TWI768878B

TWI768878B - 液晶組合物和液晶顯示器件

Info

Publication number: TWI768878B
Application number: TW110116588A
Authority: TW
Inventors: 王盼盼; 姚利芳; 丁文全
Original assignee: 大陸商江蘇和成顯示科技有限公司
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2022-06-21
Also published as: CN113667489A; TW202144546A

Abstract

本發明提供了一種液晶組合物以及包含所述液晶組合物的液晶顯示器件，其中所述液晶組合物包含至少一種通式I的化合物、至少一種通式II的化合物以及至少一種通式III的化合物。與現有技術相比，本發明所述的液晶組合物具有較低的低溫存儲相變點、較高的清亮點、較大的光學各向異性、較大的介電各向異性絕對值和較低的旋轉粘度，使得包含其的液晶顯示器件具有較寬的使用溫度範圍、較高的對比度、較低的閾值電壓和較快的回應速度。

Description

液晶組合物和液晶顯示器件

本發明涉及液晶領域，具體涉及一種液晶組合物以及包含該液晶組合物的液晶顯示器件。

目前，液晶在資訊顯示領域得到了廣泛的應用，同時在光通訊中的應用也取得了一定的進展。近幾年，液晶化合物的應用已顯著拓寬到顯示器件、電光器件、電子元件、感測器等。

基於液晶分子的運作模式，液晶顯示元件可以分類為相變（phase change，PC）、扭曲向列（twisted nematic，TN）、超扭曲向列（super twisted nematic，STN）、電控雙折射（electrically controlled briefringence，ECB），光學補償彎曲（optically compensated bend，OCB）、面內切換（in-plane switching，IPS）、垂直配向（vertical alignment，VA）、邊緣場切換（fringe field switching，FFS）、電場感應光反應配向（field-induced photo-reactive alignment，FPA）等類型。基於元件的驅動方式，液晶顯示元件可以分類為被動矩陣（passive matrix，PM）型與主動矩陣（active matrix，AM）型。PM分為靜態（static）和多路（multiplex）等類型。AM分為TFT（thin film transistor，薄膜電晶體）、MIM（metal insulator metal，金屬-絕緣層-金屬）等類型。TFT的類型包含非晶矽（amorphous silicon）和多晶矽（polycrystal silicon）。後者根據製造工藝分為高溫型和低溫型。根據光源的類型，液晶顯示元件可以分為利用自然光的反射型、利用背景光的透過型、以及利用自然光和背光兩種光源的半透過型。

液晶顯示元件含有具有向列相的液晶組合物，該液晶組合物具有適當的特性。借由提高該液晶組合物的特性，可獲得具有良好特性的AM元件。將液晶組合物的特性與AM元件的特性的關聯歸納於下述表1中。表1. 液晶組合物的特性與AM元件的特性

編號	組合物的特性	AM元件的特性
1	向列相的溫度範圍廣	可使用的溫度範圍廣
2	粘度小	回應時間短
3	光學各向異性適當	對比度大
4	介電各向異性的絕對值大	閾值電壓低、消耗電力小、對比度大
5	比電阻大	電壓保持率大、對比率大
6	對紫外線及熱穩定	壽命長
7	彈性常數大	對比度大、回應時間短

液晶材料需要具有適當大的介電各向異性絕對值、適當高的光學各向異性以及良好的低溫互溶性和熱穩定性。此外，液晶材料還應當具有較短的回應時間和較高的對比度。下面根據市售的液晶顯示元件來進一步說明組合物的各項性能指標。向列相的溫度範圍與液晶顯示元件的工作溫度範圍相關聯。向列相的上限溫度優選大於等於70℃，而且向列相的較佳下限溫度優選為約-10℃以下。組合物的粘度與液晶顯示元件的回應時間相關聯，為了使液晶顯示元件顯示動態影像，優選具有較短的回應時間。因此，優選液晶組合物的粘度小，而更優選的是在低溫下，液晶組合物的粘度小。

從液晶材料的製備角度出發，液晶材料的各項性能是互相牽制影響的，某項性能指標的提升可能會使其他性能發生變化。因此，製備各方面性能都合適的液晶材料往往需要創造性勞動。

發明目的：針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在於提供一種具有較低的低溫存儲相變點、較高的清亮點、較大的光學各向異性、較大的介電各向異性絕對值和較低的旋轉粘度的液晶組合物。

