本发明属于液晶材料
技术领域：
，具体涉及一种含有环戊烷并噻吩类液晶分子的液晶组合物，主要用于液晶显示领域和非显示用液晶材料领域。
背景技术：
：液晶显示器因其具有轻薄便携、色彩鲜艳、价格低廉和功耗低等优点，目前已广泛应用于各行各业，改变了人们的工作与生活方式。目前，液晶显示已经成为我国的电子信息领域的支柱产业之一，受到了国家的高度关注并获得了大量资金的不断支持。液晶材料是液晶显示器中最重要的组成部分，因为液晶液晶显示器就是利用液晶材料的特殊光电性质来实现显示功能的。目前，已有基于多种显示模式如扭曲向列相(tn)模式、高扭曲向列相(htn)模式、超扭曲向列相(stn)模式、薄膜晶体管(tft)模式、聚合物分散液晶(pdlc)模式等液晶显示器被研发出来并得到应用。这其中，基于薄膜晶体管的液晶显示器(tft-lcd)因其可以有效控制每一个像素点从而具有响应速度快、图像质量高等优点，得到了最广泛的应用。而随着液晶显示模式的不断推陈出新，作为液晶显示器中最核心的部分——液晶材料也在不断发展之中。目前在已相继开发了schiff碱类液晶、氰基联苯类液晶、氰基苯基环己烷类液晶和可用于薄膜晶体管的液晶显示器(tft-lcd)的含氟类液晶材料等。但是在新时代人们对液晶材料又提出了更多新的要求：(1)低的驱动电压；(2)快的响应速度；(3)宽广的温度使用范围；4)高稳定性。与之对应的材料性能的要求就是材料要具有高的介电各向异性(δε)、低旋转粘度(γ)、宽的向列相温度范围和高的光学、电化学和化学稳定性，在紫外线、强光或各种化学物质的作用下不易发生反应。然而，使用单一的液晶化合物是无法满足上述的全部使用要求，必须将几种或者十几种液晶化合物进行混配形成混合液晶，实现不同液晶材料的取长补短，才能满足液晶显示器的实际使用要求。目前，传统的户内液晶显示领域如液晶电脑显示器、液晶电视等，其市场已经较为饱和。作为液晶材料的新兴应用领域——户外应用，如智能手机、智能玻璃、车载显示屏等均需要大量的高性能混合液晶，目前已有的户内设备用混晶难以满足要求。因此，发展新型的混合液晶材料，不断提升混合液晶材料的性能指标并将其应用在智能手机、智能玻璃和车载显示屏上具有十分重要的现实意义。技术实现要素：针对液晶显示技术对液晶组合物需求，本发明的目的在于，提供一种低温相容性好、液晶相区宽泛、双折射率较高、制备成本低、易于获取的新型液晶组合物。这类液晶组合物因其特殊的性能主要用于户外液晶显示领域如车载液晶屏幕、智能玻璃和智能车灯等。此外，本发明的液晶组合物还可应用于使用高双折射率液晶材料的其它光学器件。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：一种液晶组合物，包括第一组分结构通式如(1)所示：其中，r1为碳数1～9的直链烷基、烯基；n，m分别为＝0、1；a1、a2、a3为氢原子或氟原子；环b为苯环或反式-环己烷；r2为f原子(f)、氯原子(cl)、氰基(cn)、异硫氰基(ncs)、三氟甲氧基(ocf3)、三氟甲基(cf3)、碳数1～9的直链烷基。本发明的第一组分液晶化合物，是一类新型戊烷并噻吩类液晶材料，具备低熔点、高双折射率、较大介电各向异性、较低旋转粘度等优点；此外，这类化合物合成路线简单、原料易得、收率较高，因此还可以降低组合物的成本。本发明组合物中通式(1)液晶化合物，优选自以下结构：其中，r1为碳数1～9的直链烷基、烯基；r2为f原子(f)、氯原子(cl)、氰基(cn)、异硫氰基(ncs)、三氟甲氧基(ocf3)、三氟甲基(cf3)、碳数1～9的直链烷基、烯基。其中(1)-1进一步优选自以下化合物：其中(1)-2进一步优选自以下化合物：其中(1)-3进一步优选自以下化合物：其中(1)-4进一步优选自以下化合物：其中(1)-5进一步优选自以下化合物：其中(1)-6进一步优选自以下化合物：其中(1)-7进一步优选自以下化合物：其中(1)-8进一步优选自以下化合物：本发明第一组分比例为1％～70wt％，优选1％-40wt％，更优选5％-30wt％。本发明的组合物包含至少一种选自结构通式(2)所示的液晶化合物作为第二组分：其中r1，r2为直链烷基、烷氧基、烯基、或含有烯键的烷基、f、cl，环a、环b、环c为苯环或环己烷，其中苯环可以被1个或多个氟原子取代，n＝0，1。本发明第二组分比例为0-80％，优选10％-75％，更优选20％～70％wt。其中通式(2)优选的具体结构如下：其中(2)-1更优选以下结构：其中(2)-2更优选以下具体化合物：其中(2)-3更优选以下具体化合物：其中(2)-4更优选以下具体化合物：其中(2)-5更优选以下具体化合物：本发明液晶组合物，该组合物包含至少一种选自结构通式(3)所示的液晶化合物作为第三组分：其中r为直链烷基、烯基、或含有烯键的烷基，环a、环b、环c为苯环或环己烷，其中苯环可以被1个或多个氟原子取代；x1，x2＝h，f；y＝f，cl，ocf3，ocf2h，直链烷基或含有烯键的烷基等；z＝cf2o，ch2ch2，coo，单键等；n＝0，1。本发明第三组分比例为0-50％，优选5％～45％wt，更优选10％-40％。其中通式(3)优选以下具体结构：其中3-(1)优选化合物：其中3-(2)优选化合物：其中3-(3)优选化合物：其中3-(4)优选化合物：其中3-(5)优选化合物：其中3-(6)优选化合物：其中3-(7)优选化合物：其中3-(8)优选化合物：其中3-(9)优选化合物：其中3-(10)优选化合物：其中3-(11)优选化合物：其中3-(12)优选化合物：其中3-(13)优选化合物：其中3-(14)优选化合物：其中3-(15)优选化合物：其中3-(16)优选化合物：本发明液晶组合物还可包含一种或多种手性添加剂，含量为0.01％-1％；优选0.1％-0.5％。所述手性添加剂优选自以下结构：本发明液晶组合物还包含一种多种受阻酚作为抗氧化稳定剂，含量1ppm-10000ppm；优选10ppm-1000ppm。所述抗氧化稳定剂优选自以下结构：本发明液晶组合物还包含一种或多种紫外光稳定剂，含量1ppm-10000ppm；优选10ppm-1000ppm。所述紫外光稳定剂优选自以下结构：本发明还可包含一种或多种具有可聚合基团的液晶组分，含量1ppm-10000ppm；优选100ppm-1000ppm。所述可聚合液晶组分优选自以下结构：上述的液晶组合物，具有较大的介电各向异性、高的双折射率、宽的温度使用范围和较低的成本，适合于tft液晶显示技术，尤其是tn和ips模式。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明的范围。液晶配方制备方法：采用热溶解方法。首先用精密天平称取不同重量比例的单体液晶，加热至60℃～100℃，搅拌混合1～2小时使各组分溶解均匀。冷却后进行过滤，过滤所得液体在高真空(≤100pa)脱气处理，最后用高纯氮气封装，得到目标混合液晶。如无特殊说明，本发明涉及的液晶组合物均按照此方法制备。混合好的液晶进行物理性能及光电性能测试。本发明涉及到的物理性能及光电性能详细测试方法如下：(1)清亮点(tni)：偏光热台法：将液晶样品涂在载玻片上并置于正交偏光显微热台中，设置升温速率为2℃/min。在偏光显微镜中观察液晶样品由亮态开始变黑的温度，即为清亮点。或者采用示差扫描量热法：氮气气氛下，设置升温速率为2℃/min。(2)低温存储温度(lts)：将1ml左右的混合液晶装入透明的玻璃瓶中，置于低温冰箱中。温度设置-20℃、-30℃、-40℃，分别存储10天，观察有无晶体析出或近晶相。如果-30℃无晶体析出，lts≤-30℃。(3)双折射率(δn)：采用阿贝折光仪，25℃恒温条件下，分别测量寻常光(no)和非寻常光(ne)的折射率，双折射率δn＝ne－no。(4)介电常数(δε)：25℃恒温条件下，采用lcr表测试。δε＝ε∥-ε⊥，即分子长轴方向介电常数(ε∥)与分子短轴方向介电常数(ε⊥)的差值。(5)弹性常数(k11，k33)：25℃恒温条件下，通过测试液晶电容-电压(c-v)曲线，拟合得到k11和k33。(6)旋转粘度(γ1)：25℃恒温条件下，通过对液晶测试盒施加电压，测试液晶分子随电场运动偏转的瞬态电流值ip，计算得到旋转粘度γ1。代号和说明：(1)物理参数代号说明单位tni清亮点℃tcn低温存储温度℃δε介电各向异性常数-δn双折射率-γ1旋转粘度mpa·sk11展曲弹性常数pnk33弯曲弹性常数pn(2)结构缩写例如：实施例1：实施例2：实施例3:实施例4：实施例5：实施例6：上述实施例中的配方具有较大的介电各向异性、高的双折射率、宽的温度使用范围、较低的旋转黏度，适合用于tft液晶显示技术，尤其是tn和ips模式。本发明提供的液晶组合物还需要添加适当的添加剂，如抗紫外剂、抗氧化剂和消泡剂等。当前第1页12