CN105482828A - 液晶组合物及其显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶组合物，它包含：选自由通式Ⅰ-1、通式Ⅰ-2及其组合组成的组的至少一种的第一化合物，以及选自由通式Ⅱ-1、通式Ⅱ-2、通式Ⅱ-3、通式Ⅱ-4及其组合组成的组的至少一种的第二化合物。本发明提供的液晶组合物，具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高的清亮点、较宽的向列相温度范围、粘度小以及良好的高温稳定性的特性。该液晶组合物能够适用于液晶显示器件中，使该液晶显示器件具有响应时间短、高温下能够良好显示等特性。

Description

液晶组合物及其显示器件
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高清亮点、较快的响应速度以及良好的高温稳定性的液晶组合物，以及包含该液晶组合物的液晶显示器件。
背景技术
液晶材料是在一定的温度下，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性的有机棒状小分子化合物的混合物。根据液晶材料性质的不同，各种相态的液晶材料大都已开发用于液晶显示器件中。
对于液晶显示器来说，具备良好的化学和热稳定性、良好的对电场和电磁辐射的稳定性、适当的光学各向异性、较快的响应速度及较低的阈值电压的液晶化合物与液晶介质是符合目前需求的。由于液晶通常作为多种组分的混合物使用，各组分之间的彼此互溶则显得尤为重要，而依据不同的电池类型和应用领域，液晶必须要满足不同的要求，如电导率、介电各向异性和光学各向异性等，但是在现有技术中显著存在的缺点是较长的响应时间，较低电阻率且操作电压过高等，如EP0673986、DE19528106、DE19528107。
响应速度是液晶显示器的重要评价指标，响应速度过慢，显示画面就会出现拖影现象，因此要求液晶显示器具有快的响应速度。为了提高液晶显示器的响应速度，可以选用减小盒厚、改良驱动方式、提高驱动电压、采用快速响应的液晶组合物等方法。但不管采用何种方法，总会带来液晶显示器其他性能的削弱。如改变驱动方式，往往会导致IC驱动成本升高、电路更为复杂；提高驱动电压，功耗也会随之增加；减小盒厚，会增加生产工艺的难度，造成盒厚不均等缺陷，导致液晶显示器良率的下降。
以上改良方式都是从液晶显示屏的制作着手，实际上，液晶面板生产商会更倾向于选择快响应速度的液晶材料来改善液晶显示器的响应速度。但液晶材料的各项性能是相互制约的，加快响应速度往往会带来清亮点的降低，导致液晶显示屏不能在高温环境下工作，高低温可靠性能降低，严重时会导致液晶显示器在低温下无法正常显示。
本发明的目的是提供一种液晶组合物，其具有向列相的上限温度高、向列相的下限温度低(即相变温度范围宽)；粘度低；合适的光学各向异性；合适的介电各向异性；高温稳定性好等特性中的至少一种特性。本发明的其他目的是提供一种液晶显示器件，其是具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、高温稳定性好等特性的组合物，并且使得液晶显示器件具有响应时间短、高温下能够良好显示等特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶组合物，其具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高的清亮点、较宽的向列相温度范围、粘度小以及良好的高温稳定性的特性。该液晶组合物能够适用于液晶显示器件中，使该液晶显示器件具有响应时间短、高温下能够良好显示等特性。
本发明的一个方面提供一种液晶组合物，包含：
第一化合物，所述第一化合物是选自由通式Ⅰ-1、通式Ⅰ-2及其组合组成的组的一种或多种化合物
以及
第二化合物，所述第二化合物是选自由通式Ⅱ-1、通式Ⅱ-2、通式Ⅱ-3、通式Ⅱ-4及其组合组成的组的一种或多种化合物
其中，
R1和R2相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2至5的烷基；
R3、R5、R6、R7、R8、R9和R10相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基或烷氧基，或碳原子数为2至5的烯基；
R4表示碳原子数为2至5的烯基；
L1表示H或F。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物是选自通式Ⅰ-1的一种或多种化合物。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物是选自通式Ⅰ-2的一种或多种化合物。
在本发明的一些实施方案中，所述第二化合物包括选自通式Ⅱ-1的一种或多种化合物。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-35％。
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅰ-1的化合物占所述液晶组合物总重量的0-15％；通式Ⅰ-2的化合物占所述液晶组合物总重量的5-20％。
在本发明的一些实施方案中，本发明所述液晶组合物还包含：
第三化合物，所述第三化合物是选自通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3及其组合组成的组的一种或多种化合物：
以及
其中，
R11、R12、R13、R14、R15和R16相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基，或碳原子数为2至5的烯基；
L2和L3相同或不同，各自独立地表示H或F。
在本发明的一些实施方案中，所述第三化合物占所述液晶组合物总重量0-20％。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％；以及第三化合物占所述液晶组合物总重量的0-15％。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-45％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的55-90％。
在本发明的一些实施方案中，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-45％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的55-90％；以及所述第三化合物占所述液晶组合物总重量的0-10％。
在本发明的一些实施方案中，作为特别优选方案，尤其优选所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶组合物总重量的10-35％。
在本发明的一些实施方案中，作为特别优选方案，尤其优选所述通式Ⅰ-1的化合物占所述液晶组合物总重量的0-15％；通式Ⅰ-2的化合物占所述液晶组合物总重量的5-20％。
在本发明的一些实施方案中，优选所述通式Ⅰ-1的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
在本发明的一些实施方案中，优选所述通式Ⅰ-2的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅱ-1的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅱ-2的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅱ-2的化合物尤其优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅱ-3的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅱ-3的化合物尤其优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅱ-4的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅱ-4的化合物尤其优选如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅲ-1的化合物选自由如下化合物组成的组中一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅲ-1的化合物尤其优选Ⅲ-1-2的化合物。
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅲ-2的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅲ-2的化合物尤其优选Ⅲ-2-2的化合物。
在本发明的一些实施方案中，所述通式Ⅲ-3的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
作为特别优选方案，所述通式Ⅲ-3的化合物尤其优选Ⅲ-3-1的化合物。
