專利名稱：液晶組合物及液晶顯示元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶組合物以及由此液晶組合物構成的液晶顯示元件，特 別是涉及一種用于主動矩陣方式驅動的液晶顯示元件的液晶組合物以及含有此 組合物的液晶顯示元件。
背景技術：
液晶顯示元件是利用液晶材料本身所具備的光學各向異性和介電各向異性 來進行工作的，目前已經得到了廣泛的應用。利用液晶材料不同的特性和工作 方式，可以將器件設計成各種不同的工作模式，其中常規(guī)顯示器普遍使用的有
TN模式(扭曲向列模式，液晶混合物具有扭曲約90度的向列型結構)、STN模 式(超扭曲向列模式)、SBE模式(超扭曲雙折射)、ECB模式(電控雙折射)、VA 模式(垂直排列)、IPS模式(面內轉換)等，還有很多根據以上各種模式所做的改 進模式。工作在TN、 STN、 SBE模式的元件一般使用正介電各向異性液晶，工作 在ECB、 VA模式的元件使用負介電各向異性液晶，IPS模式即可使用正介電各向 異性液晶，也可使用負介電各向異性液晶。
在低信息量中， 一般采用無源方式驅動，但是隨著信息量的加大，顯示尺 寸和顯示路數的增多，串擾和對比度降低現象變得嚴重，因此一般采用有源矩 陣(AM)方式驅動，目前較多的采用薄膜晶體管(TFT)來進行驅動。在AM-TFT 元件中，TFT開關器件在二維網格中尋址，在處于導通的有限時間內對像素電極 進行充電，之后又變成截止狀態(tài)，直至下一周期中再被尋址。因此，在兩個尋 址周期之間，不希望像素點上的電壓發(fā)生改變，否則像素點的透光率會發(fā)生改 變，導致顯示的不穩(wěn)定。像素點的放電速度取決于電極容量和電極間介電材料 的電阻率，這就要求液晶材料有較高的電阻率、有合適的光學雙折射值、較低的闞值電壓、較低的粘度；光學雙折射值An值一般在O. 08-0.1左右；較低的 闊值電壓是為了達到降低驅動電壓、降低功耗；較低的粘度可以滿足快速響應 的需要。這類液晶組合物已經有很多文獻報道，例如國外專利文獻WO9202597、 W09116398、 WO9302153、 W09116399,中國專利文獻CN1157005A等。
隨著液晶顯示技術的發(fā)展，新的液晶顯示模式的開發(fā)，對液晶組合物參數 的新的要求也在不斷提出。液晶顯示元件一方面要求顯示效果趨于完美，要求 寬視角，高對比度，快速響應等； 一方面也要求適合更多場合下的應用，例如 要求提高在強光下顯示的可讀性，使顯示元件更適合與戶外使用。因此工作在 半透半反模式的液晶元件相對于傳統的透射式元件在這方面更有優(yōu)勢。但同時 也對液晶組合物的參數提出了更高的要求，例如更低的光學雙折射值。但是從 液晶組合物材料調制的角度來考慮，材料的各方面性能(低的光學雙折射值， 高的介電各向異性值，高的電阻率，低的旋轉粘度，低的熔點，良好的熱穩(wěn)定 性和紫外穩(wěn)定性等)之間是相互牽制的，提高一些方面的性能往往伴隨著另一 些方面性能的降低，調制各方面性能都合適的液晶組合物往往非常困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種綜合性能好的、響應速度快、能夠 長時間穩(wěn)定可靠工作、具有低的雙折射各向異性的液晶組合物及適用于主動矩 陣薄膜晶體管(AM-TFT)驅動或者半透半反模式的TFT驅動顯示、可在扭曲向
列(TN)模式或面內轉換(IPS)模式下工作的液晶組合物及液晶顯示元件。 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是 一種液晶組合物，它包括下列成分的化合物 第一成分，是一種或多種如通式(I )所表示的化合物，
(I)
第二成分， 一種或多種如通式(II )所表示的化合物,<formula>formula see original document page 6</formula>(II)
第三成分， 一種或多種如通式(III)所表示的化合物,
第四成分， 一種或多種如通式(iv)所表示的化合物.
