TWI855968B - 液晶組合物、液晶顯示元件或液晶顯示器 - Google Patents

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高红茹
邢文曉
黎永星
潘美達
王新霞
李吉凱
崔青
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大陸商石家莊誠志永華顯示材料有限公司
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Abstract

本發明公開了一種液晶組合物,所述液晶組合物包含一種或多種式I所示的化合物、至少一種可聚合化合物RM,該液晶組合物形成的RM膜厚均一性良好、具有良好的IS等級和較低的RM殘留,短的UV2製程,有效解決了液晶顯示器中出現的殘像、部分mura現象等問題,並且,具有液晶組合物回應時間更快、UV2製程更短等有益效果,可以用於開發快速回應和良好信賴性的液晶顯示元件或液晶顯示器。
Figure 113106147-A0305-02-0001-218

Description

液晶組合物、液晶顯示元件或液晶顯示器
本發明屬於液晶材料技術領域,具體涉及一種聚合物穩定配項型液晶組合物及含有該液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器。
近年來,伴隨著科學技術的不斷進步和發展,液晶顯示技術(Liquid Crystal Display,LCD)已經引起了極大的關注。相較於傳統顯示技術,TFT-LCD液晶顯示不僅具有體積小、重量輕、功耗小、易於驅動等眾多優勢,同時還可有效彌補傳統顯示技術的缺點,被廣泛的應用於手機、電視、數碼相機、筆記本、臺式電腦等各種消費性電子產品中。
TFT-LCD的顯示模式有很多種,例如TN-TFT、IPS-TFT、VA-TFT和PSVA-TFT。其中PSVA-TFT顯示模式具有較高的對比度和廣視角的優點。PSVA技術是聚合物穩定垂直排列技術(Polymer stabilized vertically aligned)。該技術主要由帶縫隙的TFT/ITO電極控制液晶傾倒,並於液晶材料中添加感光性高分子,面板組成後,施加電場,使液晶傾倒,再利用紫外光使液晶內感光性單體反應,使液晶隨著電場驅動方向產生預傾角,達到多疇的特性。相比較MVA/PVA技術,PSVA的優點在於很好的黑態,回應時間快,透過率高,高對比等。
PSVA模式的顯示器件已量產十年之久,現有的工藝製程相對比較成熟且穩定,隨著人們生活水準的不斷提高,對於顯示效果的要求也不斷提高,4K和8K顯示器相繼出現,4K和8K顯示器能夠展現更多信息量的畫面,無論是字體、人物皮膚還是畫面上人物的細節都將會更清晰的展現,對顯示器的解析度、回應時間和透過率提出了更高的要求,尤其回應時間上的提升,一直受制於UV光的照射,易出現一些單體不穩定形成雜質或影響RM聚合等現象,出現IS現象。另外受困於器件廠價格的壓力,要求各材料(液晶組合物、框膠、PI等)成本降低及製程改善優化最顯著的方式是縮短UV2製程,來達到提高產能降低能耗從而控制成本的目的,但產生了很多mura不良現象,例如Q-time mura、CFM mura、V-line mura、網格mura、沙沙mura、黑斑mura等等。
上述出現的問題是當下急需解決的,為了提升回應時間,首先想到的是在液晶組合物中加入旋轉粘度低的烯類單體,此類單體受到光照射後,IS等級會差,而且也會影響RM的聚合,形成的預傾角不足或不穩定,這樣此類單體就不能在TFT PSVA顯示器中得以應用。為了保證IS就需要選擇合適的液晶組合物和合適的RM的組合。為了解決mura不良現象,就要先理清各種mura的成因,舉例部分mura現象及原因分析:
Figure 113106147-A0305-02-0003-209
Q-time mura是面板經過PI塗覆後,放置48h後,再進行ODF LC,然後進行正常的UV製程照射,發現部分不同位置顯示亮度異常的現象。
Figure 113106147-A0305-02-0003-210
CFM mura/V-line mura是面板經過正常的UV製程照射,發現部分不同位置顯示亮度異常的現象。分析
Figure 113106147-A0305-02-0003-211
Figure 113106147-A0305-02-0003-212
兩種現象的成因,主要是面板異常位置與其他位置相比,出現RM聚合形成的膜厚不均一的問題,當在背光下或點亮時,由於異常位置的液晶分子受到的電場強度不同,與其他區域液晶分子取向排列不同,出現顯示亮度異常的現象。
Figure 113106147-A0305-02-0003-213
網格mura是面板經 過無UV mask的框膠固化後,RM發生聚合的現象,此時由於UV光弱,RM進行緩慢聚合,易形成團聚現象,然後進行正常的UV製程照射,發生團聚的位置會影響LC的配向,導致出現網格狀不良。
然而,在現有技術的運用中發現,並非所有的液晶組合物均可與可聚合化合物實現完美的搭配,可以解決以上出現的問題。因此,期待開發一種可以同時滿足光學性能並解決以上問題放入液晶組合物。
為了解決上述所述液晶顯示器中出現的殘像、部分mura現象等問題和液晶組合物回應時間的提升、UV2製程的縮短,從單一因素來考慮的話,解決器件的殘像的問題,首先要保證液晶組合物具有高的IS燒付等級;解決器件的Q-time mura、CFM mura的現象,需要液晶組合物經過UV製程後產生的RM膜厚均一性良好。
為達到上述目的,本發明採用下述技術方案:本發明提供一種液晶組合物,優選地,所述液晶組合物包含一種或多種式I所示的化合物、至少一種可聚合化合物RM,
Figure 113106147-A0305-02-0004-3
Figure 113106147-A0305-02-0004-4
其中,R1表示碳原子數為1-10的鏈烷基; R2表示碳原子數為1-10的鏈烷氧基;R3表示鹵素、-Sp2-P2、碳原子數為1-10的直鏈或支鏈的烷基,其中所述碳原子數為1-10的直鏈或支鏈的烷基中的一個或多個不相鄰的-CH2-可以被-F、、Cl、
Figure 113106147-A0305-02-0005-5
Figure 113106147-A0305-02-0005-6
Figure 113106147-A0305-02-0005-7