本發明的目的還在於提供一種包含上述液晶組合物的液晶顯示器件，所述液晶顯示器件特別適用於VA、IPS或FFS顯示元件中。

技術方案：為了實現以上發明目的，本發明提供一種液晶組合物，該液晶組合物包含：至少一種通式I的化合物

I；

至少一種通式II的化合物

II；以及

至少一種通式III的化合物

III，

其中， R₁ 和R₂ 各自獨立地表示-H、鹵素、含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

，其中含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，並且前述基團中的一個或更多個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代； R₃ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

，其中含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；環

、環

、環

、環

、環

和環

各自獨立地表示

、

、

或

，其中

、

和

中的一個或更多個-CH₂ -可被-O-替代，並且一個或更多個環中單鍵可被雙鍵替代，其中

和

中的一個或更多個-H可各自獨立地被-F、-Cl、-CN、-CH₃ 或-OCH₃ 取代，並且一個或更多個環中-CH=可被-N=替代； X₁ 表示-O-、-S-、-CO-、-CF₂ -、-NH-或-NF-； Y₁ 和Y₂ 各自獨立地表示-H、鹵素、含有1-3個碳原子的鹵代或未被鹵代的烷基、或含有1-3個碳原子的鹵代或未被鹵代的烷氧基； Y₃ 、Y₄ 、Y₅ 和Y₆ 各自獨立地表示-F、-Cl、-CF₃ 、-OCF₃ 或-CHF₂ ； Z₁ 和Z₂ 各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂ CH₂ -、-CF₂ CF₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ O-或-OCF₂ -； Z₃ 和Z₄ 各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂ CH₂ -、-CF₂ CF₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ O-或-OCF₂ -，並且Z₃ 和Z₄ 中的至少一個不為單鍵； n₁ 和n₂ 各自獨立地表示0、1或2，其中當n₁ =2時，環

可以相同或不同，Z₁ 可以相同或不同，當n₂ =2時，環

可以相同或不同，Z₂ 可以相同或不同； n₃ 表示0、1或2，n₄ 表示0或1，且0＜n₃ +n₄ ≤3，其中當n₃ =2時，環

可以相同或不同，Z₃ 可以相同或不同；並且 n₅ 表示0、1、2或3，n₆ 表示0或1，且0＜n₅ +n₆ ≤3，其中當n₅ =2或3時，環

可以相同或不同。

在本發明的一些實施方案中，優選地，Y₁ 和Y₂ 各自獨立地表示-H、-F、-Cl、-CH₃ 、-OCH₃ 、-CF₃ 或-OCF₃ ；進一步優選地，Y₁ 和Y₂ 各自獨立地表示-H、-F或-Cl。

在本發明的一些實施方案中，優選地，Z₁ 和Z₂ 各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CH₂ CH₂ -、-CF₂ CF₂ -、-CF₂ O-或-OCF₂ -。

在本發明的一些實施方案中，優選地，環

和環

各自獨立地表示

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

或

。

在本發明的一些實施方案中，通式I的化合物選自由如下化合物組成的組：

	I-1；
	I-2；
	I-3；以及
	I-4，

其中，環

具有與環

相同的定義； Z₁ ’具有與Z₁ 相同的定義；並且 X₁ 表示-O-、-S-或-CO-。

在本發明的一些實施方案中，通式I的化合物選自由通式I-1和通式I-2的化合物組成的組的化合物。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R₁ 和R₂ 優選各自獨立地表示鹵素、含有1-10個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷基、含有1-9個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷氧基、或含有2-10個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烯基；進一步優選地，R₁ 和R₂ 各自獨立地表示鹵素、含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷基、含有1-7個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷氧基、或含有2-8個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烯基；再進一步優選地，R₁ 和R₂ 各自獨立地表示鹵素、含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷基、含有1-4個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷氧基、或含有2-5個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烯基。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R₁ 和R₂ 各自獨立地表示-F、-Cl、含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷基、含有1-4個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烷氧基、或含有2-5個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代或未被鹵代的烯基。

在本發明的一些實施方案中，為了保持對熱、光良好的化學穩定性，優選R₁ 和R₂ 為烷基；為了提高介電各向異性，優選R₁ 和R₂ 為烷氧基；為了保持較小的粘度及較快的回應速度，優選R₁ 和R₂ 為烯基；為了保持較小的粘度、較寬的向列相溫度範圍和較快的回應速度，優選R₁ 和R₂ 的端基不為烯基，進一步優選R₁ 和R₂ 為烯基且其端基為烷基。

