CN104087312B

CN104087312B - 一种液晶组合物及其应用

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Publication number: CN104087312B
Application number: CN201410269923.7A
Authority: CN
Inventors: 姜天孟; 田会强; 储士红; 陈海光; 高立龙; 班全志; 梁现丽
Original assignee: Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2034-06-17
Also published as: CN104087312A; WO2015192441A1; US20170313939A1; US10655064B2

Abstract

本发明提供了一种包含重量百分比为1％～90％的一种或多种通式I化合物的液晶混合物，本发明所述液晶组合物具有低粘度、高电阻率、良好的低温互溶性、快的响应速度以及优异的透过率特性，可用于多种显示模式的快响应液晶显示。液晶显示器受限制于液晶的温度范围，液晶只在液晶相范围内表现出显示效果，而且低温时液晶的粘度成指数增加，低温响应速度是液晶显示其的硬伤，所以显示效果会大大降低。本发明所述的液晶组合物克服了这些问题，具有低粘度和良好的低温性能和优异的透过率特性，其在TN、IPS或FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器显示效果；R-A₁-Z₁-A₂-Z₂-A₃-Z₃-A₄-Z₄-A₅-O(CH₂)nF I。

Description

一种液晶组合物及其应用

技术领域

本发明涉及液晶材料领域，具体涉及一种全新的液晶组合物及其在液晶显示领域的应用。

背景技术

目前，液晶在信息显示领域得到广泛应用，同时在光通讯中的应用也取得了一定的进展(S.T.Wu，D.K.Yang.ReflectiveLiquidCrystalDisplays.Wiley，2001)。近几年，液晶化合物的应用领域已经显著拓宽到各类显示器件、电光器件、电子元件、传感器等。为此，已经提出许多不同的结构，特别是在向列型液晶领域，向列型液晶化合物迄今已经在平板显示器中得到最为广泛的应用。特别是用于TFT有源矩阵的系统中。

液晶显示伴随液晶的发现经历了漫长的发展道路。1888年奥地利植物学家FriedrichReinitzer发现了第一种液晶材料安息香酸胆固醇(cholesterylbenzoate)。1917年Manguin发明了摩擦定向法，用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年E.Bose建立了攒动(Swarm)学说，并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的实验支持(1918年)，后经DeGennes论述为统计性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher1933年创立连续体理论，并得到F.C.Frank完善(1958年)。M.Born(1916年)和K.Lichtennecker(1926年)发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年，W.Kast据此将向列相分为正、负性两大类。1927年，V.Freedericksz和V.Zolinao发现向列相液晶在电场(或磁场)作用下，发生形变并存在电压阈值(Freederichsz转变)。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。

1968年美国RCA公司R.Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有光散射现象。G.H.Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。七十年代初，Helfrich及Schadt发明了TN原理，人们利用TN光电效应和集成电路相结合，将其做成显示器件(TN-LCD)，为液晶的应用开拓了广阔的前景。七十年代以来，由于大规模集成电路和液晶材料的发展，液晶在显示方面的应用取得了突破性的发展，1983～1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(SuperTwisredNematic：STN)模式以及P.Brody在1972年提出的有源矩阵(Activematrix：AM)方式被重新采用。传统的TN-LCD技术已发展为STN-LCD及TFT-LCD技术，尽管STN的扫描线数可达768行以上，但是当温度升高时仍然存在着响应速度、视角以及灰度等问题，因此大面积、高信息量、彩色显示大多采用有源矩阵显示方式。TFT-LCD已经广泛用于直视型电视、大屏幕投影电视、计算机终端显示和某些军用仪表显示，相信TFT-LCD技术具有更为广阔的应用前景。

其中“有源矩阵”包括两种类型：1、在作为基片的硅晶片上的OMS(金属氧化物半导体)或其它二极管。2、在作为基片的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。

单晶硅作为基片材料限制了显示尺寸，因为各部分显示器件甚至模块组装在其结合处出现许多问题。因而，第二种薄膜晶体管是具有前景的有源矩阵类型，所利用的光电效应通常是TN效应。TFT包括化合物半导体，如Cdse，或以多晶或无定形硅为基础的TFT。

目前，对于用于平板和智能手机显示器的小尺寸和中尺寸显示器来说，面内转换(IPS)和边缘场切换(FFS)模式是非常令人感兴趣的。IPS和FFS模式广泛适用于智能和中尺寸显示器的原因是宽视角，相对于现有技术中熟知模式的低运行参数，相对于IPS模式,FFS拥有更高的透射率。现有技术中的液晶混合物特征在于其由具有正介电各向异性的化合物以及任选的中性化合物构成。

在液晶显示器中，期望有助于盒中的以下优势的介质：

1、宽的向列相范围(特别是向下直到低温的)

2、在极低温下切换的能力(户外应用、汽车、航空电子技术)

