CN114574219A - 液晶组合物及其液晶显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供液晶组合物及其液晶显示器件,所述液晶组合物包含至少一种通式I的化合物和至少一种通式II的化合物。本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值和适当的低温储存时间的情况下,具有较高的清亮点、更接近1的陡度因子数值和较高的透过率,使得包含该液晶组合物的液晶显示器件具有陡峭的电光曲线、较宽的可使用温度范围、较高的透过率、较好的对比度、较强的多路寻址能力和较大的信息显示量。
Description
技术领域
本发明涉及液晶领域,具体涉及液晶组合物和包含所述液晶组合物的液晶显示器件。
背景技术
液晶显示元件可以在钟表、电子计算器为代表的各种家庭用电器、测定机器、汽车用面板、文字处理机、电脑、打印机、电视等中使用。根据显示模式的类型,液晶显示元件可以分为PC(phase change,相变)、TN(twist nematic,扭曲向列)、STN(super twistednematic,超扭曲向列)、ECB(electrically controlled birefringence,电控双折射)、OCB(optically compensated bend,光学补偿弯曲)、IPS(in-plane switching,共面转变)、VA(vertical alignment,垂直配向)等类型。根据元件的驱动方式,液晶显示元件可以分为PM(passive matrix,被动矩阵)型和AM(active matrix,主动矩阵)型。PM分为静态(static)和多路(multiplex)等类型。AM分为TFT(thin film transistor,薄膜晶体管)、MIM(metalinsulator metal,金属-绝缘层-金属)等类型。TFT的类型包含非晶硅(amorphoussilicon)和多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工艺分为高温型和低温型。根据光源的类型,液晶显示元件可以分为利用自然光的反射型、利用背景光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。
液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物,并且液晶组合物具有适当的特性。借由提高液晶组合物的特性,可获得具有良好特性的AM元件。基于市售的AM元件来对液晶组合物的特性进行进一步说明。向列相的温度范围与液晶显示元件可使用的温度范围相关联。向列相的较佳上限温度为约70℃以上,并且向列相的较佳下限温度为约-10℃以下。
TN型液晶盒内的液晶分子会形成一种扭曲结构,当无外电场时,因为可见光波长远小于向列相液晶的扭曲螺距,当线偏振光垂直入射时,若偏振方向与液晶盒上表面分子的取向相同,则线偏振光将随液晶分子轴方向逐渐偏转90°,平行于液晶盒下表面分子轴方向射出。若检偏镜的偏振方向平行于起偏镜的偏振方向,则光不能通过检偏镜,这种设置称为“黑态”(黑底白字的常黑型);若检偏镜的偏振方向垂直于起偏镜的偏振方向,则光将完全透过检偏镜,这种设置称为“白态”(白底黑字的常白型)。
液晶显示器件显示部分亮度的变化达到最大变化量的10%时,施加的驱动电压的有效值称为阈值电压(Vth),而液晶显示器件显示部分亮度的变化达到最大变化量的90%时,施加的驱动电压的有效值称为饱和电压(Vsat)。
衡量电光曲线变化的陡峭程度用陡度因子P(P=Vsat/Vth)表示。陡度因子P是液晶显示器件用于大信息容量显示时的一个重要参数,数值越接近1,则多路寻址能力越强,显示的信息量越大。
液晶产品显示影像图形时,通过在液晶材料上施加不同的电压,可以控制液晶分子旋转的角度,进而改变光线的穿透量来获得不同的灰阶。例如,对于常白模式的液晶面板,在液晶材料上没有施加电压时,棒状液晶分子会以近似于平躺的姿态排列,此时穿过上下偏振片的光线量最多,液晶面板呈现出亮态;在液晶材料上施加到一定电压使得液晶分子垂直站立时,光线几乎不能通过,此时液晶面板呈现为暗态。当需要显示每个中间灰阶时,只需在液晶材料上施加对应电压即可。
在上述向液晶材料施加电压的过程中,如果所施加的电压固定不变,则液晶分子的特性会受到破坏,即使将电压取消,液晶分子也无法再随电场的变化而转动,从而也无法呈现出不同的灰阶。因此,液晶面板的显示电压会有正负极性,从而改变施加在液晶材料上的电压。例如,当液晶面板的显示电压高于公共电极电压时,显示电压为正极性;反之,当液晶面板的显示电压低于公共电极电压时,显示电压为负极性。不管显示电压为正极性还是负极性,当显示电压与公共电极电压的压差绝对值相同时,所呈现的灰阶也是相同的。
从上述液晶面板的显示过程可以看出,显示灰阶与光线的透过率是相关的。因此,可以通过透过率的值来修改液晶面板的电压设定,从而控制各个灰阶的显示,得出符合人感官、具有较好对比度的影像图像。
从液晶材料的制备角度出发,液晶材料的各项性能互相牵制影响,某项性能指标的提升可能会使其他性能发生变化。因此,制备各方面性能都合适的液晶材料往往需要创造性劳动。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于提供一种液晶组合物,所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值和适当的低温储存时间的情况下,具有较高的清亮点、更接近1的陡度因子数值和较高的透过率。
本发明的目的还在于提供一种包含上述液晶组合物的液晶显示器件。
技术方案:为了实现以上发明目的,本发明提供一种液晶组合物,所述液晶组合物包含:
至少一种通式I的化合物:
至少一种通式II的化合物:
其中,
R1和R2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
R3和R4各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基;
环和环各自独立地表示或其中中的一个或更多个-CH2-可分别独立地被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可分别独立地被双键替代,其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,并且一个或更多个环中-CH=可分别独立地被-N=替代;
X表示-CN、卤素、-CF3或-OCF3;
Z1和Z2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
n3表示0或1;并且
在本发明的一些实施方案中,通式I的化合物选自如下化合物组成的组:
本发明中的烯基优选地选自式(V1)至式(V9)中的任一者所表示的基团,特别优选为式(V1)、式(V2)、式(V8)或式(V9)所表示的基团。式(V1)至式(V9)所表示的基团如下所示:
其中,*表示所键结的环结构中的碳原子。
本发明中的烯氧基优选地选自式(OV1)至式(OV9)中的任一者所表示的基团,特别优选为式(OV1)、式(OV2)、式(OV8)或式(OV9)所表示的基团。式(OV1)至式(OV9)所表示的基团如下所示:
其中,*表示所键结的环结构中的碳原子。
在本发明的一些实施方案中,X表示-CN。
在本发明的一些实施方案中,Z1和Z2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2O-或-OCF2-;优选地,Z1和Z2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-或-OCH2-。
