CN112175634A - 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用 - Google Patents

一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112175634A
CN112175634A CN202011010582.3A CN202011010582A CN112175634A CN 112175634 A CN112175634 A CN 112175634A CN 202011010582 A CN202011010582 A CN 202011010582A CN 112175634 A CN112175634 A CN 112175634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound represented
general formula
liquid crystal
group
crystal material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011010582.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李承贺
郭云鹏
陈卯先
刘友然
任婕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd filed Critical Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority to CN202011010582.3A priority Critical patent/CN112175634A/zh
Publication of CN112175634A publication Critical patent/CN112175634A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/44—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing compounds with benzene rings directly linked
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133703—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by introducing organic surfactant additives into the liquid crystal material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

本发明涉及液晶材料技术领域，具体涉及一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用。所述聚合物稳定配向型液晶组合物包括通式I所代表的可聚合化合物中的至少一种，及向列相液晶材料和自配向添加剂；本发明旨在提供一种聚合物稳定配向型液晶组合物，该液晶组合物采用可聚合化合物+向列相液晶材料+(垂直配向的)自配向添加剂的方式实现液晶分子的配向，省去传统的聚酰亚胺配向膜及其制成，从而达到节约成本、简化工艺、提升面板品质的效果。

Description

一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用
技术领域
本发明涉及液晶材料技术领域，具体涉及一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用。
背景技术
近年来，液晶显示装置被广泛应用于各种电子设备，如智能手机、平板电脑、汽车导航仪、电视机等。代表性的液晶显示模式有扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、面内切换(IPS)型、边缘场切换(FFS)型及垂直取向(VA)型。其中，VA模式由于具有快速的下降时间、高对比度、广视角和高质量的图像，而受到越来越多的关注。
然而，VA模式等的有源矩阵寻址方式的显示元件所用的液晶介质，自身存在着不足，如残像水平要明显差于正介电各向异性的显示元件，响应时间比较慢，驱动电压比较高等。
PSVA(聚合物稳定的垂直排列液晶)型液晶显示元件在液晶单元中形成聚合物结构以控制液晶分子的预倾角结构，并且由于其高速响应和高对比度而被用作液晶显示元件。通过在基板之间注入包含液晶化合物和可聚合化合物的可聚合组合物，通过紫外照射并在液晶分子取向的状态下聚合该可聚合化合物来制造PSVA型显示元件。其中作为主要材料的可聚合化合物具有重要意义，并搭配合适和液晶组合物，可以有效提高响应速度，提升生对比度，解决显示残像问题等。
在由相分离和聚合的RM(其引入了上述的预倾角)形成的层下，PSVA显示器通常包含配向层，常用材料为聚酰亚胺，该配向层提供LC分子的初始配向，之后是聚合物稳定化步骤。使用配向层的优势是能较好的控制液晶分子的取向，但聚酰亚胺作为配向层材料存在着劣势：聚酰亚胺材料本身价格比较昂贵，在液晶显示装置制作过程中，聚酰亚胺的成膜工艺也比较复杂，与之相配套的机台造价昂贵；另外，聚酰亚胺本身具有高吸水性，同时摩擦过程中还会残留很多摩擦碎片，这些都会对显示造成影响，会产生污点、显示不均，进而影响显示装置的信赖性。
此外，液晶化合物与聚酰亚胺配向层相互作用，如果搭配不好通常会导致显示器电阻的降低。因此满足适合的可利用的液晶化合物的数量会显著减少，为了搭配一致性，以满足液晶化合物与聚酰亚胺配向层，不得已的会牺牲一些显示器参数例如视角依赖性、对比度和响应时间。因此，希望的是去掉聚酰亚胺配向层。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明旨在提供一种聚合物稳定配向型液晶组合物，该液晶组合物采用可聚合化合物+向列相液晶材料+(垂直配向的)自配向添加剂的方式实现液晶分子的配向，省去传统的聚酰亚胺配向膜及其制成，从而达到节约成本、简化工艺、提升面板品质的效果。
具体而言，所述聚合物稳定配向型液晶组合物包括通式I所代表的可聚合化合物中的至少一种，及向列相液晶材料和自配向添加剂：
Figure BDA0002697431850000011
其中，L1、L2、L3、L4、L5、L6各自独立地代表H、-F、-Cl、-CH3、-C2H5、-OCH3、-OC2H5、-CF3或OCF3，且L3、L4不同时为H，以及L1、L2、L5、L6中至少一个为-CH3或-OCH3；
P1、P2各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、乙烯氧基、氧杂环丁烷基或环氧基；
Z1、Z2各自独立地代表单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、C1-C12的亚烷基或C2-C12的链烯基；或，所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的链烯基中的至少一个氢原子被F、Cl或CN取代；或，所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的链烯基中一个-CH2-或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-CO-、COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C＝C-以不相互直接相连的方式取代；
