TWI840514B - 液晶組成物及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種液晶組成物,其含有1種或2種以上通式(i)所表示之化合物、及1種或2種以上通式(ii)所表示之聚合性化合物,該液晶組成物其向列相-等向性液相轉移溫度為100℃以上,介電各向導性為負(Ri1
、Ri2
表示碳原子數1~8之烷基,ni1
表示1或2,P1
及P2
表示式(PG-1)~式(PG-5)之聚合性基,S1
及S2
表示單鍵或碳原子數1~5之伸烷基,X1
~X8
表示氫原子、氟原子、碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基)。
Description
本發明係關於液晶組成物及使用其之液晶顯示元件。
PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶顯示裝置為了控制液晶分子的預傾角,而在單元內具有形成有聚合物結構物的結構,由於高速應答性、高對比度,因而持續開發作為液晶顯示元件(專利文獻1)。
對於針對假定在室外使用的PID(Public Information Display)等中使用的PSA液晶組成物之要求,必須向列相-等向性液相轉移溫度(TNI)高、固相-向列相轉移溫度(TCN)低、低溫保存穩定性(Low Temperature Storage test)優異,進一步要求驅動電壓低、彈性常數(K33)大、旋轉黏性(γ1)足夠小。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2016/017569號
本發明的課題在於提供一種聚合性液晶組成物,其介電各向導性(△ε)為負,滿足通常液晶組成物所要求的在較廣的溫度範圍下的顯示、低電壓驅動性、高速應答性、及高VHR,並且在製成液晶顯示元件時沒有顯示不良或極
少發生顯示不良;本發明提供一種使用有該液晶組成物的液晶顯示元件。
(式中,與乙烯基鍵結之甲基、乙基、正丙基及異丙基中之氫原子亦可被1個或2個以上之氟原子取代,該基中之-CH2-亦可被氧原子取代),S1及S2分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5之伸烷基,該伸烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可被-O-、-OCO-或-COO-取代,X1~X8分別獨立地表示氫原子、氟原子、碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基,該烷基及該烷氧基亦可被氟原子取代),該液晶組成物其TNI為100℃以上,△ε為負;本發明並且提供使用有該液晶組成物的液晶顯示元件。
藉由使用本發明之液晶組成物,能夠獲得因優異之低溫保存穩定性而可在較廣的溫度範圍下顯示、且兼具低驅動電壓、快速的應答速度及高VHR之液晶顯示元件,可提供即便在戶外使用亦能充分應對的液晶顯示元件。
1:液晶顯示元件
2:第一基板
3:第二基板
4:液晶層
5:像素電極層
6:共通電極層
7:第一偏光板
8:第二偏光板
9:濾色器
11:閘極匯流排線
12:資料匯流排線
13:像素電極
14:Cs電極
15:源極電極
16:汲極電極
17:接觸孔
[圖1]為示意性地表示液晶顯示元件之一個實施形態的圖。
[圖2]為將圖1中由I線圍成之區域放大後的俯視圖。
[液晶組成物]
本發明之液晶組成物具有負的介電各向導性,向列相-等向性液體之轉移溫度(TNI)為100℃以上,含有1種或2種以上之下述通式(i)所表示之化合物、及1種或2種以上之下述通式(ii)所表示之化合物。
本發明之液晶組成物含有1種或2種以上通式(i)所表示之化合物。
於通式(i)所表示之化合物中,Ri1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、丁基、乙烯基或1-丙烯基。Ri2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。
(式(i)所表示之化合物)
通式(i)所表示之化合物相當於在介電方面為負的化合物(△ε之符號為負,且其絕對值比2大)。
可單獨使用1種通式(i)所表示之化合物,亦可組合2種以上來使用。能夠組合之化合物的種類並無特別限制,根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射等所要求之性能來適當組合使用。關於所使用之化合物的種類,例如作為本發明之一個實施形態,為1種、2種、3種、4種、5種以上。
重視△ε的改善時,較佳為將通式(i)所表示之化合物之含量設定得較多,重視低溫時的溶解性時,將通式(i)所表示之化合物之含量設定得較少則效果高,重視TNI時,使用3環化合物、即通式(i)中ni1為2之化合物,將其含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之液晶組成物之總量,式(i)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值為相對於本發明之液晶組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。又,式(i)中ni1為1之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值為相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。又,式(i)中ni1為2之化合物的較佳之含量的下限值為5%、7%、9%、12%。較佳之含量的上限值為相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%。
通式(i)所表示之化合物較佳為選自式(i-1)至式(i-34)所表示之化合物群中之化合物,更佳為式(i-1)~式(i-8)及式(i-21)~式(i-44)所表示之化合物。最佳之化合物為式(i-2)、式(i-5)、式(i-23)
及式(i-25)所表示之化合物。
式(i)所表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之液晶組成物之總量,其等化合物的較佳之含量的下限值為5質量%、10質量%、13質量%、15質量%、17質量%、20質量%。較佳之含量的上限值為相對於本發明之液晶組成物之總量為40質量%、38質量%、35質量%、30質量%、28質量%、25質量%、23質量%、20質量%、18質量%、15質量%、13質量%。以下,有將質量%僅記載為「%」之情況。
(式(ii)所表示之化合物)
P1及P2分別獨立地表示下述式(PG-1)~式(PG-5)所表示之聚合性基。
(式中,與乙烯基鍵結之甲基、乙基、正丙基及異丙基中之氫原子亦可被1個或2個以上之氟原子取代,該基中之-CH2-亦可被氧原子取代)。P1及P2之聚
合性基較佳為分別獨立地為式(PG-1)或式(PG-2),尤佳為P1及P2皆為式(PG-1)。
S1及S2分別獨立地表示單鍵或碳原子數1~5之伸烷基,該伸烷基中之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可被-O-、-OCO-或-COO-取代。當中,S1及S2較佳為分別獨立地為單鍵或碳原子數1~5之未經取代之伸烷基,尤佳為S1及S2皆為單鍵。
X1~X8分別獨立地表示氫原子、氟原子、碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基,該烷基及該烷氧基亦可被氟原子取代。當中,較佳為X1~X8之至少一個為氟原子、碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基,更佳為X1~X8之至少一個為氟原子、甲基或甲氧基,尤佳為X1~X8之一個為氟原子或甲氧基。
X1~X8中之2個以上為氫原子以外之基或原子時,2個以上之其等之基或原子可相同,亦可互相不同。又,2個以上之氫原子以外的基或原子可以取代三苯中的與相同苯環鍵結之氫原子,亦可取代與不同環鍵結之氫原子。
通式(ii)所表示之化合物較佳為選自式(ii-1)~式(ii-26)所表示之化合物群中之化合物,更佳為式(i-1)~式(i-3)、及式(i-21)~式(i-44)所表示之化合物。最佳之化合物為式(i-2)、式(i-5)、式(i-23)及式(i-25)所表示之化合物。
式(ii)所表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之液晶組成物的總量,該等化合物的較佳之含量的下限值為0.005%、0.010%、0.015%、0.020%、0.030%、0.035%、0.040%。又,作為上限值,較佳之含量的上限值為0.30%、0.25%、0.10%、0.09%、0.08%、0.07%、0.06%。
(任意成分)
.式(N-1)所表示之化合物
本發明之液晶組成物較佳為含有1種或2種以上式(N-1)所表示之化合物。式(N-1)所表示之化合物相當於介電方面為負之化合物(△ε之符號為負且其絕對值大於2),較佳為△ε為負且其絕對值大於3之化合物。
通式(N-1)中,RN11及RN12更佳為分別獨立地為碳原子數1~6之烷基、碳原子數1~6之烷氧基、碳原子數2~6之烯基或碳原子數2~6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,再更佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,尤佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~3之烯基,尤佳為碳原子數1~3之烷基或碳原子數3之烯基(丙烯基)。
