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含有肉桂酸等反应性化合物、且可通过所述化合物的作用来控制液晶分子的取向的液晶组合物、及液晶显示元件。本发明专利技术的液晶组合物可含有反应性化合物作为第一添加物，且可含有作为第一成分的具有大的负介电各向异性的特定化合物、作为第二成分的具有小的粘度或高的上限温度的特定化合物、或者作为第二添加物的具有聚合性基的特定化合物。

Liquid crystal compositions and liquid crystal display elements

The invention provides a liquid crystal composition and a liquid crystal display element which contain reactive compounds such as cinnamic acid and can control the orientation of liquid crystal molecules by the action of the compounds. The liquid crystal compositions of the present invention may contain reactive compounds as first additives, specific compounds with large negative dielectric anisotropy as first components, specific compounds with low viscosity or high upper limit temperature as second components, or specific compounds with polymeric properties as second additives.

【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介电各向异性为负的液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。尤其涉及一种含有能够进行二聚化的化合物或能够进行异构化的化合物之类的反应性化合物、且可通过所述化合物的作用来控制液晶分子的取向的液晶组合物、及液晶显示元件。
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)、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)及有源矩阵(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)。后者根据制造工序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(movingimage)，优选为响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因而，优选为组合物的粘度小。进而优选为低温下的粘度小。表1.组合物的特性与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的低阈电压、小的消耗电力与大的对比度比。因而，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。因而，优选为在初始阶段中具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后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。在所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对用于液晶监视器、液晶电视等的AM元件而言优选。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。其次，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状结构。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。报告一种使用能够进行二聚化的化合物或能够进行异构化的化合物之类的反应性化合物来代替聚酰亚胺之类的取向膜的方法(专利文献1)。在所述方法中，首先，使所述化合物作为添加物而溶解于液晶组合物中。其次，通过使所述化合物相分离而在基板上生成所述化合物的薄膜。最后，以高于液晶组合物的上限温度的温度对基板照射直线偏光。在反应性化合物通过所述直线偏光而进行二聚化或异构化时，其分子在固定方向上进行排列。在所述方法中，通过选择反应性化合物的种类，可制造IPS或FFS之类的水平取向模式的元件与VA之类的垂直取向模式的元件。所述方法中，重要的是反应性化合物容易在高于液晶组合物的上限温度的温度下溶解，恢复至室温时，所述化合物容易自液晶组合物进行相分离。因而，必须适当地组合反应性化合物与液晶组合物以容易进行溶解与相分离。此处，对此种组合进行公开。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/146369号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的一个目的为提供一种含有反应性化合物的液晶组合物。另一目的为提供一种容易进行溶解与相分离的反应性化合物与液晶组合物的组合。另一目的为提供一种液晶组合物，其满足向列相的高的上限温度、向列相的低的下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、大的比电阻、对紫外线的高稳定性、对热的高稳定性之类的特性中的至少一种。另一目的为提供一种在这些特性中，至少两种之间具有适当的平衡的液晶组合物。另一目的为提供一种通过有效利用此种组合物来控制液晶分子的取向的液晶显示元件。又一目的为提供一种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、寿命长之类的特性。解决问题的技术手段本专利技术涉及一种含有能够进行二聚化的化合物或能够进行异构化的化合物之类的反应性化合物、而且具有负的介电各向异性的液晶组合物、以及含有所述组合物的液晶显示元件等。专利技术的效果本专利技术的一个优点为提供一种含有反应性化合物的液晶组合物。另一优点为提供一种容易进行溶解与相分离的反应性化合物与液晶组合物的组合。另一优点为提供一种液晶组合物，其满足向列相的高的上限温度、向列相的低的下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、大的比电阻、对紫外线的高稳定性、对热的高稳定性之类的特性中的至少一种。另一优点为提供一种在这些特性中，至少两种之间具有适当的平衡的液晶组合物。另一优点为提供一种通过有效利用此种组合物来控制液晶分子的取向的液晶显示元件。另一优点为提供一种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、寿命长之类的特性。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”为液晶显示面板以及液晶显示模块的总称。“液晶性化合物”为具有向列相、近晶相等液晶相的化合物，以及虽不具有液晶相，但出于调整向列相的温度范围、粘度、介电各向异性之类的特性的目的而混合于组合物中的化合物的总称。所述化合物具有例如1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环，且其分子结构为棒状(rodlike)。“聚合性化合物”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶组合物，其含有能够进行二聚化的化合物及能够进行异构化的化合物的至少一种作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.21 JP 2016-2065491.一种液晶组合物，其含有能够进行二聚化的化合物及能够进行异构化的化合物的至少一种作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有选自肉桂酸、肉桂酸酯、聚肉桂酸乙烯酯、查耳酮、4-羟基查耳酮、4'-羟基查耳酮、香豆素、偶氮苯、及这些的衍生物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物。3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其含有选自肉桂酸、聚肉桂酸乙烯酯、4-羟基查耳酮、及4'-羟基查耳酮的群组中的至少一种化合物作为第一添加物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物，其中第一添加物的比例为0.1重量％至10重量％的范围。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分。式(1)中，R1及R2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、或碳数2至12的烯氧基；环A及环C独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、或者四氢吡喃-2,5-二基；环B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；Z1及Z2独立地为单键、亚乙基、羰氧基、或亚甲基氧基；a为1、2、或3，b为0或1，而且a与b的和为3以下。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(1-1)至式(1-22)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分。式(1-1)至式(1-22)中，R1及R2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、或碳数2至12的烯氧基。7.根据权利要求5或6所述的液晶组合物，其中第一成分的比例为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，其进而含有选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分。式(2)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、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、羰氧基、或亚甲基氧基；c为1、2、或3。9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶组合物，其进而含有选自式(2-1)至式(2-13)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分。式(2-1)至式(2-13)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、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。10.根据权利要求8或9所述的液晶组合物，其中第二成分的比例为10重量％至90重量％的范围。11.根据权利要求1至10中任一项所述的液晶组合物，其进而含有选自式(3)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物。式(3)中，环F及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，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、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基取代；环G为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：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