CN118240560A - 一种液晶组合物和液晶显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶组合物和液晶显示器件，本发明的液晶组合物包含至少一种通式I的化合物以及至少一种通式II的化合物。本发明的液晶组合物在维持相对较好的光学各向异性、介电各向异性、清亮点和低温储存时间的同时，还具有较高的对比度和较短的响应时间、较大的Kave值和较低的旋转粘度，适用于VA、NFFS或PSA‑VA显示模式的显示元件中。
Description
技术领域
本发明涉及液晶材料技术领域，具体涉及液晶组合物和包含所述液晶组合物的液晶显示器件。
背景技术
液晶材料是在一定温度下既具有液体的流动性又具备晶体的各向异性的有机棒状小分子化合物的混合物。液晶显示器件利用液晶材料本身所具有的光学各向异性和介电各向异性进行工作，目前已得到广泛的应用。液晶显示器件基于液晶分子的运作模式分为：PC(phase change，相变)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、DS(dynamic scattering，动态散射)、FLC(ferroelectric liquid crystal，FLC)、GH(guest-host，宾-主)、ECB(electrically controlled birefringence，电控双折射)、OCB(optically compensated bend，光学补偿弯曲)、IPS(in-plane switching，共面转变)、VA(vertical alignment，垂直配向)、FFS(fringe field switching，边缘场切换)、FPA(field-induced photo-reactive alignment，电场感应光反应配向)等类型。
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因其体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展，特别在便携式电子信息产品中获得广泛的应用。随着用于便携式计算机、办公应用、视频应用的液晶屏幕尺寸的增加，为了使液晶显示器能够用于大屏幕显示并最终替代阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)，仍存在一些待解决的问题，如改善视角特性、提高响应速度、增加对比度、提高透过率等。LCD的视角比较窄是指在离开垂直于液晶盒法线方向观察时，对比度明显下降，而视角大时还会发生灰度和彩色反转的现象，其严重影响LCD的显示质量。
LCD的视角问题是由液晶的工作原理决定的。液晶分子本身是棒状的，不同的分子排列方式对应不同的光学各向异性。入射光和液晶分子夹角越小，双折射率就越小；反之，双折射率就越大。偏离显示屏法线方向以不同的角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同，因此造成不同视角下，有效光程差Δnd不同。然而，液晶盒的最佳光程差是按照垂直于液晶盒的法线方向设计的，对于斜入射的光线，最小透射率随夹角的增大而增大，对比度就会下降，当夹角足够大时，甚至会出现对比度反转的现象。
目前，已经提出了很多种解决视角问题的方法，如：光学补偿弯曲(opticallycompensated bend，OCB)模式、共面转换(in-plane switching，IPS)模式、边缘场开关(fringe field switching，FFS)模式和多畴垂面排列(multi-verticalalignment，MVA)模式等。它们都有各自的优缺点：MVA模式具有高对比度和快速响应的特点，但是它需要一个双轴补偿膜和两个椭圆偏振片，因此成本较高；OCB模式很难用交流电压来保持稳定控制，对R、G、B三种单色光的透过率也不一样，另外在无场的情况下，液晶盒内的分子是按平行于基板的方向排列的，为了实现弯曲排列，需在盒上加几秒电压进行预置，然后可以在较低的电压下维持这种排列方式，这对使用带来不便；IPS模式仅需要线偏振片而不需要补偿膜，但是它的响应速度太慢，不能显示快速运动的画面。由于IPS模式和FFS模式的制作简单并且有很宽的视角，它们成了能够改善视角特性并实现大面积显示的最有吸引力的办法。
上世纪70年代初，已经对均匀排列的和扭曲排列的、向列相液晶IPS模式的基本的电光特性进行了实验性研究，其特点是将一对电极制作在同一基板上，而另一个基板上没有电极，通过加在这一对电极间的横向电场来控制液晶分子的排列，因此也可以称这种模式为横向场模式。在IPS模式中，向列相液晶分子在两基板间均匀平行排列，两偏振片正交放置。IPS模式在不加电场时，入射光被两个正交的偏振片阻断而呈暗态，加电场时，液晶分子发生转动造成延迟，于是有光从两个正交的偏振片漏出。采用IPS模式的面板的优点是可视角度大、色彩还原准确，但缺点是漏光比较严重、响应速度较慢。
随着TFT型LCD的广泛应用，对其性能的要求也在不断的提高，高显示图像质量要求其具有更快的响应速度、更低的能耗、以及更高的低温可靠性，另外还需要更高的对比度及透过率，特别是对于IPS型液晶显示模式。这意味着，液晶材料需要具有更高的对比度及透过率、更高的弹性常数、更高的介电常数及低温可靠性，而这些性能的提高都需要对液晶材料的改进。
本领域技术人员基于传统的IPS-LCD漏光性测试发现，造成液晶显示器件漏光问题的主要因素是：光散射(LC Scattering)，而LC Scattering与平均弹性常数Kave的关系式如下：
LC Scattering∝dΔn2(ne+no)2/Kave，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，Kave表示平均弹性常数。
由该关系式可知，LC Scattering与Kave成反比例，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。
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。关态下，L0与液晶分子的介电无关，与液晶材料本身的光散射相关，光散射愈小，L0也愈小，对比度从而也就会显著提高。
此外，响应速度对于液晶显示器件是另一项重要的参数，响应时间(τ)与旋转粘度(γ1)的关系式如下：
τoff∝γ1d2/π2K，其中γ1为液晶的旋转粘度，d为液晶显示器件中液晶厚度，K为液晶相关弹性常数。
由该关系式可知，τ与γ1成反比例，旋转粘度小的液晶组合物可以提高液晶显示元件的响应速度，当液晶显示元件的响应速度快时，其可适用于动画显示。
