JP2023034229A - liquid crystal display element - Google Patents

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Tomohiro Egashira
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Abstract

To provide a liquid crystal display element which has a high contrast ratio.SOLUTION: A liquid crystal display element is provided, including an electrode group formed in one or both of a pair of substrates which are arranged face to face, a plurality of active elements connected to the electrode group, liquid crystal alignment films formed on the surfaces of the pair of substrates which face each other, and a liquid crystal composition which has negative dielectric anisotropy and is held between the pair of substrates, wherein the liquid crystal alignment film is formed from a liquid crystal alignment agent which includes a polymer obtained by polymerizing at least one compound selected as diamine from diamine compounds expressed in formula (1) and a raw material composition which contains a tetracarboxylic acid dianhydride. In formula (1), R1 and R2 represent hydrogen or the like, R1 and R2 together may be replaced or may form methylene, X represents halogen or the like, and n is 0, 1, 2, 3 or 4.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、負の誘電率異方性を有する液晶組成物を含む液晶表示素子に関する。特にIPS、VA、FFS、FPAなどのモードを有する液晶表示素子に関する。高分子支持配向型の液晶表示素子にも関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element containing a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy. In particular, it relates to a liquid crystal display element having modes such as IPS, VA, FFS and FPA. It also relates to a polymer-supported alignment type liquid crystal display device.

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 liquid crystal display elements, classification based on the operation mode of liquid crystal molecules is 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), and the like. Classification based on the drive system of the element is PM (passive matrix) and AM (active matrix). PM is classified into static, multiplex, etc., and AM is classified into TFT (thin film transistor), MIM (metal insulator metal), and the like. TFT classifications are amorphous silicon and polycrystalline silicon. The latter is classified into a high temperature type and a low temperature type depending on the manufacturing process. Classifications based on light source are reflective, which uses natural light, transmissive, which uses backlight, and transflective, which uses 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。これら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。 A liquid crystal display element contains a liquid crystal composition having a nematic phase. This composition has suitable properties. By improving the properties of this composition, an AM device with good properties can be obtained. The relationships between these properties are summarized in Table 1 below. The properties of the composition are further described based on commercially available AM devices. The temperature range of the nematic phase is related to the usable temperature range of the device. The preferred upper limit temperature of the nematic phase is about 70°C or higher, and the preferred lower limit temperature of the nematic phase is about -10°C or lower. The viscosity of the composition is related to the response time of the device. A short response time is desirable for displaying moving images on the device. A shorter response time, even 1 millisecond, is desirable. Therefore, low viscosity in the composition is preferred. A low viscosity at low temperature is more preferred.

Figure 2023034229000001
Figure 2023034229000001

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。積の適切な値は動作モードの種類に依存する。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、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。光や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, a large optical anisotropy or a small optical anisotropy, ie a suitable 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. Appropriate values for the product depend on the type of operating mode. This value ranges from about 0.30 μm to about 0.40 μm for VA mode devices and from about 0.20 μm to about 0.30 μm for IPS or FFS mode devices. In these cases, a composition with a large optical anisotropy is preferred for devices with a small cell gap. A large dielectric anisotropy in the composition contributes to a low threshold voltage, a small power consumption and a large contrast ratio in the device. Therefore, a large dielectric anisotropy is preferred. A large resistivity in the composition contributes to a large voltage holding ratio and a large contrast ratio in the device. Therefore, compositions with high resistivity in the initial stage are preferred. Compositions that have a high resistivity after prolonged use are preferred. The stability of the composition to 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 AM elements used in liquid crystal monitors, liquid crystal televisions, and the like.

汎用の液晶表示素子において、液晶分子の垂直配向は、特定のポリイミド配向膜によって達成される。高分子支持配向(PSA;polymer sustained alignment)型の液晶表示素子では、配向膜に重合体を組み合わせる。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、この素子の基板のあいだ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 a general-purpose liquid crystal display device, vertical alignment of liquid crystal molecules is achieved by a specific polyimide alignment film. In a polymer supported alignment (PSA) type liquid crystal display device, a polymer is combined with an alignment film. First, a composition to which a small amount of polymerizable compound is added is injected into the device. The composition is then irradiated with ultraviolet light while a voltage is applied across the substrates of the device. The polymerizable compound polymerizes to produce a polymer network in the composition. In this composition, the orientation of the liquid crystal molecules can be controlled by the polymer, thereby shortening the response time of the device and improving image sticking. Such effects of polymers can be expected in devices with modes such as TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS and FPA.

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。負の誘電率異方性を有する液晶組成物の例は、下記の特許文献1に開示されている。 A composition having a positive dielectric anisotropy is used in an AM device having a TN mode. A composition having a negative dielectric anisotropy is used in an AM device having a VA mode. A composition having positive or negative dielectric anisotropy is used in an AM device having an IPS mode or FFS mode. Compositions having positive or negative dielectric anisotropy are used in polymer sustained alignment (PSA) type AM devices. An example of a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy is disclosed in Patent Document 1 below.

これらの液晶表示素子に均一な表示特性を持たせるためには、液晶分子の配列を制御することが必要である。このような役割を担うのが液晶配向膜である。液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の1つであり、表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。 In order to provide these liquid crystal display elements with uniform display characteristics, it is necessary to control the alignment of the liquid crystal molecules. The liquid crystal alignment film plays such a role. The liquid crystal alignment film is one of the important factors that affect the display quality of the liquid crystal display element, and the role of the liquid crystal alignment film is becoming more important year by year as the quality of the display element is improved.

液晶配向膜の形成には、現在、ポリアミック酸、可溶性のポリイミドもしくはポリアミック酸エステルを有機溶剤に溶解させた溶液(ワニス)が主に用いられている。これらのワニスにより液晶配向膜を形成するには、ワニスを基板に塗布した後、加熱等により塗膜を固化して各種液晶配向膜を形成し、必要に応じて前述の表示モードに適する配向処理を施す。
具体的には、例えば液晶配向膜とする為のポリイミド膜を基板上に形成する方法としては、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸を含有する液晶配向剤を基板上に塗布した後、焼成してポリイミド膜とする方法や、溶剤可溶性ポリイミドを含有する液晶配向剤を基板上に塗布し溶剤を除去してポリイミド膜とする方法以外に、イミド基含有ジアミンから得たイミド基含有ポリアミック酸を含有する液晶配向剤を基板上に塗布する方法が知られている(例えば、特許文献2を参照)。
また、配向処理方法としては、布などで配向膜の表面を擦ってポリマー分子の方向を整えるラビング法と、配向膜に直線偏光の紫外線を照射することにより、ポリマー分子に光異性化や二量化等の光化学変化を起こさせて膜に異方性を付与する光配向法が知られている。このうち光配向法は、ラビング法に比べて配向の均一性が高く、非接触の配向処理法であるため膜に傷が付かないことや、発塵や静電気等の液晶表示素子の表示不良を発生させる原因を低減できる等の利点がある。
また、上記の光配向法のひとつとして、分解型の光配向法が知られている。この分解型光配向法は、例えば、ポリイミド膜に偏光紫外線を照射することで、分子構造の紫外線吸収の偏光方向依存性を利用して異方的な分解を生じさせ、分解せずに残されたポリイミドにより液晶を配向させる方法である(例えば、特許文献3を参照)。
At present, a solution (varnish) obtained by dissolving a polyamic acid, a soluble polyimide or a polyamic acid ester in an organic solvent is mainly used for forming a liquid crystal alignment film. In order to form a liquid crystal alignment film with these varnishes, the varnish is applied to a substrate, and then the coating film is solidified by heating or the like to form various liquid crystal alignment films. apply.
Specifically, for example, as a method of forming a polyimide film for forming a liquid crystal alignment film on a substrate, a liquid crystal alignment agent containing polyamic acid, which is a polyimide precursor, is applied onto the substrate, and then baked to form a polyimide. A liquid crystal containing an imide group-containing polyamic acid obtained from an imide group-containing diamine, in addition to a method of forming a film or a method of applying a liquid crystal aligning agent containing a solvent-soluble polyimide on a substrate and removing the solvent to form a polyimide film A method of coating an alignment agent on a substrate is known (see Patent Document 2, for example).
In addition, as the alignment treatment method, there is a rubbing method in which the surface of the alignment film is rubbed with a cloth to adjust the direction of the polymer molecules, and a method in which the alignment film is irradiated with linearly polarized ultraviolet rays to photoisomerize or dimerize the polymer molecules. A photo-orientation method is known in which a photochemical change such as anisotropy is caused to impart anisotropy to a film. Of these, the photo-alignment method has higher uniformity of alignment than the rubbing method, and since it is a non-contact alignment treatment method, it does not damage the film and prevents display defects of liquid crystal display elements such as dust generation and static electricity. There is an advantage that the cause of occurrence can be reduced.
As one of the above photo-alignment methods, a decomposition-type photo-alignment method is known. In this decomposition-type photo-alignment method, for example, by irradiating a polyimide film with polarized ultraviolet rays, anisotropic decomposition is caused by utilizing the polarization direction dependence of the ultraviolet absorption of the molecular structure, and the remaining undecomposed This is a method of aligning liquid crystals with polyimide (see, for example, Patent Document 3).

国際公開第2012-053323号International Publication No. 2012-053323 特開平9-185064号公報JP-A-9-185064 特開平9-297313号公報JP-A-9-297313

本発明の課題は、高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供することである。他の課題は、高いコントラスト比、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、長い寿命のような特性の少なくとも2つのあいだで適切なバランスを有する液晶表示素子を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a high contrast ratio. Another object is to provide a liquid crystal display device having a proper balance between at least two properties such as high contrast ratio, short response time, large voltage holding ratio, low threshold voltage and long life. .

本発明は、対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に挟持された負の誘電率異方性を有する液晶組成物とを含む液晶表示素子であって、液晶配向膜が、ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、液晶表示素子に関する。

Figure 2023034229000002

式(1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0、1、2、3、または4である。 The present invention comprises: an electrode group formed on one or both of a pair of substrates arranged to face each other; a plurality of active elements connected to the electrode group; A liquid crystal display element comprising the formed liquid crystal alignment film and a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy sandwiched between the pair of substrates, wherein the liquid crystal alignment film comprises a diamine represented by the formula (1 ) is a liquid crystal alignment film formed from a liquid crystal alignment agent containing a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by and tetracarboxylic dianhydrides, It relates to a liquid crystal display element.

Figure 2023034229000002

In formula (1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 are may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl of 1 to 6 carbons, haloalkyl of 1 to 6 carbons, or alkoxy of 1 to 6 carbons; n is 0, 1, 2, 3, or 4;

本発明の長所は、高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供することである。他の長所は、高いコントラスト比、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、長い寿命のような特性の少なくとも2つのあいだで適切なバランスを有する液晶表示素子を提供することである。 An advantage of the present invention is to provide a liquid crystal display device with a high contrast ratio. Another advantage is to provide a liquid crystal display device having a proper balance between at least two properties such as high contrast ratio, short response time, large voltage holding ratio, low threshold voltage and long life. .

この明細書における用語の使い方は次のとおりである。 Terms used in this specification are as follows.

「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、スメクチック相のような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(液晶分子)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。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性に分類されない。 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 liquid crystal display panels and liquid crystal display modules. "Liquid crystal compound" means 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 for the purpose of adjusting the properties of the nematic phase such as temperature range, viscosity, dielectric It is a general term for compounds mixed in the composition. This compound has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and its molecules (liquid crystal molecules) are rod-like. A "polymerizable compound" is a compound added for the purpose of forming a polymer in the composition. Alkenyl-containing liquid crystalline compounds are not classified as polymerizable in that sense.

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、光学活性化合物や重合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質量に基づいた質量百分率(質量%)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質量に基づいた質量百分率(質量%)で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全質量に基づいて算出される。質量百万分率(ppm)が用いられることがある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の質量に基づいて表される。 A liquid crystal composition is prepared by mixing a plurality of liquid crystalline compounds. Additives such as optically active compounds and polymerizable compounds are added to the liquid crystal composition as necessary. The ratio of the liquid crystalline compound, even when the additive is added, is represented by mass percentage (% by mass) based on the mass of the liquid crystal composition containing no additive. The proportion of the additive is represented by mass percentage (% by mass) based on the mass of the liquid crystal composition containing no additive. That is, the ratio of the liquid crystalline compound and the additive is calculated based on the total mass of the liquid crystalline compound. Mass parts per million (ppm) are sometimes used. Proportions of polymerization initiators and polymerization inhibitors are exceptionally expressed on the basis of the weight of the polymerizable compound.

「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。組成物や素子の特性が経時変化試験によって検討されることがある。 "The upper limit temperature of the nematic phase" may be abbreviated as "the upper limit temperature". "Lower limit temperature of nematic phase" may be abbreviated as "lower limit temperature". The expression "increase the dielectric anisotropy" means that the value increases positively in the case of a composition with a positive dielectric anisotropy, and in a composition with a negative dielectric anisotropy. When it is a thing, it means that its value increases negatively. "Large voltage holding ratio" means that the element has a large voltage holding ratio at the initial stage not only at room temperature but also at temperatures close to the upper limit temperature, and after long-term use, the voltage is large not only at room temperature but also at temperatures close to the upper limit temperature. It means having a retention rate. Properties of compositions and devices may be examined by aging tests.

「液晶配向剤」は、その膜を基板上に形成したとき、偏光紫外線を照射することで異方性を付与することができる液晶配向剤であり、本明細書中では単に「液晶配向剤」ということもあれば、「光配向用液晶配向剤」ということもある。また、本発明において「テトラカルボン酸二無水物類」とは、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステル又はテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物を指す。また本発明においては、ジアミンおよびジヒドラジドを「ジアミン類」と称することもある。 "Liquid crystal aligning agent" is a liquid crystal aligning agent capable of imparting anisotropy by irradiating polarized ultraviolet rays when the film is formed on a substrate, and in the present specification, simply "liquid crystal aligning agent". It is also called "liquid crystal aligning agent for photo-alignment". In the present invention, "tetracarboxylic dianhydrides" refer to tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic diesters or tetracarboxylic diester dihalides. In the present invention, diamines and dihydrazides are sometimes referred to as "diamines".

Figure 2023034229000003

上記の化合物(1z)を例にして説明する。式(1z)において、六角形で囲んだαおよびβの記号はそれぞれ環αおよび環βに対応し、六員環、縮合環のような環を表す。添え字‘x’が2のとき、2つの環αが存在する。2つの環αが表す2つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、添え字‘x’が2より大きいとき、任意の2つの環αに適用される。このルールは、結合基Zのような、他の記号にも適用される。環βの一辺を横切る斜線は、環β上の任意の水素が置換基(-Sp-P)で置き換えられてもよいことを表す。添え字‘y’は置き換えられた置換基の数を示す。添え字‘y’が0のとき、そのような置き換えはない。添え字‘y’が2以上のとき、環β上には複数の置換基(-Sp-P)が存在する。この場合にも、「同一であってもよく、または異なってもよい」のルールが適用される。なお、このルールは、Raの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。
Figure 2023034229000003

The above compound (1z) will be described as an example. In formula (1z), the symbols α and β surrounded by hexagons correspond to ring α and ring β, respectively, and represent rings such as six-membered rings and condensed rings. When the index 'x' is 2, there are two rings α. Two groups represented by two rings α may be the same or different. This rule applies to any two rings α when the index 'x' is greater than two. This rule also applies to other symbols, such as the bonding group Z. A slash across one side of ring β indicates that any hydrogen on ring β may be replaced with a substituent (-Sp-P). The subscript 'y' indicates the number of substituted substituents. When the index 'y' is 0, there is no such replacement. When the subscript 'y' is 2 or more, there are multiple substituents (-Sp-P) on the ring β. In this case as well, the "can be the same or can be different" rule applies. This rule also applies when the symbol Ra is used for a plurality of compounds.

式(1z)において、例えば、「RaおよびRbは、アルキル、アルコキシ、またはアルケニルである」の表現は、RaおよびRbが独立して、アルキル、アルコキシ、およびアルケニルの群から選択されることを意味する。すなわち、Raによって表される基とRbによって表される基が同一であってもよく、または異なってもよい。 In formula (1z), for example, the expression "Ra and Rb are alkyl, alkoxy, or alkenyl" means that Ra and Rb are independently selected from the group of alkyl, alkoxy, and alkenyl. do. That is, the group represented by Ra and the group represented by Rb may be the same or different.

式(1z)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を「化合物(1z)」と略すことがある。「化合物(1z)」は、式(1z)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。他の式で表される化合物についても同様である。「式(1z)および式(2z)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物」の表現は、化合物(1z)および化合物(2z)の群から選択された少なくとも1つの化合物を意味する。 At least one compound selected from compounds represented by formula (1z) may be abbreviated as "compound (1z)". "Compound (1z)" means one compound, a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds represented by formula (1z). The same applies to compounds represented by other formulas. The expression "at least one compound selected from compounds represented by formula (1z) and formula (2z)" means at least one compound selected from the group of compound (1z) and compound (2z) .

「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。「少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよい」の表現が使われることがある。この場合、-CHCH-CH-は、隣接しない-CH-が-O-で置き換えられることによって-O-CH-O-に変換されてもよい。しかしながら、隣接した-CH-が-O-で置き換えられることはない。この置き換えでは-O-O-CH-(ペルオキシド)が生成するからである。 The expression "at least one 'A'" means that the number of 'A' is arbitrary. The expression "at least one 'A' may be replaced with 'B'" means that when the number of 'A' is 1, the position of 'A' is arbitrary, and the number of 'A' is 2 When there are more than one, their positions can be chosen without restriction. The expression "at least one -CH 2 - may be replaced with -O-" is sometimes used. In this case, -CH 2 CH 2 -CH 2 - may be converted to -O-CH 2 -O- by replacing non-adjacent -CH 2 - with -O-. However, adjacent -CH 2 - is not replaced by -O-. This is because —O—O—CH 2 — (peroxide) is produced by this replacement.

液晶性化合物のアルキルは、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、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、アルケニルのような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、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-フェニレンは左右非対称であるから、左向き(L)および右向き(R)が存在する。

Figure 2023034229000004

テトラヒドロピラン-2,5-ジイルのような二価基においても同様である。カルボニルオキシのような結合基(-COO-または-OCO-)も同様である。 Alkyl in the liquid crystalline compound is linear or branched and does not include cyclic alkyl. Linear alkyls are preferred over branched alkyls. The same applies to terminal groups such as alkoxy and alkenyl. The configuration of 1,4-cyclohexylene is preferably trans rather than cis in order to increase the maximum temperature. Since 2-fluoro-1,4-phenylene is left-right asymmetric, there is a leftward (L) and a rightward (R).

Figure 2023034229000004

The same is true for divalent groups such as tetrahydropyran-2,5-diyl. The same is true for linking groups such as carbonyloxy (-COO- or -OCO-).

本発明は、下記の項などである。 The present invention includes the following items.

項1. 対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に挟持された負の誘電率異方性を有する液晶組成物とを含む液晶表示素子であって、液晶配向膜が、ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、液晶表示素子。

Figure 2023034229000005

式(1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0、1、2、3、または4である。 Item 1. A group of electrodes formed on one or both of a pair of substrates arranged to face each other, a plurality of active elements connected to the group of electrodes, and a liquid crystal formed on the facing surfaces of each of the pair of substrates. A liquid crystal display element comprising an alignment film and a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy sandwiched between the pair of substrates, wherein the liquid crystal alignment film is represented by formula (1) as a diamine. A liquid crystal aligning film formed from a liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds and tetracarboxylic dianhydrides, a liquid crystal display element.

Figure 2023034229000005

In formula (1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 are may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl of 1 to 6 carbons, haloalkyl of 1 to 6 carbons, or alkoxy of 1 to 6 carbons; n is 0, 1, 2, 3, or 4;

項2. 液晶配向膜が、ジアミン類として式(1-1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、項1に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000006

式(1-1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0、1、2、3、または4である。 Section 2. The liquid crystal alignment film contains a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1-1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides. Item 1. The liquid crystal display element according to Item 1, which is a liquid crystal alignment film formed from a liquid crystal alignment agent.

Figure 2023034229000006

In formula (1-1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms; Yes; n is 0, 1, 2, 3, or 4.

項3. 液晶配向膜が、ジアミン類として式(1-1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、項2に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000007

式(1-1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0である。 Item 3. The liquid crystal alignment film contains a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1-1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides. 3. The liquid crystal display element according to item 2, which is a liquid crystal alignment film formed from a liquid crystal alignment agent.

Figure 2023034229000007

In formula (1-1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms; Yes; n is 0.

項4. 液晶組成物が、成分Aとして式(2)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000008

式(2)において、RおよびRは、水素、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、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、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のアルキルであり;環Aおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、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1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、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ナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、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クロマン-2,6-ジイルであり;環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイル、3,4,5,6-テトラフルオロフルオレン-2,7-ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン-3,7-ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾチオフェン-3,7-ジイル、または1,1,6,7-テトラフルオロインダン-2,5-ジイルであり;ZおよびZは、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;aは0、1、2、または3であり、bは0または1であり;そしてaとbとの和は3以下である。 Section 4. 4. The liquid crystal display element according to any one of items 1 to 3, wherein the liquid crystal composition contains, as component A, at least one compound selected from compounds represented by formula (2).

Figure 2023034229000008

In formula (2), R 3 and R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or at least C 1-12 alkyl in which one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring A and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran-2,5- diyl, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2 in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, 6-diyl, chroman-2,6-diyl, or chroman-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Ring B is 2,3-difluoro-1,4-phenylene , 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4,5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl, 7,8 -difluorochroman-2,6-diyl, 3,4,5,6-tetrafluorofluorene-2,7-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3 ,7-diyl, or 1,1,6,7-tetrafluoroindan-2,5-diyl; Z 1 and Z 2 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; is 0, 1, 2, or 3, b is 0 or 1; and the sum of a and b is 3 or less.