3、提高的对紫外辐射的耐受性(更长的服务寿命)

4、低阈值电压(节省电能)

5、高透射率。

发明内容

本发明是基于提供特别是用于这类的TN、ADS、FFS或IPS显示器的介质的任务。特别地，液晶介质应当具有快的响应时间和低旋转粘度，同时具有高的双折射。此外，液晶介质应当具有高的清亮点、适应介电各向异性。

现在已经发现，如果使用包含一种或多种式I的化合物的液晶混合物，则可以实现该目的。上述液晶化合物清亮点较高，互溶性好，性能稳定，同时，其光学各向异性、介电各向异性和旋转粘度适中可调，配合适宜的其他液晶化合物，所得组合物能够实现优越的综合性能。

具体而言，本发明所提供的液晶组合物,包含以下重量百分比的组分:

1)1％～90％的一种或多种通式I所代表的化合物；

2)1％～85％的一种或多种通式II至III所代表的化合物；

3)0％～80％的一种或多种通式IV至XIII所代表的化合物；

4)0％～30％的一种或多种通式XIV至XVI所代表的化合物；

5)0％～30％的一种或多种通式XⅦ至XXI所代表的化合物；

6)0％～15％的一种或多种通式XXⅡ至XXⅤ所代表的化合物；

其中，上述1)至6)之和为100％；

R-A₁-Z₁-A₂-Z₂-A₃-Z₃-A₄-Z₄-A₅-O(CH₂)nFI

其中：R选自H和未取代或取代的各自含有1-12个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-C≡C-，-CF₂O-，-CH＝CH-，-O-，-CO-O-，-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替，并且其中一个或多个H原子也可以被卤素代替；

A₁、A₂、A₃、A₄和A₅各自独立地选自：单键；1，3-环戊基，1，4-环己基，1，4-环己烯基；哌啶-1，4-二基；1，4-亚二环[2，2，2]辛基；1，4-苯基，萘-2，6-二基；反式十氢化萘-2，6-二基；四氢化萘-2，6-二基；1，2-二氢化茚；茚；菲基和二苯并呋喃；其中，1，4-环己基，其中一个CH₂或两个不直接连接的CH₂可被O或S代替；1，4-苯基中一个CH或两个不直接连接的CH可被N代替；且在每种情况下氢各自独立地可被一个或多个卤素取代；同时A₁、A₂、A₃、A₄和A₅不能全部为单键；

Z₁、Z₂、Z₃和Z₄各自独立地选自：单键、-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-CH＝CHCH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH＝CH-、CF₂O、OCF₂、CF₂CF₂、CF＝CF、CH₂CF₂、CF₂CH₂、OCF₂CF₂O、C₂H₄CF₂O、CH₂CF₂OCH₂、CH₂OCF₂CH₂、OCF₂C₂H₄、C₃H₆O、OC₃H₆、C₂H₄OCH₂、CH₂OC₂H₄、CH₂O、OCH₂，-CH＝CH-、-C≡C-和COO；

n为2、3或4；

其中，R₂和R₃各自独立地选自：含有1-7个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-，一个或多个H原子也可以被氟元素代替；

A和B各自独立地选自1，4-环己基；1，4-苯基，一个或多个H原子也可以被氟元素代替；

C和D各自独立地选自1，4-环己基，其中一个-CH₂-或两个不直接连接的-CH₂-可被O代替，；

Y₁-Y₇为各自彼此独立地表示H或F；

Z₅表示单键、-C₂H₄-、-(CH₂)₄-、-CH＝CH、-CF＝CF、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、-CH2O-、-OCH₂、-COO-、-CF₂O-或-OCF₂-；