又,當其所鍵結之環結構為苯基(芳香族)時,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基或碳原子數4~5之烯基,當其所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二烷等飽和環結構時,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基或直鏈狀的碳原子數2~5之烯基。為了使向列相穩定化,碳原子及存在時的氧原子的合計較佳為5以下,較佳為直鏈狀。
作為烯基,較佳為選自式(R1)至式(R5)中之任一者所表示之基。(各式中之黑點表示環結構中之碳原子)
於需要增大△n之情形時,AN11及AN12較佳為分別獨立地為芳香族,為了改善應答速度而較佳為脂肪族,較佳為表示反式-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,更佳為表示下述結構。
更佳為表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸苯基。
ZN11及ZN12分別獨立,較佳為表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵,更佳為-CH2O-、-CH2CH2-或單鍵,尤佳為-CH2O-或單鍵。
nN11+nN12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2且nN12為1之組合。
式(N-1)所表示之化合物可單獨使用,亦可組合使用,相對於本發明之液晶組成物之總量,其等化合物的較佳之含量的下限值為1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。較佳之含量的上限值為95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
通式(N-1)所表示之化合物較佳為選自通式(N-1-1)~(N-1-21)所表示之化合物群中之化合物。
通式(N-1-1)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN111及RN112分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得低一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-1)所表示之化合物的較佳含量的下限值為3%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。較佳含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
進一步,通式(N-1-1)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-1.1)至式(N-1-1.22)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-1.1)~(N-1-1.5)所表示之化合物,較佳為式(N-1-1.1)及式(N-1-1.4)所表示之化合物。
通式(N-1-2)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN121及RN122分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得低一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-2)所表示之化合物
的較佳之含量的下限值為5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、37%、40%、42%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為50%、48%、45%、43%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%。
進一步,通式(N-1-2)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-2.1)至式(N-1-2.22)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-2.3)至式(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)所表示之化合物,重視△ε的改良時,較佳為式(N-1-2.3)至式(N-1-2.7)所表示之化合物,重視TNI的改良時,較佳為式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)及式(N-1-2.13)所表示之化合物,重視應答速度的改良時,較佳為式(N-1-2.20)所表示之化合物。
通式(N-1-3)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN131及RN132分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-3)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
進一步,通式(N-1-3)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-3.1)至式(N-1-3.21)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-3.1)~(N-1-3.7)及式(N-1-3.21)所表示之化合物,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)所表示之化合物,特佳為式(N-1-3.1)、式(N-1-3.2)所表示之化合物,最佳為式(N-1-3.2)所表示之化合物。
通式(N-1-4)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN141及RN142分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
RN141及RN142分別獨立,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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得低一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-4)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、
23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
進一步,通式(N-1-4)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-4.1)至式(N-1-4.14)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-4.1)~(N-1-4.4)所表示之化合物,較佳為式(N-1-4.1)、式(N-1-4.2)及式(N-1-4.4)所表示之化合物,尤佳為式(N-1-4.2)所表示之化合物。
通式(N-1-5)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN151及RN152分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
RN151及RN152分別獨立,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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶
解性時,將含量設定得低一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-5)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
進一步,通式(N-1-5)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-5.1)至式(N-1-5.6)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示之化合物。
通式(N-1-12)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1121及RN1122分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得低一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-12)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-13)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1131及RN1132分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。