項5. 液晶組成物が、成分Aとして式(2-1)から式(2-35)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000009

Figure 2023034229000010

Figure 2023034229000011

Figure 2023034229000012

式(2-1)から式(2-35)において、RおよびRは、水素、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、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、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のアルキルである。 Item 5. 5. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 4, wherein the component A contains at least one compound selected from compounds represented by formulas (2-1) to (2-35). Liquid crystal display element.

Figure 2023034229000009

Figure 2023034229000010

Figure 2023034229000011

Figure 2023034229000012

In formulas (2-1) to (2-35), R 3 and R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, and 2 to 12 alkenyloxy, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine.

項6. 成分Aの割合が5質量%から95質量%の範囲である、項4または5に記載の液晶表示素子。 Item 6. Item 6. The liquid crystal display element according to item 4 or 5, wherein the proportion of component A is in the range of 5% by mass to 95% by mass.

項7. 液晶組成物が、成分Bとして式(3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000013

式(3)において、RおよびRは、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、炭素数2から12のアルケニル、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、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2から12のアルケニルであり;環Dおよび環Eは、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、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Zは、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは、1、2、または3である。 Item 7. 7. The liquid crystal display element according to any one of items 1 to 6, wherein the liquid crystal composition contains, as component B, at least one compound selected from compounds represented by formula (3).

Figure 2023034229000013

In formula (3), R 5 and R 6 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, carbon in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine; ring D and ring E are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; c is 1, 2 or 3.

項8. 液晶組成物が、成分Bとして式(3-1)から式(3-14)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から7のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000014

式(3-1)から式(3-14)において、RおよびRは、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、炭素数2から12のアルケニル、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、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2から12のアルケニルである。 Item 8. 8. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 7, wherein the component B contains at least one compound selected from compounds represented by formulas (3-1) to (3-14). Liquid crystal display element.

Figure 2023034229000014

In formulas (3-1) to (3-14), R 5 and R 6 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, and at least one hydrogen. is alkyl of 1 to 12 carbon atoms in which is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyl of 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.

項9. 成分Bの割合が5質量%から95質量%の範囲である、項7または8に記載の液晶表示素子。 Item 9. Item 9. The liquid crystal display element according to item 7 or 8, wherein the proportion of component B is in the range of 5% by mass to 95% by mass.

項10. 液晶組成物が、添加物Xとして式(4)で表される重合性化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000015

式(4)において、環Iおよび環K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、1,3-ジオキサン-2-イル、ピリミジン-2-イル、またはピリジン-2-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;環Jは、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、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、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;ZおよびZは、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-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は、-CH=CH-、-C(CH)=CH-、-CH=C(CH)-、または-C(CH)=C(CH)-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;PからPは、重合性基であり;SpからSpは、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-CH-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-CHCH-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;fは、0、1、または2であり;g、h、およびiは、0、1、2、3、または4であり;そしてg、h、およびiの和は、1以上である。 Item 10. 10. The liquid crystal display element according to any one of items 1 to 9, wherein the liquid crystal composition contains, as additive X, at least one compound selected from polymerizable compounds represented by formula (4).

Figure 2023034229000015

In formula (4), ring I and ring K are cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, 1,3-dioxan-2-yl, pyrimidin-2-yl , or pyridin-2-yl, wherein in these rings at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl of 1 to 12 carbons, alkoxy of 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine ring J 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, 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 at least one hydrogen is may be substituted with alkyl having 1 to 12 carbon atoms substituted with fluorine or chlorine; Z 6 and Z 7 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in which at least one —CH 2- may be replaced by -O-, -CO-, -COO- or -OCO- and at least one -CH 2 CH 2 - is -CH=CH-, -C(CH 3 ) =CH-, -CH=C(CH 3 )-, or -C(CH 3 )=C(CH 3 )- in which at least one hydrogen is fluorine or chlorine; P 1 to P 3 are polymerizable groups; Sp 1 to Sp 3 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in which at least one —CH 2 — may be replaced with -O-, -COO-, -OCO-, or -OCOO- and at least one -CH 2 CH 2 - is replaced with -CH=CH- or -C≡C- in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; f is 0, 1, or 2; g, h, and i are 0, 1, 2, 3, or 4; and the sum of g, h, and i is 1 or greater.

項11. 式(4)において、PからPが式(P-1)から式(P-5)で表される重合性基から選択された基である、項10に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000016

式(P-1)から式(P-5)において、MからM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。 Item 11. 11. The liquid crystal display element according to Item 10, wherein P 1 to P 3 in formula (4) are groups selected from polymerizable groups represented by formulas (P-1) to (P-5).

Figure 2023034229000016

In formulas (P-1) to (P-5), M 1 to M 3 are hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or C 1 in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine is an alkyl of from to 5;

項12. 液晶組成物が、添加物Xとして式(4-1)から式(4-29)で表される重合性化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1から11のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000017

Figure 2023034229000018

Figure 2023034229000019

式(4-1)から式(4-29)において、SpからSpは、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-CH-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-CHCH-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;PからPは、式(P-1)から式(P-3)で表される基から選択された重合性基であり;

Figure 2023034229000020

式(P-1)から式(P-3)において、MからM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。 Item 12. Any one of items 1 to 11, wherein the liquid crystal composition contains, as additive X, at least one compound selected from polymerizable compounds represented by formulas (4-1) to (4-29). 3. The liquid crystal display element according to .

Figure 2023034229000017

Figure 2023034229000018

Figure 2023034229000019

In formulas (4-1) to (4-29), Sp 1 to Sp 3 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O may be replaced by -, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, at least one -CH 2 CH 2 - may be replaced by -CH=CH- or -C≡C-; In these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; P 4 to P 6 are selected from groups represented by formulas (P-1) to (P-3) is a polymerizable group;

Figure 2023034229000020

In formulas (P-1) to (P-3), M 1 to M 3 are hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or C 1 in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine is an alkyl of from to 5;

項13. 添加物Xの割合が0.03質量%から10質量%の範囲である、項10から12のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 Item 13. 13. The liquid crystal display element according to any one of Items 10 to 12, wherein the proportion of the additive X is in the range of 0.03% by mass to 10% by mass.

項14. 動作モードが、IPSモード、VAモード、FFSモード、またはFPAモードであり、駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項1から13のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 Item 14. 14. The liquid crystal display element according to any one of items 1 to 13, wherein the operation mode is IPS mode, VA mode, FFS mode, or FPA mode, and the driving method is an active matrix method.

本発明の液晶表示素子を次の順で説明する。第一に、液晶表示素子の構成を説明する。第二に、液晶配向膜の構成を説明する。第三に、液晶配向膜の製造方法を説明する。第四に、液晶組成物の構成を説明する。第五に、液晶組成物の成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が液晶組成物や素子に及ぼす主要な効果を説明する。第六に、液晶組成物における成分化合物の組合せ、好ましい割合、およびその根拠を説明する。第七に、液晶組成物の成分化合物の好ましい形態を説明する。第八に、液晶組成物の好ましい成分化合物を示す。第九に、液晶組成物に添加してもよい添加物を説明する。第十に、化合物の合成法を説明する。最後に、液晶組成物の用途を説明する。 The liquid crystal display device of the present invention will be described in the following order. First, the configuration of the liquid crystal display element will be described. Secondly, the configuration of the liquid crystal alignment film will be described. Thirdly, a method for manufacturing a liquid crystal alignment film will be described. Fourthly, the configuration of the liquid crystal composition will be described. Fifth, the main properties of the component compounds of the liquid crystal composition and the main effects of these compounds on liquid crystal compositions and devices are described. Sixthly, the combination of the component compounds in the liquid crystal composition, preferred proportions, and grounds thereof will be explained. Seventh, preferred forms of the component compounds of the liquid crystal composition will be described. Eighth, preferable component compounds of the liquid crystal composition are shown. Ninth, additives that may be added to the liquid crystal composition will be described. Tenth, a method for synthesizing the compound will be described. Finally, applications of the liquid crystal composition will be explained.

第一に、液晶表示素子の構成を説明する。本発明の液晶表示素子は、対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に挟持された負の誘電率異方性を有する液晶組成物とを含む。本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は、ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である。本発明の液晶表示素子は、そのコントラスト比の高さから、優れた表示品位を実現することができる。 First, the configuration of the liquid crystal display element will be described. A liquid crystal display element of the present invention comprises: an electrode group formed on one or both of a pair of substrates arranged to face each other; a plurality of active elements connected to the electrode group; and a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy sandwiched between the pair of substrates. The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display element of the present invention comprises a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides. It is a liquid crystal alignment film formed from a liquid crystal alignment agent containing a polymer formed by polymerization. The liquid crystal display device of the present invention can realize excellent display quality due to its high contrast ratio.

電極は、基板の一面に形成される電極であれば特に限定されない。このような電極には、例えばITOや金属の蒸着膜等が挙げられる。また電極は、基板の一方の面の全面に形成されていてもよいし、例えばパターン化されている所望の形状に形成されていてもよい。電極の前記所望の形状には、例えば櫛型又はジグザグ構造等が挙げられる。電極は、一対の基板のうちの一方の基板に形成されていてもよいし、両方の基板に形成されていてもよい。電極の形成の形態は液晶表示素子の種類に応じて異なり、例えばIPSモードの液晶表示素子(横電界型液晶表示素子)の場合は前記一対の基板の一方に電極が配置され、その他の液晶表示素子の場合は前記一対の基板の双方に電極が配置される。前記基板または電極の上に前記液晶配向膜が形成される。 The electrode is not particularly limited as long as it is an electrode formed on one surface of the substrate. Such electrodes include, for example, ITO and metal vapor deposition films. Also, the electrode may be formed on the entire surface of one surface of the substrate, or may be formed in a desired patterned shape, for example. The desired shape of the electrode includes, for example, a comb shape or a zigzag structure. The electrodes may be formed on one substrate of the pair of substrates, or may be formed on both substrates. The form of formation of the electrodes differs depending on the type of liquid crystal display element. In the case of a device, electrodes are arranged on both of the pair of substrates. The liquid crystal alignment layer is formed on the substrate or electrode.

ホモジニアス配向の液晶表示素子(例えばIPS、FFSなど)の場合は、構成として、少なくとも、バックライト側からバックライト、第一の偏光フィルム、第一の基板、第一の液晶配向膜、液晶層、第二の基板、第二の偏光フィルムを有し、前記偏光フィルムの偏光軸は、第一の偏光フィルムの偏光軸(偏光吸収の方向)と第二の偏光フィルムの偏光軸は交差(好ましくは直交)するように設置される。この時、第一の偏光フィルムの偏光軸と液晶配向方向が平行になるように、または直交するように設置することができる。第一の偏光フィルムの偏光軸と液晶配向方向が平行になるように設置した液晶表示素子をO-モード、直交するように設置した液晶表示素子をE-モードと言う。本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は、O-モード、E-モードどちらにも適用でき、目的によって選択することができる。 In the case of a homogeneously aligned liquid crystal display element (for example, IPS, FFS, etc.), the configuration includes, from the backlight side, at least a backlight, a first polarizing film, a first substrate, a first liquid crystal alignment film, a liquid crystal layer, It has a second substrate and a second polarizing film, and the polarizing axis of the polarizing film is such that the polarizing axis of the first polarizing film (direction of polarized light absorption) and the polarizing axis of the second polarizing film intersect (preferably perpendicular). At this time, the polarizing axis of the first polarizing film and the liquid crystal orientation direction can be set to be parallel or perpendicular to each other. A liquid crystal display device in which the polarization axis of the first polarizing film and the liquid crystal orientation direction are parallel to each other is called O-mode, and a liquid crystal display device in which they are perpendicular to each other is called E-mode. The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display device of the present invention can be applied to both O-mode and E-mode, and can be selected depending on the purpose.

液晶配向剤に対して異方性を付加させるために照射する偏光の偏光軸を、バックライト側に配置した偏光フィルムからの偏光の偏光軸と平行に揃えると、液晶配向膜の光吸収波長域の透過率が上昇する。その為、液晶表示素子の透過率を更に改善することができる。 When the polarization axis of the polarized light irradiated in order to add anisotropy to the liquid crystal alignment agent is aligned parallel to the polarization axis of the polarized light from the polarizing film placed on the backlight side, the light absorption wavelength range of the liquid crystal alignment film increases the transmittance of Therefore, the transmittance of the liquid crystal display element can be further improved.

前記液晶層は、液晶配向膜が形成された面が対向している前記一対の基板によって液晶組成物が挟持される形で形成される。液晶層の形成では、微粒子や樹脂シート等の、前記一対の基板の間に介在して適当な間隔を形成するスペーサを必要に応じて用いることができる。 The liquid crystal layer is formed in such a manner that the liquid crystal composition is sandwiched between the pair of substrates whose surfaces on which the liquid crystal alignment films are formed face each other. In the formation of the liquid crystal layer, spacers such as fine particles and resin sheets can be used as necessary to form an appropriate gap between the pair of substrates.

液晶層の形成方法としては、真空注入法とODF(One Drop Fill)法が知られている。 A vacuum injection method and an ODF (One Drop Fill) method are known as methods of forming a liquid crystal layer.

真空注入法では、液晶配向膜面が対向するように、空隙(セルギャップ)を設けて、かつ液晶の注入口を残して、シール剤を印刷し、基板を張り合わせる。基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に、真空差圧を利用して液晶を注入充填した後、注入口を封止し、液晶表示素子を製造する。 In the vacuum injection method, a gap (cell gap) is provided so that the surfaces of the liquid crystal alignment films face each other, a liquid crystal injection port is left, a sealant is printed, and the substrates are bonded together. After liquid crystal is injected and filled into the cell gap defined by the substrate surface and the sealing agent using a vacuum differential pressure, the injection port is sealed to manufacture the liquid crystal display element.

ODF法では、一対の基板のうちの一方の液晶配向膜面の外周にシール剤を印刷し、シール剤の内側の領域に液晶を滴下した後、液晶配向膜面が対向するように他方の基板を張り合わせる。そして、液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化し、液晶表示素子を製造する。 In the ODF method, a sealant is printed on the outer circumference of the liquid crystal alignment film surface of one of a pair of substrates, and liquid crystal is dropped on the inner region of the sealant, and then the other substrate is placed so that the liquid crystal alignment film surfaces face each other. glue together. Then, the liquid crystal is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, thereby manufacturing a liquid crystal display element.

基板の張り合わせに用いられるシール剤には、UV硬化型以外に熱硬化型も知られている。シール剤の印刷は、例えばスクリーン印刷法により行なうことができる。 In addition to the UV curing type, a heat curing type is also known as a sealant used for laminating substrates. Printing of the sealant can be performed by, for example, a screen printing method.

第二に、液晶配向膜の構成を説明する。本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は、ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される。 Secondly, the configuration of the liquid crystal alignment film will be described. The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display element of the present invention comprises a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides. It is formed from a liquid crystal aligning agent containing a polymer that is polymerized.

<ジアミン類>
式(1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよい。メチレンの置換基として、フッ素や塩素等のハロゲン、フッ素や塩素等のハロゲンや炭素数1から4のアルコキシで置換されてもよいアルキル、またはフッ素や塩素等のハロゲン原子、炭素数1から4のアルキルもしくは炭素数1から4のアルコキシで置換されてもよいアリール等を挙げることができる。Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシである。nは、0、1、2、3、または4である。Xおよびアミノ基(-NH)の結合位置は、それぞれ、その結合手が結合するベンゼン環の置換可能な位置のいずれかである。
<Diamines>
In formula (1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 are Together they may form an optionally substituted methylene. The methylene substituents include halogen such as fluorine and chlorine, alkyl optionally substituted with halogen such as fluorine and chlorine, and alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, halogen atoms such as fluorine and chlorine, and Examples include alkyl or aryl optionally substituted with alkoxy having 1 to 4 carbon atoms. X is halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms. n is 0, 1, 2, 3, or 4; The bonding position of X and the amino group (-NH 2 ) is any of the substitutable positions of the benzene ring to which the bond is bonded.

アルキルは、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。アルキルの具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert-ペンチル、1-メチルブチル、1-エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1-メチルペンチル、1-エチルブチル、シクロペンチル、シクロへキシル等を例示することができる。
ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などである。ハロアルキルは、アルキルの少なくとも1つの水素原子が、ハロゲンに置き換えられた基である。ハロアルキルにおけるハロゲンの数は、1から5であることが好ましく、1から4であることがより好ましく、1から3であることがさらに好ましい。ハロアルキルの具体例として、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、1,1-ジフルオロエチル、2,2-ジフルオロエチル、2,2,2-トリフルオロエチル、3-フルオロプロピル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル等を挙げることができる。アルコキシは直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。アルコシキの具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロピル、イソプロピルオキシ、ブチルオキシ、イソブチルオキシ、sec-ブチルオキシ、tert-ブチルオキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、tert-ペンチルオキシ、1-メチルブチルオキシ、1-エチルプロピルオキシ、ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、1-メチルペンチルオキシ、1-エチルブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロへキシルオキシ等を例示することができる。
Alkyl may be linear, branched or cyclic. Specific examples of alkyl include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, 1-methylbutyl, 1-ethylpropyl, hexyl, isohexyl, Examples include 1-methylpentyl, 1-ethylbutyl, cyclopentyl, cyclohexyl and the like.
Halogen includes fluorine, chlorine, bromine, iodine, and the like. A haloalkyl is a group in which at least one hydrogen atom of an alkyl is replaced with a halogen. The number of halogen atoms in haloalkyl is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, even more preferably 1 to 3. Specific examples of haloalkyl include difluoromethyl, trifluoromethyl, 1,1-difluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 3-fluoropropyl, chloromethyl, dichloromethyl, trichloromethyl etc. can be mentioned. Alkoxy may be linear, branched or cyclic. Specific examples of alkoxy include methoxy, ethoxy, propyl, isopropyloxy, butyloxy, isobutyloxy, sec-butyloxy, tert-butyloxy, pentyloxy, isopentyloxy, neopentyloxy, tert-pentyloxy, 1-methylbutyloxy. , 1-ethylpropyloxy, hexyloxy, isohexyloxy, 1-methylpentyloxy, 1-ethylbutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy and the like.

式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物(ジアミン化合物(1))をモノマーに用いて合成したポリマーで塗膜を形成し、偏光を照射すると、該塗膜に高い液晶配向性が付与される。これは、以下のメカニズムによるものと推測される。
すなわち、ジアミン化合物(1)は、シクロプロパンの隣り合った炭素にフェニルエステルが結合した構造を有することにより、光照射によって光フリース転位反応が生じると考えられる。そのため、このジアミン化合物(1)を用いて合成したポリマーの塗膜に光配向用の偏光を照射すると、ランダム配向しているポリマー鎖のうち、その偏光方向と概ね平行にあるポリマー主鎖のジアミン由来の構成単位で、選択的に光化学反応(光フリース転位反応)が起きる。その結果、偏光方向に対して概ね直角をなすポリマー鎖による配向成分が支配的になり、特定方向に高度に配向した状態になる。
そして、この配向した膜を液晶表示素子の液晶配向膜として用いると、液晶配向膜の表面と液晶分子の相互作用の結果、液晶分子が、照射した偏光の偏光方向に対して概ね直角の方向に長軸を揃えて均一に配向し、液晶層に高い異方性が付与される。
以上のことから、ジアミン化合物(1)は、液晶配向剤に使用されるポリマーの原料モノマー(ジアミンモノマー)として有用である。そして、このジアミン化合物を用いて合成したポリマーを液晶配向剤に使用することにより、液晶配向性が高い液晶配向膜を形成することができる。そして、この液晶配向膜を液晶表示素子に適用することにより、その液晶層に高い配向性が付与され、高いコントラストで表示を行うことが可能になる。
なお、本明細書中では、ポリマー鎖のうちで特定の方向を向いた成分が支配的になった状態を、ポリマー鎖が配向したと表現し、配向膜を形成しているポリマー鎖が特定方向に配向している状態になることを、異方性を生じると表現することがある。また、ポリマー鎖が特定方向により揃っていることを、高い異方性を持つと表現することがある。
At least one compound (diamine compound (1)) selected from the diamine compounds represented by formula (1) is used as a monomer to form a coating film with a polymer synthesized, and when irradiated with polarized light, the coating film has a high Liquid crystal orientation is imparted. This is presumed to be due to the following mechanism.
That is, it is considered that the diamine compound (1) has a structure in which phenyl esters are bonded to adjacent carbons of cyclopropane, so that photo-fries rearrangement reaction occurs upon irradiation with light. Therefore, when a polymer coating film synthesized using this diamine compound (1) is irradiated with polarized light for photo-alignment, among the randomly oriented polymer chains, the diamine of the polymer main chain that is approximately parallel to the polarization direction A photochemical reaction (photofries rearrangement reaction) occurs selectively in the originating structural unit. As a result, the orientation component due to polymer chains that are generally perpendicular to the polarization direction becomes dominant, resulting in a highly oriented state in a specific direction.
When this oriented film is used as a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element, as a result of the interaction between the surface of the liquid crystal alignment film and the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules are aligned in a direction substantially perpendicular to the polarization direction of the irradiated polarized light. The long axes are aligned and oriented uniformly, and high anisotropy is imparted to the liquid crystal layer.
From the above, the diamine compound (1) is useful as a raw material monomer (diamine monomer) for polymers used in liquid crystal aligning agents. And the liquid crystal aligning film with high liquid crystal aligning property can be formed by using the polymer synthesize|combined using this diamine compound for a liquid crystal aligning agent. By applying this liquid crystal alignment film to a liquid crystal display element, the liquid crystal layer is imparted with a high degree of alignment, making it possible to perform display with high contrast.
In the present specification, the state in which a component oriented in a specific direction among the polymer chains is dominant is expressed as oriented polymer chains, and the polymer chains forming the oriented film are oriented in a specific direction. It is sometimes expressed that anisotropy occurs to be in a state of being oriented to In addition, having polymer chains aligned in a specific direction is sometimes expressed as having high anisotropy.

