TWI358448B - Nematic liquid crystal composition and liquid crys - Google Patents

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TWI358448B
TWI358448B TW093132665A TW93132665A TWI358448B TW I358448 B TWI358448 B TW I358448B TW 093132665 A TW093132665 A TW 093132665A TW 93132665 A TW93132665 A TW 93132665A TW I358448 B TWI358448 B TW I358448B
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Description

Fi358448 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種向列型液晶組成物、以及使用它之液 晶顯示元件。 【先前技術】 於以扭曲向列型、超扭曲向列型或活性矩陣等爲始的液 晶顯示元件之製造工程中，使貼於液晶顯示元件表面之保護 薄膜剝離時，於元件中會由於靜電而產生電場（剝離帶電）。 該電場係常常使非點燈部之液晶組成物配向，即非點燈部·爲 點燈狀態，直至電場放電爲止該配向狀態繼續。不可忽視該 電場直至放電爲止所需的時間，不只是製造工程之檢查工程 或擦拭元件表面污染之作業等出貨工程中皆必須中斷該作 業之情形，其結果導致一個產品（tact)時間（相當於平均一個 製品之生產時間）惡化。 有關因帶電之異常配向問題，揭示有可藉由使液晶組成 物之比電阻値降低予以緩和（參照專利文獻1)。比電阻値低 的液晶組成物，即使因靜電等引起帶電之一時電壓施加時， 由於比電阻値低，故電荷可快速放電且液晶分子可回復爲無 電壓施加時之配向狀態。例如，向列型液晶顯示元件中一般 的液晶組成物之比電阻値係多爲1 X 1 011 Ω · cm以上，對於因 引起帶電之一時電壓施加而言液晶分子之緩和時間相當 長。該組成物中添加有降低比電阻値之物質且使比電阻値降 低至1X1 09Ω · cm左右時，電荷之緩和變得非常快速。因此， 即使有因靜電等引起帶電之一時電壓施加情形時，幾乎完全 1358448 沒有配向狀態的變化。然而，使用比電阻値小於1 X 1 ο1Q π · cm之液晶組成物的液晶顯示元件中，通常會導致消耗電力 增大，且因電氣短路形成文字燒結等不良顯示的原因。因 此，企求開發具有適當大小的比電阻値，且液晶顯示元件因 靜電等引起帶電之一時電壓施加而言的舉動經改善的液晶 組成物，即對因靜電等引起帶電之一時電壓施加而言液晶分 子之緩和非常快速的液晶組成物。 上述使液晶組成物因靜電等引起的液晶分子之異常配 向緩和的方法，揭示例如在液晶組成物中添加穴醚 (Cryptand)等之離子性物質的方法（參照專利文獻2)。然而， 該液晶組成物中離子性成分於部分液晶板之注入口等，吸附 於液晶顯示元件中聚酿亞胺等之高分子膜上，會有導致各種 顯示斑原因的問題。 另外，相同地使因靜電等引起的液晶分子之異常配向緩 和的方法，揭示有添加乙二醇等之非離子系界面活性劑及此 等之共聚物的方法（專利文獻3)。然而，該方法於抗靜電之 機構中容易因液晶或配向膜中之離子量或配向狀態而影響 效果，無法得到充分的抗靜電效果。此外，爲得到充分的效 果而大量添加時，伴隨添加比例增加，會有具液晶顯示元件 之信賴性項目之一、液晶組成物之向列性-各向同性 (isotropic)相轉移溫度（液晶相上限溫度）大幅降低的問題。 此外，同樣地使因靜電引起的液晶分子之異常配向緩和 的方法，揭示有添加環狀聚醚等之冠醚的方法（專利文獻 4)»然而，冠醚類對人類的皮膚或眼睛而言有顯著的刺激性 -6 - 1358448 .v： 等強.烈影響，於製造液晶顯示元件等之作業環境中恐有問題 產生。 另外，如添加上述之習知非液晶性化合物時，與其他液 晶化合物之相溶性不佳，且有損害液晶物性等之問題。而 且’沒有發現不會降低比電阻値及顯示品質，可快速緩和對 因靜電等引起帶電的一時電壓施加而言液晶分子之異常配 向情形的添加物。 