WO2014056300A1 - 液晶显示器件 - Google Patents

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WO2014056300A1
WO2014056300A1 PCT/CN2013/001221 CN2013001221W WO2014056300A1 WO 2014056300 A1 WO2014056300 A1 WO 2014056300A1 CN 2013001221 W CN2013001221 W CN 2013001221W WO 2014056300 A1 WO2014056300 A1 WO 2014056300A1
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chiral
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optical device
ring
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宋晓龙
陈昭远
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江苏和成显示科技股份有限公司
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    • G02F1/134372—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for fringe field switching [FFS] where the common electrode is not patterned

Definitions

  • the present invention relates to the field of liquid crystal display, and more particularly to an optical device in which an electric field direction is parallel to a liquid crystal layer and a liquid crystal display device in an FFS display mode.
  • liquid crystal compositions applied to the IPS mode or the FFS mode are involved, and in particular, a liquid crystal medium to which a chiral agent is added, which is applied to the IPS mode or the FFS mode.
  • Background Art In recent years, researchers have issued different liquid crystal display modes.
  • liquid crystal display modes are TN (twisted nematic) mode, STN (super twisted nematic) mode, IPS (in-plane switching) mode, FFS (fringe field switching) mode, OCB (light-controlled birefringence) mode.
  • PDLC Polymerized Dispersed Liquid Crystal
  • All of these modes use an electric field, where the TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic) and OCB (light-controlled birefringence) electric fields are substantially perpendicular to the substrate, or perpendicular to the liquid crystal layer, except for these modes.
  • electro-optical modes that use an electric field substantially parallel to the substrate, or the liquid crystal layer, such as an IPS (In-Plane Switching) mode and an FFS (Fringe Field Switching) mode.
  • IPS In-Plane Switching
  • FFS Frringe Field Switching
  • Conventional liquid crystal molecules are switched between vertical and horizontal angles as backlights.
  • IPS In-Plane Switching
  • FFS Frringe Field Switching
  • the liquid crystal molecules of the liquid crystal panel in the IPS (In-Plane Switching) mode or the FFS (Fringe Field Switching) mode can be rotated in the plane (parallel to the substrate), it faces all directions, on which The four corners of the bottom, left and right are basically not distorted.
  • the FFS technology can achieve a viewing angle of more than 175° in the upper, lower, left and right directions. This wide viewing angle can fully meet our actual work requirements.
  • the most important feature of the IPS (In-Plane Switching) mode and the FFS (Fringe Field Switching) mode is that its electrodes are all on the same plane, unlike the electrodes of other liquid crystal modes on the upper and lower sides. Because this is the only way to create a planar electric field to drive the liquid crystal molecules to move laterally. This electrode structure has a negative effect on the display effect. When a voltage is applied to the electrode, the liquid crystal molecules close to the electrode obtain a large power, and the rapid twisting of 90° is not problematic. However, the upper liquid crystal molecules far from the electrode cannot obtain the same power and the movement is slow. Only by increasing the driving voltage can the liquid crystal molecules far from the electrode gain a small amount of power.
  • the IPS (In-Plane Switching) mode and the FFS (Fringe Field Switching) mode have higher driving voltages and a slower response speed. Therefore, in the field of liquid crystal display, there is an urgent need to solve the problem that the IPS mode and the FFS mode have higher driving voltages and slower response speeds.
  • an optical device in which the direction of the electric field is parallel to the liquid crystal layer is provided to solve the above problem.
  • the present invention provides an optical device in which an electric field direction is parallel to a liquid crystal layer, wherein the optical device whose electric field direction is parallel to the liquid crystal layer includes: an upper substrate; a lower substrate, the lower substrate is below the upper substrate; and a liquid crystal a layer, the liquid crystal layer being between the upper substrate and the lower substrate, wherein the liquid crystal layer comprises a positive or negative liquid crystal medium, and the liquid crystal medium comprises at least one optically active component.
  • the liquid crystal medium comprises at least one optically active substance of the formula I.
