TWI769857B

TWI769857B - 一種包含二苯並衍生物的液晶組合物及液晶顯示器件

Info

Publication number: TWI769857B
Application number: TW110121509A
Authority: TW
Inventors: 姚利芳; 賀笛; 徐海彬; 丁文全; 徐爽
Original assignee: 大陸商江蘇和成顯示科技有限公司
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-07-01
Also published as: US20220002623A1; TW202200757A; CN113845925B; US11827829B2; CN113845925A

Abstract

本發明提供一種包含二苯並衍生物的液晶組合物及液晶顯示器件。所述液晶組合物包含至少一種通式I的化合物，以及至少一種通式II的化合物。本發明的液晶組合物均具有高的清亮點、大的光學各向異性、大的介電各向異性、較高的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、較高的垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及較高的平均彈性常數K_ave ，包含該些液晶組合物的液晶顯示器件均具備穿透率佳、對比度高的效果。本發明的液晶組合物可滿足液晶顯示器件對功耗低、顯示效果好的要求，在IPS模式、FFS模式及VA模式的液晶顯示器中具有較高的應用價值。

Description

一種包含二苯並衍生物的液晶組合物及液晶顯示器件

本發明屬於液晶顯示材料技術領域，具體涉及一種包含二苯並衍生物的液晶組合物及液晶顯示器件。

液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）因其體積小、重量輕、功耗低且顯示品質優異而獲得了飛速發展，特別是在可擕式電子資訊產品中獲得廣泛的應用。根據顯示模式的類型，可將液晶顯示器分為PC（phase change，相變）、TN（twist nematic，扭曲向列）、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、ECB（electrically controlled birefringence，電控雙折射）、OCB（optically compensated bend，光學補償彎曲）、IPS（in-plane switching，共面轉變）、FFS（fringe field switching，邊緣場切換）、VA（vertical alignment，垂直配向）及PSA（polymer stable alignment，聚合物穩定配向）等類型。

這些模式中，已知IPS模式、FFS模式及VA模式可改善TN模式、STN模式等動作模式視角窄的缺點。這些顯示模式的液晶顯示器主要使用具有負介電各向異性的液晶組合物。為進一步提高液晶顯示器的特性，所述組合物優選有下述（1）~（8）的物性：（1）對熱、光等的高穩定性；（2）高清亮點；（3）液晶相的下限溫度低；（4）低的黏度；（5）適當的光學各向異性；（6）負值大的介電各向異性；（7）適當的彈性常數；（8）液晶化合物的相容性良好。

液晶組合物的物性對液晶顯示器的顯示效果有重要影響。如，對熱、光等穩定性高的液晶組合物可增大液晶顯示器的電壓保持率，進而延長液晶顯示器的使用壽命；清亮點高、液晶相的下限溫度低的液晶組合物可擴大液晶顯示器的可使用的溫度範圍；黏度低的液晶組合物可縮短液晶顯示器的回應時間；具有適當的光學各向異性的液晶組合物可提高液晶顯示器的對比度，在液晶顯示器逐步向更薄的趨勢發展時，比較合適的是具有較大光學各向異性的液晶組合物；具有負值大的介電各向異性的液晶組合物可降低液晶顯示元件的閾值電壓，由此可降低電力消耗；彈性常數大的液晶組合物可縮短液晶顯示器的回應時間，彈性常數小的液晶組合物可降低液晶顯示器的閾值電壓；液晶化合物的相容性良好有利於將物性不同的液晶化合物混合來調節液晶組合物的物性。

另外，提升液晶顯示器的對比度也是業內不斷研究的目標之一。研究表明，影響液晶顯示元件的對比度的最主要因素為液晶材料的漏光，而影響漏光的主要因素是液晶材料的光散射（LC Scattering），而LC Scattering與平均彈性常數K_ave 的關係式如下： LC Scattering ∝

，其中，d表示液晶盒的間距，n_e 表示非尋常光折射率，n_o 表示尋常光折射率。由該關係式可知，LC Scattering與K_ave 成反比例，在提高K_ave 的情況下，可以降低液晶材料的漏光。

此外，對比度（CR）與亮度（L）的關係式如下： CR=L₂₅₅ /L₀ ×100%，其中，L₂₅₅ 為開態亮度，L₀ 為關態亮度。可以看出，顯著影響CR的應該是L₀ 的變化。關態下，L₀ 與液晶分子的介電無關，與液晶材料本身的LC Scattering相關，LC Scattering愈小，L₀ 也愈小，CR從而也就會顯著提高。

另外，目前的液晶顯示器件還存在功耗高的問題，這是因為只有大約5%左右的背光能夠穿透顯示器件而被人眼捕獲，絕大部分光是被“浪費”了的。如果能夠開發出光穿透率高的液晶，即能夠降低背光強度，從而實現節省能耗的目的，延長設備的使用時間。

中國公開專利CN104926765A公開了一種4,6-二氟二苯並呋喃衍生物，其具有類似如下結構：

。上述化合物具有負介電各向異性，且其具有介電各向異性絕對值大、光學各向異性大的特點，但與其他液晶化合物的互溶性較差。

公開號為CN110300746A的中國專利申請公開了一種具有環狀端基的4,6-二氟二苯並呋喃衍生物（具有類似如下的結構）：

。該類具有環端基的4,6-二氟二苯並呋喃衍生物與其他液晶化合物相容性有所提高，但包含該化合物的液晶組合物的穿透率及對比度往往無法滿足液晶顯示器日益更新的需求。

因此，在現有技術的基礎上，期待開發一種具有更高穿透率、更高對比的液晶組合物，從而能夠滿足液晶顯示器越來越高的視覺效果及低功耗的需求。

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在於提供一種包含二苯並衍生物的液晶組合物及包含其的液晶顯示器件，所述液晶組合物具有高的清亮點、大的光學各向異性、大的介電各向異性、較高的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、較高的垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及較高的平均彈性常數K_ave 。

為了實現上述發明目的，本發明採用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種包含二苯並衍生物的液晶組合物，所述液晶組合物包含至少一種通式I的化合物，以及至少一種通式II的化合物：

	I；
	II；

其中， R表示-H、鹵素、-CN、含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代； R_x 表示-H、含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代，所述R_x 與環

中任意碳原子相連接； R₁ 和R₂ 各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代，所述R₁ 和R₂ 與通式II中氧原子相連的原子均為碳原子；環

表示

、

、

、

或

，前述基團中的一個或至少兩個環中單鍵可被雙鍵替代；環

表示

、

或

；所述

、

中的一個或至少兩個-CH₂ -可被-O-替代，一個或至多兩個環中單鍵可被雙鍵替代；所述

中的一個或至少兩個-H可被-F或-Cl取代，一個或至少兩個環中-CH=可被-N=替代；“一個或至少兩個環中的-CH=可被-N=替代”中“一個或至少兩個”指的是被-N=替代的-CH=的數量，本發明涉及到相同的表達方式，均具有同樣的意義；環

表示

，所述

中的一個或至少兩個-H可被-F或-Cl取代，一個或至少兩個環中-CH=可被-N=替代； Z₁ 表示-(CH₂ )_a O-或-(CH₂ )_a S-，其中a表示0至7的整數；例如a可以為0、1、2、3、4、5、6或7； Z₂ 表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CF₂ O-、-OCF₂ -、-CH₂ O-、-CH₂ S-、-OCH₂ -、-SCH₂ -、-CH₂ -、-CH₂ CH₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CH=CH-CH₂ O-、-C₂ F₄ -、-CH₂ CF₂ -、-CF₂ CH₂ -、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵； L₁ 和L₂ 各自獨立地表示-F、-Cl、-CF₃ 或-CHF₂ ； X表示-CO-、-S-或-O-； n表示0、1或2，其中當n表示2時，環

相同或不同，Z₂ 相同或不同； m表示0、1或2，當m表示2時，環

相同或不同。

當n=2時，化合物中存在兩個

，這兩個

可以具有相同的結構也可以具有不同的結構，示例性地，可以一個為

，另一個為

；本發明涉及到“相同或不同”的表述時，均具有同樣的意義。

本發明中，“可分別獨立地被……替代”指的是可以被替代，也可以不被替代，即，替代或不被替代，均屬於本發明的保護範圍之內，“可分別獨立地被……取代”同理，且“替代”和“取代”的位置可以是任意的。

本發明中，基團結構一側或兩側的短直線代表接入鍵，不代表甲基，例如

右側的短直線、

兩側的短直線。

本發明中，所述鹵素包括氟、氯、溴或碘等。

本發明中，所述1-12個碳原子可以為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12個碳原子。

在本發明的優選實施方案中，所述環

表示

、

或

，前述基團中的一個或至少兩個環中單鍵可被雙鍵替代；進一步優選地，所述環

表示

或

，前述基團中的一個或至少兩個環中單鍵可被雙鍵替代。

本發明的通式I的化合物和通式II的化合物均對液晶組合物的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及平均彈性常數K_ave 有提升作用，協同作用後，可產生更加明顯的改善效果。

