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液晶組合物及液晶顯示元件的制作方法

文檔序號:11445729閱讀:248來源:國知局
本發(fā)明涉及一種液晶組合物、含有該組合物的液晶顯示元件等。尤其涉及一種具有大的光學(xué)各向異性及大的正介電常數(shù)各向異性的液晶組合物、及含有該組合物的元件。
背景技術(shù)
:在液晶顯示元件中,基于液晶分子的動(dòng)作模式的分類為相變(phasechange,pc)、扭曲向列(twistednematic,tn)、超扭曲向列(supertwistednematic,stn)、電控雙折射(electricallycontrolledbirefringence,ecb)、光學(xué)補(bǔ)償彎曲(opticallycompensatedbend,ocb)、面內(nèi)切換(in-planeswitching,ips)、垂直取向(verticalalignment,va)、邊緣場切換(fringefieldswitching,ffs)、電場感應(yīng)光反應(yīng)取向(field-inducedphoto-reactivealignment,fpa)等模式?;谠尿?qū)動(dòng)方式的分類為無源矩陣(passivematrix,pm)與有源矩陣(activematrix,am)。pm被分類為靜態(tài)式(static)與多路復(fù)用式(multiplex)等,am被分類為薄膜晶體管(thinfilmtransistor,tft)、金屬-絕緣體-金屬(metalinsulatormetal,mim)等。tft的分類為非晶硅(amorphoussilicon)及多晶硅(polycrystalsilicon)。后者根據(jù)制造步驟而分類為高溫型與低溫型。基于光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光的透過型、以及利用自然光與背光兩者的半透過型。液晶顯示元件含有具有向列相的液晶組合物。該組合物具有適當(dāng)?shù)奶匦浴Mㄟ^提升該組合物的特性,可獲得具有良好的特性的am元件。將兩種特性中的關(guān)聯(lián)匯總于下述表1中?;谑惺鄣腶m元件來進(jìn)一步說明組合物的特性。向列相的溫度范圍與元件可使用的溫度范圍相關(guān)。向列相的優(yōu)選的上限溫度為約70℃以上,而且向列相的優(yōu)選的下限溫度為約-10℃以下。組合物的粘度與元件的響應(yīng)時(shí)間相關(guān)。為了在元件中顯示動(dòng)畫,優(yōu)選響應(yīng)時(shí)間短。響應(yīng)時(shí)間即使只減短1毫秒也好。因此,優(yōu)選組合物的粘度小。然而,若為基于克爾效應(yīng)(kerreffect)而顯示出電場誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變的模式(例如高分子穩(wěn)定化藍(lán)相(polymerstabilizedbluephase,psbp)液晶顯示器、納米膠囊液晶顯示器等),則不受該限制,不論液晶的粘性如何,均可期待更高速的響應(yīng)。表1.組合物與am元件的特性編號組合物的特性am元件的特性1向列相的溫度范圍廣可使用的溫度范圍廣2粘度小1)響應(yīng)時(shí)間短3光學(xué)各向異性適當(dāng)對比度比大4正或負(fù)的介電常數(shù)各向異性大閾值電壓低、消耗電力小、對比度比大5比電阻大電壓保持率大、對比度比大6對紫外線及熱穩(wěn)定壽命長7彈性常數(shù)大對比度比大、響應(yīng)時(shí)間短1)可縮短向液晶顯示元件中注入組合物的時(shí)間組合物的光學(xué)各向異性與元件的對比度比相關(guān)。對應(yīng)于元件的模式,需要大的光學(xué)各向異性或小的光學(xué)各向異性,即適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)各向異性。組合物的光學(xué)各向異性(δn)與元件的單元間隙(d)的乘積(δn×d)是以使對比度比變成最大的方式設(shè)計(jì)。適當(dāng)?shù)某朔e值取決于動(dòng)作模式的種類。在如tn般的模式的元件中,適當(dāng)?shù)闹禐榧s0.45μm。在此情況下,在單元間隙小的元件中,優(yōu)選具有大的光學(xué)各向異性的組合物。組合物的大的介電常數(shù)各向異性有助于元件的低閾值電壓、小的消耗電力與大的對比度比。因此,優(yōu)選介電常數(shù)各向異性大。組合物的大的比電阻有助于元件的大的電壓保持率與大的對比度比。因此,優(yōu)選在初始階段中不僅在室溫下,而且在接近向列相的上限溫度的溫度下也具有大的比電阻的組合物。優(yōu)選在長時(shí)間使用后,不僅在室溫下,而且在接近向列相的上限溫度的溫度下也具有大的比電阻的組合物。組合物對紫外線及熱的穩(wěn)定性與液晶顯示元件的壽命相關(guān)。當(dāng)所述穩(wěn)定性高時(shí),該元件的壽命長。此種特性對于液晶投影儀、液晶電視機(jī)等中所使用的am元件而言優(yōu)選。在具有tn模式的am元件中,可使用具有正的介電常數(shù)各向異性的組合物。在具有va模式的am元件中,可使用具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的組合物。在具有ips模式或ffs模式的am元件中,可使用具有正或負(fù)的介電常數(shù)各向異性的組合物。在高分子穩(wěn)定取向(polymersustainedalignment,psa)型am元件中,可使用具有正或負(fù)的介電常數(shù)各向異性的組合物。具有正的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物的例子在以下的專利文獻(xiàn)1~5中有公開?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2006-89622號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2004-231738號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2005-15688號公報(bào)專利文獻(xiàn)4:國際公開第2013/018796號手冊專利文獻(xiàn)5:中國申請公開第103254909號公報(bào)液晶顯示元件技術(shù)的主要的問題點(diǎn)大體上正逐漸得到解決。視角的問題通過多區(qū)域結(jié)構(gòu)與光學(xué)補(bǔ)償膜的使用而得到改善,響應(yīng)時(shí)間的問題通過由反應(yīng)性單體的操作所進(jìn)行的液晶的預(yù)傾角的控制與加速驅(qū)動(dòng)法的利用而得到改良,對比度的問題通過背光的局部調(diào)光技術(shù)而得到減輕。但是,若更仔細(xì)地來看,則在降低制造成本的技術(shù)、柔性顯示器技術(shù)等技術(shù)上仍有遺留的問題。作為解決這些問題的活動(dòng),正在研究高分子分散液晶(polymerdispersedliquidcrystal,pdlc)、聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(polymernetworkliquidcrystal,pnlc)及像素隔離液晶(pixelisolatedliquidcrystal,pilc)等,但問題尚未解決。作為解決這些問題的方法,正在研究經(jīng)納米膠囊化的液晶顯示元件。與ips模式進(jìn)行組合的該液晶顯示元件技術(shù)的特征如下:(1)在單元制造步驟中不需要取向?qū)?,且為單面基板結(jié)構(gòu),因此無組裝步驟、性價(jià)比高。(2)電壓關(guān)閉的狀態(tài)因固定在經(jīng)納米膠囊化的層上的極小的液晶納米膠囊的粒徑效應(yīng)而為光學(xué)各向同性。(3)利用朝單面基板上的液晶納米膠囊的印刷法來制造,而無需以前的液晶注入步驟,因此與柔性顯示器顯示出良好的適合性。經(jīng)納米膠囊化的液晶顯示元件基于克爾效應(yīng)而從光學(xué)的各向同性狀態(tài)朝各向異性狀態(tài)顯示出電場誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變。為了獲得盡可能大的克爾效應(yīng),合適的是顯示出具有大的光學(xué)各向異性及大的介電常數(shù)各向異性的向列相的液晶。另外,作為此種需要大的光學(xué)各向異性及大的介電常數(shù)各向異性的元件,也考慮用于可進(jìn)行2d-3d間的切換的液晶透鏡。作為用于可進(jìn)行2d-3d間的切換的元件的技術(shù),有(1)液晶屏障型、及(2)液晶透鏡型。液晶屏障型容易制造,2d-3d間的切換也容易。然而,因由液晶屏障所引起的亮度的下降,而存在3d圖像的亮度下降50%以上的缺點(diǎn)。液晶透鏡型作為無該缺點(diǎn)的有希望的元件而受到期待。