液晶显示元件、液晶组合物及化合物专利检索-光学各向异性各向异性物理专利检索查询-专利查询网

液晶显示元件、液晶组合物及化合物

阅读：703发布：2022-01-01

专利汇可以提供液晶显示元件、液晶组合物及化合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明在于提供一种液晶组合物，其使用无着色的取向控制层形成单体来控制不具有取向膜的液晶显示元件的液晶分子的取向，且无着色的取向控制层形成单体显示出良好的相容性。使用利用了液晶组合物的液晶显示元件、液晶组合物，所述液晶组合物含有在部分结构中具有亚乙烯基的取向控制层形成单体，而且具有正的介电各向异性。，下面是液晶显示元件、液晶组合物及化合物专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种液晶显示元件，其在相向配置且经由密封剂而贴合的一对基板间夹持液晶层，在所述一对基板与所述液晶层之间具有对液晶分子进行取向控制的取向控制层，所述液晶层具有正的介电各向异性，
所述液晶显示元件中，所述取向控制层包含通过使液晶组合物夹持于所述一对基板之间并使取向控制层形成单体聚合而生成的聚合体，所述液晶组合物含有选自式(A)至式(D)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且作为所述取向控制层形成单体以及液晶性化合物，
式(A)至式(D)中，P10、P20、P30、及P40独立地为选自式(Q-1)至式(Q-5)所表示的基中的基；
式(Q-1)至式(Q-5)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
Sp10、Sp20、及Sp40独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-取代；
Sp30独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-
6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
41
Sp 独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
环A10及环A20独立地为苯基、4-联苯基、1-萘基、2-萘基、嘧啶-2-基、嘧啶-5-基、吡啶-2-基、吡啶-5-基、芴-2-基、芴-3-基、菲-2-基、或蒽-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
环A11、环A21、环A12、环A22及环A30独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、
4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,
5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基、或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,
17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基，邻接的键为-CH＝CH-、-CR10＝CR20-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-，R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基时，为1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、或蒽-2,6-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
环A40为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基、或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基，邻接的键为-CH＝CH-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-时，为1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、或蒽-2,6-二基，这些环中，至少一个氢可经P20-Sp20-、氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
10 10 20
Z 独立地为-CH＝CH-、-CR ＝CR -、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-；R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；
Z11独立地为单键或碳数1至6的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
Z20及Z21独立地为单键、碳数1至6的亚烷基或碳数2至6的亚烯基，至少一者为碳数2至6的亚烯基；这些亚烷基、及亚烯基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，其他至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至6的整数；
n20为1或2；
n30为1或2。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的取向控制层形成单体为式(A-1)、式(A-2)、式(B)、式(C-1)及式(D-1)，
式(A-1)、式(A-2)、式(B)、式(C-1)及式(D-1)中，
P10、P20、P30、P40、P50及P60独立地为选自式(Q-1)所表示的基中的基；
式(Q-1)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
Sp10、Sp20、及Sp40独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-取代；
30
Sp 独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-
6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
41
Sp 独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
Sp50及Sp60独立地为碳数2至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-
6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
10 20
R 及R 独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；
R30、R40、R41及R50独立地为氢、氟、氯、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；
环A11及环A21独立地为1,4-亚苯基、或萘-2,6-二基，这些中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至12的烷基取代；
Z11为单键、亚乙基、亚甲基氧基、-COO-、-OCO-、-OCOO-、或-CH＝CH-COO-；
Z12为-CO-、或-OCO-；
k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至4的整数；
n20为1或2；
n30为1或2；
Z20及Z21独立地为单键、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、-CH＝CH-COO-或-CH＝CH-，但不同时成为单键。
3.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的取向控制层形成单体为式(A-1)、式(A-2)或式(B)，P10、P20、P30、P40、P50及P60独立地为选自式(Q-1)所表示的基中的基；
式(Q-1)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或三氟甲基；
10 20
Sp 及Sp 独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
41
Sp 独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
Sp30为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
Sp40为单键；
Sp50及Sp60独立地为碳数2至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-
6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；
R30、R40及R50独立地为氢、氟、氯、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至
10的烷基；
环A11及环A21独立地为1,4-亚苯基、或萘-2,6-二基，这些中，至少一个氢可经氟、甲基、乙基或三氟甲基取代；
Z11为单键、-COO-或-OCO-；
12
Z 为-CO-、或-OCO-；
k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至4的整数；
n20为1或2；
n30为1或2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中基于液晶性化合物的总量，液晶组合物中的取向控制层形成单体的比例为0.1重量份至10重量份的范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(1)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(1)中，R1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A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；Z1为单键、亚乙基、羰氧基、-CH＝CF-、-CF＝CF-、二氟亚甲基氧基、-CH＝CF-CF2O-或-CF＝CF-CF2O-；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；a为1、2、
3、或4。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(1-1)至式(1-39)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(1-1)至式(1-39)中，R1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。
7.根据权利要求5或6所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的第一成分的比例为10重量％至85重量％的范围。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(2)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(2)中，R2及R3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；Z2为单键、亚乙基、或羰氧基；b为1、2、或
3。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(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二成分，
式(2-1)至式(2-13)中，R2及R3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。
10.根据权利要求8或9所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的第二成分的比例为
10重量％至85重量％的范围。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(3)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(3)中，R4及R5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D及环F独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；环E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
3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z及Z独立地为单键、亚乙基、羰氧基、或亚甲基氧基；c为1、2、或3，d为0或1；c与d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显示元件，其含有选自式(3-1)至式(3-
22)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，
4 5
式(3-1)至式(3-22)中，R 及R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。
13.根据权利要求11或12所述的液晶显示元件，其中第三成分的比例为3重量％至25重量％的范围。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的液晶显示元件，其中液晶组合物进而含有选自式(4)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物，
式(4)中，环F3及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、
1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-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；环G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；Z6及Z7独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，而且至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；P1、P2、及P3为聚合性基；Sp1、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，而且至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；h为0、1、或2；e、f、及g独立地为0、1、2、3、或4，而且e、f、及g的和为1以上。
1 2 3
15.根据权利要求14所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的式(4)中，P 、P、及P 独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基，
1 2 3
式(P-1)至式(P-5)中，M、M、及M 独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(4-1)至式(4-
27)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为液晶组合物中的第二添加物，式(4-1)至式(4-27)中，P4、P5、及P6独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基，
此处，M1、M2、及M3独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；Sp1、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的液晶显示元件，其中基于液晶性化合物的总量，液晶组合物中的第二添加物的比例为0.03重量份至10重量份的范围。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的液晶显示元件，其中向列相的上限温度为70℃以上，波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)为0.07以上，而且频率1kHz下的介电各向异性(在25℃下测定)为2以上。
19.一种液晶显示元件，其在一对基板之间具有根据权利要求1至18中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物与电极，并通过在向列相的上限温度以上照射直线偏光紫外线，所述液晶组合物中的取向控制层形成单体进行反应。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为共面切换模式、垂直取向模式、边缘场切换模式、或电场感应光反应取向模式，液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。
21.根据权利要求1至19中任一项所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为共面切换模式或边缘场切换模式，液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。
22.一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件，含有根据权利要求1至17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物，且所述液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合。
23.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据权利要求1至17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物，其用于液晶显示元件中。
24.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据权利要求1至17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物，其用于聚合物稳定取向型的液晶显示元件中。
25.一种化合物，其是由式(A-2)所表示，
式(A-2)中，P50及P60独立地为选自式(Q-1)所表示的基中的基；
式(Q-1)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
Sp50及Sp60独立地为碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
10 20 30
式(Q-6)中，M 、M 、及M 独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
Sp41独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；
Z12为-CO-、或-OCO-；
R50独立地为氢、氟、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；
k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至4的整数。
26.一种化合物的用途，所述化合物是根据权利要求25所述的化合物，其用作取向控制层形成用单体。
27.一种液晶组合物，其为根据权利要求1至17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物。

说明书全文

液晶显示元件、液晶组合物及化合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种含有介电各向异性为正的液晶组合物的液晶显示元件、液晶组合物及化合物。特别涉及一种利用了液晶组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有在部分结构中具有亚乙烯基的取向控制层形成单体、且可通过所述化合物的作用达成液晶分子的取向。

背景技术

[0002] 液晶显示元件中，基于液晶分子的运作模式的分类为相变(phase change，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(super twisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)、共面切换(in-plane switching，IPS)、垂直取向(vertical alignment，VA)、边缘场切换(fringe field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，PM)与有源矩阵(active matrix，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(thin film transistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。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。

[0003] 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。将两者的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(moving image)，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。

[0004] [表1]

[0005] 表1.组合物的特性与AM元件的特性

[0006]

[0007] 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作模式的种类。VA模式的元件中，所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围，IPS模式或FFS模式的元件中，所述值为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，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。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，具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，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元件的寿命相关联。在所述稳定性高时，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。

[0008] 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。

[0009] 聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，PSA)型的液晶显示元件中，使用含有聚合体的液晶组合物。首先，将添加有少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。其次，一边对所述元件的基板之间施加电压，一边对组合物照射紫外线。聚合性化合物进行聚合而在组合物中生成聚合体的网状结构。所述组合物中，可利用聚合体来控制液晶分子的取向，因此元件的响应时间缩短，图像的残像得到改善。在具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待聚合体的此种效果。

