TWI636124B - 聚合性化合物、聚合性組成物以及液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

一種具有高聚合反應性、高轉化率及於液晶組成物中的高溶解度的聚合性化合物,包含該化合物的聚合性組成物,由該組成物製備的液晶複合體,及具有該複合體的液晶顯示元件。該聚合性化合物具有至少2個聚合性基,其中至少1個聚合性基為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個聚合性基選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群: 其中,例如,R1~R8獨立為氫、氟、甲基、乙基或三氟甲基。

Description

聚合性化合物、聚合性組成物以及液晶顯示元件
本發明是有關於一種聚合性化合物、包含該聚合性化合物及液晶組成物的聚合性組成物、由該聚合性組成物製備的液晶複合體,以及液晶顯示元件。
液晶顯示元件利用液晶組成物中液晶分子所具的光學各向異性、介電各向異性等。基於液晶分子動作模式的分類為相變(PC)、扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)、雙穩態扭轉向列(BTN)、電控雙折射(ECB)、光學補償彎曲(OCB)、共面切換(IPS)、邊緣場切換(FFS)、垂直配向(VA)等模式。
已知於液晶組成物中組合有聚合物的模式的液晶顯示元件。該液晶顯示元件例如為聚合物穩定配向(PSA)或聚合物穩定(PS)模式。該模式的液晶顯示元件中注入了添加有聚合性化合物的液晶組成物。於對電極間施加電壓的狀態下照紫外線使聚合性化合物聚合,藉此使液晶組成物中生成聚合物。利用該方法,可獲得響應時間縮短,影像的殘像得到改善的液晶顯示元件。
該方法可應用於多種動作模式的液晶顯示元件,已知 PS-TN、PS-IPS、PS-FFS、PSA-VA、PSA-OCB等模式。此種模式的元件使用的聚合性化合物被認為使液晶分子配向的能力高,但於液晶組成物中的溶解度稱不上高。目前雖嘗試改善於液晶組成物中的溶解度,但溶解度提高則聚合反應性易下降。因此,期望開發出在溶解度與聚合反應性之間有適當平衡的聚合性化合物。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-18215號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-14538號公報
本發明的第一課題為提供一種聚合性化合物,其具有高聚合反應性、高轉化率及於液晶組成物中的高溶解度。第二課題為提供一種液晶複合體,其滿足高向列相上限溫度、低向列相下限溫度、低黏度、適當的光學各向異性、大介電各向異性、適當的彈性常數、大比電阻、適當的預傾等物性的至少1種,於至少2種上述物性之間有適當的平衡。第三課題為提供一種液晶顯示元件,其具有寬廣的可使用溫度範圍、短響應時間、高電壓保持率、低臨限電壓、高對比度及長壽命。
本發明是有關於一種聚合性化合物、包含該聚合性化合 物及液晶組成物的聚合性組成物、由該聚合性組成物製備的液晶複合體,以及具有該液晶複合體的液晶顯示元件。所述聚合性化合物具有至少2個聚合性基,且至少1個聚合性基為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個聚合性基為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基。
式(P-1)~式(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、碳數1~5的烷基,或至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;R4及R5的至少1個為氟、碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;R6、R7及R8的至少1個為氟、碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基。
本發明第一優點為聚合性化合物具有高聚合反應性、高轉化率及於液晶組成物中的高溶解度。第二優點為液晶複合體滿足高向列相上限溫度、低向列相下限溫度、低黏度、適當的光學各向異性、大介電各向異性、適當的彈性常數、大比電阻、適當的預傾等物性的至少1種,或於至少2種上述物性之間有適當的平衡。第三優點為液晶顯示元件具有寬廣的可使用溫度範圍、短 響應時間、高電壓保持率、低臨限電壓、高對比度及長壽命。
本說明書中用語的使用方法如下所述。液晶性化合物為具有向列相、層列相等液晶相的非聚合性化合物,以及雖不具液晶相,但為了調整上限溫度、下限溫度、黏度、介電各向異性等液晶組成物的物性而混合的非聚合性化合物的總稱。該化合物具有1,4-伸環己基或1,4-伸苯基等六員環,其分子結構為棒狀。液晶組成物為液晶性化合物的混合物。聚合性化合物是為了生成聚合物而添入組成物的化合物。聚合性組成物是含聚合性化合物的組成物,例如聚合性化合物、液晶組成物、添加物等的混合物。液晶複合體是藉該聚合性組成物的聚合而生成的複合體。液晶顯示元件是液晶顯示面板及液晶顯示模組的總稱。向列相的上限溫度為液晶組成物、聚合性組成物或液晶複合體中的向列相-各向同性相的相變溫度,有時簡稱為上限溫度。向列相的下限溫度有時簡稱下限溫度。聚合反應性是指反應物進行聚合時的難易度。轉化率是因化學反應而消耗的反應物相對於反應物的重量比。
液晶組成物是藉由混合液晶性化合物來製備。液晶性化合物的比例(含量)表示為基於該液晶組成物的重量的重量百分比(重量%)。可視需要於該組成物中添加光學活性化合物、抗氧 化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、熱穩定劑、消泡劑、聚合起始劑、聚合抑制劑之類的添加物。添加物的比例(添加量)與液晶性化合物的比例同樣,由基於液晶組成物的重量的重量百分比(重量%)來表示。有時亦使用重量百萬分率(ppm)。聚合起始劑及聚合抑制劑的比例是例外地基於聚合性化合物的重量來表示。
有時將式(1)表示的化合物簡稱化合物(1)。該略記亦適用於式(2)等表示的化合物。化合物(1)指式(1)表示的1種或2種以上的化合物。式(1)~(8)中被圓或六角形包圍的A1、B1、C1等記號分別對應環A1、環B1、環C1等。式(1)中將圓橫切的斜線是指P1-S1基可任意選擇環上的鍵結位置。該規則亦適用於P2-S2基等,且亦適用於將式(1-1)等的六員環橫切的斜線。式(1)中a1等下標表示鍵結的基團的數量。當a1為2時,環A1上有2個P1-S1基。2個P1-S1基表示的2個基團可相同亦可不同。該規則亦適用於a1大於2時,且亦適用於其他基團。記號R11被用於式(2)、(3)等多個式。該些化合物中任意2個R11表示的2個末端基可相同亦可不同。式(8)中當i為2時,2個記號D1存在1個式中。該化合物中,2個記號D1表示的2個環可相同亦可不同。該規則亦適用於Z17等記號。
「至少1個‘A’可經‘B’取代」的表述是指:當‘A’數量為1個時,‘A’的位置為任意,當‘A’數量為2個以上時,該些‘A’的位置亦可無限制選擇。「至少1個A可經B、C或D取代」的表述包括以下情況:至少1個A經B取代的情況、至少 1個A經C取代的情況,及至少1個A經D取代的情況,進而多個A經B、C、D的至少2者取代的情況。例如,至少1個-CH2-(或-CH2CH2-)可經-O-(或-CH=CH-)取代的烷基包含烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基。此外,連續2個-CH2-經-O-取代而形成-O-O-的情況欠佳。烷基等中,甲基部分(-CH2-H)的-CH2-經-O-取代而形成-O-H的情況亦欠佳。
2-氟-1,4-伸苯基是指下述2種二價基。化學式中,氟可為朝左(L),亦可為朝右(R)。該規則亦適用於四氫吡喃-2,5-二基之類的非對稱環的二價基。
本發明包含下述項中記載的內容。
項1. 一種聚合性化合物,其具有至少2個聚合性基,且至少1個聚合性基為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個聚合性基為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基: 式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的 烷基;當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、碳數1~5的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;R4及R5的至少1個為氟、碳數1~5的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;R6、R7及R8的至少1個為氟、碳數1~5的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基。
項2. 如項1所述的聚合性化合物,其具有至少2個聚合性基,且至少1個聚合性基為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個聚合性基為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基。
項3. 如項1所述的聚合性化合物,其是由式(1)所表示:
式(1)中,P1、P2、P3及P4的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群; 式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、碳數1~3的烷基或至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、碳數1~3的烷基 或至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;R4及R5的至少1個為氟、碳數1~3的烷基、或至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;R6、R7及R8的至少1個為氟、碳數1~3的烷基、或至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;S1、S2、S3及S4獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,其中至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或-C≡C-取代,至少1個氫可經氟或氯取代;a1、a2、a3及a4獨立為0、1、2、3或4,a1、a2、a3及a4之和為2~10的整數;環A1及環A4獨立為苯基、嘧啶基、吡啶基、萘基、環己基、環己烯基、四氫吡喃基或1,3-二噁烷基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代;環A2及環A3獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、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、1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代;Z1、Z2及Z3獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,該伸烷基中,至少1個-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,至少1個 -CH2-CH2-可經-CH=CH-、-C(CH3)=CH-、-CH=C(CH3)-或-C(CH3)=C(CH3)-取代,至少1個氫可經氟或氯取代;b1、b2及b3獨立為0或1。
項4. 如項3所述的聚合性化合物,其中於如項3所述的式(1)中,P1、P2、P3及P4的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S1、S2、S3及S4獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,該伸烷基中1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或-C≡C-取代,至少1個氫可經氟或氯取代;a1、a2、a3及a4獨立為0、1、2或3,a1、a2、a3及a4之和為2~6的整數;環A1及環A4獨立為苯基、嘧啶基、吡啶基或萘基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代;環A2及環A3獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經氟、氯、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、或者至少1個 氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基或烷氧基所取代;Z1、Z2及Z3獨立為單鍵、碳數1~5的伸烷基、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C(CH3)=CH-COO-、-OCO-CH=C(CH3)-、-CH=C(CH3)-COO-、-OCO-(CH3)C=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-OCO-C(CH3)=C(CH3)-、-CO-CH=CH-、-CH=CH-CO-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-、-OCH2-CH=CH-、-CH=CH-OCH2-或-CH2O-CH=CH-;b1、b2及b3獨立為0或1。
項5. 如項1所述的聚合性化合物,其是由式(1-1)所表示:
式(1-1)中,P5、P6、P7、P8、P9及P10的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S5、S6、S7、S8、S9及S10獨立為單鍵或碳數1~5的伸烷基,該伸烷基中1個-CH2-可經-O-、-COO-或-OCO-取代,1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-取代;c1、c2、c3及c4獨立為0、1或2,c1、c2、c3及c4之和為 0~5的整數;環A5、環A6、環A7、及環A8獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經氟、氯、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基或烷氧基所取代;Z4、Z5及Z6獨立為單鍵、碳數1~5的伸烷基、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C(CH3)=CH-COO-、-OCO-CH=C(CH3)-、-CH=C(CH3)-COO-、-OCO-(CH3)C=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-OCO-C(CH3)=C(CH3)-、-CO-CH=CH-、-CH=CH-CO-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-、-OCH2-CH=CH-、-CH=CH-OCH2-或-CH2O-CH=CH-;d1、d2及d3獨立為0或1。
項6. 如項5所述的聚合性化合物,其中於式(1-1)中,P5及P10獨立為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,P6、P7、P8及P9的至少一個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S5、S6、S7、S8、S9及S10為單鍵;c1、c2、c3及c4獨立為0或1,c1、c2、c3及c4之和為1、2或3;環A5、環A6、環A7及 環A8獨立為1,4-伸苯基,至少1個氫可經氟、氯、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基或烷氧基所取代;Z4、Z5及Z6為單鍵;d1、d2及d3獨立為0或1,d1、d2及d3之和為1、2或3。
項7. 如項1所述的聚合性化合物,其是由式(1-1-1)~(1-1-3)中的任一者所表示:
式(1-1-1)中,P11、P12、P13、P14、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-1-2)中,P11、P12、P13、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、 2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-1-3)中,P11、P12、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-1-1)~(1-1-3)中,S11、S12、S13、S14、S15及S16獨立為單鍵、-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-;e1、e2、e3及e4獨立為0、1或2;Z7、Z8及Z9獨立為單鍵、-CO-、-COO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-C(CH3)=CH-COO-、-CH=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-COCH=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-或-CH=CH-OCH2-;h1為0、1或2;Y1為鹵素、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷氧基。
項8. 如項1所述的聚合性化合物,其是由式(1-2)~(1-4) 中的任一者所表示:
式(1-2)中,P11、P12、P13、P14、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-3)中,P11、P12、P13、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-4)中,P11、P12、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯 氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-2)~式(1-4)中,S11、S12、S13、S14、S15及S16獨立為單鍵、-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-;e1、e2、e3及e4獨立為0、1或2;Z7、Z8及Z9獨立為單鍵、-CO-、-COO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-C(CH3)=CH-COO-、-CH=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-COCH=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-或-CH=CH-OCH2-。
項9. 如項8所述的聚合性化合物,其中於式(1-2)~(1-4)中,P11及P16獨立為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,P12、P13、P14及P15的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S11、S12、S13、S14、S15及S16為單鍵;e1、e2、e3及e4獨立為0、1或2,e1、e2、e3及e4之和為1、2、3或4;Z7、Z8及Z9為單鍵。
項10. 如項1所述的聚合性化合物,其是由式(1-1-4)或(1-1-5)所表示:
式(1-1-4)及式(1-1-5)中,P17、P18及P19的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群的聚合性基:
式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-1)中,當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-2)中,R4及R5的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-3)中,R6、R7及R8的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;f1及h2獨立為1或2;Y2為鹵素、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷氧基。
項11. 如項1所述的聚合性化合物,其是由式(1-5)或(1-6) 所表示:
式(1-5)及式(1-6)中,P17、P18及P19的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基:
式(P-1)~式(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-1)中,當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-2)中,R4及R5的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-3)中,R6、R7及R8的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;f1為1或2。
項12. 如項11所述的聚合性化合物,其中於式(1-5)及(1-6)中,P17、P18及P19的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯 氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;f1為1或2。
項13. 一種聚合性組成物,其包含至少1種如項1~12中任一項所述的化合物。
項14. 如項13所述的聚合性組成物,其更含有選自式(2)~(4)所表示的化合物的組群中的至少1種化合物:
式(2)~(4)中,R11及R12獨立為碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基,該烷基或烯基中至少1個-CH2-可經-O-所取代,至少1個氫可經氟取代;環B1、環B2、環B3、及環B4獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基或嘧啶-2,5-二基;Z11、Z12及Z13獨立為單鍵、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-或-COO-。
項15. 如項13或14所述的聚合性組成物,其更含有選自式(5)~(7)所表示的化合物的組群的至少1種化合物:
式(5)~(7)中,R13為碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基,該烷基及烯基中至少1個-CH2-可經-O-取代,至少1個氫可經氟取代;X11為氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2或-OCF2CHFCF3;環C1、環C2及環C3獨立為1,4-伸環己基、至少1個氫可經氟取代的1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基;Z14、Z15及Z16獨立為單鍵、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-或-(CH2)4-;L11及L12獨立為氫或氟。
項16. 如項13~15中任一項所述的聚合性組成物,其更含有選自式(8)所表示的化合物的組群中的至少1種化合物:
式(8)中, R14為碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基,該烷基及烯基中至少1個-CH2-可經-O-取代,至少1個氫可經氟取代;X12為-C≡N或者-C≡C-C≡N;環D1為1,4-伸環己基、至少1個氫可經氟取代的1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基;Z17為單鍵、-CH2CH2-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2O-;L13及L14獨立為氫或氟;i為1、2、3或4。
項17. 一種液晶複合體,其是藉由如項13~16中任一項所述的聚合性組成物的聚合而生成。
項18. 一種光學各向異性體,其是藉由如項13~16中任一項所述的聚合性組成物的聚合而生成。
項19. 一種液晶顯示元件,其含有如項13~16中任一項所述的聚合性組成物或者如項17所述的液晶複合體。
項20. 一種選自如項1~12中任一項所述的化合物、如項13~16中任一項所述的聚合性組成物、以及如項17所述的液晶複合體的組群中的至少1者的用途,其用於液晶顯示元件中。
本發明亦包括以下各項:(a)所述聚合性組成物,更含有光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、熱穩定劑、消泡劑、聚合起始劑、聚合抑制劑等添加物的至少1種;(b)所述聚合性組成物,更含有與式(1)表示的化合物不同的聚合性化 合物;(c)一種主動矩陣元件,含有所述聚合性組成物:(d)一種元件,含有所述聚合性組成物,且具PS-TN、PS-IPS、PS-FFS、PSA-VA或PSA-OCB的模式;(e)一種透過型元件,含有所述聚合性組成物;(f)將所述聚合性組成物作為具向列相組成物的用途;(g)在所述組成物中添加光學活性化合物而作為光學活性組成物的用途。
本發明還包括以下各項:(h)一種聚合性組成物,含有選自式(1)表示的化合物的組群中的至少1種化合物,且具有正的介電各向異性;(i)一種聚合性組成物,含有選自式(1)所表化合物的組群的至少1種化合物、選自式(2)~(4)所表化合物的組群的至少1種化合物,及選自式(5)~(7)所表化合物的組群的至少1種化合物;(j)一種聚合性組成物,含有選自式(1)所表化合物的組群的至少1種化合物、選自式(2)~(4)所表化合物的組群的至少1種化合物,及選自式(8)所表化合物的組群的至少1種化合物;(k)一種聚合性組成物,含有選自式(1)所表化合物的組群的至少1種化合物、選自式(2)~(4)所表化合物的組群的至少1種化合物、選自式(5)~(7)所表化合物的組群的至少1種化合物,及選自式(8)所表化合物的組群的至少1種化合物;(l)所述聚合性組成物,更含有具2,3-二氟伸苯基且介電各向異性為負的液晶性化合物;(m)一種液晶複合體,藉由所述聚合性組成物的聚合而生成;(n)所述聚合性組成物或所述液晶複合體的用途,其用於PSA模式的液晶顯示元件。
1. 聚合性化合物
首先說明本發明的聚合性化合物,再依序說明合成法、聚合性組成物、液晶複合體、液晶顯示元件。該聚合性化合物具有至少2個聚合性基,至少1個聚合性基為丙烯醯氧基(-OCO-CH=CH2)或甲基丙烯醯氧基(-OCO-C(CH3)=CH2),其餘的至少1個聚合性基選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群。
式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基。然而,該些基團與丙烯醯氧基及甲基丙烯醯氧基不同。
本發明的聚合性化合物的典型例為式(1)表示的下述化合物。第一,化合物(1)的特徵在具有棒狀分子結構。市售的液晶顯示元件使用的液晶組成物是具棒狀分子結構的液晶性化合物的混合物,兩者的分子結構類似。因此,化合物(1)具有於液晶組成物中的高溶解度。第二,化合物(1)的特徵在包括聚合性高的基團及聚合性低的基團,前者為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,後者為2-丁烯醯氧基等。化合物(1)具有至少2種聚合性基。因此,分子的對稱性下降,因此期待於液晶組成物中的溶解度提高。
式(1)中,P1、P2、P3及P4的至少1個為丙烯醯氧基或 甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為選自式(P-1)、式(P-2)及式(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基。
