液晶介质及其应用制造技术

本发明专利技术涉及液晶显示领域，尤其涉及一种液晶介质及其应用，该液晶介质至少包含一种通式I所代表的化合物：以及至少一种通式II所代表的化合物；其中，通式I所代表的化合物为三环含有2，3‑二氟苯类结构化合物，该结构具有较大的负介电各向异性和高的清亮点；本发明专利技术所提供的通式II所代表的化合物为两环含有2，3‑二氟苯类结构的化合物，该结构为负介电各向异性液晶化合物，其在末端采用氟代乙氧基结构，大幅提升液晶化合物的介电各向异性。本发明专利技术所提供的液晶介质具有低的旋转粘度、良好的低温互溶性以及快的响应时间，适用于VA/MVA/PVA/PSVA等VA类液晶显示装置以及IPS、FFS模式液晶显示装置，对于改善液晶显示器的响应时间非常有效。

【技术实现步骤摘要】
液晶介质及其应用
本专利技术涉及一种液晶介质，具体地说是一种向列相液晶组合物，确切地说本专利技术所提供的液晶组合物具有负的介电各向异性，更确切地说本专利技术所提供的液晶组合物中含有氟代乙氧基结构的液晶化合物。属于液晶材料及其应用领域。
技术介绍
目前，液晶在信息显示领域得到了广泛应用，同时在光通讯中的应用也取得了一定的进展(S.T.Wu，D.K.Yang.ReflectiveLiquidCrystalDisplays.Wiley，2001)。近几年，液晶化合物的应用领域已经显著拓宽到各类显示器件、电光器件、电子元件、传感器等，向列型液晶化合物已经在平板显示器中得到最为广泛的应用，特别是用于TFT有源矩阵的系统中。液晶显示伴随液晶的发现经历了漫长的发展道路。1888年奥地利植物学家FriedrichReinitzer发现了第一种液晶材料安息香酸胆固醇(cholesterylbenzoate)。1917年Manguin专利技术了摩擦定向法，用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年E.Bose建立了攒动(Swarm)学说，并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的实验支持(1918年)，后经DeGennes论述为统计性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher在1933年创立连续体理论，并得到F.C.Frank完善(1958年)。M.Born(1916年)和K.Lichtennecker(1926年)发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年，W.Kast据此将向列相分为正、负性两大类。1927年，V.Freedericksz和V.Zolinao发现向列相液晶在电场或磁场作用下，发生形变并存在电压阈值(Freederichsz转变)。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。1968年美国RCA公司R.Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有光散射现象。G.H.Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。七十年代初，Helfrich及Schadt专利技术了TN原理，人们利用TN光电效应和集成电路相结合，将其做成显示器件(TN-LCD)，为液晶的应用开拓了广阔的前景。七十年代以来，由于大规模集成电路和液晶材料的发展，液晶在显示方面的应用取得了突破性的发展，1983～1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(SuperTwisredNematic：STN)模式以及P.Brody在1972年提出的有源矩阵(Activematrix：AM)方式被重新采用。传统的TN-LCD技术已发展为STN-LCD及TFT-LCD技术，尽管STN的扫描线数可达768行以上，但是当温度升高时仍然存在着响应速度、视角以及灰度等问题，因此大面积、高信息量、彩色显示大多采用有源矩阵显示方式。TFT-LCD已经广泛用于直视型电视、大屏幕投影电视、计算机终端显示和某些军用仪表显示，相信TFT-LCD技术具有更为广阔的应用前景。其中“有源矩阵”包括两种类型：1、在作为基片的硅晶片上的OMS(金属氧化物半导体)或其它二极管。2、在作为基片的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。单晶硅作为基片材料限制了显示尺寸，因为各部分显示器件甚至模块组装在其结合处出现许多问题。因而，第二种薄膜晶体管是具有前景的有源矩阵类型，所利用的光电效应通常是TN效应。TFT包括化合物半导体，如Cdse，或以多晶或无定形硅为基础的TFT。负性液晶最早于上世纪80年代末提出，其主要用于VA模式，其主要优点在于对比度高，主要缺点是视角小，响应时间慢。随着显示技术的发展，MVA、PVA、PSVA等技术相继出现，解决了响应时间和视角的问题。近年来，随着触摸屏成为移动设备市场主流，IPS和FFS类硬屏显示器有着先天的优势，IPS和FFS类显示器既可以使用正性液晶，也可以使用负性液晶，由于该类显示器中存在的弯曲电场，正性液晶沿着电场线方向排列，从而导致分子弯曲，以及于透过率下降；负性液晶垂直于电场线方向排列，因而透过率会大幅提升，是目前提升透过率、降低背光功耗最好的方法。但负性液晶存在的响应时间问题是目前遇到的重大难题，利用负性液晶的FFS显示器相对于正性液晶的FFS显示器响应时间慢50％或更多。因此，如何提升负性液晶的响应时间成为目前的核心问题。
技术实现思路
由于液晶显示器的响应时间取决于(d^2γ1)/Keff(d为液晶层厚度，γ1为液晶旋转粘度，Keff为有效弹性常数)，因此，降低旋转粘度、降低液晶层厚度和提升弹性常数均可以达到改善响应时间的目的，液晶层厚度取决于液晶显示器的设计；而对于液晶组合物，降低旋转粘度最有效。本专利技术提供了一种全新的液晶介质(下文也可成为液晶组合物)，其具有低的旋转粘度，可有效地降低液晶显示器的响应时间。具体而言，本专利技术所述的液晶介质，其至少包含一种通式I所代表的化合物：其中，R1代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；Z1代表CH2O或CH2CH2。以及至少一种通式II所代表的化合物：其中，R2代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A1代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基。本专利技术提供的通式I所代表的化合物为含有2，3-二氟苯结构的液晶化合物，端基采用氟代乙氧基(-OCH2CH2F)后，大幅提升了该结构的负介电各向异性，所以具有大的负介电各向异性和高的清亮点。用于本专利技术所述的液晶介质中可有效地提升液晶介质的负介电各向异性，降低极性单体使用，增加低粘度单体使用，降低液晶介质的旋转粘度，改善液晶显示器的响应时间。本专利技术提供的液晶介质中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式I所述化合物在介质中的含量在5～70％为宜，优选为8～60％或13～65％；更优选8～35％、25～60％、10～53％、53～57％或16～39％；或者，通式I所述化合物在介质中的含量在10～60％，优选为10～42％、16～39％或53～57％；更优选14～35％或19～33％；此时更有利于实现降低液晶显示器响应时间的目的。具体而言，理想的通式I所代表的化合物选自式IA～式IB所代表的化合物的一种或几种：其中，R1代表C1～C7的直链烷基、C2～C7的直链烯基；优选的，通式I所代表的化合物选自式IA1～IA8、IB1～IB8所代表的化合物的一种或几种：其中，当通式I所代表的化合物选择IA2、IA3、IA4、IA5、IA6、IA7、IB2及IB3时，在本专利技术所述液晶介质中的应用效果尤为突出。本专利技术所述的液晶介质还包括了至少一种通式II所代表的化合物，所述通式II所代表的的化合物为两环具有2,3-二氟-1,4-苯基的液晶化合物，末端采用氟代乙氧基结构(-OCH2CH2F)，大幅提升液晶化合物的介电各向异性，用于本专利技术所述的液晶介质中可改善液晶介质的互溶性和提升液晶介质的负介电各向异性，降低极性组分使用，增加中性低粘度组分使用，实现降低液晶介质的旋转黏度，提升液晶显示器响应时间的目的，同时拓宽液晶介质的低温相转变温度，改善液晶介质的低温互溶性。本专利技术提供的液晶介质中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式II所述化合物在介质中的含量在1～40％为宜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶介质，其特征在于，包含至少一种通式I所代表的化合物以及至少一种通式II所代表的化合物；所述通式I具体为：

【技术特征摘要】
1.一种液晶介质，其特征在于，包含至少一种通式I所代表的化合物以及至少一种通式II所代表的化合物；所述通式I具体为：其中，R1代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；Z1代表CH2O或CH2CH2；所述通式II具体为：其中，R2代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A1代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基。2.根据权利要求1所述的液晶介质，其特征在于，通式I所代表的化合物选自式IA～IB所代表的化合物的一种或几种：其中，R1代表C1～C7的直链烷基、C2～C7的直链烯基；优选地，通式I所代表的化合物选自式IA1～IA8、IB1～IB8所代表的化合物的一种或几种：3.根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，通式II的化合物选自IIA和IIB中的一种或多种：其中，R2代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基；优选地，通式II所代表的化合物选自IIA1～IIA8、IIB1～IIB6中的一种或多种：4.