WO2015174175A1 - ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

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須藤 豪
麻里奈 後藤
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    • C09K19/3066Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
    • C09K19/3068Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/3078Cy-Cy-COO-Ph-Cy
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133397Constructional arrangements; Manufacturing methods for suppressing after-image or image-sticking

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal composition containing a polymerizable compound and a liquid crystal display device using the same.
  • the PSA (Polymer Stained Alignment) type liquid crystal display device has a structure in which a polymer structure is formed in the cell to control the pretilt angle of the liquid crystal molecules, and has been developed as a liquid crystal display device due to its high-speed response and high contrast. Is underway.
  • a PSA-type liquid crystal display device is produced by injecting a polymerizable composition comprising a liquid crystal compound and a polymerizable compound between substrates and applying a voltage to polymerize the polymerizable compound in a state where the liquid crystal molecules are aligned, thereby producing liquid crystal molecules. This is done by fixing the orientation.
  • a polymerizable composition comprising a liquid crystal compound and a polymerizable compound between substrates and applying a voltage to polymerize the polymerizable compound in a state where the liquid crystal molecules are aligned, thereby producing liquid crystal molecules. This is done by fixing the orientation.
  • impurities and changes in the orientation of liquid crystal molecules changes in pretilt angle).
  • the seizure due to impurities is caused by a polymerizable compound remaining incompletely polymerized and a polymerization initiator added to accelerate the progress of the polymerization. For this reason, it is necessary to minimize the residual amount of the polymerizable compound after completion of the polymerization and to suppress the amount of the polymerization initiator to be added. For example, when a large amount of a polymerization initiator is added in order to cause the polymerization to proceed completely, the voltage holding ratio of the display element is lowered due to the remaining polymerization initiator, and the display quality is adversely affected.
  • the occurrence of image sticking is known to be caused by a change in the pretilt angle of liquid crystal molecules. That is, due to the difference in the cured product of the polymerizable compound, if the same pattern is continuously displayed on the display element for a long time, the pretilt angle changes, which causes the image sticking. A polymerizable compound to be formed is required.
  • a display element is formed using a polymerizable compound having a structure such as a 1,4-phenylene group as a ring structure (see Patent Document 1), or a polymerizable compound having a biaryl structure is used.
  • a device constituting a display element see Patent Document 2 is disclosed.
  • these polymerizable compounds have low compatibility with the liquid crystal compound, precipitation of the polymerizable compound occurs when the liquid crystal composition is prepared, so that application as a practical liquid crystal composition is difficult. there were.
  • the PSA type display element While attempts have been made to solve the display defect problem associated with the alignment of liquid crystal molecules in a PSA type display element having useful display performance (contrast, response speed) by using a polymerizable compound, the PSA type display element Some of the components of the liquid crystal composition constituting the liquid crystal composition are not suitable for use in PSA type display elements.
  • a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound having an alkenyl group side chain effective for lowering viscosity for improving response performance is disclosed, and is effective in reducing the response speed of a VA display device (Patent Document 4).
  • problems to be solved by the present invention are problems such as alignment failure and display failure due to excellent response performance, sufficient pretilt angle, low residual monomer amount, low voltage holding ratio (VHR), etc. It is to provide a polymerizable compound-containing liquid crystal composition for producing a PSA-type or PSVA-type liquid crystal display device having no or very little, and a liquid crystal display device using the same.
  • the first component is represented by the general formula (I-1)
  • Z is a hydrogen atom, an alkoxyl group, or R 12 an alkyl group having from 12 1 carbon atoms, from 1 carbon atom 12, R 11 is, P 11 -S 11 - represents, R 12 is , P 12 -S 12 - it represents, P 11 and P 12 each independently have the formula from the formula (R-1) (R- 15)
  • Each of S 11 and S 12 independently represents a single bond or an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more of —CH 2 — in the alkylene group represents oxygen It may be substituted with —O—, —OCO— or —COO— so that the atoms are not directly adjacent, and at least one of S 11 and S 12 present is a single bond, and M 11 , M 12 and M 13 is independently 1,4-phenylene group, benzene-1,2,4-triyl group, benzene-1,2,4,6-tetrayl group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2, 5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, indan-2,5-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1,3-dioxane-2 , 5-diyl
  • a polymerizable compound-containing liquid crystal composition containing one or more polymerizable compounds represented by formula (I) and containing one or more liquid crystalline compounds having an alkenyl side chain group as the second component.
  • a liquid crystal display element using the same is provided.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a solid phase-nematic phase transition temperature (T n) without lowering the refractive index anisotropy ( ⁇ n) and the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T ni ).
  • cn is a liquid crystal composition in which the viscosity ( ⁇ ) is sufficiently small, the rotational viscosity ( ⁇ 1) is sufficiently small, and the elastic constant (K 33 ) is large without increasing the cn ), and a liquid crystal display device using this is a pretilt Since the corners are sufficiently obtained, the residual monomer is low, the voltage holding ratio (VHR) is high, and the response is high-speed, there is no display failure such as orientation failure or image sticking, and the response speed is excellent with high display quality. A liquid crystal display element is obtained.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can control the pretilt angle and the residual monomer by adjusting the content or combination of the polymerizable compounds, and can be easily achieved from optimization and reduction of energy costs for production. Since the production efficiency can be improved, the liquid crystal display element of the present invention is very useful.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a general formula (I-1) as a first component.
  • Z represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms, or R 12 , preferably R 12 .
  • R 11 is P 11 -S 11 - represents
  • R 12 is P 12 -S 12 - represents
  • P 11 and P 12 each independently have the formula from the formula (R-1) (R- 15)
  • a plurality of R 11 and R 12 may be independently the same or different.
  • S 11 and S 12 each independently represents a single bond or an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more —CH 2 — in the alkylene group is not directly adjacent to an oxygen atom. In addition, it may be substituted with —O—, —OCO— or —COO—, but a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or one or more of —CH 2 — in the alkylene group is an oxygen atom. Is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms substituted with —O— so as not to be directly adjacent to each other, and particularly preferably a single bond. Further, of the S 11 and S 12 present, although at least one is a single bond, it is preferable that all of the S 11 and S 12 are present is a single bond.
  • M 11 , M 12 and M 13 are each independently 1,4-phenylene group, benzene-1,2,4-triyl group, benzene-1,2,4,6-tetrayl group, 1,4-cyclohexene.
  • the ring structures of M 11 , M 12 and M 13 present in the general formula (I-1) may be completely unsubstituted, the entire ring structure is 1 in order to improve the compatibility of the liquid crystal composition.
  • One or two fluorine group substitutions or methyl group substitutions are preferred, and one fluorine group substitution is more preferred.
  • OCO— OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—CH ⁇ CH—, — (CH 2 ) 2 —COO—, — (CH 2 ) 2 —OCO—, —OCO— (CH 2 ) 2 —, — COO— (CH 2 ) 2 — or —C ⁇ C— is more preferable, —COO—, —OCO—, —CH ⁇ CH—COO—, —OCO—CH ⁇ CH—, — (CH 2 ) 2 —COO. More preferred is —, —OCO— (CH 2 ) 2 — or —C ⁇ C—.
  • n 11 and n 12 each independently represents an integer of 0 to 3, and the total number of R 11 and R 12 is 3 or 4, but the total number of R 11 and R 12 is preferably 3.
  • n 11 represents 2 or 3, and is preferably 2.
  • the polymerizable compound represented by the general formula (I-1), which is the first component of the liquid crystal composition of the present invention, has a mesogenic structure having four or five rings as shown in the above structure. And having a linking group at one position, and further having three or four polymerizable groups.
  • polymerizable compound represented by the general formula (I-1) include compounds represented by the following general formula (I-21) or (I-22).
  • each of R 101 to R 106 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms, P 11 -S 11 — or P 12 —S 12 —.
  • R 101 ⁇ R 106 is P 11 -S 11 - or P 12 -S 12 - represents, P 11 and P 12 are each independently formula (R-1) to any one of formulas (R-15), S 11 and S 12 each independently represents a single bond or an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and one of the alkylene groups Alternatively, two or more —CH 2 — may be substituted with —O—, —OCO— or —COO— so that the oxygen atom is not directly adjacent to each other, but R 101 to R 106 are each independently hydrogen Atoms, alkyl groups of 1 to 12 carbon atoms Represents an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms or any one of formulas (R-1) to (R-5), and three or four of R 101 to R 106 are represented by formula (R-1) Preferably, any one of formulas (R-5) is represented, and R 101 to R 106 each independently represents a hydrogen atom or any one of formulas (R-5) is represented, and
  • a 11 and B 11 are each independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, naphthalene-2,6-diyl group or 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6- Represents a diyl group, but the group may be unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a halogen, It is preferably an alkyl group-substituted or fluorine group-substituted 1,4-phenylene group or naphthalene-2,6-diyl group, preferably an unsubstituted or fluorine group-substituted 1,4-phenylene group. Further preferred.
