F) -O2 (10 -7) 7% V-HBB (2F, 3F) -O4 (10-7) 5% NI = 89.5 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.100; Δε = −3.6; Vth = 2.34 V; η = 17.1 mPa · s; γ1 = 109 mPa · s.
[実施例1]
上記の組成物(M1)100重量部に、第一添加物として化合物(1−12)を3.0重量部の割合で添加した。そして、酸化防止剤として、R40がヘプチル基(C7H15−)である化合物(AO−1)を、組成物(M1)100重量部に対して、150重量ppmの割合で添加した。この組成物のネマチック相から等方相への転移温度は、約84℃であった。次に、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しない櫛歯電極を有する液晶素子(以下ではIPS素子または単に素子ということがある)に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS−XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、第一の紫外線照射として、波長313nm、波長335nmおよび波長365nmにピークを有する偏光紫外線を素子に対して法線方向から22J/cm2照射した(波長313nmにおける照度は3mW/cm2。ウシオ電機株式会社製UIT−150およびUVD−S313を用いて測定した。)。紫外線の照射ランプは、ウシオ電機株式会社製のUSH−250BYを用いた。露光機ユニットはウシオ電機株式会社製ML−251A/Bを用いた。偏光紫外線は、ワイヤーグリッド偏光子((株)ポラテクノ製のProFlux UVT260A)を用いて形成した。
次に配向制御層が形成された素子を偏光顕微鏡にセットして液晶の水平配向の均一性を観察したところ、光抜けは観察されず配向は良好であった。
また、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を0度から変化させた。検光子を透過する光の強度は、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度が大きくなるにしたがい増大し、その角度が45度である時に、ほぼ最大となることを確認した。以上により得られた素子では液晶分子が素子の基板の主面に対して略水平な方向に配向しており、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が0度となるときの光透過強度と、45度となるときの光透過強度の比を前記式に従い算出したところ、約1050であった。
[Example 1]
To 100 parts by weight of the composition (M1), 3.0 parts by weight of the compound (1-12) was added as a first additive. Then, as an antioxidant, a compound (AO-1) in which R 40 is a heptyl group (C 7 H 15 −) was added at a ratio of 150 ppm by weight based on 100 parts by weight of the composition (M1). The transition temperature from the nematic phase to the isotropic phase of this composition was about 84 ° C. Next, a liquid crystal element (hereinafter referred to as an IPS element or This composition was injected at 90 ° C. (above the upper limit temperature of the nematic phase). As the 3.2 μm spacer, Hayabeads 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., the device was irradiated with polarized ultraviolet rays having peaks at 313 nm, 335 nm and 365 nm from the normal direction at 22 J / cm 2 as first ultraviolet irradiation (at a wavelength of 313 nm). The illuminance was 3 mW / cm 2 , measured using UIT-150 and UVD-S313 manufactured by Ushio Inc.). USH-250BY manufactured by Ushio Inc. was used as an ultraviolet irradiation lamp. The exposure machine unit used was ML-251A / B manufactured by Ushio Inc. The polarized ultraviolet light was formed using a wire grid polarizer (ProFlux UVT260A manufactured by Poratechno Co., Ltd.).
Next, the element on which the alignment control layer was formed was set in a polarizing microscope, and the uniformity of the horizontal alignment of the liquid crystal was observed. As a result, no light leakage was observed and the alignment was good.
The element was rotated on a horizontal rotating stage of a polarizing microscope, and the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules was changed from 0 degree. The intensity of the light transmitted through the analyzer increases as the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules increases, and it becomes almost maximum when the angle is 45 degrees. confirmed. In the device obtained as described above, the liquid crystal molecules were oriented in a direction substantially horizontal to the main surface of the substrate of the device, and it was determined to be "horizontal orientation".
In order to evaluate the uniformity of the horizontal alignment, the light transmission intensity when the angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope is 0 degree, and the light transmission intensity when the angle is 45 degrees The ratio was calculated according to the above formula to be about 1050.
