液晶组合物及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，包含：一种或多种通式Ⅰ的化合物作为第一组分；一种或多种通式Ⅱ的化合物作为第二组分；一种或多种通式Ⅲ的化合物作为第三组分；一种或多种通式Ⅳ的化合物作为第四组分。本发明专利技术的液晶组合物具有大的介电各向异性、高的光学各向异性、高的清亮点、低的阈值电压、较好的可靠性、良好的陡度以及良好的灰阶显示效果等特性，适用于液晶显示器件中。本发明专利技术还提供包含该液晶组合物的液晶显示器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有较大的光学各向异性、较大的介电各向异性、高清亮点的液晶组合物及包含所述液晶组合物的液晶显示器件。
技术介绍
液晶显示元件是利用液晶材料本身所具备的光学各向异性和介电各向异性来进行工作的，目前已经得到了广泛的应用。利用液晶材料不同的特性和工作方式，可以将器件设计成各种不同的工作模式，对于液晶显示元件来讲，根据液晶的显示模式分为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的类型有非晶硅(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。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。在低信息量中，一般采用无源方式驱动，但是随着信息量的加大，显示尺寸和显示路数的增多，串扰和对比度降低现象变得严重，因此一般采用有源矩阵(AM)方式驱动，目前较多的采用薄膜晶体管(TFT)来进行驱动。在AM-TFT元件中，TFT开关器件在二维网格中寻址，在处于导通的有限时间内对像素电极进行充电，之后又变成截止状态，直至下一周期中再被寻址。因此，在两个寻址周期之间，不希望像素点上的电压发生改变，否则像素点的透光率会发生改变，导致显示的不稳定。像素点的放电速度取决于电极容量和电极间介电材料的电阻率。因此要求液晶材料有适当的光学各向异性值Δn(Δn值一般在0.08～0.15左右)，以及较低的阈值电压，以达到降低的驱动电压，降低功耗的目的。这类液晶组合物已经有很多文献报道，例如国外专利文献WO9202597、WO9116398、WO9302153、WO9116399，中国专利文献CN1157005A等。从液晶组合物材料调制的角度来考虑，材料的各方面性能(适当的光学各向异性值、高的介电各向异性值、低的阈值电压、高的电压保持率等)之间是相互牵制的，提高一些方面的性能往往伴随着另一些方面性能的降低，调制各方面性能都合适的液晶组合物往往非常困难。液晶材料需要具有适当高的介电各向异性、光学各向异性以及较高的清亮点，特别地，为了使液晶显示器件具有更好的显示效果，还要求液晶显示器件灰阶显示愈好。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，可将液晶组合物的光学各向异性(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。含有光学各向异性适当的液晶组合物的液晶显示元件能够增大对比度。含有介电各向异性的绝对值大的液晶组合物的液晶显示元件能够降低基础电压值、降低驱动电压，并能进一步降低消耗电功率。陡度因子γ对器件参数是一个大的影响因素，U10、U50、U90分别对应于TN-LCD透过率变化量为10％、50％、90％时的电压。按自由能密度的方法计算得到平衡态下的U50、U90，得出如下关系式：γ＝(U50-U90)/U90＝0.133+0.0266[(K33/K11)-1]+0.0466[ln(ΔΔnd/2λ]2当Δnd/2λ＝1时，γ最陡。该条件与漏光最小条件大体一致，所以该条件可得到对比度大的显示，在该条件下显示器件漏光最小、陡度最好，其中，λ为入射波长。因此，γ与液晶材料的K33/K11也有关，在TN盒的K33/K11愈小，其γ愈小。但在TFT显示中，γ愈大，灰阶显示愈好，因此在TFT显示中，K33/K11相对较大会更好。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，但是该种类组合物清亮点较低、粘度较高、光学各向异性不够大、介电各向异性较低、电压保持率低，对混合成具有较大光学各向异性、适宜介电各向异性、较好稳定性以及较好对比度的组合物帮助不大，直接导致对比度低、响应速度慢、器件显示效果差等不良后果，例如国外专利文献WO9202597、WO9116398、WO9302153、WO9116399，中国专利文献CN1157005A等，不同程度上具有上述缺点。因此，需要一种液晶组合物，其具有大的光学各向异性；高的介电各向异性；高的清亮点；低的阈值电压；较好的可靠性；良好的陡度；良好灰阶显示效果等特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有大的介电各向异性、高的光学各向异性、高的清亮点、低的阈值电压、较好的可靠性、良好的陡度以及良好灰阶显示效果等特性的液晶组合物。本专利技术的其它目的是提供一种液晶显示元件，其包含具有较好的灰阶显示，大的介电各向异性、高的光学各向异性、高的清亮点、低的阈值电压、较好的可靠性、良好的陡度等特性的液晶组合物，使得液晶显示元件具有良好的显示效果、以及优越的省电性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的提供了一种液晶组合物，所述液晶组合物包含：一种或多种通式Ⅰ的化合物作为第一组分一种或多种通式Ⅱ的化合物作为第二组分一种或多种通式Ⅲ的化合物作为第三组分以及一种或多种通式Ⅳ的化合物作为第四组分其中，R1、R3、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；R2表示-H、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；R4表示-F、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；表示所述上一个或更多个H可被F取代；环环相同或不同，各自独立地表示环环环和环相同或不同，各自独立地表示Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示单键、-COO-或-CH2O-；a表示0、1或2，且当a为2时，环可以相同，也可以不同；b和c相同或不同，各自独立地表示0或1；其中，当b＝c＝0、b＝1且c＝0或b＝0且c＝1时，环和环不同时为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，包含：一种或多种通式Ⅰ的化合物作为第一组分一种或多种通式Ⅱ的化合物作为第二组分一种或多种通式Ⅲ的化合物作为第三组分以及一种或多种通式Ⅳ的化合物作为第四组分其中，R1、R3、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1‑7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1‑7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2‑7的氟代或未被氟代的烯基；R2表示‑H、碳原子数为1‑7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1‑7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2‑7的氟代或未被氟代的烯基；R4表示‑F、碳原子数为1‑7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1‑7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2‑7的氟代或未被氟代的烯基；表示所述上一个或更多个H可被F取代；环环相同或不同，各自独立地表示环环环和环相同或不同，各自独立地表示Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示单键、‑COO‑或‑CH2O‑；a表示0、1或2，且当a为2时，环可以相同，也可以不同；b和c相同或不同，各自独立地表示0或1；其中，当b＝c＝0、b＝1且c＝0或b＝0且c＝1时，环和环不同时为

