CN111748355B - 一种液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶组合物及液晶显示元器件 - Google Patents

一种液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶组合物及液晶显示元器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液晶化合物，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ所示，
Figure DDA0002012338720000011
该液晶化合物具有较低的旋转粘度、良好的低温互溶性以及较大的介电各向异性。本发明还公开了包含该液晶化合物的液晶组合物以及液晶显示元件或液晶显示器。

Description

一种液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶组合物及液晶显示元器件
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域。更具体地，涉及一种液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶组合物及液晶显示元器件。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器件(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
为了满足各种消费性电子产品的要求，IPS显示模式、FFS显示模式、VA显示模式等的显示元件、显示器件所用的液晶材料，要求具有①低的驱动电压：液晶材料具有适当的负介电各向异性；②快速响应：液晶材料具有较小的旋转粘度；③高可靠性：高的电荷保持率，高的比电阻值，优良的耐高温稳定性及对UV光或常规的背光照明来照射的稳定性有严格要求等的特点；④良好的低温互溶性：液晶材料的溶解度比较好。但是，当我们的液晶材料达到以上显示器所要求的基本特性(低驱动电压、快速响应)时，其可靠性的问题便会一一曝露出来。液晶显示器在进行动态显示过程中，为了保证上一幅显示画面在下一幅不再显示，造成在画面切换过程中出现残影或是拖尾现象，就要求液晶显示器具有很快的响应速度，进而要求液晶材料的旋转粘度较低。另外，为了降低设备能耗，希望液晶的驱动电压尽可能低，所以提高液晶的介电各向异性对混合液晶具有重要意义。同时，很多情况下液晶混合物要在很低的温度下也可以工作，尤其是室外环境下使用，要考察在-30℃下也可以长时间工作，这就要求液晶组合物要有良好的低温性能，也就是说，液晶组合物在低温下长时间保存，不会析出单体，所以开发在低温下具有良好互溶性的液晶组合物仍然很有必要。
发明内容
基于以上存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种液晶化合物，该液晶化合物具有较低的旋转粘度、良好的低温互溶性以及较大的介电各向异性。
本发明的第二个目的在于提供一种液晶组合物，该液晶组合物在维持良好的旋转粘度的基础上，兼具改善低温互溶性以及提高垂直介电常数。
本发明的第三个目的在于提供一种液晶显示元件或液晶显示器。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种液晶化合物，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ所示，
Figure BDA0002012338700000021
其中，R表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为1-10的烷氧基，R中任意-CH2-可任选被环戊基、环丁基或环丙基取代，任意不与O相连的-CH2-任选被O取代，任意一个或多个氢原子可任选被氟原子取代；
Y表示环丙基、环戊基、2-四氢呋喃基。
优选地，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ-1至式Ⅰ-12所示，
Figure BDA0002012338700000022
其中，
Y表示环丙基、环戊基、2-四氢呋喃基。
优选地，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ-1-1至式Ⅰ-12-1所示，
Figure BDA0002012338700000023
Figure BDA0002012338700000031
可以理解，本发明液晶组合物的技术方案中包含但不局限于所列出的具体形式。
根据本发明的第二个目的，本发明提供一种液晶组合物，该液晶组合物包括上述第一个目的提供的液晶化合物。
优选地，所述液晶组合物还包含一种或多种下述式Ⅱ所示的化合物，以及一种或多种下述式Ⅲ所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000032
式Ⅱ中，R1、R2各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，
Figure BDA0002012338700000033
各自独立地表示
