CN110272747B - 一种含有自配向化合物的液晶组合物及其应用 - Google Patents

一种含有自配向化合物的液晶组合物及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有自配向化合物的负介电各向异性液晶组合物及其应用。所述液晶组合物包含通式I所代表化合物中的至少一种，以及通式II所代表化合物中的至少一种。本发明所述液晶组合物含有自配向化合物，可以自行进行取向，而无需取向膜，其具有低旋转粘度，可用于不含取向层的显示模式的快响应液晶显示器件，能明显改善液晶显示器件的显示效果。

Description

一种含有自配向化合物的液晶组合物及其应用
技术领域
本发明涉及一种含有自配向化合物的负介电各向异性的液晶组合物及包含该液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器。
背景技术
目前，液晶在信息显示领域得到了广泛应用，同时在光通讯中的应用也取得了一定的进展(S.T.Wu，D.K.Yang.Reflective Liquid Crystal Displays.Wiley，2001)。近几年，液晶化合物的应用领域已经显著拓宽到各类显示器件、电光器件、电子元件、传感器等，向列型液晶化合物已经在平板显示器中得到最为广泛的应用，特别是用于TFT有源矩阵的***中。
液晶显示伴随液晶的发现经历了漫长的发展道路。1888年奥地利植物学家Friedrich Reinitzer发现了第一种液晶材料安息香酸胆固醇(cholesteryl benzoate)。1917年Manguin发明了摩擦定向法，用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年E.Bose建立了攒动(Swarm)学说，并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的实验支持(1918年)，后经De Gennes论述为统计性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher在1933年创立连续体理论，并得到F.C.Frank完善(1958年)。M.Born(1916年)和K.Lichtennecker(1926年)发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年，W.Kast据此将向列相分为正、负性两大类。1927年，V.Freedericksz和V.Zolinao发现向列相液晶在电场或磁场作用下，发生形变并存在电压阈值(Freederichsz转变)。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。
1968年美国RCA公司R.Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有光散射现象。G.H.Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。七十年代初，Helfrich及Schadt发明了TN原理，人们利用TN光电效应和集成电路相结合，将其做成显示器件(TN-LCD)，为液晶的应用开拓了广阔的前景。七十年代以来，由于大规模集成电路和液晶材料的发展，液晶在显示方面的应用取得了突破性的发展，1983～1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(Super Twisred Nematic：STN)模式以及P.Brody在1972年提出的有源矩阵(Active matrix：AM)方式被重新采用。传统的TN-LCD技术已发展为STN-LCD及TFT-LCD技术，尽管STN的扫描线数可达768行以上，但是当温度升高时仍然存在着响应速度、视角以及灰度等问题，因此大面积、高信息量、彩色显示大多采用有源矩阵显示方式。TFT-LCD已经广泛用于直视型电视、大屏幕投影电视、计算机终端显示和某些军用仪表显示，相信TFT-LCD技术具有更为广阔的应用前景。其中“有源矩阵”包括两种类型：1、在作为基片的硅晶片上的OMS(金属氧化物半导体)或其它二极管。2、在作为基片的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。单晶硅作为基片材料限制了显示尺寸，因为各部分显示器件甚至模块组装在其结合处出现许多问题。因而，第二种薄膜晶体管是具有前景的有源矩阵类型，所利用的光电效应通常是TN效应。TFT包括化合物半导体，如Cdse，或以多晶或无定形硅为基础的TFT。
目前，LCD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度等技术难题，其显示性能已经接近或超过CRT显示器。大尺寸和中小尺寸LCD在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。具有竞争力的显示模式主要有，面内切换(in–planeswitching，IPS)，边缘场切换(fringe-field switching，FFS)，和垂直排列(verticalalignment，VA)等显示模式。当正性液晶用于IPS/FFS显示模式时可以获得快速响应，并且有良好的可靠性；而负性液晶用于IPS/FFS显示模式时可以获得更高的透过率，但是由于负性液晶粘度较大，所以响应时间较长。因此需要研究更优良的液晶材料，使其既具有正性液晶的快速响应优点，同时又可以获得穿透率的有效提升，进而可以大幅度降低液晶显示器件的整体功耗。
液晶组合物的粘度，尤其是旋转粘度γ1直接影响液晶加电后的响应时间，具体地，液晶显示器的响应时间取决于d2γ1/Keff(d为液晶层厚度，γ1为液晶旋转粘度，Keff为有效弹性常数)，因此，降低旋转粘度、降低液晶层厚度和提升弹性常数均可以达到改善响应时间的目的，液晶层厚度取决于液晶显示器的设计；对于液晶组合物，降低旋转粘度和液晶厚度最有效。
发明内容
本发明提供一种含有自配向化合物的负介电各向异性液晶组合物，该液晶组合物包含通式I所代表化合物中的至少一种，
Figure BDA0001598501400000021
其中，R1代表C1～C12的烷基或烷氧基，其中一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被-C≡C-、-CF2O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-、
