CN103194243A - 一种用于tft显示的液晶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于TFT显示的液晶组合物，包括以下重量百分比的各组分：（1）20～70%的I类化合物；（2）1～40%的Ⅱ类化合物；（3）1～50%的Ⅲ类化合物；（4）0～20%的Ⅳ类化合物；（5）0～40%的Ⅴ类化合物；（6）0～30%的Ⅵ类化合物；（7）含量为0～0.5%的旋光组分；其中，组分（1）～（6）之和为100%，旋光组分添加量为组分(1)到（6）之和的0～0.5%；本发明的液晶组合物阈值电压低，电阻率高，电荷保持率高，化学稳定性强，UV稳定性好。

Description

一种用于TFT显示的液晶组合物
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，具体地说，涉及一种用于TFT显示的液晶组合物。
背景技术
近年来，随着TFT-LCD技术的完善和生产成本的降低，TFT-LCD正快速替代传统的显示器。由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子，消除了交叉失真效应，因而显示信息容量大；配合使用低粘度的液晶材料，响应速度极大提高，能够满足视频图像显示的需要。因此，TFT-LCD较之TN型、STN型液晶显示器有了质的飞跃，成为21世纪最有发展前途的显示技术之一。由于TFT-LCD所要求的液晶材料必须是对热、化学、电、光稳定性好，电荷保持率高，粘度低，电阻率高的化合物，而且为了降低能耗和生产大型成像屏，降低阈值电压也是必要的，因此提出一种各方面性能优良的液晶组合物对于TFT-LCD的发展是极为重要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于TFT显示的液晶组合物。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于TFT显示的液晶组合物，包括以下重量百分比的各组分：
（1）20～70%的I类化合物；
（2）1～40%的Ⅱ类化合物；
（3）1～50%的Ⅲ类化合物；
（4）0～20%的Ⅳ类化合物；
（5）0～40%的Ⅴ类化合物；
（6）0～30%的Ⅵ类化合物；
（7）含量为0～0.5%的旋光组分；
其中，组分（1）～（6）之和为100%，旋光组分添加量为组分（1）到（6）之和的0～0.5%；
其中，所述I类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600021
式I中，
R1为具有1～10个碳原子的烷基或烷氧基，或具有2～10个碳原子的烯基；
m、n彼此独立地为0～3的整数，且m、n不同时为零；
X1和X2彼此独立地为F或H；
所述Ⅱ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600022
式Ⅱ中，
R2为具有1～10个碳原子的烷基或烷氧基，或具有2～10个碳原子的烯基；
m、n彼此独立地为0～3的整数，且m、n不同时为零；
X3和X4彼此独立地为F或H；
所述Ⅲ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600023
所述Ⅳ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600024
所述Ⅴ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600031
所述Ⅵ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600032
式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ中，
R3～R8彼此独立地为具有1～10个碳原子的烷基或烷氧基，或具有2～10个碳原子的烯基；其中，式Ⅵ中，R8优选地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基；m、n彼此独立地为0～3的整数，且m、n不同时为零；X5表示F或H。
所述I类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600033
式ⅠA～ⅠO中,R101～R115彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
所述Ⅱ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600042
Figure BDA00002864107600051
式ⅡA～ⅡO中,R201～R215彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
所述Ⅲ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600061
式ⅢA、ⅢB中，R31、R32彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基，R41、R42彼此独立地为具有1～5个碳原子的烯基。
所述Ⅳ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600062
式ⅣA、ⅣB中，R51、R52、R61、R62彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
所述Ⅴ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600063
式ⅤA、ⅤB中，R71、R72彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
所述旋光组分为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure BDA00002864107600071
优选的，上述液晶组合物包括以下重量百分比的各组分：
（1）35～46%的I类化合物；
（2）3～27%的Ⅱ类化合物；
（3）23～33%的Ⅲ类化合物；
（4）3～5%的Ⅳ类化合物；
（5）0～15%的Ⅴ类化合物；
（6）0～20%的Ⅵ类化合物；
