TWI679271B - 經取代之聚苯 - Google Patents

經取代之聚苯 Download PDF

Info

Publication number
TWI679271B
TWI679271B TW104133914A TW104133914A TWI679271B TW I679271 B TWI679271 B TW I679271B TW 104133914 A TW104133914 A TW 104133914A TW 104133914 A TW104133914 A TW 104133914A TW I679271 B TWI679271 B TW I679271B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
compounds
liquid crystal
group
formula
compound
Prior art date
Application number
TW104133914A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201619356A (zh
Inventor
克里斯汀 賈斯柏
Christian Jasper
提摩 優貝爾
Timo Uebel
戴特利夫 普拉斯
Detlef Pauluth
麥克 強吉
Michael Junge
Original Assignee
德商馬克專利公司
Merck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 德商馬克專利公司, Merck Patent Gmbh filed Critical 德商馬克專利公司
Publication of TW201619356A publication Critical patent/TW201619356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI679271B publication Critical patent/TWI679271B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/0403Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit the structure containing one or more specific, optionally substituted ring or ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/44Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing compounds with benzene rings directly linked
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/12Polycyclic non-condensed hydrocarbons
    • C07C15/14Polycyclic non-condensed hydrocarbons all phenyl groups being directly linked
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C25/00Compounds containing at least one halogen atom bound to a six-membered aromatic ring
    • C07C25/18Polycyclic aromatic halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0448Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0466Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the linking chain being a -CF2O- chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/125Ph-Ph-Ph-Ph-Ph or more Ph rings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本發明係關於申請專利範圍及說明書中所示式之經取代之五聯苯。其尤其適於作為液晶介質中之UV穩定化組份。

Description

經取代之聚苯
本發明係關於用作液晶混合物中之組份之經取代之五聯苯、包含該等化合物之液晶混合物及基於該等混合物之液晶顯示器。
出於本申請案之目的,術語五聯苯表示結構單元包含5個1,4-連接之苯環,其中該等環可各自另外經取代。
