液晶组合物

摘要

本发明涉及作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示负值的向列液晶组合物以及使用了该液晶组合物的液晶显示元件。本发明提供不会使介电常数各向异性、粘度、向列相上限温度、γ1等作为液晶显示元件的各特性和显示元件的烧屏特性恶化，难以产生制造时的滴痕的液晶组合物。本发明的液晶显示元件具有高速响应性优异、烧屏的发生少的特征，并具有制造该液晶显示元件引起的滴痕的发生少的特征，因此特别是在有源矩阵驱动用的VA模式、PSVA模式液晶显示元件中有用，可以适用于液晶TV、监视器等液晶显示元件。

权利要求

1.一种液晶组合物，其特征在于，含有30～50质量％通式(I)所示的化合物，含有5～

20质量％通式(II-1)所示的化合物，含有25～45质量％通式(II-2)所示的化合物，构成液晶层的液晶组合物含有5～20质量％通式(III)所示的化合物，通式(I)、通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物的合计含量为95～100质量％，

1 2

式中，R和R 各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基；

式中，R3表示碳原子数1～8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基，R4表示碳原子数1～

8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基；

5 6

式中，R表示碳原子数1～8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基，R 表示碳原子数1～

8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基，B表示可以被氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基；

7 8

式中，R和R 各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数

1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，D和G表示1,4-亚苯基并且E表示2,3-二2

氟-1,4-亚苯基，Z表示单键，n表示0。

2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，含有在通式(I)中A表示1,4-亚苯基的化合物和A表示反式-1,4-亚环己基的化合物分别至少1种以上。

3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中，含有在通式(II-2)中B表示1,4-亚苯基的化合物和B表示反式-1,4-亚环己基的化合物分别至少1种以上。

4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其中，通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物为35～70质量％。

5.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中，下式所示的Z为13000以下，γ1为

150以下，Δn为0.08～0.13，

2

Z＝γ1/Δn

式中，γ1表示旋转粘度，Δn表示折射率各向异性。

6.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中，向列液晶相上限温度为60～120℃，向列液晶相下限温度为‐20℃以下，向列液晶相上限温度与下限温度之差为100～150。

12

7.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中，电阻率为10 Ω·m以上。

8.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中，含有通式(V)所示的聚合性化合物，式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，式中，s表示

2～7的整数，氧原子与芳香环结合，

Z1表 示 -OCH 2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH ＝CH-COO-、-CH＝CH-OCO-、-COO-CH＝CH-、-OCO-CH＝CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1＝CY2-、-C≡C-或单键，式中，Y1和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子，C表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基的任意氢原子可以被氟原子取代。

9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其中，在通式(V)中，C表示单键，Z1表示单键。

10.一种液晶显示元件，其特征在于，所述液晶显示元件具有：具备由透明导电性材料形成的共用电极的第一基板，具备由透明导电性材料形成的像素电极和对各像素所具备的像素电极进行控制的薄膜晶体管的第二基板，以及夹持在所述第一基板与第二基板之间的液晶组合物；该液晶组合物中的液晶分子在不施加电压时的取向相对于所述基板为垂直，作为所述液晶组合物，使用了权利要求1至9中任一项所述的液晶组合物。

11.根据权利要求10所述的液晶显示元件，其中，薄膜晶体管为反交错型。

说明书

液晶组合物

技术领域

[0001] 本申请发明涉及作为液晶显示装置等的构成构件有用的液晶组合物以及液晶显示元件。

背景技术

[0002] 液晶显示元件用于以钟表、计算器为代表的各种测定设备、汽车用面板、文字处理机、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代表性的方式中有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的VA(垂直取向)型、IPS(平面转换)型等。要求这些液晶显示元件所用的液晶组合物对水分、空气、热、光等外界因素是稳定的，此外，在以室温作为中心的尽量宽的温度范围显示液晶相，低粘性，并且驱动电压低。此外，为了对各个显示元件而言使最佳的介电常数各向异性(Δε)和或折射率各向异性(Δn)等为最佳值，液晶组合物由几种至几十种化合物构成。

[0003] 对于垂直取向型显示器而言，使用了Δε为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。另一方面，在全部驱动方式中都要求低电压驱动、高速响应、宽的动作温度范围。即，要求Δε为正且绝对值大、粘度(η)小、高的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)。此外，需要通过对Δn与单元间隙(d)之积Δn×d的设定，结合单元间隙而将液晶组合物的Δn调节至适当范围。此外在将液晶显示元件应用于电视等的情况下，由于重视高速响应性，因此要求γ1小的液晶组合物。

