本發(fā)明涉及液晶材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有正介電常數(shù)的液晶混合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

自從進(jìn)入視頻時(shí)代，智能手機(jī)、平板電腦到智能電視，液晶顯示已無(wú)處不在，液晶顯示器已經(jīng)成為信息社會(huì)不可或缺的“牛奶和面包”。液晶顯示器的快速發(fā)展已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的陰極射線管顯示，成了當(dāng)今信息顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，這也直接牽動(dòng)了其重要組成部分液晶材料的快速發(fā)展。

液晶介質(zhì)是部分有序、各向異性的液體，介于三維有序固體和各向同性液體之間。法國(guó)的G.Friedel及F.Grand-jean等對(duì)液晶的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能做了詳細(xì)的研究，并于1922年完成了液晶分類的工作，將液晶劃分為：近晶相、向列相及膽甾相。G.H.Heilmeir制成了世界上第一個(gè)液晶顯示器(LCD)。1971年T.L.Fergason等提出了扭曲向列相(Twisted Nematic：TN)模式，W.Helfrich和M.Schadt利用扭曲向列相液晶的電光效應(yīng)和集成電路相結(jié)合，將其制成了顯示器件，實(shí)現(xiàn)了液晶材料的產(chǎn)業(yè)化，目前仍然是市場(chǎng)上最主流的液晶顯示器模式。

液晶顯示器可分為無(wú)源矩陣(又稱為被動(dòng)矩陣或簡(jiǎn)單矩陣)和有源矩陣(又稱為主動(dòng)矩陣)兩種驅(qū)動(dòng)方式。其中，有源矩陣液晶顯示器是通過(guò)施加電壓來(lái)改變液晶化合物的排列方式，從而改變背光源發(fā)出的光發(fā)射強(qiáng)度來(lái)形成圖像，由于其具有高分辨率、高對(duì)比度、低功率、面薄以及質(zhì)輕的特點(diǎn)越來(lái)越受到人們的青睞。有源矩陣液晶顯示器根據(jù)有源器件的種類可以分為兩種類型：在作為襯底的硅芯片上的MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)或其它二極管；在作為襯底的玻璃板上的薄膜晶體管(Thin Film Transistor-TFT)。其中目前發(fā)展最迅速的是薄膜晶體管TFT-LCD，已經(jīng)在手機(jī)、電腦、液晶電視和相機(jī)等顯示設(shè)備上得到了良好的應(yīng)用，成為目前液晶市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。

隨著液晶顯示器廣泛的應(yīng)用，對(duì)其性能的要求也在不斷的提高，高圖像質(zhì)量方面要求更廣的工作溫度，更快的響應(yīng)速度，更高的對(duì)比度，而功耗要求越來(lái)越低，這意味著更低的驅(qū)動(dòng)電壓，更高的透光率。這些性能的提高都離不開(kāi)液晶材料的改善，而這正是本發(fā)明的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種具有正介電常數(shù)的液晶混合物及其應(yīng)用，以改善現(xiàn)有技術(shù)中液晶混合物的介電各向異性及彈性系數(shù)特性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種液晶混合物，液晶混合物包括至少一種具有通式Ⅰ的液晶化合物及至少一種具有負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物，通式Ⅰ為其中，R為H、或具有1到7個(gè)碳原子的烷基中的任意一種烷基；X₁、X₂、X₃和X₄各自獨(dú)立地選自H或F；Y為F、Cl、CF₃、OCF₃或OCHF₂；各自獨(dú)立地選自組成的組中的任一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述的液晶混合物在液晶顯示材料或液晶顯示設(shè)備中的應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，具有通式I的液晶化合物在純物質(zhì)狀態(tài)下是白色的，具有較寬的向列相、較高的介電各向異性△ε值及彈性系數(shù)K。其中介電各向異性△ε值的提高可以降低驅(qū)動(dòng)電壓，有利于降低能耗，另外還可以降低電壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，提高響應(yīng)速度；彈性系數(shù)K的提高有利于改善液晶顯示器的對(duì)比度和透光率，既改善顯示圖像質(zhì)量，又有利于節(jié)能，可以更好地滿足液晶顯示的性能要求。而且環(huán)戊基和二氟甲氧醚鏈接基結(jié)合，可進(jìn)一步降低液晶化合物的粘度，提高介電各向異性及加寬液晶相范圍。通式I的液晶化合物的另一突出特點(diǎn)是與低粘度液晶化合物組合時(shí)，以較少量加入即可獲得合適的光學(xué)特性。另一組成物負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物的加入可以提高體系的彎曲彈性系數(shù)K33及垂直介電常數(shù)ε⊥，從而改善光在整個(gè)體系的穿透率，有利于節(jié)能，并且有利于提高對(duì)比度。因此由通式I的液晶化合物與負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物組成的液晶混合物可用于改善液晶材料的響應(yīng)速度、驅(qū)動(dòng)電壓、透光率及對(duì)比度。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

