CN104610977A

CN104610977A - 一种液晶组合物

Info

Publication number: CN104610977A
Application number: CN201410853886.4A
Authority: CN
Inventors: 崔青; 王伟; 徐凯; 李锐; 乔云霞; 田伟亮; 苏军红; 范晓蕊
Original assignee: Shijiazhuang Chengzhi Yonghua Display Material Co Ltd
Current assignee: Shijiazhuang Chengzhi Yonghua Display Material Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2034-12-31
Also published as: CN104610977B

Abstract

本发明公开了一种具有正的介电各向异性的液晶组合物，具有快速响应时间的同时，对改善TFT-LCD的高温残像具有明显的效果。

Description

一种液晶组合物

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶组合物，以及其在液晶显示器中的应用。

背景技术

残像也叫影像残留(Image Sticking),是指长时间显示同一静止画面，在改变显示内容后留下之前画面的现象。在所有的TFT-LCD显示模式中，或轻或重地都存在残像问题。IPS显示模式由于其特殊的平面电场结构，残像问题相对其他显示模式更为突出。

形成残像缺一不可的两个并存因素，一是驱动上存在直流偏置电压(DC偏置)；二是显示屏内存在离子型不纯物。其中IPS显示屏内离子型不纯物的来源很多，主要是设备和材料使用时引入的离子型不纯物；配向版、摩擦滚筒、盛液晶器皿等工具污染后容易引入离子型不纯物。容易混入离子型不纯物的显示屏材料主要是液晶、seal、彩膜的色层、配向膜等。特别的，IPS的CF一侧没有像TN的CF那样具有一层可以屏蔽各有机层杂质进入液晶层的ITO薄膜，所以IPS的CF各有机层里的离子型不纯物比较容易进入液晶层，对液晶造成污染。

另一方面，液晶是有机物，UV照射和高温环境会导致液晶分子的分解或者破坏，液晶分子本身发生分解，或者由于其他原因导致分子被破坏，也会形成离子型不纯物。本发明中的液晶混合物，就是通过选择高温稳定的液晶化合物，并且经过大量的试验研究液晶组合物间的搭配，最终获得了对于改善高温残像具有明显作用的液晶组合物，同时该液晶组合物还具有快速响应的特点。

