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：占所述液晶组合物总重量1‑30％的通式Ⅰ的化合物；占所述液晶组合物总重量1‑25％的通式Ⅱ的化合物；占所述液晶组合物总重量5‑35％的通式Ш的化合物；以及占所述液晶组合物总重量20‑70％的通式Ⅳ的化合物。所述液晶组合物具有向列相温度范围宽、粘度低、光学各向异性大、介电各向异性大以及低温存储稳定性高等特性，能够加快器件的响应时间与灌晶速度。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。本发明专利技术的液晶组合物可以用于IPS、VA、FFS、PSVA、PSA或PALC模式的电光学显示器中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶组合物，特别是涉及一种低温互溶性好、介电各向异性大、粘度低、电阻率高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(phasechange，相变)、TN(twistnematic，扭曲向列)、STN(supertwistednematic，超扭曲向列)、ECB(electricallycontrolledbirefringence，电控双折射)、OCB(opticallycompensatedbend，光学补偿弯曲)、IPS(in-planeswitching，共面转变)、VA(verticalalignment，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。液晶材料必须具有良好的低温互溶性和热稳定性。此外，液晶材料应当具有低粘度和短响应时间，低阈值电压和高对比度。为了获得具有良好特性的液晶显示元件，而提高液晶组合物的各向性能指标。我们将液晶组合物的一种性能对应液晶显示元件相应的一种性能的关联，总结于下述表1中。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。表1.组合物与液晶显示元件的一般特性NO.组合物的一般特性液晶显示元件的一般特性1向列相的温度范围广可使用的温度范围广2粘度小响应时间短3光学各向异性适当对比度大4正或负性介电常数各向异性大临界电压低，消耗电力小，对比度大5电阻率大电压保持率大，对比度大6对紫外线及热稳定寿命长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。较理想的液晶显示元件是具有可使用的温度范围广、响应时间短、对比度大、临界电压低、电压保持率大、寿命长等特性，较理想的是响应时间甚至短于1毫秒。因此，组合物的特性较理想的是向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电常数各向异性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等。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。本专利技术的目的是提供一种液晶组合物，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)；粘度低；光学各向异性大；介电各向异性大；对紫外线的稳定性高；低温存储稳定性高等特性中的至少一种特性。本专利技术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，其具备向列相温度范围宽、粘度低、光学各向异性大、介电各向异性大、低温存储稳定性高等特性，包含该液晶组合物的液晶显示元件具有响应速度快、灌晶速度快、低温存储稳定性高等优点。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：占所述液晶组合物总重量1-30％的通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量1-25％的通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量5-35％的通式Ш的化合物以及占所述液晶组合物总重量20-70％的通式Ⅳ的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8相同或不同，各自独立地为H、F、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；Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-或-C≡C-；环环环和环相同或不同，各自独立地为可选择地，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。c和d相同或不同，各自独立地表示0、1或2。本专利技术所述液晶组合物，还包含：占所述液晶组合物总重量0-15％的通式Ⅴ的化合物占所述液晶组合物总重量0-35％的通式Ⅵ-1的化合物其中，R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地为1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基、2-6个碳原子的烯基或2-6个碳原子的烯氧基。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5-20％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的2-20％；所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的5-30％；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量的25-65％；所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶组合物总重量的0-15％；以及所述通式Ⅵ-1的化合物占所述液晶组合物总重量的0-25％。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：其中，R1和R2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。上述通式Ⅰ所表示的化合物用作本专利技术的液晶组合物组分时，由于通式Ⅰ的化合物具有大的介电各向异性和大的折射率各向异性，有益于提高液晶组合物的介电各向异性和折射率各向异性，并且有益于提高液晶化合物之间的互溶性。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：其中，R3和R4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。上述通式Ⅱ所表示的化合物用作本专利技术的液晶组合物组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，包含：占所述液晶组合物总重量1‑30％的通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量1‑25％的通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量5‑35％的通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量20‑70％的通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量0‑8.5％的通式Ⅴ的化合物以及占所述液晶组合物总重量5‑35％的通式Ⅵ‑1的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8相同或不同，各自独立地为H、F、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；R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地为1‑7个碳原子的烷基、1‑7个碳原子的烷氧基、2‑6个碳原子的烯基或2‑6个碳原子的烯氧基；Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、‑CF2O‑、‑OCF2‑、‑COO‑、‑OCO‑、‑CH2O‑、‑OCH2‑、‑CH＝CH‑或‑C≡C‑；环环环和环相同或不同，各自独立地为可选择地，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。c和d相同或不同，各自独立地表示0、1或2。...

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，包含：占所述液晶组合物总重量1-30％的通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量1-25％的通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量5-35％的通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量20-70％的通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量0-8.5％的通式Ⅴ的化合物以及占所述液晶组合物总重量5-35％的通式Ⅵ-1的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8相同或不同，各自独立地为H、F、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；R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地为1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基、2-6个碳原子的烯基或2-6个碳原子的烯氧基；Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-或-C≡C-；环环环和环相同或不同，各自独立地为可选择地，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。c和d相同或不同，各自独立地表示0、1或2。2.一种液晶组合物，包含：占所述液晶组合物总重量1-30％的通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量1-25％的通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量5-35％的通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量20-70％的通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量8.5-20％的通式Ⅴ的化合物以及占所述液晶组合物总重量5-17％的通式Ⅵ-1的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8相同或不同，各自独立地为H、F、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；R9、R10、R11和R12相同或不同，各自独立地为1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基、2-6个碳原子的烯基或2-6个碳原子的烯氧基；Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地为单键、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-或-C≡C-；环环环和环相同或不同，各自独立地为可选择地，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。c和d相同或不同，各自独立地表示0、1或2。3.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5-20％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的2-20％；所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的5-30％；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量的25-65％；所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶组合物总重量的0-8.5％；以及所述通式Ⅵ-1的化合物占所述液晶组合物总重量的5-25％。4.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2-20％；所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的5-30％；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量的25-65％；所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶组合物总重量的8.5-15％；以及所述通式Ⅵ-1的化合物占所述液晶组合物总重量的5-17％。5.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，其特征在于，所述R1和所述R2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或4所述的液晶组合物，其特征在于，所述R3和所述R4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。7.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，其特征在于，所述R5和所述R6相同或不同，各自独立地为1-5个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏飞，韩文明，
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