CN113755184A - 一种具有大的光学各向异性的液晶组合物及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有大的光学各向异性的液晶组合物及应用，属于液晶材料技术领域。该液晶组合物包括通式A、B、C、D四种化合物组分，它们的重量百分含量分别为：A组分35％～55％，B组分10％～25％，C组分5％～25％，D组分20％～30％。本发明中的液晶组合物具有大的光学各向异性，具有较大的负介电各向异性，具有非常宽的向列相温度范围，其性能优异，适合应用于负型显示模式，非常适用于LCOS显示模式中。本发明的大的折光率各向异性的液晶组合物(Δn大多大于0.2)对液晶器件的快速响应非常有利。同时本发明所提供的液晶材料还具有非常宽的向列相温度，为其在器件的应用方面提供了更为广阔的范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有大的光学各向异性的液晶组合物及应用，该液晶组合物适合应用于负型显示模式，如LCOS显示模式中，属于液晶材料技术领域。
背景技术
液晶显示器最早于20世纪70年代作为电子计算机和数字时钟显示器出现的，随着技术的发展与进步，如今液晶显示器已经遍布我们的日常生活之中。LCOS液晶显示器(即Liquid Crystal on Silicon)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，特别是在便携式微型投影仪上得到了广泛应用。
LCOS(Liquid Crystal on Silicon，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。但与此同时，LCOS产品往往需要快速响应，因此开发合适的液晶材料就变的十分重要，对于响应时间的改善，只通过改善液晶性能来提高响应速度是十分困难的。根据响应时间的公式可知液晶盒厚对于响应时间影响最大。通过在设备改善方面减小盒厚是最实际最有效的途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有大的光学各向异性的液晶组合物，该液晶组合物材料同时具有非常宽的向列相温度范围和较大负介电各向异性，可以提高液晶器件的快速响应能力。
本发明的另一目的在于提供上述具有大的光学各向异性的液晶组合物的应用，本发明中的液晶组合物具有大的光学各向异性，具有较大的负介电各向异性，具有非常宽的向列相温度范围，其性能优异，适合应用于负型显示模式，非常适用于需要快速的应用场景或设备，如LCOS显示模式中。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种具有大的光学各向异性的液晶组合物，包括通式A、B、C、D四种化合物组分，它们的重量百分含量分别为：A组分35％～55％、B组分10％～25％、C组分5％～25％、D组分20％～30％，且各个组分的重量百分比之和为100％；
所述A组分为如下通式所示化合物中的一种或多种：
其中，R1、R2各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基；
A1表示
或者
L1表示0或1；
所述B组分为如下通式所示化合物中的一种或多种：
其中，R3、R4各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基；
A2、A3各自独立的表示
或者
Y1、Y2、Y3、Y4各自独立的表示F或者H，且当Y1为F时，Y2也为F；当Y1为H时，Y2也为H；当Y3为F时，Y4也为F；当Y3为H时，Y4也为H；
所述C组分为如下通式所示化合物的一种或多种：
其中，R5、R6各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5的直链烷氧基；
L2为0或者1；
所述D组分为如下通式所示化合物的一种或多种：
其中，R7、R8各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5的直链烷氧基；
A4表示
或者
L3表示0或者1。
所述的A组分为由以下化合物A-1至A-35中的一种或多种组成的混合物：
所述的B组分为由以下化合物B-1至B-23中的一种或多种组成的混合物：
所述的C组分为由以下化合物C-1至C-32中的一种或多种组成的混合物：
所述的D组分为由以下化合物D-1至D-38中的一种或多种组成的混合物：
上述具有大的光学各向异性的液晶组合物中，按照重量百分比计算，A组分为37％～50％，更优选为42％～47％；B组分为10％～22％，更优选为13％～20％；C组分为5％～23％，更优选为7％～12％；D组分为22％～30％，更优选为26％～29.5％。
本发明的液晶组合物负介电各向异性均大于-3.5，光学各向异性均在0.2以上，该液晶组合物具有较高的清亮点，其清亮点均大于100℃，大部分液晶组合物的清亮点大于110℃。
本发明中的液晶组合物可以很好地应用于负型显示模式的液晶显示器件中，负型显示模式包括需要快速的应用场景或设备，如LCOS显示模式。
本发明的优点：
本发明中的液晶组合物具有大的光学各向异性，具有较大的负介电各向异性，具有非常宽的向列相温度范围，其性能优异，适合应用于负型显示模式，非常适用于LCOS显示模式中。
本发明的大的折光率各向异性的液晶组合物(Δn大多大于0.2)对液晶器件的快速响应非常有利。同时本发明所提供的液晶材料还具有非常宽的向列相温度，为其在器件的应用方面提供了更为广阔的范围。
具体实施方式
本发明中，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，固体的添加顺序无特定要求，在120℃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。
本发明实施例中，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。
在本发明实施例中，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(℃)；
no：寻常光的折射率(589nm，25℃)
ne：非寻常光的折射率(589nm，25℃)
Δn：折射率各向异性(589nm，25℃)；
Δε：介电常数各向异性(1KHz，25℃)；
其中，Δε＝ε∥-ε⊥，
