CN113736476B - 一种液晶组合物及液晶显示元器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶组合物及液晶显示元器件。所述液晶组合物包括至少一种式I所示的化合物。本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的低温储存时间的情况下，还具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、较大的平均弹性常数和较短的响应时间，使得包含该液晶组合物的液晶显示元器件具有较宽的温度使用范围、较低的阈值电压、较好的对比度和较快的响应速度。

Description

一种液晶组合物及液晶显示元器件

技术领域

本发明属于液晶技术领域，具体涉及一种液晶组合物及液晶显示元器件。

背景技术

液晶显示元件可以在以钟表、电子计算器为代表的家庭用各种电器、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。在低信息量的情况下，一般采用无源方式驱动。但是，随着信息量的加大以及显示尺寸和显示路数的增多，串扰和对比度降低的现象变得严重，因此一般采用有源矩阵(AM)方式驱动。目前较多采用薄膜晶体管(TFT)进行驱动。在AM-TFT元件中，TFT开关器件在二维网格中寻址，在处于导通的有限时间内对像素电极进行充电，之后又变成截止状态，直至在下一周期中再被寻址。因此，在两个寻址周期之间，不希望像素点上的电压发生改变，否则像素点的透过率会发生改变，从而导致显示的不稳定性。像素点的放电速度取决于电极容量和电极间介电材料的电阻率。因此，要求液晶材料具有较高的电阻率、良好的化学稳定性和热稳定性以及对电场和电磁辐射的稳定性，同时要求液晶材料具有合适的光学各向异性Δn和较低的阈值电压，以达到降低驱动电压和降低功耗的目的；还要求液晶材料具有较低的粘度，以满足快速响应的需要。这类液晶组合物已经有很多文献报道，例如WO9202597、WO9116398、WO9302153、WO9116399、CN1157005A等。

研究表明，影响液晶显示元件的对比度的最主要因素为液晶材料的漏光，而影响漏光的主要因素是光散射(LC Scattering)，其中LC Scattering与平均弹性常数K_ave的关系式如下：

其中，d表示液晶盒的间距，n_e表示非寻常光折射率，n_o表示寻常光折射率。由该关系式可知，LC Scattering与K_ave成反比关系，在提高K_ave的情况下，可以降低液晶材料的漏光。

此外，对比度(CR)与亮度(L)的关系式如下：

CR＝L₂₅₅/L₀×100％，

其中，L₂₅₅为开态亮度，L₀为关态亮度。可以看出，显著影响CR的应该是L₀的变化。在关态下，L₀与液晶分子的介电性能无关，而与液晶材料本身的LC Scattering相关；LCScattering愈小，L₀也愈小，CR从而也就会显著提高。

含有介电各向异性的绝对值大的液晶组合物的液晶显示元件能够降低基础电压值、降低驱动电压，并且能进一步降低消耗电功率，但介电各向异性的绝对值大会使液晶的粘度较大和稳定性较差。

含有较低阈值电压的液晶组合物的液晶显示元件能够有效降低显示功耗，特别是在消耗品(如手机、平板电脑等便携式电子产品)中将具有更长的续航时间。然而，对于具有较低阈值电压的液晶组合物(一般含有大介电极性基团)，其液晶分子的有序度低，反映液晶分子有序度的K_ave值也会降低，从而影响液晶材料的漏光和对比度，这两者通常难以兼顾。

粘度小的液晶组合物可以提高液晶显示元件的响应速度。当液晶显示元件的响应速度快时，其可以适用于动画显示。另外，向液晶显示元件的液晶盒内注入液晶组合物时，可以缩短注入时间，能够提高作业性。旋转粘度γ₁直接影响液晶组合物在加电后的响应时间，其中上升时间(τ_on)和下降时间(τ_off)都与液晶组合物的旋转粘度γ₁成正比关系。由于上升时间(τ_on)与液晶盒和驱动电压有关，因此可以通过加大驱动电压与降低液晶盒的盒厚来调节上升时间(τ_on)。下降时间(τ_off)与驱动电压无关，其主要与液晶组合物的弹性常数和液晶盒的盒厚有关，盒厚的趋薄会降低下降时间(τ_off)，而不同显示模式下的液晶分子运动方式不同，TN、IPS、VA三种模式中的下降时间(τ_off)分别与平均弹性常数、扭曲弹性常数、弯曲弹性常数成反比关系。

