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Title:
LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND USES THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/192441
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention provides a liquid crystal mixture containing 1 to 90wt% of one or more compounds represented by general formula I. The liquid crystal composition described in the present invention has the characteristics of low viscosity, high resistivity, good low temperature intersolubility, fast response speed and excellent transmittance, and can be used in fast response liquid crystal display in multiple display modes. Liquid crystal displays are restricted to a liquid crystal temperature range, liquid crystals have a display effect only in a liquid crystal phase range, the viscosity of the liquid crystals exponentially increases at a low temperature, and the low temperature response speed is the inherent problem of the liquid crystal displays, and therefore the display effect is substantially reduced. The liquid crystal composition described in the present invention overcomes the problems, has characteristics of low viscosity, good low temperature performance and excellent transmittance, and can obviously improve the display effect of the liquid crystal displays in TN, IPS or FFS mode displays. The formula I is R-A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-Z4-A5-O(CH2)nF.

Inventors:
JIANG TIANMENG (CN)
TIAN HUIQIANG (CN)
CHU SHIHONG (CN)
CHEN HAIGUANG (CN)
GAO LILONG (CN)
BAN QUANZHI (CN)
LIANG XIANLI (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/083002
Publication Date:
December 23, 2015
Filing Date:
July 25, 2014
Export Citation:
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Assignee:
BEIJING BAYI SPACE LCD TECHNOLOGY CO LTD (CN)
International Classes:
C09K19/44; C09K19/20; C09K19/30
Domestic Patent References:
WO1999021815A11999-05-06
WO1992013928A11992-08-20
Foreign References:
TW201333174A2013-08-16
CN101747904A2010-06-23
Attorney, Agent or Firm:
CN-KNOWHOW INTELLECTUAL PROPERTY AGENT LIMITED (CN)
北京路浩知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种液晶组合物, 其特征在于: 包含以下重量百分比的组分:

1 ) 1%~90%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 1%~85%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 0%~80%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 0%~30%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 0%~30%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

6) 0%~15%的一种或多种通式 ΧΧ Π至 XXV所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 6 ) 之和为 100%;

R— ¾— A2— Z2— A3— Z3 ~ A4— Z4 ~ A5— 0( CH2) nF I 其中: R选自 H和未取代或取代的各自含有 1-12 个碳原子的垸基或垸氧基, 其中这 些基团中一个或多个 CH2基团也可以各自彼此独立地被 -C≡C-, -CF20-, -CH = CH-, -Ο-, -CO-Ο-, -O-CO- 以 Ο 原子彼此不直接键接的方式代替, 并且其中一个或多个 Η原子也可 以被卤素代替;

Α2 、 Α3、 Α4 和 Α5各自独立地选自: 单键; 1 , 3-环戊基, 1 , 4- 环己基, 1 , 4- 环己烯基; 哌啶 -1 , 4- 二基; 1 , 4- 亚二环 [2, 2, 2] 辛基; 1 , 4- 苯基, 萘 -2, 6- 二 基; 反式十氢化萘 -2, 6- 二基; 四氢化萘 -2, 6- 二基; 1 , 2- 二氢化茚; 茚; 菲基和二苯 并呋喃; 其中, 1 , 4- 环己基, 其中一个 CH2 或两个不直接连接的 CH2 可被 0 或 S 代替; 1 , 4- 苯基中一个 CH或两个不直接连接的 CH 可被 N代替; 且在每种情况下氢各自独立 地可被一个或多个卤素取代; 同时 Ai、 A2 、 A3、 A4 和 A5不能全部为单键;

τ、、 Ζ2 、 Ζ3和 Ζ4 各自独立地选自: 单键、 -(CH2)2-、 -(CH2)4-、 -CH = CHCH2CH2-、 -CH2CH2CH = CH -、 CF20、 OCF2、 CF2CF2、 CF = CF、 CH2CF2、 CF2CH2、 OCF2CF20、 C2H4CF20、 CH2CF2OCH2、 CH2OCF2CH2、 OCF2C2¾、 C3H60、 OC3H6、 C2H4OCH2、 CH2OC2H4、 CH20、 OCH2, -CH = CH -、 -C≡C- 和 COO;

n 2、 3 或 4;

ZOO£80/frlOiN3/X3d

49

其中, R2和 R3 各自独立地选自: 含有 1-7 个碳原子的垸基或垸氧基, 其中这些基团中 一个或多个 CH2基团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, 一个或多个 H 原子也可以被 氟元素代替;

A和 B各自独立地选自 1 , 4- 环己基; 1 , 4- 苯基, 一个或多个 H原子也可以被氟元 素代替;

C 和 D各自独立地选自 1 , 4- 环己基, 其中一个 -CH2- 或两个不直接连接的 -CH2 -可 被 0代替,;

Y Y?为各自彼此独立地表示 H或 F;

Z5表示单键、 -C2H4-、 -(CH2)4-、 -CH=CH、 -CF=CF、 -C2F4-、 -CH2CF2-、 -CF2CH2-、 -CH20-、 -OCH2、 -COO-、 -CF20- 或 -OCF2-;

表示 F 、 OCF3、 OCHF2、 CF3、 CF2H、 Cl、 OCH=CF2或 OCF2CF=CF2

2、 根据权利要求 1所述的组合物, 其特征在于: 包含以下重量百分比的组分:

1 ) 2%~55%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 17%~82%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 0%~57%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 0%~30%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 0%~26%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

3、 根据权利要求 1或 2所述的组合物, 其特征在于: 包含以下重量百分比的组分:

1 ) 3%~50%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 20%~80%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 5%~50%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 1%~15%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 1%~25%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

4、根据权利要求 1-3任一项所述的组合物,其特征在于:包含以下重量百分比的组分: 1 ) 5%~50%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 20%~60%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 10%~50%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 3%~15%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 3%~20%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%;

1 ) 10%~38%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 23%~42%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 34%~45%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 0%~12%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 0%~8%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%;

1 ) 28%~46%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 23%~56%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 0%~20%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 8%~14%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 8%~19%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%;

1 ) 15%~41%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 20%~42%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 22%~33%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 14%~30%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 3%~24%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

5、根据权利要求 1-4任一项所述的组合物,其特征在于:所述通式 I所代表的化合物中, R选自 H和未取代或取代的各自含有 1-7 个碳原子的垸基或垸氧基,其中这些基团中一个 或多个 CH2基团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, -0-, 以 0 原子彼此不直接键接的 方式代替, 并且其中一个或多个 H原子也可以被卤素代替;

Ai, A2 、 A3、 A4 和 A5各自独立地选自: 单键; 1 , 3-环戊基, 1 , 4- 环己基, 1 , 4- 环己烯基; 1 , 4- 苯基, 萘 -2, 6- 二基; 反式十氢化萘 -2, 6- 二基; 四氢化萘 -2, 6- 二 基; 1 , 2- 二氢化茚, 其中, 1 , 4- 环己基中一个 CH2或两个不直接连接的 CH2 可被 0 或 S 代替; 1 , 4- 苯基中一个 CH或两个不直接连接的 CH 可被 N代替; 且在每种情况下氢 各自独立地可被一个或多个氟元素取代; 同时 、 A2 、 A3、 A4 和 A5不能全部为单键; 、、 Z2 、 Z3和 Z4 各自独立地选自: 单键、 -(CH2)2-、 -(CH2)4-、 CF20、 OCF2、 CF =

CF、 CH2CF2、 CF2CH2、 CH20、 OCH2, -CH = CH-;

n 为 2、 3 或 4;

进一步优选:

R选自 H和未取代或取代的各自含有 1-6 个碳原子的垸基或垸氧基,其中这些基团中 一个或多个 CH2基团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, -0-, 以 0 原子彼此不直接键 接的方式代替, 并且其中一个或多个 H原子也可以被氟元素代替;

Ai, A2 、 A3、 A4 和 A5各自独立地选自: 单键; 1 , 4-环己基; 1 , 4- 环己烯基; 1 , 4- 苯基; 其中 1 , 4- 环己基中一个 CH2 或两个不直接连接的 CH2 可被 0 代替; 且在 每种情况下氢各自独立地可被一个或多个氟元素取代; 同时 、 A2 、 A3、 A4 和 A5不能 全部为单键;

、、 Z2 、 Z3和 Z4 各自独立地选自: 单键、 -(CH2)2-、 CF20;

n 为 2、 3 或 4;

一种或多种:

56

其中, 选自含有 1-6 个碳原子的垸基或垸氧基,其中这些基团中一个或多个 CH2基 团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, 一个或多个 H原子也可以被氟元素代替;

n 为 2、 3 或 4;

如下所示:

11-1

64

7、 根据权利要求 1-6任一项所述的组合物, 其特征在于 所述通式 IV至 XIII所代表的 化合物选自如下化合物中的一种或多种:

< < <) < ^ ^

)

67

其中, R2和 代表同权利要求 1 , Y Y为各自彼此独立地表示 H或?。

8、 根据权利要求 1-7任一项所述的组合物, 其特征在于: 所述通式 XIV至 XVI所代表 的化合物选自如下化合物中的一种或多种:

其中, R2、 R3、 Yi, Y2和 表同权利要求 1。

9、 根据权利要求 1-8任一项所述的组合物, 其特征在于: 所述通式 XW至 XXI所代表 一种或多种:

其中, R2、 R3和 代表同权利要求 1。

10、根据权利要求 1-9任一项所述的组合物, 其特征在于: 所述通式 XX II至 XXV所代 表的化合物选自如下化合物中的一种或多种:

其中, R2和 R3代表同权利要求 1。

11、 权利要求 1-10任一项所述液晶组合物在液晶显示装置中的应用, 其特征在于: 所述的液晶显示装置为 TN、 ADS, FFS 或 IPS 显示器。

Description:
一种液晶组合物及其应用

技术领域

本发明涉及液晶材料领域,具体涉及一种全新 的液晶组合物及其在液晶显示领域的应 用。 背景技术

目前, 液晶在信息显示领域得到广泛应用, 同时在光通讯中的应用也取得了一定的进 展 (S.T.Wu, D.K.Yang.Reflective Liquid Crystal Displays.Wiley, 2001)。 近几年, 液晶化合 物的应用领域已经显著拓宽到各类显示器件、 电光器件、 电子元件、 传感器等。 为此, 已 经提出许多不同的结构, 特别是在向列型液晶领域, 向列型液晶化合物迄今已经在平板显 示器中得到最为广泛的应用。 特别是用于 TFT 有源矩阵的系统中。

液晶显示伴随液晶的发现经历了漫长的发展道 路。 1888 年奥地利植物学家 Friedrich Reinitzer发现了第一种液晶材料安息香酸胆固醇 (cholesteryl benzoate)。 1917 年 Manguin 发明了摩擦定向法, 用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。 1909 年 E.Bose建立了攒动 (Swarm) 学说, 并得到 L.S.Ormstein 及 F.Zernike 等人的实验支持(1918 年), 后经 De Gennes 论述为统计性起伏。 GW.Oseen 和 H.Zocherl933 年创立连续体理论, 并得到 F.C.Frank 完善(1958 年)。 M.Born(1916 年) 和 K丄 ichtennecker(1926年) 发现并研究了液 晶的介电各向异性。 1932 年, W.Kast 据此将向列相分为正、 负性两大类。 1927 年, V.Freedericksz 和 VZolinao发现向列相液晶在电场(或磁场) 作用下, 发生形变并存在电 压阈值 (Freederichsz 转变)。 这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。

1968 年美国 RCA公司 R.Williams 发现向列相液晶在电场作用下形成条紋畴,并 有光 散射现象。 G Heilmeir 随即将其发展成动态散射显示模式, 并制成世界上第一个液晶显 示器 (LCD;)。 七十年代初, Helfrich及 Schadt发明了 TN原理, 人们利用 TN 光电效应和 集成电路相结合, 将其做成显示器件 (TN-LCD), 为液晶的应用开拓了广阔的前景。 七十 年代以来, 由于大规模集成电路和液晶材料的发展, 液晶在显示方面的应用取得了突破性 的发展, 1983 ~ 1985 年 T.Scheffer 等人先后提出超扭曲向列相(Super Twisred Nematic : STN)模式以及 P.Brody 在 1972 年提出的有源矩阵 (Active matrix : AM) 方式被重新釆用。 传统的 TN-LCD 技术已发展为 STN-LCD 及 TFT-LCD 技术, 尽管 STN 的扫描线数可达 768 行以上,但是当温度升高时仍然存在着响应速 度、视角以及灰度等问题, 因此大面积、 高信息量、 彩色显示大多釆用有源矩阵显示方式。 TFT-LCD 已经广泛用于直视型电视、 大屏幕投影电视、 计算机终端显示和某些军用仪表显示, 相信 TFT-LCD 技术具有更为广 阔的应用前景。

其中"有源矩阵"包括两种类型: 1、 在作为基片的硅晶片上的 OMS ( 金属氧化物半导 或其它二极管。 2、 在作为基片的玻璃板上的薄膜晶体管 (TFT)。 单晶硅作为基片材料限制了显示尺寸, 因为各部分显示器件甚至模块组装在其结合处 出现许多问题。 因而, 第二种薄膜晶体管是具有前景的有源矩阵类型 , 所利用的光电效应 通常是 TN效应。 TFT包括化合物半导体, 如 Cdse, 或以多晶或无定形硅为基础的 TFT。