X₁表示F、OCF₃、OCHF₂、CF₃、CF₂H、Cl、OCH＝CF₂或OCF₂CF＝CF₂。

优选地，本发明所提供的液晶组合物，包含以下重量百分比的组分：

1)2％～55％的一种或多种通式I所代表的化合物；

2)17％～82％的一种或多种通式II至III所代表的化合物；

3)0％～57％的一种或多种通式IV至XIII所代表的化合物；

4)0％～30％的一种或多种通式XIV至XVI所代表的化合物；

5)0％～26％的一种或多种通式XⅦ至XXI所代表的化合物；

其中，上述1)至5)之和为100％。

更优选地，

1)3％～50％的一种或多种通式I所代表的化合物；

2)20％～80％的一种或多种通式II至III所代表的化合物；

3)5％～50％的一种或多种通式IV至XIII所代表的化合物；

4)1％～15％的一种或多种通式XIV至XVI所代表的化合物；

5)1％～25％的一种或多种通式XⅦ至XXI所代表的化合物。

其中，上述1)至5)之和为100％。

以及特别优选地，本发明所提供的液晶组合物，包含以下重量百分比的组分：

1)5％～50％的一种或多种通式I所代表的化合物；

2)20％～60％的一种或多种通式II至III所代表的化合物；

3)10％～50％的一种或多种通式IV至XIII所代表的化合物；

4)3％～15％的一种或多种通式XIV至XVI所代表的化合物；

5)3％～20％的一种或多种通式XⅦ至XXI所代表的化合物。

其中，上述1)至5)之和为100％。

本发明所提供的液晶组合物中，通式I所代表的化合物互溶性良好，综合性能优异，尤其是其清亮点较高。

其中，优选所述通式I所代表的化合物中，R选自H和未取代或取代的各自含有1-7个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-，-O-，以O原子彼此不直接键接的方式代替，并且其中一个或多个H原子也可以被卤素代替；

A₁、A₂、A₃、A₄和A₅各自独立地选自：单键；1，3-环戊基，1，4-环己基，1，4-环己烯基；1，4-苯基，萘-2，6-二基；反式十氢化萘-2，6-二基；四氢化萘-2，6-二基；1，2-二氢化茚，其中，1，4-环己基中一个CH₂或两个不直接连接的CH₂可被O或S代替；1，4-苯基中一个CH或两个不直接连接的CH可被N代替；且在每种情况下氢各自独立地可被一个或多个氟元素取代；同时A₁、A₂、A₃、A₄和A₅不能全部为单键；

Z₁、Z₂、Z₃和Z₄各自独立地选自：单键、-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、CF₂O、OCF₂、CF＝CF、CH₂CF₂、CF₂CH₂、CH₂O、OCH₂，-CH＝CH-；

n为2、3或4；

进一步优选：

R选自H和未取代或取代的各自含有1-6个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-，-O-，以O原子彼此不直接键接的方式代替，并且其中一个或多个H原子也可以被氟元素代替；

A₁、A₂、A₃、A₄和A₅各自独立地选自：单键；1，4-环己基；1，4-环己烯基；1，4-苯基；其中1，4-环己基中一个CH₂或两个不直接连接的CH₂可被O代替；且在每种情况下氢各自独立地可被一个或多个氟元素取代；同时A₁、A₂、A₃、A₄和A₅不能全部为单键；

Z₁、Z₂、Z₃和Z₄各自独立地选自：单键、-(CH₂)₂-、CF₂O；

n为2、3或4；

更优选的通式I所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₁选自含有1-6个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-，一个或多个H原子也可以被氟元素代替；

n为2、3或4。

最优选通式I的化合物如下所示：

本发明所提供的II或III类通式所代表的两环结构化合物为非极性组分。此类化合物对于降低体系的粘度、提高响应速度作用显著，是调配快速响应的液晶混合物必不可少的一类化合物。

其中，优选所述通式II和/或III所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：

本发明所提供的IV至XIII类通式所代表的化合物为极性化合物，该结构具有较大的介电各向异性，运用到液晶组合物中可以降低驱动电压，节约能源。

其中，优选所述通式IV至XIII所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₂和X₁代表同上，Y₁-Y₇为各自彼此独立地表示H或F。

本发明所提供的XIV至XVI类通式所代表的化合物为联苯或三联苯结构，该结构具有较大的光学各向异性，运用到液晶组合物中可以提高光学各向异性，从而降低盒厚，提高响应速度。

其中，优选所述通式XIV至XVI所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₂、R₃、Y₁、Y₂和X₁代表同上。

本发明所提供的XⅦ至XXI类通式所代表的化合物为四环结构，有高的清亮点，运用到液晶组合物中可以提高器件的温度适用范围。

其中，优选所述通式XⅦ至XXI所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：

其中，R₂、R₃和X₁代表同上。

以及优选，所述通式XXⅡ至XXⅤ所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₂和R₃代表同上。

本发明所述液晶组合物的制备方法无特殊限制，可采用常规方法将两种或多种化合物混合进行生产，如通过在高温下混合不同组分并彼此溶解的方法制备，其中，将液晶组合物溶解在用于该化合物的溶剂中并混合，然后在减压下蒸馏出该溶剂；或者本发明所述液晶组合物可按照常规的方法制备，如将其中含量较小的组分在较高的温度下溶解在含量较大的主要组分中，或将各所属组分在有机溶剂中溶解，如丙酮、氯仿或甲醇等，然后将溶液混合去除溶剂后得到，本发明对此不作特别限定。

此外，本发明进一步请求保护上述液晶组合物在液晶显示装置中的应用。其中，优选所述液晶显示装置为TN、ADS、FFS或IPS显示器。本发明所述液晶组合物具有低粘度、高电阻率、良好的低温互溶性、快的响应速度以及优异的透过率特性，可用于多种显示模式的快响应液晶显示。液晶显示器受限制于液晶的温度范围，液晶只在液晶相范围内表现出显示效果，而且低温时液晶的粘度成指数增加，低温响应速度是液晶显示其的硬伤，所以显示效果会大大降低。本发明所述的液晶组合物克服了这些问题，具有低粘度和良好的低温性能和优异的透过率特性，其在TN、IPS或FFS模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器显示效果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例中液晶组合物的制备均采用如下方法：

