CN101320153A

CN101320153A - 液晶显示面板及其液晶材料

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Publication number: CN101320153A
Application number: CNA2008101376685A
Authority: CN
Inventors: 谢忠憬; 林洋钜; 白家瑄; 郑德胜; 杉浦规生
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: CN101320153B

Abstract

一种液晶显示面板，包括下基板、上基板以及填充于两者间的液晶层。液晶层包含多数个液晶化合物与配向聚合体，配向聚合体是由多数个可聚合单体聚合并形成于上基板或下基板其中至少一者的表面，多数个液晶化合物包括第一液晶化合物、第二液晶化合物以及第三液晶化合物，其中第三液晶化合物是选自第三A化合物、第三B化合物和第三C化合物中的一种或几种。

Description

液晶显示面板及其液晶材料

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示面板及其液晶材料，且特别是有关于一种应用聚合高分子辅助配向技术的液晶显示面板及其液晶材料。

背景技术

液晶显示面板(Liquid Crystal Display Panel)具备轻薄、省电、低輻射的特性，在商业及消费性电子产品上应用广泛，逐步取代传统阴极射线管屏幕成为热门的光电产品。目前液晶显示面板在耗电力、全面辉度及明室对比效果已经优于传统阴极射线管屏幕，然而在反应时间上仍略为逊色。

另一方面，近年来发展出一种配向的技术：聚合高分子辅助配向技术(Polymer-Stabilizing Alignment，PSA)，是将可聚合单体混入液晶层中，待其排列好之后施以能量源(例如是照射紫外光或加热)，让可聚合单体聚合成配向聚合体，引导液晶显示面板内的液晶化合物排列。然而，并非现有的液晶化合物或可聚合单体都适合应用于此配向技术。当使用了不适合的液晶化合物及可聚合单体配方时，应用聚合高分子辅助配向技术制成的液晶显示面板反而会导致应答速度更慢、显示质量变差等负面影响。

发明内容

本发明是有关于一种液晶材料，选用特定的液晶化合物与可聚合单体，使得液晶材料整体特性较为稳定，适合应用于聚合高分子辅助配向技术。本发明亦有关于一种液晶显示面板，采用上述液晶材料并结合聚合高分子辅助配向技术制作而成，也具有信赖度高及应答速度快等优点。

为达到本发明的目的，本发明首先提出一种液晶显示面板，包括下基板、上基板以及填充于两者间的液晶层。液晶层包含多数个液晶化合物与配向聚合体，配向聚合体是由多数个可聚合单体聚合并形成于上基板或下基板其中至少一者的表面，多数个液晶化合物包括第一液晶化合物、第二液晶化合物以及第三液晶化合物，其中第三液晶化合物是选自第三A化合物、第三B化合物和第三C化合物中的一种或几种。

R³-B¹-Y¹-(B²-Y²)p-R⁴

[2]

其中，“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基。“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、1，4-亚环己烯基、1，4-双环[2.2.2]辛烯基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢萘-2，6-二基1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基。“Z¹”、“Z²”、“Z³”、“Z⁴”、“Y¹”、“ Y²”、“Y³”、“Y⁴”及“Y⁵”分别为乙烷基、乙烯基、甲基乙烷基、二甲基乙烷基、四氟乙烷基、二氟乙烯基、甲氧基、甲基甲氧基、丁烷基、丙氧基、乙炔基、二氟甲氧基、羧基、硫化羰基或单键。当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“Z¹”、“Z²”、“Z³”及“Z⁴”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的。“a”、“b”、“c”及“d”分别表示0或1。“W¹”及“W²”分别为氟原子、氯原子、三氟甲烷基、二氟甲烷基、三氟甲氧基或二氟甲氧基。当“Y²”及“B²”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的。“p”是表示0、1或2；“q”是表示0或1；“r”是表示0或1。“L¹”、“L²”、“L⁴”、“L⁵”、“L⁶”、“L⁷”、“L⁸”、 “L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”分别为氟原子或氢原子。“L³”及“L⁹”分别为氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲烷基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、二氟乙烷基或上述“R⁵”所示的基团。

