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TW202212547A - 液晶組合物及液晶顯示元件 - Google Patents

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TW202212547A
TW202212547A TW110135138A TW110135138A TW202212547A TW 202212547 A TW202212547 A TW 202212547A TW 110135138 A TW110135138 A TW 110135138A TW 110135138 A TW110135138 A TW 110135138A TW 202212547 A TW202212547 A TW 202212547A
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TW110135138A
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平田真一
楊焯
田中芳清
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日商Dic股份有限公司
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Abstract

本發明的課題在於提供一種滿足Δε為負的n型液晶組合物所要求的各種特性、同時在用於液晶TV等液晶器件時可達成高速響應、低的驅動電壓、高的透過率及快的除電速度的液晶組合物、以及使用其的液晶顯示元件。本發明提供一種液晶組合物、以及使用所述液晶組合物的液晶顯示元件,所述液晶組合物中,作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物,含有選自通式(I)中的一種或兩種以上的液晶化合物,含有選自通式(II)中的一種或兩種以上的液晶化合物,任意地含有選自通式(III)及通式(IV)的群組中的一種或兩種以上的液晶化合物,且所述液晶組合物以特定的比例含有這些液晶化合物。

Description

液晶組合物及液晶顯示元件
本申請發明是關於一種液晶組合物、與使用其的液晶顯示元件。更具體而言,本申請發明是關於一種介電各向異性(Δε)顯示出負值的所謂的n型液晶組合物。
液晶顯示元件被用於以時鐘、桌上計算器為代表的家庭用各種電器設備、工業用測定設備、汽車用面板、移動電話、智能手機、筆記型個人計算機(Personal Computer,PC)、平板型PC、電視機等中。作為液晶顯示方式,其具代表性者可列舉:扭轉向列(twisted nematic,TN)型、超扭轉向列(super twisted nematic,STN)型、賓主(guest host,GH)型、共面切換(in-plane switching,IPS)型、邊緣場切換(fringe field switching,FFS)型、光學補償雙折射(optically compensated birefringence,OCB)型、電控雙折射(electrically controlled birefringence,ECB)型、垂直配向(vertical alignment,VA)型、顏色超級垂直(color super homeotropic,CSH)型、鐵電性液晶(ferroelectric liquid crystal,FLC)等。另外,作為驅動方式,也可列舉靜態式驅動、多工式驅動、單純矩陣方式、通過薄膜晶體管(thin film transistor,TFT)或薄膜二極管(thin film diode,TFD)等進行驅動的有源矩陣(active matrix,AM)方式。已知,在這些顯示方式中,IPS型、FFS型、ECB型、VA型、CSH型等若使用介電各向異性顯示出負值的液晶組合物(n型液晶組合物),則顯示出有利的特性。
在使用n型液晶組合物的顯示方式中,有以VA型或進一步使聚合性化合物在液晶相中聚合來控制配向的聚合物支持配向(Polymer Sustained Alignment,PSA)型或聚合物穩定垂直配向(Polymer Stabilized Vertival Alignment,PSVA)型為代表的垂直配向方式、與以IPS型或FFS型為代表的水平配向方式。在這些所有的驅動方式中,均要求低電壓驅動、高速響應、廣的動作溫度範圍。即,要求介電各向異性(Δε)的絕對值大、黏度(η)小、向列相-各向同性液體相轉變溫度(Tni)高。另外,根據折射率各向異性(Δn)與單元間隙(d)的積即Δn×d的設定,需要將液晶組合物的Δn與單元間隙相符地調節為適當的範圍。此外,在將液晶顯示元件應用於電視機等中的情況下,由於重視高速響應性,因此要求旋轉黏度(γ1)小且彎曲彈性常數(K 33)大的液晶組合物。
另一方面,液晶向電視(television,TV)用液晶面板的封入是通過如下方式進行:在其中一個基板上滴加液晶並在減壓下與另一個基板貼合。此時,因減壓時的氣體的流動而基板帶電,有時直至面板化後仍會作為不均而殘存影響。因此,在面板的製造程序中,理想的是以適當的速度從液晶面板脫出電荷。容易脫出電荷的方法設想有多種,調整液晶組合物中的特定材料的含量也是一種方法。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2010/084823號 [專利文獻2]日本專利特開2016-216747號公報 [專利文獻3]日本專利特開2017-14486號公報 [專利文獻4]國際公開第2018/193861號
[發明所要解決的問題] 近年來,液晶TV的高分辨率化、高頻驅動化等的發展過程中,對於適於沒有顯示不均等的高性能液晶器件、且可滿足各種特性的液晶組合物的要求不斷提高。但是,所述專利文獻1~專利文獻4中記載的那樣的液晶組合物仍有改良的餘地。
本發明所要解決的課題是提供一種液晶組合物、及使用其的液晶顯示元件,所述液晶組合物滿足Δε為負的n型液晶組合物所要求的各種特性、同時在用於液晶TV等液晶器件時可達成高速響應、低的驅動電壓、高的透過率及快的除電速度。
[解決問題的技術手段] 本發明者對各種液晶化合物等進行了研究,發現通過進行這些的選擇的調整,可解決所述課題,從而完成了本發明。
即,本發明涉及一種液晶組合物,其中作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物,含有選自下述通式(I)中的一種或兩種以上的液晶化合物,含有選自下述通式(II)中的一種或兩種以上的液晶化合物,任意地含有選自下述通式(III)及通式(IV)的群組中的一種或兩種以上的液晶化合物, 所述通式(I)所表示的液晶化合物、通式(II)所表示的液晶化合物、通式(III)所表示的液晶化合物、及通式(IV)所表示的液晶化合物的合計含量為液晶組合物中使用的具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物的合計含量的90質量%以上。
[化1]
Figure 02_image001
(式中,R I11、R I21分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
[化2]
Figure 02_image003
(式中,R II1、R II2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
[化3]
Figure 02_image005
(式中,R III1、R III2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
[化4]
Figure 02_image007
(式中,R IV1表示碳原子數2~8的烯基, R IV2表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, A IV1及A IV2分別獨立地表示選自由 (a)1,4-亞環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-)、 (b)1,4-亞苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)、以及 (c)1,4-亞環己烯基 所組成的群組中的基,所述基(a)、基(b)及基(c)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z IV1及Z IV2分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-, 在A IV1、A IV2、Z IV1和/或Z IV2存在多個的情況下,這些可相同也可不同, n IV1及n IV2分別獨立地表示0~3的整數,n IV1+n IV2為1、2或3)。
[發明的效果] 本發明的液晶組合物滿足Δε為負的n型液晶組合物所要求的各種特性,同時在用於液晶TV等液晶器件時可達成高速響應、低的驅動電壓、高的透過率,且可使由液晶器件的製造程序引起的顯示不均不會產生、或減輕,使用所述液晶組合物的本發明的液晶顯示元件對於液晶TV、監視器等的顯示元件有用。
如上所述,本申請發明涉及一種液晶組合物及使用其的液晶顯示元件。以下,首先,對本發明中的液晶組合物的實施方式進行說明。 <液晶組合物> 本發明的液晶組合物含有兩種以上的具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物。介電各向異性(Δε;在25℃下測定)的值是根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算。介電常數(ε∥、ε⊥)是以如下方式進行測定。 A)介電常數(ε∥)的測定:將垂直配向膜塗布於經充分清洗的玻璃基板上,進行煆燒。以配向膜塗布面相向的方式配置2片玻璃基板,以玻璃基板的間隔(單元間隙)成為約10 μm的方式夾持間隔物劑與密封劑,使密封劑硬化,由此獲得垂直配向元件。對所述垂直配向元件注入液晶材料,利用通過紫外線而硬化的黏接劑來加以密閉。對所述元件施加正弦波(0.3 V,1 kHz),測定液晶材料的長軸方向上的介電常數(ε∥)。 B)介電常數(ε⊥)的測定:將水平配向膜塗布於經充分清洗的玻璃基板上,進行煆燒,之後實施摩擦處理。以配向膜塗布面相向且摩擦方向成為180°的方式配置2片玻璃基板,以玻璃基板的間隔(單元間隙)成為約10 μm的方式夾持間隔物劑與密封劑,使密封劑硬化,由此獲得反平行水平配向元件。對所述反平行水平配向元件注入液晶材料,利用通過紫外線而硬化的黏接劑來加以密閉。對所述元件施加正弦波(20.0 V,1 kHz),測定液晶材料的短軸方向上的介電常數(ε⊥)。 C)關於在25℃下未顯示出向列相的液晶化合物,以各種濃度對ε∥及ε⊥已知的母體液晶添加成為測定對象的液晶化合物,測定ε∥及ε⊥,通過基於外推法的計算,求出液晶化合物單獨的ε∥及ε⊥。 (化合物(I)) 本發明的液晶組合物含有選自下述通式(I)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物。以下,有時將式(I)所表示的化合物稱為“化合物(I)”。另外,關於其他式子所表示的化合物,有時也同樣地稱呼。
[化5]
Figure 02_image001
(式中,R I11、R I21分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。 通式(I)中,R I11優選為碳原子數1~5的烷基,優選為乙基、丙基或丁基。R I21優選為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,優選為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(I)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(I)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為12質量%。相對於本發明的組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為35質量%,為30質量%,為28質量%,為26質量%,為24質量%,為22質量%,為21質量%,為20質量%。
進而,通式(I)所表示的化合物較佳為選自式(I.1)至式(I.5)所表示的化合物群組中的化合物,特佳為式(I.1)及式(I.2)所表示的化合物。
[化6]
Figure 02_image010
式(I.1)及式(I.2)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為12質量%。相對於本發明的組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為35質量%,為30質量%,為28質量%,為26質量%,為24質量%,為22質量%,為21質量%,為20質量%。 (化合物(II)) 本發明的液晶組合物含有選自下述通式(II)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物。
[化7]
Figure 02_image012
(式中,R II1、R II2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代) 通式(II)中,R II1較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。R II2較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(II)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,通式(II)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為5質量%,為7質量%,為9質量%,為11質量%,為13質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為45質量%,為42質量%,為40質量%,為38質量%,為36質量%,為34.5質量%,為33質量%,為31.5質量%。
進而,通式(II)所表示的化合物較佳為選自式(II.1)至式(II.11)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(II.1)~式(II.7)所表示的化合物,較佳為式(II.1)、式(II.2)、式(II.3)、式(II.4)及式(II.6)所表示的化合物。
[化8]
Figure 02_image014
式(II.1)~式(II.4)及式(II.6)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,較佳為式(II.1)及式(II.2)的組合、選自式(II.3)、式(II.4)及式(II.6)中的兩種或三種的組合。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為5質量%,為7質量%,為9質量%,為11質量%,為13質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為45質量%,為42質量%,為40質量%,為38質量%,為36質量%,為34.5質量%,為33質量%,為31.5質量%。 (化合物(III)) 本發明的液晶組合物可任意地含有選自下述通式(III)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物。
[化9]
Figure 02_image005
(式中,R III1、R III2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代) 通式(III)中,R III1較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基、丁基或戊基。R III2較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為甲基、丙基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
通式(III)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得低則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(III)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為6質量%,為8質量%,為10質量%,為13質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為45質量%,為43質量%,為40質量%,為38質量%,為35質量%,為30質量%,為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為16質量%,為15質量%。
進而,通式(III)所表示的化合物較佳為選自式(III.1)至式(III.12)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(III.3)至式(III.7)、式(III.9)、式(III.10)及式(III.11)所表示的化合物,在重視Δε的改良的情況下,較佳為式(III.3)至式(III.7)所表示的化合物,較佳為式(III.4)、式(III.6)及式(III.7)所表示的化合物,在重視T NI的改良的情況下,較佳為式(III.9)、式(III.10)及式(III.12)所表示的化合物。
[化10]
Figure 02_image017
式(III.1)至式(III.12)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,較佳為選自式(III.4)、式(III.6)及式(III.7)中的兩種或三種的組合。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為6質量%,為8質量%,為10質量%,為13質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為45質量%,為43質量%,為40質量%,為38質量%,為35質量%,為30質量%,為25質量%,為23質量%,為20質量%,為18質量%,為16質量%,為15質量%。 (化合物(IV)) 本發明的液晶組合物可任意地含有選自下述通式(IV)中的一種或兩種以上的液晶化合物作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物。
[化11]
Figure 02_image007
(式中,R IV1表示碳原子數2~8的烯基, R IV2表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, A IV1及A IV2分別獨立地表示選自由 (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-)、 (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)、以及 (c)             1,4-伸環己烯基 所組成的群組中的基,所述基(a)、基(b)及基(c)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z IV1及Z IV2分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-, 在A IV1、A IV2、Z IV1和/或Z IV2存在多個的情況下,這些可相同也可不同, n IV1及n IV2分別獨立地表示0~3的整數,n IV1+n IV2為1、2或3) 通式(IV)中,R IV1為碳原子數2~8的烯基,較佳為碳原子數2~5的烯基,更佳為碳原子數2~3的烯基。
作為烯基,較佳為選自式(R1)至式(R5)的任一者所表示的基中。(各式中的黑點表示存在的A IV1或式中的2,3-二氟-1,4-伸苯基中的碳原子)
[化12]
Figure 02_image020
通式(IV)中,R IV2為碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
式(IV)中,A IV1及A IV2分別獨立地為選自由 (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-)、(b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)、及(c)1,4-伸環己烯基所組成的群組中的基,各基可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代。在要求增大Δn的情況下,A IV1及A IV2分別獨立地較佳為芳香族,為了改善響應速度而較佳為脂肪族,較佳為表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基,更佳為表示下述結構,
[化13]
Figure 02_image022
更佳為表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸苯基。
通式(IV)中,Z IV1及Z IV2分別獨立地為單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,較佳為表示單鍵、-CH 2O-、-CF 2O-、-CH 2CH 2-或-CF 2=CF 2-,更佳為-CH 2O-、-CH 2CH 2-或單鍵,特佳為-CH 2O-或單鍵。
作為Z IV1與Z IV2的組合,較佳為存在的至少一個Z IV1為單鍵以外的連結基、存在的Z IV2的一個以上為單鍵的組合,或者存在的至少一個Z IV1為單鍵以外的連結基、n IV2為0而不存在Z IV2的組合。其中,較佳為Z IV1為-CH 2O-、Z IV2為-CH 2O-或單鍵的組合,更佳為Z IV1為-CH 2O-、Z IV2為單鍵的組合。
通式(IV)中,n IV1及n IV2分別獨立地為0~3的整數,n IV1+n IV2為1、2或3。n IV1+n IV2更佳為1或2。具體而言,較佳為n IV1為1且n IV2為0的組合、n IV1為2且n IV2為0的組合、n IV1為1且n IV2為1的組合、n IV1為2且n IV2為1的組合,更佳為n IV1為1且n IV2為0的組合、或n IV1為2且n IV2為0的組合。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(IV)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0重量%,為1重量%,為2重量%,為3重量%,為4重量%,為5重量%,為10重量%,為15重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20重量%,為18重量%,為15重量%,為13重量%,為12重量%,為10重量%,為8重量%。
作為通式(IV)所表示的化合物,可列舉下述通式(IV-1)~通式(IV-4)所表示的化合物。
[化14]
Figure 02_image024
(式中,R IV11~R IV14、R IV21~R IV24分別表示與式(IV)中的R IV1、R IV2相同的含義,n IV11、n IV22、n IV13分別獨立地表示1或2)
其中,較佳為通式(IV-1)或通式(IV-2)所表示的化合物,特佳為通式(IV-1)所表示的化合物。
[化15]
Figure 02_image026
[化16]
Figure 02_image028
[化17]
Figure 02_image030
[化18]
Figure 02_image032
通式(IV-1)~通式(IV-4)所表示的化合物可單獨使用一種,也能夠並用兩種以上,較佳為選自式(IV.11)~式(IV.18)及式(IV-31)~式(IV-44)中的兩種或三種的組合,較佳為選自式(IV.11)~式(IV.18)中的兩種或三種的組合,較佳為選自式(IV.11)、式(IV.14)、式(IV.15)及式(IV.18)中的兩種或三種的組合。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(IV)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0重量%,為1重量%,為2重量%,為3重量%,為4重量%,為5重量%,為10重量%,為15重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20重量%,為18重量%,為15重量%,為13重量%,為12重量%,為10重量%,為8重量%。
關於本發明的液晶組合物,重要的是所述通式(I)所表示的液晶化合物、通式(II)所表示的液晶化合物、通式(III)所表示的液晶化合物、及通式(IV)所表示的液晶化合物的合計含量為液晶組合物中使用的具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物的合計含量的90重量%以上,較佳為90.5重量%以上,更佳為91重量%以上。若使用所述通式(I)所表示的液晶化合物、通式(II)所表示的液晶化合物、通式(III)所表示的液晶化合物、及通式(IV)所表示的液晶化合物的合計含量為所述範圍的液晶組合物,則可防止液晶顯示元件的面板製作時的液晶封入程序中的帶電,可減低面板化後的不均等不良情況。 (其他的具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物) (化合物(N-1)) 本發明的液晶組合物也可進而含有一種或兩種以上的通式(N-1)所表示的化合物作為所述通式(I)所表示的液晶化合物、通式(II)所表示的液晶化合物、通式(III)所表示的液晶化合物、及通式(IV)所表示的液晶化合物以外的其他的具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物。
[化19]
Figure 02_image034
(式中,R N11及R N12分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, A N11及A N12分別獨立地表示選自由 (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-)以及 (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=) (d)1,4-伸環己烯基 所組成的群組中的基,所述基(a)、基(b)、基(c)及基(d)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z N11及Z N12分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-, n N11及n N12分別獨立地表示0~3的整數,n N11+n N12為1、2或3,在A N11~A N32、Z N11~Z N32存在多個的情況下,這些可相同也可不同;其中,通式(I)、通式(II)、通式(III)及通式(IV)所表示的化合物除外) 通式(N-1)中,R N11及R N12分別獨立地較佳為碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基,更佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的烷氧基,進而較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的烷氧基,特佳為碳原子數1~4的烷基或碳原子數1~4的烷氧基。
另外,在其所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基或直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基,在其所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基或直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基。為了使向列相穩定化,碳原子及存在時的氧原子的合計較佳為5以下,較佳為直鏈狀。
通式(N-1)中,關於A N11及A N12,在要求增大Δn的情況下,分別獨立地較佳為芳香族,為了改善響應速度而分別獨立地較佳為脂肪族,較佳為表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基,更佳為表示下述結構。
[化20]
Figure 02_image022
更佳為表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸苯基。
通式(N-1)中,Z N11及Z N12分別獨立地較佳為表示-CH 2O-、-CF 2O-、-CH 2CH 2-、-CF 2CF 2-或單鍵,進而較佳為-CH 2O-、-CH 2CH 2-或單鍵,特佳為-CH 2O-或單鍵。
通式(N-1)中,n N11+n N12較佳為1或2,較佳為n N11為1且n N12為0的組合、n N11為2且n N12為0的組合、n N11為1且n N12為1的組合、n N11為2且n N12為1的組合。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
在需要將本發明的組合物的黏度保持得低、且需要響應速度快的組合物的情況下,較佳為所述下限值低且上限值低。進而,在需要將本發明的組合物的Tni保持得高、且需要溫度穩定性良好的組合物的情況下,較佳為所述下限值低且上限值低。另外,在為了將驅動電壓保持得低而想要增大介電各向異性時,較佳為所述下限值高且上限值高。
作為通式(N-1)所表示的具有比-2負向大的介電各向異性的化合物,具體而言,較佳為選自通式(N-1-1)、通式(N-1-4)、通式(N-1-5)、通式(N-1-11)~通式(N-1-18)、通式(N-1-20)~通式(N-1-22)所表示的化合物群組中的化合物。
通式(N-1-1)所表示的化合物為下述化合物。
[化21]
Figure 02_image037
(式中,R N111及R N112分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) R N111較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為丙基或戊基。R N112較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-1)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,通式(N-1-1)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
進而,通式(N-1-1)所表示的化合物較佳為選自式(N-1-1.1)至式(N-1-1.14)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(N-1-1.1)~式(N-1-1.4)所表示的化合物,較佳為式(N-1-1.1)及式(N-1-1.3)所表示的化合物。
[化22]
Figure 02_image039
式(N-1-1.1)~式(N-1-1.14)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-4)所表示的化合物為下述化合物。
[化23]
Figure 02_image041
(式中,R N141及R N142分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-4)中,R N141及R N142分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為甲基、丙基或乙氧基。
通式(N-1-4)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-4)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
進而,通式(N-1-4)所表示的化合物較佳為選自式(N-1-4.1)至式(N-1-4.14)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(N-1-4.1)~式(N-1-4.4)所表示的化合物,較佳為式(N-1-4.1)、式(N-1-4.2)及式(N-1-4.4)所表示的化合物。
[化24]
Figure 02_image043
式(N-1-4.1)~式(N-1-4.14)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-5)所表示的化合物為下述化合物。
[化25]
Figure 02_image045
(式中,R N151及R N152分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-5)中,R N151及R N152分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-5)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得低則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-5)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
進而,通式(N-1-5)所表示的化合物較佳為選自式(N-1-5.1)至式(N-1-5.6)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示的化合物
[化26]
Figure 02_image047
式(N-1-5.1)、式(N-1-5.2)及式(N-1-5.4)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-11)所表示的化合物為下述化合物。
[化27]
Figure 02_image049
(式中,R N1111及R N1112分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-11)中,R N1111較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為甲基、乙基、丙基或丁基。R N1112較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-11)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得低則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-11)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
進而,通式(N-1-11)所表示的化合物較佳為選自式(N-1-11.1)至式(N-1-11.6)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(N-1-11.1)~式(N-1-11.4)所表示的化合物,較佳為式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)所表示的化合物。
[化28]
Figure 02_image051
式(N-1-11.2)及式(N-1-11.4)所表示的化合物能夠單獨使用,也能夠組合使用,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,單獨或這些化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-12)所表示的化合物為下述化合物。
[化29]
Figure 02_image053
(式中,R N1121及R N1122分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-12)中,R N1121較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基或丙基。R N1122較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-12)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-12)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-13)所表示的化合物為下述化合物。
[化30]
Figure 02_image055
(式中,R N1131及R N1132分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-13)中,R N1131較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。R N1132較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-13)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-13)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-14)所表示的化合物為下述化合物。
[化31]
Figure 02_image057
(式中,R N1141及R N1142分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-14)中,R N1141較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。R N1142較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-14)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-14)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-15)所表示的化合物為下述化合物。
[化32]
Figure 02_image059
(式中,R N1151及R N1152分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-15)中,R N1151較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。R N1152較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-15)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-15)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-16)所表示的化合物為下述化合物。
[化33]
Figure 02_image061
(式中,R N1161及R N1162分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-16)中,R N1161較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。R N1162較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-16)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-16)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-17)所表示的化合物為下述化合物。
[化34]
Figure 02_image063
(式中,R N1171及R N1172分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-17)中,R N1171較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。R N1172較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-17)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-17)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-18)所表示的化合物為下述化合物。
[化35]
Figure 02_image065
(式中,R N1181及R N1182分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-18)中,R N1181較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為甲基、乙基、丙基或丁基。R N1182較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基,較佳為乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-18)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-18)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
進而,通式(N-1-18)所表示的化合物較佳為選自式(N-1-18.1)至式(N-1-18.5)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(N-1-18.1)~式(N-1-18.3)所表示的化合物,較佳為式(N-1-18.2)及式(N-1-18.3)所表示的化合物。
[化36]
Figure 02_image067
通式(N-1-20)所表示的化合物為下述化合物。
[化37]
Figure 02_image069
(式中,R N1201及R N1202分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-20)中,R N1201及R N1202分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-20)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-20)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-21)所表示的化合物為下述化合物。
[化38]
Figure 02_image071
(式中,R N1211及R N1212分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-21)中,R N1211及R N1212分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-21)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-21)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
通式(N-1-22)所表示的化合物為下述化合物。
[化39]
Figure 02_image073
(式中,R N1221及R N1222分別獨立地表示與通式(N-1)中的R N11及R N12相同的含義) 通式(N-1-22)中,R N1221及R N1222分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基,較佳為乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-22)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視Δε的改善的情況下,較佳為將含量設定得高,在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,在重視T NI的情況下,若將含量設定得高則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(N-1-21)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為0質量%,為0.5質量%,為1質量%,為1.5質量%,為2質量%,為2.5質量%。較佳的含量的上限值為6.5質量%,為6質量%,為5.5質量%,為5質量%。
進而,通式(N-1-22)所表示的化合物較佳為選自式(N-1-22.1)至式(N-1-22.6)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(N-1-22.1)~式(N-1-22.5)所表示的化合物,較佳為式(N-1-22.1)~式(N-1-22.4)所表示的化合物。
[化40]
Figure 02_image075
其中,作為具有比-2負向大的介電各向異性的化合物(N-1),較佳為化合物(N-1-1)、化合物(N-1-4)、化合物(N-1-5)的任一種以上、和化合物(N-1-11)與化合物(N-1-18)的任一種以上的組合,更佳為化合物(N-1-1)、化合物(N-1-4)的任一種以上、與化合物(N-1-11)的組合。
本發明的液晶組合物較佳為進而含有一種或兩種以上的通式(L)所表示的化合物。 (化合物(L))
[化41]
Figure 02_image077
(式中,R L1及R L2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, n L1表示0、1、2或3, A L1、A L2及A L3分別獨立地表示選自由 (a)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-)以及 (b)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=) (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=) 所組成的群組中的基,所述基(a)、基(b)及基(c)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z L1及Z L2分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-, 在n L1為2或3且A L2存在多個的情況下,這些可相同也可不同,在n L1為2或3且Z L2存在多個的情況下,這些可相同也可不同,通式(I)、通式(II)、通式(III)、通式(IV)及通式(N-1)所表示的化合物除外) 通式(L)所表示的化合物相當於介電性大致為中性的化合物(Δε的值為-2~2)。因此,較佳為將分子內具有的鹵素等極性基的個數設為2個以下,較佳為設為1個以下,較佳為不具有。
通式(L)所表示的化合物可單獨使用,也可組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所期望的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種。或者,在本發明的其他實施形態中,為兩種,為三種,為四種,為五種,為六種,為七種,為八種,為九種,為十種以上。
本發明的組合物中,通式(L)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、製程適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,通式(L)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為15質量%,為20質量%,為25質量%,為30質量%。較佳的含量的上限值為75質量%,為70質量%,為65質量%,為60質量%,為55質量%,為50質量%。
在需要將本發明的組合物的黏度保持得低、且需要響應速度快的組合物的情況下,較佳為所述下限值高且上限值高。進而,在需要將本發明的組合物的Tni保持得高、且需要溫度穩定性良好的組合物的情況下,較佳為所述下限值高且上限值高。另外,在為了將驅動電壓保持得低而想要增大介電各向異性時,較佳為所述下限值低且上限值低。
在重視可靠性的情況下,較佳為R L1及R L2均為烷基,在重視減低化合物的揮發性的情況下,較佳為烷氧基,在重視黏性的降低的情況下,較佳為至少一者為烯基。
分子內存在的鹵素原子較佳為0個、1個、2個或3個,較佳為0或1,在重視與其他液晶分子的相容性的情況下較佳為1。
通式(L)中,R L1及R L2在其所鍵結的環結構為苯基(芳香族)的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及碳原子數4~5的烯基,在其所鍵結的環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和的環結構的情況下,較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。為了使向列相穩定化,碳原子及存在時的氧原子的合計較佳為5以下,較佳為直鏈狀。
作為烯基,較佳為選自式(R1)至式(R5)的任一者所表示的基中。(各式中的黑點表示環結構中的碳原子)
[化42]
Figure 02_image020
n L1在重視響應速度的情況下較佳為0,為了改善向列相的上限溫度而較佳為2或3,為了取得這些的平衡而較佳為1。另外,為了滿足作為組合物而要求的特性,較佳為將不同值的化合物加以組合。
通式(L)中,關於A L1、A L2及A L3,在要求增大Δn的情況下,較佳為芳香族,為了改善響應速度而較佳為脂肪族,較佳為分別獨立地表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基,更佳為表示下述結構,
[化43]
Figure 02_image080
更佳為表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
通式(L)中,Z L1及Z L2在重視響應速度的情況下較佳為單鍵。
通式(L)所表示的化合物較佳為分子內的鹵素原子數為0個或1個。
通式(L)所表示的化合物較佳為選自通式(L-1)~通式(L-7)所表示的化合物群組中的化合物。
通式(L-1)所表示的化合物為下述化合物。
[化44]
Figure 02_image082