[実施例2]
実施例1における化合物(1−12)を化合物(1−39)に変更し、第一添加物の添加量を1.0重量部としたこと以外は実施例1と同様な方法で組成物を調製した。この組成物のネマチック相から等方相への転移温度は、約85℃であった。次に、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しないIPS素子に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS−XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、紫外線の照射量を0.9J/cm2としたこと以外は実施例1と同一の条件で第一の紫外線照射を行い、素子の水平配向処理を行った。
実施例1と同様な方法で水平配向の均一性を観察したところ、光抜けは観察されず配向は良好であった。
また、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を0度から変化させた。検光子を透過する光の強度は、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度が大きくなるにしたがい増大し、その角度が45度である時に、ほぼ最大となることを確認した。以上により得られた素子では液晶分子が素子の基板の主面に対して略水平な方向に配向しており、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が0度となるときの光透過強度と、45度となるときの光透過強度の比を前記式に従い算出したところ、約510であった。
[Example 2]
A composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound (1-12) in Example 1 was changed to the compound (1-39) and the amount of the first additive was changed to 1.0 part by weight. Prepared. The transition temperature of the composition from a nematic phase to an isotropic phase was about 85 ° C. Next, this composition was added at 90 ° C. (nematic phase) to an IPS device having no alignment film in which a distance (cell gap) between two glass substrates was set to 3.2 μm via a 3.2 μm spacer and a sealant. ). As the 3.2 μm spacer, Hayabeads 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., the first ultraviolet irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation amount of the ultraviolet light was 0.9 J / cm 2 , and the device was subjected to horizontal alignment treatment. .
When the uniformity of horizontal alignment was observed in the same manner as in Example 1, no light leakage was observed and the alignment was good.
The element was rotated on a horizontal rotating stage of a polarizing microscope, and the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules was changed from 0 degree. The intensity of the light transmitted through the analyzer increases as the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules increases, and it becomes almost maximum when the angle is 45 degrees. confirmed. In the device obtained as described above, the liquid crystal molecules were oriented in a direction substantially horizontal to the main surface of the substrate of the device, and it was determined to be "horizontal orientation".
In order to evaluate the uniformity of the horizontal alignment, the light transmission intensity when the angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope is 0 degree, and the light transmission intensity when the angle is 45 degrees When the ratio was calculated according to the above equation, it was about 510.
[実施例3]
実施例1における化合物(1−12)を化合物(1−41)に変更したこと以外は実施例1と同様な方法で組成物を調製した。この組成物のネマチック相から等方相への転移温度は、約84℃であった。次に、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しないIPS素子に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS−XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、紫外線の照射量を11J/cm2としたこと以外は実施例1と同一の条件で第一の紫外線照射を行い、素子の水平配向処理を行った。
実施例1と同様な方法で水平配向の均一性を観察したところ、光抜けは観察されず配向は良好であった。
また、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を0度から変化させた。検光子を透過する光の強度は、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度が大きくなるにしたがい増大し、その角度が45度である時に、ほぼ最大となることを確認した。以上により得られた素子では液晶分子が素子の基板の主面に対して略水平な方向に配向しており、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が0度となるときの光透過強度と、45度となるときの光透過強度の比を前記式に従い算出したところ、約670であった。
[Example 3]
A composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound (1-12) in Example 1 was changed to the compound (1-41). The transition temperature from the nematic phase to the isotropic phase of this composition was about 84 ° C. Next, this composition was added at 90 ° C. (nematic phase) to an IPS device having no alignment film in which a distance (cell gap) between two glass substrates was set to 3.2 μm via a 3.2 μm spacer and a sealant. ). As the 3.2 μm spacer, Hayabeads 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., the first ultraviolet irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation amount of the ultraviolet light was set to 11 J / cm 2 , thereby performing a horizontal alignment treatment of the device.
When the uniformity of horizontal alignment was observed in the same manner as in Example 1, no light leakage was observed and the alignment was good.
The element was rotated on a horizontal rotating stage of a polarizing microscope, and the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules was changed from 0 degree. The intensity of the light transmitted through the analyzer increases as the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules increases, and it becomes almost maximum when the angle is 45 degrees. confirmed. In the device obtained as described above, the liquid crystal molecules were oriented in a direction substantially horizontal to the main surface of the substrate of the device, and it was determined to be "horizontal orientation".
In order to evaluate the uniformity of the horizontal alignment, the light transmission intensity when the angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope is 0 degree, and the light transmission intensity when the angle is 45 degrees The ratio was calculated to be about 670 according to the above equation.
