CN112824498B - 一种液晶组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶组合物及其应用，所述液晶组合物包括至少一种式I的化合物，以及至少一种式II的化合物。本发明提供的液晶组合物在具有适宜的光学各向异性和介电各向异性、较高的清亮点、较低的旋转黏度的前提下，能够维持低温稳定性(相对现有技术甚至更佳)，另外在高温和紫外线下具有高的电压保持率，液晶电导低，离子消散速度快，液晶可靠性显著提升，残影改善明显，是一种可靠性高、稳定性好的液晶材料，适用于高显示性能的液晶显示器件，能够满足液晶材料在多种显示模式下的应用需求，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶组合物及其应用。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因其体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展，特别在便携式电子信息产品中获得广泛的应用。随着用于便携式计算机、办公应用、视频应用的液晶屏幕尺寸的增加，液晶显示器能够用于大屏幕显示并最终替代了阴极射线管的显示器(Cathode Ray Tube，CRT)。液晶主要用于液晶显示器件中的电介质，可通过施加电压改变这类物质的光学性能，因此液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性，以及良好的对电场和电磁辐射的稳定性等。
相对于传统的显示器件和显示材料，液晶显示材料具有明显的优点，例如驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器、便于携带等。由于这些优点，液晶显示技术对显示显像领域产生了深刻的影响，促进了微电子技术和光电信息技术的发展。液晶材料凭借其良好的光学性能和光电效应，在诸多显示场合获得了广泛应用。
根据液晶的显示模式，液晶显示元件可以分为扭曲向列相(TN)模式、超扭曲向列相(STN)模式、共面(IPS)模式、垂直配向(VA)模式等多种模式。其中，垂直配向(VA)模式的显示具有宽视角、高对比度和无需摩擦配向等优势，已经得到广泛应用，成为了现在极具前景的液晶显示技术。对于VA模式中所用液晶材料，需要实现低的驱动电压、快速响应以及高的可靠性，其中高可靠性就要求液晶具有高的电压保持率，低的电导，优良的耐高温稳定性以及对UV光或常规的背光照明来照射的稳定性又有严格要求等的特点。
由于液晶材料对紫外线的敏感性，成品液晶通常需要搭配具有抗UV功能的添加剂使用，其中应用最为广泛的就是受阻胺类光稳定剂。受阻胺类化合物作为目前液晶材料领域最常用的紫外吸收剂，具有良好的物理和化学稳定性、优秀的UV耐受性，但是已知的受阻胺类化合物与液晶材料混溶后，均会出现相容性变差的问题，尤其是应用至较低的温度环境中时，常常会出现固体析出的情况。因此，开发一种具有更好的互溶性的液晶材料以满足日益宽泛的应用环境的需求，是本领域的亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液晶组合物，所述液晶组合物通过特定组分的搭配使用，使得到的液晶组合物具有更好的低温互溶性，在此基础上还具有更低的液晶电导、更快的离子消散速度及更高的电压保持率，可靠性显著提升，适用于IPS、NFFS、VA、PSVA等显示模式。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种液晶组合物，包括：
至少一种式I的化合物
至少一种式II的化合物
其中，RN表示氢、羟基、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基中的一个或至少两个(例如2个、3个等)不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-NH-替代的基团。
所述C1～C15可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
Rx表示
或所述
中的一个或至少两个(例如2个、3个等)不相邻的-CH2-被-O-、-CO-替代的基团，虚线代表基团在式I的六元环中与-CH2-的连接位点，波浪线代表基团与Sp的连接位点。
Y1、Y2、Y3、Y4各自独立地表示氢或C1～C4(例如C1、C2、C3或C4)直链烷基。
t为0或1，且当t为1时，Rx不为
r为1～4的整数，例如r为1、2、3或4。
当r为1时，Sp具有与RN相同的限定范围。
当r为2～4的整数时，Sp表示C1～C15直链或支链亚烷基、C3～C7亚环烷基、C6～C15亚芳烃基，或所述C1～C15直链或支链亚烷基中一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-NH-替代的基团，或所述C1～C15直链或支链亚烷基、所述C3～C7亚环烷基中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-或-C≡C-替代的基团，或所述C6～C15亚芳烃基中的一个或至少两个CH被N替代的基团。
所述C1～C15可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
所述C3～C7可以是C3、C4、C5、C6或C7。
所述C6～C15可以是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
R1、R2各自独立地表示氢、卤素、卤代或未卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷基、卤代或未卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷氧基、卤代或未卤代的C2～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烯基、卤代或未卤代的C2～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烯氧基，或上述基团中的一个或至少两个(例如2个、3个等)不相邻的-CH2-被C3～C5(例如C3、C4或C5)亚环烷基替代的基团。
