CN107794057B - 负性液晶化合物、液晶混合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶化合物，该液晶化合物具有通式

Description

负性液晶化合物、液晶混合物及其应用

技术领域

本发明涉及液晶材料领域，具体涉及一种负性液晶化合物、包含该负性液晶化合物的液晶混合物及其应用。

背景技术

进入视频时代以来，从智能手机、平板电脑到智能电视，液晶显示已无处不在。液晶显示器已经取代了传统的阴极射线管显示，成了当今信息显示领域的主流产品，这也直接牵动了其重要组成部分液晶材料的快速发展。

液晶是部分有序、各向异性的液体，物理性质介于三维有序固体和各向同性液体之间。法国的G.Friedel及F.Grand-jean等对液晶的结构及光学性能做了详细的研究，并于1922年完成了液晶分类的工作，将液晶划分为：近晶相、向列相及胆甾相。G.H.Heilmeir制成了世界上第一个液晶显示器(LCD)。1971年T.L.Fergason等提出了扭曲向列相(TwistedNematic：TN)模式，W.Helfrich和M.Schadt利用扭曲向列相液晶的电光效应和集成电路相结合，将其制成了显示器件，实现了液晶材料的产业化。

液晶显示器可分为无源矩阵(又称为被动矩阵或简单矩阵)和有源矩阵(又称为主动矩阵)两种驱动方式。其中，有源矩阵液晶显示器是通过施加电压来改变液晶化合物的排列方式，从而改变背光源发出的光发射强度来形成图像，由于其具有高分辨率、高对比度、低功率、面薄以及质轻的特点越来越受到人们的青睐。有源矩阵液晶显示器根据有源器件的种类可以分为两种类型：在作为衬底的硅芯片上的MOS(金属氧化物半导体)或其它二极管；在作为衬底的玻璃板上的薄膜晶体管(Thin Film Transistor-TFT)。其中目前发展最迅速的是薄膜晶体管TFT-LCD，已经在手机、电脑、液晶电视和相机等显示设备上得到了良好的应用，成为目前液晶市场的主流产品。随着TFT-LCD的不断发展，宽视角模式已成为行业内的追求的目标，目前主流的宽视角技术主要有：VA垂直取向技术、IPS面内开关技术及FFS边缘场开关技术等技术，这类技术都要求更高的光穿透率及较小的色偏。负型液晶化合物由于在色偏及受垂直电场影响方面表现较为出色，因此比起正型材料，其表现出更高的光穿透率，因而受到广泛应用。

随着液晶显示器广泛的应用，对其性能的要求也在不断的提高，高图像质量方面要求更广的工作温度、更快的响应速度和更高的对比度，而要求功耗越来越低。这些性能的提高都离不开液晶材料的改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较高的折射各向异性值的负性液晶化合物，以改善液晶材料的折射系数等特性，以进一步改善液晶材料的响应速度、驱动电压、光穿透率及对比度。

本发明的另一目的是提供包含上述液晶化合物的液晶混合物。

本发明的又一目的是提供上述液晶化合物和液晶混合物的应用。

技术方案：为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液晶化合物，该液晶化合物具有通式I，通式I为：

其中

R为碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基、碳原子数为2～7的烯烷氧基或环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基取代的环戊基；

n为0、1或2；

X为氧或硫；

选自

组成的组中的一种或多种；当n为1时，

选自所述组中的一种；当n为2时，通式I中包括两个

两个

为选自该组中的相同基团或两种不同基团。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有负介电各向异性的液晶混合物，该液晶化合物包括至少一种上述的液晶化合物。

根据本发明的又一方面，提供了一种上述的液晶化合物在液晶显示材料或液晶显示设备中的应用。

根据本发明的又一方面，提供了一种上述的液晶混合物在液晶显示材料或液晶显示设备中的应用。

有益效果：包含本发明的液晶化合物的液晶材料具有较高的折射各向异性值、较宽的温度范围的向列相、良好的化学、热和光稳定性，可用于制备具有高的折射各向异性的液晶材料，特别适合应用于负型显示模式，包括VA、PSVA、FFS等显示模式。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种液晶化合物，该液晶化合物具有通式I，通式I为：

