TW201908469A - 聚合性單體、使用其之液晶組成物及液晶顯示元件 - Google Patents
聚合性單體、使用其之液晶組成物及液晶顯示元件Info
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Abstract
本發明所欲解決之課題在於提供一種垂直配向性與相容性優異之液晶組成物,及提供一種使用該液晶組成物之液晶顯示元件。
藉由含有「1種或2種以上之自配向聚合性單體」與「1種或2種以上具有特定化學構造之聚合性單體(或聚合性化合物)」之液晶組成物及使用該液晶組成物之液晶顯示元件,具體而言,藉由具有「通式(I)表示之聚合性單體」與「具備與前述通式(I)表示之聚合性單體不同之化學構造且具有極性基的自發配向性單體」之液晶組成物及含有該液晶組成物之液晶顯示元件,來達成上述課題。
Description
本發明係關於一種新穎之聚合性單體及含有該聚合性單體與自發配向性單體之液晶組成物以及使用其之液晶顯示元件。
一般而言,液晶面板或液晶顯示器等液晶顯示元件,是藉由電場等外部刺激來改變液晶分子之排列狀態,將跟著該改變之光學特性的變化利用於顯示。此種液晶顯示元件通常為於二片透明基板之間隙填充有液晶分子之狀態的構成,於與該液晶分子抵接之基板的表面形成有用以使液晶分子預先排列於特定方向的配向膜。
然而,於液晶顯示元件之製造步驟中具有下述問題:因發生於配向膜表面之損傷或灰塵而導致發生配向缺陷,或隨著基板尺寸大型化而難以設計及控管於基板整面且用以得到長期間均一配向之配向膜。
因此,近年來要求開發下述液晶顯示元件:藉由將含有控制液晶分子配向之自發配向材料的液晶組成物使用於液晶層,而不需要配向膜。
例如,於專利文獻1,記載一種含有自發配向材料之液晶組成物,藉由代替與液晶分子之相互作用相對較弱的丙烯酸月桂酯而含有「具備有辛基且顯示出高直線性之單官能聯苯單體」與「具備有硬脂醯基(stearyl)且顯示出低直線之二官能聯苯單體」的液晶組成物,以抑制電壓保持率下降。又,於專利文獻2,揭示有各種含有控制液晶分子配向之聚合性自配向添加劑 代替配向膜的液晶組成物,並記載有:若將含有向列型LC介質、聚合性自配向添加劑及視需要之聚合性化合物的液晶組成物填充於無配向層之測試單元中,則關於基板表面具有自發的垂直(homeotropic)配向,及此垂直配向一直穩定至透明點,可藉由施加電壓可逆地轉換所形成之VA單元。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:美國專利公開2017-0123275號公報
專利文獻2:日本特表2015-168826號公報
然而,上述如專利文獻1所示之類的「含有2種烷基鏈長且具備有聯苯骨架之疏水性單體的組成物」,一般被認為與填充於一對基板間之液晶層之液晶分子的相互作用較丙烯酸月桂酯強,但因對基板之吸附力低,而會產生無法調控液晶分子之配向方向的問題。
又,於專利文獻2,由於使用有具備羥基等極性基之聚合性自配向添加劑,故對基板之吸附力一般認為較上述專利文獻1之單體高。然而,若聚合性自配向添加劑對基板之吸附力過高,則由於聚合性自配向添加劑不會均勻地展開於基板上,故會發生「產生配向不均」之問題。並且,將含有「如專利文獻2所使用之類的對稱性高之化學構造的聚合性化合物」與「具備有羥基等極性基之聚合性自配向添加劑」之液晶組成物作為液晶層填充於一對基板間的系統,亦會發生下述問題:液晶層由於顯示出疏水性之性質,因此於自由能之觀點上,因該聚合性化合物以相對於基板呈水平之方向存在,故對於仿照其 而配向之液晶分子而言,難以形成相對於基板之垂直配向。又,含有「具備有羥基等極性基之聚合性自配向添加劑」的液晶組成物,亦會發生下述問題:由於與為疏水性之液晶分子的相容性下降,故會析出液晶化合物或聚合性化合物等。
因此,本發明所欲解決之課題在於提供一種垂直配向性與相容性優異之新穎聚合性單體或垂直配向性與相容性優異之液晶組成物,及提供一種使用其之液晶顯示元件。
本發明人等經潛心研究之結果,發現藉由含有「1種或2種以上之自配向聚合性單體」與「1種或2種以上具有特定化學構造之聚合性單體(或聚合性化合物)」之液晶組成物及使用該液晶組成物之液晶顯示元件,可解決上述課題,而完成了本案發明。
本發明之液晶組成物顯示出高相容性與對液晶分子之優異垂直配向性。
本發明之液晶組成物對基板顯示出優異之展開性(潤濕展布)。
本發明之液晶組成物無配向不均或可降低配向不均。
本發明之液晶顯示元件無配向不均或顯示出經降低之配向不均。
本發明之聚合性單體顯示出高相容性與對液晶分子之優異垂直配向性。
本發明含有聚合性單體之液晶組成物對基板顯示出優異之展開性(潤濕展布)。
本發明含有聚合性單體之液晶組成物無配向不均或可降低配向不均。
圖1為表示比較例之配向測試的評價結果之圖。
圖2為表示本發明之配向測試的評價結果之圖。
本發明之第一態樣為一種液晶組成物,該液晶組成物具有:下述通式(I)表示之聚合性單體,與具備有與前述通式(I)表示之聚合性單體不同之化學構造,且具有極性基的自發配向性單體。
(上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自獨立地表示P11-S11-、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、鹵素原子或氫原子之任一者,P11表示以下之式(R-I)~式(R-IX)中的任一者,
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基,W為單鍵、-O-或亞甲基(methylene),T為單鍵或-COO-,p、t及q各自獨立地為0、1或2。)
S11表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基(alkylene group),該伸烷基中之1個或2個以上的-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-OCO-或-COO-取代,n11表示0、1或2,A11表示選自由下述之基(a)、基(b)及基(c)組成之群中之基:(a)1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被取代成-O-。),(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。)及(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(存在於萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。),上述之基(a)、基(b)及基(c)各自獨立地亦可被碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之烷氧基、鹵素、氰基、硝基或P11-S11-取代, L10及L11各自獨立地表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-(式中,Ra各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~3之烷基,前述式中,z各自獨立地表示1~4之整數。),於上述通式(I)之1分子內具有至少2個以上之P11-S11-,於上述通式(I)之1分子內具有碳原子數1~18個之烷基,該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代,當P11、S11、L10、L11及A11存在複數個之情形時,各自可相同或亦可不同。)
藉此,提供一種對液晶分子賦予優異之垂直配向性,且相容性優異之液晶組成物。又,該液晶組成物可在無需配向膜下使液晶分子垂直配向。
於上述通式(I)中,A11表示選自由以下之(a)~(c)組成之群中之基,下述之基(a)、基(b)及基(c)各自獨立地亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之烷氧基、鹵素、氰基、硝基或P11-S11-取代。
(a)1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被取代成-O-。),(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。)及(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(存在於萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。),於上述通式(I)中,A11較佳為碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之 烷氧基、鹵素、氰基、硝基或亦可經P11-S11-取代之1,4-伸苯基或萘-2,6-二基,更佳為碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之烷氧基、鹵素、氰基、硝基或亦可經P11-S11-取代之1,4-伸苯基。
於上述通式(I)中,L10較佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,更佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,尤佳為單鍵。
上述連結基L10為偶數連結,分子為直線狀,因而容易融合於液晶分子。
於上述通式(I)中,L11較佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,更佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-,尤佳為單鍵。
上述連結基L11為偶數連結,分子為直線狀,因而容易融合於液晶分子。
於上述通式(I)中,L10與L11彼此可相同或亦可不同,更佳為L10與L11為相同。
於上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自獨立地表示P11-S11-、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、鹵素原子或氫原子之任一者,此情形時,前述烷基及烷氧基的較佳之碳原子數當重視液晶之配向性的情形時,較佳為10~18,當重視對液晶化合物之溶解性的情形時,則較佳為1~4。又,前述烷基及烷氧基可為直鏈狀或分支狀,尤佳為直鏈狀。
又,當R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110之至少1個以上表示碳原子數1~18之烷基的情形時,前述烷基的較佳之碳原子數當重視液晶之配向性的情形時,較佳為10~18,當重視對液晶化合物之溶解性的情形時,則較佳為1~4。又,前述烷基可為直鏈狀或分支狀,尤佳為直鏈狀。
於上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110較佳各自獨立地表示P11-S11-、碳原子數1~10之烷基、鹵素原子或氫原子之任一者,更佳表示P11-S11-、碳原子數1~3之烷基、氟原子或氫原子之任一者。從溶解性之觀點,烷基鏈較佳為不過長。
於上述通式(I)表示之聚合性單體的1分子內具有至少2個以上之P11-S11-。於上述通式(I)表示之聚合性單體中,若具備有2個以上之聚合性基,則於交聯密度之觀點上,為較佳。
於上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110之中,較佳具備有至少2個以上之P11-S11-,更佳具備有2~4個P11-S11-,再更佳具備有2~3個P11-S11-。
於上述通式(I)表示之聚合性單體中,於聚合性之觀點上,較佳於液晶原(mesogen)骨架之外側部分具備有1~4個聚合性基。
亦即,通式(I)表示之聚合性單體於1分子內具有至少2個以上 之P11-S11-。於此情形時,分為下述3種形態:(1)於A11具備有2個以上之P11-S11-;(2)於A11具備有1個以上之P11-S11-,且於R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107R108、R109及R110之任一者,具備有至少1個以上之P11-S11-;(3)R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110之任一者,具備有至少2個以上之P11-S11-。
於上述通式(I)中,當為(1)A11具備有2個以上之P11-S11-之形態的情形時,A11較佳為6員環之基,且較佳為P11-S11-取代於第2位置與第5位置之構造,更佳為A11為1,4-伸苯基之情形,且P11-S11-取代於第2位置與第5位置之構造。
於上述通式(I)中,當為(2)A11具備有1個以上之P11-S11-,且於R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110之任一者,具備有至少1個以上之P11-S11-之形態的情形時,較佳為下述構造:A11為6員環之基,且為6員環之A11的第2位置或第3位置其中一者具有P11-S11-,並且R101或R110具有P11-S11-。
於上述通式(I)中,作為(3)於R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110之任一者具備有2個以上之P11-S11-的較佳形態,可列舉:「R101及R110為P11-S11-之構造(P11及S11各自可相同或亦可不同)」、「R101及R107為P11-S11-之構造(P11及S11各自可相同或亦可不同)」、「R108及R110為P11-S11-之構造(P11及S11各自可相同或亦可不同)」等。
若R101及R110為P11-S11-,則於對液晶化合物之溶解性的觀點上,為較佳。
作為於通式(I)表示之聚合性單體1分子內具備有3個P11-S11-的較佳形態,可列舉:「R101、R110及R107為P11-S11-之構造(P11及S11各自 可相同或亦可不同)」、「R101、R110及R102為P11-S11-之構造(P11及S11各自可相同或亦可不同)」及「A11為6員環之基,且為6員環之A11的第2位置或第3位置其中一者具有P11-S11-,並且R101及R110為P11-S11-之構造」。
作為於通式(I)表示之聚合性單體1分子內具備有4個P11-S11-的較佳形態,可列舉:「R102、R104、R107及R109為P11-S11-之構造(P11及S11各自可相同或亦可不同)」與「R102、R104及R107為P11-S11-,且為6員環之A11之第2位置或第3位置其中一者具有P11-S11-之構造」。
如上述,當P11及S11存在複數個之情形時,P11及S11當然各自可相同或亦可不同。
於上述通式(I)之1分子內可具有至少1個碳原子數1~18個之烷基,該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-可各自獨立地經-O-取代。
藉此,長鏈烷基會朝向為疏水性之液晶層側,液晶分子亦會仿照其而相對於基板排列於垂直方向,故可達成提升垂直配向性之效果。
作為於上述通式(I)表示之聚合性單體1分子內具有1個以上的碳原子數1~18個之烷基(該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代。)之例,較佳為碳原子數1~18個之烷基或碳原子數1~18個之烷氧基,更佳為碳原子數1~18個之烷基。
於上述通式(I)表示之聚合性單體中,若於1分子內具備有1個以上之烷基,則由於易於與烷基部位為疏水性之液晶融合,朝液晶層側排列成刷子狀,液晶分子會仿照其而作垂直配向,故較佳。
又,作為於上述通式(I)表示之聚合性單體1分子內具有1個以上的碳原子數1~18個之烷基(該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代。)之較佳形態,可列舉直鏈或分支,較佳為直 鏈。並且,作為烷基之較佳的碳原子數,當重視液晶組成物之溶解性或展開性的情形時,較佳為1~3個。另一方面,當重視對液晶分子之垂直配向性的情形時,則較佳為10~19個。
較佳於上述通式(I)表示之聚合性單體的1分子內,具備有1~2個碳原子數1~18個之烷基(該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代)。
若於上述通式(I)表示之聚合性單體的1分子內,具有1~2個碳原子數1~18個之烷基,則於配向性之觀點上,為較佳。
當於上述通式(I)表示之聚合性單體的1分子內,具備有1個碳原子數1~18個之烷基(該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代)的情形時,較佳為R102、R103、R106、R107及A11(為6員環)之第2位置或第3位置的任一者。又,當於上述通式(I)表示之聚合性單體的1分子內,具備有2個碳原子數1~18個之烷基(該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代)的情形時,該2個烷基之位置的組合較佳為R102及R104、R103及R105、R102及R103、R106及R108、R107及R109或R106及R107之組合,更佳為R102及R104、R103及R105、R106及R108或R107及R109之組合。
於上述通式(I)中,n11表示0、1或2,n11較佳為0或1,n11更佳為0。
又,於上述通式(I)中,當n11為2之情形時,L11及A11彼此可相同或亦可不同。
通式(I)表示之化合物為2個苯環與視需要之環A11連結的構造,於此等2個苯環及環A11中具有至少2個P11-S11-,因此,通式(I)表示之化合物可達成作為聚合性單體之作用、效果。
於通式(I)中,P11表示以下之式(R-I)至式(R-IX)中的 任一者。
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基,W為單鍵、-O-或亞甲基,T為單鍵或-COO-,p、t及q各自獨立地為0、1或2。)
其中,較佳於上述通式(I)中,P11各自獨立地為式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)、式(R-4)、式(R-5)或式(R-7),更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)或式(R-4),更佳為式(R-1),再更佳為丙烯醯基(acryl group)或甲基丙烯醯基(methacryl group),進而再更佳為甲基丙烯醯基。
於通式(I)中,S11較佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基,更佳為單鍵。
本發明之液晶組成物中由通式(I)表示之聚合性單體的含量下限,較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.12質量%,較佳為0.15質量%,較佳為 0.17質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.22質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.27質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.32質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.37質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.42質量%,較佳為0.45質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.55質量%。本發明之液晶組成物中由通式(I)表示之聚合性化合物的含量上限,較佳為2.5質量%,較佳為2.3質量%,較佳為2.1質量%,較佳為2質量%,較佳為1.8質量%,較佳為1.6質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量%,較佳為0.85質量%,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.45質量%,較佳為0.4質量%。
本發明之液晶組成物含有1種或2種以上由通式(I)表示之聚合性單體,較佳含有1種~5種由通式(I)表示之聚合性單體,較佳含有1種~4種由通式(I)表示之聚合性單體,較佳含有1種~3種由通式(I)表示之聚合性單體。又,於另外之實施形態,從提升垂直配向性或配向不均的觀點,較佳含有2種~5種由通式(I)表示之聚合性單體,較佳含有2種~4種由通式(I)表示之聚合性單體。
本發明由通式(I)表示之聚合性單體的適當形態,較佳由通式(Ia)表示。
(上述通式(Ia)中,R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108及R109各自獨立地表示P11-S11-、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、鹵素原子或氫原子之任一者,P11表示以下之式(R-I)至式(R-IX) 中的任一者,
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基,W為單鍵、-O-或亞甲基,T為單鍵或-COO-,p、t及q各自獨立地為0、1或2。)
S11表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基,該伸烷基中之1個或2個以上的-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-OCO-或-COO-取代,R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108及R109之至少一者為碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基。惟,具有複數個之P11及S11各自可相同或亦可不同。)
於上述通式(Ia)中,R102、R103、R106、R107之任一者較佳為碳原子數1~18之烷基或碳原子數1~18之烷氧基。又,當於上述通式(Ia)中,具備有2個碳原子數1~18個之烷基或碳原子數1~18之烷氧基的情形時,該2個烷基之位置的組合較佳為R102及R104、R103及R105、R102及R103、R106及R108、R107及R109或R106及R107的組合,更佳為R102及R104、R103及R105、R106及R108或R107及R109的組合。
較佳於上述通式(Ia)中,P11各自獨立地為式(R-1)、式 (R-2)、式(R-3)、式(R-4)、式(R-5)或式(R-7),更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-3)或式(R-4),更佳為式(R-1),再更佳為丙烯醯基(acryl group)或甲基丙烯醯基(methacryl group),進而再更佳為甲基丙烯醯基(methacryl group)。又,上述通式(Ia)之2個以上的P11可相同或亦可不同,較佳為相同。
於上述通式(Ia)中,S11較佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基,更佳為單鍵。又,上述通式(Ia)之2個以上的S11可相同或亦可不同,較佳為相同。
另,碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基的較佳態樣與通式(I)相同。
本發明之液晶組成物中由通式(Ia)表示之聚合性單體的含量下限,較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.12質量%,較佳為0.15質量%,較佳為0.17質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.22質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.27質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.32質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.37質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.42質量%,較佳為0.45質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.55質量%。本發明之液晶組成物中由通式(I)表示之聚合性化合物的含量上限,較佳為2.5質量%,較佳為2.3質量%,較佳為2.1質量%,較佳為2質量%,較佳為1.8質量%,較佳為1.6質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量%,較佳為0.85質量%,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.45質量%,較佳為0.4質量%。
