液晶組合物、液晶顯示元件以及液晶顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液晶組合物、使用所述液晶組合物的液晶顯示元件以及液晶顯示 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示元件從鐘表、電子計算器開始，發(fā)展到在各種測定儀器、汽車用面板、文 字處理器、電子記事本、打印機、計算機、電視機、鐘表、廣告顯示板等中使用。作為液晶顯示 方式，其代表性的有TN(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、使用TFT (薄膜晶體管）的 VA(垂直取向）型、IPS(平面轉(zhuǎn)換）型等。用于這些液晶顯示元件的液晶組合物，要求對水 分、空氣、熱、光等外來因素穩(wěn)定，并且要求在以室溫為中心盡可能寬的溫度范圍內(nèi)顯示液 晶相，粘性低，且驅(qū)動電壓低。進一步，為了對每個顯示元件而言使最適合的介電常數(shù)各向 異性（△ ε )或和折射率各向異性（Δη)等為最適值，液晶組合物由數(shù)種至數(shù)十種化合物構(gòu) 成。
[0003] 垂直取向型顯示器中使用Δ ε為負(fù)的液晶組合物，并廣泛用于液晶TV等中。另 一方面，在所有的驅(qū)動方式中都要求低電壓驅(qū)動、高速響應(yīng)、寬的工作溫度范圍。也就是說， 要求λ ε為正并且絕對值大、粘度（η)小、高的向列相一各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度（Tni)。 另外，由于作為Δη和單元間隙（d)的積的AnXd的設(shè)定，需要根據(jù)單元間隙將液晶組合 物的Λη調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)姆秶?。除此以外，由于在將液晶顯示元件應(yīng)用于電視機等時重視高 速響應(yīng)性，因此還要求旋轉(zhuǎn)粘度（Y 1)小的液晶組合物。
[0004] 以往，為了構(gòu)成γ/j、的液晶組合物，通常使用具有二烷基雙環(huán)己烷骨架的化合物 (參見專利文獻1)。然而，雙環(huán)己烷系化合物雖然對降低γ:效果好，但是蒸汽壓通常較高， 烷基鏈長較短的化合物的這種傾向特別顯著。另外還有T ni也較低的傾向。因此，事實上烷 基雙環(huán)己烷系化合物多使用側(cè)鏈長的合計為碳原子數(shù)7以上的化合物，而對于側(cè)鏈長較短 的化合物并未進行充分的研宄。
[0005] 雖然使用側(cè)鏈長較短的二烷基雙環(huán)己烷系化合物的液晶組合物也是已知的（參 見專利文獻2)，但作為介電常數(shù)各向異性為負(fù)的化合物，多使用具有3個環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物， 并且使用具有二氟乙烯骨架的化合物來獲得作為組合物整體的物性平衡。然而，該組合物 中使用的二氟乙烯骨架具有對光的穩(wěn)定性低的問題，因此希望開發(fā)出不使用這種化合物的 液晶組合物。
[0006] 另一方面，液晶顯示元件的用途擴大，從而其使用方法、制造方法也出現(xiàn)了很大的 變化，為了應(yīng)對這些變化，需要使以往已知的基本物性值以外的特性最優(yōu)化。也就是說，由 于使用液晶組合物的液晶顯示元件廣泛使用VA(垂直取向）型、IPS(平面轉(zhuǎn)換）型等，因此 就其大小而言也實用化地使用50型以上的超大型尺寸的顯示元件。隨著基板尺寸的大型 化，液晶組合物向基板的注入方法也產(chǎn)生變化，從以往的真空注入法到滴下注入（ODF :0ne Drop Fill)法成為注入方法的主流（參見專利文獻3)，但是將液晶組合物滴下至基板時的 滴痕造成顯示品質(zhì)下降的問題顯現(xiàn)出來。此處，所謂的滴痕，定義為在顯示黑色時滴下液晶 組合物的痕跡浮現(xiàn)白色的現(xiàn)象。
[0007] 以液晶顯示元件中液晶材料的預(yù)傾角控制的高速響應(yīng)性為目的，開發(fā)了 PS液晶 顯示元件（polymer stabilized，聚合物穩(wěn)定化）、PSA液晶顯示元件（polymer sustained alignment，聚合物維持取向）（參見專利文獻4)，而前述問題成了更大的問題。通常，這些 顯示元件具有如下特征：在液晶組合物中添加單體，使組合物中的單體固化。另一方面，有 源矩陣用液晶組合物由于存在維持高電壓保持率的必要性，因此具有酯鍵的化合物被限制 使用，能夠使用的化合物種類較少。
[0008] PSA液晶顯示元件中使用的單體以丙烯酸酯系為主，丙烯酸酯系化合物一般具有 酯鍵。丙烯酸酯系化合物通常不用作有源矩陣用液晶化合物（參見專利文獻4)。當(dāng)有源矩 陣用液晶化合物中含有較多丙烯酸酯系化合物時，會引發(fā)滴痕的產(chǎn)生，由顯示不良導(dǎo)致的 液晶顯示元件的成品率變差成為問題。另外，在前述液晶組合物中添加抗氧化劑、光吸收劑 等添加物時成品率的變差也會成為問題。
[0009] 作為抑制滴痕的方法，公開了如下方法：使混合在液晶組合物中的聚合性化合物 聚合，在液晶層中形成聚合物層，從而抑制由于和取向控制膜的關(guān)系而產(chǎn)生的滴痕（專利 文獻5)。然而，該方法中，存在因添加到液晶組合物中的聚合性化合物而引起的顯示燒屏 的問題，并且滴痕的抑制效果不充分。因此，要求開發(fā)一種維持作為液晶顯示元件的基本特 性，同時不易產(chǎn)生燒屏、滴痕的液晶顯示元件。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :日本特表2008 - 505235號公報
