TWI827848B - 一種可聚合化合物及應用 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及可聚合化合物、液晶組合物、液晶顯示元件及液晶顯示器。本發明的可聚合化合物結構如下式I所示，包含該可聚合化合物的液晶組合物具有高的電壓保持率和較高的溶解性，應用於PS-(聚合物穩定)或PSA-(聚合物穩定配向)型液晶顯示元件中時，能夠降低殘像，藉以提高產品品質。
Description
本發明屬於液晶顯示技術領域，具體涉及一種可聚合化合物、包含該可聚合化合物的液晶組合物，以及包含有該可聚合化合物或液晶組合物的液晶顯示元件或液晶顯示器。
隨著顯示技術的發展，液晶顯示元件(Liquid Crystal Display，LCD)等平面顯示裝置因具有高畫質、省電、機身薄及應用範圍廣等優點，而被廣泛的應用於手機、電視、個人數位助理、數位相機、筆記型電腦、台式電腦等各種消費性電子產品，成為顯示裝置中的主流。
反應性液晶(Reactive Mesogen,RM)目前是液晶顯示行業非常熱門且重要的研究方向，其可能應用的領域包括聚合物穩定配向(PSA)液晶顯示，聚合物穩定藍相(PS-BP)液晶顯示以及圖形化位元相差膜(Pattern Retarder Film)等。
但是，液晶化合物與RM混合後在PSA模式顯示器中的應用方面仍具有一些缺點。首先，到目前為止並不是所有RM都適合用於PSA顯示器；同時，如果採用紫外光(Ultraviolet light)而不添加光引發劑使RM進行聚合，則能夠選擇RM種類變得更少；現有RM經常有較高的熔點並且在混合液晶中具有有限的溶解度，因此非常容易從混合物中結晶出來，損害了顯示器的均勻
性；除此之外，對於很多RM來說，可能會在用於使密封材料等固化的加熱工序中發生聚合。PSA-VA顯示模式，採用紫外光輻照後的液晶組合物仍然具有高的VHR是非常重要的，否則會導致顯示器出現殘像等問題。
為了克服反應性液晶(RM)電壓保持率(VHR)低和熱穩定性差以及溶解性差的問題，解決液晶顯示元件或液晶顯示器出現殘像和對比度低等問題，本發明人等進行了深入研究，發現通過在液晶組合物中含有本發明的化合物能夠解決該問題，藉以完成了本發明。
具體地，本發明包含以下內容：
本發明的第一方面，提供一種式I所示的可聚合化合物，
其中，L1、L2、L3、L4各自獨立地表示F原子、Cl原子、-CN、具有1至25個C原子的直鏈烷基、具有3至25個C原子的支鏈烷基、具有3至25個C原子的環狀烷基、具有2至25個C原子的烯基或具有2至25個C原子的炔基，其中一個或多個不相鄰的-CH2-基團任選地被-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-取代，和其中一個或多個H原子任選地被鹵素原子取代；r1、r3各自獨立地表示0、1、2、3或4；r2、r4各自獨立地表示0、1、2或3；
x1、x2、x3、x4各自獨立地表示0、1或2，且x1+x2+x3+x4 
3；Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sp5、Z1、Z2各自獨立地表示單鍵、具有1至25個C原子的直鏈烷基、具有3至25個C原子的支鏈烷基、具有3至25個C原子的環狀烷基、具有2至25個C原子的烯基或具有2至25個C原子的炔基，且其中一個或多個不相鄰的-CH2-基團任選地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-取代，其中一個或多個H原子任選被F原子或Cl原子取代；P1、P2、P3、P4各自獨立地表示可聚合基團。
本發明的第二方面，提供一種液晶組合物，所述液晶組合物包含一種或多種式I所示的可聚合化合物。
本發明的第三方面，提供一種液晶顯示元件或液晶顯示器，所述液晶顯示元件或液晶顯示器包含一種或多種式I所示的可聚合化合物或包含一種或多種式I所示的可聚合化合物的液晶組合物。
與習知技術相比，本發明提供了一種新型的可聚合化合物(RM)，增加了可選擇的RM種類，包含本發明的RM單體的液晶組合物具有適當的光電性能參數，且溶解性好，VHR高，應用於液晶顯示元件時，能夠減少殘像，提升產品品質。
圖1示出式I-1-1所示可聚合化合物的1H-NMR譜圖；
本發明公開了一種上述式I所示的可聚合化合物。
本發明公開的式I所示的可聚合化合物，較佳地，在式I所示的化合物中：L1、L2、L3、L4各自獨立地表示碳原子數為1-5的烷基、氟取代的碳原子數為1-5的烷基、碳原子數為2-5的烯基、碳原子數為1-5的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-5的烷氧基、F原子或Cl原子；r1、r3各自獨立地表示0、1或2；r2、r4各自獨立地表示0或1；x1、x2、x3、x4各自獨立地表示0或1，且x1+x2+x3+x4 
