液晶組合物及液晶顯示元件或顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于液晶顯示領(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] 顯示是把電信號(數(shù)據(jù)信息)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暪?視覺信息）的過程，完成顯示的設(shè)備即 人機(jī)界面（Man-Machine Interface，MMI)，平板顯不器（Flat Panel Display，F(xiàn)PD)是目前 最為流行的一類顯示設(shè)備。液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)是FPD中最早被開 發(fā)出來，并被商品化的產(chǎn)品。目前，薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Cry s ta 1，TFT-LCD)已經(jīng)成為LCD應(yīng)用中的主流產(chǎn)品。
[0003] TFT-IXD的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的基礎(chǔ)研究階段，在實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)，商業(yè)化之后，TFT-IXD 產(chǎn)品以其輕薄、環(huán)保、高性能等優(yōu)點(diǎn)，其尺寸越做越大，應(yīng)用越來越廣。無論是小尺寸的手機(jī) 屏、還是大尺寸的筆記本電腦(Notebook PC)或監(jiān)視器(Monitor)，以及大型化的液晶電視 (LCDTV)，到處可見TFT-LCD的應(yīng)用。TFT-LCD可分為三大類，分別是扭曲向列/超扭曲向列 (TN/STN)型、平面轉(zhuǎn)換（IPS)型、及垂直配向（VA)型。早期商用的TFT-IXD產(chǎn)品基本采用了扭 曲向列(Twisted Nematic，TN)型顯示模式，其最大問題是視角不夠大。隨著TFT-IXD產(chǎn)品尺 寸的增加，特別是TFT-LCD在TV領(lǐng)域的應(yīng)用，具有廣視野角特點(diǎn)的面內(nèi)切換（Iη-P1 ane 5￥；[011；[1^，1?5)顯示模式被開發(fā)出來并加以運(yùn)用。1?5顯示模式最早由美國人1?.50^;1；'(索里 夫)在1974年論文上發(fā)表，并由德國人G.Baur(鮑爾）提出把IPS作為廣視角技術(shù)應(yīng)用于TFT-IXD中。1995年，日本的日立公司開發(fā)出了世界首款13.3寸IPS模式的廣視野角TFT-IXD產(chǎn) 品。VA性液晶顯示器相對其他種類的液晶顯示器具有極高的對比度，是因?yàn)樵诓患与姷陌?態(tài)時，液晶分子垂直于基板表面排列，不產(chǎn)生任何相位差，漏光極低，暗態(tài)亮度很小，暗態(tài)亮 度越低，則對比度越高，在大尺寸顯示，如電視等方面具有非常廣的應(yīng)用。
[0004] IPS模式可以很好的解決視角問題，但它存在高閾值電壓、響應(yīng)速度慢、液晶層的 電壓保持率(VHR)低、離子密度（ID)高，出現(xiàn)白斑、取向不均、燒屏等顯示不良的問題等問 題。TFT-LCD是TFT開關(guān)控制下的液晶顯示裝置，液晶的電學(xué)和光學(xué)特性直接影響到顯示的 效果。不同種類的液晶，電學(xué)和光學(xué)特性不同，顯示模式不同。對TFT-LCD所用的液晶材料影 響較大的性能參數(shù)有:工作溫度范圍、驅(qū)動電壓、響應(yīng)速度、色調(diào)、電壓保持率(VHR)、離子密 度（ID)、等，其中驅(qū)動電壓受介電常數(shù)各向異性（△ ε)和彈性系數(shù)(K)影響較大，粘度（γ 1) 和彈性系數(shù)(Κ)影響液晶材料的響應(yīng)速度，相位差和折射率各向異性則影響液晶顯示的色 調(diào)，以往那些化合物是無法同時都滿足這些條件的。
[0005] 另外，一種液晶分子是無法達(dá)到TFT-LCD顯示的所有要求，必須要進(jìn)行多種液晶分 子的組合。通過組合多種液晶分子可以實(shí)現(xiàn)液晶材料的各種物理特性要求，這些要求主要 包括1)高穩(wěn)定性。2)適度的雙折射率。3)低粘度。4)較大的介電各向異性。5)寬的溫度范圍。 理想的保存溫度范圍為-40 °C~100°C，一般有特殊應(yīng)用如車載顯示，該溫度可能擴(kuò)寬到-40 °(：~110°(：。6)高電壓保持率。7)低離子密度。8)無白斑、取向不均、燒屏等顯示問題。