在本發明的優選實施方案中，所述n表示0或1。

在本發明的優選實施方案中，所述L₁ 和L₂ 均表示-F。

在本發明的優選實施方案中，所述X表示-O-或-S-。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物中含有至少一種X表示-O-的通式I的化合物；進一步優選地，所述液晶組合物中含有至少一種X表示-O-的通式I的化合物，以及至少一種X表示-S-的通式I的化合物。

在本發明的優選實施方案中，所述a表示0至3的整數，例如0、1、2或3；進一步優選地，a表示1至3的整數，再進一步優選地，a表示1。

在本發明的優選實施方案中，所述R表示-H、含有1-12（例如1、2、3、4、5、6、8、10或11等）個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-O-或-S-替代，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、

、

或

中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F取代。

進一步優選地，所述R表示含有1-12個碳原子的直鏈烷基或含有1-11個碳原子的烷氧基。

在本發明的優選實施方案中，所述R_x 表示-H、含有1-12（例如1、2、3、4、5、6、8、10或11等）個碳原子的直鏈或支鏈的烷基；進一步優選地，所述R_x 表示-H或含有1-6個碳原子的直鏈烷基。

在本發明的優選實施方案中，所述通式I的化合物占液晶組合物總重量的0.1-40%，例如0.2%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、37%或39%等；進一步優選地，所述通式I的化合物占液晶組合物總重量的1-30%。

在本發明的優選實施方案中，所述環

表示

。

在本發明的優選實施方案中，所述m表示0或1。

在本發明的優選實施方案中，所述R₁ 、R₂ 各自獨立地表示含有1-12（例如1、2、3、4、5、6、8、10或11等）個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，或所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -被-O-替代。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物中含有至少一種m=0的通式II的化合物。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物中含有至少一種m=1的通式II的化合物。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物中含有至少一種m=0的通式II的化合物，以及至少一種m=1的通式II的化合物。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物中含有至少一種R₂ 表示含有2-11個碳原子的烷氧烷基的通式II的化合物。所述烷氧烷基是指烷基中非位於兩端的-CH₂ -被-O-替代後的基團，如-CH₂ OCH₃ 、-CH₂ CH₂ CH₂ OCH₂ CH₂ CH₂ CH₃ 等。

在本發明的優選實施方案中，所述通式II的化合物占液晶組合物總重量的0.1-30%，例如0.2%、0.5%、0.8%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、21%、23%、25%、27%或29%等；進一步優選地，所述通式II的化合物占液晶組合物總重量的1-25%，再進一步優選地，所述通式II的化合物占液晶組合物總重量的1-20%。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物中還包含一種或至少兩種通式M的化合物

M；其中， R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-12（例如1、2、3、4、5、6、8、10或11等）個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；環

、環

和環

各自獨立地表示

或

，所述

中的一個或至少兩個-CH₂ -可被-O-替代，所述

中的至多一個-H可被鹵素取代； Z_M1 和Z_M2 各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂ CH₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ O-、-OCF₂ -或-CF₂ CF₂ -； n_M1 表示0、1、2或3，其中當n_M1 =2或3時，環

相同或不同，Z_M2 相同或不同。

在本發明的優選實施方案中，所述R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-10（例如1、2、3、4、5、6、8、9或10）個碳原子的直鏈的烷基、含有1-9（例如1、2、3、4、5、6、8或9）個碳原子的直鏈的烷氧基或含有2-10（例如2、3、4、5、6、8、9或10）個碳原子的直鏈的烯基。

進一步優選地，所述R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-8個碳原子的直鏈的烷基、含有1-7個碳原子的直鏈的烷氧基或含有2-8個碳原子的直鏈的烯基。

再進一步優選地，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-5個碳原子的直鏈的烷基、含有1-4個碳原子的直鏈的烷氧基或含有2-5個碳原子的直鏈的烯基。

在本發明的優選實施方案中，所述R_M1 和R_M2 中的任意一者為含有2-5個碳原子的直鏈的烯基，而另一者為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基。

本發明中的烯基優選為式（V1）至式（V9）中的任意一者所表示的基團，特別優選為式（V1）、式（V2）、式（V8）或（V9）。式（V1）至式（V9）所表示的基團如下所示：

，其中，*表示上述基團與化合物的連接位點。

本發明中的烯氧基優選為式（OV1）至式（OV9）中的任意一者所表示的基團，特別優選為式（OV1）、式（OV2）、式（OV8）或（OV9）。式（OV1）至式（OV9）所表示的基團如下所示：

，其中，*表示所鍵結的環結構中的碳原子。

在本發明的優選實施方案中，所述R_M1 和R_M2 中的任意一者為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基，而另一者為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基或含有1-4個碳原子的直鏈的烷氧基；進一步優選地，所述R_M1 和R_M2 兩者均各自獨立地為含有1-5個碳原子的直鏈的烷基。

在本發明的優選實施方案中，所述通式M的化合物選自由如下化合物組成的組：

	M1；
	M2；
	M3；
	M4；
	M5；
	M6；
	M7；
	M8；
	M9；
	M10
	M11；
	M12；
	M13；
	M14；
	M15；
	M16；
	M17；
	M18；
	M19；
	M20；
	M21；
	M22；
	M23；
	M24；
	M25；
	M26；
	M27；
	M28；
	M29；
	M30；
	M31；以及
	M32。

其中，R_M1 和R_M2 各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，或所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-CH=CH-或-O-替代。

優選地，所述通式M的化合物占液晶組合物總重量的10-70%，例如11%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、33%、35%、38%、40%、43%、45%、48%、50%、52%、55%、58%、60%、62%、65%、67%或69%等。

為了調節液晶組合物的清亮點、粘度及低溫存儲穩定性等方面的性能，以使獲得的液晶顯示器件除了在透過率和色彩表現方面表現優異外，還具有更好的應用價值，需要調節液晶組合物的組分構成；具體地，相對於本發明的液晶組合物的總重量，其中環

表示

的通式M的化合物的含量為10-50%；優選地，其中環

表示

的通式M的化合物的含量為20-45%。

關於通式M的化合物的含量，在需要保持本發明的液晶組合物粘度較低且回應時間較短時，優選其下限值較高且上限值較高；進一步地，在需要保持本發明的液晶組合物的清亮點較高且溫度穩定性良好時，優選其下限值較高且上限值較高；在為了將驅動電壓保持為較低且介電各向異性的絕對值變大時，優選使其下限值變低且上限值變低。

在重視可靠性的情形時，優選R_M1 和R_M2 均各自獨立地為烷基；在重視降低化合物的揮發性的情形時，優選R_M1 和R_M2 均各自獨立地為烷氧基；在重視粘度降低的情形時，優選R_M1 和R_M2 中至少一者為烯基。

在本發明的優選實施方案中，為了進一步降低液晶組合物的黏度，所述液晶組合物中包含一種或至少兩種其中R_M1 和/或R_M2 為正丙基的通式M1的化合物

M1。

在本發明的優選實施方案中，所述液晶組合物還包含一種或至少兩種通式N的化合物

N；

其中， R_N1 和R_N2 各自獨立地表示含有1-12（例如1、2、3、4、5、6、8、10或11等）個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂ -可分別獨立地被-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，所述含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、

、

或

中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代，所述R_N1 、R_N2 中的至少一個與通式N中環結構相連的原子為碳原子，即R_N1 和R_N2 與通式N中的環結構相連的原子不可同時為氧；環

和環

各自獨立地表示

或

，所述

中的一個或至少兩個-CH₂ -可被-O-替代，所述

中的一個或至少兩個-H可被-F或-Cl取代，一個或至少兩個環中-CH=可被-N=替代； Z_N1 和Z_N2 各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CH₂ CH₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ O-、-OCF₂ -或-CF₂ CF₂ -； L_N1 和L_N2 各自獨立地表示-H或甲基； n_N1 表示0、1、2或3，n_N2 表示0或1，且0≤n_N1 +n_N2 ≤3，其中當n_N1 =2或3時，環

相同或不同，Z_N1 相同或不同。

在本發明的優選實施方案中，所述R_N1 和R_N2 各自獨立地表示含有1-8（例如1、2、3、4、5、6、7或8）個碳原子的直鏈或支鏈的烷基或烷氧基，進一步優選地，所述R_N1 和R_N2 各自獨立地為含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的烷基或烷氧基。

在本發明的優選實施方案中，所述環

和環

各自獨立地表示

、

、

、

、

、

、

、

或

。

在本發明的優選實施方案中，所述通式N的化合物選自由如下化合物組成的組：

	N1；
	N2；
	N3；
	N4；
	N5；
	N6；
	N7；
	N8；
	N9；
	N10；
	N11；
	N12；
	N13；
	N14；
	N15；
	N16；
	N17；
	N18；
	N19；
	N20；
	N21；以及
	N22，

其中， R_N1 表示含有1-5個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，R_N2 表示含有1-4個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基。

優選地，所述通式N的化合物占液晶組合物總重量的1-75%，例如2%、4%、6%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、33%、35%、38%、40%、43%、45%、48%、50%、52%、55%、58%、60%、62%、65%、67%、70%、72%或74%等。

關於通式N的化合物含量，在需要保持本發明的液晶顯示器件回應時間較短時，優選其下限值較低且上限值較低；進一步地，在需要保持本發明的液晶顯示器件工作溫度範圍更寬時，優選其下限值較低且上限值較低；另外，在為了將液晶組合物的驅動電壓保持為較低而使介電各向異性的絕對值變大時，優選使其下限值變高且上限值較高。

