CN112300809A - 一种液晶组合物及液晶显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶组合物及液晶显示器件，所述液晶组合物包含至少一种式I所示化合物，至少一种式II所示化合物，至少一种选自式III‑1～III‑3所示化合物，至少一种式IV所示化合物以及至少一种式V所示化合物；本发明的液晶组合物具有高对比度、高穿透率，改善低温存储稳定性，适用于大介电各向异性、低驱动电压的液晶体系，可以满足技术发展中对液晶显示器的低电压驱动需求，适用于ECB等小折射率的显示模式。

Description

一种液晶组合物及液晶显示器件

技术领域

本发明属于液晶材料领域，涉及一种液晶组合物及液晶显示器件。

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。随着用于便携式计算机、办公应用、视频应用的液晶屏幕尺寸的增加，液晶显示器能够用于大屏幕显示并最终替代了阴极射线管的显示器(Cathode Ray Tube，CRT)。液晶主要用于液晶显示器件中的电介质，因通过施加电压可以改变这类物质的光学性能。因此液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性，以及良好的对电场和电磁辐射的稳定性等。

相对于传统的显示器件和显示材料，液晶显示材料具有明显的优点：驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器，便于携带等。由于这些优点，液晶显示技术对显示显像领域产生了深刻影响，促进了微电子技术和光电信息技术的发展。液晶材料凭借其良好的光学性能和光电效应，在诸多显示场合获得了广泛应用。二噁烷类化合物是液晶单体中的一类优质单体，在液晶领域得到广泛应用，但现有技术依然存在一些尚待解决的技术问题，如K值小，对比度不足，穿透率不足，低温存储不稳定等问题。

本发明对液晶材料做进一步改进从而获得一些全新的性能优势，研发出一种高对比度、高穿透率，改善低温存储稳定性，适合大介电、低驱动电压液晶体系的液晶组合物，可满足液晶显示器的低电压驱动要求，适用于ECB等显示模式。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种液晶组合物及液晶显示器件，所述液晶组合物具有高对比度、高穿透率，改善低温存储稳定性，适合大介电、低驱动电压液晶体系，可满足现有技术对液晶显示器的低电压驱动要求，适用于ECB等显示模式。

为达上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种液晶组合物，所述液晶组合物包含至少一种式I所示化合物，至少一种式II所示化合物，至少一种选自式III-1～III-3所示化合物，至少一种式IV所示化合物以及至少一种式V所示化合物；

以及

其中，所述R₁～R₃、R₁₀和R₁₁分别独立地为氢原子、环丙基、环丁基、环戊基、含有1-7个碳原子的烷基、含有1-7个碳原子的烷氧基、含有27个碳原子的烯基或含有2-7个碳原子的烯氧基；所述R₄-R₉分别独立地为氢原子、卤代或未卤代的含有1-7个碳原子的烷基、卤代或未卤代的含有1-7个碳原子的烷氧基、卤代或未卤代的含有2-7个碳原子的烯基、或卤代或未卤代的含有2-7个碳原子的烯氧基；

所述环A₀、环B₀、环A₁和环B₁分别独立地为1,4-亚环己基或1,3-二噁烷基，且环A₀和B₀不相同，环A₁和B₁中至少一个为1,3-二噁烷基；所述环A₂-A₅、环B₂-B₅、环C₃-C₄以及环D₄分别独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基或至少一个氢原子被卤原子取代的1,4-亚苯基；所述A₆和B₆分别独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、至少一个氢原子被卤原子取代的1,4-亚苯基、1,3-二噁烷基或四氢吡喃-2,5-二基；

所述Z₀和Z₁分别独立地为单键或亚乙基；所述Z₂为单键、亚乙基或亚甲氧基；所述Z₄-Z₆分别独立地为单键、酯基、亚乙基、亚甲氧基、亚乙烯基、卤代亚乙基或卤代亚乙烯基；所述Z₇和Z₈分别独立地为单键、亚乙基、亚乙烯基、卤代亚乙基或卤代亚乙烯基；