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種液晶組合物,其在向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、大的光學(xué)各向異性、大的正介電常數(shù)各向異性、對紫外線的高穩(wěn)定性等特性中,充分滿足至少一種特性。另一目的在于提供一種在至少兩種特性之間具有適當(dāng)?shù)钠胶獾囊壕ЫM合物。又一目的在于提供一種含有此種組合物的液晶顯示元件。又一目的在于提供一種將此種液晶組合物內(nèi)包于膠囊中而成的液晶顯示元件。又一目的在于提供一種此種液晶組合物成為3d透鏡的構(gòu)成要素的液晶顯示元件。解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明是一種液晶組合物、及含有該組合物的液晶顯示元件,所述液晶組合物含有作為第一成分的選自由式(1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及作為第二成分的選自由式(2-1)或式(2-2)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物,且當(dāng)包含含有氰基的化合物作為構(gòu)成液晶組合物的成分化合物以外的化合物時(shí),相對于液晶組合物整體,所述比例未滿3重量%。式(1)、式(2-1)及式(2-2)中,r11、r12、r21及r22獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基;環(huán)a11為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,5-二氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基;環(huán)a21及環(huán)a24獨(dú)立為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,6-二氟-1,4-亞苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基;環(huán)a22、環(huán)a23、環(huán)a25及環(huán)a26獨(dú)立為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基;z11、z21、z22、z23及z24獨(dú)立為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、亞乙炔基、或四氟亞乙基,但z21及z22中的至少一個(gè)為亞乙炔基,z23及z24中的至少一個(gè)為亞乙炔基;x11、x21、x22、x23及x24獨(dú)立為氫或氟;y21及y22獨(dú)立為氟、氯、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷基、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷氧基、或至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)2~12的烯基;m21及m22獨(dú)立為0、1或2,當(dāng)m21或m22表示2時(shí),存在多個(gè)的環(huán)a21、z21、環(huán)a24及z23分別可相同,也可以不同。發(fā)明的效果本發(fā)明的長處是一種液晶組合物,其在向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、大的光學(xué)各向異性、大的正介電常數(shù)各向異性、對紫外線的高穩(wěn)定性等特性中,充分滿足至少一種特性。另一長處是一種在至少兩種特性之間具有適當(dāng)?shù)钠胶獾囊壕ЫM合物。又一長處是一種含有此種液晶組合物的液晶顯示元件。又一長處是一種將此種液晶組合物內(nèi)包于膠囊中而成的液晶顯示元件。又一長處是一種此種液晶組合物成為3d透鏡的構(gòu)成要素的液晶顯示元件。具體實(shí)施方式本說明書中的用語的使用方法如下所述。有時(shí)將“液晶組合物”及“液晶顯示元件”的用語分別簡稱為“組合物”及“元件”。“液晶顯示元件”是液晶顯示面板及液晶顯示模塊的總稱。“液晶性化合物”是具有向列相、層列相等液晶相的化合物,及不具有液晶相但以調(diào)節(jié)如向列相的溫度范圍、粘度、介電常數(shù)各向異性般的特性為目的混合至組合物中的化合物的總稱。該化合物例如具有如1,4-亞環(huán)己基或1,4-亞苯基般的六元環(huán),其分子結(jié)構(gòu)為棒狀(rodlike)。“聚合性化合物”是以使組合物中生成聚合體為目的而添加的化合物。有時(shí)將選自由式(1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物簡稱為“化合物(1)”?!盎衔?1)”表示由式(1)所表示的一種化合物或兩種以上的化合物。由其他式所表示的化合物也同樣如此。與“經(jīng)取代”相關(guān)的“至少一個(gè)的”表示不僅位置,而且其個(gè)數(shù)也可以無限制地選擇。液晶組合物通過將多種液晶性化合物混合來制備。液晶性化合物的比例(含量)由基于該液晶組合物的重量的重量百分率(重量%)來表示。視需要向該液晶組合物中添加如光學(xué)活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合引發(fā)劑、聚合抑制劑般的添加物。與液晶性化合物的比例同樣地,添加物的比例(添加量)由基于液晶組合物的重量的重量百分率(重量%)來表示。有時(shí)也使用重量百萬分率(ppm)。聚合引發(fā)劑及聚合抑制劑的比例例外地基于聚合性化合物的重量來表示。有時(shí)將“向列相的上限溫度”簡稱為“上限溫度”。有時(shí)將“向列相的下限溫度”簡稱為“下限溫度”。“比電阻大”表示組合物在初始階段中不僅在室溫下,而且在接近向列相的上限溫度的溫度下也具有大的比電阻,而且在長時(shí)間使用后不僅在室溫下,而且在接近向列相的上限溫度的溫度下也具有大的比電阻?!半妷罕3致蚀蟆北硎驹诔跏茧A段中不僅在室溫下,而且在接近向列相的上限溫度的溫度下也具有大的電壓保持率,而且在長時(shí)間使用后不僅在室溫下,而且在接近向列相的上限溫度的溫度下也具有大的電壓保持率。“至少一個(gè)‘a(chǎn)’可由‘b’取代”的表達(dá)表示‘a(chǎn)’的數(shù)量任意。當(dāng)‘a(chǎn)’的數(shù)量為1個(gè)時(shí),‘a(chǎn)’的位置任意,當(dāng)‘a(chǎn)’的數(shù)量為2個(gè)以上時(shí),這些‘a(chǎn)’的位置也可以無限制地選擇。該規(guī)則也應(yīng)用于“至少一個(gè)‘a(chǎn)’經(jīng)‘b’取代”的表達(dá)。在成分化合物的化學(xué)式中,將末端基r11的記號用于多個(gè)化合物。在這些化合物中,任意的2個(gè)r11所表示的2個(gè)基可相同、或者也可以不同。例如存在化合物(1-1)的r11為乙基,化合物(1-2)的r11為乙基的情況。也存在化合物(1)的r11為乙基,化合物(1-2)的r11為丙基的情況。該規(guī)則也應(yīng)用于r12、r21、r31、r41,r42等的記號。在式(2-1)中,當(dāng)m21為2時(shí),存在2個(gè)環(huán)a21。在該化合物中,2個(gè)環(huán)a21所表示的2個(gè)環(huán)可相同、或者也可以不同。該規(guī)則也應(yīng)用于z21、環(huán)a24、z23、環(huán)a31、z31、環(huán)a42、z42等。2-氟-1,4-亞苯基表示下述兩種二價(jià)基。在化學(xué)式中,氟可為向左(l),也可以為向右(r)。該規(guī)則也應(yīng)用于如2,5-二氟-1,4-亞苯基、2,6-二氟-1,4-亞苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基般的非對稱的環(huán)的二價(jià)基。本發(fā)明為下述項(xiàng)等。項(xiàng)1.一種液晶組合物,其含有作為第一成分的選自由式(1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及作為第二成分的選自由式(2-1)或式(2-2)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物,且當(dāng)包含含有氰基的化合物作為構(gòu)成液晶組合物的成分化合物以外的化合物時(shí),相對于液晶組合物整體,所述比例未滿3重量%。