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中 R6是含有1 ~ 12個碳原子的烷基或烷氧基,或含有2 ~ 9個碳原子 的鏈烯基，這些基團中有一個或多個-CH2-基被-O-或-S-取代，這種取代是彼 此獨立的，要求-O-原子不直接彼此連接；所有的1，4-環(huán)己基為反式構型；"~
L4各自為H或F; Y,、 Y2為F或C1; 為~^)^ 、
/ \_中的一種。
或
本發(fā)明的液晶組合物的進一步改進在于所述R,、 R3、 R5、 R6是含有l(wèi) 5 個碳原子的烷基或烷氧基；R2、 R4為含有2~5個碳原子的鏈烯基或含有1~5 個碳原子烷基或烷氧基。
本發(fā)明的液晶組合物的進一步改進在于K，Y2為F。
本發(fā)明的液晶組合物的進一步改進在于
<formula>formula see original document page 6</formula>
本發(fā)明的液晶組合物進一步優(yōu)選下列組合物， 第一成分包含一種或多種由式Ia Ic所代表的化合物:其中Ru ~1115為含有1 ~ 5個碳原子的直鏈烷基。 第二成分包含一種或多種由式IIa IIb所代表的化合物:
<formula>formula see original document page 7</formula>
L8 (IIIb) 其中R31、 Rn為含有1 ~ 5個碳原子的直鏈烷基，L5 Ls為相互獨立的H或F。
第四組分由一種或多種式IV所代表的化合物構成，優(yōu)選其中的Rs、 &為含 有1 ~ 5個碳原子的烷基或烷氧基。
本發(fā)明的液晶組合物中的各成分的重量百分含量為第一成分10~55%,第二成分為1~45°/。；第三成分為5~60%;第四成分為1~30%。
本發(fā)明上述技術方案的進一步改進在于液晶組合物中各成分的重量百分 含量優(yōu)選為，第一成分為20~45%;第二成分為10~40%;第三成分為10 ~ 50%; 第四成分為1~25%。
本發(fā)明全部的化合物可通過自身已知的方法制備，液晶組合物通過常規(guī)的 方法制備。通常將各成分混合加熱使其互相溶解，直至觀察到溶解過程完成。 也可以在合適的有機溶劑中將所有成分溶解，在徹底混合后除去溶劑，最終得 到均一的液晶組合物。
按以上方法所制備的液晶組合物的物理參數為清亮點一般不低于65nC, 光學各向異性值在0. 055 ~ 0. 075范圍內。
本發(fā)明還包括 一種液晶顯示元件，該元件包含兩個相互平行的基板與框架 共同形成的液晶盒，液晶盒中含有上述液晶組合物。該液晶顯示元件由主動矩 陣TFT驅動，可工作于扭曲向列TN模式或共面轉換IPS模式。
本發(fā)明的液晶介質也可進一步包含本領域技術人員已知的和文獻中描述的 添加劑，使之能用于任何至今所公開的液晶顯示類型。
由于采用了上述技術方案，本發(fā)明所取得的技術進步在于
本發(fā)明的液晶組合物的雙折射各向異性值極低，只有0.055 - 0.075范圍， 它的清亮點一般不低于65°C，介電各向異性值大，該組合物同時還具有寬的向 列相溫度范圍，高電阻率，低粘度，高穩(wěn)定性等特征。尤其是大的介電各向異 性和低粘度的特征，對降低驅動電壓，降低能耗，以及提高器件的響應速度非 常有利，是一種理想的液晶材料。由含有本發(fā)明的液晶組合物構成的液晶顯示 元件，電壓保持率高，響應速度快，適用于主動矩陣薄膜晶體管(AM-TFT)驅 動，可工作在扭曲向列(TN)模式或面內轉換(IPS)模式；尤其適用于半透半反 模式的TFT驅動顯示。
另外，本發(fā)明相對于其它低雙折射各向異性液晶組合物的另一巨大優(yōu)勢在于，本發(fā)明中構成液晶組合物的單體化合物中不含酯基、氰基等易導致組合物
電阻率或穩(wěn)定性降低的官能團，可以確保材料的高電壓保持率特性，這對TFT
液晶顯示元件來說極為重要,是保證元件能夠長時間穩(wěn)定可靠工作的基礎。
具體實施例方式
下面結合一 些最佳具體實施例對本發(fā)明做進 一 步詳細說明
