一种高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物及其在液晶显示器中的应用，属于液晶材料技术领域。该液晶组合物包含通式Ⅰ至VI所示的液晶化合物：I、II、III、IV、V、VI。该液晶组合物具有极低的阈值电压，极大的负介电各向异性绝对值，高陡度，高亮度，良好的稳定性及低温互溶性，较高的清亮点，较宽的向列相温度范围，具有较短的响应时间，高的VHR及电阻率，抗UV性能好，主要应用于VA、MVA、PSA、IPS、FFS、TFT等显示模式。模式。

【技术实现步骤摘要】
一种高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及液晶组合物及其应用，具体涉及一种高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物及其在液晶显示器中的应用，属于液晶材料


技术介绍

[0002]液晶显示技术已经广泛应用于当今社会各类尺寸显示。小尺寸显示如计算器、手机、仪表等；中尺寸显示如电脑显示器；大尺寸显示如电视。液晶显示具有高分辨率、高亮度和平板化显示等优点及重量轻、能耗低甚至柔性显示。因此，液晶将继续在信息技术时代扮演重要角色。
[0003]早期的液晶显示模式为TN显示，人们利用TN电光效应和集成电路相结合，将其做成液晶显示器件（TN
‑
LCD），为液晶的应用开拓了广阔前景。TN
‑
LCD大规模工业化生产以来已慢慢发展，STN
‑
LCD及TFT
‑
LCD技术逐渐成熟，显示模式类型逐渐增多，出现具有负介电各向异性的液晶介质，如ECB、DAP、VAN、MVA、ASV、PVA等。
[0004]相比于传统显示模式，一些具有负的介电各向异性液晶介质逐步发展起来，例如ECB（电控双折射）及其衍生模式DAP（排列相的变形）、VAN（垂直排列向列相）、MVA（多区域垂直排列）、ASV（先进超视角）、PVA（模式垂直排列）。对于TN型显示十分依赖对比度。另外，VA显示众所周知具有广视角。VA显示的LC层包含夹在两个透明电极之间的液晶介质，液晶介质具有负的介电各向异性。关态下LC层分子与电极表面垂直排列，具有预倾角，当在电极上施加电压，LC分子重新排列与电极表面平行。VA显示较ECB显示具有更广视角不依赖于对比度。
[0005]对于液晶的前期探索响应时间太长，粘度也需要改善。这要受到旋转粘度γ1的影响，尤其是低温时的值。流动粘度ν20的降低会使得垂直配向边缘排列的液晶（例如ECB和VAN显示）具有非常短的相应时间。
[0006]目前，较为热门的广视角技术主要有TN+Wide Film，VA，包括PVA、MVA、PSVA、IPS、FFS等。由于垂直取向的液晶显示器有较高的对比度，快速响应等优异性能，因此VA型液晶面板在目前的显示器产品中应用较为广泛，16.7M色彩和大可视角度是它最为明显的技术特点。
[0007]目前市场上有各种不同的显示模式，比较具有竞争力的显示模式主要有面内切换（in
‑
plane switching，IPS）、边缘场切换（fringe
‑
field switching，FFS）和垂直排列（vertical alignment，VA）等显示模式。在这些显示模式中，面内切换（IPS）和边缘场切换（FFS）都具有宽视角的特点。当正性液晶用于IPS/FFS显示模式时可以获得快速响应，并且有良好的可靠性；而负性液晶用于IPS/FFS显示模式时可以获得更高的透过率，但是由于负性液晶黏度比较大，所以响应速度较慢。
[0008]针对目前的宽视角显示模式IPS面内切换（in
‑
pline switching，IPS）、边缘场切换（fringe
‑
field switching，FFS）这两种模式中，正性液晶和负性液晶在光透过率上的差异，主要体现在像素电极间隔中心的液晶的透过率效率上。因为，在像素电极间隔中心，正
性液晶分子转动的弹性力量比负性液晶的要弱。如果正性液晶要获得相同的光利用效率，
△
nd值要比负性液晶的大。所以针对以上两种模式，为了提高正性液晶的透过率，早期的解决方案是在正性液晶中添加负性组分，从而增强分子转动能力，提高透过率。
[0009]IPS（in
‑
plane switching）显示也很流行，其包含两个基板间的LC层，两个电极排列在其中一个基板上，相互交错，呈梳妆结构。当电极上施加电压时， LC层间产生与其平行的电场，使得LC分子发生重新排列。
[0010]IPS显示技术不是预先给液晶分子定向成为透光模式，而是定向成为不透光的模式，透光的多少通过与液晶分子定向方向垂直的电极决定，电压越高，扭转的分子就越多，从而实现光线的精确控制。它只控制IPS液晶面板的一个偏转角度，并且偏转分子的数量能够与电压接近正比例，从而使面板的层次控制更容易实现。
[0011]IPS硬屏在动态清晰度、色彩还原准确、可视角度等方面的显著优势，相对于传统的软屏液晶，IPS硬屏拥有稳固的液晶分子排列结构，响应速度更快，因而在动态清晰度上具有超强的表现力，完全消除了软屏液晶显示屏在受到外界压力和摇晃时，出现的模糊及水纹扩散现象，播放极速画面时更杜绝了残影和拖尾，因此，除了消费、医疗、工控行业外，对于时刻处在运动状态中的航天、汽车、地铁等行业均采用了IPS硬屏，以获得没有任何损耗的画质。可以预见的是，IPS显示技术越来越广泛的应用在各个领域。
[0012]对于IPS显示技术，需要具有改进性能的新型液晶介质。对于动态显示应用领域，尤其需要改进相应时间，降低驱动电压，运用于特殊领域的，还需要提高工作温度范围。因此，需要低的旋转粘度，大的介电各向异性，高的清亮点，大K值。优选的，介电应当高于4，非常优选的高于5，然后优选不高于12，特别是不高于15，因为这对于合理高的电阻率是不利的，对液晶材料的品质可靠性有影响。
[0013]适合于LCD和尤其适合于IPS显示器的液晶组合物是例如从以下文献中已知的：EP0667555、DE19509410、DE19528106、JP07
‑
181439（A）、WO9623851等。然而这些组合物具有显著缺点。除其他缺点外，它们大部分导致不利于长的响应时间，具有太低的电阻率值，和/或需要太高的工作电压。
[0014]后来，FFS（fringe
‑
field switching）显示被提出，其同样是在同一基板上包含两个电极，与IPS显示对比，只有一个电极是以梳妆结构排列，另一个电极非结构化。一种强烈的边缘场因此形成，电场邻近电极边缘，贯穿层结构，其在水平与垂直方向的分场都很强。IPS与FFS显示的视角对对比度的依赖性都很低。
[0015]当前VA显示类型LC分子的排列限制了LC层中很多相当小的领域。这些领域中可能会产生旋位转移，如倾斜。与传统的VA显示相比，具有倾斜域的VA显示具有更广的视角，不依赖于对比度和灰阶。这种类型的VA显示可以更容易实现开态下分子的重排，因此不再需要液晶盒的摩擦，通过对电极的特殊设计可以控制预倾角的取向。
[0016]MVA（multidomain vertical alignment）显示是通过具有突出物的电极引起局部倾斜的方式显示。施加电压后LC分子在不同方向不同区域内与电极表面平行排列，阻止了旋位转移。尽管这种排列改善了显示视角，但减少了光透过。随着MVA的进一步发展，只在一侧电极上使用突出物，而另一侧电极具有狭缝，有利于光的透过。狭缝电极施加电压后形成不均匀电场，仍然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：占液晶组合物总质量的1～70％的一种或多种通式Ⅰ所示的液晶化合物：I占液晶组合物总质量的1～40％的一种或多种通式Ⅱ所示的液晶化合物：II占液晶组合物总质量的1～50％的一种或多种通式III所示的液晶化合物：III占液晶组合物总质量的1～60％的一种或多种通式IV所示的液晶化合物：IV占液晶组合物总质量的1～60％的一种或多种通式V所示的液晶化合物：V占液晶组合物总质量的1～10％的一种或多种通式VI所示的液晶化合物：VI其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
、R
11
、R
12
各自独立的选自C1～C15的取代或未被取代的直链或支链烷基、烷氧基或醚氧基、C2～C15的取代或未被取代的直链或支链烯基或烯氧基、C3～C5的取代或未被取代的环烷基，其中，取代基选自F、Cl、Br、I、O、S、CN、OH、
‑
CH=CH
‑
、C≡C
‑
；环A、B、C、D、E、F、G、I、J、K、M各自独立的选自环己基、亚苯基、苯基、含氧六环基、含有取代基的亚苯基，其中，取代基选自F、Cl、Br、I、CN；L1、L2、L3、L4、L5、L6各自独立的选自H、F、S、CN、Cl、Br、I、C1～C3的烷基或烷氧基、CF3、CF3O；m、n、p、q各自独立的选自0、1；Z1、Z2各自独立的选自
‑
C≡C
‑
、
‑
CH=CH
‑
、
‑
CF=CF
‑
、
‑
COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
OOC
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
CH2O
‑
。2.根据权利要求1所述的高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物，其特征在于，通式Ⅰ所示的液晶化合物选自如下化合物：
Ⅱ‑
7其中，R
11
、R
12
各自独立的选自C1～C15的取代或未被取代的直链或支链烷基、烷氧基或醚氧基、C2～C15的取代或未被取代的直链或支链烯基或烯氧基，取代基选自F、Cl、Br、I、O、S、CN、OH、
‑
CH=CH
‑
、C≡C
‑
。4.根据权利要求1所述的高陡度高亮度负介电各向异性液晶组合物，其特征在于，通式III所示的液晶化合物选自如下化合物：
Ⅲ‑1Ⅲ‑2Ⅲ‑3Ⅲ‑4Ⅲ‑5Ⅲ‑6Ⅲ‑7Ⅲ‑8Ⅲ‑
9其中，R3、R4各自独立的选自C1～C15的取代或未被取代的直链或支链烷基、烷氧基或醚氧基、C2～C15的取代或未被取代的直链或支链烯基或烯氧基，取代基选自F、Cl、Br、I、O、S、CN、OH、
‑
CH=CH
‑
、C≡C

【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞，孙云峰，房凤梅，谭小英，彭少磊，白欣羽，史子谦，
申请(专利权)人：烟台丰蓬液晶材料有限公司，
类型：发明
国别省市：