液晶组合物及显示面板
文献发布时间：2024-04-18 20:01:55
技术领域
本发明涉及显示领域，具体涉及一种液晶组合物及显示面板。
背景技术
液晶显示面板利用对液晶层施加电压，实现对液晶层中的材料的光学性能的调控，从而实现液晶显示面板的显示功能。液晶层的液晶材料的物理性能(如：粘度、清亮点、介电各向异性、光学各向异性、弹性系数等)的好坏，从诸如响应时间等方面影响了液晶显示面板的产品质量。目前，应用于液晶层的材料的性能仍然有待改善，导致显示面板的产品质量存在提升空间。
因此，亟需一种液晶组合物及显示面板以解决上述技术问题。
发明内容
基于上述现有技术中的不足，本发明提供一种液晶组合物及显示面板，通过在液晶组合物中加入第一化合物、第二化合物、第三化合物及第四化合物，在清亮点、介电各向异性及粘度等方面提高了液晶组合物的性能，从而改善了应用该液晶组合物的显示面板的产品质量。
本发明提供一种液晶组合物，所述液晶组合物包括至少一种第一化合物、至少一种第二化合物、至少一种第三化合物及至少一种第四化合物；
所述第一化合物具有如通式(Ⅰ)所示结构：
所述第二化合物具有如通式(Ⅱ-1)或通式(Ⅱ-2)所示结构：
所述第三化合物具有如通式(Ⅲ-1)至通式(Ⅲ-3)中任一者所示结构：
所述第四化合物具有如通式(Ⅳ)所示结构：
其中，R
优选的，具有1-15个碳原子的取代的烷基、具有1-15个碳原子的取代的烷氧基、具有2-15个碳原子的取代的烯基、具有2-15个碳原子的取代的烯氧基、具有2-15个碳原子的取代的炔基、及具有2-15个碳原子的取代的炔氧基满足以下条件中的至少一者：
末端基团分别独立地被CN或CF
基团中的一个或多个-CH
基团中的至少一个H由F、Cl、Br、I中任一原子取代。
优选的，所述液晶组合物还包括至少一种第五化合物，所述第五化合物具有如通式(Ⅴ)所示结构：
其中，R
优选的，所述第五化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第五化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于15％。
优选的，所述液晶组合物还包括至少一种第六化合物，所述第六化合物具有如通式(VI)所示结构：
其中，R
优选的，所述第六化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第六化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于20％。
优选的，所述液晶组合物还包括至少一种第七化合物，所述第七化合物具有如通式(VII)所示结构：
其中，R
优选的，所述第七化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第七化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于20％。
优选的，所述第一化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第一化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％；
所述第二化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第二化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％；
所述第三化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第三化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％；
所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％。
本发明还提供一种显示面板，包括第一基板、位于所述第一基板上的第二基板、以及位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；
其中，所述液晶层包括如前所述的液晶组合物。
本发明通过在液晶组合物中包括第一化合物、第二化合物、第三化合物及第四化合物，在清亮点、介电各向异性及粘度等方面提高了液晶组合物的性能，从而改善了应用该液晶组合物的显示面板的产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的液晶组合物的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的显示面板的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