RN1132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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-13)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-14)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1141及RN1142分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得低一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-14)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-15)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1151及RN1152分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-15)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-16)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1161及RN1162分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-16)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-17)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1171及RN1172分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-17)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-18)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1181及RN1182分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-18)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
進一步,通式(N-1-18)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-18.1)至式(N-1-18.5)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-18.1)~(N-1-18.3)所表示之化合物,較佳為式(N-1-18.2)及式(N-1-18.3)所表示之化合物。
通式(N-1-20)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1201及RN1202分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)
RN1201及RN1202分別獨立,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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-20)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-21)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1211及RN1212分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
RN1211及RN1212分別獨立,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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(N-1-21)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為5%、10%、13%、15%、17%、20%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-22)所表示之化合物係下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RN1221及RN1222分別獨立地表示與通式(N-1)中之RN11及RN12相同含義)。
RN1221及RN1222分別獨立,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。
重視△ε的改善時,較佳為將含量設定得高一些,重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,重視TNI時,將含量設定得高一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
進一步,通式(N-1-22)所表示之化合物較佳為選自式(N-1-22.1)至式(N-1-22.12)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(N-1-22.1)~(N-1-22.5)所表示之化合物,較佳為式(N-1-22.1)~(N-1-22.4)所表示之化合物。
.式(L)所表示之化合物
本發明之液晶組成物較佳為進一步含有1種或2種以上的通式(L)所表示之
化合物。通式(L)所表示之化合物相當於介電方面幾乎為中性的化合物(△ε的值為-2~2)。因此,通式(L)所表示之化合物較佳為將分子內的鹵素等極性基的個數較佳設為2個以下,較佳設為1個以下,尤佳為不含有鹵素等極性基。
(式中,RL1及RL2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基,該烷基中之1個或未鄰接的2個以上-CH2-亦可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,nL1表示0、1、2或3,AL1、AL2及AL3分別獨立地表示選自由下述基(a)~基(c)所組成之群中之基,(a)1,4-伸環己基(存在於該基中之1個-CH2-或未鄰接的2個以上之-CH2-可被-O-取代),(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或未鄰接的2個以上-CH=可被-N=取代),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(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中所存在的1個-CH=或未鄰接的2個以上之-CH=可被-N=取代),上述基(a)、基(b)及基(c)亦可分別獨立地被氰基、氟原子或氯原子取代,ZL1及ZL2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,nL1為2或3而存在複數個AL2時,其等可相同,亦可不同,nL1為2或3而存在複
數個ZL2時,其等可相同,亦可不同,但不包括(N-1)所表示之化合物)。
重視可靠性時,較佳為RL1及RL2均為烷基,重視降低化合物的揮發性時,較佳為烷氧基,重視黏性的降低時,較佳為至少一者為烯基。
分子內所存在的鹵素原子較佳為0、1、2或3個,較佳為0或1,重視與其他液晶分子的相溶性時,較佳為1。
關於RL1及RL2,當其所鍵結的環結構為苯基(芳香族)時,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,當其所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二烷等飽和環結構時,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5之烯基。為了使向列相穩定化,碳原子及存在時的氧原子的合計較佳為5以下,較佳為直鏈狀。
作為烯基,較佳為選自上述式(R1)~(R5)中之任一者所表示之基。
關於nL1,當重視應答速度時,較佳為0,為了改善向列相的上限溫度,較佳為2或3,為了取得它們的平衡,較佳為1。另外,為了滿足作為組成物所要求的特性,較佳為將不同值的化合物組合。
關於AL1、AL2及AL3,在要求增大△n時較佳為芳香族,為了改善應答速度而較佳為脂肪族,較佳為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、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,更佳為表示下述結構。
更佳為表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
關於ZL1及ZL2,當重視應答速度時,較佳為單鍵。
通式(L)所表示之化合物可以單獨使用,也可以組合使用。能夠組合的化合物的種類沒有特別限制,根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率等所欲的性能適宜組合使用。所使用的化合物的種類例如在本發明的一個實施形態中為1種。或者在本發明的其他實施形態中為2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種以上。
本發明的組成物中,通式(L)所表示之化合物的含量必需根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率、製程合適性、滴痕、殘像、介電各向導性等所要求的性能做適當調整。
相對於本發明之組成物之總量,式(L)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。較佳之含量的上限值為95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
將本發明之組成物之黏度保持為較低、需要應答速度快的組成物時,較佳為上述下限值高且上限值高。進一步,將本發明之組成物之TNI保持為較高、需要溫度穩定性良好的組成物時,較佳為上述下限值高且上限值高。另外,為了將驅動電壓保持為較低而想要增大介電各向導性時,較佳為上述下限值低且上限值低。
通式(L)所表示之化合物中,分子內的鹵素原子數較佳為0個或1個。