3；Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sp5、Z1、Z2各自獨立地表示單鍵、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基或碳原子數為2-10的炔基，其中一個或多個不相鄰的-CH2-基團任選地被-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-取代，一個或多個H原子任選被F原子取代；P1、P2、P3、P4各自獨立地表示
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
或
。
本發明公開的式I所示的可聚合化合物，更佳地，其選自下述的式I-1-1至式I-17-3所示化合物所組成的群組，
本發明還提供一種液晶組合物，該液晶組合物包含一種或多種前述的本發明的可聚合化合物。
做為本發明的一個方案的液晶組合物，含有前述的式I所示的化合物。液晶組合物中，除了式I所示的化合物之外，還可以含有式I所示的化合物之外的液晶化合物以及其他添加材料。
較佳地，本發明的液晶組合物還包含一種或多種下述的式II所示化合物以及一種或多種下述的式III所示化合物，
式II中，R1、R2各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基；
、
各自獨立地表示
或
；式III中，R3、R4各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基，且R3、R4中任意一個或多個不相鄰的-CH2-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；Z1、Z2各自獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-或-OCH2-；
、
各自獨立地表示
、
、
、
、
、
、
或
；m1表示1或2，當m1表示2時，
相同或不同；n1表示0、1或2，當n1表示2時，
相同或不同。
通過在本發明的液晶組合物中含有式II所示化合物、式III所示化
合物的組合，獲得的液晶組合物具有低的旋轉黏度低藉以有利於提高液晶組合物的反應速度，且具有負介電各項異性，能夠調節組合物的驅動電壓。
本發明中，將除式I所示化合物之外的其他化合物的總質量記為100%，式I所示化合物的質量與其他化合物的總質量之間比值的百分數，記為液晶組合物中式I所示化合物的質量分數。例如，在液晶組合物中只包含有式I、式II及式III所示化合物的情況下，則式II和式III所示化合物的總含量記為100%，式I所示化合物的加入量與式II和式III所示化合物的總質量之間比值的百分數，記為式I所示化合物的質量分數。
本發明的液晶組合物中，較佳地，前述式II所示化合物選自式II-1至式II-17所示化合物所組成的群組，
較佳地，前述式III所示化合物選自式III-1至式III-15所示化合物所組成的群組，
其中，R31、R41各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基，並且R3、R4所示基團中任意一個或多個不相鄰的-CH2-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代。
本發明公開的液晶組合物中，較佳地，還包含一種或多種式IV所示的化合物，
其中，R5、R6各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基，並且P5、R6中任意一個或多個不相鄰的-CH2-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基替代；W表示-O-、-S-或-CH2O-。
通過在本申請的液晶組合物中含有前述的式IV所示的化合物，藉以能夠使得液晶組合物具有較大的負的介電各向異性，有利於降低元件的驅動電壓。
進一步地，前述式IV所示的化合物選自式IV-1至式IV-10所示化合物，
其中，R51、R61表示碳原子數為1-6的烷基：本發明公開的液晶組合物中，較佳地，還包含一種或多種式V所示的化合物，
其中，R7、R8各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基；
、
各自獨立地表示
、
或
。
進一步地，上述式V所示的化合物較佳選自式V-1至式V-4所示化
合物所組成的群組，
其中，R71、R81各自獨立的表示碳原子數為2-6的烷基或碳原子數為2-6的烯基；其中，做為碳原子數為2-6的烯基可以列舉出例如乙烯基、2-丙烯基或者3-戊烯基；R82表示碳原子數為1-5的烷氧基；通過在本發明的液晶組合物中含有式V所示的化合物，能夠獲得高的清晰點、高的彈性常數，尤其是展曲彈性常數K33，有利於提升液晶組合物的參數性能。
本發明公開的液晶組合物中，較佳地，還包含一種或多種式VI所示化合物，
其中，R9、R10各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基；
表示
、
或
；F1、F2、F3各自獨立地表示H原子或F原子，且F2、F3不同時為F原子。
進一步地，前述式VI所示的化合物較佳選自式VI-1至VI-3所示化合物所組成的群組，
其中，R91、R101各自獨立地較佳表示碳原子數為2-6的烷基或原子數為2-6的鏈烯基。
通過在液晶組合物中含有選自式VI-1至VI-3所示的化合物，能夠提高液晶組合物的清晰點。
較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.01-1%的式I所示化合物，30-60%的式II所示化合物，30-60%的式III所示化合物，1-10%的式VI所示化合物；較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.01-1%的式I所示化合物，15-60%的式II所示化合物，20-60%的式III所示化合物，1-15%的式IV所示化合物，1-10%的式VI所示化合物；較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.03-0.2%的式I所示化合物，35-45%的式II所示化合物，45-50%的式III所示化合物，2-10%的式IV所示化合物，2-5%的式VI所示化合物。
較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.01-1%的式I所示化合物，15-60%的式II所示化合物，20-60%的式III所示化合物，1-30%的式V所示化合物，1-10%的式VI所示化合物；較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.03-0.2%的式I所示化合物，25-40%的式II所示化合物，35-50%的式III所示化合物，5-20%的式V所示化合物，2-5%的式VI所示化合物。
較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.01-1%的
式I所示化合物，15-60%的式II所示化合物，20-60%的式III所示化合物，1-15%的式IV所示化合物，1-30%的式V所示化合物，1-10%的式VI所示化合物；較佳地，本發明的液晶組合物按照質量百分數包含：0.03-0.2%的式I所示化合物，20-40%的式II所示化合物，30-50%的式III所示化合物，2-10%的式IV所示化合物，5-20%的式V所示化合物，2-5%的式VI所示化合物。
本發明公開的液晶組合物中，還可以加入各種功能的摻雜劑，在含有摻雜劑的情況下，摻雜劑的含量較佳在液晶組合物中所占的質量百分比為0.01-1%，這些摻雜劑可以列舉出例如抗氧化劑、紫外線吸收劑、手性劑。
抗氧化劑、紫外線吸收劑可以列舉出，
t表示1-10的整數。
本發明的液晶顯示元元件包含前述的本發明的可聚合化合物或者包含前述的本發明的液晶組合物，該顯示元元件為主動矩陣顯示元元件或被
動矩陣顯示元元件。
較佳地，本發明的液晶顯示元元件較佳主動矩陣液晶顯示元元件。
較佳地，本發明的主動矩陣顯示元元件為PSVA-TFT或IPS-TFT液晶顯示元元件。
對於前述的本發明的液晶顯示元元件，只要在其使用的液晶組合物中含有本發明的式I所示化合物，則對其結構沒有任何限定，本領域具有通常知識者能夠根據所需的性能選擇合適的液晶顯示元元件的結構。
做為本發明的液晶顯示器的一個實施方式，可以列舉，例如下述的結構：包括第一基板、第二基板，以及設置在第一基板和第二基板之間的液晶組合物，第一基板與第二基板平行相對設置，第一基板和第二基板的靠近液晶組合物一側設有配向層，第一基板設有公共電極、第二基板設有畫素電極，第一基板與第二基板之間散佈有間隔物。
做為本發明的液晶顯示器的製備方法，本領域具有通常知識者能夠根據本領域的常識選擇合適的方法進行製備。做為本發明的液晶顯示器的製備方法的一個例子，例如，包括下述步驟的製備方法：
