TWI435929B - 藍相液晶組成物以及藍相液晶面板 - Google Patents

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藍相液晶組成物以及藍相液晶面板
本發明是有關於一種藍相液晶組成物以及藍相液晶面板。
隨著顯示科技的蓬勃發展，消費大眾對於顯示器顯像品質的要求越來越高。消費大眾除了對顯示器之解析度(resolution)、對比(contrast ratio)、視角(viewing angle)、灰階反轉(grey level inversion)、色飽和度(color saturation)之規格有所要求外，對顯示器之反應時間(response time)之規格要求亦日漸提高。
為了因應消費大眾之需求，顯示器相關業者紛紛投入具有快速應答特性之藍相(blue phase)液晶顯示器的開發。
但是，目前的藍相液晶應用於顯示器上所存在的缺點是驅動電壓過高。因此，如何降低藍相液晶顯示器之驅動電壓是急需被克服的問題之一。
本發明提供一種藍相液晶組成物以及藍相液晶顯示面板，所述藍相液晶組成物之組成可以降低藍相液晶顯示面板所需的驅動電壓。
本發明提出一種藍相液晶組成物，其包括至少一主液晶化合物、主摻雜物、對掌性摻雜物、反應性單體以及光 啟始劑。主液晶化合物具有化學式(1)： 其中，A、B、C分別代表苯環或是環己烷，R1、R2分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基，且n表示0或1。主摻雜物包括化學式(2)以及化學式(3)至少其中之一： 對掌性摻雜物包括化學式(4)以及化學式(5)至少其中之一： 反應性單體包括化學式(6)以及化學式(7)至少其中之一： 化學式(6) 其中R、R’分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基。
本發明另提出一種藍相液晶顯示面板，其包括第一基板、第二基板以及藍相液晶層。第一基板與第二基板相對設置，藍相液晶層位於第一基板以及第二基板之間，其中藍相液晶層包括如上所述之藍相液晶組成物。
基於上述，本發明之藍相液晶組成物除了主液晶化合物之外，還包含了特定的主摻雜物以及對掌性摻雜物之組合。當液晶顯示面板採用此藍相液晶組成物作為顯示介質時，所述液晶顯示面板可以以較低的驅動電壓驅動藍相液晶。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明一實施例之藍相液晶顯示面板的剖 面示意圖。請參照圖1，本實施例之藍相液晶顯示面板包括第一基板100、第二基板200以及藍相液晶層300。
第一基板100與第二基板200相對設置。第一基板100可稱為主動元件陣列基板，其包括多條訊號線、多個主動元件以及與主動元件電性連接的畫素電極。根據一實施例，第一基板100上更包括共用電極圖案，上述之畫素電極與共用電極圖案可產生橫向(或稱為水平)電場以驅動藍相液晶。但本發明不限於此。根據其他實施例，第一基板100上之畫素電極可與第二基板200上之電極膜產生垂直電場，以驅動藍相液晶。
藍相液晶層300位於第一基板100以及第二基板200之間。特別是，藍相液晶層300中所包含的藍相液晶組成物可降低藍相液晶顯示面板所需的驅動電壓。一般來說，液晶藍相指的是光學上各向同性的三維立方結構。通常，藍相分子在空間上呈現雙扭曲柱狀排列，因此藍相液晶分子在沿著螺旋軸X扭曲旋轉排列的同時，也參與沿著螺旋軸Y的扭曲旋轉排列。而藍相液晶從巨觀排列來看是以立方(cubic)結構組成一個單元體(unit cell)的液晶排列形式。因此，在無電場誘導的條件下，液晶分子是呈現等向性(isotropic like)之光學特性，且導入偏光板觀察時則是呈現黑態(normally black)。典型來說，可利用橫向電場驅動(IPS)電極結構來趨動藍相液晶，使得液晶產生雙折射性質，進而產生光柵開關的作用。
有關藍相液晶層300中的藍相液晶組成物之詳細說明 如下。
本實施例之藍相液晶組成物包括至少一主液晶化合物、主摻雜物、對掌性摻雜物、反應性單體以及光啟始劑。
所述至少一主液晶化合物具有化學式(1)：
其中，A、B、C分別代表苯環或是環己烷，R1、R2分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基(oxaalkyl or oxyalkyl)，且n表示0或1。
根據本實施例，上述之主液晶化合物在藍相液晶組成物中的含量約為30~95wt%。
一般來說，所述主液晶化合物可由多種液晶化合物組合而成。舉例來說，所述主液晶化合物可包括化學式(8)~化學式(13)之化合物。
其中，R、R’分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基。
