TW202302820A - 液晶組合物及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種滿足Δε為負的n型液晶組合物所要求的諸特性、同時在用於液晶TV等液晶器件時可達成高速回應、低的驅動電壓、高的透過率及快的除電速度的液晶組合物、以及使用其的液晶顯示元件。本發明提供一種液晶組合物、以及使用所述液晶組合物的液晶顯示元件,所述液晶組合物使用特定量的選自通式(L)中的一種或兩種以上的液晶化合物、以及選自通式(LC3)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為液晶化合物,且進而使用一種或兩種通式(I)所表示的化合物。
Description
本發明是有關於一種護膜(pellicle),被用作製造半導體器件、印刷基板或平板(flat panel)等時的垃圾遮擋物,本發明尤其是有關於一種用於液晶等的平板顯示器(Flat Panel Display,FPD)器件製造用途的、至少一條邊長超過1000 mm的大小的護膜。
液晶顯示元件被用於以時鐘、桌上計算器為代表的家庭用各種電氣設備、測定設備、汽車用面板、文字處理機、電子記事本、印表機、電腦、電視機等中。作為液晶顯示方式,其具代表性者可列舉:扭轉向列(twisted nematic,TN)型、超扭轉向列(super twisted nematic,STN)型、動態光散射(dynamic light scattering,DS)型、賓主(guest host,GH)型、共面切換(in-plane switching,IPS)型、光學補償雙折射(optically compensated birefringence,OCB)型、電控雙折射(electrically controlled birefringence,ECB)型、垂直取向(vertical alignment,VA)型、顏色超級垂直(color super homeotropic,CSH)型、或鐵電性液晶(ferroelectric liquid crystal,FLC)等。另外,作為驅動方式,也可列舉靜態式驅動、多工式驅動、單純矩陣方式、通過薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)或薄膜二極體(thin film diode,TFD)等進行驅動的有源矩陣(active matrix,AM)方式。
在這些顯示方式中,IPS型、ECB型、VA型、或CSH型等具有使用Δε顯示出負值的液晶材料的特徵。這些中,尤其是基於AM驅動的VA型顯示方式被用於要求高速且廣視角的顯示元件、例如電視機等的用途中。
對VA型等顯示方式中所使用的向列型液晶組合物要求低電壓驅動、高速回應及廣的動作溫度範圍。即,要求Δε為負且絕對值大、粘度低、向列相-各向同性液體相轉變溫度(T
ni)高。另外,根據折射率各向異性(Δn)與單元間隙(d)的積即Δn×d的設定,需要將液晶材料的Δn與單元間隙相符地調節為適當的範圍。此外,在將液晶顯示元件應用於電視機等中的情況下,由於重視高速回應性,因此要求粘度(η)低的液晶材料。另一方面,液晶向電視(television,TV)用液晶面板的封入是通過如下方式進行:在其中一個基板上滴加液晶並在減壓下與另一個基板貼合。此時,因減壓時的氣體的流動而基板帶電,有時直至面板化後仍會作為不均而殘存影響。因此,在面板的製造步驟中,理想的是以適當的速度從液晶面板脫出電荷。容易脫出電荷的方法設想有多種,在調整液晶組合物中的特定材料的含量的同時進而添加少量添加劑也是一種方法。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2010/084823號
[專利文獻2]日本專利特開2016-216747號公報
[專利文獻3]日本專利特開2017-14486號公報
[專利文獻4]國際公開第2018/193861號
[發明所欲解決之課題]
近年來,液晶TV的高解析度化、高頻驅動化等的發展過程中,對於適於沒有顯示不均等的高性能液晶器件、且可滿足各種特性的液晶組合物的要求不斷提高。但是,所述專利文獻1~專利文獻4中記載的那樣的液晶組合物仍有改良的餘地。
本發明所要解決的課題是提供一種液晶組合物、及使用其的液晶顯示元件,所述液晶組合物滿足Δε為負的n型液晶組合物所要求的諸特性、同時在用於液晶TV等液晶器件時可達成高速回應、低的驅動電壓、高的透過率及快的除電速度。
[解決課題之手段]
本發明者對各種液晶化合物等進行了研究,發現通過進行這些的選擇的調整,可解決所述課題,從而完成了本發明。
即,本發明提供一種液晶組合物、另外提供一種使用所述液晶組合物的液晶顯示元件,所述液晶組合物中,作為液晶化合物,含有相對於使用的液晶化合物的總量而為30質量%以上且60質量%以下的選自下述通式(L)中的一種或兩種以上的液晶化合物,且
含有相對於使用的液晶化合物的總量而為30質量%以上且60質量%以下的選自下述通式(LC3)中的一種或兩種以上的液晶化合物,
通式(L)所表示的液晶化合物及通式(LC3)所表示的液晶化合物的合計含量相對於使用的液晶化合物的總量而為90質量%以上,
(式中,R
L1表示碳原子數1~10的烷基,R
L2表示碳原子數1~10的烷基或碳原子數1~8的烷氧基,
n
L1表示0、1或2,
A
L1、A
L2及A
L3分別獨立地表示選自由
(a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可經取代為-O-)以及
(b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=;所述基中存在的氫原子可經僅一個氟原子取代)所組成的群組中的基,
Z
L1及Z
L2分別獨立地表示單鍵、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
4-、-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-OCF
2-、-CF
2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
在A
L2或Z
L2存在多個的情況下,這些可分別相同也可不同)
(式中,R
LC31及R
LC32分別獨立地表示碳原子數1~15的烷基或碳原子數2~15的烯基,所述基中的一個或兩個以上的-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-或-S-,另外,R
LC31及R
LC32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;A
LC31及A
LC32分別獨立地表示反式-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、2,5-二氟-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、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、呱啶-1,4-二基、萘-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;Z
LC31及Z
LC32分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
4-、-COO-、-OCO-、-OCH
2-、-CH
2O-、-OCF
2-或-CF
2O-,m
LC31及m
LC32分別獨立地表示0~3,m
LC31+m
LC32為1、2或3,在A
LC31~A
LC32、Z
LC31~Z
LC32存在多個的情況下,這些可分別相同也可不同)
且進而含有一種或兩種以上的通式(I)所表示的化合物,
(式中的R
1表示氫原子、-O·、-OH、碳原子數1~12的烷基,所述烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF
2-或-CF
2O-;R
2、R
3、R
4及R
5分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF
2-或-CF
2O-,R
2與R
3和/或R
4與R
5可彼此鍵結而形成環;R
6及R
7分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~6的烷基,所述烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF
2-或-CF
2O-;n
1表示1~6的整數,在n
1表示2~6的整數的情況下,存在多個的R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6及R
7可分別相同也可不同;M
1表示一價~六價的有機基,M
1的價數與n
1所表示的數為相同的數)。
[發明的效果]
本發明的液晶組合物滿足Δε為負的n型液晶組合物所要求的諸特性,同時在用於液晶TV等液晶器件時可達成高速回應、低的驅動電壓、高的透過率,且可使由液晶器件的製造步驟引起的顯示不均不會產生、或減輕,使用所述液晶組合物的本發明的液晶顯示元件對於液晶TV、監視器等的顯示元件有用。
如上所述,本申請發明涉及一種液晶組合物及使用其的液晶顯示元件。以下,首先,對本發明中的液晶組合物的實施方式進行說明。
<液晶組合物>
(通式(L)所表示的液晶化合物)
本發明的液晶組合物含有選自下述通式(L)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為液晶化合物。
(式中,R
L1表示碳原子數1~10的烷基,R
L2表示碳原子數1~10的烷基或碳原子數1~8的烷氧基,
n
L1表示0、1或2,
A
L1、A
L2及A
L3分別獨立地表示選自由
(a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可經取代為-O-)以及
(b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=;所述基中存在的氫原子可經僅一個氟原子取代)所組成的群組中的基,
Z
L1及Z
L2分別獨立地表示單鍵、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
4-、-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-OCF
2-、-CF
2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、或-C≡C-,
在A
L2或Z
L2存在多個的情況下,這些可分別相同也可不同)
通式(L)所表示的化合物相當於介電性大致為中性的化合物(Δε的值為-2~2)。因此,優選為將分子內具有的鹵素等極性基的個數設為兩個以下,優選為設為一個以下,優選為不具有。
式(L)所表示的化合物可單獨使用,也可組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所期望的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種。或者,在本發明的其他實施形態中,為兩種,為三種,為四種,為五種,為六種,為七種,為八種以上。
本發明的組合物中,通式(L)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、工藝適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(L)所表示的化合物的含量的下限值為30質量%以上且上限值為60質量%以下。若通式(L)所表示的化合物的含量為所述範圍,則與後述的通式(LC3)所表示的化合物一起並用的通式(I)所表示的化合物的效果變大,可製成能夠達成良好的物性值以及快的除電速度的液晶組合物。通式(L)所表示的化合物的含量的優選的含量的下限值為32質量%以上,為34質量%以上,為35質量%以上。優選的含量的上限值為58質量%以下,為56質量%以下,為55質量%以下。
為了提高液晶組合物的可靠性,所述通式(L)所表示的化合物重要的是R
L1表示烷基,R
L2為烷基或烷氧基。
通式(L)中,A
L1、A
L2及A
L3在要求增大Δn的情況下優選為芳香族,為了改善回應速度,優選為脂肪族,更優選為表示下述結構,
更優選為表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
通式(L)中,Z
L1及Z
L2在重視回應速度的情況下優選為單鍵。
通式(L)所表示的化合物優選為分子內的鹵素原子數為0個或一個。
通式(L)所表示的化合物優選為選自通式(L-1)~通式(L-7)所表示的化合物群組中的化合物。
通式(L-1)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L11及R
L12分別獨立地表示碳原子數1~10的烷基)
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(L-1)所表示的化合物的優選的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%,為23質量%,為25質量%,為30質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選的含量的上限值為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為40質量%,為37質量%,為35質量%,為33質量%,為30質量%,為27質量%,為25質量%,為23質量%,為20質量%,為17質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%。
