CN105838385B - 液晶化合物、包含其的液晶组合物、光电显示器和液晶显示器件 - Google Patents

液晶化合物、包含其的液晶组合物、光电显示器和液晶显示器件 Download PDF

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Abstract

本发明提供液晶化合物、包含其的液晶组合物、光电显示器和液晶显示器件。所述液晶化合物具有式(I)所示的结构，其中，R1、A1、A2、A3、A4、Z1、Z2、Z3、Z4、m、n、o、p、和X的定义与说明书中定义的相同。

Description

液晶化合物、包含其的液晶组合物、光电显示器和液晶显示 器件
技术领域
本发明涉及液晶化合物、包含其的液晶组合物、光电显示器和液晶显示器件(元件)。
背景技术
液晶显示器为利用液晶的光电变化的显示器，其具有体积小、重量轻、低电力消耗、无辐射、显示品质佳等优点，因此近年来已成为平面显示器的主流并广泛应用于各种个人电脑、个人数字助理(PDA)、手机、电视机等中。随着技术的进步，本领域也不断地利用各种方式来提高液晶显示器的色彩饱和度，以符合使用者的需求。
对于液晶显示器中的液晶材料来说，具有高的热和光稳定性、高的透射率(穿透度)、低的旋转粘度以及良好的介电各向异性的液晶化合物是符合目前需求的。
当液晶材料具有较高的热稳定性时，可以使液晶显示器具有较佳的显示效能。
当液晶材料具有较高的介电各向异性(△ε)时，可以使液晶显示器具有较低的驱动电压，因而可以达到省电的目的。
当液晶材料具有较低的旋转粘度(γ1)和较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)时，在施加电压时，该液晶材料具有较快的响应速度。特别地，旋转粘度与弹性系数(K11)的比值(γ1/K11)与液晶分子的响应时间成正比，若能降低旋转粘度与弹性系数的比值，则可提升显示器在施加电压时液晶分子的响应速度。如此一来，将液晶分子应用于显示器时，可实现增进响应速度的目的
在本领域中仍然存在对于具有较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)、或较低的旋转粘度与弹性系数的比值(γ1/K11)的液晶分子的需要。
另外，具有高介电各向异性的液晶材料同时也具有高粘度。因此，在本领域中需要寻求进一步的改善，以在液晶材料的介电各向异性与粘度之间取得合适的平衡。
发明内容
本发明提供一类具有较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)、或较低的旋转粘度与弹性系数的比值(γ1/K11)且因此具有较快的响应速度的液晶化合物。
所述液晶化合物可进一步具有良好的介电各向异性(△ε)，即，可在保持良好的介电各向异性(△ε)的同时实现较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)、或较低的旋转粘度与弹性系数的比值(γ1/K11)，从而可在保持较低的驱动电压的同时实现较快的响应速度。因此，所述液晶化合物可实现介电各向异性和旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)、或旋转粘度与弹性系数的比值(γ1/K11)之间的平衡。
所述液晶化合物可进一步具有良好的折射率各向异性(△n)。
所述液晶化合物可具有良好的介电各向异性(△ε)、适当的旋转粘度(γ1)、较低的旋转粘度与介电各向异性比值(γ1/△ε)、以及较高的折射率各向异性(△n)。所述液晶化合物可具有式(I)所示的结构：
在式(I)中，
R1为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基、C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子为未经代替的或被卤素、CN或CF3代替；
A1、A2、A3和A4各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满(indane)官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替、和/或其中1,4-亚环己基中的任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、和-O-CO-O-彼此不直接相连；和/或其中二价2,5-茚满官能基中的任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-或-S-彼此不直接相连；
Z1、Z2、Z3和Z4独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-O-CO-或-CO-O-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-、-S-彼此不直接相连，
X为H、卤素、CN、CF3或CCl3，以及
m、n、o和p独立地为0或1，且m+n+o+p>0。
在式(I)的液晶化合物中，Z1、Z2、Z3和Z4中的至少一个可为-CF2O-或-OCF2。
在式(I)的液晶化合物中，Z3和Z4中的至少一个可为-CF2O-或-OCF2-。
在式(I)的液晶化合物中，A1、A2、A3和A4中的至少一个可为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基，且该1,4-亚苯基、1,4-亚环己基的至少一个氢原子可被卤素原子、CN或CF3代替。进一步地，m、n、o、p中的至少一个可为0。
在式(I)的液晶化合物中，A1、A2和A3中的至少一个可为
在式(I)的液晶化合物中，A1、A2和A3中的至少一个可为
在式(I)的液晶化合物中，X可为F。
本发明还提供包含至少一种具有式(I)所示结构的液晶化合物的液晶组合物。
所述液晶组合物具有较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)、或较低的旋转粘度与弹性系数的比值(γ1/K11)且因此具有较快的响应速度。
所述液晶组合物可进一步具有良好的介电各向异性(△ε)，即，可在保持良好的介电各向异性(△ε)的同时实现较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)、或较低的旋转粘度与弹性系数的比值(γ1/K11)，从而可在保持较低的驱动电压的同时实现较快的响应速度。
所述液晶组合物可进一步具有良好的折射率各向异性(△n)。
所述液晶组合物可具有良好的介电各向异性(△ε)、适当的旋转粘度(γ1)、较低的旋转粘度与介电各向异性比值(γ1/△ε)、以及较高的折射率各向异性(△n)。
所述液晶组合物可包括第一组分和第二组分，其中所述第一组分可包括一种或多种具有式(I)所示结构的液晶化合物，且所述第二组分可包括一种或多种式(II)的化合物：
在式(II)中，
R6为卤素、-CF3、-OCH＝CF2或-OCF3；
R5为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基或C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子被卤素原子、CN或CF3代替；
A7、A8、A9和A10各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、2,5-亚四氢吡喃基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或其中1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-彼此不直接相连；
Z7、Z8和Z9各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CO-O-、-O-CO-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连，且Z7、Z8、Z9中的至少一个为-OCF2-或-CF2O-；以及
s、t、u、和v各自独立地为0、1、2或3的整数，且s+t+u+v≥3。
在所述液晶组合物中，所述第一组分可包括至少一种具有式(I)的结构且Z4不为-OCF2-或-CF2O-的化合物。
在所述液晶组合物中，所述第一组分可包括至少两种具有式(I)的结构的化合物，且其中所述至少两种具有式(I)的结构的化合物中的至少一种的Z1、Z2、Z3和Z4可不为-OCF2-或-CF2O-。
在所述液晶组合物中，所述第一组分可包括至少两种具有式(I)的结构的化合物，且其中所述至少两种具有式(I)的结构的化合物中的至少一种的Z4可不为-OCF2-或-CF2O-，以及至少另一种的Z4可为-OCF2-或-CF2O-。
