CN108485681B - 液晶组合物以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了液晶组合物以及显示装置。该液晶组合物包括如通式(I)～(II)所示结构的化合物：

Description

液晶组合物以及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，具体地，涉及液晶组合物以及显示装置。
背景技术
液晶是介于液态和晶态之间的中间相，既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，其作为数字化信息时代一种重要的功能材料，被广泛的应用于液晶显示、温度检测、应力检测、无损探测、色谱和各种波谱分析等领域。其中，液晶材料在液晶显示领域中的应用是目前研究的热点，人们所使用的各类电子设备中，例如智能手机、液晶电视、笔记本或平板电脑、车载液晶显示器和工控仪表显示器，都离不开液晶显示。随着液晶显示技术的不断发展以及液晶产品拥有量的增大和使用的深入，人们对用于显示的液晶材料的性能提出了更高的要求。
因此，目前的液晶组合物以及显示装置仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
发明人发现，目前用于液晶显示的液晶组合物普遍存在着低温条件下显示不佳等问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于目前的液晶组合物的液晶区间窄，在低温条件下，液晶组合物的互溶性差，易发生晶析现象，造成较大的液晶性能损失，图像显示效果差，无法满足低温条件下显示的性能需求。例如，在需求量逐年升高的车载液晶显示器和工控仪表显示器领域，由于该类液晶显示器经常需要在极端的环境条件下工作，而目前的液晶组合物的晶态到向列相的熔点S-N高(一般为-20摄氏度左右)，进而难以满足-20摄氏度以下环境的液晶显示。并且，目前的液晶组合物，也难以适应在低温条件下的长时间的显示，例如，利用现有的液晶组合物制备的显示装置，无法实现在-50摄氏度的条件下，连续240小时的显示。此外，目前的液晶组合物，旋转黏度高、介电各向异性小、光学各向异性小，进一步造成液晶显示的图像显示效果差，信号响应时间长，有拖影等显示不良的现象。因此，如果开发一种具有宽的液晶区间，且在低温条件下具有良好互溶性的液晶组合物，将在很大程度上解上述问题，例如低温条件下液晶组合物的性能损失的问题，满足目前市场上对低温条线下的液晶显示装置的性能需求。
本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种液晶组合物。该液晶组合物包括如通式(I)～(II)所示结构的化合物：
Figure GDA0002818765430000021
其中，L1、L2、L3以及L4分别独立地为
Figure GDA0002818765430000022
Z1为单键或-C≡C-；R1、R2以及R3分别独立地为烷基、烯基、炔基、卤代烷基或OR4；和R4为烷基、烯基、炔基或卤代烷基。由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，其晶态到向列相的熔点S-N低至-50摄氏度，旋转黏度低、介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物适用于快速响应的液晶显示的要求，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
根据本发明的实施例，R1、R2以及R3分别独立地为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基、C1～8卤代烷基或OR4；其中，R4为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基或C1～8卤代烷基。由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的实施例，L1、L2、L3以及L4分别独立地为
Figure GDA0002818765430000023
Z1为-C≡C-；R1为正丙基；R2为乙烯基；R3为甲基。由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的实施例，基于所述液晶组合物的总质量，具有所述通式(I)的化合物的含量为10～20wt％；具有所述通式(II)的化合物的含量为5～15wt％。由此，可以提升该液晶组合物在低温条件下的互溶性，进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的实施例，所述液晶组合物的晶态到向列相的熔点(S-N)≤-50摄氏度；任选地，所述液晶组合物的清亮点Cp为103±5摄氏度；任选地，所述液晶组合物的介电各向异性△ε为6.1±0.5；任选地，所述液晶组合物的光学各向异性△n为0.118±0.005。由此，该液晶组合物在-50摄氏度的低温下也具有良好的互溶性，向列相温度区间宽，介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物在用于液晶显示时，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
根据本发明的实施例，该液晶组合物进一步包括如通式(III)～(VIII)所示结构的化合物：
R5-L5-L6-R6 (III)；
Figure GDA0002818765430000031
其中，L5、L6、L7、L8、L9以及L10分别独立地为
Figure GDA0002818765430000032