[0004] 另一方面，实用性的液晶组合物由几种至几十种液晶化合物构成，其物性值由化合物的选择和其含量来决定。已经研究了大量液晶化合物，明确了它们的液晶性、双折射、介电常数各向异性等基础的物性值，作为液晶组合物的基本物性值也明确了很大一部分。然而，到了液晶显示元件的用途扩大阶段，其使用方法、制造方法也可见大变化，为了应对这些情况，要求将以往已知那样的基本物性值以外的特性最佳化。即，使用液晶组合物的液晶显示元件发展到广泛使用VA(垂直取向)型、IPS(平面转换)型等，关于其大小，也发展到50型以上的超大型尺寸的显示元件达到实用化而被使用。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以往的真空注入法发展到滴下注入(ODF：One Drop Fill)法作为注入方法的主流(参照专利文献1)，将液晶组合物滴下到基板时的滴痕导致显示品质降低的问题变得表面化。此外，对于液晶显示元件中的液晶材料的预倾角的生成，以高速响应性为目的，开发了PS液晶显示元件(polymer stabilized，聚合物稳定)、PSA液晶显示元件(polymer sustained alignment，聚合物稳定取向)(参照专利文献2)，该问题成为更大的问题。即，这些显示元件具有在液晶组合物中添加单体，使组合物中的单体固化的特征。有源矩阵用液晶组合物由于需要维持高的电压保持率，因此能够使用的化合物被特定，化合物中具有酯键的化合物的使用受到限制。PSA液晶显示元件所使用的单体以丙烯酸酯系为主，化合物中具有酯键的物质是一般使用的，这样的化合物并不是作为有源矩阵用液晶化合物而通常使用的(参照专利文献3)。这样的异物诱发滴痕的发生，由显示不良引起的液晶显示元件的成品率的恶化成为问题。此外，在液晶组合物中添加抗氧化剂、光吸收剂等添加物时成品率的恶化也成为问题。

[0005] 这里，所谓滴痕，定义为在显示为黑色的情况下滴下了液晶组合物的痕迹浮现出白色的现象。

[0006] 对于滴痕的抑制，公开了通过在液晶组合物中混合的聚合性化合物的聚合来在液晶层中形成聚合物层，从而通过与取向控制膜的关系来抑制产生的滴痕的方法(专利文献3)。然而，在该方法中存在由于在液晶中添加的聚合性化合物而引起的显示中烧屏的问题，关于滴痕的抑制，其效果也不充分，要求开发出一种维持作为液晶显示元件的基本特性，同时烧屏、滴痕难以发生的液晶显示元件。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1:日本特开平6-235925

[0010] 专利文献2:日本特开2002-357830号公报

[0011] 专利文献3:日本特开2006-058755号公报

发明内容

[0012] 发明要解决的课题

[0013] 本发明所要解决的课题是提供一种不会使介电常数各向异性、粘度、向列相上限温度、γ1等作为液晶显示元件的各特性和显示元件的烧屏特性恶化，难以产生制造时的滴痕的液晶显示元件。

[0014] 用于解决课题的手段

[0015] 本发明人为了解决上述课题，对最适合于采用滴下法制作液晶显示元件的各种液晶组合物的构成进行了研究，发现通过以特定混合比例使用特定液晶化合物可以抑制液晶显示元件中滴痕的发生，从而完成了本申请发明。

[0016] 本申请发明提供一种液晶组合物以及使用了该液晶组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物的特征在于，含有通式(I)所示的化合物30～50％，含有通式(II-1)所示的化合物5～20％，含有通式(II-2)所示的化合物25～45％，液晶组合物含有通式(III)所示的化合物5～20％，

[0017]

[0018] 式中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基；

[0019]

[0020] 式中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的4
烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，R表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯基氧基；

[0021]5

[0022] 式中，R表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的6
烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，R表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯基氧基，B表示可以被氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基；

[0023]

[0024] 式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，D、E、F和G各自独立地表示可以被氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，n表示0或1；其中，在n表示0的情况下，Z2表示-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，或者D、E和G表示可以被氟取代的1,4-亚苯基。

[0025] 发明的效果

[0026] 本发明的液晶显示元件具有高速响应性优异、烧屏的发生少的特征，并具有其制造所引起的滴痕的发生少的特征，因此在液晶TV、监视器等显示元件中有用。

附图说明

[0027] 图1是本发明的液晶显示元件的结构的一个例子；

[0028] 图2是反交错型薄膜晶体管的构成例。

具体实施方式

[0029] 如上所述，滴痕的发生过程目前并不明确，但液晶化合物中的杂质与取向膜的相互作用、色差(クロマト)现象等有关系的可能性高。液晶化合物中的杂质使化合物的制造工艺受到大的影响，即使仅仅侧链数不同，化合物的制造方法也未必相同。即，由于液晶化合物通过精密的制造工艺制造，因此其成本在合成品中价格高，强烈要求制造效率的提高。因此，为了使用尽可能低价的原料，有时即便仅侧链数差一个，也由完全不同种类的原料进行制造时效率更高。因此，液晶原体的制造工艺有时各原体每个都不同，即使工艺相同，大部分都是原料不同，其结果是往往各原体中每个都混入有不同的杂质。然而，滴痕通过极其微量的杂质也有产生的可能性，仅通过原体的纯化来抑制滴痕的发生是有限的。