在所述液晶组合物中，所述第二组分可包括一种具有式(II)结构的化合物，且所述具有式(II)结构的化合物的A7、A8、A9、A10的至少一个为二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被F原子代替、和/或任意-CH2-被-O-代替，且-O-不与-O-直接相连。
在所述液晶组合物中，所述第二组分可包括一种具有式(II)结构的化合物，且所述具有式(II)结构的化合物的A7、A8、A9、A10的至少一个可为1,4-亚苯基，且其中1,4-亚苯基可为未经取代的或至少一个氢原子可被F原子代替。
所述液晶组合物可进一步包括第三组分，其中所述第三组分可包括一种或多种式(III)的化合物：
在式(III)中，
R7、R8各自独立地为C1-C15烷基或C2-C15烯基，且其中任意-CH2-被-O-代替，且-O-不与-O-直接相连；
A11、A12和A13各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或2,5-亚四氢吡喃基，其中1,4-亚苯基或1,4-亚环己基或2,5-亚四氢吡喃基为未经取代的或至少一个氢原子被F原子代替；
Z10和Z11各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、–CO–O–或–O–CO–，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连；以及
w为大于或等于0的整数。
在所述液晶组合物中，以所述液晶组合物的总重量为100wt％计算，所述第一组分可占1-45wt％，所述第二组分可占1-45wt％，且所述第三组分可占10-70wt％。
在所述液晶组合物中，以所述液晶组合物的总重量为100wt％计算，所述第一组分和所述第二组分合计可占5-50wt％。
除了具有式(I)结构的液晶化合物之外，所述液晶组合物可进一步包含至少一种由式(II’)表示的化合物，
在式(II’)中，
R3为C1-C10烷基、C2-C10烯基、卤素、-CF3、-OCH＝CF2或-OCF3；
R2为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基或C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子被卤素原子、CN或CF3代替；
Y为-C(R4)2-、-O-或-S-，且-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连，其中R4独立地为氢或卤素；
A5和A6各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或其中1,4-亚环己基中或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-彼此不直接相连；
Z5和Z6各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CO-O-、-O-CO-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-和-S-不直接相连；以及
q和r各自独立地为0、1或2的整数，且q+r≥1。
在所述液晶组合物中，以所述液晶组合物总重量为100wt％计算，所述具有式(I)结构的液晶化合物可占0.1至50wt％，由式(II’)表示的化合物可占10至99wt％。
本发明还提供包括上述液晶组合物的光电显示器和液晶显示器件。
具体实施方式
根据本发明的实施方式，本发明提供液晶化合物，其具有式(I)所示的结构：
R1为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基、C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子为未经代替的或被卤素、CN或CF3代替；
A1、A2、A3和A4各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替、和/或其中1,4-亚环己基中的任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、和-O-CO-O-彼此不直接相连；和/或其中二价2,5-茚满官能基中的任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-或-S-彼此不直接相连；
Z1、Z2、Z3和Z4独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-O-CO-或-CO-O-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-、-S-彼此不直接相连，
X为H、卤素、CN、CF3或CCl3，以及
m、n、o和p独立地为0或1，且m+n+o+p>0。
在本文中，当Z4为单键时，基团A4直接与胡椒环基的苯环键结；当Zn为单键、n＝1、2、3时，基团An与基团An+1直接键结。
在式(I)的液晶化合物中，Z1、Z2、Z3和Z4中的至少一个可为-CF2O-或-OCF2。根据本发明一些实施方式，R1可例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、氟甲基、氟乙基、氟丙基、氟丁基、氟戊基、氟己基、氟庚基、氟辛基、氟壬基、氟癸基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、氟甲氧基、氟乙氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲基硫烷基、乙烯基或丙烯基。此外，在上述官能基中，任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-彼此不直接相连接，和/或任意碳上的氢原子为未经代替的或被卤素、CN或CF3代替。
根据本发明一些实施方式，A1、A2、A3和A4各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替、和/或其中1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-代替原子彼此不直接相连。举例来说，A1、A2、A3和A4可为
此外，根据本发明实施方式，为使本发明所述的液晶化合物(I)具有高的介电各向异性(△ε)、良好的光和热稳定性、合适的旋转粘度(viscosity coefficient；γ1)、以及高的折射率各向异性(△n)，A1、A2和A3的至少一个为 且m+n+o+p>0。此外，根据本发明一些实施方式，A1、A2和A3的至少一个为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基，且该1,4-亚苯基、1,4-亚环己基的至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替。
根据本发明一些实施方式，Z1、Z2、Z3以及Z4独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-O-CO-或-CO-O-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素代替，和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-、-S-彼此不直接相连，且Z1、Z2、Z3以及Z4的至少一个为-CF2O-或-OCF2-。
此外，根据本发明实施方式，为使本发明的液晶化合物(I)具有高的介电各向异性(△ε)、良好的光和热稳定性、合适的粘度系数(viscosity coefficient；γ1)、较低的旋转粘度与介电各向异性比值(γ1/△ε)以及高的折射率各向异性(△n)，其中Z3和Z4中的至少一个为-CF2O-或-OCF2-。
根据本发明实施方式，X为H、卤素、CN、CF3或CCl3；为使本发明的液晶化合物(I)具有高的介电各向异性(△ε)、合适的旋转粘度(viscosity coefficient；γ1)、进而降低旋转粘度与介电各向异性比值(γ1/△ε)，根据本发明一些实施方式，X为H、F。
根据本发明实施方式，液晶化合物(I)可具有式(I-A)、式(I-B)或式(I-C)所示的结构：