液晶已發現廣泛用途,此乃因約30年前發現第一種商業可用液晶化合物。特定而言,習用混合物之已知應用領域為用於表及口袋型計算器之顯示器及用於鐵路車站、機場及運動競技場中之顯示面板。其他應用領域為可攜式電腦及桌上型電腦、導航系統及視訊應用之顯示器。特定而言對於最後提及之應用而言,反應時間及影像對比度之要求極高。
液晶中之分子空間排列具有使其許多性質具有方向依賴性之影響。對於在液晶顯示器中之使用特別重要的係光學、介電及彈性力學各向異性。視分子是否以其垂直或平行於電容器之兩個板之縱軸定向而定,後者具有不同電容;換言之,液晶介質之介電常數ε對於兩個定向具有不同值。在分子縱軸垂直於電容器板定向時之介電常數大於在其平行定向時之介電常數之物質稱為介電正性。換言之,若平行於分子縱軸之介電常數ε大於垂直於分子縱軸之介電常數ε,介電各向異性△ε=ε大於0。用於習用顯示器中之大多數液晶屬此群組。
分子之極化性及永久偶極距二者對介電各向異性起作用。在將 電壓施加至顯示器時,分子縱軸以使得介電常數中較大者變得有效之方式進行自我定向。與電場之相互作用強度取決於兩個常數之間之差異。在較小差異之情形下,切換電壓有必要高於在較大差異之情形下之切換電壓。將適宜極性基團(例如腈基團或氟)引入至液晶分子中使能夠達成寬範圍之工作電壓。
在用於習用液晶顯示器中之液晶分子之情形下,沿分子縱軸定向之偶極距大於垂直於分子縱軸定向之偶極距。在最廣發TN(「扭轉向列型」)單元中,將厚度僅約5μm至10μm之液晶層配置於兩個平面平行玻璃板之間,其每一者上已氣相沈積有氧化銦錫(ITO)之導電透明層作為電極。將通常由塑膠(例如聚醯亞胺)組成之同樣透明之配向層定位於該等膜與液晶層之間。此配向層用於藉助表面力使毗鄰液晶分子之縱軸處於優先方向,以使得在無電壓狀態下其以相同定向、平坦的或以相同之較小傾斜角一致地位於在顯示器表面裡面。將兩個僅使現行偏振光能夠進入並逸出之偏振膜以某種配置施加至顯示器外面。
藉助其中較大偶極距係平行於分子縱軸定向之液晶,已研發極高性能顯示器。在此大多數情形下,使用5種至20種組份之混合物以達成足夠寬之中間相溫度範圍及短反應時間及低臨限電壓。然而,在如用於(例如)膝上型電腦之液晶顯示器中之強視角依賴性仍造成困難。若顯示器表面垂直於觀察者之視向,則可達成最佳成像品質。若顯示器相對於觀察方向傾斜,則在某些情況下成像品質急劇劣化。為了更高之舒適性,正嘗試可在不顯著降低成像品質之情況下使顯示器偏離觀察者之視向傾斜之角增至最大。最近已嘗試使用垂直於分子縱軸之偶極距大於平行於分子縱軸之偶極距之液晶化合物改良視角依賴性。在此情形下介電各向異性△ε為負數。在無電場狀態下,該等分子以其垂直於顯示器之玻璃表面之縱軸定向。施加電場使其或多或少平 行於玻璃表面進行自我定向。以此方式,可達成視角依賴性之改良。此類型之顯示器係稱為VA-TFT(「垂直配向」)顯示器。
為了切換個別像素,藉由非線性電子元件(例如藉由薄膜電晶體(「TFT」))解決大多數高解析度顯示器。該等顯示器在下文中亦稱為主動矩陣顯示器(TFT顯示器)。
除了涉及對比度之角度依賴性及響應時間之問題外,在TFT顯示器中亦會出現由液晶混合物之不夠高的比電阻造成之困難[TOGASHI,S.、SEKOGUCHI,K.、TANABE,H.、YAMAMOTO,E.、SORIMACHI,K.、TAJIMA,E.、WATANABE,H.、SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,第141頁及以後各頁,Paris;STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays,第145頁及以後,Paris]。隨著電阻下降,TFT顯示器之對比度會裂化並可出現「餘像消除問題」。由於液晶混合物之比電阻通常會因與顯示器之內表面相互作用而隨TFT顯示器之壽命而降低,故為獲得可接受之使用壽命,高(初始)電阻極為重要。特定而言在低電壓混合物情形下,迄今仍不可能達到極高比電阻值。更重要的係,比電阻呈現隨溫度升高而最小可能之增加及在加熱及/或UV暴露時最低可能之靈敏度。得自先前技術之混合物的低溫性質亦特別不利。要求結晶及/或層列相即使在低溫下亦不會出現且黏度之溫度依賴性儘可能低。得自先前技術之TFT顯示器不滿足當前要求。
因此,業內仍然極其需要具有極高比電阻同時具有大工作溫度範圍、甚至在低溫下亦可達成之短響應時間以及低臨限電壓之TFT顯示器,其不具有該等缺點或僅具有少量該等缺點。
許多用於TFT顯示器中之液晶混合物包含具有有限光穩定性之化 合物。儘管該等化合物通常對於自然光穩定(甚至在經延長時期內)且通常亦可暴露於UV輻照一段時間且此不會導致個別混合物成份分解,然而該混合物暴露於(特定而言)強烈UV輻射經延長之時期可引起部分分解具有有限光穩定性之化合物之不期望光化學過程,且因此可以靈敏方式改變液晶混合物之組成及性質或甚至使其不可用。此問題最近已因現正採用所謂「單滴填充方法(one-drop filling method)」[H.Kamiya、K.Tajima、K.Toriumi,、K.Terada、H.Inoue、T.Yokoue、N.Shimizu、T.Kobayashi、S.Odahara、G.Hougham、C.Cai、J.H.Glownia、R.J.von Gutfeld、R.John、S.-C.Alan Lien,SID 01 Digest(2001),1354-1357]製造液晶顯示器之事實而加劇,在使用該方法期間用UV光將填充有液晶混合物之顯示單元輻照經延長之時期以實現用作密封劑(例如丙烯酸酯或環氧化物)之單體之聚合來密封該等單元。
