CN103923663A - 一种负介电各向异性液晶材料及使用该材料的显示器件 - Google Patents

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王培祥
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Abstract

本发明公开了一种负介电各向异性液晶材料，由如下重量份的物质组成：第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～60%；第二组份：选自通式（II）所示的化合物：2～90％；第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～40％；第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：2～80％；本发明所述负介电各向异性液晶材料具有显著的负介电各向异性，足够宽的向列相温度范围以及折射率各向异性范围，粘度低，响应快，对比度高，视角好的特点。

Description

一种负介电各向异性液晶材料及使用该材料的显示器件
技术领域
本发明涉及一种液晶材料，特别是涉及一种负介电各向异性液晶材料及使用该材料的显示器件。
背景技术
液晶分子长轴方向上的介电常数(ε∥)和垂直于分子长轴方向上的介电常数(ε⊥)不同，使液晶显示出正性或负性介电各向异性(Δε＝ε∥-ε⊥)，普通的TN、STN用液晶材料都是采用正性向列相液晶材料，它们的介电各向异性Δε>0，在加电情况下液晶分子沿着电场方向取向，在断电情况下，通过边界条件、手性剂扭曲力、弹性力等作用恢复到原始态。负性液晶的Δε<0，负介电各向异性的液晶还可以在宾主、铁电液晶(FerroelectricLC)、动态散射、垂直排列薄膜晶体管(Vertical Alignment TFT)和多路驱动垂直排列薄膜晶体管(Multi-domain)、聚合物分散(Polymer Dispersed)、平面转换面(In-planeSwitching)，FFS等显示模式中使用。正性液晶应用的TN视角较窄，不方便制作电视应用等的宽视角显示器。目前应用的负性液晶以及用负性液晶制作的液晶器件视角较宽，但也不足够宽，对比度也不太高，不能满足极宽视角显示器件的高要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种负介电各向异性液晶材料，具有显著的负介电各向异性，足够宽的向列相温度范围以及折射率各向异性范围，低粘度，响应快，高对比度，好视角的特点，此发明能满足极宽视角显示器件的高要求。
本发明还提供了一种使用所示负介电各向异性液晶材料的液晶显示器件。
一种负介电各向异性液晶材料，由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～60%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：2～90％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～40％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：2～80％；
其中，R1、R2是含1～10个碳原子的直链烷基，其中-CH2-可以被-O-,-S-,-C≡C-,-O-CO-,-OC-O-以氧不直接相连接的方式代替；Z1、Z2分别是单键、-CH2CH2-中的一种;m、n为0或1或2的整数，并且同一分子式中同时出现m、n的情况下，m、n不能同时为0；通式（I）和通式（II）中，和是1，4取代亚苯基或者哒嗪基或者是反式-1，4取代环己基或者反式-1，4取代杂六元环基；通式（II）和通式（III）中，X、Y是F、Cl中的一种或两种，但X,Y不同时为两个Cl；通式（IV）中和是1，4取代亚苯基或者是反式-1，4取代环己基。
本发明所述的负介电各向异性液晶材料，其中所述第一组份选自通式（Ia）或通式（Ib）所示的化合物；所述第二组份选自通式（IIa）～通式（IIc）所示的化合物；所述第三组份选自通式（IIIa）所示的化合物；第四组份，选自通式（IVa）或通式（IVb）所示的化合物；
本发明所述的负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～20%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：10～80％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～30％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：5～70％。
本发明所述的负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～10%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：30～68％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～20％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：10～60％。
本发明所述的负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～5%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：40～65％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～10％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：20～50％。
本发明所述的负介电各向异性液晶材料，其中R1、R2为含1～7个碳原子的直链烷基或者烷氧基，X，Y为F。
一种包括本发明所述的负介电各向异性液晶材料的液晶显示元件。
本发明负介电各向异性液晶材料与现有技术不同之处在于：此发明的液晶材料在负性液晶基础上加入了哒嗪基物质，使得此发明的液晶器件对比度比目前已有负性液晶器件对比度更高，视角更宽，有益于宽视角的应用。本发明负介电各向异性液晶材料具有显著的负介电各向异性，足够宽的向列相温度范围以及折射率各向异性范围，粘度小，响应快的特点，能够充分满足显示器件对液晶材料的要求，同时在光学、电学性质上也能够同时满足显示器件对液晶材料低粘度，快响应，高品质的要求。
具体实施方式
本发明中实施例各成份含量均为重量百分比，实施例中所用缩写含义如下：
NI：向列相—各向同性相转变温度(℃)，WRX-1S纤维热分析仪（上海精密科学仪器有限公司）测试；
η(mPa·s)：体积粘度；BROOKFIELD VISCOMETER粘度计测试；20℃；
]Δε：介电各向异性；LY2817型LCR数字电桥仪器测试；1KHZ；4μm垂直盒和4μm TN盒测试；