Figure BDA0002012338700000034
式Ⅲ中，R3、R4各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，且R3、R4中任意一个或多个不相邻的-CH2-可任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；
Z1、Z2各自独立地表示单键、-CH2CH2-或-CH2O-；
Figure BDA0002012338700000041
各自独立地表示
Figure BDA0002012338700000042
m表示1或2；
n表示0、1或2。
式Ⅱ所示化合物具有旋转粘度低、与其他化合物互溶性好的特点。较低的旋转粘度更有利于提高液晶组合物的响应速度。式Ⅲ所示化合物具有负介电各项异性，通过式Ⅲ所示化合物来调节液晶组合物的驱动电压。
优选地，作为前述的式Ⅲ中的R3、R4所示的碳原子数为1-10的烷基中一个或多个不相邻的-CH2-被亚环丙基、亚环丁基或亚环戊基取代后得到的基团，可以列举出环丙基、环丁基、环戊基、甲基亚环丙基、乙基亚环丙基、丙基亚环丙基、异丙基亚环丙基、正丁基亚环丙基、异丁基亚环丙基、叔丁基亚环丙基、甲基亚环丁基、乙基亚环丁基、丙基亚环丁基、异丙基亚环丁基、正丁基亚环丁基、异丁基亚环丁基、叔丁基亚环丁基、甲基亚环戊基、乙基亚环戊基、丙基亚环戊基、异丙基亚环戊基、正丁基亚环戊基、异丁基亚环戊基等。R3、R4所示的基团中，从液晶化合物旋转粘度、溶解度和清亮点的角度考虑优选的是环丙基、环丁基或环戊基。
本发明的液晶组合物优选为负介电各向异性液晶组合物。
优选地，本发明的液晶组合物中，式Ⅰ所示化合物在液晶组合物中的添加量(质量比)为1-15％，优选为1-11％；式Ⅱ所示化合物在液晶组合物中的添加量(质量比)为10-60％，优选为20-45％；式Ⅲ所示化合物在液晶组合物中的添加量(质量比)为15-60％，优选为25-50％。
优选地，所述一种或多种式Ⅱ所示的化合物选自式Ⅱ-1至式Ⅱ-17所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000043
Figure BDA0002012338700000051
优选地，所述一种或多种式Ⅲ所示的化合物选自式Ⅲ-1至式Ⅲ-15所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000052
Figure BDA0002012338700000061
其中，R3、R4各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，并且R3、R4所示基团中任意一个或多个不相邻的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代。
优选地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅳ所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000062
其中，R5、R6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，并且R5、R6中任意一个或多个不相邻的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基替代；W表示-O-、-S-或-CH2O-。
通过在本申请的液晶组合物中含有前述的式Ⅳ所示的化合物，从而能够使得液晶组合物具有较大的负的介电各向异性，有利于降低器件的驱动电压。本发明的液晶组合物中，含有前述的式Ⅳ所示化合物的情况下，式Ⅳ所示化合物在液晶组合物中的添加量(质量比)可以为1-20％，优选为2-15％。
优选地，所述一种或多种式Ⅳ所示的化合物选自式Ⅳ-1至式Ⅳ-10所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000071
其中，R51、R61表示碳原子数为2-6的烷基。
优选地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅴ所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000072
其中，R7、R8各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基；
Figure BDA0002012338700000073
各自独立地表示
Figure BDA0002012338700000074
优选地，上述一种或多种式Ⅴ所示的化合物选自式Ⅴ-1至式Ⅴ-4所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000075
其中，R71、R81各自独立的表示碳原子数为2-6的烷基或碳原子数为2-6的烯基；其中，前述的碳原子数为2-6的烯基可以列举出例如乙烯基、2-丙烯基或者3-戊烯基。R82表示碳原子数为1-5的烷氧基；
式Ⅴ所示化合物在液晶组合物中的添加量(质量比)可以为1-30％，优选为5-25％。
式Ⅴ所示的化合物具有高的清亮点与弹性常数，尤其是展曲弹性常数K33，有利于提升液晶组合物的参数性能。
