液晶组合物、液晶显示元件以及液晶显示器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶组合物、使用所述液晶组合物的液晶显示元件以及液晶显示 器。
【背景技术】
[0002] 液晶显示元件从钟表、电子计算器开始，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、电视机、钟表、广告显示板等中使用。作为液晶显示 方式，其代表性的有TN(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、使用TFT (薄膜晶体管）的 VA(垂直取向）型、IPS(平面转换）型等。用于这些液晶显示元件的液晶组合物，要求对水 分、空气、热、光等外来因素稳定，并且要求在以室温为中心尽可能宽的温度范围内显示液 晶相，粘性低，且驱动电压低。进一步，为了对每个显示元件而言使最适合的介电常数各向 异性（△ ε )或和折射率各向异性（Δη)等为最适值，液晶组合物由数种至数十种化合物构 成。
[0003] 垂直取向型显示器中使用Δ ε为负的液晶组合物，并广泛用于液晶TV等中。另 一方面，在所有的驱动方式中都要求低电压驱动、高速响应、宽的工作温度范围。也就是说， 要求λ ε为正并且绝对值大、粘度（η)小、高的向列相一各向同性液体相转变温度（Tni)。 另外，由于作为Δη和单元间隙（d)的积的AnXd的设定，需要根据单元间隙将液晶组合 物的Λη调节至适当的范围。除此以外，由于在将液晶显示元件应用于电视机等时重视高 速响应性，因此还要求旋转粘度（Y 1)小的液晶组合物。
[0004] 以往，为了构成γ/j、的液晶组合物，通常使用具有二烷基双环己烷骨架的化合物 (参见专利文献1)。然而，双环己烷系化合物虽然对降低γ:效果好，但是蒸汽压通常较高， 烷基链长较短的化合物的这种倾向特别显著。另外还有T ni也较低的倾向。因此，事实上烷 基双环己烷系化合物多使用侧链长的合计为碳原子数7以上的化合物，而对于侧链长较短 的化合物并未进行充分的研宄。
[0005] 虽然使用侧链长较短的二烷基双环己烷系化合物的液晶组合物也是已知的（参 见专利文献2)，但作为介电常数各向异性为负的化合物，多使用具有3个环结构的化合物， 并且使用具有二氟乙烯骨架的化合物来获得作为组合物整体的物性平衡。然而，该组合物 中使用的二氟乙烯骨架具有对光的稳定性低的问题，因此希望开发出不使用这种化合物的 液晶组合物。
[0006] 另一方面，液晶显示元件的用途扩大，从而其使用方法、制造方法也出现了很大的 变化，为了应对这些变化，需要使以往已知的基本物性值以外的特性最优化。也就是说，由 于使用液晶组合物的液晶显示元件广泛使用VA(垂直取向）型、IPS(平面转换）型等，因此 就其大小而言也实用化地使用50型以上的超大型尺寸的显示元件。随着基板尺寸的大型 化，液晶组合物向基板的注入方法也产生变化，从以往的真空注入法到滴下注入（ODF :0ne Drop Fill)法成为注入方法的主流（参见专利文献3)，但是将液晶组合物滴下至基板时的 滴痕造成显示品质下降的问题显现出来。此处，所谓的滴痕，定义为在显示黑色时滴下液晶 组合物的痕迹浮现白色的现象。
[0007] 以液晶显示元件中液晶材料的预倾角控制的高速响应性为目的，开发了 PS液晶 显示元件（polymer stabilized，聚合物稳定化）、PSA液晶显示元件（polymer sustained alignment，聚合物维持取向）（参见专利文献4)，而前述问题成了更大的问题。通常，这些 显示元件具有如下特征：在液晶组合物中添加单体，使组合物中的单体固化。另一方面，有 源矩阵用液晶组合物由于存在维持高电压保持率的必要性，因此具有酯键的化合物被限制 使用，能够使用的化合物种类较少。
[0008] PSA液晶显示元件中使用的单体以丙烯酸酯系为主，丙烯酸酯系化合物一般具有 酯键。丙烯酸酯系化合物通常不用作有源矩阵用液晶化合物（参见专利文献4)。当有源矩 阵用液晶化合物中含有较多丙烯酸酯系化合物时，会引发滴痕的产生，由显示不良导致的 液晶显示元件的成品率变差成为问题。另外，在前述液晶组合物中添加抗氧化剂、光吸收剂 等添加物时成品率的变差也会成为问题。
[0009] 作为抑制滴痕的方法，公开了如下方法：使混合在液晶组合物中的聚合性化合物 聚合，在液晶层中形成聚合物层，从而抑制由于和取向控制膜的关系而产生的滴痕（专利 文献5)。然而，该方法中，存在因添加到液晶组合物中的聚合性化合物而引起的显示烧屏 的问题，并且滴痕的抑制效果不充分。因此，要求开发一种维持作为液晶显示元件的基本特 性，同时不易产生烧屏、滴痕的液晶显示元件。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本特表2008 - 505235号公报
[0013] 专利文献2 :日本特开2012 - 136623号公报
[0014] 专利文献3 :日本特开平6 - 235925号公报
[0015] 专利文献4 :日本特开2002 - 357830号公报
[0016] 专利文献5 :日本特开2006 - 58755号公报
【发明内容】
[0017] 发明要解决的问题
[0018] 本发明的问题是提供一种液晶组合物，其介电常数各向异性（Λ ε)、粘度（n)、 向列相的上限温度（Tni)、低温下的向列相的稳定性（溶解性）、旋转粘度（γ i)、烧屏特性良 好，不易产生液晶显示元件制造时的滴痕，在ODF工序中能够稳定地吐出，以及提供使用该 液晶组合物的液晶显示元件和液晶显示器。
[0019] 解决问题的方法
[0020] 本发明人等为了解决上述问题，研宄了最适合于利用滴下法制作液晶显示元件 的各种液晶组合物的构成，发现通过以特定的混合比例使用特定的液晶化合物，可以抑制 液晶显示元件中滴痕的产生，从而完成本发明。也就是说，本发明的第一实施方式为以下 ⑴~（Vii)的液晶组合物。
[0021] (i) 一种液晶组合物，其为具有负的介电常数各向异性的液晶组合物，其特征在 于，包含成分（B)和成分（A)，所述成分（B)是含有下述式（1)表示的介电中性的化合物并 且介电常数各向异性大于一 2且小于+2的介电中性成分，所述成分（A)含有2种以上选自 下述式（2)~（5)表示的化合物组的化合物并且介电性为负。
[0022][化 1]
【主权项】
1. 一种液晶组合物，其为具有负的介电常数各向异性的液晶组合物，其特征在于，包含 成分（B)和成分（A)，所述成分（B)是含有下述式（1)表不的介电中性化合物并且介电常 数各向异性大于一 2且小于+2的介电中性成分，所述成分（A)含有2种以上选自下述式 (2)~（5)表示的化合物组的化合物并且介电性为负， [化1]
式中，R1和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基，R2和R 3各自独立地表示碳原子 数1~8的烷基或碳原子数2~8的烯基，R2和R3的烷基或烯基中的亚甲基在氧原子不连 续结合的情况下可以被氧原子取代，或者在羰基不连续结合的情况下可以被羰基取代。
2. 根据权利要求1所述的液晶组合物，所述成分（A)含有2种以上选自下述式（2. 1)、 式（2. 2)、式（3. 1)、式（3. 2)、式（4. 1)、式（4. 2)、式（5. 1)和式（5. 2)表示的化合物组的化 合物， [化2]
3. 根据权利要求1或2所述的液晶组合物，所述成分⑶含有下述式（6. 1)或（6. 2) 表示的化合物， [化3]
4. 根据权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物，所述成分（A)含有下述式（7. 1) 或（7. 2)表示的化合物， [化4]
5. 根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物，所述成分⑶含有下述通式（8) 表示的化合物， [化5]
式中，R5表示碳原子数2或5的烷基或碳原子数1~3的烷氧基。
6. 根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物，所述成分（A)含有下述式（9. 1) 或（9. 2)表示的化合物， [化6]
7. 根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物，所述成分（A)含有下述式（10. 1) 或（10. 2)表示的化合物， [化7]
8. -种液晶显示元件，其特征在于，使用了权利要求1~7中任一项所述的液晶组合 物。
9. 一种液晶显示器，其特征在于，使用了权利要求8所述的液晶显示元件。
【专利摘要】一种液晶组合物，其为具有负的介电常数各向异性的液晶组合物，包含成分(B)和成分(A)，所述成分(B)是含有下述式(1)的化合物并且介电常数各向异性为中性的成分，所述成分(A)含有2种以上下述式(2)～(5)的化合物组并且介电性为负。R1和R4表示C1～8的烷基，R2和R3表示C1～8的烷基或C2～8的烯基。
【IPC分类】G02F1-13, C09K19-30, C09K19-12
【公开号】CN104736670
【申请号】CN201280076540
【发明人】河村丞治, 岩下芳典
【申请人】Dic株式会社
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2012年10月23日
【公告号】WO2014064765A1