CN111440618B - 一种低折射率低阈值负介电各向异性液晶组合物及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低折射率低阈值负介电各向异性液晶组合物，该液晶组合物包含以下重量百分比的组分：占所述液晶组合物总重量的1～90％的一种或多种通式Ⅰ的液晶化合物；占所述液晶组合物总质量的1～60％的一种或多种通式Ⅱ所示的化合物；占所述液晶组合物总质量的1～60％的一种或多种通式Ⅲ所示的液晶化合物；占所述液晶组合物总质量的1～40％的一种或多种通式Ⅳ所示的液晶化合物；其中，通式Ⅰ、通式II、通式Ⅲ、通式Ⅳ的结构如下。该液晶组合物具有极大的介电各向异性绝对值，较高的清亮点，极限低的折射率，极好的稳定性及抗UV、抗污染能力。可广泛应用于黑白及TFT‑VA模式液晶显示元件中。
Description
技术领域
本发明涉及一种低折射率低阈值负介电各向异性液晶组合物及应用。
背景技术
液晶发现于一个世纪以前，但在近几十年来其应用研究得到迅猛发展。液晶分子结构的各向异性决定液晶性质各向异性。液晶显示器通常是利用液晶材料的光学各向异性和介电各向异性的特性来实现显示功能。根据介电各向异性的正负，可将液晶分为正介电各向异性液晶和负介电各向异性液晶。负介电各向异性的液晶具有更好的对比度，应用非常广泛，成为目前研究热点之一。但除了需要考虑液晶化合物的负介电各向异性之外，折射率、清亮点、响应速度，稳定性以及抗UV、抗污染能力亦是液晶性质的重要需求。用于VA型等显示方式的液晶材料要求低电压驱动、低功耗、抗UV能力强、宽工作温度范围以及良好的低温稳定性，同时为了提高生产良率，LCD开发商通常利用采取增大盒厚的方式，匹配较小折射率的液晶的方式来达到显示要求，但是目前没有一种物质能够作为单一的化合物来满足这样的性能，如申请号2014100418173公开了一种低折射率VA-LCD用液晶组合物，虽然此种组合物折射率比较低，满足了客户较大盒厚生产的需求，但其不能满足较大的介电各向异性，不适用于低驱动电压液晶显示器。如申请号201811168306公开了一种低阈值低功耗低粘度快速响应的VA-LCD用液晶组合物，虽然此种组合物满足了低功耗低粘度的需求，但负介电常数不够大并且其工作范围比较窄，不能满足宽温-30-80度的性能要求。因此我们需要平衡参数之间的关系，达到较高的生产良率需的新液晶组合物。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种具有极大的介电各向异性绝对值，较高的清亮点，较低的折射率，较宽的温度范围，较好的稳定性及抗UV能力的低折射率低阈值负介电各向异性液晶组合物。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种低折射率低阈值负介电各向异性液晶组合物，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量的1～90％的一种或多种通式Ⅰ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总重量的1～60％的一种或多种通式Ⅱ所示的化合物；
占所述液晶组合物总重量的1～60％的一种或多种通式Ⅲ所示的液晶化合物；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别独立的表示1-7个碳原子的烷基或烷氧基；
其中，这些基团中的一个或多个-CH2-，可以互相独立的被-C＝C-取代；
L1、L2分别独立的表示-F、-CH3-或-H；
m、n、o、p，各自独立的表示0或1；
各自独立的表示/>
Z1、Z2、Z3各自独立的表示单键、-COO-、-CF2O-、-C2H4-或-CH2O-。
进一步的，所述液晶组合物还包含：
占所述液晶组合物总重量的1～40％的一种或多种通式Ⅳ所示的液晶化合物；
其中，R7、R8分别独立的表示1-7个碳原子的烷基或烷氧基；
Z4表示单键、-COO-、-CF2O-、-C2H4-或-CH2O-；
q表示0或1。
进一步的，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量的10～70％的一种或多种具有通式Ⅰ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总重量的5～40％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重量的10～50％的一种或多种具有通式Ⅲ的液晶化合物。
占所述液晶组合物总重量的10～50％的一种或多种具有通式Ⅳ的液晶化合物。
进一步的，所述通式Ⅰ的结构选自如下化合物：
进一步的，所述通式Ⅱ的结构选自如下化合物：
进一步的，所述通式Ⅲ的结构选自如下化合物：
进一步的，所述通式IV的结构选自如下化合物：
本发明还提供一种电光学液晶显示器，包括上述的液晶组合物。
本发明还提供一种如上述的液晶组合物在液晶显示领域的应用。
有益效果：
本发明液晶组合物具有极低的折射率，极大的介电各向异性绝对值，极低的功耗，较高的清亮点，极好的稳定性及抗UV能力。
