液晶组成物及液晶显示元件的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号201080037412. 2,申请日2010年8月16日，发明名称为"液晶组 成物及液晶显示元件"的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明主要是有关于适于AM(activematrix,主动矩阵）元件等的液晶组成物及 含有该组成物的AM元件等。特别是关于介电异向性为负的液晶组成物，且有关于含有该组 成物的IPS(in-planeswitching,横向电场切换）模式、VA(ve;rticalalignment,垂直配 向）模式或PSA(polymersustainedalignment,聚合物稳定配向）模式的元件。
【背景技术】
[0003] 于液晶显示元件中，基于液晶的运作模式的分类为PC(phasechange，相变 化）、TN(twistednematic,扭转向列）、STN(supertwistednematic,超扭转向列）、 ECB(elect;ricallycontrolledbirefringence,电场控制双折射）、0CB(optically compensatedbend,光学补偿双折射）、IPS(in-planeswitching,横向电场切换）、 VA(ve;rticalalignment,垂直配向）、PSA(polymersustainedalignment,聚合物稳定配 向）模式等。基于元件的驱动方式的分类为PM(passivematrix,被动矩阵）与AM(active matrix,主动矩阵）。PM可分类为静态式（static)与多工式（multiplex)等，AM可分类为 TFT(thinfilmtransistor,薄膜电晶体）、MIM(metalinsulatormetal,金属-绝缘层-金 属）等。TFT的分类为非晶娃（amo巧houssilicon)及多晶娃（polyciystalsilicon)。多 晶娃根据制造步骤而被分类为高溫型与低溫型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、 利用背光源化ackIi曲t)的穿透型、W及利用自然光与背光源的两者的半穿透型。
[0004] 该些元件含有具有适当的特性的液晶组成物。该液晶组成物具有向列相。为了获 得具有良好的一般特性的AM元件，而使组成物的一般特性提高。将2者的一般特性的关联 汇总于下述表1。基于市售的AM元件对组成物的一般特性更加W说明。向列相的溫度范围 与元件的可使用的溫度范围相关联。向列相较佳的上限溫度为约70°CW上，且向列相较佳 的下限溫度为约-l〇°CW下。组成物的黏度与元件的响应时间相关联。为了W元件显示动 态影像（movingimage),较佳的是响应时间短。因此，较佳的是组成物的黏度小。更佳的是 于较低的溫度下的黏度小。
[0005] 表1.组成物与AM元件的一般特性
[0008] I)可缩短于液晶单元中注入组成物的时间
[0009] 组成物的光学异向性与元件的对比度相关联。组成物的光学异向性（An)与元件 的单元间隙（d)的积（AnXd)是W使对比度成为最大的方式进行设计。适当的积的值依 存于运作模式的种类。于VA模式的元件中为约0. 30ym~约0. 40ym的范围，于IPS模式 的元件中为约0. 20Jim~约0. 30Jim的范围。于此情形时，较佳的是于单元间隙小的元件 中具有较大的光学异向性的组成物。组成物的绝对值较大的介电异向性有助于元件的较低 的临界电压、较小的消耗电力与较大的对比度。因此，较佳的是绝对值较大的介电异向性。 组成物较大的比电阻有助于使元件具有较大的电压保持率与较大的对比度。因此，较佳的 是于初始阶段不仅在室溫下而且在较高的溫度下具有较大的比电阻的组成物。较佳的是于 长时间使用后不仅在室溫下而且在较高的溫度下具有较大的比电阻的组成物。组成物对于 紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。该些的稳定性高时，该元件的寿命长。 此种特性对于液晶投影机、液晶电视等中所使用的AM元件而言较佳。
[0010] 于具有TN模式的AM元件中，使用具有正的介电异向性的组成物。另一方面，于具 有VA模式的AM元件中，使用具有负的介电异向性的组成物。于具有IPS模式的AM元件中， 使用具有正或负的介电异向性的组成物。于具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或负的 介电异向性的组成物。具有负介电异向性的液晶组成物的例子在如下的专利文献1~专利 文献6中有所掲示。
[0011] 现有技术文献 [001引专利文献
[0013] 专利文献1 :欧洲专利申请公开474062号说明书
[0014] 专利文献2 :日本专利特开2006-37053号公报
[0015] 专利文献3 :日本专利特开2006-37054号公报
[0016] 专利文献4 :日本专利特开2006-233182号公报
[0017] 专利文献5:日本专利特开2007-39639号公报
[0018] 专利文献6:日本专利特开2008-308581号公报
[001引理想的AM元件具有可使用的溫度范围广、响应时间短、对比度大、临界电压低、电 压保持率大、寿命长等特性。理想的是较1毫秒更短的响应时间。因此，组成物的理想的特 性是向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光学异向性适当、正的或负的介 电异向性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等。
【发明内容】
[0020] 发明要解决的技术课题
[002。 本发明的一个目的是在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光学 异向性适当、负的介电异向性大、比电阻大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高等特性中满 足至少一种特性的液晶组成物。其他目的是在至少2种特性间具有适当的平衡的液晶组成 物。其他目的是含有此种组成物的液晶显示元件。其他目的是具有光学异向性适当（光学 异向性小或光学异向性大）、负的介电异向性大、对于紫外线稳定性高等特性的组成物，W 及具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性的AM元件。
[0022] 解决课题的技术手段
[0023] 一种液晶组成物及含有该组成物的液晶显示元件，所述液晶组成物含有作为第一 成分的选自W式（1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物、及作为第二成分的选自W 式（2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，且具有负的介电异向性。
(1) 妍
[002引其中，Ri及R2独立为碳数为1~12的烷基、碳数为1~12的烷氧基、碳数为2~ 12的締基、或任意的氨经氣取代的碳数为2~12的締基；m为1或2。
[002引发明的效果
[0027] 本发明的优点是在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光学异向 性适当、负的介电异向性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中满 足至少一种特性的液晶组成物。本发明的一个方面是在至少2种特性间具有适当的平衡的 液晶组成物。本发明的其他方面是含有此种组成物的液晶显示元件。本发明的其他方面是 具有光学异向性适当、负的介电异向性大、对紫外线稳定性高等特性的组成物，W及具有响 应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性的AM元件。
【具体实施方式】
[0028] 在本说明书的用语中的使用如下所述。有时将本发明的液晶组成物或本发明的液 晶显示元件分别简称为"组成物"或"元件"。液晶显示元件是液晶显示面板及液晶显示模组 的总称。"液晶性化合物"表示具有向列相、层列相（smectic地ase)等液晶相的化合物或 者虽然不具液晶相但可用作组成物的成分的化合物。该有用的化合物例如具有如1,4-亚 环己基（l，4-cyclohe巧Iene)或1,4-亚苯基（l，4-phenylene)的类的六元环，且其分子结 构为棒状（rod like)。有时将光学活性化合物及可聚合的化合物添加至组成物中。该些化 合物即使是液晶性化合物，于此亦分类为添加物。有时将选自W式（1)所表示的化合物的 群组的至少一种化合物简称为"化合物（1)"。"化合物（1)"表示W式（1)所表示的一种化 合物或2种W上化合物。关于W其他式所表示的化合物亦相同。"任意的"不仅表示位置任 意而且表示个数任意，但不包含个数为0的情况。
[0029] 有时将向列相的上限溫度简称为"上限溫度"。有时将向列相的下限溫度简称为 "下限溫度"。"比电阻大"表示组成物在初始阶段不仅在室溫下，且在接近向列相的上限溫 度的溫度下亦具有较大的比电阻，而且在长时间使用后不仅在室溫下且在接近向列相的上 限溫度的溫度下亦也具有较大的比电阻。"电压保持率大"表示元件在初始阶段不仅在室溫 下，且在较高溫度下亦具有较大的电压保持率，而且在长时间使用后不仅在室溫下，且在接 近向列相的上限溫度的溫度下也具有较大的电压保持率。于说明光学异向性等特性时，使 用藉由实例中记载的测定方法而所得的值。第一成分是一种化合物或2种W上的化合物。 "第一成分的比例"是指第一成分相对于液晶组成物的总重量的重量百分率（重量％ )。于 第二成分的比例等中亦相同。于组成物中所混合的添加物的比例是指上述组成物相对于液 晶组成物的总重量的重量百分率（重量％ )或重量百万分率（ppm)。
[0030] 于成分化合物的化学式中，将Ri的记号用于多种化合物中。于该些中的任意的2 种化合物中，所选择的Ri可相同亦可不同。例如，存在化合物（1)的Ri为乙基，且化合物 (5-1)的Ri为乙基的例子。亦存在化合物（1)的Ri为乙基，且化合物（5-1)的Ri为丙基的 例子。该规则亦适用于Z2、环Ei等。
[0031] 本发明为下述项等。
[0032] 1. -种液晶组成物，所述液晶组成物含有作为第一成分的选自W式（1)所表示的 化合物的群组的至少一种化合物、及作为第二成分的选自W式（2)所表示的化合物的群组 的至少一种化合物，且具有负的介电异向性。
(1) 巧）
[0034] 其中，Ri及R2独立为碳数为1~12的烷基、碳数为1~12的烷氧基、碳数为2~ 12的締基、或任意的氨经氣取代的碳数为2~12的締基；m为1或2。
[0035] 2.如第1项所述的液晶组成物，其中基于液晶组成