CN115125011A - 液晶组合物、液晶显示元件或液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶组合物及含有该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。本发明公开了一种聚合物稳定配项型液晶组合物，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、一种或多种式Ⅱ所示化合物、式S‑1和S‑2所示化合物中的至少一种以及至少一种可聚合化合物：
Description
技术领域
本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种聚合物稳定配项型液晶组合物及含有该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。
背景技术
近年来，伴随着科学技术的不断进步和发展，液晶显示技术(Liquid CrystalDisplay，LCD)已经引起了极大的关注。相较于传统显示技术，TFT-LCD液晶显示不仅具有体积小、重量轻、功耗小、易于驱动等众多优势，同时还可有效弥补传统显示技术的缺点，被广泛的应用于手机、电视、数码相机、笔记本、台式计算机等各种消费性电子产品中。
TFT-LCD的显示模式有很多种，例如TN-TFT、IPS-TFT、VA-TFT和PSVA-TFT。其中PSVA-TFT显示模式具有较高的对比度和广视角的优点。PSVA技术是聚合物稳定垂直排列技术(Polymer stabilized vertically aligned)。该技术主要由带缝隙的TFT/ITO电极控制液晶倾倒，并于液晶材料中添加感光性高分子，面板组成后，施加电场，使液晶倾倒，再利用紫外光使液晶内感光性单体反应，使液晶随着电场驱动方向产生预倾角，达到多畴的特性。相比较MVA/PVA技术，PSVA的优点在于很好的黑态，响应时间快，透过率高，成本低等。PSVA技术经常使用聚酰亚胺(PI)作为配向膜，但PI配向膜的制作过程非常耗时且有不确定的缺陷，它阻碍了新技术的发展，例如限制了液晶盒的框架设计。近年来，市场中兴起一种新的显示技术模式—SAVA(Self-alignment vertical alignment mode)技术(也叫PI-less)，此技术和PSVA技术类似，它要求在液晶中添加自配向剂液晶材料以使液晶在显示器中均匀排列，此技术可以省去复杂的PI制程工艺和购买PI的成本，从而达到降低生产成本并提高性能的目的。
随着人们生活水平的不断提高，对于显示效果的要求也不断提高，4K和8K显示器相继出现，4K和8K显示器能够展现更多信息量的画面，无论是字体、人物皮肤还是画面上人物的细节都将会更清晰的展现，由此对显示器的解析度、响应时间和透过率提出了更高的要求。
综上，SAVA技术和8K等高清显示技术存在很多优势，但SAVA技术预倾角的形成需要选择合适的UV1和UV2制程，而且自配向剂和RM的搭配，以及液晶配方单体的选择的都直接影响最终的液晶性能，如何利用SAVA技术搭配快速响应和高透过率液晶配方以提供优质的画面效果成为SAVA显示急需解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明人等进行了深入研究和大量实验后发现，本发明的技术方案具有较优的预倾角、具有快速响应、较高透过率以及良好的信赖性。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种聚合物稳定配项型液晶组合物，优选地，所述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示的化合物、一种或多种式Ⅱ所示化合物、式S-1和S-2示化合物中的至少一种以及至少一种可聚合化合物：
其中，
R1、R3、R0各自独立地表示碳原子数为1-5的烷基；
R2表示碳原子数为2-5的烯基；
R4表示碳原子数为1-5的烷氧基；
X1、X2各自独立地表示碳原子数为3-9的亚烷基。
本发明的第二个目的还提供液晶显示元件，其包含本发明的液晶组合物，所述液晶显示元件为有源矩阵寻址显示元件或者无源矩阵寻址显示元件。
本发明的第三个目的还提供液晶显示器，其包含本发明的液晶组合物，所述液晶显示器为有源矩阵寻址显示器或者无源矩阵寻址显示器。
发明效果
本发明的液晶组合物能形成较优的预倾角、具有良好的信赖性，可以用于开发快速响应、高透过率和良好信赖性的液晶显示元件或液晶显示器，尤其适用于曲面显示的液晶显示元件或液晶显示器。
具体实施方式
[液晶组合物]
本发明提供一种聚合物稳定配项型液晶组合物，优选地，所述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示的化合物、一种或多种式Ⅱ所示化合物、式S-1和S-2示化合物中的至少一种以及至少一种可聚合化合物：
其中，
R1、R3、R0各自独立地表示碳原子数为1-5的烷基；
R2表示碳原子数为2-5的烯基；
R4表示碳原子数为1-5的烷氧基；
X1、X2各自独立地表示碳原子数为3-9的亚烷基。
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅰ所示化合物选自下述式Ⅰ-1至Ⅰ-2所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅱ所示化合物选自下述式Ⅱ-1至Ⅱ-4所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，前述式S-1所示化合物选自下述式S-1-1至S-1-2所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，前述式S-2所示化合物选自下述式S-2-1至S-2-2所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，前述S-1和/或S-2所示化合物的添加量在液晶组合物总质量百分含量之外进行添加0.1-1％，特别是0.75-1％。
本发明的液晶组合物，优选地，前述可聚合化合物选自下述式RM-1至RM-3所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，前述可聚合化合物的添加量在液晶组合物总质量百分含量之外进行添加0.1-0.5％，特别是0.35-0.45％。
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅲ所示化合物：
其中，
R5、R6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为1-10的烷氧基。
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅲ所示化合物选自下述式Ⅲ-1至Ⅲ-4所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅳ所示化合物：
