ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ И ПОЛУЧЕННЫЙ С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ОТОБРАЖАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2015 года по МПК C09K19/42 C09K19/12 C09K19/30 G02F1/13 

Область техники

Настоящее изобретение относится к жидкокристаллической композиции и жидкокристаллическому отображающему элементу, подходящему для применения в качестве составного элемента жидкокристаллического дисплейного устройства и других подобных устройств.

Уровень техники

Жидкокристаллические отображающие элементы применяются в различных видах измерительного оборудования, приборных щитках автомобилей, текстовых процессорах, электронных записных книжках, принтерах, компьютерах, телевизорах, часах, рекламных демонстрационных табло и других подобных устройствах, включая наручные часы и калькуляторы. Характерные примеры жидкокристаллических способов отображения включают тип TN (скрученный нематик), тип STN (суперскрученный нематик), тип VA (вертикальная ориентация) и тип IPS (пленарная коммутация), использующие TFT (тонкопленочные транзисторы). Необходимо, чтобы жидкокристаллическая композиция, применяемая в этих жидкокристаллических отображающих элементах, была устойчива по отношению к внешним факторам, таким как действие воды, воздуха, высокой температуры и света, демонстрировала наличие жидкокристаллической фазы в насколько возможно более широком диапазоне температур около комнатной температуры, была маловязкой и имела низкое возбуждающее напряжение. Кроме того, для обеспечения оптимальных показателей анизотропии диэлектрических свойств (Δε) и/или анизотропии показателя преломления (Δn) в каждом отображающем элементе количество входящих в жидкокристаллическую композицию соединений составляет от нескольких видов до нескольких десятков видов соединений.

В отображающих элементах, имеющих тип вертикальной ориентации, применяется жидкокристаллическая композиция с отрицательной величиной Δε, и такие устройства отображения широко применяются в жидкокристаллических телевизорах. С другой стороны, во всех способах возбуждения требуются низкое возбуждающее напряжение, высокая скорость отклика и широкий диапазон рабочих температур. То есть требуется, чтобы Δε была положительной и высокой по абсолютной величине, чтобы вязкость (η) была низкой, а температура перехода нематическая фаза - изотропная жидкая фаза (T_ni) была высокой. Кроме того, необходимо отрегулировать Δn жидкокристаллической композиции до надлежащего уровня, соответствующего зазору между ячейками, посредством задания показателя Δn х d, который является произведением величин Δn и зазора между ячейками (d). Помимо этого, в случаях, когда жидкокристаллический отображающий элемент применяется в телевизионных и других подобных устройствах, требуется, чтобы жидкокристаллическая композиция имела низкий показатель γ₁, так как в этом случае особую важность имеет способность к высокоскоростному отклику.

На существующем уровне техники для получения жидкокристаллических композиций, имеющих низкий γ₁, обычно применяются соединения с диалкилбициклогексановым скелетом (см. ссылку PTL 1). Однако бициклогесановые соединения значительно снижают γ₁, и обычно эта тенденция особенно заметна в имеющих высокое давление пара соединениях с короткой длиной алкильной цепи. Кроме того, так как T_ni в случае бициклогексан-алкильных соединениях также имеет склонность быть невысокой, во многих случаях применяются соединения, общая длина боковой цепи которых равна 7 атомов углерода или больше, и в настоящее время соединения с более короткой длиной боковой цепи в достаточной мере не исследовались.

Существуют композиции, известные в качестве жидкокристаллических, использующие диалкилбициклогексановые соединения с короткой длиной боковой цепи (см. ссылку PTL 2), при этом, в качестве соединений, обладающих отрицательной диэлектрической анизотропией, широко используются соединения со структурой из трех колец, а общая сбалансированность физических свойств достигается с помощью соединений, имеющих дифторэтиленовый скелет. Однако используемая в таких композициях дифторэтиленовая структура имеет низкую устойчивость к действию света, и поэтому желательна разработка жидкокристаллической композиции, в которой данное соединение не применяется.

С другой стороны, область использования жидкокристаллических отображающих элементов постоянно расширяется, очевидны большие изменения в способах их применения и изготовления, и чтобы справиться с такими изменениями, в данной области техники требуется оптимизация иных характеристик, помимо относящихся к фундаментальным физическим величинам. Следует отметить, что в качестве жидкокристаллических отображающих элементов, использующих жидкокристаллическую композицию, широко применяются и внедряются на практике тип VA (вертикальная ориентация) и тип IPS (планарная коммутация), отображающие элементы которых также имеют сверхкрупные размеры, равные 50 дюймов или более. С увеличением размера подложки при инжекционном способе введения в подложку жидкокристаллической композиции основной способ инжектирования в уровне техники был изменен с вакуумного инжекционного способа на способ капельной инжекции (ODF - однокапельное заполнение) (см. ссылку PTL 3). При этом возникла проблема образования следов капель в процессе капельного нанесения жидкокристаллической композиции на подложку, приводящая к ухудшению качества отображающего устройства. Помимо этого, были разработаны жидкокристаллический отображающий элемент PS (стабилизированный полимер) и жидкокристаллический отображающий элемент PSA (ориентация жидких кристаллов на полимерах с микрорельефной поверхностью) с целью обеспечения угла преднаклона жидкокристаллического материала в жидкокристаллическом отображающем элементе и способности к высокоскоростному отклику (см. ссылку PTL 4). В свете этого указанная проблема приобрела еще более значительный масштаб. Указанные отображающие элементы имеют такую особенность, что к жидкокристаллической композиции добавляется мономер и этот мономер отверждается в данной композиции. Так как жидкокристаллическая композиция для активной матрицы должна поддерживать высокий показатель отношения удержания напряжения (VHR), можно четко определить те соединения, которые подходят для использования, при этом соединения со сложноэфирной связью являются подходят для использования с некоторыми ограничениями. Мономер, используемый в жидкокристаллическом отображающем элементе PSA, главным образом акрилат, как правило, имеет в соединении сложноэфирную связь, и такие соединения обычно не применяются в качестве жидкокристаллических соединений для активной матрицы (см. ссылку PTL 4). Такие посторонние вещества вызывают образование следов капель и поэтому имеется проблема ухудшения выхода жидкокристаллических отображающих элементов вследствие дефектов отображения. Кроме того, проблема ухудшенного выхода панелей существует также при введении в жидкокристаллическую композицию таких добавок, как антиоксиданты и светопоглотители.

В настоящем изобретении образование следов капель определяется как явление, при котором в случае отображения черного цвета на поверхности образуется белая метка вследствие следов капель жидкокристаллической композиции.

Для подавления следов капель описан способ, при котором образующиеся по отношению к ориентирующей пленке следы капель подавляются посредством образования на жидкокристаллическом слое полимерного слоя при полимеризации полимеризующегося соединения, смешанного с жидкокристаллической композицией (см. ссылку PTL 5). Однако при таком способе из-за добавления к жидкокристаллическому материалу полимеризующегося соединения возникает проблема выгорания отображающего устройства. Кроме того, эффект подавления следов капель является недостаточным. Поэтому имеется необходимость в разработке жидкокристаллического отображающего элемента, в котором будут поддерживаться фундаментальные свойства жидкокристаллического отображающего элемента и будет низка вероятность выгорания и появления следов капель.

Список цитируемых документов

Патентные источники информации.

[PTL 1] - нерассмотренная патентная заявка Японии (перевод заявки РСТ) №2008-505235;

[PTL 2] - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №2012-136623;

[PTL 3] - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №Н06-235925;

[PTL 4] - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №2002-357830;

[PTL 5] - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №2006-58755.

Краткое описание существа изобретения

Техническая задача

Цель настоящего изобретения состоит в получении жидкокристаллической композиции, в которой не ухудшены характеристики жидкокристаллического отображающего элемента, такие как анизотропия диэлектрических свойств, вязкость, верхний предел температуры нематической фазы, устойчивость нематической фазы при низкой температуре и γ₁, а также склонность отображающего элемента к выгоранию, и низка вероятность образования следов капель в ходе процесса изготовления, и которая подходит для использования в жидкокристаллическом отображающем элементе, в котором обеспечиваются стабильные количества нагнетаемого на этапе ODF жидкокристаллического материала, а также в получении жидкокристаллического отображающего элемента, использующего такую композицию.

