TWI765683B - 液晶組合物、包含其的液晶顯示元件或液晶顯示器 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種液晶組合物及含有該液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器。該液晶組合物包含一種或多種式Ⅰ所示化合物以及一種或多種式Ⅱ所示的化合物。該液晶組合物具有高的透過率、高的光學各向異性、較高的介電各向異性、高的ε _⊥/Δε比值、快速響應，具有更高的顯示畫質和更低的能耗。本發明還公開了該液晶組合物的應用。

Ⅰ

Description

液晶組合物、包含其的液晶顯示元件或液晶顯示器

本發明涉及液晶材料技術領域。更具體地，涉及一種液晶組合物、包含其的液晶顯示元件或液晶顯示器。

隨著顯示技術的發展，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面顯示裝置因具有高畫質、省電、機身薄及應用範圍廣等優點，而被廣泛的應用於手機、電視、個人數位助理、數位相機、筆記型電腦、桌上型電腦等各種消費性電子產品，成為顯示裝置中的主流。

隨著5G通信技術的逐漸普及，隨之而來的是人們對更高顯示畫質的追求。高刷新率和高解析度是當前MNT顯示領域發展的重要方向。144Hz、165Hz乃至更高刷新頻率的顯示器被不斷開發出來，這類高刷新頻率的顯示器對所用的液晶材料具有更快的回應速度。4K、8K高解析度的顯示器則要求液晶材料具有更高的透過率。但隨著刷新率和解析度的不斷提高，顯示器的能耗也在不斷上升。

因此，開發具有高透過率、快速響應，且能耗低的液晶組合物是目前亟待解決的技術問題。

本發明的第一個目的在於提供一種兼具高的透過率、高的光學各向異性、較高的介電各向異性、高的ε_⊥/Δε比值，以及快速響應的液晶組合物， 進而賦予該液晶組合物更高的顯示畫質和更低的能耗，其尤其適用於MNT顯示領域中。

本發明的第二個目的在於提供一種液晶顯示元件。

本發明的第三個目的在於提供一種液晶顯示器。

為達到上述第一個目的，本發明採用下述技術方案：

一種液晶組合物，所述液晶組合物包含一種或多種式I所示的化合物，以及一種或多種式Ⅱ所示的化合物：

其中，R₁、R₂各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基；Y₁表示CF₃或OCF₃；

表示

、

、

或

；Z₁、Z₂各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、或-CH₂O-； p表示0或1，q表示1或2；且當q表示2時，

可以相同或不同。

進一步地，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅲ所示的化合物：

其中，R₃、R₄各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為2~10的烯基，且R₃、R₄中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。

進一步地，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅳ所示的化合物：

其中，R₅、R₆各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基，且R₅、R₆中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。

進一步地，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅴ所示的化合物，

其中，R₇、R₈各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯基；且R₇、R₈中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。

進一步地，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅵ所示的化合物：

其中，R₉表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的烯基，Y₂表示CF₃或OCF₃。

進一步地，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅶ所示的化合物：

其中，R₁₀表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基，且R₁₀所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；X₁、X₂、X₃各自獨立地表示H或F。

進一步地，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅷ所示的化合物：

其中，R₁₁表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基，且R₁₁所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；

、

各自獨立地表示

、

、

、

、

或

；m表示1或2；當m表示2時，

可以相同或不同。

進一步地，所述式I所示化合物選自式I-1至I-6所示化合物組成的組：

進一步地，所述式Ⅱ所示的化合物包含一種或多種選自式Ⅱ-1至Ⅱ-8所示化合物組成的組：

其中，R₂的定義與上述相同。

進一步地，按質量百分含量計，所述液晶組合物中，包含15-40wt%式I所示的化合物和5-15wt%式II所示的化合物。

本發明的第二個目的提供一種液晶顯示元件，其包含如上第一個目的所述的液晶組合物，所述液晶顯示元件為有源矩陣顯示元件或無源矩陣顯示元件。

本發明的第三個目的提供一種液晶顯示器，其包含如上第一個目的所述的液晶組合物，所述液晶顯示器為有源矩陣顯示器或無源矩陣顯示器。

本發明的有益效果如下：

本發明的液晶組合物中，通過將式I和式II所示的化合物的結合，使得該組合物具有高的透過率、高的光學各向異性、較高的介電各向異性、高的ε_⊥/Δε比值，以及快速響應等特點。

