本发明涉及液晶显示领域。更具体地，涉及液晶组合物以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：
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。
对于薄膜晶体管技术(tft-lcd)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。
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。
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γ1；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。
液晶化合物的粘度，尤其是旋转粘度γ1直接影响液晶加电后的响应时间，不管是上升时间(ton)还是下降时间(toff)，都与液晶的旋转粘度γ1成正比关系，上升时间(ton)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(toff)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，盒厚的趋薄会降低下降时间(toff)，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。
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。
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。
液晶面板能耗高的原因是只有大约5％左右的背光能够穿透显示器件，而被人眼捕获，绝大部分光是被“浪费”了的。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种液晶组合物，其具有良好的对光和热的稳定性，较低的粘度，可以得到较为宽泛的折射率、较高的清亮点(很宽的使用温度范围)，尤其是提供具有较高的光的穿透率的液晶组合物、具有较高的亮度或是具有节能省电的效果的液晶显示元件或液晶显示器。
一方面，本发明提供一种液晶组合物，其包含一种或多种式i所示的化合物、一种或多种式ii所示的化合物和一种或多种式iii所示的化合物：
r1、r2、r3、r4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；
r表示环丙基、环戊基或2-四氢呋喃基；
环a、环b各自独立地表示1,4-亚苯基或1,4-亚环己基。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式i所示的化合物选自下述式i-1至i-17所示的化合物，前述一种或多种式ii所示的化合物选自下述式ii-1至ii-3所示的化合物，前述一种或多种式iii所示的化合物选自下述式iii-1至iii-3所示的化合物：
其中：
式ii-1至ii-3中，r31表示碳原子数为1-10的烷基或烷氧基；
式iii-1至iii-3中，r41表示碳原子数为1-10的烷基或烷氧基。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式i所示的化合物选自下述式i-1、i-2、i-4、i-7、i-9、i-10、i-11、i-13所示的化合物，前述一种或多种式ii所示的化合物选自下述式ii-1、ii-3所示的化合物，前述一种或多种式iii所示的化合物选自下述式iii-1、iii-3所示的化合物的一种或多种：
式ii-1、ii-3中，r31表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基；
式iii-1、iii-3中，r41表示碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式i所示化合物的以质量百分比计的总含量为5-70％，前述一种或多种式ⅱ所示化合物的以质量百分比计的总含量为1-15％，前述一种或多种式ⅲ所示化合物的以质量百分比计的总含量为1-15％。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式i所示化合物的以质量百分比计的总含量为20-60％，前述一种或多种式ⅱ所示化合物的以质量百分比计的总含量为1-6％，前述一种或多种式ⅲ所示化合物的以质量百分比计的总含量为1-6％。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，液晶组合物包含一种或多种通式ⅳ所示化合物：
其中，r5、r6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟、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，且r5、r6所示基团中任意一个或多个ch2任选被环戊基、环丁基或环丙基替代；
z1、z2各自独立地表示单键、-ch2ch2-或ch2o-；
m表示1、2或3；
n表示0或1。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅳ所示化合物选自式ⅳ1至ⅳ13所示化合物组成的组：
其中，r5、r6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟、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，且r5、r6所示基团中任意一个或多个ch2任选被环戊基、环丁基或环丙基替代。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅳ所示化合物选自式ⅳ1至ⅳ7、ⅳ12、ⅳ13所示化合物组成的组：
其中，r5、r6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟、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，且r5、r6所示基团中任意一个或多个ch2任选被环戊基、环丁基或环丙基替代。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅳ所示化合物选自前述的式ⅳ2、ⅳ6、ⅳ7所示的化合物组成的组。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅳ所示化合物的以质量百分比计的总含量为1-50％，也可以为10-50％，
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，还包含一种或多种通式ⅴ所示化合物：
r7、r8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，并且r7、r8所示基团中任意一个或多个不相连的ch2任选被环丙基替代；
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅴ所示化合物选自式ⅴ1至ⅴ4所示化合物：
其中，r7、r8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，并且r7、r8所示基团中任意一个或多个不相连的ch2任选被环丙基替代。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅴ所示化合物选自式ⅴ1-1、ⅴ1-2、ⅴ2-1所示化合物组成的组：