ジアミン化合物(1)の好ましい例として、ジアミン化合物(1-1)を挙げることができる。ジアミン化合物(1-1)を用いて合成されたポリマーは、アミノ基がエステルに対してパラ位に位置しているため、直線性が高くなり、そのポリマーを用いた液晶配向膜は高い異方性を発現することができる。ジアミン化合物(1-1)の中でも、nが0である化合物は、その製造における原料入手の容易さの観点から有用である。 A preferred example of the diamine compound (1) is the diamine compound (1-1). The polymer synthesized using the diamine compound (1-1) has high linearity because the amino group is located at the para position with respect to the ester, and the liquid crystal alignment film using the polymer has high anisotropy. You can express your sexuality. Among the diamine compounds (1-1), compounds in which n is 0 are useful from the viewpoint of easy availability of raw materials for their production.

これらジアミン化合物の中でも、シクロプロパン環上の2つのエステルがトランス配置である化合物が好ましい。このような化合物は、直線性が高くなり、液晶配向膜の高い異方性に寄与する。 Among these diamine compounds, compounds in which two esters on the cyclopropane ring are in the trans configuration are preferred. Such a compound has high linearity and contributes to high anisotropy of the liquid crystal alignment film.

ジアミン化合物(1)の具体例として、以下に示す化合物が挙げられる。 Specific examples of the diamine compound (1) include the compounds shown below.


Figure 2023034229000021

Figure 2023034229000022

Figure 2023034229000021

Figure 2023034229000022

例えば化合物(1-1-2a)と化合物(1-1-2b)の関係のように、同じ番号でa、bと付している化合物は、それぞれエナンチオマーの関係にある。本明細書において、互いにエナンチオマーの関係にある化合物の混合物を「ジアミン異性体混合物」と称することもある。このようなジアミン異性体混合物をジアミン化合物(1)として原料組成物に用いることもできる。 For example, like the relationship between compound (1-1-2a) and compound (1-1-2b), compounds having the same number and attached with a and b have an enantiomer relationship. In this specification, a mixture of compounds having an enantiomeric relationship with each other is sometimes referred to as a "diamine isomer mixture". Such a diamine isomer mixture can also be used in the raw material composition as the diamine compound (1).

ジアミン化合物(1)の配合量は、原料として使用するジアミン類の全量に対して、40から100モル%が好ましく、50から100モル%がより好ましい。本発明で使用するポリマーがブロックポリマーである場合におけるジアミン化合物(1)の配合量は、原料として使用するジアミン類の全量に対して、10から100モル%が好ましく、20から70モル%がより好ましい。 The content of the diamine compound (1) is preferably 40 to 100 mol %, more preferably 50 to 100 mol %, relative to the total amount of diamines used as raw materials. When the polymer used in the present invention is a block polymer, the blending amount of the diamine compound (1) is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, based on the total amount of diamines used as raw materials. preferable.

ジアミン類として、複数のジアミン化合物(1)を用いてもよい。ジアミン化合物(1)に加えて、その他のジアミン化合物を用いてもよい。 A plurality of diamine compounds (1) may be used as diamines. Other diamine compounds may be used in addition to the diamine compound (1).

その他のジアミン化合物として、公知のジアミン化合物から制限されることなく選択することができる。ここで、その他のジアミン化合物には、ジアミンの他、ジヒドラジドも包含されることとする。
ジアミンはその構造によって2種類に分けることができる。すなわち、2つのアミノ基を結ぶ骨格を主鎖として見たときに、主鎖から分岐する基、即ち側鎖基を有するジアミンと側鎖基を持たないジアミンである。このような側鎖基を有するジアミンを側鎖型ジアミン、このような側鎖基を持たないジアミンを非側鎖型ジアミンとそれぞれ称することがある。この側鎖基はプレチルト角を大きくする効果を有する基である。
非側鎖型ジアミンと側鎖型ジアミンを適切に使い分けることにより、それぞれに必要なプレチルト角に対応することができる。
Other diamine compounds can be selected without limitation from known diamine compounds. Here, other diamine compounds include not only diamines but also dihydrazides.
Diamines can be classified into two types according to their structures. That is, when the skeleton connecting two amino groups is viewed as a main chain, there are groups branched from the main chain, that is, diamines having side-chain groups and diamines having no side-chain groups. A diamine having such a side chain group is sometimes referred to as a side chain type diamine, and a diamine having no such side chain group is sometimes referred to as a non-side chain type diamine. This side chain group is a group having the effect of increasing the pretilt angle.
By appropriately using the non-side chain type diamine and the side chain type diamine properly, it is possible to correspond to the pretilt angle required for each.

側鎖型ジアミンは、本発明の特性を損なわない程度に併用するのが好ましい。また側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンについて、液晶分子に対する垂直配向性、VHR、および残像特性等の特性を向上させる目的で取捨選択して使用することが好ましい。 Side chain type diamines are preferably used in combination to the extent that the properties of the present invention are not impaired. In addition, it is preferable to selectively use the side-chain type diamine and the non-side-chain type diamine for the purpose of improving properties such as vertical alignment with respect to liquid crystal molecules, VHR, and afterimage properties.

その他のジアミン化合物の具体例として、以下に示す化合物が挙げられる。 Specific examples of other diamine compounds include the compounds shown below.


Figure 2023034229000023


Figure 2023034229000024

式(DI-11)から式(DI-13)、式(DI-16)、式(DI-17)、式(DI-27)において、sは1から12の整数であり、式(DI-21)において、sは1から12の整数であり、tは1または2であり、式(DI-20)において、uは1から5の整数である。式(DI-11)および式(DI-12)において、Bocはtert-ブトキシカルボニル基である。
Figure 2023034229000023


Figure 2023034229000024

In formulas (DI-11) to formula (DI-13), formula (DI-16), formula (DI-17), and formula (DI-27), s is an integer of 1 to 12, and formula (DI- 21), s is an integer of 1 to 12, t is 1 or 2, and u is an integer of 1 to 5 in formula (DI-20). In formulas (DI-11) and (DI-12), Boc is a tert-butoxycarbonyl group.

式(DI-29)の化合物は、光フリース転移を生じる化合物である。ジアミン化合物(1)は低いエネルギーの光照射でも良好な光反応性を示すため、他の光反応性のジアミン化合物と併用する必要はないが、このようなジアミン類をジアミン化合物(1)と併用してもよい。 The compound of formula (DI-29) is a compound that undergoes photofries transition. Since the diamine compound (1) exhibits good photoreactivity even with low-energy light irradiation, it is not necessary to use it in combination with other photoreactive diamine compounds. You may

<テトラカルボン酸二無水物類>
テトラカルボン酸二無水物類として、公知のテトラカルボン酸二無水物類から制限されることなく選択することができる。テトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸ジエステルやテトラカルボン酸ジエステルジクロライドに誘導して、原料組成物に用いてもよい。すなわち、「テトラカルボン酸二無水物類」には、テトラカルボン酸二無水物の他、テトラカルボン酸二無水物の誘導体、例えばテトラカルボン酸ジエステルやテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物も包含されることとする。これらのうち、いずれか1種を重合に供してもよいし、2種以上を組み合わせて重合に供してもよい。
また、テトラカルボン酸二無水物は、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合した芳香族系(複素芳香環系を含む)に属するものであってもよいし、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合していない脂肪族系(複素環系を含む)に属するものであってもよい。
<Tetracarboxylic dianhydrides>
The tetracarboxylic dianhydrides can be selected without limitation from known tetracarboxylic dianhydrides. A tetracarboxylic dianhydride may be derived into a tetracarboxylic acid diester or a tetracarboxylic acid diester dichloride and used in the raw material composition. That is, the term "tetracarboxylic dianhydrides" includes not only tetracarboxylic dianhydrides but also derivatives of tetracarboxylic dianhydrides such as tetracarboxylic diesters and tetracarboxylic diester dihalides. do. Any one of these may be subjected to polymerization, or two or more thereof may be combined for polymerization.
In addition, the tetracarboxylic dianhydride may belong to an aromatic system (including a heteroaromatic ring system) in which a dicarboxylic anhydride is directly bonded to an aromatic ring, or a dicarboxylic anhydride may be directly bonded to an aromatic ring. may belong to aliphatic systems (including heterocyclic ring systems) where is not attached.

テトラカルボン酸二無水物類の具体例として、以下に示す化合物が挙げられる。 Specific examples of tetracarboxylic dianhydrides include the compounds shown below.

Figure 2023034229000025

式(AN-2)および式(AN-8)において、vは1から12の整数である。
Figure 2023034229000025

In formulas (AN-2) and (AN-8), v is an integer of 1 to 12.

<ポリマー>
ポリマーは、ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーであり、このポリマーは、ポリアミック酸およびポリアミック酸の誘導体から選択される少なくとも1つのポリマーを含有する。このポリマーは、複数のポリアミック酸または複数のポリアミック酸の誘導体から構成されてもよいし、ポリアミック酸およびポリアミック酸の誘導体の混合物から構成されてもよい。ポリアミック酸の誘導体として、ポリイミド、部分ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリアミック酸-ポリアミドコポリマーおよびポリアミドイミドを挙げることができる。
<Polymer>
The polymer is a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides, and this polymer is , polyamic acid and derivatives of polyamic acid. The polymer may be composed of multiple polyamic acids or multiple derivatives of polyamic acids, or may be composed of a mixture of polyamic acids and derivatives of polyamic acids. Derivatives of polyamic acids may include polyimides, partial polyimides, polyamic acid esters, polyamic acid-polyamide copolymers and polyamideimides.

ポリアミック酸は、ジアミン類とテトラカルボン酸二無水物との重合反応により合成されるポリマーであり、式(PAA)で表される構成単位を有する。

Figure 2023034229000026

式(PAA)において、Xは4価の有機基を表す。Xは2価の有機基を表す。 A polyamic acid is a polymer synthesized by a polymerization reaction of diamines and a tetracarboxylic dianhydride, and has a structural unit represented by formula (PAA).

Figure 2023034229000026

In formula (PAA), X1 represents a tetravalent organic group. X2 represents a divalent organic group.

ポリアミック酸の誘導体は、ポリアミック酸の一部分を他の原子または原子団に置き換えて特性を改変した化合物であり、特に液晶配向剤に用いる溶剤への溶解性を高くしたものであることが好ましい。このようなポリアミック酸の誘導体としては、具体的には1)ポリアミック酸のすべてのアミノ基とカルボキシル基とが脱水閉環反応したポリイミド、2)部分的に脱水閉環反応した部分ポリイミド、3)ポリアミック酸のカルボキシル基がエステルに変換されたポリアミック酸エステル、4)テトラカルボン酸二無水物化合物に含まれる酸二無水物の一部を有機ジカルボン酸に置き換えて反応させて得られたポリアミック酸-ポリアミドコポリマー、さらに5)該ポリアミック酸-ポリアミドコポリマーの一部または全部を脱水閉環反応させたポリアミドイミドが挙げられる。これらの誘導体のうち、例えばポリイミドとしては、式(PI)で表される構成単位を有するものを挙げることができ、ポリアミック酸エステルとしては、式(PAE)で表される構成単位を有するものを挙げることができる。

Figure 2023034229000027

Figure 2023034229000028

式(PI)および式(PAE)において、Xは4価の有機基、Xは2価の有機基、Zはアルキルを表す。 Derivatives of polyamic acid are compounds in which a part of polyamic acid is replaced with other atoms or atomic groups to modify the properties, and in particular, it is preferred that the solubility in the solvent used for the liquid crystal aligning agent is increased. Specific examples of such polyamic acid derivatives include 1) polyimide obtained by a dehydration ring-closing reaction of all amino groups and carboxyl groups of polyamic acid, 2) partial polyimide obtained by a partial dehydration ring-closure reaction, and 3) polyamic acid. 4) Polyamic acid-polyamide copolymer obtained by replacing part of the acid dianhydride contained in the tetracarboxylic acid dianhydride compound with an organic dicarboxylic acid and reacting and 5) a polyamideimide obtained by dehydrating and ring-closing a part or all of the polyamic acid-polyamide copolymer. Among these derivatives, for example, polyimides include those having a structural unit represented by the formula (PI), and polyamic acid esters include those having a structural unit represented by the formula (PAE). can be mentioned.

Figure 2023034229000027

Figure 2023034229000028

In formula (PI) and formula (PAE), X1 represents a tetravalent organic group, X2 represents a divalent organic group, and Z represents alkyl.

ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体は、第1ポリマー鎖と、第1ポリマー鎖とは構造が異なる第2ポリマー鎖を含むブロックポリマーであってもよい。また、ブロックポリマーは、さらに第1ポリマー鎖および第2ポリマー鎖と構造が異なる他のポリマー鎖を含んでいてもよい。例えば、ポリアミック酸のブロックポリマーは、式(PAA)で示される特定のポリアミック酸(PAA1)の溶液と、ポリアミック酸(PAA1)とX及びXの組み合わせが異なるポリアミック酸(PAA2)の溶液を混合して加熱することにより形成することができる。こうして形成されるポリアミック酸のブロックポリマーは、(PAA1)n1で表されるブロックと(PAA2)n2で表されるブロックを含む。(PAA1)n1および(PAA2)n2におけるn1およびn2は、各々独立して1以上の整数であり、好ましくは各々独立して2以上の整数である。ブロックポリマーにおいて、ジアミン化合物(1)を原料組成物に用いるポリマー鎖は、いずれか1つであってもよいし、2つ以上であってもよいし、全てのポリマー鎖であってもよい。
ポリアミック酸ブロックポリマーは、2種以上のポリアミック酸をそれぞれ単独で製造した後に混合し、加熱して合成してもよいし、2種以上のポリアミック酸を同じ反応容器中で合成した後、加熱して合成してもよい。
The polyamic acid or polyamic acid derivative may be a block polymer comprising a first polymer chain and a second polymer chain that is structurally different from the first polymer chain. In addition, the block polymer may further contain another polymer chain having a structure different from that of the first polymer chain and the second polymer chain. For example, the block polymer of polyamic acid includes a solution of a specific polyamic acid (PAA1) represented by the formula (PAA) and a solution of polyamic acid (PAA2) having a different combination of polyamic acid (PAA1) and X 1 and X 2 . It can be formed by mixing and heating. The block polymer of polyamic acid thus formed comprises blocks represented by (PAA1) n1 and blocks represented by (PAA2) n2 . n1 and n2 in (PAA1) n1 and (PAA2) n2 are each independently an integer of 1 or more, preferably each independently an integer of 2 or more. In the block polymer, the polymer chains using the diamine compound (1) in the raw material composition may be any one, two or more, or all polymer chains.
The polyamic acid block polymer may be synthesized by preparing two or more polyamic acids independently and then mixing and heating them. Alternatively, two or more polyamic acids may be synthesized in the same reaction vessel and then heated. may be combined.

ポリアミック酸をポリイミドとする場合には、得られたポリアミック酸溶液を、脱水剤である無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物、および脱水閉環触媒であるトリエチルアミン、ピリジン、コリジンなどの第三級アミンとともに、20℃から150℃でイミド化反応させることにより、ポリイミドを得ることができる。得られたポリアミック酸溶液から多量の貧溶剤(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤やエチレングリコールなどのグリコール系溶剤)を用いてポリアミック酸を析出させ、析出させたポリアミック酸を、トルエン、キシレン等の溶剤中で、上記の脱水剤及び脱水閉環触媒とともに、20℃から150℃でイミド化反応させることにより、ポリイミドを得ることもできる。 When the polyamic acid is a polyimide, the resulting polyamic acid solution is mixed with acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride and trifluoroacetic anhydride as dehydrating agents, and triethylamine, pyridine and collidine as dehydration ring closure catalysts. Polyimide can be obtained by imidization reaction at 20° C. to 150° C. with a tertiary amine such as Polyamic acid is precipitated from the resulting polyamic acid solution using a large amount of poor solvent (alcoholic solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and glycolic solvents such as ethylene glycol), and the precipitated polyamic acid is dissolved in toluene, A polyimide can also be obtained by an imidation reaction at 20° C. to 150° C. in a solvent such as xylene together with the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst.

イミド化反応において、脱水剤と脱水閉環触媒の割合は、0.1から10(モル比)であることが好ましい。脱水剤と脱水閉環触媒の合計使用量は、当該ポリアミック酸の合成に使用したテトラカルボン酸二無水物のモル量の合計に対して1.5から10倍モルであることが好ましい。このイミド化反応に用いる脱水剤、触媒量、反応温度及び反応時間を調整することによって、イミド化の程度を制御することができ、これによりポリアミック酸の一部のみがイミド化した部分ポリイミドを得ることができる。得られたポリイミドは、反応に用いた溶剤と分離し、他の溶剤に再溶解させて液晶配向剤として使用することもできるし、あるいは溶剤と分離することなく液晶配向剤として使用することもできる。 In the imidization reaction, the ratio of the dehydrating agent to the dehydration ring-closing catalyst is preferably 0.1 to 10 (molar ratio). The total amount of the dehydrating agent and dehydration ring-closing catalyst used is preferably 1.5 to 10 times the molar amount of the tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid. By adjusting the dehydrating agent, catalyst amount, reaction temperature and reaction time used in this imidization reaction, the degree of imidization can be controlled, thereby obtaining a partial polyimide in which only a portion of the polyamic acid is imidized. be able to. The resulting polyimide can be separated from the solvent used for the reaction and re-dissolved in another solvent to be used as a liquid crystal aligning agent, or can be used as a liquid crystal aligning agent without separating from the solvent. .

ポリアミック酸エステルは、ポリアミック酸と水酸基含有化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等とを反応させることにより合成する方法や、テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸ジエステルもしくはテトラカルボン酸ジエステルジクロライドと、ジアミン類とを反応させることにより合成する方法により得ることができる。テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸ジエステルは、例えばテトラカルボン酸二無水物を2当量のアルコールと反応させ開環させて得ることができ、テトラカルボン酸ジエステルジクロライドは、テトラカルボン酸ジエステルを2当量以上の塩素化剤(例えば塩化チオニルなど)と反応させることで得ることができる。なお、ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。 A polyamic acid ester is synthesized by reacting a polyamic acid with a hydroxyl group-containing compound, a halide, an epoxy group-containing compound, or the like, or by a tetracarboxylic acid diester or tetracarboxylic acid diester derived from a tetracarboxylic dianhydride. It can be obtained by a synthesis method by reacting a dichloride with a diamine. A tetracarboxylic acid diester derived from a tetracarboxylic acid dianhydride can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic acid dianhydride with two equivalents of alcohol to open the ring, and a tetracarboxylic acid diester dichloride is a tetracarboxylic acid It can be obtained by reacting a diester with two or more equivalents of a chlorinating agent (for example, thionyl chloride). The polyamic acid ester may have only the amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which the amic acid structure and the amic acid ester structure coexist.

式(1)で表されるジアミン化合物を原料に用いたポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体は、ポリイミドの膜の形成に用いられる公知のポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体と同様に製造することができる。
テトラカルボン酸二無水物類の総仕込み量は、ジアミン類の合計1モルに対して、0.9モルから1.1モルとすることが好ましい。
The polyamic acid or polyamic acid derivative using the diamine compound represented by formula (1) as a raw material can be produced in the same manner as known polyamic acids or polyamic acid derivatives used for forming polyimide films.
The total amount of tetracarboxylic dianhydrides charged is preferably 0.9 mol to 1.1 mol per 1 mol of diamines.

ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体の分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、5,000から500,000であることが好ましく、5,000から50,000であることがより好ましい。これらの分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による測定から求めることができる。 The molecular weight of the polyamic acid or polyamic acid derivative is preferably from 5,000 to 500,000, more preferably from 5,000 to 50,000, in terms of polystyrene-equivalent weight-average molecular weight (Mw). These molecular weights can be obtained from measurements by gel permeation chromatography (GPC).

ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体は、多量の貧溶剤で沈殿させて得られる固形分をIR(赤外分光法)、NMR(核磁気共鳴分析)で分析することによりその存在を確認することができる。また水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等の強アルカリの水溶液によるポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体の分解物の有機溶剤による抽出物を、ガスクロマトグラフィー(GC)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)またはガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)で分析することにより、使用されているモノマーを確認することができる。 The existence of polyamic acid or polyamic acid derivative can be confirmed by analyzing the solid content obtained by precipitating with a large amount of poor solvent by IR (infrared spectroscopy) and NMR (nuclear magnetic resonance analysis). . In addition, an extract with an organic solvent of a decomposition product of polyamic acid or a derivative of polyamic acid with a strong alkaline aqueous solution such as potassium hydroxide or sodium hydroxide is subjected to gas chromatography (GC), high performance liquid chromatography (HPLC) or gas chromatography. The monomers used can be confirmed by analysis by graphic mass spectrometry (GC-MS).

<液晶配向剤>
液晶配向剤は、ポリアミック酸およびポリアミック酸の誘導体から選択される少なくとも1つのポリマーを含有する。ポリマーは、1種類であっても2種類以上であってもよい。ポリマーを1種類のみ含有する液晶配向剤を単層型液晶配向剤と称することがある。ポリマーを2種以上含有する液晶配向剤をブレンド型液晶配向剤と称することがある。ブレンド型液晶配向剤は、特にVHR信頼性やその他の電気的特性を重視する場合に用いられる。
<Liquid crystal aligning agent>
The liquid crystal aligning agent contains at least one polymer selected from polyamic acid and polyamic acid derivatives. One type or two or more types of polymers may be used. A liquid crystal aligning agent containing only one type of polymer may be referred to as a single-layer liquid crystal aligning agent. A liquid crystal aligning agent containing two or more kinds of polymers may be referred to as a blend type liquid crystal aligning agent. A blend type liquid crystal aligning agent is used particularly when VHR reliability and other electrical characteristics are considered important.