目前, 对于用于平板和智能手机显示器的小尺寸和中 尺寸显示器来说, 面内转换 (IPS) 和边缘场切换 (FFS)模式是非常令人感兴趣的。 IPS和 FFS 模式广泛适用于智能和中尺寸 显示器的原因是宽视角, 相对于现有技术中熟知模式的低运行参数, 相对于 IPS模式, FFS 拥有更高的透射率。现有技术中的液晶混合物 特征在于其由具有正介电各向异性的化合物 以及任选的中性化合物构成。

在液晶显示器中, 期望有助于盒中的以下优势的介质:

1、 宽的向列相范围( 特别是向下直到低温的)

2 、 在极低温下切换的能力( 户外应用、 汽车、 航空电子技术)

3 、 提高的对紫外辐射的耐受性( 更长的服务寿命)

4 、 低阈值电压 (节省电能)

5、 高透射率。 发明内容

本发明是基于提供特别是用于这类的 TN、 ADS, FFS 或 IPS 显示器的介质的任务。 特别地, 液晶介质应当具有快的响应时间和低旋转粘度 , 同时具有高的双折射。 此外, 液 晶介质应当具有高的清亮点、 适应介电各向异性。

现在已经发现, 如果使用包含一种或多种式 I 的化合物的液晶混合物, 则可以实现该 目的。 上述液晶化合物清亮点较高, 互溶性好, 性能稳定, 同时, 其光学各向异性、 介电 各向异性和旋转粘度适中可调, 配合适宜的其他液晶化合物, 所得组合物能够实现优越的 综合性能。

具体而言, 本发明所提供的液晶组合物,包含以下重量百 分比的组分:

1 ) 1%~90%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 1%~85%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 0%~80%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 0%~30%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 0%~30%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

6) 0%~15%的一种或多种通式 ΧΧ Π至 XXV所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 6 ) 之和为 100%;

R— ¾— A 2 — Z 2 — A 3 — Z 3 ~ A 4 — Z 4 ~ A 5 — 0( CH 2 ) nF I 其中: R选自 H和未取代或取代的各自含有 1-12 个碳原子的垸基或垸氧基, 其中这 些基团中一个或多个 CH 2 基团也可以各自彼此独立地被 -C≡C-, -CF 2 0-, -CH = CH-, -Ο-, -CO-Ο-, -O-CO- 以 Ο 原子彼此不直接键接的方式代替, 并且其中一个或多个 Η原子也可 以被卤素代替;

Ai, A 2 、 A 3 、 A 4 和 A 5 各自独立地选自: 单键; 1, 3-环戊基, 1, 4- 环己基, 1, 4- 环己烯基; 哌啶 -1, 4- 二基; 1, 4- 亚二环 [2, 2, 2] 辛基; 1, 4- 苯基, 萘 -2, 6- 二 基; 反式十氢化萘 -2, 6- 二基; 四氢化萘 -2, 6- 二基; 1, 2- 二氢化茚; 茚; 菲基和二苯 并呋喃; 其中, 1, 4- 环己基, 其中一个 CH 2 或两个不直接连接的 CH 2 可被 0 或 S 代替; 1, 4- 苯基中一个 CH或两个不直接连接的 CH 可被 N代替; 且在每种情况下氢各自独立 地可被一个或多个卤素取代; 同时 Ai、 A 2 、 A 3 、 A 4 和 A 5 不能全部为单键;

τ、、 Ζ 2 、 Ζ 3 和 Ζ 4 各自独立地选自: 单键、 -(CH 2 ) 2 -、 -(CH 2 ) 4 -、 -CH =CHCH 2 CH 2 -、 -CH 2 CH 2 CH =CH -、 CF 2 0、 OCF 2 、 CF 2 CF 2 、 CF =CF、 CH 2 CF 2 、 CF 2 CH 2 、 OCF 2 CF 2 0、 C 2 H 4 CF 2 0、 CH 2 CF 2 OCH 2 、 CH 2 OCF 2 CH 2 、 OCF 2 C 2 ¾、 C 3 H 6 0、 OC 3 H 6 、 C 2 H 4 OCH 2 、 CH 2 OC 2 H 4 、 CH 2 0、 OCH 2 , -CH =CH -、 -C≡C- 和 COO;

n 2、 3 或 4;

X環 其中, R 2 和 R 3 各自独立地选自: 含有 1-7 个碳原子的垸基或垸氧基, 其中这些基团中 一个或多个 CH 2 基团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, 一个或多个 H 原子也可以被 氟元素代替;

A和 B各自独立地选自 1 , 4- 环己基; 1 , 4- 苯基, 一个或多个 H原子也可以被氟元 素代替;

C 和 D各自独立地选自 1 , 4- 环己基, 其中一个 -CH 2 - 或两个不直接连接的 -CH 2 -可 被 0代替,;

