组合物和使用其的液晶显示元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性（A O显示正值的组合物 和使用其的液晶显示元件。
【背景技术】
[0002] 液晶显示元件从时钟、计算器开始，发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字 处理器、电子记事本、打印机、电脑、电视机、时钟、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代 表性方式有TN(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、使用TFT(薄膜晶体管）的垂直取向型、 IPS(平面转换)型等。要求用于运些液晶显示元件的液晶组合物对水分、空气、热、光等外界 刺激稳定，此外，在W室溫为中屯、尽可能宽的溫度范围内显示液晶相，低粘性，并且驱动电 压低。进而，为了针对各显示元件将介电常数各向异性（A O或和折射率各向异性（An)等 设为最适的值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
[0003] 在垂直取向（VA)型显示器中，使用A e为负的液晶组合物，在TN型、STN型或IPS(平 面转换）型等水平取向型显示器中，使用A e为正的液晶组合物。此外，还报告了使A e为正 的液晶组合物在未施加电压时垂直取向，通过施加横向电场来进行显示的驱动方式，从而 Ae为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面，在所有驱动方式中，均要求低电压 驱动、高速响应、宽工作溫度范围。即，要求Ae为正且绝对值大、粘度(Tl)小、高向列相-各向 同性液体相转变溫度(Tni)。此外，考虑到An与单元间隔(d)之积即AnXd的设定，需要结 合单元间隔将液晶组合物的An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，因此要求旋转粘度（丫 1)小的液晶组合物。
[0004] 作为追求高速响应性的液晶组合物的构成，公开了例如将作为A e为正的液晶化 合物的式(A-l)、(A-2)所表示的化合物和作为Ae为中性的液晶化合物的(B)组合使用的液 晶组合物(专利文献1至4)。
[0005] [化1]
[0007]另一方面，由于液晶显示元件的用途扩大，其使用方法、制造方法也可W看到大的 变化。为了应对运些变化，要求将W往所知的基本物性值W外的特性最适化。即，使用液晶 组合物的液晶显示元件被使用至如下程度:VA型、IPS型等被广泛使用，其大小为50型W上 的超大型尺寸的显示元件实用化。随着基板尺寸的大型化，液晶组合物向基板的注入方法 也从W往的真空注入法转变为滴注(ODF:One Drop Fi 11)法并成为注入方法的主流，然而， 将液晶组合物滴于基板时的滴痕导致显示品质降低的问题显著化。进一步，在利用ODF法的 液晶显示元件制造工序中，有必要根据液晶显示元件的尺寸滴下最适的液晶注入量。如果 注入量与最适值的偏差变大，则预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡会崩 溃，发生斑点的产生、对比度不良等显示不良。尤其多用于最近流行的智能手机中的小型液 晶显示元件，由于最适的液晶注入量少，因此将与最适值的偏差控制在一定范围内其本身 是困难的。因此，为了保持较高的液晶显示元件的成品率，还需要W下性能:例如，对液晶滴 下时所引起的滴下装置内的急剧压力变化、冲击的影响小，能够长时间稳定地持续滴下液 晶。
[0008] 运样，对于WTFT元件等进行驱动的有源矩阵驱动液晶显示元件所使用的液晶组 合物，要求如下开发:维持高速响应性能等作为液晶显示元件所要求的特性、性能，并且具 有W往就重视的高电阻率值或高电压保持率;考虑对光、热等外部刺激稳定运样的特性W 及液晶显示元件的制造方法。
[0009] 现有技术文献 [0010]专利文献
[0011] 专利文献1:日本特开2008-037918号
[0012] 专利文献2:日本特开2008-038018号
[0013] 专利文献3:日本特开2010-275390号
[0014] 专利文献4:日本特开2011-052120号
【发明内容】
[0015] 发明要解决的课题
[0016] 本发明要解决的课题是，提供一种组合物，其是Ae为正的组合物，具有宽溫度范 围的液晶相，粘性小，低溫下的溶解性良好，并且电阻率、电压保持率高，对于热、光稳定;进 而，通过使用该组合物，从而高成品率地提供显示品质优异、不易发生烧屏、滴痕等显示不 良的WS型、TN型等的液晶显示元件。
[0017] 用于解决课题的方法
