[發明專利]負介電各向異性的液晶組合物及其顯示器件

有效

• 申請號: 201611203798.5
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN108239547B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 王盼盼;陳昭遠;韓文明;徐海彬;馬文陽
• 申請（專利權）人: 江蘇和成顯示科技有限公司
• 主分類號: C09K19/44
• 分類號: C09K19/44;G02F1/1333
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種負介電各向異性的液晶組合物，所述液晶組合物包含：占所述負性液晶組合物總重量30?70％的一種或更多種通式Ⅰ和\或Ⅱ的化合物；占所述負性液晶組合物總重量8?30％的一種或更多種通式Ⅲ的化合物；占所述負性液晶組合物總重量0?30％的一種或更多種通式Ⅳ的化合物；以及占所述負性液晶組合物總重量20?50％的一種或更多種通式Ⅴ的化合物。本發明還公開了包括本發明的液晶組合物的液晶顯示器件。

技術領域

本發明涉及一種液晶組合物，特別涉及一種具有絕對值大的介電各向異性、較寬的向列相溫度范圍、低的驅動電壓、良好的低溫穩定性以及較高的的清亮點、較高的光學各向異性等特性的液晶組合物，以及包括該液晶組合物的液晶顯示器件。

背景技術

液晶顯示元件從時鐘、計算器開始，發展到用于家庭用的各種電器設備、測定設備、汽車用面板、文字處理器、電子記事本、打印機、電腦、電視機等。作為代表性液晶顯示方式，其可以舉出TN(扭曲向列)型、STN型(超扭曲向列)型、DS(動態光散射)型、GH(賓主)型、IPS(平面轉換)型、OCB(光學補償雙折射)型、ECB(電壓控制雙折射)型、VA(垂直取向)型、CSH(彩色超垂直)型或FLC(強介電性液晶)型等。此外，作為液晶顯示器件的驅動方式，也可以舉出靜態驅動、多工驅動、單純矩陣方式、通過TFT(薄膜晶體管)、TFD(薄膜二極管)等來驅動的有源矩陣(AM)方式。

在這些顯示方式中，IPS型、ECB型、VA型或CSH型等具有使用介電各向異性Δε表現負值的液晶組合物這樣的特征。在這些顯示方式中，特別是通過AM驅動的VA型顯示方式被用于要求高速響應且寬視角的顯示元件(例如電視機等)用途。

液晶材料需要具有適當高的介電各向異性、光學各向異性以及良好的低溫互溶性和熱穩定性。此外，液晶材料還應當具有低粘度和短響應時間，低閾值電壓和高對比度。根據市售的液晶顯示元件來進一步說明組合物的各向性能指標。向列相的溫度范圍與元件的工作溫度范圍相關聯。向列相的上限溫度較好的是大于等于70℃，并且向列相的下限溫度較好的是小于等于-10℃。組合物的粘度與元件的響應時間相關聯。為了在元件中顯示動畫，較好的是元件的響應時間短。因此，較好的是組合物的粘度小，而更好的是溫度低時組合物的粘度小。

組合物的光學各向異性與元件的對比度相關聯。為了使液晶顯示元件的對比度比最大化，可將液晶組合物的光學各向異性(Δn)與液晶層的厚度(d)的乘積值(Δn*d)設定為固定值的方式進行設計。適當的積值依賴于運作模式的種類。如TN模式的元件的適當值約為0.45μm。該情形時，對于液晶層厚度較小的元件而言，較好的是光學各向異性大的組合物。

含有介電各向異性的絕對值大的液晶組合物的液晶顯示元件能夠降低基礎電壓值、降低驅動電壓，并能進一步降低消耗電功率。

含有較低閾值電壓的液晶組合物的液晶顯示元件能夠有效的降低顯示的功耗，特別是在消耗品，類似手機，平板電腦等便攜式電子產品有更長的續航時間。

粘度小的液晶組成物，可提高液晶顯示元件響應速度。當液晶顯示元件的響應速度快時，可適用于動畫顯示。另外，向液晶顯示元件的液晶盒內注入液晶組成物時，可縮短注入時間，能夠提高作業性。

另一方面，液晶材料的粘度影響著制造過程中產品的良率，當液晶材料粘度大時，液晶材料擴散不良，很容易在液晶顯示器件的制程中引起器件顯示不均，從而影響顯示器件的良率，并且影響顯示品質。

現有技術公開了具有低功耗，快響應的液晶組合物，如專利文獻CN102858918A，但現有技術中存在環保問題(如含氯化合物的使用)、使用壽命短(如UV或熱穩定性差)、對比度低(如日光下顯示屏幕泛白)，以及無法兼顧在液晶電視、平板電腦等要求適當的光學各向異性、適當的介電各項異性、高電壓保持率、抗UV穩定及高溫穩定的性能均衡問題，不能同時滿足各方面指標。

從液晶材料的制備角度出發，液晶材料的各項性能是互相牽制影響的，某項性能指標的提升可能會使其他性能發生變化。因此，制備各方面性能都合適的液晶材料往往需要創造性勞動。