CN102746852A - 具有五元环的液晶分子 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有五元环的液晶分子，其是将现有技术的液晶分子改质成具有五元环的液晶分子，通过五元环的特性来减少液晶分子在液晶面板中的转动粘滞度，使得具有五元环的液晶分子相对于现有技术的液晶分子具有快速的关断时间。本发明是通过改质液晶分子上的五元环来减少液晶分子在液晶面板中的转动粘滞度，进而改进液晶屏幕由二维模式切换成三维模式所产生的串扰现象的问题。

Description

具有五元环的液晶分子

技术领域

本发明是有关于一种液晶面板的液晶层，特别是有关于一种具有五元环（Five member ring）的液晶分子，其可改进液晶屏幕由二维模式切换成三维模式所产生的串扰（Cross-talk）现象的问题。

背景技术

近年来，随着显示技术的不断进步，用户对于显示器的显示质量（如影像分辨率、色彩饱和度等）的要求也越来越高。然而，除了高影像分辨率以及高色彩饱和度之外，对于使用者而言，显示器是否能够显示三维立体影像也成为购买上的考虑因素之一。

目前发展出来的三维立体影像显示技术，主要是利用固定式光栅来控制观赏者左眼与右眼所接收到的影像。根据人眼的视觉特性，当左、右眼分别观视相同的影像内容但是具有不同视差（parallax）的二影像时，人眼会观察到三维立体影像。

然而，显示器由二维平面影像切换成三维立体影像后，会因为显示器中液晶材料的高黏度，使得其具有长的关断时间，进而在液晶屏幕中产生串扰现象的问题，前述液晶材料普遍是使用如式Ⅴ或式Ⅵ的典型棒状液晶分子来构成其液晶层：

；

，

在式Ⅴ或Ⅵ中，A为芳香环（Aromatic ring）中的苯环（Benzenering）；C为脂质环（Alicyclic ring）中的环己烷（Cyclohexane）；B₁为环己烷或苯环的一种；RO-为尾端基（Terminal group），在此是烷氧基团（Alkoxy group）；F为侧基（Lateral group），在此是氟原子。

因此，有必要提供一种可以改进串扰现象的液晶分子，来解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可以改进串扰现象的液晶分子，其是将现有技术的液晶分子改质成具有五元环的液晶分子，通过五元环的特性来减少液晶分子的转动粘滞度（Rotational viscosity），从而减少关断时间（Off-time）。本发明可以改进液晶屏幕由二维模式切换成三维模式所产生的串扰现象的问题。

为达成本发明的前述目的，本发明提供一种具有五元环的液晶分子，用于构成液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅰ所示：

在式Ⅰ中，A为苯环，M为五元环，R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种，X₁和X₂分别为氟原子或氯原子的一种，W为-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CF₂CF₂-或-CH=CH-的连接基的一种。

在本发明的一实施例中，所述液晶层中另包括下述式Ⅲ的液晶活性单体，所述式Ⅰ的液晶分子和式Ⅲ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

在式Ⅲ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅰ的液晶分子所占的重量比例是0.01~60%，其余为所述具式Ⅲ的液晶活性单体。

在本发明的一实施例中，另包含具有下述式Ⅳ的液晶分子：

在式Ⅳ中，B为环己烷，B₁为环己烷或苯环的一种，R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种。

在本发明的一实施例中，所述具有五元环的液晶分子用于构成具有二维模式及三维模式的液晶面板。

本发明再提供一种具有五元环的液晶分子，用于构成液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅱ所示：

在式Ⅱ中，A为苯环，B₁为环己烷或苯环的一种，M为五元环，R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种，X₁和X₂为氟原子或氯原子的一种，W为-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CF₂CF₂-或-CH=CH-的连接基的一种。

在本发明的一实施例中，所述液晶层中另包括下述式Ⅲ的液晶活性单体，所述式Ⅱ的液晶分子和式Ⅲ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

在式Ⅲ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述Ⅱ的液晶分子所占的重量比例是0.01~60%，其余为所述具式Ⅲ的液晶活性单体。

在本发明的一实施例中，另包含具有下述式I的液晶分子：

在式Ⅰ中，A为苯环，M为五元环，R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种，X₁和X₂分别为氟原子或氯原子的一种，W为-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CF₂CF₂-或-CH=CH-的连接基的一种。

在本发明的一实施例中，另包含具有下述式Ⅳ的液晶分子：

在式Ⅳ中，B为环己烷，B₁为环己烷或苯环的一种，R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种。

在本发明的一实施例中，所述具有五元环的液晶分子用于构成具有二维模式及三维模式的液晶面板。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益的效果。通过上述技术方案，本发明具有五元环的液晶分子至少具有下列优点及有益效果：本发明的具有五元环的液晶分子是由现有技术的液晶分子改质而成的，通过五元环的特性来减少液晶分子的转动粘滞度，使得具有五元环的液晶分子相对于现有技术的液晶分子具有快速的关断时间，进而改进液晶屏幕由二维模式切换成三维模式所产生的串扰现象的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中具有二维模式及三维模式的液晶面板的构造示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预订发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有五元环的液晶分子其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参照图1，其为本发明实施例中具有二维模式及三维模式的液晶面板的构造示意图。所述液晶面板包含：一第一基板10、一第二基板20、一液晶层30，其中所述第一基板10与第二基板20相对设置，且所述液晶层30夹设于所述第一基板10与第二基板20之间。所述第一基板10可以是一彩色滤光片基板，其包括一第一透明基板101和一彩色滤光层102，其中所述彩色滤光层102是设置于所述第一透明基板101的内表面上。所述第二基板20可以是一薄膜晶体管阵列基板，其包括一第二透明基板201和一薄膜晶体管阵列层202，其中所述薄膜晶体管阵列层202是设置于所述第二透明基板201的内表面上。所述液晶层30中的液晶分子是一具有五元环的液晶分子。

以下，对本发明所述液晶层30中的具有五元环的液晶分子进行详细的说明。本发明的具有五元环的液晶分子是以现有技术中典型的棒状液晶分子作为改质对象（请参照背景技术的式Ⅴ和式Ⅵ），所述典型的棒状液晶分子是一种在直链中含有芳香环和脂质环的聚合物，本发明者为了解决所述课题，在所述典型的棒状液晶分子的分子链中引入五元环，其是在所述典型的棒状液晶分子的直链上以五元环取代具有尾端基且不具有侧基的芳香环或脂质环以形成具有五元环的液晶分子。如果以式Ⅴ及式Ⅵ作为改质对象，改质后的液晶分子分别如式Ⅰ、Ⅱ所示，所述具有五元环的液晶分子的分子链中具有五元环，因此也具有五元环的性质。所述式Ⅰ或Ⅱ的具有五元环的液晶分子在填充入所述基板中，并作为其液晶层30，从而构成具有二维模式及三维模式的液晶面板，其是通过五元环的特性来减少液晶分子在液晶面板中的转动粘滞度，使得具有五元环的液晶分子相对于所述典型的棒状液晶分子具有快速的关断时间，进而改进液晶屏幕由二维模式切换成三维模式所产生的串扰现象的问题，所述关断时间（Toff）是与转动粘滞度（r1）、盒厚（d）及关断时间常数（Koff）有关，如式Ⅶ的关断时间方程（Off-time equation）所示：

$T_{\mathrm{off}}\∝\frac{{\mathrm{\γ}}_1{d}^2}{K_{\mathrm{off}}}...................\left(\mathrm{VII}\right).$

在式Ⅰ和Ⅱ中，A为苯环；B₁为环己烷或苯环的一种；M为五元环；R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种；X₁和X₂为氟原子或氯原子的一种；W为-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CF₂CF₂-或-CH=CH-的连接基的一种。

本发明所述液晶层30中除了前述具有五元环的液晶分子之外，还另包括下述式Ⅲ的液晶活性单体（reactive monomer，RM），所述具有五元环的液晶分子和所述式Ⅲ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上，所述式Ⅲ的液晶活性单体的结构为：

在式Ⅲ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅰ或Ⅱ的液晶分子所占的重量比例是0.01~60%（例如0.01%，1%，2%，5%，10%，15%，20%，30%，40%，50%或60%等），其余为所述具式Ⅲ的液晶活性单体，其中所述具式Ⅰ或Ⅱ的液晶分子的总重量比例优选大于所述具式Ⅲ的液晶活性单体的重量比例。

前述液晶层30中的所述的液晶分子也可依需求任意混合式Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ的液晶分子以作为液晶层30中的液晶材料使用，另外，所述液晶分子还包含具有下述式Ⅳ的液晶分子：

在式Ⅳ中，B为环己烷，B₁为环己烷或苯环的一种，R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种。

如上所述，本发明的具有五元环的液晶分子是通过改质将五元环引入至液晶分子中，使得液晶分子具有五元环的特性，因此减少液晶分子在液晶面板中的转动粘滞度，而影响其关断时间，进而改进液晶屏幕由二维模式切换成三维模式所产生的串扰现象的问题。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种具有五元环的液晶分子，用于构成液晶面板的液晶层，其特征在于，所述液晶分子的结构如式(Ⅰ)所示：

其中：

A为苯环；

M为五元环；

R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种；

X₁和X₂分别为氟原子或氯原子的一种；

W为-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CF₂CF₂-或-CH=CH-的连接基的一种。

2.根据权利要求1所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，所述液晶层中另包括下述式(Ⅲ)的液晶活性单体，所述式(Ⅰ)的液晶分子和式(Ⅲ)的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

其中：

A为苯环；

O为氧原子；

Y为氢原子或氟原子的一种，

其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式(Ⅰ)的液晶分子所占的重量比例是0.01~60%，其余为所述具式(Ⅲ)的液晶活性单体。

3.根据权利要求1所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，另包含具有下述式(Ⅳ)的液晶分子：

其中：

B为环己烷；

B₁为环己烷或苯环的一种；

R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种。

4.根据权利要求1所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，所述具有五元环的液晶分子用于构成具有二维模式及三维模式的液晶面板。

5.一种具有五元环的液晶分子，用于构成液晶面板的液晶层，其特征在于，所述液晶分子的结构如式(Ⅱ)所示：

其中：

A为苯环；

B₁为环己烷或苯环的一种；

M为五元环；

R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种；

X₁和X₂为氟原子或氯原子的一种；

W为-CH₂CH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CF₂CF₂-或-CH=CH-的连接基的一种。

6.根据权利要求5所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，所述液晶层中另包括下述式(Ⅲ)的液晶活性单体，所述式(Ⅱ)的液晶分子和式(Ⅲ)的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

其中：

A为苯环；

O为氧原子；

Y为氢原子或氟原子的一种，

其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式(Ⅱ)的液晶分子所占的重量比例是0.01~60%，其余为所述具式(Ⅲ)的液晶活性单体。

7.根据权利要求5所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，另包含根据权利要求1所述的式(I)的液晶分子。

8.根据权利要求5或7所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，另包含具有下述式(Ⅳ)的液晶分子：

其中：

B为环己烷；

B₁为环己烷或苯环的一种；

R₁和R₂分别为具有1至8个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的烯基或具有1至7个碳原子的烷氧基的一种。

9.根据权利要求5所述的具有五元环的液晶分子，其特征在于，所述具有五元环的液晶分子用于构成具有二维模式及三维模式的液晶面板。

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