[发明专利]液晶组合物及液晶显示器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及具有光学各向异性大、粘度小、低温稳定性好、对紫外线的稳定性高以及对热稳定性高的液晶组合物。本发明还涉及包括该液晶组合物的液晶显示器件。

背景技术

液晶材料是一种介于固相和液相之间的液晶相物质，主要被用作显示器中的电介质，其原因在于这类物质的光学性能可通过施加的电压而改变。基于液晶的电光学器件是本领域技术人员所公知的，其中可以包含各种效应。这类器件的实例是具有动态散射的液晶盒、DAP（配向相变形）液晶盒、宾/主型液晶盒、具有扭曲向列结构的TN盒、STN（超扭曲向列）液晶盒、SBE（超双折射效应）液晶盒和OMI（光膜干涉）液晶盒。最常见的显示器基于Schadt-Helfrich效应并具有扭曲向列结构。此外，还存在用于平行于基板和液晶面的电场操作的液晶盒，例如IPS（面内切换）液晶盒。特别的，TN、STN和IPS液晶盒，尤其是TN和IPS液晶盒是本发明的介质的目前具有商业意义的应用领域。

液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性和良好的对电场和电磁辐射的稳定性。此外，液晶材料应该具有低粘度并在液晶盒内产生短寻址时间、低阈值电压和高对比度。对于液晶显示器来说，具有热稳定性、良好介电性质以及较低粘度的液晶化合物与液晶介质是符合目前需求的。

组合物的光学各向异性与元件的对比度相关联。为了使液晶显示元件的对比度比最大化，可将液晶组合物的光学异向性（Δn）与液晶层的厚度（d）的乘积值（Δn*d）设定为固定值的方式进行设计。适当的积值依赖于运作模式的种类。如TN模式的元件的适当值约为0.45μm。该情形时，对于液晶层厚度较小的元件而言，较好的是光学各向异性大的组合物。组合物的大的介电各向异性有助于使元件具有低的临界电压，小的消耗功率及大的对比度。因此，较好的是大的介电各向异性。组合物的电阻率大有助于使元件具有大的电压保持率及大的对比度。因此，较好的是在初始阶段不仅是在室温下、并且在高温下亦具有较大电阻率的组合物。较好的是长时间使用后不仅在室温下、而且在高温下亦具有较大电阻率的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命有关。上述稳定性高时，该元件的寿命长。此种特性对于液晶投影仪，液晶电视等中所使用的AM元件而言是较好的。

较理想的AM元件是具有可使用的温度范围广、响应时间短、对比度大、临界电压低、电压保持率大、寿命长等特性，较理想的是响应时间甚至短于1毫秒。因此，组合物的特性较理想的是向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电常数各向异性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等。

单一的液晶化合物通常难以发挥其特性，通常将其与其他多种液晶化合物混合配制成组合物。所以我们急需一种具有上述优点的液晶组合物，在中国公开号CN1823151A中提及的化合物配制到液晶组合物中，能够得到较优的特性，其结构如下：

?但是在该专利申请中所提及?的化合物介电各向异性仍不够大。

在欧洲公开号EP2292720A1中的发明结构如下：

但在此文献中所提及的化合物尚不能单独达到本发明的要求。

本发明的目的是提供一种液晶组合物，其具备具向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电各向异性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中的至少一种特性。该液晶组合物可应用于AM元件中，使该AM元件具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性。

发明内容

本发明的一个方面提供一种液晶组合物，包括：

至少一种占所述液晶组合物1-30%的通式I的化合物：

至少一种占所述液晶组合物总重量5-75%的通式Ⅱ的极性化合物：

至少一种占所述液晶组合物总重量0-25%的通式Ш的化合物：

和

至少一种占所述液晶组合物总重量5-75%的通式Ⅳ的化合物：

其中，

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆相同或不同，各自独立地选自由碳原子数为1-15的烷基或烷氧基和碳原子数为2-15的烯基或烯氧基组成的组；