Figure BDA0001598501400000022
以O原子不直接彼此连接的方代替，其中一个或多个H原子可以被卤素代替；
L1、L2和L3各自彼此独立地表示H、F、Cl、CF3、CHF2或具有C1～C5的烷基；
m表示0、1、2、3、4、5或6；
以及，通式II所代表化合物中的至少一种，
Figure BDA0001598501400000023
R2代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；
n代表0或1；
A2代表：
Figure BDA0001598501400000024
Z代表单键、-CH2CH2-或-CH2O-。
通式I所代表的化合物为自配向化合物，该类化合物可以诱导液晶分子形成配向。优选地，通式I的化合物选自式I1～式I36中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000025
Figure BDA0001598501400000031
Figure BDA0001598501400000041
其中，R1代表C1～C12的烷基或烷氧基，其中一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被-C≡C-、-CF2O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-、
Figure BDA0001598501400000042
以O原子不直接彼此连接的方代替，其中一个或多个H原子可以被卤素代替。
更优选地，本发明所提供的通式I的化合物选自式I1a～式I3a中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000043
其中Ra表示具有C1～C7的直链烷基，优选C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13或C7H15，进一步优选C3H7。
最优选地，本发明所提供的通式I的化合物为I2a-1：
Figure BDA0001598501400000044
在液晶组合物中，通式I代表的自配向化合物的优选用量≥0.01％，更优选为0.1-10％，进一步优选为0.1-5％，最优选为0.1-4％，尤其是选自式I1至I36的化合物。
通式II所代表的化合物为含有2，3-二氟苯结构的液晶化合物(端基为-OCH2CH2F)，该类化合物具有较大的负介电各向异性和高的清亮点，用于本发明所述的液晶组合物中可提升组合物的负介电各向异性和清亮点。端基采用氟代乙氧基可大幅度提升介电各项异性，用于液晶组合物中可有效提升液晶组合物的介电各项异性，降低极性单体使用，增加低粘度单体使用，降低液晶组合物的旋转粘度，提升显示器的响应时间。
优选地，通式II的化合物选自式IIA～式IIH中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000045
其中，R2代表C1～C7的直链烷基、C2～C7的直链烯基。
更优选地，通式II的化合物选自式IIA1～式IIH8中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000051
Figure BDA0001598501400000061
最优选地，通式II的化合物选自式IIA2、IIA3、IIA5、IIB2、IIB3、IIB5、IIC2、IIC3、IIC5、IID2、IID3、IID5、IIE2、IIE3、IIE5、IIF2、IIF3、IIF5、IIG2、IIG3、IIG5、IIH2、IIH3和IIH5中的一种或多种。
本发明所提供的液晶组合物适用于不含有任何取向层的显示器，如垂直排列(VA)型。液晶显示器件通常具有以下结构：将液晶组合物密封在一对绝缘基板(例如玻璃基板)之间，在两玻璃基板上靠近液晶的一面配有取向膜，该取向膜可以使其中的液晶分子以预定的方向取向。本发明说提供的液晶组合物含有自配向化合物，可以自行进行取向，而无需取向膜。
在优选的实施方案中，本发明所提供的液晶组合物还额外还有一种或多种可聚合化合物(也称为反应性介晶(RM))。这种类型的液晶组合物非常适用于不含取向层的垂直排列(VA)型显示器。液晶分子通过自配向化合物诱导而发生取向，通过调节UV固化条件，可以聚合RM来稳定或调节液晶分子的取向。
所述可聚合化合物由通式M表示：
RMa-AM1-(ZM1-AM2)m1-RMb M
其中，RMa和RMb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、卤素、SF5、NO2、烷基、烯基或者炔基，其中基团RMa和RMb的至少一个优选表示含有基团P或者P-Sp-；其中P表示可聚合基团，Sp表示间隔基团或者单键；
AM1和AM2各自彼此独立地表示芳族、杂芳族、脂环族或杂环族基团，优选具有4至25个环原子，优选C原子，其还可以包含或者含有稠环，并且其可任选地被L单或多取代；
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(RX)2、-C(＝O)Y1、-C(＝O)RX、-N(RX)2，任选取代的甲硅烷基，任选取代的具有6至20个C原子的芳基，或者具有1至25个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或者烷氧基羰基氧基，此外，其中一个或多个H原子也可被F、Cl，P或者P-Sp-代替，优选P、P-Sp-、H、OH、CH2OH、卤素、SF5、NO2、烷基、烯基或者炔基，
Y1表示卤素；
ZMl表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-、-COO-、-OCO-CH＝CH-、CR0R00或者单键；
R0和R00各自彼此独立地表示H或者具有1至12个C原子的烷基；
RX表示P，P-Sp-，H，卤素，具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，此外，其中一个或多个不相邻的CH2基团也可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子彼此不直接连接的方式代替，并且此外，其中一个或多个H原子也可以被F、Cl、P或者P-Sp-代替，具有6至40个C原子的任选取代的芳基或者芳氧基，或者具有2至40个C原子的任选取代的杂芳基或者杂芳氧基；其中m1表示0,1,2,3或者4；n1表示1、2、3或者4。