相對本發明的液晶組合物的總重量，通式I的化合物的重量百分比的下限值為1%、1.5%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%或15%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式I的化合物的重量百分比的上限值為40%、38%、35%、30%、28%、26%、24%、20%、18%、16%、15%、14%、12%或10%。

在本發明的一些實施方案中，通式I的化合物占液晶組合物的重量百分比為1%-40%；優選地，通式I的化合物占液晶組合物的重量百分比為2%-30%；進一步優選地，通式I的化合物占液晶組合物的重量百分比為3%-20%。

在本發明的一些實施方案中，通式II的化合物選自由如下化合物組成的組：

	II-1；
	II-2；
	II-3；
	II-4；
	II-5；
	II-6；
	II-7；
	II-8；
	II-9；
	II-10；
	II-11；
	II-12；以及
	II-13。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R₃ 和R₄ 各自獨立地表示含有1-10個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、含有1-9個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、或含有2-10個碳原子的直鏈或支鏈的烯基；進一步優選地，R₃ 和R₄ 各自獨立地表示含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、含有1-7個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、或含有2-8個碳原子的直鏈或支鏈的烯基；再進一步優選地，R₃ 和R₄ 各自獨立地表示含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、含有1-4個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、或含有2-5個碳原子的直鏈或支鏈的烯基。

在本發明的一些實施方案中，為了保持較好的穩定性，優選R₃ 和R₄ 為烷基；為了保持較好的介電各向異性，優選R₃ 和R₄ 為烷氧基。

相對本發明的液晶組合物的總重量，通式II的化合物的重量百分比的下限值為1%、1.5%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%、15%、18%、20%或25%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式II的化合物的重量百分比的上限值為40%、38%、36%、34%、32%、30%、28%、26%、24%、20%、18%、16%、15%、14%、12%或10%。

在本發明的一些實施方案中，通式II的化合物占液晶組合物的重量百分比為1%-40%；優選地，通式II的化合物占液晶組合物的重量百分比為15%-40%；進一步優選地，通式II的化合物占液晶組合物的重量百分比為20%-40%。

在本發明的一些實施方案中，通式III的化合物選自由如下化合物組成的組：

	III-1；
	III-2；
	III-3；
	III-4；
	III-5；
	III-6；
	III-7；
	III-8；
	III-9；
	III-10；
	III-11；
	III-12；以及
	III-13。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R₅ 和R₆ 各自獨立地表示含有1-10個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、含有1-9個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、或含有2-10個碳原子的直鏈或支鏈的烯基；進一步優選地，R₅ 和R₆ 各自獨立地表示含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、含有1-7個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、或含有2-8個碳原子的直鏈或支鏈的烯基；再進一步優選地，R₅ 和R₆ 各自獨立地表示含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、含有1-4個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基、或含有2-5個碳原子的直鏈或支鏈的烯基。

在本發明的一些實施方案中，為了獲得較大的介電各向異性絕對值，本發明的液晶組合物優選包含至少兩種通式III的化合物；為進一步獲得較好的低溫存儲相變點，本發明的液晶組合物優選包含至少三種通式III的化合物。

相對本發明的液晶組合物的總重量，通式III的化合物的重量百分比的下限值為1%、1.5%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%、16%、20%、22%、24%或26%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式II的化合物的重量百分比的上限值為50%、48%、45%、40%、38%、35%、30%、28%、26%、24%、20%、18%、16%、15%、14%、12%或10%。

在本發明的一些實施方案中，通式III的化合物占液晶組合物的重量百分比為1%-50%；優選地，通式III的化合物占液晶組合物的重量百分比為10%-50%；進一步優選地，通式III的化合物占液晶組合物的重量百分比為20%-50%。

在本發明的一些實施方案中，為了獲得較高的清亮點和較大的介電各向異性絕對值，液晶組合物優選通式II和通式III的化合物占液晶組合物的重量百分比均大於20%；為了進一步獲得較好的低溫存儲相變點，液晶組合物優選包含至少三種通式III的化合物，且通式II和通式III的化合物占液晶組合物的重量百分比均大於20%。

在本發明的一些實施方案中，液晶組合物還包含至少一種通式M的化合物：

M，

其中， R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

、環

和環

各自獨立地表示

或

，其中

中的至多一個-H可被鹵素取代； Z_M1 和Z_M2 各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-C≡C-、-CH=CH-、-CH₂ CH₂ -或-(CH₂ )₄ -；並且 n_M 表示0、1或2，其中當n_M =2時，環

