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CN112400011A - 液晶组合物 - Google Patents

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CN112400011A
CN112400011A CN201980045425.5A CN201980045425A CN112400011A CN 112400011 A CN112400011 A CN 112400011A CN 201980045425 A CN201980045425 A CN 201980045425A CN 112400011 A CN112400011 A CN 112400011A
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carbon atoms
liquid crystal
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general formula
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小坂翔太
栗泽和树
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Shijiazhuang Chengzhi Yonghua Display Material Co Ltd
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DIC Corp
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Abstract

本发明提供一种聚合性液晶组合物,其介电常数各向异性为负,满足通常液晶组合物所要求的在宽温度范围内的显示、低电压驱动性、高速响应性、及高VHR,并且在制成液晶显示元件时没有显示不良或极少发生显示不良。本发明关于一种液晶组合物,其含有1种或2种以上的通式(N‑1)所表示的化合物、及1种或2种以上的聚合性化合物;含有nN11为1~3的整数且至少一个ZN11为‑CH2O‑的化合物来作为上述通式(N‑1)所表示的化合物;该液晶组合物的向列相‑各向同性液相转变温度为100℃以上,介电常数各向异性(Δε)为负。[化1]
Figure DDA0002885021760000011

Description

液晶组合物
技术领域
本发明关于液晶组合物及使用其的液晶显示元件。
现有技术
PSA(Polymer Sustained Alignment,聚合物稳定取向)型液晶显示装置为了控制液晶分子的预倾角,而在单元内具有形成了聚合物结构物的结构,由于高速响应性、高对比度,因而持续开发作为液晶显示元件(专利文献1)。
关于针对假定在室外使用的PID(Public Information Display,公共信息显示器)等中使用的PSA液晶组合物的要求,必须向列相-各向同性液相转变温度(TNI)高、固相-向列相转变温度(TCN)低、低温保存稳定性(Low Temperature Storage test)优异,进一步要求驱动电压低、弹性常数(K33)大、旋转粘性(γ1)足够小。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2016/017569号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于提供一种聚合性液晶组合物,其介电常数各向异性(Δε)为负,满足通常液晶组合物所要求的在宽温度范围内的显示、低电压驱动性、高速响应性、及高VHR,并且在制成液晶显示元件时没有显示不良或极少发生显示不良;还在于提供一种使用该液晶组合物的液晶显示元件。
用于解决技术问题的手段
本发明提供一种液晶组合物,其含有1种或2种以上选自通式(N-1)所表示的化合物中的化合物、及1种或2种以上的聚合性化合物,含有nN11为1~3的整数且至少一个ZN11为-CH2O-的化合物来作为上述通式(N-1)所表示的化合物;该液晶组合物的向列相-各向同性液相转变温度(Tni)为100℃以上,介电常数各向异性(Δε)为负;本发明还提供使用液晶组合物的液晶显示元件。
[化1]
Figure BDA0002885021740000021
(式中,RN11及RN12分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或未邻接的2个以上的-CH2-也可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11及AN12分别独立地表示选自由下述基团(a)~(c)所组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上的-CH2-可被取代为-O-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上的-CH=可被取代为-N=。),及
(c)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、及基团(c)也可分别独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11及ZN12分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11及nN12分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12为1、2或3,当存在多个AN11~AN12、ZN11~ZN12的情况下,它们可以相同也可以不同。)
本申请的聚合性液晶尤其作为主动矩阵驱动用液晶显示元件有用。
发明的效果
通过使用本发明的聚合性液晶组合物,能够获得因优异的低温保存稳定性而可在较宽的温度范围内显示、且兼具低驱动电压、快响应速度及高VHR的液晶显示元件,可提供在室外的使用中也能充分应对的液晶显示元件。
附图说明
[图1]为示意性地表示液晶显示元件的一个实施方式的图。
[图2]为将图1中由I线围成的区域放大后的俯视图。
具体实施方式
本发明的液晶组合物具有负的介电常数各向异性,向列相-各向同性液体的转变温度为100℃以上,含有1种或2种以上选自下述通式(N-1)所表示的化合物组中的化合物。
通式(N-1)所表示的化合物相当于介电性为负的化合物(Δε的符号为负且其绝对值大于2)。
通式(N-1)所表示的化合物优选为Δε为负且其绝对值大于3的化合物。
通式(N-1)中,RN11及RN12优选分别独立地为碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数2~8的烯基或碳原子数2~8的烯氧基,优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基,进一步优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,进一步优选为碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基,特别优选为碳原子数3的烯基(丙烯基)。
另外,当其所连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当其所连接的环结构为环己烷、哌喃及二噁烷等饱和环结构时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子及存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选为选自式(R1)至式(R5)中的任一者所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化2]
Figure BDA0002885021740000031
在需要增大Δn的情况下,AN11及AN12优选分别独立地为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族,优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化3]
Figure BDA0002885021740000041
更优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基。
ZN11及ZN12优选为分别独立地表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选为-CH2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选为-CH2O-或单键。
其中,在本发明中,必须含有nN11为1~3的整数、且至少一个ZN11为-CH2O-的化合物(以下,也称为“化合物(N-10)”)。也就是说,在本发明中,在通式(N-1)中,以具有至少一个-CH2O-连接基的化合物(N-10)为必要成分。通过含有该化合物,能够成为显现优异的低温保存稳定性的液晶组合物,且通过使用该液晶组合物,可获得显示低驱动电压、快响应速度及高VHR的液晶显示元件。化合物(N-10)以下述通式(N-10)表示。
[化4]
Figure BDA0002885021740000042
(式中,RN11、RN12、AN11、AN12、ZN11及ZN12分别具有与上述式(N-1)中的各符号相同的含义,
nN110、nN111及nN120分别独立地表示0~2的整数,nN110+nN111为0、1或2,nN110+nN111+nN120为0、1或2,当存在多个AN11及ZN11的情况下,它们可以相同也可以不同。)
本发明的组合物含有化合物(N-10)来作为式(N-1)所表示的化合物,优选进一步含有化合物(N-10)以外的式(N-1)所表示的化合物。
在化合物(N-10)以外的式(N-1)所表示的化合物中,nN11+nN12优选为1或2,优选为nN11为1且nN12为0的组合、nN11为2且nN12为0的组合、nN11为1且nN12为1的组合、nN11为2且nN12为1的组合。
本申请中,%在没有特别记载的情况下意思是质量%。
化合物(N-10)相对于本发明的组合物的总量的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
式(N-1)所表示的化合物相对于本发明的组合物的总量的优选含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%、20%。
在将本发明的组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的组合物时,优选为上述下限值低且上限值低。进一步,在将本发明的组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性良好的组合物时,优选为上述下限值低且上限值低。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选为使上述下限值高且上限值高。
作为化合物(N-10),可列举下述通式(N-10a)~(N-10b)所表示的化合物作为优选的化合物。
[化5]
Figure BDA0002885021740000051
(式中,RN11及RN12表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义,nNa110表示1或2,nNa120表示1或2。)
更具体而言,通式(N-10)所表示的化合物优选为选自后述通式(N-1-10)~(N-1-11)及(N-1-20)~(N-1-21)所表示的化合物组中的化合物。
另外,作为通式(N-1)所表示的化合物,可列举下述通式(N-1a)~(N-1c)、(N-1e)、(N-1g)所表示的化合物组。
[化6]
Figure BDA0002885021740000062
(式中,RN11及RN12表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义,nNa11表示0或1,nNb11表示1或2,nNc11表示0或1,nNe11表示1或2,nNg11表示1或2,ANe11表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,ANg11表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基,但至少1个表示1,4-亚环己烯基,ZNe11表示单键或亚乙基,但分子内存在的至少1个表示亚乙基,分子内存在的多个ANe11、ZNe11、及/或ANg11可以相同也可以不同。)
更具体而言,通式(N-1)所表示的化合物优选为选自通式(N-1-1)~(N-1-21)所表示的化合物组中的化合物。其中,通式(N-1-10)~(N-1-11)及(N-1-20)~(N-1-21)所表示的化合物组相当于化合物(N-10)的化合物。
通式(N-1-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化7]
Figure BDA0002885021740000066
(式中,RN111及RN112分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN111优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为丙基、戊基或乙烯基。RN112优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,通式(N-1-1)所表示的化合物优选为选自式(N-1-1.1)至式(N-1-1.23)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-1.1)~(N-1-1.4)所表示的化合物,优选为式(N-1-1.1)及式(N-1-1.3)所表示的化合物。
[化8]
Figure BDA0002885021740000072
式(N-1-1.1)~(N-1-1.22)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(N-1-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化9]
Figure BDA0002885021740000081