2成分のポリマーを用いる場合、例えば、一方には液晶配向能に優れた性能を有するポリマーを選択し、他方には液晶表示素子の電気的特性を改善するのに優れた性能を有するポリマーを選択する態様があり、液晶配向性と電気特性のバランスの良い液晶配向剤を得るために好適である。
2成分のポリマーからなる液晶配向剤では、表面エネルギーの小さなポリマーが上層に、表面エネルギーの大きなポリマーが下層に分離する現象が知られている。それぞれのポリマーの構造や分子量を適宜変更し、その表面エネルギーを調整することにより、一方のポリマーを薄膜の上層に偏析させ、他方のポリマーを薄膜の下層に偏析させることができる。すなわち、ポリマーの表面エネルギーの調整により、液晶配向能に優れたポリマーを薄膜の上層に、液晶表示素子の電気的特性改善能に優れたポリマーを薄膜の下層に偏析させ、液晶配向性と電気特性のバランスが良い所望の液晶配向膜を得ることができる。このようにして形成された液晶配向膜の表面エネルギーが、上層に偏析させることを意図したポリマーから形成された膜の表面エネルギーと同じ、または同等であることを確認することで、所望の液晶配向膜が得られたことを確認できる。
When two-component polymers are used, for example, one polymer is selected to have excellent liquid crystal alignment ability, and the other is selected to have excellent performance in improving the electrical properties of the liquid crystal display device. It is suitable for obtaining a liquid crystal aligning agent having well-balanced liquid crystal aligning properties and electrical properties.
A liquid crystal aligning agent composed of a two-component polymer is known to have a phenomenon in which a polymer with a small surface energy separates into an upper layer and a polymer with a large surface energy separates into a lower layer. By appropriately changing the structure and molecular weight of each polymer and adjusting their surface energy, one polymer can be segregated in the upper layer of the thin film and the other polymer can be segregated in the lower layer of the thin film. That is, by adjusting the surface energy of the polymer, a polymer with excellent liquid crystal alignment ability is segregated in the upper layer of the thin film, and a polymer with excellent electrical property improvement ability of the liquid crystal display element is segregated in the lower layer of the thin film. It is possible to obtain a desired liquid crystal alignment film with a good balance of . By confirming that the surface energy of the liquid crystal alignment film thus formed is the same as or equivalent to the surface energy of the film formed from the polymer intended to be segregated on the upper layer, the desired liquid crystal alignment can be obtained. It can be confirmed that a membrane was obtained.

層分離を発現させる方法として、上層に偏析させるポリマーの分子量を下層に偏析させるポリマーの分子量よりも小さくする方法や、上層に偏析させるポリマーをポリイミドとする方法が挙げられる。 Examples of a method for causing layer separation include a method in which the molecular weight of the polymer to be segregated in the upper layer is made smaller than that of the polymer to be segregated in the lower layer, and a method in which polyimide is used as the polymer to be segregated in the upper layer.

式(1)で表されるジアミン化合物は、薄膜の上層に偏析させるポリマーの原料モノマーとして用いられてもよく、薄膜の下層に偏析させるポリマーの原料モノマーとして用いられてもよく、また、両方のポリマーの原料モノマーとして用いられてもよいが、薄膜の上層に偏析させるポリマーの原料モノマーとして用いることが好ましい。 The diamine compound represented by formula (1) may be used as a raw material monomer for the polymer to be segregated in the upper layer of the thin film, or may be used as a raw material monomer for the polymer to be segregated in the lower layer of the thin film. Although it may be used as a raw material monomer for the polymer, it is preferably used as a raw material monomer for the polymer to be segregated in the upper layer of the thin film.

液晶配向剤は、液晶配向剤の塗布性や、ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体の濃度の調整の観点から、溶剤をさらに含有してもよい。溶剤には、高分子成分を溶解する能力を持った溶剤であれば格別制限なく使用可能であり、例えばポリアミック酸、可溶性ポリイミド等のポリマー成分の製造工程や各用途において通常使用されている溶剤、ポリアミック酸又はその誘導体の親溶剤、塗布性改善を目的とした他の溶剤から、使用目的に応じて適宜選択することができる。溶剤は1種でも2種以上の混合溶剤であってもよい。 The liquid crystal aligning agent may further contain a solvent from the viewpoint of coating properties of the liquid crystal aligning agent and adjusting the concentration of polyamic acid or polyamic acid derivative. As the solvent, any solvent capable of dissolving the polymer component can be used without any particular limitation. Depending on the purpose of use, the solvent can be appropriately selected from solvent affinity for polyamic acid or its derivatives and other solvents intended to improve coatability. The solvent may be one kind or a mixed solvent of two or more kinds.

ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体に対し親溶剤である非プロトン性極性有機溶剤としては、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、N-メチルカプロラクタム、N-メチルプロピオンアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルイソブチルアミド、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等が挙げられる。これらの中で、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、γ-ブチロラクトン、またはγ-バレロラクトンが好ましい。 Aprotic polar organic solvents that are affinity for polyamic acid or polyamic acid derivatives include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, N- methylpropionamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, diethylacetamide, N,N-dimethylisobutyramide, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and the like. be done. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, γ-butyrolactone, or γ-valerolactone are preferred.

塗布性改善等を目的とした他の溶剤の例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ-tert-ブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。また、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1-ブトキシ-2-プロパノール等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、フェニルアセテート、及びこれらアセテート類等のエステル化合物が挙げられる。さらにマロン酸ジエチル等のマロン酸ジアルキル、乳酸アルキル、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、3-メチル-3-メトキシブチルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、テトラリン、およびイソホロンが挙げられる。 Examples of other solvents for the purpose of improving coating properties include ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol mono-tert-butyl ether, diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol ethylmethyl. Ether, diethylene glycol dialkyl ether such as diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether. In addition, propylene glycol monoalkyl ether such as propylene glycol monomethyl ether and 1-butoxy-2-propanol, dipropylene glycol monoalkyl ether such as dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoalkyl, triethylene glycol monoalkyl ether, phenyl acetate. , and ester compounds such as these acetates. Furthermore, dialkyl malonate such as diethyl malonate, alkyl lactate, diisobutyl ketone, diacetone alcohol, 3-methyl-3-methoxybutyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, tetralin , and isophorone.

これらの中で、ジイソブチルケトン、4-メチル-2-ペンタノール、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ-tert-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、1-ブトキシ-2-プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルまたはブチルセロソルブアセテートが好ましい。 Among these, diisobutyl ketone, 4-methyl-2-pentanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol mono-tert-butyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, Diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, 1-butoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether or butyl cellosolve acetate are preferred.

液晶配向剤におけるポリマー濃度は特に限定されるものではなく、下記の種々の塗布法に合わせ最適な値を選べばよい。通常、塗布時のムラやピンホール等を抑えるため、液晶配向剤の重量に対し、好ましくは0.1から30重量%、より好ましくは1から10重量%である。 The polymer concentration in the liquid crystal aligning agent is not particularly limited, and an optimum value may be selected according to the following various coating methods. Generally, in order to suppress unevenness, pinholes, etc. during application, it is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the weight of the liquid crystal aligning agent.

液晶配向剤の粘度は、塗布する方法、ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体の濃度、使用するポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体の種類、溶剤の種類と割合によって好ましい範囲が異なる。例えば、印刷機による塗布の場合は5から100mPa・sが好ましく、10から80mPa・sがより好ましい。5mPa・s以上であれば十分な膜厚が得られやすくなり、100mPa・s以下であれば印刷ムラを抑えやすくなる。スピンコートによる塗布の場合は5から200mPa・sが好ましく、10から100mPa・sがより好ましい。インクジェット塗布装置を用いて塗布する場合は5から50mPa・sが好ましく、5から20mPa・sがより好ましい。液晶配向剤の粘度は回転粘度測定法により測定され、例えば回転粘度計(東機産業製TVE-20L型)を用いて測定(測定温度:25℃)される。 The preferable range of the viscosity of the liquid crystal aligning agent varies depending on the coating method, the concentration of the polyamic acid or the polyamic acid derivative, the type of the polyamic acid or the polyamic acid derivative used, and the type and ratio of the solvent. For example, in the case of application by a printing machine, the viscosity is preferably from 5 to 100 mPa·s, more preferably from 10 to 80 mPa·s. If it is 5 mPa·s or more, a sufficient film thickness can be easily obtained, and if it is 100 mPa·s or less, printing unevenness can be easily suppressed. In the case of application by spin coating, the viscosity is preferably from 5 to 200 mPa·s, more preferably from 10 to 100 mPa·s. When applying using an inkjet coating device, the viscosity is preferably 5 to 50 mPa·s, more preferably 5 to 20 mPa·s. The viscosity of the liquid crystal aligning agent is measured by a rotational viscosity measurement method, for example, using a rotational viscometer (Model TVE-20L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) (measurement temperature: 25° C.).

液晶配向剤は、ポリマー成分のみから構成されてもよいし、各種添加剤をさらに含有してもよい。各種添加剤は、配向膜の各種特性を向上させるために、それぞれの目的に応じて選択して使用することができる。以下に、液晶配向剤に用いうる添加剤の例を示す。 A liquid crystal aligning agent may be comprised only from a polymer component, and may further contain various additives. Various additives can be selected and used according to their respective purposes in order to improve various properties of the alignment film. Examples of additives that can be used in the liquid crystal aligning agent are shown below.

液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、アルケニル置換ナジイミド化合物、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物、オキサジン化合物、またはオキサゾリン化合物を含有してもよく、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的、膜の硬度を向上させる目的、またはシール剤との密着性を向上させる目的から、エポキシ化合物を含有してもよく、基板およびシール剤との密着性を向上させる目的から、シラン化合物を含有してもよく、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的または配向膜の強度を上げる目的から、シクロカーボネート基を持つ化合物またはヒドロキシアルキルアミド部位や水酸基を持つ化合物を含有してもよい。 The liquid crystal aligning agent may contain an alkenyl-substituted nadimide compound, a compound having a radically polymerizable unsaturated double bond, an oxazine compound, or an oxazoline compound for the purpose of stabilizing the electrical properties of the liquid crystal display element for a long period of time. For the purpose of stabilizing the electrical properties of the display element for a long period of time, the purpose of improving the hardness of the film, or the purpose of improving the adhesion to the sealant, an epoxy compound may be contained to improve adhesion to the substrate and the sealant. For the purpose of improving, it may contain a silane compound, and for the purpose of stabilizing the electrical properties in the liquid crystal display element for a long time or increasing the strength of the alignment film, a compound having a cyclocarbonate group or a hydroxyalkylamide moiety or a hydroxyl group may contain a compound having

これらの化合物の具体的な例として、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、(3,3’,4,4’-ジエポキシ)ビシクロヘキシル、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of these compounds include 1,3-bis(4,5-dihydro-2-oxazolyl)benzene, N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3 - glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, (3,3′,4,4′-diepoxy)bicyclohexyl, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane and the like.

ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤は、光配向用の液晶配向剤に適しており、液晶配向膜を形成させる過程における配向処理には光配向法を適用することができる。 A liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1) and tetracarboxylic dianhydrides as diamines is photoaligned. A photo-alignment method can be applied to the alignment treatment in the process of forming the liquid crystal alignment film.

第三に、液晶配向膜の製造方法を説明する。本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は、通常の方法によって得ることができる。具体的には、液晶配向剤を基板に塗布して塗膜を形成する工程と、その塗膜に光を照射する工程とを用いて形成することができる。液晶配向剤を基板に塗布して塗膜を形成する工程と、塗膜を加熱乾燥して液晶配向剤の膜を形成する工程と、液晶配向剤の膜に光を照射して異方性を付与する工程と、異方性を付与した液晶配向剤の膜を加熱焼成する工程を経ることによって製造することが好ましい。すなわち、本発明の液晶配向膜については、塗膜工程、加熱乾燥工程の後に光を照射して異方性を付与し、その後加熱焼成工程を経るのが好ましい。ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体を含む液晶配向剤を用いた場合、この加熱焼成工程により、ポリアミック酸がイミド化反応を起こしポリイミドが形成される。また、異方性を付与するために照射する光は、偏光紫外線であることが好ましい。 Thirdly, a method for manufacturing a liquid crystal alignment film will be described. The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display device of the present invention can be obtained by a normal method. Specifically, it can be formed using a step of applying a liquid crystal aligning agent to a substrate to form a coating film, and a step of irradiating the coating film with light. A step of applying a liquid crystal aligning agent to a substrate to form a coating film, a step of heating and drying the coating film to form a film of the liquid crystal aligning agent, and irradiating the film of the liquid crystal aligning agent with light to create anisotropy. It is preferable to manufacture by passing through the process of providing and the process of heating and baking the film|membrane of the liquid crystal aligning agent which provided anisotropy. That is, the liquid crystal alignment film of the present invention is preferably irradiated with light to impart anisotropy after the coating process and the heat drying process, and then subjected to the heat baking process. When a liquid crystal aligning agent containing a polyamic acid or a derivative of a polyamic acid is used, the polyamic acid undergoes an imidation reaction by this heating and baking step to form a polyimide. Moreover, it is preferable that the light irradiated for imparting anisotropy is polarized ultraviolet rays.

塗膜は、通常の液晶配向膜の製造と同様に、液晶表示素子における基板に液晶配向剤を塗布することによって形成することができる。基板には、ITO(IndiumTinOxide)、IZO(In2O3-ZnO)、IGZO(In-Ga-ZnO4)電極等の電極やカラーフィルタ等が設けられていてもよいガラス製、窒化ケイ素製、アクリル製、ポリカーボネイト製、ポリイミド製等の基板が挙げられる。 A coating film can be formed by apply|coating a liquid crystal aligning agent to the board|substrate in a liquid crystal display element similarly to manufacture of the normal liquid crystal aligning film. The substrate may be provided with electrodes such as ITO (Indium TinOxide), IZO (In2O3-ZnO), IGZO (In-Ga-ZnO4) electrodes, color filters, etc. Glass, silicon nitride, acrylic, polycarbonate substrates made of polyimide, etc.;

液晶配向剤を基板に塗布する方法としてはスピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法等が一般に知られている。これらの方法は本発明においても同様に適用可能である。 A spinner method, a printing method, a dipping method, a dropping method, an inkjet method, and the like are generally known as methods for applying a liquid crystal aligning agent to a substrate. These methods are equally applicable in the present invention.

加熱乾燥工程は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。加熱乾燥工程は溶剤の蒸発が可能な範囲内の温度で実施することが好ましく、加熱焼成工程における温度に対して比較的低い温度で実施することがより好ましい。具体的には加熱乾燥温度は30℃から150℃の範囲であることが好ましく、50℃から120℃の範囲であることがさらに好ましい。 As the heat-drying step, a method of heat-treating in an oven or an infrared furnace, a method of heat-treating on a hot plate, and the like are generally known. The heating and drying step is preferably carried out at a temperature within a range where the solvent can evaporate, and more preferably at a temperature relatively lower than the temperature in the heating and baking step. Specifically, the heat drying temperature is preferably in the range of 30°C to 150°C, more preferably in the range of 50°C to 120°C.

加熱焼成工程は、ポリアミック酸またはポリアミック酸の誘導体がイミド化反応を呈するのに必要な条件で行うことができる。塗膜の焼成は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法も本発明において同様に適用可能である。一般に90℃から300℃程度の温度で1分間から3時間行うことが好ましく、120℃から280℃がより好ましく、150℃から250℃がさらに好ましい。
膜の異方性を向上させることや、液晶表示素子を作製した際の残像特性を向上させることを重視する場合には、加熱工程の昇温を緩やかに行うことが好ましく、例えば、段階的に温度を上げながら、異なる温度で複数回加熱焼成する、又は、低温から高温へと温度を変化させて加熱することができる。また、両方の加熱方法を組み合わせて行ってもよい。
The heating and baking step can be performed under the conditions necessary for the polyamic acid or the polyamic acid derivative to undergo an imidation reaction. For baking the coating film, a method of heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of heat treatment on a hot plate, and the like are generally known. These methods are similarly applicable in the present invention. In general, the temperature is preferably about 90°C to 300°C for 1 minute to 3 hours, more preferably 120°C to 280°C, even more preferably 150°C to 250°C.
When it is important to improve the anisotropy of the film or to improve the afterimage property when the liquid crystal display element is produced, it is preferable to gradually raise the temperature in the heating step, for example, stepwise. It is possible to heat and bake multiple times at different temperatures while increasing the temperature, or heat while changing the temperature from low to high. Also, both heating methods may be combined.

異なる温度で複数回加熱焼成する場合、異なる温度に設定された複数の加熱装置を用いてもよいし、1台の加熱装置を用いて、異なる温度に順次変化させながら行ってもよい。
異なる温度で複数回加熱焼成する場合は、初めの焼成温度は90℃から180℃で行うのが好ましく、最後の温度は185℃から300℃で行うのが好ましい。例えば、110℃で加熱焼成した後220℃で加熱焼成、110℃で加熱焼成した後230℃で加熱焼成、130℃で加熱焼成した後220℃で加熱焼成、150℃で加熱焼成した後200℃で加熱焼成、150℃で加熱焼成した後220℃で加熱焼成、150℃で加熱焼成した後230℃で加熱焼成、または170℃で加熱焼成した後200℃で加熱焼成することが好ましい。さらに段階を増やして緩やかに昇温させながら加熱焼成することも好ましい。加熱温度を変えて2段階以上で加熱焼成を行う場合、各加熱工程での加熱時間は5分から30分であることが好ましい。
When heating and firing at different temperatures a plurality of times, a plurality of heating devices set to different temperatures may be used, or a single heating device may be used while sequentially changing the temperatures to different temperatures.
When heating and firing at different temperatures multiple times, the initial firing temperature is preferably from 90°C to 180°C, and the final firing temperature is preferably from 185°C to 300°C. For example, heat and bake at 110°C and then heat and bake at 220°C, heat and bake at 110°C and then heat and bake at 230°C, heat and bake at 130°C and then heat and bake at 220°C, and heat and bake at 150°C and then heat and bake at 200°C. It is preferable to heat and bake at 150°C and then heat and bake at 220°C, heat and bake at 150°C and then heat and bake at 230°C, or heat and bake at 170°C and then heat and bake at 200°C. It is also preferable to increase the number of stages and heat and bake while slowly raising the temperature. When heating and baking are performed in two or more stages by changing the heating temperature, the heating time in each heating step is preferably 5 minutes to 30 minutes.

低温度から高温へと温度を変化させて焼成を行なう場合、初期温度は90℃から180℃が好ましい。最終温度は185℃から300℃が好ましく、190℃から230℃がより好ましい。加熱時間は5分から60分が好ましく、20分から60分がより好ましい。昇温スピードは、例えば0.5℃/分から40℃/分とすることができる。昇温中の昇温スピードは一定でなくともよい。 When firing is performed by changing the temperature from low temperature to high temperature, the initial temperature is preferably 90°C to 180°C. The final temperature is preferably 185°C to 300°C, more preferably 190°C to 230°C. The heating time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 20 to 60 minutes. The heating speed can be, for example, 0.5° C./minute to 40° C./minute. The temperature rising speed during temperature rising may not be constant.

液晶配向膜の製造方法において、液晶を水平および/または垂直方向に対して一方向に配向させるために、薄膜へ異方性を付与する手段として、公知の光配向法を好適に用いることができる。 In the method for producing a liquid crystal alignment film, a known photo-alignment method can be suitably used as a means for imparting anisotropy to the thin film in order to align the liquid crystal in one direction with respect to the horizontal and / or vertical direction. .

光配向法による液晶配向膜の製造方法について、詳細に説明する。光配向法を用いた液晶配向膜は、塗膜を加熱乾燥した後の薄膜に、光の直線偏光または無偏光を照射することにより、薄膜に異方性を付与し、その膜を加熱焼成することにより形成することができる。または、塗膜を加熱乾燥し、加熱焼成した後に、薄膜に光の直線偏光または無偏光を照射することにより形成することができる。液晶配向性の点から、光の照射工程は加熱焼成工程前に行うのが好ましい。 A method for manufacturing a liquid crystal alignment film by a photo-alignment method will be described in detail. The liquid crystal alignment film using the photo-alignment method is applied to the thin film after drying the coating film with linearly polarized light or non-polarized light to impart anisotropy to the thin film, and the film is heated and baked. can be formed by Alternatively, the thin film can be formed by drying the coating film by heating, baking the film by heating, and then irradiating the thin film with linearly polarized light or non-polarized light. From the viewpoint of liquid crystal orientation, the light irradiation step is preferably performed before the heating and baking step.

さらに、液晶配向膜の液晶配向能を上げるために、塗膜を加熱しながら光の直線偏光または無偏光を照射することもできる。光の照射は、塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で行ってもよく、加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に行ってもよい。
塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で光を照射する場合の加熱温度は、上記の加熱乾燥工程、または加熱焼成工程の記載を参考にできる。加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に光を照射する場合の加熱温度は、30℃から150℃の範囲であることが好ましく、50℃から110℃の範囲であることがさらに好ましい。
Furthermore, in order to increase the liquid crystal alignment ability of the liquid crystal alignment film, linearly polarized light or non-polarized light can be irradiated while heating the coating film. Irradiation with light may be performed in the step of drying the coating film by heating, or in the step of baking by heating, or may be performed between the step of drying by heating and the step of baking by heating.
For the heating temperature in the case of irradiating the coating film with light in the step of drying by heating or the step of baking by heating, the above description of the drying by heating or baking by heating can be referred to. The heating temperature in the case of irradiating light between the heat drying step and the heat baking step is preferably in the range of 30°C to 150°C, more preferably in the range of 50°C to 110°C.

