CN113234454B - 一种液晶组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶组合物及其应用，属于液晶材料技术领域。该液晶组合物包含A、B、C和D四种化合物组分，按照重量百分比，A组分的含量为30％～45％，B组分的含量为11～16％，C组分的含量为35～52％，D组分的含量为2～9％。该液晶组合物可应用于LCOS液晶显示器中。本发明中的液晶组合物具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、合适大的光学各向异性、宽的向列相温度范围(向列相温度范围大于170℃)，其性能优异，非常适用于LCOS液晶显示器中，也可以适用于其他相关液晶宽温显示中。

Description

一种液晶组合物及其应用
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物及其应用，该液晶组合物可应用于LCOS液晶显示器中，属于液晶材料技术领域。
背景技术
目前市场上流行的液晶面板主要有TN屏、IPS屏、VA屏、OLED屏。其中：①OLED屏为自发光，无需背光源，因此更加轻薄且可弯曲，但是刚刚起步，价格昂贵且良率低；②TN屏属于最低端的液晶屏，价格便宜，但是可视角窄、色还原程度不高；③IPS屏属于硬屏，可视角度达178°，色还原程度高，但黑场下亮度偏高，导致整体对比度偏低；④VA屏目前可视角度已达178°，色还原程度高，对比度高。但是VA屏属于软屏，按压有水波纹影响画面显示的稳定性。
LCOS液晶显示器(即LiquidCrystalonSilicon)是近几年市场推出的新产品，它被应用于投影设备、眼镜式微视显示器。
LCOS(LiquidCrystalonSilicon，液晶附硅)显示器是一种新型的反射式投影显示装置，其是采用半导体硅晶技术控制液晶进而“投射”彩色画面。LCOS显示器具有光利用效率高、体积小、开口率高、制造技术成熟等特点，其可以很容易实现高分辨率和充分的色彩表现。由此可以预见，LCOS显示器在今后的大屏幕显示应用领域具有很大的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶组合物，该液晶组合物具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、合适大的光学各向异性、宽的向列相温度范围(向列相温度范围大于170℃)，能够很好地应用于LCOS显示。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种液晶组合物，包含A、B、C和D四种化合物组分，按照重量百分比，A组分的含量为30％～45％，B组分的含量为11～16％，C组分的含量为35～52％，D组分的含量为2～9％，且各个组分的重量百分比之和为100％；
所述A组分选自如下通式A所示化合物中的一种或两种以上：
Figure BDA0003087987830000011
其中，R1表示碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为1～5的直链烷氧基或碳原子数为2～5的链烯基，R2表示碳原子数为1～5的直链烷基、-F或-OCF3；Y1表示-F或-H，L1表示0或1；
所述B组分选自如下通式B所示化合物中的一种或两种以上：
Figure BDA0003087987830000021
其中，R3表示碳原子数为1～5的直链烷基；A1表示
Figure BDA0003087987830000022
Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7各自独立的表示F或H，Z表示-COO-或-CF2O-；L2、L3、L4各自独立的表示0或1；
所述C组分选自如下通式C所示化合物中的一种或两种以上：
Figure BDA0003087987830000023
其中，R4、R5各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为1～5的直链烷氧基、-OCF3或-CF3；Y8和Y9表示-F或-H，且当Y8表示-H时Y9也表示H，Y8表示-F时Y9也表示-F，A2表示
Figure BDA0003087987830000024
L7表示0或1；
所述D组分选自如下通式C所示化合物中的一种或两种以上：
Figure BDA0003087987830000025
其中，R6表示碳原子数为1～5的直链烷基，R7表示碳原子数为1～5的直链烷基或-F；Y10、Y11和Y12各自独立的表示-F或-H；A3、A4各自独立的表示
Figure BDA0003087987830000026
Figure BDA0003087987830000027
且当A3为
Figure BDA0003087987830000028
时，Y10为-H。
优选的，所述的A组分为以下化合物A-1至A-67中的一种或多种组成的混合物：
Figure BDA0003087987830000031
Figure BDA0003087987830000041
Figure BDA0003087987830000051
Figure BDA0003087987830000061
Figure BDA0003087987830000071
优选的，所述的B组分为以下化合物B-1至B-55中的一种或多种组成的混合物：
Figure BDA0003087987830000081
Figure BDA0003087987830000091
Figure BDA0003087987830000101
Figure BDA0003087987830000111
Figure BDA0003087987830000121
Figure BDA0003087987830000131
Figure BDA0003087987830000141
Figure BDA0003087987830000151
Figure BDA0003087987830000161
优选的，所述的C组分为以下化合物C-1至C-65中的一种或多种组成的混合物：
Figure BDA0003087987830000162
Figure BDA0003087987830000171
Figure BDA0003087987830000181
Figure BDA0003087987830000191
Figure BDA0003087987830000201
Figure BDA0003087987830000211
Figure BDA0003087987830000221
优选的，所述的D组分为以下化合物D-1至D-39中的一种或多种组成的混合物：
Figure BDA0003087987830000222
Figure BDA0003087987830000231
Figure BDA0003087987830000241
Figure BDA0003087987830000251
Figure BDA0003087987830000261
本发明的液晶组合物中，按照重量百分比，A组分的含量优选为32％～42％，更优选为35％～40％；B组分的含量优选为12～15％，更优选为13～15％；C组分的含量优选为37～50％，更优选为40～47％；D组分的含量优选为3～8％，更优选为4～7％。
本发明液晶组合物的清亮点大于130℃；介电各向异性为大于9；光学各向异性在0.2左右；向列相温度范围大于170℃。
本发明是一种具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、合适大的光学各向异性、宽的向列相温度范围(向列相温度范围大于170℃)液晶组合物材料，可应用于制备LCOS液晶显示器。
本发明的优点：
本发明中的液晶组合物具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、合适大的光学各向异性、宽的向列相温度范围(向列相温度范围大于170℃)，其性能优异，非常适用于LCOS液晶显示器中，也可以适用于其他相关液晶宽温显示中。
具体实施方式
本发明液晶组合物的制备均采用如下方法：采用业内普遍使用的热溶解方法，首先用天平按重量百分比称量液晶组合物中的各个单体，添加顺序先加入液体后加入固体，固体的添加无特定要求，在100℃条件下加热搅拌使得各组分熔解混合均匀，再经过滤、脱气，最后封装即得目标样品。除此之外，也可将各组分在有机溶剂中的溶液混合，所述溶剂如丙酮、氯仿、甲醇等，在充分混合后，再将溶剂除去，如通过蒸馏等，再经过滤、脱气、封装即可得到目标样品。
本实施例中所涉及到的液晶单体组分采用如下标记法：
表1代码对照表
Figure BDA0003087987830000271
本实施例中，液晶组合物的组分为重量百分数，全部温度以摄氏温度给出。所有项目均在室温(25℃)条件下测试得出数据。
在实施例中，所测试的物理参数特性如下：
Tni：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)；
TCN：混合液晶的熔点(℃)；
Δn：25摄氏度(℃)时的折射率各向异性；
Δε：25摄氏度(℃)时的介电常数各向异性。
以下是一些代表性实施例，但本发明不仅限于这几种液晶组合物。
实施例1：
按表2所示重量百分比的组分配制液晶组合物，其性能参数见表2。
表2液晶组合物的配比和性能参数
Figure BDA0003087987830000281
实施例2：
按表3所示重量百分比的组分配制液晶组合物，其性能参数见表3。
表3液晶组合物的配比和性能参数
Figure BDA0003087987830000291
实施例3：
按表4所示重量百分比的组分配制液晶组合物，其性能参数见表4。
表4液晶组合物的配比和性能参数
Figure BDA0003087987830000292
实施例4：
按表5所示重量百分比的组分配制液晶组合物，其性能参数见表5。
表5液晶组合物的配比和性能参数
Figure BDA0003087987830000301
本发明的液晶组合物具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、合适大的光学各向异性、宽的向列相温度范围(向列相温度范围大于170℃)(具体测试数据见表1-4各个实施例的数据)，能够很好地应用于LCOS显示，使液晶器件能够在高热和高寒地带的使用。

