向列型液晶化合物以及含有该化合物的高速和高温的液晶组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种向列型液晶化合物和含有这种化合物的液晶组合物，该组合物在宽的温度范围内显示快速响应时间更具体说，本发明专利技术涉及一种含有向列型液晶化合物的液晶组合物，其中所说的向列型液晶化合物在末端基团的芳族环中具有异硫氰酸酯基团和至少一个氟原子，所说的组合物具有快速响应的特性，并且具有高液晶相变温度，并且在宽温度范围内具有低驱动电压和向列型相。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
(a)专利
本专利技术涉及一种向列型液晶化合物(nematic liquid crystal compound)和含有这种化合物的高速和高温向列型液晶组合物，更具体说，本专利技术涉及一种向列型液晶化合物和含有这种化合物的高速和高温向列型液晶组合物，其具有高液晶相变温度、高双折射率、高弹性系数和宽广的向列型相的操作温度范围，并且由此可以实现高响应速度，并且对需要液晶的各种装置如LCD来说是有效的。(b)相关技术描述向列型液晶组合物是用于电子计算机、电子笔记本、个人电脑等中所用液晶显示器(LCD)的重要材料。近来，LCDs已被广泛传播，作为字处理器、个人电脑等的高速信息处理用的显示器。按照操作的类型，液晶显示器被分类成被动矩阵方法(passive matrixmethod)的TN(扭转式向列型(Twisted Nematic))、STN(超级扭转式向列型(Super Twisted Nematic))和铁电液晶显示器及主动矩阵方法(active matrixmethod)的TFT(薄膜晶体管)、MIM(金属绝缘体金属(Metal Insulator Metal))和二极管液晶显示器。对于主动矩阵方法而言，具有高电压保持率，同时具有低漏电率是重要的，因为液晶显示器是用诸如TFTs或MIMs的转换装置转换每个像素来操作的。除此之外，由于显示信息量的增加和体现移动图像，所以液晶显示器往往需要较高的响应速度。然而，由于已知的向列型液晶组合物具有低响应速度，所以它们很难用来呈现移动的图像。为解决这些问题，应当满足如下要求。首先，为提高响应速度，液晶材料的粘度应当降低至20-25mm2/s的范围。其次，为降低操作电压，介电各向异性(Δε)应当降低至10-15(35℃，1kHz)的范围。第三，液晶材料应当具有宽广温度范围的向列型相，并且优选，向列型相温度范围为-30至80℃。第四，双折射率(Δn)应当是0.20(25℃)或更高。除此之外，虽然LCD具有重量低尺寸小的物理优点，但亮度(在确定图像品质时所评价的各种因素之一)相比CRT(阴极射线管)是弱的。随着监视器和新的LCDs发展，LCD-TV市场不断吸引注意力，对高亮度和高响应速度的要求变得非常重要。为使LCD达到高亮度，液晶的相变温度由于在背光中的管电流，因而应当保持较高。除此之外，为达到高响应速度，材料的旋转粘度应当降低或者液晶的折光指数应当增加。市售的大部分LCD产品迄今为止还在TN、IPS、VA模式中使用向列型液晶，并且其相变温度是70-80℃并且响应速度是20-30ms。然而，由于相变温度和响应速度仍不能令人满意，所以为实现TV应用和移动图像，就需要提高响应速度和增加相变温度。除此之外，公知的是为改进TN-LCD、STN-LCD和TFT-LCD的电学-光学性能，需要具有高双折射率(Δn)和高弹性系数的液晶材料。然而，虽然已知的液晶化合物可以改进液晶材料的电学-光学性能，但是在操作液晶材料化学安全性和液晶显示器操作温度范围方面仍存在问题，因为如果使用液晶化合物，则混合液晶的双折射率增加，但容易出现近晶型相或向列型相的操作温度范围较狭窄。专利技术概述本专利技术是在考虑了现有技术所存在的问题的基础上做出的，并且本专利技术的一个目的是提供一种新的向列型液晶化合物和向列型液晶组合物，通过增加双折射率(Δn)和弹性系数(K11，K33)而不明显增加操作电压，和增宽向列型相的操作温度范围，以便使得响应速度增高。本专利技术的另一个目的是提供一种向列型液晶组合物，该组合物具有高的液晶相变温度并且可以实现高的响应速度。本专利技术的另一个目的是提供一种使用这种向列型液晶组合物作为组成成分的液晶显示器，这种显示器具有经过改进的电学-光学性能。