式(P-1)~式(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、碳數1~5的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、碳數1~5的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;R4及R5的至少1個為氟、碳數1~5的烷基或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基;R6、R7及R8的至少1個為氟、碳數1~5的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基。所謂「P1、P2、P3及P4的至少1個」,是指「一種化合物中所存在的P1、P2、P3及P4中的至少1個,於存在多個時為該些全部中的至少1個」。該規則亦應用於其他的「至少1個」。
基(P-1)~(P-3)的較佳例為:2-丁烯醯氧基(-OCO-CH=CH-CH3)、2-甲基-2-丁烯醯氧基(-OCO-C(CH3)=CH-CH3)、2-亞甲基丁醯氧基(-OCO-C(=CH2)-CH2-CH3)、2-甲基-1-丙烯氧基(-O-CH=C(CH3)2)、2,2-二氟乙烯氧基(-O-CH=CF2)、2-丁烯氧基(-O-CH2-CH=CH-CH3)、2-甲基-2-丙烯氧基(-O-CH2-C(CH3)=CH2),更佳例為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯 醯氧基或2-亞甲基丁醯氧基,更佳例還有2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基。
式(1)中,S1、S2、S3及S4獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,該伸烷基中至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或者-C≡C-取代,至少1個氫可經氟或氯取代。
S1、S2、S3或S4的較佳例為:單鍵、-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-(CH2)3-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-、-O-CH=CH-、-C≡C-O-、-O-C≡C-、-(CH2)4-、-(CH2)3-O-、-O-(CH2)3-、-(CH2)4O-或-O(CH2)4-,更佳例為單鍵、-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-,特佳例為單鍵、-CH2-、-CH=CH-、-CH=CH-O-、-O-CH=CH-、-CH2CH2O-或-OCH2CH2-,最佳例為單鍵。-CH=CH-的雙鍵的立體構型可為順式,亦可為反式。反式優於順式。
式(1)中,a1、a2、a3及a4獨立為0、1、2、3或4,a1、a2、a3及a4之和為2~10的整數。a1、a2、a3或a4的較佳例為0、1、2或3,更佳例為0、1或2。
式(1)中,環A1及環A4獨立為苯基、嘧啶基、吡啶基、萘基、環己基、環己烯基、四氫吡喃基或1,3-二噁烷基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵 素取代的碳數1~12的烷基所取代。
環A2及環A3獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、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、1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代。
環A1、環A2、環A3、或環A4的較佳例為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-2,6-二基、1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個或2個氫可經氟、氯、碳數1~3的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基所取代。該至少1個氫經鹵素取代的烷基的較佳例為:-CH2F、-CHF2、-CF3、-CClF2、-CH2CF3、-CF2CF3及-CH2H2CF3
環A1、A2、A3或A4的更佳例為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2-甲基-1,4-伸苯基、2-乙基-1,4-伸苯基、2-二氟甲基-1,4-伸苯基、2-三氟甲基-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基,還有萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基或者萘-2,6-二基,特佳例為1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基或萘-2,6-二基。最佳例為1,4-伸苯基。
式(1)中,Z1、Z2及Z3獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,該伸烷基中至少1個-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-、-C(CH3)=CH-、-CH=C(CH3)-或-C(CH3)=C(CH3)-取代,至少1個氫可經氟或氯取代。
較佳的Z1、Z2或Z3為單鍵、碳數1~5的伸烷基、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C(CH3)=CH-COO-、-OCO-CH=C(CH3)-、-CH=C(CH3)-COO-、-OCO-(CH3)C=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-OCO-C(CH3)=C(CH3)-、-CO-CH=CH-、-CH=CH-CO-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-、-OCH2-CH=CH-、-CH=CH-OCH2-或-CH2O-CH=CH-。更佳的Z1、Z2或Z3為單鍵、-COO-、-OCO-或-CH=CH-。最佳的Z1、Z2或Z3為單鍵。當該些結合基具有-CH=CH-時,立體構型可為順式,亦可為反式。較佳的立體構型為反式。
式(1)中,b1、b2及b3獨立為0或1。b1、b2及b3之和為0、1、2或3,較佳為1、2或3,更佳為2或3,特佳為2。
化合物(1)中的聚合性基P、連結基S、環A及結合基Z的較佳例如上所述。該例亦適用於化合物(1)的下位式。參照所述較佳例來適當選擇聚合性基(P1~P4)、連結基(S1~S4)、環(A1~A4)、以及結合基(Z1~Z3)的組合,藉此可獲得具有目標物性的聚合性化合物。此外,與P1鍵結的S1的元素為氧的情況欠佳。其原因在 於生成如-COO-O-、-O-O-之類的二價基。該規則亦適用於P2與S2的鍵結等。由於化合物的物性並無大的差異,故而化合物(1)可包含較天然豐度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
化合物(1)的較佳例為化合物(1-1),更佳例為化合物(1-2)~(1-4)及(1-1-1)~(1-1-3)。特佳例可舉化合物(1-2-a)~(1-2-m)、(1-3-a)~(1-3-o)、(1-4-a)~(1-4-g)、(1-1-1-a)~(1-1-1-f)、(1-1-2-a)~(1-1-2-g)及(1-1-3-a)~(1-1-3-g)。
化合物(1-2-a)~(1-2-m)、(1-3-a)~(1-3-o)、(1-4-a)~(1-4-g)、(1-1-1-a)~(1-1-1-f)、(1-1-2-a)~(1-1-2-g)及(1-1-3-a)~(1-1-3-g)中,P11、P12、P13、P14、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S11、S12、S13、S14、S15及S16獨立為單鍵、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-;Z7、Z8及Z9獨立為單鍵、-CO-、-COO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-C(CH3)=CH-COO-、-CH=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-COCH=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-或-CH=CH-OCH2-。
所謂「P11、P12、P13、P14、P15及P16的至少1個」,是指「存在於一種化合物中的P11~P16中的至少1個」。化合物(1-2-a)~(1-2-j)、(1-3-a)~(1-3-o)、(1-4-a)~(1-4-g)、(1-1-1-a)~(1-1-1-f)、(1-1-2-a)~(1-1-2-g)及(1-1-3-a)~(1-1-3-g)中,P11及P16較佳為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,P11及P16更佳為甲基丙烯醯氧基。又S11及S16較佳為單鍵,Z7、Z8及Z9較佳為單鍵。該些化合物中較佳例為化合物(1-2-c)、(1-2-d)、(1-2-e)、(1-2-h)、(1-3-c)、(1-3-d)、 (1-3-i)、(1-3-k)、(1-3-m)及(1-4-f),更佳例為(1-3-c)及(1-3-d)。
另外,化合物(1-1-1-a)~(1-1-1-f)、(1-1-2-a)~(1-1-2-g)及(1-1-3-a)~(1-1-3-g)中,Y1為鹵素,P9、P11及P14的至少1個為丙烯醯氧基,且另一個為甲基丙烯醯氧基時,(期待由分子的對稱性下降所引起的於液晶組成物中的溶解度提高)亦較佳。
化合物(1)的特佳例亦可列舉具有由萘所衍生的二價基的化合物(1-7-1)~(1-7-5)。
化合物(1-7-1)~(1-7-5)中, P20、P21及P22的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S20、S21及S22獨立為單鍵、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-;Z10為單鍵、-CO-、-COO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-C(CH3)=CH-COO-、-CH=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-COCH=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-或-CH=CH-OCH2-。
化合物(1-7-1)~(1-7-5)中,P20及P22較佳為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基。S20及S22較佳為單鍵。
又,化合物(1-7-1)~(1-7-5)中,Y1為鹵素,P9、P11及P14的至少1個為丙烯醯氧基,且另一個為甲基丙烯醯氧基時,(期待由分子對稱性下降引起的於液晶組成物中的溶解度提高)亦較佳。
2. 合成法
以下說明化合物(1)的合成法。化合物(1)可藉由將有機合成化學的方法適當組合來合成。於起始物質中導入目標末端基、環以及結合基的方法記載於侯本-懷爾(Houben-Wyle,「有機化學方法(Methoden der Organische Chemie)」,喬治.蒂姆出版社 (Georg-Thieme Verlag),斯圖加特(Stuttgart))、「有機合成」(Organic Syntheses,約翰威立父子出版公司(John Wily & Sons,Inc.))、「有機反應」(Organic Reactions,約翰威立父子出版公司)、「綜合有機合成」(Comprehensive Organic Synthesis,培格曼出版公司(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等書中。
2-1. 結合基Z的生成
生成化合物(1)中結合基Z1~Z3的方法的例子如下述流程,其中MSG1(或MSG2)為至少有1個環的一價有機基。多個MSG1(或MSG2)表示的一價有機基可相同亦可不同。化合物(1A)~(1I)相當於化合物(1)。酯的生成中示出具-COO-化合物的合成法。具-OCO-化合物亦可用該合成法合成。對其他非對稱結合基亦同樣。
(1)單鍵的生成
於碳酸鹽水溶液中,在四(三苯基膦)鈀之類的觸媒存在下,使芳基硼酸(21)與以周知方法合成的化合物(22)反應而合成化合物(1A)。該化合物(1A)亦可藉由使以周知方法合成的化合物(23)與正丁基鋰反應,繼而與氯化鋅反應,於二氯雙(三苯基膦)鈀之類的觸媒存在下使化合物(22)進行反應來合成。
(2)-COO-的生成
使化合物(23)與正丁基鋰反應,繼而與二氧化碳反應而得羧酸(24)。於1,3-二環己基碳二亞胺(DCC)與N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP)的存在下,使化合物(24)與以周知方法合成的苯酚(25)進行脫水縮合而合成化合物(1B)。
(3)-CF2O-的生成
以勞森試劑(Lawesson's reagent)之類的硫化劑處理化合物(1B)而得化合物(26)。以氟化氫吡啶錯合物及N-溴代丁二醯亞胺(NBS)氟化化合物(26)而合成化合物(1C)。參照M.黑星(M.Kuroboshi)等的「化學快報(Chemistry Letters,Chem.Lett.)」1992年第827期。亦可以(二乙基胺基)三氟化硫(DAST)氟化化合物(26)來合成化合物(1C)。參照W.H.班尼爾(W.H.Bunnelle)等的「有機化學期刊(Journal of Organic Chemistry,J.Org.Chem.)」1990年第55期第768頁。亦可利用皮爾.基爾希(Peer.Kirsch)等人的「應用化學國際英文版(Angewandte Chemie International Edition in English,Angew.Chem.Int.Ed.)」2001年第40期第1480頁中記載的方法來生成該結合基。
(4)-CH=CH-的生成
以正丁基鋰處理化合物(22)後,與N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等甲醯胺反應得醛(28)。以三級丁醇鉀之類的鹼處理以周知方法合成的鏻鹽(27)而產生磷偶極體(phosphorus ylide),使該磷偶極體 與醛(28)反應來合成化合物(1D)。根據反應條件會生成順式體,因此可視需要利用周知的方法將順式體異構化為反式體。