【專利文獻1】 日本特開昭59-4676號公報（2頁） 【專利文獻2】 日本特開平4-28788號公報（2頁） 【專利文獻3】 曰本特開平4-1 80993號公報（4頁） 【專利文獻4】 日本特表平1 1 -508286號公報（2頁） 【發明內容】 本發明之課題係提供一種沒有使用使比電阻値及液晶 相上限溫度大幅降低的材料，具有適當大小的比電阻値且可 快速緩和對因靜電等引起帶電的一時電壓施加情形而言液 晶分子之異常配向現象的液晶組成物。 本發明人等檢討含有半極性有機硼化合物或使用半極 性有機硼化合物構成的電荷移動錯合物之向列型液晶組成 物，結果發現此等具有快速緩和對因靜電等引起的液晶分子 之異常配向現象的效果，遂而完成本發明。 1358448 換言之，本發明係提供一種向列型液晶組成物，其特徵 爲含有一種以上至少一方之半極性有機硼化合物或使用半 極性有機硼化合物構成的電荷移動錯合物，且該半極性有機 硼化合物一分子中硼原子數爲 5以下，比電阻値爲 1.〇χ101βί2 . cm〜1.0χ1013Ω · cm，以及使用它之液晶顯示元 件。 【發明效果】 本發明之向列型液晶組成物，其特徵爲具有適當大小的 比電阻値、且可快速緩和對因靜電等引起帶電之一時電壓施 加而言液晶分子之異常配向情形。由於該特徵，可有效地製 造於製造工程中可縮短引起帶電的電荷放電時間之液晶顯 示元件。 【實施方式】 [實施發明之最佳形態] 於下述中說明有關本發明之一例。惟本發明不受下述各 例所限制，例如可適當組合此等例之構成要素。 本發明係有關一種因靜電等引起帶電之一時電壓施加 的舉動經改善的向列型液晶組成物、及使用它之液晶顯示元 件。 於本發明中，於向列型液晶組成物中含有一種以上半極 性有機硼化合物、或由半極性硼化合物構成的電荷移動錯合 物。可含有上述化合物與錯合物中任何一種或兩者皆可。藉 此，與習知液晶組成物相比時可改善液晶顯示元件對因靜電 引起帶電之一時電壓施加而言液晶分子之異常配向緩和的 1358448 時間。 一般而言，半極性有機硼化合物係表示具有半極性鍵之 有機硼化合物。由於硼爲3價’形成硼酸衍生物時硼與3個 氧原子形成鍵結。此時’硼原子中存在有空的電子軌道’且 該軌道以藉由氧原子等孤立電子對配位、與4個氧原子鍵結 的特殊構造予以安定化。由於該配位鍵稱爲半極性鍵’故一 般具有半極性鍵之有機硼化合物稱爲半極性硼化合物。本發 明所使用的半極性有機硼化合物之用語係指該意。 本發明之液晶組成物中添加的半極性有機硼化合物，以 二（丙三醇）硼酸酯、二（丙三醇）硼酸酯之一元硼酸酯、二（兒 茶酚）硼酸酯、二（1,2-丙二醇）硼酸酯、二（2-乙基-1,3-己二醇） 硼酸酯或具有下述通式（I)所示骨架之化合物較佳。 【化1】
-CHO W/〇HC-B 上述化合物可以單獨使用或二種以上組合使用。此外’ 考慮與液晶組成物之相溶性時’ 一分子中所含的硼原子數以 一原子較佳。更具體而言上述半極性有機硼化合物，以下述 通式（1-1)或通式（1-2)所示之化合物較佳。此等通式所示之化 合物，視其所需可單獨使用或組合使用。 【化2】 ch2〇x(v〇h2c
弋 A2$R2 R^A^unu
OH2C Η〆 1358448 (其中，R1或R2係各表示獨立的氫原子、羥基、碳數1〜12 之烷基、碳數1〜12之烷氧基、碳數2〜12之烯基、碳數2 〜12之烯氧基、以鹵素取代的碳數1〜12之烷基、以鹵素取 代的碳數1〜12之烷氧基、以鹵素取代的碳數2〜12之烯基 或以鹵素取代的碳數2〜12之烯氧基，A1及A2係各表示獨 立的單鍵、碳數1〜10之伸烷基、碳數6〜18之芳基、 -(-(CH2)nO-)m-(n係表示1〜10之整數，m係表示1〜30之 整數）、-CH2-0-C0-R3-C0-(R3係表示碳數1〜60之烴基）或 -CH2-0-C0-NH-R3-NH-C0-，p 及 q 係各表示獨立的 1 〜1〇 之整數，當存在數個A1及A2時，可以爲相同或不同） 液晶組成物中所含的此等半極性有機硼化合物之含 率，以0.00001〜1質量％爲較佳，更佳者爲0.0001〜〇·1質 量％。 本發明液晶組成物之比電阻値爲1.0 X 1 0 1 Q Ώ · c m〜 1.〇χ1013Ω · cm，下限値以Ι.ΟχΙοηβ · cm以上爲較佳，上 限値以1.0 xlO12Ω · cm以下爲較佳、以1.0x1 〇ηΩ · cm〜 1 ,〇χ 1012Ω · cm 爲更佳。 上述之半極性有機硼化合物具有容易形成電子供應體 之性質'且藉由組合適當的電子容受體形成電荷移動錯合 物。由該半極性有機硼化合物構成的電荷移動錯合物，另具 有使對因靜電等引起帶電的一時電壓施加而言液晶分子之 異常配向快速緩和的作用。 