較佳的是，所述主液晶化合物可由化學式(1-1)至化學式(1-10)之化合物組合而成。
舉例來說，由中國河北石家莊誠志永華顯示材料有限公司所生產的液晶混合物(SLC1717)是包含了約14.5wt%的化學式(1-1)之化合物、約13.8wt%的化學式(1-2)之化合物、約12.6wt%的化學式(1-3)之化合物、約11.6wt%的化學式(1-4)之化合物、約11.1wt%的化學式(1-5)之化合物、約17.7wt%的化學式(1-6)之化合物、約3.1wt%的化學式(1-7)之化合物、約5.3wt%的化學式(1-8)之化合物、約4.8wt%的化學式(1-9)之化合物以及約5.5wt%的化學式(1-10)之化合物。
主摻雜物包括化學式(2)以及化學式(3)至少其中之一：
上述具有化學式(2)之主摻雜物之縮寫為C5OF2。上述具有化學式(3)之主摻雜物之縮寫為C3TOC2。
上述具有化學式(2)之主摻雜物(C5OF2)之合成方法如下，但本發明不限於此。
上述具有化學式(3)之主摻雜物(C3TOC2)之合成方法如下，但本發明不限於此。
根據本發明之一實施例，上述具有化學式(2)之主摻雜物(C5OF2)的含量約為5~20wt%，且上述具有化學式(3)之主摻雜物(C3TOC2)的含量約為5~20wt%。上述具有化學式(2)之主摻雜物(C5OF2)以及具有化學式(3)之主摻雜物(C3TOC2)可增加藍相液晶組成物的介電異方向性與光學異方向性。較佳的是，所述主摻雜物含量約為5~20wt%，且包含化學式(2)與化學式(3)之化合物組合而成。
對掌性摻雜物包括化學式(4)以及化學式(5)至少其中之一：
上述具有化學式(4)之對掌性摻雜物之縮寫為CB15F2。上述具有化學式(5)之對掌性摻雜物之縮寫為ISOROBA。
在一實施例中，上述具有化學式(4)之對掌性摻雜物(CB15F2)的合成方式如下，但本發明不限於此。
上述具有化學式(5)之對掌性摻雜物(ISOROBA)的合成方式如下，但本發明不限於此。
根據本實施例，上述具有化學式(4)之對掌性摻雜物(CB15F2)的含量約為5~20wt%，且具有化學式(5)之對掌性摻雜物(ISOROBA)的含量約為5~10wt%。較佳的是，所述對掌性摻雜物含量約為5~20wt%，且包含化學式(4)與化學式(5)之化合物組合而成。
反應性單體包括化學式(6)以及化學式(7)至少其中之一：
其中，R、R’分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基。
上述具有化學式(6)之反應性單體之縮寫為TEPTA。上述具有化學式(7)之反應性單體之縮寫為C6M。
上述具有化學式(6)之反應性單體又可稱為1-(4-丙基苯基)-2-(4-乙氧基苯基)乙炔(1-(4-propylbenzyl)-2-(4’-ethoxybenzyl)-acetylene)，其例如：可由中國河北石家莊斯迪亞諾精細化工有限公司購得，但本發明不限於此。
上述具有化學式(7)之反應性單體(C6M)之合成方法如下，但本發明不限於此。
根據本實施例，上述具有化學式(6)之反應性單體(TEPTA)的含量約為0~15wt%，且具有化學式(7)之反應性單體(C6M)的含量約為0~15wt%。較佳的是，所述反應性單體含量約為0~15wt%，且包含化學式(6)與化學式(7)之化合物組合而成，而特別是，當同時具有化學式(6)之反應性單體以及具有化學式(7)之反應性單體的含量時，不同時為0wt%。
另外，光啟始劑包括2,2-二甲氧烷基-1,2-二苯基乙酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl-ethanone,DMPAP)。另外，根據本實施例，所述光啟始劑的含量約為0.01~0.5wt%。
實例
在表1中列出了實例1~21之藍相液晶組成物之組成以及含量比例。在實例1~21之藍相液晶組成物中所使用的主液晶化合物皆為液晶混合物(SLC1717，例如：是由中國河北石家莊誠志永華顯示材料有限公司所生產)，主摻雜物為C3TOC2以及C5OF2，對掌性摻雜物為CB15F2以及 ISO6OBA，反應性單體為C6M以及TEPTA，且光啟始劑為DMPAP。
將上述實例1~21之藍相液晶組成物分別注入於液晶顯示面板，並量測其光電特性，量測之結果表2所示。由表2可知，實例5、8、9的飽和電壓明顯偏低，因而實例5、8、9之藍相液晶組成物之組成以及比較為較佳的實施例，但本發明不限於此。
另外，在以下表3中，實例8、實例15以及比較例中所使用的主液晶化合物皆為液晶混合物(SLC1717，例如：是由中國河北石家莊誠志永華顯示材料有限公司所生產)。特別是，實例8中包含了主摻雜物(C3TOC2、C5OF2)以及對掌性摻雜物(CB15F2、ISO6OBA)。實例15中沒有加入主摻雜物但是加入了對掌性摻雜物(CB15F2、ISO6OBA)。比較例沒有加入主摻雜物且僅加入了一種對掌性摻雜物(ISO6OBA)。