進而,通式(L-1)所表示的化合物優選為選自下述式(L-1-3.1)至式(L-1-3.5)所表示的化合物群組中的化合物,優選為式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)所表示的化合物。另外,式(L-1-3.1)所表示的化合物因尤其改善本發明的組合物的回應速度而優選,尤其是相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選為含有10質量%以上且30質量%以下的式(L-1-3.1)所表示的化合物,優選為含有15質量%以上且28質量%以下,優選為含有18質量%以上且28質量%以下,優選為含有20質量%以上且28質量%以下。另外,在要求比回應速度高的T
ni時,優選為使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)所表示的化合物。為了使低溫下的溶解度良好而將式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)所表示的化合物的合計含量設為20質量%以上的情況並不優選。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-1-3.1)~式(L-1-3.5)所表示的化合物的優選的合計含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為18質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選的合計含量的上限值為40質量%,為38質量%,為35質量%,為34質量%,為32質量%。
通式(L-2)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L21表示碳原子數1~10的烷基,R
L22表示碳原子數1~10的烷基或碳原子數1~8的烷氧基)
通式(L-2)中,R
L21優選為碳原子數1~5的烷基,R
L22優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~3的烷氧基。
通式(L-2)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,相反,在重視回應速度的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,優選為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(L-2)所表示的化合物的優選的合計含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選的合計含量的上限值為20質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為7質量%,為6質量%,為5質量%,為3質量%。
進而,通式(L-2)所表示的化合物優選為選自式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物群組中的化合物。
式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物可單獨使用一種,也可並用兩種以上,就籌備的容易性而言,優選為僅使用一種。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物的優選的含量的下限值為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為12質量%,為15質量%,為18質量%,為20質量%,為22質量%。優選的含量的上限值為40質量%,為35質量%,為30質量%,為25質量%,為20質量%,為18質量%,為16質量%,為15質量%,為12質量%,為10質量%。尤其是,關於使用式(L-2.5)時的含量,相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選為含有1質量%以上且25質量%以下,優選為含有3質量%以上且20質量%以下,優選為含有5質量%以上且18質量%以下。另外,關於使用式(L-2.6)時的含量,相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選為含有1質量%以上且25質量%以下,優選為含有3質量%以上且20質量%以下,優選為含有5質量%以上且18質量%以下。
通式(L-3)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L31表示碳原子數1~10的烷基,R
L32表示碳原子數1~10的烷基或碳原子數1~8的烷氧基)
通式(L-3)中,R
L31優選為碳原子數1~5的烷基,R
L32優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~3的烷氧基。
通式(L-3)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(L-3)所表示的化合物的優選的合計含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選的合計含量的上限值為20質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為7質量%,為6質量%,為5質量%,為3質量%。
在獲得高的雙折射率的情況下,若將含量設定得高則效果高,相反,在重視高的T
ni的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,優選為將含量的範圍設定於中間。
進而,通式(L-3)所表示的化合物優選為選自下述式(L-3.1)至式(L-3.7)所表示的化合物群組中的化合物,優選為式(L-3.1)至式(L-3.2)所表示的化合物。尤其是,關於使用式(L-3.1)時的含量,相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選為含有1質量%以上且25質量%以下,優選為含有3質量%以上且20質量%以下,優選為含有5質量%以上且18質量%以下。另外,關於使用式(L-3.2)時的含量,相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,優選為含有1質量%以上且25質量%以下,優選為含有3質量%以上且20質量%以下,優選為含有5質量%以上且18質量%以下。
通式(L-4)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L41及R
L42分別獨立地表示碳原子數1~10的烷基)
R
L41優選為碳原子數1~5的烷基,R
L42優選為碳原子數1~5的烷基。
通式(L-4)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
本發明的組合物中,通式(L-4)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、工藝適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-4)所表示的化合物的優選的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為14質量%,為16質量%,為20質量%,為23質量%,為26質量%,為30質量%,為35質量%,為40質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-4)所表示的化合物的優選的含量的上限值為50質量%,為40質量%,為35質量%,為30質量%,為20質量%,為15質量%,為10質量%,為5質量%。
通式(L-4)所表示的化合物例如優選為式(L-4.4)至式(L-4.10)所表示的化合物,優選為式(L-4.4)所表示的化合物。
根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.4)所表示的化合物,可含有式(L-4.5)所表示的化合物,可含有式(L-4.4)所表示的化合物與式(L-4.5)所表示的化合物兩者。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-4.4)或式(L-4.5)或式(L-4.6)或式(L-4.7)或式(L-4.8)或式(L-4.9)或式(L-4.10)所表示的化合物各自的優選的含量的下限值為0質量%,為1質量%,為3質量%,為5質量%。優選的上限值為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為6質量%。
在含有式(L-4.4)所表示的化合物與式(L-4.5)所表示的化合物兩者的情況下,相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,兩化合物的優選的含量的下限值為0質量%,為1質量%,為3質量%,為5質量%。優選的上限值為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為6質量%。
通式(L-5)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L51及R
L52分別獨立地表示碳原子數1~10的烷基)
R
L51優選為碳原子數1~5的烷基,R
L52優選為碳原子數1~5的烷基。
通式(L-5)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
本發明的組合物中,通式(L-5)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、工藝適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-5)所表示的化合物的優選的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為14質量%,為16質量%,為20質量%,為23質量%,為26質量%,為30質量%,為35質量%,為40質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-5)所表示的化合物的優選的含量的上限值為50質量%,為40質量%,為35質量%,為30質量%,為20質量%,為15質量%,為10質量%,為5質量%。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,下述式(L-5.1)或式(L-5.2)或式(L-5.3)或式(L-5.6)或式(L-5.7)或式(L-5.8)所表示的化合物各自的優選的含量的下限值為0質量%,為1質量%,為3質量%,為5質量%。優選的上限值為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為6質量%。
在含有式(L-5.1)所表示的化合物與式(L-5.2)所表示的化合物兩者的情況下,相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,兩化合物的優選的含量的下限值為0質量%,為1質量%,為3質量%,為5質量%。優選的上限值為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為6質量%。
通式(L-6)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L61及R
L62分別獨立地表示碳原子數1~10的烷基,X
L61及X
L62分別獨立地表示氫原子或氟原子,在採用氟原子的情況下僅為任一者)
R
L61及R
L62優選為分別獨立地為碳原子數1~5的烷基,優選為X
L61及X
L62中的一者為氟原子另一者為氫原子。
通式(L-6)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-6)所表示的化合物的優選的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為14質量%,為16質量%,為20質量%,為23質量%,為26質量%,為30質量%,為35質量%,為40質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-6)所表示的化合物的優選的含量的上限值為50質量%,為40質量%,為35質量%,為30質量%,為20質量%,為15質量%,為10質量%,為5質量%。在將重點放在增大Δn的情況下,優選為增多含量,在將重點放在低溫下的析出的情況下,優選為含量少。
通式(L-6)所表示的化合物優選為下述式(L-6.1)至式(L-6.9)所表示的化合物。
可組合的化合物的種類並無特別限制,優選為含有這些化合物中的一種~三種,進而優選為含有一種~四種。另外,即便選擇的化合物的分子量分佈廣也對溶解性有效,因此例如優選為選擇式(L-6.1)或式(L-6.2)所表示的化合物中的一種、式(L-6.4)或式(L-6.5)所表示的化合物中的一種、式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示的化合物中的一種、式(L-6.8)或式(L-6.9)所表示的化合物中的一種化合物並將這些適宜地組合。其中,優選為包含式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)所表示的化合物。
通式(L-7)所表示的化合物為下述化合物。
