CN108473870A - 液晶组合物及包含它的液晶显示装置 - Google Patents

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CN108473870A CN201680064348.4A CN201680064348A CN108473870A CN 108473870 A CN108473870 A CN 108473870A CN 201680064348 A CN201680064348 A CN 201680064348A CN 108473870 A CN108473870 A CN 108473870A
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Abstract

本发明涉及一种液晶组合物及液晶显示装置。所述液晶组合物具有优秀的低温稳定性及较高的相转移温度，可显示出充分的折射率各向异性及介电常数各向异性且可显示出较低的旋转粘度。因此，利用所述液晶组合物可以提供阈值电压低且可高速回应以及可在较宽的温度范围下驱动的液晶显示装置。

Description

液晶组合物及包含它的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物及包含它的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(LCD)被用于包括钟表、电子计算器在内的各种电器设备、测量设备、车辆面板、文字处理器、电子记事本、打印机、电脑、电视机等。液晶显示方式中代表性的有扭曲向列(TN,Twist nematic)型、超扭曲向列(STN,Super-twisted nematic)型、面内切换(IPS,In-plane switching)型、边缘场切换(FFS,Fringe field switching)型及垂直取向(VA,Vertical alignment)型等。
用于这些液晶显示装置的单一液晶化合物具有约200g/mol至600g/mol的分子量和棒状分子结构。通常，液晶化合物的分子结构区分为保持直线性的中心基团(coregroup)、具有柔性的末端基团(terminal group)以及具有特定用途的连接基团(linkagegroup)。通过控制引入末端基团的取代基的种类，可以控制液晶化合物及包含它的组合物的物理性质。具体地，可通过向一侧或两侧末端引入容易弯曲的链状基团(烷基、烷氧基或烯基等)来确保柔性，或者可通过向两侧末端中的任一侧引入极性基团(F、CN、OCF3等)来控制物理性质如介电常数。
用于上述的液晶显示装置的液晶化合物要求低电压驱动、高速回应、宽的工作温度范围。具体地，为了在宽的温度范围下稳定地驱动，液晶材料要求具有在约－25℃以下稳定的各种物理性质(低温稳定性)以及高透明点。而且，为了低电压驱动及高速回应，液晶材料要求介电常数各向异性的绝对值大，旋转粘度低以及具有适当的弹性系数(K11、K22、K33平均值)。
如上所述的液晶材料所要求的物理性质仅用一种至两种液晶化合物是不可能满足的，通常需要配合使用7种至20种液晶化合物。
然而，介电常数各向异性为负(-)的负型液晶材料，其分子侧面存在极性取代基，因此相较于正型液晶材料，负型液晶材料存在介电常数各向异性只要稍有变化就会使旋转粘度大幅提升的问题。而且，用于控制介电常数各向异性及折射率各向异性等的液晶化合物会使低温稳定性等降低，因此存在液晶显示装置的驱动温度范围受到限制的问题。
由此，需要研发出一种用于提供可高速回应且驱动温度范围宽的液晶显示装置的液晶组合物。
发明内容
技术问题
本发明提供一种可具有优秀的低温稳定性及较高的相转移温度且显示出较低的旋转粘度的液晶组合物。
本发明还提供一种包含所述液晶组合物的液晶显示装置。
技术方案
下面对本发明具体实施方案的液晶组合物及包含它的液晶显示装置等进行说明。
本发明的一个示例性实施方案提供一种液晶组合物，相对于总液晶化合物100重量份，所述液晶组合物包含1重量份至15重量份的由下述化学式1表示的液晶化合物和1重量份至15重量份的由下述化学式2表示的液晶化合物。
[化学式1]
在所述化学式1中，R1表示具有1至5个碳原子的烷基，
[化学式2]
在所述化学式2中，R2表示具有1至5个碳原子的烷基。
所述化学式2的液晶化合物具有同时显示出具有乙烯基的二环己烷的高折射率及高相转移温度和低旋转粘度的特性，而且具有改善乙烯基导致的低UV稳定性和低可靠性的优点。但是，所述化学式2的液晶化合物存在降低液晶组合物的低温稳定性且溶解度差的缺陷。
然而，这种化学式2的液晶化合物与所述化学式1的液晶化合物一起使用时，可以大幅改善低温稳定性及溶解度，而且可以显著降低旋转粘度。因此，将包含所述化学式1及2的液晶化合物的本发明的一个示例性实施方案的液晶组合物适用于液晶显示装置时，可期待降低阈值电压以及提高回应速度。