所述向列相液晶材料包括通式II所代表的化合物中的至少一种，通式III所代表的化合物中的至少一种：
Figure BDA0002697431850000021
其中，通式II中，R1、R2各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A1代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；a为0或1；
通式III中，R3、R4各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A2、A3各自独立地代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；
所述自配向添加剂包括通式V所代表的化合物中的至少一种：
Figure BDA0002697431850000022
其中，L7代表H、-F、-Cl、-CH3、-C2H5、-OCH3、-OC2H5、-CF3或-OCF3；
P3、P4各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、乙烯氧基、氧杂环丁烷基或环氧基；
R7、R8、R9、R10、R11各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基。
相较于现有的液晶组合物，本发明提供的液晶组合物中的可聚合化合物具有聚合速率更快、预倾角变化量小、转化率高、残留低等优点。
作为上述技术方案的优选，通式I中，L1、L2、L3、L4、L5、L6各自独立地代表H、-F、-CH3或-OCH3，且L3、L4不同时为H；
P1、P2各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基或氯代丙烯酸酯基；
Z1、Z2各自独立地代表单键、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、C1-C6的亚烷基或C2-C6的链烯基；或，所述C1-C6的亚烷基或C2-C6的链烯基中的至少一个氢原子被F取代；或，所述C1-C6的亚烷基或C2-C6的链烯基中一个-CH2-或至少两个不相邻的-CH2-被-O-以不相互直接相连的方式取代；
优选地，通式I所代表的化合物选自式I-1～式I-28中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000023
Figure BDA0002697431850000031
Figure BDA0002697431850000041
Figure BDA0002697431850000051
更优选地，通式I所代表的化合物选自式I-1～I-5、I-18中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，通式I中，P1、P2各自独立地代表丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基；
Z1、Z2各自独立地代表单键、-O-、C1-C6的亚烷基或C1-C6的烷氧基。
作为上述技术方案的优选，通式II所代表的化合物选自式IIA～式IIC中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000052
优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA-1～式IIC-24中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000053
Figure BDA0002697431850000061
Figure BDA0002697431850000071
Figure BDA0002697431850000081
更优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA-9～IIA-24、IIB-9～IIB-24、IIC-9～IIC-24中的一种或多种；
最优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA-13～IIA-16、IIB-13～IIB-16、IIC-13～IIC-16中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，通式III所代表的化合物选自式IIIA～式IIIC中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000082
优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA-1～式IIIC-24中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000083
Figure BDA0002697431850000091
Figure BDA0002697431850000101
Figure BDA0002697431850000111
更优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA-1～IIIA-24、IIIB-1～IIIB-24、IIIC-1～IIIC-22中的一种或多种；
最优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA-1～IIIA-12、IIIB-17～IIIB-24、IIIC-1～IIIC-4、IIIC-15～IIIC-18中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，所述向列相液晶材料还包括通式IV所代表的化合物中的至少一种：
Figure BDA0002697431850000112
其中，R5、R6各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A4代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；
优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA～式IVB中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000113
其中，R5、R6各自独立地代表C1～C7的直链烷基、C1～C7的直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；
更优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA-1～式IVB-63中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000114
Figure BDA0002697431850000121
Figure BDA0002697431850000131
Figure BDA0002697431850000141
