TWI813031B - 液晶組合物、液晶顯示元件及液晶顯示器 - Google Patents
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Abstract
本發明屬於液晶材料技術領域，具體涉及一種液晶組合物及含有該液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器。本發明公開了一種液晶組合物，所述液晶組合物包含一種或多種式I所示化合物，一種或多種式II所示化合物。本發明的液晶組合物具有較強的配向力，能有效改善液晶顯示面板的污漬，主要應用於大尺寸的8K液晶顯示領域。
Description
本發明涉及液晶顯示技術領域。更具體地，涉及一種液晶組合物及包含該液晶組合物的液晶顯示元器件。
隨著科技的進步及需求的日益增加，人們越來越關注顯示終端產品的顯示效果，如更廣的色域、高的對比度、快的回應速度、以及更優質清晰的顯示畫面等。市場的主流顯示終端產品均採用TFT-LCD作為顯示面板，而顯示終端產品局部畫質異常是常見的品質問題之一。常見的畫質顯示異常通常表現為以下幾種形式：殘像(Image Stacking)：當TFT-LCD顯示器通電顯示同一個畫面很長一段時間後，再把畫面切換到下一個畫面時，前一畫面會殘留在下個畫面中，這種現象稱為殘像，這種現象會隨著時間的延長以及畫面的切換而越來越弱最後甚至消失。殘像的不同等級會不同程度的影響顯示器的顯示畫面的品質，從而在視覺效果上得不到最佳的感官。
閃爍(Flicker)：是液晶在顯示面板中加電驅動時的閃爍，即亮度隨刷新頻率或驅動頻率產生的變化，也可認為是液晶穿透率的週期性變化，準確的定義是正幀和負幀之間的透射率之差除以平均透射率。閃爍嚴重時，同樣會造成人眼的視覺疲勞。
Zara不良：Zara源於日語，一般指液晶面板在暗態畫面下顯示區域發生的微小漏光現象。Zara不良是影響面板良率的一項重要指標。
污漬：當液晶顯示器長時間點亮並顯示同一個畫面時，會逐漸出現局部的面內及邊緣黑色污漬，實際是局部出現嚴重的漏光現象。引起面內及邊緣污漬的主要原因包括例如由於雜質、離子等因素導致的PI材料及液晶材料之間的配向力差等原因。
隨著顯示產品的尺寸越做越大，解析度越來越高，顯示器終端的顯示品質也是面臨著巨大的挑戰。目前常用的具有負介電各向異性的液晶組合物可成功的應用在中大尺寸的FHD、4K等面板規格上，而相對規格偏高的大尺寸8K產品則會面臨顯示器長時間點亮而出現的污漬等品質問題。因此，開發一種優質的液晶材料是解決當前面臨的顯示器終端畫質品質問題的關鍵。
本發明提供的技術方案具有液晶常規的性能，具有高的清亮點、大折射率、良好的互溶性，良好的信賴性，尤其具有較強的配向力，能有效改善顯示器的面內及邊緣污漬。
為了實現上述有益技術效果，本發明提供了一種液晶組合物，所述液晶組合物包含一種或多種式I所示化合物，一種或多種式II所示化合物，
其中，R1表示碳原子數為2-10的烯基；R2表示碳原子數為1-10的烷氧基；R3表示碳原子數為1-10的烷基；Z1表示單鍵或-CH2O-；
表示
、
或
；
、
各自獨立地表示
、
、
或
；m表示1或2；當m表示2時
可相同或不同；n表示0或1。
本發明的第二個目的是提供一種液晶顯示元件，該液晶顯示元件主要應用於大尺寸8K液晶顯示領域。
本發明的第三個目的是提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器主要應用於大尺寸8K液晶顯示領域。
本發明的技術方案提供的液晶組合物具有高的清亮點、大折射率、良好的互溶性，良好的信賴性，尤其具有較強的配向力，能有效改善顯示器的面內及邊緣污漬，主要應用於大尺寸8K液晶顯示領域。
本發明提供一種液晶組合物，所述液晶組合物包含一種或多種式I所示化合物，一種或多種式II所示化合物，