为达到本发明的目的，本发明还提出一种液晶材料，包括多数个可聚合单体以及多数个液晶化合物。多数个液晶化合物包括第一液晶化合物(1)、第二液晶化合物(2)以及第三液晶化合物(3)，其中第三液晶化合物是选自第三A化合物(3a)、第三B化合物(3b)和第三C化合物(3c)中的一种或几种。

R³-B¹-Y¹-(B²-Y²)p-R⁴

[2]

其中，“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基。“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、1，4-亚环己烯基、1，4-双环[2.2.2]辛烯基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢萘-2，6-二基1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基。“Z¹”、“Z²”、“Z³”、“Z⁴”、“Y¹”、“Y²”、“Y³”、“ Y⁴”及“Y⁵”分别为乙烷基、乙烯基、甲基乙烷基、二甲基乙烷基、四氟乙烷基、二氟乙烯基、甲氧基、甲基甲氧基、丁烷基、丙氧基、乙炔基、二氟甲氧基、羧基、硫化羰基或单键。当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“Z¹”、“Z²”、“Z³”及“Z⁴”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的。“a”、“b”、“c”及“d”分别表示0或1。“W¹”及“W²”分别为氟原子、氯原子、三氟甲烷基、二氟甲烷基、三氟甲氧基或二氟甲氧基。当“Y²”及“B²”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的。“p”是表示0、1或2；“q”是表示0或1；“r”是表示0或1。“L¹”、“L²”、“L⁴”、“L⁵”、“L⁶”、“L⁷”、“L⁸”、“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”分别为氟原子或氢原子。“L³”及“L⁹”分别为氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲烷基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、二氟乙烷基或上述“R⁵”所示的基团。

本发明提供的液晶显示面板还可以包括：

一启始剂，吸收光能或热能用以触发所述可聚合单体进行一聚合反应，该启始剂的重量小于液晶层总重量的0.002％。

在本发明的液晶显示面板中，可聚合单体大约可以占液晶层总重量的0.1％至10％。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的液晶显示面板的侧视图。

图2是本发明的一较佳实施例的液晶显示面板与对照组的驱动电压与反应时间(T_on)的比较图。

主要组件符号说明：

100：垂直配向型液晶显示面板

110：上基板

120：下基板

130：液晶层

135：液晶化合物

145：配向聚合体

具体实施方式

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下：

本发明主要提出一种稳定性高的液晶材料，选用化学性质较为稳定的液晶化合物，其与可聚合单体混合之后会使得液晶材料整体特性较为稳定，适合应用于聚合高分子辅助配向技术。同时，使用本发明的液晶材料制成的液晶显示面板的应答速度也比较快。本发明的液晶材料包括多数个可聚合单体以及多数个液晶化合物，液晶化合物包括第一液晶化合物、第二液晶化合物以及第三液晶化合物，其中第三液晶化合物是第三A化合物、第三B化合物和第三C化合物中的一种或其组合。

第一液晶化合物以化学式表示如下：

第二液晶化合物以化学式表示如下：

R³-B¹-Y¹-(B²-Y²)p-R⁴

[2]

第三A化合物(3a)、第三B化合物(3b)及第三C化合物(3c)分别以化学式表示如下：

“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基(alkyl)或具有2至12个碳原子的烯基(alkenyl)。当“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基时，其一个或不相邻的二个-CH₂-基可以由氧原子基或硫原子基所取代。或者，当“R¹”、R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基时，其至少一个氢原子可以由氟原子或氯原子所取代。

“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，4-亚环己基(1，4-cyclohexylene)、1，4-亚苯基(1，4-phenylene)、1，4-亚环己烯基(1，4-cyclohexenylene)、1，4-双环[2.2.2]辛烯基(1，4-bicyclo[2.2.2]octylene)、哌啶-1，4-二基(piperidine-1，4-diyl)、萘-2，6-二基(naphthalene-2，6-diyl)、十氢萘-2，6-二基(decahydronaphthalene-2，6-diyl)或1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基(1，2，3，4-tetrahydronaphthalene-2，6-diyl)。当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为反式-1，4-亚环己基时，其一个或不相邻的二个-CH₂-基可以由氧原子基或硫原子基所取代。当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，4-亚苯基时，其至少一个-CH-基可以由氮原子基所取代。当“A¹”、“A²”、“A³”、“ A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基时，其氢原子可以由-CN或卤素所取代。