、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;R表示碳原子數為1-10的鹵代或未鹵代的鏈烷基;Z1表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-或單鍵;P1、P2各自獨立地表示可聚合基團;Sp1、Sp2各自獨立地表示間隔基團或單鍵;n1表示1或2;n2、n3各自獨立地表示0、1或2,且n2+n3
Figure 113106147-A0305-02-0005-214
1。
本發明的第二個目的還提供液晶顯示元件,其包含本發明的液晶組合物,所述液晶顯示元件為主動矩陣定址顯示元件。
本發明的第三個目的還提供液晶顯示器,其包含本發明的液晶組合物,所述液晶顯示器為主動矩陣定址顯示器。
本發明的液晶組合物形成的RM膜厚均一性良好、具有良好的IS等級和較低的RM殘留,短的UV2製程,可以用於開發快速回應和良好信賴性的液晶顯示元件或液晶顯示器。
液晶組合物
本發明提供一種液晶組合物,優選地,所述液晶組合物包含一種或多種式I所示的化合物、至少一種可聚合化合物RM,
Figure 113106147-A0305-02-0006-8
Figure 113106147-A0305-02-0006-9
其中,R1表示碳原子數為1-10的鏈烷基;R2表示碳原子數為1-10的鏈烷氧基;R3表示鹵素、-Sp2-P2、碳原子數為1-10的直鏈或支鏈的烷基,其中所述碳原子數為1-10的直鏈或支鏈的烷基中的一個或多個不相鄰的-CH2-可以被-F、-Cl、
Figure 113106147-A0305-02-0006-10
Figure 113106147-A0305-02-0006-11
Figure 113106147-A0305-02-0006-12
、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;R表示碳原子數為1-10的鹵代或未鹵代的鏈烷基;Z1表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-或單鍵;P1、P2各自獨立地表示可聚合基團;Sp1、Sp2各自獨立地表示間隔基團或單鍵;n1表示1或2;n2、n3各自獨立地表示0、1或2,且n2+n3
Figure 113106147-A0305-02-0006-216
1。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式I所示化合物選自下述式I-1至I-11所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0007-13
本發明的液晶組合物,優選地,前述式I所示化合物的質量含量為1-8%。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式I所示化合物選自式I-1至I-2所示化合物;更進一步優選地,包含至少一種式I-1所示化合物。
本發明的液晶組合物,優選地,前述RM所示化合物選自下述RM-1至RM-8所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0007-14
Figure 113106147-A0305-02-0008-15
Figure 113106147-A0305-02-0008-16
其中,R表示碳原子數為1-10的鹵代或未鹵代的鏈烷基;P1、P2各自獨立地表示可聚合基團;Sp1、Sp2各自獨立地表示間隔基團或單鍵。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式RM所示化合物至少包含一種選自RM-1或RM-2所示化合物組成的組。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式RM-1至RM-8所示化合物選自下述式RM-1-1至RM-8-2所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0008-18
Figure 113106147-A0305-02-0008-19
Figure 113106147-A0305-02-0008-20
Figure 113106147-A0305-02-0008-21
Figure 113106147-A0305-02-0009-22
Figure 113106147-A0305-02-0009-23
Figure 113106147-A0305-02-0009-24
Figure 113106147-A0305-02-0009-25
Figure 113106147-A0305-02-0009-26
Figure 113106147-A0305-02-0009-27
Figure 113106147-A0305-02-0009-28
Figure 113106147-A0305-02-0009-29
Figure 113106147-A0305-02-0009-30
Figure 113106147-A0305-02-0009-31
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物還包含一種或多種式II所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0010-32
其中,R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基,其中一個或多個不相鄰的-H可被
Figure 113106147-A0305-02-0010-33
Figure 113106147-A0305-02-0010-34
Figure 113106147-A0305-02-0010-35
替代;Z2、Z3各自獨立地表示-CH2-CH2-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF2O-或單鍵;m1、m2各自獨立地表示0、1或2;
Figure 113106147-A0305-02-0010-36
獨立地表示
Figure 113106147-A0305-02-0010-37
Figure 113106147-A0305-02-0010-38
Figure 113106147-A0305-02-0010-39
Figure 113106147-A0305-02-0010-40
Figure 113106147-A0305-02-0010-41