液晶材料領域中之發展仍遠未完成。為改良液晶顯示元件之性質,正不斷地嘗試研發能夠使該等顯示器最佳化之新穎化合物。
具有經改良UV穩定性之液晶混合物已闡述於公開案EP 1756248 A中。該等化合物具有四個之間連結之苯環。
因此本發明之目標係提供具有對於用於液晶介質中有利之性質之化合物。此係藉由使用本發明之式I化合物來達成:
Figure TWI679271B_D0001
其中L獨立地表示F、Cl、-CN、具有1個至5個C原子之烷基、具有1個至5個C原子之烷氧基或具有1個至5個C原子之烯基,較佳地F、 Cl、甲基或乙基,a、b、c、d、e,彼此獨立地表示0、1或2,其中a+b+c+d+e>0,Rl及R2,彼此獨立地表示a)具有1個至15個C原子之烷基,其可視情況經CN單取代或至少經鹵素單取代,其中在每一情形下一或多個CH2基團在每一情形下彼此獨立地亦可經-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換,b)F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F, c)式
Figure TWI679271B_D0002
之基團,其中R0係如R1在a)下所定義, 或d)可聚合基團。
本發明進一步係關於使用式I化合物作為液晶介質、特定而言向列型介質之組份、較佳地用於使其穩定化之用途。
較佳者係之式I化合物其中R1及R2表示具有1個至8個C原子之直鏈、不分支烷基,該烷基可視情況經鹵素單取代或多取代,其中在每一情形下一或多個CH2基團在每一情形下彼此獨立地亦可經-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換,或表示來自定義b)、c)或d)之基團。在基團R1及R2依照b)之含義內,基團F、Cl、-CN、-NCS、-CF3、-OCF3且特定而言F、-CF3或-OCF3較佳。
較佳地,基團R1/R2中之僅一者具有選自定義b)之含義。
較佳者係含有式A之聯苯部分之化合物,其中兩個取代基在分子之不同末端彼此分開:
Figure TWI679271B_D0003
因此較佳者係以下結構:
Figure TWI679271B_D0004
Figure TWI679271B_D0005
其中取代基係如上下文所定義。
含有具支鏈或經取代之翼狀基團R1或R2之式I化合物有時可能由於在習用液晶基礎材料中之較好溶解性而甚為重要。基團R1及R2較佳地不分支且非對掌性。
R1/R2可代表屬或不屬該等基團之一般定義內之可聚合基團。因此,基團R1/R2另外表示(特定而言)式-(S)r-P之可聚合基團,其中S 表示所謂間隔基團,即(特定而言)1個至15個C伸烷基,其中一或多個-CH2-可以使得兩個氧原子不毗鄰之方式經-O-、-CO-、-O(CO)-或-(CO)O-置換,r 表示0或1,且P 表示可聚合基團,較佳地丙烯醯基(acryloyl)、甲基丙烯醯基(methacryloyl)、氧雜環丁基、環氧化物、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基或苯乙烯基,特定而言丙烯醯基(acryl)或甲基丙烯醯基(methacryl)。
適於聚合反應之含有翼狀基團R1及/或R2之式I化合物適於製備可聚合液晶混合物及所得液晶聚合物。
基團R1較佳地表示具有1個至7個C原子之烷基,特定而言具有2個至6個C原子之烷基。基團R2較佳地表示具有1個至7個C原子之烷基、F、-CN或Cl,特定而言具有2個至6個C原子之烷基或F。
式I中之取代基L之數目自總和a+b+c+d+e得到,其可為1、2、3、4、5、6、7、8、9或10,較佳地2、3、4或5且尤佳地2、3或4。
式I化合物(本身或呈混合物形式)在有利於電光用途之溫度範圍內形成液晶中間相。
聚伸苯之類別之本發明化合物意外地可溶於用於顯示器件之常見液晶介質中。同時,已發現具有相當低熔點之化合物。然而,其具有高澄清點,或其增加習用液晶混合物之澄清點。因此,本發明化合物使能夠達成寬向列相範圍。
除作為液晶組份之優異性質以外,本發明化合物亦與眾不同地具有作為液晶混合物之穩定劑的特殊特性。穩定化性質較佳地防止UV暴露之有害後果,該UV暴露在顯示器組裝及日常使用期間經常地出現。藉助於此類型之穩定劑,亦可在液晶混合物中使用UV穩定性較低之物質,例如含有C-C雙鍵之彼等(烯基化合物、二苯乙烯等)。種藉助(例如)使用一些特別低黏度之烯基化合物的狀況,使得混合物研發有更大發揮的空間(例如參見DE 10224046 A1、EP 834491 A1)。
與本發明相關之鹵素表示氟、氯、溴或碘,特定而言氟或氯且極特定而言氟。
較佳化合物在純物質形式或若純物質形式不形成此種相態則在含適當之輔組份之混合物形式,通常極度傾向形成向列型液晶相且具有高澄清點。
尤佳者係選自以下子式之本發明式I化合物:
Figure TWI679271B_D0006
Figure TWI679271B_D0007
