CN105087017B - 具有快响应速度的液晶组合物及其显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有快响应速度的液晶组合物，它包含：一种或多种通式Ⅰ的化合物；一种或多种通式Ⅱ的化合物；以及一种或多种通式Ⅲ‑1、通式Ⅲ‑2、通式Ⅲ‑3或它们的组合物。本发明提供的液晶组合物，具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高的清亮点、较快的响应速度以及宽的工作温度范围等特性，可适用于液晶显示器中，特别是具有快速响应需求的液晶显示器，
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高清亮点以及较快的响应速度的液晶组合物，以及包含该液晶组合物的液晶显示器件。
背景技术
液晶材料是在一定的温度下，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性的有机棒状小分子化合物的混合物。根据液晶材料性质的不同，各种相态的液晶材料大都已开发用于液晶显示器件中。
对于液晶显示器来说，具备良好的化学和热稳定性、良好的对电场和电磁辐射的稳定性、适当的光学各向异性、较快的响应速度及较低的阈值电压的液晶化合物与液晶介质是符合目前需求的。由于液晶通常作为多种组分的混合物使用，各组分之间的彼此互溶则显得尤为重要，而依据不同的电池类型和应用领域，液晶必须要满足不同的要求，如电导率、介电各向异性和光学各向异性等，但是在现有技术中显著存在的缺点是较长的响应时间，较低电阻率且操作电压过高等，如EP0673986、DE19528106、DE19528107。
响应速度是液晶显示器的重要评价指标，响应速度过慢，显示画面就会出现拖影现象，因此要求液晶显示器具有快的响应速度。为了提高液晶显示器的响应速度，可以选用减小盒厚、改良驱动方式、提高高的驱动电压、采用快速响应的液晶组合物等方法。但不管采用何种方法，总会带来液晶显示器其他性能的削弱。如改变驱动方式，往往会导致IC驱动成本升高、电路更为复杂；提高驱动电压，功耗也会随之增加；减小盒厚，会增加生产工艺的难度，造成盒厚不均等缺陷，导致液晶显示器良率的下降。
以上改良方式都是从液晶显示屏的制作着手，实际上，液晶面板生产商会更倾向于选择快响应速度的液晶材料来改善液晶显示器的响应速度。但液晶材料的各项性能是相互制约的，加快响应速度往往会带来清亮点的降低，导致液晶显示屏不能在高温环境下工作，高低温可靠性能降低，严重时会导致液晶显示器在低温下无法正常显示。
发明内容
发明目的：本发明需要解决的技术问题是提供一种适用于液晶显示器、具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高清亮点以及较快的响应速度的液晶组合物。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种具有快响应速度的液晶组合物，它包含：
一种或多种通式Ⅰ的化合物
一种或多种通式Ⅱ的化合物
以及
一种或多种通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们的组合物，
其中，
R1、R4、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基；
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；
L1和L2相同或不同，各自独立地表示H或F。
优选地，所述R1、R4、R5和R6相同或不同，各自独立地碳原子数为2至5的正烷基；所述R2和R3相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2-5的烷基或烯基。
所述通式Ⅰ的化合物尤其优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅱ的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅱ的化合物尤其优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：以及
所述通式Ⅲ-1的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅲ-2的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅲ-3的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
本发明所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅳ-1和/或通式Ⅳ-2的化合物
其中，
R7和R9相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基或碳原子数为2至5的烯基；
R8和R10相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基或烷氧基。
所述通式Ⅳ-1的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅳ-2的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
本发明所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅴ-1和/或通式Ⅴ-2的化合物
其中，
R11和R12相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基，尤其优选通式Ⅴ-2的化合物。
所述通式Ⅴ-1的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物
以及
所述通式Ⅴ-2的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物
以及
本发明所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅵ-1、通式Ⅵ-2、通式Ⅵ-3及其它们的组合物，
其中，
R13、R14和R15相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至7的烷基；
L3和L4相同或不同，各自独立地表示H或F，尤其优选通式Ⅵ-3的化合物。
所述通式Ⅵ-1的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物
以及
所述通式Ⅵ-2的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物
以及
所述通式Ⅵ-3的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物
以及
本发明所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅶ-1和/或通式Ⅶ-2的化合物
其中，
R16、R17、R18和R19相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2至5的烷基；
L5和L6相同或不同，各自独立地表示H或F，尤其优选通式Ⅶ-2的化合物。
所述通式Ⅶ-1的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅶ-2的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
本发明所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅷ-1、通式Ⅷ-2、通式Ⅷ-3及其组合组成的组的化合物
其中，
R20、R21和R22相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2至5的烷基。
所述通式Ⅷ-1的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅷ-2的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅷ-3的化合物优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
作为优选方案，在本发明提供的液晶组合物中，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的1-20％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的15-75％；以及选自所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们组合物占所述液晶组合物总重量的10-80％。
作为进一步优选方案，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的3-15％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的20-60％；以及选自由所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们的组合物占所述液晶组合物总重量的20-70％。
作为更进一步优选方案，更优地，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的5-12％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的25-40％；以及选自由所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们的组合物占所述液晶组合物总重量的23-67％。
本发明还提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包含本发明的所提供的液晶组合物。
有益效果：本发明采用上述技术方案，和现有技术相比所取得的技术进步有：
本发明的快速响应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、较高的清亮点、较宽的向列相温度范围，适用于液晶显示器件中，使该液晶显示器件具有快速响应的特性。