鉴于上述情况，提高液晶材料的对比度，可以通过提高液晶组合物的平均弹性常数Kave的值，使液晶分子的有序度更好，漏光更少；而旋转粘度小的液晶组合物可以提高液晶显示元件的响应速度。
此外，为了保证液晶显示器的高显示图像质量，在保持合适的介电各向异性绝对值、低温可靠性、清亮点、光学各向异性的情况下，液晶组合物还需要具有较高的的对比度、较短的响应时间、较大的Kave值和较低的旋转粘度。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具有较好的光学各向异性、介电各向异性、清亮点和低温储存时间的同时，还具有较高的对比度和较短的响应时间、较大的Kave值和较低的旋转粘度的液晶组合物以及液晶显示器件，以解决现有技术中存在的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种液晶组合物，所述液晶组合物包含至少一种通式Ⅰ的化合物以及至少一种通式Ⅱ的化合物：
R1、R2、R3各自独立地表示-H、含有1-12(例如，可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基、含有3-12(例如，可以为3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基和含有3-12个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
R4表示-H、含有1-12(例如，可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基、含有3-12(例如，可以为3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基和含有3-12个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环环环和环各自独立地表示其中， 中一个或更多个-CH2-可被-O-替代，并且 中一个或更多个环中单键可被双键替代，中一个或两个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5和Z6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-；
L1、L2、L3、L4各自独立地表示-F、-Cl、-CF3、-OCF3；
n1表示0、1或2，n2和n3各自独立地表示0或1，且0≤n1+n2+n3≤2；当n1＝2时，环可以相同或不同，Z1可以相同或不同；
n4表示0、1、2或3，n5表示0或1，且0≤n4+n5≤3；当n4＝2或3时，环可以相同或不同，Z5可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-50％(包含其间的所有数值)，例如0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、13％、15％、17％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、33％、35％、37％、40％、42％、45％、47％、50％或者其中任意两者之间的数值范围；优选地，通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为1％-35％；进一步优选地，通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为5％-20％。本发明通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比超过50％时，会影响液晶组合物的低温存储性和电压保持率的可靠性。
在本发明的一些实施方案中，优选地，在通式Ⅰ的化合物中，R1和R2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链的烷基、含有3-10个碳原子的支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链的烷氧基、含有3-9个碳原子的支链的烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-40％(包含其间的所有数值)，例如0.1％、0.5％、1％、3％、5％、7％、8％、10％、12％、14％、17％、19％、20％、22％、25％、27％、30％、32％、35％、37％、40％或者其中任意两者之间的数值范围；优选地，通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为1％-30％；进一步优选地，通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为3％-20％。本发明通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比高于40％时，会影响液晶组合物的低温存储性。
在本发明的一些实施方案中，优选地，在通式Ⅱ的化合物中，R3和R4各自独立地表示含有1-9个碳原子的直链的烷基、含有3-9个碳原子的支链的烷基、含有1-8个碳原子的直链的烷氧基、含有3-8个碳原子的支链的烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，L1、L2、L3、L4各自独立地表示-F、-Cl。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式Ⅰ的化合物选自由如下化合物组成的组：
在本发明的一些实施方案中，优选地，本发明的液晶组合物优选含有至少一种(例如，可以是两种、三种)通式Ⅰ-1的化合物。
在本发明的一些实施方案中，优选地，本发明的液晶组合物优选含有至少一种(例如，可以是两种、三种)通式Ⅰ-2的化合物。
在本发明的一些实施方案中，优选地，本发明的液晶组合物优选含有至少一种(例如，可以是两种、三种)通式Ⅰ-1的化合物以及至少一种(例如，可以是两种、三种)通式Ⅰ-2的化合物。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式Ⅱ的化合物选自由如下化合物组成的组：
在本发明的一些实施方案中，本发明的液晶组合物优选含有选自由通式Ⅱ-17的化合物、通式Ⅱ-4的化合物、通式Ⅱ-12的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，本发明的液晶组合物优选含有至少一种(例如，可以是两种、三种)选自通式Ⅱ-12的化合物。