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，还包含一种或多种通式ⅵ所示化合物：
r9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；且r9中任一个或多个ch2任选被环戊基、环丁基或环丙基替代；
r表示0、1、2或3；
z3、z4各自独立地表示单键、-cf2o-、-ch2ch2-、或-ch2o-；
y2表示f、氟取代的碳原子数为1-5的烷基、氟取代的碳原子数为1-5的烷氧基、氟取代的碳原子数为2-5的链烯基、或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，前述一种或多种式ⅵ所示化合物选自式ⅵ0至ⅵ26所示化合物组成的组：
其中，
r9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；且r9中任一个或多个ch2任选被环戊基、环丁基或环丙基替代；
(f)表示h或f；
式vi23中，x1、x2各自独立的表示h或f，y2表示f、氟取代的碳原子数为1-5的烷基、氟取代的碳原子数为1-5的烷氧基、氟取代的碳原子数为2-5的链烯基、或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基。
一方面，本发明的液晶组合物中，前述一种或多种式ⅵ所示化合物选自前述的式ⅵ24至ⅵ26所示化合物组成的组。
一方面，本发明的液晶组合物的一个实施方案中，还包含一种或多种下列所示化合物：
一方面，本发明涉及包含上述液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器，其为有源矩阵液晶显示元件或液晶显示器，或者无源矩阵液晶显示元件或液晶显示器。
一方面，本发明的液晶显示元件或液晶显示器的一个实施方案中，液晶显示元件或液晶显示器可以是tn、ecb、va、ips、ffs、ps-tn、ps-va、ps-ips、ps-ffs、pa-va、pa-ips、pa-ffs、pi-lessva、pi-lessips、pi-less-ffslcd模式中的任一种模式。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，该液晶组合物具有良好的对光和热的稳定性，较低的粘度，较宽的折射率、较高的清亮点(很宽的使用温度范围)，并且具有高的光穿透率；该包括上述液晶组合物的液晶显示元件或显示器，具有较高的亮度，以及节能省电的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。后述的方法如无特别说明均为常规方法。后述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而获得。
反应过程一般通过tlc监控反应的进程，反应结束的后处理一般是水洗、提取、合并有机相后干燥、减压下蒸除溶剂，以及重结晶、柱层析，本领域的技术人员都能够按照下面的描述来实现本发明。
本说明书中的百分比为质量百分比，温度为摄氏度(℃)，其他符号的具体意义及测试条件如下：
cp表示液晶清亮点(℃)，dsc定量法测试；
δn表示光学各向异性，no为寻常光的折射率，ne为非寻常光的折射率，测试条件为25±2℃，589nm，阿贝折射仪测试；
δε表示介电各向异性，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，测试条件为25±0.5℃，20微米平行盒，instec:alct-ir1测试；
γ1表示旋转粘度(mpa·s),测试条件为25±0.5℃，20微米平行盒，instec:alct-ir1测试；
t(％)表示透过率，t(％)＝100％*亮态(vop)亮度/光源亮度，测试设备dms501，测试条件为25±0.5℃，测试盒为3.3微米ips测试盒，电极间距和电极宽度均为10微米，摩擦方向与电极夹角为10°，因ε⊥与t存在正相关性，所以考察透过率时，可用ε⊥作为考察指标来指证。
本发明的实施例中的液晶单体结构用代码表示，液晶环结构、端基、连接基团的代码表示方法见下表(一)、表(二)。
表(一)：环结构的对应代码
表(二)：端基与链接基团的对应代码
举例：
以下列表为对比液晶组合物和6种液晶组合物配方及基本光学参数：
对比例1：
对比例2：
实施例1
将对比例1-2提供的液晶组合物以及实施例1提供的液晶组合物分别灌入测试盒进行测试得到：对比例1液晶组合物的透过率为5.4％，对比例2液晶组合物的透过率为5.3％，实施例1液晶组合物的透过率为6％，较对比例1、对比例2液晶组合物分别提高了11％、13％。并且其它方面的性能，清亮点、折射率、介电、响应时间等并未有损失，从而获得了快速响应，高透过率，稳定性好的液晶产品。
实施例2
将对比例1-2提供的液晶组合物以及实施例2提供的液晶组合物分别灌入测试盒进行测试得到：对比例1液晶组合物的透过率为5.4％，对比例2液晶组合物的透过率为5.3％，实施例2液晶组合物的透过率为6.1％，较对比例1、对比例2液晶组合物分别提高了13％、15％。并且实施例2液晶组合物具有较大的折射率，适用于低盒厚等显示应用，有利于实现宽视角，高对比度，优质的动态画面播放等性能。
实施例3
将对比例1-2提供的液晶组合物以及实施例3提供的液晶组合物分别灌入测试盒进行测试得到：对比例1液晶组合物的透过率为5.4％，对比例2液晶组合物的透过率为5.3％，实施例3液晶组合物的透过率为6.2％，较对比例1、对比例2液晶组合物分别提高了15％、17％。并且实施例3液晶组合物具有较低的旋转粘度，适合于高透过率、快速响应液晶显示器。
实施例4
将对比例1-2提供的液晶组合物以及实施例4提供的液晶组合物分别灌入测试盒进行测试得到：对比例1液晶组合物的透过率为5.4％，对比例2液晶组合物的透过率为5.3％，实施例4液晶组合物的透过率为6.1％，较对比例1、对比例2液晶组合物分别提高了13％、15％。并且实施例4液晶组合物具有较大的折射率、较高的清亮点和透过率。适用于低盒厚等显示应用，具有高透过率低功耗以及稳定性好的显示优势。
实施例5
将对比例1-2提供的液晶组合物以及实施例5提供的液晶组合物分别灌入测试盒进行测试得到：对比例1液晶组合物的透过率为5.4％，对比例2液晶组合物的透过率为5.3％，实施例5液晶组合物的透过率为6.3％，较对比例1、对比例2液晶组合物分别提高了16.6％、18.8％。并且实施例5液晶组合物具有较大的折射率、较高的清亮点和透过率。适用于低盒厚等显示应用，具有高透过率低功耗以及稳定性好的显示优势。
实施例6
将对比例1-2提供的液晶组合物以及实施例6提供的液晶组合物分别灌入测试盒进行测试得到：对比例1液晶组合物的透过率为5.4％，对比例2液晶组合物的透过率为5.3％，实施例6液晶组合物的透过率为6.0％，较对比例1、对比例2液晶组合物分别提高了11.1％、13.2％。并且实施例6液晶组合物具有较大的折射率、较高的清亮点、较大的介电和透过率以及较低的粘度。适用于低盒厚、低功耗等显示应用，具有高透过率以及良好的对光和热的稳定性等显示优势。
本发明的液晶组合物具有良好的对光和热的稳定性，较低的粘度，可以得到较为宽泛的折射率、较高的清亮点(很宽的使用温度范围)，尤其是具有较高的光的穿透率，低的阈值电压。采用本发明的液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器具有较高的亮度或是具有节能省电的效果。