液晶组合物和使用其的液晶显示元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及作为液晶显示装置等的构成部件有用的液晶组合物和液晶显示元件。
【背景技术】
[0002] 液晶显示元件被应用于以时钟、计算器为首的各种测定设备、汽车用面板、文字处 理器、电子记事本、打印机、电脑、电视、时钟、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代表性 方式有TN(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、使用了TFT(薄膜晶体管）的VA(垂直取 向）型、IPS(平面转换）型等。这些液晶显示元件中使用的液晶组合物需要对水分、空气、 热、光等外界因素稳定，此外，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。进而，为了针对各显示元件将介电常数各向异性（△e)或和折射率各向异 性（An)等设为最适的值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
[0003]垂直取向型显示器使用Ae为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。另一方面， 在全部驱动方式中均要求低电压驱动、高速响应、宽工作温度范围。即，需要Ae为正且绝 对值大、粘度U)小、向列相-各向同性液体相转变温度（Tni)高。此外，由于An与单元间 隙⑷之积即AnXd的设定，需要根据单元间隙将液晶组合物的An调节至适当的范围。 而且在将液晶显示元件应用于电视等时重视高速响应性，因此要求Yi小的液晶组合物。
[0004] 以往，为了构成y/j、的液晶组合物，一般使用具有二烷基双环己烷骨架的化合物 (参照专利文献1)。然而，双环己烷系化合物虽然降低Y:的效果好，但一般而言蒸气压高， 烷基链长度短的化合物这种倾向特别明显。此外，还有Tni低的倾向，因此，实际上，烷基双 环己烷系化合物多使用侧链长度的合计为碳原子数7以上的化合物，未对侧链长度短的化 合物进行充分的研宄。
[0005]另一方面，随着液晶显示元件的用途的扩大，可以预见其使用方法、制造方法也会 有大的变化，为了应对这种情况，需要对以往已知的基本物性值以外的特性进行优化。即， 随着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， 其大小也变为实际使用50型以上的超大型尺寸的显示元件。伴随基板尺寸的大型化，液晶 组合物向基板的注入方法也由以往的真空注入法转变为滴注（〇DF:0neDropFill)法成为 注入方法的主流（参照专利文献2)，将液晶组合物滴加至基板时的滴痕导致显示品质降低 的问题也凸显出来。进而，出于液晶显示元件中的液晶材料的预倾角的生成、高速响应性的 目的，开发了PS液晶显示元件（polymerstabilized、聚合物稳定化）、PSA液晶显示元件 (polymersustainedalignment、聚合物维持取向）（参照专利文献3)，该问题成了更大的 问题。即，这些显示元件具有在液晶组合物中添加单体并使组合物中的单体固化的特征。有 源矩阵用液晶组合物需要维持高电压保持率，因而能够使用的化合物被特定，化合物中具 有酯键的化合物的使用受到限制。PSA液晶显示元件中使用的单体主要有丙烯酸酯系，通常 为化合物中具有酯键的化合物，这样的化合物通常不作为有源矩阵用液晶化合物使用（参 照专利文献3)。这样的异物会诱发滴痕的产生，因显示不良导致的液晶显示元件的良品率 的恶化成了问题。此外，在液晶组合物中添加抗氧化剂、光吸收剂等添加物时良品率的恶化 也成了问题。
[0006] 这里，滴痕定义为在黑色显示时滴加液晶组合物的痕迹浮现白色的现象。
[0007] 为了抑制滴痕，公开了下述方法：利用混合于液晶组合物中的聚合性化合物的聚 合在液晶相中形成聚合物层，从而抑制由于与取向控制膜的关系而产生的滴痕（专利文献 4)。然而，该方法存在添加于液晶中的聚合性化合物引起的显示烧屏的问题，对于滴痕的抑 制，其效果也不充分，需要开发维持了作为液晶显示元件的基本特性但难以发生烧屏、滴痕 的液晶显示元件。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特表2008-505235号公报
[0011] 专利文献2:日本特开平6-235925号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2002-357830号公报
[0013] 专利文献4:日本特开2006-58755号公报
【发明内容】
[0014] 发明所要解决的课题
[0015] 本发明所要解决的课题在于，提供一种液晶组合物和使用了该液晶组合物的液晶 显示元件，所述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、yi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，难以产生制 造时的滴痕、实现0DF工序中稳定的液晶材料排出量，适合于液晶显示元件。
[0016] 用于解决课题的方法
[0017] 本发明人等为了解决上述课题，对最适于通过滴注法制作液晶显示元件的各种液 晶组合物的构成进行了研宄，发现通过将特定的液晶化合物以特定的混合比例进行使用， 能够抑制液晶显示元件中的滴痕产生，从而完成了本申请发明。
[0018] 本申请发明提供一种介电常数各向异性为负的液晶组合物和使用了该液晶组合 物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有式（I)所表示的化合物，含有2种以上的通式（II) 所表示的化合物，且含有1种或2种以上的通式（II)所表示的化合物中n1为0的化合物， 含有1种或2种以上的通式（II)所表示的化合物中n1为1的化合物。
[0019][化1]
【主权项】
1. 一种介电常数各向异性为负的液晶组合物，其含有式（I)所表示的化合物，含有2种 W上的通式（II)所表示的化合物，含有1种或2种W上的通式（II)所表示的化合物中ni 为0的化合物，含有1种或2种W上的通式（II)所表示的化合物中ni为1的化合物， [化1]
式中，Ri和R2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的締基、碳原子 数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的締氧基，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中1个 W上的氨原子可被氣原子取代，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中的亚甲基在氧原子不 连续结合的情况下可被氧原子取代，在幾基不连续结合的情况下可被幾基取代，ni表示0或 1〇
2. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有3~35质量％的式（I)所表示的化合 物。
3. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有20~40质量％的通式（II)所表示的化 合物。
4. 根据权利要求1所述的组合物，其含有1种W上的通式（II-1)所表示的化合物，含 有1种W上的通式（II-2)所表示的化合物， [化2]
式中Ri表示与通式（I)中的Ri相同的意思， [化3]
式中，Ri表示与通式（I)中的Ri相同的意思。
5. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有通式（III)所表示的化合物， [化4]
式中，R3和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的締基、碳原 子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的締氧基，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中1 个W上的氨原子可被氣原子取代，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中的亚甲基在氧原子 不连续结合的情况下可被氧原子取代，在幾基不连续结合的情况下可被幾基取代，心表示 1，4-亚环己基或四氨化喃-2, 5-二基。
6. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有通式（IV)所表示的化合物， [化引
式中，R5和R6各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的締基、碳原子 数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的締氧基，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中1个 W上的氨原子可被氣原子取代，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中的亚甲基在氧原子不 连续结合的情况下可被氧原子取代，在幾基不连续结合的情况下可被幾基取代。
7. -种液晶组合物，其含有5~35质量％的权利要求1所述的式（I)所表示的化合 物，含有3~30质量％的权利要求4所述的通式（II-1)所表示的化合物，含有5~25质 量％的权利要求4所述的通式（II-2)所表示的化合物，含有3~25质量％的权利要求5 所述的通式（III)所表示的化合物，含有2~30质量％的权利要求6所述的通式（IV)所 表示的化合物。
8. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有式（V)所表示的化合物， [化6]
式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的締基、碳原子 数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的締氧基，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中1个 W上的氨原子可被氣原子取代，该烷基、締基、烷氧基和/或締氧基中的亚甲基在氧原子不 连续结合的情况下可被氧原子取代，在幾基不连续结合的情况下可被幾基取代， A2表示1，4-亚环己基、1，4-亚苯基或四氨化喃-2, 5-二基，当A2表示1，4-亚苯基时， 该1，4-亚苯基中1个W上的氨原子可被氣原子取代， Zi表示单键、-OCH厂、-OCF2-、-邸2〇-或-CF20-， n表示0或1， XI~X6各自独立地表示氨原子或氣原子，XI~X6中的至少1个表示氣原子。
9. 一种液晶组合物，其含有5~35质量％的权利要求1所述的式（I)所表示的化合 物，含有3~30质量％的权利要求4所述的通式（II-1)所表示的化合物，含有5~25质 量％的权利要求4所述的通式（II-2)所表示的化合物，含有3~25质量％的权利要求5 所述的通式（III)所表示的化合物，含有2~30质量％的权利要求6所述的通式（IV)所 表示的化合物，含有2~30质量％的权利要求8所述的通式（V)所表示的化合物。
10. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有反应性单体。
11. 一种液晶显示元件，其使用了权利要求1所述的液晶组合物。
12. -种液晶显示元件，其使用了权利要求10所述的液晶组合物。
13. -种液晶显示器，其使用了权利要求11或12所述的液晶显示元件。
【专利摘要】本发明涉及液晶显示元件中使用的液晶组合物。本发明所要解决的课题是，提供一种适合于液晶显示元件的液晶组合物，所述液晶组合物不会使介电常数各向异性、体积粘度、向列相上限温度、旋转粘度γ1、电压保持率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、难以产生制造时的滴痕、实现了ODF工序中稳定的液晶材料排出量、具有低温下良好的溶解性，同时还提供使用了该液晶组合物的液晶显示元件。本发明涉及介电常数各向异性为负的液晶组合物和使用了该液晶组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有式(I)所表示的化合物，含有1种或2种以上的通式(II-1)所表示的化合物，含有1种或2种以上的通式(II-2)所表示的化合物。
【IPC分类】C09K19-52, G02F1-13, C09K19-34, C09K19-30, C09K19-42, C09K19-12
【公开号】CN104797687
【申请号】CN201380060557
【发明人】岩下芳典, 丹羽雅裕, 小川真治
【申请人】Dic株式会社
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年3月21日
【公告号】WO2014147792A1