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。
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：
NI(℃)：相转变温度(℃)；
△n：20℃光学各向异性，589nm条件下测试；
△ε：介电各向异性，1KHZ，4μm测试盒测试；
η：20℃时体积粘度(mPa·s)；
γ1：20℃时旋转粘度(mPa·s)，测试仪器，INSTEC:ALCT-IR1；
Vth：阈值电压(V)，fdrive＝128HZ；Bias＝1；Duty＝1；垂直盒4.0μm；TestTemperature＝23±2℃。
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、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
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
以上实施例1-6抗紫外功耗测试如表一：
表一
以上实施例1-6耐高温功耗测试如表二：
表二
实施例7
实施例8
实施例9
实施例10
实施例11
实施例12
实施例13
实施例14
实施例15
实施例16
实施例17
实施例18
实施例19
实施例20
实施例21
对比例1
对比例2
/>
对比例3
/>
对比例1-3的抗紫外功耗电流测试数据如表三：
表三
对比例1-3的耐高温功耗电流测试数据如表四：
表四
对比例1-3为目前市面上在用产品。以上对比例1-3抗紫外耐高温测试数据与发明中实施例1-21相比，无论抗紫外还是耐高温，都比较差，突显新发明混合液晶具有极高的品质稳定性，应用在LCD显示器件中，能更好的延长使用寿命。
对比例4
从对比例4中看出，混合物只包含组分Ⅰ和Ⅱ，NI值较低，不能应用在宽温类产品需求中。
对比例5
/>
从对比例5中看出，混合物只包含组分Ⅰ和Ⅲ，Tc≤0℃且折射率较高，液晶只能在0℃以上保存，不能应用在低温低折射率需求产品中。
对比例6
/>
从对比例6中看出，混合物只包含组分Ⅰ和Ⅳ，产品NI值低，Tc≤-10℃
产品使用温度范围窄，粘度大，响应速度慢，难以满足客户对快响应宽温类产品的需求。
通过上述实施例1-实施例21可得出，本发明液晶组合物具有极限的低折射率，极大的介电各向异性绝对值，较高的清亮点，极好的稳定性及抗UV能力。本发明所述的液晶组合物可应用于VA显示模式的液晶显示元件，包括黑白显示及TFT彩色显示。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 (6)
1.一种低折射率低阈值负介电各向异性液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量的1～90％的一种或多种通式Ⅰ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总重量的1～60％的一种或多种通式Ⅱ所示的化合物；
占所述液晶组合物总重量的1～60％的一种或多种通式Ⅲ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总重量的1～40％的一种或多种通式Ⅳ-1至Ⅳ-5中至少一种的所示的液晶化合物；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立的表示1-7个碳原子的烷基或烷氧基；
其中，这些基团中的一个或多个-CH2-，可以互相独立的被-C＝C-取代；
L1、L2分别独立的表示-F、-CH3-或-H；
m、n、o、p，各自独立的表示0或1；
各自独立的表示/>
Z1表示-CH2O-；
Z2、Z3各自独立的表示单键、-COO-、-CF2O-、-C2H4-或-CH2O-。
2.如权利要求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重量的10～70％的一种或多种具有通式Ⅰ所示的液晶化合物；
占所述液晶组合物总重量的5～40％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重量的10～50％的一种或多种具有通式Ⅲ的液晶化合物；
占所述液晶组合物总重量的10～50％的一种或多种具有通式Ⅳ的液晶化合物。
3.如权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的结构选自如下化合物：
4.如权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ的结构选自如下化合物：
5.如权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅲ的结构选自如下化合物：
6.一种电光学液晶显示器，其特征在于，包括如权利要求3所述的液晶组合物。
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