在本发明的一些实施方案中,Z1和Z2均表示单键。
在本发明的一些实施方案中,n2表示1。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少两种通式I的化合物。
在本发明的一些实施方案中,通式I的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-55%,例如,0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%或55%;优选地,通式I的化合物占液晶组合物的重量百分比为1%-50%。
在本发明的一些实施方案中,R1和R2优选各自独立地为含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;R1和R2进一步优选各自独立地为含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基;R1和R2再进一步优选各自独立地为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,通式II的化合物选自如下化合物组成的组:
其中,
a和b各自独立地表示1-8的整数;并且
r和s各自独立地表示2-8的整数。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少一种n3表示1的通式II的化合物。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少两种(例如,两种、三种或四种)通式II的化合物。
在本发明的一些实施方案中,通式II的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-40%,例如,0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%或40%;优选地,通式II的化合物占液晶组合物的重量百分比为1%-35%。
在本发明的一些实施方案中,通式II的化合物选自由通式II-2的化合物、通式II-8的化合物和通式II-13的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中,通式II的化合物选自由通式II-3的化合物、通式II-9的化合物和通式II-14的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中,通式II的化合物选自由通式II-1的化合物和通式II-7的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中,本发明的液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物:
其中,
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-;
当nM表示0时,通式M的化合物不为联苯结构;并且
在本发明的一些实施方案中,通式M的化合物选自由如下化合物组成的组:
在本发明的一些实施方案中,通式M的化合物选自由通式M-1的化合物、通式M-2的化合物、通式M-8的化合物、通式M-10的化合物、通式M-15的化合物、通式M-17的化合物、通式M-25的化合物、通式M-26的化合物组成的组。
在本发明的一些实施方案中,通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-80%,例如,0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、66%、68%、70%、72%、74%、76%、78%或80%;优选地,通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为1%-60%。
在本发明的一些实施方案中,通式M的化合物的含量必须视低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴下痕迹、烧屏、介电各向异性等所需的性能而适当进行调整。
关于通式M的化合物的含量,在需要保持本发明的液晶组合物的粘度较低、且响应时间较短时,优选其下限值较高且上限值较高;进一步地,在需要保持本发明的液晶组合物的清亮点较高、且温度稳定性良好时,优选其下限值较高且上限值较高;在为了将驱动电压保持为较低、且使介电各向异性的绝对值较大时,优选使其下限值变低且使其上限值变低。
在本发明的一些实施方案中,RM1和RM2优选各自独立地为含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;RM1和RM2进一步优选各自独立地为含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基;RM1和RM2再进一步优选各自独立地为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,RM1和RM2优选各自独立地为含有2-8个碳原子的直链的烯基;进一步优选各自独立地为含有2-5个碳原子的直链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RM1和RM2中的任一者为含有2-5个碳原子的直链的烯基,而另一者为含有1-5个碳原子的直链的烷基。
在本发明的一些实施方案中,RM1和RM2优选各自独立地为含有1-8个碳原子的直链的烷基、或含有1-7个碳原子的直链的烷氧基;进一步优选各自独立地为含有1-5个碳原子的直链的烷基、或含有1-4个碳原子的直链的烷氧基。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RM1和RM2中的任一者为含有1-5个碳原子的直链的烷基,而另一者为含有1-5个碳原子的直链的烷基、或含有1-4个碳原子的直链的烷氧基;进一步优选地,RM1和RM2两者均各自独立地为含有1-5个碳原子的直链的烷基。
在本发明的一些实施方案中,在重视可靠性时,优选RM1和RM2均为烷基;在重视降低化合物的挥发性的情形时,优选RM1和RM2均为烷氧基;在重视粘度降低的情形时,优选RM1和RM2中至少一者为烯基。
在本发明的一些实施方案中,本发明的液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物:
其中,
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
环和环各自独立地表示或其中中的一个或更多个-CH2-可分别独立地被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可分别独立地被双键替代,其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,并且一个或更多个环中-CH=可分别独立地被-N=替代;
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
LN1和LN2各自独立地表示-CN、含有1-3个碳原子的卤代烷基或卤素;
LN3和LN4各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素;并且
在本发明的一些实施方案中,LN1和LN2各自独立地表示-CN、-F、-Cl、-CF3或-OCF3。
在本发明的一些实施方案中,通式N的化合物选自由如下化合物组成的组:
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少一种选自由通式N-2的化合物、通式N-4的化合物、通式N-6的化合物、通式N-8的化合物、通式N-9的化合物、通式N-14的化合物、通式N-15的化合物、通式N-16的化合物、通式N-17的化合物、通式N-28的化合物、通式N-29的化合物和通式N-39的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少一种选自由通式N-2的化合物、通式N-8的化合物、通式N-29的化合物和通式N-30的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少一种选自由通式N-4的化合物、通式N-5的化合物、通式N-9的化合物、通式N-11的化合物、通式N-27的化合物、通式N-28的化合物和通式N-39的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少一种选自由通式N-14的化合物和通式N-15的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物包含至少一种选自由通式N-16的化合物、通式N-17的化合物和通式N-18的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为5%-60%,例如,5%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%或60%;优选地,通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为5%-55%。
在本发明的一些实施方案中,在需要保持本发明的液晶组合物粘度较低、且响应时间较短时,优选通式N的化合物的含量的下限值较低且上限值较低;进一步地,在需要保持本发明的液晶组合物的清亮点较高、且温度稳定性良好时,优选通式N的化合物的含量的下限值较低且上限值较低;另外,在为了将驱动电压保持为较低、而使介电各向异性的绝对值变大时,优选使通式N的化合物的含量的下限值变高且使上限值变高。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RN1和RN2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;进一步优选地,RN1和RN2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基;再进一步优选地,RN1和RN2各自独立地表示含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,本发明的液晶组合物还包含至少一种选自由通式A-1的化合物、通式A-2的化合物及其组合组成的组的化合物:
其中,
RA1和RA2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、或中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
环环环和环各自独立地表示或其中和中的一个或更多个-CH2-可分别独立地被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可分别独立地被双键替代,其中和中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,并且一个或更多个环中-CH=可分别独立地被-N=替代;
ZA11、ZA21和ZA22各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH2O-或-OCH2-;
LA11、LA12、LA13、LA21和LA22各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素;
XA1和XA2各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或卤代烯氧基;
在本发明的一些实施方案中,选自由通式A-1的化合物、通式A-2的化合物及其组合组成的组的化合物占液晶组合物的重量百分比为0%-60%,例如,0%、0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%或60%。
在本发明的一些实施方案中,通式A-1的化合物选自由如下化合物组成的组:
其中,
RA1表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基,所述含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且存在于这些基团中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
Rv和Rw各自独立地表示-CH2-或-O-;
LA11、LA12、LA11’、LA12’、LA14、LA15和LA16各自独立地表示-H或-F;
LA13和LA13’各自独立地表示-H或-CH3;
XA1表示-F、-CF3或-OCF3;并且
v和w各自独立地表示0或1。
在本发明的一些实施方案中,通式A-1的化合物占液晶组合物的重量百分比为0%-50%,例如,0%、0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%或50%。
关于通式A-1的化合物的优选含量,在将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、且响应速度较快的情况下,优选使其下限值略低、且使其上限值略低;进一步地,在将本发明的液晶组合物的清亮点保持为较高、且温度稳定性良好的情况下,优选使其下限值略低、且使其上限值略低;此外,为了将驱动电压保持为较低、而欲增大介电各向异性绝对值时,优选使其下限值略高、且使其上限值略高。
在本发明的一些实施方案中,通式A-2的化合物选自由如下化合物组成的组:
其中,
RA2表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基,所述含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且存在于这些基团中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
LA21、LA22、LA23、LA24和LA25各自独立地表示-H或-F;并且
XA2表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH=CF2。
在本发明的一些实施方案中,通式A-2的化合物占液晶组合物的重量百分比为0%-50%,例如,0%、0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%或50%。
关于通式A-2的化合物的优选含量,在将本发明的液晶组合物的粘度保持为较低、且响应速度快的情况下,优选使其下限值略低、且使其上限值略低;进一步地,在将本发明的液晶组合物的清亮点保持为较高、且温度稳定性良好的情况下,优选使其下限值略低、且使其上限值略低;此外,为了将驱动电压保持为较低、而欲增大介电各向异性的绝对值时,优选使其下限值略高、且使其上限值略高。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物还包含至少一种通式B的化合物:
其中,
