CN108504364A - 液晶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶组合物和液晶显示装置。所述液晶组合物显示出高介电常数各向异性及高折射率各向异性。因此当利用所述液晶组合物时，提供具有低阈值电压、可高速响应且可在宽的温度范围下工作的液晶显示装置。所述液晶组合物包含化学式1所表示的液晶化合物及化学式2所表示的液晶化合物，L1、L2、L3和L4各自独立地为氢或卤素，R为氢等，n1和n2各自独立地为0至2的整数，n1与n2之和为0以上2以下，R1为2至10个碳原子的烷基等，R2为1至10个碳原子的烷基等，R3为1至10个碳原子的烷基等，环A为亚环己基或亚苯基，Q1和Q2各自独立地为单键等，X1至X3各自独立地为氢等，n为0至2的整数。

Description

液晶组合物
技术领域
本发明涉及一种具有高介电常数各向异性及高折射率各向异性的液晶组合物。
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)型、超扭曲向列(STN)型、平面转换(IPS)型、边缘场转换(FFS)型及垂直取向(VA)型等。
用于这种液晶显示装置的液晶材料要求低电压驱动、高速响应、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-20℃以下稳定的各种物性(低温稳定性)以及约70℃以上的透明点。而且，为了低电压驱动及高速响应，液晶材料要求介电常数各向异性的绝对值大，旋转粘度小且具有适当的弹性系数(K11、K22、K33平均值)。
这样的液晶材料所要求的物性是用1种至2种液晶化合物不可能满足的，通常需要配合使用7种至20种液晶化合物。
另外，在上述的液晶显示方式中，与通用的IPS、TN或STN不同，VA型液晶显示装置具有使用介电常数各向异性为负(-)的液晶材料的特征。然而，介电常数各向异性为负的负型液晶材料在其分子侧面上存在极性取代基，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。因此，为了提供可高速响应的VA型液晶显示装置，要求研发出一种介电常数各向异性为负、绝对值大且粘性低的液晶化合物。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种具有高介电常数各向异性及高折射率各向异性的液晶组合物。
此外，本发明的目的还在于提供一种包含所述液晶组合物的液晶显示装置。
解决问题的方法
为了解决所述问题，本发明提供一种液晶组合物，其包含至少一种由以下化学式1表示的液晶化合物；以及至少一种由以下化学式2表示的液晶化合物，
[化学式1]
在所述化学式1中，
L1、L2、L3和L4各自独立地为氢或卤素，
R为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基，
n1和n2各自独立地为0至2的整数，n1与n2之和为大于等于0且小于等于2，
[化学式2]
在所述化学式2中，
R1为2至10个碳原子的烷基或1至10个碳原子的烷氧基，
R2为1至10个碳原子的烷基或1至10个碳原子的烷氧基，
R3为1至10个碳原子的烷基、1至10个碳原子的烷氧基、或2至10个碳原子的烯基，
环A为亚环己基或亚苯基，
Q1和Q2各自独立地为单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-CF2CF2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-或-O-，
X1至X3各自独立地为氢、卤素、或1至4个碳原子的卤代烷基，
n为0至2的整数。
此外，本发明提供一种包含所述液晶组合物的液晶显示装置。
发明效果
根据本发明的一个实施方案的液晶组合物具有高的相变温度，而且可以显示出充分的折射率各向异性及介电常数各向异性。因此，当利用所述液晶组合物时，可提供一种具有低的阈值电压、可高速响应以及可在宽的温度范围下工作的液晶显示装置。
根据本发明的液晶组合物具有高介电常数各向异性、高折射率各向异性，因此可适用于各种液晶显示装置。作为非限制性示例，可以提供适合于各种模式的液晶显示装置的液晶组合物，不仅是垂直电场模式(例如，VA、MVA、PVA、PS-VA等)的液晶显示装置，还有水平电场模式(例如，IPS、PLS、FFS等)、TN模式等液晶显示装置。
附图说明
图1是示意性地示出根据一个实施方案的液晶显示装置结构的图。
符号说明
100：液晶显示装置
110：滤色片基板
112：遮光层
120：薄膜晶体管基板
130:液晶层
131：液晶
111：上衬底基板
113：滤色片
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：下有机绝缘膜
128：像素电极
102：下取向膜
具体实施方式
下面对根据本发明的具体实施方案的液晶组合物和包含它的液晶显示装置等进行说明。
根据本发明的一个实施方案的液晶组合物包含至少一种由以下化学式1表示的液晶化合物；以及至少一种由以下化学式2表示的液晶化合物，
[化学式1]
在所述化学式1中，
L1、L2、L3和L4各自独立地为氢或卤素，
R为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基，
n1和n2各自独立地为0至2的整数，n1与n2之和为大于等于0且小于等于2，
[化学式2]
在所述化学式2中，
R1为2至10个碳原子的烷基或1至10个碳原子的烷氧基，
R2为1至10个碳原子的烷基或1至10个碳原子的烷氧基，
R3为1至10个碳原子的烷基、1至10个碳原子的烷氧基、或2至10个碳原子的烯基，
环A为亚环己基或亚苯基，
Q1和Q2各自独立地为单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-CF2CF2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-或-O-，
X1至X3各自独立地为氢、卤素、或1至4个碳原子的卤代烷基，
n为0至2的整数。
所述由化学式1表示的液晶化合物为具有负介电常数各向异性的液晶化合物，将苯基通过亚乙基(-CH2-CH2-)连接，从而可以降低液晶的粘度，由此可以优化液晶相。
另外，所述化学式1的两末端具有2,3-二氟苯基，并且至少一个末端上作为取代基不具有烷基，通过这种结构可具有负介电常数各向异性，可以显示出高介电常数值。此外，所述化学式1的液晶化合物仅由苯环组成，根据n1及n2控制苯环的数量，从而可以具有高折射率各向异性值，因此可以实现液晶显示装置的高速响应速度。
优选地，所述L1、L2、L3和L4各自独立地为氢或氟。而且，优选地，所述L1和L2相同。另外，优选地，所述L3和L4相同。例如，L1和L2可以是均为氢或均为氟。L3和L4可以是均为氢或均为氟。此外，L1、L2、L3和L4可以是均为氢。L1、L2、L3和L4可以是均为氟。
