CN108300489A - 一种液晶组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶组合物。该液晶组合物包含以下质量百分比的组分：5～25％的一种或多种通式Ⅰ‑1和/或通式Ⅰ‑2所示的液晶化合物；1～10％的一种或多种通式Ⅱ的化合物；5～30％的一种或多种通式Ⅲ的化合物；10～40％的一种或多种通式Ⅳ的化合物；20～60％的一种或多种通式Ⅴ的化合物。其中，通式Ⅰ‑1、通式Ⅰ‑2、通式II、通式Ⅲ、通式Ⅳ和通式Ⅴ的结构如下。有益效果：该液晶组合物具有高透过率、高清亮点、适当双折射各项异性、高介电各项异性、低的旋转粘度、快的响应速度，特别适用于低盒厚，高显示品质画面的有源矩阵TN‑TFT、IPS‑TFT、FFS‑TFT显示器。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，本发明还涉及一种该液晶组合物在液晶显示器领域的应用。
背景技术
液晶被广泛用作显示设备中的电解质。现有技术中，已合成多种液晶化合物，但是单一液晶化合物无法满足宽的工作温度，大的介电各向异性，低的旋转粘度和适合的折射率各向异性等各种液晶器件所需要的性能参数。因此作为液晶介质使用的液晶材料都为液晶组合物。从液晶组合物调制的角度来考虑，采用不同性质的液晶化合物来兼顾这些要求，由于材料各方面的性能有些是相互制约的，如使用具有低粘度值的可以实现这种短响应时间，但通常同时又会降低清亮点；提高介电各项异性则会增大旋转粘度，提高工作温度，又难以兼顾低温性能等。若形成各种功能均良好的液晶组合物仍需继续开发新的产品。因此，有必要提出一种液晶组合物，以解决实际应用所需的高透过率、高清亮点、适当双折射各项异性、高介电各项异性、低的旋转粘度、快的响应速度的性能的问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种高透过率、高清亮点、适当双折射各项异性、高介电各项异性、低的旋转粘度、快的响应速度的液晶组合物。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种液晶组合物，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总质量的5～25％的一种或多种通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2或所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总质量的2～10％的一种或多种通式Ⅱ的化合物；
占所述液晶组合物总质量的5～30％的一种或多种通式Ⅲ的化合物；
占所述液晶组合物总质量的10～40％的一种或多种通式Ⅳ的化合物；
占所述液晶组合物总质量的20～60％的一种或多种通式Ⅴ的化合物；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别独立的表示H原子、F原子、含有1～7个碳原子的或任意H原子被F原子取代的含有1～7个碳原子的烷基、含有1～6个碳原子的烷氧基或任意H原子被F原子取代的含有1～7个碳原子的烷氧基、含有2～6个碳原子的链烯基或任意H原子被F原子取代的含有2～6个碳原子的链烯基、和含有3～5个碳原子的链烯氧基或任意H原子被F原子取代的含有3～5个碳原子的链烯氧基中的一种；
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10各自独立的表示H或F；
X1、X2、X3、X4、X5分别是下列⑴～⑷所示基团中的任一基团：
(1)-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3、-CF3、-CHF2、-CHF2、-OCHF2、-SCN、-NCS、-SF5；
(2)含有1～7个碳原子的烷基、含有1～7个碳原子的烷氧基、含有2～6个碳原子的链烯基、含有2～6个碳原子的烯氧基；
(3)一个或多个-CH2-被-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、替代且替代后基团中的氧原子不直接相连的上述(2)所示基团；
(4)任意H原子被F原子取代的上述(2)、(3)所示基团；
各自独立的表示下列基团中的一种或多种：
各自独立的表示下列基团中的一种或多种：
n、o各自独立的表示0或1；
m、p表示0、1或2，当m、p表示2时，可相同可不同。
优选的，所述通式Ⅰ-1、通式Ⅰ-2所示化合物的结构如下：
优选的，所述通式Ⅱ所示化合物结构如下：
优选的，所述通式Ⅲ所示化合物的结构式如下：
优选的，所述通式Ⅲ-1选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-2选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-3选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-4选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-5选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-6选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-7选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-8选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-9选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-10选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-11选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-12选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-13选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-14选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-15选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-16选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-17选自如下所示的化合物：
优选的，所述通式Ⅳ所示化合物的结构式如下：
所述通式Ⅳ-1选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-2选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-3选自如下所示的化合物：
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所述通式Ⅳ-5选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-6选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-7选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-8选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-9选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-10选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-11选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-12选自如下所示的化合物：
优选的，所述通式Ⅴ所示化合物的结构式如下：
所述通式Ⅴ-1选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-2选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-3选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-4选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-5选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-6选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-7选自如下所示的化合物：
优选的，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总质量的7％～20％的一种或多种通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总质量的2～8％的一种或多种具有通式Ⅱ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总质量的8～25％的一种或多种具有通式Ⅲ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总质量的10～35％的一种或多种具有通式Ⅳ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总质量的25～55％的一种或多种具有通式Ⅴ所示的液晶化合物。
本发明还提供一种电光学液晶显示器，包括上述中任一项所述的液晶组合物。
本发明还提供一种如上述中任一项所述的液晶组合物在液晶显示领域的应用，若应用于IPS-TFT、FFS-TFT中，则不需要添加旋光性物质；若应用于TN-TFT或无源驱动显示中，则需添加0～1％的所述通式Ⅰ～Ⅴ所示的化合物的质量之和的旋光性物质。
本发明一方面通过对单体结构的改变，即在单晶化合物的结构中合理的引入多个功能性基团，起到兼顾多种性能的效果；另一方面通过对各种液晶组合物的优化组合及优选配比，经过测试，达到了高透过率、高清亮点、适当双折射各项异性、高介电各项异性、低的旋转粘度、快的响应速度的作用。
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。
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。
本发明中的百分比为重量百分比，温度为摄氏度(℃)。如无其他说明，其他符号的具体意义及测试条件如下：
Cp(℃)表示液晶的清亮点。
S-N表示液晶的晶态到向列相的熔点(℃)。
△n为光学各向异性，no为寻常光的折射率，ne为非寻常光的折射率，测试条件为，589nm波长，25℃。测量仪器：阿贝折射仪。
△ε为介电各向异性，△ε＝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，测试条件为25℃；测量仪器：INSTEC:ALCT-IR1；20微米平行盒，未添加手性剂。
γ1：旋转粘度(mPa·s),测试条件为25±0.2℃。
测量仪器：INSTEC:ALCT-IR1；20微米平行盒，未添加手性剂。
本发明实施例中的液晶组合物采用业内普遍使用的热溶解或震荡混合方法，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℃恒温下加热搅拌或在震荡机中震荡使得各组分熔解均匀，再经吸附、微滤膜微滤滤、最后封装即得目标样品。
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。
实施例1
液晶组合物的配方如下：
实施例2
液晶组合物的配方如下：
实施例3
液晶组合物的配方如下：
实施例4
液晶组合物的配方如下：
实施例5
液晶组合物的配方如下：
实施例6
液晶组合物的配方如下：
实施例7
液晶组合物的配方如下：
实施例8
液晶组合物的配方如下：
通过上述实施例1-实施例8可得出，本发明一方面通过对单体结构的改变，即在单晶化合物的结构中合理的引入多个功能性基团，起到兼顾多种性能的效果；另一方面通过对各种液晶组合物的优化组合及优选配比，经过测试，达到了高透过率、适当高清亮点、适当双折射各项异性、高介电各项异性、低旋转粘度、快响应速度的作用。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总质量的5～25％的一种或多种通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2或所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总质量的2～10％的一种或多种通式Ⅱ的化合物；
占所述液晶组合物总质量的5～30％的一种或多种通式Ⅲ的化合物；
占所述液晶组合物总质量的10～40％的一种或多种通式Ⅳ的化合物；
占所述液晶组合物总质量的20～60％的一种或多种通式Ⅴ的化合物；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别独立的表示H原子、F原子、含有1～7个碳原子的或任意H原子被F原子取代的含有1～7个碳原子的烷基、含有1～6个碳原子的烷氧基或任意H原子被F原子取代的含有1～7个碳原子的烷氧基、含有2～6个碳原子的链烯基或任意H原子被F原子取代的含有2～6个碳原子的链烯基、和含有3～5个碳原子的链烯氧基或任意H原子被F原子取代的含有3～5个碳原子的链烯氧基中的一种；
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10各自独立的表示H或F；
X1、X2、X3、X4、X5分别是下列⑴～⑷所示基团中的任一基团：
(1)-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3、-CF3、-CHF2、-CHF2、-OCHF2、-SCN、-NCS、-SF5；
(2)含有1～7个碳原子的烷基、含有1～7个碳原子的烷氧基、含有2～6个碳原子的链烯基、含有2～6个碳原子的烯氧基；
(3)一个或多个-CH2-被-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、替代且替代后基团中的氧原子不直接相连的上述(2)所示基团；
(4)任意H原子被F原子取代的上述(2)、(3)所示基团；
各自独立的表示下列基团中的一种或多种：
各自独立的表示下列基团中的一种或多种：
n、o各自独立的表示0或1；
m、p表示0、1或2，当m、p表示2时，可相同可不同。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ-1、通式Ⅰ-2所示化合物的结构如下：
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ所示化合物结构如下：
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅲ所示化合物的结构式如下：
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅲ-1选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-2选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-3选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-4选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-5选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-6选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-7选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-8选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-9选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-10选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-11选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-12选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-13选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-14选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-15选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-16选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅲ-17选自如下所示的化合物：
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅳ所示化合物的结构式如下：
所述通式Ⅳ-1选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-2选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-3选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-4选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-5选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-6选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-7选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-8选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-9选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-10选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-11选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅳ-12选自如下所示的化合物：
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅴ所示化合物的结构式如下：
所述通式Ⅴ-1选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-2选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-3选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-4选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-5选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-6选自如下所示的化合物：
所述通式Ⅴ-7选自如下所示的化合物：
8.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：占所述液晶组合物总质量的7％～20％的一种或多种通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2所示的液晶化合物；占所述液晶组合物总质量的2～8％的一种或多种具有通式Ⅱ所示的液晶化合物；占所述液晶组合物总质量的8～25％的一种或多种具有通式Ⅲ所示的液晶化合物；占所述液晶组合物总质量的10～35％的一种或多种具有通式Ⅳ所示的液晶化合物；占所述液晶组合物总质量的25～55％的一种或多种具有通式Ⅴ所示的液晶化合物。
9.一种电光学液晶显示器，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的液晶组合物。
10.一种如权利要求1～8中任一项所述的液晶组合物在液晶显示领域的应用。
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