爲形成本發明使用的電荷移動錯合物時，必須有作爲電 子容受體之半極性有機硼化合物及電子供應體。電子供應體 -10- 1358448 有四硫代富瓦烯（fulvalene)、四硒代富瓦嫌等之富瓦稀衍生 物、酞菁及其衍生物、胺系化合物、氫醌等係爲已知，以胺 系化合物較佳。胺系化合物分爲脂肪族胺化合物及芳香族胺 化合物，例如乙二胺、六甲二胺、二甲基胺基丙胺、苯二胺、 甲基亞胺基雙丙胺、哌啶、聚乙二亞胺及其環氧乙烷加成 物、聚乙烯基吡啶、聚（二甲基胺基乙基）丙烯酸酯、聚（二甲 基胺基丙基）丙烯醯胺、二烯丙胺-異丁烯交互共聚物等。此 等視其所需可以單獨使用或組合使用。 由此等半極性有機硼化合物構成的電荷移動錯合物，在 液晶組成物中所含的含有率以0.00001〜1質量％較佳、更佳 者爲0.0001〜0.1質量％。 本發明之向列型液晶組成物以含有1種或2種以上以下 述通式（II)所示之化合物較佳，以1〜20種較佳、以1〜15 種更佳。 【化3】
(其中，R4係表示氫原子、碳數1〜12之烷基、至少一種以 鹵素取代的碳數1〜12之烷基、碳數2〜12之烯基或至少一 種以鹵素取代的碳數2〜12之烯基，於此等基中存在的一個 或2個以上（:比基以分別獨立的各基之〇原子不會互相直接 鍵結爲條件下，可以氧原子、硫原子、-CO-、-COO·、-OCO-、 或-Ο C Ο - Ο -取代， 1358448 B1及B2係各表示獨立的反式-1，4-伸環己基（該基中存 在1個之CH2基或沒有相鄰的2個CH2基可以氧原子或硫原 · 子取代）、1，4-伸苯基（該基中存在的1個或2個以上之CH 基可以氮原子取代）、1，4-伸環己烯基、1,4-二環[2.2.2]辛烯 基、哌啶-1,4·二基，萘-2,6-二基，十氫萘-2,6-二基或1，2,3,4· ' 四氫萘-2，6-二基，此等基中存在的氫原子可以甲基、-CN或 鹵素取代，s及t係各表示獨立的0、1或2，s及t之和爲3 以下， Z1及Z2係各表示獨立的-CH2CH2-、-CH = CH-、 · -CH(CH3)CH2-、-CH2CH(CH3)·、-CH(CH3)CH(CH3)-、 -CF2CF2- ' -CF = CF- ' -CH2O- ' -OCH2- ' -OCH(CH3)- ' -CH(CH3)0-、-(CH2)4-、-(CH2)30-、-0(CH2)3-、-CE c-、 -CF2O- ' -OCF2-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-或單鍵， L1及L3係各表示獨立的-H、-F或-cn，L2係表示-F、-CL· -CN、-CF3、-OCH2F、-OCHF2、-OCF3 或- CH2CF3，當存在 數個B1、B2、Z1及Z2時，可以爲相同或不同） 液晶組成物中所含的上述通式（II)所示化合物之含有率 β 以1〜80質量％爲較佳、以1〜50質量％爲更佳、以1〜20 質量％爲最佳。 於通式（Π)中，R4係以碳數1〜12之烷基、烷氧基、碳 數2〜12之烯基或碳數2〜12之烯氧基爲較佳，以直鏈型烷 . 基及直鏈型烯基爲更佳。Β1及Β2係各以選自於式群1所示 構造爲較佳。 -12- 1358448
其中，B1及B2係各以獨立選自於式群2所示的構造爲 更佳。 【化5】
1358448 上述通式（II)之 Z1及 Z2係各表示獨立的單鍵、 -CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-、-CH2CH(CH3)-、-CH(CH3)CH(CH3)-、 -C= C-、-COO-、-OCO-較佳，以單鍵、-CH2CH2-、-CSC·、 -COO-、-OCO-更佳，以單鍵或-COO-最佳。L1及L3係各表 示獨立的-F、-CN、-CF3、或- OCF3較佳，以-F或-CN更佳》 s及t係以s + t爲1或2較佳。通式（II)所示之化合物，具體 而固以通式（11-1)、通式（11-2)、通式（11-3)、通式（11-4)、通 式（Π-5)、通式（11-6)、通式（11-7)、或通式（ΙΙ·8)所示化合物 較佳。 【化6】