[0018] 本发明人对各种液晶化合物和各种化学物质进行了研究，发现通过组合特定的液 晶化合物能够解决上述课题，从而完成了本发明。
[0019] -种组合物，其含有式(M-1.1)所表示的化合物，并且含有式化-1-2.2)所表示的 化合物。
[0020] [化2]
[0022] 相对于本发明的组合物的总量，式化-1-2.2)所表示的化合物的优选含量的下限 值为10%、15%、20%、25%、27%、30%、35%、40%。相对于本发明的组合物的总量，优选含 量的上限值为 60%、55%、50%、45%、43%、40%、38%、35%、32%、30%、27%、25%、22%。
[0023] 相对于本发明的组合物的总量，式(M-1.1)所表示的化合物的优选含量的下限值 为1%、2%、5%、6%。优选含量的上限值为15%、13%、10%、8%、5%。
[0024] 发明效果
[0025] 本发明的具有正的介电常数各向异性的组合物能够获得大幅低的粘性，低溫下的 溶解性良好，电阻率、电压保持率因热、光受到的变化极小，因此，制品的实用性高，使用其 的IPS型、FFS型等的液晶显示元件能够实现高速响应。此外，能够在液晶显示元件制造工序 中稳定地发挥性能，因此，能够抑制工序引起的显示不良而高成品率地制造，因而是非常有 用的。
【具体实施方式】
[00%]本发明的组合物优选在室溫(25°C)呈液晶相，进一步优选呈向列相。此外，本发明 的组合物含有介电性大体中性的化合物（A e的值为-2~2)和正的化合物（A e的值大于2)。 予W说明的是，化合物的介电常数各向异性是由添加于25°C时介电性大体中性的组合物而 调制的组合物的介电常数各向异性的测定值外推得到的值。其中，W下含量W%记载，其是 指％。
[0027]本发明的组合物还可W含有1种或巧巾W上通式化)所表示的化合物。通式化)所表 示的化合物相当于介电性大体中性的化合物（A e的值为-2~2)。
[002引[化3]
[0030] (式中，RLi和RL2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基，该烷基中的1个或不邻接的 2个W上-〔出-各自独立地可被-CH=CH-、-C = C-、-〇-、-CO-、-COO-或-〇C〇-取代，
[0031] OL 表示0、1、2或 3，
[0032] bL1、bL2和护3各自独立地表示选自由W下基团组成的组中的基团：
[0033] (a) 1，4-亚环己基(存在于该基团中的1个-C出-或不邻接的2个W上-C此-可被-0-取代。）W及
[0034] (b) 1,4-亚苯基(存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个W上-CH =可被-N = 取代。）
[0035] 上述基团(a)、基团(b)各自独立地可被氯基、氣原子或氯原子取代，
[0036] lLi 和各自独立地表示单键、-C出C此-、-(C出）4-、-OC出-、-C出〇-、-〇)〇-、-OCO-、- 0CF2-、-CF20-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF = CF-或-C = C-，
[0037] 化为2或3而存在多个时，它们可W相同也可W不同，OL为2或3而存在多个 时，它们可W相同也可W不同，但式化-1-2.2)所表示的化合物除外。）
[0038] 通式化)所表示的化合物可W单独使用，也可W组合使用。能够组合的化合物的种 类没有特别限制，根据低溫下的溶解性、转变溫度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适 宜地组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如，在本发明的一个实施方式中为1种。或 者，在本发明的另一实施方式中为巧中、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种W上。
[0039] 在本发明的组合物中，通式化)所表示的化合物的含量需要根据低溫下的溶解性、 转变溫度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需的性能 而适宜调整。
[0040] 相对于本发明的组合物的总量，式化)所表示的化合物的优选含量的下限值为 1%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。优选含量的上限值为 95%'85%'75%'65%'55%'45%'35%'25%。
