本發(fā)明涉及一種液晶組合物，特別涉及一種具有較寬的向列相溫度范圍、較高的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)、低粘度以及低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性高等特性的液晶組合物，以及包含該液晶組合物的液晶顯示器件。

背景技術(shù)：

液晶材料主要應(yīng)用于液晶顯示器的電介質(zhì)中，這是因?yàn)橥饧与妷嚎梢愿淖冞@類(lèi)物質(zhì)的光學(xué)性能?；谝壕У碾姽鈱W(xué)器件是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并可以包含各種效應(yīng)。這類(lèi)器件的實(shí)例是具有動(dòng)態(tài)散射的液晶盒、DAP(配向相變形)液晶盒、賓/主型液晶盒、具有扭曲向列結(jié)構(gòu)的TN盒、STN(超扭曲向列)液晶盒、SBE(超雙折射效應(yīng))液晶盒和OMI(光膜干涉)液晶盒。最常見(jiàn)的顯示器基于Schadt-Helfrich效應(yīng)并具有扭曲向列結(jié)構(gòu)。此外，還存在用于平行于基板和液晶面的電場(chǎng)操作的液晶盒，例如IPS(面內(nèi)切換)液晶盒。特別的，TN、STN和IPS液晶盒，尤其是TN和IPS液晶盒是本發(fā)明的介質(zhì)的目前具有商業(yè)意義的應(yīng)用領(lǐng)域。

對(duì)于液晶顯示器來(lái)說(shuō)，具備良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、良好的對(duì)電場(chǎng)和電磁輻射的穩(wěn)定性、適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)各向異性、較快的響應(yīng)速度及較低的閾值電壓的液晶化合物與液晶介質(zhì)是符合目前需求的。由于液晶通常作為多種組分的混合物使用，各組分之間的彼此互溶則顯得尤為重要，而依據(jù)不同的電池類(lèi)型和應(yīng)用領(lǐng)域，液晶必須要滿(mǎn)足不同的要求，如電導(dǎo)率、介電各向異性和光學(xué)各向異性等，但是在現(xiàn)有技術(shù)中顯著存在的缺點(diǎn)是較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，較低電阻率且操作電壓過(guò)高等，如EP0673986、DE19528106、DE19528107。另外，低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性較差也是現(xiàn)有許多液晶材料的缺陷，如WO9732942A1。

迄今為止公開(kāi)的具有液晶介相的一系列化合物都不包括滿(mǎn)足所有這些方面要求的單體化合物，因此，在液晶材料領(lǐng)域，需要具有改進(jìn)性能的新型液晶組合物。特別地，對(duì)于許多應(yīng)用類(lèi)型而言，液晶組合物必須具有合適的寬向列相范圍、適當(dāng)?shù)恼凵渎省⒔殡姼飨虍愋砸约暗蜏卮鎯?chǔ)穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種液晶組合物，其具有粘度小、響應(yīng)速度快、光學(xué)各向異性大、介電各向異性大、良好低溫穩(wěn)定性等特性，該液晶組合物可應(yīng)用于液晶元件中，使該液晶元件具有良好的顯示對(duì)比度、快速響應(yīng)以及優(yōu)越的省電性能。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

提供一種液晶組合物，所述液晶組合物包含：

占所述液晶組合物總重量的5-20％的至少一種通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2的化合物

占所述液晶組合物總重量的10-25％的至少一種通式Ⅱ的化合物

占所述液晶組合物總重量的5-20％的至少一種通式Ⅲ的化合物

占所述液晶組合物總重量的10-35％的至少一種通式Ⅳ的化合物

以及

占所述液晶組合物總重量的30-70％的至少一種通式V的化合物：

其中，

R₁、R₂、R₃、R₄和R₅相同或不同，各自獨(dú)立地表示H、碳原子數(shù)為1至5的烷基或烷氧基，或碳原子數(shù)為2至5的烯基；

R₆和R₇相同或不同，各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的烷基或烷氧基，或碳原子數(shù)為2-5的烯基；

表示其中所述上一個(gè)或更多個(gè)H可被F取代；

相同或不同，各自獨(dú)立地表示

相同或不同，各自獨(dú)立地表示

X₁表示F、-OCF₃或-OCF₂-CF＝CF₂；

L₁和L₂相同或不同，各自獨(dú)立地表示H或F；

m和p相同或不同，各自獨(dú)立地表示0、1或2，其中，當(dāng)m為2時(shí)，相同或不同；當(dāng)p為2時(shí)，相同或不同；

n表示0或1。

在一些實(shí)施方案中，R₁、R₂、R₄和R₅相同或不同，各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1至5的烷基；

在一些實(shí)施方案中，R₃表示H或碳原子數(shù)為1至5的烷基；

在一些實(shí)施方案中，R₆表示碳原子數(shù)為1-5的烷基或碳原子數(shù)為2-5的烯基；

在一些實(shí)施方案中表示或

在一些實(shí)施方案中，表示或

在一些實(shí)施方案中，表示

在一些實(shí)施方案中，表示或

在一些實(shí)施方案中，表示

在一些實(shí)施方案中，X₁表示F或-OCF₃；

在一些實(shí)施方案中，相同或不同，各自獨(dú)立地表示

在一些實(shí)施方案中，p表示0或1。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2的化合物占所述液晶組合物總重量的5-15％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的10-20％；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶組合物總重量的5-12％；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶組合物總重量的10-30％；以及所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶組合物總重量的25-60％。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅰ-1的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

所述通式Ⅰ-2的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅰ-1的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅰ-2的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅱ的化合物選自由以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-1的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-2的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-3的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-4的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-5的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-6的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-7的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-8的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-9的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-10的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-11的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-12的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

更優(yōu)地，所述通式Ⅱ-13的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅱ的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅲ的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅳ的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-1的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-2的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-3的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-4的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-5的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-6的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-7的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-8的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-9的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-10的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅳ的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅴ的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-1的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-2的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-3的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-4的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-5的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-6的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅴ-7的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅴ的化合物選自以下化合物組成的組：

以及

作為特別優(yōu)選方案，優(yōu)選所述通式Ⅰ-1和/或通式Ⅰ-2的化合物占所述液晶組合物總重量的7-12％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的10-18％；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶組合物總重量的8-10％；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶組合物總重量的10-30％；以及所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶組合物總重量的30-60％。

本發(fā)明還提供一種液晶顯示器件，所述液晶顯示器件包含本發(fā)明所提供的液晶組合物。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，和現(xiàn)有技術(shù)相比所取得的技術(shù)進(jìn)步有：

本發(fā)明所提供的液晶組合物具有較寬的向列相溫度范圍、較高的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)、低粘度以及低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性高等特性，適用于液晶顯示器件中，使該液晶顯示器件具有較好的顯示對(duì)比度、快速響應(yīng)以及優(yōu)越的省電性能，能夠適用于低溫環(huán)境中使用。

在本發(fā)明中如無(wú)特殊說(shuō)明，所述的比例均為重量比，所有溫度均為攝氏度溫度，所述的響應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)的測(cè)試選用的盒厚為7μm。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，下面的實(shí)施例為本發(fā)明的示例，僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而不用來(lái)限制本發(fā)明。在不偏離本發(fā)明主旨或范圍的情況下，可進(jìn)行本發(fā)明構(gòu)思內(nèi)的其他組合和各種改良。

為便于表達(dá)，以下各實(shí)施例中，液晶組合物的基團(tuán)結(jié)構(gòu)用表1所列的代碼表示：

表1液晶化合物的基團(tuán)結(jié)構(gòu)代碼

以如下結(jié)構(gòu)式的化合物為例：

該結(jié)構(gòu)式如用表2所列代碼表示，則可表達(dá)為：nCPUF，代碼中的n表示左端烷基的C原子數(shù)，例如n為“3”，即表示該烷基為-C₃H₇；代碼中的C代表環(huán)己烷基。

以下實(shí)施例中測(cè)試項(xiàng)目的簡(jiǎn)寫(xiě)代號(hào)如下：

Cp(℃)： 清亮點(diǎn)(向列-各向同性相轉(zhuǎn)變溫度)