Методы решения поставленной задачи

Для решения вышеуказанной задачи авторы настоящего изобретения изучили конфигурации различных жидкокристаллических композиций, являющихся оптимальными для изготовления жидкокристаллического отображающего элемента капельным способом, и обнаружили, что образование следов капель в жидкокристаллическом отображающем элементе может быть подавлено посредством применения определенного жидкокристаллического соединения с определенным соотношением смеси. Это позволило осуществить настоящее изобретение.

Настоящее изобретение описывает жидкокристаллическую композицию с отрицательной диэлектрической анизотропией, содержащую соединение, представленное формулой (I),

и соединение, представленное общей формулой (II), в количестве, равном 15 масс. % или более, а также жидкокристаллический отображающий элемент, использующий данную жидкокристаллическую композицию.

(В данным структурных формулах каждый из R¹ и R² независимым образом представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода. Один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, а метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом).

Полезный эффект, обеспечиваемый изобретением

Так как жидкокристаллический отображающий элемент по настоящему изобретению обладает такими характеристиками, как превосходно высокая скорость отклика, слабая склонность к образованию дефектов выгорания и невысокая склонность к образованию капельных следов в процессе изготовления, он подходит для использования в качестве отображающего элемента жидкокристаллических телевизоров, мониторов и т.п.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является примером конструкции жидкокристаллического отображающего элемента по настоящему изобретению.

Фиг. 2 является примером конструкции тонкопленочного транзистора с обратноступенчатым расположением электродов.

Перечень ссылочных позиций

1 - поляризатор;

2 - подложка;

3 - прозрачный электрод или прозрачный электрод с активным компонентом;

4 - ориентирующая пленка;

5 - жидкие кристаллы;

11 - электрод затвора;

12 - анодная окисная пленка;

13 - изолирующий слой затвора;

14 - прозрачный электрод;

15 - электрод стока;

16 - пленка омического контакта;

17 - слой полупроводника;

18 - защитная пленка;

19а - электрод истока 1;

19а - электрод истока 2;

100 - подложка;

101 - защитная пленка;

Описание воплощений изобретения

Как упоминалось выше, природа образования капельного следа в настоящее время не ясна, однако есть высокая вероятность того, что в данный процесс вовлечены взаимодействие между примесями в жидкокристаллическом соединении и ориентирующей пленке, хроматографические явления и другие подобные. Наличие загрязнений в жидкокристаллическом соединении в значительной степени зависит от способа изготовления соединения и, например, не всегда гарантируется, что способ изготовления соединения будет одним и тем же, даже когда различия заключаются всего лишь в числе углеродных атомов в боковой цепи. То есть, так как жидкокристаллические соединения готовятся высокоточным способом, стоимость химических реактивов оказывается весьма высокой, и поэтому имеется настоятельная необходимость в повышении эффективности процесса изготовления. По этой причине наибольшую эффективность с точки зрения максимально возможного использования дешевых исходных материалов может иметь, например, способ, в котором изготовление осуществляется из совершенно различных видов сырья, даже если эти различия состоят всего лишь в одном атоме углерода в боковой цепи. Соответственно, способ изготовления партии жидкокристаллического материала различается от партии к партии и, например, в большинстве случаев даже при одном и том же способе различным является сырье, что в результате ведет к тому, что во многих случаях в различные партии вносятся различные загрязнения. При этом имеется вероятность того, что капельный след может также вызываться ничтожно малыми количествами примесей, и поэтому существует некий предел подавления образования капельного следа простой очисткой материала.

С другой стороны, в широко применяемых для изготовления партий жидких кристаллов способах проявляется тенденция к единообразию в пределах каждой партии после установления процесса изготовления. Даже в настоящее время, когда имеются хорошо развитые аналитические методики, не всегда можно легко и полностью идентифицировать присутствующие примеси, и поэтому приходится осуществлять разработку композиций, допуская, что в каждую партию могут быть включены определенные примеси. Авторы настоящего изобретения провели исследования, касающиеся отношений между примесями в партиях жидкокристаллического материала и капельными следами, и в результате эмпирически обнаружили, что даже когда в композиции присутствуют примеси, есть примеси, которые не приводят к высокой вероятности образования капельного следа, и примеси, которые с высокой вероятностью приводят к образованию капельного следа. Соответственно, для подавления образования капельного следа важно использовать определенные соединения в определенных соотношениях смешивания и, в частности, важно, чтобы использовались композиции, которые лишь с малой вероятностью приводят к образованию капельного следа. С указанных выше позиций был обнаружен описанный ниже предпочтительный аспект изобретения.

В жидкокристаллической композиции по настоящему изобретению соединение, представленное формулой (I), выступает в качестве первого компонента, и предпочтительно его содержание находится в диапазоне от 10% до 40%, более предпочтительно в диапазоне от 10% до 35%, более предпочтительно в диапазоне от 15% до 35%, еще более предпочтительно в диапазоне от 15% до 30% и особенно предпочтительно в диапазоне от 15% до 25%, и более конкретно, в случаях, когда особенно важна скорость отклика, его содержание предпочтительно находится в диапазоне от 20% до 30%, более предпочтительно в диапазоне от 20% до 25%, а в случаях, когда важна величина возбуждающего напряжения, и в случаях, когда важна надежность отношения удержания напряжения, оно предпочтительно содержится в диапазоне от 15% до 20%.

Соединение, представленное общей формулой (II), выступает в качестве второго компонента в количествах, равных 15% или более, и предпочтительно его количество находится в диапазоне от 15% до 25% и более предпочтительно оно содержится в количествах, представленных диапазоном от 15% до 20%.

В общей формуле (II) R¹ представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкокси-группу с 1-8 атомов углерода или алкенилоксильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода, и предпочтительно представлен алкильной группой с 1-8 атомами углерода и алкенильной группой с 2-8 атомами углерода, более предпочтительно представлен алкильной группой с 1-8 атомами углерода, более предпочтительно представлен алкильной группой с 3-5 атомами углерода и еще более предпочтительно представлен алкильной группой с 3 или 5 атомами углерода.

В общей формуле (II) R² представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода и предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 3-5 атомами углерода или алкоксильную группу с 2-4 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 3 или 5 атомами углерода или алкоксильную группу с 2 или 4 атомами углерода и еще более предпочтительно представляет собой алкоксильную группу с 2 или 4 атомами углерода.

В случаях особенной важности улучшения скорости отклика отображающего элемента предпочтительной является алкенильная группа, а в случаях, когда важна надежность отношения удержания напряжения, предпочтительна алкильная группа. В случаях, когда R¹ и R² представляют алкенильные группы, предпочтительны следующие структуры:

(В данных формулах правый конец присоединяется к циклической структуре).

R¹ представляет собой алкильную группу с 3-5 атомами углерода, R² представляет собой алкоксильную группу с 2-4 атомами углерода, содержание соединения, представленного общей формулой (II), предпочтительно равно 50% или более в соединении, представленном общей формулой (II), более предпочтительно равно 70% или более и еще более предпочтительно равно 80% или более.

В качестве соединения, представленного общей формулой (II), предпочтительными являются, в частности, соединения, представленные приведенными ниже формулами (II-1)-(II-8),

более предпочтительно соединения, представленные формулами (II-1)-(II-4), еще более предпочтительно соединения, представленные формулами (II-1)-(II-3), и особенно предпочтительно соединение, представленное формулой (II-1).

Соединение, представленное общей формулой (II), содержится в количестве, равном 15% или более, а содержание соединения, представленного формулой (II-1), предпочтительно равно 15% или более.

Жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит соединение, представленное общей формулой (III), в качестве третьего компонента.

(В данной формуле каждый из R³ и R⁴ независимым образом представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода. Один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, а метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом).

В случаях присутствия представленного общей формулой (III) соединения оно предпочтительно содержится в количестве, ограничиваемом диапазоном от 5% до 35%, более предпочтительно содержится в диапазоне от 10% до 30% и еще более предпочтительно содержится в диапазоне от 15% до 20%.

