CN103333700A - 一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，包含重量百分含量为1%～40%的结构式Ⅰ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅱ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅲ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅳ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅴ所示的液晶化合物、0%～40%的结构式Ⅵ所示的液晶化合物和0%～40%的结构式Ⅶ所示的液晶化合物；所述结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示化合物的重量百分含量之和为100%；另外还添加所述液晶组合物重量之和的0%～0.5%的旋光性化合物。该液晶组合物具有低功耗、低旋转粘度、快响应速度，特别适用于制造快速响应TFT-LCD。

Description

一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，尤其是指一种可用于制造快速响应TFT-LCD的正介电各向异性液晶组合物。
背景技术
在信息技术的发展过程中，显示技术及显示器件占据了十分重要的地位；同时液晶显示器作为信息产业的重要构成部分正在加速推进其平板化的进程。近年来，液晶显示器已经取代了传统的阴极射线管显示，成为当今信息显示领域的主流产品，广泛用于仪表、电脑、电视等各种显示器中。
根据液晶显示方式的不同，液晶显示元件可以分为扭曲向列相（TN）模式、超扭曲向列相（STN）模式、共面（IPS）模式、垂直配向（VA）模式等多种模式。
薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD），是21世纪最有发展前途的显示技术之一，在笔记本电脑、液晶电视等领域均有广泛应用。TFT-LCD是在扭曲向列液晶显示（TN-LCD）的基础上引入薄膜晶体管开关而形成的有源矩阵显示，克服了无源矩阵显示中交叉干扰、信息量少、写入速度慢等缺点，大大改善了显示品质，因此得到了迅猛发展，目前已经成为主流显示器。
TFT-LCD的优点可总结为下列五点：①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。②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、传播和记载文明方式的革命。③适用范围宽：TFT-LCD在-20℃～50℃范围内都可以正常使用，经过温度加固处理的TFT-LCD低温工作温度甚至可达到-80℃。TFT-LCD不仅可以作为移动终端显示、台式终端显示，也可用作大屏幕投影电视，是性能优良的全尺寸视频显示终端。④制造技术的自动化程度高。⑤TFT-LCD易于集成化和更新换代。
液晶材料作为液晶显示器重要的光电子材料之一，对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用。用于显示用的液晶材料均需要满足以下性能：①良好的化学、物理及热稳定性，对电场和电磁辐射的稳定性；②粘度（γ1）低；③具有合适的介电各向异性△ε；④合适的光学各向异性△n；⑤与其他液晶化合物的相溶性好。而作为TFT-LCD用液晶材料，具有比普通液晶材料更高的要求，除了上述特性外，还应具有较宽的向列相温度范围、非常高的电阻率、良好的抗紫外线性能、高电荷保持率、低蒸汽压、低离子浓度、低功耗、低旋转粘度等性能。
液晶材料作为液晶显示器重要的光电子材料之一，对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用。作为显示用液晶材料，必须要求有较宽的向列相温度范围、较高的稳定性、适合的旋转粘度、以及对电场的快速响应。但是到目前为止，还未找到任何一种单一的液晶化合物能达到上述性能要求，必须将多种液晶化合物组合成液晶组合物，才能够满足液晶显示材料的性能要求。
以往常用的含氰基化合物无法满足上述要求，因此，性能优良的含氟类液晶成为了制备TFT-LCD的主要组分之一。含氟类液晶由于具有低粘度、适中的介电各向异性、高电阻率、高电荷保持率等特性是TFT液晶显示用液晶材料的主要成分。向液晶分子中引入一个二氟亚甲氧基桥（-CF2O-）后，会使它的向列相温度范围很大程度的扩大，同时旋转粘度γ1也有所降低。另外由于二氟亚甲氧基桥（-CF2O-）的偶极矩的贡献，端基氟原子的偶极矩也有一定程度的提高，从而使液晶分子的介电各向异性△ε有所增加。德国默克和日本智索公司已经公开了一些具有不同取代基的具有二氟亚甲氧基桥（-CF2O-）的液晶化合物（CN1717468A，CN101143808A，CN101157862A等），并用于液晶组合物中。
近年来，TFT-LCD的技术也逐渐成熟，市场份额也已经非常巨大。但是，由于液晶材料技术的不断进步，人们对于具有不同性能的显示材料的需求也不断地提高，尤其是在实现快速响应、低电压驱动、以及降低功耗等方面。因此，不断开发新的性能优异的液晶组合物对液晶显示发展具有重要的意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种可用于制备快速响应TFT-LCD的、具有高电荷保持率、低功耗、低旋转粘度、响应速度快的正介电各向异性液晶组合物。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，包含重量百分含量为1%～40%的结构式Ⅰ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅱ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅲ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅳ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅴ所示的液晶化合物、0%～40%的结构式Ⅵ所示的液晶化合物和0%～40%的结构式Ⅶ所示的液晶化合物；所述结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示液晶化合物的重量百分含量之和为100%；另外还添加所述液晶组合物重量之和的0%～0.5%的旋光性化合物；
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Figure BDA00003389908600041
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其中，
R1、R3、R5、X6、X9分别是下列①～④所示基团中的任一基团：
①-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCHF2、-SCN、-NCS、-SF5；
②含有1～15个碳原子的烷基、含有1～15个碳原子的烷氧基、含有2～15个碳原子的烯基、含有2～15个碳原子的烯氧基；
③一个或多个-CH2-被-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、