(式中,R
L71及R
L72分別獨立地表示碳原子數1~10的烷基,A
L71及A
L72分別獨立地表示與通式(L)中的A
L2及A
L3相同的含義,A
L71及A
L72上的氫原子可分別獨立地由氟原子取代,Z
L71表示與通式(L)中的Z
L2相同的含義,X
L71及X
L72分別獨立地表示氟原子或氫原子,在採用氟原子的情況下僅為任一者)
式中,R
L71及R
L72優選為分別獨立地為碳原子數1~5的烷基,A
L71及A
L72優選為分別獨立地為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,所述環結構所具有的氫原子的一個可由氟原子取代,Z
L71優選為單鍵或COO-,優選為單鍵,X
L71及X
L72優選為氫原子。
可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能來組合。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種。
本發明的組合物中,通式(L-7)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、工藝適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-7)所表示的化合物的優選的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為14質量%,為16質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,式(L-7)所表示的化合物的優選的含量的上限值為30質量%,為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為15質量%,為10質量%,為5質量%。
本發明的組合物在期望高的T
ni的實施形態的情況下,優選為增多式(L-7)所表示的化合物的含量,在期望低粘度的實施形態的情況下,優選為減少含量。
進而,通式(L-7)所表示的化合物優選為式(L-7.1)至式(L-7.4)所表示的化合物,優選為式(L-7.2)所表示的化合物。
進而,通式(L-7)所表示的化合物優選為式(L-7.11)至式(L-7.13)所表示的化合物,優選為式(L-7.11)所表示的化合物。
進而,通式(L-7)所表示的化合物為式(L-7.21)至式(L-7.23)所表示的化合物。優選為式(L-7.21)所表示的化合物。
進而,通式(L-7)所表示的化合物優選為式(L-7.31)至式(L-7.34)所表示的化合物,優選為式(L-7.31)或/和式(L-7.32)所表示的化合物。
進而,通式(L-7)所表示的化合物優選為式(L-7.41)至式(L-7.44)所表示的化合物,優選為式(L-7.41)或/和式(L-7.42)所表示的化合物。
進而,通式(L-7)所表示的化合物優選為式(L-7.51)至式(L-7.53)所表示的化合物。
(通式(LC3)所表示的液晶化合物)
本發明的液晶組合物含有選自下述通式(LC3)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為液晶化合物。
(式中,R
LC31及R
LC32分別獨立地表示碳原子數1~15的烷基或碳原子數2~15的烯基,所述基中的一個或兩個以上的-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-或-S-,另外,R
LC31及R
LC32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;A
LC31及A
LC32分別獨立地表示反式-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、2,5-二氟-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、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、呱啶-1,4-二基、萘-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;Z
LC31及Z
LC32分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
4-、-COO-、-OCO-、-OCH
2-、-CH
2O-、-OCF
2-或-CF
2O-;m
LC31及m
LC32分別獨立地表示0~3,m
LC31+m
LC32為1、2或3,在A
LC31~A
LC32、Z
LC31~Z
LC32存在多個的情況下,這些可相同也可不同)
通式(LC3)所表示的化合物優選為介電各向異性(Δε)為負且其絕對值大於3的化合物。
通式(LC3)中,R
LC3優選為碳原子數1~7的烷基、碳原子數1至7的烷氧基、碳原子數2至7的烯基、碳原子數2至7的烯基氧基,更優選為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至5的烷氧基、碳原子數2至5的烯基或碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至5的烷基或碳原子數2至5的烯基,進而優選為碳原子數2至5的烷基或碳原子數2至3的烯基,特別優選為碳原子數3的烯基(丙烯基)。
通式(LC3)中,R
LC32優選為碳原子數1至7的烷基、碳原子數1至7的烷氧基、碳原子數2至7的烯基、碳原子數2至7的烯基氧基,更優選為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至5的烷氧基、碳原子數2至5的烯基或碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至4的烷氧基。在R
LC31為烯基的情況下,優選為選自式(R1)至式(R5)的任一者所表示的基中。(各式中的黑點表示與環的連結點)
通式(LC3)中,A
LC31及A
LC32優選為分別獨立地表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基。
通式(LC3)中,Z
LC31~Z
LC32優選為分別獨立地為單鍵、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-CH
2CH
2-、-CF
2O-、-OCF
2-或-OCH
2-。
通式(LC3)中,m
LC31及m
LC32優選為分別獨立地表示1或2。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(LC3)所表示的化合物的含量的下限值為30質量%以上且上限值為60質量%以下。若通式(LC3)所表示的化合物的含量為所述範圍,則與所述通式(L)所表示的化合物一起並用的通式(I)所表示的化合物的效果變大,可製成能夠達成良好的物性值以及快的除電速度的液晶組合物。通式(LC3)所表示的化合物的含量的優選的含量的下限值為32質量%以上,為34質量%以上,為35質量%以上。優選的含量的上限值為58質量%以下,為56質量%以下,為55質量%以下。
作為通式(LC3),優選為含有以下的通式(II-1)所表示的化合物。
(式中,R
21及R
22分別獨立地表示碳原子數1至10的烷基、碳原子數1至10的烷氧基、碳原子數2至10的烯基或碳原子數2至10的烯基氧基,R
21及R
22中存在的一個-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-或-S-,另外,R
21及R
22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;A
21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、2,5-二氟-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、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、呱啶-1,4-二基、萘-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;Z
21表示-OCH
2-、-CH
2O-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-或-CF
2CF
2-;Z
22表示-OCH
2-、-CH
2O-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-、-CF
2CF
2-或單鍵,與R
21直接鍵結的Z
22表示單鍵;m
21表示1、2或3,在A
21及Z
22存在多個的情況下,這些可相同也可不同)
通式(II-1)所表示的化合物優選為介電各向異性(Δε)為負且其絕對值大於3的化合物。
通式(II-1)中,R
21優選為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至5的烷氧基、碳原子數2至5的烯基或碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至5的烷基或碳原子數2至5的烯基,進而優選為碳原子數2至5的烷基或碳原子數2至3的烯基,特別優選為碳原子數3的烯基(丙烯基)。R
22優選為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至5的烷氧基、碳原子數2至5的烯基或碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至4的烷氧基。
在R
21及R
22為烯基的情況下,優選為選自式(R1)至式(R5)的任一者所表示的基中。(各式中的黑點表示與環的連結點)
通式(II-1)中,A
21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、呱啶-1,4-二基、萘-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,優選為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
通式(II-1)中,Z
21表示-OCH
2-、-CH
2O-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-或-CF
2CF
2-,優選為-CH
2O-、-CF
2O-、-CH
2CH
2-、或-CF
2CF
2,進而優選為-CH
2O-、或-CH
2CH
2-,特別優選為-CH
2O-。
通式(II-1)中,Z
22表示-OCH
2-、-CH
2O-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-、-CF
2CF
2-或單鍵,優選為-CH
2O-、-CF
2O-、-CH
2CH
2-、-CF
2CF
2-或單鍵,進而優選為-CH
2O-、-CH
2CH
2-或單鍵,特別優選為-CH
2O-或單鍵。其中,與R
21直接鍵結的Z
22表示單鍵。
通式(II-1)中,m
21表示1、2或3,在A
21及Z
22存在多個的情況下,這些可相同也可不同。
通式(II-1)所表示的化合物優選為通式(II-1A)或通式(II-1B)所表示的化合物。
(式中,R
21、R
22、A
21及Z
21分別獨立地表示與通式(II-1)中的R
21、R
22、A
21及Z
21相同的含義)
(式中,B
21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、呱啶-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;R
21、R
22、A
21及Z
21分別獨立地表示與通式(II-1)中的R
21、R
22、A
21及Z
21相同的含義)
作為通式(II-1A)所表示的化合物,優選為下述通式(II-1A-1)~通式(II-1A-4)所表示的化合物,更優選為通式(II-1A-1)所表示的化合物、及通式(II-1A-4)所表示的化合物,進而優選為通式(II-1A-1)所表示的化合物。
(式中,R
21及R
22分別獨立地表示與通式(II-1)中的R
21及R
22相同的含義)
作為通式(II-1B)所表示的化合物,優選為下述通式(II-1B-1)~通式(II-1B-6)所表示的化合物,更優選為通式(II-1B-1)、通式(II-1B-3)所表示的化合物、及通式(II-1B-6)所表示的化合物,進而優選為通式(II-1B-1)所表示的化合物、及通式(II-1B-3)所表示的化合物。
(式中,R
21及R
22分別獨立地表示與通式(II-1)中的R
21及R
22相同的含義)
本發明的液晶組合物可含有至少一種以上的通式(II-1A)及通式(II-1B)所表示的化合物中的任一者,也可含有分別為一種以上的通式(II-1A)及通式(II-1B)所表示的化合物的兩者。本發明的液晶組合物優選為含有一種或兩種以上的通式(II-1A)及通式(II-1B)所表示的化合物,更優選含有兩種至十種。
若進一步詳述,則通式(II-1A)及通式(II-1B)優選為含有一種或兩種以上的選自通式(II-1A-1)及通式(II-1B-1)所表示的化合物群組中的化合物,更優選為通式(II-1A-1)所表示的化合物及通式(II-1B-1)所表示的化合物的組合。