[比較例1]
実施例1における化合物(1−12)を添加しないこと以外は実施例1と同様な方法で組成物を調製し、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しないIPS素子に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS-XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、実施例1と同一の条件で第一の紫外線照射を行い、素子の水平配向処理を行った。
実施例1と同様な方法で水平配向の均一性を観察したところ、配向欠陥由来の光抜けが観察され、液晶化合物は配向していなかった。
[Comparative Example 1]
A composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound (1-12) in Example 1 was not added, and a gap (cell) between two glass substrates was placed via a 3.2 μm spacer and a sealant. This composition was injected at 90 ° C. (above the upper limit temperature of the nematic phase) into an IPS device having no alignment film whose gap was set to 3.2 μm. As the 3.2 μm spacer, Hayabes 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., first ultraviolet irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 to perform a horizontal alignment treatment of the device.
When the uniformity of horizontal alignment was observed in the same manner as in Example 1, light leakage due to alignment defects was observed, and the liquid crystal compound was not aligned.
[比較例2]
実施例1における化合物(1−12)を下記の化合物(R−1)に変更したこと以外は実施例1と同様な方法で組成物を調製した。この組成物のネマチック相から等方相への転移温度は、約79℃であった。次に、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しないIPS素子に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS−XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、紫外線の照射量を11J/cm2としたこと以外は実施例1と同一の条件で第一の紫外線照射を行い、素子の水平配向処理を行った。
実施例1と同様な方法で水平配向の均一性を観察したところ、配向欠陥由来の光抜けが多数観察され、液晶化合物はランダムに配向していることが分かった。
[Comparative Example 2]
A composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound (1-12) in Example 1 was changed to the following compound (R-1). The transition temperature of the composition from a nematic phase to an isotropic phase was about 79 ° C. Next, this composition was added at 90 ° C. (nematic phase) to an IPS device having no alignment film in which a distance (cell gap) between two glass substrates was set to 3.2 μm via a 3.2 μm spacer and a sealant. ). As the 3.2 μm spacer, Hayabeads 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., the first ultraviolet irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation amount of the ultraviolet light was set to 11 J / cm 2 , thereby performing a horizontal alignment treatment of the device.
When the uniformity of horizontal alignment was observed in the same manner as in Example 1, a large number of light leaks due to alignment defects were observed, and it was found that the liquid crystal compound was randomly aligned.
[比較例3]
実施例1における化合物(1−12)を下記の化合物(R−2)に変更したこと以外は実施例1と同様な方法で組成物を調製した。この組成物のネマチック相から等方相への転移温度は、約86℃であった。次に、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しないIPS素子に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS−XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、紫外線の照射量を11J/cm2としたこと以外は実施例1と同一の条件で第一の紫外線照射を行い、素子の水平配向処理を行った。
実施例1と同様な方法で水平配向の均一性を観察したところ、光抜けは観察されず、暗視野のままであった。一方、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を0度から変化させた。検光子を透過する光の強度は、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度が変わっても変化しなかった。以上により得られた素子では液晶分子が素子の基板の主面に対して略垂直な方向に配向しており、「垂直配向」であると判定した。
[Comparative Example 3]
A composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound (1-12) in Example 1 was changed to the following compound (R-2). The transition temperature of the composition from a nematic phase to an isotropic phase was about 86 ° C. Next, this composition was added at 90 ° C. (nematic phase) to an IPS device having no alignment film in which a distance (cell gap) between two glass substrates was set to 3.2 μm via a 3.2 μm spacer and a sealant. ). As the 3.2 μm spacer, Hayabeads 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., the first ultraviolet irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation amount of the ultraviolet light was set to 11 J / cm 2 , thereby performing a horizontal alignment treatment of the device.
When the uniformity of the horizontal alignment was observed in the same manner as in Example 1, no light leakage was observed and the dark field was maintained. On the other hand, the element was rotated on a horizontal rotating stage of a polarizing microscope, and the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules was changed from 0 degree. The intensity of light passing through the analyzer did not change even when the angle between the transmission axis of the polarizer of the polarizing microscope and the orientation direction of the liquid crystal molecules was changed. In the device obtained as described above, the liquid crystal molecules were oriented in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate of the device, and it was determined to be “vertical alignment”.