环A1和环A2各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、氧杂亚环己烷基、取代或未取代的1,4-亚苯基；当取代基存在时，所述取代基为卤素(例如氟、氯等)或甲基。
Z1、Z2各自独立地表示单键、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2CH2-。
X1、X2各自独立地表示氢、氟或氯。
G表示-O-、-S-或
n1、n2各自独立地表示0～2的整数，例如0、1或2；且当n1为2时，环A1相同或不同，Z1相同或不同；当n2为2时，环A2相同或不同，Z2相同或不同。
优选地，所述式I的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，RN、Y1、Y2、Y3、Y4、r、Sp各自独立地具有与上述限定相同的范围。
作为本发明进一步优选的技术方案，所述式I的化合物具有如式I-1、式I-2、式I-3或式I-4任一项所示的结构，进一步优选为如下结构中的任意一种：
其中，RN表示氢、C1～C15直链或支链烷基、C1～C15直链或支链烷氧基。
式I-2-1、式I-3-1、式I-4-1中，Sp表示氢、羟基、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-NH-替代的基团。
式I-2-2、式I-3-2、式I-4-2中，Sp表示C1～C15直链或支链亚烷基、C3～C7亚环烷基、C6～C15亚芳烃基，或所述C1～C15直链或支链亚烷基中一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-NH-替代的基团，或所述C1～C15直链或支链亚烷基、所述C3～C7亚环烷基中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-或-C≡C-替代的基团，或所述C6～C15亚芳烃基中的一个或至少两个CH被N替代的基团。
所述C1～C15可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
所述C3～C7可以是C3、C4、C5、C6或C7。
所述C6～C15可以是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
优选地，所述RN表示氢或C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷基。
优选地，所述Y1、Y2、Y3、Y4均为甲基。
优选地，所述r为1或2。
优选地，所述Sp表示氢、羟基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链亚烷基，或所述C1～C10直链烷基、所述C1～C10直链亚烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团。
优选地，所述式II的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R1、R2各自独立地表示C1～C6(例如C1、C2、C3、C4、C5或C6)直链烷基、C1～C6(例如C1、C2、C3、C4、C5或C6)直链烷氧基、C3～C5(例如C3、C4或C5)环烷基或C3～C5(例如C3、C4或C5)环烷基氧基。
环A1、环A2各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、氧杂亚环己烷基、取代或未取代的1,4-亚苯基；当取代基存在时，所述取代基为卤素(例如氟或氯等)或甲基。
G为-O-或-S-。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量为0.001～1％，例如0.003％、0.005％、0.008％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.7％或0.9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为0.001～0.05％，进一步优选为0.001～0.2％。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式II的化合物的质量百分含量为1～25％，例如2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％或24％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为1～20％，进一步优选为1～15％。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中还包括至少一种式III-1～式III-3的化合物：
其中，R3-R8各自独立地表示氢、卤代或未卤代的C1～C7(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6或C7)直链烷基、卤代或未卤代的C1～C7(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6或C7)直链烷氧基、卤代或未卤代的C2～C7(例如C2、C3、C4、C5、C6或C7)烯烃基、卤代或未卤代的C2～C7(例如C2、C3、C4、C5、C6或C7)烯氧基。
Z3、Z4、Z5各自独立地表示单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2CH2-。
环A3-A11各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、卤代或未卤代的1,4-亚苯基。