[0030] 另一方面，关于通用的液晶原体的制造方法，在制造工艺确立后，有对于各原体中每一个固定为一定方法的倾向。即使是在分析技术得到了发展的现在，也不容易完全明确混入了何种杂质，但需要在各原体中的每一个混入了固定杂质的前提下进行组合物的设计。本申请发明人对液晶原体的杂质与滴痕的关系进行了研究，结果在经验上明确了存在即使包含在组合物中也难以产生滴痕的杂质和易于产生滴痕的杂质。因此，为了抑制滴痕的产生，以特定混合比例使用特定化合物是重要的，特别是明确了难以产生滴痕的组合物的存在。以下所记载的优选实施方式是根据上述的观点而发现的。

[0031] 在本发明中的液晶组合物中，作为第一成分，含有通式(I)所示的化合物30～50％，优选含有35～45％，更优选含有38～42％。

[0032] 在通式(I)中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，

[0033] 优选表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数2～5的烯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数2～5的烯基氧基，

[0034] 更优选表示碳原子数2～5的烷基、碳原子数2～4的烯基、碳原子数1～4的烷氧基或碳原子数2～4的烯基氧基，进一步优选表示碳原子数2或3的烷基、碳原子数2或3的烯基、碳原子数1～3的烷氧基或碳原子数2或3的烯基氧基。

[0035] R1优选表示烷基，这种情况下更优选碳原子数1、3或5的烷基，特别优选碳原子数3的烷基。

[0036] R1和R2可以相同也可以不同，优选不同，在R1和R2都为烷基的情况下，特别优选原子数相互不同的碳原子数1、3或5的烷基。

[0037] R1和R2中的至少一方的取代基为碳原子数3～5的烷基的通式(I)所示的化合物的含量优选为通式(I)所示的化合物中的50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为1 2
80％以上。另外，R和R 中的至少一方的取代基为碳原子数3的烷基的通式(I)所示的化合物的含量优选为通式(I)所示的化合物中的50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，最优选为100％。

[0038] A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选表示反式-1,4-亚环己基。另外，A表示反式-1,4-亚环己基的通式(I)所示的化合物的含量优选为通式(I)所示的化合物中的50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上。在含有A表示反式-1,4-亚环己基的通式(I)所示的化合物的情况下，优选含有10％以上，更优选含有12％以上，进一步优选含有15％以上。

[0039] 另外，优选含有在通式(I)中A表示1,4-亚苯基的化合物和A表示反式-1,4-亚环己基的化合物分别至少1种以上。

[0040] 通式(I)所示的化合物具体优选下面记载的通式(Ia)～通式(Ik)所示的化合物。

[0041]

[0042] (式中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，优选与通式(I)中的R1和R2同样的实施方式。)

[0043] 在通式(Ia)～通式(Ik)中，优选通式(Ia)、通式(Ib)和通式(Ig)，更优选通式(Ia)和通式(Ig)，特别优选通式(Ia)，在重视响应速度的情况下也优选通式(Ib)，在更重视响应速度的情况下，优选通式(Ib)、通式(Ie)、通式(If)和通式(Ih)，通式(Ie)和通式(If)的二烯基化合物在特别重视响应速度的情况下优选。

[0044] 从这些方面考虑，通式(Ia)和通式(Ig)所示的化合物的含量优选为通式(I)所示的化合物中的50％以上，更优选70％以上，进一步优选80％以上，最优选100％。另外，通式(Ia)所示的化合物的含量优选为通式(I)所示的化合物中的50％以上，更优选70％以上，进一步优选80％以上。作为第二成分，含有通式(II-1)所示的化合物5～20％，优选含有10～15％，更优选含有12～14％。

[0045] 在通式(II-1)中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基。

[0046] R4表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯基氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，更优选表示碳原子数1～3的烷基或碳原子数1～3的烷氧基，进一步优选表示碳原子数3的烷基或碳原子数2的烷氧基，特别优选表示碳原子数2的烷氧基。

[0047] 通式(II-1)所示的化合物具体优选下面记载的通式(II-1a)和通式(II-1b)所示的化合物。

[0048]

[0049] (式中，R3表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R4a表示碳原子数1～5的烷基。)