根据权利要求1～3任意一项所述的液晶介质，其特征在于，还包含一种或多种通式III的化合物；所述通式III具体为：其中，R3、R4各自独立地代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A2、A3各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4亚苯基；优选地，所述通式III所代表的化合物选自IIIA～IIIC中的一种或多种：其中，R3代表C1～C7的直链烷基；R4代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；更优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA1～IIIA34、IIIB1～IIIB24、IIIC1～IIIC24所代表的化合物的一种或几种：5.根据权利要求1～4任意一项所述的液晶介质，其特征在于，还包含一种或多种选自通式IV结构的化合物；所述通式IV具体为：R5、R6各自独立地代表C1～C12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被O或CH＝CH取代；A4选自以下结构：优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA～式IVC中的一种或多种：其中，R5代表C2～C10的直链烷基或直链烯基；R6代表C1～C8的直链烷基；更优选地，通式IV所代表化合物选自式IVA1～IVA18、IVB1～IVB22、IVC1～IVC30结构中的一种或多种：6.根据权利要求1～5任意一项所述的液晶介质，其特征在于，还包含一种或多种选自通式V的化合物；所述通式V具体为：其中，R7代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；R8代表F、C1～C12的直链烷基、直链烷氧基C2～C12的直链烯基；L1、L2、L3各自独立地代表H或F；优选地，通式V的化合物选自VA～VD中的一种或多种；其中，R7代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基，R8代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；更优选地，通式V所代表的化合物选自式VA1～VA4、VB1～VB24、VC1～VC14、VD1～VD24中的一种或多种：7.根据权利要求1～6任意一项所述的液晶介质，其特征在于，包括以下组分：(1)5～70％通式I所代表的化合物；(2)1～40％通式II所代表的化合物；(3)5～70％通式III所代表的化合物；(4)0～45％通式IV所代表的化合物；(5)0～30％通式V所代表的化合物；优选的，所述液晶介质包括以下组分：(1)8～60％通式I所代表的化合物；(2)3～35％通式II所代表的化合物；(3)10～60％通式III所代表的化合物；(4)0～35％通式IV所代表的化合物；(5)0～20％通式V所代表的化合物；更优选地，所述液晶介质包括以下组分：(1)10～57％通式I所代表的化合物；(2)5～29％通式II所代表的化合物；(3)13～56％通式III所代表的化合物；(4)0～30％通式IV所代表的化合物；(5)0～17％通式V所代表的化合物；优选的，所述液晶介质包括以下组分：(1)8～35％通式I所代表的化合物；(2)3～35％通式II所代表的化合物；(3)18～60％通式III所代表的化合物；(4)0～35％通式IV所代表的化合物；(5)0～20％通式V所代表的化合物；更优选地，所述液晶介质包括以下组分：(1)10～35％通式I所代表的化合物；(2)5～29％通式II所代表的化合物；(3)22～56％通式III所代表的化合物；(4)5～30％通式IV所代表的化合物；(5)0～17％通式V所代表的化合物；优选的，所述液晶介质包括以下组分：(1)25～60％通式I所代表的化合物；(2)3～30％通式II所代表的化合物；(3)10～45％通式III所代表的化合物；(4)0～25％通式IV所代表的化合物；(5)0～20％通式V所代表的化合物；更优选地，所述液晶介质包括以下组分：(1)25～57％通式I所代表的化合物；(2)5～26％通式II所代表的化合物；(3)13～43％通式III所代表的化合物；(4)0～22％通式IV所代表的化合物；(5)0～17％通式V所代表的化合物；优选的，所述液晶介质包括以下组分：(1)13～65％通式I所代表的化合物；(2)15～35％通式II所代表的化合物；(3)10～53％通式III所代表的化合物；(4)0～35％通式IV所代表的化合物；(5)0～20％通式V所代表的化合物；更优选地，所述液晶介质包括以下组分：(1)16～57％通式I所代表的化合物；(2)15～29％通式II所代表的化合物；(3)13～49％通式III所代表的化合物；(4)0～29％通式IV所代表的化合物；(5)0～14％通式V所代表的化合物；优选的，所述液晶介质包括以下组分：(1)8～55％通式I所代表的化合物；(2)3～20％通式II所代表的化合物；(3)20～60％通式III所代表的化合物；(4)0～35％通式IV所代表的化合物；(5)0～20％通式V所代表的化合物；更优选地，所述液晶介质包括以下组分：(1)1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卯先，陈海光，姜天孟，王杰，储士红，袁瑾，郭云鹏，伍嘉琦，田会强，
申请(专利权)人：北京八亿时空液晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11