В общей формуле (III) R³ предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода и предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, еще более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 2-5 атомами углерода и особенно предпочтительно представляет собой алкильную группу с 3-5 атомами углерода. В общей формуле (III) R⁴ предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами и предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-5 атомами углерода или алкоксильную группу с 1-4 атомами углерода, еще более предпочтительно представляет собой алкоксильную группу с 1-4 атомами углерода и особенно предпочтительно представляет собой алкоксильную группу с 2 или 3 атомами углерода.

В случаях особенной важности улучшения скорости отклика отображающего элемента предпочтительной является алкенильная группа, а в случаях, когда важна надежность отношения удержания напряжения, предпочтительна алкильная группа. В случаях, когда R³ и R⁴ представляют собой алкенильные группы, предпочтительны следующие структуры:

(В данных формулах правый конец присоединяется к циклической структуре). В качестве соединения, представленного общей формулой (III), предпочтительными являются, в частности, соединения, представленные описанными ниже формулами (III-1)-(III-6)

более предпочтительно соединения, представленные формулами (III-1)-(III-4), еще более предпочтительно соединения, представленные формулами (III-1)-(III-3).

Жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит соединение, представленное общей формулой (IV), в качестве четвертого компонента.

(В данной формуле каждый из R⁵ и R⁶ независимым образом представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода. Один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, а метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом.)

В случаях присутствия представленного общей формулой (IV) соединения, оно предпочтительно содержится в количестве, ограничиваемом диапазоном от 5% до 30%, более предпочтительно диапазоном от 10% до 25% и еще более предпочтительно диапазоном от 10% до 20%.

В общей формуле (IV) R⁵ предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода и предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, еще более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 2-5 атомами углерода и особенно предпочтительно представляет собой алкильную группу с 2 или 3 атомами углерода.

В общей формуле (IV) R⁶ предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами и предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-5 атомами углерода или алкоксильную группу с 1-4 атомами углерода, еще более предпочтительно представляет собой алкоксильную группу с 1-4 атомами углерода, особенно предпочтительно представляет собой алкоксильную группу с 2 или 3 атомами углерода и наиболее предпочтительно представляет собой алкоксильную группу с 2 атомами углерода.

В случаях особенной важности улучшения скорости отклика отображающего элемента предпочтительной является алкенильная группа, а в случаях, когда важна надежность отношения удержания напряжения, предпочтительна алкильная группа. В случаях, когда R⁵ и R⁶ представляют собой алкенильные группы, предпочтительны следующие структуры:

(В данных формулах правый конец присоединяется к циклической структуре).

В качестве соединения, представленного общей формулой (IV), предпочтительными являются, в частности, описанные ниже соединения, представленные формулами (IV-1)-(IV-4)

и, более конкретно, предпочтительными являются соединения, представленные формулами (IV-1) или (IV-2).

Жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит соединение, представленное общей формулой (V), в качестве пятого компонента.

(В данной формуле каждый из R⁷ и R⁸ независимым образом представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода; один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора и метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом; А представляет собой группу 1,4-циклогексилена, группу 1,4-фенилена или группу тетрагидропиран-2,5-диила, и в случаях, когда А представляет собой группу 1,4-фенилена, один или несколько водородных атомов группы 1,4-фенилена могут быть замещены фтором; Z¹ представляет собой одинарную связь, -ОСН₂-, -OCF₂-, -СН₂О- или CF₂O-; n равно 0 или 1; и каждый из X¹-X⁶ независимым образом представляет собой водородный атом или атом фтора при условии, что по меньшей мере два из X¹-X⁶ представлены атомами фтора).

В случаях присутствия соединения, представленного общей формулой (V), его содержание предпочтительно находится в диапазоне от 3% до 20%, более предпочтительно в диапазоне от 5% до 15%, а доля содержания соединения, представленного формулами (IV-1) и (IV-2), в соединении, представленном общей формулой (V), предпочтительно равна 50% или более, более предпочтительно равна 75% или более и еще более предпочтительно равна 90% или более.

В общей формуле (V) каждый из R⁷ и R⁸ независимым образом предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода и предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, еще более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 2-5 атомами углерода, особенно предпочтительно представляет собой алкильную группу с 3-5 атомами углерода и количества атомов углерода в R⁷ и R⁸ наиболее предпочтительно являются различными.

В случаях особенной важности улучшения скорости отклика отображающего элемента предпочтительной является алкенильная группа, а в случаях, когда важна надежность отношения удержания напряжения, предпочтительна алкильная группа. В случаях, когда R⁷ и R⁸ представляют собой алкенильные группы, предпочтительны следующие структуры:

(В данных формулах правый конец присоединяется к циклической структуре).

В общей формуле (V) каждый из X¹-X⁶ независимым образом предпочтительно представляет собой атом водорода или атом фтора, и от одного до пяти из них предпочтительно являются атомами фтора, более предпочтительно от одного до четырех являются атомами фтора, более предпочтительно от одного до трех являются атомами фтора, еще более предпочтительно от одного до двух являются атомами фтора и наиболее предпочтительны два атома фтора.

В данном случае, когда атом фтора является единственным, любой из X³-X⁶ предпочтительно является атомом фтора, более предпочтительно атомом фтора является X³ или X⁴, в случаях, когда атомов фтора два, предпочтительно атомами фтора являются любые два из X³-X⁶, более предпочтительно атомами фтора являются X³, X⁴, X⁵ и X⁶, еще более предпочтительно атомами фтора являются X³ и X⁴, в случаях, когда количество атомов фтора равно трем или более, атомами фтора предпочтительно являются по меньшей мере X³ и X⁴ или по меньшей мере X⁵ и X⁶, и более предпочтительно атомами фтора являются по меньшей мере X³ и X⁴.

В общей формуле (V) А предпочтительно представляет собой 1,4-циклогексилен, 1,4-фенилен или тетрагидропиран-2,5-диил, и в случаях особой важности скорости отклика в отображающем элементе и жидкокристаллическом отображающем устройстве, изготовленных с использованием данной жидкокристаллической композиции, А предпочтительно представляет собой 1,4-фенилен или тетрагидропиран-2,5-диил, более предпочтительно 1,4-фенилен, в случаях, когда особенно важно возбуждающее напряжение, А предпочтительно представляет собой 1,4-фенилен или тетрагидропиран-2,5- диил, более предпочтительно тетрагидропиран-2,5-диил, в случаях особой важности диапазона рабочих температур, то есть, в случаях, когда требуется диапазон высоких рабочих температур, А предпочтительно представляет собой 1,4-циклогексилен или тетрагидропиран-2,5-диил и более предпочтительно 1,4-циклогексилен, в случаях, когда А представляет собой 1,4-фенилен, один или несколько водородных атомов бензольного кольца могут быть замещены фтором, предпочтительным при этом является отсутствие замещения, введение одного заместителя и введение двух заместителей, в случае введения одного заместителя А предпочтительно представляет собой 2-фторбензол, а в случае введения двух заместителей А предпочтительно представляет собой 2,3-дифторбензол.

В общей формуле (V) Z¹ предпочтительно представляет собой одинарную связь, -ОСН₂-, -OCF₂-, -СН₂О- или CF₂O-, предпочтительно представляет собой одинарную связь, -OCF₂- или CF₂O- и более предпочтительно представляет собой одинарную связь.

В общей формуле (V) n предпочтительно представляет собой 0 или 1, и в случаях, когда особенно важна скорость отклика, n предпочтительно представляет собой 0, а в случаях, когда важен диапазон рабочих температур, то есть в случаях необходимости диапазона высоких рабочих температур, n предпочтительно представляет собой 1.

В качестве соединения, представленного общей формулой (V), предпочтительными являются, в частности, соединения, представленные описанными ниже общими формулами (V-1)-(V-14)

более предпочтительно формулами (V-1), (V-3)-(V-9) и (V-12)-(V-15), еще более предпочтительно формулами (V-1), (V-3), (V-5), (V-6), (V-9), (V-12), (V-13) и (V-15), при этом особенно предпочтительны формулы (V-1), (V-5) и (V-6), а наиболее предпочтительна формула (V-5).

В общей формуле (V) каждый из R⁷ и R⁸ независимым образом представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода, алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, алкоксильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенилоксильную группу с 2-8 атомами углерода и предпочтительно представляют алкильную группу с 1-8 атомами углерода или алкенильную группу с 2-8 атомами углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 2-5 атомами углерода или алкенильную группу с 2-5 атомами углерода, еще более предпочтительно представляет собой алкильную группу с 2-5 атомами углерода и в случаях, когда и R⁷, и R⁸ являются алкильными группами, количества атомов углерода в них предпочтительно различаются.

Более подробно, предпочтительны соединения, в которых R⁷ представляет собой пропильную группу, a R⁸ представляет собой этильную группу, или соединения, в которых R⁷, представляет собой бутильную группу, a R⁸ представляет собой этильную группу.

В случае жидкокристаллической композиции по настоящему изобретению возможен широкий диапазон значений температуры фазового перехода (T_NI) нематическая фаза - изотропная жидкая фаза, и такой диапазон предпочтительно находится в пределах от 60°С до 120°С, более предпочтительно в пределах от 70°С до 100°С и особенно предпочтительно в пределах от 70°С до 90°С.

В жидкокристаллической композиции по настоящему изобретению обязательно содержатся соединения формулы (I) и общей формулы (II), и в более предпочтительном варианте осуществления могут содержаться соединения, представленные общими формулами (III)-(V). В этом случае состав предпочтительно характеризуется величинами содержаний, описанными ниже.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (II) и (III), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 25% до 80%, более предпочтительно в диапазоне от 30% до 75%, еще более предпочтительно в диапазоне от 35% до 70%, особенно предпочтительно в диапазоне от 35% до 65% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 38% до 60%.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (II) и (IV), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 30% до 90%, более предпочтительно в диапазоне от 35% до 85%, еще более предпочтительно в диапазоне от 40% до 80%, особенно предпочтительно в диапазоне от 45% до 75% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 50% до 70%.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (И) и (V), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 25% до 70%, более предпочтительно в диапазоне от 25% до 65%, еще более предпочтительно в диапазоне от 25% до 60%, особенно предпочтительно в диапазоне от 25% до 55% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 30% до 50%.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (II), (III) и (IV), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 45% до 95%, более предпочтительно в диапазоне от 50% до 95%, еще более предпочтительно в диапазоне от 55% до 95%, особенно предпочтительно в диапазоне от 60% до 90% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 65% до 85%.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (II), (III) и (V), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 35% до 90%, более предпочтительно в диапазоне от 35% до 85%, еще более предпочтительно в диапазоне от 35% до 80%, особенно предпочтительно в диапазоне от 35% до 75% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 40% до 70%.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (И), (IV) и (V), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 35% до 95%, более предпочтительно в диапазоне от 40% до 95%, еще более предпочтительно в диапазоне от 45% до 90%, особенно предпочтительно в диапазоне от 50% до 85% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 55% до 75%.

В случае присутствия соединений, представленных формулой (I), общими формулами (II) - (V), общее содержание этих компонентов предпочтительно находится в диапазоне от 60% до 98%, более предпочтительно в диапазоне от 65% до 98%, еще более предпочтительно в диапазоне от 70% до 98%, особенно предпочтительно в диапазоне от 73% до 98% и наиболее предпочтительно в диапазоне от 80% до 95%.

Среди соответствующих соединений, составляющих жидкокристаллическую композицию по настоящему изобретению, доля соединения, имеющего два или более атомов фтора, более конкретно соединения, представленного общими формулами (II), (III), (VI) и общей формулой (V), и включающего два или более атомов фтора, предпочтительно находится в диапазоне от 40% до 80%, более предпочтительно в диапазоне от 45% до 75%, еще более предпочтительно в диапазоне от 50% до 70%, и более конкретно, в случаях, когда особенно важна скорость отклика, доля такого соединения предпочтительно представлена диапазоном от 50% до 60%, а в случаях, когда важно возбуждающее напряжение, доля такого соединения предпочтительно находится в диапазоне от 60% до 70%.

Жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению может, кроме того, содержать соединение, выбранное из группы, представленной общими формулами (VII-a)-(VII-e).

(В данных формулах каждый из R⁹¹ и R⁹² независимым образом представляет собой алкильную группу, имеющую 1-10 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую 1-10 атомов углерода, или алкенильную группу, имеющую 2-10 атомов углерода, но в общей формуле (VII-а) соединение, в котором R⁹¹ представляет собой алкильную группу с 3 атомами углерода и R⁹² представляет собой алкильную группу с 2 атомами углерода, исключается).

В случае присутствия соединений, выбранных из группы, представленной общими формулами (VII-а)-(VII-d), предпочтительно используется от одного их вида до 10 видов, от одного вида до 8 их видов, в частности предпочтительно используется от одного их вида до 5 видов, в частности предпочтительно также содержатся два или более их видов, и их содержание в этом случае предпочтительно находится в диапазоне от 5% до 40%, еще более предпочтительно в диапазоне от 5% до 35% и, в частности, предпочтительно в диапазоне от 7% до 30%.

Каждый из R⁹¹ и R⁹² предпочтительно независимым образом представляет собой алкильную группу, имеющую 1-10 атомов углерода, или алкенильную группу, имеющую 2-10 атомов углерода, более предпочтительно представляет собой алкильную группу, имеющую 1-5 атомов углерода, или алкенильную группу, имеющую 2-5 атомов углерода, и в случаях, когда R⁹¹ и R⁹² представляют собой алкенильные группы, предпочтительны следующие структуры.

(В данных формулах правый конец присоединяется к циклической структуре). В частности, предпочтительны следующие структуры.

(В данных формулах правый конец присоединяется к циклической структуре). Кроме того, R⁹¹ и R⁹² могут быть одинаковыми или различающимися, и предпочтительно представляют собой различные заместители.

С учетом сказанного предпочтительны соединения, представленные общими формулами (VII-а)-(VII-е), более конкретно, соединениями, описанными ниже.

Среди них предпочтительными являются (VII-a1), (VII-a2), (VII-a16), (VII-а-18), (VII-b2), (VII-b6), (VII-c2), (VII-c4), (VII-c5), (VH-d1) - (VII-d4) или (VII-e2).

Соединение, представленное общей формулой (VII), подобно соединению, представленному формулой (I), в том отношении, что анизотропия диэлектрических свойств по существу равна нулю, и соотношение долей соединения с общей формулой (VII) и соединения, представленного формулой (I), таково, что содержание соединения с формулой (I) предпочтительно находится в диапазоне от 40% до 85% от суммарного содержания соединений с формулой (I) и общей формулой (VII), более предпочтительно в диапазоне от 45% до 80% и особенно предпочтительно в диапазоне от 50% до 75%. Кроме того, суммарное содержание соединений с формулой (I) и общей формулой (VII) предпочтительно находится в диапазоне от 10% до 70% относительно общего состава композиции, более предпочтительно в диапазоне от 15% до 65%, более предпочтительно в диапазоне от 20% до 60%, еще более предпочтительно в диапазоне от 25% до 55% и особенно предпочтительно в диапазоне от 30% до 50%.

В данном изобретении группа 1,4-циклогексила предпочтительно является группой транс-1,4-циклогексила.

Анизотропия диэлектрических свойств жидкокристаллической композиции по изобретению при 25°С предпочтительно находится в диапазоне от -2,0 до -6,0, более предпочтительно в диапазоне от -2,5 до -5,0 и особенно предпочтительно в диапазоне от -2,5 до -4,0. Более конкретно, в случаях, когда особенно важна скорость отклика, анизотропия диэлектрических свойств предпочтительно находится в диапазоне от -2,5 до -3,4, а в случаях, когда важно возбуждающее напряжение, анизотропия диэлектрических свойств предпочтительно находится в диапазоне от -3,4 до -4,0.

