一種含1,3-二噁烷化合物的液晶組合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶材料領(lǐng)域，具體公開了一種含有1，3-二噁烷化合物的液晶組合 物以及其在液晶顯示裝置中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶材料是在一定溫度下，既具有液體的流動性又具備晶體的各項(xiàng)異性的有機(jī)棒 狀小分子化合物的混合物。液晶顯示器件是利用液晶材料本身所具有的光學(xué)各項(xiàng)異性和介 電各項(xiàng)異性來進(jìn)行工作，目前已得到廣泛的應(yīng)用。利用液晶材料不同的特性和工作方式， 可以將器件設(shè)計(jì)為不同的工作模式，主要有以下幾種：動態(tài)散射（dynamic scattering, DS) 型、電場控制雙折射（electrically controlled birefringence，ECB)型、扭曲向列 (twisted nematic，TN)型、鐵電（ferroelectric liquid crystal，F(xiàn)LC)型、賓-主 (guest-host, GH)型、相變（phase change, PC)型、垂直配向（vertical alignment VA)型 等。目前市面上的液晶顯示器主要屬于有源矩陣類型的薄膜晶體管液晶顯示器（Thin Film Transistor-Lquid Crystal Display，即 TFT-LCD)，TFT-LCD具有分辨率高、視角寬、對比度 高等優(yōu)點(diǎn)，并且其能耗低、體積小等，因此被廣泛應(yīng)用。但是目前TFT-LCD仍然存在液晶材 料仍然存在響應(yīng)不夠快，電壓不夠低，以及電荷保持率較低的問題。因此，如何研發(fā)一種具 備良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，良好的電場和電磁輻射的穩(wěn)定性、合適的光學(xué)各項(xiàng)異性、較快的 響應(yīng)速度及較低的閾值電壓的液晶材料是目前最需要的。
[0003] 鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種含有1，3-二噁烷化合物的液晶組合物，該組合物具 有良好的物理和化學(xué)性能，其在液晶顯示裝置中具有良好的應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明公開了一種液晶組合物，按重量份計(jì)，其包含以下組分：
[0006] (I)、1~24份所述通式I所代表化合物中的一種或多種，
[0007] (2)、1~80份所述通式II所代表化合物中的一種或多種，
[0008] (3)、1~35份所述通式III所代表的化合物中的一種或多種，
[0009] (4)、0~40份通式IV所代表的化合物中的一種或多種；
[0010] 其中，通式I所代表的化合物結(jié)構(gòu)如下：
[0011]
[0012] 通式I中札代表具有1~15個C原子的烷基或烷氧基，或具有2~15 個C原子的烯基，&中的一個或多個CH 2基團(tuán)分別彼此獨(dú)立的被H、-C E C-、-C = c-、-cf2o-、-〇-、-CO-O-、-O-CO-取代或未取代，&中的一個或多個H原子被鹵素原子取代 或未取代，
[0013] L1, L2, L3, 1^4各自獨(dú)立的表示H、F或C1，
[0014] X表示F、Cl、CN、SF5、SCN、NCS、具有1~6個C原子的鹵代烷基、鹵代鏈烯基、鹵 代烷氧基或者鹵代鏈烯氧基；
[0015] 通式II所代表的化合物結(jié)構(gòu)如下：
[0016]
[0017] 其中R21、R22獨(dú)立表示為具有1~7個C原子的烷基，或具有2~7個C原子的鏈 烯基，R21、R22中的一個或多個H原子被鹵素取代或未取代，A21、A 22獨(dú)立的代表為反-1,4-亞 環(huán)己基或1，4-亞苯基；
[0018] 通式III所代表的化合物結(jié)構(gòu)如下：
[0019]
[0020] 其中R31、R32獨(dú)立的代表具有1~7個C原子的的烷基或具有2~7個C原子的鏈 烯基，R31、R32中的一個或多個不相鄰的CH2基團(tuán)被0原子取代或未取代，R 31、R32中的一個或 多個H原子被鹵素取代或未取代，A31、A32、A33獨(dú)立的代表為反-1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞苯 基，且當(dāng)其為反-1，4-亞環(huán)己基時，亞環(huán)己基上的一個或多個不相鄰的CH2基團(tuán)被0原子取 代或未取代；當(dāng)其為1，4-亞苯基時，亞苯基上的一個或多個H原子被鹵素取代或未取代，j =1、2 或 3 ;
[0021] 通式IV所代表的化合物結(jié)構(gòu)如下：
[0022]
[0023] 其中R41代表具有1~15個C原子的烷基或烷氧基，或具有2~15個C原子 的烯基，R41中的一個或多個CH2基團(tuán)彼此獨(dú)立的被H、-C三C-、-C = C-、令、 -CF20-、-ocf2-、-0-、-C0-0-、-0-C0-以使0原子不直接彼此相連的方式取代或未取代，R 4I 中的一個或多個H原子被鹵素原子取代或未取代；
[0024] A41、A42、A43、A44分別獨(dú)立的代表