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： 光学各向异性(589nm，20℃)
Δε： 介电各向异性(1KHz，25℃)
RT： 响应时间(ms)
其中，折射率各向异性使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、20℃测试得；介电测试盒为TN90型，盒厚7μm。
Δε＝ε‖-ε⊥，其中，ε‖为平行于分子轴的介电常数，ε⊥为垂直于分子轴的介电常数，测试条件：25℃、1KHz、测试盒为TN90型，盒厚7μm。
响应时间是使用DMS505测试仪在25℃下测试得；测试盒为TN左旋型，盒厚7μm，测试电压为8V。
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。
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
实施例5
按表7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7液晶组合物配方及其测试性能
从以上实施例数据可知，本发明所提供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、较宽的向列相温度范围以及较快的响应速度，可适用于液晶显示器中。并且与对照例1相比，在光学各向异性值、介电各向异性值和清亮点相近时，本发明所提供的液晶组合物具有更短的响应时间，能够满足液晶显示器的快响应需求，取得了明显的技术进步。
本发明通过实验结果研究表明，采用本发明通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和/或Ⅳ和/或Ⅴ和/或Ⅵ和/或Ⅶ和/或Ⅷ其它化合物组成的液晶组合物，实验检测结果表明，均具有良好的光学各向异性值、介电各向异性值和清亮点和明显快的响应速率。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种具有快响应速度的液晶组合物，其特征在于，它包含：
一种或多种通式Ⅰ的化合物
一种或多种通式Ⅱ的化合物
以及
一种或多种通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们组合物
其中，
R1、R4、R5和R6相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基；
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；
L1和L2相同或不同，各自独立地表示H或F；
所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的1～20％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的15～75％；以及选自所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们的组合物占所述液晶组合物总重量的10～80％。
2.根据权利要求1所述的具有快响应速度的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅳ-1和/或通式Ⅳ-2的化合物，
其中，
R7和R9相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基或碳原子数为2至5的烯基；
R8和R10相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基或烷氧基。
3.根据权利要求1或2所述的具有快响应速度的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅴ-1和/或通式Ⅴ-2的化合物，
其中，
R11和R12相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基。
4.根据权利要求3所述的具有快响应速度的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅵ-1、通式Ⅵ-2、通式Ⅵ-3或它们组合物，
其中，
R13、R14和R15相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至7的烷基；
L3和L4相同或不同，各自独立地表示H或F。
5.根据权利要求4所述的具有快响应速度的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅶ-1和/或通式Ⅶ-2的化合物
其中，
R16、R17、R18和R19相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2至5的烷基；
L5和L6相同或不同，各自独立地表示H或F。
6.根据权利要求5所述的具有快响应速度的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅷ-1、通式Ⅷ-2、通式Ⅷ-3或它们组合物，
其中，
R20、R21和R22相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2至5的烷基。
7.根据权利要求1所述的具有快响应速度的液晶组合物，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5～12％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的25～40％；以及选自所述通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3或它们的组合物占所述液晶组合物总重量的23～67％。
8.根据权利要求1所述的具有快响应速度的液晶组合物，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20％的化合物
占所述液晶组合物总重量12％的化合物
占所述液晶组合物总重量12％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4％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1％的化合物
占所述液晶组合物总重量8％的化合物
占所述液晶组合物总重量8％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％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4％的化合物
以及占所述液晶组合物总重量3％的化合物
或者所述的液晶组合物包含：
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7％的化合物
占所述液晶组合物总重量26％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5％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4％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5％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2％的化合物
占所述液晶组合物总重量3％的化合物
以及
占所述液晶组合物总重量4％的化合物
或者所述的液晶组合物包含：
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12％的化合物
占所述液晶组合物总重量11％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％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2％的化合物
占所述液晶组合物总重量9％的化合物
占所述液晶组合物总重量9％的化合物
占所述液晶组合物总重量4％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4％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
或者所述的液晶组合物包含：
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7％的化合物
占所述液晶组合物总重量26％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4％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4％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3％的化合物
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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2％的化合物
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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
以及
占所述液晶组合物总重量2％的化合物
或者所述的液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量20％的化合物
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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4％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
9.一种液晶显示器，其特在在于，它包含权利要求1-8任一项所述具有快响应速度的液晶组合物。
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