一种含有单氧杂环化合物的高透过率液晶组合物及其应用的制作方法

本发明涉及一种液晶组合物，具体地说是一种向列相液晶组合物，确切地说本发明所提供的液晶组合物具有大的垂直介电，更确切地说本发明所提供的液晶组合物具有高的透过率。属于液晶材料及其应用领域。
背景技术：
：目前，lcd产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难题，其显示性能已经接近或超过crt显示器。大尺寸和中小尺寸lcd在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。随着消费者对显示器要求的提升，高解析度面板成为液晶面板的发展方向，随着面板解析度增加，液晶面板的开口率下降，导致亮度急剧下降，为了提升亮度，需要加强背光亮度，进而需要消耗更多的电能用于提升背光亮度。这大大提升了背光的能耗以及降低背光寿命。所以提升液晶面板的透过率成为目前液晶显示的难点。具体而言，对于ips(面内转换)和ffs(边缘场效应)模式显示器，降低液晶组合物的ε||/ε⊥(平行介电与垂直介电的比值)可有效地提升液晶显示器的透过率。本发明所提供的液晶组合物有效地降低了液晶组合物的ε||/ε⊥，起到了良好提升透过率的效果。技术实现要素：本发明提供一种高透过率液晶组合物，至少包含一种通式i所代表的化合物：r1代表c1～c12的直链烷基；以及至少一种通式ii所代表的化合物：以及至少一种通式iii所代表的化合物：r2、r3、r4、r5各自独立地代表c1～c12的直链烷基、烷氧基；a1、a2各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4-亚苯基。以及至少一种通式iv所代表的化合物：r6、r7各自独立地代表c1～c12的直链烷基，其中一个或多个不相邻的ch2可以各自独立地被o、s或ch＝ch所取代；a3、a4各自独立地代表反式1,4-环己基或1,4-亚苯基；以及至少包含一种通式v所代表的化合物：r8、r9各自独立地代表c1～c12的直链烷基或c2～c12的直链烯基；本发明提供的通式i所代表的化合物为含有2-甲基-3,4,5-三氟苯结构与二氟甲氧基桥键的极性化合物，该结构具有大的介电各向异性。具体的，通式i所代表的化合物选自式下列化合物的一种或几种：其中，r1代表c1～c7的直链烷基；更优选代表c1～c5的直链烷基。优选地，通式i所代表的化合物选自式ia1～式ia5所代表的化合物的一种或几种：更优选地，通式i所代表的ia2、ia3、ia4、ia5中的一种或多种，特别优选ia2、ia3中的一种或两种。优选地，本发明所提供的液晶组合物包含8～20％重量百分比的通式i所代表的化合物；更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含10～15％重量百分比的通式i所代表的化合物；特别优选地，本发明所提供的液晶组合物包含12～13％重量百分比的通式i所代表的化合物。本发明提供的通式ii所代表的化合物含有2，3-二氟苯结构，该结构具有大的垂直介电，具体的，所述通式ii所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：r2代表c1～c7的直链烷基，r3代表c1～c7的直链烷基或直链烷氧基。优选地，在通式iia中：r2代表c2～c5的直链烷基，r3代表c1～c4的直链烷氧基；在通式iib中：r2代表c1～c5的直链烷基，r3代表c1～c4的直链烷氧基。优选地，通式ii所代表的化合物选自式iia1～式iib20所代表的化合物的一种或几种：优选地，通式ii所代表的化合物选自iia6、iia8、iia14、iia16、iib3、iib16中的一种或多种；更优选iia6、iia8、iia14、iib3中的一种或多种；特别优选地，通式ii所代表的化合物选自iia6、iia8中的一种或两种。优选地，本发明所提供的液晶组合物包含5～20％重量百分比的通式ii所代表的化合物；更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含8～15％重量百分比的通式ii所代表的化合物；特别优选地，本发明所提供的液晶组合物包含8～10％重量百分比的通式ii所代表的化合物。本发明提供的通式iii所代表的化合物含有2，3-二氟苯结构，该结构具有大的垂直介电和较高的清亮点，具体的，所述通式iii所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：其中，r4代表c1～c7的直链烷基，r5代表c1～c7的直链烷基或直链烷氧基；优选地，r4代表c2～c5的直链烷基，r5代表c1～c2的直链烷基或c1～c4的直链烷氧基。