本發明的液晶顯示元件、液晶顯示器通過包含前述的本發明的液晶組合物，具有面板輕薄、高透過率、回應速度快、能耗低的特點。

為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。

[液晶組合物]

本發明的一個實施方式提供了一種液晶組合物，其為向列相液晶組合。其包含一種或多種式I所示的化合物，以及一種或多種式Ⅱ所示的化合物：

其中，R₁、R₂各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基；Y₁表示CF₃或OCF₃；

表示

、

、

或

；Z₁、Z₂各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、或-CH₂O-； p表示0或1，q表示1或2；且當q表示2時，

可以相同或不同。

本實施方式中的液晶組合物中，式I和式II所示的化合物互相結合，協同作用，兼具高的透過率、高的光學各向異性、較高的介電各向異性、高的ε_⊥/Δε比值，以及快速響應的液晶組合物，進而賦予該液晶組合物更高的顯示畫質和更低的能耗。

在一個優選示例中，所述R₁、R₂各自獨立地表示碳原子數為1~5的烷基。例如，-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁。

在一個優選示例中，所述式I所示的化合物選自式I-1至I-6所示的化合物組成的組：

在一個優選示例中，所述式Ⅱ所示的化合物包含一種或多種選自式Ⅱ-1至Ⅱ-8所示的化合物組成的組：

其中，R₂的定義與上述定義相同。

在本發明的又一個優選示例中，按質量百分含量計，所述液晶組合物中，包含15-40wt%式I所示的化合物和5-15wt%式II所示的化合物。在此條件下，該液晶組合物中，式I和式II所示的化合物間具有更好的協同改善提高透過率、快速響應，降低能耗的作用。

在一個優選示例中，本發明的液晶組合物還包含一種或多種式Ⅲ所示的化合物：

其中，R₃、R₄各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為2~10的烯基，且R₃、R₄中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。

式Ⅲ所示的化合物具有旋轉粘度低、與其他化合物互溶性好的特點，有利於提高液晶組合物的回應速度。

在一些優選示例中，所述R₃、R₄各自獨立地表示碳原子數為1~5的烷基、碳原子數為2~5的烯基，且R₃、R₄中至少有一個表示碳原子數為2~5的烯基。

在進一步的一些優選示例中，所述式Ⅲ所示化合物選自式Ⅲ1至Ⅲ12所示化合物組成的組：

在一些優選示例中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅳ所示的化合物：

其中，R₅、R₆各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基，且R₅、R₆中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。

式Ⅳ所示化合物具有大的光學各向異性、旋轉粘度低和較大的展曲彈性常數，有利於提高液晶組合物的回應速度。

在一些優選示例中，所述R₅、R₆各自獨立地表示碳原子數為1~5的烷基、碳原子數為1~5的烷氧基、碳原子數為2~5的烯基，且R₅、R₆中至少有一個表示碳原子數為2~5的烯基。

在一些優選示例中，所述式Ⅳ所示的化合物選自式Ⅳ1或Ⅳ2所示化合物組成的組：

在一些優選示例中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅴ所示的化合物，

其中，R₇、R₈各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯基；且R₇、R₈中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。

式Ⅴ所示的化合物具有高的清亮點與彈性常數，尤其是展曲彈性常數，有利於提升液晶組合物長時間連續工作的穩定性，也有利於液晶組合物回應速度的提高。

在一些優選示例中，所述R₇、R₈各自獨立地表示碳原子數為1~5的烷基、碳原子數為1~5的烷氧基、碳原子數為2~5的烯基，且R₇、R₈中至少有一個表示碳原子數為2~5的烯基。

優選地，所述液晶組合物中，前述式Ⅴ所示的化合物選自式Ⅴ1至Ⅴ7所示化合物組成的組：

在又一些優選示例中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅵ所示的化合物：

其中，R₉表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的烯基，Y₂表示CF₃或OCF₃。

優選地，所述R₉表示碳原子數為1-5的烷基或碳原子數為2-5的烯基。

在一個優選示例中，前述式Ⅵ所示化合物選自式Ⅵ1至Ⅵ6所示化合物組成的組：

在一些優選示例中，本發明的前述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅶ所示化合物：

其中，R₁₀表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基，且R₁₀所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；X₁、X₂、X₃各自獨立地表示H或F。