[0010] 在IPS模式、FFS模式、ECB模式中当未对液晶分子施加电压时需要在相对于基板的主面而大致水平的方向进行取向。为了实现此种液晶分子的取向控制，一直使用聚酰亚胺之类的取向膜。近年来，不断推进液晶面板的窄框化，取向膜与密封剂的接着宽度变窄，从而接着强度弱，有时自取向膜与密封剂的界面进行剥离。为了防止此种问题，提出不使用现有的聚酰亚胺之类的取向膜的方法(专利文献1～专利文献3)。

[0011] 报告有如下方法：代替聚酰亚胺之类的取向膜而使用具有肉桂酸酯基的低分子化合物或聚肉桂酸乙烯酯、具有查耳酮结构的低分子化合物、具有偶氮苯结构的低分子化合物或树枝状聚合物来控制液晶的取向(专利文献1)。专利文献1的方法中，首先，将所述低分子化合物或聚合物以添加物的形式溶解于液晶组合物中。其次，通过使所述添加物进行相分离而在基板上生成包含所述低分子化合物或聚合物的薄膜。最后，在高于液晶组合物的上限温度的温度下对基板照射直线偏光。在低分子化合物或聚合物通过所述直线偏光而进行二聚化或异构化时，其分子在固定方向上进行排列。所述方法中，通过选择低分子化合物或聚合物的种类而可制造IPS或FFS之类的水平取向模式的元件与VA之类的垂直取向模式的元件。所述方法中，重要的是低分子化合物或聚合物容易在高于液晶组合物的上限温度的温度下溶解，恢复至室温时，所述化合物容易自液晶组合物中进行相分离。其中，难以确保低分子化合物或聚合物与液晶组合物的相容性。

[0012] 专利文献2及专利文献3的方法中，将具有偶氮苯作为部分结构的树枝状聚合物以添加物的形式溶解于液晶组合物中。其次，通过使所述化合物进行相分离而在基板上生成所述化合物的薄膜。此时，液晶组合物相对于基板而垂直取向。其次，不对基板进行加热而照射直线偏光。在树枝状聚合物通过所述直线偏光而进行二聚化或异构化时，其分子在相对于基板而水平的方向上进行排列。可制造IPS或FFS之类的水平取向模式的元件。所述方法中，也为了使树枝状聚合物容易进行溶解与相分离，而必须适当组合树枝状聚合物与液晶组合物。在使用具有偶氮苯作为部分结构的树枝状聚合物的情况下，存在有源自偶氮苯的着色的问题。

[0013] 专利文献4中公开一种高分子分散型的液晶光学元件，其包含将手性向列液晶与具有二苯乙烯骨架的(甲基)丙烯酸酯系化合物进行光聚合而成的高分子树脂。此处的液晶光学元件为减少驱动电压与迟滞者。由于为将手性向列液晶作为必需成分、在电压未施加时成为透明状态或选择反射状态，且在电压施加时成为散射状态的高分子分散型的液晶光学元件，因此构成与本申请发明不同。另外，也无具有二苯乙烯骨架的(甲基)丙烯酸酯系化合物通过偏光照射而引起液晶性化合物的水平取向的暗示或记载。

[0014] 现有技术文献

[0015] 专利文献

[0016] 专利文献1：国际公开第2015/146369号

[0017] 专利文献2：日本专利特开2015-64465号公报

[0018] 专利文献3：日本专利特开2015-125151号公报

[0019] 专利文献4：日本专利特开平08-92561号公报

发明内容

[0020] 发明所要解决的问题

[0021] 本发明的课题在于提供一种通过使用包含取向控制层形成单体的液晶组合物，无需由聚酰亚胺等所形成的现有的取向膜或其形成步骤的液晶显示元件。进而，提供一种与液晶组合物显示出良好的相容性且无着色的取向控制层形成单体，以实现透过率特性或对比度比优异的液晶显示元件。

[0022] 解决问题的技术手段

[0023] 本发明使用利用了液晶组合物的液晶显示元件、液晶组合物及化合物，所述液晶组合物含有在部分结构中具有亚乙烯基的取向控制层形成单体、而且具有正的介电各向异性。

[0024] 发明的效果

[0025] 根据本发明，通过使用包含取向控制层形成单体的液晶组合物，可制造即便为窄框也难以剥离的液晶显示元件。

[0026] 另外，通过使用在液晶组合物中的溶解性优异且无着色的取向控制层形成单体，可实现透过率特性或对比度比优异的液晶显示元件。

[0027] 进而，在液晶显示元件的制造中不需要取向膜的形成步骤，可削减液晶显示元件的制造成本。

具体实施方式

[0028] 本说明书中的用语的使用方法如以下那样。有时将“液晶组合物”及“液晶显示元件”的用语分别简称为“组合物”及“元件”。“液晶显示元件”为液晶显示面板及液晶显示模块的总称。“液晶性化合物”是具有向列相、近晶相等液晶相的化合物，以及虽不具有液晶相，但出于调节向列相的温度范围、粘度、介电各向异性之类的特性的目的而混合于组合物中的化合物的总称。所述化合物具有例如1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环，且其分子结构为棒状(rod like)。“聚合性化合物”是出于使组合物中生成聚合体的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物在其意义方面并非为聚合性。

[0029] 液晶组合物是通过将多种液晶性化合物混合来制备。向所述组合物中视需要而添加光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物之类的添加物。即便在添加有添加物的情况下，液晶性化合物的比例也是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)来表示。添加物的比例是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量份)来表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基于液晶性化合物的总重量而算出。有时使用重量百万分率(ppm)。聚合引发剂的比例例外地基于聚合性化合物的重量来表示。

[0030] 有时将“向列相的上限温度”简称为“上限温度”。有时将“向列相的下限温度”简称为“下限温度”。“比电阻大”是指组合物在初始阶段中具有大的比电阻，而且在长时间使用后也具有大的比电阻。“电压保持率大”是指元件在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率，而且在长时间使用后不仅于室温下，而且于接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率。为了对组合物或元件的特性进行研究，有时使用经时变化试验。“提高介电各向异性”的表述在介电各向异性为正的组合物时，是指其值正向地增加，在介电各向异性为负的组合物时，是指其值负向地增加。

[0031] 有时将式(1)所表示的化合物简称为“化合物(1)”。有时将选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物简称为“化合物(1)”。“化合物(1)”是指式(1)所表示的一种化合物、两种化合物的混合物、或三种以上的化合物的混合物。对于其他式所表示的化合物也相同。“至少一个‘A’”的表述是指‘A’的数量为任意。“至少一个‘A’可经‘B’取代”的表述是指于‘A’的数量为一个时，‘A’的位置为任意，于‘A’的数量为两个以上时，它们的位置也可无限制地选择。所述规则也适用于“至少一个‘A’经‘B’取代”的表述。

[0032] 在本说明书中使用“至少一个-CH2-可经-O-取代”之类的表述。所述情况下，-CH2-CH2-CH2-可通过不邻接的-CH2-经-O-取代而转换为-O-CH2-O-。然而，邻接的-CH2-不会经-O-取代。这是因为所述取代中生成-O-O-CH2-(过氧化物)。即，所述表述是指“一个-CH2-可经-O-取代”与“至少两个不邻接的-CH2-可经-O-取代”这两者。所述规则不仅适用于取代为-O-的情况，也适用于取代为-CH＝CH-或-COO-之类的二价基的情况。

[0033] 成分化合物的化学式中，将末端基R1的记号用于多种化合物。这些化合物中，任意的两个R1所表示的两个基可相同，或也可不同。例如，有化合物(1-1)的R1为乙基，且化合物(1-2)的R1为乙基的情况。也有化合物(1-1)的R1为乙基，而化合物(1-2)的R1为丙基的情况。所述规则也适用于其他末端基等的记号。式(1)中，在下标‘a’为2时，存在两个环A。所述化合物中，两个环A所表示的两个环可相同，或也可不同。在下标‘a’大于2时，所述规则也适用于任意的两个环A。所述规则也适用于Z1、环D等记号。

[0034] 由六边形包围的A、B、C、D等记号分别与环A、环B、环C、环D等环相对应，且表示六元1 1
环、缩合环等环。式(4)中，横切六边形的一边的斜线表示环上的任意的氢可经-Sp-P等基取代。‘e’等下标表示经取代的基的数量。在下标‘e’为0(零)时，不存在此种取代。在下标‘e’为2以上时，在环F3上存在多个-Sp1-P1。由-Sp1-P1所表示的多个基可相同，或也可不同。

[0035] 2-氟-1,4-亚苯基是指下述两种二价基。化学式中，氟可为朝左(L)，也可为朝右(R)。所述规则也适用于四氢吡喃-2,5-二基之类的通过自环中去除两个氢而生成的非对称的二价基。所述规则也适用于羰氧基(-COO-或-OCO-)之类的二价键结基。

[0036]

[0037] 液晶性化合物的烷基为直链状或分支状，不含环状烷基。直链状烷基优于分支状烷基。这些情况对于烷氧基、烯基等末端基也相同。为了提高上限温度，与1,4-亚环己基相关的立体构型是反式构型优于顺式构型。

[0038] 本发明为下述项等。

[0039] 项1.一种液晶显示元件，其在相向配置且经由密封剂而贴合的一对基板间夹持液晶层，

[0040] 在所述一对基板与所述液晶层之间具有对液晶分子进行取向控制的取向控制层，所述液晶层具有正的介电各向异性，

[0041] 所述液晶显示元件中，所述取向控制层包含通过使液晶组合物夹持于所述一对基板之间并使取向控制层形成单体聚合而生成的聚合体，所述液晶组合物含有选自式(A)至式(D)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且作为所述取向控制层形成单体以及液晶性化合物。