Figure BDA0002697431850000151
最优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA-39～IVA-44、IVB-39～IVB-48中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，通式V中，P3、P4各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基或氯代丙烯酸酯基；
R7、R8、R9、R10、R11各自独立地代表C1～C5的直链烷基、C1～C5的直链烷氧基或C2～C5的直链烯基；
优选地，通式V所代表的化合物选自式V-1～式V-24中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000152
Figure BDA0002697431850000161
Figure BDA0002697431850000171
Figure BDA0002697431850000181
更优选地，通式V所代表的化合物选自式V-8、V-12、V-16、V-24中的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，通式V中，P3、P4各自独立地代表丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
作为上述技术方案的优选，所述聚合物稳定配向型液晶组合物还包括抗氧化剂；所述抗氧化剂包括通式VI所代表的化合物中的至少一种：
Figure BDA0002697431850000182
其中，R12代表C1～C7的直链烷基、C1～C7的直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；A6代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；b为0或1；
优选地，通式VI所代表的化合物选自式VI-1～式VI-2中的一种或多种：
Figure BDA0002697431850000191
为了使液晶组合物满足不同的需求，向列相液晶材料组成部分按重量百分比组成，具体如下：
作为上述技术方案的优选，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、1～80％的通式II所代表的化合物；
(2)、1～70％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～50％的通式IV所代表的化合物；
优选地，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、5～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～40％的通式IV所代表的化合物；
更优选地，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、10～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、25～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～30％的通式IV所代表的化合物；
最优选地，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、25～50％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
优选地，所述向列相液晶材料的重量百分比为100％。
本发明所提供的液晶组合物中，通式I所代表的化合物、通式V所代表的化合物在所述向列相液晶材料重量百分比外单独添加，具体如下：
作为上述技术方案的优选，通式I所代表的化合物的用量为所述向列相液晶材料质量的0.01～5％；优选0.05～1％；更优选0.1～0.5％；最优选0.15～0.32％；
和/或，通式V所代表的化合物的用量为所述向列相液晶材料质量的0.01～5％；优选0.1～5％；更优选0.2～2％；
和/或，通式VI所代表的化合物的用量为所述向列相液晶材料质量的0～0.05％。
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。
本发明同时提供上述聚合物稳定配向型液晶组合物在液晶显示装置中的应用；优选在SAVA型液晶显示装置中的应用。
最新的显示模式，就是通过在液晶介质中加入自配向剂或添加剂来实现，通过添加自配向添加剂从而得到预期的配向，以去掉基板上的配向层；上述显示模式被称为SA(自配向)显示模式。本发明研究发现，若自配向添加剂含有可聚合性质的基团(如甲基丙烯酸酯)，就可以在紫外光照射下与PSVA液晶中的可聚合性单体聚合形成一层类似聚酰亚胺配向膜的聚合物层，替换配向层的功能，给予液晶分子需要的初始角度，还能达到提升面板信赖性的目的。
比如，本发明所提供上述液晶组合物在SAVA型液晶显示装置中，自配向添加剂的加入可以允许去掉基板上的配向层，降低工艺制程难度，从而降低成本；自配向添加剂含有的可聚合性质的基团(如甲基丙烯酸酯)，在紫外光照射下与PSVA液晶中的可聚合性单体聚合形成一层类似聚酰亚胺配向膜的聚合物层，替换配向层的功能，给予液晶分子需要的初始角度，还能达到提升面板信赖性的目的。
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∥和ε⊥分别代表平行和垂直介电常数(25℃，1000Hz)；△ε代表介电各向异性(25℃，1000Hz)；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℃)；ρ表示电阻率(Ω·cm)，测试条件为25±2℃。
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
Figure BDA0002697431850000201
Figure BDA0002697431850000211
以如下化合物结构为例：
Figure BDA0002697431850000212
表示为：3PWO2
Figure BDA0002697431850000213
表示为：3CCWO2
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。
向列相液晶材料中各组分的重量百分比及性能参数见下述表格。
向列相液晶材料LC1
表2：向列相液晶材料LC1中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000221
向列相液晶材料LC2
表3：向列相液晶材料LC2中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000222
向列相液晶材料LC3
表4：向列相液晶材料LC3中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000223
Figure BDA0002697431850000231
向列相液晶材料LC4
表5：向列相液晶材料LC4中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000232
向列相液晶材料LC5
