聚合性化合物和使用其的液晶組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請發(fā)明涉及聚合性化合物、含有該化合物的液晶組合物、以及含有作為該液 晶組合物的固化物的光學(xué)各向異性體或者控制該液晶分子的取向的固化物的液晶顯示元 件。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，作為得到高速響應(yīng)性、高對比度的液晶顯示元件，開發(fā)了 PSA (Polymer Sustained Alignment:聚合物穩(wěn)定取向）型液晶顯示裝置、PSVA(Polymer Stabilised Vertical Alignment:聚合物穩(wěn)定垂直取向）型液晶顯示裝置。PSA、PSVA型液晶顯示元 件是在將由非聚合性液晶性組合物和聚合性化合物構(gòu)成的含有聚合性化合物的液晶組合 物配置于基板間的狀態(tài)下，視情況對基板間外加電壓使液晶分子取向，在取向的狀態(tài)下照 射紫外線等，將聚合性化合物進行聚合從而將液晶的取向狀態(tài)存儲于固化物。另外用于 IPS(平面轉(zhuǎn)換）型液晶顯示元件時，可以在無外加狀態(tài)使其固化而制作。
[0003]例如，作為上述技術(shù)，專利文獻1中，記載了利用含有聯(lián)苯骨架的二丙烯酸酯系聚 合性化合物的液晶化合物，能夠減少燒屏現(xiàn)象，燒屏現(xiàn)象是指長時間持續(xù)顯示相同的圖像 后，即便改變顯示圖像也會看到先前圖像殘留。
[0004] 另外，近年來，隨著信息化社會的發(fā)展，用于液晶顯示器中必需的偏振片、相位差 板等的光學(xué)補償膜的重要性逐漸提高，作為要求耐久性高、高功能化的光學(xué)補償膜，報告了 將聚合性的液晶組合物進行聚合的例子（參照專利文獻2~4)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開2003-307720號公報
[0008] 專利文獻2:日本特表平10-513457號公報
[0009] 專利文獻3:日本特開2002-145830公報
[0010] 專利文獻4:日本特許3948799公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 如上所述，液晶顯示元件中，一直存在如下問題：長時間持續(xù)相同的顯示時產(chǎn)生的 "燒屏"等可靠性的問題，保存穩(wěn)定性和制造工藝引起的生產(chǎn)率等問題。特別是可靠性的問 題不是簡單的問題，是由幾個復(fù)合要素引起的，例如可舉出（1)由殘留的聚合性化合物引 起；⑵由液晶分子的傾斜的變化（預(yù)傾角的變化）引起；以及（3)由紫外線照射導(dǎo)致的液 晶分子等的劣化引起。
[0012] 關(guān)于該可靠性，使用的聚合引發(fā)劑及其分解物成為液晶顯示元件的電壓保持率降 低、燒屏的原因，所以需要一種不使用光聚合引發(fā)劑，且以低紫外線量完成聚合的這樣的含 有聚合性化合物的液晶組合物。另外，已知燒屏的產(chǎn)生還由含有聚合性化合物的液晶組合 物中液晶分子的預(yù)傾角的變化所引起。即，如果作為聚合性化合物的固化物的聚合物柔軟， 則構(gòu)成顯示元件時長時間持續(xù)顯示相同的圖案時聚合物的結(jié)構(gòu)變化，其結(jié)果預(yù)傾角發(fā)生變 化。預(yù)傾角的變化對響應(yīng)速度影響大，成為燒屏的原因。因此為了解決（2)，有效的是能形 成具有聚合物結(jié)構(gòu)不變化的剛直結(jié)構(gòu)的聚合物的聚合性化合物，但由于液晶組合物的低溫 保存劣化，所以還需要提高與液晶的相容性。然而，如果為了提高溶解性而向全部的環(huán)結(jié)構(gòu) 與聚合性官能團之間插入隔離基團則分子的剛性下降，控制液晶分子的傾斜的能力下降。 [0013] 因此，專利文獻1、使用以往的含有聚合性化合物的液晶組合物的液晶顯示元件都 不能夠滿足燒屏特性、溶解性和預(yù)傾角的穩(wěn)定性。
[0014] 另外，光學(xué)補償膜等中使用的光學(xué)各向異性體不僅光學(xué)特性重要，化合物的聚合 速度、溶解性、熔點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、聚合物的透明性、機械強度、表面硬度和耐熱性等也 都是重要的因素。特別是作為近年來的3D顯示器的相位差板有用，認(rèn)為今后會大范圍普 及。然而，例如在三乙酸纖維素（TAC)膜等膜基板上涂布聚合性的液晶組合物使其固化時 密合性低，擔(dān)心長期可靠性、生產(chǎn)率有問題。