“Z¹”、“Z²”、“Z³”、“Z⁴”、“Y¹”、“Y²”、“Y³”、“Y⁴”及“Y⁵”分别为乙烷基(ethyl，-CH₂CH₂-)、乙烯基(vinyl，-CH＝CH-)、甲基乙烷基(methylethyl，-CH(CH₃)CH₂-，-CH₂CH(CH₃)-)、二甲基乙烷基(dimethylethyl，-CH(CH₃)CH(CH₃)-)、四氟乙烷基(tetrifluoroethyl，-CF₂CF₂-)、二氟乙烯基(difluorovinyl，-CF＝CF-)、甲氧基(methyoxy，-OCH₂-，-CH₂O-)、甲基甲氧基(methyl methyoxy，-OCH(CH₃)-，-CH(CH₃)O-)、丁烷基(butyl，-(CH₂)₄-)、丙氧基(propoxy，-O(CH₂)₃-，-(CH₂)₃O-)、乙炔基(ethynyl，-C≡C-)、二氟甲氧基(difluoromethoxy，-CF₂O-，-OCF₂-)、羧基(carboxyl，-COO-，OCO-)、硫化羰基(carbothio，-S-CO-，-CO-S-)或单键。

当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“Z¹”、“Z²”、“Z³”及“Z⁴”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的。

“a”、“b”、“c”及“d”分别表示0或1。

“W¹”及“W²”分别为氟原子、氯原子、三氟甲烷基(trifluoromethyl，-CF₃)、二氟甲烷基(difluoromethyl，-CF₂H)、三氟甲氧基(trifluoromethoxy，-OCF₃)或二氟甲氧基(difluoromethoxy，-OCF₂H)。

当“Y²”及“B²”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的。

“p”是表示0、1或2。

“q”是表示0或1。

“r”是表示0或1。

“L¹”、“L²”、“L⁴”、“L⁵”、“L⁶”、“L⁷”、“L⁸”、“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”分别为氟原子或氢原子。

“L³”及“L⁹”分别为氢原子、氟原子、氯原子、氰基(cyano，-CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl，-CF₃)、氟甲氧基(fluoromethoxy，-OCH₂F)、二氟甲氧基(difluoromethoxy，-OCF₂H)、三氟甲氧基(trifluoromethoxy，-OCF₃)、二氟乙烷基(trifluoroethyl，-CH₂CF₃)或上述“R⁵”所示的基团。

请注意，本发明的第一液晶化合物、第三B化合物与第三C化合物都具有稠环(condensed ring)。稠环化合物泛指两个或两个以上环状结构通过共享两个相邻的元素稠合而成的化合物，最常见的稠环化合物是多个苯环稠合而成的萘、蒽、菲等稠环芳香烃。此外，上述“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”等取代基也可以分别选用取代或非取代的萘及双环烷基等稠环结构。值得一提的是，正因为包括具有稠环的液晶化合物，本发明的液晶显示面板的液晶层稳定性高且对于光及热的敏感性低，不论是在制造过程中(特别是需要使用紫外光或高热的聚合高分子配向技术的制造过程)或者是在使用过程中，都可以承受较为严苛的工艺及操作条件，产品具有较高的信赖度。

另一方面，可聚合单体可以是选自化合物I、II、III、IV和V中的一种。化合物I以化学式表示为：

化合物II以化学式表示为：

化合物III以化学式表示为：

化合物IV以化学式表示为：

化合物V以化学式表示为：

“R”为氢原子、氟原子、氯原子、氰基(cyano group，-CN)、氰硫基(thiocyanato，-SCN)、五氟化硫基(pentafluoro-lambda～6～-sulfanyl，-SF₅H)、硝基(nitrite，-NO₂)、具有1至12个碳原子的直链或支链烷基(alkyl group)或X₂-Sp₂-P₂基。当可聚合单体的“R”为具有1至12个碳原子的直链或支链烷基时，其不相邻的一或二个-CH₂-基可以由氧原子基、硫原子基、乙烯基(vinylene，-CH＝CH-)、羰基(carbonyl，C＝O)、羧基(carboxyl，-COO-)、硫化羰基(carbothio，S-CO-，-CO-S-)或炔基(alkyne)所取代。