  • X is -CF 2 0-, - 0 CF 2 -, - CF 2 S -, - S CF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 - 1,3-dioxane-4,5-diyl, 1,4-bicyclo-(2,2,2)-octyl, hexahydropyridine-1,4-diyl, hydroquinone-2, 5-: phenyl, piperidine-1,4-diyl, naphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6 a group in the diradical, wherein the -, V or any of the above H may be substituted by CN or halogen, one or two of which are not adjacent ⁇ -C3 ⁇ 4-
  • -0CF 3 -CH 2 F, -OCH 2 F, -OC3 ⁇ 4 or -CH 3 substituted, i ⁇ 2 -CH 2 - in the ring w , ring and ring W may be -S -, -CF 2 -, -SiH 2 - or -CO- substitution, provided that -0-, -S- or -CO- are not directly connected to each other, in the Ring®, Ring® and Ring®! ⁇ 2 -CH- can be replaced;
  • n 1, 2, 3, 4 or 5;
  • the compound of Formula (I) is selected from one or more of the group consisting of:
  • the optically active substance is contained in the liquid crystal medium in an amount of from 0.01% to 7%, preferably from 0.05% to 5%.
  • the liquid crystal medium has a chiral pitch P (Pitch) of 20 ⁇ m ⁇ 1200 ⁇ m.
  • the chiral pitch P (Pitch) of the liquid crystal medium is preferably 50 ⁇ m ⁇ 1000 ⁇ m.
  • the ratio G/P of the gap G between the upper substrate and the lower substrate and the chiral pitch P (Pitch) of the liquid crystal medium is 0.004 ⁇ G/P ⁇ 0.15 ; preferably 0.01 G/P 0.12.
  • the invention also provides a liquid crystal optical device, comprising:
  • the liquid crystal medium includes one or more compounds of the group consisting of Formulas 1-1 to 1-16: ( 1-1) ; ( 1 -2 ) ; ) ; ; ) ; ) ; ) ; ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ) ; ;
  • the premise is that the oxygen atoms are not directly connected, and the chiral or achiral group of 4 to 15 carbon atoms may be a chiral group containing one or more aromatic or aliphatic rings, the one or more A chiral group of an aromatic ring
  • the optically active substance is present in the liquid crystal medium in an amount of from 0.05 to 5%.
  • the liquid crystal composition disposed between the upper substrate and the lower substrate of the present invention contains optically active liquid crystal molecules, and the liquid crystal in the electric field can be made using a lower driving voltage.
  • the molecule gains greater power and rapidly reverses 90 Q to meet the display requirements for low driving voltage, and the liquid crystal composition has a lower viscosity and a higher clearing point;
  • the present invention passes the general formula (I
  • the compound was subjected to a combination experiment, and a liquid crystal medium containing the compound of the formula (I) was determined by comparison with a control.
  • the IPS mode and the FFS mode can be made to have a low driving voltage.
  • the advantage of fast response In the present invention, unless otherwise specified, the ratios are all by weight, all temperatures are in degrees Celsius, and the thickness of the test for the response time data is 7 ⁇ m.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a liquid crystal display in which an electric field direction is parallel to a liquid crystal layer.
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a liquid crystal display of an FFS display mode of the present invention.
  • the display device is in a normally white mode, that is, when no voltage difference is applied between the row and column electrodes, the observer observes the color of the white pixel.
  • the upper and lower polarizer axes on the substrate are at an angle of 90 degrees to each other.
  • the space between the two substrates is filled with an optical liquid crystal material.
  • the liquid crystal display used in the following embodiments is a TN-TFT liquid crystal display device unless otherwise specified, and has a cell thickness of ⁇ : 7 ⁇ m, and is composed of a polarizer (polarizer), a substrate, and the like.
  • the display device is in a normally white mode, that is, when no voltage difference is applied between the row and column electrodes, the observer observes the color of the white pixel.
  • the upper and lower polarizer axes on the substrate are at an angle of 90 degrees to each other.
  • the space between the two substrates is filled with an optical liquid crystal material.
  • the response time and driving voltage test box adopts FFS test box, the electrode width is 4 ⁇ , the electrode spacing is 6 ⁇ , and the box thickness is 4 ⁇ .
  • the response time test equipment is DMS505, with conditions of 4V, 1KHZ, 25°C.
  • the liquid crystal display (1) includes: an upper substrate (2), a lower substrate (5), and a liquid crystal layer (6); wherein the lower substrate is below the upper substrate, and the liquid crystal layer is between the upper substrate and the lower substrate.
  • the liquid crystal layer has a liquid crystal medium (3), and the positive electrode (7) and the negative electrode (8) are disposed on the lower substrate.
  • the group structure of the liquid crystal compound is represented by the codes listed in Table 1 :
  • the structure is represented by the code in Table 1: It can be expressed as 3PTG1 (2F) OP3, and another example:
  • nCPTPOm It can be expressed as nCPTPOm, where n in the code represents the number of C atoms in the left-end alkyl group. For example, n is "3", which means that the alkyl group is -C3H7; C in the code represents cyclohexyl fluorenyl; Oxygen atom; P in the code represents phenylene; m in the code represents the number of C atoms in the right-end sulfhydryl group, for example, m is "1", which means that the fluorenyl group at the right end is -CH 3 .