通式I中

R为具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，或者为环戊基，或者为1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基取代的环戊基；

n为0、1或2；

X为氧(O)或硫(S)；

选自

组成的组中的一种或多种；其中，当n为1时，

选自

组成的组中的任一种；当n为2时，通式I中包含两个

两个

可以为选自

组成的组中的任一种相同的基团或两种不同的基团。

具有通式I的负介电常数的液晶化合物在纯物质状态下是白色的。该液晶化合物在分子长轴方向具有三联苯共轭结构，因此具有较高的折射各向异性值。对液晶材料而言，光学各向异性Δn值是根据预先设定好的光程差(d·Δn)进行调节，其中层厚度d是由光学各向异性Δn决定的，尤其在较高的d·Δn值下，如果对于光学各向异性Δn来说具有较高值，则d值能够选择为较小值，从而响应速度具有更理想的值。负介电常数的液晶化合物的特点是在垂直于分子长轴方向上具有较大的偶极作用，因而相对应的介电常数在垂直方向的分量相对较大，即具有较高的垂直介电常数ε_⊥，因此介电各向异性

表现为负值。由于具有较高的垂直介电常数ε_⊥，液晶分子倾向于沿垂直于电场方向分布，因而表现出较低的预倾角，且负型液晶材料在边缘电场下都是在水平平面上排列，预倾角分布较正型材料均匀，因而表现出较高的的光穿透率及宽视角，特别适用于制备高穿透率宽视角的VA、PSVA及FFS型液晶材料；另外负介电常数的液晶化合物的加入可以提高体系的弯曲弹性系数K33，从而可以改善光在整个体系的穿透率及对比度，有利于节能，并且可以改善图像显示质量，以更好地满足液晶显示的性能要求。另外三联苯共轭结构使得该液晶化合物具有良好的化学、热及光稳定性，因此可以增加其使用范围。

通式I的负介电常数的液晶化合物的另一突出特点是与其他种类液晶化合物组合时，以较少量加入即可获得合适的光学特性及介电常数。因此液晶组合物整体粘度较低，粘度降低可以有效降低液晶材料的响应时间，增加响应速度。

此外，本领域技术人员应该清楚的，上述烷基不仅包括直链烷基也包括相应的支链烷基。

为了获得更为合适的液晶宽度、较高的介电各向异性值、较小的旋转粘度及适宜的弹性系数K，更有利于提高液晶材料的响应速度，降低阈值电压，改善液晶材料的互溶性，在本发明一种优选的实施例中，优选上述具有通式I的负介电常数的液晶化合物为具有式I1至I9的负极性液晶化合物。

上述具有通式I1至I9的化合物通式如下：

通式I1至I9中，R₁为具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，或者为环戊基，或者为1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基取代的环戊基；X为氧(O)或硫(S)。

进一步地，为了获得更为合适的旋转粘度及适宜的弹性系数K，更有利于提高液晶材料的响应速度，降低阈值电压，改善液晶材料的互溶性，在本发明一种优选的实施例中，优选上述具有通式I的负介电常数的液晶化合物为：

II1和II2中，R₂为具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基；X为氧O或硫S。

由于本发明的具有通式I的负介电常数的液晶化合物具有较低的旋转粘度及较高的弹性系数K，将其与其他种类液晶化合物组合形成具有负介电常数的液晶混合物时，该液晶混合物特性可在较宽的范围进行调节，满足更多液晶材料的性能要求；并且，本发明的具有通式I的负介电常数的液晶化合物与其他种类液晶化合物混合时具有较好的互溶性，对于并用的其它液晶化合物等的种类限制较少，可适用于与目的相应的各种液晶混合物，特别有利于改善液晶混合物的综合性质；另外，该液晶混合物具有良好的UV、光及热稳定性。