(其中，L1及L3係各表示獨立的-Η、-F或-CM，L2係表 示-F、-CM、-CN、-CF3、-OCH2F、-OCHF2、-〇CF3 或-CH2CF3， X1及x2係各表示獨立的-H或-F) 向列型液晶組成物另以含有1種或2種以上下述通式 -14- 1358448 (ΠΙ)所示之化合物較佳，以含有1〜20種更佳，以含有1〜 1 5種最佳。 【化7】 R5_^C1_Z3^c2_z4^c3_z5^_r6 (|||) (其中，R5及R6係表示與通式（II)之R4相同之意，c1、C2、 及C3係各表示獨立的反式-1，4-伸環己基（該基中存在之1個 CH2基或沒有相鄰的2個CH2基可以氧原子或硫原子取代）、 1，4-伸苯基（該基中存在之1個或2個以上CH基以氮原子取 代）、1，4-伸環己烯基、1,4-二環[2.2.2]辛烯基、哌啶-1,4-二 基，萘-2,6-二基，十氫萘-2,6-二基或1，2,3,4-四氫萘-2,6-二 j 基，此等基中存在的氫原子可以甲基、-CN或鹵素取代’ u、 v及w係各表示獨立的0或1，Z3、Z4及Z5係各表示獨立的 -CH2CH2-、-CH = CH-、-CH(CH3)CH2-、-CH2CH(CH3)-、 -CH(CH3)CH(CH3)_、-CF2CF2-、-CF = CF_、-CH2〇_、-OCH”、 -och(ch3)-、-ch(ch3)o-、-(ch2)4-、-(ch2)3o-、-o(ch2)3-、 -C=C-' -CF2O- ' -OCF2- ' -COO-' -OCO- ' -COS-' -SCO-' -CH = N-N-CH-或單鍵） 通式（in)所示化合物之含有率以5〜95質量％較佳’以 10〜90質量％更佳，以25〜90質量％最佳。 於通式（III)中’ R5及r6係各表示獨立的碳數1〜12之 烷基、烷氧基、碳數2〜12之烯基或碳數2〜12之稀氧基較 佳，其中以直鏈型烷基及直鏈型烯基更佳。C1、C2及C3以 選自於下述式群3所示之構造較佳’以選自於下述式群4所 1358448 示之構造更佳 【化8】
式群3 【化9】
(通式（III)之Z3、Z4及Z5係各表示獨立的單鍵、-CH2CH2-、 -ch=ch-、-ch(ch3)ch2-、-ch2ch(ch3)-、-ch(ch3)ch(ch3)·、 -C 三 C-、-COO-、-OCO-或-CH=N-N-CH-較佳，以單鍵、 -16- 1358448 -CH2CH2-、-CH = CH-、-cs C-、-COO-、-0C0-或- CH = N-N = CH-更佳》U、V及W係各表示獨立的〇或i，且u、v及w之和 爲1以上，惟U、v及W之和以2或3較佳。通式（III)所示 之化合物’具體而言以通式（III-1)、通式（III-2)、通式 (111-3)、通式（ΠΙ-4)、通式（in-5)、通式（111_6)、通式（III-7)、 或通式（III-8)所示化合物較佳） 【化10】
(其中’ R5及R6係表示與通式（II)之R4相同，γΐ、γ2、γ3、 及Υ4係各表示獨立的-Η、-F或甲基，Ζ7係表示πΗπι·、 -CH = CH-、-COO-、-OCO-、或單鍵，ζ8 係表示 C-、-COO-、 -OCO-或- CH = N-N = CH-)
於通式（III-1)〜通式（III-8)中，Υ1、γ2、γ3、及 γ4 以·H 較佳。Z係以CH2CH2-、-CH = CH -或單鍵較佳。z8係以- CeC· 或-CH = N-N = CH-較佳。 本發明液晶組成物之向列相上限溫度以6(rc以上較 佳、以80°C以上更隹、以9(TC以上最佳。 1358448 折射率異方向性（△ n)以〇·〇6〜0.30較佳、以0.07〜0.18 更佳，爲TN-LCD時就晶胞厚度之設計而言以0.07〜0.16更 佳，爲STN-LCD時就晶胞厚度之設計而言以0.12〜0.18更 佳。 介電率異方向性（△〇以1〜20較佳、以1〜15更佳。 本發明之液晶組成物除上述化合物外，亦可任意含有一 般的向列型液晶、層列型液晶、膽固醇型液晶、2色性色素 等。另外，爲防止TN-LCD之可逆扭轉範圍或引起STN-LCD 之螺旋構造時，可添加對掌劑。對掌劑可使用一般市售品。 例如膽固醇壬酸酯（CN)、梅魯谷（譯音）公司製S-811、 R-811、CB-15、C-15等。視對掌劑之種類而定，伴隨溫度 上升誘發螺旋間距變長與變短，係爲已知，於此等之中可使 用任何1種或2種以上、亦可以兩者組合1種或2種以上使 用。例如於TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD中，基板間之厚 度d與誘發螺旋間距p之商d/p値，可選自.0.001〜24之範 圍，以0.01〜12較佳、以0.1〜2更佳、以0.1〜1.5尤佳、 以0.1〜1極佳、以0.1〜0.8最佳。 