Y Y?为各自彼此独立地表示 H或 F;

Z 5 表示单键、 -C 2 H 4 -、 -(CH 2 ) 4 -、 -CH=CH、 -CF=CF、 -C 2 F 4 -、 -CH 2 CF 2 -、 -CF 2 CH 2 -、 -CH20-、 -OCH 2 、 -COO-、 -CF 2 0- 或 -OCF 2 -;

表示 F 、 OCF 3 、 OCHF 2 、 CF 3 、 CF 2 H、 Cl、 OCH=CF 2 或 OCF 2 CF=CF 2 。 优选地, 本发明所提供的液晶组合物, 包含以下重量百分比的组分:

1 ) 2%~55%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 17%~82%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 0%~57%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 0%~30%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 0%~26%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

更优选地,

1 ) 3%~50%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 20%~80%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 5%~50%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 1%~15%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 1%~25%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物。

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

以及特别优选地, 本发明所提供的液晶组合物, 包含以下重量百分比的组分:

1 ) 5%~50%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 20%~60%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 10%~50%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 3%~15%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 3%~20%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物。

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

1 ) 10%~38%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 23%~42%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 34%~45%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 0%~12%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 0%~8%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%;

1 ) 28%~46%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 23%~56%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 0%~20%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 8%~14%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 8%~19%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%; 或

1 ) 15%~41%的一种或多种通式 I所代表的化合物;

2 ) 20%~42%的一种或多种通式 II至 III所代表的化合物;

3) 22%~33%的一种或多种通式 IV至 XIII所代表的化合物;

4 ) 14%~30%的一种或多种通式 XIV至 XVI所代表的化合物;

5 ) 3%~24%的一种或多种通式 XW至 XXI所代表的化合物;

其中, 上述 1 ) 至 5 ) 之和为 100%。

本发明所提供的液晶组合物中, 通式 I所代表的化合物互溶性良好, 综合性能优异, 尤其是其清亮点较高。

其中,优选所述通式 I所代表的化合物中, R选自 H和未取代或取代的各自含有 1-7 个 碳原子的垸基或垸氧基, 其中这些基团中一个或多个 CH 2 基团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, -0-, 以 0 原子彼此不直接键接的方式代替, 并且其中一个或多个 H原子也 可以被卤素代替;

A 2 、 A 3 、 A 4 和 A 5 各自独立地选自: 单键; 1 , 3-环戊基, 1 , 4- 环己基, 1 , 4- 环己烯基; 1 , 4- 苯基, 萘 -2, 6- 二基; 反式十氢化萘 -2, 6- 二基; 四氢化萘 -2, 6- 二 基; 1 , 2- 二氢化茚, 其中, 1 , 4- 环己基中一个 CH 2 或两个不直接连接的 CH 2 可被 0 或 S 代替; 1 , 4- 苯基中一个 CH或两个不直接连接的 CH 可被 N代替; 且在每种情况下氢 各自独立地可被一个或多个氟元素取代; 同时 、 A 2 、 A 3 、 A 4 和 A 5 不能全部为单键; 、、 Z 2 、 Z 3 和 Z 4 各自独立地选自: 单键、 -(CH 2 ) 2 -、 -(CH 2 ) 4 -、 CF 2 0、 OCF 2 、 CF = CF、 CH 2 CF 2 、 CF 2 CH 2 、 CH 2 0、 OCH 2 , -CH = CH-;

n 为 2、 3 或 4;

进一步优选:

R选自 H和未取代或取代的各自含有 1-6 个碳原子的垸基或垸氧基,其中这些基团中 一个或多个 CH 2 基团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, -0-, 以 0 原子彼此不直接键 接的方式代替, 并且其中一个或多个 H原子也可以被氟元素代替;

Ai, A 2 、 A 3 、 A 4 和 A 5 各自独立地选自: 单键; 1 , 4-环己基; 1 , 4- 环己烯基; 1 , 4- 苯基; 其中 1 , 4- 环己基中一个 CH 2 或两个不直接连接的 CH 2 可被 0 代替; 且在 每种情况下氢各自独立地可被一个或多个氟元 素取代; 同时 、 A 2 、 A 3 、 A 4 和 A 5 不能 全部为单键;

、、 Z 2 、 Z 3 和 Z 4 各自独立地选自: 单键、 -(CH 2 ) 2 -、 CF 2 0;

n 为 2、 3 或 4;

更优选的通式 I所代表的化合物选自如下化合物中的一种或 种:

