液晶组合物及液晶显示元件的制作方法_3

文档序号:9548464阅读:来源:国知局

[0078] X1及X2独立地为氢或氟。为了提高介电各向异性,优选的X1或X2为氟。
[0079] 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。优选的卤素为氟或氯。优选的Y1为氟、氯、三氟甲基、 或者三氟甲氧基。为了降低下限温度,进而优选的Y1为氟。
[0080] a为1、2、3或4。为了提高上限温度,优选的a为3。b为1、2或3。为了降低粘 度,优选的b为1,为了提高上限温度,优选的b为3。
[0081] 第五,示出优选的成分化合物。优选的化合物(1)为所述化合物(1-1)或者化合 物(1-2)。这些化合物中,优选为化合物(1)的至少两个为化合物(1-1)及化合物(1-2)的 组合。
[0082] 优选的化合物(2)为所述化合物(2-1)至化合物(2-27)。这些化合物中,优选为 第一成分的至少一个为化合物(2-5)、化合物(2-11)、化合物(2-12)、化合物(2-13)、化合 物(2-15)、化合物(2-16)、化合物(2-20)、化合物(2-23)、或者化合物(2-25)。优选为第 一成分的至少两个为化合物(2-12)及化合物(2-23)、化合物(2-13)及化合物(2-16)、化 合物(2-15)及化合物(2-16)、化合物(2-16)及化合物(2-25)、化合物(2-20)及化合物 (2-25)、或者化合物(2-23)及化合物(2-25)的组合。
[0083] 优选的化合物(3)为所述化合物(3-1)至化合物(3-13)。这些化合物中,优选为 第二成分的至少一个为化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-5)、化合物(3-6)、化合物 (3-8)、化合物(3-9)、或者化合物(3-13)。优选为第二成分的至少两个为化合物(3-1)及 化合物(3-5)、化合物(3-3)及化合物(3-5)、化合物(3-1)及化合物(3-6)、化合物(3-3) 及化合物(3-6)、化合物(3-1)及化合物(3-8)、或者化合物(3-3)及化合物(3-8)的组合。
[0084] 第六,对可添加于组合物中的添加物进行说明。此种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。出于引起 液晶的螺旋结构来赋予扭转角(torsionangle)的目的,而将光学活性化合物添加于组合 物中。此种化合物的例子为化合物(4-1)至化合物(4-5)。光学活性化合物的优选比例为 约5重量%以下。进而优选的比例为约0. 01重量%至约2重量%的范围。
[0086] 为了防止由大气中的加热所引起的比电阻下降,或者为了在长时间使用元件后, 不仅在室温下,而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率,而将抗氧化剂添 加于组合物中。抗氧化剂的优选例为η为1至9的整数的化合物(5)等。
[0087]
[0088] 化合物(5)中,优选的η为1、3、5、7或9。进而优选的η为1或7。η为1的化合 物(5)由于挥发性大,故而在防止由大气中的加热所引起的比电阻下降时有效。η为7的化 合物(5)由于挥发性小,故而对于在长时间元件使用后,不仅在室温下,而且在接近于上限 温度的温度下也维持大的电压保持率而言有效。为了获得所述效果,抗氧化剂的优选比例 为约50ppm以上,为了不降低上限温度,或者为了不提高下限温度,抗氧化剂的优选比例为 约600ppm以下。进而优选的比例为约lOOppm至约300ppm的范围。
[0089] 紫外线吸收剂的优选例为:二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另 外,具有位阻的胺之类的光稳定剂也优选。为了获得所述效果,这些吸收剂或稳定剂的优选 比例为约50ppm以上,为了不降低上限温度,或者为了不提高下限温度,这些吸收剂或稳定 剂的优选比例为约lOOOOppm以下。进而优选的比例为约lOOppm至约lOOOOppm的范围。
[0090] 为了适合于宾主(guesthost,GH)模式的元件,而将偶氮系色素、蒽醌系色素等之 类的二色性色素(dichroicdye)添加于组合物中。色素的优选比例为约0.01重量%至约 10重量%的范围。为了防止起泡,而将二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等消泡剂添加于组合 物中。为了获得所述效果,消泡剂的优选比例为约lppm以上,为了防止显示不良,消泡剂的 优选比例为约lOOOppm以下。进而优选的比例为约lppm至约500ppm的范围。
[0091] 为了适合于聚合物稳定取向(PSA)型的元件,而将聚合性化合物添加于组合物 中。聚合性化合物的优选例为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙 烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷(oxirane)、氧杂环丁烧(oxetane))、乙烯基酮等具有可 聚合的基团的化合物。进而优选的例子为丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的衍生物。此种化合 物的例子为化合物(6-1)至化合物(6-9)。为了获得所述效果,聚合性化合物的优选比例为 约〇. 05重量%以上,为了防止显示不良,聚合性化合物的优选比例为约1〇重量%以下。进 而优选的比例为约〇. 1重量%至约2重量%的范围。
[0092]