Z2、Z3以及Z4分别独立地为单键、-C＝C-、-C≡C-、-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-或-OCH2-；R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14分别独立地为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基、C1～8卤代烷基或OR15；和R15为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基或C1～8卤代烷基。由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，其晶态到向列相的熔点S-N低至-50摄氏度，旋转黏度低、介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物适用于快速响应的液晶显示的要求，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
根据本发明的实施例，L5、L6、L7、L8、L9以及L10分别独立地为
Figure GDA0002818765430000033
Z2、Z3以及Z4分别独立地为-COO-；R5、R9、R11、R12以及R13分别独立地为正丙基；R6为乙烯基；R7以及R14分别独立地为正丁烯基；R8为甲基；R10为乙氧基。由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的实施例，该液晶组合物包括结构式如(1)～(8)所示的化合物：
Figure GDA0002818765430000034
Figure GDA0002818765430000041
由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，其晶态到向列相的熔点S-N低至-50摄氏度，旋转黏度低、介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物适用于快速响应的液晶显示的要求，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
根据本发明的实施例，基于所述液晶组合物的总质量，具有所述结构式(1)的化合物的含量为15wt％；具有所述结构式(2)的化合物的含量为10wt％。由此，可以提升该液晶组合物在低温条件下的互溶性，进一步提升该液晶组合物的性能。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种显示装置。该显示装置包括前面所述的液晶组合物。由此，该显示装置可以具有前面描述的液晶组合物所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该显示装置图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。在本发明中，无论是否使用“大约”或“约”等字眼，所有在此公开了的数字均为近似值。每一个数字的数值有可能会出现10％以下的差异或者本领域人员认为的合理的差异，如1％、2％、3％、4％或5％的差异。
在本发明中，术语“任选”或“任选地”是指随后描述的事件或情形可以但不一定出现，并且该描述包括其中所述事件或情形出现的情况以及其中它不出现的情况。例如，“任选的键”是指该键可以存在或可以不存在，并且该描述包括单键、双键或三键。
在本说明书的各部分，本发明公开化合物的取代基按照基团种类或范围公开。特别指出，本发明包括这些基团种类和范围的各个成员的每一个独立的次级组合。例如，术语“C1～C6烷基”特别指独立公开的甲基、乙基、C3烷基、C4烷基、C5烷基和C6烷基。
术语“烷基”或“烷基基团”，表示饱和的直链或支链烃基基团。在一实施方案中，烷基基团含有1～20个碳原子；在另一实施方案中，烷基基团含有1～12个碳原子；在另一实施方案中，烷基基团含有1～8个碳原子；在又一实施方案中，烷基基团含有1～6个碳原子；还在一实施方案中，烷基基团含有1～3个碳原子。烷基基团的实例包含，但并不限于，甲基(Me、-CH3)，乙基(Et、-CH2CH3)，正丙基(n-Pr、-CH2CH2CH3)，异丙基(i-Pr、-CH(CH3)2)，正丁基(n-Bu、-CH2CH2CH2CH3)，异丁基(i-Bu、-CH2CH(CH3)2)，仲丁基(s-Bu、-CH(CH3)CH2CH3)，叔丁基(t-Bu、-C(CH3)3)，正戊基(-CH2CH2CH2CH2CH3)，2-戊基(-CH(CH3)CH2CH2CH3)，3-戊基(-CH(CH2CH3)2)，2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3)，3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)，3-甲基-1-丁基(-CH2CH2CH(CH3)2)，2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)，正己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)，2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)，3-己基(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))，2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)，3-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)，4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)，3-甲基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)，2-甲基-3-戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)，2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)，3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3)，正庚基，正辛基，等等。
