本發(fā)明涉及一種液晶組合物、含有所述組合物的液晶顯示元件等。尤其涉及一種介電各向異性為正的液晶組合物、及含有所述組合物且具有tn、ecb、ocb、ips、ffs或fpa模式的am(active?matrix)元件。

背景技術(shù)：

1、液晶顯示元件中，基于液晶分子的運行模式的分類為相變(phase?change，pc)、扭轉(zhuǎn)向列(twisted?nematic，tn)、超扭轉(zhuǎn)向列(super?twisted?nematic，stn)、電控雙折射(electrically?controlled?birefringence，ecb)、光學補償彎曲(opticallycompensated?bend，ocb)、面內(nèi)切換(in-plane?switching，ips)、垂直取向(verticalalignment，va)、邊緣場切換(fringe?field?switching，ffs)、電場感應(yīng)光反應(yīng)取向(field-induced?photo-reactive?alignment，fpa)等模式?；谠尿?qū)動方式的分類為無源矩陣(passive?matrix，pm)與有源矩陣(active?matrix，am)。pm被分類為靜態(tài)式(static)、多路復用式(multiplex)等，am被分類為薄膜晶體管(thin?film?transistor，tft)、金屬-絕緣體-金屬(metal?insulator?metal，mim)等。tft的分類為非晶硅(amorphous?silicon)及多晶硅(polycrystal?silicon)。后者根據(jù)制造工序而分類為高溫型與低溫型?；诠庠吹姆诸悶槔米匀还獾姆瓷湫?、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。

2、液晶顯示元件含有具有向列相的液晶組合物。所述組合物具有適當?shù)奶匦浴Ｍㄟ^提高所述組合物的特性，可獲得具有良好特性的am元件。將這些特性中的關(guān)聯(lián)歸納于下述表1中。基于市售的am元件來對組合物的特性進一步進行說明。向列相的溫度范圍與元件可使用的溫度范圍相關(guān)聯(lián)。向列相的優(yōu)選上限溫度為約70℃以上，而且向列相的優(yōu)選下限溫度為約-10℃以下。組合物的粘度與元件的響應(yīng)時間相關(guān)聯(lián)。為了以元件顯示動態(tài)圖像，優(yōu)選為響應(yīng)時間短。理想為短于1毫秒的響應(yīng)時間。因此，優(yōu)選為組合物的粘度小。進而優(yōu)選為低溫下的粘度小。組合物的彈性常數(shù)與元件的對比度相關(guān)聯(lián)。元件中，為了提高對比度，優(yōu)選為組合物的彈性常數(shù)大。

3、表1.組合物的特性與am元件的特性

4、

5、組合物的光學各向異性與元件的對比度相關(guān)聯(lián)。根據(jù)元件的模式，而需要大的光學各向異性或小的光學各向異性，即適當?shù)墓鈱W各向異性。組合物的光學各向異性(δn)與元件的單元間隙(d)的積(δn×d)被設(shè)計成使對比度為最大。適當?shù)姆e的值依存于運行模式的種類。tn之類的模式的元件中，適當?shù)闹禐榧s0.45μm。在所述情況下，對單元間隙小的元件而言優(yōu)選為具有大的光學各向異性的組合物。組合物的大的介電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。因此，優(yōu)選為大的介電各向異性。介電各向異性通常在低溫下具有頻率依存性，隨著成為高頻率而變小。因此，在低溫下，隨著驅(qū)動頻率變高，液晶分子的運動無法追隨電壓的頻率變化，從而引發(fā)顯示不良。因此，優(yōu)選為低溫下的介電各向異性的頻率依存性小。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。因此，優(yōu)選為在初始階段中具有大的比電阻的組合物。優(yōu)選為在長時間使用后，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)聯(lián)。在這些穩(wěn)定性高時，所述元件的壽命長。此種特性對用于液晶監(jiān)視器、液晶電視等的am元件而言優(yōu)選。

6、具有tn模式的am元件中使用具有正的介電各向異性的組合物。具有va模式的am元件中使用具有負的介電各向異性的組合物。聚合物穩(wěn)定取向(polymer?sustainedalignment，psa)型的am元件中，使用具有正或負的介電各向異性的組合物。

