液晶組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，具體涉及一種液晶組合物及包含該液晶組合物的液晶 顯示元件或液晶顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，液晶化合物的應(yīng)用范圍拓展的越來越廣，其可應(yīng)用于多種類型的顯示器、電 光器件、傳感器等中。用于上述顯示領(lǐng)域的液晶化合物的種類繁多，其中向列相液晶應(yīng)用最 為廣泛。向列相液晶已經(jīng)應(yīng)用在無源TN、STN矩陣顯示器和具有TFT有源矩陣的系統(tǒng)中。
[0003] 對(duì)于薄膜晶體管技術(shù)（TFT-IXD)應(yīng)用領(lǐng)域，近年來市場(chǎng)雖然已經(jīng)非常巨大，技術(shù) 也逐漸成熟，但人們對(duì)顯示技術(shù)的要求也在不斷的提高，尤其是在實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，降低驅(qū)動(dòng) 電壓以降低功耗等方面。液晶材料作為液晶顯示器重要的光電子材料之一，對(duì)改善液晶顯 示器的性能發(fā)揮重要的作用。
[0004] 作為液晶材料，需要具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及對(duì)電場(chǎng)和電磁輻射的穩(wěn)定 性。而作為薄膜晶體管技術(shù)（TFT-LCD)用液晶材料，不僅需要具有如上穩(wěn)定性外，還應(yīng)具 有較寬的向列相溫度范圍、合適的雙折射率各向異性、非常高的電阻率、良好的抗紫外線性 能、高電荷保持率以及低蒸汽壓等性能。
[0005] 對(duì)于動(dòng)態(tài)畫面顯示應(yīng)用，消除顯示畫面殘影和拖尾，要求液晶具有很快的響應(yīng)速 度，因此要求液晶具有較低的旋轉(zhuǎn)粘度γ1;另外，對(duì)于便攜式設(shè)備，為了降低設(shè)備能耗，希 望液晶的驅(qū)動(dòng)電壓盡可能低；而對(duì)于電視等用途的顯示器來說，對(duì)于液晶的驅(qū)動(dòng)電壓要求 不是那么的低。
[0006] 液晶化合物的粘度，尤其是旋轉(zhuǎn)粘度γi直接影響液晶加電后的響應(yīng)時(shí)間，不管是 上升時(shí)間（U還是下降時(shí)間（〇,都與液晶的旋轉(zhuǎn)粘度γι成正比關(guān)系，上升時(shí)間（t J 由于與液晶盒和驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，可以通過加大驅(qū)動(dòng)電壓的方法與降低液晶盒盒厚來調(diào)節(jié)； 而下降時(shí)間（Lff)與驅(qū)動(dòng)電壓無關(guān)，主要是與液晶的彈性常數(shù)與液晶盒盒厚有關(guān)，盒厚的下 降會(huì)降低下降時(shí)間（Lff)，而不同顯示模式下，液晶分子的運(yùn)動(dòng)方式不一樣，TN、IPS、VA三種 模式分別與平均彈性常數(shù)K、扭曲彈性常數(shù)、彎曲彈性常數(shù)成反比關(guān)系。
[0007] 依照液晶連續(xù)體理論，各種不同的液晶在外力（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）作用下發(fā)生形變后， 會(huì)通過分子間的相互作用，會(huì)"回彈"回原來的形狀；同樣的，液晶也是由于分子間的相互作 用力形成"粘度"。液晶分子的微小變化，會(huì)使液晶的常規(guī)參數(shù)性能發(fā)生明顯的變化，這些變 化有的是有一定規(guī)律的，有的似乎不易找到規(guī)律，對(duì)于液晶分子間的相互作用也會(huì)產(chǎn)生明 顯的影響，這些影響非常微妙，至今也沒有形成很完善的理論解釋。
[0008] 液晶的粘度與液晶分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，研宄不同液晶分子形成的液晶體系的粘度與液 晶分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是液晶配方工程師的重要任務(wù)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種液晶組合物及包含該液晶組合物的液晶顯示元件或 液晶顯示器，該液晶組合物具有較低的粘度，可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，同時(shí)具有適中的介電各向 異性Δ ε、適中的光學(xué)各向異性Λη、高的對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。包含該液晶組合物的液晶顯 示元件或液晶顯示器具有較寬的向列相溫度范圍、合適的雙折射率各向異性、非常高的電 阻率、良好的抗紫外線性能、高電荷保持率以及低蒸汽壓等性能。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述有益技術(shù)效果，本發(fā)明提供了一種液晶組合物，所述液晶組合物包 含一種或多種式I所示化合物以及一種或多種式II所示化合物，并且所述液晶組合物包含 II -A所示化合物
[0011]
[0012] 其中，Y1表示F或H，Y 2表示F、OCF 3、0&或OCF 2H，并且Yp Y2不能同時(shí)表示F ;
[0013] Rp R2、R3各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-9的烷基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷 基、碳原子數(shù)為1-9的烷氧基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷氧基、碳原子數(shù)為2-9的鏈烯 基、氟取代的碳原子數(shù)為2-9的鏈烯基、碳原子數(shù)為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數(shù)為 3-8的鏈烯氧基；
[0014]
各自獨(dú)立地表示1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞環(huán)己烯基。
[0015] 本發(fā)明所提供的液晶組合物必須包含至少一種式I所示化合物，以及必須包含式 Π 所示化合物中式II -A所示化合物，還可以包含一種或多種式II所示化合物中除式II -A 以外的其他化合物。