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

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液晶组合物及液晶显示元器件。所述液晶组合物能够维持适当的光学各向异性和适当的低温储存时间的同时，还具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、较大的K_ave值和较短的响应时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种液晶组合物，所述液晶组合物包括至少一种式I所示的化合物：

其中，

R₁选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、

-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C12链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环A₁选自

或

Z₁和Z₂各自独立地选自单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-(CH₂)₄-、-CH＝CHCH₂O-、-CF₂O-或-OCF₂-；

n₁为1或2，当n₁＝2时，两个Z₁可以相同或不同。

本发明中，“所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、

-CO-O-或-O-CO-替代后的基团”指的是：例如当“所述取代或未取代的C1-C12链状烷基”选自

时，其中一个“-CH₂-”被“-O-”替代后的基团可以为

或

其中“不相邻的两个以上的-CH₂-”被“-CH＝CH-”替代后的基团可以为

或

“Z₁和Z₂各自独立地选自单键”指的是式I所示的化合物可以为

(Z₁选自单键，Z₂选自上述其他基团)、

(Z₂选自单键，Z₁选自上述其他基团)或

(Z₁、Z₂选自单键)。

本发明中，所述式I所示的化合物包括式I-1所示化合物和/或I-2所示化合物：

其中，

R₁选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、

-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C12链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

Z₁、Z₁'和Z₂各自独立地选自单键、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CF₂O-或-OCF₂-；

环A₁选自

或

作为本发明的优选技术方案，R₁优选为含有1-10个(例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个)碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个(例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个)碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个(例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个)碳原子的直链或支链的烯基；R₁进一步优选为含有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再进一步优选为含有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。

本发明中，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-40％的式I所示的化合物(此处的式I所示化合物的质量指的是液晶组合物中添加的全部式I所示化合物的总质量)，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、5.5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％等，优选为0.1-30％，进一步优选为0.1-25％。

本发明中，所述式I的化合物的种类为一种以上，例如可以是一种、两种、三种、四种、五种等。本发明的液晶组合物中特别优选含有至少两种式I-1的化合物。

本发明中，所述液晶组合物还包括至少一种式M所示化合物：

其中，

R_M1和R_M2各自独立地选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C12链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环M₁、环M₂和环M₃各自独立地选自

或

或者

中的至少一个-CH₂-被-O-替代(即-CH₂-被-O-替代直至

无可替代的-CH₂-为止，下述类似表达含义相同)的基团，例如环M₁、环M₂和环M₃可以独立地选自

等，或者

中的至少一个碳碳单键被碳碳双键替代的基团，例如环M₁、环M₂和环M₃可以独立地选自

或

等，或者

中的至多一个-H被卤素取代的基团，例如环M₁、环M₂和环M₃可以独立地选自

等；

Z_M1和Z_M2各自独立地选自单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH₂CH₂-或-(CH₂)₄-；

n_M1为0、1或2，其中当n_M为2时，环M₂可以相同或不同，Z_M2可以相同或不同。

本发明中，所述式M所示化合物包括下述所示化合物中的任意一种或至少两种的组合：

作为本发明的优选技术方案，R_M1和R_M2优选各自独立地为含有1-10个(例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个)碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个(例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个)碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个(例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个)碳原子的直链或支链的烯基；R_M1和R_M2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；R_M1和R_M2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2-4个碳原子的直链或支链的烯基。

作为本发明的优选技术方案，R_M1和R_M2优选各自独立地选自含有2-8个碳原子的直链烯基；R_M1和R_M2进一步优选各自独立地选自含有2-5个碳原子的直链烯基。

作为本发明的优选技术方案，R_M1和R_M2中的一者为含有2-5个碳原子的直链烯基，而另一者为含有1-5个碳原子的直链烷基。

作为本发明的优选技术方案，R_M1和R_M2中的一者为含有1-5个碳原子的直链烷氧基，而另一者为含有1-5个碳原子的直链烷基。

本发明中，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-90％的式M所示的化合物(此处的式M所示化合物的质量指的是液晶组合物中添加的全部式M所示化合物的总质量)，例如可以是0.1％、1％、2％、5％、6％、8％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％等，优选为1-70％，进一步优选为10-70％。。

