CN108728119A - 一种快响应负介电各向异性液晶组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种含有氟代乙氧基结构的向列相液晶组合物，该组合物至少包含一种通式I所代表的化合物：以及至少一种通式II所代表的化合物；其中，通式I所代表的化合物为含有2，3‑二氟苯结构的液晶化合物，该类化合物具有较大的负介电各向异性和高的清亮点；通式II所代表的化合物为两环具有2,3‑二氟‑1,4‑苯基的液晶化合物，末端采用氟代乙氧基结构，大幅提升液晶化合物的介电各向异性。本发明所提供的液晶组合物具有低的旋转粘度、良好的低温互溶性以及快的响应时间，适用于VA/MVA/PVA/PSVA等VA类液晶显示装置以及IPS、FFS模式液晶显示装置。对于改善液晶显示器的响应时间非常有效。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶组合物，具体地说是一种向列相液晶组合物，确切地说本发明所提供的液晶组合物具有负的介电各向异性，更确切地说本发明所提供的液晶组合物中含有氟代乙氧基结构的液晶化合物，属于液晶材料及其应用领域。
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有源矩阵的系统中。
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。
负性液晶最早于上世纪80年代末提出，其主要用于VA模式，其主要优点在于对比度高，主要缺点是视角小，响应时间慢。随着显示技术的发展，MVA、PVA、PSVA等技术相继出现，解决了响应时间和视角的问题。近年来，随着触摸屏成为移动设备市场主流，IPS和FFS类硬屏显示器有着先天的优势，IPS和FFS类显示器既可以使用正性液晶，也可以使用负性液晶，由于该类显示器中存在的弯曲电场，正性液晶沿着电场线方向排列，从而导致分子弯曲，以及于透过率下降；负性液晶垂直于电场线方向排列，因而透过率会大幅提升，是目前提升透过率、降低背光功耗最好的方法。但负性液晶存在的响应时间问题是目前遇到的重大难题，利用负性液晶的FFS显示器相对于正性液晶的FFS显示器响应时间慢50％或更多。因此，如何提升负性液晶的响应时间成为目前的核心问题。
发明内容
由于液晶显示器的响应时间取决于(d^2γ1)/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；而对于液晶组合物，降低旋转粘度和液晶厚度最有效。本发明提供了一种全新的含有氟代乙氧基结构的向列相液晶组合物，其具有低的旋转粘度，可有效地降低液晶显示器的响应时间。
具体而言，本发明所述组合物含有氟代乙氧基结构的向列相液晶组合物，至少包含一种通式I所代表的化合物：
R1代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A1选自反式1，4-环己基或1，4-亚苯基。
以及至少一种通式II所代表的化合物：
其中，R2代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A2代表反式1,4-环己基、1,4-亚苯基。
本发明提供的通式I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。
本发明提供的液晶组合物中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式I所述化合物在组合物中的含量在5～70％为宜，优选为8～60％或13～65％；更优选30～60％、5～35％、16～57％、10～49％或8～55％；或者，通式I所述化合物在组合物中的含量在10～57％为宜，优选为10～41％、38～57％或29～42％；更优选19～34％、49～57％或33～39％；此时更有利于满足液晶显示器的显示性能，降低液晶显示器的响应时间。
具体而言，理想的通式I所代表的化合物选自式IA～式IB所代表的化合物的一种或几种：
其中，R1代表C1～C7的直链烷基、C2～C7的直链烯基。
优选的，通式I所代表的化合物选自式IA1～IA8、IB1～IB8所代表的化合物的一种或几种：
其中，当通式I所代表的化合物选择IA2、IA3、IA4、IA5、IA6、IB2及IB3时，在本发明所述液晶组合物中的应用效果尤为突出。
本发明所述的液晶组合物还包括了至少一种通式II所代表的化合物，所述通式II所代表的的化合物为两环具有2,3-二氟-1,4-苯基的液晶化合物,末端采用氟代乙氧基结构(-OCH2CH2F)，大幅提升液晶化合物的介电各向异性，用于本发明所述的液晶组合物中可改善液晶组合物的互溶性和提升液晶组合物的负介电各向异性，降低极性组分使用，增加中性低粘度组分使用，实现降低液晶组合物的旋转黏度，提升液晶显示器响应时间的目的，同时拓宽液晶组合物的低温相转变温度，改善液晶组合物的低温互溶性。
本发明提供的液晶组合物中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式II所述化合物在组合物中的含量在1～40％为宜，优选为3～35％；更优选5～30％、3～20％或10～35％；或者，通式II所述化合物在液晶组合物中的含量在5～30％，优选为7～28％、11～18％、5～20％；更优选15～17％或12～17％，此时更有利于晶组合物的低温互溶性和低的旋转粘度。
具体而言，理想的通式II所代表的化合物选自IIA或IIB中的一种或多种：
其中，R3代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基。
优选地，通式II所代表的化合物选自IIA1～IIA8、IIB1～IIB6中的一种或多种：
其中，当通式II所代表的化合物选择IIA2、IIA3、IIA5、IIB3、IIB4及IIB5时，在本发明所述液晶组合物中的应用效果尤为突出。
此外，本发明所提供的的液晶组合物还可以进一步包含一种或多种通式III所代表的化合物：
其中，R3、R4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；A3、A4各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4亚苯基。
本发明提供的通式III所代表的化合物为双环结构，其加入到液晶组合物中有助于配合本发明所述通式I及通式II所代表的化合物，进一步降低液晶组合物的旋转黏度和增加互溶性，改善液晶显示器的响应时间和拓宽液晶显示器的低温工作温度。
本发明提供的液晶组合物中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式III所述化合物在组合物中的含量在5～70％为宜，优选为15～60％；更优选18～56％、15～35％、30～60％或20～45％；或者，当液晶组合物中包括所述通式III所述化合物时，其在组合物中的含量在19～56％，优选为23～50％、18～36％或22～43％；更优选21～31％或25～35％；此时更有利于改善液晶显示器的响应时间和拓宽液晶显示器的工作温度。
具体而言，理想的通式III所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：
其中，R4代表C1～C7的直链烷基；R5代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基。
