向列型液晶組合物及使用其的液晶顯示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種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 向列型液晶組合物及使用其的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示元件以鐘表、計算器為代表可用于家庭用各種電氣設(shè)備、測定設(shè)備、汽車 用面板、文字處理機(jī)、電子記事本、打印機(jī)、計算機(jī)、電視等。作為液晶顯示方式，代表性地可 列舉：ΤΝ(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、DS(動態(tài)光散射）型、GH(Guest-Host)型、 IPS (In-Plane Switching，平面切換）型、0CB (光學(xué)補(bǔ)償雙折射）型、ECB (電控雙折射） 型、VA(垂直取向）型、CSH(Colour Super Homeotropic)型或FLC(鐵電液晶）等。另外， 作為驅(qū)動方式，可列舉：靜態(tài)（static)驅(qū)動、多任務(wù)驅(qū)動、單純矩陣方式、介由TFT(薄膜晶 體管）或TFD(薄膜二極管）等進(jìn)行驅(qū)動的有源矩陣（AM)方式。
[0003] 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 液晶材料的特征。它們中，特別是AM驅(qū)動的VA型顯示方式用于要求高速且廣視野角的顯 示元件、例如電視等用途。
[0004] 對于VA型等顯示方式中所使用的向列型液晶組合物，要求低電壓驅(qū)動、高速響應(yīng) 及大的工作溫度范圍。即，要求Α ε為負(fù)且絕對值大，低粘度，高的向列相-各向同性液體 相轉(zhuǎn)變溫度（Τηι)。另外，需要根據(jù)折射率各向異性（Δη)與單元間隙（d)的乘積即AnXd 的設(shè)定來將液晶材料的An配合單元間隙調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)姆秶４送?，由于在將液晶顯示元 件應(yīng)用于電視等情形時重視高速響應(yīng)性，所以要求粘度（η)低的液晶材料。
[0005]目前為止，通過對△ ε為負(fù)且其絕對值大的化合物進(jìn)行各種研究，改良了液晶組 合物的特性。
[0006] 公開了使用如下的具有2, 3-二氟亞苯基骨架的化合物（Α)和（Β)(參照專利文獻(xiàn) 1)作為△ ε為負(fù)的液晶材料的液晶組合物。
[0008] 該液晶組合物雖然使用化合物（C)和（D)作為△ ε大致為〇的化合物，但該液晶 組合物對于液晶電視等要求高速響應(yīng)的液晶組合物而言未實現(xiàn)充分低的粘性。
[0009]
[0010] 另一方面，已經(jīng)公開了使用式（E)表示的化合物的液晶組合物，有組合有上述液 晶化合物（D)的Δη小的液晶組合物（參照專利文獻(xiàn)2)，或為了改善響應(yīng)速度而添加有如 化合物（F)這樣在分子內(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(xiàn) 3)，為了兼具高Δη與高可靠性而需要進(jìn)一步的研究。
[0012] 另外，已經(jīng)公開了使用式（G)表示的化合物的液晶組合物（參照專利文獻(xiàn)4)，但由 于該液晶組合物也是含有如上述化合物（F)這樣含有烯基的化合物的液晶組合物，所以有 容易產(chǎn)生殘像或顯示不均等顯示不良的弊端。
[0014] 應(yīng)予說明，已經(jīng)公開了含有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(xiàn)5)，但一般而言，若烯基化合物的含量減少，則液晶組合物的τι上升，而變得難以達(dá) 成高速響應(yīng)，所以難以同時實現(xiàn)抑制顯示不良與高速響應(yīng)。
[0015] 若僅如此組合△ ε顯示負(fù)值的化合物與化合物（C)、（D)及（F)，則難以開發(fā)兼具 高An與低η而且無顯示不良或顯示不良受到抑制的Δ ε為負(fù)的液晶組合物。
[0016] 另外，公開了在式（Α)及式（G)中組合有Δ ε大致為零的式（III-F31)的液晶組 合物（參照專利文獻(xiàn)6)。然而，認(rèn)為在液晶顯示元件的制造工序中將液晶組合物注入至液 晶單元中時極在低壓下蒸氣壓低的化合物會揮發(fā)，因此無法增加其含量。因此，該液晶組合 物限定式（III-F31)的含量，盡管顯示大的Δη，但存在粘度明顯高的問題。
[0018] 進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)6或?qū)＠墨I(xiàn)7中，也已經(jīng)公開了使用具有經(jīng)氟取代的三聯(lián)苯結(jié) 構(gòu)的化合物的液晶組合物。
[0019] 另外，在專利文獻(xiàn)8中，公開了通過使用（式1)表示的指數(shù)（FoM)大的液晶材料 而提高垂直取向液晶單元的響應(yīng)速度，但于說明書中記載的液晶組合物的響應(yīng)速度的改善 不可謂充分。
[0020]