关于式M所示化合物的含量，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变大时，优选其下限值变低、且上限值变低。

在本发明的一些实施方案中，在重视可靠性时，优选R_M1和R_M2均为烷基；在重视降低化合物的挥发性的情形时，优选R_M1和R_M2均为烷氧基；在重视粘度降低的情形时，优选R_M1和R_M2中至少一者为烯基。

在本发明中，所述液晶组合物还包括式A-1所示化合物和/或式A-2所示化合物：

其中，

R_A1和R_A2各自独立地选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C12链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环A₁₁、环A₁₂、环A₂₁和环A₂₂各自独立地选自

或

或者

和

中的至少一个-CH₂-被-O-替代的基团，或者

和

中的至少一个碳碳单键被碳碳双键替代的基团，或者

和

中的至少一个-H被-F、-Cl或-CN取代的基团，或者

和

中的至少一个-C-H＝被-N＝取代的基团，例如

中-C-H＝被-N＝取代后的基团可以为

等；

Z_A11、Z_A21和Z_A22各自独立地选自单键、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH₂O-或-OCH₂-；

L_A11、L_A12、L_A13、L_A21和L_A22各自独立地选自-H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或卤素；

X_A1和X_A2各自独立地选自卤素、C1-C5卤代烷基、C1-C5卤代烷氧基、C2-C5卤代烯基或C2-C5卤代烯氧基；

n_A11为0、1、2或3，当n_A11＝2或3时，环A₁₁可以相同或不同，Z_A11可以相同或不同；

n_A12为1或2，当n_A12＝2时，环

可以相同或不同；

n_A2为0、1、2或3，当n_A2＝2或3时，环A₂₁可以相同或不同，Z_A21可以相同或不同；

当n_A11选自1或2，且X_A1选自-CF₃时，环A₁₂不为

或

当n_A2选自1或2，且X_A2选自-CF₃时，环A₂₂不为

或

本发明中，所述式A-1所示化合物包括下述化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，

R_A1独立地选自取代或未取代的C1-C8链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C8链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C8链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

R_v和R_w各自独立地选自-CH₂-或-O-；

L_A11、L_A12、L_A11'、L_A12'、L_A14、L_A15和L_A16各自独立地选自-H或-F；

L_A13和L_A13'各自独立地选自-H或-CH₃；

X_A1选自-F、-CF₃或-OCF₃；

v和w各自独立地为0或1。

优选地，所述式A-2所示化合物包括下述化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，

R_A2独立地选自取代或未取代的C1-C8链状烷基、所述取代或未取代的C1-C8链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C8链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

L_A21、L_A22、L_A23、L_A24和L_A25各自独立地选自-H或-F；

X_A2选自-F、-CF₃、-OCF₃或-CH₂CH₂CH＝CF₂；

X_A3选自-F、-OCF₃或-CH₂CH₂CH＝CF₂。

本发明中，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-50％的式A-1所示化合物(此处的式A-1所示化合物的质量指的是液晶组合物中添加的全部A-1所示化合物的总质量)，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、5.5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、45％、50％等，优选为0.1-40％。

关于式A-1所示化合物的优选含量，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、且使上限值略高。

本发明中，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-60％的式A-2所示的化合物(此处的式A-2所示化合物的质量指的是液晶组合物中添加的全部A-2所示化合物的总质量)，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、5.5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、45％、50％、55％、60％等，优选为0.1-50％。

关于式A-2所示化合物的优选含量，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。

在本发明中，所述液晶组合物还包括至少一种式N所示的化合物：

其中，

R_N1和R_N2各自独立地选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述C1-C12链状烷基和C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环N₁和环N₂独立地选自

或

或者

中的至少一个-CH₂-被-O-替代的基团，或者

中的至少一个碳碳单键被双键替代的基团，或者

中的至少一个-H被-F、-Cl或-CN取代的基团，或者

中的至少一个-C-H＝被-N＝取代的基团；

Z_N1和Z_N2各自独立地选自单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-(CH₂)₄-、-CF₂O-或-OCF₂-；

