液晶组合物及液晶显示元件的制作方法_2

文档序号:9602085阅读:来源:国知局
042] 项4.根据项1至项3中任一项所述的液晶组合物,其中P\P2及P3为甲基丙烯酰 基氧基,Sp1、Sp2及Sp3为单键。
[0043] 项5.根据项1至项6中任一项所述的液晶组合物,其中含有选自式⑵所表示的 化合物的组群中的至少一种化合物作为第一成分,
[0044]
[0045] 式⑵中,R1及R 2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、或者碳数2至12的烯氧基;环D及环F独立地为1,4_亚环己基、1,4_亚 苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4_亚苯基、或者四氢吡喃-2, 5-二基;环E为2, 3_二氣_1,4_亚苯基、2_氣_3_氣_1,4_亚苯基、2, 3_二氣_5_甲基_1,4_亚苯基、3, 4, 5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色烷(ehromane) -2,6-二基;Z3及Z 4独立地为单 键、-〇12〇12-、-〇120-、-0〇1 2-、-(1)0-、或者-0〇)-;」为1、2或3,1^为0或1,而且」与1^之和 为3以下。
[0046] 项6.根据项1至项5中任一项所述的液晶组合物,其中含有选自式(2-1)至式 (2-19)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物作为第一成分,
[0047]
[0048]

[0049] 式(2-1)至式(2-19)中,R1及R 2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、或者碳数2至12的烯氧基。
[0050] 项7.根据项5或项6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。
[0051] 项8.根据项1至项7中任一项所述的液晶组合物,其中含有选自式⑶所表示的 化合物的组群中的至少一种化合物作为第二成分,
[0052]
[0053] 式⑶中,R3及R4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取代的碳数2至12的烯基;环G、环I及环J 独立地为1,4_亚环己基、1,4_亚苯基或者2-氟-1,4-亚苯基;Z5及Z 6独立地为单 键、-CH2CH2-、-CH20-、-0CH2-、-C00-、或者-0C0-;m为0、1或2〇
[0054] 项9.根据项1至项8中任一项所述的液晶组合物,其中含有选自式(3-1)至式 (3-13)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物作为第二成分,
[0055]
[0056] 式(3-1)至式(3-13)中,R3及R 4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取代的碳数2至12的烯基。
[0057] 项10.根据项8或项9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。
[0058] 项11.根据项1至项10中任一项所述的液晶组合物,其中进而含有选自式⑷所 表示的化合物的组群中的至少一种聚合性化合物,
[0059]
[0060] 式(4)中,P4及P5独立地为选自式(P-4)及式(P-5)所表示的基团的组群中的聚 合性基;
[0061]
[0062] 式(P-4)中,M1为氢、氟、甲基、或者三氟甲基;
[0063]式(P-5)中,η1为 1、2、3 或 4 ;
[0064] 式⑷中,Sp4及Sp 5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-CH2-可经-0-、-s-、-NH-、-CO-、-coo-、-0C0-、或者-0C00-所取代,至少一 个-CH 2-CH2-可经-CH = CH-或者-c = C-所取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素或 者-C = N 所取代;Z7为单键、-CH 2CH2-、-CH20-、-0CH2-、-COO-、-0C0-、-C0-CR 5= CR 6_、-CR6 =CR5-C0-、-0C0-CR5= CR6-、-CR6= CR5-C00-、-CR5= CR6-、或者-c( = CR5R6)-,此处,R5 及R6独立地为氢、卤素、碳数1至10的烷基、或者至少一个氢经取代为氟的碳数1至10的 烷基;Ζ 8为单键、-CH2CH2-、-CH 20-、-0CH2-、-C00 -、或者-0C0-;环Κ及环Μ独立地为环己 基、苯基、2_氣苯基、3_氣苯基、2, 3_二氣苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、2_ (二氣甲基) 苯基、3-(三氟甲基)苯基或2-萘基;环L为1,4_亚环己基、1,4_亚苯基、萘_2,6_二基、 2 _氣_1,4-亚苯基、2, 3-二氣-1,4-亚苯基、2, 5-二氣-1,4-亚苯基、2-甲基-1,4 -亚苯 基或2-三氟甲基-1,4-亚苯基;ρ为0、1或2 ;η及r独立地为1、2或3,而且η与r之和为 4以下。
[0065] 项12.根据权利要求1至11中任一项所述的液晶组合物,其中进而含有选自式 (4-1)至式(4-26)所表示的化合物的组群中的至少一种聚合性化合物,
[0066]
[0067]
[0068] κ '
[0069] 式(4-1)至式(4-26)中,Ρ6及Ρ 7独立地为式(Ρ-4)所表示的聚合性基;
[0070]
