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    重庆时时彩5000投入: 正介电各向异性液晶组合物及其液晶显示元件或液晶显示器.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610060312.0

    申请日:

    2016.01.28

    公开号:

    CN105602577A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C09K 19/44申请日:20160128|||公开
    IPC分类号: C09K19/44; G02F1/1333 主分类号: C09K19/44
    申请人: 石家庄诚志永华显示材料有限公司
    发明人: 王明霞; 贠国良
    地址: 050091 河北省石家庄市新石北路362号
    优先权:
    专利代理机构: 石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙) 13123 代理人: 郝家宝
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610060312.0

    授权公告号:

    105602577B||||||

    法律状态公告日:

    2017.07.07|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种正介电各向异性液晶组合物及使用该液晶组合物的显示元件或显示器,液晶组合物中含有一种或多种通式Ⅰ、通式Ⅱ、通式Ⅲ化合物,本发明公开的液晶组合物,在保持液晶的快响应、低驱动电压、较高的清亮点、较低的旋转粘度、合适的光学各向异性以及合适的介电各项异性等优点的同时,还极大地提高液晶显示的透过率。非常适用于制造液晶显示元件,尤其适合于有源矩阵显示元件,如使用TN、FFS或IPS模式的有源矩阵显示器。

    权利要求书

    1.正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合物包含一种或多种通式Ⅰ所
    示化合物组成的第一组份、包含一种或多种通式Ⅱ所示化合物组成的第二组份、包含一种
    或多种通式Ⅲ所示化合物组成的第三组份,

    其中,
    R1、R11、R2分别选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,其中任一不连续的-CH2-可
    被-O-取代,
    R3、R4分别选自碳原子数为2~6的直链烯基的其中一种,
    L1、L2分别选自H或F,且其中至少一个表示F。
    2.根据权利要求1所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合物
    中,第一组份的质量百分含量为1~45%,第二组份的质量百分含量为10~55%,第三组份
    的质量百分含量为1~45%。
    3.根据权利要求2所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述通式Ⅰ所示化
    合物具体为式Ⅰ1~Ⅰ5所示的化合物,


    所述通式Ⅱ所示化合物具体为式Ⅱ1~Ⅱ2所示的化合物,

    所述通式Ⅲ所示化合物具体为式Ⅲ1~Ⅲ2所示的化合物,

    其中,
    R11选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,其中任一不连续的-CH2-可被-O-取
    代,
    R2选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,其中任一不连续的-CH2-可被-O-取代,
    R4选自碳原子数为2~6的直链烯基的其中一种。
    4.根据权利要求2或3所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合
    物还包含通式Ⅳ所示化合物组成的第四组份,所述液晶组合物中第四组份的质量百分含量
    为0~15%,

    其中,
    R5选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种,
    R6选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
    5.根据权利要求4所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述通式Ⅳ所示化
    合物具体为式Ⅳ1~Ⅳ8所示的化合物,

    其中,
    R51选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,
    R6选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
    6.根据权利要求4所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合物还
    包含通式Ⅴ所示化合物组成的第五组份,所述液晶组合物中,第五组份的质量百分含量为0
    ~10%,

    其中,
    R7选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种,
    R8选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
    7.根据权利要求6所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述通式Ⅴ所示的
    化合物具体为式Ⅴ1~Ⅴ5所示的化合物,


    其中,
    R71选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,
    R8选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。
    8.根据权利要求6或7所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合
    物还包含通式Ⅵ所示化合物组成的第六组份,所述液晶组合物中第六组份的质量百分含量
    为0~45%,

    其中,
    R9选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,且R9中的一个CH2可以被环戊基、环丁
    基、环丙基替代;
    各自独立地表示:
    的其中一种;
    a表示1,2。
    9.根据权利要求8所述的正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合物
    中,第一组份的质量百分含量为5~10%,第二组份的质量百分含量为30~50%,第三组份
    的质量百分含量为5~15%,第四组份的质量百分含量为5~15%,第五组份的质量百分含
    量为5~10%,第六组份的质量百分含量为20~40%。
    10.包含权利要求1~9中任一项所述的正介电各向异性液晶组合物的液晶显示元件或
    液晶显示器,其特征在于:所述液晶显示元件或液晶显示器为有源矩阵显示元件或显示器、
    无源矩阵显示元件或显示器。