本發明之液晶組成物較佳含有1種或2種以上之通式(Ia)表示的聚合性單體。本發明之液晶組成物所含之通式(Ia)表示之聚合性單體的種類較佳為1種~5種、1種~4種、1~3種、1~2種。又,於別的實施形態,從提升垂直配向性或配向不均之觀點,較佳含有2種~5種、2種~4種、2種~3種。
作為本發明之通式(I)表示的聚合性單體的適當化合物,可列舉以下之式RM-1~RM-75-6。
上述式中,RM1、RM2及RM3各自獨立地表示碳原子數1~5之烷基、氟原子或氫原子之任一者,更佳表示碳原子數1之烷基或氫原子。
較佳為上述式RM-1~RM-66,更佳為RM-2~RM-4、RM-16~RM-18、RM-20~RM-26、RM-30~RM-32、RM-34~RM-36、RM-38、RM-42、RM-45~RM-48、RM-50及RM-55~RM-57,再更佳為RM-2~RM-4及RM-16~RM-18。
本發明之液晶組成物必須含有控制液晶分子配向之自發配向性單體。又,該自發配向性單體具備有至少一個極性基,且具備與本發明之通式(I)表示的聚合性單體不同的化學構造。
上述極性基較佳具備有與基板或膜、電極吸附之吸附部位的作用。
本發明之自發配向性單體具有之極性基較佳為選自由以下之式(K-1)~(K-28)組成之群中的1種或2種以上。
(上述式(K-1)~(K-23)中,RK1及RK2各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~5之直鏈或分支烷基或烷基氧基(alkyloxy),RK3表示氫原子或碳原子數1~20之直鏈或分支烷基,此烷基中之1個或未鄰接之2個以上 的-CH2-亦可被-O-、-COO-或-OCO-取代,RK4及RK5各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~8之烷基,WK1表示次甲基、≡C-CH3、≡C-C2H5、≡C-C3H7、≡C-C4H9、≡C-C5H11、≡C-C6H13或氮原子,XK1及XK2各自獨立地表示-CH2-、氧原子、-C(=O)-或硫原子,YK1、YK2及YK3各自獨立地表示次甲基或氮原子,ZK1表示氧原子或硫原子,ZK2表示碳原子或矽原子,ZK3表示氧原子,ZK4表示單鍵或雙鍵。)
(式中,Yi1表示碳原子數3~20之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,此等烷基中之至少2個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-及/或-(CH-CN)-取代,又,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi1,Si1及Si3各自獨立地表示碳原子數1~6之伸烷基或單鍵,該伸烷基中之-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-C=O-、-COO-或-OCO-取代,Si2表示碳原子、氮原子或矽原子,Ri2表示氫原子、碳原子數1~20之直鏈或分支烷基,此等基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,Pi1表示聚合性基, Spi1表示間隔基團(spacer group)或單鍵,ni1表示1~3之整數,ni2及ni3各自獨立地表示0~2之整數,但當Si2表示碳原子或矽原子之情形時,ni1+ni2+ni3為3,當Si2表示氮原子之情形時,ni1+ni2+ni3為2。Ri3表示與通式(i)中之Ri3相同的意義,當於通式(K-1)中Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及Spi1存在複數個之情形時,該等可相同或亦可不同。)
(式中,Si1、Pi1及Spi1分別表示與通式(K-1)中之Si1、Pi1及Spi1相同的意義,RK21表示碳原子數1~10之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,此等烷基中之至少2個以上的二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-或-NH-取代,ni4、niK21各自獨立地表示0或1。)
本發明之自發配向性單體具備有至少一個極性基、液晶原基團(mesogen group)及至少一個聚合性基,且具備有與本發明由通式(I)表示之聚合性單體不同的化學構造。該極性基亦可透過間隔基團,與液晶原基團或聚合性基鍵結。
作為該間隔基團,較佳表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基,該伸烷基中之1個或2個以上的-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-OCO-或-COO-取代。
該液晶原基團為通式(me):
(式中,Zme1表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子數2~20之伸烷基,此伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-亦可被-O-、-COO-或-OCO-取代,惟,當Ki1為(K-11)之情形時,於液晶原基團至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3) COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-之任一者,Ame1表示2價之6員環芳香族基、2價之6員環雜芳香族基、2價之6員環脂肪族基、2價之6員環雜脂肪族基,此等之環構造中的氫原子亦可經鹵素原子或P11-S11-及極性基取代。又,當Zme1及Ame1各自存在複數個之情形時,各自彼此可相同或亦可不同,mme1表示1~5之整數,式(me)中,左端之黑點及右端之黑點表示鍵結鍵。)
本發明之自發配向性單體較佳為選自由通式(i)、通式(ii)、通式(iii)及通式(iv)表示之化合物組成之群中的1種或2種以上之化合物。
(上述通式(i)中,Ral1、Ral2、Zal1、Zal2、Lal1、Lal2、Lal3、Spal1、Spal2、Spal3、Xal1、Xal2、Xal3、mal1、mal2、mal3、nal1、nal2、nal3、pal1及pal2各自彼此獨立,Ral1表示氫原子、鹵素原子、具有1~20個碳原子之直鏈狀、分枝狀或者環狀烷基,此處,於該烷基中,1個或2個以上之未鄰接的CH2基亦可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接鍵結之方式取代,並且1個或2個以上之氫原子亦可經F或Cl取代,Ral2表示具備有以下之任一部分構造的基,
Spal1、Spal2及Spal3各自彼此獨立地表示碳原子數1~12個之烷基或單鍵, Xal1、Xal2及Xal3各自彼此獨立地表示烷基、丙烯醯基(acryl group)、甲基丙烯醯基(methacryl group)或乙烯基,Zal1表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n al-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n al-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CRal3Ral4)n al-、-CH(-Spal1-Xal1)-、-CH2CH(-Spal1-Xal1)-、-CH(-Spal1-Xal1)CH(-Spal1-Xal1)-,Zal2各自彼此獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n al-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CRal3Ral4)nal-、-CH(-Spal1-Xal1)-、-CH2CH(-Spal1-Xal1)-、-CH(-Spal1-Xal1)CH(-Spal1-Xal1)-,Lal1、Lal2、Lal3各自彼此獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Ral3)2、-C(=O)Ral3、具有3~15個碳原子之經任意取代過的矽基、經任意取代過的芳基或者環烷基(cycloalkyl)或1~25個之碳原子,此處,1個或者2個以上之氫原子亦可經鹵素原子(氟原子、氯原子)取代,上述Ral3表示具有1~12個碳原子之烷基,上述Ral4表示氫原子或具有1~12個碳原子之烷基,上述nal表示1~4之整數,pal1及pal2各自彼此獨立地表示0或1,mal1、mal2及mal3各自彼此獨立地表示0~3之整數,nal1、nal2及nal3各自彼此獨立地表示0~3之整數。)
由通式(ii)表示之化合物(以下亦稱為「化合物(ii)」):
(式中,Zii1表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子數2~20之伸烷基,此伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-亦可被-O-、-COO-或-OCO-取代,惟,當Ki1為(K-11)之情形時,於液晶原基團至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-之任一者,Aii1表示2價之6員環芳香族基、2價之6員環雜芳香族基、2價之6員環脂肪族基、2價之6員環雜脂肪族基,此等之環構造中的氫原子亦可經鹵素原子或Pi1-Spi1-及具有由通式Ki1表示之取代基的1價有機基或Ri1取代,至少一者被Pi1-Spi1-取代,當Zii1及Aii1各自存在複數個之情形時,各自彼此可相同或亦可不同,mii1表示1~5之整數,Rii1及Rii2各自獨立地表示氫原子、碳原子數1~40之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或Pi1-Spi1-,該烷基中之-CH2-亦可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,但-O-不為連續,Rii1及Rii2之至少一者表示具有由Ki1表示之取代基的1價有機基,於通式(ii)中具有1個或2個以上之Pi1-Spi1-,並具有1個或2個以上具有由Ki1表示之取代基的1價有機基且具 有1個或2個以上之Ri1。惟,當Ki1為(K-11)之情形時,Zii1為-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-之任一者)
亦可具有上述Pi1-Spi1-(Pi1表示聚合性基,表示選自以下之通式(P-1)~通式(P-15)表示之群中的取代基(式中,右端之黑點表示鍵結鍵。),Spi1表示間隔基團。)、具有由Ki1表示之取代基的1價有機基(Ki1表示由以下之通式(K-1)~通式(K-11)表示的取代基。)及Ri1(Ri1表示氫原子、碳原子數1~40之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或Pi1-Spi1-,該烷基中之-CH2-亦可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,-O-不為連續)。
於上述通式(ii)中,Zii1較佳表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子數1~40之直鏈狀或分支狀伸烷基或該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-經-O-取代而成的基,更佳表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH= CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、或碳原子數1~40之直鏈狀或分支狀伸烷基或該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-亦可經-O-取代而成的基、碳原子數2~15之直鏈狀伸烷基或該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上之-CH2-經-O-取代而成的基,再更佳表示單鍵、CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子數2之伸烷基(伸乙基(ethylene)(-CH2CH2-))或者伸乙基中之1個-CH2-經-O-取代而成的基(-CH2O-、-OCH2-)或碳原子數3~13之直鏈狀伸烷基或者該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-經-O-取代而成的基。
Aii1較佳表示2價之6員環芳香族基或2價之6員環脂肪族基,2價之未經取代的6員環芳香族基、2價之未經取代的6員環脂肪族基或此等之環構造中的氫原子較佳為未經取代或經碳原子數1~6之烷基、碳原子數1~6之烷氧基、鹵素原子取代,較佳為2價之未經取代的6員環芳香族基或者此環構造中之氫原子被氟原子取代而成的基,或2價之未經取代的6員環脂肪族基,較佳為取代基上之氫原子亦可經鹵素原子、烷基或烷氧基取代之1,4-伸苯基、2,6-萘基或1,4-環己基,至少一個取代基經Pi1-Spi1-取代。
mii1較佳表示2~5之整數,更佳表示2~4之整數。
通式(iii);
(上述通式(iii)中,Riii1為碳原子數1~15之烷基,於該烷基中,至少1個-CH2-亦可被-O-或-S-,至少1個-(CH2)2-亦可被-CH=CH-或-C≡C-取代,於此等基中,至少1個氫原子亦可被鹵素原子取代,Aiii1及Aiii4各自獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基(1,4-cyclohexenylene)、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、茀-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、過氫化(perhydro)環戊[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氫(tetradecahydro)環戊[a]菲-3,17-二基,於此等環中,至少1個氫原子亦可被氟原子、氯原子、碳原子數1~12之烷基、碳原子數2~12之烯基、碳原子數1~11之烷氧基或碳原子數2~11之烯氧基取代,於此等基中,至少1個氫原子亦可被氟原子或氯原子取代,Ziii1為單鍵或碳原子數1~10之伸烷基(alkylene),於此伸烷基中,至少1個-CH2-亦可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1個-(CH2)2-亦可被-CH=CH-或-C≡C-取代,於此等基中,至少1個氫原子亦可被鹵素原子取代,Siii1為單鍵或碳原子數1~10之伸烷基,於該伸烷基中,至少1個-CH2-亦可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1個-(CH2)2-亦可被-CH=CH-或-C≡C-取代,於此等基中,至少1個氫原子亦可被鹵素原子取代,Kiii1及Kiii2各自獨立地為氫原子、鹵素原子、碳原子數1~5之烷基或至少1 個氫原子被鹵素原子(例如氟原子)取代之碳原子數1~5的烷基,niii1為0、1、2、3或4,Riii2為式(iii-1)或式(iii-2)表示之基,‧-Siii1-Xiii1 (iii-1)
於式(iii-1)及式(iii-2)中,Siii2及Siii3各自獨立地為單鍵或碳原子數1~10之伸烷基,於該伸烷基中,至少1個-CH2-亦可被-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1個-(CH2)2-亦可被-CH=CH-或-C≡C-取代,於此等基中,至少1個之氫原子亦可被鹵素原子取代,Siii1為=CH-或=N-,Xiii1為-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(Xiii1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3表示之基,此處,R3為氫原子或碳原子數1~10之烷基,於該烷基中,至少1個-CH2-亦可被-O-或-CH=CH-取代,於此等基中,至少1個氫原子亦可被鹵素原子取代,式(Xiii1):
(niii2為1~5之整數。)
通式(iv);
通式(iv)表示之化合物由於特別具有以Ki1表示之部分構造,故當被使用於液晶組成物時,可配向於夾持液晶組成物(液晶層)之基板,在使液晶分子配向於垂直方向之狀態下保持。通式(iv)表示之化合物由於以Ki1表示之部分構造具有極性,故會吸附於夾持液晶組成物(液晶層)之基板,又,該化合物由於在化合物末端具有以Ki1表示之部分構造,故可在使液晶分子配向於垂直方向之狀態下保持。因此,若藉由使用有本實施形態之聚合性化合物的液晶組成物,則即使不設置PI層,亦可使液晶分子配向(於無施加電壓時誘發液晶分子之垂直配向,於施加電壓時則實現液晶分子之水平配向)。因此,含有化合物(iv)之液晶組成物適合用以幫助液晶分子之垂直配向。
並且,本發明人等發現藉由本實施形態含有化合物(iv)之液晶組成物具有以Ki1表示之部分構造,不僅液晶分子之配向,而且亦可確保液晶組成物之保存性穩定性。
並且,含有以通式(iv)表示之化合物(iv)的液晶組成物由於以Ai2或Ai3之取代基的形態或者以Ki1之取代基的形態在特定位置具有聚合性基,故可維持更加良好之配向性。
從以上之觀點,本實施形態之液晶組成物中的化合物(iv)於分子之末端(較佳為分子之主鏈的末端)具有以Ki1表示之部分構造即可,Ki1表示之部分構造所鍵結之鍵結對象的化學構造,若為不會阻礙液晶組成物之功能的範圍,則無特別限制。
以下,說明通式(iv)表示之化合物的具體例。
通式(iv)中之Ki1較佳為直鏈或分支之碳原子數3~40的烷基、 碳原子數3~40之直鏈或分支的鹵化烷基、碳原子數3~40之直鏈或分支的氰基化烷基,此處,Ki1中之至少2個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-及/或-(CH-CN)-取代,較佳為Ki1中之至少2個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-取代,較佳為至少3個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-取代,較佳為至少4個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-取代。從提升電壓保持率(VHR)之觀點,Xi1較佳為氧原子。Ki1較佳表示碳原子數3~30之直鏈或分支烷基、直鏈或分支鹵化烷基、直鏈或分支氰基化烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-取代ㄑ,更佳表示碳原子數3~20之直鏈或分支烷基或直鏈或分支氰基化烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-O-取代,更佳表示碳原子數3~20之分支烷基或分支氰基化烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-(C=CH2)-、-O-取代。Ri3較佳為碳原子數1~10之直鏈或分支烷基,較佳為碳原子數1~7之烷基,較佳為碳原子數1~3之烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
又,Ki1中之氫原子較佳為聚合性基,亦即經Pi1-Spi1-取代。藉由在Ki1中存在有極性基與聚合性基,可得到更加良好之配向性。
Ki1較佳表示通式(K-24)。
(式中,Yi1表示碳原子數3~20之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,此等烷基中之至少2個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-及/或-(CH-CN)-取代,又,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,又,此等烷基中之氫原子亦可被Pi1-Spi1-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi3,Si1及Si3各自獨立地表示碳原子數1~6之伸烷基或單鍵,該伸烷基中之-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-(C=O)-、-COO-或-OCO-取代,Si2表示碳原子、氮原子或矽原子,Ri2表示氫原子、碳原子數1~20之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,此等基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代,Pi1表示聚合性基,Spi1表示間隔基團或單鍵,ni1表示1~3之整數,ni2及ni3各自獨立地表示0~2之整數,但當Si2表示碳原子或矽原子之情形時,ni1+ni2+ni3為3,當Si2表示氮原子之情形時,ni1+ni2+ni3為2。Ri3為表示與通式(i)中之Ri3相同的意義,當於通式(K-1)中存在複數個Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1及Spi1之情形時,該等可相同或亦可不同。)
通式(K-1)中之Si1及Si3較佳為碳原子數1~6之直鏈或分支伸烷基或單鍵,該伸烷基中之-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-(C=CH2)-、-O-、-(C=O)-、-COO-或-OCO-取代,更佳為單鍵、碳原子數1~6之直鏈狀伸烷基或該伸烷基中之-CH2-以氧原子不直 接鄰接之方式被-O-取代而成的基。Si1及Si3具體而言較佳表示-(CH2)n-、-O-(CH2)n-、-(CH2)n-O-、-(CH2)n-O-(CH2)m-、-COO-(CH2)n-、-OCO-(CH2)n-(n及m表示1~6之整數。)
Si2較佳為碳原子。Ri2較佳表示氫原子或碳原子數1~10之直鏈或分支烷基,該烷基中之-CH2-亦可被-O-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代(惟,-O-不為連續),較佳表示氫原子或碳原子數1~7之直鏈或分支烷基,該烷基中之-CH2-亦可被-O-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代(惟,-O-不為連續),更佳為氫原子、碳原子數1~3之直鏈烷基。
Yi1為碳原子數3~20之烷基、碳原子數3~20之直鏈或分支鹵化烷基、碳原子數3~20之直鏈或分支的氰基化烷基,此處,Yi1中之至少2個以上的二級碳原子經-(C=Xi1)-及/或-(CH-CN)-取代,較佳為Yi1中之至少2個以上之二級碳原子經-(C=Xi1)-取代。從提升電壓保持率(VHR)之觀點,Xi1較佳為氧原子。Yi1較佳表示碳原子數3~10之直鏈或分支烷基、鹵化烷基、氰基化烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-取代,更佳表示碳原子數3~7之直鏈或分支烷基或氰基化烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-(C=CH2)-、-(C=CHRi3)-、-(C=CRi3 2)-、-O-取代,更佳表示碳原子數3~7之直鏈或分支烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-取代。又,烷基中之氫原子亦可被Pi1-Spi1-取代。
從提升液晶之配向性的觀點,Yi1較佳表示選自通式(Y-1)之基。
(式中,WiY1表示單鍵或氧原子,虛線表示單鍵或雙鍵,當虛線表示單鍵之情形時,RiY1表示氫原子、碳原子數1~20之直鏈或分支烷基或Pi1-Spi1-,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-或-CO-取代,當虛線表示雙鍵之情形時,RiY1表示=CH2、=CHRiY4或=CRiY4 2,RiY4表示氫原子、碳原子數1~20之直鏈或分支烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,RiY3為表示與當虛線表示單鍵之情形時之RiY1相同的意義,RiY2表示氫原子、碳原子數1~20之直鏈或分支烷基、鹵化烷基、氰基化烷基,此等烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-、-OCO-、-C(=O)-或-CH2(-CN)-取代,又,RiY2表示Pi1-Spi1-,當虛線表示雙鍵之情形時,niY1為0,當虛線表示單鍵之情形時,niY1為1,niY2表示0~5之整數,Pi1表示聚合性基,Spi1表示間隔基團或單鍵,當RiY1、RiY3、RiY4、Pi1及Spi1存在複數個之情形時,該等可相同或亦可不同,以*與Si3鍵結。)