可以相同或不同，Z_M2 可以相同或不同。

在本發明的一些實施方案中，通式M的化合物選自由如下化合物組成的組：

	M-1；
	M-2；
	M-3；
	M-4；
	M-5；
	M-6；
	M-7；
	M-8；
	M-9；
	M-10；
	M-11；
	M-12；
	M-13；
	M-14；
	M-15；
	M-16；
	M-17；
	M-18；
	M-19；
	M-20；
	M-21；
	M-22；
	M-23；
	M-24；
	M-25；
	M-26；
	M-27；
	M-28；
	M-29；以及
	M-30。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-10個碳原子的直鏈的烷基、含有1-9個碳原子的直鏈的烷氧基、或含有2-10個碳原子的直鏈的烯基；進一步優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-8個碳原子的直鏈的烷基、含有1-7個碳原子的直鏈的烷氧基、或含有2-8個碳原子的直鏈的烯基；再進一步優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-5個碳原子的直鏈的烷基、含有1-4個碳原子的直鏈的烷氧基、或含有2-5個碳原子的直鏈的烯基。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有2-8個碳原子的直鏈的烯基；進一步優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有2-5個碳原子的直鏈的烯基。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R_M1 和R_M2 中的任一者為含有2-5個碳原子的直鏈的烯基，而另一者為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-8個碳原子的直鏈的烷基、或含有1-7個碳原子的直鏈的烷氧基；進一步優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-5個碳原子的直鏈的烷基、或含有1-4個碳原子的直鏈的烷氧基。

在本發明的一些實施方案中，優選地，R_M1 和R_M2 中的任一者為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基，而另一者為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基、或含有1-4個碳原子的直鏈的烷氧基；進一步優選地，R_M1 和R_M2 兩者均各自獨立地為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基。

本發明中的烯基優選自式（V1）至式（V9）中的任一者所表示的基團，特別優選為式（V1）、式（V2）、式（V8）或（V9）。式（V1）至式（V9）所表示的基團如下所示：

，其中，*表示所鍵結的環結構中的碳原子。

本發明中的烯氧基優選自式（OV1）至式（OV9）中的任一者所表示的基團，特別優選為式（OV1）、式（OV2）、式（OV8）或（OV9）。式（OV1）至式（OV9）所表示的基團如下所示：

，其中，*表示所鍵結的環結構中的碳原子。

在本發明的一些實施方案中，通式M的化合物的含量必須視低溫下的溶解性、轉變溫度、電可靠性、雙折射率、工藝適應性、滴下痕跡、燒屏、介電各向異性等所需的性能而適當進行調整。

相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式M的化合物的重量百分比的下限值為1%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或50%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式M的化合物的重量百分比的上限值為90%、85%、80%、75%、70%、67%、65%、60%、55%、50%、45.5%、45%、40%、35%、30%、28%、27%、26%、25.5%、25%、24%、23%、22%、21%或20%。

在本發明的一些實施方案中，通式M的化合物占液晶組合物的重量百分比為1%-90%；優選地，通式M的化合物占液晶組合物的重量百分比為20%-80%；進一步優選地，通式M的化合物占液晶組合物的重量百分比為20%-70%。

關於通式M的化合物的含量，在需要保持本發明的液晶組合物的粘度較低、且回應時間較短時，優選其下限值較高且上限值較高；進一步地，在需要保持本發明的液晶組合物的清亮點較高、且溫度穩定性良好時，優選其下限值較高且上限值較高；在為了將驅動電壓保持為較低、且使介電各向異性的絕對值較大時，優選其下限值變低且上限值變低。

在本發明的一些實施方案中，在重視可靠性時，優選R_M1 和R_M2 均為烷基；在重視降低化合物的揮發性的情形時，優選R_M1 和R_M2 均為烷氧基；在重視粘度降低的情形時，優選R_M1 和R_M2 中至少一者為烯基。

在本發明的一些實施方案中，為了獲得較低的旋轉粘度，優選包含至少一種通式M-1的化合物的液晶組合物。

在本發明的一些實施方案中，優選地，M-1的化合物選自由如下化合物組成的組：

	M-1-1；
	M-1-2；
	M-1-3；
	M-1-4；
	M-1-5；以及
	M-1-6。

相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式M-1的化合物的重量百分比的下限值為10%、12%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、25%或30%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式M-1的化合物的重量百分比的上限值為60%、58%、55%、50%、45.5%、45%、40%、35%、30%、28%、27%、26%、25.5%、25%或24%。