[0021] 根據(jù)上文，對于液晶電視等要求高速響應(yīng)的液晶組合物，要求在不降低折射率各 向異性（An)及向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度（Τηι)的情況下使固體相-向列相轉(zhuǎn)變 溫度CU充分降低、使粘度（η)充分減小、使旋轉(zhuǎn)粘度（γ?)充分減小、使彈性常數(shù)（κ33) 增大。
[0022] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0023] 專利文獻(xiàn)
[0024] 專利文獻(xiàn)1日本特開平8-104869號
[0025] 專利文獻(xiàn)2歐洲專利申請公開第0474062號
[0026] 專利文獻(xiàn)3日本特開2006-37054號
[0027] 專利文獻(xiàn)4日本特開2001-354967號
[0028] 專利文獻(xiàn)5日本特開2008-144135號
[0029] 專利文獻(xiàn) 6 W〇2〇〇7/〇77872
[0030] 專利文獻(xiàn)7日本特開2003-327965號
[0031] 專利文獻(xiàn)8日本特開2006-301643號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0032] 本發(fā)明所要解決的課題在于提供在不降低折射率各向異性（△ η)及向列相-各向 同性液體相轉(zhuǎn)變溫度（Τηι)的情況下固體相-向列相轉(zhuǎn)變溫度（TJ充分低、粘度（η)充 分小、旋轉(zhuǎn)粘度（γ 1)充分小、彈性常數(shù)（κ33)大、并且具有絕對值大的負(fù)介電常數(shù)各向異性 (Α ε)的液晶組合物，進(jìn)而提供使用該液晶組合物的VA型等無顯示不良或顯示不良受到 抑制的顯示品質(zhì)優(yōu)異且響應(yīng)速度快的液晶顯示元件。
[0033] 本發(fā)明人對具有各種烷基側(cè)鏈及烯基側(cè)鏈的化合物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)可通過組合特 定的化合物而解決上述課題，從而完成本發(fā)明。
[0034] 在本發(fā)明中，提供一種液晶組合物，在液晶組合物中含有1種或2種以上具有烯基 側(cè)鏈的化合物，液晶組合物中的具有烯基側(cè)鏈的化合物的合計含有率為5~100質(zhì)量％。另 外，提供一種使用該液晶組合物的液晶顯示元件。
[0035] 本發(fā)明的液晶組合物在不降低折射率各向異性（Δ η)及向列相-各向同性液體相 轉(zhuǎn)變溫度（Τηι)的情況下固體相-向列相轉(zhuǎn)變溫度CU充分低，粘度U)充分小，旋轉(zhuǎn)粘 度（γ 1)充分小，彈性常數(shù)（κ33)大，電壓保持率（VHR)高，具有絕對值大的負(fù)介電常數(shù)各向 異性（△ ε )，所以使用其的VA型及PSA型等液晶顯示元件是無顯示不良或顯示不良受到抑 制的顯示品質(zhì)優(yōu)異且響應(yīng)速度快的液晶顯示元件。
【具體實施方式】
[0036] [1] 一種液晶組合物，在液晶組合物中含有1種或2種以上具有烯基側(cè)鏈的化合 物，液晶組合物中具有烯基側(cè)鏈的化合物的合計含有率為5~100質(zhì)量％。
[0037] [2]如[1]記載的液晶組合物，其中，液晶組合物中的具有烯基側(cè)鏈的化合物中具 有1-丙烯基的化合物的合計含量為5~100質(zhì)量％。
[0038] [3]如[2]記載的液晶組合物，其中，[2]中的具有1-丙烯基的化合物是選自通式 (I)和通式（I-n)表示的化合物中的1種或2種以上的化合物。
[0040] (式中，R11表示碳原子數(shù)1~8的烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、碳原子數(shù)3~ 8的烯基或碳原子數(shù)2~8的烯氧基，基團(tuán)中的-CH2-或不鄰接的2個以上的-CH2-可以各 自獨立地被取代為-0-或-S-，另外，基團(tuán)中存在的1個或2個以上的氫原子可各自獨立地 被取代為氟原子或氯原子，
[0041] m和η各自獨立地表示0、1或2，m+n表示1、2、3或4，
[0042] Z11 和 Z 12各自獨立地表示-0CH 2_、-CH20-、-CF20-、-0CF2-、-CH 2CH2_、-CF2CF2_ 或單 鍵，在z11和z12存在多個的情形時，它們可以相同也可不同，
[0043] 環(huán)A和環(huán)B各自獨立地表示反式-1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞苯基、2-氟-1，4-亞 苯基、3-氣-1，4-亞苯基、3, 5-二氣-1，4-亞苯基、2, 3-二氣-1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己 烯基、1，4_雙環(huán)[2. 2. 2]亞辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2, 6-二基、十氫化萘-2, 6-二基或 1，2, 3, 4-四氫化萘-2, 6-二基，在環(huán)A和環(huán)B存在多個的情形時，它們可以相同也可不同。）