[0006] 現(xiàn)如今，LCD產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)很成熟，成功地解決了視角、分辨率、色飽和度和亮度等 技術(shù)難度，其顯示性能已經(jīng)接近或超過CRT顯示器。大尺寸和中小尺寸LCD在各自的領(lǐng)域已 逐漸占據(jù)平板顯示器的主流地位。為了追求更高的性能規(guī)格，加快響應(yīng)速度、降低閾值電 壓、提高電壓保持率、降低離子密度、提高顯示良品率已經(jīng)成為各家器件廠商追求的目標(biāo)。
[0007] 具體而言，液晶的響應(yīng)時間受限于液晶的旋轉(zhuǎn)粘度γ?/彈性常數(shù)K，因此從液晶材 料方面考慮，需要想盡方法去降低液晶介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)粘度γ 1同時提升彈性常數(shù)Κ來達(dá)到加快 響應(yīng)時間。而在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)粘度和彈性常數(shù)是一對較為矛盾的參數(shù)，降低旋轉(zhuǎn)粘 度的同時會引起彈性常數(shù)的下降，因此γ?/κ值需要針對不同的顯示模式，研究出最優(yōu)選使 用范圍值。而液晶顯示器件的顯示良品率與電壓保持率、離子密度等因素相關(guān)，因此，為了 達(dá)到上述要求，需要開發(fā)一系列性能優(yōu)越的化合物與最佳顯示模式搭配，來解決液晶顯示 器響應(yīng)時間慢以及顯示良品率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種液晶顯示元件，所述液晶顯示元件通過使 用特定電極分布形成的特定的電場驅(qū)動特定液晶組合物，從而防止液晶層的電壓保持率 (VHR)的降低、離子密度（ID)的增加，提高液晶顯示元件的響應(yīng)速度，解決白斑、取向不均、 燒屏等顯示不良的問題。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本申請發(fā)明人對構(gòu)成驅(qū)動液晶工作的電場分布和構(gòu)成液晶 層的液晶材料的結(jié)構(gòu)的組合進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用特定的液晶材料和使用特定 電場分布的驅(qū)動電場的液晶顯示元件防止液晶層的電壓保持率(VHR)的降低、離子密度 (ID)的增加，提高液晶顯示元件的響應(yīng)速度，解決白斑、取向不均、燒屏等顯示不良的問題， 從而完成了本申請發(fā)明。
[0010]本發(fā)明提供了一種液晶顯示元件，包括至少一片彩色濾光片玻璃基板、與所述彩 色濾光片玻璃基板相對設(shè)置的至少一片陣列基板、夾設(shè)在所述彩色濾光片玻璃基板與所述 陣列基板之間平行排列的液晶組合物、制作在同一所述陣列基板上交錯排布的公共電極和 像素電極，其特征在于:所述液晶顯示元件，由所述公共電極和所述像素電極形成的電場與 所述液晶組合物形成的液晶層平行排列，所述液晶組合物的液晶分子指向矢與所述基板方 向平行，所述液晶組合物含有一種或多種通式I所示化合物、一種或多種通式II所示化合物 以及一種或多種通式III所示化合物，所述液晶組合物的扭曲彈性常數(shù)(κ 22)為6pN以上，旋 轉(zhuǎn)粘度（γ 1)與扭曲彈性常數(shù)(κ22)的比為25Pa. S/nN以下，
[0011]
[0012]其中，各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的直鏈烷基或碳原子數(shù)為2-5的烯 基；
[0013] R4表示乙基或乙烯基；
[0014] (0)表示單鍵或0;
[0015] m表示1-5的整數(shù)。
[0016] 如果重視對于熱、光的化學(xué)穩(wěn)定性良好，則Ri-h優(yōu)選為烷基。此外，如果重視制作 粘度小且響應(yīng)速度較快的液晶顯示元件，則Ri-IU優(yōu)選為烯基。進(jìn)而，如果以粘度小且向列-各項(xiàng)同性相轉(zhuǎn)變溫度高、響應(yīng)速度進(jìn)一步縮短為目的，則優(yōu)選使用末端不為不飽和鍵的烯 基，特別優(yōu)選在烯基的相鄰處具有烷基作為末端。