[比較例4]
実施例1における化合物(1−12)を下記の化合物(R−3)に変更したこと以外は実施例1と同様な方法で組成物を調製した。この組成物のネマチック相から等方相への転移温度は、約84℃であった。次に、3.2μmのスペーサとシール剤を介して2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)を3.2μmに設定した配向膜を有しないIPS素子に、この組成物を90℃(ネマチック相の上限温度以上)で注入した。なお、上記3.2μmのスペーサは早川ゴム株式会社のハヤビーズ 3DS−XDを用いた。組成物を90℃に保持しながら、紫外線の照射量を11J/cm2としたこと以外は実施例1と同一の条件で第一の紫外線照射を行い、素子の水平配向処理を行った。
実施例1と同様な方法で水平配向の均一性を観察したところ、配向欠陥由来の光抜けが多数観察され、液晶化合物はランダムに配向していることが分かった。
[Comparative Example 4]
A composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound (1-12) in Example 1 was changed to the following compound (R-3). The transition temperature from the nematic phase to the isotropic phase of this composition was about 84 ° C. Next, this composition was added at 90 ° C. (nematic phase) to an IPS device having no alignment film in which a distance (cell gap) between two glass substrates was set to 3.2 μm via a 3.2 μm spacer and a sealant. ). As the 3.2 μm spacer, Hayabeads 3DS-XD manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd. was used. While maintaining the composition at 90 ° C., the first ultraviolet irradiation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation amount of the ultraviolet light was set to 11 J / cm 2 , thereby performing a horizontal alignment treatment of the device.
When the uniformity of horizontal alignment was observed in the same manner as in Example 1, a large number of light leaks due to alignment defects were observed, and it was found that the liquid crystal compound was randomly aligned.
実施例1から3の素子は、光抜けがほとんどないため透過率比が大きく、水平配向の均一度が高かった。一方、比較例1の素子では、配向制御モノマーが含まれないために配向制御層は形成されず、液晶化合物は配向しなかった。また、比較例2および4の素子では、添加した重合性化合物にはα−メトキシメチルジアクリレート構造が含まれているが、芳香族エステル構造を有していないため、光フリース転位が生じにくく、水平配向制御層として機能しなかった。比較例3の素子では、芳香族エステル構造を有しているが、α−メトキシメチルジアクリレート構造を有していないため、基板との相互作用が生じにくく、水平配向の誘起が困難だったと推定される。このことから、偏光紫外線照射による光フリース転位、光二量化あるいは光異性化を誘起する構造において、α−アルコキシアルキルアクリレート基を含む重合性化合物を用いると、液晶分子の水平配向制御機能を発現可能であることが分かる。同様な効果は、他の液晶組成物(例えば、組成物(M2)から(M8))、他の第一添加物を用いても期待できる。また、第一添加物と第二添加物を併用する場合でも同様な効果を期待できる。また、実施例では、第一の紫外線照射のみであったが、第二の紫外線照射を行う場合においても同様な効果が期待される。
本発明の液晶表示素子を用いることで、従来の配向膜を少なくとも片面に有さない方式や、両面に有さない方式においても、液晶性化合物の水平配向の均一性が十分に確保できると考えられる。液晶組成物の誘電率異方性が正の場合や、負の場合でも同様な効果が得られる。また、第一添加物および第二添加物は偏光紫外線照射により配向制御層形成に消費されるので、液晶組成物の誘電率異方性への影響はほとんどないと考えられる。よって、本発明の液晶表示素子は、均一な水平配向を有すると結論できる。この素子では、光抜けが防止されるので、コントラストなどの特性にも優れているといえる。
The devices of Examples 1 to 3 had almost no light leakage, so the transmittance ratio was large, and the uniformity of horizontal alignment was high. On the other hand, in the device of Comparative Example 1, no alignment control layer was formed because no alignment control monomer was contained, and the liquid crystal compound was not aligned. In addition, in the devices of Comparative Examples 2 and 4, the added polymerizable compound contained an α-methoxymethyl diacrylate structure, but did not have an aromatic ester structure. It did not function as a horizontal alignment control layer. The device of Comparative Example 3 has an aromatic ester structure, but does not have an α-methoxymethyl diacrylate structure, so that interaction with the substrate hardly occurs, and it is presumed that it was difficult to induce horizontal alignment. Is done. From this fact, when a polymerizable compound containing an α-alkoxyalkyl acrylate group is used in a structure that induces photo-Fries rearrangement, photo-dimerization, or photo-isomerization due to polarized ultraviolet irradiation, the function of controlling the horizontal alignment of liquid crystal molecules can be exhibited. You can see that there is. Similar effects can be expected by using other liquid crystal compositions (for example, compositions (M2) to (M8)) and other first additives. Similar effects can be expected even when the first additive and the second additive are used in combination. Further, in the embodiment, only the first ultraviolet irradiation is performed. However, a similar effect can be expected when the second ultraviolet irradiation is performed.