在一实施方案中，烯基基团包含2～20个碳原子；在另一实施方案中，烯基基团包含2～12个碳原子；在又一实施方案中，烯基基团包含2～8个碳原子；还在一实施方案中，烯基基团含有2～6个碳原子。烯基基团的实例包括，但并不限于，乙烯基(-CH＝CH2)、烯丙基(-CH2CH＝CH2)等等。
术语“炔基”表示至少有一个碳-碳sp三键的直链或支链烃基。在一实施方案中，炔基基团包含2～20个碳原子；在另一实施方案中，炔基基团包含2～12个碳原子；在又一实施方案中，炔基基团包含2～8个碳原子；还在一实施方案中，炔基基团含有2～6个碳原子。炔基基团的实例包括，但并不限于，乙炔基(-C≡CH)、炔丙基(-CH2C≡CH)、1-丙炔基(-C≡C-CH3)等等。
术语“卤代烷基”表示烷基基团被一个或多个卤素原子所取代，这样的实例包含，但并不限于，三氟甲基、氯乙基。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种液晶组合物。该液晶组合物包括如通式(I)～(II)所示结构的化合物：
Figure GDA0002818765430000061
根据本发明的实施例，在上述通式(I)～(II)化合物中，L1、L2、L3以及L4分别独立地为
Figure GDA0002818765430000062
Z1可以为单键或-C≡C-；R1、R2以及R3分别独立地为烷基、烯基、炔基、卤代烷基或OR4，其中，R4可以为烷基、烯基、炔基或卤代烷基。由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，其晶态到向列相的熔点S-N低至-50摄氏度，旋转黏度低、介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物适用于快速响应的液晶显示的要求，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
为了便于理解，下面对实现上述技术效果的原理进行详细的说明：
基于液晶组合物制备的液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)，其工作原理是液晶组合物在驱动电压的作用下发生偏转，偏转的液晶可以对背光源产生不同反射和透射，进而形成不同对比度来达到显示目的，若加上彩色滤光片，则可以显示彩色影像。因此，液晶组合物的性能直接影响显示图像的效果。如前所述，现有的液晶组合物，液晶区间窄，难于满足低温环境下的显示要求(例如-20摄氏度及以下的环境温度)，且旋转黏度高、介电各向异性小、光学各向异性小，进一步造成液晶显示的图像显示效果差等显示不良的现象。发明人意外发现，包括通式(I)～(II)的化合物的液晶组合物，其中，通式(I)化合物中的环氧乙基
Figure GDA0002818765430000063
以及通式(II)化合物中的异硫氰基(-NCS)的协同作用，增加了体系的稳定性，使液晶单体在低温环境(例如-50摄氏度)也不易析出，也就是说，环氧乙基和异硫氰基间的相互作用，有利于在低温条件时，促进该液晶组合物中各个组分之间的相互混溶，拓宽了该液晶组合物的向列相温度区间。具体的，可以使该液晶组合物的晶态到向列相的熔点(S-N)≤-50摄氏度，稳定性好，使用环境范围广，满足在低温环境下的显示需求，在低温条件的长时间显示对其性能也基本无影响、无性能损失。特别适用于车载液晶显示器和工控仪表显示器领域，如在较极端温度环境下工作的TN-TFT和IPS/FFS-TFT显示器，具有广阔的市场前景和应用价值。并且，该液晶组合物的旋转黏度低，适用于快速响应的液晶显示的要求，提升了显示效果，无拖影现象；该液晶组合物的具有较大的介电各向异性，只需较低的驱动电压即可驱动液晶组合物发生偏转，从而实现液晶显示；该液晶组合物的双折射效应明显，光学各向异性大，在用于液晶显示时，只需较薄的液晶层厚度即可实现对背光源进行透射或遮蔽的功能，实现图像的液晶显示，不仅有利于显示装置的轻薄化，较薄的液晶层也有利于进一步缩短信号响应时间，提升显示效果。总的来说，包括通式(1)～(II)化合物的该液晶组合物，液晶性能好，稳定性好，液晶区间宽，适用于低温条件长时间的显示，显示效果优异，具有广阔的市场前景和应用价值。
根据本发明的实施例，上述通式(I)～(II)的化合物中，R1、R2以及R3可以分别独立地为为烷基、烯基、炔基、卤代烷基或OR4；其中，R4为烷基、烯基、炔基或卤代烷基。进一步的，根据本发明的实施例，R1、R2以及R3分别独立地为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基、C1～8卤代烷基或OR4；其中，R4为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基或C1～8卤代烷基。由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的具体实施例，上述通式(I)～(II)的化合物中，L1、L2、L3以及L4可以分别独立地为
Figure GDA0002818765430000071
Z1可以为-C≡C-，R1可以为正丙基，R2可以为乙烯基，R3可以为甲基。也就是说，化合物(I)具体的可以为
Figure GDA0002818765430000072
化合物(II)具体的可以为
Figure GDA0002818765430000073
