[发明专利]具有二氢菲的化合物、液晶组成物及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种新颖的液晶性化合物及液晶组成物。尤其涉及一种介电常数异向性(Δε)为负的液晶性化合物、含有所述液晶性化合物的液晶组成物及包含该液晶组成物的液晶显示元件。

背景技术

使用液晶性化合物的显示元件被广泛用于时钟、计算器、文字处理机等的显示器中。该些显示元件是利用液晶性化合物的折射率异向性、介电常数异向性等的显示元件。

液晶相有向列型(nematic)液晶相、层列型(smectic)液晶相、胆固醇型(cholesteric)液晶相，但最广泛使用的是利用了向列型液晶相者。而且，显示方式有动态散射(DS)模式、取向相变形(DAP)模式、宾主(GH)模式、扭转向列(TN)模式、超扭转向列(STN)模式、薄膜电晶体(TFT)模式、垂直取向(VA)模式、横向电场切换(IPS)模式、高分子支持取向(PSA)模式等。

于该些显示方式中所使用的液晶性化合物，于以室温为中心的较广的温度范围内显示出液晶相，于使用显示元件的环境下非常稳定，另外必须具有用以使显示元件驱动所需的充分的特性，但目前为止尚未发现以单一的液晶性化合物满足该条件者。

因此，实际情况是藉由混合数种至数十种的液晶性化合物而调制具有所要求的特性的液晶组成物。要求该些液晶组成物于使用显示元件的条件下对通常存在的水分、光、热、空气稳定，且对电场或电磁放射亦稳定，另外对混合的化合物亦化学性稳定(chemically stable)。而且，于液晶组成物中，要求其折射率异向性(Δn)及介电常数异向性(Δε)等诸物性依存于显示方式或显示元件的形状而具有适当的值。另外，重要的是液晶组成物中的各成分相互之间具有良好的溶解性。

近年来，作为克服液晶显示元件的最大问题点，即视角狭窄的显示方式，在显示方式中关注IPS、VA、OCB、PSA等模式。在该些模式的液晶显示元件中，特别是VA模式或IPS模式的液晶显示元件除了视角广之外，响应性亦优异，另外可获得高对比度的显示，因此而被广泛开发。该些显示方式的液晶显示元件中所使用的液晶组成物的特征是介电常数异向性(Δε)为负。而且，已知负的介电常数异向性(Δε)大的液晶组成物可降低含有该液晶组成物的液晶显示元件的驱动电压(非专利文献1)。因此，关于作为该液晶组成物的构成成分的液晶性化合物，亦要求其具有更大的负的介电常数异向性(Δε)。

从前，作为具有负的介电常数异向性(Δε)的液晶组成物的成分，研究了具有经氟取代的菲环、或经氟取代的二氢菲环的液晶性化合物(专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4、专利文献5)。

于日本专利特开平8-53672号公报(专利文献1)中提出了下述的化合物，但介电常数异向性(Δε)并不大。

于日本专利特开2005-325113号公报(专利文献2)中，提出了下述的化合物，但分子的形状并非直线，因此作为液晶性化合物而言并不合适。

于美国专利第6,929,834号(专利文献3)中，提出了使用式(a)所表示的化合物的液晶组成物。

式中，L¹及L²独立为氢或氟。式(a)所表示的化合物虽然具有大的负介电常数异向性(Δε)，但对于使VA模式、IPS模式等液晶显示元件的驱动电压降低而言并不充分。而且，一般情况下，溶解性极其低，对于光不稳定。

于日本专利特表2006-520327号公报(专利文献4)中，提出了苯并色烯(benzochromene)衍生物(b)。

式中，Y为-CO-、-CS-、-CH₂-、-CF₂-、或-CHF-，L¹及L²独立为氢、氟、氯、或-CN。Y为-CF₂-，于L¹及L²为氟时，虽然具有大的负介电常数异向性(Δε)，但与本申请案的基本骨架不同。

于日本专利特表平11-508890号公报(专利文献5)中，提出了式(C)所表示的经氟取代的二氢菲衍生物。