By using the liquid crystal display element of the present invention, it is considered that the uniformity of the horizontal alignment of the liquid crystal compound can be sufficiently ensured even in a conventional system having no alignment film on at least one side or a system not having both sides. Can be Similar effects can be obtained when the dielectric anisotropy of the liquid crystal composition is positive or negative. Further, since the first additive and the second additive are consumed for forming the alignment control layer by the irradiation of polarized ultraviolet light, it is considered that the first additive and the second additive hardly affect the dielectric anisotropy of the liquid crystal composition. Therefore, it can be concluded that the liquid crystal display device of the present invention has a uniform horizontal alignment. In this element, since light leakage is prevented, it can be said that characteristics such as contrast are excellent.
本発明の方法で製造された液晶表示素子は、液晶モニター、液晶テレビ、電子ペーパー、高分子分散モードを利用した調光素子などに用いることができる。 The liquid crystal display device manufactured by the method of the present invention can be used for a liquid crystal monitor, a liquid crystal television, electronic paper, a light control device using a polymer dispersion mode, and the like.
Claims (17)
前記一対の基板と前記液晶層との間に、液晶分子を配向制御する配向制御層を有し、
前記液晶層は、液晶組成物から形成され、
前記液晶組成物は、少なくとも1つの液晶性化合物と、第一添加物として、式(1)で表される、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化、および光分解の少なくとも1つを生じる配向制御層形成モノマーを含有し、
前記配向制御層は、前記第一添加物を重合させてなる重合体を含有する、水平配向型液晶表示素子。
式(1)において、
R1、R2およびR3は、独立して、水素または炭素数1から10のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−または−NH−で置き換えられてもよく;
nは、独立して、0、1または2であり;
aは、0、1、2または3であり;
環A1は、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、ピリジン−3−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イル、アントラセン−2−イル、アントラセン−6−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イル、2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イルであり、
環A2は、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−1,4−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,4−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロペンテン−1,3−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイルであり、
環A3は、1,4−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイルであり;
Z1およびZ2は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、ハロゲンで置き換えられてもよいが、Z1およびZ2の中で少なくとも1つは、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であり、aが2または3のとき、それぞれのZ2は異なっていてもよく;
Sp1、Sp2、Sp3およびSp4は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく;
c、dおよびeは、独立して、0、1、2、3または4であり、c、dおよびeの和は、1、2、3または4であり;
P1、P2、P3およびP4は、独立して、式(1P−1)で表される重合性基であり;
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルである。 A liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates arranged opposite to each other,
An alignment control layer for controlling alignment of liquid crystal molecules between the pair of substrates and the liquid crystal layer,
The liquid crystal layer is formed from a liquid crystal composition,
The liquid crystal composition comprises at least one liquid crystal compound and, as a first additive, at least one of photo-Fries rearrangement, photo-isomerization, photo-dimerization, and photo-decomposition by light irradiation, which is represented by formula (1). Containing an orientation control layer forming monomer that produces
The horizontal alignment type liquid crystal display device, wherein the alignment control layer contains a polymer obtained by polymerizing the first additive.
In equation (1),
R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced by —O— or —NH— Well;
n is independently 0, 1 or 2;
a is 0, 1, 2, or 3;
Ring A 1 is cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3-dioxane - 3-yl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, pyridin-3-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthren-2-yl, phenanthrene-7- Yl, anthracen-2-yl, anthracen-6-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-3-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3- Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl,
Ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, , 2-Phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,4-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-1,4-diyl, 1,2,3,4-tetrahydro Naphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,4-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2, 5-diyl, pyridine-2,5-diyl, cyclopentane-1,3-diyl, cyclopentene-1,3-diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, Enanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4-diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, or 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl,
Ring A 3 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl , Naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene -2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7- Diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4-diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-di Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl;
Z 1 and Z 2 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, — OCO -, - CONH -, - NHCO- or -OCOO- may be replaced by at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- , In these groups, at least one hydrogen may be replaced by halogen, but at least one of Z 1 and Z 2 is —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, —OCOCH = CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, and when a is 2 or 3, each Z 2 may be different;
Sp 1 , Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO— , —OCO— or —OCOO—, and at least one — (CH 2 ) 2 — may be replaced by —CH = CH— or —C≡C—, in these groups: At least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
c, d and e are independently 0, 1, 2, 3 or 4; the sum of c, d and e is 1, 2, 3 or 4;
P 1 , P 2 , P 3 and P 4 are each independently a polymerizable group represented by the formula (1P-1);
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH— or —C≡C—, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but P 1 , P 2 , P 3 and P 4 In at least one formula (1P-1), R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons.