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-O-或-S-替代且替代后基团中的氧原子不直接相连的上述②所示基团；
④任意H原子被氟原子或氯原子取代的上述②、③所示基团；
R2、R4、R6、R7、R8、R9、R10、R11分别是H原子、含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
X1、X2、X3、X4、X5、X7、X8分别是-H或-F；
Z1、Z2、Z3、Z4分别是单键、-CH2-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、-CF2O-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-CF=CF-的其中任意一种；
A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15分别是单键或下列基团中的任一基团：
Figure BDA00003389908600051
a、b、d、f、g、h、i、j、k、l、m分别是0、1、2或3的其中任一数值，c、e分别是1或2的其中任一数值，且a+b+c≤5，d+e≤5。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：
本发明公开了一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，该组合物性能优异，具有宽的向列相温度范围、适当的正介电各向异性、合适的光学各向异性、较低的旋转粘度、非常低的总响应时间、较低的阈值电压、很高的电荷保持率，适用于有源矩阵电光学元件和液晶显示器中，具有广阔的应用前景和市场价值。
通过对液晶组合物中各个组分重量百分含量的调整，液晶组合物可以获得不同的阈值电压、清亮点和双折射特性，便于在不同液晶盒厚和不同驱动电压下使用，适用范围非常广。同时，该液晶组合物还具有优良的高温稳定性和紫外稳定性、低粘度、快响应时间、适当的光学各向异性和适当的介电各向异性，因此可应用于具有有源矩阵寻址的光电显示器，优选通过薄膜晶体管（TFT）的矩阵寻址，特别适用于制造快速响应的有源矩阵TN-TFT、IPS-TFT液晶显示元件和液晶显示器。
结构式Ⅰ、结构式Ⅱ、结构式Ⅲ所示的三类液晶化合物，能够显著降低液晶组合物的阈值电压，明显缩短响应时间，是用于制备快速响应的TFT液晶显示器的理想的液晶材料组分。
结构式Ⅰ所示的环丁烷类二氟亚甲基醚类化合物，不仅具有液晶材料所必需的一般物理性质，而且对光、热稳定，具有较宽的向列相温度范围，与其他化合物相溶性好，尤其是此类化合物具有的低旋转粘度γ1和大介电各向异性（△ε>0）的特性，可以有效地降低液晶组合物的阈值电压，同时加快响应时间，改善混合液晶的低温互溶性，进而明显优化液晶组合物的性能，是非常适用于低电压驱动、快速响应的TN-TFT或IPS-TFT的液晶单体。此类化合物的使用，对开发高端TFT显示用液晶材料意义重大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
下述实施例中所涉及的份数均为重量百分含量，温度单位为℃，其他符号的具体意义及测试条件如下：
c.p.表示液晶的清亮点（℃）；S-N表示液晶的晶态到向列相的熔点（℃）；Δn表示光学各向异性，△n=no-ne，其中no为寻常光的折射率，ne为非寻常光的折射率，测试条件：589nm、25℃；△ε表示介电各向异性，△ε=ε∥-ε⊥，其中，ε∥为平行于分子轴的介电常数，ε⊥为垂直于分子轴的介电常数，测试条件：25℃、1KHz、HP4284A、5.2微米TN左旋盒；τ表示响应时间（ms），测试仪器：DMS-501，测试条件：25±0.5℃，5.2微米TN左旋盒；V10表示液晶的光学阈值电压（V），V90表示液晶的饱和电压值（V），测试条件：25℃，4.0微米TN左旋盒；γ1表示旋转粘度（mPa·s），测试条件：25±0.5℃。
一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，包含重量百分含量为1%～40%的结构式Ⅰ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅱ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅲ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅳ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅴ所示的液晶化合物、0%～40%的结构式Ⅵ所示的液晶化合物和0%～40%的结构式Ⅶ所示的液晶化合物；所述结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示液晶化合物的重量百分含量之和为100%；另外还添加所述液晶组合物重量之和的0%～0.5%的旋光性化合物；
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Figure BDA00003389908600073
Figure BDA00003389908600074
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Figure BDA00003389908600076
Figure BDA00003389908600077
其中，
R1、R3、R5、X6、X9分别是下列①～④所示基团中的任一基团：
①-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCHF2、-SCN、-NCS、-SF5；
②含有1～15个碳原子的烷基、含有1～15个碳原子的烷氧基、含有2～15个碳原子的烯基、含有2～15个碳原子的烯氧基；
③一个或多个-CH2-被-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、-O-或-S-替代且替代后基团中的氧原子不直接相连的上述②所示基团；
④任意H原子被氟原子或氯原子取代的上述②、③所示基团；
R2、R4、R6、R7、R8、R9、R10、R11分别是H原子、含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
X1、X2、X3、X4、X5、X7、X8分别是-H或-F；
Z1、Z2、Z3、Z4分别是单键、-CH2-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、-CF2O-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-CF=CF-的其中任意一种；
A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15分别是单键或下列基团中的任一基团：
Figure BDA00003389908600082
a、b、d、f、g、h、i、j、k、l、m分别是0、1、2或3的其中任一数值，c、e分别是1或2的其中任一数值，且a+b+c≤5，d+e≤5。
