液晶组合物和使用其的液晶显示元件的制作方法
【专利摘要】本发明要解决的课题是提供一种液晶组合物和使用其的液晶显示元件，该液晶组合物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项特性和显示元件的烧屏特性恶化，适于制造时的滴痕不易产生、实现ODF工序的稳定的液晶材料排出量的液晶显示元件。提供一种液晶组合物，其包含来自通式(1)所表示的化合物组的至少一个作为第一成分和来自通式(2)所表示的化合物组的至少一个作为第二成分，同时提供使用了该含有第一成分和第二成分的液晶组合物的液晶显示元件。
【专利说明】液晶组合物和使用其的液晶显示元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶组合物、进而使用了该液晶组合物的液晶显示元件。
【背景技术】
[0002]液晶显示元件从钟表、计算器开始，发展到在各种测定仪器、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、广告显示板等中被使用。作为液晶显示方式，其代表的液晶显示方式可以举出TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的VA(以下也称为垂直取向)型、IPS(平面转换)型等。在这些液晶显示元件中使用的液晶组合物要求对水分、空气、热、光等外界刺激稳定，另外，在以室温为中心尽可能宽的温度范围内显示液晶相，低粘性而且驱动电压低。进一步，为了对于每个显示元件来说使介电常数各向异性(△ ε)、折射率各向异性(Δη)等物性值为最适值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
[0003]例如，液晶TV等中广泛使用的VA型通常使用具备负的Λ a的液晶组合物，对于PC显示器等中使用的TN型、触控面板等中广泛使用的IPS型而言通常主要使用具备正的Λ ε的液晶组合物。当然，并不限于这些IPS型、VA型，所有的驱动方式中都要求低电压驱动、高速响应、显示宽的工作温度范围的液晶组合物。为了应对这样的要求，需要具备绝对值大的Λ ε、小的粘度U)、和高的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)的液晶组合物。
[0004]进而，由于Λη与单元间隙(d)的积即AnXd的设定，需要根据单元间隙将液晶组合物的△!!调节至适当范围。而且，将液晶显示元件应用于电视等的情况下重视高速响应性，因此要求Y I小的液晶组合物。作为现状，通过在液晶组合物中添加分子量较小且介电中性的化合物而使液晶组合物整体的粘度降低，从而确保了高速响应性。
[0005]然而，根据专利文献1，公开了如下内容:为了确保高速响应性而添加的介电中性的化合物成为电视的图像的烧屏现象(或也称为焦化现象，还包含线残影和面残影)等的原因(参照专利文献I的段落“0020”、“0021”)。即根据该专利文献1，如果液晶组合物中使用中性的烯基化合物，则由于与取向层之间的相互作用而产生图像固着的问题，因此为了解决该问题，通过使两端具备烷基的二环己基_(苯)骨架(参照专利文献I式(I))为液晶组合物的必须成分，起到了长时间工作后使图像的固着消失或显著降低的效果。
[0006]另外，作为抑制、防止包含介电中性的化合物的体系的其他烧屏的技术，可列举例如专利文献2。该专利文献2公开了一种以具备通过醚键将苯并吡喃环与环己烷环结合的骨架的含氟化合物(参照专利文献2通式(I))和不显示介电常数各向异性的中性化合物为必须成分的组合物。另外根据该专利文献2，通过限制前述包含I个环己基环的前述含氟化合物的含量或限制末端基具有烯基的中性化合物的含量，能够减少液晶组合物与离子杂质的反应。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特表2012-513483号
[0010]专利文献2:日本特开2008-144135号
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]上述专利文献I和上述专利文献2的技术都是通过在液晶组合物中添加介电中性的化合物时，限制末端基具有烯基的中性化合物的含量、种类而解决了图像的烧屏、残影的问题。特别是在专利文献2的发明中，解决如下问题:液晶层中包含大量的离子杂质时，由于经平面移动的该离子杂质容易集中于电场产生电极的边界那样的特定部分，因此这种离子杂质集中的部分从外部看是作为残影被确认的。因此，该专利文献2的发明中，通过不仅限制液晶组合物整体中的具备I个环己烷环的含氟化合物的含量，还限制末端基具有烯基的中性化合物的含量，从而确认了专利文献2涉及的液晶组合物中即使超过约2400小时也未发现线残影(专利文献2段落“0041”、段落“0052”~“0054”)。
[0013]另外，专利文献I中虽然没有涉及线残影等烧屏的实验数据，但该专利文献I的段落“0020”~“0023”中，作为实现短的响应时间但焦化等涉及可靠性的问题频发的化合物的例子，列举了末端基具有烯基的中性化合物。进而，该专利文献I的实验例中公开了包含26~46%的作为必须成分的两端结合有烷基的二环己基-(苯)化合物的组合物。该成分在专利文献I的液晶组合物中也作为(3)和(5)包含。
[0014]然而已确认，如前述专利文献I和专利文献2那样在液晶组合物中添加两端结合有烷基的二环己基_(苯)化合物时，会产生低温保存差、该二环己基_(苯)化合物自身会挥发这样的新问题。
[0015]这里所说的“低温保存性”，是指在从固相到液晶相的转变温度附近的低温条件下，液晶性组合物、液晶性化合物能够持续保持向列相的时间，是能够持续保持多长时间向列相的指标。例如，作为这样的低温保存性的测定方法的一例，有利用显微镜、吸光度等确认看不到固体、晶体的析出的方法。
