液晶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种液晶组合物，含有式Ⅰ、式Ⅱ化合物，以及还可以包含一种或多种式Ⅱ‑B化合物：其中各取代基均给出其定义。本发明专利技术涉及组合物具有低粘度γ1、适中的介电各向异性Δε、适中的光学各向异性Δn，可以实现液晶显示的快速响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示
，具体涉及一种液晶组合物，以及包含该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。
技术介绍
目前，液晶化合物的应用范围拓展的越来越广，其可应用于多种类型的显示器、电光器件、传感器等中。用于上述显示领域的液晶化合物的种类繁多，其中向列相液晶应用最为广泛。向列相液晶已经应用在无源TN、STN矩阵显示器和具有TFT有源矩阵的系统中。对于薄膜晶体管技术(TFT-LCD)应用领域，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，降低驱动电压以降低功耗等方面。液晶材料作为液晶显示器重要的光电子材料之一，对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用。作为液晶材料，需要具有良好的化学和热稳定性以及对电场和电磁辐射的稳定性。而作为薄膜晶体管技术(TFT-LCD)用液晶材料，不仅需要具有如上稳定性外，还应具有较宽的向列相温度范围、合适的双折射率各向异性、非常高的电阻率、良好的抗紫外线性能、高电荷保持率以及低蒸汽压等性能。对于动态画面显示应用，消除显示画面残影和拖尾，要求液晶具有很快的响应速度，因此要求液晶具有较低的旋转粘度γ1；另外，对于便携式设备，为了降低设备能耗，希望液晶的驱动电压尽可能低；而对于电视等用途的显示器来说，对于液晶的驱动电压要求不是那么的低。液晶化合物的粘度，尤其是旋转粘度γ1直接影响液晶加电后的响应时间，不管是上升时间(ton)还是下降时间(toff)，都与液晶的旋转粘度γ1成正比关系，上升时间(ton)由于与液晶盒和驱动电压有关，可以通过加大驱动电压的方法与降低液晶盒盒厚来调节；而下降时间(toff)与驱动电压无关，主要是与液晶的弹性常数与液晶盒盒厚有关，盒厚的下降会降低下降时间(toff)，而不同显示模式下，液晶分子的运动方式不一样，TN、IPS、VA三种模式分别与平均弹性常数K、扭曲弹性常数、弯曲弹性常数成反比关系。依照液晶连续体理论，各种不同的液晶在外力(电场、磁场)作用下发生形变后，会通过分子间的相互作用，会“回弹”回原来的形状；同样的，液晶也是由于分子间的相互作用力形成“粘度”。液晶分子的微小变化，会使液晶的常规参数性能发生明显的变化，这些变化有的是有一定规律的，有的似乎不易找到规律，对于液晶分子间的相互作用也会产生明显的影响，这些影响非常微妙，至今也没有形成很完善的理论解释。液晶的粘度与液晶分子结构有关，研究不同液晶分子形成的液晶体系的粘度与液晶分子结构之间的关系是液晶配方工程师的重要任务之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种液晶组合物及包含该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器，该液晶组合物具有较低的粘度，可以实现快速响应，同时具有适中的介电各向异性Δε、适中的光学各向异性Δn、高的对热和光的稳定性。包含该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器具有较宽的向列相温度范围、合适的双折射率各向异性、非常高的电阻率、良好的抗紫外线性能、高电荷保持率以及低蒸汽压等性能。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种液晶组合物，所述液晶组合物包含一种或多种通式Ⅰ所示化合物组成的第一组分、包含一种或两种通式Ⅱ所示化合物组成的第二组分，所述第二组分还可以包含一种或多种通式Ⅱ-B所示化合物，其中，R1、R2分别选自碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为2～5的直链烯基的其中一种；R3选自碳原子数为1～10的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷基、碳原子数为1～10的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷氧基、碳原子数为2～10的直链烯基、氟取代的碳原子数为2～10的直链烯基、碳原子数为3～8的直链烯氧基或氟取代的碳原子数为3～8的直链烯氧基的其中一种，且R1、R2、R3中任一个不相连的CH2可以被环戊基、环丁基、环丙基、-O-替代；Y1选自乙基或乙烯基的其中一种；分别选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1,4-亚环己烯基的其中一种；通式Ⅱ-B所示化合物不包含通式Ⅱ所示化合物。优选地，本专利技术所述液晶组合物优选不包含含有-CN的液晶化合物、不包含含有吡啶、嘧啶环化合物。-CN具有很大的永久偶极矩，电子云较为丰富，易于吸附阳离子从而导致离子溶剂化，使液晶电学性能的下降，比如电荷保持率VHR、电阻率ρ、功耗等；吡啶、嘧啶环化合物由于在UV下电子易于受到激发而导致品质下降。本专利技术进一步优选不含有稠环结构的液晶化合物。本专利技术所提供的液晶组合物Δn[589nm,25℃]≥0.08，Δε[1KHz,25℃]>2或Δε[1KHz,25℃]﹤-2，清亮点Cp>70.0℃，旋转粘度γ1[25℃]在40～120mPa·s之间。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述通式Ⅰ所示化合物具体为式Ⅰ1～Ⅰ4所示化合物，本专利技术的通式Ⅰ所示化合物普遍具有与其他液晶良好的互溶性，尤其是含有R12选自碳原子数为2～10的直链烯基、R21选自碳原子数为1～10的直链烷基的式Ⅰ所示化合物。式Ⅰ1～Ⅰ4所示化合物的光学各向异性Δn总体偏小，一般小于混合液晶的Δn，所以，可以用于向低的方向调节混合液晶的Δn。当含有R22选自碳原子数为1～10的直链烷氧基时，由于氧原子的共轭参与，Δn稍大。所述通式Ⅱ所示化合物具体为式Ⅱ1～Ⅱ2所示化合物，所述通式Ⅱ-B所示化合物具体为式Ⅱ-B-1～Ⅱ-B-10所示化合物，其中，R11选自碳原子数为1～10的直链烷基的其中一种；R12选自碳原子数为2～10的直链烯基的其中一种；R21选自碳原子数为1～10的直链烷基的其中一种；R22选自碳原子数为1～10的直链烷氧基的其中一种。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述液晶组合物中第一组分的通式Ⅰ所示化合物的质量百分含量为2～25％，第二组分中通式Ⅱ所示化合物的质量百分含量为5～55％、通式Ⅱ-B所示化合物的质量百分含量为0～30％。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述液晶组合物为正性液晶组合物，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅲ所示化合物组成的第三组分，其中，R4选自碳原子数为1～10的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷基、碳原子数为1～10的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷氧基、碳原子数为2～10的直链烯基、氟取代的碳原子数为2～10的直链烯基、碳原子数为3～8的直链烯氧基、氟取代的碳原子数为3～8的直链烯氧基的其中一种，且R4中任一个CH2可以被环戊基、环丁基、环丙基替代；分别选自的其中一种；Z1、Z2分别选自单键、-CF2O-、-CH2CH2-、-CH2O-的其中一种；Y2表示F、氟取代的碳原子数为1～5的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～5的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为2～5的直链烯基、氟取代的碳原子数为3～8的直链烯氧基；m表示1，2。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述通式Ⅲ所示化合物具体为式Ⅲ1～Ⅲ22所示化合物，其中，X1、X2分别选自H或F的其中一种，但不能同时为F，也不能同时为H；R4选自碳原子数为1～10的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷基、碳原子数为1～10的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷氧基、碳原子数为2～10的直链烯基、氟取代的碳原子数为2～10的直链烯基、碳原子数为3～8的直链本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含一种或多种通式Ⅰ所示化合物组成的第一组分、包含一种或两种通式Ⅱ所示化合物组成的第二组分，所述第二组分还可以包含一种或多种通式Ⅱ‑B所示化合物，其中，R1、R2分别选自碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为2～5的直链烯基的其中一种；R3选自碳原子数为1～10的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷基、碳原子数为1～10的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷氧基、碳原子数为2～10的直链烯基、氟取代的碳原子数为2～10的直链烯基、碳原子数为3～8的直链烯氧基或氟取代的碳原子数为3～8的直链烯氧基的其中一种，且R1、R2、R3中任一个不相连的CH2可以被环戊基、环丁基、环丙基、‑O‑替代；Y1选自乙基或乙烯基的其中一种；分别选自1,4‑亚苯基、1,4‑亚环己基或1,4‑亚环己烯基的其中一种；通式Ⅱ‑B所示化合物不包含通式Ⅱ所示化合物。

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含一种或多种通式Ⅰ所示化合物组成的第一组分、包含一种或两种通式Ⅱ所示化合物组成的第二组分，所述第二组分还可以包含一种或多种通式Ⅱ-B所示化合物，其中，R1、R2分别选自碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为2～5的直链烯基的其中一种；R3选自碳原子数为1～10的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷基、碳原子数为1～10的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷氧基、碳原子数为2～10的直链烯基、氟取代的碳原子数为2～10的直链烯基、碳原子数为3～8的直链烯氧基或氟取代的碳原子数为3～8的直链烯氧基的其中一种，且R1、R2、R3中任一个不相连的CH2可以被环戊基、环丁基、环丙基、-O-替代；Y1选自乙基或乙烯基的其中一种；分别选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1,4-亚环己烯基的其中一种；通式Ⅱ-B所示化合物不包含通式Ⅱ所示化合物。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所示化合物具体为式Ⅰ1～Ⅰ4所示化合物，所述通式Ⅱ所示化合物具体为式Ⅱ1～Ⅱ2所示化合物，所述通式Ⅱ-B所示化合物具体为式Ⅱ-B-1～Ⅱ-B-10所示化合物，其中，R11选自碳原子数为1～10的直链烷基的其中一种；R12选自碳原子数为2～10的直链烯基的其中一种；R21选自碳原子数为1～10的直链烷基的其中一种；R22选自碳原子数为1～10的直链烷氧基的其中一种。3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物中第一组分的通式Ⅰ所示化合物的质量百分含量为2～25％，第二组分中通式Ⅱ所示化合物的质量百分含量为5～55％、通式Ⅱ-B所示化合物的质量百分含量为0～30％。4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物为正性液晶组合物，所述液晶组合物还包含一种或多种通式Ⅲ所示化合物组成的第三组分，其中，R4选自碳原子数为1～10的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷基、碳原子数为1～10的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为1～10的直链烷氧基、碳原子数为2～10的直链烯基、氟取代的碳原子数为2～10的直链烯基、碳原子数为3～8的直链烯氧基、氟取代的碳原子数为3～8的直链烯氧基的其中一种，且R4中任一个CH2可以被环戊基、环丁基、环丙基替代；分别选自的其中一种；Z1、Z2分别选自单键、-CF2O-、-CH2CH2-、-CH2O-的其中一种；Y2表示F、氟取代的碳原子数为1～5的直链烷基、氟取代的碳原子数为1～5的直链烷氧基、氟取代的碳原子数为2～5的直链烯基、氟取代的碳原...

【专利技术属性】
技术研发人员：温刚，梁瑞祥，高红茹，王跃华，翟媛媛，贠国良，张兴，孟劲松，
申请(专利权)人：石家庄诚志永华显示材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13