Δn： 光學(xué)各向異性(589nm，25℃)

Δε： 介電各向異性(1KHz，25℃)

V₁₀： 閾值電壓(在10％相對(duì)對(duì)比度時(shí)的特征電壓，常白模式)

η： 流動(dòng)粘度(mm²·s^-1，25℃，除非另有說(shuō)明)

t_-30℃： 低溫儲(chǔ)存時(shí)間(在-30℃下)

VHR(初始)： 電壓保持率(％)

VHR(UV,20min)： UV光照射20min后的電壓保持率(％)

VHR(高溫)： 150℃下高溫保持1h后的電壓保持率(％)

ρ： 電阻率(Ω·cm，25±2℃)

其中，折射率各向異性使用阿貝折光儀在鈉光燈(589nm)光源下、25℃測(cè)試得到；介電測(cè)試盒為T(mén)N90型，盒厚7μm。

Δε＝ε‖-ε⊥，其中，ε‖為平行于分子軸的介電常數(shù)，ε⊥為垂直于分子軸的介電常數(shù)，測(cè)試條件：25℃、1KHz、測(cè)試盒為T(mén)N90型，盒厚7μm。

VHR(初始)使用TOY06254型液晶物性評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試得到；測(cè)試溫度為60℃，測(cè)試電壓為5V，測(cè)試頻率為6Hz。

VHR(UV)使用TOY06254型液晶物性評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試得到；使用波長(zhǎng)為365nm、能量為6000mJ/cm²的光照射液晶20min后測(cè)試，測(cè)試溫度60℃，測(cè)試電壓為5V，測(cè)試頻率為6Hz。

VHR(高溫)使用TOY06254型液晶物性評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試得到；液晶在150℃下高溫保持1h后測(cè)試，測(cè)試溫度60℃，測(cè)試電壓為5V，測(cè)試頻率為6Hz。

電阻率通過(guò)向液體盒中注入1.0mL液晶，施加10V的直流電壓，測(cè)定施加電壓后10秒后的盒的直流電流來(lái)計(jì)算得出。

電阻率ρ由下式算出：

(電阻率)＝{(電壓)×(盒容量)}/{(自流電流)×(真空介電常數(shù))}。

在以下的實(shí)施例中所采用的各成分，均可以通過(guò)公知的方法進(jìn)行合成，或者通過(guò)商業(yè)途徑獲得。這些合成技術(shù)是常規(guī)的，所得到各液晶化合物經(jīng)測(cè)試符合電子類(lèi)化合物標(biāo)準(zhǔn)。

按照以下實(shí)施例規(guī)定的各液晶組合物的配比，制備液晶組合物。所述液晶組合物的制備是按照本領(lǐng)域的常規(guī)方法進(jìn)行的，如采取加熱、超聲波、懸浮等方式按照規(guī)定比例混合制得。

對(duì)照例1

按表2中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成對(duì)照例1的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表2液晶組合物配方及其測(cè)試性能

對(duì)照例2

按表3中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成對(duì)照例2的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表3液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例1

按表4中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例1的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表4液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例2

按表5中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例2的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表5液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例3

按表6中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例3的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表6液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例4

按表7中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例4的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表7液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例5

按表8中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例5的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表8液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例6

按表9中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例6的液晶組合物，其填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示：

表9液晶組合物配方及其測(cè)試性能

通過(guò)以上對(duì)照例1、對(duì)照例2、實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5和實(shí)施例6可以看出，本發(fā)明提供的液晶組合物具有較高的清亮點(diǎn)、較高的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的電壓保持率，還具有較高的紫外光穩(wěn)定性、較高的熱穩(wěn)定性和較低的粘度，可適用于液晶顯示器中，含有本發(fā)明提供液晶組合物的顯示器可靠性高，穩(wěn)定性好，同時(shí)還具有較好的顯示對(duì)比度，快的響應(yīng)速度，滿(mǎn)足其較低功耗的要求。

以上實(shí)施方式只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人了解本發(fā)明內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。