液晶组合物及液晶显示元件或显示器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于液晶显示领域，具体涉及一种液晶组合物及包含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。TFT-LCD可分为三大类，分别是扭曲向列/超扭曲向列 (TN/STN)型、平面转换（IPS)型、及垂直配向（VA)型。早期商用的TFT-IXD产品基本采用了扭 曲向列(Twisted 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-LCD在TV领域的应用，具有广视野角特点的面内切换（Iη-P1 ane 5￥；[011；[1^，1?5)显示模式被开发出来并加以运用。1?5显示模式最早由美国人1?.50^;1；'(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-IXD产 品。VA性液晶显示器相对其他种类的液晶显示器具有极高的对比度，是因为在不加电的暗 态时，液晶分子垂直于基板表面排列，不产生任何相位差，漏光极低，暗态亮度很小，暗态亮 度越低，则对比度越高，在大尺寸显示，如电视等方面具有非常广的应用。
[0004] IPS模式可以很好的解决视角问题，但它存在高阈值电压、响应速度慢、液晶层的 电压保持率(VHR)低、离子密度（ID)高，出现白斑、取向不均、烧屏等显示不良的问题等问 题。TFT-LCD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、色调、电压保持率(VHR)、离子密 度（ID)、等，其中驱动电压受介电常数各向异性（△ ε)和弹性系数(K)影响较大，粘度（γ 1) 和弹性系数(Κ)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，以往那些化合物是无法同时都满足这些条件的。
[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 °(：~110°(：。6)高电压保持率。7)低离子密度。8)无白斑、取向不均、烧屏等显示问题。
[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，加快响应速度、降低阈值电 压、提高电压保持率、降低离子密度、提高显示良品率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，因此γ?/κ值需要针对不同的显示模式，研究出最优选使 用范围值。而液晶显示器件的显示良品率与电压保持率、离子密度等因素相关，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与最佳显示模式搭配，来解决液晶显示 器响应时间慢以及显示良品率低的问题。
【发明内容】
[0008] 本发明需要解决的技术问题是提供一种液晶显示元件，所述液晶显示元件通过使 用特定电极分布形成的特定的电场驱动特定液晶组合物，从而防止液晶层的电压保持率 (VHR)的降低、离子密度（ID)的增加，提高液晶显示元件的响应速度，解决白斑、取向不均、 烧屏等显示不良的问题。
[0009] 为解决上述技术问题，本申请发明人对构成驱动液晶工作的电场分布和构成液晶 层的液晶材料的结构的组合进行了深入研究，结果发现，使用特定的液晶材料和使用特定 电场分布的驱动电场的液晶显示元件防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度 (ID)的增加，提高液晶显示元件的响应速度，解决白斑、取向不均、烧屏等显示不良的问题， 从而完成了本申请发明。
[0010]本发明提供了一种液晶显示元件，包括至少一片彩色滤光片玻璃基板、与所述彩 色滤光片玻璃基板相对设置的至少一片阵列基板、夹设在所述彩色滤光片玻璃基板与所述 阵列基板之间平行排列的液晶组合物、制作在同一所述阵列基板上交错排布的公共电极和 像素电极，其特征在于:所述液晶显示元件，由所述公共电极和所述像素电极形成的电场与 所述液晶组合物形成的液晶层平行排列，所述液晶组合物的液晶分子指向矢与所述基板方 向平行，所述液晶组合物含有一种或多种通式I所示化合物、一种或多种通式II所示化合物 以及一种或多种通式III所示化合物，所述液晶组合物的扭曲弹性常数(κ 22)为6pN以上，旋 转粘度（γ 1)与扭曲弹性常数(κ22)的比为25Pa. S/nN以下，
[0011]
[0012]其中，各自独立地表示碳原子数为1-5的直链烷基或碳原子数为2-5的烯 基；
[0013] R4表示乙基或乙烯基；
[0014] (0)表示单键或0;
[0015] m表示1-5的整数。
[0016] 如果重视对于热、光的化学稳定性良好，则Ri-h优选为烷基。此外，如果重视制作 粘度小且响应速度较快的液晶显示元件，则Ri-IU优选为烯基。进而，如果以粘度小且向列-各项同性相转变温度高、响应速度进一步缩短为目的，则优选使用末端不为不饱和键的烯 基，特别优选在烯基的相邻处具有烷基作为末端。
[0017] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物中所述一种或多种通式I所 示化合物总质量含量为1-20%，所述一种或多种通式II所示化合物总质量含量为1-20%， 所示一种或多种通式ΠI所示化合物总质量含量为10-60 %。
[0018] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物中所述一种或多种通式I所 示化合物为式11-113所示化合物中的一种或多种，所述一种或多种通式II所示化合物为式 II1-II5所示化合物中的一种或多种，所述一种或多种通式III化合物为式III1-III2所示 化合物中的一种或两种，
[0019]
，：
[0020]
[0021]
[0022] 其中，R2各自独立地表示碳原子数为1-5的直链烷基或碳原子数为2-5的烯基;Rn 表示碳原子数为1-5的烷基。
[0023] 如果重视对于热、光的化学稳定性良好，则R2、Rn优选为烷基。此外，如果重视制作 粘度小且响应速度较快的液晶显示元件，则R 2、Rn优选为烯基。进而，如果以粘度小且向列-各项同性相转变温度高、响应速度进一步缩短为目的，则优选使用末端不为不饱和键的烯 基，特别优选在烯基的相邻处具有烷基作为末端。
[0024] 优诜地，所沭通式I所示化合物具体为式11-1~113-5所示化合物，
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
[0029]
[0030；
[0031]
[0032] 优选地，所述通式II所示化合物具体为式II1-1~II5-5所示化合物，
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述液晶组合物还可以包含一种或多种式 IVA、式IVB和/或式IVC所示的化合物，
[0037]
[0038] 其中，R5A、R5B、R5C各自独立地表示碳原子数为1-5的链烷基或碳原子数为3-5的环 烷基，所述碳原子数为1-5的链烷基或碳原子数为3-5的环烷基中一个或多个CH 2基团也可 被-〇-原子以彼此不直接键接的方式代替；
[0039] p、q各自独立地表示1或2;
[0040] Zi、Z2、Z3各自独立地表示单键、-ch2〇-和/或-och 2-，中的一种或多种；
[00411 (0)各自独立地表示单键或0;
[0042] η各自独立地表示1-5的整数。
[0043] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式IVA所示化合物为式IVA-1-IVA-4所 示化合物，所述通式IVB所示化合物为式IVB-1-IVB-2所示化合物，所述通式IVC所示化合物 为式IVC1-IVC2所示化合物，
[0044]
[0045] 其中，R5A、R5B、R5C各自独立地表示碳原子数为1-5的链烷基或碳原子数为3-5的环 烷基，所述碳原子数为1-5的链烷基或碳原子数为3-5的环烷基中一个或多个CH 2基团也可 被-〇-原子以彼此不直接键接的方式代替；
[0046] (0)各自独立地表示单键或0;
[0047] η各自独立地表示1-5的整数。
[0048] 优选地，所述通式IV所示化合物具体为式IVA-1-1~IVC-2-5所示化合物， [0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053] 本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物还可以包一种或多种式V所 示化合物，
[0054]
[0055]其中R6、R?各自独立地表示碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的烷氧基或碳原 子数为2-5的烯基；
[0056] q表示1或2