10

11



其中, 选自含有 1-6 个碳原子的垸基或垸氧基,其中这些基团中一 个或多个 CH 2 基 团也可以各自彼此独立地被 -CH = CH-, 一个或多个 H原子也可以被氟元素代替;

n 为 2、 3 或 4。

本发明所提供的 II或 III类通式所代表的两环结构化合物为非极性组 分。 此类化合物对 于降低体系的粘度、 提高响应速度作用显著, 是调配快速响应的液晶混合物必不可少的一 类化合物。 本发明所提供的 II类结构化合物表现为介电各向异性为负 (-Δε ), 拥有良好的 低温和粘度特性, 加入正介电各向异性液晶组合物中, 可有效改善液晶显示器的透过率特 性。

多种:

本发明所提供的 IV至 XIII类通式所代表的化合物为极性化合物, 该结构具有较大的介 电各向异性, 运用到液晶组合物中可以降低驱动电压, 节约能源。

, 优选所述通式 IV至 XIII所代表的化合物选自如下化合物中的一种 多种:

其中, R 2 和 代表同上, Y Y为各自彼此独立地表示 H或?。

本发明所提供的 XIV至 XVI类通式所代表的化合物为联苯或三联苯结构 , 该结构具有 较大的光学各向异性, 运用到液晶组合物中可以提高光学各向异性, 从而降低盒厚, 提高 响应速度。

至 XVI所代表的化合物选自如下化合物中的一种或 多种:

其中, R 2 、 R 3 、 Yi, Y 2 和 代表同上。

本发明所提供的 XW至 XXI类通式所代表的化合物为四环结构, 有高的清亮点, 运用 到液晶组合物中可以提高器件的温度适用范围 。

, 优选所述通式 XW至 XXI所代表的化合物选自如下化合物的一种或多 种:

其中, R 2 、 R 3 和 代表同上。

:

其中, R 2 和 R 3 代表同上。

本发明所述液晶组合物的制备方法无特殊限制 ,可釆用常规方法将两种或多种化合物 混合进行生产, 如通过在高温下混合不同组分并彼此溶解的方 法制备, 其中, 将液晶组合 物溶解在用于该化合物的溶剂中并混合, 然后在减压下蒸馏出该溶剂; 或者本发明所述液 晶组合物可按照常规的方法制备,如将其中含 量较小的组分在较高的温度下溶解在含量较 大的主要组分中, 或将各所属组分在有机溶剂中溶解, 如丙酮、 氯仿或甲醇等, 然后将溶 液混合去除溶剂后得到, 本发明对此不作特别限定。

此外, 本发明进一步请求保护上述液晶组合物在液晶 显示装置中的应用。 其中, 优选 所述液晶显示装置为 TN、 ADS, FFS 或 IPS 显示器。 本发明所述液晶组合物具有低粘度、 高电阻率、 良好的低温互溶性、 快的响应速度以及优异的透过率特性, 可用于多种显示模 式的快响应液晶显示。 液晶显示器受限制于液晶的温度范围, 液晶只在液晶相范围内表现 出显示效果, 而且低温时液晶的粘度成指数增加, 低温响应速度是液晶显示其的硬伤, 所 以显示效果会大大降低。 本发明所述的液晶组合物克服了这些问题, 具有低粘度和良好的 低温性能和优异的透过率特性, 其在 TN、 IPS或 FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶 显示器显示效果。 具体实施方式

以下实施例用于说明本发明, 但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例中液晶组合物的制备均釆用如下 方法:

均匀液晶的制备釆用业内普遍使用的热溶解方 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 60-100°C下加热搅拌使得各组分熔解均匀, 再经过滤、 旋蒸, 最后封装即得目标 样品。

除非另有说明, 上下文中百分比为重量百分比, 所有的温度以摄氏度给出。 使用下述 缩写:

△n为光学各向异性( 20 °C ), Δε为介电各向异性( 25 °C , 1000Hz ), γΐ为体积粘度( mPa-s,

25 °C ), Cp为液晶组合物的清亮点(°C )。 为了便于表示, 以下实施例中, 液晶化合物中基 团结构用表 0所示代码表示:

表 1 : 液晶化合物的基团结构代码

A 2, 5-四氢吡喃

D 2,6-二氧 -1,4-双氧杂环

-0- 0 氧取代基

-F F 氟取代基

-OCH 2 CH 2 F 02F 2-氟乙氧基

-OCH2CH2CH2F 03F 3-氟丙氧基

-OCF3 OCF3 三氟甲氧基

-OCF2H OCF2H 二氟甲氧基

-CF 3 CF3 三氟甲基

-CI CI ¾

CH 2 CH 2 2 乙基桥键

-CF 2 0- Q 二氟甲氧基桥键

-OCHF2 OCHF2 二氟甲氧基

-CH=CH- V 烯基

(^C T 炔基 以如下结构为例:

该结构, 则表示为 CDUQU-3.03F。

该结构则表示为 CCPU-5.F。

以下实施例中配比为重量百分比的液晶化合物 并以本发明中所述方法配制液 物, 具体配比及所得的液晶组合物的性能参数见以 下表

实施例 1:

表 2 实施例 1的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数 PUQU-3.02F 6 γΐ (mPa-s) 65.0

PUQU-3.03F 6 Cp(°C) 75

PUQU-5.02F 6

PUQU-5.03F 5

PGUQU-3.03F 6

CCP-V. l 4

CCP-V2.1 3

CC-3.V 40

CC-3.V1 3

PGP-2.3 5

PGP-2.4 5

PGP-3.5 5

该组合物具有低的粘度, 适用于快响应液晶显示装置。

实施例 2

表 3 实施例 2的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

该组合物具有较高的介电各向异性、 低的粘度。 适用于快响应低电压驱动的液晶显示

CPU-3.02F 5 △n 0.100

CPU-3.03F 4 Δε +5.6

PUQU-3.02F 5 γΐ (mPa-s) 78

PUQU-3.03F 5 Cp(°C) 93.0

PUQU-5.02F 5

PUQU-5.03F 5

PGUQU-3.03F 3

DUQU-4.03F 3

DPUQU-4.03F 3

CCP-V.l 12

CCP-V2.1 6

CC-3.V 30

CC-3.V1 5

CC-3.2V1 5

CPPC-3.3 4

该组合物具有较高的介电各向异性、 低的粘度。 适用于快响应低电压驱动的液晶显示

CCP-V. l 6

CC-3.V 33

CC-3.V1 3

CCP-3.0CF3 3

该组合物具有高的介电各向异性。 适用于低电压驱动的液晶显示装置。

该组合物具有高的介电各向异性。 适用于低电压驱动的液晶显示装置。

CGU-3.F 11

CGPC-3.3 3

CCPU-2.F 3

CCPU-3.F 8

CCPU-4.F 4

CCGU-3.F 6

该组合物具有高的介电各向异性。 适用于低电压驱动的液晶显示装置。

实施例 8

表 9实施例 8的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

CCPU-5.F 6

CCGU-3.F 5

PGUQU-5.F 6

CCQU-3.F 6

CCQU-5.F 4

实施例 9

表 10实施例 9的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

该组合物具有高的光学各向异性和低的旋转粘 度。 适用于快速响应的液晶显示装置。 实施例 10

表 11实施例 10的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 11 表 12实施例 11的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 12

表 13实施例 12的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 13 表 14 实施例 13的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 14

表 15实施例 14的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 15

表 16实施例 15的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

PGP-2.4 8

CPPC-3.3 3

CCPU-2.F 4

CCPU-3.F 5

CCGU-3.4 5

CCP-3.0CF3 5

CCP-5.0CF3 5

CCU-3.0CHF2 10

CUQU-3.F 10

PUQU-3.F 8

实施例 16

表 17实施例 16的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 17

表 18实施例 17的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

PP-1.2V 7

CCP-V.l 10

CCP-V2.1 10

PGP-2.3 7

实施例 18

表 19实施例 18的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 19 表 20实施例 19的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 20

表 21实施例 20的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

CCU-3.F 4

CGU-3.F 7

CCGU-3.F 7

PUQU-3.F 7

实施例 21

表 22实施例 21的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 22

表 23实施例 22的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

CCPU-4.F 3

实施例 23

表 24实施例 23的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

实施例 24 表 25实施例 24的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

该组合物具有相对高的清亮点, 使液晶器件的使用温度范围增加。 实施例 25

表 26实施例 25的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

CCP-V.l 9

CCP-3.0CF3 5

CPGU-3.0CF3 4

CCPU-2.F 4

PUQU-3.F 12

APUQU-3.F 14

该组合物具有非常高的介电各向异性。 适用于低电压驱动的液晶显示装置。 实施例 26

表 27实施例 26的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

该组合物具有相对高的清亮点, 使液晶器件的使用温度范围增加。

实施例 27

表 28实施例 27的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

CPGU-3.0CF3 4

CCPU-2.F 4

PUQU-3.F 12

APUQU-3.F 10

该组合物具有相对高的介电各向异性, 由于负性单体的添加在穿透度方面改善尤其 明显。

对比例 1

表 29未添加式 I的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能 数

通过对比例 1和实施例 18比较,其他组分不变,仅用 PUQU-3.03F替代传统的 CCU-3.F 后观察, 加入式 I化合物后, 光学各向异性由 0.095增加到 0.102, 介电各向异性由 5.5增 加到 7.0, 其他性能基本维持不变。 从而使显示器的驱动电压降低, 响应速度加快。