在本發明的一些實施方案中，通式M-1的化合物占液晶組合物的重量百分比為10%-60%，優選地，通式M-1的化合物占液晶組合物的重量百分比為10%-50%；進一步優選地，通式M-1的化合物占液晶組合物的重量百分比為15%-50%。

在本發明的一些實施方案中，液晶組合物還包含至少一種選自由通式A-1和通式A-2的化合物組成的組的化合物：

	A-1；
	A-2，

其中， R_A1 表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

，其中含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，並且含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

中的一個或更多個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代；環

、環

、環

和環

各自獨立地表示

、

或

，其中

、

和

中的一個或更多個-H可分別獨立地被-F、-Cl、-CN、-CH₃ 或-OCH₃ 取代，並且一個或更多個環中-CH=可被-N=替代； Z_A11 、Z_A21 和Z_A22 各自獨立地表示單鍵、-CH₂ CH₂ -、-CF₂ CF₂ -、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH₂ O-或-OCH₂ -； L_A11 、L_A12 、L_A13 、L_A21 和L_A22 各自獨立地表示-H、含有1-3個碳原子的烷基或鹵素； X_A1 和X_A2 各自獨立地表示鹵素、含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代烷基或鹵代烷氧基、或含有2-5個碳原子的直鏈或支鏈的鹵代烯基或鹵代烯氧基； n_A11 表示0、1、2或3，其中當n_A11 =2或3時，環

可以相同或不同，Z_A11 可以相同或不同； n_A12 表示1或2，其中當n_A12 =2時，環

可以相同或不同；並且 n_A2 表示1、2或3，其中當n_A2 =2或3時，環

可以相同或不同，Z_A21 可以相同或不同。

在本發明的一些實施方案中，通式A-1的化合物選自由如下化合物組成的組：

	A-1-1；
	A-1-2；
	A-1-3；
	A-1-4；
	A-1-5；
	A-1-6；
	A-1-7；
	A-1-8；
	A-1-9；
	A-1-10；
	A-1-11；
	A-1-12；
	A-1-13；
	A-1-14；
	A-1-15；
	A-1-16；
	A-1-17；以及
	A-1-18，

其中， R_A1 表示含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

，其中含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，並且含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或更多個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代； R_v 和R_w 各自獨立地表示-CH₂ -或-O-； L_A11 、L_A12 、L_A11 ’、L_A12 ’、L_A14 、L_A15 和L_A16 各自獨立地表示-H或-F； L_A13 和L_A13 ’各自獨立地表示-H或-CH₃ ； X_A1 表示-F、-CF₃ 或-OCF₃ ；並且 v和w各自獨立地表示0或1。

相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式A-1的化合物的重量百分比的下限值為0%、0.1%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%或20%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式A-1的化合物的重量百分比的上限值為50%、45%、40%、38%、35%、30%、28%、27%、26%、25.5%或25%。

在本發明的一些實施方案中，通式A-1的化合物占液晶組合物的重量百分比為0%-50%。

關於通式A-1的化合物的優選含量，在將本發明的液晶組合物的粘度保持為較低、且回應速度較快的情況下，優選使其下限值略低且上限值略低；進一步地，在將本發明的液晶組合物的清亮點保持為較高、且溫度穩定性良好的情況下，優選使其下限值略低且上限值略低；此外，為了將驅動電壓保持為較低、而欲增大介電各向異性絕對值時，優選使其下限值略高且上限值略高。

在本發明的一些實施方案中，通式A-2的化合物選自由如下化合物組成的組：

	A-2-1；
	A-2-2；
	A-2-3；
	A-2-4；
	A-2-5；
	A-2-6；
	A-2-7；
	A-2-8；
	A-2-9；
	A-2-10；
	A-2-11；
	A-2-12；
	A-2-13；
	A-2-14；
	A-2-15；
	A-2-16；以及
	A-2-17，

其中， R_A2 表示含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，其中含有1-8個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，並且存在於這些基團中的一個或更多個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代； L_A21 、L_A22 、L_A23 、L_A24 和L_A25 各自獨立地表示-H或F；並且 X_A2 表示-F、-CF₃ 、-OCF₃ 或-CH₂ CH₂ CH=CF₂ 。

相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式A-2的化合物的重量百分比的下限值為0%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%；相對於本發明的液晶組合物的總重量，通式A-2的化合物的重量百分比的上限值為60%、55%、50%、45.5%、45%、42.5%、40%、35%、30%、28%、27%、26%或25%。

