CN111826170A - Psa型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PSA型液晶组合物，所述PSA型液晶组合物包含：主体液晶A及可聚合组分B，其中，所述主体液晶A包含一种或更多种液晶化合物，可聚合组分B包含至少一种选自由通式I‑1、通式I‑2及通式I‑3组成的组的化合物。本发明公开了一种包含上述PSA型液晶组合物的液晶显示器件。本发明所提供的PSA型液晶组合物具有较好的互溶性，在低温环境下也不会发生晶析现象，同时可聚合组分聚合后能形成较稳定的预倾角，避免图像保留现象的发生，并且聚合过程中不会形成如碎亮点等不良显示的情况。

Description

PSA型液晶组合物及其显示器件
技术领域
本发明涉及液晶材料领域，具体涉及PSA型液晶组合物及其显示器件。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因其体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展，特别在便携式电子信息产品中获得广泛的应用。根据显示模式的类型分为PC(phase change，相变)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(supertwisted nematic，超扭曲向列)、ECB(electrically controlled birefringence，电控双折射)、OCB (optically compensated bend，光学补偿弯曲)、IPS(in-plane switching，共面转变)、FFS (fringe field switching，边缘场切换)、VA(vertical alignment，垂直配向)及PSA(polymer stable alignment，聚合物稳定配向)等类型。
其中，PSA模式是将少量(如0.3 wt％，较典型＜1 wt％)的一种或更多种可聚合化合物添加到液晶组合物中，并在充入液晶盒之后在电极之间施加电压或不施加电压的情况下，使其在液晶分子具有初始取向的状态下原位聚合或交联(通常通过UV光聚合)，从而固定液晶分子的取向。聚合在液晶组合物显示出液晶相的温度下进行(通常在室温下进行)。已证实将可聚合的液晶化合物添加到液晶组合物中是特别适宜的，由于其在单元内形成的聚合物结构可以很好地控制液晶分子的倾斜角，且PSA型液晶显示元件还具有高速响应性和高对比度的效果。
因此，PSA型液晶显示元件被不断开发，PSA原理也被用在各种传统的液晶显示器中，诸如已知的PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS和PSA-TN显示器。如常规的液晶显示器一样，PSA显示器能作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。就有源矩阵显示器的情况而言，各个像素通常通过集成的非线性有源元件如晶体管来进行寻址，而就无源矩阵显示器的情况而言，各个像素通常根据现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。
然而，PSA型液晶显示元件也存在一些显示不良的情况，如图像保留等，已有研究显示，此类问题多是由杂质的存在及液晶分子的取向的变化(预倾角的变化)造成的，而液晶分子的取向则是由可聚合化合物聚合后形成的聚合物网络控制的。如果构成聚合物网络的可聚合化合物的结构刚性不够，那么在PSA型液晶显示元件长时间连续显示同一图案时，聚合物网络的结构有可能发生变化，继而导致液晶分子的预倾角发生变化。因此，通常需要选取具有刚直结构的可聚合化合物。
为了通过提高聚合物的刚直性来防止图像保留，研究了使用仅具有环结构和聚合性官能团的具有1,4-亚苯基等结构的聚合性化合物构成显示元件(参见专利文献JP2003307720A)、使用具有联芳结构的聚合性化合物构成显示元件(参见专利文献JP2008116931A)。但是，这些聚合性化合物相对于液晶化合物的相溶性低，在配制含有聚合性化合物的液晶组合物时存在聚合性化合物易发生析出的问题，因此，改善可聚合化合物与液晶化合物的相溶性非常有必要。
另外，提出了使用双官能性的聚合性化合物与二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等三官能以上的聚合性化合物的混合液晶组合物构成显示元件(参见专利文献 JP2004302096A)。但是，由于二季戊四醇五丙烯酸酯以及二季戊四醇六丙烯酸酯在分子内不具有环结构，因此其与液晶化合物的亲和力弱，取向的约束力也弱，存在不能获得足够的取向稳定性的问题。此外，这些聚合性化合物在聚合过程中必须通过添加聚合引发剂才能实现聚合，若不添加聚合引发剂则再聚合后会存在可聚合化合物残留的问题。
为了进一步改善响应速度，现有技术中也公开了液晶组合物与聚合性化合物的各种组合(参见专利文献WO2010084823A1)。然而，预倾角和响应速度的关系一般是已知的，不能确认会具有显著的改良效果，而且由于使用了含有烯基、氯原子的液晶化合物，会引起显示不良的可能性增高，同时还会存在环保的问题。
因此，期待开发一种可以同时解决可聚合化合物在宽的温度范围内不发生析出、响应速度快、无图像保留等不良显示情况的PSA型液晶组合物以及包含其的液晶显示器件。
发明内容
发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供互溶性好、响应速度快、无图像保留等不良显示情况的PSA型液晶组合物。本发明的目的还在于提供包含上述PSA型液晶组合物的显示器件。
本发明的技术方案：
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种PSA型液晶组合物，所述PSA型液晶组合物包含：主体液晶A及可聚合组分B，其中，主体液晶A包含一种或更多种液晶化合物，可聚合组分B包含至少一种选自由通式I-1、通式I-2及通式I-3组成的组的化合物：
Figure BDA0002029422370000021
Figure BDA0002029422370000031
其中，
环A、环B、环C、环D、环E、环F、环G、环H和环I各自独立地表示亚苯基或亚萘基；