[0042]

[0043] 式(A)至式(D)中，P10、P20、P30、及P40独立地为选自式(Q-1)至式(Q-5)所表示的基中的基；

[0044]

[0045] 式(Q-1)至式(Q-5)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；

[0046] Sp10、Sp20、及Sp40独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-取代；

[0047] Sp30独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0048]

[0049] 式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；

[0050] Sp41独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0051] 环A10及环A20独立地为苯基、4-联苯基、1-萘基、2-萘基、嘧啶-2-基、嘧啶-5-基、吡啶-2-基、吡啶-5-基、芴-2-基、芴-3-基、菲-2-基、或蒽-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；

[0052] 环A11、环A21、环A12、环A22及环A30独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基、或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,
10 20
16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基，邻接的键为-CH＝CH-、-CR ＝CR -、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-，R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至
10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基时，为1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、或蒽-2,6-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；

[0053] 环A40为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基、或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基，邻接的键为-CH＝CH-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-时，为1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-
2,7-二基、菲-2,7-二基、或蒽-2,6-二基，这些环中，至少一个氢可经P20-Sp20-、氟、氯、碳数
1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；

[0054] Z10独立地为-CH＝CH-、-CR10＝CR20-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-；R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0055] Z10独立地为-CH＝CH-、-CR10＝CR20-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-；R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0056] Z11独立地为单键或碳数1至6的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；

[0057] Z20及Z21独立地为单键、碳数1至6的亚烷基或碳数2至6的亚烯基，至少一者为碳数2至6的亚烯基。这些亚烷基、及亚烯基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，其他至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；

[0058] k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至6的整数；

[0059] n20为1或2；

[0060] n30为1或2。

[0061] 项2.根据项1所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的取向控制层形成单体为式(A-1)、式(A-2)、式(B)、式(C-1)及式(D-1)。

[0062]

[0063]

[0064] 式(A-1)、式(A-2)、式(B)、式(C-1)及式(D-1)中，

[0065] P10、P20、P30、P40、P50及P60独立地为选自式(Q-1)所表示的基中的基；

[0066] 式(Q-1)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；

[0067] Sp10、Sp20、及Sp40独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-取代；

[0068] Sp30独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0069] 式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；

[0070] Sp41独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0071] Sp50及Sp60独立地为碳数2至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0072] R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0073] R30、R40、R41及R50独立地为氢、氟、氯、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0074] k10及n10独立地为0、1、或2，k10与n10的和为2、3或4；

[0075] 环A11及环A21独立地为1,4-亚苯基、或萘-2,6-二基，这些中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟取代的碳数1至12的烷基取代；

[0076] Z11为单键、亚乙基、亚甲基氧基、-COO-、-OCO-、-OCOO-、或-CH＝CH-COO-；

[0077] Z12为-CO-、或-OCO-；

[0078] k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至4的整数；

[0079] n20为1或2；

[0080] n30为1或2；

[0081] Z20及Z21独立地为单键、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、-CH＝CH-COO-或-CH＝CH-，但不同时成为单键。

[0082] 项3.根据项2所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的取向控制层形成单体为式(A-1)、式(A-2)或式(B)，P10、P20、P30、P40、P50及P60独立地为选自式(Q-1)所表示的基中的基；

[0083] 式(Q-1)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或三氟甲基；

[0084] Sp10及Sp20独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0085] 式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；

[0086] Sp41独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0087] Sp30为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0088] Sp40为单键；

[0089] Sp50及Sp60独立地为碳数2至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0090] R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0091] R30、R40及R50独立地为氢、氟、氯、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0092] 环A11及环A21独立地为1,4-亚苯基、或萘-2,6-二基，这些中，至少一个氢可经氟、甲基、乙基或三氟甲基取代；

[0093] Z11为单键、-COO-或-OCO-；

[0094] Z12为-CO-、或-OCO-；

[0095] k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至4的整数；

[0096] n20为1或2；

[0097] n30为1或2。

[0098] 项4.根据项1至项3中任一项所述的液晶显示元件，其中基于液晶性化合物的总量，液晶组合物中的取向控制层形成单体的比例为0.1重量份至10重量份的范围。

[0099] 项5.根据项1至项4中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(1)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。

[0100]

[0101] 式(1)中，R1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A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；Z1为单键、亚乙基、羰氧基、-CH＝CF-、-CF＝CF-、二氟亚甲基氧基、-CH＝CF-CF2O-或-CF＝CF-CF2O-；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；a为1、2、
3、或4。

[0102] 项6.根据项1至项5中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(1-1)至式(1-39)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。

[0103]

[0104]

[0105]

[0106]

[0107]

[0108] 式(1-1)至式(1-39)中，R1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。

[0109] 项7.根据项5或项6所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的第一成分的比例为10重量％至85重量％的范围。

[0110] 项8.根据项1至项7中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(2)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。

[0111]

[0112] 式(2)中，R2及R3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；Z2为单键、亚乙基、或羰氧基；b为
1、2、或3。

[0113] 项9.根据项1至项8中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(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二成分。

[0114]

[0115] 式(2-1)至式(2-13)中，R2及R3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。

[0116] 项10.根据项8或项9所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的第二成分的比例为10重量％至85重量％的范围。

[0117] 项11.根据项1至项10中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(3)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。

[0118]

[0119] 式(3)中，R4及R5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D及环F独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-
2,6-二基；环E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
3 4
苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z 及Z 独立地为单键、亚乙基、羰氧基、或亚甲基氧基；c为1、2、或3，d为0或1；c与d的和为3以下。

[0120] 项12.根据项1至项11中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(3-1)至式(3-22)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。

[0121]

[0122]

[0123] 式(3-1)至式(3-22)中，R4及R5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。

[0124] 项13.根据项11或项12所述的液晶显示元件，其中第三成分的比例为3重量％至25重量％的范围。

[0125] 项14.根据项1至项13中任一项所述的液晶显示元件，其中液晶组合物进而含有选自式(4)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物。

[0126]

[0127] 式(4)中，环F3及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-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；
环G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；Z6及Z7独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，而且至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；P1、P2、及P3为聚合性基；Sp1、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，而且至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；h为0、1、或2；
e、f、及g独立地为0、1、2、3、或4，而且e、f、及g的和为1以上。

[0128] 项15.根据项14所述的液晶显示元件，其中液晶组合物中的式(4)中，P1、P2、及P3独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基。

[0129]

[0130] 式(P-1)至式(P-5)中，M1、M2、及M3独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。

[0131] 项16.根据项1至项15中任一项所述的液晶显示元件，其含有选自式(4-1)至式(4-27)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为液晶组合物中的第二添加物。

[0132]

[0133]

[0134]

[0135] 式(4-1)至式(4-27)中，P4、P5、及P6独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基，

[0136]

[0137] 此处，M1、M2、及M3独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；Sp1、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。

[0138] 项17.根据项14至项16中任一项所述的液晶显示元件，其中基于液晶性化合物的总量，液晶组合物中的第二添加物的比例为0.03重量份至10重量份的范围。

[0139] 项18.根据项1至项17中任一项所述的液晶显示元件，其中向列相的上限温度为70℃以上，波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)为0.07以上，而且频率1kHz下的介电各向异性(在25℃下测定)为2以上。

[0140] 项19.一种液晶显示元件，其在一对基板之间具有根据项1至项18中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物与电极，并通过在向列相的上限温度以上照射直线偏光，所述液晶组合物中的取向控制层形成单体进行反应。

[0141] 项20.根据项1至项19中任一项所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为IPS模式、VA模式、FFS模式、或FPA模式，液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。

[0142] 项21.根据项1至项19中任一项所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为IPS模式或FFS模式，液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。

[0143] 项22.一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件，含有根据项1至项17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物，且所述液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合。

[0144] 项23.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物，其用于液晶显示元件中。

[0145] 项24.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物，其用于聚合物稳定取向型的液晶显示元件中。

[0146] 项25.一种化合物，其是由式(A-2)所表示。

[0147]

[0148] 式(A-2)中，P50及P60独立地为选自式(Q-1)所表示的基中的基；

[0149] 式(Q-1)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；

[0150] Sp50及Sp60独立地为碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0151] 式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；

[0152] Sp41独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代；

[0153] Z12为-CO-、或-OCO-；

[0154] R50独立地为氢、氟、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基；

[0155] k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至4的整数。

[0156] 项26.一种化合物的用途，所述化合物为根据项25所述的化合物，其用作取向控制层形成用单体。

[0157] 项27.一种液晶组合物，其为根据项1至项17中任一项所述的液晶显示元件中的液晶组合物。

[0158] 本发明也包括以下项。(a)所述组合物，其进而含有光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等添加物的至少一种。(b)一种AM元件，其含有所述组合物。(c)一种聚合物稳定取向(PSA)型的AM元件，其含有所述组合物，所述组合物进而含有聚合性化合物。(d)一种聚合物稳定取向(PSA)型的AM元件，其含有所述组合物，且所述组合物中的聚合性化合物进行聚合。(e)一种元件，其含有所述组合物，而且具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、或FPA的模式。(f)一种透过型的元件，其含有所述组合物。(g)将所述组合物作为具有向列相的组合物的用途。(h)通过向所述组合物中添加光学活性化合物而作为光学活性组合物的用途。

[0159] 对用于本发明的液晶显示元件中的液晶组合物中所含的取向控制层形成单体进行说明。取向控制层形成单体是指吸收偏光并引起二聚化或异构化之类的反应的化合物，本发明中，使用式(A)、式(A-1)、式(A-2)、式(B)、式(C)、式(C-1)、式(D)及式(D-1)所表示的化合物。

