專利名稱：液晶組成物以及液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種適合于主動矩陣(active matrix, AM)元件等的液晶組成物及含有該組成物的AM元件等。本發(fā)明特別是涉及一種介電異向性(dielectric anisotropy)為負的液晶組成物，以及涉及一種含有該組成物的共平面切換(in-plane switching, IPS)模式、垂直配向(vertical alignment, VA)模式或者聚合物穩(wěn)定配向 (polymer sustained alignment, PSA)模式的兀件等。
背景技術(shù)：
于液晶顯示元件中，基于液晶的運作模式被分類為相變化(phase change，PC)、扭轉(zhuǎn)向列(twisted nematic, TN)、超扭轉(zhuǎn)向列(super twisted nematic, STN)、電控雙折射 (electrically controlled birefringence,ECB)、光學(xué)補償彎曲(optically compensated bend, 0CB)、共平面切換(in-plane switching, IPS)、垂直配向(vertical alignment, VA) 以及聚合物穩(wěn)定配向(polymer sustained alignment,PSA)模式等。液晶顯示元件基于元件的驅(qū)動方式被分類為被動矩陣式(passive matrix, PM)與主動矩陣式(active matrix, AM)。PM被分類為靜態(tài)式(static)與多工式(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal, MIM)等。TFT 被分類為非晶硅(amorphous silicon)型與多晶硅(polycrystal silicon)型。后者根據(jù)制程被分類為高溫型與低溫型。液晶顯示元件基于光源被分類為利用自然光的反射型、利用背光(kicklight)的穿透型、以及利用自然光與背光兩方的半穿透型。
該些元件含有具有適當(dāng)特性的液晶組成物。該液晶組成物具有向列相。為了獲得具有良好的一般特性的AM元件，須改善組成物的一般特性。將兩者的一般特性的關(guān)系匯總于下述表1中?；谑惺鄣腁M元件來進一步說明組成物的一般特性。向列相的溫度范圍與元件的可使用的溫度范圍相關(guān)。向列相的較好的上限溫度為大于等于70°C，且向列相的較好的下限溫度為小于等于-10°C。組成物的粘度與元件的響應(yīng)時間相關(guān)。為了在元件中顯示動畫，較好的是響應(yīng)時間短。因此，較好的是組成物的粘度較小。進一步較好的是低溫度下的粘度較小。
表1.組成物與AM元件的一般特性
權(quán)利要求
1. 一種液晶組成物，其含有選自以式(1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式( 所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第二成分， 且所述液晶組成物具有負介電異向性，
其中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12的烯基、或任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基；環(huán)A獨立為四氫吡喃_2，5- 二基、1，4-亞環(huán)己基、或1，4-亞苯基，至少一個環(huán)A為四氫吡喃-2，5- 二基；Z1獨立為單鍵、亞乙基、亞甲基氧基、或羰氧基；X1及X2的其中之一為氫，另一個為氟；m為1、2或3。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶組成物，其中第一成分是選自以式(1-1)至式(1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物，
其中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12 的烯基、或任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶組成物，其中第一成分是選自以式(1-1)至式(1-3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
4.如權(quán)利要求2所述的液晶組成物，其中第一成分是選自以式(1-4)至式(1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
5.如權(quán)利要求2所述的液晶組成物，其中第一成分是選自以式(1-1)至式(1-3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(1-4)至式(1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項所述的液晶組成物，其中第二成分是選自以式(2-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物，
其中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12 的烯基、或任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項所述的液晶組成物，其中基于液晶組成物的總重量，第一成分的比例為5wt %至70wt %的范圍，且第二成分的比例為5wt %至30wt %的范圍。
8.如權(quán)利要求1至7的任一項所述的液晶組成物，其進一步含有選自以式C3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第三成分，
其中，R3及R4獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12 的烯基、或任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基；環(huán)B及環(huán)C獨立為1，4_亞環(huán)己基、1， 4-亞苯基、2-氟-1，4-亞苯基、3-氟-1，4-亞苯基、或2，5_ 二氟_1，4_亞苯基；Z2獨立為單鍵、亞乙基、或羰氧基；j為1或2。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶組成物，其中第三成分是選自以式(3-1)至式(3-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物，