优选地，所述式III-1的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R3、R4各自独立地表示C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链烷基、C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链烷氧基或C2～C7(例如C2、C3、C4、C5、C6或C7)烯烃基。
所述式III-2的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R5、R6各自独立地表示C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链烷基、C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链烷氧基或C2～C7(例如C2、C3、C4、C5、C6或C7)烯烃基。
所述式III-3的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R7、R8各自独立地为C1～C7(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6或C7)直链烷基。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式III-1～式III-3的化合物的质量百分含量为40～85％，例如41％、43％、45％、47％、50％、53％、55％、57％、60％、62％、65％、68％、70％、72％、75％、78％、80％、82％或84％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为50～85％。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中还包括至少一种式IV的化合物：
其中，R9、R10各自独立地表示氢、卤素、C3～C5环烷基(包括环丙烷、环丁烷或环戊烷)、卤代或未卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷基、卤代或未卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷氧基、卤代或未卤代的C2～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烯烃基、卤代或未卤代的C2～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烯氧基。
Z6、Z7各自独立地表示单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2CH2-。
环A12、环A13各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、卤代或未卤代的1,4-亚苯基，或所述1,4-亚环己基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代。
n3、n4各自独立地表示0～2的整数，例如0、1或2；且当n3为2时，环A12相同或不同，Z6相同或不同；当n4为2时，环A13相同或不同，Z7相同或不同。
优选地，所述式IV的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R9、R10各自独立地表示C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链烷基或C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链烷氧基。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式IV的化合物的质量百分含量为1～45％，例如2％、4％、6％、8％、10％、13％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、33％、35％、38％、40％、42％或44％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为1～40％，进一步优选为1～35％，更进一步优选为1～30％。
本发明提供的液晶组合物中，各组分中的化合物均可通过商业途径获得，其合成方法均为现有技术，本发明不对化合物来源展开详细叙述。
本发明提供的液晶组合物通过将各组分按照上述限定的配比混合而成，所述混合的条件示例性地包括但不限于：搅拌、加热、超声波、悬浮等。
另一方面，本发明提供一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括如上所述的液晶组合物。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的液晶组合物在具有适宜的光学各向异性和介电各向异性、较高的清亮点、较低的旋转黏度的前提下，能够维持低温稳定性(相对现有技术甚至更佳)，另外在高温和紫外线下具有高的电压保持率，液晶电导低，离子消散速度快，液晶可靠性显著提升，残影改善明显，是一种可靠性高、稳定性好的液晶材料，适用于高显示性能的液晶显示器件，能够满足液晶材料在多种显示模式下的应用需求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1～5与对比例1提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图；
图2为实施例6～8与对比例2提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图；
图3为实施例9～11与对比例3提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图；
图4为实施例12～14与对比例4提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图；
