具有负介电各向异性的液晶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种液晶组合物，该液晶组合物具有负的介电各向异性，所述液晶组合物包含：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Ⅲ的化合物。本发明专利技术的液晶组合物具有合适的负介电各向异性、合适的光学各向异性、较低的粘度和较宽的向列相温度范围。本发明专利技术所述的液晶组合物适用于VA、MVA、PVA、PSVA、IPS或TFT模式液晶显示器。本发明专利技术还提供包含该液晶组合物的液晶显示器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有合适的负介电各向异性、合适的光学各向异性、较低的粘度，较宽的向列相范围的液晶组合物及其在VA、MVA、PVA、PSVA、IPS或TFT模式液晶显示器中的应用。
技术介绍
在液晶显示器件中，基于液晶的运作模式的分类有：相变（phase change，以下简称PC）、扭转向列（twisted nematic，以下简称TN）、超扭转向列（super twisted nematic，以下简称STN）、电控双折射（electrically controlled birefringence，以下简称ECB）、光学补偿弯曲（optically compensated bend，以下简称OCB）、横向电场切换型（IPS）、垂直横向型（VA）等。基于器件的驱动方式的分类有：被动型矩阵（passive matrix，以下简称PM）及AM。PM分为静态（static）及多工（multiplex）等，AM分为薄膜晶体管（thin film transistor，以下简称TFT）、金属绝缘体金属（metal insulator metal，MTM）等。TFT的分类有非晶硅（amorphous silicon）以及多晶硅（polycrystal silicon）。后者可根据制造步骤的不同而分为高温型和低温型。基于光源的分类有利用自然光的反射型、利用背光（black light）的穿透型、利用自然光及背光两者的半穿透型。当前，垂直配向型（VA）显示器越来越多的为人所熟知，广泛的应用在TV、监视器、车载类显示器上，而与其配合的液晶介质需要特殊定制。例如，液晶介质应具有合适的负介电各向异性，合适的光学各向异性，宽的向列相温度范围，较小的粘度以及较快的响应。对于有源矩阵寻址的液晶显示器来说，液晶介质还需要具有高的电压保持比，以及良好的光、热稳定性。特别地，对于使用在车载类以及其他户外使用的显示器，尤其需要具有较宽的向列相温度范围以及较快的响应时间。然而，液晶介质的各项性能是相互矛盾的，现有液晶介质无法同时具有上述性能。对于使用在车载类以及其他户外使用的显示器，在保证非常宽的向列相温度范围的同时，需要合适的负介电各向异性，合适的光学各向异性，尽可能小的粘度以及良好的光、热稳定性。中国专利申请公开号CN101679867A公开的液晶组合物，虽然有着足够宽的向列相温度上限，但是粘度相对较大，响应不够快。众所周知的，VA显示的液晶层的光学延迟为1/2的波长，对于扭曲显示，即使是工作在第一极小值也要求液晶层的光学延迟接近一个全光学波长，可见VA模式的光学延迟量决定了VA液晶显示的盒厚会比扭曲模式更小。实际使用中，VA模式的液晶显示器件的延迟量设计(即Δn*d）一般会稍大于理论值，其值在300nm左右，其盒厚一般控制在3～4μm左右。而较小的盒厚（3～3.5μm）虽然能够带来更快的响应，但是其在生产上更难控制，制作出的液晶盒的良率更低，综合成本更高。相对来说，较大的盒厚（3.5～4μm）能够更好的控制生产工艺，更利于大规模的生产应用。因此，迫切的需求一系列低折射率、低的负介电各向异性、低粘度、宽的向列相范围的负性液晶组合物。本专利技术提供的负介电各向异性的液晶组合物，能够满足低折射率、低的负介电各向异性、低粘度、宽的向列相范围的特性，可适用于VA、MVA、PVA、PSVA、IPS或TFT模式液晶显示器。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种介电常数各向异性为负的液晶组合物，所述液晶组合物包含：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Ⅲ的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-10的烯基，其中，所述碳原子数为1-10的烷基或烷氧基中一个或多个氢原子可以被氟取代，所述碳原子数为2-10的烯基中一个或多个氢原子可以被氟取代；m和n相同或不同，各自独立地表示0或1。在本专利技术的实施方案中，优选地，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的10-70%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的15-50%；以及所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-40%。本专利技术所述液晶组合物还包含：一种或多种通式Ⅳ的化合物一种或多种通式Ⅴ的化合物以及一种或多种通式Ⅵ的化合物其中，R7、R8、R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；和相同或不同，各自独立地表示或其中上一个或多个H可被F取代，并且当表示时，不为Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示-COO-或单键。在本专利技术的实施方案中，更优选地，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的10-60%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的15-45%；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-35%；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-30%；所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶组合物总重量的0-25%；以及所述通式Ⅵ的化合物占所述液晶组合物总重量的0-20%。在本专利技术的实施方案中，所述通式Ⅰ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：以及其中，所述R1和所述R2相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基。在本专利技术的实施方案中，所述通式Ⅱ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：以及其中，所述R3和所述R4相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基。在本专利技术的实施例中，所述通式Ⅳ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：以及所述通式Ⅴ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：以及并且所述通式Ⅵ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：以及其中，所述R7、R8、R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基。本专利技术的另一个方面是提供包含本专利技术液晶组合物的液晶显示器。本专利技术的再一方面是提供包含本专利技术液晶组合物的VA、MVA、PVA、PSVA、IPS或TFT模式用液晶显示器。本专利技术通过对上述化合物进行组合实验，通过与对照的比较，确定了包括上述液晶组合物的液晶介质。对于液晶组合物来说，单一结构的组分均有其使用比例的极限，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电常数各向异性为负的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：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Ⅲ的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1‑10的烷基或烷氧基，或碳原子数为2‑10的烯基，其中，所述碳原子数为1‑10的烷基或烷氧基中一个或多个氢原子可以被氟取代，所述碳原子数为2‑10的烯基中一个或多个氢原子可以被氟取代；m和n相同或不同，各自独立地表示0或1。