（7）含量为0～0.3%的旋光组分。
另一优选，一种液晶组合物包括以下重量百分比的各组分：
（1）35～42%的I类化合物；
（2）3～5%的Ⅱ类化合物；
（3）23～30%的Ⅲ类化合物；
（4）3～5%的Ⅳ类化合物；
（5）10～15%的Ⅴ类化合物；
（6）10～20%的Ⅵ类化合物；
（7）含量为0.1～0.3%的旋光组分。
上述液晶组合物在TN、IPS、FFS、ADS、SFT模式的TFT显示器中的应用。
本发明的液晶组合物采用常规方法将两种或多种液晶化合物混合进行生产，如在高温下混合不同组分并彼此溶解的方法制备，其中，将液晶组合物溶解在用于该化合物的溶剂中并混合，然后在减压下蒸馏出该溶剂；或者本发明的液晶组合物可按照常规的方法制备，如将其中含量较小的组分在较高的温度下溶解在含量较大的主要组分中，或将各所属组分在有机溶剂中溶解，如丙酮、氯仿或甲醇等，然后将溶液混合后去除溶剂后得到。
本发明通过考察每一种单晶化合物性能，找到一个整体的最佳配比，从而取得意想不到的技术效果，本发明得到的液晶组合物具有较低的阈值电压，高的电阻率及电压保持率，化学稳定性强，良好的UV性能，紫外前后都具有高的电荷保持率，离子浓度在紫外光照射后变化较小。因此适用于TN、IPS、FFS、ADS等模式的TFT液晶显示屏。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例中液晶组合物采用业内普遍使用的热溶解方法，首先用天平按重量百分比称量液晶化合物，其中称量加入顺序无特定要求，通常以液晶化合物熔点由高到低的顺序依次称量混合，在60-100℃下加热搅拌使得各组分熔解均匀，再经吸附、过滤、脱气，最后封装即得目标样品。除此之外，也可用专利CN101502767A所涉及方法进行均匀液晶的制备。其中，所用溶剂可以是丙酮、氯仿或甲醇等常用有机溶剂。
除非另有说明，本申请中百分比为重量百分比，所有的温度以摄氏度给出。所有光学数据均在20℃下测量。
在实施例中需要测定的参数特性采用如下缩写：
Figure BDA00002864107600081
Figure BDA00002864107600091
在本申请中，各结构单元缩写如表1所示。
表1结构单元缩写
例如V-H-H-C3表示
实施例1
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体的配比见表2，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
表2液晶组合物的配比
Figure BDA00002864107600094
Figure BDA00002864107600101
对比例1
将实施例1的Ⅰ类和Ⅱ类中的五氟丙烯甲氧基替换为F，所得组合物与实施例1相比在阈值和电荷保持率（VHR）等方面有较大的差别。对比例1的组分配比见表3。
表3对比例1的配比
组分 重量百分比（%）
V-H-H-C3 25
C2-B-B(F)-B(3F) 6
C2-H-H-B(3F) 11
C3-H-H-B(3F) 14
C3-H-B(F)-B-H-C3 3
C5-H-B-B(3F) 5
C2-H-B(F)-B(3F) 15
C3-H-H-B-B(3F) 8
C2-H-H-B-B(3F) 3
C4-H-H-B-B(3F) 4
C3-H-H-B(F)-B(3F) 6
对比例1与实施例1的性能参数对比如表4所示。
表4实施例1与对比例1的性能参数对照表
Figure BDA00002864107600111
由表4可知，实施例1所得液晶组合物阈值电压低，可降低液晶显示器件的功耗和成本，ION数值降低，提高液晶材料的品质，并且紫外光照射前后，液晶组合物VHR和ION变化幅度较小，产品抗紫外性能较好。
实施例2
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体的配比及所得的液晶组合物的性质见表5，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
表5液晶组合物的配比及性能参数
Figure BDA00002864107600112
Figure BDA00002864107600121
实施例3
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体的配比及所得的液晶组合物的性质见表6，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
表6液晶组合物的配比及性能参数
Figure BDA00002864107600122
Figure BDA00002864107600131
实施例4
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体的配比见表7，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
表7液晶组合物的配比
Figure BDA00002864107600132
Figure BDA00002864107600141
对比例2
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体配比见表8。
表8对比例2的配比
组分 重量百分比（%）
V-H-H-B-C1 7
V-H-H-C3 17
C3-H-B(F)-B-H-C3 5
C2-H-H-B(3F) 6
C3-H-H-B(3F) 5
C5-H-H-B(3F) 6
C3-H-B-B(3F) 5
C5-H-B-B(3F) 6
C3-H-H-B-B(3F) 5
C5-H-H-B-B(3F) 5
C3-H-H-B(F)-B(3F) 5
C3-H-H-CF2O-P(3F) 7
C5-H-H-CF2O-P(3F) 7
C3-H-B(m-2F)-CF2O-P(3F) 6
C3-B-B(m-2F)-CF2O-P(3F) 8
R4011 0.3
将实施例4和对比例2所得液晶组合物进行对比，具体性能参数对照表见表9。
表9实施例4与对比例2的性能参数对照表
Figure BDA00002864107600151
由表9可知，实施例4所得液晶组合物粘度较低，响应速度提高，ION数值降低，液晶品质提高，并且，紫外光照射前后，液晶组合物的VHR和ION变化幅度较小，抗紫外性能较好。
实施例5
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体的配比及所得的液晶组合物的性质见表10，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
表10液晶组合物的配比及性能参数
Figure BDA00002864107600152
Figure BDA00002864107600161
实施例6
取以下重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体的配比及所得的液晶组合物的性质见表11，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
表11液晶组合物的配比及性能参数
Figure BDA00002864107600162
Figure BDA00002864107600171
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于TFT显示的液晶组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：
（1）20～70%的I类化合物；
（2）1～40%的Ⅱ类化合物；
（3）1～50%的Ⅲ类化合物；
（4）0～20%的Ⅳ类化合物；
（5）0～40%的Ⅴ类化合物；
（6）0～30%的Ⅵ类化合物；
（7）含量为0～0.5%的旋光组分；
其中，组分（1）～（6）之和为100%，旋光组分添加量为组分（1）到（6）之和的0～0.5%；
其中，所述I类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500011
式I中，
R1为具有1～10个碳原子的烷基或烷氧基，或具有2～10个碳原子的烯基；
m、n彼此独立地为0～3的整数，且m、n不同时为零；
X1和X2彼此独立地为F或H；
所述Ⅱ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500012
式Ⅱ中，
R2为具有1～10个碳原子的烷基或烷氧基，或具有2～10个碳原子的烯基；
m、n彼此独立地为0～3的整数，且m、n不同时为零；
X3和X4彼此独立地为F或H；
所述Ⅲ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
所述Ⅳ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500022
所述Ⅴ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500023
所述Ⅵ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500024
式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ中，
R3～R8彼此独立地为具有1～10个碳原子的烷基或烷氧基，或具有2～10个碳原子的烯基；其中，式Ⅵ中，R8优选地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基；
m、n彼此独立地为0～3的整数，且m、n不同时为零；
X5表示F或H。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述I类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500025
Figure FDA00002864107500041
式ⅠA～ⅠO中,R101～R115彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Ⅱ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500042
式ⅡA～ⅡO中,R201～R215彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Ⅲ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500052
式ⅢA、ⅢB中，R31、R32彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基，R41、R42彼此独立地为具有1～5个碳原子的烯基。
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Ⅳ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
Figure FDA00002864107500053
式ⅣA、ⅣB中，R51、R52、R61、R62彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Ⅴ类化合物为如下结构的化合物中的一种或多种：
式ⅤA、ⅤB中，R71、R72彼此独立地为具有1～5个碳原子的烷基或烷氧基。
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述旋光组分为如下结构的化合物中的一种或多种：
8.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：
（1）35～46%的I类化合物；
（2）3～27%的Ⅱ类化合物；
（3）23～33%的Ⅲ类化合物；
（4）3～5%的Ⅳ类化合物；
（5）0～15%的Ⅴ类化合物；
（6）0～20%的Ⅵ类化合物；
（7）含量为0～0.3%的旋光组分。
9.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：
（1）35～42%的I类化合物；
（2）3～5%的Ⅱ类化合物；
（3）23～30%的Ⅲ类化合物；
（4）3～5%的Ⅳ类化合物；
（5）10～15%的Ⅴ类化合物；
（6）10～20%的Ⅵ类化合物；
（7）含量为0.1～0.3%的旋光组分。
10.权利要求1-9任一所述的液晶组合物在TN、IPS、FFS、ADS、SFT模式的TFT显示器中的应用。
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