优选地，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅵ所示化合物
Figure BDA0002012338700000081
其中，R9、R10各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基；
Figure BDA0002012338700000082
表示
Figure BDA0002012338700000083
F1、F2、F3各自独立地表示H或F，且F2、F3不同时为F。
优选地，上述一种或多种式Ⅵ所示的化合物选自式Ⅵ-1至Ⅵ-3所示的化合物，
Figure BDA0002012338700000084
其中，R9、R10各自独立地优选表示碳原子数为2-6的烷基或原子数为2-6的烯基。
式Ⅵ-1至Ⅵ-3所示的化合物具有高的清亮点，一般高于200℃，可以更加显著地提升本发明的液晶组合物的清亮点。
式Ⅵ所示化合物在液晶组合物中的添加量(质量比)可以为1-10％，优选为2-7％。
为达到上述第三个目的，本发明提供一种液晶显示元件或液晶显示器，其包含如上第二个目的提供的液晶组合物，所述液晶显示元件或液晶显示器为有源矩阵显示元件或显示器或无源矩阵显示元件或显示器。
本发明的有益效果如下：
根据本发明的一个目的，本发明提供的液晶化合物兼具低的旋转粘度、良好的低温互溶性以及较大的介电各向异性，具有好的使用可靠性。根据本发明的又一个目的，本发明提供的液晶组合物具有良好的旋转粘度，同时具有更优的低温互溶性以及提高垂直介电常数。根据本发明的第三个目的，本发明提供的包含上述液晶组合物的液晶显示元件或液晶显示器也具有上述液晶组合物所具有的特性，在此不赘述。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出实施例3所得液晶化合物的13C-NMR谱图。
图2示出实施例6所得液晶化合物的13C-NMR谱图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法，所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得，百分比均是指质量百分比，温度为摄氏度(℃)，液晶化合物也成为液晶单体，其他符号的具体意义及测试条件如下：
Cp表示液晶清亮点(℃)，DSC定量法测试；
Δn表示光学各向异性，Δn＝ne-no，其中，no为寻常光的折射率，ne为非寻常光的折射率，测试条件为25±2℃，589nm，阿贝折射仪测试；
Δε表示介电各向异性，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，测试条件为25±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1测试；
VHR表示电压保持率(％)，测试条件为20±2℃、电压为±5V、脉冲宽度为10ms、电压保持时间16.7ms。测试设备为TOYO Model6254液晶性能综合测试仪；
γ1表示旋转粘度(mPa·s),测试条件为25±0.5℃，20微米平行盒，INSTEC:ALCT-IR1测试。
本发明实施例中使用的液晶单体结构用代码表示，液晶环结构、端基、连接基团的代码表示方法见下表1、表2。
表1：环结构的对应代码
Figure BDA0002012338700000091
Figure BDA0002012338700000101
表2：端基与链接基团的对应代码
Figure BDA0002012338700000102
举例：
Figure BDA0002012338700000103
其代码为CC-Cp-V1；
Figure BDA0002012338700000104
其代码为PGP-Cpr1-2；
Figure BDA0002012338700000105
其代码为CPY-2-O2；
Figure BDA0002012338700000106
其代码为CCY-3-O2；
Figure BDA0002012338700000111
其代码为COY-3-O2；
Figure BDA0002012338700000112
其代码为CCOY-3-O2；
Figure BDA0002012338700000113
其代码为Sb-Cp1O-O4；
Figure BDA0002012338700000114
其代码为Sc-Cp1O-O4；
Figure BDA0002012338700000115
其代码为Sb-CpB-O4；
Figure BDA0002012338700000116
其代码为Sc-CpB-O4；
Figure BDA0002012338700000117
其代码为Y-Cp1O-O4；
Figure BDA0002012338700000118
其代码为Y-CpB-O4。
[液晶化合物]
本发明提供的制备所述式I所示化合物的方法，可根据下述方案进行合成：
1)当R代表取代或未取代烷基、烯基时，反应历程如下：
Figure BDA0002012338700000119
其制备包括如下步骤：
a.以
Figure BDA00020123387000001110
与
Figure BDA00020123387000001111
为原料，在碱催化剂存在的条件下，发生取代反应，得
Figure BDA0002012338700000121
