向列液晶組合物和使用了該組合物的液晶顯示元件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[00011 本申請(qǐng)是原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2012年9月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280058272.6、發(fā)明名稱 為《向列液晶組合物和使用了該組合物的液晶顯示元件》的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 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（△ ε)顯示負(fù)值的向列液 晶組合物和使用了該組合物的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0003] 液晶顯示元件從鐘表、計(jì)算器開(kāi)始，發(fā)展到在家庭用各種電氣設(shè)備、測(cè)定設(shè)備、汽 車用面板、文字處理器、電子記事本、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視等中使用。作為液晶顯示方式，在 其代表性的液晶顯示方式中可以舉出ΤΝ(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、DS (動(dòng)態(tài)光散 射)型、GH(賓主)型、IPS(共面轉(zhuǎn)換)型、0CB(光學(xué)補(bǔ)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(qiáng)介電性液晶）等。此外作為驅(qū)動(dòng)方式也可以 舉出靜態(tài)驅(qū)動(dòng)、多工驅(qū)動(dòng)、單純矩陣方式、由TFT (薄膜晶體管）、TFD (薄膜二極管)等驅(qū)動(dòng)的 有源矩陣(AM)方式。
[0004] 在這些顯示方式中，IPS型、ECB型、VA型、或CSH型等具有使用Δ ε顯示負(fù)值的液晶 材料這樣的特征。其中特別是采用AM驅(qū)動(dòng)的VA型顯示方式被使用于要求高速且寬視角的顯 示元件(例如電視等)的用途。
[0005] VA型等顯示方式所用的向列液晶組合物中，要求低電壓驅(qū)動(dòng)、高速響應(yīng)和寬的動(dòng) 作溫度范圍。即，要求Α ε為負(fù)且絕對(duì)值大，低粘度，高的向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度 (Tni)。此外，由于設(shè)定作為折射率各向異性（△ η)與單元間隙⑷之積的Δ η X d，需要結(jié)合單 元間隙而將液晶材料的A η調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)姆秶?。此外在將液晶顯示元件應(yīng)用于電視等的情 況下重視高速響應(yīng)性，因此要求粘度(η)低的液晶材料。
[0006] 迄今為止，通過(guò)對(duì)△ ε為負(fù)且其絕對(duì)值大的化合物進(jìn)行各種研究來(lái)對(duì)液晶組合物 的特性進(jìn)行了改良。
[0007] 作為Δε為負(fù)的液晶組合物，公開(kāi)了含有式(Α)所示的化合物和式(Β)所示的化合 物的液晶組合物(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0008] [化1]
[0009]
[0010] 對(duì)該液晶組合物而言，雖然添加如式(Β)所示的化合物那樣在分子內(nèi)具有烯基的 化合物(烯基化合物）以實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)化，但是還需要進(jìn)一步的高速響應(yīng)化，此外對(duì)應(yīng)于對(duì) 高Δη的要求，也需要進(jìn)一步研究。
[0011] 公開(kāi)了代替上述液晶組合物的式(A)所示的化合物而含有式(C)所示的化合物和 式(D)所示的化合物的液晶組合物(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0012] [化 2]
[0013]
[0014] 該液晶組合物也是高速響應(yīng)化不夠且對(duì)應(yīng)于對(duì)高Δη的要求也得不到充分改善的 狀況。
[0015] 另一方面，公開(kāi)了在Δε為負(fù)的式(Ε)所示的化合物和式(F)所示的化合物中組合 了 △ ￡基本上為零的式（I)所示的化合物的液晶組合物(參照專利文獻(xiàn)3)。然而該液晶組合 物由于不含有烯基化合物因此粘度高，不能滿足高速響應(yīng)化的要求。此外可以認(rèn)為，在液晶 顯示元件的制造工序中，在將液晶組合物注入液晶單元時(shí)設(shè)為極低壓，因此蒸氣壓低的式 (I)所示的化合物揮發(fā)，從而不能增加其含量。此外，如果添加式（I)所示的化合物，則使液 晶相上限溫度降低，因此該液晶組合物中式（I)所示的化合物的含量限定為僅僅2%，雖然 顯示大的An，但是存在粘度顯著高這樣的問(wèn)題。因此，要求兼有高Δη和低粘度。
[0016] …
[0017]
[0018]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0019]專利文獻(xiàn)
[0020] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-037054號(hào)
[0021] 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2006-233182號(hào)
[0022]專利文獻(xiàn) 3:W02007/077872 號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]發(fā)明所要解決的課題
[0024]本發(fā)明所要解決的課題是，提供Δη和Τηι不被降低，τι充分小，△ ε為負(fù)且其絕對(duì)值 大的液晶組合物，此外提供使用了其的VA型等的沒(méi)有顯示不良或抑制了顯示不良的液晶顯 示元件。
[0025] 用于解決課題的手段