【技术特征摘要】
1.一种介电常数各向异性为负的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：
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Ⅲ的化合物
其中，
R1、R2、R3、R4、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或烷
氧基，或碳原子数为2-10的烯基，其中，所述碳原子数为1-10的烷基或烷氧基中一个或
多个氢原子可以被氟取代，所述碳原子数为2-10的烯基中一个或多个氢原子可以被氟取
代；
m和n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10-70%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的15-50%；以
及所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-40%。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含：
一种或多种通式Ⅳ的化合物
一种或多种通式Ⅴ的化合物
以及
一种或多种通式Ⅵ的化合物
其中，
R7、R8、R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷
氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；
和相同或不同，各自独立地表示或其中上一个或多个H可被F取代，并且当表示
\t时，不为Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示-COO-或单键。
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的化合物占所述液
晶组合物总重量的10-60%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的15-45%；所
述通式Ⅲ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-35%；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶组
合物总重量的5-30%；所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶组合物总重量的0-25%；以及所述
通式Ⅵ的化合物占所述液晶组合物总重量的0-20%。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物选自以下
化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
其中，
所述R1和所述R2相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基。
6.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ的化合物选自以下
化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
其中，
所述R3和所述R4相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基。
7.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅳ的化合物选自以下
化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅴ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
并且
所述通式Ⅵ的化合物选自以下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
其中，
所述R7、R8、R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基
或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物
包含：
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量9%的化合物
占所述液晶组合物总重量3%的化合物
占所述液晶组合物总重量14%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
或者，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量1%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量13%的化合物
占所述液晶组合物总重量13%的化合物
占所述液晶组合物总重量12%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%化合物
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
或者，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量2%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量4%的化合物
占所述液晶组合物总重量5%的化合物
占所述液晶组合物总重量14%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量13%的化合物
或者，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
占所述液晶组合物总重量8%的化合物
占所述液晶组合物总重量4%的化合物
占所述液晶组合物总重量3%的化合物
占所述液晶组合物总重量8%的化合物
占所述液晶组合物总重量7.5%的化合物
占所述液晶组合物总重量3.5%的化合物
占所述液晶组合物总重量8%的化合物
占所述液晶组合物总重量8%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量12%的化合物
或者，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量5%的化合物
占所述液晶组合物总重量5%的化合物
占所述液晶组合物总重量4%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量10%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量6%的化合物
占所述液晶组合物总重量7%的化合物
占所述液晶组合物总重量7%的化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海彬，贺笛，马建胜，刘云云，姚丽芳，丁文全，戴慧娟，谢磊，吴凤，宋晓龙，
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