TW202130793A - 液晶組成物及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明所欲解決的課題在於提供一種包含聚合性化合物的液晶組成物、及提供一種使用所述液晶組成物的液晶顯示元件,所述液晶組成物中,聚合性化合物的聚合速度充分快、且使用所述液晶組成物的液晶顯示元件並無由預傾角的變化引起的顯示不良、或顯示不良極少,所述液晶組成物用於製造具有充分的預傾角、且響應性能優異的PSA型或PSVA型液晶顯示元件。本發明提供一種含有通式(i)所表示的聚合性化合物作為第一成分的液晶組成物,一併提供一種使用所述液晶組成物的液晶顯示元件,藉此解決所述課題。
Description
本發明是有關於一種含聚合性化合物的液晶組成物及使用所述液晶組成物的液晶顯示元件。
聚合物穩定配向(Polymer Sustained Alignment;PSA)型液晶顯示元件為了控制液晶分子的預傾角而具有在單元內形成聚合物結構物的結構,且因高速響應性或高對比度而作為液晶顯示元件被實用化。
PSA型液晶顯示元件的製造是通過如下方式來進行:在基板間注入包含液晶性化合物及聚合性化合物的聚合性組成物,在施加電壓而使液晶分子配向的狀態下使聚合性化合物聚合來固定液晶分子的配向。已知,作為所述PSA型液晶顯示元件的顯示不良的燒印的原因為雜質及液晶分子的配向的變化(預傾角的變化)。
關於由液晶分子的預傾角的變化引起的燒印,在構成顯示元件的情況下,在長時間持續顯示同一圖案時,聚合物的結構發生變化,結果,預傾角發生變化。因此,需要如下聚合性化合物、即形成具有聚合物結構不會發生變化的剛直結構的聚合物的聚合性化合物。
以前,為了通過提高聚合物的剛直性來防止燒印,在專利文獻1中,公開有使用具有聯苯結構作為環結構的聚合性化合物來構成顯示元件,在專利文獻2中,公開有使用具有三聯苯結構作為環結構的聚合性化合物來構成顯示元件。
如所述專利文獻1或所述專利文獻2的實施例所示,進行有如下嘗試:通過使用以下那樣的包括聯苯基骨架的化合物(A)或包括三聯苯骨架的化合物(B),改善由預傾角的變化引起的燒印。
近年來,在液晶元件的製造中,為了提高生產效率而要求聚合速度適度快的液晶組成物。然而,包含化合物(A)或化合物(B)作為主要的聚合性化合物的液晶組成物因聚合速度並不充分,而需要改善。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]WO2010/084823
[專利文獻2]日本專利特開2012-241125號公報
[專利文獻3]日本專利6233550號公報
[發明所要解決的問題]
本發明所欲解決的課題在於提供一種包含聚合性化合物的液晶組成物、及提供一種使用所述液晶組成物的液晶顯示元件,所述液晶組成物中,聚合性化合物的聚合速度充分快、且使用所述液晶組成物的元件並無由預傾角的變化引起的顯示不良、或顯示不良極少,所述液晶組成物用於製造具有充分的預傾角、且響應性能優異的PSA型或聚合物穩定垂直配向(Polymer Stabilized Vertival Alignment,PSVA)型液晶顯示元件。
[解決問題的技術手段]
本發明者等人進行了努力研究,結果發現,通過包含具有特定化學結構的聚合性化合物的液晶組成物,可解決所述課題,從而完成了本申請發明。
即,本發明的目的在於提供一種液晶組成物,其含有通式(i)所表示的聚合性化合物作為第一成分。
進而,本發明的目的在於提供一種液晶顯示元件,其使用所述液晶組成物。
[發明的效果]
本發明的液晶組成物為如下液晶組成物:在不降低折射率各向異性(Δn)及向列相-各向同性液相轉變溫度(Tni)的情況下顯示出低的黏度(η)、小的旋轉黏性(γ1
)、及大的彈性常數(K33),聚合性化合物的聚合速度充分快,無聚合性化合物的析出。使用本發明的液晶組成物的液晶顯示元件可充分獲得預傾角,聚合性化合物的殘留量少,顯示出高的電壓保持率(Voltage Holding Ratio,VHR)與高速響應,且顯示出並無或抑制了配向不良或燒印等顯示不良的優異顯示品質。
本發明的液晶組成物通過使用特定聚合性化合物,可控制預傾角及聚合性化合物的殘留量,通過用於製造的能量成本的最優化及削減,可容易地提高生產效率。因此,本發明的液晶組成物及使用所述液晶組成物的液晶顯示元件非常有用。
本發明的液晶組成物含有一種或兩種以上的通式(i)所表示的聚合性化合物。
(式中,
R101
~R104
分別獨立地表示氫原子、氟原子、-O-(CH2
)m1
-CH3
、-CH2
F、-CHF2
、-CF3
或-Spi3
-Pi3
的任一者,m1表示0、1、2或3,R101
~R104
中的至少一個以上的基表示-O-(CH2
)m1
-CH3
、-CH2
F、-CHF2
、或-CF3
,
Li1
表示單鍵、-C2
H4
-、-C3
H6
-、-C4
H8
-、-OCH2
-、-CH2
O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2
-、-CH2
OCOO-、-OCH2
CH2
O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-CH2
OCO-、-COOCH2
-、-OCOCH2
-、-C2
H4
OCO-、-C2
H4
COO-、-COOC2
H4
-、-OCOC2
H4
-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2
O-、-OCF2
-、-CF2
CH2
-、-CH2
CF2
-、-CF2
CF2
-或-C≡C-(式中,Ra分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4的烷基),
Ai1
表示選自由
(a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可經取代為-O-)、
(b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或未鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)所組成的群組中的基,所述基(a)及基(b)可經碳原子數1~8的烷基或Pi3
-Si3
-取代,
ni1
表示0或1,
Pi1
、Pi2
及Pi3
分別獨立地表示選自式(R-1)~式(R-15)中的聚合性基,
Spi1
、Spi2
及Spi3
分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5的伸烷基,所述伸烷基中的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可以氧原子並不直接鄰接的方式經-O-、-OCO-或-COO-取代)
包含通式(i)所表示的聚合性化合物的液晶組成物的聚合速度適度快,可在短的紫外線照射時間內賦予目標預傾角。進而,若聚合速度適度快,則可減少聚合性化合物的殘留量。因此,可提高PSA型液晶顯示元件製造的生產效率。另外,發揮不會產生由預傾角的變化引起的顯示不良(例如,燒印等不良情況)、或顯示不良極少等效果。再者,本說明書中的顯示不良考慮有由聚合後的預傾角產生經時變化而引起的顯示不良、由未反應的聚合性化合物的殘留量引起的顯示不良、由電壓保持率的降低引起的顯示不良。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,R101
~R104
分別獨立地表示氫原子、氟原子、-O-(CH2
)m1
-CH3
、-CH2
F、-CHF2
、-CF3
或-Spi3
-Pi3
的任一者,m1表示0、1、2或3。此處,R101
~R104
中的至少一個以上的基表示m1為0、1、2或3的-O-(CH2
)m1
-CH3
、-CH2
F、-CHF2
、或-CF3
,R101
~R104
中的至少一個以上的基優選為m1為0或1的-O-(CH2
)m1
-CH3
所表示的基,優選為R101
~R104
中的至少一個以上的基為m1=0即-OCH3
,優選為R101
~R104
中的一個基為-OCH3
。如此,R101
~R104
中的至少一個以上的基表示-O-(CH2
)m1
-CH3
、-CH2
F、-CHF2
、或-CF3
,此外的R101
~R104
基表示氫原子、氟原子或-Spi3
-Pi3
