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、合適的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)、低的閾值電壓以及低粘度等特性的液晶組合物，以及包括該液晶組合物的液晶顯示器件。

背景技術(shù)：

對(duì)于液晶顯示元件來(lái)講，根據(jù)液晶的顯示模式分為PC(phase change，相變)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、ECB(electrically controlled birefringence，電控雙折射)、OCB(optically compensated bend，光學(xué)補(bǔ)償彎曲)、IPS(in-plane switching，共面轉(zhuǎn)變)、VA(vertical alignment，垂直配向)等類型。根據(jù)元件的驅(qū)動(dòng)方式分為PM(passive matrix，被動(dòng)矩陣)型和AM(active matrix，主動(dòng)矩陣)型。PM分為靜態(tài)(static)和多路(multiplex)等類型。AM分為TFT(thin film transistor，薄膜晶體管)、MIM(metal insulator metal，金屬-絕緣層-金屬)等類型。TFT的類型有非晶硅(amorphous silicon)和多晶硅(polycrystal silicon)。后者根據(jù)制造工藝分為高溫型和低溫型。液晶顯示元件根據(jù)光源的類型分為利用自然光的反射型、利用背光的透過(guò)型、以及利用自然光和背光兩種光源的半透過(guò)型。

液晶材料需要具有適當(dāng)高的介電各向異性、光學(xué)各向異性以及良好的低溫互溶性和熱穩(wěn)定性。此外，液晶材料還應(yīng)當(dāng)具有低粘度和短響應(yīng)時(shí)間，低閾值電壓和高對(duì)比度。根據(jù)市售的液晶顯示元件來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明組合物的各向性能指標(biāo)。向列相的溫度范圍與元件的工作溫度范圍相關(guān)聯(lián)。向列相的上限溫度較好的是大于等于70℃，并且向列相的下限溫度較好的是小于等于-10℃。組合物的粘度與元件的響應(yīng)時(shí)間相關(guān)聯(lián)。為了在元件中顯示動(dòng)畫，較好的是元件的響應(yīng)時(shí)間短。因此，較好的是組合物的粘度小，而更好的是溫度低時(shí)組合物的粘度小。

組合物的光學(xué)各向異性與元件的對(duì)比度相關(guān)聯(lián)。為了使液晶顯示元件的對(duì)比度比最大化，可將液晶組合物的光學(xué)各向異性(Δn)與液晶層的厚度(d)的乘積值(Δn*d)設(shè)定為固定值的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。適當(dāng)?shù)某朔e值依賴于運(yùn)作模式的種類，例如，TN模式的元件的適當(dāng)?shù)某朔e值約為0.45μm；而在該情形時(shí)，對(duì)于液晶層厚度較小的元件而言，光學(xué)各向異性較大的組合物是符合期望的。

含有適當(dāng)光學(xué)各向異性的液晶組合物的液晶顯示元件能夠增大對(duì)比度。含有介電各向異性的絕對(duì)值大的液晶組合物的液晶顯示元件能夠降低基礎(chǔ)電壓值、降低驅(qū)動(dòng)電壓，并能 進(jìn)一步降低消耗電功率。介電各向異性的絕對(duì)值與驅(qū)動(dòng)電壓存在反比關(guān)系。驅(qū)動(dòng)電壓值低的液晶組合物的液晶顯示元件能夠有效地降低顯示的功耗，特別是消耗品，如手機(jī)，平板電腦等便攜式電子產(chǎn)品有更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。

向列相的溫度范圍與使用液晶顯示元件的溫度范圍有關(guān)，含有向列相的溫度范圍廣的液晶組合物的液晶顯示元件，其作為液晶顯示元件能夠擴(kuò)大使用的溫度范圍。

含有粘度小的液晶組合物的液晶顯示元件能夠縮短回應(yīng)時(shí)間。當(dāng)液晶顯示元件的回應(yīng)時(shí)間短時(shí)，可適用于動(dòng)畫顯示。另外，向液晶顯示元件的液晶盒內(nèi)注入液晶組合物時(shí)，可縮短注入時(shí)間，能夠提高作業(yè)性。

因此，需要一種液晶組合物，其具備適當(dāng)?shù)南蛄邢鄿囟确秶贿m當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)各向異性、較高的介電各向異性的同時(shí)，兼具有高的清涼點(diǎn)；較低的閾值電壓；較低的粘度的特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種液晶組合物，具有較寬的向列相溫度范圍、合適的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)、低的閾值電壓以及低粘度的特性。使用包括本發(fā)明液晶組合物的顯示器具有快速響應(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，所述液晶組合物包括：