(式中,RN121及RN122分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN121优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基、丁基或戊基。RN122优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为甲基、丙基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
通式(N-1-2)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得低一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-2)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、37%、40%、42%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为50%、48%、45%、43%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%。
进一步,通式(N-1-2)所表示的化合物优选为选自式(N-1-2.1)至式(N-1-2.22)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(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)所表示的化合物,重视Δε的改良时,优选为式(N-1-2.3)至式(N-1-2.7)所表示的化合物,重视TNI的改良时,优选为式(N-1-2.10)、式(N-1-2.11)及式(N-1-2.13)所表示的化合物,重视响应速度的改良时,优选为式(N-1-2.20)所表示的化合物。
[化10]
Figure BDA0002885021740000091
式(N-1-2.1)至式(N-1-2.22)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为50%、40%、38%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(N-1-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化11]
Figure BDA0002885021740000092
(式中,RN131及RN132分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN131优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN132优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数3~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为1-丙烯基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-3)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-3)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-3)所表示的化合物优选为选自式(N-1-3.1)至式(N-1-3.21)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-3.1)~(N-1-3.7)及式(N-1-3.21)所表示的化合物,优选为式(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)所表示的化合物。
[化12]
Figure BDA0002885021740000111
式(N-1-3.1)~式(N-1-3.4)、式(N-1-3.6)及式(N-1-3.21)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,优选为式(N-1-3.1)及式(N-1-3.2)的组合、选自式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)及式(N-1-3.6)中的2种或3种的组合。相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化13]
Figure BDA0002885021740000112
(式中,RN141及RN142分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN141及RN142优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为甲基、丙基、乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-4)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-4)所表示的化合物的优选的含量的下限值为3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
进一步,通式(N-1-4)所表示的化合物优选为选自式(N-1-4.1)至式(N-1-4.14)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-4.1)~(N-1-4.4)所表示的化合物,优选为式(N-1-4.1)、式(N-1-4.2)及式(N-1-4.4)所表示的化合物。
[化14]
Figure BDA0002885021740000121
式(N-1-4.1)~(N-1-4.14)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、11%、10%、8%。
通式(N-1-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化15]
Figure BDA0002885021740000131
(式中,RN151及RN152分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN151及RN152优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-5)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得低一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-5)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-5)所表示的化合物优选为选自式(N-1-5.1)至式(N-1-5.6)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示的化合物。
[化16]
Figure BDA0002885021740000141
式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-10)所表示的化合物为下述化合物。
[化17]
Figure BDA0002885021740000142
(式中,RN1101及RN1102分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1101优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。RN1102优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-10)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-10)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
进一步,通式(N-1-10)所表示的化合物优选为选自式(N-1-10.1)至式(N-1-10.14)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-10.1)~(N-1-10.5)所表示的化合物,优选为式(N-1-10.1)及式(N-1-10.2)所表示的化合物。
[化18]
Figure BDA0002885021740000151
式(N-1-10.1)及式(N-1-10.2)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为2%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
通式(N-1-11)所表示的化合物为下述化合物。
[化19]
Figure BDA0002885021740000161
(式中,RN1111及RN1112分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1111优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基、丁基、乙烯基或1-丙烯基。RN1112优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-11)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得低一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-11)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、25%、30%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为50%、45%、40%、35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-11)所表示的化合物优选为选自式(N-1-11.1)至式(N-1-11.14)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-11.1)~(N-1-11.14)所表示的化合物,优选为式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)所表示的化合物。
[化20]
Figure BDA0002885021740000171
式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独或这些化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%、25%、30%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为50%、45%、40%、35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-12)所表示的化合物为下述化合物。
[化21]
Figure BDA0002885021740000181
(式中,RN1121及RN1122分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1121优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1122优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-12)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-12)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-13)所表示的化合物为下述化合物。
[化22]
Figure BDA0002885021740000182
(式中,RN1131及RN1132分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1131优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1132优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-13)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-13)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-14)所表示的化合物为下述化合物。
[化23]
Figure BDA0002885021740000191
(式中,RN1141及RN1142分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1141优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1142优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-14)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-14)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-15)所表示的化合物为下述化合物。
[化24]
Figure BDA0002885021740000201
(式中,RN1151及RN1152分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1151优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1152优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-15)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-15)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-16)所表示的化合物为下述化合物。
