CN112538357A - 液晶组合物及其液晶显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有正介电各向异性的液晶组合物，所述液晶组合物包含：至少一种通式I的化合物。本发明还公开了一种包含所述液晶组合物的液晶显示器件。本发明的液晶组合物在维持适当高的清亮点、适当高的光学各向异性和适当高的介电各向异性的前提下，还具有较大的K_ave值、较高的透过率和较短的响应时间。当将上述液晶组合物应用于液晶显示器件时，可以使得液晶显示器件具有高对比度、快速响应等性能优势；具体来说，本发明的液晶组合物特别适用于主动矩阵薄膜晶体管(AM‑TFT)驱动的液晶显示元件。

Description

液晶组合物及其液晶显示器件

技术领域

本发明涉及液晶材料领域，具体涉及液晶组合物及其液晶显示器件。

背景技术

液晶显示元件可以在以钟表、电子计算器为代表的各种家庭用电器、测定机器、汽车用面板、文字处理机、电脑、打印机、电视等中使用。根据显示模式的类型，液晶显示元件可以分为PC(phase change，相变)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(super twistednematic，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)、VA(vertical alignment，垂直配向)等类型。根据元件的驱动方式，液晶显示元件可以分为PM(passive matrix，被动矩阵)型和AM(active matrix，主动矩阵)型。PM分为静态(static)和多路(multiplex)等类型。AM分为TFT(thin film transistor，薄膜晶体管)、MIM(metalinsulator metal，金属-绝缘层-金属)等类型。TFT的类型有非晶硅(amorphous silicon)和多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工艺分为高温型和低温型。根据光源的类型，液晶显示元件可以分为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。

在低信息量的情况下，一般采用无源方式驱动。但是，随着信息量的加大、显示尺寸和显示路数的增多，串扰和对比度降低现象变得严重，因此一般采用有源矩阵(AM)方式驱动，目前较多采用薄膜晶体管(TFT)来进行驱动。在AM-TFT元件中，TFT开关器件在二维网格中寻址，在处于导通的有限时间内对像素电极进行充电，之后又变成截止状态，直至在下一周期中再被寻址。因此，在两个寻址周期之间，不希望像素点上的电压发生改变，否则像素点的透过率会发生改变，从而导致显示的不稳定性。像素点的放电速度取决于电极容量和电极间介电材料的电阻率。因此，要求液晶材料具有较高的电阻率，同时要求液晶材料具有合适的光学各向异性Δn(Δn值一般在0.08-0.13左右)和较低的阈值电压，以达到降低驱动电压和降低功耗的目的；还要求液晶材料具有较低的粘度，以满足快速响应的需要。这类液晶组合物已经被很多文献报道，例如WO9202597、WO9116398、WO9302153、WO9116399、CN1157005A等。

研究表明，影响液晶显示元件的对比度的最主要的因素为液晶材料的漏光，而影响漏光的主要因素是光散射(LC Scattering)，其中LC Scattering与平均弹性常数K_ave的关系式如下：

其中，d表示液晶盒的间距，n_e表示非寻常光折射率，并且n_o表示寻常光折射率。由该关系式可知，LC Scattering与K_ave成反比例，在提高K_ave的情况下，可以降低液晶材料的漏光。

此外，对比度(CR)与亮度(L)的关系式如下：

CR＝L₂₅₅/L₀×100％，

其中，L₂₅₅为开态亮度，L₀为关态亮度。可以看出，显著影响CR的应该是L₀的变化。在关态下，L₀与液晶分子的介电性能无关，而与液晶材料本身的LC Scattering相关；LCScattering愈小，L₀也愈小，CR从而也就会显著提高。

含有介电各向异性的绝对值大的液晶组合物的液晶显示元件能够降低基础电压值、降低驱动电压，并且能进一步降低消耗电功率。

含有具有较低阈值电压的液晶组合物的液晶显示元件能够有效地降低显示功耗，特别是在消耗品(类似手机、平板电脑等便携式电子产品)中将具有更长的续航时间。然而，对于具有较低阈值电压的液晶组合物(一般含有大介电极性基团)，其液晶分子的有序度低，反映液晶分子有序度的K_ave值也会降低，从而影响液晶材料的漏光和对比度，这两者通常难以兼顾。

粘度小的液晶组合物可以提高液晶显示元件的响应速度。当液晶显示元件的响应速度快时，其可以适用于动画显示。另外，向液晶显示元件的液晶盒内注入液晶组合物时，可以缩短注入时间，能够提高作业性。

现有技术(如专利文献CN102858918A)中公开了具有较低功耗、较快响应速度的液晶组合物，但现有技术中的液晶组合物存在环保问题(如含氯化合物的使用)、使用寿命短(如对UV或热的稳定性差)、对比度低(如日光下显示屏幕泛白)，以及无法兼顾在液晶电视、平板电脑等要求适当的光学各向异性、适当的介电各向异性、高的电压保持率、良好的抗UV稳定性及高温稳定性的性能均衡问题，不能同时满足各方面指标。

从液晶材料的制备角度出发，液晶材料的各项性能互相牵制影响，某项性能指标的提高可能会使其他性能发生变化。因此，制备各方面性能都合适的液晶材料往往需要创造性劳动。

液晶材料是液晶显示器的重要组成部分，而目前全球液晶显示器具有很大的市场需求。液晶显示器多用于电子电器产品中，但其生命周期较短。较短的生命周期自然导致废弃污染等问题，因此在如今绿色环保问题日益受到社会各界重视的情况下，如若能从源头控制(即在液晶材料的调制过程中选择环保绿色的材质)，就能极大降低处理废弃液晶显示器时所付出的环境代价。因此，制备各方面性能都合适、又经济绿色环保的液晶材料往往更需要创造性劳动。

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一种在维持适当高的清亮点、适当高的光学各向异性和适当高的介电各向异性的情况下，还具有较大的K_ave值、较高的透过率和较短的响应时间的液晶组合物。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，本发明提供了一种具有正介电各向异性的液晶组合物，所述液晶组合物包含：

至少一种通式I的化合物

其中，

R₁表示-H、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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，并且所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；

L₁、L₂、L₃、L₄和L₅各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；

Y表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或卤代烯氧基、氰基或硫氰基；

环

表示

其中，

中的一个或更多个-H可被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；并且

n表示0或1。

关于通式I的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比的优选：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式I的化合物的重量百分比的优选下限值为0.1％，0.5％，1％，2％，3％，4％，5％，7％，8％，9％或10％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式I的化合物的重量百分比的优选上限值为40％，35％，30％，28％，27％，26％，25.5％，25％，24.5％，24％，22％，20％，18％，16％或15％。

在本发明的一些实施方案中，通式I的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1-40％，进一步优选1-30％，再进一步优选1-20％。

在本发明的一些实施方案中，R₁优选为含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基、含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基或烯氧基；进一步优选为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基、含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基或烯氧基。

在本发明的一些实施方案中，n优选为1。

在本发明的一些实施方案中，L₁、L₂、L₄和L₅优选为-H或-F。

在本发明的一些实施方案中，L₃优选为-H或甲基。

在本发明的一些实施方案中，液晶组合物优选地含有至少两种通式I的化合物。

在本发明的一些实施方案中，液晶组合物还包含至少一种通式II的化合物

其中，

R₂和R₃各自独立地表示-H、含有1-10个碳原子的直链的烷基、含有1-9个碳原子的直链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链的烯基，并且R₂和R₃中至少一个表示含有2-10个碳原子的直链的烯基；

环

表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，一个或更多个环中单键可被双键替代；

Z₁表示单键、-CH₂CH₂-、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-或-OCH₂-；并且

m表示0或1。

在本发明的一些实施方案中，R₃表示含有2-10个碳原子的直链的烯基。

在本发明的一些实施方案中，通式II的化合物选自由如下化合物组成的组：

以及

在本发明的一些实施方案中，通式II的化合物优选自由通式II-1和通式II-2的化合物组成的组。

在本发明的一些实施方案中，液晶组合物优选地含有至少两种通式II的化合物。

关于通式II的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式II的化合物的重量百分比的下限值为0％，1％，2％，3％，4％，5％，7％，8％，9％或10％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式II的化合物的重量百分比的上限值为40％，35％，30％，28％，27％，26％，25.5％或25％。

在本发明的一些实施方案中，通式II的化合物占液晶组合物的重量百分比为0-40％，进一步优选1-30％，再进一步优选1-20％。

在本发明的一些实施方案中，液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物

其中，

R_M1和R_M2各自独立地表示-H、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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

环

和环

各自独立地表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，

中的至多一个-H可被卤素取代；

Z_M1和Z_M2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-或-(CH₂)₄-；

n_M1表示0、1、2或3，且当n_M1＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_M2可以相同或不同；并且

在通式M的化合物中，当环

环

和环

之间存在二联苯结构时，R_M1和R_M2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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-O-替代。

在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物的介电各向异性的绝对值不超过3；优选地，通式M的化合物的介电各向异性的绝对值不超过2。

本发明中的烯基优选为式(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)或式(V9)。式(V1)至式(V9)所表示的基团如下所示：

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为式(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)或式(OV9)。式(OV1)至式(OV9)所表示的基团如下所示：

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：

在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物的含量必须根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴下痕迹、烧屏、介电各向异性等所需的性能而进行适当调整。

关于通式M的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比的优选：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M的化合物的重量百分比的优选下限值为20％，25％或30％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M的化合物的重量百分比的优选上限值为75％，70％，65％，60％，55％，50％，45％，35％或25％。

在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为20-75％，进一步优选25-70％，再进一步优选30-65％。

关于通式M的化合物的含量，在需要保持本发明的液晶组合物的粘度较低、且响应时间较短时，优选其下限值较高、且上限值较高；在需要保持本发明的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、且使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。

在本发明的一些实施方案中，在通式M1的化合物中，R_M1表示含有1-7个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基；优选表示含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基。

关于通式M1的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M1的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，3％，5％，7％，10％，13％，15％，17％，20％，23％，25％或30％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M1的化合物的重量百分比优选的上限值为60％，55％，50％，45％，40％，37％，35％，33％，30％，27％，25％，23％，20％，17％，15％，13％或10％。

为了特别改善本发明的液晶组合物的响应时间，优选通式M1的化合物中R_M1为乙基、正丙基、丁基或戊基、且R_M2为甲基或甲氧基的化合物，通式M1的化合物中R_M1为乙基、正丙基、丁基或戊基、且R_M2为乙基或乙氧基的化合物，或通式M1的化合物中R_M1为正丙基、丁基或戊基、且R_M2为正丙基或丙氧基的化合物。

相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M1的化合物中R_M1为正丙基且R_M2为乙基的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，13％，15％，18％或20％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M1中R_M1为正丙基且R_M2为乙基的化合物的重量百分比优选的上限值为20％，17％，15％，13％，10％，8％，7％或6％。

关于通式M2的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M2的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％或10％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M2的化合物的重量百分比优选的上限值为20％，15％，13％，10％，8％，7％，6％，5％或3％。

关于通式M4的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M4的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％或10％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M4的化合物的重量百分比优选的上限值为20％，15％，13％，10％，8％，7％，6％，5％或3％。

关于通式M9的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M9的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，14％，16％，20％，23％，26％，30％，35％或40％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M9的化合物的重量百分比优选的上限值为50％，40％，35％，30％，20％，15％，10％或5％。

在本发明的一些实施方案中，根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能，优选含有通式M9的化合物中R_M1为含有2-4个碳原子的直链或支链的烯基、且R_M2为CH₃-的化合物，所述含有2-4个碳原子的直链或支链的烯基进一步优选为

相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M9的化合物中R_M1为

且R_M2为CH₃-的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，3％，5％，7％，9％，11％，12％，13％，18％或21％，并且优选上限值为45％，40％，35％，30％，25％，23％，20％，18％，15％，13％，10％或8％。在同时含有所述两种化合物时，相对于本发明的液晶组合物总重量，所述两种化合物的重量百分比优选的下限值为3％，5％，7％，9％，11％，13％，15％，19％，24％或30％，并且优选上限值为45％，40％，35％，30％，25％，23％，20％，18％，15％，13％，11％或9％。

关于通式M10的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M10的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，4％，5％，7％，10％，14％，16％或20％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M10的化合物的重量百分比优选的上限值为45％，40％，35％，30％，20％，15％，10％或5％。

在本发明的一些实施方案中，根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能，优选含有通式M10的化合物中R_M1为含有2-4个碳原子的直链或支链的烯基、且R_M2为CH₃-的化合物，所述含有2-4个碳原子的直链或支链的烯基进一步优选为

相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M10的化合物中R_M1为

且R_M2为CH₃-的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，3％，4％，5％，7％，9％，11％，12％，13％，18％或20％，并且优选上限值为40％，35％，30％，25％，23％，20％，18％，15％，13％，10％或8％。在同时含有所述两种化合物时，相对于本发明的液晶组合物的总重量，所述两种化合物的重量百分比优选的下限值为3％，5％，7％，9％，11％，13％，15％，19％，24％或30％，并且优选上限值为45％，40％，35％，30％，25％，23％，20％，18％，15％或13％。

关于通式M11的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M11的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，14％，16％，20％，23％，26％，30％，35％或40％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M11的化合物的重量百分比优选的上限值为50％，40％，35％，30％，20％，15％，10％或5％。

在本发明的一些实施方案中，通式M11的化合物优选R_M1为正丙基或正戊基、且R_M2为C₂H₅-的化合物，或优选R_M1为正丙基、正丁基或正戊基、且R_M2为CH₃O-的化合物；特别优选R_M1为正丙基、且R_M2为C₂H₅-的化合物。

关于通式M13的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M13的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，14％，16％，20％，23％，26％，30％，35％或40％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M13的化合物的重量百分比优选的上限值为50％，40％，35％，30％，20％，15％，10％或5％。

在本发明的一些实施方案中，通式M13的化合物优选R_M1和R_M2各自独立地表示含有2-5个碳原子的直链或支链烷基的化合物，或优选R_M1和R_M2中的一者为

而另一者为CH₃-或C₂H₅-的化合物。

关于通式M15的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M15的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，12％，14％，16％，18％，20％，23％，26％，30％，35％或40％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M15的化合物的重量百分比优选的上限值为50％，40％，35％，30％，25％，22％，20％，18％，15％，12％，10％，8％或5％。

关于通式M16的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M16的化合物的重量百分比优选的下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，12％，14％，16％，18％，20％，23％，26％，30％，35％或40％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M16的化合物的重量百分比优选的上限值为50％，40％，35％，30％，25％，22％，20％，18％，15％，12％，10％，8％或5％。

关于通式M20～M24的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M20～M24的化合物的总重量百分比的优选下限值为1％，2％，3％，5％，7％，10％，14％，16％或20％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式M20～M24的化合物的总重量百分比的优选上限值为30％，25％，23％，20％，18％，15％，12％，10％或5％。

在本发明的一些实施方案中，液晶组合物还包含至少一种选自由通式A-1和通式A-2的化合物组成的组的化合物

其中，

R_A1和R_A2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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，并且所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；

环

环

环

和环

各自独立地表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，

中的一个或更多个-H可被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；

Z_A11、Z_A21和Z_A22各自独立地表示单键、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH₂O-或-OCH₂-；

L_A11、L_A12、L_A13、L_A21和L_A22各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；

X_A1和X_A2各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或卤代烯氧基；

n_A11表示0、1、2或3，且当n_A11＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_A11可以相同或不同，n_A12表示1或2，且当n_A12＝2时，环

可以相同或不同，前提条件是：当n_A11＝1，且

表示

时，n_A12＝2，而当n_A11＝2或3时，至多一个

可表示

且所述

不与R_A1直接相连，其中*表示与其他基团的连接位点；并且

n_A2表示0、1、2或3，且当n_A2＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_A21可以相同或不同。

关于由通式A-1和通式A-2的化合物组成的组的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，由通式A-1和通式A-2的化合物组成的组的化合物的重量百分比的下限值为1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，12％，14％，15％，17％，18％或20％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，由通式A-1和通式A-2的化合物组成的组的化合物的重量百分比的上限值为60％，55％，50％，45％，40％，35％，30％或25％。

在本发明的一些实施方案中，由通式A-1和通式A-2的化合物组成的组的化合物占液晶组合物的重量百分比为1-60％。

在本发明的一些实施方案中，通式A-1的化合物选自由如下化合物组成的组：

以及

其中，

R_A1表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、

所述含有1-8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，并且所述含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、

中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；

R_v和R_w各自独立地表示-CH₂-或-O-；

L_A11、L_A12、L_A11’、L_A12’、L_A14、L_A15和L_A16各自独立地表示-H或-F；

L_A13和L_A13’各自独立地表示-H或-CH₃；

X_A1表示-F、-CF₃或-OCF₃；并且

v和w各自独立地表示0或1。

关于通式A-1的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式A-1的化合物的重量百分比的下限值为0％，0.1％，1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，12％，14％，15％，17％，18％或20％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式A-1的化合物的重量百分比的上限值为50％，45％，40％，35％，30％或25％。

在本发明的一些实施方案中，通式A-1的化合物占液晶组合物的重量百分比为0-50％。

关于通式A-1的化合物的优选含量，在将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、且响应速度快的情况下，优选使其下限值略低、且使上限值略低；进一步地，在将本发明的液晶组合物的清亮点保持为较高、且温度稳定性良好的情况下，优选使其下限值略低、且使上限值略低；此外，为了将驱动电压保持为较低、而欲增大介电各向异性的绝对值时，优选使其下限值略高、且使上限值略高。

在本发明的一些实施方案中，通式A-2的化合物选自由如下化合物组成的组：

其中，

R_A2表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基，所述含有1-8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，并且所述含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；

L_A21、L_A22、L_A23、L_A24和L_A25各自独立地表示-H或-F；并且

X_A2表示-F、-CF₃、-OCF₃或-CH₂CH₂CH＝CF₂。

关于通式A-2的化合物占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式A-2的化合物的重量百分比的下限值为1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，12％，14％，15％，17％，18％或20％；相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式A-2的化合物的重量百分比的上限值为60％，55％，50％，45％，40％，35％，30％或25％。

在本发明的一些实施方案中，通式A-2的化合物占液晶组合物的重量百分比为1-60％。

关于通式A-2的化合物的优选含量，在将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、且响应速度快的情况下，优选使其下限值略低、且使上限值略低；进一步地，在将本发明的液晶组合物的清亮点保持为较高、且温度稳定性良好的情况下，优选使其下限值略低、且使上限值略低；此外，为了将驱动电压保持为较低、而欲增大介电各向异性的绝对值时，优选使其下限值略高、且使上限值略高。

在本发明的一些实施方案中，通式A-2的化合物选自由通式A-2-4、通式A-2-8、通式A-2-10、通式A-2-12、通式A-2-13、通式A-2-14、通式A-2-15及通式A-2-20的化合物组成的组。

在本发明的一些实施方案中，优选地，液晶组合物含有至少一种选自由通式A-2-10、通式A-2-14和通式A-2-20的化合物组成的组的化合物。

在本发明的一些实施方案中，优选地，液晶组合物含有至少一种选自由通式A-2-8和通式A-2-10的化合物组成的组的化合物；进一步优选地，液晶组合物含有至少一种选自由其中R_A2表示含有2-8个碳原子的直链烯基的通式A-2-8和通式A-2-10的化合物组成的组的化合物。

在本发明的一些实施方案中，液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物

其中，

R_N1和R_N2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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

和环

各自独立地表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，

中的一个或更多个-H可被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；

Z_N1和Z_N2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-；

L_N1和L_N2各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；

n_N1表示0、1、2或3，n_N2表示0或1，且0≤n_N1+n_N2≤3，当n_N1＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_N1可以相同或不同。

关于通式N的化合物的占本发明的液晶组合物的重量百分比：相对于本发明的液晶组合物的总重量，通式N的化合物的重量百分比的下限值为0％，0.1％，0.5％，1％，2％，3％，5％，10％，13％，14％，15％，18％或20％；相对于本发明的组合物的总重量，通式N的化合物的重量百分比的上限值为40％，38％，35％，33％，30％，28％，25％，23％，20％，18％，15％或10％。

在本发明的一些实施方案中，通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为0-40％。

在本发明的一些实施方案中，在需要保持本发明的液晶组合物粘度较低、且响应时间较短时，优选通式N的化合物的含量的下限值较低、且上限值较低。进一步地，在需要保持本发明的液晶组合物清亮点较高、且温度稳定性良好时，优选通式N的化合物的含量的下限值较低、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，优选使通式N的化合物的含量的下限值变高、且上限值变高。

在本发明的一些实施方案中，在通式N的化合物中，优选地，R_N1和R_N2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基、含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基或烯氧基；进一步优选地，R_N1和R_N2各自独立地表示含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基、含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基或烯氧基。

在本发明的一些实施方案中，在通式N的化合物中，R_N1更进一步优选为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基，再进一步优选为含有2-5个碳原子的直链或支链的烷基、或含有2-3个碳原子的直链或支链的烯基；R_N2更进一步优选为含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基。

在本发明的一些实施方案中，环

和环

各自独立地表示

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：

除上述化合物以外，本发明的液晶组合物也可含有通常的向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、聚合性单体或光稳定剂等。

如下显示优选加入到根据本发明的液晶组合物中的可能的掺杂剂。

以及

在本发明的一些实施方案中，优选地，掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0-5％；更优选地，掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0-1％。

另外，本发明的液晶组合物所使用的抗氧化剂、光稳定剂等添加剂优选以下物质：

其中，n表示1-12的正整数。

优选地，光稳定剂选自如下所示的光稳定剂：

在本发明的一些实施方案中，优选地，光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0-5％；更优选地，光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0-1％；特别优选地，光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01-0.1％。

本发明另一方面还提供一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包含本发明所提供的液晶组合物。

有益效果：

本发明的液晶组合物在维持适当高的清亮点、适当高的光学各向异性和适当高的介电各向异性的前提下，还具有较大的K_ave值、较高的透过率和较短的响应时间。当将上述液晶组合物应用于液晶显示器件时，可以使得液晶显示器件具有高对比度、快速响应等性能优势；具体来说，本发明的液晶组合物特别适用于主动矩阵薄膜晶体管(AM-TFT)驱动的液晶显示元件。

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

以如下结构式的化合物为例：

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1,4-亚环己基，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-各向同性相的转变温度，℃)

Δn 光学各向异性(589nm，25℃)

Δε 介电各向异性(1KHz，25℃)

τ_off 撤电时，从90％透过率降至10％透过率所需时间(ms，25℃)

K₁₁ 展曲弹性常数

K₂₂ 扭曲弹性常数

K₃₃ 弯曲弹性常数

K_ave 平均弹性常数

T 透过率(DMS 505测试仪，盒厚3.5μm，％)

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，盒厚为7μm。

τ_off是使用DMS 505测试仪在25℃下测试所得；测试盒为TN左旋型，盒厚为4.0μm，驱动电压为5V。

K₁₁、K₂₂、K₃₃是使用LCR仪和反平行摩擦盒测试液晶材料的C-V曲线并且计算所得，测试条件：7μm反平行摩擦盒，V＝0.1～20V；

T透过率的测试条件：利用DMS 505测试仪测试调光器件在清亮点±10℃下的透过率，调光器件是盒厚为3.5μm的IPS型液晶测试盒。

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。

按照以下实施例规定的各液晶组合物的配比，制备液晶组合物。液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的，如采取加热、超声波、悬浮等方式按照规定比例混合制得。

制备并研究下列实施例中给出的液晶组合物。下面显示了各液晶组合物的组成和其性能参数测试结果。

对比例1

按表2中所列的各化合物及重量百分数配制成对比例1的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表2液晶组合物的配方及其测试性能

实施例1

按表3中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例1的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表3液晶组合物的配方及其测试性能

实施例2

按表4中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例2的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表4液晶组合物的配方及其测试性能

实施例3

按表5中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例3的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表5液晶组合物的配方及其测试性能

实施例4

按表6中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例4的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表6液晶组合物的配方及其测试性能

实施例5

按表7中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例5的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表7液晶组合物的配方及其测试性能

实施例6

按表8中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例6的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表8液晶组合物的配方及其测试性能

实施例7

按表9中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例7的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表9液晶组合物的配方及其测试性能

实施例8

按表10中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例9的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表10液晶组合物的配方及其测试性能

实施例9

按表11中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例9的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表11液晶组合物的配方及其测试性能

实施例10

按表12中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例10的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表12液晶组合物的配方及其测试性能

实施例11

按表13中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例11的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表13液晶组合物的配方及其测试性能

实施例12

按表14中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例12的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表14液晶组合物的配方及其测试性能

实施例13

按表15中所列的各化合物及重量百分数配制成实施例13的液晶组合物，并将其填充于液晶显示器的两基板之间进行性能测试，测试数据如下表所示：

表15液晶组合物的配方及其测试性能

从上述对比例1和实施例1的对比可以看出，本发明的液晶组合物在维持适当高的清亮点、适当高的光学各向异性和适当高的介电各向异性的前提下，还具有更大的K_ave值，使得液晶组合物具有较少的漏光，进而获得更高的透过率；此外，本发明的液晶组合物的响应时间也更短。

从对比例1和实施例1-13的比较可以看出，本发明的液晶组合物在维持适当高的清亮点、适当高的光学各向异性和适当高的介电各向异性的前提下，还具有较大的K_ave值、较高的透过率和较短的响应时间。当将上述液晶组合物应用于液晶显示器件时，可以使得液晶显示器件具有高对比度、快速响应等性能优势；具体来说，本发明的液晶组合物特别适用于主动矩阵薄膜晶体管(AM-TFT)驱动的液晶显示元件。

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 (10)

1.一种具有正介电各向异性的液晶组合物，所述液晶组合物包含：

至少一种通式I的化合物

其中，

R₁表示-H、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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，并且所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；

L₁、L₂、L₃、L₄和L₅各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；

Y表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或卤代烯氧基、氰基或硫氰基；

环

表示

其中，

中的一个或更多个-H可被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；并且

n表示0或1。

2.根据权利要求1所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，所述通式I的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1-40％。

3.根据权利要求1所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，n表示1。

4.根据权利要求1所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式II的化合物

其中，

R₂和R₃各自独立地表示-H、含有1-10个碳原子的直链的烷基、含有1-9个碳原子的直链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链的烯基，并且R₂和R₃中至少一个表示含有2-10个碳原子的直链的烯基；

环

表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，一个或更多个环中单键可被双键替代；

Z₁表示单键、-CH₂CH₂-、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-或-OCH₂-；并且

m表示0或1。

5.根据权利要求4所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，R₃表示含有2-10个碳原子的直链的烯基。

6.根据权利要求4所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，所述通式II的化合物选自由如下化合物组成的组：

以及

7.根据权利要求1所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物

其中，

R_M1和R_M2各自独立地表示-H、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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

环

和环

各自独立地表示

或

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，

中的至多一个-H可被卤素取代；

Z_M1和Z_M2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-或-(CH₂)₄-；

n_M1表示0、1、2或3，且当n_M1＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_M2可以相同或不同；并且

在所述通式M的化合物中，当环

环

和环

之间存在二联苯结构时，R_M1和R_M2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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-O-替代。

8.根据权利要求1所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种选自由通式A-1和通式A-2的化合物组成的组的化合物

其中，

R_A1和R_A2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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，并且所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；

环

环

环

和环

各自独立地表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，

中的一个或更多个-H可被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；

Z_A11、Z_A21和Z_A22各自独立地表示单键、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH₂O-或-OCH₂-；

L_A11、L_A12、L_A13、L_A21和L_A22各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；

X_A1和X_A2各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或卤代烯氧基；

n_A11表示0、1、2或3，且当n_A11＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_A11可以相同或不同，n_A12表示1或2，且当n_A12＝2时，环

可以相同或不同，前提条件是：当n_A11＝1，且

表示

时，n_A12＝2，而当n_A11＝2或3时，至多一个

可表示

且所述

不与R_A1直接相连，其中*表示与其他基团的连接位点；并且

n_A2表示0、1、2或3，且当n_A2＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_A21可以相同或不同。

9.根据权利要求1所述的具有正介电各向异性的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物

其中，

R_N1和R_N2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、

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

和环

各自独立地表示

其中，

中的一个或更多个-CH₂-可被-O-替代，一个或更多个环中单键可被双键替代，

中的一个或更多个-H可被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；

Z_N1和Z_N2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-；

L_N1和L_N2各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；并且

n_N1表示0、1、2或3，n_N2表示0或1，且0≤n_N1+n_N2≤3，当n_N1＝2或3时，环

可以相同或不同，Z_N1可以相同或不同。

10.一种包含根据权利要求1-9中任一项所述的具有正介电各向异性的液晶组合物的液晶显示器件。