复合液晶组合物、显示元件及电场检测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种含有液晶化合物及聚合性化合物的复合液晶组合物、以及具备使 用该复合液晶组合物形成的高分子-液晶复合膜的显示元件及电场检测器。
【背景技术】
[0002] 由于高分子分散型液晶显示元件不需要偏光板,因而与使用偏光板的TN(TWisted Nematic,扭曲向列)、STN(Super Twisted Nematic,超扭曲向列)、IPS(In_Plane Switching,平面转换)或VA(Vertical Alignment,垂直取向)模式的液晶显示元件相比,有 可实现明亮显示的优点,由于元件的构成也简单,因此应用于调光玻璃等光闸用途、钟表等 段式显示用途。此外,为实现高精细显示,也研究与有源驱动元件组合而在投影仪用途、反 射型显示器用途等中应用。
[0003] 这样的背景下,当考虑高分子分散型液晶显示元件在移动电话、便携式游戏机、 PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)等移动设备中使用有源驱动的设备中 应用的情况时,由于在室外使用成为前提,因而要求在范围广泛的温度区域维持良好的显 示性能,提出有适用于这种目的的高分子分散型液晶显示元件(参照专利文献1)。
[0004] 此外,若可利用这样的高分子分散型液晶显示元件进行低电压驱动,则此处使用 的液晶装置作为高灵敏度的电场检测器中的装置构成元件也优选。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本专利特开2006-308883号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的技术问题
[0009] 但是,专利文献1中记载的高分子分散型液晶显示元件中使用的液晶组合物是含 有液晶化合物、及用于形成高分子的聚合性化合物的复合液晶组合物,为使An(双折射率) 不超出需要地变低,作为液晶化合物,将具有联苯骨架及三联苯骨架的液晶化合物、具有联 苯骨架的三环结构(具有3个亚苯基骨架的结构)的液晶化合物等的含量设定为高。但是,在 该情况下,液晶的驱动电压变高。因此,例如为了不使这样的液晶化合物的含量不过分多, 进而使An高于规定值,存在将具有萘环骨架的液晶化合物的含量设定为高的方法。但是, 该方法中,液晶组合物对光的稳定性降低。
[0010] 本发明是鉴于上述情况而完成,其技术问题在于提供一种复合液晶组合物,其为 含有液晶化合物及聚合性化合物、且An(双折射率)充分高的复合液晶组合物,进而可构成 光稳定性高、可进行低电压驱动的液晶装置。
[0011] 解决问题的技术手段
[0012] 本发明人为解决上述技术问题,组合各种液晶化合物及聚合性化合物进行研究, 结果发现通过组合组成为特定范围的液晶化合物及聚合性化合物,可解决上述技术问题, 从而完成本申请发明。
[0013] 即,本发明提供一种复合液晶组合物,其特征在于,为含有液晶化合物及聚合性化 合物的复合液晶组合物;
[0014] 作为上述液晶化合物,含有具有二环或三环型的联苯骨架的化合物、及该具有联 苯骨架的化合物以外的下述通式(I-a):
[0015] ΓΟΠ
[0016]
[0017] tvT,《·衣小耿;尔丁mi~1即、」>兀35现耿;尔丁划^~1〇的烯基,存在于该烷基或稀 基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代;
[0018] C1表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、吡喃-1,4-二基或茚 满-2,5-二基,该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲 氧基、乙基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0019] C2及C3分别独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四 氢萘-2,6-二基、2,6_亚萘基或茚满-2,5-二基,该1,4_亚苯基、1,2,3,4_四氢萘-2,6-二基、 2,6_亚萘基及茚满-2,5-二基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲 氧基、乙基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0020] Z1及 Z2分别独立地表示单键、-ch2ch2-、-c 三 c-、-cf2〇-、-coo-或-oco-,C2 及 C3为 1, 4-亚苯基时的 Z2 为-CH2CH2-、-c 三 C-、-cf2〇-、-coo-或-oco-;
[0021] X1表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基(存在于该烷基或烯基中的 1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代)、氟原子、氯原 子、三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基或异氰酸酯基;
[0022] η1表示0、1或2,其中,在η1为2的情况中,存在的多个C1及Z 1分别可以相同,也可不 同)所表示的2种以上的化合物;
[0023] 相对于上述液晶化合物的总含量,上述具有联苯骨架的化合物的含量为20质量% 以下;相对于上述液晶化合物的总含量,上述通式(I-a)所表示的化合物中C 1为1,4_亚环己 基且η1不为0的化合物的含量为45质量%以上;
[0024] 作为上述聚合性化合物,含有选自下述通式(ΙΙ-al)及(II_a2)所表示的化合物中 的1种或2种以上的化合物:
[0025] [化2]
[0026]
[0027] (式中,η2分别独立地表示3~14的整数)、及下述通式(ΙΙ-b)所表示的化合物:
[0028] [化3]
[0029]
[0030] (式中,B1表示氢原子或甲基;
[00311 B2表示单键或碳原子数1~3的亚烷基,存在于该亚烷基中的1个或2个以上的亚甲 基可以以氧原子相互不直接结合的方式分别独立地被氧原子、-co-、-coo-或-0C0-取代,存 在于该亚烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地被氟原子取代;
[0032] B3及B4分别独立地表示碳原子数3~11的烷基,存在于该烷基中的1个或2个以上的 亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式分别独立地被氧原子、-⑶-、-coo-或-〇⑶-取 代,存在于该烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地被氟原子取代);
[0033] 选自上述通式(ΙΙ-al)及(II_a2)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物:上 述通式(Π-b)所表示的化合物的含量(质量)之比为70:30~30:70;
[0034]上述液晶化合物的总含量为65~85质量%,上述聚合性化合物的总含量为15~35 质量%。
[0035]此外,本发明提供一种显示元件,其特征在于,依序设置有透明基板、透明电极、高 分子-液晶复合膜及透明基板,上述透明电极可接地,上述高分子-液晶复合膜使用上述复 合液晶组合物而形成。
[0036]此外,本发明提供一种电场检测器,其特征在于,具备电场检测部,该电场检测部 依序设置有透明基板、透明电极、高分子-液晶复合膜及透明基板,上述透明电极可接地,上 述高分子-液晶复合膜使用上述复合液晶组合物而形成。
[0037]发明的效果
[0038]根据本发明,提供一种复合液晶组合物,为含有液晶化合物及聚合性化合物、且Δ η(双折射率)充分高的复合液晶组合物,进而可构成光稳定性高、可进行低电压驱动的液晶 装置。
【具体实施方式】
[0039] <复合液晶组合物>
[0040]本发明涉及的的复合液晶组合物的特征在于:含有液晶化合物及聚合性化合物;
[0041] 作为上述液晶化合物,含有具有二环或三环型的联苯骨架的化合物(以下有时简 记为"具有联苯骨架的化合物")、及该具有联苯骨架的化合物以外的下述通式(I-a):
[0042] [化 4]
[0043]
