一种液晶组合物及其应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及液晶材料领域，具体涉及一种液晶组合物。
【背景技术】
[0002] 目前，液晶在信息显示领域得到广泛应用，通式在光通讯中的应用也取得了一定 的进展。液晶显示(LCD)作为液晶这一特殊材料的一项重要应用，近几十年，特别是近十几 年来信息技术的飞速发展以及人们对信息显示方式的不断追求，液晶显示得到了最迅猛的 发展。LCD技术已经成熟，成功的解决了视角，分辨率，色饱和度和亮度等技术难题，其显示 性能已经接近或超过CRT显示器。大尺寸和中小尺寸IXD在各自的领域已经逐渐占据平板显 示器的主流地位。近几年，液晶化合物的应用领域已经拓宽到显示器件、电光器件、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了最为广泛的应用。特别是在用于TFT有源矩阵的系统中。
[0003] 液晶材料是在一定温度下，既具有液体的流动性又具备晶体的各项异性的有机棒 状小分子化合物的混合物。液晶显示器件是利用液晶材料本身所具有的光学各项异性和介 电各项异性来进行工作，目前已得到广泛的应用。利用液晶材料不同的特性和工作方式，可 以将器件设计为不同的工作模式，主要有以下几种：动态散射(dynamic scattering,DS) 型、电场控制双折射（electrically controlled birefringence,ECB)型、扭曲向列 (twisted nematic,TN)型、铁电（ferroelectric liquid crystal，FLC)型、宾-主（guest-host,GH)型、相变(phase change,PC)型、垂直配向（vertical alignment VA)型等。
[0004] TN-LCD采用的是液晶显示器中最基本的显示技术，而之后的其他种类的液晶显示 器也是以TN型为基础来进行改良。而且，它的运作原理也比较其它基础简单。因其低廉的成 本优势使TN-LCD成为了应用最广泛的液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示器中 被广泛应用。目前市面上的液晶显示器主要属于有源矩阵类型的薄膜晶体管液晶显示器 (Thin Film Transistor-Lquid Crystal Display，即TFT_LCD)，TFT_LCD具有分辨率高、视 角宽、对比度高等优点，并且其能耗低、体积小等，因此被广泛应用于直视型电视，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基础具有更为广阔的应用前 景。但是目前TFT-LCD仍然存在液晶材料仍然存在响应不够快，电压不够低，以及电荷保持 率较低的问题。因此，如何研发一种具备良好的化学和热稳定性，良好的电场和电磁辐射的 稳定性、合适的光学各项异性、较快的响应速度及较低的阈值电压的液晶材料是目前最需 要的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种全新的液晶组合物。所述的液晶组合物特别适用于制造 TN液晶显示器。本发明的液晶组合物性能优异，具有较宽的Δη范围、较低的阈值电压、较高 的电阻率及较快的响应时间等优势;通过对各组分含量的调整，还可以具有不同的阈值电 压、清亮点和A η等特性。
[0006] 本发明提供的液晶组合物中包含如下重量百分含量的成分：
[0007] (1) 1-40% -种或多种通式I所代表的化合物；
[0008] (2)1-40% -种或多种通式II所代表的化合物；
[0009] (3)1-50% -种或多种通式III所代表的化合物；
[0010] (4)1-50% -种或多种通式IV所代表的化合物；
[0013] 所述通式I~IV中，Ri~R4各自独立地代表具有1~15个C原子的烷基或烷氧基，或 具有2~15个C原子的烯基;所述心~1?4中的一个或多个CH2基团可以彼此独立的被H、-C = C-、-C = C-、-CF2O-、-0-、-C0-0-或-0-C0-取代，且两个-0-之间彼此不相连，Ri~R4中的一个 或多个H原子可以被卤素取代；
[0014] U~L13各自独立的表示H、F或Cl;
[0015] Xi~X4各自独立的表示？、(：1、^3?5、3^%3、具有1~6个(：原子的卤代烷基、卤代 链烯基、卤代烷氧基或者卤代链烯氧基。
[0016] 优选地，所述液晶组合物含有如下重量百分比的组分：
[0017] (1)含量为1~25%的一种、两种、三种或四种通式I所示的化合物;所述通式I中， R1代表1-5个碳原子的烷基，L1-L4各自独立的代表-H或-F，X 1代表-H或-F;
[0018] (2)含量为1~20%的一种、两种、三种或四种通式II所示的化合物；所述通式II 中，R2代表1-5个碳原子的烷基，L5~L8各自独立的代表-H或-F，X 2代表-H或-F;
