向列液晶組合物和使用其的液晶顯示元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種介電常數各向異性為負、折射率各向異性大且粘度低的液晶組合物，其特征在于，含有通式(I)所表示的化合物一種或兩種以上作為第一成分，含有選自由通式(II)所表示的化合物組成的組的化合物一種或兩種以上作為第二成分，25℃時的介電常數各向異性(Δε)為-2.0以下；提供一種在高對比度、高速響應性的同時不發(fā)生燒屏、顯示不良的顯示品質優(yōu)異的液晶顯示元件。
【專利說明】向列液晶組合物和使用其的液晶顯示元件

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及作為液晶顯示材料有用的介電常數各向異性（Ae)顯示負值的向列 液晶組合物和使用其的液晶顯示元件。

【背景技術】
[0002] 液晶顯示元件從時鐘、計算器開始，發(fā)展到在各種測定設備、汽車用面板、文字處 理器、電子記事本、打印機、電腦、電視機、時鐘、廣告顯示板等中使用。作為液晶顯示方式， 其代表性的方式有TN(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、使用了TFT(薄膜晶體管）的 VA(垂直取向）型及IPS(平面轉換）型等。要求這些液晶顯示元件中使用的液晶組合物對 水分、空氣、熱、光等外部因素穩(wěn)定，此外，還要求在以室溫為中心的盡可能寬的溫度范圍內 顯示液晶相、粘性低、且驅動電壓低。進而，為了對于每個顯示元件而言使綜合最適的介電 常數各向異性（△e)或/和折射率各向異性（An)等為最適的值，液晶組合物由數種至數 十種化合物組成。
[0003] 垂直取向型顯示器中使用Ae為負的液晶組合物，廣泛用于液晶TV等。另一方 面，在全部驅動方式中均要求低電壓驅動、高速響應、寬的工作溫度范圍。即，要求Ae的 絕對值大、粘度（H)小、向列相-各向同性液體相轉變溫度（Tni)高。此外，為了設定An 與單元間隙（d)之積即AnXd，需要結合單元間隙而將液晶組合物的An調節(jié)至適當的范 圍。另外，在將液晶顯示元件應用于電視機等的情況中，重視高速響應性，因此需要Y1小 的液晶組合物。尤其是近年來，由于為了高速響應化而使單元間隙薄，因此要求在使粘度小 的同時使An大。因此，專利文獻1、專利文獻2中，也已經公開了使用具有氟取代的三聯苯 結構的化合物的液晶組合物。
[0004] 另一方面，為了將液晶組合物實際應用于液晶顯示元件，需要使得不發(fā)生顯示品 質的不良狀況。尤其在由TFT元件等驅動的有源矩陣驅動液晶顯示元件中使用的液晶組合 物中，需要具有高電阻率值或高電壓保持率。另外，還需要對光、熱等外部刺激穩(wěn)定。針對 這種情況，雖然公開了用于提高對熱的穩(wěn)定性的抗氧化劑、使用了該抗氧化劑的液晶組合 物（參照專利文獻3和專利文獻4)，但尚不能說必然是充分的，尤其是，具有大An的液晶 化合物相對而言對于光、熱的穩(wěn)定性差，因此，這樣的組合物的品質穩(wěn)定性尚不能說是充分 的。
[0005] 另外，進一步，隨著液晶顯示元件的用途的擴大，可以看到其使用方法、制造方法 也發(fā)生大的變化,為了應對這種情況,需要對以往已知那樣的基本物性值以外的特性進行 優(yōu)化。即，隨著使用液晶組合物的液晶顯示元件廣泛使用VA(垂直取向）型、IPS(平面轉 換）型等，關于其大小，50型以上的超大型尺寸的顯示元件也被實用化并使用。隨著基板尺 寸的大型化，液晶組合物向基板的注入方法也從以往的真空注入法轉變?yōu)榈蜗伦⑷耄?DF: OneDropFill)法成為注入方法的主流（參照專利文獻5)，但在將液晶組合物滴加于基板 時的滴痕導致顯示品質降低的問題也浮出水面。進而，以液晶顯示元件中的液晶材料的預 傾角的產生和高速響應性為目的，開發(fā)了PS液晶顯示元件（polymerstabilized,聚合物 穩(wěn)定化）、PSA液晶顯示元件（polymersustainedalignment,聚合物穩(wěn)定取向）（參照專 利文獻6)，但滴痕問題正在成為一個大問題。即，這些顯示元件的特征在于，在液晶組合物 中添加單體并使組合物中的單體固化，大多數情況下，通過對組合物照射紫外線而使單體 固化。
[0006] 因此，在添加有對于光的穩(wěn)定性差的成分的情況下，存在如下的問題：引發(fā)電阻率 值或電壓保持率的降低，某些情況下同時誘發(fā)滴痕的產生，由顯示不良而導致液晶顯示元 件的成品率惡化。
[0007] 如此一來，就需要開發(fā)如下的液晶顯示元件：在維持高速響應性能等作為液晶顯 示元件所需的特性、性能的同時，對于光、熱等的穩(wěn)定性高，此外，難以發(fā)生燒屏、滴痕等顯 示不良。此外，還需要開發(fā)如下的液晶顯示元件：并非在利用聚合性化合物的聚合而在液晶 層中形成聚合物層的模式中，而是在利用通常的垂直取向膜進行取向控制的垂直取向型顯 示器中，同樣難以發(fā)生燒屏、滴痕。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開2003-327965號
[0011] 專利文獻 2 :W02007/077872 號
[0012] 專利文獻3 :日本特開平9-124529號
[0013] 專利文獻4 :日本特開2006-169472號
[0014] 專利文獻5 :日本特開平6-235925號
[0015] 專利文獻6 :日本特開2002-357830號


【發(fā)明內容】

[0016] 發(fā)明所要解決的課題
[0017] 本發(fā)明所要解決的課題在于，提供一種Ae為負的液晶組合物，所述液晶組合物 具有寬溫度范圍的液晶相，粘性小，低溫時的溶解性良好且電阻率、電壓保持率高，對于熱、 光穩(wěn)定；進一步還在于，通過使用上述液晶組合物，提供一種顯示品質優(yōu)異、難以發(fā)生燒屏、 滴痕等顯示不良的VA型、PSVA型等的液晶顯示元件。尤其是，對于含有具有聯苯部分（該 聯苯部分具有極性基團）的化合物作為組成成分的液晶組合物，解決了上述課題。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 本發(fā)明人對各種液晶化合物和各種化學物質進行了研究，發(fā)現通過組合特定的化 合物可以解決前述課題，從而完成了本發(fā)明。
[0020] 本發(fā)明提供一種向列液晶組合物，其特征在于，含有通式（I)所表示的化合物一 種或兩種以上作為第一成分，含有通式（II)所表示的化合物一種或兩種以上作為第二成 分，25°C時的介電常數各向異性（Ae)為-2.0以下，
[0021] [化 1]
[0022] LziN丄厶04:汐U厶n ^ * * I* 0/^0

【權利要求】
1. 一種向列液晶組合物，其特征在于， 含有通式（I)所表示的化合物一種或兩種以上作為第一成分，含有通式（II)所表示的 化合物一種或兩種以上作為第二成分，25°C時的介電常數各向異性（A e)為-2. O以下，
式（I)中，R1表示碳原子數1至24的直鏈烷基或支鏈烷基，該烷基中的1個或2個 以上012基可以以氧原子不直接相鄰的方式被-〇-、-CO-、-OCO-、-COO-取代，M1表示反 式-1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞苯基或單鍵，
式（II)中，R21?R22相互獨立地表示碳原子數1至10的烷基、烷氧基或碳原子數2至 10的烯基，X21?X24相互獨立地表示氫原子或氟原子，至少1個以上表示氟原子。
2. 根據權利要求1所述的向列液晶組合物，其中，含有通式（III)所表示的化合物一種 或兩種以上作為第三成分，
式中，R31?R32相互獨立地表示碳原子數1至10的烷基、烷氧基、或碳原子數2至10 的烯基，M31表示反式-1，4-亞環(huán)己基，該反式-1，4-亞環(huán)己基中的1個或2個-CH2-可以 以氧原子不直接相鄰的方式被-〇-取代，該亞苯基中的1個或2個氫原子可被氟原子取代， L31 表不單鍵、-CH2CH2-或 _CH20_，n31 表不 0 或 1。
3. 根據權利要求1或2所述的液晶組合物，其中，進一步含有選自通式（IV-a)至通式 (IV-d)所表示的化合物組的化合物，
式中，R41?R48相互獨立地表示碳原子數1至10的烷基、烷氧基或碳原子數2至10的 稀基。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的向列液晶組合物，其中，通式（I)中，R1表示碳 原子數1至10的直鏈烷基或支鏈碳烷基，M 1表示反式-1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞苯基。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的向列液晶組合物，其中，通式（I)所表示的化 合物的含量為〇. 001質量％至1質量％，通式（II)所表示的化合物的含量為5質量％至30 質量％。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的向列液晶組合物，其中，含有通式（V)所表示的 聚合性化合物，
式中，X51和X52各自獨立地表示氫原子或甲基， Sp1和Sp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1?8的亞烷基或-O-(CH2) s-,式-O-(CH2) s-中，s表示2至7的整數，氧原子結合于芳香環(huán)， Z51 表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-0C0-、-CF2O-、-OCF 2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH = CH-C00-.-CH = CH-0C0-,-COO-CH = CH-,-OCO-CH = CH-^-COO-CH2CH2-,-OCO-CH2CH2-,-CH 2C H2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH 2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY 1 = CY2-、-C = C-或 單鍵，式-CY1 = CY2-中，Y1和Y2各自獨立地表示氟原子或氫原子， M51表示1，4-亞苯基、反式-1，4-亞環(huán)己基或單鍵，式中的全部1，4-亞苯基中任意的 氫原子可被氟原子取代。
7. -種液晶顯示元件，其特征在于，具有第一基板、第二基板和液晶組合物，所述第一 基板具備由透明導電性材料形成的共用電極，所述第二基板具備由透明導電性材料形成的 像素電極和對各像素中具有的像素電極進行控制的薄膜晶體管，所述液晶組合物夾持于所 述第一基板與所述第二基板之間，該液晶組合物中的液晶分子在未施加電壓時的取向為相 對于所述基板大體垂直，使用權利要求1至6中任一項所述的向列液晶組合物作為該液晶 組合物。
8. -種高分子穩(wěn)定化模式的液晶顯示元件，其為使用含有權利要求6所述的聚合性化 合物的向列液晶組合物并在施加電壓時或未施加電壓時使該液晶組合物中含有的聚合性 化合物聚合而制作。
【文檔編號】G02F1/13GK104284962SQ201380022446
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年3月6日
【發(fā)明者】栗山毅, 河村丞治 申請人:Dic株式會社