[发明专利]液晶组合物及液晶显示元件

说明书

本发明为一种向列液晶组合物、及含有所述组合物的液晶显示元件，所述向列液晶组合物含有选自式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性。式(1)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基等；环A及环B独立地为1，4‑亚环己基、1，4‑亚苯基等；Z¹为单键等；Sp¹为单键、碳数1至7的亚烷基等；a为0至4；R²及R³独立地为氢、或甲基。

技术领域

本发明涉及一种含有具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(或其聚合物)的介电各向异性为负的液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。

背景技术

液晶显示元件中，基于液晶分子的运作模式的分类为相变(phase change，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(super twisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensated bend，OCB)、面内切换(in-plane switching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(hinge field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，PM)及有源矩阵(active matrix，AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造步骤而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、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。

液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将两种特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选的上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像(moving image)，优选的是响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。更优选为低温下的粘度小。

表1组合物与AM元件中的特性

组合物的光学各向异性与元件的对比度比相关联。根据元件的模式，而需要光学各向异性大或光学各向异性小，即光学各向异性适当。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度比为最大。积的适当值依存于运作模式的种类。在VA模式的元件中，所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围，在IPS模式或FFS模式的元件中，所述值为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，对单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的介电常数各向异性大有助于元件中的阈电压低、消耗电力小与对比度比大。因此，优选为介电各向异性大。组合物中的比电阻大有助于元件中的电压保持率大与对比度比大。因此，优选为在初期阶段中不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。且优选为在长时间使用后，不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与元件的寿命相关联。所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对用于液晶投影仪、液晶电视等中的AM元件而言优选。