[化25]
Figure BDA0002885021740000202
(式中,RN1161及RN1162分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1161优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1162优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-16)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-16)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-17)所表示的化合物为下述化合物。
[化26]
Figure BDA0002885021740000211
(式中,RN1171及RN1172分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1171优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。RN1172优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-17)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-17)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-18)所表示的化合物为下述化合物。
[化27]
Figure BDA0002885021740000221
(式中,RN1181及RN1182分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1181优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为甲基、乙基、丙基或丁基。RN1182优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选为乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-18)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-18)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
进一步,通式(N-1-18)所表示的化合物优选为选自式(N-1-18.1)至式(N-1-18.5)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-18.1)~(N-1-18.3)所表示的化合物,优选为式(N-1-18.2)及式(N-1-18.3)所表示的化合物。
[化28]
Figure BDA0002885021740000231
通式(N-1-20)所表示的化合物为下述化合物。
[化29]
Figure BDA0002885021740000232
(式中,RN1201及RN1202分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1201及RN1202优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-20)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-20)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-21)所表示的化合物为下述化合物。
[化30]
Figure BDA0002885021740000241
(式中,RN1211及RN1212分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1211及RN1212优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-21)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-21)所表示的化合物的优选的含量的下限值为5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(N-1-22)所表示的化合物为下述化合物。
[化31]
Figure BDA0002885021740000242
(式中,RN1221及RN1222分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11及RN12相同的含义。)
RN1221及RN1222优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-22)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视Δε的改善时,优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,重视TNI时,将含量设定得高一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-1-22)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为35%、30%、28%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、5%。
进一步,通式(N-1-22)所表示的化合物优选为选自式(N-1-22.1)至式(N-1-22.12)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-22.1)~(N-1-22.5)所表示的化合物,优选为式(N-1-22.1)~(N-1-22.4)所表示的化合物。
[化32]
Figure BDA0002885021740000251
本发明的液晶组合物优选进一步含有1种或2种以上的通式(L)所表示的化合物。通式(L)所表示的化合物相当于介电性几乎为中性的化合物(Δε的值为-2~2)。因此,分子内所具有的卤素等极性基的个数优选设为2个以下,优选设为1个以下,优选为不含有卤素等极性基。
[化33]
Figure BDA0002885021740000261
(式中,RL1及RL2分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或未邻接的2个以上-CH2-也可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2及AL3分别独立地表示选自由下述基团(a)~(c)所组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上-CH2-可被取代为-O-。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被取代为-N=。)及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中存在的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被取代为-N=。)
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)也可分别独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1及ZL2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nL1为2或3而存在多个AL2时,它们可以相同也可以不同,nL1为2或3而存在多个ZL3时,它们可以相同也可以不同,但(N-1)、(N-2)及(N-3)所表示的化合物除外。)
通式(L)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种。或者在本发明的其他实施方式中为2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种以上。
本发明的组合物中,通式(L)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能作适宜调整。
相对于本发明的组合物的总量,式(L)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选的含量的上限值为95%、85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%。
将本发明的组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的组合物时,优选为上述下限值高且上限值高。进一步,将本发明的组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性良好的组合物时,优选为上述下限值高且上限值高。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选为上述下限值低且上限值低。
重视可靠性时,优选RL1及RL2均为烷基,重视降低化合物的挥发性时,优选为烷氧基,重视粘性的降低时,优选至少一者为烯基。
分子内所存在的卤原子优选为0、1、2或3个,优选为0或1,重视与其他液晶分子的相溶性时,优选为1。
关于RL1及RL2,当其所连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及碳原子数4~5的烯基,当其所连接的环结构为环己烷、哌喃及二噁烷等饱和环结构时,优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子及存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选为选自式(R1)至式(R5)中的任一者所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化34]
Figure BDA0002885021740000281
关于nL1,当重视响应速度时,优选为0,为了改善向列相的上限温度,优选为2或3,为了取得它们的平衡,优选为1。另外,为了满足作为组合物所要求的特性,优选将不同值的化合物组合。
关于AL1、AL2及AL3,在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族,优选分别独立地表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化35]
Figure BDA0002885021740000282
更优选表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
关于ZL1及ZL2,当重视响应速度时,优选为单键。
通式(L)所表示的化合物中,分子内的卤原子数优选为0个或1个。
通式(L)所表示的化合物优选为选自通式(L-1)~(L-7)所表示的化合物组中的化合物。
通式(L-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化36]
Figure BDA0002885021740000283
(式中,RL11及RL12分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL11及RL12优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
通式(L-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
优选的含量的下限值相对于本发明的组合物的总量为1%、2%、3%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%。
将本发明的组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的组合物时,优选为上述下限值高且上限值高。进一步,将本发明的组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性良好的组合物时,优选为上述下限值居中且上限值居中。另外,为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选为上述下限值低且上限值低。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-1)所表示的化合物组中的化合物。
[化37]
Figure BDA0002885021740000291
(式中,RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
通式(L-1-1)所表示的化合物优选为选自式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示的化合物,特别优选为式(L-1-1.3)所表示的化合物。
[化38]
Figure BDA0002885021740000292
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-2)所表示的化合物组中的化合物。
[化39]
Figure BDA0002885021740000301
(式中,RL12表示与通式(L-1)中的含义相同的含义。)
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-2)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、5%、10%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、35%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为60%、55%、50%、45%、42%、40%、38%、35%、33%、30%。
