一种具有高透过率的液晶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种具有高透过率的液晶组合物，本发明专利技术所述液晶组合物包含至少一种或多种通式I的化合物:以及至少一种选自式II的化合物:本发明专利技术所述液晶组合物具有低粘度、高电阻率、良好的低温互溶性、快的响应速度以及优异的透过率特性，可用于多种显示模式的快响应液晶显示。目前FFS和IPS已经成为最主流的显示模式，但FFS和IPS所存在的透过率低下的问题成为待解决的关键问题。通过实验发现，具有大的垂直介电的液晶组合物具有高的透过率，因此可以达到提升亮度且不增加电能消耗的问题。本发明专利技术所提供的液晶组合物具有大的垂直介电，可有效地提升液晶显示器的透过率特性，特别是在FFS和IPS显示模式的显示器中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶组合物，属于液晶显示材料领域，尤其涉及一种具有高透过率的液晶组合物及其应用。
技术介绍
目前，液晶在信息显示领域得到广泛应用，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。为此，已经提出许多不同的结构，特别是在向列型液晶领域，向列型液晶化合物迄今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.Zocher1933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。目前，对于用于平板和智能手机显示器的小尺寸和中尺寸显示器来说，面内转换(IPS)和边缘场切换(FFS)模式是非常令人感兴趣的。IPS和FFS模式广泛适用于智能和中尺寸显示器的原因是宽视角，相对于现有技术中熟知模式的低运行参数，相对于IPS模式,FFS拥有更高的透射率。现有技术中的液晶混合物特征在于其由具有正介电各向异性的化合物以及任选的中性化合物构成。在液晶显示器中，期望有助于盒中的以下优势的介质：1、宽的向列相范围(特别是向下直到低温的)2、在极低温下切换的能力(户外应用、汽车、航空电子技术)3、提高的对紫外辐射的耐受性(更长的服务寿命)4、低阈值电压(节省电能)5、高透射率。液晶显示器的主要功能是起着光开关的作用，光线经过液晶层后光损失到只有原来的6％左右，所以要获得较亮的显示效果，必须增加背光亮度，这将会增加背光的能耗和减少背光寿命。另外一种途径是获得高的透射率的液晶显示器，本专利技术所提供的液晶组合物有利于改善液晶显示器的透射率。目前已经发现，在IPS和FFS显示模式下，具有小的ε∥/ε⊥的液晶组合物可有效提升液晶显示器的透过率特性，而低的驱动电压的液晶显示器要求液晶具有大的Δε(ε∥-ε⊥)，因此，提升ε⊥成为提升液晶显示器透过率的关键因素。在液晶组合物中，如何选取液晶分子在垂直于长轴方向的介电大的液晶化合物成为该项指标最为重要的一点。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种具有高透过率的液晶组合物，本专利技术所得到的液晶组合物有效地提升液晶组合物的垂直介电，有效地提升了液晶显示器的透过率特性。并且非常低数值的旋转粘度γ1，大的弹性常数，快的响应速度，适用于TN、IPS和FFS模式，特别是IPS和FFS模式的各种应用。具体而言，本专利技术所述液晶组合物包含至少一种或多种通式I的化合物:以及至少一种选自式II的化合物:其中,R1～R3各自独立地代表C1～C15的直链烷基,其中一个或多个不相邻的CH2可以被氧原子、CH＝CH取代；A1、A2各自独立地代表：A3各自独立地代表：A4、A5、A6各自独立地代表：Z1、Z2各自独立地代表单键、CH2CH2或CH2O；n、p、q各自独立地代表0或1。为了实现更好的协调效应，本专利技术所述液晶组合物包含以下重量百分比的组分：1)、1％～60％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、1％～60％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、0％～80％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～80％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、0％～80％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；R4-A7-A8-R5III其中，R4、R5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、CH＝CH取代；A7、A8各自独立地代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；其中，R6、R8、R9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；R7、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16各自独立地代表C1～C12的直链烷基；L1、L2、L5、L6、L7各自独立地代表H或F,L3和L4代表H或F，两者在同一分子中各不相同；X、Z、W各自独立地代表F、CF3、OCF3、OCF2H；Y各自独立地代表F、CF3、OCF3、OCF2H以及C1-C5的直链烷基或C2～C5的直链烯基；m各自独立地代表0或1；A9、A10、A12各自独立地代表：A11各自独立地代表：更为理想地，所述液晶组合物,包含以下重量百分比的组分:1)、1％～21％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、1％～40％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、10％～70％的一种或多种通式(III)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高透过率的液晶组合物，其特征在于：包含至少一种或多种通式(I)的化合物:以及至少一种选自式通式(II)的化合物:其中,R1～R3各自独立地代表C1～C15的直链烷基,其中一个或多个不相邻的CH2可以被氧原子、CH＝CH取代；A1、A2各自独立地代表：A3各自独立地代表：A4、A5、A6各自独立地代表：Z1、Z2各自独立地代表单键、CH2CH2或CH2O；n、p、q各自独立地代表0或1。

【技术特征摘要】
1.一种具有高透过率的液晶组合物，其特征在于：包含至少一种或多种通式(I)的化合物:以及至少一种选自式通式(II)的化合物:其中,R1～R3各自独立地代表C1～C15的直链烷基,其中一个或多个不相邻的CH2可以被氧原子、CH＝CH取代；A1、A2各自独立地代表：A3各自独立地代表：A4、A5、A6各自独立地代表：Z1、Z2各自独立地代表单键、CH2CH2或CH2O；n、p、q各自独立地代表0或1。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含以下重量百分比的组分：1)、1％～60％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、1％～60％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、0％～80％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～80％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、0％～80％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；R4-A7-A8-R5III其中，R4、R5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、CH＝CH取代；A7、A8各自独立地代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；其中，R6、R8、R9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；R7、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16各自独立地代表C1～C12的直链烷基；L1、L2、L5、L6、L7各自独立地代表H或F,L3和L4代表H或F，两者在同一分子中各不相同；X、Z、W各自独立地代表F、CF3、OCF3、OCF2H；Y各自独立地代表F、CF3、OCF3、OCF2H以及C1-C5的直链烷基或C2～C5的直链烯基；m各自独立地代表0或1；A9、A10、A12各自独立地代表：A11各自独立地代表：通式(IV)优选以下结构的一种或几种化合物：其中，R6各自独立地代表C2～C7的直链烷基或直链烯基，更优选C2～C5的直链烷基或直链烯基；R7各自独立地代表C1～C7的直链烷基，更优选C1～C5的直链烷基。