表6：向列相液晶材料LC5中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000233
向列相液晶材料LC6
表7：向列相液晶材料LC6中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000234
向列相液晶材料LC7
表8：向列相液晶材料LC7中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000241
向列相液晶材料LC8
表9：向列相液晶材料LC8中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000242
向列相液晶材料LC9
表10：向列相液晶材料LC9中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000243
向列相液晶材料LC10
表11：向列相液晶材料LC10中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000244
Figure BDA0002697431850000251
向列相液晶材料LC11
表12：向列相液晶材料LC11中各组分的重量百分比及性能参数
Figure BDA0002697431850000252
以下实施例中，通式I所代表的化合物、通式V所代表的化合物、通式VI所代表的化合物在所述向列相液晶材料质量百分比外单独添加。
实施例见表13
表13
Figure BDA0002697431850000253
Figure BDA0002697431850000261
将含有自配向添加剂及可聚合化合物的液晶组合物以真空注入法注入到“无配向”的测试盒中，该测试盒盒厚d～3.2μm，在两侧上的ITO涂层(在多域切换的情况下为结构化的ITO)，没有配向层且没有钝化层)中。
然后，隔着滤除310nm以下的紫外线的滤色器，使用荧光灯对液晶单元照射紫外线。此时，调整成以中心波长365nm的条件测得的照度为100mW/cm2，照射累积光量30J/cm2的紫外线(照射条件1)；接着，使用荧光UV灯，调整成以中心波长313nm的条件测得的照度为3mW/cm2，照射累积光量10J/cm2的(紫外线照射条件2)。UV1为经过照射条件1紫外照射过程，UV2为经过照射条件1和照射条件2过程。
对比例1
对100质量份的向列相液晶材料LC1添加0.3质量份由式RM-1表示的化合物和0.05质量份由式V-2所代表的化合物得到含有可聚合化合物的液晶组合物，作为对比例1。
Figure BDA0002697431850000262
将含有可聚合化合物的液晶组合物以真空注入法注入单元间隙3.2μm的PSVA测试盒。然后，隔着滤除310nm以下的紫外线的滤色器，使用荧光灯对液晶单元照射紫外线。此时，调整成以中心波长365nm的条件测得的照度为100mW/cm2，照射累积光量30J/cm2的紫外线(照射条件1)；接着，使用荧光UV灯，调整成以中心波长313nm的条件测得的照度为3mW/cm2，照射累积光量10J/cm2的(紫外线照射条件2)。UV1为经过照射条件1紫外照射过程，UV2为经过照射条件1和照射条件2过程。
效果测试
1、预倾角变化量
将各种可聚合化合物和液晶化合物而制备的混合物注入至测试盒中。通过照射紫外线来使聚合物性化合物聚合后，分别测定UV1和UV2照射过程后测试盒的预倾角。在UV1和UV2过程后预倾角变化量小为优选。
在不同温度区间下，经过UV2过程后不同区域预倾角无较大差别，可以有效改善区域mura问题。
2、可聚合化合物的转化率
将可聚合化合物添加于组合物中，所述可聚合化合物因聚合而被消耗来形成聚合物。这一反应的转化率优选为大转化率。
这是因为：就图像的残像观点而言，聚合物化合物的残量(未反应的可聚合化合物的量)优选为少。
3、液晶品质测试VHR&ION
VHR为电荷保持率，VHR越高说明液晶面板加电保持时间越长，ION为液晶中离子含量，ION越低说明液晶面板品质越好，VHR及ION为液晶面板品质参数，VHR数值高,ION数值低为优选。
测试结果如表14～表19；
表14
Figure BDA0002697431850000271
表15
Figure BDA0002697431850000272
表16
Figure BDA0002697431850000273
Figure BDA0002697431850000281
表17
Figure BDA0002697431850000282
表18
Figure BDA0002697431850000283
Figure BDA0002697431850000291
表19
Figure BDA0002697431850000292
通过与对比例1比较，本发明涉及的聚合物稳定配向型液晶组合物具有PSVA液晶的优势，具有预倾角变化量小，残留少、转化率高的优点，降低由于UV2过程造成的预倾角回角问题，有效解决区域Mura问题；且新聚合单体相比于对比例RM单体成角速率快，相同含量下成角角度大。
同时，本发明的聚合物稳定配向型液晶组合物也具有SA显示模式的优势，省略了PI制成工艺，降低制成难度，降低生产成本；与带PI的测试cell对比，品质也有明显提升。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，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 (10)

1.一种聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，包括通式I所代表的可聚合化合物中的至少一种，及向列相液晶材料和自配向添加剂：
Figure FDA0002697431840000011
其中，L1、L2、L3、L4、L5、L6各自独立地代表H、-F、-Cl、-CH3、-C2H5、-OCH3、-OC2H5、-CF3或OCF3，且L3、L4不同时为H，以及L1、L2、L5、L6中至少一个为-CH3或-OCH3；
P1、P2各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、乙烯氧基、氧杂环丁烷基或环氧基；
Z1、Z2各自独立地代表单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、C1-C12的亚烷基或C2-C12的链烯基；或，所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的链烯基中的至少一个氢原子被F、Cl或CN取代；或，所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的链烯基中一个-CH2-或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-CO-、COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C＝C-以不相互直接相连的方式取代；
所述向列相液晶材料包括通式II所代表的化合物中的至少一种，通式III所代表的化合物中的至少一种：
Figure FDA0002697431840000012
其中，通式II中，R1、R2各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A1代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；a为0或1；