上述向列型液晶組成物於 TN-LCD、STN-LCD、 OCB-LCD、高分子分散型液晶顯示元件、相轉換型膽固醇型 液晶顯示元件等極爲有用，以TN-LCD、STN-LCD特別有用。 此外，可使用於透過型或反射型液晶顯示元件。 本發明之TN液晶顯示元件，視目的而定扭轉角可選自 於80°〜130°之範圍、以85°〜110°較佳。本發明之STN 液晶顯示元件，視目的而定扭轉角可選自於180°〜270°之 1358448 範圍、以220。〜260。較佳。 [實施例1] 於下述中，以實施例更詳細地說明本發明，惟本發明不 受此等實施例所限制。另外，下述實施例及比較例之組成物 中「％」係指『質量％』 實施例中，測定的物性如下所述》 TN·!:向列相-等方向性液體相轉移溫度（°C ) △ e:介電率異方向性（2 5 °C) △ η :雙折射率（25°C ) △ P :比電阻値（Ω . cm) 帶電時間：使液晶組成物注入晶胞，且使用靜電管形 成點燈狀態後，回復至原有的無施加電壓 狀態之時間（秒） 化合物係使用下述簡號記載。 -η(數字）：-CnH2n + 1 (烷基側鏈爲數字，典型例爲R) -On ： -OCnH2n + 1 -ndm ： -(C„H2n + 1-CH = CH-(CH2)m.i) ndm- ： CnH2n + 1-CH = CH-(CH2)m.1--Od(m)n ： -〇(CnH2n + 1-CH = CH-(CH2)m-2) d(m)nO- : CnH2n + 1-CH = CH-(CH2)m-2〇-而且’上述m與n同樣地表示數字》 鍵結基 -VO- ： -COO- -T- ： -C = c- -2- ： -CH2CH2-取代基 1358448
-CN:-C=N -F ： -F 環 P h : 1,4 -伸苯基
Phi : 3 -氟-1，4 -伸苯基
Ph2 : 3,5-二氟-1，4-伸苯基
Ma:嘧啶-2,5 -二基
Cy : 1，4-伸環己基 (實施例1、比較例1)、 調製下述所示之向列型液晶組成物（Η 1)，且測定該物性 値，結果如表1所示。
-20- 1358448 表1 Η1之組成及物性値 液晶組成物HI (%) 組成 2-Ph-VO-Phl-CN 4 3-Ph-VO-Phl-CN 3 4-Ph-VO-Phl-CN 6 5-Cy-VO-Phl-F 6 0dl-Cy-Cy-5 14.5 3-Cy-V0-Ph-02 14 3-Cy-Ph-02 1.5 3-Cy-2-Cy-VO-Phl-F 4 3-Cy-Cy-VO-Phl-F 8 Odl-Cy-Cy-Ph-1 10 0d3-Cy-Cy-Ph-l 14 3-Cy-Cy-VO-Ph-Cy-2 4 3-Cy-Cy-VO-Ph-Cy-3 4 3-Cy-Cy-VO-Ph-Cy-4 4 3-Cy-Cy-VO-Ph-Cy-5 3 Tn-.(°C) 119.8 Δ€ 7.0 Δη 0.098 ρ(Ω · cm) 7.8xl〇n
所得液晶組成物Η1之特徵，爲對一時電壓施加而言液 晶分子之帶電時間較長，沒有實施有效對策時經過300秒之 -2 1- 1358448 長時間後，會有持續異常配向的情形。 於該H1中實施例1-2〜1-4中調製加入半極性有機硼化 合物之耶馬魯柏（譯音）S-83、或T-20(東邦化學工業股份有 限公司）的液晶組成物（LC1、LC2及LC3)。此外，爲比較之 比較例1 · 1及1 -2係調製向列型液晶組成物Η 1中加入下述 通式所示非離子性界面活性劑之四乙二醇二甲醚（TEG)的液 晶組成物（R1及R2)。 【化11】 H3C0(-CH20CH20-)4CH3 (TEG) 測定此等比電阻値以及注入於6.0/im之TN晶胞的帶電. 特性，結果如表2所示。 表2 抗靜電效果 組成物 組成 P (Ω · cm) 帶電時間 (S) 液晶相上限溫度之變化 ro . H1 添加劑 H1 100% 7.8x10" >300 LC1 (實施例I·2) 99.99% S-83 0.01% 6.4x10" 40 0 LC2 (實施例1-3) 99.998% T-20 0.002% 5.8x10" 16 0 LC3 (實施例I-4) 99.997% T-20 0.003% 4.8x10" 5 0 R1 (比較例11) 99.90% TEG 0.10% 8.〇xl010 >300 -0.5 R2 (比較例1-2) 99.80% TEG 0.20% 8.8x10'° 60 -1.0 1358448 向列型液晶組成物LC 1，與沒有添加半極性有機硼化合 物之Η1相比時，比電阻値及液晶相上限溫度沒有降低，帶 電時間縮短。 