L_N1和L_N2各自独立地选自-H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或卤素；

n_N1表示0、1、2或3，n_N2表示0或1，且0≤n_N1+n_N2≤3，当n_N1＝2或3时，环N₁可以相同或不同，Z_N1可以相同或不同。

作为本发明的优选技术方案，R_N1和R_N2优选各自独立地为含有1-10个(例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个)碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个(例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个)碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个(例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个)碳原子的直链或支链的烯基；R_N1和R_N2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；R_N1和R_N2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2-4个碳原子的直链或支链的烯基。

作为本发明的优选技术方案，R_N1更进一步优选为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基；R_N1再进一步优选为含有2-5个碳原子的直链或支链的烷基、或含有2-3个碳原子的直链或支链的烯基；R_N2更进一步优选为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷氧基。

作为本发明的优选技术方案，环

和环

各自独立地表示

或

优选地，所述式N所示的化合物包括下述化合物中的任意一种或至少两种的组合：

优选地，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-60％的式N所示的化合物(此处的式N所示化合物的质量指的是液晶组合物中添加的全部式N所示化合物的总质量)，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、5.5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、45％、50％、55％、60％等。

作为本发明的优选技术方案，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，优选式N所示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，优选式N所示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，优选使式N所示化合物的含量的下限值变高、且上限值变高。

本发明所述液晶组合物还包括掺杂剂、向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、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中的任意一种或至少两种的组合。

在本发明中，所述掺杂剂选自如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：

在本发明中，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物还包括0-5％的掺杂剂，例如可以是0％、0.005％、0.01％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％等，优选为0.01-1％。

本发明中，所述光稳定剂选自以下化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，n表示1-12的正整数，例如可以是1、2、4、6、8、10、12等。

本发明中，所述光稳定剂选自

或

中的任意一种或至少两种的组合；

其中，n表示1-12的正整数，例如可以是1、2、4、6、8、10、12等。

在本发明中，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物还包括0-5％的光稳定剂，例如可以是0％、0.005％、0.01％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％等，优选为0.01-1％，进一步优选为0.01-0.1％。

第二方面，本发明提供一种液晶显示元器件，所述液晶显示元件包括如第一方面所述的液晶组合物。

优选地，所述液晶显示元器件适用于主动矩阵薄膜晶体管驱动的液晶显示元件中。

术语和定义：

术语“链状烷基”代表一类含有碳、氢两种原子的直链或支链烷基团，例如可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、2-乙基丁基、2-乙基己基或2-丁基辛基中等。

术语“环烷基”代表含有3个以上碳原子的饱和单环烃环，例如可以是

(环丙基)、

(环丁基)或

(环戊基)等。

术语“烷氧基”代表通过氧原子键合的直链或支链烷基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、戊氧基。

术语“取代或未取代”代表该结构中的氢被所述取代基取代或该氢未被取代基取代。除非另有说明，任选取代的基团可以在该基团每一个可取代的位置上具有取代基，或者在结构中的多于一个(至该被取代的结构上取代位占满)位置可以被取代。

本文使用的数值范围“C1-C12”以及其所包含的亚范围意指具有限定数量的1-12个碳原子，即含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12个碳原子。

术语“卤素”代表F、Cl、Br或I。

本发明中的烯基优选地选自式(V1)至式(V9)中的任一者所选自的基团，特别优选为式(V1)、式(V2)、式(V8)或(V9)。式(V1)至式(V9)所选自的基团如下所示：

其中，*选自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)中的任一者所选自的基团，特别优选为式(OV1)、式(OV2)、式(OV8)或(OV9)。式(OV1)至式(OV9)所选自的基团如下所示：

其中，*选自所键结的环结构中的碳原子。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明的液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的低温储存时间的情况下，还具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、较大的K_ave值(平均弹性常数)和较短的响应时间，使得包含该液晶组合物的液晶显示器件具有较宽的温度使用范围、较低的阈值电压、较好的对比度和较快的响应速度。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

为便于表达，以下各实施例中，液晶化合物的基团结构用表1所列的代码表示：

表1

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：nCCPm，代码中的n表示左端烷基的C原子数，例如n为“3”，即表示该烷基为正丙基；m表示右端烷基的C原子数，例如m为“2”，即表示该烷基为乙基，代码中的C代表1,4-亚环己基，代码中的P代表1,4-亚苯基。

