CN104610984B - 液晶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液晶组合物，所述液晶组合物具有高清亮点、大的介电各向异性、低的驱动电压等特性，该液晶组合物有更高的有序度，使面板中杂乱电压对液晶排列的影响较小。可以有效减少子像素之间的漏光，从而降低黑色矩阵(Black Matrix)的线宽，增加开口率，使透过率得到提高。该液晶组合物适用于具有正介电各向异性的有源矩阵薄膜晶体管(AM‑TFT)驱动的液晶显示元件。尤其适用于200～800ppi的大尺寸液晶电视。

Description

液晶组合物
技术领域
本发明涉及液晶材料领域，具体的说涉及一种具有高清亮点、大的介电各向异性、低的驱动电压等特性，该液晶组合物有更高的有序度，使面板中杂乱电压对液晶排列的影响较小。可以有效减少子像素之间的漏光，从而降低黑色矩阵(Black Matrix)的线宽，增加开口率。该液晶组合物适用于具有正介电各向异性的有源矩阵薄膜晶体管(AM-TFT)驱动的液晶显示元件。尤其适用于200～800ppi的大尺寸液晶电视。
背景技术
近几十年来，随着信息技术的飞速发展以及人们对信息显示方式的不断追求，液晶显示(LCD)作为液晶这一特殊材料的重要应用，得到了最迅猛的发展，液晶显示元件是利用液晶材料本身所具备的光学各向异性和介电各向异性来进行工作的，目前已经得到了广泛的应用。液晶器件可以根据液晶材料和工作方式的不同，设计成不同的工作模式。
1968年美国RCA公司R.Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有光散射现象。G.H.Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。1968年美国Heilmeir等人还提出了宾主效应(GH)模式。1971年T.L.Fergason等提出扭曲向列相(Twisted Nematic：TN)模式，1980年N.Clark等提出铁电液晶模式(FLC)，1983～1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(Super Twisted Nematic：STN)模式，传统的TN-LCD技术已发展为STN-LCD及TFT-LCD技术，尽管STN的扫描线数可达768行以上，但是当温度升高时仍然存在着响应速度、视角以及灰度等问题，因此大面积、高信息量、彩色显示大多采用有源矩阵显示方式。
与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，有源矩阵在液晶显示屏的每一个像素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT)，可有效的克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。
TFT-LCD的应用从小型消费电子产品起步，进而在PC行业找到其发展机遇，尤其是笔记本电脑的普及，推动了中小尺寸面板的需求。随着薄膜晶体管液晶显示屏技术的成熟，大尺寸液晶显示器近几年得到了迅猛发展，具备超高清(UHD)分辨率超大尺寸的产品层出不穷。TFT-LCD行业逐渐走向更高世代。对高分辨率产品来说，随着PPI的增加像素尺寸减小，面板的开口率急剧减小，此时为了确保面板的亮度需要增加背光亮度或者背光数量，但这会大幅增加面板的功耗。所以对高分辨率产品来说，为了降低功耗，必须研究提高开口率的方法或技术。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种液晶组合物，该液晶组合物具有高清亮点、大的介电各向异性、低的驱动电压等特性，该液晶组合物有更高的有序度，使面板中杂乱电压对液晶排列的影响较小。可以有效减少子像素之间的漏光，从而降低黑色矩阵的线宽，增加开口率。该液晶组合物适用于具有正介电各向异性的有源矩阵薄膜晶体管(AM-TFT)驱动的液晶显示元件。尤其适用于200～800ppi的大尺寸液晶电视。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明提供了一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含一种或多种式I所示的化合物以及一种或多种式II所示的化合物
其中
R1表示碳原子数为1～5的直链烷基或环烷基；
环A～D各自独立地表示苯环或反式环己基环；
L1～L7各自独立地表示H或F；
X表示F；
n表示0或1。
本发明所提供的液晶组合物还可以包含一种或多种式III所示的化合物和/或一种或多种式IV所示的化合物和/或一种或多种式V所示的化合物和/或一种或多种式VI所示的化合物
其中
R2表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为2～5的直链烯基；
R3、R4、R7各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基；
R5、R6各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为1～5烷氧基或碳原子数为2～5的直链烯基；
环E、环F、环G各自独立地表示苯环或反式环己基环；
L8～L12各自独立地表示H或F；
Y表示碳原子数为1～5的直链烷基、OCF3或F；
Z1表示-COO-或单键。
所述一种或多种式I所示的化合物优选为式IA、式IB所示化合物中的一种或多种化合物
所述一种或多种式II所示的化合物优选为IIA～IIC所示化合物中的一种或多种化合物
其中，R8～R10各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5环烷基。
所述式III所示的化合物优选为式IIIA～式IIII所示的化合物
其中，R11～R17各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基。
所述式IV所示的化合物优选为式IVA～式IVC所示的化合物
其中，R18～R23各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基。
所述式V所示化合物优选为式VA～式VD所示的化合物
其中，R24～R28各自独立地为碳原子数为1～5的直链烷基；R29表示碳原子数为1～5的烷氧基。
所述式VI所示化合物优选为式VIA～式VIB所示化合物
其中，R30～R31各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基。
作为优选方案，本发明所提供的液晶组合物中各类化合物的重量百分含量为：I类化合物为0.1～10wt％，II类化合物为1～50wt％，III类化合物为10～60wt％，IV类化合物为1％～20wt％，V类化合物为20～60wt％，VI类化合物为1～25wt％。
本发明全部的化合物可通过自身已知的方法制备，液晶组合物通过常规的方法制备。通常将各成分混合加热使其互相溶解，直至观察到溶解过程完成。也可以在合适的有机溶剂中将所有成分溶解，在彻底混合后除去溶剂，最终得到均一的液晶组合物。
本发明的液晶介质也可进一步包含本领域技术人员已知的和文献中描述的添加剂，使之能用于任何至今所公开的液晶显示类型。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：
本发明的液晶组合物是一种相变温度范围宽，具有高电阻率、高稳定性、低的双折射各向异性、低旋转粘度等特性的液晶组合物，该组合物能够快速响应。尤其能够很好的适用于具有正介电各向异性的有源矩阵薄膜晶体管(AM-TFT)驱动的液晶显示元件。
具体实施方式
下面结合本发明的一些最佳效果的具体实施例对本发明做进一步详细说明：在实施例中，百分比为重量百分比，温度的单位为摄氏度，Δn表示光学各向异性(589nm，25℃)，Δε表示介电各向异性，V10表示电光曲线中相对透过率为10％时的电压，Cp表示清亮点，S→N表示近晶-向列相转变温度，τ表示ton+toff(响应时间)(ms)，ton表示直至达到最大对比度90％时接通时的时间，toff表示直至达到最大对比度10％时切断时的时间。T(％)表示透过率。
对比实施例：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.100；Δε＝6.9；Cp＝87℃；VI0＝1.73V；τ＝11.5ms；T＝5.3。
实施例1：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.093；Δε＝7.5；Cp＝89℃；V10＝1.62V；τ＝10.2ms；T＝5.9。
由实施例1和对比实施例的比较可以看出，在实施例1中使用了5％的I类化合物，Δε提高，V10下降，透过率提升了11％。
实施例2：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.089；Δε＝7.9；Cp＝91℃；V10＝1.58V；τ＝8.9ms；T＝5.8。
实施例3：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.073；Δε＝7.2；Cp＝99℃；V10＝1.64V；τ＝9.4ms；T＝5.5。
实施例4：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.085；Δε＝8.2；Cp＝93℃；V10＝1.61V；τ＝9.7ms；T＝6.2。
实施例5：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.096；Δε＝8.1；Cp＝98℃；V10＝1.60V；τ＝8.8ms；T＝5.8。
实施例6：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.098；Δε＝8.1；Cp＝98℃；V10＝1.55V；τ＝9.5ms；T＝5.6。
实施例7：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.089；Δε＝9.2；Cp＝91℃；V10＝1.51V；τ＝9.5ms；T＝5.9。
实施例8：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.092；Δε＝8.5；Cp＝99℃；V10＝1.51V；τ＝9.5ms；T＝5.9。
实施例9：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.099；Δε＝7.3；Cp＝101℃；V10＝1.71V；τ＝11.5ms；T＝5.7。
实施例10：
本实施例的液晶组合物按百分含量包括下列化合物，
以上所有结构式中的环己基均为反式构型。组合物的物理参数如下：
Δn＝0.097；Δε＝7.5；Cp＝97℃；V10＝1.66V；τ＝10.3ms；T＝6.2。

