液晶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种液晶组合物，包含：至少一种通式Ⅰ的化合物；至少一种通式Ⅱ的化合物；以及至少一种通式Ш的化合物。本发明专利技术所述的液晶组合物，其具备低粘度、大的光学各向异性、大的介电各向异性等特性，包含该液晶组合物的液晶显示元件具有响应速度快、清亮点高、驱动电压低、互溶性好等优点。本发明专利技术还提供了一种包含该液晶组合物的液晶显示装置。所述液晶显示器件可以用于IPS模式、VA模式、PS-VA模式、PALC模式、FFS模式、IPS模式或ECB模式。。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶组合物，特别是涉及一种具有良好的光学各项异性、大的介电各向异性、较低粘度以及高的电阻率的液晶组合物及其在液晶显示器中的应用。
技术介绍
对于液晶显示元件来讲，根据液晶的显示模式分为PC（phase change，相变）、TN（twist nematic，扭曲向列）、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、ECB（electrically controlled birefringence，电控双折射）、OCB（optically compensated bend，光学补偿弯曲）、IPS（in-plane switching，共面转变）、VA（vertical alignment，垂直配向）等类型。液晶显示元件根据光源的类型分为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。已知在上述运作模式中，ECB模式、IPS模式、VA模式等式利用液晶分子的垂直配向性的运作模式，尤其是IPS模式以及VA模式可改善TN模式、STN模式等显示模式视角狭小的缺点。而且，长久以来，作为能够使用于这些运作模式的液晶显示元件，且具有负的介电常数各项异性的液晶组合物成分，本领域技术人员一直在进行大量研究，例如专利文献JP2011046648A中，公开了包含如下结构的液晶组合物：其中，R为1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基、2-7个碳原子的烯基或2-7个碳原子的烯氧基。该液晶组合物的介电各项异性Δε及光学各项异性Δn均较小，不足以满足日益发展的科技对液晶组合物的需要。液晶材料需要具有适当高的介电各项异性、光学各项异性以及良好的低温互溶性和热稳定性。此外，液晶材料还应当具有低粘度和短响应时间，低阈值电压和高对比度。根据市售的液晶显示元件来进一步说明组合物的各向性能指标。向列相的温度范围与元件的工作温度范围相关联。向列相的上限温度较好的是大于等于70℃，并且向列相的下限温度较好的是小于等于-10℃。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了在元件中显示动画，较好的是元件的响应时间短。因此，较好的是组合物的粘度小，而更好的是温度低时组合物的粘度小。组合物的光学各向异性与元件的对比度相关联。为了使液晶显示元件的对比度比最大化，可将液晶组成物的光学异向性（Δn）与液晶层的厚度（d）的乘积值（Δn*d）设定为固定值的方式进行设计。适当的积值依赖于运作模式的种类。如TN模式的元件的适当值约为0.45μm。该情形时，对于液晶层厚度较小的元件而言，较好的是光学各向异性大的组合物。组合物的大的介电各向异性有助于使元件具有低的临界电压，小的消耗功率及大的对比度。因此，较好的是大的介电各向异性。组合物的电阻率大有助于使元件具有大的电压保持率及大的对比度。因此，较好的是在初始阶段不仅是在室温下、并且在高温下亦具有较大电阻率的组合物。较好的是长时间使用后不仅在室温下、而且在高温下亦具有较大电阻率的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命有关。上述稳定性高时，该元件的寿命长。此种特性对于液晶投影仪，液晶电视等中所使用的液晶显示元件而言是较好的。单一的液晶化合物通常难以发挥其特性，通常将其与其他多种液晶化合物混合配制成组合物。在现有液晶组合物中，能够得到较优的特性，但是该种类化合物光学各向异性不够大，介电各向异性不够大，对混合成Δn和Δε大的组合物帮助不大，从而不利于用在小盒厚的产品中，直接导致响应速度不够快，如CN101796162A、CN1475547A中公开的液晶组合物，不同程度上具有上述缺点。因此，需要一种液晶组合物，其具有向列相的上限温度高、向列相的下限温度低（即相变温度范围宽）；低的粘度；大的光学各向异性；大的介电各向异性；良好的紫外线的稳定性；良好的低温存储稳定性等特性中的至少一种特性。本发明的其他目的是提供一种液晶显示元件，其是具有光学各向异性大、介电各向异性大、对紫外线的稳定性高等特性的组合物，并且使得液晶显示元件响应时间短、灌晶速度快、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种液晶组合物，其具备宽的向列相温度范围、低粘度、大的光学各向异性、大的介电各向异性、良好的低温存储稳定性等特性，包含该液晶组合物的液晶显示元件具有响应速度快、清亮点高、驱动电压低、互溶性好等优点。为了完成上述专利技术目的，本专利技术提供一种液晶组合物，包含：至少一种通式Ⅰ的化合物至少一种通式Ⅱ的化合物以及至少一种通式Ш的化合物其中，R1、R2、R3、R4和R5相同或不同，各自独立地为1-10个碳原子的烷基、1-10个碳原子的烷氧基、2-10个碳原子的烯基或2-10个碳原子的烯氧基，其中，所述1-10个碳原子的烷基、1-10个碳原子的烷氧基、2-10个碳原子的烯基或2-10个碳原子的烯氧基中的一个或多个H可以各自独立地被F或Cl取代；Z、Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-或-C≡C-；环环环环和环相同或不同，各自独立地为或可选择地，所述环状结构还符合以下a）、b）和c）中的至少一个：a）所述环状结构中的一个或更多个氢原子可以被-F、-CF3或-CH3替代；b）所述环状结构中一个或多个-CH2-可以被-O-替代；c）在所述环状结构中，芳环结构中的一个或多个-CH=可以被N替代。