在本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種液晶混合物，該液晶混合物包括至少一種具有通式Ⅰ的液晶化合物，通式Ⅰ為其中，R為H或具有1到7個(gè)碳原子的烷基中的任意一種烷基；X₁、X₂、X₃和X₄各自獨(dú)立地選自H或F；Y為F、Cl、CF₃、OCF₃或OCHF₂；各自獨(dú)立地選自組成的組中的任一種。

具有通式I的液晶化合物在純物質(zhì)狀態(tài)下是白色的，具有較寬的向列相、較高的介電各向異性△ε值及彈性系數(shù)K。其中介電各向異性△ε值的提高可以降低驅(qū)動(dòng)電壓，有利于降低能耗，另外還可以降低電壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，提高響應(yīng)速度；彈性系數(shù)K的提高有利于改善液晶顯示器的對(duì)比度和透光率，既改善顯示圖像質(zhì)量，又有利于節(jié)能，可以更好地滿足液晶顯示的性能要求。而且環(huán)戊基和二氟甲氧醚鏈接基結(jié)合，可進(jìn)一步降低液晶化合物的粘度，提高介電各向異性及加寬液晶相范圍。且該液晶化合物的另一突出特點(diǎn)是與低粘度液晶化合物組合時(shí)，以較少量加入即可獲得合適的光學(xué)特性，因此液晶組合物整體粘度較低，粘度降低可以有效降低液晶材料的響應(yīng)時(shí)間，增加響應(yīng)速度。本發(fā)明中的液晶混合物中還包括至少一種具有負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物的加入可以提高體系的彎曲彈性系數(shù)K33及垂直介電常數(shù)ε⊥，從而改善光在整個(gè)體系的穿透率，有利于節(jié)能，并且有利于提高對(duì)比度?？傊景l(fā)明中將通式I所示化合物與負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物配合形成的液晶混合物，可用于改善液晶材料的響應(yīng)速度、驅(qū)動(dòng)電壓、透光率及對(duì)比度。

此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的，上述烷基不僅包括直鏈烷基也包括相應(yīng)的支鏈烷基。

對(duì)于上述所能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果，本申請(qǐng)人對(duì)實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果的原理進(jìn)行了深入探討，發(fā)現(xiàn)：含有環(huán)戊基和二氟甲氧醚鏈接基的極性液晶化合物，其中環(huán)戊基的加入可以改善液晶化合物的長(zhǎng)軸與短軸之比，改善其有序度S值，使其具有較寬的溫度范圍的向列相、較高的介電各向異性△ε值及彈性系數(shù)K，由于K正比于S²，因此對(duì)彈性系數(shù)的影響較大。

同時(shí)，根據(jù)響應(yīng)時(shí)間公式可知，高彈性系數(shù)K液晶化合物的使用可以有效降低液晶材料的響應(yīng)時(shí)間，增加響應(yīng)速度，彈性系數(shù)K值的增加還有利于改善液晶顯示器的對(duì)比度和透光率，既改善顯示圖像質(zhì)量，又有利于節(jié)能。

另外，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓公式驅(qū)動(dòng)電壓與介電各向異性△ε值成反比，說(shuō)明介電各向異性△ε值越高，則驅(qū)動(dòng)電壓越低，有利于節(jié)能。結(jié)合根據(jù)電壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間公式可知，τ_on與介電各向異性△ε值成反比，說(shuō)明介電各向異性△ε值越高，響應(yīng)時(shí)間越低，則響應(yīng)速度越快。進(jìn)而，環(huán)戊基和二氟甲氧醚鏈接基結(jié)合，可進(jìn)一步降低粘度，提高介電各向異性及加寬液晶相范圍，這些特性能更好地滿足液晶顯示的各項(xiàng)性能要求。

為了獲得更為合適的液晶寬度，較高的介電各向異性值、較小的旋轉(zhuǎn)粘度及適宜的彈性系數(shù)K，更有利于提高液晶材料的響應(yīng)速度，降低閾值電壓，改善液晶材料的互溶性，在本申請(qǐng)一種優(yōu)選的實(shí)施例中，優(yōu)選上述通式Ⅰ為

其中，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X₆、X₇和X₈各自獨(dú)立地選自H或F。

為了進(jìn)一步降低液晶化合物的合成和使用成本，優(yōu)選通式Ⅰ為：

為了獲得寬的液晶相范圍，合適的介電各向異性值、較小的旋轉(zhuǎn)粘度及適宜的彈性系數(shù)K，更有利于提高液晶材料的響應(yīng)速度，降低閾值電壓，改善液晶材料的互溶性，在本申請(qǐng)一種優(yōu)選的實(shí)施例中，具有負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物優(yōu)選為具有結(jié)構(gòu)A1至A9的化合物。

其中，所述A1至A9的化合物為：

式A1至A9中，R₁，R₂各自獨(dú)立地為具有1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH₂可被環(huán)戊基取代；R₁，R₂也可為各自獨(dú)立地環(huán)戊基或者為1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基或烯基取代的環(huán)戊基；所述具有1到7個(gè)碳原子烷基為：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；所述具有1到7個(gè)碳原子的烯基優(yōu)選為：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；所述具有1到7個(gè)碳原子的烷氧基優(yōu)選為：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；所述具有1到7個(gè)碳原子的烯烷氧基優(yōu)選為：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅，所述各自獨(dú)立地選自組成的組中的任一種；n為0或1。

具有負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物進(jìn)一步優(yōu)選為有B1至B51負(fù)介電常數(shù)的化合物。

其中，所述結(jié)構(gòu)式B1至B51為：

式B1至B51中，R₃，R₄為具有1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH₂可被環(huán)戊基取代；R₃，R₄也可為環(huán)戊基或者為1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基或烯基取代的環(huán)戊基；所述具有1到7個(gè)碳原子烷基為：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；所述具有1到7個(gè)碳原子的烯基優(yōu)選為：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；所述具有1到7個(gè)碳原子的烷氧基優(yōu)選為：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；所述具有1到7個(gè)碳原子的烯烷氧基優(yōu)選為：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅。

由于本申請(qǐng)的液晶混合物的具有通式I的液晶化合物具有很高的介電各向異性值、較小的旋轉(zhuǎn)粘度及較高的彈性系數(shù)K，將其與負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物組合形成具有正介電常數(shù)的液晶混合物時(shí)，使該液晶混合物特性可在較寬的范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足更多液晶材料的性能要求；另外負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物的加入可以提高體系的彎曲彈性系數(shù)K33及垂直介電常數(shù)ε⊥，從而改善的光在整個(gè)體系的穿透率，有利于節(jié)能，并且有利于提高對(duì)比度。并且，本申請(qǐng)的具有通式I的液晶化合物與負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物混合時(shí)具有較好的互溶性，對(duì)于并用的其它液晶化合物等的種類限制較少，可適用于與目的相應(yīng)的各種液晶混合物，特別有利于改善液晶混合物的綜合性質(zhì)；另外，該液晶混合物具有良好的UV、光及熱穩(wěn)定性。

本發(fā)明液晶混合物可按照常規(guī)的方法來(lái)制備。通常于高溫下將所需量的組分以較低量溶于構(gòu)成主成分的組分；還可以將各組分的溶液混入有機(jī)溶劑，例如混入丙酮、氯仿或甲醇中，充分混合之后再次除去溶劑，例如通過(guò)蒸餾除去溶劑。

本發(fā)明的液晶混合物中現(xiàn)有的液晶化合物的種類并沒(méi)有限制，可根據(jù)目的選擇任意種類的液晶化合物和本發(fā)明的液晶混合物一起構(gòu)成液晶混合物。也可根據(jù)需要加入所屬技術(shù)領(lǐng)域的其它添加劑。例如，可添加0～15％的多向色染料及/或手性添加劑、或穩(wěn)定劑。

以下給出了一些適用于摻雜上述液晶混合物的手性試劑：

其中，R為具有1到7個(gè)碳原子的鹵化或未取代的烷基、烷氧基或烯基，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是上述烷基、烷氧基和烯基既可以是直鏈烷基、直鏈烷氧基、直鏈烯基，也可以是帶有支鏈的烷基、烷氧基和烯基。

其中穩(wěn)定劑優(yōu)選以下物質(zhì)中的任意一種或多種：

其中，R為具有1到7個(gè)碳原子的鹵化或未取代的烷基、烷氧基或烯基，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是上述烷基、烷氧基和烯基既可以是直鏈烷基、直鏈烷氧基、直鏈烯基，也可以是帶有支鏈的烷基、烷氧基和烯基。