式(1)、式(2-1)及式(2-2)中,r11、r12、r21及r22獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基;環(huán)a11為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,5-二氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基;環(huán)a21及環(huán)a24獨(dú)立為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,6-二氟-1,4-亞苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基;環(huán)a22、環(huán)a23、環(huán)a25及環(huán)a26獨(dú)立為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基;z11、z21、z22、z23及z24獨(dú)立為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、亞乙炔基、或四氟亞乙基,但z21及z22中的至少一個(gè)為亞乙炔基,z23及z24中的至少一個(gè)為亞乙炔基;x11、x21、x22、x23及x24獨(dú)立為氫或氟;y21及y22獨(dú)立為氟、氯、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷基、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷氧基、或至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)2~12的烯基;m21及m22獨(dú)立為0、1或2,當(dāng)m21或m22表示2時(shí),存在多個(gè)的環(huán)a21、z21、環(huán)a24及z23分別可相同,也可以不同。項(xiàng)2.根據(jù)項(xiàng)1所述的液晶組合物,其含有作為第一成分的選自由式(1-1)~式(1-13)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。這些式中,r11及r12獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基。項(xiàng)3.根據(jù)項(xiàng)1或項(xiàng)2所述的液晶組合物,其中基于液晶組合物的重量,根據(jù)權(quán)利要求1所述的由式(1)所表示的化合物的比例為10重量%~50重量%的范圍。項(xiàng)4.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)3中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其含有作為第二成分的選自由式(2-1-1)~式(2-1-14)及式(2-2-1)~式(2-2-2)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。這些式中,r21及r22獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基。項(xiàng)5.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)4中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其中基于液晶組合物的重量,根據(jù)項(xiàng)1所述的由式(2-1)及式(2-2)所表示的化合物的比例為5重量%~60重量%的范圍。項(xiàng)6.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)5中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其還含有作為第三成分的選自由式(3)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。式(3)中,r31為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基;環(huán)a31為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,6-二氟-1,4-亞苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基;環(huán)a32及環(huán)a33獨(dú)立為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基;z31、z32及z33獨(dú)立為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、或四氟亞乙基;x31及x32獨(dú)立為氫或氟;y31為氟、氯、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷基、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷氧基、或至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)2~12的烯基;m3為0、1或2,當(dāng)m3表示2時(shí),存在多個(gè)的環(huán)a31及z31分別可相同,也可以不同。項(xiàng)7.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)6中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其含有作為第三成分的選自由式(3-1)~式(3-15)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。這些式中,r31為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基。項(xiàng)8.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)7中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其中基于液晶組合物的重量,第三成分的比例為1重量%~50重量%的范圍。項(xiàng)9.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)8中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其還含有作為第四成分的選自由式(4)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。式(4)中,r41及r42獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基;環(huán)a41及環(huán)a42獨(dú)立為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,5-二氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基;z41為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、亞乙炔基、或四氟亞乙基;z42為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、或四氟亞乙基;m4為0、1或2,當(dāng)m4表示2時(shí),存在多個(gè)的環(huán)a42及z42分別可相同,也可以不同。項(xiàng)10.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)9中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其含有作為第四成分的選自由式(4-1)~式(4-13)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。這些式中,r41及r42獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基。項(xiàng)11.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)10中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其中基于液晶組合物的重量,第四成分的比例為5重量%~55重量%的范圍。項(xiàng)12.根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)11中任一項(xiàng)所述的液晶組合物,其中波長589nm的光學(xué)各向異性(在25℃下測定)為0.20~0.35的范圍,且頻率1khz的介電常數(shù)各向異性(在25℃下測定)為8~40的范圍。項(xiàng)13.一種液晶顯示元件,其含有根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)12中任一項(xiàng)所述的液晶組合物。項(xiàng)14.根據(jù)項(xiàng)13所述的液晶顯示元件,其特征在于:使根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)12中任一項(xiàng)所述的液晶組合物內(nèi)包于膠囊中。項(xiàng)15.根據(jù)項(xiàng)13所述的液晶顯示元件,其特征在于:將根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)12中任一項(xiàng)所述的液晶組合物用于進(jìn)行2d-3d間切換所利用的透鏡。項(xiàng)16.一種根據(jù)項(xiàng)1至項(xiàng)12中任一項(xiàng)所述的液晶組合物的用途,其用于液晶顯示元件。本發(fā)明也包括下列項(xiàng)。(a)所述組合物,其進(jìn)而含有光學(xué)活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合引發(fā)劑、聚合抑制劑等添加物的至少一種。(b)一種am元件,其含有所述組合物。(c)進(jìn)而含有聚合性化合物的所述組合物、及含有該組合物的高分子穩(wěn)定取向(psa)型am元件。(d)一種高分子穩(wěn)定取向(psa)型am元件,其含有所述組合物,且該組合物中的聚合性化合物已聚合。(e)一種元件,其含有所述組合物,且具有pc、tn、stn、ecb、ocb、ips、va、ffs、或fpa的模式。(f)一種透過型元件,其含有所述組合物。(g)將所述組合物作為具有向列相的組合物的用途。(h)通過向所述組合物中添加光學(xué)活性化合物而作為光學(xué)活性的組合物的用途。按以下順序?qū)Ρ景l(fā)明的組合物進(jìn)行說明。第一,對組合物中的成分化合物的構(gòu)成進(jìn)行說明。第二,對成分化合物的主要特性、以及該化合物對組合物所帶來的主要效果進(jìn)行說明。第三,對組合物中的成分的組合、成分的優(yōu)選的比例及其根據(jù)進(jìn)行說明。第四,對成分化合物的優(yōu)選的形態(tài)進(jìn)行說明。第五,表示優(yōu)選的成分化合物。第六,對可添加至組合物中的添加物進(jìn)行說明。最后,對組合物的用途進(jìn)行說明。第一,對組合物中的成分化合物的構(gòu)成進(jìn)行說明。本發(fā)明的組合物被分類為組合物a與組合物b。組合物a除了含有選自化合物(1)、化合物(2-1)、化合物(2-2)、化合物(3)、及化合物(4)中的液晶性化合物以外,也可進(jìn)而含有其他液晶性化合物、添加物等?!捌渌壕曰衔铩笔桥c化合物(1)、化合物(2-1)、化合物(2-2)、化合物(3)、及化合物(4)不同的液晶性化合物。此種化合物是以進(jìn)一步調(diào)整特性為目的而混合至組合物中。添加物為光學(xué)活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合引發(fā)劑、聚合抑制劑等。組合物b實(shí)質(zhì)上僅包含選自化合物(1)、化合物(2-1)、化合物(2-2)、化合物(3)、及化合物(4)中的液晶性化合物?!皩?shí)質(zhì)上”表示組合物雖可含有添加物,但不含有其他液晶性化合物。與組合物a相比,組合物b的成分的數(shù)量少。就降低成本這一觀點(diǎn)而言,組合物b優(yōu)于組合物a。就可通過混合其他液晶性化合物來進(jìn)一步調(diào)整特性這一觀點(diǎn)而言,組合物a優(yōu)于組合物b。第二,對成分化合物的主要特性、以及該化合物對組合物的特性所帶來的主要效果進(jìn)行說明?;诒景l(fā)明的效果,將成分化合物的主要特性匯總于表2中。在表2的記號中,l表示大或高,m表示中等程度,s表示小或低。記號l、記號m、記號s是基于成分化合物之間的定性比較的分類,記號0表示值為零、或接近零。表2化合物的特性化合物(1)(2-1)及(2-2)(3)(4)上限溫度m~lm~lm~ls~l粘度mm~lm~ls~m光學(xué)各向異性llm~ll介電常數(shù)各向異性0m~lm~l0比電阻llll當(dāng)將成分化合物混合至組合物中時(shí),成分化合物對組合物的特性所帶來的主要效果如下述?;衔?1)提升光學(xué)各向異性。化合物(2-1)及化合物(2-2)提升光學(xué)各向異性,且提升介電常數(shù)各向異性?;衔?3)提升介電常數(shù)各向異性?;衔?4)提升光學(xué)各向異性,且提升上限溫度或降低下限溫度。第三,對組合物中的成分的組合、成分化合物的優(yōu)選的比例及其根據(jù)進(jìn)行說明。組合物中的成分的組合為第一成分+第二成分、第一成分+第二成分+第三成分、第一成分+第二成分+第四成分、第一成分+第二成分+第三成分+第四成分。組合物中的成分的優(yōu)選的組合為第一成分+第二成分+第四成分,更優(yōu)選為第一成分+第二成分+第三成分+第四成分。為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟?,基于液晶組合物的重量,第一成分的優(yōu)選的比例為約10重量%以上,為了提升介電常數(shù)各向異性,第一成分的優(yōu)選的比例為約50重量%以下。更優(yōu)選的比例為約10重量%~約45重量%的范圍。特優(yōu)選的比例為約15重量%~約40重量%的范圍。為了提升介電常數(shù)各向異性、為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟?,基于液晶組合物的重量,第二成分的優(yōu)選的比例為約5重量%以上,為了降低下限溫度,第二成分的優(yōu)選的比例為約60重量%以下。更優(yōu)選的比例為約5重量%~約50重量%的范圍。特優(yōu)選的比例為約5重量%~約45重量%的范圍。為了提升介電常數(shù)各向異性、為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟?,基于液晶組合物的重量,使用式(2-1)所表示的化合物作為第二成分時(shí)的優(yōu)選的比例為約5重量%以上,為了降低下限溫度,使用式(2-1)所表示的化合物作為第二成分時(shí)的優(yōu)選的比例為約45重量%以下。更優(yōu)選的比例為約5重量%~40重量%的范圍。特優(yōu)選的比例為約5重量%~35重量%的范圍。為了提升介電常數(shù)各向異性、為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟龋谝壕ЫM合物的重量,使用式(2-2)所表示的化合物作為第二成分時(shí)的優(yōu)選的比例為約5重量%以上,為了降低下限溫度,使用式(2-2)所表示的化合物作為第二成分時(shí)的優(yōu)選的比例為約40重量%以下。更優(yōu)選的比例為約5重量%~30重量%的范圍。特優(yōu)選的比例為約10重量%~25重量%的范圍。為了提升介電常數(shù)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟龋谝壕ЫM合物的重量,第三成分的優(yōu)選的比例為約1重量%以上,為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱私档拖孪逌囟龋谌煞值膬?yōu)選的比例為約50重量%以下。更優(yōu)選的比例為約5重量%~45重量%的范圍。特優(yōu)選的比例為約10重量%~40重量%的范圍。為了提升光學(xué)各向異性,且為了提升上限溫度、或降低下限溫度,基于液晶組合物的重量,第四成分的優(yōu)選的比例為約5重量%以上,為了提升介電常數(shù)各向異性,第四成分的優(yōu)選的比例為約55重量%以下。更優(yōu)選的比例為約10重量%~約55重量%的范圍。特優(yōu)選的比例為約20重量%~約50重量%的范圍。所謂含有氰基的化合物,是指在本申請中含有氰基且具有介電常數(shù)各向異性的液晶性化合物全部,不包含無機(jī)的氰基系化合物。具體的化合物例如公開于日本專利特開昭49-095882號公報(bào)、日本專利特開昭59-176240號公報(bào)、日本專利特開平4-300861號公報(bào)中。就對紫外線的高穩(wěn)定性的觀點(diǎn)而言,本發(fā)明的組合物優(yōu)選盡量不含具有氰基的化合物。相對于液晶組合物整體,含有氰基的化合物的比例優(yōu)選未滿3重量%,更優(yōu)選未滿2重量%,進(jìn)而更優(yōu)選未滿1重量%。第四,對成分化合物的優(yōu)選的形態(tài)進(jìn)行說明。r11、r12、r21、r22、r31、r41及r42獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、或碳數(shù)2~12的烯基。為了提升對紫外線或熱的穩(wěn)定性,優(yōu)選的r11、r12、r21、r22、r31、r41或r42獨(dú)立為碳數(shù)1~12的烷基。優(yōu)選的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。為了降低粘度,更優(yōu)選的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。