  • the abbreviated codes of the test items in the embodiment are respectively expressed as:
  • the liquid crystal composition M1 of the comparative example was prepared according to each compound and weight percentage listed in Table 2, and was filled in the performance test between the two substrates of the liquid crystal display.
  • the test data are shown in the following table: Table 2 Liquid crystal composition M- Formula 1 and its test performance
  • This mixture has a favorable low ⁇ value, a moderately high ⁇ value and a moderately low rotational viscosity. It is therefore suitable for use in displays that operate in IPS display mode.
  • Example 1
  • the optically active substance of the present invention was added to the liquid crystal composition M-1 according to the weight percentages listed in Table 3, and was filled in the performance test between the two substrates of the liquid crystal display.
  • the test data is as follows: Table 3 liquid crystal composition formula and its test performance
  • the composition has a favorable low ⁇ value, a moderately high ⁇ value, a fast response speed, a very low rotational viscosity and a very low driving voltage, which can effectively solve the driving voltage and response time of the IPS display mode and the FFS display mode.

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Abstract

一种电场方向平行于液晶层（6）的光学器件（1）包括：上基板（2）、下基板（5），下基板（5）在上基板（2）下方；以及液晶层（6），液晶层（6）在上基板（2）和下基板（5）之间，其中液晶层（6）包括一种正性或负性液晶介质（3），液晶介质（3）包括至少一种光学活性成分。还提供了一种液晶光学器件，液晶光学器件中一片基板上不存在电极，并且液晶光学器件采用FFS显示模式。通过使用较低的驱动电压就能够使得在电场内的液晶分子获得较大的动力，迅速扭转90°，能满足显示器对低的驱动电压的使用要求，且使上基板（2）、下基板（5）之间液晶组合物具有较低的粘度和较高的清亮点。

Description

液晶显示器件
技术领域 本发明涉及了液晶显示领域，特别涉及电场方向平行于液晶层的光学器件及 FFS显示 模式的液晶显示器件。 同时涉及了应用于 IPS模式或 FFS模式的液晶组合物，特别涉及了 应用于 IPS模式或 FFS模式的添加手性剂的液晶介质。 背景技术 近年来科研人员幵发出了不同的液晶显示模式。 其中， 最重要的液晶显示模式是 TN (扭曲向列）模式、 STN (超扭曲向列）模式、 IPS (面内转换）模式、 FFS (边缘场开关） 模式、 OCB (光控双折射） 模式和 PDLC (聚合分散式液晶） 模式等。 所有的这些模式都 使用电场， 其中， TN (扭曲向列） 、 STN (超扭曲向列） 和 OCB (光控双折射） 电场基 本上垂直于基板， 或者是垂直于液晶层， 除这些模式外， 也存在釆用基本上平行于基板， 或者是液晶层的电场的电光学模式， 如 IPS (面内转换）模式及 FFS (边缘场开关）模式。 传统的液晶分子是以垂直和水平角度切换作为背光通过的方式， IPS (面内转换） 模 式及 FFS (边缘场开关）模式则将液晶分子改为水平旋转切换作为背光通过的方式。 不需 要额外加补偿膜， 显示视觉上对比度也很高。 由于釆用 IPS (面内转换） 模式或 FFS (边缘场开关） 模式的液晶屏的液晶分子都能 在 (平行于基板)平面方向发生旋转转换， 所以， 它面向的是各个方向，其上、 下、 左、 右四 个角度基本上都不会失真。 据测试数据显示, FFS技术的上、 下、 左、 右四个方向的可视角 度达到了 175°以上， 这样宽的可视角度完全可以满足我们的实际工作需求。
