一种快速响应的液晶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及液晶显示领域，特别涉及一种快速响应的液晶组合物，其包含质量百分比大于40％的式I化合物，以及至少一种通式II所代表的化合物，其中，本发明专利技术提供的通式II所代表的化合物为含有2‑甲基‑3,4,5‑三氟苯结构与二氟甲氧基桥键的极性化合物，该结构具有大的介电各向异性。本发明专利技术所述液晶组合物具有低粘度、高电阻率、良好的低温互溶性以及快的响应速度，可用于多种显示模式的快响应液晶显示，其在TN、IPS或FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器显示效果，尤其适用于IPS/FFS模式液晶显示器。

A Rapid Response Liquid Crystal Composition and Its Application

The present invention relates to the field of liquid crystal display, in particular to a fast response liquid crystal composition comprising formula I compounds with a mass percentage greater than 40%, and at least one compound represented by general formula II, in which the compound represented by general formula II of the present invention is a polar compound containing 2 methyl 3,4,5 trifluorobenzene structure and Difluoromethoxy bridge bond. There is large dielectric anisotropy. The liquid crystal composition of the invention has low viscosity, high resistivity, good low temperature mutual solubility and fast response speed, and can be used for fast response liquid crystal display of various display modes. Its application in TN, IPS or FFS mode displays can obviously improve the display effect of liquid crystal display, especially for IPS/FFS mode liquid crystal display.

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应的液晶组合物及其应用
本专利技术涉及液晶材料领域，具体涉及一种具有低的旋转粘度和大的光学各向异性的液晶组合物，确切地说，该液晶组合物具有非常快的响应速度，以及该组合物在液晶显示领域的应用。
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，LCD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难题，其显示性能已经接近或超过CRT显示器。目前电视市场主要以LCD显示为主，点使用LCD对于响应时间的要求更为苛刻，尤其在3D技术应用于电视产品中，要求的响应时间更加苛刻，响应时间慢会导致3D显示画面拖尾和失真，影响观看。液晶显是主要依靠电场作用下分子结构发生重排而达到控制光通过的机理，发生重排过程中必然会受到自身和外界阻力的影响，其最大阻力源于液晶的粘滞阻力，液晶显示器受限于自身的旋转粘度问题，导致响应时间成为电视液晶显示器的最大难题。具体而言，液晶的响应时间其中，γ1代表旋转粘度，Keff代表有效弹性常数值，d代表液晶层厚度。降低液晶层厚度对于提升液晶响应时间非常有效，液晶层的厚度d＝K/△n，△n为光学各向异性，K为延迟量定值，所以增加光学各向异性对于降低液晶层厚度，进而改善响应时间非常有效；降低γ1和提升Keff对于提升响应时间也有着重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种快速响应的液晶组合物，该组合物具有大的光学各向异性、低的旋转粘度和大的弹性常数，表现为具有较短的响应时间，从而有效地解决液晶显示器响应速度慢的问题。本专利技术所提供的液晶组合物，包含40％(质量百分比)以上的式I化合物：优选地，本专利技术所提供的液晶组合物包含大于等于45％质量百分比的式I的化合物；更优选大于等于47％质量百分比的式I的化合物；特别优选大于等于50％质量百分比的式I的化合物。以及至少包含一种通式II所代表的化合物：其中，R1代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；L代表H或F；A1代表：n＝0或1。优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA、IIB或IIC中的一种或多种化合物：其中：R1代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基；本专利技术提供的IIA、IIB、IIC所代表的化合物为含有2-甲基-3,4,5-三氟苯结构与二氟甲氧基桥键的极性化合物，该结构具有大的介电各向异性。本专利技术提供的液晶组合物，在其所有组分的用量总和为100％的情况下，通式II所代表的化合物在组合物中的含量在3～35％为宜，优选5～30％，更优选15～20％或10～27％，此时有利于提供液晶组合物所需要的的介电各向异性，符合液晶显示器的驱动电压需求。优选地，式IIA、IIB、IIC的化合物选自式IIA1～IIA4、IIB1～IIB4、IIC1～IIC4中的一种或多种：更优选地，IIA、IIB、IIC化合物选自式IIA2、IIB1、IIB2、IIC1、IIC2中的一种或多种。本专利技术所提供的液晶组合物还可以包含至少一种通式III的化合物：其中，R2代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；本专利技术提供的通式III所代表的三联苯类化合物具有高的光学各向异性，本专利技术提供的液晶组合物，在其所有组分的用量总和为100％的情况下，通式III所代表的化合物在组合物中的含量在0～30％为宜，当其加入量不为0时，优选为3～21％，更优选9～19％或15～21％，上述用量范围的通式III所代表的化合物对于提升组合物的光学各向异性起到了显著作用。优选地，所述通式III所代表的化合物选自式IIIA1～式IIIB1中的一种或多种：更优选地，本专利技术所提供的式III的化合物选自IIIA2、IIIA3、IIIA5、IIIB1中的一种或多种。本专利技术所提供的液晶组合物还可以包含一种或多种通式IV的化合物：其中，R3、R4各自独立地选自C1～C12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被O、S或CH＝CH取代；A2代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基。本专利技术提供的液晶组合物，在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速响应的液晶组合物，其特征在于：包含质量百分比大于40％的式I化合物：