[0160]

[0161]

[0162] 式(A)、式(A-1)、式(A-2)、式(B)、式(C)、式(C-1)、式(D)及式(D-1)中，[0163] P10、P20、P30、P40、P50及P60独立地为选自式(Q-1)至式(Q-5)所表示的基中的基，[0164] 式(Q-1)至式(Q-5)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。

[0165] 优选为式(Q-1)，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基。更优选的M10、M20、及M30独立地为氢、氟、甲基、或三氟甲基。

[0166] Sp10、Sp20、及Sp40独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。

[0167] 优选为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。

[0168] 更优选的Sp40为单键。

[0169] Sp30独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。优选为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。

[0170] 式(Q-6)中，M10、M20、及M30独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。

[0171] Sp41独立地为单键或碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟或氯取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。

[0172] Sp50及Sp60独立地为碳数1至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。优选为碳数2至12的亚烷基，所述亚烷基的至少一个氢可经氟、氯或式(Q-6)取代，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代。

[0173] 环A10及环A20独立地为苯基、4-联苯基、1-萘基、2-萘基、嘧啶-2-基、嘧啶-5-基、吡啶-2-基、吡啶-5-基、芴-2-基、芴-3-基、菲-2-基、或蒽-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。

[0174] 环A11、环A21、环A12、环A22及环A30独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基、或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,
16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基，邻接的键为-CH＝CH-、-CR10＝CR20-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-，R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至
10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基时，为1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。

[0175] 环A40为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基、或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基，邻接的键为-CH＝CH-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-时，为1,4-亚苯基、4,4'-亚联苯基、萘-2,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-
2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基，这些环中，至少一个氢可经P20-Sp20-、氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数2至12的烯基、碳数1至11的烷氧基、或碳数2至11的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。

[0176] 环A11及环A21独立地为1,4-亚苯基、萘-2,6-二基，这些中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至12的烷基取代。

[0177] Z10独立地为-CH＝CH-、-CR10＝CR20-、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、或-CH＝CH-COO-，R10及R20独立地为氢、氟、氰基、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基。

[0178] Z11独立地为单键或碳数1至6的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。

[0179] 优选为单键、亚乙基、亚甲基氧基、-COO-、-OCO-、或-OCOO-，更优选为单键、-COO-或-OCO-。

[0180] Z12为-CO-、或-OCO-。

[0181] Z20及Z21独立地为单键、碳数1至6的亚烷基或碳数2至6的亚烯基，至少一者为碳数2至6的亚烯基。这些亚烷基、亚烯基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，其他至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。

[0182] 优选为单键、-CO-CH＝CH-、-CH＝CH-CO-、-OCO-CH＝CH-、-CH＝CH-COO-或-CH＝CH-，但不同时成为单键。

[0183] R30、R40、R41及R50独立地为氢、氟、氯、碳数1至10的烷基、或至少一个氢取代为氟的碳数1至10的烷基。

[0184] k10及n10独立地为0至3的整数，k10与n10的和为1至6的整数，优选为k10与n10的和为1至4的整数。

[0185] n20为1或2。

[0186] n30为1或2。

[0187] 认为具有亚乙烯基的取向控制层形成单体通过照射紫外光，产生通过自反式体向顺式体的光异构化或二聚化的环丁烷环的形成。可利用所述性质来制备能够使液晶分子取向的薄膜。

[0188] 为了制备所述薄膜，所照射的紫外线合适的是直线偏光。

[0189] 首先，将取向控制层形成单体以0.1重量％至10重量％的范围添加于液晶组合物中，为了使取向控制层形成单体溶解，而对组合物进行加温。将所述组合物注入至不具有取向膜的元件中。其次，一边对元件加温至向列相的上限温度以上，一边照射直线偏光，由此促进取向控制层形成单体的光异构化或二聚化。经光异构化的化合物或经二聚化的化合物在固定方向上进行排列。同时也产生光聚合，在基板上形成薄膜。所形成的薄膜具有作为液晶取向膜的功能。

[0190] 以如下顺序对本发明中所使用的组合物进行说明。第一，对组合物的构成进行说明。第二，对成分化合物的主要特性及所述化合物给组合物或元件带来的主要效果进行说明。第三，对组合物中的成分的组合、成分的优选比例及其根据进行说明。第四，对成分化合物的优选形态进行说明。第五，示出优选的成分化合物。第六，对可添加于组合物中的添加物进行说明。第七，对成分化合物的合成方法进行说明。第八，对组合物的用途进行说明。第九，对制造元件的方法进行说明。

[0191] 第一，对组合物的构成进行说明。所述组合物含有多种液晶性化合物。所述组合物也可含有添加物。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。就液晶性化合物的观点而言，所述组合物被分类为组合物A与组合物B。组合物A除了含有选自化合物(1)及化合物(2)中的液晶性化合物以外，也可进而含有其他液晶性化合物。“其他液晶性化合物”是与化合物(1)及化合物(2)不同的液晶性化合物。此种化合物是出于进一步调整特性的目的而混合于组合物中。

[0192] 组合物B实质上仅包含选自化合物(1)及化合物(2)中的液晶性化合物。“实质上”这一用语是指组合物虽可含有添加物，但不含其他液晶性化合物。与组合物A相比较，组合物B的成分的数量少。就降低成本的观点而言，组合物B优于组合物A。就可通过混合其他液晶性化合物来进一步调整特性的观点而言，组合物A优于组合物B。

[0193] 第二，对成分化合物的主要特性及所述化合物给组合物或元件带来的主要效果进行说明。基于本发明的效果，将成分化合物的主要特性归纳于表2中。表2的记号中，L是指大或高，M是指中等程度的，S是指小或低。记号L、M、S是基于成分化合物之间的定性比较的分类，记号0(零)是指介电各向异性极其小。

[0194] [表2]

[0195] 表2.化合物的特性

[0196] 化合物化合物(1) 化合物(2)上限温度 M～L S～L
粘度 M～L S～M
光学各向异性 M～L S～L
介电各向异性 M～L1) 0
比电阻 L L

[0197] 1)介电各向异性的值为正，且记号表示绝对值的大小

[0198] 在将成分化合物混合于组合物中时，成分化合物给组合物的特性带来的主要效果如以下那样。取向控制层形成单体为第一添加物。取向控制层形成单体在通过偏光而进行二聚化或异构化时，以分子水平在固定方向上进行排列。因此，由取向控制层形成单体制备的薄膜与聚酰亚胺之类的取向膜同样地使液晶分子取向。作为第一成分的化合物(1)提高介电各向异性。作为第二成分的化合物(2)降低粘度，或提高上限温度。作为第三成分的化合物(3)提高短轴方向上的介电常数。作为第二添加物的化合物(4)通过聚合而提供聚合体，所述聚合体缩短元件的响应时间，并改善图像的残像。

[0199] 第三，对组合物中的成分的组合、成分的优选比例及其根据进行说明。组合物中的成分的优选组合为第一成分+第一添加物、第一成分+第二成分+第一添加物、第一成分+第三成分+第一添加物、或第一成分+第二成分+第三成分+第一添加物。进而优选的组合为第一成分+第二成分+第一添加物。也可进而向这些组合中追加第二添加物。

[0200] 为了使液晶分子取向，基于液晶性化合物的总量，作为第一添加物的取向控制层形成单体的优选比例为约0.1重量份以上，为了防止元件的显示不良，作为第一添加物的取向控制层形成单体的优选比例为约10重量份以下。进而优选的比例为约0.3重量份至约6重量份的范围。特别优选的比例为约0.5重量份至约4重量份的范围。

[0201] 为了提高介电各向异性，第一成分的优选比例为约10重量％以上，为了降低下限温度，或为了降低粘度，第一成分的优选比例为约85重量％以下。进而优选的比例为约15重量％至约80重量％的范围。特别优选的比例为约20重量％至约75重量％的范围。

[0202] 为了提高上限温度，或为了降低粘度，第二成分的优选比例为约10重量％以上，为了提高介电各向异性，第二成分的优选比例为约85重量％以下。进而优选的比例为约15重量％至约80重量％的范围。特别优选的比例为约20重量％至约75重量％的范围。

[0203] 为了提高短轴方向上的介电常数，第三成分的优选比例为约3重量％以上，为了降低下限温度，第三成分的优选比例为约25重量％以下。进而优选的比例为约5重量％至约20重量％的范围。特别优选的比例为约5重量％至约15重量％的范围。

[0204] 第二添加物也可出于适合于聚合物稳定取向型的元件的目的而添加于组合物中。为了使液晶分子取向，基于液晶性化合物的总量，所述添加物的优选比例为约0.03重量份以上，为了防止元件的显示不良，所述添加物的优选比例为约10重量份以下。进而优选的比例为约0.1重量份至约2重量份的范围。特别优选的比例为约0.2重量份至约1.0重量份的范围。

[0205] 第四，对成分化合物的优选形态进行说明。式(1)、式(2)、及式(3)中，R1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。为了提高对于紫外线或热的稳定性，优选的R1为碳数1至12的烷基。R2及R3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。为了降低粘度，优选的R2
3 2 3
或R为碳数2至12的烯基，为了提高对于紫外线或热的稳定性，优选的R或R为碳数1至12的烷基。R4及R5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。为了提高对于紫外线或热的稳定性，优选的R4或R5为碳数1至12的烷基，为了提高短轴方向上的介电常数，优选的R4或R5为碳数1至12的烷氧基。

[0206] 优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。为了降低粘度，进而优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基。

[0207] 优选的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基。为了降低粘度，进而优选的烷氧基为甲氧基或乙氧基。

[0208] 优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基。为了降低粘度，进而优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。这些烯基中的-CH＝CH-的优选立体构型依存于双键的位置。为了降低粘度等原因，在1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之类的烯基中优选为反式构型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中优选为顺式构型。这些烯基中，直链烯基优于分支烯基。

[0209] 优选的烯氧基为乙烯基氧基、烯丙基氧基、3-丁烯基氧基、3-戊烯基氧基、或4-戊烯基氧基。为了降低粘度，进而优选的烯氧基为烯丙基氧基或3-丁烯基氧基。

[0210] 至少一个氢经氟或氯取代的烷基的优选例为氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基、7-氟庚基、或8-氟辛基。为了提高介电各向异性，进而优选的例子为2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、或5-氟戊基。

[0211] 至少一个氢经氟或氯取代的烯基的优选例为2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、或6,6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度，进而优选的例子为2,2-二氟乙烯基或4,4-二氟-3-丁烯基。

[0212] 环A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。为了提高光学各向异性，优选的环A为1,4-亚苯基或2-氟-1,4-亚苯基。四氢吡喃-2,5-二基为[0213]

[0214] 优选为

[0215]

[0216] 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。为了降低粘度，优选的环B或环C为1,4-亚环己基，或为了提高光学各向异性，优选的环B或环C为1,4-亚苯基。环D及环F独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基。为了降低粘度，优选的环D或环F为1,4-亚环己基，为了提高短轴方向上的介电常数，优选的环D或环F为四氢吡喃-2,5-二基，为了提高光学各向异性，优选的环D或环F为1,4-亚苯基。环E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。为了提高短轴方向上的介电常数，优选的环E为2,3-二氟-1,4-亚苯基。

[0217] Z1为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲基氧基。为了降低粘度，优选的Z1为单键，为1 2
了提高介电各向异性，优选的Z为二氟亚甲基氧基。Z为单键、亚乙基、或羰氧基。为了降低粘度，优选的Z2为单键。Z3及Z4独立地为单键、亚乙基、羰氧基、或亚甲基氧基。为了降低粘度，优选的Z3或Z4为单键，为了提高短轴方向上的介电常数，优选的Z3或Z4为亚甲基氧基。

[0218] X1及X2独立地为氢或氟。为了提高介电各向异性，优选的X1或X2为氟。

[0219] 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。为了降低下限温度，优选的Y1为氟。

[0220] 至少一个氢经氟或氯取代的烷基的优选例为三氟甲基。至少一个氢经氟或氯取代的烷氧基的优选例为三氟甲氧基。至少一个氢经氟或氯取代的烯氧基的优选例为三氟乙烯基氧基。

[0221] a为1、2、3、或4。为了降低下限温度，优选的a为2，为了提高介电各向异性，优选的a为3。b为1、2、或3。为了降低粘度，优选的b为1，为了提高上限温度，优选的b为2或3。c为1、2、或3，d为0或1，c与d的和为3以下。为了降低粘度，优选的c为1，为了提高上限温度，优选的c为2或3。为了降低粘度，优选的d为0，为了降低下限温度，优选的d为1。

[0222] 式(4)中，P1、P2、及P3独立地为聚合性基。优选的P1、P2、或P3为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的基的群组中的聚合性基。进而优选的P1、P2、或P3为式(P-1)、式(P-2)、或式(P-3)所表示的基。特别优选的P1、P2、或P3为式(P-1)或式(P-2)所表示的基。最优选的P1、P2、或P3为式(P-1)所表示的基。式(P-1)所表示的优选的基为-OCO-CH＝CH2或-OCO-C(CH3)＝CH2。式(P-1)至式(P-5)的波形线表示所键结的部位。

[0223]

[0224] 式(P-1)至式(P-5)中，M1、M2、及M3独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。为了提高反应性，优选的M1、M2、或M3为氢或甲基。进而优选的M1为氢或甲基，进而优选的M2或M3为氢。

[0225] Sp1、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2-CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Sp1、Sp2、或Sp3为单键、-CH2-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CO-CH＝CH-、或-CH＝CH-CO-。进而优选的Sp1、Sp2、或Sp3为单键。

[0226] 环F3及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-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。优选的环F3或环I为苯基。环G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。优选的环G为1,4-亚苯基或
2-氟-1,4-亚苯基。

[0227] Z6及Z7独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2-CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Z6或Z7为6 7
单键、-CH2-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、或-OCO-。进而优选的Z或Z为单键。

[0228] h为0、1、或2。优选的h为0或1。e、f、及g独立地为0、1、2、3、或4，e、f、及g的和为1以上。优选的e、f、或g为1或2。

[0229] 第五，示出优选的成分化合物。对优选的取向控制层形成单体进行说明。取向控制层形成单体优选为具有至少两个以上的聚合性基。认为在聚合性基为一个的情况下，聚合后所获得的取向控制层成为柔软的膜，因此在使液晶显示元件驱动的温度环境中，取向控制层容易变形，取向控制力也容易降低。认为在具有至少两个以上的聚合性基的情况下，聚合后所获得的取向控制层的交联密度提高而成为牢固的膜，因此认为在高温的环境中，也难以产生取向控制层的变形。通过偏光而产生二聚化或异构化的部位为亚乙烯基。在具有包含亚乙烯基的查耳酮结构或肉桂酸酯结构的情况下，也具有相同的效果，故优选。在控制在液晶性化合物中的溶解性时，为了提高与液晶性化合物的末端链的相容性，也可在聚合性基与中心结构之间导入间隔基。间隔基优选为直链状或分支状。间隔基的长度优选为碳数2以上。也可将两种以上的取向控制层形成单体组合而使用。具体例示优选的取向控制层形成单体。为化合物(A-1-1)至化合物(A-1-8)、化合物(A-A-1)至化合物(A-A-15)、化合物(A-2-1)至化合物(A-2-12)、化合物(B-1-1)至化合物(B-1-17)、化合物(C-1-1)至化合物(C-1-10)及化合物(D-1-1)至化合物(D-1-9)。化合物(A-1-4)至化合物(A-1-7)、化合物(A-A-5)、化合物(A-A-7)、化合物(A-2-1)至化合物(A-2-2)、化合物(A-2-7)至化合物(A-2-12)中的n独立地为2至12。化合物(A-2-1)至化合物(A-2-2)、化合物(A-2-7)至化合物(A-2-12)中，就提高与液晶性化合物的相容性的观点而言，更优选的n为2至10。

[0230] 作为除所述以外具有肉桂酸酯结构的优选的取向控制层形成单体，可列举日本专利特开2011-202168号公报的段落0029至段落0033中记载的化合物(I-1)至化合物(I-34)、化合物(I-36)至化合物(I-39)、日本专利特开2010-285499号公报的段落0031至段落0042中记载的化合物(I-1)至化合物(I-52)、化合物(I-56)至化合物(I-59)、化合物(I-60)至化合物(I-62)。

[0231]

[0232]

[0233]

[0234]

[0235]

[0236]

[0237]

[0238]

[0239]

[0240]

[0241]

[0242] 优选的化合物(1)为项6所述的化合物(1-1)至化合物(1-39)。这些化合物中，优选为第一成分的至少一种为化合物(1-4)、化合物(1-12)、化合物(1-14)、化合物(1-15)、化合物(1-17)、化合物(1-18)、化合物(1-23)、化合物(1-24)、化合物(1-27)、化合物(1-29)、或化合物(1-30)。优选为第一成分的至少两种为化合物(1-12)及化合物(1-15)、化合物(1-14)及化合物(1-27)、化合物(1-18)及化合物(1-24)、化合物(1-18)及化合物(1-29)、化合物(1-24)及化合物(1-29)、或化合物(1-29)及化合物(1-30)的组合。

[0243] 优选的化合物(2)为项9所述的化合物(2-1)至化合物(2-13)。这些化合物中，优选为第二成分的至少一种为化合物(2-1)、化合物(2-3)、化合物(2-5)、化合物(2-6)、或化合物(2-7)。优选为第二成分的至少两种为化合物(2-1)及化合物(2-5)、化合物(2-1)及化合物(2-6)、化合物(2-1)及化合物(2-7)、化合物(2-3)及化合物(2-5)、化合物(2-3)及化合物(2-6)、化合物(2-3)及化合物(2-7)的组合。

[0244] 优选的化合物(3)为项12所述的化合物(3-1)至化合物(3-22)。这些化合物中，优选为第三成分的至少一种为化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-4)、化合物(3-6)、化合物(3-8)、或化合物(3-10)。优选为第三成分的至少两种为化合物(3-1)及化合物(3-6)、化合物(3-3)及化合物(3-6)、化合物(3-3)及化合物(3-10)、化合物(3-4)及化合物(3-6)、化合物(3-4)及化合物(3-8)、或化合物(3-6)及化合物(3-10)的组合。

[0245] 第六，对可添加于组合物中的添加物进行说明。此种添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。出于引起液晶分子的螺旋结构来赋予扭角(torsion angle)的目的，而将光学活性化合物添加于组合物中。此种化合物的例子为化合物(Op-1)至化合物(Op-5)。基于液晶性化合物的总量，光学活性化合物的优选比例为约5重量份以下。进而优选的比例为约0.01重量份至约2重量份的范围。

[0246]