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II所示化合物包含至少一種選自式II-1、II-2、II-3、II-5所示化合物,優選地,前述化合物至少包含5這種選自式II-1、II-2、II-3、II-5所示化合物。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II所示化合物的質量含量為45-60%,進一步優選地,前述式II所示化合物的質量含量為47-58%。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II所示化合物選自下述式II-1至II-10所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0011-42
其中,R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基,其中一個或多個不相鄰的-CH2-可被
Figure 113106147-A0305-02-0011-43
Figure 113106147-A0305-02-0011-44
Figure 113106147-A0305-02-0011-45
替代。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-1所示化合物選自下述式II-1-1至II-1-9所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0011-46
Figure 113106147-A0305-02-0012-47
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-2所示化合物選自下述式II-2-1至II-2-18所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0012-48
Figure 113106147-A0305-02-0013-49
Figure 113106147-A0305-02-0013-50
Figure 113106147-A0305-02-0013-51
Figure 113106147-A0305-02-0013-52
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-3所示化合物選自下述式II-3-1至II-3-23所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0013-53
Figure 113106147-A0305-02-0014-54
Figure 113106147-A0305-02-0014-55
Figure 113106147-A0305-02-0014-56
Figure 113106147-A0305-02-0014-57
Figure 113106147-A0305-02-0014-58
Figure 113106147-A0305-02-0014-59
Figure 113106147-A0305-02-0014-60
Figure 113106147-A0305-02-0014-61
Figure 113106147-A0305-02-0014-62
Figure 113106147-A0305-02-0014-63
Figure 113106147-A0305-02-0014-64
Figure 113106147-A0305-02-0015-65
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-4所示化合物選自下述式II-4-1至II-4-16所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0015-66
Figure 113106147-A0305-02-0016-67
Figure 113106147-A0305-02-0016-68
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-5所示化合物選自下述式II-5-1至II-5-8所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0016-69
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-6所示化合物選自下述式II-6-1至II-6-6所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0016-70
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-7所示化合物選自下述式II-7-1至II-7-24所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0017-71
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-8所示化合物選自下述式II-8-1至II-8-25所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0018-72
Figure 113106147-A0305-02-0018-73
Figure 113106147-A0305-02-0018-75
Figure 113106147-A0305-02-0018-76
Figure 113106147-A0305-02-0018-77
Figure 113106147-A0305-02-0018-78
Figure 113106147-A0305-02-0018-79
Figure 113106147-A0305-02-0018-80
Figure 113106147-A0305-02-0018-81
Figure 113106147-A0305-02-0018-82
Figure 113106147-A0305-02-0018-83
Figure 113106147-A0305-02-0018-85
Figure 113106147-A0305-02-0018-86
Figure 113106147-A0305-02-0019-87
Figure 113106147-A0305-02-0019-88