Figure TWI679271B_D0008
Figure TWI679271B_D0009
Figure TWI679271B_D0010
Figure TWI679271B_D0011
Figure TWI679271B_D0012
Figure TWI679271B_D0013
Figure TWI679271B_D0014
Figure TWI679271B_D0015
Figure TWI679271B_D0016
Figure TWI679271B_D0017
Figure TWI679271B_D0018
Figure TWI679271B_D0019
Figure TWI679271B_D0020
Figure TWI679271B_D0021
其中各參數具有上文在式I下所給出之各別含義,且較佳地R1及R2獨立地表示具有1個至15個C原子之烷基,其可視情況經CN單取代或至少經鹵素單取代,其中在每一情形下一或多個CH2基團在每一情形下彼此獨立地亦可經-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換,且L在每一情形下獨立地表示F、Cl、CH3或CH2CH3
極通常,上下文所指示之本發明較佳實施例及實例之組合亦應視為尤佳的,只要其可在形式上彼此組合即可。
式I化合物係藉由本身已知之方法製備,如文獻(例如在權威著作中,例如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)中所述,確切而言係在適於該等反應之已知反應條件下進行。此處亦可使用其本身已知之變化形式,此處不再詳細論述該等變化形式。式I化合物可有利地如自以下說明性合成(方案1)可見來製備。
許多本發明化合物之典型製備方法係包括其中使三氟甲基磺醯 基苯化合物(芳基-OTf)與芳基
Figure TWI679271B_D0022
酸或芳基
Figure TWI679271B_D0023
酸酯偶合之方法步驟(方案1,第三及第五反應步驟)者。三氟甲基磺醯基苯化合物係有利地自相應酚藉由酯化使用三氟甲基磺酸酐來獲得。
Figure TWI679271B_D0024
方案1. 式I化合物藉助雙重鈴木偶合(double Suzuki coupling)之說明性製備。
可藉由改變所採用之建構組元以與通式I類似之方式改變方案1中之化合物之取代基。以此方式,達成極不同之本發明化合物。該化學過程以藉助方案1中之實例顯示之合成類似之方式進行。
如已提及,通式I化合物可有利地用於液晶介質中。
因此本發明亦係關於包含至少兩種液晶化合物之液晶介質,該至少兩種液晶化合物包含至少一種式I化合物。
本發明亦係關於除一或多種本發明式I化合物以外包含2種至40種、較佳地4種至30種組份作為其他成份之液晶介質。該等介質尤佳地除一或多種本發明化合物以外包含7種至25種組份。該等其他成份 較佳地選自向列型或致向列態(單變性或各向同性)物質、特定而言來自如下類別之物質:氧偶氮基苯、亞苄基苯胺、聯苯、三聯苯、1,3-二噁烷、2,5-四氫吡喃、苯甲酸苯基或環己基酯、環己烷羧酸之苯基或環己基酯、環己基苯甲酸之苯基或環己基酯、環己基環己烷羧酸之苯基或環己基酯、苯甲酸、環己烷羧酸或環己基環己烷羧酸之環己基苯基酯、苯基環己烷、環己基聯苯、苯基環己基環己烷、環己基環己烷、環己基環己基環己烯、1,4-雙環己基苯、4’,4’-雙環己基聯苯、苯基-或環己基嘧啶、苯基-或環己基吡啶、苯基-或環己基二噁烷、苯基-或環己基-1,3-二噻
Figure TWI679271B_D0025
、1,2-二苯基乙烷、1,2-二環己基乙烷、1-苯基-2-環己基乙烷、1-環己基-2-(4-苯基環己基)乙烷、1-環己基-2-聯苯乙烷、1-苯基-2-環己基苯基乙烷、視情況經鹵化之二苯乙烯、苄基苯基醚、二苯乙炔及經取代之肉桂酸。該等化合物中之1,4-伸苯基亦可單氟化或多氟化。
適宜作為本發明介質之其他成份之最重要化合物可特徵在於式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI):R’-L-E-R” (II)
R’-L-(CO)O-E-R” (III)
R’-L-O(CO)-E-R” (IV)
R’-L-CH2CH2-E-R” (V)
R’-L-CF2O-E-R” (VI)
在式(II),(III),(IV),(V)及(VI)中,L及E可相同或不同,各自彼此獨立地表示來自由-Phe-、-Cyc-、-Phe-Phe-、-Phe-Cyc-、-Cyc-Cyc-、-Pyr-、-Dio-、-Thp-、-G-Phe-及-G-Cyc-及其鏡像形成之群之二價基團,其中Phe表示未經取代之或經氟取代之1,4-伸苯基,Cyc表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸環己烯基,Pyr表示嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基,Dio表示1,3-二噁烷-2,5-二基,Thp表示四氫吡喃-2,5-二基且G表 示2-(反式-1,4-環己基)乙基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基。
