液晶组合物及其液晶显示器件制造技术

本发明专利技术提供一种液晶组合物及其液晶显示器件，所述液晶组合物包含至少一种通式I的化合物和至少一种通式II的化合物。该液晶组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性和适当的介电各向异性绝对值的情况下，还具有较大的垂直介电(ε

【技术实现步骤摘要】
液晶组合物及其液晶显示器件


[0001]本专利技术涉及液晶领域，具体涉及液晶组合物和包含所述液晶组合物的液晶显示器件。

技术介绍

[0002]液晶显示元件可以在钟表、电子计算器为代表的各种家庭用电器、测定机器、汽车用面板、文字处理机、电脑、打印机、电视等中使用。根据显示模式的类型，液晶显示元件可以分为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。根据元件的驱动方式，液晶显示元件可以分为PM(passive matrix，被动矩阵)型和AM(active matrix，主动矩阵)型。PM分为静态(static)和多路(multiplex)等类型。AM分为TFT(thin film transistor，薄膜晶体管)、MIM(metal insulator metal，金属-绝缘层-金属)等类型。TFT的类型包含非晶硅(amorphous silicon)和多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工艺分为高温型和低温型。根据光源的类型，液晶显示元件可以分为利用自然光的反射型、利用背景光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。
[0003]液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物，该组合物具有适当的特性。借由提高该组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。组合物特性和AM元件特性的关联归纳于下表1中。
[0004]表1.组合物的特性与AM元件的特性
[0005]编号组合物的特性AM元件的特性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正或负的介电各向异性的绝对值大阈值电压低、消耗电力小、对比度大5比电阻大电压保持率大、对比率大6对紫外线及热稳定寿命长7弹性常数大对比度大、响应时间短
[0006]在液晶显示器件的应用中，对比度对视觉效果的影响非常关键。一般来说，对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽；而如果对比度小，则整个画面都灰蒙蒙的。高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大的帮助。高对比度产品在黑白反差、清晰度、完整性等方面都具有优势。对比度对于动态视频显示效果的影响也较大，由于动态图像中明暗转换比较快，因此对比度越高，人的眼睛越容易分辨出这样的转换过程。
[0007]根据IPS模式的透过率公式T
r
∝
|Δε|/ε
⊥
(其中,T
r
表示透过率，
“∝”
表示“反比例”关系，Δε表示介电各向异性，ε
⊥
表示垂直于分子轴方向的介电常数)，若要提高液晶介质的
透过率，可以试图降低液晶介质的Δε，但一般同一款产品的驱动电压的调整范围有限。另外，液晶分子在边缘电场垂直分量的作用下会向Z轴方向发生倾斜，导致其光学各向异性发生变化，根据公式(其中，χ即为液晶层光轴与偏光片光轴之间的夹角，Δn为光学各向异性，d为液晶盒的间距，λ为波长)可知，有效Δn*d会影响T
r
，若要提升液晶的透过率，也可以考虑增大Δn*d，但每款产品的延迟量设计都是固定的。
[0008]另一方面，本领域技术人员基于传统的IPS-LCD漏光性能测试发现，造成液晶显示器件漏光问题的主要原因是：光散射(LC scattering)、摩擦均匀性(rubbing uniformity)、彩色滤光膜漏光(CF/TFT scattering)以及极化能力(polarize ability)，其中，光散射在漏光性能的影响因素中占比达63％。
[0009]根据如下关系式：LC(其中，d表示液晶盒的间距，Δn表示光学各向异性，n
e
表示非寻常光折射率，n
o
表示寻常光折射率，K
ave
表示平均弹性常数K
11
为斜展弹性常数，K
22
为扭曲弹性常数，K
33
为弯曲弹性常数)。由该关系式可知，LC Scattering与K
ave
成反比关系，在提高K
ave
的情况下，可以降低液晶材料的漏光。
[0010]此外，对比度(CR)与亮度(L)的关系式如下：
[0011]CR＝L
255
/L0×
100％，
[0012]其中，L
255
为开态亮度，L0为关态亮度。可以看出，显著影响CR的应该是L0的变化。在关态下，L0与液晶分子的介电性能无关，而与液晶材料本身的LC Scattering相关；LC Scattering愈小，L0也愈小，CR从而也就会显著提高。
[0013]鉴于上述情况，常见的用来提高对比度和透过率的方式可以从如下两方面考虑：(1)保持液晶组合物的介电各向异性Δε不变，通过提高ε
⊥
可以有效地提高透过率；(2)提高液晶组合物的平均弹性常数K
ave
的值，使液晶分子的有序度更好、漏光更少，从而使透过率提高。
[0014]从液晶材料的制备角度出发，液晶材料的各项性能互相牵制影响，某项性能指标的提升可能会使其他性能发生变化。因此，制备各方面性能都合适的液晶材料往往需要创造性劳动。

技术实现思路

[0015]专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种液晶组合物，所述液晶组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性和适当的介电各向异性绝对值的情况下，还具有较大的垂直介电(ε
⊥
)、较大的垂直介电与介电绝对值的比值(ε
⊥
/|Δε|)、较大的K
ave
值和较高的透过率。
[0016]本专利技术的目的还在于提供一种包含上述液晶组合物的液晶显示器件。
[0017]技术方案：为了实现以上专利技术目的，本专利技术提供一种液晶组合物，所述液晶组合物包含：
[0018]至少一种通式I的化合物
[0019][0020]至少一种通式II的化合物
[0021][0022]其中，
[0023]R1表示含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基、或含有2-11个碳原子的直链或支链的烯氧基；
[0024]R2表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
[0025]R3和R4各自独立地表示含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，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的化合物其中，R1表示含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基、或含有2-11个碳原子的直链或支链的烯氧基；R2表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；R3和R4各自独立地表示含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基；L1、L2、L3和L4各自独立地表示-F、-Cl、-CF3、-OCF3或-CHF2；并且n1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的化合物选自由如下化合物组成的组：合物组成的组：以及其中，a表示0-4的整数；并且b表示1-4的整数。3.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少一种通式I-2的化合物。4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少两种通式
II的化合物。5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少一种n1表示1的通式II的化合物。6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物其中，R
M1
和R
M2
各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；环环和环各自独立地表示或其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，中的至多一个-H可被卤素取代；Z
M1
和Z
M2
各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH
2-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH2CH
2-或-(CH2)
4-；并且n
M
表示0、1或2，其中当n
M
＝2时，环可以相同或不同，Z
M2
可以相同或不同。7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式III的化合物其中，R5和R6各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；T1、T2、T3、T4、T5和T6各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；并且所述通式III的化合物含...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云云，贺笛，徐爽，徐海彬，姚利芳，杨亚非，周振婷，潘帝可，赵飞，
申请(专利权)人：江苏和成显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：