(式中,R L11及R L12分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義) 通式(L-1)中,R L11及R L12較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
通式(L-1)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為15質量%,為20質量%,為25質量%,為30質量%,為35質量%,為40質量%,為45質量%,為50質量%,為55質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為95質量%,為90質量%,為85質量%,為80質量%,為75質量%,為70質量%,為65質量%,為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為40質量%,為35質量%,為30質量%,為25質量%。
在需要將本發明的組合物的黏度保持得低、且需要響應速度快的組合物的情況下,較佳為所述下限值高且上限值高。進而,在需要將本發明的組合物的Tni保持得高、且需要溫度穩定性良好的組合物的情況下,較佳為所述下限值中庸且上限值中庸。另外,在為了將驅動電壓保持得低而想要增大介電各向異性時,較佳為所述下限值低且上限值低。
通式(L-1)所表示的化合物較佳為選自通式(L-1-1)所表示的化合物群組中的化合物。
[化45]
Figure 02_image084
(式中,R L12表示與通式(L-1)中的含義相同的含義) 通式(L-1-1)所表示的化合物較佳為選自式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示的化合物,特佳為式(L-1-1.3)所表示的化合物。
[化46]
Figure 02_image086
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-1.3)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為7質量%,為6質量%,為5質量%,為3質量%。
通式(L-1)所表示的化合物較佳為選自通式(L-1-2)所表示的化合物群組中的化合物。
[化47]
Figure 02_image088
(式中,R L12表示與通式(L-1)中的含義相同的含義) 相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-2)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%,為23質量%,為25質量%,為27質量%,為30質量%,為35質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為42質量%,為40質量%,為38質量%,為35質量%,為33質量%,為30質量%。
進而,通式(L-1-2)所表示的化合物較佳為選自式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(L-1-2.2)至式(L-1-2.4)所表示的化合物。尤其是,由於式(L-1-2.2)所表示的化合物尤其改善本發明的組合物的響應速度,因此較佳。另外,在要求比響應速度高的Tni時,較佳為使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。為了使低溫下的溶解度良好而將式(L-1-2.3)及式(L-1-2.4)所表示的化合物的含量設為30質量%以上的情況並不較佳。
[化48]
Figure 02_image090
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-2.2)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為10質量%,為15質量%,為18質量%,為20質量%,為23質量%,為25質量%,為27質量%,為30質量%,為33質量%,為35質量%,為38質量%,為40質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為43質量%,為40質量%,為38質量%,為35質量%,為32質量%,為30質量%,為27質量%,為25質量%,為22質量%。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,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計的較佳的含量的下限值為10質量%,為15質量%,為20質量%,為25質量%,為27質量%,為30質量%,為35質量%,為40質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為43質量%,為40質量%,為38質量%,為35質量%,為32質量%,為30質量%,為27質量%,為25質量%,為22質量%。
通式(L-1)所表示的化合物較佳為選自通式(L-1-3)所表示的化合物群組中的化合物。
[化49]
Figure 02_image092
(式中,R L13及R L14分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基) R L13及R L14較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-3)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%,為23質量%,為25質量%,為30質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為40質量%,為37質量%,為35質量%,為33質量%,為30質量%,為27質量%,為25質量%,為23質量%,為20質量%,為17質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%。 進而,通式(L-1-3)所表示的化合物較佳為選自式(L-1-3.1)至式(L-1-3.13)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)或式(L-1-3.4)所表示的化合物。尤其是,由於式(L-1-3.1)所表示的化合物尤其改善本發明的組合物的響應速度,因此較佳。另外,在要求比響應速度高的Tni時,較佳為使用式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示的化合物。為了使低溫下的溶解度良好而將式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.13)所表示的化合物的合計含量設為20質量%以上的情況並不較佳。
[化50]
Figure 02_image094
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-3.1)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為18質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20質量%,為17質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為7質量%,為6質量%。
通式(L-1)所表示的化合物較佳為選自通式(L-1-4)和/或通式(L-1-5)所表示的化合物群組中的化合物。
[化51]
Figure 02_image096
(式中,R L15及R L16分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基) R L15及R L16較佳為直鏈狀的碳原子數1~5的烷基、直鏈狀的碳原子數1~4的烷氧基及直鏈狀的碳原子數2~5的烯基。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-4)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為25質量%,為23質量%,為20質量%,為17質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-5)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為25質量%,為23質量%,為20質量%,為17質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%。
進而,通式(L-1-4)及通式(L-1-5)所表示的化合物較佳為選自式(L-1-4.1)至式(L-1-5.3)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示的化合物。
[化52]
Figure 02_image098
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-4.2)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為18質量%,為20質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20質量%,為17質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為7質量%,為6質量%。
較佳為將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)及式(L-1-3.12)所表示的化合物中的兩種以上的化合物組合,較佳為將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)及式(L-1-4.2)所表示的化合物中的兩種以上的化合物組合,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,這些化合物的合計含量的較佳的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%,為13質量%,為15質量%,為18質量%,為20質量%,為23質量%,為25質量%,為27質量%,為30質量%,為33質量%,為35質量%,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,上限值為80質量%,為70質量%,為60質量%,為50質量%,為45質量%,為40質量%,為37質量%,為35質量%,為33質量%,為30質量%,為28質量%,為25質量%,為23質量%,為20質量%。在重視組合物的可靠性的情況下,較佳為將選自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)及式(L-1-3.4)所表示的化合物中的兩種以上的化合物組合,在重視組合物的響應速度的情況下,較佳為將選自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)所表示的化合物中的兩種以上的化合物組合。 通式(L-1)所表示的化合物較佳為選自通式(L-1-6)所表示的化合物群組中的化合物。
[化53]
Figure 02_image100
(式中,R L17及R L18分別獨立地表示甲基或氫原子) 相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-1-6)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為5質量%,為10質量%,為15質量%,為17質量%,為20質量%,為23質量%,為25質量%,為27質量%,為30質量%,為35質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為60質量%,為55質量%,為50質量%,為45質量%,為42質量%,為40質量%,為38質量%,為35質量%,為33質量%,為30質量%。
進而,通式(L-1-6)所表示的化合物較佳為選自式(L-1-6.1)至式(L-1-6.3)所表示的化合物群組中的化合物。
[化54]
Figure 02_image102
通式(L-2)所表示的化合物為下述化合物。
[化55]
Figure 02_image104
(式中,R L21及R L22分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義,所述式(i)所表示的化合物除外) 通式(L-2)中,R L21較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數2~5的烯基,R L22較佳為碳原子數1~5的烷基、碳原子數2~5的烯基或碳原子數1~8的烷氧基。
通式(L-2)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
在重視低溫下的溶解性的情況下,若將含量設定得高則效果高,相反,在重視響應速度的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,通式(L-2)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1質量%,為2質量%,為3質量%,為5質量%,為7質量%,為10質量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%,為8質量%,為7質量%,為6質量%,為5質量%,為3質量%。
進而,通式(L-2)所表示的化合物較佳為選自式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物群組中的化合物。
[化56]
Figure 02_image106
[化57]
Figure 02_image108
式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物可單獨使用一種,也可並用兩種以上,就籌備的容易性而言,較佳為僅使用一種。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-2.1)至式(L-2.6)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為3重量%,為5重量%,為7重量%,為10重量%,為12重量%,為15重量%,為18重量%,為20重量%,為22重量%。較佳的含量的上限值為40重量%,為35重量%,為30重量%,為25重量%,為20重量%,為18重量%,為16重量%,為15重量%,為12重量%,為10重量%。
通式(L-3)所表示的化合物為下述化合物。
[化58]
Figure 02_image110
(式中,R L31及R L32分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義) 通式(L-3)中,R L31及R L32分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基、碳原子數4~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基。
通式(L-3)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,通式(L-3)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%,為10重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,較佳的含量的上限值為20重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為8重量%,為7重量%,為6重量%,為5重量%,為3重量%。
在獲得高的雙折射率的情況下,若將含量設定得高則效果高,相反,在重視高的Tni的情況下,若將含量設定得低則效果高。進而,在改良滴加痕跡或殘像特性的情況下,較佳為將含量的範圍設定於中間。
進而,通式(L-3)所表示的化合物較佳為選自式(L-3.1)至式(L-3.7)所表示的化合物群組中的化合物,較佳為式(L-3.2)至式(L-3.5)所表示的化合物。
[化59]
Figure 02_image112
通式(L-4)所表示的化合物為下述化合物。
[化60]
Figure 02_image114
(式中,R L41及R L42分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義) R L41較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數2~5的烯基,R L42較佳為碳原子數1~5的烷基、碳原子數4~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基。 通式(L-4)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