在所述化学式1中，R1可表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基或新戊基等。其中R1选择丙基会显示出更为优秀的折射率、相转移温度及旋转粘度。
相对于液晶组合物中包含的总液晶化合物100重量份，所述化学式1的液晶化合物包含1重量份至15重量份。若所述化学式1的液晶化合物的含量低于所述范围，则无法充分地改善低温稳定性及旋转粘度，若所述化学式1的液晶化合物的含量超出所述范围，则折射率可能会降低。
所述化学式1的液晶化合物会增加所述化学式2的液晶化合物的溶解度，与所述化学式2的液晶化合物一起包含所述化学式1的液晶化合物时，可以显著地改善液晶组合物的低温稳定性和旋转粘度。
在所述化学式2中，R2可表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基或新戊基等。其中R2选择乙基、正丙基及正丁基中的任何一个，可以更有效地确保上述的效果。
作为所述化学式2的液晶化合物可以使用选自由所述化学式2表示的液晶化合物中的一种或两种以上。这种所述化学式2的液晶化合物相对于液晶组合物中包含的总液晶化合物100重量份使用1重量份至15重量份。若所述化学式2的液晶化合物的含量低于所述范围，则液晶组合物的折射率及相转移温度可能会降低，若超出所述范围，则低温稳定性可能会显著降低。
所述一个示例性实施方案的液晶组合物除了包含所述化学式1及2的液晶化合物之外，可以包含本发明所属领域中已知的各种液晶化合物和其他添加剂。
作为一个例子，所述液晶组合物可进一步包含由下述化学式3表示的液晶化合物。
[化学式3]
在所述化学式3中，R21及R22分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A3及A4环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基(tetrahydropyranyle ne)或1,4-亚苯基。
在没有特别限制的情况下，本文中以下术语可以被解释为如下。
卤素(halogen)可以是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。
具有1至15个碳原子的烷基自由基可以是直链、支链或环状烷基自由基。具体地，具有1至15个碳原子的烷基自由基可以是具有1至10个碳原子的直链烷基自由基；具有1至5个碳原子的直链烷基自由基；具有3至10个碳原子的支链或环状烷基自由基；或者具有3至5个碳原子的支链或环状烷基自由基。更具体地，具有1至15个碳原子的烷基自由基可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或环己基等。
此外，具有1至15个碳原子的烷基自由基可以用所述自由基的一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或–O-CO-O-取代的自由基来替代。在一个例子中，甲基自由基可以用甲基自由基(-CH2-H)中的-CH2-被-CH＝CH-取代的乙烯基(-CH＝CH-H)来替代。只是，所述自由基中一个以上的-CH2-可被所述的取代基取代，以免氧原子直接连接。
另外，具有1至15个碳原子的烷基自由基可以用所述自由基的一个以上的H被卤素取代的自由基来替代。在一个例子中，甲基自由基可以用甲基自由基(-CH3)的所有H被F取代的全氟甲基自由基(-CF3)来替代。
作为所述化学式3的液晶化合物可以使用选自下述结构的液晶化合物中的化合物，使得能够保持高电阻率以及有利于控制透明点、旋转粘度、折射率各向异性、介电常数各向异性。
在所述式中，R21及R22与化学式3中的定义相同。
为了实现所述的物理性质，相对于所述组合物中包含的总液晶化合物100重量份，所述化学式3的化合物可包含10重量份至50重量份。
另外，所述液晶组合物可进一步包含由下述化学式4表示的液晶化合物。
[化学式4]
在所述化学式4中，R31及R32分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A5及A7环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基，
A6环表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
o表示1或2的整数。
在所述化学式4中o为2时，2个A6环可以相同或者不同。
作为这种化学式4的液晶化合物可以使用选自下述结构的液晶化合物中的化合物，使得能够保持高电阻率以及有利于控制透明点、旋转粘度、折射率各向异性、介电常数各向异性。
在所述式中，R31及R32与化学式4中的定义相同。
另外，在本文的化学式中括弧「()」表示可被括弧内的取代基取代。更具体地，－(F)表示该部位上可以结合氢或氟。
为了实现所述的物理性质，相对于所述组合物中包含的总液晶化合物100重量份，所述化学式4的液晶化合物可包含5重量份至40重量份。
另外，所述液晶组合物可进一步包含由下述化学式5表示的液晶化合物。
[化学式5]
在所述化学式5中，R41及R42分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A8及A9环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
m表示0至2之间的整数。
作为这种化学式5的液晶化合物可以使用选自下述结构的液晶化合物中的化合物，使得能够保持高电阻率以及有利于控制透明点、折射率各向异性、介电常数各向异性。
在所述式中，R41及R42与化学式5中的定义相同。
为了实现所述的物理性质，相对于所述组合物中包含的总液晶化合物100重量份，所述化学式5的液晶化合物可包含10重量份至75重量份。
另外，所述液晶组合物可进一步包含由下述化学式6表示的液晶化合物。
[化学式6]
在所述化学式6中，R51及R52分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A10、A11及A12环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
Z1及Z2分别独立地表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-C2F4-、-O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-，
n1及n3分别独立地表示0或1且n1及n3之和为1或2，
n2及n4分别独立地表示0至2之间的整数。
作为这种化学式6的液晶化合物可以使用选自下述结构的液晶化合物中的化合物，使得能够保持高电阻率以及有利于控制透明点、旋转粘度、折射率各向异性、介电常数各向异性。
在所述式中，R51及R52与化学式6中的定义相同。
尤其，作为所述化学式6的液晶化合物使用由所述6-1表示的液晶化合物时，可以显示出更低的旋转粘度，因此非常有利于提供高速回应用液晶组合物。
为了实现所述的物理性质，相对于所述组合物中包含的总液晶化合物100重量份，所述化学式6的化合物可包含0重量份至10重量份。
所述液晶组合物与所述化学式1及2的液晶化合物一起包含所述的化学式3至6的液晶化合物中的至少一种以上的液晶化合物，从而可以提供显示出较高的负介电常数各向异性且显示出优秀的低温稳定性及较低的旋转粘度的液晶材料。
作为一个例子，所述液晶组合物中所述化学式1至5的液晶化合物均可包含。具体地，相对于总液晶化合物100重量份，所述液晶组合物可包含1重量份至15重量份的由所述化学式1表示的液晶化合物、1重量份至15重量份的由所述化学式2表示的液晶化合物、10重量份至50重量份的由所述化学式3表示的液晶化合物、5重量份至40重量份的由所述化学式4表示的液晶化合物及10重量份至75重量份的由所述化学式5表示的液晶化合物。此时，所述化学式1至5的液晶化合物分别可以使用一种或两种以上。这种液晶组合物显示出良好的各种物理性质，可显示出优秀的低温稳定性及较低的旋转粘度。
另外，所述液晶组合物除了液晶化合物之外，还可以进一步包含本发明所属领域中通常使用的各种添加剂。
具体地，所述液晶组合物可进一步包含抗氧化剂。作为这种抗氧化剂可以列举选自由下述化学式7及化学式8表示的化合物中的抗氧化剂等。
[化学式7]
[化学式8]
在所述化学式7及8中，R19及R20分别独立地表示氢、氧、具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的-CH2被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-COO-或-OCO-取代以免氧原子直接连接或所述自由基中一个以上的H被卤素替代的自由基，
A13表示亚环己基、亚四氢吡喃基或亚二氧杂环己烷基(dioxanylene)。
此外，所述液晶组合物可进一步包含UV稳定剂。作为这种UV稳定剂可以使用本发明所属领域中已知的各种UV稳定剂。非限制性地，作为所述UV稳定剂可以使用受阻胺光稳定剂(Hindered amine light stabilizer)系列。
相对于总液晶组合物重量，所述抗氧化剂及/或UV稳定剂可以使用约1ppm至2000ppm左右。更具体地，相对于总液晶组合物重量，所述抗氧化剂及/或UV稳定剂可以使用约200ppm至500ppm左右。在所述含量范围内，可以确保充分的稳定性，而不会影响液晶组合物的各种物理性质。
所述一个示例性实施方案的液晶组合物提供具有负介电常数各向异性的液晶组合物。更具体地，所述液晶组合物其介电常数各向异性的绝对值可为2以上或3以上。
所述一个示例性实施方案的液晶组合物，其折射率各向异性可为0.09至0.12的范围。而且，所述液晶组合物在所述折射率各向异性范围内可显示出较低的旋转粘度。具体地，所述液晶组合物在20℃下的旋转粘度可为90mPa·s至135mPa·s左右。所述旋转粘度的测定方法可参见下述实施例中记载的方法。
此外，所述一个示例性实施方案的液晶组合物低温稳定性优秀且具有较高的相转移温度，因此在较宽的温度范围下可以稳定地驱动。具体地，所述液晶组合物在向列型液晶相中作为各向同性液体的相转移温度可为70℃以上或75℃以上。
所述液晶组合物可用于主动矩阵液晶显示器(Active Matrix-LCD))或被动矩阵液晶显示器(Passive Matrix-LCD)，而且可用于扭曲向列(TN，Twist ne matic)、超扭曲向列(STN，Super-twisted nematic)、垂直取向(VA，Vertical al ignment)、多区域垂直取向(MVA，Multi-domain VA)、图案化垂直取向(PVA，Patterned VA)、聚合物稳定垂直取向(PS-VA，polymer stabilized VA)、电浆定址液晶(PALC，plasma address liquid crystal)、面内切换(IPS，In-plane switch ing)、边缘场切换(FFS，Fringe field switching)、平面线切换(PLS，Plane line switching)、高性能面内切换(AH-IPS，advanced high-performance IPS)、高级超维场切换(ADS，Advanced-super dimensional switching)、聚合物稳定取向(PSA，Polymer sustained alignment)等各种模式的液晶显示装置。尤其，所述一个示例性实施方案的液晶组合物由于具有所述的特性，当适用于VA模式的液晶显示装置时可期待实现高速回应速度。
另外，本发明的另一个示例性实施方案提供一种包含所述液晶组合物的液晶显示装置。所述液晶组合物可通过本发明所属领域中已知的各种方法适用于液晶显示装置。此外，所述液晶显示装置可以制造成如上所述的各种模式的液晶显示装置。
这种液晶显示装置的一个示例性实施方案的结构示于图1中。请参见图1，液晶显示装置100包含：彩色滤光片基板110、薄膜晶体管基板120及介于所述彩色滤光片基板110和所述薄膜晶体管基板120之间的液晶层130。所述薄膜晶体管基板120上被定义出多个像素区。
所述彩色滤光片基板110可包含上衬底基板111、遮光层112、彩色滤光片113、上有机绝缘膜114、共同电极115及上取向膜101。所述遮光层112形成在所述上衬底基板111上，且可包含透光率低的非透明物质，例如炭黑等着色剂。
所述彩色滤光片113形成在所述上衬底基板111上，且可形成为与所述遮光层112部分重叠、或者与相邻的另一彩色滤光片113部分重叠。所述上有机绝缘膜114用于保护所述遮光层112和所述彩色滤光片113，并补偿因所述遮光层112和所述彩色滤光片113而产生的段差，以使所述彩色滤光片基板110的表面平坦化。
所述共同电极115例如可由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide)或铟锌氧化物(Indium Zinc oxide)等组成。所述共同电极115被施加预定的共同电压。所述上取向膜101与液晶层130接触，以使液晶层130的液晶分子131沿着预定方向取向或倾斜。
所述薄膜晶体管基板120包含多个薄膜晶体管。具体地，所述薄膜晶体管基板120可包含衬底基板121、栅极122、栅极绝缘膜123、通道层124a、欧姆接触层124b、源极125、漏极126、保护层127、下有机绝缘膜128、像素电极及下取向膜102。
所述栅极122形成在所述衬底基板121上，从栅极线(未图示)接收栅极信号。所述栅极绝缘膜123覆盖所述栅极122。
所述通道层124a以与所述栅极122重叠的方式形成在所述栅极绝缘膜123上，所述通道层124a上形成彼此隔开的一对欧姆接触层124b。
所述欧姆接触层124b上形成源极125及漏极126。所述源极125和所述漏极126彼此隔开而暴露所述通道层124a的一部分。所述漏极126的一部分通过下有机绝缘膜128的接触孔CH与像素电极电性连接。
所述保护层127覆盖所述源极125、所述漏极126及暴露的通道层124a。
所述保护层127上形成下有机绝缘膜128。所述下有机绝缘膜128使所述薄膜晶体管基板120的表面平坦化。
所述下有机绝缘膜上形成接触孔CH，通过该接触孔CH使所述漏极126和所述像素电极电性连接。
所述下有机绝缘膜128上形成像素电极，所述像素电极上形成下取向膜102。所述像素电极被施加从所述漏极126传递的预定数据电压。
因所述数据电压与被施压于所述共同电极115的共同电压的电压之差而产生电场，由此所述液晶层130的液晶分子131的排列可以得到控制。