在本发明的一些实施方案中，本发明的液晶组合物优选含有至少一种选自通式Ⅱ-12的化合物以及至少一种选自Ⅱ-4的化合物。
在本发明的一些实施方案中，本发明的液晶组合物优选含有至少一种(例如，可以是两种、三种)选自通式Ⅱ-17的化合物。
在本发明的一些实施方案中，本发明的液晶组合物优选含有至少一种选自通式Ⅱ-17的化合物以及至少一种(例如，可以是两种、三种)选自通式Ⅱ-4的化合物。
在本发明的一些实施方案中，为了获得相对更高的对比度，本发明的液晶组合物优选含有至少一种选自通式Ⅱ-12的化合物以及至少两种选自通式Ⅱ-17的化合物。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物：
其中，
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12(例如，可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的直链的烷基、含有3-12(例如，可以为3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链的烷基和含有3-12个碳原子的支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环和环各自独立地表示其中中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，并且一个或至多两个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个-H可被-F、-Cl或-CN取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
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、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；并且
nN1表示0、1、2或3，nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3，当nN1＝2或3时，环可以相同或不同，ZN1可以相同或不同；
通式N的化合物不包括通式Ⅰ的化合物和通式Ⅱ的化合物。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RN1和RN2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链的烷基、含有3-10个碳原子的支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链的烷氧基、含有3-10个碳原子的支链的烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，通式N的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-60％(包含其间的所有数值)，例如0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、30％、34％、38％、40％、45％、50％、55％、60％或者其中任意两者之间的数值范围；优选地，通式N的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为5-50％；进一步优选地，通式N的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为20-50％。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式N的化合物选自由如下化合物组成的组：
其中，RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链的烷基、含有3-12个碳原子的支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链的烷氧基、含有3-11个碳原子的支链的烷氧基、
在本发明的一些实施方案中，为了使本发明的组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较小的旋转粘度、较快的响应时间以及较高的对比度和较好的低温储存时间，优选地，通式N的化合物选自由通式N-2的化合物、通式N-7的化合物、通式N-15的化合物和通式N-22的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物：
其中，
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链的烷基、含有3-12个碳原子的支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基和含有3-12个碳原子的支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环环和环各自独立地表示 其中中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，一个或至多两个环中单键可被双键替代，中的至多一个-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-；并且