【技术特征摘要】
1.一种快速响应的液晶组合物，其特征在于：包含质量百分比大于40％的式I化合物：以及至少包含一种通式II所代表的化合物：其中，R1代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；L代表H或F；A1代表：n＝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II所代表的化合物选自式IIA、IIB或IIC中的一种或多种化合物：其中：R1代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基；优选通式IIA、IIB、IIC的化合物选自式IIA1～IIA4、IIB1～IIB4、IIC1～IIC4中的一种或多种：3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于：还包含至少一种通式III的化合物：其中，R2代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；优选所述通式III所代表的化合物选自式IIIA1～式IIIB1中的一种或多种：4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶组合物，其特征在于：还可以包含一种或多种通式IV的化合物：其中，R3、R4各自独立地选自C1～C12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被O、S或CH＝CH取代；A2代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；优选通式IV所代表的化合物选自式IVA～式IVB以下化合物的一种或多种：其中，R3代表C2～C10的直链烷基或直链烯基；R4代表C1～C8的直链烷基；更优选通式IV所代表化合物选自式IVA1～式IVB22结构中的一种或多种：5.根据权利要求1-4任一项所述的液晶组合物，其特征在于：还包含一种或多种通式V所代表的化合物：其中，R5代表C1～C7的直链烷基；R6代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；优选通式V所代表的化合物选自式VA1～式VA24所代表的化合物的一种或几种：6.根据权利要求1-5任一项所述的液晶组合物，其特征在于：还包含一种或多种通式VI所代表的化合物：其中，R7代表C1～C7的直链烷基；A3代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；优选通式VI所代表的化合物选自VIA和VIB中的一种或多种：其中，R7代表C2～C5的直链烷基；更优选通式VI所代表的化合物选自VIA1～VIB4中的一种或多种：7.根据权利要求1-6任一项所述的液晶组合物，其特征在于：还包含一种或多种通式VII所代表的化合物：其中，R8代表C1～C7的直链烷基；和/或，还包含一种或多种通式VIII所代表的化合物：其中，R9、R10各自独立地代表C1～C7的直链烷基；优选通式VII所代表的化合物选自式VIIA1～VIIA4中的一种或多种：优选通式VIII所代表的化合物选自VIIIA1～VIIIA10中的一种或多种：8.根据权利要求1-7任一项所述的液晶组合物，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)、40～60％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、3～35％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、0～30％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、3～40％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、0～15％的一种或多种通式(V)所代表的化合物；6)、0～10％的一种或多种通式(VI)所代表的化合物；7)、0～15％的一种或多种通式(VII)所代表的化合物；8)、0～10％的一种或多种通式(VIII)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)、43～58％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、5～30％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、0～25％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、5～35％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、0～10％的一种或多种通式(V)所代表的化合物；6)、0～8％的一种或多种通式(VI)所代表的化合物；7)、0～10％的一种或多种通式(VII)所代表的化合物；8)、0～8％的一种或多种通式(VIII)所代表的化合物；更优选地，所述液晶组合物包含以下重量百分比的组分：1)、45～55％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、7～27％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、0～21％的一种或多种通式(III)所代表的化合物；4)、8～33％的一种或多种通式(IV)所代表的化合物；5)、0～8％的一种或多种通式(V)所代表的化合物；6)、0～5％的一种或多种通式(VI)所代表的化合物；7)、0～7％的一种或多种通式(VII)所代表的化合物；8)、0～5％的一种或多种通式(VIII)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)、47～55％的一种或多种通式(I)所代表的化合物；2)、7～27％的一种或多种通式(II)所代表的化合物；3)、0～21％的一种或多种通式(III...

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