當虛線表示單鍵之情形時,RiY1較佳為氫原子或碳原子數1~10之直鏈或分支烷基,較佳為氫原子或碳原子數1~7之烷基,較佳為氫原子或碳原子數1~3之烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。具體而言,較佳表示氫原子,又,從提升耐熱性之觀點,較佳表示碳原子數1~3之烷基、碳原子數1~3之烷氧基、-CO-CH3、-CH2-O-CH3。又,從提升耐熱性之觀點,RiY1亦較佳表示Ri1-Spi1-。認為當RiY1表示Pi1-Spi1-之情形時,由於因通式(i)表示之化合物因熱 而分解所產生的分解物會聚合,故可防止雜質增加,對液晶組成物之不良影響變少。Pi1表示聚合性基,較佳表示丙烯醯基(acryloyl)、甲基丙烯醯基(methacryloyl)或選自後述通式(P-1)~(P-15)表示之群中的取代基。Spi1較佳表示碳原子數1~18之直鏈狀伸烷基或單鍵,更佳表示碳原子數2~15之直鏈狀伸烷基或單鍵,再更佳表示碳原子數2~8之直鏈狀伸烷基或單鍵。
又,當虛線表示雙鍵之情形時,表示=CH2、=CHRiY4或=CRiY4 2,較佳表示=CH2。RiY4較佳為碳原子數1~10之直鏈或分支烷基,較佳為碳原子數1~7之烷基,較佳為碳原子數1~3之烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
RiY3之較佳之基與當虛線表示單鍵之情形時的RiY1之較佳之基相同。niY1較佳為0。
作為RiY1及RiY3之較佳組合,可列舉:皆為氫原子、皆為碳原子數1~3之烷基、皆為碳原子數1~3之烷氧基、皆為-CH2-O-CH3等。當RiY1及RiY3之任一者表示Pi1-Spi1-或-CO-CH3的情形時,另一者較佳表示氫原子。niY2較佳為0~3之整數,更佳為0、1或2,更佳為0或1。
RiY2較佳為氫原子或碳原子數1~10之烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,較佳為碳原子數1~7之烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,較佳為碳原子數1~3之烷基。又,該烷基中之二級碳原子較佳以氧原子不直接鄰接之方式經-O-、-(C=Xi2)-或-(CH2-CN)-取代。從提升VHR之觀點,Xi2較佳為氧原子。又,RiY2較佳表示Pi1-Spi1-。認為當RiY2表示Pi1-Spi1-之情形時,由於因通式(i)表示之化合物因熱而分解所產生的分解物會聚合,故可防止雜質增加,對液晶組成物之不良影響變少。
關於通式(Y-1),更具體而言,較佳為式(Y-1-1)、(Y-1-2)、(Y-1-3a)、(Y-1-3b)、(Y-1-4)。
(式中,niY11表示0或1,RiY21表示碳原子數1~10之烷基、鹵化烷基、氰基化烷基,此等烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-、-OCO-、-(C=O)-或-(CH2-CN)-取代,又,RiY21表示Pi1-Spi1-,RiY31及RiY32各自獨立地表示氫原子、碳原子數1~10之直鏈或分支烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-或-CO-取代,又,RiY31及RiY32表示Pi1-Spi1-。)
RiY21較佳為碳原子數1~7之烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,較佳為碳原子數1~3之烷基。又,RiY21較佳表示Pi1-Spi1-。RiY31及RiY32較佳為氫原子、碳 原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基,較佳表示氫原子或碳原子數1~3之烷基、碳原子數1~3之烷氧基、-CO-CH3、-CH2-O-CH3。又,RiY31及RiY32之至少任一者較佳表示Pi1-Spi1-。
從提升與液晶化合物之相容性的觀點,較佳具有式(Y-1-1)之構造。作為式(Y-1-1),較佳為式(Y-1-1a)~式(Y-1-1h)。
(式中,niY11表示0或1。)
從提升與液晶化合物之相容性、耐熱性的觀點,較佳具有式(Y-1-2)之構造。作為式(Y-1-2),較佳為式(Y-1-2a)~式(Y-1-2f)。
(式中,niY11表示0或1。)
從提升耐熱性之觀點,較佳具有式(Y-1-3a)及式(Y-1-3b)之構造。作為式(Y-1-3a),較佳為式(Y-1-3aa),作為式(Y-1-3b),較佳為式(Y-1-3ba)。
(式中,niY11表示0或1。)
從提升液晶組成物之配向性、電壓保持率的觀點,較佳具有式(Y-1-4)之構造。作為式(Y-1-4),較佳為式(Y-1-4a)~式(Y-1-4f)。尤其是(Y-1-4a)~(Y-1-4c)之構造可取得與液晶化合物之相容性與液晶組成物之配向性的平衡,是較佳的。
(式中,niY11表示0或1。)
又,Yi1較佳表示選自通式(Y-2)之基。
(式中,WiY1、RiY3及RiY2表示與通式(Y-1)中之WiY1、RiY3及RiY2相同的意義。)
通式(Y-2)較佳示通式(Y-2-1)。
(式中,niY11、RiY21及Ri31表示與通式(Y-1-1)中之niY11、RiY21及Ri31相同的意義。)
又,從提升耐熱性之觀點,Yi1較佳表示選自通式(Y-3)之基。
(式中,RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1各自表示與通式(Y-1)中之RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1相同的意義。)
通式(Y-3)較佳表示通式(Y-3-1)~通式(Y-3-4)。
(式中,RiY21、RiY31、RiY32及niY11各自表示與通式(Y-1-1)中之RiY21、RiY31、RiY32及niY11相同的意義。)
更具體而言,通式(Y-3-1)較佳為通式(Y-3-11)。
(式中,RiY21表示與通式(Y-3-1)中之RiY21相同的意義。)
又,從提升耐熱性之觀點,Yi1較佳表示選自通式(Y-4)之基。
(式中,RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1各自表示與通式(Y-1)中之RiY1、RiY2、RiY3、niY1及niY1相同的意義。)
通式(Y-4)較佳表示通式(Y-4-1)~通式(Y-4-3b)。
(式中,RiY21、RiY31、RiY32及niY11各自表示與通式(Y-1-1)中之RiY21、RiY31、RiY32及niY11相同的意義。)
更具體而言,通式(Y-4-1)較佳為通式(Y-4-11)。
(式中,RiY21表示與通式(Y-4-1)中之RiY21相同的意義。)
Pi1較佳表示選自以下之式(P-1)~通式(P-15)表示之群中的取代基。從處理之簡便性、反應性的方面而言,較佳為式(P-1)~(P-3)、(P-14)、(P-15)之任一取代基,更佳為式(P-1)、(P-2)。
(式中,右端之黑點表示鍵結鍵。)
Spi1較佳表示碳原子數1~18之直鏈狀伸烷基或單鍵,更佳表示碳原子數2~15之直鏈狀伸烷基或單鍵,再更佳表示碳原子數2~8之直鏈狀伸烷基或單鍵。
從提升液晶之配向性與對液晶化合物之溶解性的觀點,ni1較佳表示1或2。ni2較佳表示0或1,從提升配向性之觀點,更佳表示1。ni3較佳表示0或1。
通式(K-24)較佳表示選自通式(K-24A)或(K-24B)之基。
(式中,Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1及Spi1各自表示與通式(K-1)中之Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1及Spi1相同的意義,niA1表示1~3之整數,niA3表示0~2之整數,niB1表示1~2之整數,niB3表示0或1,但當Si2表示碳原子或矽原子之情形時,niA1+niA3為3,niB1+niB3為2,當Si2表示氮原子之情形時,niA1+niA3表示2,niB1表示1,niB3表示0。)
式(i)中之Ki1為用以使液晶組成物垂直配向的重要構造,藉由極性基與聚合基鄰接,可得到更加良好之配向性,又顯示出對液晶組成物之良好溶解性。因此,當重視液晶配向性之情形時,較佳為通式(K-24B)。另一方面,當重視對液晶化合物之溶解性的情形時,較佳為通式(K-24A)。作為通式(K-24A)~(K-24B)之較佳例,可列舉以下之式(K-24A-1)~(K-24A-4)及式(K-24B-1)~(K-24B-6),從對液晶組成物之溶解性的方面而言,較佳為式(K-24A-1)~(K-24A-3),從配向性的 方面而言,較佳為式(K-24B-2)~(K-24B-4),尤佳可列舉式(K-24A-1)、(K-24B-2)及(K-24B-4)。
(式中,Si1、Yi1及Pi1各自獨立地表示與通式(K-24)中之Si1、Yi1及Pi1相同的意義。)
又,通式(K-24)較佳表示選自通式(K-24-1)、(K-24-2)、(K-24-3a)、(K-24-3b)、(K-24-4a)、(K-24-4b)(K-24-Y2)、(K-24-Y3)及(K-24-Y4)之基。
(式中,niY11、RiY21、RiY31及RiY32各自獨立地表示與通式(Y-1-1)~(Y-4)中之niY11、RiY21、RiY31及RiY32相同的意義,Spi1及Pi1各自表示與通式(i)中之Spi1及Pi1相同的意義,RiK1表示碳原子數1~6之伸烷基或單鍵,該伸烷基中之-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-或-O-取代,niK1及niK2各自獨立地表示0或1。)
RiK1較佳為碳原子數1~6之直鏈伸烷基,較佳為碳原子數1~3之直鏈伸烷基。另,RiY21、RiY31、RiY32、Spi1及Pi1之較佳之基與通式(Y-1-1)~(Y-1-4)、(Y-2)~(Y-4)、通式(i)中之RiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1相同。
又,Ki1較佳表示通式(K-25)~(K-28)。
(式中,Si1、Pi1及Spi1各自表示與通式(K-24)中之Si1、Pi1及Spi1相同的意義,RK21表示碳原子數1~10之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,此等烷基中之至少1個以上的二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-或-NH-取代,ni4、niK21各自獨立地表示0或1。)
RK21較佳表示碳原子數1~5之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基,更佳表示碳原子數1~3之直鏈烷基或氰基化烷基。又,此等烷基中之至少1個 以上的二級碳原子較佳以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代。RK21具體而言較佳為碳原子數1~3之烷基、碳原子數1~3之烷氧基、碳原子數1~3之氰基化烷基。
通式(K-25)較佳表示以下之通式(K-25-1)~(K-25-3)。
(式中,Si1、Pi1、Spi1、ni4及niK21各自表示與通式(K-25)中之Si1、Pi1、Spi1、ni4及niK21相同的意義,RK211表示碳原子數1~3之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基。)
通式(K-26)較佳表示以下之通式(K-26-1)及(K-26-2)。
(式中,Si1表示與通式(K-26)中之Si1相同的意義,RK211表示碳原子數1~3之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基。)
通式(K-27)較佳表示以下之通式(K-27-1)。
(式中,Si1、Pi1、Spi1及ni4各自表示與通式(K-27)中之Si1、Pi1、Spi1及niK21相同的意義,RK211表示碳原子數1~3之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基。)
通式(K-28)較佳表示以下之通式(K-28-1)。
(式中,Si1、Pi1、Spi1及ni4各自表示與通式(K-28)中之Si1、Pi1、Spi1及niK21相同的意義,RK211表示碳原子數1~3之直鏈或分支烷基、鹵化烷基或氰基化烷基。)
另,Si1、Pi1及Spi1之較佳之基與通式(K-24)中之Si1、Pi1及Spi1相同。
式(i)中,Zi1及Zi1較佳表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、碳原子數1~40之直鏈狀或分支狀伸烷基或該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-經-O-取代而成的基,更佳表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、碳原子數1~10之直鏈狀或分支狀伸烷基或該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-經-O-取代而成的基,更佳表示單鍵、碳原子數2~15之直鏈狀伸烷基或該伸烷基中之1個或不鄰接之2個以上的-CH2-經-O-取代而成的基,再更佳為單鍵、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-OCH2CH2O-、或碳原子數2之伸烷基(伸乙基(-CH2CH2-))或者伸乙基中之1個-CH2-經-O-取代而成的基(-CH2O-、-OCH2-)或者伸乙基中之1個-CH2-經-COO-、-OCO-取代而成的基(-CH-CHCOO-、-OCOCH-CH-)。
Ri1較佳表示碳原子數1~20之直鏈或分支烷基或鹵化烷基,該烷基中之二級碳原子較佳以氧原子不直接鄰接之方式被-O-取代,更佳表示碳原子數3~18之直鏈或分支烷基,該烷基中之二級碳原子亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-取代。從提升液晶化合物配向性之觀點,Ri1之碳原子數較佳為3以上,較佳為4以上,較佳為5以上。
Ai1較佳為2價之6員環芳香族基、2價之6員環雜芳香族基、2價之6員環脂肪族基或2價之6員環雜脂肪族基、2價之5員環芳香族基、2價之5員環雜芳香族基、2價之5員環脂肪族基或2價之5員環雜脂肪族基,具體而言,較佳表示選自1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、環戊烷-1,3-二基、茚烷-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基及1,3-二烷-2,5-二基之環構造,該環構造較佳為未經取代或經Li1取代。Li1較佳表示碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之鹵化烷基、碳原子數1~12之烷氧基、碳原子數1~12之鹵化烷氧基、鹵素原子、氰基或硝基。Ai1較佳表示2價之6員環芳香族基或2價之6員環脂肪族基,較佳為2價之未經取代的6員環芳香族基、2價之未經取代的6員環脂肪族基或此等環構造中之氫原子經碳原子數1~6之烷基、碳原子數1~6之烷氧基或經鹵素原子取代而成之基,較佳為2價之未經取代的6員環芳香族基或者此環構造中之氫原子經氟原子取代而成的基或2價之未經取代的6員環脂肪族基,更佳為取代基上之氫原子亦可經鹵素原子、烷基或烷氧基取代的1,4-伸苯基、2,6-萘基或1,4-環己基。
Ai2及Ai3各自獨立地較佳為2價之6員環芳香族基、2價之6員環雜芳香族基、2價之6員環脂肪族基或2價之6員環雜脂肪族基、2價之5員環芳香族基、2價之5員環雜芳香族基、2價之5員環脂肪族基或2價之5員環雜脂肪族基,具體而言,較佳表示選自1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲- 2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、環戊烷-1,3-二基、茚烷-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基及1,3-二烷-2,5-二基的環構造,該環構造較佳為未經取代或經Li1、Pi1-Spi1-或者Ki1取代。又,Ai3亦較佳表示選自1,3-伸苯基、1,3-伸環己基、萘2,5-二基的環構造。
Li1之較佳之基與Ai1中之Li1相同。Ai2及Ai3較佳表示2價之6員環芳香族基或2價之6員環脂肪族基,較佳為2價之未經取代的6員環芳香族基、2價之未經取代的6員環脂肪族基或此等環構造中之氫原子經碳原子數1~6之烷基、碳原子數1~6之烷氧基、鹵素原子或P-Sp-取代而成的基,較佳為2價之未經取代的6員環芳香族基或者此環構造中之氫原子經氟原子取代而成的基或2價之未經取代的6員環脂肪族基,更佳為取代基上之氫原子亦可經鹵素原子、烷基或烷氧基、P-Sp-取代的1,4-伸苯基、2,6-萘基或1,4-環己基。又,Ai3亦較佳經Ki1取代。
此處,通式(i)具有至少1個以上之Pi1-Spi1-作為Ai2或Ai3之取代基或者Ki1之取代基,從更加提升可靠性之觀點,通式(i)中之聚合性基的數目較佳為2以上,較佳為3以上。當重視可靠性之情形時,藉由將聚合基導入於Ai2或Ai3部,可輕易地謀求多官能化,能夠建構牢固之聚合物。Ai2或Ai3中之Pi1-Spi1-取代的位置較佳為Ki1之附近,更佳為Ai3經Pi1-Spi1-取代。
mi1較佳表示0~3之整數,更佳表示0~1之整數。
通式(iv)表示之化合物較佳為以下之通式(iv-1)表示之化合物。
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1各自獨立地表示與通式(iv)中之Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1相同的意義,Yi1各自獨立地表示與通式(K-24)中之Yi1相同的意義,RiK1、niK1、niK2各自獨立地表示與通式(K-24-1)中之RiK1、niK1、niK2相同的意義,Li11表示碳原子數1~3之烷基,mi3表示0~3之整數,mi4表示0~3之整數,但mi3+mi4表示0~4。)
通式(iv-1)表示之化合物較佳為以下之通式(iv-1-1)、(iv-1-2)、(iv-1-3a)、(iv-1-3b)、(iv-1-4)、(iv-1-Y2)、(iv-1-Y3)及(iv-1-Y4)。
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1各自獨立地表示與通式(iv)中之Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1相同的意義,RiK1、RiY21、Ri3Y1、Ri3Y2、niK1、niK2、niY11各自獨立地表示與通式(K-24-1)~(K-24-3)中之RiK1、RiY21、Ri31、Ri32、niK1、niK2、niY11相同的意義,Li11表示碳原子數1~3之烷基,mi3表示0~3之整數,mi4表示0~3之整數,但mi3+mi4表示0~4。)
另,通式(iv-1)及通式(iv-1-1)、(iv-1-2)、(iv-1-3)中之各符號的較佳之基與上述通式(i)、通式(K-1)及通式(K-1-1)~(K-1-3)中的較佳之基相同。
又,通式(iv)表示之化合物較佳為以下之通式(iv-2)~(iv-5)表示的化合物。
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1各自獨立地表示與通式(iv)中之Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1及Spi1相同的意義,ni4、niK21、RK21各自獨立地表示與通式(K-24)中之ni4、niK21、RK21相同的意義,Ri22表示碳原子數1~6之伸烷基或單鍵,該伸烷基中之-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-CH=CH-、-C≡C-或-O-取代,Li11表示碳原子數1~3之烷基,ni22表示0或1,mi23表示0~3之整數,mi24表示0~3之整數,但mi23+mi24表示0~4。)
Ri22較佳為碳原子數1~6之直鏈伸烷基,較佳為碳原子數1~3之直鏈伸烷基。另,RiY21、RiY31、RiY32、Spi1及Pi1之較佳之基與通式(Y-1-1)~(Y-1-3)、通式(i)中之RiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1相同。另,通式(iv-2)中之各符號的較佳之基與上述通式(iv)、通式(K-24)中之較佳之基相同。
通式(iv)較佳表示以下之通式(R-1)~(R-6)。
(式中,Ri1、Ki1及Li1各自表示與通式(iv)中之Ri1、Ki1及Li1相同的意義。)
作為通式(iv)之更加具體之例,可列舉下述式(R-1-1)~(R-6-7),但並不限定於此。
(式中,Ri1、Pi1、Si1及Yi1各自獨立地表示與通式(iv)及通式(K-1)中之Ri1、Pi1、Si1及Yi1相同的意義。)
本發明之液晶組成物中之自發配向性單體的含量下限較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.12質量%,較佳為0.15質量%,較佳為0.17質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.22質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.27質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.32質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.37質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.42質量%,較佳為0.45質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.55質量%。本發明之液晶組成物中以通式(I)表示之聚合性化合物的含量上限,較佳為2.5質量%,較佳為2.3質量%,較佳為2.1質量%,較佳為2質量%,較佳為1.8質量%,較佳為1.6質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量%,較佳為0.85質量%,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.45質量%,較佳為0.4質量%。
具體而言,作為較佳之自發配向性單體,可列舉以下之化合物。
本發明之液晶組成物除了通式(I)表示之化合物及自發配向性單體以外,較佳還含有1種或2種以上選自通式(N-1)、(N-2)及(N-3)表示之化合物中的化合物。此等化合物相當於介電性為負之化合物(△ε之符號為負,其絕對值大於2。)。
又,另,化合物之△ε為下述之值:從添加於在25℃介電性大致為中性之組成物所製備的組成物其介電各向導性之測量值外插之值。另,以下雖然以%記載含量,但其意指質量%。
(式中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32各自獨立地表示碳原子數1~8之烷基,該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及AN32各自獨立地表示選自由下述(a)、(b)、(c)及(d)組成之群中的基:(a)1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被取代成-O-。),(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。),(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(存在於萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。)及(d)1,4-伸環己烯基,上述之基(a)、基(b)、基(c)及基(d)各自獨立地亦可經氰基、氟 原子或氯原子取代,ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及ZN32各自獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,XN21表示氫原子或氟原子,TN31表示-CH2-或氧原子,nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及nN32各自獨立地表示0~3之整數,但nN11+nN12、nN21+nN22及nN31+nN32各自獨立地為1、2或3,當AN11~AN32、ZN11~ZN32存在複數個之情形時,該等可相同或亦可不同。)
通式(N-1)、(N-2)及(N-3)表示之化合物較佳為△ε為負且其絕對值大於3之化合物。
