JP7716191B2 - Liquid crystal composition containing polymerizable compound and liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal composition containing polymerizable compound and liquid crystal display elementInfo
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Description
本発明は、重合性化合物を含有する液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子に関する。なお、本明細書において、重合性化合物を含有する液晶組成物のことを重合性化合物含有液晶組成物と称する。また、重合性化合物とは、重合性基を有する化合物をいう。 The present invention relates to a liquid crystal composition containing a polymerizable compound and a liquid crystal display element using the same. In this specification, a liquid crystal composition containing a polymerizable compound is referred to as a polymerizable compound-containing liquid crystal composition. Furthermore, a polymerizable compound refers to a compound having a polymerizable group.
例えばPSA(Polymer Sustained Alignment)モードの液晶表示素子は、液晶分子のプレチルト角を制御するためにセル内にポリマー構造物を形成した構造を有するものであり、高速応答性や高いコントラストから液晶表示素子として実用化されてきた。 For example, PSA (Polymer Sustained Alignment) mode liquid crystal display elements have a structure in which polymer structures are formed within the cell to control the pretilt angle of the liquid crystal molecules, and have been put to practical use as liquid crystal display elements due to their high-speed response and high contrast.
PSAモードの液晶表示素子の製造は、重合性化合物を含有する液晶組成物を基板間に注入し、電圧を印加して液晶分子を配向させた状態でUV光を照射し、重合性化合物を重合させて液晶分子の配向を固定することにより行われる。 PSA mode liquid crystal display elements are manufactured by injecting a liquid crystal composition containing a polymerizable compound between substrates, applying a voltage to align the liquid crystal molecules, and then irradiating them with UV light to polymerize the polymerizable compound and fix the alignment of the liquid crystal molecules.
近年、4Kや8KといったPSAモードの液晶表示素子では高精細の画素が必要になっている。このため、配線や遮光部の領域が増えることでかなりのUV光がカットされてしまい、従来と同様のUV照射工程では、チルト形成が不十分となる、重合性化合物が十分に重合せず、多くの重合性化合物が残存するなどの問題が生じてしまう。また、これにより、応答速度の悪化や配向性悪化による残像の発生、また、残存した重合性化合物が、駆動時に徐々に重合してチルトが変化することで発生する焼き付き(IS)といった表示不良が確認されている。 In recent years, PSA mode LCD display elements, such as 4K and 8K, have come to require high-resolution pixels. As a result, the increased area of wiring and light-shielding sections blocks a significant amount of UV light, and conventional UV irradiation processes can result in problems such as insufficient tilt formation, insufficient polymerization of the polymerizable compound, and a large amount of polymerizable compound remaining. This has also led to confirmed display defects such as image retention (IS), which occurs when the remaining polymerizable compound gradually polymerizes during operation, causing a change in tilt.
以上のことから、高精細なPSAモードの液晶表示素子では、従来よりも弱い又は少ないUV光で安定的に製造できるような液晶組成物が求められている。 For these reasons, there is a demand for liquid crystal compositions that can be stably produced with weaker or less UV light than conventional ones for high-resolution PSA mode liquid crystal display elements.
重合性化合物含有液晶組成物を従来よりも弱い又は少ないUV光で重合させるための液晶組成物からのアプローチとして、特許文献1及び特許文献2では、ターフェニル骨格やナフタレン骨格を有する液晶化合物を含有することで重合反応速度を短縮する技術等が紹介されている。 As an approach to polymerizing liquid crystal compositions containing polymerizable compounds with weaker or less UV light than conventional methods, Patent Documents 1 and 2 introduce technologies for shortening the polymerization reaction rate by including liquid crystal compounds with a terphenyl skeleton or a naphthalene skeleton.
上述したように、近年、高精細なPSAモードの液晶表示素子では、従来よりも弱い又は少ないUV光で安定的に製造できるような重合性化合物含有液晶組成物が求められている。しかしながら、特許文献1や特許文献2の実施例に記載されているターフェニル骨格やナフタレン骨格を有する液晶化合物を含む重合性化合物含有液晶組成物は、重合速度は十分であるものの、チルト形成が不十分であり、また、チルト安定性が十分に高いものではなかった。このため、重合性化合物含有液晶組成物の特性改善が求められている。このような重合性化合物含有液晶組成物の特性改善は、PSAモードの液晶表示素子用途に限らず、他の駆動モードの液晶表示素子に用いられる重合性化合物含有液晶組成物においても同様に求められている。 As mentioned above, in recent years, high-resolution PSA-mode liquid crystal display elements have required polymerizable compound-containing liquid crystal compositions that can be stably produced with weaker or less UV light than conventional methods. However, the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions containing liquid crystal compounds having a terphenyl skeleton or a naphthalene skeleton described in the examples of Patent Documents 1 and 2 have sufficient polymerization rates, but they exhibit insufficient tilt formation and insufficient tilt stability. For this reason, there is a need for improved properties of polymerizable compound-containing liquid crystal compositions. Such improved properties of polymerizable compound-containing liquid crystal compositions are not limited to applications in PSA-mode liquid crystal display elements, but are also required for polymerizable compound-containing liquid crystal compositions used in liquid crystal display elements of other driving modes.
本発明が解決しようとする課題は、速い速度で十分に重合可能であり、弱い又は少ないUV光でチルト形成が可能であり、UV照射工程後の信頼性に優れる液晶表示素子を製造するために有用な重合性化合物含有液晶組成物を提供すること、及び、これを用いた液晶表示素子を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a liquid crystal composition containing a polymerizable compound that can be polymerized sufficiently at a high speed, can form a tilt with weak or little UV light, and is useful for producing liquid crystal display elements that have excellent reliability after the UV irradiation process, and to provide a liquid crystal display element using the same.
上記課題について本発明者らが鋭意検討した結果、特定の構造を有する化合物と、重合性化合物と、を含み、さらに上記特定の構造を有する化合物の含有量を所定の範囲内とした重合性化合物含有液晶組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into the above-mentioned problems, the inventors discovered that the above-mentioned problems could be solved by a polymerizable compound-containing liquid crystal composition that contains a compound having a specific structure and a polymerizable compound, with the content of the compound having the specific structure being within a specified range, and thus completed the present invention.
すなわち、本発明は、下記一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、重合性化合物を1種又は2種以上と、を含有し、前記一般式(i)で表される化合物の合計の含有量が2.0質量%未満である重合性化合物含有液晶組成物を提供する。 That is, the present invention provides a polymerizable compound-containing liquid crystal composition containing one or more compounds represented by the following general formula (i) and one or more polymerizable compounds, wherein the total content of the compounds represented by the general formula (i) is less than 2.0% by mass:
(式中、Ri1及びRi2は、それぞれ独立して、炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はフッ素原子によって置換されていても良く、環A及び環Bは、それぞれ独立して、
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)及び
(d) 1,4-シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルコキシ基、シアノ基、又はフッ素原子で置換されていても良く、
Cは、ベンゼン環を1つ以上有する2価の縮合環基を表し、前記縮合環基が有する1つ又は2つ以上の水素原子は、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルコキシ基、又はフッ素原子で置換されていてもよく、
Zi1及びZi2は、それぞれ独立して、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C≡C-又は単結合を表し、
ni1及びni2は、それぞれ独立して、0、1又は2を表し、
環A、環B、Zi1及びZi2がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ、同一であっても異なっていても良い。)
(In the formula, R i1 and R i2 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms may be substituted by a fluorine atom, and ring A and ring B each independently represent
(a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
(c) a group selected from the group consisting of a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups present in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by —N=), and (d) a 1,4-cyclohexenylene group, wherein the groups (a), (b), (c), and (d) each independently may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a cyano group, or a fluorine atom,
C represents a divalent fused ring group having one or more benzene rings, one or more hydrogen atoms of the fused ring group being optionally substituted by an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom, or a fluorine atom;
Z i1 and Z i2 each independently represent —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —C≡C— or a single bond;
n i1 and n i2 each independently represent 0, 1, or 2;
When a plurality of rings A, B, Zi1 and Zi2 are present, they may be the same or different.
また本発明は、上記一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、重合性化合物を1種又は2種以上含有し、前記一般式(i)で表される化合物の合計の含有量が2.0質量%未満である重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示素子、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子、並びにPSAモード、PSVAモード、PS-IPSモード又はPS-FFSモード用液晶表示素子を提供する。 The present invention also provides a liquid crystal display element, an active matrix liquid crystal display element, and a PSA mode, PSVA mode, PS-IPS mode, or PS-FFS mode liquid crystal display element using a polymerizable compound-containing liquid crystal composition containing one or more compounds represented by the above general formula (i) and one or more polymerizable compounds, wherein the total content of the compounds represented by the general formula (i) is less than 2.0 mass %.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物によれば、速い速度で十分に重合可能であり、且つ、弱い又は少ないUV光でチルトが形成可能であり、高いチルト安定性を達成できる。また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物によれば、速い速度で十分に重合可能であり、UV照射時間を短縮することが可能であることから、UV照射による液晶組成物の劣化及び電圧保持率(VHR)の低下を抑制することができる。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can be sufficiently polymerized at a high speed, and tilt can be formed with weak or little UV light, achieving high tilt stability. Furthermore, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can be sufficiently polymerized at a high speed and the UV irradiation time can be shortened, thereby suppressing deterioration of the liquid crystal composition and a decrease in voltage holding ratio (VHR) due to UV irradiation.
そして本発明の重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示素子は、未反応の重合性化合物の残留量が少なく、弱い又は少ないUV光でチルトが形成可能であり、高速応答性と、高いVHRと、高いチルト安定性とを示し、プレチルト角の変化による配向不良や焼き付きといった表示不良がない又は抑制された、優れた表示品位を示すことができる。 Liquid crystal display elements using the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention have a small amount of unreacted polymerizable compound remaining, can form a tilt with weak or little UV light, and exhibit high-speed response, a high VHR, and high tilt stability. They also exhibit excellent display quality, with no or reduced display defects such as alignment defects and burn-in caused by changes in the pretilt angle.
以下、本発明の重合性化合物含有液晶組成物、及びそれを用いた液晶表示素子について、詳細に説明する。なお、一般式(i)で表される化合物のことを、一般式(i)の化合物、若しくは化合物(i)と称する場合がある。他の化合物についても同様である。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention and the liquid crystal display element using the same will be described in detail below. The compound represented by general formula (i) may also be referred to as the compound of general formula (i) or compound (i). The same applies to other compounds.
A.重合性化合物含有液晶組成物
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、重合性化合物を1種又は2種以上と、含有し、前記一般式(i)で表される化合物の合計の含有量が2.0質量%未満である。
A. Polymerizable Compound-Containing Liquid Crystal Composition The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains one or more compounds represented by general formula (i) and one or more polymerizable compounds, and the total content of the compounds represented by general formula (i) is less than 2.0 mass %.
(式中、Ri1、Ri2、環A、環B、C、Zi1、Zi2、ni1及びni2は、それぞれ先述の定義の通りである。) (In the formula, R i1 , R i2 , ring A, ring B, ring C, Z i1 , Z i2 , n i1 and n i2 are each as defined above.)
本発明の重合性化合物含有液晶組成物によれば、一般式(i)で表される化合物、すなわち縮合環を構造内に含む化合物の含有量を所定の範囲とすることで、上記一般式(i)で表される化合物により発揮される増感作用により、重合性化合物が速い速度で十分に重合可能となり、弱い又は少ないUV光で大きいチルトが形成可能であり、また、高いチルト安定性を達成できる。更に、本発明の重合性化合物含有液晶組成物によれば、速い速度で十分に重合可能であるため、UV照射時間を短縮することが可能であることから、UV照射による液晶組成物の劣化を抑制し、電圧保持率(VHR)の低下を抑制することができる。 In the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, by setting the content of the compound represented by general formula (i), i.e., the compound containing a fused ring within its structure, within a predetermined range, the sensitizing effect exerted by the compound represented by general formula (i) enables the polymerizable compound to be sufficiently polymerized at a high rate, making it possible to form a large tilt with weak or little UV light and achieving high tilt stability. Furthermore, because the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can be sufficiently polymerized at a high rate, it is possible to shorten the UV irradiation time, thereby suppressing deterioration of the liquid crystal composition due to UV irradiation and suppressing a decrease in the voltage holding ratio (VHR).
また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示素子は、未反応の重合性化合物の残留量が少なく、弱い又は少ないUV光で大きいチルトが形成可能であり、高速応答性と、高いVHRと、高いチルト安定性とを示し、プレチルト角の変化による配向不良や焼き付きといった表示不良がない又は抑制された、優れた表示品位を示すことができる。 In addition, liquid crystal display elements using the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention have a small amount of unreacted polymerizable compound remaining, can form a large tilt with weak or little UV light, and exhibit high-speed response, high VHR, and high tilt stability. They also exhibit excellent display quality, with no or reduced display defects such as alignment defects and burn-in caused by changes in the pretilt angle.
中でも4Kや8Kといった高精細なPSAモードの液晶表示素子の製造においては、UV照射時間が長くなると生産効率を顕著に悪化する。これに対し、本発明の重合性化合物含有液晶組成物によれば、短いUV照射時間で4Kや8Kといった高精細なPSAモードの液晶表示素子を製造することができるため、産業上の利用価値が非常に高い。 In particular, in the manufacture of high-resolution PSA mode liquid crystal display elements such as 4K and 8K, prolonged UV irradiation times significantly reduce production efficiency. In contrast, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention enables the manufacture of high-resolution PSA mode liquid crystal display elements such as 4K and 8K with short UV irradiation times, making it extremely valuable for industrial use.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物のうち、重合性化合物及び一般式(i)で表される化合物を除いた組成物のことを、本発明における液晶組成物と称する場合がある。以下、本発明の重合性化合物含有液晶組成物に含まれる各成分について説明する。 Any polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention that does not contain the polymerizable compound and the compound represented by general formula (i) may be referred to as the liquid crystal composition of the present invention. Below, each component contained in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention will be described.
[1]一般式(i)で表される化合物
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物を所定の含有量で含む。
[1] Compound Represented by General Formula (i) The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains a compound represented by general formula (i) in a predetermined content.
一般式(i)において、Ri1及びRi2は、それぞれ独立して、炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表す。これらの基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はフッ素原子によって置換されていても良い。 In general formula (i), R i1 and R i2 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms. One or more hydrogen atoms present in these groups may be substituted with a fluorine atom.
γ1を低下させる効果が高いことから、Ri1及びRi2は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基又は炭素原子数2から3のアルケニル基であることが特に好ましい。また、該アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状であることが好ましい。 Because of their high effect of lowering γ1 , R i1 and R i2 are each preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms. Furthermore, the alkyl group and alkenyl group are preferably linear.
また、重合性化合物含有液晶組成物の|Δε|を大きくできることから、Ri1及びRi2は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルコキシ基又は炭素原子数2から5のアルケニルオキシ基であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that R i1 and R i2 are each independently an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, since this can increase |Δε| of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition.
また、VHR等の信頼性を向上させる効果が高いことから、Ri1及びRi2は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基又は炭素原子数1から3のアルコキシ基であることが特に好ましい。 Furthermore, because of the high effect of improving the reliability of VHR and the like, R i1 and R i2 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
Ri1及びRi2の基中に存在する1個又は2個以上の水素原子は、フッ素原子によって置換されていても良く、置換されていなくても良いが、Ri1及びRi2は、フッ素原子に置換されていないことが好ましい。 One or more hydrogen atoms present in the groups R i1 and R i2 may or may not be substituted with a fluorine atom, but it is preferable that R i1 and R i2 are not substituted with a fluorine atom.
一般式(i)において、環A及び環Bは、それぞれ独立して、
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)及び
(d) 1,4-シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表す。
In general formula (i), ring A and ring B each independently represent
(a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
(c) a group selected from the group consisting of a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= groups in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by -N=), and (d) a 1,4-cyclohexenylene group.
上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)は、それぞれ独立してフッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルコキシ基、シアノ基又はフッ素原子で置換されていても良い。 The above groups (a), (b), (c), and (d) may each independently be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a cyano group, or a fluorine atom.
中でも環A及び環Bは、それぞれ独立して、下記構造: Among these, ring A and ring B each independently have the following structure:
から選ばれる基を表すことが好ましく、1,4-シクロヘキシレン基、無置換の1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又は2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基であることがより好ましい。 Preferably, it represents a group selected from the group consisting of a 1,4-cyclohexylene group, an unsubstituted 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group, a 3-fluoro-1,4-phenylene group, and a 2,3-difluoro-1,4-phenylene group.
更に詳述すると。重合性化合物の重合速度をより速くできるという理由から、環A及び環Bは、それぞれ独立して無置換の1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又は2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましく、無置換の1,4-フェニレン基であることが特に好ましい。無置換のフェニレン基は、フッ素原子等の他の原子に置換されたフェニレン基よりもUVの吸収波長帯が長波長側に位置する。これにより、無置換のフェニレン基を有する一般式(i)で表される化合物を含む本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、置換基を有する一般式(i)で表される化合物が含有する場合と比較して、重合性化合物の反応速度をより速くすることができ、また、VHRの低下を十分に抑えることできる。 More specifically, because this allows for a faster polymerization rate of the polymerizable compound, ring A and ring B are preferably each independently an unsubstituted 1,4-phenylene group, 2-fluoro-1,4-phenylene group, 3-fluoro-1,4-phenylene group, or 2,3-difluoro-1,4-phenylene group, and particularly preferably an unsubstituted 1,4-phenylene group. An unsubstituted phenylene group has a UV absorption wavelength band that is longer than that of a phenylene group substituted with another atom, such as a fluorine atom. As a result, a polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, which contains a compound represented by general formula (i) having an unsubstituted phenylene group, can achieve a faster reaction rate of the polymerizable compound and can sufficiently suppress a decrease in VHR, compared to when the composition contains a compound represented by general formula (i) having a substituent.
一方、他の液晶成分との混和性がより向上するという理由から、環A及び環Bは、それぞれ独立して2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又は2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましい。 On the other hand, because this further improves miscibility with other liquid crystal components, it is preferable that ring A and ring B are each independently a 2-fluoro-1,4-phenylene group, a 3-fluoro-1,4-phenylene group, or a 2,3-difluoro-1,4-phenylene group.
環A及び環Bがそれぞれ複数存在する場合、複数の環A及び複数の環Bはそれぞれ同一であっても異なっていても良い。 When there are multiple rings A and multiple rings B, the multiple rings A and multiple rings B may be the same or different.
一般式(i)において、Cは、ベンゼン環を1つ以上有する2価の縮合環基を表す。ここで、ベンゼン環を1つ以上有する縮合環基とは、少なくとも1つのベンゼン環を含む複数の環が縮合環を形成している基をいう。また、縮合環とは、2個以上の環が2個またはそれ以上の原子を共有して結合した構造の環をいう。 In general formula (i), C represents a divalent fused ring group having one or more benzene rings. Here, a fused ring group having one or more benzene rings refers to a group in which multiple rings, including at least one benzene ring, form a fused ring. In addition, a fused ring refers to a ring structure in which two or more rings are bonded together by sharing two or more atoms.
上記Cが表す縮合環基は、2つ、3つ又は4つの環が縮合してなる縮合環基であることが好ましい。換言すれば、上記Cが表す縮合環基は、2環縮合環基、3環縮合環基又は4環縮合環基であることが好ましい。中でも他の液晶分子との相溶性の観点から2環縮合環基又は3環縮合環基であることがより好ましい。 The fused ring group represented by C above is preferably a fused ring group formed by the fusion of two, three, or four rings. In other words, the fused ring group represented by C above is preferably a two-ring fused ring group, a three-ring fused ring group, or a four-ring fused ring group. Of these, a two-ring fused ring group or a three-ring fused ring group is more preferable from the viewpoint of compatibility with other liquid crystal molecules.
また、上記Cが表す縮合環基を構成する環のうち、ベンゼン環の数は、1、2又は3つが好ましく、2又は3つがより好ましく、2つが特に好ましい。縮合環基中のベンゼン環の数を上記の範囲とすることで、一般式(i)で表される化合物を含むことによる適度な重合速度と高信頼性との両立がより達成しやすくなる。 Furthermore, among the rings constituting the fused ring group represented by C, the number of benzene rings is preferably 1, 2, or 3, more preferably 2 or 3, and particularly preferably 2. By setting the number of benzene rings in the fused ring group within the above range, it becomes easier to achieve both a moderate polymerization rate and high reliability by including the compound represented by general formula (i).
上記Cが表す縮合環基は、ベンゼン環のみで構成されていてもよい。ベンゼン環のみで構成される縮合環基としては、例えば、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基等が挙げられる。 The fused ring group represented by C above may be composed only of benzene rings. Examples of fused ring groups composed only of benzene rings include naphthyl, anthracenyl, and phenanthrenyl groups.
また、上記Cが表す縮合環基は、ベンゼン環を1つ以上と、脂肪族単素環、芳香族複素環及び脂肪族複素環からなる群から選択される環を1つ以上と、で構成されていてもよい。 Furthermore, the fused ring group represented by C above may be composed of one or more benzene rings and one or more rings selected from the group consisting of aliphatic monocyclic rings, aromatic heterocyclic rings, and aliphatic heterocyclic rings.
脂肪族単素環は、環状の結合が炭素原子のみによって構成される構造を有する。脂肪族単素環は、炭素数原子数が4~8であることが好ましく、炭素原子数が4~6であることがさらに好ましく、炭素原子数が5又は6であることがより好ましい。上記脂肪族単素環としては、例えばシクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロブテン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環等が挙げられる。中でも、上記Cで表される縮合環に含まれる脂肪族単素環は、シクロペンタン環又はシクロヘキサン環であることが好ましい。 Aliphatic monocycles have a structure in which cyclic bonds are formed only by carbon atoms. The aliphatic monocycle preferably has 4 to 8 carbon atoms, more preferably 4 to 6 carbon atoms, and even more preferably 5 or 6 carbon atoms. Examples of the aliphatic monocycle include a cyclobutane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, cycloheptane ring, cyclooctane ring, cyclobutene ring, cyclopentene ring, and cyclohexene ring. Among these, the aliphatic monocycle contained in the fused ring represented by C above is preferably a cyclopentane ring or a cyclohexane ring.
脂肪族複素環は、脂肪族環の環中の1つ、2つ又は3つの-CH2-が-O-、-S-、又は-NH-で置換されている構造を有する。脂肪族複素環の環員数は、好ましくは4~8であり、4~6であり、5又は6である。このような脂肪族複素環としては、例えばピロリジン環、テトラヒドロフラン環、テトラヒドロチオフェン環、ピペリジン環、テトラヒドロピラン環、テトラヒドロチオピラン環等が挙げられる。 The aliphatic heterocycle has a structure in which one, two, or three —CH 2 — groups in the aliphatic ring are replaced with —O—, —S—, or —NH—. The number of ring members in the aliphatic heterocycle is preferably 4 to 8, more preferably 4 to 6, and even more preferably 5 or 6. Examples of such aliphatic heterocycle include a pyrrolidine ring, a tetrahydrofuran ring, a tetrahydrothiophene ring, a piperidine ring, a tetrahydropyran ring, and a tetrahydrothiopyran ring.
芳香族複素環は、芳香族環の環中の1つ、2つ又は3つの-CH=が-O-、-S-、又は-N-で置換されている構造である。芳香族複素環の環員数は、好ましくは4~8であり、4~6であり、5又は6である。このような芳香族複素環としては、例えばピロール環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環等が挙げられる。 Aromatic heterocycles have a structure in which one, two, or three -CH= groups in an aromatic ring are replaced with -O-, -S-, or -N-. The number of ring members in the aromatic heterocycle is preferably 4 to 8, 4 to 6, or 5 or 6. Examples of such aromatic heterocycles include pyrrole rings, furan rings, thiophene rings, and pyridine rings.
中でも、上記Cが表す縮合環基は、2つ又は3つのベンゼン環で構成される縮合環基、若しくは、1つ又は2つのベンゼン環とテトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、ピリジン環、ピロリジン環、及びテトラヒドロチオフェン環からなる群から選択される1つ又は2つの環とで構成される縮合環であることが好ましい。 Of these, the fused ring group represented by C above is preferably a fused ring group composed of two or three benzene rings, or a fused ring composed of one or two benzene rings and one or two rings selected from the group consisting of a tetrahydrofuran ring, a tetrahydropyran ring, a pyridine ring, a pyrrolidine ring, and a tetrahydrothiophene ring.
上記Cが表す縮合環基が有する1つ又は2つ以上の水素原子は、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルコキシ基、又はフッ素原子で置換されていてもよいが、化合物の合成の容易さから、上記Cが表す縮合環基が有する1つ又は2つ以上の水素原子は、置換されていないことが好ましい。 One or more hydrogen atoms in the fused ring group represented by C may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, or a fluorine atom; however, for ease of compound synthesis, it is preferable that one or more hydrogen atoms in the fused ring group represented by C are unsubstituted.
上記Cが表す縮合環基において、Zi1(ni1が0のときはRi1)との結合位置A及びZi2(ni2が0のときはRi2)との結合位置Bは、それぞれ特に限定されないが、上記結合位置Aと上記結合位置Bとが直線状に位置することが好ましい。 In the fused ring group represented by C, the bonding position A to Z i1 (R i1 when n i1 is 0) and the bonding position B to Z i2 (R i2 when n i2 is 0) are not particularly limited, but it is preferable that the bonding position A and the bonding position B are located in a straight line.
一般式(i)中のCは、具体的には、下記構造から選ばれる縮合環基を表すことが好ましい。 Specifically, C in general formula (i) preferably represents a fused ring group selected from the following structures:
(式中、*はZi1又はRi1への結合点を表し、黒点(●)はZi2又はRi2への結合点を表す。) (wherein * represents the point of attachment to Z i1 or R i1 , and a black dot (●) represents the point of attachment to Z i2 or R i2 .)
一般式(i)中のCは、上述した構造の中でも、下記構造から選ばれる縮合環基を表すことがさらに好ましい。 In general formula (i), C more preferably represents a fused ring group selected from the following structures among the structures described above.
(式中、*はZi1又はRi1への結合点を表し、黒点(●)はZi2又はRi2への結合点を表す。) (wherein * represents the point of attachment to Z i1 or R i1 , and a black dot (●) represents the point of attachment to Z i2 or R i2 .)
一般式(i)中のCは、上述した構造の中でも2,6-ナフタレンジイル基を表すことが、高い重合速度と高い信頼性との両立性をより向上させることができるため特に好ましい。 Of the structures described above, it is particularly preferred that C in general formula (i) represent a 2,6-naphthalenediyl group, as this further improves the compatibility between a high polymerization rate and high reliability.
一般式(i)において、Zi1及びZi2は、それぞれ独立して、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C≡C-又は単結合を表す。中でもZi1及びZi2は、それぞれ独立して、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-又は単結合が好ましく、重合性化合物の重合速度を速くする為には、単結合が特に好ましい。
In general formula (i), Z i1 and Z i2 each independently represent -OCH 2 -, -CH 2 O-, -COO-, -OCO-, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 -, -C≡C- or a single bond. Among these, Z i1 and Z i2 each independently represent preferably -OCH 2 -, -CH 2 O-, -CH 2 CH 2 - or a single bond, and particularly preferably a single bond in order to increase the polymerization rate of the polymerizable compound.
一般式(i)において、Zi1及びZi2がそれぞれ複数存在する場合、複数のZi1及び複数のZi2はそれぞれ同一であっても異なっていても良い。 In general formula (i), when a plurality of Z i1s and a plurality of Z i2s are present, the plurality of Z i1s and the plurality of Z i2s may be the same or different.
例えば、一般式(i)で表される化合物は、Cで表される縮合環と1つの環A又はBを介して結合するZi1又はZi2が、単結合以外の上述した基のいずれかを表すことで、信頼性および溶解性をさらに良好にすることができる。 For example, the compound represented by general formula (i) can have further improved reliability and solubility when Z i1 or Z i2 bonded to the fused ring represented by C via one ring A or B represents any of the above-mentioned groups other than a single bond.
