[发明专利]正介电各向异性液晶组合物及其液晶显示元件或液晶显示器

说明书

技术领域

本发明属于液晶化合物，具体涉及一种正介电各向异性液晶组合物，以及应用该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。

背景技术

显示是把电信号(数据信息)转变为可视光(视觉信息)的过程，完成显示的设备即人机界面(Man-Machine Interface，MMI)，平板显示器(Flat Panel Display，FPD)是目前最为流行的一类显示设备。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是FPD中最早被开发出来，并被商品化的产品。目前，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal，TFT-LCD)已经成为LCD应用中的主流产品。

TFT-LCD的发展经历了漫长的基础研究阶段，在实现大生产，商业化之后，TFT-LCD产品以其轻薄、环保、高性能等优点，其尺寸越做越大，应用越来越广。无论是小尺寸的手机屏、还是大尺寸的笔记本电脑(Notebook PC)或监视器(Monitor)，以及大型化的液晶电视(LCDTV)，到处可见TFT-LCD的应用。早期商用的TFT-LCD产品基本采用了扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型显示模式，其最大问题是视角不够大。

LCD的视角问题是由液晶的工作原理本身决定的。液晶分子式棒状的，不同的分子排列方式对应着不同的光学各项异性。入射光和液晶分子夹角越小，双折射率就越小；反之双折射率就越大。偏离显示屏法线方向以不同的角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同，因此造成不同视角下，有效光程差Δnd不同。而液晶盒的最佳光程差是按垂直于盒的法线方向设计的，对于斜入射的光线，最小透射率随夹角的增大而增大，对比度就会下降。当夹角足够大时，甚至会出现对比度反转的现象。

目前，已经提出了很多种解决视角问题的方法如：光学不常玩去(OCB)、共面转换模式(IPS)、边缘场开关模式(FFS)和多畴垂面排列模式(MVA)等。

它们都有各自的优缺点，MVA模式具有高对比度和快速响应的特点，但是它需要一个双轴补偿膜和两个椭圆偏振片，因此成本较高。OCB模式很难用交流电压来保持稳定控制，对R、G、B三种单色光的透过率不一样，另外在无场的情况下，液晶盒内的分子是按平行于基板的方向排列的，为了实现弯曲排列，需在盒上加几秒电压进行预置，然后可以在较低的电压下维持这种排列方式，这对使用带来不便，IPS模式仅仅需要线偏振片而不需要补偿膜，只是它的响应速度太慢，不能显示快速运动的画面。由于IPS模式和FFS模式制作简单并且有很宽的视角，它们成了能够改善视角特性并实现大面积显示的最有吸引力的办法。

IPS模式可以使用正性液晶或负性液晶，因为透光率饱和电压随Δε的绝对值的增大而减小，所以正性液晶的透光率饱和电压要比负性液晶的低，并且响应速度更快，但是负性液晶要比正性液晶的透光率要好些，主要是由于正负液晶在电场下的转动不同所致。

液晶组合物将一种或多种负性液晶单体掺杂在正介电各项异性的IPS液晶中，令人惊奇的发现，通过此种掺杂模式，能够在维持Δε不变的情况下，增大液晶的ε∥和ε⊥，其中Δε＝ε∥-ε⊥，Δε为介电各向异性，ε∥为平行于分子轴方向上的介电常数，ε⊥为垂直于分子轴方向上的介电常数，Δε＞0的液晶为正性液晶，Δε＜0的液晶为负性液晶。

根据IPS模式的透过率公式，transmittance(透过率)∝Δε/ε⊥。(∝表示反比例关系)。通过将上述负性液晶单体掺杂正介电各向异性的IPS液晶中，可以使得到的液晶组合物在保持正性IPS液晶的快速响应低驱动电压、较高的清亮点、较低的旋转粘度、合适的光学各向异性以及合适的介电各项异性等优点的同时，还极大地提高液晶显示的透过率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种正介电各向异性液晶组合物，以及使用该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。得到的液晶组合物在保持正性液晶的快速响应、低驱动电压、较高的清亮点、较低的旋转粘度、合适的光学各向异性以及合适的介电各项异性等优点的同时，还极大地提高液晶显示的透过率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

正介电各向异性液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含一种或多种通式Ⅰ所示化合物组成的第一组份、包含一种或多种通式Ⅱ所示化合物组成的第二组份、包含一种或多种通式Ⅲ所示化合物组成的第三组份，

其中，