[发明专利]向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件

说明书

本发明涉及作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示负值的向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件。本发明提供一种液晶组合物，所述液晶组合物不会使折射率各向异性(Δn)和向列相‑各向同性液体相转变温度(T_ni)降低，并且粘度(η)充分小、旋转粘性(γ1)充分小、弹性常数(K₃₃)大、具有绝对值大的负的介电常数各向异性(Δε)，进而，还能够提供使用该液晶组合物的VA型等没有显示不良或显示不良被抑制、显示品质优异、响应速度快的液晶显示元件。使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件对有源矩阵驱动用液晶显示元件是有用的，能够适用于VA模式、PSVA模式等的液晶显示元件。

技术领域

本发明涉及作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示负值的向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件正在被用于以时钟、计算器为首的各种家用电器设备、测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视机等。作为液晶显示方式，其代表性方式可以列举TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、DS(动态光散射)型、GH(宾主)型、IPS(平面转换)型、OCB(光学补偿双折射)型、ECB(电控双折射)型、VA(垂直取向)型、CSH(彩色超垂面)型、或FLC(强介电性液晶)等。此外，作为驱动方式，也可以列举静态驱动、多工驱动、单纯矩阵方式、由TFT(薄膜晶体管)、TFD(薄膜二极管)等驱动的有源矩阵(AM)方式。

这些显示方式中，IPS型、ECB型、VA型或CSH型等具有使用Δε显示负值的液晶材料的特征。这些当中，尤其是利用了AM驱动的VA型显示方式被用于要求高速且视角宽的显示元件、例如电视机等用途。

对于VA型等显示方式中使用的向列液晶组合物，需要低电压驱动、高速响应和宽工作温度范围。即，需要Δε为负且绝对值大、粘度低、向列相-各向同性液体相转变温度(T_ni)高。此外，需要由折射率各向异性(Δn)与单元间隔(d)之积即Δn×d的设定，根据单元间隔将液晶材料的Δn调节至适当的范围。而且，在将液晶显示元件应用于电视机等时重视高速响应性，因此需要粘度(η)低的液晶材料。

迄今为止，通过对Δε为负且其绝对值大的化合物进行各种研究，液晶组合物的特性得到了改良。

作为Δε为负的液晶材料，公开了使用以下那样的具有2,3-二氟亚苯基骨架的液晶化合物(A)和(B)(参照专利文献1)的液晶组合物。

[化1]

该液晶组合物使用液晶化合物(C)和(D)作为Δε大体为0的化合物，但该液晶组合物在液晶电视机等需要高速响应的液晶组合物中并未实现充分低的粘性。

[化2]

另一方面，也已公开了使用式(E)所表示的化合物的液晶组合物，但其是组合了上述液晶化合物(D)的Δn小的液晶组合物(参照专利文献2)、为了改善响应速度而添加了液晶化合物(F)那样的分子内具有烯基的化合物(烯基化合物)的液晶组合物(参照专利文献3)，需要对兼顾高Δn和高可靠性进行进一步研究。

[化3]

此外，已经公开了使用式(G)所表示的化合物的液晶组合物(参照专利文献4)，但该液晶组合物也是含有上述液晶化合物(F)那样的含有烯基化合物的化合物的液晶组合物，因此存在容易发生烧屏、显示不均等显示不良的弊端。

[化4]

其中，关于含有烯基化合物的液晶组合物对显示不良的影响已经公开(专利文献5参照)，但一般而言，如果减少烯基化合物的含量，则液晶组合物的η上升、难以实现高速响应，因此难以兼顾显示不良的抑制和高速响应。