手性向列型液晶组合物、其制备方法、以及液晶显示元件技术

本发明专利技术提供了即使周围温度变化而选择反射波长也几乎不偏移的、呈现规定的选择反射波长而且能够简单地调整介电常数各向异性的手性向列型液晶组合物及其制备方法、液晶显示元件、以及层叠型液晶显示元件。本发明专利技术涉及手性向列型液晶组合物的制备方法、利用该方法制成的液晶组合物、采用该液晶组合物的液晶显示元件、以及采用该液晶显示元件的层叠型液晶显示元件；所述的手性向列型液晶组合物的制备方法，在将向列型液晶材料、因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为长波长方向的第１手性材料、及因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为短波长方向的第２手性材料进行混合时，通过改变作为第１及第２手性材料中至少一种手性材料所用的２种以上手性化合物的比例和／或作为向列型液晶材料所用的２种以上的向列型液晶混合的比例，能够调整介电常数各向异性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及至少由向列型液晶材料及手性材料组成的手性向列型液晶组合物的制备方法、手性向列型液晶组合物、液晶显示元件、以及层叠型液晶显示元件。
技术介绍
液晶显示元件基本上由具有透明电极的一对基片及夹在该基片之间的液晶层构成。通过对该液晶层加上驱动电压，控制液晶分子的排列，对入射至元件的外部光进行调制，进行所需图像的显示等。作为液晶显示方式，提出了各种方法。例如近年来，通过对向列型液晶材料适量添加手性材料进行调整，使得它在室温下呈胆甾醇相，而且在可见光区域表现出选择反射性，采用由此得到的手性向列型液晶组合物，研究了各种液晶显示元件。这样的液晶显示元件正是利用手性向列型液晶组合物有选择反射特定波长的光这一点，已知可作为以低功耗为特征的反射型液晶显示元件。即该反射型显示元件是通过加上高低的脉冲电压，将液晶切换为平面状态(显色状态)及聚集圆锥状态(透明状态)，进行显示。在加上脉冲电压并停止加上该电压后，也能够保持各状态(将这样能够保持平面及聚焦圆锥各状态的特性称为“记忆(memory)性”)。但是，仅仅调整手性向列型液晶组合物，使得它在室温下显示胆甾醇相、并在可见光区域表现出选择反射性，会产生如下所示的实用上的各种问题。为了实现液晶显示元件的全彩色化，进行了将利用加色混合法的层叠型液晶显示元件加以实用的尝试。层叠型液晶显示元件一般是将设定为选择反射规定波长的光的红色显示用液晶显示元件、绿色显示用液晶显示元件及蓝色显示用液晶显示元件层叠而成的。但是，由于随着周围环境、特别是周围温度的变化，各液晶显示元件设定的选择反射波长将产生偏移，因此产生对规定波长的光不选择反射、不能显示所希望的颜色的问题。另外，从降低层叠型液晶显示元件制造成本的观点考虑，要使各液晶显示元件的驱动电源公用，为此必须使各液晶显示元件的驱动特性(响应性)、特别是阈值电压要相近。再有，为了使驱动特性近似，必须使各液晶显示元件的整个液晶组合物的介电常数各向异性相近。已经知道，若改变手性材料的添加量，则整个液晶组合物的介电常数各自异性也改变。但是，若想单纯仅仅通过手性材料的添加量来将介电常数各向异性调整为规定值，则在另一方面产生设定的液晶组合物的选择反射波长大大偏离规定值的问题。这样，在以往技术中，不既能确保规定的选择反射波长，又有效调整各向异性介电常数。另外，在连续生产液晶显示元件时，一般存在构成手性向列型液晶组合物的材料、例如向列型液晶材料及手性材料等因批量不同而产生的组成差异，以及单元间隔等制造条件的差异。那样的液晶组合物构成材料中，因批量不同而产生的组成差异，将使得到的液晶组合物产生介电常数各向异性的差异。另外，介电常数各向异性的差异及制造条件的差异特别会使构成层叠型液晶显示元件的液晶显示元件产生驱动特性的差异。因此，在生产构成层叠型液晶元件的液晶显示元件时，为了使各液晶显示元件的驱动特性近似，必须每改变一次液晶组合物构成材料的批量及单元的条件等，就根据上述的差异来调整液晶组合物的介电常数各向异性。但是，由于如上所述不能既确保规定的选择反射波长，又不能有效调整介电常数各向异性，因此难以在层叠型液晶显示元件中实现驱动电源的公用。本专利技术正是鉴于上述情况提出的，目的在于提供既能确保抑制因周围温度化而使选择反射波长偏移的优异温度补偿特性及规定的选择反射波长、又能简单地将各向异性介电常数调整为任意值的手性向列型液晶组合物的制备方法。本专利技术的目的还在于提供能够抑制因周围温度变化而使选择反射波长偏移、呈现规定的选择反射波长、而且能够简单地将介电常数各向异性调整为任意值的手性向列型液晶组物及液晶显示元件。本专利技术的目的还在于提供各液晶显示元件的驱动电源能够公用、制造成本降低的层叠型液晶显示元件。
技术实现思路