nM表示0、1或2，其中当nM＝2时，环可以相同或不同，ZM2可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-70％(包含其间的所有数值)，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或者其中任意两者之间的数值范围；优选地，通式M的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为5-65％；进一步优选地，通式M的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为10-60％。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链的烷基、含有3-10个碳原子的支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链的烷氧基、含有3-10个碳原子的支链的烷氧基、含有2-10个碳原子的直链的烯基或含有3-10个碳原子的支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有2-8个碳原子的直链烯基；进一步优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有2-5个碳原子的直链烯基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2中的一者为含有2-5个碳原子的直链烯基，而另一者为含有1-5个碳原子的直链烷基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链烷氧基；进一步优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-5个碳原子的直链烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2中的一者为含有1-5个碳原子的直链烷氧基，而另一者为含有1-5个碳原子的直链烷基。
在本发明的一些实施方案中，在重视可靠性时，优选RM1和RM2均为烷基；在重视降低化合物的挥发性的情形时，优选RM1和RM2均为烷氧基；在重视粘度降低的情形时，优选RM1和RM2中至少一者为烯基。
如本文所使用的，术语“含有1-r个碳原子”(其中r为大于1的整数)可以为含有介于1与r之间的任何整数(包含端值1与r)个碳原子，例如，含有2个碳原子、含有(r-1)个碳原子、或含有r个碳原子。举例而言，“含有1-12个碳原子”可以为含有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。
如本文所使用的，术语“y1-y2的整数”可以为该范围之间的任何整数(包含端值y1和y2)。例如，“0-12的整数”可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。
本发明中的烯基优选地选自式(V1)至式(V9)中的任一者所表示的基团，特别优选为式(V1)、式(V2)、式(V8)或(V9)。式(V1)至式(V9)所表示的基团如下所示：
其中，*表示所键结的环结构中的连接位点。
本发明中的烯氧基优选地选自式(OV1)至式(OV9)中的任一者所表示的基团，特别优选为式(OV1)、式(OV2)、式(OV8)或式(OV9)。式(OV1)至式(OV9)所表示的基团如下所示：
其中，*表示所键结的环结构中的连接位点。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述通式M的化合物选自由如下化合物组成的组：
在本发明的一些实施方案中，为了使本发明的组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存时间的情况下，具有较小的旋转粘度、较快的响应时间以及较高的对比度，通式M的化合物优选自由通式M-1的化合物、通式M-11的化合物和通式M-13的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，优选调整通式M的化合物的含量，为了使本发明的组合物在维持适当的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较小的旋转粘度、较快的响应时间以及较高的对比度和较好的低温储存时间。
在本发明的一些实施方案中，优选地，所述液晶组合物还包含至少一种添加剂，除上述化合物以外，本发明的液晶组合物也可含有通常的向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、掺杂剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、聚合性单体或光稳定剂等添加剂。
如下显示优选加入到根据本发明的液晶组合物中的可能的掺杂剂：
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、紫外线吸收剂等添加剂优选以下物质：
其中，n表示1-12的正整数。
优选地，抗氧化剂选自如下所示的化合物：
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％。
本发明的组合物还可以包含可聚合化合物，所述可聚合化合物包含至少一种通式RM的化合物：
其中，P1和P2各自独立地表示 或-SH；r1表示1-3的整数(例如1、2或3)；r2和r3各自独立地表示0-6的整数(例如0、1、2、3、4、5或6)；r4和r5各自独立地表示0-4的整数(例如0、1、2、3或4)；Z表示单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH＝CH-COO-；Zp1和Zp2相同或不同，各自独立地表示单键、-O-、-S-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-CF＝CF-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH2-、-OCH2-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-；Y1和Y2各自独立地表示H、卤素、含有1-3个碳原子的直链烷基或烷氧基、含有3个碳原子的支链烷基或烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，P1和P2各自独立地表示
在本发明的一些实施方案中，所述通式RM的化合物选自由如下化合物组成的组：
进一步优选地，通式RM的化合物选自由通式RM-1的化合物、通式RM-2的化合物、通式RM-3的化合物、通式RM-4的化合物、通式RM-5的化合物、通式RM-6的化合物、通式RM-7的化合物、通式RM-8的化合物、通式RM-11的化合物、通式RM-12的化合物、通式RM-13的化合物、通式RM-14的化合物、通式RM-29的化合物、通式RM-30的化合物、通式RM-31的化合物、通式RM-32的化合物、通式RM-33的化合物或通式RM-34的化合物组成的组。
将本发明的液晶组合物与可聚合化合物在聚合时，形成的聚合颗粒比较均匀，不易形成较大的聚合颗粒，进而在面板内不会形成亮点而影响显示效果。
另外，为了促进聚合，液晶组合物还可以含有聚合引发剂。对于聚合引发剂，可以列举苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。