IPS (面内转换） 模式及 FFS (边缘场开关） 模式的最大特点就是它的电极都在同一 平面上， 而不像其他液晶模式的电极是在上下两面。 因为只有这样， 才能营造一个平面电 场以驱使液晶分子横向运动。这种电极结构对显示效果有负面影响， 当把电压加到电极上 后， 靠近电极的液晶分子获得较大的动力， 迅速扭转 90°是没有问题的。 但是远离电极的 上层液晶分子就无法获得一样的动力， 运动较慢。 只有增加驱动电压才能让远离电极的液 晶分子也获得不小的动力。 因此， IPS (面内转换） 模式及 FFS (边缘场开关） 模式的驱 动电压较高， 并且响应速度慢。 因此， 在液晶显示领域， 急需要解决 IPS模式及 FFS模式驱动电压较高， 响应速度慢 的问题。 从而， 提供一种电场方向平行于液晶层的光学器件来解决上述问题。 发明内容 为了解决 IPS模式及 FFS模式驱动电压较高， 响应速度慢的问题。本发明提供了一种 电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述电场方向平行于液晶层的光学器件包括： 上基板； 下基板， 所述下基板在所述上基板下方； 以及液晶层， 所述液晶层在所述上基板 和所述下基板之间， 其中所述液晶层包括一种正性或负性液晶介质， 所述液晶介质包括至 少一种光学活性成分。 所述液晶介质至少包括一种通式 I的光学活性物质。
Figure imgf000003_0001
其中，
1^和 彼此独立的是 F、 CI、 Br、 CN、 SCN、 SF5、 1-30个碳原子的手性或非手性基 团， 其中， 所述 1-30个碳原子的手性或非手性基团可以是未经取代或被？、 Cl、 Br或 CN 单取代或多取代， 所述 1-30个碳原子的手性或非手性基团中的一个或多个不相邻的 -CH2- 可以独立地被 -0-、 -S -、 -NH -、 -N(C¾)-、 -CO-, -COO-, -OCO-、 -OCO-0-、 -S-CO-、 -CO-S -、 -CH=CH-或 -C≡C-取代， 其前提是氧原子不直接相连， 所述 1-30个碳原子的手性或非手 性基团可以是含有一个或多个芳香环或脂肪环的手性基团，所述含有一个或多个芳香环或 脂肪环的手性基团可以包括稠环或螺环，并且可以含有一个或多个杂原子或可聚合的手性 基团；
1Λ、 Ζ2彼此独立的是 -CF20-、 - 0 CF2 -、 - CF2S -、 - S CF2 -、 - C¾ C¾-、 - CF2 CH2-、 - CH2CF2 -、 - CF2 CF2-、 - CF=CH -、 - CH= CF -、 - CF = CF -、 -0-、 -S -、 -CO-, -C00-, -0C0-、 -OCOO-、 -CO-N(R3)-、 - N(R3) -CO -、 - CH2-、 - OCH2-、 - SCH2-、 - CH2S -、 - CH=CH -、 - CF=CF -、 -C≡C -、 - CH=CH -C00-、 - OCO- CH=CH 一或单键， 其中， R3是 H或 1-4个 碳原子的垸基；
X 是 -CF20-、 - 0 CF2 -、 - CF2S -、 - S CF2 -、 - CH2 CH2-、 - CF2 CH2-、 - CH2CF2 -、 - CF2 CF2-
Figure imgf000003_0002
1,3-二氧六环 -4,5-二基、 1，4-二环- (2,2,2) -辛基、 六氢吡啶 -1,4-二基、 氢茚 -2,5- ：基、 哌啶 -1,4-二基、 萘 -2,6-二基、 十氢萘 -2,6-二基和 1,2，3，4-四氢萘 -2,6-二基中的基团， 其中所述的- 、 V 或 上任意的 H可以被 CN或卤素取代，所述 中的一个或两个不相邻^ -C¾-可以被 -0-或 -S-替代， 所述^ ^上任意的 H可以 "自独 立地被 F取代，所述^ ^中的一个或两个不相邻的 -CH-可以被 N替代，所述 中 任意的 H可以各自独立地被 F取代，所述一^^中的一个或两个不相邻的 -CH2-可以被 0 替代， 所述^ ^上任意的 H可以各自独立地被 F取代； 其中，所述环 ^、环 ^^和环^^的一个或多个 H可以被 -D、 -F、 -Cl、 -CN、 -CF3、
(~B) fc