图5为实施例15～17与对比例5提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图；
图6为实施例18～20与对比例6提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图；
图7为实施例20～25与对比例6提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明以下实施例所用的化合物均可通过现有技术合成，或可通过商业途径获得，本发明不对原料来源进行详细叙述。
为了便于表述，本发明以下实施例及对比例中，液晶组合物各组分的化合物用表1所列的代码表示：
表1
以如下结构式的化合物为例：
该化合物用表1中的代码表示，则记作“mC1OWPV”，其中m为≥1的整数，表示左端烷基中的C原子数。
本发明以下实施例及对比例中，液晶组合物的性能测试方法如下：
(1)光学各向异性Δn：通过阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、25±2℃条件下测得。
(2)介电各向异性Δε：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℃，1KHz，VA测试盒，盒厚为7μm。
(3)清亮点Tni：向列相-各向同性相转变温度，单位为℃；通过熔点仪定量法测试。
(4)旋转粘度γ1：单位为mPa·s；测试条件：25±0.5℃，20μm平行盒，INSTEC:ALCTIR1测试得到。
(5)紫外线下的电压保持率VHR-UV：单位为％；测试条件：TOYO 6254型液晶物性评价系统在5V、6Hz、60℃下测试，UV条件为365nm、3000mJ。
(6)高温下的电压保持率VHR-heat：单位为％；测试条件：液晶在150℃下高温保持1h后，利用TOYO 6254型液晶物性评价系统在5V、6Hz、60℃下测试；
(7)电导I/V：单位为Ghom-1；测试条件：在9μm的扭曲向列型液晶胞(TN cell)盒中，灌满液晶，加电10V/0.01Hz，使用TOYO 6254(液晶物性评价系统)测试得出I/V值。
(8)低温存储时间t-20℃：在-20℃的低温恒温箱进行每日观察是否有晶体析出。
(9)直流残留电位RDC曲线：测试条件为25±0.5℃，TOYO 6254型液晶物性评价系统在施加直流电压5V、3600s后断开电源，并持续测试液晶残留电位3600s，记录电位变化曲线。
实施例1～5和对比例1
母体Host-1的组分如表2所示：
表2
通过向Host-1中添加如下表3中不同含量的式I的化合物Guest-1：
构成本发明的对比例1和实施例1～5。
表3
实施例1～5与对比例1提供的液晶组合物的性能测试结果如表4所示，直流残留电位值的测试对比图如图1所示：
表4
从表4的数据可知，与不包括式I的化合物Guest-1的对比例1相比，实施例1～5提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外还具有更高的电压保持率和更低的离子消散系数I/V，证明本发明实施例1～5提供的液晶组合物可以兼顾低温互溶性和可靠性。
图1为实施例1～5与对比例1提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图，从图1可知，式I的化合物的含量对直流残留电位RDC曲线存在显著影响，含量处于0.01％～0.2％范围内时，均会提高离子的消散速度，其中当含量处于0.05％～0.1％范围内时，离子消散速度最快。
实施例6～8和对比例2
母体Host-2的组分如表5所示：
表5
通过向Host-2中添加如下表6中不同含量的式I的化合物Guest-2：
构成本发明的对比例2和实施例6～8。
表6
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 对比例2 | |
| Guest-2含量(％) | 0.04 | 0.08 | 0.12 | 0 |
实施例6～8与对比例2提供的液晶组合物的性能测试结果如表7所示，直流残留电位值的测试对比图如图2所示：
表7
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 对比例2 | |
| Δn | 0.109 | 0.109 | 0.109 | 0.109 |
| Δε | -1.3 | -1.3 | -1.3 | -1.3 |
| T<sub>ni</sub>(℃) | 82 | 82 | 82 | 82 |
| γ<sub>1</sub> | 88 | 88 | 88 | 88 |
| VHR-UV | 92.3 | 92.3 | 91.9 | 84.1 |
| VHR-heat | 92.1 | 92.2 | 92.1 | 90.3 |
| I/V | 94.8 | 40.1 | 65.2 | 744.7 |
| t<sub>-20℃</sub> | 7天 | 8天 | 8天 | 7天 |
从表7的数据可知，与不包括式I的化合物Guest-2的对比例2相比，实施例6～8提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外还具有更高的电压保持率和更低的离子消散系数I/V，证明本发明实施例6～8提供的液晶组合物可以兼顾低温互溶性和可靠性。
图2为实施例6～8与对比例2提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图，从图2可知，式I的化合物的含量对直流残留电位RDC曲线存在显著影响，其含量处于0.04％～0.12％范围内时，会提高离子的消散速度。
实施例9～11和对比例3
母体Host-3的组分如表8所示：
表8
| 液晶分子 | 质量分数/％ |
| 3CCV | 46 |
| 3CCV1 | 9 |
| VCCP1 | 6 |
| 3CPP2 | 5 |
| 2PGP3 | 3 |
| 3CGPC3 | 3 |
