液晶化合物、液晶组合物及液晶显示元器件的制作方法

本发明涉及液晶显示。更具体地，涉及液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶组合物、液晶显示元件或液晶显示器。

背景技术：

1、随着显示技术的发展，液晶显示器件(liquid crystal display,lcd)等平板显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流，最终替代了阴极射线管显示器。

2、液晶显示器根据显示模式的类型分为tn(twist nematic，扭曲向列)、stn(supertwisted nematic，超扭曲向列)、ips(in-plane switching，共面转变)、va(verticalalignment，垂直配向)等类型。

3、液晶显示器件中包含液晶材料，其中液晶材料是在一定的温度下，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性的有机棒状小分子化合物的混合物。液晶材料因具有光学各向异性及介电各向异性的特点而被广泛应用于电子计算器、笔记本、汽车仪表、电视机等显示器件中。随着液晶显示器件应用范围的不断扩大，人们对器件的工作温度范围提出了更高的要求以适应各种恶劣的工作环境，很多种情况下液晶混合物要在很低或者很高的温度环境下工作，尤其是寒冷的室外环境以及高温环境，为了保证液晶显示器在恶劣环境中正常工作就对液晶材料提出了更高的要求，要求液晶化合物具有良好的低温互溶性以及较宽的工作温度范围。

4、具备良好的化学和热稳定性、良好的对电场和电磁辐射的稳定性、适当的光学各向异性、较小的旋转粘度以及良好的低温互溶性等特性的液晶介质是目前急需的，尤其是液晶通常是多种组分混合使用，各组分直接的彼此互溶性尤为重要。同时，由于液晶化合物普遍对紫外线具有敏感性，常规的液晶材料为了避免紫外线带来的损害，通常会搭配具有抗uv功能的添加剂，其中应用最为广泛的就是氟代四联苯类化合物。氟代四联苯类化合物作为目前液晶材料领域最常用的紫外线吸收剂，具有良好的物理和化学稳定性、良好的uv耐受性，但是其介电呈正性，加入负性液晶组合物中后，使液晶组合物的响应变慢，因此，开发一种具有良好低温互溶性、良好抗uv的化合物是目前亟待解决的技术问题。

5、为了改善低温互溶性与抗uv的性能参考以下文献

6、tw200611964a、tw200613529a均描述了如下化合式所示的具有改善uv稳定性的四联苯的化合物：

7、

8、cn107075374a描述了具有改善uv稳定性的五联苯的化合物，尤其是具有以下联二苯结构的化合物：

9、

10、cn107434973a描述了具有改善uv稳定性的联苯萘的化合物，尤其是三联苯萘的化合物：

11、

12、以上参考文献提供的化合物都有这样或那样的缺点，虽然加入液晶组合物中之后对液晶的抗uv性能有所改善，但是对于画质的改善并没有明显作用，有的化合物的加入还对低温稳定性有所影响，这并不像我们常规认为的刚性结构越少、取代基越多溶解性越好，这可能与分子内或者分子间的各种作用力有关，针对此缺陷仍需要做大量研究工作。

13、随着科技的进步，人类对显示器的要求越来越高，要求显示器的图像越来越清晰，画质更优，画面切换过程中不出现拖尾现象。而对比度(cr是指屏幕上某一点最亮时的亮度与最暗时的亮度的比值)与画质显示高度关联，对比度越高，画质越清晰，显示器表现出的色彩越鲜明，层次感越丰富，目前常见的液晶显示器的对比度普遍大于1000:1。