LC2及LC3之比電阻値及液晶相上限溫度沒有降低，帶 電時間更爲縮短。對此而言，加入TEG之R1時，即使添加 LC 1之1 0倍量的0.1 %時比電阻値降低且液晶相上限溫度降 低，亦不具效果。此外，添加20倍量之0.2%的R2，雖可得 帶電時間之縮短效果，惟該效果不充分且液晶相上限溫度降 低。 如此使用TEG時，使添加量增加時仍不得效果，與LC1 〜LC3之組成物相比，電阻値及液晶相上限溫度大幅降低， 無法使用作爲預測實用的液晶組成物。 [實施例2 ] 調製下述所示向列型液晶組成物（Η2)，且測定該物性 値’結果如表3所示。 -23- 1358448 表3 H2之組成及物性値 液晶組成物LC8 (%) 組成 4-Cy-VO-Phl-F 9 5-Cy-VO-Phl-F 9 0dl-Cy-Cy-5 21 3-Cy-Ph-02 5 Odl-Cy-Cy-Phl-F 20 3-Cy-Cy-VO-Phl-F 8 Odl-Cy-Cy-Ph-1 8 0d3-Cy-Cy-Ph-l 3 3-Cy-Ph-T-Ph-2 5 3~Cy~Cy"VO-Ph-Cy-3 4 3-Cy-Cy-VO-Ph-Cy-4 4 3-Cy-Cy-VO-Ph-Cy-5 4 Tn-.(〇C) 105.3 △ e 5.3 Δη 0,086 ρ(Ω · cm) 1.2xl〇13
所得液晶組成物H2 ’對一時電壓施加而言液晶分子之 緩和時間較H2爲短’未對策時之帶電時間爲30秒左右。將 在該H2中加入拜柏龍（譯音）ΕΒ·6(柏龍（譯音）國際公司製） 作爲含有半極性有機硼化合物之電荷移動錯合物的液晶組 成物（LC4、及LC5) ’調製作爲實施例2-1及2-2。另外，爲 -24- 1358448 比較之比較例2-1及2-2係調製在向列型液晶組成物H2中 加入與實施例1相同的非離子性界面活性劑之四乙二醇二甲 醚的液晶組成物（R3及R4)。測定此等比電阻値以及注入於 6.0μιη之TN晶胞時帶電特性，結果如表4所示。 表4 抗靜電效果 組成物 組成 Ρ 帶電時間 液晶相上限溫度之變化 Η1 添加劑 (Ω · cm) (S) CC) Η2 100% - - 1.2xl〇'3 >30 _ LC4 (實施例2-1) 99.99% ΕΒ-6 0.01% 3.5x10" <0.1* 0 LC5 (實施例2-2) 99.90% ΕΒ-6 0.10% 3.8x10" <0.1* -0.5 R3 (比較例2-1) 99.90% TEG 0.10% 2_〇χ1012 >30 -0.5 R4 (比較例2-2) 99.80% TEG 0.20% 2.8Μ012 4.5 -1.0
使用帶電時間較短的液晶組成物 Η2時，以添加 0.0 1%ΕΒ-6之LC4時帶電時間可縮短至0.1秒以下，而液晶 相溫度範圍沒有降低。添加0.1 %ΕΒ-6時，液晶相上限溫度 產生降低情形，惟Ε Β - 6如上所述添加〇 · 〇 1 %時實用上可充 分縮短帶電時間。對此而言，添加0.1 %TEG之R3時，雖可 使比電阻値之降低情形抑制於最小値，惟不具帶電時間之縮 短效果’添加0 _2 %之R4時’比電阻値雖沒有降低，惟帶電 -25- 1358448 時間之縮短情形仍不充分，因此，可預測上述量以上之添加 量時液晶相上限溫度大幅降低，故無法作爲實用的液晶組成 物。 [實施例3]
調製下述所示之向列型液晶組成物（H3)，且調製由 99.99%之H3及0.01%作爲半極性有機硼化合物之耶馬魯柏 S-83所成的液晶組成物（LC6)。另外，調製由99.997%之H3 及〇·003%之T-20所成的液晶組成物（LC7)。
表5 LC14之組成 液晶組成物H3 (%) 組成 3-Ma-Ph2-CN 10 Odl-Cy-Phl-CN 10 ldl-Cy-Phl-CN 15 Odl-Cy-Cy-5 2.5 0d3-Ph-T-Ph-0d3 10.5 Od 1 -Cy-Cy-Ph-1 10 0d3-Cy-Cy-Ph-l 15 3-Cy-Ph-T-Ph-2 7 4-Cy-Ph-T-Ph-l 6 3-Cy-VO-Ph-T-Ph-l 6 3-Cy-VO-Ph-T-Ph~5 6 3-Cy-Cy'VO-Ph-Cy-3 2 -26- 1358448 可知液晶組成物LC6及LC7亦具有縮短帶電時間之效 果。 【產業上之利用價値】 本發明提供一種在沒有使用比電阻値大幅降低的材料 下，具有適當大小的比電阻値且可快速緩和液晶顯示元件因 靜電等引起帶電之一時電壓施加情形而言液晶分子之異常 配向的液晶組成物。 本發明之向列型液晶組成物，其特徵爲具有適當大小的 比電阻値、且可快速緩和因靜電等引起帶電之一時電壓施加 情形而言液晶分子之異常配向，故可縮短於製造工程中因引 起帶電的電荷放電時間，且有效地製造液晶顯示元件。 【圖面簡單說明】 第1圖 表示本發明電光學元件之構造例圖 【元件符號說明】 1 偏光板 2 基板 3 透明電極或伴隨活性元件之透明電極 4 配向膜 5 液晶 -27-

