CN116064051A - 液晶组合物及包含其的液晶显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件，所述液晶组合物包含至少一种通式F的化合物和至少一种通式I的化合物，所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，使得包含其的液晶显示器件具有适当的温度使用范围、适当的阈值电压的情况下，具有较好的对比度、较高的透过率和较高的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及液晶领域，具体涉及液晶组合物和包含所述液晶组合物的液晶显示器件。
背景技术
液晶显示元件可以在钟表、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的类型包含非晶硅(amorphoussilicon)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、利用背景光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。
液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物，该组合物具有适当的特性。借由提高该组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将组合物特性和AM元件特性的关联归纳于下表1中。
表1.组合物的特性与AM元件的特性
| 编号 | 组合物的特性 | AM元件的特性 |
| 1 | 向列相的温度范围广 | 可使用的温度范围广 |
| 2 | 粘度小 | 响应时间短 |
| 3 | 光学各向异性适当 | 对比度大 |
| 4 | 正或负的介电各向异性的绝对值大 | 阈值电压低、消耗电力小、对比度大 |
| 5 | 比电阻大 | 电压保持率大、对比率大 |
| 6 | 对紫外线及热稳定 | 寿命长 |
| 7 | 弹性常数大 | 对比度大、响应时间短 |
为了提高液晶显示器件的响应速度，需要尽量降低液晶材料的旋转粘度。但一般低粘度的液晶材料的清亮点、光学各向异性等较低，因此调制混合液晶的配方时，在降低粘度时，需要考虑其他方面的性能要求。
混合液晶的阈值电压主要取决于液晶的Δε，Δε大，有利于降低液晶的阈值电压，通过不同极性单体液晶的混合，将混合液晶的Δε调制到合适的值，以适应显示器件工作电压的要求。但提高液晶的Δε，可能增加液晶的粘度和降低液晶的稳定性。
随着液晶显示器分辨率的提升，4K、8K型分辨率的液晶显示器逐渐兴起，继而要求液晶面板具有较小的开口率和较高的穿透率。负性液晶组合物具有较高的穿透率，尤其是在PSA模式和NFFS模式中，高穿透率的优势更为明显，但是负性液晶的结构决定了其具有较大的旋转粘度，离子浓度高，电压保持率低，导致负性液晶残影效果显著劣于正性液晶，因而急需研发出一种具有较小的旋转粘度、较高的电压保持率的负性液晶组合物以改善现有负性液晶的不足，提供满足市场需求的液晶组合物。
中国专利申请CN1942461A、德国专利申请DE10101022A1公开了一种可以一定程度上解决上述问题的液晶化合物，中国专利申请CN107973766A在现有技术的基础上，对该类化合物的端基结构进行环取代，但是目前已公开的该类化合物，存在介电各向异性绝对值较小，旋转粘度较大，电压保持率低以及低温互溶性较差的问题。中国专利申请CN105820824A和CN110577838A公开了一种二苯并噻吩/呋喃类液晶组合物，一定程度上解决了如上问题，但依然存在较高的旋转粘度、较低的VHR，特别是较低的VHR(UV)。而众所周知的是，液晶面板制造过程中需要经受一定程度的UV光照射，而一般波长为365nm的紫外光的光计量大约为6000～1000MJ，而传统的二苯并呋喃和二苯并噻吩类化合物经UV光照射后，其VHR(UV)较低，使得显示器可靠性降低，产生残影。
混合液晶配方的调制应同时调节液晶的许多物性参数，调节一个性能参数而不影响另一个参数的值是不可能的，有时加入某种单体液晶调节混合液晶的某种性能参数，可能对其他一种或几种性能参数有利，但可能对另外一些性能参数的改善不利，因而如何获得一种液晶组合物，能够解决或部分解决上述问题，依然是本领域亟待解决的问题。
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液晶组合物，所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值。
本发明的目的还在于提供一种包含上述液晶组合物的液晶显示器件。
技术方案：为了实现以上发明目的，本发明提供一种液晶组合物，所述液晶组合物包含：
至少一种通式F的化合物
至少一种通式I的化合物
其中，
RF1表示-H、卤素、含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、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一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-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；
RF2表示
其中
中的至少一个环中单键被双键替代；
R1表示含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、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一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
R2表示-CF3、-OCF3、含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-11(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11)个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-12(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)个碳原子的直链或支链的烯基；
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，其中
中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
环
表示
所述
中的至少一个环中单键被双键替代；
XF表示-O-、-S-或-CO-；
LF1和LF2各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CF3或-OCF3；
ZF1、ZF2和ZF4各自独立地表示单键、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-；
nF1和nF2各自独立地表示0、1或2，其中，当nF1表示2时，环
可以相同或不同，当nF2表示2时，环
可以相同或不同，ZF2可以相同或不同；以及
nF3表示0-4的整数。
在本发明的一些实施方案中，优选地，LF1和LF2各自独立地表示-F或-Cl。
在本发明的一些实施方案中，通式F的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
XF1和XF2各自独立地表示-CH2-或-O-。
在本发明的一些实施方案中，优选地，nF3表示0。
在本发明的一些实施方案中，优选地，ZF1和ZF2各自独立地表示单键、-CH2O-或-OCH2-，进一步优选地，ZF1和ZF2均表示单键。
在本发明的一些实施方案中，nF1和nF2均表示0。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RF1表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、或含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基；进一步优选地，RF1表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、或含有1-7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，优选调整通式F的化合物的含量，使得本发明的液晶组合物具有适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值。
在本发明的一些实施方案中，通式F的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-30％，例如，0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、20％、22％、24％、25％、26％、28％、30％。优选地，通式F的化合物占液晶组合物的重量百分比为4％-22％。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，所述液晶组合物优选包含至少两种通式F的化合物。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，所述通式F的化合物选自由通式F-1的化合物、通式F-2的化合物、通式F-22的化合物、通式F-23的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，优选地，R1表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基；进一步优选地，R1表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中，通式I的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