  • M A represents a hydrogen atom or a methyl group
  • L A represents —COO—, —OCO—, —CH ⁇ CR a —COO—, —CH ⁇ CR a —OCO—, —COO—CR a ⁇ CH—, —OCO—CR a ⁇ CH—, — (CH 2 ) z —COO—, — (CH 2 ) z —OCO—, —O—CO— (CH 2 ) z —, —COO— (CH 2 ) z— or —C ⁇ C—
  • R a independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • z represents an integer of 1 to 4
  • Z represents an integer of 1 to 4, preferably 1 to 3, more preferably 2 to 3, and most preferably 2.
  • M A and L A are represented as described above.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains 0.01 to 5% by mass of the polymerizable compound represented by the general formula (I-1) as the first component, but 0.01 to 1% by mass. Is preferable, 0.01 to 0.5% by mass is preferable, 0.01 to 0.4% by mass is preferable, 0.01 to 0.3% by mass is preferable, and 0.02 to 0.3% by mass is preferable. 0.05 to 0.2% by mass is preferable. More specifically, in order to obtain a sufficient pretilt angle, a small residual monomer, or a high voltage holding ratio (VHR), the content is preferably 0.05 to 0.3% by mass, but importance is placed on suppression of precipitation at low temperatures. In such a case, the content is preferably 0.01 to 0.1% by mass. Further, when a plurality of polymerizable compounds are contained, it is preferable to contain 0.02 to 0.2% by mass of the polymerizable compound represented by the general formula (I-1).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains a liquid crystal compound having an alkenyl side chain group as a second component.
  • the liquid crystalline compound having an alkenyl side chain group refers to a compound having an unsaturated hydrocarbon moiety in a hydrocarbon chain at the end of a mesogen skeleton composed of a plurality of rings. More specifically, Formula (II)
  • R 21 represents an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, preferably an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms.
  • R 22 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group or an alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, from 2 to 10 carbon atoms, in R 22
  • One —CH 2 — present or two or more non-adjacent —CH 2 — may be each independently substituted with —O— and / or —S—, and are present in R 22.
  • One or more hydrogen atoms may be independently substituted with a fluorine atom or a chlorine atom, but an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms, or 2 carbon atoms.
  • n 21 represents 0 or 1;
  • R V and RV 1 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. Represents an alkenyloxy group.
  • the compounds represented by the general formula (II-11) and / or the general formula (II-12) are preferably, for example, the formulas (II-101) to (II-110).
  • the second component contains 1 to 60% by mass of the compound represented by the general formula (II), preferably 5 to 60% by mass, preferably 10 to 60% by mass, preferably 20 to 60% by mass, 30 To 60% by mass, preferably 40 to 60% by mass. More specifically, the content is preferably 20 to 60% by mass in order to obtain a fast response speed. However, the content is preferably 5 to 40% by mass when emphasis is placed on suppression of precipitation at low temperatures. Moreover, when importance is attached to a high voltage holding ratio (VHR), it is preferable to contain 5-30 mass% of compounds represented by general formula (II).
  • VHR voltage holding ratio
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains, as a third component, general formula (III-1) and general formula (III-2)
  • R 31 to R 34 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms.
  • R 31 to R 34 may be independently substituted with a fluorine atom or a chlorine atom
  • R 31 and R 33 Are preferably independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, Alkyl or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, 5 from the child number 1 are more preferred, further preferably an alkyl group or an alkenyl group having a carbon number of 2 to 3 having one to three carbon atoms, R 32 and R 34 Are preferably independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to
  • Ring A 32 , Ring B 31 and Ring B 32 are each independently trans-1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 2-fluoro-1,4-phenylene group, 3-fluoro- 1,4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group, 2,3-difluoro-1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.
  • Z 31 and Z 32 are each independently —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 — or a single bond represents a, -CH 2 O -, - CF 2 O -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 - or a single bond are preferred, -CH 2 O -, - CH 2 CH 2 - or a single bond Is more preferable, and —CH 2 O— or a single bond is particularly preferable.
  • the compound represented by the general formula (III-1) is preferably a compound represented by the following general formula (III-A1) to general formula (III-A4).
  • a compound represented by (III-A1) is preferred, a compound represented by general formula (III-A3) is preferred, and a compound represented by general formula (III-A4) is preferred.
  • a compound represented by general formula (III-A1) is more preferable, and a compound represented by general formula (III-A3) is more preferable.
  • R 31 and R 32 represent the same meaning as described above.
  • the compound represented by the general formula (III-2) is preferably a compound represented by the following general formula (III-B1) to general formula (III-B6).
  • a compound represented by (III-B1) is preferred, a compound represented by general formula (III-B3) is preferred, and a compound represented by general formula (III-B4) is preferred.
  • a compound represented by general formula (III-B5) is preferable, a compound represented by general formula (III-B6) is preferable, and a compound represented by general formula (III-B1) is preferable.
  • compounds of the general formula (III-B3) are more preferred, compounds of the general formula (III-B5) are more preferred, and compounds of the general formula (III-B6) are more preferred.
  • Good Properly, particularly preferably a compound represented by formula (III-B1) it is particularly preferably a compound represented by formula (III-B5).
  • R 33 and R 34 have the same meaning as described above.
  • the third component is preferably a combination of the general formula (III-A1) and the general formula (III-B1), and the general formula (III-A1), the general formula (III-B1) and the general formula A combination of (III-B4) is more preferable, and a combination of general formula (III-A1), general formula (III-B1) and general formula (III-B5) is more preferable.
  • the third component is preferably a combination of the general formula (III-A3) and the general formula (III-B5), and the general formula (III-A3), the general formula (III-B4) and the general formula A combination of (III-B5) is more preferable, and a combination of general formula (III-A3), general formula (III-B5) and general formula (III-B1) is more preferable.
  • the third component is preferably a combination of the general formula (III-A4) and the general formula (III-B1), and the general formula (III-A4), the general formula (III-A1) and the general formula A combination of (III-B1) is more preferable, a combination of general formula (III-A4) and general formula (III-B5) is preferable, and general formula (III-A4) and general formula (III- A combination of B5) and general formula (III-B4) is preferable, and a combination of general formula (III-A4) and general formula (III-B1) is preferable, and general formula (III-A4) and general formula More preferred is a combination of formula (III-B1) and general formula (III-B5).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains one or more compounds represented by general formula (III-1) and general formula (III-2), but contains 2 to 10 compounds. It is preferable.
  • the content is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, and particularly preferably 30 to 70% by mass.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention includes, as other components, general formula (IV-A) to general formula (IV-J).
  • R 41 and R 42 each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms or 1 carbon atom. To 3 alkoxy groups are preferred.
  • X 41 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine atom or a hydrogen atom, preferably a methyl group, a fluorine atom or a hydrogen atom, More preferably, it is an atom.
  • R 41 and R 42 are each independently from 2 carbon atoms. It may be an alkenyl group having 5 or an alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms.
  • the content of the compound selected from the group of compounds represented by general formula (IV-A) to general formula (IV-J) is 1% by mass to 60% by mass, preferably 5% by mass to 50% by mass. 5 mass% to 40 mass% is preferable, 10 mass% to 40 mass% is preferable, and 10 mass% to 30 mass% is preferable.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may further contain one or more compounds represented by the general formula (V).
  • R 61 and R 62 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms.
  • an alkenyloxyl group is represented, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms is preferable.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by the general formula (N-001).
  • R N1 and R N2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms.
  • An alkenyloxyl group is represented, but an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferred.
  • L 1 and L 2 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, CH 3 or CF 3 , but at least one of L 1 and L 2 is preferably a fluorine atom, and both are fluorine atoms. It is also preferable that there is.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains one or more compounds represented by general formula (VIII-a), general formula (VIII-c) or general formula (VIII-d). You can also.
  • R 51 and R 52 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 51 and R 52 are represented as described above, X 51 and X 52 each independently represent a fluorine atom or a hydrogen atom, and at least one of X 51 and X 52 is a fluorine atom.
  • R 51 and R 52 are as described above, and X 51 and X 52 are as described above.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by the formulas (V-9.1) to (V-9.3).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1) and general formula (IV-F) at the same time. It is preferable to simultaneously contain the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A3) and general formula (IV-F). It is preferable to contain the compound of formula (III-A4) and general formula (IV-F) at the same time, and the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-B1) and general formula (IV-F) It is preferable to simultaneously contain the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-B3) and general formula (IV-F).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention comprises compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1), general formula (III-B1) and general formula (IV-F). More preferably, the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A3), general formula (III-B5) and general formula (IV-F) are simultaneously contained.
  • the compounds of the formula (I-1), the formula (II), the general formula (III-A1), the general formula (III-B4) and the general formula (IV-F) are simultaneously contained, More preferably, the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1), general formula (III-B5) and general formula (IV-F) are simultaneously contained.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains compounds of the formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1) and general formula (IV-H) at the same time. It is preferable to simultaneously contain compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A3) and general formula (IV-H). It is preferable to contain the compound of formula (III-A4) and general formula (IV-H) at the same time.