本专利技术涉及手性向列型液晶组合物的制备方法，该方法是将至少向列型液晶材料及手性材料混合，制成能够在室温下呈胆甾醇相并对可见光区域的光进行选择反射的手性向列型液晶组合物的制备方法，其特征在于，作为手性材料是使用因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为长波长方向的第1手性材料、以及因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为短波长方向的第2手性材料，(A)作为第1及第2手性材料中至少一种手性材料，是使用2种以上的手性化合物，将这2种以上的手性化合物的比例加以改变地使用；及/或(B)作为向列型液晶材料，是使用2种以上的向列型液晶混合物，将这2种以上的向列型液晶混合物的比例加以改变地使用，这样能够调整整个手性向列型液晶组合物的介电常数各向异性。本专利技术还涉及利用上述方法制成的手性向列型液晶组合物、在一对基片之间夹有该手性向列型液晶组合物的液晶显示元件、以及2个以上该液晶显示元件层叠而成的层叠型液晶显示元件。在本说明书中，所谓选择反射波长是指在绘制波长(横轴)与反射率(纵轴)的相关图时表示反射率为最高的峰值时的波长。附图说明图1为本专利技术液晶显示元件一个例子的简要剖面图，(A)所示为平面状态，(B)所示为聚焦圆锥状态。图2为本专利技术层叠型液晶显示元件一个例子的简要剖面图。图3为表示用于驱动图2的层叠型液晶显示元件的电极的连接状态。符号说明11、12基片，13、14电极，15绝缘性薄膜，16可见光吸收层，20柱状构件，21液晶组合物，24密封材料，30粘结层，31红色显示用液晶显示元件，32绿色显示用液晶显示元件，33蓝色显示用液晶显示元件，51信号驱动IC(集成电路)，52扫描驱动IC。具体实施例方式本专利技术有关手性向列型液晶组合物的制备方法的理想实施方式，可以分别单独采用以下所示的方法A或方法B，另外也可以将方法A与方法B组成采用。首先，详细说明方法A。在方法A中，在将向列型液晶材料、因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为长波长方向的第1手性材料、以及因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为短波长方向的第2手性材料进行混合时，使用2种以上的手性化合物作为第1及第2手性材料中至少一种手性材料。在方法A中，通过将作为第1及第2手性材料中至少一种手性材料使用的2种以上的手性化合物的比例加以变化，而不使第1手性材料与第2手性材料的总用量相对于整个液晶组合物的比例产生大的变化，确保规定的选择反射波长，同时简单地将整个液晶组合物的各向异相介电常数调整为任意值。另外，通过将第1手性材料与第2手性材料的使用比例设定在规定范围内，确保优异的选择反射波长的温度补偿特性。在方法A中使用的向列型液晶材料，若是能够组成在室温下呈胆甾醇相并能够选择反射可见光区域的手性向列型液晶组合物，则能够使用至今在液晶显示元件领域中已知的向列型液晶材料。例如可以将液晶性酯化合物、液晶性嘧啶化合物、液晶性氰基联苯化合物、液晶性苯基环己烷化合物、液晶性多环化合物、液晶性二苯乙炔化合物、液晶性二氟化芪化合物、及具有氟原子、氟代烷基和氰基等极性基团的其它液晶性化合物等单独或混合使用。在上述向列型液晶材料中，还最好使用具有正介电常数各向异性的向列型液晶材料。向列型液晶材料为混合物时，最好该混合物作为整体是具有正介电常数各向异性的。所谓介电常数各向异性是指具有单轴对称性的液晶系试样中，从对称轴方向的介电常数减去与该对称轴垂直方向的介电常数的值(Δε)(25℃)。在本说明书中，介电常数各向异性是利用LCR测量仪4192(HP公本文档来自技高网...

【技术保护点】
手性向列型液晶组合物的制备方法，所述的手性向列型液晶组合物在室温下呈胆甾醇型液晶相、并能对可见光区域的光进行选择反射，它至少包含向列型液晶材料、因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为长波长方向的第１手性材料、以及因温度而引起的选择反射波长偏移的方向为短波长方向的第２手性材料， 其特征在于，所述第１手性材料和所述第２手性材料中的至少一种手性材料包含２种以上手性化合物，将这两种手性化合物之间的混合比例加以变化地使用，和／或，所述向列型液晶材料含有２种以上的向列型液晶化合物，将这两种向列型液晶化合物之间的混合比例加以变化地使用，由此将整个所述手性向列型液晶组合物的介电常数各向异性调整为所希望的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林信幸，上田昇，植田秀昭，
申请(专利权)人：美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]