均匀液晶的制备采用业内普遍使用的热溶解方法，首先用天平按重量百分比称量液晶化合物，其中称量加入顺序无特定要求，通常以液晶化合物熔点由高到低的顺序依次称量混合，在60-100℃下加热搅拌使得各组分熔解均匀，再经过滤、旋蒸，最后封装即得目标样品。

除非另有说明，上下文中百分比为重量百分比，所有的温度以摄氏度给出。使用下述缩写：

△n为光学各向异性(20℃)，Δε为介电各向异性(25℃，1000Hz)，γ1为体积粘度(mPa·s，25℃)，Cp为液晶组合物的清亮点(℃)。为了便于表示，以下实施例中，液晶化合物中基团结构用表0所示代码表示：

表1：液晶化合物的基团结构代码

以如下结构为例：

该结构，则表示为CDUQU-3.O3F。

再如以下结构:

该结构则表示为CCPU-5.F。

以下实施例中配比为重量百分比的液晶化合物并以本发明中所述方法配制液晶组合物，具体配比及所得的液晶组合物的性能参数见以下表

实施例1：

表2实施例1的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				CPU-3.O2F	3	△n	0.112
CPU-3.O3F	3	Δε	+5.0
				PUQU-3.O2F	6	γ1(mPa·s)	65.0
PUQU-3.O3F	6	Cp(℃)	75
				PUQU-5.O2F	6
PUQU-5.O3F	5
				PGUQU-3.O3F	6
CCP-V.1	4
				CCP-V2.1	3
CC-3.V	40
				CC-3.V1	3
PGP-2.3	5

PGP-2.4	5
				PGP-3.5	5

该组合物具有低的粘度，适用于快响应液晶显示装置。

实施例2

表3实施例2的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				CPU-3.O2F	5	△n	0.100
CPU-3.O3F	5	Δε	+5.0
				PUQU-3.O2F	6	γ1(mPa·s)	77
PUQU-3.O3F	6	Cp(℃)	91.0
				PUQU-5.O2F	6
PUQU-5.O3F	6
				DUQU-4.O3F	3
CCPU-3.O3F	1
				CCP-V.1	14
CC-3.V	35
				CC-3.V1	5
CPPC-3.3	4
				CGPC-3.3	4

该组合物具有较高的介电各向异性、低的粘度。适用于快响应低电压驱动的液晶显示装置。

实施例3

表4实施例3的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				CPU-3.O2F	5	△n	0.100
CPU-3.O3F	4	Δε	+5.6
				PUQU-3.O2F	5	γ1(mPa·s)	78
PUQU-3.O3F	5	Cp(℃)	93.0
				PUQU-5.O2F	5
PUQU-5.O3F	5
				PGUQU-3.O3F	3
DUQU-4.O3F	3
				DPUQU-4.O3F	3
CCP-V.1	12

CCP-V2.1	6
		CC-3.V	30
CC-3.V1	5
		CC-3.2V1	5	30 -->
CPPC-3.3	4

实施例4

表5实施例4的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				CPU-3.O2F	5	△n	0.099
CPU-3.O3F	4	Δε	+8.0
				CCU-3.O2F	3	γ1(mPa·s)	87
CCU-3.O3F	4	Cp(℃)	92.0
				PUQU-3.O2F	5
PUQU-3.O3F	5
				PUQU-5.O3F	5
PGUQU-3.O3F	2
				DUQU-3.O3F	4
DUQU-4.O3F	5
				DPUQU-4.O3F	4
CCPU-2.O3F	3
				CCPU-3.O3F	3
CCPU-5.O3F	3
				CCP-V.1	6
CC-3.V	33
				CC-3.V1	3
CCP-3.OCF3	3

该组合物具有高的介电各向异性。适用于低电压驱动的液晶显示装置。

实施例5

表6实施例5的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				CPU-3.O2F	3	△n	0.099
CPU-3.O3F	3	Δε	+8.3

PUQU-3.O3F	4	γ1(mPa·s)	92
				PUQU-5.O3F	4	Cp(℃)	93.0
PGUQU-3.O3F	3
				PGUQU-5.O3F	3
DUQU-3.O3F	8
				DUQU-4.O3F	9		31 -->
DPUQU-4.O3F	4
				CCPU-3.O3F	4
CCPU-5.O3F	4
				CCP-V.1	11
CC-3.V	30
				CC-3.2V1	6
CCP-3.OCF3	4

