TW201540816A - 具有快回應速度的液晶組合物及其顯示器件 - Google Patents

具有快回應速度的液晶組合物及其顯示器件 Download PDF

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本發明公開了一種具有快回應速度的液晶組合物，它包含：一種或多種通式I的化合物；一種或多種通式Ⅱ的化合物；以及一種或多種通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們的組合物。本發明提供的液晶組合物，具有合適的光學各向異性、合適的介電各向異性、較高的清亮點、較快的回應速度以及寬的工作溫度範圍等特性，可適用於液晶顯示器中，特別是具有快速回應需求的液晶顯示器。

Description

具有快回應速度的液晶組合物及其顯示器件
本發明涉及一種液晶組合物，特別涉及一種具有合適的光學各向異性、合適的介電各向異性、較高清亮點以及較快的回應速度的液晶組合物，以及包含該液晶組合物的液晶顯示器件。
液晶材料是在一定的溫度下，既具有液體的流動性又具有晶體的各向異性的有機棒狀小分子化合物的混合物。根據液晶材料性質的不同，各種相態的液晶材料大都已開發用於液晶顯示器件中。
對於液晶顯示器來說，具備良好的化學和熱穩定性、良好的對電場和電磁輻射的穩定性、適當的光學各向異性、較快的回應速度及較低的閾值電壓的液晶化合物與液晶介質是符合目前需求的。由於液晶通常作為多種組分的混合物使用，各組分之間的彼此互溶則顯得尤為重要，而依據不同的電池類型和應用領域，液晶必須要滿足不同的要求，如電導率、介電各向異性和光學各向異性等，但是在現有技術中顯著存在的缺點是較長的回應時間，較低電阻率且操作電壓過高等，如EP0673986、DE19528106、DE19528107。
回應速度是液晶顯示器的重要評價指標，回應速度過慢，顯示畫面就會出現拖影現象，因此要求液晶顯示器具有快的回應速度。為了提高液晶顯示器的回應速度，可以選用減小盒厚、改良驅動方式、提高高 的驅動電壓、採用快速回應的液晶組合物等方法。但不管採用何種方法，總會帶來液晶顯示器其他性能的削弱。如改變驅動方式，往往會導致IC驅動成本升高、電路更為複雜；提高驅動電壓，功耗也會隨之增加；減小盒厚，會增加生產工藝的難度，造成盒厚不均等缺陷，導致液晶顯示器良率的下降。
以上改良方式都是從液晶顯示幕的製作著手，實際上，液晶面板生產商會更傾向於選擇快回應速度的液晶材料來改善液晶顯示器的回應速度。但液晶材料的各項性能是相互制約的，加快回應速度往往會帶來清亮點的降低，導致液晶顯示幕不能在高溫環境下工作，高低溫可靠性能降低，嚴重時會導致液晶顯示器在低溫下無法正常顯示。
發明目的：本發明需要解決的技術問題是提供一種適用於液晶顯示器、具有合適的光學各向異性、合適的介電各向異性、較高清亮點以及較快的回應速度的液晶組合物。
為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：一種具有快回應速度的液晶組合物，它包含：一種或多種通式I的化合物 一種或多種通式Ⅱ的化合物；以及一種或多種通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們的組合物， 其中，R1、R4、R5和R6相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基；R2和R3相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1-7的烷基或烷氧基，或碳原子數為2-7的烯基；L1和L2相同或不同，各自獨立地表示H或F。
優選地，所述R1、R4、R5和R6相同或不同，各自獨立地碳原子數為2至5的正烷基；所述R2和R3相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為2-5的烷基或烯基。
所述通式I的化合物尤其優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅱ的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
作為特別優選方案，所述通式Ⅱ的化合物尤其優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅲ-1的化合物優選如下化合物組成的組中一種或 多種化合物： ；以及
所述通式Ⅲ-2的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅲ-3的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
本發明所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅳ-1和/或通式Ⅳ-2的化合物 其中，R7和R9相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基或碳原子數為2至5的烯基；R8和R10相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基或烷氧基。
所述通式Ⅳ-1的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅳ-2的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
本發明所述液晶組合物還包含一種或多種通式V-1和/或通式V-2的化合物 其中，R11和R12相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基，尤其優選通式V-2的化合物。
所述通式V-1的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物 ；以及
所述通式V-2的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物 ；以及
本發明所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅵ-1、通式Ⅵ-2、通式Ⅵ-3及其它們的組合物， 其中，R13、R14和R15相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至7的烷基；L3和L4相同或不同，各自獨立地表示H或F，尤其優選通式Ⅵ-3的化 合物。
所述通式Ⅵ-1的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物 ；以及
所述通式Ⅵ-2的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物 ；以及
所述通式Ⅵ-3的化合物優選如下化合物組成的組中一種或 多種化合物 ；以及