b.以
Figure BDA0002012338700000122
和RI为原料，在BuLi催化剂存在的条件下，发生取代反应，得式I所示的化合物。
2)当R代表取代或未取代烷氧基时，反应历程如下：
Figure BDA0002012338700000123
其制备包括如下步骤：
①以上述方法制备得到的
Figure BDA0002012338700000124
和B(OCH3)3为原料，在BuLi催化剂存在的条件下，发生取代反应，得
Figure BDA0002012338700000125
②以
Figure BDA0002012338700000126
为原料，在双氧水存在的条件下，发生氧化反应，得
Figure BDA0002012338700000127
③以
Figure BDA0002012338700000128
和R’X为原料，在碱催化剂存在的条件下，发生取代反应，得式I所示的化合物。
其中，X表示氯、溴、碘，Y表示环丙基、环戊基、2-四氢呋喃基，R’代表烷氧基R中的烷基基团；Y表示环丙基、环戊基、2-四氢呋喃基。
合成通式中原材料及试剂均可通过商业途径购买而得，此类方法原理、操作过程、常规后处理、过硅胶柱、重结晶提纯等手段是本领域合成人员所熟知的，完全可以实现合成过程，得到目标产物。
上述所有方法的所有步骤的反应均在溶剂中进行；所述溶剂均选自四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、二氯甲烷、丙酮、甲苯和去离子水中的至少一种。
实施例1
化合物结构式如下式I-2-1所示：
Figure BDA0002012338700000129
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000131
制备的具体操作流程：
步骤1：中间体1-a
在2L三口瓶中投0.5mol的环戊基甲基溴、0.5mol的2,3-二氟苯酚、0.6mol无水碳酸钾，1.0LDMF，搅拌加热至80℃反应4小时。反应完毕，加入1.5L水和0.5L乙酸乙酯搅拌静置分液，有机相用0.5L×2水洗，无水硫酸钠干燥后液体旋干，减压蒸馏得无色液体80g中间体1-a，GC:96％，收率Y＝75％。
步骤2：目标化合物I-2-1
1L三口瓶中加入0.2mol中间体1-a，250mL四氢呋喃，开动搅拌，充氮气置换空气，置于低温槽中用液氮降温，降至-65℃时，滴加2.5M正丁基锂石油醚溶液88ml(0.22mol)，半小时加完，反应半小时后，仍在-65℃滴加46.8g(0.3mol)碘乙烷的50ml四氢呋喃溶液，半小时加完，得到透明溶液，撤去低温槽，自然升温至室温，搅拌2小时，倒入500ml去离子水中水解，分液，水相用200ml乙酸乙酯提取一次，合并有机层，蒸干溶剂，减压蒸馏得无色液体35g，用100ml无水乙醇搅拌均匀，液氮降温至-60℃下搅拌结晶，-50℃冰箱吸滤，重复结晶两次，得到室温下为无色透明液体目标化合物I-2-1共25g，GC:99.6％，收率Y＝52％。
实施例2
化合物结构式如下式I-6-1所示：
Figure BDA0002012338700000132
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000133
制备的具体操作流程：
步骤1：中间体2-a
以环丙基甲基溴替代环戊基甲基溴为原料，参考实施例1中步骤1合成中间体2-a；
步骤2：目标化合物I-6-1
以4-碘-1-丁烯替代碘乙烷为原料，参考实施例1中步骤2合成目标化合物I-6-1。
实施例3
化合物结构式如下式I-4-1所示：
Figure BDA0002012338700000141
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000142
制备的具体操作流程：
步骤1：中间体3-a
1L三口瓶中加入实施例2中间体2-a 0.20mol，300mL四氢呋喃，开动搅拌，充氮气置换空气，置于低温槽中用液氮降温，降至-78℃时，滴加2.5M正丁锂石油醚溶液88ml(0.22mol)，半小时加完，反应半小时后，仍在-78℃滴加27g(0.25mol)硼酸三甲酯的50ml四氢呋喃溶液，半小时加完，得到透明溶液，撤去低温槽，自然升温至-20℃时(用时2小时)倒入有100ml盐酸的750ml去离子水中水解，分液，水相用500ml乙酸乙酯提取一次，合并有机层，水洗至中性。减压下蒸净溶剂，加入150ml石油醚，加热煮沸，冷却后过滤得到白色固体(3-a)36g，收率Y＝78％。
步骤2：中间体3-b
1L三口瓶中加入36g(0.16mol)(3-a)，300mL四氢呋喃搅拌至全溶，加入60g双氧水搅拌均匀加热回流4h；停止反应，冷却至室温，加入300ml二氯甲烷，振荡分液，水层用300ml×2二氯甲烷萃取，合并二氯甲烷，用300ml×2饱和氯化钠水溶液洗涤后经25g无水硫酸钠干燥后旋干溶液，得浅黄色液体28g，GC：92％，收率Y＝87％。
步骤3：目标化合物I-4-1
以溴丁烷替代环戊基甲基溴，3-b替代2,3-二氟苯酚为原料，参考实施例1中步骤1合成目标化合物I-4-1，其质谱图如图1所示。
实施例4
化合物结构式如下式I-7-1所示：
Figure BDA0002012338700000143