  • Formula (I-1), formula (II), general formula (III-B1) and general formula (IV-H) It is preferable to simultaneously contain the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-B3) and general formula (IV-H).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention comprises compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1), general formula (III-B1) and general formula (IV-H). More preferably, the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A3), general formula (III-B5) and general formula (IV-H) are simultaneously contained.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1) and general formula (IV-A) at the same time. It is preferable to simultaneously contain compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A3) and general formula (IV-A).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention comprises compounds of the formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1), general formula (III-B1) and general formula (IV-A). More preferably, the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A3), general formula (III-B5) and general formula (IV-A) are simultaneously contained.
  • the compounds of the formula (I-1), the formula (II), the general formula (III-A1), the general formula (III-B4) and the general formula (IV-A) are simultaneously contained, More preferably, the compounds of formula (I-1), formula (II), general formula (III-A1), general formula (III-B5) and general formula (IV-A) are simultaneously contained.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains a polymerizable compound represented by the general formula (I), but can also contain other polymerizable compounds in combination.
  • the compound represented by these is preferable.
  • R 107 is P 107 -S 107 - represents
  • R 110 is P 110 -S 110 - represents
  • P 107 and P 110 are each independently formula from the formula (R-1) (R -15)
  • S 107 and S 110 each independently represents a single bond or an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more —CH 2 — in the alkylene group May be substituted with —O—, —OCO— or —COO— so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other, but may be a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or one or two of the alkylene groups
  • the above —CH 2 — is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms substituted with —O— so that the oxygen atom is not directly adjacent, and particularly preferably a single bond.
  • R 108 , R 109 , R 111, and R 112 are each independently formula (R-1) to formula (R-15), an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or 1 to 3 carbon atoms.
  • a 12 represents 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl Group, naphthalene-2,6-diyl group, indan-2,5-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1,3-dioxane-2,5-diyl group represents a group unsubstituted or substituted with alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms, halogen, may be substituted by a
  • the polymerizable compounds represented by the general formula (I-31) and the general formula (I-32) are characterized in that they have a mesogenic structure having two or three rings.
  • the compatibility of the liquid crystal composition can be further improved.
  • the content of the polymerizable compound represented by general formula (I-31) and general formula (I-32) is preferably 0 to 2.00% by mass, and 0.01 to 1.00% by mass. More preferred is 0.02 to 0.60% by mass.
  • a compound represented by the formula (XX-1) to the formula (XX-10) is preferable, and the compound represented by the formula (XX-1) to the formula (XX-4) Is more preferable.
  • Sp xx represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms or —O— (CH 2 ) s — (wherein s represents an integer of 2 to 7) , An oxygen atom is bonded to the ring).
  • the hydrogen atom in the 1,4-phenylene group is further represented by —F, —Cl, —CF 3 , —CH 3 , or the formula (R-1). It may be substituted by any of the formula (R-15).
  • polymerizable compounds such as the formula (M31) to the formula (M48) are preferable.
  • polymerizable compounds such as formula (M301) to formula (M316) are also preferable.
  • the hydrogen atoms in the 1,4-phenylene group and naphthalene group in the formulas (M301) to (M316) may be further substituted with —F, —Cl, —CF 3 , or —CH 3 .
  • polymerizable compounds such as formula (Ia-1) to formula (Ia-31) are also preferable.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain a normal nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer or an infrared absorber in addition to the above-mentioned compounds. good.
  • antioxidant examples include hindered phenols represented by general formula (H-1) to general formula (H-4).
  • R H1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or It represents an alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, one -CH 2 present in the radical - or non-adjacent two or more -CH 2 - are each independently -O- or -S- In addition, one or two or more hydrogen atoms present in the group may be independently substituted with a fluorine atom or a chlorine atom.
  • alkyl group having 2 to 7 carbon atoms an alkoxyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms.
  • An alkyl group having 3 to 7 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is more preferable.
  • M H4 is -CH 2 1, two or more of the alkylene group (the alkylene group having from 1 to 15 carbon atoms - as the oxygen atoms are not directly adjacent, - O—, —CO—, —COO—, —OCO— may be substituted.), —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO—, —CF 2 O—, — OCF 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CH—, — C ⁇ C—, a single bond, a 1,4-phenylene group (any hydrogen atom in the 1,4-phenylene group may be substituted with a fluorine atom) or a trans-1,4-cyclohexylene group.
  • an alkylene group having 1 to 14 carbon atoms In consideration of the viscosity, a large number of carbon atoms is preferable, but in consideration of the viscosity, the number of carbon atoms is preferably not too large. Therefore, the number of carbon atoms is more preferably 2 to 12, more preferably 3 to 10. 4 to 10 carbon atoms are more preferred, 5 to 10 carbon atoms are more preferred, and 6 to 10 carbon atoms are more preferred.
  • one or more non-adjacent —CH ⁇ in the 1,4-phenylene group may be substituted by —N ⁇ .
  • each hydrogen atom in the 1,4-phenylene group may be independently substituted with a fluorine atom or a chlorine atom.
  • each hydrogen atom in the 1,4-cyclohexylene group may be independently substituted with a fluorine atom or a chlorine atom.
  • the antioxidant When the antioxidant is contained in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, 10 ppm by mass or more is preferable, 20 ppm by mass or more is preferable, and 50 ppm by mass or more is preferable.
  • the upper limit when the antioxidant is contained is 10,000 ppm by mass, preferably 1000 ppm by mass, preferably 500 ppm by mass, and preferably 100 ppm by mass.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the invention contains a total of compounds selected from the first component, the second component, the third component, and a compound group represented by formulas (IV-A) to (IV-J).
  • the amount is preferably 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and particularly preferably 85 to 100% by mass.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a dielectric anisotropy ( ⁇ ) at 25 ° C. of ⁇ 2.0 to ⁇ 8.0, preferably ⁇ 2.0 to ⁇ 6.0, 2.0 to -5.0 is more preferable, and -2.5 to -5.0 is particularly preferable.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a refractive index anisotropy ( ⁇ n) at 20 ° C. of 0.08 to 0.14, more preferably 0.09 to 0.13, and from 0.09. 0.12 is particularly preferred. More specifically, it is preferably 0.10 to 0.13 when dealing with a thin cell gap, and preferably 0.08 to 0.10 when dealing with a thick cell gap.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a viscosity ( ⁇ ) at 20 ° C. of 10 to 30 mPa ⁇ s, more preferably 10 to 25 mPa ⁇ s, and preferably 10 to 22 mPa ⁇ s. Particularly preferred.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a rotational viscosity ( ⁇ 1 ) at 20 ° C. of 60 to 130 mPa ⁇ s, more preferably 60 to 110 mPa ⁇ s, and more preferably 60 to 100 mPa ⁇ s. It is particularly preferred.
  • the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T ni ) is 60 ° C. to 120 ° C., more preferably 70 ° C. to 100 ° C., and 70 ° C. to 85 ° C. Is particularly preferred.
  • the liquid crystal display device using the liquid crystal composition of the present invention has a remarkable feature of high-speed response, and in addition, a pretilt angle is sufficiently obtained, there is no residual monomer, or there is no problem, and the voltage Since the retention rate (VHR) is high, there are no defects such as orientation failure and display failure, or they are sufficiently suppressed.
  • VHR retention rate
  • the tilt angle and the residual monomer can be easily controlled, it is easy to optimize and reduce the energy cost for manufacturing, which is optimal for improving production efficiency and stable mass production.
  • the liquid crystal display device using the liquid crystal composition of the present invention is particularly useful for a liquid crystal display device for active matrix driving, and a liquid crystal display device for PSA mode, PSVA mode, VA mode, PS-IPS mode or PS-FFS mode Can be used.
  • the two substrates of the liquid crystal cell used in the liquid crystal display element can be made of a transparent material having flexibility such as glass or plastic, and one of them can be an opaque material such as silicon.
  • a transparent substrate having a transparent electrode layer can be obtained, for example, by sputtering indium tin oxide (ITO) on a transparent substrate such as a glass plate.
  • the color filter can be prepared by, for example, a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, or a dyeing method.
  • a method for producing a color filter by a pigment dispersion method will be described as an example.
  • a curable coloring composition for a color filter is applied on the transparent substrate, subjected to patterning treatment, and cured by heating or light irradiation. By performing this process for each of the three colors red, green, and blue, a pixel portion for a color filter can be created.
  • a pixel electrode provided with an active element such as a TFT, a thin film diode, or a metal insulator metal specific resistance element may be provided on the substrate.
  • the substrate is opposed so that the transparent electrode layer is on the inside.
  • the thickness of the obtained light control layer is 1 to 100 ⁇ m. More preferably, the thickness is 1.5 to 10 ⁇ m.