Δn：光学各向异性；阿贝折射仪测试；20℃；589nm；
V90,0,25(V),V10,0,25(V),V10/V90：光电数据；LCT-5016C仪器测试；25℃。
实施例1
一种负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
本实施例中，液晶材料通式(I)所代表的化合物占到混合物2wt%的比例；选自通式(Ⅱ)所示的化合物占到混合物53wt％的比例；选自通式(Ⅲ)所示的化合物占到混合物5wt％的比例；选自通式(Ⅳ)所示的化合物占到混合物40wt％的比例。
本实施例中的液晶材料具有如下性能参数：
NI：91℃
η：19mPa·s
Δε：-2.9
Δn：0.100
V90,0,25(V)：2.640
V10,0,25(V)：4.380
V10/V90：1.659
实施例2
一种负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
本实施例中，液晶材料通式(I)所代表的化合物占到混合物1wt%的比例；选自通式(Ⅱ)所示的化合物占到混合物63wt％的比例；选自通式(Ⅲ)所示的化合物占到混合物2wt％的比例；选自通式(Ⅳ)所示的化合物占到混合物34wt％的比例。
本实施例中液晶材料具有如下性能参数：
NI：91℃
η：21mPa·s
Δε：-3.1
Δn：0.090
V90,0,25(V)：2.490
V10,0,25(V)：4.170
V10/V90：1.675
实施例3
一种负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
本实施例中液晶材料通式(I)所代表的化合物占到混合物3wt%的比例；选自通式(Ⅱ)所示的化合物占到混合物49wt％的比例；选自通式(Ⅲ)所示的化合物占到混合物6wt％的比例；选自通式(Ⅳ)所示的化合物占到混合物42wt％的比例。
本实施例中液晶材料具有如下性能参数：
NI：78.3℃
η：17mPa·s
Δε：-2.39
Δn：0.0968
V90,0,25(V)：2.564
V10,0,25(V)：4.029
V10/V90：1.571
实施例4
一种负介电各向异性液晶材料，其由如下重量份的物质组成：
本实施例中液晶材料通式(I)所代表的化合物占到混合物3wt%的比例；选自通式(Ⅱ)所示的化合物占到混合物49wt％的比例；选自通式(Ⅲ)所示的化合物占到混合物6wt％的比例；选自通式(Ⅳ)所示的化合物占到混合物42wt％的比例。
本实施例中液晶材料具有如下性能参数：
NI：80℃
η：18mPa·s
Δε：-2.50
Δn：0.100
V90,0,25(V)：2.460
V10,0,25(V)：3.860
V10/V90：1.569
实施例5
将实施例1所述的液晶材料按照本领域常用的方法制备成液晶显示器件。
实施例6
将实施例2所述的液晶材料按照本领域常用的方法制备成液晶显示器件。
实施例7
将实施例3所述的液晶材料按照本领域常用的方法制备成液晶显示器件。
实施例8
将实施例4所述的液晶材料按照本领域常用的方法制备成液晶显示器件。
实施例1～8中液晶材料组分以及液晶材料组合物的制备方法和使用液晶材料制备液晶显示器件的方法均为现有技术，均可在网上或其他公开材料中查询得到。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种负介电各向异性液晶材料，其特征在于：由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～60%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：2～90％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～40％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：2～80％；
其中，R1、R2是含1～10个碳原子的直链烷基，其中-CH2-可以被-O-,-S-,-C≡C-,-O-CO-,-OC-O-以氧不直接相连接的方式代替；Z1、Z2分别是单键、-CH2CH2-中的一种;m、n为0或1或2的整数，并且同一分子式中同时出现m、n的情况下，m、n不能同时为0；通式（I）和通式（II）中，和是1，4取代亚苯基或者哒嗪基或者是反式-1，4取代环己基或者反式-1，4取代杂六元环基；通式（II）和通式（III）中，X、Y是F、Cl中的一种或两种，但X,Y不同时为两个Cl；通式（IV）中和是1，4取代亚苯基或者是反式-1，4取代环己基。
2.根据权利要求1所述的负介电各向异性液晶材料，其特征在于：所述第一组份选自通式（Ia）或通式（Ib）所示的化合物；所述第二组份选自通式（IIa）～通式（IIc）所示的化合物；所述第三组份选自通式（III a）所示的化合物；第四组份，选自通式（IV a）或通式（IVb）所示的化合物；
3.根据权利要求2所述的负介电各向异性液晶材料，其特征在于：由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～20%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：10～80％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～30％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：5～70％。
4.根据权利要求3所述的负介电各向异性液晶材料，其特征在于：由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～10%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：30～68％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～20％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：10～60％。
5.根据权利要求4所述的负介电各向异性液晶材料，其特征在于：由如下重量份的物质组成：
第一组份，选自通式（I）所示的化合物：1～5%；
第二组份：选自通式（II）所示的化合物：40～65％；
第三组份：选自通式（III）所示的化合物：2～10％；
第四组份：选自通式（IV）所示的化合物：20～50％。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的负介电各向异性液晶材料，其特征在于：R1、R2为含1～7个碳原子的直链烷基或者烷氧基，X，Y为F。
7.一种包括权利要求1～6中任意一种所述的负介电各向异性液晶材料的液晶显示元件。
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