[發(fā)明專利]向列液晶組合物及使用其的液晶顯示元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380064747.7
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104837957A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 須藤豪;川上正太郎
• 申請（專利權(quán)）人: DIC株式會社
• 主分類號: C09K19/30
• 分類號: C09K19/30;C09K19/12;C09K19/20;C09K19/42;C09K19/54;G02F1/13
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;李家浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及作為液晶顯示材料有用的介電常數(shù)各向異性(Δε)表現(xiàn)負值的向列液晶組合物及使用其的液晶顯示元件。

背景技術(shù)

液晶顯示元件從時鐘、計算器開始，發(fā)展到用于家庭用各種電氣設(shè)備、測定設(shè)備、汽車用面板、文字處理器、電子記事本、打印機、電腦、電視機等。作為液晶顯示方式，其代表性方式可以舉出TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、DS(動態(tài)光散射)型、GH(賓主)型、IPS(平面轉(zhuǎn)換)型、OCB(光學(xué)補償雙折射)型、ECB(電壓控制雙折射)型、VA(垂直取向)型、CSH(彩色超垂直)型或FLC(強介電性液晶)等。此外，作為驅(qū)動方式，也可以舉出靜態(tài)驅(qū)動、多工驅(qū)動、單純矩陣方式、通過TFT(薄膜晶體管)、TFD(薄膜二極管)等來驅(qū)動的有源矩陣(AM)方式。

在這些顯示方式中，IPS型、ECB型、VA型或CSH型等具有使用Δε表現(xiàn)負值的液晶材料這樣的特征。其中，特別是通過AM驅(qū)動的VA型顯示方式被用于要求高速且寬視角的顯示元件、例如電視機等用途。

對于用于VA型等顯示方式的向列液晶組合物，要求低電壓驅(qū)動、高速響應(yīng)和寬工作溫度范圍。即，Δε為負且絕對值大、低粘度，并且要求高向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度(T_ni)。此外，由于折射率各向異性(Δn)與單元間隙(d)之積即Δn×d的設(shè)定，因此需要根據(jù)單元間隙將液晶材料的Δn調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)姆秶４送猓趯⒁壕э@示元件應(yīng)用于電視機等的情況下，重視高速響應(yīng)性，因此需要粘度(η)低的液晶材料。

此前，一直通過對Δε為負且其絕對值大的化合物進行各種研究來改良液晶組合物的特性。

作為Δε為負的液晶材料，已公開了使用如下具有2,3-二氟亞苯基骨架的液晶化合物(A)和(B)(參照專利文獻1)的液晶組合物。

[化1]

該液晶組合物使用液晶化合物(C)和(D)作為Δε大致為0的化合物，但該液晶組合物對于液晶電視機等的要求高速響應(yīng)的液晶組合物而言還未實現(xiàn)充分低的粘性。

[化2]

另一方面，還已公開了使用式(E)所表示的化合物的液晶組合物，但其為如下液晶組合物：組合了上述液晶化合物(D)的Δn小的液晶組合物(參照專利文獻2)；為了改善響應(yīng)速度而添加了像液晶化合物(F)那樣在分子內(nèi)具有烯基的化合物(烯基化合物)的液晶組合物(參照專利文獻3)，為了兼顧高Δn和高可靠性，需要進一步進行研究。

[化3]

此外，已經(jīng)公開了使用式(G)所表示的化合物的液晶組合物(參照專利文獻4)，由于該液晶組合物也是含有像上述液晶化合物(F)那樣包含烯基化合物的化合物的液晶組合物，因此存在容易發(fā)生燒屏、顯示不均等顯示不良的弊端。

[化4]

另外，已經(jīng)公開了關(guān)于包含烯基化合物的液晶組合物對顯示不良的影響(參照專利文獻5)，通常，如果烯基化合物的含量減少，則液晶組合物的η上升，難以實現(xiàn)高速響應(yīng)，因此難以兼顧顯示不良的抑制與高速響應(yīng)。

僅這樣將Δε表現(xiàn)負值的化合物與液晶化合物(C)、(D)和(F)組合時，難以兼顧高Δn與低η，并且難以開發(fā)無顯示不良或顯示不良被抑制的Δε為負的液晶組合物。

此外，公開了將Δε大致為零的式(III-F31)與式(A)和式(G)組合而成的液晶組合物(參照專利文獻6)。然而認為，在液晶顯示元件的制造工序中，會因向液晶單元注入液晶組合物時的極低壓而導(dǎo)致蒸氣壓低的化合物揮發(fā)，因此無法增加蒸氣壓低的化合物的含量。因此，該液晶組合物存在如下問題：限制了式(III-F31)的含量，雖然表現(xiàn)大的Δn，但粘度明顯高。

[化5]

進一步，在專利文獻6、專利文獻7中，也已經(jīng)公開了使用具有被氟取代的三聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的化合物的液晶組合物。

此外，在專利文獻8中，公開了通過使用(式1)所示的指數(shù)大的液晶材料來提高垂直液晶單元的響應(yīng)速度，但仍不能說是充分的。

[數(shù)1]

從上述內(nèi)容可知，對于液晶電視機等的要求高速響應(yīng)的液晶組合物而言，要求不使折射率各向異性(Δn)及向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度(T_ni)降低，而使粘度(η)充分小、旋轉(zhuǎn)粘性(γ1)充分小、彈性常數(shù)(K₃₃)大。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-104869號