Figure 113106147-A0305-02-0019-89
Figure 113106147-A0305-02-0019-90
Figure 113106147-A0305-02-0019-91
Figure 113106147-A0305-02-0019-92
Figure 113106147-A0305-02-0019-93
Figure 113106147-A0305-02-0019-94
Figure 113106147-A0305-02-0019-95
Figure 113106147-A0305-02-0019-96
Figure 113106147-A0305-02-0019-97
Figure 113106147-A0305-02-0019-99
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-9所示化合物選自下述式II-9-1至II-9-25所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0020-100
本發明的液晶組合物,優選地,前述式II-10所示化合物選自下述II-10-1至II-10-25所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0021-101
Figure 113106147-A0305-02-0021-102
Figure 113106147-A0305-02-0021-103
Figure 113106147-A0305-02-0021-104
Figure 113106147-A0305-02-0021-105
Figure 113106147-A0305-02-0021-108
Figure 113106147-A0305-02-0021-109
Figure 113106147-A0305-02-0021-110
Figure 113106147-A0305-02-0021-111
Figure 113106147-A0305-02-0021-112
Figure 113106147-A0305-02-0021-113
Figure 113106147-A0305-02-0021-114
Figure 113106147-A0305-02-0022-115
Figure 113106147-A0305-02-0022-116
Figure 113106147-A0305-02-0022-118
Figure 113106147-A0305-02-0022-119
Figure 113106147-A0305-02-0022-120
Figure 113106147-A0305-02-0022-121
Figure 113106147-A0305-02-0022-122
Figure 113106147-A0305-02-0022-123
Figure 113106147-A0305-02-0022-124
Figure 113106147-A0305-02-0022-125
Figure 113106147-A0305-02-0022-126
Figure 113106147-A0305-02-0022-127
Figure 113106147-A0305-02-0022-128
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物還包含一種或多種式III所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0023-129
其中,R6、R7各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為2-10的鏈烯基或碳原子數為1-10的鏈烷氧基;Z4表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF2O-或單鍵;m3表示0或1。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式III所示化合物選自下述式III-1至III-4所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0023-130
其中,R6、R7各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為2-10的鏈烯基或碳原子數為1-10的鏈烷氧基。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式III-1所示化合物選自下述式III-1-1至III-1-21所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0023-131
Figure 113106147-A0305-02-0024-132
本發明的液晶組合物,優選地,前述式III-1所示化合物選自下述式III-1-1至III-1-8所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0024-133
Figure 113106147-A0305-02-0025-134
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物還包含一種或多種式IV所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0025-135
其中,R8、R9各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基;m4表示0或1。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式IV所示化合物選自下述式IV-1和/或IV-2所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0025-136
其中,R8、R9各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式IV-1所示化合物選自下述式IV-1-1至IV-1-6所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0025-137
