一种液晶组合物及包含其的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及包含其的液晶显示器件，所述液晶组合物包含至少一种式I的化合物以及至少一种式II的化合物；通过液晶组分的相互协同，使所述液晶组合物在介电各向异性相当的前提下，维持适宜的光学各向异性、适当的清亮点和适当的陡度因子P值，而且具有较长的低温储存时间、较好的低温相容性、较低的阈值电压、较低的饱和电压和较好的电压保持率，具有较高的稳定性。所述液晶组合物的低温稳定性好，阈值电压小，功耗低，可靠性高，能够提供稳定的液晶显示状态，满足各种高性能的显示器件。示器件。

【技术实现步骤摘要】
一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件


[0001]本专利技术属于液晶材料
，具体涉及一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件。

技术介绍

[0002]液晶显示元件可以在以钟表、电子计算器为代表的家庭用电器、测定机器、汽车用面板、文字处理机、电脑、打印机、电视等中使用。根据显示模式的类型，液晶显示元件分为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。
[0003]在低信息量的液晶显示元件中，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值，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较高的电阻率、良好的化学和热稳定性以及对电场和电磁辐射的稳定性，同时要求材料具有合适的光学各向异性Δn(Δn值一般为0.08
‑
0.10)和较低的阈值电压，以达到降低驱动电压、降低功耗的目的；此外，还要求材料具有较低的粘度，从而满足快速响应的需要。这类液晶材料已有文献报道，例如WO9202597、WO9116398、WO9302153、WO9116399、CN1157005A等，但是，随着显示技术的发展，现有的液晶材料难以满足应用需求。
[0004]TN、STN模式的显示元件可使用正介电各向异性液晶，VA模式的显示元件使用负介电各向异性的液晶，IPS/FFS模式的显示元件既可使用正介电各向异性的液晶，也可使用负介电各向异性的液晶。其中，IPS显示模式具有良好的视角特性和改善的响应时间，被越来越多的用于多媒体应用(例如手机、平板电脑等)，乃至用于TV及桌面监视器。
[0005]液晶显示器件显示部分亮度的变化达到最大变化量的10％时，施加的驱动电压的有效值称为阈值电压(Vth)，而液晶显示器件显示部分亮度的变化达到最大变化量的90％时，施加的驱动电压的有效值称为饱和电压(Vsat)。
[0006]衡量电光曲线变化的陡峭程度用陡度因子P(P＝Vsat/Vth)表示，陡度因子P是液
晶显示器件用于大信息容量显示时的一个重要参数，数值越接近1，则多路寻址能力越强，显示的信息量越大。
[0007]液晶组合物的光学各向异性与元件的对比度相关联。根据元件显示模式的不同，需要大的光学各向异性或小的光学各向异性(即，适当的光学各向异性)。液晶组合物的光学各向异性(Δn)与元件的盒厚(d)的积(Δn
×
d)被设计成使对比度为最大。适当的积的值依存于运作模式的种类，对盒厚小的元件而言，优选为具有大的光学各向异性的液晶组合物。含有较大介电各向异性的液晶材料，可有效降低液晶材料的阈值电压，进一步降低消耗电功率，但介电各向异性越大，越容易被光、热、电破坏造成离子析出，从而导致电阻率降低。
[0008]当液晶显示器件中含有电阻率大的液晶材料时，能够增大器件的电压保持率，并能增大对比度。因此，液晶材料需要在初期具有较大的电阻率值，即使进一步长时间使用后仍具有大的电阻率值。
[0009]在显示模式应用中，温度的变化会对显示带来一定的影响，比如电压会随着温度的变化产生偏移，从而会影响液晶的显示状态，理论上需要一种液晶组合物对温度变化影响不明显，从而可以得到稳定的显示状态。
[0010]从液晶材料的制备角度出发，液晶材料的各项性能是互相牵制影响的，某项性能指标的提升可能会使其他性能发生变化，制备各方面性能都合适的液晶材料具有很大的难度。
[0011]因此，开发一种具有较宽的工作温度范围、良好的可靠性、合适的光学各向异性、适宜的介电各向异性的液晶材料，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0012]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件，所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点和适宜的陡度因子的基础上，具有较好的低温稳定性，在相同介电的情况下有效降低阈值电压，降低饱和电压，能够用更低的驱动电压进行驱动，可靠性高，是一种低功耗的稳定的液晶材料。
[0013]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]第一方面，本专利技术提供一种液晶组合物，所述液晶组合物包含：
[0015]至少一种式I的化合物：
[0016]以及
[0017]至少一种式II的化合物：
[0018][0019]其中，R1表示含有1
‑
12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11
个或12个)碳原子的直链或支链烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
替代；前述基团中的一个或至少两个
‑
H可分别独立地被
‑
F或
‑
Cl取代。
[0020]R2表示卤素、含有1
‑
12个(例如1个、2个、3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：至少一种式I的化合物：以及至少一种式II的化合物：其中，R1表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
替代；前述基团中的一个或至少两个
‑
H可分别独立地被
‑
F或
‑
Cl取代；R2表示卤素、含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
替代；前述基团中的一个或至少两个
‑
H可分别独立地被
‑
F或
‑
Cl取代；环和环各自独立地表示所述中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
替代，一个或至少两个环中单键可被双键替代；所述中的一个或至少两个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；前述基团中的一个或至少两个
‑
H可被
‑
F、
‑
Cl或
‑
CN取代；Z1和Z2各自独立地表示单键、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CF＝CF
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2O
‑
或
‑
OCF2‑
；L1和L2各自独立地表示
‑
H、卤素、未取代或卤代的含有1
‑
3个碳原子的直链烷基、未取代或卤代的含有1
‑
3个碳原子的直链烷氧基，且L1和L2中至少有一个表示
‑
CH3；R3和R4各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基、12个碳原子的直链或支链烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
替代；环和环各自独立地表示
所述中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
替代，一个或至少两个环中单键可被双键替代；所述所述中的一个或至少两个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；前述基团中的一个或至少两个
‑
H可被卤素或
‑
CN取代；Z3和Z4各自独立地表示单键、
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH2S
‑
、
‑
SCH2‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
CF2S
‑
、
‑
SCF2‑
、
‑
(CH2)
n
‑
、
‑
CR
p
R
q
‑
、
‑
CF2CH2‑
、
‑
CH2CF2‑
、
‑
(CF2)
n
‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CF＝CF
‑
、
‑
CH＝CF
‑
、
‑
CF＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH＝CH
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CH2CH2‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
CH2CH2‑
；R
p
和R
q
各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基，n表示1
‑
4的整数；L3和L4各自独立地表示卤素或
‑
CN；n1、n2、n3和n4各自独立地表示0、1或2；当n1表示2时，环相同或不同，Z1相同或不同；当n2表示2时，环相同或不同，Z2相同或不同；当n3表示2时，环相同或不同，Z3相同或不同；当n4表示2时，环相同或不同，Z4相同或不同。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式I的化合物选自由如下化合物组成的组：物组成的组：以及
其中，环和环各自独立地表示所述中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
替代，一个或至少两个环中单键可被双键替代；所述中的一个或至少两个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；前述基团中的一个或至少两个
‑
H可被
‑
F、
‑
Cl或
‑
CN取代；Z1'表示单键、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CF＝CF
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2O
‑
或
‑
OCF2‑
；R2'表示卤素。3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，所述式II的化合物选自由如下化合物组成的组：
以及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，所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量为1
‑
45％，优选为1
‑
30％；优选地，所述液晶组合物中式II的化合物的质量百分含量为1
‑
70％，进一步优选为1
‑
55％。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，所述液晶组合物中还包含至少一种式M的化合物：其中，R
M1
和R
M2
各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立威，马文阳，赵阳阳，
申请(专利权)人：江苏和成显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：