[0016] 作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所提供的液晶組合物不包含含有-CN的液晶化合物，并且 不包含含有吡啶或嘧啶環(huán)的液晶化合物。
[0017] 本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選不含有稠環(huán)結(jié)構(gòu)的液晶化合物。
[0018] 本發(fā)明所提供的液晶組合物An[589nm，25°C ]>0· 08, Λ ε [lKHz，25°C ]>2,清亮 點(diǎn) Cp>70. 0°C，旋轉(zhuǎn)粘度 γ ]在 40 ~IlOmPa · s 之間。
[0019] 本發(fā)明所提供的液晶組合物，其中式I所示化合物優(yōu)選質(zhì)量含量為1-20% ;式 II -A所示化合物優(yōu)選含量為20-40 %，式II所示化合物優(yōu)選含量為25-55 % ;
[0020] 本發(fā)明的液晶組合物不含有含有-CN結(jié)構(gòu)的液晶成分以及含有吡啶、嘧啶環(huán)化合 物。-CN具有很大的永久偶極矩，電子云較為豐富，易于吸附陽(yáng)離子從而導(dǎo)致液晶電學(xué)性能 的下降，比如電荷保持率VHR、電阻率P、功耗等；吡啶、嘧啶環(huán)化合物由于在UV下電子易于 受到激發(fā)而導(dǎo)致品質(zhì)下降。
[0021] 稠環(huán)結(jié)構(gòu)液晶分子往往不具備好的線性，粘度偏大，含有這些成分不利于改善液 晶的響應(yīng)速度。
[0022] 式I所示化合物優(yōu)選為式I I- I 7所示化合物：
[0023]
[0024]
[0025] 其中，R1各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-9的烷基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷 基、碳原子數(shù)為1-9的烷氧基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷氧基、碳原子數(shù)為2-9的鏈烯 基、氟取代的碳原子數(shù)為2-9的鏈烯基、碳原子數(shù)為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數(shù)為 3-8的鏈烯氧基；
[0026] 所述一種或多種式II所示化合物包含所述式II -A所示化合物以及優(yōu)選包含 II I- II 10所示化合物中的一種或多種化合物，
[0027]
[0028]
[0029] 式I所示化合物普遍具有與其他液晶良好的互溶性，而且具有較高的清亮點(diǎn)CP， 一般在200°C以上，但是隨著R1烷基鏈長(zhǎng)度而變化，烷基鏈較長(zhǎng)時(shí)，清亮點(diǎn)CP會(huì)更高，Y i、Y2的變化也會(huì)改變CP，氟原子多往往會(huì)帶來CP下降，同時(shí)介電各向異性Λ ε上升，〇〇?3會(huì)帶 來CP相對(duì)于F大約10°C以上的上升。
[0030] 式I所示化合物介電各向異性Δ ε較大，在9-20之間，由于取代基OCF3XF^. 性較大以及與氟原子形成的累積效應(yīng)，I 3、I 4、I 7、I 8所示化合物具有較大的永久偶極 矩，因而介電各向異性Δ ε相對(duì)較大，達(dá)到15或更大。
[0031] 式I 5、I 6、I 7、I 8所示化合物具有三聯(lián)苯共軛體系，相對(duì)于式I 1、I 2、I 3、 I 4所示化合物聯(lián)苯共軛體系大，式I 5、I 6、I 7、I 8所示化合物具有較大的光學(xué)各向異 性Δη。分別適用于調(diào)配較大或較小Λ η的液晶混合物。
[0032] 式II所示化合物具有很低的旋轉(zhuǎn)粘度Y1、接近中性的介電各向異性Δ ε、較小的 光學(xué)各向異性Δη，在改善液晶粘度、低溫性能具有優(yōu)勢(shì)。不同的烷基取代基對(duì)液晶的旋轉(zhuǎn) 粘度Y1、清亮點(diǎn)CP都具有影響，一般的較長(zhǎng)的烷基鏈或烯基鏈會(huì)加大液晶的旋轉(zhuǎn)粘度Yi 同時(shí)提尚清殼點(diǎn)CP，但是式II -A所不化合物Y1最低。
[0033] 本發(fā)明所提供的液晶組合物，還可以加入一種或多種式III所示化合物
[0034]
[0035] 其中，&表示碳原子數(shù)為1-9的烷基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷基、碳原子數(shù) 為1-9的烷氧基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷氧基、碳原子數(shù)為2-9的鏈烯基、氟取代的 碳原子數(shù)為2-9的鏈烯基、碳原子數(shù)為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數(shù)為3-8的鏈烯 氧基；
[0036]
表示1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞環(huán)己烯基。
[0037] 本發(fā)明所提供的液晶組合物，其中式III所示化合物優(yōu)選質(zhì)量含量為5-20%。
[0038] 所述式III所示化合物具體優(yōu)選為：
[0039]
[0040] 式III所示化合物光學(xué)各向異性Δη適中，介電各向異性Λ ε在5-9之間，較低的 旋轉(zhuǎn)粘度γ i，清亮點(diǎn)CP -般在120°C以上，可用于調(diào)節(jié)混合液晶CP、Λ η、Λ ε、γ 1等參數(shù)。 式III所示化合物中，優(yōu)選R1表示C ^仏的直鏈烷基的化合物。
[0041] 在本發(fā)明所提供的液晶組合物，還可以加入式一種或多種式IV所示化合物
[0042]
[0043] 其中，1?5表示碳原子數(shù)為1-9的烷基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷基、碳原子數(shù) 為1-9的烷氧基、氟取代的碳原子數(shù)為1-9的烷氧基、碳原子數(shù)為2-9的鏈烯基、氟取代的 碳原子數(shù)為2-9的鏈烯基、碳原子數(shù)為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數(shù)為3-8的鏈烯 氧基；
[0044