RB1和RB2各自独立地表示-H、卤素、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基,其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或两个以上的-CH2-可以-O-不直接相连的方式分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、 或替代,并且前述基团中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
环和环各自独立地表示或其中和中的一个或更多个-CH2-可分别独立地被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可分别独立地被双键替代,其中和中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl、-CN、-CH3或-OCH3取代,并且一个或更多个环中-CH=可分别独立地被-N=替代;
XB表示-O-、-S-、-CO-、-CF2-、-NH-或-NF-;
YB1和YB2各自独立地表示-H、卤素、含有1-3个碳原子的卤代或未被卤代的烷基、或者含有1-3个碳原子的卤代或未被卤代的烷氧基;
ZB1和ZB2各自独立地表示单键、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;并且
在本发明的一些实施方案中,通式B的化合物选自由如下化合物组成的组:
其中,
YB3和YB4各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CN、-CH3或-OCH3;并且
ZB1’表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-。
在本发明的一些实施方案中,通式B的化合物占液晶组合物的重量百分比为0%-30%,例如,0%、0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%或30%。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RB1和RB2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;进一步优选地,RB1和RB2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基;再进一步优选地,RB1和RB2各自独立地表示含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
除上述化合物以外,本发明的液晶组合物也可含有通常的向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、掺杂剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、聚合性单体或光稳定剂等。
如下显示优选加入到根据本发明的液晶组合物中的可能的掺杂剂:
在本发明的一些实施方案中,掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0%-5%;优选地,掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0.01%-1%。
另外,本发明的液晶组合物所使用的抗氧化剂、光稳定剂等添加剂优选以下物质:
其中,n表示1-12的正整数。
优选地,光稳定剂选自如下所示的光稳定剂:
在本发明的一些实施方案中,光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0%-5%;优选地,光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01%-1%;更优选地,光稳定剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01%-0.1%。
在另一方面,本发明还提供一种液晶显示器件,所述液晶显示器件包含上述液晶组合物。
有益效果:与现有技术相比,本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值和适当的低温储存时间的情况下,具有较高的清亮点、更接近1的陡度因子数值和较高的透过率,使得包含该液晶组合物的液晶显示器件具有陡峭的电光曲线、较宽的可使用温度范围、较高的透过率、较好的对比度、较强的多路寻址能力和较大的信息显示量。
具体实施方式
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是,下面的实施例为本发明的示例,仅用来说明本发明,而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下,可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
为便于表达,以下各实施例中,各化合物的基团结构用表1所列的代码表示:
表1.化合物的基团结构代码
以如下结构式的化合物为例:
该结构式如用表1所列代码表示,则可表达为:nCCGF,代码中的n表示左端烷基的C原子数,例如n为“3”,即表示该烷基为-C3H7;代码中的C代表1,4-亚环己基,G代表2-氟-1,4-亚苯基,F代表氟。
以下实施例中测试项目的简写代号如下:
Cp 清亮点(向列相-各向同性相的转变温度,℃)
Δn 光学各向异性(589nm,25℃)
Δε 介电各向异性(1KHz,25℃)
t-30℃ 低温储存时间(h,-30℃)
Tr 透过率(%)
Vth 阈值电压(V,在常白模式下,相对对比度为10%的特征电压)
Vsat 饱和电压(V,在常白模式下,相对对比度为90%的特征电压)
P 陡度因子(P=Vsat/Vth,液晶电光曲线的陡峭程度)
其中,
Cp:通过熔点仪测试获得。
Δn:使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、25℃测试得到。
Δε:Δε=ε∥-ε⊥,其中,ε∥为平行于分子轴的介电常数,ε⊥为垂直于分子轴的介电常数;测试条件:25℃、1KHz、盒厚6μm的VA型测试盒。
t-30℃:将向列相液晶介质置于玻璃瓶中,在-30℃保存,并且在观察到有晶体析出时所记录的时间。
Tr:使用DMS 505光电综合测试仪测试调光器件的V-T曲线,全部取V-T曲线上透过率的最大值来作为液晶的透过率,测试盒为负性IPS型,盒厚3.5μm。
Vth:使用DMS 505测试仪测试得到,测试条件:IPS液晶盒,盒厚4μm,测试频率为60Hz,测试波形为方形。
Vsat:使用DMS 505测试仪测试得到,测试条件:IPS液晶盒,盒厚4μm,测试频率为60Hz,测试波形为方形。
以下实施例中所采用的各成分均可以通过公知的方法进行合成,或者通过商业途径获得。这些合成技术是常规的,所得到的各液晶化合物经测试符合电子类化合物标准。
按照以下实施例规定的各液晶组合物的配比制备液晶组合物。液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的,如采取加热、超声波、悬浮等方式按照比例混合制得。
对比例1
按表2中所列的各化合物及其重量百分数配制成对比例1的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表2.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例1
按表3中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例1的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表3.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例2
