一种具有高对比度的负性液晶组合物及其应用

技术领域

本发明涉及液晶材料及其应用领域，具体涉及一种具体高对比度的负性液晶组合物及其应用。

背景技术

目前，LCD显示器作为最主流的显示器，已广泛用于各种产品中，其中IPS和FFS模式显示器因为其独有的硬屏特性以及非常宽的视角特性，目前广泛用于手机、笔记本电脑、平板电脑、电脑显示器、电视等方面。

IPS和FFS液晶平面排列导致在暗态时容易出现漏光，对比度性能方面明显劣势于VA类(MVA、PVA、UV2A、PSVA)显示器。经过研究发现，液晶分子在初始排列时，由于配向层表面存在的配向碎屑等会导致液晶分子排列紊乱从而导致暗态漏光；如何改善液晶排列紊乱成为如何提升IPS和FFS模式显示器的重要课题，通过研究发现，液晶的弹性常数增加有助于改善液晶分子的排列。

对于IPS和FFS模式，既可以使用正性液晶，也可以使用负性液晶，由于负性液晶分子在电场作用下，垂直于电场线方向排列，相对于正性液晶分子在电场作用下沿着电场线方向排列，使用负性避免了IPS和FFS模式下弯曲电场造成的透过率牺牲和闪烁问题，进而改善液晶显示器的透过率和闪烁。

发明内容

本发明的目的是提供一种提供一种具有大的弹性常数的液晶组合物，以此实现改善液晶显示器对比度的目的，同时该液晶组合物具有负的介电各向异性，用于液晶显示器中具有更高的透过率和具有改善液晶显示器闪烁的效果。

本领域公知，提升液晶组合物的清亮点可以实现提升弹性常数的目的，但是随着清亮点提升，液晶组合物的旋转粘度增加，从而导致液晶显示器响应时间变慢，令人惊奇的是，本发明所提供的液晶组合物一方面具有大的弹性常数，另一方面具有较低的旋转粘度，从而实现高对比度和快速响应的液晶显示器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有高对比度的负性液晶组合物，包含至少一种或多种通式I所代表的化合物、一种或多种通式II所代表的化合物、一种或多种通式III所代表的化合物以及一种或多种通式IV所代表的化合物；

所述通式I具体为：

所述通式I中，R

所述通式II具体为：

所述通式II中，R

所述通式III具体为：

所述通式III中，R

所述通式IV具体为：

所述通式IV中，R

优选地，上述液晶组合物中，所述通式I所代表的化合物为式IA或IB：

所述式IA～IC中，R

更优选地，所述通式I所代表的化合物选自式IA1～IA63或式IB1～IB45所代表的化合物中的一种或几种：

进一步优选地，所述通式I所代表的化合物选自IA3、IA12、IA21、IA23、IA24、IA25、IA39、IA43、IB3、IB5、IB8、IB10、IB26、IB27、IB30、IB31中的一种或多种；更进一步优选地，所述通式I所代表的化合物选自IA3、IA21、IA23、IA24、IA25、IA39、IA43、IB3、IB5、IB8、IB10、IB26、IB27、IB30、IB31中的一种或多种；最优选地，所述通式I所代表的化合物选自IA3、IA21、IA23、IA39、IB3、IB5、IB8、IB10、IB26、IB27、IB30、IB31中的一种或多种。

优选地，上述液晶组合物中，所述通式II所代表的化合物选自式IIA～IIC所示结构中的一种或多种：

所述式IIA～IIC中，R

更优选地，所述通式II所代表的化合物选自式IIA1～IIA48、式IIB1～IIB48或式IIC1～IIC48中的一种或多种：

进一步优选地，所述通式II所代表的化合物选自式IIA10、IIA13、IIA14、IIA15、IIA16、IIA18、IIB14、IIB18、IIC13、IIC14中的一种或多种。

优选地，上述液晶组合物中，所述通式III所代表的化合物选自IIIA～IIIC中的一种或多种：

所述式IIIA～IIIC中，R

更优选地，通式III所代表的化合物选自式IIIA1～IIIA48、式IIIB1～IIIB48或式IIIC1～IIIC48中的一种或多种：

进一步优选地，所述通式III所代表的化合物选自IIIA14、IIIA16、IIIA22、IIIC14、IIIA15中的一种或多种。

优选地，上述液晶组合物中，所述通式IV所代表的化合物选自式IVA～IVC所示结构中的一种或多种：

所述式IVA～IVC中，R

更优选地，通式IV所代表的化合物选自式IVA1～IVA39、式IVB1～IVB24或式IVC1～IVC24所代表的化合物中的一种或多种：

进一步优选地，所述通式IV所代表的化合物选自IVA3、IVA7、IVA11、IVA12、IVA25、IVA29、IVA31、IVA37、IVB18、IVB22、IVC2、IVC4、IVC15、IVC20中的一种或多种；最优选地，所述通式IV所代表的化合物选自IVA25、IVA29、IVA37、IVB18、IVB22、IVC2、IVC4、IVC15、IVC20中的一种或多种。