相對於液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(II-1)、或通式(II-1A)和/或通式(II-1B)、或通式(II-1A-1)~通式(II-1A-4)、通式(II-1A-1)~通式(II-1B-5)和/或通式(II-1B-6)所表示的化合物的含量優選為30質量%至60質量%,進而優選為32質量%至58質量%,特別優選為35質量%至55質量%。
更具體而言,關於通式(II-1)、或通式(II-1A)和/或通式(II-1B)、或通式(II-1A-1)~通式(II-1A-4)、通式(II-1A-1)~通式(II-1B-5)和/或通式(II-1B-6)所表示的化合物的含量,相對於液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,在組合物中,作為下限值,優選為含有1質量%(以下組合物中的%表示質量%)以上,優選為含有5%以上,優選為含有10%以上,優選為含有13%以上,優選為含有15%以上,優選為含有18%以上,優選為含有20%以上,優選為含有23%以上,優選為含有25%以上,優選為含有28%以上,優選為含有30%以上,優選為含有33%以上,優選為含有35%以上,優選為含有38%以上,優選為含有40%以上。另外,作為上限值,優選為含有60%以下,優選為含有55%以下,優選為含有50%以下,優選為含有40%以下。
作為通式(LC3),優選為含有一種或兩種以上的通式(II-2)所表示的化合物。
(式中,R
25及R
26分別獨立地表示碳原子數1至10的烷基、碳原子數1至10的烷氧基、碳原子數2至10的烯基或碳原子數2至10的烯基氧基,R
25及R
26中存在的一個-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-或-S-,另外,R
25及R
26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;A
23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、2,5-二氟-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、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、呱啶-1,4-二基、萘-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;n
21表示1、2或3,在A
23存在多個的情況下,這些可相同也可不同)
通式(II-2)中,R
25優選為分別獨立地為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至5的烷氧基、碳原子數2至5的烯基或碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至5的烷基或碳原子數2至5的烯基,進而優選為碳原子數2至5的烷基或碳原子數2至3的烯基,特別優選為碳原子數3的烯基(丙烯基)。R
26優選為分別獨立地為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至5的烷氧基、碳原子數2至5的烯基或碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至4的烷氧基。在R
25及R
26為烯基的情況下,優選為選自式(R1)至式(R7)的任一者所表示的基中。(各式中的黑點表示與環的連結點)
通式(II-2)中,A
23優選為表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基。
通式(II-2)中,n
21優選為表示1或2。
通式(II-2)所表示的化合物優選為通式(II-2A)或通式(II-2B)所表示的化合物。
(式中,R
25、R
26及A
23表示與通式(II-2)中的R
25、R
26及A
23相同的含義)
(式中,B
23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、呱啶-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;R
25、R
26及A
23分別獨立地表示與通式(II-2)中的R
25、R
26及A
23相同的含義)
作為通式(II-2A)所表示的化合物,優選為下述通式(II-2A-1)及通式(II-2A-2)所表示的化合物,更優選為通式(II-2A-2)所表示的化合物。
(式中,R
25及R
26表示與通式(II-2)中的R
25及R
26相同的含義)
作為通式(II-2B)所表示的化合物,優選為下述通式(II-2B-1)~通式(II-2B-3)所表示的化合物,進而優選為通式(II-2B-1)及通式(II-2B-2)所表示的化合物,特別優選為通式(II-2B-2)所表示的化合物。
(式中,R
25及R
26表示與通式(II-2)中的R
25及R
26相同的含義)
關於通式(II-2)、或通式(II-2A)和/或通式(II-2B)、或通式(II-2A-1)、通式(II-2A-2)、通式(II-2B-1)、通式(II-2B-2)和/或通式(II-2B-3)所表示的化合物的含量,相對於液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,在組合物中,作為下限值,優選為含有1質量%(以下組合物中的%表示質量%)以上,優選為含有2%以上,優選為含有3%以上,優選為含有5%以上。另外,作為上限值,優選為含有20%以下,優選為含有18%以下,優選為含有15%以下,優選為含有13%以下,優選為含有12%以下,優選為含有10%以下。
另外,作為通式(LC3),優選為含有一種或兩種以上的下述通式(LC3-b)所表示的化合物。
(式中,R
LC31、R
LC32、A
LC31、A
LC32及Z
LC31表示與通式(LC3)中的R
LC31、R
LC32、A
LC31、A
LC32及Z
LC31相同的含義,X
LC3b1~X
LC3b4表示氫原子或氟原子,X
LC3b1及X
LC3b2或X
LC3b3及X
LC3b4中的至少一者的組合均表示氟原子,m
LC3b1表示0或1;其中,通式(LC3-b)中,將通式(II-1)及通式(II-2)所表示化合物除外)
作為通式(LC3-b),優選為表示下述通式(LC3-b1)~通式(LC3-b10),更優選為表示通式(LC3-b1)、通式(LC3-b3)及通式(LC3-b4),更優選為表示通式(LC3-b1)。本發明的液晶組合物優選為必須含有通式(LC3-b1)所表示的化合物。
(式中,R
LC33及R
LC34分別獨立地表示碳原子數1至8的烷基、碳原子數1至8的烷氧基、碳原子數2至8的烯基或碳原子數2至8的烯基氧基)
R
LC33及R
LC34的組合並無特別限定,優選為兩者表示烷基、兩者表示烯基、其中任一者表示烷基且另一者表示烯基、其中任一者表示烷基且另一者表示烷氧基、及其中任一者表示烷基且另一者表示烯基氧基,更優選為兩者表示烷基、及兩者表示烯基。
另外,作為通式(LC3-b),優選為表示下述通式(LC3-b11)。本發明的液晶組合物優選為必須含有通式(LC3-b11)所表示的化合物。
(式中,R
LC35及R
LC36分別獨立地表示碳原子數1至8的烷基、碳原子數1至8的烷氧基、碳原子數2至8的烯基或碳原子數2至8的烯基氧基)
關於通式(LC3-b)、或通式(LC3-b1)~通式(LC3-b10)和/或通式(LC3-b11)所表示的化合物的含量,相對於液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,在組合物中,作為下限值,優選為含有1質量%(以下組合物中的%表示質量%)以上,優選為含有2%以上,優選為含有3%以上,優選為含有5%以上。另外,作為上限值,優選為含有20%以下,優選為含有18%以下,優選為含有15%以下,優選為含有13%以下,優選為含有12%以下,優選為含有10%以下。
另外,作為通式(LC3),也優選為含有一種或兩種以上的通式(PAP-1)所表示的化合物。
(式中,R
55及R
56分別獨立地表示碳原子數1至8的烷基、碳原子數1至8的烷氧基、碳原子數2至8的烯基、碳原子數2至8的烯基氧基,基中的氫原子的一個或兩個以上可經氟原子取代)
R
55優選為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至4的烷氧基、碳原子數2至5的烯基、碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數2至5的烯基。R
56優選為碳原子數1至5的烷基、碳原子數1至4的烷氧基、碳原子數2至5的烯基、碳原子數2至5的烯基氧基,進而優選為碳原子數1至5的烷基或碳原子數1至5的烷氧基,進而優選為碳原子數1至5的烷氧基。
關於通式(PAP-1)所表示的化合物的含量,相對於液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,在組合物中,作為下限值,優選為含有1質量%(以下組合物中的%表示質量%)以上,優選為含有2%以上,優選為含有3%以上,優選為含有5%以上。另外,作為上限值,優選為含有20%以下,優選為含有18%以下,優選為含有15%以下,優選為含有13%以下,優選為含有12%以下,優選為含有10%以下。
本發明的液晶組合物中,作為通式(LC3)所表示的化合物,可含有至少一種以上的通式(II-1A)、通式(II-1B)、通式(II-2A)及通式(II-2B)所表示的化合物中的任一者,也可含有分別為一種以上的通式(II-1A)及通式(II-1B)所表示的化合物兩者,也可含有分別為一種以上的通式(II-2A)及通式(II-2B)所表示的化合物兩者。本發明的液晶組合物優選為含有一種或兩種以上的選自通式(II-1A)、通式(II-1B)、通式(II-2A)及通式(II-2B)所表示的化合物群組中的化合物,更優選為含有兩種至十種。
若進一步詳述,則通式(LC3)所表示的化合物優選為通式(II-2A-1)及通式(II-2B-1)的組合,進而優選為通式(II-2A-1)及通式(II-2B-1)及通式(II-2B-2)的組合。
若進一步詳述,則通式(LC3)所表示的化合物優選為通式(II-2A-2)及通式(II-2B-1)的組合。
若進一步詳述,則通式(LC3)所表示的化合物進而優選為通式(II-1A-1)及通式(II-1B-1)及通式(II-2A-1)的組合,進而優選為通式(II-1A-1)及通式(II-1B-1)及通式(II-2A-2)的組合。
若進一步詳述,則通式(LC3)所表示的化合物進而優選為通式(II-2A-1)及通式(II-2B-1)及通式(II-1B-1)的組合。
若進一步詳述,則通式(LC3)所表示的化合物優選為通式(II-2A-2)及通式(II-1B-1)的組合,進而優選為通式(II-2A-2)及通式(II-1B-1)及通式(II-2B-2)的組合,進而優選為通式(II-2A-2)及通式(II-1B-1)及通式(II-1B-3)的組合。
若進一步詳述,則通式(LC3)所表示的化合物優選為通式(II-1A-1)及通式(II-1B-1)及通式(LC3-b)的組合,更優選為通式(II-1A-1)及通式(II-1B-1)及通式(LC3-b1)的組合,更優選為通式(II-1A-1)及通式(II-1B-1)及通式(LC3-b11)的組合。
在本發明的液晶組合物中,優選為含有一種或兩種以上的選自通式(LC3)中的R
LC31為丙烯基的化合物的群組中的化合物。
(其他液晶化合物)
本發明的液晶組合物可含有所述通式(L)及通式(LC3)所表示的液晶化合物以外的以下液晶化合物作為其他液晶化合物。
相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量,通式(L)及通式(LC3)所表示的液晶化合物以外使用的下述液晶化合物的含量的下限值為0質量%以上且上限值為10質量%以下。使用的液晶化合物的含量的優選的含量的下限值為1質量%以上,為2質量%以上,為3質量%以上,為5質量%以上。優選的含量的上限值為9質量%以下,為8質量%以下,為7質量%以下。
具體而言,可在所述含量的範圍內將以下的液晶化合物組合使用。
(通式(L-1-1)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-1-1)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L12表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)
通式(L-1-1)所表示的化合物優選為選自式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)所表示的化合物群組中的化合物,優選為式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示的化合物,特別優選為式(L-1-1.3)所表示的化合物。
(通式(L-1-2)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-1-2)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L12表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)
進而,通式(L-1-2)所表示的化合物優選為選自式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)所表示的化合物群組中的化合物,優選為式(L-1-2.2)至式(L-1-2.4)所表示的化合物。尤其是,式(L-1-2.2)所表示的化合物由於尤其改善本發明的組合物的回應速度而優選。另外,在要求比回應速度高的T