[0041] 在将本发明的组合物的粘度保持为较低，需要响应速度快的组合物的情况下，优 选上述下限值高且上限值高。进而，在将本发明的组合物的化i保持为较高，需要溫度稳定 性良好的组合物的情况下，优选上述下限值高且上限值高。此外，当为了将驱动电压保持为 较低而想要增大介电常数各向异性时，优选上述下限值低且上限值低。
[0042] 在重视可靠性的情况下，优选RLi和RL2同时为烷基，在重视粘性的降低的情况下， 优选至少一方为締基。
[0043] 关于RLi和护2,在其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下，优选为直链状的碳 原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的締基，在其所结合 的环结构为环己烧、化喃和二W藻、.烧等饱和的环结构的情况下，优选为直链状的碳原子数1 ~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的締基。
[0044] 通式化)所表示的化合物优选为选自通式化-1)所表示的化合物组中的化合物。
[0045] [化4]
(L-1)
[0047](式中，RLii和RLU各自独立地表示直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子 数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的締基，但式化-1-2.2)所表示的化合物除外。） [004引能够组合的化合物的种类没有特别限制，根据低溫下的溶解性、转变溫度、电可靠 性、双折射率等所需的性能而适宜地组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如，在本发 明的一个实施方式中为1种、2种、3种、4种、5种W上。
[0049] 相对于本发明的组合物的总量，优选含量的下限值为1 %、2 %、3 %、5 %、7 %、 10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%。相对于本发明的组合物的总量， 优选含量的上限值为 95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、 40%、35%、30%、25%。
[0050] 在将本发明的组合物的粘度保持为较低，需要响应速度快的组合物的情况下，优 选上述下限值高且上限值高。进而，在将本发明的组合物的化i保持为较高，需要溫度稳定 性良好的组合物的情况下，优选上述下限值为中等且上限值为中等。此外，当为了将驱动电 压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时，优选上述下限值低且上限值低。
[0051] 进而，通式化-1)所表示的化合物优选为选自通式化-1-1)所表示的化合物组中的 化合物。
[0052] [化5]
件-1,1)
[0054] (式中，RLU表示与通式化-1)中的意义相同的意义。）
[0055] 进而，通式化-1-1)所表示的化合物优选为选自式化-1-1.1)至式化-1-1.3)所表 示的化合物组中的化合物，优选为式化-1-1.2)或式化-1-1.3)所表示的化合物，特别优选 为式化-1-1.3)所表示的化合物。
[0058] 相对于本发明的组合物的总量，式化-1-1.3)所表示的化合物的优选含量的下限 值为1%、2%、3%、5%、7%、10%。相对于本发明的组合物的总量，优选含量的上限值为 20%、15%、13%、10%、8%、7%、6%、5%、3%。
[0059] 进而，通式化-1)所表示的化合物优选为选自通式化-1-2)所表示的化合物组中的 化合物。
(L-1-2)
[0062] (式中，RU2表示与通式化-1)中的意义相同的意义，但式化-1-2.2)所表示的化合 物除外。）
[0063] 相对于本发明的组合物的总量，式化-1-2)所表示的化合物的优选含量的下限值 为1 %、5 %、10 %、15 %、20 %、30 %。相对于本发明的组合物的总量，优选含量的上限值为 60%'55%'50%'45%'40%'35%'33%'30%。
[0064] 进而，通式化-1-2)所表示的化合物优选为选自式化-1-2.1)至式化-1-2.4)所表 示的化合物组中的化合物，优选为式化-1-2.3)至式化-1-2.4)所表示的化合物。此外，相比 响应速度更需要高化i时，优选使用式化-1-2.3)或式化-1-2.4)所表示的化合物。关于式 a-1-2.3)和式化-1-2.4)所表示的化合物的含量，为了使低溫下的溶解度良好，不宜设为 30%W 上。
[0065] [化8]
[0067] 相对于本发明的组合物的总量，式化-1-1.3)所表示的化合物和式化-1-2.2)所表 示的化合物的合计优选含量的下限值为10%、15%、20%、2