Анизотропия показателя преломления жидкокристаллической композиции изобретения при 25°С предпочтительно находится в диапазоне от 0,08 до 0,13 и более предпочтительно в диапазоне от 0,09 до 0,12. Более конкретно, в случае соответствующего узкого зазора ячейки анизотропия показателя преломления предпочтительно находится в диапазоне от 0,10 до 0,12, а в случае соответствующего широкого зазора ячейки анизотропия показателя преломления предпочтительно находится в диапазоне от 0,08 до 0,10.

Вращательная вязкость (γ₁) жидкокристаллической композиции по изобретению предпочтительно равна 150 или ниже, более предпочтительно равна 130 или ниже и особенно предпочтительно равна 120 или ниже.

В жидкокристаллической композиции по изобретению показатель Z, который является функцией вращательной вязкости и анизотропии показателя преломления, предпочтительно представлен определенными величинами.

[Уравнение 1]

(В данной формуле γ₁ представляет собой вращательную вязкость и Δn представляет собой анизотропию показателя преломления).

Z предпочтительно равен 13000 или ниже, более предпочтительно равен 12000 или ниже и особенно предпочтительно равен 11000 или ниже.

Жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению в случаях, когда она используется в отображающем элементе активной матрицы, должна иметь удельное сопротивление равное 10¹² Ом·м или выше, предпочтительно 10¹³ Ом м и более предпочтительно 10¹⁴ Ом м или выше.

Жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению может в зависимости от области применения содержать в дополнение к описанным выше соединениям нормальный нематический жидкий кристалл, смектический жидкий кристалл, холестерический жидкий кристалл, антиоксидант, поглотитель ультрафиолетового излучения и полимеризующийся мономер.

В качестве полимеризующегося мономера предпочтительным является бифункциональный мономер, представленный общей формулой (VI).

(В данной формуле каждый из X⁷ и X⁸ независимым образом представляет собой водородный атом или метиловую группу, каждый из Sp¹ и Sp² независимым образом представляет собой одинарную связь, алкиленовую группу с 1-8 атомами углерода или -O-(CH₂)_S-. (В данной формуле s является целым числом от 2 до 7 и атом кислорода присоединен к ароматическому кольцу). Z² представляет собой -ОСН₂-, -СН₂О-, -СОО-, -ОСО-, -CF₂O-, -OCF₂-, -СН₂СН₂-, -CF₂CF₂-, -СН=СН-СОО-, -СН=СН-ОСО-, -СОО-СН=СН-, -ОСО-СН=СН-, -СОО-СН₂СН₂-, -ОСО-СН₂СН₂-, -СН₂СН₂-СОО-, -СН₂СН₂-ОСО-, -СОО-СН₂-, -ОСО-СН₂-, -СН₂-СОО-, -СН₂-ОСО-, -CY¹=CY²-. (В этой формуле каждый из Y¹ и Y² независимым образом представляет собой атом фтора или водородный атом, -С=С- или одинарную связь и В представляет собой группу 4-фенилена, группу транс-1,4-циклогексилена или одинарную связь, и произвольным образом любой водородный атом всей группы 1,4-фенилена может быть замещен атомом фтора.)

Предпочтительными являются как диакрилатные производные, в которых и X⁷, и X⁸ представляют водородные атомы, так и диметакрилатные производные, в которых и X⁷, и X⁸ имеют метальные группы, и также предпочтительными являются соединения, в которых один из X⁷ и X⁸ представляет собой водородный атом, а другой представляет собой метальную группу. В отношении скорости полимеризации этих соединений диакрилатные производные являются самыми быстрыми, производные диметакрилата медленными, а асимметричные соединения находятся между ними. Можно использовать более предпочтительный вариант осуществления в зависимости от необходимой области применения соединения. В частности, в отображающем элементе PSA предпочтительны диметакрилатные производные.

Каждый из Sp¹ и Sp² независимым образом представляет собой одинарную связь, алкиленовую группу с 1-8 атомами углерода или -O-(CH₂)_s-, и в отображающем элементе PSA по меньшей мере один из Sp¹ и Sp² предпочтительно представлен одинарной связью, и предпочтительными являются соединения, в которых и Sp¹, и Sp² представляют собой одинарную связь, а также воплощение, в котором один из Sp¹ и Sp² представляет собой одинарную связь, а другой представляет собой алкиленовую группу с 1-8 атомами углерода или -O-(CH₂)_s-. В этом случае предпочтительна алкильная группа, имеющая 1-4 атома углерода, и s предпочтительно составляет от 1 до 4.

Z¹ предпочтительно является -ОСН₂-, -CH₂O-, -СОО-, -ОСО-, -CF₂O-, -OCF₂-, -СН₂СН₂- или -CF₂CF₂-, или же одинарной связью, более предпочтительно -СОО-, -ОСО- или одинарной связью и особенно предпочтительно одинарной связью.

В представляет собой группу 1,4-фенилена, группу транс-1,4-циклогексилена или одинарную группу, в которой любой произвольный водородный атом может быть замещен атомом фтора, и предпочтительными являются группа 1,4-фенилена или одинарная группа. В случаях, когда С представляет собой кольцевую структуру помимо одинарной связи, Z² предпочтительно также является связывающей группой помимо одинарной связи, а в случаях, когда С - одинарная связь, Z¹ предпочтительно является одинарной связью.

С этой точки зрения в общей формуле (VI) предпочтительны кольцевые структуры между Sp¹ и Sp², более конкретно, структуры, описанные ниже.

В общей формуле (VI) С представляет собой одинарную связь, в случаях, когда кольцевая структура образована из двух колец, С предпочтительно представляет собой следующие формулы (VIa-1) - (VIa-5), более предпочтительно формулы (VIa-1) - (VIa-3) и особенно предпочтительно формулу (VIa-1).

(В данных формулах оба конца присоединяются к Sp¹ или Sp²).

В полимеризующихся соединениях, имеющих такие структуры однородность дисплея подавляется или не развивается вовсе, так как ориентационные силы после полимеризации оптимальны для жидкокристаллического отображающего элемента типа PSA и достигается превосходное состояние ориентации.

Исходя из описанного выше, в качестве полимеризующегося мономера особенно предпочтительными являются общие формулы (VI-1) - (VI-4) и наиболее предпочтительна среди них общая формула (V-2).

(В данных формулах Sp² представляет собой алкиленовую группу с 2-5 атомами углерода.)

В случае добавления мономера к жидкокристаллической композиции по изобретению полимеризация происходит даже в отсутствие инициатора полимеризации, однако инициатор полимеризации может и присутствовать в целях ускорения полимеризации. Примеры инициатора полимеризации включают бензойные эфиры, бензофеноны, ацетофеноны, бензилкетали и ацилфосфиноксиды. Кроме того, для улучшения устойчивости при хранении может добавляться стабилизатор. Примеры пригодного к использованию стабилизатора включают гидрохиноны, моноалкильные эфиры гидрохинона, трет-бутилкатехины, пирогаллолы, тиофенолы, нитросоединения, β-нафтиламины, β-нафтолы, нитрозосоединения и т.п.

Содержащая полимеризующееся соединение жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению подходит для использования в жидкокристаллическом отображающем элементе, в частности жидкокристаллическом отображающем элементе для активной матрицы, и может использоваться в жидкокристаллическом отображающем элементе, предназначенном для работы в режиме PSA, режиме PSVA, режиме VA, режиме IPS или режиме ЕСВ.

Содержащая полимеризующееся соединение жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению обладает способностью к ориентационному упорядочению жидких кристаллов, обеспечиваемой полимеризацией включенного в нее полимеризующегося соединения под действием ультрафиолетового излучения, и используется в жидкокристаллическом отображающем элементе, в котором управление степенью светопроницаемости осуществляется с использование двойного лучепреломления жидкокристаллической композиции. Она подходит для применения в жидкокристаллическом отображающем элементе, таком как AM-LCD (элемент жидкокристаллического дисплея с активной матрицей), TN (элемент нематического жидкокристаллического дисплея), STN-LCD (элемент нематического жидкокристаллического дисплея со сверхскрученной ориентацией), OCB-LCD и IPS-LCD (элемент жидкокристаллического дисплея с планарной коммутацией), в частности, она подходит для применения в AM-LCD и может применяться для пропускающего или отражающего жидкокристаллического отображающего элемента, работающего на пропускание или отражение.

