TWI851775B - 視角調整元件用液晶組成物、視角調整元件、及能夠調整視角的顯示裝置及液晶顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供一種視角調整元件用液晶組成物,其可獲得具有優異的視角調整功能、且能夠良好地對廣視角與窄視角進行切換的顯示裝置。提供一種視角調整功能優異、且能夠良好地對廣視角與窄視角進行切換的視角調整元件及能夠調整視角的顯示裝置。一種液晶組成物,其含有特定的化合物作為成分A且用於能夠調整視角的元件的視角切換層中,所述組成物可進而含有特定的化合物作為成分B,亦可進而含有特定的化合物作為成分C。
Description
本發明是有關於一種用於能夠調整視角的元件的視角切換層中的液晶組成物(視角調整元件用液晶組成物)、含有所述組成物的視角調整元件及能夠調整視角的顯示裝置等。
關於以液晶顯示裝置為首的顯示裝置,通常,視認者的位置並不固定,從而要求可自所有的角度視認到顯示圖像,即要求視角廣。但是,另一方面,亦存在如下情況:就保密或保護隱私等觀點而言,要求僅本人、即僅可自限定的窄的角度範圍視認到顯示圖像,且無法自其周圍視認到顯示圖像,從而防止來自側方的窺視,即要求視角窄。
如此,近年來,要求能夠根據使用狀況來切換為廣視角與窄視角的顯示裝置,換句話說,要求能夠調整視角的顯示裝置。作為調整顯示裝置的視角的方法,例如,提出有:藉由對施加至包含液晶組成物的層(液晶層)的電壓進行控制,來控制液晶分子的配向,從而控制和/或調整視角的方法(專利文獻1~專利文獻3)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-072819號公報
[專利文獻2]國際公開2008-018212號
[專利文獻3]美國專利申請公開第2009-0021657號說明書
[發明所欲解決之課題]
本發明的課題為提供一種視角調整元件用液晶組成物,其可獲得具有優異的視角調整功能、且能夠良好地對廣視角與窄視角進行切換的顯示裝置。本發明的另一課題為提供一種視角調整功能優異、且能夠良好地對廣視角與窄視角進行切換的視角調整元件及能夠調整視角的顯示裝置。
[解決課題之手段]
本發明是有關於一種視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A。
式(1)中,R1a
及R1b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基;環A1
及環B1
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基;Z1
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a1
為1、2或3。
另外,本發明是有關於一種視角調整元件、及包括所述視角調整元件的能夠調整視角的液晶顯示裝置等顯示裝置,所述視角調整元件包括:視角切換層,包含所述視角調整元件用液晶組成物;以及一對電極,用於對所述視角切換層施加電壓。
[發明的效果]
本發明的優點為提供一種視角調整元件用液晶組成物,其可獲得具有優異的視角調整功能、且能夠良好地對廣視角與窄視角進行切換的顯示裝置。本發明的另一優點為提供一種視角調整功能優異、且能夠良好地對廣視角與窄視角進行切換的視角調整元件及能夠調整視角的顯示裝置。
本說明書中的用語的使用方法如下所述。有時將「視角調整元件用液晶組成物」及「液晶組成物」的用語簡稱為「組成物」。「液晶顯示元件」為包含液晶顯示面板及液晶顯示模組在內的總稱。「液晶性化合物」為具有向列相、層列相般的液晶相的化合物、以及雖不具有液晶相但出於調節向列相的溫度範圍、黏度、介電各向異性般的特性的目的而混合於組成物中的化合物的總稱。所述化合物例如具有1,4-伸環己基或1,4-伸苯基般的六元環,其分子(液晶分子)為棒狀(rod like)。「聚合性化合物」為出於使組成物中生成聚合物的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物在其含義方面並不分類為聚合性。
液晶組成物是藉由將多種液晶性化合物混合來製備。視需要可在所述液晶組成物中添加光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、消光劑、二色性色素或聚合性化合物般的添加物。即便在添加有添加物的情況下,液晶性化合物的比例亦是由基於不含添加物的液晶組成物的質量的質量百分率(質量%)來表示。添加物的比例是由基於不含添加物的液晶組成物的質量的質量百分率(質量%)來表示。即,液晶性化合物或添加物的比例是基於液晶性化合物的總質量來算出。有時使用質量百萬分率(ppm)。聚合起始劑及聚合抑制劑的比例是例外地基於聚合性化合物的質量來表示。
有時將「向列相的上限溫度」簡稱為「上限溫度」。有時將「向列相的下限溫度」簡稱為「下限溫度」。關於「提高介電各向異性」的表述,在介電各向異性為正的組成物時,是指其值正向地增加,在介電各向異性為負的組成物時,是指其值負向地增加。「電壓保持率大」是指元件在初始階段中不僅在室溫下,而且在接近上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率,而且,在長時間使用後不僅在室溫下,而且在接近上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率。有時藉由經時變化試驗來研究組成物或元件的特性。
以所述化合物(1z)為例進行說明。式(1z)中,以六邊形包圍的α及β的記號分別與環α及環β對應,表示六元環、縮合環般的環。在下標‘x’為2時,存在兩個環α。兩個環α所表示的兩個基可相同,或者亦可不同。所述規則適用於下標‘x’大於2時的任意兩個環α。所述規則亦適用於鍵結基Z般的其他記號。將環β的一邊橫切的斜線表示環β上的任意的氫可經取代基(-Sp-P)取代。下標‘y’表示所取代的取代基的數量。在下標‘y’為0時,不存在此種取代。在下標‘y’為2以上時,在環β上存在多個取代基(-Sp-P)。在所述情況下,「可相同,或者亦可不同」的規則亦適用。再者,所述規則亦適用於將Ra、Rb等記號用於多種化合物中的情況。
式(1z)中,例如,「Ra及Rb為烷基、烷氧基、或烯基」的表述是指Ra及Rb獨立地選自烷基、烷氧基、及烯基的群組中。即,由Ra表示的基與由Rb表示的基可相同,或者亦可不同。
有時將選自式(1z)所表示的化合物中的至少一種化合物簡稱為「化合物(1z)」。「化合物(1z)」是指式(1z)所表示的一種化合物、兩種化合物的混合物、或三種以上的化合物的混合物。關於其他式所表示的化合物,亦同樣如此。「選自式(1z)及式(2z)所表示的化合物中的至少一種化合物」的表述是指選自化合物(1z)及化合物(2z)的群組中的至少一種化合物。
「至少一個‘A’」的表述是指‘A’的數量為任意。「至少一個‘A’可經‘B’取代」的表述是指在‘A’的數量為一個時,‘A’的位置為任意,在‘A’的數量為兩個以上時,該些的位置亦可無限制地選擇。有時使用「至少一個-CH2
-可經-O-取代」的表述。在所述情況下,-CH2
-CH2
-CH2
-可藉由不鄰接的-CH2
-經-O-取代而轉換為-O-CH2
-O-。但是,不存在鄰接的-CH2
-經-O-取代的情況。其原因在於:所述取代中生成-O-O-CH2
-(過氧化物)。
液晶性化合物的烷基為直鏈狀或分支狀,且不包含環狀烷基。通常,直鏈狀烷基優於分支狀烷基。該些情況對於烷氧基、烯基般的末端基而言亦相同。關於與1,4-伸環己基相關的立體構型,為了提高上限溫度,通常是反式構型優於順式構型。由於2-氟-1,4-伸苯基左右不對稱,故存在朝左(L)及朝右(R)的情況。
四氫吡喃-2,5-二基般的二價基中,亦同樣如此。羰氧基般的鍵結基(-COO-或-OCO-)亦同樣如此。
本發明為下述項等。
項1. 一種視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A,
式(1)中,R1a
及R1b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基;環A1
及環B1
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基;Z1
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a1
為1、2或3。
項2. 如項1所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(1-1)~式(1-14)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A,
式(1-1)~式(1-14)中,R1a
及R1b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基。
項3. 如項2所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(1-3)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-9)、式(1-12)及式(1-13)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A。
項4. 如項1至項3中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,其中成分A的比例為5質量%~90質量%的範圍。
項5. 如項1至項4中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(2)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分B,
式(2)中,R2
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或碳數2~12的烯基;環A2
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基;Z2
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基、或二氟亞甲基氧基;X2a
及X2b
為氫或氟;Y2
為氟、氯、氰基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷氧基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基氧基;a2
為1、2、3或4。
項6. 如項1至項5中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(2-1)~式(2-39)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分B,
式(2-1)~式(2-39)中,R2
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或碳數2~12的烯基;X2a
及X2b
為氫或氟。
項7. 如項5或項6所述的視角調整元件用液晶組成物,其中成分B的比例為5質量%~90質量%的範圍。
項8. 如項1至項7中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(3)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分C,
式(3)中,R3a
及R3b
為氫、碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或碳數2~12的烯基氧基;環A3
及環C3
為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基;環B3
為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基、4,6-二氟二苯並呋喃-3,7-二基、4,6-二氟二苯並噻吩-3,7-二基、或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基;Z3a
及Z3b
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a3
為0、1、2或3,b3
為0或1;而且a3
與b3
的和為3以下。
項9. 如項1至項8中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(3-1)~式(3-35)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分C,
式(3-1)~式(3-35)中,R3a
及R3b
為氫、碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或碳數2~12的烯基氧基。
項10. 如項8或項9所述的視角調整元件用液晶組成物,其中基於液晶組成物的質量,成分C的比例為5質量%~90質量%的範圍。
項11. 如項1至項10中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,其中波長589 nm下的光學各向異性(在25℃下測定)為0.15~0.25的範圍。
項12. 一種視角調整元件,包括:視角切換層;以及一對電極,用於對所述視角切換層施加電壓,所述視角切換層包含視角調整元件用液晶組成物,所述視角調整元件用液晶組成物含有選自由式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A,
式(1)中,R1a
及R1b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基;環A1
及環B1
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基;Z1
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a1
為1、2或3。
項13. 如項12所述的視角調整元件,其中將所述視角調整元件用液晶組成物的波長589 nm下的光學各向異性(在25℃下測定)設為Δn、將所述視角切換層的厚度設為d時,Δn與d的積(Δn×d)為700 nm以上。
項14. 一種能夠調整視角的顯示裝置,包括如項12或項13所述的視角調整元件。
項15. 一種能夠調整視角的液晶顯示裝置,包括如項12或項13所述的視角調整元件。
項16. 如項1至項11中任一項所述的視角調整元件用液晶組成物,其中不含二苯乙炔衍生物。
<視角調整元件用液晶組成物>