在本申請(qǐng)一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述液晶混合物還包括至少一種極性化合物和/或至少一種非極性化合物。上述極性化合物優(yōu)選為具有本文所示的式Ⅱ1至Ⅱ56的極性化合物，極性化合物進(jìn)一步優(yōu)選為具有本文所示的式L-1至L-74的極性化合物；非極性化合物優(yōu)選為具有本文所示的式Ⅲ1至Ⅲ27的非極性化合物。

其中，式Ⅱ1至Ⅱ56如下：其中，所述具有Ⅱ1至Ⅱ56的極性化合物分別為：

其中，R₇為具有1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH₂可被環(huán)戊基取代；R₇也可為環(huán)戊基或者為1到7個(gè)碳原子烷基、烷氧基或烯基取代的環(huán)戊基；；上述具有1到7個(gè)碳原子的烷基為：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；上述具有1到7個(gè)碳原子的烯基優(yōu)選為：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；上述具有1到7個(gè)碳原子的烷氧基優(yōu)選為：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；上述具有1到7個(gè)碳原子的烯烷氧基優(yōu)選為：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是上述烷基、烷氧基、烯基、烯烷氧基既可以是直鏈烷基、直鏈烷氧基、直鏈烯基、直鏈烯烷氧基，也可以是帶有支鏈的烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基。

為

具有上述極性化合物的液晶混合物具有較高的介電各向異性△ε值，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓公式驅(qū)動(dòng)電壓與介電各向異性△ε值成反比，說(shuō)明介電各向異性△ε值越高，則驅(qū)動(dòng)電壓越低，有利于節(jié)能。根據(jù)電壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間公式可知，τ_on與介電各向異性△ε值成反比，說(shuō)明介電各向異性△ε值越高，響應(yīng)時(shí)間越低，則響應(yīng)速度越快。通過(guò)添加上述不同極性的液晶化合物，可以調(diào)節(jié)體系的介電各向異性△ε值，從而調(diào)節(jié)液晶混合物的光電特性。

其中，式L-1至L-74如下：

其中，R₉為具有1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH₂可被環(huán)戊基取代；R₉也可為環(huán)戊基或者為1到7個(gè)碳原子烷基、烷氧基或烯基取代的環(huán)戊基；；上述具有1到7個(gè)碳原子的烷基為：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；上述具有1到7個(gè)碳原子的烯基優(yōu)選為：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；上述具有1到7個(gè)碳原子的烷氧基優(yōu)選為：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；上述具有1到7個(gè)碳原子的烯烷氧基優(yōu)選為：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是上述烷基、烷氧基、烯基、烯烷氧基既可以是直鏈烷基、直鏈烷氧基、直鏈烯基、直鏈烯烷氧基，也可以是帶有支鏈的烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基。

其中，式Ⅲ1至Ⅲ27如下：

其中，R₅，R₆為具有1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH₂可被環(huán)戊基取代；R₅，R₆也可為環(huán)戊基或者為1到7個(gè)碳原子的烷基、烷氧基或烯基取代的環(huán)戊基；；上述具有1到7個(gè)碳原子的烷基為：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；上述具有1到7個(gè)碳原子的烯基優(yōu)選為：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；上述具有1到7個(gè)碳原子的烷氧基優(yōu)選為：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；上述具有1到7個(gè)碳原子的烯烷氧基優(yōu)選為：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是上述烷基、烷氧基、烯基、烯烷氧基既可以是直鏈烷基、直鏈烷氧基、直鏈烯基、直鏈烯烷氧基，也可以是帶有支鏈的烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基。

上述非極性液晶化合物Ⅲ1至Ⅲ20具有較低的旋轉(zhuǎn)粘度γ₁，根據(jù)響應(yīng)時(shí)間公式可知，響應(yīng)時(shí)間與旋轉(zhuǎn)粘度γ₁成正比，說(shuō)明旋轉(zhuǎn)粘度γ₁值越低，響應(yīng)時(shí)間越低，則響應(yīng)速度越快，可將具有上述非極性液晶化合物Ⅲ1至Ⅲ20的液晶混合物用于制造快速響應(yīng)的液晶介質(zhì)。上述非極性液晶化合物Ⅲ21-Ⅲ23具有三聯(lián)苯結(jié)構(gòu)，有利于增加體系的光學(xué)各向異性△n值，通常光程差d·△n的值是預(yù)先規(guī)定的，則△n值越高，d值越低，從而具有上述非極性液晶化合物Ⅲ21-Ⅲ23的液晶混合物的響應(yīng)時(shí)間具有更理想的值。上述非極性液晶化合物Ⅲ24-Ⅲ25具有較高的清亮點(diǎn)溫度，主要用于調(diào)節(jié)體系的T_NI值，從而具有上述非極性液晶化合物Ⅲ24-Ⅲ25的液晶混合物有利于提高液晶介質(zhì)的使用上限溫度，拓寬液晶介質(zhì)的工作溫度范圍。