,優選為氫原子或氟原子。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Li1
表示單鍵、-C2
H4
-、-C3
H6
-、-C4
H8
-、-OCH2
-、-CH2
O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2
-、-CH2
OCOO-、-OCH2
CH2
O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-CH2
OCO-、-COOCH2
-、-OCOCH2
-、-C2
H4
OCO-、-C2
H4
COO-、-COOC2
H4
-、-OCOC2
H4
-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2
O-、-OCF2
-、-CF2
CH2
-、-CH2
CF2
-、-CF2
CF2
-或-C≡C-(式中,Ra分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4的烷基),Li1
優選為單鍵、-C2
H4
-、-OCH2
-、-CH2
O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-或-COO-CH=CH-COO-,Li1
優選為單鍵、-C2
H4
-、-OCH2
-、-CH2
O-、-CO-、-COO-或-OCO-,Li1
優選為單鍵、-OCH2
-或-CH2
O-,Li1
優選為單鍵。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Ai1
表示選自由(a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可經取代為-O-)或(b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或未鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)所組成的群組中的基,所述基(a)及基(b)可經碳原子數1~8的烷基或Pi3
-Si3
-取代,Ai1
優選為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,Ai1
優選為1,4-伸苯基。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,ni1
表示0或1,就對液晶組成物的溶解性更良好的方面而言,ni1
優選為0。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Pi1
、Pi2
及Pi3
分別獨立地如所述那樣表示選自下述式(R-1)~式(R-15)中的基。
Pi1
及Pi2
優選為分別獨立地選自式(R-1)~式(R-6)中,優選為選自式(R-1)~式(R-3)、式(R-6)中,優選為選自式(R-1)~式(R-3)中,優選為選自式(R-1)或式(R-2)中。Pi1
及Pi2
分別可為相同的基,也可為不同的基,優選為Pi1
及Pi2
表示相同的基,優選為Pi1
及Pi2
均表示式(R-1)或式(R-2),優選為Pi1
及Pi2
均表示式(R-2)。
Pi3
優選為選自式(R-1)~式(R-6)中,優選為選自式(R-1)~式(R-3)、式(R-6)中,優選為選自式(R-1)~式(R-3)中,優選為選自式(R-1)或式(R-2)中。
在所述通式(i)所表示的聚合性化合物中,Spi1
、Spi2
及Spi3
分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5的伸烷基,所述伸烷基中的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可以氧原子並不直接鄰接的方式經-O-、-OCO-或-COO-取代。優選為Spi1
、Spi2
及Spi3
分別獨立地為單鍵或選自碳原子數1~3的伸烷基中,優選為Spi1
或Spi2
的任一者表示單鍵、另一者選自碳原子數1~3的伸烷基中,優選為Spi1
及Spi2
均為單鍵。在Spi1
、Spi2
及Spi3
為單鍵的情況下,紫外線照射後的聚合性化合物的殘留量充分少,更不易產生由預傾角的變化引起的顯示不良。
本發明的含聚合性化合物的液晶組成物中含有一種或兩種以上的通式(i)所表示的聚合性化合物作為第一成分,具體而言,含有一種或兩種以上的選自下述式(i-1)~式(i-25)中的聚合性化合物作為第一成分,本發明的液晶組成物中的第一成分的含量的下限優選為0.01質量%,優選為0.02質量%,優選為0.03質量%,優選為0.04質量%,優選為0.05質量%,優選為0.06質量%,優選為0.07質量%,優選為0.08質量%,優選為0.09質量%,優選為0.1質量%,優選為0.12質量%,優選為0.15質量%,優選為0.17質量%,優選為0.2質量%,優選為0.22質量%,優選為0.25質量%,優選為0.27質量%,優選為0.3質量%,優選為0.32質量%,優選為0.35質量%,優選為0.37質量%,優選為0.4質量%,優選為0.42質量%,優選為0.45質量%,優選為0.5質量%,優選為0.55質量%。
另外,本發明的液晶組成物中的第一成分的含量的上限優選為5.0質量%,優選為4.5質量%,優選為4.0質量%,優選為3.5質量%,優選為3.0質量%,優選為2.5質量%,優選為2質量%,優選為1.5質量%,優選為1.0質量%,優選為0.95質量%,優選為0.9質量%,優選為0.85質量%,優選為0.8質量%,優選為0.75質量%,優選為0.7質量%,優選為0.65質量%,優選為0.6質量%,優選為0.55質量%,優選為0.5質量%,優選為0.45質量%,優選為0.4質量%。
若進一步進行詳述,則為了聚合性化合物的殘留量少且在製成液晶顯示元件時獲得高的電壓保持率(VHR),優選為將本發明的液晶組成物中的作為第一成分的通式(i)所表示的聚合性化合物、具體而言、選自下述式(i-1)~式(i-25)中的聚合性化合物的含量設為0.1質量%~1.5質量%的範圍內。另外,在重視抑制低溫下的聚合性化合物的析出的情況下,本發明的液晶組成物中的第一成分的含量優選為0.01質量%~1.0質量%的範圍內。進而,在本發明的液晶組成物含有多種作為第一成分的通式(i)所表示的聚合性化合物的情況下,優選為各自的含量為0.01質量%~0.6質量%的範圍內。另外,在本發明的液晶組成物使用通式(i)所表示的聚合性化合物以外的聚合性化合物作為主要的聚合性化合物、且併用通式(i)所表示的聚合性化合物作為副聚合性化合物的情況下,優選為通式(i)所表示的聚合性化合物的含量為0.01質量%~0.1質量%的範圍內。因此,為了解決這些所有的課題,特別理想的是將本發明的液晶組成物中的第一成分在0.02質量%~1.0質量%的範圍內調整。
作為所述通式(i)所表示的聚合性化合物,具體而言,優選為使用一種或兩種以上的選自式(i-1)~式(i-25)中的聚合性化合物。
所述式(i-1)~式(i-25)所表示的化合物中,就對液晶組成物的溶解性變得良好的觀點而言,進而優選為使用一種或兩種以上的選自式(i-1)、式(i-2)、式(i-6)、式(i-7)、式(i-10)、式(i-11)、式(i-15)、式(i-16)中的聚合性化合物。進而,除了所述觀點以外,就傾斜角穩定性高(不易產生燒印)、且能夠以快的速度充分聚合的觀點而言,優選為使用一種或兩種以上的選自式(i-1)、式(i-6)、式(i-10)、式(i-15)中的聚合性化合物,更優選為使用式(i-1)、式(i-6)、式(i-10)所表示的化合物,特別優選為使用式(i-1)、式(i-6)所表示的化合物。
在本發明的液晶組成物中,除了含有所述通式(i)所表示的聚合性化合物以外,還可含有一種或兩種以上的通式(RM-22)或通式(RM-23)所表示的聚合性化合物作為聚合性化合物的第二成分。
(式中,P5
、P6
、P7
及P8
分別獨立地表示式(R-1)~式(R-15)所表示的聚合性基,
S5
、S6
、S7
及S8
分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5的伸烷基,所述伸烷基中的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可經-O-、-OCO-或-COO-取代,A1