    说明书

    正介电各向异性液晶组合物及其液晶显示元件或液晶显示器

    技术领域

    本发明属于液晶化合物,具体涉及一种正介电各向异性液晶组合物,以及应用该
    液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。

    背景技术

    显示是把电信号(数据信息)转变为可视光(视觉信息)的过程,完成显示的设备即
    人机界面(Man-MachineInterface,MMI),平板显示器(FlatPanelDisplay,FPD)是目前
    最为流行的一类显示设备。液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)是FPD中最早被开
    发出来,并被商品化的产品。目前,薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilmTransistorLiquid
    Crystal,TFT-LCD)已经成为LCD应用中的主流产品。

    TFT-LCD的发展经历了漫长的基础研究阶段,在实现大生产,商业化之后,TFT-LCD
    产品以其轻薄、环保、高性能等优点,其尺寸越做越大,应用越来越广。无论是小尺寸的手机
    屏、还是大尺寸的笔记本电脑(NotebookPC)或监视器(Monitor),以及大型化的液晶电视
    (LCDTV),到处可见TFT-LCD的应用。早期商用的TFT-LCD产品基本采用了扭曲向列(Twisted
    Nematic,TN)型显示模式,其最大问题是视角不够大。

    LCD的视角问题是由液晶的工作原理本身决定的。液晶分子式棒状的,不同的分子
    排列方式对应着不同的光学各项异性。入射光和液晶分子夹角越小,双折射率就越??;反之
    双折射率就越大。偏离显示屏法线方向以不同的角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向
    矢的夹角不同,因此造成不同视角下,有效光程差Δnd不同。而液晶盒的最佳光程差是按垂
    直于盒的法线方向设计的,对于斜入射的光线,最小透射率随夹角的增大而增大,对比度就
    会下降。当夹角足够大时,甚至会出现对比度反转的现象。

    目前,已经提出了很多种解决视角问题的方法如:光学不常玩去(OCB)、共面转换
    模式(IPS)、边缘场开关模式(FFS)和多畴垂面排列模式(MVA)等。

    它们都有各自的优缺点,MVA模式具有高对比度和快速响应的特点,但是它需要一
    个双轴补偿膜和两个椭圆偏振片,因此成本较高。OCB模式很难用交流电压来保持稳定控
    制,对R、G、B三种单色光的透过率不一样,另外在无场的情况下,液晶盒内的分子是按平行
    于基板的方向排列的,为了实现弯曲排列,需在盒上加几秒电压进行预置,然后可以在较低
    的电压下维持这种排列方式,这对使用带来不便,IPS模式仅仅需要线偏振片而不需要补偿
    膜,只是它的响应速度太慢,不能显示快速运动的画面。由于IPS模式和FFS模式制作简单并
    且有很宽的视角,它们成了能够改善视角特性并实现大面积显示的最有吸引力的办法。

    IPS模式可以使用正性液晶或负性液晶,因为透光率饱和电压随Δε的绝对值的增
    大而减小,所以正性液晶的透光率饱和电压要比负性液晶的低,并且响应速度更快,但是负
    性液晶要比正性液晶的透光率要好些,主要是由于正负液晶在电场下的转动不同所致。

    液晶组合物将一种或多种负性液晶单体掺杂在正介电各项异性的IPS液晶中,令
    人惊奇的发现,通过此种掺杂模式,能够在维持Δε不变的情况下,增大液晶的ε∥和ε⊥,其
    中Δε=ε∥-ε⊥,Δε为介电各向异性,ε∥为平行于分子轴方向上的介电常数,ε⊥为垂直
    于分子轴方向上的介电常数,Δε>0的液晶为正性液晶,Δε<0的液晶为负性液晶。