ni時,優選為使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。
(通式(L-1-4)、通式(L-1-5)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-1-4)、通式(L-1-5)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L15及R
L16分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基)
進而,通式(L-1-4)及通式(L-1-5)所表示的化合物優選為選自式(L-1-4.1)至式(L-1-5.3)所表示的化合物群組中的化合物,優選為式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示的化合物。
(通式(L-3-A)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-3-A)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L31及R
L32分別獨立地表示碳原子數1~5的烷基、碳原子數4~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基,R
L31及R
L32不會同時表示碳原子數1~5的烷基)
進而,通式(L-3-A)所表示的化合物優選為選自式(L-3.4)至式(L-3.5)所表示的化合物群組中的化合物。
(通式(L-4-A)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-4-A)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L41表示碳原子數2~5的烯基,R
L42表示碳原子數1~5的烷基、碳原子數4~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基)
通式(L-4-A)所表示的化合物例如優選為式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。
(通式(L-5-A)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-5-A)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L51及R
L52優選為分別獨立地為碳原子數1~5的烷基或碳原子數2~5的烯基,R
L52表示碳原子數1~5的烷基、碳原子數4~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基,R
L51及R
L52不會同時表示碳原子數1~5的烷基)
通式(L-5-A)所表示的化合物優選為選自式(L-5.4)~式(L-5.5)所表示的化合物群組中的化合物。
(通式(L-6-A)所表示的化合物)
可使用一種或兩種以上的選自通式(L-6-A)所表示的化合物群組中的化合物。
(式中,R
L61及R
L62分別獨立地表示碳原子數1~5的烷基或碳原子數2~5的烯基,R
L61及R
L62不會同時表示碳原子數1~5的烷基,X
L61及X
L62分別獨立地表示氫原子或氟原子)
通式(L-6-A)所表示的化合物例如優選為式(L-6.10)至式(L-6.17)所表示的化合物,其中,優選為式(L-6.11)所表示的化合物。
(通式(I)所表示的化合物)
本發明的液晶組合物含有至少一種以上的通式(I)所表示的化合物。
通式(I)中,為了提高光劣化防止能力,R
1優選為氫原子、-O·、-OH,進而優選為氫原子或-OH,特別優選為氫原子。另外,為了提高與液晶組合物的相容性,優選為碳原子數1~12的未經取代的烷基、碳原子數1~12的烷氧基或碳原子數3~12的烯基,優選為碳原子數1~8的未經取代的烷基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數3~8的烯基,進而優選為碳原子數1~4的未經取代的烷基、碳原子數1~4的烷氧基或碳原子數3或4的烯基。另外,優選為直鏈狀。
R
2、R
3、R
4及R
5優選為分別獨立地為碳原子數1~4的烷基,優選為未經取代的烷基,優選為直鏈狀。進而優選為R
2、R
3、R
4及R
5的任一個以上為甲基,特別優選為R
2、R
3、R
4及R
5全部表示甲基。另外,R
2與R
3、和/或R
4及R
5可彼此鍵結而形成環結構。
R
6及R
7優選為氫原子或碳原子數1~4的烷基,就製造容易性而言,特別優選為氫原子。
n
1表示1~6的整數,M
1表示一價~六價的有機基,M
1的價數與n
1所表示的數為相同的數,優選為n
1為3,M
1為三價有機基。
在n
1表示3的情況下,為了提高與液晶組合物的相容性及保存穩定性,優選為M
1為通式(I-M)所表示的結構。
(式中的Z
1、Z
2及Z
3分別獨立地表示-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF
2-、-CF
2O-、-NH-或單鍵;
Sp
1、Sp
2及Sp
3分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~10的伸烷基,所述伸烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF
2-或-CF
2O-;
A表示選自
(式中的R
8表示氫原子、-OH或碳原子數1~10的烷基,所述伸烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-O-、-O-CO-;另外,環狀結構中的氫原子也可經鹵素原子或氰基取代))
此處,就製造的容易性、及原料的獲取容易性而言,優選為Z
1、Z
2及Z
3的至少一個以上表示-O-、-CO-O-或單鍵,特別優選為Z
1、Z
2及Z
3全部表示-O-、-CO-O-或單鍵。另外,Sp
1、Sp
2及Sp
3優選為表示單鍵或碳原子數1~10的伸烷基,優選為表示單鍵或碳原子數1~8的伸烷基,更優選為表示單鍵或碳原子數1~4的伸烷基。所述伸烷基優選為未經取代,或者伸烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-分別獨立地經取代為-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-,更優選為未經取代。具體而言,Sp
1、Sp
2及Sp
3特別優選為-CO-、-CH
2-CO-、-CH
2-CH
2-CO-、-CH
2-O-、-CH
2-CH
2-O-、-CH
2-CH
2-CH
2-O-、-CH
2-O-CO-、-CH
2-CH
2-O-CO-、-CH
2-CH
2-CH
2-O-CO-、碳原子數1~4的未經取代的伸烷基或單鍵。
另外,-Sp
1-Z
1-、-Sp
2-Z
2-及-Sp
2-Z
2-優選為分別獨立地為-CO-O-、-CH
2-CO-O-、-CH
2-CH
2-CO-O-、-CH
2-CH
2-CH
2-CO-O-、-CH
2-O-、-CH
2-CH
2-O-、-CH
2-CH
2-CH
2-O-、-CH
2-O-CO-O-、-CH
2-CH
2-O-CO-O-或-CH
2-CH
2-CH
2-O-CO-O-,更優選為-CO-O-、-CH
2-CO-O-或-CH
2-CH
2-CO-O-。
為了提高與液晶組合物的相容性及保存穩定性,更優選為A為
(式中的R
8表示氫原子、-OH或碳原子數1~10的烷基,所述伸烷基中存在的一個或兩個以上的-CH
2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-O-或-O-CO-)
此處,就製造容易性、及原料的獲取容易性而言,R
8優選為氫原子、-OH、碳原子數2~10的烷基、-O-CO-R
9(R
9表示碳原子數1~9的烷基),特別優選為表示氫原子。
作為通式(I)的n
1表示3的化合物優選為以下通式(I-a)所表示的化合物。
(式中的R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6及R
7分別獨立地表示與通式(I)中的R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6及R
7相同的含義;A表示與通式(I-M)中的A相同的含義;Z
I1表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NH-及單鍵;Sp
I1表示單鍵或碳原子數1~10的伸烷基;存在多個的R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6、R
7、Z
I1及Sp
I1可相同也可不同)
Z
I1優選為表示-O-、-CO-O-、單鍵。Sp
I1優選為表示單鍵或碳原子數1~4的未經取代的烷基,優選為直鏈狀。
另外,作為通式(I)的n
1表示3的化合物優選為通式(I-a.1)所表示的化合物。
(式中,R
H3、R
H4及R
H5分別獨立地表示與通式(I)中的R
1相同的含義;n
H1及n
H2分別獨立地表示0至4的整數)
通式(I-a.1)中,R
H3、R
H4及R
H5特別優選為氫原子。在為烷基的情況下,優選為碳原子數1至8,優選為碳原子數1至5,優選為碳原子數1至3,進而優選為碳原子數1。
以下示出本發明的通式(I)所表示的化合物的優選的化合物的具體例,但本發明並不限定於這些。
作為通式(I)的n
1表示3的化合物特別優選為通式(I-a1)~通式(I-a14)所表示的化合物。
(式中的R
11、R
12及R
13分別獨立地表示與通式(I)中的R
1相同的含義)
更具體而言,優選為通式(I-a1-1)~通式(I-a6-1)所表示的化合物。
另外,作為通式(I)所表示的化合,優選為以下通式(I-1)所表示的化合物。
通式(I-1)中,R
HS分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10的烷基,特別優選為氫原子。在為烷基的情況下,優選為碳原子數1至8,優選為碳原子數1至5,優選為碳原子數1至3,進而優選為碳原子數1。在R
HS存在多個的情況下,這些可相同也可不同。
M
HS在n
HS表示1時表示碳原子數1至15的烷基,在n
HS表示2至6的整數時表示碳原子數1至15的伸烷基,M
HS中存在的一個以上的-CH
2-也可經-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-OCO-、-COO-、反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基取代,若考慮到對液晶組合物賦予的粘性或自身的揮發性,則M
HS優選為碳原子數2至10的烷基或伸烷基,優選為碳原子數2至8的烷基或伸烷基,優選為碳原子數4至8的烷基或伸烷基,優選為碳原子數6或8的烷基或伸烷基。M
HS可為直鏈狀,也可分支。
n
HS表示1至6的整數,優選為2至4。
在n
HS表示1的情況下,通式(I-1)所表示的化合物優選為通式(I-11)或通式(I-12)所表示的化合物。
(式中,R
H11分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10的烷基,M表示碳原子數1至13的伸烷基)
(式中,R
H12及R
113分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10的烷基)
在n
HS表示2的情況下,通式(I-1)所表示的化合物優選為通式(I-2)所表示的化合物。
(式中,R
H1及R
H2分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10的烷基,M表示碳原子數1至15的伸烷基,M中存在的一個以上的-CH
2-也可經-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-OCO-、-COO-、反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基取代)
通式(I-2)中,R
H1及R
H2特別優選為氫原子。在為烷基的情況下,優選為碳原子數1至8,優選為碳原子數1至5,優選為碳原子數1至3,進而優選為碳原子數1。
通式(I-2)中,M表示碳原子數1至15的伸烷基,若考慮到對液晶組合物賦予的粘性或自身的揮發性,則M優選為碳原子數2至10的伸烷基,優選為碳原子數4至8的伸烷基,優選為碳原子數6或8的伸烷基。
具體而言,可列舉通式(I-24)、通式(I-26)及通式(I-28)所表示的化合物。這些式中的R
H1及R
H2如上所述。
若進一步詳述,則可列舉通式(I-24H)、通式(I-26H)及通式(I-28H)所表示的化合物,通式(I-28H)所表示的雙(2,2,6,6-四甲基-4-呱啶基)癸二酸酯最適當。
另外,在n
HS表示3至6的整數的情況下,通式(I-1)所表示的化合物優選為通式(I-3)所表示的化合物。通式(I-3)所表示的化合物由於有效胺濃度高,因此為更有效地發揮作用的化合物。另外,在通式(I-1)所表示的化合物中,分子量小的化合物會吸附於液晶顯示元件中的取向膜上,誘發顯示不均的情況多,但通式(I-3)所表示的化合物由於分子量變大,因此可防止誘發顯示不均。
(式中,R
H3、R
H4及R
H5分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10的烷基;n
H1及n
H2分別獨立地表示0或1;n
H3表示1至4的整數;在n
H3為2、3或4,且R
H5存在多個的情況下,這些可相同也可不同)
通式(I-3)中,R
H3、R
