液晶介质.pdf

本发明提供了一种新型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、高的电阻率及电压保持率、较快的响应速度，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。

权利要求书
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
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；R3表示H、碳原子数为1-10的烷基 或碳原子数为1-10烷氧基。

2.  根据权利要求1所述的液晶介质，其特征在于，所述液晶介质还包含介电 中性组分C，所述介电中性组分C由一种或多种通式Ⅲ所示的介电中性化合物 组成，

其中R4表示H、碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10烷氧基。

3.  根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，所述通式Ⅰ所示的 介电正性化合物为式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。

4.  根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，所述通式Ⅰ所示的 介电正性化合物为式I1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。

5.  根据权利要求1或2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Ⅱ9所示的介电正性化合物：



6.  根据权利要求2所述的液晶介质，其特征在于，所述通式Ⅲ所示的介电 中性化合物为下述式Ⅲ1至Ⅲ8所示的介电中性化合物：

说明书液晶介质
技术领域
发明属于液晶显示领域，具体涉及一种液晶介质。
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，提高电荷保持率等方面。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、优低温互溶 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、电荷 保持率不够高的问题，本发明提供一种含有环丙基结构化合物的液晶组合物， 具有较高的介电各向异性及较低的旋转粘度，适用于快速响应的液晶显示装 置。本发明所涉及的含有环丙基结构的化合物，此类结构化合物具有较高的 介电各向异性及较低的旋转粘度，适合用于TFT液晶显示器用。
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；R3表示H、碳原子数为1-10的烷 基或碳原子数为1-10烷氧基。
本发明所提供的液晶介质还可以包含介电中性组分C，所述介电中性组分 C由一种或多种通式Ⅲ所示的介电中性化合物组成，

其中R4表示H、碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10烷氧基。
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I1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Ⅱ9所示的介电正 性化合物：


所述通式Ⅲ所示的介电中性化合物优选为下述式Ⅲ1至Ⅲ8所示的介电中 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Ⅳ所表示的介电中性化合物：

式Ⅳ中，R3和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和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，no为寻常光的折射率，ne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。实施例 中的响应时间均表示为在-30℃低温时的响应时间。
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、Ⅲ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 0.150 0.150 Δε 12.0 9.8 c.p. 103℃ 101℃ γ1 12mPa·s 18mPa·s S→N ≤-40℃ ≤-40℃ τ 6.0ms 12.6ms VHR 99.75％ 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、VHR低、响应时间慢。说明通式I与通式II、Ⅲ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阈值电压、降低粘 度、提高VHR、提高响应速度的作用。