本发明还提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包含本发明的所提供的液晶组合物。
本发明通过与实验比较，证明了本发明的液晶组合物，具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较高的清亮点、较宽的向列相温度范围、粘度小以及对热的稳定性高的特性。
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，所述的响应时间数据的测试选用的盒厚为7μm。
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。
为便于表达，以下各实施例中，液晶组合物的基团结构用表1所列的代码表示：
表1液晶化合物的基团结构代码
以如下结构式的化合物为例：
该结构式如用表2所列代码表示，则可表达为：nCPUF，代码中的n表示左端烷基的C原子数，例如n为“3”，即表示该烷基为-C3H7；代码中的C代表环己烷基。
以下实施例中测试项目的简写代号如下：
其中，折射率各向异性使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、20℃测试得；介电测试盒为TN90型，盒厚7μm。
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：25℃、1KHz、测试盒为TN90型，盒厚7μm。
VHR(初始)是使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得；测试温度为60℃，测试电压为5V，测试时间为166.7ms；VHR(150℃)是将液晶在150℃劣化1h后使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得；测试温度为60℃，测试电压为5V，测试时间为166.7ms。
在以下的实施例中所采用的各成分，均可以通过公知的方法进行合成，或者通过商业途径获得。这些合成技术是常规的，所得到各液晶化合物经测试符合电子类化合物标准。
按照以下实施例规定的各液晶组合物的配比，制备液晶组合物。所述液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的，如采取加热、超声波、悬浮等方式按照规定比例混合制得。
对照例1
按表2中所列的各化合物及重量百分数配制成对照例1的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表2液晶组合物配方及其测试性能
实施例1
按表3中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例1的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表3液晶组合物配方及其测试性能
实施例2
按表4中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例2的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表4液晶组合物配方及其测试性能
实施例3
按表5中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例3的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表5液晶组合物配方及其测试性能
对照例2
按表6中所列的各化合物及重量百分数配制成对照例2的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表6液晶组合物配方及其测试性能
实施例4
按表7中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例4的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表7液晶组合物配方及其测试性能
实施例5
按表8中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例5的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表8液晶组合物配方及其测试性能
实施例6
按表9中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例6的液晶组合物，其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：
表9液晶组合物配方及其测试性能
从以上实施例数据可知，本发明所提供的液晶组合物具有合适的光学各向异性、合适的介电各向异性、较宽的向列相温度范围、较高的清亮点、较快的响应速度以及良好的高温稳定性，可适用于液晶显示器中。并且与对照例1和2相比，在光学各向异性值、介电各向异性值和清亮点相近时，本发明所提供的液晶组合物具有更短的响应时间和更好的高温稳定性，能够满足液晶显示器的快响应以及在高温条件下能够很好的显示的需求，取得了明显的技术进步。

Claims (17)

1.一种液晶组合物，其特征在于，包含：
第一化合物，所述第一化合物是选自由通式Ⅰ-1、通式Ⅰ-2及其组合组成的组的一种或多种化合物
以及
第二化合物，所述第二化合物是选自由通式Ⅱ-1、通式Ⅱ-2、通式Ⅱ-3、通式Ⅱ-4及其组合组成的组的一种或多种化合物
其中，
R1和R2相同或不同，各自独立地表示碳原子数为2至5的烷基；
R3、R5、R6、R7、R8、R9和R10相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基或烷氧基，或碳原子数为2至5的烯基；
R4表示碳原子数为2至5的烯基；
L1表示H或F。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物是选自通式Ⅰ-1的一种或多种化合物。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物是选自通式Ⅰ-2的一种或多种化合物。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述第二化合物包括选自通式Ⅱ-1的一种或多种化合物。
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含：
第三化合物，所述第三化合物是选自通式Ⅲ-1、通式Ⅲ-2、通式Ⅲ-3及其组合组成的组的一种或多种化合物：
以及
其中，
R11、R12、R13、R14、R15和R16相同或不同，各自独立地表示碳原子数为1至5的烷基，或碳原子数为2至5的烯基；
L2和L3相同或不同，各自独立地表示H或F。
6.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述第三化合物占所述液晶组合物总重量0-20％。
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％。
8.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的10-90％；以及第三化合物占所述液晶组合物总重量的0-15％。
9.根据权利要求7所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-45％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的55-90％。
10.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-45％；所述第二化合物占所述液晶组合物总重量的55-90％；以及所述第三化合物占所述液晶组合物总重量的0-10％。
11.根据要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ-1的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
并且
所述通式Ⅰ-2的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
12.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ-1的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅱ-2的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅱ-3的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
并且
所述通式Ⅱ-4的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
13.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅲ-1的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅲ-2的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