按表4中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例2的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表4.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例3
按表5中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例3的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表5.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例4
按表6中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例4的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表6.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例5
按表7中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例5的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表7.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例6
按表8中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例6的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表8.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例7
按表9中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例7的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表9.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
实施例8
按表10中所列的各化合物及其重量百分数配制成实施例8的液晶组合物,并且将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试。
表10.液晶组合物的配方及性能参数测试结果
由对比例1和实施例1-8的对比可知,本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值和适当的低温储存时间的情况下,具有较高的清亮点、更接近1的陡度因子数值和较高的透过率,使得包含该液晶组合物的液晶显示器件具有陡峭的电光曲线、较宽的可使用温度范围、较高的透过率、较好的对比度、较强的多路寻址能力和较大的信息显示量。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物包含
至少一种通式I的化合物
至少一种通式II的化合物
其中,
R1和R2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、 所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
R3和R4各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基;
环和环各自独立地表示或其中中的一个或更多个-CH2-可分别独立地被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可分别独立地被双键替代,其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,并且一个或更多个环中-CH=可分别独立地被-N=替代;
X表示-CN、卤素、-CF3或-OCF3;
Z1和Z2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
n3表示0或1;并且
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,X表示-CN,并且n2表示1。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物还包含至少一种通式N的化合物
其中,
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、 所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
环和环各自独立地表示其中中的一个或更多个-CH2-可分别独立地被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可分别独立地被双键替代,其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,并且一个或更多个环中-CH=可分别独立地被-N=替代;
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
LN1和LN2各自独立地表示-CN、含有1-3个碳原子的卤代烷基或卤素;
LN3和LN4各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素;并且
5.根据权利要求3所述的液晶组合物,其特征在于,所述通式I的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1%-55%;所述通式II的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为0.1%-40%;所述通式N的化合物占所述液晶组合物的重量百分比为5%-60%。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物:
其中,
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、 所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-;
当nM表示0时,所述通式M的化合物不为联苯结构;并且
7.根据权利要求2所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物包含至少两种通式I的化合物。
8.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物包含至少一种n3表示1的通式II的化合物。
9.根据权利要求4所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物包含至少一种选自由通式N-2的化合物、通式N-4的化合物、通式N-6的化合物、通式N-8的化合物、通式N-9的化合物、通式N-14的化合物、通式N-15的化合物、通式N-16的化合物、通式N-17的化合物、通式N-28的化合物、通式N-29的化合物和通式N-39的化合物组成的组的化合物。
10.一种包含权利要求1-9中任一项所述的液晶组合物的液晶显示器件。
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