一種環己烷類液晶化合物及液晶組合物的製作方法
2023-05-29 22:22:51
一種環己烷類液晶化合物及液晶組合物的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種環己烷類液晶化合物，該液晶化合物具有式Ⅰ所示的結構。該液晶化合物應用在向列型液晶組合物中，能夠與其他液晶單體良好互溶，並有效降低液晶組合物的旋轉粘度，顯著地改善液晶組合物的響應時間，達到快速響應的目的。本發明還公開了一種包含式Ⅰ液晶化合物的正介電各向異性液晶組合物和一種包含式Ⅰ液晶化合物的負介電各向異性液晶組合物，這兩種液晶組合物均具有很快的響應速度和很短的響應時間，適用於多種顯示模式液晶顯示器和液晶顯示元件的製備，能夠給觀看者帶來良好的視覺體驗，具有廣闊的應用前景和市場價值。
【專利說明】一種環己烷類液晶化合物及液晶組合物
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於改善液晶響應速度的環己烷類液晶化合物及含有該環己烷類液晶化合物的液晶組合物，屬於液晶顯示【技術領域】。
【背景技術】
[0002]液晶因為其特殊的物理、化學、光學特性，從20世紀中葉開始被廣泛應用在輕薄型的顯示技術上。迄今為止，人們已經利用液晶化合物的特性(光學各向異性Λη、介電各向異性△ ε )製作了很多液晶顯示元件，應用在時鐘、計算器、測定機器、汽車面板、文字處理機、電子記事本、行動電話、印表機、計算機、TV等領域。上述液晶顯示元件中使用的液晶化合物中存在固有的液晶相，其相形態大致分為三種，即向列相、層列相和膽留相。其中，向列相液晶的應用最為廣泛。
[0003]液晶顯示裝置利用的液晶驅動方式主要包括靜態驅動方式、多路驅動方式、有源矩陣驅動方式和雙頻驅動方式等方式。液晶顯示裝置利用的顯示方式中，迄今為止開發了動態散射型(DS模式)、客主型(GH模式)、扭曲向列型(TN模式)、超扭曲向列型(STN模式)、薄膜電晶體型(TFT模式)和強誘電性液晶型(FLC);近年來，TN型、STN型和TFT型3種成為市場和研發的主流。
[0004]用於顯示用的液晶材料均需要滿足以下性能:①良好的化學、物理及熱穩定性，對電場和電磁福射的穩定性；②旋轉粘度(Y ι)低合適的介電各向異性Λ ε和光學各向異性Λ η ;④與其他液晶化合物的相溶性好；⑤較寬的向列相溫度範圍。為了滿足上述性能要求，需要使用旋轉粘度低、閾值電壓低的液晶。但是到目前為止，還未找到任何一種單一的液晶化合物能達到上述性能要求，只能將幾種、甚至幾十種液晶化合物混合成液晶組合物，才能夠滿足液晶顯示材料的性能要求；而且，由於近年來高清TV、3D顯示等顯示元件的不斷出現，對液晶組合物的響應速度的要求也逐漸增大。
[0005]早期高分子液晶具有液晶相結構的剛性骨架中通常都含有苯環結構，苯環結構中含有一個大的共軛體系，對紫外光有較強的吸收，因此影響了材料的穩定性；隨著研究的深入，環己烷環被越來越多的引入剛性骨架中，當用環己烷環取代液晶中的苯環後，電子體系減少或消失，電荷密度分布降低，極化減弱，並且環己烷環相互交錯壘疊，形成緊密堆積，致使液晶清亮點增加，該類液晶與結構相似的芳環類液晶相比粘度更低，且幾乎沒有紫外吸收，穩定性更好。
[0006]目前，已有多個關於使用環己烷化合物的響應性優異的向列型液晶組合物的提案。日本專利JP特開平6-56717提供了一種響應性優異的向列型液晶組合物，該液晶組合物可形成較大的預傾角大，而且條狀排列缺陷的發生率顯著降低，該液晶組合物在化學上穩定、能夠低電壓驅動、能夠響應高時分割驅動；日本專利JP特開平7-126205提供了一種具有合適的復折射率的大小、可驅動的溫度範圍廣、響應性優異、對比度良好的向列型液晶組合物，並提供了使用該液晶組合物、電光學特性得到改善的TN-1XD、STN-1XD、TFT-1XD等液晶顯示裝置的新型環己烷化合物，從反強誘電狀態至強誘電狀態的響應速度得到了改善。日本專利JP特願2010-162348涉及到含有環己烷環的液晶化合物，混合在現有廣泛使用的液晶組合物中時粘度不上升、可以有效降低閾值電壓的液晶顯示元件的材料。然而，迄今為止公開的液晶組合物的響應速度仍然偏慢，無法完全滿足人們對液晶顯示元件的顯示要求。