[0050] 在通式(II-1a)中R3优选与通式(II-1)中同样的实施方式。R4a优选碳原子数1～3的烷基，更优选碳原子数1或2的烷基，特别优选碳原子数2的烷基。

[0051] 在通式(II-1b)中R3优选与通式(II-1)中同样的实施方式。R4a优选碳原子数1～3的烷基，更优选碳原子数1或3的烷基，特别优选碳原子数3的烷基。

[0052] 在通式(II-1a)和通式(II-1b)中，为了增大介电常数各向异性的绝对值，优选通式(II-1a)。

[0053] 作为第三成分，含有通式(II-2)所示的化合物25～45％，优选含有30～40％，更优选含有31～36％。

[0054] 在通式(II-2)中，R5表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基。

[0055] R6表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯基氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，更优选表示碳原子数1～3的烷基或碳原子数1～3的烷氧基，进一步优选表示碳原子数3的烷基或碳原子数2的烷氧基，特别优选表示碳原子数2的烷氧基。

[0056] B表示可以被氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选无取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，更优选反式-1,4-亚环己基。

[0057] 通式(II-2)所示的化合物具体优选为下面记载的通式(II-2a)～通式(II-2d)所示的化合物。

[0058]

[0059] (式中，R5表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R6a表示碳原子5 6
数1～5的烷基，优选与通式(II-2)中的R和R 同样的实施方式。)

[0060] 在通式(II-2a)和通式(II-2b)中R5优选与通式(II-2)中同样的实施方式。R6a优选碳原子数1～3的烷基，更优选碳原子数1或2的烷基，特别优选碳原子数2的烷基。

[0061] 在通式(II-2c)和通式(II-2d)中R5优选与通式(II-2)中同样的实施方式。R6a优选碳原子数1～3的烷基，更优选碳原子数1或3的烷基，特别优选碳原子数3的烷基。

[0062] 在通式(II-2a)和通式(II-2d)中，为了增大介电常数各向异性的绝对值，优选通式(II-2a)。

[0063] 另外，优选含有在通式(II-2)中B表示1,4-亚苯基的化合物和B表示反式-1,4-亚环己基的化合物分别至少1种以上。

[0064] 作为第四成分，含有通式(III)所示的化合物5～20％，优选含有8～15％，更优选含有10～13％。

[0065] 在通式(III)中，R7表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯基氧基，

[0066] 在D表示反式-1,4-亚环己基的情况下，R7优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基，[0067] 在D表示可以被氟取代的1,4-亚苯基的情况下，R7优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数4或5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数4的烯基，进一步优选表示碳原子数2～4的烷基。

[0068] R8表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯基氧基，

[0069] 在G表示反式-1,4-亚环己基的情况下，R8优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基，[0070] 在G表示可以被氟取代的1,4-亚苯基的情况下，R8优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数4或5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数4的烯基，进一步优选表示碳原子数2～4的烷基。

[0071] 在R7和R8表示烯基，结合的D或G表示可以被氟取代的1,4-亚苯基的情况下，R78
和R作为碳原子数4或5的烯基而优选以下的结构。

[0072]

[0073] (式中，以右端与环结构结合。)在该情况下，R7和R8也进一步优选碳原子数4的烯基。

[0074] D、E、F和G各自独立地表示可以被氟取代的、1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选表示2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，更优选2-氟-1,4-亚苯基或2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚苯基，特别优选2,3-二氟-1,4-亚苯基或1,4-亚苯基。

[0075] Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，优选表示单键、-CH2O-或-COO-，更优选单键。

[0076] n表示0或1，在Z2表示单键以外的取代基的情况下，n优选表示0。

[0077] 通式(III)所示的化合物，在n表示0的情况下，具体优选下面记载的通式(III-1a)～通式(III-1h)所示的化合物。

[0078]

[0079] (式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数2～5的烯基或7 8
碳原子数1～5的烷氧基，优选与通式(III)中的R和R 同样的实施方式。)

[0080] 通式(III)所示的化合物，在n表示1的情况下，具体优选下面记载的通式(III-2a)～通式(III-2l)所示的化合物。

[0081]

[0082] (式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数2～5的烯基或7 8
碳原子数1～5的烷氧基，优选与通式(III)中的R和R 同样的实施方式。)

[0083] 本申请发明的液晶组合物由通式(I)～通式(III)所示的化合物的组合构成，作为它们的组合，优选如下的含量。

[0084] 通式(II-1)和通式(II-2)所示的化合物都是介电常数各向异性为负且其绝对值比较大的化合物，这些化合物的合计含量优选为30～65％，更优选为40～55％，特别优选为43～50％。