本发明液晶混合物可按照常规的方法来制备。通常于高温下将所需量的组分以较低量溶于构成主成分的组分；还可以将各组分的溶液混入有机溶剂，例如混入丙酮、氯仿或甲醇中，充分混合之后再次除去溶剂，例如通过蒸馏除去溶剂。

本发明的液晶混合物中现有的液晶化合物的种类并没有限制，可根据目的选择任意种类的液晶化合物和本发明的液晶混合物一起构成液晶混合物。也可根据需要加入所属技术领域的其它添加剂。例如，可添加0～20％的可聚合化合物和/或稳定剂。

优选地，上述可聚合化合物通式如下：

可聚合化合物通式中

-T₁和-T₂各自独立地表示

或环氧基；

-Y₁-和-Y₂-各自独立地表示单键或碳原子数为1～8的烷基；

-X₁-和-X₂-各自独立地表示单键、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-；

m为0、1或2；

当m为1时，-Z₁-表示单键、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C₂H₄-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH＝CH-、

当m为2时，-Z₁-在通式中出现两次，通式中包含两个-Z₁-，两个-Z₁-每次出现时各自独立地表示单键、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C₂H₄-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH＝CH-、

表示

其中环己基上的-CH2-可被O取代，或表示

其中苯环上的＝CH-可被N取代，苯环上的H可被F取代，或表示

当m为1时，

表示

其中环己基上的-CH2-可被O取代，或表示

其中苯环上的＝CH-可被N取代，苯环上的H可被F取代，或表示

当m为2时，通式中包括两个

即

在通式中出现两次，两个

各自独立地为

其中环己基上的-CH2-可被O取代，或为

其中苯环上的＝CH-可被N取代，苯环上的H可被F取代，或为

上述稳定剂优选自具有通式V1～V5所示化合物中的一种或多种。

式IV1～IV5中，R7为具有1到7个碳原子的卤化或未取代的烷基、烷氧基或烯基，上述烷基、烷氧基和烯基既可以是直链烷基、直链烷氧基、直链烯基，也可以是带有支链的烷基、烷氧基和烯基。

选自

组成的组中的任一种。

在本申请一种优选的实施例中，上述液晶混合物还包括至少一种极性化合物和/或至少一种非极性化合物。所述极性化合物优选为负极性化合物，所述负极性化合物优选为选自具有式III1～III77的化合物中的一种或多种，式III1～III77分别为：

其中，R₃和R₄各自独立地为H、具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH₂可被环戊基取代；也可为环戊基或者为1到7个碳原子的烷基、烷氧基或烯基取代的环戊基；所述具有1到7个碳原子烷基为：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；所述具有1到7个碳原子的烯基优选为：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；所述具有1到7个碳原子的烷氧基优选为：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；所述具有1到7个碳原子的烯烷氧基优选为：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅。

上述极性液晶化合物III1至III77具有负介电各向异性，与具有通式I的液晶化合物可组合成负介电液晶组合物，可用于调节体系的介电常数、折射系数、旋转粘度γ₁、弹性系数及清亮点温度等参数，与具有通式I的液晶化合物的搭配有利于改善液晶混合物的低温可靠性，有利于降低液晶介质的使用下限温度，拓宽液晶介质的工作温度范围。

上述非极性化合物选自式IV1～IV29所示化合物中的一种或多种；其中，式IV1～IV29如下：

式IV1～IV29中，R₅，R₆各自独立地为具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH₂可被环戊基取代；R₅，R₆也可为环戊基或者为1到7个碳原子的烷基、烷氧基或烯基取代的环戊基；上述具有1到7个碳原子的烷基为：-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；上述具有1到7个碳原子的烯基优选为：-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；上述具有1到7个碳原子的烷氧基优选为：-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；上述具有1到7个碳原子的烯烷氧基优选为：-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅；本领域技术人员应该清楚的是上述烷基、烷氧基、烯基、烯烷氧基既可以是直链烷基、直链烷氧基、直链烯基、直链烯烷氧基，也可以是带有支链的烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基。

