液晶组成物及液晶显示元件制造技术

本发明专利技术提供一种液晶组成物及液晶显示元件。本发明专利技术提供一种主动矩阵(AM)元件，其含有如下的液晶组成物，且具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性。所述液晶组成物在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性大、正介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高等特性中满足至少一种特性，或在至少2种特性间具有适当的平衡。一种液晶显示元件，其含有如下的液晶组成物。所述液晶组成物含有作为第一成分的具有大的正介电常数异向性的特定化台物、及作为第二成分的具有小的粘度的特定化合物，且液晶组成物具有正介电常数异向性。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请为2010年11月19日递交的申请号为201080051920. 6,专利技术名称为液晶组 成物及液晶显示元件的分案申请。
本专利技术主要涉及适于AM(activematrix，主动矩阵）元件等的液晶组成物及含有 该组成物的AM元件等。特别涉及介电常数异向性为正的液晶组成物，且有关于含有该组成 物的FFS(FringeFieldSwitching，边界电场切换）模式的元件。
技术介绍
于液晶显示元件中，基于液晶的运作模式的分类为PC(phasechange，相变 化）、TN(twistednematic，扭转向列）、STN(supertwistednematic，超扭转向列）、 ECB(electricallycontrolledbirefringence，电场控制双折射）、0CB(optically compensatedbend，光学补偿双折射）、IPS(in-planeswitching，横向电场切换）、 VA(verticalalignment，垂直配向）、FFS(fringefieldswitching，边界电场切换）、 PSA(polymersustainedalignment，聚合物稳定配向）模式等。基于元件的驱动方式的分 类为PM(passivematrix，被动矩阵）与AM(activematrix，主动矩阵hPM可分类为静态式 (static)、多工式（multiplex)等，AM可分类为TFT(thinfilmtransistor，薄膜晶体管）、 MIM(metalinsulatormetal，金属-绝缘层-金属）等。TFT的分类为非晶娃（amorphous silicon)及多晶娃（polycrystalsilicon)。多晶娃根据制造步骤而被分类为高温型与低 温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光源（backlight)的穿透型、以及 利用自然光与背光源的两者的半穿透型。 该些元件含有具有适当的特性的液晶组成物。该液晶组成物具有向列相。为了获 得具有良好的一般特性的FFS模式的元件，而使组成物的一般特性提高。将2者的一般特 性的关联汇总于下述表1。基于市售的FFS模式的元件而对组成物的一般特性进一步加以 说明。向列相的温度范围与元件的可使用的温度范围相关联。向列相的较佳的上限温度为 约70°C以上，且向列相的较佳的下限温度为约-10°C以下。组成物的粘度与元件的响应时 间相关联。为了以元件显示动态影像（movingimage)，较佳的是响应时间短。因此，较佳的 是组成物的粘度小。更佳的是于较低的温度下的粘度小。组成物的弹性常数与元件的对比 度相关联。为了于元件中提高对比度，更佳的是组成物的弹性常数大。组成物的介电常数 异向性与元件的临界电压相关联。较佳的介电常数异向性为约10以上。 表1.组成物与AM元件的一般特性 1)可缩短于液晶单元（cell)中注入组成物的时间 组成物的光学异向性与元件的对比度相关联。组成物的光学异向性（An)与元件 的单元间隙（d)的积（AnXd)是以使对比度成为最大的方式进行设计。适当的积值依存 于运作模式的种类。于如TN之类的模式的元件中，适当的值为约0. 45ym。于此情形时，较 佳的是于单元间隙小的元件中具有大的光学异向性的组成物。组成物的大的介电常数异向 性有助于元件的低的临界电压、小的消耗电力与大的对比度。因此，较佳的是介电常数异向 性大。组成物的大的电阻率有助于元件的大的电压保持率与大的对比度。因此，较佳的是 于初始阶段不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下均具有大的电阻率的组 成物。较佳的是于长时间使用后不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下均具 有大的电阻率的组成物。组成物对于紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。 该些的稳定性高时，该元件的寿命长。此种特性对于液晶投影机、液晶电视等中所使用的AM 元件而言较佳。组成物的大的弹性常数有助于元件的大的对比度与短的响应时间。因此， 较佳的是弹性常数大。 于具有TN模式的AM元件中，使用具有正介电常数异向性的组成物。另一方面，于 具有VA模式的AM元件中，使用具有负介电常数异向性的组成物。于具有IPS模式或FFS 模式的AM元件中，使用具有正或负介电常数异向性的组成物。于具有PSA模式的AM元件 中，使用具有正或负介电常数异向性的组成物。具有正介电常数异向性的液晶组成物的例 子在如下的专利文献中有所揭示。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利特开2001-003053号公报 专利文献2 :日本专利特开2009-185285号公报 理想的AM元件具有可使用的温度范围广、响应时间短、对比度大、临界电压低、电 压保持率大、寿命长等特性。理想的是较1毫秒更短的响应时间。因此，组成物的理想的特 性是向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性适当、介电常数异向 性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高、弹性常数大等。
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题 本专利技术的一个目的是在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学 异向性适当、介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高、弹性常数大 等特性中满足至少一种特性的液晶组成物。其他目的是在至少2种特性间具有适当的平衡 的液晶组成物。另一目的是含有此种组成物的液晶显示元件。另一目的是具有光学异向性 适当、介电常数异向性大、对紫外线稳定性高、弹性常数大等特性的组成物，以及具有响应 时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性的AM元件。 解决课题的技术手段 -种液晶显示元件，所述液晶显示元件的运作模式为FFS模式、驱动方式为主动 矩阵方式，且含有具有正介电常数异向性的液晶组成物，所述液晶组成物含有作为第一成 分的选自以式（1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物、及作为第二成分的选自以式 (2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，且基于液晶组成物的总重量，第一成分的比 例为10wt%以上。 此处，R1、R2及R3独立为碳数为1~12的烷基、碳数为1~12的烷氧基、碳数为 2~12的烯基、或任意的氢经氟取代的碳数为2~12的烯基；环A及环B独立为1，4_亚 环己基、1，4-亚苯基、2-氣 -1，4-亚苯基、3-氣-1，4-亚苯基、或2, 5-二氣-1，4-亚苯基； Z1独立为单键、亚乙基、或羰氧基（carbonyloxy)J1及X2独立为氢或氟；Y1为氟或三氟甲 氧基（trifluoromethoxy);m为 1、2 或 3〇 专利技术的效果 本专利技术的优点是在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向 性适当、介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高、弹性常数大等特 性中满足至少一种特性的液晶组成物。本专利技术的一个方面是在至少2种特性间具有适当的 平衡的液晶组成物。本专利技术的其他方面是含有此种组成物的液晶显示元件。本专利技术的其他 方面是具有光学异向性适当、正介电常数异向性大、对紫外线稳定性高、弹性常数大等特性 的组成物，以及具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性的AM元件。【具体实施方式】 本说明书中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示元件，所述液晶显示元件的运作模式为FFS模式、驱动方式为主动矩阵方式，且含有具有正介电常数异向性的液晶组成物，所述液晶组成物含有作为第一成分的选自以式(1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物、及作为第二成分的选自以式(2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，且基于液晶组成物的总重量，所述第一成分的比例为10wt％以上，向列相的上限温度为70℃以上，于波长589nm下且25℃下的光学异向性为0.08以上，且于频率1kHz下且25℃下的介电常数异向性为10以上，此处，R1、R2及R3独立为碳数为1～12的烷基、碳数为1～12的烷氧基、碳数为2～12的烯基、或任意的氢经氟取代的碳数为2～12的烯基；环A及环B独立为1，4‑亚环己基、1，4‑亚苯基、2‑氟‑1，4‑亚苯基、3‑氟‑1，4‑亚苯基、或2，5‑二氟‑1，4‑亚苯基；Z1独立为单键、亚乙基、或羰氧基；X1及X2独立为氢或氟；Y1为氟或三氟甲氧基；m为1、2或3。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳井孝仁，斋藤将之，
申请(专利权)人：捷恩智株式会社，捷恩智石油化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP