液晶組成物及液晶顯示元件的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請號201080037412. 2,申請日2010年8月16日，發明名稱為"液晶組 成物及液晶顯示元件"的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明主要是有關于適于AM(activematrix,主動矩陣）元件等的液晶組成物及 含有該組成物的AM元件等。特別是關于介電異向性為負的液晶組成物，且有關于含有該組 成物的IPS(in-planeswitching,橫向電場切換）模式、VA(ve;rticalalignment,垂直配 向）模式或PSA(polymersustainedalignment,聚合物穩定配向）模式的元件。
【背景技術】
[0003] 于液晶顯示元件中，基于液晶的運作模式的分類為PC(phasechange，相變 化）、TN(twistednematic,扭轉向列）、STN(supertwistednematic,超扭轉向列）、 ECB(elect;ricallycontrolledbirefringence,電場控制雙折射）、0CB(optically compensatedbend,光學補償雙折射）、IPS(in-planeswitching,橫向電場切換）、 VA(ve;rticalalignment,垂直配向）、PSA(polymersustainedalignment,聚合物穩定配 向）模式等。基于元件的驅動方式的分類為PM(passivematrix,被動矩陣）與AM(active matrix,主動矩陣）。PM可分類為靜態式（static)與多工式（multiplex)等，AM可分類為 TFT(thinfilmtransistor,薄膜電晶體）、MIM(metalinsulatormetal,金屬-絕緣層-金 屬）等。TFT的分類為非晶娃（amo巧houssilicon)及多晶娃（polyciystalsilicon)。多 晶娃根據制造步驟而被分類為高溫型與低溫型。基于光源的分類為利用自然光的反射型、 利用背光源化ackIi曲t)的穿透型、W及利用自然光與背光源的兩者的半穿透型。
[0004] 該些元件含有具有適當的特性的液晶組成物。該液晶組成物具有向列相。為了獲 得具有良好的一般特性的AM元件，而使組成物的一般特性提高。將2者的一般特性的關聯 匯總于下述表1。基于市售的AM元件對組成物的一般特性更加W說明。向列相的溫度范圍 與元件的可使用的溫度范圍相關聯。向列相較佳的上限溫度為約70°CW上，且向列相較佳 的下限溫度為約-l〇°CW下。組成物的黏度與元件的響應時間相關聯。為了W元件顯示動 態影像（movingimage),較佳的是響應時間短。因此，較佳的是組成物的黏度小。更佳的是 于較低的溫度下的黏度小。
[0005] 表1.組成物與AM元件的一般特性
[0008] I)可縮短于液晶單元中注入組成物的時間
[0009] 組成物的光學異向性與元件的對比度相關聯。組成物的光學異向性（An)與元件 的單元間隙（d)的積（AnXd)是W使對比度成為最大的方式進行設計。適當的積的值依 存于運作模式的種類。于VA模式的元件中為約0. 30ym~約0. 40ym的范圍，于IPS模式 的元件中為約0. 20Jim~約0. 30Jim的范圍。于此情形時，較佳的是于單元間隙小的元件 中具有較大的光學異向性的組成物。組成物的絕對值較大的介電異向性有助于元件的較低 的臨界電壓、較小的消耗電力與較大的對比度。因此，較佳的是絕對值較大的介電異向性。 組成物較大的比電阻有助于使元件具有較大的電壓保持率與較大的對比度。因此，較佳的 是于初始階段不僅在室溫下而且在較高的溫度下具有較大的比電阻的組成物。較佳的是于 長時間使用后不僅在室溫下而且在較高的溫度下具有較大的比電阻的組成物。組成物對于 紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命相關聯。該些的穩定性高時，該元件的壽命長。 此種特性對于液晶投影機、液晶電視等中所使用的AM元件而言較佳。
[0010] 于具有TN模式的AM元件中，使用具有正的介電異向性的組成物。另一方面，于具 有VA模式的AM元件中，使用具有負的介電異向性的組成物。于具有IPS模式的AM元件中， 使用具有正或負的介電異向性的組成物。于具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或負的 介電異向性的組成物。具有負介電異向性的液晶組成物的例子在如下的專利文獻1~專利 文獻6中有所掲示。
[0011] 現有技術文獻 [001引專利文獻
[0013] 專利文獻1 :歐洲專利申請公開474062號說明書
[0014] 專利文獻2 :日本專利特開2006-37053號公報
[0015] 專利文獻3 :日本專利特開2006-37054號公報
[0016] 專利文獻4 :日本專利特開2006-233182號公報
[0017] 專利文獻5:日本專利特開2007-39639號公報
[0018] 專利文獻6:日本專利特開2008-308581號公報
[001引理想的AM元件具有可使用的溫度范圍廣、響應時間短、對比度大、臨界電壓低、電 壓保持率大、壽命長等特性。理想的是較1毫秒更短的響應時間。因此，組成物的理想的特 性是向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性適當、正的或負的介 電異向性大、比電阻大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等。
【發明內容】
[0020] 發明要解決的技術課題
[002。 本發明的一個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、光學 異向性適當、負的介電異向性大、比電阻大、對紫外線穩定性高、對熱穩定性高等特性中滿 足至少一種特性的液晶組成物。其他目的是在至少2種特性間具有適當的平衡的液晶組成 物。其他目的是含有此種組成物的液晶顯示元件。其他目的是具有光學異向性適當（光學 異向性小或光學異向性大）、負的介電異向性大、對于紫外線穩定性高等特性的組成物，W 及具有響應時間短、電壓保持率大、對比度大、壽命長等特性的AM元件。
[0022] 解決課題的技術手段
[0023] 一種液晶組成物及含有該組成物的液晶顯示元件，所述液晶組成物含有作為第一 成分的選自W式（1)所表示的化合物的群組的至少一種化合物、及作為第二成分的選自W 式（2)所表示的化合物的群組的至少一種化合物，且具有負的介電異向性。
(1) 妍
[002引其中，Ri及R2獨立為碳數為1~12的烷基、碳數為1~12的烷氧基、碳數為2~ 12的締基、或任意的氨經氣取代的碳數為2~12的締基；m為1或2。
[002引發明的效果
[0027] 本發明的優點是在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向 性適當、負的介電異向性大、比電阻大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等特性中滿 足至少一種特性的液晶組成物。本發明的一個方面是在至少2種特性間具有適當的平衡的 液晶組成物。本發明的其他方面是含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明的其他方面是 具有光學異向性適當、負的介電異向性大、對紫外線穩定性高等特性的組成物，W及具有響 應時間短、電壓保持率大、對比度大、壽命長等特性的AM元件。
【具體實施方式】
[0028] 在本說明書的用語中的使用如下所述。有時將本發明的液晶組成物或本發明的液 晶顯示元件分別簡稱為"組成物"或"元件"。液晶顯示元件是液晶顯示面板及液晶顯示模組 的總稱。"液晶性化合物"表示具有向列相、層列相（smectic地ase)等液晶相的化合物或 者雖然不具液晶相但可用作組成物的成分的化合物。該有用的化合物例如具有如1,4-亞 環己基（l，4-cyclohe巧Iene)或1,4-亞苯基（l，4-phenylene)的類的六元環，且其分子結 構為棒狀（rod like)。有時將光學活性化合物及可聚合的化合物添加至組成物中。該些化 合物即使是液晶性化合物，于此亦分類為添加物。有時將選自W式（1)所表示的化合物的 群組的至少一種化合物簡稱為"化合物（1)"。"化合物（1)"表示W式（1)所表示的一種化 合物或2種W上化合物。關于W其他式所表示的化合物亦相同。"任意的"不僅表示位置任 意而且表示個數任意，但不包含個數為0的情況。
[0029] 有時將向列相的上限溫度簡稱為"上限溫度"。有時將向列相的下限溫度簡稱為 "下限溫度"。"比電阻大"表示組成物在初始階段不僅在室溫下，且在接近向列相的上限溫 度的溫度下亦具有較大的比電阻，而且在長時間使用后不僅在室溫下且在接近向列相的上 限溫度的溫度下亦也具有較大的比電阻。"電壓保持率大"表示元件在初始階段不僅在室溫 下，且在較高溫度下亦具有較大的電壓保持率，而且在長時間使用后不僅在室溫下，且在接 近向列相的上限溫度的溫度下也具有較大的電壓保持率。于說明光學異向性等特性時，使 用藉由實例中記載的測定方法而所得的值。第一成分是一種化合物或2種W上的化合物。 "第一成分的比例"是指第一成分相對于液晶組成物的總重量的重量百分率（重量％ )。于 第二成分的比例等中亦相同。于組成物中所混合的添加物的比例是指上述組成物相對于液 晶組成物的總重量的重量百分率（重量％ )或重量百萬分率（ppm)。
[0030] 于成分化合物的化學式中，將Ri的記號用于多種化合物中。于該些中的任意的2 種化合物中，所選擇的Ri可相同亦可不同。例如，存在化合物（1)的Ri為乙基，且化合物 (5-1)的Ri為乙基的例子。亦存在化合物（1)的Ri為乙基，且化合物（5-1)的Ri為丙基的 例子。該規則亦適用于Z2、環Ei等。
[0031] 本發明為下述項等。
[0032] 1. -種液晶組成物，所述液晶組成物含有作為第一成分的選自W式（1)所表示的 化合物的群組的至少一種化合物、及作為第二成分的選自W式（2)所表示的化合物的群組 的至少一種化合物，且具有負的介電異向性。
(1) 巧）
[0034] 其中，Ri及R2獨立為碳數為1~12的烷基、碳數為1~12的烷氧基、碳數為2~ 12的締基、或任意的氨經氣取代的碳數為2~12的締基；m為1或2。
[0035] 2.如第1項所述的液晶組成物，其中基于液晶組成