    根据IPS模式的透过率公式,transmittance(透过率)∝Δε/ε⊥。(∝表示反比例
    关系)。通过将上述负性液晶单体掺杂正介电各向异性的IPS液晶中,可以使得到的液晶组
    合物在保持正性IPS液晶的快速响应低驱动电压、较高的清亮点、较低的旋转粘度、合适的
    光学各向异性以及合适的介电各项异性等优点的同时,还极大地提高液晶显示的透过率。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供了一种正介电各向异性液晶组合物,以及使用
    该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。得到的液晶组合物在保持正性液晶的快速响
    应、低驱动电压、较高的清亮点、较低的旋转粘度、合适的光学各向异性以及合适的介电各
    项异性等优点的同时,还极大地提高液晶显示的透过率。

    为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

    正介电各向异性液晶组合物,其特征在于:所述液晶组合物包含一种或多种通式Ⅰ
    所示化合物组成的第一组份、包含一种或多种通式Ⅱ所示化合物组成的第二组份、包含一
    种或多种通式Ⅲ所示化合物组成的第三组份,


    其中,

    R1、R11、R2分别选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,其中任一不连续的-
    CH2-可被-O-取代,

    R3、R4分别选自碳原子数为2~6的直链烯基的其中一种,

    L1、L2分别选自H或F,且其中至少一个表示F。

    本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物中,第一组份的质量百分含
    量为1~45%,第二组份的质量百分含量为10~55%,第三组份的质量百分含量为1~45%。

    本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式Ⅰ所示化合物具体为式Ⅰ1~Ⅰ5所示
    的化合物,



    所述通式Ⅱ所示化合物具体为式Ⅱ1~Ⅱ2所示的化合物,


    所述通式Ⅲ所示化合物具体为式Ⅲ1~Ⅲ2所示的化合物,


    其中,

    R11选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,其中任一不连续的-CH2-可被-O-
    取代,

    R2选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,其中任一不连续的-CH2-可被-O-
    取代,

    R4选自碳原子数为2~6的直链烯基的其中一种。

    优选地,所述通式Ⅰ所示的化合物具体为式Ⅰ1-1~Ⅰ5-5所示的化合物,




    所述通式Ⅱ所示的化合物具体为式Ⅱ1-1~Ⅱ2-5所示的化合物,



    所述通式Ⅲ所示的化合物具体为式Ⅲ1-1~Ⅲ2-2所示的化合物,


    本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物还包含通式Ⅳ所示化合物组
    成的第四组份,所述液晶组合物中第四组份的质量百分含量为0~15%,


    其中,

    R5选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种,

    R6选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。

    本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式Ⅳ所示化合物具体为式Ⅳ1~Ⅳ8所
    示的化合物,



    其中,

    R51选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,

    R6选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。

    优选地,所述通式Ⅳ所示的化合物具体为式Ⅳ1-1~Ⅳ8-5所示的化合物,




    所述液晶组合物还包含通式Ⅴ所示化合物组成的第五组份,所述液晶组合物中,
    第五组份的质量百分含量为0~10%,


    其中,

    R7选自碳原子数为1~5的直链烷基、碳原子数为2~5的直链烯基的其中一种,

    R8选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。

    本发明技术方案的进一步改进在于:所述通式Ⅴ所示的化合物具体为式Ⅴ1~Ⅴ5
    所示的化合物,



    其中,

    R71选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,

    R8选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种。

    优选地,所述通式Ⅴ所示的化合物具体为式Ⅴ1-1~Ⅴ5-2所示的化合物,



    本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物还包含通式Ⅵ所示化合物组
    成的第六组份,所述液晶组合物中第六组份的质量百分含量为0~45%。


    其中,

    R9选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,且R9中的一个CH2可以被环戊基、
    环丁基、环丙基替代;