上述非极性液晶化合物IV1至IV20具有较低的旋转粘度γ₁，响应时间与旋转粘度γ₁成正比，说明旋转粘度γ₁值越低，响应时间越低，则响应速度越快，可将具有上述非极性液晶化合物IV1至IV20的液晶混合物用于制造快速响应的液晶介质。上述非极性液晶化合物IV21-IV27具有三联苯结构，有利于增加体系的光学各向异性Δn值，通常光程差d·Δn的值是预先规定的，则Δn值越高，d值越低，而响应速度与d值成反比，从而具有上述非极性液晶化合物IV21-IV27的液晶混合物的响应速度具有更理想的值。上述非极性液晶化合物IV28-IV29具有较高的清亮点温度，主要用于调节体系的T_NI值，从而具有上述非极性液晶化合物IV28-IV29的液晶混合物有利于提高液晶介质的使用上限温度，拓宽液晶介质的工作温度范围。

本发明中通式I所示的液晶化合物的突出特点是与低粘度液晶化合物组合时，以较少量加入即可获得合适的光学特性，因此可以降低液晶混合物的整体粘度，增加响应速度。优选液晶混合物中至少加入一种结构式为IV1至IV20的低粘度非极性液晶化合物，以获得低粘度的液晶混合物，提高响应速度。特别优选液晶混合物中至少加入一种结构式为IV5的低粘度非极性液晶化合物。特别优选该液晶混合物应用于垂直取向显示(VA)、聚合物稳定的垂直排列(PSVA)或边缘场开关(FFS)型液晶显示模式中。

上述液晶混合物中的液晶化合物的含量可以根据液晶材料的性能需求进行调整，为了获得更为合适的液晶宽度、较高的介电各向异性值、较小的旋转粘度及适宜的弹性系数K，更有利于提高液晶材料的响应速度，降低阈值电压，改善液晶材料的互溶性，在本发明一种优选的实施例中，在本发明一种优选的实施例中，上述液晶混合物中具有通式I的液晶化合物的重量含量为0.1～75％，优选1～50％，进一步优选1～30％。其余成分可以根据本发明上述的教导进行添加。总之，成分的百分比含量之和为100％。

在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种上述通式I所示的液晶化合物在液晶显示设备中的应用。在本申请又一种典型的实施方式中，提供了一种包含上述通式I所示的液晶化合物的液晶混合物在液晶显示设备中的应用。将本申请的液晶化合物应用在制备液晶显示材料或液晶显示设备中，能够显著改善液晶显示材料或液晶显示设备的性能。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明的有益效果。

下列实施例是用于解释本发明而非限制它，实施例中涉及百分比均为质量百分比，温度用摄氏度表示。所测物化参数表示如下：T_NI表示清亮点；Δn表示光学各向异性(Δn＝＝n_e-n_o，589nm，测量温度25℃)；ε_⊥表示垂直介电常数(测量温度25℃)；Δε表示介电各向异性(Δa＝ε_∥-ε_⊥，25℃)；k₃₃表示弯曲弹性系数(测量温度25℃)；γ₁表示旋转粘度(测量温度25℃)，且采用DSC测量T_NI；采用abbe折射仪测量Δn；采用CV测量ε_⊥、Δε、k₃₃和γ₁。

在本申请的实施例中，液晶混合物中各化合物结构通式为：

其中，a、b、c、d、e、f、g及h各自独立地选自0、1、2、3或4；X表示氧或硫。

液晶分子主链命名：

以X1表示；

以X2表示；环己基

以首写字母C表示；苯环

以首写字母P表示；环己烯基

以A表示；二氟苯

以PFF表示；四氢吡喃

以Py表示；

以Cp表示；-CH2O-以-CH2O-表示。

另外，液晶化合物

以3HHV表示；

以VHHP1表示；

以CC31D1表示。

具体基团结构的对应代码如表1所示。

表1

对照上述液晶混合物中各化合物结构通式，各化合物支链根据下文表2来转化成化学式，其中，基团C_nH_2n+1和C_mH_2m+1是分别具有n和m个碳原子的直链烷基，C_p表示环戊基，C_nH_2n+1C_p表示带n个碳原子直链烷基的环戊基。命名时主链在前，支链在后，如

