一种含三联苯的负性液晶组合物及其应用的制作方法

1.本发明涉及一种含三联苯的负性液晶组合物及其应用，属于液晶显示技术领域。


背景技术：

2.近年来，lcd显示器作为最主流的显示器，已广泛用于各种产品中，其中负性液晶显示器因为其独有的高透过率特性，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.目前，负性液晶显示器存在的主要劣势为响应速度较慢，如何改善响应速度成为负性液晶显示器的重要课题，通过研究发现，液晶的旋转粘度与弹性常数比值降低有助于改善液晶分子的响应速度，液晶的光学各向异性增加有助于降低显示器面板液晶层厚度，从而改善显示器的响应速度。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种含三联苯的负性液晶组合物，该液晶组合物具有低旋转粘度，以此实现改善液晶显示器响应速度的目的。
5.通常，降低组合物的清亮点可以实现降低旋转粘度的目的，但是随着清亮点的降低，可导致显示器使用温度上限降低。而本发明所提供的液晶组合物具有高的清亮点、低的旋转粘度、大的弹性常数和大的光学各向异性，解决了上述技术问题。
6.本发明所提供的负性液晶组合物包括式ⅰ所示化合物中的至少一种、式ⅱ所示化合物中的至少一种、式ⅲ所示化合物中的至少一种和式ⅳ所示化合物中的至少一种；
[0007][0008][0009]
式ⅰ中，r1、r2各自独立地表示c1～c
12
的直链烷基、c1～c
12
的直链烷氧基或c2～c
12
的直链烯基；a1表示
[0010]
式ii中，r3、r4各自独立地表示c1～c
12
的直链烷基、c1～c
12
的直链烷氧基或c2～c
12
的直链烯基；a2表示
[0011]
式iii中，r5、r6各自独立地表示c1～c
12
的直链烷基、c1～c
12
的直链烷氧基或c2～c
12
的直链烯基；a3、a4各自独立地表示反式1，4-环己基或1，4-亚苯基；
[0012]
式iv中，r7、r8各自独立地表示c1～c
12
的直链烷基、c1～c
12
的直链烷氧基或c2～c
12
的直链烯基；l1、l2、l3各自独立地代表h或f。
[0013]
优选地，式ⅰ所示化合物选自式ia～式ib中的一种或多种；
[0014][0015]
式中，r1、r2各自独立地表示c1～c7的直链烷基、c1～c7的直链烷氧基或c2～c7的直链烯基；
[0016]
优选地，通式i所代表的化合物选自式ia1～式ib52的一种或多种：
[0017]
[0018]
[0019][0020]
更优选地，式i所示化合物选自式ia13～ia16、ib9～ib12、ib17～ib20中的一种或多种；
[0021]
最优选地，式i所示化合物选自式ia14、ia16、ib10、ib18中的一种或多种。
[0022]
优选地，式ⅱ所示化合物选自式ⅱa～式ⅱc中的一种或多种；
[0023][0024]
式中，r3、r4各自独立地表示c1～c7的直链烷基、c1～c7的直链烷氧基或c2～c7的直链烯基。
[0025]
优选地，式ii所示化合物选自式iia1～式iic48的一种或多种：
[0026]
[0027]
[0028][0029]
更优选地，式ii所示化合物选自式iia13～iia16、iia27～iia30、iib13～iib24中的一种或多种；
[0030]
最优选地，式ii所示化合物选自式iia13、iia14、iia27、iia28、iib13、iib14、iib18、iib21中的一种或多种。
[0031]
优选地，式ⅲ所示化合物选自式iiia～式iiib中的一种或多种；
[0032][0033]
式中，r5、r6各自独立地表示c1～c7的直链烷基、c1～c7的直链烷氧基或c1～c7的直链烯基。
[0034]
更优选地，式iii所示化合物选自式iiia1～式iiib24中的一种或多种：
[0035][0036]
更优选地，式iii所示化合物选自式iiia5～iiia8、iiia9～iiia12、iiia16～iiia19中的一种或多种；
[0037]
最优选地，式iii所示化合物选自式iiia5、iiia9、iiia17、iiib2、iiib4、iiib20中的一种或多种。
[0038]
优选地，式ⅳ所示化合物选自式iva～式ivb中的一种或多种；
[0039][0040]
式中，r7表示c1～c7的直链烷基或c2～c7的直链烯基；r8代表c1～c7的直链烷基或c1～c7的直链烷氧基。
[0041]
式iv所示化合物选自式iva1～式ivb36中的一种或多种：
[0042]
[0043][0044]
更优选地，式iv所示化合物选自式ivb27～ivb31中的一种或多种；
[0045]
最优选地，式iv所示化合物选自式ivb27、ivb28中的一种或多种。
[0046]
本发明负性液晶组合物还包括式
ⅴ
所示化合物中的一种或多种，为四联苯的化合物，该化合物具有改善高温信赖性的作用；
[0047][0048]
式中，r9、r
10
各自独立地表示c1～c
12
的直链烷基、c1～c
12
的直链烷氧基或c2～c
12
的直链烯基。
[0049]
优选地，式
ⅴ
所示化合物选自式
ⅴ‑
1-式
ⅴ‑
9中的一种或几种：
[0050][0051]
更优选地，式v所示化合物选自式v-1～v-4中的一种或多种；
[0052]
最优选地，式v所示化合物选自式v-3、v-4中的一种或多种。
[0053]
优选地，本发明负性液晶组合物由式ⅰ所示化合物、式ⅱ所示化合物、式ⅲ所示化合物、式ⅳ所示化合物和式
ⅴ
所示化合物组成；
[0054]
所述负性液晶组合物的质量百分比组成如下：
[0055]
式i所示化合物1～20％；式ii所示化合物20～60％；式ⅲ所示化合物35～60％；式ⅳ所示化合物1～10％；式
ⅴ
所示化合物0～1％。
[0056]
优选地，所述负性液晶组合物的质量百分比组成如下：
[0057]
式ia所示化合物6～18％；式iia所示化合物10～25％；式iib所示化合物15～25％；式ⅲa所示化合物45～55％；式ⅳa所示化合物1～9％；式
ⅴ
所示化合物0～1％。
[0058]
优选地，所述液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
[0059]
1)、5～15％的式i所示化合物，其中，含有6～14％的式ib9～ib12和/或ib17～ib20所示化合物中的一种或几种；
[0060]
2)、25～55％的式ii所示化合物，其中，含有10％～20％的式iia13～iia16和/或iia27～iia30所示化合物中的一种或几种，含有15％～25％的式iib13～iib24所示化合物中的一种或几种；
[0061]
3)、45～55％的式iii所示化合物，其中，含46～53％的式iiia5～iiia8和/或iiia9～iiia12所示化合物中的一种或几种；
[0062]
4)、1～9％的式iv所示化合物，其中，含1～7％的式iva27～iva31所示化合物中的一种或几种；
[0063]
5)、0～1％的式v所示化合物。
[0064]
更优选地，所述液晶组合物包含以下质量百分比的组分：
[0065]
1)、9～15％的式i所示化合物，其中，含有通式ib10和/或ib18所代表的化合物中的一种或几种；
[0066]
2)、30～52％的式ii所示化合物，其中，含有11％～20％式iia27和/或iia28所示化合物中的一种或几种，含有15％～25％的iib13和/或iib14和/或iib18和/或iib21所示化合物中的一种或几种；
[0067]
3)、46～53％的式iii所示化合物，其中，含有式iiia5和/或iiia9所示化合物中的一种或几种；
[0068]
4)、1～7％的式iv所示化合物，其中，含有式ivb27和/或ivb28所示化合物中的一种或几种；
[0069]
5)、0～1％的式v所示化合物。
[0070]
更优选地，所述液晶组合物的组成如表1-表4所示：
[0071]
表1本发明液晶组合物的组成之一
[0072]
序号组分代码重量百分比(％)1ib101pwo28％～12％2iia27vccwo14％～8％3iia28vccwo27％～9％4iia272clwo25％～6％5iia282clwo44％～5％6iib133clwo25％～6％7iib213clwo35％～6％8iiia53ccv40％～45％9iiia93ccv14％～11％10ivb282pgiwo41％～6％
[0073]
表2本发明液晶组合物的组成之二
[0074][0075][0076]
表3本发明液晶组合物的组成之三
[0077]
序号组分代码重量百分比(％)1ib101pwo28％～12％2iia27vccwo14％～8％3iia28vccwo27％～9％4iia272clwo25％～6％5iia282clwo44％～5％6iib133clwo25％～6％
7iib213clwo35％～6％8iiia53ccv40％～45％9iiia93ccv14％～11％10ivb282pgiwo41％～6％11v-43pgpw10％～1％
[0078]
表4本发明液晶组合物的组成之四
[0079]
序号组分代码重量百分比(％)1ib183pwo28％～12％2iia27vccwo14％～8％3iia28vccwo27％～9％4iia272clwo25％～6％5iia282clwo44％～5％6iib133clwo25％～6％7iib213clwo35％～6％8iiia53ccv40％～45％9iiia93ccv14％～11％10ivb282pgiwo41％～6％11v-43pgpw10％～1％
[0080]
还可在本发明液晶组合物中加入如下成分：抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂或红外线吸收剂等。
[0081]
本发明提供的液晶组合物通过式i所示化合物提升介电各向异性及降低旋转粘度；通过式ii所示化合物降低旋转粘度和改善互溶性；通过式iii所示化合物改善高温信赖性的作用；通过式iv所示化合物提升折射率的作用；通过式v所示化合物改善高温信赖性。
[0082]
本发明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。
[0083]
本发明液晶组合物具有低的旋转粘度、大的弹性常数，进而具有低的旋转粘度与弹性常数比值，其在液晶显示器中的使用能明显改善液晶显示器的响应速度和对比度。
[0084]
本发明负性液晶组合物能够用于制备液晶显示材料或液晶显示器件。
具体实施方式
[0085]
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0086]
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0087]
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
∥
和ε
⊥
分别代表平行和垂直介电常数(25℃，1000hz)；
△
ε代表介电各向异性(25℃，1000hz)；γ1代表旋转粘度(mpa.s，25℃)；cp代表液晶组合物的清亮点(℃)；k11
、k
22
、k
33
分别代表展曲、扭曲和弯曲弹性常数(pn，25℃)。
[0088]
以下各实施例中，液晶化合物中基团结构用表5所示代码表示。
[0089]
表5液晶化合物的基团结构代码
[0090][0091][0092]
以如下化合物结构为例：
[0093][0094]
表示为：3cpw02
[0095]
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。
[0096]
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。
[0097]
实施例1、
[0098]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表6，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0099]
表6液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0100][0101]
实施例2、
[0102]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表7，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0103]
表7液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0104][0105]
实施例3、
[0106]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表8，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0107]
表8液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0108][0109]
实施例4、
[0110]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表9，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0111]
表9液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0112][0113][0114]
实施例5、
[0115]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表10，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0116]
表10液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0117][0118]
实施例6、
[0119]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表11，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0120]
表11液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0121][0122]
实施例7、
[0123]
取以下重量百分比的液晶化合物配制液晶组合物，具体的配比见表12，以下所有结构式中的环己基均为反式构型：
[0124]
表12液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0125][0126]
对比例1、
[0127]
表13液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数
[0128][0129]
将实施例7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14。
[0130]
表14液晶组合物的性能参数比较
[0131]
项目
△n△
εcpγ1k
11k22k33
实施例70.0912-2.8846814.37.215.4对比例10.1040-3.98110815.27.616.2
[0132]
实施例7与对比例1相比，具有更低的旋转粘度，进而具有更快的响应时间。
[0133]
由以上实施例可知，本发明所提供的液晶组合物具有低的旋转粘度、高电阻率、适合的光学各向异性、良好的低温互溶性以及优异的光稳定性和热稳定性，可降低液晶显示器的响应时间，从而解决液晶显示器响应速度慢的问题。因此，本发明所提供的液晶组合物适用于快响应的va、ips及ffs型tft液晶显示装置，尤其适用于ips及ffs液晶显示装置。
[0134]
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。