CN102994098A - Tft液晶组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TFT液晶组合物及其制备方法与应用。该液晶混合物包括组分I和组分II；其中，所述组分I选自式I所示化合物中的至少一种；所述组分II选自式II和式III所示化合物中的至少一种。本发明提供的TFT液晶组合物中所含有的极性单体化合物与其他TFT液晶组合物所含有的二氟甲氧桥类极性单体化合物相比，具有更高的电荷保持率、快速响应、低旋转粘度、高电阻率、低功耗等，可以在高温区域维持高电荷保持率，在低温区域维持快的响应时间，具有广阔的应用前景和应用价值。式I式II

Description

TFT液晶组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种TFT液晶组合物及其制备方法与应用。
背景技术
随着九十年代初TFT技术的成熟，彩色液晶平板显示器迅速发展，不到10年的时间，TFT-LCD迅速成长为主流显示器，这与它具有的优点是分不开的。其优点主要分为5点：
一、使用特性好。低压应用，低驱动电压；平板化，又轻薄，节省了大量原材料和使用空间；低功耗；显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率，高彩色保真度，高亮度，高对比度，高响应速度的各种规格型号的视频显示器；其显示方式有直视型，投影型，透视式和反射式等多种显示方式。
二环保特性好。TFT-LCD无辐射、无闪烁，对使用者的健康无损害，特别是TFT-LCD电子书刊的出现，将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代，引发人类学习、传播和记栽文明方式的革命。
三适用范围宽：从-20℃到50℃的温度范围内都可以正常使用，经过温度加固处理的TFT-LCD低温工作温度可达到零下80℃。既可作为移动终端显示，台式终端显示，又可以作大屏幕投影电视，是性能优良的全尺寸视频显示终端。
四制造技术的自动化程度高。
五TFT-LCD易于集成化和更新换代。
由上所述液晶平板显示器的主要特点，因此对液晶平板显示器所用的液晶材料品质特性也提出了更高的要求，液晶组合物本身应具有高电荷保持率、高电阻率、低离子浓度、低功耗、低旋转粘度。于此同时，由于液晶材料技术的不断进步，液晶材料市场的激烈竞争，低成本也已经提上日程。
发明内容
本发明的目的是提供一种TFT液晶组合物及其制备方法与应用。
本发明提供的液晶混合物(也即TFT液晶)，包括组分I和组分II；
其中，所述组分I选自式I所示化合物中的至少一种；
所述组分II为式II化合物中的至少一种或由式II化合物中的至少一种和式III所示化合物中的至少一种组成的混合物；
Figure BDA00001599587000011
式I
Figure BDA00001599587000021
式II
Figure BDA00001599587000022
式III
所述式I至式III中，R1、R2、R3、R4和R5均选自碳原子为1-10的烷基、碳原子总数为1-10的烷氧基、碳原子总数为2-10的链烯基和碳原子总数为3-8的链烯氧基中的任意一种；
A1为反式1，4-亚环己基或1，4-亚苯基；
A2、A3和A4均选自下述基团a-基团c中的任意一种：
基团a为如下基团中的任意一种：反式-1，4-亚环己基及反式-1，4-亚环己基中的1个-CH2或2个不相邻的-CH2被氧原子或硫原子取代而得的基团；
基团b为如下基团中的任意一种：1，4-亚苯基及1，4-亚苯基中的1个或2个-CH被氮原子取代而得的基团；
基团c为如下基团中的任意一种：1，4-亚环己烯基、1，4-二环亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢萘-2，6-二基和1，2，3，4-四氢基萘-2，6-二基；
X1、X2、X3和X4均选自氢原子、卤素原子和三氟甲氧基中的任意一种；
X5为氢原子、氰基或卤素原子；
n均选自1-3的整数。
当然，上述本发明提供的所述液晶混合物也可只由所述组分I和组分II组成。
上述液晶混合物中，所述式I所示化合物为式Ia或式Ib或式Ic所示化合物：
Figure BDA00001599587000023
式Ia
Figure BDA00001599587000024
式Ib
Figure BDA00001599587000025
式Ic
所述式Ia、式Ib和式Ic中，所述R1、R2的定义与前述定义相同；
所述式II所示化合物选自式IIa至式IIj中的任意一种：
Figure BDA00001599587000031
式IIa
式IIb
Figure BDA00001599587000033
式IIc
Figure BDA00001599587000034
式IId
Figure BDA00001599587000035
式IIe
Figure BDA00001599587000036
式IIf
Figure BDA00001599587000037
式IIg
Figure BDA00001599587000038
式IIh
Figure BDA00001599587000041
式IIi
Figure BDA00001599587000042
式IIj
所述式IIa至式IIj中，所述R3的定义与前述定义完全相同；
所述式III所示化合物为式IIIa所示化合物：
Figure BDA00001599587000043
式IIIa
所述式IIIa中，所述R4和R5的定义与前述完全相同。
所述组分I与组分II的质量比为1-40∶1-90，具体为1-40∶10-60，更具体为25∶75或24∶76或35∶65；
所述组分II为由式II化合物中的至少一种和式III所示化合物中的至少一种组成的混合物时，所述式II占所述液晶混合物总重的百分比为1-90％，具体可为67％或73％或65％，所述式III化合物占所述液晶混合物总重的百分比为0-10％，具体可为8％或3％，所述式III化合物所占百分比不为0。
所述液晶混合物的折射率各向异性值为0.08～0.17，介电常数各向异性值为5～12，清亮点≥85℃，体积粘度不大于20mpa.s。
本发明提供的制备所述液晶混合物的方法，包括如下步骤：将前述液晶混合物的各组分混匀，得到所述液晶混合物。
含有上述本发明提供的液晶混合物的液晶组合物，以及所述液晶混合物或所述液晶组合物在制备液晶显示元件或液晶显示器中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明提供的TFT液晶组合物中所含有的极性单体化合物与其他TFT液晶组合物所含有的二氟甲氧桥类极性单体化合物相比，具有更高的电荷保持率、快速响应、低旋转粘度、高电阻率、低功耗等，可以在高温区域维持高电荷保持率，在低温区域维持快的响应时间，具有广阔的应用前景和应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
本发明中所述百分比均为重量百分比，温度均为摄氏度(℃)。其他符号的具体意义及测试条件均如下：
cp表示液晶的清亮点；
Δn为光学各向异性(589nm，25℃)；
Δε为介电各向异性(25℃，1KHz，HP4284A，5.2微米TN左旋盒)；
下述实施例制备所得液晶混合物的离子浓度(pc/cm2)测试仪器均为TOYO6254型液晶物性评价系统(温度为20℃、频率0.01Hz，测试盒7.0微米TN左旋盒)；
电荷保持率(％)的测试仪器均为TOYO6254型液晶物性评价系统(测试温度20℃、时间16.61Ms，测试盒7.0微米TN左旋盒)；
响应时间(ms)的测试仪器均为DMS-501(测试温度25℃，测试盒5.2微米TN左旋盒)。
实施例1
按表1所示各结构式的化合物及其重量百分比，混匀各化合物，得到本发明提供的液晶混合物。
表1、实施例1中各组分化合物的结构式及其占液晶混合物的重量百分比
Figure BDA00001599587000061
按照前述方法对该液晶混合物的cp(清亮点)、Δn(光学各向异性(589nm，25℃))和Δε(介电各向异性)进行测定，所得结果为：cp：90℃；Δn：0.100；Δε：7.5。
实施例2
按表2所示各结构式的化合物及其重量百分比，混匀各化合物，得到本发明提供的液晶混合物。
表2、实施例2中各组分化合物的结构式及其占液晶混合物的重量百分比
Figure BDA00001599587000062
Figure BDA00001599587000071
按照前述方法对该液晶混合物的cp(清亮点)、Δn(光学各向异性(589nm，25℃))和Δε(介电各向异性)进行测定，所得结果为：cp：92℃；Δn：0.100；Δε：7.2。
实施例3
按表3所示各结构式的化合物及其重量百分比，混匀各化合物，得到本发明提供的液晶混合物。
表3、实施例3中各组分化合物的结构式及其占液晶混合物的重量百分比
Figure BDA00001599587000081
按照前述方法对该液晶混合物的cp(清亮点)、Δn(光学各向异性(589nm，25℃))和Δε(介电各向异性)进行测定，所得结果为：cp：90℃；Δn：0.100；Δε：6.4。
对照例
按表4所示各结构式的化合物及其重量百分比，混匀各化合物，得到液晶混合物。
表4、对照例中各组分化合物的结构式及其占液晶混合物的重量百分比
Figure BDA00001599587000091