按照如下順序對本發明的視角調整元件用液晶組成物進行說明。第一,對組成物的構成進行說明。第二,對成分化合物的主要特性及所述化合物對組成物或視角調整元件帶來的主要效果進行說明。第三,對組成物中的成分化合物的組合、較佳的比例及其根據進行說明。第四,對成分化合物的較佳的形態進行說明。第五,示出較佳的成分化合物。第六,對可添加至組成物中的添加物及其他成分化合物進行說明。第七,對成分化合物的合成方法進行說明。第八,對為了在視角調整元件的視角切換層中使用而所需的、或者適宜的組成物的特性進行說明。
第一,對組成物的構成進行說明。本發明的視角調整元件用液晶組成物含有多種液晶性化合物,且含有選自化合物(1)中的至少一種液晶性化合物。所述組成物亦可進而含有添加物。添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、消光劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等。
就液晶性化合物的觀點而言,所述組成物被分類為組成物(a)與組成物(b)。組成物(a)除了含有選自化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物以外,亦可含有其他液晶性化合物(成分化合物),且可進而含有添加物等(其中,組成物(a)含有選自化合物(1)中的至少一種液晶性化合物作為必需成分)。「其他液晶性化合物」為與化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)不同的液晶性化合物。此種化合物是出於進一步調整特性的目的而混合於組成物中。
組成物(b)實質上僅包含選自化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物(其中,組成物(b)亦含有選自化合物(1)中的至少一種液晶性化合物作為必需成分)。「實質上」是指組成物(b)雖可含有添加物,但並不含有其他液晶性化合物。再者,其他液晶性化合物並無特別限制,可使用公知的液晶性化合物的任一種。
第二,對成分化合物的主要特性及所述化合物對組成物或視角調整元件帶來的主要效果進行說明。基於本發明的效果,將成分化合物的主要特性歸納於表2中。表2的記號中,L是指大或高,M是指中等程度,S是指小或低。記號L、M、S是基於成分化合物之間的定性比較的分類,0(零)是指小於S。
| 表2. 液晶性化合物的特性 | |||
| 化合物 | 化合物(1) | 化合物(2) | 化合物(3) |
| 上限溫度 | S~L | S~L | S~L |
| 黏度 | S~M | M~L | M~L |
| 光學各向異性 | S~L | M~L | M~L |
| 介電各向異性 | 0 | S~L | M~L1 ) |
| 比電阻 | L | L | L |
| 1)介電各向異性為負,記號表示絕對值的大小。 |
成分化合物的主要特性、效果如下所述。化合物(1)具有適當的光學各向異性、黏度、比電阻等特性,藉由使用化合物(1),可製成可獲得具有良好的特性的視角調整元件的液晶組成物。化合物(2)具有大的正介電各向異性、與適當的光學各向異性、黏度、比電阻等特性的至少一種,可適宜用於製備具有正介電各向異性的視角調整元件用液晶組成物。化合物(3)具有大的負介電各向異性、與適當的光學各向異性、黏度、比電阻等特性的至少一種,可適宜用於製備具有負介電各向異性的視角調整元件用液晶組成物。化合物(3)在用於具有正介電各向異性的液晶組成物中的情況下,可提高垂直方向上的介電常數。
第三,對組成物中的成分化合物的組合、較佳的比例及其根據進行說明。組成物中的成分化合物的較佳的組合為化合物(1)+化合物(2)、化合物(1)+化合物(3)、或化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)。進而佳的組合為化合物(1)+化合物(2)、或化合物(1)+化合物(3)。
為了提高光學各向異性、或者降低黏度,化合物(1)[成分A]的較佳的比例為約5質量%以上,為了提高介電各向異性,化合物(1)[成分(A)]的較佳的比例為約90質量%以下。進而佳的比例為約10質量%~約80質量%的範圍。特佳的比例為約30質量%~約80質量%的範圍。
為了提高介電各向異性,化合物(2)[成分B]的較佳的比例為約5質量%以上,為了降低下限溫度,化合物(2)[成分B]的較佳的比例為約90質量%以下。進而佳的比例為約10質量%~約85質量%的範圍。特佳的比例為約15質量%~約80質量%的範圍。
為了提高介電各向異性、或者提高垂直方向上的介電常數,化合物(3)[成分C]的較佳的比例為約5質量%以上,為了降低下限溫度,化合物(3)[成分C]的較佳的比例為約90質量%以下。進而佳的比例為約5質量%~約80質量%的範圍。特佳的比例為約10質量%~約70質量%的範圍。
第四,對成分化合物的較佳的形態進行說明。式(1)中,R1a
及R1b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基。為了降低黏度,較佳的R1a
或R1b
為碳數2~12的烯基,為了提高穩定性,較佳的R1a
或R1b
為碳數1~12的烷基。式(2)中,R2
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或碳數2~12的烯基。為了提高穩定性,較佳的R2
為碳數1~12的烷基。式(3)中,R3a
及R3b
為氫、碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或碳數2~12的烯基氧基。為了提高穩定性,較佳的R3a
為碳數1~12的烷基,為了降低黏度,較佳的R3a
為碳數2~12的烯基。為了提高介電各向異性,較佳的R3b
為碳數1~12的烷氧基。
較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。為了降低黏度,進而佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基。
較佳的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊基氧基、己基氧基、或庚基氧基。為了降低黏度,進而佳的烷氧基為甲氧基或乙氧基。
較佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基。為了降低黏度,進而佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較佳的立體構型依存於雙鍵的位置。就降低黏度等方面而言,在1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基般的烯基中較佳為反式構型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基般的烯基中較佳為順式構型。
較佳的烯基氧基為乙烯基氧基、烯丙基氧基、3-丁烯基氧基、3-戊烯基氧基、或4-戊烯基氧基。為了降低黏度,進而佳的烯基氧基為烯丙基氧基或3-丁烯基氧基。
至少一個氫經氟或氯取代的烯基的較佳例為2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、或6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度,進而佳的例子為2,2-二氟乙烯基或4,4-二氟-3-丁烯基。
式(1)中,環A1
及環B1
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基。為了提高光學各向異性,較佳的環A1
或環B1
為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基。在某實施形態中,較佳環A1
及環B1
的至少兩個、更佳為環A1
及環B1
的兩個或三個為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基,特佳環A1
及環B1
的至少兩個、更佳為環A1
及環B1
的兩個或三個為1,4-伸苯基、或2-氟-1,4-伸苯基。藉由使用環A1
及環B1
的至少兩個、更佳為環A1
及環B1
的兩個或三個為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基的式(1)所表示的化合物,可製備具有大的光學各向異性的組成物,另外,存在容易製備其他特性亦良好的組成物的傾向。
式(2)中,環A2
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基。為了提高光學各向異性,較佳的環A2
為1,4-伸苯基或2-氟-1,4-伸苯基,為了提高介電各向異性,較佳的環A2
為2,6-二氟-1,4-伸苯基或1,3-二噁烷-2,5-二基。環A2
中的四氫吡喃-2,5-二基為
或,
較佳為。
式(3)中,環A3
及環C3
為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基。「至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基」的較佳例為2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基或2-氯-3-氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度,較佳的環A3
或環C3
為1,4-伸環己基,為了提高上限溫度,較佳的環A3
或環C3
為四氫吡喃-2,5-二基,為了提高光學各向異性,較佳的環A3
或環C3
為1,4-伸苯基。環A3
及環C3
中的四氫吡喃-2,5-二基為
或,
較佳為。
環B3
為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基(FLF4)、4,6-二氟二苯並呋喃-3,7-二基(DBFF2)、4,6-二氟二苯並噻吩-3,7-二基(DBTF2)、或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基(InF4)。
為了提高介電各向異性,較佳的環B3
為2,3-二氟-1,4-伸苯基。
式(1)中,Z1
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基。為了降低黏度,較佳的Z1
為單鍵。式(2)中,Z2
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基、或二氟亞甲基氧基。為了降低黏度,較佳的Z2
為單鍵,為了提高介電各向異性,較佳的Z2
為二氟亞甲基氧基。式(3)中,Z3a
及Z3b
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基。為了降低黏度,較佳的Z3a
或Z3b
為單鍵,為了降低下限溫度,較佳的Z3a
或Z3b
為伸乙基,為了提高介電各向異性,較佳的Z3a
或Z3b
為亞甲基氧基。
亞甲基氧基般的二價基左右不對稱。亞甲基氧基中,-CH2
O-優於-OCH2
-。羰氧基中,-COO-優於-OCO-。
式(2)中,X2a
及X2b
為氫或氟。為了提高介電各向異性,較佳的X2a
或X2b
為氟。
Y2
為氟、氯、氰基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷氧基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基氧基。就介電各向異性的觀點而言,較佳的Y2
為氟或氰基。就對於光的穩定性的觀點而言,氟優於氰基。就介電各向異性的觀點而言,較佳為氰基。關於Y2
為氰基的式(2)的化合物,藉由使用其而容易達成大的介電各向異性,且存在藉由與其他化合物的組合而更適於製備具有大的光學各向異性的組成物的情況。
式(1)中,a1
為1、2或3。為了降低黏度,較佳的a1
為1,為了提高上限溫度,較佳的a1
為2或3。式(2)中,a2
為1、2、3或4。為了提高介電各向異性,較佳的a2
為2或3。式(3)中,a3
為0、1、2或3,b3
為0或1,而且a3
與b3
的和為3以下。為了降低黏度,較佳的a3
為1,為了提高上限溫度,較佳的a3
為2或3。為了降低黏度,較佳的b3
為0,為了降低下限溫度,較佳的b3
為1。
第五,示出較佳的成分化合物。較佳的化合物(1)[成分A]為項2中記載的化合物(1-1)~化合物(1-14)。該些化合物中,較佳為成分A的至少一種為化合物(1-3)、化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、化合物(1-9)、化合物(1-12)、或化合物(1-13)。在某實施形態中,較佳為成分A的至少兩種為選自化合物(1-3)、化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、化合物(1-9)、化合物(1-12)及化合物(1-13)中的化合物。較佳為成分A的至少兩種為化合物(1-3)及化合物(1-6)、化合物(1-3)及化合物(1-8)、化合物(1-3)及化合物(1-13)、化合物(1-6)及化合物(1-8)、化合物(1-6)及化合物(1-13)、或化合物(1-8)及化合物(1-13)的組合。
基於液晶組成物的質量,化合物(1-3)、化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、化合物(1-9)、化合物(1-12)及化合物(1-13)的比例的合計較佳為15質量%以上。基於液晶組成物的質量,化合物(1-3)、化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、化合物(1-9)、化合物(1-12)及化合物(1-13)的比例的合計特佳為20質量%以上。另外,相對於成分A的總質量,化合物(1-3)、化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、化合物(1-9)、化合物(1-12)及化合物(1-13)的比例的合計較佳為50質量%以上。
較佳的化合物(2)[成分B]為項6中記載的化合物(2-1)~化合物(2-39)。該些化合物中,較佳為成分B的至少一種為化合物(2-8)、化合物(2-15)、化合物(2-18)、化合物(2-19)、化合物(2-20)、化合物(2-23)、化合物(2-24)、化合物(2-29)、或化合物(2-30)。在某實施形態中,較佳為成分B的至少兩種為化合物(2-8)及化合物(2-15)、化合物(2-15)及化合物(2-18)、化合物(2-15)及化合物(2-19)、化合物(2-15)及化合物(2-29)、化合物(2-15)及化合物(2-30)、化合物(2-18)及化合物(2-29)、或化合物(2-18)及化合物(2-30)的組合。