R1、R2およびR3は、独立して、水素または炭素数1から10のアルキルであり、
このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−または−NH−で置き換えられてもよく;
nは、独立して、0、1または2であり;
aは、0、1、2または3であり;
環A1は、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、ピリミジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、ピリジン−2−イル、ピリジン−3−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イルまたはアントラセン−2−イル、アントラセン−6−イルであり、
環A2は、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイルであり、
環A3は、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、またはアントラセン−1,4−ジイルであり;
Z1およびZ2は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、ハロゲンで置き換えられてもよいが、Z1およびZ2の中で少なくとも1つは、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であり、aが2または3のとき、それぞれのZ2は異なっていてもよく;
Sp1、Sp2、Sp3およびSp4は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
c、dおよびeは、独立して、0、1、2、3または4であり、c、dおよびeの和は、1、2、3または4であり;
P1、P2、P3およびP4は、独立して、式(1P−1)で表される重合性基であり;
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよいが、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルである、請求項1に記載の水平配向型液晶表示素子。 In equation (1),
R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons;
In the alkyl, at least one of -CH 2 - may be replaced by -O- or -NH-;
n is independently 0, 1 or 2;
a is 0, 1, 2, or 3;
Ring A 1 is cyclohexyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, pyrimidin-2-yl, pyrimidin-5-yl, pyridin-2-yl, pyridin-3-yl, fluoren-2-yl, fluorene -7 -Yl, phenanthren-2-yl, phenanthren-7-yl or anthracen-2-yl, anthracen-6-yl,
Ring A 2 is 1,4-cyclohexylene, cyclohexylene 1,3-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,4-diyl, pyrimidine -2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl or anthracene-2,6-diyl, anthracene-1 , 4-diyl,
Ring A 3 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl , Naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, pyrimidine -2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, fluorene-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl or anthracene-1,4-diyl;
Z 1 and Z 2 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, — OCO -, - CONH -, - NHCO- or -OCOO- may be replaced by at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- , In these groups, at least one hydrogen may be replaced by halogen, but at least one of Z 1 and Z 2 is —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, —OCOCH = CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, and when a is 2 or 3, each Z 2 may be different;
Sp 1 , Sp 2 , Sp 3 and Sp 4 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO— , —OCO— or —OCOO—, and at least one — (CH 2 ) 2 — may be replaced by —CH = CH— or —C≡C—, in these groups: At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
c, d and e are independently 0, 1, 2, 3 or 4; the sum of c, d and e is 1, 2, 3 or 4;
P 1 , P 2 , P 3 and P 4 are each independently a polymerizable group represented by the formula (1P-1);
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine;
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH— or —C≡C—, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, but at least one of P 1 , P 2 , P 3 and P 4 The horizontal alignment type liquid crystal display device according to claim 1, wherein in one formula (1P-1), R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbon atoms.
式(2)から式(4)において、
R11およびR12は、独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−または−OCO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
環B1、環B2、環B3および環B4は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z11、Z12およびZ13は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−CH=CH−、−C≡C−または−COO−である。 The horizontal liquid crystal display according to claim 1, wherein the liquid crystal composition contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by Formulas (2) to (4). Alignment type liquid crystal display device.
In equations (2) to (4),
R 11 and R 12 are each independently an alkyl having 1 to 10 carbons or an alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — is —O—, —COO -Or -OCO- and at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring B 1 , ring B 2 , ring B 3 and ring B 4 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro- 1,4-phenylene or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 11 , Z 12 and Z 13 are each independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —CH = CH—, —C≡C—, or —COO—.
式(5)から式(7)において、
R13は、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
X11は、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2または−OCF2CHFCF3であり;
環C1、環C2および環C3は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z14、Z15およびZ16は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−CH=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−CH=CF−CF2O−、−CF=CF−CF2O−または−(CH2)4−であり;
L11およびL12は、独立して、水素またはフッ素である。 5. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the liquid crystal composition further contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by Formulas (5) to (7). 6. Horizontal alignment type liquid crystal display device.
In equations (5) to (7),
R 13 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and at least one Hydrogen may be replaced by fluorine;
X 11 is fluorine, chlorine, -OCF 3, -OCHF 2, -CF 3, -CHF 2, be -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 or -OCF 2 CHFCF 3;
Ring C 1 , ring C 2 and ring C 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene wherein at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl , 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 14 , Z 15 and Z 16 are each independently a single bond,-(CH 2 ) 2- , -CH = CH-, -CH = CF-, -CF = CF-, -C≡C-,- COO—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 O—, —CH = CF—CF 2 O—, —CFCFCF—CF 2 O— or — (CH 2 ) 4 —;
L 11 and L 12 are independently hydrogen or fluorine.
