[发明专利]一种含氟液晶组合物

说明书

本发明提供一种含氟液晶组合物，该液晶组合物具有正的介电常数各向异性，至少包含一种或多种通式Ⅰ所代表的化合物、一种或多种通式Ⅱ所代表的化合物、通式Ⅲ所代表的化合物。本发明的液晶组合物具有合适的正介电常数各向异性、合适的光学各向异性Δn，较低的旋转黏度γ1，适中的介电常数各向异性Δε。本发明的液晶组合物适合于平面开关(IPS)模式的有源矩阵液晶显示器，实现快速响应的液晶显示。

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，具体是一种含氟液晶组合物及其在IPS模式的AM-LCD显示器领域的应用。

背景技术

为了提高液晶显示器在较高显示密度下的寻址能力，提出了利用薄膜晶体管(TFT)的“有源矩阵”的每个像素单元都配有电容器的思路。在20世纪80年代深入评价了TN显示器有源矩阵的寻址概念。每个像素能分别使用电压进行精确控制从而控制光散射。通过将每个像素分成3个子像素，然后配上三个基元色的色彩滤膜，就可以达到彩色显示目的。

第一代有源液晶显示器(AM-LCD)最大缺点是其显示对比度与视角有很大关系。后来人们利用多种技术进一步改善AM-LCD寻址性能。最新一代技术有平面开关(IPS)模式，边缘场开关模式(FFS)，多畴垂直取向(MVA)LCD模式等。已成功将视角扩大到170度，转换时间达到10ms左右，而且极大提高了新一代LCD TV对比度。

TFT模式是当前平板液晶技术的主流。

对于TFT液晶显示，对于液晶材料要求有一下三种必须特征：

(1)液晶材料的向列相温度范围，要足够宽使当该液晶材料加入到一个液晶组合物中时，不使液晶组合物的向列相的温度区域减小。要求液晶向列相的温度上限足够高以及液晶的熔点要低。即便在低温区域，不使产生相分离出现晶析现象。

(2)液晶材料的黏度即使在低的温度状态也要低。这个特征是极端重要的因素，对液晶板中的电场，它使产生取向的液晶的快速响应，响应速度的加速现在对改善组合物的显示品质是人们所渴求的特征。这时上述的响应速度的较小的温度依赖性也是期待的。即，甚至在低的温度也保持低的黏度依赖性，也是十分重要的，即使在低温时显示的品质也不会引起变质，从这一观点来看也是重要的。

(3)第三特征是要求有高的介电各向异性Δε要大。

这是因为减低能耗及制备大的屏幕，减小驱动电压是必须的。驱动电压，特别是阈值电压(Vth)是Δε的函数如下式

k为比例系数，K为弹性系数。

如上式知，为了减小能量消耗，化合物应当有大的Δε。

为了改善组合物的显示品质，特别是在低的温度Vth应当有一种小的温度依赖性，并且使它保持在宽的温度区域。为此可采取极性大的基因作为分子的端基。例如环状化合物有以下端基：CF₃，OCF₃及OCHF₂。

由于液晶分子极性大则造成黏度大的关系，为了解决极性Δε与旋转黏度的矛盾，1989年Merck Co.，开发出具有-CF₂O-桥键的液晶化合物，在较低黏度时有很大的Δε，而且脂溶性较好。

除了以上三种特征时，对液晶形成TFT液晶混合物要求特征还有对环境必须的稳定性，例如湿度、空气、热及光的稳定性。

对于TFT的应用，液晶与其他液晶化合物的相溶性也极为重要。