本發明所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅶ-1和/或通式Ⅶ-2的化合物 其中，R16、R17、R18和R19相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為2至5的烷基；L5和L6相同或不同，各自獨立地表示H或F，尤其優選通式Ⅶ-2的化合物。
所述通式Ⅶ-1的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅶ-2的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
本發明所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅷ-1、通式Ⅷ-2、通式Ⅷ-3及其組合組成的組的化合物 其中，R20、R21和R22相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為2至5的烷基。
所述通式Ⅷ-1的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅷ-2的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
所述通式Ⅷ-3的化合物優選如下化合物組成的組中一種或多種化合物： ；以及
作為優選方案，在本發明提供的液晶組合物中，所述通式I的化合物占所述液晶組合物總重量的1-20%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的15-75%；以及選自所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們組合物占所述液晶組合物總重量的10-80%。
作為進一步優選方案，所述通式I的化合物占所述液晶組合物總重量的3-15%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的20-60%；以及選自由所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們的組合物占所述液晶組合物總重量的20-70%。
作為更進一步優選方案，更優地，所述通式I的化合物占所述液晶組合物總重量的5-12%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的25-40%；以及選自由所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們的組合物占所述液晶組合物總重量的23-67%。
本發明還提供一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包含本發明的所提供的液晶組合物。
本發明採用上述技術方案，和現有技術相比所取得的技術進步有：本發明的快速回應液晶組合物具有合適的光學各向異性、合適的介電各向異性、較高的清亮點、較寬的向列相溫度範圍，適用於液晶顯示器件中，使該液晶顯示器件具有快速回應的特性。
在本發明中如無特殊說明，所述的比例均為重量比，所有溫度均為攝氏度溫度，所述的回應時間資料的測試選用的盒厚為7μm。
以下將結合具體實施方案來說明本發明。需要說明的是，下面的實施例為本發明的示例，僅用來說明本發明，而不用來限制本發明。在不偏離本發明主旨或範圍的情況下，可進行本發明構思內的其他組合和各種改良。
為便於表達，以下各實施例中，液晶組合物的基團結構用表1所列的代碼表示：
以如下結構式的化合物為例：
該結構式如用表2所列代碼表示，則可表達為：nCPUF，代碼中的n表示左端烷基的C原子數，例如n為“3”，即表示該烷基為-C3H7；代碼中的C代表環己烷基。
以下實施例中測試專案的簡寫代號如下：
Cp(℃)：清亮點(向列-各向同性相轉變溫度)
△n：光學各向異性(589nm，20℃)
△ε：介電各向異性(1KHz，25℃)
RT：回應時間(ms)
其中，折射率各向異性使用阿貝折光儀在鈉光燈(589nm)光源下、20℃測試得；介電測試盒為TN90型，盒厚7μm。
△ε=ε ∥-ε ⊥，其中，ε ∥為平行于分子軸的介電常數，ε ⊥為垂直于分子軸的介電常數，測試條件：25℃、1KHz、測試盒為TN90型，盒厚7μm。
響應時間是使用DMS505測試儀在25℃下測試得；測試盒為TN左旋型，盒厚7μm，測試電壓為8V。
在以下的實施例中所採用的各成分，均可以通過公知的方法進行合成，或者通過商業途徑獲得。這些合成技術是常規的，所得到各液晶化合物經測試符合電子類化合物標準。
按照以下實施例規定的各液晶組合物的配比，製備液晶組合物。所述液晶組合物的製備是按照本領域的常規方法進行的，如採取加熱、 超聲波、懸浮等方式按照規定比例混合制得。
對照例1
按表2中所列的各化合物及重量百分數配製成對照例1的液晶組合物，其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試，測試資料如下表所示：
實施例1
按表3中所列的各化合物及重量百分數配製成實施例1的液晶組合物，其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試，測試資料如下表所示：
實施例2
按表4中所列的各化合物及重量百分數配製成實施例2的液晶組合 物，其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試，測試資料如下表所示：
實施例3
按表5中所列的各化合物及重量百分數配製成實施例3的液晶組合 物，其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試，測試資料如下表所示：
實施例4
按表6中所列的各化合物及重量百分數配製成實施例4的液晶組合物，其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試，測試資料如下表所示：
實施例5
按表7中所列的各化合物及重量百分數配製成實施例5的液晶組合物，其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試，測試資料如下表所示：
從以上實施例資料可知，本發明所提供的液晶組合物具有合適的光學各向異性、合適的介電各向異性、較寬的向列相溫度範圍以及較快的回應速度，可適用於液晶顯示器中。並且與對照例1相比，在光學各向異性值、介電各向異性值和清亮點相近時，本發明所提供的液晶組合物具有更短的回應時間，能夠滿足液晶顯示器的快回應需求，取得了明顯的技術進步。
本發明通過實驗結果研究表明，採用本發明通式I、Ⅱ、Ⅲ和/或Ⅳ和/或V和/或Ⅵ和/或Ⅶ和/或Ⅷ其它化合物組成的液晶組合物，實驗檢測結果表明，均具有良好的光學各向異性值、介電各向異性值和清亮點和小於18毫秒的回應時間。
以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人瞭解本發明內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。