較佳的化合物(3)[成分C]為項9中記載的化合物(3-1)~化合物(3-35)。該些化合物中,較佳為成分C的至少一種為化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-6)、化合物(3-8)、化合物(3-10)、化合物(3-14)、化合物(3-16)、化合物(3-18)、化合物(3-19)、或化合物(3-34)。在某實施形態中,較佳為成分C的至少兩種為化合物(3-1)及化合物(3-8)、化合物(3-1)及化合物(3-14)、化合物(3-3)及化合物(3-8)、化合物(3-3)及化合物(3-14)、化合物(3-3)及化合物(3-16)、化合物(3-6)及化合物(3-8)、化合物(3-6)及化合物(3-10)、或化合物(3-6)及化合物(3-14)的組合。
第六,對可添加至組成物中的添加物及其他成分化合物進行說明。此種添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、消光劑、二色性色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等。再者,其他成分化合物將在後敘述。
出於誘發液晶分子的螺旋結構來賦予扭角(torsion angle)的目的,亦可將光學活性化合物添加至組成物中。此種化合物的例子為化合物(5-1)~化合物(5-5)等。光學活性化合物的較佳的比例為約5質量%以下。進而佳的比例為約0.01質量%~約2質量%的範圍。
為了防止由大氣中的加熱所引起的比電阻的降低、或者為了在長時間使用視角調整元件後不僅在室溫下而且在接近上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率,亦可進而將抗氧化劑添加至組成物中。抗氧化劑的例子為化合物(6-1)~化合物(6-3)等。
化合物(6-2)由於揮發性小,故對於在長時間使用視角調整元件後不僅在室溫下而且在接近上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得所述效果,抗氧化劑的較佳的比例為約50 ppm以上,為了不降低上限溫度或者為了不提高下限溫度,抗氧化劑的較佳的比例為約600 ppm以下。進而佳的比例為約100 ppm~約300 ppm的範圍。
紫外線吸收劑的較佳例為二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外,具有位阻的胺般的光穩定劑亦較佳。光穩定劑的較佳例為化合物(7-1)~化合物(7-16)等。為了獲得所述效果,該些紫外線吸收劑或光穩定劑的較佳的比例為約50 ppm以上,為了不降低上限溫度或者為了不提高下限溫度,該些紫外線吸收劑或光穩定劑的較佳的比例為約10000 ppm以下。進而佳的比例為約100 ppm~約10000 ppm的範圍。
消光劑為藉由接受液晶性化合物所吸收的光能量並轉換為熱能量來防止液晶性化合物的分解的化合物。消光劑的較佳例為化合物(8-1)~化合物(8-7)等。為了獲得所述效果,該些消光劑的較佳的比例為約50 ppm以上,為了不提高下限溫度,該些消光劑的較佳的比例為約20000 ppm以下。進而佳的比例為約100 ppm~約10000 ppm的範圍。
二色性色素的例子為苯並噻二唑類(benzothiadiazoles)、二酮基吡咯並吡咯類(diketopyrrolopyrroles)、偶氮化合物(azo compounds)、偶氮甲鹼化合物(azomethine compounds)、次甲基化合物(methine compounds)、蒽醌類(anthraquinones)、部花青類(merocyanines)、萘醌類(naphthoquinones)、四嗪類(tetrazines)、吡咯亞甲基類(pyrromethenes)、及苝類(perylenes)或三萘嵌二苯類(terrylenes)般的萘嵌苯類(rylenes)。較佳的二色性色素為苯並噻二唑類、二酮基吡咯並吡咯類、偶氮化合物、蒽醌類、及萘嵌苯類。特佳的二色性色素為苯並噻二唑類、二酮基吡咯並吡咯類、偶氮化合物、及萘嵌苯類。例如,苯並噻二唑類是指具有苯並噻二唑環的二色性色素。
二色性色素的一例為化合物(9-1)~化合物(9-110)。
市售的二色性色素的例子為:長瀨產業製造的G-207、G-241、G-305、G-470、G-471、G-472、LSB-278、LSB-335、NKX-1366、NKX-3538、NKX-3540、NKX-3622、NKX-3739、NKX-3742、NKX-3773、NKX-4010、及NKX-4033;三井化學精細(Mitsui Chemicals Fine)製造的S-428、SI-426、SI-486、M-412、及M-483。
聚合性化合物的例子為由式(10)所表示的化合物。
式(10)中,環A10
及環C10
為環己基、環己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氫吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基,該些環中,至少一個氫可經氟、碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或至少一個氫經氟取代的碳數1~12的烷基取代;環B10
為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基,該些環中,至少一個氫可經氟、碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或至少一個氫經氟取代的碳數1~12的烷基取代;Z10a
及Z10b
為單鍵或碳數1~10的伸烷基,所述伸烷基中,至少一個-CH2
-可經-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代,至少一個-CH2
CH2
-可經-CH=CH-、-C(CH3
)=CH-、-CH=C(CH3
)-、或-C(CH3
)=C(CH3
)-取代,該些基中,至少一個氫可經氟取代;P10a
、P10b
、及P10c
為聚合性基;Sp10a
、Sp10b
、及Sp10c
為單鍵或碳數1~10的伸烷基,所述伸烷基中,至少一個-CH2
-可經-O-、-COO-、或-OCO-取代,至少一個-CH2
CH2
-可經-CH=CH-或-C≡C-取代,該些基中,至少一個氫可經氟取代;a10
為0、1或2;b10
、c10
、及d10
為0、1、2、3或4,而且b10
、c10
、及d10
的和為1以上。
式(10)中,較佳的P10a
、P10b
、及P10c
為由下述式(P-1)~式(P-3)所表示的聚合性基。
式(P-1)~式(P-3)中,M1
、M2
及M3
為氫、氟、碳數1~5的烷基、或至少一個氫經氟取代的碳數1~5的烷基。
較佳的聚合性化合物的例子為由式(10-1)~式(10-29)所表示的化合物。
式(10-1)~式(10-29)中,P10a
、P10b
、及P10c
為選自由式(P-1)~式(P-3)所表示的聚合性基中的基,此處,M1
、M2
及M3
為氫、氟、碳數1~5的烷基、或至少一個氫經氟取代的碳數1~5的烷基;
Sp10a
、Sp10b
、及Sp10c
為單鍵或碳數1~10的伸烷基,所述伸烷基中,至少一個-CH2
-可經-O-、-COO-、或-OCO-取代,至少一個-CH2
CH2
-可經-CH=CH-或-C≡C-取代,該些基中,至少一個氫可經氟取代。
其他成分化合物的例子為式(11)所表示的化合物。
式(11)中,R11a
及R11b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基;環A11
為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基;環B11
及環C11
為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基;Z11a
為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、伸乙炔基、亞甲基氧基、或羰氧基;a11
為0、1、或2。
較佳的式(11)的例子為式(11-1)~式(11-3)。
式(11-1)~式(11-3)中,R11a
及R11b
為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基。
如式(11)所表示的化合物般,將具有兩個苯環經由伸乙炔基進行鍵結而成的結構的化合物稱為二苯乙炔衍生物。就提高光學各向異性的觀點而言,較佳為二苯乙炔衍生物。另一方面,二苯乙炔衍生物有降低電壓保持率的傾向。因此,尤其是為了製備具有高的電壓保持率的元件,較佳為不含二苯乙炔衍生物。
再者,組成物可含有的成分化合物(液晶性化合物)並不限定於所述式(11)所表示的化合物。
第七,對成分化合物的合成方法進行說明。該些化合物可利用已知的方法來合成。例示合成方法。化合物(1-1)可利用日本專利特開昭59-176221號公報中所記載的方法來合成。化合物(2-4)可利用日本專利特開平10-204016中所記載的方法來合成。化合物(3-1)可利用日本專利特開2000-053602號公報中所記載的方法來合成。抗氧化劑已有市售。例如,化合物(6-1)可自奧德里奇(西格瑪奧德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation))獲取。化合物(6-2)等可利用美國專利3660505號說明書中所記載的方法來合成。
所述以外的化合物可利用以下成書中記載的方法來合成:《有機合成》(Organic Syntheses,約翰威立父子出版公司(John Wiley & Sons, Inc.))、《有機反應》(Organic Reactions,約翰威立父子出版公司(John Wiley & Sons, Inc.))、《綜合有機合成》(Comprehensive Organic Synthesis,培格曼出版公司(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等。組成物是利用公知的方法,由以所述方式獲得的化合物來製備。例如,將成分化合物混合,然後藉由加熱而使其彼此溶解,由此可製備組成物。
第八,對為了在視角調整元件的視角切換層中使用而所需的、或者適宜的組成物的特性進行說明。
為了實現優異的視角調整功能,通常,組成物的光學各向異性較佳為大。具體而言,組成物的波長589 nm下的光學各向異性(在25℃下測定)較佳為0.15以上,更佳為0.18以上。在某實施形態中,較佳為更大的光學各向異性,例如,組成物的波長589 nm下的光學各向異性(在25℃下測定)較佳為0.19以上。另一方面,就視角調整元件所要求的其他特性、或與該些特性的平衡等觀點而言,通常,組成物的波長589 nm下的光學各向異性(在25℃下測定)較佳為0.25以下。
為了獲得具有良好的特性的視角調整元件,組成物的介電各向異性(在25℃下測定)的絕對值較佳為2.0以上。再者,組成物可具有正介電各向異性,亦可具有負介電各向異性。
組成物的黏度和視角調整元件的廣視角與窄視角的切換所需的時間(響應時間)相關聯。廣視角與窄視角的切換所需的時間越短越佳,因此,組成物的黏度越小越佳。
向列相的溫度範圍和可使用視角調整元件及包括所述元件的能夠調整視角的顯示裝置的溫度範圍相關聯。通常,顯示裝置的可使用的溫度範圍較佳為廣,因此,向列相的溫度範圍較佳為廣。在應用於液晶顯示裝置的情況下,通常,向列相的上限溫度較佳為約70℃以上,向列相的下限溫度較佳為約-10℃以下。
組成物的比電阻和視角調整元件的電壓保持率相關聯。通常,視角調整元件的電壓保持率較佳為大,組成物的比電阻亦較佳為大。較佳為在初始階段具有大的比電阻的組成物。另外,較佳為在長時間使用後亦具有大的比電阻的組成物。
另外,由於視角調整元件的壽命變長,故組成物對於光或熱的穩定性較佳為高。
本發明的視角調整元件用液晶組成物與例如以前在可電子性地切換透明狀態與散射狀態的切換層等中使用的「高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)」不同。再者,高分子分散液晶為在聚合性化合物進行聚合而成的聚合物中分散有液晶組成物的液晶,但若非此種形態(在聚合物中分散有液晶組成物的液晶),則本發明的視角調整元件用液晶組成物亦可含有聚合性化合物、或聚合性化合物進行聚合而成的聚合物。
<視角調整元件及能夠調整視角的顯示裝置>
本發明的視角調整元件包括:視角切換層,包含含有選自化合物(1)中的至少一種液晶性化合物的液晶組成物;以及一對電極,用於對所述視角切換層施加電壓。即,本發明的視角調整元件中,視角切換層包含所述本發明的視角調整元件用液晶組成物,較佳的組成物亦與所述相同。
在本發明的視角調整元件中,就優異的視角調整功能的觀點而言,通常,在將視角調整元件用液晶組成物的波長589 nm下的光學各向異性(在25℃下測定)設為Δn、將視角切換層的厚度設為d時,Δn與d的積(Δn×d)較佳為大。具體而言,Δn與d的積較佳為700 nm以上。在某實施形態中,Δn與d的積較佳為720 nm以上。另一方面,Δn與d的積的上限值並無特別限定,通常存在如下情況:較佳為約1300 nm以下,特佳為900 nm以下。再者,要求顯示裝置的薄型化的情況多,通常,視角切換層的厚度d較佳為小。
本發明的顯示裝置為包含所述般的本發明的視角調整元件的能夠調整視角的顯示裝置。與本發明的視角調整元件組合的顯示元件並無特別限定,例如可為液晶顯示元件或有機電致發光(electroluminescence,EL)顯示元件。