在本發明的一些實施方案中，通式A-2的化合物占液晶組合物的重量百分比為0%-60%。

關於通式A-2的化合物的優選含量，在將本發明的液晶組合物的粘度保持為較低、且回應速度快的情況下，優選使其下限值略低且上限值略低；進一步地，在將本發明的液晶組合物的清亮點保持為較高、且溫度穩定性良好的情況下，優選使其下限值略低且上限值略低；此外，為了將驅動電壓保持為較低、而欲增大介電各向異性的絕對值時，優選使其下限值略高且上限值略高。

除上述化合物以外，本發明的液晶組合物也可含有通常的向列型液晶、近晶型液晶、膽固醇型液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、聚合性單體或光穩定劑等。

如下顯示優選加入到根據本發明的液晶組合物中的可能的摻雜劑。

	C 15；
	CB 15；
	CM 21；
	R/S-811；
	CM 44；
	CM 45；
	CM 47；
	CN；
	R/S-1011；
	R/S-2011；
	R/S-3011；
	R/S-4011；以及
	R/S-5011。

在本發明的一些實施方案中，摻雜劑占液晶組合物的重量百分比為0%-5%；優選地，摻雜劑占液晶組合物的重量百分比為0.01%-1%。

另外，本發明的液晶組合物所使用的抗氧化劑、光穩定劑等添加劑優選以下物質：

其中，n表示1-12的正整數。

優選地，光穩定劑選自如下所示的光穩定劑：

、

或

。

在本發明的一些實施方案中，光穩定劑占液晶組合物的總重量百分比為0%-5%；優選地，光穩定劑占液晶組合物的總重量百分比為0.01%-1%；更優選地，光穩定劑占液晶組合物的總重量百分比為0.01%-0.1%。

本發明另一方面提供一種包含上述液晶組合物的液晶顯示器件。

在本發明的一些實施方案中，液晶顯示器件特別適用於VA、IPS或FFS顯示模式中。

有益效果

本發明所述的液晶組合物具有較低的低溫存儲相變點、較高的清亮點、較大的光學各向異性、較大的介電各向異性絕對值和較低的旋轉粘度，使得包含其的液晶顯示器件具有較寬的使用溫度範圍、較高的對比度、較低的閾值電壓和較快的回應速度。

以下將結合具體實施方案來說明本發明。需要說明的是，下面的實施例為本發明的示例，僅用來說明本發明，而不用來限制本發明。在不偏離本發明主旨或範圍的情況下，可進行本發明構思內的其他組合和各種改良。

為便於表達，以下各實施例中，液晶化合物的基團結構用表2所列的代碼表示：表2 液晶化合物的基團結構代碼

基團的單元結構	代碼	基團名稱
	C	1,4-亞環己基
	P	1,4-亞苯基
	G	2-氟-1,4-亞苯基
	W	2,3-二氟-1,4-亞苯基
	B(O)	4,6-二氟-二苯並[b,d]呋喃-3,7-二基
	B(S)	4,6-二氟-二苯並[b,d]噻吩-3,7-二基
	C(5)	環戊基
-CH₂ CH₂ -	2	乙基橋基
-F	F	氟取代基
-O-	O	氧橋基
-CH₂ O-	1O	亞甲氧基
-CH=CH-或-CH=CH₂	V	乙烯基
-C_n H_2n+1	n（n表示1-12的正整數）	烷基

以如下結構式的化合物為例：

該結構式如用表2所列代碼表示，則可表達為：nC1OWm，代碼中的n表示左端烷基的C原子數，例如n為“3”，即表示該烷基為-C₃ H₇ ；代碼中的m表示右端烷基的C原子數，例如n為“2”，即表示該烷基為-C₂ H₅ ，代碼中的C代表1,4-亞環己基， W代表2,3-二氟-1,4-亞苯基。

以下實施例中測試專案的簡寫代號如下：

Cp	清亮點（向列相-各向同性相的轉變溫度，℃）
Δn	光學各向異性（589 nm，25℃）
Δε	介電各向異性（1 KHz，25℃）
Tc	低溫存儲相變點（即向列相下限溫度，℃）
γ₁	旋轉粘度（mPa∙s，25℃）

其中， Cp：通過熔點儀測試獲得；Δn：使用阿貝折光儀在鈉光燈（589 nm）光源下、25 ℃測試得； Δε：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：25 ℃、1 KHz、盒厚7 μm的VA型測試盒； Tc：將具有向列相的液晶放在玻璃瓶中，分別在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃的溫度下保存在冰箱中，然後觀察第10天的樣品的情況，例如，當樣品在-20℃呈向列相而在-30℃變為晶體或近晶狀態，則Tc＜-20℃； γ₁ ：使用LCM-2型液晶物性評價系統測試得到；測試條件：25℃，240 V，測試盒厚20 μm。