优选的，通式III所代表的化合物选自式IIIA1～IIIA34、IIIB1～IIIB24、IIIC1～IIIC24所代表的化合物的一种或几种：
其中，当通式III所代表的化合物选择IIIA1、IIIA2、IIIA16、IIIA18、IIIA22、IIIA23、IIIB18、IIIB22、IIIC2、IIIC4、IIIC15及IIIC16时，在本发明所述液晶组合物中的应用效果尤为突出。
进一步地，本发明所提供的液晶组合物还可以包含一种或多种选自通式IV所代表的化合物：
R5、R6各自独立地代表C1～C12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被O或CH＝CH取代。
A5选自以下结构：
本发明所述通式IV所代表的的化合物具有高的清亮点和大的弹性常数，用于本发明所述的液晶组合物中可提升液晶组合物的清亮点和弹性常数。本发明提供的液晶组合物中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式IV所述化合物在组合物中的含量在0～45％为宜，优选为0～35％；更优选0～25％、1～35％或4～30％；或者，通式IV所述化合物在液晶组合物中的含量在0～30％，优选为4～30％或4～22％；更优选10～24％或7～16％。此时更有利于适应液晶显示器的性能需求，降低液晶组合物的旋转粘度，提升液晶显示器的响应时间；同时解决液晶显示器因弹性常数较小导致的品质问题，如残像恢复。
优选地，本发明所述通式IV所代表的化合物选自式IVA～式IVC以下化合物的一种或多种：
其中，R5代表C2～C10的直链烷基或直链烯基；R6代表C1～C8的直链烷基。
更优选地，通式IV所代表化合物选自式IVA1～IVA18、IVB1～IVB22、IVC1～IVC30结构中的一种或多种：
其中，当通式IV所代表的化合物选择IVA1、IVA2、IVA8、IVA12、IVA16、IVB3、IVB12及IVB16时，在本发明所述液晶组合物中的应用效果尤为突出。
进一步地，本发明所提供的液晶组合物还可以包含一种或多种选自通式V所代表的化合物：
其中，R7代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；R8代表F、C1～C12的直链烷基、直链烷氧基C2～C12的直链烯基；L1、L2、L3各自独立地代表H或F。
本发明所述通式V所代表的的化合物具有大的光学各向异性，用于本发明所述的液晶组合物中可提升液晶组合物的光学各向异性，降低提供液晶组合物光学各向异性组分的使用，增加低粘度单体使用，实现降低液晶组合物的旋转粘度，提升液晶显示器的响应时间。
本发明提供的液晶组合物中，在其所有组分的质量总和为100％的情况下，通式V所述化合物在组合物中的含量在0～30％为宜，优选为0-20％；更优选1～20％或5～15％；或者，通式V所述化合物在液晶组合物中的含量在0～15％，优选为5～15％；更优选8～11％，此时更有利于适应液晶显示器对液晶组合物的性能需求，降低液晶组合物的旋转粘度，改善液晶显示器的响应时间。
优选地，通式V所代表的化合物选自以下结构中的一种或多种；
其中，R7代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基，R8代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基。
更优选地，通式V所代表的化合物选自式VA1～VA4、VB1～VB24、VC1～VC14、VD1～VD24中的一种或多种：
其中，当通式V所代表的化合物选择VA3、VB14、VB21、VB22、VC3及VC4时，在本发明所述液晶组合物中的应用效果尤为突出。
为确保本发明所述组合物中各组分之间实现更为显著的协同效应，以有效提高所述液晶材料的综合应用性能，本发明进一步对所述液晶材料的中各组分的用量进行了优选。
具体的而言，本发明所提供的液晶组合物包括以下组分：
(1)5～70％通式I所代表的化合物；
(2)1～40％通式II所代表的化合物；
(3)5～70％通式III所代表的化合物；
(4)0～45％通式IV所代表的化合物；
(5)0～30％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)18～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)30～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～55％通式III所代表的化合物；
(4)0～25％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)30～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～29％通式II所代表的化合物；
(3)18～53％通式III所代表的化合物；
(4)0～22％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)5～35％通式I所代表的化合物；
(2)5～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～10％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～35％通式I所代表的化合物；
(2)7～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)7～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～8.5％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)13～65％通式I所代表的化合物；
(2)15～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～53％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)16～57％通式I所代表的化合物；
(2)15～30％通式II所代表的化合物；
(3)18～49％通式III所代表的化合物；
(4)0～24％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～20％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)18～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)15～60％通式I所代表的化合物；
(2)10～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～35％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)19～57％通式I所代表的化合物；
(2)15～29％通式II所代表的化合物；
(3)18～35％通式III所代表的化合物；
(4)0～24％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～55％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)30～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～49％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)30～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)35～65％通式I所代表的化合物；