H4及R
H5特別優選為氫原子。在為烷基的情況下,優選為碳原子數1至8,優選為碳原子數1至5,優選為碳原子數1至3,進而優選為碳原子數1。
通式(I-3)中,n
H3優選為表示1。具體而言,可列舉所述通式(I-a1)~通式(I-a6)所表示的化合物。另外,通式(I-3)中,n
H3優選為表示2。具體而言,可列舉通式(I-31)及通式(I-32)所表示的化合物。這些式中的R
H3、R
H4及R
H5如上所述。
更具體而言,優選為通式(I-32H)所表示的化合物。
再者,通式(I)所表示的化合物不包含雜原子彼此直接鍵結的結構。
在本發明的液晶組合物中,優選為含有兩種以上的通式(I)所表示的化合物。具體而言,優選為含有兩種以上的選自通式(I-2)、通式(I-31)、通式(I-32)、通式(I-a)所表示的化合物群組中的化合物,優選為含有選自從通式(I-2)及通式(I-31)、通式(I-2)及通式(I-32)、通式(I-2)及通式(I-a)、通式(I-31)及通式(I-a)、通式(I-32)及通式(I-a)中選擇的組合中的化合物。
在本發明的液晶組合物中,相對於液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,作為下限值,優選為含有0.01質量%(以下%表示質量%)以上的通式(I)所表示的化合物,優選為含有0.02%以上,優選為含有0.03%以上,優選為含有0.05%以上,優選為含有0.07%以上,優選為含有0.1%以上,優選為含有0.15%以上,優選為含有0.2%以上,優選為含有0.25%以上,優選為含有0.3%以上,優選為含有0.5%以上,優選為含有1%以上。另外,作為上限值,優選為含有5%以下,優選為含有3%以下,優選為含有1%以下,優選為含有0.5%以下,優選為含有0.45%以下,優選為含有0.4%以下,優選為含有0.35%以下,優選為含有0.3%以下,優選為含有0.25%以下,優選為含有0.2%以下,優選為含有0.15%以下,優選為含有0.1%以下,優選為含有0.07%以下,優選為含有0.05%以下,優選為含有0.03%以下。
更具體而言,相對於液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,優選為含有0.01質量%至5質量%,優選為0.01質量%至0.3質量%,進而優選為0.02質量%至0.3質量%,特別優選為0.05質量%至0.25質量%。若進一步詳述,則在重視抑制低溫下的析出的情況下,其含量優選為0.01質量%至0.1質量%。
本發明的液晶組合物的25℃下的介電各向異性(Δε)為-2.0至-8.0,優選為-2.0至-6.0,更優選為-2.0至-5.0,特別優選為-2.5至-4.0。
本發明的液晶組合物的20℃下的折射率各向異性(Δn)為0.08至0.14,更優選為0.09至0.13,特別優選為0.09至0.12。若進一步詳述,則在應對薄的單元間隙的情況下,優選為0.10至0.13,在應對厚的單元間隙的情況下,優選為0.08至0.10。
本發明的液晶組合物的20℃下的粘度(η)為10 mPa·s至30 mPa·s,更優選為10 mPa·s至25 mPa·s,特別優選為10 mPa·s至22 mPa·s。
本發明的液晶組合物的20℃下的旋轉粘性(γ
1)為60 mPa·s至130 mPa·s,更優選為60 mPa·s至110 mPa·s,特別優選為60 mPa·s至100 mPa·s。
本發明的液晶組合物的向列相-各向同性液體相轉變溫度(T
ni)為60℃至120℃,更優選為70℃至100℃,特別優選為70℃至85℃。
本發明的液晶組合物除了含有所述化合物以外,還可含有通常的向列型液晶、碟狀液晶、膽甾醇型液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、聚合性單體或本發明以外的光穩定劑(受阻胺光穩定劑(hindered amine light stabilizer,HALS))等。
例如,本發明的液晶組合物可含有25℃下的介電各向異性(Δε)為+2.0至+50.0的液晶化合物作為通常的向列型液晶、碟狀液晶,其含量相對於本發明的液晶組合物中使用的液晶化合物的總量而為0質量%至10質量%,優選為1質量%至8質量%,優選為2質量%至6質量%。
另外,本發明的液晶組合物可使用通式(H-1)至通式(H-4)所表示的受阻酚的抗氧化劑作為抗氧化劑。
通式(H-1)至通式(H-4)中,R
H1表示碳原子數1至10的烷基、碳原子數1至10的烷氧基、碳原子數2至10的烯基或碳原子數2至10的烯基氧基,基中存在的一個-CH
2-或非鄰接的兩個以上的-CH
2-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至7的烷基、碳原子數2至7的烷氧基、碳原子數2至7的烯基或碳原子數2至7的烯基氧基,進而優選為碳原子數3至7的烷基或碳原子數2至7的烯基。
通式(H-4)中,M
H4表示碳原子數1至15的伸烷基(所述伸烷基中的一個或兩個以上的-CH
2-可以氧原子並不直接鄰接的方式經取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2CF
2-、-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由氟原子取代)或反式-1,4-伸環己基,優選為碳原子數1至14的伸烷基,若考慮到揮發性,則碳原子數優選為大的數值,若考慮到粘度,則碳原子數優選為並不過大,因此進而優選為碳原子數2至12,進而優選為碳原子數3至10,進而優選為碳原子數4至10,進而優選為碳原子數5至10,進而優選為碳原子數6至10。
通式(H-1)至通式(H-4)中,1,4-伸苯基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH=可由-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-1)至通式(H-4)中,1,4-伸環己基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH
2-可由-O-或-S-取代。另外,1,4-伸環己基中的氫原子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)至式(H-15)。
本發明的液晶組合物可含有1質量ppm以上的抗氧化劑,優選為10質量ppm以上,優選為20質量ppm以上,優選為50質量ppm以上。抗氧化劑的含量的上限為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。
(聚合性化合物)
如上所述,為了製作聚合物支持取向(Polymer Sustained Alignment,PSA)模式、聚合物穩定垂直取向(Polymer Stabilized vertical Alignment,PSVA)模式、橫電場型PSA模式或橫電場型PSVA模式等的液晶顯示元件,本發明的液晶組合物中可含有聚合性化合物。作為可使用的聚合性化合物,可列舉利用光等能量線進行聚合的光聚合性單體等,可列舉具有例如聯苯衍生物、三聯苯衍生物等的六員環的多個連結而成的液晶骨架作為結構的聚合性化合物等。
更具體而言,可列舉通式(P)所表示的聚合性化合物作為優選的化合物。
(所述通式(P)中,R
p1表示氫原子、氟原子、氰基、碳原子數1~15的烷基或-Sp
p2-P
p2,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代,
P
p1及P
p2分別獨立地表示通式(P
p1-1)~式(P
p1-9)的任一者,
(式中,R
p11及R
p12分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的鹵化烷基,W
p11表示單鍵、-O-、-COO-或亞甲基,t
p11表示0、1或2,在分子記憶體在多個R
p11、R
p12、W
p11和/或t
p11的情況下,這些可相同也可不同)
Sp
p1及Sp
p2分別獨立地表示單鍵或間隔基,
Z
p1及Z
p2分別獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH
2-、-OCH
2-、-CH
2O-、-CO-、-C
2H
4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH
2-、-CH
2OCOO-、-OCH
2CH
2O-、-CO-NR
ZP1-、-NR
ZP1-CO-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CH=CR
ZP1-COO-、-CH=CR
ZP1-OCO-、-COO-CR
ZP1=CH-、-OCO-CR
ZP1=CH-、-COO-CR
ZP1=CH-COO-、-COO-CR
ZP1=CH-OCO-、-OCO-CR
ZP1=CH-COO-、-OCO-CR
ZP1=CH-OCO-、-(CH
2)
z-COO-、-(CH
2)
2-OCO-、-OCO-(CH
2)
2-、-(C=O)-O-(CH
2)
2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF
2-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-或-C≡C-(式中,R
ZP1分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4的烷基,在分子記憶體在多個R
ZP1的情況下,這些可相同也可不同),
A
p1、A
p2及A
p3分別獨立地表示選自由
(a
p)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH
2-或不鄰接的兩個以上的-CH
2-可經取代為-O-)
(b
p)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)以及
(c
p)萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基(這些基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)
所組成的群組中的基,所述基(a
p)、基(b
p)及基(c
p)中存在的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經鹵素原子、氰基、碳原子數1~8的烷基或-Sp
p2-P
p2取代,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH
2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
m
p1表示0、1、2或3,在分子記憶體在多個Z
p1、A
p2、Sp
p2和/或P
p2的情況下,這些可相同也可不同,A
p3在m
p1為0、且A
p1為菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基的情況下,表示單鍵)
通式(P)中,R
p1優選為-Sp
p2-P
p2。
P
p1及P
p2分別獨立地優選為式(P
p1-1)~式(P
p1-3)的任一者,優選為(P
p1-1)。
R
p11及R
p12分別獨立地優選為氫原子或甲基。
t
p11優選為0或1。
W
p11優選為單鍵、亞甲基或伸乙基。
m
p1優選為0、1或2,優選為0或1。
Z
p1及Z
p2分別獨立地優選為單鍵、-OCH
2-、-CH
2O-、-CO-、-C
2H
4-、-COO-、-OCO-、-COOC
2H
4-、-OCOC
2H
4-、-C
2H
4OCO-、-C
2H
4COO-、-CH=CH-、-CF
2-、-CF
2O-、-(CH
2)
2-COO-、-(CH
2)
2-OCO-、-OCO-(CH
2)
2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH
2)
2-、-OCF
2-或-C≡C-,優選為單鍵、-OCH
2-、-CH
2O-、-C
2H
4-、-COO-、-OCO-、-COOC
2H
4-、-OCOC
2H
4-、-C
2H
4OCO-、-C
2H
4COO-、-CH=CH-、-(CH
2)
2-COO-、-(CH
2)
2-OCO-、-OCO-(CH
2)
2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH
2)
2-或-C≡C-,優選為分子內所存在的僅一個為-OCH
2-、-CH
2O-、-C
2H
4-、-COO-、-OCO-、-COOC
2H
4-、-OCOC
2H
4-、-C
2H
4OCO-、-C
2H
4COO-、-CH=CH-、-(CH
2)
2-COO-、-(CH
2)
2-OCO-、-OCO-(CH
2)
2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH
2)
2-或-C≡C-、其他全部為單鍵,優選為分子內所存在的僅一個為-OCH
2-、-CH
2O-、-C
2H
4-、-COO-或-OCO-、其他全部為單鍵,優選為全部為單鍵。
另外,優選為分子內所存在的Z
p1及Z
p2的僅一個為選自由-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH
2)
2-COO-、-(CH
2)
2-OCO-、-O-CO-(CH
2)
2-、-COO-(CH
2)
2-所組成的群組中的連結基、其他為單鍵。
Sp
p1及Sp
p2分別獨立地表示單鍵或間隔基,間隔基優選為碳原子數1~30的伸烷基,只要氧原子彼此不直接連結,則所述伸烷基中的-CH