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℃)

K_ave 平均弹性常数

τ_off 撤电时，从90％透过率降至10％透过率所需的时间(ms，25℃)

t_-30℃ 低温储存时间(day，-30℃)

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7μm的TN型测试盒。

K₁₁、K₂₂、K₃₃是使用LCR仪和反平行摩擦盒测试液晶材料的C-V曲线并且进行计算所得，测试条件：7μm反平行摩擦盒，V＝0.1～20V；

(K₁₁+K₂₂+K₃₃)。

τ_off使用DMS505测试得到，测试条件：盒厚3.5μm的IPS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。

以下实施例和对比例中采用的各成分均可以通过公知的方法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。

按照以下实施例和对比例规定的各液晶组合物的配比，制备液晶组合物。液晶组合物的制备按照本领域的常规方法进行，如采取加热、超声波、悬浮等方式按照规定比例进行混合。

制备并研究下列实施例中给出的液晶组合物。下文示出各液晶组合物的组成和其性能参数测试结果。

对比例1

按表2中所列的各化合物及其质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

对比例2

按表3中所列的各化合物及其质量百分数配制成对比例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3.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例1

按表4中所列的各化合物及其质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4.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例2

按表5中所列的各化合物及其质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5.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例3

按表6中所列的各化合物及其质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6.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例4

按表7中所列的各化合物及其质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7液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例5

按表8中所列的各化合物及其质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8.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例6

按表9中所列的各化合物及其质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9.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例7

按表10中所列的各化合物及其质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10.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例8

按表11中所列的各化合物及其质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11.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例9

按表12中所列的各化合物及其质量百分数配制成实施例9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12.液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例10

按表13中所列的各化合物及其质量百分数配制成实施例10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13液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例11

按表14中所列的各化合物及其质量百分数配制成实施例11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14液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例12

按表15中所列的各化合物及其质量百分数配制成实施例12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15液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例13

按表16中所列的各化合物及其质量百分数配制成实施例13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16液晶组合物的配方及性能参数测试结果

实施例14

按表17中所列的各化合物及其质量百分数配制成实施例14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17液晶组合物的配方及性能参数测试结果

通过实施例1和对比例1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、适当的低温储存时间和适当的响应时间的情况下，具有较高的清亮点和较大的K_ave值。

通过实施例1与对比例2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、适当的清亮点和适当的低温储存时间的情况下，具有较高的介电各向异性、较大的Kave值和较短的响应时间。

综上，本发明所述液晶组合物在维持适当的光学各向异性和适当的低温储存时间的情况下，还具有较高的清亮点、较大的介电各向异性、较大的K_ave值和较短的响应时间，使得包含该液晶组合物的液晶显示器件具有较宽的温度使用范围、较低的阈值电压、较好的对比度和较快的响应速度。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明所述液晶组合物及液晶显示元器件，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括至少一种式I所示的化合物：

其中，

R₁选自C1-C12链状烷基、C3-C5环烷基或所述C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、

-CO-O-或-O-CO-替代后的基团；

环A₁选自

Z₁和Z₂各自独立地选自单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-(CH₂)₄-、-CH＝CHCH₂O-、-CF₂O-或-OCF₂-；

n₁为1；

所述液晶组合物还包括至少一种式M所示化合物：

其中，

R_M1和R_M2各自独立地选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述取代或未取代的C1-C12链状烷基和取代或未取代的C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环M₁、环M₂和环M₃各自独立地选自

或者

中的至少一个-CH₂-被-O-替代的基团、或者

中的至少一个碳碳单键被碳碳双键替代的基团，或者

中的至多一个-H被卤素取代的基团；

Z_M1和Z_M2各自独立地选自单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH₂CH₂-或-(CH₂)₄-；

n_M为0、1或2，其中当n_M为2时，环M₂可以相同或不同，Z_M2可以相同或不同；

所述液晶组合物还包括式A-1所示化合物：

其中，

R_A1选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述取代或未取代的C1-C12链状烷基和取代或未取代的C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环A₁₁和环A₁₂各自独立地选自