R1'表示含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基；
R2'表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基；
Xa表示-CF3或-OCF3。
在本发明的一些实施方案中，优选调整通式I的化合物的含量，使得本发明的液晶组合物具有适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值。
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％，例如，0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、20％、22％、24％、25％、26％、28％、30％、32％、34％、35％、36％、38％、40％。优选地，通式I的化合物占液晶组合物的重量百分比为4％-30％。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，所述液晶组合物优选包含至少两种通式I的化合物；进一步优选地，所述液晶组合物包含至少一种通式I-1的化合物和至少一种通式I-2的化合物。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，所述液晶组合物优选包含至少两种通式I-2的化合物。
在本发明的一些实施方案中，液晶组合物包含至少一种通式N的化合物：
其中，
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、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一个或不相邻的两个以上的-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，其中
中的一个或更多个-H可被-F、-Cl或-CN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-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-；
LN1和LN2自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；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
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，LN1和LN2均表示-H。
在本发明的一些实施方案中，通式N的化合物选自如下化合物组成的组：
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的清亮点较高、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，优选地，RN1和RN2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基；进一步优选地，RN1和RN2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中，通式N的化合物选自由通式N-1的化合物、通式N-2的化合物、通式N-3的化合物、通式N-9的化合物、通式N-12的化合物、通式N-13的化合物、通式N-19的化合物、通式N-21的化合物、通式N-23的化合物、通式N-24的化合物、通式N-27的化合物、通式N-30的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，通式N的化合物选自由通式N-2的化合物、通式N-3的化合物、通式N-9的化合物、通式N-12的化合物、通式N-13的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，通式N的化合物选自由通式N-1的化合物、通式N-19的化合物、通式N-21的化合物、通式N-24的化合物、通式N-27的化合物、通式N-30的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，通式N的化合物选自由通式N-2的化合物、通式N-9的化合物、通式N-12的化合物、通式N-19的化合物、通式N-21的化合物、通式N-23的化合物、通式N-24的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中，优选调整通式N的化合物的含量，使得本发明的液晶组合物具有适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值、较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值。
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0.1％-75％，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％、60％％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、75％。优选地，通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为10％-70％。
在本发明的一些实施方案中，液晶组合物包含至少一种通式M的化合物：
其中，
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、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一个或不相邻的两个以上的-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；
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-；并且
nM表示0、1或2，其中当nM＝2时，环
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，优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基；进一步优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中，RM1和RM2优选各自独立地表示含有2-8个碳原子的直链烯基；RM1和RM2进一步优选各自独立地表示含有2-5个碳原子的直链烯基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2中的一者为含有2-5个碳原子的直链烯基，而另一者为含有1-5个碳原子的直链烷基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链烷氧基；进一步优选地，RM1和RM2各自独立地表示含有1-5个碳原子的直链烷氧基。
在本发明的一些实施方案中，优选地，RM1和RM2中的一者为含有1-5个碳原子的直链烷氧基，而另一者为含有1-5个碳原子的直链烷基。
在本发明的一些实施方案中，在重视可靠性时，优选RM1和RM2均为烷基；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。
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：
其中，*表示所键结的环结构中的连接位点。
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：
其中，*表示所键结的环结构中的连接位点。
在本发明的一些实施方案中，通式M的化合物选自如下化合物组成的组：
在本发明的一些实施方案中，为了获得适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，通式M的化合物选自由通式M-1的化合物、通式M-2的化合物、通式M-3的化合物、通式M-10的化合物、通式M-11的化合物、通式M-13的化合物、通式M-21的化合物和通式M-22的化合物组成的组。
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适当进行调整。
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；进一步地，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，优选其下限值变低、且上限值变低。
在本发明的一些实施方案中，优选调整通式M的化合物的含量，使得本发明的液晶组合物具有适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值。
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0.1％-40％，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％。
