CN113773856B - 低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质 - Google Patents

低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质 Download PDF

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    • C09K19/44—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing compounds with benzene rings directly linked

Abstract

公开了一种低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质的负性液晶介质，包含第一成分和第二成分，第一成分包含式I的化合物和式II的化合物，第二成分包含介电常数各向异性为负且绝对值大于3的化合物。式I的化合物含量为4‑12%；式II的化合物含量为10‑30%；基于负性液晶介质总重量计。该负性液晶介质能够提供更低的γ1/K33值，由此能够获得更短的响应时间。

Description

低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质
技术领域
本发明属于液晶显示领域，具体涉及一种低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质。
背景技术
随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为普通家庭的主要交通工具。作为反映汽车各系统工作状况的装置，汽车仪表盘是日常接触最多的汽车部件之一。传统上，转速、水温、油量、时速都是用机械仪表盘显示的。机械仪表盘的特点就是技术稳定、成熟可靠。
然而，近年来，由于汽车、通讯和显示科技的快速发展，人们需要更直观、更现代化的显示设备满足人们的即时通信、导航和娱乐需求，于是全液晶仪表盘呼之欲出。这种新型仪表盘以其特有的轻便、低功耗和彩色花的特点应用于汽车上取代了传统的机械仪表盘，实现了数字化显示功能，用于显示汽车的平均油耗、瞬时油耗、室外温度、平均车速、驾驶时间、行驶里程、导航和多媒体娱乐。全液晶仪表盘在驾驶时更安全；显示效果更好，科技感更强。
作为汽车仪表盘的液晶显示装置，较常使用的显示模式有TN(扭曲向列相)、STN(超扭曲向列相)和VA(垂直取向)等显示模式。
TN和STN显示模式的响应时间短，工作温度较宽，但对比度和可视角度不够理想。
VA显示模式具有宽视角和高对比度的特点，同时具有高相应速度的特点。这就要求填充在液晶盒中的负性液晶介质绝对值大、动力学粘度低、向列相-各向同性液体相转变温度高，同时，根据折射率各向异性与液晶盒厚度之积的设定，将液晶介质的折射率各向异性调节至合适的范围之内。
日本公开特许公报JP2006-233182A公开了一种负性液晶介质绝对值大的化合物以及包含其的液晶介质，但是该液晶介质的动力学粘度仍然不能令人满意。
日本公开特许公报JP2006-37054A公开了在负性液晶介质中添加具有烯基的液晶单体能够改善动力学粘度和响应速度。
日本公开特许公报JP2006-301643A公开了使用大的特定参数的液晶介质提高VA显示模式液晶盒的响应速度。该特定参数是响应速度的量度，与γ1/K33成反比，并且与Δn的平方成正比。然而，上述液晶介质同样不能较好地实现在保持折射率各向异性和向列相-各向同性液体相转变温度较为适中的前提下，尽可能地降低旋转粘度γ1，同时增加K33数值。
因此，迫切需要针对现有技术的上述缺陷，提供一种在保持折射率各向异性和向列相-各向同性液体相转变温度较为适中的前提下同时提供低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在保持折射率各向异性和向列相-各向同性液体相转变温度较为适中的前提下同时提供低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质。相对于现有技术，所述负性液晶介质能够提供更低的γ1/K33值，由此能够获得更短的响应时间。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种负性液晶介质，包含第一成分和第二成分，其特征在于，所述第一成分包含式I的化合物和式II的化合物，
Figure BDA0003261449530000021
所述第二成分包含介电常数各向异性为负且绝对值大于3的化合物。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式I的化合物含量为4-12％，优选为6-8％；式II的化合物含量为10-30％，优选为15-25％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，所述第二成分同时包含式III的化合物和式IV的化合物，
Figure BDA0003261449530000031
其中，R1表示2-8个碳原子优选2-6个碳原子的烯基；R2表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基；
Figure BDA0003261449530000032
其中，R3-R4各自独立地表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
在本发明中，烯基定义为一个或多个不相邻的CH2被CH＝CH所取代的烷基。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式III的化合物含量为12-20％，优选为14-18％；式IV的化合物含量为10-20％，优选为12-18％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，所述第二成分进一步包含式V的化合物，
Figure BDA0003261449530000033
其中，R5-R6各自独立地表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式V的化合物含量为5-9％，优选为6-8％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，所述第二成分进一步包含式VI的化合物和/或式VII的化合物，
Figure BDA0003261449530000041
其中，R7或R9表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基；R8或R10表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基；环A表示
Figure BDA0003261449530000042
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式VI的化合物和/或式VII的化合物含量为6-12％，优选为8-10％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，所述第一成分进一步包含式VIII的化合物，
Figure BDA0003261449530000043
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式VIII的化合物含量为4-12％，优选为6-10％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，所述第一成分进一步包含式IX的化合物，
Figure BDA0003261449530000044
其中，R11-R12表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式IX的化合物含量为3-7％，优选为4-6％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，所述第一成分进一步包含式X的化合物，
Figure BDA0003261449530000051
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，式X的化合物含量为6-12％，优选为8-10％；基于负性液晶介质总重量计。
根据本发明所述的负性液晶介质，其中，第一成分含量为40-60％，优选为48-56％；第二成分含量为40-60％，优选为44-50％；基于负性液晶介质总重量计。
在优选的实施方式中，根据本发明所述的负性液晶介质不包含3-CC-V。
在进一步优选的实施方式中，根据本发明所述的负性液晶介质仅由第一成分和第二成分组成。
在更进一步优选的实施方式中，根据本发明所述的负性液晶介质有利地由上述式I至X的化合物组成。
