本發(fā)明涉及一種液晶組合物及其液晶顯示器件，特別涉及一種具有較低的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較低的粘度、較高的清亮點(diǎn)、良好的低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性、較好的抗UV穩(wěn)定性以及較好的高溫穩(wěn)定性的液晶組合物，以及包含該液晶組合物的液晶顯示器件。

背景技術(shù)：

液晶顯示元件根據(jù)顯示模式的不同可分為TN(twistednemtic扭曲向列)、STN(superistednemtic超扭曲向列)、IPS(in-planswitching面內(nèi)轉(zhuǎn)換)、VA(verticaligbnent垂直配向)、OCB(opticallycompensatedbend光學(xué)補(bǔ)償彎曲)等類型。隨著TFT(thinfilmtransistor薄膜晶體管)陣列驅(qū)動(dòng)液晶顯示(TFT-LCD)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來(lái)人們一直在積極研究具有快速響應(yīng)和高對(duì)比度等特性的TFT顯示器。

TFT-LCD的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的基礎(chǔ)研究階段，在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、商業(yè)化之后，TFT-LCD產(chǎn)品以其輕薄、環(huán)保、高性能等優(yōu)點(diǎn)，尺寸越來(lái)越多樣化，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。無(wú)論是小尺寸的手機(jī)屏，還是大尺寸的筆記本電腦(NotebookPC)或監(jiān)視器(Monitor)，甚至是大型化的液晶電視(LCDTV)，到處可見(jiàn)TFT-LCD的應(yīng)用。隨著早期商用的TFT-LCD產(chǎn)品尺寸的增加，特別是TFT-LCD在TV領(lǐng)域的應(yīng)用，具有廣視角特點(diǎn)的面內(nèi)切換(In-Plane Swiching，IPS)顯示模式被開(kāi)發(fā)出來(lái)加以運(yùn)用。IPS顯示模式最早由美國(guó)人R.Soref(索里夫)在1974年在論文中發(fā)表，并由德國(guó)人G.Baur(鮑爾)提出把IPS作為廣視角技術(shù)應(yīng)用于TFT-LCD中。1995年，日本的日立公司開(kāi)發(fā)出了世界上首款13.3寸IPS模式的廣視角TFT-LCD產(chǎn)品。韓國(guó)的現(xiàn)代公司在IPS的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了邊緣電場(chǎng)切換(FringeFieldSwitching，F(xiàn)FS)顯示模式。

TFT-LCD是TFT開(kāi)關(guān)控制下的液晶顯示裝置，其所使用的液晶材料的電學(xué)和光學(xué)特性直接影響到TFT-LCD的顯示效果。而不同種類的液晶材料，由于其電學(xué)和光學(xué)特性的不同，所適用的顯示模式也不盡相同。TFT-LCD所用的液晶材料必須滿足如下特性要求：

1)高穩(wěn)定性：包括紫外光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在TFT-LCD中，液晶材料與配向膜、Seal、Spacer等高分子材料接觸。而在TFT-LCD的制造過(guò)程中，要求液晶材料在高溫下仍然保持高的電壓保持率，以降低環(huán)境溫度變化對(duì)液晶材料性能的影響。此外，用紫外光照射進(jìn)行Seal硬化時(shí)，如果不用UV-MASX，液晶材料要耐得住紫外光的高能量破壞作用，避免液晶材料性質(zhì)的惡化。

2)適度的光學(xué)各向異性：不同的液晶顯示模式對(duì)光學(xué)各向異性Δn值的要求是不一 樣的，Δn變小可以獲得更寬的視角。

3)低粘度：這是高響應(yīng)速度的要求。粘度越低，響應(yīng)時(shí)間越小，響應(yīng)速度越快。

4)較大的介電各向異性：介電各向異性Δε越大，液晶的閾值電壓越小，但液晶材料中的離子越容易析出成為自由離子，導(dǎo)致電阻率降低。

5)寬的溫度范圍：理想的保存溫度范圍為-10℃～90℃，一般有特殊應(yīng)用的例如車載顯示，該溫度可能擴(kuò)寬到-40℃～100℃。

一種液晶分子不能滿足這種要求，必須要進(jìn)行多種液晶分子的混合。通過(guò)混合液晶分子實(shí)現(xiàn)液晶材料的各種物理特性要求。因此，在液晶材料領(lǐng)域，需要具有改進(jìn)性能的液晶組合物。特別地，對(duì)于許多應(yīng)用類型而言，液晶組合物必須具有適當(dāng)?shù)偷墓鈱W(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較低的粘度、低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性等特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種液晶組合物，其具備較低的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)、較低的粘度、良好的低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性、較好的抗UV穩(wěn)定性以及較好的高溫穩(wěn)定性等特性。所述液晶組合物適用于液晶顯示器中，使該液晶顯示器件能夠在惡劣的環(huán)境中良好顯示、正常工作。

本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種液晶組合物，包含：

占所述液晶組合物總重量1-45％的至少一種通式Ⅰ的化合物

占所述液晶組合物總重量1-45％的至少一種通式Ⅱ的化合物

以及

占所述液晶組合物總重量10-70％的至少一種通式Ⅲ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、氟代或未被氟代的碳原子數(shù)為1-7的烷基或烷氧基，或氟代或未被氟代的碳原子數(shù)為2-7的烯基或烯氧基；

