液晶组合物及液晶显示器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有较大的光学各向异性、较大的介 电各向异性、适宜清亮点以及较低粘度的液晶组合物及包含所述液晶组合物的液晶显示器 件。
【背景技术】
[0002] 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。根据元件的驱动方式分为PM (passive matrix,被动矩阵） 型和AM (active matrix，主动矩阵）型。PM分为静态（static)和多路（multiplex)等类型。 AM 分为 TFT (thin film transistor，薄膜晶体管）、MIM(metal insulator metal，金属-绝 缘层-金属）等类型。TFT的类型有非晶娃（amorphous silicon)和多晶娃（polycrystal silicon)。后者根据制造工艺分为高温型和低温型。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。
[0003] 表1组合物与AM元件的一般特性
[0004]
[0005] 液晶材料需要具有适当高的介电各向异性、光学各向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°C，并且向列相的下限温度 较好的是小于等于-l〇°C。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。
[0006] 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，可将液晶组合物的光学各向异性（△!〇与液晶层的厚度（d)的乘积值（△!!*(!)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 当值约为〇. 45 μ m。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。
[0007] 含有光学各向异性适当的液晶组合物的液晶显示元件能够增大对比度。
[0008] 含有介电各向异性的绝对值大的液晶组合物的液晶显示元件能够降低基础电压 值、降低驱动电压，并能进一步降低消耗电功率。
[0009] 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，但是该种类组合物向列相温 度范围不够宽、清亮点较低、粘度较高、光学各向异性不够大、介电各向异性较低、紫外及高 温稳定性差、电压保持率低，对混合成具有较大光学各向异性、适宜介电各向异性、较好稳 定性以及较好对比度的组合物帮助不大，直接导致对比度低、响应速度慢等不良后果，如 CN101796162A、CN1475547A中公开的液晶组合物，不同程度上具有上述缺点。
[0010] 因此，需要一种液晶组合物，其具有大的光学各向异性；高的介电各向异性；高的 清亮点；低的阈值电压；较高的显示对比度等特性中的至少一种特性。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种具有大的介电各向异性、高的光学各向异性、高的清亮 点以及低的阈值电压等特性的液晶组合物。
[0012] 本发明的其它目的是提供一种液晶显示元件，其包含具有大的介电各向异性、高 的光学各向异性、高的清亮点以及低的阈值电压等特性的液晶组合物，使得液晶显示元件 具有高对比度、以及优越的省电性能。
[0013] 为了实现上述发明目的，本发明的提供了一种液晶组合物，所述液晶组合物包 含：
[0014] -种或多种通式I的化合物作为第一组分
[0015] ? I ；
[0016] -种或多种通式II的化合物作为第二组分[0017]
[0018] -种或多种通式III的化合物作为第三组分 II、
[0019] 以及
in；；
[0020] 一种或多种通式IV的化合物作为第四组分
[0021]
[0022] 其中，
[0023] &1?3、1?4和R5相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷 基、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯 基；
[0024] R2表示-H、碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或 未被氟代的烷氧基，或碳原子数为2-7的氟代或未被氟代的烯基；
所 述'
' 上一个或更多个Η可被F取代；
[0026] 环
相 同或不同，各自独立地表示
[0027] 环
?-相同或不同，各自 独立地表示__ >_Τ Ν Λ_t
- y
[0028] Q和L2相同或不同，各自独立地表示-H或-F ;
[0029] Zi和Z2相同或不同，各自独立地表示单键、-COO-、_CH2CH2-或-CH 20-;
[0030] Z3和Z4相同或不同，各自独立地表示单键、-coo-或-ch2o-;
[0031] a表示0、1或2,且当a为2时，?
-可以相同，也可以不同；
[0032] b、d和e相同或不同，各自独立的表示0或1 ;
[0033] 其中，当d = e = 0、d=l且e = 0或d = 0且e = l时，环
.和环
[0034] 在本发明的一些实施方式中，优选所述通式I的化合物占所述液晶组合物总重量 的1-30%;所述通式II的化合物占所述液晶组合物总重量的15-55%;所述通式III的化合物 占所述液晶组合物总重量的1-40% ;以及所述通式IV的化合物占所述液晶组合物总重量的 10-50%。
[0035] 在本发明的一些实施方式中，优选所述通式I的化合物占所述液晶组合物总重量 的5-25%;所述通式II的化合物占所述液晶组合物总重量的20-50%;所述通式III的化合物 占所述液晶组合物总重量的5-40% ;以及所述通式IV的化合物占所述液晶组合物总重量的 10-35%〇
[0036] 在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式I的化合物选自由下列化合物组 成的组中一种或更多种化合物：
[0039] 在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式II的化合物选自由下列化合物组 成的组中一种或更多种化合物：
[0040]
[0043] 其中，
[0044] R2表示碳原子数为1-7的氟代或未被氟代的烷基、碳原子数为1-7的氟代或未被 氟代的烷氧基。
[0045] 在本发明的一些实施方式中，优选地，通式II -1占所述液晶组合物总重量的 0-35%，作为优选方案，在本发明的一些实施方式中，所述通式II -1占所述液晶组合物总 重量的0-30%。
[0046] 在本发明的一些实施方式中，优选地，所述通式II _4占所述液晶组合物总重量的 0- 15%〇
[0047] 在本发明的一些实施方式中，优选地，所述通式II -5占所述液晶组合物总重量的 1- 25%，作为优选方案，在本发明的一些实施方式中，所述通式II -5占所述液晶组合物总 重量的5-20%。
[0048] 在本发明的一些实施方式中，优选地，所述通式II -6占所述液晶组合物总重量的 0-15%〇
[0049] 在本发明的一些实施方式中，优选地，所述通式II _9占所述液晶组合物总重量的 0-15%〇
[0050] 在本发明的一些实施方式中，优选地，所述通式II -10占所述液晶组合物总重量 的 0-15 %〇