本實施方式中，R₁₀可表示碳原子數為1-10的直鏈烷基或支鏈烷基，碳原子數為1-5的直鏈烷基或碳原子數為3-5的支鏈烷基。

在一些優選示例中，前述式Ⅶ所示化合物選自式Ⅶ1至Ⅶ18所示化合物組成的組：

在一些優選示例中，本發明所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅷ所示化合物：

其中，R₁₁表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基，且R₁₁所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；

、

各自獨立地表示

、

、

、

、

或

；m表示1或2；當m表示2時，

可以相同或不同。

優選地，前述式Ⅷ所示化合物選自式Ⅷ1至Ⅷ7所示化合物組成的組：

其中，R11表示碳原子數為1-10的烷基，且R₁₁所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代。

前述式Ⅷ所示化合物，進一步優選為式Ⅷ2、式Ⅷ5、式Ⅷ6、式Ⅷ7所示化合物。式Ⅷ2、式Ⅷ5、式Ⅷ6、式Ⅷ7所示化合物具有更高的抗污染能力，有利於降低生產成本。

在一些優選示例中，本發明所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅸ所示化合物：

其中，R₁₂、R₁₃各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基；

表示

或

；X₄、X₅、X₆各自獨立地表示H或F，且X₅、X₆不同時為F。

式Ⅸ所示的化合物具有高的清亮點。可以顯著地提升本發明的液晶組合物的清亮點。

在一些優選示例中，前述式Ⅸ所示的化合物選自式Ⅸ1~式Ⅸ3所示化合物組成的組，

其中，R₁₂、R₁₃各自獨立地優選表示碳原子數為2~6的烷基或原子數為2~6的烯基。

前述的碳原子數為1-10的烷基，可以列舉出，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。

前述的碳原子數為1-10的烷氧基，可以列舉出例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等。

前述的碳原子數為2-10的烯基，可以列舉出，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。

前述的碳原子數為1~10的烷基中一個或多個不相鄰的-CH₂-被亞環丙基、亞環丁基或亞環戊基取代後得到的基團，可以列舉出，例如環丙基、環丁基、環戊基、甲基亞環丙基、乙基亞環丙基、丙基亞環丙基、異丙基亞環丙基、正丁基亞環丙基、異丁基亞環丙基、叔丁基亞環丙基、甲基亞環丁基、乙基亞環丁基、丙基亞環丁基、異丙基亞環丁基、正丁基亞環丁基、異丁基亞環丁基、叔丁基亞環丁基、甲基亞環戊基、乙基亞環戊基、丙基亞環戊基、異丙基亞環戊基、正丁基亞環戊基、異丁基亞環戊基等。

本發明提供的液晶組合物中，除添加劑之外的其他化合物的總質量百分含量為100%。

前述液晶組合物按質量百分含量計，包含：優選地，式I所示化合物的質量百分含量為15-40%，進一步優選地，式I所示化合物的質量百分比含量為17-30%，更進一步優選地，式I所示化合物的質量百分含量為20-28%； 優選地，式Ⅱ所示化合物的質量百分含量優選為5-15%，進一步優選地，式Ⅱ所示化合物的質量百分比含量為9-12%；優選地，式Ⅲ所示化合物的質量百分含量為40-50%，進一步優選地，式Ⅲ所示化合物的質量百分比含量為42.5-45%；優選地，式Ⅳ所示化合物的質量百分含量為0-10%，進一步優選地，式Ⅳ所示化合物的質量百分比含量為3-9%；更進一步優選地，式Ⅳ所示化合物的質量百分比含量為4-8%；優選地，式Ⅴ所示化合物的質量百分含量為0-17%，進一步優選地，式Ⅴ所示化合物的質量百分比含量為8-12%；優選地，式Ⅵ所示化合物的質量百分含量為0-5%，進一步優選地，式Ⅵ所示化合物的質量百分比含量為1-3%；優選地，式Ⅶ所示化合物的質量百分含量為0-10%，進一步優選地，式Ⅶ所示化合物的質量百分比含量為5-7%；優選地，式Ⅷ所示化合物的質量百分含量為0-8%，進一步優選地，式Ⅷ所示化合物的質量百分比含量為2.5-5%；優選地，式Ⅸ所示化合物質量百分含量為0~5%，進一步優選地，式Ⅸ所示化合物質量百分比含量為1~3%。