其中，R1为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基、C2-C10烯基为未经取代的或任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-彼此不直接相连接，和/或任意碳上的氢原子为未经代替的或被卤素、CN或CF3代替；其中，A1、A2和A4各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替、和/或其中1,4-亚环己基中的任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或其中二价2,5-茚满官能基中的任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-或-S-彼此不直接相连；其中，Z1、Z2以及Z4独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CF2O-、-OCF2-、-O-CO-或-CO-O-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素代替，和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-、-S-彼此不直接相连；X为H、卤素、CN、CF3或CCl3；m、n、p独立地为0或1，且m+n+p>0。
此外，根据本发明实施方式，该液晶化合物(I)可具有式(I-D)、式(I-E)、式(I-F)、式(I-G)或式(I-H)所示的结构：
其中，R1为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基、C2-C10烯基为未经取代的或任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-彼此不直接相连接，和/或任意碳上的氢原子为未经代替的或被卤素、CN或CF3代替；其中，A1、A2和A4各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替、和/或其中1,4-亚环己基中的任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或其中二价2,5-茚满官能基中的任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-或-S-彼此不直接相连；其中，Z1、Z2以及Z4独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CF2O-、-OCF2-、-O-CO-或-CO-O-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素代替，和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-、-S-彼此不直接相连；X为H、卤素、CN、CF3或CCl3；m、n、p独立地为0或1，且m+n+p>0。
由于以下说明使用多种液晶化合物，为求表示的简洁，下文将以代号组合来表示，其中以O代表氧原子；以F代表氟原子；以及每一代号所对应表示的结构单元如以下表1所示。
表1
需注意的是，在表1所绘示的结构单元中，X代表此结构单元左端键结基团的键结位置，Y代表此结构单元右端键结基团的键结位置。换言之，当结构式中仅有X，则代表此结构单元为液晶化合物最右端的结构单元。再者，以非下标字型显示的数字代表碳数等于该数字的烷基。举例来说，代号3CCV表示此化合物由左至右依次为3个碳的烷基(即，丙烷基)、结构单元C、结构单元C和结构单元V。换言之，3CCV表示结构为下式的化合物：此外，上述代号的组合按照表1所示的结构位置与方向直接组合，举例来说，3PGQIof表示结构为下式的化合物：而非
本发明的液晶化合物(I)举例来说可为3CPIof,3PPIof,2toUQIof,3toUQIof,3doUQIof,3RIUQIof,3PQUQIof,3GGIof,3GUIof,3PUQIof,3PYQIof,3CGQIof,3CUQIof,3CYQIof,3PC(F)QIof,3PC(F)(F)’QIof,3PC(F)(F)QIof,3PC(FF)QIof,3PC(FF)(FF)QIof,3CC(F)QIof,3CC(F)(F)’QIof,3C C(F)(F)QIof,2PGQIof,2PYQIof,2PC(FF)(FF)QIof,2CC(F)QIof,5CC(F)(F’)QIof,5PYQIof,3CPIoff,3PPIoff,2toUQIoff,3toUQIoff,3doUQIoff,3RIUQIoff,3PQUQIoff,3GGIoff,3GUIoff,3PUQIoff,3PYQIoff,3CGQIoff,3CUQIoff,3CYQIoff,3PC(F)QIoff,3PC(F)(F)’QIoff,3PC(F)(F)QIoff,3PC(FF)QIoff,3PC(FF)(FF)QIoff,3CC(F)QIoff,3CC(F)(F)’QIoff,3CC(F)(F)QIoff,2PGQIoff,2PYQIoff,2PC(FF)(FF)QIoff,2CC(F)QIoff,5CC(F)(F’)QIof或5PYQIoff。根据本发明一些实施方式结构单元Q(-CF2O-)也可以被取代为-OCF2-或-OCF2O-。
由于本发明的液晶化合物(I)具有式(I)所示特定的化学结构，因此本发明的液晶化合物(I)除了具有高的介电各向异性(△ε>8)、良好的光和热稳定性、合适的旋转粘度(viscosity coefficient，γ1<150)、较低的旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε<5)之外，还具有较高的折射率各向异性(△n>0.1)，因此使用包含此液晶化合物(I)的液晶组合物的显示器可以具有较佳的显示效能、较低的驱动电压和较快的反应速度。
根据本发明实施方式，本发明进一步提供液晶组合物，其包含一种或多种液晶化合物(I)。
包含至少一种式(I)的液晶化合物的液晶组合物可在维持高的介电各向异性(Δε>5)的前提下，有效地降低旋转粘度γ1(γ1<60)、维持适当高的弹性系数K11(K11>9)，进而降低旋转粘度与弹性系数的比值γ1/K11(γ1/K11<5.5)。由于旋转粘度与弹性系数的比值γ1/K11与液晶分子的反应时间成正比，若能降低γ1/K11，则可提升显示器在施加电压时液晶分子的反应速度。如此一来，将本发明的液晶组合物应用于显示器时，不仅可实现节能和增进反应速度的目的，亦可得到较佳的光透射率，有助于亮态与暗态的切换，解决显示器的残影(余像)问题。
在一个方面，所述液晶组合物包括第一组分和第二组分，且可进一步包括第三组分。第一组分和第二组分的主要功能在于将液晶组合物的介电各向异性、旋转粘度以及弹性系数调整至所需要的范围，而第三组分主要作为液晶组合物的母液。在上述液晶组合物中，第一组分包括一种或多种以上式(I)的液晶化合物，第二组分包括一种或多种如下列式(II)的化合物，且第三组分包括一种或多种如下列式(III)的化合物：
在式(II)中，R6为卤素、-CF3、-OCH＝CF2或-OCF3；R5为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基或C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子被卤素原子、CN或CF3代替；A7、A8、A9和A10各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、2,5-亚四氢吡喃基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或其中1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-彼此不直接相连；Z7、Z8和Z9各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CO-O-、-O-CO-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连，且Z7、Z8、Z9中的至少一个为-OCF2-或-CF2O-；以及s、t、u、和v各自独立地为0、1、2或3的整数，且s+t+u+v≥3；
在式(III)中，R7、R8各自独立地为C1-C15烷基或C2-C15烯基，且其中任意-CH2-被-O-代替，且-O-不与-O-直接相连；A11、A12和A13各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或2,5-亚四氢吡喃基，其中1,4-亚苯基或1,4-亚环己基或2,5-亚四氢吡喃基为未经取代的或至少一个氢原子被F原子代替；Z10和Z11各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、–CO–O–或–O–CO–，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连；以及w为大于或等于0的整数。在一些实施方式中，w可为0、1或2。
在本说明书中，当Zn为单键时，代表位于此Zn两端的基团为彼此直接键结。
本发明的液晶组合物包括第一组分，其中此第一组分可包括一种或多种式(I)的液晶化合物。举例而言，第一组分可使用的化合物包括：3CPIof、3PPIof、3PUQIof、3PYQIof、3CGQIof、3CUQIof、3CYQIof、2PGQIof、2PYQIof、5PYQIof、2toUQIof、3toUQIof、3doUQIof、3RIUQIof、3PQUQIof、3GGIof、3GUIof、3CPIoff、3PPIoff、3PUQIoff、3PYQIoff、3CGQIoff、3CUQIoff、3CYQIoff、2PGQIoff、2PYQIoff、5PYQIoff、2toUQIoff、3toUQIoff、3doUQIoff、3RIUQIoff、3PQUQIoff、3GGIoff或3GUIoff。在一些实施方式中，液晶化合物(I)中的结构单元Q(-CF2O-)可被-OCF2-或-OCF2O-所代替。
在式(I)的液晶化合物中，其化学结构中皆具有结构单元Iof或Ioff(其结构式请参照表1)。结构单元Iof或Ioff可赋予该液晶化合物高的介电各向异性(△ε)、低的旋转粘度(γ1)、高的弹性系数(K11)以及良好的光和热稳定性。由于第一组分至少包括一种具有上述式(I)的化合物，因此，本发明的液晶组合物具有高的介电各向异性(△ε)、低的旋转粘度(γ1)和高的弹性系数(K11)，可有效降低旋转粘度和弹性系数的比值(γ1/K11)，提升显示器在施加电压时液晶分子的反应速度。再者，使用本发明的液晶组合物的光电显示器也因此具有较佳的显示效能和较低的驱动电压，进而可实现节能的目的。
此外，在式(I)的液晶化合物中，当其中Z4部分为-CF2O-或-OCF2-时，则此化合物具有结构单元-CF2O-Iof或-OCF2-Iof。上述结构单元(即，-CF2O-Iof或-OCF2-Iof)亦可提升弹性系数(K11)的值，因此可降低γ1/K11的比值，从而能够改善液晶组合物对施加电压的反应速度，有助于亮态与暗态的切换，解决显示器的残影问题。
在一些实施方式中，第一组分仅包括一种具有式(I)的化合物，且此化合物的Z4部分不为-CF2O-或-OCF2-。在一些实施方式中，第一组分包括两种以上具有式(I)的化合物，其中至少一种化合物的Z4部分不为-CF2O-或-OCF2-。在其它实施方式中，第一组分包括两种以上具有上述式(I)的化合物，其中至少一种化合物的Z1、Z2、Z3与Z4部分皆不为-CF2O-或-OCF2-。在一些实施方式中，第一组分包括两种以上具有式(I)的化合物，其中至少一种化合物的Z4部分不为-CF2O-或-OCF2-，且其中至少一种化合物的Z4部分为-CF2O-或-OCF2-。
本发明的液晶组合物还可包括第二组分，其中该第二组分可包括一种或多种具有式(II)的化合物。举例而言，第二组分可使用的化合物包括：2toUQU-O2F、3toUQU-O2F、5toUQU-O2F、2doUQUF、3doUQUF、5doUQUF、2doPUO2F、3doPUO2F、5doPUO2F、RIGUQUF、1RIGUQUF、2RIGUQUF、3RIGUQUF、5RIGUQUF、2PUQUF、3PUQUF、5PUQUF、2RIUQUF、3RIUQUF、5RIUQUF、2RIGUQU-O2F、3RIGUQU-O2F、5RIGUQU-O2F、2RIUQUOCF3、3RIUQUOCF3、5RIUQUOCF3、2CUQUF、3CUQUF或5CUQUF。
在式(II)的化合物中，若其中Z7、Z8或Z9部分的其中之一为结构单元-CF2O-或-OCF2-时，则可降低旋转粘度(γ1)，并且提升介电各向异性(△ε)。因此，若第二组分使用具有结构单元-CF2O-或-OCF2-的化合物，则能够进一步改善液晶组合物的介电各向异性以及旋转粘度。
再者，在具有上述式(II)的化合物中，当其中A7、A8、A9或A10部分的其中之一为结构单元RI、to或do(其结构式请参照表1)时，则可提升介电各向异性。此外，在具有上述式(II)的化合物中，当其中A7、A8、A9或A10部分的其中之一为结构单元P(其结构式请参照表1)时，则可提升弹性系数(K11)的值。因此，可通过适当地选择式(II)的化合物中A7、A8、A9或A10部分的结构单元，将液晶组合物的介电各向异性以及粘度调整至所需要的范围。
在一些实施方式中，第二组分包括一种以上具有式(II)的化合物，其中的至少一种化合物的Z7、Z8或Z9部分的至少其中之一为-CF2O-或-OCF2-。在一些实施方式中，第二组分包括一种以上具有式(II)的化合物，其中的至少一种化合物的Z7、Z8或Z9部分的至少其中之一为-CF2O-或-OCF2-，且其中至少一种化合物的A7、A8、A9或A10部分的至少其中之一为结构单元RI、to、do或P。
本发明的液晶组合物还可包括第三组分，其中该第三组分可包括一种或多种具有上述式(III)的化合物。举例而言，第三组分可使用的化合物包括：3CCV、3CC4、3CC5、3CCV1、5PP1、1PP2V1、1PTPO2、3PTPO1、3CPTP2、3CPTP4、V2PTP2V、3PTP2V、2CPGF、3CPGF、3CCGOCF3、3CCPOCF3、2CPPF、3CPPF、2CCPUF、3CCGUF、3PGUF或3CPUF。
上述式(I)或式(II)的化合物，其结构中皆有氢原子被氟原子代替。氟取代基具有极大的电负性和极小的原子体积，并且具有高的比电阻以及高的传导性。因此，若液晶化合物中的氟取代基越多，则此液晶化合物的介电常数越高。在本发明的液晶组合物中，第三组分主要作为液晶组合物的母液使用。相较于具有式(I)或式(II)的化合物，在具有式(III)的化合物的结构中，较少氢原子被氟原子代替，甚至所有的氢原子皆可未被氟原子代替，故具有式(III)的化合物的旋转粘度相对较低。因此，使用第三组分作为液晶组合物中含量相对较高的母液，可使液晶组合物具有较低的粘度。
如上所述，在本发明的上述液晶组合物中，第一和第二组分所使用的化合物各自具有其不同的特性和功能。因此，通过选择第一和第二组分所使用的化合物，并且调整第一和第二组分的含量比例，可将液晶组合物的介电各向异性以及粘度调整至所需要的范围。本发明的液晶组合物可在维持高介电各向异性(△ε)值的前提下，降低旋转粘度(γ1)或提升弹性系数(K11)，由此改善γ1/K11的比值。因此，本发明的液晶组合物能够在介电各向异性与粘度之间取得合适的平衡，并得到较高的弹性系数。此外，本发明的液晶组合物可视需要使用额外的第三组分，以作为液晶组合物的母液。
根据本发明实施方式，以液晶组合物总重量为100wt％计算，其中第一组分的含量范围可为约1-45wt％，第二组分的含量范围可为约1-45wt％，第三组分的含量范围可为约10-70wt％。在一些实施方式中，以液晶组合物总重量为100wt％计算，其中第一组分的含量范围可为约1-20wt％，例如约1.5-15wt％；而第二组分的含量范围可为约15-40wt％，例如约20-40wt％。在一些实施方式中，以液晶组合物总重量为100wt％计算，其中第三组分的含量范围可为约15-70wt％。在一些实施方式中，以液晶组合物总重量为100wt％计算，其中第一组分和第二组分合计的含量范围可为约2-90wt％，例如约5-50wt％。
本领域技术人员应可了解，在前述液晶组合物中，可进一步包含适量的液晶添加剂，例如，手性(chiral)掺杂剂、UV稳定剂、抗氧化剂、自由基净化剂、纳米粒子等等。再者，根据一些实施方式，本发明的液晶组合物可进一步包含其它合适的液晶化合物，例如，具有表1所述的结构单元的化合物，其中结构单元的一些基团以第17页第2段所述的基团所代替。
在另一方面，本发明的液晶组合物包含一种或多种具有式(I)的结构的液晶化合物、以及一种或多种如式(II’)所示的化合物：
其中，R3为C1-C10烷基、C2-C10烯基、卤素、-CF3、-OCH＝CF2或-OCF3；R2为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基或C2-C10烯基为未经取代的或任意-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子被卤素原子、CN或CF3代替；Y为-C(R4)2-、-O-或-S-，且-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连，其中R4独立地为氢或卤素；A5和A6各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或其中1,4-亚环己基中或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-代替原子彼此不直接相连；Z5和Z6各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CO-O-、-O-CO-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-和-S-不直接相连；以及q与r各自独立地为0、1或2的整数，且q+r≥1。