优选地，上述液晶组合物中，还包括一种或多种通式V所代表的化合物：

所述通式V中，R

和/或，还包括一种或多种通式VI所代表的化合物：

所述通式VI中，R

更优选地：

所述通式V所代表的化合物为式VA或VB：

所述通式VA或VB中，R

和/或，所述通式VI所代表的化合物为VIA或VIB：

所述通式VIA或VIB中，R

进一步优选地：

所述通式V所代表化合物选自通式VA1～VA38或式VB1～VB38所代表的化合物中的一种或多种：

和/或，通式VI所代表的化合物选自式VIA1～VIA24或式VIB1～VIB24所代表的化合物中的一种或多种：

优选地，上述液晶组合物中，所述液晶组合物包含2～20wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含15～55wt％的通式II所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含5～40wt％的通式III所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含15～55wt％的通式IV所代表的化合物；

更优选地，

所述液晶组合物包含3～20wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含3～12wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含4～20wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含20～50wt％的通式II所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含20～45wt％的通式II所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含8～35wt％的通式III所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含14～35wt％的通式III所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含20～52wt％的通式IV所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含25～38wt％的通式IV所代表的化合物；

进一步优选地，

所述液晶组合物包含4～16wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含5～16wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含4～9wt％的通式I所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含25～46wt％的通式II所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含25～40wt％的通式II所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含26～46wt％的通式II所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含11～27wt％的通式III所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含16～31wt％的通式III所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含11～31wt％的通式III所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含24～48wt％的通式IV所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含30～34wt％的通式IV所代表的化合物。

为了提高各类型化合物之间的协同作用，以及使液晶组合物满足不同的需求，本发明对所提供的液晶组合物中各组分的百分含量进行优选。

具体而言，本发明所述液晶组合物中包含以下重量百分比的组分：(1)2～20％通式I所代表的化合物；(2)15～55％通式II所代表的化合物；(3)5～55％通式III所代表的化合物；(4)15～55％通式IV所代表的化合物；(5)0～20％通式V～VI所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含以下重量百分比的组分：(1)3～20％通式I所代表的化合物；(2)20～50％通式II所代表的化合物；(3)8～35％通式III所代表的化合物；(4)20～52％通式IV所代表的化合物；(5)0～15％通式V～VI所代表的化合物；优选的，包含：(1)4～16％通式I所代表的化合物；(2)25～46％通式II所代表的化合物；(3)11～31％通式III所代表的化合物；(4)24～48％通式IV所代表的化合物；(5)0～9％通式V～VI所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含以下重量百分比的组分：(1)3～12％通式I所代表的化合物；(2)20～45％通式II所代表的化合物；(3)14～35％通式III所代表的化合物；(4)25～38％通式IV所代表的化合物；(5)1～15％通式V～VI所代表的化合物；优选的，包含：(1)4～9％通式I所代表的化合物；(2)25～40％通式II所代表的化合物；(3)16～31％通式III所代表的化合物；(4)30～34％通式IV所代表的化合物；(5)5～9％通式V～VI所代表的化合物；

或，所述液晶组合物包含以下重量百分比的组分：(1)4～20％通式I所代表的化合物；(2)20～50％通式II所代表的化合物；(3)8～35％通式III所代表的化合物；(4)20～52％通式IV所代表的化合物；优选的，包含：(1)5～16％通式I所代表的化合物；(2)26～46％通式II所代表的化合物；(3)11～27％通式III所代表的化合物；(4)24～48％通式IV所代表的化合物。

本发明通过添加通式I所代表的化合物提升弹性常数，通过添加通式II的化合物提升负介电各向异性以及清亮点，通过添加通式III所代表的化合物提升负介电各向异性以及改善互溶性，通过添加通式IV所代表的化合物降低液晶组合物的旋转粘度；以此实现大的弹性常数和低的旋转粘度的需求。

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。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；△n代表光学各向异性(25℃)；ε

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：3CLPO1

表示为：3CPWO2

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，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重量百分比及性能参数

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

实施例47

表48：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例48

表49：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例49

表50：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例50

表51：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例51

表52：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例52

表53：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例53

表54：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例54

表55：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例55

表56：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数

实施例56

表57：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58：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59。

表59：液晶组合物的性能参数比较

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更大的弹性常数，相对于对比例1，实施例1的弹性常数提升7％左右，即用于液晶显示器中可以增加7％左右的对比度。

由以上实施例可知，本发明所提供的液晶组合物具有大的弹性常数，用于IPS和FFS模式显示器中可有效改善液晶显示器的对比度。因此，本发明所提供的液晶组合物适用于的IPS或FFS型TFT液晶显示装置，能够明显改善液晶显示器的暗态漏光问题，进而提升液晶显示器的对比度，尤其对于改善IPS或FFS模式液晶显示器的对比度特性非常有效。

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。