[0019] (3)含量为1~30%的一种、两种、三种或四种通式III所示的化合物;所述通式III 中，R3为1-5个碳原子的烷基，L9~Liq各自独立的代表-H或-F，X 3代表-H或-F;
[0020] (4)含量为1~20%的一种、两种、三种或四种通式IV所示的化合物；所述通式IV 中，R4为1-5个碳原子的烷基，L11~L13各自独立的代表-H或-F，X4代表-H或-F。
[0021] 作为本发明的优选方案，通式I所示化合物选自I-I~1-10所示化合物中一种或多 种，其中，Ri代表1-5个碳原子的烷基；
[0024] 通式II所示化合物选自II-I~II-10所示化合物中一种或多种，其中，R2代表1-5 个碳原子的烷基；
[0027] 通式III所示化合物选自III-I~III-3所示化合物中一种或多种，其中，R3代表1- 5个碳原子的烷基；
[0029] 通式IV所示化合物选自IV-I~IV-7所示化合物中一种或多种，其中，R4代表1-5个 碳原子的烷基；
[0031 ]本发明所述液晶组合物中还可以包含如下重量百分比的组分：
[0032] (5)20~60% -种或多种通式V所代表的化合物；
[0033] (6)1 %_50% -种或多种通式VI所代表的化合物；
[0034] (7)占通式I~VI所示化合物总重量0.05~0.3%的旋光化合物；
[0036] 所述通式VI中，RdPR6各自独立地代表具有1~15个C原子的烷基或烷氧基，或具有 2~15个C原子的烯基;所述R5、R6中的一个或多个CH2基团可以彼此独立的被H、-C = C-、-C = C-、-CF2O-、-0-、-C0-0-、-0-C0-取代，且两个-0-之间彼此不相连，R5、R 6中的一个或多个H原 子可以各自独立地被卤素取代；
[0037] A代表为反-1，4-亚环己基或1，4_亚苯基;所述反-1，4-亚环己基上的一个或多个 不相邻的CH2基团可以各自独立地被0原子取代;所述1，4_亚苯基上的一个或多个H原子可 以各自独立地被卤素取代;n = 0或1。
[0038] 优选地，所述液晶组合物还包含如下重量百分比的组分：
[0039] (5) 20~45 % -种通式V所代表的化合物；
[0040] (6) 1-30 % -种、两种、三种或四种通式VI所代表的化合物;所述通式VI中，R5、R6各 自独立地代表1-5个碳原子的烷基；
[0041 ] (7)占通式I~VI所示化合物总重量0.08~0.25%的旋光化合物。
[0042]通式VI所示化合物优选为VI-I~VI-3所示化合物中一种或多种，其中，R5、R6各自 独立地代表1-5个碳原子的烷基；
[0044]为了提高综合性能，本发明所述液晶组合物中还可以包含UV稳定剂、抗氧化剂或/ 和手性添加剂。
[0045]所述UV稳定剂选自以下化合物中的一种或多种：
[0047]所述抗氧化剂选自以下化合物中的一种或多种：
[0049]所述手性添加剂选自以下化合物中的一种或多种，以下化合物中，星号代表手性 碳原子：
[0052] 本发明所述液晶组合物中还可以进一步包含向列液晶、碟状液晶盒胆留醇型液晶 中的一种或多种。
[0053] 本发明提供的组合物中，通式I代表的化合物具有较大的Δε，以及较高的清亮点 和适中的△ η数值，有效的降低混合液晶的阈值，提高清亮点和折射率，适用于TN，STN，IPS 等混合液晶显示器;通式II所代表的化合物具有大的△ ε，较好的溶解性和较大的Δη数值， 有效的降低混合液晶的阈值，改善低温性能，提高折射率;通式III所代表的化合物具有较 好的溶解性，较低的旋转粘度，适中的A ε，有利于改善低温性能，加快响应时间，一定程度 上降低阈值;通式IV所代表的化合物具有较大的△ ε，较大的Δη数值，较低的旋转粘度，可 以大幅降低混合液晶阈值，提尚折射率，提尚响应时间。
[0054] 在以上组分的基础上，本发明进一步选用通式V所代表的化合物作为溶剂，有极快 的响应时间，对混合液晶的低温性能起到相当重要的作用。
[0055] 通式VI所代表的化合物用于调节混合液晶的折射率和响应时间以及清亮点，通常 当η = 0时，通式VI所代表的双环化合物有较低的粘度和较大的折射率，因此加入此类物质 于混晶中可以提高响应速度，同时增大折射率。当η = 1时，通式VI所代表的三环化合物具有 较高的清亮点和A η数值，可以提高混合液晶的清亮点和折射率，使得本发明的液晶组合物 具有较宽的光学各项异性，同时对提高整个混晶产品的清亮点起到重要作用尤其是，当A为 1，4亚苯基时，对响应时间有明显的改善。
[0056]本发明的液晶组合物的双折射的Λ η在〇. 080-0.120之间。
[0057] 本发明的液晶组成物可以采用常规方法将各组分混合进行生产，如在高温下混合 不同的组分并彼此溶解，即，将液晶组成物的各组分溶解在常用的有机溶剂中并混合，然后 在减压