本發明的液晶化合物中還可以加入各種功能的摻雜劑，摻雜劑含量優選0.01-1wt%之間，這些摻雜劑可以列舉出例如抗氧化劑、紫外線吸收劑、手性劑。

抗氧化劑可以列舉出：

其中，t表示1~10的整數。

手性劑(左旋或右旋)優選可以列舉出例如：

[液晶顯示元件或液晶顯示器]

本發明的又一個實施方式提供一種液晶顯示元件，其包含如上所述的液晶組合物，所述液晶顯示元件為有源矩陣顯示元件或無源矩陣顯示元件。

本發明的又一個實施方式提供一種液晶顯示器，其包含如上第一個目的所述的液晶組合物，所述液晶顯示器為有源矩陣顯示器或無源矩陣顯示器。

前述有源矩陣顯示元件或顯示器，具體可以列舉出，例如TN-TFT或IPS-TFT或FFS-TFT液晶顯示元件或其他TFT顯示器。

本發明的液晶顯示元件或液晶顯示器包含本發明公開的液晶組合物，具有面板輕薄、透過率高、回應速度快、能耗低的特點。

實施例

為了更清楚地說明本發明，下面結合實施例對本發明做進一步的說明。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。

本說明書中，如無特殊說明，百分比均是指質量百分比，溫度為攝氏度(℃)，其他符號的具體意義及測試條件如下：Cp表示液晶清亮點(℃)，DSC定量法測試；Δn表示光學各向異性，n_o為尋常光的折射率，n_e為非尋常光的折射率，測試條件為25±2℃，589nm，阿貝折射儀測試；Δε表示介電各向異性，Δε=ε_∥-ε_⊥，其中，ε_∥為平行於分子軸的介電常數，ε_⊥為垂直於分子軸的介電常數，測試條件為25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC：ALCT-CUST-4C測試；Tr(%)表示透過率，Tr(%)=100%*亮態(Vop)亮度/光源亮度，測試設備DMS501，測試條件為25±0.5℃，測試盒為IPS測試盒，電極間距5微米，電極寬度均為3微米，摩擦方向與電極夾角為7°；K₁₁為展曲彈性常數，測試條件為：25±2℃、INSTEC：ALCT-CUST-4C、20微米平行盒；VHR表示電壓保持率(%)，測試條件為60±2℃、電壓為±1V、脈衝寬度為10ms、電壓保持時間166.7ms。測試設備為TOYO Model 6254液晶性能綜合測試儀；τ表示回應時間(ms)，測試儀器為DMS-501，測試條件為25±0.5℃，測試盒為IPS測試盒，電極間距和電極寬度均為10微米，摩擦方向與電極夾角為10°；γ₁表示旋轉粘度(mPa．s)，測試條件為25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC：ALCT-CUST-4C測試。

液晶組合物的製備方法如下：將各液晶單體按照一定配比稱量後放入不銹鋼燒杯中，將裝有各液晶單體的不銹鋼燒杯置於磁力攪拌儀器上加熱融化，待不銹鋼燒杯中的液晶單體大部份融化後，往不銹鋼燒杯中加入磁力轉子，將混合物攪拌均勻，冷卻到室溫後即得液晶組合物。

本發明實施例液晶單體結構用代碼表示，液晶環結構、端基、連接基團的代碼表示方法見下表1、表2。

舉例：

，其代碼為CPWP-3-OT；

，其代碼為CPWP-3-T；

，其代碼為CDPU-3-F；

，其代碼為CDEPU-3-F；

，其代碼為CC-3-V1；

，其代碼為PP-1-2V1；

，其代碼為CPP-1V-2；

，其代碼為PPU-3-F；

，其代碼為PGUQP-3-OT；

，其代碼為APUQU-Cp-F；

，其代碼為DPUQU-3-F；

，其代碼為CPPC-3-3。

實施例1

液晶組合物的配方及相應的性能如下表3所示。

實施例2

液晶組合物的配方及相應的性能如下表4所示。

表4 實施例2液晶組合物的配方及相應的性能

實施例3

液晶組合物的配方及相應的性能如下表5所示。

實施例4

液晶組合物的配方及相應的性能如下表6所示。

實施例5

液晶組合物的配方及相應的性能如下表7所示。

實施例6

液晶組合物的配方及相應的性能如下表8所示。

實施例7

液晶組合物的配方及相應的性能如下表9所示。

實施例8

液晶組合物的配方及相應的性能如下表10所示。

實施例9

液晶組合物的配方及相應的性能如下表11所示。

實施例10

液晶組合物的配方及相應的性能如下表12所示。

實施例11

液晶組合物的配方及相應的性能如下表13所示。

實施例12

液晶組合物的配方及相應的性能如下表14所示。

實施例13

液晶組合物的配方及相應的性能如下表15所示。

表15 實施例13液晶組合物的配方及相應的性能

實施例14

液晶組合物的配方及相應的性能如下表16所示。

實施例15

液晶組合物的配方及相應的性能如下表17所示。

對比例1

液晶組合物的配方及相應的性能如下表18所示。

與實施例10相比，對比例1液晶組合物中，不包含式I所示化合物，增加了CPP-3-OT、CPP-4-OT、CPP-5-OT和CPPC-3-3所示化合物。雖然儘量保證對比例1與實施例液晶組合物Δε、ε_⊥、Cp、γ₁基本相同，但對比例1液晶組合物的光學各向異性Δn、展曲彈性常數K₁₁明顯小於實施例10。由於在液晶顯示器的設計過程中，為保證獲得優異的視覺效果，需要對液晶顯示器的光延遲量進行限定，並且相同工藝下，延遲量限定為一固定值。通常正介電各向異性IPS顯示模式的液晶顯示器，延遲量為360nm~380nm，延遲量=Δnd，d為液晶顯示器中，液晶面板的厚度。例如，當延遲量限定為360nm，實施例10液晶組合物需要灌注在厚度為2.7μm的液晶面板中，而對比例1液晶組合物需要灌注到3.0μm的液晶面板中。由此可見，灌注實施例10液晶組合物的液晶顯示器更為輕薄。並且，由於液晶面板越薄，液晶分子越容易受到電場作用，從而具有更快的回應速度。並且，對比例1液晶組合物的展曲彈性常數K₁₁明顯小於實施例10，展曲彈性常數K₁₁與液晶組合物的回應速度相關，展曲彈性常數K₁₁越大，回應速度越快。因此，當具有相同延遲量時，灌注實施例10液晶組合的液晶顯示器回應速度快於灌注對比例1液晶組合物的液晶顯示器。

對比例2

液晶組合物的配方及相應的性能如下表19所示。

與實施例10相比，對比例2液晶組合物中，不包含式I所示化合物。使用結構相近的CPWP-3-2、CPWP-5-2、CPWP-3-O2、CPWP-5-O2等量替代式 I所示化合物。雖然結構相近，但性能相差很大，對比例2液晶組合物介電各向異性相對於實施例10下降十分明顯，需要更大的驅動電壓才能將液晶分子完全驅動，從而消耗更多的電能。與實施例10相比，如果在相同的驅動電壓下，由於對比例2的液晶組合物無法完全驅動將降低其透過率，透過率降低便需要增加背光亮度才能獲得滿足需求的畫面亮度，從而消耗更多的電能。旋轉粘度的增加，也將使對比例2液晶組合物的回應速度變慢。

對比例3

液晶組合物的配方及相應的性能如下表20所示。

與實施例10相比，對比例3液晶組合物中，不包含式Ⅱ所示化合物，使用化合物CPU-3-F、CEPU-3-F、CCPU-3-F分別替代DPU-3-F、DEPU-4-F、CDPU-3-F。對比例3液晶組合物與實施例10液晶組合物Δε相同，但ε_⊥降低，從而導致ε_⊥/Δε的比值降低。由於，液晶組合物透過率與ε_⊥/Δε的比值為正相關關係，在保持介電各向異性Δε相同或相近的基礎上，ε_⊥/Δε的比值越大，液晶組合物的透過率越大。因此，實施例10液晶組合物透過率相較於對比例2液晶組合物更大，更有利於提高液晶顯示器的透過率。

液晶組合物的回應速度與γ₁/K₁₁的比值相關，γ₁/K₁₁的比值越小，液晶組合物的回應速度越快。因此，雖然對比例3與實施例10具有相同的Δn，當延遲量相同時，可以將液晶組合物灌注到相同厚度的液晶面板中，但灌注實施例10液晶組合物的液晶顯示器回應速度更快。

對比例4

液晶組合物的配方及相應的性能如下表21所示。

與實施例10相比，對比例4液晶組合物中，不包含式Ⅳ所示化合物，使用化合物PP-1-5等量替代。對比例4液晶組合物與實施例10液晶組合物Δε、ε_⊥、Cp、γ₁、Δn基本相同，但展曲彈性常數K₁₁明顯小於實施例10，因此，當具有相同延遲量時，灌注實施例10液晶組合的液晶顯示器回應速度快於灌注對比例4液晶組合物的液晶顯示器。

對比例5

液晶組合物的配方及相應的性能如下表22所示。

與實施例10相比，對比例5液晶組合物中，不包含式Ⅴ所示化合物，使用化合物CPP-3-2、CPP-5-3分別等量替代CPP-1V-2、CPP-3-2V1。對比例5液晶組合物與實施例10液晶組合物Δε、ε_⊥、Cp、γ₁基本相同，但光學各向異性Δn、展曲彈性常數K₁₁明顯小於實施例10，因此，灌注實施例10液晶組合的液晶顯示器回應速度快於灌注對比例5液晶組合物的液晶顯示器。

對比例6

液晶組合物的配方及相應的性能如下表23所示。

表23 對比例6液晶組合物的配方及相應的性能

與實施例10相比，對比例6液晶組合物中，不包含式I、式Ⅱ所示化合物。使用結構相近的CPWP-3-2、CPWP-5-2、CPWP-3-O2、CPWP-5-O2等量替代式I所示化合物。使用化合物CPU-3-F、CEPU-3-F、CCPU-3-F分別替代DPU-3-F、DEPU-4-F、CDPU-3-F。並對其他化合物含量進行調整，以保證Δε、ε_⊥、Δn與實施例10基本相同或相近。但對比例6的γ₁、K₁₁與實施例10有明顯的區別。

液晶組合物的回應速度與γ₁/K₁₁的比值相關，γ₁/K₁₁的比值越小，液晶組合物的回應速度越快。因此，雖然對比例6與實施例10具有相同的Δn，當延遲量相同時，可以將液晶組合物灌注到相同厚度的液晶面板中，但對比例6 γ₁/K₁₁的比值明顯大於實施例10，因此灌注實施例10液晶組合物的液晶顯示器回應速度更快。

對比例7

液晶組合物的配方及相應的性能如下表24所示。

與實施例10相比，對比例7液晶組合物中，不包含式I所示化合物，使用式Ⅱ所示化合物進行替代。對比例7液晶組合物的光學各向異性Δn明顯小於實施例10，在相同的延遲量設計下，實施例10具有更快的回應速度。並且對比例7液晶組合物γ₁/K₁₁的比值明顯大於實施例10，也使對比例7的回應速度慢於實施例10。

對比例8

液晶組合物的配方及相應的性能如下表25所示。

與實施例10相比，對比例8液晶組合物中，不包含式Ⅱ所示化合物，使用式I所示化合物進行替代。對比例8液晶組合物介電各向異性相對於實施例10下降十分明顯，需要更大的驅動電壓才能將液晶分子完全驅動，從而消耗更多的電能。與實施例10相比，如果在相同的驅動電壓下，由於對比例8的液晶組合物無法完全驅動將降低其透過率，透過率降低便需要增加背光亮度才能獲得滿足需求的畫面亮度，從而消耗更多的電能。

下述表26為實施例10與對比例液晶組合物關於穿透率、回應時間的測試資料，其中Tr表示穿透率、表示回應時間。

由於穿透率測試採用相同的驅動電壓，所以需要選擇Δε相同或相近的液晶組合物進行對比測試。關於回應時間的測試，需要在相同延遲量的基礎上進行對比。對實施例10與對比例液晶組合物採用4.5V電壓驅動，延遲量為360nm的設計進行測試。

綜合表26中測試資料可以看出，相對於對比例液晶組合物，灌注實施例10液晶組合物的液晶顯示器同時具有透過率高、回應速度快的特點。並且，透過率的提高有利於背光的充分利用，從而降低背光亮度，降低能耗。

表27為實施例9、實施例10液晶組合物的抗污染實驗資料。

由於液晶組合物中的離子會對液晶組合物的信賴性產生負面的影響，因此在液晶組合物、液晶顯示元件或液晶顯示器的生產製造過程中，通常選擇在無塵環境中進行。所謂無塵環境是指將一定空間範圍內的空氣中的微粒子控制在某一個需求範圍內，通過空氣潔淨度衡量。例如百級無塵車間空氣潔淨度為0.5微米的容許粒子濃度小於3520(pc/m³)，5微米的容許粒子濃度小於293(pc/m³)；千級無塵車間空氣潔淨度為0.5微米的容許粒子濃度小於35200(pc/m³)，5微米的容許粒子濃度小2930(pc/m³)。而生產環境的潔淨程度越高，其生產成本也隨之升高，甚至成指數升高。因此，能夠提高液晶組合物的抗污染能力，便可以降低生產製造過程中對空氣潔淨度的要求，從而降低生產成本。

將實施例9、10提供的液晶組合物分別在百級、千級無塵環境中灌入測試盒中，測試VHR資料。然後，將測試盒放置在溫度為85℃，濕度為85%的烘箱中，500小時，測試老化實驗後的VHR資料。具體測試資料見下表。

從表27中VHR測試資料可以看出，包含式Ⅷ6、式Ⅷ7所示化合物的實施例10在環境潔淨度較差的環境中仍然能夠保持較高的VHR，有利於提高液晶組合物的抗污染能力。

本發明的液晶組合物通過將式I和式II所示的化合物的結合，使得該組合物具有高的透過率、高的光學各向異性、高的介電各向異性、高的ε_⊥/Δε 比值，以及快速響應等特點。包含本發明公開的液晶組合物的顯示元件或液晶顯示器，具有面板輕薄、高透過率、回應速度快、能耗低的特點。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。

無。

Claims (9)

1. 一種液晶組合物，其特徵在於，所述液晶組合物包含一種或多種式I所示的化合物，以及一種或多種式Ⅱ所示的化合物：所述式I所示的化合物選自式I-1至I-6所示的化合物組成的組：

   

   

   

   

   

   

   所述式Ⅱ所示的化合物包含一種或多種選自式Ⅱ-1至Ⅱ-8所示的化合物組成的組：

   

   

   

   

   

   

   其中，R₂表示碳原子數為1~10的烷基；按質量百分含量計，所述液晶組合物中，包含15-40wt%式I所示的化合物和5-15wt%式II所示的化合物。
2. 根據請求項1所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅲ所示的化合物：

   

   其中，R₃、R₄各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為2~10的烯基，且R₃、R₄中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。
3. 根據請求項1所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅳ所示的化合物：

   

   其中，R₅、R₆各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基，且R₅、R₆中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。
4. 根據請求項1所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅴ所示的化合物，

   

   其中，R₇、R₈各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯基；且R₇、R₈中至少有一個表示碳原子數為2~10的烯基。
5. 根據請求項1所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅵ所示的化合物：

   

   其中，R₉表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的烯基，Y₂表示CF₃或OCF₃。
6. 根據請求項1所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅶ所示的化合物：

   

   其中，R₁₀表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基，且R₁₀所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；X₁、X₂、X₃各自獨立地表示H或F。
7. 根據請求項1所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅷ所示的化合物：

   

   其中，R₁₁表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基，且R₁₁所示基團中任意一個或多個不相連的-CH₂-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；

   

   、

   

   各自獨立地表示

   

   、

   

   、

   

   、

   

   、

   

   或

   

   ； m表示1或2；當m表示2時，

   

   可以相同或不同。
8. 一種液晶顯示元件，其特徵在於，其包含如請求項1~7中任一項所述的液晶組合物，所述液晶顯示元件為有源矩陣顯示元件或無源矩陣顯示元件。
9. 一種液晶顯示器，其特徵在於，其包含如請求項1~7中任一項所述的液晶組合物，所述液晶顯示器為有源矩陣顯示器或無源矩陣顯示器。