液晶组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种液晶组合物及包含该液晶组合物的液晶 显示元件或液晶显示器。
【背景技术】
[0002] 目前，液晶化合物的应用范围拓展的越来越广，其可应用于多种类型的显示器、电 光器件、传感器等中。用于上述显示领域的液晶化合物的种类繁多，其中向列相液晶应用最 为广泛。向列相液晶已经应用在无源TN、STN矩阵显示器和具有TFT有源矩阵的系统中。
[0003] 对于薄膜晶体管技术（TFT-IXD)应用领域，近年来市场虽然已经非常巨大，技术 也逐渐成熟，但人们对显示技术的要求也在不断的提高，尤其是在实现快速响应，降低驱动 电压以降低功耗等方面。液晶材料作为液晶显示器重要的光电子材料之一，对改善液晶显 示器的性能发挥重要的作用。
[0004] 作为液晶材料，需要具有良好的化学和热稳定性以及对电场和电磁辐射的稳定 性。而作为薄膜晶体管技术（TFT-LCD)用液晶材料，不仅需要具有如上稳定性外，还应具 有较宽的向列相温度范围、合适的双折射率各向异性、非常高的电阻率、良好的抗紫外线性 能、高电荷保持率以及低蒸汽压等性能。
[0005] 对于动态画面显示应用，消除显示画面残影和拖尾，要求液晶具有很快的响应速 度，因此要求液晶具有较低的旋转粘度Y1;另外，对于便携式设备，为了降低设备能耗，希 望液晶的驱动电压尽可能低；而对于电视等用途的显示器来说，对于液晶的驱动电压要求 不是那么的低。
[0006] 液晶化合物的粘度，尤其是旋转粘度yi直接影响液晶加电后的响应时间，不管是 上升时间（tj还是下降时间（t#)，都与液晶的旋转粘度成正比关系，上升时间（tj 由于与液晶盒和驱动电压有关，可以通过加大驱动电压的方法与降低液晶盒盒厚来调节； 而下降时间（trff)与驱动电压无关，主要是与液晶的弹性常数与液晶盒盒厚有关，盒厚的下 降会降低下降时间（trff)，而不同显示模式下，液晶分子的运动方式不一样，TN、IPS、VA三种 模式分别与平均弹性常数K、扭曲弹性常数、弯曲弹性常数成反比关系。
[0007] 依照液晶连续体理论，各种不同的液晶在外力（电场、磁场）作用下发生形变后， 会通过分子间的相互作用，会"回弹"回原来的形状；同样的，液晶也是由于分子间的相互作 用力形成"粘度"。液晶分子的微小变化，会使液晶的常规参数性能发生明显的变化，这些变 化有的是有一定规律的，有的似乎不易找到规律，对于液晶分子间的相互作用也会产生明 显的影响，这些影响非常微妙，至今也没有形成很完善的理论解释。
[0008] 液晶的粘度与液晶分子结构有关，研究不同液晶分子形成的液晶体系的粘度与液 晶分子结构之间的关系是液晶配方工程师的重要任务之一。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种液晶组合物及包含该液晶组合物的液晶显示元件或 液晶显示器，该液晶组合物具有较低的粘度，可以实现快速响应，同时具有适中的介电各向 异性Ae、适中的光学各向异性An、高的对热和光的稳定性。包含该液晶组合物的液晶显 示元件或液晶显示器具有较宽的向列相温度范围、合适的双折射率各向异性、非常高的电 阻率、良好的抗紫外线性能、高电荷保持率以及低蒸汽压等性能。
[0010] 为了实现上述有益技术效果，本发明提供了一种液晶组合物。本发明所提供的液 晶组合物包含一种或多种式I所示化合物以及一种或多种式II所示化合物，并且所述液晶 组合物包含II-A所示化合物：
[0011]
[0012] 其中，X表示 0CF3、CF3、0CF2H或F;
[0013] &、R2、R3各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的 烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的 链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原 子数为3-8的链烯氧基；
[0014]
表示1，4-亚苯基、1，4-亚环己基或1，4-亚环己烯基。
[0015] 本发明所提供的液晶组合物必须包含至少一种式I所示化合物，以及必须包含式 II所示化合物中式II-A所示化合物，还可以包含一种或多种式II所示化合物中除式II-A 以外的其他化合物。
[0016] 作为优选方案，本发明所提供的液晶组合物不包含含有-CN的液晶化合物，并且 不包含含有吡啶或嘧啶环的液晶化合物。