在本发明的一些实施方案中，为了将本发明的液晶组合物应用于高透类的液晶显示器中，本发明的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，
RA1和RA2各自独立地表示含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、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一个或不相邻的两个以上的-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
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，其中
中的一个或更多个-H可被-F、-Cl或-CN取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝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，其中
中的一个或更多个-H可被-F、-Cl或-CN取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
ZA11、ZA21和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-；
LA11、LA12、LA13、LA21和LA22各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；
XA1和XA2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；
nA11表示0、1、2或3，当nA11＝2或3时，环
可以相同或不同，ZA11可以相同或不同；
nA12表示1或2，其中当nA12＝2时，环
可以相同或不同；并且
nA2表示0、1、2或3，其中当nA2＝2或3时，环
可以相同或不同，ZA21可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中，选自由通式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0.1％-50％，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％、60％。
在本发明的一些实施方案中，通式A-1的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
RA1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一个或不相邻的两个以上的-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；
Rv和Rw各自独立地表示-CH2-或-O-；
LA11、LA12、LA11'、LA12'、LA14、LA15和LA16各自独立地表示-H或-F；
LA13和LA13'各自独立地表示-H或-CH3；
XA1表示-F、-CF3或-OCF3；并且
v和w各自独立地表示0或1。
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0.1％-50％，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、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、且响应速度较快的情况下，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、且使其上限值略低；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，
RA2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一个或不相邻的两个以上的-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；
LA21、LA22、LA23、LA24和LA25各自独立地表示-H或-F；并且
XA2表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH＝CF2。
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0.1％-50％，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％。
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、且使其上限值略高。
在本发明的一些实施方案中，所述液晶组合物还包含至少一种通式B的化合物
其中，
RB1和RB2各自独立地表示卤素、-CF3、-OCF3、含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、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、
中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-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，其中
中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
XB表示-O-、-S-或-CO-；
LB1和LB2各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CF3或-OCF3；
ZB1和ZB2各自独立地表示单键、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-；以及
nB1和nB2各自独立地表示0、1或2，其中，当nB1表示2时，环
可以相同或不同，当nB2表示2时，环
可以相同或不同，ZF2可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案，通式B的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
RB1'和RB2'各自独立地表示含有1-11个碳原子的直链或支链的烷基。
在本发明的一些实施方案中，通式B的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-30％，例如，0.1％、1％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％。
在本发明的一些实施方案中，所述液晶组合物包含至少一种通式RM的可聚合化合物
其中，
R3表示-H、卤素、-CN、-Sp2-P2、含有1-12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)个碳原子的直链或支链的烷基、
其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、
中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，并且一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；
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，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中
中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl、-CN、-Sp3-P3、含有1-12个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷基、含有1-11个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷氧基、
取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
环
表示
其中
中的一个或更多个-H可被-F、-Cl、-CN、-Sp3-P3、含有1-12个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷基、含有1-11个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷氧基、
取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
P1、P2和P3各自独立地表示可聚合基团；
Sp1、Sp2和Sp3各自独立地表示间隔基团或单键；
Z1和Z2各自独立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2S-、-SCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)d-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)d-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CF＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-、-O-CO-CH＝CH-、-CH2CH2-CO-O-、-O-CO-CH2CH2-、-CHR1-、-CR1R2-或单键，其中R1和R2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基，并且d表示1-4的整数；