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，包含：一种或多种通式Ⅰ的化合物作为第一组分一种或多种通式Ⅱ的化合物作为第二组分一种或多种通式Ⅲ的化合物作为第三组分以及一种或多种通式Ⅳ的化合物作为第四组分其中，R1、R3、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；R2表示-H、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；R4表示-F、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；表示所述上一个或更多个H可被F取代；环环相同或不同，各自独立地表示环环环和环相同或不同，各自独
\t立地表示Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示单键、-COO-或-CH2O-；a表示0、1或2，且当a为2时，环可以相同，也可以不同；b和c相同或不同，各自独立地表示0或1；其中，当b＝c＝0、b＝1且c＝0或b＝0且c＝1时，环和环不同时为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的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：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Ⅱ的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：其中，R2表示-H、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基。4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ-1的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-2的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-3的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-4的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-5的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-6的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-7的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-8的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：所述通式Ⅱ-9的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或多种化合物：5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅲ的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅳ的化合物选自由下
\t列化合物组成的组中一种或更多种化合物：其中，R5和R6相同或不同，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、碳原子数为2-5的烯基或碳原子数为2-5的烯氧基。7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅳ-1的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-3的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-4的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-5的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-6的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-7的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-8的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-9的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：所述通式Ⅳ-10的化合物选自由下列化合物组成的组中一种或更多种化合物：8.根据权利要求1-7中任一项所述的液晶组合物，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1-30％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-35％；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶组合物总重量的1-25％；以及所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量的25-65％。9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-2；占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-1；占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-1-1；占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2；占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-3；占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-4；占所述液晶组合物总重量10％的化合物Ⅳ-9-1；占所述液晶组合物总重量10％的化合物Ⅳ-10-1；占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅲ-2；占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅲ-7；占所述液晶组合物总重量17％的化合物Ⅳ-1-12；占所述液晶组合物总重量1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚利芳，丁文全，韩文明，宋晓龙，
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