| 2PWP3 | 5 |
| 2PWP4 | 5 |
| 2PPW3 | 5 |
| 2PPW4 | 5 |
| 3OB(O)O4 | 4 |
| 3OB(S)O4 | 4 |
| 小计 | 100 |
通过向Host-3中添加如下表9中不同含量的式I的化合物Guest-3：
构成本发明的对比例3和实施例9～11。
表9
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 对比例3 | |
| Guest-3含量(％) | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0 |
实施例9～11与对比例3提供的液晶组合物的性能测试结果如表10所示，直流残留电位值的测试对比图如图3所示：
表10
从表10的数据可知，与不包括式I的化合物Guest-3的对比例3相比，实施例9～11提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外还具有更高的电压保持率和更低的离子消散系数I/V，证明本发明实施例9～11提供的液晶组合物可以兼顾低温互溶性和可靠性。
图3为实施例9～11与对比例3提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图，从图3可知，式I的化合物的含量对直流残留电位RDC曲线存在显著影响，其含量处于0.02％～0.1％范围内时，会提高离子的消散速度。
实施例12～14和对比例4
母体Host-4的组分如表11所示：
表11
| 液晶分子 | 质量分数/％ |
| 3CCV | 44 |
| 3CCV1 | 10 |
| VCCP1 | 5 |
| 3CPP1 | 4 |
| 3CPP2 | 4 |
| 2PGP3 | 3 |
| 3CGPC3 | 3 |
| 2PWP3 | 5 |
| 2PWP4 | 5 |
| 3PPWO2 | 5 |
| 4PPWO2 | 5 |
| 2COB(O)O4 | 3.5 |
| 3COB(O)O4 | 3.5 |
| 小计 | 100 |
通过向Host-4中添加如下表12中不同含量的式I的化合物Guest-4：
构成本发明的对比例4和实施例12～14。
表12
| 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 对比例4 | |
| Guest-4含量(％) | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0 |
实施例12～14与对比例4提供的液晶组合物的性能测试结果如表13所示，直流残留电位值的测试对比图如图4所示：
表13
| 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 对比例4 | |
| Δn | 0.112 | 0.112 | 0.112 | 0.112 |
| Δε | -1.6 | -1.6 | -1.6 | -1.6 |
| T<sub>ni</sub>(℃) | 84 | 84 | 84 | 84 |
| γ<sub>1</sub> | 98 | 98 | 98 | 98 |
| VHR-UV | 92.9 | 93.7 | 93.4 | 84.8 |
| VHR-heat | 93.4 | 93.6 | 93.6 | 90.7 |
| I/V | 68.2 | 33.0 | 31.8 | 612.2 |
| t<sub>-20℃</sub> | 7天 | 8天 | 8天 | 7天 |
从表13的数据可知，与不包括式I的化合物Guest-4的对比例4相比，实施例12～14提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外还具有更高的电压保持率和更低的离子消散系数I/V，证明本发明实施例12～14提供的液晶组合物可以兼顾低温互溶性和可靠性。
图4为实施例12～14与对比例4提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图，从图4可知，式I的化合物的加入对直流残留电位RDC曲线存在显著影响，其含量处于0.02％～0.1％范围内时，会提高离子的消散速度。
实施例15～17和对比例5
母体Host-5的组分如表14所示：
表14
通过向Host-5中添加如下表15中不同含量的式I的化合物Guest-5：
构成本发明的对比例5和实施例15～17。
表15
| 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 对比例5 | |
| Guest-5含量(％) | 0.03 | 0.06 | 0.09 | 0 |
实施例15～17与对比例5提供的液晶组合物的性能测试结果如表16所示，直流残留电位值的测试对比图如图5所示：
表16
从表16的数据可知，与不包括式I的化合物Guest-5的对比例5相比，实施例15～17提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外电压保持率明显升高，离子消散系数I/V显著降低，证明本发明实施例15～17提供的液晶组合物可以兼顾低温互溶性和可靠性。
图5为实施例15～17与对比例5提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图，从图5可知，式I的化合物Guest-5的加入对直流残留电位RDC曲线存在显著影响，其含量处于0.03％～0.09％范围内时，会显著提高离子的消散速度。
实施例18～20和对比例6
母体Host-6的组分如表17所示：
表17
通过向Host-6中添加如下表18中不同含量的式I的化合物Guest-6：
构成本发明的对比例6和实施例18～20。
表18
| 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 对比例6 | |
| Guest-6含量(％) | 0.02 | 0.05 | 0.08 | 0 |