針對(duì)本申請(qǐng)的液晶混合物的突出特點(diǎn)是與低粘度液晶化合物組合時(shí)，以較少量加入即可獲得合適的光學(xué)特性，因此可以降低液晶混合物的整體粘度，增加響應(yīng)速度。優(yōu)選液晶混合物中至少加入一種結(jié)構(gòu)式為III1至III20的低粘度非極性液晶化合物，進(jìn)一步地優(yōu)選至少加入一種通式為III5的非極性液晶化合物，以獲得低粘度的液晶混合物，提高響應(yīng)速度。特別優(yōu)選該液晶混合物應(yīng)用于TN及IPS或FFS型液晶顯示模式中。

上述液晶混合物中的液晶化合物的含量可以根據(jù)液晶材料的性能需求進(jìn)行調(diào)整，在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述液晶混合物中具有通式I的液晶化合物的重量含量為0.1～75％，優(yōu)選1～50％，進(jìn)一步優(yōu)選5～30％。具有負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物的重量含量為0.1～75％，優(yōu)選0.1～50％，進(jìn)一步優(yōu)選0.1～30％。其余成分可以根據(jù)本發(fā)明上述的教導(dǎo)進(jìn)行添加?？傊煞值陌俜直群恐蜑?00％。

在本申請(qǐng)又一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種上述液晶混合物在液晶顯示設(shè)備中的應(yīng)用。將本申請(qǐng)的液晶混合物應(yīng)用在制備液晶顯示材料或液晶顯示設(shè)備中，能夠顯著改善液晶顯示材料或液晶顯示設(shè)備的性能。

以下將結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。

下列實(shí)施例是用于解釋本發(fā)明而非限制它，實(shí)施例中涉及百分比均為質(zhì)量百分比，溫度用攝氏度表示。GC測(cè)試儀器：Agilent 7890A GC；GC測(cè)試條件：HP-5毛細(xì)柱，載氣He，進(jìn)樣口分流比3:1，柱溫箱由150℃以10℃/分鐘程序升溫至300℃后保持20分鐘，檢測(cè)器為FID檢測(cè)器，檢測(cè)器溫度300℃。質(zhì)譜測(cè)試儀器：Agilent 5975C GCMS；質(zhì)譜測(cè)試條件：HP-5毛細(xì)柱，載氣He，進(jìn)樣口為不分流模式，柱溫箱由150℃以10℃/分鐘程序升溫至300℃后保持20分鐘，檢測(cè)器為EI源，MS Source為230℃、MS Quad為150℃。所測(cè)物化參數(shù)表示如下：T_NI表示清亮點(diǎn)；△n表示光學(xué)各向異性(△n＝n_e-n_o，589nm，測(cè)量溫度25℃)；△ε表示介電各向異性(△ε＝ε_∥-ε_⊥，25℃)；k₁₁表示展曲彈性系數(shù)(測(cè)量溫度25℃)；γ₁表示旋轉(zhuǎn)粘度(測(cè)量溫度25℃)，且采用DSC測(cè)量T_NI；采用abbe折射儀測(cè)量△n；采用CV測(cè)量△ε、k₁₁、和γ₁。

在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，液晶混合物中各化合物結(jié)構(gòu)通式為：

其中，a、b、c、d、e、f、g及h各自獨(dú)立地選自0、1、2、3或4。

液晶分子主鏈命名：環(huán)己烷以首寫字母C表示；苯環(huán)以首寫字母P表示；單氟苯以PF表示；二氟苯以PFF表示；四氫吡喃以Py表示；1,3-二噁烷以D表示；二氟甲氧醚橋鍵-CF₂O-以(CF2O)表示。