14、cr＝tr亮/tr暗

15、tr暗∝1/slc；slc＝{(ne+no)2*△n2}/kave；kave＝(k11+k22+k33)/3

16、从对比度的定义可知，提高对比度的方法主要有两个方面：一方面是提高显示器亮态时的亮度，另一方面是降低暗态时的亮度，也就是使亮态更亮，暗态更暗。然而常规研发过程中多数不会通过改善亮态的亮度来提高对比度，因为影响亮态亮度的主要是透过率，影响透过率的主要是液晶盒的相位延迟量△nd，△nd越大，透过率越大，但是由于需要考虑色偏、视角等其他因素，△nd可变动范围较小，对提高对比度贡献有限。因此，降低暗态亮度是提高对比度的主要改善方向，受液晶排列状态的影响，液晶显示器在暗态时会存在一定程度的漏光，即暗态亮度不可能达到绝对黑，而暗态亮度稍微变化一点对对比度就会产生较大的影响，因此目前主要是通过降低暗态时的亮度来实现对比度的提升的，降低暗态时的对比度就需要从液晶组合物的弹性常数入手，弹性常数的增大有利于降低暗态的亮度。彩膜和液晶材料对光进行散射，由光学原理可知，在散射过程中，入射光的偏振态会发生改变。因此，在暗态下，透过下偏光片的偏振光垂直于上偏光片透过轴而无法透射出，但当偏振光在液晶和彩膜材料中发生散射后，部分偏振态发生改变，改变后的偏振光在上偏振光片透过轴方向存在分量，所以投射出上偏光片，形成漏光，从而降低了对比度。散射越强，对比度下降越大。所以，目前业内各面板厂商在积极探寻减小暗态亮度的方法，即如何提高偏光片的偏振度、改善液晶的取向特性、开发高对比度的色阻材料、开发高对比度的液晶等。而开发高对比度液晶是目前液晶厂商共同努力的方向，如要开发高度比度的液晶就需要液晶化合物或液晶组合物具有较大的弹性常数k即具有较小散射系数的液晶组合物。

17、以此，开发高弹性常数k以及具有良好的低温互溶性同时能够良好抗uv的液晶介质是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种液晶化合物具有较大的弹性常数k，较小的散射系数、良好的低温互溶性同时能够有效改善uv信赖性。

2、本发明提供一种液晶化合物，所述液晶化合物的结构式如下式ⅰ所示，

3、

4、其中，

5、l1表示f、cl或碳原子为1-5链烷基；

6、l2、l3、l4、l5、l6各自独立地表示h、f、cl、碳原子数为1-5链烷基、碳原子数为1-5链烷氧基、碳原子数为2-5的链烯基或碳原子数为3-5的链烯氧基；

7、r1、r2各自独立地表示碳原子数为1-10的链烷基、碳原子数为1-10的链烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基或碳原子数为3-10的链烯氧基；且r1、r2中任意一个或多个不相连的-ch2-可任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代，任意不与o相连的-ch2-任选被o取代，任意一个或多个氢原子可任选被氟原子取代。

8、本发明的另一方面是提供一种液晶组合物，该液晶组合物具有较大的弹性常数k、较小的散射系数、良好的低温互溶性同时能够有效改善uv信赖性。

9、本发明的再一方面是提供一种液晶显示元件或液晶显示器，该液晶显示元件或液晶显示器包含前述的液晶化合物、液晶组合物，具有良好的信赖性、较宽的工作温度范围以及较高的对比度。

10、本发明的有益效果

11、本发明液晶化合物，具有较大的弹性常数k、较小散射系数、良好的低温互溶性同时能够有效改善uv信赖性，本发明的液晶化合物介电接近中性，因此既可以应用于介电为正极性的液晶组合物也可以应用于介电为负极性的液晶组合物，并不会像常规的四联苯、五联苯抗uv稳定剂加入到负性液晶组合物后降低负性液晶组合物的响应速度。包含该液晶化合物的液晶组合物较大的弹性常数k、较小散射系数、良好的低温互溶性以及良好的抗uv性能而且本发明的液晶化合物应用于负介电的液晶组合物中不会降低组合物的响应速度。同时包含该液晶化合物、液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器，具有较快的响应速度、良好的信赖性、较宽的工作温度范围以及较高的对比度。