一种负性大折光率液晶组合物及其应用的制作方法

1.本发明涉及一种负性大折光率液晶组合物及其应用，该液晶组合物适合应用于各种负型显示模式，包括va、ips、ffs等显示模式中，属于液晶材料技术领域。


背景技术：

2.液晶显示器最早于20世纪70年代作为电子计算机和数字时钟显示器出现的，随着技术的发展与进步，如今液晶显示器已经遍布日常生活之中。
3.负性液晶最早于上世纪80年代末提出，其主要用于va模式，va显示模式具有非常优异的对比度性能，但是存在明显响应时间问题。如何在同样的驱动电压下可以获得更快的响应时间是大家更加希望达成的目标。同时随着人们生活水平的提高，高画质显示变得尤为重要，比如目前的主流产品分辨率是4k，但是随着显示技术的进一步发展8k显示已经提上日程，也有部分产品已经小批量的进入市场。8k显示因为分辨率更高导致像素开口率减小，因而光的穿透率会下降，当产品要达到和4k产品同样的亮度时，需要更高的背光亮度，这会造成背光功耗的增加，为了提高穿透率，从液晶材料性能上进行改善变得十分有必要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种负性大折光液晶组合物，可以减少液晶显示产品的响应时间，同时提高穿透率。
5.本发明通过配方的设计，使液晶组合物拥有较大的介电常数，从而使光电曲线相较于传统的液晶组合物向左移动，从而能够做到在相同的驱动电压下有较高的穿透率。对于响应时间的改善，只通过改善液晶性能来提高响应速度是十分困难的。根据响应时间的公式可知液晶盒厚对于响应时间影响最大。通过在设备改善方面减小盒厚是最实际最有效的途径。而当盒厚减小时，考虑到视角、亮度和显示品味等因素必须相对应的增加液晶的折射率各向异性。本发明通过对液晶组合物的介电常数和液晶双折射等参数进行设计，能够达到使液晶显示产品具有较快的响应时间和较高的穿透率。
6.本发明的另一目的在于提供上述负性大折光液晶组合物的应用，本发明中的液晶组合物具有大的负介电各向异性和大的光学各向异性，具有较宽向列相温度范围，其性能优异，非常适合应用于各种负型显示模式，包括va、ips、ffs等显示模式的液晶显示器件中。
7.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
8.一种负性大折光率液晶组合物，具有大的负介电各向异性和大的光学各向异性，具有较宽向列相温度范围，可应用于负型显示模式，包括通式a、b、c、d四种化合物组分，它们的重量百分含量分别为：a组分42％～55％、b组分35％～45％、c组分10％～18％、d组分0％～5％，且各个组分的重量百分比之和为100％；
9.所述a组分为如下通式所示化合物中的一种或多种：
[0010][0011]
其中，r1、r2各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5的直链烷氧基或碳原子数为2～5的链烯基；
[0012]
a1、a2各自独立的表示或者
[0013]
y1、y2各自独立的表示f或h，且当y1为h时y2也为h，当y1为f时y2也为f；
[0014]
所述b组分为如下通式所示化合物中的一种或多种：
[0015][0016]
其中，r3、r4各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5的直链烷氧基；
[0017]
a3表示或者
[0018]
y3、y4各自独立的表示表示f或h，且当y3为h时y4也为h，当y3为f时y4也为f；
[0019]
所述c组分为如下通式所示化合物中的一种或多种：
[0020][0021]
其中，r5、r6各自独立的表示碳原子数为1～5的直链烷基或碳原子数为1～5的直链烷氧基，n表示1或者2；
[0022]
所述d组分为如下通式所示化合物中的一种或多种：
[0023][0024]
其中，r7、r8各自独立的表示碳原子数为2～5的直链烷基或碳原子数为2～5的直链烷氧基；
[0025]
y5表示表示f或h。
[0026]
所述a组分为由以下化合物a
‑
1至a
‑
34中的一种或多种组成的混合物：
[0027]
[0028]
[0029]
[0030][0031]
所述b组分为由以下化合物b
‑
1至b
‑
25中的一种或多种组成的混合物：
[0032]
[0033]
[0034]
[0035][0036]
所述c组分为由以下化合物c
‑
1至c
‑
24中的一种或多种组成的混合物：
[0037]
[0038]
[0039][0040]
所述d组分为由以下化合物d
‑
1至d
‑
20中的一种或多种组成的混合物：
[0041]
[0042]
[0043][0044]