本發明的液晶顯示裝置為包含本發明的視角調整元件的能夠調整視角的液晶顯示裝置。組合的液晶顯示元件亦無特別限定。液晶顯示元件中,基於液晶分子的運作模式的分類為相變(phase change,PC)、扭轉向列(twisted nematic,TN)、超扭轉向列(super twisted nematic,STN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence,ECB)、光學補償彎曲(optically compensated bend,OCB)、共面切換(in-plane switching,IPS)、垂直配向(vertical alignment,VA)、邊緣場切換(fringe field switching,FFS)、電場感應光反應配向(field-induced photo-reactive alignment,FPA)等模式。基於元件的驅動方式的分類為無源矩陣(passive matrix,PM)與有源矩陣(active matrix,AM)。PM被分類為靜態式(static)、多工式(multiplex)等,AM被分類為薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal,MIM)等。TFT的分類為非晶矽(amorphous silicon)及多晶矽(polycrystal silicon),後者根據製造步驟而被分類為高溫型與低溫型。基於光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光的透過型、以及利用自然光與背光兩者的半透過型。在本發明的液晶顯示裝置中,亦可適宜使用該些任一模式、驅動方式的液晶顯示元件。亦可適宜使用聚合物穩定配向(polymer sustained alignment,PSA)型的液晶顯示元件。再者,液晶顯示元件中所使用的液晶組成物並無特別限制,可根據所要求的特性等適宜選擇。
其次,參照附圖,對本發明的顯示裝置的較佳的一實施形態進行說明。再者,以下所示的情況是一個例子,且並不限定於此。在與本發明的視角調整元件組合的顯示元件為有機EL顯示元件的顯示裝置的情況下,無需背光。本發明的顯示裝置的特徵在於包括視角調整元件(本發明的視角調整元件),所述視角調整元件包括包含本發明的視角調整元件用液晶組成物的視角切換層,除此以外的包含顯示元件在內的構成顯示裝置的要素、或其結構並無特別限定。本發明的視角調整元件的特徵亦在於包括包含本發明的視角調整元件用液晶組成物的視角切換層,除此以外的構成視角調整元件的要素、或其結構並無特別限定。再者,構成顯示裝置或視角調整元件的要素、例如構成透明電極、透光性基板、配向膜、及偏光板等的材料亦無特別限定,亦可使用通常所使用的公知材料的任一種。
圖1中示出表示本發明的一實施形態的液晶顯示裝置的一例的構成的概略剖面圖。圖2中示出圖1所示的液晶顯示裝置的分解立體圖。圖1及圖2所示的液晶顯示裝置為在視角切換層中使用有具有正介電各向異性的液晶組成物的液晶顯示裝置的一例。
圖1、圖2所示的液晶顯示裝置1包括:視角調整元件10,用於對液晶顯示裝置1的視角特性進行切換;液晶顯示元件20;背光30;第一偏光板41,設置於背光30與視角調整元件10之間;第二偏光板42,設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間;以及第三偏光板43,設置於液晶顯示元件20上。再者,在圖1及圖2的說明中,入射至液晶顯示元件20的光透過偏光板43。
視角調整元件10包括:第一透光性基板13a,在表面具有第一透明電極12a;與第二透光性基板13b,在表面具有第二透明電極12b;以及視角切換層11,由一對透明電極12a、透明電極12b夾持,且一對透明電極12a、透明電極12b可對視角切換層11施加電壓。設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41的透過軸41a、和設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42的透過軸42a大致平行。設置於液晶顯示元件20上的第三偏光板43的透過軸43a相對於第一偏光板41的透過軸41a及第二偏光板42的透過軸42a大致垂直。
視角切換層11包含含有液晶分子11m且具有正介電各向異性的液晶組成物(本發明的視角調整元件用液晶組成物)。在透明電極12a、透明電極12b上包括用於使液晶分子11m配向的經摩擦處理的配向膜(未圖示),在本實施形態中,關於其摩擦方向,如圖2所示,對於透明電極12a的配向膜的摩擦方向Ra、與對於透明電極12b的配向膜的摩擦方向Rb大致平行且方向相反。即,視角切換層11為平行(homogeneous)配向(水平配向)液晶層,視角切換層11中所含的液晶分子11m在未施加電壓時以分子長軸11a相對於透光性基板13a、透光性基板13b及透明電極12a、透明電極12b大致平行的方式進行排列。
另外,視角切換層11中所含的液晶分子11m的分子長軸11a相對於設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41的透過軸41a、及設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42的透過軸42a大致垂直。在未對視角切換層11施加電壓時,在液晶顯示裝置1的正面方向(視角0°)50a上垂直地入射至視角切換層11的入射光、以及自具有規定角度的方向50b、方向50c入射至視角切換層11的入射光均透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而透過第三偏光板43。
若利用一對透明電極12a、透明電極12b對視角切換層11施加電壓,則根據施加電壓的大小,視角切換層11中所含的液晶分子11m以如下狀態進行排列:沿圖1、圖2的虛線的箭頭方向,分子長軸11a一邊相對於第一偏光板41的透過軸41a及第二偏光板42的透過軸42a維持大致垂直,一邊自相對於透光性基板13a、透光性基板13b及透明電極12a、透明電極12b大致平行的狀態以銳角(例如,20°、45°、70°等)傾斜。因此,透過設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41後,自並非垂直而是具有規定角度的方向50b、方向50c入射至視角切換層11的入射光產生相位延遲,從而無法透過設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42,僅自液晶顯示裝置1的正面方向50a垂直地入射至視角切換層11的入射光透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而透過第三偏光板43。
如此,藉由對視角調整元件10的視角切換層11施加電壓,可將液晶顯示裝置1的視角特性自廣視角切換為窄視角。
圖3中示出表示本發明的另一實施形態的液晶顯示裝置的一例的構成的概略剖面圖。圖4中示出圖3所示的液晶顯示裝置的分解立體圖。圖3及圖4所示的液晶顯示裝置為在視角切換層中使用有具有負介電各向異性的液晶組成物的液晶顯示裝置的一例。
圖3、圖4所示的液晶顯示裝置1包括:視角調整元件10,用於對液晶顯示裝置1的視角特性進行切換;液晶顯示元件20;背光30;第一偏光板41,設置於背光30與視角調整元件10之間;第二偏光板42,設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間;以及第三偏光板43,設置於液晶顯示元件20上。再者,在圖3及圖4的說明中,入射至液晶顯示元件20的光透過偏光板43。
視角調整元件10包括:第一透光性基板13a,在表面具有第一透明電極12a;與第二透光性基板13b,在表面具有第二透明電極12b;以及視角切換層11,由一對透明電極12a、透明電極12b夾持,且一對透明電極12a、透明電極12b可對視角切換層11施加電壓。在所述液晶顯示裝置1中,在透明電極12a、透明電極12b上,亦設置有配向膜(未圖示)。設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41的透過軸41a、和設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42的透過軸42a大致平行。設置於液晶顯示元件20上的第三偏光板43的透過軸43a相對於第一偏光板41的透過軸41a及第二偏光板42的透過軸42a大致垂直。
視角切換層11包含含有液晶分子11m'且具有負介電各向異性的液晶組成物(本發明的視角調整元件用液晶組成物)。在本實施形態中,視角切換層11為垂直配向液晶層,視角切換層11中所含的液晶分子11m'在未施加電壓時以分子長軸11a'相對於透光性基板13a、透光性基板13b及透明電極12a、透明電極12b大致垂直的方式進行排列。
在未對視角切換層11施加電壓時,在液晶顯示裝置1的正面方向(視角0°)50a上垂直地入射至視角切換層11的入射光、以及自具有規定角度的方向50b、方向50c入射至視角切換層11的入射光均透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而透過第三偏光板43。
若利用一對透明電極12a、透明電極12b對視角切換層11施加電壓,則根據施加電壓的大小,視角切換層11中所含的液晶分子11m'以如下狀態進行排列:沿圖3、圖4的虛線的箭頭方向,分子長軸11a'一邊相對於第一偏光板41的透過軸41a及第二偏光板42的透過軸42a維持大致垂直,一邊自相對於透光性基板13a、透光性基板13b及透明電極12a、透明電極12b大致垂直的狀態以銳角傾斜。因此,透過設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41後,自並非垂直而是具有規定角度的方向50b、方向50c入射至視角切換層11的入射光產生相位延遲,從而無法透過設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42,僅自液晶顯示裝置1的正面方向50a垂直地入射至視角切換層11的入射光透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而透過第三偏光板43。
如此,藉由對視角調整元件10的視角切換層11施加電壓,可將液晶顯示裝置1的視角特性自廣視角切換為窄視角。
再者,液晶顯示元件例如需要以像素單位或區段(segment)單位等顯示單位驅動液晶,且具有與顯示單位相應的電極結構,但視角調整元件的電極結構並無特別限制,例如,為了在顯示面整體進行一樣的切換,可在透光性基板13a、透光性基板13b的整個面上形成一樣的透明電極12a、透明電極12b,亦可形成為其他任意形狀、例如經圖案化的所期望的形狀。
在圖1及圖2、圖3及圖4中,例示了如下液晶顯示裝置1、即在未施加電壓時,自液晶顯示裝置1的正面方向50a、具有規定角度的方向50b、方向50c的任一方向入射至視角切換層11的入射光均透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而亦透過第三偏光板43,因此變為廣視角顯示,且在施加電壓時,僅自液晶顯示裝置1的正面方向50a入射至視角切換層11的入射光透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而亦透過第三偏光板43,因此變為窄視角顯示,但本發明的液晶顯示裝置、及本發明的視角調整元件並不限定於此。例如,亦可設為如下液晶顯示裝置1、即在未施加電壓時,僅自液晶顯示裝置1的正面方向50a入射至視角切換層11的入射光透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而亦透過第三偏光板43,因此變為窄視角顯示,且在施加電壓時,自液晶顯示裝置1的正面方向50a、具有規定角度的方向50b、方向50c的任一方向入射至視角切換層11的入射光均透過第二偏光板42,並且入射至液晶顯示元件20,進而亦透過第三偏光板43,因此變為廣視角顯示。
在圖1及圖2、圖3及圖4中,例示了如下液晶顯示裝置1、即設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41的透過軸41a、和設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42的透過軸42a大致平行,但設置於背光30與視角調整元件10之間的第一偏光板41的透過軸41a、和設置於視角調整元件10與液晶顯示元件20之間的第二偏光板42的透過軸42a例如亦可以彼此大致正交的方式配置。
另外,在圖1及圖2、圖3及圖4中,例示了依次包括背光30、第一偏光板41、視角調整元件10、第二偏光板42、液晶顯示元件20、第三偏光板43的液晶顯示裝置1,但亦可設為依次包括背光、第一偏光板、液晶顯示元件、第二偏光板、視角調整元件、第三偏光板的液晶顯示裝置,即,亦可設為在背光與視角調整元件之間設置液晶顯示元件的構成,而非在背光與液晶顯示元件之間設置視角調整元件的構成。
進而,圖1及圖2、圖3及圖4所示的液晶顯示裝置1包括一個用於對液晶顯示裝置1的視角特性進行切換的視角調整元件10,但液晶顯示裝置亦可包括兩個以上的視角調整元件。兩個以上的視角調整元件可相同,或者亦可不同。
液晶顯示裝置亦可進而在液晶顯示元件與視角調整元件之間設置用於設定視認限制方向的相位差板。藉由在液晶顯示元件與視角調整元件之間設置適當的相位差板,可改變透過視角調整元件或液晶顯示元件的直線偏光的偏光方向(偏光軸的方向),由此,可利用視角調整元件來改變視認限制方向。即,藉由使用適當的相位差板並適宜地設定其軸,可任意地設定窄視角時的視認限制方向。
在設置相位差板的情況下,相位差板可設為設置於偏光板與偏光板之間的構成。即,液晶顯示裝置例如可設為依次包括背光、第一偏光板、液晶顯示元件、第二偏光板、相位差板、第三偏光板、視角調整元件、第四偏光板的構成。
相位差板並無特別限定,例如為1/2波長板(1/2λ板)。在依次包括背光、第一偏光板、液晶顯示元件、第二偏光板、相位差板、第三偏光板、視角調整元件、第四偏光板的液晶顯示裝置的情況下,第二偏光板及第三偏光板是以第二偏光板的透過軸與1/2波長板的軸所成的角、和1/2波長板的軸與第三偏光板的透過軸所成的角相等的方式進行設置,由此,可一邊維持透過液晶顯示元件的直線偏光的強度一邊改變其偏光方向(偏光軸的方向)。相位差板亦可由並行地、即以各自的軸平行的方式配置的兩塊1/4波長板構成。
進而,亦可在第一偏光板與液晶顯示元件之間和/或第二偏光板與液晶顯示元件之間設置相位差板。可在第三偏光板與視角調整元件之間和/或第四偏光板與視角調整元件之間設置相位差板。藉由在偏光板與視角調整元件之間設置相位差板,可對因視角調整元件的視角切換層(液晶層)的雙折射而產生的橢圓偏光進行光學補償,可抑制漏光,可提高窄視角顯示中的視角特性。
另外,液晶顯示裝置亦可進而在液晶顯示元件與視角調整元件之間設置含有液晶分子的補償膜。在設置此種含液晶分子的補償膜的情況下,補償膜可設為設置於偏光板與偏光板之間的構成。即,液晶顯示裝置例如可設為依次包括背光、第一偏光板、視角調整元件、第二偏光板、含液晶分子的補償膜、第三偏光板、液晶顯示元件、第四偏光板的構成。液晶顯示裝置亦可設為依次包括背光、第一偏光板、液晶顯示元件、第二偏光板、視角調整元件、第三偏光板、含液晶分子的補償膜、第四偏光板的構成。液晶顯示裝置亦可設為依次包括背光、第一偏光板、含液晶分子的補償膜、第二偏光板、視角調整元件、第三偏光板、液晶顯示元件、第四偏光板的構成。藉由設置含液晶分子的補償膜,可抑制廣角度範圍的漏光,可達成更優異的視角調整功能。
關於含液晶分子的補償膜中所含的液晶分子,分子長軸可相對於基板大致垂直,亦可相對於基板大致平行,或者亦可相對於基板以銳角傾斜。含液晶分子的補償膜中所含的液晶分子並無特別限制,可使用公知的液晶性化合物。
液晶顯示裝置亦可包括兩個以上的含液晶分子的補償膜。兩個以上的含液晶分子的補償膜可相同,或者亦可不同。在設置兩個以上的含液晶分子的補償膜的情況下,該些的位置可無特別限制地選擇。
再者,液晶顯示裝置亦可包括所述般的相位差板與含液晶分子的補償膜此兩者。
本發明的視角調整元件、及本發明的液晶顯示裝置等顯示裝置可將本發明的視角調整元件用液晶組成物用於視角切換層中並依照公知的方法來製造。
[實施例]
藉由實施例而更詳細地對本發明進行說明。本發明不受該些實施例的限制。本發明例如亦包含將實施例1~實施例3的組成物(組成物1~組成物3)及組成物例1~組成物例23的組成物的至少兩種混合而成的混合物。所合成的化合物是利用核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)分析等方法來鑒定。化合物、組成物及元件的特性是利用下述記載的方法來測定。
NMR分析:測定時使用布魯克拜厄斯賓(Bruker BioSpin)公司製造的DRX-500。1
H-NMR的測定中,使試樣溶解於CDCl3
等氘化溶媒中,在室溫下以500 MHz、累計次數16次的條件進行測定。使用四甲基矽烷作為內部標準。19
F-NMR的測定中,使用CFCl3
作為內部標準,以累計次數24次進行。
氣相色譜分析:測定時使用島津製作所製造的GC-14B型氣相色譜儀。載體氣體為氦氣(2 mL/min)。將試樣氣化室設定為280℃,將檢測器(火焰離子化檢測器(flame ionization detector,FID))設定為300℃。成分化合物的分離時使用安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)製造的毛細管柱DB-1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm;固定液相為二甲基聚矽氧烷;無極性)。所述管柱是在200℃下保持2分鐘後,以5℃/min的比例升溫至280℃。將試樣製備為丙酮溶液(0.1質量%)後,將其1 μL注入至試樣氣化室中。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型色譜儀組件(Chromatopac)或其同等品。所獲得的氣相色譜圖示出與成分化合物對應的峰值的保持時間及峰值的面積。
用於稀釋試樣的溶媒可使用氯仿、己烷等。為了將成分化合物分離,可使用如下毛細管柱。安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)製造的HP-1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)製造的Rtx-1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、澳大利亞SGE國際公司(SGE International Pty. Ltd)製造的BP-1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)。出於防止化合物峰值的重疊的目的,可使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1-M50-025(長度50 m、內徑0.25 mm、膜厚0.25 μm)。
組成物中所含的液晶性化合物的比例可利用如下般的方法來算出。利用氣相色譜儀(FID)對液晶性化合物的混合物進行分析。氣相色譜圖中的峰值的面積比相當於液晶性化合物的比例。在使用上文記載的毛細管柱時,可將各液晶性化合物的修正係數視為1。因此,液晶性化合物的比例(質量%)可根據峰值的面積比來算出。
測定試樣:測定組成物或元件的特性時,將組成物直接用作試樣。
測定方法:利用下述方法進行特性的測定。該些方法大多是社團法人電子資訊技術產業協會(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;稱為JEITA)所審議制定的JEITA標準(JEITA·ED-2521B)中所記載的方法、或將其加以修飾而成的方法。測定中所使用的TN元件並未安裝薄膜電晶體(TFT)。
根據試樣的介電各向異性為正或負,測定方法有時不同。測定(18)~測定(21a)、測定(21b)、測定(21c)是介電各向異性為負的試樣的測定方法。
(1)向列相的上限溫度(NI;℃):在包括偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試樣,以1℃/min的速度進行加熱。測定試樣的一部分自向列相變化為各向同性液體時的溫度。有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
(2)向列相的下限溫度(TC
;℃):將具有向列相的試樣放入玻璃瓶,並在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保管10天後,觀察液晶相。例如,當試樣在-20℃下保持向列相、且在-30℃下變化為結晶或層列相時,記載為TC
<-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
(3)黏度(體積黏度;η;在20℃下測定;mPa·s):測定時使用東京計器股份有限公司製造的E型旋轉黏度計。
(4)黏度(旋轉黏度;γ1;在25℃下測定;mPa·s):測定是依照M.今井(M. Imai)等人的《分子晶體與液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》(Vol. 259,37(1995))中所記載的方法。在扭轉角為0°、而且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm的TN元件中放入試樣。對所述元件在16 V~19.5 V的範圍內以0.5 V為單位階段性地施加電壓。不施加電壓0.2秒後,以施加僅1個矩形波(矩形脈衝;0.2秒)與不進行施加(2秒)的條件反復施加。對藉由所述施加而產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)及峰值時間(peak time)進行測定。由該些測定值與M.今井(M. Imai)等人的論文中的第40頁記載的計算式(10)來獲得旋轉黏度的值。所述計算中所需的介電各向異性的值是使用測定了所述旋轉黏度的元件並利用以下記載的方法來求出。
(5)光學各向異性(折射率各向異性;Δn;在25℃下測定):使用波長589 nm的光,利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計進行測定。朝一個方向摩擦主棱鏡的表面後,將試樣滴加至主棱鏡上。在偏光的方向與摩擦的方向平行時測定折射率n∥。在偏光的方向與摩擦的方向垂直時測定折射率n⊥。光學各向異性的值是根據Δn=n∥-n⊥的式子來計算。
(6)介電各向異性(Δε;在25℃下測定):在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為9 μm、而且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對所述元件施加正弦波(10 V、1 kHz),2秒後測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。對所述元件施加正弦波(0.5 V、1 kHz),2秒後測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε⊥)。介電各向異性的值是根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算。
(7)閾值電壓(Vth;在25℃下測定;V):測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為0.45/Δn(μm)、且扭轉角為80度的正常顯白模式(normally white mode)的TN元件中放入試樣。對所述元件施加的電壓(32 Hz、矩形波)是以0.02 V為階差,自0 V階段性地增加至10 V。此時,自垂直方向對元件照射光,測定透過元件的光量。製成所述光量達到最大時透過率為100%、且所述光量為最小時透過率為0%的電壓-透過率曲線。閾值電壓是由透過率達到90%時的電壓表示。
(8)電壓保持率(VHR-9;在25℃下測定;%):測定中所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜,而且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。放入試樣後,利用藉由紫外線而硬化的黏接劑使所述元件密閉。對所述TN元件施加脈衝電壓(1 V、60微秒)來充電。利用高速電壓計在166.7毫秒的期間內測定衰減的電壓,求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為電壓未衰減時的面積。電壓保持率是由面積A相對於面積B的百分率來表示。
(9)電壓保持率(VHR-10;在60℃下測定;%):除了代替25℃而在60℃下進行測定以外,以與所述相同的順序來測定電壓保持率。將所獲得的值以VHR-10來表示。
(10)電壓保持率(VHR-11;在60℃下測定;%):照射紫外線後,測定電壓保持率,評價對於紫外線的穩定性。測定中所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜,而且單元間隙為5 μm。在所述元件中注入試樣,照射5 mW/cm2
的紫外線167分鐘。光源為艾古非(EYEGRAPHICS)股份有限公司製造的黑燈(black light)、F40T10/BL(峰值波長369 nm),元件與光源的間隔為5 mm。VHR-11的測定中,在166.7毫秒的期間內測定所衰減的電壓。具有大的VHR-11的組成物對於紫外線具有大的穩定性。
(11)電壓保持率(VHR-12;在60℃下測定;%):將注入有試樣的TN元件在120℃的恒溫槽內加熱20小時後,測定電壓保持率,評價對於熱的穩定性。VHR-12的測定中,在166.7毫秒的期間內測定所衰減的電壓。具有大的VHR-12的組成物對於熱具有大的穩定性。
(12)電壓保持率(VHR-13;在60℃下測定;%):將注入有試樣的TN元件在100℃的恒溫槽內加熱3周後,測定電壓保持率,評價對於熱的穩定性。VHR-13的測定中,在166.7毫秒的期間內測定所衰減的電壓。具有大的VHR-13的組成物對於熱具有大的穩定性。
(13a)響應時間(τa;在25℃下測定;ms):測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。將低通濾波器(Low-pass filter)設定為5 kHz。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為3.4 μm、且扭轉角為80度的正常顯白模式(normally white mode)的TN元件中放入試樣。對所述元件施加矩形波(60 Hz、5 V、0.5秒)。此時,自垂直方向對元件照射光,測定透過元件的光量。在所述光量達到最大時視為透過率為100%,在所述光量為最小時視為透過率為0%。上升時間(τr:rise time;毫秒)為透過率自90%變化為10%所需的時間。下降時間(τf:fall time;毫秒)為透過率自10%變化為90%所需的時間。響應時間由以所述方式求出的上升時間與下降時間的和來表示。
(13b)響應時間(τb;在-20℃下測定;ms):除了代替25℃而在-20℃的溫度下進行測定以外,以與所述相同的順序來獲得響應時間(τb)。
(13c)響應時間(τc;在-30℃下測定;ms):除了代替25℃而在-30℃的溫度下進行測定以外,以與所述相同的順序來獲得響應時間(τc)。
(14)彈性常數(K;在25℃下測定;pN):測定時使用橫河·惠普(Yokogawa·Hewlett-Packard)股份有限公司製造的HP4284A型LCR計。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為20 μm的水平配向元件中放入試樣。對所述元件施加0伏特~20伏特的電荷,測定靜電電容及施加電壓。使用《液晶器件手冊》(日刊工業報社)第75頁中的式(2.98)、式(2.101)對所測定的靜電電容(C)及施加電壓(V)的值進行擬合,由式(2.99)獲得K11及K33的值。其次,將以前求出的K11及K33的值用於《液晶器件手冊》第171頁中的式(3.18)中來算出K22。彈性常數由以所述方式求出的K11、K22、及K33的平均值來表示。
(15)比電阻(ρ;在25℃下測定;Ωcm):在包括電極的容器中注入試樣1.0 mL。對所述容器施加直流電壓(10 V),測定10秒後的直流電流。比電阻是由下式算出。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
(16)螺旋間距(P;在室溫下測定;μm):螺旋間距是利用楔形法來測定。參照《液晶便覽》,第196頁(2000年發行,丸善)。將試樣注入至楔形單元中,在室溫下靜置2小時後,利用偏光顯微鏡(尼康(Nikon)(股),商品名MM40/60系列)觀察向錯線(disclination line)的間隔(d2-d1)。螺旋間距(P)是由將楔形單元的角度表示為θ的下式來算出。P=2×(d2-d1)×tanθ。
(17)透過率(T;在25℃下測定;%):測定時使用大塚(OTSUKA)股份有限公司製造的LCD-5200亮度計。在測定亮度之前,首先打開光源,預熱30分鐘。在光學測定模組的偏光器與檢偏器之間安裝注入有組成物的元件。在施加電壓的狀態下,以成為最小光量的方式調整元件配向方向與偏光器及檢偏器的適當角度,使元件配向方向與偏光器及檢偏器的角度固定。使用內置的波形產生器,以0.2 V(峰值到峰值(peak to peak))為階差,自0 V增加至12 V(峰值到峰值),重複進行對元件的電壓施加。使用LCD-5200亮度計,測定各電壓下的透過元件的光量。使用所述獲得的亮度值,由下式算出各施加電壓下的透過率,將施加電壓0 V下的透過率設為100%並加以標準化。
(視角X°下的相對透過率)={(視角X°下的光量)/(正面(視角0°)下的光量)}×100。
以下,為介電各向異性為負的試樣的測定方法。