在第一基板和第二基板的表面均勻塗布配向材料，配向材料可以選用聚醯亞胺，對均勻塗布的配向材料進行加熱固化，加熱溫度為210-250℃，形成配向層；在第二基板表面散佈間隔物，並沿第一基板的邊緣塗布邊框膠，並在100℃-150℃下進行固化；將第一基板和第二基板相對設置，貼合形成具有夾層空間的結構；將液晶組合物注入第一基板和第二基板之間的夾層空間，密封固化，藉以將液晶組合物密封在第一基板和第二基板之間，並同時進行加電、紫外光
照射。紫外光照射分為第一階段紫外光照射(UV1)、第二階段紫外光照射(UV2)的兩個階段。在UV1階段，紫外光波長為360nm-370nm，紫外光輻照度為60-72mw/cm2。做為紫外光照射的時間，可以為例如50-65s，較佳為50-60s。
在第一階段的光照射結束後進行第二階段光照射(UV2)，UV2中所使用的光可以列舉出例如紫外光。第二階段紫外光照射(UV2)紫外光波長例如為360nm-370nm，在UV2階段使用紫外光輻照度為例如3-8mw/cm2。通過採用這樣的輻照度，能夠使得未發生聚合的式I所示化合物緩慢的完全聚合，提高可聚合化合物的轉化率，藉以使得液晶組合物中不存在可聚合化合物的殘留。並且由於聚合緩慢，該過程不會對已經形成的預傾角產生影響。UV2階段的紫外光照射時間可以為例如100-150min。
為了更清楚地說明本發明，下面結合較佳實施例和圖式對本發明做進一步的說明。圖式中相似的部件以相同的圖式標記進行表示。本領域具有通常知識者應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。
本發明中，製備方法如無特殊說明則均為常規方法，所用的原料如無特別說明均可從公開的商業途徑獲得，百分比均是指質量百分比，溫度為攝氏度(℃)，液晶化合物也成為液晶單體，其他符號的具體意義及測試條件如下：Cp表示液晶清晰點(℃)，DSC定量法測試；△n表示光學各向異性，△n=ne-no，其中，no為尋常光的折射率，ne為非尋常光的折射率，測試條件為25±2℃，589nm，阿貝折射儀測試；
△ε表示介電各向異性，△ε=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，測試條件為25±0.5℃，20微米垂直盒，INSTEC：ALCT-IR1測試；VHR表示電壓保持率(%)，測試條件為20±2℃、電壓為±5V、脈衝寬度為10ms、電壓保持時間16.7ms。測試設備為TOYO Model6254液晶性能綜合測試儀；γ1表示旋轉黏度(mPa．s)，測試條件為25±0.5℃，20微米垂直盒，INSTEC：ALCT-IR1測試。
本發明實施例中，液晶組合物的製備所用的設備和儀器為：液晶組合物的製備方法如下：將各可聚合化合物按照一定配比稱量後放入不鏽鋼燒杯中，將裝有各可聚合化合物的不鏽鋼燒杯置於磁力攪拌儀器上加熱融化，待不鏽鋼燒杯中的可聚合化合物融化後，往不鏽鋼燒杯中加入磁力轉子，將混合物攪拌均勻，冷卻到室溫後即得液晶組合物。
本發明的實施例中的液晶顯示元件的製備方法如下：首先，在第一基板和第二基板的表面均勻塗布配向材料，配向材料可以選用聚醯亞胺，對均勻塗布的配向材料進行加熱固化，加熱溫度為230℃，形成配向層；其次，在第二基板表面散佈間隔物，並沿第一基板的邊緣塗布邊框膠，並在120℃下進行固化；然後，將第一基板和第二基板相對設置，貼合形成具有夾層空間的結構；最後，將液晶組合物注入第一基板和第二基板之間的夾層空間，密封固化，藉以將液晶組合物密封在第一基板和第二基板之間，並同時進行加電、紫外光照射。紫外光照射分為兩個階段，包括第一階段紫外光照射(UV1)、第二階段紫外光照射(UV2)。在UV1階段，以紫外光波長為365nm，輻照度為
64mw/cm2進行光照射，在第一階段的光照射結束後進行第二階段光照射(UV2)，UV2中使用波長365nm的紫外光，輻照度為5mw/cm2，光照射時間為100-150min。
本發明實施例中使用的液晶單體結構用代碼表示，液晶環結構、端基、連接基團的代碼表示方法見下表1、表2。
舉例：
，其代碼為CC-Cp-V1；
，其代碼為PGP-Cpr1-2；
，其代碼為CPY-2-O2；
，其代碼為CCY-3-O2；
，其代碼為COY-3-O2；
，其代碼為CCOY-3-O2：
，其代碼為Sb-CpO-O4；
，其代碼為Sc-CpO-O4；
，其代碼為COYL-Cprl-O2；
，其代碼為COYL-1-OV1。
以下採用以下具體實施例來對本發明進行說明：
[液晶化合物]
本發明的式I所示化合物可根據下述方案進行合成：
其中，L1、L2、L3、L4、r1、r3、r2、r4、x1、x2、x3、x4、Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sp5、Z1、Z2、P1、P2、P3、P4各自獨立地與上述式I所示的可聚合化合物中的定義相同；S1、S2各自獨立地表示醛基、羥基、羧基；
