液晶组合物及液晶显示元件的制作方法_2

文档序号:9548464阅读:来源:国知局
碳数1至12的烷基、碳数 1至12的烷氧基、或者碳数2至12的烯基;环A为1,4_亚环己基、1,4_亚苯基、2-氟-1, 4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、1,3-二噁烷-2, 5-二基、或者四氢吡喃-2, 5-二基;Z1 为单键、亚乙基、羰基氧基、或者二氟亚甲氧基;X1及X2独立地为氢或氟;Y1为氟、氯、至少一 个氢经卤素所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经卤素所取代的碳数1至12的 烷氧基;a为1、2、3或4。
[0034] 项2.根据项1所述的液晶组合物,其含有选自式(1-1)及式(1-2)所表示的化合 物的组群中的至少一个化合物作为添加物,
[0035]
[0036] 式(1-1)及式(1-2)中,R1、R3、R4及R5独立地为氢或者碳数1至15的烷基;Z2 为碳数1至20的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个氢可经卤素所取代,至少一个-CH2-可 经-〇-所取代。
[0037] 项3.根据项1或项2所述的液晶组合物,其中基于液晶组合物的重量,式⑴所 表示的化合物的比例为0.005重量%至1重量%的范围。
[0038]项4.根据项1至项3中任一项所述的液晶组合物,其含有选自式(2-1)至式 (2-27)所表示的化合物的组群中的至少一个化合物作为第一成分,


[0042] 式(2-1)至式(2-27)中,R2为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者碳 数2至12的烯基。
[0043] 项5.根据项1至项4中任一项所述的液晶组合物,其中基于液晶组合物的重量, 第一成分的比例为10重量%至90重量%的范围。
[0044] 项6.根据项1至项5中任一项所述的液晶组合物,其含有选自式⑶所表示的化 合物的组群中的至少一个化合物作为第二成分,
[0045]
[0046] 式(3)中,R6及R7独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至 12的烯基、或者至少一个氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环B及环C独立地为1,4-亚 环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、或2, 5-二氟-1,4-亚苯基;Z3为单键、亚乙基或 者幾基氧基;b为1、2或3。
[0047] 项7.根据项1至项6中任一项所述的液晶组合物,其含有选自式(3-1)至式 (3-13)所表示的化合物的组群中的至少一个化合物作为第二成分,
[0048]
[0049] 式(3-1)至式(3-13)中,R6及R7独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷 氧基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。
[0050] 项8.根据项6或项7所述的液晶组合物,其中基于液晶组合物的重量,第二成分 的比例为10重量%至90重量%的范围。
[0051] 项9.根据项1至项8中任一项所述的液晶组合物,其中向列相的上限温度为70°C 以上,波长589nm下的光学各向异性(在25°C下测定)为0. 07以上,而且频率1kHz下的介 电各向异性(在25°C下测定)为2以上。
[0052] 项10. -种液晶显示元件,其含有根据项1至项9中任一项所述的液晶组合物。
[0053] 项11.根据项10所述的液晶显示元件,其中液晶显示元件的操作模式为TN模式、 ECB模式、0CB模式、IPS模式、FFS模式、或者FPA模式,液晶显示元件的驱动方式为有源矩 阵方式。
[0054] 项12.-种根据项1至项9中任一项所述的液晶组合物的用途,其用于液晶显示 元件。
[0055] 本发明还包括以下各项。(a)所述组合物,其还含有光学活性化合物、抗氧化剂、紫 外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂等添加物的至少一个。 (b) -种AM元件,其含有所述组合物。(c) 一种含有聚合性化合物的所述组合物、以及含有 所述组合物的聚合物稳定取向(PSA)型的AM元件。(d) -种聚合物稳定取向(PSA)型的 AM元件,其含有所述组合物,且所述组合物中的聚合性化合物进行聚合。(e) -种元件,其 含有所述组合物,而且具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、或者FPA的模式。(f) 一种 透过型元件,其含有所述组合物。(g)将所述组合物作为具有向列相的组合物的用途。(h) 通过在所述组合物中添加光学活性化合物而作为光学活性组合物的用途。
[0056] 以如下顺序对本发明的组合物进行说明。第一,对组合物中的成分化合物的构成 进行说明。第二,对成分化合物的主要特性、以及所述化合物给组合物带来的主要效果进行 说明。第三,对组合物中的成分的组合、成分的优选比例以及其根据进行说明。第四,对成 分化合物的优选形态进行说明。第五,示出优选的成分化合物。第六,对可添加于组合物中 的添加物进行说明。第七,对成分化合物的合成方法进行说明。最后,对组合物的用途进行 说明。
[0057] 第一,对组合物中的成分化合物的构成进行说明。本发明的组合物被分类为组合 物A及组合物B。组合物A除了含有选自化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)中的化合物 以外,也可还含有其他的液晶性化合物、添加物等。"其他的液晶性化合物"是与化合物(2) 及化合物(3)不同的液晶性化合物。此种化合物是出于进一步调整特性的目的而混合于组 合物中。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、 聚合引发剂、聚合抑制剂等。
[0058]组合物B实质上仅包含选自化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)中的化合物。"实 质上"是指组合物虽可含有添加物,但不含其他的液晶性化合物。与组合物A相比较,组合 物B的成分的数量少。就降低成本的观点而言,组合物B优于组合物A。就可通过混合其他 的液晶性化合物来进一步调整特性的观点而言,组合物A优于组合物B。
[0059] 第二,对成分化合物的主要特性、以及所述化合物给组合物的特性带来的主要效 果进行说明。基于本发明的效果,将成分化合物的主要特性归纳于表2中。表2的记号中, L是指大或高,Μ是指中等程度的,S是指小或低。记号L、M、S是基于成分化合物之间的定 性比较的分类,〇(零)是指值大致为零。
[0060] 表2.化合物的特性
[0061]
[0063]当将成分化合物混合于组合物中时,成分化合物给组合物的特性带来的主要效果 如下所述。成分化合物有时会通过紫外线照射而分解。随着所述分解,杂质增加。化合物 (1)抑制杂质的生成。化合物(1)在上限温度、光学各向异性、以及介电各向异性的特性方 面无差异。作为第一成分的化合物(2)提高介电各向异性,而且降低下限温度。作为第二 成分的化合物(3)提高上限温度,或者降低粘度。
[0064] 第三,对组合物中的成分的组合、成分化合物的优选比例及其根据进行说明。组合 物中的成分的优选组合为:化合物(1) +第一成分、化合物(1) +第二成分、及化合物(1) +第 一成分+第二成分。进而优选的组合为化合物(1) +第一成分+第二成分。
[0065] 为了抑制杂质的生成,化合物(1)的优选比例为约0. 005重量%以上,为了降低下 限温度,化合物(1)的优选比例为约1重量%以下。进而优选的比例为约0. 01重量%至约 〇. 5重量%的范围。特别优选的比例为约0. 03重量%至约0. 3重量%的范围。
[0066] 为了提高介电各向异性,第一成分的优选比例为约10重量%以上,为了降低下限 温度,第一成分的优选比例为约90重量%以下。进而优选的比例为约20重量%至约80重 量%的范围。特别优选的比例为约30重量%至约70重量%的范围。
[0067] 为了提高上限温度,或者为了降低粘度,第二成分的优选比例为约10重量%以 上,为了提高介电各向异性,第二成分的优选比例为约90重量%以下。进而优选的比例为 约20重量%至约80重量%的范围。特别优选的比例为约30重量%至约70重量%的范围。
[0068] 第四,对成分化合物的优选形态进行说明。化合物(1)、化合物(1-1)及化合物 (1-2)中,R1、R3、R4及R5独立地为氢或者碳数1至15的烷基。优选的R\R3、R4或R5为氢 或者甲基。进而优选的R^R'R4或R5为氢。
[0069] Z2为碳数1至20的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个氢可经卤素所取代,至少 一个-CH2-可经-0-所取代。优选的卤素为氟或者氯。优选的Z2为1个或2个-CH2-可 经-0-所取代的碳数1至20的亚烷基。进而优选的Z2为碳数4至16的亚烷基。
[0070] 化合物⑵及化合物⑶中,R2为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或 者碳数2至12的烯基。为了提高对紫外线或热的稳定性,优选的R2为碳数1至12的烷基。 R6及R7独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或者至 少一个氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。为了提高对紫外线或热的稳定性等,优选的R6 或R7为碳数1至12的烷基,为了降低下限温度,或者为了降低粘度,优选的R6或R7为碳数 2至12的烯基。
[0071] 优选的烷基为:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或者辛基。为了降低粘 度,进而优选的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基、或者庚基。
[0072] 优选的烷氧基为:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或者庚氧基。 为了降低粘度,进而优选的烷氧基为甲氧基或者乙氧基。
[0073] 优选的烯基为:乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1- 丁烯基、2- 丁烯基、3- 丁烯基、 1- 戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或 者5-己烯基。为了降低粘度,进而优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或者3-戊 烯基。这些烯基中的-CH=CH-的优选立体构型依存于双键的位置。出于降低粘度等原 因,在1-丙烯基、1- 丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之类的烯基中优选 为反式构型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中优选为顺式构型。这些烯基 中,直链的烯基优于分支的烯基。
[0074] 至少一个氢经氟所取代的烯基的优选例为:2, 2-二氟乙烯基、3, 3-二氟-2-丙烯 基、4,4-二氣_3_ 丁烯基、5, 5-二氣_4_戊烯基、或者6,6-二氣-5-己烯基。为了降低粘 度,进而优选例为2, 2-二氟乙烯基或者4,4-二氟-3- 丁烯基。
[0075] 环A为1,4_亚环己基、1,4_亚苯基、2_氟_1,4_亚苯基、2,6_二氟_1,4_亚苯基、 1,3-二噁烷-2, 5-二基、或者四氢吡喃-2, 5-二基。为了提高光学各向异性,优选的环A 为1,4-亚苯基或2-氟-1,4-亚苯基。环B及环C独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、 2- 氟-1,4-亚苯基、或2,5_二氟-1,4-亚苯基。为了降低粘度,优选的环B或环C为1, 4-亚环己基,或者为了提高光学各向异性,优选的环B或环C为1,4_亚苯基。为了提高上 限温度,与1,4_亚环己基有关的立体构型为反式构型优于顺式构型。四氢吡喃_2,5_二基 为
[0077] Z1为单键、亚乙基、羰基氧基、或者二氟亚甲氧基。为了降低粘度,优选的Z1为单 键,为了提尚介电各向异性,优选的Z1为二氣亚甲氧基。Z3为单键、亚乙基或者幾基氧基。 为了降低粘度,优选的Z3为单键。
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