所述L₁-L₅分别独立地为氢原子或氟原子；所述L₆为氢原子或甲基；

所述X为氟原子、三氟甲基或三氟甲氧基；

m为0或1；

n为1或2，当n为2时，环B₅相同或不同；

o为1或2，当o为2时，环B₆相同或不同。

本发明中，含1～7个碳原子的烷基可以是碳原子数为1、2、3、4、5、6、7的直链或支链烷基；

含1～7个碳原子的烷氧基可以是碳原子数为1、2、3、4、5、6、7的直链或支链烷氧基；

含2～7个碳原子的烯基可以是碳原子数为2、3、4、5、6、7的直链或支链烯基；

含2～7个碳原子的烯氧基可以是碳原子数为2、3、4、5、6、7的直链或支链烯氧基。

卤代或未卤代的含1～7个碳原子的烷基可以是卤代或未卤代的碳原子数为1、2、3、4、5、6、7的直链或支链烷基；

卤代或未卤代的含1～7个碳原子的烷基可以是卤代或未卤代的碳原子数为1、2、3、4、5、6、7的直链或支链烷氧基；

卤代或未卤代的含2～7个碳原子的烷基可以是卤代或未卤代的碳原子数为2、3、4、5、6、7的直链或支链烯基；

卤代或未卤代的含2～7个碳原子的烷基可以是卤代或未卤代的碳原子数为2、3、4、5、6、7的直链或支链烯氧基。

相对于现有技术，本发明提供的液晶组合物同时使用了多种二噁烷类单体，并与二氟醚类等单体的结合使用，通过调配液晶组合物中各组分的比例，使得该组合物体系出现了一些全新的性能优势：改善暗态显示，提高对比度，同时提升穿透率，改善低温稳定性。本发明提供的液晶组合物适用于大介电各向异性、低电压的液晶体系，可满足技术发展中对于液晶显示器的低电压驱动要求，适用于ECB等显示模式。

作为本发明优选的技术方案，所述液晶组合物包括：通式I的化合物占液晶组合物总重量的1-20％，通式II的化合物占液晶组合物总重量的1-30％，通式III-1～III-3的化合物占液晶组合物总重量的30-75％，通式IV的化合物占液晶组合物总重量的1-20％，通式V的化合物占液晶组合物总重量的1-30％。

其中，式I所示化合物的质量分数可以是2％、5％、8％、10％、12％、15％或18％等，式II所示化合物的质量分数可以是2％、5％、8％、10％、12％、15％或18％等，式III-1～III-3所示化合物的质量分数可以是30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或73％等，式IV所示化合物的质量分数可以是2％、5％、8％、10％、12％、15％或18％等，式V所示化合物的质量分数可以是2％、5％、10％、15％、20％、25％或28％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述通式I的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₁具有与上述相同的限定范围。

作为本发明优选的技术方案，所述通式II的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₂具有与上述相同的限定范围。

作为本发明优选的技术方案，所述通式II的化合物选自通式II-1至通式II-12中的任意一种或至少两种的组合。

更优选地，所述通式II的化合物选自通式II-1、通式II-4、通式II-6、通式II-7、通式II-9、通式II-11和通式II-12中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明优选的技术方案，所述通式III-1的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₄和R₅具有与上述相同的限定范围。

所述通式III-2的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₆和R₇具有与上述相同的限定范围。

所述通式III-3的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₈和R₉具有与上述相同的限定范围。

作为本发明优选的技术方案，所述通式IV的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₁₀具有与上述相同的限定范围。

作为本发明优选的技术方案，所述通式V的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₁₁表示含1～7个碳原子的烷基、含1～7个碳原子的烷氧基、含2～7个碳原子的烯基或含2～7个碳原子的烯氧基。

作为本发明优选的技术方案，所述液晶组合物还包含至少一种选自式VI和/或式VII所示化合物；

其中，所述R₁₂为氢原子、环丙基、环丁基、环戊基、含有1-7个碳原子的烷基、含有1-7个碳原子的烷氧基、含有2-7个碳原子的烯基或含有2-7个碳原子的烯氧基。

作为本发明优选的技术方案，所述液晶组合物中式VI和/或式VII所示化合物占液晶组合物总重量的0～15％，如0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明目的之二在于提供一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括上述的液晶组合物。

本发明中，各液晶分子中的代码的具体含义如表1所示。

表1

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供一种液晶组合物及液晶显示器件，所述液晶组合物可提升正性液晶的穿透率，提升K值以提高对比度和响应速度，并改善低温存储性能，适合大介电各向异性、低驱动电压的液晶体系。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

以如下结构式的化合物为例对其结构代码进行说明：

该结构式如果用表1所示代码表示，则可以表达为nCPPm，代码中n表示左端烷基的碳原子数，例如n为3，即表示该烷基为-C₃H₇，代码中C表示环己烷基，P表示苯基，m表示右端烷基的碳原子数，例如m为2，即表示该烷基为-C₂H₅。

以下实施例中测试项目的简写代号如下：

Cp 清亮点(向列相-各向同性相的转变温度，℃)

Δn 光学各向异性(589nm，25℃)

Δε 介电各向异性(1KHz，25℃)