~A8
分別獨立地表示碳原子數1~5的烷基、碳原子數1~5的烷氧基、氟原子或氫原子,B1
~B12
分別獨立地表示碳原子數1~5的烷基、碳原子數1~5的烷氧基、氟原子或氫原子)
作為聚合性化合物的第二成分,通式(RM-22)所表示的聚合性化合物優選為通式(RM-2221)~通式(RM-2229)、通式(RM-221)~通式(RM-225)及通式(RM-22M1)~通式(RM-22M9)所表示的聚合性化合物。
(式中,P5
及P6
分別獨立地表示式(R-1)~式(R-15)所表示的聚合性基,
S5
及S6
分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5的伸烷基,所述伸烷基中的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可經-O-、-OCO-或-COO-取代)
所述通式(RM-2221)~通式(RM-2229)、通式(RM-221)~通式(RM-225)及通式(RM-22M1)~通式(RM-22M9)所表示的聚合性化合物中,P5
及P6
優選為分別獨立地選自式(R-1)~式(R-3)中的基,優選為選自式(R-1)或式(R-2)中的基。另外,S5
及S6
優選為單鍵。
作為聚合性化合物的第二成分,通式(RM-23)所表示的聚合性化合物優選為通式(RM-2331)~通式(RM-2355)所表示的聚合性化合物。
(式中,P7
及P8
分別獨立地表示式(R-1)~式(R-15)所表示的聚合性基,
S7
及S8
分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5的伸烷基,所述伸烷基中的一個-CH2
-或未鄰接的兩個以上的-CH2
-可經-O-、-OCO-或-COO-取代)
所述通式(RM-2331)~通式(RM-2355)所表示的聚合性化合物中,P7
及P8
優選為分別獨立地選自式(R-1)~式(R-3)中的基,優選為選自式(R-1)或式(R-2)中的基。另外,S7
及S8
優選為單鍵。
本發明的含聚合性化合物的液晶組成物中可含有一種或兩種以上的選自通式(RM-22)或通式(RM-23)中的聚合性化合物作為聚合性化合物的第二成分,具體而言,可含有一種或兩種以上的選自所述通式(RM-2221)~通式(RM-2229)、通式(RM-221)~通式(RM-225)及通式(RM-22M1)~通式(RM-22M9)、通式(RM-2331)~通式(RM-2355)中的聚合性化合物作為聚合性化合物的第二成分,聚合性化合物的第二成分的含量的下限值為0質量%,優選為0.05質量%,優選為0.1質量%,優選為0.15質量%,優選為0.20質量%,優選為0.22質量%,優選為0.23質量%,優選為0.24質量%,進而優選為0.26質量%。另外,上限值為0.50質量%,優選為0.45質量%,優選為0.40質量%,優選為0.35質量%,優選為0.30質量%,進而優選為0.28質量%。
本發明的液晶組成物中的聚合性化合物的第一成分與第二成分的合計含量的下限值優選為0.1質量%,優選為0.15質量%,優選為0.21質量%,優選為0.24質量%,優選為0.26質量%,優選為0.28質量%,優選為0.30質量%。另外,上限值優選為0.60質量%,優選為0.50質量%,優選為0.48質量%,優選為0.45質量%,優選為0.42質量%,優選為0.40質量%,優選為0.35質量%,進而優選為0.30質量%。本發明的液晶組成物可併用必需的第一成分與作為任意成分的第二成分作為聚合性化合物。再者,在使用第二成分作為主要的聚合性化合物、並使用通式(i)所表示的第一成分作為副聚合性化合物、即作為第二聚合性化合物的助劑發揮作用的情況下,通式(i)所表示的聚合性化合物可補充由作為主成分的第二成分的聚合性化合物帶來的配向限制力。
本發明的液晶組成物優選為含有一種或兩種以上的選自下述通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物群組中的化合物。這些化合物相當於在介電上具有負的各向異性的化合物。這些化合物中,Δε的符號為負,其絕對值顯示大於2的值。再者,化合物的Δε是根據向25℃下在介電上幾乎為中性的組成物中添加所述化合物而成的組成物的介電常數各向異性的測定值外推的值。
本發明的液晶組成物優選為含有一種或兩種以上的選自下述通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)及通式(N-04)所表示的化合物群組中的化合物。
通式(N-01)~通式(N-05)中,R21
及R22
分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數1~8的烷氧基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數2~8的烯氧基,所述基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH2
-可分別獨立地經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,Z1
分別獨立地表示單鍵、-CH2
CH2
-、-OCH2
-、-CH2
O-、-COO-、-OCO-、-OCF2
-、-CF2
O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,m分別獨立地表示1或2。
通式(N-01)~通式(N-05)中,R21
優選為碳原子數2~8的烯基或碳原子數1~8的烷基,更優選為碳原子數2~5的烯基或碳原子數1~5的烷基,進而優選為碳原子數2的烯基或碳原子數1~4的烷基。
通式(N-01)~通式(N-05)中,R22
優選為碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基,更優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,進而優選為碳原子數1~4的烷氧基。
通式(N-01)~通式(N-05)中,R21
及R22
在為烯基的情況下,優選為選自式(R1)~式(R5)(各式中的黑點表示環結構中的碳原子)中的任一者所表示的基中,進而優選為式(R1)或式(R2)。
其中,R21
及R22
為烯基的化合物的含量以盡可能少為宜,優選為不含。
通式(N-01)中,Z1
優選為單鍵或-CH2
O-。
通式(N-02)中,Z1
優選為單鍵。
通式(N-04)中,Z1
分別獨立地表示單鍵、-CH2
CH2
-、-OCH2
-、-CH2
O-、-COO-、-OCO-、-OCF2
-、-CF2
O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,優選為單鍵、-CH2
CH2
-、-OCH2
-、-CH2
O-,更優選為單鍵或-CH2
O-。
通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物的氟原子可經相同的鹵素族即氯原子取代。其中,經氯原子取代的化合物的含量以盡可能少為宜,優選為不含。
通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物的環上存在的氫原子可經氟原子或氯原子取代,但氯原子並不優選。
通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物優選為Δε為負且其絕對值大於3的化合物。具體而言,R22
優選為表示碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基,特別優選為碳原子數1~4的烷氧基。
本發明的液晶組成物優選為含有一種或兩種以上的選自通式(N-01-1)、通式(N-01-2)、通式(N-01-3)及通式(N-01-4)所表示的化合物群組中的化合物作為通式(N-01)所表示的化合物。
(式中,R21
表示與所述相同的含義,R23
分別獨立地表示碳原子數1~4的烷氧基)