Claims (9)

1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示的化合物以及一种或多种式Ⅱ所示的化合物
其中
R1表示碳原子数为1～5的直链烷基或环烷基；
环A～D各自独立地表示苯环或反式环己基环；
L1～L7各自独立地表示H或F；
X表示F；
n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，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅲ、式Ⅳ、式Ⅴ和/或式Ⅵ所示的化合物
其中
R2表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为2～5的直链烯基；
R3、R4、R7各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基；
R5、R6各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为1～5烷氧基或碳原子数为2～5的直链烯基；
环E、环F、环G各自独立地表示苯环或反式环己基环；
L8～L12各自独立地表示H或F；
Y表示碳原子数为1～5的直链烷基、OCF3或F；
Z1表示-COO-或单键。
3.根据权利要求1或2所述液晶组合物，其特征在于，所述一种或多种式Ⅰ所示的化合物为式ⅠA、式ⅠB所示化合物中的一种或多种化合物
4.根据权利要求1或2所述液晶组合物，其特征在于，所述一种或多种式Ⅱ所示的化合物为ⅡA～ⅡC所示化合物中的一种或多种化合物
其中，R8～R10各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5环烷基。
5.根据权利要求2所述液晶组合物，其特征在于，所述式Ⅲ所示的化合物为式ⅢA～式ⅢI所示的化合物
其中，R11～R17各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基。
6.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述式Ⅳ所示的化合物为式ⅣA～式ⅣC所示的化合物
其中，R18～R23各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基。
7.根据权利要求2所述液晶组合物，其特征在于，所述式Ⅴ所示化合物为式ⅤA～式ⅤD所示的化合物
其中，R24～R28各自独立地为碳原子数为1～5的直链烷基；R29表示碳原子数为1～5的烷氧基。
8.根据权利要求2所述液晶组合物，其特征在于，所述式Ⅵ所示化合物为式ⅥA～式ⅥB所示化合物
其中，R30～R31各自独立地表示碳原子数为1～5的直链烷基。
9.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中各类化合物的重量百分含量为：式Ⅰ所示化合物为0.1～10wt％，式Ⅱ所示化合物为1～50wt％，式Ⅲ所示化合物为10～60wt％，式Ⅳ所示化合物为1％～20wt％，式Ⅴ所示化合物为20～60wt％，式Ⅵ所示化合物为1～25wt％。
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