[0044] (式中表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,存在于该烷基或烯 基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代;
[0045] C1表示1,4_亚苯基、1,4_亚环己基、1,3_二噁烷-2,5-二基、吡喃-1,4_二基或茚 满-2,5-二基,该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲 氧基、乙基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0046] C2及C3分别独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四 氢萘-2,6-二基、2,6_亚萘基或茚满-2,5-二基,该1,4_亚苯基、1,2,3,4_四氢萘-2,6-二基、 2,6_亚萘基及茚满-2,5-二基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲 氧基、乙基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0047] Z1及 Z2分别独立地表示单键、-ch2ch2-、-c 三 c-、-cf2〇-、-coo-或-oco-,C2 及 C3为 1, 4-亚苯基时的 Z2 为-CH2CH2-、-c 三 C-、-cf2〇-、-coo-或-oco-;
[0048] X1表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基(存在于该烷基或烯基中的 1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代)、氟原子、氯原 子、三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基或异氰酸酯基;
[0049] η1表示0、1或2,其中,在η1为2的情况下,存在的多个C1及Z 1分别可以相同,也可不 同)所表示的2种以上的化合物;
[0050] 相对于上述液晶化合物的总含量,上述具有联苯骨架的化合物的含量为20质量% 以下;相对于上述液晶化合物的总含量,上述通式(I-a)所表示的化合物中C 1为1,4_亚环己 基且η1不为0的化合物的含量为45质量%以上;
[0051] 作为上述聚合性化合物,含有选自下述通式(ΙΙ-al)及(II_a2)所表示的化合物中 的1种或2种以上的化合物:
[0052] [化5]
[0053]
[0054] (式中,η2分别独立地表示3~14的整数)、及下述通式(ΙΙ-b)所表示的化合物:
[0055] 「化fil
[0056]
[0057] (式中,B1表示氢原子或甲基;
[0058] B2表示单键或碳原子数1~3的亚烷基,存在于该亚烷基中的1个或2个以上的亚甲 基可以以氧原子相互不直接结合的方式分别独立地被氧原子、-co-、-coo-或-0C0-取代,存 在于该亚烷基中的1个或2个以上的氢原子分别独立地可被氟原子取代;
[0059] B3及B4分别独立地表示碳原子数3~11的烷基,存在于该烷基中的1个或2个以上的 亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式分别独立地被氧原子、-⑶-、-coo-或-〇⑶-取 代,存在于该烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地被氟原子取代);
[0060] 选自上述通式(ΙΙ-al)及(II_a2)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物:上 述通式(Π -b)所表示的化合物的含量(质量)之比为70:30~30:70;
[0061] 上述液晶化合物的总含量为65~85质量%,上述聚合性化合物的总含量为15~35 质量%。
[0062] 本发明的复合液晶组合物如上所述,作为液晶化合物及聚合性化合物,分别仅含 有特定范围的量的特定的组合,从而是A η(双折射率)充分高的复合液晶组合物。此外,特 别适用于光稳定性充分高、可进行低电压驱动的液晶装置的构成。
[0063] 上述通式(I-a)所表示的化合物优选不仅具有范围广泛的液晶温度范围,还具有 高比电阻值、高介电常数各向异性、高折射率各向异性、低粘性,优选可对液晶组合物赋予 优异的耐热性及耐光性。尤其是为了利用有源元件进行驱动,上述通式(I-a)所表示的化合 物优选具有高比电阻值、高双折射率、低粘性。
[0064] 就具有范围广泛的液晶温度范围、低温区域内的向列稳定性及相溶性、且具有高 双折射率及比电阻值的方面而言,通式(I-a)所表示的化合物优选为通式(IV-a)所表示的 化合物。
[0065] [化7]
[0066]
[0067](式中,R11表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,存在于该烷基或烯 基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代;
[0068] C11表示1,4_亚苯基或1,4_亚环己基,该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个或2个 以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0069] Z11 表示单键或-CH2CH2-;
[0070] X11表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基(存在于该烷基或烯基中的 1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代)、氟原子、氯原 子、异氰酸酯基
、三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基或下述通式(iv-b):
[0071] [化8]
[0072] -C12-X18 (IV-b)
[0073] (式中,C12表示1,4_亚苯基或1,4_亚环己基,该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个 或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0074] X18表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基(存在于该烷基或烯基中的 1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代)、氟原子、氯原 子、异氰酸酯基、三氟甲基、三氟甲氧基或二氟甲基);
[0075] X12~X17分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、甲基、甲 氧基或乙基;
[0076] η11表示0或1)。
[0077]具备上述复合液晶组合物的元件的驱动电压与光散射性的关系相反,就通式(IV-a)所表示的化合物而言,尤其是当η11为1的情况下,若C 1为1,4_亚环己基,贝撒射性高,且驱 动电压变低,因此优选。此外,η11为0的情况也优选。
[0078] 进而,通式(IV-a)所表示的化合物优选为双折射率为0.2~0.33,在介电各向异性 为正的情况中优选为8~14,在介电各向异性为负的情况中优选为-4~-7。
[0079] 在通式(IV-a)中,作为R11,优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~6的烯基(存 在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧 原子取代),更优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基。
[0080] 作为Z11,优选为单键。
[0081] 作为X11,优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基或氟原子。
[0082] X12~X17优选为氢原子、氟原子或甲基,更优选为X12~X 17中的1个以上、3个以下为 氟原子或甲基。
[0083] 进而,通式(IV-a)所表示的化合物优选为下述通式(IV-c)~(IV-i)所表示的化合 物,
[0084] [化9]
[0085]