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及一種或兩種以上的選自通式(N-01-1)~通式(N-01-4)所表示的化合物群組中的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-01-1)所表示的化合物及通式(N-01-2)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-01-3)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有一種或兩種以上的選自通式(N-02-1)、通式(N-02-2)及通式(N-02-3)所表示的化合物群組中的化合物作為通式(N-02)所表示的化合物。
(式中,R21
表示與所述相同的含義,R23
分別獨立地表示碳原子數1~4的烷氧基)
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-02-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-02-3)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-02-1)所表示的化合物、通式(N-01-1)及通式(N-01-2)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有一種或兩種以上的通式(N-03-1)所表示的化合物作為通式(N-03)所表示的化合物。
(式中,R21
表示與所述相同的含義,R23
表示碳原子數1~4的烷氧基)
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-01-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物、通式(N-01-1)所表示的化合物及通式(N-01-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-03-1)所表示的化合物及通式(N-01-3)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有一種或兩種以上的通式(N-04-1)所表示的化合物作為通式(N-04)所表示的化合物。
(式中,R21
表示與所述相同的含義,R23
表示碳原子數1~4的烷氧基)
本發明的液晶組成物優選為同時含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-04-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物特別優選為同時含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物特別優選為同時含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-3)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物特別優選為同時含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物特別優選為同時含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物特別優選為同時含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分以及通式(N-04-1)所表示的化合物及通式(N-01-4)所表示的化合物及通式(N-02-1)所表示的化合物及通式(N-03-1)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物也可含有選自式(N-05-1)~式(N-05-3)所表示的化合物群組中的化合物作為通式(N-05)所表示的化合物。
相對於本發明的液晶組成物的總量,通式(N-01)所表示的化合物的優選的含量的下限值為0%,為1%,為5%,為10%,為20%,為30%,為40%,為50%,為55%,為60%,為65%,為70%,為75%,為80%。優選的含量的上限值為95%,為85%,為75%,為65%,為55%,為45%,為35%,為25%,為20%,為15%,為10%。
相對於本發明的液晶組成物的總量,通式(N-02)所表示的化合物的優選的含量的下限值為0%,為1%,為5%,為10%,為20%,為30%,為40%,為50%,為55%,為60%,為65%,為70%,為75%,為80%。優選的含量的上限值為95%,為85%,為75%,為65%,為55%,為45%,為35%,為25%,為20%,為15%,為10%。
相對於本發明的液晶組成物的總量,通式(N-03)所表示的化合物的優選的含量的下限值為0%,為1%,為5%,為10%,為20%,為30%,為40%,為50%,為55%,為60%,為65%,為70%,為75%,為80%。優選的含量的上限值為95%,為85%,為75%,為65%,為55%,為45%,為35%,為25%,為20%,為15%,為10%。
相對於本發明的液晶組成物的總量,通式(N-04)所表示的化合物的優選的含量的下限值為0%,為1%,為5%,為10%,為20%,為30%,為40%,為50%,為55%,為60%,為65%,為70%,為75%,為80%。優選的含量的上限值為95%,為85%,為75%,為65%,為55%,為45%,為35%,為25%,為20%,為15%,為10%。
相對於本發明的液晶組成物的總量,式(N-05)所表示的化合物的優選的含量的下限值為0%,為2%,為5%,為8%,為10%,為13%,為15%,為17%,為20%。優選的含量的上限值為30%,為28%,為25%,為23%,為20%,為18%,為15%,為13%。
本發明的液晶組成物也可還含有一種或兩種以上的通式(N-06)所表示的化合物。
(式中,R21
及R22
表示與所述相同的含義)
通式(N-06)所表示的化合物在想要調整各種物性時有效,可用於獲得大的折射率各向異性(Δn)、高的TNI
、大的Δε。
相對於本發明的液晶組成物的總量,式(N-06)所表示的化合物的優選的含量的下限值為0%,為2%,為5%,為8%,為10%,為13%,為15%,為17%,為20%。優選的含量的上限值為30%,為28%,為25%,為23%,為20%,為18%,為15%,為13%,為10%,為5%。
本發明的液晶組成物含有一種或兩種以上的選自通式(NU-01)~通式(NU-08)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,RNU11
、RNU12
、RNU21
、RNU22
、RNU31
、RNU32
、RNU41
、RNU42
、RNU51
、RNU52
、RNU61
、RNU62
、RNU71
、RNU72
、RNU81
及RNU82
分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數1~8的烷氧基、碳原子數2~8的烯基或碳原子數2~8的烯氧基,所述基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH2
-可分別獨立地經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)
若進一步進行詳述,則RNU11
、RNU12
、RNU21
、RNU22
、RNU31
、RNU32
、RNU41
、RNU42
、RNU51
、RNU52
、RNU61
、RNU62
、RNU71
、RNU72
、RNU81
及RNU82
優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的烷氧基,進而優選為碳原子數1~5的烷基。在重視響應速度的情況下,至少一個RNU11
、RNU21
、RNU41
及RNU51
優選為碳原子數2~3的烯基,優選為所述式(R2)所表示的烯基。
相對於本發明的液晶組成物的總量,具有烯基的化合物優選為30%以下,優選為25%以下,優選為20%以下,優選為15%以下,優選為10%以下,優選為5%以下。在重視高VHR的情況下,具有烯基的化合物優選為10%以下,優選為5%以下,優選為1%以下,優選為不含。
若進一步進行詳述,則RNU11
、RNU21
