CN115678568A - 一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件 - Google Patents

一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件 Download PDF

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CN115678568A
CN115678568A CN202110829848.5A CN202110829848A CN115678568A CN 115678568 A CN115678568 A CN 115678568A CN 202110829848 A CN202110829848 A CN 202110829848A CN 115678568 A CN115678568 A CN 115678568A
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赵飞
贺笛
姚利芳
丁文全
潘帝可
戴慧娟
杨亚非
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Jiangsu Hecheng Display Technology Co Ltd
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Jiangsu Hecheng Display Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件,所述液晶组合物包含至少一种式I‑1和/或式I‑2的化合物,以及至少一种式II的化合物。所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的介电各向异性的情况下,具有较高的清亮点、较大的平均弹性常数值、较大的垂直介电、较大的垂直介电与介电的比值、较高的穿透率和较长的低温储存时间,有效改善了液晶显示器件的对比度和响应速度,是一种综合性能更好的液晶材料,尤其适用于IPS等显示模式的液晶显示器件。

Description

一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件
技术领域
本发明属于液晶材料技术领域,具体涉及一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件。
背景技术
显示器的对比度对视觉效果的影响非常关键,一般来说对比度越大,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽;高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助。现有技术中提高对比度的方法主要包括:(1)提高白色画面的亮度;(2)让黑色更黑,降低最低亮度,即液晶需要具有较高的光穿透率。
根据IPS模式的透过率公式:T∝|Δε|/ε(T表示Transmittance,透过率;“∝”表示“反比例”关系),常见的用来提升正性IPS模式下液晶透过率的方式可以从如下两方面考虑:(1)保持液晶组合物的介电各向异性Δε不变,通过提升ε可有效提升穿透率;(2)提升液晶组合物的弹性常数K的值,使液晶有序度更好,漏光更少,从而使穿透率提升。
另一方面,本领域技术人员基于传统的IPS-LCD漏光性能测试发现,造成液晶显示器件漏光问题的主要原因是:光散射(LC scattering)、摩擦均匀性(rubbinguniformity)、彩色滤光膜漏光(CF/TFT scattering)以及极化能力(polarize ability),其中,光散射在漏光性能的影响因素中占比达63%。
根据如下关系式:
Figure BDA0003175105920000011
其中,d表示液晶盒的间距,ne表示非寻常光折射率,no表示寻常光折射率。
若要改善液晶材料的光散射,需要通过提高平均弹性常数Kave(其中,Kave=(K11+K22+K33)÷3)来改善光散射,在提高Kave的情况下,可以降低液晶材料的漏光。
此外,对比度(CR)与亮度(L)的关系式如下:
CR=L255/L0×100%;
其中,L255为开态亮度,L0为关态亮度。可以看出,显著影响CR的应该是L0的变化。在关态下,L0与液晶分子的介电性能无关,而与液晶材料本身的LC Scattering相关;LCScattering愈小,L0也愈小,CR就会显著提高。
目前已经公开的技术中,主要通过在正性液晶组份中加入负性单体来提升对比度;但是,加入负性单体会使响应变慢,可靠性变差。而且,目前公开的液晶材料中,ε通常较低;在ε较大的时候,响应很慢,K值通常不够大,液晶材料及显示器件的综合性能不理想。
因此,本领域亟待开发一种具有较高的对比度、高的穿透率、高的弹性常数、介电性能好、响应速度快、低温存储性能良好的液晶材料。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件,所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的介电各向异性的情况下,具有较高的清亮点、较大的平均弹性常数值、较大的垂直介电与介电的比值、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种液晶组合物,所述液晶组合物包含:
至少一种式I-1和/或式I-2的化合物:
Figure BDA0003175105920000021
Figure BDA00031751059200000213
以及
至少一种式II的化合物:
Figure BDA0003175105920000022
其中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示含有1-12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个)碳原子的直链或支链烷基、
Figure BDA0003175105920000023
Figure BDA0003175105920000024
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地以O原子不直接相连的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代。
R5表示-H、卤素、含有1-12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个)碳原子的直链或支链烷基;所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被卤素取代。
R6表示卤素、含有1-5个(例如1个、2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烷基、含有1-5个(例如1个、2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烷氧基、含有2-5个(例如2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烯基或含有2-5个(例如2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烯氧基。
