[发明专利]胆甾相液晶组合物及液晶显示元件

说明书

本发明提供一种具有正的介电常数各向异性且包含通式(1‑1)所表示的化合物、通式(1‑2)所表示的化合物，作为介电性为中性的第二成分的通式(2‑1)所表示的化合物，含有手性螺距长度的温度依存性彼此不同的至少两种光学活性物质的第三成分的胆甾相液晶组合物及使用其的液晶显示元件。

技术领域

本申请发明涉及一种作为显示元件用材料有用的胆甾相液晶组合物及使用其的显示装置等。

背景技术

使用通过对液晶组合物添加光学活性化合物而对液晶相赋予扭曲取向的胆甾相(cholesteric)(手性向列相)液晶组合物的液晶显示元件具有双稳定性，因此可用于要求消耗电力特别低的电子书、电子标签、展示面板等中。胆甾相液晶的双稳定性可通过施加脉冲电压而切换平面(planar)状态与焦锥(focal conic)状态来实现，平面及焦锥的各状态在脉冲电压后也可维持，因此也将所述双稳定性称为记忆性。

使用胆甾相液晶的液晶显示元件在胆甾相的螺旋轴与基板垂直的状态(平面状态)下，显示出依存于手性螺距(chiral pitch)的特异性选择反射波长。选择反射波长(λ)是由液晶组合物的平均折射率(n)与手性螺距(P)的积来决定，因此在液晶组合物的折射率固定的情况下，可通过调整手性化合物的浓度并调整手性螺距P而获得所期望的选择反射波长。此时的选择反射光的半幅值(Δλ)和液晶的折射率各向异性(Δn＝ne-no)与手性螺距的积成比例，但为了实现明亮的显示而需要某种程度的宽半幅值，因此必须使用Δn大的液晶组合物。所述情况下，液晶组合物的平均折射率也变大，因此为了调整为所期望的λ而需要进一步添加手性剂来缩短P，但若过度增加手性化合物的添加量，则会产生主体液晶的液晶温度范围恶化、粘性增大等问题。即，对于胆甾相液晶的设计而言，需要使诱发手性螺距的液晶扭转力高且对主体液晶的影响小的手性化合物，要求与此种化合物的相容性优异且Δn高的主体液晶组合物。进而，要求作为液晶显示元件能够以低电压驱动的足够大的介电常数各向异性(Δε)、低温环境下也不发生析出等的良好的保存性。例如，专利文献1中为了解决所述问题而揭示有若干胆甾相液晶组合物。

胆甾相液晶的手性螺距长度依存于手性化合物的种类或添加浓度，可由P＝1/(β·c)来表示。此处，c为胆甾相液晶组合物中手性化合物的浓度，β为手性化合物使液晶组合物扭转的力，称为螺旋扭曲力(Helical Twisting Power，HTP)，可使用式HTP＝n/(λ×0.01×c)来算出。此处，n为液晶组合物的平均折射率。可使用所述HTP来对液晶组合物提供所期望的螺距。

手性化合物通常会缩小液晶相的温度范围，使粘度增大。进而，已知通过添加手性化合物而产生的手性螺距长度具有温度依存性。例如，作为具有不对称碳的手性化合物的由式(Chiral-1)所表示的化合物显示出如下特征：当添加至通常的液晶组合物时，随着自室温变化为高温而螺距长度增大，所述变化也视成为主体的液晶组合物不同而大为不同。

[化1]

由于具有胆甾相液晶的所述手性螺距的温度依存性，从而胆甾相液晶组合物具有如下缺点：因作为元件来驱动时的环境温度的变化，而导致选择反射波长λ偏移，色泽产生变化。即，考虑到对主体液晶组合物的物性或稳定性的影响、使用其的环境温度，手性化合物与主体液晶组合物必须以尽可能不产生所述缺点的方式进行选择。然而，尚未知满足胆甾相液晶组合物所要求的各特性，即，介电常数各向异性大、动作温度范围广、低温下的稳定性、所期望的选择反射波长、对外来光等的可靠性高等多个要求，同时可解决所述缺点的具体的主体液晶组合物。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2010-275463号

发明内容

[发明所要解决的问题]