式(8)において、
R14は、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
X12は、−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nであり;
環D1は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z17は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−または−CH2O−であり;
L13およびL14は、独立して、水素またはフッ素であり;
iは、1、2、3または4である。 The horizontal liquid crystal display according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid crystal composition further contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by formula (8). element.
In equation (8),
R 14 is alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and at least one Hydrogen may be replaced by fluorine;
X 12 is an -C≡N or -C≡C-C≡N;
Ring D 1 is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2 , 5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 17 are each independently a single bond, - (CH 2) 2 - , - C≡C -, - COO -, - CF 2 O -, - OCF 2 - or -CH 2 O-;
L 13 and L 14 are independently hydrogen or fluorine;
i is 1, 2, 3 or 4.
式(9)から式(21)において、
R15およびR16は、独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
R17は、水素、フッ素、炭素数1から10のアルキル、または炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく;
環E1、環E2、環E3および環E4は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン,テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
環E5および環E6は、独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン,テトラヒドロピラン−2,5−ジイルまたはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z18、Z19、Z20、およびZ21は、独立して、単結合、−(CH2)2−、−COO−、−CH2O−、−OCF2−、または−OCF2CH2CH2−であり;
L15およびL16は、独立して、フッ素または塩素であり;
S11は、水素またはメチルであり;
Xは、独立して、−CHF−または−CF2−であり;
j、k、m、n、p、q、rおよびsは、独立して、0または1であり、k、m、nおよびpの和は、0、1、2または3であり、q、rおよびsの和は、0、1、2または3であり、tは、1、2または3である。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid crystal composition further contains at least one liquid crystal compound selected from the group of compounds represented by Formulas (9) to (21). Horizontal alignment type liquid crystal display device.
In equations (9) to (21),
R 15 and R 16 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is replaced with —O— in the alkyl and alkenyl. And at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
R 17 is hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 10 carbons or alkenyl having 2 to 10 carbons. In the alkyl and alkenyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—. Well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring E 1 , ring E 2 , ring E 3 and ring E 4 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, wherein at least one hydrogen may be replaced by fluorine, 4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene-2,6-diyl;
Ring E 5 and ring E 6 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene-2,6 -Diyl;
Z 18, Z 19, Z 20 , and Z 21 are each independently a single bond, - (CH 2) 2 - , - COO -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, or -OCF 2 CH 2 CH 2 —;
L 15 and L 16 are independently fluorine or chlorine;
S 11 is hydrogen or methyl;
X is independently, -CHF- or -CF 2 - and is;
j, k, m, n, p, q, r, and s are each independently 0 or 1, and the sum of k, m, n, and p is 0, 1, 2, or 3, and q, The sum of r and s is 0, 1, 2 or 3, and t is 1, 2 or 3.
式(16α)において、
環Fおよび環Iは、独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、テトラヒドロピラン−2−イル、テトラヒドロピラン−3−イル、1,3−ジオキサン−2−イル、1,3−ジオキサン−3−イル、ピリミジン−2−イル、ピリジン−2−イル、ピリミジン−5−イル、フルオレン−2−イル、フルオレン−7−イル、フェナントレン−2−イル、フェナントレン−7−イル、アントラセン−2−イル、アントラセン−6−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イル、2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3−イル、または2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−17−イルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;
環Gは、1,4−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,3−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−1,6−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、ナフタレン−1,8−ジイル、ナフタレン−2,3−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、カルバゾール−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイルまたはピリジン−2,5−ジイルであり、これらの環において、少なくとも1つの水素は、フッ素、塩素、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく;
Z22およびZ23は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−、−C≡C−、−C(CH3)=CH−、−CH=C(CH3)−または−C(CH3)=C(CH3)−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく;
P11、P12およびP13は、独立して、重合性基であるが、Z22およびZ23の中で少なくとも1つが、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH=CH−、−CH=CHCO−、または−COCH=CH−であるとき、P11、P12およびP13の全てが同時に式(1P−1)で表されることはなく;
式(1P−1)において、
M41およびM42は、独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルであり;
R41は、炭素数1から10のアルキル、炭素数1から9のアルコキシ、または炭素数1から9のアルコキシアルキルであり、これらの基において、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよいが、P1、P2、P3およびP4の少なくとも1つの式(1P−1)では、R41が、炭素数1から9のアルコキシアルキルであり;
式(16α)において、
Sp11、Sp12およびSp13は、独立して、単結合または炭素数1から10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−(CH2)2−は、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく;
uは、0、1または2であり;
f、gおよびhは、独立して、0、1、2、3または4であり、f、gおよびhの和は、2以上である。 The horizontal alignment type liquid crystal display device according to claim 8, wherein the second additive is represented by a formula (16α).