  • the polarizing plate it is preferable to adjust the product of the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal and the cell thickness d so that the contrast is maximized.
  • the polarizing axis of each polarizing plate can be adjusted so that the viewing angle and contrast are good.
  • a retardation film for widening the viewing angle can also be used.
  • the spacer examples include glass particles, plastic particles, alumina particles, and a photoresist material.
  • a sealant such as an epoxy thermosetting composition is screen-printed on the substrates with a liquid crystal inlet provided, the substrates are bonded together, and heated to thermally cure the sealant.
  • a normal vacuum injection method or an ODF method can be used as a method of sandwiching the liquid crystal composition between the two substrates.
  • an appropriate polymerization rate is required in order to obtain good alignment performance of the liquid crystal. Since it is desirable, the method of superposing
  • the orientation state of the unpolymerized part is changed by changing conditions such as an electric field, a magnetic field, or temperature, and further irradiation with active energy rays is performed. Then, it is possible to use a means for polymerization.
  • ultraviolet exposure it is preferable to perform ultraviolet exposure while applying an alternating electric field to the polymerizable compound-containing liquid crystal composition.
  • the alternating electric field to be applied is preferably an alternating current having a frequency of 10 Hz to 10 kHz, more preferably a frequency of 60 Hz to 10 kHz, and the voltage is selected depending on a desired pretilt angle of the liquid crystal display element. That is, the pretilt angle of the liquid crystal display element can be controlled by the applied voltage. In the MVA mode liquid crystal display element, the pretilt angle is preferably controlled from 80 degrees to 89.9 degrees from the viewpoint of alignment stability and contrast.
  • the temperature during irradiation is preferably within a temperature range in which the liquid crystal state of the liquid crystal composition of the present invention is maintained. Polymerization is preferably performed at a temperature close to room temperature, that is, typically 15 to 35 ° C.
  • a lamp for generating ultraviolet rays a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, or the like can be used.
  • a wavelength of the ultraviolet-rays to irradiate it is preferable to irradiate the ultraviolet-ray of the wavelength range which is not the absorption wavelength range of a liquid crystal composition, and it is preferable to cut and use an ultraviolet-ray as needed.
  • the intensity of the irradiated ultraviolet light is preferably 0.1 mW / cm 2 to 100 W / cm 2, more preferably 2 mW / cm 2 to 50 W / cm 2 .
  • the amount of energy of ultraviolet rays to be irradiated can be adjusted as appropriate, but is preferably 10 mJ / cm 2 to 500 J / cm 2, and more preferably 100 mJ / cm 2 to 200 J / cm 2 .
  • the intensity may be changed.
  • the time for irradiation with ultraviolet rays is appropriately selected depending on the intensity of ultraviolet rays to be irradiated, but is preferably 10 seconds to 3600 seconds, and more preferably 10 seconds to 600 seconds.
  • the measured characteristics are as follows.
  • T ni Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C.) ⁇ n: refractive index anisotropy at 20 ° C. ⁇ : dielectric anisotropy at 25 ° C. ⁇ : viscosity at 20 ° C. (mPa ⁇ s) ⁇ 1 : rotational viscosity at 20 ° C. (mPa ⁇ s) K 33 : Elastic constant at 20 ° C.
  • the liquid crystal compositions LC-1 and LC-2 of the present invention maintain the physical properties of LC-100, have a sufficient pretilt angle, have no residual monomer, and have a high voltage holding ratio (VHR). It was confirmed to be a compound-containing liquid crystal composition.
  • LC-A which is Comparative Example 1 hardly obtained a pretilt angle, had many residual monomers, and VHR (UV) was a low value of 64%.
  • LC-B as Comparative Example 2 had a slightly higher VHR (UV) of 77%, but almost no pretilt angle was obtained, resulting in a large amount of residual monomer.
  • the response speed of the liquid crystal display element using this was measured, it was confirmed that the response speed was sufficiently high.
  • the cell thickness was 3.5 ⁇ m
  • the alignment film was JALS2096
  • the response speed measurement conditions were Von 6 V, Voff 1 V, measurement temperature 25 ° C.
  • the measurement equipment used was DMS703 from AUTRONIC-MELCHERS. .
  • Example 3 A liquid crystal composition of LC-200 was prepared, and to this LC-200, a compound selected from polymerizable compounds RM-21-03, RM-21-06, XX-2 and M302 was added.
  • LC-4 Example 4
  • LC-5 Example 5
  • liquid crystal compositions were prepared and their physical properties were measured. The composition of the liquid crystal composition and the results of its physical properties are shown in Table 2.
  • the liquid crystal compositions LC-3, LC-4 and LC-5 of the present invention are polymerizable compound-containing liquid crystal compositions having a sufficient pretilt angle, no residual monomer, and high voltage holding ratio (VHR).
  • VHR high voltage holding ratio
  • Example 6 A liquid crystal composition of LC-300 was prepared, and a liquid crystal composition of LC-6 (Example 6) was prepared by adding RM-22-02 and M301 which are polymerizable compounds to LC-300. The physical property values were measured. The composition of the liquid crystal composition and the results of its physical property values are shown in Table 3.
  • the liquid crystal composition LC-6 of the present invention was confirmed to be a polymerizable compound-containing liquid crystal composition having a sufficient pretilt angle, no residual monomer, and high voltage holding ratio (VHR).
  • VHR high voltage holding ratio
  • the cell thickness was 3.5 ⁇ m
  • the alignment film was JALS2096
  • the response speed measurement conditions were Von 6 V, Voff 1 V, measurement temperature 25 ° C.
  • the measurement equipment used was DMS703 from AUTRONIC-MELCHERS. .
  • the liquid crystal composition of the present invention has a sufficiently small viscosity ( ⁇ ) without lowering the refractive index anisotropy ( ⁇ n) and the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T ni ). , Having a sufficiently low rotational viscosity ( ⁇ 1 ), a large elastic constant (K 33 ), and a large absolute value and a negative dielectric anisotropy ( ⁇ ), VA type and PSVA type using this Alternatively, it is confirmed that the PSA type liquid crystal display element has a sufficiently high pretilt angle, a small amount or no residual monomer, a high voltage holding ratio (VHR), an excellent display quality, and a fast response speed. It was done.
  • VHR voltage holding ratio

Abstract

 本発明は、重合性化合物を含有する誘電率異方性(Δε)が負のネマチック液晶組成物及びこれを用いて作製されたPSA型又はPSVA型液晶表示素子に関する。本願の液晶組成物は、十分なプレチルト角を有し、残留モノマー量が少なく、電圧保持率(VHR)が低い等に起因した配向不良や表示不良といった不具合が無いか、あるいは極めて少ない、応答性能に優れたPSA型又はPSVA型液晶表示素子を提供することができる。本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子はアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、PSA型やPSVA型等の液晶表示素子に適用できる。

Description

ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子
 本発明は重合性化合物を含有する液晶組成物およびこれを使用した液晶表示素子に関する。
 PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶表示装置は、液晶分子のプレチルト角を制御するためにセル内にポリマー構造物を形成した構造を有するものであり、高速応答性や高いコントラストから液晶表示素子として開発が進められている。
