CN114574219B - 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：
以及
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；
环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；
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-；
n1表示0、1或2，n2表示1或2，其中当n1表示2时，环可以相同或不同，Z1可以相同或不同，其中当n2表示2时，环可以相同或不同，Z2可以相同或不同；
n3表示0或1；并且
当Z2不为单键时，环不为
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：
以及
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：
以及
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；
环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，其中中的至多一个-H可被卤素取代；
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-；
nM表示0、1或2，其中当nM＝2时，环可以相同或不同，ZM2可以相同或不同；
当nM表示0时，通式M的化合物不为联苯结构；并且
当nM表示1，且环和环中的一者为非芳香环时，通式M的化合物不含有联苯结构。
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：
以及
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
nN1表示0、1、2或3，nN2表示0或1，且0≤nN1+nN2≤3，其中当nN1＝2或3时，环可以相同或不同，ZN1可以相同或不同。
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：
以及
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；
nA11表示0、1、2或3，其中当nA11＝2或3时，环可以相同或不同，ZA11可以相同或不同；
nA12表示1或2，其中当nA12＝2时，环可以相同或不同；并且
nA2表示0、1、2或3，其中当nA2＝2或3时，环可以相同或不同，ZA21可以相同或不同。
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：
以及
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：
以及
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
nB1和nB2各自独立地表示0、1或2，其中当nB1＝2时，环可以相同或不同，ZB1可以相同或不同，其中当nB2＝2时，环可以相同或不同，ZB2可以相同或不同。
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：
以及
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：
以及
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 (3)
1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含
占所述液晶组合物的重量百分比为12％-55％的至少两种通式I的化合物，所述通式I的化合物选自由如下化合物组成的组：
占所述液晶组合物的重量百分比为0.1％-40％的至少两种通式II的化合物
占所述液晶组合物的重量百分比为1％-50％的至少一种通式M的化合物，所述通式M的化合物选自由如下化合物组成的组：
占所述液晶组合物的重量百分比为5％-60％的至少一种通式N的化合物，所述通式N的化合物选自由如下化合物组成的组：
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；
R3表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基或含有2-12个碳原子的直链或支链的烯基；
R4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；
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-或-O-替代；
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-或-O-替代；
环表示
Z1和Z2表示单键；并且
n3表示0或1。
2.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。
3.一种包含权利要求1-2中任一项所述的液晶组合物的液晶显示器件。
Priority Applications (1)
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| CN202011383033.0A CN114574219B (zh) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | 液晶组合物及其液晶显示器件 |
Applications Claiming Priority (1)
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