目前，由于液晶层的材料的性能有待提高，具有液晶层的显示面板的产品质量仍然存在提升空间。
本发明实施例提供了一种液晶组合物，所述液晶组合物包括至少一种第一化合物、至少一种第二化合物、至少一种第三化合物及至少一种第四化合物；
所述第一化合物具有如通式(Ⅰ)所示结构：
所述第二化合物具有如通式(Ⅱ-1)或通式(Ⅱ-2)所示结构：
所述第三化合物具有如通式(Ⅲ-1)至通式(Ⅲ-3)中任一者所示结构：
所述第四化合物具有如通式(Ⅳ)所示结构：
其中，R
在所述液晶组合物中，所述第一化合物为介电负性材料，所述第一化合物的清亮点较高、双折射率的差值的绝对值较大、介电常数各向异性值的绝对值较高且粘度适中，有利于提升所述液晶组合物的耐高温性能及应用于显示面板时显示面板的响应速度，从而改善应用所述液晶组合物的显示面板的产品质量。
所述液晶组合物中，所述第二化合物及所述第三化合物为介电负性材料，所述第二化合物及所述第三化合物的介电常数各向异性值的绝对值高且清亮点较高、粘度较低，有利于提升所述液晶组合物的耐高温性能及应用于显示面板时显示面板的响应速度，从而改善应用所述液晶组合物的显示面板的产品质量。
在所述液晶组合物中，所述第四化合物为介电负性材料，所述第四化合物的介电常数各向异性值的绝对值高、粘度高且弹性系数高，有利于调整所述液晶组合物的介电常数各向异性值、粘度及弹性系数等，使所述液晶组合物应用于显示面板时具有合适的响应速度，从而改善应用所述液晶组合物的显示面板的产品质量。
本发明实施例通过在液晶组合物中包括第一化合物、第二化合物、第三化合物及第四化合物，在清亮点、介电各向异性及粘度等方面提高了液晶组合物的性能，从而改善了应用该液晶组合物的显示面板的产品质量。
在一些实施例中，具有1-15个碳原子的取代的烷基、具有1-15个碳原子的取代的烷氧基、具有2-15个碳原子的取代的烯基、具有2-15个碳原子的取代的烯氧基、具有2-15个碳原子的取代的炔基、及具有2-15个碳原子的取代的炔氧基满足以下条件中的至少一者：
末端基团分别独立地被CN或CF
基团中的一个或多个-CH
基团中的至少一个H由F、Cl、Br、I中任一原子取代。
R
在一些实施例中，R
在一些实施例中，R
在一些实施例中，具有1-15个碳原子的非取代的烷基、具有1-15个碳原子的非取代的烷氧基、具有2-15个碳原子的非取代的烯基、具有2-15个碳原子的非取代的烯氧基、具有2-15个碳原子的非取代的炔基、或具有2-15个碳原子的非取代的炔氧基时，具有1-15个碳原子的非取代的烷基、具有1-15个碳原子的非取代的烷氧基、具有2-15个碳原子的非取代的烯基、具有2-15个碳原子的非取代的烯氧基、具有2-15个碳原子的非取代的炔基、或具有2-15个碳原子的非取代的炔氧基中的任一H、末端基团或-CH
在一些实施例中，R
优选的，R
优选的，R
在一些实施例中，当R
在一些实施例中，当R
在一些实施例中，当R
当R
当R
在一些实施例中，所述第一化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述第二化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述第三化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述第四化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述液晶组合物还包括至少一种第五化合物，所述第五化合物具有如通式(Ⅴ)所示结构：
其中，R
所述液晶组合物中，所述第五化合物具有较高的双折射率差值的绝对值、低的粘度，有利于调整所述液晶组合物的光学各向异性、粘度等性能，从而改善所述液晶组合物应用于显示面板时的显示面板的产品质量。
在一些实施例中，具有1-10个碳原子的取代的烷基、具有1-10个碳原子的取代的烷氧基、具有2-10个碳原子取代的烯基、具有2-10个碳原子取代的烯氧基、具有2-10个碳原子的取代的炔基、及具有2-10个碳原子的取代的炔氧基满足以下条件中的至少一者：
末端基团分别独立地被CN或CF
基团中的一个或多个-CH
基团中的至少一个H由F、Cl、Br、I中任一原子取代。
在一些实施例中，R
更优选的，R
在一些实施例中，当R
在一些实施例中，当R
当R
在一些实施例中，所述第五化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述液晶组合物还包括至少一种第六化合物，所述第六化合物具有如通式(VI)所示结构：
其中，R