 PSA型液晶表示素子の製造は、液晶性化合物および重合性化合物からなる重合性組成物を基板間に注入し、電圧を印加し液晶分子を配向させた状態で重合性化合物を重合させて液晶分子の配向を固定することにより行われる。このPSA型液晶表示素子の表示不良である焼き付きの原因の一つとしては、不純物によるものおよび液晶分子の配向の変化(プレチルト角の変化)が知られている。
 不純物による焼き付きは、重合が不完全で残存した重合性化合物および重合の進行を促進するために添加する重合開始剤により起こる。このため重合終了後の重合性化合物の残存量は最小限に抑え、添加する重合開始剤の量を抑える必要がある。例えば、重合を完全に進行させるために多量の重合開始剤を添加すると、残留した重合開始剤により表示素子の電圧保持率が低下し表示品位に悪影響を及ぼしてしまう。また電圧保持率の低下を抑えるために重合する際に使用する重合開始剤の量を減らしてしまうと、重合が完全に進行しないため重合性化合物が残存し、残存した重合性化合物による焼き付きの発生が避けらない。また、少ない重合開始剤の添加量で重合性化合物を完全に硬化させ、重合性化合物の残留を抑えるためには、重合において強い紫外線を長時間照射する等により、多量のエネルギーを加える方法もある。しかしこの場合、製造装置の大型化、製造効率の低下を招くこととなるとともに、液晶材料の紫外線による劣化等が生じてしまう。従って、従来の重合性化合物を含有する液晶組成物においては、未硬化の重合性化合物および重合開始剤の両方の残存量を同時に低減することは困難であった。
 また、焼き付きの発生には、液晶分子のプレチルト角の変化に起因するものも知られている。すなわち、重合性化合物の硬化物の違いにより、表示素子に同一のパターンを長時間表示し続けるとプレチルト角が変化することが焼き付きの原因となっているものであり、この場合、適切なポリマーを形成する重合性化合物が求められる。
 焼き付きを防止するために、環構造として1,4-フェニレン基等の構造を有する重合性化合物を用いて表示素子を構成するもの(特許文献1参照)や、ビアリール構造を有する重合性化合物を用いて表示素子を構成するもの(特許文献2参照)が開示されている。しかし、これらの重合性化合物は液晶化合物に対する相溶性が低いため、液晶組成物を調製した際に、該重合性化合物の析出が発生することから、実用的な液晶組成物としての応用は困難であった。
 又、ポリマーの剛直性を向上させることにより焼き付きを防止するため、2官能性の重合性化合物と、ジペンタエリスリトールペンタアクリレイト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレイト等の3官能以上の重合性化合物の混合液晶組成物を用いて表示素子を構成すること(特許文献3参照)が提案されている。しかし、ジペンタエリスリトールペンタアクリレイトおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレイトは、分子内に環構造を持たないため、液晶化合物との親和力が弱く、配向を規制する力が弱いことから、十分な配向安定性が得られない問題があった。また、これらの重合性化合物は重合において重合開始剤の添加が必須であり、重合開始剤を添加しないと重合後に重合性化合物が残存してしまう。
 以上より、重合性化合物含有液晶組成物において求められる、表示素子の焼き付き特性、配向安定性、析出が発生しない組成物としての安定性、PSA型液晶表示素子作製の際の製造効率等の特性を充足することは困難であり、更なる改善の必要がある。
 このように、有用な表示性能(コントラスト、応答速度)を有するPSA型表示素子における液晶分子の配向に伴う表示不良問題を重合性化合物によって解決する試みが行われている一方で、PSA型表示素子を構成している液晶組成物の構成成分によって、PSA型表示素子への使用に適さないものがあった。特に、応答性能改善のための低粘性化に有効なアルケニル基側鎖を有する液晶化合物を含有する液晶組成物が開示され、VA型の表示素子の応答速度の低減に有効である(特許文献4参照)が、PSA型表示素子の作製プロセスである重合性化合物の重合後に、液晶分子のプレチルト角付与を阻害するという配向制御に関する新たな問題があった。液晶分子に適度なプレチルトが付与されない場合、駆動時における液晶分子の動く方向が規定できず、液晶分子が一定方向に倒れずにコントラストが低下したり、応答速度が遅くなるなどの問題が発生する。
 このように、VA型等の垂直配向型表示素子において求められる高コントラスト、高速応答、高電圧保持率等の性能に加えて、PSA型表示素子において求められる適切なプレチルト角の生成、プレチルト角の継時的な安定性等の要求事項を両立することが必要となっていた。
特開2003-307720号公報 特開2008-116931号公報 特開2004-302096号公報 特表2009-504814号公報
 高速応答性を示す低粘性の液晶組成物を得るためには、アルケニル基側鎖を有する液晶性化合物を使用することが効果的であることが知られていたが、このような液晶組成物に重合性化合物を添加し、PSA型又はPSVA型液晶表示素子を作製すると、チルト角が十分に得られない、残留モノマーが多い、電圧保持率(VHR)が低い等に起因した配向不良や表示不良といった不具合が発生し、また、プレチルト角及び残留モノマーを制御できず、製造のためのエネルギーコストの最適化及び削減が困難であり生産効率の悪化を招き、安定した量産化には至っていなかった。
 本発明が解決しようとする課題は、応答性能に優れ、なおかつ、十分なプレチルト角を有し、残留モノマー量が少なく、電圧保持率(VHR)が低い等に起因した配向不良や表示不良といった不具合が無いか、あるいは極めて少ないPSA型又はPSVA型液晶表示素子を作製するための重合性化合物含有液晶組成物を提供すること、及びこれを用いた液晶表示素子を提供することにある。
 本発明者らが鋭意検討した結果、特定の化学構造を有する重合性化合物と液晶化合物から成る重合性化合物含有液晶組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。
 本発明は、第一成分として、一般式(I-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、Zは水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、炭素原子数1から12のアルコキシル基又はR12を表し、R11は、P11-S11-を表し、R12は、P12-S12-を表し、P11およびP12はそれぞれ独立的に、式(R-1)から式(R-15)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
のいずれかを表し、S11及びS12は、それぞれ独立的に単結合又は炭素数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されてよく、存在するS11及びS12の内、少なくともひとつは単結合であり、M11、M12及びM13は、それぞれ独立的に1,4-フェニレン基、ベンゼン-1,2,4-トリイル基、ベンゼン-1,2,4,6-テトライル基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、インダン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すが、基は無置換であるか又は炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシル基、ハロゲン、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良く、L11及びL12の内のひとつは-O-、-S-、-CH-、-OCH-、-CHO-、-CO-、-C-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH-、-CHOCOO-、-OCHCHO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-SCH-、-CHS-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-COO-CR=CH-COO-、-COO-CR=CH-OCO-、-OCO-CR=CH-COO-、-OCO-CR=CH-OCO-、-(CH-C(=O)-O-、-(CH)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH)z-、-(C=O)-O-(CH)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF-、-CFO-、-OCF-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)であり、それ以外のL11及びL12は単結合であり、n11及びn12は、それぞれ独立的に0から3の整数を表すが、R11およびR12の総数は3以上であり、m11は2又は3を表し、複数存在するL11及びM12は同一であっても良く異なっていても良い。)で表される重合性化合物を1種又は2種以上含有し、第二成分として、アルケニル側鎖基を有する液晶性化合物を1種又は2種以上含有する重合性化合物含有液晶組成物を提供し、また、これを用いた液晶表示素子を提供する。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、屈折率異方性(Δn)及びネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)を低下させることなく、固体相-ネマチック相転移温度(Tcn)を上昇させることなく、粘度(η)を十分に小さく、回転粘性(γ1)を十分に小さく、弾性定数(K33)を大きい液晶組成物であり、これを用いた液晶表示素子はプレチルト角が十分に得られ、残留モノマーが少なく、電圧保持率(VHR)が高く、高速応答であるため、配向不良や焼き付きといった表示不良がない又は抑制された、表示品位の優れた応答速度の速い液晶表示素子が得られる。
 また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物の含有量又は組み合わせ調整することで、プレチルト角及び残留モノマーを制御でき、製造のためのエネルギーコストの最適化及び削減から容易に生産効率を向上できるため、本発明の液晶表示素子は非常に有用である。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第一成分として、一般式(I-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
で表される重合性化合物を含有する。
式中、Zは水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、炭素原子数1から12のアルコキシル基又はR12を表すが、R12であることが好ましい。
 R11は、P11-S11-を表し、R12は、P12-S12-を表し、P11およびP12はそれぞれ独立的に、式(R-1)から式(R-15)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
のいずれかを表すが、式(R-1)又は式(R-2)であることが好ましい。
 複数存在するR11およびR12はそれぞれ独立的に、同一であっても異なっていてもよい。
 S11及びS12は、それぞれ独立的に単結合又は炭素数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されてよいが、単結合、炭素数1~6のアルキレン基又はアルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-が酸素原子が直接隣接しないように-O-に置換された炭素数1~6のアルキレン基であることが好ましく、単結合であることが特に好ましい。また、存在するS11及びS12の内、少なくともひとつは単結合であるが、存在するS11及びS12のすべてが単結合であることが好ましい。
 M11、M12及びM13は、それぞれ独立的に1,4-フェニレン基、ベンゼン-1,2,4-トリイル基、ベンゼン-1,2,4,6-テトライル基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、インダン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表し、基は無置換であるか又は炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシル基、ハロゲン、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良いが、無置換、メチル基又はフッ素基で置換された1,4-フェニレン基、ベンゼン-1,2,4-トリイル基、ベンゼン-1,2,4,6-テトライル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、インダン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基であることが好ましい。一般式(I-1)式中に存在するM11、M12及びM13の環構造は全くの無置換の場合もあるが、液晶組成物の相溶性を向上させるために環構造全体で1つ又は2つのフッ素基置換又はメチル基置換であることが好ましく、1つのフッ素基置換であることが更に好ましい。
 L11及びL12の内のひとつは-O-、-S-、-CH-、-OCH-、-CHO-、-CO-、-C-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH-、-CHOCOO-、-OCHCHO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-SCH-、-CHS-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-COO-CR=CH-COO-、-COO-CR=CH-OCO-、-OCO-CR=CH-COO-、-OCO-CR=CH-OCO-、-(CH-C(=O)-O-、-(CH-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH-、-(C=O)-O-(CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF-、-CFO-、-OCF-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)であり、それ以外のL11及びL12は単結合であるが、L11及びL12が単結合ではない連結基としては、-OCH-、-CHO-、-C-、-COO-、-OCO-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-OCO-(CH-、-COO-(CH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)が好ましく、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-OCO-(CH-、-COO-(CH-又は-C≡C-がより好ましく、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CH-COO-、-OCO-(CH-又は-C≡C-が更に好ましい。
 n11及びn12は、それぞれ独立的に0から3の整数を表し、R11およびR12の総数は3又は4であるが、R11およびR12の総数が3であることが好ましい。
 m11は2又は3を表すが、2であることが好ましい。
 つまり、本発明の液晶組成物の第一成分である一般式(I-1)で表される重合性化合物は、前述の構造で示される通り、4つ又は5つの環を有するメソゲン構造であって、その内の1か所に連結基を有し、更に、重合性基が3つ又は4つ有することを特徴としている。
 一般式(I-1)で表される重合性化合物として、具体的には、以下の一般式(I-21)又は(I-22)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式中、R101~R106は、それぞれ独立的に水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、炭素原子数1から12のアルコキシル基、P11-S11-又はP12-S12-のいずれかを表すが、R101~R106の内の3つ又は4つは、P11-S11-又はP12-S12-を表し、P11及びP12は、それぞれ独立的に式(R-1)から式(R-15)のいずれかを表し、S11及びS12は、それぞれ独立的に単結合又は炭素数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されてよいが、R101~R106が、それぞれ独立的に水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、炭素原子数1から12のアルコキシル基又は式(R-1)から式(R-5)のいずれかを表し、R101~R106の内の3つ又は4つが式(R-1)から式(R-5)のいずれかを表すことが好ましく、R101~R106が、それぞれ独立的に水素原子又は式(R-1)から式(R-3)のいずれかを表し、R101~R106の内の3つが式(R-1)から式(R-3)のいずれかを表すことが更に好ましい。