优选地，通式iii所代表的化合物选自式iiia1～式iiib24所代表的化合物的一种或几种：优选地，通式iii所代表的化合物选自iiia1、iiia2、iiia10、iiia11、iiia14、iiia15、iiia16、iiia18、iiia23、iiib10、iiib14、iiib18、iiib22、iiib23中的一种或多种；更优选iiia10、iiia14、iiia16、iiia23、iiib10、iiib14、iiib18中的一种或多种；特别优选地，通式iii所代表的化合物选自iiia14、iiib14中的一种或两种。优选地，本发明所提供的液晶组合物包含5～20％重量百分比的通式iii所代表的化合物；更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含10～15％重量百分比的通式iii所代表的化合物；特别优选地，本发明所提供的液晶组合物包含12～15％重量百分比的通式iii所代表的化合物。本发明提供的通式iv所代表的化合物双环结构，该结构具有低的旋转粘度，具体的，所述通式iv所代表的化合物选自如下化合物的一种或多种：其中，r4代表c1～c7的直链烷基；r5代表c1～c7的直链烷基、直链烷氧基或c2～c7的直链烯基。优选地，通式iv所代表的化合物选自式iva1～式ivc38所代表的化合物的一种或几种：优选地，通式iv所代表的化合物选自iva2、iva4、iva6、ivb1、ivb2、ivb22、ivc2、ivc4、ivc29中的一种或多种；特别优选iva2、iva6、ivc29中的一种或两种。优选地，本发明所提供的液晶组合物包含27～70％重量百分比的通式iv所代表的化合物，优选是48～67％重量百分比的通式iv所代表的化合物；更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含48～57％重量百分比的通式iv所代表的化合物；特别优选地，本发明所提供的液晶组合物包含48～51％重量百分比的通式iv所代表的化合物。通式v所代表的化合物选自以下化合物中的一种或多种：其中，r8代表c2～c7的直链烷基或直链烯基；r9代表c1～c7的直链烷基。优选地，通式v所代表化合物选自式va1～式vb22结构中的一种或多种：优选地，通式v所代表的化合物选自va1、va8、va12、vb3、vb12、vb16、vb18中的一种或多种；更优选地，通式v所代表的化合物选自va1、va8、vb12、vb16中的一种或多种。优选地，本发明所提供的液晶组合物包含2～20％重量百分比的通式v所代表的化合物；更优选地，本发明所提供的液晶组合物包含6～20％重量百分比的通式v所代表的化合物；特别优选地，本发明所提供的液晶组合物包含16～20％重量百分比的通式v所代表的化合物。具体而言，为了使液晶组合物满足不同的需求，本发明所提供的液晶组合物包括以下质量百分比的组分(由如下组分组成)：(1)、5～25％的通式i所代表的化合物；(2)、6～40％的通式ii所代表的化合物和通式iii所代表的化合物总量；(3)、27～70％的通式iv所代表的化合物；(4)、2～25％的通式v所代表的化合物。具体地，包括(由如下组分组成)：(1)、5～25％的通式i所代表的化合物；(2)、3～20％的通式ii所代表的化合物；(3)、3～20％的通式iii所代表的化合物；(4)、27～70％的通式iv所代表的化合物；(5)、2～25％的通式v所代表的化合物。优选地，通式ii所代表的化合物和通式iii所代表的化合物的总质量，是通式i所示化合物的153～210％，是通式iv所示化合物的39～58％，是通式v所示化合物80～125％；进一步优选地，通式i所代表的化合物的质量是通式ii所代表化合物的60～85％，是通式iii所代表化合物的90～130％，是通式iv所代表化合物的340～430％，是通式v所代表化合物的120～170％；和/或，通式ii所代表的化合物的质量是通式i所代表化合物的120～165％，是通式iii所代表化合物的120～188％，是通式iv所代表化合物的450～640％，是通式v所代表化合物的160～250％；和/或，通式iii所代表化合物的质量是通式i所代表化合物的80～110％，是通式ii所代表化合物的50～85％，是通式iv所代表化合物的300～425％，是通式v所代表化合物的105～170％；和/或，通式iv所代表化合物的质量是通式i所代表的23～30％，是通式ii所代表化合物的15～23％，是通式iii所代表化合物的23～34％，是通式v所代表化合物的30～45％；和/或，通式v所代表化合物的质量是通式i所代表的60～82％，是通式ii所代表化合物的40～65％，是通式iii所代表化合物的60～94％，是通式iv所代表化合物的225～320％。