在另一方面，本发明还提供一种液晶显示器件，该液晶显示器件包含上述液晶组合物。
本发明的液晶组合物可适用于VA、NFFS或PSA-VA显示模式的显示元件中，尤其适用于NFFS显示模式的显示元件中。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的液晶组合物在维持相对较好的光学各向异性、介电各向异性、清亮点和低温储存时间的同时，还具有较高的对比度和较短的响应时间、较大的Kave值和较低的旋转粘度，适用于VA、NFFS或PSA-VA显示模式的显示元件中。
具体实施方式
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
在本发明中如无特殊说明，所述的比例均为重量比，所有温度均为摄氏度温度。
为便于表达，以下各实施例中，各化合物的基团结构用表1所列的代码表示：
表1液晶组合物中化合物基团结构代码
以如下结构式的化合物为例对其结构代码进行说明：
该结构式如果用表1所示代码表示，则可以表达为nCPPm，代码中n表示左端烷基的碳原子数，例如n为3，即表示该烷基为-C3H7，代码中C表示1,4-亚环己基，P表示1,4-亚苯基，m表示右端烷基的碳原子数，例如m为2，即表示该烷基为-C2H5。
在以下实施例中，性能测试项目的简写代号如表2所示。
表2性能测试项目简写代号
| 测试项目代号 | 含义 |
| Δn | 光学各向异性(589nm，20℃) |
| Δε | 介电各向异性(1KHz，20℃) |
| Cp | 清亮点(向列-各向同性相转变温度，℃) |
| γ1 | 旋转粘度(mPa·s，20℃) |
| Kave | 平均弹性常数 |
| t-30℃或t-40℃ | 低温储存时间(天，在-30℃或-40℃) |
| τ | 响应时间(ms) |
| CR | 对比度 |
其中，Δn：使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、20℃测试得到。
Δε＝ε∥-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：20℃、1KHz、测试盒为VA型、盒厚6μm。
Cp：通过熔点仪测试获得。
其中K11、K22和K33是使用LCR仪和VA测试盒测试液晶材料的电容电压特性曲线(C-V曲线)并且进行计算所得，测试条件：6μmVA测试盒，V＝0.1～20V，20℃。
t-30℃：将向列相液晶介质置于玻璃瓶中，在-30℃保存，并且在观察到有晶体析出时所记录的时间。
t-40℃：将向列相液晶介质置于玻璃瓶中，在-40℃保存，并且在观察到有晶体析出时所记录的时间。
τ：使用DMS505测试仪在20℃下测试得到，测试条件：20℃、V90驱动、盒厚3.5μm的负性IPS型测试盒。
γ1：使用TOYO6254型液晶物性评价系统测试得到；测试温度为20℃，测试电压为90V，测试盒厚为20μm。
CR：使用DMS 505测试仪在255灰阶电压和0灰阶电压下分别测试液晶盒的穿透率，即Tr255和Tr0，由Tr255/Tr0得到，测试条件：20℃、盒厚3.5μm的负性IPS型测试盒。
在本以下实施例的液晶组合物中所采用的各成分，均可以通过公知的方法进行合成或者可以通过商业途径获得，所得液晶组合物的各成分经测试符合电子类化合物标准。
以下实施例中的液晶组合物按照各组分配比(各实施例中组分末尾的括号中为所述组分的归属通式)，并通过常规制备方法如采用加热、超声波、悬浮等方式混合得到液晶组合物。
制备并研究下列实施例中给出的液晶组合物。下面显示了各液晶组合物的组成和其性能参数测试结果。
对比例1：
在该对比例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
对比例2：
在该对比例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例1：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例2：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例3：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例4：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例5：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例6：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
实施例7：
在本实施例中，液晶组合物包括如下表所示质量百分含量的组分，并且在下表中列出了其性能测试结果：
由对比例1与对比例2对比可知，相对于常规的组合，仅将本发明通式I的化合物替代相近的单体时，在保持适当的清亮点、光学各向异性和介电各向异性的前提下，液晶组合物在低温储存时间、Kave值、响应时间、旋转粘度和对比度等性能方面均有所改善，但仍然不能满足液晶组合物对较高的Kave值、较快的响应时间、较小的旋转粘度、较高的对比度的追求。
进一步地，由对比例1、对比例2与实施例1对比可知，同时将本发明通式I的化合物、通式II的化合物替代相近的单体时，包含本发明通式I的化合物和通式II的化合物的液晶组合物可以在保持较好的清亮点、光学各向异性、介电各向异性、低温储存时间的前提下，进一步的降低旋转粘度并缩短响应时间，同时也明显提高了液晶组合物的对比度，而且本发明液晶组合物的Kave值可以维持在显著高的水平，使得液晶分子有序度表现良好、液晶材料漏光更少。
由上述实施例1至实施例7可知，本发明提供的液晶组合物在不同水平的△n、Cp、Δε的体系中，均可实现较低的旋转粘度和较短的响应时间，同时具有较高的对比度，而且液晶组合物的Kave值仍可以维持在显著高的水平。
综上，本发明的液晶组合物在维持相对较好的光学各向异性、介电各向异性、清亮点和低温储存时间的同时，还具有较高的对比度和较短的响应时间、较大的Kave值和较低的旋转粘度，适用于VA、NFFS或PSA-VA显示模式的显示元件中。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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通式Ⅰ的化合物以及至少一种通式Ⅱ的化合物：
其中，R1、R2、R3各自独立地表示-H、含有1-12个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基、含有3-12个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基和含有3-12个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
R4表示-H、含有1-12个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基、含有3-12个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链的卤代或未被卤代的烷基和含有3-12个碳原子的支链的卤代或未被卤代的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环环环和环各自独立地表示其中， 中一个或更多个-CH2-可被-O-替代，并且 中一个或更多个环中单键可被双键替代，中一个或两个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5和Z6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-；
L1、L2、L3、L4各自独立地表示-F、-Cl、-CF3、-OCF3；
n1表示0、1或2，n2和n3各自独立地表示0或1，且0≤n1+n2+n3≤2；当n1＝2时，环可以相同或不同，Z1可以相同或不同；
n4表示0、1、2或3，n5表示0或1，且0≤n4+n5≤3；当n4＝2或3时，环可以相同或不同，Z5可以相同或不同。
2.根据权利要求1所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物选自由如下化合物组成的组：
3.根据权利要求1或2所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ的化合物选自由如下化合物组成的组：
4.根据权利要求1所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物：
其中，
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链的烷基、含有3-12个碳原子的支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链的烷基和含有3-12个碳原子的支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环和环各自独立地表示其中中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，并且一个或两个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个-H可被-F、-Cl或-CN取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
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自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；并且
nN1表示0、1、2或3，nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3，当nN1＝2或3时，环可以相同或不同，ZN1可以相同或不同；
通式N的化合物不包括所述通式Ⅰ的化合物和通式Ⅱ的化合物。
5.根据权利要求4所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述通式N的化合物选自由如下化合物组成的组：
其中，RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链的烷基、含有3-12个碳原子的支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链的烷氧基、含有3-11个碳原子的支链的烷氧基、
6.根据权利要求4所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物：
其中，
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链的烷基、含有3-12个碳原子的支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基和含有3-12个碳原子的支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环环和环各自独立地表示 其中中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，一个或两个环中单键可被双键替代，中的至多一个-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-；并且
nM表示0、1或2，其中当nM＝2时，环可以相同或不同，ZM2可以相同或不同。
7.根据权利要求6所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述通式M的化合物选自由如下化合物组成的组：
8.根据权利要求6所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-50％，所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-40％，所述通式N的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-60％，所述通式M的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-70％。
9.根据权利要求1所述的一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种添加剂。
10.一种包含根据权利要求1-9中任一项所述的液晶组合物的液晶显示器件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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