[0086] (式中,R31、R32及R33分别独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧 基;
[0087] X61~X69及X?分别独立地表示氢原子、氟原子或甲基;
[0088] X71~X76及X71'~X76'分别独立地表示氢原子或氟原子。)
[0089] 这些之中,更优选X61~X66及X?全部为氢原子、或者X61~X 66及X?的至少1个以上、3 个以下为氟原子或甲基的化合物,以及X71~X76及X71'~X 76'的至少1个以上、3个以下为氟原 子的化合物。
[0090] 进而,通式(IV-a)所表示的化合物更优选为下述通式(IV-j)~(IV-u)所表示的化 合物。
[0091] [化 10]
[0092]
[0093] (式中,R35、R36及R37分别独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧 基;
[0094] X81、X84、X85及X86分别独立地表示氢原子或氟原子;X 82及X83分别独立地表示氢原 子、氟原子或甲基,式(IV-n)及(IV-o)中的X 82~X86的至少1个以上、3个以下为氟原子或甲 基,
[0095] X87及X88分别独立地表示氢原子或氟原子。)
[0096] 通式(IV-a)所表示的化合物的特征为显示高双折射率,若应用于复合液晶组合 物,则有时存在如下情况:由于具有-c = c-结合基团(三键基团),因而因捕获聚合时产生的 自由基的作用而造成聚合阻碍,在聚合后聚合性化合物(单体)大量残留于液晶中,电压-透 过率特性经时性地发生变化,而产生可靠性降低等。因此,为了提高具有复合液晶膜的元件 的可靠性,相对于液晶化合物的总含量,通式(IV-a)所表示的化合物的含量优选设为40% 质量以下。
[0097] 在控制通式(IV-a)所表示的化合物的含量的情况中,为了提高复合液晶组合物的 双折射率,除了通式(IV-a)所表示的化合物以外,还需要并用双折射率高且介电各向异性 高的化合物。
[0098] 由于与上述通式(IV-a)所表示的化合物的情况相同的理由,通式(I-a)所表示的 化合物优选为下述通式(V_a)或(V_b)所表示的化合物。
[0099] [化11]
[0100]
[0101] (式中,R21及R31分别独立地表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基, 存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被 氧原子取代;
[0102] C21及C31分别独立地表示1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,该1,4-亚苯基未被取代、或 可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0103] Y21表示苯基或环己基;
[0104] Y31表示1,4_亚苯基或1,4_亚环己基;
[0105] X21及X31分别独立地表示氟原子、氯原子、异氰酸酯基、三氟甲基、三氟甲氧基或二 氟甲基;
[0106] X22~X26及X32~X36分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧 基;
[0107] Z21及Z31分别独立地表示单键或-CH2CH2-;
[0108] Z22及Z32分别独立地表示单键、-CH2CH2-或-CF 2〇-;
[0109] η21及 η31表示0或1。)
[0110]通式(V-a)及(V-b)所表示的化合物的优点是兼具9~22的高介电各向异性与0.12 ~0.33的高双折射率,因此通过与通式(IV-a)的化合物组合,对获得高双折射率及高介电 各向异性有用,因而优选,特别优选氟原子数为4以上且介电各向异性显示15以上的化合 物。但是,通式(V-a)及(V-b)所表示的化合物的结晶性高,因此存在熔点高的情况,这种情 况下,由于粘性变高,因而相对于液晶化合物的总含量,通式(V-a)或(V-b)所表示的化合物 的含量优选设为25%以下。
[0111]在通式(V-a)及(V-b)中,作为R21及R31,优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2 ~6的烯基(存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结 合的方式被氧原子取代),该烯基优选为下述式(V-c):
[0112] [化 12]
[0113]
[0114] (结构式设为在右端直接或者隔着氧原子与环连接)所表示的基团,更优选为碳原 子数1~5的烷基。
[0115] 在通式(V-a)及(V-b)中,作为C21及C31,优选为1,4_亚环己基。
[0116] 作为Z21及Z31,优选为单键。
[0117]作为X21及X31,优选为氟原子或三氟甲氧基,更优选为氟原子。
[0118] 就通式(V-b)所表示的化合物而言,在η31为1的情况中,若C31为1,4-亚环己基,则 在上述复合液晶组合物中,光稳定性良好,驱动电压不变高,因此优选。此外,在η 31为0的情 况中,通过使用Υ31为具有氟原子的1,4_亚苯基、双折射率为0.15以上、介电各向异性为15以 上、熔点为70°C以下的化合物,在上述复合液晶组合物中,溶解性变高,熔点变低,对高介电 各向异性及双折射率的实现有效,因此优选。
[0119] 进而,通式(V-a)或(V-b)所表示的化合物优选为下述通式(V-1)~(V-33)所表示 的化合物。
[0120] [化13]
[0121]
[0122] (式中,R11表示碳原子数1~5的烷基)。
[0123] [化 14]
[0124]
[0125] (式中,R11表示碳原子数1~5的烷基)。
[0126] 由于与上述通式(IV-a)所表示的化合物的情况相同的理由,通式(I-a)所表示的 化合物优选为下述通式(VI-a)或(VI-b)所表示的化合物。
[0127] [化 15]
[0128]
[0129](式中,R41及R51分别独立地表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基, 存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被 氧原子取代;
[0130] C41及C51分别独立地表示1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,该1,4-亚苯基未被取代、或 可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0131] Y41表示苯基或环己基;
[0132] Y51表示1,4_亚苯基或1,4_亚环己基;
[0133] X41及X51分别独立地表示氟原子、氯原子、异氰酸酯基、三氟甲基、三氟甲氧基或二 氟甲基;
[0134] X42~X45及X52~X55分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧 基;
[0135] Z41及Z51分别独立地表示单键或-CH2CH2_;
[0136] Z42及Z52分别独立地表示单键、-CH2CH2-或-CF 2〇-;
[0137] η41及 η51表示0或1。)
[0138] 通式(VI-a)及(VI-b)所表示的化合物尤其是介电各向异性为17以上、熔点为50°C 以下的化合物有用,在上述复合液晶组合物中,溶解性变高,熔点变低,对高介电各向异性 的实现有效,因此优选。但是,多数情况下通式(VI-a)及(VI-b)所表示的化合物的双折射率 的值显示0.13以下,有降低双折射率的作用,因此相对于液晶化合物的总含量,通式(VI-a) 或(VI-b)所表示的化合物的含量优选为设为25%以下。此外,若设为这样的含量,则在使用 上述复合液晶组合物的复合液晶元件中,利用高介电各向异性的作用获得降低驱动电压的 效果,因此优选。
[0139] 在通式(VI-a)及(VI-b)中,作为R41及R51,优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数 2~6的烯基(存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结 合的方式被氧原子取代),该烯基优选为式(VI-c):
[0140] [化 16]
[01411
[0142] (结构式设为在右端直接或者隔着氧原子而与环连接)所表示的基团,更优选为碳 原子数1~5的烷基。