[0247] 为了防止由大气中的加热所引起的比电阻下降，或为了在长时间使用元件后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率，而将抗氧化剂添加于组合物中。抗氧化剂的优选例为n为1至9的整数的化合物(G)等。

[0248]

[0249] 化合物(G)中，优选的n为1、3、5、7、或9。进而优选的n为7。n为7的化合物(G)由于挥发性小，因此对于在长时间使用元件后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率而言有效。为了获得所述效果，抗氧化剂的优选比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度，或为了不提高下限温度，抗氧化剂的优选比例为约600ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约300ppm的范围。

[0250] 紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，具有位阻的胺之类的光稳定剂也优选。为了获得所述效果，这些吸收剂或稳定剂的优选比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度，或为了不提高下限温度，这些吸收剂或稳定剂的优选比例为约10000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约10000ppm的范围。

[0251] 为了适合于宾主(guest host，GH)模式的元件，而将偶氮系色素、蒽醌系色素等之类的二色性色素(dichroic dye)添加于组合物中。基于液晶性化合物的总量，色素的优选比例为约0.01重量份至约10重量份的范围。为了防止起泡，而将二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等消泡剂添加于组合物中。为了获得所述效果，消泡剂的优选比例为约1ppm以上，为了防止显示不良，消泡剂的优选比例为约1000ppm以下。进而优选的比例为约1ppm至约500ppm的范围。

[0252] 为了适合于聚合物稳定取向(PSA)型的元件，而使用聚合性化合物。化合物(4)适合于所述目的。也可将化合物(4)以及与化合物(4)不同的聚合性化合物一起添加于组合物中。也可代替化合物(4)而将与化合物(4)不同的聚合性化合物添加于组合物中。此种聚合性化合物的优选例为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯基氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、乙烯基酮等化合物。进而优选的例子为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。通过改变化合物(4)的种类，或者通过以适当的比组合与化合物(4)不同的聚合性化合物，可调整聚合性化合物的反应性或液晶分子的预倾角。通过将预倾角最佳化，可达成元件的短的响应时间。液晶分子的取向稳定化，因此可达成大的对比度比或长寿命。

[0253] 化合物(4)或取向控制层形成单体之类的聚合性化合物通过紫外线照射而聚合。也可在光聚合引发剂等适当的引发剂的存在下进行聚合。用以进行聚合的适当条件、引发剂的适当类型、及适当的量已为本技术领域技术人员所知，并记载于文献中。例如作为光聚合引发剂的奥尼拉德(Omnirad)651(注册商标；IGM树脂(IGM Resins))、奥尼拉德(Omnirad)184(注册商标；IGM树脂(IGM Resins))、或奥尼拉德(Omnirad)1173(注册商标；
IGM树脂(IGM Resins))适合于自由基聚合。基于聚合性化合物的总量，光聚合引发剂的优选比例为约0.1重量份至约5重量份的范围。进而优选的比例为约1重量份至约3重量份的范围。

[0254] 保管化合物(4)或取向控制层形成单体之类的聚合性化合物时，为了防止聚合，也可添加聚合抑制剂。聚合性化合物通常是以未去除聚合抑制剂的状态添加于组合物中。聚合抑制剂的例子为氢醌、甲基氢醌之类的氢醌衍生物、4-叔丁基儿茶酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪等。

[0255] 极性化合物为具有极性的有机化合物。此处，不含具有离子键的化合物。氧、硫、及氮之类的原子的电性偏阴性且存在具有部分负电荷的倾向。碳及氢为中性或存在具有部分正电荷的倾向。极性是因部分电荷在化合物中的不同种的原子间不均等地分布而产生。例如，极性化合物具有-OH、-COOH、-SH、-NH2、>NH、>N-之类的部分结构的至少一种。

[0256] 第七，对成分化合物的合成方法进行说明。这些化合物可利用已知的方法来合成。例示合成方法。化合物(1-1)是利用日本专利特表平2-503441号公报中所记载的方法来合成。化合物(2-5)是利用日本专利特开昭57-165328号公报中所记载的方法来合成。化合物(3-18)是利用日本专利特开平7-101900号公报中所记载的方法来合成。抗氧化剂已有市售。式(5)的n为1的化合物可自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation)获取。n为7的化合物(5)等是利用美国专利3660505号说明书中所记载的方法来合成。具有亚乙烯基的取向控制层形成单体是利用国际公开第2013/077343号、国际公开第2002/048281号、国际公开第2015/004947号、美国公报2013-0277609号公报、日本专利特开昭63-8361号公报中所记载的方法来合成。具有α-氟丙烯酸酯基的取向控制层形成单体是利用日本专利特开2005-112850号公报中记载的方法来合成。

[0257] 未记载合成方法的化合物可利用以下成书中所记载的方法来合成：《有机合成(Organic Syntheses)》(约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc.))、《有机反应(Organic Reactions)》(约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc.))、《综合有机合成(Comprehensive Organic Synthesis)》(培格曼出版公司(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等。组合物是利用公知的方法，由以所述方式获得的化合物来制备。例如，将成分化合物混合，然后通过加热而使其相互溶解。

[0258] 第八，对组合物的用途进行说明。大部分的组合物具有约-10℃以下的下限温度、约70℃以上的上限温度、以及约0.07至约0.20的范围的光学各向异性。可通过控制成分化合物的比例、或通过混合其他液晶性化合物来制备具有约0.08至约0.25的范围的光学各向异性的组合物。进而，也可通过所述方法来制备具有约0.10至约0.30的范围的光学各向异性的组合物。含有所述组合物的元件具有大的电压保持率。所述组合物适合于AM元件。所述组合物特别适合于透过型的AM元件。所述组合物可用作具有向列相的组合物，可通过添加光学活性化合物而用作光学活性组合物。

[0259] 所述组合物可用于AM元件。进而，也可用于PM元件。所述组合物可用于具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPA等模式的AM元件及PM元件。特别优选为用于具有VA模式、OCB模式、IPS模式或FFS模式的AM元件。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中，在不施加电压时，液晶分子的排列可相对于玻璃基板而为平行，或也可为垂直。这些元件可为反射型、透过型或半透过型。优选为用于透过型的元件。也可用于非晶硅-TFT元件或多晶硅-TFT元件。也可用于将所述组合物进行微胶囊化而制作的向列曲线排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型的元件或使组合物中形成三维网状高分子而成的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型的元件。

[0260] 第九，对制造元件的方法进行说明。第一步骤为将取向控制层形成单体添加于液晶组合物中并在高于上限温度的温度下对组合物进行加温而使其溶解。第二步骤为将所述组合物注入至液晶显示元件中。在所述步骤中，若在高于上限温度的温度下对液晶组合物进行加温并加以注入，则可减少液晶组合物在单元内流动时的剪切应力，容易防止取向缺陷的产生。第三步骤为在将液晶组合物加温至高于上限温度的温度的状态下照射直线偏光紫外线。取向控制层形成单体通过直线偏光紫外线而进行二聚化或异构化，同时也进行聚合。直线偏光紫外线的优选的累计光量(J/cm2)在到达元件表面时为0.1J/cm2～20J/cm2。累计光量的优选的范围为0.1J/cm2～10J/cm2，更优选的范围为0.1J/cm2～7J/cm2。累计光量(J/cm2)可利用紫外线的照度(单位：mW/cm2)×照射时间(单位：sec)来求出。直线偏光紫外线照射时的温度条件优选为与所述热处理温度同样地设定。直线偏光紫外线照射的时间是根据灯照度而计算，因此就生产效率的观点而言，优选为以尽可能高的照度来进行。包含所述取向控制层形成单体的聚合体以分子水平在固定方向上进行排列，在基板上加以固定化，因此薄膜具有作为液晶取向膜的功能。可通过所述方法来制造不具有聚酰亚胺之类的取向膜的液晶显示元件。

[0261] 实施例

[0262] 通过实施例来对本发明进一步进行详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明包含实施例1的组合物与实施例2的组合物的混合物。本发明也包含将实施例的组合物的至少两种混合而成的混合物。所合成的化合物是通过核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)分析等方法来鉴定。化合物、组合物及元件的特性是通过下述记载的方法来测定。

[0263] NMR分析：在测定中使用布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)公司制造的DRX-500。1H-NMR的测定中，使试样溶解于CDCl3等氘化溶媒中，以在室温下、500MHz、累计次数16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。19F-NMR的测定中，使用CFCl3作为内部标准，以累计次数24次来进行。核磁共振光谱的说明中，s是指单峰(singlet)，d是指双重峰(doublet)，t是指三重峰(triplet)，q是指四重峰(quartet)，quin是指五重峰(quintet)，sex是指六重峰(sextet)，m是指多重峰(multiplet)，br是指宽峰(broad)。

[0264] 气相色谱分析：在测定中使用岛津制作所制造的GC-14B型气相色谱仪。载体气体为氦气(2mL/min)。将试样气化室设定为280℃，将检测器(火焰离子化检测器(flame ionization detector，FID))设定为300℃。在进行成分化合物的分离时，使用安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)制造的毛细管柱DB-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm；固定液相为二甲基聚硅氧烷；无极性)。所述管柱在200℃下保持2分钟后，以5℃/min的比例升温至280℃。将试样制备成丙酮溶液(0.1重量％)后，将其1μL注入至试样气化室中。记录计为岛津制作所制造的C-R5A型色谱仪组件(Chromatopac)或其同等品。所获得的气相色谱图显示出与成分化合物相对应的峰值的保持时间及峰值的面积。