-0CF3、 -CH2F、 -OCH2F、 -OC¾或 -CH3取代， 所述环 w、 环 和环 W中的 i~2 个 -CH2-可以被 -S -、 -CF2-、 -SiH2-或 -CO-替代， 前提是 -0-、 -S- 或 -CO-不直接彼此连接， 所述环 ®、 环 ®和环 ®中的！〜 2个 -CH-可以被 替代；
n为 1、 2、 3、 4或 5;
其中， Z卜 Z2和 X中至少一个是 -CF20-、 -OCF2-、 -CF2S -、 -SCF2-、 -CF2CH2-、 - CF = CF -、 -CF=CH -、 -CF=CF -、 -C≡C-或单键， 且 和 R2中至少一个是手性基团。 在一些实施方式中， 所述通式（ I ) 的化合物选自由如下化合物组成的组中的一种或 多种化合物：
； ； ； ； ； ； ；
Figure imgf000004_0001
； ( 1-14) ；
( 1-15) ；
Figure imgf000005_0001
( 1-16) ； 和 彼此独立的是 F、 CN、 4-15个碳原子的手性或非手性基团， 其中， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团可以是未经取代或被 F或 CN单取代或多取代， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团中的一个或多个不相邻的 -CH2-独立地被 -0-、 -S -、 -NH -、 -N(CH3)-、 -CO-、 -COO-、 -OCO-、 -OCO-0-、 -S-CO-、 -CO-S -、 -CH=CH-或 -C≡C-取代， 其前提是氧原子不直接相连， 所述 4-15个碳原子的手性或非手性基团可以是含有一个或 多个芳香环或脂肪环的手性基团，所述含有一个或多个芳香环或脂肪环的手性基团可以包 括稠环或螺环并且可以含有一个或多个杂原子或可聚合的手性基团； zt、 z2彼此独立的是
-CF20-、 -0CF2-、 -CH2CH2-、 -CF = CF -、 -0-、 -S -、 -CO-, -C00-、 -0C0-、 -CH2-、 -0CH2-、 -CH=CH -、 -CF=CF-¾-C≡C-。 在本发明的实施方案中， 所述光学活性物质在所述液晶介质中的含量为 0.01%-7%， 优选为 0.05%-5%。 所述液晶介质的手性螺距 P(Pitch)为 20μ ηι Ρ 1200μ m。 所述液晶介质的手性螺距 P(Pitch)优选为 50μ ηι Ρ 1000μ m。 所述上基板和所述下基板之间的间隙 G 和所述液晶介质的手性螺距 P(Pitch)的比值 G/P为 0.004^G/P^0.15,; 优选为 0.01 G/P 0.12。 本发明还提供了一种液晶光学器件， 包括：
上基板； 下基板， 所述下基板在所述上基板下方， 在显示区域内， 其中一片基板上不 存在电极； 以及液晶层， 所述液晶层在所述上基板和所述下基板之间， 其中所述液晶层包 括一种正性或负性液晶介质， 所述液晶介质包括至少一种光学活性成分。 其中， 所述液晶 光学器件采用 FFS显示模式。 述液晶介质包括通式 1-1〜1-16组成的组中的一种或多种化合物:
Figure imgf000005_0002
( 1-1) ； ( 1 -2 ) ； ) ； ； ) ； ) ； ) ； ) ； ； ) ； ) ； ) ； ) ； ；
Figure imgf000006_0001
巾
和 彼此独立的是 F、 CN、 4-15个碳原子的手性或非手性基团， 其中， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团可以是未经取代或被 F或 CN单取代或多取代， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团中的一个或多个不相邻的 -CH2-独立地被 -0-、 -S-、 -丽 -、 -N(CH3)-、 -CO-, -COO-、 -OCO-、 -OCO-0-、 -S-CO-、 -COS-, -CH=CH-或 -C≡≡C-取代， 其前提是氧原子不直接相连， 所述 4-15个碳原子的手性或非手性基团可以是含有一个或 多个芳香环或脂肪环的手性基团，所述含有一个或多个芳香环或脂肪环的手性基团可以包 括稠环或螺环并且可以含有一个或多个杂原子或可聚合的手性基团；