其中，R3及R4獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12 的烯基、或者任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶組成物，其中第三成分是選自以式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
11.如權(quán)利要求9所述的液晶組成物，其中第三成分是選自以式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(3-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
12.如權(quán)利要求9所述的液晶組成物，其中第三成分是選自以式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(3-6)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
13.如權(quán)利要求9所述的液晶組成物，其中第三成分是選自以式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、選自以式(3-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(3-6)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
14.如權(quán)利要求8至13的任一項所述的液晶組成物，其中基于液晶組成物的總重量，第三成分的比例為30襯％至70襯％的范圍。
15.如權(quán)利要求1至14的任一項所述的液晶組成物，其進一步含有選自以式(4-1)及式(4- 所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第四成分，
其中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12 的烯基、或者任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基；環(huán)D及環(huán)E獨立為1，4-亞環(huán)己基或 1,4-亞苯基；Z1及Z3獨立為單鍵、亞乙基、亞甲基氧基、或羰氧基；X3及X4獨立為氟或氯；k 為1、2或3 ;p及q獨立為0、1、2或3，且ρ與q之和小于等于3。
16.如權(quán)利要求15所述的液晶組成物，其中第四成分是選自以式G-1-1)至式 G-1-7)、以及式G-2-1)至式(4-2-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物，
其中，R1及R2獨立為碳數(shù)為1至12的烷基、碳數(shù)為1至12的烷氧基、碳數(shù)為2至12的烯基、或任意氫被氟取代的碳數(shù)為2至12的烯基；環(huán)D1、環(huán)D2、環(huán)E1及環(huán)E2獨立為1，4-亞環(huán)己基或1，4_亞苯基；Z1及Z3獨立為單鍵、亞乙基、亞甲基氧基、或羰氧基。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶組成物，其中第四成分是選自以式G-1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
18.如權(quán)利要求16所述的液晶組成物，其中第四成分是選自以式G-1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(4-1-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
19.如權(quán)利要求16所述的液晶組成物，其中第四成分是選自以式(4-1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(4-1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
20.如權(quán)利要求16所述的液晶組成物，其中第四成分是選自以式G-1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、選自以式(4-1-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自以式(4-1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
21.如權(quán)利要求15至20的任一項所述的液晶組成物，其中基于液晶組成物的總重量， 第四成分的比例為5wt%至50wt%的范圍。
22.如權(quán)利要求1至21的任一項所述的液晶組成物，其中向列相的上限溫度為大于等于70°C，250C時在波長589nm處的光學(xué)異向性為大于等于0. 08，且25°C時頻率為IkHz時的介電異向性為小于等于-2。
23.一種液晶顯示元件，其含有如權(quán)利要求1至22的任一項所述的液晶組成物。
24.如權(quán)利要求23所述的液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為垂直配向模式、共平面切換模式、或聚合物穩(wěn)定配向模式，且液晶顯示元件的驅(qū)動方式為主動矩陣方式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶組成物，其在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、粘度小、光學(xué)異向性適當(dāng)、負介電異向性大、電阻率大、對紫外線穩(wěn)定性高、對熱穩(wěn)定性高等特性中充分具備至少一種特性，或在至少兩種特性中具有適當(dāng)平衡。并且提供一種主動矩陣(AM)元件，具有響應(yīng)時間短、電壓保持率大、對比度大、壽命長等特性。本發(fā)明是一種液晶組成物及含有該液晶組成物的液晶顯示元件，所述液晶組成物含有具有四氫吡喃-2，5-二基的特定化合物為第一成分、以及具有較高的上限溫度的特定四環(huán)化合物為第二成分，并且具有負介電異向性。
文檔編號C09K19/30GK102186946SQ20098014070
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者斎藤將之, 服部憲和 申請人:Jnc株式會社, 智索石油化學(xué)株式會社