向列液晶組合物和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 晶組合物和使用其的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示元件正在被用于以時(shí)鐘、計(jì)算器為首的各種家用電器設(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)、電視機(jī)等。作為液晶顯示方式，其代表 性方式可以列舉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(平面轉(zhuǎn)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(彩 色超垂面)型、或FLC(強(qiáng)介電性液晶）等。此外，作為驅(qū)動(dòng)方式，也可以列舉靜態(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。
[0003] 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。這些當(dāng)中，尤其是利用了 AM驅(qū)動(dòng)的VA型顯示方式被用于要求高速且視角寬的顯示 元件、例如電視機(jī)等用途。
[0004] 對(duì)于VA型等顯示方式中使用的向列液晶組合物，需要低電壓驅(qū)動(dòng)、高速響應(yīng)和寬 工作溫度范圍。即，需要Α ε為負(fù)且絕對(duì)值大、粘度低、向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度 (Τηι)高。此外，需要由折射率各向異性（Δη)與單元間隔(d)之積即AnXd的設(shè)定，根據(jù)單元 間隔將液晶材料的A η調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)姆秶?。而且，在將液晶顯示元件應(yīng)用于電視機(jī)等時(shí)重視 高速響應(yīng)性，因此需要粘度(η)低的液晶材料。
[0005] 迄今為止，通過對(duì)Δε為負(fù)且其絕對(duì)值大的化合物進(jìn)行各種研究，液晶組合物的特 性得到了改良。
[0006] 作為Δε為負(fù)的液晶材料，公開了使用以下那樣的具有2,3_二氟亞苯基骨架的液 晶化合物(Α)和(Β)(參照專利文獻(xiàn)1)的液晶組合物。
[0007] [化1]
(Α)
[0008] (Β)
[0009] 該液晶組合物使用液晶化合物(C)和(D)作為Δε大體為0的化合物，但該液晶組合 物在液晶電視機(jī)等需要高速響應(yīng)的液晶組合物中并未實(shí)現(xiàn)充分低的粘性。
[0010] 「化21 (C)
[0011] (D)
[0012] 另一方面，也已公開了使用式(E)所表示的化合物的液晶組合物，但其是組合了上 述液晶化合物(D)的△ η小的液晶組合物(參照專利文獻(xiàn)2 )、為了改善響應(yīng)速度而添加了液 晶化合物(F)那樣的分子內(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)，需要對(duì)兼顧高A η和高可靠性進(jìn)行進(jìn)一步研究。
[0013] [化 3]
[0014]
[0015]此外，已經(jīng)公開了使用式(G)所表示的化合物的液晶組合物（參照專利文獻(xiàn)4)，但 該液晶組合物也是含有上述液晶化合物(F)那樣的含有烯基化合物的化合物的液晶組合 物，因此存在容易發(fā)生燒屏、顯示不均等顯示不良的弊端。
[0016] [化 4]
[0017]
[0018]其中，關(guān)于含有烯基化合物的液晶組合物對(duì)顯示不良的影響已經(jīng)公開(專利文獻(xiàn)5 參照），但一般而言，如果減少烯基化合物的含量，則液晶組合物的η上升、難以實(shí)現(xiàn)高速響 應(yīng)，因此難以兼顧顯示不良的抑制和高速響應(yīng)。
[0019]如此，僅通過將Δε顯示負(fù)值的化合物與液晶化合物(C)、(D)和(F)組合，難以開發(fā) 兼顧了高的A η和低的n、而且沒有顯示不良或顯示不良被抑制的△ ε為負(fù)的液晶組合物。
[0020] 此外，專利文獻(xiàn)6中公開了通過使用（式1)所示的指數(shù)(FoM)大的液晶材料來提高 垂直排列液晶單元的響應(yīng)速度，但說明書中記載的液晶組合物的響應(yīng)速度的改善尚不能說 是充分的。
[0021] [數(shù)1]
[0022] K33:彈性常數(shù)