    各自独立地表示:
    的其中一种;

    a表示1,2。

    优选地,所述通式Ⅵ所示的化合物具体为式Ⅵ1~Ⅵ3所示的化合物,


    R9选自碳原子数为1~5的直链烷基的其中一种,且R9中的一个CH2可以被环戊基、
    环丁基、环丙基替代。

    进一步优选地,所述通式Ⅵ所示的化合物具体为式Ⅵ1-1~Ⅵ3-5所示的化合物,




    本发明技术方案的进一步改进在于:所述液晶组合物中,第一组份的质量百分含
    量为5~10%,第二组份的质量百分含量为30~50%,第三组份的质量百分含量为5~15%,
    第四组份的质量百分含量为5~15%,第五组份的质量百分含量为5~10%,第六组份的质
    量百分含量为20~40%。

    本发明还公开了含有上述的正介电各向异性液晶组合物的液晶显示元件或液晶
    显示器,所述液晶显示元件或液晶显示器为有源矩阵显示元件或显示器、无源矩阵显示元
    件或显示器。

    本发明公开的液晶组合物,具有正性IPS液晶的快速响应、低驱动电压、较高的清
    亮点、较低的旋转粘度、合适的光学各向异性以及合适的介电各项异性等优点,还极大地提
    高液晶显示的透过率。

    本发明公开的液晶组合物,各成分的不同比例,会表现出略有差异的性能,比如介
    电各向异性Δε、光学各向异性Δn、液晶的向列相转化为液体的转变温度点CP、低温下稳定
    性都会有所差异,可以应用于不同类型的显示器件,但是相同的特点是其旋转粘度γ1较
    低。应用于液晶显示器件,可以实现快速响应。

    本发明所提供的液晶介质,另外还可以包含组分浓度在0.01%-0.5%之间以下一
    种或几种添加剂:UV稳定剂、抗氧化剂、手征向掺杂剂、聚合起始剂。

    本发明的液晶组合物特别适合用于液晶显示器,尤其是有源矩阵寻址的显示器和
    TN、IPS、FFS类型的液晶显示器。

    具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述,但本发明并不限于以下实施例。所
    述方法如无特别说明均为常规方法。所述原料如无特别说明均能从公开商业途径而得。所
    述百分比如无特别说明,均为质量百分比。

    下述实施例中,CP表示清亮点,直接使用WRX-1S显微热分析仪测定,设定升温速率
    为3℃/min。Δn表示光学各向异性(589nm,20℃),Δε表示介电各向异性(25℃,1KHz,
    HP4284A,5.2微米TN左旋盒),γ1表示20℃时旋转粘度(mpas),VHR(%)代表电荷保持率
    (5V,60Hz,20℃),ρ(×1013Ω·cm)代表电阻率(20℃),电压保持率VHR(%)的测试仪与电阻
    率ρ(×1013Ω·cm)均为TOYO06254和TOYO6517型液晶物性评价系统(测试温度20℃,时间
    16ms,测试盒为7.0微米)。

    本发明实施例中的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(一)、表(二)。

    表(一):环结构的对应代码


    表(二):端基与链接基团的对应代码


    端基与链接基团
    对应代码
    CnH2n+1-
    n
    CnH2n+1O-
    nO
    -OCF3
    OCF3
    -CF2O-
    Q
    -F
    F
    -CH2=CH2-
    V

    例如:表示为3CCV1,

    表示为3BB(3F)B(3F,5F)QB(3F,
    5F)F。

    对比例



    实施例1





    实施例2



    实施例3





    实施例4



    由以上对照例与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4可以看出:本发明的液晶组
    合物明显提高了液晶的透过率,同时具有较高的清亮点、较低的旋转粘度γ1、合适的光学
    各项异性以及合适的介电各项异性。尤其适合于快速响应的,高透过率的TN、FFS、IPS模式
    用液晶材料。

    关 键 词:
    正介电 各向异性 液晶 组合 及其 液晶显示 元件 液晶显示器
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