其中存在的基团RMa、RMb和取代基L中的至少一个，优选一个、两个或三个，特别优选一个或两个，表示基团P或P-Sp-或者含有至少一个基团P或P-Sp-。
特别优选的，式M化合物是如下那些，其中：
RMa和RMb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1-25个C原子的直链或支链的烷基，此外，其中一个或多个不相邻的CH2基团也可以各自彼此独立地被-C(R0)＝C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式代替，并且此外，其中一个或多个H原子也可以被F、Cl、Br、I、CN,P或P-Sp-代替，其中基团RMa和RMb的至少一个表示或者含有基团P或P-Sp-；
AM1和AM2各自彼此独立地表示1，4-亚苯基、环己烷-1，4-二基、萘-1，4-二基、萘-2，6-二基、菲-2，7-二基、蒽-2，7-二基、芴-2，7-二基、香豆素(coumarine)、黄酮，其中，在这些基团中一个或多个CH基团可以被N代替，其中，一个或多个不相邻的CH2基团可以被O和/或S代替，1，4-亚环己烯基、双环[l.1.l]戊烷-1，3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1，4-二基、螺[3.3]庚烷-2，6-二基、哌啶-1，4-二基、十化氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基、茚满-2，5-二基或八氢-4，7-桥亚甲基茚满-2，5-二基，其中所有这些基团可以未取代或者被L单或多取代；
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、C(＝O)N(RX)2、-C(＝O)Y1、-C(＝O)RX、-N(RX)2、任选取代的甲硅烷基、任选取代的具有6-20个C原子的芳基，或者具有1-25个C原子的直链或支链的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，此外，其中一个或多个H原子可以被F、Cl、P或P-Sp-代替；
P表示可聚合基团；
Y1表示卤素；
RX表示P，P-Sp-，H，卤素，具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基，此外，其中一个或多个不相邻的CH2基团可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式代替，并且此外，其中一个或多个H原子也可以被F、Cl、P或P-Sp-代替，具有6-40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基，或者具有2-40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基。
非常特别优选的是，其中RMa和RMb的一个或者两者表示P或者P-Sp-的式M的化合物。
本发明所提供的通式M的化合物为可聚合(也称为反应性介晶(RM))化合物，该类结构在紫外光照射下可发生聚合，调节和稳定通式I化合物的配向方向。
优选地，本发明所提供的通式M所代表的化合物选自式M1～式M41中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000081
Figure BDA0001598501400000091
Figure BDA0001598501400000101
其中各基团具有如下含义：
P1、P2和P3各自彼此独立地表示可聚合基团，优选地具有上下文对于P所述的含义之一，特别优选丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟化丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、乙烯基、乙烯基氧基或环氧基；
Sp1、Sp2和Sp3各自彼此独立地表示单键或间隔基团，优选具有上下文对于Sp所述的含义之一，和特别优选表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-；
其中p1为1-12的整数，和其中在后提及的基团中与相邻环的连接通过O原子发生；
其中此外，基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-的一个或多个可表示Raa，条件是所存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-的至少一个不表示Raa；
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1-25个C原子的直链或支链烷基，其中此外，一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R0)＝C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式代替，和其中此外，其中一个或多个H原子也可以被F、Cl、CN或P-Sp-代替，特别优选具有1-12个C原子的直链或支链、任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或者烷氧基羰基氧基(其中烯基和炔基具有至少两个C原子和支链基团具有至少三个C原子)；
R0和R00各自彼此独立且每次出现时相同或不同地表示H或具有1-12个C原子的烷基；
Ry和Rz各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3；
X1、X2和X3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-或单键；
Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-；
Z2和Z3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n为2、3或4；
L每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1-12个C原子的直链或支链、任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或者烷氧基羰基氧基，优选F；