7、為了滿足如上所述的液晶顯示元件的要求特性，研究了各種化合物，近年來，開發(fā)了具有含硫的雜環(huán)的化合物(專利文獻1及專利文獻2等)。

8、從以前起便對具有噻二唑環(huán)作為此種含硫的雜環(huán)的化合物進行了研究，但其大部分涉及鐵電性液晶(專利文獻3等)。關(guān)于鐵電性液晶以外的用途，在專利文獻4中，作為能夠用于垂直取向展曲向列液晶顯示裝置這一特定裝置的組合物例，公開了含有具有噻二唑環(huán)的化合物的組合物。

9、如此，對于具有噻二唑環(huán)的化合物，迄今為止只是進行了與特定用途相關(guān)的研究，并未進行用于在通用的液晶顯示元件中使用的研究。

10、[現(xiàn)有技術(shù)文獻]

11、[專利文獻]

12、[專利文獻1]日本專利特開2020-79385號公報

13、[專利文獻2]日本專利特開2021-165367號公報

14、[專利文獻3]日本專利特開平10-213820號公報

15、[專利文獻4]國際公開第1997/012275號

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、[發(fā)明所要解決的問題]

2、本發(fā)明的課題為提供一種液晶組合物、及液晶顯示元件，所述液晶組合物充分滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、粘度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數(shù)(ε⊥)大、短軸方向上的介電常數(shù)相對于介電各向異性的比(ε⊥/δε)大、比電阻大、對光的穩(wěn)定性高、對熱的穩(wěn)定性高、彈性常數(shù)大之類的特性的至少一種，所述液晶顯示元件充分滿足響應(yīng)時間短、閾值電壓低之類的特性的至少一種。本發(fā)明的另一課題為提供一種液晶組合物，其在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、粘度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數(shù)大、短軸方向上的介電常數(shù)相對于介電各向異性的比(ε⊥/δε)大、比電阻大、對光的穩(wěn)定性高、對熱的穩(wěn)定性高、彈性常數(shù)大之類的特性的至少兩種之間具有適當?shù)钠胶?。本發(fā)明的另一課題為提供一種具有電壓保持率大、對比度大、壽命長之類的特性的am元件。

3、[解決問題的技術(shù)手段]

4、本發(fā)明涉及一種液晶組合物及含有所述組合物的液晶顯示元件，所述液晶組合物具有正的介電各向異性，含有選自式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分a。

5、

6、式(1)中，r1及r2為氫、碳數(shù)1至5的烷基、碳數(shù)1至5的烷氧基、碳數(shù)2至5的烯基、碳數(shù)2至5的烯氧基、或者至少一個氫經(jīng)氟或氯取代的碳數(shù)1至5的烷基；環(huán)a及環(huán)b為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞環(huán)己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-二惡烷、1,4-亞苯基、或者至少一個氫經(jīng)氟或氯取代的1,4-亞苯基；x為硫或氧；a為1、2或3；b為0或1；而且a與b的和為3以下。

7、[發(fā)明的效果]

8、本發(fā)明的優(yōu)點為提供一種液晶組合物、及液晶顯示元件，所述液晶組合物充分滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、粘度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數(shù)(ε⊥)大、短軸方向上的介電常數(shù)相對于介電各向異性的比(ε⊥/δε)大、比電阻大、對光的穩(wěn)定性高、對熱的穩(wěn)定性高、彈性常數(shù)大之類的特性的至少一種，所述液晶顯示元件充分滿足響應(yīng)時間短、閾值電壓低之類的特性的至少一種。本發(fā)明的另一優(yōu)點為提供一種液晶組合物，其在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、粘度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數(shù)大、短軸方向上的介電常數(shù)相對于介電各向異性的比(ε⊥/δε)大、比電阻大、對光的穩(wěn)定性高、對熱的穩(wěn)定性高、彈性常數(shù)大之類的特性的至少兩種之間具有適當?shù)钠胶?。本發(fā)明的另一優(yōu)點為提供一種具有電壓保持率大、對比度大、壽命長之類的特性的am元件。