化合物、液晶组合物及液晶显示元件制造技术

一种液晶组合物，含有特定的紫外线吸收剂作为第一添加物，也可含有作为第一成分的具有小的粘度或高的上限温度的特定化合物、作为第二成分的具有大的正介电各向异性的特定化合物、作为第三成分的具有大的负介电各向异性的特定化合物、或者作为第二添加物的具有聚合性基的特定化合物。

Compounds, liquid crystal compositions and liquid crystal display elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化合物、液晶组合物及液晶显示元件
本专利技术涉及一种液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。且涉及一种介电各向异性为正或负的液晶组合物，及含有所述组合物并具有TN、OCB、IPS、VA、FFS、FPA等模式的有源矩阵(activematrix，AM)元件。也涉及一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件。
技术介绍
液晶显示元件中，基于液晶分子的运行模式的分类为相变(phasechange，PC)、扭转向列(twistednematic，TN)、超扭转向列(supertwistednematic，STN)、电控双折射(electricallycontrolledbirefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend，OCB)、共面切换(in-planeswitching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(fringefieldswitching，FFS)、电场感应光反应取向(field-inducedphoto-reactivealignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passivematrix，PM)与有源矩阵(activematrix，AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thinfilmtransistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metalinsulatormetal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphoussilicon)及多晶硅(polycrystalsilicon)。后者根据制造步骤而分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光这两者的半透过型。液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将这些特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选的上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像(movingimage)，优选为响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。进而优选为低温下的粘度小。[表1]表1.组合物的特性与AM元件的特性组合物的光学各向异性与元件的对比度比相关联。根据元件的模式，而需要大的光学各向异性或小的光学各向异性、即适当的光学各向异性。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度比为最大。适当的积的值依存于运行模式的种类。TN之类的模式的元件中，适当的值为约0.45μm。所述情况下，对于单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的大的介电各向异性有助于元件的低阈电压、小的电力消耗与大的对比度比。因此，优选为大的介电各向异性。特别是在FFS模式中，通过倾斜电场，一部分液晶分子的排列相对于面板基板而并非平行，因此为了抑制这些液晶分子的向上倾斜，优选为液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)大。通过抑制液晶分子的向上倾斜，可提高具有FFS模式的元件的透过率，因此有助于大的对比度比。组合物的大的比电阻有助于元件的大的电压保持率与大的对比度比。因此，优选为在初始阶段中，不仅在室温下而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。且优选为在长时间使用后，不仅在室温下而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。组合物对于紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。在这些的稳定性高时，所述元件的寿命长。此种特性对于用于液晶监视器、液晶电视等的AM元件而言优选。具有TN模式的AM元件中使用具有正的介电各向异性的组合物。具有VA模式的AM元件中使用具有负的介电各向异性的组合物。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。聚合物稳定取向(polymersustainedalignment，PSA)型的AM元件中，使用具有正或负的介电各向异性的组合物。另一方面，在专利文献1中记载有提高热硬化性组合物及热塑性组合物的对于热、氧、或光的稳定性的化合物。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公报第2002/079173号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的一目的在于提供一种对于紫外线具有高的稳定性的液晶组合物。另一目的在于提供一种液晶组合物，其充分满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、比电阻大、对于热的稳定性高、残像等显示不良的抑制之类的特性的至少一种。又一目的在于提供一种在这些特性的至少两种之间具有适当的平衡的液晶组合物。另外，又一目的在于提供一种可添加于液晶组合物中而提高液晶组合物的对于紫外线的稳定性的化合物。进而又一目的在于提供一种液晶显示元件，其含有此种组合物，且具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长之类的特性。解决问题的技术手段本专利技术涉及一种液晶组合物、及含有所述组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物(以下，有时记载为化合物(1))作为第一添加物，且具有向列相。式(1)中，R1为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、碳数2至12的烯氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；R2为碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基，这些基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，或者为式(A-1)所表示的基；环A为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基取代；a为1或2；b为0、1、2、3、或4；式(A-1)中，Ra为氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基，这些基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代；Za为碳数1至20的也可分支的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2-CH2-可经-CH＝CH-取代；s为0或1；t为0、1、2、3、4、或5。另外，本专利技术涉及一种化合物，其是由下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶组合物，含有选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物作为第一添加物，且具有向列相，/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171002 JP 2017-1930471.一种液晶组合物，含有选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物作为第一添加物，且具有向列相，



式(1)中，R1为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、碳数2至12的烯氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；R2为碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基，这些基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，或者为式(A-1)所表示的基；环A为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基取代；a为1或2；b为0、1、2、3、或4；



式(A-1)中，Ra为氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基，这些基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代；Za为碳数1至20的也可分支的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代；s为0或1；t为0、1、2、3、4、或5。


2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中式(1)所表示的化合物中，R2为甲基、叔丁基、叔戊基、叔辛基、或α-戊基，b为1、2、3、或4。


3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，含有选自式(1-1)至式(1-4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，



式(1-1)至式(1-4)中，R2为甲基、叔丁基、叔戊基、叔辛基、或α-戊基。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物，其中第一添加物的比例为0.005质量％至2质量％的范围。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(2)所表示的化合物中的至少一种化合物作为第一成分，



式(2)中，R3及R4独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基；环B及环C独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、或2,5-二氟-1,4-亚苯基；Z1为单键、亚乙基、羰氧基、或亚甲基氧基；c为1、2、或3。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(2-1)至式(2-13)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分，



式(2-1)至式(2-13)中，R3及R4独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基。


7.根据权利要求5或6所述的液晶组合物，其中第一成分的比例为10质量％至85质量％的范围。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(3)所表示的化合物中的至少一种化合物作为第二成分，



式(3)中，R5为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或碳数2至12的烯基；环D为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氢吡喃-2,5-二基；Z2为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲基氧基；X1及X2独立地为氢或氟；Y1为氟、氯、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯氧基；d为1、2、3、或4。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(3-1)至式(3-35)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分，












式(3-1)至式(3-35)中，R5为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或碳数2至12的烯基。


10.根据权利要求8或9所述的液晶组合物，其中第二成分的比例为10质量％至85质量％的范围。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(4)所表示的化合物中的至少一种化合物作为第三成分，



式(4)中，R6及R7独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或碳数2至12的烯氧基；环E及环G独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、或四氢吡喃-2,5-二基；环F为2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-亚苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z3及Z4独立地为单键、亚乙基、羰氧基、或亚甲基氧基；e为1、2、或3，f为0或1；e与f的和为3以下。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(4-1)至式(4-27)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第三成分，









式(4-1)至式(4-27)...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上大辅，斋藤将之，奥村一雄，泽田道子，
申请(专利权)人：捷恩智株式会社，捷恩智石油化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP