本发明涉及液晶材料及其应用领域,尤其涉及一种具有高对比度的负性液晶组合物及其应用。
背景技术:
1、随着信息时代的进步,液晶显示技术的发展作为信息显示的液晶应用领域,也在不断发展。人们对液晶显示器性能的要求越来越高,也激发了人们对液晶材料的研究兴趣,使得液晶技术成为热点,并持续发展。
2、目前,液晶显示器正朝向大型化、宽视角、高对比度、快速响应方面发展,负性液晶的性能起到了至关重要的作用,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。
3、ips和ffs显示模式因其独特的液晶平面排列方式导致显示面板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,造成液晶显示器件漏光的主要原因时是:光散射(lc scattering)、摩擦均匀性(rubbinguniformity)、彩色滤光膜漏光以及极化能力(polarize ability),其中,光散射在漏光性能的影响因素中占比达60%以上。
4、根据散射系数关系式:
5、
6、其中,δn为光学各向异性,ne为非寻常光折射率,no为寻常光折射率,d为液晶盒厚度,k11为展曲弹性常数,γ1为旋转粘度。由该关系式可知,lc scattering与k11成反比关系,在提高k11的情况下,可以降低液晶材料的漏光。
7、由对比度公式:
8、cr=l255/l0*100%,
9、其中,l255为开态亮度,l0为关态亮度。可以看出,显著影响cr的应该是l0的变化。在关态下,l0与液晶分子的介电性能无关,而与液晶材料本身的lc scattering相关;lcscattering愈小,l0也愈小,从而对比度也就愈高。
10、鉴于此,特提出本技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种负性液晶组合物,其具有较大的展曲弹性常数以及较小的液晶光散射系数,因而能够在很大程度的提高液晶显示器对比度,解决上述缺陷。
2、基于此,本发明的具体技术方案如下:
3、本发明首先提供一种液晶组合物,其至少包含一种或多种通式i所代表的化合物、一种或多种通式ii所代表的化合物以及一种或多种通式iii所代表的化合物;
4、所述通式i所代表的化合物的结构为:
5、
6、所述通式i中,r1代表1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基或2-7个碳原子的烯基,r2代表1-7个碳原子的烷基或2-7个碳原子的烯基;
7、所述通式为ii所代表的化合物的结构为:
8、
9、所述通式ii中,r3、r4各自独立地代表1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基或2-7个碳原子的烯基。
10、所述通式为iii所代表的化合物的结构为:
11、
12、所述通式iii中,r5、r6各自独立地代表1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基或2-7个碳原子的烯基,n代表1或2,代表中的一种或多种。
13、本发明发现,通式i所代表的化合物与上述通式ii~iii所代表的化合物协同配合后,能够显著提高液晶材料的展曲弹性常数k11,降低液晶材料的漏光,提液晶显示器的高对比度。
14、作为优选,所述通式ⅰ的化合物选自式ia1-ia22和ib1-ib14所代表化合物中的一种或几种:
15、
16、。
17、本发明提供的所述通式为ii的化合物为含有双环己烷的化合物,该化合物具有好的低温溶解性能。
18、作为优选,所述通式ii所代表的化合物选自iia1-iia12、iib1-iib14、iic1-iic4中所示化合物中的一种或几种:
19、
20、。
21、本发明提供的所述通式为iii的化合物为含有三环中性化合物,该化合物具有高的清亮点、较好的低温溶解性。
22、作为优选,所述通式iii所代表的化合物选自iiia1-iiia48、iiib1-iiib48、iiic1-iiic48中所示化合物中的一种或几种:
23、
24、
25、。
26、本发明提供的通式ⅳ所代表的化合物为甲氧基桥的化合物,其加入到液晶组合物中有助于配合本发明所述通式i-通式iii所代表的化合物,能够进一步提高液晶组合物的介电各向异性。
27、作为优选,所述液晶组合物中还含有通式ⅳ所代表的化合物:
28、
29、所述通式ⅳ中,r7、r8各自独立地代表1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基或2-7个碳原子的烯基,n代表1或2;
30、优选地,所述通式ⅳ所代表的化合物选自ⅳa1-ⅳa12、ⅳb1-ⅳb12、ⅳc1-ⅳc12、ⅳd1-ⅳd12中所示化合物中的一种或几种:
31、
32、。
33、本发明所提供的所述通式为ⅴ的化合物负介电各向异性的化合物,该化合物具有负的介电各向异性。
34、作为优选,所述液晶组合物中还含有通式ⅴ所代表的化合物,
35、所述通式ⅴ所代表的化合物的结构为:
36、
37、所述通式ⅴ中,r9、r10各自独立地代表1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基或2-7个碳原子的烯基,n代表1或2,代表中的一种或多种;
38、优选地,所述通式ⅴ所代表的化合物选自式ⅴa1-ⅴa48、ⅴb1-ⅴb48、ⅴc1-ⅴc48、ⅴd1-ⅴd48、ⅴe1-ⅴe48、ⅴf1-ⅴf48中所示化合物中的一种或几种:
39、
40、
41、
42、
43、
44、
45、
46、
47、。
48、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:
49、所述液晶组合物包括以下质量百分比的组分:
50、(1)1~25%通式i所代表的化合物;
51、(2)1~50%通式ii所代表的化合物;
52、(3)1~30%通式iii所代表的化合物;
53、(4)1~25%通式ⅳ所代表的化合物;
54、(5)1~50%通式ⅴ所代表的化合物;
55、更优选地,所述液晶组合物包括以下质量百分比的组分:
56、(1)1~20%通式i所代表的化合物;
57、(2)5~50%通式ii所代表的化合物;
58、(3)5~30%通式iii所代表的化合物;
59、(4)5~25%通式ⅳ所代表的化合物;
60、(5)5~50%通式ⅴ所代表的化合物;
61、进一步优选地,所述液晶组合物包括以下质量百分比的组分:
62、(1)5~20%通式i所代表的化合物;
63、(2)20~50%通式ii所代表的化合物;
64、(3)10~30%通式iii所代表的化合物;
65、(4)5~20%通式ⅳ所代表的化合物;
66、(5)20~50%通式ⅴ所代表的化合物;
67、最优选地,所述液晶组合物包括以下质量百分比的组分:
68、(1)5~15%通式i所代表的化合物;
69、(2)30~45%通式ii所代表的化合物;
70、(3)10~25%通式iii所代表的化合物;
71、(4)10~20%通式ⅳ所代表的化合物;
72、(5)20~35%通式ⅴ所代表的化合物。
73、作为优选,本发明所提供的液晶组合物还可以包含一种或多种通式ⅵ所代表的化合物,该化合物具有大的弹性常数、较低的旋转粘度,对提高对比度有很大帮助,所述通式ⅵ所代表的化合物的结构为:
74、
75、所述通式ⅵ中,r11、r12各自独立地代表1-7个碳原子的烷基、1-7个碳原子的烷氧基或2-7个碳原子的烯基;
76、优选地,通式ⅵ所代表的化合物选自ⅵa1-ⅵa20、ⅵb1-ⅵb18、ⅵc1-ⅵc14中所示化合物中的一种或几种:
77、
78、
79、。
80、作为优选,所述液晶组合物中,在其所有组分的质量百分比总和为100%的情况下,通式ⅵ所述化合物在组合物中的质量含量为0~30%;优选地为5~25%;进一步优选为5~15%。
81、本发明所提供的液晶组合物中,通式i所代表的化合物为含有二苯并噻吩的化合物,该化合物具有较大的介电常数、较大的弹性常数;通式ii所代表的化合物为双环己烷的化合物,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;通式为ⅲ的化合物为三环中性化合物,该化合物具有较高的清亮点,可有效提升液晶组合物的清亮点;通式ⅳ所代表的化合物为甲氧基桥介电各向异性的化合物,具有大的介电各向异性,可有效降低液晶面板的驱动电压;通式为ⅴ的化合物为负性化合物,其加入到液晶组合物中有助于配合本发明所述通式i-通式ⅳ所代表的化合物,能够进一步提高液晶组合物的介电各向异性;通式ⅵ所代表的化合物为三环含有乙撑键的化合物,该化合物具有大的弹性常数、较低的旋转粘度,其加入到液晶组合物中有助于配合本发明所述通式i-通式ⅳ所代表的化合物,能够进一步提高液晶组合物的弹性常数。
82、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。
83、本发明还提供上述液晶组合物在液晶显示装置上的应用,优选在va、ips或ffs模式显示器中的应用。
84、基于上述技术方案,本发明的有益效果在于:
85、本发明所述液晶组合物具有低旋转粘度、大的弹性常数、大的光学各向异性、良好的低温互溶性、快的响应速度以及较大的对比度,能够用于多种显示模式的快响应液晶显示,其在va、ips或ffs模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器显示效果,尤其适用于ips和ffs模式液晶显示器。
1.一种液晶组合物,其特征在于,至少包含一种或多种通式i所代表的化合物、一种或多种通式ii所代表的化合物以及一种或多种通式iii所代表的化合物;
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,所述通式ⅰ的化合物选自式ia1-ia22和ib1-ib14所代表化合物中的一种或几种:
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其特征在于,所述通式ii所代表的化合物选自iia1-iia12、iib1-iib14、iic1-iic4中所示化合物中的一种或几种:
4.根据权利要求1~3任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述通式iii所代表的化合物选自iiia1-iiia48、iiib1-iiib48、iiic1-iiic48中所示化合物中的一种或几种:
5.根据权利要求1~4任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还含有通式ⅳ所代表的化合物:
6.根据权利要求1~5任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还含有通式ⅴ所代表的化合物,
7.根据权利要求1~6任一项所述的液晶组合物,其特征在于,包括以下质量百分比的组分:
8.根据权利要求1~7任一项所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中还含有通式ⅵ所代表的化合物:
9.根据权利要求8所述的液晶组合物,其特征在于,所述液晶组合物中,在其所有组分的质量百分比总和为100%的情况下,通式ⅵ所述化合物在组合物中的质量含量为0~30%;优选地为5~25%;进一步优选为5~15%。
10.权利要求1~9任一项所述的液晶组合物在液晶显示装置上的应用,优选在va、ips或ffs模式显示器中的应用。