本发明所述的液晶组合物，优选地，本发明所提供的液晶化合物包含以下质量百分比的组分：(1)、8～20％的通式i所代表的化合物；(2)、5～20％的通式ii所代表的化合物；(3)、5～20％的通式iii所代表的化合物；(4)、48～67％的通式iv所代表的化合物；(5)、2～20％的通式v所代表的化合物。更优选地，本发明所提供的液晶化合物包含以下质量百分比的组分：(1)、10～15％的通式i所代表的化合物；(2)、8～15％的通式ii所代表的化合物；(3)、10～15％的通式iii所代表的化合物；(4)、50～57％的通式iv所代表的化合物；(5)、6～20％的通式v所代表的化合物。特别优选地，本发明所提供的液晶化合物包含以下质量百分比的组分：(1)、12-13％的通式i所代表的化合物；(2)、8～10％的通式ii所代表的化合物；(3)、12～15％的通式iii所代表的化合物；(4)、45～51％的通式iv所代表的化合物；(5)、16～20％的通式v所代表的化合物。优选地，本发明所提供的液晶组合物由以下化合物组成：更优选地，本发明所提供的液晶组合物由以下化合物组成：特别优选地，本发明所提供的液晶组合物由以下化合物组成：本发明所提供的液晶组合物通过添加第ii、iii类化合物增加液晶组合物的垂直介电，通过i类化合物提升介电各项异性，进而得到具有大的垂直介电的液晶组合物，提升液晶显示器透过率，通过添加第iv类组分降低组合物的旋转黏度，提升响应时间，添加第v类提升液晶组合物的光学各向异性,提升组合物的弹性常数和清亮点。通过各组分的优化组合，进而得到具有快响应的高透过率的液晶组合物。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。本发明同时提供上述任意一项技术方案所述的液晶组合物在液晶显示领域的应用，所述在液晶显示领域的应用优选为在液晶显示装置中的应用；优选地，所述的液晶显示装置包括ips或ffs模式显示器。本发明所述液晶组合物具有大的垂直介电常数，进而具有低的平行介电与垂直介电常数的比值，其在ips或ffs模式显示器中的使用能明显改善液晶显示器的透过率，有效地改善显示效果和降低能耗。附图说明图1为实施例1和对比例的模拟曲线图。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；δn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)；δε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、k22、k33分别代表展曲、扭曲和弯曲弹性常数(pn，25℃)。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：5apuqkf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对比例1表12：液晶组合物中各组分的重量百分比及性能参数试验例1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13。表13：液晶组合物的性能参数比较δnε∥ε⊥δεcpε∥/ε⊥实施例10.0995.83.9+1.9801.487对比例10.0995.53.2+1.9791.719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低的平行介电与垂直介电的比值，所以具有更高的透过率。对实施例1和对比例1进行透过率模拟得到以下数据表14：表14.实施例1与对比例1透过率比较实施例1对比例1透过率0.29940.2788实施例1相对于对比例1的透过率提升7.4％左右。模拟曲线如附图1所示。由以上实施例可知，本发明所提供的液晶组合物具有大的垂直介电，进而具有更低的平行介电与垂直介电的比值，进一步具有更高的透过率。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，能够明显提升液晶显示器的透过率，降低背光源的能量损失，特别适用于快响应ffs型tv液晶显示器。虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，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。当前第1页12