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,包含以下重量百分比的组分:1)、1％～21％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、1％～40％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、10％～70％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～30％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、1％～60％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；或：1)、21％～50％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、1％～15％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、15％～50％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～30％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、1％～50％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；优选地，所述液晶组合物，包含以下重量百分比的组分：1)、1％～20.5％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、3.5％～35％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、11％～60.5％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～25.5％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、3％～55％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；或：1)、21％～45％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、4％～10％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、19％～45％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～25％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、5％～47％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物。4.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,包含以下重量百分比的组分:1)、3％～45％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、1％～10％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、10％～70％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～30％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、1％～60％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；或：1)、5％～30％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、11％～40％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、10％～50％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～30％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、1％～40％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；优选地，所述液晶组合物，包含以下重量百分比的组分：1)、5％～39％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、3.5％～10％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、11％～60.5％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～25.5％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、4％～55％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；或：1)、9％～20％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、11％～35％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、13％～47％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～24％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、3％～32％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；优选地，所述液晶组合物，包含以下重量百分比的组分：1)、3％～45％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、2％～40％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、10％～40％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、0％～30％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、1％～60％的一种或多种通式(V)～通式(XI)所代表的化合物；或：1)、3％～45％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、2％～35％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、41％...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卯先，陈海光，姜天孟，储士红，王杰，未欣，张琳，田会强，苏学辉，
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