L’和L”各自彼此独立地表示H、F或Cl；
r表示0、1、2、3或4；
s表示0、1、2或3；
t表示0、1或2；
x表示0或1。
在式Ml-M41的化合物中，
Figure BDA0001598501400000111
优选为
Figure BDA0001598501400000112
Figure BDA0001598501400000113
其中，L每次出现时相同或不同地具有上下文给出的含义之一，并优选为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-，非常优选F、Cl、CN、CH3,C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-，更优选F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3，尤其是F或CH3。
更进一步优选地，所述通式M化合物选自下列中的一种或多种可聚化合物：
Figure BDA0001598501400000114
Figure BDA0001598501400000121
Figure BDA0001598501400000131
Figure BDA0001598501400000141
Figure BDA0001598501400000151
Figure BDA0001598501400000161
Figure BDA0001598501400000171
Figure BDA0001598501400000181
Figure BDA0001598501400000191
本发明所提供的通式M的可聚合化合物的重量为液晶组合物总计重量的0.1-10％，优选0.1-5.0％，特别优选0.2-2.0％的可聚合化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物还包含一种或多种通式III的化合物：
Figure BDA0001598501400000192
其中，R31、R32各自独立地代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；
q代表0或1；
A3代表：
Figure BDA0001598501400000193
A4代表：
Figure BDA0001598501400000194
Z1代表单键、-CH2CH2-或-CH2O-。
优选地，所述通式III化合物选自下列中的一种或多种通式III-1至通式III-14的化合物：
Figure BDA0001598501400000195
Figure BDA0001598501400000201
其中，R31代表C1～C5的直链烷基、直链烷氧基或C2～C5的直链烯基；R32代表C1～C5的直链烷基或直链烷氧基。进一步优选地，R31代表C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C2H3、C3H5或C4H7；R32代表CH3、C2H5、C3H7、OC2H5、OC3H7或OC4H9，优选OC2H5。
优选地，本发明所提供的液晶组合物还包含一种或多种通式IV的化合物：
Figure BDA0001598501400000202
其中，R41、R42各自独立地代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A41、A42各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4-亚苯基。
本发明所提供的通式IV的化合物为双环结构中性化合物，该类结构具有低的旋转粘度，能够降低液晶混合物的旋转粘度，加快响应速度。
优选地，本发明所提供的通式IV所代表的化合物选自式IVA和式IVC中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000203
其中，R41代表C1～C7的直链烷基；R42代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基。
优选地，通式IV的化合物选自IVA1～IVC24中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000204
Figure BDA0001598501400000211
Figure BDA0001598501400000221
更优选地，本发明所提供的通式IV的化合物选自式IVA2、IVA6、IVA14、IVA18、IVA22、IVA23、IVA28、IVB10、IVB14、IVC2、IVC4、IVC15、IVC20中的一种或多种。
所述液晶组合物中，通式IV代表的化合物的用量为0-60％，优选为9-50％，或5-55％，或28-50％，或5-29％，或20-55％，进一步优选为9-50％。
优选地，本发明所提供的液晶组合物还包含一种或多种通式V的化合物：
Figure BDA0001598501400000222
其中，R51代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；R52代表C1～C12的直链烷基或直链烷氧基；A5代表
Figure BDA0001598501400000223
本发明所提供的通式V的化合物为三环结构中性化合物，该类结构具有较低的旋转粘度，和较高的清亮点。
具体地，本发明所提供的通式V所代表的化合物选自式VA-式VC中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000224
其中，R51代表C2～C7的直链烷基或直链烯基，R52代表C1～C7的直链烷基。
优选地，通式V的化合物选自VA1～VC30中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000225
Figure BDA0001598501400000231
Figure BDA0001598501400000241
更优选地，通式V的化合物选自式VA2、VA6、VA10、VA13、VA16、VB2、VB6、VB8、VB15、VB17中的一种或多种。
液晶组合物中，通式V代表的化合物的用量为0～45％，更优选为0～45％、0～30％、0～35％、0～25％、0～22％、0～29％、4～30％、1～35％、1～25％或4～22％。
优选地，本发明所提供的液晶组合物还包含一种或多种通式VI的化合物：