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000144
制备的具体操作流程：
步骤1：目标化合物I-7-1
以环丙基甲基溴替代溴丁烷为原料，参考实施例3中步骤3合成目标化合物I-7-1。
实施例5
化合物结构式如下式I-9-2所示：
Figure BDA0002012338700000151
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000152
制备的具体操作流程：
步骤1：目标化合物I-9-2
以2-氟溴乙烷溴替代溴丁烷为原料，参考实施例3中步骤3合成目标化合物I-9-2。
实施例6
化合物结构式如下式I-4-2所示：
Figure BDA0002012338700000153
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000154
制备的具体操作流程：
步骤1：中间体6-a
以1-a替代2-a为原料，参考实施例3中步骤1合成目标化合物6-a；
步骤2：中间体6-b
以6-a替代3-a为原料，参考实施例3中步骤2合成目标化合物6-b；
步骤3：目标化合物I-4-2
以6-b替代3-b为原料，参考实施例3中步骤3合成目标化合物I-4-2，其质谱图如图2所示。
实施例7
化合物结构式如下式I-10-1所示：
Figure BDA0002012338700000155
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000161
制备的具体操作流程：
步骤1：目标化合物I-10-1
以溴代五氟丙烯替代溴丁烷为原料，参考实施例6中步骤3合成目标化合物I-10-1。
实施例8
化合物结构式如下式I-12-1所示：
Figure BDA0002012338700000162
其制备路线如下：
Figure BDA0002012338700000163
制备的具体操作流程：
步骤1：中间体7-a
以2-溴甲基四氢呋喃替代环戊基甲基溴为原料，参考实施例1中步骤1合成中间体7-a；
步骤2：中间体7-b
以7-a替代2-a为原料，参考实施例3中步骤1合成目标化合物7-b；
步骤3：中间体7-c
以7-b替代3-a为原料，参考实施例3中步骤2合成目标化合物7-c；
步骤4：目标化合物I-12-1
以7-c替代3-b，2-溴乙基乙基醚替代溴丁烷为原料，参考实施例3中步骤3合成目标化合物I-12-1。
[液晶组合物]
实施例9
液晶组合物的配方及相应的性能如下表3所示。其中，式Ⅰ的化合物即为实施例3制备得到的式Ⅰ-4-1所示的化合物。
表3：实施例9的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000171
实施例10
液晶组合物的配方及相应的性能如下表4所示。其中，式Ⅰ的化合物即为实施例6制备得到的式Ⅰ-4-2所示的化合物。
表4：实施例10的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000172
Figure BDA0002012338700000181
实施例11
液晶组合物的配方及相应的性能如下表5所示。
表5：实施例11的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000191
实施例12
液晶组合物的配方及相应的性能如下表6所示。其中，式Ⅰ的化合物即为实施例3制备得到的式Ⅰ-4-1所示的化合物。
表6：实施例12的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000201
实施例13
液晶组合物的配方及相应的性能如下表7所示。其中，式Ⅰ的化合物即为实施例3制备得到的式Ⅰ-4-1所示的化合物。
表7：实施例13的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000211
实施例14
液晶组合物的配方及相应的性能如下表8所示。其中，式Ⅰ的化合物即为实施例3制备得到的式Ⅰ-4-1所示的化合物。
表8实施例14的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000221
对比例1
将实施例11中的Ⅰ替换为现有的式对比结构1所示化合物
Figure BDA0002012338700000222
对比结构1
液晶组合物的配方及相应的性能如下表9所示。
表9对比例1的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000223
Figure BDA0002012338700000231
将实施例11与对比例1相比，对比例1的介电Δε、折射率Δn略有下降，旋转粘度γ1明显增大，响应变慢。
对比例2
将实施例12中的Ⅰ替换为现有的式对比结构2所示化合物
Figure BDA0002012338700000232
对比结构2
液晶组合物的配方及相应的性能如下表10所示。
表10对比例2的液晶组合物的配方及相应的性能
Figure BDA0002012338700000233
Figure BDA0002012338700000241