L1和L2各自独立地表示-H或卤素。
Figure BDA0003175105920000025
和环
Figure BDA0003175105920000026
各自独立地表示
Figure BDA0003175105920000027
Figure BDA0003175105920000028
所述
Figure BDA0003175105920000029
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure BDA00031751059200000210
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,一个或至少两个-H可被卤素、-CN或甲基取代。
Figure BDA00031751059200000211
表示
Figure BDA00031751059200000212
Z1和Z2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-或-OCF2-。
n1表示1或2;当n1表示2时,环
Figure BDA0003175105920000031
相同或不同;
当n1表示1时,R1表示含有1-11个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或11个)碳原子的直链或支链烷氧基。
n2表示0、1或2;当n2表示2时,环
Figure BDA0003175105920000032
相同或不同,Z1相同或不同。
n3表示0、1、2或3;当n3表示2或3时,环
Figure BDA0003175105920000033
相同或不同,Z2相同或不同。
本发明中,“可分别独立地被……替代”指的是可以被替代,也可以不被替代,即,替代或不被替代,均属于本发明的保护范围之内;“可分别独立地被……取代”同理;而且,“替代”和“取代”的位置是任意的。
本发明中,基团一侧或两侧的短直线均代表接入键,不代表甲基;例如
Figure BDA0003175105920000034
左侧的短直线,
Figure BDA0003175105920000035
两侧的短直线。
本发明中,所述卤素包括氟、氯、溴或碘等;下文涉及到相同描述时,均具有相同的含义。
本发明提供的液晶组合物中,通过式I-1和/或式I-2的化合物与式II的化合物的相互协同,使液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的介电各向异性的情况下,具有较高的清亮点、较大的平均弹性常数(Kave)值、较大的垂直介电与介电的比值(ε/△ε值)、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间。而且,液晶的τd=η·d2/Kπ2d为下降时间,η为粘性参数,K为弹性常数),K值增大可缩短响应时间、改善响应速度;因此,本发明所述液晶组合物还具有较快的响应速度,其综合性能相较于现有的液晶材料有了显著提升,尤其适用于IPS等显示模式的液晶显示器件。
在一个优选技术方案中,为了使液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性和适当的清亮点的情况下,还具有较大的平均弹性常数(Kave)值、较大的垂直介电与介电的比值(ε/△ε值)、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间,所述液晶组合物优选包含至少一种n1表示1的式I-1的化合物;所述液晶组合物进一步优选包含至少两种式I-1的化合物;所述液晶组合物再进一步优选包含至少一种n1表示1的式I-1的化合物和至少一种n1表示2的式I-1的化合物。
在一个优选技术方案中,所述式I-1的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA0003175105920000036
Figure BDA0003175105920000041
Figure BDA0003175105920000042
以及
Figure BDA0003175105920000044
其中,R1'表示含有1-11个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或11个)碳原子的直链或支链烷基。
在一个优选技术方案中,所述R1表示含有1-6个(例如1个、2个、3个、4个、5个或6个)碳原子的直链烷基或含有1-6个(例如1个、2个、3个、4个、5个或6个)碳原子的直链烷氧基。
在一个优选技术方案中,所述n1表示1,所述R1表示含有1-6个碳原子的直链烷氧基。
在一个优选技术方案中,所述R2表示含有1-6个(例如1个、2个、3个、4个、5个或6个)碳原子的直链烷基。
在一个优选技术方案中,所述R3和R4各自独立地表示含有1-6个(例如1个、2个、3个、4个、5个或6个)碳原子的直链烷基。
在一个优选技术方案中,所述式II的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA0003175105920000043
Figure BDA0003175105920000051
Figure BDA0003175105920000061
Figure BDA0003175105920000071
Figure BDA0003175105920000072
以及
Figure BDA0003175105920000073
其中,Rv和Rw各自独立地表示-CH2-或-O-;
LD11、LD12、LD13、LD14、LD21、LD22、LD24、LD25、LD26、LD21'和LD22'各自独立地表示-H或-F;
LD23和LD23'各自独立地表示-H或-CH3
v和w各自独立地表示0或1。
在一个优选技术方案中,环
Figure BDA0003175105920000074
表示
Figure BDA0003175105920000075
在一个优选技术方案中,所述式II的化合物选自式II-1的化合物、式II-2的化合物、式II-3的化合物、式II-4的化合物、式II-5的化合物、式II-6的化合物、式II-7的化合物、式II-8的化合物、式II-9的化合物、式II-10的化合物、式II-11的化合物、式II-12的化合物、式II-13的化合物、式II-14的化合物、式II-15的化合物、式II-19的化合物、式II-20的化合物、式II-21的化合物或式II-24的化合物中的任意一种或至少两种的组合。
在一个优选技术方案中,所述式II的化合物选自式II-1的化合物、式II-2的化合物、式II-3的化合物、式II-4的化合物、式II-5的化合物、式II-6的化合物、式II-7的化合物、式II-8的化合物、式II-9的化合物、式II-10的化合物、式II-11的化合物、式II-12的化合物、式II-13的化合物、式II-14的化合物或式II-15的化合物中的任意一种或至少两种的组合。
在一个优选技术方案中,所述式II的化合物选自式II-19的化合物、式II-20的化合物、式II-21的化合物或式II-24的化合物中的任意一种或至少两种的组合。