各化合物支鏈根據(jù)下文表1來(lái)轉(zhuǎn)化成化學(xué)式，其中，基團(tuán)C_nH_2n+1和C_mH_2m+1是分別具有n和m個(gè)碳原子的直鏈烷基，C_p表示環(huán)戊基，C_nH_2n+1C_p表示帶n個(gè)碳原子直鏈烷基的環(huán)戊基。命名時(shí)主鏈在前，支鏈在后，如以CPP2FF表示，以PPFF(CF2O)PCpFFF表示，以CPFF(CF2O)PCpFFF表示，以PPFPFF(CF2O)PCpFFF表示，以PFPFPFF(CF2O)P3CpFFF表示，以PyPPFF(CF2O)P3CpFFF表示，以CPFF3O2表示。

另外，液晶化合物以3HHV表示；以VHHP1表示；以CC31D1表示；以ECCP3FFF表示；以PPFFP24表示。

表1

實(shí)施例1

實(shí)施例1的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表2。

表2

注：CPFF3O2、PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例2

實(shí)施例2的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表3。

表3

注：CPFF3CpO2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例3

實(shí)施例3的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表4。

表4

注：CPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例4

實(shí)施例4的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表5。

表5

注：CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例5

實(shí)施例5的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表6。

表6

注：PPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例6

實(shí)施例6的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表7。

表7

注：PPFF3CpO2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例7

實(shí)施例7的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表8。

表8

注：CPPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例8

實(shí)施例8的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表9。

表9

注：PPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例9

實(shí)施例9的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表10。

表10

注：PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例10

實(shí)施例10的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表11。

表11

注：CPFF3O2、PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例11

實(shí)施例11的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表12。

表12

注：CPFF3O2、PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例12

實(shí)施例12的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表13。

表13

注：CPFF3O2、PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例13

實(shí)施例13的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表14。

表14

注：PPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例14

實(shí)施例14的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表15。

表15

注：CPFF3O2、PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

實(shí)施例15

實(shí)施例15的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表16。

表16

注：CPFF3O2、PPFF3O2、CCPFF3O2為負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物。

對(duì)比例1

對(duì)比例1的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表23。

表23

對(duì)比例2

對(duì)比例2的液晶混合物組成、及測(cè)量參數(shù)見(jiàn)表24。

表24

其中，對(duì)比例1中以液晶化合物(CP3O2)代替了實(shí)施例3中的(CPFF3O2)；對(duì)比例2中以液晶化合物(PPFPFF(CF2O)P5FFF)代替了實(shí)施例3中的(PPFPFF(CF2O)PCpFFF)。

從上述實(shí)施例可以發(fā)現(xiàn)，具有通式I的液晶化合物特別有利于提高體系的介電各向異性值，從而降低驅(qū)動(dòng)電壓，有利于節(jié)能。將其與負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物組合形成液晶混合物時(shí)，使該液晶混合物的特性可在較寬的范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足更多液晶材料的性能要求；通過(guò)實(shí)施例3和對(duì)比例1的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物的加入可以提高體系的彎曲彈性系數(shù)K33及垂直介電常數(shù)ε⊥，從而改善的光在整個(gè)體系的穿透率，有利于節(jié)能，并且有利于提高對(duì)比度。當(dāng)通式I的液晶化合物與負(fù)介電常數(shù)的液晶化合物及其他不同種類液晶化合物混合時(shí)，可以得到具有高清亮點(diǎn)、較低粘度及較高彈性系數(shù)的液晶混合物，尤其是與具有通式III5的非極性液晶化合物混合時(shí)，能夠得到低粘度的液晶混合物，可用于制造快速響應(yīng)的液晶介質(zhì)。上述測(cè)量參數(shù)與組成液晶介質(zhì)的所有液晶化合物的物化性質(zhì)有關(guān)，本發(fā)明的液晶混合物主要用于調(diào)節(jié)體系的液晶參數(shù)。

通過(guò)實(shí)施例3和對(duì)比例2的對(duì)比可以明顯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液晶混合物中包含具有通式I的液晶化合物時(shí)，清亮點(diǎn)T_NI、介電各向異性Δε及展曲彈性系數(shù)k₁₁均有所提高，這對(duì)于獲得更廣的工作溫度，更快的響應(yīng)速度，更高的對(duì)比度及透光率，更低的功耗均有所幫助。

本發(fā)明雖未窮盡要求保護(hù)的所有液晶混合物，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)見(jiàn)的是，在已公開(kāi)的上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，僅結(jié)合自身的專業(yè)嘗試即能以類似的反應(yīng)路線得到其他同類化合物而不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)。此處由于篇幅有限，僅列舉代表性的實(shí)施方式。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。