所述液晶组合物优选包含重量百分含量为1%～35%的结构式Ⅰ所示的液晶化合物、1%～35%的结构式Ⅱ所示的液晶化合物、1%～35%的结构式Ⅲ所示的液晶化合物、5%～65%的结构式Ⅳ所示的液晶化合物、5%～65%的结构式Ⅴ所示的液晶化合物、1%～30%的结构式Ⅵ所示的液晶化合物和1%～30%的结构式Ⅶ所示的液晶化合物；所述结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示液晶化合物的重量百分含量之和为100%；另外还添加所述液晶组合物重量之和的0%～0.5%的旋光性化合物。
所述结构式Ⅰ所示的液晶化合物优选Ⅰ-a～Ⅰ-r所示的化合物：
Figure BDA00003389908600091
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其中，-(F)是-H或-F；
所述结构式Ⅰ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA00003389908600101
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所述结构式Ⅱ所示的液晶化合物优选Ⅱ-a～Ⅱ-k所示的化合物：
Figure BDA000033899086001121
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其中，-(F)是-H或-F，
R2是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
所述结构式Ⅱ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA000033899086001210
Figure BDA000033899086001211
Figure BDA000033899086001212
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Figure BDA00003389908600149
所述结构式Ⅲ所示的液晶化合物优选Ⅲ-a～Ⅲ-l所示的化合物：
Figure BDA000033899086001411
Figure BDA000033899086001412
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Figure BDA000033899086001416
Figure BDA000033899086001418
Figure BDA000033899086001420
Figure BDA000033899086001421
Figure BDA000033899086001422
其中，-(F)是-H或-F，
R4是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
所述结构式Ⅲ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA00003389908600151
Figure BDA00003389908600152
Figure BDA00003389908600153
Figure BDA00003389908600154
Figure BDA00003389908600155
Figure BDA00003389908600156
Figure BDA00003389908600157
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Figure BDA00003389908600159
Figure BDA000033899086001510
Figure BDA000033899086001511
Figure BDA000033899086001512
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Figure BDA000033899086001514
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Figure BDA00003389908600161
Figure BDA00003389908600162
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Figure BDA00003389908600169
Figure BDA000033899086001611
所述结构式Ⅳ所示的液晶化合物优选Ⅳ-a～Ⅳ-j所示的化合物：
Figure BDA000033899086001612
Figure BDA000033899086001614
Figure BDA000033899086001615
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Figure BDA000033899086001620
Figure BDA000033899086001621
其中，-(F)是-H或-F，
R6、R7分别是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
所述结构式Ⅳ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA00003389908600171
Figure BDA00003389908600172
Figure BDA00003389908600173
Figure BDA00003389908600174
Figure BDA00003389908600177
Figure BDA00003389908600178
Figure BDA00003389908600179
Figure BDA000033899086001711
Figure BDA000033899086001712
Figure BDA000033899086001714
Figure BDA000033899086001715
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Figure BDA000033899086001718
Figure BDA000033899086001720
Figure BDA000033899086001721
Figure BDA000033899086001722
Figure BDA000033899086001724
Figure BDA000033899086001725
Figure BDA000033899086001726
Figure BDA000033899086001727
Figure BDA000033899086001729
Figure BDA000033899086001730
Figure BDA000033899086001731
所述结构式Ⅴ所示的液晶化合物优选Ⅴ-a～Ⅴ-k所示的化合物：
Figure BDA00003389908600181
Figure BDA00003389908600182
Figure BDA00003389908600183
Figure BDA00003389908600184
Figure BDA00003389908600185
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Figure BDA00003389908600187