本發明的液晶組合物,優選地,前述式IV-2所示化合物選自下述式IV-2-1至IV-2-11所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0026-138
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物還包含一種或多種式V所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0026-139
其中,R10、R11各自獨立地表示H原子、鹵素、碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的氟代烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為1-10的氟代烷氧基;X表示-O-、-S-、-CO-或-CH2O-; Z5、Z6各自獨立地表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF2O-或單鍵;
Figure 113106147-A0305-02-0027-140
Figure 113106147-A0305-02-0027-141
各自獨立地表示
Figure 113106147-A0305-02-0027-142
Figure 113106147-A0305-02-0027-143
Figure 113106147-A0305-02-0027-144
Figure 113106147-A0305-02-0027-145
m5、m6各自獨立地表示0或1。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式V所示化合物選自下述式V-1至V-14所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0027-146
其中, R10、R11各自獨立地表示H原子、鹵素、碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的氟代烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為1-10的氟代烷氧基。
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物還包含式S-1所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0028-147
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物不包含環己烯類液晶化合物。
本發明的液晶組合物,優選地,前述環己烯類化合物選自下述式VI所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0028-148
其中,R12、R13各自獨立地表示-F、-CF3、-OCF3、碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基;X1、X2各自獨立地表示-H或-F;m7表示0或1。
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物包含一種或多種式VII所示化合物,
Figure 113106147-A0305-02-0029-149
其中,R0表示碳原子數為1-10的鏈烷基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基,且R0所示基團中任意一個或多個-CH2-可以被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代,任意一個或不相連的多個-CH2-可以被-O-取代;q表示1或2;L各自獨立地表示-F、碳原子數為1-10的鏈烷基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基,且任意一個或多個CH 2可以被環戊基、環丁基或環丙基取代;P表示H或可聚合基團;Sp表示單鍵或間隔基; X3、X4各自獨立地表示原子數為1-10的亞烷基,且任意一個或多個-CH2-可以被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代;任意一個或不相連的多個-CH2-可以被-O-取代;
Figure 113106147-A0305-02-0030-150
獨立地表示亞環己基、亞環己烯基、亞氧雜環己基和/或亞苯基中的一種或多種。
本發明的液晶組合物,優選地,前述式VII所示化合物選自下述式VII-1至VII-18所示化合物組成的組,
Figure 113106147-A0305-02-0031-151
Figure 113106147-A0305-02-0032-152
Figure 113106147-A0305-02-0033-153
Figure 113106147-A0305-02-0034-154
Figure 113106147-A0305-02-0035-155
本發明的液晶組合物,優選地,前述液晶組合物包含一種或多種式I所示化合物,其中式I-1所示化合物的質量含量為1-7%;包含一種或多種式II所示化合物,其中式II-1-2所示化合物的質量含量為11-15%,和/或式II-2-1所示化合物的質量含量為5-10%,和/或式II-2-2所示化合物的質量含量為0-5%,和/或式II-3-7所示化合物的質量含量為7-11%,和/或式II-3-8所示化合物的質量含量為6-10%;包含一種或多種式III所示化合物,其中III-1-1所示化合物的質量含量為17-22%,和/或III-1-2所示化合物的質量含量為5-10%,和/或III-1-9或III-1-10所示化合物的質量含量為3-13%,和/或III-1-20所示化合物的質量含量為15-20%,以及III-3-1所示化合物的質量含量為7-12%和/或III-3-5所示化合物的質量含量為7-11%; 包含一種或多種式IV所示化合物,其中式IV-1-4所示化合物的質量含量為4-7%,和/或式IV-2-1所示化合物的質量含量為0-8%;在液晶組合物質量百分含量100%的基礎上加入可聚合化合物RM,所述可聚合化合物包含一種或多種選自式RM-1或RM-2所示化合物;進一步優選地,包含RM-1-1和/或RM-2-1所示化合物,更進一步優選地,可聚合化合物的質量含量為0.25-0.4%。
本發明的液晶化合物中還可以加入各種功能的摻雜劑,摻雜劑含量優選0.005-1%之間,這些摻雜劑可以列舉出例如抗氧化劑、紫外線吸收劑、手性劑。
抗氧化劑可以列舉出,
Figure 113106147-A0305-02-0036-156
其中,t表示1-10的整數;手性劑(左旋或右旋)優選可以列舉出例如:
Figure 113106147-A0305-02-0036-157
Figure 113106147-A0305-02-0037-158
液晶顯示元件或液晶顯示器
本發明還涉及包含上述任意一種液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器;所述顯示元件或顯示器為主動矩陣顯示元件或顯示器或被動矩陣顯示元件或顯示器。
本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器優選主動矩陣定址液晶顯示元件或液晶顯示器。
前述主動矩陣顯示元件或顯示器具體可以列舉出例如IPS-TFT或FFS-TFT或VA-TFT液晶顯示元件或其他TFT顯示器,尤其適用PSVA-TFT模式液晶顯示元件或液晶顯示器。
本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器包含本發明公開的液晶組合物。本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器具有良好的信賴性、快速的回應速度,主要應用於PSVA顯示模式。
實施例
為了更清楚地說明本發明,下面結合優選實施例對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解,下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的,不應以此限制本發明的保護範圍。
本說明書中,如無特殊說明,百分比均是指品質百分比,溫度為攝氏度(℃),其他符號的具體意義及測試條件如下:Cp表示液晶清亮點(℃),DSC定量法測試;△n表示光學各向異性,no為尋常光的折射率,ne為非尋常光的折射率,測試條件為25±2℃,589nm,阿貝折射儀測試;△ε表示介電各向異性,△ε=ε,其中,ε為平行於分子軸的介電常數,ε為垂直於分子軸的介電常數,測試條件為25±0.5℃,20微米垂直盒,INSTEC:ALCT-IR1測試;K11為展曲彈性常數,K33為彎曲彈性常數,測試條件為:25℃、INSTEC:ALCT-IR1、20微米垂直盒;γ1表示旋轉粘度(mPa.s),測試條件為25±0.5℃,20微米垂直盒,INSTEC:ALCT-IR1測試;T-off表示回應時間(ms),的測試儀器為DMS-501,測試條件為25±0.5℃,測試盒為3.2微米PSVA測試盒,電極間距和電極寬度均為3微米;PA表示預傾角(°),測試條件為23±2℃,PSVA測試盒,機台傾斜角度45°,測試設備RETS-1000;UV2 time表示PSVA工藝中照射紫外光的時間(min);RM residual表示殘留的含量(ppm),在同溫度同波長情況下,採用梯度的方法檢測RM含量,機台Instrument:Agilent1200;IS等級表示殘像的水準,測試條件為60℃,PSVA測試盒,加電AC19V+DC2V,棋盤格點亮168h,release 1h,在中低灰階下,進行直接觀察或 使用ND filter觀察,直接觀察時無為最佳,使用ND filter觀察,ND值越大,表明IS等級越好,例如ND10優於ND9。
SEM膜厚均一性(nm)表示RM在PI上聚合的厚度,使用掃面電鏡進行橫截面的測試,測試的最大值與最小值差異越小,表明均一性越好。
液晶組合物的製備方法如下:將各液晶單體按照一定配比稱量後放入不銹鋼燒杯中,將裝有各液晶單體的不銹鋼燒杯置於磁力攪拌儀器上加熱融化,待不銹鋼燒杯中的液晶單體大部份融化後,往不銹鋼燒杯中加入磁力轉子,將混合物攪拌均勻,冷卻到室溫後即得液晶組合物。
本發明實施例液晶單體結構用代碼表示,液晶環結構、端基、連接基團的代碼表示方法見下表1、表2。
Figure 113106147-A0305-02-0039-159
Figure 113106147-A0305-02-0040-160
Figure 113106147-A0305-02-0040-161
Figure 113106147-A0305-02-0041-162
舉例:
Figure 113106147-A0305-02-0041-163
,其代碼為PPY-3-O2;
Figure 113106147-A0305-02-0041-164
,其代碼為CPY-2-O2;
Figure 113106147-A0305-02-0041-165
,其代碼為CCY-3-O2;
Figure 113106147-A0305-02-0041-166
,其代碼為COY-3-O2;
Figure 113106147-A0305-02-0041-167
,其代碼為CCOY-3-O2;
Figure 113106147-A0305-02-0041-168
,其代碼為CLY-3-O2;
Figure 113106147-A0305-02-0041-169
,其代碼為Sb-CpO-O4;
Figure 113106147-A0305-02-0041-170
,其代碼為Sc-CpO-O4。
對比的可聚合化合物:
Figure 113106147-A0305-02-0042-171
Figure 113106147-A0305-02-0042-172
各指標具體的評估標準:PA一般控制在88.3°到89.0°之間,大於89°則表示形成的預傾角不充足,小於88.3°則表示預傾角過大,會影響暗態,進而影響對比度;UV2 time越短越好,器件廠量產的UV2 time一般在90-120min,為了降低能耗,希望實現UV2 time縮短一半甚至更長時間;RM residual一般要求低於200ppm,越低越好;IS等級判定標準,評估test cell的IS燒付等級,>ND7時,在實際panel中驗證IS OK,因此本方案中ND8、ND9、ND10、無IS均為可行的。
Figure 113106147-A0305-02-0042-173
Figure 113106147-A0305-02-0043-174
Figure 113106147-A0305-02-0043-175
將表3中SLC-1至SLC-6的液晶組合物灌注於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試:其中SLC-2與SLC-1相比,SLC-2的回應時間提升,回應時間可以提升至少15%;SLC-3與SLC-6相比,SLC-3的低溫性能優異,低溫可以通過-20℃甚至-25℃ 240h的低溫保存。
分別將可聚合化合物D1、D2、RM-1-1、RM-2-1加入到100%的液晶組合物SLC-1中,然後灌注於液晶盒中,性能參數如下表5:
Figure 113106147-A0305-02-0044-176
由對比例1、2和實施例1、2的對比可知,使用不同種類的可聚合化合物RM加入到同一個SLC-1中,主要差異點表現在UV2 time(min)、RM residual(ppm)、IS等級、SEM膜厚均一性、均一性差異這5個特性上,綜合對比這5個特性,使用D2時,表現最差,使用D1、RM-1-1、RM-2-1時,表現可以滿足5個特性,表現最優越的是RM-2-1。
分別將可聚合化合物D1、RM-1-1、RM-2-1加入到100%的液晶組合物SLC-2中,然後灌注於液晶盒中,性能參數如下表6:
Figure 113106147-A0305-02-0044-177
由對比例3和實施例3、4的對比可知,將不同的可聚合化合物RM加入到同一個SLC-2中,主要差異點表現在UV2 time(min)、RM residual(ppm)、IS等級、SEM膜厚均一性、均一性差異這5個特性上,綜合對比這5個特性,使用D1時,表現最差;使用RM-2、RM-3時,表現可以滿足5個特性,表現最優越的是RM-2-1。
由對比例1和對比例3的資料可知,使用的液晶組合物不同時,使用相同的可聚合化合物D1,對比例3的RM residual(ppm)較大、IS等級較差、SEM膜厚均一性很差、均一性差,已經不能滿足基本的需求。
分別將可聚合化合物D1、D2、RM-1-1、RM-2-1加入到100%的液晶組合物SLC-5中,形成對比例4、對比例5、實施例5和實施例6,性能參數如下表7:
Figure 113106147-A0305-02-0045-178
由對比例4、5和實施例5、6的對比可知,使用不同種類的可聚合化合物RM加入到同一個SLC-5中,主要差異點表現在UV2 time(min)、RM residual(ppm)、IS等級、SEM膜厚均一性、均一性差異這5個特性上,綜合對比 這5個特性,使用D1和D2時,表現都很差,使用RM-1-1、RM-2-1時,表現可以滿足5個特性,表現最優越的是RM-2-1。
Figure 113106147-A0305-02-0046-179
將RM-1-1分別加入到100%的液晶組合物SLC-7和SLC-8中,形成實施例7和實施例8,物性參數及特性測試結果如下表9:
Figure 113106147-A0305-02-0046-180
Figure 113106147-A0305-02-0047-181
由實施例7和實施例8的實驗資料可知,主要差異點表現在PA(°)、RM residual(ppm)、IS等級這3個特性上,綜合對比這3個特性,當液晶組合物中加入環己烯環類單體時,液晶的物性性能無明顯影響,但是預傾角較差,而且RM殘留也較大,IS等級也較差。
綜上,本發明的液晶組合物形成的RM膜厚均一性良好、具有良好的IS等級和較低的RM殘留,短的UV2製程,可以用於開發快速回應和良好信賴性的液晶顯示元件或液晶顯示器。
本發明公開的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例,而並非是對本發明的實施方式的限定,對於所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動,這裡無法對所有的實施方式予以窮舉,凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。

Claims (13)

  1. 一種液晶組合物,包含一種或多種式I所示的化合物、至少一種可聚合化合物RM,
    Figure 113106147-A0305-02-0048-182
    Figure 113106147-A0305-02-0048-183
    其中,R1表示碳原子數為1-10的鏈烷基;R2表示碳原子數為1-10的鏈烷氧基;R3表示-Sp2-P2;R表示碳原子數為1-10的鹵代或未鹵代的鏈烷基;Z1表示單鍵;P1、P2各自獨立地表示可聚合基團;Sp1、Sp2各自獨立地表示間隔基團或單鍵;n1表示1;n2、n3各自獨立地表示0或1,且n2+n3
    Figure 113106147-A0305-02-0048-217
    1。
  2. 根據請求項1所述的液晶組合物,其中,所述RM所示化合物選自下述RM-1至RM-8所示化合物組成的組,
    Figure 113106147-A0305-02-0048-184
    其中,R表示碳原子數為1-10的鹵代或未鹵代的鏈烷基; P1、P2各自獨立地表示可聚合基團;Sp1、Sp2各自獨立地表示間隔基團或單鍵。
  3. 根據請求項2所述的液晶組合物,還包含一種或多種式II所示化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0049-185
    其中,R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷 氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基,其中一個或多個不相鄰的-CH2-可被
    Figure 113106147-A0305-02-0049-186
    Figure 113106147-A0305-02-0049-187
    Figure 113106147-A0305-02-0049-189
    替代;Z2、Z3各自獨立地表示-CH2-CH2-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF2O-或單鍵;m1、m2各自獨立地表示0、1或2;
    Figure 113106147-A0305-02-0049-190
    獨立地表示
    Figure 113106147-A0305-02-0049-191
    Figure 113106147-A0305-02-0049-192
    Figure 113106147-A0305-02-0049-193
    Figure 113106147-A0305-02-0049-194
    Figure 113106147-A0305-02-0049-195
  4. 根據請求項3所述的液晶組合物,還包含一種或多種式III所示的化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0049-196
    其中,R6、R7各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為2-10的鏈烯基或碳原子數為1-10的鏈烷氧基; Z4表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF2O-或單鍵;m3表示0或1。
  5. 根據請求項4所述的液晶組合物,還包含一種或多種式IV所示化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0050-197
    其中,R8、R9各自獨立地表示碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基;m4表示0或1。
  6. 根據請求項1所述的液晶組合物,還包含一種或多種式V所示化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0050-198
    其中,R10、R11各自獨立地表示H原子、鹵素、碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的氟代烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為1-10的氟代烷氧基;X表示-O-、-S-、-CO-或-CH2O-;Z5、Z6各自獨立地表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF2O-或單鍵;
    Figure 113106147-A0305-02-0051-199
    Figure 113106147-A0305-02-0051-200
    各自獨立地表示
    Figure 113106147-A0305-02-0051-201
    Figure 113106147-A0305-02-0051-202
    Figure 113106147-A0305-02-0051-203
    Figure 113106147-A0305-02-0051-204
    m5、m6各自獨立地表示0或1。
  7. 根據請求項1所述的液晶組合物,還包含式S-1所示化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0051-205
  8. 根據請求項7所述的液晶組合物,其中,所述式S-1所示化合物的含量為液晶組合物總品質百分含量的基礎上進行添加,其品質百分含量為0.00001-0.05%。
  9. 根據請求項1所述的液晶組合物,其中,所述液晶組合物不包含環己烯類液晶化合物。
  10. 根據請求項9所述的液晶組合物,其中,所述環己烯基化合物選自下述式VI所示化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0051-206
    其中,R12、R13各自獨立地表示-F、-CF3、-OCF3、碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基或碳原子數為2-10的鏈烯基;X1、X2各自獨立地表示-H或-F;m7表示0或1。
  11. 根據請求項1所述的液晶組合物,還包含一種或多種式VII所示化合物,
    Figure 113106147-A0305-02-0052-207
    其中,R0表示碳原子數為1-10的鏈烷基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基,且R0所示基團中任意一個或多個-CH2-可以被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代,任意一個或不相連的多個-CH2-可以被-O-取代;q表示1或2;L各自獨立地表示-F、碳原子數為1-10的鏈烷基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷基、碳原子數為1-10的鏈烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的鏈烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基,且任意一個或多個-CH2-可以被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代;P表示H或可聚合基團;Sp表示單鍵或間隔基; X3、X4各自獨立地表示原子數為1-10的亞烷基,且任意一個或多個-CH2-可以被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代;任意一個或不相連的多個-CH2-可以被-O-取代;
    Figure 113106147-A0305-02-0053-208
    獨立地表示亞環己基、亞環己烯基、亞氧雜環己基和/或亞苯基中的一種或多種。
  12. 一種液晶顯示器,包含請求項1-11任一項所述的液晶組合物,所述液晶顯示器為主動矩陣定址顯示器或被動矩陣定址顯示器。
  13. 一種液晶顯示元件,包含請求項1-11任一項所述的液晶組合物,所述液晶顯示元件為主動矩陣定址顯示元件或被動矩陣定址顯示元件。
TW113106147A 2024-01-02 2024-02-21 液晶組合物、液晶顯示元件或液晶顯示器 TWI855968B (zh)

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CN113277946A (zh) 2021-05-18 2021-08-20 石家庄诚志永华显示材料有限公司 化合物、液晶组合物及其应用

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