\、 Z2彼此独立的是 -CF20-、 -OCF2 -、 -CH2C -、 -CF=CF -、 -0-、 -S -、 -CO-、 -COO-、 -OCO-、 -CH2-、 -OCH2-、 -CH=CH -、 -CF=CF-或 -C≡C -。 在一些实施方式中， 所述光学活性物质在所述液晶介质中的含量为 0.05-5%。 与已有技术相比， 本发明的优点体现在于： 本发明上基板、 下基板之间设的液晶组合 物含有具有光学活性的液晶分子，使用较低的驱动电压就能够使得在电场内的液晶分子获 得较大的动力， 迅速扭转 90Q， 能满足显示器对低的驱动电压的使用要求， 且所述液晶组 合物具有较低的粘度和较高的清亮点； 本发明通过对通式 （ I ) 的化合物进行组合实验， 通过与对照的比较， 确定了包含通 式（ I ) 的化合物的液晶介质， 应用于 IPS显示模式及 FFS显示模式时， 可以使 IPS模式 及 FFS模式具有驱动电压低、 响应速度快的优点。 在本发明中如无特殊说明， 所述的比例均为重量比， 所有温度均为摄氏度温度， 所述 的响应时间数据的测试选用的盒厚为 7μηι。 液下负下液电负电
场基场基晶电晶电
板层线极层线板极
附图说明 图 1为本发明的电场方向平行于液晶层的液晶显示器的结构示意图。
图 2为本发明的 FFS显示模式的液晶显示器的结构示意图。 主要组件符号说明：
1 电场方向平行于液晶层的光学器件 4
2 上基板 5
3 液晶介质 6
7 正电极 8
FFS显示模式的液晶显示器
上基板
液晶介质 1
正电极 4 具体实施方式 以下将结合具体实施方案来说明本发明。 需要说明的是， 下面的实施例为本发明的示 例， 仅用来说明本发明， 而不用来限制本发明。 在不偏离本发明主旨或范围的情况下， 可 进行本发明构思内的其他组合和各种改良。 以下各实施方案所釆用的液晶显示器均为 TN-TFT液晶显示设备， 盒厚 d=7 m， 由偏 振器（偏光片） 、 基板等部分构成。 该显示设备为常白模式， 即没有电压差施加于行和列 电极之间时， 观察者观察到白色的像素颜色。 基板上的上下偏振片轴彼此成 90度角。 在 两基片之间的空间充满光学性液晶材料。 以下各实施方案所采用的液晶显示器如无特殊说明均为 TN-TFT液晶显示设备，盒厚 ί!=7μιη, 由偏振器 （偏光片） 、 基板等部分构成。 该显示设备为常白模式， 即没有电压差 施加于行和列电极之间时， 观察者观察到白色的像素颜色。基板上的上下偏振片轴彼此成 90度角。 在两基片之间的空间充满光学性液晶材料。 其中， 响应时间及驱动电压测试盒采用 FFS测试盒， 电极宽为 4 μηι， 电极间距为 6 μη， 盒厚 4 μηι。 响应时间的测试设备为 DMS505, 条件是 4V， 1KHZ, 25°C。 如图 1所示， 液晶显示器 （1 ) 包括： 上基板 （2) 、 下基板 （5 ) 以及液晶层 （6) ； 其中， 下基板在上基板下方， 液晶层在上基板和下基板之间； 其中， 液晶层中具有液晶介 质 （3 ) ， 正电极 （7) 和负电极 （8 ) 均设置在所述下基板上。 为便于表达， 以下各实施例中， 液晶化合物的基团结构用表 1所列的代码表示:
表 1 液晶化合物的基团结构代码
Figure imgf000009_0003
Figure imgf000009_0001
该结构用表 1中的代码表示: 则可表示为 3PTG1 (2F) OP3, 又如:
Figure imgf000009_0002
则可表示为 nCPTPOm, 代码中的 n表示左端烷基的 C原子数， 例如 n为 " 3 " ， 即 表示该烷基为 -C3H7; 代码中的 C代表环己垸基； 代码中的 0代表氧原子； 代码中的 P 代表亚苯基； 代码中的 m表示右端垸基的 C原子数， 例如 m为 " 1 " ， 即表示右端的垸基 为 -CH3。 实施例中各测试项目的简写代号分别表示为:
Cp(°C) 清亮点 （°C， 向列-各向同性相转变温度）
γΐ 扭转粘度 （mPa*s， 20 °C )
ε// 平行于分子轴方向的介电常数 （lKHz, 20°C )
Δη 光学各向异性 （589nm， 20°C )
Δε 介电各向异性 （ΙΚΗζ, 20 °C )
VO 驱动电压 （ΙΚΗΖ, 20 °C , ΤΝΟ)
τ 响应时间 （ms) 在以下的实施例中所采用的各成分， 均可以通过公知的方法进行合成， 或者通过商业 途径获得。 这些合成技术是常规的， 所得到各液晶化合物经测试符合电子类化合物标准。 对照例
按表 2中所列的各化合物及重量百分数配制成对照例的液晶组合物 M-l，将其填充于 液晶显示器两基板之间进行性能测试， 测试数据如下表所示： 表 2液晶组合物 M-1的配方及其测试性能
Figure imgf000010_0001
此混合物具有有利低的 Δη数值，适度高的 Δε数值和适度低的旋转粘度。因此它适用 于采用 IPS显示模式操作的显示器中。 实施例 1
按表 3中所列的重量百分数向液晶组合物 M-1中加入本发明所涉及的光学活性物质， 将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试， 测试数据如下表所示： 表 3液晶组合物配方及其测试性能
Figure imgf000011_0001
此组合物具有有利低的 Δη数值， 适度高的 Δε数值， 较快的响应速度， 非常低的旋转 粘度和极低的驱动电压，可以有效解决 IPS显示模式及 FFS显示模式驱动电压高及响应时 间慢的缺点。 因此它非常适合用于采用 IPS显示模式及 FFS显示模式操作的显示器中。