[0013] 專利文獻2 :日本特開2012 - 136623號公報
[0014] 專利文獻3 :日本特開平6 - 235925號公報
[0015] 專利文獻4 :日本特開2002 - 357830號公報
[0016] 專利文獻5 :日本特開2006 - 58755號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明要解決的問題
[0018] 本發(fā)明的問題是提供一種液晶組合物，其介電常數(shù)各向異性（Λ ε)、粘度（n)、 向列相的上限溫度（Tni)、低溫下的向列相的穩(wěn)定性（溶解性）、旋轉(zhuǎn)粘度（γ i)、燒屏特性良 好，不易產(chǎn)生液晶顯示元件制造時的滴痕，在ODF工序中能夠穩(wěn)定地吐出，以及提供使用該 液晶組合物的液晶顯示元件和液晶顯示器。
[0019] 解決問題的方法
[0020] 本發(fā)明人等為了解決上述問題，研宄了最適合于利用滴下法制作液晶顯示元件 的各種液晶組合物的構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)通過以特定的混合比例使用特定的液晶化合物，可以抑制 液晶顯示元件中滴痕的產(chǎn)生，從而完成本發(fā)明。也就是說，本發(fā)明的第一實施方式為以下 ⑴~（Vii)的液晶組合物。
[0021] (i) 一種液晶組合物，其為具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物，其特征在 于，包含成分（B)和成分（A)，所述成分（B)是含有下述式（1)表示的介電中性的化合物并 且介電常數(shù)各向異性大于一 2且小于+2的介電中性成分，所述成分（A)含有2種以上選自 下述式（2)~（5)表示的化合物組的化合物并且介電性為負(fù)。
[0022][化 1]
【主權(quán)項】
1. 一種液晶組合物，其為具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物，其特征在于，包含 成分（B)和成分（A)，所述成分（B)是含有下述式（1)表不的介電中性化合物并且介電常 數(shù)各向異性大于一 2且小于+2的介電中性成分，所述成分（A)含有2種以上選自下述式 (2)~（5)表示的化合物組的化合物并且介電性為負(fù)， [化1]
式中，R1和R4各自獨立地表示碳原子數(shù)1~8的烷基，R2和R 3各自獨立地表示碳原子 數(shù)1~8的烷基或碳原子數(shù)2~8的烯基，R2和R3的烷基或烯基中的亞甲基在氧原子不連 續(xù)結(jié)合的情況下可以被氧原子取代，或者在羰基不連續(xù)結(jié)合的情況下可以被羰基取代。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶組合物，所述成分（A)含有2種以上選自下述式（2. 1)、 式（2. 2)、式（3. 1)、式（3. 2)、式（4. 1)、式（4. 2)、式（5. 1)和式（5. 2)表示的化合物組的化 合物， [化2]
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶組合物，所述成分⑶含有下述式（6. 1)或（6. 2) 表示的化合物， [化3]
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的液晶組合物，所述成分（A)含有下述式（7. 1) 或（7. 2)表示的化合物， [化4]
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的液晶組合物，所述成分⑶含有下述通式（8) 表示的化合物， [化5]
式中，R5表示碳原子數(shù)2或5的烷基或碳原子數(shù)1~3的烷氧基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的液晶組合物，所述成分（A)含有下述式（9. 1) 或（9. 2)表示的化合物， [化6]
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的液晶組合物，所述成分（A)含有下述式（10. 1) 或（10. 2)表示的化合物， [化7]
8. -種液晶顯示元件，其特征在于，使用了權(quán)利要求1~7中任一項所述的液晶組合 物。
9. 一種液晶顯示器，其特征在于，使用了權(quán)利要求8所述的液晶顯示元件。
【專利摘要】一種液晶組合物，其為具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物，包含成分(B)和成分(A)，所述成分(B)是含有下述式(1)的化合物并且介電常數(shù)各向異性為中性的成分，所述成分(A)含有2種以上下述式(2)～(5)的化合物組并且介電性為負(fù)。R1和R4表示C1～8的烷基，R2和R3表示C1～8的烷基或C2～8的烯基。
【IPC分類】G02F1-13, C09K19-30, C09K19-12
【公開號】CN104736670
【申請?zhí)枴緾N201280076540
【發(fā)明人】河村丞治, 巖下芳典
【申請人】Dic株式會社
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2012年10月23日
【公告號】WO2014064765A1