(2)10～30％通式II所代表的化合物；
(3)15～35％通式III所代表的化合物；
(4)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)38～57％通式I所代表的化合物；
(2)11～24％通式II所代表的化合物；
(3)18～32％通式III所代表的化合物；
(4)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～50％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)1～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～42％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)4～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～60％通式I所代表的化合物；
(2)5～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～57％通式I所代表的化合物；
(2)7～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)25～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～25％通式II所代表的化合物；
(3)15～45％通式III所代表的化合物；
(4)0～25％通式IV所代表的化合物；
(5)1～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)29～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)18～43％通式III所代表的化合物；
(4)0～22％通式IV所代表的化合物；
(5)5～15％通式V所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～45％通式I所代表的化合物；
(2)5～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)1～35％通式IV所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～41％通式I所代表的化合物；
(2)7～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)5～30％通式IV所代表的化合物。
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)25～45％通式I所代表的化合物；
(2)3～25％通式II所代表的化合物；
(3)20～45％通式III所代表的化合物；
(4)1～25％通式IV所代表的化合物；
(5)1～20％通式V所代表的化合物。
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)29～42％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)22～43％通式III所代表的化合物；
(4)4～22％通式IV所代表的化合物；
(5)5～15％通式V所代表的化合物。
此外，在实践中发现，当本发明所述的液晶组合物各组分含量选择以下范围时，应用性能尤为突出：
(1)50～60％通式I所代表的化合物；
(2)20～30％通式II所代表的化合物；
(3)15～25％通式III所代表的化合物；
或：
(1)38～57％通式I所代表的化合物；
(2)11～18％通式II所代表的化合物；
(3)18～36％通式III所代表的化合物；
(4)5～15％通式V所代表的化合物；
优选：
(1)49～57％通式I所代表的化合物；
(2)15～17％通式II所代表的化合物；
(3)21～31％通式III所代表的化合物；
(4)6～15％通式V所代表的化合物；
或：
(1)10～41％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)4～30％通式IV所代表的化合物；
优选：
(1)19～34％通式I所代表的化合物；
(2)7～28％通式II所代表的化合物；
(3)23～50％通式III所代表的化合物；
(4)10～24％通式IV所代表的化合物；
或：
(1)29～42％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)22～43％通式III所代表的化合物；
(4)4～22％通式IV所代表的化合物；
(5)5.5～15％通式V所代表的化合物；
优选：
(1)33～39％通式I所代表的化合物；
(2)12～17％通式II所代表的化合物；
(3)25～35％通式III所代表的化合物；
(4)7～16％通式IV所代表的化合物；
(5)8～11％通式V所代表的化合物。
除特殊说明外，本发明所述液晶组合物中各组分的总质量百分比之和均为100％。
本发明所提供的通式I的化合物为三环含有2，3-二氟苯类结构化合物，该结构为负介电各向异性液晶化合物，其在末端采用氟代乙氧基结构，通过研究发现，利用氟取代乙氧基后，该结构的负介电各向异性得到大幅提升，仅作示例的部分化合物测试结果如下：
以上对比可以发现，本发明所提出的氟代乙氧基的化合物具有大的负介电各向异性，可有效提升液晶组合物的负介电各向异性，减少极性单体使用，增加低粘度单体使用，降低体系的旋转粘度，提升响应时间。
本发明通式II所代表的化合物为两环含有2，3-二氟苯的液晶化合物，其在末端采用氟代乙氧基结构，通过研究发现，利用氟取代乙氧基后，负介电各向异性得到大幅提升，仅作示例的部分化合物测试结果如下：
以上对比可以发现，本发明所提出的氟代乙氧基的化合物具有大的负介电各向异性，可有效提升液晶组合物的负介电各向异性，减少极性单体使用，增加低粘度单体使用，降低体系的旋转粘度，提升响应时间。此外，通式III所代表的化合物为双环结构，具有低的旋转粘度和优良的互溶性特点，是快响应液晶显示必不可少的组分，通式IV所代表的化合物为非极性三环化合物，该类单体具有高的清亮点和大的弹性常数，有利于提高液晶组合物的弹性常数；通式V所代表的化合物具有大的光学各向异性，对于提升液晶组合物的介电各向异性非常有效。
上述五种液晶化合物按照上文所述的各种组合方式(其中，通式I和通式II所代表的化合物为必选组分，其余为可选组分)组合形成的液晶组合物都能实现较为理想的应用效果。需要特别说明的是，当本发明所述的液晶组合物为三组分组合物时，理想的组合为通式I+通式II+通式III所代表的化合物；当本发明所述的液晶组合物为四组分组合物时，理想的组合为通式I+通式II+通式III+通式IV所代表的化合物或通式I+通式II+通式III+通式V所代表的化合物，以实现更理想的搭配协同效果。
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。