在一个优选技术方案中,为了使液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性和适当的清亮点的情况下,还具有较大的平均弹性常数(Kave)值、较大的垂直介电与介电的比值(ε/△ε值)、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间,所述液晶组合物优选包含至少两种式II的化合物。
在一个优选技术方案中,调整式I-1和/或式I-2的化合物的含量以使包含其的液晶组合物具有较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式I-1和/或式I-2的化合物的质量百分含量为0.1-40%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%或38%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式I-1的化合物的质量百分含量为0.1-30%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%或28%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式I-2的化合物的质量百分含量为0.1-10%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,为了使液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性和适当的清亮点的情况下,还具有较大的平均弹性常数(Kave)值、较大的垂直介电与介电的比值(ε/△ε值)、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间,所述液晶组合物优选包含至少一种式I-1的化合物和式I-2的化合物。
在一个优选技术方案中,调整式II的化合物的含量以使包含其的液晶组合物具有较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式II的化合物的质量百分含量为0.1-40%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%或38%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中还包含至少一种式M的化合物:
Figure BDA0003175105920000081
其中,RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个)碳原子的直链或支链烷基、
Figure BDA0003175105920000091
Figure BDA0003175105920000092
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代。
Figure BDA0003175105920000093
Figure BDA0003175105920000094
和环
Figure BDA0003175105920000095
各自独立地表示
Figure BDA0003175105920000096
Figure BDA0003175105920000097
所述
Figure BDA0003175105920000098
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure BDA0003175105920000099
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,至多一个-H可被卤素取代。
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-。
nM表示0、1或2;当nM表示2时,环
Figure BDA00031751059200000910
相同或不同,ZM2相同或不同。
在一个优选技术方案中,所述式M的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA00031751059200000911
Figure BDA0003175105920000101
Figure BDA0003175105920000111
Figure BDA0003175105920000112
以及
Figure BDA0003175105920000113
在一个优选技术方案中,所述式M的化合物选自式M-1的化合物、式M-2的化合物、式M-6的化合物、式M-12的化合物、式M-15的化合物、式M-16的化合物、式M-19的化合物、式M-21的化合物、式M-26的化合物或式M-29的化合物中的任意一种或至少两种的组合。
在一个优选技术方案中,所述RM1和RM2各自独立地表示含有1-8个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个)碳原子的直链烷基、含有1-8个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个)碳原子的直链烷氧基、含有2-8个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个)碳原子的直链烯基。
在一个优选技术方案中,为了获得较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间,所述液晶组合物包含至少一种端基含有烯基的式M-1的化合物和/或式M-12的化合物。
在一个优选技术方案中,调整式M的化合物的含量可使包含其的液晶组合物具有较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式M的化合物的质量百分含量为0.1-80%,例如可以为0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、38%、40%、42%、45%、48%、50%、52%、55%、58%、60%、62%、65%、68%、70%、72%、75%或78%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中还包含至少一种式A-1和/或式A-2的化合物:
Figure BDA0003175105920000121
其中,RA1和RA2各自独立地表示含有1-12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个)碳原子的直链或支链烷基、
Figure BDA0003175105920000122
Figure BDA0003175105920000123
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代。
Figure BDA0003175105920000124
Figure BDA0003175105920000125
Figure BDA0003175105920000126
和环
Figure BDA0003175105920000127
各自独立地表示
Figure BDA0003175105920000128
所述