所述液晶组合物中，所述第六化合物为介电负性材料，具有较高的清亮点、较高的双折射率差值的绝对值及较低的粘度，有利于调整所述液晶组合物的光学各向异性、粘度、清亮点等性能，从而改善所述液晶组合物应用于显示面板时的显示面板的产品质量。
在一些实施例中，R
更优选的，R
在一些实施例中，当R
在一些实施例中，当R
当R
在一些实施例中，所述第六化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述液晶组合物还包括至少一种第七化合物，所述第七化合物具有如通式(VII)所示结构：
其中，R
所述液晶组合物中，所述第七化合物为介电负性材料，具有高的清亮点及高的双折射率差值的绝对值，有利于调整所述液晶组合物的光学各向异性及清亮点等性能，从而改善所述液晶组合物应用于显示面板时的显示面板的产品质量。
在一些实施例中，R
更优选的，R
在一些实施例中，当R
在一些实施例中，当R
当R
在一些实施例中，所述第七化合物选自以下化合物：
等。
在一些实施例中，所述液晶组合物还包括第八化合物，所述第八化合物可以选自以下化合物中的至少一种：
等。
所述液晶组合物中，所述第八化合物用于综合调整所述液晶组合物的粘度、清亮点、介电各向异性、光学各向异性、弹性系数等性能，从而改善所述液晶组合物应用于显示面板时的显示面板的产品质量。
在一些实施例中，所述第一化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第一化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％，例如，所述第一化合物的质量分数可以为2％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、15％、18％、20％、23％等；所述第二化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第二化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％，例如，所述第二化合物的质量分数可以为1.5％、2％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、15％、18％、20％、23％等；所述第三化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第三化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％，例如，所述第三化合物的质量分数可以为1.5％、2％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、15％、18％、20％、23％等。所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于25％，例如，所述第四化合物的质量分数可以为1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、18％、20％、23％等。
优选的，所述第一化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于3％，所述第一化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于15％；所述第二化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第二化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于15％；所述第三化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第三化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于15％；所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于10％。
在一些实施例中，当所述液晶组合物还包括所述第五化合物时，所述第五化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第四化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于15％，例如，可以为2％、3％、5％、8％、10％、12％、15％等。
