[发明专利]液晶化合物、液晶组合物及包括该化合物或组合物的液晶显示器及光电装置

说明书

技术领域

本发明是涉及一种液晶化合物，特别是涉及一种低驱动电压的液晶化合物、液晶组合物及包括该化合物或组合物的液晶显示器及光电装置。

背景技术

液晶显示器(liquid crystal display，简称LCD)中，扭曲向列型(twisted nematic，简称TN)特别适用于平面显示器面板(Flat Panel Display，FPD)。应用于手表或计算器的TN LCD只需很小的矩阵片段如8*8，但习知的TN LCD无法应用于显示器如薄膜晶体管LCD的矩阵片段如1024*768。虽然TN LCD的应用已大幅改变，但仍保持原有的优点如重量轻、所占空间小以及耗电量低。以薄膜晶体管驱动的液晶显示器的结构与运作原理可见于美国专利US4,345,249所揭露的内容之中。而快速应答(fast switching)的TFT LCD的发展已逐渐取代阴极射线管(cathode ray tube，CRT)，且为了改进LCD的对比、色差、耗电量、可视角度等光电性质，其它的开关模式如垂直对准(Vertical Aligned，VA mode)或横向电场驱动(In-Plane Switch，IPS mode)亦慢慢发展出来。时至今日，LCD已几乎完全取代CRT的地位。

适用于LCD的液晶配方最好在-40℃至100℃之间为液晶相，且澄清点(clearing point)最好比操作温度高至少10℃。液晶分子在显示器中的运作原理，乃因分子所具有的介电各向异性，使其在施加电压后会受电场影响，转变成垂直原有的向列，例如正型液晶使用于一般的TN mode或IPS mode，在超过一定程度的电压之后(称之为驱动电压：Driving Voltage)，液晶分子便受到电场影响而使分子长轴方向与电场方向平行；负型液晶则使用于VA mode，与正型液晶相反，分子最终方向会与电场呈垂直排列。根据Vth＝π(K₁₁/ε₀Δε)^1/2，LCD的驱动电压受到液晶分子极性或弹性系数影响，液晶分子极性愈高(Δε愈高)或展延弹性系数(K₁₁)愈小皆会使驱动电压愈小。液晶配方由液晶单体分子所组成，而上述所提及的诸多性质，皆取决于液晶配方中液晶分子的骨架、取代基种类及分子长度等结构特性，并搭配不同比例的液晶单体组合而成为适用于液晶显示器的液晶配方。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介电各向异性(Δε)较大、且澄清点温度适宜的液晶化合物。

本发明的另一目的在于提供包括该液晶化合物的液晶组合物。

本发明的还一目的在于提供包括该化合物或组合物的液晶显示器及光电装置。

本发明的一实施方式，提供一种液晶化合物，具有下列化学式(一)：

其中R为氢、碳数1～15直链或支链的烷基、碳数1～15直链或支链的取代烷基(其中任一-CH₂-由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-所取代)、碳数2～15直链或支链的烯基、或碳数2～15直链或支链的取代烯基(其中任一-CH₂-由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-所取代)；A与B独立地为环己烷、取代环己烷(其中任一-CH₂-由-O-或-NH-所取代)、苯环、或取代苯环(其中任一-CH＝由-N＝所取代)；X为单键、-CO-O-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂CH₂-、-C＝C-、-C≡C-、-CF₂O-或-OCF₂-；Q为氧或CH₂；Y为CF₃、CF₂H或CFH₂；L₁、L₂与L₃独立地为氢或氟；以及m为0、1或2。

本发明的液晶化合物于末端苯环中导入三氟代甲基乙烯基或者氟代乙酰基，致展延弹性系数(K₁₁)变小，且侧基导入氟原子使介电各向异性(Δε)变大，更有效降低驱动电压。

本发明液晶化合物具有宽广的向列型液晶相温度范围、低粘度、低驱动电压及快速应答等特性，适合应用于穿透式、反射式、半穿反式等液晶显示器以及TN、IPS及VA等驱动模式，可降低液晶层粘度并有效提升现有液晶面板的性能。