光としては、例えば150から800nmの波長の光を含む紫外線または可視光を用いることができるが、200から400nmの光を含む紫外線が好ましい。また、直線偏光または無偏光を用いることができる。これらの光は、前記薄膜に液晶配向能を付与することができる光であれば特に限定されないが、液晶に対して強い配向規制力を発現させたい場合、直線偏光が好ましい。 As the light, for example, ultraviolet light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm or visible light can be used, and ultraviolet light containing light with a wavelength of 200 to 400 nm is preferable. Also, linearly polarized light or non-polarized light can be used. The light is not particularly limited as long as it can impart liquid crystal alignment ability to the thin film, but linearly polarized light is preferable when a strong alignment control force is to be exerted on the liquid crystal.

本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は、低いエネルギーの光照射でも高い異方性を示すことができる。前記光照射工程における直線偏光の照射量は0.05から10J/cmであることが好ましく、0.1から5J/cmがより好ましい。直線偏光の膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、液晶に対する強い配向規制力を発現させたい場合、膜表面に対してなるべく垂直であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。また、本発明の液晶配向膜は、直線偏光を照射することにより、直線偏光の偏光方向に対して直角方向に液晶を配向させることができる。 The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display device of the present invention can exhibit high anisotropy even with low-energy light irradiation. The irradiation amount of linearly polarized light in the light irradiation step is preferably 0.05 to 10 J/cm 2 , more preferably 0.1 to 5 J/cm 2 . Although the irradiation angle of the linearly polarized light to the film surface is not particularly limited, it is preferably perpendicular to the film surface as much as possible from the viewpoint of shortening the alignment treatment time when it is desired to develop a strong alignment control force on the liquid crystal. Further, the liquid crystal alignment film of the present invention can orient liquid crystals in a direction perpendicular to the polarization direction of linearly polarized light by irradiating it with linearly polarized light.

光の直線偏光または無偏光を照射する工程に使用する光源には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Deep UVランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、エキシマランプ、KrFエキシマレーザー、蛍光ランプ、LEDランプ、ナトリウムランプ、マイクロウェーブ励起無電極ランプ、などを制限なく用いることができる。 Light sources used in the process of irradiating linearly polarized light or non-polarized light include super high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, deep UV lamps, halogen lamps, metal halide lamps, high power metal halide lamps, xenon lamps, and mercury. Xenon lamps, excimer lamps, KrF excimer lasers, fluorescent lamps, LED lamps, sodium lamps, microwave-excited electrodeless lamps, etc. can be used without limitation.

本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は、前述した工程以外の他の工程をさらに含む方法によって好適に得られる。 The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display element of the present invention can be preferably obtained by a method further including steps other than the steps described above.

本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は焼成または光照射後の膜を洗浄液で洗浄する工程は必須としないが、他の工程の都合で洗浄工程を設けることができる。洗浄液による洗浄方法としては、ブラッシング、ジェットスプレー、蒸気洗浄または超音波洗浄等が挙げられる。これらの方法は単独で行ってもよいし、併用してもよい。洗浄液としては純水、または、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン等のケトンを用いることができるが、これらに限定されるものではない。もちろん、これらの洗浄液は十分に精製された不純物の少ないものが用いられる。このような洗浄方法は、液晶配向膜の形成における前記洗浄工程にも適用することができる。 The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display element of the present invention does not necessarily require a step of washing the film after baking or light irradiation with a washing liquid, but a washing step can be provided for convenience of other steps. Cleaning methods using a cleaning liquid include brushing, jet spray, steam cleaning, ultrasonic cleaning, and the like. These methods may be performed alone or in combination. Pure water, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone can be used as the cleaning liquid. can be used, but is not limited to these. Of course, these washing liquids are sufficiently purified and contain few impurities. Such a cleaning method can also be applied to the cleaning step in the formation of the liquid crystal alignment film.

液晶配向能を高めるために、加熱焼成工程の前後、または、偏光又は無偏光の光照射の前後に、熱や光によるアニール処理を用いることができる。該アニール処理において、アニール温度が30℃から180℃、好ましくは50℃から150℃であり、時間は1分から2時間が好ましい。また、アニール処理に使用するアニール光には、UVランプ、蛍光ランプ、LEDランプなどが挙げられる。光の照射量は0.3から10J/cmであることが好ましい。 Annealing treatment with heat or light can be used before and after the heating and baking process, or before and after irradiation with polarized or non-polarized light, in order to enhance the liquid crystal alignment ability. In the annealing treatment, the annealing temperature is 30° C. to 180° C., preferably 50° C. to 150° C., and the time is preferably 1 minute to 2 hours. Annealing light used for the annealing treatment includes a UV lamp, a fluorescent lamp, an LED lamp, and the like. The irradiation amount of light is preferably 0.3 to 10 J/cm 2 .

本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜の膜厚は、特に限定されないが、10から300nmであることが好ましく、30から150nmであることがより好ましい。液晶配向膜の膜厚は、段差計やエリプソメータ等の公知の膜厚測定装置によって測定することができる。 The thickness of the liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm, more preferably 30 to 150 nm. The film thickness of the liquid crystal alignment film can be measured by a known film thickness measuring device such as a profilometer or an ellipsometer.

本発明の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜は特に大きな配向の異方性を持つことを特徴とする。このような異方性の大きさは特開2005-275364号公報等に記載の偏光IRを用いた方法で評価することができる。またエリプソメトリーを用いた方法によっても評価することができる。詳しくは、分光エリプソメータによって液晶配向膜のリタデーション値を測定することができる。膜のリタデーション値はポリマー主鎖の配向度に比例して大きくなる。すなわち、大きなリタデーション値を持つポリマーの膜は、大きな配向度を持ち、液晶配向膜として使用した場合、より大きな異方性を持つ液晶配向膜が液晶組成物に対し大きな配向規制力を持つと考えられる。 The liquid crystal alignment film used in the liquid crystal display device of the present invention is characterized by having particularly large anisotropy of alignment. The magnitude of such anisotropy can be evaluated by the method using polarized IR described in JP-A-2005-275364. It can also be evaluated by a method using ellipsometry. Specifically, the retardation value of the liquid crystal alignment film can be measured using a spectroscopic ellipsometer. The retardation value of the film increases in proportion to the degree of orientation of the polymer main chain. In other words, a polymer film with a large retardation value has a large degree of orientation, and when used as a liquid crystal alignment film, it is thought that a liquid crystal alignment film with a larger anisotropy has a large alignment control force with respect to the liquid crystal composition. be done.

第四に、組成物の構成を説明する。この組成物は、複数の液晶性化合物を含有する。この組成物は、添加物を含有してもよい。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。この組成物は、液晶性化合物の観点から組成物(a)と組成物(b)に分類される。組成物(a)は、化合物(2)および化合物(3)から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物(2)および化合物(3)とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。 Fourthly, the constitution of the composition will be explained. This composition contains a plurality of liquid crystalline compounds. This composition may contain additives. Additives include optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, quenchers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, polar compounds, and the like. This composition is classified into composition (a) and composition (b) from the viewpoint of the liquid crystalline compound. Composition (a) may further contain other liquid crystalline compounds, additives, etc., in addition to the liquid crystalline compound selected from compound (2) and compound (3). "Another liquid crystalline compound" is a liquid crystalline compound different from compound (2) and compound (3). Such compounds are incorporated into the composition for the purpose of further adjusting its properties.

組成物(b)は、実質的に化合物(2)および化合物(3)から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物(b)が添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物(b)は組成物(a)に比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物(b)は組成物(a)よりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物(a)は組成物(b)よりも好ましい。 Composition (b) consists essentially of a liquid crystalline compound selected from compound (2) and compound (3). "Substantially" means that the composition (b) may contain additives, but does not contain other liquid crystalline compounds. Composition (b) has fewer components than composition (a). Composition (b) is preferable to composition (a) from the viewpoint of cost reduction. The composition (a) is preferable to the composition (b) from the viewpoint that the properties can be further adjusted by mixing other liquid crystalline compounds.

第五に、液晶組成物の成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物や素子に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を本発明の効果に基づいて表2にまとめる。表2の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する。記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、0(ゼロ)は、Sよりも小さいことを意味する。 Fifth, the main properties of the constituent compounds of the liquid crystal composition and the main effects of these compounds on the composition and device are described. The main properties of the component compounds are summarized in Table 2 based on the effects of the present invention. In the symbols in Table 2, L means large or high, M medium, and S small or low. The symbols L, M, S are classifications based on qualitative comparisons between component compounds, with 0 (zero) meaning less than S.

Figure 2023034229000029
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成分化合物の主要な効果は次のとおりである。化合物(2)は誘電率異方性を上げる。化合物(3)は粘度を下げる、または上限温度を上げる。化合物(4)は、重合性であるから重合によって重合体を与える。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。 The main effects of the component compounds are as follows. Compound (2) increases dielectric anisotropy. Compound (3) lowers the viscosity or raises the maximum temperature. Since compound (4) is polymerizable, it gives a polymer by polymerization. This polymer stabilizes the orientation of the liquid crystal molecules, thus shortening the response time of the device and improving image sticking.

第六に、液晶組成物における成分化合物の組合せ、好ましい割合、およびその根拠を説明する。組成物における成分化合物の好ましい組合せは、化合物(2)+化合物(3)または化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)である。 Sixthly, the combination of the component compounds in the liquid crystal composition, preferred proportions, and grounds thereof will be explained. Preferred combinations of the component compounds in the composition are compound (2)+compound (3) or compound (2)+compound (3)+compound (4).

化合物(2)の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約5質量%以上であり、下限温度を下げるために約95質量%以下である。さらに好ましい割合は約10質量%から約90質量%の範囲である。特に好ましい割合は約15質量%から約85質量%の範囲である。 A preferable ratio of compound (2) is about 5% by mass or more for increasing the dielectric anisotropy, and about 95% by mass or less for lowering the minimum temperature. A more preferred proportion ranges from about 10% to about 90% by weight. A particularly preferred proportion ranges from about 15% to about 85% by weight.

化合物(3)の好ましい割合は、粘度を下げるためにまたは上限温度を上げるために約5質量%以上であり、下限温度を下げるために約95質量%以下である。さらに好ましい割合は約10質量%から約90質量%の範囲である。特に好ましい割合は約15質量%から約85質量%の範囲である。 A preferable ratio of compound (3) is about 5% by mass or more for lowering the viscosity or raising the upper limit temperature, and about 95% by mass or less for lowering the lower limit temperature. A more preferred proportion ranges from about 10% to about 90% by weight. A particularly preferred proportion ranges from about 15% to about 85% by weight.

化合物(4)は、高分子支持配向型の素子に適合させる目的で、組成物に添加される。化合物(4)の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約0.03質量%以上であり、素子の表示不良を防ぐために約10質量%以下である。さらに好ましい割合は、約0.1質量%から約2質量%の範囲である。特に好ましい割合は、約0.2質量%から約1.0質量%の範囲である。 The compound (4) is added to the composition for the purpose of adapting it to a polymer support alignment type device. A preferable proportion of compound (4) is about 0.03% by mass or more for aligning liquid crystal molecules, and about 10% by mass or less for preventing display defects of the device. A more preferred percentage ranges from about 0.1% to about 2% by weight. A particularly preferred proportion ranges from about 0.2% to about 1.0% by weight.

第七に、液晶組成物の成分化合物の好ましい形態を説明する。式(2)および式(3)において、RおよびRは、水素、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、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、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のアルキルである。好ましいRまたはRは、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数1から12のアルコキシであり、粘度を下げるためにまたはしきい値電圧を下げるために、炭素数2から12のアルケニルである。RおよびRは、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、炭素数2から12のアルケニル、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、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2から12のアルケニルである。好ましいRまたはRは、粘度を下げるために炭素数2から12のアルケニルであり、安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。 Seventh, preferred forms of the component compounds of the liquid crystal composition will be described. In formulas (2) and (3), R 3 and R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine. Preferred R 3 or R 4 is alkyl having 1 to 12 carbon atoms for increasing stability, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms for increasing dielectric anisotropy, or Alkenyl having 2 to 12 carbon atoms for lowering the threshold voltage. R 5 and R 6 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine or C2-C12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Preferred R 5 or R 6 is alkenyl having 2 to 12 carbon atoms to reduce viscosity and alkyl having 1 to 12 carbon atoms to increase stability.

好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるために、メチル、エチル、プロピル、ブチル、またはペンチルである。 Preferred alkyls are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl or octyl. More preferred alkyls are methyl, ethyl, propyl, butyl or pentyl to reduce viscosity.

好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。 Preferred alkoxy are methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy or heptyloxy. More preferred alkoxy is methoxy or ethoxy for reducing viscosity.

好ましいアルケニルは、ビニル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、または5-ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるために、ビニル、1-プロペニル、3-ブテニル、または3-ペンテニルである。これらのアルケニルにおける-CH=CH-の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。粘度を下げるためなどから1-プロペニル、1-ブテニル、1-ペンテニル、1-ヘキセニル、3-ペンテニル、3-ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2-ブテニル、2-ペンテニル、2-ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。 Preferred alkenyls are vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, or 5-hexenyl. More preferred alkenyls are vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl, or 3-pentenyl to reduce viscosity. The preferred configuration of -CH=CH- in these alkenyls depends on the position of the double bond. Trans is preferred in alkenyls such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl, and 3-hexenyl in order to lower the viscosity. Cis is preferred in alkenyls such as 2-butenyl, 2-pentenyl, 2-hexenyl.

好ましいアルケニルオキシは、ビニルオキシ、アリルオキシ、3-ブテニルオキシ、3-ペンテニルオキシ、または4-ペンテニルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルケニルオキシは、アリルオキシまたは3-ブテニルオキシである。 Preferred alkenyloxy are vinyloxy, allyloxy, 3-butenyloxy, 3-pentenyloxy or 4-pentenyloxy. A more preferred alkenyloxy for reducing viscosity is allyloxy or 3-butenyloxy.

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アルキルの好ましい例は、フルオロメチル、2-フルオロエチル、3-フルオロプロピル、4-フルオロブチル、5-フルオロペンチル、6-フルオロヘキシル、7-フルオロヘプチル、または8-フルオロオクチルである。さらに好ましい例は、誘電率異方性を上げるために、2-フルオロエチル、3-フルオロプロピル、4-フルオロブチル、または5-フルオロペンチルである。 Preferred examples of alkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine are fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl, 7-fluoroheptyl , or 8-fluorooctyl. More preferred examples are 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, or 5-fluoropentyl for increasing dielectric anisotropy.

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アルケニルの好ましい例は、2,2-ジフルオロビニル、3,3-ジフルオロ-2-プロペニル、4,4-ジフルオロ-3-ブテニル、5,5-ジフルオロ-4-ペンテニル、または6,6-ジフルオロ-5-ヘキセニルである。さらに好ましい例は、粘度を下げるために、2,2-ジフルオロビニルまたは4,4-ジフルオロ-3-ブテニルである。 Preferred examples of alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine are 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl, 4,4-difluoro-3-butenyl, 5,5-difluoro -4-pentenyl, or 6,6-difluoro-5-hexenyl. Further preferred examples are 2,2-difluorovinyl or 4,4-difluoro-3-butenyl to reduce viscosity.

環Aおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、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1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、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ナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、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クロマン-2,6-ジイルである。「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1,4-フェニレン」の好ましい例は、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレンまたは2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレンである。好ましい環Aまたは環Cは、粘度を下げるためにまたは上限温度を上げるために、1,4-シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために1,4-フェニレンであり、誘電率異方性を上げるためにテトラヒドロピラン-2,5-ジイ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1,4-フェニレンである。 Ring A and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,4-phenylene, and 1 in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. ,4-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, chroman-2,6-diyl, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine is chroman-2,6-diyl replaced with Preferred examples of "1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine" are 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene or 2-chloro- 3-fluoro-1,4-phenylene. Preferred ring A or ring C is 1,4-cyclohexylene for lowering the viscosity or raising the upper limit temperature, 1,4-phenylene for lowering the lower limit temperature, and dielectric anisotropy. tetrahydropyran-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine or chlorine to increase the

環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイル、3,4,5,6-テトラフルオロフルオレン-2,7-ジイル(FLF4)、4,6-ジフルオロジベンゾフラン-3,7-ジイル(DBFF2)、4,6-ジフルオロジベンゾチオフェン-3,7-ジイル(DBTF2)、または1,1,6,7-テトラフルオロインダン-2,5-ジイル(InF4)である。

Figure 2023034229000030

好ましい環Bは、粘度を下げるために2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために4,6-ジフルオロジベンゾチオフェン-3,7-ジイルである。 Ring B is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4, 5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 3,4,5,6-tetrafluorofluorene-2,7-diyl (FLF4), 4,6- Difluorodibenzofuran-3,7-diyl (DBFF2), 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl (DBTF2), or 1,1,6,7-tetrafluoroindane-2,5-diyl (InF4) is.

Figure 2023034229000030

Preferred ring B is 2,3-difluoro-1,4-phenylene for lowering viscosity and 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl for increasing dielectric anisotropy.

環Dおよび環Eは、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、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンである。好ましい環Dまたは環Eは、粘度を下げるためにまたは上限温度を上げるために、1,4-シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために1,4-フェニレンである。 Ring D and ring E are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene. Preferred ring D or ring E is 1,4-cyclohexylene for lowering the viscosity or raising the maximum temperature, and 1,4-phenylene for lowering the minimum temperature.

およびZは、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。好ましいZまたはZは、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるためにエチレンであり、誘電率異方性を上げるためにメチレンオキシである。Zは、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。好ましいZは、粘度を下げるために単結合である。 Z 1 and Z 2 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy. Preferred Z 1 or Z 2 is a single bond for lowering the viscosity, ethylene for lowering the minimum temperature, and methyleneoxy for increasing the dielectric anisotropy. Z3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy. Preferred Z3 is a single bond to reduce viscosity.

メチレンオキシのような二価基は、左右非対称である。メチレンオキシにおいて、-CHO-は-OCH-よりも好ましい。カルボニルオキシにおいて、-COO-は-OCO-よりも好ましい。 A divalent group such as methyleneoxy is asymmetric. In methyleneoxy, -CH 2 O- is preferred to -OCH 2 -. In carbonyloxy, -COO- is preferred to -OCO-.

aは0、1、2、または3であり、bは0または1であり、そしてaとbとの和は3以下である。好ましいaは、粘度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。好ましいbは、粘度を下げるために0であり、下限温度を下げるために1である。cは、1、2、または3である。好ましいcは、粘度を下げるためにまたは下限温度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。 a is 0, 1, 2, or 3, b is 0 or 1, and the sum of a and b is 3 or less. Preferably, a is 1 for lowering the viscosity, and 2 or 3 for raising the maximum temperature. Preferred b is 0 for lowering the viscosity and 1 for lowering the minimum temperature. c is 1, 2, or 3; Preferred c is 1 for lowering the viscosity or lowering the lower limit temperature, and 2 or 3 for raising the upper limit temperature.

式(4)において、環Iおよび環K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、1,3-ジオキサン-2-イル、ピリミジン-2-イル、またはピリジン-2-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。好ましい環Iまたは環Kは、フェニルである。環Jは、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、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、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。好ましい環Jは、1,4-フェニレンまたは2-フルオロ-1,4-フェニレンである。 In formula (4), ring I and ring K are cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, 1,3-dioxan-2-yl, pyrimidin-2-yl , or pyridin-2-yl, wherein in these rings at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl of 1 to 12 carbons, alkoxy of 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine may be substituted with alkyl having 1 to 12 carbon atoms substituted with . A preferred ring I or ring K is phenyl. Ring J 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, or pyridine-2,5-diyl, and in these rings, at least one hydrogen is replaced by fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine good too. A preferred ring J is 1,4-phenylene or 2-fluoro-1,4-phenylene.

およびZは、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-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は、-CH=CH-、-C(CH)=CH-、-CH=C(CH)-、または-C(CH)=C(CH)-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。好ましいZまたはZは、単結合、-CHCH-、-CHO-、-OCH-、-COO-、または-OCO-である。さらに好ましいZまたはZは、単結合である。 Z 6 and Z 7 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, or —OCO— optionally, at least one -CH 2 CH 2 - is -CH=CH-, -C(CH 3 )=CH-, -CH=C(CH 3 )-, or -C(CH 3 ) ═C(CH 3 )—, and in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine. Preferred Z 6 or Z 7 is a single bond, -CH 2 CH 2 -, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -COO- or -OCO-. More preferred Z6 or Z7 is a single bond.

SpからSpは、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-CH-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-CHCH-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。好ましいSpからSpは、単結合、-CHCH-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-CO-CH=CH-、または-CH=CH-CO-である。さらに好ましいSpからSpは、単結合である。 Sp 1 to Sp 3 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in which at least one -CH 2 - is -O-, -COO-, -OCO- or -OCOO- optionally, at least one -CH 2 CH 2 - may be replaced with -CH=CH- or -C≡C- in which at least one hydrogen is fluorine or chlorine; may be replaced. Preferred Sp 1 to Sp 3 are a single bond, -CH 2 CH 2 -, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -COO-, -OCO-, -CO-CH=CH- or -CH=CH -CO-. More preferred Sp 1 to Sp 3 are single bonds.

fは、0、1、または2である。好ましいfは、0または1である。g、h、およびiは、0、1、2、3、または4であり、そしてg、h、およびiの和は、1以上である。好ましいg、h、またはiは、1または2である。 f is 0, 1, or 2; Preferred f is 0 or 1. g, h, and i are 0, 1, 2, 3, or 4, and the sum of g, h, and i is 1 or greater. Preferred g, h, or i are 1 or 2.