“X₁”及“X₂”分别为氧原子基、硫原子基、甲氧基(methyoxy，-OCH₂-)、羰基(carbonyl，C＝O)、羧基(carboxyl，-COO-)、胺甲酰基(carbamoyl，-CO-N⁰R-，-N⁰R-CO-)、甲硫基(methylthio，-CH₂S-，-SCH₂-)、乙烯羰基(ethenylcarbonyl，-CH＝CH-COO-)、羰乙烯基(carbonylethenyl，-COO-CH＝CH-)或单键。

“Sp₁”及“Sp₂”分别为一间隔基团或单键；

“L_m”及“L_n”分别为氢原子、氟原子、氯原子、氰基(cyano group)、烷基(alkyl)、烷羰基(alkylcarbonyl)、烷氧羰基(alkoxycarbonyl)或具有1至7个碳原子的烷羰氧基(alkylcarbonyloxy)，其中m≥1及n≥1。可聚合单体的“L_m”为具有1至7个碳原子的烷羰氧基时，其一个或两个以上的氢原子可以被氟原子或氯原子所取代。

“Q₁”和“Q₂”分别为氧原子基、硫原子基、羰基(carbonyl，C＝O)、羧基(carboxyl，-COO-)、甲氧基(methyoxy，-OCH₂-)、甲硫基(methylthio，-CH₂S-)、乙烯羰基(ethenylcarbonyl，-CH＝CH-COO-)、羰乙烯基(carbonylethenyl，-COO-CH＝CH-)、二氟甲氧基(difluoromethoxy，-CF₂O-，-OCF₂-)、二氟甲硫基(difluoro methylthio，-CF₂S，-SCF₂-)、乙烷基(ethyl，-C₂H₄-)、二氟乙烷基(difluoroethane，-CF₂CH₂-，-CH₂CF₂-)、四氟乙烷基(tetrafluoroethane，-CF₂CF₂-)、乙烯基(vinylene，-CH＝CH-)、二氟乙烯基(difluoroethenylene，-CF＝CF-)、乙炔基(ethynyl，-C≡C-)或单键。

“P₁”及“P₂”分别为可聚合基团，可聚合基团是可以选自基团VI、VII、VIII、IX和X其中之一。基团VI以化学式表示如下，其中“U”选自氢原子、甲烷基(methyl)、氟原子、三氟甲基(trifluoromethyl，-CF₃)和苯基(Phenyl)。

基团VII以化学式表示如下，其中“T”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基。

基团VIII为吡咯-2，5-二酮(pyrrole-2，5-dione)，以化学式表示如下：

基团IX以化学式表示如下，其中“Y”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基。

基团X以化学式表示如下，其中“M”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基。

本发明的液晶材料可应用于聚合高分子辅助配向技术(Polymer-Stabilizing Alignment，PSA)。详细地说，将上述液晶材料注入两基板之间，施加电压于两基板使得可聚合单体随着液晶化合物排列，同时施以能量源(例如是照射紫外光或加热)，让可聚合单体在特定倾斜角度下聚合成配向聚合体，当移除电压时配向聚合体可以再反过来引导液晶显示面板内的液晶化合物排列，至此完成液晶显示面板。请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的液晶显示面板的侧视图。本发明的一较佳实施例的液晶显示面板100包括上基板110、下基板120以及填充于两者间的液晶层130，液晶层包含多数个液晶化合物135与配向聚合体145。配向聚合体145是由多数个可聚合单体透过聚合高分子辅助配向技术聚合并形成于上基板110或下基板120其中至少一者的表面，用以引导液晶化合物135排列及与基板间产生预倾角。较佳的是，配向聚合体145的表面粗糙度大约介于10纳米至20纳米之间。液晶化合物135包括第一液晶化合物、第二液晶化合物以及第三液晶化合物，其中第三液晶化合物是第三A化合物、第三B化合物和第三C化合物中的一种或其组合。除了配向聚合体与可聚合单体的差异之外，本发明的液晶显示面板的液晶层与上述液晶材料大致相似，并已揭露如上，于此不再赘述。

以下是举出一较佳实施例的液晶材料，详细说明液晶材料的成分与混合后的材料特性，测试应用其制成的液晶显示面板的性质，并进一步分析液晶材料成分与液晶显示面板性质之间的关系。

本实施例的液晶材料中包括七种液晶化合物以及一种可聚合单体。可聚合单体为化合物IV-1，隶属于化合物IV，其中“L_m”及“L_n”分别为氢原子，m＝3，n＝2，“R”为X₂-Sp₂-P₂基，“X₁”、“X₂”、“Sp₁”及“Sp₂”为单键，“P₁”及“P₂”两者皆为基团IX，基团IX的“Y”为氢原子，化学式揭露如下：

七种液晶化合物包括化合物[1-1]、化合物[2-1]、化合物[2-2]、化合物[3a-1]、化合物[3b-1]与化合物[3b-2]，其化学式分别详述如下。此外，为简化化学式且便于模拟至特定类别的化合物中，在下述化合物中将以“R”及“R’”分别表示具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基。

化合物[1-1]隶属于第一液晶化合物，且“W¹”及“W²”皆为氟原子，b，c，d＝0，a＝1，“Z¹”为甲氧基，“A¹”为反式-1，4-亚环己基(trans 1，4-cyclohexylene)，“R¹”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)，“R²”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R’”表示)。

化合物[2-1]隶属于第二液晶化合物，且“R⁴”为乙烯基，p＝1，“B¹”及“B²”为反式-1，4-亚环己基(trans 1，4-cyclohexylene)，“Y¹”及“Y²”为单键，“R³”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)。

化合物[2-2]隶属于第二液晶化合物，且p＝1，“Y²”为乙烯基，“B¹”及“B²”为反式-1，4-亚环己基(trans-1，4-cyclohexylene)，“Y¹”为单键，“R³”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)，“R²”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R’”表示)。

化合物[3a-1]隶属于第三A化合物，且“L¹”、“L²”、“L⁴”及“L⁵”皆为氢原子，“Y⁴”为单键，q＝0，“B³”为反式-1，4-亚苯基(trans 1，4-cyclohexylene)，“R⁵”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)，“L³”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R’”表示)。

化合物[3a-2]隶属于第三A化合物，且“L¹”、“L²”、“L⁴”及“L⁵”皆为氢原子，“Y⁴”为单键，q＝1，“B⁴”为反式-1，4-亚环己基或1，4-亚苯基(两者结构不同，故于下述化学式中统一以表示)，“Y³”为单键，“B³”为反式-1，4-亚环己基(trans 1，4-cyclohexylene)，“R⁵”为乙烯基，“L³”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)。

化合物[3b-1]隶属于第三B化合物，且“L⁶”、“L⁷”及“L⁸”皆为氟原子，“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”皆为氢原子，r＝0，“Y⁴”为甲氧基，q＝0，“B³”为反式-1，4-亚环己基(trans 1，4-cyclohexylene)，“R⁵”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)，“L⁹”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R’”表示)。

化合物[3b-2]隶属于第三B化合物，且“L⁶”、“L⁷”及“L⁸”皆为氟原子，“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”皆为氢原子，r＝0，“Y⁴”为甲氧基，q＝1，“B⁴”为反式-1，4-亚环己基(trans 1，4-cyclohexylene)，“Y³”为单键，“B³”为反式-1，4-亚环己基(trans 1，4-cyclohexylene)，“R⁵”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R”表示)，“L⁹”为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基(以“R’”表示)。

另外更举出两组液晶材料作为对照组，第一对照组包括传统液晶化合物以及可聚合单体IV-1，传统液晶化合物都不包括稠环结构，其结构如下所示：

其中，“R”及“R’”分别为具有1至12个碳原子的烷基，“R””是为具有1至12个碳原子的烷基或烷氧基。

第二对照组的液晶材料为传统液晶化合物混合可聚合单体II-1。传统液晶化合物与上述第一对照组揭露的液晶化合物相同，可聚合单体II-1隶属于化合物II，其中“L_m”分别为氢原子，m＝4，“R”为X₂-Sp₂-P₂基，“X₁”、“X₂”、“Sp₁”及“Sp₂”为单键，“P₁”及“P₂”两者皆为基团IX，基团IX的“Y”为氢原子，化学式揭露如下：

分析结果呈现时将以对照组作为比较基准。将本实施例的液晶材料与对照组进行材质特性分析后发现，三者在光学各向异性(optical anisotropy)、介电各向异性(dielectric anisotropy)等性质都相近，然而在相转移温度(Nematic-isotropic phase-transition temperature，Tni)以及黏稠度(rotationalviscosity，γ¹)方面则差异很大。本实施例的液晶材料的黏稠度(rotationalviscosity，γ¹)只有81mPa*s，远低于传统材料(第一对照组与第二对照组)的黏稠度141 mPa*s，表示本实施例的液晶材料旋转时阻力较小，可以缩短反应时间。此外，本实施例的液晶材料的相转移温度为79.3℃，高于传统液晶材料(第一对照组与第二对照组)的相转移温度70℃。相转移温度意指液晶化合物由液晶态转为液态的温度，而液态的液晶化合物不具有光学各向异性，失去改变明暗的功能。液晶的相转移温度越高，代表液晶丧失功能的临界温度越高。因此，相较于传统的液晶显示面板，本发明的液晶显示面板可操作的温度区间比较大，也具有较高的信赖度。

待上述液晶材料混合完成之后，应用聚合高分子辅助配向技术制成的液晶显示面板，作为实验组。另外，对照组的液晶显示面板则是沿用相同的制造方法但搭配传统液晶材料(传统液晶化合物搭配相同的可聚合单体)。

之后，分别对本实施例的液晶面板以及两组对照组的液晶显示面板进行测试：在不同驱动电压下，液晶化合物由启始位置旋转至预设位置所需的反应时间(T_on)，并将测试结果绘示于图2。正方形数据点及其相连曲线代表第二对照组(传统液晶化合物+可聚合单体II-1)的实验数据，圆形数据点及其相连曲线代表第一对照组(传统液晶化合物+可聚合单体IV-1)的实验数据，三角形形资料点及其相连曲线代表实验组(较佳实施例的液晶化合物+可聚合单体IV-1)的实验数据。

请比较实验组与第一对照组，实验组与第一对照组的反应时间大致相同，两者液晶材料内容物的差异主要在于液晶化合物的组成，实验组与第一对照组的反应时间大致相同，然而当施加电压介于4V至6V之间时，本实施例的液晶显示面板的反应时间(T_on)却小于第一对照组所需时间，应答速度较快。此项的实验结果恰好与黏稠度结果呼应，由于本实施例的液晶材料的黏稠度较低，代表液晶化合物旋转时阻力较小，可以缩短反应时间。因此本实施例的液晶显示面板的反应时间较短，应答速度较快。可以缩短反应时间。由此可以推知，本较佳实施例的液晶化合物优于传统液晶化合物。

另外，请参照图2并比较第一对照组与第二对照组，第二对照组的应答时间明显高于第一对照组的反应时间，由于两者液晶材料内容物的差异在于单体种类，可推知使用可聚合单体IV-1的功效明显优于可聚合单体II-1。

综合上述，应用本实施例的液晶化合物的液晶显示面板的反应时间较短，应答速度较快。可以缩短反应时间。本较佳实施例的液晶化合物较佳的是与可聚合单体IV-1混合，两者构成的液晶材料所制造的液晶显示面板的反应时间最短，应答速度更快。

本发明上述实施例所揭露的液晶显示面板及其液晶材料，具有下述优点：

1.液晶材料稳定性高：本发明的第一液晶化合物、第三B化合物与第三C化合物都具有稠环。此外，“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”等取代基也可以分别选用取代或非取代的萘及双环烷基等稠环结构。正因为包括具有稠环的液晶化合物，本发明的液晶显示面板的液晶层稳定性高且对于光及热的敏感性低，不论是在制造过程中(特别是需要使用紫外光或高热的聚合高分子配向技术的制造过程)或者是在使用过程中，都可以承受较为严苛的工艺及操作条件，产品具有较高的信赖度。

2.液晶材料的相转移温度高：相转移温度意指液晶化合物由液晶态转为液态的温度，而液态的液晶化合物不具有光学各向异性，失去改变明暗的功能。液晶的相转移温度越高，代表液晶丧失功能的临界温度越高。因此，相较于传统的液晶显示面板，本发明的液晶显示面板可操作的温度区间比较大，也具有较高的信赖度。

3.液晶材料的黏稠度小：根据实验结果显示，本实施例的液晶材料的黏稠度小，表示液晶化合物旋转时阻力较小，可以缩短反应时间。因此本实施例的液晶显示面板的反应时间较短，应答速度较快。可以缩短反应时间。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种液晶显示面板，包括：

一下基板以及一上基板；以及

一液晶层，填充于该上基板以及该下基板之间，该液晶层包含多数个液晶化合物与一配向聚合体，该配向聚合体是由多数个可聚合单体聚合并形成于该上基板或该下基板其中至少一者的表面，该液晶化合物包括一第一液晶化合物、一第二液晶化合物以及一第三液晶化合物，其中该第三液晶化合物是选自第三A化合物、第三B化合物和第三C化合物中的一种或几种；

该第一液晶化合物以化学式表示如下：

该第二液晶化合物以化学式表示如下：

R³-B¹-Y¹-(B²-Y²)p-R⁴

[2]

该第三A化合物、该第三B化合物及该第三C化合物分别以化学式表示如下：

其中，

“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基；

“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、1，4-亚环己烯基、1，4-双环[2.2.2]辛烯基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢萘-2，6-二基1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基；

“Z¹”、“Z²”、“Z³”、“Z⁴”、“Y¹”、“Y²”、“Y³”、“Y⁴”及“Y⁵”分别为乙烷基、乙烯基、甲基乙烷基、二甲基乙烷基、四氟乙烷基、二氟乙烯基、甲氧基、甲基甲氧基、丁烷基、丙氧基、乙炔基、二氟甲氧基、羧基、硫化羰基或单键；

当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“Z¹”、“Z²”、“Z³”及“Z⁴”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的；

“a”、“b”、“c”及“d”分别表示0或1；

“W¹”及“W²”分别为氟原子、氯原子、三氟甲烷基、二氟甲烷基、三氟甲氧基或二氟甲氧基；

当“Y²”及“B²”分别存在时，其代表基团是相同的或不同的；及

“p”是表示0、1或2；

“q”是表示0或1；

“r”是表示0或1；

“L¹”、“L²”、“L⁴”、“L⁵”、“L⁶”、“L⁷”、“L⁸”、“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”分别为氟原子或氢原子；

“L³”及“L⁹”分别为氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲烷基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、二氟乙烷基或上述“R⁵”所示的基团。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中当“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基时，其一个或不相邻的二个-CH₂-基是由氧原子基或硫原子基所取代。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中当“R¹”、“R²”、“R³”、“R⁴”及“R⁵”分别为具有1至12个碳原子的烷基或具有2至12个碳原子的烯基时，其至少一个氢原子是由氟原子或氯原子所取代。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为反式-1，4-亚环己基时，其一个或不相邻的二个-CH₂-基是由氧原子基或硫原子基所取代。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，4-亚苯基时，其至少一个-CH-基是由氮原子基所取代。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中当“A¹”、“A²”、“A³”、“A⁴”、“B¹”、“B²”、“B³”、“B⁴”及“B⁵”分别为1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基时，其氢原子是由-CN或卤素所取代。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第一液晶化合物，且“W¹”及“W²”皆为氟原子，b，c，d＝0，a＝1，“Z¹”为甲氧基，“A¹”为反式-1，4-亚环己基。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第二液晶化合物，且“R⁴”为乙烯基，p＝1，“B¹”及“B²”为反式-1，4-亚环己基，“Y¹”及“Y²”为单键。

9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第二液晶化合物，且p＝1，“Y²”为乙烯基，“B¹”及“B²”为反式-1，4-亚环己基，“Y¹”为单键。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第三A化合物，且“L¹”、“L²”、“L⁴”及“L⁵”皆为氢原子，“Y⁴”为单键，q＝0，“B³”为反式-1，4-亚环己基。

11.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第三A化合物，且“L¹”、“L²”、“L⁴”及“L⁵”皆为氢原子，“Y⁴”为单键，q＝1，“B⁴”为反式-1，4-亚环己基或1，4-亚苯基，“Y³”为单键，“B³”为反式-1，4-亚环己基，“R⁵”为乙烯基。

12.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第三B化合物，且“L⁶”、“L⁷”及“L⁸”皆为氟原子，“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”皆为氢原子，r＝0，“Y⁴”为甲氧基，q＝0，“B³”为反式-1，4-亚环己基。

13.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶化合物包括所述第三B化合物，且“L⁶”、“L⁷”及“L⁸”皆为氟原子，“L¹⁰”、“L¹¹”及“L¹²”皆为氢原子，r＝0，“Y⁴”为甲氧基，q＝1，“B⁴”为反式-1，4-亚环己基，“Y³”为单键，“B³”为反式-1，4-亚环己基。

14.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述可聚合单体是化合物I、II、III、IV和V中的一种，该化合物I以化学式表示为：

该化合物II以化学式表示为：

该化合物III以化学式表示为：

该化合物IV以化学式表示为：

该化合物V以化学式表示为：

n≥1；

其中，

“R”为氢原子、氟原子、氯原子、氰基、氰硫基、五氟化硫基、硝基、具有1至12个碳原子的直链或支链烷基或X₂-Sp₂-P₂基；

“X₁”及“X₂”分别为氧原子基、硫原子基、甲氧基、羰基、羧基、胺甲酰基、甲硫基、乙烯羰基、羰乙烯基或单键；

“Sp₁”及“Sp₂”分别为一间隔基团或单键；

“L_m”及“L_n”分别为氢原子、氟原子、氯原子、氰基、烷基、烷羰基、烷氧羰基或具有1至7个碳原子的烷羰氧基，其中m≥1及n≥1；

“Q₁”和“Q₂”分别为氧原子基、硫原子基、羰基、羧基、甲氧基、甲硫基、乙烯羰基、羰乙烯基、二氟甲氧基、二氟甲硫基、乙烷基、二氟乙烷基、四氟乙烷基、乙烯基、二氟乙烯基、乙炔基或单键；及

“P₁”及“P₂”分别为一可聚合基团。

15.如权利要求14所述的液晶显示面板，其中所述可聚合基团是基团VI、VII、VIII、IX和X中的一种，该基团VI以化学式表示如下：

“U”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基；

基团VII以化学式表示如下：

“T”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基；

基团VIII为吡咯-2，5-二酮，化学式表示如下：

基团IX以化学式表示如下：

“Y”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基；及

基团X以化学式表示如下：

“M”选自氢原子、甲烷基、氟原子、三氟甲基和苯基。

16.如权利要求14所述的液晶显示面板，其中所述可聚合单体的“L_m”为具有1至7个碳原子的烷羰氧基时，其一个或两个以上的氢原子被氟原子或氯原子所取代。

17.如权利要求14所述的液晶显示面板，其中所述可聚合单体的“R”为具有1至12个碳原子的直链或支链烷基时，其不相邻的一或二个-CH₂-基是由氧原子基、硫原子基、乙烯基、羰基、羧基、硫化羰基或炔基所取代。

18.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述配向聚合物的表面粗糙度大约介于10纳米至20纳米之间。

19.如权利要求1所述的液晶显示面板，其还包括：

一启始剂，吸收光能或热能用以触发所述可聚合单体进行一聚合反应，该启始剂小于所述液晶层总重量的0.002％。

20.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述可聚合单体大约占所述液晶层总重量的0.1％至10％。