在以下的實施例中所採用的各成分，均可以通過公知的方法進行合成，或者通過商業途徑獲得。這些合成技術是常規的，所得到各液晶化合物經測試符合電子類化合物標準。

按照以下實施例規定的各液晶組合物的配比製備液晶組合物。液晶組合物的製備是按照本領域的常規方法進行的，如採取加熱、超聲波、懸浮等方式按照規定比例混合制得。

製備並研究下列實施例中給出的液晶組合物。下面顯示了各液晶組合物的組成和其性能參數測試結果。

實施例 1

按表3中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例1的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表3 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CCV	40	M-1	Tc	-20
3CPP2	7	M-16	Cp	75.1
3PGP2	5	M-19	Δn	0.105
5PP1	10	M-6	Δε	-3.8
3CPWO2	8	III-3	γ₁	88
3CPWO3	8	III-3
3C1OWO2	5	II-1
2CC1OWO2	5	II-2
3CC1OWO2	7	II-2
1OB(O)O4	2	I-1
2OB(O)O3	3	I-1
合計	100

實施例 2

按表4中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例2的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表4 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CPP2	7	M-16	Tc	-20
3PGP2	8	M-19	Cp	80.5
3CCV	38	M-1	Δn	0.105
2CPWO2	11	III-3	Δε	-4.2
3CPWO2	10	III-3	γ₁	97
3C1OWO2	9	II-1
4CC1OWO2	5	II-2
3CC1OWO2	8	II-2
1OB(O)O4	4	I-1
合計	100

實施例 3

按表5中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例3的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表5 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CCV	35	M-1	Tc	-30
3CPP2	5	M-16	Cp	75.4
3PGP2	5	M-19	Δn	0.11
5PP1	7	M-6	Δε	-4.6
3CPWO2	8	III-3	γ₁	99
3CPWO3	8	III-3
3PWP3	6	III-6
3C1OWO2	8	II-1
2CC1OWO2	6	II-2
3CC1OWO2	7	II-2
1OB(O)O4	2	I-1
2OB(O)O3	3	I-1
合計	100

實施例 4

按表6中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例4的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表6 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CPPC3	2	M-26	Tc	-40
2CPP3	7	M-16	Cp	86
3CPP2	8	M-16	Δn	0.109
3CCV	30	M-1	Δε	-3.5
3CCV1	5	M-1	γ₁	75
3CPWO4	6	III-3
3CPWO3	6	III-3
3CWO2	6	III-1
2PWP3	3	III-6
3C1OWO2	12	II-1
4C1OWO2	3	II-1
3CC1OWO2	6	II-2
1OB(O)O4	6	I-1
合計	100

實施例 5

按表7中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例5的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表7 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CCV	35	M-1	Tc	-40
3CCV1	5	M-1	Cp	74.7
VCCP1	6	M-12	Δn	0.105
3CPP2V1	3	M-16	Δε	-4.4
2CPWO2	7	III-3	γ₁	84
3CPWO2	7	III-3
3CPWO4	6.5	III-3
3CPWO3	1.5	III-3
3CC1OWO2	5	II-2
3C1OWO2	8	II-1
2C1OWO2	8	II-1
3OB(O)O1	4	I-1
C(5)OB(O)O4	4	I-1
合計	100

實施例 6

按表8中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例6的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表8 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CCV	37	M-1	Tc	-40
3CC2	5	M-1	Cp	80.2
VCCP1	5	M-12	Δn	0.107
3PWO2	8	III-4	Δε	-4.3
3PWO3	6	III-4	γ₁	83
2CPWO3	5	III-3
2CPWO2	7	III-3
3CC10WO2	5	II-2
4CC10WO2	6	II-2
3CC10WO1	5	II-2
2C1OWO2	5	II-1
2OB(O)O3	4	I-1
1OB(S)O2	2	I-1
合計	100