[0071] 式(P-4)中,M1为氢、氟、甲基、或者三氟甲基;
[0072] 式(4-1)至式(4-26)中,Sp6及Sp 7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-ch2-可经-〇-、-coo-、-0C0-、或者-0C00-所取代,至少一 个-CH 2-CH2-可经-CH = CH-或者-C = C-所取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取 代;R7及R8独立地为氢、氟、氯、碳数1至3的烷基、或者至少一个氢经取代为氟的碳数1至 3的烷基。
[0073] 项13.根据项1至项12中任一项所述的液晶组合物,其中基于液晶组合物的重 量,聚合性化合物的比例为0. 03重量%至10重量%的范围。
[0074] 项14.根据项11或项12所述的液晶组合物,其中基于液晶组合物的重量,将式 (1)所表示的化合物与式(4)所表示的化合物合并的比例为0. 03重量%至10重量%的范 围。
[0075] 项15. -种液晶显示元件,其含有根据项1至项14中任一项所述的液晶组合物。
[0076] 项16.根据项15所述的液晶显示元件,其中液晶显示元件的运作模式为IPS模 式、VA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。
[0077] 项17. -种聚合物稳定取向型的液晶显示元件,其含有根据项1至项14中任一项 所述的液晶组合物,且所述液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合。
[0078] 项18. -种根据项1至项14中任一项所述的液晶组合物的用途,其用于液晶显示 元件中。
[0079] 项19. 一种根据项1至项14中任一项所述的液晶组合物的用途,其用于聚合物稳 定取向型的液晶显示元件中。
[0080] 本发明还包含以下各项。(a)液晶显示元件的制造方法,其通过将上述液晶组合物 配置于两炔基板之间,在对所述组合物施加电压的状态下照射光,使所述组合物中所含有 的聚合性化合物进行聚合,来制造上述液晶显示元件。(b)上述液晶组合物,其向列相的上 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0.08以上,而且频 率1kHz下的介电各向异性(在25°C下测定)为-2以下。
[0081] 本发明还包括以下各项。(c)上述组合物,虽然日本专利特开2006-199941号公报 中记载的化合物(5)至化合物(7)是介电各向异性为正的液晶性化合物,但上述组合物含 有选自这些化合物的组群中的至少一种化合物。(d)含有上述聚合性化合物(1)的上述组 合物。(e)含有上述聚合性化合物(1)以及聚合性化合物(4)的上述组合物。(f)含有与 聚合性化合物(1)及聚合性化合物(4)不同的聚合性化合物的上述组合物。(g)含有光学 活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合引发剂、聚合抑制剂等添加物的 至少一种的上述组合物。(h)含有上述组合物的AM元件。(i)含有上述组合物,而且具有 TN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、或者FPA模式的元件。(j)含有上述组合物的透过型元件。(k) 将上述组合物作为具有向列相的组合物的用途。(1)通过在上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。
[0082] 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。
[0083] 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与组合物B。组合物A除了含有选自化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物以外, 也可进而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。其他的液晶性化合物中,就对热或紫外线的稳定性的观点而言,优选为氰基化合物 少。氰基化合物的尤其优选的比例为〇重量%。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。
[0084]组合物B实质上仅包含选自化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物。"实质 上"是指所述组合物虽可含有聚合性化合物等添加物,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。
[0085] 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。
[0086] 表2.化合物的特性
[0087]
[0088] 1)介电各向异性的值为负,记号表示绝对值的大小。
[0089]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。化合物(1)及化合物(4)通过聚合而提供聚合物,所述聚合物缩短元件的响应 时间,而且改善图像的残像。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)降低粘度、或者提高上限温度。
[0090] 第三,对组合物中的成分的组合、成分的优选比例及其依据进行说明。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、化合物(1) +第一成分+ 第二成分、化合物(1) +第一成分+化合物(4)、或者化合物(1) +第一成分+第二成分+化 合物(4)。尤其优选的组合为:化合物(1) +第一成分+第二成分或者化合物(1) +第一成 分+第二成分+化合物(4)。