实施例18～20与对比例6提供的液晶组合物的性能测试结果如表19所示，直流残留电位值的测试对比图如图6所示：
表19
| 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 对比例6 | |
| Δn | 0.095 | 0.095 | 0.095 | 0.095 |
| Δε | -2.6 | -2.6 | -2.6 | -2.6 |
| T<sub>ni</sub>(℃) | 90 | 90 | 90 | 90 |
| γ<sub>1</sub> | 109 | 109 | 109 | 109 |
| VHR-UV | 90.5 | 92.3 | 92.4 | 84.8 |
| VHR-heat | 93 | 93.1 | 93.3 | 90.7 |
| I/V | 68.2 | 33.0 | 31.8 | 612.2 |
| t<sub>-20℃</sub> | 8天 | 9天 | 9天 | 8天 |
从表19的数据可知，与不包括式I的化合物Guest-6的对比例6相比，实施例18～20提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外电压保持率升高，离子消散系数I/V显著降低，证明本发明实施例18～20提供的液晶组合物可以兼顾低温互溶性和可靠性。
图6为实施例18～20与对比例6提供的液晶组合物的直流残留电位的测试对比图，从图6可知，式I的化合物Guest-6的加入对直流残留电位RDC曲线存在显著影响，其含量处于0.03％～0.09％范围内时，会显著提高离子消散速度。
实施例21
本实施例提供一种液晶组合物，其与实施例20的区别在于，将Guest-6用等量的Guest-1替换。
实施例22
本实施例提供一种液晶组合物，其与实施例20的区别在于，将Guest-6用等量的Guest-2替换。
实施例23
本实施例提供一种液晶组合物，其与实施例20的区别在于，将Guest-6用等量的Guest-3替换。
实施例24
本实施例提供一种液晶组合物，其与实施例20的区别在于，将Guest-6用等量的Guest-4替换。
实施例25
本实施例提供一种液晶组合物，其与实施例20的区别在于，将Guest-6用等量的Guest-5替换。
对比例7
对比例7与实施例20的区别在于，将Guest-6用等量的对比化合物Guest-DZ：
替换。
实施例20～25与对比例6提供的液晶组合物的性能测试结果如表20所示，直流残留电位的测试对比图如图7所示：
表20
综合上述表2～20的组分信息和测试数据可知，本发明提供的液晶组合物的低温存储时间未变短，甚至还有延长，另外还具有更高的VHR-UV和VHR-heat，更低的液晶电导，从图1～7可知，本发明的液晶组合物还具有更快的离子消散速度，液晶可靠性显著提升，残影改善明显，且液晶组合物中式I的化合物的最佳含量范围为0.05-0.1％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的液晶组合物及其应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种液晶组合物，其特征在于，包括：
至少一种式I的化合物，所述式I的化合物具有如下结构I-1、I-3、I-4中的任意一种：
至少一种式II的化合物
至少一种选自式III-1～式III-3的化合物：
其中，RN表示氢、羟基、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-NH-替代的基团；
Y1、Y2、Y3、Y4各自独立地表示氢或C1～C4直链烷基；
r为1或2；
当r为1时，Sp具有与RN相同的限定范围；
当r为2时，Sp表示C1～C15直链或支链亚烷基、C3～C7亚环烷基、C6～C15亚芳烃基，或所述C1～C15直链或支链亚烷基中一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-NH-替代的基团，或所述C1～C15直链或支链亚烷基、所述C3～C7亚环烷基中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-或-C≡C-替代的基团，或所述C6～C15亚芳烃基中的一个或至少两个CH被N替代的基团；
R1、R2各自独立地表示氢、卤素、卤代或未卤代的C1～C10直链烷基、卤代或未卤代的C1～C10直链烷氧基、卤代或未卤代的C2～C10烯基、卤代或未卤代的C2～C10烯氧基，或上述基团中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被C3～C5亚环烷基替代的基团；
环A1和环A2各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、氧杂亚环己烷基、取代或未取代的1,4-亚苯基；当取代基存在时，所述取代基为卤素或甲基；
Z1、Z2各自独立地表示单键、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2CH2-；
X1、X2各自独立地表示氢、氟或氯；
G表示-O-、-S-或
n1、n2各自独立地表示0～2的整数；且当n1为2时，环A1相同或不同，Z1相同或不同；当n2为2时，环A2相同或不同，Z2相同或不同；
R3-R8各自独立地表示氢、卤代或未卤代的C1～C7直链烷基、卤代或未卤代的C1～C7直链烷氧基、卤代或未卤代的C2～C7烯烃基、卤代或未卤代的C2～C7烯氧基；
Z3、Z4、Z5各自独立地表示单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2CH2-；
环A3-A11各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、卤代或未卤代的1,4-亚苯基；