Claims

权利要求
1. 一种电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述电场方向平行于液晶层的光 学器件包括：
上基板;
下基板， 所述下基板在所述上基板下方； 以及
液晶层， 所述液晶层在所述上基板和所述下基板之间， 其中所述液晶层包括一种正性 或负性液晶介质， 所述液晶介质包括至少一种光学活性成分。
2. 根据权利要求 1所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述液晶介质 至少包括一种通式 I的光学活性物质，
Figure imgf000012_0001
其中，
和 彼此独立的是 F、 Cl、 Br、 CN、 SCN、 SF5、 1-30个碳原子的手性或非手性基 团， 其中， 所述 1-30个碳原子的手性或非手性基团可以是未经取代或被！^、 Cl、 Br或 CN 单取代或多取代， 所述 1-30个碳原子的手性或非手性基团中的一个或多个不相邻的 -CH2- 可以独立地被 -0-、 -S -、 -NH -、 -N(CH3)-、 -CO-、 -COO-、 -OCO-、 -OCO-0-、 -S-CO-、 -CO-S -、 -CH=CH-或 -C≡C-取代， 其前提是氧原子不直接相连， 所述 1-30个碳原子的手性或非手 性基团可以是含有一个或多个芳香环或脂肪环的手性基团，所述含有一个或多个芳香环或 脂肪环的手性基团可以包括稠环或螺环，并且可以含有一个或多个杂原子或可聚合的手性 基团；
Ζ, , Ζ2彼此独立的是 -CF20-、 - O CF2 -、 - CF2S -、 - S CF2 -、 - CH2 CH2-、 - CF2 CH2-、 - CH2CF2 -、 - CF2 CF2-、 - CF=CH -、 - CH= CF -、 - CF = CF -、 -0-、 -S -、 -CO-. -COO-、 -OCO-、 -OCOO-、 -CO-N(R3)-、 - N(R3) -CO -, - CH2-、 - OCH2-、 - SCH2-、 - CH2S -、 - CH-CH -、 - CF=CF- -C≡C -、 - CH=CH -C0O-、 - OCO- CH=CH -或单键， 其中， R3是 H或 1-4个 碳原子的烷基；
X是 -CF20-、 - 0 CF2 -、 - CF2S -、 - S CF2 -、 - CH2 CH2-、 - CF2 CH2-、 - CH2CF2 -、 - CF2 CF2-、 -0-、 - CH2-、 -CO-, - CF=CF-或单键；
环 〉、环 和环 相同或不同，各自独立地表示
Figure imgf000012_0002
、 1，3-二氧六环 -4,5-二基、 1,4-二环- (2,2,2) -辛基、 六氢吡啶 -1,4-二基、 氢茚 -2,5- 二基、 哌啶 -1,4-二基、 萘 -2,6-二基、 十氢萘 -2,6-二基和 1，2,3，4-四氢萘 -2，6-二基中的基团， 其中所述的- 、 1 ^ 或 V 上任意的 H可以被 CN或卤素取代，所述 中的一个或两个不相邻^ -CH2-可以被 -0-或 -S-替代， 所述一 ^^上任意的 H可以^ "自独 立地被 F取代，所述 中的一个或两个不相邻的 -CH-可以被 N替代，所述一^"中 任意的 H可以各自独立地被 F取代，所述^ ^中的一个或两个不相邻的 -CH2-可以被 0 替代， 所述 上任意的 H可以各自独立地被 F取代; 其中，所述环 ^、环^^和环^ ^的一个或多个 H可以被 -D、 -F、 -Cl、 -CN、 -CF3、
/ / Q\ / Q \
-OCF3、 -C¾F、 -OCH2F、 -OCH3或 -CH3取代， 所述环^ \ 环 和环 中的 1~2 个 -C¾-可以被 -S -、 -CF2-、 -SiH2-或 -CO-替代， 前提是 -0-、 -S-或 -CO-不直接彼此连接， 所述环 (^、 环 和环 中的 1~2个 -01=可以被 -N-替代；
n为 1、 2、 3、 4或 5;
其中， 1Λ、 Ζ2和 X中至少一个是 -CF20-、 -OCF2-、 -CF2S -、 -SCF2-、 -CF2CH2-、 - CF = CF -、 -CF=CH -、 -CF=CF -、 -C≡C-或单键， 且 R!和 R2中至少一个是手性基团。
3. 根据权利要求 2所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述通式（ I ) 的化合物选自由如下化合物组成的组中的一种或多种化合物：
( 1-1) ；
Figure imgf000013_0001
( I -14) ；
( 1-15) ；
Figure imgf000014_0001
( 1-16) ； 其中，