进一步,通式(L-1-2)所表示的化合物优选为选自式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-2.2)至式(L-1-2.4)所表示的化合物。尤其是式(L-1-2.2)所表示的化合物特别改善本发明的组合物的响应速度,因而优选。另外,比起响应速度,更要求高Tni时,优选使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。为了使低温时的溶解度良好,式(L-1-2.3)及式(L-1-2.4)所表示的化合物的含量设为30%以上是不优选的。
[化40]
Figure BDA0002885021740000302
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-2.2)所表示的化合物的优选的含量的下限值为10%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%、38%、40%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物及式(L-1-2.2)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为10%、15%、20%、25%、27%、30%、35%、40%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-3)所表示的化合物组中的化合物。
[化41]
Figure BDA0002885021740000311
(式中,RL13及RL14分别独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基。)
RL13及RL14优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-3)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%、23%、25%、30%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为60%、55%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、27%、25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,通式(L-1-3)所表示的化合物优选为选自式(L-1-3.1)至式(L-1-3.13)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)所表示的化合物。尤其是式(L-1-3.1)所表示的化合物特别改善本发明的组合物的响应速度,因而优选。另外,比起响应速度,更要求高Tni时,优选使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示的化合物。为了使低温时的溶解度良好,式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.13)所表示的化合物的合计含量设为20%以上是不优选的。
[化42]
Figure BDA0002885021740000321
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-3.1)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为20%、17%、15%、13%、10%、8%、7%、6%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-4)及/或(L-1-5)所表示的化合物组中的化合物。
[化43]
Figure BDA0002885021740000322
(式中,RL15及RL16分别独立地表示碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基。)
RL15及RL16优选为直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基及直链状的碳原子数2~5的烯基。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-4)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-5)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、5%、10%、13%、15%、17%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为25%、23%、20%、17%、15%、13%、10%。
进一步,通式(L-1-4)及(L-1-5)所表示的化合物优选为选自式(L-1-4.1)至式(L-1-5.3)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示的化合物。
[化44]
Figure BDA0002885021740000331
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-4.2)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为20%、17%、15%、13%、10%、8%、7%、6%。
优选将选自式(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)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合,优选将选自式(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)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合,这些化合物的合计含量的优选的含量的下限值相对于本发明的组合物的总量为1%、2%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%、33%、35%,上限值相对于本发明的组合物的总量为80%、70%、60%、50%、45%、40%、37%、35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%。重视组合物的可靠性时,优选将选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)及式(L-1-3.4)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合,重视组合物的响应速度时,优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)所表示的化合物中的2种以上的化合物组合。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-6)所表示的化合物组中的化合物。
[化45]
Figure BDA0002885021740000341
(式中,RL17及RL18分别独立地表示甲基或氢原子。)
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-6)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、5%、10%、15%、17%、20%、23%、25%、27%、30%、35%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为60%、55%、50%、45%、42%、40%、38%、35%、33%、30%。
进一步,通式(L-1-6)所表示的化合物优选为选自式(L-1-6.1)至式(L-1-6.3)所表示的化合物组中的化合物。
[化46]
Figure BDA0002885021740000342
通式(L-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化47]
Figure BDA0002885021740000343
(式中,RL21及RL22分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL21优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL22优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-2)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
重视低温时的溶解性时,将含量设定得高一些则效果高,反之,重视响应速度时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-2)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
进一步,通式(L-2)所表示的化合物优选为选自式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-2.1)、式(L-2.3)、式(L-2.4)及式(L-2.6)所表示的化合物。
[化48]
Figure BDA0002885021740000351
通式(L-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化49]
Figure BDA0002885021740000352
(式中,RL31及RL32分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL31及RL32优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-3)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-3)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。优选的含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
要获得高的双折射率时,将含量设定得高一些则效果高,反之,重视高的Tni时,将含量设定得低一些则效果高。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
进一步,通式(L-3)所表示的化合物优选为选自式(L-3.1)至式(L-3.7)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(L-3.2)至式(L-3.5)所表示的化合物。
[化50]
Figure BDA0002885021740000361
通式(L-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化51]
Figure BDA0002885021740000362
(式中,RL41及RL42分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL41优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL42优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。)
通式(L-4)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
本发明的组合物中,通式(L-4)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能作适宜调整。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-4)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物的总量,式(L-4)所表示的化合物的优选的含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-4)所表示的化合物例如优选为式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。
[化52]
Figure BDA0002885021740000371
根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.1)所表示的化合物,也可含有式(L-4.2)所表示的化合物,也可含有式(L-4.1)所表示的化合物及式(L-4.2)所表示的化合物这两者,也可含有全部的式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。相对于本发明的组合物的总量,式(L-4.1)或式(L-4.2)所表示的化合物的优选的含量的下限值为3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%,优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
含有式(L-4.1)所表示的化合物及式(L-4.2)所表示的化合物这两者时,相对于本发明的组合物的总量,两化合物的优选的含量的下限值为15%、19%、24%、30%,优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(L-4)所表示的化合物例如优选为式(L-4.4)至式(L-4.6)所表示的化合物,优选为式(L-4.4)所表示的化合物。
[化53]
Figure BDA0002885021740000381
根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.4)所表示的化合物,也可含有式(L-4.5)所表示的化合物,也可含有式(L-4.4)所表示的化合物及式(L-4.5)所表示的化合物这两者。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-4.4)或式(L-4.5)所表示的化合物的优选的含量的下限值为3%、5%、7%、9%、11%、12%、13%、18%、21%。优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%、10%、8%。
