CN104593002B

CN104593002B - 一种具有快速响应的液晶组合物

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Publication number: CN104593002B
Application number: CN201410818556.1A
Authority: CN
Inventors: 陈卯先; 陈海光; 姜天孟; 田会强; 张琳; 李青华; 袁瑾; 郭云鹏; 储士红; 苏学辉
Original assignee: Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104593002A

Abstract

本发明涉及一种液晶组合物，包含如下重量份的组分：1～30份通式I所代表的化合物；10～70份通式II所代表的化合物；本发明所述液晶组合物具有低旋转粘度、大的弹性常数、良好的低温互溶性以及快的响应速度，可用于多种显示模式的快响应液晶显示，其在TN、IPS或FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器显示效果。

Description

一种具有快速响应的液晶组合物

技术领域

本发明涉及一种液晶组合物，具体地说涉及一种具有低的旋转粘度，大的弹性常数，快的响应时间的液晶组合物，属于液晶材料及其应用领域。

背景技术

目前，LCD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难题，其显示性能已经接近或超过CRT显示器。大尺寸和中小尺寸LCD在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。但是受液晶材料本身的制约(粘度高)，致使响应时间成为影响高性能显示器的主要因素。

具体而言，液晶的响应时间受限于液晶的旋转粘度γ1以及弹性常数(γ1/K)，降低液晶组合物的旋转粘度和提升弹性常数对于减少液晶显示器的响应时间，加快液晶显示器的响应速度有着显著的效果。在实际研究中发现，旋转粘度和弹性常数通常是一对较为矛盾的参数，降低旋转粘度会造成弹性常数下降，达不到降低响应时间的需求，目前存在的液晶组合物主要存在弹性常数和旋转粘度不能很好地搭配，导致响应时间慢，本发明所提供的液晶组合物克服了这一缺点。因此，有必要提供一种旋转粘度/弹性常数(γ1/K)比值小的液晶组合物，以此得到具有快响应的液晶组合物，从而解决液晶显示器响应时间慢的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶组合物，其具有较低的旋转粘度，较大的弹性常熟，较短的响应时间，适合于高性能显示器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液晶组合物，包含如下重量份的组分：

(1)1～30份通式I所代表的化合物；

(2)10～70份通式II所代表的化合物；

其中，通式I所代表的化合物结构如下：

R₁各自独立地代表C₁～C₁₂的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH₂可以被O、S或CH＝CH取代；

通式II所代表的化合物结构如下：

R₂、R₃各自独立地代表C₁～C₁₂的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH₂可以被O、S或CH＝CH取代；

A₁、A₂各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4-亚苯基。

本发明提供的液晶组合物具有低的旋转粘度和大的弹性常数，表现为具有较短的响应时间，从而有效地解决液晶显示器响应速度慢的问题。

本发明提供的通式I所代表的化合物为氟取代三联苯的结构，该结构具有大的光学各向异性。

具体的，通式I所代表的化合物选自式I-A和式I-B所代表的化合物的一种或几种：

其中，R₁各自独立地代表C₁～C₇的直链烷基，K代表H或CH₃。

优选的，通式I所代表的化合物选自式I-A-1～式I-B-2所代表的化合物的一种或几种：

本发明提供的通式II所代表的化合物为双环结构，其中，R₂各自独立地代表C₁～C₇的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH₂可以被O、S取代；R₃各自独立地代表C₁～C₇的直链烷基、直链烷氧基或C₂～C₇的直链烯基。

优选地，R₂各自独立地代表C₁～C₅的直链烷基或C₂～C₅的直链烯基；R₃各自独立地代表C₁～C₅的直链烷基、直链烷氧基或C₂～C₅的直链烯基。

优选的，通式II所代表的化合物选自式II-A-1～式II-C-24所代表的化合物的一种或几种：

为了使液晶组合物满足不同的需求，本发明所述的液晶组合物包括以下重量份的组分：

(1)1～30份通式I所代表的化合物；

(2)10～70份通式II所代表的化合物；

(3)5～70份通式III～通式VIII所代表的化合物；

优选地，所述的液晶组合物包括以下重量份的组分：

其中，所述通式III～通式VIII结构的化合物：

R₄～R₉各自独立地代表C₁～C₁₂的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH₂可以被O或CH＝CH取代；

L₁～L₆各自独立地代表H或F；

X₁～X₃各自独立地代表F、CF₃、OCF_3、OCF₂H；

A₃、A₄、A₅、A₆各自独立地选自以下结构：

优选地，通式III～通式VIII所代表的化合物选自以下化合物的一种或多种：

其中，R₄、R₆～R₉各自独立地代表C₂～C₁₀的直链烷基；R₅代表C₂～C₁₀的直链烯基或直链烯基；进一步优选，R₄、R₆～R₉各自独立地代表C₂～C₅的直链烷基；R₅各自独立地代表C₂～C₅的直链烷基或直链烯基。

更优选地，通式III～通式VIII的化合物选自以下结构中的一种或多种：

为了实现液晶组合物所需要的清亮点及其他性能，本发明所提供的液晶组合物还包含一种或多种选自通式IX～通式XIII的化合物：

其中，R₁₀各自独立地代表C₁～C₁₂的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH₂可以被CH＝CH取代；

A₇各自独立地代表1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、3-氟取代-1,4-亚苯基；

R₁₁～R₁₇各自独立地代表C₁～C₁₂的直链烷基；

L₇～L₁₀各自独立地代表H或F；

X₄～X₇各自独立地代表F或OCF₃。

优选地，通式IX～通式XIII的化合物选自以下结构中的一种或多种：

其中，R₁₀各自独立地代表C₂～C₇的直链烷基或直链烯基；R₁₁～R₁₇各自独立地代表C₁～C₇的直链烷基。

更优选地，R₁₀各自独立地代表C₂～C₅的直链烷基或直链烯基；R₁₁代表C₁～C₅的直链烷基；R₁₂～R₁₇各自独立地代表C₂～C₅的直链烷基。

作为本发明优选的实施方式，所述液晶组合物包括以下重量份的组分：

(1)3～15份通式I所代表的化合物；

(2)15～40份通式II所代表的化合物；

(3)30～65份通式III～通式VIII所代表的化合物；

(4)10～35份通式IX～通式XIV所代表的化合物.

优选的，所述液晶组合物包括以下重量份的组分：

(1)3～12份通式I所代表的化合物；

(2)17～40份通式II所代表的化合物；

(3)32～64份通式III所代表的化合物；

(4)14～33份通式IX～通式XIV所代表的化合物。

(1)3～30份通式I所代表的化合物；

(2)41～65份通式II所代表的化合物；

(3)5～40份通式III～通式VIII所代表的化合物；

(4)5～30份通式IX～通式XIV所代表的化合物。

优选的，所述液晶组合物包括以下重量份的组分：

(1)4～26份通式I所代表的化合物；

(2)41～62份通式II所代表的化合物；

(3)8～33份通式III～通式VIII所代表的化合物；

(4)9～26份通式IX～通式XIV所代表的化合物。

本发明所述液晶组合物的制备方法无特殊限制，可采用常规方法将两种或多种化合物混合进行生产，如通过在高温下混合不同组分并彼此溶解的方法制备，其中，将液晶组合物溶解在用于该化合物的溶剂中并混合，然后在减压下蒸馏出该溶剂；或者本发明所述液晶组合物可按照常规的方法制备，如将其中含量较小的组分在较高的温度下溶解在含量较大的主要组分中，或将各所属组分在有机溶剂中溶解，如丙酮、氯仿或甲醇等，然后将溶液混合去除溶剂后得到。

本发明所述液晶组合物具有低旋转粘度、大的弹性常数、良好的低温互溶性以及快的响应速度，可用于多种显示模式的快响应液晶显示，其在TN、IPS或FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器显示效果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

除非另有说明，本发明中百分比为重量百分比；温度单位为摄氏度；△n代表光学各向异性(25℃)；△ε代表介电各向异性(25℃，1000Hz)；V₁₀代表阈值电压，是在相对透过率改变10％时的特征电压(V，25℃)；γ1代表旋转粘度(mPa.s，25℃)；Cp代表液晶组合物的清亮点(℃)；K₁₁、K₂₂、K₃₃分别代表展曲、扭曲和弯曲弹性常数(pN，25℃)。

以下各实施例中，液晶化合物中基团结构用表1所示代码表示。

表1：液晶化合物的基团结构代码

以如下化合物结构为例：

表示为：4CDUQUF

表示为：5CCPUF

以下各实施例中，液晶组合物的制备均采用热溶解方法，包括以下步骤：用天平按重量百分比称量液晶化合物，其中称量加入顺序无特定要求，通常以液晶化合物熔点由高到低的顺序依次称量混合，在60～100℃下加热搅拌使得各组分熔解均匀，再经过滤、旋蒸，最后封装即得目标样品。

以下各实施例中，液晶组合物中各组分的重量百分比及液晶组合物的性能参数见下述表格。

实施例1

表2：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例2

表3：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例3

表4：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例4

表5：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例5

表6：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例6

表7：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例7

表8：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例8

表9：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例9

表10：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例10

表11：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例11

表12：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例12

表13：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例13

表14：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

对比例1

表15：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

将实施例1与对比例1所得液晶组合物的各性能参数值进行汇总比较，参见表16。

表16：液晶组合物的性能参数比较

	△n	△ε	Cp	γ1	K11	K22	K33
								实施例1	0.097	+2.5	78	50	13.8	6.9	14.5
对比例1	0.097	+2.5	78	53	13.8	6.9	14.6

经比较可知：与对比例1相比，实施例1提供的液晶组合物具有低的旋转粘度及更快的响应时间。

对比例2

表17：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

将实施例12与对比例2所得液晶组合物的各性能参数值进行汇总比较，参见表18。

表18：液晶组合物的性能参数比较

	△n	△ε	Cp	γ1	K11	K22	K33
								实施例12	0.100	+5.8	91	63	13.9	7.0	16.7
对比例2	0.100	+5.6	90	90	12.8	6.5	16.2

经比较可知：与对比例2相比，实施例12提供的液晶组合物的弹性常数大，旋转粘度低，因此拥有更短的响应时间和更快的响应速度。

由以上实施例可知，本发明所提供的液晶组合物具有低粘度、高电阻率、适合的光学各向异性、大的弹性常数以及优异的光稳定性和热稳定性，可解减少液晶显示器的响应时间，从而解决液晶显示器响应速度慢的问题。此外，该液晶组合物可有效地改善IPS和FFS液晶显示器的对比度特性。因此，本发明所提供的液晶组合物适用于快响应的TN、IPS及FFS型TFT液晶显示装置，尤其适用于IPS及FFS液晶显示装置。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种液晶组合物，其特征在于，按重量百分比计，组成如下：

2.一种液晶组合物，其特征在于，按重量百分比计，组成如下：

3.一种液晶组合物，其特征在于，按重量百分比计，组成如下：

4.一种液晶组合物，其特征在于，按重量百分比计，组成如下：