相同或不同，各自獨(dú)立地選自由組成的組；

X₁表示F、Cl、-CN、-CF₃或-OCF₃；

Z表示單鍵、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂O-、-CF＝CF-或-COO-；

m、n和p相同或不同，各自獨(dú)立地表示0或1。

在一些實(shí)施方案中，所述液晶組合物還包含符合通式Ⅳ-1～通式Ⅳ-8的化合物中的一種或更多種的化合物：

以及

其中，

R₅、R₆、R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃和R₁₄相同或不同，各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-5的烷基或烷氧基，或氟代或未被氟代的碳原子數(shù)為2-7的烯基或烯氧基；

L₁表示H或F；

X₂表示F、Cl、-CN、-CF₃或-OCF₃。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶組合物總重量的1-30％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的1-30％；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶組合物總重量的10-60％；以及所述通式Ⅳ-1～通式Ⅳ-8的化合物占所述液晶組合物總重量的30-80％。

更優(yōu)地，所述通式Ⅰ的化合物占所述液晶組合物總重量的2-28％；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶組合物總重量的3-15％；所述通式Ⅲ的化合物占所述液晶組合物總重量的 10-50％；以及所述通式Ⅳ-1～通式Ⅳ-8的化合物占所述液晶組合物總重量的30-71％。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅰ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅰ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅰ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅱ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅱ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅲ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅲ的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，優(yōu)選所述通式Ⅳ-1的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-2的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-3的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-4的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-5的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-6的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-7的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：以及

優(yōu)選地，所述通式Ⅳ-8的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：

以及

作為特別優(yōu)選方案，所述通式Ⅳ-1～通式Ⅳ-8的化合物選自由如下化合物組成的組中一種或更多種化合物：：

以及

本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包含本發(fā)明的液晶組合物。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)上述化合物進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，通過(guò)與對(duì)照的比較，確定了包括上述液晶組合物的液晶介質(zhì)，具有較低的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較低的粘度、較高的清亮點(diǎn)、低溫穩(wěn)定性好、對(duì)UV穩(wěn)定性高以及對(duì)熱的穩(wěn)定性高的特性。

在本發(fā)明中如無(wú)特殊說(shuō)明，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4μm。

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1所列代碼表示，則可表達(dá)為：nCCGF，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。

以如下結(jié)構(gòu)為例：

則可表示為2IPUQUF，代碼中的2表示-C₂H₅；代碼中的I代表茚滿-2,5-二基；代碼中的P代表1,4-亞苯基；代碼中的U表示2,5二氟-1,4-亞苯基，代碼中Q表示二氟甲氧基；代碼中F表示氟取代基。

以下實(shí)施例中測(cè)試項(xiàng)目的簡(jiǎn)寫(xiě)代號(hào)如下：

其中，光學(xué)各向異性使用阿貝折光儀在鈉光燈(589nm)光源下、25℃測(cè)試得。

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。

VHR(初始)是使用TOY06254型液晶物性評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試得；測(cè)試溫度為60℃，測(cè)試電壓為5V，測(cè)試時(shí)間為166.7ms。VHR(150℃)是將液晶在150℃劣化1h后使用TOY06254型液晶物性評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試得；測(cè)試溫度為60℃，測(cè)試電壓為5V，測(cè)試時(shí)間為166.7ms。VHR(UV)是使用TOY06254型液晶物性評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試得；測(cè)試溫度為60℃，測(cè)試電壓為5V，測(cè)試時(shí)間為166.7ms，紫外光照時(shí)間為20min。

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。

制備并研究下列實(shí)施例中給出的液晶組合物。下面顯示了各液晶組合物的組成和其性能參數(shù)測(cè)試結(jié)果。

表2所列是對(duì)照例液晶組合物的成分、配比及填充于液晶顯示器兩基板之間進(jìn)行性能測(cè)試的測(cè)試結(jié)果，以便于與說(shuō)明本發(fā)明液晶組合物進(jìn)行性能對(duì)比。

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

實(shí)施例1

按表3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3 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例2

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4 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例3

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5 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例4

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6 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例5

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7 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例6

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8 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例7

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9 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

實(shí)施例8

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8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

實(shí)施例9

按表11中所列的各化合物及重量百分?jǐn)?shù)配制成實(shí)施例9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11 液晶組合物配方及其測(cè)試性能

參照對(duì)照例1，從以上實(shí)施例1、2、3、4、5、6、7、8和9的測(cè)試數(shù)據(jù)可見(jiàn)，本發(fā)明所提供的液晶組合物具有較低的光學(xué)各向異性、較高的介電各向異性、較高的清亮點(diǎn)，使得使用本發(fā)明液晶組合物的液晶顯示器具有較寬的視角，并且本發(fā)明的液晶組合物具有顯著小的流動(dòng)粘度、良好的低溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性、較好的抗UV穩(wěn)定性和較好的高溫穩(wěn)定性，從而具有快的響應(yīng)速度，可適用于具有快速響應(yīng)需求的顯示設(shè)備，如監(jiān)視器、電視等，使液晶顯示器件具有可靠性高，在惡劣的環(huán)境中能夠正常工作的特性。