(5)-CH2O-的生成
以硼氫化鈉等還原劑還原化合物(28)而得化合物(29)。以氫溴酸等鹵化該化合物(29)而得化合物(31)。於碳酸鉀等的存在下,使化合物(31)與化合物(30)反應而合成化合物(1E)。
(6)-CH=CH-COO-的生成
使氫化鈉等鹼作用於二乙基膦醯基乙酸乙酯來製備磷偶極體,使該磷偶極體與醛(32)反應而獲得酯(33)。於氫氧化鈉等鹼的存在下將酯(33)水解而得羧酸(34)。使該化合物與化合物(25)脫水縮合來合成化合物(1F)。
(7)-C(CH3)=CH-COO-的生成
使氫化鈉等鹼作用於二乙基膦醯基乙酸乙酯來製備磷偶極體,使該磷偶極體與甲基酮(35)反應而得酯(36)。繼而於氫氧化鈉等鹼的存在下將酯(36)水解而得羧酸(37),然後藉由與化合物(25)的脫水縮合來合成化合物(1G)。
(8)-CH=C(CH3)-COO-的生成
於N,N-二環己基甲基胺(Cy2NMe)之類的鹼,及雙(三-第三丁基膦)鈀之類的觸媒的存在下,使以周知方法合成的化合物(38)與以周知方法合成的化合物(39)反應來合成化合物(1H)。
(9)-C(CH3)=C(CH3)-COO-的生成
使化合物(25)與丙酮酸脫水縮合而得化合物(40)。於鋅及四氯化鈦存在下使化合物(40)與化合物(35)反應,以合成化合物(1I)。
2-2. 連結基S的生成
聚合性基為-OCO-(M1)C=CH(M2)的化合物中,以項(1)~(5)說明連結基S的生成法。以項(6)說明聚合性基為經取代的乙烯氧基(P-2)或經取代的烯丙氧基(P-3)的化合物。
(1)單鍵
生成連結基S為單鍵的化合物(1)的方法的例子如下述流程,其中MSG1為有至少1個環的一價有機基。化合物(1J)~(1M)相當於化合物(1)。
於M1及M2均不為-CF3的情況、M1為氟且M2不為-CF3的情況、或者M1為-CF3且M2不為氟的情況下,市售有以上流程 中所示的羧酸(41)。於DCC與DMAP的存在下使該羧酸(41)與化合物(30)進行脫水縮合來合成化合物(1J)。
於M1及M2均-CF3時,於DCC與DMAP存在下使羧酸(42)與化合物(30)脫水縮合得化合物(43)。於碘化銅觸媒存在下使化合物(43)與2,2-二氟-2-(氟磺醯基)乙酸甲酯反應得化合物(1K)。
於M1為氟且M2為-CF3時,於DCC與DMAP存在下使羧酸(44)與化合物(30)脫水縮合而得化合物(45)。以DST等氟化劑氟化化合物(45)而得化合物(46)。於碘化銅觸媒存在下,使化合物(46)與2,2-二氟-2-(氟磺醯基)乙酸甲酯反應來合成化合物(1L)。
於M1為-CF3且M2為氟的情況下,將羧酸(47)用於起始物質,依據所述方法來合成化合物(1M)。
生成化合物(1)中的連結基(S≠單鍵)的方法的例子如下述流程所述。該流程中,MSG1為具有至少1個環的一價有機基。化合物(1N)~化合物(1Q)相當於化合物(1)。
(2)-(CH2)g-O-的生成
於碳酸鉀等存在下,使以周知方法合成的化合物(49)與化合物(30)反應而得化合物(50)。以氫化鋰鋁等還原劑還原化合物(50)而得化合物(51)。使化合物(51)與羧酸(41)脫水縮合而得化合物(1N)。
(3)-(CH2)g-CH=CH-的生成
以第三丁醇鉀之類的鹼處理以周知方法合成的鏻鹽(52)而產生磷偶極體,使該磷偶極體與醛(32)反應而得化合物(53)。使化合物(53)與羧酸(41)的脫水縮合而得化合物(1O)。
(4)-CH=CH-的生成
在碳酸鉀等存在下,使以周知方法合成的醛(54)、酸酐(55)與羧酸鈉(56)反應而得化合物(1P)。
(5)-(CH2)g-CH2CH2-的生成
在鈀碳之類的觸媒存在下氫化化合物(53)而合成醇(57)。使該醇與羧酸(41)脫水縮合而得化合物(1Q)。
(6)基(P-2)及基(P-3)
聚合性基為經取代的乙烯氧基(P-2)的化合物中,單鍵是以如下方式生成。使HO-MGS1(30)與經取代的溴乙烯於碳酸鉀存在下反應,而得具有經取代的乙烯氧基的化合物。聚合性基為經取代的烯丙氧基(P-3)的化合物中,單鍵是藉由威廉森合成(Williamson synthesis)而生成。即,藉由HO-MGS1(30)的鈉鹽與經取代的溴丙烯的反應而獲得具有經取代的烯丙氧基的化合物。
3. 聚合性組成物
聚合性組成物包含化合物(1)的至少1種作為第一成分。組成物的成分可僅為第一成分。組成物亦可包含第二成分、第三成分等。第二成分等的種類依存於目標聚合物的種類或用途。該聚合性組成物亦可更包含與化合物(1)不同的其他聚合性化合物作為第二成分。其他聚合性化合物的較佳例為:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、環氧乙烷(氧雜環丙烷、氧雜環丁烷)及乙烯基酮,更佳例為具有至少1個丙烯醯氧基的化合物及具有至少1個甲基丙烯醯氧基的化合物。更 佳例中亦包含具有丙烯醯氧基及甲基丙烯醯氧基的化合物。
其他聚合性化合物的追加例為化合物(M-1)~(M-12),其中R25、R26及R27獨立為氫或甲基;u、x及y獨立為0或1;v及w獨立為1~10整數;L21、L22、L23、L24、L25及L26獨立為氫或氟。
當聚合性組成物的第二成分為具有液晶相的聚合性化合物時,藉由一邊控制液晶分子的配向一邊使其進行聚合而生成光學各向異性體。該光學各向異性體可用於相位差膜、偏光元件、 圓偏光元件、橢圓偏光元件、抗反射膜、選擇反射膜、色補償膜、視角補償膜等。出於調整光學各向異性體的物性的目的,亦可將聚合起始劑等添加物添加於聚合性組成物中。
聚合性組成物亦可包含液晶組成物作為第二成分。用於PS-TN、PS-IPS、PS-FFS、PSA-VA、PSA-OCB等模式的液晶顯示元件時,該組成物較佳包含化合物(1)作為成分A,且更包含選自如下述成分B、C及D中的化合物:成分B為化合物(2)~(4);成分C為化合物(5)~(7);成分D為化合物(8)。製備此種組成物時,考慮到介電各向異性的大小等,較佳選擇成分B、C及D。該組成物亦可包含異於成分B、C及D的其他液晶性化合物。適當選擇成分的組成物具有高上限溫度、低下限溫度、低黏度、適當的光學各向異性(即大的光學各向異性或小的光學各向異性)、大介電各向異性及適當的彈性常數(即大的彈性常數或小的彈性常數)。
聚合性組成物是藉由在液晶組成物中添加化合物(1)來製備。此種組成物中,基於液晶組成物的重量,化合物(1)即成分A的添加量為0.05~20重量%的範圍,更佳為0.1~10重量%的範圍,最佳為0.2~1重量%的範圍。亦可更添加異於化合物(1)的其他聚合性化合物的至少1種,此時化合物(1)與其他聚合性化合物的合計添加量較佳在所述範圍內。適當選擇其他聚合性化合物即可調整生成的聚合物的物性。其他聚合性化合物的例子如前所述為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等,亦包含化合物(M-1)~(M-12)。
成分B是2個末端基為烷基等的化合物。成分B的較佳例可舉化合物(2-1)~(2-11)、(3-1)~(3-19)及(4-1)~(4-7)。成分B的化合物中,R11及R12的定義與項12中記載的式(2)~(4)相同。
成分B由於介電各向異性的絕對值小,故而為接近中性的化合物。化合物(2)主要具有調整黏度或者調整光學各向異性的效果。化合物(3)及(4)具有藉由提高上限溫度而擴大向列相的溫度範圍的效果、或者調整光學各向異性的效果。
若增加成分B的含量,則組成物黏度變小,但介電各向 異性變小,故只要滿足元件臨限電壓的要求值,則含量較佳為多。因此,製備PS-IPS、PSA-VA等模式用組成物時,基於液晶組成物的重量,成分B的含量較佳30重量%以上,更佳40重量%以上。
成分C是於右末端具有鹵素或含氟基的化合物。成分C的較佳例可舉化合物(5-1)~(5-16)、(6-1)~(6-113)、(7-1)~(7-57)。成分C的化合物中,R13及X11的定義與項13中的式(5)~(7)相同。
成分C由於介電各向異性為正,對熱、光等的穩定性很高,故用於製備PS-IPS、PS-FFS、PSA-OCB等模式用組成物。基於液晶組成物的重量,成分C的含量宜為1~99重量%的範圍,較佳為10~97重量%的範圍,更佳為40~95重量%的範圍。於將成分C添加於介電各向異性為負的組成物中的情況下,基於液晶組成物的重量,成分C的含量較佳為30重量%以下。藉由添加成分C,可調整組成物的彈性常數,且調整元件的電壓-透過率曲線。
成分D是右末端基為-C≡N或者-C≡C-C≡N的化合物(8)。 成分D的較佳例可列舉化合物(8-1)~(8-64)。成分D的化合物中,R14及X12的定義與項14中記載的式(8)相同。
成分D因介電各向異性為正,且其值大,故主要用於製備PS-TN等模式用組成物。添加該成分D即可增大組成物的介電各向異性。成分D具有擴大液晶相溫度範圍、調整黏度或調整光學各向異性的效果。成分D亦可用於調整元件的電壓-透過率曲線。
製備PS-TN等模式用組成物時,對液晶組成物的重量,成分D含量宜為1~99重量%的範圍,較佳10~97重量%的範圍,更佳40~95重量%。將成分D添入介電各向異性為負的組成物時,基於液晶組成物的重量,成分D含量較佳30重量%以下。添加成分D可調整組成物的彈性常數,且調整元件的電壓-透過率曲線。
聚合性組成物的製備可利用使所需成分在高於室溫的溫 度下溶解等方法來進行。依用途亦可於該組成物中添加添加物。添加物的例子為:光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、熱穩定劑、消泡劑、聚合起始劑、聚合抑制劑等。此種添加物已為本領域者所熟知,並記載於文獻中。
光學活性化合物具有使液晶分子產生螺旋結構來賦予所需扭轉角而防止逆扭轉的效果。添加光學活性化合物即可調整螺旋節距,為了調整螺旋節距的溫度依存性,亦可添加2種以上光學活性化合物,其較佳例可舉下述化合物(Op-1)~(Op-18)。(Op-18)中,環J為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,R28為碳數1~10的烷基。
抗氧化劑可有效維持大電壓保持率,其較佳例可舉下述化合物(AO-1)及(AO-2)、易璐諾斯(Irganox)415、Irganox 565、Irganox 1010、Irganox 1035、Irganox 3114及Irganox 1098(商品名:巴斯夫(BASF)公司生產)。紫外線吸收劑可有效防止上限溫度下降,其較佳例為二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、***衍生物等,具體例可舉下述化合物(AO-3)及(AO-4)、帝奴彬(Tinuvin)329、Tinuvin P、Tinuvin 326、Tinuvin 234、Tinuvin 213、Tinuvin 400、Tinuvin 328、Tinuvin 99-2(商品名:巴斯夫公司)及1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷(DABCO)。為維持大電壓保持率,較佳為立體阻障胺之類的光穩定劑,較佳例可舉下述化合物(AO-5)及(AO-6)、Tinuvin 144、Tinuvin 765及Tinuvin 770DF(商品名:巴斯夫公司)。另外,熱穩定劑亦可有效維持大電壓保持率,較佳例可舉易璐佛斯(Irgafos)168(商品名:巴斯夫公司)。消泡劑可有效防止起泡,其較佳例為二甲基矽酮油、甲基苯基矽酮油等。
化合物(AO-1)中,R29為碳數1~20的烷基、碳數1~20的烷氧基、-COOR32或-CH2CH2COOR32,此處,R32為碳數1~20的烷基。化合物(AO-2)及(AO-5)中,R30為碳數1~20的烷基。化合物(AO-5)中,R31為氫、甲基或者O(氧自由基),環K及環L為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,x為0、1或2。
4. 液晶複合體
化合物(1)具有高聚合反應性、高轉化率及於液晶組成物中的高溶解度。使包含化合物(1)及液晶組成物的聚合性組成物聚合而生成液晶複合體。化合物(1)藉由聚合而於液晶組成物中生成聚合物。該聚合物具有使液晶分子產生預傾的效果。較佳為於聚合性組成物顯示液晶相的溫度下進行聚合。藉由熱、光等來進行聚合。較佳的反應為光聚合。為了防止同時產生熱聚合,較佳於100℃以下進行光聚合。亦可於施加電場或者磁場的狀態下進行聚合。
可調整化合物(1)的聚合反應性及轉化率。化合物(1)適合自由基聚合。使反應溫度最佳化可減少化合物(1)的殘存量。化合物(1)可藉添加聚合起始劑而快速聚合。光自由基聚合起始劑的例 子為:汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)(股)的德牢固(Darocur)系列中TPO、1173及4265,易璐佳(Irgacure)系列中的184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850及2959。
光自由基聚合起始劑的追加例為:4-甲氧基苯基-2,4-雙(三氯甲基)三嗪、2-(4-丁氧基苯乙烯基)-5-三氯甲基-1,3,4-噁二唑、9-苯基吖啶、9,10-苯并啡嗪、二苯甲酮/米其勒酮混合物、六芳基聯咪唑/巰基苯并咪唑混合物、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2,4-二乙基氧雜蒽酮/對二甲基胺基苯甲酸甲酯混合物、二苯甲酮/甲基三乙醇胺混合物。
可藉由在聚合性組成物中添加光自由基聚合起始劑後,於施加電場的狀態下照紫外線來聚合。但是,未反應的聚合起始劑或聚合起始劑的分解產物可能會使元件產生殘像等顯示不良。為了防止所述顯示不良,亦可於不添加聚合起始劑的狀態下進行光聚合。所照射的光的較佳波長為150~500nm的範圍。更佳波長為250~450nm的範圍,最佳波長為300~400nm的範圍。
在保存聚合性化合物時,亦可添加聚合抑制劑以防止聚合。聚合性化合物常以未去除聚合抑制劑的狀態添入組成物。聚合抑制劑的例子為對苯二酚、甲基對苯二酚等對苯二酚衍生物、4-三級丁基鄰苯二酚、4-甲氧基苯酚、啡噻嗪(phenothiazine)等。
5. 液晶顯示元件
液晶顯示元件中的聚合物的效果解釋如下。聚合性組成物為液晶性化合物、聚合性化合物等的混合物。藉由對該組成物施加電場,則液晶分子在電場的方向上配向。依據該配向,聚合性化合物亦配向。對組成物照射紫外線,於維持配向的狀態下使聚合性化合物聚合,形成三維網狀結構。於去除電場的情況下,亦維持聚合物的配向。液晶分子藉由該聚合物的效果而以在電場的方向上配向的狀態進行穩定化。因此,元件的響應時間會縮短。