Claims (8)

1.一种液晶组合物，其特征在于：包含A、B、C和D四种化合物组分，按照重量百分比，A组分的含量为30％～45％，B组分的含量为11～16％，C组分的含量为35～52％，D组分的含量为2～9％；
所述A组分选自如下通式A所示化合物中的一种或两种以上：
Figure FDA0004045321770000011
其中，R1表示碳原子数为2～5的链烯基，R2表示碳原子数为1～5的直链烷基、-F或-OCF3；Y1表示-F或-H，L1表示0或1；
所述B组分选自如下通式B所示化合物中的一种或两种以上：
Figure FDA0004045321770000012
其中，R3表示碳原子数为1～5的直链烷基；A1表示
Figure FDA0004045321770000013
Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7各自独立的表示F或H，Z表示-COO-或-CF2O-；L2表示0或1，L3、L4表示1；
所述C组分选自如下通式C所示化合物中的一种或两种以上：
Figure FDA0004045321770000014
其中，R4、R5各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基、碳原子数为1～5的直链烷氧基、-OCF3或-CF3；Y8和Y9表示-F或-H，且当Y8表示-H时Y9也表示H，Y8表示-F时Y9也表示-F，A2表示
Figure FDA0004045321770000015
或者
Figure FDA0004045321770000016
L7表示0或1；
所述D组分选自如下通式C所示化合物中的一种或两种以上：
Figure FDA0004045321770000021
其中，R6表示碳原子数为1～5的直链烷基，R7表示碳原子数为1～5的直链烷基或-F；Y10、Y11和Y12各自独立的表示-F或-H；A3表示
Figure FDA0004045321770000022
A4表示
Figure FDA0004045321770000023
或者
Figure FDA0004045321770000024
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于：所述的A组分为化合物A-1至A-5和A-60至A-62中的一种或多种组成的混合物：
Figure FDA0004045321770000025
Figure FDA0004045321770000031
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于：所述的B组分为化合物B-27至B-32、B-36至B-45和B-51至B-56中的一种或多种组成的混合物：
Figure FDA0004045321770000032
Figure FDA0004045321770000041
Figure FDA0004045321770000051
Figure FDA0004045321770000061
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于：所述的C组分为化合物C-1至C-65中的一种或多种组成的混合物：
Figure FDA0004045321770000062
Figure FDA0004045321770000071
Figure FDA0004045321770000081
Figure FDA0004045321770000091
Figure FDA0004045321770000101
Figure FDA0004045321770000111
Figure FDA0004045321770000121
Figure FDA0004045321770000131
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于：所述的D组分为化合物D-1至D-15、D26至D-39中的一种或多种组成的混合物：
Figure FDA0004045321770000132
Figure FDA0004045321770000141
Figure FDA0004045321770000151
Figure FDA0004045321770000161
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于：按照重量百分比，A组分的含量为32％～42％，B组分的含量为12～15％，C组分的含量为37～50％，D组分的含量为3～8％。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于：按照重量百分比，A组分的含量为35％～40％，B组分的含量为13～15％，C组分的含量为40～47％，D组分的含量为4～7％。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的液晶组合物在制备LCOS液晶显示器中的应用。
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