Figure BDA0001598501400000242
其中,R61代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；R62代表F、C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；
L4、L5、L6各自独立地代表H或F，优选L4、L5、L6不同时为F。
优选地，通式VI的化合物选自VIA～VID中的一种或多种；
Figure BDA0001598501400000243
其中，R61代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基，优选为C1～C5的直链烷基或C2～C5的直链烯基；R63代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基，优选为C1～C5的直链烷基、直链烷氧基或C2～C5的直链烯基。
作为本发明的优选方案，通式VI所代表的化合物选自式VIA1～VIA4、VIB1～VIB24、VIC1～VIC14、VID1～VID24中的一种或多种：
Figure BDA0001598501400000251
Figure BDA0001598501400000261
上述液晶组合物，除通式I和通式II所代表的化合物为必选组分外，其他组分(如通式III、通式IV、通式V和通式M所示化合物)均为可选组分，可选方式可选择任意组合形式，如只在必选组分中加入上述“其他组分”中的一种、若干种或全部。
具体地，本发明所提供的液晶组合物包含以下重量百分比的化合物：
(1)、0.1～10％的通式I所代表的化合物；
(2)、1～90％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、0～90％的通式III所代表的化合物；
(5)、0～90％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～60％的通式V所代表的化合物；
(7)、0～40％的通式VI所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、1～40％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、30～50％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～60％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～30％的通式V所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、1～40％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、30～50％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～50％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～30％的通式V所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、40～70％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、0～10％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～30％的通式IV所代表的化合物；
(6)、10～20％的通式V所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、40～60％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、0～10％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～30％的通式IV所代表的化合物；
(6)、10～20％的通式V所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、1～30％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、30～50％的通式III所代表的化合物；
(5)、20～40％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～20％的通式V所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、5～30％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、30～50％的通式III所代表的化合物；
(5)、20～40％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～20％的通式V所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、10～40％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～30％的通式IV所代表的化合物；
(6)、5～20％的通式VI所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、15～40％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～30％的通式IV所代表的化合物；
(6)、5～20％的通式VI所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、25～55％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、5～55％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～35％的通式V所代表的化合物；
(6)、0～20％的通式VI所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、25～55％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～5％的通式M所代表的化合物；