为达到这些目的，本专利技术提供一种由以下化学式1所示的向列型液晶化合物 其中R1是CnH2n+1O、CnH2n+1或CnH2n-1(n是1-15)；X是H或F；A是 或 B是-CH2-CH2-或-C≡C-；并且m是0或1。本专利技术还提供一种含有上述化学式1的向列型液晶化合物的高速和高温液晶组合物。本专利技术还提供一种由以下化学式2所示的向列型液晶化合物 其中R1是CnH2n+1O、CnH2n+1或CnH2n-1(n是1-15)；A是 或 B是-CH2-CH2-或-C≡C-；并且m是0或1。本专利技术还提供一种含有上述化学式2的向列型液晶化合物的向列型液晶组合物。本专利技术还提供使用这种液晶组合物制造的各种液晶显示器。优选实施方案的详细描述下面将详细解释本专利技术。本专利技术者通过降低液晶材料的粘度、增加介电各向异性和双折射率、增宽向列型相的温度范围使得响应速度更高并且增加液晶的相变温度以便达到高亮度和高速响应技术，开发出高温高速型液晶，由此开发了化学式1和2的向列型液晶化合物及含有该化合物的向列型液晶组合物，所说的组合物能够实现高速响应技术，并且完成了本专利技术。具体说，通过将化学式1或2的向列型混合物作为关键物料与现有的常用液晶组合物共混，本专利技术的向列型液晶组合物，与现有的常用液晶相比，可以增加温度至少10℃，并且实现大约10ms的响应速度。本专利技术的含有化学式1或2的化合物作为基本成分的向列型液晶组合物具有0.20或更高的非常高的双折射率(Δn)和大约140℃或更高的非常宽的温度范围。由于这些特性，通过添加选自以下化学式3-6所示的末端取代有异硫氰酸酯基团和取代有氟原子的液体化合物，可增加向列型液晶组合物的弹性系数，从而加快响应速度。除此之外，由于本专利技术的化学式1或2的化合物具有与添加的化合物非常好的相容性，因而可以获得基本成分的良好特性没有丧失的向列型液晶组合物。本专利技术的向列型液晶组合物中优选含有至少两种或更多种类型的液晶化合物。本专利技术的液晶组合物中优选含有选自化学式1化合物中的一种或更多种类型的化合物作为基本成分。此外，本专利技术的液晶组合物中优选含有选自化学式2化合物中的一种或更多种类型的化合物作为基本成分。更优选，本专利技术的液晶组合物中还含有5-40wt％选自以下化学式3所示化合物、以下化学式4所示化合物、以下化学式5所示化合物和以下化学式6所示化合物中的一种或更多种类型的化合物，由此来增加双折射率(Δn)和弹性系数并且进一步加快响应速度。 其中R3-R6的每个优选是CnH2n+1(n是3-7的整数)的线性烷基链或者在CH3CnH2n-2(n是2-6的整数)的烷基链中间具有一个双键的线性烷基链。首选，本专利技术的液晶组合物中与化学式1或2的液晶化合物一起含有常用的液晶化合物。具体说，为改进本专利技术液晶组合物的性能，可以将通常已知的向列型液晶、近晶型液晶、胆甾型液晶等与化学式1或2的化合物混合。在此情形中，化学式1的化合物优选是选自以下化学式1a-1f所示化合物中的一种或更多种类型。 更优选，化学式1e和1f的化合物一起使用。在此情形中，化学式1e化合物与化学式1f化合物的混合比优选为1至80∶1至80。更优选，一起使用化学式1b、1e和1f的化合物，并且它们的混合比优选为1至80∶1至80∶1至80。除此之外，化学式2的化合物优选是选自以下化学式2a-2f所示化合物中的一种或更多种类型 F 化学式1或2化合物的含量优选为1-90wt％。如果含量超出此范本文档来自技高网...

【技术保护点】
由以下化学式１所示的向列型液晶化合物：［化学式１］＊＊＊其中Ｒ↓［１］是Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］Ｏ、Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］或Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ－１］，并且ｎ是１－１５；Ｘ是Ｈ或Ｆ；Ａ是＊＊＊或＊＊＊；Ｂ是－ＣＨ↓ ［２］－ＣＨ↓［２］－或－Ｃ≡Ｃ－；并且ｍ是０或１。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘柄燮，尹容国，徐奉成，金奉熙，司空同轼，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]