[0093]式(6-1)至式(6-9)中,RS、R9、R1Q及R11独立地为丙烯酰氧基(-0C0-CH=CH2)或 者甲基丙烯酰氧基(-0C0-C(CH3) =CH2),R12及R13独立地为氢、卤素、或者碳数1至10的烷 基;Z4、Z5、Z6及Z7独立地为单键或者碳数1至12的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-〇12-可 经-0-或-CH=CH-所取代;c、d及e独立地为0、1或2。化合物(6-1)中,将六角形横切 的垂直的线表示六元环上的任意氢可经氟所取代。C等下标表示取代的氟的数量。所述规 则也适用于化合物(6-2)等。化合物(6-1)中,C与d的和为1以上,化合物(6-4)中,C、 d与e的和为1以上。优选的卤素为氟或者氯。
[0094] 聚合性化合物通过紫外线照射而聚合。也可在光聚合引发剂等引发剂的存在下进 行聚合。用以进行聚合的适当条件、引发剂的适当类型、以及适当的量已为本领域技术人 员所知,并记载于文献中。例如作为光引发剂的艳佳固(Irgacure)651 (注册商标;巴斯夫 (BASF))、艳佳固(Irgacure) 184(注册商标;巴斯夫)、或者德牢固(Darocure) 1173(注册 商标;巴斯夫)适合于自由基聚合。基于聚合性化合物的重量,光聚合引发剂的优选比例为 约0. 1重量%至约5重量%的范围。进而优选的比例为约1重量%至约3重量%的范围。
[0095] 保管聚合性化合物时,为了防止聚合,也可添加聚合抑制剂。聚合性化合物 通常是以未去除聚合抑制剂的状态添加于组合物中。聚合抑制剂的例子为对苯二酚 (hydroquinone)、甲基对苯二酸(methylhydroquinone)之类的对苯二酸衍生物、4_叔 丁基邻苯二酸(4-tert-butylcatechol)、4_ 甲氧基苯酸(4-methoxyphenol)、吩噻嗪 (phenothiazine)等。
[0096] 第七,对成分化合物的合成方法进行说明。这些化合物可利用已知的方法来合成。 例示合成方法。R1及R3为氢且Z2为_(CH2)s-的化合物(1-1)已有市售。化合物(2-3)及 化合物(2-8)是利用日本专利特开平2-233626号公报中记载的方法来合成。化合物(3-1) 是利用日本专利特开昭59-176221号公报中记载的方法来合成。化合物(3-13)是利用日 本专利特开平2-237949号公报中记载的方法来合成。式(5)的η为1的化合物可自西格 玛奥德里奇(Sigma-AldrichCorporation)获取。η为7的化合物(5)等是利用美国专利 3660505号说明书中记载的方法来合成。
[0097] 未记载合成方法的化合物可利用以下书籍中记载的方法来合成:《有机合成》 (OrganicSyntheses,约翰威立父子出版公司(JohnWiley&Sons,Inc·))、《有机反应》 (OrganicReactions,约翰威立父子出版公司(JohnWiley&Sons,Inc·))、《综合有机合成》 (ComprehensiveOrganicSynthesis,培格曼出版公司(PergamonPress))、新实验化学讲 座(丸善)等。组合物是利用公知的方法,由以所述方式获得的化合物来制备。例如,将成 分化合物进行混合,然后通过加热而使其相互溶解。
[0098] 最后,对组合物的用途进行说明。本发明的组合物主要具有约-10°C以下的下限温 度、约70°C以上的上限温度、以及约0. 07至约0. 20的范围的光学各向异性。含有所述组合 物的元件具有大的电压保持率。所述组合物适合于AM元件。所述组合物特别适合于透过 型的AM元件。也可通过控制成分化合物的比例,或者通过混合其他的液晶性化合物,来制 备具有约〇. 08至约0. 25的范围的光学各向异性的组合物、进而具有约0. 10至约0. 30的 范围的光学各向异性的组合物。所述组合物可用作具有向列相的组合物,且可通过添加光 学活性化合物而用作光学活性组合物。
[0099] 所述组合物可用于AM元件。进而也可用于PM元件。所述组合物可用于具有PC、 TN、STN、ECB、0CB、IPS、FFS、VA、FPA等模式的AM元件及PM元件。特别优选为用于具有TN 模式、0CB模式、IPS模式或者FFS模式的AM元件。在具有IPS模式或者FFS模式的AM元 件中,当未施加电压时,相对于玻璃基板,液晶分子的排列可为平行,或者也可为垂直。这些 元件可为反射型、透过型或者半透过型。优选为用于透过型元件。也可用于非晶硅-TFT元 件或者多晶硅-TFT元件。也可用于将所述组合物进行微胶囊化而制作的向列曲线排列相(nematic curvilinear aligned phase,NCAP)型元件、或使组合物中形成有三维网状高分 子的聚合物分散(polymer dispersed,PD)型元件。
[0100] [实施例]
[0101] 通过实施例来对本发明进一步进行详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本 发明包含实施例1的组合物与实施例2的组合物的混合物。本发明还包含将实施例的组 合物的至少两个混合而成的混合物。所合成的化合物是通过核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)分析等方法来鉴定。化合物以及组合物的特性是利用下述记载的方法来 测定。
[0102]NMR分析:测定时使用布鲁克拜厄斯宾(BrukerBioSpin)公司制造的DRX-500。 i-NMR的测定中,使试样溶解于CDC13等氘化溶剂中,在室温下以500MHz、累计次数为16 次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。19F-NMR的测定中,使用CFC13作为内 部标准,以累计次数24次来进行。核磁共振光谱的说明中,s是指单峰(singlet),d是指 双重峰(doublet),t是指三重峰(triplet),q是指四重峰(quartet),quin是指五重峰 (quintet),sex是指六重峰(sextet),m是指多重峰(multiplet),br是指宽峰(broad)。
[0103] 气相色谱分析:测定时使用岛津制作所制造的GC-14B型气相色谱仪。载体气体 为氦气(2mL/min)。将试样气化室设定为280°C,将检测器(火焰离子化
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