实施例6

表7实施例6的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	3	△n	0.101
PUQU-5.O3F	2	Δε	+9.1
				PGUQU-3.O3F	2	γ1(mPa·s)	105
CC-3.V	25	Cp(℃)	91.0
				CCU-2.F	7
CCU-3.F	14
				CGU-2.F	12
CGU-3.F	11
				CGPC-3.3	3
CCPU-2.F	3
				CCPU-3.F	8
CCPU-4.F	4
				CCGU-3.F	6

实施例7

表8实施例7的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分

重量百分比(％)

性能参数

参数值

PGU-3.O3F	6	△n	0.105
				CC-3.V	25	Δε	+7.9
CCU-2.F	11	γ1(mPa·s)	121
				CCU-3.F	14	Cp(℃)	95.0
CGPC-3.3	3
				CPU-5.F	5
CGU-2.F	15
				CCPU-2.F	3		32 -->
CCPU-3.F	8
				CCPU-4.F	4
CCGU-3.F	6

实施例8

表9实施例8的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	5	△n	0.111
APU-3.O3F	5	Δε	+6.9
				PUQU-3.O3F	4	γ1(mPa·s)	111
PGUQU-3.O3F	5	Cp(℃)	105.0
				CC-3.V	30
CC-3.V1	10
				CCP-V.1	3
CPG-3.F	3
				CCU-3.F	2
CCPU-3.F	6
				CCPU-5.F	6
CCGU-3.F	5
				PGUQU-5.F	6
CCQU-3.F	6
				CCQU-5.F	4

实施例9

表10实施例9的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	8	△n	0.112
APU-3.O3F	9	Δε	+2.2

PUQU-3.O3F	10	γ1(mPa·s)	80.0
				CC-3.V	38	Cp(℃)	86.0
CC-3.V1	10
				CCP-V.1	3
CCP-V2.1	9
				PGP-2.3	5
PGP-3.5	5
				CGPC-3.3	3

该组合物具有高的光学各向异性和低的旋转粘度。适用于快速响应的液晶显示装置。

实施例10

表11实施例10的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	2	△n	0.098
CC-3.V	33	Δε	+7.5
				CCU-2.F	10	γ1(mPa·s)	95
CCU-3.F	10	Cp(℃)	94.0
				CPU-5.F	6
CGU-2.F	7
				CGU-3.F	6
CCPU-2.F	6
				CCPU-3.F	7
CCPU-4.F	7
				CCGU-3.F	6

实施例11

表12实施例11的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	8	△n	0.099
CC-3.V	15	Δε	+9.0
				CCP-V.1	7	γ1(mPa·s)	125
CCU-2.F	7	Cp(℃)	96.0
				CCU-3.F	7
CCU-5.F	7
				CPPC-3.3	3

CPU-3.F	7
		CPU-5.F	8
CCPU-3.F	2
		CCPU-5.F	2
CCGU-3.F	6
		CCQU-3.F	8
CCQU-5.F	8
		CUQU-3.F	5

实施例12

表13实施例12的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值34 -->
				PGU-3.O3F	8	△n	0.119
APU-3.O3F	8	Δε	+9.0
				CC-5.V	13	γ1(mPa·s)	150
CC-3.V1	4	Cp(℃)	110.0
				CPU-3.F	23
CCG-2.F	3
				CCG-3.F	3
CCG-5.F	3
				CCPU-2.F	4
CCPU-3.F	4
				CCPU-4.F	4
CCPU-5.F	4
				CCQU-3.F	19

实施例13

表14实施例13的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	5	△n	0.119
PUQU-3.O3F	7	Δε	+4.8
				CC-3.V	44	γ1(mPa·s)	65
CCP-V.1	9	Cp(℃)	82.0
				PGP-2.3	7
PGP-2.4	6
				CPP-3.2	7

APUQU-2.F	7
				APUQU-3.F	8

实施例14

表15实施例14的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	7	△n	0.107
APU-3.O3F	3	Δε	+7.0
				CC-3.V	33	γ1(mPa·s)	87
CC-3.V1	10	Cp(℃)	96.0
				CGU-3.F	5
CCPU-3.F	3
				CCPU-5.F	5
CCGU-3.F	5		35 -->
				CCP-3.OCF3	7
CCP-5.OCF3	9
				PGUQU-3.F	5
PGUQU-5.F	4
				PUQU-3.F	4

实施例15

表16实施例15的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				DUQU-3.O3F	10	△n	0.110
CCG-V.F	5	Δε	+9.2
				CC-5.V	14	γ1(mPa·s)	125
CC-3.V1	8	Cp(℃)	96.0
				PGP-2.4	8
CPPC-3.3	3
				CCPU-2.F	4
CCPU-3.F	5
				CCGU-3.4	5
CCP-3.OCF3	5
				CCP-5.OCF3	5
CCU-3.OCHF2	10
				CUQU-3.F	10