Claims (1)

1358448 _ ^ lot fl. Ιψ^\ 修正本 第093 1 3 2665號「向列型液晶組成物及使用它之液晶顯 示元件」專利案 (2011年11月23曰修正） 十、申請專利範圍： 1. 一種向列型液晶組成物，其特徵爲至少含有一種以上半極 性有機硼化合物、或由半極性有機硼化合物構成的電荷移 動錯合物，且該半極性有機硼化合物一分子中硼原子數爲 5以下、且向列型液晶組成物之比電阻値爲1 . 〇 X 1 〇 1 · cm 以上 1 ·〇χ 1013Ω · cm 以下。 2 .如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物，其中至少一 個半極性有機硼化合物爲具有以通式（I)所示骨架之化合 物， -CHO 0HC- X ® —CHO7 \Vc- <5+ Η. 。 3 .申請專利範圍第2項之向列型液晶組成物，其中由半極性 有機硼化合物所構成的電荷移動錯合物爲含有由具有通 式（I)所示骨架之化合物及由胺系化合物構成之電荷移動 錯合物。 4.如申請專利範圍第2項之向列型液晶組成物’其中半極 性有機硼化合物含有通式（1-1)或通式（1-2)所示之化合 物， ch2o、(v〇h2c B\( (1-1) CH2〇X( OHC-(A^R2 I X (1-2) R^A^-CHO X〇h2C 5+ H 1358448 ιοί ft. 正替換頁 (其中，R1及R2係各表示獨立的氫原子、羥基、碳數1〜 12之烷基、碳數1〜12之烷氧基、碳數2〜12之烯基、碳 數2〜12之烯氧基、以鹵素取代的碳數1〜12之烷基、以 鹵素取代的碳數1〜12之烷氧基、以鹵素取代的碳數2〜 12之烯基或以鹵素取代的碳數2〜12之烯氧基，A1及A2 係表示獨立的單鍵、碳數1〜1〇之伸烷基、碳數6〜18之 芳基、-(-(CH2)nO-)m-(n係表示1〜10之整數，m係表示1 〜30之整數）' -CH2-0-CO-R3-CO-(R3係表示碳數 1〜60 之烴基）或- CH2-0-C0-NH-R3-NH-C0-，p及q係各表示獨 立的1〜10之整數，但存在數個A1及A2時可以相同或不同）。 5 ·如申請專利範圍第4項之向列型液晶組成物，其中由半極 性有機硼化合物構成的電荷移動錯合物爲含有由通式 (1-1)或通式（1-2)所示化合物及由胺系化合物構成之電荷 移動錯合物。 6 .如申請專利範圍第5項之向列型液晶組成物，其中胺系化 合物爲3級胺。 7 _如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物，其中含有一 種以上下述通式（II)所示化合物、且含有一種以上下述通 式（III)所示化合物，
L3 R4^B1_Z1^B2_Z2 (其中，R4係表示氫原子、碳數1〜1 2之烷基、至少一個 以鹵素取代的碳數1〜12之烷基、碳數2〜12之烯基或至 -2- 修正本 少一個以鹵素取代的碳數2〜12之烯基，於此等基中存在 的1個或2個以上之CH2基可以分別獨立的〇原子不會互 相直接鍵結之氧原子、硫原子、-CO-、-COO-、-OCO-、 或- 0CO-0-取代，B1及B2係各表示獨立的反式- i，4-伸環 己基（該基中存在之1個CH2基或沒有相鄰的2個CH2基 可以氧原子或硫原子取代）、I，4 -伸苯基（該基中存在的1 個或2個以上之CH基可以氮原子取代）、1，4_伸環己烯 基、1，4-二環[2.2.2]辛烯基、哌啶-1，4-二基，萘-2,6-二基， 十氫萘_2,6_ 一基或1，2,3,4_四氫萘-2,6-二基，此等基中存 在的氫辱子可以-CN或鹵素取代，s及t係各表示獨立的 0、1或2，3及1之和爲3以下， Z1及 Z2係各表示獨立的-CH2CH2-、-CH = CH-、 -CH(CH3)CH2- ' -CH2CH(CH3)- ' -CH(CH3)CH(CH3)- ' -CF2CF2- ' -CF = CF-、-CH20-、-OCH2- ' -OCH(CH3)-、 -CH(CH3)0-、-(CH2)4-、-(CH2)3〇-、-〇(CH2)3-、-c 三 c-、 -cf2o-、-OCF2…-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-或單鍵， L1及L3係各表示獨立的-H、-F或- cn，L2係表示-F、-Cl、 -CN、-CF3、-OCH2F、-OCHF2 ' -〇CF3 或-CH2CF3，當存 在數個B1、B2、Z1及Z2時，可以相同或不同）