Claims (10)

  1. 一種具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，它包含：一種或多種通式I的化合物 一種或多種通式Ⅱ的化合物；以及一種或多種通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們組合物 其中，R1、R4、R5和R6相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基；R2和R3相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1-7的烷基或烷氧基，或碳原子數為2-7的烯基；L1和L2相同或不同，各自獨立地表示H或F。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅳ-1和/或通式Ⅳ-2的化合物， 其中，R7和R9相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基或碳原子數為2至5的烯基；R8和R10相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基或烷氧基。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物還包含一種或多種通式V-1和/或通式V-2的化合物， 其中，R11和R12相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至5的烷基。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅵ-1、通式Ⅵ-2、通式Ⅵ-3或它們組合物， 其中，R13、R14和R15相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為1至7的烷基；L3和L4相同或不同，各自獨立地表示H或F。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅶ-1和/或通式Ⅶ-2的化合物 其中，R16、R17、R18和R19相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為2至5的烷基；L5和L6相同或不同，各自獨立地表示H或F。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物還包含一種或多種通式Ⅷ-1、通式Ⅷ-2、通式Ⅷ-3或它們組合物， 其中，R20、R21和R22相同或不同，各自獨立地表示碳原子數為2至5的烷基。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述通式I的化合物占所述液晶組合物總重量的1~20%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的15~75%；以及選自所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們的組合物占所述液晶組合物總重量的10~80%。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述通式I的化合物占所述液晶組合物總重量的5~12%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的25~40%；以及選自所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它們的組合物占所述液晶組合物總重量的23~67%。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之具有快回應速度的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物包含：占所述液晶組合物總重量20%的化合物 占所述液晶組合物總重量12%的化合物 占所述液晶組合物總重量12%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量1%的化合物 占所述液晶組合物總重量8%的化合物 占所述液晶組合物總重量8%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物；以及占所述液晶組合物總重量3%的化合物 或者所述的液晶组合物包含：占所述液晶組合物總重量19%的化合物 占所述液晶組合物總重量7%的化合物 占所述液晶組合物總重量26%的化合物 占所述液晶組合物總重量7%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量6%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物；以及占所述液晶組合物總重量4%的化合物 或者所述的液晶组合物包含：占所述液晶組合物總重量20%的化合物 占所述液晶組合物總重量12%的化合物 占所述液晶組合物總重量11%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量9%的化合物 占所述液晶組合物總重量9%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物；以及占所述液晶組合物總重量4%的化合物 或者所述的液晶组合物包含：占所述液晶組合物總重量19%的化合物 占所述液晶組合物總重量7%的化合物 占所述液晶組合物總重量26%的化合物 占所述液晶組合物總重量7%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量6%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物；以及占所述液晶組合物總重量2%的化合物 或者所述的液晶组合物包含：占所述液晶組合物總重量20%的化合物 占所述液晶組合物總重量12%的化合物 占所述液晶組合物總重量10%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量2%的化合物 占所述液晶組合物總重量9%的化合物 占所述液晶組合物總重量9%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量5%的化合物 占所述液晶組合物總重量3%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物 占所述液晶組合物總重量4%的化合物；以及占所述液晶組合物總重量4%的化合物
  10. 一種液晶顯示器，其特徵在於，它包含如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之具有快回應速度的液晶組合物。
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