[0091] 化合物(1)及化合物(4)之类的聚合性化合物是出于适合于聚合物稳定取向型 的元件的目的而添加于组合物中。为了使液晶分子进行取向,聚合性化合物的优选比例为 约〇. 03重量%以上,为了防止元件的显示不良,聚合性化合物的优选比例为约10重量%以 下。尤其优选的比例为约0.1重量%至约2重量%的范围。特别优选的比例为约0.2重 量%至约1. 0重量%的范围。
[0092] 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,为了降低粘 度,第一成分的优选比例为约90重量%以下。尤其优选的比例为约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。
[0093] 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,为了降低下限温度,第二成分的优选比例为约90重量%以下。尤其优选的比例为约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。
[0094] 可通过调整成分化合物的比例来调整表1中记载的组合物的特性。也可通过视需 要混合其他的液晶性化合物来调整特性。通过此种方法,可制备上限温度为约70°C以上的 组合物。也可制备上限温度为约75°C以上的组合物。也可制备上限温度为约80°C以上的 组合物。通过此种方法,可制备下限温度为约-l〇°C以下的组合物。也可制备下限温度为 约-20°C以下的组合物。也可制备下限温度为约-30°C以下的组合物。
[0095] 通过此种方法,可制备波长589nm下的光学各向异性(在25 °C下测定)为约0.09 至约0. 12的范围的组合物。也可制备光学各向异性为约0. 08至约0. 16的范围的组合物。 也可制备光学各向异性为约〇. 07至约0. 20的范围的组合物。通过此种方法,可制备频率 1kHz下的介电各向异性(在25°C下测定)为约-1. 5以下的组合物。也可制备介电各向异 性为约-2以下的组合物。也可制备介电各向异性为约-2. 5以下的组合物。
[0096] 第四,对成分化合物的优选形态进行说明。式(1)及式(1-1)中,环A 1及环C1独 立地为环己基、环己烯基、苯基、1_蔡基、2_蔡基、四氛吡喃_2_基、1,3_二噁烧_2_基、啼 啶-2-基、或者吡啶-2-基,这些环中,至少一个氢可由卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至 12的烷氧基、或者至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基所取代。优选的环A 1或环C1 为苯基。环B1为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4 -亚苯基、蔡-1,2-二基、蔡-1,3-二 基、蔡 _1,4_ 二基、蔡 _1,5_ 二基、蔡 _1,6_ 二基、蔡 _1,7_ 二基、蔡 _1,8_ 二基、蔡 _2, 3_ 二 基、萘-2,6-二基、萘-2, 7-二基、四氢吡喃-2, 5-二基、1,3-二噁烷-2, 5-二基、嘧啶-2, 5-二基、或者吡啶-2, 5-二基,这些环中,至少一个氢可由卤素、碳数1至12的烷基、碳数 1至12的烷氧基、或者至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基所取代。优选的环B 1 为1,4_亚苯基、蔡_2,6_二基、2_氣_1,4_亚苯基、2, 3_二氣_1,4_亚苯基或2_甲基_1, 4-亚苯基。尤其优选的环B1为1,4-亚苯基。环A2、环B 2及环C 2独立地为1,4-亚环己基、 1,4_亚环己烯基、1,4_亚苯基、蔡_1,2_二基、蔡_1,4_二基、蔡_1,5_二基、蔡_1,7_二基、 萘-1,8-二基、萘-2, 3-二基、或者萘_2,6_二基,这些环中,至少一个氢可由卤素、碳数1 至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基所 取代。优选的环A 2或环C2为苯基。优选的环B2为1,4_亚苯基、萘_2,6_二基、2-氟-1, 4-亚苯基、2, 3-二氟-1,4-亚苯基或2-甲基-1,4-亚苯基。尤其优选的环B2为1,4-亚 苯基。
[0097] Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2_可 经-0-、-C0-、-C00-、或者-0C0-所取代,至少一个-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-C(CH3)= CH-、-CH=C(CH3)-、或者-C(CH3) =C(CH3)_所取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯 取代。优选的21或22为单键、-〇1 2〇12-、-〇120-、-0〇12-、-(1)0-、或者-0〇)-。尤其优选的2 1 或Z2为单键。
[0098] P1、P2及P 3独立地为丙烯酰基氧基或者甲基丙烯酰基氧基。优选的P \ P2及P 3为 甲基丙烯酰基氧基。
[0099] Sp1、Sp2及Sp 3独立地为单键、或者碳数1至10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一 个-CH2-可经-0-、-coo-、
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