在本發明的優選實施方案中，可以向液晶組合物中添加本領域技術人員已知和文獻中描述的一種或更多種其他添加劑。

另外，本發明的液晶組合物中所使用的抗氧化劑、光穩定劑等添加劑優選以下物質:

其中，n表示1-12（例如1、2、3、4、5、6、8、10或11等）的正整數。

優選地，穩定劑選自如下所示的穩定劑。

。

在本發明的優選實施方案中，穩定劑占液晶組合物總重量的0-5%；優選地，穩定劑占液晶組合物總重量的0-1%；更優選地，穩定劑占液晶組合物總重量的0.01-0.1%。

另一方面，本發明提供一種包含如上所述的液晶組合物的液晶顯示器件。優選地，所述液晶顯示器件為IPS模式型液晶顯示器件、FFS模式型液晶顯示器件或VA模式型液晶顯示器件。

相對於現有技術，本發明具有以下有益效果：本發明提供的液晶組合物均具有高的清亮點、大的光學各向異性、大的介電各向異性、較高的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、較高的垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及較高的平均彈性常數K_ave ，包含該些液晶組合物的液晶顯示器件均具備穿透率佳、對比度高的效果。本發明的液晶組合物可滿足液晶顯示器件對功耗低、顯示效果好的要求，在IPS模式、FFS模式及VA模式型液晶顯示器中具有較高的應用價值。

以下將結合具體實施方式來說明本發明的技術方案。本領域技術人員應該明瞭，以下實施例為本發明的示例，僅用來說明和幫助理解本發明，不應視為對本發明的限制。在不偏離本發明主旨或範圍的情況下，可進行本發明構思內的其他組合和各種改良。

在本發明中如無特殊說明，本發明中提及的比例均為重量比，所有溫度均為攝氏溫度。

為便於表達，以下各實施例中，液晶化合物的基團結構用表1所列的代碼表示：表1 液晶化合物的基團結構代碼

基團的單元結構	代碼	基團名稱
	C	1,4-亞環己基
	P	1,4-亞苯基
	G	2-氟-1,4-亞苯基
	W	2,3-二氟-1,4-亞苯基
	B(O)	4,6-二氟-二苯並[b,d]呋喃-3,7-二基
	B(S)	4,6-二氟-二苯並[b,d]噻吩-3,7-二基
	THF(2,5)	四氫呋喃-2,5-二基
	THT(2,5)	四氫噻吩-2,5-二基
	C(5)	環戊烷基
	THF	四氫呋喃-2-基
	THF(3)	四氫呋喃-3-基
	DHF(1)	4,5-二氫呋喃-2-基
	THT	四氫噻吩-2-基
	THT(3)	四氫噻吩-3-基
-CH₂ CH₂ -	2	乙基橋鍵
-CH₂ CH₂ CH₂ -	3	丙基橋鍵
-CH₂ O-	1O	亞甲氧基
-F	F	氟取代基
-O-	O	氧橋基
-S-	S	硫橋基
-C_n H_2n+1	n（n表示1-12的正整數）	烷基
-CH=CH-或-CH=CH₂	V	乙烯基

以如下結構式的化合物為例：

該結構式如用表1所列代碼表示，則可表達為：nCCGF，代碼中的n表示左端烷基的C原子數，例如n為“3”，即表示該烷基為-C₃ H₇ ；代碼中的C代表1,4-亞環己基，G代表2-氟-1,4-亞苯基，F代表氟取代基。

以下實施例中測試專案的簡寫代號如下：

Cp	清亮點（向列相-各向同性相轉變溫度，℃）
Δε	介電各向異性（1 KHz，25℃）
ε_⊥	垂直於分子軸的介電常數（1 KHz，25℃）
ε_⊥ /\|Δε\|	垂直介電與介電絕對值的比值
Δn	光學各向異性（光照波長589 nm，25℃）
γ1	旋轉黏度（mPa·s，25℃）
K_ave	平均彈性常數
T（%）	穿透率（DMS-505，盒厚3.5μm）

其中， Cp：通過熔點儀量法測試獲得； Δε：Δε=ε_‖ -ε_⊥ ，其中，ε_‖ 為平行於分子軸的介電常數，ε_⊥ 為垂直於分子軸的介電常數，測試條件：25℃、1 KHz、盒厚7 μm的TN90型測試盒； Δn：使用阿貝折光儀在鈉光燈（589 nm）光源下、25℃測試得到； γ₁ ：使用LCM-2型液晶物性評價系統測試得到；測試條件：25℃、240 V、測試盒厚20 μm； K_ave =

