化合物、液晶组合物和液晶显示元件制造技术

本发明专利技术提供一种化合物、液晶组合物和液晶显示元件。本发明专利技术所要解決的课题在于，提供能够实现高速响应性和高电压保持率(VHR)的液晶显示元件，并且提供能够同时实现快聚合速度、适当的倾斜形成、高倾斜稳定性、高电压保持率(VHR)的含有聚合性化合物的液晶组合物和使用其的烧屏(IS)被充分抑制或不发生的PSA型或PSVA型的液晶显示元件以及适合调制上述含有聚合性化合物的液晶组合物的化合物。解决课题的方法在于，本发明专利技术提供分子中具有通式(Y)所表示的结构的化合物、含有该化合物的液晶组合物以及使用该液晶组合物的元件。[化1]物以及使用该液晶组合物的元件。[化1]物以及使用该液晶组合物的元件。[化1]

【技术实现步骤摘要】
化合物、液晶组合物和液晶显示元件


[0001]本专利技术涉及液晶组合物和使用其的液晶显示元件以及聚合性化合物。

技术介绍

[0002]使用介电常数各向异性Δε显示负值的液晶组合物的液晶显示元件中，PSA、PSVA型的液晶TV、液晶监视器等正在普及，作为适用于这些用途的液晶组合物，在专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4或专利文献5等中公开了各种各样的聚合性化合物和含有其的液晶组合物。
[0003]然而，就迄今为止常用的含有聚合性化合物的液晶组合物的特性而言，在4K、8K这样高精细的液晶TV中并不充分。具体而言，4K、8K的液晶显示元件需要高精细的像素，由于配线、遮光部的区域增加而导致相当多的UV光被截止。因此，在PSA型、PSVA型的液晶显示元件的制造中的UV照射工序中，聚合性化合物不能充分聚合而残存较多的聚合性化合物。由此确认到倾斜形成变得不充分且响应速度恶化、取向性恶化导致的残影，此外，还确认到残存的聚合性化合物在驱动时缓慢聚合而使倾斜发生变化从而导致称为烧屏(IS)的显示不良。
[0004]基于以上内容，对于高精细的液晶电视、液晶监视器等PSA或PSVA型的液晶显示元件，需要与以往技术区别开来的极高的特性，并要求与以往相比能够以较弱或较少的UV光稳定地制造的液晶组合物。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2016
‑
216747
[0008]专利文献2：日本专利第4803320号
[0009]专利文献3：日本专利第6008065号
[0010]专利文献4：日本专利第6233550号
[0011]专利文献5：日本专利第5743132号