、RNU31
、RNU41
、RNU51
、RNU61
、RNU71
、RNU81
特別優選為碳原子數1~5的烷基,RNU12
、RNU22
、RNU32
、RNU42
、RNU52
、RNU62
、RNU72
及RNU82
特別優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的烷氧基。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-03)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-03)所表示的化合物及通式(NU-04)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-03)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-06)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-07)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-08)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物進而優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物。此處,通式(NU-01)中,RNU51
特別優選為碳原子數1~5的烷基,RNU52
特別優選為碳原子數1~5的烷基。
本發明的液晶組成物進而優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。此處,通式(NU-01)中,RNU51
特別優選為碳原子數1~5的烷基,RNU52
特別優選為碳原子數1~5的烷基。
本發明的液晶組成物進而優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。此處,通式(NU-01)中,RNU51
特別優選為碳原子數1~5的烷基,RNU52
特別優選為碳原子數1~5的烷基。
本發明的液晶組成物進而優選為含有通式(NU-01)所表示的化合物及通式(NU-02)所表示的化合物及通式(NU-03)所表示的化合物以及通式(NU-05)所表示的化合物。
本發明的液晶組成物進而優選為含有通式(NU-02)所表示的化合物及通式(NU-05)所表示的化合物。
通式(NU-01)所表示的化合物的含量優選為1質量%~60質量%,更優選為10質量%~50質量%,進而優選為15質量%~40質量%。
通式(NU-02)所表示的化合物的含量優選為1質量%~40質量%,更優選為5質量%~25質量%,進而優選為5質量%~25質量%。
通式(NU-03)所表示的化合物的含量優選為1質量%~20質量%,更優選為1質量%~15質量%,進而優選為1質量%~10質量%。
通式(NU-04)所表示的化合物的含量優選為1質量%~30質量%,更優選為3質量%~20質量%,進而優選為3質量%~10質量%。
通式(NU-05)所表示的化合物的含量優選為1質量%~30質量%,更優選為1質量%~20質量%,進而優選為3質量%~20質量%。
通式(NU-06)所表示的化合物的含量優選為1質量%~30質量%,更優選為3質量%~20質量%,進而優選為3質量%~10質量%。
通式(NU-07)所表示的化合物的含量優選為1質量%~30質量%,更優選為3質量%~20質量%,進而優選為3質量%~10質量%。
通式(NU-08)所表示的化合物的含量優選為1質量%~30質量%,更優選為3質量%~20質量%,進而優選為3質量%~10質量%。
本發明的液晶組成物可含有一種或兩種以上的專利文獻3(日本專利第6233550號)的段落0236~段落0509中記載的介電常數各向異性為正的化合物。進而優選為具有三聯苯結構或四苯基結構且介電常數各向異性Δε大於+2的化合物。再者,化合物的Δε是根據向25℃下在介電上幾乎為中性的組成物中添加所述化合物而成的組成物的介電常數各向異性的測定值外推的值。所述化合物例如根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、折射率各向異性等所期望的性能進行組合使用,特別是可使含有聚合性化合物的液晶組成物中的聚合性化合物的反應性加速。
關於具有三聯苯結構或四苯基結構且介電常數各向異性Δε大於+2的化合物,相對於本發明的液晶組成物的總量,優選的含量的下限值為0.1%,為0.5%,為1%,為1.5%,為2%,為2.5%,為3%,為4%,為5%,為10%。相對於本發明的液晶組成物的總量,優選的含量的上限值例如在本發明的一形態中為20%,為15%,為10%,為9%,為8%,為7%,為6%,為5%,為4%,為3%。
本發明的液晶組成物可含有一種或兩種以上的專利文獻3(日本專利第6233550號)的段落0624~段落0642中記載的介電常數各向異性幾乎為中性(Δε為-2~+2)的化合物。
本發明的液晶組成物除了含有所述化合物以外,也可含有通常的向列液晶、層列液晶、膽甾醇液晶、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)所表示的受阻酚。
通式(H-1)~通式(H-3)中,RH1
分別獨立地表示碳原子數1~10的烷基、碳原子數1~10的烷氧基、碳原子數2~10的烯基或碳原子數2~10的烯氧基,基中存在的一個-CH2
-或非鄰接的兩個以上的-CH2
-可分別獨立地經取代為-O-或-S-,另外,基中存在的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經取代為氟原子或氯原子。更具體而言,優選為碳原子數2~7的烷基、碳原子數2~7的烷氧基、碳原子數2~7的烯基或碳原子數2~7的烯氧基,進而優選為碳原子數3~7的烷基或碳原子數2~7的烯基。
通式(H-4)中,MH4
表示碳原子數1~15的伸烷基(所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH2
-可以氧原子並不直接鄰接的方式經取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH2
-、-CH2
O-、-COO-、-OCO-、-CF2
O-、-OCF2
-、-CF2
CF2
-、-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-伸苯基中的任意的氫原子可經氟原子取代)或反式-1,4-伸環己基,優選為碳原子數1~14的伸烷基,若考慮到揮發性,則碳原子數優選為較大的數值,若考慮到黏度,則碳原子數優選為不過於大,因此進而優選為碳原子數2~12,進而優選為碳原子數3~10,進而優選為碳原子數4~10,進而優選為碳原子數5~10,進而優選為碳原子數6~10。
通式(H-1)~通式(H-4)中,1,4-伸苯基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH=可經-N=取代。另外,1,4-伸苯基中的氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代。
通式(H-2)及通式(H-4)中的1,4-伸環己基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH2
-可經-O-或-S-取代。另外,1,4-伸環己基中的氫原子也可分別獨立地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)。
在本發明的液晶組成物含有抗氧化劑的情況下,所述抗氧化劑的下限優選為10質量ppm,優選為20質量ppm,優選為50質量ppm,所述抗氧化劑的上限為10000質量ppm,優選為1000質量ppm,優選為500質量ppm,優選為100質量ppm。
本發明的液晶組成物的向列相-各向同性液相轉變溫度(TNI
)為60℃~120℃,更優選為70℃~100℃,特別優選為70℃~85℃。再者,在本發明中,將60℃以上表述為TNI
高。
在液晶電視機用途的情況下,TNI
優選為70℃~80℃,在移動用途的情況下,TNI
優選為80℃~90℃,在公共資訊顯示器(Public Information Display,PID)等室外顯示用途的情況下,TNI
優選為90℃~110℃。
本發明的液晶組成物在20℃下的折射率各向異性(Δn)為0.08~0.14,更優選為0.09~0.13,特別優選為0.09~0.12。若進一步進行詳述,則在對應於薄的單元間隙時優選為0.10~0.13,在對應於厚的單元間隙時優選為0.08~0.10。再者,本發明的液晶組成物特別優選為在20℃下的折射率各向異性(Δn)為0.098~0.118。
本發明的液晶組成物在20℃下的旋轉黏性(γ1
)為50 mPa·s~160 mPa·s,優選為55 mPa·s~160 mPa·s,優選為60 mPa·s~160 mPa·s,優選為80 mPa·s~150 mPa·s,優選為90 mPa·s~140 mPa·s,優選為90 mPa·s~130 mPa·s,優選為90 mPa·s~115 mPa·s。
本發明的液晶組成物在20℃下的介電常數各向異性(Δε)為-1.7~-4.0,優選為-1.7~-3.5,更優選為-1.8~-3.5,更優選為-1.9~-3.3。
本發明的液晶組成物優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分,還含有一種或兩種以上的選自通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)、通式(N-05)及視需要的通式(N-06)所表示的化合物群組中的化合物,且還含有一種或兩種以上的選自通式(NU-01)~通式(NU-08)所表示的化合物群組中的化合物,這些化合物的含量的合計的上限值優選為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%,這些化合物的含量的合計的下限值優選為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%、100質量%。
本發明的液晶組成物特別優選為含有作為第一成分的聚合性化合物及任意的聚合性化合物的第二成分,還含有一種或兩種以上的選自通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)及通式(N-04)所表示的化合物群組中的化合物,且還含有一種或兩種以上的選自通式(NU-01)~通式(NU-08)所表示的化合物群組中的化合物,這些化合物的含量的合計的上限值優選為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%,這些化合物的含量的合計的下限值優選為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%、100質量%。
本發明的液晶組成物可賦予充分快的聚合速度與充分大的預傾角。另外,關於使用了本發明的液晶組成物的液晶顯示元件,聚合後的液晶顯示元件中的聚合性化合物的殘存量少,不會產生或可顯著抑制4K或8K等高精細的PSA型或PSVA型的液晶顯示元件的燒印(Image Sticking,IS)等顯示不良。根據以上,可顯著提高4K或8K等高精細的PSA型或PSVA型的液晶顯示元件的生產效率,產業上的利用價值非常高。
本發明的液晶組成物對於主動矩陣驅動用液晶顯示元件而言有用,可用於PSA、PSVA、聚合物穩定(Polymer Sustained,PS)-共面切換(in-plane switching,IPS)、PS-邊緣場切換(fringe field switching,FFS)、NPS或PI-less等液晶顯示元件。
本發明的液晶顯示元件優選為具有:相向配置的第一基板及第二基板;設置於所述第一基板或所述第二基板的共用電極;設置於所述第一基板或所述第二基板的具有薄膜電晶體的畫素電極;以及設置於所述第一基板與第二基板之間的含有液晶組成物的液晶層。也可視需要以與所述液晶層抵接的方式,在第一基板及/或第二基板的至少一個基板的相向面側設置控制液晶分子的配向方向的配向膜。作為所述配向膜,可結合液晶顯示元件的驅動模式,適宜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)等公知的配向膜。進而,可在第一基板或第二基板上適宜設置彩色濾光片,另外可在所述畫素電極或共用電極上設置彩色濾光片。
本發明的液晶顯示元件中使用的液晶單元的兩張基板可使用如玻璃或塑膠那樣具有柔軟性的透明材料,另一方面也可為矽等不透明的材料。具有透明電極層的透明基板例如可通過在玻璃板等透明基板上濺鍍銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)而獲得。
彩色濾光片例如可通過顏料分散法、印刷法、電沉積法或染色法等製成。若將利用顏料分散法的彩色濾光片的製成方法作為一例進行說明,則將彩色濾光片用硬化性著色組成物塗布在所述透明基板上,實施圖案化處理,然後通過加熱或光照射使其硬化。通過對紅、綠、藍3色分別進行所述步驟,可製成彩色濾光片用畫素部。除此以外,也可在所述基板上設置畫素電極,所述畫素電極設置有薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)、薄膜二極體、金屬絕緣體金屬比電阻元件等主動元件。
優選為以共用電極或畫素電極層成為內側的方式使所述第一基板及所述第二基板相向。
第一基板與第二基板的間隔可經由間隙物進行調整。此時,優選為以所獲得的調光層的厚度成為1 μm~100 μm的方式進行調整。進而優選為1.5 μm~10 μm,在使用偏振片的情況下,優選為以使對比度最大化的方式調整液晶的折射率各向異性Δn與單元厚度d的乘積。另外,在具有兩張偏振片的情況下,也可調整各偏振片的偏振軸來進行調整,以使視角或對比度變得良好。進而,也可使用用於擴大視角的相位差膜。作為間隙物,例如可列舉玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、光致抗蝕劑材料等。然後,將環氧系熱硬化性組成物等密封劑在設置有液晶注入口的形態下絲網印刷在所述基板,將所述基板彼此貼合,並進行加熱來使密封劑熱硬化。
在兩張基板之間夾持液晶組成物的方法可使用通常的真空注入法或液晶滴注(One Drop Fill,ODF)法等。
作為使本發明的液晶組成物中所含的聚合性化合物聚合的方法,為了獲得液晶的良好的配向性能,理想的是以適度的聚合速度進行聚合,因此優選為通過將紫外線或電子束等活性能量線單獨或一併或依次照射來進行聚合的方法。在使用紫外線時,可使用偏振光源,也可使用非偏振光源。另外,在將液晶組成物夾持在兩張基板之間的狀態下進行聚合時,至少照射面側的基板必須被賦予對活性能量線的適當的透明性。另外,也可使用如下方法:在光照射時使用罩幕僅使特定的部分聚合後,通過使電場或磁場或溫度等條件產生變化來使未聚合部分的配向狀態產生變化,進而照射活性能量線進行聚合。特別是在進行紫外線曝光時,優選為一邊對液晶組成物施加直流電場或交流電場一邊進行紫外線曝光。再者,所施加的交流電場優選為頻率1 Hz~10 kHz的交流電場,更優選為頻率60 Hz~10 kHz,電壓取決於液晶顯示元件的所期望的預傾角進行選擇。即,可根據所施加的電壓控制液晶顯示元件的預傾角。在PSA型或PSVA型的液晶顯示元件中,就配向穩定性及對比度的觀點而言,優選為將預傾角控制為80度~89.9度。進而,更優選為以使預傾角大至80度~89度且被賦予適當的傾斜角的方式進行控制。在PSA型或PSVA型的液晶顯示元件中,若在元件的製造後聚合性化合物未聚合而直接殘存,則會產生燒印(IS)。所述殘存的聚合性化合物的量優選為150 ppm以下,優選為140 ppm以下,優選為130 ppm以下,優選為120 ppm以下,優選為110 ppm以下,特別優選為100 ppm以下。
使本發明的液晶組成物中所含的聚合性化合物聚合時使用的紫外線或電子束等活性能量線的照射時的溫度並無特別限制。例如,在將本發明的液晶組成物適用於包括具有配向膜的基板的液晶顯示元件的情況下,優選為在保持所述液晶組成物的液晶狀態的溫度範圍內。即,優選為在15℃~50℃下聚合。
作為產生紫外線的燈,可使用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等,優選為牛尾(USHIO)公司的超高壓UV燈、東芝(TOSHIBA)公司的螢光型紫外線燈。另外,作為照射的紫外線的波長,優選為照射並非液晶組成物的吸收波長區域的波長區域的紫外線,優選為視需要將紫外線截止來使用。照射的紫外線的強度優選為0.1 mW/cm2
~100 W/cm2
,進而優選為2 mW/cm2
~50 W/cm2
。照射的紫外線的能量可適宜調整,優選為10 mJ/cm2
~500 J/cm2
,進而優選為100 mJ/cm2
~200 J/cm2
。
[實施例]
以下列舉實施例來對本發明進一步進行詳述,但本發明並不限定於這些實施例。另外,以下的實施例及比較例的組成物中的「%」是指「質量%」。在實施例中,對於化合物的記載使用以下的略號。
只要未特別記載,則各物性值是基於電子資訊技術產業協會標準(Japan Electronics and Information Technology Industries Association,JEITA)ED-2521B 2009年3月修訂 社團法人 電子資訊技術產業協會發行中記載的方法測定。
(側鏈)
-n -Cn
H2n+1
碳數n的直鏈狀烷基
n- Cn
H2n+1
- 碳數n的直鏈狀烷基
-On -OCn
H2n+1
碳數n的直鏈狀烷氧基
nO- Cn
H2n+1
O- 碳數n的直鏈狀烷氧基
-V -CH=CH2
V- CH2
=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3
-CH=CH-
-F -F
-OCF3 -OCF3
(連結基)
-1O- -CH2
-O-
-O1- -O-CH2
-
-2- -CH2
-CH2
-
-COO- -COO-
-OCO- -OCO-
- 單鍵
實施例中,所測定的特性如下所述。
Tni:向列相-各向同性液相轉變溫度(℃)
Δn:20℃下的折射率各向異性
Δε:20℃下的介電常數各向異性
γ1
:20℃下的旋轉黏性(mPa·s)
RM:照射了60分鐘313 nm的照度3 mW/cm2
的UV光後的液晶顯示元件中的殘存單體量(ppm)
Tilt:照射了2分鐘313 nm的照度3 mW/cm2
的UV光後的液晶顯示元件的預傾角(°)
IS:準備照射了60分鐘313 nm的照度3 mW/cm2
的UV光後的液晶顯示元件,將維持一定時間驅動狀態後的預傾角的變化量乘以100倍的值
VHR:準備照射了60分鐘313 nm的照度3 mW/cm2
的UV光後的液晶顯示元件,在1 V、60 Hz、60℃下測定時的電壓保持率(%)
(液晶組成物的製備與評價結果)
製備液晶組成物(LC-1)~液晶組成物(LC-5),測定其物性值。這些液晶組成物的成分比與其物性值如表1所示。
[表1]
LC-1 | LC-2 | LC-3 | LC-4 | LC-5 | |
3-Cy-1O-Ph23-O2 | 8.5 | 13 | 10 | - | 5 |
1-Cy-Cy-1O-Ph23-O2 | - | - | - | - | 4 |
3-Cy-Cy-1O-Ph23-O2 | 16 | 11 | 12 | - | 14.5 |
1V-Cy-Cy-1O-Ph23-O2 | - | 6 | 7 | - | 7 |
V-Cy-Cy-1O-Ph23-O2 | - | - | 3 | - | - |
3-Ph-Ph23-O2 | - | - | - | 5 | - |
3-Cy-Ph23-O2 | - | - | - | 15.5 | - |
3-Cy-Cy-Ph23-O1 | - | - | - | 3.5 | |
3-Cy-Cy-Ph23-O2 | - | - | - | 12.5 | |
2-Cy-Ph-Ph23-O2 | 6 | 7 | - | 5.5 | 2.5 |
3-Cy-Ph-Ph23-O2 | 12 | 12 | - | 10 | 12.5 |
2-Ph-2-Ph-Ph23-O2 | - | - | 6.5 | - | - |
3-Ph-2-Ph-Ph23-O2 | - | - | 6.5 | - | - |
3-Cy-Cy-V | - | - | 30 | - | - |
3-Cy-Cy-V1 | - | - | 6 | 8 | - |
3-Cy-Cy-2 | 23 | 23 | - | 17 | 18.5 |
3-Cy-Cy-4 | 2.5 | 5 | - | 7 | - |
3-Cy-Cy-5 | 2.5 | 7 | - | - | - |
3-Cy-Ph-O1 | 12 | 3 | 10 | 4.5 | 21.5 |
3-Ph-Ph-1 | 9 | 9 | - | - | 8.5 |
1V2-Ph-Ph-1 | - | - | - | 5 | |
3-Cy-Ph-Ph-1 | 3.5 | 4 | 5 | - | 6 |
3-Cy-Ph-Ph-2 | - | 4 | 6.5 | - | |
3-Cy-Ph-Ph-O1 | 5 | - | - | - | |
合計[%] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Tni | 75.0 | 75.0 | 74.0 | 75.0 | 74.0 |
Δn | 0.106 | 0.1 | 0.106 | 0.106 | 0.108 |
Δε | -2.6 | -3.2 | -3.1 | -2.7 | -3.1 |
γ1 | 105 | 111 | 118 | 104 | 118 |
準備混合了這些液晶組成物與下述式(RM-111)~式(RM-112)、式(RM-221)~式(RM-222)、式(RM-C1)所表示的聚合性化合物的實施例(E-01)~實施例(E-16)、比較例(C-01)的液晶組成物,RM、Tilt、IS、VHR的評價結果如以下的表所示。
首先,準備實施例1(E-01)~實施例10(E-10)的液晶組成物,評價結果如下述表所示。
[表2]
E-01 | E-02 | E-03 | E-04 | E-05 | |
LC-1 | 99.7 | ||||
LC-2 | 99.7 | ||||
LC-3 | 99.7 | ||||
LC-4 | 99.7 | ||||
LC-5 | 99.7 | ||||
RM-111 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
RM-112 | |||||
RM-221 | |||||
RM-222 | |||||
RM-C1 | |||||
合計[%] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
RM | 27 | 27 | 31 | 25 | 26 |
Tilt | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.6 | 1.6 |
IS | 23 | 30 | 34 | 26 | 31 |
VHR | 97 | 97 | 97 | 97 | 97 |
[表3]
E-06 | E-07 | E-08 | E-09 | E-10 | |
LC-1 | 99.7 | ||||
LC-2 | 99.7 | ||||
LC-3 | 99.7 | ||||
LC-4 | 99.7 | ||||
LC-5 | 99.7 | ||||
RM-111 | |||||
RM-112 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
RM-221 | |||||
RM-222 | |||||
RM-C1 | |||||
合計[%] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
RM | 28 | 27 | 28 | 31 | 26 |
Tilt | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.7 | 1.7 |
IS | 25 | 32 | 32 | 30 | 24 |
VHR | 97 | 97 | 97 | 97 | 97 |
關於使用有實施例1(E-01)~實施例10(E-10)的液晶組成物的液晶顯示元件,確認到RM為充分小的值,Tilt為適當的值,IS為小的值,VHR為充分高的值。根據以上情況,確認到這些實施例解決了本發明的課題。
其次,準備比較例1(C-01)的液晶組成物,評價結果如下述表所示。
[表4]
C-01 | |
LC-1 | 99.7 |
LC-2 | |
LC-3 | |
LC-4 | |
