[发明专利]液晶组成物及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明主要是有关于适于AM(active matrix，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-plane switching，横向电场切换)模式、VA(vertical alignment，垂直配向)模式或PSA(polymer sustained alignment，聚合物稳定配向)模式的元件。 

背景技术

于液晶显示元件中，基于液晶的运作模式的分类为PC(phase change，相变化)、TN(twisted nematic，扭转向列)、STN(super twisted nematic，超扭转向列)、ECB(electrically controlled birefringence，电场控制双折射)、OCB(optically compensated bend，光学补偿双折射)、IPS(in-plane switching，横向电场切换)、VA(vertical alignment，垂直配向)、PSA(polymer sustained alignment，聚合物稳定配向)模式等。基于元件的驱动方式的分类为PM(passive matrix，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(thin film transistor，薄膜电晶体)、MIM(metal insulator metal，金属-绝缘层-金属)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。多晶硅根据制造步骤而被分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光源(back light)的穿透型、以及利用自然光与背光源的两者的半穿透型。 

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以说明。向列相的温度范围与元件的可使用的温度范围相关联。向列相较佳的上限温度为约70℃以上，且向列相较佳的下限温度为约-10℃以 下。组成物的黏度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态影像(moving image)，较佳的是响应时间短。因此，较佳的是组成物的黏度小。更佳的是于较低的温度下的黏度小。 

表1.组成物与AM元件的一般特性 

1)可缩短于液晶单元中注入组成物的时间 

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(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)是以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0.30μm～约0.40μm的范围，于IPS模式的元件中为约0.20μm～约0.30μm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温下而且在较高的温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温下而且在较高的温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。 

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中有所揭示。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：欧洲专利申请公开474062号说明书 

专利文献2：日本专利特开2006-37053号公报 

专利文献3：日本专利特开2006-37054号公报 

专利文献4：日本专利特开2006-233182号公报