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]液晶组合物存在如下问题：容易因由背光发出的光、在液晶显示元件的制造过程中所照射的紫外线等活性能量射线而发生劣化，因液晶组合物的光劣化而产生的杂质会引起液晶面板的电压保持率(VHR)下降这样的问题。因此，要求能够实现高速响应和高VHR这两个特性的液晶显示元件。
[0014]本专利技术所要的解决的课题在于，提供能够实现高速响应性和高电压保持率(VHR)的液晶显示元件。其目的在于，提供能够同时实现快聚合速度、适当的倾斜形成、高倾斜稳定性、高电压保持率(VHR)的含有聚合性化合物的液晶组合物以及使用其的烧屏(IS)被充分抑制或不发生的PSA型或PSVA型的液晶显示元件、以及适合调制上述含有聚合性化合物
的液晶组合物的化合物。
[0015]用于解决课题的方法
[0016]本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，利用含有一种或两种以上具有特定化学结构的化合物的液晶组合物能够解决上述课题，从而完成了本申请专利技术。
[0017]专利技术效果
[0018]本专利技术的液晶组合物通过含有一种或两种以上在液晶组合物中的溶解性和低温保存性优异的前述具有特定化学结构的化合物，从而能够同时实现快聚合速度、适当的倾斜形成、高倾斜稳定性、高VHR。此外，通过使用本专利技术的液晶组合物，能够提供烧屏(IS)被充分抑制或不发生而表现出优异的显示品质且形成了高精细像素的PSA型或PSVA型的液晶显示元件。
具体实施方式
[0019]首先，对于本专利技术的液晶组合物进行说明。需说明的是，以下的说明中，“总量”的含义是“总质量”，各化合物的含量的单位“％”的含义是“质量％”。
[0020](极性化合物)
[0021]本专利技术的液晶组合物含有极性化合物，其具备吸附并捕集液晶组合物中存在的离子性化合物、自由基性化合物等极性杂质的功能。此外，前述极性化合物在结构中具有极性基，因此极性基吸附在夹持液晶组合物(液晶层)的基板表面而偏聚在基板表面附近。尤其是由于前述极性化合物为结构中同时具有聚合性基的聚合性极性化合物，因此借助通过前述聚合性极性化合物的聚合而得到的聚合物的效果，能够提高液晶组合物和液晶层的电阻率、VHR。
[0022]关于电阻率和VHR降低的因素，认为是杂质在液晶层内分散(扩散)所导致。本专利技术中，推测通过前述聚合性极性化合物的聚合而得到的聚合物所具有的极性基会与杂质形成结合或者形成相当于结合的极性引力，从而使得上述杂质被固定于通过上述聚合性极性化合物的聚合而得到的聚合物。如此，杂质被由聚合性极性化合物得到的聚合物吸附而捕集，从而杂质不会在整个液晶层内扩散，并且能够在基板表面附近固定化，因此能够抑制杂质导致的电阻率、VHR的降低。上述极性基可认为是能够起到例如存在氢键的质子的供体或受体等作用的结构，可以起到供体和受体中的任一者的作用，或者也可以起到两者的作用。
[0023]此外，前述聚合性极性化合物也与液晶显示元件的基板表面发生相互作用，容易从液晶组合物中向基板表面移动、局部存在。因此认为，UV照射时以单体集聚在基板表面上的状态高效地进行聚合，能够有效减少残存在液晶层中的聚合性化合物，由此也显示出使液晶组合物和液晶层的电阻率、VHR提高的效果。
[0024]根据本专利技术，具有通式(Y)所表示的结构的极性化合物由于在液晶组合物中的溶解性优异而析出少，在将该极性化合物添加于含有聚合性化合物的液晶组合物的情况下，聚合速度足够快且聚合反应充分进行，因此能够制成聚合后的未反应聚合性化合物的残留量少的含有聚合性化合物的液晶组合物。
[0025]本专利技术的极性化合物优选为包含通式(Y)所表示的结构的化合物。
[0026][化1][0027][0028](式中，黑点表示结合键，
[0029]X
y1
表示CR
y3
或氮原子，R
y3
表示选自由氢原子、P
y1
‑
S
y1
‑
或碳原子数1～30的直链或支链的烷基组成的组中的基团，该烷基中的氢原子可以被卤素原子、氰基或硝基取代，该烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
NH
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
或
‑
OCOO
‑
取代但
‑
O
‑
不连续，P
y1
表示聚合性基，S
y1
为单键或碳原子数1～12个的直链或支链的亚烷基，该亚烷基中的氢原子可以被卤素原子取代，该亚烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，其含有分子中包含通式(Y)所表示的结构的化合物，[化1]式中，黑点表示结合键，X
y1
表示CR
y3
或氮原子，R
y3
表示选自由氢原子、P
y1
‑
S
y1
‑
或碳原子数1～30的直链或支链的烷基组成的组中的基团，该烷基中的氢原子可以被卤素原子、氰基或硝基取代，该烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
NH
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
或
‑
OCOO
‑
取代但
‑
O
‑
不连续，P
y1
表示聚合性基，S
y1
为单键或碳原子数1～12个的直链或支链的亚烷基，该亚烷基中的氢原子可以被卤素原子取代，该亚烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
或
‑
S
‑
取代但2个以上
‑
O
‑
不会连续而导致邻接，X
y2
和X
y3
各自独立地为单键或碳原子数1～6个的亚烷基，该亚烷基中的氢原子可以被卤素原子、氰基或硝基取代，该亚烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
或
‑
S
‑
取代但2个以上
‑
O
‑
不会连续而导致邻接。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，所述分子中包含通式(Y)所表示的结构的化合物由下述通式(Y
‑
1)表示，[化2]式中，X
y1
、X
y2
和X
y3
表示与通式(Y)中的X
y1
、X
y2
和X
y3
相同的含义，R
y1
和R
y2
各自独立地表示选自由氢原子、卤素原子、氰基、P
y2
‑
S
y2
‑
、碳原子数1～30的直链或支链的烷基或通式(Y)所表示的结构组成的组中的基团，该烷基中的氢原子可以被卤素原子、氰基、硝基、P
y2
‑
S
y2
‑
或通式(Y)所表示的结构取代，该烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
或
‑
S
‑
取代但2个以上
‑
O
‑
不会连续而导致邻接，S
y3
为单键或碳原子数1～30个的直链或支链的亚烷基，该亚烷基中的氢原子可以被P
y2
‑
S
y2
‑
、卤素原子、氰基或硝基取代，该亚烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
或
‑
S
‑
取代但2个以上
‑
O
‑
不会连续而导致邻接，P
y2
表示聚合性基，S
y2
为单键或碳原子数1～12个的直链或支链的亚烷基，该亚烷基中的氢原子可以被卤素原子、氰基或硝基取代，该亚烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
或
‑
S
‑
取代但2个以上
‑
O
‑
不会连续而导致邻接，Z
y1
和Z
y2
各自独立地表示单键、
‑
C2H4‑
、
‑
C4H8‑
、
‑
C3H6‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOOCH2‑
、
‑
CH2OCOO
‑
、
‑
OCH2CH2O
‑
、
‑
CH＝CRa
‑
COO
‑
、
‑
CH＝CRa
‑
OCO
‑
、
‑
COO
‑
CRa＝CH
‑
、
‑
OCO
‑
CRa＝CH
‑
、
‑
COO
‑
CRa＝CH
‑
COO
‑
、
‑
COO
‑
CRa＝CH
‑
OCO
‑
、
‑
OCO
‑
CRa＝CH
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
CRa＝CH
‑
OCO
‑
、
‑
COOC2H4‑
、
‑
OCOC2H4‑
、
‑
C2H4OCO
‑
、
‑
CH2OCO
‑
、
‑
COOCH2‑
、
‑
OCOCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CF＝CF
‑
、
‑
CF＝CH
‑
、
‑
CH＝CF
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
CF2CH2‑
、
‑
CH2CF2‑
、
‑
CF2CF2‑
或
‑
C≡C
‑
，式中，Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1～4的烷基，M
y2
各自独立地表示3价的芳香族基、3价的环脂肪族基、3价的杂环式化合物基、3价的缩合环或3价的缩合多环，这些环结构中的氢原子可以被L
y1
取代，M
y1
和M
y3
各自独立地表示2价的芳香族基、2价的环脂肪族基、2价的杂环式化合物基、2价的缩合环或2价的缩合多环，这些环结构中的氢原子可以被L
y1
取代，L
y1
表示P
y2
‑
S
y2
‑
、卤素原子、氰基、硝基、碳原子数1～30的直链或支链的烷基或通式(Y)所表示的结构，该烷基中的氢原子可以被卤素原子、氰基、硝基、P
y2
‑
S
y2
‑
或通式(Y)所表示的结构取代，该烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OCOO
‑
、
‑
O
‑
、
‑
NH
‑
或
‑
S
‑
取代但2个以上
‑
O
‑
不会连续而导致邻接，在L
y1
存在多个的情况下，它们可以相同也可以不同，m和n各自独立地表示0～4的整数，其中，m+n的合计数为0～6，其中，通式(Y
‑
1)所表示的结构中所含的P
y1
和P
y2
的个数的合计为至少1个以上。3.根据权利要求2所述的液晶组合物，所述通式(Y
‑
1)中的M
y1
、M
y2
和M
y3
各自独立地表示选自由下述式(T
‑
1)至式(T
‑
21)组成的组中的基团，这些基团可以被L
y1
取代，[化3]式中，可以在任意的位置具有结合键，任意的
‑
CH＝各自独立地可以被
‑
N＝取代，
‑
CH2‑
各自独立地可以被
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
NR0‑
、
‑
CS
‑
或
‑
CO
‑
取代，但不包括
‑
O
‑
O
‑
键，式中，R0表示氢原子
或碳原子数1至20的烷基。4.根据权利要求2或3所述的液晶组合物，所述通式(Y
‑
1)中的P
y1
和P
y2
各自独立地表示选自以下的式(P
‑
1)～式(P
‑
14)所表示的组中的取代基，[化4]式中，黑点表示与S
y1
或S
y2
的结合键。5.根据权利要求2至4中任一项所述的液晶组合物，所述通式(Y
‑
1)中，结构中所含的P
y1
和P
y2
的个数的合计为至少2个以上。6.根据权利要求2至5中任一项所述的液晶组合物，所述通式(Y
‑
1)中，R
y1
和R
y2
各自独立地包含P
y2
‑
S
y2
‑
所表示的结构。7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶组合物，其含有1种或2种以上的与所述分子中包含通式(Y)所表示的结构的化合物结构不同的聚合性化合物A。8.根据权利要求7所述的液晶组合物，所述聚合性化合物A为通式(P)所表示的化合物，[化5]式中，R
p1
表示氢原子、氟原子、氰基、碳原子数1～15的烷基或
‑
Sp
p2
‑
P
p2
，该烷基中的1个或不相邻的2个以上
‑
CH2‑
各自独立地可以被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
COO
‑
或
‑
OCO
‑
取代，该烷基中的1个或2个以上氢原子各自独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代，P
p1
和P
p2
各自独立地表示通式(P
p1
‑
1)至通式(P
p1
‑
9)中的任一者，[化6]
式中，R
p11
和R
p12
各自独立地表示氢原子、碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的卤代烷基，W
p11
表示单键、
‑
O
‑
、
‑
COO
‑
、碳原子数1～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：门本丰，林正直，杉山弘和，井之上雄一，野吕大树，楠本哲生，
申请(专利权)人：DIC株式会社，
类型：发明
国别省市：