或者

中的至少一个-CH₂-被-O-替代的基团，或者

中的至少一个碳碳单键被碳碳双键替代的基团，或者

中的至少一个-H被-F、-Cl或-CN取代的基团，或者

中的至少一个-C-H＝被-N＝取代的基团；

Z_A11选自单键、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、

-CH₂O-或-OCH₂-；

L_A11、L_A12和L_A13各自独立地选自-H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或卤素；

X_A1选自卤素、C1-C5卤代烷基、C1-C5卤代烷氧基、C2-C5卤代烯基或C2-C5卤代烯氧基；

n_A11为0、1、2或3，当n_A11＝2或3时，环A₁₁可以相同或不同，Z_A11可以相同或不同；

n_A12为1或2，当n_A12＝2时，环

可以相同或不同；

当n_A11表示1或2，且X_A1表示-CF₃时，环A₁₂不为

以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-25％的式I所示的化合物、10-75％的式M所示的化合物和0.1-40％的式A-1所示的化合物。

2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式I所示的化合物包括式I-1所示化合物所示化合物：

其中，

R₁选自C1-C12链状烷基、C3-C5环烷基或所述C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、

-CO-O-或-O-CO-替代后的基团；

Z₁和Z₂各自独立地选自单键、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CF₂O-或-OCF₂-；

环A₁选自

3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式M所示化合物包括下述所示化合物中的任意一种或至少两种的组合：

4.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括式A-2所示化合物：

其中，

R_A2选自取代或未取代的C1-C12链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C12链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述取代或未取代的C1-C12链状烷基和取代或未取代的C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

环A₂₁和环A₂₂各自独立地选自

或者

中的至少一个-CH₂-被-O-替代的基团，或者

中的至少一个碳碳单键被碳碳双键替代的基团，或者

中的至少一个-H被-F、-Cl或-CN取代的基团，或者

中的至少一个-C-H＝被-N＝取代的基团；

Z_A21和Z_A22各自独立地选自单键、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH₂O-或-OCH₂-；

L_A21和L_A22各自独立地选自-H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或卤素；

X_A2选自卤素、C1-C5卤代烷基、C1-C5卤代烷氧基、C2-C5卤代烯基或C2-C5卤代烯氧基；

n_A2为0、1、2或3，当n_A2＝2或3时，环A₂₁可以相同或不同，Z_A21可以相同或不同；

当n_A2表示1或2，且X_A2表示-CF₃时，环A₂₂不为

5.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述式A-1所示化合物包括下述化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，

R_A1选自取代或未取代的C1-C8链状烷基、取代或未取代的C3-C5环烷基或所述取代或未取代的C1-C8链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述取代或未取代的C1-C8链状烷基和取代或未取代的C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

R_v和R_w各自独立地选自-CH₂-或-O-；

L_A11、L_A12、L_A11'、L_A12'、L_A14、L_A15和L_A16各自独立地选自-H或-F；

L_A13和L_A13'各自独立地选自-H或-CH₃；

X_A1选自-F、-CF₃或-OCF₃；

v和w各自独立地为0或1。

6.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述式A-2所示化合物包括下述化合物中的任意一种或至少两种的组合：

其中，

R_A2选自取代或未取代的C1-C8链状烷基、所述取代或未取代的C1-C8链状烷基中一个或不相邻的两个以上的-CH₂-分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代后的基团，所述取代或未取代的C1-C8链状烷基和取代或未取代的C3-C5环烷基的取代基各自独立地选自-F或-Cl；

L_A21、L_A22、L_A23、L_A24和L_A25各自独立地选自-H或-F；

X_A2选自-F、-CF₃、-OCF₃或-CH₂CH₂CH＝CF₂；

X_A3选自-F、-OCF₃或-CH₂CH₂CH＝CF₂。

7.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，以所述液晶组合物质量为100％计，所述液晶组合物包括0.1-60％的式A-2所示的化合物。

8.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-1的化合物。

9.一种液晶显示元器件，其特征在于，所述液晶显示元件包括如权利要求1-8中任一项所述的液晶组合物。

10.根据权利要求9所述的液晶显示元器件，其特征在于，所述液晶显示元器件适用于主动矩阵薄膜晶体管驱动的液晶显示元件。