举例来说，具有式(II’)所示的化合物可为2CCGF、3CCGF、5CCGF、3CCV、、3CCP1、3CPTP2、3CPP2、2CPGF、3CPGF、、2CPPF或3CPPF，在此这些化合物是以结构代码组合表示的，而各结构代码所代表的官能基结构请参照表1。
在前述液晶组合物中，可进一步包含本领域技术人员已知的和本领域文献中所述的除液晶化合物(I)和由式(II’)表示的化合物之外的液晶化合物，或其它添加剂例如手性掺杂剂、UV稳定剂、抗氧化剂、自由基清除剂、纳米粒子等等。
根据本发明实施方式，以该液晶组合物总重量为100wt％计算，其中液晶化合物(I)的用量范围可为约0.1至50wt％，该式(II’)所示化合物的用量范围可为约10至99wt％。根据本发明另一实施方式，以该液晶组合物总重量为100wt％计算，其中液晶化合物(I)的用量范围可为约0.1至50wt％，该式(II’)所示化合物的用量范围可为约10至99.9wt％。此外，根据本发明其它实施方式，在该液晶组合物中，液晶化合物(I)的用量范围可为约3至30wt％，该式(II’)所示化合物的用量范围可为约15至97wt％。
再者，根据本发明实施方式，本发明的液晶组合物可进一步包含其它合适的液晶化合物。
本发明的液晶组合物是通过将上述各化合物予以直接混合而获得的。
本发明还提供使用上述的液晶组合物的光电显示器。如上文所述，通过选择液晶组合物所使用的化合物并调整其重量比例，可将液晶组合物的介电各向异性、旋转粘度和弹性系数调整至所需要的范围。如此一来，使用上述液晶组合物的光电显示器具有节能和增进反应速度的优点，亦可得到较佳的光透射率，有助于亮态与暗态的切换，解决显示器的残影问题。本发明的液晶组合物可适用于所有的光电显示器。在一些实施方式中，由于本发明的液晶组合物使用正型液晶，因此可适用于△ε为正值的薄膜晶体管扭曲向列(thinfilm transistor-twisted nematic,TFT-TN)型光电显示器。在其它实施方式中，本发明的液晶组合物也可适用于其它类型的光电显示器。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特列举若干个实施例来说明本发明所述的液晶化合物、和包含其的液晶组合物。然而，所述实施例不应解释为限制本发明的范围。
由于本发明的实施例和比较例使用多种液晶化合物，为求表示的简洁，下文将以代号组合来表示，其中每一代号所对应表示的结构单元如上述表1中所示，且每一种液晶化合物的代号所对应表示的化学结构如以下表2所示。
表2
液晶化合物
实施例1：液晶化合物(I-a)(即3PUQIof)的制备
首先，将化合物1(5-溴-2,2-二氟苯并间二氧杂环戊烯、5-Bromo-2,2-difluorobenzodioxole)(18.96g、0.08mol)、碘化铜(CuI)(1.52g、0.008mol)、氢氧化钾(KOH)(26.88g、0.48mol)、聚乙二醇(PEG 400)(200ml)、和水(50mL)加入至一反应瓶中。接着，将该反应瓶在氮气环境下加热回流48小时，反应完成后使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取，并收集有机相。将有机相浓缩后，使用己烷/乙酸乙酯(己烷与乙酸乙酯的比例为8:2)为洗脱液进行柱层析，并将所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物2(浅黄色液体)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物2(5.22g、0.03mol)、化合物3(4-溴-2,6-二氟苯甲酸、4-Bromo-2,6-difluorobenzoic acid)(7.11g、0.03mol)、三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonate)(4.5g、0.03mol)、以及甲苯(200ml)加入一反应瓶中。在氮气环境下将该反应瓶加热至回流，并反应48小时。反应完成后，使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物4(黄色油状物)。需注意的是，使用不同化合物3，可以改变液晶化合物(I-a)中得自其的结构单元，例如，可使用(4-溴苯甲酸)或(4-溴-2-氟苯甲酸)，以制备3PGQIof或3PUQIof。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物4(9.83g、0.025mol)、劳森试剂(Lawesson’s reagent、2,4-bis(4-methoxyphenyl)-1,3-dithia-2,4-diphosphetane-2,4-disulfide)(20.2g、0.05mol)、以及甲苯(100ml)加入一反应瓶中。在氮气环境下将该反应瓶加热至回流，并反应48小时。反应完成后，使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物5(黄色油状物)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物5(8.18g、0.02mol)、以及二氯甲烷(100ml)加入一反应瓶中。接着，将反应瓶降至0℃，并在氮气环境下缓慢加入二乙胺基三氟化硫(diethylaminosulfurtrifluoride；DAST)(6.4g、0.04mol)，并在0℃下持续搅拌4小时且回到室温后继搅拌10小时。反应完后在冰浴下加入食盐水10mL中止反应。接着，使用乙酸乙酯/食盐水进行萃取。将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物6(黄色油状物)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物6(0.83g、0.002mol)、化合物7(4-丙基苯硼酸、4-Propylphenylboronic acid)(0.33g、0.002mol)、碳酸钾(K2CO3)(0.552g；0.004mol)、四氢呋喃(THF)(50mL)、以及水(5mL)加入一反应瓶中。接着，在氮气环境下缓慢加入四(三苯基膦)钯(Pd[P(Ph)3]4)(0.2g)于该反应瓶内。在氮气环境下将该反应瓶加热至回流，并反应48小时。反应完成后，使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到粗产物。接着，使用甲苯(20mL)以及无水乙醇(50mL)对该粗产物进行再结晶，得到液晶化合物(I-a)(即3PUQIof)(白色固体)。需注意的是，使用不同化合物7，可以改变液晶化合物(I-a)中得自其的结构单元，例如，可使用4-乙基苯硼酸或(4-丁基苯硼酸)，以制备2PUQIof或4PUQIof。上述反应的反应式如下所示：
利用核磁共振光谱分析液晶化合物(I-a)，所得的光谱数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ7.46(d,J＝8.4Hz,2H),7.27(d,J＝8Hz,2H),7.19(s,1H),7.16(s,1H),7.06(s,1H),7.01(s,2H),2.62(t,J＝7.6Hz,2H),1.66(m,2H).0.95(t,J＝7.2Hz,2H)。
实施例2：液晶化合物(I-b)的制备