本發明的組合物中,通式(L-4)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、製程適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-4)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%,為10重量%,為14重量%,為16重量%,為20重量%,為23重量%,為26重量%,為30重量%,為35重量%,為40重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-4)所表示的化合物的較佳的含量的上限值為50重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為20重量%,為15重量%,為10重量%,為5重量%。
通式(L-4)所表示的化合物例如較佳為式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。
[化61]
Figure 02_image116
根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.1)所表示的化合物,可含有式(L-4.2)所表示的化合物,可含有式(L-4.1)所表示的化合物與式(L-4.2)所表示的化合物兩者,可包含式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物的全部。相對於本發明的組合物的總量,式(L-4.1)或式(L-4.2)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為3重量%,為5重量%,為7重量%,為9重量%,為11重量%,為12重量%,為13重量%,為18重量%,為21重量%,較佳的上限值為45重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為25重量%,為23重量%,為20重量%,為18重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為8重量%。
在含有式(L-4.1)所表示的化合物與式(L-4.2)所表示的化合物兩者的情況下,相對於本發明的組合物的總量,兩化合物的較佳的含量的下限值為15重量%,為19重量%,為24重量%,為30重量%,較佳的上限值為45重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為25重量%,為23重量%,為20重量%,為18重量%,為15重量%,為13重量%。
通式(L-4)所表示的化合物例如較佳為式(L-4.4)至式(L-4.6)所表示的化合物,較佳為式(L-4.4)所表示的化合物。
[化62]
Figure 02_image118
根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能,可含有式(L-4.4)所表示的化合物,可含有式(L-4.5)所表示的化合物,可含有式(L-4.4)所表示的化合物與式(L-4.5)所表示的化合物兩者。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-4.4)或式(L-4.5)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為3重量%,為5重量%,為7重量%,為9重量%,為11重量%,為12重量%,為13重量%,為18重量%,為21重量%。較佳的上限值為45重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為25重量%,為23重量%,為20重量%,為18重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為8重量%。
在含有式(L-4.4)所表示的化合物與式(L-4.5)所表示的化合物兩者的情況下,相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,兩化合物的較佳的含量的下限值為15重量%,為19重量%,為24重量%,為30重量%,較佳的上限值為45重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為25重量%,為23重量%,為20重量%,為18重量%,為15重量%,為13重量%。
通式(L-4)所表示的化合物較佳為式(L-4.7)至式(L-4.10)所表示的化合物,特佳為式(L-4.9)所表示的化合物。
[化63]
Figure 02_image120
通式(L-5)所表示的化合物為下述化合物。通式(L-5)所表示的化合物具有與化合物(i)類似的骨架,因此可發揮相同的效果,而且相容性優異,因此較佳為與化合物(i)並用。
[化64]
Figure 02_image122
(式中,R L51及R L52分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義) R L51較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數2~5的烯基,R L52較佳為碳原子數1~5的烷基、碳原子數4~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基。
通式(L-5)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
本發明的組合物中,通式(L-5)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、製程適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-5)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%,為10重量%,為14重量%,為16重量%,為20重量%,為23重量%,為26重量%,為30重量%,為35重量%,為40重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-5)所表示的化合物的較佳的含量的上限值為50重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為20重量%,為15重量%,為10重量%,為5重量%。 通式(L-5)所表示的化合物較佳為式(L-5.1)~式(L-5.3)所表示的化合物,特佳為式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示的化合物。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,這些化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%。這些化合物的較佳的含量的上限值為20重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為9重量%。
[化65]
Figure 02_image124
通式(L-5)所表示的化合物較佳為式(L-5.4)至式(L-5.5)所表示的化合物。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,這些化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%。這些化合物的較佳的含量的上限值為20重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為9重量%。
[化66]
Figure 02_image126
通式(L-5)所表示的化合物較佳為選自式(L-5.6)~式(L-5.8)所表示的化合物群組中的化合物,特佳為式(L-5.6)所表示的化合物。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,這些化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%。這些化合物的較佳的含量的上限值為20重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為9重量%,為6重量%。
[化67]
Figure 02_image128
通式(L-6)所表示的化合物為下述化合物。
[化68]
Figure 02_image130
(式中,R L61及R L62分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義,X L61及X L62分別獨立地表示氫原子或氟原子) R L61及R L62分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基或碳原子數2~5的烯基,較佳為X L61及X L62中的一者為氟原子、另一者為氫原子。
通式(L-6)所表示的化合物也可單獨使用,也可將兩種以上的化合物組合使用。可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能適宜地組合來使用。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種,為五種以上。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-6)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%,為10重量%,為14重量%,為16重量%,為20重量%,為23重量%,為26重量%,為30重量%,為35重量%,為40重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-6)所表示的化合物的較佳的含量的上限值為50重量%,為40重量%,為35重量%,為30重量%,為20重量%,為15重量%,為10重量%,為5重量%。在將重點放在增大Δn的情況下,較佳為增多含量,在將重點放在低溫下的析出的情況下,較佳為含量少。
通式(L-6)所表示的化合物較佳為式(L-6.1)至式(L-6.9)所表示的化合物。
[化69]
Figure 02_image132
可組合的化合物的種類並無特別限制,較佳為含有這些化合物中的1種~3種,進而較佳為含有1種~4種。另外,即便選擇的化合物的分子量分佈廣也對溶解性有效,因此例如較佳為選擇式(L-6.1)或式(L-6.2)所表示的化合物中的一種、式(L-6.4)或式(L-6.5)所表示的化合物中的一種、式(L-6.6)或式(L-6.7)所表示的化合物中的一種、式(L-6.8)或式(L-6.9)所表示的化合物中的一種化合物並將這些適宜地組合。其中,較佳為包含式(L-6.1)、式(L-6.3)、式(L-6.4)、式(L-6.6)及式(L-6.9)所表示的化合物。
進而,通式(L-6)所表示的化合物例如較佳為式(L-6.10)至式(L-6.17)所表示的化合物,其中,較佳為式(L-6.11)所表示的化合物。
[化70]
Figure 02_image134
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,這些化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%。這些化合物的較佳的含量的上限值為20重量%,為15重量%,為13重量%,為10重量%,為9重量%。
通式(L-7)所表示的化合物為下述化合物。
[化71]
Figure 02_image136
(式中,R L71及R L72分別獨立地表示與通式(L)中的R L1及R L2相同的含義,A L71及A L72分別獨立地表示與通式(L)中的A L2及A L3相同的含義,A L71及A L72上的氫原子可分別獨立地由氟原子取代,Z L71表示與通式(L)中的Z L2相同的含義,X L71及X L72分別獨立地表示氟原子或氫原子) 式中,R L71及R L72分別獨立地較佳為碳原子數1~5的烷基、碳原子數2~5的烯基或碳原子數1~4的烷氧基,A L71及A L72分別獨立地較佳為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,A L71及A L72上的氫原子可分別獨立地由氟原子取代,Z L71較佳為單鍵或COO-,較佳為單鍵,X L71及X L72較佳為氫原子。
可組合的化合物的種類並無特別限制,可根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率等所要求的性能來組合。關於使用的化合物的種類,例如作為本發明的一個實施形態,為一種,為兩種,為三種,為四種。
本發明的組合物中,通式(L-7)所表示的化合物的含量需要根據低溫下的溶解性、轉變溫度、電氣可靠性、雙折射率、製程適合性、滴加痕跡、殘像、介電各向異性等所要求的性能適宜調整。
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-7)所表示的化合物的較佳的含量的下限值為1重量%,為2重量%,為3重量%,為5重量%,為7重量%,為10重量%,為14重量%,為16重量%,為20重量%。相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,式(L-7)所表示的化合物的較佳的含量的上限值為30重量%,為25重量%,為23重量%,為20重量%,為18重量%,為15重量%,為10重量%,為5重量%。
本發明的組合物在期望高的Tni的實施形態的情況下,較佳為增多式(L-7)所表示的化合物的含量,在期望低黏度的實施形態的情況下,較佳為減少含量。
進而,通式(L-7)所表示的化合物較佳為式(L-7.1)至式(L-7.4)所表示的化合物,較佳為式(L-7.2)所表示的化合物。
[化72]
Figure 02_image138
進而,通式(L-7)所表示的化合物較佳為式(L-7.11)至式(L-7.13)所表示的化合物,較佳為式(L-7.11)所表示的化合物。
[化73]
Figure 02_image140
進而,通式(L-7)所表示的化合物為式(L-7.21)至式(L-7.23)所表示的化合物。較佳為式(L-7.21)所表示的化合物。
[化74]
Figure 02_image142
進而,通式(L-7)所表示的化合物較佳為式(L-7.31)至式(L-7.34)所表示的化合物,較佳為式(L-7.31)或/和式(L-7.32)所表示的化合物。
[化75]
Figure 02_image144
進而,通式(L-7)所表示的化合物較佳為式(L-7.41)至式(L-7.44)所表示的化合物,較佳為式(L-7.41)或/和式(L-7.42)所表示的化合物。
[化76]
Figure 02_image146
進而,通式(L-7)所表示的化合物較佳為式(L-7.51)至式(L-7.53)所表示的化合物。
[化77]
Figure 02_image148
相對於本發明的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量,具有烯基的化合物的合計的較佳的含量的上限值為30質量%,為25質量%,為20質量%,為15質量%,為13質量%,為10質量%。若含有具有烯基的化合物,則對於改善響應速度而言有效,但就可靠性或Δn的波長分散性的觀點而言,也有不較佳的影響。因此,式(L)所表示的化合物及式(N-1)所表示的化合物較佳為不具有烯基的化合物,更佳為除了式(IV)所表示的化合物以外,實質上不含有具有烯基的化合物。
本申請發明的組合物較佳為不含有分子內具有過酸(-CO-OO-)結構等的氧原子彼此鍵結而成的結構的化合物。
在重視組合物的可靠性及長期穩定性的情況下,較佳為將具有羰基的化合物的含量設為相對於所述液晶組合物中所含的液晶化合物的總量而為5重量%以下,更佳為設為3重量%以下,進而較佳為設為1重量%以下,最佳為實質上不含有。
在重視基於紫外線(Ultraviolet,UV)照射的穩定性的情況下,較佳為將氯原子進行了取代的化合物的含量設為相對於所述液晶組合物中所含的液晶化合物的總量而為15重量%以下,較佳為設為10重量%以下,較佳為設為8重量%以下,更佳為設為5重量%以下,較佳為設為3重量%以下,進而較佳為實質上不含有。
較佳為增多分子內的環結構均為六員環的化合物的含量,較佳為將分子內的環結構均為六員環的化合物的含量設為相對於所述液晶組合物中所含的液晶化合物的總量而為80重量%以上,更佳為設為90重量%以上,進而較佳為設為95重量%以上,最佳為實質上僅由分子內的環結構均為六員環的化合物構成組合物。
為了提高組合物的傾斜穩定性,較佳為增多側鏈為烷基及烷氧基的化合物的含量,較佳為將側鏈為烷基及烷氧基的化合物的含量設為相對於所述液晶組合物中所含的液晶化合物的總量而為85重量%以上,較佳為設為87重量%以上,較佳為設為90重量%以上,較佳為設為93重量%以上,較佳為設為95重量%以上,較佳為設為98重量%以上,進而較佳為設為實質上為100重量%。所謂實質上為100重量%,是指將聚合性化合物、穩定劑及附加混入的雜質除外而為100重量%。
為了抑制組合物的氧化所致的劣化,較佳為減少具有伸環己烯基作為環結構的化合物的含量,較佳為將具有伸環己烯基的化合物的含量設為相對於所述液晶組合物中所含的液晶化合物的總量而為10重量%以下,較佳為設為8重量%以下,更佳為設為5重量%以下,較佳為設為3重量%以下,進而較佳為實質上不含有。
在重視黏度的改善及Tni的改善的情況下,較佳為減少分子內具有氫原子可經取代為鹵素的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量,較佳為將分子內具有所述2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量設為相對於所述液晶組合物中所含的液晶化合物的總量而為10重量%以下,較佳為設為8重量%以下,更佳為設為5重量%以下,較佳為設為3重量%以下,進而較佳為實質上不含有。
在本申請中,所謂實質上不含有,是除了計劃外含有的物質以外不含有的含義。 (聚合性化合物) 為了製作PSA模式、PSVA模式、橫電場型PSA模式或橫電場型PSVA模式等的液晶顯示元件,本發明的液晶組合物中可含有聚合性化合物。作為可使用的聚合性化合物,可列舉利用光等能量線進行聚合的光聚合性單體等,可列舉具有例如聯苯衍生物、三聯苯衍生物等的六員環的多個連結而成的液晶骨架作為結構的聚合性化合物等。
更具體而言,可列舉通式(P)所表示的聚合性化合物作為較佳的化合物。
[化78]
Figure 02_image150
(所述通式(P)中,R p1表示氫原子、氟原子、氰基、碳原子數1~15的烷基或-Sp p2-P p2,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, P p1及P p2分別獨立地表示通式(P p1-1)~式(P p1-9)的任一者,
[化79]
Figure 02_image152
(式中,R p11及R p12分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的鹵化烷基,W p11表示單鍵、-O-、-COO-或甲基,t p11表示0、1或2,在分子內存在多個R p11、R p12、W p11和/或t p11的情況下,這些可相同也可不同) Sp p1及Sp p2分別獨立地表示單鍵或間隔基, Z p1及Z p2分別獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH 2-、-OCH 2-、-CH 2O-、-CO-、-C 2H 4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH 2-、-CH 2OCOO-、-OCH 2CH 2O-、-CO-NR ZP1-、-NR ZP1-CO-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CH=CR ZP1-COO-、-CH=CR ZP1-OCO-、-COO-CR ZP1=CH-、-OCO-CR ZP1=CH-、-COO-CR ZP1=CH-COO-、-COO-CR ZP1=CH-OCO-、-OCO-CR ZP1=CH-COO-、-OCO-CR ZP1=CH-OCO-、-(CH 2) z-COO-、-(CH 2) 2-OCO-、-OCO-(CH 2) 2-、-(C=O)-O-(CH 2) 2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF 2-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-或-C≡C-(式中,R ZP1分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4的烷基,在分子內存在多個R ZP1的情況下,這些可相同也可不同), A p1、A p2及A p3分別獨立地表示選自由 (a p)1,4-伸環己基(所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-) (b p)1,4-伸苯基(所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=)以及 (c p)萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基(這些基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=) 所組成的群組中的基,所述基(a p)、基(b p)及基(c p)中存在的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經鹵素原子、氰基、碳原子數1~8的烷基或-Sp p2-P p2取代,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, m p1表示0、1、2或3,在分子內存在多個Z p1、A p2、Sp p2和/或P p2的情況下,這些可相同也可不同,A p3在m p1為0、且A p1為菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基的情況下,表示單鍵) 通式(P)中,R p1較佳為-Sp p2-P p2
P p1及P p2分別獨立地較佳為式(P p1-1)~式(P p1-3)的任一者,較佳為(P p1-1)。
R p11及R p12分別獨立地較佳為氫原子或甲基。
t p11較佳為0或1。
W p11較佳為單鍵、甲基或乙基。
m p1較佳為0、1或2,較佳為0或1。
Z p1及Z p2分別獨立地較佳為單鍵、-OCH 2-、-CH 2O-、-CO-、-C 2H 4-、-COO-、-OCO-、-COOC 2H 4-、-OCOC 2H 4-、-C 2H 4OCO-、-C 2H 4COO-、-CH=CH-、-CF 2-、-CF 2O-、-(CH 2) 2-COO-、-(CH 2) 2-OCO-、-OCO-(CH 2) 2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH 2) 2-、-OCF 2-或-C≡C-,較佳為單鍵、-OCH 2-、-CH 2O-、-C 2H 4-、-COO-、-OCO-、-COOC 2H 4-、-OCOC 2H 4-、-C 2H 4OCO-、-C 2H 4COO-、-CH=CH-、-(CH 2) 2-COO-、-(CH 2) 2-OCO-、-OCO-(CH 2) 2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH 2) 2-或-C≡C-,較佳為分子內所存在的僅一個為-OCH 2-、-CH 2O-、-C 2H 4-、-COO-、-OCO-、-COOC 2H 4-、-OCOC 2H 4-、-C 2H 4OCO-、-C 2H 4COO-、-CH=CH-、-(CH 2) 2-COO-、-(CH 2) 2-OCO-、-OCO-(CH 2) 2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH 2) 2-或-C≡C-、其他全部為單鍵,較佳為分子內所存在的僅一個為-OCH 2-、-CH 2O-、-C 2H 4-、-COO-或-OCO-、其他全部為單鍵,較佳為全部為單鍵。
另外,較佳為分子內所存在的Z p1及Z p2的僅一個為選自由-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH 2) 2-COO-、-(CH 2) 2-OCO-、-O-CO-(CH 2) 2-、-COO-(CH 2) 2-所組成的群組中的連結基、其他為單鍵。
Sp p1及Sp p2分別獨立地表示單鍵或間隔基,間隔基較佳為碳原子數1~30的伸烷基,只要氧原子彼此不直接連結,則所述伸烷基中的-CH 2-也可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-或-C≡C-取代,所述伸烷基中的氫原子可經鹵素原子取代,較佳為直鏈的碳原子數1~10的伸烷基或單鍵。 A p1、A p2及A p3分別獨立地較佳為1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-1,4-二基,較佳為1,4-伸苯基或1,4-伸環己基,較佳為1,4-伸苯基。關於1,4-伸苯基,為了改善與液晶化合物的相容性,較佳為經一個氟原子、一個甲基或一個甲氧基取代。
相對於本申請的包含通式(P)所表示的化合物的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量較佳為包含0.05重量%~10重量%,較佳為包含0.1重量%~8重量%,較佳為包含0.1重量%~5重量%,較佳為包含0.1重量%~3重量%,較佳為包含0.2重量%~2重量%,較佳為包含0.2重量%~1.3重量%,較佳為包含0.2重量%~1重量%,較佳為包含0.2重量%~0.56重量%。
相對於本申請的包含通式(P)所表示的化合物的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%,式(P)所表示的化合物的合計含量的較佳的下限值為0.01重量%,為0.03重量%,為0.05重量%,為0.08重量%,為0.1重量%,為0.15重量%,為0.2重量%,為0.25重量%,為0.3重量%。
相對於本申請的包含式(P)所表示的化合物的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%,式(P)所表示的化合物的合計含量的較佳的上限值為10重量%,為8重量%,為5重量%,為3重量%,為1.5重量%,為1.2重量%,為1重量%,為0.8重量%,為0.5重量%。
若含量少,則難以顯現出加入式(P)所表示的化合物的效果,產生液晶組合物的配向限制力弱或經時性變弱等問題,若過多,則產生硬化後殘存的量變多、硬化花費時間、液晶的可靠性降低等問題。因此,考慮到這些的平衡來設定含量。
作為式(P)所表示的化合物的較佳例,可列舉下述式(P-1-1)~式(P-1-54)所表示的聚合性化合物。
[化80]
Figure 02_image154
[化81]
Figure 02_image156
[化82]
Figure 02_image158
[化83]
Figure 02_image160
[化84]
Figure 02_image162
[化85]
Figure 02_image164
[化86]
Figure 02_image166
(式中,P p11、P p12、Sp p11及Sp p12表示與通式(P)中的P p1、P p2、Sp p1及Sp p2相同的含義) 作為本發明的通式(P)所表示的化合物的較佳例,可列舉下述式(P-2-1)~式(P-2-29)所表示的聚合性化合物。
[化87]
Figure 02_image168
[化88]
Figure 02_image170
[化89]
Figure 02_image172
[化90]
Figure 02_image174
(式中,P p21、P p22、Sp p21及Sp p22表示與通式(P)中的P p1、P p2、Sp p1及Sp p2相同的含義) 作為本發明的通式(P)所表示的化合物的較佳例,可列舉下述式(P-3-1)~式(P-3-15)所表示的聚合性化合物。
[化91]
Figure 02_image176
[化92]
Figure 02_image178
(式中,P p31、P p32、Sp p31及Sp p32表示與通式(P)中的P p1、P p2、Sp p1及Sp p2相同的含義) 作為本發明的通式(P)所表示的化合物的較佳例,可列舉下述式(P-4-1)~式(P-4-19)所表示的聚合性化合物。
[化93]
Figure 02_image180
[化94]
Figure 02_image182
[化95]
Figure 02_image184
[化96]
Figure 02_image186
(式中,P p41、P p42、Sp p41及Sp p42表示與通式(P)中的P p1、P p2、Sp p1及Sp p2相同的含義,多個P p42、Sp p42可分別相同也可不同) 本發明中,在使用聚合性單體的情況下,聚合性單體可單獨使用一種,也可並用兩種以上。其中,通過組合使用聚合反應速度不同的兩種或三種以上的聚合性單體,能夠適當地控制聚合反應速度,可減低殘存單體量,且可賦予適當的預傾角,因此較佳。另外,就保存穩定性與聚合反應速度的平衡的觀點而言,也較佳為並用兩種以上的聚合性單體。在使用兩種以上的聚合性單體的情況下,較佳為並用所述式(P)所表示的化合物的兩種以上。
相對於包含這些化合物的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量較佳為包含0.05重量%~1重量%,較佳為包含0.1重量%~8重量%,較佳為包含0.1重量%~5重量%,較佳為包含0.1重量%~3重量%,較佳為包含0.2重量%~2重量%,較佳為包含0.2重量%~1.3重量%,較佳為包含0.2重量%~1重量%,較佳為包含0.2重量%~0.56重量%。
相對於包含這些化合物的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量的較佳的下限值為0.01重量%,為0.03重量%,為0.05重量%,為0.08重量%,為0.1重量%,為0.15重量%,為0.2重量%,為0.25重量%,為0.3重量%。
相對於包含這些化合物的液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%,通式(P)所表示的化合物的合計含量的較佳的上限值為10重量%,為8重量%,為5重量%,為3重量%,為1.5重量%,為1.2重量%,為1重量%,為0.8重量%,為0.5重量%。
若含量少,則難以顯現出加入通式(P)所表示的化合物的效果,產生液晶組合物的配向限制力弱或經時性變弱等問題,若過多,則產生硬化後殘存的量變多、硬化花費時間、液晶的可靠性降低等問題。因此,考慮到這些的平衡來設定含量。 (其他添加劑) 本發明的液晶組合物較佳為含有一種或兩種以上的抗氧化劑或光穩定劑等添加劑。通過本發明的液晶組合物含有抗氧化劑或光穩定劑,可在使用所述組合物的液晶顯示元件中進一步抑制光洩漏或不產生光洩漏。作為抗氧化劑或光穩定劑,較佳為具有下述結構的化合物(Q)。
[化97]
Figure 02_image188
(式中,R Q表示羥基、氫原子、碳原子數1~22的直鏈烷基或分支鏈烷基,所述烷基中的一個或兩個以上的CH 2基以氧原子並不直接鄰接的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-取代,且利用*與其他結構鍵結) R Q表示碳原子數1~22的直鏈烷基或分支鏈烷基,所述烷基中的一個或兩個以上的CH 2基以氧原子並不直接鄰接的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-取代,較佳為碳原子數1~10的直鏈烷基、直鏈烷氧基、一個CH 2基經取代為-OCO-或-COO-而成的直鏈烷基、分支鏈烷基、分支烷氧基、一個CH 2基經取代為-OCO-或-COO-而成的分支鏈烷基,進而較佳為碳原子數1~20的直鏈烷基、一個CH 2基經取代為-OCO-或-COO-而成的直鏈烷基、分支鏈烷基、分支烷氧基、一個CH 2基經取代為-OCO-或-COO-而成的分支鏈烷基。
更具體而言,化合物(Q)較佳為下述通式(Q-a)至通式(Q-d)所表示的化合物。
[化98]
Figure 02_image190
式中,R Q1較佳為碳原子數1~10的直鏈烷基或分支鏈烷基,R Q2較佳為碳原子數1~20的直鏈烷基或分支鏈烷基,R Q3較佳為碳原子數1~8的直鏈烷基、分支鏈烷基、直鏈烷氧基或分支鏈烷氧基,L Q較佳為碳原子數1~8的直鏈伸烷基或分支鏈伸烷基。另外,在通式(Q-c)所表示的化合物中,1,4-伸環己基中的一個或兩個以上的-CH 2-也可以彼此並不直接鄰接的方式經氧原子取代。
在通式(Q-a)至通式(Q-d)所表示的化合物中,進而較佳為通式(Q-c)及通式(Q-d)所表示的化合物。
在本發明的液晶組合物中,較佳為含有一種或兩種通式(Q)所表示的化合物,進而較佳為含有一種至五種,其含量相對於液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%而較佳為0.001重量%~1重量%,進而較佳為0.001重量%~0.1重量%,特佳為0.001重量%~0.05重量%。
作為本發明中可使用的抗氧化劑,更具體而言,較佳為以下的(Q-1)~(Q-34)、(Q-37)及(Q-38)所表示的化合物。另外,作為本發明中可使用的光穩定劑,更具體而言,較佳為以下的(Q-34)~(Q-36)、(Q-39)~(Q-44)所表示的化合物。再者,(Q-34)所表示的化合物也可作為抗氧化劑及光穩定劑的任一者來使用。
[化99]
Figure 02_image192
[化100]
Figure 02_image194