或者以上結(jié)構(gòu)中任意相鄰的2 個飽和C原子被烯鍵取代和/或一個或多個不相鄰的CH2基團(tuán)被O原子取代和/或任意的 一個或多個H原子被鹵素取代或未取代；
[0025] Z41、Z42、Z43、Z44 各自獨(dú)立的代表單鍵、-^^^^-、-^]^)^；-、^ = ^、^ = ^-、^^- 、-CH2CF2-、-CF2CH2-、-CF = CF-、-CH2O-、-OCH2-、-OCF2-、-CF2O-、-C0-0-或-0-C0-;
[0026] L41、L42分別獨(dú)立的代表H、F或Cl ;
[0027] X4代表F、Cl、CN、SF 5、SCN、NCS、具有1~6個C原子的鹵代烷基、鹵代鏈烯基、鹵 代烷氧基或者鹵代鏈烯氧基；
[0028] m、n、p分別獨(dú)立的等于0或1。
[0029] 本發(fā)明各組分優(yōu)選采用下述用量：按質(zhì)量份計(jì)，組分（1)為1~24份；組分（2)為 40~80份，組分（3)為1~25份，組分⑷為0-40份；更優(yōu)選的，組分⑴為5~12份； 組分⑵為50~75份，組分（3)為5~25份，組分⑷為1~25份。
[0030] 本發(fā)明的液晶組合物中各組分采用上述用量所制備的液晶組合物，相較于現(xiàn)有技 術(shù)中的液晶組合物具有更優(yōu)越的性能，該組合物具有雙折射各向異性，寬的向列相溫度范 圍，并具有高電阻率、高電荷保持率，較低的粘度，尤其具有較快的響應(yīng)速度，具有良好的低 溫存儲穩(wěn)定性?？梢詰?yīng)用于含液晶介質(zhì)的顯示器件，尤其適用于TFT顯示方式。
[0031] 本發(fā)明組分（1)優(yōu)選為為如下化合物中的一種或多種：
[0032]
[0033] 其中R11、R12分別獨(dú)立的代表具有1~7個C原子的烷基或具有2~7個C原子 的鏈烯基；優(yōu)選為獨(dú)立的代表具有2~5個C原子的烷基。
[0034] 本發(fā)明組分（2)優(yōu)選為如下化合物中的一種或多種：
[0035]
[0037] 其中R2a為具有1~5個C原子的烷基，R 2b、R2。分別獨(dú)立的代表H原子或具有1~ 3個C原子的烷基。
[0038] 更進(jìn)一步地，組分（2)優(yōu)選為以下化合物的一種或多種：
[0039]
[0040] 本發(fā)明組分（3)優(yōu)選為如下化合物中的一種或多種：
[0041]
[0043] 其中R3a代表具有1~5個C原子的烷基；R 3b代表H原子或具有1~3個C原子 的烷基；R3。、R3d分別獨(dú)立的代表具有1~5個C原子的烷基或具有2~5個C原子的鏈烯 基，R3。、R3d中的一個或多個H原子被鹵素取代或未取代。
[0044] 更進(jìn)一步地，組分（3)優(yōu)選為以下化合物的一種或多種：
[0045]



[0051] 其中R4a代表具有1~5個C原子的烷基或具有2~5個C原子的烯基。
[0052] 更進(jìn)一步的，組分（4)優(yōu)選為以下化合物的一種或多種：
[0053]
[0054]
[0055] 本發(fā)明提供的液晶組合物，在上述各組分優(yōu)選具體化合物的協(xié)同作用下，使得組 合物具有較高的介電各向異性，應(yīng)用至液晶組合物后可有效降低器件的驅(qū)動電壓。
[0056] 本發(fā)明的液晶組合物，還包含一種或多種UV穩(wěn)定劑和/或抗氧化劑。其中UV穩(wěn) 定劑為以下化合物中的一種或幾種：
[0058] UV穩(wěn)定劑和/或抗氧化劑等添加劑的加入可使液晶在紫外照射及加熱等情況下， VHR值顯著下降，降幅值最高可達(dá)70%以上。
[0059] 本發(fā)明的液晶組合物，還包含0~5重量份，優(yōu)選0~2重量份，更優(yōu)選0. 1~1 重量份的一種或多種手性添加劑，所述手性添加劑優(yōu)選為以下化合物中的一種或多種：

[0062] 手性添加劑用以在TN模式中調(diào)節(jié)液晶螺距，以匹配不同的核間距。
[0063] 作為一個整體的技術(shù)方案，本發(fā)明在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)組
且用量為4~12份；組分⑵為 且用量為50~65份；組分（3)為 ， 且用量為15~30份；組分（4)
且用量為8~18份時，液晶組 合物的Tni在75°C~85°C之間，Δη在0· 095~0· 120之間，Λ ε在+2~+6之間，Vth在 1.8V~3.2V之間。
[0064] 本發(fā)明的液晶組合物可以使用常規(guī)方法制備，例如通過將化合物I~IV中的一種 或多種按重量份數(shù)稱量，配成液晶組合物。通常采用的方法是將各成分混合加熱時其溶解， 直至觀察到溶解過程完成。也可以將組分在有機(jī)溶劑例如在丙酮、氯仿或甲醇匯總的溶液 混合，以及在充分混合后再通過蒸餾法除去溶劑，得到最終樣品。
[0065] 本發(fā)明的液晶組合物與現(xiàn)有技術(shù)中的液晶組合物相比，具有更好的雙折射各向異 性，寬的向列相溫度范圍，并具有高電阻率、高電荷保持率，較低的粘度，尤其具有較快的響 應(yīng)速度，具有良好的低溫存儲穩(wěn)定性，該液晶組合物的光學(xué)