からPは、重合性基である。好ましいPからPは、式(P-1)から式(P-5)で表される基から選択された重合性基である。さらに好ましいPからPは、式(P-1)、式(P-2)、または式(P-3)で表される基である。特に好ましいPからPは、式(P-1)または式(P-2)で表される基である。最も好ましいPからPは、式(P-1)で表される基である。式(P-1)で表される好ましい基は、-OCO-CH=CHまたは-OCO-C(CH)=CHである。式(P-1)から式(P-5)の波線は、結合する部位を示す。

Figure 2023034229000031
P 1 to P 3 are polymerizable groups. Preferred P 1 to P 3 are polymerizable groups selected from groups represented by formulas (P-1) to (P-5). More preferred P 1 to P 3 are groups represented by formula (P-1), formula (P-2), or formula (P-3). Particularly preferred P 1 to P 3 are groups represented by formula (P-1) or formula (P-2). Most preferred P 1 to P 3 are groups represented by formula (P-1). A preferred group represented by formula (P-1) is -OCO-CH=CH 2 or -OCO-C(CH 3 )=CH 2 . The wavy lines in formulas (P-1) to (P-5) indicate binding sites.

Figure 2023034229000031

式(P-1)から式(P-5)において、MからM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MからM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Mは水素またはメチルであり、さらに好ましいMまたはMは水素である。 In formulas (P-1) to (P-5), M 1 to M 3 are hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or C 1 in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine is an alkyl of from to 5; Preferred M 1 to M 3 are hydrogen or methyl to increase reactivity. More preferred M 1 is hydrogen or methyl, and more preferred M 2 or M 3 is hydrogen.

式(4-1)から式(4-29)において、PからPは、式(P-1)から式(P-3)で表される基である。好ましいPからPは、式(P-1)または式(P-2)である。さらに好ましい式(P-1)は、-OCO-CH=CHまたは-OCO-C(CH)=CHである。式(P-1)から式(P-3)の波線は、結合する部位を示す。

Figure 2023034229000032
In formulas (4-1) to (4-29), P4 to P6 are groups represented by formulas (P-1) to (P-3). Preferred P 4 to P 6 are formula (P-1) or formula (P-2). More preferred formula (P-1) is -OCO-CH=CH 2 or -OCO-C(CH 3 )=CH 2 . The wavy lines in formulas (P-1) to (P-3) indicate binding sites.

Figure 2023034229000032

第八に、液晶組成物の好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物(2)は、項5に記載の化合物(2-1)から化合物(2-35)である。これらの化合物において、成分Aの少なくとも1つが、化合物(2-1)、化合物(2-3)、化合物(2-6)、化合物(2-7)、化合物(2-8)、化合物(2-10)、化合物(2-14)、化合物(2-16)、または化合物(2-18)であることが好ましい。成分Aの少なくとも2つが、化合物(2-1)および化合物(2-8)、化合物(2-1)および化合物(2-14)、化合物(2-3)および化合物(2-8)、化合物(2-3)および化合物(2-14)、化合物(2-3)および化合物(2-16)、化合物(2-6)および化合物(2-8)、化合物(2-6)および化合物(2-10)、または化合物(2-6)および化合物(2-14)の組合せであることが好ましい。 Eighth, preferable component compounds of the liquid crystal composition are shown. Preferred compounds (2) are compounds (2-1) to (2-35) described in item 5. In these compounds, at least one component A is compound (2-1), compound (2-3), compound (2-6), compound (2-7), compound (2-8), compound (2 -10), compound (2-14), compound (2-16), or compound (2-18). at least two of component A are compound (2-1) and compound (2-8), compound (2-1) and compound (2-14), compound (2-3) and compound (2-8), compound (2-3) and compound (2-14), compound (2-3) and compound (2-16), compound (2-6) and compound (2-8), compound (2-6) and compound ( 2-10), or a combination of compound (2-6) and compound (2-14).

好ましい化合物(3)は、項8に記載の化合物(3-1)から化合物(3-14)である。これらの化合物において、成分Bの少なくとも1つが、化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-5)、化合物(3-6)、化合物(3-8)、化合物(3-9)、または化合物(3-14)であることが好ましい。成分Bの少なくとも2つが、化合物(3-1)および化合物(3-3)、化合物(3-1)および化合物(3-5)、化合物(3-1)および化合物(3-6)、または化合物(3-1)および化合物(3-14)の組合せであることが好ましい。 Preferred compounds (3) are compounds (3-1) to (3-14) described in Item 8. In these compounds, at least one component B is compound (3-1), compound (3-3), compound (3-5), compound (3-6), compound (3-8), compound (3 -9), or compound (3-14). at least two of component B are compound (3-1) and compound (3-3), compound (3-1) and compound (3-5), compound (3-1) and compound (3-6), or A combination of compound (3-1) and compound (3-14) is preferred.

好ましい化合物(4)は、項12に記載の化合物(4-1)から化合物(4-29)である。これらの化合物において、添加物Xの少なくとも1つが、化合物(4-1)、化合物(4-2)、化合物(4-24)、化合物(4-25)、化合物(4-26)、または化合物(4-27)であることが好ましい。添加物Xの少なくとも2つが、化合物(4-1)および化合物(4-2)、化合物(4-1)および化合物(4-18)、化合物(4-2)および化合物(4-24)、化合物(4-2)および化合物(4-25)、化合物(4-2)および化合物(4-26)、化合物(4-25)および化合物(4-26)、または化合物(4-18)および化合物(4-24)の組合せであることが好ましい。 Preferred compounds (4) are compounds (4-1) to (4-29) described in item 12. In these compounds, at least one of the additives X is compound (4-1), compound (4-2), compound (4-24), compound (4-25), compound (4-26), or compound (4-27) is preferred. at least two of the additives X are compound (4-1) and compound (4-2), compound (4-1) and compound (4-18), compound (4-2) and compound (4-24), compound (4-2) and compound (4-25), compound (4-2) and compound (4-26), compound (4-25) and compound (4-26), or compound (4-18) and A combination of compounds (4-24) is preferred.

第九に、液晶組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物(5-1)から化合物(5-5)である。光学活性化合物の好ましい割合は約5質量%以下である。さらに好ましい割合は約0.01質量%から約2質量%の範囲である。 Ninth, additives that may be added to the liquid crystal composition will be described. Such additives include optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, quenchers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, polar compounds, and the like. An optically active compound is added to the composition for the purpose of inducing a helical structure of liquid crystal molecules to give a twist angle. Examples of such compounds are compounds (5-1) to (5-5). A preferred proportion of the optically active compound is about 5 mass % or less. A more preferred proportion ranges from about 0.01% to about 2% by weight.

Figure 2023034229000033
Figure 2023034229000033

大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、化合物(6-1)から化合物(6-3)のような酸化防止剤を組成物にさらに添加してもよい。

Figure 2023034229000034
In order to prevent a decrease in resistivity due to heating in the atmosphere, or to maintain a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at temperatures close to the upper limit temperature after using the device for a long time, the compound (6-1 ) to compound (6-3) may further be added to the composition.

Figure 2023034229000034

化合物(6-2)は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約600ppm以下である。さらに好ましい割合は、約100ppmから約300ppmの範囲である。 Since compound (6-2) has low volatility, it is effective in maintaining a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at temperatures close to the upper limit temperature after the device has been used for a long period of time. A preferable proportion of the antioxidant is about 50 ppm or more to obtain its effect, and about 600 ppm or less so as not to lower the upper limit temperature or raise the lower limit temperature. A more preferred percentage is in the range of about 100 ppm to about 300 ppm.

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。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。光安定剤の好ましい例は、化合物(7-1)から化合物(7-16)などである。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約10000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。

Figure 2023034229000035

Figure 2023034229000036
Preferred examples of UV absorbers are benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like. Light stabilizers such as sterically hindered amines are also preferred. Preferred examples of light stabilizers include compounds (7-1) to (7-16). A preferable ratio of these absorbents and stabilizers is about 50 ppm or more to obtain the effect, and about 10000 ppm or less so as not to lower the upper limit temperature or raise the lower limit temperature. More preferred proportions range from about 100 ppm to about 10,000 ppm.

Figure 2023034229000035

Figure 2023034229000036

消光剤は、液晶化合物が吸収した光エネルギーを受容し、熱エネルギーに変換することにより、液晶化合物の分解を防止する化合物である。消光剤の好ましい例は、化合物(8-1)から化合物(8-7)などである。これらの消光剤における好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、下限温度を上げないために約20000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。

Figure 2023034229000037
The quenching agent is a compound that receives light energy absorbed by the liquid crystal compound and converts it into heat energy, thereby preventing decomposition of the liquid crystal compound. Preferred examples of the quenching agent include compounds (8-1) to (8-7). A preferable proportion of these quenchers is about 50 ppm or more to obtain the effect, and about 20000 ppm or less so as not to raise the lower limit temperature. More preferred proportions range from about 100 ppm to about 10,000 ppm.

Figure 2023034229000037

GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約0.01質量%から約10質量%の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約1ppm以上であり、表示不良を防ぐために約1000ppm以下である。さらに好ましい割合は、約1ppmから約500ppmの範囲である。 Dichroic dyes such as azo dyes, anthraquinone dyes, etc. are added to the composition in order to match the GH (guest host) mode device. Preferred percentages of pigment range from about 0.01% to about 10% by weight. Antifoaming agents such as dimethylsilicone oil, methylphenylsilicone oil, etc. are added to the composition to prevent foaming. A preferable proportion of the antifoaming agent is about 1 ppm or more to obtain its effect, and about 1000 ppm or less to prevent display defects. More preferred percentages range from about 1 ppm to about 500 ppm.

高分子支持配向(PSA)型の素子に適合させるために重合性化合物が用いられる。化合物(4)はこの目的に適している。化合物(4)と共に化合物(4)とは異なる重合性化合物を組成物に添加してもよい。このような重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物(オキシラン、オキセタン)、ビニルケトンなどの化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートの誘導体である。化合物(4)の好ましい割合は、重合性化合物の全質量に基づいて10質量%以上である。さらに好ましい割合は、50質量%以上である。特に好ましい割合は、80質量%以上である。最も好ましい割合は、100質量%である。 Polymerizable compounds are used to accommodate polymer-supported alignment (PSA) type devices. Compound (4) is suitable for this purpose. A polymerizable compound different from compound (4) may be added to the composition together with compound (4). Preferred examples of such polymerizable compounds are compounds such as acrylates, methacrylates, vinyl compounds, vinyloxy compounds, propenyl ethers, epoxy compounds (oxiranes, oxetanes), vinyl ketones. Further preferred examples are derivatives of acrylates or methacrylates. A preferred proportion of compound (4) is 10% by mass or more based on the total mass of the polymerizable compound. A more preferable ratio is 50% by mass or more. A particularly preferable ratio is 80% by mass or more. The most preferred proportion is 100% by mass.

化合物(4)のような重合性化合物は紫外線照射により重合する。光重合開始剤などの適切な開始剤存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光開始剤であるIrgacure651(登録商標;BASF)、Irgacure184(登録商標;BASF)、またはDarocur1173(登録商標;BASF)がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の全質量に基づいて約0.1質量%から約5質量%の範囲である。さらに好ましい割合は約1質量%から約3質量%の範囲である。 A polymerizable compound such as compound (4) is polymerized by UV irradiation. Polymerization may be carried out in the presence of a suitable initiator such as a photoinitiator. Suitable conditions for polymerization, suitable types of initiators, and suitable amounts are known to those skilled in the art and described in the literature. For example, the photoinitiators Irgacure 651 (registered trademark; BASF), Irgacure 184 (registered trademark; BASF) or Darocur 1173 (registered trademark; BASF) are suitable for radical polymerization. A preferred proportion of photoinitiator ranges from about 0.1% to about 5% by weight based on the total weight of the polymerizable compound. A more preferred percentage is in the range of about 1% to about 3% by weight.

化合物(4)のような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-メトキシフェノール、フェノチアジンなどである。 When storing a polymerizable compound such as compound (4), 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-t-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like.

第十に、化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。ジアミン化合物(1)は、特許第6907424号に記載された方法で合成する。化合物(2-1)は、特表平2-503441号公報に記載された方法で合成する。化合物(3-5)は、特開昭57-165328号公報に記載された方法で合成する。化合物(4-18)は特開平7-101900号公報に記載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。化合物(6-1)は、アルドリッチ(Sigma-Aldrich Corporation)から入手できる。化合物(6-2)などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成する。 Tenth, a method for synthesizing the compound will be described. These compounds can be synthesized by known methods. Exemplify synthetic methods. Diamine compound (1) is synthesized by the method described in Japanese Patent No. 6907424. Compound (2-1) is synthesized by the method described in JP-T-2-503441. Compound (3-5) is synthesized by the method described in JP-A-57-165328. Compound (4-18) is synthesized by the method described in JP-A-7-101900. Antioxidants are commercially available. Compound (6-1) is available from Aldrich (Sigma-Aldrich Corporation). Compound (6-2) and the like are synthesized by the method described in US Pat. No. 3,660,505.

合成法を記載しなかった化合物は、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)などの成書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から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。 Compounds for which the method of synthesis was not listed were classified as Organic Syntheses (John Wiley & Sons, Inc), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc), Comprehensive Organic Synthesis (John Wiley & Sons, Inc). Synthesis, Pergamon Press) and Shin Jikken Kagaku Koza (Maruzen). Compositions are prepared by known methods from the compounds thus obtained. For example, the component compounds are mixed and dissolved together by heating.

最後に、液晶組成物の用途を説明する。この組成物は主として、約-10℃以下の下限温度、約70℃以上の上限温度、そして約0.07から約0.20の範囲の光学異方性を有する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約0.08から約0.25の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。試行錯誤によって、約0.10から約0.30の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はAM素子に適する。この組成物は透過型のAM素子に特に適する。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。 Finally, applications of the liquid crystal composition will be explained. This composition mainly has a lower temperature limit of about -10°C or less, an upper temperature limit of about 70°C or more, and an optical anisotropy in the range of about 0.07 to about 0.20. A composition having an optical anisotropy in the range of about 0.08 to about 0.25 may be prepared by controlling the proportions of the component compounds or by mixing other liquid crystalline compounds. Compositions having optical anisotropy in the range of about 0.10 to about 0.30 may be prepared by trial and error. A device containing this composition has a large voltage holding ratio. This composition is suitable for AM devices. This composition is particularly suitable for transmissive AM devices. This composition can be used as a composition having a nematic phase, and can be used as an optically active composition by adding an optically active compound.

この組成物はAM素子への使用が可能である。さらにPM素子への使用も可能である。この組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPAなどのモードを有するAM素子およびPM素子への使用が可能である。TN、OCB、IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子への使用は特に好ましい。IPSモードまたはFFSモードを有するAM素子において、電圧が無印加のとき、液晶分子の配列がガラス基板に対して並行であってもよく、または垂直であってもよい。これらの素子が反射型、透過型または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン-TFT素子または多結晶シリコン-TFT素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)型の素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。 This composition can be used for AM devices. Furthermore, it can also be used for PM elements. This composition can be used for AM and PM devices with modes such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, FFS, VA, FPA. The use in AM devices with TN, OCB, IPS mode or FFS mode is particularly preferred. In an AM device having an IPS mode or FFS mode, the alignment of liquid crystal molecules may be parallel or perpendicular to the glass substrate when no voltage is applied. These elements may be reflective, transmissive or transflective. Use in transmissive devices is preferred. Use with amorphous silicon-TFT devices or polycrystalline silicon-TFT devices is also possible. NCAP (nematic curvilinear aligned phase) type devices produced by microencapsulating this composition, and PD (polymer dispersion) type devices in which a three-dimensional network polymer is formed in the composition can also be used.

実施例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、実施例1の組成物と実施例2の組成物との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも2つを混合した混合物をも含む。合成した化合物は、NMR分析などの方法により同定した。化合物、組成物、および素子の特性は、下記に記載した方法により測定した。 The present invention will be described in more detail by way of examples. The invention is not limited by these examples. The present invention includes a mixture of the composition of Example 1 and the composition of Example 2. The invention also includes mixtures of at least two of the compositions of the Examples. The synthesized compounds were identified by methods such as NMR analysis. Properties of compounds, compositions, and devices were measured by the methods described below.

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。H-NMRの測定では、試料をCDCl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、CFCl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: DRX-500 manufactured by Bruker Biospin was used for the measurement. 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 at 500 MHz with 16 integration times. Tetramethylsilane was used as an internal standard. In the 19 F-NMR measurement, CFCl 3 was used as an internal standard, and 24 integration times were performed. In the description of the nuclear magnetic resonance spectrum, s means singlet, d doublet, t triplet, q quartet, quin quintet, sex sextet, m multiplet, and br broad.

ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC-14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1質量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC-R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。 Gas chromatographic analysis: A GC-14B type gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for the measurement. Carrier gas is helium (2 mL/min). The sample vaporization chamber was set at 280°C and the detector (FID) at 300°C. A capillary column DB-1 manufactured by Agilent Technologies Inc. (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm; stationary liquid phase is dimethylpolysiloxane; nonpolar) was used for separation of component compounds. The column was held at 200°C for 2 minutes and then heated to 280°C at a rate of 5°C/min. After the sample was prepared in an acetone solution (0.1% by mass), 1 μL of the solution was injected into the sample vaporization chamber. The recorder is C-R5A type Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation or its equivalent. The resulting gas chromatogram showed peak retention times and peak areas corresponding to the component compounds.

試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムCBP1-M50-025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。 Chloroform, hexane, or the like may be used as a solvent for diluting the sample. The following capillary columns may be used to separate the component compounds. HP-1 manufactured by Agilent Technologies Inc. (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm), Rtx-1 manufactured by Restek Corporation (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm), BP-1 manufactured by SGE International Pty. Ltd (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm). For the purpose of preventing overlapping of compound peaks, a capillary column CBP1-M50-025 (length 50 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Shimadzu Corporation may be used.

組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフィー(FID)で分析する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を1とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合(質量%)は、ピークの面積比から算出することができる。 The ratio of the liquid crystalline compound contained in the composition may be calculated by the following method. A mixture of liquid crystalline compounds is analyzed by gas chromatography (FID). The peak area ratio in the gas chromatogram corresponds to the ratio of the liquid crystalline compound. When using the capillary column described above, the correction factor for each liquid crystalline compound may be considered to be 1. Therefore, the proportion (% by mass) of the liquid crystalline compound can be calculated from the peak area ratio.

測定試料:組成物または素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物(15質量%)を母液晶(85質量%)に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定値)-0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10質量%:90質量%、5質量%:95質量%、1質量%:99質量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。 Measurement sample: When measuring the properties of the composition or device, the composition was used as a sample as it was. When measuring the properties of the compound, a sample for measurement was prepared by mixing this compound (15% by mass) with mother liquid crystals (85% by mass). The characteristic value of the compound was calculated by extrapolation from the value obtained by the measurement. (Extrapolated value)={(measured value of sample)−0.85×(measured value of mother liquid crystal)}/0.15. When the smectic phase (or crystal) precipitates at 25°C in this ratio, the ratio of the compound to the mother liquid crystal is 10% by mass: 90% by mass, 5% by mass: 95% by mass, and 1% by mass: 99% by mass in this order. changed. By this extrapolation method, the maximum temperature, optical anisotropy, viscosity, and dielectric anisotropy values for the compound were obtained.

下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は質量%で示した。

Figure 2023034229000038
The following mother liquid crystals were used. The proportions of the component compounds are shown in % by mass.

Figure 2023034229000038

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(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;JEITAという)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: Properties were measured by the following methods. Many of these are methods described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) deliberated and enacted by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA), or modified methods thereof. Met. A thin film transistor (TFT) was not attached to the TN device used for the measurement.

(1)ネマチック相の上限温度(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。 (1) Upper limit temperature of nematic phase (NI; °C): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 °C/min. The temperature was measured when part of the sample changed from the nematic phase to the isotropic liquid. The upper limit temperature of the nematic phase is sometimes abbreviated as "upper limit temperature".

(2)ネマチック相の下限温度(T;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、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、T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。 (2) Lower limit temperature of nematic phase (TC; ° C ): A sample with a nematic phase was placed in a glass bottle and placed in a freezer at 0°C, -10°C, -20°C, -30°C, and -40°C for 10 days. After storage, the liquid crystal phase was observed. For example, when a sample remained in a nematic phase at -20°C and changed to a crystalline or smectic phase at -30°C, the T C was described as < -20°C. The lower limit temperature of the nematic phase is sometimes abbreviated as "lower limit temperature".

(3)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。 (3) Viscosity (bulk viscosity; η; measured at 20° C.; mPa·s): An E-type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used for measurement.

(4)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s):測定には、東陽テクニカ株式会社の回転粘性率測定システムLCM-2型を用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が10μmのVA素子に試料を注入した。この素子に矩形波(55V、1ms)を印加した。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。これらの測定値および誘電率異方性を用いて、回転粘度の値を得た。誘電率異方性は、測定(6)に記載された方法で測定した。 (4) Viscosity (rotational viscosity; γ1; measured at 25° C.; mPa·s): For measurement, a rotational viscosity measurement system LCM-2 manufactured by Toyo Technica Co., Ltd. was used. A sample was injected into a VA device in which the interval (cell gap) between two glass substrates was 10 μm. A rectangular wave (55 V, 1 ms) was applied to this device. The peak current and peak time of the transient current generated by this application were measured. Using these measurements and the dielectric anisotropy, rotational viscosity values were obtained. Dielectric anisotropy was measured by the method described in measurement (6).