[0265] 用以稀释试样的溶媒可使用氯仿、己烷等。为了将成分化合物分离，可使用以下的毛细管柱。安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)制造的HP-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)制造的Rtx-1(长度30m、内径
0.32mm、膜厚0.25μm)、澳大利亚SGE国际公司(SGE International Pty.Ltd)制造的BP-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。出于防止化合物峰值的重叠的目的，可使用岛津制作所制造的毛细管柱CBP1-M50-025(长度50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)。

[0266] 组合物中所含有的液晶性化合物的比例可利用以下那样的方法来算出。利用气相色谱仪(FID)来对液晶性化合物的混合物进行检测。气相色谱图中的峰值的面积比相当于液晶性化合物的比例(重量比)。在使用上文记载的毛细管柱时，可将各种液晶性化合物的修正系数视为1。因此，液晶性化合物的比例(重量％)可根据峰值的面积比来算出。

[0267] 测定试样：在测定组合物及元件的特性时，将组合物直接用作试样。在测定化合物的特性时，通过将所述化合物(15重量％)混合于母液晶(85重量％)中来制备测定用试样。根据通过测定而获得的值，利用外推法来算出化合物的特性值。(外推值)＝{(试样的测定值)-0.85×(母液晶的测定值)}/0.15。于在所述比例下，近晶相(或结晶)在25℃下析出时，将化合物与母液晶的比例以10重量％：90重量％、5重量％：95重量％、1重量％：99重量％的顺序变更。利用所述外推法来求出与化合物相关的上限温度、光学各向异性、粘度、及介电各向异性的值。

[0268] 使用下述母液晶。成分化合物的比例是以重量％表示。

[0269]

[0270] 测定方法：利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多是日本电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下称为JEITA)所审议制定的JEITA标准(JEITA·ED-2521B)中所记载的方法或将其加以修饰而成的方法。测定中所使用的TN元件中，未安装薄膜晶体管(TFT)。

[0271] (1)向列相的上限温度(NI；℃)：在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上放置试样，以1℃/min的速度进行加热。对试样的一部分自向列相变化为各向同性液体时的温度进行测定。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。

[0272] (2)向列相的下限温度(TC；℃)：将具有向列相的试样放入玻璃瓶中，在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷冻器中保管10天后，观察液晶相。例如，在试样在-20℃下为向列相的状态，而在-30℃下变化为结晶或近晶相时，将TC记载为＜-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。

[0273] (3)粘度(体积粘度；η；在20℃下测定；mPa·s)：在测定中使用东京计器股份有限公司制造的E型旋转粘度计。

[0274] (4)粘度(旋转粘度；γ1；在25℃下测定；mPa·s)：依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》第259期第37页(1995)中所记载的方法来进行测定。在扭转角为0°且两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中放入试样。对所述元件在16V至19.5V的范围内，以0.5V为单位来阶段性地施加电压。不施加电压0.2秒后，以仅施加一个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与不施加电压(2秒)的条件反复施加。测定通过所述施加而产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井等人的论文中第40页记载的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所需的介电各向异性的值是使用测定所述旋转粘度的元件并利用(6)项来进行测定。

[0275] (5)光学各向异性(折射率各向异性；Δn；在25℃下测定)：使用波长589nm的光，利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行测定。将主棱镜的表面向一方向摩擦后，将试样滴加于主棱镜上。折射率n∥是在偏光的方向与摩擦的方向平行时进行测定。折射率n⊥是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时进行测定。光学各向异性的值是根据Δn＝n∥-n⊥的式子来计算。

[0276] (6)介电各向异性(Δε；在25℃下测定)：在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(10V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。介电各向异性的值是根据Δε＝ε∥-ε⊥的式子来计算。

[0277] (7)阈电压(Vth；在25℃下测定；V)：在测定中使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为0.45/Δn(μm)、扭转角为80度的正常显白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加的电压(32Hz、矩形波)是以0.02V为单位，自0V阶段性地增加至10V。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透过元件的光量。制成在所述光量达到最大时透过率为100％，且在所述光量为最小时透过率为0％的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率达到90％时的电压来表示。

[0278] (8)电压保持率(VHR-1；在25℃下测定；％)：测定中所使用的TN元件具有聚酰亚胺取向膜，而且两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。所述元件在放入试样后，利用以紫外线进行硬化的粘接剂来密封。对所述TN元件施加脉冲电压(5V、60微秒)来充电。利用高速电压计，在16.7毫秒期间测定所衰减的电压，求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是由面积A相对于面积B的百分率来表示。

[0279] (9)电压保持率(VHR-2；在80℃下测定；％)：除了代替25℃而在80℃下进行测定以外，以与所述相同的顺序来测定电压保持率。由VHR-2来表示所获得的值。

[0280] (10)电压保持率(VHR-3；在25℃下测定；％)：照射紫外线后，测定电压保持率，并评价对于紫外线的稳定性。测定中所使用的TN元件具有聚酰亚胺取向膜，而且单元间隙为5μm。在所述元件中注入试样，照射光20分钟。光源为超高压水银灯USH-500D(牛尾(Ushio)电机制造)，元件与光源的间隔为20cm。VHR-3的测定中，在16.7毫秒期间测定所衰减的电压。具有大的VHR-3的组合物对于紫外线具有大的稳定性。VHR-3优选为90％以上，更优选为
95％以上。

[0281] (11)电压保持率(VHR-4；在25℃下测定；％)：将注入有试样的TN元件在80℃的恒温槽内加热500小时后，测定电压保持率，并评价对于热的稳定性。VHR-4的测定中，在16.7毫秒期间测定所衰减的电压。具有大的VHR-4的组合物对于热具有大的稳定性。

[0282] (12)响应时间(τ；在25℃下测定；ms)：在测定中使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5.0μm、扭转角为80度的正常显白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透过元件的光量。在所述光量达到最大时视作透过率为100％，在所述光量为最小时视作透过率为0％。上升时间(τr：rise time；毫秒)是透过率自90％变化为10％所需的时间。下降时间(τf：fall time；毫秒)是自透过率10％变化为90％所需的时间。响应时间是由以所述方式求出的上升时间与下降时间的和来表示。

[0283] (13)弹性常数(K；在25℃下测定；pN)：在测定中使用横河·惠普(Hewlett-Packard)股份有限公司制造的HP4284A型LCR测试仪。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的水平取向元件中放入试样。对所述元件施加0伏特至20伏特电荷，测定静电电容及施加电压。使用《液晶器件手册》(日刊工业新闻公司)第75页的式(2.98)、式(2.101)，将所测定的静电电容(C)与施加电压(V)的值进行拟合，根据式(2.99)而获得K11及K33的值。其次，在《液晶器件手册》(日刊工业新闻公司)第171页的式(3.18)中使用之前所求出的K11及K33的值来算出K22。弹性常数是由以所述方式求出的K11、K22、及K33的平均值来表示。

[0284] (14)比电阻(ρ；在25℃下测定；Ωcm)：在具备电极的容器中注入试样1.0mL。对所述容器施加直流电压(10V)，测定10秒后的直流电流。比电阻是根据下式而算出。(比电阻)＝{(电压)×(容器的电容)}/{(直流电流)×(真空的介电常数)}。

[0285] (15)螺旋节距(helical pitch)(P；在室温下测定；μm)：螺旋节距是利用楔形法而测定。参照《液晶便览》第196页(2000年发行，丸善)。将试样注入至楔形单元，在室温下静置2小时后，通过偏光显微镜(尼康(Nikon)(股)，商品名MM40/60系列)来观察向错线的间隔(d2-d1)。螺旋节距(P)是根据将楔形单元的角度表示为θ的下述式来算出。P＝2×(d2-d1)×tanθ。

[0286] 实施例中的化合物是基于下述表3的定义而以记号来表示。表3中，与1,4-亚环己基相关的立体构型为反式构型。位于记号后的括弧内的编号与化合物的编号相对应。(-)的记号是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)。最后，归纳组合物的特性值。

[0287] 使用记号的化合物的表述法

[0288] R-(A1)-Z1-......Zn-(An)-R'

[0289] [表3]

[0290]

[0291]

[0292]

[0293]

[0294] 元件的实施例

[0295] 1.原料

[0296] 向不具有取向膜的元件中注入添加有取向控制层形成单体的组合物。照射直线偏光的紫外线后，确认所述元件中的液晶分子的取向。首先对原料进行说明。原料是自组合物(M1)至组合物(M20)之类的组合物中适宜选择，取向控制层形成单体是自化合物(A-1-1)、化合物(A-2-1-1)及化合物(A-2-2-1)、化合物(A-2-3)、化合物(A-2-4)、化合物(B-1)、化合物(C-1-1)、化合物(D-1-5)、化合物(D-1-7)及化合物(D-1-8)中适宜选择。组合物为以下那样。

[0297] [组合物(M1)]

[0298]

[0299] NI＝79.8℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.106；Δε＝8.5；Vth＝1.45V；η＝11.6mPa·s；γ1＝60.0mPa·s.

[0300] [组合物(M2)]

[0301]

[0302]

[0303] NI＝71.2℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.099；Δε＝6.1；Vth＝1.74V；η＝13.2mPa·s；γ1＝59.3mPa·s.

[0304] [组合物(M3)]

[0305]

[0306] NI＝78.5℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.095；Δε＝3.4；Vth＝1.50V；η＝8.4mPa·s；γ1＝54.2mPa·s.

[0307] [组合物(M4)]

[0308]

[0309] NI＝90.3℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.089；Δε＝5.5；Vth＝1.65V；η＝13.6mPa·s；γ1＝60.1mPa·s.