首先，将化合物6(0.83g、0.002mol)、以及四氢呋喃(THF)(50mL)加入一反应瓶中。接着，将该反应瓶降温至-78℃，并缓慢加入正丁基锂(n-BuLi)(2.5M、0.003mol)。接着，在-78℃下持续搅拌1小时后，缓慢加入化合物8(4-丙基环己酮)(0.28g、0.002mol)。在室温下反应4小时后，使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物9(黄色油状物)。需注意的是，使用不同化合物8可以改变液晶化合物(I-b)中得自其的结构单元，例如可使用上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物9(0.86g、0.0018mol)、甲苯(50mL)、以及对甲苯磺酸水合物(TsOH)(0.342g、0.0018)加入一反应瓶中。在氮气环境下将该反应瓶加热至回流，并反应48小时。将反应瓶降至室温后，使用乙酸乙酯/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物10(黄色油状物)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物10(0.82g、0.0018mol)、和钯碳催化剂(palladium 20％on carbonPd/C)加入一反应瓶中。接着，在氢气环境下缓慢加入甲醇(25ml)于该反应瓶内。在室温下反应反应8小时后，使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到粗产物。接着，使用甲苯(20mL)以及无水乙醇(50mL)对该粗产物进行再结晶，得到液晶化合物(I-b)(白色固体)。上述反应的反应式如下所示：
利用核磁共振光谱分析液晶化合物(I-b)，所得的光谱数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ7.04(s,1H),6.99(s,2H),6.81(d,J＝5.6Hz 2H),2.46(t,J＝6,1H),1.86(d,J＝5.6Hz,4H),1.41-0.81(m,12H)。
实施例3：液晶化合物(I-c)的制备
首先，将化合物2(2.5g、0.017mol)、叔丁基二甲基氯硅烷(tert-Butyldimethylchlorosilane，TBDMS)(3.0g、0.020mol)、咪唑(imidazole)(2.7g、0.04mol)、以及DMF 100mL加入至一反应瓶中。接着，将该反应瓶在氮气环境下加热至90℃24小时，反应完成后使用乙酸乙酯(EA)/食盐水进行萃取，并收集有机相。将有机相浓缩后，使用己烷为洗脱液进行柱层析，并将所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物12(无色液体)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物12(1.15g、0.004mol)、以及四氢呋喃(THF)(20mL)加入一反应瓶中。接着，将该反应瓶降温至-78℃，并缓慢加入正丁基锂(n-BuLi)(2.5M、2mL)。接着，在-78℃下持续搅拌1小时后，缓慢加入N-氟苯磺酰亚胺(N-Fluorobenzenesulfonimide)(1.58g、0.005mol)与THF(10ml)的混合溶液。在-78℃下持续搅拌1小时后回到室温持续搅拌2小时。反应完成后加入HCl使溶液至酸性。使用乙酸乙酯/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到化合物13(透明油状物)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物13(1.22g、0.004mol)、KOH(0.336g、0.006mol)以及乙醇(100mL)加入一反应瓶中。在室温下持续搅拌4小时后，缓慢加入HCl至溶液呈现酸性。使用乙酸乙酯/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷/乙酸乙酯(己烷与乙酸乙酯的比例为8:2)为洗脱液进行柱层析，得到化合物14(透明油状物)。上述反应的反应式如下所示：
接着，将化合物14合成至液晶化合物(I-c)，该合成步骤与实施例1中将化合物2合成至液晶化合物(I-a)的合成步骤相同，除将反应物化合物2替换成化合物14之外。
利用核磁共振光谱分析液晶化合物(I-c)，所得的光谱数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ7.47(d,J＝8.4Hz,2H),7.27(d,J＝8Hz,2H),7.20(s,1H),7.18(s,1H),6.91(s,1H),6.88(s,1H),2.62(t,J＝7.6Hz,2H),1.66(m,2H).0.95(t,J＝7.2Hz,2H)。
实施例4：液晶化合物(I-d)(即3PPIof)的制备
将化合物1(3.55g、0.015mol)、化合物15((4'-丙基-联苯-4-基)硼酸，(4'-propyl-biphenyl-4-yl)boronic acid)(10.8g、0.045mol)、碳酸钾(16.584g、0.12mol)、四氢呋喃50mL以及水5mL加入反应瓶。接着，在氮气环境下缓慢加入四(三苯基膦)钯(Pd[P(Ph)3]4)(0.2g)于反应瓶内。在氮气环境下将反应瓶加热至回流，并反应48小时。反应完成后，使用乙酸乙酯/食盐水进行萃取。接着，将有机相浓缩后使用己烷作为洗脱液进行柱层析，所得的层析液用旋转浓缩仪进行浓缩，得到粗产物。接着，使用甲苯20mL以及无水乙醇50mL对该粗产物进行再结晶，得到液晶化合物(I-d)(即3PPIof)(白色固体)。需注意的是，使用不同化合物15，可以改变液晶化合物(I-d)分子的结构，例如，可使用(4'-乙基-联苯基)硼酸，以制备2PPIof。上述反应的反应式如下所示：
液晶化合物的性质测量
分别根据以下方法进行液晶化合物(I-a)、液晶化合物(I-c)以及表3中所示的液晶化合物的性质测量，以已知的方法制备待测样品，将各液晶化合物调配于母液中，以外插法的方式得到液晶化合物的各项性质，所得结果分别如表4、表5和表6所示。此外，利用分子轨道计算软件(MOPAC 2000，富士通股份有限公司)以及Maier Meier方程式计算液晶化合物(I-a)、液晶化合物(XI)(3PPQIof)的折射率各向异性(△n)、介电各向异性(△ε)、旋转粘度(γ1)、以及旋转粘度与介电各向异性的比值(γ1/△ε)，结果如表7所示。
表3：用来与本申请的液晶化合物进行性质对比的液晶化合物：
[折射率各向异性(△n)]
以单方向擦拭主棱镜的表面，在主棱镜上滴加少量液晶化合物，在25℃下，使用波长598nm的滤光片，以目镜上安装有偏光板的阿贝折射仪进行测定。当偏光方向与擦拭方向平行时，测定折射率为n∥；当偏光方向与擦拭方向垂直时，测定折射率为n⊥。折射率各向异性(△n)由n∥与n⊥的差值而得。
[介电各向异性(△ε)]
将液晶化合物装入间隔平均为9μm的液晶盒中，于25℃的温度下，对该液晶盒施加20V至50V的电压，在平行于液晶分子长轴方向所测得的平均介电常数为ε∥，垂直于液晶分子长轴所测得的平均介电常数为ε⊥，介电各向异性(△ε)为ε∥与ε⊥之间的差值绝对值。
[旋转粘度(γ1)]
将液晶化合物装入间隔平均为9μm的液晶盒中，于温度25℃下，对该液晶盒施加20V的电压，经仪器加入介电各向异性(△ε)因素换算，即可得到旋转粘度(γ1)。
表4显示本发明实施例1和3的液晶化合物(I-a)、(I-c)与液晶化合物(IV)-(VII)的性质测量结果。
表4
表4的结果显示，关于本发明的液晶化合物(I-a)和(I-c)，其△n符合液晶显示器的△n值范围要求(0.10至0.20之间)，且其旋转粘度皆小于液晶化合物(IV)-(VII)。此外，与液晶化合物(IV)-(VII)相比，本发明所述液晶化合物(I-a)和(I-c)的粘度与介电各向异性的比值小于4，因此本发明的液晶化合物(I-a)和(I-c)具有较快的响应速度。
表5显示本发明实施例1和3的液晶化合物(I-a)和(I-c)与液晶化合物(VIII)-(IX)的性质测量结果。
表5
表5的结果显示，本发明的液晶化合物(I-a)和(I-c)的介电各向异性皆大于液晶化合物(VIII)-(IX)，因此应用于液晶显示器中时，可实现低电压驱动。此外，与液晶化合物(VIII)-(IX)相比，本发明的液晶化合物(I-a)和(I-c)具有较低的粘度，且其粘度与介电各向异性的比值也远低于液晶化合物(VIII)-(IX)的粘度与介电各向异性比值，因此本发明的液晶化合物(I-a)和(I-c)具有较快的响应速度。
表6显示本发明实施例1和3的液晶化合物(I-a)和(I-c)与液晶化合物(X)-(XI)的性质测量结果。
表6
表6的结果显示，本发明的液晶化合物(I-a)和(I-c)的折射率各向异性皆大于液晶化合物(X)-(XI)。
表7显示利用分子轨道计算软件(MOPAC 2000，富士通股份有限公司)以及MaierMeier方程式计算本发明实施例1的液晶化合物(I-a)与液晶化合物(XII)(3PPQIof)的折射率各向异性(△n)以及介电各向异性(△ε)。上述折射率各向异性以及介电各向异性的模拟计算方式，系首先利用能量最佳化计算出较稳定的分子结构后，再通过MOPAC软件计算液晶分子的稳定构型(MOPAC是使用半经验(semi-emprical)法则来获取分子的数据，而所选择使用model的则是PM6)。得到稳定构型后，计算出极化率(polarizability)、极矩(dipolemoment)、以及其长短轴比例。最后，将上述资料套入Maier–Meier方程式，即可以得知液晶化合物折射率各向异性(△n)以及介电各向异性(△ε)。