在實施例中，百分比為重量百分比，溫度的單位為攝氏度，An表示光學各 向異性(589nm，20。C)， As表示介電各向異性，V,。表示電光曲線中相對透過率 為10%時的電壓，V9。表示電光曲線中相對透過率為90%時的電壓。
實施例1:
本實施例的液晶組合物按百分含量包括下列的化合物，<formula>formula see original document page 9</formula>以上所有結構式中的環(huán)己基均為反式構型。組合物的物理參數如下:
An: 0.060; As: 3.64;清亮點79。C; V10: 1.75V; V90: 2. 74V。 實施例2:
本實施例的液晶組合物按百分含量包括下列的化合物，以上所有結構式中的環(huán)己基均為反式構型。組合物的物理參數如下
△ n: 0.062; As: 3.98;清亮點88。C; V10: 1.68V; V90: 2. 68V。 實施例3:
本實施例的液晶組合物按百分含量包括下列的化合物，以上所有結構式中的環(huán)己基均為反式構型。組合物的物理參數如下
△ n: 0.058; As: 3.05;清亮點74°C; V10: 1.88V; V90: 2. 99V。 實施例4:
本實施例的液晶組合物按百分含量包括下列的化合物，<formula>formula see original document page 13</formula>
權利要求
1. 一種液晶組合物，其特征在于包括下列成分的化合物第一成分，是一種或多種通式(I)所表示的化合物，第二成分，是一種或多種通式(II)所表示的化合物，第三成分，是一種或多種通式(III)所表示的化合物，第四成分，是一種或多種通式(IV)所表示的化合物，其中R1～R6是含有1～12個碳原子的烷基或烷氧基，或含有2～9個碳原子的鏈烯基，這些基團中有一個或多個-CH2-基被-O-或-S-取代，-O-原子不直接彼此連接；所有的1，4-環(huán)己基為反式構型；L1～L4各自為H或F；Y1、Y2為F或Cl；為或中的一種。
2. 根據權利要求1所述的液晶組合物，其特征在于所述R,、 R3、 R5、 & 是含有1~5個碳原子的烷基或烷氧基，R2、 R4為含有2~5個碳原子的鏈烯基 或含有1 ~ 5個碳原子烷基或烷氧基。
3. 根據權利要求l所述的液晶組合物，其特征在于Yi,Y2為F。
4. 根據權利要求l所述的液晶組合物，其特征在于"<^/~為^_^ 廣o或"< >~"。
5. 根據權利要求l所述的液晶組合物，其特征在于所述液晶組合物中各成 分的重量百分含量為第一成分10~55%,第二成分為1~45%;第三成分為5~ 60%;第四成分為1~30%。
6. 根據權利要求5所述的液晶組合物，其特征在于所述液晶組合物中各成 分的重量百分含量優(yōu)選為第一成分為20~45%;第二成分為10 ~ 40%;第三成 分為10-50%;第四成分為1~25%。
7. —種液晶顯示元件，包括液晶盒，其特征在于液晶盒中含有如權利要 求1~6中任一項所述的液晶組合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶組合物及液晶顯示元件。液晶組合物的光學雙折射值Δn在0.055～0.075范圍內，并且具有低閾值電壓和高電壓保持率的用于有源矩陣顯示元件的正介電各向異性的液晶組合物，以及含有該液晶組合物的液晶顯示元件。該液晶組合物包括通式I、II、III、IV表示的化合物，它們的重量百分含量分別為I 10～55％、II 1～45％、III 5～60％、IV 1～30％；將這些液晶組合物設置在液晶盒中構成液晶顯示元件。I、II、III、IV表示的化合物的通式為右式。
文檔編號G02F1/13GK101544893SQ200910074299
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權日2009年5月7日
發(fā)明者環(huán) 尹, 梁志安, 牟俊霞 申請人:石家莊永生華清液晶有限公司