聚合性組成物的聚合較佳於顯示元件中進行。其中一例如下所述。準備包括兩塊玻璃基板的顯示元件,所述玻璃基板具備透明電極及配向膜。製備以化合物(1)、液晶組成物、添加物等為成分的聚合性組成物。將該組成物注入顯示元件中,一邊對該顯示元件施加電場一邊照紫外線,使化合物(1)聚合。藉由該聚合而生成液晶複合體。利用該方法,可容易地製作具有液晶複合體的液晶顯示元件。該方法中,亦可省略配向膜的摩擦處理。此外,亦可採用於無電場的狀態下使液晶分子進行穩定化的方法。
當基於液晶組成物的重量聚合物的添加量為0.1~2重量%的範圍時,製作PSA模式的液晶顯示元件。PSA模式的元件可以主動矩陣、被動矩陣(PM)之類的驅動方式驅動。此種元件可應用於反射型、透過型、半透過型的任一類型。藉由增加聚合物的添加量,亦可製作高分子分散(polymer dispersed)模式的元件。
[實例]
以下藉實例更詳細地說明本發明,但本發明不受其限制。
6. 化合物(1)的實例
化合物(1)是藉由實例1等所示的程序來合成,產物以核磁共振(NMR)分析等方法來鑑定,其物性則利用下述方法來測定。
NMR分析
測定裝置為DRX-500(布魯克拜厄斯賓(Bruker BioSpin)(股)公司製)。1H-NMR測定中,使試樣溶於CDCl3等氘化溶劑中,於室溫下以500MHz、累計次數16次的條件來測定,以四甲基矽烷為內部標準。19F-NMR測定中以CFCl3為內部標準,累計次數24次。NMR波譜的說明中,s指單峰,d指雙重峰,t指三重峰,q指四重峰,quin指五重峰,sex指六重峰,m指多重峰,br指寬峰。
高效液相層析法(HPLC)分析
測定裝置為島津製作所製Prominence(LC-20AD;SPD-20A)。管柱為YMC製的YMC-Pack ODS-A(長度150mm、內徑4.6mm、粒徑5μm)。析出液是將乙腈與水適當混合來使用。檢測器適當使用紫外線檢測器、折射率檢測器、電暈檢測器(CORONA detector)等。於使用UV檢測器的情況下,檢測波長設為254nm。試樣溶解於乙腈中,製備成0.1重量%的溶液,將該溶液1μL導入至試樣室中。記錄計使用島津製作所製造的C-R7Aplus。
紫外可見分光分析
測定裝置為島津製作所製造的PharmaSpec UV-1700。檢測波 長設為190~700nm。試樣溶解於乙腈中,製備成0.01mmol/L的溶液,加入至石英槽(光程長度為1cm)中進行測定。
測定試樣
測相結構及相變溫度(透明點、熔點、聚合起始溫度等)時,以化合物本身為試樣。測定向列相上限溫度、黏度、光學各向異性、介電各向異性等物性時,以化合物與母液晶的混合物為試樣。
測定方法
物性以下述方法測定,其大多是日本電子資訊技術產業協會(JEITA)審定的JEITA.ED-2521B規格中所述的方法、或者將其修飾而成的方法。用於測定的TN元件上未安裝薄膜電晶體(TFT)。
(1)相結構
於備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(梅特勒(Mettler)公司,FP-52型加熱台)上放置試樣,一邊以3℃/分鐘的速率加熱一邊利用偏光顯微鏡來觀察相狀態及其變化,來確定相的種類。
(2)轉變溫度(℃)
用珀金埃爾默(Perkin Elmer)公司製掃描熱量計Diamond DSC系統或SSI奈米技術(SSI Nanotechnology)公司製高感度示差掃描熱量計X-DSC7000來測定。將試樣以3℃/分速率升溫降溫,並外推出伴隨試樣的相變化的吸熱峰或發熱峰的起始點,決定相變溫度。化合物的熔點、聚合起始溫度亦以該裝置測定。有時將化合物自固體轉變為層列相、向列相等液晶相的溫度簡稱「液晶相 下限溫度」,化合物自液晶相轉變為液體的溫度簡稱「透明點」。
結晶表為C。要區別結晶的種類時分別表為C1、C2。層列相表為S,向列相表為N。要區別層列相中的A相、B相、C相、或F相時,分別表為SA、SB、SC或SF。液體(各向同性)表為I。相變溫度例如表述為「C 50.0 N 100.0 I」。這表示,自結晶至向列相的相變溫度為50.0℃,自向列相至液體的相變溫度為100.0℃。
(3)向列相的上限溫度(TNI或者NI;℃)
於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試樣,以1℃/分速率加熱。測定試樣的一部分自向列相變化為各向同性液體時的溫度。有時將向列相上限溫度簡稱為「上限溫度」。當試樣為化合物與母液晶的混合物時,以記號TNI表示。當試樣為化合物與成分B、成分C、成分D或成分E的混合物時,以記號NI表示。
(4)向列相的下限溫度(TC;℃)
將具有向列相的試樣於0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保管10天後,觀察液晶相。例如,當試樣於-20℃下為向列相的狀態,而於-30℃下變化為結晶或者層列相時,將TC記載為≦-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
(5)黏度(體積黏度;η;於20℃下測定;mPa.s)
使用東京計器股份有限公司製的E型旋轉黏度計來測定。
(6)光學各向異性(折射率各向異性;於25℃下測定;△n)
使用波長589nm的光,利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝 折射計(abbe refractometer)來測定。將主稜鏡的表面向一個方向摩擦後,將試樣滴加於主稜鏡上。折射率n 是在偏光方向與摩擦方向平行時進行測定。折射率n 是在偏光方向與摩擦方向垂直時進行測定。光學各向異性△n的值是以△n=n -n 的算式來計算。
(7)比電阻(ρ;於25℃下測定;Ωcm)
於具電極的容器中注入試樣1.0mL。對容器施加直流電壓(10V),測定10秒後的直流電流。比電阻是由下式來算出。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
(8)電壓保持率(VHR-1;於25℃下測定;%)
測定用TN元件有聚醯亞胺配向膜,且兩玻璃基板間隔(胞間隙)為5μm。放入試樣後以紫外線硬化型黏接劑密封該元件。對元件施加脈衝電壓(5V、60微秒)來充電,並以高速電壓計測定16.7毫秒內的衰減電壓,求出單位週期中電壓曲線與橫軸之間的面積A。電壓保持率為面積A相對於未衰減時的面積B的百分比。
(9)電壓保持率(VHR-2;於80℃下測定;%)
除了代替25℃而於80℃下進行測定以外,以與所述相同的程序來測定電壓保持率。將所得的結果以VHR-2的記號表示。
對介電各向異性(△ε)為正的試樣與△ε為負的試樣,物性的測定法有時不同。△ε為正時的測定法記載於以下(10)~(14)中。
(10)黏度(旋轉黏度;γ1;於25℃下測定;mPa.s)
依M.今井(M.Imai)等的「分子晶體與液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)」第259期第37頁(1995年)所述方法來測定。於扭轉角0°、兩玻璃基板間隔(胞間隙)5μm的TN元件中放入試樣。對該元件在16~19.5V範圍內以0.5V為段差階段性地施加電壓。不施加電壓0.2秒後,以僅施加1個矩形波(矩形脈衝;0.2秒)與不施加電壓(2秒)的條件反覆施加。測定因該施加而產生的暫態(transient)電流的峰電流及峰時間,依該些測定值與M.今井等的論文第40頁的算式(8)而得旋轉黏度值。該計算所需的△ε值是使用該經測定旋轉黏度的元件,以下述方法求出。
(11)介電各向異性(△ε;於25℃下測定)
於兩玻璃基板間隔(胞間隙)9μm、扭轉角80°的TN元件中放入試樣。對該元件施加正弦波(10V、1kHz),2秒後測定液晶分子的長軸方向的介電常數ε 。對該元件施加正弦波(0.5V、1kHz),2秒後測定液晶分子的短軸方向的介電常數ε 。介電各向異性的值是根據△ε=ε -ε 的式子來計算。
(12)彈性常數(K;於25℃下測定;pN)
測定時使用橫河惠普(Yokogawa-Hewlett-Packard)公司製造的HP4284A型電感電容電阻計。於兩玻璃基板間隔(胞間隙)20μm的水平配向元件中放入試樣。對該元件施加0~20伏特電荷,測定靜電電容及施加電壓。用「液晶裝置手冊」(日刊工業新聞社)第75頁的式(2.98)、(2.101)擬合(fit)靜電電容(C)及施加電壓(V)的測定值,以式(2.99)獲得K11及K33的值。繼而,使用第 171頁的式(3.18),以剛求出的K11及K33的值來算出K22。彈性常數K是由以上述方式求出的K11、K22及K33的平均值來表示。
(13)臨限電壓(Vth;於25℃下測定;V)
測定使用大塚電子公司製的LCD5100型亮度計,光源為鹵素燈。於兩玻璃基板間隔(胞間隙)為0.45/△n(μm)、扭轉角80°的正常顯白模式的TN元件中放入試樣。對該元件施加的電壓(32Hz、矩形波)是以0.02V為段差,自0V階段性地增加至10V。此時,自垂直方向對元件照光,測定透過元件的光量。製成當該光量達到最大時透過率為100%、為最小時透過率為0%的電壓-透過率曲線。臨限電壓是以透過率達到90%時的電壓來表示。
(14)響應時間(τ;於25℃下測定;ms)
測定使用大塚電子公司製的LCD5100型亮度計,光源為鹵素燈。低通濾波器設為5kHz。於兩玻璃基板間隔(胞間隙)5.0μm、扭轉角80°的正常顯白模式的TN元件中放入試樣。對該元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒),並自垂直方向對元件照光,測定透過的光量。當光量達最大時視為透過率100%,最小時視為透過率0%。上升時間(τr;毫秒)是透過率自90%變為10%所需的時間。下降時間(τf;毫秒)是透過率自10%變為90%所需的時間。響應時間為以上述方式求出的上升時間與下降時間的和。
[實例1]
化合物(1-3-89)的合成
第1步驟:
將4-溴苯酚(T-1)(50.0g、289.01mmol;東京化成工業公司)及二異丙基乙基胺(56.03g、433.5mmol)的甲苯(250ml)溶液以冰浴冷卻,滴加氯甲基甲醚(34.9g、433.51mmol)。攪拌3小時後將反應混合物注入飽和氯化銨水溶液(200ml)中,用乙酸乙酯萃取。以300ml水及200ml飽和食鹽水清洗萃取液,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮。用管柱層析法(析出液:甲苯/庚烷=2/1(體積比))純化殘渣而得化合物(T-2)(57.6g、265.1mol、91.7%)。
第2步驟:
第1步驟獲得的化合物(T-2)(57.6g、265.1)的四氫呋喃(THF)(290ml)溶液冷卻至-40℃,滴加n-BuLi(1.59M、200.3ml、318.4mmol)。於-40℃下攪拌2小時後,滴加三甲氧基硼(35.85g、344.97mmol)。於室溫下攪拌8小時,將反應混合物注入飽和氯化銨水溶液(300ml)中,用乙酸乙酯萃取。以水(300ml)及飽 和食鹽水(200ml)清洗萃取液,並以無水硫酸鎂乾燥,再於減壓下濃縮而得化合物(T-3)(32.7g、179.69mol、67.7%)。
第3步驟:
將2,5-二溴對苯二酚(T-4)(25.0g、93.32mmol;和光純藥公司)及氫氧化鈉(8.21g、205.3mmol)溶解於1,3-二噁烷(250ml)及水(250ml)的混合溶劑中,以冰浴冷卻。於該溶液中滴加巴豆基氯(8.45g、93.3mmol)。於冰浴冷卻下攪拌1小時後,將反應混合物注入飽和氯化銨水溶液(300ml)中,用乙酸乙酯萃取。以300ml水及200ml飽和食鹽水清洗萃取液,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮。用管柱層析法(析出液:甲苯/乙酸乙酯=10/1(體積比))純化殘渣而得化合物(T-5)(12.1g、37.6mmol、40.3%)。
第4步驟:
使用第3步驟中獲得的化合物(T-5)(12.1g、37.6mmol)、二異丙基乙基胺(7.28g、56.37mmol)、甲苯(60ml)、以及氯甲基甲醚(4.54g、56.37mmol),進行與第1步驟相同的操作,藉此獲得化合物(T-6)(7.8g、21.3mmol、56.7%)。
第5步驟:
將第2步驟獲得的化合物(T-3)(9.3g、51.1mmol)、第4步驟獲得的化合物(T-6)(7.8g、21.3mmol)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯鈀(II)(0.0754g、0.11mmol)、碳酸鉀(8.83g、63.93mmol)、四丁基溴化銨(tetrabutyl ammonium bromide, TBAB)(1.37g、4.26mmol)、甲苯(78ml)、異丙醇(78ml)、及水(78ml)混合,加熱迴流8小時。將反應混合物放冷至室溫後過濾,以100ml水及50ml飽和食鹽水清洗濾液,以無水硫酸鎂乾燥,減壓下濃縮。用管柱層析法(析出液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(體積比))純化殘渣而得化合物(T-7)(4.2g、8.74mmol、41.0%)。
第6步驟:
於第5步驟獲得的化合物(T-7)(4.2g、8.74mmol)的THF(21ml)溶液中添加濃鹽酸(13.11ml、157.3mmol),於70℃下攪拌3小時。將反應混合物放冷至室溫後,注入水(100ml)中,以乙酸乙酯(50ml)萃取。以水(100ml)、飽和碳酸氫鈉水(50ml)、水(100ml)及飽和食鹽水(50ml)清洗萃取液,以無水硫酸鎂乾燥,再於減壓下濃縮而得化合物(T-8)(3.0g、8.61mmol、98.5%)。
第7步驟:
將第6步驟所得化合物(T-8)(3.0g、8.61mmol)、甲基丙烯酸(2.44g、28.4mmol)及N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP;0.79g、6.46mmol)溶於30ml二氯甲烷,冰浴冷卻。以固體狀態每次少量添加二環己基碳二亞胺(DCC;6.22g、30.14mmol),室溫下攪拌8小時。使反應混合物通過矽藻土來過濾,用管柱層析(析出液:甲苯/庚烷體積比=2/1)純化濾液後進行再結晶(甲苯/乙酸乙酯體積比=10/1)而得化合物(1-3-89)(0.2g、0.36mmol、4.2%)。
熔點:114.1℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.47(d,2H),7.16(dd,5H),6.99(s,1H),6.37(s,2H),6.17(s,1H),5.80-5.62(m,5H),4.63-4.48(m,2H),2.08(s,6H),1.92(s,3H),1.71(d,3H).