[0015] 因此本發(fā)明的目的在于提供在PSA顯示元件中使用時的組合物的保存穩(wěn)定性和 顯示特性得到改善的液晶顯示元件。另外，本發(fā)明的另一目的在于改善在膜基板（例如三 乙酸纖維素（TAC)膜等）上涂布聚合性的液晶組合物使其固化時的密合性。
[0016] 本申請發(fā)明人等為了解決上述課題進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有特定結(jié)構(gòu)的聚 合性化合物能夠解決上述的課題，從而完成了本申請發(fā)明。
[0017] 本申請發(fā)明提供由通式（I)表示的聚合性化合物，
[0018]
[0019](上述通式（I)中，Z表示氫原子、碳原子數(shù)1~8的烷基、碳原子數(shù)1~8的鹵代 烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、碳原子數(shù)1~8的鹵代烷氧基、鹵素、氰基、硝基或者-S 1-!?2， 該S1為選自碳原子數(shù)1~12個的亞烷基和單鍵中的至少1種連接基團，該亞烷基中的1 個-CH 2-或者不鄰接的2個以上的-ch2-可以被-〇-、-coo-、-0C0-或者-0C00-置換，
[0020] R1和R2相互獨立地表示氫原子或者以下的式（R-I)~式（R-IX)中任1個，
[0021]
[0022] 上述式（R-I)~（R-IX)中，R21、R31、R41、R 51和R61相互獨立地為氫原子、碳原子數(shù) 1~5個的烷基或者碳原子數(shù)1~5個的鹵代烷基，W為單鍵、-0-或者亞甲基，T為單鍵或 者-C00-，p、t和q各自獨立地為0、1或者2，
[0023] L1和L2各自獨立地表不單鍵、-〇-、-S-、-CH2-、_0CH2-、-CH2〇-、_C〇-、_C2H4-、-CO 0-^ -oco-^ -0C00CH2-^ -CH20C00-^ -0CH2CH20-^ -C〇-NRa-^ -NRa-C〇-^ -SCH2-^ -CH2S-^-CH=CRa-C00-、-CH=CRa-0C0-、-C00-CRa=CH-、-〇C〇-CRa=CH-、-C00-CRa=CH-C00-、-C00-CRa =CH-〇C〇-^-〇C〇-CRa=CH-C00-^-0C0-CRa=CH-0C0-^-C00C2H4-^-0C0C2H4-^-C2H40C0-^-( ch2)廠c( =o) - (ch2)廠o-(c=o) -、-o-(c=o) - (ch2)廠、-(c=o) -o- (ch2)廠、-ch2oc 0-、-C00CH2-、-0C0CH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF20-、-0CF2 -、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-cf2cf2-或者-cec-(式中，Ra各自獨立地表示氫原子或者碳原子數(shù) 1~4的烷基，上述式中，j表示1~4的整數(shù)），
[0024] M1和M3相互獨立地表示芳香環(huán)、脂肪族環(huán)，M2表示1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己基、 吡啶-2, 5-二基、嘧啶-2, 5-二基、萘-2, 6-二基、萘-1，4-二基、四氫萘-2, 6-二基或者 1，3-二#惡烷-2, 5-二基，另外，上述M\M2和M3相互獨立地為無取代或者被碳原子數(shù)1~8 的烷基、碳原子數(shù)1~8的鹵代烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、鹵素、氰基、或者硝基取代，
[0025] 1和n相互獨立地表示0~4的整數(shù)，且1+n多1 (其中，1表示0時，R1為氫原子， 且Z具有上述式（R-I)~式（R-IX)中任1個基團，n表示0時，R1具有上述式（R-I)~式 (R-IX)中任1個基團。）
[0026] m表示1~4的整數(shù)，m表示2以上時，存在2個的L1和M2可以相同也可以不同， L1中至少1個表示單鍵）。
[0027] 本申請發(fā)明同時提供含有該聚合性化合物的聚合性組合物、含有該聚合性化合物 的含有聚合性化合物的液晶組合物、由該含有聚合性化合物的液晶組合物的聚合物構(gòu)成的 光學(xué)各向異性體、含有該聚合性化合物和非聚合性液晶化合物的含有聚合性化合物的液晶 組合物、以及使用含有聚合性化合物的液晶組合物，使含有聚合性化合物的液晶組合物中 的聚合性化合物聚合而賦予液晶取向能力的液晶顯示元件。
[0028] 使用了本申請發(fā)明的聚合性化合物或者含有該聚合性化合物的組合物的光學(xué)各 向異性體與基板的密合性良好，在偏振片、相位差板等用途中有用。
[0029] 本發(fā)明中，使用將含有聚合性化合物的液晶組合物中的聚合性化合物聚合而賦予 液晶取向能力的液晶顯示元件時，可以不添加聚合引發(fā)劑，或者以極少量添加該聚合性化 合物就能夠進行光或者熱引發(fā)的聚合，沒有來自光引發(fā)劑的雜質(zhì)的影響或者極少，因此能 夠兼得可靠性和生產(chǎn)率。通過使用本發(fā)明的聚合性化合物，能夠提供預(yù)傾角的穩(wěn)定性與以 往相比大大改善的液晶顯示元件的。
[0030] 本發(fā)明的聚合性組合物和含有聚合性化合物的液晶組合物通過保存時的結(jié)晶析 出、分離等評價的保存穩(wěn)定性也良好。
【具體實施方式】
[0031] 以下，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。應(yīng)予說明，本申請基于2013年3月21 日申請的日本專利申請2013-058133號，并參照引用其全部公開內(nèi)容。
[0032]本發(fā)明的第一方式是通式（I)表示的聚合性化合物，
[0033]
[0034](上述通式（I)中，Z表示氫原子、碳原子數(shù)1~8的烷基、碳原子數(shù)1~8的鹵代 烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、碳原子數(shù)1~8的鹵代烷氧基、鹵素、氰基、硝基或者-S 1-!?2， 該S1為選自碳原子數(shù)1~12個的亞烷基和單鍵中的至少1種連接基團，該亞烷基中的1 個-CH 2-或者不鄰接的2個以上的-ch2-可以被-〇-、-coo-、-0C0-或者-0C00-置換，
[0035] R1和R2相互獨立地表示氫原子或者以下的式（R-I)~式（R-IX)中的任1個，
[0036]
[0037] 上述式（R-I)~（R-IX)中，R21、R 31、R41、R51和R61相互獨立地為氫原子、碳原子數(shù) 1~5個的烷基或者碳原子數(shù)1~5個的鹵代烷基，W為單鍵、-0-或者亞甲基，T為單鍵或 者-C00-，p、t和q各自獨立地為0、1或者2，
[0038] LW 和 L 2各自獨立地表不單鍵、-〇-、-S-、_CH 2-、-〇CH2-、-CH2〇-、-C〇-、-C2H 4-、_C 00-、-0G0-、-ogoogh2-、-gh2ogoo-、-ogh2gh2o-、-GO-NIT-、-NIT-GO-、-sgh2-、-gh2s-、-GH= CRa-C00-、-CH = CRa-0C0-、-C00-CRa= CH-、-〇C〇-CRa= CH-、-C00-CRa= CH-C00-、-C00-CRa =CH-〇C〇-^-〇C〇-CRa= CH-C00-^-0C0-CRa= CH-0C0-^-C00C 2H4-^-0C0C2H4-^-C2H 40C0-^-( ch2)廠c ( = o) - (ch2)廠o- (c = o) -、-o- (c = o) - (ch2)廠、-(c = o) -o- (ch2)廠、-ch2oc 0-、-C00CH2-、-0C0CH2-、-CH = CH-、-CF = CF-、-CF = CH-、-CH = CF-、-CF2-、-CF20-、-0CF2 -、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-cf2cf2-或者-cec-(式中，Ra各自獨立地表示氫原子或者碳原子數(shù) 1~4的烷基，上述式中，j表示1~4的整數(shù)），
[0039] M1和M 3相互獨立地表示芳香環(huán)、脂肪族環(huán)，M 2表示1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己基、 吡啶-2, 5-二基、嘧啶-2, 5-二基、萘-2, 6-二基、萘-1，4-二基、四氫萘-2, 6-二基或者 1，3-二蟋烷-2, 5-二基，另外上述M1、M2和M3相互獨立地為無取代或者被碳原子數(shù)1~8 的烷基、碳原子數(shù)1~8的鹵代烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、鹵素、氰基、或者硝基取代，
[0040] 1和n相互獨立地表示0~4的整數(shù)，且1+n彡1 (其中，1表示0時，R1為氫原子， 且Z具有上述式（R-I)~式（R-IX)中任1個基團，n表示0時，R1具有上述式