一般式(i)において、ni1及びni2は、それぞれ独立して、0、1又は2を表すが、他の液晶分子との混和性が良好であることから、ni1+ni2が1又は2を表すことが好ましく、他の液晶分子との混和性及びチルト安定性がさらに良好となることからni1+ni2が1を表すことがより好ましい。ni1+ni2が2を表す場合、ni1が1を表しni2が1を表してもよく、ni1又はni2の一方が2を表し他方が0を表してもよい。中でも他の液晶分子との混和性がより良好になることから、ni1又はni2の一方が2を表し他方が0を表すことが好ましい。 In general formula (i), n i1 and n i2 each independently represent 0, 1, or 2, but since miscibility with other liquid crystal molecules is good, it is preferable that n i1 +n i2 represent 1 or 2, and since miscibility with other liquid crystal molecules and tilt stability are further improved, it is more preferable that n i1 +n i2 represent 1. When n i1 +n i2 represents 2, n i1 may represent 1 and n i2 may represent 1, or one of n i1 or n i2 may represent 2 and the other may represent 0. Among these, since miscibility with other liquid crystal molecules is further improved, it is preferable that one of n i1 or n i2 represents 2 and the other represents 0.
一般式(i)において、環A、環B、Zi1及びZi2がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ、同一であっても異なっていても良い。 In general formula (i), when there are a plurality of rings A, B, Zi1 and Zi2 , they may be the same or different.
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i-1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by general formula (i) is preferably a compound represented by the following general formula (i-1):
(式中、Ri11、Ri12、環Ai1、環Bi1、Zi11、Zi12、ni11及びni12は、それぞれ前記一般式(i)中のRi1、Ri2、環A、環B、Zi1、Zi2、ni1及びni2と同じ定義を表すが、
ni11+ni12は1、2、3又は4を表し、
Xi11からXi16は、それぞれ独立して、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。)
(In the formula, R i11 , R i12 , ring A i1 , ring B i1 , Z i11 , Z i12 , n i1 and n i12 have the same definitions as R i1 , R i2 , ring A, ring B, Z i1 , Z i2 , n i1 and n i2 in the general formula (i), respectively;
n i11 + n i12 represent 1, 2, 3 or 4;
X i11 to X i16 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a fluorine atom, or a hydrogen atom.
一般式(i-1)において、ni11+ni12は、他の液晶分子との混和性の観点から1又は2であることが好ましく、他の液晶分子との混和性及びチルト安定性がさらに良好となることから1であることがより好ましい。 In general formula (i-1), n i11 +n i12 is preferably 1 or 2 from the viewpoint of miscibility with other liquid crystal molecules, and more preferably 1 from the viewpoint of further improving miscibility with other liquid crystal molecules and tilt stability.
一般式(i-1)において、Xi11からXi16は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子であることが好ましく、フッ素原子又は水素原子であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。 In general formula (i-1), X i11 to X i16 each independently represent preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, or a hydrogen atom, more preferably a fluorine atom or a hydrogen atom, and particularly preferably a hydrogen atom.
Xi11からXi16のうち水素原子である基の数は、少なくとも3であることが好ましい。具体的には、Xi11からXi16のうち水素原子である基の数は、3、4、5又は6であることが好ましく、4、5又は6であることが好ましく、5又は6であることが好ましく6であることがより好ましい。 The number of groups that are hydrogen atoms among X i11 to X i16 is preferably at least 3. Specifically, the number of groups that are hydrogen atoms among X i11 to X i16 is preferably 3, 4, 5, or 6, more preferably 4, 5, or 6, and still more preferably 5 or 6.
一般式(i-1)において、Ri11、Ri12、環Ai1、環Bi1、Zi11及びZi12の好ましい態様については、それぞれ前記一般式(i)中のRi1、Ri2、環A、環B、Zi1及びZi2の好ましい態様と同様とすることができる。 In general formula (i-1), preferred aspects of R i11 , R i12 , ring A i1 , ring B i1 , Z i1 and Z i12 can be the same as preferred aspects of R i1 , R i2 , ring A, ring B, Z i1 and Z i2 in general formula (i), respectively.
一般式(i-1)において、ni11が0を表しni12が1又は2を表し、Ri12と直接結合する環Bi1が2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基である場合、Ri12は、炭素原子数1から10のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルコキシ基であることが好ましい。Ri12がアルコキシ基以外の基である場合と比較して、一般式(i-1)で表される化合物との併用による重合性化合物の反応性向上の効果がより高くなるからである。このとき、Ri11は炭素原子数1から10のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基であることが好ましい。 In general formula (i-1), when n i11 represents 0, n i12 represents 1 or 2, and ring B i1 directly bonded to R i12 is a 2,3-difluoro-1,4-phenylene group, R i12 is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. This is because, compared to when R i12 is a group other than an alkoxy group, the effect of improving the reactivity of the polymerizable compound when used in combination with the compound represented by general formula (i-1) is higher. In this case, R i11 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
また、一般式(i-1)において、ni11が0を表しni12が2を表し、Ri11と直接結合する環Bi1が1,4-フェニレン基である場合、Ri1及びRi2は、それぞれ独立して炭素原子数1から10のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基であることが好ましい。Ri1及びRi2の一方又は両方がアルキル基以外の基である場合と比較して、一般式(i-1)で表される化合物との併用による電圧保持率(VHR)の低下抑制効果が高いからである。 Furthermore, in general formula (i-1), when n i11 represents 0, n i12 represents 2, and ring B i1 directly bonded to R i11 is a 1,4-phenylene group, R i1 and R i2 are each preferably independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. This is because, compared to when one or both of R i1 and R i2 are groups other than alkyl groups, the effect of suppressing a decrease in voltage holding ratio (VHR) when used in combination with a compound represented by general formula (i-1) is higher.
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i-1-1)で表される化合物であることがさらに好ましい。 The compound represented by general formula (i) is more preferably a compound represented by the following general formula (i-1-1):
(式中、Ri111、Ri112、環Ai11、環Bi11、Zi111及びZi112は、それぞれ前記一般式(i)中のRi1、Ri2、環A、環B、Zi1及びZi2と同じ定義を表し、
Yi111及びYi112は、それぞれ独立して、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1から8のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表し、
ni111及びni112は、それぞれ独立して、0又は1を表す。)
(wherein R i111 , R i112 , ring A i11 , ring B i11 , Z i11 and Z i12 have the same definitions as R i1 , R i2 , ring A, ring B, Z i1 and Z i2 in general formula (i), respectively;
Y i111 and Y i112 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a fluorine atom, or a hydrogen atom;
n i111 and n i112 each independently represent 0 or 1.
一般式(i-1-1)において、Yi111及びYi112は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基、炭素原子数1から3のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子であることがより好ましく、フッ素原子又は水素原子であることが特に好ましい。Yi111及びYi112は、一方がフッ素原子で他方が水素原子であってもよく、共にフッ素原子を表してもよく、共に水素原子を表してもよい。Yi111及びYi112が、それぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表すことで、一般式(i-1-1)で表される化合物は、重合性化合物の重合速度をより速くすることができ、他の液晶成分との混和性をさらに向上させることができ、高いチルト安定性を得ることができる。 In general formula (i-1-1), Y i111 and Y i112 are each preferably independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, or a hydrogen atom, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine atom, or a hydrogen atom, and particularly preferably a fluorine atom or a hydrogen atom. One of Y i111 and Y i112 may be a fluorine atom and the other a hydrogen atom, or both may represent fluorine atoms, or both may represent hydrogen atoms. When Y i111 and Y i112 are each independently a fluorine atom or a hydrogen atom, the compound represented by general formula (i-1-1) can increase the polymerization rate of the polymerizable compound, further improve miscibility with other liquid crystal components, and obtain high tilt stability.
一般式(i-1-1)において、ni111及びni112は、それぞれ独立して、0又は1を表すが、他の液晶分子との混和性の観点から、ni111+ni112が0又は1であることが好ましく、他の液晶分子との混和性及びチルト安定性がさらに良好となることから0であることがより好ましい。ni111+ni112が1のとき、ni111が1を表しni112が0を表しても良く、ni111が0を表しni112が1を表してもよい。中でも、ni111が0を表しni112が1を表すことが好ましい。一般式(i-1-1)で表される化合物が、縮合環を中心として片側に環構造が偏在した分子構造をとることで、他の液晶分子との混和性がより良好になるからである。 In general formula (i-1-1), n i111 and n i112 each independently represent 0 or 1, but from the viewpoint of miscibility with other liquid crystal molecules, n i111 +n i112 is preferably 0 or 1, and is more preferably 0 because this further improves miscibility with other liquid crystal molecules and tilt stability. When n i111 +n i112 is 1, n i111 may represent 1 and n i112 may represent 0, or n i111 may represent 0 and n i112 may represent 1. Of these, it is preferable that n i111 represent 0 and n i112 represent 1. This is because the compound represented by general formula (i- 1-1 ) has a molecular structure in which the ring structure is unevenly distributed on one side of the fused ring at the center, thereby improving miscibility with other liquid crystal molecules.
一般式(i-1-1)中の、Ri111、Ri112、環Ai11、環Bi11、Zi111及びZi112の好ましい態様については、それぞれ前記一般式(i)中のRi1、Ri2、環A、環B、Zi1及びZi2の好ましい態様と同様とすることができる。 In the general formula (i-1-1), preferred aspects of R i111 , R i112 , ring A i11 , ring B i11 , Z i11 and Z i12 can be the same as the preferred aspects of R i1 , R i2 , ring A, ring B, Z i1 and Z i2 in the general formula (i), respectively.
一般式(i-1-1)において、ni111及びni12がそれぞれ0を表し、Yi111及びYi112が共にフッ素原子を表す場合、Ri112は、炭素原子数1から10のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルコキシ基であることが好ましい。Ri112がアルコキシ基以外の基である場合と比較して、一般式(i-1-1)で表される化合物との併用による重合性化合物の反応性向上の効果がより高いからである。このとき、Ri111は炭素原子数1から10のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基であることが好ましい。 In general formula (i-1-1), when n i111 and n i12 each represent 0 and Y i111 and Y i112 both represent a fluorine atom, R i112 is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. This is because, compared to when R i112 is a group other than an alkoxy group, the effect of improving the reactivity of the polymerizable compound when used in combination with the compound represented by general formula (i-1-1) is higher. In this case, R i111 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
また、一般式(i-1-1)において、ni11が0を表しni12が1を表し、Yi111及びYi112が共にフッ素原子を表し、Bi11が1,4-フェニレン基を表す場合、Ri11及びRi12は、それぞれ独立して炭素原子数1から10のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から3のアルキル基であることが好ましい。Ri11及びRi12の一方又は両方がアルキル基以外の基である場合と比較して、一般式(i-1)で表される化合物との併用による電圧保持率(VHR)の低下抑制効果が高いからである。 Furthermore, in general formula (i-1-1), when n i11 represents 0, n i12 represents 1, Y i111 and Y i12 both represent a fluorine atom, and B i11 represents a 1,4-phenylene group, R i11 and R i12 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. This is because, compared to when one or both of R i11 and R i12 are groups other than alkyl groups, the effect of suppressing a decrease in voltage holding ratio (VHR) when used in combination with a compound represented by general formula (i-1) is high.
一般式(i)で表される化合物は、以下の一般式(i-1-1-1)~一般式(i-1-1-55)で表される各化合物が好ましい。その中でさらに好ましい化合物は、一般式(i-1-1-1)~一般式(i-1-1-6)、一般式(i-1-1-12)~一般式(i-1-1-17)、一般式(i-1-1-23)~一般式(i-1-1-28)又は一般式(i-1-1-34)~一般式(i-1-1-39)、一般式(i-1-1-45)~一般式(i-1-1-50)で表される化合物であり、より好ましくは一般式(i-1-1-1)~一般式(i-1-1-4)、一般式(i-1-1-34)~一般式(i-1-1-37)又は一般式(i-1-1-45)~一般式(i-1-1-48)で表される化合物であり、特に好ましくは一般式(i-1-1-1)~一般式(i-1-1-4)で表される化合物である。 The compound represented by general formula (i) is preferably each of the compounds represented by the following general formulas (i-1-1-1) to (i-1-1-55). Among these, more preferred compounds are those represented by general formulas (i-1-1-1) to (i-1-1-6), (i-1-1-12) to (i-1-1-17), (i-1-1-23) to (i-1-1-28), (i-1-1-34) to (i-1-1-39), and (i-1-1-45) to (i-1-1-50), more preferred are those represented by general formulas (i-1-1-1) to (i-1-1-4), (i-1-1-34) to (i-1-1-37), or (i-1-1-45) to (i-1-1-48), and particularly preferred are those represented by general formulas (i-1-1-1) to (i-1-1-4).
(式中、Ri111及びRi112は、それぞれ前記一般式(i)中のRi1及びRi2と同じ定義を表す。) (In the formula, R i111 and R i112 have the same definitions as R i1 and R i2 in the general formula (i), respectively.)
一般式(i)の化合物は、その増感作用により重合性化合物の重合反応を促進させることができるが、一方で、一般式(i)の化合物の含有量が多すぎると、短時間の反応で十分な大きさのチルトを形成することが難しい場合や、VHRが低下する場合等がある。これに対し、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)の化合物の含有量を所定の範囲に調整することで、重合性化合物を速い速度で十分に重合させることが可能となり、短時間で十分な大きさのチルト形成が可能であり、UV照射によるVHRの低下を抑制でき、各種特性をバランスよく満たすことができる。 The compound of general formula (i) can promote the polymerization reaction of the polymerizable compound through its sensitizing effect. However, if the content of the compound of general formula (i) is too high, it may be difficult to form a tilt of sufficient magnitude in a short reaction time, or the VHR may decrease. In contrast, by adjusting the content of the compound of general formula (i) within a specified range, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can sufficiently polymerize the polymerizable compound at a high rate, form a tilt of sufficient magnitude in a short time, suppress a decrease in VHR due to UV irradiation, and achieve a good balance of various properties.
一般式(i)の化合物の含有量は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、2.0質量%未満であればよく、上記含有量の上限値は好ましくは1.9質量%、1.8質量%、1.7質量%、1.6質量%、1.5質量%、1.4質量%、1.3質量%、1.2質量%、1.0質量%、0.9質量%、0.8質量%、0.7質量%、0.6質量%、0.5質量%である。また、一般式(i)の化合物の含有量は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、0質量%超であればよく、上記含有量の下限値は好ましくは、0.01質量%、0.05質量%、0.1質量%、0.2質量%、0.3質量%、0.4質量%、0.5質量%、0.6質量%、0.7質量%、0.8質量%、0.9質量%1.0質量%である。 The content of the compound of general formula (i) may be less than 2.0% by mass based on the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, and the upper limit of the content is preferably 1.9%, 1.8%, 1.7%, 1.6%, 1.5%, 1.4%, 1.3%, 1.2%, 1.0%, 0.9%, 0.8%, 0.7%, 0.6%, or 0.5% by mass. Furthermore, the content of the compound of general formula (i) may be more than 0% by mass based on the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, and the lower limit of the content is preferably 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9%, or 1.0% by mass.
一般式(i)の化合物の含有量の範囲としてより具体的には、0質量%超2.0質量%未満であればよく、好ましくは0.05質量%~1.9質量%、0.5質量%~1.9質量%、0.5質量%~1.5質量%、0.5質量%~1.0質量%である。 More specifically, the content range of the compound of general formula (i) may be greater than 0% by mass and less than 2.0% by mass, and is preferably 0.05% to 1.9% by mass, 0.5% to 1.9% by mass, 0.5% to 1.5% by mass, or 0.5% to 1.0% by mass.
[2]重合性化合物
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物を1種又は2種以上含む。重合性化合物は、分子構造内に少なくとも1つ以上の重合性基を有する化合物であり、液晶表示素子の製造工程において重合体を形成することで、液晶分子にチルト角を付与することができ、また、応答速度、Tni、Δε等の物性を高くすることができる。
[2] Polymerizable Compound The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains one or more polymerizable compounds. The polymerizable compound is a compound having at least one polymerizable group in its molecular structure, and by forming a polymer in the manufacturing process of a liquid crystal display device, it is possible to impart a tilt angle to liquid crystal molecules and improve physical properties such as response speed, Tni , and Δε.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、下記重合性化合物A及び下記重合性化合物Bの少なくとも一方を1種又は2種以上含むことが好ましい。以下、重合性化合物Aおよび重合性化合物Bについて説明する。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more of at least one of the following polymerizable compound A and the following polymerizable compound B. Polymerizable compound A and polymerizable compound B are described below.
[2-1]重合性化合物A
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物として、一般式(P)で表される重合性化合物Aを1種又は2種以上含有することが好ましい。
[2-1] Polymerizable compound A
The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more polymerizable compounds A represented by general formula (P) as the polymerizable compound.
(上記一般式(P)中、Rp1は、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数1~15のアルキル基又は-Spp2-Pp2を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
Pp1及びPp2はそれぞれ独立して、一般式(Pp1-1)から式(Pp1-9)
(In the above general formula (P), R p1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, or -Sp p2 -P p2 , one or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkyl group may each independently be substituted with -CH═CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, or -OCO-, and one or two or more hydrogen atoms in the alkyl group may each independently be substituted with a cyano group, a fluorine atom, or a chlorine atom;
P p1 and P p2 each independently represent a group represented by the general formula (P p1 -1) to the formula (P p1 -9):
(式中、Rp11及びRp12はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を表し、Wp11は単結合、-O-、-COO-、炭素原子数1~5のアルキレン基を表し、tp11は、0、1又は2を表すが、分子内にRp11、Rp12、Wp11及び/又はtp11が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)のいずれかを表し、
Spp1及びSpp2はそれぞれ独立して、単結合又はスペーサ基を表し、
Zp1及びZp2はそれぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、zはそれぞれ独立して1~4の整数を表し、RZP1はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。なお、式中の*はSpp1又はSpp2への結合点を表す。)を表し、
Ap1及びAp2はそれぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(cp) ナフタレンジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、
Ap3は上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)、ならびに単結合からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)は、それぞれ独立して、この基中に存在する水素原子は、シアノ基、ハロゲン原子、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルケニル基又は-Spp2-Pp2で置換されていても良く、
mp1は、0、1、2又は3を表し、分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良いが、
mp1が0であり且つAp1がナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基及びアントラセン-2,6-ジイル基以外の基である場合は、Ap3は単結合以外の基を表す。)
一般式(P)において、Rp1は-Spp2-Pp2であることが好ましい。
(wherein R p11 and R p12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; W p11 represents a single bond, —O—, —COO—, or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms; and t p11 represents 0, 1, or 2, but when a plurality of R p11 , R p12 , W p11 , and/or t p11 are present in a molecule, they may be the same or different.)
Sp p1 and Sp p2 each independently represent a single bond or a spacer group;
Z p1 and Z p2 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —CH 2 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CO—, —C 2 H 4 — , —COO—, —OCO— , —OCOOCH 2 —, —CH 2 OCOO—, —OCH 2 CH 2 O—, —CO—NR ZP1 —, —NR ZP1 —CO—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —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 —COO—, —COO-CR ZP1 ═CH—OCO—, —OCO-CR ZP1 ═CH—COO—, —OCO-CR ZP1 ═CH—OCO—, —(CH 2 ) z -COO—, —(CH 2 ) z -OCO—, —OCO-(CH 2 ) z -, —(C═O)—O—(CH 2 ) z - , —CH═CH—, —CF═CF—, —CF═CH—, —CH═CF—, —CF 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 CH 2 —, —CH 2 CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, or —C≡C— (wherein z's each independently represent an integer of 1 to 4 , and R Each R ZP1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and when a plurality of R ZP1s are present in a molecule, they may be the same or different. In addition, * in the formula represents the point of attachment to Sp p1 or Sp p2 .
A p1 and A p2 each independently represent
(a p ) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b p ) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=), and (c p ) a naphthalenediyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenediyl group, a decahydronaphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, or an anthracene-2,6-diyl group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
represents a group selected from the group consisting of
A p3 represents a group selected from the group consisting of the above groups (a p ), (b p ), and (c p ), and a single bond;
The above groups (a p ), (b p ) and (c p ) each independently represent that a hydrogen atom present in this group may be substituted with a cyano group, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms or -Sp p2 -P p2 ;
m p1 represents 0, 1, 2 or 3, and when a plurality of Z p1 , A p2 , Sp p2 and/or P p2 are present in a molecule, they may be the same or different,
When m p1 is 0 and A p1 is a group other than a naphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, and an anthracene-2,6-diyl group, A p3 represents a group other than a single bond.
In formula (P), R p1 is preferably -Sp p2 -P p2 .
一般式(P)において、Pp1及びPp2はそれぞれ重合性基を表す。ここで、一般式(P)における重合性基は、後述する重合性化合物Bにおいて説明する極性基から除かれる。Pp1及びPp2はそれぞれ独立して上記一般式(Pp1-1)~式(Pp1-3)で表される基のいずれかであることが好ましく、上記一般式(Pp1-1)で表される基であることが好ましい。 In general formula (P), P p1 and P p2 each represent a polymerizable group. Here, the polymerizable group in general formula (P) is excluded from the polar group described in the polymerizable compound B described below. P p1 and P p2 are each preferably independently any of the groups represented by the above general formulae (P p1 -1) to (P p1 -3), and are preferably a group represented by the above general formula (P p1 -1).
一般式(Pp1-1)から式(Pp1-9)中のRp11及びRp12はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基であることが好ましい。 In the general formulae (P p1 -1) to (P p1 -9), R p11 and R p12 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
一般式(Pp1-1)から式(Pp1-9)中のtp11は、0又は1が好ましい。 In the general formulae (P p1 -1) to (P p1 -9), t p11 is preferably 0 or 1.
一般式(Pp1-1)から式(Pp1-9)中のWp11は、単結合または炭素原子数1~5のアルキレン基が好ましい。上記炭素原子数1~5のアルキレン基としては、メチレン基又はエチレン基が好ましい。 W p11 in the general formulae (P p1 -1) to (P p1 -9) is preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a methylene group or an ethylene group.
一般式(P)において、mp1は0、1又は2であることが好ましく、0又は1が好ましい。 In formula (P), m p1 is preferably 0, 1 or 2, and more preferably 0 or 1.
一般式(P)において、Zp1及びZp2はそれぞれ独立して、単結合、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)z-、-OCF2-又は-C≡C-が好ましく、単結合、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-又は-C≡C-が好ましく、分子内に存在する1つのみが-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-又は-C≡C-であり、他がすべて単結合であることが好ましく、分子内に存在する1つのみが、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-又は-OCO-であり、他がすべて単結合であることが好ましく、すべてが単結合であることが好ましい。 In general formula (P), Z p1 and Z p2 each independently represent a single bond, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CO—, —C 2 H 4 —, —COO—, —OCO—, —COOC 2 H 4 —, —OCOC 2 H 4 —, —C 2 H 4 OCO—, —C 2 H 4 COO—, —CH═CH—, —CF 2 —, —CF 2 O—, —(CH 2 ) z —COO—, —(CH 2 ) z —OCO—, —OCO—(CH 2 ) z —, —CH═CH—COO—, —COO-CH═CH—, —OCOCH═CH—, —COO-(CH 2 ) z —, —OCF 2 - or -C≡C- is preferred, and a single bond, -OCH 2 -, -CH 2 O-, -C 2 H 4 -, -COO-, -OCO-, -COOC 2 H 4 -, -OCOC 2 H 4 -, -C 2 H 4 OCO-, -C 2 H 4 COO-, -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 - or -C≡C- is preferred, and only one of -OCH 2 -, -CH 2 O-, -C 2 H 4 -, -COO-, -OCO-, -COOC 2 H 4 -, -OCOC 2 H 4 -, -C 2 H 4 OCO- , -C 2 H 4 COO- , -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 - or -C≡C-, and all the others are single bonds; it is preferred that only one present in the molecule is -OCH 2 -, -CH 2 O-, -C 2 H 4 -, -COO- or -OCO-, and all the others are single bonds, and it is more preferred that all are single bonds.
また、分子内に存在するZp1及びZp2の1つのみが、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-O-CO-(CH2)2-、-COO-(CH2)2-からなる群から選択される連結基であり、他は単結合であることが好ましい。 It is also preferred that only one of Z p1 and Z p2 present in the molecule is a linking group selected from the group consisting of -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -(CH 2 ) 2 -COO-, -(CH 2 ) 2 -OCO-, -O-CO-(CH 2 ) 2 - and -COO-(CH 2 ) 2 -, and the other is a single bond.
一般式(P)において、Spp1及びSpp2はそれぞれ独立して、単結合又はスペーサ基を表すが、スペーサ基は、炭素原子数1~30のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基中の-CH2-は酸素原子同士が直接連結しない限りにおいて-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-又は-C≡C-で置換されていてもよく、該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていても良い。中でもSpp1及びSpp2は、それぞれ独立して、直鎖の炭素原子数1~10のアルキレン基又は単結合が好ましく、単結合がより好ましい。 In general formula (P), Sp p1 and Sp p2 each independently represent a single bond or a spacer group, and the spacer group is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, and -CH 2 - in the alkylene group may be substituted with -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CH═CH- or -C≡C- as long as oxygen atoms are not directly linked to each other, and a hydrogen atom in the alkylene group may be substituted with a halogen atom. Among these, Sp p1 and Sp p2 each independently represent preferably a linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a single bond, and more preferably a single bond.
一般式(P)において、-Spp1-Pp1及びSpp2-Pp2の総数が2以上であることが好ましく、2~4つであることが好ましく、2~3つであることが好ましい。 In general formula (P), the total number of -Sp p1 -P p1 and Sp p2 -P p2 is preferably 2 or more, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 to 3.
Ap1及びAp2はそれぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(cp) ナフタレンジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表す。また、Ap3は上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)、ならびに単結合からなる群より選ばれる基を表す。
A p1 and A p2 each independently represent
(a p ) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b p ) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=), and (c p ) a naphthalenediyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenediyl group, a decahydronaphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, or an anthracene-2,6-diyl group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
A p3 represents a group selected from the group consisting of the above groups (a p ), (b p ), and (c p ), and a single bond.
ここで、Ap1、Ap2及びAp3が取り得るナフタレンジイル基および1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基は、1~8位から選択される2箇所で結合する基である。具体的には、ナフタレンジイル基および1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基は、Ap1の場合であれば、1~8位から選択される2箇所のうち一方でSpp1と結合し、他方でZp1またはZp2と結合する基であり、Ap2の場合であれば、1~8位から選択される2箇所のうち一方でZp1と結合し、他方でZp1またはZp2と結合する基であり、Ap3の場合であれば、1~8位から選択される2箇所のうち一方でZp2と結合し、他方でRp1と結合する基である。 Here, the naphthalenediyl group and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenediyl group which can be represented by A p1 , A p2 , and A p3 are groups which bond to two positions selected from positions 1 to 8. Specifically, in the case of A p1 , the naphthalenediyl group and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenediyl group are groups which bond to S p1 at one of two positions selected from positions 1 to 8 and bond to Z p1 or Z p2 at the other; in the case of A p2 , they are groups which bond to Z p1 at one of two positions selected from positions 1 to 8 and bond to Z p1 or Z p2 at the other; and in the case of A p3 , they are groups which bond to Z p2 at one of two positions selected from positions 1 to 8 and bond to R p1 at the other.
また、Ap1、Ap2及びAp3が取り得るデカヒドロナフタレンジイル基は、1~10位から選択される2箇所で結合する基である。具体的には、デカヒドロナフタレンジイル基は、Ap1の場合であれば、1~10位から選択される2箇所のうち一方でSpp1と結合し、他方でZp1またはZp2と結合する基であり、Ap2の場合であれば、1~10位から選択される2箇所のうち一方でZp1と結合し、他方でZp1またはZp2と結合する基であり、Ap3の場合であれば、1~10位から選択される2箇所のうち一方でZp2と結合し、他方でRp1と結合する基である。 Furthermore, the decahydronaphthalenediyl group which can be represented by A p1 , A p2 , and A p3 is a group which is bonded at two positions selected from positions 1 to 10. Specifically, in the case of A p1 , the decahydronaphthalenediyl group is a group which is bonded to S p p1 at one of two positions selected from positions 1 to 10 and to Z p1 or Z p2 at the other; in the case of A p2 , it is a group which is bonded to Z p1 at one of two positions selected from positions 1 to 10 and to Z p1 or Z p2 at the other; and in the case of A p3 , it is a group which is bonded to Z p2 at one of two positions selected from positions 1 to 10 and to R p1 at the other.
ナフタレンジイル基としては、例えばナフタレン-1,2-ジイル基、ナフタレン-1,3-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-1,5-ジイル基、ナフタレン-1,6-ジイル基、ナフタレン-1,7-ジイル基、ナフタレン-1,8-ジイル基、ナフタレン-2,3-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-2,7-ジイル基等が挙げられる。中でも、ナフタレン-1,4-ジイル基又はナフタレン-2,6-ジイル基が好ましい。 Examples of naphthalenediyl groups include naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,3-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-1,6-diyl, naphthalene-1,7-diyl, naphthalene-1,8-diyl, naphthalene-2,3-diyl, naphthalene-2,6-diyl, and naphthalene-2,7-diyl groups. Of these, naphthalene-1,4-diyl and naphthalene-2,6-diyl groups are preferred.
1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基としては、例えば1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,4-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,5-ジイル基等が挙げられる。中でも、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基が好ましい。 Examples of 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenediyl groups include the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,4-diyl group, and the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,5-diyl group. Of these, the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group is preferred.
デカヒドロナフタレンジイル基としては、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基が好ましい。 The decahydronaphthalenediyl group is preferably a decahydronaphthalene-2,6-diyl group.
Ap1、Ap2及びAp3はそれぞれ独立して、1,4-フェニレン基又は1,4-シクロヘキシレン基が好ましく、反応性の観点から1,4-フェニレン基が好ましい。1,4-フェニレン基は、液晶化合物との相溶性を改善するために、1,4-フェニレン基中に存在する少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子、炭素原子数1~8のアルキル基、又は炭素数1~8のアルコキシ基で置換されていることが好ましい。 A p1 , A p2 , and A p3 are each independently preferably a 1,4-phenylene group or a 1,4-cyclohexylene group, and from the viewpoint of reactivity, a 1,4-phenylene group is preferred. In order to improve compatibility with the liquid crystal compound, the 1,4-phenylene group preferably has at least one hydrogen atom present in the 1,4-phenylene group substituted with a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
UV光照射後の重合性化合物Aの残留量を少なくすることができることから、1,4-フェニレン基中に存在する少なくとも1つの水素原子が炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素数1~8のアルコキシ基で置換されていることが好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていることが好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又は炭素数1~3のアルコキシ基で置換されていることが好ましい。アルキル基としては、例えばメチル基がさらに好ましく挙げられ、アルコキシ基としては、例えばメトキシ基がさらに好ましく挙げられる。 Since this reduces the amount of polymerizable compound A remaining after UV light irradiation, it is preferable that at least one hydrogen atom present in the 1,4-phenylene group be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. A more preferred example of the alkyl group is a methyl group, and a more preferred example of the alkoxy group is a methoxy group.
また、チルト安定性を高めることができることから、1,4-フェニレン基は無置換であるか、1,4-フェニレン基中に存在する少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子で置換されていることが好ましい。 Furthermore, since tilt stability can be improved, it is preferable that the 1,4-phenylene group is unsubstituted or that at least one hydrogen atom present in the 1,4-phenylene group is substituted with a fluorine atom.
mp1が0であり且つAp1がナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基である場合、Ap3は単結合を表してもよい。 When m p1 is 0 and A p1 is a naphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, or an anthracene-2,6-diyl group, A p3 may represent a single bond.
mp1が0であり且つAp1がナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基及びアントラセン-2,6-ジイル基以外の基の場合は、Ap3は単結合以外の基、すなわち、上記基(ap)、基(bp)及び基(cp)からなる群より選ばれる基を表す。 When m p1 is 0 and A p1 is a group other than a naphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, and an anthracene-2,6-diyl group, A p3 represents a group other than a single bond, that is, a group selected from the group consisting of the above groups (a p ), (b p ), and (c p ).
一般式(P)で表される重合性化合物Aの含有量の好ましい下限値は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、0.01質量%であり、0.03質量%であり、0.05質量%であり、0.08質量%であり、0.1質量%であり、0.15質量%であり、0.2質量%であり、0.25質量%であり、0.3質量%である。また、一般式(P)で表される重合性化合物Aの含有量の好ましい上限値は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、10質量%であり、8質量%であり、5質量%であり、3質量%であり、1.5質量%であり、1.2質量%であり、1質量%であり、0.8質量%であり、0.5質量%である。 Preferable lower limits for the content of polymerizable compound A represented by general formula (P) are 0.01 mass%, 0.03 mass%, 0.05 mass%, 0.08 mass%, 0.1 mass%, 0.15 mass%, 0.2 mass%, 0.25 mass%, and 0.3 mass% relative to the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention. Preferable upper limits for the content of polymerizable compound A represented by general formula (P) are 10 mass%, 8 mass%, 5 mass%, 3 mass%, 1.5 mass%, 1.2 mass%, 1 mass%, 0.8 mass%, and 0.5 mass% relative to the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物に含まれる一般式(P)で表される重合性化合物Aの含有量が少ないと、一般式(P)で表される重合性化合物Aを加えることよる効果が現れにくく、チルト形成が不十分になる、チルト安定性が劣る等の不具合が生じやすくなる。また、液晶組成物の配向規制力が弱い又は経時的に弱くなってしまうなどの問題が発生しやすくなる。一方で、上記含有量が多すぎると硬化後に残存する量が多くなる、硬化に時間がかかる、液晶の信頼性が低下する等の問題が生じる。このため、これらのバランスを考慮しつつ上述した上限値及び下限値を組み合わせて含有量を設定することで、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、液晶分子に十分な大きさの角度でチルトを付与することが可能となり、チルト安定性及び液晶組成物の配向規制力を長時間高く維持することができ、高い信頼性を示すことができる。 If the content of polymerizable compound A represented by general formula (P) in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention is low, the effects of adding polymerizable compound A represented by general formula (P) are less apparent, and problems such as insufficient tilt formation and poor tilt stability are more likely to occur. Furthermore, problems such as the alignment control force of the liquid crystal composition being weak or weakening over time are more likely to occur. On the other hand, if the content is too high, problems such as a large amount remaining after curing, long curing times, and reduced reliability of the liquid crystal arise. Therefore, by setting the content by combining the above-mentioned upper and lower limits while taking these factors into consideration, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can impart a tilt to the liquid crystal molecules at a sufficiently large angle, can maintain high tilt stability and high alignment control force of the liquid crystal composition for a long period of time, and exhibits high reliability.
一般式(P)で表される重合性化合物Aの含有量の具体的な範囲としては、例えば本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、0.05質量%~10質量%の範囲内であることが好ましく、0.1質量%~8質量%の範囲内であることが好ましく、0.1質量%~5質量%の範囲内であることが好ましく、0.1質量%~3質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~2質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~1.3質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~1質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~0.56質量%の範囲内であることが好ましい。 Specific ranges for the content of polymerizable compound A represented by general formula (P) are, for example, preferably within the range of 0.05% by mass to 10% by mass, preferably within the range of 0.1% by mass to 8% by mass, preferably within the range of 0.1% by mass to 5% by mass, preferably within the range of 0.1% by mass to 3% by mass, preferably within the range of 0.2% by mass to 2% by mass, preferably within the range of 0.2% by mass to 1.3% by mass, preferably within the range of 0.2% by mass to 1% by mass, and preferably within the range of 0.2% by mass to 0.56% by mass, relative to the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
一般式(P)で表される重合性化合物Aの好ましい例として、下記一般式(P-1-1)~一般式(P-1-46)で表される化合物が挙げられる。 Preferred examples of polymerizable compound A represented by general formula (P) include compounds represented by the following general formulas (P-1-1) to (P-1-46).
(式中、Pp11、Pp12、Spp11及びSpp12は、一般式(P)におけるPp1、Pp2、Spp1及びSpp2と同じ意味を表す。) (In the formula, P p11 , P p12 , Sp p11 and Sp p12 have the same meanings as P p1 , P p2 , Sp p1 and Sp p2 in general formula (P).)
また、一般式(P)で表される重合性化合物Aの好ましい例として、下記式(P-2-1)~式(P-2-16)で表される化合物が挙げられる。 Preferred examples of the polymerizable compound A represented by general formula (P) include compounds represented by the following formulas (P-2-1) to (P-2-16).
(式中、Pp21、Pp22、Spp21及びSpp22は、一般式(P)におけるPp1、Pp2、Spp1及びSpp2と同じ意味を表す。) (In the formula, P p21 , P p22 , Sp p21 and Sp p22 have the same meanings as P p1 , P p2 , Sp p1 and Sp p2 in general formula (P).)
また、一般式(P)で表される重合性化合物Aの好ましい例として、下記式(P-3-1)~式(P-3-15)で表される化合物が挙げられる。 Preferred examples of the polymerizable compound A represented by general formula (P) include compounds represented by the following formulas (P-3-1) to (P-3-15).
(式中、Pp31、Pp32、Spp31及びSpp32は、一般式(P)におけるPp1、Pp2、Spp1及びSpp2と同じ意味を表す。) (In the formula, P p31 , P p32 , Sp p31 and Sp p32 have the same meanings as P p1 , P p2 , Sp p1 and Sp p2 in general formula (P).)
また、一般式(P)で表される重合性化合物Aの好ましい例として、下記式(P-4-1)~式(P-4-21)で表される重合性化合物が挙げられる。 Preferred examples of polymerizable compound A represented by general formula (P) include polymerizable compounds represented by the following formulas (P-4-1) to (P-4-21).
(式中、Pp41、Pp42、Spp41及びSpp42は、一般式(P)におけるPp1、Pp2、Spp1及びSpp2と同じ意味を表す。) (In the formula, P p41 , P p42 , Sp p41 and Sp p42 have the same meanings as P p1 , P p2 , Sp p1 and Sp p2 in general formula (P).)
また、一般式(P)で表される重合性化合物の好ましい例として、下記式(P-5-1)~式(P-5-37)で表される化合物が挙げられる。 Preferred examples of polymerizable compounds represented by general formula (P) include compounds represented by the following formulas (P-5-1) to (P-5-37).
(式中、Pp51、Pp52、Spp51及びSpp52は、一般式(P)におけるPp1、Pp2、Spp1及びSpp2と同じ意味を表す。) (In the formula, P p51 , P p52 , Sp p51 and Sp p52 have the same meanings as P p1 , P p2 , Sp p1 and Sp p2 in general formula (P).)
一般式(P-1-1)~(P-5-37)で表される化合物の中でも、さらに好ましくは、一般式(P-1-1)~一般式(P-1-34)又は一般式(P-2-10)~一般式(P-2-16)で表される化合物であり、より好ましくは一般式(P-1-1)~一般式(P-1-3)、一般式(P-1-6)~一般式(P-1-7)、一般式(P-1-10)~一般式(P-1-11)、一般式(P-1-23)、一般式(P-1-32)又は一般式(P-2-10)で表される化合物であり、特に好ましくは一般式(P-1-1)~一般式(P-1-3)、一般式(P-1-6)~一般式(P-1-7)、一般式(P-1-10)又は一般式(P-1-11)で表される化合物である。 Of the compounds represented by general formulas (P-1-1) to (P-5-37), more preferred are compounds represented by general formulas (P-1-1) to (P-1-34) or general formulas (P-2-10) to (P-2-16), more preferred are compounds represented by general formulas (P-1-1) to (P-1-3), general formulas (P-1-6) to (P-1-7), general formulas (P-1-10) to (P-1-11), general formula (P-1-23), general formula (P-1-32), or general formula (P-2-10), and particularly preferred are compounds represented by general formulas (P-1-1) to (P-1-3), general formulas (P-1-6) to (P-1-7), general formula (P-1-10), or general formula (P-1-11).
[2-2]重合性化合物B
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物として、分子構造内に1つ以上の重合性基及び1つ以上の極性基を有する重合性化合物Bを1種又は2種以上更に含有することが好ましい。
[2-2] Polymerizable compound B
The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably further contains, as the polymerizable compound, one or more polymerizable compounds B having one or more polymerizable groups and one or more polar groups in the molecular structure.
重合性化合物Bは、重合性化合物Aとは異なる構造を有する化合物であり、極性基を有する点で重合性化合物Aと相違する。 Polymerizable compound B is a compound having a different structure from polymerizable compound A, and differs from polymerizable compound A in that it has a polar group.
重合性化合物Bは、重合性化合物Aと同様の機能を有するが、分子構造内に極性基を有することで、以下の機能をさらに発揮することができる。すなわち、配向膜を有さない液晶表示素子においては、重合性化合物Bの重合体が有する極性基が基板と相互作用することで、配向膜が無くても液晶分子に垂直配向性を付与することができる。このため、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、液晶層の少なくとも一方の面に配向膜を有さない液晶表示素子を製造することができる。また、配向膜を有する液晶表示素子においては、重合性化合物Bの重合体が有する極性基が、液晶層中や配向膜に存在する極性化合物、イオン性化合物、ラジカル性化合物等の不純物と相互作用することで、不純物を吸着捕集することができる。このため、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、不純物起因による比抵抗やVHRの低下を抑えることができ、信頼性の高い液晶表示素子を製造することができる。なお、極性基による不純物の吸着捕集機能は、配向膜を有さない液晶表示素子においても発揮しうると推量される。 Although polymerizable compound B has the same functions as polymerizable compound A, the inclusion of a polar group in its molecular structure allows it to further exhibit the following function. Specifically, in liquid crystal display elements without an alignment film, the polar groups of the polymer of polymerizable compound B interact with the substrate, thereby imparting vertical alignment to liquid crystal molecules even without an alignment film. Therefore, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can be used to manufacture liquid crystal display elements without an alignment film on at least one side of the liquid crystal layer. Furthermore, in liquid crystal display elements with an alignment film, the polar groups of the polymer of polymerizable compound B interact with impurities, such as polar compounds, ionic compounds, and radical compounds, present in the liquid crystal layer or alignment film, thereby adsorbing and capturing the impurities. Therefore, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention can suppress decreases in resistivity and VHR due to impurities, allowing the manufacture of highly reliable liquid crystal display elements. It is believed that the impurity adsorption and capture function of the polar groups can also be exerted in liquid crystal display elements without an alignment film.
重合性化合物Bは、少なくとも1つ以上の重合性基及び1つ以上の極性基を有する構造であればよく、中でもメソゲン基と、1つ以上の重合性基と、1つ以上の極性基と、を有する構造であることが好ましい。メソゲン基に関する詳細については後で説明する。 The polymerizable compound B may have a structure having at least one polymerizable group and one or more polar groups, and preferably has a structure having a mesogenic group, one or more polymerizable groups, and one or more polar groups. Details regarding mesogenic groups will be explained later.
[重合性基]
重合性化合物Bが有する重合性基は、PAP1で表される。PAP1は、下記一般式(AP-1)から一般式(AP-9)で表される群より選ばれる基であることが好ましい。
[Polymerizable group]
The polymerizable group contained in the polymerizable compound B is represented by P AP1 . P AP1 is preferably a group selected from the group represented by the following general formulae (AP-1) to (AP-9).
(式中、RAP1及びRAP2は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~10のハロゲン化アルキル基を表し、
該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-O-又は-CO-で置換されてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲン原子又は水酸基で置換されてもよい。
WAP1は、単結合、-O-、-COO-又は-CH2-を表す。
tAP1は、0、1又は2を表す。
式中の*は結合手を表す。)
(In the formula, R AP1 and R AP2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
One or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may be substituted with —O— or —CO— so that the oxygen atoms are not directly adjacent, and one or two or more hydrogen atoms in the alkyl group may each independently be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group.
W AP1 represents a single bond, —O—, —COO— or —CH 2 —.
t AP1 represents 0, 1 or 2.
* in the formula represents a bond.)
中でもPAP1は、上記一般式(AP-1)から一般式(AP-7)で表される群より選ばれる基であることが好ましく、下記一般式(AP-1)又は一般式(AP-2)で表される基であることがより好ましく、一般式(AP-1)で表される基であることがさらに好ましい。 Among these, P AP1 is preferably a group selected from the group represented by the above general formulas (AP-1) to (AP-7), more preferably a group represented by the following general formula (AP-1) or general formula (AP-2), and even more preferably a group represented by general formula (AP-1).
重合性基PAP1は、スペーサ基SpAP1を介してメソゲン基に結合していることが好ましい。メソゲン基については後で詳細に説明する。スペーサ基SpAP1は、単結合若しくは直鎖又は分岐の炭素原子数1~20のアルキレン基を表すことが好ましく、単結合又は炭素原子数1~20の直鎖アルキレン基を表すことがより好ましく、単結合又は炭素原子数2~10の直鎖アルキレン基を表すことがさらに好ましい。また、スペーサ基SpAP1において、該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよい。なお、「重合性基PAP1で置換され」るとは、重合性基PAP1のみで置換される態様であってもよく、スペーサ基SpAP1を含めた基PAP1-SpAP1-で置換される態様であってもよい。他の重合性基についても同様である。 The polymerizable group P AP1 is preferably bonded to the mesogenic group via a spacer group Sp AP1 . Mesogenic groups will be described in detail later. The spacer group Sp AP1 preferably represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a single bond or a linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and even more preferably a single bond or a linear alkylene group having 2 to 10 carbon atoms. In addition, in the spacer group Sp AP1 , one or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkylene group may be substituted with -CH═CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, or -OCO- so that oxygen atoms are not directly adjacent. Note that "substituted with a polymerizable group P AP1 " may refer to substitution with only the polymerizable group P AP1 , or to substitution with the group P AP1 -Sp AP1- including the spacer group Sp AP1 . The same applies to other polymerizable groups.
重合性化合物Bにおいて、PAP1-SpAP1-の数は、1以上5以下であることが好ましく、1以上4以下であることがより好ましく、2以上4以下であることがさらに好ましく、2又は3であることが特に好ましく、2であることが最も好ましい。 In the polymerizable compound B, the number of P AP1 -Sp AP1 - is preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1 or more and 4 or less, even more preferably 2 or more and 4 or less, particularly preferably 2 or 3, and most preferably 2.
PAP1-SpAP1-中の水素原子は、重合性基又は極性基で置換されてもよい。 The hydrogen atoms in P AP1 -Sp AP1 - may be substituted with a polymerizable group or a polar group.
PAP1-SpAP1-は、重合性基、メソゲン基又は極性基に対して結合してもよい。中でもPAP1-SpAP1-は、メソゲン基又は極性基に対して結合していることが好ましい。 P AP1 -Sp AP1 - may be bonded to a polymerizable group, a mesogenic group or a polar group, and it is particularly preferred that P AP1 -Sp AP1 - be bonded to a mesogenic group or a polar group.
分子内にPAP1及び/又はSpAP1が複数存在する場合に、それぞれ互いに同一であっても異なってもよい。 When a plurality of P AP1s and/or Sp AP1s are present in a molecule, they may be the same or different.
[極性基]
重合性化合物Bが有する極性基は、基板に対して、若しくは、液晶層や配向膜に含まれる不純物に対して相互作用する基であり、水素結合を介在するプロトンのドナー及びアクセプターのいずれの役割を果たしてもよく、若しくは双方の役割を果たしてもよい。
炭素原子とヘテロ原子とが連結した原子団を有する極性要素を含む基であることが好ましい。本明細書中において、極性要素とは、炭素原子とヘテロ原子とが直接連結した原子団をいう。ヘテロ原子としては、N、O、S、P、B及びSiからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、N、O及びSからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、N及びOからなる群から選択される少なくとも1種であることがさらに好ましく、Oであることが特に好ましい。
[Polar group]
The polar group of the polymerizable compound B is a group that interacts with the substrate or with impurities contained in the liquid crystal layer or the alignment film, and may play the role of either a donor or an acceptor of protons that mediate hydrogen bonds, or may play both roles.
Preferably, the group contains a polar element having an atomic group in which a carbon atom and a heteroatom are linked. In this specification, the polar element refers to an atomic group in which a carbon atom and a heteroatom are directly linked. The heteroatom is preferably at least one selected from the group consisting of N, O, S, P, B, and Si, more preferably at least one selected from the group consisting of N, O, and S, even more preferably at least one selected from the group consisting of N and O, and particularly preferably O.
重合性化合物Bにおいて、極性要素の価数は特に制限されず、1価でもよく、2価でもよく、3価でもよく、それ以上でもよい。また極性基中の極性要素の個数も特に制限されない。 In polymerizable compound B, the valence of the polar element is not particularly limited and may be monovalent, divalent, trivalent, or higher. Furthermore, the number of polar elements in the polar group is not particularly limited.
重合性化合物Bは、一分子中に1~8個の極性基を有することが好ましく、1~4個の極性基を有することがより好ましく、1~3個の極性基を有することがさらに好ましい。 Polymerizable compound B preferably has 1 to 8 polar groups in one molecule, more preferably 1 to 4 polar groups, and even more preferably 1 to 3 polar groups.
なお、重合性基は極性基から除かれるが、極性基中の水素原子がPAP1-SpAP1-で置換された構造及びPAP1-SpAP1-中の水素原子が-OHで置換された構造は極性基に含むものとする。PAP1及びSpAP1はそれぞれ先述の「重合性基」の項で説明した通りである。 Although polymerizable groups are excluded from polar groups, the structure in which a hydrogen atom in a polar group is substituted with P AP1 -Sp AP1 - and the structure in which a hydrogen atom in P AP1 -Sp AP1 - is substituted with -OH are included in the polar group. P AP1 and Sp AP1 are as explained above in the section "Polymerizable group".
極性基は、1又は2以上の極性要素を含み、環式基型と鎖式基型とに大別される。環式基型は、その構造中に極性要素を含む環状構造を備えた環式基を含む形態である。鎖式基型は、その構造中に極性要素を含む環状構造を備えた環式基を含まず、直鎖又は分岐した鎖状基中に極性要素を有する形態であり、その一部に極性要素を含まない環状構造を有していてもよい。 Polar groups contain one or more polar elements and are broadly classified into cyclic group types and chain group types. Cyclic group types include a cyclic group with a ring structure that contains a polar element within its structure. Chain group types do not include a cyclic group with a ring structure that contains a polar element within its structure, but rather have a polar element within a linear or branched chain group, and may have a ring structure that does not contain a polar element as part of its structure.
環式基型の極性基とは、少なくとも1つの極性要素を環状の原子配列内に含む構造を有する形態を意味する。なお、本明細書中において、環式基とは、上述した通りである。そのため、環式基型の極性基は、極性要素を含む環式基さえ含んでいればよく、極性基全体としては分岐しても直鎖であってもよい。 A cyclic group-type polar group refers to a structure containing at least one polar element within a cyclic atomic arrangement. Note that, in this specification, the term "cyclic group" is as defined above. Therefore, a cyclic group-type polar group only needs to contain a cyclic group containing a polar element, and the polar group as a whole may be branched or linear.
一方、鎖式基型の極性基とは、分子内に極性要素を含む環状の原子配列を含まず、かつ少なくとも1つの極性要素を線状の原子配列(枝分かれしてもよい)内に含む構造を有する形態を意味する。 On the other hand, a chain-type polar group refers to a structure that does not contain a cyclic atomic arrangement containing a polar element within the molecule, but contains at least one polar element within a linear atomic arrangement (which may be branched).
なお、本明細書中において、鎖式基とは、構造式中に環状の原子配列を含まず、構成する原子が線状(分岐してもよい)に結合した原子団をいい、非環式基をいう。換言すると、鎖式基とは、直鎖又は分岐の脂肪族基をいい、飽和結合又は不飽和結合のどちらを含んでもよい。 In this specification, a chain group refers to an atomic group in which the constituent atoms are linearly bonded (or may be branched) without containing a cyclic atomic arrangement in the structural formula, and is an acyclic group. In other words, a chain group refers to a linear or branched aliphatic group, and may contain either saturated or unsaturated bonds.
したがって、鎖式基型の極性基には、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、エステル基、エーテル基又はケトン基などが含まれる。なお、これらの基中の水素原子は、少なくとも1つの置換基(反応性官能基(ビニル基、アクリル基、メタクリル基等)、鎖状有機基(アルキル基、シアノ基等))で置換されてもよい。また、鎖式基型の極性基は、直鎖又は分岐のいずれでもよい。 Accordingly, chain-type polar groups include, for example, alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, ester groups, ether groups, and ketone groups. The hydrogen atoms in these groups may be substituted with at least one substituent (a reactive functional group (e.g., vinyl group, acrylic group, methacrylic group), or a chain organic group (e.g., alkyl group, cyano group)). Chain-type polar groups may be either linear or branched.
環式基型の極性基としては、炭素原子数3~20の複素芳香族基(縮合環を含む)又は炭素原子数3~20の複素脂環族基(縮合環を含む)であることが好ましく、炭素原子数3~12の複素芳香族基(縮合環を含む)又は炭素原子数3~12の複素脂環族基(縮合環を含む)であることがより好ましく、5員環の複素芳香族基、5員環の複素脂環族基、6員環の複素芳香族基又は6員環の複素脂環族基であることがさらに好ましい。なお、これらの環構造中の水素原子は、ハロゲノ基、炭素原子数1~5の直鎖又は分岐のアルキル基又はアルキルオキシ基で置換されてもよい。ハロゲノ基としては、フルオロ基又はクロロ基が好ましく、フルオロ基がより好ましい。 The cyclic polar group is preferably a heteroaromatic group (including fused rings) having 3 to 20 carbon atoms or a heteroalicyclic group (including fused rings) having 3 to 20 carbon atoms, more preferably a heteroaromatic group (including fused rings) having 3 to 12 carbon atoms or a heteroalicyclic group (including fused rings) having 3 to 12 carbon atoms, and even more preferably a 5-membered heteroaromatic group, a 5-membered heteroalicyclic group, a 6-membered heteroaromatic group, or a 6-membered heteroalicyclic group. The hydrogen atoms in these ring structures may be substituted with a halogeno group, a linear or branched alkyl group, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms. The halogeno group is preferably a fluoro group or a chloro group, and more preferably a fluoro group.
鎖式基型の極性基としては、構造内の水素原子や-CH2-が極性要素で置換された直鎖又は分岐の炭素原子数1~20のアルキル基であることが好ましい。なお、アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-COO-で置換されてもよい。また、鎖式基型の極性基は、その端部に1個又は2個以上の極性要素を含むことが好ましい。 The chain-type polar group is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in which hydrogen atoms and -CH 2 - within the structure are substituted with polar elements. One or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkyl group may be substituted with -CH═CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, -OCO- or -OCO-COO- so that oxygen atoms are not directly adjacent. Furthermore, the chain-type polar group preferably contains one or two or more polar elements at its end.
極性基中の1個又は2個以上の水素原子は、重合性基で置換されてもよい。重合性基については、先述の「重合性基」の項目で説明した通りである。 One or more hydrogen atoms in the polar group may be substituted with a polymerizable group. Polymerizable groups are as described above in the "Polymerizable Group" section.
極性要素の具体例としては、酸素原子を含む極性要素(以下、含酸素極性要素)、窒素原子を含む極性要素(以下、含窒素極性要素)、リン原子を含む極性要素(以下、含リン極性要素)、ホウ素原子を含む極性要素(以下、含ホウ素極性要素)、ケイ素原子を含む極性要素(以下、含ケイ素極性要素)又は硫黄原子を含む極性要素(以下、含硫黄極性要素)が挙げられる。中でも極性要素は、含硫黄極性要素、含窒素極性要素又は含酸素極性要素であることが好ましく、含酸素極性要素であることがより好ましい。これらの極性要素は、基板や不純物との相互作用が他の極性要素と比較して高いからである。 Specific examples of polar elements include polar elements containing oxygen atoms (hereinafter referred to as oxygen-containing polar elements), polar elements containing nitrogen atoms (hereinafter referred to as nitrogen-containing polar elements), polar elements containing phosphorus atoms (hereinafter referred to as phosphorus-containing polar elements), polar elements containing boron atoms (hereinafter referred to as boron-containing polar elements), polar elements containing silicon atoms (hereinafter referred to as silicon-containing polar elements), and polar elements containing sulfur atoms (hereinafter referred to as sulfur-containing polar elements). Of these, the polar elements are preferably sulfur-containing polar elements, nitrogen-containing polar elements, or oxygen-containing polar elements, with oxygen-containing polar elements being more preferred. This is because these polar elements have a stronger interaction with the substrate and impurities than other polar elements.
含酸素極性要素としては、水酸基、アルキロール基、アルコキシ基、ホルミル基、カルボキシル基、エーテル基、カルボニル基、カーボネート基及びエステル基からなる群から選択される少なくとも1種の基又は当該基が炭素原子に連結している基であることが好ましい。 The oxygen-containing polar element is preferably at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an alkylol group, an alkoxy group, a formyl group, a carboxyl group, an ether group, a carbonyl group, a carbonate group, and an ester group, or a group in which such a group is linked to a carbon atom.
含窒素極性要素としては、シアノ基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、ピリジル基、カルバモイル基及びウレイド基からなる群から選択される少なくとも1種の基又は当該基が炭素原子に連結している基であることが好ましい。 The nitrogen-containing polar element is preferably at least one group selected from the group consisting of a cyano group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, a pyridyl group, a carbamoyl group, and a ureido group, or a group in which such a group is linked to a carbon atom.
含リン極性要素としては、ホスフィニル基及びリン酸基からなる群から選択される少なくとも1種の基又は当該基が炭素原子に連結している基であることが好ましい。 The phosphorus-containing polar element is preferably at least one group selected from the group consisting of a phosphinyl group and a phosphate group, or a group in which such a group is linked to a carbon atom.
極性基は、含酸素極性要素を備えた環式基(以下、含酸素環式基とする。)、含窒素極性要素を備えた環式基(以下、含窒素環式基とする。)、含酸素極性要素を備えた鎖式基(以下、含酸素鎖式基とする。)及び含窒素極性要素を備えた鎖式基(以下、含窒素鎖式基とする。)からなる群から選択される1種又は2種以上の基自体または当該基を含む基であることが好ましい。 The polar group is preferably one or more groups selected from the group consisting of cyclic groups with an oxygen-containing polar element (hereinafter referred to as oxygen-containing cyclic groups), cyclic groups with a nitrogen-containing polar element (hereinafter referred to as nitrogen-containing cyclic groups), chain groups with an oxygen-containing polar element (hereinafter referred to as oxygen-containing chain groups), and chain groups with a nitrogen-containing polar element (hereinafter referred to as nitrogen-containing chain groups), or groups containing such groups.
含酸素環式基としては、環構造内に酸素原子をエーテル基として有する下記の基のいずれかを含むことが好ましい。下記式中の*は結合手を表す。 The oxygen-containing cyclic group preferably includes any of the following groups that have an oxygen atom as an ether group within the ring structure. In the formulas below, * represents a bond.
また、含酸素環式基としては、環構造内に酸素原子をカルボニル基、カーボネート基及びエステル基として有する下記の基のいずれかを含むことが好ましい。下記式中の*は結合手を表す。 Furthermore, the oxygen-containing cyclic group preferably contains any of the following groups that have an oxygen atom in the ring structure as a carbonyl group, carbonate group, or ester group. In the following formulas, * represents a bond.
含窒素環式基としては、下記の基のいずれかを含むことが好ましい。下記式中の*は結合手を表す。 The nitrogen-containing cyclic group preferably contains one of the following groups. In the formulas below, * represents a bond.
含酸素鎖式基としては、下記の基のいずれかを含むことが好ましい。 The oxygen-containing chain group preferably contains one of the following groups:
(式中、Rat1は、炭素原子数1~5のアルキル基を表す。
Zat1は、単結合、炭素原子数1~15の直鎖又は分岐のアルキレン基、若しくは炭素原子数2~18の直鎖又は分岐のアルケニレン基を表す。ただし、該アルキレン基又は該アルケニレン基中の1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-で置換されてもよい。
Xat1は、水素原子又は炭素原子数1~15のアルキル基を表す。ただし、該アルキル基中の1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-で置換されてもよい。
式中の*は結合手を表す。)
(In the formula, R at1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Z at1 represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, or a linear or branched alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, provided that one or more —CH 2 — groups in the alkylene group or alkenylene group may be replaced with —O—, —COO—, —C(═O)—, or —OCO— so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other.
X at1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, provided that one or more —CH 2 — groups in the alkyl group may be substituted with —O—, —COO—, —C(═O)—, or —OCO— so that the oxygen atom is not directly adjacent to the alkyl group.
* in the formula represents a bond.)
含窒素鎖式基としては、下記の基のいずれかを含むことが好ましい。 The nitrogen-containing chain group preferably contains one of the following groups:
(式中、Rat、Rbt、Rct及びRdtは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基を表す。式中の*は結合手を表す。) (In the formula, R at , R bt , R ct and R dt each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. * in the formula represents a bond.)
極性基は、スペーサ基を介してメソゲン基に結合していることが好ましい。このとき、該スペーサ基中の1個又は2個以上の水素原子が、重合性基に置換されていることが好ましい。 The polar group is preferably bonded to the mesogenic group via a spacer group. In this case, it is preferable that one or more hydrogen atoms in the spacer group are substituted with a polymerizable group.
重合性化合物Bは、下記一般式(AT)で表される基を1つ以上有することが好ましい。 The polymerizable compound B preferably has one or more groups represented by the following general formula (AT):
(式中、SpAT1は、単結合若しくは炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN、-WAT1-ZAT1又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接結合しないように環式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよく、
WAT1は、単結合又は下記一般式(WAT1)又は(WAT2):
(wherein Sp AT1 represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 25 carbon atoms, one or more hydrogen atoms in the alkylene group may be substituted with —OH, —CN, —W AT1 -Z AT1 or P AP1 -Sp AP1 —, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may be substituted with a cyclic group, —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO— so that the oxygen atoms are not directly bonded,
WAT1 is a single bond or the following general formula (WAT1) or (WAT2):
(式中、SpWAT1及びSpWAT2は、それぞれ独立して、単結合若しくは炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように環式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。式中の*は結合手を表す。)を表し、
ZAT1は、極性要素を含む1価の極性基を表し、ZAT1中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
PAP1は重合性基を表し、
SpAP1はスペーサ基を表す。
式中の*は結合手を表す。)
(In the formula, Sp WAT1 and Sp WAT2 each independently represent a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 25 carbon atoms, one or more hydrogen atoms in the alkylene group may be substituted with —OH, —CN, or P AP1 -Sp AP1 —, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may be substituted with a cyclic group, —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—, so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other. * in the formula represents a bond.)
Z AT1 represents a monovalent polar group containing a polar element, and one or more hydrogen atoms in Z AT1 may be substituted with —OH, —CN, or —P AP1 —Sp AP1 —.
PAP1 represents a polymerizable group;
Sp AP1 represents a spacer group.
* in the formula represents a bond.)
SpWAT1及びSpWAT2は、それぞれ独立して、単結合若しくは炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキレン基を表すことが好ましく、単結合又は炭素原子数1~20の直鎖アルキレン基を表すことがより好ましく、単結合又は炭素原子数2~10の直鎖アルキレン基を表すことがさらに好ましい。 Sp WAT1 and Sp WAT2 each independently represent preferably a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a single bond or a linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and even more preferably a single bond or a linear alkylene group having 2 to 10 carbon atoms.
SpAT1はスペーサ基を表す。スペーサ基SpAT1は、単結合若しくは炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、中でも単結合若しくは炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキレン基を表すことが好ましく、単結合又は炭素原子数1~20の直鎖アルキレン基を表すことがより好ましく、単結合又は炭素原子数2~10の直鎖アルキレン基を表すことがさらに好ましい。 Sp AT1 represents a spacer group. The spacer group Sp AT1 represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 25 carbon atoms, preferably a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a single bond or a linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and even more preferably a single bond or a linear alkylene group having 2 to 10 carbon atoms.
また、SpAT1、SpWAT1及びSpWAT2において、アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、それぞれ独立して、酸素原子が直接結合しないように、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。 In addition, in Sp AT1 , Sp WAT1 and Sp WAT2 , one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may each independently be substituted with —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO— so that oxygen atoms are not directly bonded.
SpAT1及びSpWAT1中の水素原子は、それぞれ独立して、-WAT1-ZAT1又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。 The hydrogen atoms in Sp AT1 and Sp WAT1 may each independently be substituted with -W AT1 -Z AT1 or P AP1 -Sp AP1 -.
中でもSpAT1は、少なくとも1つの水素原子がPAP1-SpAP1-で置換された炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基であることが好ましい。極性基ZAT1とSpAT1が有する置換基PAP1-SpAP1-中の重合性基PAP1とが近傍に位置することができる。重合性化合物Bは、このような構造を有することで、配向膜を有さない液晶表示素子において、液晶層と基板との界面に形成される重合性化合物Bの重合体の、基板に対する相互作用を強くすることができ、重合性化合物Bの重合体による液晶分子への垂直配向制御力を高めることができる。また、配向膜を有する駅行表示素子において、極性基で吸着捕集した不純物を重合体内部に取り込みやすくなり、液晶層内への不純物の漏出及び拡散による液晶層の物性低下を防ぐことができる。 In particular, Sp AT1 is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 25 carbon atoms in which at least one hydrogen atom has been substituted with P AP1 -Sp AP1 -. The polar group Z AT1 and the polymerizable group P AP1 in the substituent P AP1 -Sp AP1 - of Sp AT1 can be located in close proximity. By having such a structure, the polymerizable compound B can strengthen the interaction with the substrate of the polymer of polymerizable compound B formed at the interface between the liquid crystal layer and the substrate in a liquid crystal display element that does not have an alignment film, thereby increasing the ability of the polymer of polymerizable compound B to control the vertical alignment of liquid crystal molecules. Furthermore, in a liquid crystal display element that has an alignment film, impurities adsorbed and collected by the polar group can be easily incorporated into the polymer, preventing deterioration of the physical properties of the liquid crystal layer due to leakage and diffusion of impurities into the liquid crystal layer.
ZAT1は、極性要素を含む1価の極性基を表すが、中でも下記一般式(ZAT1-1)又は(ZAT1-2)で表される基であることが好ましい。 Z AT1 represents a monovalent polar group containing a polar element, and is preferably a group represented by the following general formula (ZAT1-1) or (ZAT1-2).
(式中、SpZAT11は、単結合若しくは炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN、-ZZAT11-RZAT11又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように環式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-又は-CH=CH-で置換されてもよい。
SpZAT12は、単結合若しくは炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように環式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-又は-ZZAT11-で置換されてもよい。
ZZAT11は、極性要素を含む極性基を表す。
ZZAT12を含む環で表した構造は5~7員環を表す。
ZZAT11及びZZAT12中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
RZAT11及びRZAT12は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~8の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接結合しないように環式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-又は-ZZAT11-で置換されてもよい。
PAP1は重合性基を表し、
SpAP1はスペーサ基を表す。
式中の*は結合手を表す。)
(In the formula, Sp ZAT11 represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 25 carbon atoms, one or more hydrogen atoms in the alkylene group may be substituted with —OH, —CN, —Z ZAT11 -R ZAT11 or P AP1 -Sp AP1 —, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may be substituted with a cyclic group, —O—, —COO—, —C(═O)—, —OCO— or —CH═CH— so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other.)
Sp ZAT12 represents a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 25 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms may be substituted with —OH, —CN or P AP1 -Sp AP1 —, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may be substituted with a cyclic group, —O—, —COO—, —C(═O)—, —OCO—, —CH═CH— or —Z ZAT11 — so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other.
Z ZAT11 represents a polar group containing a polar element.
The ring structure containing Z ZAT12 represents a 5- to 7-membered ring.
One or more hydrogen atoms in Z ZAT11 and Z ZAT12 may be substituted with —OH, —CN or —P AP1 —Sp AP1 —.
R ZAT11 and R ZAT12 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with —OH, —CN, or P AP1 -Sp AP1 —, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may be substituted with a cyclic group, —O—, —COO—, —C(═O)—, —OCO—, —CH═CH—, or —Z ZAT11 — so as not to directly bond to the oxygen atom.
PAP1 represents a polymerizable group;
Sp AP1 represents a spacer group.
* in the formula represents a bond.)
一般式(ZAT1-1)で表される基は、下記一般式(ZAT1-1-1)から(ZAT1-1-30)で表される基であることが好ましい。 The group represented by general formula (ZAT1-1) is preferably a group represented by the following general formulas (ZAT1-1-1) to (ZAT1-1-30).
(式中、SpZAT11及びRZAT11は、それぞれ先述と同じ意味であり、炭素原子に結合する水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
式中の*は結合手を表す。)
(In the formula, Sp ZAT11 and R ZAT11 have the same meanings as defined above, and the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted with —OH, —CN or P AP1 —Sp AP1 —.)
* in the formula represents a bond.)
また、一般式(ZAT1-1)で表される基としては、下記の基が好ましく挙げられる。 Furthermore, preferred examples of the group represented by general formula (ZAT1-1) include the following groups:
(式中、Rtcは、水素原子、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキル基又はPAP1-SpAP1-を表し、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように環式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-又は-ZZAT11-で置換されてもよい。
分子内の水素原子は、PAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
式中の*は、結合手を表す。)
(In the formula, R tc represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or P AP1 -Sp AP1 -, one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with -OH, -CN, or P AP1 -Sp AP1 -, and one or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkyl group may be substituted with a cyclic group, -O-, -COO-, -C(=O)-, -OCO-, -CH=CH-, or -Z ZAT11 - so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other.)
A hydrogen atom in the molecule may be substituted with P AP1 -Sp AP1 -.
* in the formula represents a bond.
一般式(ZAT1-2)で表される基は、下記一般式(ZAT1-2-1)から(ZAT1-2-9)で表される基であることが好ましい。 The group represented by general formula (ZAT1-2) is preferably a group represented by the following general formulas (ZAT1-2-1) to (ZAT1-2-9).
(式中、SpZAT12は先述と同じ意味であり、炭素原子に結合する1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
式中の*は結合手を表す。)
(wherein Sp ZAT12 has the same meaning as above, and one or more hydrogen atoms bonded to the carbon atom may be substituted with a halogen atom, —OH, —CN, or P AP1 —Sp AP1 —.)
* in the formula represents a bond.)
[メソゲン基]
重合性化合物Bはメソゲン基を有することが好ましい。メソゲン基は、剛直な部分を備えた基、例えば環式基、を1つ以上備えた基をいう。ここで「環式基」とは、構成する原子が環状に結合した原子団をいい、炭素環、複素環、飽和又は不飽和環式構造、単環、2環式構造、多環式構造、芳香族、非芳香族などを含む。
[Mesogenic group]
The polymerizable compound B preferably has a mesogenic group. The mesogenic group refers to a group having one or more groups with rigid portions, such as cyclic groups. Here, the term "cyclic group" refers to an atomic group in which constituent atoms are bonded in a ring, and includes carbon rings, hetero rings, saturated or unsaturated cyclic structures, monocyclic structures, bicyclic structures, polycyclic structures, aromatic structures, non-aromatic structures, etc.
メソゲン基は、液晶分子(液晶化合物)と類似の骨格を有することが好ましい。 It is preferable that the mesogenic group have a skeleton similar to that of a liquid crystal molecule (liquid crystal compound).
メソゲン基は、環式基を2~4個を備えた基が好ましく、環式基を3~4個を備えた基がより好ましい。環式基は、単結合で連結されていてもよく、連結基で連結されてもよい。 The mesogenic group is preferably a group having 2 to 4 cyclic groups, more preferably a group having 3 to 4 cyclic groups. The cyclic groups may be linked by a single bond or by a linking group.
環式基が単環である場合には、メソゲン基は、2個以上の単環を含んでいることが好ましい。 When the cyclic group is a monocyclic group, it is preferable that the mesogenic group contains two or more monocyclic rings.
環式基は、少なくとも1つのヘテロ原子を含んでもよい。また、環式基は、少なくとも1つの置換基で置換されてもよい。上記置換基は、例えばハロゲノ基、重合性基、アルキル、アルコキシ、アリール等の有機基等が挙げられる。 The cyclic group may contain at least one heteroatom. The cyclic group may also be substituted with at least one substituent. Examples of such substituents include halogen groups, polymerizable groups, and organic groups such as alkyl, alkoxy, and aryl.
メソゲン基は、例えば、一般式(AL)で表すことができる。本発明においては、重合性化合物Bは、一般式(AL)で表される基を有することが好ましい。 The mesogenic group can be represented, for example, by general formula (AL). In the present invention, polymerizable compound B preferably has a group represented by general formula (AL).
(式中、ZAL1は、単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-又は炭素原子数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接結合しないように環式基、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。
AAL1及びAAL2は、それぞれ独立して、2価の環式基を表す。
ZAL1、AAL1及びAAL2中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲノ基、極性基、-SpAT1-WAT1-ZAT1、PAP1-SpAP1-又は1価の有機基で置換されてもよい。
SpAP1、SpAT1、PAP1、WAT1及びZAT1はそれぞれ先述と同じ意味を表す。
mAL1は1~5の整数を表す。
mAL1が2~5の整数を表す場合、複数のZAL1は同一であっても異なってもよく、複数のAAL1は同一であっても異なってもよい。
式中の*はそれぞれ結合手を表す。)
(wherein ZAL1 represents a single bond, —CH═CH—, —CF═CF—, —C≡C—, —COO— , —OCO—, —OCOO—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH═CHCOO—, —OCOCH═CH—, —CH 2 —CH 2 COO—, —OCOCH 2 —CH 2 —, —CH═C(CH 3 )COO—, —OCOC(CH 3 )═CH—, —CH 2 —CH(CH 3 )COO—, —OCOCH(CH 3 )—CH 2 —, —OCH 2 CH 2 O— , or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms , The - may be substituted with a cyclic group, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO- so that the oxygen atom is not directly bonded.
A AL1 and A AL2 each independently represent a divalent cyclic group.
One or more hydrogen atoms in Z AL1 , A AL1 and A AL2 may each independently be substituted with a halogeno group, a polar group, -Sp AT1 -W AT1 -Z AT1 , P AP1 -Sp AP1 - or a monovalent organic group.
Sp AP1 , Sp AT1 , P AP1 , W AT1 and Z AT1 have the same meanings as above.
m AL1 represents an integer of 1 to 5.
When m AL1 represents an integer of 2 to 5, multiple Z AL1 's may be the same or different, and multiple A AL1 's may be the same or different.
* in the formula represents a bond.)
一般式(AL)中、ZAL1は単結合又は炭素原子数2~20のアルキレン基であることが好ましく、単結合又は炭素原子数2~10のアルキレン基であることがより好ましく、単結合、-(CH2)2-又は-(CH2)4-であることがさらに好ましい。該アルキレン基中の1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-O-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。 In general formula (AL), Z AL1 is preferably a single bond or an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably a single bond or an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and even more preferably a single bond, -(CH 2 ) 2 - or -(CH 2 ) 4 -. One or more -CH 2 - in the alkylene group may be substituted with -O-, -COO- or -OCO- so that oxygen atoms are not directly adjacent.
重合性化合物Bの直線性を高める場合は、ZAL1は、単結合又は環と環とを直接結ぶ原子の数が偶数個の炭素原子数2~20のアルキレン基であることが好ましい。該アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように-O-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。環と環とを直接結ぶ原子の数とは、例えば、-CH2-CH2COO-の場合であれば4つである。 In order to improve the linearity of the polymerizable compound B, Z AL1 is preferably a single bond or an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms and an even number of atoms directly linking rings. One or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may be substituted with —O—, —COO—, or —OCO— so that oxygen atoms are not directly adjacent. The number of atoms directly linking rings is, for example, four in the case of —CH 2 —CH 2 COO—.
一般式(AL)中、AAL1及びAAL2は、それぞれ独立して、2価の環式基を表す。2価の環式基としては、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基-、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,4-ナフチレン基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジチオフェン-2,6-ジイル基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジセレノフェン-2,6-ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2-b]チオフェン-2,7-ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b]セレノフェン-2,7-ジイル基及びフルオレン-2,7-ジイル基からなる群から選択される1種であることが好ましい。中でも、AAL1及びAAL2は、それぞれ独立して、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、2,6-ナフチレン基又はフェナントレン-2,7-ジイル基がより好ましく、1,4-フェニレン基又は1,4-シクロヘキシレン基であることがさらに好ましい。 In general formula (AL), A AL1 and A AL2 each independently represent a divalent cyclic group. Examples of the divalent cyclic group include a 1,4-phenylene group, a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-cyclohexenyl group, a tetrahydropyran-2,5-diyl group, a 1,3-dioxane-2,5-diyl group, a tetrahydrothiopyran-2,5-diyl group, a thiophene-2,5-diyl group, a 1,4-bicyclo(2.2.2)octylene group, a decahydronaphthalene-2,6-diyl group, a pyridine-2,5-diyl group, a pyrimidine-2,5-diyl group, a pyrazine-2,5-diyl group, a thiophene-2,5-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, a 2,6-naphthylene group, a fluorocarbon ... It is preferably one selected from the group consisting of a phenanthrene-2,7-diyl group, a 9,10-dihydrophenanthrene-2,7-diyl group, a 1,2,3,4,4a,9,10a-octahydrophenanthrene-2,7-diyl group, a 1,4-naphthylene group, a benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl group, a benzo[1,2-b:4,5-b']diselenophene-2,6-diyl group, a [1]benzothieno[3,2-b]thiophene-2,7-diyl group, a [1]benzoselenopheno[3,2-b]selenophene-2,7-diyl group, and a fluorene-2,7-diyl group. Among these, A 1 AL1 and A 1 AL2 are each independently more preferably a 1,4-phenylene group, a 1,4-cyclohexylene group, a 2,6-naphthylene group or a phenanthrene-2,7-diyl group, and even more preferably a 1,4-phenylene group or a 1,4-cyclohexylene group.
2価の環式基は、非置換であってもよく、環式基中の1個又は2個以上の水素原子が置換基で置換されてもよい。置換基としては、ハロゲノ基、極性基、PAP1-SpAP1-又は1価の有機基が挙げられ、1価の有機基がアルキル基の場合は、該アルキル基はフッ素原子又は水酸基で置換されてもよい。ハロゲノ基としてはフルオロ基、クロロ基等が挙げられ、フルオロ基が好ましい。 The divalent cyclic group may be unsubstituted, or one or more hydrogen atoms in the cyclic group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include a halogeno group, a polar group, P AP1 -Sp AP1 -, or a monovalent organic group. When the monovalent organic group is an alkyl group, the alkyl group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxyl group. Examples of the halogeno group include a fluoro group and a chloro group, with a fluoro group being preferred.
ここで一般式(AL)中、1価の有機基とは、有機化合物が1価の基の形態になることによって化学構造が構成された基であり、有機化合物から水素原子を1つ取り除いてなる原子団をいう。かかる1価の有機基としては、例えば、炭素原子数1~15のアルキル基、炭素原子数2~15のアルケニル基、炭素原子数1~14のアルコキシ基、炭素原子数2~15のアルケニルオキシ基などが挙げられる。上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルコキシ基、及び上記アルケニルオキシ基中の1個又は2個以上の-CH2-は、それぞれ酸素原子が直接隣接しないように-O-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。 In general formula (AL), the monovalent organic group refers to a group whose chemical structure is constituted by an organic compound being in the form of a monovalent group, and refers to an atomic group formed by removing one hydrogen atom from an organic compound. Examples of such monovalent organic groups include alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 15 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 14 carbon atoms, and alkenyloxy groups having 2 to 15 carbon atoms. One or more -CH 2 - in the alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, and alkenyloxy groups may be substituted with -O-, -COO-, or -OCO-, respectively, so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other.
中でも上記1価の有機基は、炭素原子数1~15のアルキル基又は炭素原子数1~14のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数1~8のアルコキシ基であることがより好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~4のアルコキシ基であることがさらに好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又は炭素原子数1~2のアルコキシ基であることが特に好ましく、炭素原子数1又は2のアルキル基又は炭素原子数1のアルコキシ基であることが最も好ましい。上記アルキル基、上記アルケニル基、上記アルコキシ基、及び上記アルケニルオキシ基中の1個又は2個以上の-CH2-は、それぞれ酸素原子が直接隣接しないように-O-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。 Among these, the monovalent organic group is preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 14 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, even more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, and most preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms or an alkoxy group having 1 carbon atom. One or more -CH 2 - groups in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, and alkenyloxy group may be substituted with -O-, -COO-, or -OCO-, respectively, so that the oxygen atom is not directly adjacent.
上記一般式(AL)中、mAL1は、1~4の整数であることが好ましく、1~3の整数であることがより好ましく、2又は3であることがさらに好ましい。 In the above general formula (AL), m AL1 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 3, and even more preferably 2 or 3.
上記メソゲン基の好ましい形態としては、下記式(me-1)から(me-44)で表される構造が挙げられる。 Preferred forms of the mesogenic group include structures represented by the following formulas (me-1) to (me-44):
(式(me-1)~(me-44)中、両末端の環はそれぞれ、環を構成する炭素原子に結合する水素原子のうちいずれか1個が脱離した位置に結合手を有する。) (In formulas (me-1) to (me-44), each of the terminal rings has a bond at the position where one of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the ring has been removed.)
上記式(me-1)~(me-44)中、シクロヘキサン環、ベンゼン環又はナフタレン環中の1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲノ基、PAP1-SpAP1-、1価の有機基(例えば、炭素原子数1~15のアルキル基、炭素原子数1~14のアルコキシ基)又は極性基で置換されてもよい。 In the above formulas (me-1) to (me-44), one or more hydrogen atoms in the cyclohexane ring, benzene ring or naphthalene ring may each independently be substituted with a halogeno group, P AP1 -Sp AP1 -, a monovalent organic group (for example, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 14 carbon atoms), or a polar group.
上記メソゲン基のより好ましい形態は、式(me-8)~(me-44)で表される構造であり、より好ましい形態は、式(me-8)~(me-10)、式(me-12)~(me-18)、式(me-22)~(me-24)、式(me-26)~(me-27)及び式(me-29)~(me-44)で表される構造であり、さらに好ましい形態は、式(me-12)、(me-14)、(me-16)、(me-22)~(me-24)、(me-29)、(me-34)、(me-36)~(me-37)、及び(me-42)~(me-44)で表される構造である。 More preferred forms of the mesogenic group are structures represented by formulas (me-8) to (me-44), more preferred forms are structures represented by formulas (me-8) to (me-10), (me-12) to (me-18), (me-22) to (me-24), (me-26) to (me-27), and (me-29) to (me-44), and even more preferred forms are structures represented by formulas (me-12), (me-14), (me-16), (me-22) to (me-24), (me-29), (me-34), (me-36) to (me-37), and (me-42) to (me-44).
上記メソゲン基のうち、特に好ましい形態は、下記一般式(AL-1)又は(AL-2)で表される構造であり、最も好ましい形態は、下記一般式(AL-1)で表される構造である。 Among the above mesogenic groups, particularly preferred are structures represented by the following general formula (AL-1) or (AL-2), and the most preferred is the structure represented by the following general formula (AL-1).
(式中、XAL101~XAL118及びXAL201~XAL214は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、ハロゲノ基、PAPl-SpAPl-又は極性基を表す。ただし、XAL101、XAL102、XAL103、XAL117及びXAL118のうち1つは結合手を表し、XAL108、XAL109、XAL110、XAL111及びXAL112のうち1つは結合手を表し、XAL201、XAL202、XAL203、XAL212及びXAL213のうち1つは結合手を表し、XAL206、XAL207、XAL208、XAL209及びXAL210のうち1つは結合手を表す。
また、XAL101~XAL118、XAL201~XAL214のいずれか1種又は2種以上が、極性基で置換されている。
極性基は、PAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
環AAL11、環AAL12及び環AAL21は、それぞれ独立して、シクロヘキサン環又はベンゼン環を表す。
一般式(AL-1)又は一般式(AL-2)は、その分子内にPAP1-SpAPl-を1種又は2種以上有する。)
(In the formula, X AL101 to X AL118 and X AL201 to X AL214 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a halogeno group, P AP1 -Sp AP1 -, or a polar group; provided that one of X AL101 , X AL102 , X AL103 , X AL117 , and X AL118 represents a bond; one of X AL108 , X AL109 , X AL110 , X AL111 , and X AL112 represents a bond; one of X AL201 , X AL202 , X AL203 , X AL212 , and X AL213 represents a bond; and X AL206 , X AL207 , X AL208 , X AL209 and X AL210 represent a bond.
In addition, one or more of X AL101 to X AL118 and X AL201 to X AL214 are substituted with a polar group.
The polar group may be substituted with P AP1 -Sp AP1 -.
Ring A AL11 , ring A AL12 and ring A AL21 each independently represent a cyclohexane ring or a benzene ring.
General formula (AL-1) or general formula (AL-2) has one or more types of P AP1 -Sp AP1 - in its molecule.
一般式(AL-1)において、XAL109、XAL110及びXAL111の少なくとも1つが極性基であることが好ましく、XAL109及びXAL110がともに極性基であること又はXAL110が極性基であることがより好ましく、XAL110が極性基であることがさらに好ましい。 In general formula (AL-1), it is preferable that at least one of X AL109 , X AL110 and X AL111 is a polar group, it is more preferable that both X AL109 and X AL110 are polar groups or X AL110 is a polar group, and it is even more preferable that X AL110 is a polar group.
