CN113234448A - 液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器 - Google Patents

液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器 Download PDF

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CN113234448A CN202110347053.0A CN202110347053A CN113234448A CN 113234448 A CN113234448 A CN 113234448A CN 202110347053 A CN202110347053 A CN 202110347053A CN 113234448 A CN113234448 A CN 113234448A
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乔云霞
王奎
李佳明
温刚
王岩
王新霞
范蕊
张伟
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods

Abstract

本发明公开一种液晶组合物，所述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示的化合物、一种或多种式Ⅱ所示的化合物，其中，按质量百分含量计，所述液晶组合物中，包含5.5～7.5％的式Ⅰ所示的化合物，以及12～16％的式Ⅱ所示的化合物。其具有极快的响应速度、很低的旋转粘度、较大的光学各向异性、较宽的向列相温度范围，以及良好的抗紫外和抗外界环境破坏能力。本发明还公开了该液晶组合物的应用。

Description

液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域。更具体地，涉及一种液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
近年来，电子竞技作为一项新兴的体育项目，逐渐受到更多的关注。电子竞技与传统的体育竞技项目不同，需要在电子信息设备营造的虚拟环境中进行。虚拟环境的展现，需要借助显示技术和显示设备。随着电子竞技项目的不断发展，对于虚拟环境呈现的要求也不断提高，要求显示设备能够满足画面快速切换，具有色域范围广、高分辨率、高对比度等特点。其中，最为重要的是如何提高换面的切换速度。因此，高刷新率的显示器被不断的开发出来，例如144Hz、165Hz，乃至更高刷新率。这类高刷新频率的显示器对所用的液晶材料具有更快的响应速度，以匹配不断升高的刷新频率。
因此，如何能够开发出满足高刷新率的快速响应液晶组合物是电子竞技显示领域亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种液晶组合物具有极快的响应速度、很低的旋转粘度、较大的光学各向异性、较宽的向列相温度范围，以及良好的抗紫外和抗外界环境破坏能力，尤其适用于高刷新率的显示器的应用中。
本发明的第二个目的在于提供一种液晶显示元件。
本发明的第三个目的在于提供一种液晶显示器。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种液晶组合物，所述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示的化合物、一种或多种式Ⅱ所示的化合物，
Figure BDA0003001128120000011
Figure BDA0003001128120000012
式Ⅰ中，R1表示碳原子数为1～10的烷基；Y1表示CF3或OCF3；
式Ⅱ中，R2、R3各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的烯基，且R2、R3中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基；
其中，按质量百分含量计，所述液晶组合物中，包含5.5～7.5％的式Ⅰ所示的化合物，以及12～16％的式Ⅱ所示的化合物。
进一步地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅲ所示的化合物：
Figure BDA0003001128120000021
其中，R4、R5各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的烯基，且R4、R5中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基。
进一步地，所述液晶组合物包括质量百分比含量为56～58.5％的式Ⅲ所示化合物。
进一步地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅳ所示的化合物：
Figure BDA0003001128120000022
其中，R6、R7各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的烯基，且R6、R7中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基。
进一步地，所述液晶组合物中包括质量百分比含量为4～6％的式Ⅳ所示化合物。
进一步地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅴ所示的化合物：
Figure BDA0003001128120000023
其中，R8表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基，且R8所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；X1、X2、X3各自独立地表示H或F。
进一步地，所述液晶组合物包括质量百分比含量为13～15％的式Ⅴ所示化合物。
进一步地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅵ所示的化合物：
Figure BDA0003001128120000024
其中，R9表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基，且R9所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；
Figure BDA0003001128120000025
各自独立地表示
Figure BDA0003001128120000026
Figure BDA0003001128120000027
m表示1或2；当m表示2时，
Figure BDA0003001128120000031
可以相同或不同。
进一步地，所述液晶组合物包括质量百分比含量为2～5％的式Ⅵ所示化合物。
进一步地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅶ所示的化合物：
Figure BDA0003001128120000032
其中，R10表示碳原子数为1-10的烷基，且R10所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代。
进一步地，所述液晶组合物包括质量百分比含量为0.1～0.5％的式Ⅶ所示化合物。
进一步地，所述液晶组合物包括至少两种式Ⅰ所示的化合物、至少两种式Ⅱ所示的化合物、至少两种式Ⅲ所示的化合物，以及至少三种式Ⅴ所示的化合物。
本发明的第二个目的在于提供一种液晶显示元件，其包含如上第一个目的所述的液晶组合物，所述显示元件为有源矩阵显示元件或无源矩阵显示元件。
进一步地，所述显示元件为高刷新率的显示元件。例如144Hz以上、165Hz以上，乃至更高刷新率。
本发明的第三个目的在于提供一种液晶显示器，其包含如上第一个目的所述的液晶组合物，所述液晶显示器为有源矩阵显示器或无源矩阵显示器。
进一步地，所述液晶显示器为高刷新率的液晶显示器。例如144Hz以上、165Hz以上，乃至更高刷新率。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的液晶组合物中，将式I和式II所示的化合物按特定的比例组合，得到的液晶组合物具有极快的响应速度、很低的旋转粘度、较大的光学各向异性、较宽的向列相温度范围，以及良好的抗紫外和抗外界环境破坏能力。其尤其适合用于高刷新率的液晶显示元器件中。
本发明的液晶显示元件、液晶显示器通过包含前述的本发明的液晶组合物，具有极快的响应速度、较宽的使用温度范围，以及良好的信赖性。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[液晶组合物]
一种液晶组合物，前述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示化合物、一种或多种式Ⅱ所示化合物，
Figure BDA0003001128120000033
Figure BDA0003001128120000041
式Ⅰ中，R1表示碳原子数为1～10的烷基；Y1表示CF3或OCF3；
式Ⅱ中，R2、R3各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的烯基，且R2、R3中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基；
其中，按质量百分含量计，所述液晶组合物中，包含5.5～7.5％的式Ⅰ所示的化合物，以及12～16％的式Ⅱ所示的化合物。
在一个优选示例中，前述式Ⅰ所示化合物选自式Ⅰ1至Ⅰ6所示化合物组成的组：
Figure BDA0003001128120000042
在一个优选示例中，前述一种或多种式Ⅱ所示的化合物选自式Ⅱ1至式Ⅱ7所示的化合物组成的组，
Figure BDA0003001128120000043
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种的式Ⅲ所示化合物：
Figure BDA0003001128120000044
其中，R4、R5各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的烯基，且R4、R5中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基。
式Ⅲ所示的化合物具有旋转粘度低、与其他化合物互溶性好的特点。有利于提高液晶组合物的响应速度。
优选地，前述式Ⅲ所示化合物选自式Ⅲ1至Ⅲ12所示化合物组成的组：
Figure BDA0003001128120000051
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅳ所示化合物：
Figure BDA0003001128120000052
其中，R6、R7各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的烯基，且R6、R7中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基。
式Ⅳ所示化合物具有大的光学各向异性、旋转粘度低和较大的展曲弹性常数，有利于提高液晶组合物的响应速度。
在一个优选示例中，前述式Ⅳ所示化合物选自式Ⅳ1或Ⅳ2所示化合物组成的组：
Figure BDA0003001128120000061
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅴ所示化合物：
Figure BDA0003001128120000062
其中，R8表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基，且R8所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；X1、X2、X3各自独立地表示H或F。
优选地，前述式Ⅴ所示化合物选自式Ⅴ1至Ⅴ12所示化合物组成的组：
Figure BDA0003001128120000063
Figure BDA0003001128120000071
本发明的液晶组合物，优选地，还包含一种或多种式Ⅵ所示的化合物：
Figure BDA0003001128120000072
其中，R9表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基，且R9所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；
Figure BDA0003001128120000073
各自独立地表示
Figure BDA0003001128120000074
Figure BDA0003001128120000075
m表示1或2；当m表示2时，
Figure BDA0003001128120000076
可以相同或不同。
优选地，前述式Ⅵ所示化合物选自式Ⅵ1至Ⅵ7所示化合物组成的组：
Figure BDA0003001128120000077
Figure BDA0003001128120000081
其中，R9表示碳原子数为1-10的烷基，且R9所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代。
本发明的液晶组合物，优选地，前述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅶ所示化合物：
Figure BDA0003001128120000082
其中，R10表示碳原子数为1-10的烷基，且R10所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代。
优选地，前述式Ⅶ所示化合物选自式Ⅶ1至Ⅶ5所示化合物组成的组：
Figure BDA0003001128120000083
Figure BDA0003001128120000091
本发明的液晶组合物，优选地，前述液晶组合物包括至少两种式Ⅰ所示化合物、至少两种式Ⅱ所示化合物、至少两种式Ⅲ所示化合物，以及至少三种式Ⅴ所示化合物。
本发明的液晶组合物，优选地，前述液晶组合物包括质量百分比含量为5.5～7.5％的式Ⅰ所示化合物、质量百分比含量为12～16％的式Ⅱ所示化合物、质量百分比含量为56～58.5％的式Ⅲ所示化合物、质量百分比含量为4～8％的式Ⅳ所示化合物、质量百分比含量为13～15％的式Ⅴ所示化合物、质量百分比含量为2～5％的式Ⅵ所示化合物，以及质量百分比含量为0.1～0.5％的式Ⅶ所示化合物。
更进一步优选地，前述液晶组合物包括质量百分比含量为5.5～7.5％的式Ⅰ1和式Ⅰ3所示化合物、质量百分比含量为12～16％的式Ⅱ2和式Ⅱ7所示化合物、质量百分比含量为56～58.5％的式Ⅲ2和式Ⅲ5所示化合物、质量百分比含量为4～6％的式Ⅳ2所示化合物、质量百分比含量为13～15％的式Ⅴ2、式Ⅴ7和式Ⅴ8所示化合物、质量百分比含量为2～5％的式Ⅵ3和/或式Ⅵ6所示化合物，以及质量百分比含量为0.1～0.5％的式Ⅶ5所示化合物。
本发明的液晶组合物，优选地，介电各向异性为3.0～3.1，光学各向异性为0.114～0.116，清亮点为75～78℃，旋转粘度低于41mPa.s。进一步优选，清亮点为76～77℃，旋转粘度低于40mPa.s。
前述的碳原子数为1～10的烷基，可以列举出，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
前述的碳原子数为1～10的烷氧基，可以列举出例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等。
前述碳原子数为2～10的烯基，可以列举出，例如，乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基等。
前述的碳原子数为1～10的烷基中一个或多个不相邻的-CH2-被亚环丙基、亚环丁基或亚环戊基取代后得到的基团，可以列举出，例如环丙基、环丁基、环戊基、甲基亚环丙基、乙基亚环丙基、丙基亚环丙基、异丙基亚环丙基、正丁基亚环丙基、异丁基亚环丙基、叔丁基亚环丙基、甲基亚环丁基、乙基亚环丁基、丙基亚环丁基、异丙基亚环丁基、正丁基亚环丁基、异丁基亚环丁基、叔丁基亚环丁基、甲基亚环戊基、乙基亚环戊基、丙基亚环戊基、异丙基亚环戊基、正丁基亚环戊基、异丁基亚环戊基等。
本发明的液晶组合物中，可选的，还可以加入各种功能的掺杂剂，在含有掺杂剂的情况下，掺杂剂的含量优选在液晶组合物中所占的质量百分比为0.01～1％，这些掺杂剂可以列举出例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、手性剂。
抗氧化剂可以列举出，
Figure BDA0003001128120000101
t表示1～10的整数。
光稳定剂可以列举，
Figure BDA0003001128120000102
手性剂可以列举，
Figure BDA0003001128120000103
Figure BDA0003001128120000111
[液晶显示元件、液晶显示器]
为达到上述第二个目的，本发明提供如下技术方案：
一种液晶显示元件，其包含如上所述的液晶组合物，所述液晶显示元件为有源矩阵显示元件或无源矩阵显示元件。
为达到上述第三个目的，本发明提供如下技术方案：
一种液晶显示器，其包含如上第一个目的所述的液晶组合物，所述液晶显示器为有源矩阵显示器或无源矩阵显示器。
前述有源矩阵显示元件或显示器，具体可以列举出，例如TN-TFT或IPS-TFT或FFS-TFT液晶显示元件或其他TFT显示器。
本发明的液晶显示元件或液晶显示器包含本发明公开的液晶组合物，具有极快的响应速度、较宽的使用温度范围，以及良好的信赖性。
对于本发明的液晶显示元件、液晶显示器，只要含有本发明的液晶组合物，则对其结构没有任何限定，本领域技术人员能够根据所需的性能选择合适的液晶显示元件、液晶显示器的结构。
实施例
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法，所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得，百分比均是指质量百分比，温度为摄氏度(℃)，液晶化合物也成为液晶单体，其他符号的具体意义及测试条件如下：
Cp表示液晶清亮点(℃)，DSC定量法测试；
Δn表示光学各向异性，Δn＝ne-no，其中，no为寻常光的折射率，ne为非寻常光的折射率，测试条件为25±2℃，589nm，阿贝折射仪测试；
Δε表示介电各向异性，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，测试条件为25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC:ALCT-CUST-4C测试；
VHR表示电压保持率(％)，测试条件为60±2℃、电压为±5V、脉冲宽度为10ms、电压保持时间166.7ms。测试设备为TOYO Model6254液晶性能综合测试仪；
γ1表示旋转粘度(mPa·s),测试条件为25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC:ALCT-CUST-4C测试。
K11为展曲弹性常数，K33为弯曲弹性常数，测试条件为：25±2℃、INSTEC:ALCT-IR1、20微米平行盒；
τ表示响应时间(ms)，测试仪器为DMS-501，测试条件为25±0.5℃，测试盒为IPS测试盒，电极间距和电极宽度均为10微米，摩擦方向与电极夹角为10°；
残像：液晶显示器件的残像，是在显示区域内使规定的固定图案显示1000小时后，通过目测对进行全画面均匀显示时的固有图案的残留水平进行以下的4等级评价：
◎无残留；
○有极少量残留，为可以容许的水平；
Δ有残留，为不能允许的水平；
×有残留，相当差。
液晶组合物的制备方法如下：将各液晶单体按照一定配比称量后放入不锈钢烧杯中，将装有各液晶单体的不锈钢烧杯置于磁力搅拌仪器上加热融化，待不锈钢烧杯中的液晶单体大部份融化后，往不锈钢烧杯中加入磁力转子，将混合物搅拌均匀，冷却到室温后即得液晶组合物。
本发明实施例液晶单体结构用代码表示，液晶环结构、端基、连接基团的代码表示方法见下表1、表2。
表1环结构的对应代码
Figure BDA0003001128120000121
表2端基与链接基团的对应代码
Figure BDA0003001128120000122
Figure BDA0003001128120000131
举例：
Figure BDA0003001128120000132
其代码为CPWP-3-OT；
Figure BDA0003001128120000133
其代码为CPWP-3-T；
Figure BDA0003001128120000134
其代码为CC-3-V1；
Figure BDA0003001128120000135
其代码为PP-1-2V1；
Figure BDA0003001128120000136
其代码为CPP-1V-2；
Figure BDA0003001128120000137
其代码为PGU-3-F；
Figure BDA0003001128120000138
其代码为PPGU-Cp-F；
Figure BDA0003001128120000141
其代码为PGUQU-3-F。
实施例1
液晶组合物的配方及相应的性能如下表3所示。
表3实施例1的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000142
实施例2
液晶组合物的配方及相应的性能如下表4所示。
表4实施例2的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000143
Figure BDA0003001128120000151
实施例3
液晶组合物的配方及相应的性能如下表5所示。
表5实施例3的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000152
实施例4
液晶组合物的配方及相应的性能如下表6所示。
表6实施例4的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000161
实施例5
液晶组合物的配方及相应的性能如下表7所示。
表7实施例5的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000162
Figure BDA0003001128120000171
实施例6
液晶组合物的配方及相应的性能如下表8所示。
表8实施例6的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000172
实施例7
液晶组合物的配方及相应的性能如下表9所示。
表9实施例7的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000173
Figure BDA0003001128120000181
实施例8
液晶组合物的配方及相应的性能如下表10所示。
表10实施例8的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000182
对比例1
液晶组合物的配方及相应的性能如下表11所示。
表11对比例1的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000183
Figure BDA0003001128120000191
与实施例6相比，对比例1液晶组合物中，不包含式Ⅰ所示化合物。使用结构相近的CPWP-3-2、CPWP-3-O2等量替代式Ⅰ所示化合物。虽然结构相近，但性能相差很大，对比例1液晶组合物介电各向异性相对于实施例6下降十分明显，需要更大的驱动电压才能将液晶分子完全驱动，从而消耗更多的电能。与实施例6相比，如果在相同的驱动电压下，由于对比例1的液晶组合物无法完全驱动将降低其透过率，透过率降低便需要增加背光亮度才能获得满足需求的画面亮度，从而消耗更多的电能。并且，对比例1旋转粘度的增加，液晶组合物的响应速度与γ1/K11相关，γ1/K11越小，响应速度越快。因此，对比例1液晶组合物的响应速度更慢。
对比例2
液晶组合物的配方及相应的性能如下表12所示。
表12对比例2的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000192
Figure BDA0003001128120000201
与实施例6相比，对比例2液晶组合物中，不包含式Ⅱ所示化合物，使用化合物CPP-3-2、CPP-5-3分别等量替代CPP-1V-2、CPP-3-2V1。对比例2液晶组合物与实施例6液晶组合物Δε、ε⊥、γ1基本相同，但清亮点Cp、光学各向异性Δn、展曲弹性常数K11明显小于实施例6，因此，对比例2液晶组合物相对于实施例6液晶组合，抗高温能力较差，并且相同延迟量设计下，响应速度更慢。
对比例3
液晶组合物的配方及相应的性能如下表13所示。
表13对比例3的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000202
与实施例6相比，对比例3液晶组合物中，不包含式Ⅰ、式Ⅱ所示化合物。使用结构相近的CPWP-3-2、CPWP-3-O2等量替代式Ⅰ所示化合物，使用化合物CPP-3-2、CPP-5-3分别等量替代式Ⅱ所示化合物。并且，为了保证对比例3液晶组合物Δε与实施例6基本相同，对其他化合物含量进行了微小调整。从上述表13可以看出，对比例3与实施例6相比Δε、ε⊥、Cp、Δn基本相同，但γ1增大、K11减小。因此，对比例3液晶组合物响应速度更慢。
对比例4
液晶组合物的配方及相应的性能如下表14所示。
表14对比例4的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000211
从上述表14可以看出，对比例4与实施例6相比Δε、ε⊥、Cp、Δn基本相同，但γ1增大、K11减小。因此，对比例4液晶组合物响应速度更慢。
对比例5
液晶组合物的配方及相应的性能如下表15所示。
表15对比例5的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000212
Figure BDA0003001128120000221
与实施例8相比，对比例5清亮点Cp下降明显，抗高温能力变差。
对比例6
液晶组合物的配方及相应的性能如下表16所示。
表16对比例6的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000222
与实施例8相比，对比例6Δε下降明显，需要更大的驱动电压才能将液晶分子完全驱动，从而消耗更多的电能。
对比例7
液晶组合物的配方及相应的性能如下表17所示。
表17对比例7的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0003001128120000231
与实施例8相比，对比例7清亮点Cp下降明显，抗高温能力变差。
下述的表18为实施例、对比例液晶组合物灌入不同厚度测试盒，在相同驱动电压下测试响应的对比数据。
首先，按照相同延迟量(Δn*d＝340nm)设计，其中，Δn为光学各向异性，d代表测试盒厚度。Δn越大，可以灌入盒厚越小的测试盒。然后将实施例与对比例液晶组合物分别灌入对应厚度的测试盒中，在7V电压下进行驱动对比测试响应速度。
表18实施例、对比例响应时间测试数据
Figure BDA0003001128120000232
Figure BDA0003001128120000241
从上述表18可以看出，与对比例提供的液晶组合物相比，本发明的实施例的液晶组合物在在相同延迟量设计下，具有更快的响应速度。由于对比例1、6、7液晶组合物Δε明显与其他液晶组合物相差较大，其驱动电压也相差较大，只有在使用相同的驱动电压进行响应时间的测试才有可比性。
下述的表19为实施例、对比例液晶组合物高温信赖性测试数据。
液晶组合物在液晶显示元件或液晶显示器生产过程中的信赖性通过紫外老化试验并进行VHR测试来进行，液晶组合物紫外试验前后的VHR数据变化越小，抗紫外能力越强。因此，通过比较各个实施例、对比例在试验前后的VHR数据的变化来判断抗紫外能力。
液晶组合物工作过程中的信赖性可以通过背光老化试验并进行VHR测试来进行。在长时间的背光照射下，液晶组合物将长时间处在可见光、紫外线和60～70℃的工作环境中，受到外界环境的破坏。液晶组合物背光试验前后的VHR数据变化越小，抗外界环境破坏能力越强。因此，通过比较各个实施例、对比例在试验前后的VHR数据的变化来判断抗外界环境破坏能力。
首先，在进行紫外、背光老化试验之前，测定液晶组合物的VHR数据作为初始VHR数据，然后，对液晶组合物进行紫外、背光老化试验，在试验后再次测定液晶组合物的VHR数据。
紫外老化试验：将液晶组合物灌入相应测试盒中，在波长为365nm的紫外灯下照射5000mJ能量。
背光试验：将液晶组合物灌入相应测试盒中，封口，放到光强为25000nit的背光上进行背光老化试验，老化1000H后进行VHR测试。
在老化试验后VHR数据相对于初始VHR数据变化越小，说明该液晶组合物抗外界环境破坏能力越强，因此，该液晶组合物的信赖性就越高。
另外，将各实施例和对比例液晶组合物灌注入液晶测试盒，进行残像测试，测试结果一并示于下述的表19中。
表19各实施例、对比例液晶组合物信赖性测试数据
Figure BDA0003001128120000242
Figure BDA0003001128120000251
从上述表19可以看出，本发明的实施例液晶组合物紫外、背光后的VHR下降较小，对残像缺陷改善更为明显。
下述的表20为实施例、对比例液晶组合物低温储存实验数据。
低温储存实验，使用5ml玻璃瓶和4μm液晶测试盒分别进行测试。分别取1ml实施例、对比例液晶组合物放入5ml玻璃瓶中，作为第一组低温储存实验。将实施例、对比例液晶组合物灌注液晶测试盒中，作为第二组低温储存实验。将灌注了液晶组合物的玻璃瓶放置在-20℃手套箱，将灌注了液晶组合物的液晶测试盒分别放置在-10℃、-20℃手套箱.
表20实施例、对比例低温储存实验数据
-20℃玻璃瓶 -20℃测试盒 -10℃测试盒
实施例1 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例2 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例3 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例4 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例5 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例6 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例7 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
实施例8 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
对比例1 720小时无晶析 720小时无晶析 720小时无晶析
对比例2 120小时出现晶析 120小时出现晶析 160小时出现晶析
对比例3 120小时出现晶析 120小时出现晶析 160小时出现晶析
对比例4 48小时出现晶析 48小时出现晶析 100小时出现晶析
对比例5 120小时出现晶析 120小时出现晶析 160小时出现晶析
对比例6 100小时出现晶析 48小时出现晶析 100小时出现晶析
对比例7 120小时出现晶析 48小时出现晶析 85小时出现晶析
从上述表20可以看出，本发明的实施例液晶组合物具有更宽的向列相温度范围。
综上所述，本发明的液晶组合物具有极快的响应速度、很低的旋转粘度、较大的光学各向异性、较宽的向列相温度范围，以及良好的抗紫外和抗外界环境破坏能力。本发明的液晶显示元件、液晶显示器通过包含前述的本发明的液晶组合物，具有极快的响应速度、较宽的使用温度范围，以及良好的信赖性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含一种或多种式Ⅰ所示的化合物、一种或多种式Ⅱ所示的化合物，
Figure FDA0003001128110000011
式Ⅰ中，R1表示碳原子数为1～10的烷基；Y1表示CF3或OCF3；
式Ⅱ中，R2、R3各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的烯基，且R2、R3中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基；
其中，按质量百分含量计，所述液晶组合物中，包含5.5～7.5％的式Ⅰ所示的化合物，以及12～16％的式Ⅱ所示的化合物。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅲ所示的化合物：
Figure FDA0003001128110000012
其中，R4、R5各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的烯基，且R4、R5中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基。
3.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅳ所示的化合物：
Figure FDA0003001128110000013
其中，R6、R7各自独立地表示碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为2～10的烯基，且R6、R7中至少有一个表示碳原子数为2～10的烯基。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅴ所示的化合物：
Figure FDA0003001128110000014
其中，R8表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基，且R8所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；X1、X2、X3各自独立地表示H或F。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅵ所示的化合物：
Figure FDA0003001128110000021
其中，R9表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基，且R9所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；
Figure FDA0003001128110000022
各自独立地表示
Figure FDA0003001128110000023
Figure FDA0003001128110000024
m表示1或2；当m表示2时，
Figure FDA0003001128110000025
可以相同或不同。
6.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅶ所示的化合物：
Figure FDA0003001128110000026
其中，R10表示碳原子数为1-10的烷基，且R10所示基团中任意一个或多个不相连的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括至少两种式Ⅰ所示的化合物、至少两种式Ⅱ所示的化合物、至少两种式Ⅲ所示的化合物，以及至少三种式Ⅴ所示的化合物。
8.根据权利要求7所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括质量百分比含量为56～58.5％的式Ⅲ所示化合物、质量百分比含量为4～6％的式Ⅳ所示化合物、质量百分比含量为13～15％的式Ⅴ所示化合物、质量百分比含量为2～5％的式Ⅵ所示化合物，以及质量百分比含量为0.1～0.5％的式Ⅶ所示化合物。
9.一种液晶显示元件，其包含权利要求1～8中任一项所述的液晶组合物，所述显示元件为有源矩阵显示元件或无源矩阵显示元件。
10.一种液晶显示器，其包含权利要求1～8中任一项所述的液晶组合物，所述液晶显示器为有源矩阵显示器或无源矩阵显示器。
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