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CN111378458A - 液晶组合物和使用其的液晶显示元件 - Google Patents

液晶组合物和使用其的液晶显示元件 Download PDF

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CN111378458A
CN111378458A CN201911325965.7A CN201911325965A CN111378458A CN 111378458 A CN111378458 A CN 111378458A CN 201911325965 A CN201911325965 A CN 201911325965A CN 111378458 A CN111378458 A CN 111378458A
Authority
CN
China
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mass
group
formula
carbon atoms
liquid crystal
Prior art date
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Pending
Application number
CN201911325965.7A
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English (en)
Inventor
樱井宗矩
神田僚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shijiazhuang Chengzhi Yonghua Display Material Co Ltd
Original Assignee
DIC Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/44Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing compounds with benzene rings directly linked

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Abstract

本发明提供一种垂直取向性和相容性优异的新的含有取向助剂的液晶组合物和使用其的液晶显示元件。一种液晶组合物,其特征在于,含有1种或2种以上的通式(I)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(II-N)所表示的化合物、以及取向助剂,(式(I)中,R1表示碳原子数2~8的烯基,R2表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基。)(式(II-N)中,RN11各自独立地表示碳原子数1~8的烷基。)。[化1]
Figure DDA0002328381460000011
[化2]

Description

液晶组合物和使用其的液晶显示元件
技术领域
本发明涉及液晶组合物和液晶显示装置。
背景技术
一般,液晶面板、液晶显示器等液晶显示元件中,液晶分子的排列状态由于电场等外部刺激而变化,显示中利用了伴随该变化的光学特性变化。一般,这样的液晶显示元件采取的是在两块透明基板的间隙填充有液晶分子的状态的构成,与该液晶分子抵接的基板表面形成有用于使液晶分子预先在特定方向上排列的取向膜。
然而,存在下述问题:由于在液晶显示元件的制造工序中取向膜表面产生的损伤、灰尘的原因而产生取向缺陷;随着基板尺寸的大型化,难以设计和管理跨越基板整个面且用来获得长时间均匀取向的取向膜。
因此,近年来,正在寻求通过将含有控制液晶分子取向的取向助剂的液晶组合物用于液晶层来开发不需要取向膜的液晶显示元件。
例如,专利文献1中记载了一种含有如下取向助剂的液晶组合物,该取向助剂通过含有具有辛基且显示高线性的单官能联苯单体和具有硬脂基且显示低线性的二官能联苯单体来代替与液晶分子的相互作用比较弱的丙烯酸月桂酯的液晶组合物,从而抑制电压保持率的降低。
此外,专利文献2中公开了各种含有控制液晶分子取向的聚合性取向助剂来代替取向膜的液晶组合物,并记载了,如果将含有向列型LC介质、聚合性取向助剂以及根据需要的聚合性化合物的液晶组合物填充至没有取向层的试验单元中,则对于基板表面,具有自动垂直(homeotropic)取向,并且该垂直取向一直到透明点都是稳定的,能够通过施加电压使所形成的VA单元可逆地切换。
然而,虽然认为上述专利文献1所示那样的含有2种烷基链长且具有联苯骨架的疏水性单体的组合物与填充于一对基板间的液晶层的液晶分子的相互作用比丙烯酸月桂酯强,但是产生了如下问题:由于对基板的吸附力低因而无法约束液晶分子的取向方向。
此外,专利文献2中使用了具有羟基等极性基团的聚合性取向助剂,因此虽然对基板的吸附力比上述专利文献1的单体高,但具有如下问题:该聚合性取向助剂与液晶组合物的相容性的水平不足,长期保存时产生析出物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利公开2017-0123275号公报
专利文献2:日本特表2015-168826号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此,本发明所要解决的课题在于,提供一种含有垂直取向性和相容性优异的新的取向助剂的液晶组合物、以及使用该液晶组合物的液晶显示元件。
用于解决课题的方法
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过含有1种或2种以上的取向助剂和1种或2种以上的具有特定化学结构的液晶化合物的液晶组合物、以及使用该液晶组合物的液晶显示元件,能够解决上述课题,从而完成了本申请发明。
即,本发明提供一种液晶组合物,其特征在于,含有1种或2种以上的通式(I)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(II-N)所表示的化合物、以及取向助剂,
[化1]
Figure BDA0002328381440000021
(式中,R1表示碳原子数2~8的烯基,R2表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基。)
[化2]
Figure BDA0002328381440000031
(式中,RN11各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、1,3-亚环戊基、1,3-亚环丁基或1,2-亚环丙基取代,
AN11、AN12各自独立地表示选自由基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)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-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代。)、
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。)、
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。)、
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11、nN12各自独立地表示0~3的整数,nN11+nN12各自独立地为1、2或3,AN11~AN12、ZN11~ZN12存在多个时,它们可以相同也可以不同。)
并且,本发明还提供使用该液晶组合物的液晶显示元件。
本申请的液晶组合物特别是作为有源矩阵驱动用液晶显示元件是有用的。
发明效果
根据本发明,能够提供含有垂直取向性和相容性优异的新的取向助剂的液晶组合物、以及使用该液晶组合物的液晶显示元件,能够提供没有或抑制了由液晶组合物的取向不良引起的显示不良的VA型、IPS型、FFS型、PSA型或PSVA型液晶显示元件。
附图说明
图1为示意性显示液晶显示元件的一个实施方式的图。
图2为将由图1中的I线所围成的区域放大的平面图。
符号说明
1:液晶显示元件;2:第一基板;3:第二基板;4:液晶层;5:像素电极层;6:公共电极层;7:第一偏光板;8:第二偏光板;9:滤色器;11:栅极总线;12:数据总线;13:像素电极;14:Cs电极;15:源极电极;16:漏极电极;17:接触孔。
具体实施方式
以下,基于优选实施方式详细地对本发明液晶显示元件的制造方法进行说明。
首先,对本发明中使用的液晶组合物进行说明。
(液晶组合物)
液晶组合物含有液晶分子、以及具有使该液晶分子自发取向的功能且优选具有极性基团的取向助剂。
如上所述,本发明液晶组合物含有1种或2种以上的通式(I)所表示的化合物,优选含有2至25质量%,进一步优选为3至20质量%,特别优选为4至15质量%。进一步详细而言,为了获得高Δn,其含量优选为10至25质量%;在重视抑制低温下的析出的情况下,其含量优选为3至15质量%。
[化3]
Figure BDA0002328381440000041
(式中,R1表示碳原子数2~8的烯基,R2表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基。)
通式(I)中的R1表示碳原子数2~8的烯基,进一步优选为碳原子数2至5的烯基。
通式(I)中的R2表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,进一步优选为碳原子数2至5的烷基或碳原子数2至5的烯基。
具体地,通式(I)的化合物优选为式(I-A1)、式(I-A2)、式(I-A3)、式(I-A4)、式(I-A5)、式(I-B1)、式(I-B2)、式(I-B3)、式(I-B4)、式(I-B5)或式(I-B6),
[化4]
Figure BDA0002328381440000051
[化5]
Figure BDA0002328381440000052
[化6]
Figure BDA0002328381440000053
[化7]
Figure BDA0002328381440000054
在重视粘度的情况下,优选为式(I-A1)、式(I-A5)、式(I-B1)或式(I-B6);在重视弹性常数的情况下,特别优选为式(I-A4)、式(I-B4)或式(I-B5)。此外,在重视垂直取向性的情况下,优选为式(I-A5)或式(I-B6),进一步优选为式(I-B6)。
本发明的液晶组合物也优选含有2种以上的通式(I)的化合物,这种情况下,进一步优选同时含有2种以上的式(I-A4)、式(I-B4)或式(I-B5)。
本发明的液晶组合物含有1种或2种以上的通式(II-N)所表示的化合物,优选含有5至40质量%,进一步优选为8至38质量%,在重视垂直取向性的情况下,特别优选为10至36质量%。
通式(II-N)所表示的化合物对应于介电性上为负的化合物(Δε的符号为负且其绝对值大于2。)。
[化8]
Figure BDA0002328381440000061
(式中,RN11各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、1,3-亚环戊基、1,3-亚环丁基或1,2-亚环丙基取代,
AN11、AN12各自独立地表示选自由基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)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-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代。)、
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。)、
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中存在的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。)、
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11、nN12各自独立地表示0~3的整数,nN11+nN12各自独立地为1、2或3,AN11~AN12、ZN11~ZN12存在多个时,它们可以相同也可以不同。)
通式(II-N)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(II-N)中,RN11优选为碳原子数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)。
此外,在其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下,优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基;在其所结合的环结构为环己烷、吡喃和二
Figure BDA0002328381440000072
烷等饱和环结构的情况下,优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和直链状碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定,碳原子与存在氧原子时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中的任一者表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化9]
Figure BDA0002328381440000071
AN11、AN12各自独立地,在需要增大Δn的情况下,优选为芳香族,为了改善响应速度,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、1,4-二环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化10]
Figure BDA0002328381440000081
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和ZN12各自独立地优选表示-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。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。
相对于本发明的组合物的总量,式(II-N)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、为10质量%、为20质量%、为30质量%、为40质量%、为50质量%、为55质量%、为60质量%、为65质量%、为70质量%、为75质量%、为80质量%。优选含量的上限值为95质量%、为85质量%、为75质量%、为65质量%、为55质量%、为45质量%、为35质量%、为25质量%、为20质量%。
在保持本发明组合物的粘度低、需要响应速度快的组合物时,优选上述下限值低且上限值低。进一步,在保持本发明组合物的Tni高、需要温度稳定性好的组合物时,优选上述下限值低且上限值低。此外,在为了保持驱动电压低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值高且上限值高。
作为通式(II-N)所表示的化合物,可以列举下述通式(N-1a)~(N-1g)所表示的化合物组。
[化11]
Figure BDA0002328381440000091
(式中,RN11表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思,nNa11表示0或1,nNb11表示1或2,nNc11表示0或1,nNd11表示1或2,nNe11表示1或2,nNf12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,至少1个ANg11表示1,4-亚环己烯基,ZNe11表示单键或亚乙基,分子内存在的至少1个ZNe11表示亚乙基,分子内存在多个的ANe11、ZNe11和/或ANg11可以相同也可以不同。)
上述通式(N-1a)~(N-1g)中,从本发明效果特别显著这一点出发,优选为通式(N-1b)所表示的物质。
更具体地,通式(II-N)所表示的化合物优选为选自通式(N-1-1)~(N-1-22)所表示的化合物组的化合物。
通式(N-1-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化12]
Figure BDA0002328381440000101
(式中,RN111表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得低时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
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-1-1.25)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)和式(N-1-1.3)所表示的化合物。
[化13]
Figure BDA0002328381440000111
式(N-1-1.1)~(N-1-1.21)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,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
通式(N-1-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化14]
Figure BDA0002328381440000112
(式中,RN121表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定的高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得低时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%、为37质量%、为40质量%、为42质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为48质量%、为45质量%、为43质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%。