X1-1、X1-2、X1-3、X2-1、X2-2、X2-3、X2-4、X3-1、X3-2、X3-3、X3-4和X3-5各自独立地表示单键、含有1-12个碳原子的直链或支链的亚烷基，所述含有1-12个碳原子的直链或支链的亚烷基中的一个或更多个-CH2-可被-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CH＝CH-或-C≡C-以杂原子彼此不直接连接的方式替代，所述含有1-12个碳原子的直链或支链的亚烷基中的一个或更多个-CH2-中的-H可被卤素取代，并且X1-1、X1-2、X1-3中至少一个表示单键，X2-1、 X2-2、X2-3、X2-4中至少一个表示单键，X3-1、X3-2、X3-3、X3-4、X3-5中至少一个表示单键；
RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、RH和RI各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代或未被卤代的直链或支链的烷基或烷氧基；
P1-1、P1-2、P2-1、P2-2、P3-1和P3-2各自独立地表示可聚合基团；
a、b、c、d、e、f、g、h和i各自独立地表示0、1、2或3，当a为2或3时，RA可以相同或不同；当b为2或3时，RB可以相同或不同；当c为2或3时，RC可以相同或不同；当d为2或3时，RD可以相同或不同；当e为2或3时，RE可以相同或不同；当 f为2或3时，RF可以相同或不同；当g为2或3时，RG可以相同或不同；当h为2或3 时，RH可以相同或不同；当i为2或3时，RI可以相同或不同；
a+b+n1≥1，且n1≥1，n1表示X1-1、X1-2、X1-3中非单键基团的个数；
c+d+e+n2≥2，且n2≥1，n2表示X2-1、X2-2、X2-3、X2-4中非单键基团的个数；并且
f+g+h+i+n3≥3，且n3≥1，n3表示X3-1、X3-2、X3-3、X3-4、X3-5中非单键基团的个数。
在本发明的一些实施方案中，环A、环B、环C、环D、环E、环F、环G、环H和环I优选各自独立地表示亚苯基。
在本发明的一些实施方案中，X1-1、X1-2、X1-3、X2-1、X2-2、X2-3、X2-4、X3-1、X3-2、 X3-3、X3-4和X3-5优选各自独立地表示单键、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2CH2-、 -(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)2O-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH(CH3)CH2-、-C(CH3)2CH2-、-CH2C(CH3)2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、-C(CH3)2C(CH3)2-、 -C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-O-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、 -SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-。
在本发明的一些实施方案中，RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、RH和RI优选各自独立地表示-F、-CH2F、-CHF2、-CF3、-CH3、-OCH3、-CH2CH3或-OCH2CH3。
在本发明的一些实施方案中，P1-1、P1-2、P2-1、P2-2、P3-1和P3-2优选各自独立地表示
Figure BDA0002029422370000041
Figure BDA0002029422370000042
或-SH。
在本发明的一些实施方案中，a+b+n1≥2；c+d+e+n2≥3；f+g+h+i+n3≥4。
在本发明的一些实施方案中，X1-2、X2-2、X2-3、X3-2、X3-3和X3-4各自独立地表示单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、 -CF2O-、-OCF2-、-CH(CH3)CH2-、-C(CH3)2CH2-、-CH2C(CH3)2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、 -C(CH3)2C(CH3)2-、-C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-。
在本发明的一些实施方案中，X1-2表示-CO-O-或-O-CO-，则a+b≠0；X2-2和X2-3均表示-CO-O-或-O-CO-，则c+d+e≠0；X3-2、X3-3和X3-4均表示-CO-O-或-O-CO-，则f+g+h+i≠0。
在本发明的一些实施方案中，X1-1和X1-3均表示单键，X1-2表示-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、-CF2O-、 -OCF2-、-CH(CH3)CH2-、-C(CH3)2CH2-、-CH2C(CH3)2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、 -C(CH3)2C(CH3)2-、-C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、 -O-CO-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-。
在本发明的一些实施方案中，可聚合组分B中仅含有1种通式I-1的化合物，其中，X1-1和X1-3均表示单键，X1-2表示-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、 -(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH(CH3)CH2-、-CH2C(CH3)2-、 -C(CH3)2CH2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、-C(CH3)2C(CH3)2-、-C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、 -CH(CH2CH3)CH2-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、 -C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-，且a+b≠0。
在本发明的一些实施方案中，可聚合组分B中若含有1种a+b+n1＝1的通式I-1的化合物，则至少还含有另一种选自由通式I-1、通式I-2及通式I-3组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中，X2-1和X2-4中至少一个表示单键，且当X2-1和X2-4均表示单键时，X2-2和X2-3中至少一个不为单键，且c+d+e≥1。
在本发明的一些实施方案中，若可聚合组分B中含有2种或3种可聚合化合物，且所述2种或3种可聚合化合物中的至少一种选自通式I-2的化合物，则X2-1和X2-4中至少一个表示单键，且当X2-1和X2-4均表示单键时，X2-2和X2-3中至少一个不为单键，且c+d+e≥1。
在本发明的一些实施方案中，X3-1和X3-5中至少一个表示单键，且当X3-1和X3-5均为单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至少一个不为单键，且f+g+h+i≥2；当X3-1和X3-5中仅一个表示单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至多一个不为单键，且f+g+h+i≥2。
在本发明的一些实施方案中，可聚合组分B中含有2种或3种可聚合化合物，且所述2种或3种可聚合化合物中的至少一种选自通式I-3的化合物，则X3-1和X3-5中至少一个表示单键，且当X3-1和X3-5均为单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至少一个不为单键，且f+g+h+i≥2；当X3-1和X3-5中仅一个表示单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至多一个不为单键，且f+g+h+i≥2。
在本发明的一些实施方案中，通式I-1的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure BDA0002029422370000051
Figure BDA0002029422370000061
Figure BDA0002029422370000071
Figure BDA0002029422370000072
以及
Figure BDA0002029422370000073
其中，RA、RB、a和b在每次出现时相同或不同地具有上文或下文所指出的含义之一。在本发明的一些实施方案中，通式I-2的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure BDA0002029422370000074
Figure BDA0002029422370000081
Figure BDA0002029422370000091
Figure BDA0002029422370000101
Figure BDA0002029422370000111
Figure BDA0002029422370000121
Figure BDA0002029422370000131
Figure BDA0002029422370000132
以及
Figure BDA0002029422370000133
其中，RC、RD、RE、c、d和e在每次出现时相同或不同地具有上文或下文所指出的含义之一。
在本发明的一些实施方案中，通式I-3的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure BDA0002029422370000141
Figure BDA0002029422370000151
Figure BDA0002029422370000152
以及
Figure BDA0002029422370000153
其中，RF、RG、RH、RI、f、g、h和i在每次出现时相同或不同地具有上文或下文所指出的含义之一。
在上述通式I-1-1～I-1-24、通式I-2-1～I-2-56及通式I-3-1～I-3-20中，
Figure BDA0002029422370000154
Figure BDA0002029422370000155
Figure BDA0002029422370000161
优选各自独立地表示选自由下列组成的组的基团：
Figure BDA0002029422370000162
及
Figure BDA0002029422370000163
在本发明的一些实施方案中，可聚合组分B占PSA型液晶组合物总重量的0.01-5％，优选地，可聚合组分B占PSA型液晶组合物总重量的0.05-4％，进一步优选地，可聚合组分B占PSA型液晶组合物总重量的0.1-3％。
在本发明的一些实施方案中，主体液晶A包含一种或更多种通式M的化合物：
Figure BDA00020294223700001610
其中，
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、
Figure BDA0002029422370000165
Figure BDA0002029422370000166
所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的1个或不相邻的2个以上的 -CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环M1、环M2和环M3各自独立地表示
Figure BDA0002029422370000167
其中，
Figure BDA0002029422370000168
中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，
Figure BDA0002029422370000169
中的至多一个-H可被卤素取代；
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、 -C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2O-、-OCF2-或-CF2CF2-；并且
nM1表示0、1、2或3，且当nM1＝2或3时，环M2可以相同或不同，ZM2可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中，在通式M的化合物中，RM1和RM2优选各自独立地为含有1～10个碳原子的直链状的烷基、含有1～9个碳原子的直链状的烷氧基、或含有2～10 个碳原子的直链状的烯基；进一步优选各自独立地为含有1～8个碳原子的直链状的烷基、含有1～7个碳原子的直链状的烷氧基、或含有2～8个碳原子的直链状的烯基；再进一步优选各自独立地为含有1～5个碳原子的直链状的烷基、含有1～4个碳原子的直链状的烷氧基、或含有2～5个碳原子的直链状的烯基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和/或RM2各自独立地为含有2～8个碳原子的直链状的烯基，进一步优选各自独立地为含有2～5个碳原子的直链状的烯基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2中的任一者为含有2～5个碳原子的直链状的烯基，而另一者为含有1～5个碳原子的直链状的烷基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2两者均为含有1～8个碳原子的直链状的烷基、或含有1～7个碳原子的直链状的烷氧基；进一步优选两者均为含有1～5个碳原子的直链状的烷基、或含有1～4个碳原子的直链状的烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2中的任一者为含有1～5个碳原子的直链状的烷基，而另一者为含有1～5个碳原子的直链状的烷基、或含有1～4个碳原子的直链状的烷氧基；进一步优选地，RM1和RM2两者均为含有1～5个碳原子的直链状的烷基。
本发明中的烯基优选地选自式(V1)至式(V9)中的任一者所表示的基团，特别优选为式(V1)、式(V2)、式(V8)或(V9)。式(V1)至式(V9)所表示的基团如下所示：
Figure BDA0002029422370000171
其中，*表示所键结的环结构中的碳原子。
本发明中的烯氧基优选地选自式(OV1)至式(OV9)中的任一者所表示的基团，特别优选为式(OV1)、式(OV2)、式(OV8)或(OV9)。式(OV1)至式(OV9)所表示的基团如下所示：
Figure BDA0002029422370000172
其中，*表示所键结的环结构中的碳原子。
在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物选自由如下化合物组成的组：
Figure BDA0002029422370000173
Figure BDA0002029422370000181
Figure BDA0002029422370000191
Figure BDA0002029422370000192
以及
Figure BDA0002029422370000193
在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物优选自由通式M1、通式M2、通式 M4、通式M9、通式M11、通式M20和通式M21的化合物组成的组。
相对于本发明的PSA型液晶组合物的总重量，通式M的化合物的优选含量的下限值为1％，10％，20％，30％，40％或50％；相对于本发明的PSA型液晶组合物的总重量，通式M的化合物的优选含量的上限值为95％，85％，75％，65％，60％，55％，45％，35％或25％。
关于通式M的化合物的含量，在需要保持本发明的PSA型液晶组合物粘度较低且响应时间较短时，优选其下限值较高且上限值较高；进一步地，在需要保持本发明的PSA 型液晶组合物的清亮点较高且温度稳定性良好时，优选其下限值较高且上限值较高；在为了将驱动电压保持为较低且介电各向异性的绝对值变大时，优选使其下限值变低且上限值变低。
在重视可靠性的情形时，优选RM1和RM2均各自独立地为烷基；在重视降低化合物的挥发性的情形时，优选RM1和RM2均各自独立地为烷氧基；在重视粘度降低的情形时，优选RM1和RM2中至少一者为烯基。
在本发明的一些实施方案中，主体液晶A至少含有一种或更多种选自由通式M1-a、通式M1-b及通式M1-c组成的组的化合物：
Figure BDA0002029422370000201
Figure BDA0002029422370000202
以及
Figure BDA0002029422370000203
在本发明的一些实施方案中，主体液晶A还包含一种或更多种通式N的化合物：
Figure BDA0002029422370000204
其中，
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、
Figure BDA0002029422370000205
Figure BDA0002029422370000206
所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的1个或不相邻的2个以上的 -CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，并且存在于这些基团中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；
环
Figure BDA0002029422370000207
和环
Figure BDA0002029422370000208
各自独立地表示
Figure BDA0002029422370000209
其中，
Figure BDA00020294223700002010
中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，一个或至多2个环中单键可被双键替代，
Figure BDA00020294223700002011
中的一个或更多个-H可被-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2O-、-OCF2-或-CF2CF2-；并且
nN1表示0、1、2或3，nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3，当nN1＝2或3时，环
Figure BDA00020294223700002012
可以相同或不同，ZN1可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中，，在通式N的化合物中，RN1和RN2优选各自独立地为含有1～8个碳原子的烷基或烷氧基、或含有2-8个碳原子的烯基或烯氧基，进一步优选各自独立地为含有1～5个碳原子的烷基或烷氧基、或含有2-5个碳原子的烯基或烯氧基；
RN1进一步优选为含有1～5个碳原子的烷基、或含有2～5个碳原子的烯基，再进一步优选为含有2～5个碳原子的烷基、或含有2～3个碳原子的烯基；
RN2进一步优选为含有1～4个碳原子的烷氧基；
环
Figure BDA00020294223700002013
和环
Figure BDA00020294223700002014
优选为
Figure BDA00020294223700002015
Figure BDA00020294223700002016
在本发明的一些实施方案中，通式N的化合物选自由如下化合物组成的组：
Figure BDA0002029422370000211
Figure BDA0002029422370000221
Figure BDA0002029422370000222
以及
Figure BDA0002029422370000223
在本发明的一些实施方案中，通式N的化合物优选自由通式N2、通式N3、通式N5、通式N8、通式N12和通式N14的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，本发明的PSA型液晶组合物优选含有一种或更多种通式N的化合物，优选含有一种或更多种选自由通式N2～N7及通式N10～N21组成的组的化合物，更优选含有2种至10种选自由通式N2～N7及通式N10～N21组成的组的化合物。
关于通式N的化合物的优选含量：相对于本发明的PSA型液晶组合物的总重量，通式N的化合物的优选含量的下限值为0.1％，0.5％，1％，3％，5％，10％，13％，15％，18％，20％，23％，25％，28％，30％，33％，35％，38％或40％；相对于本发明的PSA型液晶组合物的总重量，通式N的化合物的优选含量的上限值为95％，90％，88％，85％，83％， 80％，78％，75％，73％，70％，68％，65％，63％，60％，55％，50％，40％，38％，35％， 33％，30％，28％，25％，23％，20％，18％，15％或10％。
关于通式N的化合物优选含量，在需要保持本发明的PSA型液晶组合物粘度较低且响应时间较短时，优选其下限值较低且上限值较低；进一步地，在需要保持本发明的PSA 型液晶组合物清亮点较高且温度稳定性良好时，优选其下限值较低且上限值较低；另外，在为了将驱动电压保持为较低而使介电各向异性的绝对值变大时，优选使其下限值变高且上限值较高。
在本发明的一些实施方案中，，PSA型液晶组合物还包含本领域技术人员已知和文献中描述的一种或更多种添加剂。
如下提及例如可以加入到根据本发明的PSA型液晶组合物中的稳定剂。
Figure BDA0002029422370000231
Figure BDA0002029422370000241
Figure BDA0002029422370000251
Figure BDA0002029422370000261
优选地，稳定剂选自如下所示的稳定剂。
Figure BDA0002029422370000262
在本发明的一些实施方案中，优选地，稳定剂占PAS型液晶组合物总重量的0-5wt％；更优选地，稳定剂占PAS型液晶组合物总重量的0-1wt％；特别优选地，稳定剂占PAS型液晶组合物总重量的0.01-0.1wt％。
本发明另一方面还提供一种液晶显示器件，其包含本发明所提供的PSA型液晶组合物。
有益效果：
本发明所提供的PSA型液晶组合物通过对可聚合化合物的功能性基团(包含环与环之间的连接基团、环上的取代基团以及可聚合基团与环之间的连接基团)的改进，有效地改善了可聚合组分与主体液晶之间的互溶性，使得该液晶组合物在低温环境下也能够维持向列相状态而不会发生晶析，因而在运输以及制造过程中不会出现晶析而引起性能变化。本发明的PSA型液晶组合物的粘度也非常低，能够满足要求响应速度快的液晶显示器件(如3D显示)使用。此外，本发明的聚合性化合物在光聚合时的聚合速度不过快也不过慢，是适当的，因此能够实现均一并且稳定的取向控制，能够提供图像保留、显示不匀较少发生或完全不发生的液晶显示器件。综上所述，本发明所提供的PSA型液晶组合物具有较好的互溶性，在低温环境中也不发生晶析，同时还能形成稳定的预倾角，并且聚合过程不会形成碎亮点等不良显示的情况。
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。
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。
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
Figure BDA0002029422370000271
Figure BDA0002029422370000281
以如下结构式的化合物为例：
Figure BDA0002029422370000282
该结构式如用表1’所列代码表示，则可表达为：nCCGF，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，G代表2- 氟-1,4-亚苯基，F代表氟。
以下实施例中测试项目的简写代号如下：
Cp(℃) 清亮点(向列相-各向同性相转变温度)
Δn 光学各向异性(589nm，25℃)
Δε 介电各向异性(1KHz，25℃)
γ1 旋转粘度(mPa*s，在25℃下)
LTS 低温存储稳定性(℃，储存500h而不晶析的温度)
其中，
光学各向异性使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、25℃测试得。
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。
γ1使用TOYO6254型液晶物性评价系统测试得到；测试温度为25℃，测试电压为90V。
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。
主体液晶实施例1
如下表1配制向列相主体液晶Host 1。
表1 Host 1的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000283
Figure BDA0002029422370000291
主体液晶实施例2
如下表2配制向列相主体液晶Host 2。
表2 Host 2的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000292
主体液晶实施例3
如下表3配制向列相主体液晶Host 3。
表3 Host 3的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000293
Figure BDA0002029422370000301
主体液晶实施例4
如下表4配制向列相主体液晶Host 4。
表4 Host 4的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000302
主体液晶实施例5
如下表5配制向列相主体液晶Host 5。
表5 Host 5的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000303
Figure BDA0002029422370000311
主体液晶实施例6
如下表6配制向列相主体液晶Host 6。
表6 Host 6的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000312
主体液晶实施例7
如下表7配制向列相主体液晶Host 7。
表7 Host 7的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000321
主体液晶实施例8
如下表8配制向列相主体液晶Host 8。
表8 Host 8的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000322
Figure BDA0002029422370000331
主体液晶实施例9
如下表9配制向列相主体液晶Host 9。
表9 Host 9的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000332
主体液晶实施例10
如下表10配制向列相主体液晶Host 10。
表10 Host 10的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000333
主体液晶实施例11
如下表11配制向列相主体液晶Host 11。
表11 Host 11的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000341
主体液晶实施例12
如下表12配制向列相主体液晶Host 12。
表12 Host 12的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000342
Figure BDA0002029422370000351
主体液晶实施例13
如下表13配制向列相主体液晶Host 13。
表13 Host 13的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000352
主体液晶实施例14
如下表14配制向列相主体液晶Host 14。
表14 Host 14的组成及性能参数
Figure BDA0002029422370000353
Figure BDA0002029422370000361
PSA型液晶组合物实施例
通过将下表15中的化合物分别按下表17-30的浓度添加至向列相主体液晶Host 1～Host 14中，来制备实施例1-实施例308的PSA型液晶组合物，并注入垂直排列的测试盒中，测试相关性能参数。
表15
Figure BDA0002029422370000362
Figure BDA0002029422370000371
Figure BDA0002029422370000381
为了实现比较的目的，将现有技术中的可聚合化合物M1和M2分别按下表16的浓度添加至向列相主体液晶Host 1～Host 14中来制备对比例1-对比例39的PSA型液晶组合物，并注入垂直排列的测试盒中，测试相关性能参数。
Figure BDA0002029422370000382
对比例1-对比例39
表16
Figure BDA0002029422370000383
Figure BDA0002029422370000391
Figure BDA0002029422370000401
“-”表示无法检测。
实施例1-实施例22
表17
Figure BDA0002029422370000402
Figure BDA0002029422370000411
实施例23-实施例44
表18
Figure BDA0002029422370000412
Figure BDA0002029422370000421
Figure BDA0002029422370000431
实施例45-实施例66
表19
Figure BDA0002029422370000432
Figure BDA0002029422370000441
实施例67-实施例88
表20
Figure BDA0002029422370000442
Figure BDA0002029422370000451
实施例89-实施例110
表21
Figure BDA0002029422370000461
Figure BDA0002029422370000471
实施例111-实施例132
表22
Figure BDA0002029422370000472
Figure BDA0002029422370000481
实施例133-实施例154
表23
Figure BDA0002029422370000482
Figure BDA0002029422370000491
实施例155-实施例176
表24
Figure BDA0002029422370000501
Figure BDA0002029422370000511
实施例177-实施例198
表25
Figure BDA0002029422370000512
Figure BDA0002029422370000521
实施例199-实施例220
表26
Figure BDA0002029422370000522
Figure BDA0002029422370000531
Figure BDA0002029422370000541
实施例221-实施例242
表27
Figure BDA0002029422370000542
Figure BDA0002029422370000551
实施例243-实施例264
表28
Figure BDA0002029422370000552
Figure BDA0002029422370000561
实施例265-实施例286
表29
Figure BDA0002029422370000571
Figure BDA0002029422370000581
实施例287-实施例308
表30
Figure BDA0002029422370000582
Figure BDA0002029422370000591
从以上对比例和实施例的数据可知，本发明所提供的PSA型液晶组合物具有较好的互溶性，在低温环境中也不发生晶析，同时还能形成稳定的预倾角，并且聚合过程不会形成碎亮点等不良显示的情况。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种PSA型液晶组合物，所述PSA型液晶组合物包含：主体液晶A及可聚合组分B，其中，所述主体液晶A包含一种或更多种液晶化合物，所述可聚合组分B包含至少一种选自由通式I-1、通式I-2及通式I-3组成的组的化合物：
Figure FDA0002029422360000011
其中，
环A、环B、环C、环D、环E、环F、环G、环H和环I各自独立地表示亚苯基或亚萘基；
X1-1、X1-2、X1-3、X2-1、X2-2、X2-3、X2-4、X3-1、X3-2、X3-3、X3-4和X3-5各自独立地表示单键、含有1-12个碳原子的直链或支链的亚烷基，所述含有1-12个碳原子的直链或支链的亚烷基中的一个或更多个-CH2-可被-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CH＝CH-或-C≡C-以杂原子彼此不直接连接的方式替代，所述含有1-12个碳原子的直链或支链的亚烷基中的一个或更多个-CH2-中的-H可被卤素取代，并且X1-1、X1-2、X1-3中至少一个表示单键，X2-1、X2-2、X2-3、X2-4中至少一个表示单键，X3-1、X3-2、X3-3、X3-4、X3-5中至少一个表示单键；
RA、RB、RC、RD、RE、RF、RG、RH和RI各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代或未被卤代的直链或支链的烷基或烷氧基；
P1-1、P1-2、P2-1、P2-2、P3-1和P3-2各自独立地表示可聚合基团；
a、b、c、d、e、f、g、h和i各自独立地表示0、1、2或3，当a为2或3时，RA可以相同或不同；当b为2或3时，RB可以相同或不同；当c为2或3时，RC可以相同或不同；当d为2或3时，RD可以相同或不同；当e为2或3时，RE可以相同或不同；当f为2或3时，RF可以相同或不同；当g为2或3时，RG可以相同或不同；当h为2或3时，RH可以相同或不同；当i为2或3时，RI可以相同或不同；
a+b+n1≥1，且n1≥1，n1表示X1-1、X1-2、X1-3中非单键基团的个数；
c+d+e+n2≥2，且n2≥1，n2表示X2-1、X2-2、X2-3、X2-4中非单键基团的个数；并且
f+g+h+i+n3≥3，且n3≥1，n3表示X3-1、X3-2、X3-3、X3-4、X3-5中非单键基团的个数。
2.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，a+b+n1≥2；c+d+e+n2≥3；f+g+h+i+n3≥4。
3.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，X1-2、X2-2、X2-3、X3-2、X3-3和X3-4各自独立地表示单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH(CH3)CH2-、-C(CH3)2CH2-、-CH2C(CH3)2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、-C(CH3)2C(CH3)2-、-C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH。
4.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，X1-2表示-CO-O-或-O-CO-，则a+b≠0；X2-2和X2-3均表示-CO-O-或-O-CO-，则c+d+e≠0；X3-2、X3-3和X3-4均表示-CO-O-或-O-CO-，则f+g+h+i≠0。
5.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，X1-1和X1-3均表示单键，X1-2表示-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH(CH3)CH2-、-C(CH3)2CH2-、-CH2C(CH3)2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、-C(CH3)2C(CH3)2-、-C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH。
6.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，所述可聚合组分B中仅含有1种所述通式I-1的化合物，其中，X1-1和X1-3均表示单键，X1-2表示-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH(CH3)CH2-、-CH2C(CH3)2-、-C(CH3)2CH2-、-C(CH3)2CH(CH3)-、-C(CH3)2C(CH3)2-、-C(CH3)2O-、-OC(CH3)2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-S-、-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-SCH2-、-CH2S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-，且a+b≠0。
7.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，所述可聚合组分B中若含有1种a+b+n1＝1的所述通式I-1的化合物，则至少还含有另一种选自由所述通式I-1、所述通式I-2及所述通式I-3组成的组的化合物。
8.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，X2-1和X2-4中至少一个表示单键，且当X2-1和X2-4均表示单键时，X2-2和X2-3中至少一个不为单键，且c+d+e≥1。
9.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，若所述可聚合组分B中含有2种或3种可聚合化合物，且所述2种或3种可聚合化合物中的至少一种选自通式I-2的化合物，则X2-1和X2-4中至少一个表示单键，且当X2-1和X2-4均表示单键时，X2-2和X2-3中至少一个不为单键，且c+d+e≥1。
10.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，X3-1和X3-5中至少一个表示单键，且当X3-1和X3-5均为单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至少一个不为单键，且f+g+h+i≥2；当X3-1和X3-5中仅一个表示单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至多一个不为单键，且f+g+h+i≥2。
11.根据权利要求1所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，若所述可聚合组分B中含有2种或3种可聚合化合物，且所述2种或3种可聚合化合物中的至少一种选自通式I-3的化合物，则X3-1和X3-5中至少一个表示单键，且当X3-1和X3-5均为单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至少一个不为单键，且f+g+h+i≥2；当X3-1和X3-5中仅一个表示单键时，X3-2、X3-3和X3-4中至多一个不为单键，且f+g+h+i≥2。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，所述主体液晶A包含一种或更多种通式M的化合物：
Figure FDA0002029422360000031
其中，
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、
Figure FDA0002029422360000032
Figure FDA0002029422360000033
所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
环M1、环M2和环M3各自独立地表示
Figure FDA0002029422360000034
其中，
Figure FDA0002029422360000035
中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，
Figure FDA0002029422360000036
中的至多一个-H可被卤素取代；
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2O-、-OCF2-或-CF2CF2-；并且
nM1表示0、1、2或3，且当nM1＝2或3时，环M2可以相同或不同，ZM2可以相同或不同。
13.根据权利要求12所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，所述主体液晶A至少含有一种或更多种选自由通式M1-a、通式M1-b及通式M1-c组成的组的化合物：
Figure FDA0002029422360000037
14.根据权利要求12所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，所述主体液晶A还包含一种或更多种通式N的化合物：
Figure FDA0002029422360000038
其中，
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、
Figure FDA0002029422360000041
Figure FDA0002029422360000042
所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，并且存在于这些基团中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；
环
Figure FDA0002029422360000043
和环
Figure FDA0002029422360000044
各自独立地表示
Figure FDA0002029422360000045
其中，
Figure FDA0002029422360000046
中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代，一个或至多2个环中单键可被双键替代，
Figure FDA0002029422360000047
中的一个或更多个-H可被-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2O-、-OCF2-或-CF2CF2-；并且
nN1表示0、1、2或3，nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3，当nN1＝2或3时，环
Figure FDA0002029422360000048
可以相同或不同，ZN1可以相同或不同。
15.根据权利要求1-11中任一项所述的PSA型液晶组合物，其特征在于，所述可聚合组分B占所述PSA型液晶组合物总重量的0.01-5％。
16.一种包含权利要求1-15中任一项所述的PSA型液晶组合物的液晶显示器件。
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