通式III中，R3、R4各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A2、A3各自独立地代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；
所述自配向添加剂包括通式V所代表的化合物中的至少一种：
Figure FDA0002697431840000021
其中，L7代表H、-F、-Cl、-CH3、-C2H5、-OCH3、-OC2H5、-CF3或-OCF3；
P3、P4各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、乙烯氧基、氧杂环丁烷基或环氧基；
R7、R8、R9、R10、R11各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基。
2.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，通式I中，L1、L2、L3、L4、L5、L6各自独立地代表H、-F、-CH3或-OCH3，且L3、L4不同时为H；
P1、P2各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基或氯代丙烯酸酯基；
Z1、Z2各自独立地代表单键、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、C1-C6的亚烷基或C2-C6的链烯基；或，所述C1-C6的亚烷基或C2-C6的链烯基中的至少一个氢原子被F取代；或，所述C1-C6的亚烷基或C2-C6的链烯基中一个-CH2-或至少两个不相邻的-CH2-被-O-以不相互直接相连的方式取代；
优选地，通式I所代表的化合物选自式I-1～式I-28中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000031
Figure FDA0002697431840000041
Figure FDA0002697431840000051
更优选地，通式I所代表的化合物选自式I-1～I-5、I-18中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，通式II所代表的化合物选自式IIA～式IIC中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000052
优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA-1～式IIC-24中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000053
Figure FDA0002697431840000061
Figure FDA0002697431840000071
Figure FDA0002697431840000081
更优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA-9～IIA-24、IIB-9～IIB-24、IIC-9～IIC-24中的一种或多种；
最优选地，通式II所代表的化合物选自式IIA-13～IIA-16、IIB-13～IIB-16、IIC-13～IIC-16中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，通式III所代表的化合物选自式IIIA～式IIIC中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000082
优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA-1～式IIIC-24中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000083
Figure FDA0002697431840000091
Figure FDA0002697431840000101
Figure FDA0002697431840000111
更优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA-1～IIIA-24、IIIB-1～IIIB-24、IIIC-1～IIIC-22中的一种或多种；
最优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA-1～IIIA-12、IIIB-17～IIIB-24、IIIC-1～IIIC-4、IIIC-15～IIIC-18中的一种或多种。
5.根据权利要求1或3或4所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，所述向列相液晶材料还包括通式IV所代表的化合物中的至少一种：
Figure FDA0002697431840000112
其中，R5、R6各自独立地代表C1～C12的直链烷基、C1～C12的直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A4代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；
优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA～式IVB中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000113
其中，R5、R6各自独立地代表C1～C7的直链烷基、C1～C7的直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；
更优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA-1～式IVB-63中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000121
Figure FDA0002697431840000131
Figure FDA0002697431840000141
Figure FDA0002697431840000151
最优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA-39～IVA-44、IVB-39～IVB-48中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，通式V中，P3、P4各自独立地代表丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基或氯代丙烯酸酯基；
R7、R8、R9、R10、R11各自独立地代表C1～C5的直链烷基、C1～C5的直链烷氧基或C2～C5的直链烯基；
优选地，通式V所代表的化合物选自式V-1～式V-24中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000161
Figure FDA0002697431840000171
Figure FDA0002697431840000181
Figure FDA0002697431840000191
