[发明专利]一种向列相液晶组合物及其显示元件

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种向列相液晶组合物及其显示元件，主要用于液晶显示器。

背景技术

液晶显示器具有平板化、功耗低、重量轻、无辐射等优点，在信息显示领域发展迅速。液晶显示器利用液晶材料的光学各向异性和介电各向异性的特性来实现显示功能。按照显示模式分类，有扭曲向列式(TN)、超扭曲向列式(STN)、动态散射模式(DSP)、薄膜晶体管驱动模式(TFT)等。TFT液晶显示可以实现全彩色、高分辨率、宽视角、快速响应等，已经得到广泛应用，是目前市场上最主要的显示技术。

液晶显示所用的液晶材料在使用环境温度范围内，一般是-20℃～+70℃具有向列相；同时必须具用高度的化学稳定性，较低的粘度，以及适合用途的双折射率、介电各向异性、电阻率等液晶物理性质。用一种液晶化合物是无法满足全部的使用条件，必须将几种、甚至十几种以上液晶化合物进行复配形成混合液晶材料，方可满足显示器件的实际使用要求。对于车辆、飞机等户外使用场合，其配备的液晶显示元器件则要求必须具备宽工作温度，如-30～+80℃下能正常工作。对于武器装备等使用的液晶显示器件，则要求具有更高的可靠性，必须在-40～+80℃，甚至于-55～+90℃下能正常工作。

TFT液晶显示技术要求所使用的液晶材料必须具备高电阻率和高电压保持率，含氟原子取代的液晶化合物可以满足上述要求，在TFT液晶得到大量应用。为满足低电压驱动，以及面内开关模式(IPS)，需要有非常大介电各向异性和低旋转粘度的液晶材料。含有-CF₂O-桥键的“超级氟”液晶材料，同时具备上述优点，在TFT液晶显示中得到应用，可以缩短响应时间。

具有三个苯环的-CF₂O-桥键化合物(a)，虽然有较大的介电各向异性和较低的旋转粘度，但是该类化合物没有液晶相，在配方中应用后导致清亮点降低。

再增加一个苯环后的液晶化合物(b)，虽然出现向列液晶相，相变温度为：C86.8℃N128.7℃I，但是熔点及熔融焓值均较高，导致与其他液晶相溶性较差。含有化合物(b)的液晶配方，在低温下长期储存过程中易于发生结晶现象。

包含以上-CF2O-桥键化合物的液晶组合物的应用已经在以下专利文件中公开：

(1)CN102858918A

(2)US2007278450A

(3)US2010060843A

(4)CN102239232A

已经公开的液晶组合物虽然具有低旋转粘度、快速响应的优点，但是公开的实施例中其液晶低温存储温度一般为-20℃，无法解决宽温甚至于超宽温显示器件对工作环境温度的需求。在极低的温度下，混合液晶材料发生结晶，导致无法正常显示，甚至于显示器件损坏。

发明内容

为了克服背景技术中存在的缺陷或不足，本发明提供一种液晶组合物，可以进一步改善液晶组合物的低温相溶性，扩大液晶材料工作温度区间。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种液晶组合物，第一组分包含至少一种选自结构通式(1)所示的化合物，其质量含量为1～40％：

其中，R为碳数1～9的直链烷基，优选碳数为2～7的直链烷基，环己烷为反式构型。

本发明的通过采用同时具有乙烷桥键-CF2O-桥键的液晶组份，低温相溶性获得大幅度改善，还保留了液晶的介电各向异性大的优点、低粘度的优点。

本发明通式(1)液晶，优选以下结构：

本发明组合物还包含至少一种或多种选自结构通式(2)所示的液晶化合物作为第二组分，其质量含量为20％～70％：

其中R₁，R₂为直链烷基、烷氧基、烯基、或含有烯键的烷基、F、Cl，环A、环B、环C为苯环或环己烷，其中苯环可以被1个或多个氟原子取代，n＝0或1。

其中通式(2)优选的具体结构如下：

其中(2)-1更优选以下结构的具体化合物：

其中(2)-2更优选以下具体化合物：