(18)黏度(旋轉黏度;γ1;在25℃下測定;mPa·s):測定時使用東陽特克尼卡(Toyo Technica)股份有限公司的旋轉黏性率測定系統LCM-2型。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為10 μm的VA元件中注入試樣。對所述元件施加矩形波(55 V、1 ms)。對藉由所述施加而產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)及峰值時間(peak time)進行測定。使用該些測定值及介電各向異性來獲得旋轉黏度的值。介電各向異性是利用測定(6)中所記載的方法來測定。
(19)介電各向異性(Δε;在25℃下測定):介電各向異性的值是由Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算。介電常數(ε∥及ε⊥)是以如下方式測定。
1)介電常數(ε∥)的測定:在經充分清洗的玻璃基板上塗佈十八烷基三乙氧基矽烷(0.16 mL)的乙醇(20 mL)溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉後,在150℃下加熱1小時。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm的VA元件中放入試樣,利用藉由紫外線而硬化的黏接劑使所述元件密閉。對所述元件施加正弦波(0.5 V、1 kHz),2秒後測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。
2)介電常數(ε⊥)的測定:在經充分清洗的玻璃基板上塗佈聚醯亞胺溶液。將所述玻璃基板鍛燒後,對所獲得的配向膜進行摩擦處理。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為9 μm、且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對所述元件施加正弦波(0.5 V、1 kHz),2秒後測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε⊥)。
(20)閾值電壓(Vth;在25℃下測定;V):測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm、且摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的VA元件中放入試樣,使用藉由紫外線而硬化的黏接劑使所述元件密閉。對所述元件施加的電壓(60 Hz、矩形波)是以0.02 V為階差,自0 V階段性地增加至20 V。此時,自垂直方向對元件照射光,測定透過元件的光量。製成所述光量達到最大時透過率為100%、且所述光量為最小時透過率為0%的電壓-透過率曲線。閾值電壓是由透過率達到10%時的電壓表示。
(21a)響應時間(τ;在25℃下測定;ms):測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。將低通濾波器(Low-pass filter)設定為5 kHz。
1)不含聚合性化合物的組成物:在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm、且摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的VA元件中放入試樣。使用藉由紫外線而硬化的黏接劑使所述元件密閉。對所述元件施加矩形波(60 Hz、10 V、0.5秒)。此時,自垂直方向對元件照射光,測定透過元件的光量。在所述光量達到最大時視為透過率為100%,在所述光量為最小時視為透過率為0%。響應時間是由透過率自90%變化為10%所需的時間(下降時間;fall time;毫秒)來表示。
(21b)響應時間(τb;在-20℃下測定;ms):除了代替25℃而在-20℃的溫度下進行測定以外,以與所述相同的順序來獲得響應時間(τb)。
(21c)響應時間(τc;在-30℃下測定;ms):除了代替25℃而在-30℃的溫度下進行測定以外,以與所述相同的順序來獲得響應時間(τc)。
以下示出組成物的實施例。成分化合物是基於下述表3的定義由記號來表示。表3中,與1,4-伸環己基相關的立體構型為反式構型。位於經記號化的化合物後的括弧內的編號表示化合物所屬的化學式。(-)的記號是指其他液晶性化合物。以後所記載的成分化合物的比例(百分率)是基於液晶組成物的質量的質量百分率(質量%)。最後,歸納組成物的特性值。
[組成物1]
3-HH-V (1-1) 28%
1-BB-3 (1-3) 7%
2-BB(F)B-5 (1-8) 5%
3-BB(F)B-5 (1-8) 5%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 8%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 8%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-15) 13%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 9%
2-HBB(F)-F (2) 4%
3-HBB(F)-F (2) 5%
5-HBB(F)-F (2) 8%
NI=89.9℃;Tc<-30℃;Δn=0.151;Δε=4.8;Vth=2.17 V;γ1=83.0 mPa·s。
[組成物2]
7-HB-1 (1-2) 4%
3-HB-O2 (1-2) 10%
1-BB-3 (1-3) 10%
2-BB(F)B-3 (1-8) 5%
2-BB(F)B-5 (1-8) 7%
3-BB(F)B-5 (1-8) 7%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 12%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 11%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 8%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 13%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 13%
NI=103.4℃;Tc<-40℃;η=42.4 mPa·s;Δn=0.201;Δε=6.1;Vth=2.46 V;γ1=234.0 mPa·s。
[組成物3]
3-HH-V (1-1) 27%
2-BB(F)B-3 (1-8) 9%
2-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(F)B-5 (1-8) 10%
1-BB(F)B-2V (1-8) 5%
2-BB(F)B-2V (1-8) 7%
3-BB(F)B-2V (1-8) 6%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 5%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 5%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 15%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 3%
NI=101.8℃;Tc<-30℃;η=20.4 mPa·s;Δn=0.181;Δε=3.7。
[實施例1~實施例3]
在形成有ITO(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)電極(厚度:約60 nm)的玻璃基板上形成聚醯亞胺配向膜,在所述基板間,注入所述組成物1~組成物3並製成視角切換層,由此製作視角調整元件。測定對視角切換層施加電壓時的、視角0°(正面)及視角45°下的透過率。將結果歸納於表4中。再者,表中,d為視角切換層的厚度,Δn為組成物的光學各向異性。
| 表4. 透過率 | ||||||
| 實施例 | 液晶組成物 | d (μm) | Δn×d (nm) | 施加電壓 (Vpp) | 透過率 | |
| 視角0° | 視角45° | |||||
| 1 | 組成物1 | 4.85 | 732 | 0 | 100.0% | 100.0% |
| 6.6 | 100.0% | 7.0% | ||||
| 5 | 755 | 0 | 100.0% | 100.0% | ||
| 6.6 | 100.0% | 6.4% | ||||
| 2 | 組成物2 | 3.7 | 745 | 0 | 100.0% | 100.0% |
| 7.0 | 100.0% | 7.8% | ||||
| 3.8 | 764 | 0 | 100.0% | 100.0% | ||
| 7.0 | 100.0% | 7.0% | ||||
| 3.9 | 784 | 0 | 100.0% | 100.0% | ||
| 7.2 | 100.0% | 6.5% | ||||
| 3 | 組成物3 | 3.8 | 688 | 0 | 100.0% | 100.0% |
| 7.8 | 100.0% | 11.5% | ||||
| 4.2 | 760 | 0 | 100.0% | 100.0% | ||
| 8.0 | 100.0% | 7.1% | ||||
| 4.35 | 787 | 0 | 100.0% | 100.0% | ||
| 8.2 | 100.0% | 5.6% |
如表4的結果所示般,在正面(視角0°)中,未施加電壓時與施加電壓時,透過率並無變化,另一方面,在視角45°方向中,施加電壓時,透過率大幅減少。得知,藉由將本發明的液晶組成物用於視角調整元件的視角切換層中,可實現在對視角切換層未施加電壓時為廣視野、且在施加電壓時為窄視野的顯示裝置。
以下示出本發明的組成物例。組成物例1~組成物例24的液晶組成物均可用於視角調整元件的視角切換層中。
[組成物例1]
3-HH-V (1-1) 21.5%
1-BB-3 (1-3) 5.5%
2-BB(F)B-3 (1-8) 9%
2-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(F)B-5 (1-8) 10%
1-BB(F)B-2V (1-8) 5%
2-BB(F)B-2V (1-8) 7%
3-BB(F)B-2V (1-8) 6%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 5%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 5%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 15%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 3%
NI=98.3℃;Tc<-40℃;η=19.6 mPa·s;Δn=0.190;Δε=3.8。
[組成物例2]
3-HB-O2 (1-2) 15%
1-BB-3 (1-3) 13%
1-BB(F)B-2V (1-8) 5%
2-BB(F)B-2V (1-8) 5%
3-BB(F)B-2V (1-8) 5%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 6%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 6%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 10%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-15) 12%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 6%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 13%
NI=88.1℃;Tc<-20℃;Δn=0.203;Δε=8.7。
[組成物例3]
3-HB-O2 (1-2) 17%
1-BB-2 (1-3) 11%
3-BB(F)B-5 (1-8) 4%
1-BB(F)B-2V (1-8) 5%
2-BB(F)B-2V (1-8) 5%
3-BB(F)B-2V (1-8) 6%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 7%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 7%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-15) 12%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 4%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 6%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 13%
3-HBB(F)-F (2) 3%
NI=95.0℃;Tc<-30℃;Δn=0.199;Δε=9.0。
[組成物例4]
3-HH-V (1-1) 6%
3-HB-O2 (1-2) 8%
1-BB-3 (1-3) 5%
2-BB(F)B-3 (1-8) 5%
2-BB(F)B-5 (1-8) 3%
3-BB(F)B-5 (1-8) 4%
1-BB(F)B-2V (1-8) 4%
2-BB(F)B-2V (1-8) 5%
3-BB(F)B-2V (1-8) 5%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 6%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 6%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 8%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 18%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 4%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 13%
