向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件的制作方法_3

文档序号:9400816阅读:来源:国知局
mPa?s。
[0107] 本发明的液晶组合物的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)为60°C至120°C, 进一步优选为70°C至100°C,特别优选为70°C至85°C。
[0108] 本发明的液晶组合物的固体相-向列相转变温度(Ten)为-20 °C以下,优选 为-25°C以下,进一步优选为-30°C以下,特别优选为-35°C以下。
[0109] 本发明的液晶组合物的弹性常数(K33)为12. 5以上,优选为13. 0以上,进一步优 选为13. 5以上,特别优选为14. 0以上。
[0110] 除了上述的化合物以外,本发明的液晶组合物还可以含有通常的向列液晶、近晶 液晶、胆留液晶、抗氧化剂、紫外线吸收剂、聚合性单体等。
[0111] 例如,优选含有〇. 01至2质量%的联苯衍生物、三联苯衍生物等聚合性化合物作 为聚合性单体。进一步详细而言,本发明的液晶组合物中含有一种或两种以上的通式(M) 所表示的聚合性化合物。
[0112] [化 19]
[0114] 通式(M)中,X2qi和X2°2各自独立地表示氢原子、甲基或-CF3基。优选X201和X2°2 均为氢原子的二丙烯酸酯衍生物、均为甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物,也优选一方为氢原 子而另一方为甲基的化合物。可以根据用途使用优选的化合物,PSA显示元件中,通式(M) 所表示的聚合性化合物优选至少具有1种甲基丙烯酸酯衍生物,也优选具有2种。
[0115] Sp201和Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-0-(CH2)s-(式中, s表示2至7的整数,氧原子结合于环上。)。在PSA模式的液晶显示元件中,优选Sp2M和 Sp2°2的至少一方为单键,优选均为单键的化合物或一方为单键而另一方为碳原子数1~8 的亚烷基或-O-(CH2)s-,这种情况下,优选为碳原子数1~4的亚烷基,s优选为1~4。
[0116] 环M2'环M2°2和环M2°3各自独立地表示反式-1,4-亚环己基(基团中的1个或不 相邻的2个以上的-CH2-可被-0-或-S-取代。)、1,4-亚苯基(基团中的1个或不相邻 的2个以上的-CH=可被-N=取代。)、1,4-亚环己烯基、1,4-亚二环[2. 2. 2]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,基团 中的氢原子各自独立地可被氟原子、-CF3S、碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至10的 烷氧基或式(R-I)至式(R-15)中的任一种取代。
[0117] [化 20]
[0118]
[0119] Z2。1 和Z2°2各自独立地表示-OCH2_、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2C H2-、-CF2CF2-'-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-C H2CH2-' -OCO-CH2CH2-' -CH2CH2-COO-' -CH2CH2-OCO-' -COO-CH2-' -OCO-CH2-' -CH2-COO-' -CH2-O C0-、-CY1=CY2-(式中,Y1和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子。)、-CEC-或单键, 优选为-COO-、-0C0-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH -、-C00-CH2CH2-、-0C0-CH2CH2-、-CH2CH2-C00-、-CH2CH2-0C0-、-CEC-或单键,进一步优选 为-coo-、-0C0-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-C H2CH2-、-0C0-CH2CH2-、-CH2CH2-C00-、-CH2CH2-OCO-或单键。
[0120] n2M表示0、1或2,优选为0或1。其中,当分别存在多个环M2°2和Z2°2时,可以各 不相同,也可以相同。
[0121] 本发明的含有聚合性化合物的液晶组合物含有至少1种通式(M)所表示的聚合性 化合物,优选含有1种~5种,进一步优选含有1种~3种。当通式(M)所表示的聚合性化 合物的含量少时,对于液晶组合物的取向约束力变弱。相反地,当通式(M)所表示的聚合性 化合物的含量过多时,聚合时所需的能量增加,未发生聚合而残留的聚合性化合物的量增 加,成为显示不良的原因,因此,其含量优选为0. 01~2. 00质量%,进一步优选为0. 05~ 1.00质量%,特别优选为0. 10~0.50质量%。