基團L及E中之一者較佳地為Cyc或Phe。E較佳地為Cyc、Phe或Phe-Cyc。本發明介質較佳地包含一或多種選自式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之化合物之組份,其中L及E選自基團Cyc及Phe;及同時一或多種選自式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之化合物之組份,其中基團及E中之一者選自基團Cyc及Phe且另一基團選自基團-Phe-Phe-、-Phe-Cyc-、-Cyc-Cyc-、-G-Phe-及-G-Cyc-;及視情況一或多種選自式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之化合物之組份,其中基團L及E選自基團-Phe-Cyc-、-Cyc-Cyc-、-G-Phe-及-G-Cyc-。
在式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之化合物之較小子群中,R’及R”各自彼此獨立地表示具有最多8個C原子之烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基(氧雜烷基)、烯基氧基或烷醯基氧基。此較小子群在下文中係稱為群A,且該等化合物係藉由子式(IIa)、(IIIa)、(IVa)、(Va)及(VIa)提及。在大多數該等化合物中,R’及R”彼此不同,該等基團中之一者通常為烷基、烯基、烷氧基或烷氧基烷基(氧雜烷基)。
在式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之化合物之另一較小子群(其係稱為群B)中,E表示下式之經氟化伸苯基
Figure TWI679271B_D0026
在藉由子式(IIb)、(IIIb)、(IVb)、(Vb)及(VIb)提及之群B化合物中,R’及R”具有針對子式(IIa)至(VIa)之化合物所指示之含義且較佳地為烷基、烯基、烷氧基或烷氧基烷基(氧雜烷基)。
在式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之化合物之又一子群中,R”表示-F、-Cl、-CN、-NCS或-(O)iCH3-kFk,其中i為0或1且k為1、2或3。 此子群在下文中係稱為群C,且此子群之化合物相應地由子式(IIc)、(IIIc)、(IVc)、(Vc)及(VIc)描述。在子式(IIc)、(IIIc)、(IVc)、(Vc)及(VIc)之化合物中,R’具有針對子式(IIa)至(VIa)之化合物所指示之含義且較佳地為烷基、烯基、烷氧基或烷氧基烷基(氧雜烷基)。
除群A、B及C之較佳化合物以外,具有攜帶所提議取代基之其他變體之式(II)、(III)、(IV)、(V)及(VI)之其他化合物亦常見。所有該等物質可藉由自文獻已知之方法或以與其類似之方式獲得。
除本發明之通式I化合物以外,本發明介質較佳地包含一或多種來自群A、B及/或C之化合物。該等介質較佳地包含一或多種來自群A之化合物及一或多種來自群B之化合物用於介電負性混合物或另外一或多種來自群C之化合物用於介電正性混合物。來自該等群之化合物在本發明介質中之重量比例為:
群組A:0%至90%,較佳地15%至90%,特定而言20%至85%。
群組B:0%至80%,較佳地10%至85%,特定而言15%至80%。
群組C:0%至80%,較佳地15%至90%,特定而言20%至85%。
本發明介質較佳地包含1%至40%、尤佳地5%至30%之本發明之式I化合物。此外,較佳者係包含超過40%、特定而言45%至90%之本發明之式I化合物之介質。該等介質較佳地包含一種、兩種、三種、四種或五種本發明之式I化合物。
本發明介質係以本身習用之方式製備。通常,較佳地在高溫下將組份互相溶解。藉助適宜添加劑,本發明液晶相可經改良以使得其可用於迄今已揭示之所有類型之液晶顯示元件中。此類型之添加劑為熟習此項技術者所已知且詳細闡述於文獻(H.Kelker/R.Hatz, Handbook of Liquid Crystals,Verlag Chemie,Weinheim,1980)中。例如,可添加多色染料用於產生彩色客體-主體系統或可添加物質以改良介電各向異性、黏度及/或向列相之配向。
因此,本發明係關於用於製備如上下文所述之液晶介質之方法,其特徵在於將一或多個式I化合物與一或多種其他液晶化合物及視情況其他化合物及添加劑混合。
式I化合物適於用於VA-TFT顯示系統、TN-TFT、STN或IPS顯示系統中。可採用具有相應適宜介電性質之液晶介質中之本發明化合物之其他顯示器類型為熟習此項技術者所已知。
本發明亦係關於含有本發明液晶介質之電光顯示器。
在本申請案及以下實例中,液晶化合物之結構係藉助縮寫來指示,依照下表A及B轉變成化學式。所有基團CnH2n+1及CmH2m+1係分別具有n個及m個碳原子之直鏈烷基;n、m及k為整數且較佳地為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表B中之編碼係不言而喻的。在表A中,僅指明了母體結構之縮寫。在個別情形下,該母體結構之縮寫後面緊跟(由破折號分開)取代基R1*、R2*、L1*及L2*之代碼:
以下實例意欲解釋本發明而非對其加以限制。在上下文中,百分數數據表示重量百分比。所有溫度係以攝氏度指示。此外,C=晶態,N=向列相,Sm=層列相且I=各向同性相。該等符號間之數據代表轉換溫度。△n表示光學各向異性(589nm,20℃),△ε表示介電各向異性(1kHz,20℃)且γ1表示旋轉黏度(以mPa‧s為單位)。
物理、物理化學或電光學參數係藉由眾所周知之方法測定,如尤其於小冊「Merck Liquid Crystals-Licristal®-Physical Properties of Liquid Crystals-Description of the Measurement Methods」,1998,Merck KGaA,Darmstadt中所述。
在上下文中,△n表示光學各向異性(589nm,20℃)且△ε表示介電 各向異性(1kHz,20℃)。介電各向異性△ε係在20℃及1kHz下測定。光學各向異性△n係在20℃及589.3nm之波長下測定。
本發明化合物之△ε及△n值及旋轉黏度(γ1)係藉由自由5%至10%之各別本發明化合物及90%至95%之市售液晶混合物ZLI-4792(對於△ε>1、△n、γ1而言)或ZLI-2857(對於△ε<1而言)(混合物,Merck KGaA,Darmstadt)組成之液晶混合物直線外推來獲得。
實例 1. 3,2’-二氯-4,2”-二氟-4''''-戊基-[1,1’;4’,4”;1”,1''';4''',1'''']-五聯苯(4)之合成
Figure TWI679271B_D0031
首先將1.1g(8mmol)之偏硼酸鈉引入4ml之水及5ml之THF中,隨後添加0.1g(0.14mmol)之雙(三苯基膦)氯化鈀(II)及數滴水合肼。然後添加1.7g(4.9mmol)之
Figure TWI679271B_D0032
酯及2.5g(5.2mmol)所示式之三氟甲磺酸酯化合物,使該混合物回流3h,再次添加0.5g(1.4mmol)之
Figure TWI679271B_D0033
酯,並使該混合物再回流12h。
冷卻該浴,添加甲基第三丁基醚(MTBE)及水,且分離各相。用MTBE將水相萃取一次,將合併之有機相用水洗滌一次並用氯化鈉飽和溶液洗滌一次,經硫酸鈉乾燥,過濾並於旋轉蒸發器中蒸發。藉由管柱層析(鹼性氧化鋁;庚烷/甲苯)純化殘餘物並隨後自乙醇/甲苯或庚烷再結晶,從而得到呈無色固體之產物。
MS(EI):m/e(%)=556(100,M+),499(81,[M-丁基]+),249.5(35,[M-丁基]2+)。
C 116 I
△ε=5.8
△n=0.333
γ1=8782mPa.s
以類似方式或以同等方式合成以下化合物:
2. 2''',3''''-二氯-2’,2”,4''''-三氟-4-戊基-[1,1’;4’,1”;4”,4''';1''',1'''']-五聯苯(2)
Figure TWI679271B_D0034
MS(EI):m/e(%)=574(100,M+),517(82,[M-丁基]+),258.5(31,[M-丁基]2+)。
C 98 SmA 203 N 268.6 I
△ε=3.1
△n=0.309
γ1=10837mPa.s
3. 4''''-丁基-2'''-氯-2’,2”-二氟-4-戊基-[1,1’;4’,1”;4”,4''';1''',1'''']-五聯苯(1)
Figure TWI679271B_D0035
MS(EI):m/e(%)=578(100,M+),535(13,[M-丙基]+),521(40,[M-丁基]+),478(16,[M-丁基-丙基]+),239(32,[M-丁基-丙基]2+)。
C 101 SmA 252 N 330 I
△ε=1.0
△n=0.330
γ1=11203mPa.s
4. 4-丁基-2’-氯-2”-氟-4''''-戊基-[1,1’;4’,4”;1”,1''';4''',1'''']-五聯苯(3)
Figure TWI679271B_D0036
MS(EI):m/e(%)=560(100,M+),517(13,[M-丙基]+),503(50,[M-丁基]+),460(14,[M-丁基-丙基]+),446(19),389(11),230(33,[M-丁基-丙基]2+)。
Tg -72 C 99 SmC 133 SmA 275 N 351 I
△ε=2.1
△n=0.345
γ1=9534mPa.s
其他實例化合物:
Figure TWI679271B_D0037
Figure TWI679271B_D0038
Figure TWI679271B_D0039
Figure TWI679271B_D0040
Figure TWI679271B_D0041
Figure TWI679271B_D0042
Figure TWI679271B_D0043
Figure TWI679271B_D0044
Figure TWI679271B_D0045
Figure TWI679271B_D0046
Figure TWI679271B_D0047
用途實例:增加液晶混合物對UV暴露之穩定性