此外，优选地，R为氢、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。
此外，由于n1与n2之和为大于等于0且小于等于2，所述液晶化合物可具有2个、3个或4个苯环。
所述由化学式1表示的液晶化合物的典型例可以是由以下化学式1-1至1-17表示的化合物中的至少一种，但本发明不限于此。
[化学式1-1]
[化学式1-2]
[化学式1-3]
[化学式1-4]
[化学式1-5]
[化学式1-6]
[化学式1-7]
[化学式1-8]
[化学式1-9]
[化学式1-10]
[化学式1-11]
[化学式1-12]
[化学式1-13]
[化学式1-14]
[化学式1-15]
[化学式1-16]
[化学式1-17]
所述由化学式1表示的液晶化合物可以通过如以下反应式1的制备方法来制备，但本发明不限于此。
[反应式1]
在所述反应式1中，L1、L2、L3、L4、R、n1和n2如前述化学式1中所定义。
此外，相对于液晶组合物总重量，本发明的液晶组合物可以包含大于等于2重量％或大于等于3重量％或大于等于4重量％的所述由化学式1表示的至少一种液晶化合物。若所述由化学式1表示的液晶化合物的含量低于所述范围，则基于所述由化学式1表示的液晶化合物的响应速度提升效果可能不明显。另外，相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可包含小于等于20重量％、小于等于15重量％、小于等于10重量％或小于等于8重量％的所述由化学式1表示的至少一种液晶化合物。若所述由化学式1表示的液晶化合物的含量高于所述范围，则液晶组合物的相变温度大大增加，可能会造成在低温区无法确保液晶相的问题。
对于所述由化学式2表示的液晶化合物，通过调节位于末端的4,4-双取代环己基的取代基，可以调节液晶的粘度及诸物性，由此液晶相可被优化。
具体地，末端的环己基的4位取代基之一为烷基时，另一个取代基的碳原子越减少，就越能显示出高透明点及高折射率各向异性值。而且，末端的环己基的4位取代基之一为烷氧基时，另一个取代基的碳原子越增加，就越能显示出高透明点、高折射率各向异性值及高介电常数各向异性值。因此，所述液晶化合物与末端的环己基的取代基被固定的情形相比，通过调节2个取代基，可以实现不同需要的折射率各向异性、介电常数各向异性等物性值。
例如，所述R1可为2至5个碳原子的烷基或1至5个碳原子的烷氧基，所述R2和R3各自独立地可为1至5个碳原子的烷基或1至5个碳原子的烷氧基。
具体地，所述R1可为2至5个碳原子的烷基，R2可为1至5个碳原子的烷基；或者所述R1可为2至5个碳原子的烷基，R2可为1至5个碳原子的烷氧基；或者所述R1可为1至5个碳原子的烷氧基，R2可为1至5个碳原子的烷基。例如，所述R1和R2可以是均为乙基。
与上述不同地，所述R1可为乙基、丙基、丁基或戊基，R2可为甲基或甲氧基。而且与此不同地，所述R1可为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基，R2可为甲基。
此时，所述R3可为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、乙烯基或1-丙烯基。
此外，所述Q1和Q2各自可为单键。单键是指在由Q1和Q2表示的部分不存在其他原子的情形。作为一个例子，在化学式2中Q1为单键且环A为亚苯基时，环己烷环可直接连接于苯环而形成环己基苯结构。
另外，所述X1至X3各自独立地可为氢、卤素、或者1或2个碳原子的卤代烷基。其中，卤代烷基是指被至少一个卤素取代的烷基。
例如，所述X1至X3各自独立地可为氢、氟或三氟甲基。例如，所述X1和X2各自可为氟，X3可为氢。
与上述不同地，所述X1和X3各自可为氢，X2可为氟。与此不同地，所述X1和X2各自可为氢，X3可为氟。与此不同地，所述X1可为氢，X2和X3各自可为氟。就实现负介电常数各向异性及高介电常数值而言，所述X1和X2各自可为氟，X3可为氢。
与上述不同地，所述X1至X3可以是均为氢。在这种情况下，可以实现非极性乃至中性(neutral)且具有高折射率各向异性的液晶化合物。
另外，所述n可为0，此时所述液晶化合物可具有2个环。与此不同地，所述n可为1，此时所述液晶化合物可具有3个环。
与上述不同地，所述n可为2，此时所述液晶化合物可具有4个环。
所述由化学式2表示的液晶化合物的典型例可以是由以下化学式2-1至2-20表示的化合物之一，但本发明不限于此。
[化学式2-1]
[化学式2-2]
[化学式2-3]
[化学式2-4]
[化学式2-5]
[化学式2-6]
[化学式2-7]
[化学式2-8]
[化学式2-9]
[化学式2-10]
[化学式2-11]
[化学式2-12]
[化学式2-13]
[化学式2-14]
[化学式2-15]
[化学式2-16]
[化学式2-17]
[化学式2-18]
[化学式2-19]
[化学式2-20]
所述化学式2-1至2-12、2-19及2-20的液晶化合物在苯环上含有2个氟原子，从而可以显示出负介电常数各向异性，所述化学式2-13至2-18的液晶化合物在苯环上只含有氢原子，从而可以显示出中性。
另外，根据一个实施方案的所述由化学式2表示的液晶化合物可以通过如以下反应式2的方法来制备。
[反应式2]
在所述反应式2中，R1至R3、A、Q1、Q2、X1至X3及n如前述化学式2中所定义。
参见反应式2，通过使用所述由T-1表示的4,4-双取代环己酮，可在由化学式1表示的化合物的末端引入4,4-双取代环己基。
首先，可通过如以下反应式3或4的方法来制备起始物质即所述由T-1表示的化合物。
[反应式3]
[反应式4]
在所述反应式3及4中，R1和R2如上所定义，R4为1至10个碳原子的烷基。
具体地，为了向由化学式2表示的化合物中引入4,4-二烷基环己基，可通过所述反应式3制备由T-1表示的化合物。为了制备所述由T-1-1表示的化合物，作为碱可使用氢化钠，为了制备所述由T-1表示的化合物，可以使用醋酸。
与上述不同地，为了向由化学式2表示的化合物中引入4-烷基-4-烷氧基环己基，可通过所述反应式4制备由T-1'表示的化合物，其中R4O-表示R1，由此可向R1引入烷氧基。另外，虽然本说明书中未示出，但是还可以通过与反应式4类似的方法向R1引入烷基，向R2引入烷氧基。
此后，将所制备的由T-1表示的化合物与由T-2表示的化合物进行反应，从而可以制备由化学式2表示的化合物。
相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可以包含大于等于1重量％或大于等于2重量％或大于等于3重量％的所述由化学式2表示的至少一种液晶化合物。若所述由化学式2表示的液晶化合物的含量低于所述范围，则难以表现折射率各向异性、介电常数各向异性等物性提高的效果。另外，相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可以包含小于等于15重量％、小于等于10重量％、小于等于7重量％的所述由化学式2表示的至少一种液晶化合物。若所述由化学式2表示的液晶化合物的含量高于所述范围，则液晶组合物会显示出结晶性，且低温稳定性会下降。