表7
液晶化合物(I-a) 液晶化合物(XII)
△ε 20.186 14.138
△n 0.0912 0.0639
γ1 229.4057 390.4228
液晶化合物(I-a)与液晶化合物(XII)的差异在于液晶化合物(I-a)进一步在其中心苯环的2、6位置上以氟代替氢。由表7可知，当以氟代替液晶化合物中心苯环2、6位置上的氢时，本发明的液晶化合物(I-a)的折射率各向异性(△n)以及介电各向异性(△ε)大幅度地提升。
液晶组合物
实施例5：液晶组合物的制备
通过将液晶化合物(I)与多种式(II’)的液晶化合物直接混合而获得液晶组合物，该实施例5和比较例1选用的液晶化合物和含量如表8中所示。利用与测试液晶化合物相同的测试方法测量实施例5和比较例1的液晶组合物的介电各向异性、折射率各向异性、和旋转粘度，结果如表8中所示。
表8
实施例5的液晶组合物 比较例1的液晶组合物
2CCGF 30.0wt％ 33.3wt％
3CCGF 30.0wt％ 33.3wt％
5CCGF 30.0wt％ 33.3wt％
液晶化合物(I-a) 10.0wt％ 0wt％
△ε 7.11 5.88
△n 0.085 0.079
γ1(mPa·s) 148 152
实施例6：液晶组合物的制备
通过将液晶化合物(I)与多种式(II’)的液晶化合物直接混合而获得液晶组合物，该实施例6和比较例2选用的液晶化合物和重量含量如表9中所示。利用与测试液晶化合物相同的测试方法测量实施例6和比较例2的液晶组合物的介电各向异性、折射率各向异性、和旋转粘度，结果如表9中所示。
表9
实施例6的液晶组合物 比较例2的液晶组合物
3CCV 47.21wt％ 50.24wt％
5PP1 11.77wt％ 12.54wt％
3CPTP2 11.62wt％ 12.38wt％
3CPP2 7.40wt％ 7.89wt％
3RIGU-O2F 6.34wt％ 6.75wt％
2CPPF 9.66wt％ 10.29wt％
液晶化合物(I-c) 6.00wt％ 0wt％
△ε 2.36 1.48
△n 0.1147 0.1156
γ1(mPa·s) 42 41.4
表8中的结果显示，添加有本发明的液晶化合物(I-a)时，液晶组合物在折射率各向异性(△n)和介电各向异性(△ε)都有显著提升且旋转粘度(γ1)降低，因此可改善液晶组合物的响应速度。此外，表9中的结果显示，添加本发明的液晶化合物(I-c)时，液晶组合物在介电各向异性(△ε)有特别显著的提升，可有效降低液晶显示器的驱动电压，达到省电的效果。
实施例7：液晶组合物的制备
将表2中所示的式(I)的化合物(第一组分)、式(II)的化合物(第二组分)和式(III)的化合物(第三组分)依照以下表10所示的含量予以直接混合而获得液晶组合物。
式(II)的化合物是依照台湾专利TW I462993 B号专利所述的合成步骤制备的。式(III)的化合物是采用市售的液晶分子(例如，化合物3CCV购自北京金讯阳光)。
液晶组合物实施例和比较例的性质测量结果也显示于表10中。在表10中，实施例的编号为E-1、E-2-1、E-2-2、E-3-1、E-3-2、E-4-1、E-4-2和E-5；比较例的编号为C-1、C-2、C-3、C-4、C-5-1和C-5-2。需注意的是，表10中液晶化合物的含量单位为wt％(以液晶组合物总重量为100wt％计算)。
请参照表10的比较例C-1与实施例E-1，其中实施例E-1包括具有结构单元Iof的第一组分(3PPIof)，比较例C-1则不包括第一组分。结果显示，结构单元Iof可赋予液晶组合物较高的介电各向异性(Δε)和较低的γ1/K11的比值。换言之，由于包括具有上述式(I)的第一组分，本发明的液晶组合物具有较为省电以及响应速度较快的优点。
请参照表10的比较例C-2与实施例E-2-1和E-2-2。相似地，由于包括第一组分，实施例E-2-1和E-2-2具有较高的Δε和较低的γ1/K11。再者，请参照表10的实施例E-2-1与E-2-2，其中实施例E-2-1包括具有结构单元QIof的第一组分(3PUQIof)；实施例E-2-2则不包括具有结构单元QIof的第一组分。结果显示，结构单元QIof可有效且大幅提升弹性系数(K11)的值。因此，可通过改变具有结构单元QIof的第一组分的含量，而调整液晶组合物的弹性系数。
请参照表10的比较例C-3与实施例E-3-1和E-3-2。相似地，由于包括第一组分，实施例E-3-1和E-3-2具有较低的γ1/K11。再者，请参照表10的实施例E-3-1与E-3-2，其中实施例E-3-1包括具有结构单元to的第二组分(2toUQU-O2F)；实施例E-3-2包括具有结构单元P的第二组分(3PUQUF)。结果显示，结构单元to可提升Δε值；而结构单元P可提升K11的值。因此，可通过改变第二组分所具有的结构单元以及第二组分的含量，而调整Δε和K11的值至所需的范围。
请参照表10的比较例C-4与实施例E-4-1和E-4-2。相似地，由于包括具有结构单元Iof的第一组分，实施例E-4-1和E-4-2具有较高的Δε和较低的γ1/K11。再者，请参照表10的实施例E-4-1与E-4-2，其中实施例E-4-1的第一组分含量(8.5wt％)高于实施例E-4-2的第一组分含量(7.3wt％)。结果显示，提升结构单元Iof的含量，亦可降低旋转粘度(γ1)，进而降低γ1/K11。因此，可通过改变第一组分的含量，而调整Δε和γ1的值至所需的范围。
请参照表10的比较例C-5-1与实施例E-5，其中实施例E-5同时包括第一和第二组分；比较例C-5-1则仅包括第一组分。结果显示，实施例E-5的Δε值高于比较例C-5-1。再者，请参照表10的比较例C-5-2与实施例E-5，其中实施例E-5同时包括第一和第二组分；比较例C-5-2则仅包括第二组分。结果显示，实施例E-5的γ1/K11低于比较例C-5-2。由此可证明，同时使用第一和第二组分，可维持Δε在特定范围内，并且大幅降低γ1/K11，有效提升液晶响应速度。
在一些实施方式中，本发明的液晶组合物可维持适度的高介电各向异性(Δε>5)，同时明显地降低旋转粘度(γ1<60)，并具有适当的弹性系数(K11>9)，得到较低的γ1/K11比值(γ1/K11<5.5)。再者，通过选择第一、第二和第三组分所使用的化合物，并且调整第一、第二和第三组分的含量比例，可将Δε、γ1、K11和γ1/K11的值调整至所需的范围。此外，使用本发明的液晶组合物的光电显示器，具有节能和响应速度快的优点，亦具有较佳的光透射率，有助于亮态与暗态的切换，因而解决显示器的残影问题。
综上所述，本发明的液晶化合物具有改善的旋转粘度、较低的旋转粘度与介电各向异性的比值、或较低的旋转粘度与弹性系数的比值且因此具有较快的响应速度。本发明的液晶化合物可进一步具有高的介电各向异性，从而可实现介电各向异性和旋转粘度的平衡，且实现介电各向异性和旋转粘度与介电各向异性的比值、或旋转粘度与弹性系数的比值之间的平衡。本发明的液晶化合物可进一步具有高的折射率各向异性。本发明的液晶化合物可具有高的介电各向异性、高的折射率各向异性、以及改善的旋转粘度、旋转粘度与介电各向异性的比值和响应速度。而后续利用本发明的液晶化合物制备的液晶组合物，具有适当的介电各向异性，能使液晶显示器的驱动电压降低；以及适当的折射率各向异性与低的旋转粘度以及低的旋转粘度与弹性系数的比值，使液晶化合物的响应速度快，进而让液晶显示器不会发生残影的问题。
虽然己以多种实施方式公开了本发明，然而其并非用以限制本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附权利要求书中限定的为准。

Claims (19)

1.液晶组合物，其包括第一组分和第二组分，其中该第一组分包括一种或多种具有式(I)所示的结构的液晶化合物，且该第二组分包括一种或多种式(II)的化合物：
在式(I)中，
R1为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基、C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-或-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子为未经代替的或被卤素、CN或CF3代替；