(4)、15～55％的通式III所代表的化合物；
(5)、10～35％的通式V所代表的化合物；
(6)、0～20％的通式VI所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、5～15％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、40～60％的通式III所代表的化合物；
(5)、20～40％的通式IV所代表的化合物；
(6)、5～20％的通式VI所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、5～15％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、40～55％的通式III所代表的化合物；
(5)、20～40％的通式IV所代表的化合物；
(6)、5～20％的通式VI所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、25～55％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、20～35％的通式V所代表的化合物；
(5)、20～35％的通式VI所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、25～45％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、20～35％的通式V所代表的化合物；
(5)、20～35％的通式VI所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、1～30％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(5)、35～55％的通式IV所代表的化合物；
(6)、10～25％的通式V所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、1～25％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、20～40％的通式III所代表的化合物；
(5)、35～55％的通式IV所代表的化合物；
(6)、10～25％的通式V所代表的化合物。
优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、15～45％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、0～30％的通式III所代表的化合物；
(5)、30～60％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～15％的通式V所代表的化合物。
更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～5％的通式I所代表的化合物；
(2)、15～45％的通式II所代表的化合物；
(3)、0.1～3％的通式M所代表的化合物；
(4)、0～30％的通式III所代表的化合物；
(5)、30～50％的通式IV所代表的化合物；
(6)、0～15％的通式V所代表的化合物。
作为本发明优选的实施方式，本发明所提供的液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.3％的通式I所代表的化合物；
(2)、26～73.5％的通式II所代表的化合物；
(3)、26～73.5％的通式III所代表的化合物；
(4)、0.2％的通式M所代表的化合物；
或，所述液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.1～4％的通式I所代表的化合物；
(2)、10.5～50％的通式II所代表的化合物；
(3)、10.5～50％的通式III所代表的化合物；
(4)、23.6～39％的通式IV所代表的化合物；
(5)、0.4％的通式M所代表的化合物；
或，所述液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
(1)、0.7～2％的通式I所代表的化合物；
(2)、7～44％的通式II所代表的化合物；
(3)、7.7～47.5％的通式III所代表的化合物；
(4)、28.7～42.5％的通式IV所代表的化合物；
(5)、2～14.5％的通式V所代表的化合物；
(6)、0.2～0.3％的通式M所代表的化合物。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件可以相互组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明涉及到的化合物均为已知化合物，可市购获得，或由北京八亿时空液晶科技股份有限公司提供。
本发明所述液晶组合物的制备方法无特殊限制，可采用常规方法将两种或多种化合物混合进行生产，如通过在高温下混合不同组分并彼此溶解的方法制备，其中，将液晶组合物溶解在用于该化合物的溶剂中并混合，然后在减压下蒸馏出该溶剂；或者本发明所述液晶组合物可按照常规的方法制备，如将其中含量较小的组分在较高的温度下溶解在含量较大的主要组分中，或将各所属组分在有机溶剂中溶解，如丙酮、氯仿或甲醇等，然后将溶液混合去除溶剂后得到。
本发明所述液晶组合物含有自配向化合物，可以自行进行取向，而无需取向膜，其具有低旋转粘度，可用于不含取向层的显示模式(如自配向垂直排列(SAVA)型)的快响应液晶显示器件，能明显改善液晶显示器件的显示效果。具体地，所述液晶显示器件通常具有以下结构：将本发明所述液晶组合物密封在一对绝缘基板(例如玻璃基板)之间，在两玻璃基板上没有取向膜，液晶混合物中的自配向化合物经过UV灯照射后可以使其中的液晶分子产生取向。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
除非另有说明，本发明中百分比为重量百分比；温度单位为摄氏度；△n代表光学各向异性(25℃)；ε||和ε⊥分别代表平行和垂直介电常数(25℃，1000Hz)；△ε代表介电各向异性(25℃，1000Hz)；γ1代表旋转粘度(mPa.s，25℃)；Cp代表液晶组合物的清亮点(℃)；K11、K22、K33分别代表展曲、扭曲和弯曲弹性常数(pN，25℃)。