優(yōu)選的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基。為了降低粘度,更優(yōu)選的烷氧基為甲氧基或乙氧基。優(yōu)選的烯基為乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基。為了降低粘度,更優(yōu)選的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。這些烯基中的-ch=ch-的優(yōu)選的立體構(gòu)型取決于雙鍵的位置。就為了降低粘度等而言,在如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基般的烯基中,優(yōu)選反式(trans)。在如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基般的烯基中,優(yōu)選順式(cis)。在這些烯基中,直鏈的烯基優(yōu)于分支的烯基。m21、m22、m3及m4為0、1或2。為了提升介電常數(shù)各向異性、為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟?,?yōu)選的m21為1。為了提升介電常數(shù)各向異性、為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟?,?yōu)選的m22為1。為了提升介電常數(shù)各向異性、或?yàn)榱颂嵘舷逌囟?,?yōu)選的m3為1。為了降低下限溫度,優(yōu)選的m4為0。z11、z21、z22、z23、z24及z41獨(dú)立為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、亞乙炔基、或四氟亞乙基。此處,z21及z22中的至少一個(gè)為亞乙炔基,z23及z24中的至少一個(gè)為亞乙炔基。為了提升光學(xué)各向異性,優(yōu)選的z11、z21、z22、z23、z24或z41為單鍵或亞乙炔基。z42為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、或四氟亞乙基。為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱颂嵘入娮?,?yōu)選的z42為單鍵。z31、z32及z33獨(dú)立為單鍵、亞乙基、亞乙烯基、亞甲氧基、羰氧基、二氟亞甲氧基、或四氟亞乙基。為了提升比電阻,優(yōu)選的z31、z32或z33為單鍵。環(huán)a11、環(huán)a41及環(huán)a42獨(dú)立為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,5-二氟-1,4-亞苯基或2,6-二氟-1,4-亞苯基。為了提升光學(xué)各向異性,優(yōu)選的環(huán)a11、環(huán)a41或環(huán)a42為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,5-二氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基。環(huán)a21、環(huán)a24及環(huán)a31獨(dú)立為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,6-二氟-1,4-亞苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基。為了提升光學(xué)各向異性,優(yōu)選的環(huán)a21、環(huán)a24或環(huán)a31為1,4-亞苯基,為了提升介電常數(shù)各向異性,優(yōu)選的環(huán)a21、環(huán)a24或環(huán)a31為1,3-二噁烷-2,5-二基,為了提升上限溫度,優(yōu)選的環(huán)a21、環(huán)a24或環(huán)a31為1,4-亞環(huán)己基。環(huán)a22、環(huán)a23、環(huán)a25及環(huán)a26獨(dú)立為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基。環(huán)a32及環(huán)a33獨(dú)立為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基。為了提升光學(xué)各向異性、或?yàn)榱俗屜孪逌囟龋瑑?yōu)選的環(huán)a22、環(huán)a23、環(huán)a25、環(huán)a26、環(huán)a32或環(huán)a33為1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、或2,6-二氟-1,4-亞苯基。為了提升上限溫度,關(guān)于1,4-亞環(huán)己基的立體構(gòu)型是反式優(yōu)于順式。四氫吡喃-2,5-二基為優(yōu)選x11、x21、x22、x23、x24、x31及x32獨(dú)立為氫或氟。為了降低下限溫度,優(yōu)選的x11為氟,為了提升介電常數(shù)各向異性,優(yōu)選的x21、x22、x23、x24、x31或x32為氟。y21、y22及y31獨(dú)立為氟、氯、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷基、至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1~12的烷氧基、或至少一個(gè)氫可經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)2~12的烯基。為了提升介電常數(shù)各向異性,優(yōu)選的y21、y22或y31為氟。第五,表示優(yōu)選的成分化合物。優(yōu)選的化合物(1)為下述化合物(1-1)~化合物(1-13)。這些化合物中,第一成分的至少一種優(yōu)選為化合物(1-3)、化合物(1-4)、或化合物(1-5)。第一成分的至少兩種優(yōu)選為化合物(1-3)及化合物(1-4)、或化合物(1-4)及化合物(1-5)的組合。優(yōu)選的化合物(2-1)為所述化合物(2-1-1)~化合物(2-1-14)。優(yōu)選的化合物(2-2)為所述化合物(2-2-1)~化合物(2-2-2)。這些化合物中,第二成分的至少一種優(yōu)選為化合物(2-1-1)、化合物(2-1-2)、化合物(2-1-5)、或化合物(2-2-1)。第二成分的至少兩種優(yōu)選為化合物(2-1-1)及化合物(2-2-1)、化合物(2-1-2)及化合物(2-2-1)、或化合物(2-1-5)及化合物(2-2-1)的組合。優(yōu)選的化合物(3)為下述化合物(3-1)~化合物(3-15)。這些化合物中,第三成分的至少一種優(yōu)選為化合物(3-2)、化合物(3-5)、化合物(3-6)、或化合物(3-10)。第三成分的至少兩種優(yōu)選為化合物(3-2)及化合物(3-6)、化合物(3-5)及化合物(3-6)、或化合物(3-6)及化合物(3-10)的組合?;衔?3)中,更優(yōu)選為作為z31、z32及z33的至少一者為二氟亞甲氧基的化合物。優(yōu)選的化合物(4)為下述化合物(4-1)~化合物(4-13)。這些化合物中,第四成分的至少一種優(yōu)選為化合物(4-3)、或化合物(4-13)。第三成分的至少兩種優(yōu)選為化合物(4-3)及化合物(4-13)的組合。第六,對可添加至組合物中的添加物進(jìn)行說明。此種添加物為光學(xué)活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合引發(fā)劑、聚合抑制劑等。以下,在事先無特別說明的情況下,這些添加物的混合比例為基于液晶組合物的重量的比例(重量)。為了誘發(fā)液晶的螺旋結(jié)構(gòu)而賦予扭曲角,將光學(xué)活性化合物添加至組合物中。此種化合物的例子為化合物(5-1)~化合物(5-5)。光學(xué)活性化合物的優(yōu)選的比例為約5重量%以下。更優(yōu)選的比例為約0.01重量%~約2重量%的范圍。為了防止由大氣中的加熱所引起的比電阻的下降,或者為了在長時(shí)間使用元件后不僅在室溫下,而且在接近上限溫度的溫度下也維持大的電壓保持率,而將抗氧化劑添加至組合物中。抗氧化劑的優(yōu)選例是t為1~9的整數(shù)的化合物(6)等。在化合物(6)中,優(yōu)選的t為1、3、5、7、或9。更優(yōu)選的t為7。t為7的化合物(6)由于揮發(fā)性小,因此對于在長時(shí)間使用元件后不僅在室溫下,而且在接近上限溫度的溫度下也維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得所述效果,抗氧化劑的優(yōu)選的比例為約50ppm以上,為了不降低上限溫度、或?yàn)榱瞬惶嵘孪逌囟?,抗氧化劑的?yōu)選的比例為約600ppm以下。更優(yōu)選的比例為約100ppm~約300ppm的范圍。紫外線吸收劑的優(yōu)選例為二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外,如位阻胺般的光穩(wěn)定劑也優(yōu)選。為了獲得所述效果,這些吸收劑或穩(wěn)定劑的優(yōu)選的比例為約50ppm以上,為了不降低上限溫度、或?yàn)榱瞬惶嵘孪逌囟?,這些吸收劑或穩(wěn)定劑的優(yōu)選的比例為約10000ppm以下。更優(yōu)選的比例為約100ppm~約10000ppm的范圍。為了適合于賓主(guesthost,gh)模式的元件,將如偶氮系色素、蒽醌系色素等般的二色性色素(dichroicdye)添加至組合物中。色素的優(yōu)選的比例為約0.01重量%~約10重量%的范圍。為了防止起泡,將二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等消泡劑添加至組合物中。為了獲得所述效果,消泡劑的優(yōu)選的比例為約1ppm以上,為了防止顯示不良,消泡劑的優(yōu)選的比例為約1000ppm以下。更優(yōu)選的比例為約1ppm~約500ppm的范圍。為了適合于高分子穩(wěn)定取向(psa)型元件,將聚合性化合物添加至組合物中。聚合性化合物的優(yōu)選例為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、環(huán)氧化合物(氧雜環(huán)丙烷、氧雜環(huán)丁烷)、乙烯基酮等具有可進(jìn)行聚合的基的化合物。更優(yōu)選的例子為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。為了獲得所述效果,聚合性化合物的優(yōu)選的比例為約0.05重量%以上,為了防止顯示不良,聚合性化合物的優(yōu)選的比例為約10重量%以下。更優(yōu)選的比例為約0.1重量%~約2重量%的范圍。聚合性化合物通過紫外線照射來進(jìn)行聚合。也可以在光聚合引發(fā)劑等引發(fā)劑的存在下進(jìn)行聚合。用于聚合的適當(dāng)?shù)臈l件、引發(fā)劑的適當(dāng)?shù)念愋?、及適當(dāng)?shù)牧恳褳楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所知,且在文獻(xiàn)中有記載。例如作為光引發(fā)劑的艷佳固(irgacure)651(注冊商標(biāo);巴斯夫(basf))、艷佳固(irgacure)184(注冊商標(biāo);巴斯夫(basf)),或達(dá)羅卡(darocur)1173(注冊商標(biāo);巴斯夫(basf))適合于自由基聚合。基于聚合性化合物的重量100重量份,光聚合引發(fā)劑的優(yōu)選的比例為約0.1重量份~約5重量份的范圍。更優(yōu)選的比例為約1重量份~約3重量份的范圍。當(dāng)保管聚合性化合物時(shí),為了防止聚合,也可以添加聚合抑制劑。聚合性化合物通常在不去除聚合抑制劑的狀態(tài)下添加至組合物中。聚合抑制劑的例子為對苯二酚、甲基對苯二酚般的對苯二酚衍生物、4-叔丁基兒茶酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪等。最后,對組合物的用途進(jìn)行說明。本發(fā)明的組合物主要具有約-10℃以下的下限溫度、約70℃以上的上限溫度,而且具有約0.20~約0.35的范圍的光學(xué)各向異性(波長589nm,25℃)。含有該組合物的元件具有大的電壓保持率。該組合物適合于am元件。該組合物特別適合于透過型am元件。通過控制成分化合物的比例、或通過混合其他液晶性化合物,可制備具有約0.15~約0.20的范圍的光學(xué)各向異性的組合物,進(jìn)而可制備具有約0.35~約0.40的范圍的光學(xué)各向異性的組合物。該組合物可用作具有向列相的組合物,且可通過添加光學(xué)活性化合物而用作光學(xué)活性組合物。該組合物可用于am元件。進(jìn)而也可以用于pm元件。該組合物可用于具有pc、tn、stn、ecb、ocb、ips、ffs、va、fpa等模式的am元件及pm元件。特優(yōu)選用于具有tn模式、ocb模式、ips模式或ffs模式的am元件。在具有ips模式或ffs模式的am元件中,當(dāng)未施加電壓時(shí),相對于玻璃基板,液晶分子的排列可為平行、或者也可以為垂直。這些元件可為反射型、透過型或半透過型。優(yōu)選用于透過型元件。也可以用于非晶硅-tft元件或多晶硅-tft元件。也可以用于將該組合物加以微膠囊化所制作的向列型曲線排列相(nematiccurvilinearalignedphase,ncap)型元件、或使組合物中形成三維網(wǎng)眼狀高分子的聚合物分散(polymerdispersed,pd)型元件。實(shí)施例通過實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。本發(fā)明并不由這些實(shí)施例限制。本發(fā)明也包含將實(shí)施例的組合物的至少兩種混合而成的混合物。所合成的化合物通過核磁共振(nuclearmagneticresonance,nmr)分析等方法來鑒定?;衔锛敖M合物的特性通過下述所記載的方法來測定。nmr分析:測定時(shí)使用布魯克拜厄斯賓(brukerbiospin)公司制造的drx-500。在1h-nmr的測定中,使試樣溶解于cdcl3等氘化溶媒中,在室溫下,以500mhz、累計(jì)次數(shù)16次的條件來進(jìn)行測定。使用四甲基硅烷作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。在19f-nmr的測定中,使用cfcl3作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),以累計(jì)次數(shù)24次來進(jìn)行。在核磁共振光譜的說明中,s表示單峰(singlet),d表示雙峰(doublet),t表示三重峰(triplet),q表示四重峰(quartet),quin表示五重峰(quintet),sex表示六重峰(sextet),m表示多重峰(multiplet),br表示寬峰(broad)。氣相色譜分析:測定時(shí)使用島津制作所制造的gc-14b型氣相色譜儀。載氣為氦氣(2ml/min)。將試樣氣化室設(shè)定為280℃,將檢測器(火焰離子偵測器(flameionizationdetector,fid))設(shè)定為300℃。在成分化合物的分離中,使用安捷倫科技有限公司(agilenttechnologiesinc.)制造的毛細(xì)管柱db-1(長度為30m,內(nèi)徑為0.32mm,膜厚為0.25μm;固定液相為二甲基聚硅氧烷;無極性)。將該管柱在200℃下保持2分鐘后,以5℃/min的速率升溫至280℃為止。將試樣制備成丙酮溶液(0.1重量%)后,將其1μl注入至試樣氣化室中。記錄計(jì)為島津制作所制造的c-r5a型色譜儀元件(chromatopac)或其同等品。所獲得的氣相色譜圖顯示出對應(yīng)于成分化合物的峰值的保持時(shí)間及峰值的面積。稀釋試樣用的溶媒可使用氯仿、己烷等。為了分離成分化合物,也可以使用以下的毛細(xì)管柱。安捷倫科技有限公司(agilenttechnologiesinc.)制造的hp-1(長度為30m,內(nèi)徑為0.32mm,膜厚為0.25μm),瑞斯泰克公司(restekcorporation)制造的rtx-1(長度為30m,內(nèi)徑為0.32mm,膜厚為0.25μm),sge國際公司(sgeinternationalpty.ltd)制造的bp-1(長度為30m,內(nèi)徑為0.32mm,膜厚為0.25μm)。為了防止化合物峰值重疊,也可以使用島津制作所制造的毛細(xì)管柱cbp1-m50-025(長度為50m,內(nèi)徑為0.25mm,膜厚為0.25μm)。組合物中所含有的液晶性化合物的比例可通過如下方法來算出。利用氣相色譜儀(fid)來檢測液晶性化合物的混合物。氣相色譜圖中的峰值的面積比相當(dāng)于液晶性化合物的比例(重量比)。當(dāng)使用以上所記載的毛細(xì)管柱時(shí),可將各種液晶性化合物的校正系數(shù)視為1。因此,液晶性化合物的比例(重量%)可根據(jù)峰值的面積比來算出。測定試樣:當(dāng)測定組合物的特性時(shí),將組合物直接用作試樣。當(dāng)測定化合物的特性時(shí),通過將該化合物(15重量%)混合至母液晶(85重量%)中來制備測定用試樣。根據(jù)通過測定所獲得的值,利用外推法來算出化合物的特性值。(外推值)={(試樣的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。當(dāng)在該比例下,層列相(或結(jié)晶)在25℃下析出時(shí),將化合物與母液晶的比例依次變更為10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%。利用該外推法來求出與化合物相關(guān)的上限溫度、光學(xué)各向異性、粘度、及介電常數(shù)各向異性的值。使用下述母液晶。成分化合物的比例以重量%表示。