（K₁₁ +K₂₂ +K₃₃ ），K₁₁ 、K₂₂ 、K₃₃ 是使用LCR儀和反平行摩擦盒，測試液晶的C-V曲線計算所得，測試條件：7 μm反平行摩擦盒，V=0.1~20V。穿透率的測試條件：利用DMS 505光電綜合測試儀測試調光器件的V-T曲線，V-T曲線中T_max 值即為液晶材料的穿透率，所述調光器件為負性IPS型測試盒，盒厚3.5μm。

在以下的實施例中所採用的各成分，均可以通過公知的方法進行合成，或者通過商業途徑獲得。這些合成技術是常規的，所得到各液晶組合物經測試符合電子類化合物標準。

按照以下實施例規定的各液晶組合物的配比製備液晶組合物。液晶組合物的製備是按照本領域的常規方法進行的，如採取加熱、超聲波、懸浮等方式按照規定比例混合制得。

對比例 1

一種液晶組合物，組分及性能參數如表2所示：表2液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3CCWO2	8	N5	Cp	77
2CCWO2	8	N5	Δn	0.096
3CPWO2	8	N11	Δε	-3.6
4CPWO2	6	N11	ε_⊥	6.4
5OPWO2	3	II	ε_⊥ /\|Δε\|	1.78
3OPWO2	6	II	γ1	95
3CWO2	6	N2	K_ave	12.6
1PP2V	2	M6	T	13.1%
3CPP2	1.5	M16
3CCV	33.5	M1
3CCV1	10	M1
2OB(O)O3	2
3OB(O)O4	3
3OB(S)O5	3
合計	100

實施例 1

一種液晶組合物，組分及性能參數如表3所示：表3液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3CCWO2	8	N5	Cp	81
2CCWO2	8	N5	Δn	0.099
3CPWO2	8	N11	Δε	-3.8
4CPWO2	6	N11	ε_⊥	6.9
5OPWO2	3	II	ε_⊥ /\|Δε\|	1.82
3OPWO2	6	II	γ1	94
3CWO2	6	N2	K_ave	13.5
1PP2V	2	M6	T	14.0%
3CPP2	1.5	M16
3CCV	33.5	M1
3CCV1	10	M1
THF1OB(O)O4	2	I
THF1OB(O)O5	3	I
THF1OB(O)O3	3	I
合計	100

對比例 2

一種液晶組合物，組分及性能參數如表4所示：表4液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3C1OWO2	6	N3	Cp	76
2CC1OWO2	10.5	N6	Δn	0.101
3CC1OWO2	10	N6	Δε	-3.6
4CC1OWO2	6	N6	ε_⊥	6.1
5PWO2	7	N10	ε_⊥ /\|Δε\|	1.69
3PWO2	3	N10	γ1	103
3CPWO2	6	N11	K_ave	13.5
4CPWO2	1.5	N11	T	13.5%
3CPP2	1.5	M16
3CCV	38.5	M1
3CCV1	5	M1
C(5)OB(O)O5	2
C(5)OB(S)O3	3
合計	100

實施例 2

一種液晶組合物，組分及性能參數如表5所示：表5液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3C1OWO2	6	N3	Cp	78
2CC1OWO2	10.5	N6	Δn	0.104
3CC1OWO2	10	N6	Δε	-3.7
4CC1OWO2	6	N6	ε_⊥	6.9
5OPWO2	7	II	ε_⊥ /\|Δε\|	1.86
3OPWO2	3	II	γ1	100
3CPWO2	6	N11	K_ave	13.9
4CPWO2	1.5	N11	T	14.2%
3CPP2	1.5	M16
3CCV	38.5	M1
3CCV1	5	M1
C(5)OB(O)O5	2	I
C(5)OB(S)O3	3	I
合計	100

實施例 3

一種液晶組合物，組分及性能參數如表6所示：表6液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3C1OWO2	11.5	N3	Cp	83
2CC1OWO2	2	N6	Δn	0.109
3CC1OWO2	12.5	N6	Δε	-3.5
2OPWO2	6.5	II	ε_⊥	7.5
3CCV	37	M1	ε_⊥ /\|Δε\|	2.14
3CCV1	3	M2	γ1	89
3PPWO4	2	N12	K_ave	14.3
3PPWO2	2	N12	T	14.8%
5PPWO2	1	N12
4PPWO2	2	N12
3CPP2V	2	M16
3CPP2V1	3	M16
3CPWO2	9	N11
5OWO3	1.5	II
THF1OB(O)O4	2.5	I
THF1OB(O)O5	2.5	I
合計	100

實施例 4

一種液晶組合物，組分及性能參數如表7所示：表7液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3PWO2	11.5	N10	Cp	78
2CC1OWO2	4.5	N6	Δn	0.11
3CC1OWO2	10	N6	Δε	-3.8
2OPWO2	6.5	II	ε_⊥	7.8
3CCV	38	M1	ε_⊥ /\|Δε\|	2.05
3CCWO4	3	N5	γ1	87
3PPWO2	2	N12	K_ave	14.8
4PPWO2	2	N12	T	14.5%
3CPWO2	9	N11
5OWO3O4	1.5	II
C(5)OB(O)O1THF	2.5	I
C(5)OB(S)O1THF	2.5	I
THF1OB(S)O4	2	I
THF1OB(S)O3	3	I
1PP2V	2	M6
合計	100

實施例 5

一種液晶組合物，組分及性能參數如表8所示：表8液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3PWO2	10.5	N10	Cp	80
2CC1OWO2	4.5	N6	Δn	0.11
3CC1OWO2	4	N6	Δε	-4.2
2OPWO2	10.5	II	ε_⊥	7.9
3CCV	35	M1	ε_⊥ /\|Δε\|	1.88
3CCWO4	3	N5	γ1	82
3CPWO2	7	N11	K_ave	15.1
3OWO3O4	3.5	II	T	15.3%
THF1OB(O)O4	2.5	I
THF1OB(O)O5	2.5	I
2THF(2,5)1OB(S)O4	2	I
THF1OB(S)O3	3	I
C(5)1OB(S)O3	3	I
C(5)1OB(O)O3	3	I
C(5)1OB(O)O4	3	I
C(5)1OB(S)O4	3	I
合計	100

實施例 6

一種液晶組合物，組分及性能參數如表9所示：表9液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
4CC1OWO2	8	N6	Cp	76
3CC1OWO2	12.5	N6	Δn	0.11
2OPWO2	7	II	Δε	-4.1
3PWO2	5.5	N10	ε_⊥	7.5
3PPWO4	2	N12	ε_⊥ /\|Δε\|	1.83
3PPWO2	2	N12	γ1	90
3CPWO2	5	N11	K_ave	14.1
4OWO3	1.5	II	T	14.9%
3CCV	40.5	M1
3CPP2V	1.5	M16
3CPP2V1	1.5	M16
THF2OB(O)O4	2.5	I
THF2OB(O)O5	2.5	I
THF1OB(S)O4	2	I
THF1OB(S)O3	3	I
C(5)1OB(S)O3	3	I
合計	100

實施例 7

一種液晶組合物，組分及性能參數如表10所示：表10液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3OPWO3O4	3	II	Cp	91
2CC1OWO2	2.5	N6	Δn	0.107
3CC1OWO2	11	N6	Δε	-4.1
2OPWO2	6	II	ε_⊥	7.4
3CCV	39	M1	ε_⊥ /\|Δε\|	1.80
3CCWO4	2	N5	γ1	89
3CCWO2	2	N5	K_ave	15
3CPWO2	4	N11	T	15.1%
3CPP2V	2	M16
3CPP2V1	3	M16
3CPWO2	8	N11
3OWO2	4.5	II
THF1OB(O)O4	2.5	I
THF1OB(O)O5	2.5	I
2THF(2,5)1OB(S)O4	4	I
THF1OB(S)O4	4	I
合計	100

實施例 8

一種液晶組合物，組分及性能參數如表11所示：表11液晶組合物的組成及性能參數

組分代碼	重量百分數	通式代碼	性能參數
3OPWO3O4	3	II	Cp	90
2CC1OWO2	2.5	N6	Δn	0.106
3CC1OWO2	12	N6	Δε	-4
2OPWO2	6	II	ε_⊥	7.3
3CCV	36	M1	ε_⊥ /\|Δε\|	1.83
3CCV1	4	M1	γ1	87
3CCWO4	2	N5	K_ave	15.1
3CCWO2	2	N5	T	15.3%
3CPWO2	4	N11
3CPP2V	2	M16
3CPP2V1	3	M16
3CPWO2	9	N11
2OWO3	1.5	II
THF(3)1OB(O)O4	2.5	I
THF(3)1OB(O)O5	2.5	I
DHF(1)1OB(O)O4	4	I
DHF(1)1OB(O)O5	4	I
合計	100

由上述對比例1與實施例1對比可以看出，本發明的通式I的化合物更有利於提升液晶組合物的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及平均彈性常數K_ave ，使得液晶組合物在維持基本相當的清亮點、光學各向異性及介電各向異性的前提下，具有更高的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、更高的垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及更高的平均彈性常數K_ave ，從而使包含該液晶組合物的液晶顯示器件具備更高的穿透率及更高的對比度。