[0310] [组合物(M5)]

[0311]

[0312] NI＝78.3℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.107；Δε＝7.0；Vth＝1.55V；η＝11.6mPa·s；γ1＝55.6mPa·s.

[0313] [组合物(M6)]

[0314]

[0315]

[0316] NI＝80.4℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.106；Δε＝5.8；Vth＝1.40V；η＝11.6mPa·s；γ1＝61.0mPa·s.

[0317] [组合物(M7)]

[0318]

[0319] NI＝78.4℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.094；Δε＝5.6；Vth＝1.45V；η＝11.5mPa·s；γ1＝61.7mPa·s.

[0320] [组合物(M8)]

[0321]

[0322]

[0323] NI＝80.0℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.101；Δε＝4.6；Vth＝1.71V；η＝11.0mPa·s；γ1＝47.2mPa·s.

[0324] [组合物(M9)]

[0325]

[0326] NI＝78.6℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.088；Δε＝5.6；Vth＝1.85V；η＝13.9mPa·s；γ1＝66.9mPa·s.

[0327] [组合物(M10)]

[0328]

[0329]

[0330] NI＝82.9℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.093；Δε＝6.9；Vth＝1.50V；η＝16.3mPa·s；γ1＝65.2mPa·s.

[0331] [组合物(M11)]

[0332]

[0333] NI＝79.6℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.111；Δε＝4.7；Vth＝1.86V；η＝9.7mPa·s；γ1＝49.9mPa·s.

[0334] [组合物(M12)]

[0335]

[0336]

[0337] NI＝83.0℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.086；Δε＝3.8；Vth＝1.94V；η＝7.5mPa·s；γ1＝51.5mPa·s.

[0338] [组合物(M13)]

[0339]

[0340] NI＝81.9℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.109；Δε＝4.8；Vth＝1.75V；η＝13.3mPa·s；γ1＝57.4mPa·s.

[0341] [组合物(M14)]

[0342]

[0343]

[0344] NI＝78.2℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.101；Δε＝6.7；Vth＝1.45V；η＝17.8mPa·s；γ1＝67.8mPa·s.

[0345] [组合物(M15)]

[0346]

[0347] NI＝77.6℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.109；Δε＝10.6；Vth＝1.34V；η＝22.6mPa·s；γ1＝92.4mPa·s.

[0348] [组合物(M16)]

[0349]

[0350]

[0351] NI＝85.2℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.102；Δε＝4.1；γ1＝43.0mPa·s.

[0352] [组合物(M17)]

[0353]

[0354] NI＝85.8℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.115；Δε＝4.2；γ1＝41.4mPa·s.

[0355] [组合物(M18)]

[0356]

[0357]

[0358] NI＝78.4℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.094；Δε＝5.6；Vth＝1.45V；η＝11.5mPa·s；γ1＝61.7mPa·s.

[0359] [组合物(M19)]

[0360]

[0361] NI＝79.3℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.099；Δε＝5.0；Vth＝1.64V；η＝10.4mPa·s；γ1＝44.7mPa·s.

[0362] [组合物(M20)]

[0363]

[0364] NI＝79.7℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.091；Δε＝5.7；Vth＝1.83V；η＝14.9mPa·s；γ1＝69.3mPa·s.

[0365] 第一添加物为以下的化合物。

[0366]

[0367]

[0368]

[0369] 2.液晶分子的取向

[0370] ＜偏光曝光条件＞

[0371] 使用250W的超高压水银灯(牛尾(Ushio)电机股份有限公司制造的多光源灯(Multi-Light))与线栅(wire grid)偏光板(毛特克(MOXTEK)公司制造的博福拉克斯(ProFlux)(UVT-260A))，并照射3mW/cm2(使用牛尾(Ushio)电机股份有限公司制造的紫外线照度计UIT-150及UVD-S313来测定波长313nm的照度)的强度的光。

[0372] 实施例1

[0373] 基于组合物(M1)的总量，以0.3重量份的比例将取向控制层形成单体(A-1-1)添加于组合物(M1)中。在90℃(上限温度以上)下将所述混合物注入至不具有取向膜的IPS元件中。一边在90℃(上限温度以上)下对IPS元件进行加热，一边自法线方向对元件照射经直线偏光的紫外线(313nm、5.0J/cm2)，从而获得形成有取向控制层的元件。所照射的紫外线通过偏振器，由此成为直线偏光。其次，将形成有取向控制层的元件设置于偏光显微镜上而对液晶的取向状态进行观察。偏光显微镜的偏振器与检偏器以各自的透过轴正交的方式配置。首先，以液晶分子的取向方向与偏光显微镜的偏振器的透过轴成为平行的方式，即，以液晶分子的取向方向与偏光显微镜的偏振器的透过轴所形成的角度成为0度的方式，将元件设置于偏光显微镜的水平旋转平台上。自元件的下侧即偏振器侧照射光，并观察有无透过检偏器的光。由于未观察到透过检偏器的光，因此取向判定为“良好”。再者，相同的观察中，在观察到透过检偏器的光的情况下，取向判定为“不良”。其次，使元件在偏光显微镜的水平旋转平台上旋转，并使偏光显微镜的偏振器的透过轴与液晶分子的取向方向所形成的角度自0度变化。确认到：透过检偏器的光的强度随着偏光显微镜的偏振器的透过轴与液晶分子的取向方向所形成的角度变大而增大，在其角度为45度时，大致成为最大。由以上所获得的元件中，液晶分子在相对于元件的基板的主面而大致水平的方向上取向，且判定为“水平取向”。

[0374] 实施例2至实施例24

[0375] 以表4的组合将取向控制层形成单体添加于组合物(M1)至组合物(M20)中。使用所述混合物将液晶的注入温度与偏光曝光时的温度设定为表4记载的温度，除此以外，利用与实施例1相同的方法来制作元件，并利用与实施例1相同的方法来观察漏光的有无。

[0376] 比较例1

[0377] 不将取向控制层形成单体添加于组合物(M1)中，除此以外，利用与实施例1相同的方法注入至不具有取向膜的IPS元件中，并进行加热偏光曝光处理。利用与实施例1相同的方法来观察漏光的有无。将实施例1至实施例24及比较例1的结果归纳于表4中。

[0378] [表4]

[0379] 液晶分子的取向

[0380]

[0381] 比较例2

[0382] 将不具有聚合性基但具有肉桂酸酯结构的以下的取向控制层形成化合物(R-1)添加于组合物(M1)中，利用与实施例1相同的方法注入至不具有取向膜的IPS元件中，并进行加热偏光曝光处理。利用与实施例1相同的方法来观察液晶的取向状态。在元件内确认到光未透过检偏器的区域，另一方面也确认到光透过检偏器的区域。取向判定为综合性不良。

[0383]

[0384] 3.取向控制层形成单体与液晶组合物的相容性

[0385] 对所述实施例中所获得的液晶组合物与取向控制层形成单体的混合物及所述比较例中所获得的液晶组合物与聚合性化合物的混合物的室温状态下的稳定性进行评价。混合后，在100℃下变化为各向同性的液体并放置冷却至25℃。在室温下经过半日后确认有无析出，结果实施例1～实施例24、比较例1的混合物中未确认到析出，任一者的取向控制层形成单体的相容性良好。

[0386] 由表4可知，实施例1至实施例24中，虽改变了组合物或取向控制层形成单体的种类，但未观察到漏光。在使用多种取向控制层形成单体的情况下，也为相同的倾向。所述结果表示即便在元件中无聚酰亚胺之类的取向膜，取向也良好，且所有的液晶分子也在固定方向上进行排列。另一方面，不含有取向控制层形成单体的比较例1中，观测到漏光。另外，不具有聚合性基的取向控制层形成化合物中无法获得充分的取向性。

[0387] 根据以上的结果，可知由具有两个以上的聚合性基的取向控制层形成单体生成的薄膜对于液晶分子的取向均一化而言发挥重要的作用。另外，可知与液晶组合物的相容性也良好。

[0388] 在其他取向控制层形成单体(例如，化合物(A-2-1-1)、化合物(A-2-2-1)、化合物(A-2-3)、化合物(A-2-4)、化合物(D-1-7)、化合物(D-1-8)、化合物(A-A-4)、化合物(A-A-13)、化合物(A-A-14)、化合物(A-A-15))的情况下，也可期待相同的效果。

[0389] 因此，若使用本发明的液晶组合物，则可获得具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、电压保持率高、阈电压低、对比度比大、寿命长之类的特性的液晶显示元件。

[0390] 进而，可获得具有如下液晶组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物在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、正的介电各向异性大、比电阻大、对于紫外线的稳定性高、对于热的稳定性高之类的特性中，满足至少一种特性。

[0391] 产业上的可利用性

[0392] 本发明的液晶组合物可用于液晶监视器、液晶电视等中。

标题	发布/更新时间	阅读量
光学各向异性片	2020-05-11	839
各向异性光学膜	2020-05-11	839
各向异性光学元件	2020-05-12	552
光学各向异性膜	2020-05-11	64
聚合性化合物和光学各向异性体	2020-05-12	598
光学各向异性片材	2020-05-12	135
光学各向异性膜	2020-05-11	75
聚合性化合物和光学各向异性体	2020-05-12	704
可聚合液晶组合物及光学各向异性体	2020-05-13	739
光学各向异性膜的制造方法	2020-05-13	309

液晶显示元件、液晶组合物及化合物

液晶显示元件、液晶组合物及化合物

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：