液晶组合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合物，其在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、比电阻大、对紫外线或热的稳定性高、弹性常数大等特性中，关于至少一个或至少两个特性而具有适当的平衡。本发明专利技术提供一种AM元件，其具有短的响应时间、大的电压保持率、低的阈电压、大的对比度比、长的寿命等。本发明专利技术为一种液晶组合物及含有所述组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有作为添加物成分的消光剂及作为第一成分的具有大的正介电各向异性的特定化合物，且所述组合物也可含有作为第二成分的具有高的上限温度或小的粘度的特定化合物、或者作为第三成分的具有负的介电各向异性的特定化合物。

Liquid crystal composition and liquid crystal display element

The invention provides a liquid crystal composition, the characteristics of maximum temperature nematic phase of the high and low minimum temperature of a nematic phase, low viscosity, optical anisotropy, proper dielectric anisotropy, specific resistance, stability of ultraviolet or heat, high elastic constants etc., on at least one or at least two properties with proper balance. The present invention provides a AM element having a short response time, a large voltage retention rate, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long lifetime. The invention relates to a liquid crystal composition and liquid crystal display element comprising the composition, specific compounds have large positive dielectric anisotropy of the liquid crystal composition containing as matting agent and additive component as the first ingredient, specific compound specific compounds, or as the third component has a negative dielectric anisotropy and the composition may also contain second components as high temperature or small viscosity limit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶组合物及液晶显示元件
本专利技术涉及一种液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。特别涉及一种介电各向异性为正的液晶组合物、及含有所述组合物且具有扭曲向列(twistednematic，TN)、电控双折射(electricallycontrolledbirefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend，OCB)、共面切换(in-planeswitching，IPS)、边缘场切换(FringeFieldswitching，FFS)或电场感应光反应取向(field-inducedphoto-reactivealignment，FPA)的模式的有源矩阵(activematrix，AM)元件。
技术介绍
液晶显示元件中，基于液晶分子的运作模式的分类为相变(phasechange，PC)、扭曲向列(twistednematic，TN)、超扭曲向列(supertwistednematic，STN)、电控双折射(electricallycontrolledbirefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend，OCB)、共面切换(in-planeswitching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(fringefieldswitching，FFS)、电场感应光反应取向(field-inducedphoto-reactivealignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passivematrix，PM)与有源矩阵(activematrix，AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thinfilmtransistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metalinsulatormetal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphoussilicon)及多晶硅(polycrystalsilicon)。后者根据制造步骤而分类为高温型及低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、及利用自然光与背光这两者的半透过型。液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将两者的特性中的关联归纳在下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选的上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像，优选为响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。更优选低的温度下的粘度小。组合物的弹性常数与元件的对比度相关联。为了提高元件的对比度，更优选组合物的弹性常数大。表1.组合物与AM元件的特性组合物的光学各向异性与元件的对比度比相关联。根据元件的模式，而需要光学各向异性大或光学各向异性小，即光学各向异性适当。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度比成为最大。适当的积的值依存于运作模式的种类。在TN之类的模式的元件中，适当的值为约0.45μm。所述情况下，对单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的介电各向异性大有助于使元件的阈电压低、消耗电力小及对比度比大。因此，优选为介电各向异性大。组合物的比电阻大有助于使元件的电压保持率大及对比度比大。因此，优选为在初始阶段中不仅在室温下，并且在接近向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，不仅在室温下，并且在接近向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。这些的稳定性高时，所述元件的寿命长。此种特性对于液晶投影仪、液晶电视等中使用的AM元件而言优选。在聚合物稳定取向(polymersustainedalignment，PSA)型的液晶显示元件中使用含有聚合物的液晶组合物。首先，将添加有少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。继而，一边对所述元件的基板之间施加电压，一边对组合物照射紫外线。聚合性化合物进行聚合而在组合物中生成聚合物的网眼结构。所述组合物中，可利用聚合物来控制液晶分子的取向，因此元件的响应时间缩短，图像的残像得到改善。在具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待聚合物的此种效果。在具有TN模式的AM元件中使用具有正的介电各向异性的组合物。在具有VA模式的AM元件中使用具有负的介电各向异性的组合物。在具有IPS模式或FFS模式的AM元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。在聚合物稳定取向(polymersustainedalignment，PSA)型的AM元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。本专利技术中所使用的化合物(1-1)揭示于以下的专利文献1中。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2014-025025号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的其中一个目的为一种液晶组合物，其在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性中，充分满足至少一个特性。另一目的为在至少两个特性之间具有适当的平衡的液晶组合物。另一目的为含有此种组合物的液晶显示元件。又一目的为一种AM元件，其具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长等特性。解决问题的技术手段本专利技术为一种液晶组合物、及含有所述组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有作为添加物成分的至少一种消光剂及作为第一成分的选自式(2)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物，而且具有向列相及正的介电各向异性。式(2)中，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基；环A为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、嘧啶-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基或四氢吡喃-2，5-二基；Z1为单键、亚乙基、羰基氧基或二氟亚甲基氧基；X1及X2独立地为氢或氟；Y1为氟、氯、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基氧基；a为1、2、3或4。专利技术的效果本专利技术的优点为一种液晶组合物，其在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性中，充分满足至少一个特性。另一优点为在至少两个特性之间具有适当的平衡的液晶组合物。另一优点为含有此种组合物的液晶显示元件。另一优点为一种AM元件，其具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长等特性。具体实施方式此说明书中的用语的使用方法如下所述。有时将“液晶组合物”及“液晶显示元件”的用语分别简称为“组合物”及“元件”。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，其含有作为添加物成分的至少一种消光剂及作为第一成分的选自式(2)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物，而且具有向列相及正的介电各向异性，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 JP 2014-2539831.一种液晶组合物，其含有作为添加物成分的至少一种消光剂及作为第一成分的选自式(2)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物，而且具有向列相及正的介电各向异性，式(2)中，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基；环A为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、嘧啶-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基或四氢吡喃-2，5-二基；Z1为单键、亚乙基、羰基氧基或二氟亚甲基氧基；X1及X2独立地为氢或氟；Y1为氟、氯、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基氧基；a为1、2、3或4。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中添加物成分为具有共轭双键的非芳香族化合物，共轭双键的数量为2至10的整数。3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中添加物成分为选自式(1-1)至式(1-6)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物，式(1-1)至式(1-6)中，环上的至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基所取代。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物，其中添加物成分为选自式(1-1)至式(1-6)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物，5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，添加物成分的比例为0.005重量％至2重量％的范围。6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(2-1)至式(2-35)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物作为第一成分，式(2-1)至式(2-35)中，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基。7.根据权利要求1或6所述的液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第一成分的比例为10重量％至90重量％的范围。8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(3)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物作为第二成分，式(3)中，R2及R3独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基；环B及环C独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基或2，5-二氟-1，4-亚苯基；Z2为单键、亚乙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：古里好优，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