[0026] 本發(fā)明者研究了各種聯(lián)苯衍生物和氟苯衍生物，發(fā)現(xiàn)通過(guò)組合特定的化合物可以 解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。
[0027] 本發(fā)明提供一種液晶組合物，此外提供使用了該組合物的液晶顯示元件，所述液 晶組合物含有式(I)所示的化合物作為第一成分，含有選自通式(II)所示的化合物中的1種 或2種以上化合物作為第二成分。
[0028] [化 4]
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] (式中，R1表示碳原子數(shù)2至10的烯基或碳原子數(shù)2至10的烯基氧基，R2表示碳原子 數(shù)1至10的烷基、碳原子數(shù)1至10的烷氧基、碳原子數(shù)2至10的烯基或碳原子數(shù)2至10的烯基 氧基，R 1和R2中存在的1個(gè)-CH2-或不鄰接的2個(gè)以上-CH2-各自獨(dú)立地可以被-0-和/或-S-取 代，此外R 1和R2中存在的1個(gè)或2個(gè)以上氫原子各自獨(dú)立地可以被氟原子或氯原子取代，p表 示0、1或2。）。
[0033]發(fā)明的效果
[0034] 本發(fā)明的Δε為負(fù)的液晶組合物，由于Δη和1^不被降低，粘度充分低，因此使用了 該組合物的VA型等液晶顯示元件為高速響應(yīng)，沒(méi)有顯示不良或抑制了顯示不良，因此非常 有用。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 本發(fā)明中的液晶組合物中，含有式(I)所示的化合物作為第一成分，其含量?jī)?yōu)選為 3至25質(zhì)量％，作為其下限值，優(yōu)選為5質(zhì)量％，更優(yōu)選為8質(zhì)量％，特別優(yōu)選為10質(zhì)量％，作 為其上限值，優(yōu)選為20質(zhì)量％，更優(yōu)選為18質(zhì)量％，特別優(yōu)選為15質(zhì)量％。更詳細(xì)地說(shuō)，在重 視高A η和響應(yīng)速度的情況下，其含量?jī)?yōu)選為10至25質(zhì)量％，但在重視低溫時(shí)的析出的抑制 和液晶相上限溫度的降低的情況下，該含量?jī)?yōu)選為3至15質(zhì)量％。
[0036] 「化6]
[0037]
[0038] 含有通式(II)所示的化合物作為第二成分，
[0039] [化7]
[0040]
[0041] (式中，R1表示碳原子數(shù)2至10的烯基或碳原子數(shù)2至10的烯基氧基，R2表示碳原子 數(shù)1至10的烷基、碳原子數(shù)1至10的烷氧基、碳原子數(shù)2至10的烯基或碳原子數(shù)2至10的烯基 氧基，R 1和R2中存在的1個(gè)-CH2-或不鄰接的2個(gè)以上-CH2-各自獨(dú)立地可以被-0-和/或-S-取 代，此外R 1和R2中存在的1個(gè)或2個(gè)以上氫原子各自獨(dú)立地可以被氟原子或氯原子取代，p表 示0、1或2。）其含量?jī)?yōu)選為10至50質(zhì)量％，更優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，特別優(yōu)選為10至30質(zhì) 量％。作為1^，優(yōu)選為直鏈狀的碳原子數(shù)2至8的烯基，優(yōu)選為-01 = 012、-01 = 01013如本）、-(CH2)2CH=CH2、-(CH2)2CH = CHCH3(E體）、-(012)401=012、-(012)401=01013"體）或-(012) 6CH=CH2，優(yōu)選為-CH=CH2、-CH=CHCH3 (E體）、-(CH2) 2CH=CH2或-(CH2) 2CH = CHCH3 (E體），特 別優(yōu)選為_(kāi)CH=CH2。作為p，優(yōu)選為0或1。作為R2,優(yōu)選為直鏈狀的碳原子數(shù)1至8的烷基和直 鏈狀的碳原子數(shù)1至8的烷氧基，優(yōu)選為直鏈狀的碳原子數(shù)1至5的烷氧基。
[0042] 作為通式(II)所示的化合物，特別優(yōu)選為通式(II-1)所示的化合物或通式(II-2) 所示的化合物。
[0043] 「化8]
[0044]
[0045] (R5表示碳原子數(shù)1至10的烷基。）
[0046] 式中的R5表示直鏈狀的碳原子數(shù)1至10的烷基，但更優(yōu)選為直鏈狀的碳原子數(shù)1至 5的烷基。
[0047] 本發(fā)明的液晶組合物含有1種或2種以上的第二成分，優(yōu)選含有2種至10種。此外， 在含有2種以上第二成分的情況下，化合物各自優(yōu)選為20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為10質(zhì)量％以 下。
[0048] 就本發(fā)明的液晶組合物而言，25°C時(shí)的Δ ￡為-2.0至-6.0，但更優(yōu)選為-2.5至_ 5.0，特別優(yōu)選為_(kāi)2.5至-3.5。25°C時(shí)的Δ n為〇. 08至0.14，但更優(yōu)選為0.09至0.14，特別優(yōu) 選為0.10至0.14。更詳細(xì)地說(shuō)，則在與薄的單元間隙對(duì)應(yīng)的情況下優(yōu)選為0.10至0.14,在與 厚的單元間隙對(duì)應(yīng)的情況下優(yōu)選為0.08至0.10。20 °C時(shí)的η為10至30mPa · s，更優(yōu)選為10至 25mPa · s，特別優(yōu)選為10至20mPa · sJni為60°C至120°C，更優(yōu)選為70°C至100°C，特別優(yōu)選 為 70°C 至 85°C。
[0049] 通式（II)所示的化合物更優(yōu)選為通式(II-1)或（II-2)所示的化合物，特別優(yōu)選為 通式(ΙΙ-2)所示的化合物。具體而言，特別優(yōu)選為式(11-21)至式(11-25)所示的化合物。
[0050] 「仆〇1
[0051]
[0052]本發(fā)明的液晶組合物，進(jìn)一步含有1種或2種以上的通式（III)所示的化合物作為 第三成分。
[0053] [化 10]
[0054]
[0055] (式中，R3表示碳原子數(shù)1至10的烷基或碳原子數(shù)1至10的烷氧基