通式(N-1)、(N-2)及(N-3)中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32各自獨立地較佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烯氧基,較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數2~5之烯氧基。R11、R21及R31各自獨立地更佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R12、R22及R32各自獨立地更佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基或碳原子數2~5之烯氧基。
又,當末端基(RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及RN32)鍵結之環構造為苯基(芳香族)的情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,當前述末端基鍵結之環構造為環己烷、哌喃及二烷等飽和之環構造的情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。為了使向列相穩定化,較佳為碳原子與若存在之情形時的氧原子之合計 在5以下,較佳為直鏈狀。
作為烯基,較佳選自式(R1)~式(R5)之任一者表示之基。(各式中之黑點表示環構造中之碳原子。)
當要求增大△n之情形時,AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及AN32各自獨立地較佳為芳香族,而為了改善應答速度,較佳為脂肪族,較佳表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基,更佳表示下述之構造,
更佳表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸苯基。
較佳為ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及ZN32各自獨立地表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵,更佳為-CH2O-、-CH2CH2-或單鍵,尤佳為-CH2O-或單鍵。
XN21較佳為氟原子。
TN31較佳為氧原子。
nN11+nN12、nN21+nN22及nN31+nN32較佳為1或2,較佳為nN11為1且nN12為0之組合、nN11為2且nN12為0之組合、nN11為1且nN12為1之組合、nN11為0且nN12為2之組合、nN21為1且nN22為0之組合、nN21為2且nN22為0之組合、nN31為1且nN32為0之組合、nN31為2且nN32為0之組合。
式(N-1)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。較佳含量上限值為95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
式(N-2)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。較佳含量上限值為95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
式(N-3)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。較佳含量上限值為95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
當將本發明之組成物之黏度保持得較低,需要應答速度快之組成物的情形時,較佳為上述之下限值低且上限值亦低。並且,當將本發明之組成物之Tni保持得較高,需要溫度穩定性佳之組成物的情形時,較佳為上述之下限值低且上限值亦低。又,為了將驅動電壓保持得較低,而欲增大介電各向導性時,較佳提高上述之下限值且上限值高。
作為通式(N-1)表示之化合物,可列舉下述通式(N-1a)~(N-1g)表示之化合物群。
(式中,RN11及RN12表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義,nNa12表示0或1,nNb11表示0或1,nNc11表示0或1,nNd11表示0或1,nNe11表示1或2,nNf12表示1或2,nNg11表示1或2,ANe11表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,ANg11表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸苯基,但當nNg11為1之情形時,ANg11表示1,4-伸環己烯基,當nNg11為2之情形時,至少1個ANg11表示1,4-伸環己烯基,ZNe11表示單鍵或伸乙基,但當nNe11為1之情形時,ZNe11表示伸乙基。當nNe11為2之情形時,至少1個之ZNe11表示伸乙基。)
更具體而言,通式(N-1)表示之化合物較佳為選自通式(N-1-1)~(N-1-22)表示之化合物群中的化合物。
通式(N-1-1)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN111及RN112各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN111較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為丙基、戊基或乙烯基。RN112較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-1)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為少一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-1)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。較佳含量上限值則相對於本發明之組成物總量,為50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
並且,通式(N-1-1)表示之化合物較佳為選自式(N-1- 1.1)~式(N-1-1.22)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-1.1)~(N-1-1.4)表示之化合物,較佳為式(N-1-1.1)及式(N-1-1.3)表示之化合物。
式(N-1-1.1)~(N-1-1.22)表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。較佳含量上限值則相對於本發明之組成物總量,為50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(N-1-2)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN121及RN122各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN121較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基、丁基或戊基。RN122較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為甲基、丙基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
通式(N-1-2)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為少一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-2)表示之化合物的較佳含量下限值相對於本發明之組成物總量為5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、37%、40%、42%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為50%、48%、45%、43%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%。
並且,通式(N-1-2)表示之化合物較佳為選自式(N-1-2.1)~式(N-1-2.22)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-2.3)~式(N-1-2.7)、式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)、式(N-1 -2.13)及式(N-1-2.20)表示之化合物,當重視改良△ε之情形時,較佳為式(N-1-2.3)~式(N-1-2.7)表示之化合物,當重視改良TNI之情形時,較佳為式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)及式(N-1-2.13)表示之化合物,當重視改良應答速度之情形時,則較佳為式(N-1-2.20)表示之化合物。
式(N-1-2.1)~式(N-1-2.22)表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值,為5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(N-1-3)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN131及RN132各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN131較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。RN132較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數3~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為1-丙烯基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-3)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-3)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值,為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
並且,通式(N-1-3)表示之化合物較佳為選自式(N-1-3.1)~式(N-1-3.21)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-3.1)~(N-1-3.7)及式(N-1-3.21)表示之化合物,較佳為式(N-1- 3.1)、式(N-1-3.2)、式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)及式(N-1-3.6)表示之化合物。
式(N-1-3.1)~式(N-1-3.4)、式(N-1-3.6)及式(N-1-3.21)表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,較佳為式(N-1-3.1)及式(N-1-3.2)之組合或選自式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)及式(N-1-3.6)之2種或3種的組合。相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-4)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN141及RN142各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN141及RN142各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為甲基、丙基、乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-4)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為少一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-4)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
並且,通式(N-1-4)表示之化合物較佳為選自式(N-1-4.1)~式(N-1-4.14)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-4.1)~(N-1-4.4)表示之化合物,較佳為式(N-1-4.1)、式(N-1-4.2)及式(N-1-4.4)表示之化合物。
式(N-1-4.1)~(N-1-4.14)表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值為3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
通式(N-1-5)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN151及RN152各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN151及RN152各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-5)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為少一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-5)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
並且,通式(N-1-5)表示之化合物較佳為選自式(N-1-5.1)~式(N-1-5.6)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)表示之化合物。
式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)表示之 化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值為5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-10)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1101及RN1102各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1101較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。RN1102較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-10)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為高一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為高一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-10)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對 於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
並且,通式(N-1-10)表示之化合物較佳為選自式(N-1-10.1)~式(N-1-10.14)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-10.1)~(N-1-10.5)、式(N-1-10.13)及式(N-1-10.14)表示之化合物,較佳為式(N-1-10.1)、式(N-1-10.2)、式(N-1-10.13)及式(N-1-10.14)表示之化合物。
式(N-1-10.1)、式(N-1-10.2)、式(N-1-10.13)及式(N-1-10.14)表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-11)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1111及RN1112各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1111較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。較佳為RN1112為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-11)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為低一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為高一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-11)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
並且,通式(N-1-11)表示之化合物較佳為選自式(N-1-11.1)~式(N-1-11.14)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-11.1)~(N-1-11.14)表示之化合物,較佳為式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)表示之化合物。
式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之組成物總量的單獨或此等化合物其較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-12)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1121及RN1122各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1121較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。RN1122較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-12)表示之化合物雖亦可單獨,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-12)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-13)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1131及RN1132各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1131較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。較佳為RN1132為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-13)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-13)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-14)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1141及RN1142各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1141較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。RN1142較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-14)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-14)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-15)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1151及RN1152各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1151較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。RN1152較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-15)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-15)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-16)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1161及RN1162各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1161較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。RN1162較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數 1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-16)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-16)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-17)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1171及RN1172各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1171較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。RN1172較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-17)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2 個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-17)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-18)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1181及RN1182各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1181較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為甲基、乙基、丙基或丁基。RN1182較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-18)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使 用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-18)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
並且,通式(N-1-18)表示之化合物較佳為選自式(N-1-18.1)~式(N-1-18.5)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-18.1)~(N-1-18.3)表示之化合物,較佳為式(N-1-18.2)及式(N-1-18.3)表示之化合物。
通式(N-1-20)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1201及RN1202各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1201及RN1202各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-20)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,而當重視TNI之情 形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-20)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-21)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1211及RN1212各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1211及RN1212各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-21)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-21)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較 佳含量下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-22)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN1221及RN1222各自獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同的意義。)
RN1221及RN1222各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-22)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,當重視TNI之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-1-22)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、5%。
並且,通式(N-1-22)表示之化合物較佳為選自式(N-1-22.1)~式(N-1-22.12)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(N-1-22.1)~(N-1-22.5)表示之化合物,較佳為式(N-1-22.1)~(N-1-22.4)表示之化合物。
通式(N-2)表示之化合物較佳為選自以下之通式(N-2-1)~(N-2-3)表示之化合物群中的化合物。
通式(N-2-1)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN211及RN212各自獨立地表示與通式(N-2)中之RN21及RN22相同的意義。)
通式(N-2-2)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN221及RN222各自獨立地表示與通式(N-2)中之RN21及RN22相同的意義。)
通式(N-2-3)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RN231及RN232各自獨立地表示與通式(N-2)中之RN21及RN22相同的意義。)
通式(N-3)表示之化合物較佳為選自通式(N-3-2)表示之化合物群中的化合物。
(式中,RN321及RN322各自獨立地表示與通式(N-3)中之RN31及RN32相同的意義。)
RN321及RN322較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為丙基或戊基。
通式(N-3-2)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視改善△ε之情形時,較佳將含量設定為高一點,當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,當重視TNI之情形時,若將含量設定為少一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(N-3-2)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為3%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%。
並且,通式(N-3-2)表示之化合物較佳為選自式(N-3-2.1)~式(N-3-2.3)表示之化合物群中的化合物。
本發明之液晶組成物較佳除了通式(I)表示之化合物以外,還含有通式(L)表示之化合物1種或2種以上。通式(L)表示之化合物相當於介電性大致為中性之化合物(△ε之值為-2~2)。
(式中,RL1及RL2各自獨立地表示碳原子數1~8之烷基,該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,nL1表示0、1、2或3,AL1、AL2及AL3各自獨立地表示選自由(a)、(b)及(c)組成之群中之基:(a)1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被取代成-O-。),(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。)及(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(存在於萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中之1個-CH=或未鄰接 之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。),上述之基(a)、基(b)及基(c)各自獨立地亦可經氰基、氟原子或氯原子取代,ZL1及ZL2各自獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,當nL1為2或3而存在複數個AL2之情形時,該等可相同或亦可不同,當nL1為2或3而存在複數個ZL2之情形時,該等可相同或亦可不同,但不包括通式(N-1)、(N-2)及(N-3)表示之化合物。)
通式(L)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等想要之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種。或者於本發明之另外的實施形態,為2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種以上。
於本發明之組成物中,通式(L)表示之化合物的含量必須根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率、製程相容性、滴痕、殘影、介電各向導性等所要求之性能作適當調整。
式(L)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。較佳含量上限值為95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
當將本發明之組成物的黏度保持得較低,需要應答速度快之組成物的情形時,較佳為上述之下限值高且上限值亦高。並且,當將本發明之組成物的Tni保持得較高,需要溫度穩定性佳之組成物的情形時,較佳為上述之下 限值高且上限值亦高。又,為了將驅動電壓保持得較低,而欲增大介電各向導性時,較佳降低上述之下限值且上限值低。
當重視可靠性之情形時,RL1及RL2較佳皆為烷基,當重視降低化合物之揮發性的情形時,較佳為烷氧基,當重視黏性下降之情形時,至少一者較佳為烯基。
存在於分子內之鹵素原子較佳為0、1、2或3個,較佳為0或1,當重視與其他液晶分子之相容性的情形時,則較佳為1。
當RL1及RL2鍵結之環構造為苯基(芳香族)的情形時,RL1及RL2各自獨立地較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,當RL1及RL2鍵結之環構造為環己烷、哌喃及二烷等飽和之環構造的情形時,RL1及RL2各自獨立地較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。為了使向列相穩定化,較佳為碳原子與若存在之情形時的氧原子之合計在5以下,較佳為直鏈狀。
作為烯基,較佳選自式(R1)~式(R5)之任一者表示之基。(各式中之黑點表示環構造中之碳原子。)
當重視應答速度之情形時,nL1較佳為0,為了改善向列相之上限溫度,較佳為2或3,而為了取得此等之平衡,則較佳為1。又,為了滿足作為組成物所要求之特性,較佳組合不同之值的化合物。
當要求增大△n之情形時,AL1、AL2及AL3較佳為芳香族,為了改善應答速度,則較佳為脂肪族,較佳各自獨立地表示反式-1,4-伸環己基、 1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基,更佳表示下述之構造,
更佳表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
當重視應答速度之情形時,ZL1及ZL2較佳為單鍵。
通式(L)表示之化合物較佳為分子內之鹵素原子數為0個或1個。作為該鹵素原子,較佳為氟原子或氯原子,更佳為氟原子。
通式(L)表示之化合物較佳為選自通式(L-1)~(L-7)表示之化合物群中的化合物。
通式(L-1)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL11及RL12各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同的意義。)
RL11及RL12較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
通式(L-1)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以 上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
較佳含量下限值相對於本發明之組成物總量,為1%、2%、3%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%。
當將本發明之組成物的黏度保持得較低,需要應答速度快之組成物的情形時,較佳為上述之下限值高且上限值亦高。並且,當將本發明之組成物之Tni保持得較高,需要溫度穩定性佳之組成物的情形時,較佳為上述之下限值適中且上限值適中。又,為了將驅動電壓保持得較低,而欲增大介電各向導性時,較佳為上述之下限值低且上限值亦低。
通式(L-1)表示之化合物較佳為選自通式(L-1-1)表示之化合物群中的化合物。
(式中,RL12表示與通式(L-1)中之意義相同的意義。)
通式(L-1-1)表示之化合物較佳為選自式(L-1-1.1)~式(L-1-1.3)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)表示之化合物,尤佳為式(L-1-1.3)表示之化合物。
式(L-1-1.3)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
較佳為通式(L-1)表示之化合物為選自通式(L-1-2)表示之化合物群中的化合物。
(式中,RL12表示與通式(L-1)中之意義相同的意義。)
式(L-1-2)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、5%、10%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、35%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為60%、55%、50%、45%、42%、40%、38%、35%、33%、30%。
並且,較佳為通式(L-1-2)表示之化合物為選自式(L-1-2.1)~式(L-1-2.4)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(L-1-2.2)~式(L-1-2.4)表示之化合物。為了特別改善本發明之組成物的應答速度,尤佳為式(L-1-2.2)表示之化合物。又,於要求較應答速度高之Tni時,較佳使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)表示之化合物。關於式(L- 1-2.3)及式(L-1-2.4)表示之化合物的含量,為了使於低溫之溶解度佳,不宜在30%以上。
式(L-1-2.2)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為10%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、38%、40%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
相對於本發明之組成物總量,式(L-1-1.3)表示之化合物及式(L-1-2.2)表示之化合物之合計的較佳含量下限值為10%、15%、20%、25%、27%、30%、35%、40%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
較佳為通式(L-1)表示之化合物為選自通式(L-1-3)表示之化合物群中的化合物。
(式中,RL13及RL14各自獨立地表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基。)
RL13及RL14較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
式(L-1-3)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
並且,較佳為通式(L-1-3)表示之化合物為選自式(L-1-3.1)~式(L-1-3.13)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)表示之化合物。為了特別改善本發明之組成物的應答速度,尤佳為式(L-1-3.1)表示之化合物。又,於要求較應答速度高之Tni時,較佳使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)表示之化合物。關於式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)表示之化合物的合計含量,為了使於低溫之溶解度佳,不宜在20%以上。
式(L-1-3.1)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為20%、17%、15%、13%、10%、8%、7%、6%。
較佳為通式(L-1)表示之化合物為選自通式(L-1-4)及/或(L-1-5)表示之化合物群中的化合物。
(式中,RL15及RL16各自獨立地表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基。)
RL15及RL16較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
式(L-1-4)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值 相對於本發明之組成物總量,為25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
式(L-1-5)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
並且,較佳為通式(L-1-4)及(L-1-5)表示之化合物為選自式(L-1-4.1)~式(L-1-5.3)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)表示之化合物。
式(L-1-4.2)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為20%、17%、15%、13%、10%、8%、7%、6%。
較佳將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1- 3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)表示之化合物的2種以上化合物加以組合,較佳將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)及式(L-1-4.2)表示之化合物的2種以上化合物加以組合,此等化合物之合計含量的較佳含量下限值相對於本發明之組成物總量,為1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%,上限值為,相對於本發明之組成物總量,80%、70%、60%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%。當重視組成物之可靠性的情形時,較佳將選自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)及式(L-1-3.4)表示之化合物的2種以上化合物加以組合,而當重視組成物之應答速度的情形時,則較佳將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)表示之化合物的2種以上化合物加以組合。
通式(L-1)表示之化合物較佳為選自通式(L-1-6)表示之化合物群中的化合物。
(式中,RL17及RL18各自獨立地表示甲基或氫原子。)
式(L-1-6)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、5%、10%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、35%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為60%、55%、50%、45%、42%、40%、38%、35%、33%、30%。
並且,通式(L-1-6)表示之化合物較佳為選自式(L-1-6.1)~式(L-1-6.3)表示之化合物群中的化合物。
通式(L-2)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL21及RL22各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同的意義。)
RL21較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,RL22較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基。
通式(L-1)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
當重視於低溫之溶解性的情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,相反地,當重視應答速度之情形時,若將含量設定為少一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
式(L-2)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
並且,較佳為通式(L-2)表示之化合物為選自式(L-2.1)~式(L-2.6)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(L-2.1)、式(L-2.3)、式(L-2.4)及式(L-2.6)表示之化合物。
通式(L-3)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL31及RL32各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同的意義。)
RL31及RL32各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基。
通式(L-3)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3 種、4種、5種以上。
式(L-3)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%。較佳含量上限值相對於本發明之組成物總量,為20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
當要得到高雙折射率之情形時,若將含量設定為多一點,則效果高,相反地,當重視高Tni之情形時,若將含量設定為少一點,則效果高。並且,當改良滴痕或殘影特性之情形時,較佳將含量之範圍設定在中間。
並且,較佳為通式(L-3)表示之化合物為選自式(L-3.1)~式(L-3.7)表示之化合物群中的化合物,較佳為式(L-3.2)~式(L-3.7)表示之化合物。
通式(L-4)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL41及RL42各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2 相同的意義。)
RL41較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,RL42較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基。)
通式(L-4)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
於本發明之組成物中,通式(L-4)表示之化合物的含量必須根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率、製程相容性、滴痕、殘影、介電各向導性等所要求之性能作適當調整。
式(L-4)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。式(L-4)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量上限值為50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
較佳為通式(L-4)表示之化合物例如為式(L-4.1)~式(L-4.3)表示之化合物。
可根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能,含有式(L-4.1)表示之化合物,或含有式(L-4.2)表示之化 合物,或亦可含有式(L-4.1)表示之化合物與式(L-4.2)表示之化合物兩者,或者亦可含有所有式(L-4.1)~式(L-4.3)表示之化合物。相對於本發明之組成物總量,式(L-4.1)或式(L-4.2)表示之化合物的較佳含量下限值為3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%,較佳之上限值為45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
當含有式(L-4.1)表示之化合物與式(L-4.2)表示之化合物兩者的情形時,兩化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為15%、19%、24%、30%,較佳之上限值為45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
較佳為通式(L-4)表示之化合物例如為式(L-4.4)~式(L-4.6)表示之化合物,較佳為式(L-4.4)表示之化合物。
可根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能,含有式(L-4.4)表示之化合物,或含有式(L-4.5)表示之化合物,或亦可含有式(L-4.4)表示之化合物與式(L-4.5)表示之化合物兩者。
式(L-4.4)或式(L-4.5)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%。較佳之上限值為45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18 %、15%、13%、10%、8%。
當含有式(L-4.4)表示之化合物與式(L-4.5)表示之化合物兩者的情形時,兩化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為15%、19%、24%、30%,較佳之上限值為45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
較佳為通式(L-4)表示之化合物為式(L-4.7)~式(L-4.10)表示之化合物,尤佳為式(L-4.9)表示之化合物。
通式(L-5)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL51及RL52各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同的意義。)
RL51較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,RL52較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基。
通式(L-5)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。 關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
於本發明之組成物中,通式(L-5)表示之化合物的含量必須根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率、製程相容性、滴痕、殘影、介電各向導性等所要求之性能作適當調整。
式(L-5)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。式(L-5)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量上限值為50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
較佳為通式(L-5)表示之化合物為式(L-5.1)或式(L-5.2)表示之化合物,尤佳為式(L-5.1)表示之化合物。
此等化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%。此等化合物之較佳含量上限值為20%、15%、13%、10%、9%。
較佳為通式(L-5)表示之化合物為式(L-5.3)或式(L-5.4)表示之化合物。
此等化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%。此等化合物之較佳含量上限值為20%、15%、13%、10%、9%。
較佳為通式(L-5)表示之化合物為選自式(L-5.5)~式(L-5.7)表示之化合物群中的化合物,尤佳為式(L-5.7)表示之化合物。
此等化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%。此等化合物之較佳含量上限值為20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-6)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL61及RL62各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同的意義,XL61及XL62各自獨立地表示氫原子或氟原子。)
RL61及RL62各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,較佳為XL61及XL62其中一者為氟原子,另一者為氫原子。
通式(L-6)表示之化合物雖亦可單獨使用,但亦可將2個以上之化合物組合使用。可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之 溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以適當組合使用。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
式(L-6)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。式(L-6)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量上限值為50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。當重點為增大△n之情形時,較佳將含量增多,當重點為於低溫之析出的情形時,較佳為含量少。
較佳為通式(L-6)表示之化合物為式(L-6.1)~式(L-6.9)表示之化合物。
可組合之化合物的種類並無特別限制,較佳從此等化合物中含有1種~3種,更佳含有1種~4種。又,由於所選擇之化合物的分子量分布廣亦對溶解性有效,故例如較佳從式(L-6.1)或(L-6.2)表示之化合物選擇1種化合物,從式(L-6.4)或(L-6.5)表示之化合物選擇1種化合物,從式(L-6.6)或式(L-6.7)表示之化合物選擇1種化合物,從式(L-6.8)或(L-6.9)表示之化合物選擇1種化合物,再將此等加以適當組合。其中,較佳含有式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)表示之化合物。
並且,較佳為通式(L-6)表示之化合物例如為式(L-6.10) ~式(L-6.17)表示之化合物,其中,較佳為式(L-6.11)表示之化合物。
此等化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%。此等化合物之較佳含量上限值為20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-7)表示之化合物為下述之化合物。
(式中,RL71及RL72各自獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同的意義,AL71及AL72各自獨立地表示與通式(L)中之AL2及AL3相同的意義,但AL71及AL72上之氫原子各自獨立地亦可經氟原子取代,ZL71表示與通式(L)中之ZL2相同的意義,XL71及XL72各自獨立地表示氟原子或氫原子。)
式中,RL71及RL72各自獨立地較佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基,AL71及AL72各自獨立地較佳為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,AL71及AL72上之氫原子各自獨立地亦可經氟原子取代,ZL71較佳為單鍵或-COO-,較佳為單鍵,XL71及XL72較佳為氫原子。
可組合之化合物的種類並無特別限制,係根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率等所要求之性能加以組合。關於使用之化合物的種類,例如作為本發明之一實施形態,為1種、2種、3種、4種。
於本發明之組成物中,通式(L-7)表示之化合物的含量必須根據於低溫之溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率、製程相容性、滴痕、殘影、介電各向導性等所要求之性能作適當調整。
式(L-7)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%。式(L-7)表示之化合物相對於本發明之組成物總量的較佳含量上限值為30%、25%、23%、20%、18%、15%、10%、5%。
當期望本發明之組成物為高Tni之實施形態的情形時,較佳使式(L-7)表示之化合物的含量多一點,當期望低黏度之實施形態的情形時,較佳使含量少一點。
並且,較佳為通式(L-7)表示之化合物為式(L-7.1)~式 (L-7.4)表示之化合物,較佳為式(L-7.2)表示之化合物。
並且,較佳為通式(L-7)表示之化合物為式(L-7.11)~式(L-7.13)表示之化合物,較佳為式(L-7.11)表示之化合物。
並且,通式(L-7)表示之化合物為式(L-7.21)~式(L-7.23)表示之化合物。較佳為式(L-7.21)表示之化合物。
並且,較佳為式(L-7)表示之化合物為式(L-7.31)~式(L-7.34)表示之化合物,較佳為(L-7.31)或/及式(L-7.32)表示之化合物。
並且,較佳為式(L-7)表示之化合物為式(L-7.41)~式(L-7.44)表示之化合物,較佳為(L-7.41)或/及式(L-7.42)表示之化合物。
並且,較佳為式(L-7)表示之化合物為式(L-7.51)~式(L-7.53)表示之化合物。
本發明之液晶組成物雖然含有通式(I)表示之聚合性單體及自發配向性單體,但亦可合併使用其他之聚合性化合物。亦即,本發明之液晶組成物較佳進一步含有通式(II)表示之聚合性化合物。
作為該其他之聚合性化合物,較佳為通式(II)表示之聚合性化合物:
(式中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209及R210各自獨立地表示P21-S21-、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷基、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷氧基、氟原子或氫原子中的任一者,P21表示上述通式(I)之(R-I)~(R-IX)中的任一者,S21表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基,該伸烷基中之1個或2個以上的-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-OCO-或-COO-取代,n21表示0、1或2,A21表示選自由下述(a)、(b)及(c)組成之群中的基:(a)1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被取代成-O-。),(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。)及(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(存在於萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。),上述之基(a)、基(b)及基(c)各自獨立地亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之烷氧基、鹵素、氰基、硝基或P21-S21-取代,於上述通式(II)之1分子內具有至少1個以上之P21-S21-,L21表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-(式中,Ra各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~3之烷基,前述式中,z各自獨立地表示1~4之整數。), 當P21、S21、及A21存在複數個之情形時,各自可相同或亦可不同,惟,不包括通式(I)表示之化合物。)。
含有通式(I)表示之聚合性化合物與上述通式(II)表示之聚合性化合物的液晶組成物,於可更加降低發生顯示不良之觀點,具有效果。
較佳於上述通式(II)中,於該通式(II)表示之化合物的1分子內具有1個或2個以上之P21-S21-,較佳具有4個以下之P21-S21-,存在於前述通式(II)之1分子內的P21-S21-之數目較佳為1以上4以下,更佳為1以上3以下,於上述通式(II)表示之化合物之分子內的P21-S21-之數目尤佳為2或3。
亦即,通式(II)表示之化合物為連結有2個苯環與視需要之環A21的構造,於此等2個苯環及環A21中具有至少1個P21-S21-,因此,通式(II)表示之化合物可達成作為聚合性化合物之作用、效果。
於上述通式(II)中,當選自由R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209及R210組成之群中的1種或2種以上為P21-S21-的情形時,較佳為R201、R202、R204、R207、R209或R210之任1種或2種以上為P21-S21-,更佳為R201及R210為P21-S21-。
於上述通式(II)中,較佳為R201及R210各自獨立地為P21-S21-,於此情形時,R201及R210可為相同之P21-S21-,或亦可為不同之P21-S21-。
於上述通式(II)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209及R210各自獨立地表示P21-S21-、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷基、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷氧基、氟原子或氫原子中的任一者,於此情形時,前述烷基及烷氧基之較佳的碳原子數為1~16,更佳為1~10,再更佳為1~8,進而再更佳為1~6,進而再進一步更佳為1~ 4,尤佳為1~3。又,前述烷基及烷氧基可為直鏈狀或分支狀,尤佳為直鏈狀。
較佳於上述通式(II)中、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208及R209各自獨立地為P21-S21-、碳原子數1~3之烷基、氟原子或氫原子,更佳為P21-S21-、氟原子或氫原子,再更佳為氟原子或氫原子。
P21較佳為式(R-1),更佳為丙烯醯基(acryl group)或甲基丙烯醯基(methacryl group),再更佳為甲基丙烯醯基(methacryl group)。
較佳為S21為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基,更佳為單鍵。
於上述通式(II)中,n21較佳為0或1。
於上述通式(II)中,較佳為A21為1,4-伸苯基或萘-2,6-二基,更佳為1,4-伸苯基。
於上述通式(II)中,L21較佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C2H4-COO-、-C2H4-OCO-、-OCO-C2H4-、-COO-C2H4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-。
通式(II)表示之聚合性化合物的含量,較佳含有0.01~5質量%,含量之下限較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.15質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.55質量%,含量之上限較佳為4.5質量%,較佳為4質量%,較佳為3.5質量%,較佳為3質量%,較佳為2.5質量%,較佳為2質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量 %,較佳為0.85質量%,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%。
本發明之液晶組成物整體(100質量%)中,通式(I)及通式(II)表示之聚合性化合物的合計含量上限值較佳為6質量%,較佳為5.8質量%,較佳為5.5質量%,較佳為5.2質量%,較佳為5質量%,較佳為4.8質量%,較佳為4.6質量%,較佳為4.4質量%,較佳為4.2質量%,較佳為4質量%,較佳為3.5質量%,較佳為3質量%,較佳為2.5質量%,較佳為2質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量%,較佳為0.85質量%,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%。
前述合計含量之下限值較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.15質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.5質量%。
較佳為本發明之通式(II)表示之化合物為通式(IV)表示之聚合性化合物。
上述通式(IV)中,R7及R8各自獨立地表示上述之式(R-1)~式(R-9)中的任一者,X1~X8各自獨立地表示三氟甲基、氟原子或氫原子。
上述通式(IV)中,較佳為R7及R8各自獨立地為甲基丙烯醯基(methacryl group)或丙烯醯基(acryl group)。
更佳為前述通式(IV)表示之化合物為選自由式(IV-11)~式(IV-15)組成之群中的1種或2種以上,尤佳為式(IV-11)。
當合併使用式(IV-11)~式(IV-15)表示之聚合性化合物與通式(I)的情形時,可得到更加良好之配向狀態。
本發明之通式(II)表示之化合物,具體而言,例如較佳為式(XX-1)~通式(XX-13)表示之化合物,更佳為式(XX-1)~式(XX-7)。
式(XX-1)~通式(XX-13)中,Spxx表示碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示1~7之整數,氧原子鍵結於環。)。
式(XX-1)~通式(XX-13)中,1,4-伸苯基中之氫原子亦可進一步經-F、-Cl、-CF3、-CH3或式(R-1)~式(R-15)之任一者取代。
又,作為通式(II)表示之化合物,例如較佳為式(M1)~式(M18)表示之聚合性化合物。
又,亦較佳為如式(M19)~式(M34)之類的聚合性化合物。
式(M19)~式(M34)中之1,4-伸苯基及萘基中的氫原子亦可進一步經-F、-Cl、-CF3、-CH3取代。
又,通式(II)表示之化合物亦較佳為式(M35)~式(M65)表示之聚合性化合物。
於本發明之液晶組成物中,式(M1)~式(M65)表示之聚合性化合物相對於液晶組成物整體的含量,含有0.01~5質量%,含量之下限較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.15質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.55質量%,含量之上限較佳為4.5質量%,較佳為4質量%,較佳為3.5質量%,較佳為3質量%,較佳為2.5質量%,較佳為2質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量%,較佳為0.85質量 %,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%。
本發明之液晶組成物除了上述化合物以外,亦可含有通常之向列型液晶、層列型液晶液晶、膽固醇型液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑或紅外線吸收劑等。
作為抗氧化劑,可列舉通式(H-1)~通式(H-4)表示之阻滯酚(hindered phenol)。
通式(H-1)~通式(H-4)中,RH1表示碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數2~10之烯基或碳原子數2~10之烯氧基,存在於基中之1個-CH2-或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可被 -O-或-S-取代,又,存在於基中之1個或2個以上之氫原子各自獨立地亦可被氟原子或氯原子取代。更具體而言,較佳為碳原子數2~7之烷基、碳原子數2~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基或碳原子數2~7之烯氧基,更佳為碳原子數3~7之烷基或碳原子數2~7之烯基。
通式(H-4)中,MH4表示碳原子數1~15之伸烷基(該伸烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接之方式被取代成-O-、-CO-、-COO-、-OCO-。)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、單鍵、1,4-伸苯基(1,4-伸苯基中之任意氫原子亦可經氟原子取代。)或反式-1,4-伸環己基,較佳為碳原子數1~14之伸烷基,若考慮揮發性,則碳原子數較佳為大的數值,若考慮黏度,則碳原子數較佳為不過大,因此,更佳為碳原子數2~12,更佳為碳原子數3~10,更佳為碳原子數4~10,更佳為碳原子數5~10,更佳為碳原子數6~10。
通式(H-1)~通式(H-4)中,1,4-伸苯基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH=亦可經-N=取代。又,1,4-伸苯基中之氫原子各自獨立地亦可經氟原子或氯原子取代。
通式(H-1)~通式(H-4)中,1,4-伸環己基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-亦可經-O-或-S-取代。又,1,4-伸環己基中之氫原子各自獨立地亦可經氟原子或氯原子取代。
更具體而言,例如可列舉式(H-11)~式(H-15)。
當於本發明之液晶組成物含有抗氧化劑的情形時,較佳為10質量ppm以上,較佳為20質量ppm以上,較佳為50質量ppm以上。含有抗氧化劑時之上限為10000質量ppm,較佳為1000質量ppm,較佳為500質量ppm,較佳為100質量ppm。
本發明之液晶組成物於20℃的介電各向導性(△ε)為-2.0~-8.0,較佳為-2.0~-6.0,更佳為-2.0~-5.0,尤佳為-2.5~-5.0。
本發明之液晶組成物於20℃的折射率異向性(△n)為0.08~ 0.14,更佳為0.09~0.13,尤佳為0.09~0.12。若更詳而言之,則當因應薄的單元間隙(gap)之情形時,較佳為0.10~0.13,而當因應厚的單元間隙之情形時,則較佳為0.08~0.10。
本發明之液晶組成物於20℃的黏度(η)為10~50mPa‧s,較佳為10~45mPa‧s,較佳為10~40mPa‧s,較佳為10~35mPa‧s,較佳為10~30mPa‧s,更佳為10~25mPa‧s,尤佳為10~22mPa‧s。
本發明之液晶組成物於20℃的旋轉黏性(γ1)為50~160mPa‧s,較佳為55~160mPa‧s,較佳為60~160mPa‧s,較佳為60~150mPa‧s,較佳為60~140mPa‧s,較佳為60~130mPa‧s,較佳為60~125mPa‧s,更佳為60~120mPa‧s,更佳為60~115mPa‧s,更佳為60~110mPa‧s,尤佳為60~100mPa‧s。
本發明之液晶組成物的向列相-等向性液相轉變溫度(Tni)為60℃~120℃,更佳為70℃~100℃,尤佳為70℃~85℃。
例如,當本發明之液晶組成物整體顯示出負的介電各向導性之情形時,較佳含有「自發配向性單體」、「通式(I)表示之聚合性單體」、「1種或2種以上選自通式(N-1)、(N-2)及(N-3)表示之化合物中的化合物」及「通式(L)表示之化合物」。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體」及「通式(N-1)、通式(N-2)、通式(N-3)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例上限值為100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以 上之自發配向性單體」、「1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體」及「通式(N-1)、通式(N-2)、通式(N-3)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%、99質量%。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體」及「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例上限值為100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體」及「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%、99質量%。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「通式(I)表示之聚合性單體」及「通式(II)表示之聚合性化合物」及「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的 比例上限值為100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「通式(I)表示之聚合性單體」、「通式(II)表示之聚合性化合物」及「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「通式(I)表示之聚合性單體」、「通式(II)表示之聚合性化合物」及「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例上限值為100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「通式(I)表示之聚合性單體」、「通式(II)表示之聚合性化合物」及「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「2種以上之通式(II-1)表示的聚合性單體」、「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例上限值為100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「1種或2種以上之自發配向性單體」、「2種以上之通式(II-1)表示的聚合性單體」、「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%。
又,當重視配向性之情形時,本發明之液晶組成物必須含有1種或2種以上之自發配向性單體與1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體,較佳含有通式(N-1-1)、通式(N-1-2)、通式(N-1-3)或通式(N-1-4)。
又,當重視應答速度之情形時,本發明之液晶組成物必須含有1種或2種以上之自發配向性單體與1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體,較佳含有通式(N-1-10)或通式(N-1-11)。
又,當重視配向性之情形時,本發明之液晶組成物必須含有1種或2種以上之自發配向性單體與1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體與1種或2種以上之通式(II)表示的聚合性化合物,較佳含有通式(N-1-1)、通式(N- 1-2)、通式(N-1-3)或通式(N-1-4)。
又,當重視應答速度之情形時,本發明之液晶組成物必須含有1種或2種以上之自發配向性單體與1種或2種以上之通式(I)表示的聚合性單體與1種或2種以上之通式(II)表示的聚合性化合物,較佳含有通式(N-1-10)或通式(N-1-11)。
又,當重視配向性之情形時,本發明之液晶組成物必須含有1種或2種以上之自發配向性單體與2種以上之通式(II-1)表示的聚合性化合物,較佳含有通式(N-1-1)、通式(N-1-2)、通式(N-1-3)或通式(N-1-4)。
又,當重視應答速度之情形時,本發明之液晶組成物必須含有1種或2種以上之自發配向性單體與2種以上之通式(II-1)表示的聚合性化合物,較佳含有通式(N-1-10)或通式(N-1-11)。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「通式(N-1-4)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例上限值為99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「通式(N-1-4)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)及通式(L)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%。
本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)、通式(L-1)、通式(L-3)、通式(L-4)、通式(L-5)及通式(L-6)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例上限值為99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%、83質量%、82質量%、81質量%、80質量%。
又,本發明之液晶組成物整體之中,較佳為僅由「通式(N-1a)、通式(N-1b)、通式(N-1c)、通式(N-1d)、通式(N-1e)」及「通式(L-1)、通式(L-3)、通式(L-4)、通式(L-5)及通式(L-6)表示之化合物」構成之成分所佔有的比例下限值為68質量%、70質量%、71質量%、73質量%、75質量%、78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%。
使用有本發明之液晶組成物的液晶顯示元件具有高速應答此一顯著的特徵,並且可充分得到傾斜角(tilt angle),沒有未反應之聚合性化合物或少至不會產生問題,由於電壓保持率(VHR)高,故沒有配向不良或顯示不良等不良情形或充分被抑制。又,由於可輕易控制傾斜角及聚合性化合物之殘留量,故能輕易將用以製造之能源成本最佳化及削減,因此最適合於提升生產效率與穩定之量產。
使用有本發明之液晶組成物的液晶顯示元件尤其對於主動矩陣驅動用液晶顯示元件有用,可用於PSA模式、PSVA模式、VA模式、PS-IPS模式或PS-FFS模式用液晶顯示元件。
本發明之液晶顯示元件較佳具有「對向配置之第1基板及第2基板」、「設置於前述第1基板或前述第2基板之共通電極」、「設置於前述第1基板或前述第2基板,具有薄膜電晶體之像素電極」及「設置於前述第1基板與第2基板間且含有液晶組成物之液晶層」。亦可視需要,以與前述液晶層抵接之方式,於第1基板及/或第2基板之至少一基板的對向面側設置控制液晶分子配向方向之配向膜。作為該配向膜,可配合液晶顯示元件之驅動模式,適當選擇垂直配向膜或水平配向膜等,可使用摩擦配向膜(例如,聚醯亞胺)或光配向膜(分解型聚醯亞胺等)等公知之配向膜。並且,亦可將濾色器適當設置於第1基板或第2基板上,又,可於前述像素電極或共通電極上設置濾色器。
使用於本發明之液晶顯示元件的液晶單元其2片基板可使用玻璃或如塑膠般具有柔軟性之透明材料,其中一者亦可為矽等不透明之材料。具有透明電極層之透明基板,例如可藉由將銦錫氧化物(ITO)濺鍍於玻璃板等透明基板上而得。
濾色器例如可藉由顏料分散法、印刷法、電沉積法或染色法等製成。若以藉由顏料分散法製成濾色器之方法作為一例來說明,則將濾色器用之硬化性著色組成物塗布於該透明基板上,施以圖案化處理,然後藉由加熱或照光使之硬化。藉由對紅色、綠色、藍色之3個顏色分別進行此步驟,可製成濾色器用之像素部。另外,亦可於該基板上設置設有TFT、薄膜二極體、金屬絕緣體金屬比電阻元件等主動元件之像素電極。
較佳使前述第1基板及前述第2基板對向成共通電極或像素電極層成為內側。
第1基板與第2基板之間隔亦可透過間隔物加以調整。此時,較佳調整成所得到之調光層的厚度成為1~100μm。更佳為1.5~10μm,當使用偏光板之情形時,較佳以對比度成為最大之方式來調整液晶之折射率異向性△n與 單元厚度d的積。又,當具有二片偏光板之情形時,亦可調整各偏光板之偏光軸,調整成視野角或對比度為良好。並且,亦可使用用以擴展視野角之相位差膜。作為間隔物,例如可列舉:玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、光阻劑(photoresist)材料等。然後,以設有液晶注入口之形狀將環氧系熱硬化性組成物等密封劑網板印刷於該基板,將該基板彼此貼合,進行加熱使密封劑熱硬化。
將液晶組成物夾持於2片基板間之方法,可使用一般之真空注入法或ODF法等。
本發明之第2形態為一種使用於液晶顯示元件之液晶組成物,該液晶顯示元件於一對基板中之至少一基板的表面不具備有配向膜,該液晶組成物含有2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物。若含有2種以上具有聯苯基之聚合性化合物,則由於反應速度會產生差異,故可減少配向不均或顯示不良等。
上述具有聯苯骨架之聚合性化合物,為具備有2個苯環直接連結之聯苯骨架者即可,為亦包含聯三苯之概念。因此,所謂2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物,意指存在2種以上具備有2個苯環直接連結之聯苯骨架的聚合性化合物。
本發明之具有聯苯基的聚合性化合物較佳為以下述式(II-1)表示:
(上述通式(II-1)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213及R214各自獨立地表示P21-S21-、亦 可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷基、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷氧基、鹵素原子(氟原子)或氫原子中的任一者,P21表示上述通式(I)之(R-I)~(R-IX)中的任一者,S21表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基,該伸烷基中之1個或2個以上的-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-OCO-或-COO-取代,n21表示0、1或2。)。
較佳於上述通式(II-1)中,於該通式(II-1)表示之化合物的1分子內具有1個或2個以上之P21-S21-,較佳具有4個以下之P21-S21-,存在於前述通式(II)之1分子內的P21-S21-的數目較佳為1以上4以下,更佳為1以上3以下,於上述通式(II)表示之化合物之分子內的P21-S21-的數目尤佳為2或3。
亦即,通式(II-1)表示之化合物具備有2個苯環(聯苯構造),於此等2個苯環中,具有至少一個P21-S21-,因此,通式(II)表示之化合物可達成作為聚合性化合物之作用、效果。
於上述通式(II-1)中,當含有1種或2種以上之P21-S21-的情形時,較佳為R201、R202、R204、R207、R209或R210之任1種或2種以上為P21-S21-,更佳為R201及R210為P21-S21-。
於上述通式(II-1)中,R201及R210各自獨立地較佳為P21-S21-,於此情形時,R201及R210可為相同之P21-S21-,亦可為不同之P21-S21-。
於上述通式(II)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213及R214各自獨立地表示P21-S21-、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷基、亦可被氟原子取代之碳原子數1~18之烷氧基、氟原子或氫原子中的任一者,於此情形時,前述烷基及烷氧基之較佳的碳原子數為1~16,更佳為1~10,再更佳為1~8,進而再更佳為1~6,進而再進一步更佳為1~4,尤佳為1~3。又,前述烷基及烷氧基可為直鏈狀或分 支狀,尤佳為直鏈狀。
於上述通式(II-1)中,R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213及R214各自獨立地較佳為P21-S21-、碳原子數1~3之烷基、碳原子數1~3之烷氧基、氟原子或氫原子,更佳為P21-S21-、氟原子或氫原子,再更佳為氟原子或氫原子。
於上述通式(II-1)中,P21較佳為式(R-I),更佳為丙烯醯基(acryl group)或甲基丙烯醯基(methacryl group),再更佳為甲基丙烯醯基(methacryl group)。
於上述通式(II-1)中,S21較佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基,更佳為單鍵。
於上述通式(II-1)中,n21較佳為0。
本發明之液晶組成物較佳含有2種~6種由上述通式(II-1)表示之具有聯苯基的聚合性化合物,更佳含有2種~5種,再更佳含有2種~4種,進而再更佳含有2種~3種,尤佳為2種。若含有2種以上具備有不同化學構造之由上述通式(II-1)表示之具有聯苯基的聚合性化合物,則由於反應速度會產生差異,故可減少配向不均或顯示不良等。
又,亦可使用上述通式(Ia)表示之化合物作為上述2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物的一種。
作為可適用於本發明之液晶組成物的具有聯苯骨架之聚合性化合物,可列舉:上述式(XX-1)~通式(XX-13)表示之聚合性化合物、上述式RM-1~RM-14及式I-1-1~式I-7-6。
因此,於本發明之液晶組成物中,作為2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物的適當態樣,為選自由上述式(XX-1)~通式(XX-13)表示之聚合性化合物、上述式RM-1~RM-14表示之聚合性化合物及式I-1-1~ 式I-7-6表示之聚合性化合物組成之群中的2種。
上述2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物的合計含量,含有0.02~10質量%,含量之下限較佳為0.02質量%,較佳為0.03質量%,較佳為0.04質量%,較佳為0.05質量%,較佳為0.06質量%,較佳為0.07質量%,較佳為0.08質量%,較佳為0.09質量%,較佳為0.1質量%,較佳為0.15質量%,較佳為0.2質量%,較佳為0.25質量%,較佳為0.3質量%,較佳為0.35質量%,較佳為0.4質量%,較佳為0.5質量%,較佳為0.55質量%,較佳為含量之上限為,較佳為5質量%,較佳為4.5質量%,較佳為4質量%,較佳為3.5質量%,較佳為3質量%,較佳為2.5質量%,較佳為2質量%,較佳為1.5質量%,較佳為1質量%,較佳為0.95質量%,較佳為0.9質量%,較佳為0.85質量%,較佳為0.8質量%,較佳為0.75質量%,較佳為0.7質量%,較佳為0.65質量%,較佳為0.6質量%,較佳為0.55質量%。
本發明之液晶組成物較佳具備有與前述2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物皆不同的化學構造,且含有具有極性基之自發配向性單體。
作為該自發配向性單體,可適用上述自發性單體。
又,作為本發明之液晶組成物的適當態樣,較佳含有「2種以上由上述通式(II-1)表示之具有聯苯基的聚合性化合物」、「1種或2種以上之上述自發配向性單體」、「通式(N-1a)~(N-1g)表示之化合物群」及「通式(L)表示之化合物」,此等之化合物佔液晶組成物之85~100質量%。
本發明之第3態樣為一種於至少一基板表面不具備有配向膜之液晶顯示元件,該液晶顯示元件具有:對向配置之第一基板及第二基板;填充於前述第一基板與前述第二基板之間的液晶層;呈矩陣狀配置於前述第一基板上之複數個閘極匯流線(gate bus line)及資 料匯流線(data bus line);設置於前述閘極匯流線與資料匯流線之交叉部的薄膜電晶體;電極層:於每個像素具有藉由前述薄膜電晶體驅動之像素電極;形成於前述第一基板或前述第二基板上之共通電極;及2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物硬化於前述第一基板及前述第二基板之間而成的樹脂成分。
作為使本發明之液晶組成物所含有的聚合性化合物或聚合性單體及自發配向性單體聚合的方法,較佳為下述方法:為了得到液晶之良好配向性能,較理想為適度之聚合速度,因此,藉由單一或合併使用或依序地照射紫外線或電子線等活性能量線,使之聚合。當使用紫外線之情形時,可使用偏光光源,亦可使用非偏光光源。又,當於2片基板間夾持液晶組成物之狀態下進行聚合的情形時,至少照射面側之基板必須對於活性能量線具有適當之透明性。又,亦可使用下述方式:於照光時使用遮罩僅使特定部分聚合後,改變電場或磁場或溫度等條件,藉此改變未聚合部分之配向狀態,並進一步照射活性能量線使之聚合。尤其是當進行紫外線曝光時,較佳對液晶組成物施加交流電場且同時進行紫外線曝光。所施加之交流電場較佳為頻率10Hz~10kHz之交流,更佳為頻率60Hz~10kHz,電壓取決於液晶顯示元件之想要的預傾角(pretilt angle)來選擇。亦即,可藉由施加之電壓來控制液晶顯示元件之預傾角。對於PSVA模式之液晶顯示元件,從配向穩定性及對比度之觀點,較佳將預傾角控制為80度~89.9度。
當使本發明之液晶組成物含有的聚合性化合物聚合時所使用的紫外線或電子線等活性能量線之照射時的溫度並無特別限制。例如,當將本發明之液晶組成物應用於具備具有配向膜之基板的液晶顯示元件之情形時,較佳在前述液晶組成物保持液晶狀態之溫度範圍內。較佳為接近室溫之溫度,亦即 典型上於15~35℃使之聚合。
另一方面,例如當將本發明之液晶組成物應用於具備不具有配向膜之基板的液晶顯示元件之情形時,其溫度範圍亦可較上述應用於具備具有配向膜之基板的液晶顯示元件之照射時的溫度範圍廣。
作為產生紫外線之燈,可使用金屬鹵素燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又,作為照射之紫外線的波長,較佳照射非為液晶組成物其吸收波長區域之波長區域的紫外線,視需要,較佳將紫外線濾除後使用。所照射之紫外線的強度較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2,更佳為2mW/cm2~50W/cm2。所照射之紫外線的能量,可加以適當調整,較佳為10mJ/cm2~500J/cm2,更佳為100mJ/cm2~200J/cm2。當照射紫外線時,亦可改變強度。照射紫外線之時間,可根據所照射之紫外線強度加以適當選擇,較佳為10秒~3600秒,更佳為10秒~600秒。
本發明之第三態樣為通式(I)表示之化合物。
(上述通式(I)中,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109及R110各自獨立地表示P11-S11-、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、鹵素原子或氫原子中的任一者,P11表示以下之式(R-I)~式(R-IX)中的任一者,
(上述式(R-I)~(R-IX)中,R21、R31、R41、R51及R61彼此獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基,W為單鍵、-O-或亞甲基,T為單鍵或-COO-,p、t及q各自獨立地為0、1或2。)
S11表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基,該伸烷基中之1個或2個以上的-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-OCO-或-COO-取代,n11表示0、1或2,A11表示選自由下述之基(a)、基(b)及基(c)組成之群中的基:(a)1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被取代成-O-。),(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。)及(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(存在於萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上的-CH=亦可被取代成-N=。),上述之基(a)、基(b)及基(c)各自獨立地亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之烷氧基、鹵素、氰基、硝基或P11-S11-取代,L10及L11各自獨立地表示單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-OC2H4O-、-COO-、-OCO-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO -、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-COO-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-或-C≡C-(式中,Ra各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~3之烷基,前述式中,z各自獨立地表示1~4之整數。),於上述通式(I)之1分子內具有至少2個以上的P11-S11-,於上述通式(I)之1分子內具有碳原子數1~18個之烷基,該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代,當P11、S11、L11及A11存在複數個之情形時,各自可相同或亦可不同。)
本發明由通式(I)表示之化合物的較佳形態如上述。另,本發明由通式(I)表示之化合物的最佳形態,亦即於上述通式(I)中,A11為亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之烷氧基、鹵素、氰基、硝基或P11-S11-取代的1,4-伸苯基,L10與L11兩者皆為單鍵,R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107R108、R109及R110各自獨立地表示P11-S11-、碳原子數1~10之直鏈狀烷基、碳原子數1~10之直鏈狀烷氧基、鹵素原子或氫原子中的任一者,於由上述通式(I)表示之聚合性單體的1分子內具有至少2個以上之P11-S11-,於上述通式(I)之1分子內具有至少1個碳原子數1~10個之烷基(該烷基中之1個或非鄰接之2個以上的-CH2-各自獨立地亦可經-O-取代),n11表示0或1,尤佳為P11為上述式(R-1),S11為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基。
以下,說明本發明由通式(I)表示之化合物一例的合成。
由通式(RM-3)表示之化合物的製造
進行4-溴基-2,6-二甲苯酚與4-溴基-2,6-二甲苯酚之使用鈀觸媒的鈴木偶合反應(Suzuki coupling reaction),得到(S-1)。接著,可進行去縮醛化,藉由與甲基丙烯酸之酯化反應,得到目標物之(RM-3)。
實施例
以下舉實施例進一步詳述本發明,但本發明並不限定於此等實施例。又,以下之實施例及比較例之組成物中的「%」意指「質量%」。於實施例中關於化合物之記載使用以下之代號。
(合成例1)
「RM-3之合成方法」
於具備有攪拌裝置、冷卻器、滴液漏斗之反應容器,裝入4-溴基-2,6-二甲苯酚20g、2mol/l碳酸鉀水溶液100ml、二氯雙[二三級丁基(對二甲基胺苯酚)膦基]鈀3.5g、THF100ml,於50℃攪拌。緩慢地滴入4-苄氧基苯基硼酸24g之THF溶液100ml。在此狀態下於50℃反應5小時。反應結束後,加以冷卻,加入乙酸乙酯200ml,用水、飽和食鹽水清洗有機層,將溶劑蒸餾去除,進行利用矽膠管柱(silica gel column)之純化與利用己烷、乙酸乙酯之再結晶,得到目的化合物4’-苄氧基-3,5-二甲基-4-聯苯酚26g。
於高壓釜加入4’-苄氧基-3,5-二甲基-4-聯苯酚18g、5%鈀碳(palladium carbon)0.9g、THF100ml,於氫壓0.5MPa下,以50℃攪拌3小時。反應後,使用纖維素加以過濾,並進一步用THF清洗,將得到之濾液濃縮,進行利用矽膠管柱之純化、利用己烷之分散清洗,得到目的化合物4,4’-二羥-3,5-聯苯13g。
並且於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入所合成之4,4’-二羥-3,5-聯苯8g(37毫莫耳)、甲基丙烯酸7.1g(82毫莫耳)、二甲胺基吡啶0.23g、二氯甲烷160ml,以冰冷浴將反應容器保持於5℃以下,緩慢地滴入二異丙基碳二亞胺11g(90毫莫耳)。滴入結束後,使反應容器返回至室溫,使之反應11小時。將反應液過濾後,於濾液加入二氯甲烷150ml,用5%鹽酸水溶液加以清洗,並進一步用飽和食鹽水清洗,使用無水硫酸鈉(anhydrous sodium sulfate)將有機層乾燥。將溶劑蒸餾去除後,藉由使用矽膠之管柱層析法進行純化,得到由式(RM-3)表示之目的化合物11g。
得到之化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔點)如下。物性值:1H-NMR(溶劑:重氯仿(heavy chloroform)):δ:7.57-7.54(m,2 H),7.26(s,2 H),7.19-7.15(m,2 H),6.39(d,2 H),5.76(dq,2 H),2.21(s,6 H),2.11(d,3 H),2.07(d,3 H)
13C-NMR(溶劑:重氯仿):δ 165.8,165.1,150.2,147.8,138.4,138.0,135.8,135.5,130.5,130.5,128.0,128.0,127.3,127.3,127.2,127.1,121.7,121.7,18.4,18.3,16.4,16.4
熔點:111℃
(合成例2)
「RM-4之合成方法」
於具備有攪拌裝置、冷卻器、滴液漏斗之反應容器,裝入4-溴基-3,5-二甲苯酚10g、2mol/l碳酸鉀水溶液50ml、二氯雙[二三級丁基(對二甲基胺苯酚)膦基]鈀1.8g、THF50ml,於50℃加以攪拌。緩慢地滴入4-苄氧基苯基硼酸12g之THF溶液36ml。在此狀態下於50℃反應4小時。反應結束後,加以冷卻,加入乙酸乙酯50ml,用水、飽和食鹽水清洗有機層,將溶劑蒸餾去除,進行利用矽膠管柱之純化與利用己烷、乙酸乙酯之清洗,得到目的化合物4’-苄氧基-2,6-二甲基-4-聯苯酚13g。
於高壓釜加入4‘-苄氧基-2,6-二甲基-4-聯苯酚11g、5%鈀碳0.6g、THF100ml,於氫壓0.5MPa下,以50℃攪拌3小時。反應後,使用纖維素加以過濾,並進一步用THF清洗,將得到之濾液濃縮,進行利用矽膠管柱之純化、利用己烷之分散清洗,得到目的化合物4,4’-二羥-2,6-聯苯7g。