[0085] 通式(III)所示的化合物，包含介电常数各向异性为正的化合物也包含介电常数各向异性为负的化合物，在使用介电常数各向异性为负且其绝对值为0.3以上的化合物的情况下，通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物的合计含量优选为35～70％，更优选为45～65％，特别优选为50～60％。

[0086] 通式(I)所示的化合物优选含有30～50％，通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物优选含有35～70％，更优选分别为通式(I)所示的化合物含有35～45％、通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物含有45～65％，特别优选分别为通式(I)所示的化合物含有38～42％、通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物含有50～60％。

[0087] 通式(I)、通式(II-1)、通式(II-2)和通式(III)所示的化合物的合计含量是，相对于组合物整体，优选为80～100％，更优选为90～100％，特别优选为95～100％。

[0088] 本发明的液晶组合物可以在宽范围的向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)使用，优选为60～120℃，更优选为70～100℃，特别优选为70～85℃。

[0089] 介电常数各向异性在25℃时优选为-2.0～-6.0，更优选为-2.5～-5.0，特别优选为-2.5～-3.5。

[0090] 折射率各向异性在25℃时优选为0.08～0.13，更优选为0.09～0.12。更详细地说，在与薄的单元间隙对应的情况下优选为0.10～0.12，在与厚的单元间隙对应的情况下优选为0.08～0.10。

[0091] 旋转粘度(γ1)优选为150以下，更优选为130以下，特别优选为120以下。

[0092] 在本发明的液晶组合物中，作为旋转粘度与折射率各向异性的函数Z优选表示特定值。

[0093] Z＝γ1/Δn2

[0094] (式中，γ1表示旋转粘度，Δn表示折射率各向异性。)

[0095] Z优选为13000以下，更优选为12000以下，特别优选为11000以下。

[0096] 本发明的液晶组合物，在使用于有源矩阵显示元件的情况下，需要具有12 13 14
10 (Ω·m)以上的电阻率，优选为10 (Ω·m)，更优选为10 (Ω·m)以上。

[0097] 本发明的液晶组合物，除了上述的化合物以外，还可以根据用途含有通常的向列液晶、近晶液晶、胆甾液晶、抗氧化剂、紫外线吸收剂、聚合性单体等。

[0098] 作为聚合性单体，优选通式(V)所示的二官能单体。

[0099]

[0100] (式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，

[0101] Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，

[0102] Z1表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH＝CH-COO-、-CH＝CH-OCO-、-COO-CH＝CH-、-OCO-CH＝CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-C1 2
H2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY＝CY -(式中，
1 2
Y和Y 各自独立地表示氟原子或氢原子。)、-C≡C-或单键，

[0103] C表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基的任意氢原子可以被氟原子取代。)

[0104] 优选X1和X2都表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、或X1和X2都具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物，也优选一方表示氢原子另一方表示甲基的化合物。这些化合物的聚合速度是，二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸酯衍生物慢，不对称化合物居中，可以根据其用途中使用更优选的方式。在PSA显示元件中，特别优选二甲基丙烯酸酯衍生物。

[0105] Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，在PSA显示元件中优选至少一方为单键，优选都表示单键的化合物或一方为单键、另一方表示碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。该情况下优选1～4的烷基，s优选为1～4。

[0106] Z1优选-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键，更优选-COO-、-OCO-或单键，特别优选单键。

[0107] C表示任意的氢原子可以被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单1
键，优选1,4-亚苯基或单键。在C表示单键以外的环结构的情况下，Z还优选单键以外的
1
连接基，在C为单键的情况下，Z优选单键。

[0108] 从这些方面考虑，在通式(V)中，Sp1和Sp2之间的环结构具体优选下面记载的结构。

[0109] 在通式(V)中，在C表示单键、环结构由二个环形成的情况下，优选表示下面的式(Va-1)～式(Va-5)，更优选表示式(Va-1)～式(Va-3)，特别优选表示式(Va-1)。

[0110]

[0111] (式中，两端与Sp1或Sp2结合。)

[0112] 包含这些骨架的聚合性化合物在聚合后的取向限制力在PSA型液晶显示元件中是最佳的，可获得良好的取向状态，因此显示不均得以抑制，或完全不发生。

[0113] 从以上考虑，作为聚合性单体，特别优选通式(V-1)～通式(V-4)，其中最优选通式(V-2)。

[0114]

[0115] (式中，Sp2表示碳原子数2～5的亚烷基。)

[0116] 在本发明的液晶组合物中添加单体的情况下，即使是不存在聚合引发剂的情况也可进行聚合，但为了促进聚合也可以含有聚合引发剂。作为聚合引发剂，可举出苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。此外，为了使保存稳定性提高，可以添加稳定剂。作为可以使用的稳定剂，可举出例如氢醌类、氢醌单烷基醚类、叔丁基儿茶酚类、连苯三酚类、苯硫酚类、硝基化合物类、β-萘胺类、β-萘酚类、亚硝基化合物等。