以X2P5H，

以X2PCpH表示，

以X2P3CpH表示，

以PPFFCpO2表示，

以CPFFCpO2表示，

以APFFCpO2表示，

以PyPFFCpO2表示，

以CC-CH2O-PFF3O2表示，

以PPFP2Cp表示。

表2

实施例1

X1P5H的合成方法如下：

1)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入50g2-氟-4-戊基溴苯，250ml二氯甲烷，控制温度-50～60℃继续滴加0.2mol/ml的丁基锂的四氢呋喃溶液，滴毕恒温反应1小时。继续滴加硼酸三甲酯，然后回温后进行酸化及常规后处理，纯化后得到45g结构1化合物。

2)1000ml四口瓶，安装好温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入45g结构1化合物和200ml四氢呋喃，回流滴加0.2mol/ml的双氧水，滴毕恒温反应1小时。继续常规后处理，纯化后得到38g结构2化合物。

3)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入38g结构2化合物，45g2，3-二氟联苯硼酸，300mlN，N-二甲基甲酰胺，100ml去离子水，40g无水碳酸钾，加热回流反应4小时。然后常规后处理，纯化后得到37g结构3化合物。

4)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入37g结构3化合物，0.03mol的三乙基胺和0.5mmol的DMAP的二氯甲烷溶液，在5～10℃下降0.03mol的三氟甲烷磺酸酐滴加到该溶液中，继续反应1.5小时。然后常规后处理，纯化后得到25g X1P5H化合物。

实施例1的液晶混合物组成、及测量参数见表3。

表3

注：13为具有通式I的液晶化合物。

实施例2

实施例2的液晶混合物组成、及测量参数见表4。

表4

注：12为具有通式I的液晶化合物。

实施例3

实施例3的液晶混合物组成、及测量参数见表5。

表5

注：15为具有通式I的液晶化合物。

实施例4

X1P3H的合成方法如下：

1)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入50g2-氟-4-丙基溴苯，250ml二氯甲烷，控制温度-50～60℃继续滴加0.2mol/ml的丁基锂的四氢呋喃溶液，滴毕恒温反应1小时。继续滴加硼酸三甲酯，然后回温后进行酸化及常规后处理，纯化后得到48g结构1化合物。

2)1000ml四口瓶，安装好温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入48g结构1化合物和200ml四氢呋喃，回流滴加0.2mol/ml的双氧水，滴毕恒温反应1小时。继续常规后处理，纯化后得到41g结构2化合物。

3)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入41g结构2化合物，45g2，3-二氟联苯硼酸，300mlN，N-二甲基甲酰胺，100ml去离子水，40g无水碳酸钾，加热回流反应4小时。然后常规后处理，纯化后得到39g结构3化合物。

4)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入39g结构3化合物，0.03mol的三乙基胺和0.5mmol的DMAP的二氯甲烷溶液，在5～10℃下降0.03mol的三氟甲烷磺酸酐滴加到该溶液中，继续反应1.5小时。然后常规后处理，纯化后得到27gX1P3H化合物。

实施例4的液晶混合物组成、及测量参数见表6。

表6

注：12和14为具有通式I的液晶化合物。

实施例5

X1PCpH的合成方法如下：

1)1000ml四口瓶，安装好温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入15g金属Mg，50ml四氢呋喃及7g2-氟-4-氯溴苯，控制温度50～60℃继续滴加100g2-氟-4-氯溴苯和400ml四氢呋喃的混合溶液，滴毕后继续恒温搅拌2小时，继续滴加70g对丙基环戊酮和100ml四氢呋喃的混合溶液，滴毕后继续恒温搅拌3小时，纯化后得到91g结构1化合物。

2)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入50g结构1化合物，400ml二氯甲烷，控制温度-50～60℃继续滴加三乙基硅烷，滴毕恒温反应1小时。继续滴加三氟化硼乙醚，然后回温后进行酸化及常规后处理，纯化后得到34g结构2化合物。