[0122] 进一步具体而言,当通式(M)中n?1为0时,Sp2M和Sp2°2之间的环结构优选为式 (XXa-I)至式(XXa-5),进一步优选为式(XXa-I)至式(XXa-3),特别优选为式(XXa-I)或式 (XXa-2)。其中,式的两端结合于Span或Sp2°2。
[0123] [化 21]
[0124]
[0125] [化 22]
[0126]
[0133] 含有这些骨架的通式(M)所表示的聚合性化合物的聚合后的取向约束力对PSA模 式的液晶显示元件是最适的,可获得良好的取向状态,因而具有显示不均被抑制或完全不 发生的效果。
[0134] 由上所述,作为聚合性单体,优选为式(XX-I)至通式(XX-10)所表示的化合物,进 一步优选为式(XX-I)至式(XX-4)。
[0135] [化 26]
[0136]
[0137] 式中,Spxx表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s_(式中,s表示2至7的整 数,氧原子结合于环上。)。
[0138] 式中的苯基中的氢原子可以进一步被4、-(:1、-〇?3、-〇13、式〇?-1)至式〇?-15)中 的任一种取代。
[0139] 当通式(M)中n?1为1时,例如优选为式(M31)至式(M48)那样的聚合性化合物。
[0140] [化 27]
[0141]
[0142] 式中的苯基和萘基中的氢原子可以进一步被_F、-Cl、-CF3、-CH3、式(R-I)至式 (R-15)中的任一种取代。
[0143] 含有这些骨架的通式(M)所表示的聚合性化合物的聚合后的取向约束力对PSA模 式的液晶显示元件是最适的,可获得良好的取向状态,因而具有显示不均被抑制或完全不 发生的效果。
[0144] 当通式(M)中n?1为1且具有多个式(R-I)或式(R-2)时,例如优选为式(M301) 至式(M316)那样的聚合性化合物。
[0145] [化 28]
[0146]
[0147] 式中的苯基和萘基中的氢原子可以进一步被_F、-Cl、_CF3、-CH3取代。
[0148] 含有这些骨架的通式(M)所表示的聚合性化合物的聚合后的取向约束力对PSA模 式的液晶显示元件是最适的,可获得良好的取向状态,因而具有显示不均被抑制或完全不 发生的效果。
[0149] 在本发明的液晶组合物中含有作为聚合性化合物的通式(M)而得到的含有聚合 性化合物的液晶组合物获得了低粘度(n)、低旋转粘度(Y1)和大弹性常数(K33),因此使 用其的PSA模式或PSVA模式的液晶显示元件能够实现兼顾显示不均的抑制和高速响应。
[0150] 使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件具有高速响应的显著特征,尤其对有 源矩阵驱动用液晶显示元件是有用的,能够适用于VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式 或ECB模式。
[0151] 实施例
[0152] 以下通过列举实施例进一步详细地对本发明进行描述,但本发明不限于这些实施 例。此外,以下的实施例和比较例的组合物中的" % "意思是"质量% "。
[0153] 实施例中化合物的记载使用以下的缩写。
[0154] (侧链)
[0155] -n _CnH2n+i碳原子数n的直链状的烷基
[0156] n- CnH2n+「碳原子数n的直链状的烷基
[0157] -On_0CnH2n+1碳原子数n的直链状的烷氧基
[0158] n〇-CnH2n+10-碳原子数n的直链状的烷氧基
[0159] -V-CH=CH2
[0160] V- CH2=CH-
[0161] -Vl-CH=CH-CH3
[0162] IV- CH3-CH=CH-
[0163] -2V -CH2-CH2-CH=CH3
[0164] V2- CH3=CH-CH2-CH2-
[0165] -2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
[0166] 1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2
[0167] (连接基团)
[0168] -n〇- -CnH2nO-碳原子数n的直链状的连接基团
[0169] (环结构)
[0170] [化 29]
[0171]
[0172] 实施例中测定的特性如下所述。
[0173] Tni:向列相-各向同性液体相转变温度(°C)
[0174] Tm:固体相-向列相转变温度(°C)
[0175] An:20°C时的折射率各向异性
[0176] Ae:25°C时的介电常数各向异性
[0177] n:20°c时的粘度(mPa?s)
[0178] y:: 20°C时的旋转粘度(mPa?s)
[0179] K33:20°C时的弹性常数K33(pN)
[0180] VHR(UV):照射10J的UV后的电压保持率(VHR)
[0181] (比较例1、实施例1、实施例2和实施例3)
[0182] 调制LC-A(比较例I)、LC-I(实施例I)、LC-2 (实施例2)和LC-3 (实施例3)的液 晶组合物,测定其物性值。液晶组合物的构成及其物性值的结果如表1所示。
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