本发明所提供的液晶组合物具有低的旋转粘度、良好的低温互溶性以及快的响应时间，适用于VA/MVA/PVA/PSVA等VA类液晶显示装置以及IPS、FFS模式液晶显示装置。对于改善液晶显示器的响应时间非常有效。
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；Δn代表光学各向异性(25℃)；Δε代表介电各向异性(25℃，1000Hz)；V10代表阈值电压，是在相对透过率改变10％时的特征电压(V，25℃)；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1所示代码表示。
表1：液晶化合物的基团结构代码
以如下化合物结构为例：
表示为：3CCWO2F
表示为：3PGIWO2
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，所涉及到的液晶组分，均为已知化合物，可通过市售购得，如可由北京八亿时空液晶科技股份有限公司提供。
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。
实施例1
表2：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例2
表3：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例3
表4：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例4
表5：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例5
表6：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例6
表7：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例7
表8：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例8
表9：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例9
表10：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例10
表11：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例11
表12：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例12
表13：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例13
表14：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例14
表15：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例15
表16：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例16
表17：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例17
表18：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例18
表19：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例19
表20：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例20
表21：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例21
表22：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例22
表23：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例23
表24：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例24
表25：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例25
表26：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例26
表27：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例27
表28：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例28
表29：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例29
表30：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例30
表31：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例31
表32：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例32
表33：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例33
表34：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例34
表35：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例35
表36：液晶组合物中各组分的百分比及性能参数
实施例36
表37：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例37
表38：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例38
表39：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例39
表40：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例40
表41：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例41
表42：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例42
表43：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例43
表44：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例44
表45：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例45
表46：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
实施例46
表47：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
对比例1
表48：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