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Figure BDA000033899086001810
Figure BDA000033899086001811
其中，-(F)是-H或-F，
R8是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
所述结构式Ⅴ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA000033899086001812
Figure BDA000033899086001813
Figure BDA000033899086001814
Figure BDA00003389908600191
Figure BDA00003389908600192
Figure BDA00003389908600193
Figure BDA00003389908600194
Figure BDA00003389908600196
Figure BDA00003389908600197
Figure BDA00003389908600198
Figure BDA000033899086001910
Figure BDA000033899086001911
Figure BDA000033899086001912
Figure BDA000033899086001913
Figure BDA000033899086001914
Figure BDA000033899086001915
Figure BDA000033899086001916
Figure BDA000033899086001917
Figure BDA000033899086001920
Figure BDA000033899086001921
Figure BDA000033899086001923
Figure BDA000033899086001924
Figure BDA000033899086001927
Figure BDA000033899086001928
Figure BDA00003389908600201
Figure BDA00003389908600202
Figure BDA00003389908600203
Figure BDA00003389908600204
Figure BDA00003389908600206
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Figure BDA00003389908600208
Figure BDA000033899086002010
Figure BDA000033899086002011
Figure BDA000033899086002012
Figure BDA000033899086002013
Figure BDA000033899086002014
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Figure BDA000033899086002018
Figure BDA000033899086002019
Figure BDA000033899086002020
Figure BDA000033899086002021
Figure BDA000033899086002022
所述结构式Ⅵ所示的液晶化合物优选Ⅵ-a～Ⅵ-e所示的化合物：
Figure BDA00003389908600211
Figure BDA00003389908600212
Figure BDA00003389908600213
Figure BDA00003389908600214
其中，R9、R10分别是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
所述结构式Ⅵ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA00003389908600216
Figure BDA00003389908600217
Figure BDA00003389908600218
Figure BDA00003389908600219
Figure BDA000033899086002111
Figure BDA000033899086002112
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Figure BDA000033899086002114
Figure BDA000033899086002115
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Figure BDA000033899086002119
Figure BDA000033899086002120
Figure BDA000033899086002121
Figure BDA000033899086002122
Figure BDA000033899086002123
Figure BDA00003389908600221
Figure BDA00003389908600222
所述结构式Ⅶ所示的液晶化合物优选Ⅶ-a～Ⅶ-p所示的化合物种：
Figure BDA00003389908600223
Figure BDA00003389908600224
Figure BDA00003389908600225
Figure BDA00003389908600226
Figure BDA00003389908600228
Figure BDA00003389908600229
Figure BDA000033899086002210
Figure BDA000033899086002211
Figure BDA000033899086002212
Figure BDA000033899086002213
Figure BDA000033899086002214
Figure BDA000033899086002216
Figure BDA000033899086002217
Figure BDA000033899086002218
其中，-(F)是-H或-F，
R11是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
所述结构式Ⅶ所示的液晶化合物最优选自下列化合物：
Figure BDA000033899086002219
Figure BDA000033899086002220
Figure BDA000033899086002221
Figure BDA000033899086002222
Figure BDA00003389908600231
Figure BDA00003389908600233
Figure BDA00003389908600235
Figure BDA00003389908600236
Figure BDA00003389908600238
Figure BDA00003389908600239
Figure BDA000033899086002310
Figure BDA000033899086002311
Figure BDA000033899086002312
Figure BDA000033899086002313
Figure BDA000033899086002314
Figure BDA000033899086002315
Figure BDA000033899086002316
Figure BDA000033899086002317
Figure BDA000033899086002318
Figure BDA000033899086002319
Figure BDA000033899086002321
Figure BDA000033899086002323
Figure BDA000033899086002324
Figure BDA000033899086002326
Figure BDA000033899086002328
Figure BDA000033899086002329
Figure BDA000033899086002330
Figure BDA000033899086002331
Figure BDA000033899086002332
Figure BDA000033899086002333
Figure BDA000033899086002334
Figure BDA000033899086002335
Figure BDA000033899086002336
Figure BDA00003389908600241
Figure BDA00003389908600242
Figure BDA00003389908600243
Figure BDA00003389908600245
Figure BDA00003389908600246
Figure BDA00003389908600247
Figure BDA00003389908600249
下面的实施例1～14分别按比例称取结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示的液晶化合物，并在此基础上加入旋光性化合物，制备得液晶组合物。所使用的各种液晶单体均可以通过公知的方法进行合成，或通过商业途径获得。液晶组合物的制备方法采取常规方法，例如在高温下将各种组分的液晶单体溶解在溶剂中进行混合，然后在减压条件下蒸除溶剂，得到液晶组合物；或采取加热、超声波、悬浮等方法将液晶单体按比例混合制得。将所得的液晶组合物填充于液晶显示器两基板间进行性能测试。具体化合物的单体结构、用量（重量百分含量）、所得的液晶组合物的性能参数测试结果均列于表中。表1～14对应实施例1～14。
表1  实施例1的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA000033899086002410
Figure BDA00003389908600251
表2  实施例2的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600252
Figure BDA00003389908600261
表3  实施例3的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600262
表4  实施例4的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600271
Figure BDA00003389908600281
表5  实施例5的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600282
表6  实施例6的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600291
表7  实施例7的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600301
表8  实施例8的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600302
Figure BDA00003389908600311
表9  实施例9的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600312
Figure BDA00003389908600321
表10  实施例10的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600322
Figure BDA00003389908600331
表11  实施例11的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600332
Figure BDA00003389908600341
表12  实施例12的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600342
Figure BDA00003389908600351
表13  实施例13的液晶组合物的组分配比及其性能参数
Figure BDA00003389908600352
表14  实施例14的液晶组合物的组分配比及其性能参数
由实施例1～14所示的液晶组合物的性能参数可知，本发明的正介电各向异性液晶组合物具有高电荷保持率、适合的正介电各向异性、较宽的向列相温度范围、较小的阈值电压、较高的清亮点、较低的旋转粘度和较快的响应速度，同时具有很好的低温稳定性、高温稳定性和紫外稳定性，适用于制造快速响应TFT-LCD，特别适用于制造低电压驱动的、快速响应的有源矩阵TN-TFT、IPS-TFT液晶显示元件和液晶显示器。
本发明虽然仅仅列举了上述14个实施例的具体化合物及其配比用量（重量百分含量），并进行了性能测试，但是本发明的液晶组合物可以在上述实施例的基础上，利用本发明所涉及的结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所代表的液晶化合物、以及结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ的优选、最优选的液晶化合物进行进一步拓展和修改，通过对其配比用量的适当调整，均能达到本发明的目的。

Claims (4)

1.一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含重量百分含量为1%～40%的结构式Ⅰ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅱ所示的液晶化合物、1%～40%的结构式Ⅲ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅳ所示的液晶化合物、0%～70%的结构式Ⅴ所示的液晶化合物、0%～40%的结构式Ⅵ所示的液晶化合物和0%～40%的结构式Ⅶ所示的液晶化合物；所述结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示液晶化合物的重量百分含量之和为100%；另外还添加所述液晶组合物重量之和的0%～0.5%的旋光性化合物；
Figure FDA00003389908500011
Figure FDA00003389908500012
Figure FDA00003389908500013
Figure FDA00003389908500014