測定方法:通過下述方法來進(jìn)行特性的測定。這些方法大多為由社團(tuán)法人電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(japanelectronicsandinformationtechnologyindustriesassociation,以下稱為jeita)所審議制定的jeita規(guī)格(jeitaed-2521b)中所記載的方法、或?qū)ζ浼右孕揎椀姆椒?。在用于測定的tn元件中未安裝薄膜晶體管(tft)。(1)向列相的上限溫度(ni;℃):將試樣置于具備偏振光顯微鏡的熔點(diǎn)測定裝置的熱板上,以1℃/min的速度進(jìn)行加熱。測定試樣的一部分從向列相變化為各向同性液體時(shí)的溫度。(2)向列相的下限溫度(tc;℃):將具有向列相的試樣放入至玻璃瓶中,在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷凍器中保管10日后,觀察液晶相。例如當(dāng)試樣在-20℃下保持為向列相的狀態(tài)、在-30℃下變化為結(jié)晶或?qū)恿邢鄷r(shí),將tc記載為<-20℃。(3)粘度(容積粘度;η;在20℃下測定;mpa·s):測定使用東京計(jì)器股份有限公司制造的e型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。(4)粘度(旋轉(zhuǎn)粘度;γ1;在20℃下測定;mpa·s):根據(jù)m.今井(m.imai)等人的《分子晶體與液晶(molecularcrystalsandliquidcrystals)》,vol.259,37(1995)中所記載的方法進(jìn)行測定。將試樣放入至扭曲角為0°、且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm的tn元件中。在16v~19.5v的范圍內(nèi),以0.5v為單位對該元件階段性地施加電壓。在未施加電壓0.2秒后,以僅施加1個(gè)矩形波(矩形脈沖;0.2秒)與未施加(2秒)的條件反復(fù)施加電壓。測定通過該施加所產(chǎn)生的暫態(tài)電流(transientcurrent)的峰值電流(peakcurrent)與峰值時(shí)間(peaktime)。根據(jù)這些測定值與m.今井等人的論文中的第40頁所記載的計(jì)算式(8)而獲得旋轉(zhuǎn)粘度的值。該計(jì)算中所需的介電常數(shù)各向異性的值是使用測定該旋轉(zhuǎn)粘度的元件,通過以下所記載的方法來求出。(5)光學(xué)各向異性(折射率各向異性;δn;在25℃下測定):使用波長589nm的光,通過在接目鏡上安裝有偏振片的阿貝折射計(jì)來進(jìn)行測定。朝一個(gè)方向摩擦主棱鏡的表面后,將試樣滴加至主棱鏡上。當(dāng)偏振光的方向與摩擦的方向平行時(shí)測定折射率n∥。當(dāng)偏振光的方向與摩擦的方向垂直時(shí)測定折射率n⊥。光學(xué)各向異性的值是根據(jù)δn=n//-n⊥的式子來計(jì)算。在利用由克爾效應(yīng)所引起的光學(xué)變化的模式中,理想的是光學(xué)各向異性與介電常數(shù)各向異性的乘積大,因此優(yōu)選光學(xué)各向異性盡可能大。光學(xué)各向異性優(yōu)選0.20~0.35的范圍,更優(yōu)選0.23~0.32的范圍。(6)介電常數(shù)各向異性(δε;在25℃下測定):將試樣放入至2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為9μm且扭曲角為80度的tn元件中。對該元件施加正弦波(10v,1khz),2秒后測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(shù)(ε//)。對該元件施加正弦波(0.5v,1khz),2秒后測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(shù)(ε⊥)。介電常數(shù)各向異性的值是根據(jù)δε=ε//-ε⊥的式子來計(jì)算。為了降低驅(qū)動(dòng)電壓,理想的是介電常數(shù)各向異性大。尤其,在通過高分子穩(wěn)定化或膠囊化等來限制對液晶組合物施加的電場的模式中,存在驅(qū)動(dòng)電壓變高的傾向,因此優(yōu)選介電常數(shù)各向異性盡可能大。另外,在利用由克爾效應(yīng)所引起的光學(xué)變化的模式中,理想的是光學(xué)各向異性與介電常數(shù)各向異性的乘積大,因此優(yōu)選介電常數(shù)各向異性盡可能大。介電常數(shù)各向異性優(yōu)選8~40的范圍,更優(yōu)選15~30的范圍。(7)閾值電壓(vth;在25℃下測定;v):測定時(shí)使用大冢電子股份有限公司制造的lcd5100型亮度計(jì)。光源為鹵素?zé)簟⒃嚇臃湃胫?片玻璃基板的間隔(單元間隙)為0.45/δn(μm)、扭曲角為80度的常白模式(normallywhitemode)的tn元件中。施加至該元件的電壓(32hz,矩形波)是以0.02v為單位,從0v階段性地增加至10v為止。此時(shí),從垂直方向?qū)υ丈涔猓y定透過元件的光量。制作該光量達(dá)到最大時(shí)透過率為100%、該光量最小時(shí)透過率為0%的電壓-透過率曲線。閾值電壓由透過率變?yōu)?0%時(shí)的電壓來表示。(8)電壓保持率(vhr-1;在25℃下測定;%):用于測定的tn元件具有聚酰亞胺取向膜,且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm。該元件在放入試樣后利用通過紫外線而硬化的粘合劑進(jìn)行密封。對該tn元件施加脈沖電壓(5v、60微秒)來充電。利用高速電壓計(jì)在16.7毫秒的期間內(nèi)測定衰減的電壓,求出單位周期中的電壓曲線與橫軸之間的面積a。面積b為未衰減時(shí)的面積。電壓保持率由面積a對于面積b的百分率來表示。(9)電壓保持率(vhr-2;在80℃下測定;%):除了在80℃下進(jìn)行測定來代替在25℃下進(jìn)行測定以外,以與所述相同的程序測定電壓保持率。以vhr-2來表示所獲得的值。(10)電壓保持率(vhr-3;在25℃下測定;%):在照射紫外線后測定電壓保持率,并評價(jià)對紫外線的穩(wěn)定性。用于測定的tn元件具有聚酰亞胺取向膜,而且單元間隙為5μm。將試樣注入至該元件中,照射光20分鐘。光源為超高壓水銀燈ush-500d(牛尾(ushio)電機(jī)制造),元件與光源的間隔為20cm。在vhr-3的測定中,在16.7毫秒的期間內(nèi)測定衰減的電壓。具有大的vhr-3的組合物對紫外線具有大的穩(wěn)定性。vhr-3優(yōu)選90%以上,更優(yōu)選95%以上。(11)電壓保持率(vhr-4;在25℃下測定;%):將注入有試樣的tn元件在80℃的恒溫槽內(nèi)加熱500小時(shí)后,測定電壓保持率,并評價(jià)對熱的穩(wěn)定性。在vhr-4的測定中,在16.7毫秒的期間內(nèi)測定衰減的電壓。具有大的vhr-4的組合物對熱具有大的穩(wěn)定性。(12)響應(yīng)時(shí)間(τ;在25℃下測定;ms):測定時(shí)使用大冢電子股份有限公司制造的lcd5100型亮度計(jì)。光源為鹵素?zé)?。低通濾波器(low-passfilter)設(shè)定為5khz。將試樣放入至2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5.0μm、扭曲角為80度的常白模式(normallywhitemode)的tn元件中。對該元件施加矩形波(60hz,5v,0.5秒)。此時(shí),從垂直方向?qū)υ丈涔?,并測定透過元件的光量。當(dāng)該光量達(dá)到最大時(shí)視作透過率為100%,當(dāng)該光量最小時(shí)視作透過率為0%。上升時(shí)間(τr:risetime;毫秒)是透過率從90%變化為10%所需要的時(shí)間。下降時(shí)間(τf:falltime;毫秒)是透過率從10%變化為90%所需要的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間由以所述方式求出的上升時(shí)間與下降時(shí)間的和來表示。(13)彈性常數(shù)(k;在25℃下測定;pn):測定時(shí)使用橫河惠普(yokogawahewlettpackard)股份有限公司制造的hp4284a型lcr計(jì)。將試樣放入至2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的水平取向元件中。對該元件施加0v~20v的電荷,并測定靜電電容及施加電壓。利用《液晶器件手冊(liquidcrystaldevicehandbook)》(日刊工業(yè)新聞社),第75頁中的式(2.98)、式(2.101)對所測定的靜電電容(c)與施加電壓(v)的值進(jìn)行擬合,并根據(jù)式(2.99)獲得k11及k33的值。繼而,將以前所求出的k11及k33的值用于《液晶器件手冊》第171頁中的式(3.18)中來算出k22。