[化101]
Figure 02_image196
[化102]
Figure 02_image198
[化103]
Figure 02_image200
[化104]
Figure 02_image202
[化105]
Figure 02_image204
[化106]
Figure 02_image206
[化107]
Figure 02_image208
[化108]
Figure 02_image210
(式中,n表示0~20的整數) (Q-1)~(Q-44)所表示的化合物中,較佳為(Q-4)~(Q-6)、(Q-21)、(Q-22)、(Q-35)、(Q-39)、(Q-41)所表示的化合物,更佳為(Q-6)所表示的化合物。
在本發明的液晶組合物中,較佳為含有一種或兩種(Q-1)~(Q-44)所表示的化合物,進而較佳為含有一種至五種,其含量相對於液晶組合物中所含的液晶化合物的總量100重量%而較佳為0.001重量%~1重量%,進而較佳為0.001重量%~0.1重量%,特佳為0.001重量%~0.05重量%。
本發明的液晶組合物除了含有所述化合物以外,也可含有通常的向列液晶、碟狀液晶、膽甾醇液晶、紫外線吸收劑、光穩定劑或紅外線吸收劑等。
通常,由液晶組合物的物性值計算出的各種參數被用作表現液晶顯示元件的特性的方法。這些參數有:在垂直配向(VA)液晶顯示元件、高分子支持垂直配向(PSA)或高分子穩定化垂直配向(PSVA)的情況下,作為支配響應速度的參數的γ 1/K 33、作為支配電氣光學效應的陡峭性的參數的K 33/K 11及作為支配驅動電壓的參數的√|K 33/Δε|等。本發明的液晶組合物兼顧高速響應、低驅動電壓、及高透過率。
因此,作為支配響應速度的參數的γ 1/K 33較佳為10.0 mPa·s·pN -1以下,較佳為9.5 mPa·s·pN -1以下,較佳為9.0 mPa·s·pN -1以下,較佳為8.6 mPa·s·pN -1以下,較佳為8.4 mPa·s·pN -1以下,較佳為8.2 mPa·s·pN -1以下,特佳為8.0 mPa·s·pN -1以下。
作為支配電氣光學效應的陡峭性的參數的K 33/K 11較佳為0.80以上,較佳為0.82以上,較佳為0.84以上,較佳為0.86以上,較佳為0.88以上,較佳為0.90以上,較佳為0.92以上,較佳為0.94以上,較佳為0.95以上,最佳為0.96以上。
作為支配驅動電壓的參數的√|K 33/Δε|較佳為3.0 pN -1/2以下,較佳為2.8 pN -1/2以下,較佳為2.6 pN -1/2以下,較佳為2.4 pN -1/2以下,較佳為2.3 pN -1/2以下,較佳為2.25 pN -1/2以下,較佳為2.20 pN -1/2以下,特佳為2.15 pN -1/2以下。
本發明的液晶組合物較佳為通過其中所含的聚合性化合物利用紫外線照射進行聚合來賦予液晶配向能力,並用於利用組合物的雙折射來控制光的透過光量的液晶顯示元件中。 <液晶顯示元件> 使用本發明的組合物的液晶顯示元件是兼顧高速響應與顯示不良的抑制的有用的液晶顯示元件,尤其是對於有源矩陣驅動用液晶顯示元件而言有用,可應用於VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式或ECB模式用液晶顯示元件中。其中,本發明的液晶組合物對於需要聚合性化合物通過紫外線照射而聚合的程序、且容易產生帶電引起的顯示不良的影響的PSVA模式或PSA模式的液晶顯示元件而言適宜。
本發明的液晶顯示元件較佳為具有:相向配置的第一基板及第二基板、設置於所述第一基板或所述第二基板的共通電極、設置於所述第一基板或所述第二基板且具有薄膜電晶體的像素電極、以及設置於所述第一基板與第二基板間的含有液晶組合物的液晶層。視需要,也可以與所述液晶層抵接的方式在第一基板和/或第二基板的至少一個基板的相向面側設置控制液晶分子的配向方向的配向膜。作為所述配向膜,可與液晶顯示元件的驅動模式相符地適宜地選擇垂直配向膜或水平配向膜等,可使用摩擦配向膜(例如,聚醯亞胺)或光配向膜(分解型聚醯亞胺等)等公知的配向膜。進而,可在第一基板或第二基板上適宜設置彩色濾光片,另外,可在所述像素電極或共通電極上設置彩色濾光片。
本發明的液晶顯示元件的各構件、製造方法並無特別限定,可使用通常的構件或製造方法來構成、製造液晶顯示元件。
在本發明的液晶組合物含有聚合性化合物的情況下,使所述聚合性化合物聚合的方法並無特別限定。其中,為了獲得液晶的良好的配向性能,理想的是以適度的聚合速度進行聚合,因此較佳為通過單一或並用或依次照射紫外線或電子束等活性能量線來進行聚合的方法。在使用紫外線的情況下,可使用偏光光源,也可使用非偏光光源。另外,在將液晶組合物夾持於2片基板間的狀態下進行聚合的情況下,至少照射面側的基板必須被賦予有對於活性能量線適當的透明性。另外,也可使用如下手段:在光照射時使用遮罩僅使特定部分聚合後,使電場或磁場或溫度等條件發生變化,由此使未聚合部分的配向狀態發生變化,進而照射活性能量線進行聚合。尤其是在進行紫外線曝光時,較佳為一邊對液晶組合物施加直流電場或交流電場一邊進行紫外線曝光。再者,施加的交流電場較佳為頻率1 Hz至10 kHz的交流,更佳為頻率60 Hz至10 kHz,電壓是依存於液晶顯示元件的所期望的預傾角來選擇。即,可通過施加的電壓來控制液晶顯示元件的預傾角。在PSA型或PSVA型的液晶顯示元件中,就配向穩定性及對比度的觀點而言,較佳為將預傾角控制為80度至89.9度。
在PSA型或PSVA型的液晶顯示元件中,若在元件製造後聚合性化合物未聚合而直接殘存,則產生IS(圖像殘留(Image sticking);殘像)。所述殘存的聚合性化合物的量較佳為100 ppm以下,較佳為50 ppm以下,較佳為30 ppm以下,較佳為20 ppm以下,進而較佳為15 ppm以下,特佳為10 ppm以下,特佳為檢測下限以下或0。
使本發明的液晶組合物中所含的聚合性化合物聚合時使用的紫外線或電子束等活性能量線的照射時的溫度並無特別限制。例如,在包括具有配向膜的基板的液晶顯示元件中應用本發明的液晶組合物的情況下,較佳為保持所述液晶組合物的液晶狀態的溫度範圍內。即,較佳為在15℃~50℃下進行聚合。
作為產生紫外線的燈,可使用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等,較佳為牛尾(USHIO)公司的超高壓UV燈、東芝(TOSHIBA)公司的螢光型紫外線燈,較佳為發光二極管(light-emitting diode,LED)燈。另外,作為照射的紫外線的波長,較佳為照射並非液晶組合物的吸收波長區域的波長區域的紫外線,視需要,較佳為截止更短波長側的紫外線來使用。照射的紫外線的強度較佳為0.1 mW/cm 2~100 W/cm 2,進而較佳為2 mW/cm 2~50 W/cm 2。照射的紫外線的能量量可適宜調整,較佳為10 mJ/cm 2至500 J/cm 2,進而較佳為100 mJ/cm 2至200 J/cm 2。 [實施例]
以下列舉實施例來進一步對本發明進行詳細敘述,但本發明並不限定於這些實施例。另外,以下的實施例及比較例的組合物中的「%」是指「質量%」。
實施例中,所測定的特性為如下所述。
Tni:向列相-各向同性液體相轉變溫度(℃) Δn:298 K下的折射率各向異性 Δε:298 K下的介電各向異性 γ 1:298 K下的旋轉黏度(mPa·s) K 11:298 K下的擴展彈性常數(pN) K 33:298 K下的彎曲彈性常數(pN) 只要並無特別記載,則各物性值均是基於「電子信息技術產業協會規格 JEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)ED-2521B(2009年3月修正,社團法人 電子信息技術產業協會發行)」中記載的方法來測定。 再者,實施例中,關於化合物的記載,使用以下簡稱。 <環結構>
[化109]
Figure 02_image212
<側鏈結構>
[表1]
簡稱 化學結構
-n -C nH 2n+1
n- C nH 2n+1-
-On -OC nH 2n+1
nO- C nH 2n+1O-
-V -CH=CH 2
V- CH 2=CH-
-V1 -CH=CH-CH 3
1V- CH 3-CH=CH-
-2V -CH 2-CH 2-CH=CH 2
V2- CH 2=CH-CH 2-CH 2-
-2V1 -CH 2-CH 2-CH=CH-CH 3
1V2- CH 3-CH=CH-CH 2-CH 2-
(其中,表中的n為自然數) <連結結構>
[表2]
簡稱 化學結構
-n- -C nH 2n-
-nO- -C nH 2nO-
-On- -OC nH 2n-
-COO- -C(=O)-O-
-OCO- -O-C(=O)-
-V- -CH=CH-
-nV- -C nH 2n-CH=CH-
-Vn- -CH=CH-C nH 2n-
-T- -C≡C-
-CF2O- -CF 2-O-
-OCF2- -O-CF 2-
(其中,表中的n為自然數) <液晶顯示元件的評價> A)液晶顯示元件的製成:利用真空注入法,將液晶組合物分別注入到帶有氧化銦錫(Indium tin oxide,ITO)的單元中,由此獲得垂直配向(VA)液晶顯示元件,所述單元的單元間隙為3.3 μm且塗布有誘發垂直(homeotropic)配向的聚醯亞胺配向膜。 B)響應速度、透過率及驅動電壓:響應速度是測定對VA液晶顯示元件施加規定電壓時的透過率從90%變化為10%的時間。透過率及驅動電壓是測定VA液晶顯示元件的施加電壓-透過率曲線(V-T曲線)。關於實施例,在對要求特性顯示出充分的性能的情況下評價為○,在對要求特性未顯示出充分的性能的情況下評價為×。關於比較例,將與實施例中所獲得的液晶顯示元件相比較以同等程度顯示出充分的性能的情況評價為○,將與實施例中所獲得的液晶顯示元件相比較確認到明顯差的情況評價為×。 C)除電速度:對未接地的狀態的VA液晶顯示元件賦予1秒的+1.5 kV的靜電,由此製成帶電狀態。若在正交尼科耳下進行觀察,則非帶電狀態的VA液晶顯示元件整面為暗狀態,帶電狀態的VA液晶顯示元件通過所賦予的靜電進行驅動,ITO電極部分呈亮狀態。進行自然除電,將可判斷為ITO電極部分在小於30秒時恢復到暗狀態的情況評價為○,將可判斷為在30秒以上且小於120秒時恢復到暗狀態的情況評價為△,將在120秒以上時恢復到暗狀態或未恢復到暗狀態的情況評價為×。 <實施例1及實施例2、比較例1> 製備LC-1(實施例1)、LC-2(實施例2)、及LC-A(比較例1)的液晶組合物,測定其物性值。以下示出液晶組合物的結構與其物性值的結果。
[表3]
  實施例1 實施例2 比較例1
LC-1 LC-2 LC-A
組成 3-Cy-10-Ph5-O1   2.5  
3-Cy-10-Ph5-O2 12 12 11
2-Cy-Ph-Ph5-O2 7 7 7
3-Cy-Ph-Ph5-O2 13 13 13
3-Cy-Ph-Ph5-O4   11  
3-Cy-Cy-Ph5-O2 15    
1V-Cy-Cy-10-Ph5-O2 5 5 5
3-Cy-Cy-2 23 23 23
3-Cy-Cy-4 8 6 4
3-Cy-Cy-5     4
3-Cy-Ph-O1 4 10 4
3-Ph-Ph-1 10.5 3.5 11
3-Cy-Cy-Ph-1   7 3
3-Cy-Cy-10-Ph5-O2 2.5   15
合計 100 100 100
物性值 Tni[℃] 75 75 75
Δn 0.100 0.100 0.100
Δε -3.2 -3.0 -3.2
γ 1[mPa·s] 89 88 91
K 11[pN] 14.5 13.7 14.7
K 33[pN] 13.9 13.3 14.2
參數 γ 1/K 33[mPa·s·pN -1] 6.4 6.6 6.4
K 33/K 11 0.96 0.97 0.97
√|K 33/Δε|[pN -1/2] 2.10 2.12 2.11
評價結果 響應速度
透過率
驅動電壓
除電速度 ×
得知,LC-1、LC-2及LC-A是支配響應速度的參數即γ 1/K 33充分小、支配電氣光學效應的陡峭性且與透過率的高度相關的參數即K 33/K 11充分大、支配驅動電壓的參數即√|K 33/Δε|充分低的顯示出同等的電氣光學特性的液晶組合物。
接著,製成使用LC-1、LC-2及LC-A的VA液晶顯示元件,測定電氣光學特性,結果,在各VA液晶顯示元件間沒有確認到顯著的差異。即,確認到使用實施例的聚合性液晶組合物的VA液晶顯示元件顯示出高速響應、低驅動電壓、高透過率。對這些VA液晶顯示元件實施除電試驗,結果,LC-1及LC-2在小於30秒時完成除電,另一方面,LC-A在除電時耗時120秒以上,確認到實施例的液晶組合物是顯示出高速響應、低驅動電壓、高透過率、及高速除電的優異的液晶組合物。 <實施例3及實施例4、比較例2> 製備LC-3(實施例3)、LC-4(實施例4)、及LC-B(比較例2)的液晶組合物,測定其物性值。以下示出液晶組合物的結構與其物性值的結果。
[表4]
  實施例3 實施例4 比較例2
LC-3 LC-4 LC-B
組成 3-Cy-10-Ph5-O1 7 7 2.5
3-Cy-10-Ph5-O2 12 12 15
2-Cy-Ph-Ph5-O2 6 5 8
3-Cy-Ph-Ph5-O2 10 11 9
3-Cy-Ph-Ph5-O3   6  
3-Cy-Ph-Ph5-O4 10 11 9
3-Cy-Cy-Ph5-O2 13    
1V-Cy-Cy-10-Ph5-O2     2
3-Cy-Cy-2 24.5 23 24
3-Cy-Cy-4     6
3-Cy-Cy-5   6  
3-Cy-Ph-O1 12.5 9.5  
3-Ph-Ph-1     8
3-Cy-Cy-Ph-1     4
3-Cy-Ph-Ph-1 5 4.5  
3-Cy-Cy-10-Ph5-O2   5 12.5
合計 100 100 100
物性值 Tni[℃] 75 75 75
Δn 0.099 0.101 0.100
Δε -3.6 -3.6 -3.7
γ 1[mPa·s] 100 100 100
K 11[pN] 13.2 13.5 14.7
K 33[pN] 13.3 13.2 13.2
參數 γ 1/K 33[mPa·s·pN -1] 7.5 7.6 7.6
K 33/K 11 1.00 0.98 0.90
√|K 33/Δε|[pN -1/2] 1.92 1.92 1.88
評價結果 響應速度
透過率
驅動電壓
除電速度 ×
得知,LC-3、LC-4及LC-B是支配響應速度的參數即γ 1/K 33充分小、支配電氣光學效應的陡峭性且與透過率的高度相關的參數即K 33/K 11充分大、支配驅動電壓的參數即√|K 33/Δε|充分低的顯示出同等的電氣光學特性的液晶組合物。
接著,製成使用LC-3、LC-4及LC-B的VA液晶顯示元件,測定電氣光學特性,結果,在各VA液晶顯示元件間沒有確認到顯著的差異。對這些VA液晶顯示元件實施除電試驗,結果,LC-3及LC-4在小於30秒時完成除電,另一方面,LC-B在除電時耗時120秒以上,確認到實施例的液晶組合物是顯示出高速響應、高透過率、高速除電的優異的液晶組合物。
根據以上內容,得知本發明的液晶組合物是顯示出高速響應、高透過率、低驅動電壓、及高速除電的優異的液晶組合物。 <實施例5及實施例6> 製備LC-5(實施例5)及LC-6(實施例6)的液晶組合物,測定其物性值。以下示出液晶組合物的結構與其物性值的結果。
[表5]
  實施例5 實施例6
LC-5 LC-6
組成 3-Cy-10-Ph5-O1 7.5 8
3-Cy-10-Ph5-O2 13 13
2-Cy-Ph-Ph5-O2 4 4
3-Cy-Ph-Ph5-O2 13 12
3-Cy-Ph-Ph5-O4 12 12
3-Cy-Cy-Ph5-O2 8 6
3-Cy-Cy-2 22 17
3-Cy-Ph-O1 9.5 18
3-Ph-Ph-O1 4  
3-Cy-Ph-Ph-1 7 5
3-Cy-Ph-Ph-O1   5
合計 100 100
物性值 Tni[℃] 75 75
Δn 0.108 0.108
Δε -3.6 -3.6
γ 1[mPa·s] 102 105
K 11[pN] 13.9 13.5
K 33[pN] 13.4 13.3
參數 γ 1/K 33[mPa·s·pN -1] 7.6 7.9
K 33/K 11 0.96 0.98
√|K 33/Δε|[pN -1/2] 1.92 1.92
評價結果 響應速度
透過率
驅動電壓
除電速度
得知,LC-5及LC-6是支配響應速度的參數即γ 1/K 33充分小、支配電氣光學效應的陡峭性且與透過率的高度相關的參數即K 33/K 11充分大、支配驅動電壓的參數即√|K 33/Δε|充分低的顯示出電氣光學特性的液晶組合物。
接著,製成使用LC-5及LC-6的VA液晶顯示元件,測定電氣光學特性,結果,在各VA液晶顯示元件間沒有確認到顯著的差異。對這些VA液晶顯示元件實施除電試驗,結果,LC-5及LC-6在小於30秒時完成除電,確認到實施例的液晶組合物是顯示出高速響應、高透過率、高速除電的優異的液晶組合物。
根據以上內容,得知本發明的液晶組合物是顯示出高速響應、高透過率、低驅動電壓、及高速除電的優異的液晶組合物。 <實施例7~實施例48> 對於所製備的液晶組合物LC-1~液晶組合物LC-6,添加P-1-1-X、P-1-2-X、P-1-10-X、P-2-5-X和/或P-2-13-X所表示的聚合性化合物作為聚合性化合物,製備含有聚合性化合物的液晶組合物MLC-1~MLC-42(實施例7~實施例48)。