В качестве двух подложек жидкокристаллической ячейки, используемой в жидкокристаллическом отображающем элементе, может применяться прозрачный материал, обладающий гибкостью стекла или пластмассы, и одна подложка может быть непрозрачным материалом, таким как кремний. Например, прозрачная подложка, имеющая прозрачную электродную пленку, может быть получена напылением оксида индия и олова (ITO) на прозрачную подложку, такую как стеклянная пластина.

Вышеописанная подложка располагается таким образом, что прозрачная электродная пленка становится внутренней стороной. Расстояние между подложками, при этом, может быть отрегулировано с помощью спейсера. При этом, зазор предпочтительно регулируется так, чтобы толщина регулирующей светопропускание пленки находилась в диапазоне от 1 мкм до 100 мкм. Еще более предпочтительно эта толщина находится в диапазоне от 1,5 мкм до 10 мкм, и в случаях, когда применяется поляризатор, произведение анизотропии показателя преломления Δn жидкого кристалла и толщины d ячейки предпочтительно регулируется так, чтобы обеспечить максимальную контрастность. Кроме того, в случаях, когда имеются два поляризатора, ось поляризации каждого поляризатора может быть отрегулирована так, чтобы добиться превосходного угла обзора и контраста. Кроме того, для расширения угла обзора может также использоваться пленка со сдвигом фаз (технология Phase Difference Film). Примеры спейсера включают стеклянные частицы, частицы пластмассы, частицы оксида алюминия, фоторезист и т.п. После этого способом трафаретной печати на подложку в форме, задаваемой инжекционным отверстием для жидких кристаллов, наносится герметик, такой как термоотверждающаяся композиция на эпоксидной основе, подложки соединяются друг с другом и нагреваются, вследствие чего герметик при нагревании отверждается.

В качестве способа для формирования структуры типа сэндвич из содержащей полимеризующееся соединение жидкокристаллической композиции между двумя подложками может использоваться обычный вакуумно-инжекционный способ или способ ODF. При вакуумно-инжекционном способе вероятность образования капельного следа невелика, однако существует проблема сохранения инжекционного следа. В настоящем изобретении подходящим образом может использоваться отображающий элемент, изготавливаемый с помощью способа ODF.

В качестве способа для полимеризации полимеризующихся соединений, так как для получения превосходной ориентационной способности жидкого кристалла желательна соответствующая скорость полимеризации, предпочтительно использовать способ, при котором полимеризация выполняется посредством облучения пучками активной энергии, например ультрафиолетовыми лучами или электронными лучами, по отдельности или последовательно, или в комбинации. В случаях, когда применяются ультрафиолетовые лучи, может использоваться источник поляризованного света, а также может использоваться источник неполяризованного света. Кроме того, в случаях осуществления полимеризация в состоянии, когда содержащая полимеризующееся соединение жидкокристаллическая композиция располагается между двумя подложками, по меньшей мере подложке со стороны облучаемой поверхности обязательно придается надлежащая прозрачность по отношению к пучкам активной энергии. Кроме того, может использоваться способ, при котором после полимеризования только определенного участка с использованием маски во время светового облучения ориентационное состояние неполимеризованного участка изменяется посредством изменения таких условий, как электрическое поле, магнитное поле или температура, и затем осуществляется дальнейшее облучение пучками активной энергии для полимеризации. В частности, когда осуществляется экспонирование ультрафиолетовым излучением, оно предпочтительно выполняется при приложении к жидкокристаллической композиции, содержащей полимеризующееся соединение, переменного электрического поля. Прикладываемое переменное электрическое поле предпочтительно является переменным током, имеющим частоту в диапазоне от 10 Гц до 10 кГц, более предпочтительно в диапазоне от 60 Гц до 10 кГц, и напряжение выбирается в соответствии с желательным углом преднаклона жидкокристаллического отображающего элемента. Другими словами, угол преднаклона жидкокристаллического отображающего элемента может регулироваться под действием прикладываемого напряжения. В жидкокристаллическом отображающем элементе для режима MVA угол преднаклона предпочтительно регулируется так, чтобы с точки зрения обеспечения устойчивости ориентации и контраста он находился в диапазоне от 80° до 89,9°.

Температура во время облучения предпочтительно находится в диапазоне температур, при котором поддерживается жидкокристаллическое состояние жидкокристаллической композиции по настоящему изобретению. Полимеризация предпочтительно проводится при температуре около комнатной температуры, то есть в типичном случае при температуре в диапазоне от 15°С до 35°С. В качестве лампы для генерации ультрафиолетовых лучей может применяться металлогалогеновая лампа, ртутная лампа высокого давления и ртутная лампа ультравысокого давления. Кроме того, в качестве длины волны используемых для облучения ультрафиолетовых лучей предпочтительно используются диапазон длин волн, не относящихся к диапазону длин волн, поглощаемых жидкокристаллической композицией, и в случае необходимости выполняется усечение используемого диапазона ультрафиолетового облучения. Интенсивность используемых для облучения ультрафиолетовых лучей предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 мВт/см² до 100 Вт/см² и более предпочтительно в диапазоне от 2 мВт/см² до 50 Вт/см². Количество энергии используемых для облучения ультрафиолетовых лучей может быть соответствующим образом отрегулировано и предпочтительно находится в диапазоне от 10 мДж/см² до 500 Дж/см² и более предпочтительно в диапазоне от 100 мДж/см² до 200 Дж/см². В процессе излучения ультрафиолетовых лучей их интенсивность может меняться. Время облучения ультрафиолетовыми лучами выбирается подходящим образом в соответствии с интенсивностью используемых для облучения ультрафиолетовых лучей и предпочтительно находится в диапазоне от 10 секунд до 3600 секунд и более предпочтительно в диапазоне от 10 секунд до 600 секунд.

Настоящее изобретение обеспечивает жидкокристаллический отображающий элемент, который конструируется таким образом, чтобы он имел первую подложку, снабженную общим электродом, изготовленным из прозрачного проводящего материала, как показано на Фиг. 1, вторую подложку, снабженную тонкопленочным транзистором, который управляет пиксельным электродом, обеспеченным в пиксельном электроде, изготовленном из прозрачного проводящего материала, и каждым элементом изображения, и жидкокристаллическую композицию, которая помещается между первой подложкой и второй подложкой, и в котором при отсутствии приложенного напряжения ориентация молекул жидкого кристалла в жидкокристаллической композиции является по существу перпендикулярной относительно подложки, и жидкокристаллическая композиция по настоящему изобретению применяется в качестве указанной жидкокристаллической композиции.

Образование капельного следа в значительной мере подвержено влиянию природы впрыскиваемого жидкокристаллического материала, а также напрямую связано со структурой отображающего элемента. В частности, цветофильтр и тонкопленочный транзистор, образованные в жидкокристаллическом элементе, влияют на образование капельного следа комбинацией, не содержащей помимо тонкой ориентирующей пленки и прозрачного электрода элемента, который разделял бы жидкокристаллические композиции.

В частности, размер такого участка склонен увеличиваться в случаях, когда тонкопленочный транзистор имеет обратноступенчатый тип расположения электродов, поскольку электрод стока формируется так, чтобы он покрывал электрод затвора. Электрод стока образуется из металлических материалов, таких как медь, алюминий, хром, титан, молибден и тантал, и, как правило, к нему применяется обычный способ пассивирования. Однако, так как толщина защитного слоя обычно невелика, ориентирующая пленка также имеет небольшую толщину, вследствие этого высока вероятность того, что ионные материалы не будут блокироваться, и в результате будет невозможно избежать образования капельного следа, вызванного взаимодействием между металлическим материалом и жидкокристаллической композицией.

В настоящем изобретении в жидкокристаллическом отображающем элементе подходящим образом может использоваться представленный на Фиг. 2 тонкопленочный транзистор, который имеет тип обратноступенчатого расположения электродов и предпочтительно используется в случае применения алюминиевых проводников.