3)1000ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入31g结构2化合物，200ml二氯甲烷，控制温度-50～60℃继续滴加0.2mol/ml的丁基锂的四氢呋喃溶液，滴毕恒温反应1小时。继续滴加硼酸三甲酯，然后回温后进行酸化及常规后处理，纯化后得到27g结构3化合物。

4)500ml四口瓶，安装好温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入27g结构3化合物和130ml四氢呋喃，回流滴加0.2mol/ml的双氧水，滴毕恒温反应1小时。继续常规后处理，纯化后得到22g结构4化合物。

5)500ml四口瓶，安装好低温温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入22g结构4化合物，25g2，3-二氟联苯硼酸，250mlN，N-二甲基甲酰胺，50ml去离子水，28g无水碳酸钾，加热回流反应3小时。然后常规后处理，纯化后得到21g结构5化合物。

6)500ml四口瓶，安装好温度计，机械搅拌，恒压滴液漏斗，通氮气，向体系中加入21g结构5化合物，200mlN，N-二甲基甲酰胺，15g叔丁基钾，控制温度130～135℃反应3小时。然后冷却后进行常规后处理，纯化后得到17g X1PCpH化合物。

实施例5的液晶混合物组成、及测量参数见表7。

表7

注：14为具有通式I的液晶化合物。

实施例6

实施例6的液晶混合物组成、及测量参数见表8。

表8

注：15为具有通式I的液晶化合物。

实施例7

实施例7的液晶混合物组成、及测量参数见表9。

表9

注：12为具有通式I的液晶化合物。

实施例8

实施例8的液晶混合物组成、及测量参数见表10。

表10

注：13为具有通式I的液晶化合物。

实施例9

实施例9的液晶混合物组成、及测量参数见表11。

表11

注：14为具有通式I的液晶化合物。

实施例10

实施例10的液晶混合物组成、及测量参数见表12。

表12

注：12为具有通式I的液晶化合物。

对比例1

对比例1的液晶混合物组成、及测量参数见表13。

表13

对比例2

对比例2的液晶混合物组成、及测量参数见表14。

表14

其中，对比例1中以液晶化合物

(X1P32)分别代替了实施例10中的

(X1P3H)；对比例2中以液晶化合物

(X1PCp2)分别代替了实施例7中的

(X1PCpH)。

从上述实施例可以发现，具有通式I的液晶化合物可以提高体系的弯曲弹性系数K₃₃及垂直介电常数ε_⊥，从而改善光在整个体系的穿透率，有利于节能，并且有利于提高对比度。当通式I的液晶化合物与其他不同种类液晶化合物混合时，可以得到具有高清亮点、较低粘度及较高弹性系数的液晶混合物，尤其是与具有通式IV5的非极性液晶化合物(如代码为3HHV的非极性液晶化合物)混合时，能够得到低粘度的液晶混合物，可用于制造快速响应的液晶介质。上述测量参数与组成液晶介质的所有液晶化合物的物化性质有关，本发明的液晶混合物主要用于调节体系的液晶参数。

通过实施例10和对比例1的对比及实施例7和对比例2的对比可以明显发现，当液晶混合物中包含具有通式I的液晶化合物时，具有相对较低的旋转粘度，特别有利于制造快速响应的液晶介质，并且有利于调节体系合适的清亮点T_NI、弯曲弹性系数K₃₃、垂直介电常数ε_⊥及介电各向异性Δε值，这些对于获得更广的工作温度，更快的响应速度，更高的对比度及透光率，更低的功耗均有所帮助。

本发明虽未穷尽要求保护的所有液晶化合物和液晶混合物，但是本领域技术人员可以预见的是，在已公开的上述实施例基础上，仅结合自身的专业尝试即能以类似的反应路线得到其他同类化合物而不需要付出创造性劳动。此处由于篇幅有限，仅列举代表性的实施方式。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种液晶化合物，其特征在于，该液晶化合物结构为

2.一种具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物包括至少一种权利要求1中所述液晶化合物，其中，所述液晶混合物中具有权利要求1所述的液晶化合物的重量含量为3.3～5.6％。

