专利名称：Stn-lcd用混合液晶组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示用液晶组合物，具体来讲，本发明涉及一种STN-LCD用混合液晶组合物。
背景技术：
1888年，奥地利科学家发现了液晶，20世纪70年代，Helfrich和Schadt利用扭曲向列相液晶的光电效应和集成电路相结合，将其制成了液晶器件，实现了液晶材料的产业化。这种液晶材料成为扭曲向列相液晶显示(TN-LCD)材料。80年代中期，又开发成功超扭曲向列相液晶显示(STN-LCD)材料。其后又研制了双稳态技术和TFT-LCD显示模式。但由于成本的限制，两者的推广和应用受到了很大限制，目前在更多领域的应用中，STN-LCD仍然占据着主导地位。
STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180～270度。
随着STN-LCD驱动路数的提高，对液晶材料的性能要求不断提高。尤其是随着LCD器件对响应速度、底色变化、对比度要求的提高，对混合STN液晶材料的性能要求也提出更高的要求——要求混合液晶的陡度更好、粘度更小、工作温度范围更宽、弹性常数比更加优化、折射率对温度依赖性进一步改善、驱动电压随温度依赖性的改善、功耗电流的改善。如默克公司在专利申请CN98105339中公开了一种液晶组合物，该组合物主要由下列化合物组成
其中Ra为1～12直链烷，其1或2个不相邻C可被氧、烯、羰、羧基取代；L＝H、F；r＝0、1。
其中Rb、Rc＝1～7碳链烯。
这类组合物能够提高液晶材料的化学稳定性，使得制造的液晶显示部件具有短的响应时间、宽的操作温度范围和低的阈电压。但根据其具体实施发现，该液晶组合物阈电压及折射率各向异性覆盖范围窄，不能很好适应LCD厂商使用需求，限制了其更大范围的应用。
有鉴于此，本发明人通过大量试验摸索，优选单晶种类、优化单体组合，发明了一个系列的液晶组合物。本发明的STN-LCD用液晶组合物具有优秀的陡度特性、足够宽的向列相温度范围和折射率各向异性范围、粘度小，响应速度快、同时还具有非常优秀的抗紫外(UV)照射的性能。能够充分满足低至16路、高至240路驱动STN-LCD器件对液晶材料的要求，同时其优秀的驱动电压随温度变化特性、折射率各向异性对温度的依赖性都能够满足高档STN-LCD器件的要求，并可以满足更大范围的STN-LCD盒厚要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种性能更加优良、折射率覆盖范围更宽的STN-LCD用混合液晶组合物。
为了实现上述目的，本发明人采取如下技术手段 一种STN-LCD用混合液晶组合物，所述液晶组合物由下列化合物组成所述百分比为重量百分比， 1～65％的至少一种选自通式(I)所代表的化合物，作为第一组份，
1～55％的至少一种选自通式(II)所代表的化合物，作为第二组份，
1～85％的通式(III)所代表的化合物，作为第三组份，
余量为选自通式(IV)～通式(VIII)的至少两种通式所代表的化合物，作为四组份，
其中R是1～10个碳直链烷基或者是CH2＝CH-、CH2＝CH-CH2-、CH3-CH＝CH-、CH2＝CH-CH2-CH2-中的一种； R1、R3、R5、R9是含1～10个碳原子的直链烷基； R7是含1～3个碳原子的直链烯基； R2、R8、R10是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基； R4是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基或者是F； R6是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基，或者是F取代基； X、X1、X2分别或同时为H或F； m～m6＝0或1，且m1、m2不能同时为0，m3～m6不能同时为0，当R11、R12同时为H时，m3～m6＝1； n1～n10＝0或1，且n1、n2不能同时为0，n3、n4不能同时为0，n7、n8不能同时为0； 当
同时为1，4取代亚苯基时，R11、R12同时或分别为H、F、Cl、Br或甲基；
是1，4取代亚苯基或者是反式-1，4取代环己基； 所述第四组份中，各通式表示的化合物在组合物中的含量为 当通式(IV)存在于第四组份中时，其含量为1～40％； 当通式(V)存在于第四组份中时，其含量为1～20％； 当通式(VI)存在于第四组份中时，其含量为1～35％； 当通式(VII)存在于第四组份中时，其含量为1～20％； 当通式(VIII)存在于第四组份中时，其含量为1～20％。
根据前面所述的液晶混合物，所述通式(I)化合物为，
所述通式(III)化合物为，
所述通式(IV)化合物为，
所述通式(VI)化合物为，
R14是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基； m5～m16＝0或1，且m11、m12不得同时为0，m15、m16不得同时为0。
根据前面所述的液晶组合物，所述通式(Ia)、(Ib)化合物中m8、m9为0，R是含1～7个碳原子的烷基或是CH2＝CH-、CH2＝CH-CH2-、CH3-CH＝CH-、CH2＝CH-CH2-CH2-中的一种。
根据前面所述的液晶组合物，通式(II)化合物选自如下化合物中的至少一种
其中R3是1～5个碳的直链烷基，同时R4是-OCH3、-OC2H5、-F、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11其中的一种。
根据前面所述的液晶组合物，通式(III)化合物选自如下化合物的至少一种
根据前面所述的液晶组合物，通式(IVa)、(IVb)、(IVc)化合物中m10、m12为0，m11为1，
为反式-1，4取代环己基，R是含1～7个碳原子的烷基或是CH2＝CH-、CH2＝CH-CH2-、CH3-CH＝CH-、CH2＝CH-CH2-CH2-中的一种。
根据前面所述的液晶组合物，通式(V)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R1、R2都是1～5个碳的直链烷基。
根据前面所述的液晶组合物，通式(VI)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R5是1～5个碳的直链烷基。
根据前面所述的液晶组合物，通式(VII)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R9是1～5个碳的直链烷基、R10是2～5个碳的直链烷氧基或者是2～5个碳的直链烷基。
根据前面所述的液晶组合物，通式(VIII)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R是2～5个碳的直链烷基，R8是-OCH3、-OC2H5、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11中的一种。
本发明的STN-LCD用液晶组合物具有如下优点 (1)优秀的陡度特性； (2)足够宽的向列相温度范围和折射率各向异性范围； (3)粘度小，响应速度快； (4)具有非常优秀的抗紫外(UV)照射的性能； (5)驱动电压随温度变化特性、折射率各向异性对温度的依赖性都能够满足高档STN-LCD器件的要求，能够充分满足低至16路、高至240路驱动STN-LCD器件对液晶材料的要求； (6)可以满足更大范围的STN-LCD盒厚要求。
具体实施例方式 下面将参考实施例对本发明内容更加详细介绍，但本发明范围并不限于这些实例。应注意，这些事例各成份含量均为“重量％”。实例中均采用缩写符号表示，所用缩写含义如下 1.结构式符号 全部结构式均建立在权利要求基础上，但此处结构式中出现的取代基符号同权利要求中并不一定相等，也不一定与本领域通常使用的符号、缩写一致。如C在这里表示羧基，而非表示碳。此外Ph表示亚苯基、Cy表示亚环己基、炔基表示为yne、乙烯基表示为Vinyl、丙烯基表示为Pro、烯丙基表示为Ally、丁烯基表示为Buty；n、m分别表示结构式中R1、R2取代基中碳原子个数；O表示R2取代基为烷氧基。
(1)用例如Cy-Ph-Cy·n-m或Cy-Ph-Cy·n-Om的形式表示类似下面的结构
其中Z可以为炔基或羧基。将表示亚苯基、亚环己基、羧基、炔基的符号按照结构式中顺序用横线连接，再将R1和R2中碳原子取代数用横线连接，二者用“·”隔开。如果R2为烷氧基，则在表示R2碳原子数目的数字前用“O”表示。例如
可以表示为Ph-yne-Ph·2-5
可以表示为Cy-Ph-C-Ph·3-O5 (2)用例如Cy-Ph-Ph·n-X1X2X表示类似下面的结构
其中X1、X2可以为H、F，X可以为氰基(这里表示为N)或F(表示为F)。例如
可以表示为Ph-C-Ph·2-FFN
可以表示为Ph-C-Ph·2-HFN
可以表示为Cy-Cy-Ph·3-HHF
可以表示为Cy-Ph-Ph·3-FHF (3)用例如Cy-PhX1-PhX2-Cy·n-m或Cy-PhX1-PhX2-Cy·n-Om表示类似下面的化合物
其中X1、X2分别或同时可以为氢、氟、溴、碘、甲基，并分别用H、F、Br、I、M表示。例如
可以表示为Cy-PhF-PhH-Cy·2-3
可以表示为Cy-PhF-PhM-Cy·2-O3 (4)用例如Cy-Ph-PhFF·n-m或Cy-Ph-PhFF·n-Om表示类似下面的结构
例如
可以表示为Cy-Ph-PhFF·2-5 (5)上述几种结构中，R1和R2取代基也可以为乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基。可以分别用Vinyl、Pro、Ally、Buty来替代n、m从而表示乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基。例如
可以表示为Ph-C-Ph·Vinyl-FFN
可以表示为Cy-Cy·5-Ally 2.组合物性能参数符号 NI向列相-各向同性相转变温度(℃) η20℃时体积粘度(mPa·s) Δε1KHZ，7～8μm垂直盒测试 Δn20℃光学各向异性，589nm条件下测试 HTP某一种手性物质对该混合液晶的扭曲能力 ΔV/ΔT[mv/℃](0℃-40℃)该混合液晶阈值电压随温度变化的大小 P陡度，陡度数值越小，可以驱动的路数越高(测试条件fdrive＝128HZ；Bias＝1；Duty＝1；Δn·d＝0.85μm；d/p＝0.5；Twist angle＝240°；Test Temperature＝23+2℃) 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 实例7 实例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15 实施例16 实施例17 实施例18 实施例19 实施例20 实施例21 实施例22 实施例23 实施例24 实施例25 实施例26 实施例27 实施例28 实施例29 实施例30 实施例31 实施例32 实施例33 实施例34 实施例35
权利要求
1、一种STN-LCD用混合液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物由下列化合物组成所述百分比为重量百分比，