一般式(AL-1)において、XAL109、XAL110及びXAL111の少なくとも1つが極性基のうちPAP1-SpAP1-又は構造内に重合可能な部位を有する極性基であることが好ましく、XAL109及びXAL111の両方又は一方がPAP1-SpAP1-であることがより好ましい。 In general formula (AL-1), at least one of X AL109 , X AL110 and X AL111 is preferably a polar group such as P AP1 -Sp AP1 - or a polar group having a polymerizable moiety within its structure, and it is more preferable that both or one of X AL109 and X AL111 is P AP1 -Sp AP1 -.
一般式(AL-1)において、XAL104~XAL108、XAL112~XAL116の1つ又は2つがそれぞれ独立して、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基又はハロゲノ基であることが好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又はフッ素原子であることがより好ましい。特に、XAL105、XAL106又はXAL107がそれぞれ独立して、炭素原子数1~3のアルキル基又はフッ素原子であることが好ましい。 In general formula (AL-1), it is preferable that one or two of X AL104 to X AL108 and X AL112 to X AL116 each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a halogeno group, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a fluorine atom. It is particularly preferable that X AL105 , X AL106 or X AL107 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a fluorine atom.
一般式(AL-2)において、XAL207、XAL208及びXAL209の少なくとも1つが極性基であることが好ましく、XAL207及びXAL208がともに極性基であること又はXAL208が極性基であることがより好ましく、XAL208が極性基であることがさらに好ましい。 In general formula (AL-2), it is preferable that at least one of X AL207 , X AL208 and X AL209 is a polar group, it is more preferable that both X AL207 and X AL208 are polar groups or X AL208 is a polar group, and it is even more preferable that X AL208 is a polar group.
一般式(AL-2)において、XAL207、XAL208及びXAL209の少なくとも1つが極性基のうちPAP1-SpAP1-又は構造内に重合可能な部位を有する極性基であることが好ましく、XAL207及びXAL209の両方又は一方がPAP1-SpAP1-であることがより好ましい。 In general formula (AL-2), at least one of X AL207 , X AL208 and X AL209 is preferably a polar group having P AP1 -Sp AP1 - among polar groups or a polar group having a polymerizable moiety within the structure, and it is more preferable that both or one of X AL207 and X AL209 is P AP1 -Sp AP1 -.
一般式(AL-2)において、XAL202~XAL206、XAL210~XAL214の1つ又は2つがそれぞれ独立して、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基又はハロゲノ基であることが好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又はフッ素原子であることがより好ましい。特に、XAL204、XAL205又はXAL206がそれぞれ独立して、炭素原子数1~3のアルキル基又はフッ素原子であることが好ましい。 In general formula (AL-2), it is preferable that one or two of X AL202 to X AL206 and X AL210 to X AL214 each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a halogeno group, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a fluorine atom. It is particularly preferable that X AL204 , X AL205 or X AL206 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a fluorine atom.
[重合性化合物Bの具体的態様]
重合性化合物Bは、1つ以上の極性基、1つ以上の重合性基、及びメソゲン基を有し、上記重合性基が上記メソゲン基又は上記極性基に直接又はスペーサ基を介して置換していることが好ましく、特に上記重合性基は、上記極性基中に組み込まれた状態で、上記メソゲン基に置換していることが好ましい。
[Specific embodiment of polymerizable compound B]
The polymerizable compound B has one or more polar groups, one or more polymerizable groups, and a mesogenic group, and it is preferable that the polymerizable group is substituted on the mesogenic group or the polar group directly or via a spacer group. In particular, it is preferable that the polymerizable group is incorporated into the polar group and is substituted on the mesogenic group.
重合性化合物Bは、重合性基が有するスペーサ基中の1個又は2個以上の水素原子が、極性基で置換されてもよい。また、極性基中の1個又は2個以上の水素原子が、スペーサ基を介して重合性基で置換されてもよい。 In polymerizable compound B, one or more hydrogen atoms in the spacer group of the polymerizable group may be substituted with a polar group. Also, one or more hydrogen atoms in the polar group may be substituted with a polymerizable group via a spacer group.
重合性化合物Bは、極性基に含まれる極性要素や重合性基に含まれる極性要素が局在化する形態であることが好ましい。極性基と重合性基とが隣接していることで、基板や不純物に対する相互作用を高めることができ、また液晶組成物への良好な溶解性を示すことができる。具体的には、重合性化合物Bは、同一環上に重合性基及び極性基を有する形態であることが好ましい。かかる形態には、1つ以上の重合性基及び1つ以上の極性基がそれぞれ同一環上に結合している形態と、1つ以上の重合性基の少なくとも一つ又は1以上の極性基の少なくとも一つのうち、一方が他方に結合して、同一環上に重合性基及び極性基を有する形態とが含まれる。 Polymerizable compound B preferably has a form in which the polar element contained in the polar group or the polar element contained in the polymerizable group is localized. The proximity of the polar group and the polymerizable group enhances interaction with the substrate and impurities, and also allows for good solubility in the liquid crystal composition. Specifically, polymerizable compound B preferably has a form in which a polymerizable group and a polar group are on the same ring. Such forms include a form in which one or more polymerizable groups and one or more polar groups are bonded to the same ring, and a form in which one of at least one of one or more polymerizable groups or at least one of one or more polar groups is bonded to the other, resulting in a polymerizable group and a polar group on the same ring.
重合性化合物Bは、下記一般式(SAL)で表される化合物であることが好ましい。 The polymerizable compound B is preferably a compound represented by the following general formula (SAL):
(式中、RAK1は、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接結合しないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されてもよい。
AAL1及びAAL2は、それぞれ独立して、一般式(AL)におけるAAL1及びAAL2と同じ意味を表す。
ZAL1は、一般式(AL)におけるZAL1と同じ意味を表す。
mAL1は、一般式(AL)におけるmAL1と同じ意味を表す。
SpAT1は、一般式(AT)におけるSpAT1と同じ意味を表す。
WAT1は、一般式(AT)におけるWAT1と同じ意味を表す。
ZAT1は、一般式(AT)におけるZAT1と同じ意味を表す。
PAP1は、重合性基を表す。
SpAP1は、スペーサ基表す。
式中にRAK1、AAL1、AAL2、ZAL1、ZAT1、SpAT1、WAT1、PAP1、SpAP1が複数存在する場合は、それぞれ同一であってもよく異なってもよい。)
(In the formula, R AK1 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may be substituted with —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO— so that oxygen atoms are not directly bonded, and one or two or more hydrogen atoms in the alkyl group may each independently be substituted with a halogen atom.)
A AL1 and A AL2 each independently represent the same meaning as A AL1 and A AL2 in formula (AL).
Z AL1 has the same meaning as Z AL1 in formula (AL).
m AL1 has the same meaning as m AL1 in formula (AL).
Sp AT1 has the same meaning as Sp AT1 in formula (AT).
W AT1 has the same meaning as W AT1 in formula (AT).
Z AT1 has the same meaning as Z AT1 in formula (AT).
PAP1 represents a polymerizable group.
Sp AP1 represents a spacer group.
When a plurality of R AK1 , A AL1 , A AL2 , Z AL1 , Z AT1 , Sp AT1 , W AT1 , P AP1 , and Sp AP1 are present in the formula, they may be the same or different.
RAK1は、炭素原子数1~20の直鎖又は分岐のアルキル基を表すことが好ましく、炭素原子数1~20の直鎖アルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数1~8の直鎖アルキル基を表すことがさらに好ましい。該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないようにそれぞれ独立して、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されてもよい。また、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されてもよい。ハロゲン原子としては、フッ素原子又は塩素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。 R AK1 preferably represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and even more preferably a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. One or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkyl group may each independently be substituted with -CH═CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, or -OCO- so as not to be directly adjacent to an oxygen atom. Furthermore, one or two or more hydrogen atoms in the alkyl group may each independently be substituted with a halogen atom. As the halogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom is preferred, and a fluorine atom is more preferred.
AAL1、AAL2、ZAL1、ZAT1、SpAT1、WAT1、PAP1及びSpAP1の詳細については先述の通りである。 Details of A AL1 , A AL2 , Z AL1 , Z AT1 , Sp AT1 , W AT1 , P AP1 and Sp AP1 are as described above.
一般式(SAL)で表される化合物は、下記式(SAL-1.1)から(SAL-2.10)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by general formula (SAL) is preferably a compound represented by the following formulas (SAL-1.1) to (SAL-2.10).
重合性化合物Bの含有量の好ましい下限値は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、0.01質量%であり、0.03質量%であり、0.05質量%であり、0.08質量%であり、0.1質量%であり、0.15質量%であり、0.2質量%であり、0.25質量%であり、0.3質量%である。また、重合性化合物Bの含有量の好ましい上限値は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、10質量%であり、8質量%であり、5質量%であり、3質量%であり、1.5質量%であり、1.2質量%であり、1質量%であり、0.8質量%であり、0.5質量%である。 Preferable lower limits for the content of polymerizable compound B are 0.01 mass%, 0.03 mass%, 0.05 mass%, 0.08 mass%, 0.1 mass%, 0.15 mass%, 0.2 mass%, 0.25 mass%, and 0.3 mass% relative to the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention. Preferable upper limits for the content of polymerizable compound B are 10 mass%, 8 mass%, 5 mass%, 3 mass%, 1.5 mass%, 1.2 mass%, 1 mass%, 0.8 mass%, and 0.5 mass% relative to the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物に含まれる重合性化合物Bの含有量が少ないと、重合性化合物Bを加えることよる効果が現れにくくなる。一方で、上記含有量が多すぎると硬化後に残存する量が多くなる、硬化に時間がかかる、液晶の信頼性が低下する等の問題が生じる。このため、これらのバランスを考慮しつつ上述した上限値及び下限値を組み合わせて含有量を設定することが好ましい。 If the content of polymerizable compound B in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention is low, the effects of adding polymerizable compound B will be less apparent. On the other hand, if the content is too high, problems will arise, such as a large amount remaining after curing, long curing times, and reduced reliability of the liquid crystal. For this reason, it is preferable to set the content by combining the above-mentioned upper and lower limits while taking these factors into consideration.
重合性化合物Bの含有量の具体的な範囲としては、例えば本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、0.05質量%~10質量%の範囲内であることが好ましく、0.1質量%~8質量%の範囲内であることが好ましく、0.1質量%~5質量%の範囲内であることが好ましく、0.1質量%~3質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~2質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~1.3質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~1質量%の範囲内であることが好ましく、0.2質量%~0.56質量%の範囲内であることが好ましい。 Specific ranges for the content of polymerizable compound B are, for example, preferably within the range of 0.05% by mass to 10% by mass, preferably within the range of 0.1% by mass to 8% by mass, preferably within the range of 0.1% by mass to 5% by mass, preferably within the range of 0.1% by mass to 3% by mass, preferably within the range of 0.2% by mass to 2% by mass, preferably within the range of 0.2% by mass to 1.3% by mass, preferably within the range of 0.2% by mass to 1% by mass, and preferably within the range of 0.2% by mass to 0.56% by mass, relative to the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
[2-3]重合性化合物に関するその他詳細
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物Aのみを1種又は2種以上含んでも良く、重合性化合物Bのみを1種又は2種以上含んでも良く、重合性化合物Aを1種又は2種以上と、重合性化合物Bを1種又は2種以上と、含んでも良い。
[2-3] Other Details Regarding Polymerizable Compound The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain only one or more polymerizable compounds A, may contain only one or more polymerizable compounds B, or may contain one or more polymerizable compounds A and one or more polymerizable compounds B.
中でも本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物Aを1種又は2種以上と、重合性化合物Bを1種又は2種以上と、を含むことが好ましい。重合性化合物A及び重合性化合物Bを両方含むことで、それぞれの重合性化合物を単独で含む場合と比較してUV照射によるVHRの低下抑制効果がより高く、より高いチルト安定性を達成できるからである。 In particular, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more polymerizable compounds A and one or more polymerizable compounds B. This is because the inclusion of both polymerizable compounds A and B provides a higher suppression effect on the decrease in VHR due to UV irradiation than when each polymerizable compound is contained alone, and enables the achievement of higher tilt stability.
また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、上述した重合性化合物AおよびB以外の重合性化合物を含んでいても良い。 Furthermore, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain a polymerizable compound other than the above-mentioned polymerizable compounds A and B.
重合性化合物の含有量の好ましい下限値は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、0.01質量%であり、0.02質量%であり、0.03質量%であり、0.05質量%であり、0.08質量%であり、0.1質量%であり、0.15質量%であり、0.2質量%であり、0.25質量%であり、0.3質量%である。 Preferable lower limits for the content of the polymerizable compound are 0.01% by mass, 0.02% by mass, 0.03% by mass, 0.05% by mass, 0.08% by mass, 0.1% by mass, 0.15% by mass, 0.2% by mass, 0.25% by mass, and 0.3% by mass, based on the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
また、重合性化合物の含有量の好ましい上限値は、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、10質量%であり、8質量%であり、5質量%であり、3質量%であり、1.5質量%であり、1.2質量%であり、1質量%であり、0.8質量%であり、0.6質量%であり、0.5質量%である。 Furthermore, preferred upper limits of the content of the polymerizable compound are 10% by mass, 8% by mass, 5% by mass, 3% by mass, 1.5% by mass, 1.2% by mass, 1% by mass, 0.8% by mass, 0.6% by mass, and 0.5% by mass, based on the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
[3]一般式(L)で表される化合物
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(L)で表される化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。
[3] Compound Represented by General Formula (L) The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more compounds represented by General Formula (L).
(式中、RL1及びRL2は、それぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)は、それぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ZL1及びZL2は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2又は3であってZL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。
ただし、一般式(i)で表される化合物を除く。)
(wherein R L1 and R L2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may each independently be replaced by —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO—;
n L1 represents 0, 1, 2 or 3;
A L1 , A L2 and A L3 each independently represent (a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= groups in this group may be replaced by -N=), and (c) a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= groups in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by -N=).
wherein the groups (a), (b) and (c) may each independently be substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom;
Z L1 and Z L2 each independently represent a single bond, —CH 2 CH 2 —, —(CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O— , —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH═N—N═CH—, —CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—;
When n L1 is 2 or 3 and a plurality of A L2s are present, they may be the same or different; when n L1 is 2 or 3 and a plurality of Z L2s are present, they may be the same or different.
However, compounds represented by general formula (i) are excluded.
一般式(L)で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が-2~2)に該当する。このため、分子内に有する、ハロゲン等の極性基の個数を2個以下とした方が好ましく、1個以下とした方が好ましく、有さない方が好ましい。また、分子内に存在するハロゲン原子は0、1、2又は3個が好ましく、0又は1個が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には1個が好ましい。 Compounds represented by general formula (L) are nearly dielectrically neutral compounds (Δε value of -2 to 2). For this reason, the number of polar groups such as halogens present in the molecule is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, and preferably none. Furthermore, the number of halogen atoms present in the molecule is preferably 0, 1, 2, or 3, with 0 or 1 being preferred, and 1 being preferred when compatibility with other liquid crystal molecules is important.
一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。 Compounds represented by general formula (L) may be used alone or in combination. There are no particular restrictions on the types of compounds that can be combined, and appropriate combinations are used depending on the desired performance, such as solubility at low temperatures, transition temperature, electrical reliability, and birefringence. In one embodiment of the present invention, for example, one type of compound is used. Alternatively, in another embodiment of the present invention, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, or ten or more types of compounds are used.
一般式(L)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整することができる。 The content of the compound represented by general formula (L) can be adjusted appropriately depending on the desired performance, such as solubility at low temperatures, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility, drop marks, image sticking, and dielectric anisotropy.
本発明における液晶組成物の総量中の一般式(L)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。 In the present invention, the preferred lower limit of the content of the compound represented by general formula (L) in the total amount of the liquid crystal composition is 1 mass%, 10 mass%, 20 mass%, 30 mass%, 40 mass%, 50 mass%, 55 mass%, 60 mass%, 65 mass%, 70 mass%, 75 mass%, or 80 mass%. The preferred upper limit of the content is 95 mass%, 85 mass%, 75 mass%, 65 mass%, 55 mass%, 45 mass%, 35 mass%, or 25 mass%.
本発明における液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は、一般式(L)で表される化合物の含有量は、下限値が高く上限値が高いことが好ましい。本発明における液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は、一般式(L)で表される化合物の含有量は、下限値が高く上限値が高いことが好ましい。駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、一般式(L)で表される化合物の含有量は、下限値が低く上限値が低いことが好ましい。 In the case where the liquid crystal composition of the present invention is required to maintain a low viscosity and have a fast response speed, it is preferable that the content of the compound represented by general formula (L) has a high lower limit and a high upper limit. In the case where the liquid crystal composition of the present invention is required to maintain a high Tni and have good temperature stability, it is preferable that the content of the compound represented by general formula (L) has a high lower limit and a high upper limit. In the case where it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to maintain a low driving voltage, it is preferable that the content of the compound represented by general formula (L) has a low lower limit and a low upper limit.
上記一般式(L)において、RL1及びRL2は、それぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表す。該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-は、それぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよい。中でもRL1及びRL2は、それぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表すことが好ましい。 In the above general formula (L), R L1 and R L2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. One or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkyl group may each independently be substituted by -CH═CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, or -OCO-. Of these, it is preferable that R L1 and R L2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms.
さらに詳述すれば、信頼性を重視する場合には、RL1及びRL2はともに炭素原子数1~8のアルキル基であることが好ましい。また、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合には、RL1及びRL2はともに炭素原子数1~8のアルコキシ基であることが好ましい。また、粘性の低下を重視する場合には、RL1及びRL2のうち少なくとも一方は炭素原子数2~8のアルケニル基であることが好ましい。 More specifically, when reliability is emphasized, it is preferable that both R L1 and R L2 are alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms. Furthermore, when reducing the volatility of the compound is emphasized, it is preferable that both R L1 and R L2 are alkoxy groups having 1 to 8 carbon atoms. Furthermore, when reducing viscosity is emphasized, it is preferable that at least one of R L1 and R L2 is an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms.
上記一般式(L)において、RL1及びRL2が結合するAL1及びAL3の環構造が、それぞれフェニレン基(芳香族)である場合には、RL1及びRL2はそれぞれ直鎖状の炭素原子数1~5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1~4のアルコキシ基、又は炭素原子数4~5のアルケニル基を表すことが好ましい。一方、RL1及びRL2が結合する環構造(AL1及びAL3)が、それぞれシクロヘキシレン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、RL1及びRL2はそれぞれ、直鎖状の炭素原子数1~5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1~4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2~5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには、RL1及びRL2はそれぞれ、炭素原子及び酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。 In the above general formula (L), when the ring structures of A L1 and A L3 to which R L1 and R L2 are bonded are each a phenylene group (aromatic), R L1 and R L2 each preferably represent a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms. On the other hand, when the ring structures (A L1 and A L3 ) to which R L1 and R L2 are bonded are each saturated ring structures such as cyclohexylene, pyran, and dioxane, R L1 and R L2 each preferably represent a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. In order to stabilize the nematic phase, it is preferable that the total number of carbon atoms and oxygen atoms in R L1 and R L2 is 5 or less, and they are preferably linear.
上記一般式(L)において、nL1は応答速度を重視する場合には0が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには2又は3が好ましく、これらのバランスをとるためには1が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには、nL1が異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。 In the above general formula (L), n L1 is preferably 0 when emphasis is placed on response speed, preferably 2 or 3 in order to improve the maximum temperature of the nematic phase, and preferably 1 in order to strike a balance between these. In addition, in order to satisfy the properties required of the composition, it is preferable to combine compounds having different values of n L1 .
上記一般式(L)において、AL1、AL2及びAL3はΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましい。AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立してトランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、 In the general formula (L), A L1 , A L2 and A L3 are preferably aromatic when it is required to increase Δn, and are preferably aliphatic to improve the response speed. A L1 , A L2 and A L3 each independently preferably represent a trans-1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group, a 3-fluoro-1,4-phenylene group, a 3,5-difluoro-1,4-phenylene group, a 1,4-cyclohexenylene group, a 1,4-bicyclo[2.2.2]octylene group, a piperidine-1,4-diyl group, a naphthalene-2,6-diyl group, a decahydronaphthalene-2,6-diyl group or a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, and more preferably represent the following structure:
トランス-1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基を表すことが特に好ましい。 It is particularly preferred that the group represents a trans-1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group.
上記一般式(L)において、ZL1及びZL2は、応答速度を重視する場合には、それぞれ単結合であることが好ましい。 In the above general formula (L), when emphasis is placed on response speed, it is preferable that Z 1 L1 and Z 1 L2 each be a single bond.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(L)中のRL1及びRL2の少なくとも一方が炭素原子数2から8のアルケニル基を表す化合物(下記一般式(L-a)で表される化合物)を1種又は2種以上含有することが好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more compounds in which at least one of R and R in general formula (L) represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms (compounds represented by the following general formula (La)).
(式(L-a)中、RL1a及びRL2aは、それぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよいが、
RL1a及びRL2aの少なくとも一方が炭素原子数2~8のアルケニル基であり、
AL1a、AL2a、AL3a、ZL1a、ZL2a及びnL1aは、それぞれ式(L)中のAL1、AL2、AL3、ZL1、ZL2及びnL1と同じ定義を表す。)
In formula (La), R L1a and R L2a each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may each independently be replaced by —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO—,
at least one of R L1a and R L2a is an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms;
A L1a , A L2a , A L3a , Z L1a , Z L2a and n L1a have the same definitions as A L1 , A L2 , A L3 , Z L1 , Z L2 and n L1 in formula (L), respectively.
一般式(L-a)で表される化合物は、液晶表示素子において応答速度を速くすることができる一方で、重合性化合物を重合させる際のUV照射により劣化しやすく、液晶表示素子の電圧保持率(VHR)が低下しやすい。これに対し、本発明に重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物の他に一般式(i)で表される化合物を含むことで、重合性化合物の重合反応に必要なUV照射時間を短くすることができ、その結果、一般式(L-a)で表される化合物の劣化及び電圧保持率(VHR)低下抑制効果を高めることができる。 While compounds represented by general formula (L-a) can increase the response speed of liquid crystal display elements, they are susceptible to degradation by UV irradiation during polymerization of the polymerizable compound, and the voltage holding ratio (VHR) of the liquid crystal display element is likely to decrease. In contrast, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, which contains a compound represented by general formula (i) in addition to the polymerizable compound, can shorten the UV irradiation time required for the polymerization reaction of the polymerizable compound, thereby improving the effect of suppressing degradation of the compound represented by general formula (L-a) and the decrease in voltage holding ratio (VHR).
したがって、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物、及び重合性化合物に加えて一般式(L-a)で表される化合物を含むことで、高速応答性と高VHRとの両立性がさらに高い液晶表素子を製造することができる。 Therefore, by including a compound represented by general formula (La) in addition to the compound represented by general formula (i) and the polymerizable compound, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention makes it possible to produce a liquid crystal display device that achieves an even higher compatibility between high-speed response and high VHR.
一般式(L-a)で表される化合物は、一般式(L-a)中のRL1又はRL2のいずれか一方アルケニル基を表してもよく、RL1及びRL2が共にアルケニル基を表してもよい。アルケニル基中の炭素原子数は、2から8であればよく、2、3、4、又は5であることが好ましく、2又は3であることがより好ましい。 In the compound represented by general formula (La), either R or R may represent an alkenyl group, or both R and R may represent alkenyl groups. The alkenyl group may have 2 to 8 carbon atoms, preferably 2, 3 , 4, or 5, and more preferably 2 or 3 .
アルケニル基は、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましいく、式(R1)又は式(R2)で表される基であることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。) The alkenyl group is preferably selected from groups represented by formulas (R1) to (R5), and is preferably a group represented by formula (R1) or formula (R2). (The black dots in each formula represent carbon atoms in the ring structure.)
一般式(L)で表される化合物は、一般式(NU-01)から一般式(NU-08)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。 The compound represented by general formula (L) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08).
(式中、RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81及びRNU82は、それぞれ独立して、炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基又は炭素原子数2から8のアルケニルオキシ基を表す。) (In the formula, R NU11 , R NU12 , R NU21 , R NU22 , R NU31 , R NU32 , R NU41 , R NU42 , R NU51 , R NU52 , R NU61 , R NU62 , R NU71 , R NU72 , R NU81 and R NU82 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms.)
RNU11、RNU12、RNU21、RNU22、RNU31、RNU32、RNU41、RNU42、RNU51、RNU52、RNU61、RNU62、RNU71、RNU72、RNU81及びRNU82は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基が更に好ましい。 R NU11 , R NU12 , R NU21 , R NU22 , R NU31 , R NU32 , R NU41 , R NU42 , R NU51 , R NU52 , R NU61 , R NU62 , R NU71 , R NU72 , R NU81 and R NU82 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
RNU11、RNU21、RNU31、RNU41及びRNU51は、それぞれ独立して炭素原子数2から8のアルケニル基である化合物を1種又は2種以上含有することが好ましい。すなわち、一般式(L-a)で表される化合物が、一般式(NU-01)から一般式(NU-08)中のRNU11、RNU21、RNU31、RNU41及びRNU51が、それぞれ独立して炭素原子数2から8のアルケニル基である化合物であることが好ましい。これらの化合物は、応答速度の向上に寄与するからである。アルケニル基は、好ましくは式(R1)から式(R5)で表されるアルケニル基を挙げることができる。 It is preferable to contain one or more compounds in which R NU11 , R NU21 , R NU31 , R NU41 and R NU51 are each independently an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. That is, the compound represented by general formula (La) is preferably a compound in which R NU11 , R NU21 , R NU31 , R NU41 and R NU51 in general formulas (NU-01) to (NU-08) are each independently an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. This is because these compounds contribute to improving the response speed. Preferred examples of the alkenyl group include alkenyl groups represented by formulas (R1) to (R5).
(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。) (The black dots in each formula represent carbon atoms in the ring structure.)
中でもRNU11、RNU21、RNU31、RNU41及びRNU51は、それぞれ独立して炭素原子数2から3のアルケニル基であることが好ましく、式(R1)又は式(R2)で表されるアルケニル基が好ましい。 Among these, it is preferred that R NU11 , R NU21 , R NU31 , R NU41 and R NU51 are each independently an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms, and an alkenyl group represented by formula (R1) or formula (R2) is preferred.
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)から一般式(NU-08)で表される化合物群から選ばれる化合物として、下記一般式(NU-01A)から一般式(NU-05A)で表される化合物からなる群から選択される化合物を1種または2種以上含有することがより好ましい。すなわち、一般式(L-a)で表される化合物が、下記一般式(NU-01A)から一般式(NU-05A)で表される化合物からなる群から選択される化合物であることが好ましい。これらの化合物を1種又は2種以上含有することで、応答速度をより高速にすることができるからである。 The liquid crystal composition of the present invention more preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (NU-01A) to (NU-05A) as the compound selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08). In other words, the compound represented by general formula (L-a) is preferably a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (NU-01A) to (NU-05A). This is because the response speed can be made faster by containing one or more of these compounds.
(上記各式中、RNU12a、RNU22a、RNU32a、RNU42a、及びRNU52aは、それぞれ独立して炭素原子数1から8のアルキル基を表し、
該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいて-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよく、
該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、
n1からn5は、それぞれ独立して0から6の整数を表す。)
(In the above formulas, R NU12a , R NU22a , R NU32a , R NU42a , and R NU52a each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms;
one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may be substituted by —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO—, as long as oxygen atoms are not adjacent to each other;
One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a halogen atom;
n1 to n5 each independently represent an integer of 0 to 6.
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-02)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-01) and a compound represented by general formula (NU-02).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-03)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-01) and a compound represented by general formula (NU-03).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-03)で表される化合物及び一般式(NU-04)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-03) and a compound represented by general formula (NU-04).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-03)で表される化合物及び一般式(NU-05)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-03) and a compound represented by general formula (NU-05).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-06)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-01) and a compound represented by general formula (NU-06).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-07)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-01) and a compound represented by general formula (NU-07).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-08)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (NU-01) and a compound represented by general formula (NU-08).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-02)で表される化合物及び一般式(NU-04)で表される化合物を含有することが更に好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention more preferably contains a compound represented by general formula (NU-01), a compound represented by general formula (NU-02), and a compound represented by general formula (NU-04).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-03)で表される化合物及び一般式(NU-05)で表される化合物を含有することが更に好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention more preferably contains a compound represented by general formula (NU-01), a compound represented by general formula (NU-03), and a compound represented by general formula (NU-05).