3.根据权利要求2所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物还包括至少一种极性液晶化合物和/或至少一种非极性液晶化合物。

4.根据权利要求3所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述极性液晶化合物为负极性液晶化合物，所述负极性液晶化合物选自式III1～III77所示化合物中的一种或多种，所述非极性液晶化合物选自式IV1～IV29所示化合物中的一种或多种；

所述式III1～III77分别为：

其中，R₃和R₄各自独立地为H、碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为1～7的烯烷氧基，或者为H或CH₂被环戊基取代的碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基，或者为环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基或碳原子数为2～7的烯基取代的环戊基；所述碳原子数为1～7的烷基为-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；所述碳原子数为2～7的烯基为-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；所述碳原子数为1～7的烷氧基为-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；所述碳原子数为2～7的烯烷氧基为-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅；

所述式IV1～IV29分别为：

式IV1～IV29中，R₅、R₆各自独立地为碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基，或者为H或CH₂被环戊基取代的碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基，或者为环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基或碳原子数为2～7的烯基取代的环戊基。

5.据权利要求4所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述碳原子数为1～7的烷基为-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃或-C₇H₁₅；所述碳原子数为2～7的烯基为-CH＝CH₂、-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-C₂H₄CH＝CH₂、-C₂H₄CH＝CHCH₃、-C₃H₆CH＝CH₂或-C₃H₆CH＝CHCH₃；所述碳原子数为1～7的烷氧基为-OCH₃、-OC₂H₅、-OC₃H₇、-OC₄H₉、-OC₅H₁₁、-OC₆H₁₃或-OC₇H₁₅；所述碳原子数为2～7的烯烷氧基为-OCH₂CH＝CH₂、-OCH₂CH＝CHCH₃或-OCH₂CH＝CHC₂H₅。

6.根据权利要求4所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述非极性液晶化合物具有通式IV5的液晶化合物。

7.根据权利要求4所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物中包含所述至少一种极性液晶化合物和/或至少一种非极性液晶化合物的质量分数为0～80％。

8.根据权利要求2～7中任意一项所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物还包括质量分数为0～20％的可聚合化合物，所述可聚合化合物通式如下：

其中

—T₁和—T₂各自独立地表示

或环氧基；

—Y₁—和—Y₂—各自独立地表示单键或碳原子数为1～8的烷基；

—X₁—和—X₂—各自独立地表示单键、—O—、—CO—、—COO—或—OCO—；

m为0、1或2；

—Z₁—选自单键、—O—、—CO—、—COO—、—OCO—、—CH₂O—、—OCH₂—、—C₂H₄—、—CF₂O—、—OCF₂—、-C≡C-、—CH＝CH—、

组成的组中的一种或多种；

每次出现时各自独立地表示未被取代或亚环己基上的—CH₂—被O取代的

未被取代或亚苯环上的＝CH—被N取代的

环上的H被F取代的

9.根据权利要求2～7中任意一项所述的具有负介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物中还包含质量分数为0～20％的稳定剂，所述稳定剂为具有通式V1～V5所示化合物中的一种或多种：

V1、

V2、

V3、

V4、

V5、

其中，

R₇为具有1～7个碳原子的烷基、具有1～7个碳原子的烷氧基、具有2～7个碳原子的烯基、具有1～7个碳原子的卤化烷基、具有1～7个碳原子的卤化烷氧基或具有2～7个碳原子的卤化烯基；所述烷基、所述烷氧基和所述烯基为直链或支链的烷基、烷氧基和烯基；

为

组成的组中的任一种。

10.权利要求1中所述的液晶化合物在液晶显示材料或液晶显示设备中的应用。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述应用为在负型显示模式中的应用。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述负型显示模式优选为VA、PSVA或FFS显示模式。

13.权利要求2～7中任一项所述的液晶混合物在液晶显示材料或液晶显示设备中的应用。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述应用为在负型显示模式中的应用。

15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于，所述负型显示模式为VA、PSVA或FFS显示模式。