PUQU-3.F

8

实施例16

表17实施例16的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				APU-3.O3F	5	△n	0.138
PUQU-3.O3F	10	Δε	+8.9
				PGUQU-3.O3F	4	γ1(mPa·s)	135
CC-3.V	20	Cp(℃)	97.0
				PGP-2.3	5
PGP-2.4	4
				PGP-3.5	3
CPU-3.F	9
				CGU-2.F	10
CGU-3.4	8
				CCPU-2.F	4		36 -->
CCPU-3.F	8
				CCPU-4.F	4
CCGU-3.F	6

实施例17

表18实施例17的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				DUQU-3.03F	5	△n	0.095
PGUQU-3.O3F	6	Δε	+2.0
				CC-3.V	43	γ1(mPa·s)	42
CC-3.V1	12	Cp(℃)	75.0
				PP-1.2V	7
CCP-V.1	10
				CCP-V2.1	10
PGP-2.3	7

实施例18

表19实施例18的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	15	△n	0.102
CC-3.V	43	Δε	+7.0

CCP-V.1	10	γ1(mPa·s)	77
				PPGU-3.F	2	Cp(℃)	86.0
CCP-3.OCF3	10
				CPGU-3.OCF3	10
APUQU-2.F	10

实施例19

表20实施例19的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	10	△n	0.134
CC-3.V	48	Δε	+2.0
				CC-3.V1	9	γ1(mPa·s)	65
PGP-1.2V	10	Cp(℃)	82.0
				PGP-2.2V	10
PGP-3.2V	10
				PGUQU-3.F	3

实施例20

表21实施例20的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PGU-3.O3F	4	△n	0.102
APU-3.O3F	9	Δε	+5.3
				CC-3.V	27	γ1(mPa·s)	90
CC-3.V1	5	Cp(℃)	98.0
				CCP-V.1	13
CCP-V2.1	11
				CCG-V.F	6
CCU-3.F	4
				CGU-3.F	7
CCGU-3.F	7
				PUQU-3.F	7

实施例21

表22实施例21的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				APU-3.O3F	6	△n	0.100

PUQU-3.O3F	8	Δε	+6.0
				DUQU-3.O3F	8	γ1(mPa·s)	108
PGUQU-3.O3F	6	Cp(℃)	85.6
				APUQU-3.O3F	4
CUQU-3.O3F	9
				CC-3.V	30
CC-3.V1	6
				CCP-V.1	11
CCP-3.OCF3	4
				CCPU-2.F	4
CCPU-3.F	4

实施例22

表23实施例22的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	15	△n	0.106
DUQU-3.O3F	9	Δε	+5.8
				PGUQU-3.O3F	2	γ1(mPa·s)	102
APUQU-3.O3F	4	Cp(℃)	87.938 -->
				CCU-3.O3F	7
CPU-3.O3F	9
				CC-3.V	33
CC-3.V1	3
				CCP-V.1	6
CCP-3.OCF3	3
				CCPU-2.F	3
CCPU-3.F	3
				CCPU-4.F	3

实施例23

表24实施例23的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	12	△n	0.115
PGUQU-3.O3F	10	Δε	+4.8
				CC-3.V	45	γ1(mPa·s)	80
PGP-2.3	10	Cp(℃)	82.0

PGP-2.4	4
		CCU-3.F	10
CCPU-2.F	3
		CCPU-3.F	3
CCPU-4.F	3

实施例24

表25实施例24的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	12	△n	0.101
APUQU-3.O3F	14	Δε	+8.4
				CC-3.V	24	γ1(mPa·s)	125
CCP-V.1	9	Cp(℃)	100.0
				CCU-2.F	5
CCU-3.F	10
				CCP-3.OCF3	5
CPGU-3.OCF3	4
				CCQU-3.F	13

该组合物具有相对高的清亮点，使液晶器件的使用温度范围增加。

实施例25

表26实施例25的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				DUQU-3.O3F	13	△n	0.112
CCU-3.O3F	5	Δε	+11.2
				CPU-3.O3F	10	γ1(mPa·s)	125
CC-3.V	24	Cp(℃)	90.0
				CCP-V.1	9
CCP-3.OCF3	5
				CPGU-3.OCF3	4
CCPU-2.F	4
				PUQU-3.F	12
APUQU-3.F	14

该组合物具有非常高的介电各向异性。适用于低电压驱动的液晶显示装置。

实施例26

表27实施例26的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				PUQU-3.O3F	6	△n	0.106
PGUQU-3.O3F	7	Δε	+5.8
				APUQU-3.O3F	5	γ1(mPa·s)	115
AUQU-3.O3F	5	Cp(℃)	110.0
				CC-3.V	34
CC-3.V1	5
				CCP-V.1	10
CCU-3.F	3
				CPPC-3.3	4
CCPU-4.F	3
				CCP-3.OCF3	3
CCP-5.OCF3	3
				CCGU-3.F	5
CPGU-3.OCF3	7