其中，
R7、R8各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基。
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅳ所示化合物选自下述式Ⅳ-1至Ⅳ-4所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅴ所示化合物：
其中，
R9、R10各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为1-10的烷氧基；
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅴ所示化合物选自式Ⅴ-1至式Ⅴ-8所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅵ所示化合物：
其中，
R11、R12各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基；
n表示1或2。
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅵ所示化合物选自下述式Ⅵ-1至Ⅵ-4所示化合物组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅶ所示的化合物：
其中，
R13、R14各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基。
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅶ所示化合物选自下述式Ⅶ-1至Ⅶ-3所示化合物所组成的组：
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅷ所示化合物：
其中，
R15表示碳原子数为1-5的烷氧基或
R16表示碳原子数为1-5的烷基。
本发明的液晶组合物，优选地，前述式Ⅷ所示化合物选自下述式Ⅷ-1所示化合物：
本发明的液晶组合物，优选地，还包含式Ⅸ所示化合物：
本发明的液晶化合物中还可以加入各种功能的掺杂剂，掺杂剂含量优选0.01-1％之间，这些掺杂剂可以列举出例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、手性剂。
抗氧化剂可以列举出，
其中，t表示1-10的整数；
手性剂(左旋或右旋)优选可以列举出例如：
[液晶显示元件或液晶显示器]
本发明还涉及包含上述任意一种液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器；所述显示元件或显示器为有源矩阵显示元件或显示器或无源矩阵显示元件或显示器。
本发明的液晶显示元件或液晶显示器优选有源矩阵寻址液晶显示元件或液晶显示器。
前述有源矩阵显示元件或显示器具体可以列举出例如IPS-TFT或FFS-TFT或VA-TFT液晶显示元件或其他TFT显示器，尤其适用SAVA-TFT模式液晶显示元件或液晶显示器。
本发明的液晶显示元件或液晶显示器包含本发明公开的液晶组合物。本发明的液晶显示元件或液晶显示器具有较高的信赖性、快速的响应速度和较好透过率，主要应用于SAVA显示模式，尤其适用于曲面显示元件或显示器。
实施例
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本说明书中，如无特殊说明，百分比均是指质量百分比，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；
Δn表示光学各向异性，no为寻常光的折射率，ne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微米垂直盒，INSTEC:ALCT-IR1测试；
K11为展曲弹性常数，K22为扭曲弹性常数，K33为弯曲弹性常数，测试条件为：25℃、INSTEC:ALCT-IR1、20微米垂直盒；
Tr(％)表示透过率，T(％)＝100％*亮态(Vop)亮度/光源亮度，测试设备DMS505，测试条件为25±0.5℃，测试盒为3.2微米SAVA测试盒，电极间距和电极宽度均为5微米；
预倾角(°)，测试条件为25±0.5℃，SAVA测试盒，机台倾斜角度45°，测试设备RETS-1000；
VHR表示电压保持率(％)，测试条件为60±1℃、电压为±5V、脉冲宽度为10ms、电压保持时间1.667ms。测试设备为TOYO Model6254液晶性能综合测试仪；
背光老化条件，背光强度12000nit、老化温度为60±1℃、加电电压为交流7V；
RT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PSVA测试盒，电极间距和电极宽度均为5微米。
液晶组合物的制备方法如下：将各液晶单体按照一定配比称量后放入不锈钢烧杯中，将装有各液晶单体的不锈钢烧杯置于磁力搅拌仪器上加热融化，待不锈钢烧杯中的液晶单体大部份融化后，往不锈钢烧杯中加入磁力转子，将混合物搅拌均匀，冷却到室温后即得液晶组合物。
本发明的实施例中的液晶显示器件的制备方法如下：首先，在第一基板和第二基板的表面均匀涂布配向材料，配向材料可以选用聚酰亚胺，对均匀涂布的配向材料进行加热固化，加热温度为230℃，形成配向层；其次，在第二基板表面散布间隔物，并沿第一基板的边缘涂布边框胶，并在120℃下进行固化；然后，将第一基板和第二基板相对设置，贴合形成具有夹层空间的结构；最后，将液晶组合物注入第一基板和第二基板之间的夹层空间，密封固化，从而将液晶组合物密封在第一基板和第二基板之间，并同时进行加电、紫外光照射。紫外光照射分为两个阶段，包括第一阶段紫外光照射(UV1)、第二阶段紫外光照射(UV2)。UV1阶段不同时间对预倾角形成大小有直接关系，所以不同的配向剂和RM含量需要控制不同的UV1时间。
本发明实施例液晶单体结构用代码表示，液晶环结构、端基、连接基团的代码表示方法见下表1、表2。
表1环结构的对应代码
表2端基与链接基团的对应代码
举例：
组合物实施例1(M1)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表3所示。
表3 M1液晶组合物的配方及相应的性能
组合物实施例2(M2)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表4所示。
表4 M2液晶组合物的配方及相应的性能
组合物实施例3(M3)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表5所示。
表5 M3液晶组合物的配方及相应的性能