进一步,通式(N-1-2)所表示的化合物优选为选自式(N-1-2.3)至式(N-1-2.23)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-2.3)至式(N-1-2.6)和式(N-1-2.20)所表示的化合物,
在重视Δε的改善的情况下,优选为式(N-1-2.3)或式(N-1-2.6)所表示的化合物;在重视响应速度的改善的情况下,优选为式(N-1-2.20)所表示的化合物。
[化15]
Figure BDA0002328381440000121
式(N-1-2.3)至式(N-1-2.23)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,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
通式(N-1-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化16]
Figure BDA0002328381440000131
(式中,RN131各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
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)和式(N-1-3.21)所表示的化合物,优选为式(N-1-3.1)所表示的化合物。
[化17]
Figure BDA0002328381440000141
式(N-1-3.1)和式(N-1-3.21)所表示的化合物可以单独使用,也可以组合使用,相对于本发明的组合物的总量,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-1-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化18]
Figure BDA0002328381440000142
(式中,RN141各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
RN141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、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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得低时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为11质量%、为10质量%、为8质量%。
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-1-4.22)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)和式(N-1-4.4)所表示的化合物。
[化19]
Figure BDA0002328381440000151
式(N-1-4.1)~(N-1-4.22)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,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为11质量%、为10质量%、为8质量%。
通式(N-1-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化20]
Figure BDA0002328381440000152
(式中,RN151表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
RN151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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得低时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为8质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
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-1-5.12)所表示的化合物组中的化合物。
[化21]
Figure BDA0002328381440000171
式(N-1-5.1)~式(N-1-5.12)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,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为8质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-1-10)所表示的化合物为下述化合物。
[化22]
Figure BDA0002328381440000172
(式中,RN1101各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得低时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
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-1-10.13)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-10.1)~(N-1-10.4)所表示的化合物,优选为式(N-1-10.1)所表示的化合物。
[化23]
Figure BDA0002328381440000181
通式(N-1-11)所表示的化合物为下述化合物。
[化24]
Figure BDA0002328381440000182
(式中,RN1111各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得低时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
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-1-11.13)所表示的化合物组中的化合物,特别优选为式(N-1-11.4)所表示的化合物。
[化25]
Figure BDA0002328381440000191
通式(N-1-12)所表示的化合物为下述化合物。
[化26]
Figure BDA0002328381440000201
(式中,RN1121表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得低时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-1-13)所表示的化合物为下述化合物。
[化27]
Figure BDA0002328381440000202
(式中,RN1131表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-1-14)所表示的化合物为下述化合物。
[化28]
Figure BDA0002328381440000211
(式中,RN1141各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
RN1141优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选为甲基、乙基、丙基或丁基。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
进一步,通式(N-1-14)所表示的化合物优选为选自式(N-1-14.1)至式(N-1-14.5)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-14.1)~(N-1-14.3)所表示的化合物,优选为式(N-1-14.2)和式(N-1-14.3)所表示的化合物。
[化29]
Figure BDA0002328381440000221
通式(N-1-20)所表示的化合物为下述化合物。
[化30]
Figure BDA0002328381440000222
(式中,RN1201各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
RN1201各自独立地优选为碳原子数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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-1-21)所表示的化合物为下述化合物。
[化31]
Figure BDA0002328381440000231
(式中,RN1211各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
RN1211各自独立地优选为碳原子数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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-1-22)所表示的化合物为下述化合物。
[化32]
Figure BDA0002328381440000241
(式中,RN1221各自独立地表示与通式(II-N)中的RN11相同的意思。)
RN1221各自独立地优选为碳原子数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。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视Δε的改善的情况下,优选将含量设定得高;在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;在重视TNI的情况下,将含量设定得高时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设为中间水平。
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含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为5质量%。
进一步,通式(N-1-22)所表示的化合物优选为选自式(N-1-22.2)至式(N-1-22.12)所表示的化合物组中的化合物,优选为式(N-1-22.2)所表示的化合物。
[化33]
Figure BDA0002328381440000251
其中,从本发明效果显著这一点出发,特别优选通式(N-1-2)所表示的化合物。
本发明中,作为介电性上为负的化合物(Δε的符号为负且其绝对值大于2。),使用上述通式(II-N)所表示的化合物作为必须成分,也可以并用其他介电性上为负的化合物。
作为所述的其他介电性上为负的化合物,可列举下述通式(II-N’)所表示的化合物。
[化34]
Figure BDA0002328381440000252
(式中,RN11、AN11、AN12、ZN11、ZN12、nN11和nN12分别与前述通式(II-N)相同。此外,RN12表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、1,3-亚环戊基、1,3-亚环丁基或1,2-亚环丙基取代。不过,甲氧基除外。)
具体地,通式(II-N’)所表示的化合物优选为选自通式(N-2-1)~(N-2-21)所表示的化合物组中的化合物。
通式(N-2-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化35]
Figure BDA0002328381440000261
(式中,RN111和RN112各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
进而,通式(N-2-1)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化36]
Figure BDA0002328381440000271
式(N-2-1.1)~(N-2-1.25)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,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
通式(N-2-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化37]
Figure BDA0002328381440000272
(式中,RN121和RN122各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
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。
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%、为37质量%、为40质量%、为42质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为48质量%、为45质量%、为43质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%。
进一步,通式(N-1-2)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化38]
Figure BDA0002328381440000281
式(N-2-2.1)至式(N-2-2.25)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,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为50质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
通式(N-2-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化39]
Figure BDA0002328381440000291
(式中,RN131和RN132各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
进一步,通式(N-2-3)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化40]
Figure BDA0002328381440000292
相对于本发明的组合物的总量,单独的或组合的这些化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-2-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化41]
Figure BDA0002328381440000301
(式中,RN141和RN142各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为11质量%、为10质量%、为8质量%。
进一步,通式(N-2-4)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化42]
Figure BDA0002328381440000311
通式(N-2-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化43]
Figure BDA0002328381440000312
(式中,RN151和RN152各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为8质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
进一步,通式(N-2-5)所表示的化合物优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化44]
Figure BDA0002328381440000321
通式(N-2-10)所表示的化合物为下述化合物。
[化45]
Figure BDA0002328381440000322
(式中,RN1101和RN1102各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-10)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
进一步,通式(N-2-10)所表示的化合物优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化46]
Figure BDA0002328381440000331
通式(N-2-11)所表示的化合物为下述化合物。
[化47]
Figure BDA0002328381440000332
(式中,RN1111和RN1112各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-11)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
进一步,通式(N-2-11)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化48]
Figure BDA0002328381440000341
通式(N-2-12)所表示的化合物为下述化合物。
[化49]
Figure BDA0002328381440000342
(式中,RN1121和RN1122各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-12)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-2-13)所表示的化合物为下述化合物。
[化50]
Figure BDA0002328381440000351
(式中,RN1131和RN1132各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-13)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-2-14)所表示的化合物为下述化合物。
[化51]
Figure BDA0002328381440000352
(式中,RN1141和RN1142各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-14)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
进一步,通式(N-2-14)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化52]
Figure BDA0002328381440000361
通式(N-2-20)所表示的化合物为下述化合物。
[化53]
Figure BDA0002328381440000362
(式中,RN1201和RN1202各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-20)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-2-21)所表示的化合物为下述化合物。
[化54]
Figure BDA0002328381440000363
(式中,RN1211和RN1212各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-21)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
通式(N-2-22)所表示的化合物为下述化合物。
[化55]
Figure BDA0002328381440000371
(式中,RN1221和RN1222各自独立地表示与通式(II-N’)中的RN11和RN12相同的意思。)
相对于本发明的组合物的总量,式(N-2-21)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为35质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为5质量%。
进一步,通式(N-2-22)所表示的化合物具体地优选为下述各结构式所表示的化合物。
[化56]
Figure BDA0002328381440000381
本发明中,除了上述通式(I)所表示的化合物和通式(II-N)以及根据需要的进一步的通式(II-N’)所表示的化合物以外,还优选含有1种或2种以上的下述通式(II-L)所表示的化合物。通式(II-L)所表示的化合物对应于介电性上大体为中性的化合物(Δε的值为-2~2)。因此,优选将分子内具有的卤素等极性基团的个数设为2个以下,优选设为1个以下,优选不具有。
[化57]
Figure BDA0002328381440000382
(式中,RL1和RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3各自独立地表示选自由基团(a)、基团(b)和基团(c)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-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代。)、
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。)、
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中存在的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。),
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2各自独立地表示单键、-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ZL2时,它们可以相同也可以不同,通式(I)所表示的化合物除外。)
通式(II-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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等期望的性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明一个实施方式,为1种。或者在本发明的其他实施方式中,为2种、为3种、为4种、为5种、为6种、为7种、为8种、为9种、为10种以上。
本发明的组合物中,通式(II-L)所表示的化合物的含量需要根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需性能适当调整。
相对于本发明的组合物的总量,式(II-L)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%、为10质量%、为20质量%、为30质量%、为40质量%、为50质量%、为55质量%、为60质量%、为65质量%、为70质量%、为75质量%、为80质量%。优选含量的上限值为95质量%、为85质量%、为75质量%、为65质量%、为55质量%、为45质量%、为35质量%、为25质量%。
在保持本发明组合物的粘度低、需要响应速度快的组合物时,优选上述下限值高且上限值高。进一步,在保持本发明组合物的Tni高、需要温度稳定性好的组合物时,优选上述下限值高且上限值高。此外,在为了保持驱动电压低而想要增大介电常数各向异性时,优选使上述下限值低且上限值低。
在重视可靠性的情况下,优选RL1和RL2均为烷基;在重视降低化合物的挥发性的情况下,优选为烷氧基;在重视粘度的降低的情况下,优选至少一方为烯基。
分子内存在的卤原子优选为0、1、2或3个,优选为0或1,在重视与其他液晶分子的相容性的情况下,优选为1。
对于RL1和RL2,在其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下,优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基;在其所结合的环结构为环己烷、吡喃和二
Figure BDA0002328381440000402
烷等饱和环结构的情况下,优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和直链状碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定,碳原子与存在氧原子时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中的任一者表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化58]
Figure BDA0002328381440000401
对于nL1,在重视响应速度的情况下优选为0;为了改善向列相的上限温度,优选为2或3;为了它们的平衡,优选为1。此外,为了满足作为组合物所需的特性,优选组合不同值的化合物。
对于AL1、AL2和AL3,在需要增大Δn的情况下,优选为芳香族,为了改善响应速度,优选为脂肪族,分别独立地优选表示反式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、1,4-亚环己烯基、1,4-二环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化59]
Figure BDA0002328381440000411
更优选表示反式1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
ZL1和ZL2在重视响应速度的情况下优选为单键。
通式(II-L)所表示的化合物优选分子内的卤原子数为0个或1个。
通式(II-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60]
Figure BDA0002328381440000412
(式中,RL11和RL12各自独立地表示与通式(II-L)中的RL1和RL2相同的意思。)
RL11和RL12优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和直链状碳原子数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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
相对于本发明的组合物的总量,优选含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为15质量%、为20质量%、为25质量%、为30质量%、为35质量%、为40质量%、为45质量%、为50质量%、为55质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为95质量%、为90质量%、为85质量%、为80质量%、为75质量%、为70质量%、为65质量%、为60质量%、为55质量%、为50质量%、为45质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为25质量%。
在保持本发明组合物的粘度低、需要响应速度快的组合物时,优选上述下限值高且上限值高。进一步,在保持本发明组合物的Tni高、需要温度稳定性好的组合物时,优选上述下限值为中间水平且上限值为中间水平。此外,在为了保持驱动电压低而想要增大介电常数各向异性时,优选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61]
Figure BDA0002328381440000421
(式中RL12表示与通式(L-1)中的意思相同的意思。)
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62]
Figure BDA0002328381440000422
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
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63]
Figure BDA0002328381440000431
(式中,RL12表示与通式(L-1)中的意思相同的意思。)
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含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、为55质量%、为50质量%、为45质量%、为42质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%。
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。特别是式(L-1-2.2)所表示的化合物尤其改善本发明组合物的响应速度,因此是优选的。此外,与响应速度相比更需要高Tni时,优选使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。为了使低温下的溶解度好,式(L-1-2.3)和式(L-1-2.4)所表示的化合物的含量不优选设为30质量%以上。
[化64]
Figure BDA0002328381440000432
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含量的下限值为10质量%、为15质量%、为18质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%、为38质量%、为40质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、为55质量%、为50质量%、为45质量%、为43质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为32质量%、为30质量%、为27质量%、为25质量%、为22质量%。
相对于本发明的组合物的总量,式(L-1-1.3)所表示的化合物和式(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质量%、为15质量%、为20质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为35质量%、为40质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、为55质量%、为50质量%、为45质量%、为43质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为32质量%、为30质量%、为27质量%、为25质量%、为22质量%。
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65]
Figure BDA0002328381440000441
(式中,RL13和RL14各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~9的烯基。)
RL13和RL14优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和直链状碳原子数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含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为30质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、为55质量%、为50质量%、为45质量%、为40质量%、为37质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为27质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为17质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%。
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。特别是式(L-1-3.1)所表示的化合物尤其改善本发明组合物的响应速度,因此是优选的。此外,与响应速度相比更需要高Tni时,优选使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.12)所表示的化合物。为了使低温下的溶解度好,式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.13)所表示的化合物的合计含量不优选设为20质量%以上。
[化66]
Figure BDA0002328381440000451
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为18质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、为17质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%。
通式(L-1)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-4)和/或(L-1-5)所表示的化合物组中的化合物。
[化67]
Figure BDA0002328381440000452
(式中,RL15和RL16各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~9的烯基。)
RL15和RL16优选为直链状碳原子数1~5的烷基、直链状碳原子数1~4的烷氧基和直链状碳原子数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含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为25质量%、为23质量%、为20质量%、为17质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%。
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含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为25质量%、为23质量%、为20质量%、为17质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%。
进一步,通式(L-1-4)和(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68]
Figure BDA0002328381440000461
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为18质量%、为20质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、为17质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%。
优选组合选自式(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)和式(L-1-3.12)所表示的化合物中的2种以上的化合物,优选组合选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)和式(L-1-4.2)所表示的化合物中的2种以上的化合物,相对于本发明的组合物的总量,这些化合物的合计含量的优选含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为13质量%、为15质量%、为18质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为33质量%、为35质量%;相对于本发明的组合物的总量,上限值为80质量%、为70质量%、为60质量%、为50质量%、为45质量%、为40质量%、为37质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%、为28质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%。在重视组合物的可靠性的情况下,优选组合选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)和式(L-1-3.4))所表示的化合物中的2种以上的化合物;在重视组合物的响应速度的情况下,优选组合选自式(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。