本発明における液晶組成物は、一般式(NU-01)で表される化合物及び一般式(NU-02)で表される化合物及び一般式(NU-03)で表される化合物及び一般式(NU-05)で表される化合物を含有することが更に好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention more preferably contains a compound represented by general formula (NU-01), a compound represented by general formula (NU-02), a compound represented by general formula (NU-03), and a compound represented by general formula (NU-05).
一般式(NU-01)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中1~60質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、20~40質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-01) is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and even more preferably 20 to 40% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-02)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~40質量%であることが好ましく、5~25質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-02) is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, and even more preferably 5 to 20% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-03)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~30質量%であることが好ましく、1~20質量%であることがより好ましく、3~15質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-03) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and even more preferably 3 to 15% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-04)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~30質量%であることが好ましく、0~20質量%であることがより好ましく、0~10質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-04) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, and even more preferably 0 to 10% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-05)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~30質量%であることが好ましく、1~20質量%であることがより好ましく、3~20質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-05) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and even more preferably 3 to 20% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-06)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~30質量%であることが好ましく、0~20質量%であることがより好ましく、0~10質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-06) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, and even more preferably 0 to 10% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-07)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~30質量%であることが好ましく、0~20質量%であることがより好ましく、0~10質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-07) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, and even more preferably 0 to 10% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
一般式(NU-08)で表される化合物の含有量は、液晶組成物の総量中0~30質量%であることが好ましく、0~20質量%であることがより好ましく、0~10質量%であることが更に好ましい。 The content of the compound represented by general formula (NU-08) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, and even more preferably 0 to 10% by mass, of the total amount of the liquid crystal composition.
[4]一般式(N-1)で表される化合物
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(N-1)で表される化合物から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。
[4] Compound represented by general formula (N-1) The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more compounds selected from the compounds represented by general formula (N-1).
(式中、RN11及びRN12は、それぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
AN11及びAN12は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)及び
(d) 1,4-シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ZN11及びZN12は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
nN11及びnN12は、それぞれ独立して、0~3の整数を表すが、nN11+nN12は、1、2又は3であり、AN11~AN12、ZN11~ZN12が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。
ただし、一般式(i)及び一般式(L)で表される化合物を除く。)
(In the formula, R N11 and R N12 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkyl group may each independently be replaced by —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO—;
A N11 and A N12 each independently represent (a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
(c) a group selected from the group consisting of a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups present in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by —N=), and (d) a 1,4-cyclohexenylene group, wherein the groups (a), (b), (c), and (d) each independently may be substituted by a cyano group, a fluorine atom, or a chlorine atom,
Z N11 and Z N12 each independently represent a single bond, —CH 2 CH 2 —, —(CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O— , —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH═N—N═CH—, —CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—;
n N11 and n N12 each independently represent an integer of 0 to 3, provided that n N11 +n N12 is 1, 2 or 3, and when a plurality of A N11 to A N12 and Z N11 to Z N12 are present, they may be the same or different.
However, compounds represented by general formula (i) and general formula (L) are excluded.
一般式(N-1)で表される化合物は、誘電的に負の化合物(Δεの符号が負で、その絶対値が2より大きい。)に該当する。中でも一般式(N-1)で表される化合物は、Δεが負でその絶対値が3よりも大きな化合物であることが好ましい。 The compound represented by general formula (N-1) is a dielectrically negative compound (the sign of Δε is negative and its absolute value is greater than 2). Of these, the compound represented by general formula (N-1) is preferably a compound with a negative Δε and an absolute value of greater than 3.
一般式(N-1)において、RN11及びRN12は、それぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよい。中でも、RN11及びRN12はそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数2~8のアルケニル基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基又は炭素原子数2~5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~3のアルケニル基が特に好ましい。 In general formula (N-1), R N11 and R N12 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkyl group may each independently be replaced by -CH═CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, or -OCO-. Among these, R N11 and R N12 each independently represent preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms.
また、RN11及びRN12は、それらが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1~5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1~4のアルコキシ基及び炭素原子数4~5のアルケニル基が好ましい。RN11及びRN12は、それらが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1~5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1~4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2~5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには、RN11及びRN12は、炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。 Furthermore, when the ring structure to which R N11 and R N12 are bonded is a phenyl group (aromatic), they are preferably a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group of 1 to 4 carbon atoms, or an alkenyl group of 4 to 5 carbon atoms. When the ring structure to which R N11 and R N12 are bonded is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran, or dioxane, they are preferably a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group of 1 to 4 carbon atoms, or a linear alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms. In order to stabilize the nematic phase, it is preferable that the total number of carbon atoms and, if present, oxygen atoms in R N11 and R N12 be 5 or less, and they are preferably linear.
アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。 The alkenyl group is preferably selected from groups represented by formulas (R1) to (R5).
(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。) (The black dots in each formula represent carbon atoms in the ring structure.)
一般式(N-1)において、AN11及びAN12は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)及び
(d) 1,4-シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表す。
In general formula (N-1), A N11 and A N12 each independently represent (a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
(c) a group selected from the group consisting of a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= groups in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by -N=), and (d) a 1,4-cyclohexenylene group.
上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。 The above groups (a), (b), (c), and (d) may each independently be substituted with a cyano group, a fluorine atom, or a chlorine atom.
AN11及びAN12はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましい。上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)は、トランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、 A N11 and A N12 are each independently preferably aromatic when it is required to increase Δn, and are preferably aliphatic in order to improve the response speed. The above groups (a), (b), (c) and (d) preferably represent a trans-1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group, a 3-fluoro-1,4-phenylene group, a 3,5-difluoro-1,4-phenylene group, a 2,3-difluoro-1,4-phenylene group, a 1,4-cyclohexenylene group, a 1,4-bicyclo[2.2.2]octylene group, a piperidine-1,4-diyl group, a naphthalene-2,6-diyl group, a decahydronaphthalene-2,6-diyl group or a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, and more preferably represent the following structure:
トランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-シクロヘキセニレン基又は1,4-フェニレン基を表すことが特に好ましい。 It is particularly preferred that the group represents a trans-1,4-cyclohexylene group, a 1,4-cyclohexenylene group, or a 1,4-phenylene group.
一般式(N-1)において、ZN11及びZN12はそれぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表すが、中でも-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-又は単結合を表すことが好ましく、-CH2O-、-CH2CH2-又は単結合が更に好ましく、-CH2O-又は単結合が特に好ましい。 In general formula (N-1), Z N11 and Z N12 each independently represent a single bond, —CH 2 CH 2 —, —(CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH═N—N═CH—, —CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—, preferably —CH 2 O—, —CF 2 O—, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 — or a single bond, more preferably —CH 2 O—, —CH 2 CH 2 — or a single bond, and particularly preferably —CH 2 O— or a single bond.
一般式(N-1)において、nN11及びnN12は、それぞれ独立して、0~3の整数を表す。また、nN11+nN12は、それぞれ独立して、1、2又は3である。中でもnN11+nN12は1又は2が好ましく、このとき、nN11が1でありnN12が0である組み合わせ、nN11が2でありnN12が0である組み合わせ、nN11が1でありnN12が1である組み合わせ、nN11が2でありnN12が1である組み合わせ、が好ましい。 In general formula (N-1), n N11 and n N12 each independently represent an integer of 0 to 3. Furthermore, n N11 +n N12 each independently represent 1, 2, or 3. Among these, n N11 +n N12 is preferably 1 or 2, and in this case, combinations in which n N11 is 1 and n N12 is 0, combinations in which n N11 is 2 and n N12 is 0, combinations in which n N11 is 1 and n N12 is 1, and combinations in which n N11 is 2 and n N12 is 1 are preferred.
本発明の液晶組成物の総量中の一般式(N-1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。 Preferable lower limits for the content of the compound represented by general formula (N-1) in the total amount of the liquid crystal composition of the present invention are 1 mass%, 10 mass%, 20 mass%, 30 mass%, 40 mass%, 50 mass%, 55 mass%, 60 mass%, 65 mass%, 70 mass%, 75 mass%, and 80 mass%. Preferred upper limits for the content are 95 mass%, 85 mass%, 75 mass%, 65 mass%, 55 mass%, 45 mass%, 35 mass%, 25 mass%, and 20 mass%.
本発明の液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。液晶組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。 When the viscosity of the liquid crystal composition of the present invention is kept low and a composition with a fast response speed is required, it is preferable that the above lower limit value is low and the above upper limit value is low. When the Tni of the liquid crystal composition is kept high and a composition with good temperature stability is required, it is preferable that the above lower limit value is low and the above upper limit value is low. Furthermore, when it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the driving voltage low, it is preferable that the above lower limit value is high and the above upper limit value is high.
一般式(N-1)で表される化合物として、下記の一般式(N-01)、(N-02)、(N-03)、(N-04)及び(N-05)で表される化合物群から選択される化合物を挙げることができる。 Examples of compounds represented by general formula (N-1) include compounds selected from the group of compounds represented by the following general formulas (N-01), (N-02), (N-03), (N-04), and (N-05).
(式中、R21及びR22は、それぞれ独立して、炭素原子数1から8のアルキル基、炭素原子数1から8のアルコキシ基、炭素原子数2から8のアルケニル基、炭素原子数2から8のアルケニルオキシ基を表し、Z1は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-OCH2-又は-CH2O-を表し、mは、それぞれ独立して、1又は2を表す。) (In the formula, R 21 and R 22 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms; each Z 1 independently represents a single bond, —CH 2 CH 2 —, —OCH 2 —, or —CH 2 O—; and each m independently represents 1 or 2.)
R21は、炭素原子数1から8のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基がより好ましく、炭素原子数2から4のアルキル基が更に好ましい。但し、Z1が単結合以外を表す場合は、R21は、炭素原子数1~3のアルキル基が好ましい。 R21 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and even more preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms. However, when Z1 represents a group other than a single bond, R21 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
R22は、炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数1から8のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基がより好ましく、炭素原子数1~4のアルコキシ基が更に好ましい。 R 22 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
R21及びR22がそれぞれ独立してアルケニル基である場合、アルケニル基は、式(R1)から式(R5)が好ましく、式(R1)又は式(R2)が更に好ましい。 When R 21 and R 22 are each independently an alkenyl group, the alkenyl group is preferably one of the formulae (R1) to (R5), more preferably one of the formulae (R1) or (R2).
(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。) (The black dots in each formula represent carbon atoms in the ring structure.)
Z1は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-又は-CH2O-が更に好ましい。 More preferably, each Z 1 is independently a single bond, —CH 2 CH 2 — or —CH 2 O—.
mが1のとき、Z1は単結合又は-CH2O-であることが好ましい。 When m is 1, Z 1 is preferably a single bond or —CH 2 O—.
mが2のとき、Z1は単結合、-CH2CH2-又は-CH2O-であることが好ましい。 When m is 2, Z 1 is preferably a single bond, —CH 2 CH 2 — or —CH 2 O—.
本発明における液晶組成物は、一般式(N-01)で表される化合物として、一般式(N-01-1)から一般式(N-01-4)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains, as the compound represented by general formula (N-01), one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01-1) to (N-01-4).
(式中、R24は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数2から5のアルケニル基を表し、R23は、それぞれ独立して、炭素原子数1から4のアルコキシ基を表す。) (In the formula, each R 24 independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and each R 23 independently represents an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)
本発明における液晶組成物は、一般式(N-01-1)で表される化合物又は一般式(N-01-4)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (N-01-1) or a compound represented by general formula (N-01-4).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-02)で表される化合物として、一般式(N-02-1)から一般式(N-02-3)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains, as the compound represented by general formula (N-02), one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-02-1) to (N-02-3).
(式中、R24は、それぞれ独立して、炭素原子数1から5のアルキル基を表し、R23は、それぞれ独立して、炭素原子数1から4のアルコキシ基を表す。) (In the formula, each R 24 independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and each R 23 independently represents an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)
本発明における液晶組成物は、一般式(N-02-1)で表される化合物又は一般式(N-02-3)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (N-02-1) or a compound represented by general formula (N-02-3).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-03)で表される化合物として、一般式(N-03-1)で表される化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more compounds represented by general formula (N-03-1) as the compound represented by general formula (N-03).
(式中、R24は、炭素原子数1から5のアルキル基を表し、R23は、炭素原子数1から4のアルコキシ基を表す。) (In the formula, R 24 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 23 represents an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)
本発明における液晶組成物は、一般式(N-03-1)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (N-03-1).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-03-1)で表される化合物及び一般式(N-01-4)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (N-03-1) and a compound represented by general formula (N-01-4).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-04)で表される化合物として、一般式(N-04-1)で表される化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains one or more compounds represented by general formula (N-04-1) as the compound represented by general formula (N-04).
(式中、R24は、炭素原子数1から5のアルキル基を表し、R23は、炭素原子数1から4のアルコキシ基を表す。) (In the formula, R 24 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 23 represents an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)
本発明における液晶組成物は、一般式(N-04-1)で表される化合物を含有することが好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention preferably contains a compound represented by general formula (N-04-1).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-04-1)で表される化合物及び一般式(N-01-4)で表される化合物を含有することが特に好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention particularly preferably contains a compound represented by general formula (N-04-1) and a compound represented by general formula (N-01-4).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-04-1)で表される化合物、一般式(N-01-4)で表される化合物及び一般式(N-03-1)で表される化合物を含有することが特に好ましい。 The liquid crystal composition of the present invention particularly preferably contains a compound represented by general formula (N-04-1), a compound represented by general formula (N-01-4), and a compound represented by general formula (N-03-1).
本発明における液晶組成物は、一般式(N-05)で表される化合物として、式(N-05-1)から式(N-05-3)で表される化合物群から選ばれる化合物を含有しても良い。 The liquid crystal composition of the present invention may contain, as the compound represented by general formula (N-05), a compound selected from the group of compounds represented by formulas (N-05-1) to (N-05-3).
本発明における液晶組成物の総量中、一般式(N-01)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、0質量%であり、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%であり、好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%である。 In the liquid crystal composition of the present invention, the preferred lower limit of the content of the compound represented by general formula (N-01) in the total amount is 0% by mass, 1% by mass, 5% by mass, 10% by mass, 20% by mass, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass, or 80% by mass, and the preferred upper limit of the content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, 35% by mass, 25% by mass, 20% by mass, 15% by mass, or 10% by mass.
本発明における液晶組成物の総量中、一般式(N-02)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、0質量%であり、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%であり、好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%である。 In the total amount of the liquid crystal composition of the present invention, the preferred lower limit of the content of the compound represented by general formula (N-02) is 0% by mass, 1% by mass, 5% by mass, 10% by mass, 20% by mass, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass, or 80% by mass, and the preferred upper limit of the content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, 35% by mass, 25% by mass, 20% by mass, 15% by mass, or 10% by mass.
本発明における液晶組成物の総量中、一般式(N-03)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、0質量%であり、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%であり、好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%である。 In the liquid crystal composition of the present invention, the preferred lower limit of the content of the compound represented by general formula (N-03) in the total amount is 0% by mass, 1% by mass, 5% by mass, 10% by mass, 20% by mass, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass, or 80% by mass, and the preferred upper limit of the content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, 35% by mass, 25% by mass, 20% by mass, 15% by mass, or 10% by mass.
本発明における液晶組成物の総量中、一般式(N-04)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、0質量%であり、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%であり、好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%である。 In the total amount of the liquid crystal composition of the present invention, the preferred lower limit of the content of the compound represented by general formula (N-04) is 0% by mass, 1% by mass, 5% by mass, 10% by mass, 20% by mass, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass, or 80% by mass, and the preferred upper limit of the content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, 35% by mass, 25% by mass, 20% by mass, 15% by mass, or 10% by mass.
本発明における液晶組成物の総量中、式(N-05)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、0質量%であり、2質量%であり、5質量%であり、8質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、13質量%である。 In the liquid crystal composition of the present invention, the preferred lower limit of the content of the compound represented by formula (N-05) in the total amount is 0% by mass, 2% by mass, 5% by mass, 8% by mass, 10% by mass, 13% by mass, 15% by mass, 17% by mass, or 20% by mass, and the preferred upper limit of the content is 30% by mass, 28% by mass, 25% by mass, 23% by mass, 20% by mass, 18% by mass, 15% by mass, or 13% by mass.
[5]その他の化合物
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、特許第6233550号公報の段落0236から0509に記載の、誘電率異方性が正の化合物を1種類又は2種類以上含有しても良い。
[5] Other Compounds The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds having positive dielectric anisotropy described in paragraphs 0236 to 0509 of Japanese Patent No. 6233550.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、分子内に過酸(-CO-OO-)構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。液晶組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下とすることがより好ましく、1質量%以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably does not contain a compound having a structure in which oxygen atoms are bonded together, such as a peroxy acid (-CO-OO-) structure, within the molecule. When the reliability and long-term stability of the liquid crystal composition are important, the content of compounds having carbonyl groups is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, relative to the total mass of the composition, and most preferably substantially none.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、UV照射に対する安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して15質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。 When stability against UV irradiation is important, the content of chlorine-substituted compounds in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably substantially none, relative to the total mass of the composition.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、95質量%以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて6員環である化合物のみで組成物を構成することが最も好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains a large amount of compounds whose intramolecular ring structures are all six-membered rings, and the content of compounds whose intramolecular ring structures are all six-membered rings is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more, relative to the total mass of the composition. It is most preferable that the composition be composed essentially of compounds whose intramolecular ring structures are all six-membered rings.
液晶組成物の酸化による劣化を抑えるためには、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。 In order to suppress deterioration of the liquid crystal composition due to oxidation, it is preferable that the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a low content of compounds having a cyclohexenylene group as a ring structure, and the content of compounds having a cyclohexenylene group is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably substantially none, relative to the total mass of the composition.
粘度の改善及びTniの改善を重視する場合には、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい2-メチルベンゼン-1,4-ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記2-メチルベンゼン-1,4-ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を本発明における液晶組成物の総量中10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。 When importance is attached to improving the viscosity and improving Tni , the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably has a small content of a compound having a 2-methylbenzene-1,4-diyl group in the molecule in which a hydrogen atom may be substituted with a halogen, and the content of the compound having a 2-methylbenzene-1,4-diyl group in the molecule is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less, of the total amount of the liquid crystal composition of the present invention, and further preferably is substantially free of the compound.
なお、本明細書において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。 In this specification, "substantially not contained" means not contained except for those that are unintentionally contained.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶等を含有しても良い。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain, in addition to the above-mentioned compounds, ordinary nematic liquid crystals, smectic liquid crystals, cholesteric liquid crystals, etc.
[6]添加剤
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤又は赤外線吸収剤等を含むことができる。中でも本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、液晶表示素子の製造工程の1つである加熱処理において重合することがないように、酸化防止剤を含有することが好ましい。
[6] Additives The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an infrared absorber, etc. In particular, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains an antioxidant so as to prevent polymerization during heat treatment, which is one of the processes for producing a liquid crystal display element.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(H-1)から一般式(H-4)で表される酸化防止剤を含有することが好ましく、その含有量の下限は10質量ppmが好ましく、20質量ppmが好ましく、50質量ppmが好ましく、その上限は10000質量ppmであるが、1000質量ppmが好ましく、500質量ppmが好ましく、100質量ppmが好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention preferably contains an antioxidant represented by general formula (H-1) to general formula (H-4), and the lower limit of the content is preferably 10 ppm by mass, preferably 20 ppm by mass, and preferably 50 ppm by mass. The upper limit is 10,000 ppm by mass, preferably 1,000 ppm by mass, preferably 500 ppm by mass, and preferably 100 ppm by mass.
一般式(H-1)から一般式(H-3)中、RH1は、それぞれ独立して、炭素原子数3から7のアルキル基を表す。更に具体的には、一般式(H-1)のRH1は、炭素原子数7のアルキル基を表す。一般式(H-2)のRH1は、炭素原子数3のアルキル基を表す。一般式(H-3)のRH1は、炭素原子数3のアルキル基を表す。 In general formulas (H-1) to (H-3), R H1 each independently represents an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms. More specifically, R H1 in general formula (H-1) represents an alkyl group having 7 carbon atoms. R H1 in general formula (H-2) represents an alkyl group having 3 carbon atoms. R H1 in general formula (H-3) represents an alkyl group having 3 carbon atoms.
一般式(H-4)中、MH1は炭素原子数4から10のアルキレン基(該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように、-COO-又は-OCO-に置換されていても良い。)単結合、1,4-フェニレン基(1,4-フェニレン基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていても良い。)又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、MH1は炭素原子数4から8のアルキレン基が好ましい。 In general formula (H-4), M H1 represents an alkylene group having 4 to 10 carbon atoms (one or more —CH 2 — in the alkylene group may be replaced by —COO— or —OCO— so that the oxygen atom is not directly adjacent), a single bond, a 1,4-phenylene group (any hydrogen atom in the 1,4-phenylene group may be replaced by a fluorine atom), or a trans-1,4-cyclohexylene group, and M H1 is preferably an alkylene group having 4 to 8 carbon atoms.
[7]その他
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、一般式(P)で表される重合性化合物Aを1種又は2種以上と、一般式(N-01)~(N-05)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、一般式(NU-01)~(NU-08)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、を含んでいてもよく、上記一般式(i)で表される化合物が一般式(i-1-1)で表される化合物であってもよい。
[7] Others The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by general formula (i), one or more polymerizable compounds A represented by general formula (P), one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01) to (N-05), and one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08), and the compound represented by general formula (i) may be a compound represented by general formula (i-1-1).
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i-1-1)で表される化合物を1種又は2種以上と、一般式(P)で表される重合性化合物Aを1種又は2種以上と、一般式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)及び(N-04-1)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、一般式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)及び(NU-05)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、を含んでいてもよい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by general formula (i-1-1), one or more polymerizable compounds A represented by general formula (P), one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01-1), (N-01-3), (N-01-4), (N-02-1), (N-03-1), and (N-04-1), and one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01), (NU-02), (NU-03), and (NU-05).
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、重合性化合物Bを1種又は2種以上と、一般式(N-01)~(N-05)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、一般式(NU-01)~(NU-08)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、を含んでいてもよく、上述した組み合わせにおいて、上記一般式(i)で表される化合物が一般式(i-1-1)で表される化合物であってもよい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by general formula (i), one or more polymerizable compounds B, one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01) to (N-05), and one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08). In the above-mentioned combination, the compound represented by general formula (i) may be a compound represented by general formula (i-1-1).
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i-1-1)で表される化合物を1種又は2種以上と、一般式(SAL)で表される重合性化合物Bを1種又は2種以上と、一般式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)及び(N-04-1)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、一般式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)及び(NU-05)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、を含んでいてもよい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by general formula (i-1-1), one or more polymerizable compounds B represented by general formula (SAL), one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01-1), (N-01-3), (N-01-4), (N-02-1), (N-03-1), and (N-04-1), and one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01), (NU-02), (NU-03), and (NU-05).
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、一般式(P)で表される重合性化合物Aを1種又は2種以上と、重合性化合物Bを1種又は2種以上と、一般式(N-01)~(N-05)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、一般式(NU-01)~(NU-08)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、を含んでいてもよく、上述した組み合わせにおいて、上記一般式(i)で表される化合物が一般式(i-1-1)で表される化合物であってもよい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by general formula (i), one or more polymerizable compounds A represented by general formula (P), one or more polymerizable compounds B, one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01) to (N-05), and one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08). In the above-mentioned combinations, the compound represented by general formula (i) may be a compound represented by general formula (i-1-1).
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i-1-1)で表される化合物を1種又は2種以上と、一般式(P)で表される重合性化合物Aを1種又は2種以上と、一般式(SAL)で表される重合性化合物Bを1種又は2種以上と、一般式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)及び(N-04-1)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、一般式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)及び(NU-05)で表される化合物群から選択される化合物を1種又は2種以上と、を含んでいてもよい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain one or more compounds represented by general formula (i-1-1), one or more polymerizable compounds A represented by general formula (P), one or more polymerizable compounds B represented by general formula (SAL), one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01-1), (N-01-3), (N-01-4), (N-02-1), (N-03-1), and (N-04-1), and one or more compounds selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01), (NU-02), (NU-03), and (NU-05).
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物と、一般式(P)で表される重合性化合物A及び重合性化合物Bからなる群から選択される重合性化合物と、一般式(N-01)~(N-05)で表される化合物群から選択される化合物と、一般式(NU-01)~(NU-08)で表される化合物群から選択される化合物と、のみから構成される成分の占める割合の上限値が、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%であることが好ましい。 In the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, the upper limit of the proportion of components consisting solely of a compound represented by general formula (i), a polymerizable compound selected from the group consisting of polymerizable compound A and polymerizable compound B represented by general formula (P), a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01) to (N-05), and a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08) is preferably 100 mass%, 99 mass%, 98 mass%, 97 mass%, 96 mass%, 95 mass%, 94 mass%, 93 mass%, 92 mass%, 91 mass%, 90 mass%, 89 mass%, 88 mass%, 87 mass%, 86 mass%, 85 mass%, or 84 mass% of the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i)で表される化合物と、一般式(P)で表される重合性化合物A及び重合性化合物Bからなる群から選択される重合性化合物と、一般式(N-01)~(N-05)で表される化合物群から選択される化合物と、一般式(NU-01)~(NU-08)で表される化合物群から選択される化合物と、のみから構成される成分の占める割合の下限値が、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%、99質量%であることが好ましい。 In addition, in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention, the lower limit of the proportion of components consisting only of a compound represented by general formula (i), a polymerizable compound selected from the group consisting of polymerizable compound A and polymerizable compound B represented by general formula (P), a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01) to (N-05), and a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01) to (NU-08) is preferably 78 mass%, 80 mass%, 81 mass%, 83 mass%, 85 mass%, 86 mass%, 87 mass%, 88 mass%, 89 mass%, 90 mass%, 91 mass%, 92 mass%, 93 mass%, 94 mass%, 95 mass%, 96 mass%, 97 mass%, 98 mass%, or 99 mass% of the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式(i-1-1)で表される化合物と、一般式(P)で表される重合性化合物Aと、一般式(SAL)で表される重合性化合物Bと、一般式(N-01-1)、(N-01-3)、(N-01-4)、(N-02-1)、(N-03-1)及び(N-04-1)で表される化合物群から選択される化合物と、一般式(NU-01)、(NU-02)、(NU-03)及び(NU-05)で表される化合物群から選択される化合物と、のみから構成される成分の占める割合の上限値が、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、100質量%、99質量%、98質量%、97質量%、96質量%、95質量%、94質量%、93質量%、92質量%、91質量%、90質量%、89質量%、88質量%、87質量%、86質量%、85質量%、84質量%であることが好ましい。また、上記割合の下限値が、本発明の重合性化合物含有液晶組成物の総量中、78質量%、80質量%、81質量%、83質量%、85質量%、86質量%、87質量%、88質量%、89質量%、90質量%、91質量%、92質量%、93質量%、94質量%、95質量%、96質量%、97質量%、98質量%、99質量%であることが好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention comprises a compound represented by general formula (i-1-1), a polymerizable compound A represented by general formula (P), a polymerizable compound B represented by general formula (SAL), a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (N-01-1), (N-01-3), (N-01-4), (N-02-1), (N-03-1), and (N-04-1), and a compound selected from the group of compounds represented by general formulas (NU-01), (NU-02), (NU-03), and The upper limit of the proportion of the component consisting only of a compound selected from the group of compounds represented by (NU-05) and (NU-06) is preferably 100 mass%, 99 mass%, 98 mass%, 97 mass%, 96 mass%, 95 mass%, 94 mass%, 93 mass%, 92 mass%, 91 mass%, 90 mass%, 89 mass%, 88 mass%, 87 mass%, 86 mass%, 85 mass%, or 84 mass% of the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention. The lower limit of the proportion is preferably 78 mass%, 80 mass%, 81 mass%, 83 mass%, 85 mass%, 86 mass%, 87 mass%, 88 mass%, 89 mass%, 90 mass%, 91 mass%, 92 mass%, 93 mass%, 94 mass%, 95 mass%, 96 mass%, 97 mass%, 98 mass%, or 99 mass% of the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物及び本発明における液晶組成物は、ネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から120℃であるが、70℃から100℃がより好ましく、70℃から85℃が特に好ましい。なお、本発明においては、60℃以上をTniが高いと表現している。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention and the liquid crystal composition of the present invention have a nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T ni ) of 60° C. to 120° C., more preferably 70° C. to 100° C., and particularly preferably 70° C. to 85° C. In the present invention, a T ni of 60° C. or higher is expressed as being high.