由上述對比例2與實施例2對比可以看出，本發明的通式II的化合物同樣非常有利於提升液晶組合物的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及平均彈性常數K_ave ，在與通式I的化合物協同作用後，對液晶組合物的穿透率及對比度形成了顯著的改善。

由上述實施例1-8可知，本發明的液晶組合物均具有高的清亮點、大的光學各向異性、大的介電各向異性、較高的垂直於分子軸的介電常數ε_⊥ 、較高的垂直介電與介電絕對值的比值ε_⊥ /|Δε|及較高的平均彈性常數K_ave ，包含該些液晶組合物的液晶顯示器件均具備穿透率佳、對比度高的效果。本發明的液晶組合物可滿足液晶顯示器件對功耗低、顯示效果好的要求，在IPS模式、FFS模式及VA模式型液晶顯示器中具有較高的應用價值。

申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的一種包含二苯並衍生物的液晶組合物及液晶顯示器件，但本發明並不局限於上述工藝步驟，即不意味著本發明必須依賴上述工藝步驟才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明瞭，對本發明的任何改進，對本發明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。

以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人瞭解本發明內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。

Claims

一種包含二苯並衍生物的液晶組合物，該液晶組合物包含至少一種通式I的化合物，以及至少一種通式II的化合物：

其中， R表示-H、鹵素、-CN、含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、
、
或
，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、
、
或
中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、 -O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基、
、
或
中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl 取代；R_x表示-H、含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或 -Cl取代，R_x與環
中任意碳原子相連接； R₁和R₂各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代，R₁和R₂與通式II中氧原子相連的原子均為碳原子；環
表示
、
、
、
或
，前述基團中的一個或至少兩個環中單鍵可被雙鍵替代；環
表示
、
或
；
或
中的一個或至少兩個-CH₂-可被-O-替代，一個或至多兩個環中單鍵可被雙鍵替代；
中的一個或至少兩個-H可被-F或-Cl取代，一個或至少兩個環中-CH=可被-N=替代；環
表示
，
中的一個或至少兩個-H可被-F 或-Cl取代，一個或至少兩個環中-CH=可被-N=替代；Z₁表示-(CH₂)_aO-或-(CH₂)_aS-，其中a表示0至7的整數；Z₂表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-CH₂S-、-OCH₂-、-SCH₂-、-CH₂-、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-CH=CH-CH₂O-、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵；L₁和L₂各自獨立地表示-F；X表示-S-或-O-； n表示0、1或2，其中當n表示2時，環
相同或不同，Z₂相同或不同； m表示0、1或2，當m表示2時，環
相同或不同；其中，該液晶組合物還包含至少一種環
僅為
、
、
或
的通式I的化合物，前述基團中的一個或至少兩個環中單鍵可被雙鍵替代。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，n表示0或1。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，該液晶組合物中含有至少一種X表示-O-的通式I的化合物。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，通式I的化合物占液晶組合物總重量的0.1-40%。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，環
表示
如請求項5所述之液晶組合物，其中，通式II的化合物占液晶組合物總重量的0.1-30%。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，該液晶組合物中還包含一種或至少兩種通式M的化合物
其中，R_M1和R_M2各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；環
、環
和環
各自獨立地表示
或
，
中的一個或至少兩個-CH₂-可被-O-替代，
中的至多一個-H可被鹵素取代；Z_M1和Z_M2各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂CF₂-； n_M1表示0、1、2或3，其中當n_M1=2或3時，環
相同或不同， Z_M2相同或不同。
如請求項1所述之液晶組合物，其中，該液晶組合物還包含一種或至少兩種通式N的化合物
其中，R_N1和R_N2各自獨立地表示含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基中的一個或不相鄰的至少兩個-CH₂-可分別獨立地被-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，而含有1-12個碳原子的直鏈或支鏈的烷基、
、
或
中的一個或至少兩個-H可分別獨立地被-F或-Cl取代；R_N1、R_N2中的至少一個與通式N中環結構相連的原子為碳原子；環
和環
各自獨立地表示
或
，
中的一個或至少兩個-CH₂-可被-O-替代，
中的一個或至少兩個-H可被-F或-Cl取代，一個或至少兩個環中-CH=可被-N=替代； Z_N1和Z_N2各自獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂CF₂-；L_N1和L_N2各自獨立地表示-H或甲基；n_N1表示0、1、2或3，n_N2表示0或1，且0
n_N1+n_N2
3，其中當n_N1=2 或3時，環
相同或不同，Z_N1相同或不同。
一種包含如請求項1至8中任一項所述之液晶組合物的液晶顯示器件。