[0045] (式中，Rq表示碳原子數(shù)1~8的烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、碳原子數(shù)3~ 8的烯基或碳原子數(shù)2~8的烯氧基，基團(tuán)中的-CH2-或不鄰接的2個以上的-CH2-可各自 獨立地被取代為-0-或-S-，另外，基團(tuán)中存在的1個或2個以上的氫原子可各自獨立地被 取代為氟原子或氯原子，z11和z12各自獨立地表示-och2-、-ch 2o-、-cf2o-、-ocf2、-ch2ch2-、 -cf2cf2-或單鍵，在Z11和z12存在多個的情形時，它們可以相同也可不同，
[0046] d 表示 0、1 或 2，
[0047] 環(huán)D、環(huán)I及環(huán)C各自獨立地表示反式-1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞苯基、2-氟-1，4-亞 苯基或3-氟-1，4-亞苯基，在環(huán)D存在多個的情形時，它們可以相同也可不同。）
[0048] [4]如[3]記載的液晶組合物，其含有1種或2種以上通式⑴表示的化合物。
[0049] [5]如[3]記載的液晶組合物，其含有1種或2種以上通式（I-n)表示的化合物。
[0050] [6]如[3]記載的液晶組合物，其含有1種或2種以上通式⑴表示的化合物，且 含有1種或2種以上通式（I-n)表示的化合物。
[0051] [7]如[1]~[6]中任一項記載的液晶組合物，其進(jìn)一步含有1種或2種以上通式 (N3)表不的化合物。
[0053](式中，Rp和R q各自獨立地表示碳原子數(shù)1~10的烷基、碳原子數(shù)1~10的烷 氧基、碳原子數(shù)2~10的烯基或碳原子數(shù)2~10的烯氧基，基團(tuán)中的-CH2-或不鄰接的 2個以上的-CH2-可各自獨立地被取代為-0-或-S-，另外，基團(tuán)中存在的1個或2個以上 的氫原子也可各自獨立地被取代為氟原子或氯原子，環(huán)J、環(huán)F及環(huán)K各自獨立地表示反 式-1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞苯基、2-氟-1，4-亞苯基、3-氟-1，4-亞苯基、3, 5-二氟-1，4-亞 苯基、1，4_亞環(huán)己烯基、1，4_雙環(huán)[2. 2. 2]亞辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2, 6-二基、十氫化 萘-2, 6-二基或1，2, 3, 4-四氫化萘-2, 6-二基，Z11和Z 12各自獨立地表示-0〇12-、-〇120-、- CF20-、-0CF2-、-CH2CH2、-CF 2CF2-或單鍵，在Z11和Z 12存在多個的情形時，它們可以相同也可 不同，但[3]記載的通式（I-n)表示的化合物不包括在內(nèi)。）
[0054] [8]如[1]~[10]中任一項記載的液晶組合物，其進(jìn)一步含有1種或2種以上通 式（II)表不的化合物。
[0056] (式中，R1和R2各自獨立地表示碳原子數(shù)1~10的烷基、碳原子數(shù)1~10的烷氧 基、碳原子數(shù)2~10的烯基或碳原子數(shù)2~10的烯氧基，基團(tuán)中存在的1個-CH2_或不鄰 接的2個以上的-CH2-可各自獨立地被取代為-0-或-S-，另外，基團(tuán)中存在的1個或2個以 上的氫原子可各自獨立地被取代為氟原子或氯原子；環(huán)A各自獨立地表示反式-1，4-亞環(huán) 己基、1，4-亞苯基、2-氣-1，4-亞苯基、3 -氣-1，4-亞苯基、3, 5-二氣-1，4-亞苯基、2, 3-二 氟-1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己烯基、1，4-雙環(huán)[2. 2. 2]亞辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2, 6-二 基、十氫化萘-2, 6-二基或1，2, 3, 4-四氫化萘-2, 6-二基；p表示1、2或3,在環(huán)A存在多 個的情形時，它們可以相同也可不同，Z11表示-0CH 2_、-ch2o-、-cf2o-、-ocf2-、-ch 2ch2-、-cf2CF2-或單鍵，在Z11存在多個的情形時，它們可以相同也可不同，但[3]記載的通式（I)表示 的化合物不包括在內(nèi)。）
[0057] [9]如[1]~[8]中任一項記載的液晶組合物，其進(jìn)一步含有1種或2種以上選自 通式（IV-1)~通式（IV-3)表示的化合物組中的化合物。
[0059](式中，R5表示碳原子數(shù)1~5的烷基或碳原子數(shù)2~5的烯基，R6表示碳原子數(shù) 1~5的烷基、碳原子數(shù)1~5的烷氧基、碳原子數(shù)2~5的烯基或碳原子數(shù)2~5的烯氧基； 基團(tuán)中存在的1個-CH2-或不鄰接的2個以上的-CH2-可各自獨立地被取代為-0-或-S-， 另外，基團(tuán)中存在的1個或2個以上的氫原子可各自獨立地被取代為氟原子，但[3]記載的 通式（I-n)表示的化合物不包括在內(nèi)。）
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