液晶テレビ用途の場合、Tniは70から80℃が好ましく、モバイル用途の場合、Tniは80から90℃が好ましく、PID(Public Information Display)等の屋外表示用途の場合、Tniは90から110℃が好ましい。 For liquid crystal television applications, T ni is preferably 70 to 80°C, for mobile applications, T ni is preferably 80 to 90°C, and for outdoor display applications such as PID (Public Information Display), T ni is preferably 90 to 110°C.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物及び本発明における液晶組成物は、20℃における屈折率異方性(Δn)が0.08から0.14であるが、0.09から0.13がより好ましく、0.09から0.12が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.13であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。なお、本発明の液晶組成物は、20℃における屈折率異方性(Δn)が0.098から0.118であることが特に好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention and the liquid crystal composition of the present invention have a refractive index anisotropy (Δn) at 20°C of 0.08 to 0.14, more preferably 0.09 to 0.13, and particularly preferably 0.09 to 0.12. More specifically, when used in conjunction with a narrow cell gap, the refractive index anisotropy is preferably 0.10 to 0.13, and when used in conjunction with a wide cell gap, the refractive index anisotropy is preferably 0.08 to 0.10. It is particularly preferred that the liquid crystal composition of the present invention have a refractive index anisotropy (Δn) at 20°C of 0.098 to 0.118.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物及び本発明における液晶組成物は、20℃における回転粘性(γ1)が50から160mPa・sであるが、55から160mPa・sであることが好ましく、60から160mPa・sであることが好ましく、80から150mPa・sであることが好ましく、90から140mPa・sであることが好ましく、90から130mPa・sであることが好ましく、90から115mPa・sであることが好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention and the liquid crystal composition of the present invention have a rotational viscosity (γ 1 ) at 20°C of 50 to 160 mPa·s, preferably 55 to 160 mPa·s, more preferably 60 to 160 mPa·s, more preferably 80 to 150 mPa·s, more preferably 90 to 140 mPa·s, more preferably 90 to 130 mPa·s, and more preferably 90 to 115 mPa·s.
本発明の重合性化合物含有液晶組成物及び本発明における液晶組成物は、Δεが-1.7から-4.0であるが、-2.5から-3.8が好ましく、-2.7から-3.7がより好ましく、-2.6から-3.6がより好ましい。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention and the liquid crystal composition of the present invention have a Δε of -1.7 to -4.0, preferably -2.5 to -3.8, more preferably -2.7 to -3.7, and even more preferably -2.6 to -3.6.
B.液晶表示素子
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。本発明の液晶表示素子は、上述した「A.重合性化合物含有液晶組成物」の項で説明した重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示素子である。すなわち、本発明の液晶表示素子は、一般式(i)で表される化合物を1種又は2種以上と、重合性化合物を1種又は2種以上含有し、前記一般式(i)で表される化合物の合計の含有量が所定の範囲内である重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示素子である。
B. Liquid Crystal Display Element Next, the liquid crystal display element of the present invention will be described. The liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal display element using the polymerizable compound-containing liquid crystal composition described above in the section "A. Polymerizable Compound-Containing Liquid Crystal Composition." That is, the liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal display element using a polymerizable compound-containing liquid crystal composition containing one or more compounds represented by general formula (i) and one or more polymerizable compounds, wherein the total content of the compounds represented by general formula (i) is within a predetermined range.
本発明の液晶表示素子は、上述した重合性化合物含有液晶組成物が用いられることで、十分な大きさのチルト角が得られ、重合後の液晶表示素子中の重合性化合物の残存量が少なく、4Kや8Kといった高精細なPSAモードの液晶表示素子の焼き付き(IS)等の表示不良が発生しないか、顕著に抑制できる。また、4Kや8Kといった高精細なPSAモードの液晶表示素子の製造においては、UV照射時間が長くなると、液晶組成物の劣化によるVHR低下や生産効率の顕著な悪化がみられるが、本発明の液晶表示素子は、上述した重合性化合物含有液晶組成物が用いられていることから、短いUV照射時間で高精細なPSAモードの液晶表示素子となり、産業上の利用価値が非常に高い。 By using the polymerizable compound-containing liquid crystal composition described above, the liquid crystal display element of the present invention can achieve a sufficiently large tilt angle, with a small amount of polymerizable compound remaining in the liquid crystal display element after polymerization. This eliminates or significantly reduces display defects such as image retention (IS) in high-resolution PSA mode liquid crystal display elements such as 4K and 8K resolutions. Furthermore, in the manufacture of high-resolution PSA mode liquid crystal display elements such as 4K and 8K resolutions, prolonged UV exposure can result in a decrease in VHR due to degradation of the liquid crystal composition and a significant decrease in production efficiency. However, because the liquid crystal display element of the present invention uses the polymerizable compound-containing liquid crystal composition described above, it can be produced as a high-resolution PSA mode liquid crystal display element with a short UV exposure time, making it highly useful industrially.
本発明の液晶表示素子は、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用である。また、本発明の液晶表示素子は、駆動方式がPSAモード、PSVAモード、VAモード、PS-IPSモード又はPS-FFSモード用液晶表示素子に好適に用いることができ、特にPSAモード又はPSVAモード用液晶表示素子に好適に用いることができる。 The liquid crystal display element of the present invention is particularly useful as an active matrix drive liquid crystal display element. Furthermore, the liquid crystal display element of the present invention can be suitably used as a liquid crystal display element driven in PSA mode, PSVA mode, VA mode, PS-IPS mode, or PS-FFS mode, and is particularly suitable for use as a PSA mode or PSVA mode liquid crystal display element.
本発明の液晶表示素子は、汎用の構造とすることができ、例えば、対向に配置された第1の基板及び第2の基板と、前記第1の基板又は前記第2の基板に設けられる共通電極と、前記第1の基板又は前記第2の基板に設けられ、薄膜トランジスタを有する画素電極と、前記第1の基板と第2の基板間に設けられる液晶層と、を有する構造とすることができる。本発明の液晶表示素子においては、上記液晶層が、一般式(i)で表される化合物と、重合性化合物含有液晶組成物に含まれる液晶組成物と、重合性化合物の重合体とを少なくとも含む。 The liquid crystal display element of the present invention can have a general-purpose structure, for example, including a first substrate and a second substrate arranged opposite each other, a common electrode provided on the first substrate or the second substrate, pixel electrodes having thin-film transistors provided on the first substrate or the second substrate, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate. In the liquid crystal display element of the present invention, the liquid crystal layer contains at least a compound represented by general formula (i), a liquid crystal composition contained in a polymerizable compound-containing liquid crystal composition, and a polymer of the polymerizable compound.
本発明の液晶表示素子は、前記第1の基板の液晶層側の面、および前記第2の基板の液晶層側の面にそれぞれ配向膜を有することができる。 The liquid crystal display element of the present invention can have an alignment film on the surface of the first substrate facing the liquid crystal layer and on the surface of the second substrate facing the liquid crystal layer.
本発明の液晶表示素子は、前記第1の基板の液晶層側の面、および前記第2の基板の液晶層側の面にそれぞれ配向膜を有していてもよい。配向膜は、液晶層と当接する部材であり、液晶層に含まれる液晶分子を配向させる機能を有する部材である。この場合、本発明の液晶表示素子の製造に用いられる重合性化合物含有液晶組成物は、重合性化合物A及び重合性化合物Bの少なくとも一方を含むことが好ましい。本発明の液晶表示素子は、重合性化合物A及び/又は重合性化合物Bの重合体が、液晶層の第1の基板側界面及び第2の基板側界面にそれぞれ偏在することで、重合性化合物Aの重合体及び/又は重合性化合物Bの重合体により液晶分子にプレチルト角を付与することができる。また、重合性化合物Bの重合体を含む場合、液晶層中や配向膜中に存在する不純物が、上記重合性化合物Bが有する極性基に吸着捕集されて重合性化合物Bの重合体内に取り込まれることで、本発明の液晶表示素子は、不純物の存在に起因したVHRの低下が抑制され、高い信頼性を有することができる。 The liquid crystal display element of the present invention may have an alignment film on each of the liquid crystal layer-side surface of the first substrate and the liquid crystal layer-side surface of the second substrate. The alignment film is a component that contacts the liquid crystal layer and functions to align the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer. In this case, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition used in manufacturing the liquid crystal display element of the present invention preferably contains at least one of polymerizable compound A and polymerizable compound B. In the liquid crystal display element of the present invention, the polymer of polymerizable compound A and/or polymerizable compound B is unevenly distributed at the interface of the liquid crystal layer facing the first substrate and the interface of the liquid crystal layer facing the second substrate, respectively, thereby imparting a pretilt angle to the liquid crystal molecules through the polymer of polymerizable compound A and/or the polymer of polymerizable compound B. Furthermore, when the liquid crystal display element contains a polymer of polymerizable compound B, impurities present in the liquid crystal layer or the alignment film are adsorbed and captured by the polar groups of the polymerizable compound B and incorporated into the polymer of polymerizable compound B. This suppresses a decrease in VHR due to the presence of impurities, thereby achieving high reliability.
配向膜は、ラビング配向膜や光配向膜等の公知の配向膜を使用することができる。また、配向膜は、液晶表示素子の駆動モードに併せて、垂直配向膜や水平配向膜など適宜選択することができる。配向膜を構成する材料は、公知の配向膜の材料と同様とすることができ、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリシロキサン、これらの混合物等が挙げられる。中でもポリイミドが好ましい。ポリイミドは、光架橋型ポリイミドであってもよく、分解型ポリイミドであってもよい。配向膜の厚みは、液晶表示素子において汎用の厚みとすることができる。 The alignment film can be a known alignment film such as a rubbed alignment film or a photo-aligned film. Furthermore, the alignment film can be selected appropriately, such as a vertical alignment film or a horizontal alignment film, depending on the drive mode of the liquid crystal display element. The material constituting the alignment film can be the same as the materials for known alignment films, such as polyimide, polyamide, polysiloxane, and mixtures thereof. Of these, polyimide is preferred. The polyimide may be a photo-crosslinked polyimide or a decomposable polyimide. The thickness of the alignment film can be a thickness commonly used in liquid crystal display elements.
また、本発明の液晶表示素子は、第1の基板および第2の基板の少なくとも一方に配向膜を有さなくてもよい。すなわち、本発明の液晶表示素子がPI-lessと通称されているモードの素子であっても良い。この場合、本発明の液晶表示素子の製造に用いられる重合性化合物含有液晶組成物は重合性化合物Bを少なくとも含むことが好ましい。重合性化合物Bが重合体となって液晶層の第1の基板側界面及び第2の基板側界面にそれぞれ偏在し、重合性化合物Bの重合体が有する極性基が基板表面と相互作用することで、本発明の液晶表示素子は、配向膜が無くても液晶層中の液晶分子を垂直配向させることが可能となる。 The liquid crystal display element of the present invention may not have an alignment film on at least one of the first and second substrates. That is, the liquid crystal display element of the present invention may be an element of a mode commonly known as PI-less. In this case, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition used in the manufacture of the liquid crystal display element of the present invention preferably contains at least polymerizable compound B. Polymerizable compound B becomes a polymer and is unevenly distributed at the interface of the liquid crystal layer facing the first substrate and the interface of the liquid crystal layer facing the second substrate. The polar groups of the polymer of polymerizable compound B interact with the substrate surfaces, enabling the liquid crystal display element of the present invention to vertically align liquid crystal molecules in the liquid crystal layer even without an alignment film.
本発明の液晶表示素子における第1の基板および第2の基板(総じて基板と称する場合がある。)は、可撓性(フレキシブル)基板であってもよく、硬質性(リジット)基板であってもよい。また、基板は、透明であってもよく、不透明であってもよいが、透明であることが好ましい。基板の材料は、例えばガラス、樹脂、金属、シリコン等が挙げられる。 The first and second substrates (sometimes collectively referred to as "substrates") in the liquid crystal display element of the present invention may be flexible or rigid substrates. Furthermore, the substrates may be transparent or opaque, but are preferably transparent. Examples of materials for the substrates include glass, resin, metal, and silicon.
本発明の液晶表示素子は、第1の基板および第2の基板のいずれか一方に共通電極を有し、他方に画素電極を有する。共通電極及び画素電極は、それぞれ基板の液晶層側の面に配置される。共通電極は、カラーフィルタを備える基板に配置され、画素電極は、カラーフィルタを備えない基板に配置されることが好ましい。画素電極は、TFT、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を有する。共通電極および画素電極は、一般に液晶表示素子の電極に用いられている材料で形成することができる。中でも少なくとも共通電極が透明導電体で形成されることが好ましく、共通電極および画素電極の両方が透明導電体で形成されることがより好ましい。透明導電体としては、例えば、インジウム添加酸化スズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO(Indium Zinc Oxide)、TiO、AZTO(AlZnSnO)等の酸化物半導体が挙げられる。 The liquid crystal display element of the present invention has a common electrode on one of the first substrate and the second substrate, and pixel electrodes on the other. The common electrode and pixel electrodes are disposed on the liquid crystal layer side of each substrate. Preferably, the common electrode is disposed on the substrate that includes a color filter, and the pixel electrodes are disposed on the substrate that does not include a color filter. The pixel electrodes include active elements such as TFTs, thin-film diodes, and metal-insulator-metal resistive elements. The common electrode and pixel electrodes can be formed from materials commonly used for electrodes in liquid crystal display elements. Among these, it is preferable that at least the common electrode be formed from a transparent conductor, and it is more preferable that both the common electrode and the pixel electrodes be formed from transparent conductors. Examples of transparent conductors include oxide semiconductors such as indium-doped tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), InGaZnO, SiGe, GaAs, IZO (indium zinc oxide), TiO, and AZTO (AlZnSnO).
共通電極および画素電極は、それぞれ液晶表示素子の駆動方式に応じた形状を選択することができる。中でも本発明の液晶表示素子がアクティブマトリックス駆動の場合は、第一の基板および第二の基板のうち、一方の基板に透明導電体で形成される全面共通電極が設けられ、他方の基板にゲート電極及びソース電極をマトリックス状に配列し、ゲート電極とソース電極で囲まれた部分にTFT素子および画素電極を設けられることが好ましい。 The shapes of the common electrode and pixel electrodes can be selected according to the drive method of the liquid crystal display element. In particular, when the liquid crystal display element of the present invention is active matrix driven, it is preferable that one of the first and second substrates is provided with a full-surface common electrode made of a transparent conductor, and the other substrate has gate electrodes and source electrodes arranged in a matrix, with TFT elements and pixel electrodes provided in the areas surrounded by the gate electrodes and source electrodes.
共通電極および画素電極は、化学蒸着(CVD)法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等の物理蒸着(PVD)法等の公知の方法により形成することができる。 The common electrode and pixel electrodes can be formed by known methods such as chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD) methods such as sputtering, ion plating, and vacuum deposition.
本発明の液晶表示素子は、第1の基板又は第2の基板にカラーフィルタが配置されていてもよい。カラーフィルタは共通電極が配置された基板に配置されることが好ましい。カラーフィルタは、例えば、顔料分散法(カラーレジスト法、エッチング法)、印刷法、インクジェット法などを用いて形成することができる。 The liquid crystal display element of the present invention may have a color filter disposed on the first substrate or the second substrate. The color filter is preferably disposed on the substrate on which the common electrode is disposed. The color filter can be formed using, for example, a pigment dispersion method (color resist method, etching method), a printing method, an inkjet method, etc.
本発明の液晶表示素子は、第1の基板と第2の基板との離間距離、すなわち液晶層の厚みを調整するために第1の基板と第2の基板との間にスペーサを有していても良い。スペーサとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。 The liquid crystal display element of the present invention may have spacers between the first and second substrates to adjust the distance between the first and second substrates, i.e., the thickness of the liquid crystal layer. Examples of spacers include glass particles, plastic particles, alumina particles, and photoresist materials.
本発明の液晶表示素子は、偏光板を有していても良い。偏光板を有する場合は、コントラストが最大になるように液晶組成物の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。 The liquid crystal display element of the present invention may have a polarizing plate. If a polarizing plate is used, it is preferable to adjust the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal composition and the cell thickness d so as to maximize the contrast. Furthermore, if two polarizing plates are used, the polarization axes of each polarizing plate can be adjusted to improve the viewing angle and contrast. Furthermore, a retardation film can also be used to widen the viewing angle.
本発明の液晶表示素子は、第1の基板および第2の基板がシール剤で固定されていてもよい。シール剤は、例えばエポキシ系熱硬化性組成物等が挙げられる。 In the liquid crystal display element of the present invention, the first substrate and the second substrate may be fixed with a sealant. Examples of sealants include epoxy-based thermosetting compositions.
本発明の液晶表示素子は公知の方法により製造することができる。本発明の液晶表示素子の製造方法として、以下の例が挙げられる。まず、第1の基板の配向膜が配置された側の面と第2の基板の配向膜が配置された側の面とが向かい合うようにして、所望のセルギャップとなるようにスペーサおよびシール部を介して貼り合わせて、空セルを作製する。次に空セルの第1の基板および第2の基板の間に、本発明の重合性化合物含有液晶組成物を真空注入法又はODF法などを用いて挟持させ、シール部を硬化し液晶組成物を第一と第二の基板との間に封止する。次に、UV光を照射して重合性化合物含有液晶組成物に含まれる重合性化合物を重合させることで、本発明の液晶表示素子を得ることができる。重合性化合物を重合させる際のUV光の照射条件(温度、光源、波長、印加電圧、照射方法、照射時間、照射強度等)は、適宜設定することができる。 The liquid crystal display element of the present invention can be manufactured by known methods. The following example shows a method for manufacturing the liquid crystal display element of the present invention. First, the surface of the first substrate on which the alignment film is arranged and the surface of the second substrate on which the alignment film is arranged are placed opposite each other, and the two substrates are bonded together via a spacer and a sealant to achieve the desired cell gap, to prepare an empty cell. Next, the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention is sandwiched between the first and second substrates of the empty cell using a vacuum injection method, an optical dispersion method (ODF) method, or the like, and the sealant is cured to seal the liquid crystal composition between the first and second substrates. Next, UV light is irradiated to polymerize the polymerizable compound contained in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition, thereby obtaining the liquid crystal display element of the present invention. The UV light irradiation conditions (temperature, light source, wavelength, applied voltage, irradiation method, irradiation time, irradiation intensity, etc.) used to polymerize the polymerizable compound can be set as appropriate.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and any configuration that is substantially identical to the technical concept described in the claims of the present invention and that provides similar effects is within the technical scope of the present invention.
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in further detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下の実施例及び比較例における化合物の記載について以下の略号を用いる。 The following abbreviations are used to describe compounds in the following examples and comparative examples.
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシ基
V- CH2=CH-
1V- CH3-CH=CH-
-V -CH=CH2
-V1 -CH=CH-CH3
(連結基)
-1O- -CH2-O-
-2- -CH2-CH2-
(環構造)
(Side chain)
-n -C n H 2n+1 Straight-chain alkyl group with n carbon atoms n- C n H 2n+1 - Straight-chain alkyl group with n carbon atoms -On -OC n H 2n+1 Straight-chain alkoxy group with n carbon atoms V- CH 2 ═CH-
1V- CH 3 -CH=CH-
-V-CH= CH2
-V1 -CH=CH-CH 3
(linking group)
-1O- -CH 2 -O-
-2- -CH 2 -CH 2 -
(ring structure)
以下の実施例及び比較例において測定した特性は以下の通りである。 The properties measured in the following examples and comparative examples are as follows:
Tni :ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)
Δn :20℃における屈折率異方性
γ1 :20℃における回転粘性(mPa・s)
Δε :20℃における誘電率異方性
以下の実施例及び比較例における液晶表示素子の製造方法及び評価方法は下記の通りである。
T ni : Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (°C)
Δn: refractive index anisotropy at 20°C γ 1 : rotational viscosity at 20°C (mPa·s)
Δε: Dielectric anisotropy at 20° C. The manufacturing methods and evaluation methods for the liquid crystal display elements in the following examples and comparative examples are as follows.
(液晶表示素子の製造方法)
まず、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布しラビング処理したITO付き基板を含むセルギャップ3.5μmの液晶セルに、後述する重合性化合物含有液晶組成物を真空注入法で注入した。その後、重合性化合物含有液晶組成物を注入した液晶セルに、蛍光UVランプを用いて、任意時間紫外線を照射し液晶表示素子を得た。このとき、中心波長313nmの条件で測定した照度が3mW/cm2になるように蛍光UVランプを調整した。
(Method for manufacturing liquid crystal display element)
First, a liquid crystal composition containing a polymerizable compound (described below) was injected by vacuum injection into a liquid crystal cell with a cell gap of 3.5 μm, which included an ITO substrate coated with a polyimide alignment film that induces vertical alignment and then rubbed. The liquid crystal cell containing the polymerizable compound was then irradiated with ultraviolet light using a fluorescent UV lamp for a desired period of time to obtain a liquid crystal display device. The fluorescent UV lamp was adjusted so that the illuminance measured at a center wavelength of 313 nm was 3 mW/ cm² .
(重合性化合物の残留量の評価方法)
上述の照射条件で、紫外線を15分、30分、45分、60分、75分、90分、115分照射した後の液晶表示素子中の重合性化合物の残留量[ppm]を下記の方法により測定した。まず試験管に分解した液晶表示素子とアセトニトリルとを入れ、振とうしてろ過し、液晶組成物、重合物、未反応の重合性化合物を含む溶出成分のアセトニトリル溶液を得た。これを高速液体クロマトグラフ(カラム:逆相非極性カラム、展開溶媒:アセトニトリル70体積%及び水30体積%の混合溶媒)で分析し、各成分のピーク面積を算出した。指標とする液晶化合物のピーク面積と未反応の重合性化合物のピーク面積比から、残存する重合性化合物の量を決定した。この値と当初添加した重合性化合物の量から重合性化合物の残留量を決定した。なお、重合性化合物の残留量の検出限界は200ppmであった。このとき、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間をTND[分]とした。
(Method for evaluating the amount of residual polymerizable compound)
The residual amount of polymerizable compound (ppm) in the liquid crystal display element after 15, 30, 45, 60, 75, 90, and 115 minutes of UV irradiation under the above-described irradiation conditions was measured using the following method. First, the disassembled liquid crystal display element and acetonitrile were placed in a test tube, shaken, and filtered to obtain an acetonitrile solution containing the eluted components, including the liquid crystal composition, polymer, and unreacted polymerizable compound. This was analyzed using a high-performance liquid chromatograph (column: reversed-phase nonpolar column, eluent: a mixed solvent of 70% acetonitrile by volume and 30% water by volume), and the peak area of each component was calculated. The amount of remaining polymerizable compound was determined from the ratio of the peak area of the liquid crystal compound used as an index to the peak area of the unreacted polymerizable compound. The residual amount of polymerizable compound was determined from this value and the amount of polymerizable compound initially added. The detection limit for the residual amount of polymerizable compound was 200 ppm. The UV irradiation time at which the residual amount of polymerizable compound fell below the lower detection limit was defined as T ND (minutes).
(プレチルト角変化量(チルト付与性)の評価方法)
上述の照射条件で紫外線を200秒照射した前後での、液晶表示素子のプレチルト角変化量[°]を下記の方法により測定した。まず、液晶表示素子のプレチルト角を測定し、プレチルト角(初期)とした。この液晶表示素子に周波数100Hzで電圧を10V印加しながら紫外線を200秒照射した。その後、プレチルト角を測定し、プレチルト角(UV後)とした。測定したプレチルト角(初期)からプレチルト角(UV後)を引いた値をプレチルト角変化量[°]とした。プレチルト角は、シンテック製OPTIPROを用いて測定した。プレチルト角変化量[°]の値が大きいほどチルト付与性が高いことを示す。
(Method for evaluating pretilt angle change (tilt imparting ability))
The pretilt angle change [°] of the liquid crystal display element before and after 200 seconds of UV irradiation under the above-mentioned irradiation conditions was measured by the following method. First, the pretilt angle of the liquid crystal display element was measured and defined as the pretilt angle (initial). This liquid crystal display element was irradiated with UV light for 200 seconds while applying a voltage of 10 V at a frequency of 100 Hz. The pretilt angle was then measured and defined as the pretilt angle (post-UV). The pretilt angle change [°] was determined by subtracting the pretilt angle (post-UV) from the measured pretilt angle (initial). The pretilt angle was measured using an OPTIPRO manufactured by Shintech. A larger value of the pretilt angle change [°] indicates higher tilt-imparting ability.
(VHRの評価方法)
重合性化合物含有液晶組成物を注入した液晶セルに、上述の照射条件でUVをTND[分]照射し、1V、0.6Hz、60℃の条件でVHRを測定した。
(VHR evaluation method)
A liquid crystal cell filled with a polymerizable compound-containing liquid crystal composition was irradiated with UV for T ND [minutes] under the above-mentioned irradiation conditions, and VHR was measured under the conditions of 1 V, 0.6 Hz, and 60°C.
(液晶組成物の調製及び物性値)
式(i)化合物及び重合性化合物を添加する前の液晶組成物LC-001~LC-005を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物LC-001~LC-005の構成とその物性値の結果は表1のとおりであった。
(Preparation and physical properties of liquid crystal composition)
Liquid crystal compositions LC-001 to LC-005 were prepared before adding the compound of formula (i) and the polymerizable compound, and their physical properties were measured. The constitutions of liquid crystal compositions LC-001 to LC-005 and the results of their physical properties are shown in Table 1.
(比較例1~3、実施例1~3)
液晶組成物LC-001を100質量部に、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例1とした。
(Comparative Examples 1 to 3, Examples 1 to 3)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as a polymerizable compound to 100 parts by mass of liquid crystal composition LC-001 was used as Comparative Example 1.
液晶組成物LC-001を97質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を3質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例2とした。 Comparative Example 2 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 97 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 3 parts by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-001を98質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を2質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例3とした。 Comparative Example 3 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 2 parts by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound to 98 parts by mass of liquid crystal composition LC-001.
液晶組成物LC-001を98.5質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1.5質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例1とした。 Example 1 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 1.5 parts by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as a formula (i) compound and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as a polymerizable compound to 98.5 parts by mass of liquid crystal composition LC-001.
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例2とした。 Example 2 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-001を99.5質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を0.5質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例3とした。 Example 3 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 0.5 parts by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound to 99.5 parts by mass of liquid crystal composition LC-001.
比較例1~3及び実施例1~3の重合性化合物含有液晶組成物について、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]、UVをTND照射後のVHR[%]及びUVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は、それぞれ以下の表2のとおりであった。重合性化合物含有液晶組成物の総量中の式(i)化合物の含有量(質量%)は、{式(i)化合物の質量部/(液晶組成物の質量部+式(i)化合物の質量部+重合性化合物(A及びB)の質量部)}×100で算出した値である。以下同様とする。 For the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 3, the UV irradiation time T ND [minutes] at which the residual amount of the polymerizable compound becomes below the lower detection limit, the VHR [%] after T ND UV irradiation, and the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation are each as shown in Table 2 below. The content (% by mass) of the compound of formula (i) in the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition is a value calculated by {parts by mass of the compound of formula (i)/(parts by mass of the liquid crystal composition+parts by mass of the compound of formula (i)+parts by mass of the polymerizable compounds (A and B))}×100, the same applies hereinafter.
表2より、UVをTND照射後のVHR[%]は、どれも十分に高い値であったが、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]は、比較例1よりも比較例2~3及び実施例1~2の方が短い時間であった。また、UVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は、比較例1よりも比較例2~3は大きい値であるが、実施例1~3は比較例1~3よりも更に大きい値を示し、実施例1~3は比較例1~3よりも短時間のUV照射で大きいプレチルト角を形成できることがわかった。また、UVをTND照射後の液晶表示素子について、シンテック製OPTIPROを用いて、周波数100Hzで電圧を30V印加しながらバックライトを3時間照射した前後のプレチルト角の変化による表示不良(焼き付き)評価を行ったところ、実施例1~3は高いチルト安定性を示した。 As can be seen from Table 2, the VHR [%] after UV TND irradiation was all sufficiently high, but the UV irradiation time TND [min] at which the residual amount of polymerizable compound became below the lower detection limit was shorter in Comparative Examples 2-3 and Examples 1-2 than in Comparative Example 1. Furthermore, the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation was greater in Comparative Examples 2-3 than in Comparative Example 1, but even greater in Examples 1-3 than in Comparative Examples 1-3, demonstrating that Examples 1-3 can form a larger pretilt angle with shorter UV irradiation times than Comparative Examples 1-3. Furthermore, for the liquid crystal display elements after UV TND irradiation, evaluation of display defects (burn-in) was performed using an OPTIPRO manufactured by Shintech, based on the change in pretilt angle before and after 3 hours of backlight irradiation while applying a voltage of 30 V at a frequency of 100 Hz. Examples 1-3 exhibited high tilt stability.
