[发明专利]向列型液晶组合物以及使用其的液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性（Δε）显示正值的向列型液晶组合物以及使用其的液晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件用于从钟表、电子计算器为代表，各种测定仪器、汽车用板(panel)、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。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）的垂直取向型、IPS（平面转换）型等。要求用于这些液晶显示元件的液晶组合物对于水分、空气、热、光等外在刺激稳定，另外在以室温为中心的尽可能宽的温度范围内显示液晶相，粘性低，并且驱动电压低。进一步，为了使对于每个显示元件，介电常数各向异性（Δε）和/或折射率各向异性（Δn）等取到最适宜的值，液晶组合物由数种至数十种的化合物构成。

垂直取向（VA）型显示器中使用Δε为负的液晶组合物，TN型、STN型或IPS（平面转换）型等水平取向型显示器中使用Δε为正的液晶组合物。另外，还报道了使Δε为正的液晶组合物在未施加电压时垂直取向并通过施加横向电场进行显示的驱动方式，Δε为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面，所有的驱动方式中都要求低电压驱动、高速应答、宽操作温度范围。即，要求Δε为正且绝对值大，粘度（η）小，向列相-各向同性液相转移温度（Tni）高。另外，有必要设定Δn和单元间隙（d）之积Δn×d，将液晶组合物的Δn与单元间隙结合而调节至适当的范围内。另外，在将液晶显示元件用于电视机等的情况中重视高速应答性，因此要求旋转粘度（γ₁）小的液晶组合物。

作为要达到高速应答性的液晶组合物的结构，公开了例如作为Δε为正的液晶化合物的式（B）表示的化合物，以及组合使用作为Δε为中性的液晶化合物的式（A）表示的化合物、式（C）表示的化合物的液晶组合物。这些液晶组合物的特征是Δε为正的液晶化合物具有-CF₂O-结构，Δε为中性的液晶化合物具有烯基，这在该液晶组合物的领域中是众所周知的。（专利文献1到4）

另一方面，液晶显示元件的用途扩大，其使用方法、制造方法也出现很大的变化。为了应对这些变化，要求使现有已知的基本物性值以外的特性最适化。即，使用液晶组合物的液晶显示元件广泛使用VA型、IPS型等，其大小方面也实用化地使用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是从现有的真空注入法而滴下式注入（ODF：One Drop Fill）法成为注入方法的主流，但是将液晶组合物滴下到基板时的滴下痕迹造成显示品质降低的问题表面化。进一步，利用ODF法的液晶显示元件制造工序中，有必要对应于液晶显示元件的尺寸滴下最适宜的液晶注入量。若注入量距离最适值的偏差变大，预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡被破坏，发生斑痕的产生、对比度不良等显示不良。特别地，频繁用于最近流行的智能手机的小型液晶显示元件由于最适宜的液晶注入量少，因而将距离最适值的偏差控制在一定范围内本身是困难的。因而，为了保持液晶显示元件的高合格率，例如，对于液晶滴下时产生的滴下装置内的急剧压力变化、冲击的影响小、且能够经过长时间而稳定地持续滴下液晶的性能也是必要的。

如此一来，在由TFT元件等驱动的有源矩阵驱动液晶显示元件中使用的液晶组合物中，考虑需要开发一种在维持高速应答性能等作为液晶显示元件而要求的特性、性能的同时，具有以往所重视的高电阻率值或高电压保持率、并且还具有对光、热等外部刺激稳定的特性的液晶显示元件的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-037918号

专利文献2：日本特开2008-038018号

专利文献3：日本特开2010-275390号

专利文献4：日本特开2011-052120号

发明内容

发明要解决的问题

本发明要解决的问题是提供一种Δε为正的液晶组合物，其具有宽温度范围的液晶相、粘性小、在低温下的溶解度良好、电阻率、电压保持率高、对热、光稳定，进一步通过使用该液晶组合物从而以高合格率提供一种显示品质优异、图像保留、滴下痕迹等显示不良不易发生的TN型等的液晶显示元件。

用于解决问题的手段

本发明人研究了各种液晶化合物和各种化学物质，发现通过组合特定的液晶化合物能够解决上述问题，从而完成了本发明。