 A11及びB11は、それぞれ独立的に1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表すが、基は無置換であるか又は炭素原子数1~3のアルキル基、炭素原子数1~3のアルコキシル基、ハロゲンで置換されていても良いが、無置換、炭素原子数1~3のアルキル基置換又はフッ素基置換の1,4-フェニレン基又はナフタレン-2,6-ジイル基であることが好ましく、無置換又はフッ素基置換の1,4-フェニレン基であることが更に好ましい。
 L13は-OCH-、-CHO-、-C-、-COO-、-OCO-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-OCO-(CH-、-COO-(CH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)を表すが、-OCH-、-CHO-、-C-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-OCO-(CH-、-COO-(CH-、-CH=CH-、又は-C≡C-であることが好ましく、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CH-COO-、-OCO-(CH-又は-C≡C-であることが更に好ましい。
 更に一般式(I-21)で表される化合物として、例えば、一般式(I-21-01)から(I-21-28)で表される重合性化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式中、Mは、水素原子又はメチル基を表し、Lは、-COO-、-OCO-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-O-CO-(CH-、-COO-(CH-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立的に水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、zは1~4の整数を表す。)を表す。なお、zは1~4の整数を表すが、1から3が好ましく、2から3が好ましく、2が最も好ましい。
 更に一般式(I-22)で表される化合物として、例えば、一般式(I-22-01)から(I-22-28)で表される重合性化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、M及びLは、先述の通りに表す。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第一成分として、一般式(I-1)で表される重合性化合物を0.01から5質量%含有するが、0.01から1質量%が好ましく、0.01から0.5質量%が好ましく、0.01から0.4質量%が好ましく、0.01から0.3質量%が好ましく、0.02から0.3質量%が好ましく、0.05から0.2質量%が好ましい。更に詳述すると、十分なプレチルト角又は少ない残留モノマー又は高い電圧保持率(VHR)を得るにはその含有量は0.05から0.3質量%が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は0.01から0.1質量%が好ましい。また、複数の重合性化合物を含有する場合には、一般式(I-1)で表される重合性化合物を0.02から0.2質量%含有することが好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第二成分として、アルケニル側鎖基を有する液晶性化合物を含有する。
 アルケニル側鎖基を有する液晶性化合物とは、複数の環により構成されるメソゲン骨格の末端に炭化水素鎖中に不飽和炭化水素部分を有する化合物を指す。更に具体的には、
一般式(II)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
で表される化合物が挙げられる。
式中、R21は炭素原子数2から10のアルケニル基を表されるが、炭素原子数2から5のアルケニル基であることが好ましい。R22は炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、R22中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-はそれぞれ独立的に-O-及び/又は-S-に置換されても良く、R22中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基であることが好ましい。n21は0又は1を表す。
 一般式(II)で表される化合物の中で、一般式(II-11)及び一般式(II-12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、R及びRV1は、それぞれ独立的に炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表す。)が好ましい。
 一般式(II-11)及び又は一般式(II-12)で表される化合物は、例えば、式(II-101)から(II-110)であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 第二成分として、一般式(II)で表される化合物を1から60質量%含有するが、5から60質量%が好ましく、10から60質量%が好ましく、20から60質量%が好ましく、30から60質量%が好ましく、40から60質量%が好ましい。更に詳述すると、速い応答速度を得るにはその含有量は20から60質量%が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は5から40質量%が好ましい。また、高い電圧保持率(VHR)を重視する場合には、一般式(II)で表される化合物を5から30質量%含有することが好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第三成分として、一般式(III-1)及び一般式(III-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
で表される化合物を含有することができる。
式中、R31からR34は、それぞれ独立的に炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、R31からR34中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-はそれぞれ独立的に-O-及び/又は-S-に置換されても良く、また、R31からR34中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、R31及びR33は、それぞれ独立的に炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基又は炭素原子数2から3のアルケニル基が更に好ましく、R32及びR34は、それぞれ独立的に炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシル基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシル基が更に好ましい。
 環A32、環B31及び環B32は、それぞれ独立的にトランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表すが、トランス-1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましい。
 Z31及びZ32は、それぞれ独立的に、-OCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFCF-又は単結合を表すが、-CHO-、-CFO-、-CHCH-、-CFCF-又は単結合が好ましく、-CHO-、-CHCH-又は単結合が更に好ましく、-CHO-又は単結合が特に好ましい。
 一般式(III-1)で表される化合物は、具体的には、以下の示す一般式(III-A1)から一般式(III-A4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-A1)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-A3)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-A4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-A1)で表される化合物であることが更に好ましく、一般式(III-A3)で表される化合物であることが更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式中、R31及びR32は、上述と同じ意味を表す。
 一般式(III-2)で表される化合物は、具体的には、以下の示す一般式(III-B1)から一般式(III-B6)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-B1)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-B3)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-B4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-B5)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-B6)で表される化合物であることが好ましく、一般式(III-B1)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III-B3)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III-B5)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III-B6)の化合物であることが更に好ましく、一般式(III-B1)で表される化合物であることが特に好ましく、一般式(III-B5)で表される化合物であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 式中、R33及びR34は、上述と同じ意味を表す。
 更に詳述すると、第三成分は一般式(III-A1)及び一般式(III-B1)の組み合わせであることが好ましく、一般式(III-A1)及び一般式(III-B1)及び一般式(III-B4)の組み合わせであることが更に好ましく、一般式(III-A1)及び一般式(III-B1)及び一般式(III-B5)の組み合わせであることが更に好ましい。
 更に詳述すると、第三成分は一般式(III-A3)及び一般式(III-B5)の組み合わせであることが好ましく、一般式(III-A3)及び一般式(III-B4)及び一般式(III-B5)の組み合わせであることが更に好ましく、一般式(III-A3)及び一般式(III-B5)及び一般式(III-B1)の組み合わせであることが更に好ましい。
 更に詳述すると、第三成分は一般式(III-A4)及び一般式(III-B1)の組み合わせであることが好ましく、一般式(III-A4)及び一般式(III-A1)及び一般式(III-B1)の組み合わせであることが更に好ましく、一般式(III-A4)及び一般式(III-B5)の組み合わせであることが好ましく、一般式(III-A4)及び一般式(III-B5)及び一般式(III-B4)の組み合わせであることが好ましく、一般式(III-A4)及び一般式(III-B1)の組み合わせであることが好ましく、一般式(III-A4)及び一般式(III-B1)及び一般式(III-B5)の組み合わせであることが更に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(III-1)及び一般式(III-2)で表される化合物を1種又は2種以上含有するが、2種から10種含有することが好ましい。その含有量は10から90質量%であることが好ましく、20から80質量%が更に好ましく、30から70質量%が特に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、その他の成分として、一般式(IV-A)から一般式(IV-J)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
で表される化合物から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有することが好ましい。
式中、R41及びR42は、それぞれ独立的に炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基を表し、炭素原子数2から4のアルキル基又は炭素原子数1から3のアルコキシ基であることが好ましい。
 X41は炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、メチル基、フッ素原子又は水素原子であることが好ましく、フッ素原子又は水素原子であることが更に好ましい。
 なお、一般式(IV-F)、一般式(IV-G)、一般式(IV-H)及び一般式(IV-I)のR41及びR42は、それぞれ独立的に炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基であっても良い。
 一般式(IV-A)から一般式(IV-J)の内、一般式(IV-A)、一般式(IV-D)、一般式(IV-F)、一般式(IV-G)、一般式(IV-H)及び一般式(IV-I)から選ばれる化合物であることが好ましく、一般式(IV-A)、一般式(IV-F)、一般式(IV-G)、一般式(IV-H)及び一般式(IV-I)から選ばれる化合物であることが更に好ましく、一般式(IV-F)、一般式(IV-H)及び一般式(IV-I)から選ばれる化合物であることが更に好ましく、一般式(III-F)及び一般式(III-H)から選ばれる化合物であることが特に好ましい。
 一般式(IV-A)から一般式(IV-J)で表される化合物群から選ばれる化合物の含有量は、1質量%から60質量%であるが、5質量%から50質量%が好ましく、5質量%から40質量%が好ましく、10質量%から40質量%が好ましく、10質量%から30質量%が好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、更に一般式(V)で表される化合物を1種又は2種以上含有することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式中、R61及びR62はそれぞれ独立的に炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシル基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシル基を表すが、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基が好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(N-001)で表される化合物を1種又は2種以上含有しても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 式中、RN1及びRN2はそれぞれ独立的に炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシル基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシル基を表すが、炭素原子数1から5のアルキル基が好ましい。
 式中、L及びLはそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、CH又はCFを表すが、L及びLの少なくとも片方はフッ素原子であることが好ましく、両方がフッ素原子であることも好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(VIII-a)、一般式(VIII-c)又は一般式(VIII-d)で表される化合物を1種又は2種以上含有することもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
式中、R51およびR52はそれぞれ独立して炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基又は炭素原子数1~4のアルコキシ基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
