负介电各向异性液晶组合物及其液晶显示元件或液晶显示器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请发明属于液晶化合物领域,具体涉及一种负介电各向异性液晶组合物,以 及应用该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。
【背景技术】
[0002] 显示是把电信号(数据信息)转变为可视光(视觉信息)的过程,完成显示的设备即 人机界面(Man-Machine Interface,MMI),平板显不器(Flat Panel Display,FPD)是目前 最为流行的一类显示设备。液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)是FPD中最早被开 发出来,并被商品化的产品。目前,薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Cry s ta 1,TFT-LCD)已经成为LCD应用中的主流产品。
[0003] TFT-IXD的发展经历了漫长的基础研究阶段,在实现大生产,商业化之后,TFT-IXD 产品以其轻薄、环保、高性能等优点,其尺寸越做越大,应用越来越广。无论是小尺寸的手机 屏、还是大尺寸的笔记本电脑(Notebook PC)或监视器(Monitor),以及大型化的液晶电视 (LCDTV),到处可见TFT-LCD的应用。早期商用的TFT-LCD产品基本采用了扭曲向列(Twi sted Nematic,TN)型显示模式,其最大问题是视角不够大。随着TFT-IXD产品尺寸的增加,特别是 TFT-IXD在TV领域的应用,具有广视野角特点的面内切换(In-Plane Swiching,IPS)显示模 式被开发出来并加以运用。IPS显示模式最早由美国人R.Soref (索里夫)在1974年论文上发 表,并由德国人G.Baur(鲍尔)提出把IPS作为广视角技术应用于TFT-IXD中。1995年,日本的 日立公司开发出了世界首款13.3寸IPS模式的广视野角TFT-LCD产品。韩国的现代公司在 IPS的基础上开发了边缘电场切换(Fringe Field Switching,FFS)显示模式的TFT-LCD产 品。
[0004] TFT-IXD是TFT开关控制下的液晶显示装置,液晶的电学和光学特性直接影响到显 示的效果。不同种类的液晶,电学和光学特性不同,显示模式不同。对TFT-LCD所用的液晶材 料影响较大的性能参数有:工作温度范围、驱动电压、响应速度、对比度、色调、阶调、视野角 等,其中驱动电压受介电常数各向异性和弹性系数影响较大,粘度和弹性系数影响液晶材 料的响应速度,相位差和折射率各向异性则影响液晶显示的色调。以往那些含氰基化合物 是无法满足这些条件的,只有含氟的液晶材料才能适用于制作TFT-LCD。
[0005] 另外,一种液晶分子是无法达到TFT-LCD显示的所有要求,必须要进行多种液晶分 子的组合。通过组合多种液晶分子可以实现液晶材料的各种物理特性要求,这些要求主要 包括1)高稳定性。2)适度的双折射率。3)低粘度。4)较大的介电各向异性。5)宽的温度范围。 理想的保存温度范围为-40 °C~100°C,一般有特殊应用如车载显示,该温度可能扩宽到-40 。(:~nor。
[0006] 现如今,LCD产品技术已经很成熟,成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等 技术难度,其显示性能已经接近或超过CRT显示器。大尺寸和中小尺寸LCD在各自的领域已 逐渐占据平板显示器的主流地位。为了追求更高的性能规格,加快响应时间已经成为各家 器件厂商追求的目标。
[0007] 具体而言,液晶的响应时间受限于液晶的旋转粘度γ?/弹性常数K,因此从液晶材 料方面考虑,需要想尽方法去降低液晶介质的旋转粘度γ 1同时提升弹性常数Κ来达到加快 响应时间。而在实际研究中发现,旋转粘度和弹性常数是一对较为矛盾的参数,降低旋转粘 度的同时会引起弹性常数的下降,达不到降低响应时间的目标。从器件方面可以通过降低 盒厚d来达到加快响应时间的目标,而且这是很容易实现的,但是由于器件的延迟量And是 固定的,那么降低盒厚d则需要在液晶材料方面提高其光学各向异性△ η。
[0008] 因此,为了达到上述要求,需要开发一系列性能优越的化合物来解决液晶显示器 响应时间慢的问题。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是提供一种负介电各向异性液晶组合物以及使用该 液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。该液晶组合物的光学各向异性在0.080~0.150 范围内,具有宽的向列型温度范围、良好的低温性能,还具有良好的光和热稳定性,同时还 具有低的旋转粘度、较快的响应时间,适合于高性能的显示器。
[0010]为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
[0011] 负介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合物包含一种或多种通式I 所示化合物组成的第一组份、包含一种或多种通式Π 所示化合物组成的第二组份、包含一 种或多种通式m所示化合物组成的第三组份,
[0012]
[0013]其中,
[0014] 分别选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种;
[0015] R4选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种; [0016] m、n分别表不1~6的整数。
[0017] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物中,第一组份的质量百分含 量为1~55%,第二组份的质量百分含量为1~55%,第三组份的质量百分含量为1~50%。
[0018] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式I所示化合物具体为式II~15所示 的化合物,
[0019]
[0020] 所述通式Π 所示化合物具体为式Π 1~Π 5所示化合物,
[0021]
[0022] 所述通式m所示化合物具体为式ΙΠ 1~ΙΠ 8所示化合物,
[0023]
[0024]
[0025] 其中,
[0026] m、n分别表示1~6的整数;
[0027] R3选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种;
[0028] 1?41选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
[0029] 优选地,所述通式I所示化合物具体为式11-1~15-6所示化合物,
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 优选地,所述通式Π 所示化合物具体为式Π 1-1~Π 5-6所示化合物,
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 优选地,所述通式m所示化合物具体为式mi-i~ΙΠ 8-3所示化合物,
[0039]
[0040]
[0041]
[0042] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物还包含通式IV所示化合物组 成的第四组份,所述液晶组合物中第四组份的质量百分含量为〇~30%,
[0043]
[0044] 其中,
[0045] 抱选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种;
[0046] R6选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
[0047] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式IV所示化合物具体为式IV1~IV8所 示化合物,
[0048]
[0049]
[0050] 其中,
[00511 R51选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种;
[0052] R6选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
[0053] 优选地,所述通式IV所示化合物具体为式IV1-1~IV8-5所示化合物,
[0054]
[0055]
[0056]
[0057] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物还包含通式V所示化合物组 成的第五组份,所述液晶组合物中第五组分的质量百分含量为0~10%,
[0058]
[0059] 其中,
[0060] R?选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种;
[0061 ] R8选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
[0062] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式V所示化合物为式VI~V5化合 物,
[0063]
[0064]
[0065] 其中,
[0066] Rn选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种;
[0067] Rs选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
[0068]优选地,所述通式V所示化合物为式V1 -1~V 5-2化合物,
[0069]
[0070]
[0071] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物还包含通式VI所示化合物组 成的第六组份,所述液晶组合物中第六组份的质量百分含量为〇~50%,
[0072]
[0073] Y表示乙基或乙烯基。
[0074] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物中,第一组份的质量百分含 量为5~20%,第二组份的物质量百分