並且於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入4,4’-二羥-2,6-聯苯7g(32毫莫耳)、甲基丙烯酸6.0g(70毫莫耳)、二甲胺基吡啶0.2g、二氯甲烷140ml,以冰冷浴將反應容器保持於5℃以下,緩慢地滴入溶解有二異丙基碳二亞胺9.6g(76毫莫耳)之THF50ml。滴入結束後,使反應容器返回至室溫,使之反應15小時。將反應液過濾後,於濾液加入二氯甲烷120ml,用5%鹽酸水溶液清洗,並進一步用飽和食鹽水清洗,使用無水硫酸鈉將有機層乾燥。將溶劑蒸餾去除後,藉由使用胺基矽膠之管柱層析法進行純化,並進一步用甲醇進行分散清洗。使之於-20℃析出後,將其過濾出,進行真空乾燥,得到式(RM-4)表示之目的化合物11g。
得到之化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔點)如下。物性值:1H-NMR(溶劑:重氯仿):δ7.64-7.54(m,4 H),7.26(s,2 H),6.75(d,2 H),6.15(dq,2 H),2.48-2.46(m,6 H),2.43(s,6 H)
13C-NMR(溶劑:重氯仿):δ166.4,166.1,150.1,149.9,138.8,138.1,136.3,136.2,130.5,130.5,128.4,128.4,127.5,127.4,122.2,121.9,120.4,120.4,21.3,21.2,18.7,18.7
熔點:89℃
(合成例3)
「RM-7之合成方法」
於氮環境下,於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入1-苄氧基-2-溴苯25g、三乙胺10g、1-三甲矽基-1-丙炔13g及N,N-二甲基甲醯胺250ml,於室溫加入肆(三苯基膦)鈀1.5g作為觸媒後,將反應容器加熱至70℃,攪拌7小時。放冷後,加入水及甲苯進行分液,於水層加入甲苯,進行萃取,使用水及飽和食鹽水將混在一起的有機層加以清洗。加入無水硫酸鈉乾燥後,對有機溶劑進行減壓蒸餾去除,使用矽膠管柱層析法將殘渣純化,得到下述化學式表示之目的化合物18g。
於高壓釜加入先前所合成之化合物18g、5%鈀碳0.5g、THF60ml,於氫壓0.5MPa下,以40℃攪拌5小時。反應後,使用纖維素過濾,並進一步用THF清洗,將得到之濾液濃縮,進行利用矽膠管柱之純化,得到下述化學式表示之目的化合物16g。
於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入1-苄氧基-2-丙基苯16g、乙腈100ml,於0℃加入N-溴琥珀醯亞胺12.5g,於室溫攪拌4小時。將反應液減壓濃縮後,加入己烷,過濾掉沈澱物。用水、飽和食鹽水將濾液清洗後,用無水硫酸鈉進行乾燥。將溶劑減壓濃縮,得到下述化學式表示之目的化合物18g。
於具備有攪拌裝置、冷卻器、滴液漏斗之反應容器,裝入4-溴基-1-苄氧基-2-丙基苯17g、2mol/l碳酸鉀水溶液60ml、肆(三苯基膦)鈀0.8g、乙醇60ml,於50℃加以攪拌。緩慢地滴入4-羥基苯基硼酸9g之THF溶液20ml。在此狀態下於50℃反應6小時。反應結束後,加以冷卻,加入乙酸乙酯100ml,用水、飽和食鹽水清洗有機層,將溶劑蒸餾去除,進行利用矽膠管柱之純化與利用己烷之再結晶,得到下述化學式表示之目的化合物13g。
於高壓釜,加入先前所合成之化合物12g、5%鈀碳0.6g、THF80ml,於氫壓0.5MPa下,以50℃攪拌4小時。反應後,使用纖維素過濾,並進一步用THF清洗,將濾液濃縮,進行利用矽膠管柱之純化,得到下述化學式表示之目的化合物11g。
並進一步於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入先前所合成之化合物10g(43毫莫耳)、甲基丙烯酸7.7g(90毫莫耳)、二甲胺基吡啶0.2g、二氯甲烷100ml,以冰冷浴將反應容器保持於5℃以下,緩慢地滴入溶解有二異丙基碳二亞胺11.6g(91毫莫耳)之THF50ml。滴入結束後,使 反應容器返回至室溫,使之反應10小時。將反應液過濾後,於濾液加入二氯甲烷100ml,用5%鹽酸水溶液加以清洗,並進一步用飽和食鹽水清洗,使用無水硫酸鈉將有機層乾燥。將溶劑蒸餾去除後,藉由使用胺基矽膠之管柱層析法進行純化,並進一步用甲醇進行分散清洗。於-20℃靜置後,將其過濾出,進行真空乾燥,得到式(RM-7)表示之目的化合物11g。
所得到之化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔點)如下。物性值:1H-NMR(溶劑:重氯仿):δ7.70-7.58(m,4 H),7.34(d,1H),7.18(d,2 H),6.55(d,2 H),6.15(d,2 H),2.46(t,2 H),2.18(s,6 H),1.66(m,2H),0.96(t,3H)
13C-NMR(溶劑:重氯仿):δ166.2,166.1,150.2,146.9,138.0,137.6,136.0,135.7,132.5,128.0,128.0,127.8,127.8,122.1,121.9,121.8,120.7,120.6,32.6,24.1,18.1,18.0,12.8
熔點:119℃
(合成例4)
「RM-18之合成方法」
於氮環境下,於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入1-苄氧基-2,6-二溴苯30g、三乙胺10g、1-三甲矽基-1-丙炔25g及N,N-二甲基甲醯胺300ml,於室溫加入肆(三苯基膦)鈀2g作為觸媒後,將反應容器 加熱至70℃,攪拌8小時。放冷後,加入水及甲苯進行分液,於水層加入甲苯進行萃取,使用水及飽和食鹽水將混在一起的有機層加以清洗。加入無水硫酸鈉乾燥後,對有機溶劑進行減壓蒸餾去除,使用矽膠管柱層析法將殘渣純化,得到目的化合物20g。
於高壓釜加入先前所合成之化合物20g、5%鈀碳0.6g、THF100ml,於氫壓0.5MPa下,於50℃攪拌5小時。反應後,使用纖維素過濾,並進一步用THF清洗,將得到之濾液濃縮,進行利用矽膠管柱之純化,得到下述化學式表示之目的化合物18g。
於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入1-苄氧 基-2,6-二丙基苯16g、乙腈100ml,於0℃加入N-溴琥珀醯亞胺12g,於室溫攪拌6小時。將反應液減壓濃縮後,加入己烷,過濾掉沈澱物。用水、飽和食鹽水將濾液清洗後,用無水硫酸鈉進行乾燥。將溶劑減壓濃縮,得到下述化學式表示之目的化合物18g。
於具備有攪拌裝置、冷卻器、滴液漏斗之反應容器,裝入4-溴基-1-苄氧基-3,5-二丙基苯16g、2mol/l碳酸鉀水溶液60ml、肆(三苯基膦)鈀1.0g、乙醇50ml,於50℃攪拌。緩慢地滴入4-羥基苯基硼酸12g之THF溶液30ml。在此狀態下於60℃反應10小時。反應結束後,加以冷卻,加入乙酸乙酯100ml,用水、飽和食鹽水清洗有機層,將溶劑蒸餾去除,進行利用矽膠管柱之純化與利用己烷之再結晶,得到下述化學式表示之目的化合物12g。
於高壓釜加入先前所合成之化合物11g、5%鈀碳0.6g、 THF50ml,於氫壓0.5MPa下,於50℃攪拌5小時。反應後,使用纖維素過濾,並進一步用THF清洗,將得到之濾液濃縮,進行利用矽膠管柱之純化,得到下述化學式表示之目的化合物7.5g。
並進一步於具備有攪拌裝置、冷卻器及溫度計之反應容器,裝入上述所示之化合物7g(25毫莫耳)、甲基丙烯酸4.7g(54毫莫耳)、二甲胺基吡啶0.2g、二氯甲烷100ml,以冰冷浴將反應容器保持於5℃以下,緩慢地滴入溶解有二異丙基碳二亞胺7g(55毫莫耳)之THF50ml。滴入結束後,使反應容器返回至室溫,使之反應15小時。將反應液過濾後,於濾液加入二氯甲烷100ml,用5%鹽酸水溶液加以清洗,並進一步用飽和食鹽水清洗,使用無水硫酸鈉將有機層乾燥。將溶劑蒸餾去除後,藉由使用胺基矽膠之管柱層析法進行純化,並進一步用甲醇進行分散清洗。使之於-20℃析出後,將其過濾出,進行真空乾燥,得到下述式(RM-18)表示之目的化合物8g。
所得到之化合物的物性值(1H-NMR,13C-NMR及熔點)如下。物性值:(1H-NMR(溶劑:重氯仿):δ7.64-7.54(m,4 H), 7.26(s,2 H),6.75(d,2 H),6.15(dq,2 H),2.48-2.46(t,4 H),2.23(s,6 H),1.64(m,4H),0.96(t,6H)
13C-NMR(溶劑:重氯仿):δ166.4,166.0,150.2,146.8,138.4,137.6,136.0,135.8,132.5,132.5,128.0,128.0,127.8,127.8,122.1,121.9,120.7,120.6,32.8,32.8,24.3,24.2,17.9,17.9,12.8,12.8
熔點:125℃
實施例中,所測得之特性如下。
Tni:向列相-等向性液相轉變溫度(℃)
△n:於20℃之折射率異向性
η:於20℃之黏度(mPa‧s)
γ1:於20℃之旋轉黏性(mPa‧s)
△ε:於20℃之介電各向導性
K33:於20℃之彈性常數K33(pN)
<環構造>
<側鏈構造>
[表1]
(其中,表中之n為自然數。)
<連結構造>
[表2]
(其中,表中之n為自然數。)
本實施例及比較例中之「低溫保存性」、「垂直配向性」、「預傾角形成」及「應答特性」的評價係以下述方法進行。
(低溫保存性之評價測試)
使用膜濾器(安捷倫科技公司製,PTFE 13m-0.2μm)對液晶組成物進行過濾,以真空減壓條件靜置15分鐘,進行溶存空氣之除去。使用丙酮將其加以清洗,秤量0.5g於經充分乾燥之小玻璃瓶(vial bottle),於-25℃之環境下靜置10日。然後,以目視觀察有無析出,以下述2階段加以判定。
A:無法確認到析出。
B:於1週後析出。
D:可確認到析出。
(垂直配向性之評價測試)
製作「於絕緣層上具有經圖案化之透明共通電極構成之透明電極層,且具備有濾色器層但不具有配向膜的第一基板(共通電極基板)」與「具有像素電極層但不具有配向膜的第二基板(像素電極基板),該像素電極層具有受到主動元件驅動之透明像素電極」。將液晶組成物滴下於第一基板上,於第二基板 上進行夾持,於常壓以110℃2小時之條件使密封材硬化,得到單元間隙3.2μm之液晶單元。使用偏光顯微鏡觀察此時之垂直配向性及滴痕等配向不均,以下述4階段加以評價。
A:於整面上,均勻垂直配向
B:雖有些微配向缺陷,但為可容許之程度
C:有配向缺陷,為無法容許之程度
D:配向不良相當嚴重
(預傾角形成之評價測試)
使用Shintech製OPTIPRO測量上述(垂直配向性之評價測試)使用之液晶單元其初期狀態的預傾角。
(應答特性之評價測試)
對上述(預傾角形成之評價測試)所使用之單元間隙3.2μm的單元,進一步照射東芝照明技術公司製之UV螢光燈60分鐘(於313nm之照度1.7mW/cm2)。對藉此所得到之單元,測量應答速度。應答速度係以25℃之溫度條件使用AUTRONIC-MELCHERS公司之DMS703,測量於6V之Voff。
(液晶組成物之製備與評價結果)
以上述合成例所得到之化合物或下述所示之化合物與混合比率製備液晶組成物,使該組成物為LC-1。以下揭示液晶組成物之構成與其物性值之結果。
LC-1之向列相-等向性液相轉變溫度(TNI)為75℃,固相-向列相轉變溫度(TCN)為-33℃,折射率異向性(△n)為0.11,介電各向導性(△ε)為-2.8,旋轉黏性(γ1)為98mPa‧s。另,折射率異向性(△n)、介電各向導性(△ε)及旋轉黏性(γ1)皆為於25℃之測量結果(以下亦同)。
[表3]
(比較例1~4)
使LC-1為100質量份時,添加下述自發配向性單體(P-1)1.0質量份及式(RM-R1)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性化合物之液晶組成物作為比較例1。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-1)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性化合物之液晶組成物作為比較例2。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-1)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.6質量份,將此含有聚合性化合物之液晶組成物作為比較例3。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P- 1)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.9質量份,將此含有聚合性化合物之液晶組成物作為比較例4。
比較例1~4之照射紫外線後之聚合性化合物的垂直配向性測試結果如表2。
(實施例1~111)
分別以下述表3所示之添加量將下述所示之自發配向性單體(P-2)~(P-35)及聚合性單體(RM-1)~(RM-15)添加於LC-1以外,其餘皆以與 比較例1同樣方式製備液晶組成物。
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
關於實施例1~111之低溫保存性,具有長鏈烷基之聚合性單體若經過1星期左右則會開始發生析出。其他含有短鏈烷基或者烷氧基之聚合性化合物其溶解性佳,低溫保存性良好。又,將垂直配向助劑、含有聚合性單體 之液晶組成物封入於單元而成的單元安裝於偏光元件與檢偏鏡(analyzer)正交配置的偏光顯微鏡,觀察透射光。若液晶分子垂直配向,則因偏光板之作用而使得光無法透射過,單元呈現黑色。藉由此測試法評價上述樣品,結果可確認所有樣品皆未產生配向不均,皆呈現出同樣的垂直配向性。將代表性的配向測試之評價結果表示於圖1及圖2。圖1及圖2分別為比較例2、實施例40之經注入液晶之單元於正交偏光(cross nicol)下的照片。於圖1之單元周邊部看起來白白的部分為未作垂直配向而作傾斜或者水平配向的部分,呈現配向不均。於圖1,可看見許多白色部分,存在許多未垂直配向之部位。又,於單元中可看見像是被劃分成4塊之類的區域。此為滴下不均,為於滴入液晶組成物擴展時當組成物彼此相交時皆無法混合所產生之不均,此亦為缺陷之一種。然而,於圖2,幾乎看不見白線,皆呈現黑色。於圖1、圖2中,一部分看起來白白的直線並不是配向不均,而是物理性玻璃上之損傷,故並不是配向不良。因此,此顯示出液晶作一面垂直配向,可確認藉由適當組合上述所示之垂直配向助劑(自發配向性單體)與聚合性單體,可使液晶分子作垂直配向。
又,評價藉由利用照射紫外光之聚合所產生的預傾角,結果確認到所有之樣品皆被賦予適當的傾斜角。而使用有此等之液晶顯示元件由於被賦予有足夠之預傾角,故被確認到夠快速之應答。
又,當以含有實施例2~4等所使用之RM-2~RM-4作為聚合性單體的組成物製作液晶單元時,展開性(潤濕展布)為良好。
(實施例112~129)
對100質量份之液晶組成物LC-1添加自發配向性單體(P-1)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-1)表示之化合物0.5質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例112。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-1 )1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-2)表示之化合物1.0質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例113。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-5)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例114。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-5)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物0.6質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例115。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物0.5質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例116。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物1.0質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例117。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例118。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物0.6質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例119。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-13)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-7)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例120。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P- 13)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-7)表示之化合物0.6質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例121。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-14)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-8)表示之化合物0.5質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例122。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-14)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-8)表示之化合物1.0質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例123。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-1)0.5質量份、自發配向性單體(P-5)1.0質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例124。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-5)0.5質量份、自發配向性單體(P-6)1.2質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物1.0質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例125。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-5)1.0質量份、自發配向性單體(P-8)0.5質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物0.5質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例126。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-5)0.8質量份、自發配向性單體(P-17)0.2質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物1.0質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例127。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.2質量份、自發配向性單體(P-13)0.3質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物0.5質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例128。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、自發配向性單體(P-19)0.5質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-3)表示之化合物0.6質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例129。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、自發配向性單體(P-26)0.3質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物0.5質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例130。
對100質量份之液晶組成物LC-1,添加自發配向性單體(P-6)1.0質量份、自發配向性單體(P-32)0.5質量份、式(RM-R2)表示之化合物0.3質量份及式(RM-4)表示之化合物0.3質量份,將此含有聚合性單體之液晶組成物作為實施例131。
[表9]
對實施例112~123使用1種自發配向性助劑、2種聚合性化合物(或聚合性單體)之情形時的低溫保存性與垂直配向性加以評價,結果可確認即便使用用於比較例之聚合性化合物,藉由重新添加聚合性化合物亦可改善低溫保存性及垂直配向性。當自發配向性單體對液晶之溶解性低的情形時,可降低一成分之濃度,並且加入不同之自發配向性單體,提升垂直配向性。可確認實施例124~131藉由混合2種自發配向性單體與2種聚合性化合物,能改善低溫保存性與垂直配向性。
又,當以含有實施例113~118等所使用之RM-2~RM-4作為聚合性單體的組成物製作液晶單元時,展開性(潤濕展布)為良好。
(實施例132~140)
進一步製備由下述所示之化合物及混合比率構成的組成物來代替組成物LC-1,使所製備之液晶組成物為LC-2~LC-8。
對上述液晶組成物LC-2~LC-8,以適當濃度混合自發配向性單體(P-5、P-6、P-J-23、P-K-5、P-K-6、P-28或P-35)與聚合性單體(RM-2、RM-3或RM-4),與上述同樣地進行配向性測試之評價, 結果確認到配向性較比較例提升。
Claims (14)
- 一種液晶組成物,具有下述通式(I)表示之聚合性單體與自發配向性單體,該自發配向性單體具備與該通式(I)表示之聚合性單體不同的化學構造且具有極性基,
- 如請求項1所述之液晶組成物,其中,於該通式(I)表示之化合物的1分子內,具有彼此相同或不同之2個P 11-S 11-。
- 如請求項1或2所述之液晶組成物,其中,該通式(I)中,n 11為 0或1。
- 如請求項1或2所述之液晶組成物,其中,該通式(I)中,L 10及L 11為單鍵。
- 如請求項1或2所述之液晶組成物,其含有選自通式(N-1)、(N-2)及(N-3)表示之化合物中的化合物1種或2種以上,
- 如請求項1或2所述之液晶組成物,其含有選自通式(L)表示之化合物中的化合物1種或2種以上,
- 如請求項1或2所述之液晶組成物,其中,該極性基為選自由下述式(K-1)~(K-28)組成之群中的1種或2種以上,
- 一種液晶顯示元件,使用有請求項1~7中任一項所述之液晶組成物。
- 一種主動矩陣驅動用液晶顯示元件,使用有請求項1~7中任一項所述之液晶組成物。
- 一種PSA模式、PSVA模式、PS-IPS模式或PS-FSS模式用液晶顯示元件,使用有請求項1~7中任一項所述之液晶組成物。
- 一種液晶組成物,使用於一對基板中之至少一基板表面未具備配向膜的液晶顯示元件,該液晶組成物含有2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物。
- 如請求項11所述之液晶組成物,其含有自發配向性單體,該自發配向性單體具備有與該2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物皆不同的化學構造,且具有極性基。
- 一種於至少一基板表面不具備有配向膜之液晶顯示元件,該液晶顯示元件具有:對向配置之第一基板及第二基板;填充於該第一基板與該第二基板之間的液晶層;呈矩陣狀配置於該第一基板上之複數個閘極匯流線(gate bus line)及資料匯流線(data bus line);設置於該閘極匯流線與資料匯流線之交叉部的薄膜電晶體; 電極層:於每個像素具有藉由該薄膜電晶體驅動之像素電極;共通電極:形成於該第一基板或該第二基板上;及2種以上具有聯苯骨架之聚合性化合物硬化於該第一基板及該第二基板之間而成的樹脂成分。
- 一種下述通式(I)表示之聚合性單體,
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