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69]
Figure BDA0002328381440000471
(式中,RL17和RL18各自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含量的下限值为1质量%、为5质量%、为10质量%、为15质量%、为17质量%、为20质量%、为23质量%、为25质量%、为27质量%、为30质量%、为35质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为60质量%、为55质量%、为50质量%、为45质量%、为42质量%、为40质量%、为38质量%、为35质量%、为33质量%、为30质量%。
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70]
Figure BDA0002328381440000481
通式(L-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化71]
Figure BDA0002328381440000482
(式中,RL21和RL22各自独立地表示与通式(II-L)中的RL1和RL2相同的意思。)
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
在重视低温下的溶解性的情况下,将含量设定得高时效果好;相反,在重视响应速度的情况下,将含量设定得低时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
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)和式(L-2.6)所表示的化合物。
[化72]
Figure BDA0002328381440000491
通式(L-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化73]
Figure BDA0002328381440000492
(式中,RL31和RL32各自独立地分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。)
RL31和RL32各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%。相对于本发明的组合物的总量,优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%、为7质量%、为6质量%、为5质量%、为3质量%。
在获得高双折射率时,将含量设定得高时效果好;相反,在重视高Tni的情况下,将含量设定得低时效果好。进一步,在改善滴痕、烧屏特性的情况下,优选将含量的范围设定为中间水平。
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-3.3)所表示的化合物。
[化74]
Figure BDA0002328381440000501
通式(L-4)所表示的化合物为下述化合物。
[化75]
Figure BDA0002328381440000502
(式中,RL41和RL42各自独立地表示与通式(II-L)中的RL1和RL2相同的意思。)
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为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下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需性能适当调整。
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为14质量%、为16质量%、为20质量%、为23质量%、为26质量%、为30质量%、为35质量%、为40质量%。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含量的上限值为50质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为20质量%、为15质量%、为10质量%、为5质量%。
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76]
Figure BDA0002328381440000511
根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能,可以含有式(L-4.1)所表示的化合物,可以含有式(L-4.2)所表示的化合物,可以含有式(L-4.1)所表示的化合物和式(L-4.2)所表示的化合物双方,也可以含有全部式(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含量的下限值为3质量%、为5质量%、为7质量%、为9质量%、为11质量%、为12质量%、为13质量%、为18质量%、为21质量%,优选的上限值为45%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%。
含有式(L-4.1)所表示的化合物和式(L-4.2)所表示的化合物双方时,相对于本发明的组合物的总量,两化合物的优选含量的下限值为15质量%、为19质量%、为24质量%、为30质量%;优选的上限值为45质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
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77]
Figure BDA0002328381440000521
根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能,可以含有式(L-4.4)所表示的化合物,可以含有式(L-4.5)所表示的化合物,也可以含有式(L-4.4)所表示的化合物和式(L-4.5)所表示的化合物双方。
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含量的下限值为3质量%、为5质量%、为7质量%、为9质量%、为11质量%、为12质量%、为13质量%、为18质量%、为21质量%。优选的上限值为45质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为8质量%。
含有式(L-4.4)所表示的化合物和式(L-4.5)所表示的化合物双方时,相对于本发明的组合物的总量,两化合物的优选含量的下限值为15质量%、为19质量%、为24质量%、为30质量%;优选上限值为45质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为13质量%。
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78]
Figure BDA0002328381440000531
通式(L-5)所表示的化合物为下述化合物。
[化79]
Figure BDA0002328381440000532
(式中,RL51和RL52各自独立地表示与通式(II-L)中的RL1和RL2相同的意思。)
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为5种以上。
本发明组合物中,通式(L-5)所表示的化合物的含量需要根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需性能适当调整。
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为14质量%、为16质量%、为20质量%、为23质量%、为26质量%、为30质量%、为35质量%、为40质量%。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含量的上限值为50质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为20质量%、为15质量%、为10质量%、为5质量%。
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,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%。这些化合物的优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为9质量%。
[化80]
Figure BDA0002328381440000541
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,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%。这些化合物的优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为9质量%。
[化81]
Figure BDA0002328381440000542
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,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%。这些化合物的优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为9质量%。
[化82]
Figure BDA0002328381440000551
通式(L-6)所表示的化合物为下述化合物。
[化83]
Figure BDA0002328381440000552
(式中,RL61和RL62各自独立地表示与通式(II-L)中的RL1和RL2相同的意思,XL61和XL62各自独立地表示氢原子或氟原子。)
RL61和RL62各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选XL61和XL62中的一方为氟原子,另一方为氢原子。
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,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能适当组合使用。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为4种、为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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为14质量%、为16质量%、为20质量%、为23质量%、为26质量%、为30质量%、为35质量%、为40质量%。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含量的上限值为50质量%、为40质量%、为35质量%、为30质量%、为20质量%、为15质量%、为10质量%、为5质量%。在重点在于增大Δn的情况下,优选增加含量;在重点在于低温下的析出的情况下,优选含量少。
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84]
Figure BDA0002328381440000561
能够组合的化合物的种类没有特别限制,优选含有来自这些化合物中的1种~3种,进一步优选含有1种~4种。此外,所选化合物的分子量分布宽对溶解性也是有效的,因此,优选例如从式(L-6.1)或(L-6.2)所表示的化合物中选择1种化合物、从式(L-6.4)或(L-6.5)所表示的化合物中选择1种化合物、从式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示的化合物中选择1种化合物、从式(L-6.8)或(L-6.9)所表示的化合物中选择1种化合物,将它们适当组合。其中,优选含有式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)和式(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,其中,优选为式(L-6.11)所表示的化合物。
[化85]
Figure BDA0002328381440000571
相对于本发明组合物的总量,这些化合物的优选含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%。这些化合物的优选含量的上限值为20质量%、为15质量%、为13质量%、为10质量%、为9质量%。
通式(L-7)所表示的化合物为下述化合物。
[化86]
Figure BDA0002328381440000572
(式中,RL71和RL72各自独立地表示与通式(II-L)中的RL1和RL2相同的意思,AL71和AL72各自独立地表示与通式(II-L)中的AL2和AL3相同的意思,AL71和AL72上的氢原子各自独立地可被氟原子取代,ZL71表示与通式(II-L)中的ZL2相同的意思,XL71和XL72各自独立地表示氟原子或氢原子。)
式中,RL71和RL72各自独立地优选为碳原子数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和AL72各自独立地优选为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,AL71和AL72上的氢原子各自独立地可被氟原子取代,ZL71优选为单键或COO-,优选为单键,XL71和XL72优选为氢原子。
能够组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率等所需性能组合。关于所使用的化合物的种类,例如作为本发明的一个实施方式,为1种、为2种、为3种、为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下的溶解性、转变温度、电气可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需性能适当调整。
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含量的下限值为1质量%、为2质量%、为3质量%、为5质量%、为7质量%、为10质量%、为14质量%、为16质量%、为20质量%。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含量的上限值为30质量%、为25质量%、为23质量%、为20质量%、为18质量%、为15质量%、为10质量%、为5质量%。
本发明的组合物在期望高Tni的实施方式时,优选增加式(L-7)所表示的化合物的含量;在期望低粘度的实施方式时,优选减少含量。
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87]
Figure BDA0002328381440000591
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88]
Figure BDA0002328381440000592
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89]
Figure BDA0002328381440000593
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/和式(L-7.32)所表示的化合物。
[化90]
Figure BDA0002328381440000601
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/和式(L-7.42)所表示的化合物。
[化91]
Figure BDA0002328381440000602
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92]
Figure BDA0002328381440000603
相对于本发明的组合物的总量,通式(I)、通式(II-N)、通式(II-N’)和通式(II-L)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为80质量%、为85质量%、为88质量%、为90质量%、为92质量%、为93质量%、为94质量%、为95质量%、为96质量%、为97质量%、为98质量%、为99质量%、为100质量%。优选含量的上限值为100质量%、为99质量%、为98质量%、为95质量%。
相对于本发明的组合物的总量,通式(I)、通式(II-N)、通式(II-N’)、通式(L-1)至(L-7)所表示的化合物的合计的优选含量的下限值为80质量%、为85质量%、为88质量%、为90质量%、为92质量%、为93质量%、为94质量%、为95质量%、为96质量%、为97质量%、为98质量%、为99质量%、为100质量%。优选含量的上限值为100质量%、为99质量%、为98质量%、为95质量%。
本申请发明的组合物优选不含分子内具有过酸(-CO-OO-)结构等氧原子彼此结合而成的结构的化合物。
在重视组合物的可靠性和长期稳定性的情况下,相对于前述组合物的总质量,优选将具有羰基的化合物的含量设为5质量%以下,更优选设为3质量%以下,进一步优选设为1质量%以下,最优选实质上不含有。
在重视基于UV照射的稳定性的情况下,相对于前述组合物的总质量,优选将被氯原子取代了的化合物的含量设为15质量%以下,优选设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
优选增加分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量,相对于前述组合物的总质量,优选将分子内的环结构全部为6元环的化合物的含量设为80质量%以上,更优选设为90质量%以上,进一步优选设为95质量%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。