K₁₁ 展曲弹性常数

K₂₂ 扭曲弹性常数

K₃₃ 弯曲弹性常数

LTS 低温存储稳定性

T(穿透率) 光线穿过液晶前后的光强之比。

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。

K₁₁、K₂₂、K₃₃是使用LCR仪和反平行摩擦盒，测试液晶的C-V曲线计算所得，测试条件：7μm反平行摩擦盒，V＝0.1～20V；

T(穿透率)测试条件：使用DMS 505测试液晶的V-T(穿透率)曲线，测试盒采用正性3.5μm IPS cell，V＝0～20V。

实施例1

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表2所示。

表2

实施例2

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表3所示。

表3

实施例3

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表4所示。

表4

实施例4

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表5所示。

表5

实施例5

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表6所示。

表6

实施例6

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表7所示。

表7

实施例7

本实施例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表8所示。

表8

对比例1

本对比例提供一种液晶组合物，其具体组成以及性能参数如表10所示。

表10

由实施例1-7与对比例1比较可知，本发明液晶该组合物的穿透率和K值明显提升，提高了穿透率和对比度，改善了低温存储稳定性。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少一种式I所示化合物，至少一种式II所示化合物，至少一种选自式III-1～III-3所示化合物，至少一种式IV所示化合物以及至少一种式V所示化合物；

以及

其中，所述R₁～R₃、R₁₀和R₁₁分别独立地为氢原子、环丙基、环丁基、环戊基、含有1-7个碳原子的烷基、含有1-7个碳原子的烷氧基、含有2-7个碳原子的烯基或含有2-7个碳原子的烯氧基；所述R₄-R₉分别独立地为氢原子、卤代或未卤代的含有1-7个碳原子的烷基、卤代或未卤代的含有1-7个碳原子的烷氧基、卤代或未卤代的含有2-7个碳原子的烯基、或卤代或未卤代的含有2-7个碳原子的烯氧基；

所述环A₀、环B₀、环A₁和环B₁分别独立地为1,4-亚环己基或1,3-二噁烷基，且环A₀和B₀不相同，环A₁和B₁中至少一个为1,3-二噁烷基；所述环A₂-A₅、环B₂-B₅、环C₃-C₄以及环D₄分别独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基或至少一个氢原子被卤原子取代的1,4-亚苯基；所述A₆和B₆分别独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、至少一个氢原子被卤原子取代的1,4-亚苯基、1,3-二噁烷基或四氢吡喃-2,5-二基；

所述Z₀和Z₁分别独立地为单键或亚乙基；所述Z₂为单键、亚乙基或亚甲氧基；所述Z₄-Z₆分别独立地为单键、酯基、亚乙基、亚甲氧基、亚乙烯基、卤代亚乙基或卤代亚乙烯基；所述Z₇和Z₈分别独立地为单键、亚乙基、亚乙烯基、卤代亚乙基或卤代亚乙烯基；

所述L₁-L₅分别独立地为氢原子或氟原子；所述L₆为氢原子或甲基；

所述X为氟原子、三氟甲基或三氟甲氧基；

m为0或1；

n为1或2，当n为2时，环B₅相同或不同；

o为1或2，当o为2时，环B₆相同或不同。

2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式I的化合物占液晶组合物总重量的1-20％，所述通式II的化合物占液晶组合物总重量的1-30％，所述通式III-1～III-3的化合物占液晶组合物总重量的30-75％，所述通式IV的化合物占液晶组合物总重量的1-20％，所述通式V的化合物占液晶组合物总重量的1-30％。

3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式I的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₁具有与权利要求1-2相同的限定范围。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式II的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₂具有与权利要求1-3相同的限定范围。

5.根据权利要求1-4任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式III-1的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₄和R₅具有与权利要求1-4相同的限定范围；

所述通式III-2的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₆和R₇具有与权利要求1-4相同的限定范围；

所述通式III-3的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₈和R₉具有与权利要求1-4相同的限定范围。

6.根据权利要求1-5任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式IV的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₁₀具有与权利要求1-5相同的限定范围。

7.根据权利要求1-6任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式V的化合物为具有如下结构的化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，所述R₁₁表示含1～7个碳原子的烷基、含1～7个碳原子的烷氧基、含2～7个碳原子的烯基或含2～7个碳原子的烯氧基。

8.根据权利要求1-7任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种选自式VI和/或式VII所示化合物；

其中，所述R₁₂为氢原子、环丙基、环丁基、环戊基、含有1-7个碳原子的烷基、含有1-7个碳原子的烷氧基、含有2-7个碳原子的烯基或含有2-7个碳原子的烯氧基。

9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式VI和/或式VII所示化合物占液晶组合物总重量的0-15％。

10.一种液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件包括权利要求1-9任一项所述的液晶组合物。