[實例2]
化合物(1-3-58)的合成
第1步驟:
使用2,5-二溴對苯二酚(T-4)(9.55g、35.66mmol)、氫氧化鈉(7.1g、78.45mmol)、1,3-二噁烷(100ml)、水(100ml)、以及巴豆基氯(3.14g、78.45mmol),進行與實例1的第3步驟相同的操作,獲得化合物(T-9)(12.1g、32.17mmol、90.2%)。
第2步驟:
使用實例1的第2步驟中獲得的化合物(T-3)(12.88g、70.78mmol)、第1步驟中獲得的化合物(T-9)(12.1g、32.17mmol)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯鈀(II)(0.11g、0.16mmol)、磷酸三鈉十二水合物(39.69g、96.52mmol)、四丁基溴化銨(TBAB)(2.07g、6.43mmol)、甲苯(120ml)、異丙醇(120 ml)、以及水(120ml),進行與實例1的第5步驟相同的操作,藉此獲得化合物(T-10)(9.1g、18.55mmol、57.7%)。
第3步驟:
使用第2步驟所得化合物(T-10)(4.1g、8.36mmol)、THF(20ml)及濃鹽酸(9.19ml、110.3mmol),進行與實例1的第6步驟相同的操作,而得化合物(T-11)(3.2g、7.95mmol、95.1%)。
第4步驟:
使用第3步驟中獲得的化合物(T-11)(3.2g、7.95mmol)、甲基丙烯酸(1.37g、15.9mmol)、N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP;0.19g、1.59mmol)、甲苯(30ml)、以及二環己基碳二亞胺(DCC;3.44g、16.7mmol),進行與實例1的第7步驟相同的操作,藉此獲得化合物(1-3-58)(2.9g、5.38mmol、67.7%)。
熔點:122.7℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.61(d,4H),7.17(d,4H),6.98(s,2H),6.38(s,2H),5.78-5.60(m,6H),4.40(d,4H),2.09(s,6H),1.70(d,6H).
[實例3]
化合物(1-3-21)的合成
第1步驟:
使用實例1的第1步驟獲得的化合物(T-2)(50g、230mmol)、THF(250ml)、n-BuLi(1.59M、173.8ml、276.4mmol)及2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環(T-12)(51.4g、276.4mmol),進行與實例1的第2步驟相同的操作,藉此獲得化合物(T-13)(50.3g、182.9mmol、79.5%)。
第2步驟:
將2,5-二氯苯酚(T-14)(25.0g、153.37mmol;東京化成公司)、苄基溴(28.85g、168.71mmol)、磷酸鉀(48.83g、230.06mmol)及DMF(125ml)混合,50℃下攪拌8小時。將反應混合物放冷至室溫後過濾,將濾液傾入水中,以甲苯(100ml)萃取。以水(100ml)及飽和食鹽水(50ml)清洗萃取層後,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮。用管柱層析法(析出液:甲苯/庚烷=2/1(體積比)) 將殘渣純化,而得化合物(T-15)(36.2g、142.87mmol、93.1%)。
第3步驟:
使用第1步驟所得化合物(T-13)(22.96g、86.91mmol)、第2步驟所得化合物(T-15)(10.0g、39.51mmol)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯鈀(II)(0.14g、0.20mmol)、磷酸三鈉十二水合物(45.05g、118.52mmol)、四丁基溴化銨(5.09g、15.80mmol)、50ml甲苯、50ml異丙醇及50ml水進行與實例1第5步驟相同的操作,而得化合物(T-16)(10.2g、22.32mmol、56.5%)。
第4步驟:
將第3步驟所得的化合物(T-16)(10.2g、22.32mmol)溶解於異丙醇(100ml)中,然後添加5%鈀/碳(0.51g),於氫氣環境下攪拌24小時。將反應混合物過濾,將濾液濃縮後,利用管柱層析法(析出液:甲苯/乙酸乙酯=5/1(體積比))將殘渣進行純化,藉此獲得化合物(T-17)(7.2g、19.63mmol、87.9%)。
第5步驟:
使用第4步驟獲得的化合物(T-17)(2.2g、6.00mmol)、甲基丁烯酸(tiglic acid)(0.66g、6.60mmol)、N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP)(0.15g、1.23mmol)、二氯甲烷(20ml)及二環己基碳二亞胺(DCC)(1.36g、6.59mmol),進行與實例1第7步驟相同的操作,藉此獲得化合物(T-18)(2.65g、5.91mmol、98.4%)。
第6步驟:
將第5步驟中所得的化合物(T-18)(2.60g、5.80mmol)溶於二氯甲烷(25ml)中,以冰浴冷卻。於該溶液中滴加三甲基溴矽烷(8.87g、57.97mmol)後,室溫下攪拌5小時。將反應混合物注入水(20ml)中,以乙酸乙酯(40ml)萃取。以水(50ml)及飽和食鹽水(20ml)清洗萃取液後,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮,藉此獲得化合物(T-19)(1.8g、4.99mmol、86.2%)。
第7步驟:
使用第6步驟獲得的化合物(T-19)(1.8g、4.99mmol)、甲基丙烯酸(0.94g、10.92mmol)、N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP)(0.24g、1.96mmol)、二氯甲烷(18ml)及二環己基碳二亞胺(DCC;2.37g、11.49mmol),進行與實例1第7步驟相同的操作,藉此獲得化合物(1-3-21)(1.4g、2.81mmol、56.2%)。
熔點:119.4℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.38(s,1H),7.20(d,2H),7.15(d,2H),6.96(q,1H),6.37(d,2H),5.78(s,2H),2.08(s,6H),1.82(d,6H).
[實例4]
化合物(1-3-15)
第1步驟:
將3-氟-4-碘-溴苯(T-20)(300g、997mmol;東京化成公司)、氫氧化鉀(112g、1.996mol)及DMF(800ml)混合後,以冰浴冷卻。於冰浴冷卻下滴加2,2,2-三氟乙醇(200g、1.992mmol)後,將反應液緩慢升溫,60℃下攪拌5小時。將反應液放冷至室溫後,將反應液傾入800ml水中,以500ml庚烷萃取。以水(500ml)及飽和食鹽水(300ml)清洗萃取層後,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮,藉此獲得化合物(T-21)(270g、708.8mmol、71.1%)。
第2步驟:
將化合物(T-22)(179.7g、784.5mmol)、雙聯頻那醇基二硼烷(bispinacolato diborane)(239.0g、941.4mmol)、乙酸鉀(92.4g、941.4mmol)、雙(二苯基膦基二茂鐵)二氯鈀(II)(10.0g、13.7mmol)及1,3-二噁烷(1000ml)混合,於90℃下攪拌4小時。將反應液放冷至室溫後,將反應液傾入水中,以甲苯(800ml)萃取。以水(1000ml)及飽和食鹽水(500ml)清洗萃取層後,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮。用管柱層析法(析出液:庚烷)純化殘渣,而得化合物(T-23)(182g、659mmol、84.1%)。
第3步驟:
將第1步驟獲得的化合物(T-21)(104.6g、274.6mmol)、第2步驟獲得的化合物(T-23)(182g、659mmol)、碳酸鉀(141.0g、1.02mol)、四丁基溴化銨(TBAB)(27.0g、83.7mmol)、雙(二苯基膦基二茂鐵)二氯鈀(II)(10.0g、13.7mmol)、水(1000ml)及乙醇(100ml)混合,85℃下攪拌4小時。將反應液放冷至室溫後,將反應液傾入水中,以800ml甲苯萃取。以1000ml水及500ml飽和食鹽水清洗萃取層後,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮。以庚烷清洗殘渣,而得化合物(T-24)(97.1g、205.5mmol、74.8%)。
第4步驟:
將第3步驟獲得的化合物(T-24)(30.0g、63.5mmol)溶於THF(200ml)後,冷卻至-70℃以下。於該溶液中滴加二異丙胺鋰(2M、34.9ml、69.8mmol)後,於-70℃以下攪拌2小時。將反應液傾入水中,以甲苯(200ml)萃取。以水(200ml)及飽和食鹽水(100ml)清洗萃取層後,以無水硫酸鎂乾燥,於減壓下濃縮。以庚烷清洗殘渣,而得化合物(T-25)(23.5g、51.9mmol、81.7%)。
第5步驟:
將第4步驟獲得的化合物(T-25)(5.0g、11.0mmol)、濃鹽酸(8ml、96mmol)、50ml THF及20ml丙酮混合,60℃下攪拌2小時。將放冷至室溫的反應液濃縮,加300ml水。過濾分離析出的沈澱物,以水清洗而得化合物(T-26)(3.74g、10.9mmol、99.1%)。
第6步驟:
於第5步驟所得化合物(T-26)(3.74g、10.9mmol)中添加50ml甲苯,加熱迴流後放冷至室溫。對該溶液添加2,6-二-三級丁基-4-甲基苯酚(BHT)(50mg)、甲基丙烯酸酐(4.1g、26.6mmol)及DMF(50ml)。將所得溶液保持90℃而滴加於N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP)(0.24g、2.2mmol)、碳酸鉀(5.46g、39.5mmol)及甲苯(50ml)的混合物中,再加熱迴流3小時。將反應液放冷至室溫後過濾,將濾液於減壓下濃縮。利用管柱層析法(析出液:二氯甲烷/庚烷=1/3(體積比))及再結晶(庚烷)來純化殘渣,而得化合物(1-3-15)(4.1g、86mmol、78.9%)。
熔點:141.0℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.64-7.58(m,4H),7.45(d,1H),7.36(dd,1H),7.26-7.19(m,5H),6.38(d,2H),6.06(dd,1H),5.79-5.78(m,2H),2.09(d,6H).