[0023] FoM=K33 · Δη2/γ 1 (式1) Λη:折射率各向異性 [0024] γ?:旋轉(zhuǎn)粘度
[0025] 如上所述，液晶電視機(jī)等需要高速響應(yīng)的液晶組合物中，需要兼顧下述性能和品 質(zhì)（可靠性）：不會(huì)使折射率各向異性（An)和向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度(Τ ηι)降低， 并且固體相-向列相轉(zhuǎn)變溫度(Tcn)充分低、使粘度(η)充分小、使旋轉(zhuǎn)粘性（γ 1)充分小、使 彈性常數(shù)(Κ33)大，與此同時(shí)難以發(fā)生燒屏、顯示不均等顯示不良。
[0026] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0027] 專利文獻(xiàn)
[0028] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-104869號(hào)
[0029]專利文獻(xiàn)2:歐洲專利申請(qǐng)公開第0474062號(hào) [0030] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-37054號(hào)
[0031] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2001-354967號(hào)
[0032] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2008-144135號(hào)
[0033] 專利文獻(xiàn)6:日本特開2006-301643號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0034]發(fā)明要解決的問題
[0035]本發(fā)明要解決的課題在于，提供一種液晶組合物，其不會(huì)使折射率各向異性（Δη) 和向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn)變溫度(Τηι)降低，并且固體相-向列相轉(zhuǎn)變溫度(Tcn)充分低、 粘度(η)充分小、旋轉(zhuǎn)粘性（γ 1)充分小、彈性常數(shù)(κ33)大、具有絕對(duì)值大的負(fù)的介電常數(shù)各 向異性（Α ε)，與此同時(shí)具有高耐光性;進(jìn)而，還提供使用了該液晶組合物的VA型等的沒有 顯不不良或顯不不良被抑制、顯不品質(zhì)優(yōu)異、響應(yīng)速度快、具有尚的可靠性的液晶顯不兀 件。
[0036]用于解決問題的方法
[0037]本發(fā)明人對(duì)各種化合物組進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)通過組合特定的化合物能夠解決上述 課題，從而完成了本發(fā)明。
[0038]本發(fā)明提供一種液晶組合物，此外，還提供使用了該液晶組合物的液晶顯示元件， 所述液晶組合物的特征在于，含有一種或兩種以上的通式（Ι-a)所表示的化合物作為第一 成分，
[0039] [化5]
[0040]
[0041] (式中，R11和R12表示碳原子數(shù)1至8的烷基或碳原子數(shù)2至8的烯基，基團(tuán)中的-CH 2-或不相鄰的兩個(gè)以上的-ch2-各自獨(dú)立地可被-〇-或-s-取代，此外，存在于基團(tuán)中的一個(gè)或 兩個(gè)以上的氫原子各自獨(dú)立地可被氟原子或氯原子取代，
[0042 ] L11 和 L12 表示-0CH2-、-CH2〇-、-CF2〇-、-0CF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，存在多個(gè) L11和L12時(shí)，它們可以相同也可以不同，
[0043] m11和m12各自獨(dú)立地表示0、1或2，mn+m12表示1、2或3，
[0044] 環(huán)A1和環(huán)B1各自獨(dú)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 -二 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，存在多個(gè)環(huán)A1和/或環(huán)B1時(shí)，它們可以相同也可以不同，環(huán)A1和環(huán)B1各自獨(dú)立 地可被碳原子數(shù)1~12的烷基、碳原子數(shù)1~12的鹵化烷基、碳原子數(shù)1~12的烷氧基、碳原 子數(shù)1~12的鹵化烷氧基、鹵素、氰基或硝基取代，R 11和R12中的至少一方表示碳原子數(shù)2至8 的烯基。）并且，含有一種或兩種以上的通式(I-b)所表示的化合物作為第二成分，