将实施例1与对比例1所得液晶组合物的各性能参数值进行汇总比较，参见表49。
表49：液晶组合物的性能参数比较
| Δn | Δε | Cp | γ1 | K11 | K22 | K33 | |
| 实施例1 | 0.108 | -3.8 | 90 | 80 | 14.8 | 7.4 | 16.8 |
| 对比例1 | 0.108 | -3.8 | 90 | 96 | 14.7 | 7.4 | 16.5 |
经比较可知：与对比例1相比，实施例1提供的液晶组合物具有低的旋转粘度，即具有更快的的响应时间。
由以上实施例可知，本发明所提供的液晶组合物具有低粘度、高电阻率、适合的光学各向异性、良好的低温互溶性、大的弹性常数以及优异的光稳定性和热稳定性，可降低液晶显示器的响应时间，从而解决液晶显示器响应速度慢的问题。因此，本发明所提供的液晶组合物适用于VA/MVA/PVA/PSVA等VA显示模式以及IPS及FFS型TFT液晶显示装置。
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 (10)
1.一种含有氟代乙氧基结构的向列相液晶组合物，其特征在于，包含至少一种通式I所代表的化合物以及至少一种通式II所代表的化合物；
所述通式I具体为：
R1代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A1选自反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；
所述通式II具体为：
其中，R2代表C1～C12的直链烷基、直链烷氧基或C2～C12的直链烯基；A2代表反式1,4-环己基、1,4-亚苯基。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，通式I所代表的化合物选自式IA～IB所代表的化合物的一种或几种：
其中，R1代表C1～C7的直链烷基、C2～C7的直链烯基；
优选地，通式I所代表的化合物选自式IA1～IA8、IB1～IB8所代表的化合物的一种或几种：
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其特征在于，通式II的化合物选自IIA和IIB中的一种或多种：
其中，R3代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基；
优选地，通式II所代表的化合物选自IIA1～IIA8、IIB1～IIB6中的一种或多种：
4.根据权利要求1～3任意一项所述的液晶合物，其特征在于，还包含一种或多种通式III的化合物；所述通式III具体为：
其中，R3、R4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；A3、A4各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4亚苯基；
优选地，所述通式III所代表的化合物选自IIIA～IIIC中的一种或多种：
其中，R4代表C1～C7的直链烷基；R5代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；
更优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA1～IIIA34、IIIB1～IIIB24、IIIC1～IIIC24所代表的化合物的一种或几种：
5.根据权利要求1～4任意一项所述的液晶组合物，其特征在于，还包含一种或多种选自通式IV结构的化合物；所述通式IV具体为：
R5、R6各自独立地代表C1～C12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的CH2可以被O或CH＝CH取代；
A5选自以下结构：
优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA～式IVC中的一种或多种：
其中，R5代表C2～C10的直链烷基或直链烯基；R6代表C1～C8的直链烷基；
更优选地，通式IV所代表化合物选自式IVA1～IVA18、IVB1～IVB22、IVC1～IVC30结构中的一种或多种：
6.根据权利要求1～5任意一项所述的液晶组合物，其特征在于，还包含一种或多种选自通式V的化合物；所述通式V具体为：
其中，R7代表C1～C12的直链烷基或C2～C12的直链烯基；R8代表F、C1～C12的直链烷基、直链烷氧基C2～C12的直链烯基；L1、L2、L3各自独立地代表H或F；
优选地，通式V的化合物选自VA～VD中的一种或多种；
其中，R7代表C1～C7的直链烷基或C2～C7的直链烯基，R8代表C1～C7的直链烷基、直链烷氧基或C2～C7的直链烯基；
更优选地，通式V所代表的化合物选自式VA1～VA4、VB1～VB24、VC1～VC14、VD1～VD24中的一种或多种：
7.根据权利要求1～6任意一项所述的液晶组合物，其特征在于，包括以下组分：
(1)5～70％通式I所代表的化合物；
(2)1～40％通式II所代表的化合物；
(3)5～70％通式III所代表的化合物；
(4)0～45％通式IV所代表的化合物；
(5)0～30％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)18～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)30～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～55％通式III所代表的化合物；
(4)0～25％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)30～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～29％通式II所代表的化合物；
(3)18～53％通式III所代表的化合物；
(4)0～22％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)5～35％通式I所代表的化合物；
(2)5～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～10％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～35％通式I所代表的化合物；
(2)7～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)7～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～8.5％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)13～65％通式I所代表的化合物；
(2)15～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～53％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)16～57％通式I所代表的化合物；
(2)15～30％通式II所代表的化合物；
(3)18～49％通式III所代表的化合物；