含有式(L-4.4)所表示的化合物及式(L-4.5)所表示的化合物这两者时,相对于本发明的组合物的总量,两化合物的优选的含量的下限值为15%、19%、24%、30%,优选的上限值为45%、40%、35%、30%、25%、23%、20%、18%、15%、13%。
通式(L-4)所表示的化合物优选为式(L-4.7)至式(L-4.10)所表示的化合物,特别优选为式(L-4.9)所表示的化合物。
[化54]
Figure BDA0002885021740000382
通式(L-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化55]
Figure BDA0002885021740000391
(式中,RL51及RL52分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义。)
RL51优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,RL52优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基。
通式(L-5)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
本发明的组合物中,通式(L-5)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能作适宜调整。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-5)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物的总量,式(L-5)所表示的化合物的优选的含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。
通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示的化合物,特别优选为式(L-5.1)所表示的化合物。
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选的含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
[化56]
Figure BDA0002885021740000392
通式(L-5)所表示的化合物优选为式(L-5.3)或式(L-5.4)所表示的化合物。
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选的含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
[化57]
Figure BDA0002885021740000401
通式(L-5)所表示的化合物优选为选自式(L-5.5)至式(L-5.7)所表示的化合物组中的化合物,特别优选为式(L-5.7)所表示的化合物。
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选的含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
[化58]
Figure BDA0002885021740000402
通式(L-6)所表示的化合物为下述化合物。
[化59]
Figure BDA0002885021740000403
(式中,RL61及RL62分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义,XL61及XL62分别独立地表示氢原子或氟原子。)
RL61及RL62优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为XL61及XL62中的一者为氟原子且另一者为氢原子。
通式(L-6)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上的化合物。能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合使用。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种以上。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-6)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%、23%、26%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物的总量,式(L-6)所表示的化合物的优选的含量的上限值为50%、40%、35%、30%、20%、15%、10%、5%。当重点放在增大Δn时,优选增多含量,当重点放在低温时的析出时,优选为含量少。
通式(L-6)所表示的化合物优选为式(L-6.1)至式(L-6.9)所表示的化合物。
[化60]
Figure BDA0002885021740000411
能够组合的化合物的种类没有特别限制,优选含有这些化合物中的1种~3种,更优选含有1种~4种。另外,所选择的化合物的分子量分布宽也对溶解性有效,因此例如优选为从式(L-6.1)或(L-6.2)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.4)或(L-6.5)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示的化合物中选择1种、从式(L-6.8)或(L-6.9)所表示的化合物中选择1种化合物,并将它们适宜组合。当中,优选含有式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)所表示的化合物。
进一步,通式(L-6)所表示的化合物例如优选为式(L-6.10)至式(L-6.17)所表示的化合物,当中,优选为式(L-6.11)所表示的化合物。
[化61]
Figure BDA0002885021740000421
相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%。这些化合物的优选的含量的上限值为20%、15%、13%、10%、9%。
通式(L-7)所表示的化合物为下述化合物。
[化62]
Figure BDA0002885021740000431
(式中,RL71及RL72分别独立地表示与通式(L)中的RL1及RL2相同的含义,AL71及AL72分别独立地表示与通式(L)中的AL2及AL3相同的含义,AL71及AL72上的氢原子也可分别独立地被氟原子取代,ZL71表示与通式(L)中的ZL2相同的含义,XL71及XL72分别独立地表示氟原子或氢原子。)
式中,RL71及RL72优选分别独立地为碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,AL71及AL72优选分别独立地为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71及AL72上的氢原子也可分别独立地被氟原子取代,ZL71优选为单键或-COO-,优选为单键,XL71及XL72优选为氢原子。
能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能组合。所使用的化合物的种类例如在本发明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种。
本发明的组合物中,通式(L-7)所表示的化合物的含量需要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所要求的性能作适宜调整。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-7)所表示的化合物的优选的含量的下限值为1%、2%、3%、5%、7%、10%、14%、16%、20%。相对于本发明的组合物的总量,式(L-7)所表示的化合物的优选的含量的上限值为30%、25%、23%、20%、18%、15%、10%、5%。
期望本发明的组合物为高Tni的实施方式时,优选增多式(L-7)所表示的化合物的含量,期望低粘度的实施方式时,优选使含量少一些。
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.1)至式(L-7.4)所表示的化合物,优选为式(L-7.2)所表示的化合物。
[化63]
Figure BDA0002885021740000441
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.11)至式(L-7.13)所表示的化合物,优选为式(L-7.11)所表示的化合物。
[化64]
Figure BDA0002885021740000442
进一步,通式(L-7)所表示的化合物为式(L-7.21)至式(L-7.23)所表示的化合物。优选为式(L-7.21)所表示的化合物。
[化65]
Figure BDA0002885021740000443
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.31)至式(L-7.34)所表示的化合物,优选为式(L-7.31)或/及式(L-7.32)所表示的化合物。
[化66]
Figure BDA0002885021740000451
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.41)至式(L-7.44)所表示的化合物,优选为式(L-7.41)或/及式(L-7.42)所表示的化合物。
[化67]
Figure BDA0002885021740000452
进一步,通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.51)至式(L-7.53)所表示的化合物。
[化68]
Figure BDA0002885021740000461
相对于本发明的组合物的总量,通式(i)、通式(ii)、通式(L)及(N)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为80%、85%、88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。优选的含量的上限值为100%、99%、98%、95%。
相对于本发明的组合物的总量,通式(N-1)及通式(L)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为80%、85%、88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。优选的含量的上限值为100%、99%、98%、95%。
本申请发明的组合物优选不含有在分子内具有过酸(-CO-OO-)结构等氧原子彼此连接而成的结构的化合物。
重视组合物的可靠性及长期稳定性时,优选将具有羰基的化合物的含量相对于上述组合物的总质量设为5%以下,更优选设为3%以下,进一步优选设为1%以下,最优选为实质上不含有。
重视由UV照射带来的稳定性时,优选将发生氯原子取代的化合物的含量相对于上述组合物的总质量设为15%以下,优选设为10%以下,优选设为8%以下,更优选设为5%以下,优选设为3%以下,进一步优选为实质上不含有。
优选增多分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量,优选将分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量相对于上述组合物的总质量设为80%以上,更优选设为90%以上,进一步优选设为95%以上,最优选实质上仅由分子内的环结构全部为6元环的化合物构成组合物。
为了抑制因组合物的氧化导致的劣化,优选使具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量减少,优选将具有亚环己烯基的化合物的含量相对于上述组合物的总质量设为10%以下,优选设为8%以下,更优选设为5%以下,优选设为3%以下,进一步优选为实质上不含有。
重视粘度的改善及Tni的改善时,优选使在分子内具有氢原子可被取代为卤素的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量减少,优选将上述在分子内具有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量相对于上述组合物的总质量设为10%以下,优选设为8%以下,更优选设为5%以下,优选设为3%以下,进一步优选为实质上不含有。
本申请中所谓实质上不含有,意思是除了非故意含有的物质以外不含有。
本发明的组合物所含有的化合物具有烯基作为侧链的情况下,上述烯基连接于环己烷时,该烯基的碳原子数优选为2~5,上述烯基连接于苯时,该烯基的碳原子数优选为4~5,上述烯基的不饱和键与苯优选不直接连接。
本发明中使用的液晶组合物的平均弹性常数(KAVG)优选为10至25,作为其下限值,优选为10,优选为10.5,优选为11,优选为11.5,优选为12,优选为12.3,优选为12.5,优选为12.8,优选为13,优选为13.3,优选为13.5,优选为13.8,优选为14,优选为14.3,优选为14.5,优选为14.8,优选为15,优选为15.3,优选为15.5,优选为15.8,优选为16,优选为16.3,优选为16.5,优选为16.8,优选为17,优选为17.3,优选为17.5,优选为17.8,优选为18,作为其上限值,优选为25,优选为24.5,优选为24,优选为23.5,优选为23,优选为22.8,优选为22.5,优选为22.3,优选为22,优选为21.8,优选为21.5,优选为21.3,优选为21,优选为20.8,优选为20.5,优选为20.3,优选为20,优选为19.8,优选为19.5,优选为19.3,优选为19,优选为18.8,优选为18.5,优选为18.3,优选为18,优选为17.8,优选为17.5,优选为17.3,优选为17。在重视减少耗电时,抑制背光的光量是有效的,液晶显示元件优选为提高光的透过率,因此优选将KAVG的值设定得低一些。重视响应速度的改善时,优选将KAVG的值设定得高一些。
本发明的组合物还优选进一步含有聚合性化合物(以下,有时也会称为“聚合性单体”)。作为聚合性化合物,优选为以下通式(P)所表示的化合物。另外,优选含有1种或2种以上的该聚合性单体。
[化69]
Figure BDA0002885021740000481
(上述通式(P)中,Rp1表示氢原子、氟原子、氰基、氢原子、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烷基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烷氧基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烯基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烯氧基或-Spp2-Pp2
Pp1及Pp2分别独立地表示通式(Pp1-1)~式(Pp1-9)中的任一者,
[化70]
Figure BDA0002885021740000482
(式中,Rp11及Rp12分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的卤化烷基,Wp11表示单键、-O-、-COO-或亚甲基,tp11表示0、1或2,分子内存在多个Rp11、Rp12、Wp11及/或tp11时,它们可以相同也可以不同),
Spp1及Spp2分别独立地表示单键或间隔基,
Zp1及Zp2分别独立地表示单键、-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分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,分子内存在多个RZP1时,它们可以相同也可以不同。),
Ap2表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,Ap2未经取代或可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基或-Spp2-Pp2取代,
其中,在后述的mp2为0且后述的mp1为2以上时,或后述的mp3为0且后述的mp4为2以上时,上述的Ap2在各自基团的任意位置上进一步具有与mp1或mp4的连接键,
Ap1表示(Ap1-11)~(Ap1-19)所表示的基团,
[化71]
Figure BDA0002885021740000491
(式中,在★与Spp1或Zp1连接,在★★与Zp1连接,结构中的1个或2个以上的氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基、或-Spp2-Pp2取代。),
Ap3表示(Ap3-11)~(Ap3-19)所表示的基团,
[化72]
Figure BDA0002885021740000501
(式中,在★与Zp2连接,在★★与Rp1或Zp2连接,结构中的1个或2个以上的氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基、或-Spp2-Pp2取代。),
mp2及mp3分别独立地表示0、1、2或3,mp1及mp4分别独立地表示1、2或3,在分子内存在多个Pp1、Spp1、Ap1、Zp1、Zp2、Ap3及/或Rp1的情况下,它们可以相同也可以不同。)
在本发明涉及的通式(P)中,Rp1优选为-Spp2-Pp2
Pp1及Pp2分别独立地优选为式(Pp1-1)~式(Pp1-3)中的任一者,优选为(Pp1-1)。
Rp11及Rp12分别独立地优选为氢原子或甲基。
mp1+mp4优选为2以上,优选为2或3。
Zp1及Zp2优选分别独立地为单键、-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-,优选为单键、-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-,优选为分子内所存在的只有一个为-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-且其他的全部都是单键,优选为分子内所存在的只有一个为-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-或-OCO-且其他的全部都是单键,优选为全部都是单键。
另外,优选分子内所存在的Zp1及Zp2中只有一者为选自由-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-O-CO-(CH2)2-、-COO-(CH2)2-所组成的组中的连接基,且其他为单键。
Spp1及Spp2分别独立地表示单键或碳原子数1~30的亚烷基,该亚烷基中的-CH2-可以在氧原子彼此不直接连接的情况下被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,该亚烷基中的氢原子可被卤原子取代,优选为直链的碳原子数1~10的亚烷基或单键。
Ap2优选为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、或萘-2,6-二基,优选为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、菲-2,7-二基、或萘-2,6-二基,在mp2+mp3为0时,优选为菲-2,7-二基,在mp2+mp3为1、2或3时,优选为1,4-亚苯基或1,4-亚环己基。为了改善与液晶化合物的相溶性,Ap2其结构中的1个或2个以上的氢原子可被取代为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或氟原子。
Ap1优选为式(Ap1-15)、(Ap1-16)、(Ap1-17)或(Ap1-18)。为了改善与液晶化合物的相溶性,Ap1其结构中的1个或2个以上的氢原子可被取代为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或氟原子。
Ap3优选为式(Ap1-14)、(Ap1-15)、(Ap1-16)、(Ap1-17)或(Ap1-18)。为了改善与液晶化合物的相溶性,Ap3其结构中的1个或2个以上的氢原子可被取代为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或氟原子。
mp2+mp3优选为0、1、2或3,优选为1或2。
关于通式(P)所表示的化合物的合计含量,相对于含有本申请的通式(P)所表示的化合物的组合物,优选含有0.05~10%,优选含有0.1~8%,优选含有0.1~5%,优选含有0.1~3%,优选含有0.2~2%,优选含有0.2~1.3%,优选含有0.2~1%,优选含有0.2~0.56%。
关于通式(P)所表示的化合物的合计含量的优选下限值,相对于含有本申请的通式(P)所表示的化合物的组合物,为0.01%,为0.03%,为0.05%,为0.08%,为0.1%,为0.15%,为0.2%,为0.25%,为0.3%。
关于通式(P)所表示的化合物的合计含量的优选上限值,相对于含有本申请的通式(P)所表示的化合物的组合物,为10%,为8%,为5%,为3%,为1.5%,为1.2%,为1%,为0.8%,为0.5%。
若含量较少,则添加通式(P)所表示的化合物的效果难以显现,会产生液晶组合物的取向控制力弱,或取向控制力随时间经过而变弱等问题,若过多,则会产生固化后所残存的量变多、固化费时、液晶的可靠性下降等问题。因此,考虑它们的平衡而设定含量。
通式(P)所表示的化合物优选为通式(P-1)、通式(P-2)、通式(P-3)、及通式(P-4)所表示的化合物。
[化73]
Figure BDA0002885021740000521
(式中,Pp11、Pp12、Pp21、Pp22、Pp31、Pp32、Pp41及Pp42分别独立地表示与通式(P)中的Pp1相同的含义,
Spp11、Spp12、Spp21、Spp22、Spp31、Spp32、SPp41及SPp42分别独立地表示与通式(P)中的Spp1相同的含义,
Ap11、Ap12、Ap13、Ap21、Ap22、Ap23、Ap32及Ap42分别独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,Ap11、Ap12、Ap13、Ap21、Ap22、Ap23、Ap32及Ap42分别独立地未经取代或可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基或通式(P)中的-Spp2-Pp2取代,
Ap41表示与通式(P)的Ap1相同的含义,
Ap43表示与通式(P)中的Ap3相同的含义,
Zp21、Zp22、Zp41及Zp42表示单键、-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分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,在分子内存在多个RZP1的情况下,它们可以相同也可以不同),但分子内所存在的Zp21及Zp22的至少一者表示单键以外的基团。)
Pp11、Pp12、Pp21、Pp22、Pp31、Pp32、Pp41及Pp42优选为分别独立地与通式(P)中的Pp1同样地为式(Pp1-1)~式(Pp1-3)的任一者,优选为(Pp1-1),Rp11及Rp12优选分别独立地为氢原子或甲基。
Spp11、Spp12、Spp21、Spp22、Spp31、Spp32、Spp41及Spp42分别独立地表示单键或碳原子数1~30的亚烷基,该亚烷基中的-CH2-可以在氧原子彼此不直接连接的情况下被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,该亚烷基中的氢原子可被卤原子取代,优选为直链的碳原子数1~10的亚烷基或单键。
Ap11、Ap12、Ap13、Ap21、Ap22、Ap23、Ap32及Ap42分别独立地优选为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基或萘-2,6-二基,优选为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、菲-2,7-二基或萘-2,6-二基。在通式(P-1)及(P-2)中,分别独立地优选为1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,为了改善与液晶化合物的相溶性,其结构中的1个或2个以上的氢原子可被取代为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或氟原子。在通式(P-3)中,优选为菲-2,7-二基,为了改善与液晶化合物的相溶性,其结构中的1个或2个以上的氢原子可被取代为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或氟原子。
Zp21优选为单键、-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-,优选为单键、-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-,优选为分子内所存在的只有一个为-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-且其他的全部都是单键,优选为分子内所存在的只有一个为-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-或-OCO-且其他的全部都是单键,优选为全部都是单键。
另外,优选为分子内所存在的Zp21的仅一个为选自由-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-O-CO-(CH2)2-、-COO-(CH2)2-所组成的组中的连接基,且其他为单键。
作为本发明涉及的通式(P-1)所表示的化合物的优选例子,可列举下述式(P-1-1)~式(P-1-46)所表示的聚合性化合物。
[化74]
Figure BDA0002885021740000551
[化75]
Figure BDA0002885021740000552
[化76]
Figure BDA0002885021740000561
[化77]
Figure BDA0002885021740000562
[化78]
Figure BDA0002885021740000571
(式中,Pp11、Pp12、Spp11及Spp12表示与通式(P-1)中的Pp11、Pp12、Spp11及Spp12相同的含义。)
作为本发明涉及的通式(P-2)所表示的化合物的优选例子,可列举下述式(P-2-1)~式(P-2-12)所表示的聚合性化合物。
[化79]
Figure BDA0002885021740000581
(式中,Pp21、Pp22、Spp21及Spp22表示与通式(P-2)中的Pp21、Pp22、Spp21及Spp22相同的含义。)
作为本发明涉及的通式(P-3)所表示的化合物的优选例子,可列举下述式(P-3-1)~式(P-3-15)所表示的聚合性化合物。
[化80]
Figure BDA0002885021740000591
[化81]
Figure BDA0002885021740000601
(式中,Pp31、Pp32、Spp31及Spp32表示与通式(P-3)中的Pp31、Pp32、Spp31及Spp32相同的含义。)
作为本发明涉及的通式(P-4)所表示的化合物的优选例子,可列举下述式(P-4-1)~式(P-4-15)所表示的聚合性化合物。
[化82]
Figure BDA0002885021740000602
[化83]
Figure BDA0002885021740000611
[化84]
Figure BDA0002885021740000612
[化85]
Figure BDA0002885021740000621
(式中,Pp41、Pp42、Spp41及Spp42表示与通式(P-4)中的Pp41、Pp42、Spp41及Spp42相同的含义。)
本发明的组合物为了提高可靠性,可进一步含有1种或2种以上的化合物(Q)来作为添加剂。化合物(Q)优选具有下述结构。
[化86]
Figure BDA0002885021740000622
(式中,RQ表示羟基、氢原子、碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基,该烷基中的1个或2个以上的CH2基可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代,在*与其他结构连接。)
RQ表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基,该烷基中的1个或2个以上的CH2基能以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代,优选为碳原子数1至10的直链烷基、直链烷氧基、一个CH2基被取代为-OCO-或-COO-的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、一个CH2基被取代为-OCO-或-COO-的支链烷基,进一步优选为碳原子数1至20的直链烷基、一个CH2基被取代为-OCO-或-COO-的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、一个CH2基被取代为-OCO-或-COO-的支链烷基。MQ表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或单键,优选为反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
更具体而言,化合物(Q)优选为下述通式(Q-a)至通式(Q-d)所表示的化合物。
[化87]
Figure BDA0002885021740000631
式中,RQ1优选为碳原子数1至10的直链烷基或支链烷基,RQ2优选为碳原子数1至20的直链烷基或支链烷基,RQ3优选为碳原子数1至8的直链烷基、支链烷基、直链烷氧基或支链烷氧基,LQ优选为碳原子数1至8的直链亚烷基或支链亚烷基。通式(Q-a)至通式(Q-d)所表示的化合物中,进一步优选为通式(Q-c)及通式(Q-d)所表示的化合物。
在本申请发明的组合物中,优选含有1种或2种通式(Q)所表示的化合物,进一步优选含有1种至5种,其含量优选为0.001至1%,进一步优选为0.001至0.1%,特别优选为0.001至0.05%。
另外,作为本发明中可使用的抗氧化剂或光稳定剂,具体而言优选为以下(Q-1)~(Q-44)所表示的化合物。
[化88]
Figure BDA0002885021740000641
[化89]
Figure BDA0002885021740000651
[化90]
Figure BDA0002885021740000661
[化91]
Figure BDA0002885021740000671
[化92]
Figure BDA0002885021740000681
(式中,n表示0至20的整数。)
本实施方式的液晶组合物应用于液晶显示元件。以下,一边适当参照图1、图2一边对本实施方式的液晶显示元件的例子进行说明。
图1是示意性地表示液晶显示元件的构成的图。在图1中,为了方便说明,使各构成要素隔开地表示。如图1所示,本实施方式涉及的液晶显示元件1具备以对向的方式配置的第一基板2及第二基板3、以及设置于第一基板2与第二基板3之间的液晶层4,液晶层4由上述本实施方式的液晶组合物所构成。
在第一基板2上,在液晶层4侧的面形成有像素电极层5。在第二基板3上,在液晶层4侧形成有共用电极层6。第一基板2及第二基板3也可由一对偏光板7、8夹持。也可在第二基板3的液晶层4侧进一步设置有滤色器9。
即,一实施方式的液晶显示元件1具有依次层叠有第一偏光板7、第一基板2、像素电极层5、含有液晶组合物的液晶层4、共用电极层6、滤色器9、第二基板3、及第二偏光板8的构成。
第一基板2及第二基板3由例如玻璃或塑料等具有柔软性的材料形成。第一基板2及第二基板3的至少一者由透明的材料形成,另一者可由透明的材料形成,也可由金属、硅等不透明的材料形成。第一基板2及第二基板3通过配置于周边区域的环氧系热固化性组合物等密封材料及封闭材料而相互贴合,为了保持基板间距离,也可于其间配置例如玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子等粒状间隔物、或通过光刻法所形成的由树脂所构成的间隔柱。
第一偏光板7及第二偏光板8能以调整各偏光板的偏光轴而使视野角、对比度变得良好的方式进行调整,优选以它们的透射轴于常黑模式下运作的方式具有相互正交的透射轴。特别优选配置为第一偏光板7及第二偏光板8中的任一者具有与未施加电压时的液晶分子的取向方向平行的透射轴。
就防止光泄漏的观点而言,滤色器9优选形成黑矩阵,且优选在与薄膜晶体管对应的部分形成黑矩阵(未图示)。
黑矩阵可与滤色器一起设置于与阵列基板为相反侧的基板上,也可与滤色器一起设置于阵列基板侧,也可分别分开设置、即黑矩阵设置于阵列基板、滤色器设置于另一基板。另外,黑矩阵可与滤色器分开设置,可通过将滤色器的各色重叠而使透过率降低。
图2是将图1中的形成于第一基板2上的像素电极层5的一部分即由I线所包围的区域放大的俯视图。如图2所示,在形成于第一基板2的表面的包含薄膜晶体管的像素电极层5中,用于供给扫描信号的多个栅极总线11与用于供给显示信号的多个数据总线12相互交叉而呈矩阵状配置。其中,图2中仅示有一对栅极总线11、11及一对数据总线12、12。
利用由多个栅极总线11及多个数据总线12所包围的区域,形成液晶显示元件的单位像素,在该单位像素内形成有像素电极13。像素电极13为具有具备相互正交而构成十字形状的两个主干部与和从各主干部延伸的多个分支部的所谓鱼骨结构。另外,在一对栅极总线11、11之间,与栅极总线11大致平行地设置有Cs电极14。另外,在栅极总线11与数据总线12相互交叉的交叉部附近,设置有包含源极电极15及漏极电极16的薄膜晶体管。在漏极电极16设置有接触孔17。
栅极总线11及数据总线12优选为分别由金属膜形成,更优选为由Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金形成,进一步优选由Mo、Al或其合金形成。
为了提高透过率,像素电极13优选为透明电极。透明电极通过将氧化物半导体(ZnO、InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)、ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)、SnO、TiO、AZTO(AlZnSnO)等)进行溅射等而形成。此时,透明电极的膜厚可为10~200nm。另外,为了降低电阻,也可通过将非晶ITO膜进行烧成而以多晶ITO膜的形式形成透明电极。
本实施方式的液晶显示元件例如可通过在第一基板2及第二基板3上溅射Al或其合金等金属材料而形成配线,分别形成像素电极层5及共用电极层6。另外,滤色器9例如可通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等而制作。若将利用了颜料分散法的滤色器的制作方法作为一例进行说明,则将滤色器用的固化性着色组合物涂布于该透明基板上,实施图案化处理,并且通过加热或光照射而使其固化。通过对于红、绿、蓝3种颜色分别进行该工序,可制作滤色器用的像素部。另外,滤色器9也可设置于具有TFT等的基板侧。
第一基板2与第二基板3以像素电极层5及共用电极层6分别成为内侧的方式对向,此时也可隔着间隔件来调整第一基板2与第二基板3的间隔。此时,液晶层4的厚度优选为以成为例如1~100μm的方式调整。
在使用偏光板7、8的情况下,优选以对比度成为最大的方式调整液晶层4的折射率异向性Δn与液晶层4的厚度之积。另外,在具有两片偏光板7、8的情况下,也可以调整各偏光板的偏光轴而使视野角、对比度变得良好的方式调整。进一步,也可使用用于扩大视野角的相位差膜。然后,将环氧系热固化性组合物等密封剂以设置有液晶注入口的形式网版印刷于该基板,将该基板彼此贴合并进行加热,使密封剂热固化。
作为使组合物夹持于2片基板2、3间的方法,可使用通常的真空注入法或滴注(ODF:One Drop Fill)法等,在真空注入法中虽然不会产生滴痕,但存在残留注入痕迹的问题,在本实施方式中,可更合适地用于采用ODF法来制造的显示元件。在ODF法的液晶显示元件制造工序中,在背板或前板的任一基板,使用点胶机将环氧系光热并用固化性等的密封剂呈闭环堤状进行描绘,在脱气条件下向其中滴加特定量的组合物后,将前板与背板接合,由此可制造液晶显示元件。在本实施方式中,可在ODF法中抑制将液晶组合物滴加至基板时的滴痕的产生。其中,所谓滴痕,定义为在黑显示的情况下滴加液晶组合物的痕迹浮现白色的现象。
另外,在利用了ODF法的液晶显示元件的制造工序中,必须根据液晶显示元件的尺寸而滴加最佳的液晶注入量,本实施方式的液晶组合物对于例如液晶滴加时产生的滴加装置内的急剧压力变化、冲击的影响较少,可长时间稳定地持续滴加液晶,因此也可将液晶显示元件的成品率保持为较高。尤其是,多用于最近流行的智能手机的小型液晶显示元件由于最佳的液晶注入量少因而将距离最佳值的偏差控制在一定范围内本身就困难,通过使用本实施方式的液晶组合物,在小型液晶显示元件中也可实现稳定的液晶材料的喷出量。
在本实施方式的液晶组合物含有聚合性化合物的情况下,作为使聚合性化合物聚合的方法,为了获得液晶的良好的取向性能,期望为适度的聚合速度,因此优选通过照射单一的紫外线或电子束等活性能量射线、或将它们并用或依次照射而进行聚合的方法。在使用紫外线的情况下,可使用偏光光源,也可使用非偏光光源。另外,在使含有聚合性化合物的组合物夹持于2片基板间的状态下进行聚合的情况下,至少照射面侧的基板必须被赋予相对于活性能量射线的适当的透明性。另外,也可使用如下手段:在光照射时使用掩模仅使特定的部分聚合后,通过使电场、磁场或温度等条件变化而使未聚合部分的取向状态变化,进一步照射活性能量射线使其聚合。尤其在进行紫外线曝光时,优选一边对含有聚合性化合物的组合物施加交流电场一边进行紫外线曝光。施加的交流电场优选为频率10Hz~10kHz的交流,更优选为频率60Hz~10kHz,电压取决于液晶显示元件的期望的预倾角而选择。即,可通过施加的电压而控制液晶显示元件的预倾角。在横向电场型MVA模式的液晶显示元件中,就取向稳定性及对比度的观点而言,优选将预倾角控制为80度~89.9度。
照射时的温度优选为本实施方式的组合物的液晶状态得以保持的温度范围内。优选在接近室温的温度下,即,典型的是在15~35℃的温度下进行聚合。作为产生紫外线的灯,可使用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。另外,作为照射的紫外线的波长,优选照射波长区域不为组合物的吸收波长区域的紫外线,且优选为根据需要将紫外线截止而使用。照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm2~100W/cm2,更优选为2mW/cm2~50W/cm2。照射的紫外线的能量可适当调整,优选为10mJ/cm2~500J/cm2,更优选为100mJ/cm2~200J/cm2。在照射紫外线时也可使强度变化。照射紫外线的时间根据照射的紫外线强度而适当选择,优选为10秒~3600秒,更优选为10秒~600秒。
液晶显示元件1可为主动矩阵驱动用液晶显示元件。液晶显示元件1也可为PSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型或ECB型的液晶显示元件,优选为PSA型液晶显示元件。
实施例
以下举出实施例更进一步详述本发明,但本发明不受这些实施例的限定。另外,下述实施例及比较例的组合物中的“%”意思是“质量%”。
实施例中关于液晶化合物的记载使用以下的简写。
(环结构)
[化93]
Figure BDA0002885021740000731
(侧链结构及连接结构)
[表1]
Figure BDA0002885021740000732
Figure BDA0002885021740000741
实施例中,测定的特性如下。其中,测定只要没有特别记载,则是根据JEITA ED-2521B所规定的方法。
Tni:向列相-各向同性液相转变温度(℃)
Tcn:固相-液晶相转移相(℃)
Δn:25℃时的折射率异向性
γ1:25℃时的旋转粘性(mPa·s)
Δε:25℃时的介电常数各向异性
K11:25℃时的弹性常数K11(pN)
K33:25℃时的弹性常数K33(pN)
溶解性评价试验:在-25℃对液晶组合物进行观察。通过目视观察有无析出,按照以下的2个阶段进行判定。其中,观察是在制作液晶组合物起10天后进行。
○:无法确认到析出
×:可确认到析出
电光学特性评价试验(V50):照射紫外线后,进行电光学特性评价。测定施加0~10V电压时的透过率。将成为最大透过率的50%时的电压设为V50。电光学特性使用Shintec制造的OPTIPRO来进行测定。V50愈小则液晶面板的透过率愈高,能以更低的电压得到高透过率。
电压保持率(VHR):准备照射313nm的照度3mW/cm2的UV光60分钟后的液晶显示元件,评价以1V、60Hz、60℃进行测定时的电压保持率(%)。
(液晶评价单元的制作方法)
首先,在液晶单元中以真空注入法注入含有聚合性化合物的液晶组合物,该液晶单元是在以单元间隙3.8μm涂布诱发垂直取向的聚酰亚胺取向膜后、对前述聚酰亚胺取向膜进行摩擦处理而得的带有ITO基板的液晶单元。使用JSR公司制造的JALS2096作为垂直取向膜形成材料。
然后,在对注入了含有聚合性化合物的液晶组合物的液晶单元以频率100Hz施加10V电压的状态下,使用高压水银灯,隔着将325nm以下的紫外线截止的滤光器照射紫外线。此时,调整成以中心波长365nm的条件进行测定而得到的照度为100mW/cm2,照射累积光量30J/cm2的紫外线。将上述紫外线照射条件设为照射条件1。通过该照射条件1对液晶单元中的液晶分子赋予预倾角。
接下来,使用荧光UV灯,调整成以中心波长313nm的条件进行测定而得到的照度为3mW/cm2,进一步照射累积光量10J/cm2的紫外线,从而得到液晶显示元件。将上述紫外线照射条件设为照射条件2。通过照射条件2,减少在照射条件1时未反应的液晶单元中的聚合性化合物的残留量。
(液晶组合物的调制)
调制以下的表所示的LC-1、及RLC-1~RLC-R4的液晶组合物,测定它们的物性。物性如表1及表2所示。其中,PID中所使用的PSA液晶组合物的TNI通常为100℃以上,因此本实施例中将100℃以上的液晶组合物作为评价对象。
[表2]
LC-1 RLC-1 RLC-2 RLC-3 RLC-4
3-Cy-Cy-2 12 12 12 12 12
3-Cy-Cy-4 8 8 8 8 8
3-Cy-Cy-5 7 7 7 7 7
3-Cy-Cy-V
3-Cy-Ph-01 6 6 6 6 6
3-Cy-Cy-Ph-1 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
3-Cy-Cy-Ph-3 4 4 4 4 4
3-Cy-Ph-Ph-1