(比較例4~5、実施例4、実施例4-2)
液晶組成物LC-002を100質量部に、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例4とした。
(Comparative Examples 4 to 5, Example 4, Example 4-2)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as a polymerizable compound to 100 parts by mass of liquid crystal composition LC-002 was used as Comparative Example 4.
液晶組成物LC-002を97質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を3質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例5とした。 Comparative Example 5 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 97 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 3 parts by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例4とした。 Example 4 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99.5質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物0.5質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例4-2とした。 A polymerizable compound-containing liquid crystal composition was prepared by adding 0.5 parts by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound to 99.5 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, and the resulting composition was designated Example 4-2.
比較例4~5及び実施例4,4-2の重合性化合物含有液晶組成物について、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]、UVをTND照射後のVHR[%]及びUVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は、それぞれ以下の表3のとおりであった。 For the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Comparative Examples 4 and 5 and Examples 4 and 4-2, the UV irradiation time TND [min] at which the residual amount of the polymerizable compound became less than the lower detection limit, the VHR [%] after TND UV irradiation, and the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation were as shown in Table 3 below.
表3より重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]は、比較例4よりも比較例5及び実施例4の方が短い時間であった。UVをTND照射後のVHR[%]は、比較例4よりも比較例5及び実施例4の方が十分に高い値であった。また、UVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は、比較例4よりも比較例5の方が大きい値であるが、実施例4は更に大きい値を示し、比較例4~5よりも短時間のUV照射でプレチルト角を形成できることがわかった。また、UVをTND照射後の液晶表示素子について、シンテック製OPTIPROを用いて、周波数100Hzで電圧を30V印加しながらバックライトを3時間照射した前後のプレチルト角の変化による表示不良(焼き付き)評価を行ったところ、実施例4は高いチルト安定性を示した。 As shown in Table 3, the UV irradiation time TND [minutes] at which the residual amount of polymerizable compound became below the lower detection limit was shorter in Comparative Example 5 and Example 4 than in Comparative Example 4. The VHR [%] after UV TND irradiation was significantly higher in Comparative Example 5 and Example 4 than in Comparative Example 4. Furthermore, the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation was greater in Comparative Example 5 than in Comparative Example 4, but Example 4 showed an even greater value, demonstrating that a pretilt angle could be formed with shorter UV irradiation times than in Comparative Examples 4 and 5. Furthermore, for the liquid crystal display element after UV TND irradiation, a display defect (burn-in) was evaluated based on the change in pretilt angle before and after 3 hours of backlight irradiation while applying a voltage of 30 V at a frequency of 100 Hz using an OPTIPRO manufactured by Shintech. Example 4 showed high tilt stability.
また、実施例4-2は、比較例4よりTNDは短くVHRが高く、比較例5よりもプレチルト角の変化量が大きかった。 Moreover, Example 4-2 had a shorter TND and a higher VHR than Comparative Example 4, and a larger change in pretilt angle than Comparative Example 5.
また、液晶組成物LC-002は、「3-Cy-Cy-V」で表されるアルケニル化合物を含有する組成物であり、表1に示されるように、液晶組成物LC-002のγ1の値が、「3-Cy-Cy-V」を含まない他の液晶組成物のγ1の値よりも小さかった。γ1の値が小さいほど、応答速度が速くなることから、液晶組成物は、アルケニル化合物を含むことで応答速度が速くなることが示された。一方、比較例1および比較例4の結果から、液晶組成物LC-002は「3-Cy-Cy-V」を含まない液晶組成物LC-001よりもTNDが長く、さらに、UVをTND照射後のVHRが液晶組成物LC-001よりも大幅に低下した。このことから、アルケニル化合物を含む液晶組成物は、TNDが長くUV照射によりVHRの低下が起こることが示された。 Furthermore, liquid crystal composition LC-002 contains an alkenyl compound represented by "3-Cy-Cy-V." As shown in Table 1, the γ1 value of liquid crystal composition LC-002 was smaller than the γ1 values of other liquid crystal compositions that did not contain "3-Cy-Cy-V." The smaller the γ1 value, the faster the response speed, indicating that the inclusion of an alkenyl compound in a liquid crystal composition increases the response speed. Meanwhile, the results of Comparative Examples 1 and 4 indicate that liquid crystal composition LC-002 has a longer TND than liquid crystal composition LC-001, which does not contain "3-Cy-Cy-V," and furthermore, its VHR after UV TND exposure was significantly lower than that of liquid crystal composition LC-001. This indicates that liquid crystal compositions containing an alkenyl compound have a longer TND and experience a decrease in VHR upon UV exposure.
このような液晶組成物LC-002に対し、式(i)化合物を添加することで、TNDが短くなり、VHR低下を抑制することができ、さらに式(i)化合物の含有量を所定の範囲に規定することで、短時間のUV照射であっても、プレチルト角変化量[°]を大きくすることができることが示された。 It was shown that by adding the compound of formula (i) to such liquid crystal composition LC-002, the TND is shortened and a decrease in VHR can be suppressed. Furthermore, by specifying the content of the compound of formula (i) within a predetermined range, the amount of change in pretilt angle [°] can be increased even with short-term UV irradiation.
(実施例5~6)
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-4A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例5とした。
(Examples 5 and 6)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition was prepared as Example 5, in which 99 parts by mass of the liquid crystal composition LC-001 was added with 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-4A) as the formula (i) compound and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound A represented by formula (RM-A1).
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-37A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例6とした。 Example 6 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-37A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
実施例5~6の重合性化合物含有液晶組成物について、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]、UVをTND照射後のVHR[%]及びUVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は以下の表4のとおりであった。 For the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 5 and 6, the UV irradiation time TND [min] at which the residual amount of the polymerizable compound became less than the lower detection limit, the VHR [%] after TND UV irradiation, and the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation were as shown in Table 4 below.
実施例5及び実施例6の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様の評価を行った。その結果、実施例実施例5及び実施例6の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様に、本発明の課題を解決していることが確認された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 5 and 6 were also evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 5 and 6, like Example 1, also solved the problems of the present invention.
(実施例7~12)
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-4A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例7とした。
Examples 7 to 12
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition was prepared as Example 7, in which 99 parts by mass of the liquid crystal composition LC-002 were added with 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-4A) as the formula (i) compound and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound A represented by formula (RM-A1).
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-37A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例8とした。 Example 8 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-37A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-4B)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例9とした。 Example 9 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-4B) as a formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as a polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-48A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例10とした。 Example 10 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-48A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1B)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例11とした。 Example 11 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1B) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-2A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例12とした。 Example 12 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-2A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
実施例7~12の重合性化合物含有液晶組成物について、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]、UVをTND照射後のVHR[%]及びUVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は以下の表5のとおりであった。 For the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 7 to 12, the UV irradiation time TND [min] at which the residual amount of the polymerizable compound became less than the lower detection limit, the VHR [%] after TND UV irradiation, and the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation were as shown in Table 5 below.
実施例7~12の重合性化合物含有液晶組成物についても、LC-002に式(i)化合物を添加しない比較例4と比較して、TNDが短く、VHRの値が高く、プレチルト角変化量が大きかった。中でも、式(i-1-1B)化合物を含む実施例11は、他の実施例7~10、及び12と比較して、TNDが小さく、UV照射後のVHRの値が高かった。これは、式(i)化合物において縮合環と隣接する環上に置換基を有さないことにより、UV照射時間を短くすることができ、また、UV照射による劣化が抑制されたためと推量される。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 7 to 12 also had shorter TND , higher VHR values, and larger pretilt angle changes than those of Comparative Example 4, in which no compound of Formula (i) was added to LC-002. In particular, Example 11, which contained the compound of Formula (i-1-1B), had a smaller TND and a higher VHR value after UV irradiation than those of Examples 7 to 10 and 12. This is presumably because the compound of Formula (i) does not have a substituent on the ring adjacent to the fused ring, which allows for a shorter UV irradiation time and suppresses deterioration due to UV irradiation.
(比較例6~7、実施例13~14)
液晶組成物LC-002を100質量部に、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.7質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例6とした。
(Comparative Examples 6-7, Examples 13-14)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 0.7 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as a polymerizable compound to 100 parts by mass of liquid crystal composition LC-002 was used as Comparative Example 6.
液晶組成物LC-002を100質量部に、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.3質量部、及び式(RM-B1)で表される重合性化合物Aを0.4質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例7とした。 Comparative Example 7 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 0.3 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) and 0.4 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-B1) to 100 parts by mass of liquid crystal composition LC-002.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-4A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Aを0.7質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を比較例13とした。 Comparative Example 13 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-4A) as the formula (i) compound, and 0.7 parts by mass of polymerizable compound A represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-4A)で表される化合物を1質量部、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物Bを0.3質量部、及び式(RM-B1)で表される重合性化合物Bを0.4質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例14とした。 Example 14 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-4A) as a formula (i) compound, 0.3 parts by mass of polymerizable compound B represented by formula (RM-A1), and 0.4 parts by mass of polymerizable compound B represented by formula (RM-B1) as polymerizable compounds.
比較例6~7及び実施例13~14の重合性化合物含有液晶組成物について、重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]、UVをTND照射後のVHR[%]及びUVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は以下の表6のとおりであった。重合性化合物含有液晶組成物の総量中の式(i)化合物の含有量(質量%)は、{式(i)化合物の質量部/(液晶組成物の質量部+式(i)化合物の質量部+重合性化合物(A及びB)の質量部)}×100で算出した値である。 For the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Comparative Examples 6 and 7 and Examples 13 and 14, the UV irradiation time T ND [minutes] at which the residual amount of the polymerizable compound became less than the lower detection limit, the VHR [%] after T ND UV irradiation, and the pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation were as shown in the following Table 6. The content (% by mass) of the compound of formula (i) in the total amount of the polymerizable compound-containing liquid crystal composition was calculated by {parts by mass of the compound of formula (i)/(parts by mass of the liquid crystal composition+parts by mass of the compound of formula (i)+parts by mass of the polymerizable compounds (A and B))}×100.
重合性化合物の残留量が検出下限未満になるUV照射時間TND[分]は、比較例6~7よりも実施例13~14の方が短い時間であった。UVをTND照射後のVHR[%]は、比較例6よりも実施例13は十分に高い値であり、また、比較例7よりも実施例17は十分に高い値であった。UVを200秒照射時のプレチルト角変化量[°]は、比較例6よりも実施例13の方が大きい値であり、また、比較例7よりも実施例17の方が大きい値であった。 The UV irradiation time T ND [minutes] at which the residual amount of the polymerizable compound became below the lower detection limit was shorter in Examples 13 and 14 than in Comparative Examples 6 and 7. The VHR [%] after UV T ND irradiation was sufficiently higher in Example 13 than in Comparative Example 6, and was also sufficiently higher in Example 17 than in Comparative Example 7. The pretilt angle change [°] after 200 seconds of UV irradiation was larger in Example 13 than in Comparative Example 6, and was also larger in Example 17 than in Comparative Example 7.
実施例13の式(RM-A1)化合物0.7質量部のうち0.4質量部を式(RM-B1)化合物に置き換えた実施例14は、VHRが実施例13よりも高い値であり、重合性化合物A、重合性化合物B及び式(i)化合物を含む実施例14は、比較例6~7及び実施例13よりも十分に高い値であった。この結果から、重合性化合物A及び重合性化合物Bの両方を含むことで、更にVHRの低下を抑制可能であることがわかった。 Example 14, in which 0.4 parts by mass of the 0.7 parts by mass of the compound of formula (RM-A1) in Example 13 was replaced with the compound of formula (RM-B1), had a higher VHR value than Example 13, and Example 14, which contained polymerizable compound A, polymerizable compound B, and the compound of formula (i), had a value significantly higher than Comparative Examples 6 and 7 and Example 13. These results demonstrate that the inclusion of both polymerizable compound A and polymerizable compound B can further suppress the decrease in VHR.
上述した実施例および比較例の結果より、一般式(i)化合物の含有量が所定の範囲において、速い速度で十分に重合可能であり、弱い又は少ないUV光で大きな角度のチルトが形成可能であり、UV照射後のVHRも高い値を示した。また、バックライトの露光による表示不良(焼き付き)の発生も抑えられており、高いチルト安定性を示すことがわかった。 The results of the above-mentioned Examples and Comparative Examples demonstrate that when the content of the compound of general formula (i) is within a specified range, it is possible to polymerize sufficiently at a high speed, a large tilt angle can be formed with weak or little UV light, and the VHR after UV irradiation is also high. Furthermore, it was found that the occurrence of display defects (burn-in) due to backlight exposure is suppressed, demonstrating high tilt stability.
(実施例15~19)
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A2)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例15とした。
(Examples 15 to 19)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition was prepared as Example 15, in which 99 parts by mass of the liquid crystal composition LC-001 were added with 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the compound of Formula (i) and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A2).
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A3)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例16とした。 Example 16 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A3) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A4)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例17とした。 Example 17 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A4) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物を0.5質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例18とした。 Example 18 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.5 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-001を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物を0.2質量部、及び重合性化合物として式(RM-A5)で表される重合性化合物を0.1質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例19とした。 Example 19 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-001, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as a formula (i) compound, 0.2 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A1) as a polymerizable compound, and 0.1 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A5) as a polymerizable compound.
実施例15~19の重合性化合物含有液晶組成物について、実施例1と同様の評価を行った。その結果、実施例15~19の重合性化合物含有液晶組成物についても、実施例1と同様に、本発明の課題を解決していることが確認され、重合性化合物の種類によらず、所定量の式(i)化合物を含有することで、本発明の効果を奏することができることが示唆された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 15 to 19 were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 15 to 19 also solved the problems of the present invention, as in Example 1, suggesting that the effects of the present invention can be achieved by including a predetermined amount of the compound of formula (i), regardless of the type of polymerizable compound.
(実施例20~24)
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A2)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例20とした。
(Examples 20 to 24)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the compound of formula (i) and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A2) as the polymerizable compound to 99 parts by mass of the liquid crystal composition LC-002 was used as Example 20.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A3)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例21とした。 Example 21 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A3) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A4)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例22とした。 Example 22 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A4) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物を0.5質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例23とした。 Example 23 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.5 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-002を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物を0.2質量部、及び式(RM-A5)で表される重合性化合物を0.1質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例24とした。 Example 24 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-002, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, 0.2 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A1), and 0.1 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A5) as the polymerizable compounds.
実施例20~24の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例4と同様の評価を行った。その結果、実施例20~24の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例4と同様に、本発明の課題を解決していることが確認され、重合性化合物の種類によらず、所定量の式(i)化合物を含有することで、アルケニル化合物を含有する場合であっても本発明の効果を奏することができることが示唆された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 20 to 24 were also evaluated in the same manner as in Example 4. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 20 to 24 also solved the problems of the present invention, as in Example 4, suggesting that regardless of the type of polymerizable compound, the effects of the present invention can be achieved by including a predetermined amount of the compound of formula (i), even when an alkenyl compound is included.
(実施例25~27)
液晶組成物LC-003を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A1)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例25とした。
(Examples 25 to 27)
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the compound of formula (i) and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A1) as the polymerizable compound to 99 parts by mass of the liquid crystal composition LC-003 was used as Example 25.
液晶組成物LC-004を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A3)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例26とした。 Example 26 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition prepared by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-004, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A3) as the polymerizable compound.
液晶組成物LC-005を99質量部に、式(i)化合物として式(i―1-1-1A)で表される化合物を1質量部、及び重合性化合物として式(RM-A4)で表される重合性化合物を0.3質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例27とした。 Example 27 was a polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained by adding 99 parts by mass of liquid crystal composition LC-005, 1 part by mass of a compound represented by formula (i-1-1-1A) as the formula (i) compound, and 0.3 parts by mass of a polymerizable compound represented by formula (RM-A4) as the polymerizable compound.
実施例25~27の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様の評価を行った。その結果、実施例25~27の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様に、本発明の課題を解決していることが確認され、本発明における液晶組成物の組成及び重合性化合物の種類によらず、所定量の式(i)化合物を含有することで、本発明の効果を奏することができることが示唆された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 25 to 27 were also evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 25 to 27, like Example 1, also solved the problems of the present invention, suggesting that the effects of the present invention can be achieved by including a specified amount of the compound of formula (i), regardless of the composition of the liquid crystal composition and the type of polymerizable compound in the present invention.
(実施例28~31)
実施例2で得た重合性化合物含有液晶組成物に対して、更に式(H-2-1)で表される酸化防止剤を0.005質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例28とした。
(Examples 28 to 31)
To the polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained in Example 2, 0.005 parts by mass of an antioxidant represented by formula (H-2-1) was further added to prepare a polymerizable compound-containing liquid crystal composition as Example 28.
実施例2で得た重合性化合物含有液晶組成物に対して、更に式(H-4-1)で表される酸化防止剤を0.005質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例29とした。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained in Example 2 was further supplemented with 0.005 parts by mass of an antioxidant represented by formula (H-4-1) to prepare a polymerizable compound-containing liquid crystal composition, designated Example 29.
実施例4で得た重合性化合物含有液晶組成物に対して、更に式(H-2-1)で表される酸化防止剤を0.005質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例30とした。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained in Example 4 was further supplemented with 0.005 parts by mass of an antioxidant represented by formula (H-2-1), to prepare a polymerizable compound-containing liquid crystal composition designated Example 30.
実施例4で得た重合性化合物含有液晶組成物に対して、更に式(H-4-1)で表される酸化防止剤を0.005質量部添加した重合性化合物含有液晶組成物を実施例31とした。 The polymerizable compound-containing liquid crystal composition obtained in Example 4 was further supplemented with 0.005 parts by mass of an antioxidant represented by formula (H-4-1), to prepare a polymerizable compound-containing liquid crystal composition designated Example 31.
実施例28~29の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様の評価を行った。その結果、実施例28~29の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様に、本発明の課題を解決していることが確認された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 28 and 29 were also evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 28 and 29 also solved the problems of the present invention, just like Example 1.
また、実施例30~31の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例4と同様の評価を行った。その結果、実施例30~31の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例4と同様に、本発明の課題を解決していることが確認された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 30 and 31 were also evaluated in the same manner as in Example 4. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 30 and 31 also solved the problems of the present invention, just like Example 4.
(実施例32~46) (Examples 32-46)
式(i)化合物及び重合性化合物を添加する前の液晶組成物LC-006~LC-010を、LC-001~LC-005と同様に調製し、LC-001~LC-005と同様に、それらの物性値を測定した。液晶組成物LC-006~LC-010の構成とその物性値の結果は表7のとおりであった。 Liquid crystal compositions LC-006 to LC-010, before the addition of the compound of formula (i) and the polymerizable compound, were prepared in the same manner as LC-001 to LC-005, and their physical properties were measured in the same manner as LC-001 to LC-005. The configurations of liquid crystal compositions LC-006 to LC-010 and the resulting physical properties are shown in Table 7.
次に、LC-006~LC-010に表8~12に示す通り、式(i)化合物及び重合性化合物Aを添加した以外は、実施例1と同様にして重合性化合物含有液晶組成物を調整し、実施例32~46とした。 Next, polymerizable compound-containing liquid crystal compositions were prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound of formula (i) and polymerizable compound A were added to LC-006 to LC-010 as shown in Tables 8 to 12, resulting in Examples 32 to 46.
そして、実施例32~46の重合性化合物含有液晶組成物について、実施例1と同様の評価を行った。実施例32~46の評価試験結果を表8~12に示す。その結果、実施例32~34は比較例8と、実施例35~37は比較例9と、実施例38~40は比較例10と、実施例41~43は比較例11と、実施例44~46は比較例12と比較して、実施例1と同様に、本発明の課題を解決していることが確認された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 32 to 46 were then evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation test results for Examples 32 to 46 are shown in Tables 8 to 12. As a result, it was confirmed that, like Example 1, the problems of the present invention were solved when Examples 32 to 34 were compared with Comparative Example 8, Examples 35 to 37 with Comparative Example 9, Examples 38 to 40 with Comparative Example 10, Examples 41 to 43 with Comparative Example 11, and Examples 44 to 46 with Comparative Example 12.
(実施例47~76)
実施例32~46で用いた重合性化合物含有液晶組成物に対して、それぞれ、更に式(H-2-1)で表される酸化防止剤を0.005質量部添加し、調整した重合性化合物含有液晶組成物を実施例47~61とした。
(Examples 47 to 76)
To each of the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions used in Examples 32 to 46, 0.005 parts by mass of an antioxidant represented by formula (H-2-1) was further added, and the resulting polymerizable compound-containing liquid crystal compositions were designated Examples 47 to 61.
また、実施例32~46で用いた重合性化合物含有液晶組成物に対して、それぞれ、更に式(H-4-1)で表される酸化防止剤を0.005質量部添加し、調整した重合性化合物含有液晶組成物を実施例62~76とした。 Furthermore, 0.005 parts by mass of an antioxidant represented by formula (H-4-1) was further added to each of the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions used in Examples 32 to 46, and the resulting polymerizable compound-containing liquid crystal compositions were designated Examples 62 to 76.
そして、実施例47~76の重合性化合物含有液晶組成物についても、実施例1と同様の評価を行った。その結果、実施例47~76の重合性化合物含有液晶組成物についても実施例1と同様に、比較例に対して優れていることを確認した。以上より、本発明の課題を解決していることが確認された。 The polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 47 to 76 were also evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal compositions of Examples 47 to 76 were superior to the comparative examples, just like Example 1. From the above, it was confirmed that the problems of the present invention were solved.
Claims (10)
前記一般式(i-1-1-1)で表される化合物の合計の含有量が0質量%超2.0質量%未満である重合性化合物含有液晶組成物。
A polymerizable compound-containing liquid crystal composition in which the total content of the compounds represented by general formula (i-1-1-1) is more than 0% by mass and less than 2.0% by mass.
Pp1及びPp2はそれぞれ独立して、一般式(Pp1-1)から式(Pp1-9):
Spp1及びSpp2はそれぞれ独立して、単結合又はスペーサ基を表し、
Zp1及びZp2はそれぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、zはそれぞれ独立して1~4の整数を表し、RZP1はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。なお、式中の*はSpp1又はSpp2への結合点を表す。)
を表し、
Ap1及びAp2はそれぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(cp) ナフタレンジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、
Ap3は上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)、ならびに単結合からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)は、それぞれ独立して、この基中に存在する水素原子は、シアノ基、ハロゲン原子、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルケニル基又は-Spp2-Pp2で置換されていても良く、
mp1は、0、1、2又は3を表し、分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良いが、
mp1が0であり且つAp1がナフタレンジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基以外の基である場合は、Ap3は単結合以外の基を表す。)で表される重合性化合物Aを1種又は2種以上含有する請求項1記載の液晶組成物。 The polymerizable compound may be a compound represented by the general formula (P):
P p1 and P p2 each independently represent a group represented by the general formula (P p1 -1) to the general formula (P p1 -9):
Sp p1 and Sp p2 each independently represent a single bond or a spacer group;
Z p1 and Z p2 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —CH 2 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CO—, —C 2 H 4 — , —COO—, —OCO— , —OCOOCH 2 —, —CH 2 OCOO—, —OCH 2 CH 2 O—, —CO—NR ZP1 —, —NR ZP1 —CO—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —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 —COO—, —COO-CR ZP1 ═CH—OCO—, —OCO-CR ZP1 ═CH—COO—, —OCO-CR ZP1 ═CH—OCO—, —(CH 2 ) z -COO—, —( CH 2 ) z -OCO—, —OCO-(CH 2 ) z -, —(C═O)—O—(CH 2 ) z -, —CH═CH—, —CF═CF—, —CF═CH—, —CH═CF—, —CF 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 CH 2 —, —CH 2 CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, or —C≡C— (wherein z's each independently represent an integer of 1 to 4 , and R Each R ZP1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and when there are multiple R ZP1s in a molecule, they may be the same or different. In addition, * in the formula represents the point of attachment to Sp p1 or Sp p2 .
represents
A p1 and A p2 each independently represent
(a p ) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b p ) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=), and (c p ) a naphthalenediyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenediyl group, a decahydronaphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, or an anthracene-2,6-diyl group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
represents a group selected from the group consisting of
A p3 represents a group selected from the group consisting of the above groups (a p ), (b p ), and (c p ), and a single bond;
The above groups (a p ), (b p ) and (c p ) each independently represent that a hydrogen atom present in this group may be substituted with a cyano group, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms or -Sp p2 -P p2 ;
m p1 represents 0, 1, 2 or 3, and when a plurality of Z p1 , A p2 , Sp p2 and/or P p2 are present in a molecule, they may be the same or different,
When m p1 is 0 and A p1 is a group other than a naphthalenediyl group, a phenanthrene-2,7-diyl group, or an anthracene-2,6-diyl group, A p3 represents a group other than a single bond.
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)は、それぞれ独立して、シアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ZL1及びZL2は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2又は3であってZL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。
ただし、一般式(i-1-1-1)で表される化合物を除く。)
で表される化合物から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有する請求項1又は請求項2に記載の重合性化合物含有液晶組成物。 Further, general formula (L):
n L1 represents 0, 1, 2 or 3;
A L1 , A L2 and A L3 each independently represent (a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= groups in this group may be replaced by -N=), and (c) a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= groups in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by -N=).
wherein the groups (a), (b) and (c) may each independently be substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom;
Z L1 and Z L2 each independently represent a single bond, —CH 2 CH 2 —, —(CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O— , —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH═N—N═CH—, —CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—;
When n L1 is 2 or 3 and a plurality of A L2s are present, they may be the same or different; when n L1 is 2 or 3 and a plurality of Z L2s are present, they may be the same or different.
However, compounds represented by general formula (i-1-1-1) are excluded.
3. The polymerizable compound-containing liquid crystal composition according to claim 1, which contains one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following formula:
AN11及びAN12は、それぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又はデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(ナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良い。)及び
(d) 1,4-シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ZN11及びZN12は、それぞれ独立して、単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
nN11及びnN12は、それぞれ独立して、0~3の整数を表すが、nN11+nN12は、1、2又は3であり、AN11~AN12、ZN11~ZN12が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。
ただし、一般式(i-1-1-1)及び一般式(L)で表される化合物を除く。)で表される化合物から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有する請求項1から3のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。 Further, general formula (N-1)
A N11 and A N12 each independently represent (a) a 1,4-cyclohexylene group (in which one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — groups may be replaced by —O—).
(b) a 1,4-phenylene group (in which one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups may be replaced by —N=).
(c) a group selected from the group consisting of a naphthalene-2,6-diyl group, a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, or a decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one —CH= or two or more non-adjacent —CH= groups present in the naphthalene-2,6-diyl group or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by —N=), and (d) a 1,4-cyclohexenylene group, wherein the groups (a), (b), (c), and (d) each independently may be substituted by a cyano group, a fluorine atom, or a chlorine atom,
Z N11 and Z N12 each independently represent a single bond, —CH 2 CH 2 —, —(CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O— , —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH═N—N═CH—, —CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—;
n N11 and n N12 each independently represent an integer of 0 to 3, provided that n N11 +n N12 is 1, 2 or 3, and when a plurality of A N11 to A N12 and Z N11 to Z N12 are present, they may be the same or different.
However, the compounds represented by general formula (i-1-1-1) and general formula (L) are excluded.
WAT1は、単結合又は下記一般式(WAT1)又は(WAT2):
ZAT1は、極性要素を含む1価の極性基を表し、ZAT1中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
PAP1は重合性基を表し、
SpAP1はスペーサ基を表す。
式中の*は結合手を表す。)
で表される化合物である、請求項6に記載の重合性化合物含有液晶組成物。 The polymerizable compound B has the general formula (AT):
WAT1 is a single bond or the following general formula (WAT1) or (WAT2):
Z AT1 represents a monovalent polar group containing a polar element, and one or more hydrogen atoms in Z AT1 may be substituted with —OH, —CN, or —P AP1 —Sp AP1 —.
PAP1 represents a polymerizable group;
Sp AP1 represents a spacer group.
* in the formula represents a bond.)
The liquid crystal composition according to claim 6 , wherein the compound is a compound represented by the formula:
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