[0117] 本发明的含有聚合性化合物的液晶组合物对于液晶显示元件有用，特别是对于有源矩阵驱动用液晶显示元件有用，可以用于PSA模式、PSVA模式、VA模式、IPS模式或ECB模式用液晶显示元件。

[0118] 本发明的含有聚合性化合物的液晶组合物，通过其包含的聚合性化合物由于紫外线照射而进行聚合从而被赋予液晶取向能，用于利用液晶组合物的双折射来控制光的透射光量的液晶显示元件。作为液晶显示元件，对于AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)、TN(向列液晶显示元件)、STN-LCD(超扭转向列液晶显示元件)、OCB-LCD和IPS-LCD(平面转换液晶显示元件)有用，对于AM-LCD特别有用，可以用于透射型或反射型液晶显示元件。

[0119] 液晶显示元件所使用的液晶单元的2片基板可以使用玻璃或如塑料那样具有柔软性的透明材料，另一方面可以为硅等不透明材料。具有透明电极层的透明基板可以通过在例如玻璃板等透明基板上溅射氧化铟锡(ITO)来获得。

[0120] 滤色器可以通过例如颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等来制成。作为一个例子对采用颜料分散法的滤色器的制成方法进行说明，将滤色器用的固化性着色组合物涂布在该透明基板上，实施图案化处理，然后通过加热或光照射使其固化。通过对红、绿、蓝3色分别进行该工序，可以制成滤色器用像素部。此外，可以在该基板上设置TFT、设有薄膜二极管、金属绝缘体金属电阻率元件等有源元件的像素电极。

[0121] 使上述基板以透明电极层成为内侧的方式对置。此时，可以隔着隔离物来调整基板的间隔。此时所得的调光层的厚度优选调整为1～100μm。进一步优选1.5～10μm，在使用偏振板的情况下，优选以对比度成为最大的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积。另外，在有二片偏振板的情况下，也可以调整各偏振板的偏光轴而将视角、对比度调整为良好。进一步，也可以使用用于扩大视角的相位差膜。作为隔离物，可举出例如玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、光致抗蚀剂材料等。然后，将环氧系热固性组合物等密封剂以设有液晶注入口的形式丝网印刷于该基板，使该基板彼此贴合，进行加热，使密封剂热固化。

[0122] 在2片基板间夹持含有聚合性化合物的液晶组合物的方法可以使用通常的真空注入法或ODF法等，在真空注入法中虽然不产生滴痕，但存在注入之后残留的课题，在本申请发明中，可以更适合地用于使用ODF法制造的显示元件。

[0123] 作为使聚合性化合物聚合的方法，为了获得液晶的良好取向性能而希望有适度的聚合速度，因此优选将紫外线或电子射线等活性能量射线单独或并用或依次照射从而进行聚合的方法。在使用紫外线的情况下，可以使用偏光光源，也可以使用非偏光光源。此外，在使含有聚合性化合物的液晶组合物夹持在2片基板间的状态下进行聚合的情况下，必须使至少照射面侧的基板相对于活性能量射线具有适当的透明性。此外，可以使用下述手段：在光照射时使用掩模仅使特定部分聚合后，通过使电场、磁场或温度等条件变化来使未聚合部分的取向状态变化，进一步照射活性能量射线而进行聚合。特别是进行紫外线曝光时，优选一边向含有聚合性化合物的液晶组合物施加交流电场一边进行紫外线曝光。施加的交流电场优选频率10Hz～10kHz的交流，更优选频率60Hz～10kHz，电压依赖于液晶显示元件的所希望的预倾角来选择。即，可以通过施加的电压来控制液晶显示元件的预倾角。在MVA模式的液晶显示元件中，从取向稳定性和对比度的观点考虑，优选将预倾角控制为80度～89.9度。

[0124] 照射时的温度优选在本发明的液晶组合物的液晶状态得以保持的温度范围内。优选在接近于室温的温度，即，典型地为15～35℃的温度进行聚合。作为产生紫外线的灯，可以使用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。此外，作为照射的紫外线的波长，优选照射不在液晶组合物的吸收波长区域的波长区域的紫外线，根据需要，优选滤除(カ2 2
ット)紫外线而使用。照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm～100W/cm ，更优选为2mW/
2 2 2 2
cm～50W/cm 。照射的紫外线的能量可以适宜调整，优选为10mJ/cm～500J/cm ，更优选
2 2
为100mJ/cm～200J/cm 。在照射紫外线时，可以使强度变化。照射紫外线的时间根据照射的紫外线强度而适宜选择，优选为10秒～3600秒，更优选为10秒～600秒。