在每一情形下,將0重量%、0.1重量%及1重量%之所示實例化合物添加至以下混合物中,然後使其經受光測試1h或24h。使用MTS Atlas Suntest CPS+儀器實施光測試。在100℃下測定VHR(電壓保持比率)量測值。
量測結果顯示於下表2中。
該表亦顯示不含添加劑之混合物在1h及24h後各自之一個參照值。VHR值已因少量添加劑得以顯著改良,即使該混合物免受光/UV暴露影響。藉由增加添加劑之量增強該效應。

Claims (12)

  1. 一種式I化合物,其包括式A之聯苯部分其中L獨立地表示F、Cl、-CN、具有1個至5個C原子之烷基、具有1個至5個C原子之烷氧基或具有1個至5個C原子之烯基,a、b、c、d、e,彼此獨立地表示0、1或2,其中a+b+c+d+e>0,R1及R2,彼此獨立地表示a)具有1個至15個C原子之烷基,其可視情況經CN單取代或至少經鹵素單取代,其中在每一情形下一或多個CH2基團在每一情形下彼此獨立地亦可經-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換,b)F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F,c)式之基團,其中R0係如R1在a)下所定義,或d)可聚合基團。
  2. 如請求項1之化合物,其中其選自式IA及IB之化合物之群, 其中R1、R2、L、a、b、c及e獨立地具有如請求項1中所給之含義。
  3. 如請求項1之化合物,其選自以下各式化合物之群: 其中基團R1、R2及L獨立地具有如請求項1中所給之含義。
  4. 如請求項1至3中任一項之化合物,其中所存在取代基L中之一者、兩者或三者表示F、Cl或CH3
  5. 如請求項1至3中任一項之化合物,其中L獨立地表示F或Cl。
  6. 如請求項1至3中任一項之化合物,其中R1及R2 表示具有1個至8個C原子之直鏈、不分支烷基,該烷基可視情況經鹵素單取代或多取代,其中在每一情形下一或多個CH2基團在每一情形下彼此獨立地可經-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換,或來自如請求項1之定義b)、c)或d)之基團。
  7. 如請求項1至3中任一項之化合物,其中基團L中之一或多者表示氟。
  8. 一種如請求項1至7中任一項之化合物之用途,該化合物係作為使液晶介質穩定化之組份。
  9. 一種包含至少兩種液晶化合物之液晶介質,其特徵在於其包含一或多種如請求項1至7中任一項之式I化合物。
  10. 一種如請求項9之液晶介質之用途,其用於電光顯示器中。
  11. 一種電光顯示器,其含有如請求項9之液晶介質。
  12. 一種用於製備如請求項9之液晶介質之方法,其特徵在於將一或多種式I化合物與一或多種其他液晶化合物混合,且視情況添加其他化合物及添加劑。
TW104133914A 2014-10-16 2015-10-15 經取代之聚苯 TWI679271B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014015267.7 2014-10-16
DE102014015267.7A DE102014015267A1 (de) 2014-10-16 2014-10-16 Substituierte Polyphenyle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201619356A TW201619356A (zh) 2016-06-01
TWI679271B true TWI679271B (zh) 2019-12-11

Family

ID=54148459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104133914A TWI679271B (zh) 2014-10-16 2015-10-15 經取代之聚苯

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10240088B2 (zh)
KR (1) KR20170070145A (zh)
CN (1) CN107075374B (zh)
DE (1) DE102014015267A1 (zh)
TW (1) TWI679271B (zh)
WO (1) WO2016058664A1 (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201333175A (zh) * 2011-12-21 2013-08-16 Merck Patent Gmbh 液晶介質及含彼之高頻組件

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2975530B2 (ja) * 1994-06-01 1999-11-10 三菱電機株式会社 有機超格子材料、その製造方法および該材料を用いた素子
DE59704519D1 (de) 1996-10-02 2001-10-11 Merck Patent Gmbh Bisalkenylbicyclohexane und flüssigkristallines Medium
