[发明专利]液晶显示元件及液晶组合物与其用途、以及化合物的用途

说明书

本发明在于提供一种液晶组合物，其使用无着色的取向控制单体来控制不具有取向膜的液晶显示元件的液晶分子的取向，而且无着色的取向控制单体显示出良好的相容性。使用利用了液晶组合物的液晶显示元件、液晶组合物，所述液晶组合物含有具有通过光照射而产生光弗里斯重排的芳香族酯的取向控制单体，而且具有负的介电各向异性。本发明更提供一种上述液晶组合物的用途，其用于液晶显示组件中，以及一种化合物的用途，所述化合物是液晶显示组件中的化合物，其用作取向控制层形成用单体。

技术领域

本发明涉及一种含有介电各向异性为负的液晶组合物的液晶显示元件及液晶组合物。尤其涉及一种利用了液晶组合物的液晶显示元件及液晶组合物与其用途、以及化合物的用途，所述液晶组合物含有具有通过光照射而产生光弗里斯重排(photo Friesrearrangement)的芳香族酯的取向控制单体，并利用取向控制单体的作用而可不使用聚酰亚胺之类的取向膜来达成液晶分子的取向。

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)、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)，优选为响应时间短。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。进而优选为低温下的粘度小。

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相关联。根据元件的模式，而需要大的光学各向异性或小的光学各向异性、即适当的光学各向异性。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度为最大。适当的积的值依存于运作模式的种类。VA模式的元件中，所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围，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，对于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。组合物的大的介电各向异性有助于元件的低阈电压、小的电力消耗与大的对比度。因此，优选为大的介电各向异性。组合物的大的比电阻有助于元件的大的电压保持率与大的对比度。因此，优选为在初始阶段中，具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，具有大的比电阻的组合物。组合物对于紫外线及热的稳定性与元件的寿命相关联。在所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对于用于液晶监视器、液晶电视等的AM元件而言优选。