[0125] 关于本发明的液晶显示元件的构成，如图1所记载地那样，特征在于，该液晶显示元件具有：具备由透明导电性材料形成的共用电极的第一基板，具备由透明导电性材料形成的像素电极和对各像素所具备的像素电极进行控制的薄膜晶体管的第二基板，以及夹持于上述第一基板与第二基板之间的液晶组合物；该液晶组合物中的液晶分子在不施加电压时的取向相对于上述基板为大致垂直，作为该液晶组合物，使用了上述本发明的液晶组合物。

[0126] 滴痕的产生从注入的液晶材料受到大的影响，即使通过显示元件的构成也不能避免该影响。特别是，在液晶显示元件中形成的滤色器、薄膜晶体管等只具有薄的取向膜、透明电极等与液晶组合物分隔开的构件，因此通过组合而对滴痕的产生带来影响。

[0127] 特别是在该薄膜晶体管为反交错型的情况下，由于漏极电极以覆盖栅极电极的方式形成，因此其面积有增大的倾向。漏极电极由铜、铝、铬、钛、钼、钽等金属材料形成，一般而言，实施钝化处理是通常的方式。然而，保护膜一般是薄的，取向膜也薄，不阻断离子性物质的可能性高，因此不能通过金属材料与液晶组合物的相互作用避免滴痕的发生。

[0128] 在本发明中，可以适合地用于图2所记载地那样的薄膜晶体管为反交错型的液晶显示元件，优选使用铝布线的情况。

[0129] 使用了本发明的液晶组合物的液晶显示元件是兼顾高速响应和抑制显示不良的有用元件，特别是，对于有源矩阵驱动用液晶显示元件有用，可以适用于VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式或ECB模式用。

[0130] 实施例

[0131] 以下举出实施例更详细地描述本发明，但本发明不限定于这些实施例。此外，以下实施例和比较例的组合物中的“％”意思是“质量％”。

[0132] 实施例中，测定的特性如下所述。

[0133] Tni：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)

[0134] Δn：25℃时的折射率各向异性

[0135] Δε：25℃时的介电常数各向异性

[0136] η：20℃时的粘度(mPa·s)

[0137] γ1：25℃时的旋转粘度(mPa·s)

[0138] 烧屏：

[0139] 液晶显示元件的烧屏评价是，在显示区域内将规定的固定图案显示1000小时后，通过目测对进行全画面均匀的显示时的固定图案的残影水平进行以下4个阶段的评价。

[0140] ◎无残影

[0141] ○具有极少残影，为可以允许的水平

[0142] △具有残影，为不能允许的水平

[0143] ×具有残影，非常恶劣

[0144] 滴痕：

[0145] 液晶显示装置的滴痕的评价是，通过目测对整面显示黑色时浮出白色的滴痕进行以下4个阶段的评价。

[0146] ◎无残影

[0147] ○具有极少残影，为可以允许的水平

[0148] △具有残影，为不能允许的水平

[0149] ×具有残影，非常恶劣

[0150] 另外，实施例中关于化合物的记载使用以下缩写。

[0151] (侧链)

[0152] -n -CnH2n+1碳原子数n的直链状烷基

[0153] -On -OCnH2n+1碳原子数n的直链状烷氧基

[0154] (环结构)

[0155]

[0156] (实施例1)

[0157] 调制具有下面所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0158] 使用实施例1的液晶组合物，制作图1所示的VA液晶显示元件。该液晶显示元件具有反交错型的薄膜晶体管作为有源元件。液晶组合物的注入利用滴下法进行，进行烧屏和滴痕的评价。

[0159] 另外，含量的右侧的符号为上述化合物的缩写的记载。

[0160] 实施例1

[0161]

[0162] [表1]

[0163]TNI/℃ 81.0
Δn 0.103
no 1.483
ε// 3.3
ε⊥ 6.2
Δε -2.9
η/mPa·s 20。3
Y1/mPa·s 112
Y1/Δn2×10-2 105
滴痕评价 ◎
烧屏评价 ◎

[0164] 可知实施例1的液晶组合物具有作为TV用液晶组合物实用的81℃的液晶层温度范围，具有大的介电常数各向异性的绝对值，具有低的粘性和最佳的Δn。使用实施例1记载的液晶组合物，制作图1记载的VA液晶显示元件，通过上述方法进行烧屏和滴痕的测定，结果如表1所示显示出优异的评价。

[0165] (实施例2和3)

[0166] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0167] 使用实施例2和3的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0168] [表2]

[0169] 实施例2 实施例3

[0170]

[0171] (实施例4～6)

[0172] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0173] 使用实施例4至6的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0174] [表3]

[0175] 实施例4 实施例5 实施例6

[0176]

