液晶組成物及液晶顯示元件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)?01080037412. 2,申請(qǐng)日2010年8月16日，發(fā)明名稱為"液晶組 成物及液晶顯示元件"的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明主要是有關(guān)于適于AM(activematrix,主動(dòng)矩陣）元件等的液晶組成物及 含有該組成物的AM元件等。特別是關(guān)于介電異向性為負(fù)的液晶組成物，且有關(guān)于含有該組 成物的IPS(in-planeswitching,橫向電場(chǎng)切換）模式、VA(ve;rticalalignment,垂直配 向）模式或PSA(polymersustainedalignment,聚合物穩(wěn)定配向）模式的元件。
【背景技術(shù)】
[0003] 于液晶顯示元件中，基于液晶的運(yùn)作模式的分類為PC(phasechange，相變 化）、TN(twistednematic,扭轉(zhuǎn)向列）、STN(supertwistednematic,超扭轉(zhuǎn)向列）、 ECB(elect;ricallycontrolledbirefringence,電場(chǎng)控制雙折射）、0CB(optically compensatedbend,光學(xué)補(bǔ)償雙折射）、IPS(in-planeswitching,橫向電場(chǎng)切換）、 VA(ve;rticalalignment,垂直配向）、PSA(polymersustainedalignment,聚合物穩(wěn)定配 向）模式等?；谠尿?qū)動(dòng)方式的分類為PM(passivematrix,被動(dòng)矩陣）與AM(active matrix,主動(dòng)矩陣）。PM可分類為靜態(tài)式（static)與多工式（multiplex)等，AM可分類為 TFT(thinfilmtransistor,薄膜電晶體）、MIM(metalinsulatormetal,金屬-絕緣層-金 屬）等。TFT的分類為非晶娃（amo巧houssilicon)及多晶娃（polyciystalsilicon)。多 晶娃根據(jù)制造步驟而被分類為高溫型與低溫型?；诠庠吹姆诸悶槔米匀还獾姆瓷湫?、 利用背光源化ackIi曲t)的穿透型、W及利用自然光與背光源的兩者的半穿透型。
[0004] 該些元件含有具有適當(dāng)?shù)奶匦缘囊壕ЫM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，而使組成物的一般特性提高。將2者的一般特性的關(guān)聯(lián) 匯總于下述表1。基于市售的AM元件對(duì)組成物的一般特性更加W說(shuō)明。向列相的溫度范圍 與元件的可使用的溫度范圍相關(guān)聯(lián)。向列相較佳的上限溫度為約70°CW上，且向列相較佳 的下限溫度為約-l〇°CW下。組成物的黏度與元件的響應(yīng)時(shí)間相關(guān)聯(lián)。為了W元件顯示動(dòng) 態(tài)影像（movingimage),較佳的是響應(yīng)時(shí)間短。因此，較佳的是組成物的黏度小。更佳的是 于較低的溫度下的黏度小。
[0005] 表1.組成物與AM元件的一般特性

[0008] I)可縮短于液晶單元中注入組成物的時(shí)間
[0009] 組成物的光學(xué)異向性與元件的對(duì)比度相關(guān)聯(lián)。組成物的光學(xué)異向性（An)與元件 的單元間隙（d)的積（AnXd)是W使對(duì)比度成為最大的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。適當(dāng)?shù)姆e的值依 存于運(yùn)作模式的種類。于VA模式的元件中為約0. 30ym~約0. 40ym的范圍，于IPS模式 的元件中為約0. 20Jim~約0. 30Jim的范圍。于此情形時(shí)，較佳的是于單元間隙小的元件 中具有較大的光學(xué)異向性的組成物。組成物的絕對(duì)值較大的介電異向性有助于元件的較低 的臨界電壓、較小的消耗電力與較大的對(duì)比度。因此，較佳的是絕對(duì)值較大的介電異向性。 組成物較大的比電阻有助于使元件具有較大的電壓保持率與較大的對(duì)比度。因此，較佳的 是于初始階段不僅在室溫下而且在較高的溫度下具有較大的比電阻的組成物。較佳的是于 長(zhǎng)時(shí)間使用后不僅在室溫下而且在較高的溫度下具有較大的比電阻的組成物。組成物對(duì)于 紫外線及熱的穩(wěn)定性與液晶顯示元件的壽命相關(guān)聯(lián)。該些的穩(wěn)定性高時(shí)，該元件的壽命長(zhǎng)。 此種特性對(duì)于液晶投影機(jī)、液晶電視等中所使用的AM元件而言較佳。
[0010] 于具有TN模式的AM元件中，使用具有正的介電異向性的組成物。另一方面，于具 有VA模式的AM元件中，使用具有負(fù)的介電異向性的組成物。于具有IPS模式的AM元件中， 使用具有正或負(fù)的介電異向性的組成物。于具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或負(fù)的 介電異向性的組成物。具有負(fù)介電異向性的液晶組成物的例子在如下的專利文獻(xiàn)1~專利 文獻(xiàn)6中有所掲示。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [001引專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :歐洲專利申請(qǐng)公開(kāi)474062號(hào)說(shuō)明書
[0014] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開(kāi)2006-37053號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利特開(kāi)2006-37054號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利特開(kāi)2006-233182號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)5:日本專利特開(kāi)2007-39639號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)6:日本專利特開(kāi)2008-308581號(hào)公報(bào)
[001引理想的AM元件具有可使用的溫度范圍廣、響應(yīng)時(shí)間短、對(duì)比度大、臨界電壓低、電 壓保持率大、壽命長(zhǎng)等特性。理想的是較1毫秒更短的響應(yīng)時(shí)間。因此，組成物的理想的特 性是向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學(xué)異向性適當(dāng)、正的或負(fù)的介 電異向性大、比電阻大、對(duì)紫外線的穩(wěn)定性高、對(duì)熱的穩(wěn)定性高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[002。 本發(fā)明的一個(gè)目的是在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學(xué) 異向性適當(dāng)、負(fù)的介電異向性大、比電阻大、對(duì)紫外線穩(wěn)定性高、對(duì)熱穩(wěn)定性高等特性中滿 足至少一種特性的液晶組成物。其他目的是在至少2種特性間具有適當(dāng)?shù)钠胶獾囊壕ЫM成 物。其他目的是含有此種組成物的液晶顯示元件。其他目的是具有光學(xué)異向性適當(dāng)（光學(xué) 異向性小或光學(xué)異向性大）、負(fù)的介電異向性大、對(duì)于紫外線穩(wěn)定性高等特性的組成物，W 及具有響應(yīng)時(shí)間短、電壓保持率大、對(duì)比度大、壽命長(zhǎng)等特性的AM元件。
[0022] 解決課題的技術(shù)手段
[0023] 一種液晶組成物及含有該組成物的液晶顯示元件，所述液晶組成物含有作為第一 成分的選自W式（1)所表示的化合物的群組的至少一種化合物、及作為第二成分的選自W 式（2)所表示的化合物的群組的至少一種化合物，且具有負(fù)的介電異向性。
(1) 妍
[002引其中，Ri及R2獨(dú)立為碳數(shù)為1~12的烷基、碳數(shù)為1~12的烷氧基、碳數(shù)為2~ 12的締基、或任意的氨經(jīng)氣取代的碳數(shù)為2~12的締基；m為1或2。
[002引發(fā)明的效果
[0027] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學(xué)異向 性適當(dāng)、負(fù)的介電異向性大、比電阻大、對(duì)紫外線的穩(wěn)定性高、對(duì)熱的穩(wěn)定性高等特性中滿 足至少一種特性的液晶組成物。本發(fā)明的一個(gè)方面是在至少2種特性間具有適當(dāng)?shù)钠胶獾?液晶組成物。本發(fā)明的其他方面是含有此種組成物的液晶顯示元件。本發(fā)明的其他方面是 具有光學(xué)異向性適當(dāng)、負(fù)的介電異向性大、對(duì)紫外線穩(wěn)定性高等特性的組成物，W及具有響 應(yīng)時(shí)間短、電壓保持率大、對(duì)比度大、壽命長(zhǎng)等特性的AM元件。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在本說(shuō)明書的用語(yǔ)中的使用如下所述。有時(shí)將本發(fā)明的液晶組成物或本發(fā)明的液 晶顯示元件分別簡(jiǎn)稱為"組成物"或"元件"。液晶顯示元件是液晶顯示面板及液晶顯示模組 的總稱。"液晶性化合物"表示具有向列相、層列相（smectic地ase)等液晶相的化合物或 者雖然不具液晶相但可用作組成物的成分的化合物。該有用的化合物例如具有如1,4-亞 環(huán)己基（l，4-cyclohe巧Iene)或1,4-亞苯基（l，4-phenylene)的類的六元環(huán)，且其分子結(jié) 構(gòu)為棒狀（rod like)。有時(shí)將光學(xué)活性化合物及可聚合的化合物添加至組成物中。該些化 合物即使是液晶性化合物，于此亦分類為添加物。有時(shí)將選自W式（1)所表示的化合物的 群組的至少一種化合物簡(jiǎn)稱為"化合物（1)"。"化合物（1)"表示W(wǎng)式（1)所表示的一種化 合物或2種W上化合物。關(guān)于W其他式所表示的化合物亦相同。"任意的"不僅表示位置任 意而且表示個(gè)數(shù)任意，但不包含個(gè)數(shù)為0的情況。
[0029] 有時(shí)將向列相的上限溫度簡(jiǎn)稱為"上限溫度"。有時(shí)將向列相的下限溫度簡(jiǎn)稱為 "下限溫度"。"比電阻大"表示組成物在初始階段不僅在室溫下，且在接近向列相的上限溫 度的溫度下亦具有較大的比電阻，而且在長(zhǎng)時(shí)間使用后不僅在室溫下且在接近向列相的上 限溫度的溫度下亦也具有較大的比電阻。"電壓保持率大"表示元件在初始階段不僅在室溫 下，且在較高溫度下亦具有較大的電壓保持率，而且在長(zhǎng)時(shí)間使用后不僅在室溫下，且在接 近向列相的上限溫度的溫度下也具有較大的電壓保持率。于說(shuō)明光學(xué)異向性等特性時(shí)，使 用藉由實(shí)例中記載的測(cè)定方法而所得的值。第一成分是一種化合物或2種W上的化合物。 "第一成分的比例"是指第一成分相對(duì)于液晶組成物的總重量的重量百分率（重量％ )。于 第二成分的比例等中亦相同。于組成物中所混合的添加物的比例是指上述組成物相對(duì)于液 晶組成物的總重量的重量百分率（重量％ )或重量百萬(wàn)分率（ppm)。
[0030] 于成分化合物的化學(xué)式中，將Ri的記號(hào)用于多種化合物中。于該些中的任意的2 種化合物中，所選擇的Ri可相同亦可不同。例如，存在化合物（1)的Ri為乙基，且化合物 (5-1)的Ri為乙基的例子。亦存在化合物（1)的Ri為乙基，且化合物（5-1)的Ri為丙基的 例子。該規(guī)則亦適用于Z2、環(huán)Ei等。
[0031] 本發(fā)明為下述項(xiàng)等。
[0032] 1. -種液晶組成物，所述液晶組成物含有作為第一成分的選自W式（1)所表示的 化合物的群組的至少一種化合物、及作為第二成分的選自W式（2)所表示的化合物的群組 的至少一種化合物，且具有負(fù)的介電異向性。
(1) 巧）
[0034] 其中，Ri及R2獨(dú)立為碳數(shù)為1~12的烷基、碳數(shù)為1~12的烷氧基、碳數(shù)為2~ 12的締基、或任意的氨經(jīng)氣取代的碳數(shù)為2~12的締基；m為1或2。
[0035] 2.如第1項(xiàng)所述的液晶組成物，其中基于液晶組成