式中、R51およびR52は先述の通りに表し、X51およびX52はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、X51およびX52の少なくとも一つはフッ素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
式中、R51およびR52は先述のとおりであり、X51およびX52は先述の通りに表す。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(V-9.1)から式(V-9.3)で表される化合物を1種又は2種以上含有しても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A3)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A4)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B1)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B3)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B4)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B1)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A3)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B4)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-F)の化合物を同時に含有することが更に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A3)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A4)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B1)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B3)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B4)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B1)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A3)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B4)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-H)の化合物を同時に含有することが更に好ましい。
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A3)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A4)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B1)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B3)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B4)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B1)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A3)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B4)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが更に好ましく、式(I-1)、式(II)、一般式(III-A1)、一般式(III-B5)及び一般式(IV-A)の化合物を同時に含有することが更に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(I)で表される重合性化合物を含有するが、その他の重合性化合物を併用して含有することもできる。
 その場合、一般式(I-31)及び一般式(I―32)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
で表される化合物が好ましい。
 式中、R107は、P107-S107-を表し、R110は、P110-S110-を表し、P107及びP110は、それぞれ独立的に式(R-1)から式(R-15)のいずれかを表し、S107及びS110は、それぞれ独立的に単結合又は炭素数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されて良いが、単結合、炭素数1~6のアルキレン基又はアルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-が酸素原子が直接隣接しないように-O-に置換された炭素数1~6のアルキレン基であることが好ましく、単結合であることが特に好ましい。
式中、R108、R109、R111およびR112は、それぞれ独立的に式(R-1)から式(R-15)、炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表し、A12は、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、インダン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すが、基は無置換であるか又は炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシル基、ハロゲン、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良く、L14は単結合、-OCH-、-CHO-、-C-、-COO-、-OCO-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-(CH-COO-、-(CH)z-OCO-、-OCO-(CH)z-、-COO-(CH)z-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)を表す。
 一般式(I-31)及び一般式(I-32)で表される重合性化合物は、2つ又は3つの環を有するメソゲン構造であることに特徴があり、本発明の液晶組成物の第一成分である一般式(I-1)の重合性化合物に併用することで液晶組成物の相溶性を更に向上させることができる。
 一般式(I-31)及び一般式(I-32)で表される重合性化合物の含有量は、0~2.00質量%であることが好ましく、0.01~1.00質量%であることが更に好ましく、0.02~0.60質量%であることが特に好ましい。
 一般式(I-32)で表される化合物として、例えば、式(XX-1)から式(XX-10)で表される化合物が好ましく、式(XX-1)から式(XX-4)が更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 式(XX-1)から式(XX-10)中、Spxxは炭素原子数1~8のアルキレン基又は-O-(CH-(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は環に結合するものとする。)を表す。
 式(XX-1)から式(XX-10)中、1,4-フェニレン基中の水素原子は、更に、-F、-Cl、-CF、-CH、式(R-1)から式(R-15)のいずれかによって置換されていても良い。
 また、一般式(I-32)で表される化合物として、例えば、式(M31)から式(M48)のような重合性化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 また、式(M301)から式(M316)のような重合性化合物も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
式(M301)から式(M316)中の1,4-フェニレン基及びナフタレン基中の水素原子は、更に、-F、-Cl、-CF、-CHによって置換されていても良い。
 また、式(Ia-1)~式(Ia-31)のような重合性化合物も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤又は赤外線吸収剤等を含有しても良い。
 酸化防止剤として、一般式(H-1)から一般式(H-4)で表されるヒンダードフェノールが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
一般式(H-1)から一般式(H-4)中、RH1は炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表すが、基中に存在する1個の-CH-又は非隣接の2個以上の-CH-はそれぞれ独立的に-O-又は-S-に置換されても良く、また、基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良い。更に具体的には、炭素原子数2から7のアルキル基、炭素原子数2から7のアルコキシル基、炭素原子数2から7のアルケニル基又は炭素原子数2から7のアルケニルオキシ基であることが好ましく、炭素原子数3から7のアルキル基又は炭素原子数2から7のアルケニル基であることが更に好ましい。
 一般式(H-4)中、MH4は炭素原子数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-に置換されていても良い。)、-OCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CFO-、-OCF-、-CFCF-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、単結合、1,4-フェニレン基(1,4-フェニレン基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていても良い。)又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表すが、炭素原子数1から14のアルキレン基であることが好ましく、揮発性を考慮すると炭素原子数は大きい数値が好ましいが、粘度を考慮すると炭素原子数は大き過ぎない方が好ましいことから、炭素原子数2から12が更に好ましく、炭素原子数3から10が更に好ましく、炭素原子数4から10が更に好ましく、炭素原子数5から10が更に好ましく、炭素原子数6から10が更に好ましい。
 一般式(H-1)から一般式(H-4)中、1,4-フェニレン基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH=は-N=によって置換されていても良い。また、1,4-フェニレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。
 一般式(H-1)から一般式(H-4)中、1,4-シクロヘキシレン基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH-は-O-又は-S-によって置換されていても良い。また、1,4-シクロヘキシレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。
 更に具体的には、例えば、式(H-11)から式(H-15)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物に酸化防止剤が含有する場合、10質量ppm以上が好ましく、20質量ppm以上が好ましく、50質量ppm以上が好ましい。酸化防止剤の含有する場合の上限は10000質量ppmであるが、1000質量ppmが好ましく、500質量ppmが好ましく、100質量ppmが好ましい。
 発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第一成分、第二成分、第三成分及び一般式(IV-A)から一般式(IV-J)で表せる化合物群から選ばれる化合物の合計の含有量が、70~100質量%であることが好ましく、80~100質量%であることが更に好ましく、85~100質量%であることが特に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、25℃における誘電率異方性(Δε)が-2.0から-8.0であるが、-2.0から-6.0が好ましく、-2.0から-5.0がより好ましく、-2.5から-5.0が特に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、20℃における屈折率異方性(Δn)が0.08から0.14であるが、0.09から0.13がより好ましく、0.09から0.12が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.13であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、20℃における粘度(η)が10から30mPa・sであるが、10から25mPa・sであることがより好ましく、10から22mPa・sであることが特に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、20℃における回転粘性(γ)が60から130mPa・sであるが、60から110mPa・sであることがより好ましく、60から100mPa・sであることが特に好ましい。
 本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、ネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から120℃であるが、70℃から100℃がより好ましく、70℃から85℃が特に好ましい。
 本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、高速応答という顕著な特徴を有しており、加えて、プレチルト角が十分に得られ、残留モノマーがないか、問題にならないほど少なく、電圧保持率(VHR)が高いため、配向不良や表示不良といった不具合がないか、十分に抑制されている。また、チルト角及び残留モノマーを容易に制御できるため、製造のためのエネルギーコストの最適化及び削減が容易であるため、生産効率の向上と安定した量産に最適である。
 本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、PSAモード、PSVAモード、VAモード、PS-IPSモード又はPS-FFSモード用液晶表示素子に用いることができる。
 液晶表示素子に使用される液晶セルの2枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得ることができる。
 カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
 前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが1~100μmとなるように調整するのが好ましい。1.5から10μmが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
 2枚の基板間に液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はODF法などを用いることができる。
 本発明の液晶組成物に重合性化合物を含有させた重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有液晶組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有液晶組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数10Hzから10kHzの交流が好ましく、周波数60Hzから10kHzがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。MVAモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を80度から89.9度に制御することが好ましい。
 照射時の温度は、本発明の液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には15~35℃で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、0.1mW/cm~100W/cmが好ましく、2mW/cm~50W/cmが更に好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、10mJ/cmから500J/cmが好ましく、100mJ/cmから200J/cmが更に好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、10秒から3600秒が好ましく、10秒から600秒が更に好ましい。
 以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。
実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(側鎖)
 -n    -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
 n-    CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
 -On   -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
 nO-   CnH2n+1O- 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
 -V    -CH=CH2
 V-    CH2=CH-
 -V1   -CH=CH-CH3
 1V-   CH3-CH=CH-
 -2V   -CH2-CH2-CH=CH3
 V2-   CH3=CH-CH2-CH2-
 -2V1   -CH2-CH2-CH=CH-CH3
 1V2-   CH3-CH=CH-CH2-CH2
(連結基)
 -CF2O-    -CF2-O-
 -OCF2-    -O-CF2-
 -1O-     -CH2-O-
 -O1-     -O-CH2-
 -COO-        -COO-
(環構造)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 実施例中、測定した特性は以下の通りである。
 Tni :ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)
 Δn :20℃における屈折率異方性
 Δε :25℃における誘電率異方性
 η  :20℃における粘度(mPa・s)
 γ :20℃における回転粘性(mPa・s)
 K33 :20℃における弾性定数K33(pN)
 VHR(UV) :高圧水銀ランプでUVを12(J)照射後の電圧保持率
(比較例1、比較例2、実施例1及び実施例2)
 LC-100の液晶組成物を調製し、このLC-100に対して、重合性化合物であるRM-21-02、RM-21-08、XX-4及びM302から選ばれる化合物を添加したLC-A(比較例1)、LC-B(比較例2)、LC-1(実施例1)及びLC-2(実施例2)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表1のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 本発明の液晶組成物LC-1およびLC-2は、LC-100の物性値を維持しており、プレチルト角が十分に得られ、残留モノマーがなく、電圧保持率(VHR)が高い重合性化合物含有液晶組成物であることが確認された。
 一方、比較例1であるLC-Aはプレチルト角がほとんど得られず、残留モノマーが多く、VHR(UV)は64%という低い値であった。比較例2であるLC-BはVHR(UV)が少し高い77%であったが、プレチルト角がほとんど得られず、残留モノマーが多い結果であった。
これを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、十分に高速応答であることが確認された。なお、セル厚は3.5um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは6V、Voffは1V、測定温度は25℃で、測定機器はAUTRONIC-MELCHERS社のDMS703を用いた。
(実施例3、実施例4及び実施例5)
  LC-200の液晶組成物を調製し、このLC-200に対して、重合性化合物であるRM-21-03、RM-21-06、XX-2及びM302から選ばれる化合物を添加したLC-3(実施例3)、LC-4(実施例4)及びLC-5(実施例5)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表2のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 本発明の液晶組成物LC-3、LC-4およびLC-5は、プレチルト角が十分に得られ、残留モノマーがなく、電圧保持率(VHR)が高い重合性化合物含有液晶組成物であることが確認された。
これを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、十分に高速応答であることが確認された。なお、セル厚は3.5um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは6V、Voffは1V、測定温度は25℃で、測定機器はAUTRONIC-MELCHERS社のDMS703を用いた。
(実施例6)
  LC-300の液晶組成物を調製し、このLC-300に対して、重合性化合物であるRM-22-02及びM301を添加したLC-6(実施例6)の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表3のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 本発明の液晶組成物LC-6は、プレチルト角が十分に得られ、残留モノマーがなく、電圧保持率(VHR)が高い重合性化合物含有液晶組成物であることが確認された。
これを使用した液晶表示素子の応答速度を測定したところ、十分に高速応答であることが確認された。なお、セル厚は3.5um、配向膜はJALS2096であり、応答速度の測定条件は、Vonは6V、Voffは1V、測定温度は25℃で、測定機器はAUTRONIC-MELCHERS社のDMS703を用いた。
 以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性(Δn)及びネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)を低下させることなく、粘度(η)が十分に小さく、回転粘性(γ)が十分に小さく、弾性定数(K33)が大きな、絶対値が大きな負の誘電率異方性(Δε)を有するものであり、これを用いたVA型、PSVA型又はPSA型の液晶表示素子は、プレチルト角が十分に得られ、残留モノマーが十分に少ないか全くなく、電圧保持率(VHR)が高い表示品位の優れた応答速度の速いものであることが確認された。

Claims (9)

  1. 第一成分として、一般式(I-1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、Zは水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、炭素原子数1から12のアルコキシル基又はR12を表し、R11は、P11-S11-を表し、R12は、P12-S12-を表し、P11およびP12はそれぞれ独立的に、式(R-1)から式(R-15)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    のいずれかを表し、S11及びS12は、それぞれ独立的に単結合又は炭素数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されてよく、存在するS11及びS12の内、少なくともひとつは単結合であり、M11、M12及びM13は、それぞれ独立的に1,4-フェニレン基、ベンゼン-1,2,4-トリイル基、ベンゼン-1,2,4,6-テトライル基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、インダン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すが、基は無置換であるか又は炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシル基、ハロゲン、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良く、L11及びL12の内のひとつは-O-、-S-、-CH-、-OCH-、-CHO-、-CO-、-C-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH-、-CHOCOO-、-OCHCHO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-SCH-、-CHS-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-COO-CR=CH-COO-、-COO-CR=CH-OCO-、-OCO-CR=CH-COO-、-OCO-CR=CH-OCO-、-(CH-C(=O)-O-、-(CH)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH)z-、-(C=O)-O-(CH)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF-、-CFO-、-OCF-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)であり、それ以外のL11及びL12は単結合であり、n11及びn22は、それぞれ独立的に0から3の整数を表すが、R11およびR12の総数は3以上であり、m11は2又は3を表し、複数存在するL11及びM12は同一であっても良く異なっていても良い。)で表される重合性化合物を1種又は2種以上含有し、第二成分として、アルケニル側鎖基を有する液晶性化合物を1種又は2種以上含有する重合性化合物含有液晶組成物。
  2. 第二成分であるアルケニル側鎖基を有する液晶性化合物が、一般式(II)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R21は炭素原子数2から10のアルケニル基を表し、R22は炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、R22中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-はそれぞれ独立的に-O-及び/又は-S-に置換されても良く、R22中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、n21は0又は1を表す。)で表される化合物である請求項1記載の液晶組成物。
  3. 第三成分として、一般式(III-1)及び一般式(III-2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、R31からR34は、それぞれ独立的に炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシル基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、R31からR34中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-はそれぞれ独立的に-O-及び/又は-S-に置換されても良く、また、R31からR34中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良い。環A32、環B31及び環B32は、それぞれ独立的にトランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表す。Z31及びZ32は、それぞれ独立的に、-OCH-、-CHO-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFCF-又は単結合を表す。)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1又は2に記載の液晶組成物。
  4. その他の成分として、一般式(IV-A)から一般式(IV-J)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式中、R41及びR42は、それぞれ独立的に炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基を表し、X41は炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  5. 第一成分である一般式(I-1)で表される化合物が、一般式(I-21)及び一般式(I-22)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式中、R101~R106は、それぞれ独立的に水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、炭素原子数1から12のアルコキシル基、P11-S11-又はP12-S12-のいずれかを表すが、R101~R106の内の3つ又は4つは、P11-S11-又はP12-S12-を表し、存在するS11及びS12の内、少なくともひとつは単結合であり、A11及びB11は、それぞれ独立的に1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表すが、基は無置換であるか又は炭素原子数1~3のアルキル基、炭素原子数1~3のアルコキシル基、ハロゲンで置換されていても良く、L13は-OCH-、-CHO-、-C-、-COO-、-OCO-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-OCO-(CH-、-COO-(CH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)で表される化合物群から選ばれる化合物である請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  6. 更に一般式(I-31)及び一般式(I-32)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式中、R107は、P107-S107-を表し、R110は、P110-S110-を表し、P107及びP110は、それぞれ独立的に式(R-1)から式(R-15)のいずれかを表し、S107及びS107は、それぞれ独立的に単結合又は炭素数1~15のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-OCO-又は-COO-で置換されてよく、R108、R109、R111およびR112は、それぞれ独立的に式(R-1)から式(R-15)、炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表し、A12は、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、インダン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すが、基は無置換であるか又は炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシル基、ハロゲン、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良く、L14は単結合、-OCH-、-CHO-、-C-、-COO-、-OCO-、-CH=CR-COO-、-CH=CR-OCO-、-COO-CR=CH-、-OCO-CR=CH-、-(CH-COO-、-(CH-OCO-、-OCO-(CH-、-COO-(CH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-又は-C≡C-(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基を表し、前記式中、zは1~4の整数を表す。)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶組成物。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
  8. 請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子。
  9. 請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いたPSAモード、PSVAモード、PS-IPSモード又はPS-FSSモード用液晶表示素子。
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