为了抑制由组合物的氧化导致的劣化,优选减少具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量,相对于前述组合物的总质量,优选将具有亚环己烯基的化合物的含量设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
在重视粘度的改善和Tni的改善的情况下,优选减少分子内具有氢原子可被卤素取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量,相对于前述组合物的总质量,优选将前述分子内具有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量设为10质量%以下,优选设为8质量%以下,更优选设为5质量%以下,优选设为3质量%以下,进一步优选实质上不含有。
本申请中,实质上不含有的意思是,除了非刻意地含有的物质以外是不含有的。
在本发明的第一实施方式的组合物所含有的化合物具有烯基作为侧链时,在前述烯基结合于环己烷的情况下,该烯基的碳原子数优选为2~5;前述烯基结合于苯的情况下,该烯基的碳原子数优选为4~5;优选前述烯基的不饱和键不与苯直接结合。
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。在重视减少耗电量的情况下,控制背光的光量是有效的,液晶显示元件优选提高光的透射率,因此优选将KAVG的值设定得低。在重视响应速度的改善的情况下,优选将KAVG的值设定得高。
(取向助剂)
取向助剂(自发取向性化合物)具有如下功能:与直接与含有液晶组合物的液晶层抵接的部件(电极(例如ITO)、基板(例如玻璃基板、丙烯酸基板、透明基板、柔性基板等)、树脂层(例如滤色器、取向膜、外涂层等)、绝缘膜(例如无机材料膜、SiNx等))发生相互作用,诱导液晶层所含液晶分子的垂直排列或平行取向。
本发明中使用的取向助剂优选为分子结构内具有聚合性基团、介晶基团、能够与直接与液晶层抵接的部件相互作用的吸附基团、以及取向诱导基团的化合物。
优选吸附基团和取向诱导基团结合于介晶基团,聚合性基团直接或根据需要借助间隔基团取代到介晶基团、吸附基团和取向诱导基团上。特别优选聚合性基团在组合入吸附基团的状态下取代到介晶基团上。
以下,化学式中左端的*和右端的*表示结合键。
“取向诱导基团”
取向诱导基团具有诱导液晶分子的取向的功能,优选为下述通式(AK)所表示的基团。
[化93]
RAK1-* (AK)
式中,RAK1表示直链状或支链状的碳原子数1~20的烷基。其中,烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,烷基中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被卤素基取代。
RAK1优选表示直链状或支链状的碳原子数1~20的烷基,更优选表示直链状的碳原子数1~20的烷基,进一步优选表示直链状的碳原子数1~8的烷基。
此外,烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
进一步,烷基中的氢原子可被氟原子或氯原子取代,可被氟原子取代。
从对取向助剂赋予所谓两亲性的观点出发,优选上述取向诱导基团结合于介晶基团的与吸附基团相反的一侧。
“聚合性基团”
聚合性基团由PAP1-表示,优选借助-SpAP1-(单键或间隔基团)结合于介晶基团。
PAP1优选为选自下述通式(AP-1)~通式(AP-9)所表示的组中团的基。
[化94]
Figure BDA0002328381440000641
式中,RAP1和RAP2各自独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~10的卤代烷基。其中,烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-或-CO-取代,烷基中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被卤原子或羟基取代。
WAP1表示单键、-O-、-COO-、-OCO-或-CH2-。
tAP1表示0、1或2。
PAP1优选为下述通式(AP-1)~通式(AP-7)所表示的基团,更优选为下述通式(AP-1)或通式(AP-2)所表示的基团,进一步优选为通式(AP-1)。
SpAP1优选表示单键或直链状或支链状的碳原子数1~20的亚烷基,更优选表示单键或直链状的碳原子数1~20的亚烷基,进一步优选表示单键或直链状的碳原子数2~10的亚烷基。
此外,SpAP1中,亚烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
取向助剂中,PAP1-SpAP1-的数量优选为1个以上5个以下,更优选为1个以上4个以下,进一步优选为2个以上4个以下,特别优选为2个或3个,最优选为2个。
PAP1-SpAP1-中的氢原子可被聚合性基团、吸附基团和/或取向诱导基团取代。
PAP1-SpAP1-也可以结合于聚合性基团、介晶基团、吸附基团和/或取向诱导基团。
此外,PAP1-SpAP1-优选结合于介晶基团、吸附基团或取向诱导基团,更优选结合于介晶基团或吸附基团。
需说明的是,分子内存在多个PAP1和/或SpAP1-的情况下,分别可以相互相同也可以互不相同。
“介晶基团”
介晶基团是指具有刚性部分的基团,例如具有1个以上环式基团的基团,优选为具有2~4个环式基团的基团,更优选具有3~4个环式基团的基团。需说明的是,根据需要,环式基团可以通过连接基团连接。介晶基团优选具有与液晶层中使用的液晶分子(液晶化合物)类似的骨架。
需说明的是,本说明书中,“环式基团”是指构成原子结合成环状的原子团,包括碳环、杂环、饱和或不饱和环式结构、单环、双环式结构、多环式结构、芳香族、非芳香族等。
此外,环式基团可以含有至少1个杂原子,进一步,可被至少1个取代基(卤素基、聚合性基团、有机基团(烷基、烷氧基、芳基等))取代。环式基团为单环的情况下,介晶基团优选含有2个以上的单环。
上述介晶基团例如优选由通式(AL)表示。
[化95]
Figure BDA0002328381440000651
式中,ZAL1表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数1~20的亚烷基。其中,亚烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。
AAL1和AAL2各自独立地表示2价环式基团。
ZAL1、AAL1和AAL2中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被卤素基、吸附基团、PAP1-SpAP1-或1价有机基团取代,
需说明的是,分子内存在多个ZAL1和AAL1的情况下,分别可以相互相同也可以互不相同。
mAL1表示1~5的整数。
通式(AL)中,ZAL1优选为单键或碳原子数2~20的亚烷基,更优选为单键或碳原子数2~10的亚烷基,进一步优选为单键、-(CH2)2-或-(CH2)4-。亚烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。
进一步,以提高棒状分子的线性为目的时,ZAL1优选为环与环直接连接的形态的单键、使环与环直接连接的原子的数量为偶数个的形态。例如-CH2-CH2COO-的情况下,使环与环直接连接的原子的数量为4个。
通式(AL)中,AAL1和AAL2各自独立地表示2价环式基团。作为2价环式基团,优选为选自由1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二
Figure BDA0002328381440000661
烷-2,5-二基、四氢硫代吡喃-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,4-二环(2.2.2)亚辛基、十氢化萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡嗪-2,5-二基、噻吩-2,5-二基-、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、2,6-亚萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-亚萘基、苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b’]二硒酚-2,6-二基、[1]苯并噻吩[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒酚[3,2-b]硒酚-2,7-二基和芴-2,7-二基组成的组中的1种,更优选为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、2,6-亚萘基或菲-2,7-二基,进一步优选为1,4-亚苯基或1,4-亚环己基。
需说明的是,这些基团可以为无取代或被取代基取代。作为该取代基,优选为氟原子或碳原子数1~8的烷基。进一步,烷基可被氟原子或羟基取代。
此外,环式基团中的1个或2个以上的氢原子可被卤素基、吸附基团、PAP1-SpAP1-或1价有机基团取代。
通式(AL)中,1价有机基团是有机化合物通过形成1价基团的形态而构成化学结构的基团,是指从有机化合物去掉1个氢原子而形成的原子团。
作为该1价有机基团,例如可列举碳原子数1~15的烷基、碳原子数2~15的烯基、碳原子数1~14的烷氧基、碳原子数2~15的烯氧基等,优选为碳原子数1~15的烷基或碳原子数1~14的烷氧基,更优选为碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基,进一步优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~4的烷氧基,特别优选为碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~2的烷氧基,最优选为碳原子数1或2的烷基或碳原子数1的烷氧基。
此外,上述烷基、烯基、烷氧基、烯氧基中的1个或2个以上的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-或-OCO-取代。进一步,上述1价有机基团也可以具有作为前述取向诱导基团的功能。
上述通式(AL)中,mAL1优选为1~4的整数,更优选为1~3的整数,进一步优选为2或3。
作为上述介晶基团的优选形态,可列举下述式(me-1)~(me-44)。
[化96]
Figure BDA0002328381440000671
[化97]
Figure BDA0002328381440000681
[化98]
Figure BDA0002328381440000691
[化99]
Figure BDA0002328381440000701
通式(AL)是2个氢原子从这些化合物脱离而得的结构。
这些式(me-1)~(me-44)中,环己烷环、苯环或萘环中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被卤素基、PAP1-SpAP1-、1价有机基团(例如碳原子数1~15的烷基、碳原子数1~14的烷氧基)、吸附基团或取向诱导基团取代。
上述介晶基团中,优选的形态为式(me-8)~(me-44),更优选的形态为式(me-8)~(me-10)、式(me-12)~(me-18)、式(me-22)~(me-24)、式(me-26)~(me-27)和式(me-29)~(me-44),进一步优选的形态为式(me-12)、(me-14)、(me-16)、(me-22)~(me-24)、(me-29)、(me-34)、(me-36)~(me-37)、(me-42)~(me-44)。
上述介晶基团中,特别优选的形态为下述通式(AL-1)或(AL-2),最优选的形态为下述通式(AL-1)。
[化100]
Figure BDA0002328381440000711
式中,XAL101~XAL118、XAL201~XAL214各自独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、卤素基、PAPl-SpAPl-、后述的吸附基团或前述取向诱导基团。
环AAL11、环AAL12和环AAL21各自独立地表示环己烷环或苯环。
XAL101~XAL118、XAL201~XAL214中的任1个或2个以上被后述的吸附基团取代。
XAL101~XAL118、XAL201~XAL214中的任1个或2个以上被前述取向诱导基团取代。
后述的吸附基团和前述取向诱导基团可被PAP1-SpAP1-取代。
通式(AL-1)或通式(AL-2)的分子内具有1个或2个以上的PAP1-SpAPl-。
通式(AL-1)中,XAL101优选为前述取向诱导基团。
通式(AL-1)中,优选XAL109、XAL110和XAL111中的至少1个为后述的吸附基团,更优选XAL109和XAL110均为后述的吸附基团或XAL110为后述的吸附基团,进一步优选XAL110为后述的吸附基团。
优选通式(AL-1)中,XAL109、XAL110和XAL111中的至少1个为后述的吸附基团中的PAP1-SpAP1-或结构内具有能够聚合的部位的吸附基团,更优选XAL109和XAL111双方或一方为PAP1-SpAP1-。
通式(AL-1)中,XAL104~XAL108、XAL112~XAL116中的1个或2个各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或卤素基,更优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。特别是,XAL105、XAL106或XAL107各自独立地优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。
通式(AL-2)中,XAL201优选为前述取向诱导基团。
通式(AL-2)中,优选XAL207、XAL208和XAL209中的至少1个为后述的吸附基团,更优选XAL207和XAL208均为后述的吸附基团或XAL208为后述的吸附基团,进一步优选XAL208为后述的吸附基团。
通式(AL-2)中,优选XAL207、XAL208和XAL209中的至少1个为后述的吸附基团中的PAP1-SpAP1-或结构内具有能够聚合的部位的吸附基团,更优选XAL207和XAL209双方或一方为PAP1-SpAP1-。
通式(AL-2)中,XAL202~XAL206、XAL210~XAL214中的1个或2个各自独立地优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或卤素基,更优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。特别是,XAL204、XAL205或XAL206各自独立地优选为碳原子数1~3的烷基或氟原子。
“吸附基团”
吸附基团是具有与吸附介质相吸附的功能的基团,所述吸附介质为基板、膜、电极等与液晶组合物抵接的层。
吸附一般分为通过形成化学键(共价键、离子键或金属键)在吸附介质与吸附质之间进行吸附的化学吸附、以及化学吸附以外的物理吸附。本说明书中,吸附为化学吸附或物理吸附中的任一种均可,优选为物理吸附。因此,吸附基团优选为能够与吸附介质物理吸附的基团,更优选为能够利用分子间力与吸附介质结合的基团。
作为利用分子间力与吸附介质结合的形态,可列举基于永久偶极子、永久四极子、分散力、电荷转移力或氢键等的相互作用的形态。
作为吸附基团的优选形态,可列举能够利用氢键与吸附介质结合的形态。此时,吸附基团发挥夹着氢键的质子供体和受体中任一者的作用均可,或者也可以发挥两者的作用。
吸附基团优选为含有具有碳原子与杂原子连接而成的原子团的极性要素的基团(以下也将“吸附基团”记载为“极性基团”。)。本说明书中,极性要素是指碳原子与杂原子直接连接而成的原子团。
作为杂原子,优选为选自由N、O、S、P、B和Si组成的组中的至少1种,更优选为选自由N、O和S组成的组中的至少1种,进一步优选为选自由N和O组成的组中的至少1种,特别优选为O。
此外,取向助剂中,极性要素的价数为1价、2价、3价等,没有特别限制,此外吸附基团中的极性要素的个数也没有特别限制。
取向助剂优选一个分子中具有1~8个吸附基团,更优选具有1~4个吸附基团,进一步优选具有1~3个吸附基团。
需说明的是,吸附基团中不包括聚合性基团和取向诱导基团,但吸附基团中的氢原子被PAP1-SpAP1-取代的结构和PAP1-SpAP1-中的氢原子被-OH取代的结构包括在吸附基团中。
吸附基团含有1个或2个以上的极性要素,大体分为环式基团型和链式基团型。
环式基团型是其结构中包含下述环式基团的形态,所述环式基团具有含有极性要素的环状结构,链式基团型是其结构中不含下述环式基团的形态,所述环式基团具有含有极性要素的环状结构。
链式基团型是直链或支链的链状基团中具有极性要素的形态,其一部分可以具有不含极性要素的环状结构。
环式基团型的吸附基团是指具有如下结构的形态:在环状原子排列内含有至少1个极性要素。
需说明的是,本说明书中,环式基团如上所述。因此,环式基团型的吸附基团只要包含含有极性要素的环式基团即可,作为吸附基团整体,可以为支链也可以为直链状。
另一方面,链式基团型的吸附基团是指具有如下结构的形态:分子内不包含含有极性要素的环状原子排列且在线状原子排列(可以有支链)内含有至少1个极性要素。
需说明的是,本说明书中,链式基团是指结构式中不含环状原子排列,构成原子结合成线状(可以是分枝的)的原子团,称为非环式基团。换句话说,链式基团是指直链状或支链状的脂肪族基团,饱和键或不饱和键均可含有。
因此,链式基团例如包括烷基、烯基、烷氧基、酯基、醚基或酮基等。需说明的是,这些基团中的氢原子可被至少1个取代基(反应性官能团(乙烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基等)、链状有机基团(烷基、氰基等))取代。此外,链式基团为直链状或支链状均可。
作为环式基团型的吸附基团,优选为碳原子数3~20的杂环芳香族基(包括缩合环)或碳原子数3~20的杂脂环族基(包括稠环),更优选为碳原子数3~12的杂环芳香族基(包括稠环)或碳原子数3~12的杂脂环族基(包括稠环),进一步优选为5元环杂环芳香族基、5元环杂脂环族基、6元环杂环芳香族基或6元环杂脂环族基。需说明的是,这些环结构中的氢原子可被卤素基、碳原子数1~5的直链状或支链状的烷基或烷氧基取代。
作为链式基团型的吸附基团,优选为结构内的氢原子、-CH2-被极性要素取代的直链状或支链状的碳原子数1~20的烷基。需说明的是,烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。此外,链式基团型的吸附基团优选在其端部含有1个或2个以上的极性要素。
吸附基团中的氢原子可被聚合性基团取代。