將上述實例8、實例15以及比較例之藍相液晶組成物注入於液晶顯示面板之後並量測其光電特性之結果如圖2所示。請參照圖2，橫軸表示電壓(V)，縱軸表示穿透率(%)，A表示比較例之量測曲線，B表示實例15之量測曲線，且C表示實例8之量測曲線。由圖2可知，若以比較例(A)為基準，實例15(B)添加了對掌性摻雜物(CB15F2)之後顯然對於光電特性有明顯的改善。實例8(C)相較於比較例來說添加了對掌性摻雜物(CB15F2)以及主摻雜物(C3TOC2、C5OF2)之後，光電特性有更進一步的改善。
綜上所述，本發明之藍相液晶組成物除了主液晶化合物之外，還包含了特定的主摻雜物以及對掌性摻雜物之組合。當液晶顯示面板採用此藍相液晶組成物作為顯示介質時，所述液晶顯示面板可以以較低的驅動電壓驅動藍相液晶。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧第一基板
200‧‧‧第二基板
300‧‧‧藍相液晶層
圖1是根據本發明一實施例之藍相液晶顯示面板的剖面示意圖。
圖2是藍相液晶顯示面板之電壓與穿透率的關係圖。
100‧‧‧第一基板
200‧‧‧第二基板
300‧‧‧藍相液晶層

Claims (9)

  1. 一種藍相液晶組成物，包括：至少一主液晶化合物(host liquid crystal compound)，其具有化學式(1)； 其中，A、B、C分別代表苯環或是環己烷，R1、R2分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基，且n表示0或1；一主摻雜物(host dopant)，其包括化學式(2)以及化學式(3)兩化合物，其中化學式(2)之化合物的含量約為5~20wt%，且化學式(3)之化合物的含量約為5~20wt%； 一對掌性摻雜物(chiral dopant)，其包括化學式(4)以及化學式(5)至少其中之一； 化學式(4) 化學式(5)一反應性單體(reactive monomer)，其包括化學式(6)以及化學式(7)至少其中之一， 其中，R、R’分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基；以及一光啟始劑(photo-initiator)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之藍相液晶組成物，其中該主液晶化合物的含量約為30~95wt%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之藍相液晶組成物，其中該對掌性摻雜物包含化學式(4)以及化學式(5)兩化合物，化學式(4)之化合物的含量約為5~20wt%，且化學式(5)之化合物的含量約為5~10wt%。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之藍相液晶組成物，其中該反應性單體包含化學式(6)以及化學式(7)兩化合物，化學式(6)之化合物的含量約為0~15wt%，且化學式(7)之化合物的含量約為0~15wt%，其中，該反應性單體包含化學式(6)以及化學式(7)兩化合物的含量不同時為0wt%。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之藍相液晶組成物，其中該光啟始劑包括2,2-二甲氧烷基-1,2-二苯基乙酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl-ethanone)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之藍相液晶組成物，其中該光啟始劑的含量約為0.01~0.5wt%。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之藍相液晶組成物，其中該主液晶化合物包括： 其中，R、R’分別表示具有1至12碳原子的取代或未經取代的烷基、或是具有1至12碳原子的取代或未經取代的氧烷基。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之藍相液晶組成物，其中該主液晶化合物包括：
  9. 一種藍相液晶顯示面板，包括：一第一基板； 一第二基板；以及一藍相液晶層，位於該第一基板以及該第二基板之間，其中該藍相液晶層包括如申請專利範圍第1項所述之藍相液晶組成物。
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