[發明專利]液晶組成物以及液晶顯示元件

無效

• 申請號: 200980140701.2
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN102186946A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 斎藤將之;服部憲和
• 申請（專利權）人: JNC株式會社;智索石油化學株式會社
• 主分類號: C09K19/34
• 分類號: C09K19/34;C09K19/12;C09K19/14;C09K19/20;C09K19/30;G02F1/13
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明主要涉及一種適合于主動矩陣(active?matrix，AM)元件等的液晶組成物及含有該組成物的AM元件等。本發明特別是涉及一種介電異向性(dielectric?anisotropy)為負的液晶組成物，以及涉及一種含有該組成物的共平面切換(in-plane?switching，IPS)模式、垂直配向(vertical?alignment，VA)模式或者聚合物穩定配向(polymer?sustained?alignment，PSA)模式的元件等。

背景技術

于液晶顯示元件中，基于液晶的運作模式被分類為相變化(phase?change，PC)、扭轉向列(twisted?nematic，TN)、超扭轉向列(super?twisted?nematic，STN)、電控雙折射(electrically?controlled?birefringence，ECB)、光學補償彎曲(optically?compensated?bend，OCB)、共平面切換(in-plane?switching，IPS)、垂直配向(vertical?alignment，VA)以及聚合物穩定配向(polymer?sustained?alignment，PSA)模式等。液晶顯示元件基于元件的驅動方式被分類為被動矩陣式(passive?matrix，PM)與主動矩陣式(active?matrix，AM)。PM被分類為靜態式(static)與多工式(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(thin?film?transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal?insulator?metal，MIM)等。TFT被分類為非晶硅(amorphous?silicon)型與多晶硅(polycrystal?silicon)型。后者根據制程被分類為高溫型與低溫型。液晶顯示元件基于光源被分類為利用自然光的反射型、利用背光(backlight)的穿透型、以及利用自然光與背光兩方的半穿透型。

該些元件含有具有適當特性的液晶組成物。該液晶組成物具有向列相。為了獲得具有良好的一般特性的AM元件，須改善組成物的一般特性。將兩者的一般特性的關系匯總于下述表1中。基于市售的AM元件來進一步說明組成物的一般特性。向列相的溫度范圍與元件的可使用的溫度范圍相關。向列相的較好的上限溫度為大于等于70℃，且向列相的較好的下限溫度為小于等于-10℃。組成物的粘度與元件的響應時間相關。為了在元件中顯示動畫，較好的是響應時間短。因此，較好的是組成物的粘度較小。進一步較好的是低溫度下的粘度較小。

表1.組成物與AM元件的一般特性

1)可縮短向液晶單元中注入組成物的時間

組成物的光學異向性與元件的對比度相關。將組成物的光學異向性(Δn)與元件的單元間隙(cell?gap)(d)的乘積(Δn×d)設計成使對比度最大。適當的乘積值取決于運作模式的種類。在VA模式的元件中為0.30μm至0.40μm的范圍，在IPS模式的元件中為0.20μm至0.30μm的范圍。此時，在單元間隙較小的元件中，較好的是組成物具有較大的光學異向性。組成物的絕對值大的介電異向性，有助于達成元件的臨界電壓低、消耗電力小及對比度大的特性。因此，較好的是絕對值較大的介電異向性。組成物的較大的電阻率，有助于達成元件的電壓保持率大與對比度大的特性。因此，較好的是組成物在初期階段不僅于室溫下具有較大的電阻率、而且于高溫下亦具有較大的電阻率。較好的是組成物經長時間使用后，不僅于室溫下具有較大的電阻率、而且于高溫下亦具有較大的電阻率。組成物對紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命相關。該些穩定性較高時，該元件的壽命長。此種特性對于液晶投影機(liquid?crystal?projector)、液晶電視等中所使用的AM元件而言較好。

于具有TN模式的AM元件中，使用具有正介電異向性的組成物。另一方面，于具有VA模式的AM元件中，使用具有負介電異向性的組成物。在具有IPS模式的AM元件中，使用具有正或負的介電異向性的組成物。在具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或負的的介電異向性的組成物。在日本專利特開2001-262145號公報、日本專利特開2001-115161號公報、國際公開第2008/114821號說明書中揭示了具有負介電異向性的液晶組成物的例子。