Figure FDA00003389908500016
Figure FDA00003389908500017
其中，
R1、R3、R5、X6、X9分别是下列①～④所示基团中的任一基团：
①-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCHF2、-SCN、-NCS、-SF5；
②含有1～15个碳原子的烷基、含有1～15个碳原子的烷氧基、含有2～15个碳原子的烯基、含有2～15个碳原子的烯氧基；
③一个或多个-CH2-被-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、
Figure FDA00003389908500021
-O-或-S-替代且替代后基团中的氧原子不直接相连的上述②所示基团；
④任意H原子被氟原子或氯原子取代的上述②、③所示基团；
R2、R4、R6、R7、R8、R9、R10、R11分别是H原子、含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团；
X1、X2、X3、X4、X5、X7、X8分别是-H或-F；
Z1、Z2、Z3、Z4分别是单键、-CH2-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OOC-、-CF2O-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-CF=CF-的其中任意一种；
A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15分别是单键或下列基团中的任一基团：
Figure FDA00003389908500022
Figure FDA00003389908500031
a、b、d、f、g、h、i、j、k、l、m分别是0、1、2或3的其中任一数值，c、e分别是1或2的其中任一数值，且a+b+c≤5，d+e≤5。
2.根据权利要求1所述的一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含重量百分含量为1%～35%的结构式Ⅰ所示的液晶化合物、1%～35%的结构式Ⅱ所示的液晶化合物、1%～35%的结构式Ⅲ所示的液晶化合物、5%～65%的结构式Ⅳ所示的液晶化合物、5%～65%的结构式Ⅴ所示的液晶化合物、1%～30%的结构式Ⅵ所示的液晶化合物和1%～30%的结构式Ⅶ所示的液晶化合物；所述结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示液晶化合物的重量百分含量之和为100%；另外还添加所述液晶组合物重量之和的0%～0.5%的旋光性化合物。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，其特征在于：
所述结构式Ⅰ所示的液晶化合物是Ⅰ-a～Ⅰ-r所示化合物中的一种或几种：
Figure FDA00003389908500033
Figure FDA00003389908500034
Figure FDA00003389908500035
Figure FDA00003389908500041
Figure FDA00003389908500042
Figure FDA00003389908500044
Figure FDA00003389908500045
Figure FDA00003389908500046
Figure FDA00003389908500047
Figure FDA00003389908500048
Figure FDA00003389908500049
Figure FDA000033899085000410
Figure FDA00003389908500051
Figure FDA00003389908500052
Figure FDA00003389908500053
Figure FDA00003389908500054
所述结构式Ⅱ所示的液晶化合物是Ⅱ-a～Ⅱ-k所示化合物中的一种或几种：
Figure FDA00003389908500055
Figure FDA00003389908500057
Figure FDA00003389908500059
Figure FDA00003389908500061
Figure FDA00003389908500062
Figure FDA00003389908500063
Figure FDA00003389908500064
Figure FDA00003389908500065
Figure FDA00003389908500066
所述结构式Ⅲ所示的液晶化合物是Ⅲ-a～Ⅲ-l所示化合物中的一种或几种：
Figure FDA00003389908500067
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所述结构式Ⅳ所示的液晶化合物是Ⅳ-a～Ⅳ-j所示化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅴ所示的液晶化合物是Ⅴ-a～Ⅴ-k所示化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅵ所示的液晶化合物是Ⅵ-a～Ⅵ-e所示化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅶ所示的液晶化合物是Ⅶ-a～Ⅶ-p所示化合物中的一种或几种：
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其中，-(F)是-H或-F，
R2、R4、R6、R7、R8、R9、R10、R11分别是含有1～10个碳原子的烷基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷基、含有1～10个碳原子的烷氧基或任意H原子被氟原子取代的含有1～10个碳原子的烷氧基、含有2～10个碳原子的链烯基或任意H原子被氟原子取代的含有2～10个碳原子的链烯基、含有3～8个碳原子的链烯氧基或任意H原子被氟原子取代的含有3～8个碳原子的链烯氧基的其中任一基团。
4.根据权利要求3所述的一种快速响应的正介电各向异性液晶组合物，其特征在于：
所述结构式Ⅰ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅱ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅲ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅳ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅴ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅵ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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所述结构式Ⅶ所示的液晶化合物是下列化合物中的一种或几种：
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