实施例27

表28实施例27的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				DUQU-3.O3F	13	△n	0.102
CCU-3.O3F	5	Δε	+9.8
				CPU-3.O3F	10	γ1(mPa·s)	10240 -->
CC-3.V	24	Cp(℃)	88.0
				CCP-V.1	9
CCW-3.O2	9
				CPGU-3.OCF3	4
CCPU-2.F	4
				PUQU-3.F	12
APUQU-3.F	10

该组合物具有相对高的介电各向异性，由于负性单体的添加在穿透度方面改善尤其明显。

对比例1

表29未添加式Ⅰ的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				CCU-3.F	15	△n	0.095
CC-3.V	43	Δε	+5.5
				CCP-V.1	10	γ1(mPa·s)	75
PPGU-3.F	2	Cp(℃)	85.0
				CCP-3.OCF3	10
CPGU-3.OCF3	10
				APUQU-2.F	10

通过对比例1和实施例18比较，其他组分不变，仅用PUQU-3.O3F替代传统的CCU-3.F后观察，加入式Ⅰ化合物后，光学各向异性由0.095增加到0.102，介电各向异性由5.5增加到7.0，其他性能基本维持不变。从而使显示器的驱动电压降低，响应速度加快。

对比例2

表30用于TFT模式的液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

组分	重量百分比(％)	性能参数	参数值
				2CCGF	13	△n	0.0991
3CCGF	14	Δε	+4.8
				4CCGF	12	γ1(mPa·s)	119
5CCGF	10	Cp(℃)	79.5
				3CPGF	9
4CPGF	6
				5CPGF	13
7CPF	4
				2CCUOCF2H	3
3CPPFFF	2
				2PTGF	2
5CPCl	7		41 -->
				3CPOCH3	5

本发明实施例与对比例2常用的TFT模式的液晶组合物比较，本发明组合物的介电各向异性明显高于对比例2，而本发明的粘度γ1明显低于对比例2，从而可以降低体系的驱动电压和粘度，降低功耗，提高响应速度。

由以上实施例可得出本发明是基于提供特别是用于这类的TN、ADS、FFS或IPS显示器的介质的任务。特别地，液晶介质应当具有快的响应时间和低旋转粘度，同时具有高的双折射。此外，液晶介质应当具有高的清亮点、适宜介电各向异性。

此外，除特殊说明外(通式I部分化合物)，本发明所述液晶组合物所使用的各液晶化合物均为已知物质，其结构及其获取途径(如市售或合成)均为本领域技术人员所掌握，此处因篇幅所限，仅列举部分化合物的制备过程，其他不再赘述。

实施例28：

PGUQU-3.O3F(化合物3)的合成

1)三氟甲基磺酸鎓盐(化合物2)的合成

1L三口瓶中加入137g3,5,2'-三氟-4″-丙基-[1,1'；4',1″]三联苯-4-甲酸(化合物1)、47mL1,3-丙二硫醇、42mL三氟甲基磺酸、145mL甲苯和145mL异辛烷，一侧口安装分水器，升温至回流，反应6小时，缓慢冷却0℃，抽滤，得到固体。干燥后进行下一步投料。

2)4-{[3,5-二氟-4-(3-氟丙氧基)-苯氧基]-二氟甲基}-3,5-二氟-4'-丙基联苯(化合物3)的合成

2L三口瓶中加入200mL二氯甲烷、39mL三乙胺和57.7g3,5-二氟-4-(3-氟丙氧基)-苯酚(化合物2)，降温至20℃，加入由142g三氟甲基磺酸鎓盐(化合物11)和400mL二氯甲烷组成的溶液，搅拌1小时。控温-75℃以下，滴加77g氟化氢三乙胺，继续搅拌1小时。控温-75℃以下，由15mL溴素和30mL二氯甲烷组成的溶液，回温至-10℃后进行后处理。10L桶中，加入1L水，开动搅拌，倒入反应液，搅拌分钟，缓慢加入碳酸氢钠固体(产生大量气体)至溶液PH近中性，静置分液，水相用500ml二氯甲烷提取一次，合并有机相，70℃旋干溶剂得固体，用2倍乙醇和1倍甲苯重结晶三次，抽滤晾干白色固体。理论产量：139.2g，实际产量：144.1g，收率82.0％

气相纯度(GC)99.9％，

熔点：80.2℃，清亮点：170.2℃

Δn为0.200，

Δε为21.0，

γ1为245mPa·s。

质谱分析碎片：173、346、375、580(分子离子峰)；

H-NMR核磁谱图(CDCl3,300mhZ)：δH:0.90-2.60(m,9H),3.90-4.10(m,4H),6.10-7.30(m,11H)。

依据实施例28的技术方案，简单更换含有相应基团的原料可合成以下化合物，具体为本领域技术人员所掌握，本发明对此不作特别限定：

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种液晶组合物，其特征在于：包含以下重量百分比的组分：

1)3％～50％的一种或多种通式I所代表的化合物；

2)20％～80％的一种或多种通式II至III所代表的化合物；

3)5％～50％的一种或多种通式IV至XIII所代表的化合物；

4)1％～15％的一种或多种通式XIV至XVI所代表的化合物；

5)1％～25％的一种或多种通式XⅦ至XXI所代表的化合物；

其中，上述1)至5)之和为100％；

R-A₁-Z₁-A₂-Z₂-A₃-Z₃-A₄-Z₄-A₅-O(CH₂)nFI

其中：R选自H和未取代或取代的各自含有1-12个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-或-O-以O原子彼此不直接键接的方式代替，并且其中一个或多个H原子也可以被卤素代替；

A₁、A₂、A₃和A₄各自独立地选自：单键，1，4-环己基，1，4-环己烯基和1，4-苯基；其中，1，4-环己基，其中一个CH₂或两个不直接连接的CH₂可被O代替；1，4-苯基中一个CH或两个不直接连接的CH可被N代替；且在每种情况下一个或多个氢各自独立地可被卤素取代；A₅为1，4-苯基，其中一个或多个氢各自独立地可被卤素取代；

Z₁、Z₂、Z₃和Z₄各自独立地选自：单键、-(CH₂)₂-、CF₂O、OCF₂、CF₂CF₂、CF＝CF、和-C≡C-；

n为2、3或4；

C和D各自独立地选自1，4-环己基，其中一个-CH₂-或两个不直接连接的-CH₂-可被O代替；

Y₁-Y₈为各自彼此独立地表示H或F；

Z₅表示单键、-C₂H₄-、-(CH₂)₄-、-CH＝CH、-CF＝CF、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂、-COO-、-CF₂O-或-OCF₂-；

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：包含以下重量百分比的组分：

1)5％～50％的一种或多种通式I所代表的化合物；

2)20％～60％的一种或多种通式II至III所代表的化合物；

3)10％～50％的一种或多种通式IV至XIII所代表的化合物；

4)3％～15％的一种或多种通式XIV至XVI所代表的化合物；

5)3％～20％的一种或多种通式XⅦ至XXI所代表的化合物；

其中，上述1)至5)之和为100％。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：所述通式I所代表的化合物中，R选自H和未取代或取代的各自含有1-7个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-，-O-，以O原子彼此不直接键接的方式代替，并且其中一个或多个H原子也可以被卤素代替；

n为2、3或4。

4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：所述通式I所代表的化合物中，R选自H和未取代或取代的各自含有1-6个碳原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中一个或多个CH₂基团也可以各自彼此独立地被-CH＝CH-，-O-，以O原子彼此不直接键接的方式代替，并且其中一个或多个H原子也可以被氟元素代替；

A₁、A₂、A₃和A₄各自独立地选自：单键，1，4-环己基，1，4-环己烯基或1，4-苯基；其中1，4-环己基中一个CH₂或两个不直接连接的CH₂可被O代替；且在每种情况下一个或多个氢各自独立地可被氟元素取代；A₅为1，4-苯基，其中一个或多个氢各自独立地可被氟元素取代；

n为2、3或4。

5.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：所述通式I所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

n为2、3或4。

6.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：所述通式I所代表的化合物如下所示：

7.根据权利要求1-2、4-6中任一项所述的组合物，其特征在于：所述通式II和/或III所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：

8.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：所述通式II和/或III所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：

9.根据权利要求1-2、4-6、8中任一项所述的组合物，其特征在于：所述通式IV至XIII所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₂和X₁代表同权利要求1中所述R₂和X₁。

10.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于：所述通式IV至XIII所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₂和X₁代表同权利要求1中所述R₂和X₁。

11.根据权利要求1-2、4-6、8、10中任一项所述的组合物，其特征在于：所述通式XIV至XVI所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

其中，R₂、R₃、Y₁、Y₂和X₁代表同权利要求1中所述R₂、R₃、Y₁、Y₂和X₁。

12.根据权利要求9所述的组合物，其特征在于：所述通式XIV至XVI所代表的化合物选自如下化合物中的一种或多种：

13.根据权利要求1-2、4-6、8、10、12中任一项所述的组合物，其特征在于：所述通式XⅦ至XXI所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：

其中，R₂、R₃和X₁代表同权利要求1中所述R₂、R₃和X₁。

14.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于：所述通式XⅦ至XXI所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：

其中，R₂、R₃和X₁代表同权利要求1中所述R₂、R₃和X₁。

15.权利要求1-14中任一项所述液晶组合物在液晶显示装置中的应用，其特征在于：所述的液晶显示装置为TN、ADS、FFS或IPS显示器。