(5)光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):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。光学異方性の値は、Δn=n∥-n⊥、の式から計算した。 (5) Optical anisotropy (refractive index anisotropy; Δn; measured at 25° C.): Measurement was performed with an Abbe refractometer equipped with a polarizing plate attached to an eyepiece using light with a wavelength of 589 nm. After rubbing the surface of the main prism in one direction, the sample was dropped onto the main prism. The refractive index n∥ was measured when the direction of polarization was parallel to the rubbing direction. The refractive index n⊥ was measured when the polarization direction was perpendicular to the rubbing direction. The value of optical anisotropy was calculated from the formula Δn=n∥−n⊥.

(6)誘電率異方性(Δε;25℃で測定):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。
(6) Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25° C.): The value of dielectric anisotropy was calculated from the formula Δε=ε∥−ε⊥. 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 interval (cell gap) between two glass substrates was 4 μm, and this device was sealed with an ultraviolet curable adhesive. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) was applied to this device, and after 2 seconds the permittivity (ε∥) in the longitudinal direction of the liquid crystal molecules was measured.
2) Measurement of dielectric constant (ε⊥): A well-cleaned glass substrate was coated with a polyimide solution. After baking this glass substrate, the resulting alignment film was subjected to a rubbing treatment. A sample was placed in a TN device in which the distance (cell gap) between the two glass substrates was 9 μm and the twist angle was 80 degrees. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) was applied to this device, and after 2 seconds the permittivity (ε⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured.

(7)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):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。 (7) Threshold voltage (Vth; measured at 25° C.; V): A luminance meter LCD5100 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 element in which the distance (cell gap) between two glass substrates is 4 μm and the rubbing direction is anti-parallel, and an adhesive that cures this element with ultraviolet light is applied. It was sealed using The voltage (60 Hz, rectangular wave) applied to this device was increased stepwise from 0 V to 20 V by 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 transmittance was 100% when the amount of light was maximum and the transmittance was 0% when the amount of light was minimum. The threshold voltage was expressed as the voltage when the transmittance reached 10%.

(8)電圧保持率(VHR-1;25℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmであった。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(5V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16.7ミリ秒のあいだ測定し、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った。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。 (8) Voltage holding ratio (VHR-1; measured at 25° C.; %): The TN device used for measurement had a polyimide alignment film, and the distance between the two glass substrates (cell gap) was 5 μm. . The device was sealed with a UV curable adhesive after the sample was placed. This TN device was charged by applying a pulse voltage (5 V for 60 microseconds). The decaying voltage was measured with a high-speed voltmeter for 16.7 milliseconds, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit period was determined. Area B was the area when there was no attenuation. The voltage holding ratio was expressed as a percentage of area A with respect to area B.

(9)電圧保持率(VHR-2;80℃で測定;%):25℃の代わりに、80℃で測定した以外は、上記と同じ手順で電圧保持率を測定した。得られた値をVHR-2で表した。 (9) Voltage holding rate (VHR-2; measured at 80°C; %): The voltage holding rate was measured in the same procedure as above except that the measurement was made at 80°C instead of 25°C. The obtained value was expressed as VHR-2.

(10)電圧保持率(VHR-3;25℃で測定;%):紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは5μmであった。この素子に試料を注入し、光を20分間照射した。光源は超高圧水銀ランプUSH-500D(ウシオ電機製)であり、素子と光源の間隔は20cmであった。VHR-3の測定では、16.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR-3を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。VHR-3は90%以上が好ましく、95%以上がさらに好ましい。 (10) Voltage holding ratio (VHR-3; measured at 25° C.; %): After irradiation with ultraviolet rays, the voltage holding ratio was measured to evaluate the stability against ultraviolet rays. The TN device used for measurement had a polyimide alignment film and a cell gap of 5 μm. A sample was injected into this device and irradiated with light for 20 minutes. The light source was an ultra-high pressure mercury lamp USH-500D (manufactured by Ushio Inc.), and the distance between the element and the light source was 20 cm. The VHR-3 measurement measured the voltage decaying over 16.7 milliseconds. A composition with a large VHR-3 has a large UV stability. VHR-3 is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.

(11)電圧保持率(VHR-4;25℃で測定;%):試料を注入したTN素子を80℃の恒温槽内で500時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。VHR-4の測定では、16.7ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなVHR-4を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。 (11) Voltage holding rate (VHR-4; measured at 25°C; %): After heating the TN element into which the sample was injected in a constant temperature chamber at 80°C for 500 hours, the voltage holding rate was measured and the stability against heat was measured. evaluated. The VHR-4 measurement measured the voltage decaying over 16.7 milliseconds. Compositions with large VHR-4 have greater thermal stability.

(12)応答時間(τ;25℃で測定;ms):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。 (12) Response time (τ; measured at 25°C; ms): A luminance meter LCD5100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. A Low-pass filter was set at 5 kHz. A sample was placed in a normally black mode VA device in which the interval (cell gap) between the two glass substrates was 4 μm and the rubbing direction was antiparallel. The device was sealed with a UV curable adhesive. A rectangular wave (60 Hz, 10 V, 0.5 seconds) was applied to this 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. It was considered that the transmittance was 100% when the amount of light was maximum, and the transmittance was 0% when the amount of light was minimum. The response time was expressed as the time required for the transmittance to change from 90% to 10% (fall time; milliseconds).

(13)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)}。 (13) Specific resistance (.rho.; measured at 25.degree. C.; .OMEGA.cm): 1.0 mL of a sample was injected into a container equipped with electrodes. A DC voltage (10 V) was applied to this container, and the DC current was measured after 10 seconds. The specific resistance was calculated from the following formula. (Specific resistance)={(Voltage)×(Electric capacity of container)}/{(DC current)×(Vacuum permittivity)}.

(14)コントラスト比:作製した液晶セルの輝度-電圧特性(B-V特性)を測定し、最小輝度と最大輝度を用いてコントラスト比(CR)を求めた。
CR=Bmax/Bmin
式において、BmaxはB-V特性における最大輝度を示し、BminはB-V特性における最小輝度を示す。CRの値が大きいほど、明暗表示が鮮明であり、コントラストが良好であることを意味する。
(14) Contrast ratio: The luminance-voltage characteristics (BV characteristics) of the manufactured liquid crystal cell were measured, and the contrast ratio (CR) was obtained using the minimum luminance and the maximum luminance.
CR= Bmax / Bmin
In the formula, B max indicates the maximum brightness in the BV characteristic, and B min indicates the minimum brightness in the BV characteristic. A larger CR value means that the brightness display is clearer and the contrast is better.

液晶組成物の成分化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号によって表した。表3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、液晶組成物の質量に基づいた質量百分率(質量%)である。最後に、組成物の特性値をまとめた。 The component compounds of the liquid crystal composition are represented by symbols based on the definitions in Table 3 below. In Table 3, the configuration for 1,4-cyclohexylene is trans. The numbers in parentheses after the symbols correspond to the compound numbers. The symbol (-) means other liquid crystalline compounds. The ratio (percentage) of the liquid crystal compound is the mass percentage (mass %) based on the mass of the liquid crystal composition. Finally, the characteristic values of the composition are summarized.


Figure 2023034229000039

Figure 2023034229000039

1.液晶組成物
実施例で用いた液晶組成物を以下に示す。
[組成物例M1]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 10%
5-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 10%
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 8%
5-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 8%
3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-13) 5%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
5-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
V2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
3-HH-4 (3-1) 14%
V-HHB-1 (3-5) 11%
3-HBB-2 (3-6) 6%
NI=89.4℃;Tc<-30℃;Δn=0.109;Δε=-3.8;Vth=2.24V;η=24.6mPa・s.
1. Liquid Crystal Compositions Liquid crystal compositions used in Examples are shown below.
[Composition Example M1]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 10%
5-HB(2F,3F)-O2(2-1) 10%
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 8%
5-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 8%
3-HDhB(2F,3F)-O2(2-13) 5%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
5-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
V-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 5%
V2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
3-HH-4 (3-1) 14%
V-HHB-1 (3-5) 11%
3-HBB-2 (3-6) 6%
NI=89.4° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.109; Δε=−3.8; Vth=2.24 V; η=24.6 mPa·s.

[組成物例M2]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 10%
V-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 7%
V2-BB(2F,3F)-O1 (2-6) 7%
2-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 5%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 10%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 10%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
3-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2 (2) 3%
2-HH-3 (3-1) 14%
3-HB-O1 (3-2) 5%
3-HHB-1 (3-5) 3%
3-HHB-O1 (3-5) 3%
3-HHB-3 (3-5) 5%
2-BB(F)B-3 (3-8) 3%
NI=72.5℃;Tc<-20℃;Δn=0.112;Δε=-3.9;Vth=2.14V;η=22.8mPa・s.
[Composition example M2]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 10%
V-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 7%
V2-BB(2F, 3F)-O1 (2-6) 7%
2-HHB(2F, 3F)-O2 (2-8) 5%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 10%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 10%
V-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
3-B (2F, 3F) B (2F, 3F)-O2 (2) 3%
2-HH-3 (3-1) 14%
3-HB-O1 (3-2) 5%
3-HHB-1 (3-5) 3%
3-HHB-O1 (3-5) 3%
3-HHB-3 (3-5) 5%
2-BB(F)B-3 (3-8) 3%
NI=72.5° C.; Tc<−20° C.; Δn=0.112; Δε=−3.9; Vth=2.14 V; η=22.8 mPa·s.

[組成物例M3]
3-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 6%
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 8%
3-H1OB(2F,3F)-O2 (2-3) 5%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB(2F,3F)-O4 (2-8) 7%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 6%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 6%
1V2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
3-HH-V (3-1) 11%
1-BB-3 (3-3) 6%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
3-HBB-2 (3-6) 5%
3-B(F)BB-2 (3-7) 3%
NI=87.7℃;Tc<-30℃;Δn=0.129;Δε=-4.4;Vth=2.17V;η=26.2mPa・s.
[Composition example M3]
3-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 6%
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 8%
3-H1OB (2F, 3F)-O2 (2-3) 5%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 7%
V-HHB (2F, 3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB (2F, 3F)-O4 (2-8) 7%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 6%
V-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 6%
1V2-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 5%
3-HH-V (3-1) 11%
1-BB-3 (3-3) 6%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
3-HBB-2 (3-6) 5%
3-B(F)BB-2 (3-7) 3%
NI=87.7° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.129; Δε=−4.4; Vth=2.17 V; η=26.2 mPa·s.

[組成物例M4]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
1V2-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 8%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 5%
5-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-10) 5%
2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
2-BB(2F,3F)B-3 (2-19) 4%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 3%
NI=78.2℃;Tc<-30℃;Δn=0.109;Δε=-3.3;Vth=2.08V;η=16.3mPa・s.
[Composition example M4]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
1V2-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 8%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 5%
5-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 4%
3-HH1OB (2F, 3F)-O2 (2-10) 5%
2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-19) 4%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 3%
NI=78.2° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.109; Δε=−3.3; Vth=2.08 V; η=16.3 mPa·s.

[組成物例M5]
3-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 15%
3-chB(2F,3F)-O2 (2-5) 7%
2-HchB(2F,3F)-O2 (2-12) 8%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
5-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 7%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
3-dhBB(2F,3F)-O2 (2-16) 5%
5-HH-V (3-1) 18%
7-HB-1 (3-2) 5%
V-HHB-1 (3-5) 7%
V2-HHB-1 (3-5) 7%
3-HBB(F)B-3 (3-13) 8%
NI=98.5℃;Tc<-30℃;Δn=0.112;Δε=-3.2;Vth=2.47V;η=23.5mPa・s.
[Composition Example M5]
3-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 15%
3-chB(2F,3F)-O2(2-5) 7%
2-HchB(2F,3F)-O2(2-12) 8%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
5-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 7%
V-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 5%
3-dhBB(2F,3F)-O2(2-16) 5%
5-HH-V (3-1) 18%
7-HB-1 (3-2) 5%
V-HHB-1 (3-5) 7%
V2-HHB-1 (3-5) 7%
3-HBB(F)B-3 (3-13) 8%
NI=98.5° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.112; Δε=−3.2; Vth=2.47 V; η=23.5 mPa·s.

[組成物例M6]
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 18%
5-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 17%
3-HHB(2F,3CL)-O2 (2-11) 5%
3-HBB(2F,3CL)-O2 (2-15) 8%
5-HBB(2F,3CL)-O2 (2-15) 7%
3-DhHB(2F,3F)-O2 (2) 5%
3-HH-V (3-1) 11%
3-HH-VFF (3-1) 7%
F3-HH-V (3-1) 10%
3-HHEH-3 (3-4) 4%
3-HB(F)HH-2 (3-10) 3%
3-HHEBH-3 (3-11) 5%
NI=78.2℃;Tc<-30℃;Δn=0.084;Δε=-2.6;Vth=2.45V;η=22.5mPa・s.
[Composition example M6]
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 18%
5-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 17%
3-HHB(2F,3CL)-O2(2-11) 5%
3-HBB(2F,3CL)-O2(2-15) 8%
5-HBB(2F,3CL)-O2(2-15) 7%
3-DhHB(2F,3F)-O2 (2) 5%
3-HH-V (3-1) 11%
3-HH-VFF (3-1) 7%
F3-HH-V (3-1) 10%
3-HHEH-3 (3-4) 4%
3-HB(F)HH-2 (3-10) 3%
3-HHEBH-3 (3-11) 5%
NI=78.2° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.084; Δε=−2.6; Vth=2.45 V; η=22.5 mPa·s.

[組成物例M7]
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 7%
V-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 8%
3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-10) 5%
2-HchB(2F,3F)-O2 (2-12) 8%
3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-13) 3%
2-BB(2F,3F)B-3 (2-19) 7%
2-BB(2F,3F)B-4 (2-19) 7%
3-DhH1OB(2F,3F)-O2 (2) 4%
4-HH-V (3-1) 15%
3-HH-V1 (3-1) 6%
1-HH-2V1 (3-1) 5%
3-HH-2V1 (3-1) 5%
V2-BB-1 (3-3) 5%
1V2-BB-1 (3-3) 5%
3-HHB-1 (3-5) 6%
3-HB(F)BH-3 (3-12) 4%
NI=87.5℃;Tc<-30℃;Δn=0.115;Δε=-2.0;Vth=2.82V;η=17.2mPa・s.
[Composition Example M7]
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 7%
V-HHB (2F, 3F)-O2 (2-8) 8%
3-HH1OB (2F, 3F)-O2 (2-10) 5%
2-HchB(2F,3F)-O2(2-12) 8%
3-HDhB(2F,3F)-O2(2-13) 3%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-19) 7%
2-BB (2F, 3F) B-4 (2-19) 7%
3-DhH1OB(2F,3F)-O2 (2) 4%
4-HH-V (3-1) 15%
3-HH-V1 (3-1) 6%
1-HH-2V1 (3-1) 5%
3-HH-2V1 (3-1) 5%
V2-BB-1 (3-3) 5%
1V2-BB-1 (3-3) 5%
3-HHB-1 (3-5) 6%
3-HB(F)BH-3 (3-12) 4%
NI=87.5° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.115; Δε=−2.0; Vth=2.82 V; η=17.2 mPa·s.

[組成物例M8]
V-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 8%
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 10%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
2O-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 3%
2-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 5%
3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-13) 6%
2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 6%
3-dhBB(2F,3F)-O2 (2-16) 4%
2-BB(2F,3F)B-3 (2-19) 6%
2-BB(2F,3F)B-4 (2-19) 6%
3-HH1OCro(7F,8F)-5 (2-27) 4%
3-HH-V (3-1) 11%
1-BB-5 (3-3) 5%
NI=70.9℃;Tc<-20℃;Δn=0.129;Δε=-4.4;Vth=1.74V;η=27.2mPa・s.
[Composition example M8]
V-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 8%
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 10%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
2O-BB(2F, 3F)-O2 (2-6) 3%
2-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 7%
V-HHB (2F, 3F)-O2 (2-8) 5%
3-HDhB(2F,3F)-O2(2-13) 6%
2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 6%
3-dhBB(2F,3F)-O2(2-16) 4%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-19) 6%
2-BB (2F, 3F) B-4 (2-19) 6%
3-HH1OCro(7F,8F)-5(2-27) 4%
3-HH-V (3-1) 11%
1-BB-5 (3-3) 5%
NI=70.9° C.; Tc<−20° C.; Δn=0.129; Δε=−4.4; Vth=1.74 V; η=27.2 mPa·s.

[組成物例M9]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
V-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 8%
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 8%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
2-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 6%
3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-13) 6%
2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 6%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
V2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 4%
3-H1OCro(7F,8F)-5 (2-26) 3%
3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O2 (2) 3%
3-HH-O1 (3-1) 5%
1-BB-5 (3-3) 4%
V-HHB-1 (3-5) 4%
5-HBBH-3 (3) 5%
NI=81.5℃;Tc<-30℃;Δn=0.122;Δε=-4.7;Vth=1.76V;η=31.8mPa・s.
[Composition example M9]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
V-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 8%
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 8%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
2-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 7%
V-HHB (2F, 3F)-O2 (2-8) 6%
3-HDhB(2F,3F)-O2(2-13) 6%
2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 6%
V-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 5%
V2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 4%
3-H1OCro(7F,8F)-5(2-26) 3%
3-HEB (2F, 3F) B (2F, 3F)-O2 (2) 3%
3-HH-O1 (3-1) 5%
1-BB-5 (3-3) 4%
V-HHB-1 (3-5) 4%
5-HBBH-3 (3) 5%
NI=81.5° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.122; Δε=−4.7; Vth=1.76 V; η=31.8 mPa·s.

[組成物例M10]
V-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 14%
V-H1OB(2F,3F)-O2 (2-3) 3%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V2-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-10) 6%
V-HBB(2F,3F)-O4 (2-14) 9%
1V2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
3-HH-V (3-1) 13%
1-BB-3 (3-3) 3%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 6%
5-HBBH-1O1 (-) 4%
NI=93.6℃;Tc<-30℃;Δn=0.125;Δε=-3.9;Vth=2.20V;η=29.9mPa・s.
[Composition Example M10]
V-HB (2F, 3F)-O4 (2-1) 14%
V-H1OB (2F, 3F)-O2 (2-3) 3%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 10%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 7%
V2-HHB (2F, 3F)-O2 (2-8) 7%
V-HH1OB (2F, 3F)-O2 (2-10) 6%
V-HBB (2F, 3F)-O4 (2-14) 9%
1V2-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 5%
3-HH-V (3-1) 13%
1-BB-3 (3-3) 3%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
V-HBB-2 (3-6) 5%
1-BB(F)B-2V (3-8) 6%
5-HBBH-1O1 (-) 4%
NI = 93.6°C; Tc <-30°C; Δn = 0.125; Δε = -3.9; Vth = 2.20V;

[組成物例M11]
3-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 6%
3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2) 8%
3-H1OB(2F,3F)-O2 (2-3) 4%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 7%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 10%
V-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB(2F,3F)-O4 (2-8) 7%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 6%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 6%
1V2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
2-HH-3 (3-1) 12%
1-BB-3 (3-3) 6%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
3-HBB-2 (3-6) 5%
3-B(F)BB-2 (3-7) 3%
NI=92.8℃;Tc<-20℃;Δn=0.126;Δε=-4.4;Vth=2.19V;η=26.0mPa・s.
[Composition Example M11]
3-HB(2F,3F)-O4 (2-1) 6%
3-H2B (2F, 3F)-O2 (2-2) 8%
3-H1OB (2F, 3F)-O2 (2-3) 4%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 7%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 10%
V-HHB (2F, 3F)-O2 (2-8) 7%
V-HHB (2F, 3F)-O4 (2-8) 7%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 6%
V-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 6%
1V2-HBB (2F, 3F)-O2 (2-14) 5%
2-HH-3 (3-1) 12%
1-BB-3 (3-3) 6%
3-HHB-1 (3-5) 4%
3-HHB-O1 (3-5) 4%
3-HBB-2 (3-6) 5%
3-B(F)BB-2 (3-7) 3%
NI=92.8° C.; Tc<−20° C.; Δn=0.126; Δε=−4.4; Vth=2.19 V; η=26.0 mPa·s.

[組成物例M12]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 5%
1V2-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
V2-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 8%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 5%
5-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-10) 5%
2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
2-BB(2F,3F)B-3 (2-19) 4%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 5%
NI=81.7℃;Tc<-20℃;Δn=0.110;Δε=-3.2;Vth=2.12V;η=15.8mPa・s.
[Composition example M12]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 5%
1V2-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
V2-BB(2F, 3F)-O2 (2-6) 8%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 5%
5-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 4%
3-HH1OB (2F, 3F)-O2 (2-10) 5%
2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-19) 4%
3-HH-V (3-1) 27%
3-HH-V1 (3-1) 6%
V-HHB-1 (3-5) 5%
NI=81.7° C.; Tc<−20° C.; Δn=0.110; Δε=−3.2; Vth=2.12 V; η=15.8 mPa·s.

[組成物例M13]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
1V2-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 8%
3-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 5%
5-HHB(2F,3F)-O2 (2-8) 4%
3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-10) 5%
2-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2 (2-14) 8%
2-BB(2F,3F)B-3 (2-19) 4%
3-HH-V (3-1) 33%
V-HHB-1 (3-5) 3%
NI=76.0℃;Tc<-30℃;Δn=0.107;Δε=-3.2;Vth=2.08V;η=16.0mPa・s.
[Composition example M13]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1) 7%
1V2-HB (2F, 3F)-O2 (2-1) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (2-6) 8%
3-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 5%
5-HHB(2F,3F)-O2(2-8) 4%
3-HH1OB (2F, 3F)-O2 (2-10) 5%
2-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 5%
V-HBB(2F,3F)-O2(2-14) 8%
2-BB (2F, 3F) B-3 (2-19) 4%
3-HH-V (3-1) 33%
V-HHB-1 (3-5) 3%
NI=76.0° C.; Tc<−30° C.; Δn=0.107; Δε=−3.2; Vth=2.08 V; η=16.0 mPa·s.