Жидкокристаллический отображающий элемент, использующий жидкокристаллическую композицию по настоящему изобретению, подходит для применения, удовлетворяя требованиям как высокоскоростного отклика, так и подавления дефектов отображения, и, в частности, подходит для применения в качестве жидкокристаллического отображающего элемента для активной матрицы в режиме VA, режиме PSVA, режиме PSA, режиме IPS или в режиме ЕСВ.

Примеры

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры, однако данными примерами настоящее изобретение не ограничивается. При этом, обозначение «%» в композициях следующих примеров и сравнительных примеров означает «масс. %».

Измеряемые в данных примерах показатели являются следующими:

T_ni - температура фазового перехода нематическая фаза - изотропная жидкая фаза (°С);

Δn - анизотропия показателя преломления при 25°С;

Δε - анизотропия диэлектрических свойств при 25°С;

η - вязкость (мПа·с) при 20°С;

γ₁ - вращательная вязкость (мПа·с) при 25°С;

VHR - отношение удержания напряжения (%) при 60°С в условиях частоты 60 Гц и прикладываемого напряжения 1 В;

Выгорание дефектов - после отображения в области просмотра заранее заданного неподвижного рисунка в течение 1000 часов визуально проверяется уровень остаточного изображения неподвижного рисунка во время однородной индикации по всему экрану и выполняют оценку степени выгорания дефектов на жидкокристаллическом отображающем элементе по описанной ниже шкале из четырех ступеней:

А - остаточное изображение не наблюдалось;

В - наблюдалось очень небольшое остаточное изображение с приемлемым уровнем;

С - наблюдалось остаточное изображение с недопустимым уровнем;

D - наблюдалось остаточное изображение крайне неудовлетворительного уровня.

Капельный след - визуальным осмотром капельного следа в виде выходящего к поверхности белого в случаях, когда вся поверхность отображает черный, выполняют оценку капельного следа на жидкокристаллическом дисплейном устройстве по описанной ниже четырехступенчатой шкале:

А - остаточное изображение не наблюдалось;

В - наблюдалось очень небольшое остаточное изображение с приемлемым уровнем;

С - наблюдалось остаточное изображение с недопустимым уровнем;

D - наблюдалось остаточное изображение крайне неудовлетворительного уровня.

Технологическая совместимость - при способе ODF 100000 раз было выполнено прикапывание жидких кристаллов по 50 пл с помощью дозирующего насоса постоянного объема и по описанной ниже четырехступенчатой шкале оценены изменения в количестве жидких кристаллов, прикапанных каждые 100 раз в последовательности «от 0 до 100 раз, от 101 до 200 раз, от 201-300 раз…, от 99 901 до 100000 раз».

А - изменения были чрезвычайно малыми (жидкокристаллический отображающий элемент может изготавливаться стабильно);

В - наблюдались небольшие изменения, имеющие, однако, приемлемый уровень;

С - наблюдались изменение недопустимого уровня (выход был ухудшен образованием пятен);

D - наблюдалось изменения крайне неудовлетворительного уровня (происходила утечка жидких кристаллов или образовывались вакуумные пузырьки).

Растворимость при низких температурах - после изготовления жидкокристаллической композиции было взвешено 1 г данной жидкокристаллической композиции и помещено в 2 мл склянку для проб, в камере для испытаний с контролируемой температурой она подвергалась непрерывному воздействию температурных изменений, выполняемых в течение одного цикла: «-20°С (выдержка в течение 1 часа)→нагревание (0,1°С/мин)→0°С (выдержка в течение 1 часа)→нагревание (0,1°С/мин)→20°С (выдержка в течение 1 часа)→охлаждение (-0,1°С/мин)→0°С (выдержка в течение 1 часа)→охлаждение (-0,1°С/мин)→-20°С», визуально оценивали выпадение из жидкокристаллической композиции осадков по шкале из четырех ступеней, описанной ниже.

А - осадков не наблюдалось в течение времени, равного 600 часов или более;

В - осадков не наблюдалось в течение времени, равного 300 часов или более;

С - осадков не наблюдалось в течение времени, равного 150 часов или менее;

D - осадков не наблюдалось в течение времени, равного 75 часов или менее.

При этом, в примерах для описания соединений применялись следующие сокращения.

Боковая цепь

-n -CnH_2n+1 алкильная группа с неразветвленной цепью, имеющая n атомов углерода;

-On -OC_nH_2n+1 алкоксильная группа с неразветвленной цепью, имеющая п атомов углерода;

-V -С=СН₂ винильная группа.

Циклическая структура

Пример 1

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примера 1 был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, показанный на Фиг. 1. Этот жидкокристаллический отображающий элемент имеет в качестве активного компонента тонкопленочный транзистор с обратноступенчатым расположением электродов. Капельным способом было выполнено введение жидкокристаллической композиции и были оценены показатели выжигания дефектов, капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре.

При этом символы слева представляют сокращения вышеописанных соединений.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примера 1 имеет температуру жидкокристаллического слоя около 76,5°С, что является практически подходящим для применения жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примера 1 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались совершенно превосходными.

Примеры 2 и 3

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 2 и 3 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 2 и 3 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 2 и 3 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Сравнительный пример 1

Была изготовлена описанная ниже жидкокристаллическая композиция, не содержащая соединения, представленного формулой (I), и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

При этом, так же, как и в Примере 1, символы слева от содержащия представляют собой сокращения соединений.

Было найдено, что жидкокристаллическая композиция из Сравнительного примера 1, которая не содержит соединения формулы (I), имеет более высокую вязкость л по сравнению с жидкокристаллическими композициями из Примеров 1-3, которые содержат соединение, представленное формулой (I). В отношении γ₁, величина в 154 мПа·с из Сравнительного примера 1 является более низкой по сравнению со 157 мПа·с из Примера 2, при этом она была ниже по сравнению с величиной параметра γ₁/Δn2, который представляет собой эффективную скорость отклика в жидкокристаллическом отображающем элементе и дисплее. В то время как значение начального VHR из Сравнительного примера 1 равнялось 98,7%, величина VHR после выдерживания в течение 1 часа при высокой температуре 150°С составляла 97,6%. При оценке технологической совместимости был получен уровень изменений, недопустимый по сравнению с Примерами 1-3. При оценке растворимости при низкой температуре наблюдалось более раннее по сравнению с Примерами 1-3 выпадение осадка.

Сравнительный пример 2

Была изготовлена описанная ниже жидкокристаллическая композиция, содержащая соединение формулы (II) в количестве только лишь 12%, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

Было найдено, что жидкокристаллическая композиция из Сравнительного примера 2, которая содержит представленное общей формулой (II) соединение в количестве лишь 12%, имеет более высокую вязкость η и вращательную вязкость γ₁ по сравнению с жидкокристаллическими композициями из Примеров 1-3, содержащими соединение общей формулы (II) в количестве 15% или более. В то время как значение начального VHR из Сравнительного примера 2 равнялось 99,0%, величина VHR после выдерживания в течение 1 часа при высокой температуре 150°С составляла 98,2%. При оценке технологической совместимости был получен уровень изменений, недопустимый по сравнению с Примерами 1-3. При оценке растворимости при низкой температуре наблюдалось более раннее по сравнению с Примерами 1-3 выпадение осадка.

Примеры 4 и 5

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 4 и 5 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 4 и 5 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который практически подходит для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 4 и 5 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Примеры 6 и 7

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 6 и 7 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 6 и 7 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 6 и 7 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Примеры 8 и 9

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 6 и 7 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 8 и 9 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 8 и 9 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными. Примеры 10 и 11

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 10 и 11 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 10 и 11 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 10 и 11 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Примеры 12 и 13

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 12 и 13 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 12 и 13 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 12 и 13 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Пример 14

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примера 14 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примера 14 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции Примера 14 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Сравнительные примеры 3 и 4

Было найдено, что жидкокристаллическая композиция из Сравнительного примера 3, которая не содержит соединения формулы (I), имеет более высокую вязкость η и вращательную вязкость γ₁ по сравнению с жидкокристаллическими композициями из Примеров 12 - 14, которые содержат соединение формулы (I). В то время как значение начального VHR из Сравнительного примера 3 равнялось 98,9%, величина VHR после выдерживания в течение 1 часа при высокой температуре 150°С составляла 97,9%. При оценке технологической совместимости был получен уровень изменений, недопустимый по сравнению с Примерами 12-14. При оценке растворимости при низкой температуре наблюдалось более раннее по сравнению с Примерами 1-3 выпадение осадка.

