[发明专利]向列液晶组合物和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)显示负值的 向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件从时钟、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、电脑、电视机、时钟、广告显示板等中使 用。作为液晶显示方式，其代表性的方式有TN(扭曲向列)型、STN(超扭 曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的VA(垂直取向)型及IPS(平面 转换)型等。要求这些液晶显示元件中使用的液晶组合物对水分、空气、热、 光等外部因素稳定，此外，还要求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、且驱动电压低。进而，为了对于每个显示元件而言使综合 最适的介电常数各向异性(Δε)或/和折射率各向异性(Δn)等为最适的值， 液晶组合物由数种至数十种化合物组成。

垂直取向型显示器中使用Δε为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。 另一方面，在全部驱动方式中均要求低电压驱动、高速响应、宽的工作温度范 围。即，要求Δε的绝对值大、粘度(η)小、向列相-各向同性液体相转变温 度(T_ni)高。此外，为了设定Δn与单元间隙(d)之积即Δn×d，需要结合单 元间隙而将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。另外，在将液晶显示元件应 用于电视机等的情况中，重视高速响应性，因此需要γ₁小的液晶组合物。尤 其是近年来，由于为了高速响应化而使单元间隙薄，因此要求在使粘度小的同 时使Δn大。因此，专利文献1、专利文献2中，也已经公开了使用具有氟取 代的三联苯结构的化合物的液晶组合物。

另一方面，为了将液晶组合物实际应用于液晶显示元件，需要使得不发生 显示品质的不良状况。尤其在由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，需要具有高电阻率值或高电压保持率。另外，还需 要对光、热等外部刺激稳定。针对这种情况，虽然公开了用于提高对热的稳定 性的抗氧化剂、使用了该抗氧化剂的液晶组合物(参照专利文献3和专利文献 4)，但尚不能说必然是充分的，尤其是，具有大Δn的液晶化合物相对而言对 于光、热的稳定性差，因此，这样的组合物的品质稳定性尚不能说是充分的。

另外，进一步，随着液晶显示元件的用途的扩大，可以看到其使用方法、 制造方法也发生大的变化，为了应对这种情况，需要对以往已知那样的基本物 性值以外的特性进行优化。即，随着使用液晶组合物的液晶显示元件广泛使用 VA(垂直取向)型、IPS(平面转换)型等，关于其大小，50型以上的超大型 尺寸的显示元件也被实用化并使用。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转变为滴下注入(ODF：OneDropFill) 法成为注入方法的主流(参照专利文献5)，但在将液晶组合物滴加于基板时 的滴痕导致显示品质降低的问题也浮出水面。进而，以液晶显示元件中的液晶 材料的预倾角的产生和高速响应性为目的，开发了PS液晶显示元件(polymer stabilized，聚合物稳定化)、PSA液晶显示元件(polymersustainedalignment， 聚合物稳定取向)(参照专利文献6)，但滴痕问题正在成为一个大问题。即， 这些显示元件的特征在于，在液晶组合物中添加单体并使组合物中的单体固化， 大多数情况下，通过对组合物照射紫外线而使单体固化。

因此，在添加有对于光的稳定性差的成分的情况下，存在如下的问题：引 发电阻率值或电压保持率的降低，某些情况下同时诱发滴痕的产生，由显示不 良而导致液晶显示元件的成品率恶化。

如此一来，就需要开发如下的液晶显示元件：在维持高速响应性能等作为 液晶显示元件所需的特性、性能的同时，对于光、热等的稳定性高，此外，难 以发生烧屏、滴痕等显示不良。此外，还需要开发如下的液晶显示元件：并非 在利用聚合性化合物的聚合而在液晶层中形成聚合物层的模式中，而是在利用 通常的垂直取向膜进行取向控制的垂直取向型显示器中，同样难以发生烧屏、 滴痕。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-327965号

专利文献2：WO2007/077872号

专利文献3：日本特开平9-124529号

专利文献4：日本特开2006-169472号

专利文献5：日本特开平6-235925号