将实施例12与对比例2相比，对比例2的介电Δε降低、折射率Δn略有下降，清亮点降低，旋转粘度γ1增大，响应变慢。且将实施例12与对比例2分别置于10ml玻璃瓶中，在-25℃保存72小时，实施例12无晶体析出，对比例2有白色晶体析出，因此实施例12的液晶组合物具有良好的低温互溶性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (11)

1.一种液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ所示，
Ⅰ；
其中，R表示碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或碳原子数为1-10的烷氧基，R中任意-CH2-可任选被环丁基或环丙基取代，任意不与O相连的-CH2-任选被O取代，任意一个或多个氢原子可任选被氟原子取代；
Y表示环丙基、环戊基、2-四氢呋喃基。
2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ-1至式Ⅰ-7、式Ⅰ-9至式Ⅰ-12所示，
Ⅰ-1；Ⅰ-2；
Ⅰ-3；Ⅰ-4；
Ⅰ-5；Ⅰ-6；
Ⅰ-7；
Ⅰ-9；Ⅰ-10；
Ⅰ-11；Ⅰ-12；
其中，
Y表示环丙基、环戊基、2-四氢呋喃基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物的结构式如下式Ⅰ-1-1至式Ⅰ-7-1、Ⅰ-9-1至式Ⅰ-12-1所示，
Ⅰ-1-1；Ⅰ-2-1；
Ⅰ-3-1；Ⅰ-3-2；
Ⅰ-4-1；Ⅰ-4-2；
Ⅰ-5-1；Ⅰ-6-1；
Ⅰ-6-2；Ⅰ-7-1；
Ⅰ-9-1；
Ⅰ-9-2；Ⅰ-10-1；
Ⅰ-11-1；Ⅰ-12-1。
4.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含一种或多种如权利要求1-3任一项所述的液晶化合物。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种下述式Ⅱ所示的化合物，以及一种或多种下述式Ⅲ所示的化合物，
Ⅱ；
Ⅲ；
式Ⅱ中，R1、R2各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，
、各自独立地表示或；
式Ⅲ中，R3、R4各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，且R3、R4中任意一个或多个不相邻的-CH2-可任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代；
Z1、Z2各自独立地表示单键、-CH2CH2-或-CH2O-；
、各自独立地表示、、、、、或；
m表示1或2；
n表示0、1或2。
6.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述一种或多种式Ⅱ所示的化合物选自式Ⅱ-1至式Ⅱ-17所示的化合物，
Ⅱ-1 ；
Ⅱ-2；
Ⅱ-3 ；
Ⅱ-4；
Ⅱ-5 ；
Ⅱ-6；
Ⅱ-7 ；
Ⅱ-8；
Ⅱ-9 ；
Ⅱ-10；
Ⅱ-11；
Ⅱ-12；
Ⅱ-13；
Ⅱ-14；
Ⅱ-15；
Ⅱ-16；
Ⅱ-17。
7.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述一种或多种式Ⅲ所示的化合物选自式Ⅲ-1至式Ⅲ-15所示的化合物，
Ⅲ-1；
Ⅲ-2；
Ⅲ-3；
Ⅲ-4；
Ⅲ-5；
Ⅲ-6；
Ⅲ-7；
Ⅲ-8；
Ⅲ-9；
Ⅲ-10；
Ⅲ-11；
Ⅲ-12；
Ⅲ-13；
Ⅲ -14；
Ⅲ -15；
其中，R3、R4各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，并且R3、R4所示基团中任意一个或多个不相邻的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基取代。
8.根据权利要求5所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅳ所示的化合物，
Ⅳ；
其中，R5、R6各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基，并且R5、R6中任意一个或多个不相邻的-CH2-任选被亚环戊基、亚环丁基或亚环丙基替代；W表示-O-、-S-或-CH2O-。
9.根据权利要求4-8任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅴ所示的化合物，
Ⅴ；
其中，R7、R8各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基；
、各自独立地表示、或。
10.根据权利要求9所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包含一种或多种式Ⅵ所示化合物
Ⅵ；
其中，R9、R10各自独立地表示碳原子数为1-10的烷基、氟取代的碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、氟取代的碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为2-10的链烯基、氟取代的碳原子数为2-10的链烯基、碳原子数为3-8的链烯氧基或氟取代的碳原子数为3-8的链烯氧基；
