CN103351874B - 液晶组合物及其显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液晶组合物，包含：占所述液晶组合物总重量1-20%的式Ⅰ的化合物；1-30%的式Ⅱ的化合物；1-30%的式Ⅲ的化合物；5-50%的式Ⅳ的化合物；以及1-25%的式Ⅴ-1和/或式Ⅴ-2的化合物。本发明的液晶组合物具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、低温存储稳定、高的电压保持率以及较快的响应速度。本发明还提供包含该液晶组合物的液晶显示器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、低温存储稳定以及响应速度快的液晶组合物，以及使用该组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示器（liquid crystal display)为利用液晶光电变化的显示器，其具有体积小、重量轻、低电力消耗与显示品质佳等吸引人的优点，因此近年来已经成为平面显示器的主流。现有的液晶显示器采用的电光学模式是例如扭转相列型（TN)、超扭转相列型（STN)、光学补偿弯曲（OCB)和电控双折射（ECB）模式及它们的各种变体的模式。所有的这些模式都使用电场，该电场基本上垂直于基板，或者是垂直于液晶层，除这些模式外，也存在采用基本上平行于基板，或者是液晶层的电场的电光学模式，如平面内切换模式。
对于此类显示器，需要具有改进性能的新型液晶介质。特别地，对于许多应用类型而言，包含液晶组合物的液晶介质必须具有合适的向列相温度范围、适当的双折射率、高电压保持率、低功耗、低旋转粘度以及良好的低温存储性。
适用于LCD和特别地适用于TFT显示器的液晶组合物例如从JP07-181439(A)，EP0667555，EP0673986，DE19509410，DE19528106，DE19528107，WO9623851和WO9628521是已知的。然而，这些液晶组合物具有显著的缺点。它们中的大部分，除了其他缺点外，尤其导致不利的长的响应时间，具有过低的电阻率且需要过高的操作电压。另外，许多现有的液晶材料在低温下贮存时不是特别稳定。
因此，在液晶材料领域，特别需要具有实际应用所需性能，如较宽的向列相范围、合适的光学各向异性、高的电压保持率、良好的抗紫外线性能以及较快响应速度的液晶组合物。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、可靠性好以及低温存储稳定液晶显示元件用液晶组合物，所述液晶组合物能够快速响应。
为了完成上述发明目的，本发明提供一种液晶组合物，包含：
占所述液晶组合物总重量1-20%的式Ⅰ的化合物
占所述液晶组合物总重量1-30%的式Ⅱ的化合物
占所述液晶组合物总重量1-30%的式Ⅲ的化合物
占所述液晶组合物总重量5-50%的式Ⅳ的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量1-25%的选自式Ⅴ-1和/或式Ⅴ-2的化合物
其中，
R1、R2和R3相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基。
本发明所述的液晶组合物，还包含：
占所述液晶组合物总重量0-30%的式Ⅵ的化合物
其中，
R4表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；
L1表示H或F。
本发明所述的液晶组合物，还包含：
占所述液晶组合物总重量的0-30%的选自式Ⅶ-1和/或式Ⅶ-2的化合物：
以及
其中，
R5、R6和R7相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；
L2和L3相同或不同，各自独立地表示H或F。
在本发明的实施方案中，优选所述式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的2-15%；所述式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-25%；所述式Ⅲ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-25%；所述式Ⅳ的化合物占所述液晶组合物总重量的15-45%；所述式Ⅴ-1和/或式Ⅴ-2的化合物占所述液晶组合物总重量的5-20%；所述式Ⅵ的化合物占所述液晶组合物总重量的1-15%；以及所述式Ⅶ-1和/或式Ⅶ-2的化合物占所述液晶组合物总重量的1-20%。
在本发明的一些实施方案中，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2-5的烷基或烷氧基。
本发明的另一方面提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包含本发明的液晶组合物。
与现有的液晶组合物相比，本发明的液晶组合物产生了有益的技术效果，即：本发明的液晶组合物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，其具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较快的响应速度、良好的低温存储稳定性。
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7μm。
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所列的代码表示：
表1液晶化合物的基团结构代码
以如下结构式的化合物为例：
该结构式如用表2所列代码表示，则可表达为：nCPUF，代码中的n表示左端烷基的C原子数，例如n为“3”，即表示该烷基为-C3H7；代码中的C代表环己烷基。
以下实施例中测试项目的简写代号如下：
Cp（℃）： 清亮点（向列-各向同性相转变温度）
Δn： 折射率各向异性（589nm，25℃）
Δε： 介电各向异性（1KHz，25℃）
γ1： 扭转粘度（mPa*s，在20℃下）
t-30℃： 低温储存时间（在-30℃下）
VHR： 电压保持率
电压保持率VHR（%）：采用无TFT元件的5μm TN盒元件，将待测样品注入盒中，加5V、60微秒脉冲电压对盒充电，在UV曝露之前和2h之后，以6Hz频率测量电压降，计算单位周期终了电压与初始电压比，取三次平行测量均值即为混合液晶材料电压保持率。
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。
表2所列是对照例液晶组合物的成分、配比及填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试的测试结果，以便于与说明本发明液晶组合物进行性能对比。
对照例1
按表2中所列的各化合物及重量百分数配制成对照例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
实施例1
按表3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3液晶组合物配方及其测试性能
实施例2
按表4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4液晶组合物配方及其测试性能
实施例3
按表5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5液晶组合物配方及其测试性能
实施例4
按表6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6液晶组合物配方及其测试性能
参照对比例1，从以上实施例1、2、3和4的测试数据可见，本发明所提供的液晶组合物具有合适的光学各向异性和合适的介电各向异性，采用含有此液晶组合物的显示器的响应时间短、低温存储稳定性好、高的电压保持率以及良好的高温和紫外稳定性，适用于液晶显示器件中。
Claims (5)
1.一种液晶组合物，其特征在于，包含：
占所述液晶组合物总重量2-15％的式Ⅰ的化合物
占所述液晶组合物总重量5-25％的式Ⅱ的化合物
占所述液晶组合物总重量5-25％的式Ⅲ的化合物
占所述液晶组合物总重量15-45％的式Ⅳ的化合物
占所述液晶组合物总重量5-20％的式Ⅴ-1和/或式Ⅴ-2的化合物
其中，
R1、R2和R3相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；
占所述液晶组合物总重量的1-15％的式Ⅵ的化合物
其中，
R4表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；
L1表示H或F；
占所述液晶组合物总重量的1-20％的选自式Ⅶ-1和/或式Ⅶ-2的化合物：
其中，
R5、R6和R7相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或烷氧基，或碳原子数为2-7的烯基或烯氧基；
L2和L3相同或不同，各自独立地表示H或F。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2-5的烷基或烷氧基。
3.根据权利要求1或2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19％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量20％的化合物
占所述液晶组合物总重量31％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量10％的化合物
或者，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量15％的化合物
占所述液晶组合物总重量6％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量16％的化合物
占所述液晶组合物总重量7％的化合物
占所述液晶组合物总重量27％的化合物
占所述液晶组合物总重量7％的化合物
占所述液晶组合物总重量3％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量9％的化合物
或者，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量14％的化合物
占所述液晶组合物总重量3％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量15％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量40％的化合物
占所述液晶组合物总重量5％的化合物
占所述液晶组合物总重量3％的化合物
占所述液晶组合物总重量2％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量4％的化合物
4.一种液晶显示器，包含权利要求1或2所述的液晶组合物。
5.一种液晶显示器，包含权利要求3所述的液晶组合物。
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