由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的实施例，上述包括化合物(I)～(II)的液晶组合物中，基于该液晶组合物的总质量，化合物(I)的含量为10～20wt％。根据本发明的实施例，上述包括化合物(I)～(II)的液晶组合物中，基于该液晶组合物的总质量，化合物(II)的含量为5～15wt％。由此，可以提升该液晶组合物在低温条件下的互溶性，进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的实施例，该液晶组合物的晶态到向列相的熔点(S-N)≤-50摄氏度，清亮点Cp可以为103±5摄氏度。由此，该液晶组合物的向列相温度区间广，在-50摄氏度的低温下也具有良好的互溶性，向列相温度区间宽，稳定性好，使用环境范围广，满足在低温环境下的显示需求，在低温条件的长时间显示对其性能也基本无影响。根据本发明的具体实施例，该液晶组合物的(S-N)可以为-50摄氏度，Cp可以为103摄氏度。根据本发明的实施例，该液晶组合物的旋转黏度低，适用于快速响应的液晶显示的要求，提升了显示效果，无拖影现象。根据本发明的实施例，该液晶组合物的介电各向异性△ε可以为6.1±0.5(25±0.5摄氏度条件下测试得到)。需要说明的是，△ε表现了电场对液晶分子的取向作用，该液晶组合物的△ε高，只需较低的驱动电压即可实现液晶显示。根据本发明的具体实施例，该液晶组合物的△ε可以为6.1(25±0.5摄氏度条件下测试得到)。根据本发明的实施例，该液晶组合物的光学各向异性△n可以为0.118±0.005。需要说明的是，△n表现了电场作用下，液晶的极化程度，该液晶组合物的△n高，双折射率高，双折射效应明显，只需较薄的液晶层厚度即可实现图像的液晶显示，不仅有利于显示装置的轻薄化，较薄的液晶层也有利于进一步缩短信号响应时间，提升显示效果。根据本发明的具体实施例，该液晶组合物的△n可以为0.118。由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
为了进一步提升该液晶组合物的性能，根据本发明的实施例，该液晶组合物进一步包括如通式(III)～(VIII)所示结构的化合物：
R5-L5-L6-R6 (III)；
Figure GDA0002818765430000088
Figure GDA0002818765430000081
根据本发明的实施例，在上述通式(III)～(VIII)化合物中，L5、L6、L7、L8、L9以及L10可以分别独立地为
Figure GDA0002818765430000082
Z2、Z3以及Z4可以分别独立地为单键、-C＝C-、-C≡C-、-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-或-OCH2-；R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14可以分别独立地为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基、C1～8卤代烷基或OR15；和R15为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基或C1～8卤代烷基。由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，其晶态到向列相的熔点S-N低至-50摄氏度，旋转黏度低、介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物适用于快速响应的液晶显示的要求，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
根据本发明的具体实施例，在上述通式(III)～(VIII)化合物中，L5、L6、L7、L8、L9以及L10可以分别独立地为
Figure GDA0002818765430000083
Z2、Z3以及Z4可以分别独立地为-COO-，R5、R9、R11、R12以及R13可以分别独立地为正丙基，R6可以为乙烯基，R7以及R14可以分别独立地为正丁烯基，R8可以为甲基，R10可以为乙氧基。也就是说，化合物(III)具体可以为
Figure GDA0002818765430000084
化合物(IV)具体可以为
Figure GDA0002818765430000085
化合物(V)具体可以为
Figure GDA0002818765430000086
化合物(VI)具体可以为
Figure GDA0002818765430000087
化合物(VII)具体可以为
Figure GDA0002818765430000091
化合物(VIII)具体可以为
Figure GDA0002818765430000092
由此，可以进一步提升该液晶组合物的性能。
根据本发明的具体实施例，该液晶组合物具体可以包括结构式如(1)～(8)所示的化合物：
Figure GDA0002818765430000093
由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，其晶态到向列相的熔点S-N低至-50摄氏度，旋转黏度低、介电各向异性高、光学各向异性高，稳定性好；该液晶组合物适用于快速响应的液晶显示的要求，图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。
根据本发明的实施例，上述包括化合物(1)～(8)的液晶组合物中，基于液晶组合物的总质量，具有结构式(1)的化合物的含量为15wt％。根据本发明的实施例，上述包括化合物(1)～(8)的液晶组合物中，基于液晶组合物的总质量，具有结构式(2)的化合物的含量为10wt％。由此，可以提升该液晶组合物在低温条件下的互溶性，进一步提升该液晶组合物的性能。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种显示装置。该显示装置包括前面所述的液晶组合物。由此，该显示装置可以具有前面描述的液晶组合物所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该显示装置图像显示效果好，无拖影现象，所需的驱动电压小，响应快，使用环境范围广，不仅可以满足低温工作的需要，而且还可以满足低温环境的长时间的显示需求。根据本发明的实施例，上述显示装置的具体类型以及所使用的领域均不受特别限制，例如可以是用于车载液晶显示器和工控仪表显示器领域，或者在较极端温度环境下工作的显示器，如TN-TFT和IPS/FFS-TFT型的液晶显示器。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：
该液晶组合物包括结构式如(I)～(VIII)所示的化合物：
Figure GDA0002818765430000104
R5-L5-L6-R6 (III)；
Figure GDA0002818765430000105
Figure GDA0002818765430000101
其中，L1～L10均为
Figure GDA0002818765430000102
Z1为-C≡C-，Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R1为正丙基，R2、R6均为乙烯基，R3为甲基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为15wt％、化合物(II)的含量为10wt％、化合物(III)的含量为35wt％、化合物(IV)的含量为10wt％、化合物(V)的含量为10wt％、化合物(VI)的含量为5wt％、化合物(VII)的含量为5wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
对比例1：
该液晶组合物包括化合物(III)～(VIII)，化合物(III)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L5～L10均为
Figure GDA0002818765430000103
Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R6均为乙烯基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(III)的含量为40wt％、化合物(IV)的含量为15wt％、化合物(V)的含量为15wt％、化合物(VI)的含量为10wt％、化合物(VII)的含量为10wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
对比例2：
该液晶组合物包括化合物(I)、(III)～(VIII)，化合物(I)、(III)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L1～L2、L5～L10均为
Figure GDA0002818765430000111
Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R1为正丙基，R2、R6均为乙烯基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为10wt％、化合物(III)的含量为30wt％、化合物(IV)的含量为15wt％、化合物(V)的含量为15wt％、化合物(VI)的含量为10wt％、化合物(VII)的含量为10wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
对比例3：
该液晶组合物包括化合物(II)～(VIII)，化合物(II)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L3～L10均为
Figure GDA0002818765430000112
Z1为-C≡C-，Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R6为乙烯基，R3为甲基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(II)的含量为10wt％、化合物(III)的含量为30wt％、化合物(IV)的含量为15wt％、化合物(V)的含量为15wt％、化合物(VI)的含量为10wt％、化合物(VII)的含量为10wt％、化合物(VII)的含量为10wt％。
实施例2：
该液晶组合物包括化合物(I)～(VIII)，化合物(I)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L1～L10均为
Figure GDA0002818765430000113
Z1为-C≡C-，Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R1为正丙基，R2、R6均为乙烯基，R3为甲基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为10wt％、化合物(II)的含量为15wt％、化合物(III)的含量为35wt％、化合物(IV)的含量为10wt％、化合物(V)的含量为10wt％、化合物(VI)的含量为5wt％、化合物(VII)的含量为5wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
实施例3：
该液晶组合物包括化合物(I)～(VIII)，化合物(I)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L1～L10均为
Figure GDA0002818765430000114
Z1为-C≡C-，Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R1为正丙基，R2、R6均为乙烯基，R3为甲基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为20wt％、化合物(II)的含量为5wt％、化合物(III)的含量为35wt％、化合物(IV)的含量为10wt％、化合物(V)的含量为10wt％、化合物(VI)的含量为5wt％、化合物(VII)的含量为5wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
实施例4：
该液晶组合物包括化合物(I)～(VIII)，化合物(I)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L1～L2均为
Figure GDA0002818765430000121
L3～L10均为
Figure GDA0002818765430000122
Z1为单键，Z2、Z3以及Z4均为-COO-；R1为正丙基，R2、R6均为乙烯基，R3为甲基，R5、R9、R11～R13均为正丙基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为甲基，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为15wt％、化合物(II)的含量为10wt％、化合物(III)的含量为35wt％、化合物(IV)的含量为10wt％、化合物(V)的含量为10wt％、化合物(VI)的含量为5wt％、化合物(VII)的含量为5wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
实施例5：
该液晶组合物包括化合物(I)～(VIII)，化合物(I)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L1～L2均为
Figure GDA0002818765430000123
L3～L10均为
Figure GDA0002818765430000124
Z1为单键，Z2、Z3以及Z4均为-C＝C-；R1为正丁烯基，R2为OR4(R4为-CH2CH2CH2CH3)，R3为-CH2CH＝CH2，R6为乙烯基，R5、R9、R11～R13均为正丁基，R7以及R14均为正丁烯基，R8为-CH2CH(CH3)2，R10为乙氧基；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为10wt％、化合物(II)的含量为15wt％、化合物(III)的含量为35wt％、化合物(IV)的含量为10wt％、化合物(V)的含量为10wt％、化合物(VI)的含量为5wt％、化合物(VII)的含量为5wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
实施例6：
该液晶组合物包括化合物(I)～(VIII)，化合物(I)～(VIII)的结构式与实施例1相同。
其中，L1～L10均为
Figure GDA0002818765430000125
Z1为单键，Z2、Z3以及Z4均为-OCO-；R1为OR4(R4为-CH2CH2CH2CH3)，R2为-CH2CH＝CH2，R3为正丁烯基，R6为乙烯基，R5、R9、R11～R13均为正戊基，R7以及R14均为OR15(R15为-CH2CH2CH＝CH2)，R8为乙氧基，R10为-CH2CH(CH3)2；
基于液晶组合物的总质量，各化合物的具体配比为：化合物(I)的含量为20wt％、化合物(II)的含量为5wt％、化合物(III)的含量为35wt％、化合物(IV)的含量为10wt％、化合物(V)的含量为10wt％、化合物(VI)的含量为5wt％、化合物(VII)的含量为5wt％、化合物(VIII)的含量为10wt％。
上述对比例1～3与实施例1～6中具体的化合物以及配比(质量分数单位：wt％)如表1所示：
表1
Figure GDA0002818765430000131
性能测试：
对上述对比例1～3与实施例1～6的液晶组合物分别进行晶态到向列相的熔点(S-N)、清亮点Cp、介电各向异性△ε、光学各向异性△n的性能测试。其中，上述符号的具体意义及测试条件如下：
S-N：表示液晶的晶态到向列相的熔点，单位摄氏度。
Cp：表示液晶的清亮点，即向列相到各向同性的相转变温度，单位摄氏度。
△ε：介电各向异性，△ε＝ε∥-ε⊥，其中，ε∥为平行于分子轴的介电常数(长轴方向的介电常数)，ε⊥为垂直于分子轴的介电常数(短轴方向的介电常数)，测试条件为：25±0.5摄氏度，1KHz，HP4284A，使用5.2微米TN左旋盒。
△n：光学各向异性，△n＝ne-no，其中，ne为非寻常光的折射率(长轴方向的折射率)，no为寻常光的折射率(短轴方向的折射率)，测试条件为：589nm的光，25±0.5摄氏度。
上述对比例1～3与实施例1～6的液晶组合物的测试结果如表2，下面仅以对比例1～3和实施例1为例进行说明，实施例2～6的测试结果与实施例1的测试结果相似。
表2
对比例1 对比例2 对比例3 实施例1
S-N(摄氏度) -20 -20 -20 -50
Cp(摄氏度) 97 100 102 103
△ε 5.2 5.5 5.6 6.1
△n 0.107 0.110 0.112 0.118
通过性能测试，实施例1的液晶组合物与对比例1～3的液晶组合物相比，由于实施例中的液晶组合物同时加入了含有环氧乙基
Figure GDA0002818765430000141
的化合物(1)和含有异硫氰基(-NCS)的化合物(2)，其Cp增大至103摄氏度，S-N由-20摄氏度降低至-50摄氏度，由此，该液晶组合物具有较宽的向列相温度区间，特别是其S-N低至-50摄氏度，在用于液晶显示时，使用环境范围广，稳定性好，低温条件下无性能损失，可以满足低温工作的需要。并且，该实施例1的液晶组合物的△ε和△n也增大，介电各向异性高、光学各向异性高，在用于液晶显示时，所需的驱动电压小，响应快，图像显示效果好。
为了进一步对上述对比例和实施例的液晶组合物的性能进行表征，还进行了低温储存实验：下面仅以对比例1～3和实施例1为例进行说明，实施例2～6的测试结果与实施例1的测试结果相似。
其中，低温储存实验的步骤如下：将对比例1～3及实施例1的混晶装入同规格的玻璃瓶中，每瓶装2g混晶，分别在-10摄氏度，-20摄氏度，-30摄氏度，-40摄氏度，-50摄氏度低温冰箱中储存，测试结果如表3～表7：
(√：无结晶；×：晶析；Day：存储天数)
表3
-10摄氏度 Day1 Day2 Day3 Day4 Day5 Day6 Day7 Day8 Day9 Day10
对比例1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
对比例2 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
对比例3 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
实施例1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
表4
-20摄氏度 Day1 Day2 Day3 Day4 Day5 Day6 Day7 Day8 Day9 Day10
对比例1 √ √ √ √ √ √ ×
对比例2 √ √ √ √ √ √ √ ×
对比例3 √ √ √ √ √ √ ×
实施例1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
表5
-30摄氏度 Day1 Day2 Day3 Day4 Day5 Day6 Day7 Day8 Day9 Day10
对比例1 ×
对比例2 ×
对比例3 ×
实施例1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
表6
-40摄氏度 Day1 Day2 Day3 Day4 Day5 Day6 Day7 Day8 Day9 Day10
对比例1 ×
对比例2 ×
对比例3 ×
实施例1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
表7
Figure GDA0002818765430000142
Figure GDA0002818765430000151
通过性能测试，实施例1的液晶组合物与对比例1～3的液晶组合物相比，由于实施例中的液晶组合物同时加入了含有环氧乙基的化合物(1)和含有异硫氰基的化合物(2)，其在-20摄氏度、-30摄氏度、-40摄氏度、-50摄氏度的条件下，储存10天也未发生晶析现象，进一步说明实施例的液晶组合物适用于低温的工作环境，可低至-50摄氏度，在用于液晶显示时，使用环境范围广，稳定性好，低温条件下无性能损失，可以满足低温工作的需要。并且，实施例1的液晶组合物可以低温存储10天，在用于液晶显示时，可以满足低温环境的长时间的显示需求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种液晶组合物，其特征在于，包括如通式(I)～(VIII)所示结构的化合物：
Figure FDA0002802150710000011
R5-L5-L6-R6 (III)；
Figure FDA0002802150710000012
其中，
L1、L2、L3以及L4分别独立地为
Figure FDA0002802150710000013
Z1为单键或
Figure FDA0002802150710000014
R1、R2以及R3分别独立地为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基、C1～8卤代烷基或OR4，R4为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基或C1～8卤代烷基，
L5、L6、L7、L8、L9以及L10分别独立地为
Figure FDA0002802150710000015
Z2、Z3以及Z4分别独立地为单键、
Figure FDA0002802150710000016
-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-或-OCH2-；
R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13以及R14分别独立地为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基、C1～8卤代烷基或OR15；和
R15为C1～8烷基、C2～8烯基、C2～8炔基或C1～8卤代烷基，
基于所述液晶组合物的总质量，具有所述通式(I)的化合物的含量为10～20wt％；具有所述通式(II)的化合物的含量为5～15wt％。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，Z1为
Figure FDA0002802150710000021
R1为正丙基；
R2为乙烯基；
R3为甲基。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物的晶态到向列相的熔点(S-N)≤-50摄氏度。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物的清亮点Cp为103±5摄氏度。
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物的介电各向异性△ε为6.1±0.5。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物的光学各向异性△n为0.118±0.005。
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，L5、L6、L7、L8、L9以及L10分别独立地为
Figure FDA0002802150710000022
Z2、Z3以及Z4分别独立地为-COO-；
R5、R9、R11、R12以及R13分别独立地为正丙基；
R6为乙烯基；
R7以及R14分别独立地为正丁烯基；
R8为甲基；
R10为乙氧基。
8.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，包括结构式如(1)～(8)所示的化合物：
Figure FDA0002802150710000023
Figure FDA0002802150710000031
9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于，基于所述液晶组合物的总质量，具有所述结构式(1)的化合物的含量为15wt％；具有所述结构式(2)的化合物的含量为10wt％。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的液晶组合物。
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