本发明的液晶组合物同时包含所述化学式1和2的液晶化合物，从而液晶组合物显示出结晶性的可能性少，而且液晶组合物可以显示出更高的折射率及介电常数特性。
因此，本发明的液晶组合物可以显示出高折射率各向异性，折射率各向异性(△n)大于等于0.1100或大于等于0.1110。对折射率各向异性(△n)的上限值没有特别限制，但可以是小于等于0.1200或小于等于0.1180。
另外，本发明的液晶组合物可以显示出绝对值大的负介电常数各向异性，介电常数各向异性(△ε)为小于等于-3.20或小于等于-3.25或小于等于-3.30或小于等于-3.40。对介电常数各向异性(△ε)的下限值没有特别限制，但可以是大于等于-4.00或大于等于-3.90。
除了化学式1和2的液晶化合物之外，所述液晶组合物还可包含各种液晶化合物，以满足液晶显示装置的诸性能。
作为一个例子，所述液晶组合物还可包含选自由以下化学式3至6组成的组中的至少一种液晶化合物。
所述液晶组合物还可包含已知的低粘度液晶化合物。作为这种低粘度液晶化合物可以使用由以下化学式3表示的液晶化合物等。
[化学式3]
在所述化学式3中，
R21和R22各自独立地为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A3和A4各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基(tetrahydropyranylene)或1,4-亚苯基。
作为所述由化学式3表示的液晶化合物可以使用选自由以下化学式3-1及化学式3-2所表示的化合物组成的组中的至少一种液晶化合物。因此，可以保持高电阻率并且容易调节液晶组合物的透明点、旋转粘度、折射率各向异性及介电常数各向异性等。
[化学式3-1]
[化学式3-2]
在所述式中，R21和R22与化学式3中定义的相同。
更具体地，在所述化学式3-1及3-2中，R21和R22各自独立地可为1至5个碳原子的烷基、乙烯基(-CH＝CH2)或丙烯基(-CH＝CH-CH3)。
作为一个例子，根据本发明的一个实施例的液晶组合物可包含在所述化学式3-1中R21为1至5个碳原子的烷基且R22为乙烯基或丙烯基的化合物中的至少任何一种。
作为一个例子，根据本发明的一个实施例的液晶组合物可包含以下化学式3-1-1、化学式3-1-2或化学式3-1-3的化合物中的至少任何一种。
[化学式3-1-1]
[化学式3-1-2]
[化学式3-1-3]
相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可包含约大于等于10重量％或约大于等于15重量％或约大于等于20重量％且约小于等于50重量％或约小于等于40重量％或约小于等于30重量％的所述由化学式3表示的液晶化合物。由于以所述范围包含所述由化学式3表示的液晶化合物，可以实现优化的液晶相。
作为另一个例子，所述液晶组合物还可包含作为已知的液晶化合物的相变温度高或显示出高折射率的液晶化合物。作为这种液晶化合物可以使用由以下化学式4表示的液晶化合物等。
[化学式4]
在所述化学式4中，
R31和R32各自独立地为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A5和A7各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基，
环A6为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或至少一个H被卤素取代的1,4-亚苯基，
o为1或2的整数，
作为所述由化学式4表示的液晶化合物可以使用选自由以下化学式4-1至4-8组成的组中的至少一种液晶化合物，从而可以保持高电阻率并且容易调节液晶组合物的透明点、旋转粘度、折射率各向异性及介电常数各向异性等。
[化学式4-1]
[化学式4-2]
[化学式4-3]
[化学式4-4]
[化学式4-5]
[化学式4-6]
[化学式4-7]
[化学式4-8]
在所述化学式4-1至4-8中，R31和R32与化学式4中定义的相同。另外，在所述化学式中括号“()”表示可被括号中的取代基取代。更具体地，-(F)表示在其部位上可以结合氢或氟。
更具体地，在所述化学式4-1至4-3中，R31和R32各自独立地可为1至5个碳原子的烷基。
作为一个例子，根据本发明的一个实施例的液晶组合物可包含以下化学式4-2-1、化学式4-3-1或化学式4-3-2的化合物中的至少任何一种。
[化学式4-2-1]
[化学式4-3-1]
[化学式4-3-2]
相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可包含约大于等于5重量％或约大于等于8重量％或约大于等于10重量％且约小于等于40重量％或约小于等于25重量％或约小于等于20重量％或约小于等于15重量％的所述由化学式4表示的液晶化合物。由于以所述范围包含所述由化学式4表示的液晶化合物，可以实现优化的液晶相。
作为另一个例子，所述液晶组合物还可包含已知的负介电常数液晶化合物。作为这种负介电常数液晶化合物可以使用由以下化学式5表示的液晶化合物等。
[化学式5]
在所述化学式5中，
R41和R42各自独立地为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A8和A9各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或至少一个H被卤素取代的1,4-亚苯基，
m为0至2的整数。
作为所述由化学式5表示的液晶化合物可以使用选自由以下化学式5-1至化学式5-4组成的组中的至少一种液晶化合物，从而可以保持高电阻率并且容易调节液晶组合物的透明点、旋转粘度、折射率各向异性及介电常数各向异性等。
作为一个例子，根据本发明的一个实施例的液晶组合物可包含至少一种以下化学式5-1的化合物、至少一种以下化学式5-2的化合物及至少一种以下化学式5-3的化合物。
[化学式5-1]
[化学式5-2]
[化学式5-3]
[化学式5-4]
在所述化学式5-1中5-4中，R41和R42与化学式5中定义的相同。
更具体地，在所述化学式5-1至5-3中，R41和R42各自独立地可为1至5个碳原子的烷基或1至3个碳原子的烷氧基。
作为一个例子，根据本发明的一个实施例的液晶组合物可包含以下化学式5-1-1、化学式5-1-2、化学式5-2-1、化学式5-3-1或化学式5-3-2的化合物中的至少任何一种。
[化学式5-1-1]
[化学式5-1-2]
[化学式5-2-1]
[化学式5-3-1]
[化学式5-3-2]
相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可包含约大于等于10重量％或约大于等于20重量％或约大于等于25重量％或约大于等于30重量％且约小于等于75重量％或约小于等于70重量％或约小于等于60重量％或约小于等于50重量％的所述由化学式5表示的液晶化合物。由于以所述范围包含所述由化学式5表示的液晶化合物，可以实现优化的液晶相。
作为另一个例子，所述液晶组合物还可包含已知的高介电常数液晶化合物。作为这种液晶化合物可以使用由以下化学式6表示的液晶化合物等。
[化学式6]
在所述化学式6中，
R51和R52为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A10、A11和A12各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或至少一个H被卤素取代的1,4-亚苯基，
Z1和Z2各自独立地为-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-C2F4-、-O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-，
k1和k3各自独立地为0或1，k1与k3之和为1或2，
k2和k4各自独立地为0至2的整数。
作为所述由化学式6表示的液晶化合物可以使用选自以下化学式6-1至6-4中的至少一种液晶化合物，从而可以保持高电阻率并且容易控制液晶组合物的透明点、旋转粘度、折射率各向异性及介电常数各向异性等。
[化学式6-1]
[化学式6-2]
[化学式6-3]
[化学式6-4]
在所述化学式6-1至6-4中，R51和R52与化学式6中的定义相同。
特别是，当作为所述化学式6的液晶化合物使用所述由化学式6-1表示的液晶化合物时，可以显示出更低的旋转粘度，非常有利于提供高速响应用液晶组合物。
为了实现上述的物性，相对于液晶组合物总重量，所述液晶组合物可包含约大于等于0重量％或约大于等于1重量％或约大于等于3重量％且约小于等于15重量％或约小于等于12重量％或约小于等于10重量％或约小于等于8重量％的所述化学式6的化合物。
鉴于液晶组合物所期望的用途及效果，所述液晶组合物同时包含所述化学式3至6的液晶化合物中的至少任何一种液晶化合物和所述化学式1及2的液晶化合物，从而可以提供显示出高的负介电常数各向异性且显示出低的旋转粘度的液晶材料。
除了液晶化合物之外，所述液晶组合物还可包含本发明所属技术领域中常用的各种添加剂。
作为一个例子，所述液晶组合物还可包含抗氧化剂。
此外，所述液晶组合物还可包含反应性液晶原(reactive mesogen)。这种反应性液晶原可被定义为具有显示液晶相行为的液晶原基以及至少一侧末端上具有可以光聚合、光交联或光固化的不饱和官能基(例如，乙烯基、(甲基)丙烯酰基或环氧基等)的化合物，而且作为反应性液晶原可包含满足这种定义的任意化合物。在一个例子中，作为所述反应性液晶原可包含具有液晶骨架的二丙烯酸酯单体或具有液晶骨架的二甲基丙烯酸酯单体。
另外，所述液晶组合物还可包含UV稳定剂。对可使用的UV稳定剂的种类没有特别限制，但是例如可以使用受阻胺光稳定剂(Hals，Hindered amine light stabilizer)系列。
相对于总液晶组合物重量，所述抗氧化剂和/或UV稳定剂可以使用约1至2,000ppm或约200至500ppm。
此外，本发明提供包含所述液晶组合物的液晶显示装置。
本发明的液晶组合物可用于有源矩阵-LCD(AM-LCD，Active Matrix-LCD)或无源矩阵(PM-LCD，Passive Matrix-LCD)。作为非限制性例子，可用于垂直取向(VA，Verticalalignment)、多畴垂直取向(MVA，Multi-domain VA)、图案式垂直取向(PVA，PatternedVA)、聚合物稳定液晶垂直取向(PS-VA，polymer stabilized VA)等垂直电场模式的液晶显示装置、或者等离子体寻址液晶(PALC，plasma address liquid crystal)、平面转换(IPS，In-plane switching)、边缘场转换(FFS，Fringe field switching)、面线转换(PLS，Planeline switching)、进阶高性能IPS(AH-IPS，advanced high-performance IPS)、高级超维场转换(ADS，Advanced-super dimensional switching)、聚合物稳定取向(PSA，Polymersustained alignment)等水平电场模式的液晶显示装置、扭曲向列(TN，Twist nematic)、超扭曲向列(STN，Super-twisted nematic)等模式的液晶显示装置等各种模式的液晶显示装置。根据本发明的液晶组合物显示出高的负介电常数各向异性及高折射率各向异性，尤其可以期待使用负型液晶材料的VA、MVA、PVA、PS-VA模式等液晶显示装置保持优异的诸性能并实现高速响应。
根据这种液晶显示装置的一个实施方案的结构示于图1中。参见图1，液晶显示装置100包含：滤色片基板110、薄膜晶体管基板120及介于所述滤色片基板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上界定有多个像素区域。
滤色片基板110可包含上衬底基板111、遮光层112、滤色片113、上有机绝缘膜114、共同电极115及上取向膜101。遮光层112形成在上衬底基板111上，并且可包含透光率低的非透明物质，如炭黑等着色剂。
滤色片113形成在上衬底基板111上，并且可以形成为与遮光层112部分重叠或者与相邻的另一滤色片113部分重叠。上有机绝缘膜114保护遮光层112和滤色片113，并且补偿因遮光层112和滤色片113而产生的高低差，以使滤色片基板110的表面平坦化。
共同电极115例如可由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide)或铟锌氧化物(IndiumZinc oxide)等形成。共同电极115上施加预定的共同电压。上取向膜101与液晶层130接触，使得液晶层130的液晶131朝预定方向取向或倾斜。
薄膜晶体管基板120包含多个薄膜晶体管。具体地，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、下有机绝缘膜127、像素电极128及下取向膜102。
栅极122形成在衬底基板121上，从栅极线(未图示)接收栅极信号。栅极绝缘膜123覆盖所述栅极122。
通道层124a以与栅极122重叠的方式形成在栅极绝缘膜123上，通道层124a上形成彼此隔开的一对欧姆接触层124b。
欧姆接触层124b上形成源极125和漏极126。源极125和漏极126彼此隔开以露出通道层124a的一部分。漏极126的一部分通过像素电极128的接触孔CH与像素电极电连接。
下有机绝缘膜127覆盖源极125、漏极126及露出的通道层124a。
下有机绝缘膜127上形成像素电极128。下有机绝缘膜127使薄膜晶体管基板120的表面平坦化。
下有机绝缘膜127上形成接触孔CH，漏极126和像素电极128通过该接触孔CH进行电连接。
下有机绝缘膜127上形成像素电极128，像素电极128上形成下取向膜102。像素电极128被施加来自所述漏极126的预定的数据电压。
因所述数据电压和施加于共同电极115的共同电压的电压差而产生电场，由此可以调节液晶层130的液晶131的排列。
另外，为了改善视角，各像素被分成多个区域，在一个像素区域中所述液晶组合物可沿着彼此不同的至少两个方向取向。为了将像素分成多个区域，各像素可形成突起等，像素电极及共同电极可包含切开部。
根据所述另一个实施方案的液晶显示装置可以如下方式提供：向液晶层130注入所述的液晶组合物。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。
根据所述另一个实施方案的液晶显示装置可以实现为各种模式，不仅是垂直电场模式(例如，VA、MVA、PVA、PS-VA等)，还有水平电场模式(例如，IPS、PLS、FFS等)。
下面提供本发明的优选实施例，以便有助于理解本发明。但，下述实施例只是为了更易于理解本发明而提供的，本发明的内容不限于下述实施例。
<实施例>
在以下实施例、比较例及实验例中，液晶化合物的标记如下表1所示。
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】
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：
<液晶化合物的制备>
制备例1(FNF-H.O2)
将溴盐化合物(化合物a1，40mmol，18.8g)溶解于无水THF中，然后在-30℃下进行搅拌并缓慢加入叔丁醇钾(48.1mmol，5.4g)，搅拌30分钟。在-30℃下将醛类化合物(化合物a2，43.7mmol，8.13g)溶解于THF后滴入。将温度提升至-10℃后搅拌1个小时，再将水和甲苯之比为1:1的溶剂加入反应容器中并结束反应。提取有机溶剂层并进行减压蒸馏，将生成的固体通过柱层析法进行分离而得到乙烯化合物(ethene compound)(化合物a3，60％，7.1g)。将得到的乙烯化合物(化合物a3，24mmol，7.1g)和钯/活性炭(10wt％，1.5g)溶解于THF和甲醇之比为1:1的溶剂中，然后在氢化反应器中反应3个小时后进行过滤。对滤液进行浓缩后，通过柱层析法得到目标化合物(化合物A，94％，6.7g)。
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.01(m,2H),6.87(t,1H),6.75(t,1H),6.63(t,1H),4.11(q,2H),2.95(m,4H),1.45(t,3H)；MS m/z 298(M+)；mp 55.9℃
制备例2(FANAF-H.O2)
将溴盐化合物(化合物b1，20.2mmol，12.5g)溶解于无水THF中，然后在-30℃下进行搅拌并缓慢加入叔丁醇钾(25.4mmol，2.86g)，搅拌30分钟。在-30℃下将醛类化合物(化合物b2，23.1mmol，5.04g)溶解于THF后滴入。将温度提升至-10℃后搅拌1个小时，再将水和甲苯之比为1:1的溶剂加入反应容器中并结束反应。提取有机溶剂层并进行减压蒸馏，将生成的固体通过柱层析法进行分离而得到乙烯化合物(化合物5-3，74％，7g)。将得到的乙烯化合物(化合物b3，15.6mmol，7g)和钯/活性炭(10wt％，1.75g)溶解于THF和甲醇之比为1:1的溶剂中，然后在氢化反应器中反应3个小时后进行过滤。对滤液进行浓缩后，通过柱层析法得到目标化合物(化合物B，81％，5.69g)。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.49(d,2H),7.45(d,2H),7.32(t,4H),7.21(m,4H),6.82(t,1H),4.19(q,2H),3.01(m,4H),1.50(t,3H)；MS m/z 450(M+)；mp150℃
制备例3(BAF-3.O1-O2)
1)化合物12-2-1的合成(8-甲氧基-8-丙基-1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷，8-methoxy-8-propyl-1,4-dioxaspiro[4.5]decane)
将化合物(12-2)(8-丙基-1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-醇)(13.0g，65mmol)溶解于甲苯(260mL，20mL/g)后，在-78℃及氮气条件下加入二异丙胺基锂(Lithiumdiisopropylamine，LDA)(48.7mL，97mmol，2.0M的THF溶液)，然后在常温下搅拌30分钟，再将化合物11-1(甲基4-甲基苯-磺酸酯，methyl 4-methylbenzene-sulfonate)(15.7g，84mmol)加入反应混合物中并在回流(reflux)条件下反应12小时。反应结束后，加入饱和氯化铵溶液，再使用乙酸乙酯(EtOAc)提取，无水Na2SO4干燥，浓缩有机层。将浓缩后的反应物利用硅胶柱层析法(己烷:EtOAc＝5:1)分离纯化而得到黄色的液体化合物12-2-1(8.5g，31％收率)。
1H NMR(CDCl3,Varian 400MHz):δ0.91(3H,t,J＝7.6Hz),1.23-1.36(4H,m),1.39-1.54(4H,m),1.76-1.84(4H,m),3.13(3H,s),3.90-3.97(4H,m)
2)化合物14-5的合成(4-甲氧基-4-丙基环己酮，4-methoxy-4-propylcyclohexanone)
加入化合物(12-2-1)(8-甲氧基-8-丙基-1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷)(8.30g，39.0mmol)、醋酸(80％，Acetic acid)(83.0mL，10mL/g)后，在60-70℃下搅拌3小时。反应结束后，加入饱和碳酸氢钠溶液，再将反应液利用乙酸乙酯(EtOAc)提取，无水Na2SO4干燥，浓缩有机层。将反应物用柱层析法(己烷:EtOAc＝5:1)分离纯化而得到黄色的液体化合物14-5(6.40g，97％收率)。
1H NMR(CDCl3,Varian 400MHz):δ0.94(3H,t,J＝7.2Hz),1.29-1.40(2H,m),1.47-1.51(2H,m),1.59-1.67(2H,m),2.09-2.21(4H,m),2.53-2.64(2H,m)3.23(3H,s)
3)化合物16-1-1的合成(4'-溴-4-乙氧基-2,3-二氟联苯，4'-bromo-4-ethoxy-2,3-difluorobiphenyl)
通过与制备例1相同的方法合成了化合物16-1-1。
4)化合物21-2的合成(1-(4'-乙氧基-2',3'-二氟联苯-4-基)-4-甲氧基-4-丙基环己醇，1-(4'-ethoxy-2',3'-difluorobiphenyl-4-yl)-4-methoxy-4-propylcyclohexanol)
将化合物16-1-1(4'-溴-4-乙氧基-2,3-二氟联苯)(11.8g，38.0mmol)溶解于THF(120mL，10mL/g)后，在-78℃下将正丁基锂(n-BuLi)(35.0mL，56.0mmol，1.6M的己烷(Hexane)溶液)缓慢滴加10分钟，然后在相同温度下搅拌30分钟。将化合物14-5(4-甲氧基-4-丙基环己酮)(6.40g，38.0mmol)溶解于THF(20.0mL，3.1mL/g)后缓慢滴加10分钟，然后将反应温度慢慢提升至常温并搅拌12小时。反应结束后，加入饱和氯化铵溶液，再使用乙酸乙酯(EtOAc)提取，无水Na2SO4干燥，浓缩有机层。将浓缩后的反应物利用己烷再沉淀而得到白色的固体化合物21-2(8.40g，55％收率)。
1H-NMR(CDCl3,Varian 400MHz):δ0.93(3H,t,J＝7.2Hz),1.30-1.39(3H,m),1.47-1.56(3H,m),1.70(1H,s),1.90-1.95(4H,m),2.02-2.10(4H,m),3.22(3H,s),4.16(3H,q,J＝7.2Hz),6.78-6.82(1H,m),7.07-7.12(1H,m),7.50-7.52(2H,m),7.59(2H,d,J＝8.4Hz)
5)化合物21-2-1的合成(4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-甲氧基-4-丙基环己-1-烯基)联苯，4-ethoxy-2,3-difluoro-4'-(4-methoxy-4-propylcyclohex-1-enyl)biphenyl)
将化合物21-2(1-(4'-乙氧基-2',3'-二氟联苯-4-基)-4-甲氧基-4-丙基环己醇)(8.30g，21.0mmol)溶解于甲苯(toluene)(83mL，10mL/g)后，加入对甲苯磺酸一水合物(p-TsOH·H2O)(190mg，1.04mmol)，然后在65-70℃下反应2小时。反应结束后，加入饱和碳酸氢钠溶液，再使用EtOAc提取，无水Na2SO4干燥，浓缩有机层。将浓缩后的有机层利用硅胶柱层析法(己烷:EtOAc＝5:1)分离纯化而得到白色的固体化合物21-2-1(5.10g，64％收率)。
1H-NMR(CDCl3,Varian 400MHz):δ0.95(3H,t,J＝7.2Hz),1.35-1.44(3H,m),1.48(3H,t,J＝6.8Hz),1.57-1.63(1H,m),1.70-1.77(1H,m),1.93-2.00(1H,m),2.20-2.26(1H,m),2.37-2.42(2H,m),2.54-2.62(1H,m),3.22(3H,s),4.16(2H,q,J＝7.2Hz),6.08(1H,s),6.77-6.81(1H,m),7.07-7.12(1H,m),7.44-7.48(4H,m)
6)化合物BAF-3.O1-O2的合成(4-乙氧基2,3-二氟-4'-(4-甲氧基-4-丙基环己基)联苯，4-ethoxy-2,3-difluoro-4'-(4-methoxy-4-propylcyclohexyl)biphenyl)
将化合物21-2-1(4-乙氧基-2,3-二氟-4'-(4-甲氧基-4-丙基环己-1-烯基)联苯)(5.16g，13.0mmol)溶解于EtOAc(120mL，20mL/g)后，加入钯/碳(Pd/C)(260mg，5wt％，Palladium 10％on carbon)，并在氢化反应器中0.8MPa的压力条件及常温下反应4小时。反应结束后，使用硅藻土(Celite)和乙酸乙酯(EtOAc)减压过滤并浓缩，然后利用硅胶柱层析法(己烷:EtOAc＝10:1)分离纯化而得到白色的固体化合物BAF-3.O1-O2(2.50g,48％收率)。
1H-NMR(CDCl3,Varian 400MHz):δ0.94(3H,t,J＝7.2Hz),1.30-1.39(4H,m),1.41-1.45(2H,m),1.48(3H,t,J＝6.8Hz),1.66-1.84(4H,m),1.97-1.99(2H,m),2.47-2.55(1H,m),3.17(3H,s),4.15(2H,q,J＝7.2Hz),6.76-6.80(1H,m),7.06-7.11(1H,m),7.37(2H,d,J＝8.0Hz),7.42-7.44(2H,m)
制备例4(ANAF-3.O2)
将溴盐化合物(化合物1，20mmol，9.5g)溶解于无水THF中，然后在-30℃下进行搅拌并缓慢加入叔丁醇钾(24mmol，2.69g)，搅拌30分钟。在-30℃下将醛类化合物(化合物2，20mmol，5.24g)溶解于THF后滴入。将温度提升至-10℃后搅拌1个小时，再将水和甲苯之比为1:1的溶剂加入反应容器中并结束反应。提取有机溶剂层并进行减压蒸馏，将生成的固体通过柱层析法进行分离而得到乙烯化合物(化合物3，80％，6.1g)。将得到的乙烯化合物(化合物3，16mmol，6.1g)和钯/活性炭(10wt％，1.75g)溶解于THF和甲醇之比为1:1的溶剂中，然后在氢化反应器中反应3个小时后进行过滤。对滤液进行浓缩后，通过柱层析法得到目标化合物(化合物B，81％，5.69g)。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.52(m,1H),7.38(m,4H),7.08-7.05(m,5H),4.07(q,1H),2.82(s,4H),2.61(t,2H),1.64(m,2H),1.34(t,3H),0.94(t,3H)；MSm/z 380(M+)；mp 105℃
<液晶组合物的制备>
使用制备例中制备的液晶化合物中的一部分制备了具有如下表2和表3的组分的实施例及比较例的液晶组合物。表2和表3中用代码表示了液晶化合物，代码的含义记载于上表1中。下表2和表3中各数值表示重量％。
【表2】
代码 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3
BA-3.O1 5.2 4.7 4.0 5.7 5.0
BA-3.O2 4.0 4.7 4.0 5.7 5.0
BB-3.4 6.9 5.7 8.0 6.0 8.0
BB-3.5 - - - 6.0
BB-3.U1 11.8 13.3 14.0 10.0 14.0
BBA-3.1 2.3 2.8 3.5 - -
BAA-3.1 5.2 2.8 5.0 5.7 8.0
BAA-3.2 6.6 6.6 6.5 8.0 8.0
AF-3.O2 11.0 11.3 11.0 11.3 11.0
BF-3.O2 13.2 13.2 13.0 12.2 11.0
BF-5.O2 7.2 7.5 8.0 8.0 7.0
BBF-3.O2 10.2 10.4 12.5 10.7 12.0
BBF-5.O2 6. 5.7 6.0 7.0 7.0
ANAF-3.O2 4.6 5.7 4.5 - -
FANAF-H.O2 3.1 2.8 - 3.7 -
BAF-3.O1-O2 2.7 2.8 - - 4.0
合计 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
【表3】
代码 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 比较例4 比较例5
BB-3.4 - - - - -
BB-3.V 17.7 19.0 18.0 18.0 20.5 18.4
BB-3.U1 7.8 9.0 8.0 8.0 12.5 12.6
BAA-3.1 6.1 4.5 4.5 4.0 5.5 5.0
BAA-3.2 7.1 6.2 6.0 6.0 7.0 6.4
AF-3.O2 13.0 11.4 9.5 11.0 7.0 10.7
BF-3.O2 12.1 11.7 11.0 11.0 14.0 10.7
BF-5.O2 7.8 7.3 7.5 7.0 8.0 7.2
BBF-3.O2 12.1 11.6 12.0 12.0 15.5 11.2
BBF-5.O2 8.7 7.6 7.0 7.0 7.6
ANAF-3.O2 - 7.3 7.5 7.0 7.0 5.8
FNF-H.O2 - - 1.5 1.5 - -
FANAF-H.O2 4.3 2.2 2.5 4.0 3.0 -
BAF-3.O1-O2 3.3 2.2 5.0 3.5 - 4.4
合计 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
<实验例>
液晶组合物的物性评价
对所述制备例及比较例中制备的液晶组合物的物性通过如下方法进行评价。
(1)相变温度(TN-I)
将待测定相变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。
向具有METTLER TOLEDO FP90温度控制器的仪器中放入所述样品，用FP82HT加热台(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变温度(TN-I)。
(2)折射率各向异性(△n)
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偏光片的阿贝折射计进行测定。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。然后，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，非寻常)，将更小的折射率规定为no(ordinary，寻常)，并将从所述ne减去no的值规定为△n。
(3)介电常数各向异性(△ε)
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)后接合两片玻璃基板，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，并用热固化或紫外线固化的粘接剂进行密封。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)后接合两片玻璃基板，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，并用紫外线固化的粘接剂进行密封。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⊥。
(4)粘度(η，单位：mPa·s)
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。
(5)旋转粘度(γ，单位：mPa·s)
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接合两片玻璃基板，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50μ0。然后，向该元件注入待测液晶组合物，并用紫外线固化的粘接剂进行密封。之后，使用安装有爱斯佩克公司(ESPECCorp.)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。
所述结果示于下表4和表5中。
【表4】
项目 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3
TN-I 75.8 75.4 75.2 74.7 77.0
Δn 0.1152 0.1157 0.1081 0.1088 01080
ne 1.6032 1.6041 1.5947 1.5962 1.5950
no 1.4880 1.4884 1.4866 1.4873 1.4870
△ε -3.48 -3.57 -3.03 -3.12 -2.95
η 19.02 19.00 17.8 17.55 18.03
γ 139 138 113 118 126
【表5】
项目 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 比较例4 比较例5
TN-I 79.0 76.10 76.1 76.2 75.3 77.1
Δn 0.1125 0.1123 0.1128 0.1150 0.1082 0.1092
ne 1.6006 1.5993 1.6008 1.6028 1.5942 1.5950
no 1.4881 1.4870 1.4880 1.4878 1.4860 1.4858
△ε -3.67 -3.60 -3.90 -3.97 -3.06 -3.23
η 18.62 16.91 18.34 19.10 15.53 16.57
γ 129 122 130 137 111 113
参见上表4和表5，对于实施例1至6，均显示出大于等于0.1100的高折射率各向异性及小于等于-3.20的负的高介电常数各向异性。
因此，当使用根据本发明的一个实施方案的液晶组合物时，可提供具有良好的折射率各向异性及介电常数各向异性的液晶组合物，从而可以显著提高液晶显示装置的响应时间。

Claims (17)

1.一种液晶组合物，包含：
至少一种由以下化学式1表示的液晶化合物；以及
至少一种由以下化学式2表示的液晶化合物，
化学式1
在所述化学式1中，
L1、L2、L3和L4各自独立地为氢或卤素，
R为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基，且
n1和n2各自独立地为0至2的整数，n1与n2之和为大于等于0且小于等于2，
化学式2
在所述化学式2中，
R1为2至10个碳原子的烷基或1至10个碳原子的烷氧基，
R2为1至10个碳原子的烷基或1至10个碳原子的烷氧基，
R3为1至10个碳原子的烷基、1至10个碳原子的烷氧基、或2至10个碳原子的烯基，
环A为亚环己基或亚苯基，
Q1和Q2各自独立地为单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-CF2CF2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-或-O-，
X1至X3各自独立地为氢、卤素、或1至4个碳原子的卤代烷基，
n为0至2的整数。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式1的L1、L2、L3和L4各自独立地为氢或氟。
3.根据权利要求2所述的液晶组合物，其中，
所述化学式1的L1和L2相同或者L3和L4相同。
4.根据权利要求2所述的液晶组合物，其中，
所述化学式1的L1和L2相同且L3和L4相同。
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式1的R为氢、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式1的液晶化合物是选自由以下化学式1-1至1-17所表示的化合物组成的组中的化合物，
化学式1-1
化学式1-2
化学式1-3
化学式1-4
化学式1-5
化学式1-6
化学式1-7
化学式1-8
化学式1-9
化学式1-10
化学式1-11
化学式1-12
化学式1-13
化学式1-14
化学式1-15
化学式1-16
化学式1-17
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式2的R1为2至5个碳原子的烷基，R2为1至5个碳原子的烷基或1至5个碳原子的烷氧基，或者
R1为1至5个碳原子的烷氧基，R2为1至5个碳原子的烷基。
8.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式2的R3为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、乙烯基或1-丙烯基。
9.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式2的Q1和Q2各自为单键。
10.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式2的X1至X3各自独立地为氢、氟或三氟甲基。
11.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
所述化学式2的液晶化合物是选自由以下化学式2-1至2-20表示的化合物中的化合物，
化学式2-1
化学式2-2
化学式2-3
化学式2-4
化学式2-5
化学式2-6
化学式2-7
化学式2-8
化学式2-9
化学式2-10
化学式2-11
化学式2-12
化学式2-13
化学式2-14
化学式2-15
化学式2-16
化学式2-17
化学式2-18
化学式2-19
化学式2-20
12.根据权利要求1所述的液晶组合物，其还包含选自由以下化学式3至6组成的组中的至少一种液晶化合物，
化学式3
在所述化学式3中，
R21和R22各自独立地为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A3和A4各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基，
化学式4
在所述化学式4中，
R31和R32各自独立地为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A5和A7各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基或1,4-亚苯基，
环A6为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或至少一个H被卤素取代的1,4-亚苯基，
o为1或2的整数，
化学式5
在所述化学式5中，
R41和R42各自独立地为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A8和A9各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或至少一个H被卤素取代的1,4-亚苯基，
m为0至2的整数，
化学式6
在所述化学式6中，
R51和R52为氢、1至10个碳原子的烷基、2至10个碳原子的烯基或1至10个碳原子的烷氧基中的任何一个自由基，或者所述自由基中至少一个H被卤素取代或以一个以上氧原子不会直接连接的方式-CH2-被-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代的自由基，
环A10、A11和A12各自独立地为1,4-亚环己基、亚四氢吡喃基、1,4-亚苯基或至少一个H被卤素取代的1,4-亚苯基，
Z1和Z2各自独立地为-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH2CF2-、-CHFCHF-、-CF2CH2-、-CH2CHF-、-CHFCH2-、-C2F4-、-O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-，
k1和k3各自独立地为0或1，k1与k3之和为1或2，
k2和k4各自独立地为0至2的整数。
13.根据权利要求12所述的液晶组合物，其中，
所述由化学式6表示的液晶化合物是选自由以下化学式6-1至6-4所表示的化合物组成的组中的化合物，
化学式6-1
化学式6-2
化学式6-3
化学式6-4
在所述化学式6-1至6-4中，
R51和R52与所述化学式6中定义的相同。
14.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中，
相对于所述液晶组合物总重量，所述化学式1的液晶化合物包含2重量％至20重量％，
相对于所述液晶组合物总重量，所述化学式2的液晶化合物包含1重量％至15重量％。
15.根据权利要求1所述的液晶组合物，其还包含抗氧化剂或UV稳定剂。
16.根据权利要求1所述的液晶组合物，其折射率各向异性大于等于0.1100，介电常数各向异性小于等于-3.20。
17.一种液晶显示装置，其包含权利要求1至16中任何一项所述的液晶组合物。
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