对比例 2

表 30 用于 TFT模式的液晶组合物中各组分的重量百分比及 性能参数

本发明实施例与对比例 2常用的 TFT模式的液晶组合物比较, 本发明组合物的介电 各向异性明显高于对比例 2, 而本发明的粘度 γΐ明显低于对比例 2, 从而可以降低体系的 驱动电压和粘度, 降低功耗, 提高响应速度。

由以上实施例可得出本发明是基于提供特别是 用于这类的 TN、 ADS, FFS 或 IPS 显 示器的介质的任务。 特别地, 液晶介质应当具有快的响应时间和低旋转粘度 , 同时具有高 的双折射。 此外, 液晶介质应当具有高的清亮点、 适宜介电各向异性。

此外, 除特殊说明外(通式 I部分化合物), 本发明所述液晶组合物所使用的各液晶化 合物均为已知物质, 其结构及其获取途径 (如巿售或合成)均为本领域技术人员所掌握 , 此处因篇幅所限, 仅列举部分化合物的制备过程, 其他不再赘述。

实施例 28:

1L 三口瓶中加入 137g 3,5,2'-三氟 -4"-丙基 -[1,1';4',1"]三联苯 -4-甲酸 (化合物 1 )、 47mLl,3-丙二硫醇、 42mL三氟甲基磺酸、 145mL 甲苯和 145mL异辛垸, 一侧口安装分 水器, 升温至回流, 反应 6小时, 缓慢冷却 0°C , 抽滤, 得到固体。 干燥后进行下一步投 料。

2 ) 4-{[3,5-二氟 -4-(3-氟丙氧基) -苯氧基]-二氟甲基 }-3,5-二氟 -4'-丙基联苯(化合物 3 )的合 成

12 2L三口瓶中加入 200mL 二氯甲垸、 39mL三乙胺和 57.7g3,5-二氟 -4-(3-氟丙氧基) -苯 酚(化合物 2 ), 降温至 20°C , 加入由 142g三氟甲基磺酸鎗盐 (化合物 11 )和 400mL 二 氯甲垸组成的溶液, 搅拌 1小时。 控温 -75 °C以下, 滴加 77g氟化氢三乙胺, 继续搅拌 1 小时。 控温 -75 °C以下, 由 15mL漠素和 30mL 二氯甲垸组成的溶液, 回温至 -10°C后进行 后处理。 10L桶中, 加入 1L水, 开动搅拌, 倒入反应液, 搅拌分钟, 缓慢加入碳酸氢纳 固体(产生大量气体) 至溶液 PH近中性, 静置分液, 水相用 500ml二氯甲垸提取一次, 合并有机相, 70°C旋干溶剂得固体, 用 2倍乙醇和 1倍甲苯重结晶三次, 抽滤晾干白色 固体。 理论产量: 139.2g, 实际产量: 144.1g, 收率 82.0%

气相纯度 (GC ) 99.9%,

熔点: 80.2°C , 清亮点: 170.2°C

Δη为 0.200,

Δε为 21.0,

γΐ 为 245mPa-s。

质谱分析碎片: 173、 346、 375、 580 (分子离子峰);

H- MR 核 磁 谱 图 ( CDC13,300mhZ ) : 5H:0.90-2.60(m,9H), 3.90-4.10(m,4H), 6.10-7.30(m, l lH)。

依据实施例 28的技术方案, 简单更换含有相应基团的原料可合成以下化合 物, 具体 别限定:

44 虽然, 上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本 发明作了详尽的描述, 但在本发 明基础上, 可以对之作一些修改或改进, 这对本领域技术人员而言是显而易见的。 因此, 在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改 或改进, 均属于本发明要求保护的范围。 工业实用性

本发明提供了一种液晶组合物, 该液晶组合物具有低粘度、 高电阻率、 良好的低温互 溶性、 快的响应速度以及优异的透过率特性, 可用于多种显示模式的快响应液晶显示。 液 晶显示器受限制于液晶的温度范围, 液晶只在液晶相范围内表现出显示效果, 而且低温时 液晶的粘度成指数增加, 低温响应速度是液晶显示器的硬伤, 所以显示效果会大大降低。 本发明所述的液晶组合物克服了这些问题,具 有低粘度和良好的低温性能和优异的透过率 特性, 其在 TN、 IPS或 FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器 显示效果, 具有良 好的工业实用性。