2.液晶配向剤
実施例で用いたジアミン化合物(1)、その他のジアミン化合物、テトラカルボン酸二無水物、溶剤、および添加剤を以下に示す。
<ジアミン化合物(1)>

Figure 2023034229000040
2. Liquid Crystal Aligning Agent The diamine compound (1), other diamine compounds, tetracarboxylic dianhydrides, solvents, and additives used in the examples are shown below.
<Diamine compound (1)>
Figure 2023034229000040

<その他のジアミン化合物>

Figure 2023034229000041
<Other diamine compounds>
Figure 2023034229000041

<テトラカルボン酸二無水物>

Figure 2023034229000042
<Tetracarboxylic dianhydride>
Figure 2023034229000042

<溶剤>
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
BC :ブチルセロソルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル)
<Solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BC: Butyl cellosolve (ethylene glycol monobutyl ether)

<添加剤>
Ad1:3-アミノプロピルトリエトキシシラン
Ad2:1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン
<Additive>
Ad1: 3-aminopropyltriethoxysilane Ad2: 1,3-bis(4,5-dihydro-2-oxazolyl)benzene

<ワニスの調製例1:ワニスA1>
攪拌翼、窒素導入管を装着した100mL3つ口フラスコに、ジアミン異性体混合物1(0.883g)を入れ、NMP(10.0g)を加えて撹拌した。この溶液に、AN-6(0.617g)とNMP(2.5g)を加え、12時間室温で攪拌させた。そこにNMP(6.0g)及びBC(5.0g)を加え、溶質のポリマーの重量平均分子量が目的の重量平均分子量になるまで、その溶液を80℃で加熱攪拌して、溶質の重量平均分子量がおよそ18,000であり、ポリマー濃度が6重量%であるワニスA1を得た。
<Varnish Preparation Example 1: Varnish A1>
Diamine isomer mixture 1 (0.883 g) was placed in a 100 mL three-necked flask equipped with a stirring blade and a nitrogen inlet tube, and NMP (10.0 g) was added and stirred. AN-6 (0.617 g) and NMP (2.5 g) were added to this solution and stirred at room temperature for 12 hours. NMP (6.0 g) and BC (5.0 g) are added thereto, and the solution is heated and stirred at 80 ° C. until the weight average molecular weight of the polymer of the solute reaches the target weight average molecular weight, and the weight average of the solute is Varnish A1 was obtained with a molecular weight of approximately 18,000 and a polymer concentration of 6% by weight.

<ワニスの調製例2から14:ワニスA2からA14>
ジアミン類およびテトラカルボン酸二無水物類として用いる化合物を変更したこと以外は、調製例1と同様にしてポリマー濃度が6重量%のワニスA2からA14を調製した。ワニスA12からA14においては、ポリマーの重量平均分子量が50,000程度になるように加熱撹拌の条件を調製した。
<Varnish Preparation Examples 2 to 14: Varnishes A2 to A14>
Varnishes A2 to A14 having a polymer concentration of 6% by weight were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the compounds used as diamines and tetracarboxylic dianhydrides were changed. In the varnishes A12 to A14, the heating and stirring conditions were adjusted so that the weight average molecular weight of the polymer was about 50,000.

<ワニスの調製例15:ワニスA15>
2段階の重合工程を行ってポリアミック酸のブロックポリマーを合成した。
(1)第1工程
攪拌翼、窒素導入管を装着した200mLの3つ口フラスコに、DI-3(0.408g)、DI-24(1.011g)、およびNMP(20.0g)を加え撹拌した。この溶液に、AN-9(1.17g)、AN-1(0.747g)、およびNMP(10.0g)を入れ、室温で6時間攪拌を続け、第1のポリアミック酸の溶液を得た。
(2)第2工程
第1段の重合を行ったフラスコに、ジアミン異性体混合物1(1.57g)、AN-6(1.10g)、さらにNMP(34.0g)を入れ、室温で24時間攪拌を続け、第1のポリアミック酸と第2のポリアミック酸の混合溶液を得た。この反応溶液にBC(30.0g)を加えて、60℃に加熱しながら、8時間攪拌を行い、ポリマー濃度が6重量%のポリアミック酸ブロックポリマー溶液を得た。このポリアミック酸ブロックポリマー溶液をワニスA15とする。
<Varnish Preparation Example 15: Varnish A15>
A two-stage polymerization process was performed to synthesize a block polymer of polyamic acid.
(1) Step 1 Add DI-3 (0.408 g), DI-24 (1.011 g), and NMP (20.0 g) to a 200 mL three-necked flask equipped with a stirring blade and a nitrogen inlet tube. Stirred. AN-9 (1.17 g), AN-1 (0.747 g), and NMP (10.0 g) were added to this solution, and stirring was continued at room temperature for 6 hours to obtain a first polyamic acid solution. .
(2) Step 2 Diamine isomer mixture 1 (1.57 g), AN-6 (1.10 g), and NMP (34.0 g) were added to the flask used for the first-stage polymerization. Stirring was continued for hours to obtain a mixed solution of the first polyamic acid and the second polyamic acid. BC (30.0 g) was added to this reaction solution and stirred for 8 hours while heating to 60° C. to obtain a polyamic acid block polymer solution with a polymer concentration of 6% by weight. This polyamic acid block polymer solution is designated as varnish A15.

<ワニスの調製例16:ワニスA16>
ジアミン類およびテトラカルボン酸二無水物類として用いる化合物を変更したこと以外は、調製例15と同様にしてポリマー濃度が6重量%のワニスA16を調製した。
<Varnish Preparation Example 16: Varnish A16>
A varnish A16 having a polymer concentration of 6% by weight was prepared in the same manner as in Preparation Example 15, except that the compounds used as diamines and tetracarboxylic dianhydrides were changed.

調整例1から14、調整例15および16をそれぞれ表4および表5にまとめた。

Figure 2023034229000043

Figure 2023034229000044
Preparation Examples 1 to 14 and Preparation Examples 15 and 16 are summarized in Tables 4 and 5, respectively.
Figure 2023034229000043

Figure 2023034229000044

<液晶配向剤の調製:液晶配向剤1から16および比較液晶配向剤1>
ワニスA1を、4重量%になるようにNMP・BC混合溶液(NMP/BC=7/3重量比)で希釈、撹拌し、液晶配向剤1を調製した。
使用したワニスおよび添加剤の有無以外は、液晶配向剤1と同様にして、液晶配向剤2から16および比較液晶配向剤1を調製した。液晶配向剤1から16および比較液晶配向剤1を表6にまとめた。表6において、添加剤の添加量は、ワニス中のポリマー重量に対する重量部で表した。

Figure 2023034229000045
<Preparation of Liquid Crystal Aligning Agents: Liquid Crystal Aligning Agents 1 to 16 and Comparative Liquid Crystal Aligning Agent 1>
Varnish A1 was diluted with an NMP/BC mixed solution (NMP/BC=7/3 weight ratio) and stirred to give a liquid crystal aligning agent 1 so as to have a concentration of 4% by weight.
Liquid crystal aligning agents 2 to 16 and comparative liquid crystal aligning agent 1 were prepared in the same manner as liquid crystal aligning agent 1, except for the varnish used and the presence or absence of additives. Liquid crystal aligning agents 1 to 16 and comparative liquid crystal aligning agent 1 are summarized in Table 6. In Table 6, the amount of additive added is expressed in parts by weight relative to the weight of the polymer in the varnish.

Figure 2023034229000045

[実施例1]
FFS電極付きガラス基板およびカラムスペーサー付きガラス基板に、液晶配向剤1をスピンナー法により塗布した。塗布後、基板を60℃で80秒間加熱し、溶剤を蒸発させた後、ウシオ電機(株)製マルチライトML-501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT-150(受光器:UVD-S254)を用いて光量を測定し、波長254nmで1.0J/cmになるよう、露光時間を調整した。その後、220℃にて30分間焼成処理を行い、膜厚およそ100nmの配向膜を形成した。このようにして作製した基板2枚を、液晶配向膜が形成されている面を対向させ、かつ、対向する液晶配向膜の間に液晶組成物を注入するための空隙を設けて貼り合わせた。この時、それぞれの液晶配向膜に照射された直線偏光の偏光方向が平行になるようにした。このセルに液晶組成物(組成物例M1)を注入し、セル厚5μmの液晶表示素子を作製した。作製した液晶表示素子のコントラスト比を測定したところ、3900であった。
[Example 1]
The liquid crystal aligning agent 1 was applied to the glass substrate with FFS electrodes and the glass substrate with column spacers by a spinner method. After coating, the substrate is heated at 60° C. for 80 seconds to evaporate the solvent, and then, using Multilight ML-501C/B manufactured by Ushio Inc., the substrate is exposed to ultraviolet light through a polarizing plate from a vertical direction. was irradiated with linearly polarized light of The exposure energy at this time is determined by measuring the amount of light using an ultraviolet integrating light meter UIT-150 (light receiver: UVD-S254) manufactured by Ushio Inc., and exposing so that the amount of light becomes 1.0 J/cm 2 at a wavelength of 254 nm. adjusted the time. After that, baking treatment was performed at 220° C. for 30 minutes to form an alignment film having a thickness of about 100 nm. The two substrates thus produced were bonded together with the surfaces on which the liquid crystal alignment films are formed facing each other, and with a gap for injecting the liquid crystal composition between the opposed liquid crystal alignment films. At this time, the polarization directions of the linearly polarized light applied to the respective liquid crystal alignment films were made parallel. A liquid crystal composition (composition example M1) was injected into this cell to prepare a liquid crystal display element having a cell thickness of 5 μm. When the contrast ratio of the manufactured liquid crystal display device was measured, it was 3,900.

[比較例1]
液晶配向剤1の代わりに比較液晶配向剤1を用いた以外は実施例1と同様にして、液晶表示素子を作製した。作製した液晶表示素子のコントラスト比を測定したところ、3200であった。
[Comparative Example 1]
A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1, except that the comparative liquid crystal aligning agent 1 was used instead of the liquid crystal aligning agent 1. When the contrast ratio of the manufactured liquid crystal display device was measured, it was 3,200.

[実施例2から実施例16]
液晶配向剤、液晶組成物、および紫外線露光量を変更して、実施例2から実施例16の液晶表示素子を作製し、それぞれコントラスト比を測定した。結果を表7にまとめた。

Figure 2023034229000046
[Examples 2 to 16]
Liquid crystal display elements of Examples 2 to 16 were produced by changing the liquid crystal aligning agent, the liquid crystal composition, and the amount of ultraviolet light exposure, and the contrast ratio was measured. The results are summarized in Table 7.

Figure 2023034229000046

表7に示すように、実施例1から実施例16の液晶表示素子のコントラスト比はいずれも、比較例1の液晶表示素子のコントラスト比よりも高い値であった。比較例1で使用した式(DI-29)は、光フリース転移を生じるジアミン化合物である。ジアミン化合物(1)を用いた液晶配向膜は、従来知られている光フリース転移を生じるジアミン化合物を用いた液晶配向膜よりも優れた配向性を有し、これを用いた液晶表示素子は、高いコントラスト比を有することがわかった。 As shown in Table 7, the contrast ratios of the liquid crystal display elements of Examples 1 to 16 were all higher than the contrast ratio of the liquid crystal display element of Comparative Example 1. Formula (DI-29) used in Comparative Example 1 is a diamine compound that undergoes photofries transition. The liquid crystal alignment film using the diamine compound (1) has better alignment than the conventionally known liquid crystal alignment film using a diamine compound that causes optical Fries transition, and the liquid crystal display device using the same has It was found to have a high contrast ratio.

本発明の液晶表示素子は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いることができる。 The liquid crystal display device of the present invention can be used for liquid crystal monitors, liquid crystal televisions and the like.

Claims (14)

対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に挟持された負の誘電率異方性を有する液晶組成物とを含む液晶表示素子であって、液晶配向膜が、ジアミン類として式(1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、液晶表示素子。

Figure 2023034229000047

式(1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0、1、2、3、または4である。
A group of electrodes formed on one or both of a pair of substrates arranged to face each other, a plurality of active elements connected to the group of electrodes, and a liquid crystal formed on the facing surfaces of each of the pair of substrates. A liquid crystal display element comprising an alignment film and a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy sandwiched between the pair of substrates, wherein the liquid crystal alignment film is represented by formula (1) as a diamine. A liquid crystal aligning film formed from a liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds and tetracarboxylic dianhydrides, a liquid crystal display element.

Figure 2023034229000047

In formula (1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 are may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl of 1 to 6 carbons, haloalkyl of 1 to 6 carbons, or alkoxy of 1 to 6 carbons; n is 0, 1, 2, 3, or 4;
液晶配向膜が、ジアミン類として式(1-1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、請求項1に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000048

式(1-1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0、1、2、3、または4である。
The liquid crystal alignment film contains a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1-1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides. 2. The liquid crystal display element according to claim 1, which is a liquid crystal alignment film formed from a liquid crystal alignment agent.

Figure 2023034229000048

In formula (1-1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms; Yes; n is 0, 1, 2, 3, or 4.
液晶配向膜が、ジアミン類として式(1-1)で表されるジアミン化合物から選択された少なくとも1つの化合物およびテトラカルボン酸二無水物類を含有する原料組成物を重合させてなるポリマーを含む液晶配向剤から形成される液晶配向膜である、請求項2に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000049

式(1-1)において、RおよびRは、水素、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり、RとRは一体となって、置換されてもよいメチレンを形成してもよく;Xは、ハロゲン、炭素数1から6のアルキル、炭素数1から6のハロアルキル、または炭素数1から6のアルコキシであり;nは、0である。
The liquid crystal alignment film contains a polymer obtained by polymerizing a raw material composition containing at least one compound selected from diamine compounds represented by formula (1-1) as diamines and tetracarboxylic dianhydrides. 3. The liquid crystal display element according to claim 2, which is a liquid crystal alignment film formed from a liquid crystal alignment agent.

Figure 2023034229000049

In formula (1-1), R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be taken together to form optionally substituted methylene; X is halogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms; Yes; n is 0.
液晶組成物が、成分Aとして式(2)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000050

式(2)において、RおよびRは、水素、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、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、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のアルキルであり;環Aおよび環Cは、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、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1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、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ナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、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クロマン-2,6-ジイルであり;環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイル、3,4,5,6-テトラフルオロフルオレン-2,7-ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン-3,7-ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾチオフェン-3,7-ジイル、または1,1,6,7-テトラフルオロインダン-2,5-ジイルであり;ZおよびZは、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;aは0、1、2、または3であり、bは0または1であり;そしてaとbとの和は3以下である。
4. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid crystal composition contains, as component A, at least one compound selected from compounds represented by formula (2).

Figure 2023034229000050

In formula (2), R 3 and R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or at least C 1-12 alkyl in which one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; ring A and ring C are 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran-2,5- diyl, 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2 in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, 6-diyl, chroman-2,6-diyl, or chroman-2,6-diyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine; Ring B is 2,3-difluoro-1,4-phenylene , 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4,5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl, 7,8 -difluorochroman-2,6-diyl, 3,4,5,6-tetrafluorofluorene-2,7-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3 ,7-diyl, or 1,1,6,7-tetrafluoroindan-2,5-diyl; Z 1 and Z 2 are a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; is 0, 1, 2, or 3, b is 0 or 1; and the sum of a and b is 3 or less.
液晶組成物が、成分Aとして式(2-1)から式(2-35)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000051

Figure 2023034229000052

Figure 2023034229000053

Figure 2023034229000054

式(2-1)から式(2-35)において、RおよびRは、水素、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、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、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のアルキルである。
5. The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the component A contains at least one compound selected from compounds represented by formulas (2-1) to (2-35). liquid crystal display element.

Figure 2023034229000051

Figure 2023034229000052

Figure 2023034229000053

Figure 2023034229000054

In formulas (2-1) to (2-35), R 3 and R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, and 2 to 12 alkenyloxy, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine.
成分Aの割合が5質量%から95質量%の範囲である、請求項4または5に記載の液晶表示素子。 6. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the proportion of component A is in the range of 5% by mass to 95% by mass. 液晶組成物が、成分Bとして式(3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000055

式(3)において、RおよびRは、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、炭素数2から12のアルケニル、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、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2から12のアルケニルであり;環Dおよび環Eは、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、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Zは、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは、1、2、または3である。
7. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid crystal composition contains, as component B, at least one compound selected from compounds represented by formula (3).

Figure 2023034229000055

In formula (3), R 5 and R 6 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, carbon in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine; ring D and ring E are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 3 is a single bond, ethylene, vinylene, methyleneoxy, or carbonyloxy; c is 1, 2 or 3.
液晶組成物が、成分Bとして式(3-1)から式(3-14)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000056

式(3-1)から式(3-14)において、RおよびRは、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、炭素数2から12のアルケニル、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、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2から12のアルケニルである。
8. The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the component B contains at least one compound selected from compounds represented by formulas (3-1) to (3-14). liquid crystal display element.

Figure 2023034229000056

In formulas (3-1) to (3-14), R 5 and R 6 are alkyl having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl having 2 to 12 carbon atoms, and at least one hydrogen. is alkyl of 1 to 12 carbon atoms in which is replaced by fluorine or chlorine, or alkenyl of 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
成分Bの割合が5質量%から95質量%の範囲である、請求項7または8に記載の液晶表示素子。 9. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the proportion of component B is in the range of 5% by mass to 95% by mass. 液晶組成物が、添加物Xとして式(4)で表される重合性化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000057

式(4)において、環Iおよび環K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、1,3-ジオキサン-2-イル、ピリミジン-2-イル、またはピリジン-2-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;環Jは、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、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、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;ZおよびZは、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-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CHCH-は、-CH=CH-、-C(CH)=CH-、-CH=C(CH)-、または-C(CH)=C(CH)-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;PからPは、重合性基であり;SpからSpは、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-CH-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-CHCH-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;fは、0、1、または2であり;g、h、およびiは、0、1、2、3、または4であり;そしてg、h、およびiの和は、1以上である。
10. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 9, wherein the liquid crystal composition contains, as additive X, at least one compound selected from polymerizable compounds represented by formula (4).

Figure 2023034229000057

In formula (4), ring I and ring K are cyclohexyl, cyclohexenyl, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, tetrahydropyran-2-yl, 1,3-dioxan-2-yl, pyrimidin-2-yl , or pyridin-2-yl, wherein in these rings at least one hydrogen is fluorine, chlorine, alkyl of 1 to 12 carbons, alkoxy of 1 to 12 carbons, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine ring J 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, 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 at least one hydrogen is may be substituted with alkyl having 1 to 12 carbon atoms substituted with fluorine or chlorine; Z 6 and Z 7 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in which at least one —CH 2- may be replaced by -O-, -CO-, -COO- or -OCO- and at least one -CH 2 CH 2 - is -CH=CH-, -C(CH 3 ) =CH-, -CH=C(CH 3 )-, or -C(CH 3 )=C(CH 3 )- in which at least one hydrogen is fluorine or chlorine; P 1 to P 3 are polymerizable groups; Sp 1 to Sp 3 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, in which at least one —CH 2 — may be replaced with -O-, -COO-, -OCO-, or -OCOO- and at least one -CH 2 CH 2 - is replaced with -CH=CH- or -C≡C- in these groups at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; f is 0, 1, or 2; g, h, and i are 0, 1, 2, 3, or 4; and the sum of g, h, and i is 1 or greater.
式(4)において、PからPが式(P-1)から式(P-5)で表される重合性基から選択された基である、請求項10に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000058

式(P-1)から式(P-5)において、MからM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。
11. The liquid crystal display element according to claim 10, wherein P 1 to P 3 in formula (4) are groups selected from polymerizable groups represented by formulas (P-1) to (P-5).

Figure 2023034229000058

In formulas (P-1) to (P-5), M 1 to M 3 are hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or C 1 in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine is an alkyl of from to 5;
液晶組成物が、添加物Xとして式(4-1)から式(4-29)で表される重合性化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から11のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

Figure 2023034229000059

Figure 2023034229000060

Figure 2023034229000061

式(4-1)から式(4-29)において、SpからSpは、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-CH-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-CHCH-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;PからPは、式(P-1)から式(P-3)で表される基から選択された重合性基であり;

Figure 2023034229000062

式(P-1)から式(P-3)において、MからM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。
12. Any one of claims 1 to 11, wherein the liquid crystal composition contains, as additive X, at least one compound selected from polymerizable compounds represented by formulas (4-1) to (4-29). The liquid crystal display device according to the above item.

Figure 2023034229000059

Figure 2023034229000060

Figure 2023034229000061

In formulas (4-1) to (4-29), Sp 1 to Sp 3 are a single bond or alkylene having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is —O may be replaced by -, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, at least one -CH 2 CH 2 - may be replaced by -CH=CH- or -C≡C-; In these groups, at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine; P 4 to P 6 are selected from groups represented by formulas (P-1) to (P-3) is a polymerizable group;

Figure 2023034229000062

In formulas (P-1) to (P-3), M 1 to M 3 are hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbon atoms, or C 1 in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine is an alkyl of from to 5;
添加物Xの割合が0.03質量%から10質量%の範囲である、請求項10から12のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 13. The liquid crystal display element according to any one of claims 10 to 12, wherein the proportion of additive X is in the range of 0.03% by mass to 10% by mass. 動作モードが、IPSモード、VAモード、FFSモード、またはFPAモードであり、駆動方式がアクティブマトリックス方式である、請求項1から13のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 14. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 13, wherein the operation mode is IPS mode, VA mode, FFS mode or FPA mode, and the driving system is active matrix system.
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