CN104650925B - 液晶介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含环丙基类单体化合物的介电正性液晶组合物，其包含介电正性组分A，和第二介电正性组分B，所述组分A包含一种或多种选自通式Ⅰ的介电正性化合物，所述组分B包含一种或多种选自通式Ⅱ的介电正性化合物。本发明得到的液晶组合物性能优异，具有较低的阈值电压、较低的粘度、较快的响应速度，较高的电荷保持率，本发明所述的液晶组合物可用于液晶显示装置，尤其适用于各种快速响应的TFT显示器，如TN型、IPS型、FFS型TFT液晶显示器，具有广阔的市场前景和应用价值。

Description

液晶介质

技术领域

本发明涉及一种含有环丙基结构化合物的液晶组合物及其在液晶显示领域中的应用，属于液晶组合物领域。

背景技术

对于液晶显示技术领域，近年来市场虽然已经非常巨大，技术也逐渐成熟，但人们对显示技术的要求也在不断的提高，尤其是在实现快速响应，降低驱动电压，低粘度，提高电荷保持率，提高对比度等方面。液晶材料作为液晶显示器重要光电子材料之一，对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用。

随着技术的进步，作为显示用的液晶材料得到很大的发展，出现了大量的液晶化合物。从联苯腈，酯类，含氧杂环类，嘧啶环类液晶化合物等，不断满足TN，STN，TFT-LCD等显示性能要求。

任何的显示用液晶都要求有适当的温度范围，较宽的液晶态温度，较高的稳定性，较低的粘度，对电场有较快的响应速度。但是目前为止还没有任何单一的液晶单体单独用在液晶显示器中，而不用与其他化合物组合就能满足性能要求。如果把两种或两种以上的液晶单体混合在一起，就可以持续不断地改变液晶的各类性质，一般的TFT液晶基本上都是由多种单体液晶混合而成。

液晶化合物的开发都是朝着高电荷保持率、高介电各向异性、低粘度、低响应时间、高对比度、优异低温互溶性的方向发展的，从最初的单氟取代到最后的多氟取代，乃至后来-CF2O-桥键超多氟取代等液晶化合物，成熟的液晶化合物以稳定的六元芳香环(如苯环)及六元烷基环(如环己环)组成，其端位取代基大多为烷基或烯基。端位取代基为环丙基的化合物具有良好的化学和热稳定性，并且对电场及磁场具有高稳定性，低温互溶性也很理想，适合用于混合液晶化合物。

环丙基结构应用于液晶化合物也有文献报道，但是文献中的化合物性能上缺陷较大，例如结构稳定性差、粘度很大、合成难度大等，因而至今没有得到实际应用。

发明内容

针对现有技术中存在的液晶显示装置响应速度不够快、电压不够低、粘度不够低、电荷保持率不够高、对比度不够高的问题，本发明提供一种含有环丙基结构化合物的液晶介质，具有较高的介电各向异性、较大的K值、及较低的旋转粘度，适用于快速响应的高对比度液晶显示装置。

为了实现本发明目的，本发明提供了一种液晶介质，本发明所提供的液晶介质包含第一介电正性组分A和第二介电正性组分B，所述第一介电正性组分A由一种或多种通式Ⅰ所示的介电正性化合物组成：

其中

R₁表示H、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为2-10的烯氧基；

n、a、b、c各自独立地表示0、1、2或3；

Z₁、Z₂、Z₃可相同或不同，各自独立地表示单键、-CH₂CH₂-、-COO-、-CF₂O-或-CH₂O-；

可相同或不同，各自独立地表示单键或下列基团中的一种或多种：

L₁、L₂各自独立地表示H或F；

X₁表示卤素、碳原子数为1-3的卤化烷基、碳原子数为1-3的烷氧基、碳原子数为2或3的卤化链烯基或碳原子数为2或3的链烯氧基；

所述第二介电正性组分B由一种或多种通式Ⅱ所示的介电正性化合物组成：

其中R₂表示碳原子数为2-5的烯基。

本发明所提供的液晶介质中，通式Ⅰ所代表的化合物是首要组分，此类化合物具有很强的极性、大的电学各向异性，并且有较高的清亮点，在混合液晶体系中有良好的降低阈值电压的效果，与此同时，在与其他化合物互溶时也表现了优异的性能。

通式Ⅱ所代表的化合物是调配快速响应的高对比度液晶组合物必不可少的一类化合物。此类化合物具有极低的粘度、大的K值和小的光学各向异性，对于整个混合体系K值的增大起到无可替代的作用，随之对于混晶的对比度的提高起到显著的作用。