[0017] 本发明进一步优选不含有稠环结构的液晶化合物。
[0018] 本发明所提供的液晶组合物An[589nm，25°C]>0.08, Ae[lKHz，25°C]>2,清亮 点Cp>70. 0°C，旋转粘度y4251：]在 40~llOmPa?s之间。
[0019] 本发明所提供的液晶组合物，其中式I所示化合物优选质量含量为1-20%;式 II-A所示化合物优选质量含量为20-40% ;式II所示化合物优选质量含量为25-55%。
[0020] -CN具有很大的永久偶极矩，电子云较为丰富，易于吸附阳离子从而导致液晶电学 性能的下降，比如电荷保持率VHR、电阻率P、功耗等；吡啶、嘧啶环化合物由于在UV下电子 易于受到激发而导致品质下降。
[0021] 稠环结构液晶分子往往不具备好的线性，粘度偏大，含有这些成分不利于改善液 晶的响应速度。
[0022] X取代基的不同，式I具体为式I1-I4所示化合物：
[0023]
[0025] 式I所示化合物普遍具有与其他液晶良好的互溶性，X取代基可以为F、0CF3、CF3、 0CF2H，取代基的不同，所以式I化合物介电各向异性Ae在8-16之间，性能表现有所差 异，在其他取代基相同的情况下氟原子由于具有较大的电负性，碳氟键偶极矩较大，可以形 成一定的分子长轴方向的偶极矩，能够加大液晶的介电各向异性△e;三氟甲氧基由于氟 原子较多，偶极矩会更大一些，对液晶的介电各向异性Ae的贡献会大于氟原子，而且由 于加长了分子，液晶的清亮点CP较高，K值较大；三氟甲基与苯环构成了更好的线性，氟原 子形成的偶极矩更倾向于分子长轴方向，I3较I2、I1化合物具有更大的介电各向异性 Ae、较高的清亮点CP、更高的K值，缺点是粘度稍大；二氟甲氧基I4化合物介电与单个 氟原子接近，但是液晶的清亮点CP较I2、I1高。
[0026] 比如$为正戊基，I1化合物Ae为9. 2,I2化合物Ae为11. 5,I3化合物 Ae可以达到15. 0。
[0027] I1-I4化合物的光学各向异性An在合适的范围之内，接近混合液晶的An，但 是又稍有区别，在0.11至0.13之间，I2、I4化合物由于氧原子的共辄参与，An稍大。
[0028] 所述一种或多种式II所示化合物包含所述式II-A所示化合物以及优选包含 II1-II10所示化合物中的一种或多种化合物，
[0029]
[0030]
[0031] 式II化合物具有很低的旋转粘度、接近中性的介电各向异性Ae、较小的光学 各向异性An，在改善液晶粘度、低温性能具有优势。不同的烷基取代基对液晶的旋转粘度 Yi、清亮点CP都具有影响，一般的，较长的烷基链或烯基链会加大液晶的旋转粘度yi同时 提尚清壳点CP，但是式II-A所不化合物丫i最低。
[0032] 本发明所提供的液晶组合物，还可以加入一种或多种式III所示化合物
[0033]
III
[0034] 其中，1?4表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子 数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取 代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的 链烯氧基；
[0035]
表示1，4-亚苯基、1，4-亚环己基或1，4-亚环己烯基。
[0036] 本发明所提供的液晶组合物，其中式III所示化合物优选质量含量为5-20%。
[0037] 式III所示化合物优选为：
[0038] '-> '-f'
'-rds
[0039] 式III化合物光学各向异性An适中，介电各向异性Ae在4-9之间，较低的旋转 粘度yi，清亮点CP-般在120°C以上，可用于调节混合液晶CP、An、Ae、yi等参数。式 III化合物中R4优选Ci-C5的直链烷基。
[0040] 本发明所提供的液晶组合物，还可以加入一种或多种式IV所示化合物
[0041]
I?
[0042] 其中，馬表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子 数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取 代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链