實施例 7

按表9中所列的各化合物及其重量百分數配製成實施例7的液晶組合物，並且將其填充於液晶顯示器兩基板之間進行性能測試。表9 液晶組合物的配方及性能參數測試結果

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數測試結果
3CPPC3	2	M-26	Tc	-30
3CCV	31	M-1	Cp	80.5
3CCV1	6	M-1	Δn	0.107
2CPWO2	7	III-3	Δε	-3.9
3CPWO2	6	III-3	γ₁	107
3CPWO4	6	III-3
3CPWO3	6	III-3
3PWO2	5	III-4
2PWP3	4	III-6
3CCWO2	8	III-2
3C1OWO2	5	II-1
4C1OWO2	5	II-1
3CC1OWO2	5	II-2
1OB(O)O4	4	I-1
合計	100

由以上實施例1-7可知，本發明所述的液晶組合物具有較低的低溫存儲相變點、較高的清亮點、較大的光學各向異性、較大的介電各向異性絕對值和較低的旋轉粘度，使得包含其的液晶顯示器件具有較寬的使用溫度範圍、較高的對比度、較低的閾值電壓和較快的回應速度。

以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人瞭解本發明內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。

Claims

一種液晶組合物，其包含：至少一種通式I的化合物
至少一種通式II的化合物，且通式II的化合物占該液晶組合物的重量百分比為15%-40%
；以及至少一種通式III的化合物
其中，R₁和R₂各自獨立地表示-H、鹵素、含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
，其中所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，並且前述基團中的一個或更多個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代；R₃、R₄、R₅和R₆各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
，其中所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；環
、環
、環
、環
、環
和環
各自獨立地表示
、
、
或
，其中
、
和
中的一個或更多個-CH₂-可被-O-替代，並且一個或更多個環中單鍵可被雙鍵替代，其中
和
中的一個或更多個-H可各自獨立地被-F、-Cl、-CN、-CH₃或-OCH₃取代，並且一個或更多個環中-CH=可被-N=替代； X₁表示-O-、-S-、-CO-、-CF₂-、-NH-或-NF-；Y₁和Y₂各自獨立地表示-H、鹵素、含有1-3個碳原子的鹵代或未被鹵代的烷基、或含有1-3個碳原子的鹵代或未被鹵代的烷氧基；Y₃、Y₄、Y₅和Y₆各自獨立地表示-F、-Cl、-CF₃、-OCF₃或-CHF₂；Z₁和Z₂各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-(CH₂)₄-、-CF₂O-或-OCF₂-；Z₃和Z₄各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-(CH₂)₄-、-CF₂O-或-OCF₂-，並且Z₃和Z₄中的至少一個不為單鍵； n₁和n₂各自獨立地表示0、1或2，其中當n₁=2時，環
可以相同或不同，Z₁可以相同或不同，當n₂=2時，環
可以相同或不同，Z₂可以相同或不同；n₃表示0、1或2，n₄表示0或1，且0<n₃+n₄
3，其中當n₃=2時，環
可以相同或不同，Z₃可以相同或不同；並且n₅表示0、1、2或3，n₆表示0或1，且0<n₅+n₆
3，其中當n₅=2或3 時，環
可以相同或不同。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，通式I的化合物選自由如下化合物組成的組：

；以及
其中，環
具有與環
相同的定義； Z₁’具有與Z₁相同的定義；並且X₁表示-O-、-S-或-CO-。
如請求項2所述之液晶組合物，其中，通式I的化合物選自由通式I-1和通式I-2的化合物組成的組的化合物。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，通式II的化合物選自由如下化合物組成的組：

；以及
如請求項1所述之液晶組合物，其中，通式III的化合物選自由如下化合物組成的組：

；以及
如請求項1所述之液晶組合物，其中，通式I的化合物占該液晶組合物的重量百分比為1%-40%；並且通式III的化合物占該液晶組合物的重量百分比為1%-50%。
如請求項5或6所述之液晶組合物，其中，該液晶組合物包含至少兩種選自由通式III-1至通式III-13的化合物組成的組的化合物。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，該液晶組合物還包含至少一種通式M的化合物：
其中，R_M1和R_M2各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
，其中所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的兩個以上的-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；環
、環
和環
各自獨立地表示
或
，其中
中的一個或更多個-CH₂-可被-O-替代，一個或更多個環中單鍵可被雙鍵替代，其中
中的至多一個-H可被鹵素取代；Z_M1和Z_M2各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH₂CH₂-或-(CH₂)₄-；並且 n_M表示0、1或2，其中當n_M=2時，環
可以相同或不同，Z_M2可以相同或不同。
如請求項8所述之液晶組合物，其中，通式M的化合物選自由如下化合物組成的組：

；以及
一種包含如請求項1-9中任一項所述之液晶組合物的液晶顯示器件。