以下各实施例中，液晶化合物中基团结构用表所示代码表示。
表：液晶化合物的基团结构代码
Figure BDA0001598501400000301
Figure BDA0001598501400000311
以如下化合物结构为例：
Figure BDA0001598501400000312
表示为：3C1OWO1
Figure BDA0001598501400000313
表示为：3CWO2F
Figure BDA0001598501400000314
表示为：3GP1OH
以下各实施例中，液晶组合物的制备均采用热溶解方法，包括以下步骤：用天平按重量百分比称量液晶化合物，其中称量加入顺序无特定要求，通常以液晶化合物熔点由高到低的顺序依次称量混合，在60～100℃下加热搅拌使得各组分熔解均匀，再经过滤、旋蒸，最后封装即得目标样品。
以下各实施例中，液晶组合物中各组分的重量百分比及液晶组合物的性能参数见下述表格。
以下实施例中，所涉及的所有组分均为已知液晶化合物，可由北京八亿时空提供。
实施例1
Figure BDA0001598501400000315
Figure BDA0001598501400000321
实施例2
Figure BDA0001598501400000322
实施例3
Figure BDA0001598501400000323
Figure BDA0001598501400000331
实施例4
Figure BDA0001598501400000332
实施例5
Figure BDA0001598501400000333
对比例1
Figure BDA0001598501400000334
Figure BDA0001598501400000341
将实施例5和对比例1的液晶组合物性能参数值进行汇总比较,可得下表：
Cp △n △ε K11 K33 γ1
实施例5 76 0.098 -3.3 14.9 16.1 94
对比例1 74 0.098 -3.1 14.8 16.0 106
经比较可知：与对比例1相比，实施例5提供的液晶组合物具有低的旋转粘度，即具有更快的响应时间。
实施例6
Figure BDA0001598501400000342
实施例7
Figure BDA0001598501400000343
Figure BDA0001598501400000351
实施例8
Figure BDA0001598501400000352
实施例9
Figure BDA0001598501400000353
Figure BDA0001598501400000361
实施例10
Figure BDA0001598501400000362
实施例11
Figure BDA0001598501400000363
实施例12
Figure BDA0001598501400000364
Figure BDA0001598501400000371
实施例13
Figure BDA0001598501400000372
对比例2
Figure BDA0001598501400000373
Figure BDA0001598501400000381
将实施例13和对比例2的液晶组合物性能参数值进行汇总比较,可得下表：
Cp △n △ε K11 K33 γ1
实施例13 78 0.097 -3.1 14.9 15.2 106
对比例2 75 0.098 -3.0 13.2 13.4 112
经比较可知：与对比例2相比，实施例13提供的液晶组合物具有低的旋转粘度，即具有更快的响应时间。
实施例14
Figure BDA0001598501400000382
实施例15
Figure BDA0001598501400000383
Figure BDA0001598501400000391
实施例16
Figure BDA0001598501400000392
实施例17
Figure BDA0001598501400000393
实施例18
Figure BDA0001598501400000394
Figure BDA0001598501400000401
将上述液晶组合物填充至“无配向”的测试盒(盒厚d＝3.5μm，两个基板上有ITO电极，无定向层)中。液晶组合物表现出对于基板的自发垂直取向，经过UV灯(10分钟，100mW/cm2)照射后，可聚合化合物发生聚合，垂直配向稳定化。分别测试预倾角、阈值电压和响应时间。结果为：
项目 titl(°) V10(V) T(ms)
实施例18 83.7 2.36 6.3
对比例3
Figure BDA0001598501400000402
将上述液晶组合物填充至“有配向”的测试盒(盒厚d＝3.5μm，两个基板上有ITO电极，有垂直定向层)中。液晶组合物表现出对于基板的垂直取向，分别测试预倾角、阈值电压和响应时间。结果为：
项目 titl(°) V10(V) T(ms)
对比例3 89.1 2.69 12.2
将实施例18和对比例3的预倾角、阈值电压和响应时间进行汇总比较,可得下表：
项目 titl(°) V10(V) T(ms)
实施例18 83.7 2.36 6.3
对比例3 89.1 2.69 12.2
经比较可知：与对比例3相比，实施例18提供的液晶组合物具有更快的响应时间。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种含有自配向化合物的负介电各向异性液晶组合物，其特征在于，配方一由下述组分组成：
Figure FDA0002674797760000011
或，配方二由下述组分组成：
Figure FDA0002674797760000012
或，配方三由下述组分组成：
Figure FDA0002674797760000013
Figure FDA0002674797760000021
化合物各基团结构代码如下：
Figure FDA0002674797760000022
Figure FDA0002674797760000031
其中，RM17为：
Figure FDA0002674797760000032
RM1为：
Figure FDA0002674797760000033
2.权利要求1所述液晶组合物在液晶显示器件中的应用，所述液晶显示器件不含取向层的显示模式。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述不含取向层的显示模式为自配向垂直排列SAVA型。
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