[0047](式中，R13和R14表示碳原子數(shù)1至8的烷基或碳原子數(shù)2至8的烯基，基團(tuán)中的-CH 2-
[0045] 「…1
[0046] 或不相鄰的兩個(gè)以上的-CH2-各自獨(dú)立地可被-ο-或-s-取代，此外，存在于基團(tuán)中的一個(gè)或 兩個(gè)以上的氫原子各自獨(dú)立地可被氟原子或氯原子取代，
[0048] L13 表示-0CH2-、-CH2〇-、-CF2〇-、-0CF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，
[0049] 環(huán)C1和環(huán)D1各自獨(dú)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 -二 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，環(huán)C1和環(huán)D1各自獨(dú)立地可被碳原子數(shù)1~12的烷基、碳原子數(shù)1~12的鹵化烷 基、碳原子數(shù)1~12的烷氧基、碳原子數(shù)1~12的鹵化烷氧基、鹵素、氰基或硝基取代。）第二 成分之中，R 13和R14不為碳原子數(shù)2至8的烯基的化合物的含量為90~100質(zhì)量％。
[0050]發(fā)明效果
[0051 ]本發(fā)明的液晶組合物不會(huì)使折射率各向異性（△ η)和向列相-各向同性液體相轉(zhuǎn) 變溫度(Τηι)降低，并且固體相-向列相轉(zhuǎn)變溫度(Tcn)充分低、粘度⑷充分小、旋轉(zhuǎn)粘性（γ 1)充分小、彈性常數(shù)(Κ33)大、電壓保持率(VHR)高、具有絕對(duì)值大的負(fù)的介電常數(shù)各向異性 (Α ε)，因此使用其的VA型等的液晶顯示元件沒有顯示不良或顯示不良被抑制，顯示品質(zhì)優(yōu) 異，響應(yīng)速度快，進(jìn)而對(duì)于紫外線也具有強(qiáng)的高可靠性。
【具體實(shí)施方式】
[0052]本發(fā)明的液晶組合物中，含有通式(I-a)所表示的化合物作為第一成分，
[0053] [化7]
[0054]
[0055] 式中，R11和R12表示碳原子數(shù)1至8的烷基或碳原子數(shù)2至8的烯基，基團(tuán)中的-CH 2-或 不相鄰的兩個(gè)以上的-ch2-各自獨(dú)立地可被-〇-或-S-取代，此外，存在于基團(tuán)中的一個(gè)或兩 個(gè)以上的氫原子各自獨(dú)立地可被氟原子或氯原子取代，R 11和R12中的至少一方表示碳原子 數(shù)2至8的烯基。該烯基更優(yōu)選為碳原子數(shù)2至5的烯基，進(jìn)一步優(yōu)選為碳原子數(shù)2至4的烯基， 進(jìn)一步優(yōu)選為碳原子數(shù)2至3的烯基。R 11和R12不為烯基時(shí)，優(yōu)選為碳原子數(shù)1至8的烷基或碳 原子數(shù)1至8的烷氧基，更優(yōu)選為碳原子數(shù)1至5的烷基或碳原子數(shù)1至5的烷氧基。
[0056] L11 和 L12 表示-0CH2-、-CH2〇-、-CF2〇-、-0CF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，優(yōu)選為-0CH 2-、-CH2〇-、-CH2CH2-或單鍵。存在多個(gè)L 11和L12時(shí)，它們可以相同也可以不同。
[0057] m11和m12各自獨(dú)立地表示0、1或2，mn+m12表示1、2或優(yōu)選為1或2。
[0058] 環(huán)A1和環(huán)B1各自獨(dú)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 -二 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，各自獨(dú)立地可被碳原子數(shù)1~12的烷基、碳原子數(shù)1~12的鹵化烷基、碳原子 數(shù)1~12的烷氧基、碳原子數(shù)1~12的鹵化烷氧基、鹵素、氰基或硝基取代，優(yōu)選為反式-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、蔡_2,6_二基或1,2,3,