[化110]
Figure 02_image214
以下示出所獲得的含有聚合性化合物的液晶組合物的結構。
[表6]
  實施例7 實施例8 實施例9
MLC-1 MLC-2 MLC-3
液晶組合物 LC-1 99.7%    
LC-2   99.7%  
LC-3     99.7%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.3% 0.3% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0%
[表7]
  實施例10 實施例11 實施例12
MLC-4 MLC-5 MLC-6
液晶組合物 LC-4 99.7%    
LC-5   99.7%  
LC-6     99.7%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.3% 0.3% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0%
[表8]
  實施例13 實施例14 實施例15
MLC-7 MLC-8 MLC-9
液晶組合物 LC-1 99.7%    
LC-2   99.7%  
LC-3     99.7%
聚合性化合物 P-1-10-X 0.3% 0.3% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0%
[表9]
  實施例16 實施例17 實施例18
MLC-10 MLC-11 MLC-12
液晶組合物 LC-4 99.7%    
LC-5   99.7%  
LC-6     99.7%
聚合性化合物 P-1-10-X 0.3% 0.3% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0%
[表10]
  實施例19 實施例20 實施例21
MLC-13 MLC-14 MLC-15
液晶組合物 LC-1 99.7%    
LC-2   99.7%  
LC-3     99.7%
聚合性化合物 P-1-1-X 0.3% 0.3% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0%
[表11]
  實施例22 實施例23 實施例24
MLC-16 MLC-17 MLC-18
液晶組合物 LC-4 99.7%    
LC-5   99.7%  
LC-6     99.7%
聚合性化合物 P-1-1-X 0.3% 0.3% 0.3%
合計 100.0% 100.0% 100.0%
[表12]
  實施例25 實施例26 實施例27 實施例28
MLC-19 MLC-20 MLC-21 MLC-22
液晶組合物 LC-1 99.70% 99.70% 99.70% 99.70%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.27% 0.20% 0.25%  
P-1-1-X        
P-1-10-X       0.27%
P-2-5-X 0.03%      
P-2-13-X   0.10% 0.05% 0.03%
合計 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
[表13]
  實施例29 實施例30 實施例31 實施例32
MLC-23 MLC-24 MLC-25 MLC-26
液晶組合物 LC-2 99.70% 99.70% 99.70% 99.70%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.27% 0.20% 0.25%  
P-1-1-X        
P-1-10-X       0.27%
P-2-5-X 0.03%      
P-2-13-X   0.10% 0.05% 0.03%
合計 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
[表14]
  實施例33 實施例34 實施例35 實施例36
MLC-27 MLC-28 MLC-29 MLC-30
液晶組合物 LC-3 99.70% 99.70% 99.70% 99.70%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.27% 0.20% 0.25%  
P-1-1-X        
P-1-10-X       0.27%
P-2-5-X 0.03%      
P-2-13-X   0.10% 0.05% 0.03%
合計 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
[表15]
  實施例37 實施例38 實施例39 實施例40
MLC-31 MLC-32 MLC-33 MLC-34
液晶組合物 LC-4 99.70% 99.70% 99.70% 99.70%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.27% 0.20% 0.25%  
P-1-1-X        
P-1-10-X       0.27%
P-2-5-X 0.03%      
P-2-13-X   0.10% 0.05% 0.03%
合計 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
[表16]
  實施例41 實施例42 實施例43 實施例44
MLC-35 MLC-36 MLC-37 MLC-38
液晶組合物 LC-5 99.70% 99.70% 99.70% 99.70%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.27% 0.20% 0.25%  
P-1-1-X        
P-1-10-X       0.27%
P-2-5-X 0.03%      
P-2-13-X   0.10% 0.05% 0.03%
合計 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
[表17]
  實施例45 實施例46 實施例47 實施例48
MLC-39 MLC-40 MLC-41 MLC-42
液晶組合物 LC-6 99.70% 99.70% 99.70% 99.70%
聚合性化合物 P-1-2-X 0.27% 0.20% 0.25%  
P-1-1-X        
P-1-10-X       0.27%
P-2-5-X 0.03%      
P-2-13-X   0.10% 0.05% 0.03%
合計 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
製成使用這些含有聚合性化合物的液晶組合物的VA液晶顯示元件,一邊施加10 V、100 Hz的矩形波,一邊用100 mW/cm -2(365 nm)的強度的高壓水銀燈進行10 J曝光。進而,在切斷電壓的狀態下進行100 J曝光,由此獲得高分子穩定化垂直配向(PSVA)液晶顯示元件。確認到:這些PSVA液晶顯示元件是顯示出與實施例1~實施例6中製成的垂直配向(VA)液晶顯示元件同等以上的電氣光學特性、顯示出同等以上的除電速度、此外被賦予有適當的傾斜角、未產生殘像、殘存單體量也充分少的優異的液晶顯示元件。
根據以上內容,得知本發明的液晶組合物即便於PSVA顯示元件中也是顯示出高速響應、高透過率、高速除電的優異的液晶組合物。

Claims (7)

  1. 一種液晶組合物,其中作為具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物,含有選自下述通式(I)中的一種或兩種以上的液晶化合物,含有選自下述通式(II)中的一種或兩種以上的液晶化合物,任意地含有選自下述通式(III)及通式(IV)的群組中的一種或兩種以上的液晶化合物, 所述通式(I)所表示的液晶化合物、通式(II)所表示的液晶化合物、通式(III)所表示的液晶化合物、及通式(IV)所表示的液晶化合物的合計含量為液晶組合物中使用的具有比-2負向大的介電各向異性的液晶化合物的合計含量的90質量%以上;
    Figure 03_image001
    式中,R I11、R I21分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代;
    Figure 03_image003
    式中,R II1、R II2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代;
    Figure 03_image005
    式中,R III1、R III2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代;
    Figure 03_image007
    式中,R IV1表示碳原子數2~8的烯基, R IV2表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, A IV1及A IV2分別獨立地表示選自由 (a)1,4-伸環己基,所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-、 (b)1,4-伸苯基,所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=、以及 (c)1,4-伸環己烯基 所組成的群組中的基,所述基(a)、基(b)及基(c)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z IV1及Z IV2分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-, 在關於A IV1、A IV2、Z IV1和Z IV2的分別存在多個的情況下,這些分別可相同也可不同, n IV1及n IV2分別獨立地表示0~3的整數,n IV1+n IV2為1、2或3。
  2. 如請求項1所述的液晶組合物,含有一種或兩種以上的通式(IV-1)所表示的化合物作為所述通式(IV)所表示的化合物;
    Figure 03_image220
    式中,R IV11、R IV21分別表示與式(IV)中的R IV1、R IV2相同的含義,n IV11表示1或2。
  3. 如請求項1或請求項2所述的液晶組合物,進而含有一種或兩種以上的通式(L)所表示的化合物;
    Figure 03_image077
    式中,R L1及R L2分別獨立地表示碳原子數1~8的烷基,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, n L1表示0、1、2或3, A L1、A L2及A L3分別獨立地表示選自由 (a)1,4-伸環己基,所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-,以及 (b)1,4-伸苯基,所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=, (c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或十氫萘-2,6-二基,其中萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=, 所組成的群組中的基,所述基(a)、基(b)及基(c)可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, Z L1及Z L2分別獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-OCH 2-、-CH 2O-、-COO-、-OCO-、-OCF 2-、-CF 2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-, 在n L1為2或3且A L2存在多個的情況下,這些可相同也可不同,在n L1為2或3且Z L2存在多個的情況下,這些可相同也可不同,通式(I)、通式(II)、通式(III)及通式(IV)所表示的化合物除外。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的液晶組合物,進而含有通式(P)所表示的聚合性化合物,
    Figure 03_image150
    所述通式(P)中,R p1表示氫原子、氟原子、氰基、碳原子數1~15的烷基或-Sp p2-P p2,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,所述烷基中的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代, P p1及P p2分別獨立地表示通式(P p1-1)~式(P p1-9)的任一者,
    Figure 03_image152
    式中,R p11及R p12分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~5的鹵化烷基,W p11表示單鍵、-O-、-COO-或甲基,t p11表示0、1或2,在關於分子內分別存在多個R p11、R p12、W p11和t p11的情況下,這些分別可相同也可不同, Sp p1及Sp p2分別獨立地表示單鍵或間隔基, Z p1及Z p2分別獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH 2-、-OCH 2-、-CH 2O-、-CO-、-C 2H 4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH 2-、-CH 2OCOO-、-OCH 2CH 2O-、-CO-NR ZP1-、-NR ZP1-CO-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CH=CR ZP1-COO-、-CH=CR ZP1-OCO-、-COO-CR ZP1=CH-、-OCO-CR ZP1=CH-、-COO-CR ZP1=CH-COO-、-COO-CR ZP1=CH-OCO-、-OCO-CR ZP1=CH-COO-、-OCO-CR ZP1=CH-OCO-、-(CH 2) z-COO-、-(CH 2) 2-OCO-、-OCO-(CH 2) 2-、-(C=O)-O-(CH 2) 2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF 2-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-或-C≡C-,式中,R ZP1分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~4的烷基,在分子內存在多個R ZP1的情況下,這些可相同也可不同, A p1、A p2及A p3分別獨立地表示選自由 (a p)1,4-伸環己基,所述基中存在的一個-CH 2-或不鄰接的兩個以上的-CH 2-可經取代為-O-, (b p)1,4-伸苯基,所述基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=,以及 (c p)萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基,這些基中存在的一個-CH=或不鄰接的兩個以上的-CH=可經取代為-N=, 所組成的群組中的基,所述基(a p)、基(b p)及基(c p)中存在的一個或兩個以上的氫原子可分別獨立地經鹵素原子、氰基、碳原子數1~8的烷基或-Sp p2-P p2取代,所述烷基中的一個或非鄰接的兩個以上的-CH 2-可分別獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代, m p1表示0、1、2或3,在關於分子內分別存在多個Z p1、A p2、Sp p2和P p2的情況下,這些分別可相同也可不同,A p3在m p1為0、且A p1為菲-2,7-二基或蒽-2,6-二基的情況下,表示單鍵。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的液晶組合物,其中所述液晶組合物進而含有一種或兩種以上的選自抗氧化劑、光穩定劑、紫外線吸收劑及紅外線吸收劑中的添加劑。
  6. 一種液晶顯示元件,其使用如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組合物。
  7. 一種聚合物支持配向型或聚合物穩定垂直配向型液晶顯示元件,其使用如請求項1至請求項5中任一項所述的液晶組合物。
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