[0143] 在通式(VI-a)及(VI-b)中,作为C41及C51,优选为1,4_亚环己基。
[0144] 作为Z41及Z51,优选为单键。
[0145]作为X41及X51,优选为氟原子或三氟甲氧基,更优选为氟原子。
[0146] 进而,通式(VI-a)或(VI-b)所表示的化合物优选为下述通式(VI-1)~(VI-42)所 表示的化合物。
[0147] [化 17]
[0150] [化 18]
[0148]
[0149]
[0151]
[0152]
[0153] (式中,R11表示碳原子数1~5的烷基。)
[0154] 此外,为了获得进一步的液晶温度区域的扩大、高介电常数、或低粘性,复合液晶 组合物也优选除了含有通式(IV-a)、(V-a)、(V-b)、(VI-a)及(VI-b)所表示的化合物以外, 还含有下述通式(VIII-a)所表示的化合物。
[0155] 「化 191
[0156]
[0157] (式中,R61及R62分别独立地表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基, 存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被 氧原子取代;
[0158] C61、C62及C63分别独立地表示1,4_亚苯基或1,4_亚环己基,该1,4_亚苯基未被取 代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基;
[0159] Z61及Z62分别独立地表示单键或-CH2CH2- ;
[0160] η61表示0、1或2。其中,在η61为2的情况中,存在的多个C61及Z 61分别可以相同,也可 不同。)
[0161] 在通式(VIII-a)中,作为R61及R62,优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~6的 烯基(存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方 式被氧原子取代),该烯基优选为上述式(V-c)所表示的基团,更优选为碳原子数1~5的烷 基或烷氧基。
[0162] 此外,尤其是在想要获得低粘性的情况中,优选η61为0,C62及C63为1,4-亚环己基, Ζ62为单键。
[0163] 此外,尤其是在想要扩大液晶温度范围的情况中,优选η61为0或1,C61及C62为1,4_ 亚环己基,C 63为1,4_亚苯基(该1,4_亚苯基未被取代、或可
具有1个或2个以上的氟原子、甲 基作为取代基),Z61为单键或-CH 2CH2-,Z62为单键。
[0164]此外,尤其是在想要获得高折射率的情况中,优选η61为1,C61为1,4_亚环己基或1, 4-亚苯基(该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、甲基作为取代基),C62 及C63为1,4-亚苯基(该1,4-亚苯基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子或甲基作为 取代基)。
[0165] 进而,通式(VIII-a)所表示的化合物更优选为选自由下述通式(LC6_a)~(LC6-m) 所表示的化合物所组成的组中的1种或2种以上的化合物:
[0166] [化 20]
[0167]
[0168] (式中,RLG61及RLG62分别独立地表示碳原子数1~7的烷基、碳原子数1~7的烷氧基、 碳原子数2~7的烯基或碳原子数2~7的烯氧基)。
[0169] 此外,为了获得进一步的液晶温度区域的扩大、高双折射率、或低粘性,复合液晶 组合物也优选除了含有通式(IV-a)、(V-a)、(V-b)、(VI-a)及(VI-b)所表示的化合物以外, 还含有下述通式(IX-a)所表示的化合物。
[0170] [化 21]
[0171] i.I
[0172] (式中,R71表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,存在于该烷基或烯 基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代;
[0173] C71、C72及C73分别独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或茚满-2,5-二基,该1,4-亚苯基、茚满-2,5-二基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲 基或三氟甲氧基作为取代基;
[0174] Z71及Z72分别独立地表示单键、-CH2CH2-或-CF 2〇-;
[0175] X71表示氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基或异氰酸酯基;
[0176] η71表示0、1或2。其中,在η71为2的情况中,存在的多个C71及Z 71分别可以相同,也可 不同。)
[0177] 在通式(IX-a)中,作为R71,优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~6的烯基(存 在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧 原子取代),该烯基优选为上述式(V-c)所表示的基团,更优选为碳原子数1~5的烷基或碳 原子数1~5的烷氧基。
[0178] 作为X71,优选为氟原子或三氟甲氧基,更优选为氟原子。
[0179]此外,尤其是在想要获得高介电常数的情况中,优选为η71为0或1,C71为1,4-亚环 己基,C72为1,4_亚环己基或1,4_亚苯基(该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个或2个以上的 氣原子、甲基作为取代基),C 73为2-氣-1,4_亚苯基、3-氣-1,4_亚苯基、2,6_二氣-1,4_亚苯 基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,Z 71及Z72为单键。
[0180]此外,尤其是在想要扩大液晶温度范围的情况中,优选为η71为2,C71为1,4_亚环己 基,C72为1,4_亚环己基或1,4_亚苯基,C73为2-氟-1,4_亚苯基、3-氟-1,4_亚苯基、2,6_二 氟-1,4-亚苯基或3,5-二氟-1,4-亚苯基,Z 71及Z72为单键或-CH2CH2-。
[0181] 进而,通式(IX-a)所表示的化合物优选为选自由下述通式(LC1 -a)~(LC1 -c):
[0182] [化 22]
[0183:
[0184] (式中,RLm、YLQ1、XLC1lXLQ2分别独立地表示与上述通式(LC1)中的R LQ1、YLm、 XLQ1及XLG12相同的含义;ALGlal、ALGla2及, Glbl表示反-1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基、1, 3-二噁烷-2,5-二基;XLQbl、XLQb2、XLeic:1~X LQ。4分别独立地表示氢原子、Cl、F、CF3或0CF3)所 表示的化合物所组成的组中的1种或2种以上的化合物。
[0185] RLQ1优选分别独立地为碳原子数1~7的烷基、碳原子数1~7的烷氧基、碳原子数2 ~7的烯基,更优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基。
[0186] XLQ1~Χ?α。4优选分别独立地为氢原子或F。
[0187] YLQ1优选分别独立地为F、CF3或0CF3。
[0188] 此外,通式(LC1)优选为选自由下述通式(LCl-d)至通式(LCl-m)所表示的化合物 所组成的组中的1种或2种以上的化合物:
[0189] 「化 231
[0190]
[0191 ](式中,RLm、YLQ1、XLC1^XLQ2分别独立地表示与上述通式(LC1)中的R LQ1、YLm、 XLcn 及 XLC12 相同的含义;ALCldl、ALClf 1、ALClgl、ALCljl、ALClkl、A LClk2、ALClml ~ALClm3 表示 1,4-亚苯 基、反-1,4-亚环己基、四氢吡喃^-二基^一-二噁烷^-二基#^1』^2^. 1、 ^LClf2 ^LClgl ^LClg2 ^LClhl ^LClh2 ^LClil ^LCli2 ^LCljlj4 ^LClkl ^LClk2 ^LClml^^LClm2^^|j^ 立地表示氢原子、Cl、F、CF3或0CF3; ZLGldl、ZLQel、ZLG1 jl、ZLQkl、ZLGlml分别独立地表示单键、-CH =CH-、-CF = CF-、-C 三 C-、-CH2CH2-、-( CH2) 4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-⑶0-或- oco-)ο
[0192] RLQ1优选分别独立地为碳原子数1~7的烷基、碳原子数1~7的烷氧基、碳原子数2 ~7的烯基,更优选为碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基。
[0193] XLQ1~XLQm2优选分别独立地为氢原子或F。
[0194] YLQ1优选分别独立地为F、CF3或0CF3。
[0195] ZLCldl ~ZLQml 优选分别独立地为-CF20-、-0CH2-〇
[0196] 为了去除杂质等、或进一步提高比电阻值的目的,含有这些液晶化合物的复合液 晶组合物可以实施利用二氧化硅、氧化铝等的精制处理。而且,比电阻值优选为1〇 12Ω · cm 以上,更优选为1〇13 Ω · cm以上。
[0197] 进而,在复合液晶组合物中,也可根据目的添加手性化合物、二色性色素、染料等 掺杂剂。
[0198] 复合液晶组合物含有的通式(I-a)所表示的化合物为2种以上,通过这样地并用多 种,本发明充分地表现其效果。
[0199] 复合液晶组合物中,相对于上述液晶化合物的总含量,上述通式(I-a)所表示的化 合物中C1为1,4_亚环己基且η 1不为0的化合物的含量优选为45质量%以上,80质量%以下。 如此一来,通过将C1为1,4_亚环己基的化合物的含量设为特定的范围,复合液晶组合物成 为至少△ η(双折射率)为0.16以上、为充分高的复合液晶组合物,介电各向异性也成为6以 上,进而,复合液晶元件成为适用于光稳定性高、光散射强、且可进行低电压驱动的液晶装 置的构成。
[0200] 上述具有二环或三环型的联苯(biphenyl)骨架的化合物只要为具有2个或3个亚 苯基(该亚苯基未被取代、或可具有1个或者2个以上的取代基)相连接的结构的化合物即 可,若满足该条件,则也可为对应于先前说明的通式(I-a)所表示的化合物。此处,上述取代 基中作为优选的取代基可列举氟原子、氯原子、甲基、甲氧基、乙基、三氟甲基及三氟甲氧 基。
[0201] 就上述具有联苯骨架的化合物而言,作为对应于通式(I-a)所表示的化合物的化 合物,例如可列举通式(I-a)中-d-C'-d-C 2-及-C2-Z2-C3-中的1个或2个以上为联 苯骨架(联苯基,或者具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲氧基、乙基、三氟甲基或 三氟甲氧基作为取代基的联苯基)的化合物。其中,在-ciz^c 1-或-d-zic2-为联苯骨架的 情况中,η1为1或2。它们的含量优选为相对于上述液晶化合物的总含量为0~20%。
[0202] 进而,就上述具有联苯骨架的化合物而言,作为对应于通式(I-a)所表示的化合物 的优选化合物,例如可列举:上述通式(IV-a)所表示的化合物中,
[0203] η11为l、Cn为1,4_亚环己基、Z11为单键,
[0204] X11为通式(IV-b)所表示的基团,C12为1,4_亚苯基(该1,4_亚苯基可具有1个或2个 以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基)。
[0205] 此外,就上述具有联苯骨架的化合物而言,作为对应于通式(I-a)所表示的化合物 的优选化合物,可列举:上述通式(V-b)所表示的化合物中,η 31为1,C31为1,4_亚环己基,Z31 为单键,Y31为1,4_亚苯基(该1,4_亚苯基可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟 甲基或三氟甲氧基作为取代基)。
[0206] 此外,就上述具有联苯骨架的化合物而言,作为对应于通式(I-a)所表示的化合物 的优选化合物,可列举:上述通式(vi-b)所表示的化合物中,η51为0,Y51为1,4-亚苯基(该1, 4-亚苯基可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代 基),Z52为单键。
[0207] 此外,就上述具有联苯骨架的化合物而言,作为对应于通式(I-a)所表示的化合物 的优选化合物,可列举:上述通式(VIII-a)所表示的化合物中,η 61为1或2,-C61-Z61-C61-、-C61-Z 61-C62-及-C62-Z62-C63-中的1个或2个以上为1,4-亚环己基,在1,4-亚环己基为1个的情 况中,剩余的为联苯骨架(联苯基,或者具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、三氟甲 基或三氟甲氧基作为取代基的联苯基)。其中,在-c 62-z62-c62-为联苯骨架的情况中,这样的 通式(I-a)所表示的化合物的含量优选为相对于上述液晶化合物的总含量为0~20%。此 外,在-C 61-Z61-C62-Z62-C63-为三联苯骨架的情况中,这样的通式(VIII-a)所表示的化合物 的含量优选为相对于上述液晶化合物的总含量为〇~1 〇 %。
[0208] 此外,就上述具有联苯骨架的化合物而言,作为对应于通式(I-a)所表示的化合物 的优选化合物,可列举:上述通式(IX-a)所表示的化合物中,在η 71为1或2的情况中,-C71-Z71-C71-、-C 71-Z71-C72-及-C72-Z72-C 73-中的1个或2个以上为1,4_亚环己基,在1,4_亚环己基 为1个的情况中,剩余的为联苯骨架(联苯基,或者具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲 基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基的联苯基)。在-c 71-z71-c72-z72-c73-为三联苯骨架的 情况中,这样的通式(IX-a)所表示的化合物的含量优选为相对于上述液晶化合物的总含量 为0~10%〇
[0209] 就上述复合液晶组合物而言,相对于上述液晶化合物的总含量,上述具有联苯骨 架的化合物的含量为20质量%以下,可为0质量%。如此,就减小与液晶分子的相互作用(锚 定力)的观点而言,通过将具有联苯骨架的化合物的含量设为特定的范围,复合液晶组合物 的An(双折射率)充分高,降低粘性,进而,成为适用于光稳定性高、可进行低电压驱动的液 晶装置的构成的复合液晶组合物。
[0210] 复合液晶组合物可含有上述具有联苯骨架的化合物及通式(I-a)所表示的化合物 以外的其他液晶化合物,上述其他液晶化合物的含量相对于液晶化合物的总含量之比率优 选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下,可为0质量%。
[0211] 就复合液晶组合物而言,上述液晶化合物(上述具有联苯骨架的化合物、通式(I-a)所表示的化合物、及其他液晶化合物)的总含量为65~85质量%,优选为72~82质量%。 如此,将液晶化合物的总含量设为特定的范围,从而复合液晶组合物的A η(双折射率)充分 高,进而,成为适用于光稳定性高、可进行低电压驱动的液晶装置的构成的复合液晶组合 物。
[0212] 作为聚合性化合物的上述通式(ΙΙ-al)及(II_a2)所表示的化合物为二官能性丙 烯酸酯,上述复合液晶组合物含有的通式(Π -al)及(ΙΙ-b)所表示的化合物可分别仅为1 种,也可为2种以上。
[0213] 通式(ΙΙ-al)及(II_a2)中,η2分别独立地为3~14,在并用2种以上(多种)的通式 (II -a 1)或(II -a2)所表示的化合物的情况中,η2的平均值优选为6~8,特别优选为7。如此 使用通式(Π -al)及(II_a2)所表示的化合物,就聚合速度或与液晶的相溶性
、与液晶分子 的相互作用(锚定力)的观点而言,是优选的。也优选同时使用η的值不同的化合物。
[0214] 作为通式(ΙΙ-al)所表示的化合物,可列举下述式(ΙΙ-al-l)~(II-al-12)所表示 的化合物。
[0215][化 24]
[021 丨
[0217] 作为通式(II-a2)所表示的化合物,可列举下述式(II-a2_l)~(II-a2_12)所表示 的化合物。
[0218] [化 25]
[0219]
[0220] 作为聚合性化合物的上述通式(ΙΙ-b)所表示的化合物为单官能性丙烯酸酯。
[0221] 在通式(ΙΙ-b)中,B1优选为氢原子。即便使用B1为甲基的通式(ΙΙ-b)所表示的化合 物,本发明也表现其优异的效果,但B 1为氢原子的上述化合物就聚合速度更快的方面而言 是有利的。