另外，为了改善视角，各像素被分成多个区域，在一个像素区中所述液晶组合物可沿着不同的至少两个方向排列。为了将各像素分成多个区域，各像素上可形成突起等，像素电极及共同电极可包含切开部。
所述另一个示例性实施方案的液晶显示装置可以如下方式提供：向所述液晶层130注入所述的包含化学式1及2的液晶化合物的液晶组合物。关于所述液晶组合物的内容已在前面描述，因此省略其详细说明。
所述另一个示例性实施方案的液晶显示装置不仅可以采用垂直电场(例如，TN、STN、VA等)模式，而且可以采用水平电场(例如，IPS、PLS、FFS等)模式等各种模式。所述液晶显示装置采用VA模式，可以实现低阈值电压以及高速回应速度。
发明效果
本发明的一个示例性实施方案的液晶组合物具有优秀的低温稳定性及较高的相转移温度，可显示出充分的折射率各向异性及介电常数各向异性且可显示出较低的旋转粘度。因此，利用所述液晶组合物可以提供阈值电压低且可高速回应以及可在较宽的温度范围下驱动的液晶显示装置。
附图说明
图1为示出一个示例性实施方案的液晶显示装置的结构的模式图。
符号说明
100-液晶显示装置，110-彩色滤光片基板，120-薄膜晶体管基板，130-液晶层，111-上衬底基板，112-遮光层，113-彩色滤光片，114-上有机绝缘膜，115-共同电极，101-上取向膜，121-衬底基板，122-栅极，123-栅极绝缘膜，124a-通道层，124b-欧姆接触层，125-源极，126-漏极，127-保护层，128-下有机绝缘膜，102-下取向膜。
具体实施方式
下面通过本发明的具体实施例更详细地说明本发明的作用及效果。但，下述实施例是本发明的示例而已，本发明的权利范围不限于下述实施例。
利用下述方法对液晶组合物的物理性质进行了评估。
(1)低温稳定性评估
准备10mL小瓶(vial)，小瓶内注入准备要测定物理性质的液晶组合物2mL。然后，将装有液晶组合物的小瓶置于-25℃的冷冻柜中，每天观察一次是否生成结晶或者产生相转移。观察结果，10天后液晶组合物还保持向列相时，表2中表示为“pass，”10天之内液晶组合物在向列相生成结晶或者产生相转移时，将观察到的天数表示在表2中。
(2)相转移温度(TN-I)
将准备要测定相转移温度的液晶组合物用滴管在载玻片上滴下一滴后，再盖上盖玻片，以制作样品。
于具有METTLER TOLEDO FP90温度控制器的仪器中放入所述样品，用FP82HT热载台(Hot stage)以3℃/min的速度提升温度，并观察样品的变化。记录样品由向列型液晶相变成各向同性液体的时间点的温度，这样的操作反复进行3次以得出平均值。然后，将该值规定为液晶组合物的由向列型液晶相变成各向同性液体的相转移温度(TN-I)。
(3)折射率各向异性
液晶组合物的折射率各向异性是在20℃下使用波长为589nm的光线通过目镜上安装有偏光片的阿贝折射计进行测定的。将主棱镜的表面朝一个方向摩擦(rubbing)后，将待测液晶组合物滴在主棱镜上。接着，测定了偏光方向与摩擦方向平行时的折射率以及偏光方向与摩擦方向垂直时的折射率。在所述不同的两个方向的折射率中，将更大的折射率规定为ne(extraordinary)，将更小的折射率规定为no(ordinary)，并将从所述ne减去no的值规定为△n。
(4)介电常数各向异性
液晶组合物的介电常数各向异性[△ε]是将如下测定的ε∥及ε⊥代入式1中进行计算所得。
[式1]
△ε＝ε∥-ε⊥
①介电常数ε∥的测定：在两片玻璃基板的形成有ITO图案的面上涂布垂直取向剂以形成垂直取向膜。接着，在两片玻璃基板中的任何一个基板上涂布间隔物(spacer)后粘合两片玻璃基板，以使垂直取向膜彼此相对且两片玻璃基板之间的间隔(单元间隙)成为4μm。然后，向该元件注入待测液晶组合物，并用紫外光固化的粘合剂进行密封。之后，用于安捷伦(Agilent)制造的4294A型号设备中测定了该元件在20℃下的介电常数(ε∥)。
②介电常数ε⊥的测定：在两片玻璃基板的形成有ITO图案的面上涂布水平取向剂以形成水平取向膜。接着，在两片玻璃基板中的任何一个基板上涂布间隔物(spacer)后粘合两片玻璃基板，以使水平取向膜彼此相对且两片玻璃基板之间的间隔(单元间隙)成为4μm。然后，向该元件注入待测液晶组合物，并用紫外光固化的粘合剂进行密封。之后，用于安捷伦(Agilent)制造的4294A型号设备中测定了该元件在20℃下的介电常数(ε⊥)。
(5)粘度和旋转粘度
＜粘度测定＞
为了测定粘度利用了肖特公司(SCHOTT Corp.)的CT52型号设备，其中安装对2mL的体积可测定粘度的毛细管粘度计(capillary viscometer)后注入待测液晶组合物2mL。然后，使液晶组合物在20℃下稳定30分钟，再使用橡胶滴管将液晶组合物引到测定部位。接着，通过计时器测定液晶组合物流下的速度，由此求出粘度。
＜旋转粘度测定＞
在两片玻璃基板的形成有ITO图案的面上涂布垂直取向剂以形成垂直取向膜。接着，在两片玻璃基板中的任何一个基板上涂布间隔物后粘合两片玻璃基板，以使垂直取向膜彼此相对且两片玻璃基板之间的间隔(单元间隙)成为50μm。然后，向该元件注入液晶组合物，并用紫外光固化的粘合剂进行密封。之后，使用安装有爱斯佩克公司(ESPEC Corp.)制造的温度控制器(SU-241型号)的东洋公司(Toyo Corp.)的6254型号设备测定了该元件在20℃下的旋转粘度。
实施例及比较例：液晶组合物的制备
实施例及比较例中使用的液晶化合物用代码来表示。所述代码通过以下方法编写：将构成液晶化合物中心基团的环的符号从左依次填写，并将连接所述中心基团的环的连接基团按顺序填写后，将末端基团填写在右侧。此时，中心基团的环和连接中心基团的环的连接基团之间没有其他区分标记，但中心基团和末端基团之间写入「－」用以区分，而两末端基团用「.」来区分。物质的个别简化符号(代码)整理于下表1中。
表1
请参见上表1，以下代码表示如下所示结构的液晶化合物。
BAF-3.O2：
BB-3.V：
BB-3.U1：
按照表2的组分，制备了根据本发明的一个示例性实施方案的实施例1至6的液晶组合物和比较例1至4的液晶组合物。然后，对液晶组合物的物理性质进行评估并示于表2中。
表2
(上表2中组分单位为重量％)
请参见上表2，根据本发明的一个示例性实施方案的实施例1至6的液晶组合物显示出优秀的低温稳定性及较低的旋转粘度。另外，实施例2及实施例5中加入ANAF-3.O2的实施例3及6显示出更低的旋转粘度。
相比之下，虽然比较例1及2的液晶组合物包含与所述化学式1的液晶化合物之一的BB-3.U1类似结构的BB-3.4和化学式2的液晶化合物的丙烯基被丙基替代的BBF-3.O2，但不同于实施例1至6的液晶组合物显示出非常高的旋转粘度。尤其，比较例3的液晶组合物包含所述化学式1的液晶化合物之一的BB-3.U1，只是代替所述化学式2的液晶化合物BBF-U1.O2包含丙烯基被丙基替代的BBF-3.O2而已，但低温稳定性非常脆弱。此外，比较例4的液晶组合物包含化学式1的液晶化合物之一的BB-3.U1和化学式2的液晶化合物之一的BBF-U1.O2，但BBF-U1.O2的含量超出了本发明的一个示例性实施方案的液晶组合物的范围，与未使用BBF-U1.O2的比较例3相比低温稳定性更为降低。因此，通过液晶化合物的微小的结构差异、液晶化合物的组合及组分均可确保优秀的低温稳定性及较低的旋转粘度。

Claims (19)

1.一种液晶组合物，相对于总液晶化合物100重量份，所述液晶组合物包含1重量份至15重量份的由下述化学式1表示的液晶化合物和1重量份至15重量份的由下述化学式2表示的液晶化合物：
[化学式1]
在所述化学式1中，R1表示具有1至5个碳原子的烷基，
[化学式2]
在所述化学式2中，R2表示具有1至5个碳原子的烷基。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
在所述化学式1中，R1表示丙基。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
在所述化学式2中，R2表示乙基、正丙基及正丁基中的任何一个。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含由下述化学式3表示的液晶化合物：
[化学式3]
在所述化学式3中，R21及R22分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A3及A4环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其中，
由所述化学式3表示的液晶化合物为选自下述结构的液晶化合物中的化合物：
在所述式中，R21及R22分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含由下述化学式4表示的液晶化合物：
[化学式4]
在所述化学式4中，R31及R32分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A5及A7环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基，
A6环表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
o表示1或2的整数。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其中，
由所述化学式4表示的液晶化合物为选自下述结构的液晶化合物中的化合物：
在所述式中，R31及R32分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基。
8.根据权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含由下述化学式5表示的液晶化合物：
[化学式5]
在所述化学式5中，R41及R42分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A8及A9环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
m表示0至2之间的整数。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其中，
由所述化学式5表示的液晶化合物为选自下述结构的液晶化合物中的化合物：
在所述式中，R41及R42分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基。
10.根据权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含由下述化学式6表示的液晶化合物：
[化学式6]
在所述化学式6中，R51及R52分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A10、A11及A12环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
Z1及Z2分别独立地表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-C2F4-、-O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-，
n1及n3分别独立地表示0或1且n1及n3之和为1或2，
n2及n4分别独立地表示0至2之间的整数。
11.根据权利要求10所述的液晶组合物，其中，
由所述化学式6表示的液晶化合物为选自下述结构的液晶化合物中的化合物：
在所述式中，R51及R52分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基。
12.根据权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含由下述化学式3表示的液晶化合物、由下述化学式4表示的液晶化合物及由下述化学式5表示的液晶化合物：
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
在所述化学式3、4及5中，R21、R22、R31、R32、R41及R42分别独立地表示氢及具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的H被卤素取代或一个以上的-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接连接的自由基，
A3、A4、A5及A7环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基，
A6、A8及A9环分别独立地表示1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或一个以上的H被卤素取代的1,4-亚苯基，
o表示1或2的整数，
m表示0至2之间的整数。
13.根据权利要求12所述的液晶组合物，相对于总液晶化合物100重量份，所述液晶组合物包含10重量份至50重量份的由所述化学式3表示的液晶化合物、5重量份至40重量份的由所述化学式4表示的液晶化合物及10重量份至75重量份的由所述化学式5表示的液晶化合物。
14.根据权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含选自由下述化学式7及化学式8表示的化合物中的抗氧化剂：
[化学式7]
[化学式8]
在所述化学式7及8中，R19及R20分别独立地表示氢、具有1至15个碳原子的烷基中的任何一个自由基，或者表示所述自由基中一个以上的-CH2被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-COO-或-OCO-取代以免氧原子直接连接或所述自由基中一个以上的H被卤素替代的自由基，
A13表示亚环己基、亚四氢吡喃基或亚二氧杂环己烷基。
15.根据权利要求1所述的液晶组合物，其具有负介电常数各向异性且介电常数各向异性的绝对值为2以上。
16.根据权利要求1所述的液晶组合物，其折射率各向异性为0.09至0.12，在20℃下的旋转粘度为90mPa·s至135mPa·s。
17.根据权利要求1所述的液晶组合物，其相转移温度为70℃以上。
18.一种液晶显示装置，其包含根据权利要求1所述的液晶组合物。
19.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其采用VA模式。
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