A1、A2、A3和A4各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替、和/或其中1,4-亚环己基中的任意-CH2-被-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、或-O-CO-O-代替，且其中-O-、-S-、-O-CO-、-OC-O-、和-O-CO-O-彼此不直接相连；和/或其中二价2,5-茚满官能基中的任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-或-S-彼此不直接相连；
Z1、Z2、Z3和Z4独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-O-CO-或-CO-O-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基为未经取代的或至少一个氢原子被卤素代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-、-S-彼此不直接相连，
X为H、卤素、CN、CF3或CCl3，以及
m、n、o和p独立地为0或1，且m+n+o+p>0，
在式(II)中，
R6为卤素、-CF3、-OCH＝CF2或-OCF3；
R5为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基或C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子被卤素原子、CN或CF3代替；
A7、A8、A9和A10各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、2,5-亚四氢吡喃基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或其中1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-彼此不直接相连；
Z7、Z8和Z9各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CO-O-、-O-CO-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连，且Z7、Z8、Z9中的至少一个为-OCF2-或-CF2O-；以及
s、t、u、和v各自独立地为0、1、2或3的整数，且s+t+u+v≥3，和
其中在式(I)中，Z1、Z2、Z3和Z4中的至少一个为-CF2O-或-OCF2-。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中在式(I)中，Z3和Z4中的至少一个为-CF2O-或-OCF2-。
3.如权利要求1所述的液晶组合物，其中在式(I)中，A1、A2、A3和A4中的至少一个为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基，且该1,4-亚苯基、1,4-亚环己基的至少一个氢原子被卤素原子、CN或CF3代替。
4.如权利要求1所述的液晶组合物，其中在式(I)中，A1、A2和A3中的至少一个为
5.如权利要求1所述的液晶组合物，其中在式(I)中，A1、A2和A3中的至少一个为
6.如权利要求3所述的液晶组合物，其中在式(I)中，m、n、o、p中的至少一个为0。
7.如权利要求1所述的液晶组合物，其中在式(I)中，X为F。
8.如权利要求1所述的液晶组合物，其中该第一组分包括至少一种具有式(I)的结构且Z4不为-OCF2-或-CF2O-的化合物。
9.如权利要求1所述的液晶组合物，其中该第一组分包括至少两种具有式(I)的结构的化合物，且其中该至少两种具有式(I)的结构的化合物中的至少一种的Z1、Z2、Z3和Z4不为-OCF2-或-CF2O-。
10.如权利要求1所述的液晶组合物，其中该第一组分包括至少两种具有式(I)的结构的化合物，且其中该至少两种具有式(I)的结构的化合物中的至少一种的Z4不为-OCF2-或-CF2O-，以及至少另一种的Z4为-OCF2-或-CF2O-。
11.如权利要求1所述的液晶组合物，其中该第二组分包括一种具有式(II)结构的化合物，且该具有式(II)结构的化合物的A7、A8、A9、A10的至少一个为二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被F原子代替、和/或任意-CH2-被-O-代替，且-O-不与-O-直接相连。
12.如权利要求1所述的液晶组合物，其中该第二组分包括一种具有式(II)结构的化合物，且该具有式(II)结构的化合物的A7、A8、A9、A10的至少一个为1,4-亚苯基，且其中1,4-亚苯基为未经取代的或至少一个氢原子被F原子代替。
13.如权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包括第三组分，其中该第三组分包括一种或多种式(III)的化合物：
在式(III)中，
R7、R8各自独立地为C1-C15烷基或C2-C15烯基，且其中任意-CH2-被-O-代替，且-O-不与-O-直接相连；
A11、A12和A13各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或2,5-亚四氢吡喃基，其中1,4-亚苯基或1,4-亚环己基或2,5-亚四氢吡喃基为未经取代的或至少一个氢原子被F原子代替；
Z10和Z11各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、–CO–O–或–O–CO–，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连；以及
w为大于或等于0的整数。
14.如权利要求13所述的液晶组合物，其中以该液晶组合物的总重量为100wt％计算，该第一组分占1-45wt％，该第二组分占1-45wt％，且该第三组分占10-70wt％。
15.如权利要求1至14中任一项所述的液晶组合物，其中以该液晶组合物的总重量为100wt％计算，该第一组分和该第二组分合计占5-50wt％。
16.如权利要求1所述的液晶组合物，其进一步包含至少一种由式(II’)表示的化合物，
在式(II’)中，
R3为C1-C10烷基、C2-C10烯基、卤素、-CF3、-OCH＝CF2或-OCF3；
R2为H、C1-C10烷基或C2-C10烯基，且其中C1-C10烷基或C2-C10烯基为未经取代的或者任意-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-代替且其中-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-和-O-CO-O-彼此不直接相连、和/或任意碳上的氢原子被卤素原子、CN或CF3代替；
Y为-C(R4)2-、-O-或-S-，且-O-不与-O-或-S-直接相连、-S-不与-S-直接相连，其中R4独立地为氢或卤素；
A5和A6各自独立地为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、二价二氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基、二价三氧杂-双环[2.2.2]辛烷官能基或二价2,5-茚满官能基，且其中1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或二价2,5-茚满官能基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子或CN代替、和/或其中1,4-亚环己基中或二价2,5-茚满官能基中任意-CH2-被-O-、-NH-或-S-代替，且其中-O-、-NH-和-S-彼此不直接相连；
Z5和Z6各自独立地为单键、C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基、C2-C4亚炔基、-CO-O-、-O-CO-，且其中C1-C4亚烷基、C2-C4亚烯基或C2-C4亚炔基为未经取代的或者至少一个氢原子被卤素原子代替、和/或任意-CH2-被-O-或-S-代替，且其中-O-和-S-不直接相连；以及
q和r各自独立地为0、1或2的整数，且q+r≥1。
17.如权利要求16所述的液晶组合物，其中以该液晶组合物总重量为100wt％计算，该具有式(I)所示的结构的液晶化合物占0.1至50wt％，由式(II’)表示的化合物占10至99wt％。
18.光电显示器，其包括如权利要求1-17中任一项所述的液晶组合物。
19.液晶显示器件，其包括如权利要求1-17中任一项所述的液晶组合物。
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