Было найдено, что жидкокристаллическая композиция из Сравнительного примера 4, которая содержит соединение общей формулы (II) в количестве только 9%, имеет более высокую вязкость η и вращательную вязкость γ₁ по сравнению с жидкокристаллическими композициями из Примеров 12-14, которые содержат соединение общей формулы (II) в количестве равном 15% или выше. В то время как значение начального VHR из Сравнительного примера 4 равнялось 99,1%, величина VHR после выдерживания в течение 1 часа при высокой температуре 150°С составляла 98,0%. При оценке технологической совместимости был получен уровень изменений, недопустимый по сравнению с Примерами 12-14. При оценке растворимости при низкой температуре наблюдалось более раннее по сравнению с Примерами 1-3 выпадение осадка.

Примеры 15 и 16

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 15 и 16 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 15 и 16 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 15 и 16 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Примеры 17 и 18

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 17 и 18 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 17 и 18 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 17 и 18 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными. Примеры 19 и 20

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 19 и 20 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 19 и 20 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 19 и 20 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Примеры 21 и 22

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 21 и 22 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA, и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 21 и 22 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 21 и 22 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Примеры 23 и 24

Была изготовлена жидкокристаллическая композиция, имеющая описанный ниже состав, и были измерены ее физические свойства. Результаты представлены в нижеследующей Таблице.

С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 23 и 2 таким же способом, как в Примере 1, был изготовлен жидкокристаллический отображающий элемент VA и были оценены его склонность к выгоранию, образованию капельного следа, технологическая совместимость и растворимость при низкой температуре. Результаты показаны в той же Таблице.

Подразумевается, что жидкокристаллическая композиция из Примеров 23 и 24 имеет температуру жидкокристаллического слоя в диапазоне, который является практически подходящим для применения в качестве жидкокристаллической композиции в телевизорах, большую абсолютную величину анизотропии диэлектрических свойств, небольшую вязкость и оптимальное значение параметра Δn. С помощью жидкокристаллической композиции из Примеров 23 и 2 был изготовлен показанный на Фиг. 1 жидкокристаллический отображающий элемент VA, и результаты оценки его склонности к выгоранию, образованию капельного следа, технологической совместимости и растворимости при низкой температуре, выполненной описанными выше способами, оказались превосходными.

Изобретение относится к жидкокристаллической композиции и жидкокристаллическому отображающему элементу, применяемому в жидкокристаллических дисплейных и подобных устройствах. Описывается жидкокристаллическая (ЖК) композиция с отрицательной диэлектрической анизотропией. Композиция содержит от 10 до 40 мас.% соединения (I), от 5 до 40 мас.% соединения (VII-a2), 15 мас.% или более соединения (II), от 5 до 35 мас.% соединения (III). Описываются также ЖК отображающий элемент, содержащий указанную ЖК композицию, и ЖК отображающее устройство. Предложенный ЖК отображающий элемент обеспечивает высокую скорость отклика, слабую склонность к образованию дефектов выгорания и невысокую склонность к образованию капельных следов в процессе изготовления, что обусловливает его использование в жидкокристаллических телевизорах, мониторах и других ЖК отображающих устройствах. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 16 табл., 24 пр.

,

,

1. Жидкокристаллическая композиция с отрицательной диэлектрической анизотропией, содержащая:
соединение, представленное формулой (I), в количестве, находящемся в диапазоне от 10 мас.% до 40 мас.%,

соединение, представленное общей формулой (VII-a2), в количестве, находящемся в диапазоне от 5 мас.% до 40 мас.%,

и соединение, представленное общей формулой (II), в количестве, равном 15 мас.% или более,
,
где каждый из R¹ и R² независимым образом представляет собой алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, алкенильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, или алкенилоксильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода; причем один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, и метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом; а также
соединение, представленное общей формулой (III), в количестве, находящемся в диапазоне от 5 мас.% до 35 мас.%,
,
где каждый из R³ и R⁴ независимым образом представляет собой алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, алкенильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, или алкенилоксильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода; причем один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, и метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом.

2. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, содержащая соединение, представленное общей формулой (I), в количестве, находящемся в диапазоне от 10 мас.% до 35 мас.%.

3. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, содержащая соединение, представленное общей формулой (II), в количестве, находящемся в диапазоне от 25 мас.% до 40 мас.%.

4. Жидкокристаллическая композиция по любому из пп. 1-3, содержащая по меньшей мере два или более видов соединений, представленных общей формулой (II).

5. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, в которой в общей формуле (II) R¹ представляет собой алкильную группу, имеющую 3-5 атомов углерода, или алкенильную группу, имеющую 2-5 атомов углерода, и R² представляет собой алкоксильную группу, имеющую 2-4 атома углерода, или алкенильную группу, имеющую 3-5 атомов углерода.

6. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, содержащая соединение, представленное общей формулой (II-1), в количестве, равном 15 мас.% или более:

7. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, содержащая соединение, представленное общей формулой (IV):
,
где каждый из R⁵ и R⁶ независимым образом представляет собой алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, алкенильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, или алкенилоксильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода; причем один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, и метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом.

8. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, содержащая соединение, представленное формулой (V):

где каждый из R⁷ и R⁸ независимым образом представляет собой алкильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода, алкенильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода, алкоксильную группу, имеющую 1-8 атомов углерода или алкенилоксильную группу, имеющую 2-8 атомов углерода; причем один или несколько водородных атомов алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть замещены атомами фтора, и метиленовые группы алкильной группы, алкенильной группы, алкоксильной группы или алкенилоксильной группы могут быть заменены атомами кислорода, если такие атомы кислорода не оказываются связанными друг с другом, или могут быть заменены карбонильными группами, если такие карбонильные группы не оказываются связанными друг с другом; A представляет собой группу 1,4-циклогексилена, группу 1,4-фенилена или группу тетрагидропиран-2,5-диила, и в случаях когда А представляет собой группу 1,4-фенилена, один или несколько водородных атомов указанной группы 1,4-фенилена могут быть замещены атомами фтора; Z¹ представляет собой одинарную связь, -OCH₂-, -OCF₂-, -CH₂O- или CF₂O-; n равно 0 или 1; и каждый из X¹-X⁶ независимым образом представляет собой водородный атом или атом фтора при условии, что по меньшей мере один из X¹-X⁶ представлен атомами фтора.

9. Жидкокристаллическая композиция, содержащая соединение, представленное формулой (I), как описано в п. 1, в количестве, находящемся в диапазоне от 15 мас.% до 30 мас.%, соединение, представленное формулой (II-1), как описано в п. 6, в количестве, находящемся в диапазоне от 15 мас.% до 25 мас.%, соединение, представленное общей формулой (III), как описано в п. 1, в количестве, находящемся в диапазоне от 10 мас.% до 20 мас.%, соединение, представленное общей формулой (IV), как описано в п. 7, в количестве, находящемся в диапазоне от 10 мас.% до 25 мас.%, и соединение, представленное общей формулой (V), как описано в п. 8, в количестве, находящемся в диапазоне от 0 мас.% до 20 мас.%.

10. Жидкокристаллическая композиция по п. 1, содержащая, кроме того, реакционно-способный мономер.

11. Жидкокристаллический отображающий элемент, в котором использована жидкокристаллическая композиция по п. 1.

12. Жидкокристаллический отображающий элемент, в котором использована жидкокристаллическая композиция по п. 10.

13. Жидкокристаллическое отображающее устройство, в котором использован жидкокристаллический отображающий элемент по п. 11 или 12.