其中，R1表示碳原子數為2-10的烯基；R2表示碳原子數為1-10的烷氧基；R3表示碳原子數為1-10的烷基；Z1表示單鍵或-CH2O-；
表示
、
或
；
、
各自獨立地表示
、
、
或
；
m表示1或2；當m表示2時
可相同或不同；n表示0或1。
本發明所提供的液晶組合物式I所示化合物的端烯基與式II所示化合物結合，具有較高的折射率的同時具有較強的配向力，可以有效改善液晶顯示器的面內及邊緣污漬問題，且同時具有更快的回應速度。
本發明的液晶組合物，優選地，前述液晶組合物中式I所示化合物選自下述式I-1至I-3所示化合物組成的族群，
其中，R1表示碳原子數為2-10的烯基；R2表示碳原子數為1-10的烷氧基。
本發明的液晶組合物，優選地，前述式I-1至I-3所示化合物選自下述式I-1-1至I-3-2所示化合物組成的族群，
前述液晶組合物中式II所示化合物選自下述式II-1至II-4所示化合物組成的族群，
本發明的液晶組合物，優選地，所述液晶組合物還包含一種或多種式III所示的化合物，
其中，R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基。
本發明的液晶組合物，優選地，前述式III所示化合物至少包含一個端甲基化合物。
本發明的液晶組合物，優選地，前述式III所示化合物至少包含式III-1所示化合物，
本發明的液晶組合物，優選地，前述液晶組合物還包含一種或多種式IV所示的化合物，
其中，R6表示碳原子數為1-10的烷基；R7表示碳原子數為1-10的烷氧基。
本發明的液晶組合物，優選地，前述式IV所示的化合物優選自下述式IV-1至IV-2所示化合物組成的族群，
本發明的液晶組合物，優選地，所述液晶組合物還包含式V所示的化合物，
其中，R8表示碳原子數為1-10的烷基；R9表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的烯基。
本發明的液晶組合物，優選地，所述液晶組合物還包含式VI所示的化合物，
本發明的液晶組合物，優選地，前述液晶組合物還包含一種或多種式VII所示化合物，
其中，R10表示碳原子數為1-10的烷基；R11表示碳原子數為1-10的烷氧基；
表示
、
、
、
、
或
；e表示2或3，當存在多個
時，可相同或不同。
本發明的液晶組合物，優選地，前述式VII所示化合物選自下述式VII-1至VII-4所示化合物組成的族群，
本發明的液晶組合物，優選地，可加入0.01%-0.1%含量的抗氧化劑和受阻胺類光穩定劑。
優選地，前述抗氧化劑選自式K-1至K-4所示的抗氧化劑中的一種：
其中，s表示碳原子數為1-5的整數；優選地，前述受阻胺類光穩定劑為選自式H-1至H-2所示的受阻胺類光穩定劑中的一種
其中，s表示碳原子數為1-5的整數。
本發明的液晶組合物，優選地，所述液晶組合物包含式I-1、I-2、I-3所示化合物，質量百分含量為5%-60%；包含式II-1、II-2、II-3、II-4所示化合物，質量百分含量為1-8%；包含式III所示化合物，質量百分含量為1-12%；包含式IV所示化合物，質量百分含量為1-15%；包含式V所示化合物，質量百分含量為18-60%；包含式VI所示化合物，質量百分含量為1-10%；包含式VII所示化合物，質量百分含量為1-10%。
進一步優選地，所述液晶組合物包含式I-1、I-2、I-3所示化合物，質量百分含量為40%-50%；包含式II-1、II-2、II-3、II-4所示化合物，質量百分含量為1-5%；包含式III所示化合物，質量百分含量為1-10%；包含式IV所示化合物，質量百分含量為1-12%；包含式V所示化合物，質量百分含量為23-50%；包含式VI所示化合物，質量百分含量為1-8%；包含式VII所示化合物，質量百分含量為1-6%。
[液晶顯示元件或液晶顯示器]
本發明還涉及包含上述任意一種液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器；所述顯示元件或顯示器為主動矩陣顯示元件或顯示器或被動矩陣顯示元件或顯示器。
本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器優選主動矩陣定址液晶顯示元件或液晶顯示器。
前述主動矩陣顯示元件或顯示器具體可以列舉出，例如IPS-TFT或FFS-TFT或VA-TFT液晶顯示元件或其他TFT顯示器，尤其適用IPS-TFT或FFS-TFT模式液晶顯示元件或液晶顯示器。
本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器包含本發明公開的液晶組合物。本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器主要應用於大尺寸8K液晶顯示領域，且該液晶顯示元器件具有良好的畫面顯示品質。
實施例
為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。
本發明中，製備方法如無特殊說明則均為常規方法，所用的原料如無特別說明均可從公開的商業途徑獲得，百分比均是指質量百分比，溫度為攝氏度(℃)，其他符號的具體意義及測試條件如下：Cp表示液晶清亮点(℃)，DSC定量法測試；△n表示光學各向異性，△n=ne-no，其中，no為尋常光的折射率，ne為非尋常光的折射率，測試條件為25±2℃，589nm，阿貝折射儀測試；△ε表示介電各向異性，△ε=ε∥-ε⊥，其中，ε∥為平行於分子軸的介電常數，ε⊥為垂直於分子軸的介電常數，測試條件為25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC：ALCT-IR1測試；γ1表示旋轉粘度(mPa．s)，測試條件為25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC：ALCT-IR1測試；K11為展曲彈性常數，K33為彎曲彈性常數，測試條件為：25℃、INSTEC：ALCT-IR1、20微米反平行盒；VHR表示電壓保持率(%)，測試條件為60±1℃、電壓為±5V、脈衝寬度為10ms、電壓保持時間166.7ms。測試設備為TOYO Model 6254液晶性能綜合測試儀；配向力表示液晶混合物與配向層介面處，使液晶分子的指向箭頭偏離開易取向軸方向所需要克服的能量。通過測定老化前後不同電壓下的最低亮度的差值來表徵配向力。測試條件為室溫、電壓為L127灰階條件下的電壓。測試設備CA310。
低溫觀察條件：取1g液晶倒入5ml乾淨玻璃小瓶，封口放入-20℃低溫冰箱，240h後觀察液晶是否發生晶析。
液晶組合物的製備方法如下：將各液晶單體按照一定配比稱量后放入不銹鋼燒杯中，將裝有各液晶單體的不銹鋼燒杯置於磁力攪拌儀器上加
熱融化，待不銹鋼燒杯中的液晶單體大部份融化后，往不銹鋼燒杯中加入磁力轉子，將混合物攪拌均匀，冷却到室溫后即得液晶組合物。
本發明實施例液晶單體結構用代碼表示，液晶環結構、端基、連接基團的代碼表示方法見下表1、表2。
舉例：
，其代碼為CC-Cp-V1；
，其代碼為PPY-3-O2；
，其代碼為CPY-2-O2；
，其代碼為CCY-3-O2；
，其代碼為COY-3-O2；
，其代碼為CCOY-3-O2；
，其代碼為CLY-3-O2；
，其代碼為Sb-CpO-O4；
，其代碼為Sc-CpO-O4；
，其代碼為PGP-Cpr1-2；
，其代碼為CCU-3-F；
，其代碼為PUQY-3-O2。
以下採用以下具體實施例來對本發明進行說明：
實施例
實施例1
液晶組合物的配方及相應的性能如下表3所示。
表3實施例1液晶組合物的配方及相應的性能
對比例1
液晶組合物的配方及相應的性能如下表4所示。
對比例2
液晶組合物的配方及相應的性能如下表5所示。
對比例3
液晶組合物的配方及相應的性能如下表6所示。
對比例4
液晶組合物的配方及相應的性能如下表7所示。
對比例5
液晶組合物的配方及相應的性能如下表8所示。
對比例6
液晶組合物的配方及相應的性能如下表9所示。
對比例7
液晶組合物的配方及相應的性能如下表10所示。
對比例8
液晶組合物的配方及相應的性能如下表11所示。
實施例2
液晶組合物的配方及相應的性能如下表12所示。
實施例3
液晶組合物的配方及相應的性能如下表13所示。
實施例4
液晶組合物的配方及相應的性能如下表14所示。
實施例5
液晶組合物的配方及相應的性能如下表15所示。
實施例6
液晶組合物的配方及相應的性能如下表16所示。
實施例7
液晶組合物的配方及相應的性能如下表17所示。
實施例8
液晶組合物的配方及相應的性能如下表18所示。
實施例9
液晶組合物的配方及相應的性能如下表19所示。
實施例10
液晶組合物的配方及相應的性能如下表20所示。
實施例11
液晶組合物的配方及相應的性能如下表21所示。
配向力表示液晶組合物與配向層介面處使液晶分子的指向箭頭偏離開易取向軸方向所需要克服的能量。在外界作用下，配向力強時，液晶指向箭頭在表面的取向始終固定，不會使亮度發生改變；配向力弱時，介面處的液晶分子指向箭頭偏離錨定的易取向軸，即表面處的液晶分子旋轉一定角度，使亮度發生變化。
將實施例與對比例中的液晶組合物分別灌注到測試盒中進行測試，測試條件為室溫，L127灰階，直流偏置電壓為±0.3V；測試設備為CA 310。初始時，在L127灰階下，測試不同直流偏置電壓下的亮度，最低點亮度記為Lv1；使用10V的交流電老化1h後，回到L127灰階下，再次測試不同直流偏置電壓下的亮度，此時最低點亮度記為Lv2，配向力強弱可用△Tr表示，△Tr=(Lv2-Lv1)/Lv1*100%。△Tr越小，表示液晶的配向力越好。
將實施例與對比例的液晶組合物取1g液晶倒入5ml乾淨玻璃小瓶，封口放入-20℃低溫冰箱，放置240小時後觀察液晶是否有晶體析出。
Voltage Holding Ratio(VHR)表示液晶組合物在感受到施加的外電壓後液晶分子的電壓保持比(%)，將實施例和對比例的液晶組合物分別灌注到測試盒中進行測試，測試條件為60℃、電壓為±5V、脈衝寬度為10ms、電壓保持時間166.7ms；測試設備為TOYO Model 6254液晶性能綜合測試儀；VHR的測試值越高，液晶的電壓保持能力越好，應用到液晶顯示面板中後，液晶材料在TFT單個圖元上的電壓波動越小，顯示畫質越優質。
對應表22所示實驗資料結果，可以明確得知對於同時包含有式I所示化合物和式II所示化合物的實施例1相較組成類似但不具有式I所示化合物或式II所示化合物的對比例，具有更高的配向力(更小的△Tr)，同時還具有較好的晶析和VHR表現。說明採用本發明的包含有式I所示化合物和式II所示化合物的組合結構能夠實現高的清亮點、大折射率、良好的互溶性，特別是具有較強的配向力，能有效改善顯示器的面內及邊緣污漬，尤其適用於大尺寸液晶顯示領域。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
Claims (4)
- 一種液晶組合物，包含一種或多種式I所示化合物，一種或多種式II所示化合物，一種或多種式III所示化合物，一種或多種式IV所示的化合物，一種或多種式V所示化合物，式VI所示的化合物，一種或多種式VII所示化合物，
- 根據請求項1所述的液晶組合物，其中所述液晶組合物中式I所示化合物選自下述式I-1至I-3所示化合物組成的族群，
- 一種液晶顯示元件，包含請求項1或2所述的液晶組合物，所述液晶顯示元件為主動矩陣顯示元件或被動矩陣顯示元件。
- 一種液晶顯示器，包含請求項1或2所述的液晶組合物，所述液晶顯示器為主動矩陣顯示器或被動矩陣顯示器。
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