WO2014206198A1

WO2014206198A1 - 液晶组合物及液晶显示器件

Info

Publication number: WO2014206198A1
Application number: PCT/CN2014/079654
Authority: WO
Inventors: 韩文明; 胡娟; 李鹏飞
Original assignee: 江苏和成显示科技股份有限公司
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2014-12-31
Also published as: CN103351873B; CN103351873A

Abstract

本发明提供一种液晶组合物，该液晶组合物包含：至少一种通式I的化合物；至少一种通式II-1、通式II-2及其组合组成的组的化合物；至少一种通式的III化合物；以及至少一种通式IV-1、通式IV-2、通式IV-3及其组合组成的组的化合物。本发明的液晶组合物具有大的介电各向异性、相对小的旋转粘度、合适的折射率各向异性和极好的低温存储稳定性，适用于IPS、FFS等显示模式，尤其适合低功耗的IPS、FFS显示。本发明还提供包含该液晶组合物的有源矩阵液晶显示器件。

Description

液晶组合物及液晶显示器件

技术领域

本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有大的介电各向异性、相对小的旋转粘度，合适的折射率各向异性和极好的低温存储稳定性的液晶组合物及其在有源矩阵液晶显示器件中的应用。

背景技术

液晶显示元件是利用液晶材料本身所具备的光学各向异性和介电各向异性来进行工作的，目前已经得到了广泛的应用。利用液晶材料不同的特性和工作方式，可以将器件设计成各种不同的工作模式，其中常规显示器普遍使用的有 TN 模式（即扭曲向列模式液晶混合物具有扭曲约 90度的向列型结构）、 STN (即超扭曲向列模式）、 SBE模式（即超扭曲双折射模式）、 EBC模式（即电控双折射模式）、 VA模式（及垂直排列模式）、 IPS模式（即面内转换模式）等，含有很多根据以上模式所做的改进模式。工作在 TN、 STN、 SBE模式下的元件一般使用正介电各向异性液晶， EBC、 VA模式使用负介电各向异性液晶， IPS模式即可使用正介电各向异性液晶，也可使用负介电各向异性液晶。

在低信息量中，一般采用无源方式驱动，但是随着信息量的加大，显示尺寸和显示路数的增多，串扰和对比度降低现象变得严重，因此一般采用有源矩阵 (AM)方式驱动，目前使用较多的采用薄膜晶体管（TFT )来进行驱动。在 AM-TFT 元件中， TFT开关器件在二维网格中寻址，在处于导通的有限时间内对像素电极进行充电，之后又变成截止状态，直至下一周期中再被寻址。因此，在两个寻址周期之间，不希望像素点上的电压发生改变，否则像素点的透光率会发生改变，导致显示的不稳定。像素点的放电速度取决于电极容量和电极间介电材料的电阻率。因此要求液晶材料有较高的电阻率，通式要求材料有合适的光学双折射值 Δη ( Δη值一般在 0. 08、. 15左右），以及较低的阈值电压，以达到降低的驱动电压，降低功耗的目的；还要求具有较低的粘度，以满足快速响应的需要。这类液晶组合物已经有很多文献报道，例如国外专利文献 W09202597、W09116398、W09302153、 W09116399 , 中国专利文献 CN1157005A等。

从液晶组合物材料调制的角度来考虑，材料的各方面性能（低的光学双折射值，高的介电各向异性值，高的电阻率，低的旋转粘度，低的熔点，良好的热稳定性和紫外稳定性等）之间是相互牵制的，提高一些方面的性能往往伴随着另一些方面性能的降低，调制各方面性能都合适的液晶组合物往往非常困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶组合物，其具备具有大的介电各向异性、相对小的旋转粘度，合适的折射率各向异性和极好的低温存储稳定性等特性。该液晶组合物能适用于 IPS、 FFS等显示模式，尤其适合低功耗的 IPS、 FFS显示。本发明的一个方面提供一种液晶组合物，包含：

占所述液晶组合物总重量的 1-25%的至少一种通式 I的化合物作为第一组分

占所述液晶组合物总重量的 1-25%的至少一种选自由通式 11 -1、通式 II -2及其组为第二组分

占所述液晶组合物总重量的 20-80%的至少一种通式 W的化合物作为第三组分

以及

占所述液晶组合物总重量的 5-35%的至少一种选自由通式 IV-1、通式 IV-2、通式 IV-3 及其组合组成的组的化合物组成的组中的一种或更多种化合物作为第四组分

其中，

Ri R₂、 R₃、 R₅、 Re和 R₇相同或不同，各自独立地表示碳原子数为 1-7的垸基或碳原子数为 2-7的烯基；

表示 H或 -CH₃。

在本发明的实施方案中，优选所述通式 I的化合物占所述液晶组合物总重量的 5-20%; 所述通式 11 -1、通式 II -2及其组合组成的组的化合物占所述液晶组合物总重量的 2-20%; 所述通式 ΙΠ的化合物占所述液晶组合物总重量的 35-65%; 以及所述通式 IV-1、通式 IV-2、通式 IV-3及其组合组成的组的化合物占所述液晶组合物总重量的 5-30%。

在一些实施方案中，所述通式 I的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或更

在一些实施方案中，所述通式 Π -1的化合物选自由如下化合物组成的组中种或

，并且

些实施方案中，所述通式 IV-1的化合物选自由如下化合物组成的组中种或

；以及

更多种化合物:

；以及，并且

更多种化合物:

；以及

本发明所述液晶组合物还包含：

占所述液晶组合物总重量的 1-30%的通式 V的化合物中的一种或更多种化合物

占所述液晶组合物总重量的 1-25%的通式 VI的化合物中的一种或更多种化合物；以及

占所述液晶组合物总重量的 0-20%的通式 YE的化合物中的一种或更多种化合物

其中，

表示碳原子数为 1-7的垸基或碳原子数为 2-7的烯基；

R₉和 R_1Q相同或不同，各自独立地表示碳原子数为 1-5的垸基或垸氧基，碳原子数为 2-5的烯基或烯氧基，或碳原子数为 2-5的氟代烯基或氟代烯氧基；

R_u和 R₁₂相同或不同，各自独立地表示为 OCF₃，碳原子数为 1-7的垸基或碳原子数为 2-7的烯基；

独立地表示 H或 F;

相同或不同，各自独立地表示或

X表示 CH₂或 O;

m和 n相同或不同，各自独立地表示 0或 1。在本发明的一些实施方案中，优选所述 R₉和 R_1Q至少一个为碳原子数为 2-5 的烯基，或碳原子数为 2-5的氟代烯基或氟代烯氧基。在一些实施方案中，所述通式 V的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或更

所述通式 VI的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或更多种化合物:

本发明的另一个方面提供一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包含本发明的液晶组合物。

本发明的再一方面提供一种有源矩阵液晶显示器件，所述液晶显示器件包含本发明的液晶组合物。

本发明通过对上述化合物进行组合实验，通过与对照的比较，确定了包括上述液晶组合物的液晶介质，具有粘度小、低温稳定性好、对紫外线稳定性高以及对热的稳定性高的特性。

在本发明中如无特殊说明，所述的比例均为重量比，所有温度均为摄氏度温度，所述的响应时间数据的测试选用的盒厚为 7 μΐη。

具体实施方式

以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。

为便于表达，以下各实施例中，液晶组合物的基团结构用表 1所列的代码表表 1 液晶化合物的基团结构代码

基团的单元结构代码基团名称

C 1,4-亚环己基

P 1,4-亚苯基

G 2-氟 -1,4-亚苯基

F

U 2,5-二氟 -1,4-亚苯基

F

该结构式如用表 1所列代码表示，则可表达为： nCCGF , 代码中的 n表示左端垸基的 C原子数，例如 n为" 3"，即表示该垸基为 -C₃H₇；代码中的 C代表环己垸基。

以下实施例中测试项目的简写代号如下：

Cp ( °C ) : 清亮点（向列-各向同性相转变温度)

光学各向异性 ( 589 nm, 20 °C )

介电各向异性（Ι ΚΗζ, 25 °C )

扭转粘度（mPa*s，在 20°C下）

低温储存时间（在 -30°C下）

其中，折射率各向异性使用阿贝折光仪在钠光灯（589 nm )光源下、 20°C测试得；介电测试盒为 TN90型，盒厚 7 μιη。

在以下的实施例中所采用的各成分，均可以通过公知的方法进行合成，或者通过商业途径获得。这些合成技术是常规的，所得到各液晶化合物经测试符合电子类化合物标准。

按照以下实施例规定的各液晶组合物的配比，制备液晶组合物。所述液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的，如采取加热、超声波、悬浮等方式按照规定比例混合制得。

制备并研究下列实施例中给出的液晶组合物。下面显示了各液晶组合物的组成和其性能参数测试结果。

实施例 1

按表 2中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例 1的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表 2 液晶组合物配方及其测试性能

组分代码含量百分数性能参数测试结果

3CCV 45 Δη 0.1

3CCV1 5 γΐ 71.1

实施例 2

按表 3中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例 2的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表 3 液晶组合物配方及其测试性能

实施例 3

按表 4中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例 3的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：表 4 液晶组合物配方及其测试性能

V2PGP2 5 Δε 7.3

3CPUF 4 t-30 >1000h

2CCPUF 4

3CCPUF 4

4CCPUF 3

3DUQUF 3

2CGUQUF 4

3CGUQUF 5

3DGUQUF 5

4DGUQUF 5

合计 100

实施例 4

按表 5中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例 4的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：表 5 液晶组合物配方及其测试性能

实施例 5

按表 6中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例 5的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表 6 液晶组合物配方及其测试性能

组分代码含量百分数性能参数测试结果

3CCV 40 Δη 0.099

3CCV1 5 γΐ 81.9

实施例 6

按表 7中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例 6的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表 7 液晶组合物配方及其测试性能

Claims

权利要求书

1.一种用于有源矩阵的液晶组合物，包含：

占所述液晶组合物总重量的 1-25%的至少种通式 I的化合物作为第一组

π -ι、通式 Π -2及

占所述液晶组合物总重量的 20-80%至少一种通式山的化合物作为第三组分

其中，

、 R₂、 R₃、 R₅、和！₇相同或不同，各自独立地表示碳原子数为 1-7的垸基或碳原子数为 2-7的烯基； R4表示 H或 -CH₃。

2.根据权利要求 1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式 I的化合物占所述液晶组合物总重量的 5-20%; 所述通式 11 -1、通式 II -2及其组合组成的组的化合物占所述液晶组合物总重量的 2-20%;所述通式山的化合物占所述液晶组合物总重量的 35-65%; 以及所述通式 IV-1、通式 IV-2、通式 IV-3 及其组合组成组的化合物占所述液晶组合物总重量的 5-30%。

3.根据权利要求 1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式 I的化合物选自由一种或更多种化合物：

以及

4.根据权利要求 1 所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式 Π -1 的化合物选一种或更多种化合物：

；以及 )

，并且所述通式 II -2的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或更多种化合物:

所述通式 IV-2的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或更多种化合物:

；以及，并且

更多种化合物:

；以及

根据权利要求 3-6所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包占所述液晶组合物总重量的 1-30%的通式 V的化合物中的一种或更多种化合物

占所述液晶组合物总重量的 1-25%的通式 VI的化合物中的一种或更多种化合物

^(VI) ; 以及

其中，

表示碳原子数为 1-7的垸基或碳原子数为 2-7的烯基；

R₉和 R₁₍₎相同或不同，各自独立地表示碳原子数为 1-5的垸基或垸氧基，碳原子数为 2-5的烯基或烯氧基，或碳原子数为 2-5的氟代烯基或氟代烯氧基； Ru和 R₁₂相同或不同，各自独立地表示为 OCF₃，碳原子数为 1-7的垸基或碳原子数为 2-7的烯基；

！^和！^相同或不同，各自独立地表示 H或 F ;

X表示 -CH₂-或- 0-;

m和 n相同或不同，各自独立地表示 0或 1。

8. 根据权利要求 7所述的液晶组合物，其特征在于，所述 R₉和 R_1Q至少一个为碳原子数为 2-5的烯基，或碳原子数为 2-5的氟代烯基或氟代烯氧基。

9. 根据权利要求 7所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式 V的化合物选自一种或更多种化合物：

以及

一种或更多种化合物:

以及

，并且所述通式 vn的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或更多种化合物:

；以及

10. 根据权利要求 9所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含: 占所述液晶组合物总重量 45%的化合物山 -1 _; 占所述液晶组合物总重 5%的化合物山 -2;

占所述液晶组合物总重 3%的化合物 VI-2;

占所述液晶组合物总重 4%的化合物 VI-4;

占所述液晶组合物总重 6%的化合物 IV-2-2;

占所述液晶组合物总重 3%的化合物 VE-2;

占所述液晶组合物总重 2%的化合物 IV-1-1;

占所述液晶组合物总重 2%的化合物 IV-1-2;

占所述液晶组合物总重 5%的化合物 V -2;

占所述液晶组合物总重 4%的化合物 1 -1 ;

占所述液晶组合物总重 4%的化合物 I -2;

占所述液晶组合物总重 6%的化合物 II -1-1;

占所述液晶组合物总重 6%的化合物 II -1-2; 以及

占所述液晶组合物总重 5%的化合物 VE-6,

或者，所述液晶组合物包含: 占所述液晶组合物总重量 40%的化合物 UI-1 _; 占所述液晶组合物总重量 12%的化合物 VE-3；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 VI-4；占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 IV- 1 - 1；占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 IV- 1 -2 _; 占所述液晶组合物总重量 10%的化合物 V -2；占所述液晶组合物总重量 10%的化合物 I -1 ; 占所述液晶组合物总重量 10%的化合物 I -2; 以及占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 II -1-1，或者，所述液晶组合物包含：

占所述液晶组合物总重量 42%的化合物 UI-1 _; 占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 UI-2;

占所述液晶组合物总重量 13%的化合物 VE-3；占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 VI-4；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV-2-2; 占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 - 1；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 -2 _; 占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 IV- 1 -3；占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 V-2;

占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 I -1 ;

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 I -2;

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 II -1-1 ; 以及占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 II -1-2，或者，所述液晶组合物包含：

占所述液晶组合物总重量 40%的化合物 UI-1 _; 占所述液晶组合物总重量 8%的化合物 VE-3；占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 VI-4；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV-3-2; 占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 - 1；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 -2 _; 占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 IV- 1 -3；占所述液晶组合物总重量 10%的化合物 V -2；占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 I -1 ;

占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 I -2;

占所述液晶组合物总重量 8%的化合物 II -1-1 ; 以及占所述液晶组合物总重量 8%的化合物 11 -1-2，或者，所述液晶组合物包含：

占所述液晶组合物总重量 40%的化合物 UI-1 _; 占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 UI-2;

占所述液晶组合物总重量 8%的化合物 VE-3；占所述液晶组合物总重量 6%的化合物 VI-4；占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 IV-3-2; 占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 - 1；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 -2 _; 占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 IV- 1 -3；占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 V-2;

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 I -1 ;

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 I -2;

占所述液晶组合物总重量 6%的化合物 II -1-1 ; 以及占所述液晶组合物总重量 6%的化合物 11 -1-2，或者，所述液晶组合物包含：

占所述液晶组合物总重量 40%的化合物 UI-1 _; 占所述液晶组合物总重量 6%的化合物 UI-2；占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 VI-2;

占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 VI-1 ;

占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 VI-3；占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 VI-4；占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 IV-3-2; 占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 - 1；

占所述液晶组合物总重量 4%的化合物 IV- 1 -2 _;

占所述液晶组合物总重量 3%的化合物 IV- 1 -3；

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 V-2;

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 I -1 ;

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 I -2;

占所述液晶组合物总重量 6%的化合物 II -1-1; 以及

占所述液晶组合物总重量 5%的化合物 II -1-2。

11. 一种液晶显示器件，包含权利要求 1至 10中的任一项所述的液晶组合物。

12. —种有源矩阵液晶显示器件，所述液晶显示器件包含权利要求 1至 10中的任一项所述的液晶组合物。