[发明专利]液晶组成物以及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明主要关于一种适用于主动矩阵(active matrix，AM)元件等的液晶组成物以及含有该组成物的AM元件等。尤其是关于一种介电常数各向异性为正的液晶组成物，且关于一种含有该组成物的扭转向列(twisted nematic，TN)模式、光学补偿弯曲(optically compensatedbend，OCB)模式、共平面切换(in-plane switching，IPS)模式、或聚合物稳定配向(Polymer sustained alignment，PSA)模式的元件等。

背景技术

在液晶显示元件中，基于液晶运作模式的分类为相变(phasechange，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(supertwisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlledbrefringence，ECB)、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)、共平面切换(in-plane switching，IPS)、垂直配向(verticalalignment，VA)、聚合物稳定配向(Polymer sustained alignment，PSA)模式等。基于元件驱动方式的分类为被动矩阵(passive matrix，PM)与主动矩阵(active matrix，AM)。PM分类为静态(static)与多工(multiplex)等，AM分类为薄膜电晶体(thin film transistor，TFT)、金属绝缘体金属(meal insulator metal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)以及多晶硅(polycrystalsilicon)。后者根据制造步骤中而分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透射型、以及利用自然光与背光两者的半透射型。

这些元件包含具有适当特性的液晶组成物。该液晶组成物具有向列相。为了获得具有良好的一般特性的AM元件，可提高组成物的一般特性。两个一般特性的关联总结于下述表1中。根据市售的AM元件来进一步说明组成物的一般特性。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。而向列相的较佳的上限温度为大于等于70℃，并且向列相的较佳下限温度为小于等于-10℃。组成物的黏度则与元件的响应时间相关联。为了藉由元件显示动态影像，较佳是响应时间短。因此，较佳是组成物的黏度小。更佳的是在较低温度下的黏度小。

表1.组成物与AM元件的一般特性

1)可缩短将组成物注入至液晶单元中的时间

组成物的光学各向异性与元件的对比度相关联。组成物的光学各向异性(Δn)与元件的液晶单元间隙(cellgap)(d)的积(Δn·d)是以使对比度达到最大的方式进行设计。适当的积值依赖于运作模式的种类。如TN之类的模式的元件中，适当的值约为0.45μm。在该情况下，对于液晶单元间隙小的元件而言较佳的是具有较大光学各向异性的组成物。组成物的较大介电常数各向异性有助于元件的较低临界电压、较小消耗电力及较大对比度。因此，较佳的是较大的介电常数各向异性。组成物的较大电阻率有助于元件的较大电压保持率与较大对比度。因此，较佳的是在初始阶段中不仅在室温下且在较高的温度下也具有较大电阻率的组成物。较佳的是长时间使用后，不仅在室温下且在较高的温度下也具有较大电阻率的组成物。组成物对紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。该些稳定性高时，该元件的寿命长。此种特性对于液晶投影仪(liquid crystal projector)、液晶电视等中所使用的AM元件而言较佳。

在具有TN模式的AM元件中使用具有正介电常数各向异性的组成物。另一方面，在具有VA模式的AM元件中则使用具有负介电常数各向异性的组成物。在具有IPS模式的AM元件中使用具有正或负介电常数各向异性的组成物。在具有PSA模式的AM元件中使用具有正或负介电常数各向异性的组成物。具有正介电常数各向异性的液晶组成物的例子揭示于以下专利文献中。

[先前技术文献]

[专利文献1]日本专利特表2008-502619号公报

[专利文献2]日本专利特表2008-502753号公报

[专利文献3]日本专利特表2008-502754号公报