所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量为0.001～1％，式II的化合物的质量百分含量为1～25％，式III-1～式III-3的化合物的质量百分含量为40～85％。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述RN表示氢或C1～C8直链烷基。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Y1、Y2、Y3、Y4均为甲基。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Sp表示氢、羟基、C1～C10直链烷基、C1～C10直链亚烷基，或所述C1～C10直链烷基、所述C1～C10直链亚烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团。
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式II的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R1、R2各自独立地表示C1～C6直链烷基、C1～C6直链烷氧基、C3～C5环烷基或C3～C5环烷基氧基；
环A1、环A2各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、氧杂亚环己烷基、取代或未取代的1,4-亚苯基；当取代基存在时，所述取代基为卤素或甲基；
G表示-O-或-S-。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式III-1的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R3、R4各自独立地表示C1～C5直链烷基、C1～C5直链烷氧基或C2～C7烯烃基；
所述式III-2的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R5、R6各自独立地表示C1～C5直链烷基、C1～C5直链烷氧基或C2～C7烯烃基；
所述式III-3的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R7、R8各自独立地为C1～C7直链烷基。
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中还包括至少一种式IV的化合物：
其中，R9、R10各自独立地表示氢、卤素、C3～C5环烷基、卤代或未卤代的C1～C10直链烷基、卤代或未卤代的C1～C10直链烷氧基、卤代或未卤代的C2～C10烯烃基、卤代或未卤代的C2～C10烯氧基；
Z6、Z7各自独立地表示单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2CH2-；
环A12、A13各自独立地表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、卤代或未卤代的1,4-亚苯基，或所述1,4-亚环己基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代；
n3、n4各自独立地表示0～2的整数；且当n3为2时，环A12相同或不同，Z6相同或不同；当n4为2时，环A13相同或不同，Z7相同或不同。
8.根据权利要求7所述的液晶组合物，其特征在于，所述式IV的化合物具有如下结构中的任意一种：
其中，R9、R10各自独立地表示C1～C5直链烷基或C1～C5直链烷氧基。
9.根据权利要求7或8所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式IV的化合物的质量百分含量为1～45％。
10.一种液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件包括如权利要求1～9任一项所述的液晶组合物。
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| CN (1) | CN112824498B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899464A (en) * | 1972-10-26 | 1975-08-12 | Sankyo Co | Piperidine derivative and use thereof as stabilizers |
| US4336183A (en) * | 1979-07-12 | 1982-06-22 | Adeka Argus Chemical Co., Ltd. | 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidyl carboxylic acid esters and amides of mono and poly alcohols, phenols and amines as stabilizers for synthetic polymers |
| WO2017018513A1 (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | 新日鐵住金株式会社 | チタン複合材および熱間圧延用チタン材 |
| CN107709522A (zh) * | 2015-08-07 | 2018-02-16 | Dic株式会社 | 液晶组合物和使用其的液晶显示元件 |
| WO2018212059A1 (ja) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Dic株式会社 | 液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子 |
-
2019
- 2019-11-21 CN CN201911150212.7A patent/CN112824498B/zh active Active
Patent Citations (5)
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