组合物实施例4(M4)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表6所示。
表6 M4液晶组合物的配方及相应的性能
组合物对比例1(D1)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表7所示。
表7 D1液晶组合物的配方及相应的性能
组合物对比例2(D2)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表8所示。
表8 D2液晶组合物的配方及相应的性能
组合物对比例3(D3)
液晶组合物的配方及相应的性能如下表9所示。
表9 D3液晶组合物的配方及相应的性能
表10液晶组合物的预倾角、响应时间、透过率
注：——表示无配向，不能测试相应数据。RT响应时间值(ms)越小，响应越快，性能越优，Tr(％)透过率越大性能越优。
表11液晶组合物的信赖性测试数据
液晶组合物的信赖性通过紫外UV、高温老化试验并进行VHR测试来进行，液晶组合物紫外前后的VHR数据变化越小，抗紫外能力越强。首先，在进行紫外老化试验之前，测定液晶组合物的VHR数据作为初始VHR数据，然后，对液晶组合物进行紫外老化试验，在试验后再次测定液晶组合物的VHR数据。紫外老化试验：将液晶组合物放置在波长为365nm的紫外灯下照射5000mJ能量。在老化试验后VHR数据相对于初始VHR数据变化越小，说明该液晶组合物抗紫外能力越强，从而可以判断该液晶组合物在工作过程中抵抗外界环境破坏的能力越强，该液晶组合物的信赖性就越高。
对比例1～3和实施例对比，对比例1折射率太低，响应慢，透过率偏低；对比例2折射率适中，预倾角偏小，信赖性差；对比例3预倾角偏小，透过率低，信赖性差。
对比例4～7和实施例对比，对比例4未添加RM，液晶显示器中无预倾角形成，在进行显示驱动时液晶分子转动方向紊乱，响应慢；对比例5未添加配向剂，导致液晶在显示器中无法配向，面板无法正常显示；对比例6、对比例7虽然可以形成配向和预倾角，但配向剂和RM搭配后形成的预倾角偏小，透过率低，信赖性差。
综上，本发明的液晶组合物能形成较优的预倾角、具有良好的信赖性，可以用于开发快速响应、高透过率和良好信赖性的液晶显示元件或液晶显示器，尤其适用于曲面显示的液晶显示元件或液晶显示器。
本发明公开的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种聚合物稳定配项型液晶组合物，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、一种或多种式Ⅱ所示化合物、式S-1和S-2所示化合物中的至少一种以及至少一种可聚合化合物：
其中，
R1、R3、R0各自独立地表示碳原子数为1-5的烷基；
R2表示碳原子数为2-5的烯基；
R4表示碳原子数为1-5的烷氧基；
X1、X2各自独立地表示碳原子数为3-9的亚烷基。
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所示化合物：
其中，
R5、R6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为1-10的烷氧基。
3.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅳ所示化合物：
其中，
R7、R8各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基。
4.根据权利要求3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Ⅴ所示的化合物：
其中，
R9、R10各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为1-10的烷氧基；
5.根据权利要求4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Ⅵ所示化合物：
其中，
R11、R12各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基；
n表示1或2。
6.根据权利要求5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Ⅶ所示化合物：
其中，
R13、R14各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基。
7.根据权利要求6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Ⅷ所示化合物：
其中，
R15表示碳原子数为1-5的烷氧基或
R16表示碳原子数为1-5的烷基。
8.一种液晶显示器，其特征在于，包含权利要求1-7任一项所述的液晶组合物，所述液晶显示器为有源矩阵寻址显示器或无源矩阵寻址显示器。
9.一种液晶显示元件，其特征在于，包含权利要求1-7任一项所述的液晶组合物，所述液晶显示元件为有源矩阵寻址显示元件或无源矩阵寻址显示元件。
10.根据权利要求9所述的液晶显示元件，其特征在于，所述有源矩阵寻址显示元件为SAVA显示模式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110330495.4A CN115125011A (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 液晶组合物、液晶显示元件或液晶显示器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110330495.4A CN115125011A (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 液晶组合物、液晶显示元件或液晶显示器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115125011A true CN115125011A (zh) | 2022-09-30 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202110330495.4A Pending CN115125011A (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 液晶组合物、液晶显示元件或液晶显示器 |
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| Country | Link |
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2021
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