NI=93.8℃;Tc<-30℃;Δn=0.199;Δε=9.3;Vth=1.92 V;γ1=179.0 mPa·s。
[組成物例5]
3-HB-O2 (1-2) 12%
5-HB-O2 (1-2) 12%
2-HHB-1 (1-5) 3%
3-HHB-1 (1-5) 6%
3-HHB-O1 (1-5) 4%
2-BB(F)B-3 (1-8) 6%
2-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 5%
3-HBB(F,F)XB(F,F)-F (2-24) 7%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 4%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 12%
3-HHB-F (2) 5%
3-HBB-F (2) 5%
NI=104.5℃;Tc<-30℃;η=39.7 mPa·s;Δn=0.167;Δε=6.4;Vth=2.27 V。
[組成物例6]
2-HH-3 (1-1) 12%
3-HB-O2 (1-2) 7%
3-HHB-1 (1-5) 7%
3-HHB-O1 (1-5) 4%
3-HBB-2 (1-6) 5%
2-BB(F)B-3 (1-8) 8%
2-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 7%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 12%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 6%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 13%
NI=90.7℃;Tc<-20℃;η=34.0 mPa·s;Δn=0.170;Δε=8.6;Vth=1.88 V。
[組成物例7]
3-HH-V (1-1) 6%
3-HB-O2 (1-2) 8%
1-BB-3 (1-3) 5%
2-BB(F)B-3 (1-8) 5%
1-BB(F)B-2V (1-8) 4%
2-BB(F)B-2V (1-8) 5%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 6%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 6%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 8%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-15) 5%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 18%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 2%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 6%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 16%
NI=86.8℃;Tc<-30℃;Δn=0.192;Δε=14.0;Vth=1.54 V;γ1=185.0 mPa·s。
[組成物例8]
1-BB-3 (1-3) 11%
V-HHB-1 (1-5) 13%
2-BB(F)B-3 (1-8) 4%
1-BB(F)B-2V (1-8) 2%
2-BB(F)B-2V (1-8) 5%
3-BB(F)B-2V (1-8) 5%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 8%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 7%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 8%
3-HHXB(F,F)-F (2-4) 2%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 18%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 17%
NI=105.9℃;Tc<-30℃;Δn=0.199;Δε=9.9;Vth=2.08 V;γ1=210.0 mPa·s。
[組成物例9]
3-HH-V (1-1) 18%
V-HHB-1 (1-5) 1%
1-BB(F)B-2V (1-8) 3%
2-BB(F)B-2V (1-8) 6%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 7%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 3%
3-HBB(F,F)-F (2-8) 16%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 21%
3-HHBB(F,F)-F (2-19) 3%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 11%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 8%
NI=91.3℃;Tc<-40℃;η=31.7 mPa·s;Δn=0.160;Δε=13.9;Vth=1.41 V;γ1=123.0 mPa·s。
[組成物例10]
3-HH-V (1-1) 31%
1-BB-3 (1-3) 4.5%
V-HHB-1 (1-5) 12%
V-HBB-2 (1-6) 4%
2-BB(F)B-3 (1-8) 3%
2-BB(F)B-5 (1-8) 2%
1-BB(F)B-2V (1-8) 7%
2-BB(F)B-2V (1-8) 10%
3-BB(F)B-2V (1-8) 4%
3-BB(F)B(F,F)-CF3 (2-16) 4%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 7.5%
4-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-27) 2%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 6%
NI=85.1℃;Tc<-20℃;η=19.4 mPa·s;Δn=0.150;Δε=5.1;Vth=2.13 V;γ1=56.0 mPa·s。
[組成物例11]
3-HH-V (1-1) 18%
V-HBB-2 (1-6) 1%
1-BB(F)B-2V (1-8) 3%
2-BB(F)B-2V (1-8) 6%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 7%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 3%
3-HBB(F,F)-F (2-8) 16%
3-GB(F,F)XB(F,F)-F (2-14) 2%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 19%
3-HHBB(F,F)-F (2-19) 3%
3-HBBXB(F,F)-F (2-23) 2%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 3%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 9%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 8%
NI=92.4℃;Tc<-20℃;η=31.2 mPa·s;Δn=0.159;Δε=13.7;Vth=1.51 V。
[組成物例12]
3-HH-V (1-1) 21.5%
1-BB-3 (1-3) 5.5%
2-BB(F)B-3 (1-8) 9%
2-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(F)B-5 (1-8) 10%
1-BB(F)B-2V (1-8) 3%
2-BB(F)B-2V (1-8) 7%
3-BB(F)B-2V (1-8) 6%
1-B2BB-2V (1-9) 2%
2-HB(F)BH-3 (1-12) 2%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 3%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 5%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 15%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 3%
NI=97.8℃;Tc<-40℃;η=19.0 mPa·s;Δn=0.188;Δε=3.8。
[組成物例13]
3-HH-V (1-1) 48%
3-HH-V1 (1-1) 10%
V-HHB-1 (1-5) 8%
1-BB(F)B-2V (1-8) 8%
2-BB(F)B-2V (1-8) 9%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-15) 12%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 5%
NI=70.5℃;Tc<-20℃;η=9.2 mPa·s;Δn=0.111;Δε=2.5;Vth=2.48 V;γ1=35.0 mPa·s。
[組成物例14]
3-HH-V (1-1) 46%
3-HH-V1 (1-1) 5%
3-HHB-1 (1-5) 5%
1-BB(F)B-2V (1-8) 5%
2-BB(F)B-2V (1-8) 6%
3-BB(F)B-2V (1-8) 4%
3-HHB(F,F)-F (2-2) 9%
3-BB(F)B(F,F)-F (2-15) 9%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 2%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 5%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F (2-29) 4%
NI=75.8℃;Tc<-30℃;Δn=0.115;Δε=4.2;Vth=2.02 V;γ1=40.2 mPa·s。
[組成物例15]
1-BB-3 (1-3) 4%
1-BB-5 (1-3) 7%
3-HBB-2 (1-6) 8%
5-B(F)BB-2 (1-7) 14%
5-B(F)BB-3 (1-7) 14%
3-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 12%
5-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 12%
3-HDhB(2F,3F)-O2 (3-13) 9%
3-dhBB(2F,3F)-O2 (3-16) 20%
NI=90.3℃;Tc<-20℃;η=47.7 mPa·s;Δn=0.193;Δε=-3.1。
[組成物例16]
1-BB-3 (1-3) 4%
3-HBB-2 (1-6) 8%
V-HBB-2 (1-6) 9%
5-B(F)BB-2 (1-7) 9%
5-B(F)BB-3 (1-7) 9%
3-HB(2F,3F)-O2 (3-1) 8%
2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 6%
3-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 10%
5-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 9%
3-HHB(2F,3F)-O2 (3-8) 7%
2-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 8%
3-dhBB(2F,3F)-O2 (3-16) 10%
NI=90.7℃;Tc<-20℃;η=40.0 mPa·s;Δn=0.181;Δε=-3.5。
[組成物例17]
3-HH-V (1-1) 9%
1-BB-3 (1-3) 4%
1-BB-5 (1-3) 12%
3-HBB-2 (1-6) 6%
5-B(F)BB-2 (1-7) 11%
5-B(F)BB-3 (1-7) 11%
3-H1OB(2F,3F)-O2 (3-3) 7%
3-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 13%
2-HH1OB(2F,3F)-O2 (3-10) 13%
3-HH1OB(2F,3F)-O2 (3-10) 14%
NI=75.0℃;Tc<-20℃;η=21.1 mPa·s;Δn=0.150;Δε=-3.3;γ1=153.0 mPa·s。
[組成物例18]
3-HBB-2 (1-6) 9%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 13%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 7%
3-HHXB(F,F)-F (2-4) 1%
2-BB-C (2-37) 15%
5-BB-C (2-37) 15%
2-BEB-C (2-38) 10%
2-BEB(F)-C (2-38) 5%
2-HHB(F)-C (2-39) 10%
3-HHB(F)-C (2-39) 15%
NI=114.2℃;Tc<-20℃;η=54.0 mPa·s;Δn=0.202;Δε=16.1;Vth=1.52 V。
[組成物例19]
1-BB(F)B-2V (1-8) 2%
2-BB(F)B-2V (1-8) 2%
3-BB(F)B-2V (1-8) 2%
3-HB-C (2-36) 4%
1V2-BEB(F,F)-C (2-38) 19%
2-HHB-C (2-39) 5%
3-HHB-C (2-39) 5%
2-HHB(F)-C (2-39) 2%
1-BTB-3 (11-1) 4%