[0222] 在通式(ΙΙ-b)中,B2优选为单键或碳原子数1~3的亚烷基。
[0223] 在通式(ΙΙ-b)中,B3及B4优选分别独立地为碳原子数3~11的烷基。
[0224] 在通式(ΙΙ-b)所表示的化合物那样的单官能单体的情况中,若分子量过低,则造 成真空注入时挥发的问题。因此,通式(Π -b)所表示的化合物的分子量优选为280以上。因 此,B2、B3及B4的关系并非完全独立。例如,在B 1为氢原子、B2为亚甲基、B3为辛基的情况中,B4 优选为碳原子数5以上的烷基。
[0225] 通式(ΙΙ-b)所表示的化合物优选为二分支结构。此处,所谓二分支结构,意思是B3 及B4为相同结构,或者类似的结构。因此,不优选B3及B4的长度极不同。B 3及B4的长度的差以 原子数计,需要设为8以内,优选为6以内,更优选为4以内,进一步优选为2以内,最优选为B3 及B4的长度相同。
[0226] 此外,B3及B4优选为碳原子数4~10的烷基,更优选为碳原子数5~9的烷基。
[0227] 另一方面,作为B3及B4,烷基、烷基醚基、酯基等为分支结构在本发明中不优选。
[0228] 通式(ΙΙ-b)所表示的化合物优选为下述通式(ΙΙ-bl)所表示的化合物。
[0229] [化 26]
[0230]
[0231] (式中,B5表示单键或碳原子数1~3的亚烷基,B6及B7分别独立地表示碳原子数4~ 10的烷基)。
[0232] 就通式(ΙΙ-b)所表示的化合物而言,可容易地获取市售品。在合成通式(ΙΙ-b)所 表示的化合物的情况中,可适当地应用使具有环氧基的化合物、与可与丙烯酸等环氧基进 行反应的聚合性化合物进行反应的方法等公知的方法。
[0233] 通式(ΙΙ-b)所表示的化合物优选为下述式(II-c)~(II-Z)、(II-aa)~(ΙΙ-al)所 表示的化合物。
[0234] [化 27]
[0235
[0236][化 28]
[0241] 上述复合液晶组合物含有的通式(ΙΙ-b)所表示的化合物可仅为1种,也可为2种以 上。
[0242] 就上述复合液晶组合物含有上述通式(ΙΙ-a)所表示的化合物、及上述通式(II-b) 所表示的化合物而言,通式(Π -a)所表示的化合物:通式(ΙΙ-b)所表示的化合物的含量(质 量)之比为70:30~30:70,优选为65:35~45:55。如此一来,通过将这些聚合性化合物的含 量之比设为特定的范围,可将使用复合液晶组合物的元件设为驱动电压充分低、且光散射 性充分高,进而,就光稳定性高、减弱与液晶分子的相互作用的作用而言也优选,此外,就形 成于液晶层中的下述透明性高分子物质的形态增强光散射的观点而言也优选,成为适用于 可进行低电压驱动的液晶装置的构成的复合液晶组合物。
[0243] 复合液晶组合物可含有通式(ΙΙ-a)所表示的化合物及通式(II-b)所表示的化合 物以外的其他聚合性化合物,上述其他聚合性化合物的含量相对于聚合性化合物的总含量 之比率优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为3质量%以下,可为0质 量%。
[0244] 就上述复合液晶组合物而言,上述聚合性化合物(通式(ΙΙ-a)所表示的化合物、通 式(Π -b)所表示的化合物、及其他聚合性化合物)的总含量为15~35质量%,优选为18~28 质量%。如此一来,通过将聚合性化合物的总含量设为特定的范围,可将使用复合液晶组合 物的元件设为驱动电压充分低,且光散射性充分高,进而,成为适用于光稳定性高的液晶装 置的构成的复合液晶化合物。
[0245] 作为上述聚合性化合物的聚合方法,可列举自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合 等,优选为自由基聚合。
[0246] 作为自由基聚合引发剂,可使用热聚合引发剂、光聚合引发剂,优选使用光聚合引 发剂。
[0247] 作为优选的光聚合引发剂,例如可列举:二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基 丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮(2,2_二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮)、1-(4_异丙基苯 基) _2_羟基_2_甲基丙烷-1-酬、4_ (2_羟基乙氧基)苯基_(2_羟基_2_丙基)酬、1_羟基环己 基-苯基酮、2-甲基-2-吗啉基(4-硫甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉 基苯基)-丁酮等苯乙酮系光聚合引发剂;
[0248] 安息香、安息香异丙醚、安息香异丁醚等安息香系光聚合引发剂;
[0249] 2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等酰基氧化膦系光聚合引发剂;
[0250]苯偶酰、乙醛酸甲基苯基酯系光聚合引发剂;
[0251] 二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4,4'_二氯二苯甲酮、羟基二 苯甲酮、4-苯甲酰基_4'_甲基-二苯硫醚、丙烯酸化二苯甲酮、3,3',4,4'_四(叔丁基过氧化 羰基)二苯甲酮、3,3'_二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系光聚合引发剂;
[0252] 2-异丙基噻吨酮、2,4_二甲基噻吨酮、2,4_二乙基噻吨酮、2,4_二氯噻吨酮等噻吨 酮系光聚合引发剂;
[0253]米希勒酮、4,4'_二乙基氨基二苯甲酮等氨基二苯甲酮系光聚合引发剂;
[0254] 10-丁基-2-氯吖啶酮;2-乙基蒽醌;9,10-菲醌;樟脑醌等。
[0255] 这些之中,作为光聚合引发剂,最优选为苯偶酰二甲基缩酮。
[0256] 在上述复合液晶组合物为TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)驱动用的情 况中,优选使用精制的聚合引发剂。
[0257] 在复合液晶组合物中,聚合引发剂的含量并无特别限定,就更顺利地进行聚合的 方面而言,优选为0.1~2质量%。
[0258] 就复合液晶组合物而言,除了上述液晶化合物、聚合性化合物及聚合引发剂以外, 可视需要在不损害本发明的效果的范围内,含有这些以外的其他成分(任意成分)。
[0259] 作为上述其他成分,例如可列举:抗氧化剂、紫外线吸收剂、非反应性低聚物、无机 填充剂、有机填充剂、聚合抑制剂、消泡剂、流平剂、塑化剂、硅烷偶联剂等。
[0260]在上述复合液晶组合物为TFT驱动用的情况中,优选为使用精制的上述其他成分。
[0261] 复合液晶组合物中的上述其他成分的含量优选为10质量%以下,更优选为5质 量%以下。
[0262] 复合液晶组合物的Δη(双折射率)充分高,优选为可设为0.16以上。
[0263] 就上述复合液晶组合物而言,其中所包含的上述聚合性化合物通过热、或紫外线 等活性能量射线进行聚合,伴随其引起与液晶组合物的相分离,形成包含透明性高分子物 质及液晶组合物的复合液晶(例如高分子-液晶复合膜)。该复合液晶例如用于光散射型液 晶显示元件。
[0264] 通过这样的方式形成的光散射型液晶显示元件的驱动电压并非仅由向列液晶组 合物的介电各向异性或弹性常数决定,还受到在形成于复合液晶中的高分子网的界面、或 分散于复合液晶中的高分子的界面与液晶分子之间发挥作用的锚定力的大的影响。
[0265]例如,作为与高分子分散型液晶显示元件的驱动电压相关的记载,在日本专利特 开平6-222320号公报中,公开了下述式的关系。
[0266] [数1]
[0267]
[0268] (式中,Vth表示阈值电压,1Kii及2Kii表示弹性常数,i表示1、2或3, Δε表示介电常 数各向异性,<r>表示透明性高分子物质界面的平均空隙间隔,Α表示透明性高分子物质 对液晶组合物的锚定力,d表示具有透明性电极的基板间的距离。)