DE10224046B4 (de) 2001-06-26 2013-02-07 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung
DE10211597A1 (de) 2002-03-15 2003-10-02 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Ringverbindungen
DE102005027763A1 (de) 2004-06-18 2006-01-05 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium
EP1724324B1 (de) 2005-05-21 2009-07-22 Merck Patent GmbH Flüssigkristallines Medium
JP5679972B2 (ja) 2008-09-17 2015-03-04 テトラゴン エルシー ケミエ アーゲー キラル化合物、これらのキラル化合物を含むコレステリック液晶組成物及び強誘電性液晶組成物、並びにこれらの液晶組成物を含む液晶ディスプレイ
DE102010048235A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-05 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Verbindungen
JP6146072B2 (ja) 2013-03-19 2017-06-14 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201333175A (zh) * 2011-12-21 2013-08-16 Merck Patent Gmbh 液晶介質及含彼之高頻組件

Also Published As

Publication number Publication date
US20170240812A1 (en) 2017-08-24
WO2016058664A1 (de) 2016-04-21
TW201619356A (zh) 2016-06-01
KR20170070145A (ko) 2017-06-21
DE102014015267A1 (de) 2016-04-21
US10240088B2 (en) 2019-03-26
CN107075374A (zh) 2017-08-18
CN107075374B (zh) 2020-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI692475B (zh) 氟化二苯并呋喃及二苯并噻吩衍生物
TWI670264B (zh) 4,6-二氟二苯并噻吩衍生物
EP3670503A1 (en) Compound, liquid crystal medium containing same, and use thereof
TWI487776B (zh) 液晶介質
JP5615485B2 (ja) 液晶媒体
TWI464243B (zh) 液晶介質
JP5421591B2 (ja) 1,2−ジフルオロエテン化合物類を含む液晶媒体および液晶ディスプレイ
CN110300746A (zh) 具有二苯并呋喃环的化合物、液晶组合物及液晶显示元件
TWI460257B (zh) 液晶介質
CN107011920B (zh) 包含噻吩衍生物的液晶介质
TW201348412A (zh) 具有四個聚合性基的化合物、液晶組成物及液晶顯示元件
TWI382081B (zh) 液晶介質
KR20130048221A (ko) 액정 매질
JP6460089B2 (ja) 1,1,3,3−テトラフルオロアリルオキシ基を有する液晶性化合物、液晶組成物、および液晶表示素子
CN111732569A (zh) 具有二苯并噻吩环的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件
TWI827717B (zh) 二苯并呋喃及二苯并噻吩衍生物
JP4538194B2 (ja) 大きい複屈折率および改良された紫外線安定性を有する液晶媒体
TWI787298B (zh) 二苯并噻吩及二苯并呋喃的硫醚衍生物
CN107663457A (zh) 具有多氟‑2‑丁烯氧基的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件
TWI609946B (zh) 液晶介質
TWI530492B (zh) 液晶介質及液晶顯示器
CN109415283B (zh) 具有萘环的化合物、液晶组合物、及液晶显示元件
TWI679271B (zh) 經取代之聚苯
JP2003183285A (ja) オキサビシクロオクタン
CN108291148B (zh) 用于液晶混合物的萘化合物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees