CN112824490B - 一种液晶组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶组合物及其应用，所述液晶组合物包括至少一种式I的化合物、至少一种式II的化合物、至少一种式III‑1和/或式III‑2的化合物以及至少一种式IV的化合物。本发明提供的液晶组合物在具有适宜的光学各向异性和介电各向异性、较高的清亮点的前提下，还具有更高的电荷保持率，更高的穿透率，更低的电导I/V，低温存储稳定性和对比度提高，液晶组合物的可靠性和稳定性显著提升，能够满足液晶材料在多种显示模式下的应用需求，适用于高显示性能的液晶显示器件，具有广阔的应用前景。

Description

一种液晶组合物及其应用
技术领域
本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶组合物及其应用。
背景技术
液晶显示元件被应用于时钟、计算器为代表的各种测定仪器、汽车用面板、文字处理机、电子记事本、打印机、计算机、电视、时钟以及广告显示板中。在液晶的多种显示方式中，其代表性的显示方式有扭转向列型(TN型)、超扭转向列相型(STN型)、薄膜晶体管(TFT)的垂直取向为特征的VA型或水平取向为特征的横向电场效应型(IPS型)以及FFS型等。对用于上述液晶显示元件所使用的液晶组合物，要求液晶组合物相对于水、空气、热、光等外部因素有较高的稳定性；另外，还要求液晶组合物以室温为中心在尽可能宽的温度范围表现出液晶相、低粘性，且驱动电压低。因此，为了使液晶组合物相对于各个显示元件配合最适当的介电常数各向异性(Δε)和折射率各向异性(Δn)，液晶组合物一般由数种至数十种化合物组成。
垂直取向型显示器使用Δε为负的液晶组合物，TN型、STN型或IPS型等水平取向型显示器使用Δε为正的液晶组合物。近年来的现有技术已公开了使用Δε为正的液晶组合物在无施加电压时垂直取向，通过施加IPS型/FFS型电场来显示的驱动方式，而Δε为正的液晶组合物必要性更进一步提升。另一方面，在全部的驱动方式中，都要求有低电压驱动、高速应答、宽工作温度范围。即要求液晶组合物的Δε为正且绝对值大，粘度小，向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)高；同时，必须根据Δn与单元间隙(d)的乘积的设定、配合单元间隙而将液晶组合物的Δn调整到适当的范围；此外，将液晶显示元件应用于电视等时，由于重视高速应答性，故要求液晶组合物的旋转粘度(γ1)小。
随着显示面板的进一步发展，对显示器的对比度性能也有了更高的要求，故而需要构成液晶显示元件的液晶组合物具有较高的光透过率。为了达到良好的显示效果，要求液晶组合物具有较高的电阻率和电荷保持率，液晶的光、热不稳定性会导致电荷保持率降低，从而影响显示器的显示效果；因此，提高液晶组合物的光稳定性和热稳定性是提高显示器的显示效果的重要方法。
另外，有机合成材料在光、热、氧等大气环境中会发生自催化分解反应，微观表现为形成含氧活性游离基团、发生连锁分解反应，从而导致材料宏观物理学性能的下降。为了抑制这类连锁反应，稳定材料物理学性能，人们惯用的措施是在材料中添加抗氧剂、紫外光稳定剂等。抗氧剂、紫外光稳定剂的基本功能是捕获生成的游离基、抑制游离基的连锁反应、屏蔽或吸收紫外光、避免分子链受激发产生游离基，但随着这些添加物的引入，成品率恶化的问题也越来越严重，液晶组合物的整体信赖性有所下降，同时上述改性添加剂与母体液晶的互溶性也存在问题，导致实际应用受到限制。
因此，开发一种电荷保持率高，抗氧化性、稳定性和低温互溶性好，光透过率高的液晶材料，以改善液晶材料的使用效果、满足液晶材料在多种显示模式下的应用需求，是本领域的亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液晶组合物及其应用，所述液晶组合物具有更高的电压保持率、更高的穿透率、更低的电导，低温互溶性和稳定性显著提升，可靠性高、使用效果好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种液晶组合物，包括：
至少一种式I的化合物
Figure BDA0002283320090000021
至少一种式II的化合物
Figure BDA0002283320090000022
至少一种式III-1和/或式III-2的化合物
Figure BDA0002283320090000023
Figure BDA0002283320090000031
以及
至少一种式IV的化合物
Figure BDA0002283320090000032
式I中，RN表示氢、羟基、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团。
所述C1～C15可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
式I中，R1、R2、R3、R4各自独立地表示氢或C1～C4(例如C1、C2、C3或C4)直链烷基。
式I中，Rx表示
Figure BDA0002283320090000033
或所述
Figure BDA0002283320090000034
Figure BDA0002283320090000035
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-或-CO-替代的基团，虚线代表基团在式I的六元环中与-CH2-的连接位点，波浪线代表基团与Sp的连接位点。
式I中，t为0或1，且当t为1时，Rx不为
Figure BDA0002283320090000036
式I中，r为1～4的整数，例如r为1、2、3或4。
当r为1时，Sp具有与RN相同的限定范围。
当r为2～4的整数时，Sp表示C1～C15直链或支链亚烷基、C3～C7亚环烷基、C6～C15亚芳烃基、C3～C7亚环烯烃基、C3～C7亚环炔烃基，或所述C1～C15直链或支链亚烷基、所述C3～C7亚环烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代的基团。
所述C1～C15可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
所述C3～C7可以是C3、C4、C5、C6或C7。
所述C6～C15可以是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
式II中，RN1和RN2各自独立地表示C1～C12直链或支链烷基、C3～C5环烷基、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基，或所述C1～C12直链或支链烷基、所述C3～C5环烷基、所述C2～C12烯烃基、所述C2～C12炔烃基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代的基团。
所述C1～C12可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。
所述C3～C5可以是C3、C4或C5。
所述C2～C12可以是C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。
式II中，环N1和环N2各自独立地表示
Figure BDA0002283320090000041
取代或未取代的
Figure BDA0002283320090000042
或所述
Figure BDA0002283320090000043
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团，或所述
Figure BDA0002283320090000044
中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-替代的基团，或所述
Figure BDA0002283320090000045
中至少一个CH被N替代的基团；当取代基存在时，所述取代基为卤素(例如氟或氯等)或氰基；虚线代表基团的连接位点。
式II中，ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-或C1～C4(例如C1、C2、C3或C4)直链亚烷基。
式II、式III-1中，LN1、LN2、LA13各自独立地表示氢、C1～C3(例如C1、C2或C3)直链或支链烷基。
式III-1、式III-2中，LA11、LA12、LA21、LA22各自独立地表示氢、卤素、C1～C3(例如C1、C2或C3)直链或支链烷基。
式II中，nN1表示0～3的整数，例如0、1、2或3；nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3。当nN1表示2或3时，环N1相同或不同，ZN1相同或不同。
式III-1、式III-2中，RA1和RA2各自独立地表示未卤代或卤代(例如氟或氯等)的C1～C12直链或支链烷基、未卤代或卤代(例如氟或氯等)的C3～C5环烷基(例如环丙烷、环丁烷或环戊烷)、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基，或所述C1～C12直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代的基团。
所述C1～C12可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。
所述C2～C12可以是C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。
式III-1、式III-2中，环A11、环A12、环A21、环A22各自独立地表示
Figure BDA0002283320090000046
取代或未取代的
Figure BDA0002283320090000051
取代或未取代的
Figure BDA0002283320090000052
或所述
Figure BDA0002283320090000053
Figure BDA0002283320090000054
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团，或所述
Figure BDA0002283320090000055
中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-替代的基团，或所述
Figure BDA0002283320090000056
中苯环的至少一个CH被N替代的基团；当取代基存在时，所述取代基为卤素(例如氟或氯等)或氰基；虚线代表基团的连接位点。
式III-1、式III-2中，ZA11、ZA21、ZA22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-。
式III-1、式III-2中，XA1和XA2各自独立地表示卤素(例如氟、氯或溴等)、C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链或支链卤代烷基、C1～C5(例如C1、C2、C3、C4或C5)直链或支链卤代烷氧基、C2～C5(例如C2、C3、C4或C5)卤代烯烃基或C2～C5(例如C2、C3、C4或C5)卤代烯氧基。
式III-1、式III-2中，nA11、nA2各自独立地表示0～3的整数，例如0、1、2或3；当nA11表示2或3时，环A11相同或不同，ZA11相同或不同；当nA2表示2或3时，环A21相同或不同，ZA21相同或不同。
nA12表示1或2，且当nA12＝2时，环
Figure BDA0002283320090000057
相同或不同。
式IV中，RM1和RM2各自独立地表示C1～C12直链或支链烷基、C3～C5环烷基、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基，或所述C1～C12直链或支链烷基、所述C3～C5环烷基、所述C2～C12烯烃基、所述C2～C12炔烃基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代的基团。
所述C1～C12可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。
所述C3～C5可以是C3、C4或C5。
所述C2～C12可以是C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。
式IV中，环M1、环M2、环M3各自独立地表示
Figure BDA0002283320090000058
未卤代或单卤素(例如氟或氯等)取代的
Figure BDA0002283320090000061
或所述
Figure BDA0002283320090000062
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团；虚线代表基团的连接位点。
所述“单卤素取代”意指
Figure BDA0002283320090000063
中只有一个H被卤素取代。
式IV中，ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或C1～C4(例如C1、C2、C3或C4)直链亚烷基。
式IV中，nM1表示0～3的整数，例如0、1、2或3；且当nM1表示2或3时，环M2相同或不同，ZM2相同或不同。
优选地，所述式I的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure BDA0002283320090000064
Figure BDA0002283320090000071
Figure BDA0002283320090000072
以及
Figure BDA0002283320090000073
其中，RN、R1、R2、R3、R4、r、Sp各自独立地具有与上述式I中相同的限定范围。
作为本发明进一步优选的技术方案，所述式I的化合物具有如式I-1、式I-2、式I-3、式I-4、式I-6任一项所示的结构，进一步优选为如下结构中的任意一种：
Figure BDA0002283320090000074
Figure BDA0002283320090000081
其中，RN表示氢、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代。
式I-2-1、式I-3-1、式I-4-1、式I-6-1中，Sp表示氢、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代。
式I-2-2、式I-3-2、式I-4-2、式I-6-2中，Sp表示C1～C15直链或支链亚烷基，或所述C1～C15直链或支链亚烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代。
所述C1～C15可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15。
优选地，所述RN表示氢或C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷基。
优选地，所述R1、R2、R3、R4均表示甲基。
优选地，所述r表示1或2。
优选地，所述Sp表示氢、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链烷氧基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链亚烷基，或所述C1～C10直链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团，或所述C1～C10直链亚烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量为10～10000ppm，例如15ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、80ppm、100ppm、120ppm、150ppm、180ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm、1000ppm、1100ppm、1300ppm、1500ppm、1800ppm、2000ppm、2200ppm、2500ppm、2800ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、6500ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm、8500ppm、9000ppm或9500ppm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为50～3000ppm，进一步优选为100～2000ppm。
所述ppm意指百万分率，即1ppm为百万分之一。下文涉及到相同的描述时，具有相同的意义。
优选地，所述式II的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure BDA0002283320090000091
Figure BDA0002283320090000101
Figure BDA0002283320090000102
以及
Figure BDA0002283320090000103
其中，RN1表示C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷基、C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷氧基、C3～C5(例如C3、C4或C5)环烷基、C2～C8(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)烯烃基。
RN2表示C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷基、C3～C5(例如C3、C4或C5)环烷基、C2～C8(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)烯烃基，或所述C1～C8直链烷基、所述C3～C5环烷基、所述C2～C8烯烃基中一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团。
优选地，所述式III-1的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure BDA0002283320090000111
Figure BDA0002283320090000121
Figure BDA0002283320090000131
以及
Figure BDA0002283320090000132
其中，RA1表示未卤代或卤代(例如氟或氯等)的C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链或支链烷基、未卤代或卤代(例如氟或氯等)的C3～C5(例如C3、C4或C5)环烷基，或所述C1～C8直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代的基团。
Rv、Rw各自独立地表示-CH2-或-O-。
v、w各自独立地表示0或1。
LA11、LA12、LA11'、LA12'、LA14、LA15、LA16各自独立地表示-H或-F。
LA13、LA13'各自独立地表示-H或-CH3。
XA1表示-F、-CF3或-OCF3。
优选地，所述式III-2的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure BDA0002283320090000133
Figure BDA0002283320090000141
Figure BDA0002283320090000151
Figure BDA0002283320090000152
以及
Figure BDA0002283320090000153
其中，RA2表示未卤代或卤代(例如氟或氯等)的C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链或支链烷基，或所述C1～C8直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代的基团。
LA21、LA22、LA23、LA24、LA25各自独立地表示-H或-F。
XA21表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH＝CF2。
优选地，所述式IV的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure BDA0002283320090000154
Figure BDA0002283320090000161
Figure BDA0002283320090000171
Figure BDA0002283320090000172
以及
Figure BDA0002283320090000173
其中，RM1和RM2各自独立地表示C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷基、C2～C8(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)烯烃基或C1～C8(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)直链烷氧基。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式II的化合物的质量百分含量为1～40％，例如2％、4％、6％、8％、10％、13％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、33％、35％、37％或39％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为1～30％，进一步优选为6～20％。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式III-1和/或式III-2的化合物的总质量百分含量为1～60％，例如2％、4％、6％、8％、10％、13％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、33％、35％、38％、40％、43％、45％、47％、50％、52％、55％、57％或59％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为20～50％，进一步优选为25～40％。
在本发明的技术方案中，所述液晶组合物中式IV的化合物的质量百分含量为1～70％，例如2％、4％、6％、8％、10％、13％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、33％、35％、38％、40％、43％、45％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、62％、65％、67％或69％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，优选为20～70％，进一步优选为40～65％。
本发明提供的液晶组合物中，各组分中的化合物均可通过商业途径获得，其合成方法均为现有技术，本发明不对化合物来源展开详细叙述。
本发明提供的液晶组合物通过将各组分按照上述限定的配比混合而成，所述混合的条件示例性地包括但不限于：搅拌、加热、超声波、悬浮等。
另一方面，本发明提供一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括如上所述的液晶组合物。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的液晶组合物在具有适宜的光学各向异性和介电各向异性、较高的清亮点的前提下，具有更高的电压保持率(VHR-初始、VHR-UV、VHR-高温)，更高的穿透率，更低的电导I/V，低温存储稳定性和对比度提高，液晶组合物的可靠性和稳定性显著提升，能够满足液晶材料在多种显示模式下的应用需求，适用于高显示性能的液晶显示器件，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。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。
本发明以下实施例所用的化合物均可通过现有技术合成，或可通过商业途径获得，本发明不对原料来源进行详细叙述。
为了便于表述，本发明以下实施例及对比例中，液晶组合物各组分的化合物用表1所列的代码表示：
表1
Figure BDA0002283320090000181
Figure BDA0002283320090000191
以如下结构的化合物为例：
Figure BDA0002283320090000192
该化合物用表1中的代码表示，则记作“mCDGQUOCF3”，其中m为≥1的整数，表示左端烷基中的C原子数。
本发明以下实施例及对比例中，液晶组合物的性能测试方法如下：
(1)光学各向异性Δn：通过阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、25±2℃条件下测得。
(2)清亮点Cp：向列相-各向同性相转变温度，单位为℃；通过熔点仪定量法测试。
(3)平均弹性常数Kave：使用LCR仪和反平行摩擦盒，测试液晶组合物的C-V曲线，测试条件：7μm反平行摩擦盒、V＝0.1～20V，得到展曲弹性常数K11、扭曲弹性常数K22和弯曲弹性常数K33，三者的平均值即Kave。
(4)介电各向异性Δε：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±0.5℃，1KHz，测试盒为TN90型，盒厚为7μm。
(5)阈值电压Vth：使用DMS 505测试液晶的穿透率V-T曲线，Vth为10％相对透过率时的特征电压。
(6)初始电压保持率VHR-初始：％，测试条件：TOYO 6254型液晶物性评价系统在5V、6Hz、60℃下测试。
(7)紫外光下的电压保持率VHR-UV：％；测试条件：TOYO 6254型液晶物性评价系统在5V、6Hz、60℃下测试，UV条件为5mW/cm2、20min。
(8)高温下的电压保持率VHR-高温：％；测试条件：TOYO 6254型液晶物性评价系统在5V、6Hz、150℃下测试1h。
(9)低温存储时间t-40℃：在-40℃的低温恒温箱进行每日观察是否有晶体析出。
(10)穿透率T：使用DMS 505测试液晶的穿透率V-T曲线，测试盒采用正性3.5μmIPScell，V＝0～20V。
(11)电导I/V：单位为Ghom-1；测试条件：在9μm的VHR盒中，灌满液晶，加电至10V、0.01Hz，使用TOYO 6254测试得出I/V值。
实施例1～9和对比例1～2
一种液晶组合物，包括母体Host-1和式I的化合物；所述液晶组合物通过各组分化合物混合得到。
母体Host-1的组分和性能测试如表2所示：
表2
Figure BDA0002283320090000201
Figure BDA0002283320090000211
通过向Host-1中分别添加如下表3中不同含量的化合物A(结构为
Figure BDA0002283320090000212
归属于通式I-1)、化合物B(结构为
Figure BDA0002283320090000213
归属于通式I-4)、化合物C(结构为
Figure BDA0002283320090000214
归属于通式I-6)以及对比化合物UV770(结构为
Figure BDA0002283320090000215
)，构成本发明的实施例1～9以及对比例1～2，其性能测试结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002283320090000216
从表3的数据可知，包含本发明式I的化合物的液晶组合物相对含有UV770的液晶组合物具有更高的VHR-初始、VHR-UV和VHR-高温，更低的电导I/V和更高的穿透率，液晶可靠性显著提升，对比度显著提高，同时低温互溶性也有改善。
实施例10～18及对比例3～4
一种液晶组合物，包括母体Host-2和式I的化合物；所述液晶组合物通过各组分化合物混合得到。
母体Host-2的组分和性能测试如表4所示：
表4
Figure BDA0002283320090000221
通过向Host-2中分别添加如下表5中不同含量的化合物A、化合物B、化合物C以及对比化合物UV770，构成本发明的实施例10-18以及对比例3-4，，其性能测试结果如表5所示。
表5
Figure BDA0002283320090000231
从表5的数据可知，包含本发明式I的化合物的液晶组合物相对含有UV770的液晶组合物具有更高的VHR-初始、VHR-UV和VHR-高温，更低的电导I/V和更高的穿透率，液晶可靠性显著提升，对比度显著提高，低温互溶性也有改善。
实施例19～27、对比例5～6
一种液晶组合物，包括母体Host-3和式I的化合物；所述液晶组合物通过各组分化合物混合得到。
母体Host-3的组分和性能测试如表6所示：
表6
Figure BDA0002283320090000232
Figure BDA0002283320090000241
通过向Host-3中分别添加如下表7中不同含量的化合物A、化合物B、化合物C以及对比化合物UV770，构成本发明的实施例19-27以及对比例5-6，其性能测试结果如表7所示。
表7
Figure BDA0002283320090000242
从表7的数据可知，包含本发明式I的化合物的液晶组合物相对含有UV770的液晶组合物具有更高的VHR-初始、VHR-UV和VHR-高温，更低的电导I/V和更高的穿透率，液晶可靠性、对比度和低温存储稳定性显著改善。
实施例28～36及对比例7～8
一种液晶组合物，所述液晶组合物包括母体Host-4和式I的化合物；所述液晶组合物通过各组分化合物混合得到。
母体Host-4主体材料的组分和性能测试如表8所示：
表8
Figure BDA0002283320090000251
通过向Host-4中分别添加如下表9中不同含量的化合物A、化合物B、化合物C以及对比化合物UV770，构成本发明的实施例28-36以及对比例7-8，其性能测试结果如表9所示。
表9
Figure BDA0002283320090000261
从表9的数据可知，包含本发明式I的化合物的液晶组合物相对含有UV770的液晶组合物具有更高的VHR-初始、VHR-UV和VHR-高温、更低的电导I/V和更高的穿透率，液晶可靠性、对比度和低温存储稳定性显著改善。
实施例37～45、对比例9～10
一种液晶组合物，所述液晶组合物包括母体Host-5和式I的化合物；所述液晶组合物通过各组分化合物混合得到。
母体Host-5的组分和性能测试如表10所示：
表10
Figure BDA0002283320090000262
Figure BDA0002283320090000271
通过向Host-5中分别添加如下表11中不同含量的化合物A、化合物B、化合物C以及对比化合物UV770，构成本发明的实施例37-45以及对比例9-10，其性能测试结果如表11所示。
表11
Figure BDA0002283320090000272
Figure BDA0002283320090000281
从表11的数据可知，包含本发明式I的化合物的液晶组合物相对含有UV770的液晶组合物具有更高的VHR-初始、VHR-UV和VHR-高温、更低的电导I/V和更高的穿透率，液晶可靠性、对比度和低温存储稳定性显著改善。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的液晶组合物及其应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。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 (16)

1.一种液晶组合物，其特征在于，包括：
至少一种式I的化合物，所述式I的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure FDA0003647017880000011
Figure FDA0003647017880000021
Figure FDA0003647017880000022
以及
Figure FDA0003647017880000023
至少一种式II的化合物
Figure FDA0003647017880000024
至少一种式III-1和/或式III-2的化合物
Figure FDA0003647017880000025
Figure FDA0003647017880000026
以及
至少一种式IV的化合物
Figure FDA0003647017880000031
其中，RN表示氢、羟基、C1～C15直链或支链烷基，或所述C1～C15直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团；
R1、R2、R3、R4各自独立地表示氢或C1～C4直链烷基；
r为1～4的整数；
当r为1时，Sp具有与RN相同的限定范围；
当r为2～4的整数时，Sp表示C1～C15直链或支链亚烷基、C3～C7亚环烷基、C6～C15亚芳烃基、C3～C7亚环烯烃基、C3～C7亚环炔烃基，或所述C1～C15直链或支链亚烷基、所述C3～C7亚环烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代的基团；
RN1和RN2各自独立地表示C1～C12直链或支链烷基、C3～C5环烷基、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基，或所述C1～C12直链或支链烷基、所述C3～C5环烷基、所述C2～C12烯烃基、所述C2～C12炔烃基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代的基团；
环N1和环N2各自独立地表示
Figure FDA0003647017880000032
取代或未取代的
Figure FDA0003647017880000033
或所述
Figure FDA0003647017880000034
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团，或所述
Figure FDA0003647017880000035
中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-替代的基团，或所述
Figure FDA0003647017880000036
中至少一个CH被N替代的基团；当取代基存在时，所述取代基为卤素或氰基；虚线代表基团的连接位点；
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或C1～C4直链亚烷基；
LN1、LN2、LA13各自独立地表示氢、C1～C3直链或支链烷基；
LA11、LA12、LA21、LA22各自独立地表示氢、卤素、C1～C3直链或支链烷基；
nN1表示0～3的整数，nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3；当nN1表示2或3时，环N1相同或不同，ZN1相同或不同；
RA1和RA2各自独立地表示未卤代或卤代的C1～C12直链或支链烷基、未卤代或卤代的C3～C5环烷基、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基，或所述C1～C12直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代的基团；
环A11、环A12、环A21、环A22各自独立地表示
Figure FDA0003647017880000041
取代或未取代的
Figure FDA0003647017880000042
取代或未取代的
Figure FDA0003647017880000043
或所述
Figure FDA0003647017880000044
Figure FDA0003647017880000045
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团，或所述
Figure FDA0003647017880000046
中的-CH2-CH2-被-CH＝CH-替代的基团，或所述
Figure FDA0003647017880000047
中苯环的至少一个CH被N替代的基团；当取代基存在时，所述取代基为卤素或氰基；虚线代表基团的连接位点；
ZA11、ZA21、ZA22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-；
XA1和XA2各自独立地表示卤素、C1～C5直链或支链卤代烷基、C1～C5直链或支链卤代烷氧基、C2～C5卤代烯烃基或C2～C5卤代烯氧基；
nA11、nA2各自独立地表示0～3的整数；当nA11表示2或3时，环A11相同或不同，ZA11相同或不同；当nA2表示2或3时，环A21相同或不同，ZA21相同或不同；
nA12表示1或2，且当nA12＝2时，环
Figure FDA0003647017880000051
相同或不同；
RM1和RM2各自独立地表示C1～C12直链或支链烷基、C3～C5环烷基、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基，或所述C1～C12直链或支链烷基、C3～C5环烷基、C2～C12烯烃基、C2～C12炔烃基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-NH-替代的基团；
环M1、环M2、环M3各自独立地表示
Figure FDA0003647017880000052
未卤代或单卤素取代的
Figure FDA0003647017880000053
或所述
Figure FDA0003647017880000054
中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团；虚线代表基团的连接位点；
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或C1～C4直链亚烷基；
nM1表示0～3的整数，且当nM1表示2或3时，环M2相同或不同，ZM2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RN表示氢或C1～C8直链烷基。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4均表示甲基。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述r表示1或2。
5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述Sp表示氢、C1～C10直链烷基、C1～C10直链烷氧基、C1～C10直链亚烷基，或所述C1～C10直链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团，或所述C1～C10直链亚烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-、-CO-或-NH-替代的基团。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量为10～10000ppm。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量为50～3000ppm。
8.根据权利要求7所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式I的化合物的质量百分含量100～2000ppm。
9.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式II的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure FDA0003647017880000061
Figure FDA0003647017880000071
Figure FDA0003647017880000072
以及
Figure FDA0003647017880000073
其中，RN1表示C1～C8直链烷基、C1～C8直链烷氧基、C3～C5环烷基或C2～C8烯烃基；
RN2表示C1～C8直链烷基、C3～C5环烷基、C2～C8烯烃基，或所述C1～C8直链烷基、所述C3～C5环烷基、所述C2～C8烯烃基中一个或至少两个不相邻的-CH2-被-O-替代的基团。
10.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式III-1的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure FDA0003647017880000074
Figure FDA0003647017880000081
Figure FDA0003647017880000091
Figure FDA0003647017880000092
以及
Figure FDA0003647017880000101
其中，RA1表示未卤代或卤代的C1～C8直链或支链烷基、未卤代或卤代的C3～C5环烷基，或所述C1～C8直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代的基团；
Rv、Rw各自独立地表示-CH2-或-O-；
v、w各自独立地表示0或1；
LA11、LA12、LA11'、LA12'、LA14、LA15、LA16各自独立地表示-H或-F；
LA13、LA13'各自独立地表示-H或-CH3；
XA1表示-F、-CF3或-OCF3。
11.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式III-2的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure FDA0003647017880000102
Figure FDA0003647017880000111
Figure FDA0003647017880000121
Figure FDA0003647017880000122
以及
Figure FDA0003647017880000123
其中，RA2表示未卤代或卤代的C1～C8直链或支链烷基，或所述C1～C8直链或支链烷基中的一个或至少两个不相邻的-CH2-被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代的基团；
LA21、LA22、LA23、LA24、LA25各自独立地表示-H或-F；
XA21表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH＝CF2。
12.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式IV的化合物具有如下结构中的任意一种：
Figure FDA0003647017880000124
Figure FDA0003647017880000131
Figure FDA0003647017880000141
Figure FDA0003647017880000142
以及
Figure FDA0003647017880000143
其中，RM1、RM2各自独立地表示C1～C8直链烷基、C2～C8烯烃基或C1～C8直链烷氧基。
13.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式II的化合物的质量百分含量为1～40％。
14.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式III-1和/或式III-2的化合物的总质量百分含量为1～60％。
15.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中式IV的化合物的质量百分含量为1～70％。
16.一种液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件包括如权利要求1～15任一项所述的液晶组合物。
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