作为极性要素的具体例子,可列举含有氧原子的极性要素(以下的含氧极性要素)、含有氮原子的极性要素(以下的含氮极性要素)、含有磷原子的极性要素(以下的含磷极性要素)、含有硼原子的极性要素(以下的含硼极性要素)、含有硅原子的极性要素(以下的含硅极性要素)或含有硫原子的极性要素(以下的含硫极性要素)。从吸附能力的观点出发,作为极性要素,优选为含氮极性要素或含氧极性要素,更优选为含氧极性要素。
作为含氧极性要素,优选为选自由羟基、烷醇基、烷氧基、甲酰基、羧基、醚基、羰基、碳酸酯基和酯基组成的组中的至少1种基团或该基团与碳原子连接而成的基团。
作为含氮极性要素,优选为选自由氰基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、吡啶基、氨基甲酰基和脲基组成的组中的至少1种基团或该基团与碳原子连接而成的基团。
因此,作为吸附基团,优选选自由具有含氧极性要素的环式基团(以下的含氧环式基团)、具有含氮极性要素的环式基团(以下的含氮环式基团)、具有含氧极性要素的链式基团(以下的含氧链式基团)和具有含氮极性要素的链式基团(以下的含氮链式基团)组成的组中的1种或2种以上的基团本身或包含该基团。
作为含氧环式基团,优选含有环结构内以醚基形式具有氧原子的下述基团中的任一种。
[化101]
Figure BDA0002328381440000751
此外,作为含氧环式基团,优选含有环结构内以羰基、碳酸酯基和酯基形式具有氧原子的下述基团中的任一种。
[化102]
Figure BDA0002328381440000752
作为含氮环式基团,优选含有下述基团中的任一种。
[化103]
Figure BDA0002328381440000761
作为含氧链式基团,优选含有下述基团中的任一种。
[化104]
*-OH *-O-Rat1 *-COOH
Figure BDA0002328381440000762
式中,Rat1表示碳原子数1~5的烷基。
Zat1表示单键、碳原子数1~15的直链状或支链状的亚烷基或碳原子数2~18的直链状或支链状的亚烯基。其中,亚烷基或亚烯基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-取代。
Xat1表示氢原子或碳原子数1~15的烷基。其中,烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-取代。
作为含氮链式基团,优选含有下述基团中的任一种。
[化105]
*-C≡N *-NH2
Figure BDA0002328381440000763
式中,Rat、Rbt、Rct和Rdt各自独立地表示氢原子或碳原子数1~5的烷基。
作为吸附基团,优选为下述通式(AT)所表示的基团。
[化106]
*-SpAT1-WAT1-ZAT1 (AT)
式中,SpAT1表示单键、碳原子数1~25的直链状或支链状的亚烷基。其中,亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接结合的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-取代。
WAT1表示单键或下述通式(WAT1)或(WAT2)。
ZAT1表示含有极性要素的1价基团。其中,ZAT1中的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
[化107]
Figure BDA0002328381440000771
(式中,SpWAT1和SpWAT2各自独立地表示单键、碳原子数1~25的直链状或支链状的亚烷基,亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-或-CH=CH-取代。)
SpAT1、SpWAT1和SpWAT2各自独立地优选表示单键、或直链状或支链状的碳原子数1~20的亚烷基,更优选表示单键、或直链状的碳原子数1~20的亚烷基,进一步优选表示单键、或直链状的碳原子数2~10的亚烷基。
此外,SpAT1、SpWAT1和SpWAT2中,亚烷基中的1个或2个以上的-CH2-各自独立地可以以氧原子不直接相邻的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
此外,SpAT1和SpWAT1中的氢原子各自独立地可被-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代。
ZAT1表示含有极性要素的1价基团,优选为下述通式(ZAT1-1)或(ZAT1-2)所表示的基团。
[化108]
*-SpZAT11-ZZAT11-RZAT11 (ZAT1-1)
Figure BDA0002328381440000772
式中,SpZAT11和SpZAT12各自独立地表示单键、碳原子数1~25的直链状或支链状的亚烷基。其中,亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-ZZAT11-RZAT11或PAP1-SpAP1-取代,亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-或-CH=CH-取代。
ZZAT11表示含有极性要素的基团。
通式(ZAT1-2)中的由含有ZZAT12的环表示的结构表示5~7元环。
ZZAT11和ZZAT12中的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
RZAT11和RZAT12各自独立地表示氢原子、碳原子数1~8的直链状或支链状的烷基。其中,烷基中的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
作为通式(ZAT1-1)所表示的基团,优选为下述通式(ZAT1-1-1)~(ZAT1-1-30)所表示的基团。
[化109]
Figure BDA0002328381440000791
[化110]
Figure BDA0002328381440000801
式中,碳原子所结合的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
SpZAT11表示单键、碳原子数1~25的直链状或支链状的亚烷基。其中,亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-ZZAT11-RZAT11或PAP1-SpAP1-取代,亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-或-CH=CH-取代。
RZAT11表示氢原子、碳原子数1~8的直链状或支链状的烷基。其中,烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
作为通式(ZAT1-2)所表示的基团,优选为下述通式(ZAT1-2-1)~(ZAT1-2-9)所表示的基团。
[化111]
Figure BDA0002328381440000811
式中,碳原子所结合的氢原子可被卤原子、-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代。
SpZAT11表示单键、碳原子数1~25的直链状或支链状的亚烷基。其中,亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
作为通式(ZAT1-1)所表示的基团,可列举下述基团。
[化112]
Figure BDA0002328381440000821
[化113]
Figure BDA0002328381440000831
[化114]
Figure BDA0002328381440000841
[化115]
Figure BDA0002328381440000851
[化116]
Figure BDA0002328381440000852
式中,Rtc表示氢原子、碳原子数1~20的烷基或PAP1-SpAP1-。其中,烷基中的氢原子可被-OH、-CN或PAP1-SpAP1-取代,烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接相邻的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-或-ZZAT11-取代。
分子内的氢原子可被PAP1-SpAP1-取代。
*表示结合键。
上述作为ZAT1优选的基团中,从通过在液晶组合物中稳定混和而能够确保保存稳定性,并且显示出由对于吸附介质适当的高吸附力带来的良好的取向约束力出发,特别优选为含有OH的基团。此外,作为介晶基团,特别优选为与(AL-1)的组合。
取向助剂优选为吸附基团所含的极性要素、聚合性基团所含的极性要素偏集于局部的形态。吸附基团是用于使液晶分子垂直取向的重要结构,通过吸附基团与聚合性基团相邻,可获得更好的取向性,此外,显示出在液晶组合物中的良好的溶解性。
具体地,取向助剂优选为在介晶基团的同一环上具有聚合性基团和吸附基团的形态。该形态包括:1个以上的聚合性基团和1个以上的吸附基团分别结合在同一环上的形态;以及1个以上的聚合性基团中的至少1个或1个以上的吸附基团中的至少1个中的一方结合于另一方,从而在同一环上具有聚合性基团和吸附基团的形态。
此外,此时,聚合性基团所结合的间隔基团中的氢原子可被吸附基团取代,进一步,吸附基团中的氢原子可借助间隔基团被聚合性基团取代。
作为取向助剂(自发取向性化合物),优选为下述通式(SAL)所表示的化合物。
[化117]
Figure BDA0002328381440000861
式中,碳原子所结合的氢原子可被碳原子数1~25的直链状或支链状烷基、-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代。其中,烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接结合的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-或-CH=CH-取代。
RAK1表示与通式(AK)中的RAK1相同的意思。
AAL1和AAL2各自独立地表示与通式(AL)中的AAL1和AAL2相同的意思。
ZAL1表示与通式(AL)中的ZAL1相同的意思。
mAL1表示与通式(AL)中的mAL1相同的意思。
SpAT1表示与通式(AT)中的SpAT1相同的意思。
WAT1表示与通式(AT)中的WAT1相同的意思。
ZAT1表示与通式(AT)中的ZAT1相同的意思。
作为通式(SAL)所表示的化合物,优选为下述式(SAL-1.1)~(SAL-2.9)所表示的化合物。
[化118]
Figure BDA0002328381440000881
[化119]
Figure BDA0002328381440000891
[化120]
Figure BDA0002328381440000901
[化121]
Figure BDA0002328381440000911
[化122]
Figure BDA0002328381440000921
[化123]
Figure BDA0002328381440000931
[化124]
Figure BDA0002328381440000941
[化125]
Figure BDA0002328381440000951
[化126]
Figure BDA0002328381440000961
[化127]
Figure BDA0002328381440000971
[化128]
Figure BDA0002328381440000981
[化129]
Figure BDA0002328381440000991
[化130]
Figure BDA0002328381440001001
[化131]
Figure BDA0002328381440001011
液晶组合物中所含的取向助剂的量优选为0.01~10质量%左右。从使液晶分子进一步合适地取向的观点出发,其更优选的下限值为0.05质量%、0.1质量%。另一方面,从改善响应特性的观点出发,其更优选上限值为7质量%、5质量%、4质量%、3质量%、1质量%。通过采用本发明的构成,能够使足够量的取向助剂溶解于液晶组合物。
相对于本申请的含有上述取向助剂的组合物,上述取向助剂的合计含量优选含有0.05~10质量%,优选含有0.1~8质量%,优选含有0.1~5质量%,优选含有0.1~3质量%,优选含有0.2~2质量%,优选含有0.2~1.3质量%,优选含有0.2~1质量%,优选含有0.2~0.56质量%。
相对于本申请的含有通式(P)所表示的化合物的组合物,上述取向助剂的合计含量的优选下限值为0.01质量%、为0.03质量%、为0.05质量%、为0.08质量%、为0.1质量%、为0.15质量%、为0.2质量%、为0.25质量%、为0.3质量%。
相对于本申请的含有通式(P)所表示的化合物的组合物,上述取向助剂的合计含量的优选上限值为10质量%、为8质量%、为5质量%、为3质量%、为1.5质量%、为1.2质量%、为1质量%、为0.8质量%、为0.5质量%。
如果含量少,则难以表现出加入上述取向助剂的效果,产生液晶组合物的自发取向性变弱等问题;如果过多,则产生液晶的可靠性降低等问题。因此,考虑它们的平衡来设定含量。
(聚合性化合物)
本发明的液晶组合物可以进一步含有能够通过照射活性能量射线而聚合的聚合性化合物。作为聚合性化合物,优选含有下述通式(P)所表示的聚合性化合物。该聚合性化合物具有对液晶分子赋予规定的预倾角的功能。需说明的是,液晶组合物也可以含有2种以上的该聚合性化合物。
[化132]
Figure BDA0002328381440001021
式(P)中,Rp1表示氢原子、氟原子、氰基、碳原子数1~15的烷基或-Spp2-Pp2。其中,烷基中存在的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。此外,烷基中存在的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代。
Pp1和Pp2各自独立地表示下述通式(Pp1-1)~式(Pp1-9)中的任一种。
[化133]
Figure BDA0002328381440001031
(式中,Rp11和Rp12各自独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的卤代烷基,Wp11表示单键、-O-、-COO-、-OCO-或-CH2-,tp11表示0、1或2,分子内存在多个Rp11、Rp12、Wp11和/或tp11时,它们可以相同也可以不同。)
Spp1和Spp2各自独立地表示单键或间隔基团。
Zp1和Zp2各自独立地表示单键、-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各自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。)。
Ap1、Ap2和Ap3各自独立地表示选自由基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)组成的组中的基团(前述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)中,各自独立地,存在于该基团中的氢原子可被卤原子、碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数1~8的烯基、氰基或-Spp2-Pp2取代。)
(ap)1,4-亚环己基(存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代。);
(bp)1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。);
(cp)萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基(这些基团中存在的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代。)。
mp1表示0、1、2或3。
分子内存在多个Zp1、Ap2、Spp2和/或Pp2时,它们可以相同也可以不同。其中,在mp1为0且Ap1为基团(cp)所表示的基团时,Ap3也可以为单键。
需说明的是,聚合性化合物不包括取向助剂。
Rp1优选为-Spp2-Pp2
Pp1和Pp2各自独立地优选为通式(Pp1-1)~式(Pp1-3)中的任一种,更优选为(Pp1-1)。
Rp11和Rp12各自独立地优选为氢原子或甲基。
tp11优选为0或1。
Wp11优选为单键、-CH2-或-C2H4-。
mp1优选为0、1或2,优选为0或1。
Zp1和Zp2各自独立地优选为单键、-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-,更优选为单键、-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-。
需说明的是,优选分子内存在的Zp1和Zp2中仅1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-,其他全部为单键;更优选分子内存在的Zp1和Zp2中仅1个为-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-或-OCO-,其他全部为单键;进一步优选分子内存在的Zp1和Zp2全部为单键。
此外,优选分子内存在的Zp1和Zp2中仅1个为选自由-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-O-CO-(CH2)2-、-COO-(CH2)2-组成的组中的连接基团,其他全部为单键。
Spp1和Spp2各自独立地表示单键或间隔基团,间隔基团优选为碳原子数1~30的亚烷基。其中,亚烷基中的-CH2-只要氧原子彼此不直接连接就可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,亚烷基中的氢原子可被卤原子取代。
其中,Spp1和Spp2各自独立地优选为直链的碳原子数1~10的亚烷基或单键。
Ap1、Ap2和Ap3各自独立地优选为1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,更优选为1,4-亚苯基。
为了改善与液晶分子(液晶化合物)的相容性,1,4-亚苯基优选被1个氟原子、1个甲基或1个甲氧基取代。
需说明的是,上述各结构部位的组合中,不包括前述的作为取向助剂而列举的各化合物。
液晶组合物中所含的聚合性化合物的量优选为0.05~10质量%,更优选为0.1~8质量%,进一步优选为0.1~5质量%,进一步优选为0.1~3质量%,进一步优选为0.2~2质量%,进一步优选为0.2~1.3质量%,特别优选为0.2~1质量%,最优选为0.2~0.56质量%。
其优选下限值为0.01质量%、为0.03质量%、为0.05质量%、为0.08质量%、为0.1质量%、为0.15质量%、为0.2质量%、为0.25质量%、为0.3质量%。另一方面,其优选上限值为10质量%、为8质量%、为5质量%、为3质量%、为1.5质量%、为1.2质量%、为1质量%、为0.8质量%、为0.5质量%。
如果聚合性化合物的量少,则难以表现出在液晶组合物中加入聚合性化合物的效果,例如,根据液晶分子、取向助剂的种类等,有时会产生液晶分子的取向约束力弱或经时性变弱等问题。另一方面,如果聚合性化合物的量过多,则例如根据紫外线的照度等,有时会产生聚合性化合物在固化后残留的量变多、固化耗费时间、液晶组合物的可靠性降低等问题。因此,优选考虑它们的平衡来设定聚合性化合物的量。
作为通式(P)所表示的聚合性化合物的优选例,可列举下述式(P-1-1)~式(P-1-46)所表示的聚合性化合物。
[化134]
Figure BDA0002328381440001071
[化135]
Figure BDA0002328381440001072
[化136]
Figure BDA0002328381440001081
[化137]
Figure BDA0002328381440001082
[化138]
Figure BDA0002328381440001083
式中,Pp11、Pp12、Spp11和Spp12表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的意思。
此外,作为通式(P)所表示的聚合性化合物的优选例,也可列举下述式(P-2-1)~式(P-2-12)所表示的聚合性化合物。
[化139]
Figure BDA0002328381440001091
式中,Pp21、Pp22、Spp21和Spp22表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的意思。
进一步,作为通式(P)所表示的聚合性化合物的优选例,也可列举下述式(P-3-1)~式(P-3-15)所表示的聚合性化合物。
[化140]
Figure BDA0002328381440001101
[化141]
Figure BDA0002328381440001111
式中,Pp31、Pp32、Spp31和Spp32表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的意思。
此外,作为通式(P)所表示的聚合性化合物的优选例,也可列举下述式(P-4-1)~式(P-4-19)所表示的聚合性化合物。
[化142]
Figure BDA0002328381440001112
[化143]
Figure BDA0002328381440001121
[化144]
Figure BDA0002328381440001122
[化145]
Figure BDA0002328381440001131
式中,Pp41、Pp42、Spp41和Spp42表示与通式(P)中的Pp1、Pp2、Spp1和Spp2相同的意思。
添加聚合性单体的情况下,虽然不存在聚合引发剂时聚合也会进行,但也可以为了促进聚合而含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苄基缩酮类、酰基氧化膦类等。此外,为了提高保存稳定性,也可以添加稳定剂。作为能够使用的稳定剂,例如可列举氢醌类、氢醌单烷基醚类、叔丁基邻苯二酚类、邻苯三酚类、苯硫酚类、硝基化合物类、β-萘胺类、β-萘酚类、亚硝基化合物等。
本发明中的组合物可以为了提高可靠性而进一步含有1种或2种以上的作为添加剂的化合物(Q)。化合物(Q)优选具有下述结构。
[化146]
Figure BDA0002328381440001132
(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相邻的方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代,通过*与其他结构结合。)
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基可以以氧原子不直接相邻的方式被-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、1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基,进一步优选为碳原子数1至20的直链烷基、1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、1个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基。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。
更具体地,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147]
Figure BDA0002328381440001141
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)和通式(Q-d)所表示的化合物。
本申请发明的组合物中,优选含有1种或2种以上通式(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质量%,进一步优选为0.001至0.1质量%,特别优选为0.001至0.05质量%。
此外,更具体地,作为本发明中能够使用的抗氧化剂或光稳定剂,优选为以下的(Q-1)~(Q-44)所表示的化合物。
[化148]
Figure BDA0002328381440001161
[化149]
Figure BDA0002328381440001171
[化150]
Figure BDA0002328381440001181
[化151]
Figure BDA0002328381440001191
[化152]
Figure BDA0002328381440001201
(式中,n表示0至20的整数。)
本实施方式的液晶组合物适用于液晶显示元件。以下,边适当参照图1、2边对本实施方式涉及的液晶显示元件的例子进行说明。
图1为示意性显示液晶显示元件的构成的图。图1中,为了便于说明,将各构成要素分开显示。如图1所示,本实施方式涉及的液晶显示元件1具备以相对方式配置的第一基板2和第二基板3、以及设于第一基板2与第二基板3之间的液晶层4,液晶层4由前述的本实施方式的液晶组合物构成。
第一基板2中,在液晶层4侧的面上形成有像素电极层5。第二基板3中,在液晶层4侧形成有公共电极层6。第一基板2和第二基板3可以由一对偏光板7、8夹持。第二基板3的液晶层4侧可以进一步设有滤色器9。
即,一个实施方式涉及的液晶显示元件1具有第一偏光板7、第一基板2、像素电极层5、含有液晶组合物的液晶层4、公共电极层6、滤色器9、第二基板3以及第二偏光板8依次层叠而成的构成。
第一基板2和第二基板3例如由玻璃或如塑料等具有柔软性的材料形成。第一基板2和第二基板3中的至少一方由透明材料形成,另一方可以由透明材料形成,也可以由金属、硅等不透明的材料形成。第一基板2和第二基板3通过配置在周缘区域的环氧系热固性组合物等密封材和封闭材而相互贴合,为了保持基板间距,可以在它们之间配置例如玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子等粒状间隔物、或通过光刻法形成的由树脂构成的间隔柱。
第一偏光板7和第二偏光板8可以以调整各偏光板的偏光轴而使视角、对比度良好的方式进行调整,优选以它们的透射轴在常黑模式下工作的方式具有相互正交的透射轴。特别是优选以第一偏光板7和第二偏光板8中的任一个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的方式配置。
从防止漏光的观点来看,滤色器9优选形成黑矩阵,优选在对应于薄膜晶体管的部分形成黑矩阵(图中未显示)。
黑矩阵可以与滤色器一起设置在与阵列基板相反一侧的基板上,也可以与滤色器一起设置在阵列基板侧,还可以分别将黑矩阵设置在阵列基板上、将滤色器设置在另一基板上。此外,黑矩阵可以与滤色器分开设置,也可以是通过将滤色器的各色重叠而降低透射率的部件。
图2为将图1中作为形成于第一基板2上的像素电极层5的一部分的、由I线所围成的区域放大的平面图。如图2所示,形成于第一基板2表面的含有薄膜晶体管的像素电极层5中,用于供应扫描信号的多个栅极总线11和用于供应显示信号的多个数据总线12相互交叉而配置成矩阵状。需说明的是,图2中仅显示了一对栅极总线11、11和一对数据总线12、12。
通过由多个栅极总线11和多个数据总线12围成的区域形成液晶显示元件的单元像素,该单元像素内形成有像素电极13。像素电极13具有所谓的鱼骨结构,所述鱼骨结构具有相互正交而呈十字状的两个主干部、以及从各主干部延伸出的多个枝部。此外,一对栅极总线11、11之间,与栅极总线11大体平行地设有Cs电极14。此外,在栅极总线11与数据总线12相互交叉的交叉部附近,设有包含源极电极15和漏极电极16的薄膜晶体管。在漏极电极16设有接触孔17。
栅极总线11和数据总线12优选分别由金属膜形成,更优选由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。
为了提高透射率,像素电极13优选为透明电极。透明电极通过溅射氧化物半导体(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)等而形成。此时,透明电极的膜厚可以为10~200nm。此外,为了降低电阻,也可以通过将非晶态ITO膜烧成而制成多晶ITO膜来形成透明电极。
本实施方式的液晶显示元件例如可以通过在第一基板2和第二基板3上溅射Al或其合金等金属材料而形成布线,并分别形成像素电极层5和公共电极层6。此外,滤色器9例如可以通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制成。以通过颜料分散法制作滤色器的方法为例进行说明,将滤色器用的固化性着色组合物涂布在该透明基板上,实施图形化处理,然后通过加热或光照射使其固化。通过对红、绿、蓝3色分别进行该工序,可以制成滤色器用的像素部。此外,滤色器9也可以设于具有TFT等的基板侧。
第一基板2和第二基板3以像素电极层5和公共电极层6分别为内侧的方式相对,此时,可以借助间隔物来调整第一基板2与第二基板3的间隔。此时,优选以使液晶层4的厚度例如为1~100μm的方式进行调整。
使用偏光板7、8时,优选以使对比度最大的方式对液晶层4的折射率各向异性Δn与液晶层4的厚度之积进行调整。此外,有两块偏光板7、8时,还可以以调整各偏光板的偏光轴而使视角、对比度良好的方式进行调整。进一步,还可以使用用于扩大视角的相位差膜。然后,将环氧系热固性组合物等密封剂以设有液晶注入口的形式丝网印刷到该基板上,将该基板彼此贴合,加热使密封剂热固化。
在两块基板2、3间夹持组合物的方法可以使用通常的真空注入法或滴注(ODF:OneDrop Fill)法等,真空注入法中虽然不产生滴痕,但具有残留注入痕迹的课题,本实施方式中,可以更适合用于使用ODF法制造的显示元件。ODF法的液晶显示元件制造工序中,在背基板或前基板中的任一基板上,将环氧系光热并用固化性化合物等密封剂用点胶器描绘成闭环堤状,在脱气下在其中滴加规定量的组合物,然后使前基板与背基板接合,从而能够制造液晶显示元件。本实施方式中,ODF法中,能够抑制在将液晶组合物滴加至基板时产生滴痕。需说明的是,滴痕定义为黑显示时滴加液晶组合物的痕迹浮现白色的现象。
此外,通过ODF法制造液晶显示元件的工序中,需要根据液晶显示元件的尺寸滴加最佳的液晶注入量,而本实施方式的液晶组合物例如对滴加液晶时产生的滴加装置内的急剧压力变化、冲击的影响小,能够长时间稳定地持续滴加液晶,因此还能够保持液晶显示元件的良品率高。特别是,对于大量用于最近正流行的智能手机的小型液晶显示元件,由于最佳液晶注入量少,因此将与最佳值的偏差控制在一定范围内本身就是困难的,但通过使用本实施方式的液晶组合物,即使在小型液晶显示元件中也能够实现稳定的液晶材料排出量。
本实施方式的液晶组合物含有聚合性化合物时,作为使聚合性化合物聚合的方法,为了获得液晶的良好取向性能,期望有适当的聚合速度,因而优选通过单独或并用或轮流照射紫外线或电子射线等活性能量射线使其聚合的方法。使用紫外线时,可以使用偏光光源,也可以使用非偏光光源。此外,在以将含有聚合性化合物的组合物夹在两块基板间的状态进行聚合的情况下,至少照射面侧的基板必须对于活性能量射线有适当的透明性。此外,也可以使用下述方法:照射光时,使用掩模仅使特定部分聚合,然后,通过改变电场、磁场或温度等条件使未聚合部分的取向状态改变,进一步照射活性能量射线使其聚合。特别是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的交流电场,更优选频率为60Hz~10kHz,电压根据液晶显示元件的期望的预倾角来选择。即,可以利用施加的电压来控制液晶显示元件的预倾角。横向电场型MVA模式的液晶显示元件中,从取向稳定性和对比度的观点出发,优选将预倾角控制在80度~89.9度。
照射时的温度优选在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、即典型地为15~35℃的温度下聚合。作为产生紫外线的灯,可以使用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。此外,作为所照射的紫外线的波长,优选照射波长区域不在组合物的吸收波长区域的紫外线,优选根据需要对紫外线进行过滤而使用。所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。所照射的紫外线的能量可以适当调整,优选为10mJ/cm2~500J/cm2,更优选为100mJ/cm2~200J/cm2。照射紫外线时还可以改变强度。照射紫外线的时间根据所照射的紫外线强度适当选择,优选为10秒~3600秒,更优选为10秒~600秒。
使用聚合性化合物时,得到的液晶显示元件1具有两块基板2、3、以及设于两块基板2、3之间的含有液晶组合物和聚合性化合物的聚合物的液晶层4。此时,认为聚合性化合物的聚合物偏集于液晶层4中的基板2、3侧。
液晶显示元件1也可以为有源矩阵驱动用液晶显示元件。液晶显示元件1可以为PSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型或ECB型的液晶显示元件,优选为PSA型的液晶显示元件。
本实施方式的液晶显示元件中使用上述含有自发取向性化合物的液晶组合物,因此无需在第一基板2和第二基板3的液晶层4侧设置聚酰亚胺取向膜等取向膜。即,本实施方式的液晶显示元件可以采取两块基板中至少一块基板不具有聚酰亚胺取向膜等取向膜的构成。
[实施例]
以下列举实施例进一步对本发明进行详述,但本发明不限定于这些实施例。此外,以下的实施例和比较例的组合物中的“质量%”意思是“质量%”。
实施例中测定的特性如下。需说明的是,只要没有特殊记载,测定都使用JEITAED-2521B中规定的方法。
Tni:向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn:293K时的折射率各向异性
Δε:293K时的介电常数各向异性
γ1:293K时的旋转粘度(mPa·s)
K11:293K时的展曲弹性常数(pN)
K33:293K时的弯曲弹性常数(pN)
接触角:298K时的接触角(度)
表面能:298K时的基板表面的能量(mN/m)
此外,实施例中对于化合物的记载使用以下的简写。
<环结构>
[化153]
Figure BDA0002328381440001251
<侧链结构>
[表1]
简写 化学结构
-n -C<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub>
n- C<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub>-
-On -OC<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub>
nO- C<sub>n</sub>H<sub>2n+1</sub>O-
-V -CH=CH<sub>2</sub>
V- CH<sub>2</sub>=CH-
-V1 -CH=CH-CH<sub>3</sub>
1V- CH<sub>3</sub>-CH=CH-
-2V -CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH=CH<sub>2</sub>
V2- CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-
-2V1 -CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH=CH-CH<sub>3</sub>
1V2- CH<sub>3</sub>-CH=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-
(其中,表中的n为自然数。)
<连接结构>
[表2]
简写 化学结构
-n- -C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>-
-nO- -C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>O-
-On- -OC<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>-
-COO- -C(=O)-O-
-OCO- -O-C(=O)-
-V- -CH=CH-
-nV- -C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>-CH=CH-
-Vn- -CH=CH-C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>-
-T- -C≡C-
-CF2O- -CF<sub>2</sub>-O-
-OCF2- -O-CF<sub>2</sub>-
(其中,表中的n为自然数。)
[垂直取向性评价]
对于取向度,将规定量的含有自发取向性化合物的液晶组合物滴加在ITO电极基板上,在真空下与最外表面涂布有有机绝缘膜(Optmer SS(丙烯酸树脂)JSR公司制)的对侧基板贴合,密封固化(仅对密封部照射UV,120度退火1小时)后,将液晶单元用偏光板夹持,在正交尼科尔条件下确认光从液晶部分的透射程度(亮度不均),对于其结果,按以下3个级别的基准进行液晶取向的优劣判定。
×:单元面内的几乎整个面都没有变黑。
△:仅在滴加液晶附近变黑。