彈性常數(shù)由以所述方式求出的k11、k22、及k33的平均值來表示。(14)比電阻(ρ;在25℃下測定;ωcm):將試樣1.0ml注入至具備電極的容器中。對該容器施加直流電壓(10v),并測定10秒后的直流電流。比電阻根據(jù)下式來算出。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數(shù))}。(15)螺距(p;在室溫下測定;μm):螺距是利用楔形法來測定。參照《液晶便覽》,第196頁(2000年發(fā)行,丸善)。將試樣注入至楔形盒中,在室溫下靜置2小時(shí)后,利用偏振光顯微鏡(尼康(nikon)(股份),商品名mm40/60系列)觀察向錯(cuò)線的間隔(d2-d1)。螺距(p)是根據(jù)將楔形盒的角度表示成θ的下式來算出。p=2×(d2-d1)×tanθ。(16)短軸方向上的介電常數(shù)(ε⊥;在25℃下測定):將試樣放入至2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為9μm且扭曲角為80度的tn元件中。對該元件施加正弦波(0.5v,1khz),2秒后測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(shù)(ε⊥)。實(shí)施例中的化合物是根據(jù)下述表3的定義,由記號來表示。在表3中,關(guān)于1,4-亞環(huán)己基的立體構(gòu)型為反式。位于記號后的括號內(nèi)的編號對應(yīng)于化合物的編號。(-)的記號表示其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶組合物的重量的重量百分率(重量%)。最后,將組合物的特性值進(jìn)行匯總。表3使用記號的化合物的表述方法r-(a1)-z1-.....-zn-(an)-r′[比較例1]作為比較例,制備未使用由式(2)所表示的化合物的液晶組合物。ni=90.0℃;tc<-20℃;δn=0.246;δε=9.4;vth=1.88v;η=42.7mpa·s.[實(shí)施例1]制備使用作為本發(fā)明的必需成分的由式(2)所表示的化合物來代替比較例1的由式(3)所表示的化合物的液晶組合物。ni=103.1℃;tc<-20℃;δn=0.267;δε=13.6;vth=1.50v;η=32.3mpa·s.通過將比較例1的由式(3)所表示的化合物的一部分替代為作為本發(fā)明的必需成分的由式(2)所表示的化合物,可制備ni高、δn大、δε大、vth小、η小的液晶組合物。[實(shí)施例2]ni=90.3℃;tc<-10℃;δn=0.248;δε=14.2;vth=1.57v.[實(shí)施例3]ni=90.3℃;tc<-10℃;δn=0.252;δε=15.1;vth=1.61v.[實(shí)施例4]ni=90.9℃;tc<-10℃;δn=0.249;δε=14.5;vth=1.61v.[實(shí)施例5]ni=90.6℃;tc<-10℃;δn=0.248;δε=15.2;vth=1.55v.[實(shí)施例6]ni=106.0℃;tc<-10℃;δn=0.300;δε=10.6;vth=2.14v.[實(shí)施例7]ni=90.1℃;tc<-10℃;δn=0.246;δε=15.3;vth=1.49v.[實(shí)施例8]ni=103.5℃;tc<-10℃;δn=0.298;δε=11.2;vth=1.97v.[實(shí)施例9]ni=92.7℃;tc<-10℃;δn=0.249;δε=16.3;vth=1.57v;η=63.4mpa·s.[實(shí)施例10]ni=91.8℃;tc<-10℃;δn=0.244;δε=15.8;vth=1.53v;η=56.4mpa·s.[實(shí)施例11]ni=91.1℃;tc<-10℃;δn=0.244;δε=11.7;vth=1.69v;η=48.8mpa·s.[實(shí)施例12]ni=91.8℃;tc<-10℃;δn=0.240;δε=21.0;vth=1.32v;η=62.4mpa·s.[實(shí)施例13]ni=99.9℃;tc<-10℃;δn=0.296;δε=15.1;vth=1.66v;η=59.4mpa·s.[實(shí)施例14]ni=105.2℃;tc<-10℃;δn=0.295;δε=14.3;vth=1.74v;η=62.0mpa·s.[實(shí)施例15]ni=103.6℃;tc<-10℃;δn=0.289;δε=17.8;vth=1.64v;η=73.8mpa·s.[實(shí)施例16]ni=102.8℃;tc<-10℃;δn=0.283;δε=11.8;vth=1.85v;η=61.0mpa·s.[實(shí)施例17]ni=106.0℃;tc<-10℃;δn=0.265;δε=15.3;vth=1.86v;η=57.0mpa·s.[實(shí)施例18]ni=95.5℃;tc<-10℃;δn=0.258;δε=10.5;vth=1.90v;η=51.7mpa·s.[實(shí)施例19]ni=90.4℃;tc<-10℃;δn=0.237;δε=13.5;vth=1.62v;η=52.1mpa·s.[實(shí)施例20]ni=90.7℃;tc<-10℃;δn=0.237;δε=14.1;vth=1.58v;η=51.0mpa·s.[實(shí)施例21]ni=89.8℃;tc<-10℃;δn=0.254;δε=14.5;vth=1.56v;η=48.8mpa·s.[實(shí)施例22]ni=89.5℃;tc<-10℃;δn=0.246;δε=12.4;vth=1.67v.[實(shí)施例23]ni=103.8℃;tc<-10℃;δn=0.292;δε=12.0;vth=1.95v.[實(shí)施例24]ni=92.0℃;tc<-10℃;δn=0.254;δε=14.6;vth=1.64v.[實(shí)施例25]ni=92.1℃;tc<-10℃;δn=0.250;δε=12.4;vth=1.67v.[實(shí)施例26]ni=93.4℃;tc<-10℃;δn=0.250;δε=14.7;vth=1.56v.[實(shí)施例27]ni=91.6℃;tc<-10℃;δn=0.248;δε=15.8;vth=1.57v.[實(shí)施例28]ni=92.1℃;tc<-10℃;δn=0.247;δε=14.8;vth=1.54v.[實(shí)施例29]ni=104.8℃;tc<-10℃;δn=0.294;δε=13.0;vth=1.94v;γ1=473mpa·s;vhr-1=98.01%;vhr-3=95.50%.[實(shí)施例30]ni=90.9℃;tc<-10℃;δn=0.248;δε=14.3;vth=1.60v.[實(shí)施例31]ni=91.5℃;tc<-10℃;δn=0.244;δε=14.8;vth=1.53v.[實(shí)施例32]ni=91.5℃;tc<-10℃;δn=0.252;δε=14.8;vth=1.53v.[實(shí)施例33]ni=92.4℃;tc<-10℃;δn=0.249;δε=15.6;vth=1.54v.[實(shí)施例34]ni=113.9℃;tc<-10℃;δn=0.291;δε=12.5;vth=2.03v;γ1=438mpa·s.[實(shí)施例35]ni=88.8℃;tc<-10℃;δn=0.249;δε=15.5;vth=1.54v.[實(shí)施例36]ni=92.6℃;tc<-10℃;δn=0.250;δε=15.2;vth=1.62v.[實(shí)施例37]ni=113.4℃;tc<-10℃;δn=0.292;δε=11.1;vth=2.01v.[實(shí)施例38]ni=106.2℃;tc<-10℃;δn=0.292;δε=12.2;vth=1.90v.[實(shí)施例39]ni=114.5℃;tc<-10℃;δn=0.296;δε=11.8;vth=1.95v.[比較例2]為了進(jìn)行比較,將實(shí)施例29中的化合物(2)的一部分置換成具有正的介電常數(shù)各向異性的含有氰基的化合物,并將所獲得的組合物作為比較例2。ni=99.0℃;tc<-10℃;δn=0.289;δε=15.0;vth=1.70v;vhr-1=96.7%;vhr-3=78.3%.可知含有氰基的化合物由于使照射紫外線后的vhr下降,因此不適合作為本發(fā)明的液晶組合物。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的液晶組合物在高上限溫度、低下限溫度、大的光學(xué)各向異性、大的正介電常數(shù)各向異性、對紫外線的高穩(wěn)定性等特性中,充分滿足至少一種特性、或關(guān)于至少兩種特性具有適當(dāng)?shù)钠胶?。含有該組合物的液晶顯示元件可用于具有tn、ocb、ips、ffs、或fpa的模式的am(activematrix)元件,尤其,通過使該組合物內(nèi)包于膠囊中,可降低制造成本、或可用于柔性顯示器。另外,含有該組合物的元件可作為2d-3d間切換元件而使用。當(dāng)前第1頁12
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