[0177] (实施例7～9)

[0178] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0179] 使用实施例7至9的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0180] [表4]

[0181] 实施例7 实施例8 实施例9

[0182]

[0183] (实施例10～12)

[0184] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0185] 使用实施例10至12的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0186] [表5]

[0187] 实施例10 实施例11 实施例12

[0188]

[0189] (实施例13～15)

[0190] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0191] 使用实施例13至15的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0192] [表6]

[0193] 实施例13 实施例14 实施例15

[0194]

[0195] (实施例16～18)

[0196] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0197] 使用实施例16至18的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0198] [表7]

[0199] 实施例16 实施例17 实施例18

[0200]

[0201] (实施例19～21)

[0202] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0203] 使用实施例19至21的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0204] [表8]

[0205] 实施例19 实施例20 实施例21

[0206]

[0207] (实施例22～24)

[0208] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0209] 使用实施例22至24的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0210] [表9]

[0211] 实施例22 实施例23 实施例24

[0212]

[0213] (实施例25～27)

[0214] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0215] 使用实施例25至27的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出优异的评价。

[0216] [表10]

[0217] 实施例25 实施例26 实施例27

[0218]

[0219] (比较例1)

[0220] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0221] 另外，含量的右侧的符号与实施例1同样地为上述化合物缩写的记载。

[0222] 比较例1

[0223]

[0224] [表11]

[0225]TNI/℃ 81.4
Δn 0.101
no 1.484
ε// 3.23
ε⊥ 6.09
Δε -2.86
η/mPa·s 22.6
Y1/mPa·s 122
Y1/Δn2×10-2 120
滴痕评价 ×
烧屏评价 ×

[0226] 使用比较例1的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，通过上述的方法进行了烧屏和滴痕的测定，结果显示出比实施例1记载的液晶组合物差的结果。

[0227] (比较例2和3)

[0228] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0229] 使用比较例2和3的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0230] [表12]

[0231] 比较例2 比较例3

[0232]

[0233] (比较例4～6)

[0234] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0235] 使用比较例4～6的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0236] [表13]

[0237] 比较例4 比较例5 比较例6

[0238]

[0239] (比较例7～9)

[0240] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0241] 使用比较例7～9的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0242] [表14]

[0243] 比较例7 比较例8 比较例9

[0244]

[0245] (比较例10～12)

[0246] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0247] 使用比较例10～12的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0248] [表15]

[0249] 比较例10 比较例11 比较例12

[0250]

[0251] (比较例13～15)

[0252] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0253] 使用比较例13～15的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0254] [表16]

[0255] 比较例13 比较例14 比较例15

[0256]

[0257] (比较例16～18)

[0258] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0259] 使用比较例16～18的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0260] [表17]

[0261] 比较例16 比较例17 比较例18

[0262]

[0263] (比较例19～21)

[0264] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0265] 使用比较例19～21的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0266] [表18]

[0267] 比较例19 比较例20 比较例21

[0268]

[0269] (比较例22)

[0270] 调制具有以下所示的组成的液晶组合物，测定了其物性值。将其结果示于下表中。

[0271] 使用比较例22的液晶组合物，与实施例1同样地制作VA液晶显示元件，进行了烧屏和滴痕的评价，结果如下表所示显示出比实施例记载的液晶组合物差的结果。

[0272] [表19]

[0273] 比较例22

[0274]TNI/℃ 86.3
Δn 0.105
no 1.486
ε// 3.44
ε⊥ 6.86
Δε -3.41
η/mPa·s 26.4
Y1/mPa·s 149
Y1/Δn2×10-2 135
3CyCy2 24％
3CyPhO1 11％
2CyPh5O2 10％
2CyPhPhSO2 7％
3CyPhPh5O2 9％
3CyCyPh5O3 10％
4cycyPh5O2 10％
5CycyPh5O2 10％
3PhPh5Ph2 4％
4PhPh5Ph2 4％
5PhPh1 1％
滴痕评价 ×
烧屏评价 ×

[0275] 从这些比较例的结果明确可知，使用了本申请发明的液晶组合物的液晶显示元件，烧屏和滴痕难以发生。

[0276] 符号说明

[0277] 1 偏振板

[0278] 2 基板

[0279] 3 透明电极或伴随有源元件的透明电极

[0280] 4 取向膜

[0281] 5 液晶

[0282] 11 栅极电极

[0283] 12 阳极氧化皮膜

[0284] 13 栅极绝缘层

[0285] 14 透明电极

[0286] 15 漏极电极

[0287] 16 欧姆接触层

[0288] 17 半导体层

[0289] 18 保护膜

[0290] 19a 源电极1

[0291] 19b 源电极2

[0292] 100 基板

[0293] 101 保护层。