[0017] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述液晶組合物中所述一種或多種通式I所 示化合物總質(zhì)量含量為1-20%，所述一種或多種通式II所示化合物總質(zhì)量含量為1-20%， 所示一種或多種通式ΠI所示化合物總質(zhì)量含量為10-60 %。
[0018] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述液晶組合物中所述一種或多種通式I所 示化合物為式11-113所示化合物中的一種或多種，所述一種或多種通式II所示化合物為式 II1-II5所示化合物中的一種或多種，所述一種或多種通式III化合物為式III1-III2所示 化合物中的一種或兩種，
[0019]
，：
[0020]
[0021]
[0022] 其中，R2各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的直鏈烷基或碳原子數(shù)為2-5的烯基;Rn 表示碳原子數(shù)為1-5的烷基。
[0023] 如果重視對于熱、光的化學(xué)穩(wěn)定性良好，則R2、Rn優(yōu)選為烷基。此外，如果重視制作 粘度小且響應(yīng)速度較快的液晶顯示元件，則R 2、Rn優(yōu)選為烯基。進(jìn)而，如果以粘度小且向列-各項(xiàng)同性相轉(zhuǎn)變溫度高、響應(yīng)速度進(jìn)一步縮短為目的，則優(yōu)選使用末端不為不飽和鍵的烯 基，特別優(yōu)選在烯基的相鄰處具有烷基作為末端。
[0024] 優(yōu)詵地，所沭通式I所示化合物具體為式11-1~113-5所示化合物，
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
[0029]
[0030；
[0031]
[0032] 優(yōu)選地，所述通式II所示化合物具體為式II1-1~II5-5所示化合物，
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述液晶組合物還可以包含一種或多種式 IVA、式IVB和/或式IVC所示的化合物，
[0037]
[0038] 其中，R5A、R5B、R5C各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的鏈烷基或碳原子數(shù)為3-5的環(huán) 烷基，所述碳原子數(shù)為1-5的鏈烷基或碳原子數(shù)為3-5的環(huán)烷基中一個或多個CH 2基團(tuán)也可 被-〇-原子以彼此不直接鍵接的方式代替；
[0039] p、q各自獨(dú)立地表示1或2;
[0040] Zi、Z2、Z3各自獨(dú)立地表示單鍵、-ch2〇-和/或-och 2-，中的一種或多種；
[00411 (0)各自獨(dú)立地表示單鍵或0;
[0042] η各自獨(dú)立地表示1-5的整數(shù)。
[0043] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述通式IVA所示化合物為式IVA-1-IVA-4所 示化合物，所述通式IVB所示化合物為式IVB-1-IVB-2所示化合物，所述通式IVC所示化合物 為式IVC1-IVC2所示化合物，
[0044]
[0045] 其中，R5A、R5B、R5C各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的鏈烷基或碳原子數(shù)為3-5的環(huán) 烷基，所述碳原子數(shù)為1-5的鏈烷基或碳原子數(shù)為3-5的環(huán)烷基中一個或多個CH 2基團(tuán)也可 被-〇-原子以彼此不直接鍵接的方式代替；
[0046] (0)各自獨(dú)立地表示單鍵或0;
[0047] η各自獨(dú)立地表示1-5的整數(shù)。
[0048] 優(yōu)選地，所述通式IV所示化合物具體為式IVA-1-1~IVC-2-5所示化合物， [0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述液晶組合物還可以包一種或多種式V所 示化合物，
[0054]
[0055]其中R6、R?各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的烷基、碳原子數(shù)為1-5的烷氧基或碳原 子數(shù)為2-5的烯基；
[0056] q表示1或2