(III) (其中，R5及R6係表示與通式（II)之R4相同之意，C1、C2、 及C3係各表示獨立的反式-1，4 -伸環己基（該基中存在之1 個CH2基或沒有相鄰的2個CH2基可以氧原子或硫原子取 1358448 修正本 1〇tH替換頁 代）、1，4 -伸苯基（該基中存在的1個或2個以上之CH基可 以氮原子取代）、1,4-伸環己烯基、l，4-二環[2.2.2]辛烯基、 哌陡·1，4-二基，萘-2,6-二基，十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，此等基中存在的氫原子可以甲基、—CN 或鹵素取代， u' v及w係各表示獨立的〇或1， Z3、Z4及z5係各表示獨立的-CH2CH2-、-CH = CH-、 -ch(ch3)ch2-、-CH2CH(CH3)-、-ch(ch3)ch(ch3)-、 -CF2CF2-、-CF = CF-、-CH2O-、-〇CH2-、-OCH(CH3)-、 -CH(CH3)〇. , -(CH2)4- ' -(CH2)30- ' -0(CH2)3- ' -CSC-' •CF2〇-、-〇cf2-、-coo-、-OCO-、-COS-、-SCO-、 -CH = N-N = CH-或單鍵）。 8 ·如申請專利範圍第7項之向列型液晶組成物，其中含有一 種以上通式（11-1)、通式（11-2)、通式（11-3)、通式（11-4)、 通式（Π-5)、通式（11_6)、通式（11-7)、或通式（Π-8)所示化 合物作爲通式（II)所示之化合物，
1358448
L2 (II-3) L3
L2 ai-7) L3 修正本 N N~(
L2 Gl-4)
L2 (II-8) X2 L3 (其中R4係各表示獨立的碳數1〜12之烷基、碳數1〜12 之烷氧基、碳數2〜12之烯基或碳數2〜12之烯氧基，X1 及X2係各表示獨立的氫原子或氟原子，L1及L3係各表示 獨立的-H 或-F 或- Cl，L2 係表示-F、-CN、-CF3、-OCH2F、 -ochf2、-OCF3 或-CH2CF3)。 9 .如申請專利範圍第7項之向列型液晶組成物，其中含有一 種以上以通式（ΠΙ-l)、通式（III-2)、通式（III-3)、通式 (111-4)、通式（111-5)、通式（111-6)、通式（111-7)、或通式 (III-8)所示化合物作爲通式（III)所示之化合物，
(ΠΙ-4) R. Y2 Y4
R6 (III-8) (其中，R5及R6係各表示獨立的碳數1〜12之烷基、碳數 1〜12之烷氧基、碳數2〜12之烯基或碳數2〜12之烯氧 1358448 _ . [修正本 年月日修正替換頁 loo 11 基、以鹵素取代的碳數1〜12之烷基、以鹵素取代的碳數 1〜12之烷氧基 '以鹵素取代的碳數2〜12之烯基、或以 鹵素取代的碳數2〜12之烯氧基，Y^Y2、Y3、及Y4係 各表示獨立的-Η、-F或甲基，Ζ7係表示-CH2CH2-、 -CH = CH-、-COO-、-OCO-、或單鍵，Z8 係表示- CsC-、 -COO-、-OCO-或-CH=N-N = CH-)。 I 0.如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物，其中半極性 有機硼化合物及含有半極性有機硼化合物之電荷移動錯 合物的含率爲0.0 0.0 1〜1質量％。 II ·如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物，其中表示液 晶組成物之介電率異方向性的Δε爲1以上20以下、且表 示挢射率異方向性之Λη爲0.06以上0.16以下。 12. —種液晶顯示元件，其含有一對基板’及該等基板挾持如 申請專利範圍第1 1項之液晶組成物作爲構成構件》 -6-
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