X0表示-O-、-S-、-CO-、-CF2-、-NH-或-NF-；
a表示0、1或2，b表示0或1，其中当a表示2时，环
可以相同或不同，Z1可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中，通式RM的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
X1-X10和X12各自独立地表示-F、-Cl、-Sp3-P3、含有1-5个碳原子的直链的烷基或烷氧基、
本发明所涉及的可聚合基团是适用于聚合反应(例如，自由基或离子键聚合、加聚或缩聚)的基团，或者适用于聚合物主链上加成或缩合的基团。对于链式聚合，特别优选包含-CH＝CH-或-C≡C-的可聚合基团，对于开环聚合，特别优选例如氧杂环丁烷或环氧基。
在本发明的一些实施方案中，可聚合基团P1、P2和P3各自独立地表示
或-SH；优选地，可聚合基团P1、P2和P3各自独立地表示
或-SH；进一步优选地，可聚合基团P1、P2和P3各自独立地表示
如本文所使用的，术语“间隔基团”是本领域技术人员已知的，并且描述于文献(例如，Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368)中。如本文所使用的，术语“间隔基团”表示在可聚合化合物中连接介晶基团和可聚合基团的柔性基团。典型的间隔基团例如为-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-(CH2CH2S)q1-CH2CH2-、-(CH2CH2NH)q1-CH2CH2-、-CR0R00-(CH2)p1-或-(SiR0R00-O)p1-，其中，p1表示1-12的整数，q1表示1-3的整数，R0和R00各自独立地表示-H、含有1-12个碳原子的直链、支链的烷基或含有3-12个碳原子的环状的烷基。特别优选的间隔基团为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-CR0R00-(CH2)p1-。
在本发明的一些实施方案中，通式RM的可聚合化合物占液晶组合物的重量百分比为0.001％-5％，例如0.001％、0.002％、0.004％、0.005％、0.006％、0.008％、0.01％、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.1％、0.2％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.3％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.6％、1.8％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％。
在本发明的一些实施方案中，所述液晶组合物包含至少一种添加剂。
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、掺杂剂、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：
在本发明的一些实施方案中，掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0％-5％；优选地，掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0.01％-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，添加剂占液晶组合物的总重量百分比为0％-5％；优选地，添加剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01％-1％。
在再一方面，本发明还提供一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包含上述液晶组合物。
在本发明的一些实施方案中，上述液晶组合物特别适用于VA、IPS或FFS型显示元件中。
有益效果：与现有技术相比，本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，使得包含其的液晶显示器件具有适当的温度使用范围、适当的阈值电压的情况下，具有较好的对比度、较高的透过率和较高的可靠性。
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。
为便于表达，以下各实施例中，各化合物的基团结构用表2所列的代码表示：
表2.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2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，20℃)
Δε 介电各向异性(1KHz，20℃)
ε⊥ 垂直介电(1KHz，20℃)
VHR(初始) 初始电压保持率(％)
VHR(UV) UV光照射后的电压保持率(％)
Kave 平均弹性常数(20℃)
Tr 透过率(％)
其中，
Cp：通过熔点仪测试获得。
Δn：使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、在20℃测试得到。
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：20℃、1KHz、盒厚6μm的VA型测试盒。
VHR(初始)：初始电压保持率，使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得；测试温度为60℃，测试电压为5V，测试频率为6Hz，盒厚9μm的TN型测试盒。
VHR(UV)是使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得；使用波长为365nm、能量为6000mJ/cm2的光照射液晶后测试，测试温度60℃，测试电压为5V，测试频率为6Hz，盒厚9μm的TN型测试盒。
Kave：
(K11+K22+K33)，其中K11、K22和K33是使用LCR仪和VA测试盒测试液晶材料的电容电压特性曲线(C-V曲线)并且进行计算所得，测试条件：6μmVA测试盒，V＝0.1～20V，20℃。
Tr：使用DMS 505光电综合测试仪测试调光器件的V-T曲线，全部取V-T曲线上透过率的最大值来作为液晶的透过率，测试盒为负性IPS型，盒厚3.5μm。
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，所得到的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、悬浮等方式按照比例混合制得。
对比例1
按表3中所列的各化合物及其重量百分数配制成对比例1的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表3.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例1
按表4中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例1的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表4.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例2
按表5中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例2的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表5.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
由实施例1-2和对比例1的对比可知，本发明的通式F的化合物与通式I的化合物协同作用，使得本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR(VHR(初始)和VHR(UV))值。
对比例2
按表6中所列的各化合物及其重量百分数配制成对比例2的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表6.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例3
按表7中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例3的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表7.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
由实施例3和对比例2的对比可知，本发明的通式F的化合物与通式I的化合物协同作用，使得本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR(VHR(初始)和VHR(UV))值。
实施例4
按表8中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例4的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表8.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例5
按表9中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例5的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表9.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例6
按表10中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例6的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表10.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例7
按表11中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例7的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表11.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例8
按表12中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例8的液晶组合物，并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表12.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
综上，本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的清亮点、适当的介电各向异性绝对值的情况下，具有较大的垂直介电、较大的Kave值、较大的透过率和较高的VHR值，使得包含其的液晶显示器件具有适当的温度使用范围、适当的阈值电压的情况下，具有较好的对比度、较高的透过率和较高的可靠性。
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)
1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：
至少一种通式F的化合物
至少一种通式I的化合物
其中，
RF1表示-H、卤素、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一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-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；
RF2表示
其中
中的至少一个环中单键被双键替代；
R1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一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；
R2表示-CF3、-OCF3、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基；
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，其中
中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
环
表示
所述
中的至少一个环中单键被双键替代；
XF表示-O-、-S-或-CO-；
LF1和LF2各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CF3或-OCF3；
ZF1、ZF2和ZF4各自独立地表示单键、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-；
nF1和nF2各自独立地表示0、1或2，其中，当nF1表示2时，环
可以相同或不同，当nF2表示2时，环
可以相同或不同，ZF2可以相同或不同；以及
nF3表示0-4的整数。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，通式F的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
XF1和XF2各自独立地表示-CH2-或-O-。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，通式I的化合物选自如下化合物组成的组：
其中，
R1'表示含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基；
R2'表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基；
Xa表示-CF3或-OCF3。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少一种通式N的化合物：
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、
所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-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，其中
中的一个或更多个-H可被-F、-Cl或-CN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-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-；
LN1和LN2自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素；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
可以相同或不同，ZN1可以相同或不同。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式N的化合物选自如下化合物组成的组：
6.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少一种通式M的化合物：
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、
所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-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；
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-；并且
nM表示0、1或2，其中当nM＝2时，环
可以相同或不同，ZM2可以相同或不同。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式M的化合物选自如下化合物组成的组：
8.根据权利要求6所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含至少一种通式B的化合物：
其中，
RB1和RB2各自独立地表示卤素、-CF3、-OCF3、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、
中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-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，其中
中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代，一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
XB表示-O-、-S-或-CO-；
LB1和LB2各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CF3或-OCF3；
ZB1和ZB2各自独立地表示单键、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-；以及
nB1和nB2各自独立地表示0、1或2，其中，当nB1表示2时，环
可以相同或不同，当nB2表示2时，环
可以相同或不同，ZF2可以相同或不同。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于所述通式F的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-30％，所述通式I的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-40％，所述通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-75％，所述通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-40％，所述通式B的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1％-30％。
10.一种包含权利要求1-9中任一项所述的液晶组合物的液晶显示器件。
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