发明内容

本发明提供了一种液晶组合物，惊喜地发现可以很好的解决上述技术问题，获得良好的高温稳定性和快速响应的液晶。特征在于，其包含：

--40-50％的一种或多种式Ⅰ的化合物，

--13-24％的一种或多种式Ⅱ的化合物，

--4-11％的一种或多种式Ⅲ的化合物，

--3-8％的一种或多种式Ⅳ的化合物，

--13-28％的一种或多种式Ⅴ的化合物，以及

--1-5％的一种或多种式Ⅵ的化合物，

其中

R₁、R₃和R₅彼此独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为2～5的链烯基，

R₂、R₄、R₆和R₇彼此独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基，

Y₁表示H或者F，

X₁表示F，或碳原子数为1-5的被F单取代的，或者被F多取代的烷氧基；和各自独立地表示或

m表示0或1。

在优选的实施方式中，液晶组合物基本上有上述Ⅰ至Ⅵ的化合物组成。

尤其优选的液晶组合物，它包含至少一种选自Ⅰ-a至Ⅰ-b的化合物

它还包含至少一种选自Ⅱ-a至Ⅱ-d的化合物

它还包含至少一种选自Ⅲ-a至Ⅲ-d的化合物

它还包含至少一种选自Ⅳ-a至Ⅳ-b的化合物

它还包含至少一种选自Ⅴ-a至Ⅴ-c的化合物

它还包含至少一种选自Ⅵ-a至Ⅵ-b的化合物

在尤其优选的实施方式中，液晶组合物由上述Ⅰ-a至Ⅵ-b的化合物组成。

在优选的实施例中，液晶组合物由下列质量比的化合物组成：

--35-40％的式Ⅰ-a的化合物，

--5-10％的式Ⅰ-b的化合物，

--3-6％的式Ⅱ-a的化合物，

--5-8％的式Ⅱ-c的化合物，

--5-10％的式Ⅱ-d的化合物，

--2-5％的式Ⅲ-a的化合物，

--2-6％的式Ⅲ-c的化合物，

--3-8％的式Ⅳ-a的化合物，

--8-15％的式Ⅴ-a的化合物，

--3-7％的式Ⅴ-b的化合物，

--2-6％的式Ⅴ-c的化合物，

--0.5-2％的式Ⅵ-a的化合物，以及

--0.5-3％的式Ⅵ-b的化合物，

更优选实施例中液晶组合物仅仅由下列质量比的组合物组成：

37％的式Ⅰ-a的化合物，

8％的式Ⅰ-b的化合物，

5％的式Ⅱ-a的化合物，

6％的式Ⅱ-c的化合物，

8％的式Ⅱ-d的化合物，

4％的式Ⅲ-b的化合物，

2％的式Ⅲ-c的化合物，

6％的式Ⅳ-a的化合物，

12％的式Ⅴ-a的化合物，

6％的式Ⅴ-b的化合物，

3％的式Ⅴ-c的化合物，

1％的式Ⅵ-a的化合物，以及

2％的式Ⅵ-b的化合物。

在优选的实施例中，液晶化合物仅仅由上述化合物组成。

本发明所提供的液晶组合物，可以额外地包含一种或多种选自UV稳定剂、手性掺杂剂和/或抗氧化剂作为添加剂。

本发明所涉及的液晶组合物，可以应用于液晶显示器件中。尤其适用于TN-TFT、IPS-TFT、FFS-TFT和OCB模式的显示器中。

本发明所提供的液晶组合物，具有正介电各向异性，对于改善高温残像有良好的效果，对于高温残像的评测有多种方法，其中一种可以通过评测液晶混合物高温后(100℃，1小时)的电阻率和电压保持率来间接反映液晶混合物的高温信赖性，该方法中既包括了对液晶混合物本身高温信赖性的评测(电阻率的测试样品为液晶组合物)，也包含了液晶与某种PI搭配后的高温信赖性测试结果(电压保持率的测试是将液晶组合物灌入涂覆了某种PI的液晶盒中进行)，对于改善高温残像具有一定的指导意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明的液晶组合物可采用将液晶化合物混合的方法进行生产，如在高温下混合不同组分并彼此溶解的方法制备，本发明的液晶组合物也可按照其他常规的制备方法，如采取加热，超声波，悬浮等方式制备。

本说明书中的百分比为质量百分比，温度为摄氏度(℃)，其他符号的具体意义及测试条件如下：

Cp表示液晶清亮点(℃)，DSC定量法测试；

S-N表示液晶的晶态到向列相的熔点(℃)；

Δn表示光学各向异性，n_o为寻常光的折射率，n_e为非寻常光的折射率，测试条件为25±2℃，589nm，阿贝折射仪测试；

Δε表示介电各向异性，Δε＝ε_||-ε_⊥，其中，ε_||为平行于分子轴的介电常数，ε_⊥为垂直于分子轴的介电常数，测试条件为25±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1测试；

γ1表示旋转粘度(mPa·s),测试条件为25±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1测试；

ρ表示电阻率(Ω·cm)，测试条件为25±2℃，测试仪器为TOYO SR6517高阻仪和LE-21液体电极。Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)为将混晶放置在100℃烘箱中1小时后进行电阻率的测试数据；

VHR表示电压保持率(％)，测试条件为20±2℃、电压为±5V、脉冲宽度为10ms、电压保持时间16.7ms。测试设备为TOYO Model6254液晶性能综合测试仪。Heat(100℃，1h)VHR(％)为将混晶灌入液晶盒中，放置在100℃烘箱中1小时后进行VHR测试的数据。

τ表示响应时间(ms)，的测试仪器为DMS-501，测试条件为25±0.5℃，测试盒为3.3微米IPS测试盒，电极间距和电极宽度均为10微米，摩擦方向与电极夹角为10°。

实施例1配方组成

实施例1性能参数

S-N(℃)	≤-40
		Cp(℃)	90
γ1(mPa·s)	64
		Δn	0.100
Δε	5.9
		τ(ms)	22.3
初始ρ(×10¹³Ω·cm)	17.6
		Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)	16.5
初始VHR(％)	99.80
		Heat(100℃，1h)VHR(％)	99.80

实施例1的液晶组合物具有较高的清亮点，适当的折射率和介电，响应快，尤其是高温后的VHR和电阻率与初始值相当，表明其具有良好的高温信赖性，对于改善高温残像会有明显的效果。

实施例2配方组成

实施例2性能参数

S-N(℃)	≤-40
		Cp(℃)	90
γ1(mPa·s)	64

Δn	0.100
		Δε	5.9
τ(ms)	22.3
		初始ρ(×10¹³Ω·cm)	17.6
Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)	16.5
		初始VHR(％)	99.80
Heat(100℃，1h)VHR(％)	99.80

实施例2的液晶组合物具有较高的清亮点，适当的折射率和介电，响应快，尤其是高温后的VHR和电阻率与初始值相当，表明其具有良好的高温信赖性，对于改善高温残像会有明显的效果。

实施例3配方组成

实施例3性能参数

S-N(℃)	≤-40
		Cp(℃)	95
γ1(mPa·s)	70
		Δn	0.099
Δε	6.2
		τ(ms)	23.2
初始ρ(×10¹³Ω·cm)	16.6
		Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)	15.7
初始VHR(％)	99.76
		Heat(100℃，1h)VHR(％)	99.75

实施例4配方组成

实施例4性能参数

S-N(℃)	≤-40
		Cp(℃)	88
γ1(mPa·s)	68
		Δn	0.101
Δε	5.7
		τ(ms)	23.7
初始ρ(×10¹³Ω·cm)	18.5
		Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)	16.8
初始VHR(％)	99.82
		Heat(100℃，1h)VHR(％)	99.80

实施例5配方组成

实施例5性能参数

S-N(℃)	≤-40
		Cp(℃)	85
γ1(mPa·s)	88
		Δn	0.103
Δε	5.9
		τ(ms)	28.5
初始ρ(×10¹³Ω·cm)	14.5
		Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)	12.8
初始VHR(％)	99.72

Heat(100℃，1h)VHR(％)

99.70

实施例6配方组成

实施例6性能参数

S-N(℃)	≤-40
		Cp(℃)	76
γ1(mPa·s)	86
		Δn	0.102
Δε	5.5
		τ(ms)	27.7
初始ρ(×10¹³Ω·cm)	17.5
		Heat(100℃，1h)ρ(×10¹³Ω·cm)	15.8
初始VHR(％)	99.77
		Heat(100℃，1h)VHR(％)	99.74

由实施例1～6可知，本发明的具有正介电各向异性的液晶组合物可以获得快速响应时间和良好的高温稳定性，可应用于TN-TFT、IPS-TFT、FFS-TFT和OCB模式的显示器。

本发明虽然仅仅列举了上述6个实施例的具体物质和配比质量百分比，并对组成的液晶组合物的性能进行了测试，但是本发明的液晶组合物可以在上述实施例的基础上，利用本发明所涉及的通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ所代表的化合物，以及通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的优选的化合物进行进一步拓展和修改，均能达到本发明的目的。

Claims

1.一种具有正介电各向异性的液晶组合物，其包含质量比为：

40-50％的一种或多种式Ⅰ的化合物，

13-24％的一种或多种式Ⅱ的化合物，

4-11％的一种或多种式Ⅲ的化合物，

3-8％的一种或多种式Ⅳ的化合物，

13-28％的一种或多种式Ⅴ的化合物，以及

1-5％的一种或多种式Ⅵ的化合物，

其中

Y₁表示H或者F，

X₁表示F，或碳原子数为1-5的被F单取代的，或者被F多取代的烷氧基；

各自独立地表示

m表示0或1。

2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，该组合物包含至少一种选自Ⅰ-a或Ⅰ-b的化合物

3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，它包含至少一种选自Ⅱ-a至Ⅱ-d的化合物

4.根据权利要求1至3的一项或多项液晶组合物，其特征在于，它包含至少一种选自Ⅲ-a至Ⅲ-d的化合物

5.根据权利要求1至4的一项或多项液晶组合物，其特征在于，它包含至少一种选自Ⅳ-a至Ⅳ-b的化合物

6.根据权利要求1至5的一项或多项液晶组合物，其特征在于，它包含至少一种选自Ⅴ-a至Ⅴ-c的化合物

7.根据权利要求1至6的一项或多项液晶组合物，其特征在于，它包含至少一种选自Ⅵ-a至Ⅵ-b的化合物

8.根据权利要求1至7的一项或多项液晶组合物，其特征在于，该组合物由以下质量比的化合物组成：

35-40％的式Ⅰ-a的化合物，

5-10％的式Ⅰ-b的化合物，

3-6％的式Ⅱ-a的化合物，

5-8％的式Ⅱ-c的化合物，

5-10％的式Ⅱ-d的化合物，

2-5％的式Ⅲ-a的化合物，

2-6％的式Ⅲ-c的化合物，

3-8％的式Ⅳ-a的化合物，

8-15％的式Ⅴ-a的化合物，

3-7％的式Ⅴ-b的化合物，

2-6％的式Ⅴ-c的化合物，

0.5-2％的式Ⅵ-a的化合物，以及

0.5-3％的式Ⅵ-b的化合物。

9.根据权利要求8所述液晶组合物，其特证在于该组合物由下列质量比的化合物组成：