[實例5]
化合物(1-3-26)
第1步驟:
將氫化鈉(60%、21.9g、547mmol)添加於DMF(800ml)中後,添加苄醇(59.3g、548.4mmol),90℃下攪拌30分鐘。於放冷至室溫的反應液中滴加3-氟-4-碘-溴苯(T-20)(150.0g、498.5mmol;東京化成公司)後,90℃下攪拌10小時。將反應液放冷至室溫後,於減壓下濃縮。80℃下將800ml水滴加至殘渣後,冷卻至0℃。過濾分離析出的固體,以水清洗,再以450ml異丙醇及25ml甲苯再結晶,而得化合物(T-27)(125g、321.3mmol、64.4%)。
第2步驟:
將第1步驟所得化合物(T-27)(15.0g、99.2mmol)、化合物(T-28)(15.0g、77.3mmol)、四(三苯基膦)鈀(0)(1.5g、1.3mmol)、碳酸鉀(16.0g、115.7mmol)、DMF(300ml)、200ml乙醇及100ml水混合,90℃下攪拌12小時。於反應液中加400ml水後,放冷至室溫,將所析出的固體以水清洗。於所得固體中添加甲苯(300 ml),加熱迴流1小時後放冷至室溫,添加20g二氧化矽凝膠,攪拌10分鐘。使該混合物通過100g二氧化矽凝膠來過濾,將濾液於減壓下濃縮,成為約100ml後添加100ml庚烷。以庚烷清洗所析出的固體,而得化合物(T-29)(15.1g、31.2mmol、40.4%)。
第3步驟:
將第2步驟所得化合物(T-29)(15.1g、31.2mmol)溶於150ml THF後,添加0.5克5%鈀/碳,於氫氣環境下攪拌12小時。將反應液過濾後濃縮濾液,對殘渣加100ml甲苯及300ml庚烷。以庚烷清洗析出的固體,而得化合物(T-30)(12.1g、30.7mmol、98.4%)。
第4步驟:
將第3步驟所得化合物(T-30)(3.5g、9mmol)、2-甲基-2-氯丙烯(0.98g、10.8mmol)、碳酸鉀(1.85g、13.4mmol)及25ml DMF混合,75℃下攪拌12小時。於放冷至室溫的反應液中加50ml甲苯後過濾。於減壓下濃縮濾液後,以60ml甲醇及100ml水對殘渣進行再結晶,而得化合物(T-31)(3.9g、8.8mmol、98%)。
第5步驟:
使用第4步驟所得化合物(T-31)(3.9g、8.8mmol)、濃鹽酸(10ml、120mmol)、150ml THF及30ml丙酮進行與實例4第5步驟相同的操作,而得化合物(T-32)(2.9g、8.8mmol、100%)。
第6步驟:
使用第5步驟所得化合物(T-32)(2.9g、8.8mmol)、二丁基 羥基甲苯(BHT)(50mg)、甲基丙烯酸酐(3.33g、21.6mmol)、N,N-二甲基-4-胺基吡啶(DMAP)(0.24g、1.96mmol)、碳酸鉀(7.45g、54.0mmol)、50ml DMF及100ml甲苯進行與實例4第6步驟相同的操作,而得化合物(1-3-26)(3.3g、7.1mmol、80.6%)。
熔點:116.1℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.64-7.61(m,4H),7.41(d,1H),7.25-7.15(m,6H),6.38(d,2H),5.79-5.77(m,2H),5.04(s,1H),4.95(s,1H),4.50(s,2H),2.10(s,6H),1.78(s,3H).
[實例6]
利用實例1~5中所示的方法,使用所對應的起始原料來合成多種化合物,確認其為目標化合物。
化合物(1-3-25)
熔點:93.04℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.64(d,2H),7.56-7.44(m,4H),7.40(s,1H),7.21(d,2H),7.16(d,2H),6.37(d,2H),6.24(s,1H),5.78(d,2H),5.64(s,1H),2.31(q,2H),2.09(s,3H),2.08(s,3H),1.04(s,3H).
化合物(1-3-23)
熔點:119.47℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.38(s,1H),7.20(d,2H),7.15(d,2H),6.38(d,2H),6.15(q,1H),5.78(s,2H),2.08(s,6H),1.92(s,3H),1.90(s,3H).
化合物(1-3-19)
熔點:145.80℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.38(s,1H),7.20(d,2H),7.16(d,2H),7.07(m,1H),6.37(s,2H),5.93(d,1H),5.78(s,2H),2.17(s,6H),2.05(s,6H),1.91(d,3H).
化合物(1-3-18)
熔點:134.23℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(dd,2H),7.47(d,2H),7.27(d,1H), 7.24(d,1H),7.22(d,2H),7.18(d,2H),7.07(m,1H),6.37(s,2H),5.93(d,1H),5.78(s,2H),2.17(s,6H),2.05(s,6H),1.91(d,3H).
化合物(1-3-27)
熔點:155.76℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.36(s,1H),7.20(d,2H),7.17(d,2H),6.37(d,2H),5.80(s,1H),5.77(s,2H),2.24(s,3H),2.21(d,6H),1.98(s,3H).
化合物(1-3-28)
熔點:115.11℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.36(s,1H),7.20(d,2H),7.17(d,2H),7.03(dd,1H),6.37(d,2H),5.86(d,1H),5.77(s,2H),2.51(q,1H),2.08(d,6H),1.08(d,6H).
化合物(1-3-61)
熔點:188.64℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.48(d,4H),7.25(d,2H),7.15(d,4H),6.95(q,2H),6.36(s,2H),5.77(s,2H),2.06(s,6H),1.81(d,12H).
化合物(1-3-29)
熔點:115.17℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.50(d,2H),7.16(d,4H),7.05(s,1H),6.98(s,1H),6.93(q,1H),6.37(s,2H),5.77(d,2H),3.84(s,3H),2.08(s,6H),1.81(m,6H).
化合物(1-3-30)
熔點;176.22℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.50(d,2H),7.16(d,4H),7.05(s,1H),6.98(s,1H),6.93(q,1H),6.37(s,2H),5.78(d, 3H),3.83(s,3H),2.10(s,3H),2.08(s,6H),1.91(s,3H).
化合物(1-3-39)
熔點:124.28℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.62(d,2H),7.48(d,2H),7.16(d,4H),7.13(s,1H),6.97(s,1H),6.93(q,1H),6.37(s,2H),5.77(s,2H),3.98(t,2H),2.08(s,6H),1.82(s,3H),1.80(d,3H),1.72(m,2H),1.42(m,2H),0.92(t,3H).
化合物(1-3-40)
熔點:102.71℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.62(d,2H),7.49(d,2H),7.17(d,2H),7.16(d,2H),7.12(s,1H),6.97(s,1H),6.37(s,2H),5.77(s,3H),3.98(t,2H),2.10(s,3H),2.08(s,6H),1.91(s,3H),1.72(m,2H),1.42(m,2H),0.92(t,3H).
化合物(1-3-169)
熔點:114.70℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.37(s,1H),7.18(d,2H),7.14(d,4H),6.96(q,1H),1.97(s,6H),1.90(d,6H),1.83(m,6H).
化合物(1-3-172)
熔點:124.23℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.38(s,1H),7.20(d,3H),7.16(d,3H),7.06(m,1H),6.08(d,2H),5.93(d,1H),1.99(d,6H),1.91(d,3H).
化合物(1-3-173)
熔點:165.29℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.47(d,2H),7.22(m,3H),7.16(m,4H),7.03(m,1H),6.96(s,1H),6.07(d,2H),5.90(d, 1H),3.96(t,2H),1.98(d,6H),1.90(d,3H),1.72(m,2H),1.43(m,2H),0.92(t,3H).
化合物(1-3-170)
熔點:94.27℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.64(d,2H),7.56-7.44(m,4H),7.40(s,1H),7.21(d,2H),7.16(d,2H),6.40(d,2H),6.24(s,1H),5.75(d,2H),5.64(s,1H),2.47(m,4H),2.31(q,2H),1.18(s,6H),1.04(t,3H).
化合物(1-3-174)
熔點:161.38℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.35(s,1H),7.18(d,2H),7.14(d,2H),5.94(s,2H),5.80(s,1H),2,25(s,6H),2.11(s,3H),2.00(s,6H),1.92(s,3H).
化合物(1-3-175)
熔點:141.55℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.63(d,2H),7.53-7.47(m,4H),7.38(s,1H),7.20(d,2H),7.17(d,2H),7.04(dd,1H),6.01(d,2H),5.85(d,1H),2.56(m,2H),2.47(m,1H),1.14(d,12H),1.08(d,6H).
化合物(1-3-171)
熔點:93.77℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.53(m,4H),7.36(d,1H),7.19(d,1H),7.13(s,1H),6.97(m,4H),5.94-5.62(m,6H),4.51(s,6H),1.78(d,6H),1.72(d,3H).
化合物(1-4-11)
熔點:103.41℃
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.54(d,2H),7.32(d,1H),7.16(d,2H),6.79(d,1H),6.76(d,1H),6.37(td,2H),5.77(td,2H),5.39(tt,1H),4.50(d,2H),2.08(m,6H),1.74(s,3H),1.67(s,3H).
可藉由參照實例1~6中記載的實驗操作及「2.合成法」,來合成以下所示的化合物(1-2-1)~(1-2-49)、(1-3-1)~(1-3-182)、(1-4-1)~(1-4-37)及(1-7-1)~(1-7-14)。
(比較化合物的合成)
依據下述反應式合成比較化合物(R-1)即[1,1'-聯苯]-4,4'-二基雙(2-甲基丙烯酸酯),而得比較化合物(R-1)的無色結晶。
1H-NMR(DMSO-d;δppm):7.24(d,4H),6.96(d,4H),6.41(d,2H),6.26(d,2H),1.98(s,6H).
比較化合物(R-1)的物性如下所述。熔點:150.0℃.
[比較例1]
(於液晶組成物中的溶解度的比較)
以0.3重量%的比例於液晶組成物A中添加化合物(1-3-89),50℃下加熱30分鐘。將所得溶液於室溫下放置2天,然後目視觀察結晶是否析出。另一方面,對比較化合物(R-1)亦以相同方式進行觀察。結果示於表1。表2中的記號中「○」表示結晶未析出,「×」表示結晶析出。由表2可知,本發明的聚合性化合物於液晶組成物A中的溶解度佳。又,液晶組成物A的成分及其比例如下所述。
7.聚合性組成物的實例
實例中的化合物是依下表2定義以記號表示,其中1,4-伸環 己基的立體構型為反式。實例中記號後括弧內的編號對應化合物編號。(-)記號指其他液晶性化合物。液晶性化合物的含量(%)是基於液晶組成物的重量百分比(重量%)。最後歸納聚合性組成物的物性值。物性是以前述方法測定,直接記載測定值而未外推。
[實例6]
以所述組成物的0.15重量%的比例添加下述化合物(1-3-58)。
NI=101.2℃;△n=0.191;△ε=7.8;η=39.8mPa.s.
[實例7]
以所述組成物的0.3重量%的比例添加下述化合物(1-3-89)。
NI=103.3℃;△n=0.101;△ε=4.6;η=18.5mPa.s.
[實例8]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-13)。
NI=86.7℃;△n=0.115;△ε=5.7;η=24.7mPa.s.
[實例9]
以所述組成物的0.3重量%的比例添加下述化合物(1-3-15)。
NI=115.7℃;△n=0.092;△ε=3.9;η=20.1mPa.s.
[實例10]
以所述組成物的0.3重量%的比例添加下述化合物(1-3-17)。
NI=94.5℃;△n=0.114;△ε=9.1;η=34.3mPa.s.
[實例11]
以所述組成物的0.3重量%的比例添加下述化合物(1-3-19)。
NI=83.4℃;△n=0.104;△ε=8.6;η=22.9mPa.s.
[實例12]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-21)。
NI=66.7℃;△n=0.105;△ε=8.5;η=29.6mPa.s.
[實例13]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-61)。
NI=81.7℃;△n=0.065;△ε=5.4;η=19.1mPa.s.
[實例14]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-23)。
NI=81.7℃;△n=0.130;△ε=6.4;η=11.8mPa.s.
[實例15]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-25)。
NI=82.5℃;△n=0.100;△ε=6.7;η=12.4mPa.s.
[實例16]
以所述組成物的0.1重量%的比例添加下述化合物(1-3-89)。
進而以相同組成物的0.3重量%的比例添加下述化合物(S-1)。
NI=80.3℃;△n=0.107;△ε=7.2;η=14.0mPa.s.
[實例17]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-15)。
NI=81.9℃;△n=0.130;△ε=6.3;η=11.7mPa.s.
[實例18]
以所述組成物的0.2重量%的比例添加下述化合物(1-3-26)。
NI=82.4℃;△n=0.101;△ε=6.7;η=12.6mPa.s.
[實例19]
以0.15重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-18)。
NI=101.2℃;△n=0.191;△ε=7.8;η=39.8mPa.s.