【發明內容】
[0007]本發明需要解決的技術問題是提供一種用於降低向列相型液晶響應時間的環己烷類液晶化合物，以及包含此液晶化合物的、響應速度很快的向列相型液晶組合物。
[0008]為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是:
[0009]一種環己烷類液晶化合物具有式I所示的結構，
[0010]
【權利要求】
1.一種環己烷類液晶化合物，其特徵在於:所述液晶化合物具有式I所示的結構，
2.根據權利要求1所述的一種環己烷類液晶化合物，其特徵在於:Rn、R12分別是甲基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基、庚基、羊基、壬基、癸基、乙烯基、稀丙基、丁烯基、乙炔基、丙塊基、丁炔基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、單氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、全氟乙烯基、全氟烯丙基、異丙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、2-丁基甲基、3-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2_丙基戍基、1-甲基戍基中的任一基團。
3.根據權利要求2所述的一種環己烷類液晶化合物，其特徵在於:所述環己烷類液晶化合物為式1-1~式1-6所示的液晶化合物中的一種或幾種，
4.根據權利要求3所述的一種環己烷類液晶化合物，其特徵在於: 所述式1-1所示的液晶化合物是式1-1-1~式1-1-5所示的液晶化合物中的一種或幾種，
5.—種包含權利要求1~4任一項所述的環己燒類液晶化合物的正介電各向異性液晶組合物，其特徵在於:所述液晶組合物包含質量份數為2~40份的第一組分、30~90份的第二組分、O~80份的第三組分和O~20份的第四組分；所述第一組分為式I所示的環己烷類液晶化合物，第二組分為式I1、式II1、式IV所示液晶化合物中的至少一種，第三組分為式V所示液晶化合物，第四組分為式VI所示液晶化合物；
6.根據權利要求5所述的一種正介電各向異性液晶組合物，其特徵在於:所述液晶組合物包含質量份數為5~30份的第一組分、45~80份的第二組分、20~60份的第三組分和O~15份的第四組分。
7.根據權利要求6所述的一種正介電各向異性液晶組合物，其特徵在於:所述液晶組合物包含質量份數為8~15份的第一組分、55~65份的第二組分、20~30份的第三組分和4~6份的第四組分。
8.—種包含權利要求1~4任一項所述的環己燒類液晶化合物的負介電各向異性液晶組合物，其特徵在於:所述液晶組合物包含質量份數為2~40份的組分A、30~90份的組分B和O~20份的組分C ;所述組分A為式I所示的環己烷類液晶化合物，組分B為式VII所示的液晶化合物，組分C為式VI和/或式VDI所示液晶化合物；
9.根據權利要求8所述的一種負介電各向異性液晶組合物，其特徵在於:所述液晶組合物包含質量份數為5~30份的組分A、45~80份的組分B和O~15份的組分C。
10.根據權利要求9所述的一種負介電各向異性液晶組合物，其特徵在於:所述液晶組合物包含質 量份數為8~15份的組分A、55~65份的組分B和4~6份的組分C。
【文檔編號】C07C23/18GK104016830SQ201410150402
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】王健, 張興, 員國良, 華瑞茂, 侯澤峰, 段雅傑 申請人:石家莊誠志永華顯示材料有限公司