液晶组合物用自发取向助剂制造技术

本发明专利技术提供一种液晶组合物用自发取向助剂，其在添加于液晶组合物中时可确保保存性，即使不设置PI层也能够进行液晶分子的垂直取向。本实施方式的液晶组合物用自发取向助剂由于含有具有式(i)所表示的部分结构的化合物，特别是具有式(K‑1)～式(K‑11)的任一者所表示的结构作为式(i)中的K

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶组合物用自发取向助剂
本专利技术涉及液晶组合物用自发取向助剂、液晶组合物和液晶显示元件。
技术介绍
以往，在VA方式的液晶显示器中，为了在未施加电压时诱发液晶分子的垂直取向并在施加电压时实现液晶分子的水平取向，而在电极上设置有聚酰亚胺取向膜(PI)层。但是，由于PI层的制膜需要极大的成本，因此近年来对用于省去PI层并且实现液晶分子的取向的方法进行了研究。例如专利文献1中公开了一种液晶介质，其特征在于：以具有负介电常数各向异性的极性化合物的混合物作为基础，且含有至少一种自发取向性添加剂；并且记载了该液晶介质高度地适合用于不含任何取向层的显示器。而且，在专利文献1中使用了具有羟基的特定化合物作为自发取向性添加剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2014-524951号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，根据本专利技术人等的研究已判明，在使用专利文献1所记载的自取向性添加剂的情况下，使液晶分子垂直取向的取向限制力并不充分，另外，在含有该自发取向性添加剂的液晶组合物的保存性方面存在改善的余地。因此，本专利技术的目的在于提供一种在添加至液晶组合物中时可确保保存性，且即使不设置PI层也能够实现液晶分子的垂直取向的液晶组合物用自发取向助剂。另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种保存性优异且即使不设置PI层也能够实现液晶分子的垂直取向的含有该自发取向性添加剂的液晶组合物、和使用该液晶组合物的液晶显示元件。用于解决课题的技术手段本专利技术提供一种液晶组合物用自发取向助剂，其含有1种或2种以上的下述化合物，所述化合物是在介晶基团上取代有Pi1-Spi1-(Pi1表示聚合性基团，表示选自以下的通式(P-1)～通式(P-15)所表示的组中的取代基(式中，右端的黑点表示结合键)，Spi1表示间隔基)、具有Ki1所表示的取代基的一价有机基团(Ki1表示以下的通式(K-1)～通式(K-11)所表示的取代基)和Ri1(Ri1表示氢原子、碳原子数1～40的直链或支链的烷基、卤代烷基、或Pi1-Spi1-，该烷基中的-CH2-也可被-CH＝＝CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代，其中，-O-不连续)的化合物，且至少一个Pi1-Spi1-相对于介晶的长轴从侧向进行结合。[化1][化2]式中，WK1表示次甲基、C-CH3、C-C2H5或氮原子，XK1和YK1分别独立地表示-CH2-、氧原子或硫原子，ZK1表示氧原子或硫原子，UK1、VK1和SK1分别独立地表示次甲基或氮原子，但(K-5)和(K-6)成为吡啶环的组合除外，通式(K-1)～通式(K-11)中，左端的黑点表示结合键。其中，在Ki1为(K-11)的情况下，介晶基团上至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一个。)另外，本专利技术提供一种液晶组合物，其介电常数各向异性(Δε)为负，且含有1种或2种以上的具有上述液晶组合物用自发取向助剂所表示的部分结构的化合物。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种保存性优异且即使不设置PI层也能够实现液晶分子的均匀垂直取向的含有该自发取向性添加剂的液晶组合物、和使用该液晶组合物的液晶显示元件。附图说明图1为示意性地表示液晶显示元件的一个实施方式的图。图2为将图1中的由I线所包围的区域放大的俯视图。具体实施方式(液晶组合物用自发取向助剂)本实施方式的液晶组合物用自发取向助剂含有1种或2种以上的下述化合物，所述化合物为在介晶基团上取代有Pi1-Spi1-(Pi1表示聚合性基团，表示选自以下的通式(P-1)～通式(P-15)所表示的组中的取代基(式中，右端的黑点表示结合键)，Spi1表示间隔基)、具有Ki1所表示的取代基的一价有机基团(Ki1表示以下的通式(K-1)～通式(K-11)所表示的取代基)和Ri1(Ri1表示氢原子、碳原子数1～40的直链或支链的烷基、卤代烷基、或Pi1-Spi1-，该烷基中的-CH2-也可被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代，但-O-不连续)的化合物，且至少一个Pi1-Spi1-相对于介晶的长轴从侧向进行结合。[化3][化4](式中，WK1表示次甲基、C-CH3、C-C2H5或氮原子，XK1和YK1分别独立地表示-CH2-、氧原子或硫原子，ZK1表示氧原子或硫原子，UK1、VK1和SK1分别独立地表示次甲基或氮原子，但(K-5)和(K-6)为吡啶环的组合除外，通式(K-1)～通式(K-8)中，左端的黑点表示结合键。其中，在Ki1为(K-11)的情况下，介晶基团上至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一个。)上述介晶基团含有1种或2种以上的下述化合物(以下也称为“化合物(i)”)，该化合物具有通式(i)所表示的部分结构，[化5](式中，Zi1表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CHCOO-、-OCOCH＝CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、或碳原子数2～20的亚烷基，该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-也可被-O-、-COO-或-OCO-取代，其中，在Ki1为(K-11)的情况下，介晶基团中至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一个，Ai1表示二价的六元环芳香族基、二价的六元环杂芳香族基、二价的六元环脂肪族基、二价的六元环杂脂肪族基，这些环结构中的氢原子也可被卤素原子或Pi1-Spi1-、和具有通式Ki1所表示的取代基的一价有机基团或Ri1取代，但至少一个被Pi1-Spi1-取代，Zi1和Ai1分别存在多个的情况下，分别可相互相同也可不同，mi1表示1～5的整数，式(i)中，左端的黑点和右端的黑点表示结合键。)本实施方式的液晶组合物用自发取向助剂由于含有具有式(i)所表示的部分结构的化合物、尤其是具有式(K-1)～式(K-11)的任一者所表示的结构作为式(i)中的Ki1的化合物，因此在用于液晶组合物时，能够吸附于夹持液晶组合物(液晶层)的基板，使液晶分子以在垂直方向取向的状态保持。因此，根据本实施方式的液晶组合物用自发取向助剂，即使不设置PI层，也能够使液晶分子取向(在未施加电压时，诱发液晶分子的垂直取向，在施加电压时，实现液晶分子的水平取向)。如此，化合物(i)可适宜地用于帮助实现液晶组合物中的液晶分子的自发取向。此外，本专利技术人等发现，通过使本实施方式的液晶组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶组合物用自发取向助剂，其含有1种或2种以上的下述化合物，所述化合物是在介晶基团上取代有P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.26 JP 2016-209592;2017.06.01 JP 2017-109171.一种液晶组合物用自发取向助剂，其含有1种或2种以上的下述化合物，所述化合物是在介晶基团上取代有Pi1-Spi1-、具有Ki1所表示的取代基的一价有机基团、和Ri1的化合物，且至少一个Pi1-Spi1-相对于介晶的长轴从侧向进行结合，其中，Pi1表示聚合性基团，表示选自以下的通式(P-1)～通式(P-15)所表示的组中的取代基，式中，右端的黑点表示结合键，Spi1表示间隔基；Ki1表示以下的通式(K-1)～通式(K-11)所表示的取代基；Ri1表示氢原子、碳原子数1～40的直链或支链的烷基、卤代烷基、或Pi1-Spi1-，该烷基中的-CH2-也可被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代，但-O-不连续，[化1][化2]式中，WK1表示次甲基、C-CH3、C-C2H5或氮原子，XK1和YK1分别独立地表示-CH2-、氧原子或硫原子，ZK1表示氧原子或硫原子，UK1、VK1和SK1分别独立地表示次甲基或氮原子，但(K-5)和(K-6)成为吡啶环的组合除外，通式(K-1)～通式(K-11)中，左端的黑点表示结合键，其中，在Ki1为(K-11)的情况下，介晶基团上至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一个。2.根据权利要求1所述的液晶组合物用自发取向助剂，其含有1种或2种以上的下述化合物，以下也称为“化合物(i)”，其中，所述介晶基团具有通式(i)所表示的部分结构，[化3]式中，Zi1表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CHCOO-、-OCOCH＝CH-、-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、或碳原子数2～20的亚烷基，该亚烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-也可被-O-、-COO-或-OCO-取代，其中，在Ki1为(K-11)的情况下，介晶基团上至少含有-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH＝C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)＝CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一个，Ai1表示二价的六元环芳香族基、二价的六元环杂芳香族基、二价的六元环脂肪族基、二价的六元环杂脂肪族基，这些环结构中的氢原子也可被卤素原子、或Pi1-Spi1-、和具有通式Ki1所表示的取代基的一价有机基团或Ri1取代，但至少一个Pi1-Spi1-相对于介晶从侧向进行取代，Zi1和Ai1分别存在多个的情况下，分别可相互相同也可不同，mi1表示1～5的整数，式(i)中，左端的黑点和右端的黑点表示结合键。3.根据权利要求2所述的液晶组合物用自发取向助剂，所述Pi1和具有Ki1所表示的取代基的一价有机基团在同一个Ai1上进行取代，或是在中间不具有除单键以外的Zi1的不同Ai1上进行取代。4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶组合物用自发取向助剂，权利要求1中所述的在介晶基团上取代有Pi1-Spi1-、具有Ki1所表示的取代基的一价有机基团和Ri1的化合物，为下述通式(ii)所表示的化合物，以下也称为“化合物(ii)”，[化4]式中，Zii1、Aii1和mii1分别表示与所述通式(i)中的Zi1、Ai1和mi1相同的含义，Rii1和Rii2分别独立地表示氢原子、碳原子数1～40的直链或支链的烷基、卤代烷基、或Pi1-Spi1-，该烷基中的-CH2-也可被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代，但-O-不连续，Rii1和Rii2的至少一者表示具有Ki1所表示的取代基的一价有机基团，通式(ii)中，具有一个或两个以上的Pi1-Spi1-，具有一个或两个以上的含Ki1所表示的取代基的一价有机基团，且具有一个或两个以上的Ri1；其中，在Ki1为(K-11)的情况下，Zii1为-CH2-CH2COO-、-OCOCH2-CH2-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-中的任一者。5.一种液晶组合物，其介电常数各向异性Δε为负，且含有权利要求1～4中任一项所述的液晶组合物用自发取向助剂。6.根据权利要求5所述的液晶组合物，其进一步含有选自通式(N-1)、(N-2)和(N-3)的任一者所表示的化合物组中的化合物，[化5]式中，RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地表示碳原子数1～8的烷基，该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-也可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地表示选自由以下基团组成的组中的基团，(a)1,4-亚环己基，存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上的-CH2-可被取代为-O-；(b)1,4-亚苯基，存在于该基团中的1个-CH＝或不相邻的2个以上的-CH＝可被取代为-N＝；(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基，存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的1个-CH＝或不相邻的2个以上的-CH＝可被取代为-N＝；以及(d)1,4-亚环己烯基，所述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)可分别独立地被氰基、氟原子或氯原子取代，ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝N-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，XN21表示氢原子或氟原子，TN31表示-CH2-或氧原子，nN11、nN12、nN21、nN22、nN31和nN32分别独立地表示0～3的整数，nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32分别独立地为1、2或3，AN11～AN32、ZN11～ZN32分别存在多个的情况下，分别可相互相同也可不同。7.根据权利要求5或6所述的液晶组合物，其进一步含有通式(L)所表示的化合物，[化6]式中，RL1和RL2分别独立地表示碳原子数1～8的烷基，该烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-也可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，nL1表示0、1、2或3，AL1、AL2和AL3分别独立地表示选自由以下基团组成的组中的基团，(a)1,4-亚环己基，存在于该基团中的1个-CH2-或不相邻的2个以上的-CH2-可被取代为-O-；(b)1,4-亚苯基，存在于该基团中的1个-CH＝或不相邻的2个以上的-CH＝可被取代为-N＝；以及(c)(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基，萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中存在的1个-CH＝或不相邻的2个以上的-CH＝可被取代为-N＝，所述基团(a)、基团(b)和基团(c)可分别独立地被氰基、氟原子或氯原子取代，ZL1和ZL2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝N-N...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村正臣，井之上雄一，秋山英也，林正直，楠本哲生，
申请(专利权)人：DIC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP