[发明专利]液晶组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有适当的光学各向异性和介电各向异性、较小粘度、较快的响应速度及良好的低温存储稳定性的液晶组合物及其在液晶显示器中的应用。

背景技术

对于液晶显示元件来讲，根据液晶的显示模式分为PC（phase change，相变）、TN（twist nematic，扭曲向列）、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、ECB（electrically controlled birefringence，电控双折射）、OCB（optically compensated bend，光学补偿弯曲）、IPS（in-plane switching，共面转变）、VA（vertical alignment，垂直配向）等类型。液晶显示元件根据光源的类型分为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。

已知在上述运作模式中，ECB模式、IPS模式、VA模式等式利用液晶分子的垂直配向性的运作模式，尤其是IPS模式以及VA模式可改善TN模式、STN模式等显示模式视角狭小的缺点。

液晶材料需要具有适当高的介电各项异性、光学各项异性以及良好的低温互溶性和热稳定性。此外，液晶材料还应当具有低粘度和短响应时间，低阈值电压和高对比度。根据市售的液晶显示元件来进一步说明组合物的各向性能指标。向列相的温度范围与元件的工作温度范围相关联。向列相的上限温度较好的是大于等于70℃，并且向列相的下限温度较好的是小于等于-10℃。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了在元件中显示动画，较好的是元件的响应时间短。因此，较好的是组合物的粘度小，而更好的是温度低时组合物的粘度小。

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，可将液晶组成物的光学异向性（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液晶显示元件而言是较好的。

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。在现有液晶组合物中，能够得到较优的特性，但是该种类化合物光学各向异性不够大，介电各向异性不够大，对混合成Δn和Δε大的组合物帮助不大，从而不利于用在小盒厚的产品中，直接导致响应速度不够快，如CN101796162A、CN1475547A中公开的液晶组合物，不同程度上具有上述缺点。

因此，需要一种液晶组合物，其具有向列相的上限温度高、向列相的下限温度低（即相变温度范围宽）；低的粘度；大的光学各向异性；大的介电各向异性；良好的紫外线的稳定性；良好的低温存储稳定性等特性中的至少一种特性。本发明的其他目的是提供一种液晶显示元件，其是具有光学各向异性大、介电各向异性大、对紫外线的稳定性高等特性的组合物，并且使得液晶显示元件响应时间短、灌晶速度快、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶组合物，其具备宽的向列相温度范围、低粘度、大的光学各向异性、大的介电各向异性、良好的低温存储稳定性等特性，包含该液晶组合物的液晶显示元件具有响应速度快、清亮点高、驱动电压低、互溶性好等优点。

为了完成上述发明目的，本发明提供一种液晶组合物，包含：

至少一种选自通式Ⅰ所示的化合物作为第一组份

至少一种选自通式Ⅱ所示的化合物作为第二组份

至少一种选自通式Ⅲ所示的化合物作为第三组份

至少一种选自通式Ⅳ所示的化合物作为第四组份

至少一种选自通式Ⅴ所示的化合物作为第五组份