[0269] 据此,光散射型液晶显示元件(复合液晶元件)的驱动电压由透明性高分子物质界 面的平均空隙间隔、基板间的距离、液晶组合物的弹性常数、介电常数各向异性、及液晶组 合物与透明性高分子物质间的锚定能量决定。其中,可利用本发明的复合液晶组合物控制 的参数为液晶物性与透明性高分子物质间的锚定力。由于锚定力较大地依赖于该高分子的 分子结构、及低分子液晶的分子结构,因而为了实现〇.9ν/μπι以下的低驱动电压,需要确定 出使驱动电压高的液晶分子结构并去除。另一方面,作为使复合液晶的驱动电压低而要求 的液晶组合物的物性,优选介电各向异性为6以上,使双折射率成为0.16以上,但若去除使 锚定力高的液晶化合物,则有时变得无法获得所需的液晶物性。一般而言,使用通式(VIII-a)所表示的化合物组或通式(IV-a)所表示的化合物组,以可获得复合液晶所要求的双折射 率或介电各向异性的方式调整液晶组成。在该情况中,大多使用具有联苯基的液晶化合物, 因此复合液晶元件的驱动电压变高,难以获得〇.9ν/μπι以下的驱动电压。因此,为了同时实 现复合液晶元件的低驱动电压化所需的液晶物性与低锚定力,通过将不具有联苯基的通式 (IV-a)所表示的化合物、通式(V-a)或(V-b)所表示的化合物、通式(VI-a)或(VI-b)所表示 的化合物、通式(VIII-a)所表示的化合物、通式(IX-a)所表示的化合物适当地组合并调整 液晶组成,从而变得更优选。
[0270] 通过使用上述复合液晶组合物,可制造高分子分散型液晶装置。
[0271] 例如,上述复合液晶组合物可用作光散射型显示器用液晶材料,通过形成高分子-液晶复合膜,可构成光散射型显示器。这样的高分子分散型液晶装置可进行低电压驱动,可 设为电池驱动。
[0272]接下来,列举液晶显示元件为例,对其制造方法进行说明。
[0273]高分子分散型液晶显示元件通过如下方式获得:在作为具有电极的2炔基板且至 少一者为具有透明电极的透明基板的2炔基板间,夹持作为各向同性相的上述复合液晶组 合物之后,利用加热或活性能量射线的照射,使上述聚合性化合物聚合,并诱发与液晶组合 物的相分离,从而形成包含液晶组合物及高分子物质的层。
[0274] 作为2块上述基板,可使用玻璃、塑料等具有柔软性的透明材料,上述基板中的一 者可为硅等不透明的材料。
[0275] 具有透明电极层的透明基板例如可通过在玻璃板等透明基材上溅射氧化铟锡 (ΙΤ0)而制作。此外,通过使用低波长色散的透明性基板,装置的光散射能力提高,反射率、 对比度提高,从而变得更优选。作为低波长色散的透明性基板,例如可列举硼硅酸玻璃、或 聚对苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯等塑料透明膜、用使用了 1/4λ的光干涉条件的多层介电膜 涂覆的透明性基板。
[0276] 此外,可视需要在上述基板上配置高分子膜、取向膜或彩色滤光片。
[0277] 作为上述取向膜,例如可列举聚酰亚胺取向膜、光取向膜等。作为取向膜的形成方 法,例如如果是聚酰亚胺取向膜的情况,则可列举如下方法:将聚酰亚胺树脂组合物涂布于 透明基材上,并在180°C以上的温度使其热固化,进而利用棉布或人造纤维布进行摩擦处 理。此外,也可使用未实施摩擦处理的聚酰亚胺膜等高分子膜。这些膜使基板的表面改质, 提高与复合液晶相中的高分子透明物质的接着性,此外,对于光散射不均等对策有用。
[0278] 上述彩色滤光片例如可通过颜料分散法、印刷法、电镀法或染色法等制作。作为一 个例子,对利用颜料分散法的彩色滤光片的制作方法进行说明,首先,将彩色滤光片用的固 化性着色组合物涂布于透明基材上,进行图案化处理,并通过加热或光照射使其固化。通过 针对红、绿、蓝3色分别进行该步骤,可制作彩色滤光片用的像素部。除此以外,也可在上述 基板上设置TFT、设有薄膜二极管、金属绝缘体金属比电阻元件等有源元件的像素电极。
[0279]接下来,以透明电极层成为内侧的方式使上述基板相对。此时,也可隔着间隔物调 整基板的间隔。作为间隔物,例如可列举玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、光致抗蚀剂材料 等。
[0280]接下来,以设有液晶注入口的形式将环氧系热固化性组合物等密封剂丝网印刷于 上述基板,将上述基板彼此贴合,进行加热而使密封剂热固化。
[0281] 作为使高分子分散型液晶显示元件用组合物
夹持于2炔基板间的方法,可列举通 常的真空注入法、0DF法等。此时,上述复合液晶组合物优选为均匀的各向同性状态。
[0282] 自由基聚合性的上述聚合性化合物优选利用紫外线照射而聚合。
[0283] 作为产生紫外线的灯,可使用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。此外, 照射的紫外线的波长优选落在复合液晶组合物中含有的光聚合引发剂的吸收波长区域,且 设为其波长区域不落在所含有的液晶组合物的吸收波长域,例如可使用金属卤化物灯、高 压水银灯、超高压水银灯等,优选将波长330nm以下、更优选为波长350nm以下的紫外线截阻 而照射紫外线。
[0284]紫外线的照射强度只要根据目的适当地进行调整即可,通常优选为1~200mW/ cm2,更优选为2~100mW/cm2 〇
[0285] 紫外线的照射时间只要根据紫外线的照射强度适当地设定即可,通常优选为10~ 600秒。紫外线曝光装置具备挡板功能,优选为在开始曝光时,打开挡板,对所制作的复合液 晶元件整体均匀地、且同时照射紫外线,优选为打开挡板的期间以紫外线强度固定的方式 进行曝光。
[0286] 紫外线照射时的温度例如优选为略高于复合液晶组合物的各向同性-向列性转变 点的温度,优选转变点为+〇 . 1 °C~10°C,更优选转变点为+0.1 °C~3°C。在因紫外线曝光从 而复合液晶元件的温度上升的情况中,优选为通过红外线截止滤光器进行曝光,进而,使用 具备可控制温度的板的装置作为紫外线曝光装置,使复合液晶元件的温度不上升。
[0287] 使用上述复合液晶组合物形成的液晶层具有液晶组合物被透明性高分子物质封 闭为胶囊状的结构、在液晶组合物的连续相中形成透明性高分子物质的立体网状结构的结 构、或这些结构混合存在的结构等,优选为在液晶组合物的连续相中形成透明性高分子物 质的立体网状结构的结构,更优选为通过紫外线照射而在液晶组合物的连续相中形成透明 性高分子物质的立体网状结构的结构。网状结构的平均空隙间隔受高分子分散型液晶装置 的特性的大的影响,平均空隙间隔优选为〇. 2~2μπι,更优选为0.2~Ιμπι,最优选为0.3~0.7 μηι〇
[0288] 高分子分散型液晶显示元件可通过在其背面侧配置光吸收层、或漫反射板等,制 成反射率与对比度高的反射型高分子分散型液晶显示元件。
[0289] 此外,高分子分散型液晶显示元件通过定位于按各色分割成蓝绿色、品红色、黄色 等光吸收波长不同的光吸收层而形成的像素电极而进行配置,可进行彩色显示。
[0290]进而,高分子分散型液晶显示元件也可附加镜面反射、漫反射、逆反射、全息反射 等功能。
[0291] 使用上述复合液晶组合物的高分子分散型液晶显示元件的光稳定性充分高,可进 行低电压驱动。
[0292] 例如,对未施加电压的状态下的透过率T0进行测定,自该未施加电压的状态以 0.2V/3秒的速度施加60Hz的交流电压,对即便提高施加电压透过率也不会再发生变化时的 透过率T100(%)进行测定,求出下述式所定义的T99(%),如此自未施加电压的状态以 0.2V/3秒的速度施加交流电压时,当求出透过率成为Τ99的值的施加电压V99(V)时,在单元 厚度为8μπι的情况下,其值优选为成为5V以下。此外,此时的T0的值优选为成为20%以下。该 高分子分散型液晶显示元件适用于电池驱动,与现有的高分子分散型液晶显示元件不同, 无需升压电路。
[0293] T99 = T0+0.99X(T100-T0)
[0294] 另一方面,作为上述高分子分散型液晶装置的例子,可列举利用光散射的变化的 显示元件、及电场检测器的传感器。
[0295] 就现有的高分子分散型液晶的显示元件及电场检测器而言,可响应的电场强度为 2VAim左右,为低灵敏度,而使用上述复合液晶组合物的高分子分散型液晶的电场检测器的 可响应的电场强度可设为小于2ν/μηι,优选设为?ν/μπι以下,例如设为0.5ν/μηι左右,为高灵 敏度。
[0296] 就使用上述复合液晶组合物的电场检测器的传感器(电场检测部)而言,除了使用 上述复合液晶组合物代替现有的液晶组合物以外,可设为与现有的电场检测器的传感器相 同的构成。作为这样的电场检测器的传感器,例如可列举依序设置有透明基板、透明电极、 高分子-液晶复合膜及透明基板,上述透明电极可接地。这样的电场检测器的传感器的特征 在于,使得在接地的基板与被检测部分之间产生电位差,利用静电感应使液晶分子向电场 方向取向,光散射部分通过电场而发生液晶取向从而变得透明,自传感器面内的被检测部 分释出的空间电场分布检测为透明的图像。通过减小在上述透明高分子物质与液晶分子之 间产生的锚定力,可提高该传感器的灵敏度。这样的电场检测器例如可用于高电压发变电 设备的检查、或电气零件的检查等。
[0297] 实施例
[0298] 以下,通过实施例及比较例进一步具体说明本发明,但本发明并不限定于这些实 施例。