2-BTB-1 (11-1) 8%
2-BTB-O1 (11-1) 11%
3-H2BTB-2 (11-2) 4%
3-H2BTB-3 (11-2) 4%
3-H2BTB-4 (11-2) 4%
3-HB(F)TB-2 (11-3) 8%
3-HB(F)TB-3 (11-3) 8%
3-HB(F)TB-4 (11-3) 8%
NI=102.5℃;η=32.2 mPa·s;Δn=0.226;Δε=15.0;Vth=1.63 V。
[組成物例20]
2-PyBH-3 (1-14) 7%
2-BEB-C (2-38) 12%
3-BEB-C (2-38) 4%
3-PyBB-F (2) 9%
4-PyBB-F (2) 9%
5-PyBB-F (2) 9%
3-PyB(F)-F (2) 15%
4-BTB-O2 (11-1) 10%
5-BTB-O1 (11-1) 10%
3-HB(F)TB-2 (11-3) 8%
3-HB(F)TB-3 (11-3) 7%
NI=89.3℃;Tc<-20℃;η=37.8 mPa·s;Δn=0.230;Δε=12.6;Vth=1.50 V。
[組成物例21]
3-HH-V (1-1) 17%
3-HBB-2 (1-6) 6%
V-HBB-2 (1-6) 6%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 5%
2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 10%
3-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 8%
V2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 8%
3-HDhB(2F,3F)-O2 (3-13) 4%
2-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 5%
5-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 4%
3-dhBB(2F,3F)-O2 (3-16) 8%
3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 (3-18) 8%
NI=84.7℃;Tc<-30℃;Δn=0.151;Δε=-4.1;γ1=141.0 mPa·s。
[組成物例22]
3-HH-V (1-1) 10%
1-BB-3 (1-3) 4%
3-HBB-2 (1-6) 5%
V-HBB-2 (1-6) 10%
5-B(F)BB-2 (1-7) 10%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 5%
3-HB(2F,3F)-O2 (3-1) 2.5%
2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 8%
3-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 6%
V2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 8%
2-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 5%
3-dhBB(2F,3F)-O2 (3-16) 8%
3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 (3-18) 7.5%
NI=86.6℃;Tc<-30℃;Δn=0.171;Δε=-3.2;γ1=150.0 mPa·s。
[組成物例23]
3-HH-V (1-1) 10%
1-BB-3 (1-3) 4%
3-HBB-2 (1-6) 5%
V-HBB-2 (1-6) 10%
5-B(F)BB-2 (1-7) 10%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 5%
3-HB(2F,3F)-O2 (3-1) 2.5%
2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 8%
3-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 6%
V2-BB(2F,3F)-O2 (3-6) 8%
2-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 3%
3-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 8%
4-HBB(2F,3F)-O2 (3-14) 5%
3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 (3-18) 7.5%
2-BB(2F,3F)B-3 (3-19) 4%
2O-DBTF2-O4 (3-34) 4%
NI=82.3℃;Tc<-20℃;Δn=0.175;Δε=-3.3;γ1=145.2 mPa·s。
[組成物例24]
3-HH-V (1-1) 16.5%
1-BB-3 (1-3) 5.5%
2-BB(F)B-3 (1-8) 9%
2-BB(F)B-5 (1-8) 8%
3-BB(F)B-5 (1-8) 10%
1-BB(F)B-2V (1-8) 5%
2-BB(F)B-2V (1-8) 7%
3-BB(F)B-2V (1-8) 6%
5-HBB(F)B-2 (1-13) 5%
5-HBB(F)B-3 (1-13) 5%
3-BB(2F,5F)B-3 (1) 5%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F (2-18) 15%
3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F (2-30) 3%
NI=100.9℃;Tc<-20℃;η=23.9 mPa·s;Δn=0.201;Δε=3.9。
[產業上的可利用性]
本發明的液晶組成物可用於視角調整元件的視角切換層中。使用有所述組成物的視角調整元件及顯示裝置具有優異的視角調整功能、且可良好地對廣視角與窄視角進行切換。
1:液晶顯示裝置
10:視角調整元件
11:視角切換層
11m、11m':液晶分子
11a、11a':分子長軸
12a:第一透明電極
12b:第二透明電極
13a:第一透光性基板
13b:第二透光性基板
20:液晶顯示元件
30:背光
41:第一偏光板
41a:第一偏光板的透過軸
42:第二偏光板
42a:第二偏光板的透過軸
43:第三偏光板
43a:第三偏光板的透過軸
50a:液晶顯示裝置的正面方向
50b、50c:具有規定角度的方向
Ra、Rb:摩擦方向
圖1是表示本發明的一實施形態的液晶顯示裝置的一例的構成的概略剖面圖。
圖2是圖1所示的液晶顯示裝置的分解立體圖。
圖3是表示本發明的另一實施形態的液晶顯示裝置的一例的構成的概略剖面圖。
圖4是圖3所示的液晶顯示裝置的分解立體圖。
1:液晶顯示裝置
10:視角調整元件
11:視角切換層
11m:液晶分子
11a:分子長軸
12a:第一透明電極
12b:第二透明電極
13a:第一透光性基板
13b:第二透光性基板
20:液晶顯示元件
30:背光
41:第一偏光板
41a:第一偏光板的透過軸
42:第二偏光板
42a:第二偏光板的透過軸
43:第三偏光板
43a:第三偏光板的透過軸
50a:液晶顯示裝置的正面方向
50b、50c:具有規定角度的方向
Claims (9)
- 一種視角調整元件用液晶組成物,具有正介電各向異性,含有選自由式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A;以及選自由式(2)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分B,其中基於所述液晶組成物的質量,由式(1-3)所表示的化合物、由式(1-6)所表示的化合物、由式(1-7)所表示的化合物、由式(1-8)所表示的化合物、由式(1-9)所表示的化合物、由式(1-12)所表示的化合物及由式(1-13)所表示的化合物的比例的合計為20質量%以上,所述成分B的比例為5質量%~80質量%的範圍,
式(1)、式(1-3)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-9)、式(1-12)及式(1-13)中,R1a及R1b為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基;環A1及環B1為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2- 氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基;Z1為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a1為1、2或3;式(2)中,R2為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或碳數2~12的烯基;環A2為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基;Z2為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基、或二氟亞甲基氧基;X2a及X2b為氫或氟;Y2為氟、氯、氰基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷氧基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基氧基;a2為1、2、3或4。 - 如請求項1所述的視角調整元件用液晶組成物,其中所述成分A的比例為20質量%~90質量%的範圍。
- 如請求項1所述的視角調整元件用液晶組成物,含有選自由式(3)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分C,
式(3)中,R3a及R3b為氫、碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或碳數2~12的烯基氧基;環A3及環C3為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少 一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基;環B3為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基、4,6-二氟二苯並呋喃-3,7-二基、4,6-二氟二苯並噻吩-3,7-二基、或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基;Z3a及Z3b為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a3為0、1、2或3,b3為0或1;而且a3與b3的和為3以下。 - 如請求項4所述的視角調整元件用液晶組成物,其中基於液晶組成物的質量,所述成分C的比例為5質量%~70質量%的範圍。
- 一種視角調整元件,包括:視角切換層;以及一對電極,用於對所述視角切換層施加電壓,所述視角切換層包含視角調整元件用液晶組成物,所述視角調整元件用液晶組成物具有正介電各向異性,含有選自由式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A,以及選自由式(2)所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分B,其中基於所述液晶組成物的質量,由式(1-3)所表示的化合物、由式(1-6)所表示的化合物、由式(1-7)所表示的化合物、由式(1-8)所表示的化合物、由式(1-9)所表示的化合物、由式(1-12)所表示的化合物及由式(1-13)所表示的化合物的比例的合計為20質量%以上,所述成分B的比例為5質量%~80質量%的範圍,
式(1)、式(1-3)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-9)、式(1-12)及式(1-13)中,R1a及R1b為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基;環A1及環B1為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基;Z1為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲基氧基、或羰氧基;a1為1、2或3;式(2)中,R2為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或碳數2~12的烯基;環A2為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或四氫吡喃-2,5-二基;Z2為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基、或二氟亞甲基氧基;X2a及X2b為氫或氟;Y2為氟、氯、氰基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1~12的烷氧基、或至少一個氫經氟或氯取代的碳數2~12的烯基氧基;a2為1、2、3或4。 - 一種能夠調整視角的顯示裝置,包括如請求項7所述的視角調整元件。
- 一種能夠調整視角的液晶顯示裝置,包括如請求項7所述的視角調整元件。
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|---|---|---|---|---|
| JP2010528129A (ja) * | 2007-05-25 | 2010-08-19 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 液晶媒体 |
| CN108707464A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-26 | 晶美晟光电材料(南京)有限公司 | 一种具有高光学各项异性的液晶组合物及其应用 |
-
2020
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