○:遍及单元面内的几乎整个面显示黑色。
[相容性的评价]
首先,用孔径0.1μm的过滤器对含有自发取向性化合物的液晶组合物进行过滤。接着,在充分洗涤去除了颗粒的试管中量取1.0g液晶组合物,使用真空泵和钟罩真空脱气15分钟。其后用氮气对试管进行吹扫,盖好盖。将盖好盖的试管在-20℃的恒温槽内保存,规定时间后,评价是否有析出物。
×:5天以内产生析出物
△:在第5天时未产生析出物,但在第6天至第10天之间产生了析出物
○:即使在第10天也未产生析出物
<实施例1~2、比较例1~2>
调制下表所示的LC-1-1、LC-1-2和LC-R1的液晶组合物,测定它们的物性。物性如表3所示。
[表3]
LC-1-1 LC-R1
3-Cy-Cy-2 18.5 18.5
3-Cy-Cy-5 6.75 6.75
3-Cy-Cy-V1 10.25 10.25
3-Cy-Cy-Ph-1 6 6
1V2-Ph-Ph-1 3.75 3.75
3-Cy-Ph5-02 11.5 11.5
3-Ph-Ph5-02 12 13
3-Cy-Cy-Ph5-1 2.5 2.5
3-Cy-Cy-Ph5-01 12
3-Cy-Cy-Ph5-02 12
2-Cy-Ph-Ph5-02 6 6
3-Cy-Ph-Ph5-02 10.75 9.75
合计 100 100
Tni[℃] 75 75
Δn 0.103 0.103
Δε -3.1 -3.1
γ<sub>1</sub>[mPa·s] 99 104
相对于100质量份的前述各液晶组合物,按表4中的添加量添加下述聚合性化合物,调制含有聚合性化合物的液晶组成,确认相容性和垂直取向性。确认到本申请发明的聚合性液晶组合物均具有优异的特性。
[化154]
Figure BDA0002328381440001291
[表4]
Figure BDA0002328381440001292
(表中的“%”表示质量%。)
<实施例3~4、比较例3~4>
调制下表所示的LC-2-1、和LC-R2的液晶组合物,测定它们的物性。物性如表5所示。
[表5]
LC-2-1 LC-R2
3-Cy-Cy-2 21 21
3-Cy-Cy-4 6.5 6.5
3-Cy-Ph-Ph-2 7.5 7.5
1V2-Ph-Ph-1 12 12
3-Cy-Ph5-02 10 10
5-Cy-Ph5-02 9 9
3-Cy-Cy-Ph5-01 10
3-Cy-Cy-Ph5-02 10
2-Cy-Ph-Ph5-02 7 7
3-Cy-Ph-Ph5-02 8 8
3-Cy-Ph-Ph5-04 9 9
合计 100 100
Tni[℃] 76 77
Δn 0.114 0.114
Δε -2.7 -2.7
γ<sub>1</sub>[mPa·s] 109 116
相对于100质量份的前述各液晶组合物,按表6中的添加量添加聚合性化合物RM-1、RM-2、RM-A、RM-B,调制含有聚合性化合物的液晶组成,确认相容性和垂直取向性。确认到本申请发明的聚合性液晶组合物均具有优异的特性。
[表6]
Figure BDA0002328381440001301
(表中的“%”表示质量%。)
<实施例5~6、比较例5~6>
调制下表所示的LC-3-1和LC-R3的液晶组合物,测定它们的物性。物性如表7所示。
[表7]
LC-3-1 LC-R3
3-Cy-Cy-2 18 18
3-Cy-Ph-01 23 23
3-Ph-Ph-1 4
3-Cy-Ph-Ph-2 5 5
1V2-Ph-Ph-1 4
3-Cy-10-Ph5-02 3
3-Cy-Cy-10-Ph5-02 10 10
3-Cy-Ph5-02 11.5 10
3-Cy-Cy-Ph5-01 8.5
3-Cy-Cy-Ph5-02 10
3-Cy-Ph-Ph5-02 10 10
3-Cy-Cy1-Ph5-02 10 10
合计 103 100
Tni[℃] 77 76
Δn 0.103 0.101
Δε -3.1 -3
γ<sub>1</sub>[mPa·s] 115 115
相对于100质量份的前述各液晶组合物,按表8中的添加量添加聚合性化合物RM-1、RM-2、RM-A、RM-B,调制含有聚合性化合物的液晶组成,确认相容性和垂直取向性。确认到本申请发明的聚合性液晶组合物均具有优异的特性。
[表8]
Figure BDA0002328381440001321
(表中的“%”表示质量%。)
<实施例7~10、比较例7~8>
调制下表所示的LC-4-1、LC-4-2、和LC-R4的液晶组合物,测定它们的物性。物性如表9所示。
[表9]
LC-4-1 LC-4-2 LC-R4
3-Cy-Cy-2 16.5 21 16.5
3-Cy-Cy-4 3 8.5 3
3-Cy-Ph-01 15 15
3-Ph-Ph-1 9
3-Cy-Ph-Ph-2 8 8 8
1V2-Ph-Ph-1 9 12
3-Cy-10-Ph5-01 11 11 8.5
3-Cy-10-Ph5-02 5.5
3-Cy-Cy-10-Ph5-02 14.5 11 17
2-Cy-Ph-Ph5-02 6.5 6.5 6.5
3-Cy-Ph-Ph5-02 8 8 8
3-Cy-Ph-Ph5-04 8.5 8.5 8.5
合计 100 100 100
Tni[℃] 75 75 75
Δn 0.113 0.111 0.112
Δε -3.1 -3.1 -3
γ<sub>1</sub>[mPa·s] 122 124 122
相对于100质量份的前述各液晶组合物,按表10中的添加量添加聚合性化合物RM-1、RM-2、RM-A、RM-B,调制含有聚合性化合物的液晶组成,确认相容性和垂直取向性。确认到本申请发明的聚合性液晶组合物均具有优异的特性。
[表10]
Figure BDA0002328381440001331
(表中的“%”表示质量%。)。

Claims (13)

1.一种液晶组合物,其特征在于,含有:1种或2种以上的通式(I)所表示的化合物、1种或2种以上的通式(II-N)所表示的化合物、以及取向助剂,
[化1]
Figure FDA0002328381430000011
式中,R1表示碳原子数2~8的烯基,R2表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,
[化2]
Figure FDA0002328381430000012
式中,RN11各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、1,3-亚环戊基、1,3-亚环丁基或1,2-亚环丙基取代,
AN11、AN12各自独立地表示选自由基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)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-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代;
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代;
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基,其中,萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中存在的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代;
(d)1,4-亚环己烯基,
上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
nN11、nN12各自独立地表示0~3的整数,nN11+nN12各自独立地为1、2或3,AN11~AN12、ZN11~ZN12存在多个时,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,作为所述通式(II-N)所表示的化合物,含有1种或2种以上的选自下述通式(N-1a)~(N-1g)所表示的化合物中的化合物,
[化3]
Figure FDA0002328381430000021
式中,RN11表示与所述通式(II-N)中的RN11相同的意思,nNa11表示0或1,nNb11表示1或2,nNc11表示0或1,nNd11表示1或2,nNe11表示1或2,nNf12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,至少1个ANg11表示1,4-亚环己烯基,ZNe11表示单键或亚乙基,分子内存在的至少1个ZNe11表示亚乙基,分子内存在多个的ANe11、ZNe11和/或ANg11可以相同也可以不同。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,作为所述通式(II-N)所表示的化合物,含有1种或2种以上的选自下述通式(N-1-1)~(N-1-22)所表示的化合物中的化合物,
[化4]
Figure FDA0002328381430000031
Figure FDA0002328381430000041
式中,RN111、RN121、RN131、RN141、RN151、RN1101、RN1111、RN1121、RN1131、RN1141、RN1201、RN1211和RN1221分别表示与所述通式(II-N)中的RN11相同的意思。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物,作为所述通式(II-N)所表示的化合物,含有所述通式(N-1-2)所表示的化合物。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物,进一步含有1种或2种以上的选自下述通式(II-L)所表示的化合物中的化合物,
[化13]
Figure FDA0002328381430000042
式中,RL1和RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
nL1表示0、1、2或3,
AL1、AL2和AL3各自独立地表示选自由基团(a)、基团(b)和基团(c)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-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代;
(b)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代;
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基,其中,萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中存在的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代,
上述基团(a)、基团(b)和基团(c)各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZL1和ZL2各自独立地表示单键、-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ZL2时,它们可以相同也可以不同,通式(I)所表示的化合物除外。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物,作为通式(I)所表示的化合物,含有通式(I-B6)所表示的化合物
Figure FDA0002328381430000051
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物,除了上述各成分以外,还含有1种或2种以上的选自通式(P)所表示的化合物中的化合物,
[化5]
Figure FDA0002328381430000052
上述通式(P)中,Rp1表示氢原子、氟原子、氰基、碳原子数1~15的烷基或-Spp2-Pp2,该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,该烷基中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被氰基、氟原子或氯原子取代,
Pp1和Pp2各自独立地表示通式(Pp1-1)~式(Pp1-9)中的任一种,
[化6]
Figure FDA0002328381430000061
式中,Rp11和Rp12各自独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的卤代烷基,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和/或tp11时,它们可以相同也可以不同;Spp1和Spp2各自独立地表示单键或间隔基团,
Zp1和Zp2各自独立地表示单键、-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各自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,
Ap1、Ap2和Ap3各自独立地表示选自由基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)组成的组中的基团,
(ap)1,4-亚环己基,存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-取代;
(bp)1,4-亚苯基,存在于该基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代;
(cp)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基,存在于这些基团中的1个-CH=或不相邻的2个以上的-CH=可被-N=取代,
上述基团(ap)、基团(bp)和基团(cp)各自独立地,存在于该基团中的氢原子可被卤原子、碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数1~8的烯基、氰基或-Spp2-Pp2取代,
mp1表示0、1、2或3,分子内存在多个Zp1、Ap2、Spp2和/或Pp2时,它们可以相同也可以不同,Ap3在mp1为0且Ap1为菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基的情况下表示单键。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物,所述取向助剂含有分子结构中具有聚合性基团、介晶基团、能够与直接与液晶层抵接的部件相互作用的吸附基团、以及取向诱导基团的化合物。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物,所述分子结构中具有聚合性基团、介晶基团、能够与直接与液晶层抵接的部件相互作用的吸附基团、以及取向诱导基团的化合物为下述通式(SAL)所表示的化合物,
[化7]
Figure FDA0002328381430000071
式中,碳原子所结合的氢原子可被碳原子数1~25个的直链状或支链状烷基、-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,所述烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,所述烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接结合的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-取代,
RAK1表示直链状或支链状的碳原子数1~20的烷基,该烷基中的1个或2个以上的-CH2-可以在氧原子不直接结合的状态下,各自独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,该烷基中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被卤素基取代,
ZAL1表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数1~20的亚烷基,该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-可被-O-、-COO-或-OCO-取代,
AAL1和AAL2各自独立地表示2价环式基团,
ZAL1、AAL1和AAL2中的1个或2个以上的氢原子各自独立地可被卤素基、吸附基团、PAP1-SpAP1-或1价有机基团取代,
其中,分子内存在多个ZAL1和AAL1的情况下,分别可以相互相同也可以互不相同,
mAL1表示1~5的整数,
SpAT1表示单键、碳原子数1~25个的直链状或支链状亚烷基,所述亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-WAT1-ZAT1或PAP1-SpAP1-取代,所述亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接结合的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-取代,
WAT1表示单键或通式(WAT1)或(WAT2),
[化8]
Figure FDA0002328381430000081
式中,SpWAT1和SpWAT2各自独立地表示单键、碳原子数1~25个的直链状或支链状亚烷基,所述亚烷基中的氢原子可被-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SAP1-取代,所述亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接结合的方式被环式基团、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-取代;
ZAT1表示含有极性要素的1价基团,ZAT1中的氢原子可被-OH、-CN、-SpAT1-WAT1-ZAT1或PAP1-SAP1-取代,
PAP1-SpAP1-表示聚合性基团。
10.一种液晶显示元件,其使用权利要求1~9中任一项所述的液晶组合物。
11.一种有源矩阵驱动用液晶显示元件,其使用权利要求1~9中任一项所述的液晶组合物。
12.一种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1~9中任一项所述的液晶组合物。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的液晶显示元件,至少一块基板上不具有取向膜。
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