表示、或；
F1、F2、F3各自独立地表示H或F，且F2、F3不同时为F。
11.一种液晶显示元件或液晶显示器，其包含权利要求4-10中任一项所述的液晶组合物，所述液晶显示元件或液晶显示器为有源矩阵显示元件或显示器或无源矩阵显示元件或显示器。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115612503A (zh) * 2022-08-29 2023-01-17 重庆汉朗精工科技有限公司 快响应负性液晶组合物及液晶显示器
CN116286023A (zh) * 2022-09-08 2023-06-23 重庆汉朗精工科技有限公司 一种负性液晶组合物及其在液晶显示装置中应用
CN115491211B (zh) * 2022-09-08 2023-08-01 重庆汉朗精工科技有限公司 一种负性液晶组合物及其在液晶显示装置中的应用
CN116286024A (zh) * 2022-09-08 2023-06-23 重庆汉朗精工科技有限公司 负性液晶组合物及其应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1947103A1 (en) * 2007-01-22 2008-07-23 4Sc Ag Aryloxypropanolamines, methods of preparation thereof and use of aryloxypropanolamines as medicaments
CN102753653A (zh) * 2010-02-09 2012-10-24 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN105218328A (zh) * 2014-05-26 2016-01-06 江苏和成新材料有限公司 一种介电负性液晶化合物及其制备方法与应用
JP2017019767A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 Jnc株式会社 液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子
CN106675576A (zh) * 2015-11-06 2017-05-17 江苏和成显示科技股份有限公司 一种介电负性液晶化合物及其制备方法与应用
CN108559527A (zh) * 2018-06-05 2018-09-21 晶美晟光电材料（南京）有限公司 一种具有高穿透率的液晶组合物及其应用
CN109504401A (zh) * 2018-12-13 2019-03-22 晶美晟光电材料（南京）有限公司 一种具有负介电常数的液晶化合物及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017068875A1 (ja) * 2015-10-23 2017-04-27 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
CN109207166A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 江苏和成显示科技有限公司 聚合性液晶组合物及其液晶显示器件

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1947103A1 (en) * 2007-01-22 2008-07-23 4Sc Ag Aryloxypropanolamines, methods of preparation thereof and use of aryloxypropanolamines as medicaments
CN102753653A (zh) * 2010-02-09 2012-10-24 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN105218328A (zh) * 2014-05-26 2016-01-06 江苏和成新材料有限公司 一种介电负性液晶化合物及其制备方法与应用
JP2017019767A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 Jnc株式会社 液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子
CN106675576A (zh) * 2015-11-06 2017-05-17 江苏和成显示科技股份有限公司 一种介电负性液晶化合物及其制备方法与应用
CN108559527A (zh) * 2018-06-05 2018-09-21 晶美晟光电材料（南京）有限公司 一种具有高穿透率的液晶组合物及其应用
CN109504401A (zh) * 2018-12-13 2019-03-22 晶美晟光电材料（南京）有限公司 一种具有负介电常数的液晶化合物及其应用

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