和 彼此独立的是 F、 CN、 4-15个碳原子的手性或非手性基团， 其中， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团可以是未经取代或被 F或 CN单取代或多取代， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团中的一个或多个不相邻的 -CH2-独立地被 -0-、 -S -、 -NH -、 -N(CH3)-、 -CO-、 -COO-、 -OCO-、 -OCO-0-、 -S-CO-、 -CO-S -、 -CH=CH-或 -C≡C-取代， 其前提是氧原子不直接相连， 所述 4-15个碳原子的手性或非手性基团可以是含有一个或 多个芳香环或脂肪环的手性基团，所述含有一个或多个芳香环或脂肪环的手性基团可以包 括稠环或螺环并且可以含有一个或多个杂原子或可聚合的手性基团；
Zi、 Z2彼此独立的是 -CF20-、 -OCF2-、 -C¾CH2-、 -CF-CF -、 -0-、 -S -、 -CO-、 -COO-、 -OCO-、 -CH2-、 -OCH2-、 -CH=CH -、 - CF=CF-或 -C≡C -。
4. 根据权利要求 2、 3所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述光学活 性物质在所述液晶介质中的含量为 0.01-7%。
5. 根据权利要求 4所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述光学活性 物质在所述液晶介质中的含量为 0.05-5%。
6. 根据权利要求 1所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述液晶介质 的手性螺距 P(Pitch)为 20μ ηι Ρ 1200μ m。 7. 根据权利要求 6所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述液晶介质 的手性螺距 P(Pitch)为 50 μ m^P^lOOO μ m。
8. 根据权利要求 1-3、 5-7所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述上 基板和所述下基板之间的间隙 G和所述液晶介质的手性螺距 P(Pitch)的比值 GP为 0.004 G/P 0.15。
9. 根据权利要求 8所述的电场方向平行于液晶层的光学器件， 其中， 所述上基板和 所述下基板之间的间隙 G和所述液晶介质的手性螺距 P(Pitch)的比值 G/P为 0.0KG/P 0.12。
10. 一种液晶光学器件， 包括：
上基板；
下基板，所述下基板在所述上基板下方，在显示区域内，其中一片基板上不存在电极； 以及
液晶层， 所述液晶层在所述上基板和所述下基板之间， 其中所述液晶层包括一种正性 或负性液晶介质， 所述液晶介质包括至少一种光学活性成分。 1 - 根据权利要求 10所述的液晶光学器件， 其中， 所述液晶光学器件采用 FFS显示
12. 根据权利要求 11 所述的液晶光学器件， 其中， 所述液晶介质包括通式 1-1~1-16 组成
； ； ；
； ；
；
；
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
其中，
和 彼此独立的是 F、 CN、 4-15个碳原子的手性或非手性基团， 其中， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团可以是未经取代或被 F或 CN单取代或多取代， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团中的一个或多个不相邻的 -CH2-独立地被 -0-、 -S -、 -NH -、 -N(CH3)-、 -CO-, -COO-> -OCO-、 -OCO-0-、 -S-CO-、 -CO-S -、 -CH=CH-或 -C≡C-取代， 其前提是氧原子不直接相连， 所述 4-15 个碳原子的手性或非手性基团可以是含有一个或 多个芳香环或脂肪环的手性基团，所述含有一个或多个芳香环或脂肪环的手性基团可以包 括稠环或螺环并且可以含有一个或多个杂原子或可聚合的手性基团；
Z Z2彼此独立的是 -CF20-、 - O CF2 -、 - CH2 CH2-、 - CF = CF -、 -0-、 -S -、 -CO-、 -COCK -OCO-、 - CH2-、 - OCH2-、 - CH=CH -、 - CF=CF-或 -C≡C -。
13. 根据权利要求 10-12任一项所述的液晶光学器件， 其中, 所述光学活性物质在所 述液晶介质中的含量为 0.05-5%。
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