[0299] [实施例1~5、比较例1~4]
[0300] 将含量(质量% )为表1所示的值的各液晶化合物(总量76质量份)、与含量(质 量% )为表2所示的值的各聚合性化合物(总量23.52质量份)混合,进而混合Irgacure 651 (苯偶酰二甲基缩酮,0.48质量份)作为聚合引发剂,制备复合液晶组合物。
[0301 ]再者,表1中的各液晶化合物的含量是相对于液晶化合物的总含量(100质量% )的 值。此外,表2中的各聚合性化合物的含量是相对于聚合性化合物的总含量(100质量% )的 值。
[0302]针对所获得的复合液晶组合物,对各向同性相-向列相转变点(°C )、熔点(°C)、Λ n (双折射率)、ΤΝ模式阈值、△ ε(介电常数各向异性)进行测定。将结果示于表3。
[0303]利用真空注入法将该复合液晶组合物注入至单元厚度为8μπι的带有ΙΤ0电极的玻 璃单兀内,并密、封注入口。
[0304]接下来,在比各向同性-向列性转变点高1~2°C的温度,以lOmW/cm2的强度照射紫 外线60秒,使上述聚合性化合物聚合,从上述复合液晶组合物形成高分子-液晶复合膜,从 而制作高分子分散型液晶装置。
[0305]接下来,针对所获得的液晶装置,通过先前说明的方法,对透过率TO及T100进行测 定,求出T99及V99。将此时的T0及V99示于表3。
[0306]其中,将表1中的带有各简称的液晶化合物的结构在以下示出。在这些液晶化合物 中,结合于末端的烷基全部为直链状(n_)的烷基。
[0307]这些液晶化合物中,上述具有联苯骨架的化合物为简称为LC3、LC6、LC13、LC11S LC15的化合物。
[0308] 此外,C1为1,4_亚环己基的通式(I-a)所表示的化合物为简称为LC4、LC5及LC7~ 13的化合物。
[0309] [化 30]
[0310]
[0311:
[0312]此外,通式(π-a)所表示的化合物以η2的平均值成为7的方式调节而使用。
[0313] [表 1]
[0314]
[0315]
[0318] [表 3]
[0319]
[0320]具有联苯骨架的液晶化合物使驱动电压V99上升,Ci为1,4-亚环己基的通式(I-a) 所表示的化合物具有使驱动电压V99降低的作用。若(a)具有联苯骨架的液晶化合物的含量 少,并且(b)使C1为1,4_亚环己基的通式(I-a)所表示的化合物的含量多,则驱动电压V99变 低。因此,在表3中记下(b)-(a)的差。若该差为40%以上,(b)的化合物组的含量比(a)的化 合物组含有得更多,则驱动电压变低。
[0321 ]根据上述结果明确可知,在实施例1~5中,复合液晶组合物的Δ n为〇 . 16以上,充 分高。此外,在实施例1~5中,与比较例1~4相比Τ0及V99均低,光稳定性充分高,可进行低 电压驱动。
【主权项】
1. 一种复合液晶组合物,其特征在于,为含有液晶化合物及聚合性化合物的复合液晶 组合物; 作为所述液晶化合物,含有具有二环或三环型的联苯骨架的化合物、及具有该联苯骨 架的化合物以外的下述通式(I-a)所表示的2种以上的化合物:i 式中,R1表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,存在于该烷基或烯基中的 1个或2个以上的亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代; C1表不1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,3-二噁烧_2,5-二基、吡喃 _1,4-二基或讳满-2,5_ 二基,该1,4_亚苯基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲氧基、乙 基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基; C2及C3分别独立地表示1,4_亚苯基、1,4_亚环己基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4_四氢 萘-2,6-二基、2,6-亚萘基或茚满-2,5-二基,该1,4-亚苯基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、2, 6-亚萘基及茚满-2,5-二基未被取代、或可具有1个或2个以上的氟原子、氯原子、甲基、甲氧 基、乙基、三氟甲基或三氟甲氧基作为取代基; Z1及Z2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-C三C-、-CF 2O-、-COO-或-OCO-,C2及C3为1,4-亚 苯基时的 Z2 为-CH2CH2-、-C 三 C-、-CF2O-、-C00-或-0C0-; X1表示碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟 甲氧基、二氟甲基或异氰酸酯基,存在于该烷基或烯基中的1个或2个以上的亚甲基可以以 氧原子相互不直接结合的方式被氧原子取代; η1表示0、1或2,其中,当η1为2时,存在的多个C1及Z1分别可以相同,也可不同; 相对于所述液晶化合物的总含量,具有所述联苯骨架的化合物的含量为20质量%以 下;相对于所述液晶化合物的总含量,所述通式(I-a)所表示的化合物中C1为1,4_亚环己基 且η 1不为0的化合物的含量为45质量%以上; 作为所述聚合性化合物,含有选自下述通式(Π-al)及(II_a2)所表示的化合物中的1 种或2种以上的化合物、及下述通式(ΙΙ-b)所表示的化合物:式中,η2分别独立地表示3~14的整数,式中,B1表示氢原子或甲基; B2表示单键或碳原子数1~3的亚烷基,存在于该亚烷基中的1个或2个以上的亚甲基可 以以氧原子相互不直接结合的方式分别独立地被氧原子、-C0-、-C00-或-OCO-取代,存在于 该亚烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地被氟原子取代; B3及B4分别独立地表示碳原子数3~11的烷基,存在于该烷基中的1个或2个以上的亚甲 基可以以氧原子相互不直接结合的方式分别独立地被氧原子、-C0-、-C00-或-0C0-取代,存 在于该烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地被氟原子取代; 选自所述通式(Π-al)及(II_a2)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物:所述通 式(Π-b)所表示的化合物的含量以质量计之比为70:30~30:70; 所述液晶化合物的总含量为65~85质量%,所述聚合性化合物的总含量为15~35质 量%。2. -种显示元件,其特征在于,依序设置有透明基板、透明电极、高分子-液晶复合膜及 透明基板,所述透明电极可接地,所述高分子-液晶复合膜是使用如权利要求1所述的复合 液晶组合物而形成。3. -种电场检测器,其特征在于,具备电场检测部,所述电场检测部依序设置有透明基 板、透明电极、高分子-液晶复合膜及透明基板,所述透明电极可接地,所述高分子-液晶复 合膜是使用如权利要求1所述的复合液晶组合物而形成。
【专利摘要】本发明提供一种复合液晶组合物,其为含有液晶化合物及聚合性化合物、且Δn充分高的复合液晶组合物,进而可构成光稳定性高、可进行低电压驱动的液晶装置。本发明的复合液晶组合物含有具有联苯骨架的化合物、及式(I-a)所表示的2种以上的化合物作为液晶化合物,具有联苯骨架的化合物的含量在液晶化合物中为20质量%以下,式(I-a)所表示的化合物中C1为1,4-亚环己基且n1不为0的化合物的含量在液晶化合物中为45质量%以上,该复合液晶组合物还含有选自式(II-a1)及(II-a2)所表示的化合物中的1种或2种以上的化合物以及(II-b)所表示的化合物作为聚合性化合物,液晶化合物的总含量为65~85质量%,聚合性化合物的总含量为15~35质量%。
【IPC分类】C09K19/30, C09K19/38, C09K19/12, C09K19/32, C09K19/18, G02F1/13, C08F220/28, C09K19/42, C09K19/54, C09K19/10
【公开号】CN105492578
【申请号】CN201480044973
【发明人】藤泽宣
【申请人】Dic株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年7月31日
【公告号】EP3034583A1, WO2015022866A1