上述负性大折光率液晶组合物中，按照重量百分比计算，a组分为43％～50％，更优选为43％～48％；b组分为35％～43％，更优选为35％～38％；c组分为10％～16％，更优
选为12％～16％；d组分为0％～4％，更优选为1％～5％，进一步优选为1％～4％。
[0045]
本发明的液晶组合物负介电各向异性在
‑
3.5～
‑
3.9之间，光学各向异性均在0.115以上，向列相温度范围在80～100℃之间。
[0046]
本发明中的液晶组合物可以很好地应用于负型显示模式的液晶显示器件中，负型显示模式包括va、ips、ffs等显示模式。
[0047]
本发明的优点：
[0048]
本发明中的液晶组合物具有大的负介电各向异性和大的光学各向异性，具有较宽向列相温度范围，其性能优异，非常适合应用于各种负型显示模式，包括va、ips、ffs等显示模式中。
[0049]
本发明通过选择四种液晶化合物及其配比，使液晶组合物的介电常数和液晶双折射等参数达到要求的数值，从而使采用该液晶组合物的液晶显示产品具有较快的响应时间和较高的穿透率。
具体实施方式
[0050]
本发明中，液晶组合物的制备均采用如下方法：采用业内普遍使用的热溶解方法，首先用天平按重量百分比称量液晶组合物中的各个单体，添加顺序先加入液体后加入固体，固体的添加无特定要求，在100℃条件下加热搅拌使得各组分熔解混合均匀，再经过滤、脱气，最后封装即得目标样品。除此之外，也可将各组分在有机溶剂中的溶液混合，所述溶剂如丙酮、氯仿、甲醇等，在充分混合后，再将溶剂除去，如通过蒸馏等，再经过滤、脱气、封装即可得到目标样品。
[0051]
本发明中，液晶组合物的组分为重量百分数，全部温度以摄氏温度给出。
[0052]
所有项目均在室温(25℃)条件下测试得出数据。
[0053]
在实施例中，所测试的物理参数特性如下：
[0054]
t
ni
：向列相
‑
各向同性液体相转变温度(℃)；
[0055]
δn：25摄氏度(℃)时的折射率各向异性；
[0056]
δε：25摄氏度(℃)时的介电常数各向异性；
[0057]
其中，δε＝ε||
‑
ε
⊥
，其中，ε||为平行于分子轴的介电常数，ε
⊥
为垂直于分子轴的介电常数，测试条件：25℃、1khz；
[0058]
no：寻常光的折射率(589nm，25℃)；
[0059]
ne：非寻常光的折射率(589nm，25℃)。
[0060]
以下是一些代表性实施例，但本发明不仅限于这几种液晶组合物。
[0061]
实施例1：
[0062]
按照表1中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其填充于3.5μva液晶测试盒进行性能测试，测定的物性参数结果见表1。
[0063]
表1实施例1液晶组合物的组成和其性能测试结果
[0064][0065]
实施例2：
[0066]
按照表2中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其填充于3.5μva液晶测试盒进行性能测试，测定的物性参数结果见表2。
[0067]
表2实施例2液晶组合物的组成和其性能测试结果
[0068][0069]
实施例3：
[0070]
按照表3中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其填充于3.5μva液晶测试盒进行性能测试，测定的物性参数结果见表3。
[0071]
表3实施例3液晶组合物的组成和其性能测试结果
[0072][0073]
实施例4：
[0074]
按照表4中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其填充于3.5μva液晶测试盒进行性能测试，测定的物性参数结果见表4。
[0075]
表4实施例4液晶组合物的组成和其性能测试结果
[0076][0077]
实施例5：
[0078]
按照表5中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其填充于3.5μva液晶测试盒进行性能测试，测定的物性参数结果见表5。
[0079]
表5实施例5液晶组合物的组成和其性能测试结果
[0080][0081]
实施例6：
[0082]
按照表6中液晶组合物的组成，参照本发明上述的方法制备液晶组合物，将其填充于3.5μva液晶测试盒进行性能测试，测定的物性参数结果见表6。
[0083]
表6实施例6液晶组合物的组成和其性能测试结果
[0084][0085]
本发明的液晶组合物具有大的负介电各向异性和大的光学各向异性，具有较宽向列相温度范围，采用本发明液晶组合物制备的液晶显示器件可以明显缩短响应时间，提高穿透率。