环表示或m、n、c和d相同或不同，各自独立地表示0或1。在本专利技术的一些实施方案中，优选所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的1-30%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的25-75%；以及所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的20-70%。在本专利技术的一些实施方案中，特别优选所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-20%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的30-70%；以及所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的25-65%。在本专利技术的一些实施方案中，所述通式Ⅰ的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或多种的化合物：以及其中，R1表示1-5个碳原子的烷基、1-5个碳原子的烷氧基、2-5个碳原子的烯基或2-5个碳原子的烯氧基。在本专利技术的一些实施方案中，所述通式Ⅱ的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或多种的化合物：以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，包含：至少一种通式Ⅰ的化合物至少一种通式Ⅱ的化合物以及至少一种通式Ш的化合物其中，R1、R2、R3、R4和R5相同或不同，各自独立地为1‑10个碳原子的烷基、1‑10个碳原子的烷氧基、2‑10个碳原子的烯基或2‑10个碳原子的烯氧基，其中，所述1‑10个碳原子的烷基、1‑10个碳原子的烷氧基、2‑10个碳原子的烯基或2‑10个碳原子的烯氧基中的一个或多个H可以各自独立地被F或Cl取代；Z、Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、‑CH2CH2‑、‑CF2O‑、‑OCF2‑、‑COO‑、‑OCO‑、‑CH2O‑、‑OCH2‑、‑CH=CH‑或‑C≡C‑；环环环环和环相同或不同，各自独立地为或可选择地，所述环状结构还符合以下a）、b）和c）中的至少一个：a）所述环状结构中的一个或更多个氢原子可以被‑F、‑CF3或‑CH3替代；b）所述环状结构中一个或多个‑CH2‑可以被‑O‑替代；c）在所述环状结构中，芳环结构中的一个或多个‑CH=可以被N替代。环表示或m、n、c和d相同或不同，各自独立地表示0或1。

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，包含：
至少一种通式Ⅰ的化合物
至少一种通式Ⅱ的化合物
以及
至少一种通式Ш的化合物
其中，
R1、R2、R3、R4和R5相同或不同，各自独立地为1-10个碳原子的烷基、1-10
个碳原子的烷氧基、2-10个碳原子的烯基或2-10个碳原子的烯氧基，其中，所
述1-10个碳原子的烷基、1-10个碳原子的烷氧基、2-10个碳原子的烯基或2-10
个碳原子的烯氧基中的一个或多个H可以各自独立地被F或Cl取代；
Z、Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-、
-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-或-C≡C-；
环环环环和环
相同或不同，各自独立地为或可选择地，所述环状结构还符合以下a）、b）和c）中的至少一个：
a）所述环状结构中的一个或更多个氢原子可以被-F、-CF3或-CH3替代；
b）所述环状结构中一个或多个-CH2-可以被-O-替代；
c）在所述环状结构中，芳环结构中的一个或多个-CH=可以被N替代。
环表示或m、n、c和d相同或不同，各自独立地表示0或1。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物
占所述液晶组合物总重量的1-30%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重
量的25-75%；以及所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的20-70%。
3.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物
占所述液晶组合物总重量的5-20%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重
量的30-70%；以及所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的25-65%。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物
选自由如下化合物组成的组中一种或多种的化合物：
以及
其中，
R1表示1-5个碳原子的烷基、1-5个碳原子的烷氧基、或2-5个碳原子的烯
基或2-5个碳原子的烯氧基。
5.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ的化合物
选自由如下化合物组成的组中一种或多种的化合物：
以及
其中，
R2和R3相同或不同，各自独立地为1-5个碳原子的烷基、1-5个碳原子的烷
氧基、2-5个碳原子的烯基或2-5个碳原子的烯氧基。
6.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ш的化合物
选自由如下化合物组成的组中一种或多种的化合物：
以及
其中，

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏飞，韩文明，马文阳，陈晶晶，毛良良，
申请(专利权)人：江苏和成显示科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32