[0016]通常液晶组合物为如上所述多种液晶性化合物的混合物，标准状态(SATP)下的各种液晶性化合物单体不限于液晶相，通过与其他液晶性化合物的混合，随着凝固点下降而显示液晶相。因此，在从结晶到向列相的相转变温度附近的低温区域中，也存在由于过冷却而勉强地保持了向列相的液晶组合物。在从结晶到向列相的相转变温度附近的低温氛围下将这样的液晶组合物长时间放置时，由于固体、晶体的析出、近晶相的出现，会产生不适于液晶显示元件的用途这样的涉及低温保存性的问题。
[0017]因此，本发明涉及的液晶组合物的目的在于解决这样的低温保存的问题和/或降低二环己基_(苯)骨架的挥发性。
[0018]本发明人为了解决上述课题而进行了积极研究，结果发现:通过使用通式(I)和通式(2)的液晶组合物，能够解决低温保存的问题，从而完成了本发明。
[0019]即，本发明涉及的液晶组合物的特征在于，包含来自通式(I)所表示的化合物组的至少一个作为第一成分和来自通式(2)所表示的化合物组的至少一个作为第二成分。
[0020][ 化I]
[0021]
【权利要求】
1.一种液晶组合物，其特征在于，包含来自通式(I)所表示的化合物组的至少一个作为第一成分和来自通式(2)所表示的化合物组的至少一个作为第二成分，
上述通式⑴中，η和m各自独立地为满足η m的正整数，
上述通式(2)中，R1和R2各自独立地为碳原子数I~15个的烷基。
2.根据权利要求1所述的组合物，进一步包含来自通式(3)所表示的化合物组的至少一个作为第三成分，
.上述通式(3)中，R3和R4各自独立地为选自由碳原子数I~15个的烷基、碳原子数2~15个的烯基和碳原子数I~15个的烷氧基组成的组中的一个基团。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，进一步包含来自通式(4)所表示的化合物组的至少一个作为第四成分，
上述通式(4)中，R4和R5各自独立地为选自由碳原子数I~15个的烷基、碳原子数2~15个的烯基和碳原子数I~15个的烷氧基组成的组中的一个基团，但上述通式(I)除外。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物，所述R3为碳原子数I~15个的烷基，且所述R4为碳原子数I~15个的烷氧基。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物，含有5~35质量％的所述通式(I)所表示的化合物。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物，进一步包含来自下述通式(5)所表示的化合物组的至少一个作为第五成分，
上述通式(5)中，Rli和俨各自独立地表示碳原子数I~8的烷基，该烷基中的I个或不相邻的2个以上的-CH2-各自独立地可以被-CH =CH-、-C = C-, -O-、-CO-、-COO-或-0C0-取代， OL表示0、1、2或3, Bu、B12和Bu各自独立地为选自由以下的(a)和(b)组成的组中的基团， (a)1,4-亚环己基，该基团中存在的I个-CH2-或不相邻的2个以上的-CH2-可以被取代为_0_ ； (b)I，4-亚苯基，该基团中存在的I个-CH =或不相邻的2个以上的-CH =可以被取代为-N =， 所述(a)和所述(b)所表示的基团中所含的氢原子各自独立地可以被氰基、氯原子或氟原子取代， Lli 和 Ll2 各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-0CH2-、-CH20-、-C00-、-0C0-、-0CF2-、 -CF2O-、-CH = N-N = CH-、-CH = CH-、-CF = CF-或-C e C-, OL为2或3从而L12存在多个时，它们可以相同也可以不同，OL为2或3从而Bu存在多个时，它们可以相同也可以不同，但通式(I)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物以及通式(3)所表示的化合物除外。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物，进一步包含来自下述通式(6)所表示的化合物组的至少一个作为第六成分，
_|y|X3....上述通式(6)中，Rxi和Rx2各自独立地表示碳原子数I至10的烷基、碳原子数I至10的烷氧基或碳原子数2至10的烯基，这些基团中存在的I个亚甲基或不相邻的2个以上的亚甲基可以被取代为-O-或-S-，另外这些基团中存在的I个或2个以上的氢原子可以被取代为氯原子和/或氟原子， u和V各自独立地表示O、I或2, u+v为2以下， MX1、Mx2和Mx3各自独立地选自由以下的(a)和(b)组成的组， (a)反式-1，4-亚环己基，该基团中存在的I个亚甲基或不相邻的2个以上的亚甲基可以被取代为_0_或-S-； (b)I，4-亚苯基，该基团中存在的I个-CH =或不相邻的2个以上的-CH =可以被取代为-N =， 所述(a)或所述(b)所表示的基团中所含的氢原子各自可以被选自由氰基、氟原子、三氟甲基和三氟甲氧基组成的组中的基团取代，Mx2和/或Mx3存在多个时，它们可以相同也可以不同， Lx1、Lx2 和 Lx3 各自独立地表示单键、-C00-、-0C0-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-0CH2-、-CH20-、-0CF2-、-CF2O-、-CH = CH-或-C = C-, Lxi和/或Lx3存在多个时，它们可以相同也可以不同，Xxi和Xx2各自独立地表示三氟甲基、三氟甲氧基或氟原子，X31和X32的任一个表示氟原子，但所述通式(I)~通式(5)所表示的化合物除外。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物，进一步含有聚合性单体。
9.使用了权利要求1~8中任一项所述的液晶组合物的液晶显示元件。
10.使用了权利 求9所述的液晶显示元件的液晶显示器。
【文档编号】G02F1/13GK104185671SQ201380006446
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】岩下芳典, 河村丞治, 根岸真, 小川真治 申请人:Dic株式会社