[发明专利]液晶组合物及液晶显示元件

说明书

本发明提供一种含有肉桂酸等反应性化合物、且通过所述化合物的作用来控制液晶分子的取向的液晶组合物、及液晶显示元件。一种液晶组合物，其含有作为添加物的反应性化合物、作为第一成分的具有大的正介电各向异性的特定化合物，且也可含有作为第二成分的具有高的上限温度或小的粘度的特定化合物、或作为第三成分的具有大的负介电各向异性的特定化合物。

技术领域

本发明涉及一种介电各向异性为正的液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。尤其涉及一种含有能够进行二聚化的化合物或能够进行异构化的化合物之类的反应性化合物、且通过所述化合物的作用来控制液晶分子的取向的液晶组合物、及液晶显示元件。

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)、共面切换(in-plane switching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(fringe 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)与有源矩阵(active matrix，AM)。PM被分类为静态式(static)与多路复用式(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、及利用自然光与背光这两者的半透过型。

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。将两者的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。理想的是响应时间短于1毫秒。因此，优选为组合物的粘度小。更优选为低温下的粘度小。组合物的弹性常数与元件的对比度相关联。在元件中为了提高对比度，更优选为组合物中的弹性常数大。

表1.组合物的特性与AM元件的特性

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。适当的积的值依存于运作模式的种类。TN之类的模式的元件中，适当的值为约0.45μm。所述情况下，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。组合物的介电各向异性大有助于使元件的阈电压低、消耗电力小及对比度比大。因此，优选为介电各向异性大。组合物的比电阻大有助于使元件的电压保持率大及对比度比大。因此，优选为在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近于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液晶显示元件的寿命相关联。当这些稳定性高时，所述元件的寿命长。此种特性对用于液晶监视器、液晶电视等的AM元件而言优选。