LC-5 | |
RM-111 | |
RM-112 | |
RM-221 | |
RM-222 | |
RM-C1 | 0.3 |
合計[%] | 100 |
RM | 99 |
Tilt | 3.4 |
IS | 36 |
VHR | 94 |
結果,關於使用有比較例1(C-01)的液晶組成物的液晶顯示元件,確認到RM大,液晶顯示元件的可靠性降低。另外,比較例中使用的單體(RM-C1)雖具有與本發明相同的骨架,但並不具有本發明中使用的通式(i)所表示的單體所必需的取代基,因此為VHR低的結果。根據以上情況,確認到所述比較例無法解決本發明的課題。
進而,準備實施例11(E-11)~實施例16(E-16),評價結果如下述表所示。
[表5]
E-11 | E-12 | E-13 | E-14 | E-15 | E-16 | |
LC-1 | 99.7 | 99.7 | ||||
LC-2 | ||||||
LC-3 | 99.7 | 99.7 | ||||
LC-4 | 99.7 | 99.7 | ||||
LC-5 | ||||||
RM-111 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
RM-112 | ||||||
RM-221 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | |||
RM-222 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | |||
RM-C1 | ||||||
合計[%] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
RM | 61 | 74 | 69 | 43 | 51 | 51 |
Tilt | 2.3 | 2.5 | 2.4 | 2.0 | 2.2 | 2.1 |
IS | 25 | 37 | 36 | 27 | 35 | 29 |
VHR | 96 | 95 | 95 | 96 | 96 | 96 |
實施例11(E-11)~實施例16(E-16)為含有本發明中作為第一成分的通式(i)所表示的必需的聚合性化合物、以及作為通式(i)以外的聚合性化合物的RM-221或RM-222的液晶組成物。關於使用有所述液晶組成物的液晶顯示元件,確認到RM為小的值,Tilt為適當的值,IS為小的值,VHR為高的值。根據實施例11~實施例16的結果,即便在使用其他聚合性化合物作為主要的聚合性化合物、且以作為其他聚合性化合物的助劑那樣的少的比率使用通式(i)所表示的聚合性化合物的情況下,也可獲得具有充分的預傾角且不產生由預傾角的變化引起的顯示不良的顯示元件,確認到解決了本發明的課題。
無。
無。
無。
Claims (9)
- 一種液晶組成物,含有通式(i)所表示的聚合性化合物作為第一成分, 式中, R101 ~R104 分別獨立地表示氫原子、氟原子、-O-(CH2 )m1 -CH3 、-CH2 F、-CHF2 、-CF3 或-Spi3 -Pi3 的任一者,m1表示0、1、2或3,R101 ~R104 中的至少一個以上的基表示-O-(CH2 )m1 -CH3 、-CH2 F、-CHF2 、或-CF3 , Li1 表示單鍵、-C2 H4 -、-C3 H6 -、-C4 H8 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2 -、-CH2 OCOO-、-OCH2 CH2 O-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-CH2 OCO-、-COOCH2 -、-OCOCH2 -、-C2 H4 OCO-、-C2 H4 COO-、-COOC2 H4 -、-OCOC2 H4 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -或-C≡C-,式中,Ra分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4的烷基, Ai1 表示選自由基a及基b所組成的群組中的基: 基a:1,4-伸環己基,所述基中存在的一個-CH2 -或未鄰接的兩個以上的-CH2 -可經取代為-O-, 基b:1,4-伸苯基,所述基中存在的一個-CH=或未鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=, 所述基a及基b可經碳原子數1~8的烷基或Pi3 -Si3 -取代, ni1 表示0或1, Pi1 、Pi2 及Pi3 分別獨立地表示選自式(R-1)~式(R-15)中的聚合性基, Spi1 、Spi2 及Spi3 分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5的伸烷基,所述伸烷基中的一個-CH2 -或未鄰接的兩個以上的-CH2 -可以氧原子並不直接鄰接的方式經-O-、-OCO-或-COO-取代。
- 如請求項1所述的液晶組成物,含有一種或兩種以上的選自通式(N-01)、通式(N-02)、通式(N-03)、通式(N-04)及通式(N-05)所表示的化合物群組中的化合物, 式中,R21 及R22 分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數1~8的烷氧基、碳原子數2~8的烯基或碳原子數2~8的烯氧基,所述基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH2 -可分別獨立地經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,Z1 分別獨立地表示單鍵、-CH2 CH2 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-COO-、-OCO-、-OCF2 -、-CF2 O-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,m分別獨立地表示1或2。
- 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物,含有一種或兩種以上的選自通式(NU-01)~通式(NU-08)所表示的化合物群組中的化合物, 式中,RNU11 、RNU12 、RNU21 、RNU22 、RNU31 、RNU32 、RNU41 、RNU42 、RNU51 、RNU52 、RNU61 、RNU62 、RNU71 、RNU72 、RNU81 及RNU82 分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數1~8的烷氧基、碳原子數2~8的烯基或碳原子數2~8的烯氧基,所述基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH2 -可分別獨立地經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
- 如請求項3所述的液晶組成物,其中相對於組成物的總量,所述第一成分、選自所述通式(N-01)~所述通式(N-05)所表示的化合物群組中的化合物、及選自所述通式(NU-01)~所述通式(NU-08)所表示的化合物群組中的化合物的含量的合計為80質量%~100質量%。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的液晶組成物,進而任意含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、及/或紅外線吸收劑。
- 一種液晶顯示元件,包括:兩個基板、以及設置於所述兩個基板之間且包含如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組成物的液晶層。
- 如請求項6所述的液晶顯示元件,其為主動矩陣驅動用。
- 如請求項6或請求項7所述的液晶顯示元件,其為聚合物穩定配向型或聚合物穩定垂直配向型。
- 如請求項6至請求項8中任一項所述的液晶顯示元件,其中所述兩個基板中的至少一個基板不具有配向膜。
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