1～65％的至少一种选自通式(I)所代表的化合物，作为第一组份，
1～55％的至少一种选自通式(II)所代表的化合物，作为第二组份，
1～85％的通式(III)所代表的化合物，作为第三组份，
余量为选自通式(IV)～通式(VIII)的至少两种通式所代表的化合物，作为第四组份，
其中R是1～10个碳直链烷基或者是CH2＝CH-、CH2＝CH-CH2-、CH3-CH＝CH-、CH2＝CH-CH2-CH2-中的一种；
R1、R3、R5、R9是含1～10个碳原子的直链烷基；
R7是含1～3个碳原子的直链烯基；
R2、R8、R10是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基；
R4是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基或者是F；
R6是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基，或者是F取代基；
X、X1、X2分别或同时为H或F；
m～m6＝0或1，且m1、m2不能同时为0，m3～m6不能同时为0，当R11、R12同时为H时，m3～m6＝1；
n1～n10＝0或1，且n1、n2不能同时为0，n3、n4不能同时为0，n7、n8不能同时为0；
当
同时为1，4取代亚苯基时，R11、R12同时或分别为H、F、Cl、Br或甲基；
是1，4取代亚苯基或者是反式-1，4取代环己基；
所述第四组份中，各通式表示的化合物在组合物中的含量为
当通式(IV)存在于第四组份中时，其含量为1～40％；
当通式(V)存在于第四组份中时，其含量为1～20％；
当通式(VI)存在于第四组份中时，其含量为1～35％；
当通式(VII)存在于第四组份中时，其含量为1～20％；
当通式(VIII)存在于第四组份中时，其含量为1～20％。
2、根据权利要求1所述的液晶混合物，其特征在于，所述通式(I)化合物为，
所述通式(III)化合物为，
所述通式(IV)化合物为，
所述通式(VI)化合物为，
R14是1～10个碳直链烷氧基或者是1～5个碳的直链烷基；
m5～m16＝0或1，且m11、m12不得同时为0，m15、m16不得同时为0。
3、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式(Ia)、(Ib)化合物中m8、m9为0，R是含1～7个碳原子的烷基或是CH2＝CH-、CH2＝CH-CH2-、CH3-CH＝CH-、CH2＝CH-CH2-CH2-中的一种。
4、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(II)化合物选自如下化合物中的至少一种
其中R3是1～5个碳的直链烷基，同时R4是-OCH3、-OC2H5、-F、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11其中的一种。
5、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(III)化合物选自如下化合物的至少一种
6、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(IVa)、(IVb)、(IVc)化合物中m10、m12为0，m11为1，
为反式-1，4取代环己基，R是含1～7个碳原子的烷基或是CH2＝CH-、CH2＝CH-CH2-、CH3-CH＝CH-、CH2＝CH-CH2-CH2-中的一种。
7、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(V)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R1、R2都是1～5个碳的直链烷基。
8、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(VI)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R5是1～5个碳的直链烷基。
9、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(VII)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R9是1～5个碳的直链烷基、R10是2～5个碳的直链烷氧基或者是2～5个碳的直链烷基。
10、根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，通式(VIII)化合物选自如下化合物的至少一种
其中R是2～5个碳的直链烷基，R8是-OCH3、-OC2H5、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种STN-LCD用混合液晶组合物，该混合物含1～65％的至少一种选自通式(I)所代表的化合物，作为第一组份，1～55％的至少一种选自通式(II)所代表的化合物，作为第二组份，余量为选自通式(IV)～通式(VIII)的至少两种通式所代表的化合物，作为第四组份，该组合物具有优秀的陡度特性、足够宽的向列相温度范围和折射率各向异性范围、粘度小，响应速度快，折射率各向异性对温度的依赖性都能够满足高档STN-LCD器件的要求，可以满足更大范围的STN-LCD盒厚要求。
文档编号C09K19/42GK101402866SQ20081008890
公开日2009年4月8日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者陈元模, 仲锡军 申请人:河北迈尔斯通电子材料有限公司