更优选地，通式V所代表的化合物选自式V-8、V-12、V-16、V-24中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6任一项的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，所述聚合物稳定配向型液晶组合物还包括抗氧化剂；所述抗氧化剂包括通式VI所代表的化合物中的至少一种：
Figure FDA0002697431840000192
其中，R12代表C1～C7的直链烷基、C1～C7的直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；A6代表反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；b为0或1；
优选地，通式VI所代表的化合物选自式VI-1～式VI-2中的一种或多种：
Figure FDA0002697431840000201
8.根据权利要求7所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、1～80％的通式II所代表的化合物；
(2)、1～70％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～50％的通式IV所代表的化合物；
优选地，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、5～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～40％的通式IV所代表的化合物；
更优选地，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、10～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、25～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～30％的通式IV所代表的化合物；
最优选地，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、25～50％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、0～10％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、20～50％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
或，所述向列相液晶材料包括以下重量百分比的组分：
(1)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(2)、30～60％的通式III所代表的化合物；
(3)、5～20％的通式IV所代表的化合物；
优选地，所述向列相液晶材料的重量百分比为100％。
9.根据权利要求8所述的聚合物稳定配向型液晶组合物，其特征在于，通式I所代表的化合物的用量为所述向列相液晶材料质量的0.01～5％；优选0.05～1％；更优选0.1～0.5％；最优选0.15～0.32％；
和/或，通式V所代表的化合物的用量为所述向列相液晶材料质量的0.01～5％；优选0.1～5％；更优选0.2～2％；
和/或，通式VI所代表的化合物的用量为所述向列相液晶材料质量的0～0.05％。
10.权利要求1-9任一项所述的聚合物稳定配向型液晶组合物在液晶显示装置中的应用；优选在SAVA型液晶显示装置中的应用。
CN202011010582.3A 2020-09-23 2020-09-23 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用 Pending CN112175634A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011010582.3A CN112175634A (zh) 2020-09-23 2020-09-23 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011010582.3A CN112175634A (zh) 2020-09-23 2020-09-23 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112175634A true CN112175634A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73956034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011010582.3A Pending CN112175634A (zh) 2020-09-23 2020-09-23 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112175634A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113149839A (zh) * 2021-04-06 2021-07-23 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向液晶介质化合物及其应用
CN113214083A (zh) * 2021-04-06 2021-08-06 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向可聚合化合物及其应用
CN114032105A (zh) * 2021-12-01 2022-02-11 苏州汉朗光电有限公司 一种负性液晶组合物及其应用
CN114032108A (zh) * 2021-12-01 2022-02-11 苏州汉朗光电有限公司 一种包含自配向剂的液晶组合物

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160108318A1 (en) * 2013-05-14 2016-04-21 Merck Patent Gmbh Liquid crystalline medium and liquid crystal device
CN108368427A (zh) * 2015-12-08 2018-08-03 捷恩智株式会社 液晶组合物及液晶显示元件
CN109943351A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN109943349A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 默克专利股份有限公司 具有垂面配向的液晶介质
CN109988582A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种具有快响应时间的液晶组合物以及液晶显示器件
CN109988581A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种液晶组合物及其应用
CN110117226A (zh) * 2018-02-05 2019-08-13 默克专利股份有限公司 用于液晶介质的垂面配向的化合物