3-Cy-Ph-Ph-2 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3-Cy-10-Ph5-02
3-Cy-Cy-Ph5-1 16 8 5
2-Cy-Cy-Ph5-02 16
3-Cy-Cy-Ph5-01 5
3-Cy-Cy-Ph5-02 16 16 8 7
3-Cy-Cy-Ph5-03 8 5
4-Cy-Cy-Ph5-02 8 5
5-Cy-Cy-Ph5-02 5
2-Cy-Cy-10-Ph5-02 16
3-Cy-Cy-10-Ph5-02 16
2-Cy-Ph-Ph5-02 5 5 5 5 5
3-Cy-Ph-Ph5-02 5 5 5 5 5
3-Cy-Ph-Ph5-03 5 5 5 5 5
3-Cy-Ph-Ph5-04 4 4 4 4 4
2-Ph-1-Ph-Ph5-02
3-Ph-1-Ph-Ph5-02
合计 100 100 100 100 100
T<sub>NI</sub>[℃] 113.1 - 117.9 118.8 120.1
T<sub>CN</sub>[℃] -41 - C>0 C>0 C>0
Δn 0.098 - 0.100 0.099 0.100
Y<sub>1</sub>[mPa·s] 162 - 136 143 148
Δε -3.3 - -2.1 -2.3 -2.3
K11[pN] 20.4 - 23.6 26.6 24.0
K33[pN] 18.5 - 19.2 18.4 18.7
[表3]
LC-2 LC-3 LC-4 LC-5 LC-6 LC-7 LC-8
3-Cy-Cy-2 12 11.5 11.5 12.5 12.5
3-Cy-Cy-4 8 7 7 7 7
3-Cy-Cy-5 7 7.5 7.5 7.5 7.5
3-Cy-Cy-V 30 27.5
3-Cy-Ph-01 3 4 2 9 7 8 6
3-Cy-Cy-Ph-1 7.5 7.5 7.5 7 7 7 7.5
3-Cy-Cy-Ph-3 4 4 6.5 3 4 4 4
3-Cy-Ph-Ph-1 4
3-Cy-Ph-Ph-2 4.5 3.5 3.5 5 5 4.5
3-Cy-10-Ph5-02 2 2
3-Cy-Cy-Ph5-1
2-Cy-Cy-Ph5-02
3-Cy-Cy-Ph5-01
3-Cy-Cy-Ph5-02
3-Cy-Cy-Ph5-03
4-Cy-Cy-Ph5-02
5-Cy-Cy-Ph5-02
2-Cy-Cy-10-Ph5-02 17 16 17 15 14 15 15
3-Cy-Cy-10-Ph5-02 16 16 17 15 14 15 15
2-Cy-Ph-Ph5-02 5 5 5 6 6 5 5
3-Cy-Ph-Ph5-02 5 5 5 5 5 5 5
3-Cy-Ph-Ph5-03 5 3 5 5 5 5
3-Cy-Ph-Ph5-04 3 5 5 4 4
2-Ph-1-Ph-Ph5-02 4 4
3-Ph-1-Ph-Ph5-02 5 5
合计 100 100 100 100 100 100 100
T<sub>NI</sub>[℃] 110.9 110.8 110.1 110.6 110.5 110.8 110.2
T<sub>CN</sub>[℃] -51 -37 -53 -36 -32 -41 -42
Δn 0.098 0.103 0.104 0.100 0.101 0.098 0.098
γ<sub>1</sub>[mPa·s] 139 167 147 167 160 142 157
Δε -3.3 -3.5 -3.4 -3.3 -3.3 -3.1 -3.3
K11[pN] 18.4 20.8 18.8 19.6 20.0 20.0 19.9
K33[pN] 19.3 19.0 19.6 18.4 18.0 18.4 18.1
(实施例1、比较例1~4)
相对于100质量份的液晶组合物LC-1添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例1。
相对于100质量份的液晶组合物RLC-1添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例1。
相对于100质量份的液晶组合物RLC-2添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例2。
相对于100质量份的液晶组合物RLC-3添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例3。
相对于100质量份的液晶组合物RLC-4添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为比较例4。
实施例1、比较例1~4的溶解性试验评价、V50如以下表4所示。
[化94]
Figure BDA0002885021740000781
[表4]
实施例1 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
溶解性试验评价 × × × ×
V50[V] 3.6 - 4.6 4.4 4.3
实施例1的溶解性评价试验的结果为没有确认到析出。评价V50,结果确认到充分低的值。Tni为113.1℃、Tcn为-41℃。测定使用其的液晶显示元件的响应速度,结果确认为充分的高速响应。其中,单元厚度为3.8μm、取向膜为JALS2096,响应速度的测定条件是:Von为6V、Voff为1V、测定温度为20℃,测定设备使用Shintec制造的OPTIPRO。另外,确认到电压保持率(VHR)高。
由以上内容确认到,使用了实施例1的液晶组合物的液晶显示元件表现出优异的低温保存稳定性、低驱动电压、快速的响应速度、高VHR。评价比较例1~4的溶解性,结果确认到析出。评价V50,结果确认到比实施例1高的值。Tcn为0℃以上。由此确认到,比较例1~4的溶解性差,驱动温度范围窄,透过率低。其中,比较例1在制作液晶组合物后,立即发生了构成成分的析出,因此无法实施液晶组合物的物性测定及电光学特性试验。
(实施例2~8)
相对于100质量份的液晶组合物LC-2添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例2。
相对于100质量份的液晶组合物LC-3添加0.3质量份的式(RM-2)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例3。
相对于100质量份的液晶组合物LC-4添加0.3质量份的式(RM-2)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例4。
相对于100质量份的液晶组合物LC-5添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例5。
相对于100质量份的液晶组合物LC-6添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例6。
相对于100质量份的液晶组合物LC-7添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例7。
相对于100质量份的液晶组合物LC-8添加0.3质量份的式(RM-1)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例8。
相对于100质量份的液晶组合物LC-8添加0.2质量份的式(RM-1)所表示的化合物、0.1质量份的式(RM-2)所表示的化合物,将所得的含有聚合性化合物的液晶组合物作为实施例9。
实施例2~9的溶解性评价试验、V50如以下的表4所示。
[化95]
Figure BDA0002885021740000791
[表5]
Figure BDA0002885021740000792
评价实施例2~8的溶解性,结果没有确认到析出。评价V50,结果确认为充分低的值。Tni为110℃以上、Tcn为-30℃以下。测定使用其的液晶显示元件的响应速度,结果确认到充分的高速响应。其中,单元厚度为3.8μm、取向膜为JALS2096,响应速度的测定条件是:Von为6V、Voff为1V、测定温度为20℃,测定设备使用Shintec制造的OPTIPRO。另外,确认到电压保持率(VHR)高。此外,在所有实施例中,均未确认到烧屏、不均等显示不良。
由以上内容确认到,使用了实施例2~8的液晶组合物的液晶显示元件表现出优异的低温保存稳定性、低驱动电压、快速的响应速度、高VHR。

Claims (6)

1.一种液晶组合物,含有1种或2种以上的通式(N-1)所表示的化合物、及1种或2种以上的聚合性化合物,
含有nN11为1~3的整数且至少一个ZN11为-CH2O-的化合物来作为所述通式(N-1)所表示的化合物,
所述液晶组合物的向列相-各向同性液相转变温度Tni为100℃以上,介电常数各向异性Δε为负,
[化1]
Figure FDA0002885021730000011
式中,RN11及RN12分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或未邻接的2个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11及AN12分别独立地表示选自由下述基团(a)~基团(c)所组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不邻接的2个以上的-CH2-可被取代为-O-,
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上的-CH=可被取代为-N=,及
(c)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)及基团(c)中的氢原子可分别独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11及ZN12分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11及nN12分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12为1、2或3,当存在多个AN11及AN12、ZN11及ZN12的情况下,它们可以相同也可以不同。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,包含液晶组合物中所含有的通式(N-1)所表示的化合物的液晶组合物的转变温度Tni为110℃以上。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,含有1种或2种以上的通式(P)所表示的化合物作为聚合性化合物,
[化2]
Figure FDA0002885021730000021
上述通式(P)中,Rp1表示氢原子、氟原子、氰基、氢原子、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烷基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烷氧基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烯基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1~15的烯氧基或-Spp2-Pp2
Pp1及Pp2分别独立地表示通式(Pp1-1)~式(Pp1-9)中的任一者,
[化3]
Figure FDA0002885021730000022
式中,Rp11及Rp12分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的卤化烷基,Wp11表示单键、-O-、-COO-或亚甲基,tp11表示0、1或2,分子内存在多个Rp11、Rp12、Wp11及/或tp11时,它们可以相同也可以不同,
Spp1及Spp2分别独立地表示单键或间隔基,
Zp1及Zp2分别独立地表示单键、-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分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,分子内存在多个RZP1时,它们可以相同也可以不同,
Ap2表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,Ap2未经取代或可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基或-Spp2-Pp2取代,
其中,在后述的mp2为0且后述的mp1为2以上时,或后述的mp3为0且后述的mp4为2以上时,上述Ap2在各自基团的任意位置上进一步具有与mp1或mp4的连接键,
Ap1表示(Ap1-11)~(Ap1-19)所表示的基团,
[化4]
Figure FDA0002885021730000031
式中,在★与Spp1或Zp1连接,在★★与Zp1连接,结构中的1个或2个以上的氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基、或-Spp2-Pp2取代,
Ap3表示(Ap3-11)~(Ap3-19)所表示的基团,
[化5]
Figure FDA0002885021730000041
式中,在★与Zp2连接,在★★与Rp1或Zp2连接,结构中的1个或2个以上的氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤化烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤化烷氧基、卤原子、氰基、硝基、或-Spp2-Pp2取代,
mp2及mp3分别独立地表示0、1、2或3,mp1及mp4分别独立地表示1、2或3,在分子内存在多个Pp1、Spp1、Ap1、Zp1、Zp2、Ap3及/或Rp1的情况下,它们可以相同也可以不同。
4.一种液晶显示元件,其使用权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物。
5.一种主动矩阵驱动用液晶显示元件,其使用权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物。
6.一种VA型、IPS型、FFS型、PSA型或PSVA型的液晶显示元件,其使用权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物。
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