所述通式Ⅲ-3的化合物是选自由如下化合物组成的组的一种或多种化合物：
以及
14.根据权利要求9或10所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一化合物占所述液晶组合物总重量的10-35％。
15.根据权利要求14所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅰ-1的化合物占所述液晶组合物总重量的0-15％；通式Ⅰ-2的化合物占所述液晶组合物总重量的5-20％。
16.根据权利要求11至15任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量40％的化合物Ⅱ-1-1；
占所述液晶组合物总重量10％的化合物Ⅱ-1-4；
占所述液晶组合物总重量10％的化合物Ⅱ-1-6；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-3-2；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-1；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-2；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-3；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-2-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-1；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅰ-2-2；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅰ-2-3；以及
占所述液晶组合物总重量3％的化合物Ⅰ-2-4；
或者，所述的液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量40％的化合物Ⅱ-1-1；
占所述液晶组合物总重量10％的化合物Ⅱ-1-4；
占所述液晶组合物总重量11％的化合物Ⅱ-1-6；
占所述液晶组合物总重量3％的化合物Ⅱ-3-2；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅱ-4-1；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-2；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-7；
占所述液晶组合物总重量2％的化合物Ⅲ-2-2；
占所述液晶组合物总重量2％的化合物Ⅲ-1-2；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-1；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅰ-2-2；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅰ-2-3；以及
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅰ-1-1；
或者，所述的液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量40％的化合物Ⅱ-1-1；
占所述液晶组合物总重量10％的化合物Ⅱ-1-4；
占所述液晶组合物总重量8％的化合物Ⅱ-1-6；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅱ-4-1；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-2；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅱ-4-3；
占所述液晶组合物总重量2％的化合物Ⅲ-2-2；
占所述液晶组合物总重量7％的化合物Ⅱ-2-4；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅰ-2-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-2；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅰ-2-3；以及
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-4；
或者，所述的液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量25％的化合物Ⅱ-1-1；
占所述液晶组合物总重量8％的化合物Ⅱ-1-6；
占所述液晶组合物总重量12％的化合物Ⅱ-2-4；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-1；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-5；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅲ-3-1；
占所述液晶组合物总重量3％的化合物Ⅲ-2-2；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-2；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-3；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-4；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-1-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-1-2；以及
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-1-3；
或者，所述的液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量25％的化合物Ⅱ-1-1；
占所述液晶组合物总重量9％的化合物Ⅱ-1-6；
占所述液晶组合物总重量12％的化合物Ⅱ-2-4；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-1；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-5；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅲ-3-1；
占所述液晶组合物总重量3％的化合物Ⅱ-4-5；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-2；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-3；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-4；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-1-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-1-2；以及
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅰ-1-3；
或者，所述的液晶组合物包含：
占所述液晶组合物总重量25％的化合物Ⅱ-1-1；
占所述液晶组合物总重量12％的化合物Ⅱ-1-6；
占所述液晶组合物总重量14％的化合物Ⅱ-2-4；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-1；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅱ-2-5；
占所述液晶组合物总重量3％的化合物Ⅱ-3-3；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅰ-2-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-2；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-2-3；
占所述液晶组合物总重量4％的化合物Ⅰ-2-4；
占所述液晶组合物总重量6％的化合物Ⅰ-1-1；
占所述液晶组合物总重量5％的化合物Ⅰ-1-2；以及
占所述液晶组合物总重量3％的化合物Ⅰ-1-3。
17.一种液晶显示器，其特在在于，它包含权利要求1至16任一项所述的液晶组合物。
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