液晶组合物及其液晶显示器件制造技术

本发明专利技术提供液晶组合物及其液晶显示器件。通过优化二苯并呋喃/二苯并噻吩类液晶化合物的结构并且将其与特定的三联苯类液晶化合物搭配，本发明专利技术的液晶组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值的情况下，还具有较小的旋转粘度和较高的电压保持率(VHR(初始)和VHR(UV))，使得包含该液晶组合物的液晶显示器件具有较短的响应时间、较高的可靠性、具有降低的残影等不良显示的发生率。示的发生率。示的发生率。

【技术实现步骤摘要】
液晶组合物及其液晶显示器件


[0001]本专利技术涉及液晶领域，具体涉及液晶组合物和包含所述液晶组合物的液晶显示器件。

技术介绍

[0002]液晶材料是在一定温度下既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性的有机棒状小分子化合物的混合物。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)利用液晶材料本身所具有的光学各向异性和介电各向异性进行工作，并且因体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展，特别是在便携式电子信息产品中获得了广泛的应用。液晶显示元件基于液晶分子的运作模式可以分为：PC(phase change，相变)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、DS(dynamic scattering，动态散射)、FLC(ferroelectric liquid crystal，FLC)、GH(guest
‑
host，宾
‑
主)、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)、FFS(fringe field switching，边缘场切换)、FPA(field
‑
induced photo
‑
reactive alignment，电场感应光反应配向)等类型。此外，新型显示模式包含例如UV2A(Ultra Violet Vertical Alignment，多域紫外光配向)、PSVA(Polymer Stabilized Vertical Alignment，聚合物稳定垂直配向)、NFFS(Negativity fringe field switching，负性边缘场切换)等。
[0003]液晶显示器件含有具有适当特性的向列相型液晶组合物。通过提高液晶组合物的特性，可以获得具有良好特性的AM元件。液晶组合物的特性和AM元件特性的关联归纳于下表1中。
[0004]表1液晶组合物的特性与AM元件的特性
[0005]编号液晶组合物的特性AM元件的特性1向列相的温度范围广温度使用范围广2粘度小响应时间短3光学各向异性适当对比度大4正或负的介电各向异性的绝对值大阈值电压低、消耗电力小、对比度大5比电阻大电压保持率大、对比度大6对紫外线及热稳定寿命长7弹性常数大对比度大、响应时间短
[0006]为了提高液晶显示器件的响应速度，需要尽量降低液晶组合物的旋转粘度。然而，一般低粘度的液晶组合物的清亮点、光学各向异性等较低，因此在调制液晶组合物的配方时，需要在降低粘度同时考虑其他方面的性能要求。
[0007]液晶显示器件的阈值电压主要取决于液晶组合物的介电各向异性绝对值。大的介电各向异性绝对值有利于降低液晶显示器件的阈值电压。通过不同极性单体液晶的混合来
将液晶组合物的介电各向异性绝对值调制到合适的值，以适应液晶显示器件工作电压的要求。然而，液晶组合物的介电各向异性绝对值的提高可能会增加液晶组合物的粘度并且降低液晶组合物的稳定性。
[0008]使用正性液晶组合物的IPS型液晶显示器和FFS型液晶显示器是本领域熟知的，并且已经获得了广泛的应用(例如，桌面显示器、电视机、移动应用)。然而，不同于TN型液晶显示器，FFS型液晶显示器的响应速度明显偏慢，同时由于正性FFS盒内纵向电场的影响而具有较低的透过率。然而，即使对于采取负性液晶掺杂的方式得到的正性液晶组合物，也仍然在透过率方面差强人意。
[0009]目前，本领域采用全负性液晶组合物来实现较高的透过率(如在NFFS型或VA型液晶显示器件中具有显著的透过率优势)，但负性液晶组合物的结构决定了其具有较大的旋转粘度、较高的离子浓度、较低的电压保持率，从而导致使用负性液晶组合物的液晶显示器件具有较慢的响应速度和较严重的残影现象。因此，亟需开发具有较小的旋转粘度、较高的电压保持率的负性液晶组合物以改善现有负性液晶组合物的不足，并且满足市场需求。
[0010]中国专利CN1942461B、德国专利申请DE10101022A1公开了可以一定程度上解决上述问题的苯并呋喃类或苯并噻吩类负性液晶化合物。中国专利CN107973766B在现有技术的基础上对该类化合物的端基结构进行环取代。然而，目前已公开的该类化合物仍然存在介电各向异性绝对值较小、旋转粘度较大、电压保持率较低、低温互溶性较差的问题。中国专利CN105820824B和中国专利申请CN110577838A公开了一种二苯并噻吩/呋喃类液晶组合物，从而在一定程度上解决了上述问题，但该液晶组合物仍然存在较高的旋转粘度、较低的VHR(特别是较低的VHR(UV))的不足。然而，众所周知的是，液晶面板的制造过程中需要经受一定程度的UV光照射，而一般波长为365nm的紫外光能量大约为6000～1000mJ。液晶材料的抗UV破坏能力是评估液晶显示器是否具备更好残影的直接指标。传统的二苯并呋喃和二苯并噻吩类化合物经UV光照射后具有较低的VHR(UV)，使得液晶显示器的可靠性降低，并且产生残影。
[0011]液晶组合物配方的调制应当同时调节液晶组合物的许多性能参数。调节某一性能参数而不影响另一个参数的值是不可能的。有时，加入某种单体液晶调节液晶组合物的某种性能参数可能对其他一种或多种性能参数有利，但也可能对另外一些性能参数的改善不利。因此，如何获得能够全部解决或部分解决上述问题的液晶组合物依然是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0012]专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种液晶组合物，所述液晶组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性和适当的介电各向异性绝对值的情况下，还具有较小的旋转粘度和较高的电压保持率(VHR(初始)和VHR(UV))。本专利技术的目的还在于提供一种包含上述液晶组合物的液晶显示器件。
[0013]技术方案：为了实现以上专利技术目的，本专利技术提供一种液晶组合物，液晶组合物包含：
[0014]至少一种通式I的液晶化合物
[0015]以及
[0016]至少一种通式F的化合物
[0017][0018]其中，
[0019]R1和R2各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基、12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
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【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：至少一种通式I的液晶化合物以及至少一种通式F的化合物其中，R1和R2各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基、12个碳原子的直链或支链的烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
替代；R
F1
表示
‑
H、卤素、含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的
‑
CH2‑
可分别独立地被
‑
C≡C
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
替代，并且所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或更多个
‑
H可分别独立地被
‑
F或
‑
Cl取代；R
F2
表示一个或不相邻的两个以上的
‑
CH2‑
分别独立地被
‑
S
‑
或
‑
O
‑
替代的一个或更多个环中单键被双键替代的
‑
O(CH2)n
F4
OR
F3
或R
F3
表示含有1
‑
4个碳原子的直链或支链的烷基；环和环各自独立地表示各自独立地表示其中中的一个或更多个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
或
‑
S
‑
替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个
‑
H可分别独立地被
‑
CN、
‑
F或
‑
Cl取代，并且一个或更多个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；X
F
表示
‑
O
‑
、
‑
S
‑
或
‑
CO
‑
；X
a
、X
b
、L
F1
和L
F2
各自独立地表示
‑
H、
‑
F、
‑
Cl、
‑
CF3或
‑
OCF3，其中X
a
和X
b
中的至少一者表示
‑
F、
‑
Cl、
‑
CF3或
‑
OCF3；
Z
F1
和Z
F2
各自独立地表示单键、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2O
‑
或
‑
OCF2‑
；Z
F4
表示
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH2S
‑
、
‑
SCH2‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
CF2S
‑
、
‑
SCF2‑
、
‑
(CH2)
d
‑
、
‑
CF2CH2‑
、
‑
CH2CF2‑
、
‑
(CF2)
d
‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CF＝CF
‑
、
‑
CH＝CF
‑
、
‑
CF＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH＝CH
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CH2CH2‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
CH2CH2‑
、
‑
CHR1‑
、
‑
CR1R2‑
或单键，其中R1和R2各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基，并且d表示1
‑
4的整数；n
F1
和n
F2
各自独立地表示0、1或2，其中当n
F1
表示2时，环可以相同或不同，其中当n
F2
表示2时，环可以相同或不同，Z
F2
可以相同或不同；n
F3
表示0
‑
4的整数；并且n
F4
表示1
‑
8的整数。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的化合物选自由如下化合物组成的组：合物组成的组：以及其中，R2’
表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基。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F的化合物选自由如下化合物组成的组：
以及其中，X
F1
和X
F2
各自独立地表示
‑
CH2‑
、
‑
O
‑
或
‑
S
‑
。4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物
其中，R
N1
和R
N2
各自独立地表示含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基、12个碳原子的直链或支链的烷基、所述含有1
‑
12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的
‑
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其中中的一个或更多个
‑
CH2‑
可被
‑
O
‑
替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个
‑
H可被
‑
F、
‑
Cl或
‑
CN取代，并且一个或更多个环中
‑
CH＝可被
‑
N＝替代；Z
N1
和Z
N2
各自独立地表示单键、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2O
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盼盼，丁文全，贺笛，杨亚非，
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：