发明人发现，使用特定比例和特定结构尤其是特定环状单元和侧基的不同单体化合物进行组合得到负性液晶介质，后者充填汽车全液晶仪表盘的液晶盒。基于此，本发明在保持折射率各向异性和向列相-各向同性液体相转变温度较为适中的前提下同时提供低旋转粘度高弹性常数的负性液晶介质。相对于现有技术，所述负性液晶介质能够提供更低的γ1/K33值，由此能够获得更短的响应时间。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
应理解，本发明的具体实施方式仅用于阐释本发明的精神和原则，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整，这些等价技术方案同样落于本发明权利要求书所限定的范围。
在本发明中，如无其它说明，所有份数均为重量份；所有百分比均为重量百分比；Cp表示清亮点，单位为℃。
Δn表示在25℃和589nm下的光学各向异性值。
Δε表示在25℃和1kHz下6μm厚VA测试盒得到的介电各向异性值。
γ1表示在25℃下测得的旋转粘度(mPa·s)。
K33表示在25℃下测得的弹性常数K33(pN)。
在本发明中，各单体化合物使用(环状单元+连接基)+左侧基+右侧基的三段式缩写形式表示。其中，
连接基和侧基：
n(O)-＝CnH2n+1(O)-；
-(O)n＝-(O)CnH2n+1；
Vn-＝CH2＝CHCnH2n-；
-nV＝-CnH2nCH＝CH2；
nV-＝CnH2nCH＝CH-；
-V＝-CH＝CH2；
-T-＝-C≡C-；
-1O-＝-CH2O-
n＝CnH2n+1；
n＝自然数；
O表示氧原子。
环状单元：
Figure BDA0003261449530000061
实施例1
Figure BDA0003261449530000062
Figure BDA0003261449530000071
Δn＝0.107；Δε＝-3.8；Cp＝77.4；γ1＝97；K33＝16.4；γ1/K33＝5.9。
实施例2
Figure BDA0003261449530000072
Δn＝0.103；Δε＝-3.6；Cp＝75.9；γ1＝92；K33＝15.1；γ1/K33＝6.1。
比较例1
Figure BDA0003261449530000073
Figure BDA0003261449530000081
Δn＝0.104；Δε＝-3.6；Cp＝76.1；γ1＝107；K33＝13.2；γ1/K33＝8.1。
由以上对比可知，相对于比较例1，本发明实施例1-2的负性液晶介质能够提供更低的γ1/K33值，由此能够获得更短的响应时间。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种负性液晶介质，由第一成分和第二成分组成，其特征在于，所述第一成分由式I的化合物，式II的化合物，式VIII的化合物，式IX的化合物，以及式X的化合物组成，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式I；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式II；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式VIII；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
式X；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
式IX；
其中，R11-R12表示1-8个碳原子的烷基；
式I的化合物含量为4-12%；
式II的化合物含量为10-30%；
式VIII的化合物含量为4-12%；
式IX的化合物含量为3-7%；
式X的化合物含量为6-12%；
以上均基于负性液晶介质总重量计；
所述第二成分包含介电常数各向异性为负且绝对值大于3的化合物，且由式III的化合物，式IV的化合物，式V的化合物，以及，式VI的化合物和/或式VII的化合物组成，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
式III；
其中，R1表示2-8个碳原子的烯基；R2表示1-8个碳原子的烷基或烷氧基；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
式IV；
其中，R3-R4各自独立地表示1-8个碳原子的烷基或烷氧基；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
式V；
其中，R5-R6各自独立地表示1-8个碳原子的烷基或烷氧基；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
式VI；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
式VII；
其中，R7或R9表示1-8个碳原子的烷基；R8或R10表示1-8个碳原子的烷基或烷氧基；环A表示
Figure DEST_PATH_IMAGE022
或
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；
式III的化合物含量为12-20%；
式IV的化合物含量为10-20%；
式V的化合物含量为5-9%；
式VI的化合物和/或式VII的化合物含量为6-12%；
以上均基于负性液晶介质总重量计。
2.根据权利要求1所述的负性液晶介质，其中，R11-R12表示1-6个碳原子的烷基。
3.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式I的化合物含量为6-8%；基于负性液晶介质总重量计。
4.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式II的化合物含量为15-25%；基于负性液晶介质总重量计。
5.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式VIII的化合物含量为6-10%；基于负性液晶介质总重量计。
6.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式IX的化合物含量为4-6%；基于负性液晶介质总重量计。
7.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式X的化合物含量为8-10%；基于负性液晶介质总重量计。
8.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，R1表示2-6个碳原子的烯基；R2表示1-6个碳原子的烷基或烷氧基；
9.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，R3-R4各自独立地表示1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
10.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，R5-R6各自独立地表示1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
11.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，R7或R9表示1-6个碳原子的烷基；R8或R10表示1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
12.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式III的化合物含量为14-18%；基于负性液晶介质总重量计。
13.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式IV的化合物含量为12-18%；基于负性液晶介质总重量计。
14.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式V的化合物含量为6-8%；基于负性液晶介质总重量计。
15.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，式VI的化合物和/或式VII的化合物含量为8-10%；基于负性液晶介质总重量计。
16.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，第一成分含量为40-60%；第二成分含量为40-60%；基于负性液晶介质总重量计。
17.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，第一成分含量为48-56%；基于负性液晶介质总重量计。
18.根据权利要求1或2所述的负性液晶介质，其中，第二成分含量为44-50%；基于负性液晶介质总重量计。
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