(4)0～24％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～20％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)18～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)15～60％通式I所代表的化合物；
(2)10～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～35％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)19～57％通式I所代表的化合物；
(2)15～29％通式II所代表的化合物；
(3)18～35％通式III所代表的化合物；
(4)0～24％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～55％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)30～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～49％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)30～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)35～65％通式I所代表的化合物；
(2)10～30％通式II所代表的化合物；
(3)15～35％通式III所代表的化合物；
(4)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)38～57％通式I所代表的化合物；
(2)11～24％通式II所代表的化合物；
(3)18～32％通式III所代表的化合物；
(4)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～50％通式I所代表的化合物；
(2)3～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)1～35％通式IV所代表的化合物；
(5)0～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～42％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)4～30％通式IV所代表的化合物；
(5)0～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～60％通式I所代表的化合物；
(2)5～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)0～35％通式IV所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～57％通式I所代表的化合物；
(2)7～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)0～30％通式IV所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)25～60％通式I所代表的化合物；
(2)3～25％通式II所代表的化合物；
(3)15～45％通式III所代表的化合物；
(4)0～25％通式IV所代表的化合物；
(5)1～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)29～57％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)18～43％通式III所代表的化合物；
(4)0～22％通式IV所代表的化合物；
(5)5～15％通式V所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)8～45％通式I所代表的化合物；
(2)5～35％通式II所代表的化合物；
(3)15～60％通式III所代表的化合物；
(4)1～35％通式IV所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)10～41％通式I所代表的化合物；
(2)7～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)5～30％通式IV所代表的化合物；
优选的，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)25～45％通式I所代表的化合物；
(2)3～25％通式II所代表的化合物；
(3)20～45％通式III所代表的化合物；
(4)1～25％通式IV所代表的化合物；
(5)1～20％通式V所代表的化合物；
更优选地，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)29～42％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)22～43％通式III所代表的化合物；
(4)4～22％通式IV所代表的化合物；
(5)5～15％通式V所代表的化合物。
8.根据权利要求1～6任意一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括以下组分：
(1)50～60％通式I所代表的化合物；
(2)20～30％通式II所代表的化合物；
(3)15～25％通式III所代表的化合物；
或：
(1)38～57％通式I所代表的化合物；
(2)11～18％通式II所代表的化合物；
(3)18～36％通式III所代表的化合物；
(4)5～15％通式V所代表的化合物；
优选：
(1)49～57％通式I所代表的化合物；
(2)15～17％通式II所代表的化合物；
(3)21～31％通式III所代表的化合物；
(4)6～15％通式V所代表的化合物；
或：
(1)10～41％通式I所代表的化合物；
(2)5～30％通式II所代表的化合物；
(3)19～56％通式III所代表的化合物；
(4)4～30％通式IV所代表的化合物；
优选：
(1)19～34％通式I所代表的化合物；
(2)7～28％通式II所代表的化合物；
(3)23～50％通式III所代表的化合物；
(4)10～24％通式IV所代表的化合物；
或：
(1)29～42％通式I所代表的化合物；
(2)5～20％通式II所代表的化合物；
(3)22～43％通式III所代表的化合物；
(4)4～22％通式IV所代表的化合物；
(5)5.5～15％通式V所代表的化合物；
优选：
(1)33～39％通式I所代表的化合物；
(2)12～17％通式II所代表的化合物；
(3)25～35％通式III所代表的化合物；
(4)7～16％通式IV所代表的化合物；
(5)8～11％通式V所代表的化合物。
9.根据权利要求7或8所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物中各组分的总质量百分比之和为100％。
10.权利要求1～9任意一项所述液晶组合物在液晶显示装置中的应用，优选在快响应液晶显示装置中的应用，更优选在VA类液晶显示装置以及IPS、FFS模式液晶显示装置中的应用；所述VA类液晶显示装置优选为VA/MVA/PVA/PSVA。
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