一种含双氧杂环液晶化合物的液晶组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种含双氧杂环液晶化合物和非极性双 环化合物的向列相液晶组合物及其于快响应的TN/IPS/FFS型TFT液晶显示器中的应用。
【背景技术】
[0002] 目前，液晶在信息显示领域得到了广泛应用，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， 向列型液晶化合物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。
[0003] 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宄光学各向异性。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。G. W. Oseen和H. Zocher在1933年创立连 续体理论，并得到 F. C. Frank 完善（1958 年）。M. Born (1916 年）和 K. Lichtennecker (1926 年）发现并研宄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V. Zolinao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。
[0004] 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纹畴，并有 光散射现象。G.H.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（IXD)。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)方式被重新采用。 传统的TN-IXD技术已发展为STN-IXD及TFT-IXD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、 彩色显示大多采用有源矩阵显示方式。TFT-IXD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。
[0005] 其中"有源矩阵"包括两种类型：1、在作为基片的硅晶片上的0MS(金属氧化物半 导体）或其它二极管。2、在作为基片的玻璃板上的薄膜晶体管（TFT)。
[0006] 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。
[0007] 目前，LCD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、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在各自的领域已逐 渐占据平板显示器的主流地位。但是受液晶材料本身的制约（粘度高），致使响应时间成为 影响高性能显示器的主要因素。
[0008] 具体而言，液晶的响应时间受限于液晶的旋转粘度Y1以及弹性常数，降低液晶 组合物的旋转粘度和提升弹性常数对于减少液晶显示器的响应时间，加快液晶显示器的 响应速度有着显著的效果。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种快响应液晶组合物及其应用。为达到上述目的，具体采 用如下的技术方案：
[0010] 一种含双氧杂环液晶化合物的液晶组合物，包含以下重量份数的组分：
[0011] 1) 1~30份一种或多种通式I所代表的化合物；
[0012] 2) 10~70份一种或多种通式II所代表的化合物；
[0013] 3)0~30份一种或多种通式III所代表的化合物；
[0014] 4) 0~40份通式IV所代表的化合物；
[0015] 其中：通式I所代表的化合物为：
[0016]
【主权项】
1. 一种含双氧杂环液晶化合物的液晶组合物，其特征在于，包含以下重量份数的组 分： 1) 1~30份一种或多种通式I所代表的化合物； 2) 10~70份一种或多种通式II所代表的化合物； 3) 0~30份一种或多种通式III所代表的化合物； 4) 0~40份通式IV~通式V所代表的化合物； 其中：通式I所代表的化合物为：
η各自独立地代表2、3、4、5 ;m各自独立地代表0或1 21各自独立地代表单键或CF2O ; A1各自独立地选自以下结构：
A2各自独立地选自以下结构：
通式Π 所代表的化合物为：
Rp馬各自独立地代表C C 12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被0或 CH = CH所取代； A3、A4各自独立地选自以下结构：
通式III~通式V所代表的化合物为：
R3~R 6各自独立地代表C C 12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被O 或CH = CH所取代；1^2各自独立地代表H或F ;X、Y各自独立地代表F或OCF 3; A5、A6各自独立地选自以下结构： -
， · 〇
2. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，包含以下重量份数的组分： 1) 5~25份一种或多种通式I所代表的化合物； 2) 20~70份一种或多种通式II所代表的化合物； 3) 4~30份一种或多种通式III所代表的化合物； 4) 15~35份通式IV~通式V所代表的化合物。
3. 根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，包含以下重量份数的组分： 1) 5~21份一种或多种通式I所代表的化合物； 2) 40~60份一种或多种通式II所代表的化合物； 3) 4~25份一种或多种通式III所代表的化合物； 4) 19~28份通式IV~通式V所代表的化合物。
4. 根据权利要求1~3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式I所代表的化合物选 自式I-A~式I-G所代表的化合物的一种或几种：
其中，η各自独立地代表2~5 ; 优选所述通式I所代表的化合物选自式I-A-I~式I-G-4所代表的化合物的一种或几 种：
C
C P
F ο
5.根据权利要求1~4任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式II所代表的 化合物为双环结构，选自如下化合物的一种或多种：
其中，R1各自独立地代表C C 7的直链烷基；R 2各自独立地代表C C 7的直链烷基、 直链烷氧基或C2~C 7的直链烯基； 优选所述通式Π 所代表的化合物选自式II-A-I~式II-C-24所代表的化合物的一种 或几种：
O
6.根据权利要求1~5任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式III选自所代 表的化合物选自III-A~III-C化合物的一种或多种：
其中，馬各自独立地代表C C 1(|的直链烷基或直链烯基； 优选通式III所代表的化合物选自式III-A-I~式III-C-7所代表的化合物的一种或 几种中的一种或多种：
F ο
7. 根据权利要求1~6任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式IV所代表的 化合物选自IV -A、IV -B化合物的一种或多种：
其中，R4、R5各自独立地代表C C7的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被 O或CH = CH取代； 优选所述通式IV所代表化合物中R4各自独立地代表C 2~C 5的直链烷基或直链烯基； R5各自独立地代表C C 5的直链烷基。
8. 根据权利要求1~7任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式V所代表化合 物为四环极性结构，具体的，所述通式V所代表的化合物选自以下化合物的一种或多种：
其中，R6各自独立地代表C C 7的直链烷基。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式V所代表化合物选自式 V -A-I~式V -D-4所代表的化合物的一种或几种：
C
O
10.权利要求1~9任一项所述的含双氧杂环液晶化合物的液晶组合物在快响应的 TN/IPS/FFS型TFT液晶显示器中应用。
【专利摘要】本发明公开了一种含双氧杂环液晶化合物的液晶组合物及其应用，本发明所述的液晶组合物，包含以下重量份数的组分：1)1～30份一种或多种通式I所代表的化合物；2)10～70份一种或多种通式II所代表的化合物；3)0～30份一种或多种通式III所代表的化合物；4)0～40份通式IV～通式V所代表的化合物。本发明提供的液晶组合物是一种向列相液晶组合物，具有低的旋转粘度和大的弹性常数，响应时间快。
【IPC分类】C09K19-44, G02F1-1343
【公开号】CN104650926
【申请号】CN201510059577
【发明人】袁瑾, 陈海光, 储士红, 姜天孟, 未欣, 陈卯先, 田会强, 张琳, 李青华, 郭云鹏, 苏学辉
【申请人】北京八亿时空液晶科技股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月4日