在一些实施例中，当所述液晶组合物还包括所述第六化合物时，所述第六化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第六化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于20％，例如，可以为2％、3％、5％、8％、10％、12％、15％、18％等。
在一些实施例中，当所述液晶组合物还包括所述第七化合物时，所述第七化合物在所述液晶组合物中的质量分数大于或等于1％，所述第七化合物在所述液晶组合物中的质量分数小于或等于20％，例如，可以为2％、3％、5％、8％、10％、12％、15％、18％等。
在一些实施例中，所述液晶组合物在25℃时的双折射率的差值大于或等于0.09，所述液晶组合物在25℃时的双折射率的差值小于或等于0.22，例如：0.096、0.1、0.105、0.11、0.115、0.12、0.125、0.15、0.175、0.2、0.21等，以使所述液晶组合物的光学各向异性在合适范围内，使所述液晶组合物的光线穿透率，与显示面板内的液晶层的层厚相匹配，从而使显示面板的透光率在合适范围内。
在一些实施例中，所述液晶组合物在25℃时的旋转粘度大于或等于40mPa·s，所述液晶组合物在25℃时的旋转粘度小于或等于90mPa·s，例如：45mPa·s、50mPa·s、55mPa·s、60mPa·s、65mPa·s、70mPa·s、75mPa·s、80mPa·s、85mPa·s、88mPa·s等，以使所述液晶组合物的旋转粘度在合适范围内，提高所述液晶组合物的旋转速度，保证应用所述液晶组合物的显示面板的响应时间在合适范围内。
在一些实施例中，所述液晶组合物的弯曲弹性系数大于或等于10，所述液晶组合物的弯曲弹性系数小于或等于26，例如：11、12、13、14、15、18、20、22、24、25等；和/或，所述液晶组合物的展曲弹性系数大于或等于10，所述液晶组合物的展曲弹性系数小于或等于26，例如：12、13、14、15、18、20、22、24、25等；所述液晶组合物的弯曲弹性系数和/或所述液晶组合物的展曲弹性系数在上述范围内，有利于所述液晶组合物获得合适的弹性系数的平均值，有效提升所述液晶组合物应用于显示面时显示面板的响应速度从而获得更快的响应时间。
在一些实施例中，所述液晶组合物在25℃时的介电常数各向异性值小于-3.9，所述液晶组合物在25℃时的介电常数各向异性值大于或等于-5，例如：-4.8、-4.6、-4.5、-4.3、-4等，有利于降低驱动所述液晶组合物所需的驱动电压，从而降低应用所述液晶组合物的液晶显示面板的驱动电压，减少应用所述液晶组合物的液晶显示面板的功耗。
在一些实施例中，所述液晶组合物的清亮点优选为78.1℃至135℃，例如，所述液晶组合物的清亮点可以为79℃、80℃、82℃、84℃、88℃、90℃、92℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃等，以避免所述液晶组合物的清亮点过低造成所述液晶组合物的耐高温性能的降低。
请参阅图1，本发明提供的所述液晶组合物的示例性的制备方法，如下所示：
所述液晶组合物的制备方法，包括：
S100、以第一顺序按质量百分比称量并混合所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物以及所述第四化合物获得第一混合物。
所述第一顺序优选为所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物以熔点由低到高的顺序依次称量并混合。
在一些实施例中，当所述液晶组合物中还包括所述第五化合物、所述第六化合物、所述第七化合物、所述第八化合物中的至少一种时，所述第一混合物还包括第五化合物、所述第六化合物、所述第七化合物、所述第八化合物中的至少一种。
S200、在第一加热温度下搅拌所述第一混合物以使所述第一混合物中所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物以及第四化合物充分混合。
所述第一加热温度优选为60℃至100℃。
S300、将所述第一混合物冷却至室温并封装以获得所述液晶组合物。
本发明的所述液晶组合物的示例性组合方式，如下示例性实施例1至实施例3所示。
实施例1
本实施例中选取的所述液晶组合物中各化合物的结构式及质量分数，如表1所示：
表1：液晶组合物的组分
/>
实施例1中获得的液晶组合物，性能参数如下：Tni:80.6℃，γ
实施例2
本实施例中选取的所述液晶组合物中各化合物的结构式及质量分数，如表2所示：
表2：液晶组合物的组分
/>
实施例2中获得的液晶组合物，性能参数如下：Tni:80℃，γ
实施例3
本实施例中选取的所述液晶组合物中各化合物的结构式及质量分数，如表3所示：
表3：液晶组合物的组分
/>
实施例3中获得的液晶组合物，性能参数如下：Tni:78.9℃，γ
对比例1
本对比例中选取的所述液晶组合物中各化合物的结构式及质量分数，如表4所示：
表4：液晶组合物的组分
/>
对比例1中获得的液晶组合物，性能参数如下：Tni:78℃，γ
上述实施例1至实施例3提供的3组液晶组合物，清亮点均在78.9℃至80.6℃之间，使液晶组合物具有良好的耐高温性能；25℃时的旋转粘度均在68.8mPa·s至70.98mPa·s之间，使液晶组合物具有良好的旋转速度，有利于缩短液晶组合物的响应时间；25℃时的双折射率的差值在0.1098至0.1123之间，以使液晶组合物应用于显示面板时显示面板具有合适的透光率；25℃时的介电常数各向异性值在-4.4至-4.23之间，有利于在较低的驱动电压下驱动液晶组合物，从而降低应用液晶组合物的显示面板的功耗；液晶组合物的弯曲弹性系数在14.08至14.52之间，展曲弹性系数在13.27至13.32之间，有利于缩短所述液晶组合物应用于显示面时显示面板的响应时间。
实施例1至实施例3与对比例1相比，通过在液晶组合物中加入了所述第一化合物及所述第三化合物，使实施例1至实施例3中的液晶组合物具有所述第一化合物、所述第二化合物、所述第三化合物及所述第四化合物，有效降低了实施例1至实施例3中液晶组合物的粘度、提高了清亮点并使实施例1至实施例3中液晶组合物的介电常数各向异性值的差值的绝对值更大，从而更能有效提升实施例1至实施例3中液晶组合物的响应速度及耐热性，改善应用所述液晶组合物的显示面板的产品质量。
请参阅图2，本发明实施例还提供一种显示面板100，所述显示面板100包括第一基板101、位于所述第一基板101上的第二基板102、以及位于所述第一基板101与所述第二基板102之间的液晶层103。其中，所述液晶层103包括如前所述的液晶组合物。
所述第一基板101可以为阵列基板，所述第二基板102可以为彩膜基板。在一些实施例中，所述第一基板101为阵列基板时，所述第一基板101包括第一衬底，位于所述衬底上的有源层、位于所述有源层上的第一绝缘层、位于所述第一绝缘层上的栅极层、位于所述栅极层上的第二绝缘层、位于所述第二绝缘层上的源漏极层及位于所述源漏极层上的第三绝缘层，所述源漏极层包括源极以及漏极。所述显示面板还包括公共电极层以及像素电极层，所述像素电极层位于所述第三绝缘层远离所述第一衬底的一侧，所述像素电极层包括像素电极，所述像素电极与所述源极或所述漏极电连接。所述公共电极层包括公共电极，所述公共电极层可以设置于所述第一基板101，所述公共电极层位于所述像素电极层与所述源漏极层之间，或者，所述公共电极层位于所述像素电极层远离所述第一衬底的一侧；所述公共电极层可以设置与所述第二基板102，所述第二基板102包括第二衬底，所述公共电极层位于所述第二衬底靠近所述液晶层的一侧。所述显示面板还包括彩膜层，所述彩膜层可以设置于所述第一基板靠近所述液晶层的一侧或设置于所述第二基板靠近所述液晶层的一侧。
在一些实施例中，所述显示面板100还包括位于所述第一基板101与所述液晶层103之间的第一配向层，及位于所述第二基板102与所述液晶层103之间的第二配向层。所述第一配向层和/或所述第二配向层包括聚酰亚胺或其他聚酰胺酸所衍生的聚合物。
所述显示面板100可以为VA(Vertical Alignment，垂直取向)、ECB(ElectricallyControlled Birefringence，电控双折射)、FFS(Fringe Field Switching，边缘场切换)、PALC(Plasma Addressed Liquid Crystal，等离子体寻址液晶)或IPS(In-IlaneIwitching，面内切换)等显示模式的显示面板。
本发明通过在液晶组合物中包括第一化合物、第二化合物、第三化合物及第四化合物，在清亮点、介电各向异性及粘度等方面提高了液晶组合物的性能，从而改善了应用该液晶组合物的显示面板的产品质量。
本发明实施例公开了一种液晶组合物及显示面板，该液晶组合物包括至少一种第一化合物、至少一种第二化合物、至少一种第三化合物及至少一种第四化合物，第一化合物具有如通式(Ⅰ)所示结构，第二化合物具有如通式(Ⅱ)所示结构，第三化合物具有如通式(Ⅲ)所示结构，第四化合物具有如通式(Ⅳ)所示结构，本发明通过在液晶组合物中包括第一化合物、第二化合物、第三化合物及第四化合物，在清亮点、介电各向异性及粘度等方面提高了液晶组合物的性能，从而改善了应用该液晶组合物的显示面板的产品质量。
以上对本发明实施例所提供的一种液晶组合物及显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。