[實例20]
以0.3重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-28)。
NI=103.3℃;△n=0.101;△ε=4.6;η=18.5mPa.s.
[實例21]
以0.2重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-4-11)。
NI=86.7℃;△n=0.115;△ε=5.7;η=24.7mPa.s.
[實例22]
以0.3重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-27)。
NI=115.7℃;△n=0.092;△ε=3.9;η=20.1mPa.s.
[實例23]
以0.3重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-30)。
NI=94.5℃;△n=0.114;△ε=9.1;η=34.3mPa.s.
[實例24]
以0.3重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-29)。
NI=83.4℃;△n=0.104;△ε=8.6;η=22.9mPa.s.
[實例25]
以0.2重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-172)。
NI=66.7℃;△n=0.105;△ε=8.5;η=29.6mPa.s.
[實例26]
以0.2重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-171)。
NI=81.7℃;△n=0.065;△ε=5.4;η=19.1mPa.s.
[實例27]
以0.2重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-169)。
NI=81.7℃;△n=0.130;△ε=6.4;η=11.8mPa.s.
[實例28]
以0.2重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-173)。
NI=82.5℃;△n=0.100;△ε=6.7;η=12.4mPa.s.
[實例29]
以0.1重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-170),
於所述組成物中,以0.3重量%的比例添加下述化合物。
NI=80.3℃;△n=0.107;△ε=7.2;η=14.0mPa.s.
[實例30]
以0.15重量%比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-174)。
NI=101.2℃;△n=0.191;△ε=7.8;η=39.8mPa.s.
[實例31]
於所述組成物中,以0.3重量%的比例添加下述化合物(A15)。
NI=103.3℃;△n=0.101;△ε=4.6;η=18.5mPa.s.
[實例32]
以0.2重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-40)。
NI=86.7℃;△n=0.115;△ε=5.7;η=24.7mPa.s.
[實例33]
以0.3重量%的比例於所述組成物中添加下述化合物(1-3-39)。
NI=115.7℃;△n=0.092;△ε=3.9;η=20.1mPa.s.
[產業利用性]
可藉由使包含化合物(1)及液晶組成物的聚合性組成物進行聚合,來製作具有PSA等模式的液晶顯示元件。該聚合性化合物亦可用作光學各向異性體的原料。

Claims (18)

  1. 一種聚合性化合物,其是由式(1)所表示:
    Figure TWI636124B_C0001
    式(1)中,P1、P2、P3及P4的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基;
    Figure TWI636124B_C0002
    式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、碳數1~3的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;式(P-1)中,當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少一個為氟、碳數1~3的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;式(P-2)中,R4及R5的至少一個為氟、碳數1~3的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;式(P-3)中,R6、R7及R8的至少一個為氟、碳數1~3的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~3的烷基;式(1)中,S1、S2、S3及S4獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,該伸烷基中至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或-C≡C-取代,且至少1個氫可經氟或氯取代;a1、a2、a3及a4獨立為0、1、2、3或4,且a1、a2、a3及a4之和為2至10的整數;環A1及環A4獨立為苯基、嘧啶基、吡啶基、萘基、環己基、環己烯基、四氫吡喃基或1,3-二噁烷基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代;環A2及環A3獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、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、1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代;Z1、Z2及Z3獨立為單鍵、碳數1~5的伸烷基、-CO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C(CH3)=CH-COO-、-OCO-CH=C(CH3)-、-CH=C(CH3)-COO-、-OCO-(CH3)C=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-OCO-C(CH3)=C(CH3)-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-、-OCH2-CH=CH-、-CH=CH-OCH2-或-CH2O-CH=CH-;並且b1、b2及b3獨立為0或1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚合性化合物,其中於式(1)中,P1、P2、P3及P4的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S1、S2、S3及S4獨立為單鍵或碳數1~10的伸烷基,該伸烷基中1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或-C≡C-取代,且至少1個氫可經氟或氯取代;a1、a2、a3及a4獨立為0、1、2或3,且a1、a2、a3及a4之和為2至6的整數;環A1及環A4獨立為苯基、嘧啶基、吡啶基或萘基,該些環中至少1個氫可經鹵素、碳數1~12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~12的烷基所取代;環A2及環A3獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經氟、氯、碳數1`5的烷基、碳數1~5的烷氧基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基或烷氧基所取代;Z1、Z2及Z3獨立為單鍵、碳數1~5的伸烷基、-CO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C(CH3)=CH-COO-、-OCO-CH=C(CH3)-、-CH=C(CH3)-COO-、-OCO-(CH3)C=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-OCO-C(CH3)=C(CH3)-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-、-OCH2-CH=CH-、-CH=CH-OCH2-或-CH2O-CH=CH-;並且b1、b2及b3獨立為0或1。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的聚合性化合物,其是由式(1-1)所表示:
    Figure TWI636124B_C0003
    式(1-1)中,P5、P6、P7、P8、P9及P10的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S5、S6、S7、S8、S9及S10獨立為單鍵或碳數1~5的伸烷基,該伸烷基中1個-CH2-可經-O-、-COO-或-OCO-取代,且1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-取代;c1、c2、c3及c4獨立為0、1或2,且c1、c2、c3及c4之和為0~5的整數;環A5、環A6、環A7及環A8獨立為1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基或1,3-二噁烷-2,5-二基,該些環中至少1個氫可經氟、氯、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基或烷氧基所取代;Z4、Z5及Z6獨立為單鍵、碳數1~5的伸烷基、-CO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C(CH3)=CH-COO-、-OCO-CH=C(CH3)-、-CH=C(CH3)-COO-、-OCO-(CH3)C=CH-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-OCO-C(CH3)=C(CH3)-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-、-OCH2-CH=CH-、-CH=CH-OCH2-或-CH2O-CH=CH-;並且d1、d2及d3獨立為0或1。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的聚合性化合物,其中於式(1-1)中,P5及P10獨立為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,P6、P7、P8及P9的至少一個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S5、S6、S7、S8、S9及S10為單鍵;c1、c2、c3及c4獨立為0或1,c1、c2、c3及c4之和為1、2或3;環A5、環A6、環A7及環A8獨立為1,4-伸苯基,至少1個氫可經氟、氯、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基或烷氧基所取代;Z4、Z5及Z6為單鍵;d1、d2及d3獨立為0或1,d1、d2及d3之和為1、2或3。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的聚合性化合物,其是由式(1-1-1)~(1-1-3)中的任一者所表示:
    Figure TWI636124B_C0004
    Figure TWI636124B_C0005
    Figure TWI636124B_C0006
    式(1-1-1)中,P11、P12、P13、P14、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-1-2)中,P11、P12、P13、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-1-3)中,P11、P12、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-1-1)~(1-1-3)中,S11、S12、S13、S14、S15及S16獨立為單鍵、-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-;e1、e2、e3及e4獨立為0、1或2;Z7、Z8及Z9獨立為單鍵、-CO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-C(CH3)=CH-COO-、-CH=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-或-CH=CH-OCH2-;h1為0、1或2;並且Y1為鹵素、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷氧基。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的聚合性化合物,其是由式(1-2)~(1-4)中的任一者所表示:
    Figure TWI636124B_C0007
    Figure TWI636124B_C0008
    Figure TWI636124B_C0009
    式(1-2)中,P11、P12、P13、P14、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-3)中,P11、P12、P13、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-4)中,P11、P12、P15及P16的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;式(1-2)~式(1-4)中,S11、S12、S13、S14、S15及S16獨立為單鍵、-CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CH-O-或-O-CH=CH-;e1、e2、e3及e4獨立為0、1或2;並且Z7、Z8及Z9獨立為單鍵、-CO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-C(CH3)=CH-COO-、-CH=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-COO-、-C(CH3)=C(CH3)-、-CH=CH-CH2O-或-CH=CH-OCH2-。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的聚合性化合物,其中於式(1-2)~(1-4)中,P11及P16獨立為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,P12、P13、P14及P15的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;S11、S12、S13、S14、S15及S16為單鍵;e1、e2、e3及e4獨立為0、1或2,e1、e2、e3及e4之和為1、2、3或4;Z7、Z8及Z9為單鍵。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的聚合性化合物,其是由式(1-1-4)或(1-1-5)所表示:
    Figure TWI636124B_C0010
    Figure TWI636124B_C0011
    式(1-1-4)及(1-1-5)中,P17、P18及P19的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基:
    Figure TWI636124B_C0012
    式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-1)中,當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-2)中,R4及R5的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-3)中,R6、R7及R8的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;f1及h2獨立為1或2;並且Y2為鹵素、碳數1~5的烷基、碳數1~5的烷氧基、至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷基,或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1~5的烷氧基。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的聚合性化合物,其是由式(1-5)或(1-6)所表示:
    Figure TWI636124B_C0013
    Figure TWI636124B_C0014
    式(1-5)及(1-6)中,P17、P18及P19的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為選自式(P-1)、(P-2)及(P-3)所表示的基團的組群中的聚合性基:
    Figure TWI636124B_C0015
    式(P-1)~(P-3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8獨立為氫、氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-1)中,當R1為氫或甲基時,R2及R3的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-2)中,R4及R5的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;式(P-3)中,R6、R7及R8的至少1個為氟、甲基、乙基或三氟甲基;f1為1或2。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的聚合性化合物,其中於式(1-5)及(1-6)中,P17、P18及P19的至少1個為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基,其餘的至少1個為2-丁烯醯氧基、2-甲基-2-丁烯醯氧基、2-亞甲基丁醯氧基、2-甲基-1-丙烯氧基、2,2-二氟乙烯氧基、2-丁烯氧基或2-甲基-2-丙烯氧基;f1為1或2。
  11. 一種聚合性組成物,其含有至少1種如申請專利範圍第1項所述的化合物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物,其更含有選自式(2)~(4)所表示的化合物的組群中的至少1種化合物:
    Figure TWI636124B_C0016
    Figure TWI636124B_C0017
    Figure TWI636124B_C0018
    式(2)~(4)中,R11及R12獨立為碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基,該烷基或烯基中至少1個-CH2-可經-O-取代,且至少1個氫可經氟取代;環B1、環B2、環B3及環B4獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基或嘧啶-2,5-二基;Z11、Z12及Z13獨立為單鍵、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-或-COO-。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物,其更含有選自式(5)~(7)所表示的化合物的組群中的至少1種化合物:
    Figure TWI636124B_C0019
    式(5)~(7)中,R13為碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基,該烷基及烯基中至少1個-CH2-可經-O-取代,且至少1個氫可經氟取代;X11為氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2或-OCF2CHFCF3;環C1、環C2及環C3獨立為1,4-伸環己基、至少1個氫可經氟取代的1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或者嘧啶-2,5-二基;Z14、Z15及Z16獨立為單鍵、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-或-(CH2)4-;並且L11及L12獨立為氫或氟。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物,其更含有選自式(8)所表示的化合物的組群中的至少1種化合物:
    Figure TWI636124B_C0020
    式(8)中,R14為碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基,該烷基及烯基中至少1個-CH2-可經-O-取代,且至少1個氫可經氟取代;X12為-C≡N或-C≡C-C≡N;環D1為1,4-伸環己基、至少1個氫可經氟取代的1,4-伸苯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或者嘧啶-2,5-二基;Z17為單鍵、-CH2CH2-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2O-;L13及L14獨立為氫或氟;並且i為1、2、3或4。
  15. 一種液晶複合體,其是藉由如申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物的聚合而生成。
  16. 一種光學各向異性體,其是藉由如申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物的聚合而生成。
  17. 一種液晶顯示元件,其含有如申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物或者如申請專利範圍第15項所述的液晶複合體。
  18. 一種選自申請專利範圍第1項所述的化合物、申請專利範圍第11項所述的聚合性組成物,及申請專利範圍第15項所述的液晶複合體的組群的至少1者的用途,其用於液晶顯示元件中。
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