2-也可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,所述伸烷基中的氫原子可經鹵素原子取代,優選為直鏈的碳原子數1~10的伸烷基或單鍵。
A
p1、A
p2及A
p3分別獨立地優選為1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-1,4-二基,優選為1,4-伸苯基或1,4-伸環己基,優選為1,4-伸苯基。關於1,4-伸苯基,為了改善與液晶化合物的相容性,優選為經一個氟原子、一個甲基或一個甲氧基取代。
相對於本申請的包含通式(P)所表示的化合物的液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量優選為包含0.05質量%~10質量%,優選為包含0.1質量%~8質量%,優選為包含0.1質量%~5質量%,優選為包含0.1質量%~3質量%,優選為包含0.2質量%~2質量%,優選為包含0.2質量%~1.3質量%,優選為包含0.2質量%~1質量%,優選為包含0.2質量%~0.56質量%。
相對於本申請的包含通式(P)所表示的化合物的液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,式(P)所表示的化合物的合計含量的優選的下限值為0.01質量%,為0.03質量%,為0.05質量%,為0.08質量%,為0.1質量%,為0.15質量%,為0.2質量%,為0.25質量%,為0.3質量%。
相對於本申請的包含式(P)所表示的化合物的液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,式(P)所表示的化合物的合計含量的優選的上限值為10質量%,為8質量%,為5質量%,為3質量%,為1.5質量%,為1.2質量%,為1質量%,為0.8質量%,為0.5質量%。
若含量少,則難以顯現出加入式(P)所表示的化合物的效果,產生液晶組合物的取向限制力弱或經時性變弱等問題,若過多,則產生硬化後殘存的量變多、硬化花費時間、液晶的可靠性降低等問題。因此,考慮到這些的平衡來設定含量。
作為式(P)所表示的化合物的優選例,可列舉下述式(P-1-1)~式(P-1-54)所表示的聚合性化合物。
(式中,P
p11、P
p12、Sp
p11及Sp
p12表示與通式(P)中的P
p1、P
p2、Sp
p1及Sp
p2相同的含義)
作為本發明的通式(P)所表示的化合物的優選例,可列舉下述式(P-2-1)~式(P-2-29)所表示的聚合性化合物。
(式中,P
p21、P
p22、Sp
p21及Sp
p22表示與通式(P)中的P
p1、P
p2、Sp
p1及Sp
p2相同的含義)
作為本發明的通式(P)所表示的化合物的優選例,可列舉下述式(P-3-1)~式(P-3-15)所表示的聚合性化合物。
(式中,P
p31、P
p32、Sp
p31及Sp
p32表示與通式(P)中的P
p1、P
p2、Sp
p1及Sp
p2相同的含義)
作為本發明的通式(P)所表示的化合物的優選例,可列舉下述式(P-4-1)~式(P-4-19)所表示的聚合性化合物。
(式中,P
p41、P
p42、Sp
p41及Sp
p42表示與通式(P)中的P
p1、P
p2、Sp
p1及Sp
p2相同的含義,多個P
p42、Sp
p42可分別相同也可不同)
本發明中,在使用聚合性單體的情況下,聚合性單體可單獨使用一種,也可並用兩種以上。其中,通過組合使用聚合反應速度不同的兩種或三種以上的聚合性單體,能夠適當地控制聚合反應速度,可減低殘存單體量,且可賦予適當的預傾角,因此優選。另外,就保存穩定性與聚合反應速度的平衡的觀點而言,也優選為並用兩種以上的聚合性單體。在使用兩種以上的聚合性單體的情況下,優選為並用所述式(P)所表示的化合物的兩種以上。
相對於包含這些化合物的液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量優選為包含0.05質量%~1質量%,優選為包含0.1質量%~8質量%,優選為包含0.1質量%~5質量%,優選為包含0.1質量%~3質量%,優選為包含0.2質量%~2質量%,優選為包含0.2質量%~1.3質量%,優選為包含0.2質量%~1質量%,優選為包含0.2質量%~0.56質量%。
相對於包含這些化合物的液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量的優選的下限值為0.01質量%,為0.03質量%,為0.05質量%,為0.08質量%,為0.1質量%,為0.15質量%,為0.2質量%,為0.25質量%,為0.3質量%。
相對於包含這些化合物的液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量的優選的上限值為10質量%,為8質量%,為5質量%,為3質量%,為1.5質量%,為1.2質量%,為1質量%,為0.8質量%,為0.5質量%。
若含量少,則難以顯現出加入通式(P)所表示的化合物的效果,產生液晶組合物的取向限制力弱或經時性變弱等問題,若過多,則產生硬化後殘存的量變多、硬化花費時間、液晶的可靠性降低等問題。因此,考慮到這些的平衡來設定含量。
通常,由液晶組合物的物性值計算出的各種參數被用作表現液晶顯示元件的特性的方法。這些參數有:在垂直取向(VA)液晶顯示元件、高分子支援垂直取向(PSA)或高分子穩定化垂直取向(PSVA)的情況下,作為支配回應速度的參數的γ
1/K
33、作為支配電氣光學效應的陡峭性的參數的K
33/K
11及作為支配驅動電壓的參數的√|K
33/Δε|等。本發明的液晶組合物兼顧高速響應、低驅動電壓、及高透過率。
因此,作為支配回應速度的參數的γ
1/K
33優選為10.0 mPa·s·pN
-1以下,優選為9.5 mPa·s·pN
-1以下,優選為9.0 mPa·s·pN
-1以下,優選為8.6 mPa·s·pN
-1以下,優選為8.4 mPa·s·pN
-1以下,優選為8.2 mPa·s·pN
-1以下,特別優選為8.0 mPa·s·pN
-1以下。
作為支配電氣光學效應的陡峭性的參數的K
33/K
11優選為0.80以上,優選為0.82以上,優選為0.84以上,優選為0.86以上,優選為0.88以上,優選為0.90以上,優選為0.92以上,優選為0.94以上,優選為0.95以上,最優選為0.96以上。
作為支配驅動電壓的參數的√|K
33/Δε|優選為3.0 pN
-1/2以下,優選為2.8 pN
-1/2以下,優選為2.6 pN
-1/2以下,優選為2.4 pN
-1/2以下,優選為2.3 pN
-1/2以下,優選為2.25 pN
-1/2以下,優選為2.20 pN
-1/2以下,特別優選為2.15 pN
-1/2以下。
本發明的液晶組合物優選為通過其中所含的聚合性化合物利用紫外線照射進行聚合來賦予液晶取向能力,並用於利用組合物的雙折射來控制光的透過光量的液晶顯示元件中。
<液晶顯示元件>
使用本發明的組合物的液晶顯示元件是兼顧高速回應與顯示不良的抑制的有用的液晶顯示元件,尤其是對於有源矩陣驅動用液晶顯示元件而言有用,可應用於VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式或ECB模式用液晶顯示元件中。其中,本發明的液晶組合物對於需要聚合性化合物通過紫外線照射而聚合的步驟、且容易產生帶電引起的顯示不良的影響的PSVA模式或PSA模式的液晶顯示元件而言適宜。
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通電極、設置於所述第一基板或所述第二基板且具有薄膜電晶體的圖元電極、以及設置於所述第一基板與第二基板間的含有液晶組合物的液晶層。視需要,也可以與所述液晶層抵接的方式在第一基板和/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取向方向的取向膜。作為所述取向膜,可與液晶顯示元件的驅動模式相符地適宜地選擇垂直取向膜或水準取向膜等,可使用摩擦取向膜(例如,聚醯亞胺)或光取向膜(分解型聚醯亞胺等)等公知的取向膜。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,可在所述圖元電極或共通電極上設置彩色濾光片。
本發明的液晶顯示元件的各構件、製造方法並無特別限定,可使用通常的構件或製造方法來構成、製造液晶顯示元件。
在本發明的液晶組合物含有聚合性化合物的情況下,使所述聚合性化合物聚合的方法並無特別限定。其中,為了獲得液晶的良好的取向性能,理想的是以適度的聚合速度進行聚合,因此優選為通過單一或並用或依次照射紫外線或電子束等活性能量線來進行聚合的方法。在使用紫外線的情況下,可使用偏光光源,也可使用非偏光光源。另外,在將液晶組合物夾持於2片基板間的狀態下進行聚合的情況下,至少照射面側的基板必須被賦予有對於活性能量線適當的透明性。另外,也可使用如下手段:在光照射時使用掩模僅使特定部分聚合後,使電場或磁場或溫度等條件發生變化,由此使未聚合部分的取向狀態發生變化,進而照射活性能量線進行聚合。尤其是在進行紫外線曝光時,優選為一邊對液晶組合物施加直流電場或交流電場一邊進行紫外線曝光。再者,施加的交流電場優選為頻率1 Hz至10 kHz的交流,更優選為頻率60 Hz至10 kHz,電壓是依存於液晶顯示元件的所期望的預傾角來選擇。即,可通過施加的電壓來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,就取向穩定性及對比度的觀點而言,優選為將預傾角控制為80度至89.9度。
在PSA型或PSVA型的液晶顯示元件中,若在元件製造後聚合性化合物未聚合而直接殘存,則產生IS(圖像殘留(Image sticking);殘像)。所述殘存的聚合性化合物的量優選為100 ppm以下,優選為50 ppm以下,優選為30 ppm以下,優選為20 ppm以下,進而優選為15 ppm以下,特別優選為10 ppm以下,特別優選為檢測下限以下或0。
使本發明的液晶組合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,在包括具有取向膜的基板的液晶顯示元件中應用本發明的液晶組合物的情況下,優選為保持所述液晶組合物的液晶狀態的溫度範圍內。即,優選為在15℃~50℃下進行聚合。
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)公司的螢光形紫外線燈,優選為發光二極體(light-emitting diode,LED)燈。另外,作為照射的紫外線的波長,優選為照射並非液晶組合物的吸收波長區域的波長區域的紫外線,視需要,優選為截止更短波長側的紫外線來使用。照射的紫外線的強度優選為0.1 mW/cm
2~100 W/cm
2,進而優選為2 mW/cm
2~50 W/cm
2。照射的紫外線的能量量可適宜調整,優選為10 mJ/cm
2至500 J/cm
2,進而優選為100 mJ/cm
2至200 J/cm
2。
[實施例]
以下列舉實施例來進一步對本發明進行詳細敘述,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合物中的“%”是指“質量%”。
實施例中,所測定的特性為如下所述。
T
ni:向列相-各向同性液體相轉變溫度(℃)
Δn:298 K下的折射率各向異性
Δε:298 K下的介電各向異性
γ
1:298 K下的旋轉粘度(mPa·s)
K
11:298 K下的擴展彈性常數(pN)
K
33:298 K下的彎曲彈性常數(pN)
只要並無特別記載,則各物性值均是基於“電子資訊技術產業協會規格 JEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)ED-2521B(2009年3月修正,社團法人 電子資訊技術產業協會發行)”中記載的方法來測定。
再者,實施例中,關於化合物的記載,使用以下簡稱。
<環結構>
<側鏈結構>
[表1]
簡稱 | 化學結構 |
-n | -C nH 2n+1 |
n- | C nH 2n+1- |
-On | -OC nH 2n+1 |
nO- | C nH 2n+1O- |
-V | -CH=CH 2 |
V- | CH 2=CH- |
-V1 | -CH=CH-CH 3 |
1V- | CH 3-CH=CH- |
-2V | -CH 2-CH 2-CH=CH 2 |
V2- | CH 2=CH-CH 2-CH 2- |
-2V1 | -CH 2-CH 2-CH=CH-CH 3 |
1V2- | CH 3-CH=CH-CH 2-CH 2- |
(其中,表中的n為自然數)
<連結結構>
[表2]
簡稱 | 化學結構 |
-n- | -C nH 2n- |
-nO- | -C nH 2nO- |
-On- | -OC nH 2n- |
-COO- | -C(=O)-O- |
-OCO- | -O-C(=O)- |
-V- | -CH=CH- |
-nV- | -C nH 2n-CH=CH- |
-Vn- | -CH=CH-C nH 2n- |
-T- | -C≡C- |
-CF2O- | -CF 2-O- |
-OCF2- | -O-CF 2- |
(其中,表中的n為自然數)
<液晶顯示元件的評價>
A)液晶顯示元件的製成:利用真空注入法,將液晶組合物分別注入到帶有氧化銦錫(Indium tin oxide,ITO)的單元中,由此獲得垂直取向(VA)液晶顯示元件,所述單元的單元間隙為3.3 μm且塗布有誘發垂直(homeotropic)取向的聚醯亞胺取向膜。
B)回應速度、透過率及驅動電壓:回應速度是測定對VA液晶顯示元件施加規定電壓時的透過率從90%變化為10%的時間。透過率及驅動電壓是測定VA液晶顯示元件的施加電壓-透過率曲線(V-T曲線)。關於實施例,在對要求特性顯示出充分的性能的情況下評價為○,在對要求特性未顯示出充分的性能的情況下評價為×。關於比較例,將與實施例中所獲得的液晶顯示元件相比較以同等程度顯示出充分的性能的情況評價為○,將與實施例中所獲得的液晶顯示元件相比較確認到明顯差的情況評價為×。
C)除電速度:對未接地的狀態的VA液晶顯示元件賦予1秒的+1.5 kV的靜電,由此製成帶電狀態。若在正交尼科耳下進行觀察,則非帶電狀態的VA液晶顯示元件整面為暗狀態,帶電狀態的VA液晶顯示元件通過所賦予的靜電進行驅動,ITO電極部分呈亮狀態。進行自然除電,將可判斷為ITO電極部分在小於30秒時恢復到暗狀態的情況評價為○,將可判斷為在30秒以上且小於120秒時恢復到暗狀態的情況評價為△,將在120秒以上時恢復到暗狀態或未恢復到暗狀態的情況評價為×。
<實施例1~實施例3及比較例1>
製備LC-1(實施例1)、LC-2(實施例2)、LC-3(實施例3)、及LC-A(比較例1)的液晶組合物,測定其物性值。以下示出液晶組合物的結構與其物性值的結果。
[表3]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | ||
LC-1 | LC-2 | LC-3 | LC-A | ||
組成 | 3-Cy-1O-Ph5-O1 | 2.5 | 8 | 5 | |
3-Cy-1O-Ph5-O2 | 15 | 13 | 12 | 13 | |
2-Cy-Ph-Ph5-O2 | 8 | 7 | 4 | 4 | |
3-Cy-Ph-Ph5-O2 | 9 | 13 | 10 | 10 | |
3-Cy-Ph-Ph5-O4 | 9 | 10 | |||
3-Cy-Cy-Ph5-O2 | 8 | ||||
1V-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 | 2 | 5 | |||
3-Cy-Cy-2 | 23 | 24 | 21 | ||
3-Cy-Cy-4 | 7 | 4 | 4 | ||
3-Cy-Cy-5 | 4 | ||||
3-Cy-Ph-O1 | 12 | 12 | |||
3-Ph-Ph-1 | 8 | 12 | |||
3-Cy-Cy-Ph-1 | 4 | ||||
3-Cy-Ph-Ph-1 | 3 | 5 | 7 | ||
3-Cy-Ph-Ph-2 | 3 | 6 | |||
3-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 | 12.5 | 15 | 3 | 15 | |
5-Cy-Cy-V | 28 | ||||
合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
物性值 | T ni[℃] | 75.1 | 75.1 | 74.9 | 76 |
Δn | 0.100 | 0.103 | 0.100 | 0.097 | |
Δε | -3.7 | -3.4 | -3.5 | -3.1 | |
γ 1[mPa·s] | 100 | 91 | 99 | 97 | |
K 11[pN] | 14.7 | 15.3 | 14.8 | 13.2 | |
K 33[pN] | 13.2 | 14.4 | 13.6 | 12.5 | |
參數 | γ 1/K 33[mPa·s·pN -1] | 7.6 | 6.3 | 7.3 | 7.8 |
K 33/K 11 | 0.90 | 0.94 | 0.92 | 0.95 | |
√∣K 33/Δε∣[pN -1/2] | 1.89 | 2.06 | 1.97 | 2.01 | |
評價結果 | 回應速度 | 〇 | 〇 | 〇 | × |
透過率 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
驅動電壓 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
除電速度 | 〇 | 〇 | 〇 | × |
得知LC-1、LC-2、LC-3及LC-A是支配回應速度的參數即γ
1/K
33充分小、支配電氣光學效應的陡峭性且與透過率的高度相關的參數即K
33/K
11充分大、支配驅動電壓的參數即√|K
33/Δε|充分低的顯示出同等的電氣光學特性的液晶組合物。
接著,製成使用LC-1、LC-2、LC-3及LC-A的VA液晶顯示元件,測定電氣光學特性,結果,在各VA液晶顯示元件間沒有確認到顯著的差異。即,確認到使用實施例的液晶組合物的VA液晶顯示元件顯示出高速回應、低驅動電壓、高透過率。對這些VA液晶顯示元件實施除電試驗,結果,LC-1、LC-2、LC-3在小於30秒時完成除電,另一方面,LC-A在除電時耗時120秒以上,確認到實施例的液晶組合物是顯示出高速回應、低驅動電壓、高透過率、及高速除電的優異的液晶組合物。即,明確:在將通式(I)所表示的化合物、以及作為液晶化合物的選自通式(L)中的一種或兩種以上的液晶化合物、與選自通式(LC3)中的一種或兩種以上的液晶化合物以特定量一併組合使用的情況下,可獲得高速除電等優異的液晶組合物。
<實施例4~實施例12>
對於所製備的液晶組合物LC-1~液晶組合物LC-3,添加P-1-2-X、P-2-5-X和/或P-2-13-X所表示的聚合性化合物作為聚合性化合物,製備含有聚合性化合物的液晶組合物MLC-1~含有聚合性化合物的液晶組合物MLC-9(實施例4~實施例12)。
以下示出所獲得的含有聚合性化合物的液晶組合物的結構。
[表4]
實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | ||
MLC-1 | MLC-2 | MLC-3 | ||
液晶組合物 | LC-1 | 99.7% | ||
LC-2 | 99.7% | |||
LC-3 | 99.7% | |||
聚合性化合物 | P-1-2-X | 0.3% | 0.3% | 0.3% |
合計 | 100.0% | 100.0% | 100.0% |
[表5]
實施例7 | 實施例8 | ||
MLC-4 | MLC-5 | ||
液晶組合物 | LC-1 | 99.70% | 99.70% |
聚合性化合物 | P-1-2-X | 0.27% | 0.27% |
P-2-5-X | 0.03% | ||
P-2-13-X | 0.03% | ||
合計 | 100.0% | 100.0% |
[表6]
實施例9 | 實施例10 | ||
MLC-6 | MLC-7 | ||
液晶組合物 | LC-2 | 99.70% | 99.70% |
聚合性化合物 | P-1-2-X | 0.27% | 0.27% |
P-2-5-X | 0.03% | ||
P-2-13-X | 0.03% | ||
合計 | 100.0% | 100.0% |
[表7]
實施例11 | 實施例12 | ||
MLC-8 | MLC-9 | ||
液晶組合物 | LC-3 | 99.70% | 99.70% |
聚合性化合物 | P-1-2-X | 0.27% | 0.27% |
P-2-5-X | 0.03% | ||
P-2-13-X | 0.03% | ||
合計 | 100.0% | 100.0% |
製成使用這些含有聚合性化合物的液晶組合物的VA液晶顯示元件,一邊施加10 V、100 Hz的矩形波,一邊用100 mW/cm
-2(365 nm)的強度的高壓水銀燈進行10 J曝光。進而,在切斷電壓的狀態下進行100 J曝光,由此獲得高分子穩定化垂直取向(PSVA)液晶顯示元件。確認到:這些PSVA液晶顯示元件是顯示出與實施例1~實施例6中製成的垂直取向(VA)液晶顯示元件同等以上的電氣光學特性、顯示出同等以上的除電速度、此外被賦予有適當的傾斜角、未產生殘像、殘存單體量也充分少的優異的液晶顯示元件。
根據以上內容,得知本發明的液晶組合物即便於PSVA顯示元件中也是顯示出高速回應、高透過率、高速除電的優異的液晶組合物。
Claims (8)
- 一種液晶組合物,其中作為液晶化合物,含有相對於使用的液晶化合物的總量而為30質量%以上且60質量%以下的選自下述通式(L)中的一種或兩種以上的液晶化合物,且含有相對於使用的液晶化合物的總量而為30質量%以上且60質量%以下的選自下述通式(LC3)中的一種或兩種以上的液晶化合物,通式(L)所表示的液晶化合物及通式(LC3)所表示的液晶化合物的合計含量相對於使用的液晶化合物的總量而為90質量%以上, (式中,R L1表示碳原子數1~10的烷基,R L2表示碳原子數1~10的烷基或碳原子數1~8的烷氧基, n L1表示0、1或2, A L1、A L2及A L3分別獨立地表示選自由 (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-)以及 (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=;所述基中存在的氫原子可經僅一個氟原子取代)所組成的群組中的基, 所述基(a)以及基(b)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z L1及Z L2分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、或-C≡C-, 在A L2或Z L2存在多個的情況下,這些可分別相同也可不同) (式中,R LC31及R LC32分別獨立地表示碳原子數1~15的烷基或碳原子數2~15的烯基,所述基中的一個或兩個以上的-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地經取代為-O-或-S-,另外,R LC31及R LC32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;A LC31及A LC32分別獨立地表示反式-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、2,5-二氟-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、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、呱啶-1,4-二基、萘-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;Z LC31及Z LC32分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-COO-、-OCO-、-OCH 2-、-CH 2O-、-OCF 2-或-CF 2O-,m LC31及m LC32分別獨立地表示0~3,m LC31+m LC32為1、2或3,在A LC31~A LC32、Z LC31~Z LC32存在多個的情況下,這些可分別相同也可不同) 且進而含有一種或兩種以上的通式(I)所表示的化合物, (式中的R 1表示氫原子、-O·、-OH、碳原子數1~12的烷基,所述烷基中存在的一個或兩個以上的-CH 2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF 2-或-CF 2O-;R 2、R 3、R 4及R 5分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中存在的一個或兩個以上的-CH 2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF 2-或-CF 2O-,R 2與R 3和/或R 4與R 5可彼此鍵結而形成環;R 6及R 7分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~6的烷基,所述烷基中存在的一個或兩個以上的-CH 2-可分別獨立地經取代為-O-、-S-、-CH=CH-、-C≡C-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCF 2-或-CF 2O-;n 1表示1~6的整數,在n 1表示2~6的整數的情況下,存在多個的R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6及R 7可分別相同也可不同;M 1表示一價~六價的有機基,M 1的價數與n 1所表示的數為相同的數)。
- 如請求項1所述的液晶組合物,其中所述通式(L)所表示的液晶化合物及通式(L3)所表示的液晶化合物的合計含量相對於使用的液晶化合物的總量而為95質量%以上。
- 如請求項1或請求項2所述的液晶組合物,其中通式(I)中的n 1表示3。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的液晶組合物,其中通式(I)的含量相對於液晶組合物中所使用的液晶化合物的總量100質量%而為0.001質量%至1質量%。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的液晶組合物,其中含有一種或兩種以上的聚合性化合物。
- 一種液晶顯示元件,使用如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組合物。
- 一種有源矩陣驅動用液晶顯示元件,使用如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組合物。
- 一種垂直取向型、聚合物穩定垂直取向型、聚合物支持取向型、邊緣場切換型、電控雙折射型或共面切換型的液晶顯示元件,使用如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組合物。
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