所述通式Ⅰ所示的介电正性化合物优选为式Ia至Ic所示介电正性化合物：

其中

R₁各自独立地表示H、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为2-10的烯氧基；

n各自独立地表示0、1、2或3；

Z₁、Z₂、Z₃可相同或不同，各自独立地表示单键、-CH₂CH₂-、-COO-、-CF₂O-或-CH₂O-；

可相同或不同，各自独立地表示单键或下列基团中的任一基团：

L₁、L₂各自独立地表示H或F；

X₁各自独立地表示卤素、碳原子数为1-3的卤化烷基、碳原子数为1-3的烷氧基、碳原子数为2或3的卤化链烯基或碳原子数为2或3的链烯氧基。

所述通式Ⅰ所示的介电正性化合物具体优选为式I-1至I82所示的介电正性化合物：

其中，n各自独立地表示0、1、2或3。

所述通式Ⅱ所示的介电正性化合物优选为下述式Ⅱ1至Ⅱ4所示的介电正性化合物：

除本发明所提供的液晶化合物以外，本发明所提供的液晶介质还可以包含本领域所公知的其他介电中性化合物，例如通式III所表示的介电中性化合物：

式III中，R₃、R₄各自独立地选自C1～C12的烯基、烷基或烷氧基；R₃和R₄中至少一个为烷基；当R₃、R₄同时为烷基时，可以相同，也可以不同。

本发明所提供的液晶介质性能优异，具有较低的电压、较低的粘度、高的电阻率及电压保持率，本发明所述液晶组合物可用于液晶显示装置，尤其适用于各种快速响应的TFT显示器，如TN型、IPS型、FFS型TFT液晶显示器。本发明所述液晶组合物解决了现有技术中存在的TFT液晶显示器响应速度不够快、电压不够低、电荷保持率不够高的问题，具有广阔的市场前景和应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

下述实施例中所涉及的份数均为重量百分含量，温度单位为℃，其他符号的具体意义及测试条件如下：

c.p.表示液晶清亮点(℃)，DSC定量法测试；

S→N表示近晶相到向列相转变温度(℃)，DSC定量法测试；

Δn表示光学各向异性，n_o为寻常光的折射率，n_e为非寻常光的折射率，测试条件：25±2℃，589nm，阿贝折射仪测试；

Δε表示介电各向异性，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±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1测试；

γ1表示旋转粘度(mPa·s)，测试条件：25±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1测试；

τ表示ton+toff(响应时间)(ms)，ton表示直至达到最大对比度90％时接通时的时间，toff表示直至达到最大对比度10％时切断时的时间。

VHR表示电压保持率，测试条件：20±2℃，电压为±5V，脉冲宽度为10ms，电压保持时间16.7ms，TOYO Model6254液晶性能综合测试仪测试。

下面的实施例1～5分别按比例称取结构式Ⅰ、Ⅱ的化合物，混合制备得液晶组合物，并将所得的液晶组合物进行性能测试。液晶组合物中的单体结构、用量(重量百分含量)、以及其性能参数测试结果均列于表中。

表1实施例1的液晶组合物的组分配比及其性能参数

表2实施例2的液晶组合物的组分配比及其性能参数

表3实施例3的液晶组合物的组分配比及其性能参数

表4实施例4的液晶组合物的组分配比及其性能参数

表5实施例5的液晶组合物的组分配比及其性能参数

对比例

表6对比实施例与实施例1的组合物配比

表7对比实施例与实施例1的性能参数

性能参数	实施例	对比实施例
			V90	1.16	1.46
Δn	0.102	0.102
			Δε	12.0	9.8
c.p.	103℃	101℃
			γ1	12mPa·s	18mPa·s
S→N	≤-40℃	≤-40℃
			τ	6.0ms	12.6ms
VHR	99.80％	99.55％

由表6和表7可知，与实施例1相比，因对比实施例中未使用通式Ⅰ所表示的化合物作为组分之一，在其他组分基本上相同的情况下，对比实施例中所制备的液晶组合物与实施例1中所制备的液晶组合物相比，驱动电压高，粘度大，响应时间慢，VHR低。说明通式II与通式I所代表的化合物搭配使用能够在混晶体系中具有良好的降低体系粘度、降低阈值电压、提高响应速度、提高VHR的作用。

Claims (2)

1.一种液晶介质，其特征在于，所述液晶介质包含第一介电正性组分A和第二介电正性组分B，所述第一介电正性组分A由一种或多种通式Ⅰ所示的介电正性化合物组成：

其中

n表示1、2或3；

所述第二介电正性组分B由一种或多种通式Ⅱ所示的介电正性化合物组成：

其中R₂表示碳原子数为2-5的烯基。

2.根据权利要求1所述的液晶介质，其特征在于，所述通式Ⅱ所示的介电正性化合物为下述式Ⅱ1至Ⅱ4所示的介电正性化合物：