[发明专利]负介电各向异性液晶组合物及其液晶显示元件或液晶显示器

说明书

技术领域

本申请发明属于液晶化合物领域，具体涉及一种负介电各向异性液晶组合物，以及应用该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。

背景技术

显示是把电信号(数据信息)转变为可视光(视觉信息)的过程，完成显示的设备即人机界面(Man-Machine Interface，MMI)，平板显示器(Flat Panel Display，FPD)是目前最为流行的一类显示设备。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是FPD中最早被开发出来，并被商品化的产品。目前，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal，TFT-LCD)已经成为LCD应用中的主流产品。

TFT-LCD的发展经历了漫长的基础研究阶段，在实现大生产，商业化之后，TFT-LCD产品以其轻薄、环保、高性能等优点，其尺寸越做越大，应用越来越广。无论是小尺寸的手机屏、还是大尺寸的笔记本电脑(Notebook PC)或监视器(Monitor)，以及大型化的液晶电视(LCDTV)，到处可见TFT-LCD的应用。早期商用的TFT-LCD产品基本采用了扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型显示模式，其最大问题是视角不够大。随着TFT-LCD产品尺寸的增加，特别是TFT-LCD在TV领域的应用，具有广视野角特点的面内切换(In-Plane Swiching，IPS)显示模式被开发出来并加以运用。IPS显示模式最早由美国人R.Soref(索里夫)在1974年论文上发表，并由德国人G.Baur(鲍尔)提出把IPS作为广视角技术应用于TFT-LCD中。1995年，日本的日立公司开发出了世界首款13.3寸IPS模式的广视野角TFT-LCD产品。韩国的现代公司在IPS的基础上开发了边缘电场切换(Fringe Field Switching，FFS)显示模式的TFT-LCD产品。

TFT-LCD是TFT开关控制下的液晶显示装置，液晶的电学和光学特性直接影响到显示的效果。不同种类的液晶，电学和光学特性不同，显示模式不同。对TFT-LCD所用的液晶材料影响较大的性能参数有：工作温度范围、驱动电压、响应速度、对比度、色调、阶调、视野角等，其中驱动电压受介电常数各向异性和弹性系数影响较大，粘度和弹性系数影响液晶材料的响应速度，相位差和折射率各向异性则影响液晶显示的色调。以往那些含氰基化合物是无法满足这些条件的，只有含氟的液晶材料才能适用于制作TFT-LCD。

另外，一种液晶分子是无法达到TFT-LCD显示的所有要求，必须要进行多种液晶分子的组合。通过组合多种液晶分子可以实现液晶材料的各种物理特性要求，这些要求主要包括1)高稳定性。2)适度的双折射率。3)低粘度。4)较大的介电各向异性。5)宽的温度范围。理想的保存温度范围为-40℃～100℃，一般有特殊应用如车载显示，该温度可能扩宽到-40℃～110℃。

现如今，LCD产品技术已经很成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难度，其显示性能已经接近或超过CRT显示器。大尺寸和中小尺寸LCD在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。为了追求更高的性能规格，加快响应时间已经成为各家器件厂商追求的目标。

具体而言，液晶的响应时间受限于液晶的旋转粘度γ1/弹性常数K，因此从液晶材料方面考虑，需要想尽方法去降低液晶介质的旋转粘度γ1同时提升弹性常数K来达到加快响应时间。而在实际研究中发现，旋转粘度和弹性常数是一对较为矛盾的参数，降低旋转粘度的同时会引起弹性常数的下降，达不到降低响应时间的目标。从器件方面可以通过降低盒厚d来达到加快响应时间的目标，而且这是很容易实现的，但是由于器件的延迟量Δnd是固定的，那么降低盒厚d则需要在液晶材料方面提高其光学各向异性Δn。

因此，为了达到上述要求，需要开发一系列性能优越的化合物来解决液晶显示器响应时间慢的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种负介电各向异性液晶组合物以及使用该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。该液晶组合物的光学各向异性在0.080～0.150范围内，具有宽的向列型温度范围、良好的低温性能，还具有良好的光和热稳定性，同时还具有低的旋转粘度、较快的响应时间，适合于高性能的显示器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：