WO2020048946A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 Merck Patent Gmbh Polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal displays
WO2020115089A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 Merck Patent Gmbh Liquid-crystal medium comprising polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal displays

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160108318A1 (en) * 2013-05-14 2016-04-21 Merck Patent Gmbh Liquid crystalline medium and liquid crystal device
CN108368427A (zh) * 2015-12-08 2018-08-03 捷恩智株式会社 液晶组合物及液晶显示元件
CN109943351A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN109943349A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 默克专利股份有限公司 具有垂面配向的液晶介质
CN109988582A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种具有快响应时间的液晶组合物以及液晶显示器件
CN109988581A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种液晶组合物及其应用
CN110117226A (zh) * 2018-02-05 2019-08-13 默克专利股份有限公司 用于液晶介质的垂面配向的化合物
WO2020048946A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 Merck Patent Gmbh Polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal displays
WO2020115089A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 Merck Patent Gmbh Liquid-crystal medium comprising polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal displays

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113149839A (zh) * 2021-04-06 2021-07-23 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向液晶介质化合物及其应用
CN113214083A (zh) * 2021-04-06 2021-08-06 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向可聚合化合物及其应用
CN113149839B (zh) * 2021-04-06 2022-02-22 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向液晶介质化合物及其应用
WO2022213751A1 (zh) * 2021-04-06 2022-10-13 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向液晶介质化合物及其应用
CN114032105A (zh) * 2021-12-01 2022-02-11 苏州汉朗光电有限公司 一种负性液晶组合物及其应用
CN114032108A (zh) * 2021-12-01 2022-02-11 苏州汉朗光电有限公司 一种包含自配向剂的液晶组合物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7003349B2 (ja) ホメオトロピック配向を有する液晶媒体
CN106947497B (zh) 可聚合化合物及其在液晶显示器中的用途
TWI597353B (zh) 液晶顯示器
TWI639687B (zh) 液晶顯示器及具有垂直配向之液晶介質
TWI593784B (zh) 可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途
JP6377908B2 (ja) ホメオトロピック配向を有する液晶ディスプレイ
CN112279768B (zh) 可聚合化合物和其在液晶显示器中的用途
KR101567066B1 (ko) 중합가능한 화합물
JP2018532869A (ja) ホメオトロピック配向を有する液晶媒体
CN112175635A (zh) 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用
JP2018090569A (ja) 液晶媒体のホメオトロピック配向のための化合物
CN112175634A (zh) 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用
CN108368424B (zh) 可聚合化合物及其在液晶显示器中的用途
JP2019112628A (ja) ホメオトロピック配向を示す液晶媒体
JP2016501938A (ja) 液晶ディスプレイ、およびホメオトロピック配列を有する液晶媒体
JP5761469B2 (ja) 液晶表示素子
KR20150116449A (ko) 폴리머 안정적 배향형 액정 조성물 및 그 응용
KR20180134851A (ko) 네마틱 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자
TWI786093B (zh) 可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途
JP2013534646A (ja) 重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるそれらの使用
JP2018104411A (ja) 重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるそれらの使用
CN113072954A (zh) 一种含可聚合化合物的液晶组合物及其应用
TW201920627A (zh) 可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途
CN117164439A (zh) 液晶介质
CN113493693A (zh) 一种含有聚合性化合物的液晶组合物及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210105