通式(L)所表示之化合物較佳為選自下述通式(L-1)~(L-7)所表示之化合物群中之化合物。
通式(L-1)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL11及RL12分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義)
RL11及RL12較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5之烯基。
較佳之含量的下限值為相對於本發明之組成物之總量為1%、2%、3%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%。
將本發明之組成物之黏度保持為較低、需要應答速度快的組成物時,較佳為上述下限值高且上限值高。進一步,將本發明之組成物之TNI保持為較高、需要溫度穩定性良好的組成物時,較佳為上述下限值居中且上限值居中。另外,為了將驅動電壓保持為較低而想要增大介電各向導性時,較佳為上述下限值低且上限值低。
通式(L-1)所表示之化合物較佳為選自通式(L-1-1)所表示之化合物群中之化合物。
(式中,RL12表示與通式(L-1)中之含義相同的含義)。
通式(L-1-1)所表示之化合物較佳為選自式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示之化合物,尤佳為式(L-1-1.3)所表示之化合物。
通式(L-1)所表示之化合物為選自通式(L-1-2)所表示之化合物群中之化合物亦佳。
(式中,RL12表示與通式(L-1)中之含義相同的含義)
進一步,通式(L-1-2)所表示之化合物較佳為選自式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(L-1-2.2)至式(L-1-2.4)所表示之化合物。尤其是式(L-1-2.2)所表示之化合物特別改善本發明之組成物之應答速度,因而較佳。另外,比起應答速度,更要求高TNI時,較佳為使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示之化合物。為了使低溫時的溶解度良好,式(L-1-2.3)及式(L-1-2.4)所表示之化合物的含量設為30%以上為不佳。
通式(L-1)所表示之化合物為選自通式(L-1-3)所表示之化合物群中之化合物亦佳。
(式中,RL13及RL14分別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較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5之烯基。
進一步,通式(L-1-3)所表示之化合物較佳為選自式(L-1-3.1)至式(L-1-3.13)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)所表示之化合物。尤其是式(L-1-3.1)所表示之化合物特別可改善本發明之組成物之應答速度,因而較佳。另外,比起應答速度,更要求高TNI時,較佳為使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示之化合物。為了使低溫時的溶解度良好,式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.13)所表示之化合物的合計含量設為20%以上為不佳。
通式(L-1)所表示之化合物為選自通式(L-1-4)及/或(L-1-5)所表示之化合物群中之化合物亦佳。
(式中,RL15及RL16分別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較佳為直鏈狀的碳原子數1~5之烷基、直鏈狀的碳原子數1~4之烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5之烯基。
進一步,通式(L-1-4)及(L-1-5)所表示之化合物較佳為選自式(L-1-4.1)至式(L-1-5.3)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示之化合物。
較佳為將選自式(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)所表示之化合物中之2種以上的化合物組合,較佳為將選自式(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)所表示之化合物中之2種以上的化合物組合。
重視組成物的可靠性時,較佳為將選自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)及式(L-1-3.4)所表示之化合物中之2種以上的化合物組合,重視組成物的應答速度時,較佳為將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)所表示之化合物中之2種以上的化合物組合。
作為通式(L-1)所表示之化合物,使用選自通式(L-1-6)所表示之化合物群中之化合物亦佳。
(式中,RL17及RL18分別獨立地表示甲基或氫原子)。
進一步,通式(L-1-6)所表示之化合物較佳為選自式(L-1-6.1)至式(L-1-6.3)所表示之化合物群中之化合物。
通式(L-2)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL21及RL22分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義)。
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。
重視低溫時的溶解性時,將含量設定得高一些則效果高,反之,重視應答速度時,將含量設定得低一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
相對於本發明之組成物之總量,式(L-2)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
進一步,通式(L-2)所表示之化合物較佳為選自式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(L-2.1)、式(L-2.3)、式(L-2.4)及式(L-2.6)所表示之化合物,更佳為式(L-2.3)所表示之化合物。
通式(L-3)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL31及RL32分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義)。
RL31及RL32分別獨立,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。
相對於本發明之組成物之總量,式(L-3)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%。較佳之含量的上限值,相對於本發明之組成物之總量為20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
要獲得高的雙折射率時,將含量設定得高一些則效果高,反之,重視高的TNI時,將含量設定得低一些則效果高。進一步,改良滴痕或殘像特性時,較佳為將含量的範圍設定為居中。
進一步,通式(L-3)所表示之化合物較佳為選自式(L-3.1)至式(L-3.7)所表示之化合物群中之化合物,較佳為式(L-3.1)或式(L-
3.5)所表示之化合物,為了提高單體聚合速度,併用式(L-3.6)或式(L-3.7)所表示之化合物亦佳。
通式(L-4)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL41及RL42分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義)。
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。
本發明的組成物中,通式(L-4)所表示之化合物的含量必需根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率、製程合適性、滴痕、殘像、介電各向導性等所要求的性能作適當調整。
相對於本發明之組成物之總量,式(L-4)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23
%、26%、30%、35%、40%。相對於本發明之組成物之總量,式(L-4)所表示之化合物的較佳之含量的上限值為50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-4)所表示之化合物例如較佳為式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示之化合物。
根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.1)所表示之化合物,也可含有式(L-4.2)所表示之化合物,也可含有式(L-4.1)所表示之化合物及式(L-4.2)所表示之化合物這兩者,也可含有全部式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示之化合物。
通式(L-4)所表示之化合物例如較佳為式(L-4.4)至式(L-4.6)所表示之化合物,較佳為式(L-4.4)所表示之化合物。
根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.4)所表示之化合物,也可含有式(L-4.5)所表示之化合物,也可含有式(L-4.4)所表示之化合物及式(L-4.5)所表示之化合物這兩者。
通式(L-4)所表示之化合物較佳為式(L-4.7)至式(L-4.10)
所表示之化合物,尤佳為式(L-4.9)所表示之化合物。
通式(L-5)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL51及RL52分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義)。
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。
本發明的組成物中,通式(L-5)所表示之化合物的含量必需根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率、製程合適性、滴痕、殘像、介電各向導性等所要求的性能作適當調整。
相對於本發明之組成物之總量,式(L-5)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相對於本發明之組成物之總量,式(L-5)所表示之化合物的較佳之含量的上限值為50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-5)所表示之化合物較佳為式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示之
化合物,尤佳為式(L-5.1)所表示之化合物。
通式(L-5)所表示之化合物較佳為式(L-5.3)或式(L-5.4)所表示之化合物。
通式(L-5)所表示之化合物較佳為選自式(L-5.5)至式(L-5.7)所表示之化合物群中之化合物,尤佳為式(L-5.7)所表示之化合物。
通式(L-6)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL61及RL62分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義,XL61及XL62分別獨立地表示氫原子或氟原子)。
RL61及RL62分別獨立,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中之一者為氟原子且另一者為氫原子。
相對於本發明之組成物之總量,式(L-6)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相對於本發明之組成物之總量,式(L-6)所表示之化合物的較佳之含量的上限值為50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。當重點放在增大△n時,較佳為增多含量,當重點放在低溫時的析出時,較佳為含量少。
通式(L-6)所表示之化合物較佳為式(L-6.1)至式(L-6.9)所表示之化合物。
能夠組合的化合物的種類沒有特別限制,較佳為含有這些化合物中之1種~3種,更佳為含有1種~4種。另外,所選擇的化合物的分子量分佈較廣也對溶解性有效,因此例如較佳為從式(L-6.1)或(L-6.2)所表示之化合物中選擇1種、從式(L-6.4)或(L-6.5)所表示之化合物中選擇1種、從式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示之化合物中選擇1種、從式(L-6.8)或(L-6.9)所表示之化合物中選擇1種化合物,並將它們適當組合。當中,較佳為含有式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)所表示之化合物。
進一步,通式(L-6)所表示之化合物例如較佳為式(L-6.10)至式(L-6.17)所表示之化合物,當中,較佳為式(L-6.11)所表示之化合物。
通式(L-7)所表示之化合物為下述化合物,該化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(式中,RL71及RL72分別獨立地表示與通式(L)中之RL1及RL2相同含義,AL71及AL72分別獨立地表示與通式(L)中之AL2及AL3相同含義,AL71及AL72上的氫原子亦可分別獨立地被氟原子取代,ZL71表示與通式(L)中之ZL2相同含義,XL71及XL72分別獨立地表示氟原子或氫原子)。
式中,RL71及RL72較佳為分別獨立地為碳原子數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較佳為分別獨立地為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,AL71及AL72上的氫原子亦可分別獨立地被氟原子取代,ZL71較佳為單鍵或-COO-,較佳為單鍵,XL71及XL72較佳為氫原子。
本發明的組成物中,通式(L-7)所表示之化合物的含量必需根據低溫時的溶解性、轉移溫度、電可靠性、雙折射率、製程合適性、滴痕、殘像、介電各向導性等所要求的性能作適當調整。
相對於本發明之組成物之總量,式(L-7)所表示之化合物的較佳之含量的下限值為1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%。相對於本發明之組成物之總量,式(L-7)所表示之化合物的較佳之含量的上限值為30%、25%、23%、20%、18%、15%、10%、5%。
期望本發明的組成物為高TNI的實施形態時,較佳為增多式(L-7)所表示之化合物的含量,期望低黏度的實施形態時,較佳為使含量少一些。
進一步,通式(L-7)所表示之化合物較佳為式(L-7.1)至式(L-7.4)所表示之化合物,較佳為式(L-7.2)所表示之化合物。
進一步,通式(L-7)所表示之化合物較佳為式(L-7.11)至式(L-7.13)所表示之化合物,較佳為式(L-7.11)所表示之化合物。
進一步,通式(L-7)所表示之化合物為式(L-7.21)至式(L-7.23)所表示之化合物。較佳為式(L-7.21)所表示之化合物。
進一步,通式(L-7)所表示之化合物較佳為式(L-7.31)至式(L-7.34)所表示之化合物,較佳為式(L-7.31)或/及式(L-7.32)所表示之化合物。
進一步,通式(L-7)所表示之化合物較佳為式(L-7.41)至
式(L-7.44)所表示之化合物,較佳為式(L-7.41)或/及式(L-7.42)所表示之化合物。
進一步,通式(L-7)所表示之化合物較佳為式(L-7.51)至式(L-7.53)所表示之化合物。
相對於本發明之組成物之總量,通式(i)、(ii)、(L)及(N)所表示之化合物的合計的較佳含量之下限值為80%、85%、88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。較佳之含量的上限值為100%、99%、98%、95%。
相對於本發明之組成物之總量,通式(i)、(N-1)及(L)所表示之化合物的合計的較佳含量之下限值為80%、85%、88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%。較佳之含量的上限值為99.7%、
99.5%、99%、98%、95%。
本申請發明的組成物較佳為不含有在分子內具有過氧(-CO-OO-)結構等氧原子彼此鍵結而成的結構的化合物。
重視組成物的可靠性及長期穩定性時,較佳為將具有羰基的化合物的含量相對於上述組成物的總質量設為5%以下,更佳設為3%以下,更佳設為1%以下,最佳為實質上不含有。
重視由UV照射帶來的穩定性時,較佳為將氯原子取代之化合物的含量相對於上述組成物的總質量設為15%以下,較佳設為10%以下,較佳設為8%以下,更佳設為5%以下,較佳設為3%以下,更佳為實質上不含有。
較佳為增多分子內的環結構全部為6員環之化合物的含量,較佳為將分子內的環結構全部為6員環的化合物的含量相對於上述組成物的總質量設為80%以上,更佳設為90%以上,更佳設為95%以上,最佳為實質上僅由分子內的環結構全部為6員環的化合物構成組成物。
為了抑制因組成物的氧化導致的劣化,較佳為使具有伸環己烯基作為環結構的化合物的含量減少,較佳為將具有伸環己烯基的化合物的含量相對於上述組成物的總質量設為10%以下,較佳設為8%以下,更佳設為5%以下,較佳設為3%以下,更佳為實質上不含有。
重視黏度的改善及TNI的改善時,較佳為使在分子內具有氫原子亦可被鹵素取代之2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量減少,較佳為將分子內具有上述2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量相對於上述組成物的總質量設為10%以下,較佳設為8%以下,更佳設為5%以下,較佳設為3%以下,更佳為實質上不含有。
本申請中所謂實質上不含有,意思是除了非故意含有的物質以外不含有。
本發明的組成物所含有的化合物具有烯基作為側鏈的情況下,上述烯基鍵結於環己烷時,該烯基的碳原子數較佳為2~5,上述烯基鍵結於苯時,該烯基的碳原子數較佳為4~5,上述烯基的不飽和鍵與苯較佳為不直接鍵結。
本發明中使用之液晶組成物的平均彈性常數(KAVG)較佳為10至25,作為其下限值,較佳為10,較佳為10.5,較佳為11,較佳為11.5,較佳為12,較佳為12.3,較佳為12.5,較佳為12.8,較佳為13,較佳為13.3,較佳為13.5,較佳為13.8,較佳為14,較佳為14.3,較佳為14.5,較佳為14.8,較佳為15,較佳為15.3,較佳為15.5,較佳為15.8,較佳為16,較佳為16.3,較佳為16.5,較佳為16.8,較佳為17,較佳為17.3,較佳為17.5,較佳為17.8,較佳為18,作為其上限值,較佳為25,較佳為24.5,較佳為24,較佳為23.5,較佳為23,較佳為22.8,較佳為22.5,較佳為22.3,較佳為22,較佳為21.8,較佳為21.5,較佳為21.3,較佳為21,較佳為20.8,較佳為20.5,較佳為20.3,較佳為20,較佳為19.8,較佳為19.5,較佳為19.3,較佳為19,較佳為18.8,較佳為18.5,較佳為18.3,較佳為18,較佳為17.8,較佳為17.5,較佳為17.3,較佳為17。於重視減少耗電時,抑制背光的光量是有效的,液晶顯示元件較佳為提高光的穿透率,因此較佳為將KAVG的值設定得低一些。重視應答速度的改善時,較佳為將KAVG的值設定得高一些。
.聚合性化合物
本發明之組成物除了式(ii)所表示之聚合性化合物以外,進一步含有其他聚合性化合物(以下,有稱作「聚合性單體」之情形)亦佳。作為聚合性化合物,可列舉以下通式(P)所表示之化合物來作為較佳者。以下述通式(P)列舉之化合物可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
(上述通式(P)中,Rp1表示氫原子、氟原子、氰基、碳原子數1~15之烷基或-Spp2-Pp2,該烷基中之1個或未鄰接之2個以上之-CH2-亦可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被氰基、氟原子或氯原子取代,Pp1及Pp2分別獨立地表示通式(Pp1-1)~式(Pp1-9)中之任一者,
(式中,Rp11及Rp12分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之鹵化烷基,Wp11表示單鍵、-O-、-COO-或亞甲基,tp11表示0、1或2,於分子內存在複數個Rp11、Rp12、Wp11及/或tp11之情形時,其等可相同,亦可不同),Spp1及Spp2分別獨立地表示單鍵或間隔基,Zp1及Zp2分別獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、
-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-(C=O)-O-(CH2)2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中,RZP1分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4之烷基,於分子內存在複數個RZP1之情形時,其等可相同,亦可不同),Ap1、Ap2及Ap3分別獨立地表示選自由下述基(ap)~基(cp)所組成之群中的基,(ap)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-可被-O-取代),(bp)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=可被-N=取代),及(cp)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(存在於此等基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上之-CH=可被-N=取代),上述之基(ap)、基(bp)及基(cp)中所存在之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被鹵素原子、氰基、碳原子數1~8之烷基、或-Spp2-Pp2取代,該烷基中之1個或未鄰接之2個以上之-CH2-亦可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,mp1表示0、1、2或3,於分子內存在複數個Zp1、Ap2、Spp2及/或Pp2之情形時,其等可相同,亦可不同,Ap3在mp1為0且Ap1為菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基之情形時,表示單鍵。其中,不包含通式(ii)所表示之化合物)。
於式(P)中,Rp1較佳為-Spp2-Pp2。
Pp1及Pp2分別獨立,較佳為表示式(Pp1-1)~式(Pp1-3)中之
任一者,較佳為(Pp1-1)。
Rp11及Rp12較佳為分別獨立地為氫原子或甲基。
tp11較佳為0或1。
Wp11較佳為單鍵、亞甲基或伸乙基。
mp1較佳為0、1或2,較佳為0或1。
Zp1及Zp2分別獨立,較佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-、-OCF2-或-C≡C-,較佳為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-或-C≡C-,較佳為分子內所存在的只有一個為-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-或-C≡C-,其他全部都是單鍵,較佳為分子內所存在的只有一個為-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-或-OCO-,其他全部都是單鍵,較佳為全部都是單鍵。
又,較佳為只有分子內所存在之Zp1及Zp2中之一者為選自由-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-O-CO-(CH2)2-、-COO-(CH2)2-所組成之群中之鍵結基,其他
為單鍵。
Spp1及Spp2分別獨立地表示單鍵或間隔基,間隔基較佳為碳原子數1~30之伸烷基,該伸烷基中之-CH2-只要氧原子彼此不直接鍵結,則亦可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,該伸烷基中之氫原子亦可被鹵素原子取代,較佳為直鏈之碳原子數1~10之伸烷基或單鍵。
Ap1、Ap2及Ap3分別獨立,較佳為1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、或1,4-伸環己基,較佳為1,4-伸苯基或萘-1,4-二基,尤佳為於分子中至少一個具有1,4-伸苯基。為了改善與液晶化合物之相溶性,1,4-伸苯基較佳為被1個氟原子、1個甲基或1個甲氧基取代。
關於式(P)所表示之化合物之合計含量,相對於本發明之組成物的總量,較佳為0.05~10%,更佳為0.1~8%,非常佳為0.1~5%,再更佳為0.1~3%,尤佳為0.2~2%,尤佳為0.2~1%。
關於式(P)所表示之化合物之合計含量之較佳下限值,相對於本發明之組成物的總量,為0.01%、0.03%、0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%。
關於式(P)所表示之化合物之合計含量之較佳上限值,相對於本發明之組成物的總量,為10%、8%、5%、3%、1.5%、1.2%、1%、0.8%、0.5%。
式(P)所表示之化合物的含量較少時,則添加式(P)所表示之化合物之效果難以顯現,會產生液晶組成物之配向控制力弱,或配向控制力隨時間經過而變弱等問題。又,式(P)所表示之化合物的含量過多時,則會產生硬化後所殘存的量變多、硬化費時、液晶之可靠性下降等問題。因此,考慮其等之平衡而設定含量。
作為式(P)所表示之化合物的較佳例子,可列舉下述式(P-1-21)~式(P-1-46)所表示之聚合性化合物。
(式中,Pp11、Pp12、Spp11及Spp12表示與通式(P)中之Pp1、Pp2、Spp1及Spp2相同含義)。
作為本發明之通式(P)所表示之化合物之較佳例子,亦可列舉下述式(P-2-1)~式(P-2-29)所表示之聚合性化合物。
(式中,Pp21、Pp22、Spp21及Spp22表示與通式(P)中之Pp1、Pp2、Spp1及Spp2相同含義)。
作為本發明之通式(P)所表示之化合物之較佳例子,亦可列舉下述式(P-3-1)~式(P-3-15)所表示之聚合性化合物。
(式中,Pp31、Pp32、Spp31及Spp32表示與通式(P)中之Pp1、Pp2、Spp1及Spp2相同含義)。
作為本發明之通式(P)所表示之化合物之較佳例子,亦可列舉下述式(P-4-1)~式(P-4-19)所表示之聚合性化合物。
(式中,Pp41、Pp42、Spp41及Spp42表示與通式(P)中之Pp1、Pp2、Spp1及Spp2相同含義,複數個Pp42、Spp42分別可相同,亦可不同)。
作為本發明之通式(P)所表示之化合物的較佳例子,亦可列舉下述式(P-5-1)~式(P-5-19)所表示之聚合性化合物。
(式中,Pp51、Pp52、Spp51及Spp52表示與通式(P)中之Pp1、Pp2、Spp1及Spp2相同含義,複數個Pp52、Spp52分別可相同,亦可不同。Me表示甲基)。
本發明中,在式(ii)所表示之化合物以外進一步使用聚合性單體時,可單獨使用1種聚合性單體,亦可併用2種以上聚合性單體。當中,藉由組合使用聚合反應速度不同之2種或3種以上之聚合性單體,變得可適當控制聚合反應速度,可減少殘存單體量,且可賦予適當的預傾角,因而較佳。又,就算是從保存穩定性與聚合反應速度之平衡此觀點而言,併用2種以上聚合性單體較佳。於使用2種以上聚合性單體時,較佳為併用2種以上之上述式(P)所表示之化合物。
關於式(P)所表示之化合物之合計含量,相對於含有其等化合物之組成物,較佳為含有0.05~10%,較佳為含有0.1~8%,較佳為含有0.1~5%,較佳為含有0.1~3%,較佳為含有0.2~2%,較佳為含有0.2~1.3%,較佳為含有0.2~1%,較佳為含有0.2~0.56%。
關於式(P)所表示之化合物之合計含量的較佳下限值,相對於含有其等化合物之組成物,為0.01%、0.03%、0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%。
關於式(P)所表示之化合物之合計含量的較佳上限值,相對於含有其等化合物之組成物,為10%、8%、5%、3%、1.5%、1.2%、1%、0.8%、0.5%。
若含量少,則難以顯現添加式(P)所表示之化合物之效果,會產生液晶組成物之配向控制力弱,或隨時間經過而變弱等問題,若過多,則會發生硬化後殘存的量變多、硬化費時、液晶之可靠性降低等問題。因此,考量其等之平衡而設定含量。
.其他添加劑
於在本發明之組成物添加單體時,雖然即便不存在聚合起始劑時亦會進行聚合,但是為了促進聚合,亦可含有聚合起始劑。作為聚合起始劑,可列舉安息
香醚類、二苯基酮類、苯乙酮類、苄基縮酮(benzyl ketal)類、氧化醯基膦(acyl phosphine oxide)等。
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、膽固醇液晶、上述以外之聚合性化合物、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(Q-1)至通式(Q-4)所表示之受阻酚(hindered phenol)。
上述式中,RQ1分別獨立地表示碳原子數1至30之烷基、碳原子數1至30之烷氧基、碳原子數2至30之烯基或碳原子數2至30之烯氧基,基中所存在之1個-CH2-或未鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-O-、-COO-、-OCO-或-S-取代,又,基中所存在之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地
被氟原子或氯原子取代。
MQ1表示碳原子數1至15之伸烷基(該伸烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接的方式被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-取代)、-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-伸苯基中之任意的氫原子亦可被氟原子取代)或反式-1,4-伸環己基,較佳為碳原子數1至14之伸烷基。
通式(Q-1)至通式(Q-4)中,1,4-伸苯基中之1個或未鄰接之2個以上之-CH=亦可被-N=取代。又,1,4-伸苯基中之氫原子亦可分別獨立地被氟原子或氯原子取代。
通式(Q-2)及通式(Q-4)中之1,4-伸環己基中之1個或未鄰接之2個以上的-CH2-亦可被-O-或-S-取代。又,1,4-伸環己基中之氫原子亦可分別獨立地被氟原子或氯原子取代。
作為抗氧化劑,更佳可列舉下述式(Q-11)~(Q-41)所表示之化合物。
上述式中,RQ11~RQ13分別獨立地表示碳原子數1至20之烷基,MQ11及MQ12分別獨立表示碳原子數1至10之伸烷基。
本發明之液晶組成物中,亦可含有至少1種以上通式(I-2)所表示之化合物作為光穩定劑(HALS)。
(式中,RH1及RH2分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10之烷基,M表示碳原子數1至15之伸烷基,M中所存在之1個以上之-CH2-可被-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,RH1及RH2尤佳為氫原子。為烷基時,較佳為碳原子數1至8,更佳為碳原子數1至5,再更佳為碳原子數1至3,尤佳為碳原子數1。
通式(I-2)中,M表示碳原子數1至15之伸烷基,若考慮賦予液晶組成物之黏性或自身之揮發性,則M較佳為碳原子數2至10之伸烷基,更佳為碳原子數4至8之伸烷基,再更佳為碳原子數6或8之伸烷基。
具體而言,可列舉通式(I-24)、通式(I-26)及通式(I-28)所表示之化合物。該等式中之RH1及RH2係如前述。
更詳細地說,雖可列舉通式(I-24H)、通式(I-26H)及通式(I-28H)所表示之化合物,但通式(I-28H)所表示之雙(2,2,6,6,-四甲基-
4-哌啶基)癸二酸酯最為合適。
又,通式(I-3)所表示之化合物亦佳。通式(I-3)所表示之化合物由於有效胺濃度較高,因此係可更有效地作用之化合物。又,分子量小之光穩定劑常有吸附於液晶顯示元件中之配向膜,誘發顯示不均的情況,但通式(I-3)所表示之化合物由於分子量變大,因此可防止顯示不均的誘發。
(式中,RH3、RH4及RH5分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10之烷基。nH1及nH2分別獨立地表示0至2。nH3表示1或2。於存在複數個RH5時,其等可相同,亦可不同)。
通式(I-3)中,RH3、RH4及RH5尤佳為氫原子。為烷基時,較佳為碳原子數1至8,更佳為碳原子數1至5,再更佳為碳原子數1至3,再更佳為碳原子數1。
具體而言,較佳為通式(I-31)、通式(I-32)及通式(I-33)所表示之化合物。該等式中之RH3、RH4及RH5係如前述。
更具體而言,較佳為式(I-31H)、式(I-31C)、式(I-32H)
及式(I-33H)所表示之化合物。
關於本發明之液晶組成物,光穩定劑(HALS)在組成物中的下限值較佳為含有0.01%以上,較佳為含有0.02%以上,較佳為含有0.03%以上,較佳為含有0.05%以上,較佳為含有0.07%以上,較佳為含有0.1%以上,較佳為含有0.15%以上,較佳為含有0.2%以上,較佳為含有0.25%以上,較佳為含有0.3
%以上,較佳為含有0.5%以上,較佳為含有1%以上。又,作為上限值,較佳為含有5%以下,較佳為含有3%以下,較佳為含有1%以下,較佳為含有0.5%以下,較佳為含有0.45%以下,較佳為含有0.4%以下,較佳為含有0.35%以下,較佳為含有0.3%以下,較佳為含有0.25%以下,較佳為含有0.2%以下,較佳為含有0.15%以下,較佳為含有0.1%以下,較佳為含有0.07%以下,較佳為含有0.05%以下,較佳為含有0.03%以下。
更具體而言,較佳為含有0.01至5質量%,較佳為0.01至0.3質量%,更佳為0.02至0.3質量%,尤佳為0.05至0.25質量%。若更詳細地說,於重視抑制低溫時之析出時,其含量較佳為0.01至0.1質量%。
含有本發明之聚合性化合物之組成物,藉由其中所含之聚合性化合物利用紫外線照射進行聚合而被賦予液晶配向能,使用於利用組成物之雙折射來控制光之穿透光量之液晶顯示元件。
本實施形態之液晶組成物係應用於液晶顯示元件。以下,一面適當參照圖1、2一面對本實施形態之液晶顯示元件之例進行說明。
圖1係示意性地表示液晶顯示元件之構成之圖。於圖1中,為了方便說明,使各構成要素相隔地表示。如圖1所示,本實施形態之液晶顯示元件1具備以對向之方式配置之第一基板2及第二基板3、以及設置於第一基板2與第二基板3之間之液晶層4,液晶層4係由上述本實施形態之液晶組成物所構成。
於第一基板2,於液晶層4側之面形成有像素電極層5。於第二基板3,在液晶層4側形成有共通電極層6。第一基板2及第二基板3亦可由一對偏光板7、8夾持。亦可於第二基板3之液晶層4側進一步設置有濾色器9。
即,一實施形態之液晶顯示元件1具有下述構成,即,依序積層有第一偏光板7、第一基板2、像素電極層5、含有液晶組成物之液晶層4、共通電極層6、濾色器9、第二基板3、及第二偏光板8。
第一基板2及第二基板3係由例如玻璃或塑膠等具有柔軟性之材料形成。第一基板2及第二基板3之至少一者係由透明之材料形成,另一者可由透明之材料形成,亦可由金屬或矽等不透明之材料形成。第一基板2及第二基板3係藉由配置於周緣區域之環氧系熱硬化性組成物等密封材料及封閉材料而相互貼合,為了保持基板間距離,亦可於其間配置例如玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子等粒狀間隔劑、或藉由光微影法所形成之由樹脂所構成之間隔柱。
第一偏光板7及第二偏光板8能以調整各偏光板之偏光軸而使視野角或對比度變得良好之方式進行調整,較佳為以其等之透射軸於正常顯黑模式下作動之方式具有相互正交之透射軸。尤佳為第一偏光板7及第二偏光板8中之任一者以具有與未施加電壓時之液晶分子之配向方向平行之透射軸之方式配置。
就防止光洩漏之觀點而言,濾色器9較佳為形成黑矩陣,且較佳為於與薄膜電晶體對應之部分形成黑矩陣(未圖示)。
黑矩陣可與濾色器一起設置於與陣列基板為相反側之基板,亦可與濾色器一起設置於陣列基板側,亦可分別分開設置,即,黑矩陣設置於陣列基板,濾色器設置於另一基板。又,黑矩陣可與濾色器分開設置,亦可藉由將濾色器之各色重疊而使穿透率降低。
圖2係將圖1中之形成於第一基板2上之像素電極層5之一部分即由I線所包圍之區域放大的俯視圖。如圖2所示,於形成於第一基板2之表面之包含薄膜電晶體之像素電極層5中,用以供給掃描訊號之複數條閘極匯流排線11與用以供給顯示訊號之複數條資料匯流排線12相互交叉而呈矩陣狀配置。再者,圖2中僅示有一對閘極匯流排線11、11及一對資料匯流排線12、12。
藉由由複數條閘極匯流排線11及複數條資料匯流排線12所包圍之區域,而形成液晶顯示元件之單位像素,於該單位像素內形成有像素電極13。
像素電極13具有具備相互正交而構成十字形狀之兩個主幹部與自各主幹部延伸之複數條分支部的所謂魚骨結構。又,於一對閘極匯流排線11、11之間,與閘極匯流排線11大致平行地設置有Cs電極14。又,於閘極匯流排線11與資料匯流排線12相互交叉之交叉部附近,設置有含源極電極15及汲極電極16之薄膜電晶體。於汲極電極16設置有接觸孔17。
閘極匯流排線11及資料匯流排線12較佳為分別由金屬膜形成,更佳為由Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金形成,進一步較佳為由Mo、Al或其合金形成。
為了提高穿透率,像素電極13較佳為透明電極。透明電極係藉由將氧化物半導體(ZnO、InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITO(Indium Tin Oxide)、SnO、TiO、AZTO(AlZnSnO)等)進行濺鍍等而形成。此時,透明電極之膜厚可為10~200nm。又,為了降低電阻,亦可藉由將非晶ITO膜進行煅燒而以多晶ITO膜之形式形成透明電極。
本實施形態之液晶顯示元件例如可藉由將Al或其合金等金屬材料進行濺鍍而於第一基板2及第二基板3上形成配線,並分別形成像素電極層5及共通電極層6。又,濾色器9例如可藉由顏料分散法、印刷法、電沈積法或、染色法等而製作。若將利用顏料分散法之濾色器之製作方法作為一例進行說明,則將濾色器用硬化性著色組成物塗佈於該透明基板上,實施圖案化處理,繼而藉由加熱或光照射而使之硬化。藉由對於紅、綠、藍之3種顏色分別進行該步驟,可製作濾色器用像素部。又,濾色器9亦可設置於具有TFT等之基板側。
第一基板2與第二基板3係以像素電極層5及共通電極層6分別成為內側之方式對向,此時亦可經由間隔件而調整第一基板2與第二基板3之間隔。此時,液晶層4之厚度較佳為以成為例如1~100μm之方式調整。
於使用偏光板7、8之情形時,較佳為以對比度成為最大之方式調
整液晶層4之折射率異向性△n與液晶層4之厚度之積。又,於具有兩片偏光板7、8之情形時,亦能以調整各偏光板之偏光軸而使視野角或對比度變得良好之方式調整。進一步,亦可使用用以擴大視野角之相位差膜。其後,將環氧系熱硬化性組成物等密封劑以設置有液晶注入口之形式網版印刷於該基板,將該基板彼此貼合並進行加熱,使密封劑熱硬化。
作為使組成物夾持於2片基板2、3間之方法,可使用通常之真空注入法或滴加注入(ODF:One Drop Fill)法等,於真空注入法中雖然不會產生滴痕,但存在殘留注入痕跡之問題,於本實施形態中,可更合適使用「利用ODF法來製造的顯示元件」。於ODF法之液晶顯示元件製造步驟中,於底板或前板之任一基板,使用分注器將環氧系光熱併用硬化性等之密封劑呈閉環堤狀描繪,於其中,於脫氣下滴加特定量之組成物後,將前板與底板接合,藉此可製造液晶顯示元件。於本實施形態中,於ODF法中可抑制將液晶組成物滴加至基板時之滴痕之產生。再者,所謂滴痕,定義為於黑顯示之情形時滴加液晶組成物之痕跡浮現白色之現象。
又,於利用ODF法之液晶顯示元件之製造步驟中,必須根據液晶顯示元件之尺寸而滴加最佳之液晶注入量,本實施形態之液晶組成物對於例如液晶滴加時產生之滴加裝置內之急遽之壓力變化或衝擊之影響較少,可長時間穩定地持續滴加液晶,因此亦可將液晶顯示元件之良率保持為較高。尤其,多用於最近流行之智慧型手機之小型液晶顯示元件由於最佳之液晶注入量少,故而本身難以將自最佳值之偏差控制於一定範圍內,但藉由使用本實施形態之液晶組成物,於小型液晶顯示元件中亦可實現穩定之液晶材料之噴出量。
於本實施形態之液晶組成物含有聚合性化合物之情形時,作為使聚合性化合物聚合之方法,為了獲得液晶之良好之配向性能,較理想為適度之聚合速度,因此較佳為藉由照射單一之紫外線或電子束等活性能量射線、或將其等
併用或依序照射而進行聚合之方法。於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,於在使含有聚合性化合物之組成物夾持於2片基板間之狀態下進行聚合之情形時,至少照射面側之基板必須被賦予對於活性能量射線適當之透明性。又,亦可使用如下手段:於光照射時使用遮罩僅使特定之部分聚合後,藉由使電場或磁場或溫度等條件變化而使未聚合部分之配向狀態變化,進一步照射活性能量射線使之聚合。尤其於進行紫外線曝光時,較佳為一面對含有聚合性化合物之組成物施加交流電場一面進行紫外線曝光。施加之交流電場較佳為頻率10Hz~10kHz之交流,更佳為頻率60Hz~10kHz,電壓係取決於液晶顯示元件之所欲之預傾角而選擇。即,可藉由施加之電壓而控制液晶顯示元件之預傾角。於橫向電場型MVA模式之液晶顯示元件中,就配向穩定性及對比度之觀點而言,較佳為將預傾角控制為80度~89.9度。
照射時之溫度較佳為保持本實施形態之組成物之液晶狀態的溫度範圍內。較佳為於接近室溫之溫度下,即,典型的是於15~35℃之溫度進行聚合。作為產生紫外線之燈,可使用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又,作為照射之紫外線之波長,較佳為照射並非組成物之吸收波長區域之波長區域的紫外線,且較佳為視需要截取紫外線而使用。照射之紫外線之強度較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2,更佳為2mW/cm2~50W/cm2。照射之紫外線的能量可適當調整,較佳為10mJ/cm2~500J/cm2,更佳為100mJ/cm2~200J/cm2。於照射紫外線時亦可使強度變化。照射紫外線之時間係根據照射之紫外線強度而適當選擇,較佳為10秒~3600秒,更佳為10秒~600秒。
液晶顯示元件1可為主動矩陣驅動用液晶顯示元件。液晶顯示元件1亦可為PSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型或ECB型之液晶顯示元件,較佳為PSA型液晶顯示元件。
[實施例]
以下舉出實施例更進一步詳述本發明,但本發明並未受限於此等實施例。又,下述實施例及比較例之組成物中的「%」意指『質量%』。
實施例中關於液晶化合物之記載使用以下之代號。
(環結構)
(側鏈結構及連結結構)
實施例中,測定之特性如下。再者,測定只要沒有特別記載,則是根據JEITA ED-2521B所規定之方法。
TNI:向列相-等向性液相轉移溫度(℃)
TCN:固相-液晶相轉移相(℃)
△n:於25℃之折射率異向性
γ1:於25℃之旋轉黏性(mPa.s)
△ε:於25℃之介電各向導性
K11:於25℃之彈性常數K11(pN)
K33:於25℃之彈性常數K33(pN)
溶解性評價試驗:在-25℃對液晶組成物進行觀察。通過目視觀察有無析出,按照以下的3個階段進行判定。再者,觀察是在製作液晶組成物起10天後進行。
A:無法確認到析出
B:雖然可確認到些微析出,但在容許範圍內
C:可確認到明顯的析出或硬化
電光學特性評價試驗(V50):照射紫外線後,進行電光學特性評價。測定施加0~10V電壓時的穿透率。將成為最大穿透率之50%時的電壓設為V50。電光學特性係使用Shintec製造之OPTIPRO來進行測定。V50愈小則液晶面板的穿透率愈高,能以更低的電壓得到高穿透率。
電壓保持率(VHR):準備照射313nm之照度3mW/cm2之UV光60分鐘後之液晶顯示元件,評價以1V、60Hz、60℃進行測定時之電壓保持率(%)。
(液晶評價單元之製作方法)
首先,將含有聚合性化合物之液晶組成物以真空注入法注入至含有附ITO的基板的單元間隙3.5μm之液晶單元,上述附ITO的基板為塗佈誘發垂直配向之聚醯亞胺配向膜後經摩擦處理者。使用JSR公司製造之JALS2096作為垂直配向膜形成材料。
之後,在對注入了含有聚合性化合物之液晶組成物的液晶單元以頻率100Hz施加10V電壓的狀態下,使用高壓水銀燈,隔著將325nm以下的紫外線截止之濾光器照射紫外線。此時,調整成以中心波長365nm之條件進行測定而得到之照度
為100mW/cm2,照射累積光量30J/cm2的紫外線。將上述紫外線照射條件設為照射條件1。藉由該照射條件1對液晶單元中之液晶分子賦予預傾角。
接下來,使用螢光UV燈,調整成以中心波長313nm之條件進行測定而得到之照度為3mW/cm2,進一步照射累積光量10J/cm2的紫外線,從而得到液晶顯示元件。將上述紫外線照射條件設為照射條件2。藉由照射條件2,減少在照射條件1時未反應之液晶單元中之聚合性化合物的殘留量。
(液晶組成物的製備)
製備以下的表所示的LC-1~4、及RLC-1~3之液晶組成物,測定該等之物性。物性如下表所示。再者,PID中所使用的PSA液晶組成物的TNI通常為100℃以上,因此本實施例中將100℃以上之液晶組成物作為評價對象。
(實施例1~13、比較例1~6)
相對於下表所示之液晶組成物100質量份,添加合計0.3質量份之下表所示之聚合性化合物,從而製作實施例1~13及比較例1~6之聚合性液晶組成物。
各例之溶解性評價試驗、V50評價結果係如下表所示。
確認到:實施例1~13之聚合性液晶組成物具有充分的溶解性,電光學特性亦為足夠低的值。測定使用有其之液晶顯示元件之應答速度的結果,確認到為足夠之高速應答。再者,單元厚度為3.8um,配向膜為JALS2096,應答速度之測定條件式:Von為6V、Voff為1V、測定溫度為20℃,測定機器使用Shintec製造之OPTIPRO。又,確認到VHR亦夠高。
另一方面,確認到:比較例1~4之聚合性液晶組成物其驅動溫度範圍窄、溶解性及電光學特性差,穿透率低。
Claims (4)
- 一種PSA型或PSVA型之具有垂直配向膜的液晶顯示元件,其使用有下述液晶組成物,該液晶組成物含有合計5~35質量%之1種或2種以上通式(i)所表示之化合物、及合計0.005~0.30質量%之1種或2種以上通式(ii)所表示之聚合性化合物,
- 如請求項1或2之PSA型或PSVA型之具有垂直配向膜的液晶顯示元件,其中,該液晶組成物進一步含有通式(P)所表示之聚合性化合物,
- 如請求項1或2之PSA型或PSVA型之具有垂直配向膜的液晶顯示元件,其中,該液晶組成物進一步含有1種或2種以上選自式(Q-1)至式(Q-4)所表示之化合物群中之化合物,
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
TW109106040A TWI840514B (zh) | 2020-02-25 | 液晶組成物及液晶顯示元件 |
Applications Claiming Priority (1)
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TW109106040A TWI840514B (zh) | 2020-02-25 | 液晶組成物及液晶顯示元件 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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TW202138547A TW202138547A (zh) | 2021-10-16 |
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Family
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019167640A1 (ja) | 2018-03-01 | 2019-09-06 | Dic株式会社 | 重合性化合物並びにそれを使用した液晶組成物及び液晶表示素子 |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019167640A1 (ja) | 2018-03-01 | 2019-09-06 | Dic株式会社 | 重合性化合物並びにそれを使用した液晶組成物及び液晶表示素子 |
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