含1,3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵化合物的液晶組合物及其應用的製作方法

2024-01-30 10:42:15

含1,3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵化合物的液晶組合物及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及液晶材料領域，特別涉及一種液晶組合物及其應用。本發明提供的液晶組合物，按重量份，包括以下組分：(1)1～40份通式I所代表的化合物，(2)10～80份通式II所代表的化合物，(3)1～50份通式III所代表的化合物，其中通式I所代表的化合物為含1,3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵結構的化合物。本發明提供的液晶組合物具有低的旋轉粘度和大的彈性常數，表現為具有較短的響應時間，可用於多種顯示模式的快響應液晶顯示，其在TN、IPS或FFS模式顯示器中的使用能明顯改善液晶顯示器顯示效果。
【專利說明】含1,3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵化合物的液晶組合物及 其應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及液晶材料領域，特別涉及一種含1，3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵化合 物的液晶組合物及其應用。

【背景技術】
[0002] 目前，液晶在信息顯示領域得到了廣泛應用，同時在光通訊中的應用也取得了一 定的進展（S.T.Wu，D.K. Yang. Ref lective Liquid Crystal Displays. Wiley，2001)。近幾 年，液晶化合物的應用領域已經顯著拓寬到各類顯示器件、電光器件、電子元件、傳感器等， 向列型液晶化合物已經在平板顯示器中得到最為廣泛的應用，特別是用於TFT有源矩陣的 系統中。
[0003] 液晶顯示伴隨液晶的發現經歷了漫長的發展道路。1888年奧地利植物學家 Friedrich Reinitzer發現了第一種液晶材料安息香酸膽固醇（cholesteryl benzoate)。 1917年Manguin發明了摩擦定向法，用以製作單疇液晶和研究光學各向異性。1909年 E. Bose建立了攢動（Swarm)學說，並得到L.S. Ormstein及F. Zernike等人的實驗支持 (1918年），後經De Gennes論述為統計性起伏。G. W. Oseen和H. Zocher在1933年創立連 續體理論，並得到 F. C. Frank 完善（1958 年）。M. Born (1916 年）和 K. Lichtennecker (1926 年）發現並研究了液晶的介電各向異性。1932年，W. Kast據此將向列相分為正、負性兩大 類。1927年，V. Freedericksz和V. Zolinao發現向列相液晶在電場或磁場作用下，發生形 變並存在電壓閾值（Freederichsz轉變）。這一發現為液晶顯示器的製作提供了依據。
[0004] 1968年美國RCA公司R. Williams發現向列相液晶在電場作用下形成條紋疇，並有 光散射現象。G. H. Heilmeir隨即將其發展成動態散射顯示模式，並製成世界上第一個液晶 顯示器（IXD)。七十年代初，Helfrich及Schadt發明了 TN原理，人們利用TN光電效應和 集成電路相結合，將其做成顯示器件（TN-LCD)，為液晶的應用開拓了廣闊的前景。七十年 代以來，由於大規模集成電路和液晶材料的發展，液晶在顯示方面的應用取得了突破性的 發展，1983?1985年T. Scheffer等人先後提出超扭曲向列相（Super Twisred Nematic: STN)模式以及P. Brody在1972年提出的有源矩陣（Active matrix :AM)方式被重新採用。 傳統的TN-IXD技術已發展為STN-IXD及TFT-IXD技術，儘管STN的掃描線數可達768行以 上，但是當溫度升高時仍然存在著響應速度、視角以及灰度等問題，因此大面積、高信息量、 彩色顯示大多採用有源矩陣顯示方式。TFT-LCD已經廣泛用於直視型電視、大屏幕投影電 視、計算機終端顯示和某些軍用儀表顯示，相信TFT-LCD技術具有更為廣闊的應用前景。
[0005] 其中"有源矩陣"包括兩種類型：1、在作為基片的矽晶片上的0MS(金屬氧化物半 導體）或其它二極體。2、在作為基片的玻璃板上的薄膜電晶體（TFT)。
[0006] 單晶矽作為基片材料限制了顯示尺寸，因為各部分顯示器件甚至模塊組裝在其結 合處出現許多問題。因而，第二種薄膜電晶體是具有前景的有源矩陣類型，所利用的光電效 應通常是TN效應。TFT包括化合物半導體，如Cdse，或以多晶或無定形矽為基礎的TFT。
[0007] 目前，IXD產品技術已經成熟，成功地解決了視角、解析度、色飽和度和亮度等技術 難題，其顯示性能已經接近或超過CRT顯示器。大尺寸和中小尺寸IXD在各自的領域已逐 漸佔據平板顯示器的主流地位。但是受液晶材料本身的制約（粘度高），致使響應時間成為 影響高性能顯示器的主要因素。
[0008] 具體而言，液晶的響應時間受限於液晶的旋轉粘度Y 1以及彈性常數，降低液晶 組合物的旋轉粘度和提升彈性常數對於減少液晶顯示器的響應時間，加快液晶顯示器的 響應速度有著顯著的效果。


【發明內容】

[0009] 本發明的第一目的是提供一種含1，3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵化合物的液晶組 合物。
[0010] 為實現本發明的第一目的，具體採用如下的技術方案：一種液晶組合物，按重量 份，包括以下組分：
[0011] ⑴1?40份通式I所代表的化合物，
[0012] (2) 10?80份通式II所代表的化合物，
[0013] (3) 1?50份通式III所代表的化合物；
[0014] 其中，通式I所代表的化合物結構如下：

