液晶组合物和使用其的液晶显示元件制造技术

本发明专利技术所要解决的课题在于提供一种使用不会使介电常数各向异性、粘度、向列相上限温度、低温下的向列相稳定性、γ1等作为液晶显示元件的各特性和显示元件的烧屏特性恶化的液晶组合物的液晶显示元件。本发明专利技术通过使用含有通式(A)所表示的化合物与通式(M)所表示的化合物的液晶组合物，从而提供一种维持该液晶组合物的高速响应性且低温稳定性优异的液晶组合物和包含其的液晶显示元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用作液晶显示材料的介电常数各向异性(Δε)显示正值的向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件。
技术介绍
液晶显示元件被用于以钟表、计算器为代表的各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代表性者有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型等纵向取向方式或者IPS(平面转换)型、FFS(边缘场切换)型等横向电场方式。对于这些液晶显示元件所使用的液晶组合物，要求：对于水分、空气、热、光等外部刺激稳定，另外，在以室温为中心尽可能宽的温度范围内表现为液晶相，粘性低，且驱动电压较低。进而，为了将介电常数各向异性(Δε)或/和折射率各向异性(Δn)等设为对各显示元件而言最佳的值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。在垂直取向(VA)型显示器中，使用Δε为负的液晶组合物，在TN型、STN型或IPS(平面转换)型、FFS(边缘场切换)型等水平取向型显示器中，目前主要使用Δε为正的液晶组合物。另外，也报告了使Δε为正的液晶组合物在未施加电压时垂直取向并通过施加横向电场而进行显示的驱动方式，Δε为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面，在所有驱动方式中均要求高速响应、较宽的工作温度范围和/或视需要的低电压驱动。即，要求Δε为正且绝对值较大、粘度(η)较小、向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)较高。另外，必须根r>据Δn与单元间隔(G)之积即Δn×G的设定，配合单元间隔而将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。并且，在应用于显示动态图像的液晶显示器等元件的情况下，对该元件所使用的液晶组合物特别重视高速响应性，因此需要旋转粘性(γ1)较小的液晶组合物。作为这样追求高速响应性的液晶组合物的构成，例如公开了一种将作为Δε为正的液晶化合物的式(A-1)～(A-3)所表示的化合物、及作为Δε为中性的液晶化合物的(B)组合使用的液晶组合物。这些液晶组合物的特征在于：Δε为正的液晶化合物具有-CF2O-结构、Δε为中性的液晶化合物具有烯基，这在该液晶组合物的领域中广为人知(专利文献1～4)。[化1]另外，作为追求高速响应性的液晶组合物的组成设计，现状是：对于上述式(A-1)～(A-3)所表示那样的Δε为正的液晶化合物，大量添加发挥减粘作用的分子量较低的二环、三环的液晶化合物，通过设为上述组成而形成了低粘度的液晶组合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-037918号专利文献2：日本特开2008-038018号专利文献3：日本特开2010-275390号专利文献4：日本特开2011-052120号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题通过对于Δε为正的液晶化合物大量添加发挥减粘作用的非极性型液晶化合物(Δε为+2～-2)，确实可提供旋转粘性(γ1)较小的液晶组合物。然而，若大量添加这些发挥减粘作用的液晶化合物，则与具有显示液晶性的正介电常数各向异性的液晶化合物的相溶性下降，从而液晶化合物析出这样涉及低温稳定性的问题显现。另外，若大量添加该发挥减粘作用的非极性型液晶化合物，则还会产生易向近晶相转变而无法维持向列液晶的问题。另外，随着近年来液晶显示元件的用途、市场的扩大，其使用方法、制造方法中观察到较大的变化，也要求现有已知的基本物性值以外的特性。具体而言，不仅使用液晶组合物的液晶显示元件的驱动方式(例如TN型、STN型、VA型、IPS型、FFS型等)，关于其大小，也实现了50型以上的超大型尺寸的显示元件，伴随于此，液晶组合物向基板的注入方法也从现有的真空注入法变为了滴注(ODF：OneDropFill)法并成为注入方法的主流。由此，通过向一基板面滴加液晶组合物的液滴并与另一基板贴合的滴注法而制造液晶面板，但向基板滴加液晶组合物时在基板上形成滴痕，该滴痕导致显示质量下降的问题显著化。进而，在通过ODF法进行的液晶显示元件制造工序中，必须根据液晶显示元件的尺寸而滴加最佳的液晶注入量。若注入量与最佳值的偏差变大，则预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡崩解，发生斑产生、对比度不良等显示不良。尤其是多用于最近正流行的智能手机中的小型液晶显示元件由于最佳的液晶注入量较少，因此将与最佳值的偏差控制于一定范围内本身就困难。因此，为了将液晶显示元件的成品率保持为较高，例如也需要如下性能：在液晶滴下时产生的滴下装置内的急剧压力变化、冲击下受到的影响较小，可持续长时间稳定地连续滴加液晶。如此，对于利用TFT元件等进行驱动的有源矩阵驱动液晶显示元件所使用的液晶组合物，要求进行如下开发：维持高速响应性能等作为液晶显示元件所要求的特性、性能，并且具有以往一直受重视的较高的电阻率值或较高的电压保持率，对于光、热等外部刺激较稳定，除此以外还考虑到液晶显示元件的制造方法。因此，本专利技术所要解决的课题在于：以解决包含发挥减粘作用的液晶化合物多于Δε为正的液晶化合物的液晶组合物中产生的涉及低温稳定性的问题为目的。本专利技术所要解决的另一课题在于提供一种如下的液晶组合物：其是Δε为正的液晶组合物，具有宽温度范围的液晶相，粘性较小，低温下的溶解性良好，电阻率、电压保持率较高，对于热、光较稳定；进而在于：通过使用上述液晶组合物而成品率良好地提供一种显示质量优异、难以产生烧屏或滴痕等显示不良的IPS型、TN型等的液晶显示元件。用于解决问题的方法本专利技术人对各种液晶化合物和各种化学物质进行研究，发现通过对特定的液晶化合物进行组合可解决上述课题，从而完成了本专利技术。专利技术的效果本专利技术的具有正介电常数各向异性的液晶组合物的粘性非常低且低温下的溶解性良好。本专利技术的液晶组合物由于电阻率、电压保持率因受热、光而产生的变化极小，因此制品的实用性较高，使用其的IPS型、FFS型等的液晶显示元件可实现高速响应。本专利技术的液晶组合物在使用其的液晶显示元件的制造工序中，可稳定地发挥性能，因而可抑制由工序引起的显示不良而成品率较高地进行制造，因此非常有用。本专利技术的液晶显示元件的低温稳定性和高速响应性优异。附图说明图1是本专利技术的液晶显示元件的截面图。将具备100～105的基板称为“背板”，将具备200～205的基板称为“前板”。图2是使用形成于黑矩阵上的柱状间隔物制作用图案作为光掩模图案的曝光处理工序的图。图3是示意性地表示本专利技术的液晶显示元件的构成的一例的分解立体图。图4是将由图1中的形成于基板2上的电极层3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电常数各向异性的值为正的液晶组合物，其特征在于，含有一种以上通式(A)所表示的化合物作为第一成分，其总量为85质量％以上，且含有通式(M)所表示的化合物组中的一种以上作为第二成分，[化1]所述通式(A)中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个以上的氢原子可被氟原子取代，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基在氧原子不连续键结的情况下可被氧原子取代，在羰基不连续键结的情况下可被羰基取代，A1各自独立地表示1,4‑亚环己基亚环己基、1,4‑亚苯基或四氢吡喃‑2,5‑二基，在A1表示1,4‑亚苯基的情况下，该1,4‑亚苯基中的一个氢原子可被取代为氟原子，Z1各自独立地表示单键、‑OCH2‑、‑OCF2‑、‑CH2O‑或‑CF2O‑，n1表示1、2、3或4；[化2]式中，RM1表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个以上的氢原子可被氟原子取代，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个或不邻接的两个以上的‑CH2‑可各自独立地被‑CH＝CH‑、‑C≡C‑、‑O‑、‑CO‑、‑COO‑或‑OCO‑取代，PM表示0、1、2、3或4，CM1和CM2各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团，(d)1,4‑亚环己基，该基团中所存在的一个‑CH2‑或不邻接的两个以上的‑CH2‑可被取代为‑O‑或‑S‑；和(e)1,4‑亚苯基，该基团中所存在的一个‑CH＝或不邻接的两个以上的‑CH＝可被取代为‑N＝，所述基团(d)、基团(e)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代，KM1和KM2各自独立地表示单键、‑CH2CH2‑、‑(CH2)4‑、‑OCH2‑、‑CH2O‑、‑OCF2‑、‑CF2O‑、‑COO‑、‑OCO‑或‑C≡C‑，在PM为2、3或4而存在多个KM1的情况下，它们可相同也可不同，在PM为2、3或4而存在多个CM2的情况下，它们可相同也可不同，XM1和XM3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子，XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2‑三氟乙基。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种介电常数各向异性的值为正的液晶组合物，其特征在于，含有一种以上通式(A)
所表示的化合物作为第一成分，其总量为85质量％以上，且含有通式(M)所表示的化合物组
中的一种以上作为第二成分，
[化1]
所述通式(A)中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳
原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个以
上的氢原子可被氟原子取代，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基在氧原子不连续键
结的情况下可被氧原子取代，在羰基不连续键结的情况下可被羰基取代，
A1各自独立地表示1,4-亚环己基亚环己基、1,4-亚苯基或四氢吡喃-2,5-二基，在A1表
示1,4-亚苯基的情况下，该1,4-亚苯基中的一个氢原子可被取代为氟原子，
Z1各自独立地表示单键、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-，
n1表示1、2、3或4；
[化2]
式中，RM1表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳
原子数2～8的烯氧基，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个以上的氢原子可被氟原子取
代，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个或不邻接的两个以上的-CH2-可各自独立地被-
CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，
PM表示0、1、2、3或4，
CM1和CM2各自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团，
(d)1,4-亚环己基，该基团中所存在的一个-CH2-或不邻接的两个以上的-CH2-可被取代
为-O-或-S-；和
(e)1,4-亚苯基，该基团中所存在的一个-CH＝或不邻接的两个以上的-CH＝可被取代
为-N＝，
所述基团(d)、基团(e)可各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代，
KM1和KM2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-
COO-、-OCO-或-C≡C-，
在PM为2、3或4而存在多个KM1的情况下，它们可相同也可不同，在PM为2、3或4而存在多
个CM2的情况下，它们可相同也可不同，
XM1和XM3各自独立地表示氢原子、氯原子或氟原子，
XM2表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或
2,2,2-三氟乙基。
2.如权利要求1所述的介电常数各向异性的值为正的液晶组合物，所述通式(M)所表示
的化合物是通式(B)所表示的化合物，
[化3]
所述通式(B)中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷
氧基或碳原子数2～8的烯氧基，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的一个以上的氢原子可被
氟原子取代，该烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中的亚甲基在氧原子不连续键结的情况下可被
氧原子取代，在羰基不连续键结的情况下可被羰基取代，
A2各自独立地表示1,4-亚环己基亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、二噁烷-
2,5-二基或嘧啶-2,5-二基，在A1表示1,4-亚苯基的情况下，该1,4-亚苯基中的一个以上的
氢原子可被取代为氟原子，
Z2各自独立地表示单键、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-，
Y1和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子，X1表示氟原子、-CN基或-OCF3基，
m1表示1、2、3或4。
3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩下芳典，小川真治，
申请(专利权)人：DIC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP