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及包含所述组合物的AM元件，所述液晶组合物在上限温度高、下限温度低、粘度小、光学各向异性大、负介电各向异性大等特性中，充分满足至少一种特性或关于至少两种特性具有适当的平衡。本发明专利技术的液晶组合物可含有作为第一成分的具有小的粘度或低的下限温度的特定化合物、作为第二成分的大的光学各向异性及负介电各向异性的特定化合物、作为第三成分的具有高的上限温度或小的粘度的特定化合物、作为第四成分的具有负的介电各向异性或低的下限温度的特定化合物、或者作为添加物成分的具有聚合性基的特定化合物。

【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负的液晶组合物、及含有所述组合物且具有面内切换(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)等模式的液晶显示元件。本专利技术还涉及一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件。
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)、扭转向列(twistednematic，TN)、超扭转向列(supertwistednematic，STN)、电控双折射(electricallycontrolledbirefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend，OCB)、面内切换(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于下述表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。更优选为低温下的粘度小。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，而需要大的光学各向异性或小的光学各向异性，即适当的光学各向异性。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为最大。适当的积的值依存于运作模式的种类。VA模式的元件中，所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围，IPS模式或FFS模式的元件中，所述值为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，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。组合物的大的介电各向异性有助于元件中的低阈电压、小的消耗电力与大的对比度比。因此，优选为大的介电各向异性。组合物的大的比电阻有助于元件的大的电压保持率与大的对比度比。因此，优选为在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近于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，而且在接近于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元件的寿命相关联。当所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对用于液晶投影仪、液晶电视等的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体的液晶组合物。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体的网状结构。所述组合物中，可利用聚合体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体的此种效果。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。本申请第一成分的例子公开于以下的专利文献1至专利文献4中。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平9-77692号公报专利文献2：日本专利特开平10-114690号公报专利文献3：日本专利特开平11-140447号公报专利文献4：日本专利特开2011-89013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、光学各向异性大、负介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中，充分满足至少一种特性。另一目的为在至少两种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第一成分的选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物及作为第二成分的选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，而且具有向列相及负的介电各向异性。此处，R1及R2独立地为碳数2至12的烯基；R3及R4独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；环A及环C独立地为1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1，4-亚苯基，环B为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟-1，4-亚苯基或2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基；Z1及Z2独立地为单键、亚乙基、羰基氧基或亚甲基氧基；a为0、1、2；b为0或1；a与b之和为3以下。专利技术的效果本专利技术的其中一个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、光学各向异性大、负介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中，充分满足至少一种特性。另一优点为在至少两种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。具体实施方式所述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”。“液晶显示元件”为液晶显示面板及液晶显示模块的总称。“液晶性化合物”是具有向列相、近晶相等液晶相的化合物，及虽不具有液晶相，但出于调节向列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶组合物，其含有作为第一成分的选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物及作为第二成分的选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，而且具有向列相及负的介电各向异性，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 JP 2016-0296741.一种液晶组合物，其含有作为第一成分的选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物及作为第二成分的选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，而且具有向列相及负的介电各向异性，此处，R1及R2独立地为碳数2至12的烯基；R3及R4独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；环A及环C独立地为1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1，4-亚苯基，环B为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟-1，4-亚苯基或2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基；Z1及Z2独立地为单键、亚乙基、羰基氧基或亚甲基氧基；a为0、1、2；b为0或1；a与b之和为3以下。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有作为第一成分的选自式(1-1)至式(1-10)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中基于液晶组合物的总量，第一成分的比例为5重量％至60重量％的范围。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物，其含有作为第二成分的选自式(2-1)至式(2-9)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，式(2-1)至式(2-9)中，R3及R4独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基。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总量，第二成分的比例为5重量％至50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，其含有作为第三成分的选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，式(3)中，R5及R6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取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基；环D及环E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；Z3为单键、亚乙基或羰基氧基；c为1、2或3；其中，式(1)所表示的化合物除外。7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶组合物，其含有作为第三成分的选自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，式(3-1)至式(3-13)中，R5及R6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取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基；其中，式(1)所表示的化合物除外。8.根据权利要求6或7所述的液晶组合物，其中基于液晶组合物的重量，第三成分的比例为5重量％至55重量％的范围。9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶组合物，其含有作为第四成分的选自式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，式(4)中，R7及R8独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；环F及环I独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2，6-二基、色原烷-2，6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2，6-二基；环G为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基、3，4，5-三氟萘-2，6-二基或7，8-二氟色原烷-2，6-二基；Z4及Z5独立地为单键、亚乙基、羰基氧基或亚甲基氧基；d为1、2或3；e为0或1；d与e之和为1至3；其中，式(2)所表示的化合物除外。10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶组合物，其含有作为第四成分的选自式(4-1)至式(4-16)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，式(4-1)至式(4-16)中，R7及R8独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗原衣理子，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