1-15％重量的通式Ⅰ的化合物

5-35％重量通式Ⅱ的化合物

1-20％重量的通式Ⅲ的化合物

5-55％重量的通式Ⅳ的化合物

20-70％重量的通式Ⅴ的化合物：

其中，

R₁、R₂、R₃和R₄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；

R₅和R₆相同或不同，各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1至5的烷基或烷氧基，或碳原子數(shù)為2至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表示碳原子數(shù)為1至5的烷基或鹵素；

X₂表示鹵素或-OCF₃；

L₁和L₂相同或不同，各自獨(dú)立地表示H或F；

Z₁表示-CH₂CH₂-或單鍵；

Z₂表示-COO-或單鍵；

m表示0或1；

n表示1或2；并且當(dāng)n為2時(shí)，可相同或不同；

p表示0、1或2。

在一些實(shí)施方案中，R₁和R₃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，R₂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，R₄表示碳原子數(shù)為1至5的烷基或碳原子數(shù)為2至5的烯基。

在一些實(shí)施方案中，表示在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，表示

在一些實(shí)施方案中，表示在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，表示

在一些實(shí)施方案中，表示

在一些實(shí)施方案中，表示

在一些實(shí)施方案中，表示在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，表示

在一些實(shí)施方案中，X₁表示碳原子數(shù)為2至4的烷基或鹵素。在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，X₁表示鹵素。在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述鹵素是F。優(yōu)選地，X₁表示碳原子數(shù)為2至5的烷基或F。

在一些實(shí)施方案中，X₂表示F或-OCF₃。

在一些實(shí)施方案中，Z₁表示單鍵。

在一些實(shí)施方案中，R₄表示碳原子數(shù)為1至5的烷基。

在一些實(shí)施方案中，R₅表示碳原子數(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至5的烷基或碳原子數(shù)為2至5的烯基。

在一些實(shí)施方案中，表示

在一些實(shí)施方案中，Z₂表示單鍵。

在一些實(shí)施方案中，表示在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，表示

在一些實(shí)施方案中，p表示0或2。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶組合物總重量的3-10％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的10-30％；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶組合物總重量的1-15％；所述通式Ⅳ的化合物占所述液晶組合物總重量的5-50％；并且所述通式Ⅴ的化合物占所述液晶組合物總重量的25-65％。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述通式Ⅰ的化合物選自以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述通式Ⅱ的化合物選自由以下化合物組成的組：

在一些實(shí)施方案中，尤其優(yōu)選的是通式Ⅱ-1、Ⅱ-5、Ⅱ-8、Ⅱ-9、Ⅱ-10以及Ⅱ-11的化合物。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-1的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-2的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-3的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-4的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-5的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-6的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-7的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-8的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-9的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-10的化合物選自由以下化合物組 成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅱ-11的化合物選自由以下化合物組成的組：

作為特別優(yōu)選方案，通式Ⅱ的化合物選自由以下化合物組成的組：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述通式Ⅲ的化合物選自以下化合物組成的組：

在一些實(shí)施方案中，尤其優(yōu)選的是通式Ⅲ-6至Ⅲ-9的化合物。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述通式Ⅳ的化合物選自以下化合物組成的組：

在一些實(shí)施方案中，尤其優(yōu)選的是通式Ⅳ-1至Ⅳ-3、Ⅳ-5至Ⅳ-8的化合物。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-11的化合物選自以下化合物組成的組：

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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述通式Ⅴ的化合物選自以下化合物組成的組：

在一些實(shí)施方案中，尤其優(yōu)選的是通式Ⅴ-1、Ⅴ-4至Ⅴ-7的化合物。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，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：

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：

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包含本發(fā)明所提供的液晶組合物。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所取得的技術(shù)效果有：

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、合適的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)、低的閾值電壓以及低粘度等特性；本發(fā)明的液晶組合物在被應(yīng)用于液晶顯示器件中時(shí)，可以使該液晶顯示器件具有快速響應(yīng)以及優(yōu)越的省電性能。

如無(wú)特殊說(shuō)明，在本發(fā)明中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)寫代號(hào)如下：

Cp(℃)： 清亮點(diǎn)(液晶從向列相到各相同性相轉(zhuǎn)變溫度)

Δn： 光學(xué)各向異性(589nm，25℃)

Δε： 介電常數(shù)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)

V₉₀： 飽和電壓(在90％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_N-S(℃)： 液晶從向列相到近晶相的轉(zhuǎn)變溫度

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TN90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TN90型，盒厚7μm。

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

實(shí)施例7

按表10中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例7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10液晶組合物配方及其測(cè)試性能

從以上實(shí)施例數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明所提供的液晶組合物具有合適的光學(xué)各向異性、較大的介電各向異性、較寬的向列相溫度范圍、較高的清亮點(diǎn)，低的閾值電壓以及低粘度，可適用于液晶顯示器中，滿足液晶顯示器快速響應(yīng)及省電的性能要求。

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)。