[发明专利]一种具有低温下快速响应的宽向列相温度区间混合液晶材料

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种具有低温下快速响应的宽向列相温度区间混合液晶材料。

背景技术

随着信息技术的发展，显示技术已成为人机交互的重要途径。CRT显示技术的发展经历了阴极射线管显示器、液晶显示、等离子显示以及目前的OLED显示技术。液晶显示以其功耗低、广视角、便携、无辐射等优点，目前已经逐渐取代CRT显示技术，占据了几乎全部市场份额。随着液晶材料及液晶显示技术的不断革新，液晶显示器已经向全视角、大尺寸、高对比度和快速响应方向发展。但目前的液晶显示器，一般储存温度为-30℃～80℃，而使用温度为-20℃～60℃，无法满足高寒高热等极端环境需求。为用于高寒高热等极端环境，往往采用加热补偿等方式来提高液晶的低温性能，设备体积增大，成本增加。

向列相液晶材料作为一种显示材料已经广泛应用于显示领域，如手表、电子计算器、仪器仪表、电脑显示器和电视等领域。根据驱动方式的不同，向列相液晶材料可以分为扭曲向列相液晶材料（TN）、超扭曲向列相液晶（STN）和薄膜晶体管驱动向列相液晶（TFT）。在这三种形式中，TFT模式向列相液晶性能明显优于TN和STN，并广泛应用于更高级的显示领域。无论是TN、STN还是TFT向列相液晶，都要求：（1）具有较宽的向列相温度区间；（2）高介电各向异性（Δε）；（3）大折射率（Δn）；（5）低粘度；（6）高化学稳定性和电压保持率。为满足这些要求，目前已经开发了大量的液晶材料。

为获得高电压保持率，一般优选含氟原子化合物，如含有3,4-二氟苯核终端的分子（DE3042391）和含3,4,5-三氟苯核终端的分子（US5032313），但这类化合物清亮点低于70℃，无法在高温下使用，因此无法用于制备具备宽向列相温度区间的液晶混合物。为解决这些问题，合成了一系列终端含有四氟乙氧基化合物（DE4142519）和终端含有2,2,2-三氟乙氧基化合物（WO93/3113）化合物，但这些化合物同样清亮点仍低于80℃。为提高Δε，在化合物的端基引入-CN（Nos.Sho62-103057和Nos.Sho63-216858），但引入-CN，导致化合物的粘度增加，响应时间大大延长。

发明内容

本发明是要解决现有液晶材料熔点高、清亮点低、低温情况下粘度大和响应时间长的问题，而提供一种具有低温下快速响应的宽向列相温度区间混合液晶材料。

本发明一种具有低温下快速响应的宽向列相温度区间混合液晶材料按质量百分比由50%～70%的极性基团取代的烷基环己基苯双环化合物、20%～45%的极性基团取代的烷基双环己基苯类三环化合物、1%～5%的含有桥键的极性基团取代的烷基环己基联苯类三环化合物和0～5%的含桥键烷基环己基苯基联苯类化合物制成，且以上各组分质量百分比之和为100%；

所述的极性基团取代的烷基环己基苯双环化合物的结构式为其中R₁为1～7个碳原子的正烷基、端烯基或端炔基；X₁为-H、-NCS、-F、-Cl、-CN、-CF₃或-OCH₃；所有1位和4位取代的环己基均为反式结构；

所述的极性基团取代的烷基双环己基苯类三环化合物的结构式为其中R₂为1～7个碳原子的正烷基、端烯基或端炔基；X₂为-H、-NCS、-F、-Cl、-CN、-CF₃或-OCH₃；所有1位和4位取代的环己基均为反式结构；

所述的含有桥键的极性基团取代的烷基环己基联苯类三环化合物的结构式为其中R₃为1～7个碳原子的正烷基、端烯基或端炔基；X₃为-H、-NCS、-F、-Cl、-CN、-CF₃或-OCH₃，Y为-CH₂CH₂-或-CF₂O-桥键；所有1位和4位取代的环己基均为反式结构；

所述的含桥键烷基环己基苯基联苯类化合物的结构式为其中R₄为1～7个碳原子的正烷基、端烯基或端炔基；X₄为-H、-NCS、-F、-Cl、-CN、-CF₃或-OCH₃；Y为-CH₂CH₂-或-CF₂O-桥键；所有1位和4位取代的环己基均为反式结构。