该液晶组合物的性能参数为：cp：90℃；Δn：0.100；Δε：7.5。
表5、实施例1与对照例制备所得液晶混合物的性能参数对比
 液晶混合物(实施例1)  液晶混合物(实施例4)
  离子浓度(pc/cm2)   63.55   80.33
  电荷保持率(％)   99.55   99.48
  响应时间(ms)   15.5   15.6
由表5可知，本发明提供的TFT液晶混合物与所含有二氟甲氧桥类的其他TFT液晶组合物，降低了离子浓度，提高了电荷保持率并缩短了响应时间。本发明提供的液晶混合物是一种具有高电荷保持率、高电阻率、低离子浓度、低功耗、低旋转粘度、响应时间快、极性大高品质的TFT液晶组合物。

Claims (10)

1.一种液晶混合物，包括组分I和组分II；
其中，所述组分I选自式I所示化合物中的至少一种；
所述组分II为式II化合物中的至少一种或由式II化合物中的至少一种和式III所示化合物中的至少一种组成的混合物；
Figure FDA00001599586900011
式I
Figure FDA00001599586900012
式II
Figure FDA00001599586900013
式III
所述式I至式III中，R1、R2、R3、R4和R5均选自碳原子总数为1-10的烷基、碳原子总数为1-10的烷氧基、碳原子总数为2-10的链烯基和碳原子总数为3-8的链烯氧基中的任意一种；
A1为反式1，4-亚环己基或1，4-亚苯基；
A2、A3和A4均选自下述基团a-基团c中的任意一种：
基团a为如下基团中的任意一种：反式-1，4-亚环己基及反式-1，4-亚环己基中的1个-CH2或2个不相邻的-CH2被氧原子或硫原子取代而得的基团；
基团b为如下基团中的任意一种：，4-亚苯基及1，4-亚苯基中的1个或2个-CH被氮原子取代而得的基团；
基团c为如下基团中的任意一种：1，4-亚环己烯基、1，4-二环亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢萘-2，6-二基和1，2，3，4-四氢基萘-2，6-二基；
X1、X2、X3和X4均选自氢原子、卤素原子和三氟甲氧基中的任意一种；
X5为氢原子、氰基或卤素原子；
n均选自1-3的整数。
2.根据权利要求1所述的液晶混合物，其特征在于：所述液晶混合物由所述组分I和组分II组成。
3.根据权利要求1或2所述的液晶混合物，其特征在于：所述式I所示化合物为
式Ia或式Ib或式Ic所示化合物：
式Ia
式Ib
Figure FDA00001599586900023
式Ic
所述式Ia、式Ib和式Ic中，所述R1、R2的定义与权利要求1相同；
所述式II所示化合物选自式IIa至式IIj中的任意一种：
Figure FDA00001599586900024
式IIa
式IIb
Figure FDA00001599586900026
式IIc
Figure FDA00001599586900027
式IId
式IIe
式IIf
Figure FDA00001599586900031
式IIg
Figure FDA00001599586900032
式IIh
Figure FDA00001599586900033
式IIi
式IIj
所述式IIa至式IIj中，所述R3的定义与权利要求1相同；
所述式III所示化合物为式IIIa所示化合物：
式IIIa
所述式IIIa中，所述R4和R5的定义与权利要求1相同。
4.根据权利要求1-3任一所述的液晶混合物，其特征在于：所述组分I与组分II的质量比为1-40∶1-90。
5.根据权利要求4所述的液晶混合物，其特征在于：所述组分I与组分II的质量比为1-40∶10-60。
6.根据权利要求1-5任一所述的液晶混合物，其特征在于：所述组分II为由式II化合物中的至少一种和式III所示化合物中的至少一种组成的混合物时，所述式II占所述液晶混合物总重的百分比为1-90％，所述式III化合物占所述液晶混合物总重的百分比为0-10％，所述式III化合物所占百分比不为0。
7.根据权利要求1-6任一所述的液晶混合物，其特征在于：所述液晶混合物的折射率各向异性值为0.08～0.17，介电常数各向异性值为5～12，清亮点≥85℃，体积粘度不大于20mpa.s。
8.一种制备权利要求1-7任一所述液晶混合物的方法，包括如下步骤：将权利要求1-6任一所示液晶混合物的各组分混匀，得到所述液晶混合物。
9.含有权利要求1-7任一所述液晶混合物的液晶组合物。
10.权利要求1-7任一所述液晶混合物或权利要求9所述液晶组合物在制备液晶显示元件或液晶显示器中的应用。
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