Figure BDA0003175105920000129
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代;所述
Figure BDA00031751059200001210
中的一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure BDA00031751059200001211
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,一个或至少两个-H可被-F、-Cl或-CN取代。
ZA11、ZA21和ZA22各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH2O-或-OCH2-。
LA11、LA12、LA13、LA21和LA22各自独立地表示-H、卤素、未取代或卤代的含有1-3个(例如1个、2个或3个)碳原子的直链烷基。
XA1和XA2各自独立地表示卤素、含有1-5个(例如1个、2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烷基、含有1-5个(例如1个、2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烷氧基、含有2-5个(例如2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烯基或含有2-5个(例如2个、3个、4个或5个)碳原子的卤代烯氧基。
nA11和nA2各自独立地表示0、1、2或3;当nA11表示2或3时,环
Figure BDA00031751059200001212
相同或不同,ZA11相同或不同;当nA2表示2或3时,环
Figure BDA0003175105920000131
相同或不同,ZA21相同或不同。
nA12表示1或2;当nA12表示2时,环
Figure BDA0003175105920000132
相同或不同。
在一个优选技术方案中,所述式A-1的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA0003175105920000133
Figure BDA0003175105920000141
Figure BDA0003175105920000142
以及
Figure BDA0003175105920000143
其中,RA1表示含有1-8个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个)碳原子的直链或支链烷基;所述含有1-8个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代。
LA11、LA12、LA14、LA15和LA16各自独立地表示-H或-F。
LA13表示-H或-CH3
XA1表示-F、-CF3或-OCF3
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式A-1的化合物的质量百分含量为0.1-50%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、38%、40%、42%、45%或48%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述式A-2的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA0003175105920000144
Figure BDA0003175105920000151
Figure BDA0003175105920000152
以及
Figure BDA0003175105920000153
其中,RA2表示含有1-8个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个)碳原子的直链或支链烷基;所述含有1-8个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代。
LA21、LA22、LA23、LA24和LA25各自独立地表示-H或-F。
XA2表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH=CF2
在一个优选技术方案中,所述式A-2的化合物选自式A-2-4的化合物、式A-2-9的化合物、式A-2-11的化合物、式A-2-12的化合物或式A-2-14的化合物中的任意一种或至少两种的组合。
在一个优选技术方案中,为了获得较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间,所述液晶组合物包含至少一种式A-2-9的化合物。
在一个优选技术方案中,调整式A-2的化合物的含量以使包含其的液晶组合物具有较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式A-2的化合物的质量百分含量为0.1-50%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、38%、40%、42%、45%或48%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中还包含至少一种式B的化合物:
Figure BDA0003175105920000161
其中,RB1和RB2各自独立地表示-H、卤素、含有1-12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个)碳原子的直链或支链烷基、
Figure BDA0003175105920000162
Figure BDA0003175105920000163
mB表示0-6的整数,例如可以为0、1、2、3、4、5或6;前述基团中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代。
Figure BDA0003175105920000164
和环
Figure BDA0003175105920000165
各自独立地表示
Figure BDA0003175105920000166
Figure BDA0003175105920000167
所述
Figure BDA0003175105920000168
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure BDA0003175105920000169
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,一个或至少两个-H可被-F、-Cl、-CN、-CH3或-OCH3取代。
ZB1和ZB2各自独立地表示单键、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-。
YB1和YB2各自独立地表示-H、卤素、未取代或卤代的含有1-3个(例如1个、2个或3个)碳原子的直链烷基、未取代或卤代的含有1-3个(例如1个、2个或3个)碳原子的直链烷氧基。
XB表示-O-、-S-、-CO-、-CF2-、-NH-或-NF-。
nB1和nB2各自独立地表示0、1或2;当nB1表示2时,环
Figure BDA0003175105920000171
相同或不同,ZB1相同或不同,当nB2表示2时,环
Figure BDA0003175105920000172
相同或不同,ZB2相同或不同。
在一个优选技术方案中,所述式B的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA0003175105920000173
Figure BDA0003175105920000174
以及
Figure BDA0003175105920000175
其中,YB3和YB4各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CN、-CH3或-OCH3
在一个优选技术方案中,RB1和RB2各自独立地表示含有1-6个(例如1个、2个、3个、4个、5个或6个)碳原子的直链烷基、含有1-6个(例如1个、2个、3个、4个、5个或6个)碳原子的直链烷氧基、
Figure BDA0003175105920000176
进一步优选为含有1-6个碳原子的直链烷氧基或
Figure BDA0003175105920000177
在一个优选技术方案中,XB表示-O-或-S-。
在一个优选技术方案中,为了获得较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间,所述液晶组合物包含至少一种式B-1的化合物。
在一个优选技术方案中,调整式B的化合物的含量以使包含其的液晶组合物具有较大的垂直介电与介电的比值、较高的平均弹性常数、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式B的化合物的质量百分含量为0.1-30%,例如0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%或28%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中还包含至少一种式N的化合物:
Figure BDA0003175105920000181
其中,RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个)碳原子的直链或支链烷基、
Figure BDA0003175105920000182
Figure BDA0003175105920000183
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代。
Figure BDA0003175105920000184
和环
Figure BDA0003175105920000185
各自独立地表示
Figure BDA0003175105920000186
所述
Figure BDA0003175105920000187
中的一个或至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure BDA0003175105920000188
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代;前述基团中的一个或至少两个-H可被-F、-Cl或-CN取代;
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-。
LN1和LN2各自独立地表示-H、卤素、未取代或卤代的含有1-3个(例如1个、2个或3个)碳原子的直链烷基。
nN1表示0、1、2或3,nN2表示0或1,且0<nN1+nN2≤3;
当nN1+nN2=1时,式N的化合物不含有双联苯结构(即不含有未取代或取代的
Figure BDA0003175105920000189
结构);当nN1+nN2=2时,式N的化合物不含有三联苯结构(即不含有未取代或取代的
Figure BDA00031751059200001810
结构)。
当nN1表示2或3时,环
Figure BDA00031751059200001811
相同或不同,ZN1相同或不同。
在一个优选技术方案中,所述式N的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure BDA0003175105920000191
Figure BDA0003175105920000201
Figure BDA0003175105920000211
Figure BDA0003175105920000212
以及
Figure BDA0003175105920000213
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中式N的化合物的质量百分含量为0.1-30%,例如可以为0.3%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%或28%等。
除上述化合物以外,本发明的液晶组合物也可通常的向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、聚合性单体或添加剂等。
在一个优选技术方案中,所述液晶组合物中还包括至少一种添加剂。
在一个优选技术方案中,所述添加剂包括掺杂剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂或光稳定剂中的任意一种或至少两种的组合。
如下显示优选加入到本发明的液晶组合物中的可能的掺杂剂:
Figure BDA0003175105920000214
Figure BDA0003175105920000221
Figure BDA0003175105920000222
以及
Figure BDA0003175105920000223
在本发明的一些实施方案中,掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0%-5%;优选地,掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0.01%-1%。
另外,本发明的液晶组合物中所使用的抗氧化剂、光稳定剂等添加剂优选以下物质:
Figure BDA0003175105920000224
Figure BDA0003175105920000231
Figure BDA0003175105920000241
其中,n表示1-12的正整数。
优选地,光稳定剂选自如下所示的光稳定剂:
Figure BDA0003175105920000251
在本发明的一些实施方案中,光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0%-5%;优选地,光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01%-1%;更优选地,光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01%-0.1%。
第二方面,本发明提供一种液晶显示器件,所述液晶显示器件包括如第一方面所述的液晶组合物。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的液晶组合物通过式I-1和/或式I-2的化合物与式II的化合物的相互协同,使其在维持适当的光学各向异性和适当的介电各向异性的情况下,具有较高的清亮点、较大的平均弹性常数值、较大的垂直介电、较大的垂直介电与介电的比值、较高的穿透率和较长的低温储存时间,有效改善了液晶显示器件的对比度和响应速度,是一种综合性能更好的液晶材料,尤其适用于IPS等显示模式的液晶显示器件。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
为便于表达,以下各实施例及对比例中,液晶组合物中各组分的基团结构用表1所列的代码表示:
表1
Figure BDA0003175105920000252
Figure BDA0003175105920000261
以如下结构式的化合物为例:
Figure BDA0003175105920000262
该结构式用表1所列代码表示,则可表达为:nDCUQUF;其中,D代表1,3-二氧六环-2,5基,C代表1,4-亚环己基,U代表2,6-二氟-1,4-亚苯基,Q代表
Figure BDA0003175105920000263
F代表氟取代基,n代表左端烷基的碳原子数,例如n为“3”,即表示该烷基为正丙基。
以下实施例及对比例中测试项目的简写代号如下:
Cp 清亮点(向列相-各向同性相转变温度,℃)
Δn 光学各向异性(589nm,25℃)
Δε 介电各向异性(1kHz,25℃)
ε 垂直于分子轴的介电常数(1kHz,25℃)
ε/Δε 垂直介电与介电的比值(1kHz,25℃)
Kave 平均弹性常数(25℃)
T(穿透率) 穿透率(%)
TS-N(-30) 低温储存时间(-30℃,天)
TS-N(-40) 低温储存时间(-40℃,天)
其中,
Cp:通过MP70熔点仪测得;
Δn:使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、25℃测试得到;
Δε:Δε=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,测试盒为TN型、盒厚7μm;
K11、K22和K33:使用LCR仪和反平行摩擦盒,测试液晶的C-V曲线并且进行计算所得;测试条件:7μm反平行摩擦盒,V=0.1-20V;
Figure BDA0003175105920000271
T(穿透率):光穿过液晶前后强度比,使用DMS 505光电综合测试仪测试调光器件的V-T曲线,取V-T曲线上透过率的最大值,作为液晶的穿透率,测试盒为正性IPS型,盒厚3.5μm,V=0-20V;
TS-N(-30):将液晶灌注到玻璃瓶中并置于-30℃恒温箱中保存,在观察到有晶体析出时所记录的时间;
TS-N(-40):将液晶灌注到玻璃瓶中并置于-40℃恒温箱中保存,在观察到有晶体析出时所记录的时间。
以下的实施例中所采用的化合物,均可以通过公知的方法进行合成,或者通过商业途径获得。这些合成技术是常规的,所得到各液晶组合物经测试符合电子类化合物标准。
按照以下实施例中各液晶组合物的配比制备液晶组合物。液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的,如采取加热、超声波、悬浮等方式按照规定比例混合制得。
实施例1
一种液晶组合物,组分及性能参数如表2所示:
表2
Figure BDA0003175105920000272
对比例1
一种液晶组合物,组分及性能参数如表3所示:
表3
Figure BDA0003175105920000273
Figure BDA0003175105920000281
由实施例1与对比例1的比较可知,本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性的情况下,具有较大的Kave值、较大的垂直介电与介电的比值、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
实施例2
一种液晶组合物,组分及性能参数如表4所示:
表4
Figure BDA0003175105920000282
对比例2
一种液晶组合物,组分及性能参数如表5所示:
表5
Figure BDA0003175105920000283
Figure BDA0003175105920000291
由实施例2和对比例2的比较可知,本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性的情况下,具有较高的清亮点、较大的Kave值、较大的垂直介电与介电的比值、较大的垂直介电、较高的穿透率和较长的低温储存时间。
实施例3
一种液晶组合物,组分及性能参数如表6所示:
表6
Figure BDA0003175105920000292
实施例4
一种液晶组合物,组分及性能参数如表7所示:
表7
Figure BDA0003175105920000293
Figure BDA0003175105920000301
实施例5
一种液晶组合物,组分及性能参数如表8所示:
表8
Figure BDA0003175105920000302
实施例6
一种液晶组合物,组分及性能参数如表9所示:
表9
Figure BDA0003175105920000303
实施例7
一种液晶组合物,组分及性能参数如表10所示:
表10
Figure BDA0003175105920000311
实施例8
一种液晶组合物,组分及性能参数如表11所示:
表11
Figure BDA0003175105920000312
实施例9
一种液晶组合物,组分及性能参数如表12所示:
表12
Figure BDA0003175105920000313
Figure BDA0003175105920000321
实施例10
一种液晶组合物,组分及性能参数如表13所示:
表13
Figure BDA0003175105920000322
实施例11
一种液晶组合物,组分及性能参数如表14所示:
表14
Figure BDA0003175105920000323
Figure BDA0003175105920000331
综上所述,本发明提供的液晶组合物中,通过液晶组分的相互协同,使液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的介电各向异性的情况下,具有较高的清亮点,Cp可达到79.1-91℃,较大的平均弹性常数,Kave值≥12,较大的垂直介电与介电的比值,ε/Δε值达到1.11-1.99,较大的垂直介电,ε值为2.95-4.4,较高的穿透率,T(穿透率)为12.95-14.49%,低温稳定性好,能够在-40℃低温下稳定储存15天以上,使液晶显示器件具有更高的对比度和更快的响应速度,是一种综合性能更好的液晶材料。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物包含:
至少一种式I-1和/或式I-2的化合物:
Figure FDA0003175105910000011
Figure FDA0003175105910000012
以及
至少一种式II的化合物:
Figure FDA0003175105910000013
其中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链烷基、
Figure FDA0003175105910000014
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地以O原子不直接相连的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
R5表示-H、卤素、含有1-12个碳原子的直链或支链烷基;所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被卤素取代;
R6表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基、含有1-5个碳原子的卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或含有2-5个碳原子的卤代烯氧基;
L1和L2各自独立地表示-H或卤素;
Figure FDA0003175105910000015
和环
Figure FDA0003175105910000016
各自独立地表示
Figure FDA0003175105910000017
Figure FDA0003175105910000021
所述
Figure FDA0003175105910000022
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure FDA0003175105910000023
Figure FDA0003175105910000024
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,一个或至少两个-H可被卤素、-CN或甲基取代;
Figure FDA0003175105910000025
表示
Figure FDA0003175105910000026
Z1和Z2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-或-OCF2-;
n1表示1或2;当n1表示2时,环
Figure FDA0003175105910000027
相同或不同;
当n1表示1时,R1表示含有1-11个碳原子的直链或支链烷氧基;
n2表示0、1或2;当n2表示2时,环
Figure FDA0003175105910000028
相同或不同,Z1相同或不同;
n3表示0、1、2或3;当n3表示2或3时,环
Figure FDA0003175105910000029
相同或不同,Z2相同或不同。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,所述式I-1的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure FDA00031751059100000210
Figure FDA0003175105910000031
Figure FDA0003175105910000032
以及
Figure FDA0003175105910000033
其中,R1'表示含有1-11个碳原子的直链或支链烷基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其特征在于,所述式II的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure FDA0003175105910000034
Figure FDA0003175105910000041
Figure FDA0003175105910000051
Figure FDA0003175105910000061
Figure FDA0003175105910000062
以及
Figure FDA0003175105910000063
其中,Rv和Rw各自独立地表示-CH2-或-O-;
LD11、LD12、LD13、LD14、LD21、LD22、LD24、LD25、LD26、LD21'和LD22'各自独立地表示-H或-F;
LD23和LD23'各自独立地表示-H或-CH3
v和w各自独立地表示0或1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中式I-1和/或式I-2的化合物的质量百分含量为0.1-40%;
优选地,所述液晶组合物中式I-1的化合物的质量百分含量为0.1-30%;
优选地,所述液晶组合物中式I-2的化合物的质量百分含量为0.1-10%;
优选地,所述液晶组合物中式II的化合物的质量百分含量为0.1-40%。
5.根据权利要求1-5任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还包含至少一种式M的化合物:
Figure FDA0003175105910000071
其中,RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链烷基、
Figure FDA0003175105910000072
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
Figure FDA0003175105910000073
Figure FDA0003175105910000074
和环
Figure FDA0003175105910000075
各自独立地表示
Figure FDA0003175105910000076
Figure FDA0003175105910000077
所述
Figure FDA0003175105910000078
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure FDA0003175105910000079
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,至多一个-H可被卤素取代;
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-;
nM表示0、1或2;当nM表示2时,环
Figure FDA00031751059100000710
相同或不同,ZM2相同或不同;
优选地,所述式M的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure FDA0003175105910000081
Figure FDA0003175105910000091
Figure FDA0003175105910000101
Figure FDA0003175105910000102
以及
Figure FDA0003175105910000103
6.根据权利要求1-5任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还包含至少一种式A-1和/或式A-2的化合物:
Figure FDA0003175105910000104
其中,RA1和RA2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链烷基、
Figure FDA0003175105910000105
所述含有1-12个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
Figure FDA0003175105910000106
Figure FDA0003175105910000107
Figure FDA0003175105910000108
和环
Figure FDA0003175105910000109
各自独立地表示
Figure FDA00031751059100001010
所述
Figure FDA00031751059100001011
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代;所述
Figure FDA00031751059100001012
中的一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure FDA00031751059100001013
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,一个或至少两个-H可被-F、-Cl或-CN取代;
ZA11、ZA21和ZA22各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH2O-或-OCH2-;
LA11、LA12、LA13、LA21和LA22各自独立地表示-H、卤素、未取代或卤代的含有1-3个碳原子的直链烷基;
XA1和XA2各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基、含有1-5个碳原子的卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或含有2-5个碳原子的卤代烯氧基;
nA11和nA2各自独立地表示0、1、2或3;当nA11表示2或3时,环
Figure FDA0003175105910000111
相同或不同,ZA11相同或不同;当nA2表示2或3时,环
Figure FDA0003175105910000112
相同或不同,ZA21相同或不同;
nA12表示1或2;当nA12表示2时,环
Figure FDA0003175105910000113
相同或不同;
优选地,所述式A-1的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure FDA0003175105910000114
Figure FDA0003175105910000121
Figure FDA0003175105910000122
以及
Figure FDA0003175105910000123
其中,RA1表示含有1-8个碳原子的直链或支链烷基;所述含有1-8个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
LA11、LA12、LA14、LA15和LA16各自独立地表示-H或-F;
LA13表示-H或-CH3
XA1表示-F、-CF3或-OCF3
优选地,所述式A-2的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure FDA0003175105910000131
Figure FDA0003175105910000141
Figure FDA0003175105910000142
以及
Figure FDA0003175105910000143
其中,RA2表示含有1-8个碳原子的直链或支链烷基;所述含有1-8个碳原子的直链或支链烷基中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
LA21、LA22、LA23、LA24和LA25各自独立地表示-H或-F;
XA2表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH=CF2
7.根据权利要求1-6任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还包含至少一种式B的化合物:
Figure FDA0003175105910000144
其中,RB1和RB2各自独立地表示-H、卤素、含有1-12个碳原子的直链或支链烷基、
Figure FDA0003175105910000145
mB表示0-6的整数;前述基团中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;前述基团中的一个或至少两个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
Figure FDA0003175105910000151
和环
Figure FDA0003175105910000152
各自独立地表示
Figure FDA0003175105910000153
Figure FDA0003175105910000154
所述
Figure FDA0003175105910000155
中的一个或不相邻的至少两个-CH2-可被-O-替代,一个或至少两个环中单键可被双键替代;所述
Figure FDA0003175105910000156
Figure FDA0003175105910000157
中的一个或至少两个环中-CH=可被-N=替代,一个或至少两个-H可被-F、-Cl、-CN、-CH3或-OCH3取代;
ZB1和ZB2各自独立地表示单键、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
YB1和YB2各自独立地表示-H、卤素、未取代或卤代的含有1-3个碳原子的直链烷基、未取代或卤代的含有1-3个碳原子的直链烷氧基;
XB表示-O-、-S-、-CO-、-CF2-、-NH-或-NF-;
nB1和nB2各自独立地表示0、1或2;当nB1表示2时,环
Figure FDA0003175105910000158
相同或不同,ZB1相同或不同,当nB2表示2时,环
Figure FDA0003175105910000159
相同或不同,ZB2相同或不同;
优选地,所述式B的化合物选自由如下化合物组成的组:
Figure FDA00031751059100001510
Figure FDA0003175105910000161
Figure FDA0003175105910000162
以及
Figure FDA0003175105910000163
其中,YB3和YB4各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CN、-CH3或-OCH3
8.根据权利要求5-7任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中式M的化合物的质量百分含量为0.1-80%;
优选地,所述液晶组合物中式A-1的化合物的质量百分含量为0.1-50%;
优选地,所述液晶组合物中式A-2的化合物的质量百分含量为0.1-50%;
优选地,所述液晶组合物中式B的化合物的质量百分含量为0.1-30%。
9.根据权利要求1-8任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还包括至少一种添加剂。
10.一种液晶显示器件,其特征在于,所述液晶显示器件包括如权利要求1-9任一项所述的液晶组合物。
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