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。
γ1：表示在25℃下，20微米平行盒测得的旋转粘度[mPa·s]。
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：
按照表1中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表1。
表1实施例1液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例2：
按照表2中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表2。
表2实施例2液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例3：
按照表3中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表3。
表3实施例3液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例4：
按照表4中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表4。
表4实施例4液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例5：
按照表5中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表5。
表5实施例5液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例6：
按照表6中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表6。
表6实施例6液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例7：
按照表7中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其灌入4μmVA液晶测试盒测试ε∥、ε⊥、Δε，灌入20μmVA液晶测试盒测试γ1，测定的物性参数结果见表7。
表7实施例7液晶组合物的组成及其性能测试数据
实施例8：
将实施例1-7中的液晶组合物分别灌入盒厚为1μm测试盒中，在25℃条件下在5V电压驱动下，分别测试其响应时间，测试结果见表8。
表8实施例1-7液晶组合物的应用性能
| 实施例编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| t<sub>on</sub> | 0.85 | 0.82 | 0.66 | 0.63 | 0.68 | 0.89 | 0.89 |
| t<sub>off</sub> | 1.81 | 1.79 | 1.53 | 1.55 | 1.62 | 1.85 | 1.92 |
本发明的大的折光率各向异性的液晶组合物能够很好地应用于负型显示模式，如LCOS显示模式中，同时能够提升液晶器件的快速响应能力。
Claims (9)
1.一种具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：包括通式A、B、C、D四种化合物组分，它们的重量百分含量分别为：A组分35％～55％，B组分10％～25％，C组分5％～25％，D组分20％～30％；
所述A组分为如下通式所示化合物：
所述B组分为如下通式所示化合物：
所述C组分为如下通式所示化合物：
所述D组分为如下通式所示化合物：
其中，R1、R2、R3、R4各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基；R5、R6、R7、R8各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5的直链烷氧基；
A1、A2、A3、A4各自独立的表示
Y1、Y2、Y3、Y4各自独立的表示F或者H，且当Y1为F时，Y2也为F；当Y1为H时，Y2也为H；当Y3为F时，Y4也为F；当Y3为H时，Y4也为H；
L1、L2、L3表示0或1。
2.根据权利要求1所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：所述的A组分为化合物A-1至A-35中的一种或多种：
3.根据权利要求1所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：所述的B组分为化合物B-1至B-23中的一种或多种：
4.根据权利要求1所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：所述的C组分为化合物C-1至C-32中的一种或多种：
5.根据权利要求1所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：所述的D组分为化合物D-1至D-38中的一种或多种：
6.根据权利要求1所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：所述的液晶组合物中，按照重量百分比计算，A组分为37％～50％，B组分为10％～22％，C组分为5％～23％，D组分为22％～30％。
7.根据权利要求6所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物，其特征在于：所述的液晶组合物中，按照重量百分比计算，A组分为42％～47％，B组分为13％～20％，C组分为7％～12％，D组分为26％～29.5％。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的具有大的光学各向异性的液晶组合物在制备负型显示模式的液晶显示器件中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的液晶显示器件为LCOS液晶显示器件。
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| GR01 | Patent grant | ||
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