【權利要求】
1. 一種含1，3-二噁烷及二氟甲氧基橋鍵化合物的液晶組合物，其特徵在於，按重量 份，包括以下組分： (1) 1?40份通式I所代表的化合物， (2) 10?80份通式II所代表的化合物， (3) 1?50份通式III所代表的化合物； 其中，通式I所代表的化合物結構如下：
在通式I中Ap A2各自獨立地代表：
η各自獨立地代表1?12的整數， m各自獨立地代表0或1 ; 通式Π 所代表的化合物結構如下： R1-A3-A4-R2 II 在通式II，Rp R2各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基，其中一個或多個不相鄰的CH 2 可以被0、S或CH = CH所取代； A3、A4各自獨立地代表反式1，4-環己基或1，4-亞苯基； 通式ΠΙ所代表的化合物結構如下：
在通式III中，R3各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基、C 2?C12的直鏈烯基A1各自 獨立地代表H或F ;X各自獨立地代表F、C1?C6的烷基、烷氧基、齒代烷基或齒代烷氧基； A5各自獨立地代表反式1，4-環己基或1，4-亞苯基。
2. 根據權利要求1所述的液晶組合物，其特徵在於，按重量份，包括以下組分： (1) 5?40份通式I所代表的化合物， (2) 20?70份通式II所代表的化合物， (3) 1?30份通式III所代表的化合物。
3. 根據權利要求1或2所述的液晶組合物，其特徵在於，通式I所代表的化合物選自式 I-A?式I-H所代表的化合物的一種或幾種：
其中，η各自獨立地代表1?7的整數，優選2?5的整數； 優選的，通式I所代表的化合物選自式I-A-I?式Ι-Η-4所代表的化合物的一種或幾 種：

更優選的，通式I所代表的化合物選自I-F-2、I-F-3、I-D-3、I-D-2、I-F-2、I-G-3、 I-G-2或I-A-3的一種或幾種。
4.根據權利要求I或2所述的液晶組合物，其特徵在於，所述通式II所代表的化合物 選自以下化合物的一種或幾種：
其中，R1各自獨立地代表C1?C7的直鏈烷基，優選C1?C 5的直鏈烷基；R2各自獨立地 代表C1?C7的直鏈烷基、直鏈烷氧基或C2?C7的直鏈烯基，優選C 1?C5的直鏈烷基、烷氧 基或C2?C5的直鏈烯基； 優選的，通式II所代表的化合物選自式II-A-I?式II-C-24所代表的化合物的一種 或幾種：


更優選的，通式II所代表的化合物選自ΙΙ-Α-1、ΙΙ-Α-9、ΙΙ-Α-2或II-C-4的一種或幾 種。
5. 根據權利要求1或2所述的液晶組合物，其特徵在於，通式III所代表的化合物選自 以下化合物的一種或多種：
其中，R3各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基或C2?C 12的直鏈烯基，優選C2?Cltl的 直鏈烷基或直鏈烯基，進一步優選C2?C5的直鏈烷基或直鏈烯基； X各自獨立地代表F、OCF3 ; Rx各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基，優選C1?C ltl的直鏈烷基，進一步優選C1?C5 的直鏈烷基。
6. 根據權利要求1或2所述的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物還包括1-50 份通式IV?通式VII所代表的化合物的一種或幾種； 所述通式IV?通式VII所代表的化合物結構如下：
r
其中，R4、R5各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基、直鏈滷代烷基以及C 2?C12的直鏈 烯基；R6各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基或C2?C 12的直鏈烯基；R7、R8、R9各自獨立地 代表C 1?C12的直鏈烷基；L2、L3、L4各自獨立地代表H或F ;Y各自獨立地代表F、OCF3或 OCF2H ;Α6、A7、A8、A9各自獨立地代表：
7.根據權利要求6所述的液晶組合物，其特徵在於，所述通式IV所代表的化合物選自 以下化合物的一種或幾種：

其中，R4、R5各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基，優選C 2?C7的直鏈烷基，進一步優 選C2?C5的直鏈烷基；p各自獨立地代表2?7的整數，優選2?5的整數。 所述通式V所代表的化合物選自以下化合物的一種或幾種：

其中，R6各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基，優選C2?C ltl的直鏈烷基，進一步優選 C2?C5的直鏈烷基； 所述通式VI所代表的化合物選自以下化合物的一種或幾種：
其中，R7、R8各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基，優選C 1?Cltl的直鏈烷基，進一步優 選C2?C5的直鏈烷基； 所述通式VII所代表的化合物選自如下化合物的一種或多種：
其中，R9各自獨立地代表C1?C12的直鏈烷基，優選C1?C ltl的直鏈烷基，進一步優選 C2?C5的直鏈烷基。
8.根據權利要求6所述的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物包括以下組分： 5?20份通式I所代表的化合物，20?70份通式II所代表的化合物，1?30份通式III 所代表的化合物，1?50份通式IV?通式VII所代表的化合物； 優選的，所述液晶組合物包括以下組分：5?20份通式I所代表的化合物，30?61份 通式Π 所代表的化合物，3?29份通式III所代表的化合物，8?36份通式IV?通式VII 所代表的化合物。
9. 根據權利要求6所述的液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物包括以下組分： 21?40份通式I所代表的化合物，20?50份通式II所代表的化合物，3?35份通式III 所代表的化合物，5?40份通式IV?通式VII所代表的化合物； 優選的，所述液晶組合物包括以下組分：21?38份通式I所代表的化合物，24?42份 通式Π 所代表的化合物，6?30份通式III所代表的化合物，8?28份通式IV?通式VII 所代表的化合物。
10. 權利要求1-9任一項所述的液晶組合物在TN、IPS或FFS模式顯示器中的應用。
【文檔編號】C09K19/42GK104263382SQ201410461413
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】樸英洙, 陳卯先, 陳海光, 姜天孟, 田會強, 儲士紅, 賀樹芳, 張琳, 蘇學輝 申請人:北京八億時空液晶科技股份有限公司