[发明专利]向列液晶组合物及使用其的液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及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

液晶显示元件从钟表、电子计算器开始，发展到在各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等中使用。作为液晶显示方式，其代表性方式中有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型、IPS(共面转换)型等。要求这些液晶显示元件中所用的液晶组合物对水分、空气、热、光等外部刺激稳定，此外在以室温为中心尽量宽的温度范围显示液晶相，粘性低，并且驱动电压低。此外，为了对各个显示元件而言使介电常数各向异性(Δε)或和折射率各向异性(Δn)等为最适值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。

垂直取向(VA)型显示器中，使用了Δε为负的液晶组合物，TN型、STN型或IPS(共面转换)型等水平取向型显示器中，使用了Δε为正的液晶组合物。此外，还报道了通过使Δε为正的液晶组合物在不施加电压时垂直地取向，并施加横向电场来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，在全部驱动方式中都要求低电压驱动、高速响应、宽的动作温度范围。即，要求Δε为正且绝对值大，粘度(η)小，向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)高。此外，由于Δn与单元间隙(d)之积即Δn×d的设定，因此需要根据单元间隙将液晶组合物的Δn调节至适当范围。此外，在将液晶显示元件应用于电视等的情况下重视高速响应性，因此要求旋转粘性(γ₁)小的液晶组合物。

作为以高速响应性为意向的液晶组合物的构成，公开了例如将作为Δε为正的液晶化合物的式(A-1)、(A-2)所示的化合物与作为Δε为中性的液晶化合物的(B)组合使用的液晶组合物。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广泛知晓。(参照专利文献1～4)。

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另一方面，液晶显示元件的用途扩大，从而其使用方法、制造方法也可见大的变化。为了应对这些变化，要求将以往已知的基本物性值以外的特性最优化。即，使用液晶组合物的液晶显示元件广泛使用VA型、IPS型等，从而就其大小而言也实用化并使用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从以往的真空注入法发展到滴下注入(ODF：One Drop Fill)法成为注入方法的主流，但将液晶组合物滴下于基板时的滴痕导致显示品质的降低的问题表面化。此外，在采用ODF法的液晶显示元件制造工序中，需要根据液晶显示元件的尺寸滴下最适的液晶注入量。如果注入量距最适值的偏差变大，则预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡崩溃，产生不均发生、对比度不良等显示不良。特别是，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的液晶注入量少，因此将距最适值的偏差控制在一定范围内本身困难。因此，为了保持较高的液晶显示元件的成品率，例如还需要以下性能：对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，能够经过长时间稳定地连续滴下液晶。

这样，就以TFT元件等进行驱动的有源矩阵驱动液晶显示元件中使用的液晶组合物而言，要求进行如下开发：维持高速响应性能等作为液晶显示元件而要求的特性、性能，并且具有以往重视的高电阻率值或者高电压保持率，对光、热等外部刺激稳定的特性，除此以外还考虑到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

发明所要解决的课题

本发明所要解决的课题是，提供一种液晶组合物，其Δε为正，并且具有宽的温度范围的液晶相，粘性小，低温时的溶解性良好，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而成品率良好地提供一种显示品质优异，难以发生烧屏、滴痕等显示不良的IPS型、TN型等液晶显示元件。

用于解决课题的方法

本发明人对各种液晶化合物和各种化学物质进行了研究，发现通过组合特定的液晶化合物可以解决上述课题，从而完成了本发明。