In the equation (16α),
Ring F and Ring I are independently cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, tetrahydropyran-3-yl, 1,3-dioxan-2-yl, 1,3-dioxan-3-yl, pyrimidin-2-yl, pyridin-2-yl, pyrimidin-5-yl, fluoren-2-yl, fluoren-7-yl, phenanthren-2-yl, phenanthrene-7- Yl, anthracen-2-yl, anthracen-6-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-3-yl, perhydrocyclopenta [a] phenanthren-17-yl, 2,3,4,7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-3-i Or 2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-tetradecahydrocyclopenta [a] phenanthrene-17-yl, in these rings The at least one hydrogen may be replaced by fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
Ring G is 1,4-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, 1, 2-phenylene, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7- Diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,7-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2 , 5-Diyl, fluorene-2,7-diyl, carbazole-2,7-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,4 Diyl, perhydrocyclopenta [a] phenanthrene-3,17-diyl, pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl, in which at least one hydrogen is fluorine, chlorine, Alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
Z 22 and Z 23 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbons, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO— or — may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - is, -CH = CH -, - C≡C -, - C (CH 3) = CH -, - CH = C (CH 3 ) - or -C (CH 3) = C ( CH 3) - may be replaced by, in these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
P 11 , P 12 and P 13 are each independently a polymerizable group, but at least one of Z 22 and Z 23 has —COO—, —OCO—, —CH = CHCOO—, and —OCOCH = When CH—, —CH = CH—, —CH = CHCO—, or —COCH = CH—, all of P 11 , P 12 and P 13 are not simultaneously represented by the formula (1P-1). ;
In the equation (1P-1),
M 41 and M 42 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or alkyl having 1 to 5 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
R 41 is alkyl having 1 to 10 carbons, alkoxy having 1 to 9 carbons, or alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons. In these groups, at least one — (CH 2 ) 2 — is represented by — CH = CH— or —C≡C—, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, but P 1 , P 2 , P 3 and P 4 In at least one formula (1P-1), R 41 is alkoxyalkyl having 1 to 9 carbons;
In the equation (16α),
Sp 11 , Sp 12 and Sp 13 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one —CH 2 — is —O—, —COO—, —OCO - or it may be replaced by -OCOO-, at least one - (CH 2) 2 - may be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and in the groups, at least one Hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
u is 0, 1 or 2;
f, g, and h are each independently 0, 1, 2, 3, or 4, and the sum of f, g, and h is 2 or more.
一対の基板間に、前記液晶組成物を挟持する工程と、
前記液晶組成物を、ネマチック相から等方相への転移温度TNI以上の温度範囲に保持し、前記液晶組成物に偏光紫外線を照射し、少なくとも前記第一添加物を重合させることによって前記配向制御層を形成する工程を、有する、水平配向型液晶表示素子の製造方法。 A method for manufacturing a horizontal alignment type liquid crystal display element for manufacturing the horizontal alignment type liquid crystal display element according to claim 1, wherein:
Sandwiching the liquid crystal composition between a pair of substrates,
The liquid crystal composition is maintained in a temperature range equal to or higher than a transition temperature T NI from a nematic phase to an isotropic phase, and the liquid crystal composition is irradiated with polarized ultraviolet rays, and at least the first additive is polymerized, whereby the alignment is performed. A method for manufacturing a horizontal alignment type liquid crystal display device, comprising a step of forming a control layer.
ネマチック相から等方相への転移温度TNIを有し、少なくとも1つの液晶性化合物と、第一添加物として、請求項1に記載の式(1)で表される配向制御層形成モノマーを少なくとも1つと、を含有する、液晶組成物。 A liquid crystal composition used in the method for producing a horizontal alignment type liquid crystal display device according to claim 11, wherein:
The at least one liquid crystalline compound having a transition temperature T NI from a nematic phase to an isotropic phase, and a monomer for forming an alignment control layer represented by the formula (1) according to claim 1 as a first additive. A liquid crystal composition comprising: at least one of:
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