[發明專利]液晶組合物及其液晶顯示器件

在審

• 申請號: 202011222196.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN114437738A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 趙建芳;王立威;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: C09K19/46
• 分類號: C09K19/46;G02F1/1333
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 張麗;繆策

本發明提供液晶組合物及其液晶顯示器件，該液晶組合物包含至少一種通式I的化合物、至少一種通式II的化合物和至少一種通式III的化合物。本發明的液晶組合物在維持適當的光學各向異性、適當的清亮點、適當的介電各向異性和適當的常溫響應時間的情況下，具有較大的K_ave值、較短的低溫響應時間和較長的低溫儲存時間，使得包含本發明的液晶組合物的液晶顯示器件在維持適當的閾值電壓和適當的常溫響應速度的情況下，具有較好的耐低溫性、較好的對比度和較快的低溫響應速度。

技術領域

本發明涉及液晶領域，具體涉及液晶組合物和包含所述液晶組合物的液晶顯示器件。

背景技術

液晶顯示元件可以在鐘表、電子計算器為代表的各種家庭用電器、測定機器、汽車用面板、文字處理機、電腦、打印機、電視等中使用。根據顯示模式的類型，液晶顯示元件可以分為PC(phase change，相變)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(super twistednematic，超扭曲向列)、ECB(electrically controlled birefringence，電控雙折射)、OCB(optically compensated bend，光學補償彎曲)、IPS(in-plane switching，共面轉變)、VA(vertical alignment，垂直配向)等類型。根據元件的驅動方式，液晶顯示元件可以分為PM(passive matrix，被動矩陣)型和AM(active matrix，主動矩陣)型。PM分為靜態(static)和多路(multiplex)等類型。AM分為TFT(thin film transistor，薄膜晶體管)、MIM(metalinsulator metal，金屬-絕緣層-金屬)等類型。TFT的類型包含非晶硅(amorphoussilicon)和多晶硅(polycrystal silicon)。后者根據制造工藝分為高溫型和低溫型。根據光源的類型，液晶顯示元件可以分為利用自然光的反射型、利用背景光的透過型、以及利用自然光和背光兩種光源的半透過型。

液晶顯示器由于其質量輕、體積小、有效顯示面大等優點日益受到各國軍方的重視，而影像液晶顯示器應用于軍械裝備的首要障礙是液晶的溫度特性。液晶顯示器的主要部分為液晶材料，液晶材料在極冷的情況下會漸漸成為真正的晶體，而在過熱的情況下會成為各向同性物質或純液體，這兩種極限狀態下的液晶材料都不能作為顯示器的工作材料。即使在液晶態溫度范圍之內，溫度的變化也會影響液晶材料的物性參數(如粘滯系數、介電常數和彈性常數等)，而液晶顯示器的顯示特性與這些參數直接相關。

在低溫下，液晶材料變得粘稠，在0℃以下的條件下，液晶的響應時間大大降低，使得顯示遲緩，這是因為液晶在與常溫下同等大小的電場作用下很難進行物理旋轉，所以在低溫情況下，可以通過提高驅動電壓來減小液晶反應時間，改善液晶的低溫啟動特性。不過，這樣的辦法所起的效果是十分有限的，因為極低的溫度同時也改變液晶材料的雙折射和各向異性的光學特性。因此，液晶顯示器中存在需要改善低溫啟動的問題。

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，并且能進一步降低消耗電功率，但介電各向異性的絕對值大會使液晶的粘度較大和穩定性較差。

對比度是指圖像最亮和最暗之間的區域之間的比率，比值越大，從黑到白的漸變層次越多，從而色彩表現越豐富。對比度對視覺效果的影響非常關鍵。一般來說，對比度越大，圖像越清晰醒目，色彩也越鮮明艷麗；而如果對比度小，則會讓整個畫面都灰蒙蒙的。高對比度對圖像的清晰度、細節表現、灰度層次表現都有很大的幫助。對比度越高，圖像效果越好，色彩會更飽和；反之，對比度低則畫面會顯得模糊，色彩也不鮮明。

研究表明，影響液晶顯示元件的對比度的最主要因素為液晶材料的漏光，而影響漏光的主要因素是光散射(LC Scattering)，其中LC Scattering與平均彈性常數K_ave的關系式如下：