B1、B2、B3、B4各自獨立地表示羥基的保護基。
合成通式中原材料及試劑均可通過常規合成或商業途徑購買而得，此類方法原理、操作過程、常規後處理、過矽膠柱、重結晶提純等手段是本領域合成人員所熟知的，完全可以實現合成過程，得到目標產物。
上述所有方法的所有步驟的反應均在溶劑中進行；所述溶劑均選自四氫呋喃、N,N-二甲基甲醯胺、乙醇、甲醇、二氯甲烷、丙酮、甲苯和去離子水中的至少一種。
實施例1
化合物結構式如下式I-1-1所示，
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
中間體1
氮氣保護下，在5L三口瓶中投入0.3mol的對苄氧基苯硼酸、0.3mol的6-苄氧基-4-溴-2-氟苯酚，2.0L甲苯，0.7L水，0.36mol碳酸鉀，催化劑0.3g，加熱回流反應3小時。靜置分液，柱層析分離，甲苯/乙醇重結晶，得到化合物1黃色固體。HPLC：93%，收率Y=72%。
中間體2
氮氣保護下，在2L三口瓶中投0.2mol的1、0.2mol的1,2-二溴丙烷、0.22mol的無水碳酸鉀，1.2L DMF，N2保護下控溫120℃反應4小時。反應完畢，降溫，邊攪拌邊倒入冰水中，攪拌30min，過濾，0.5L石油醚打漿，可得到化合物2，HPLC：89%，收率Y=68%。
中間體3
氮氣保護下，在5L三口瓶中投入0.3mol的對苄氧基苯硼酸、0.3mol的3-苄氧基-6-溴-2-氟苯酚，2.0L甲苯，0.7L水，0.36mol碳酸鉀，催化劑0.3g，加熱回流反應3小時。靜置分液，柱層析分離，甲苯/乙醇重結晶，得到化合物3黃色固體。HPLC：90%，收率Y=75%。
中間體4
氮氣保護下，在2L三口瓶中投0.12mol的2、0.12mol的3、0.22mol的無水碳酸鉀，1.2L DMF，N2保護下控溫120℃反應4小時。反應完畢，降溫，邊攪拌邊倒入冰水中，攪拌30min，過濾，0.5L石油醚打漿，可得到化合物3，HPLC：85%，收率Y=63%。
中間體5
將0.08mol化合物4、6.6g的Pd/C、0.3L的THF和0.3L的EtOH加入1L三口瓶中，N2置換三次，H2置換三次，40℃加氫脫苄，反應6小時。反應完畢，矽藻土過濾，濾液濃縮，PE：EA=10：1打漿，攪拌10min，得到化合物5，HPLC：92%，收率Y=76%。
化合物I-1-1
在500ml三口瓶中投0.02mol的5、0.1mol的三乙胺、0.2L的DCM，N2保護下控溫0℃滴加0.1mol甲基丙烯醯氯。滴畢，室溫反應3小時。反應完畢，加水分液，水相用DCM萃取，合併有機相，飽和食鹽水洗一次，無水硫酸鈉乾燥，過濾，濾液濃縮，5倍甲苯45℃溶解，過50g矽膠柱，3倍甲苯沖柱，濃縮，3倍甲苯3倍乙醇加熱溶解，-20℃冰箱冷凍4h，吸慮，按照相同的方法再重結晶三次，晾乾，得白色固體化合物I-1-1，HPLC：99.2%，收率Y=35%。化合物I-1-1的1H-NMR譜圖如圖式1所示。
實施例2
化合物結構式如下式I-2-1所示，
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
中間體1
參考化合物I-1-1路線裡中間體1的合成。
中間體6
將原料1,2-二溴丙烷替換為1,2-二溴己烷，合成方法參照實施例1中的中間體2的合成。
中間體3
合成方法參照實施例1中的中間體3的合成。
中間體7
合成方法參照實施例1中的中間體4的合成。
中間體8
合成方法參照實施例1中的中間體5的合成。
化合物I-2-1
合成方法參照實施例1中的化合物I-1-1的合成。
實施例3
化合物結構式如下式I-6-1所示，
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
中間體9
氮氣保護下，在5L三口瓶中投入0.3mol的對苄氧基苯硼酸、0.3mol的3-苄氧基-6-溴-2-氟苯甲醛，2.0L甲苯，0.7L水，0.36mol碳酸鉀，催化劑0.3g，加熱回流反應3小時。靜置分液，柱層析分離，甲苯/乙醇重結晶，得到化合物9淡黃色固體。HPLC：93%，收率Y=72%。
中間體10
氮氣保護下，在3L三口瓶中投0.2mol的膦鹽，加入1L降溫至0到-10℃之間，分批緩慢加入0.2mol的叔丁醇鉀，控溫0到-10℃之間反應1h，滴加化合物9(0.2mol)的THF溶液，自然升溫至室溫反應4小時。反應完畢，加水
分液，乙酸乙酯萃取水相，合併有機相飽和氯化鈉洗，乾燥，旋幹，柱層析分離(石油醚、乙酸乙酯)，旋幹溶劑可得到化合物10，HPLC：95%，收率Y=68%。
中間體11
氮氣保護下，在2L三口瓶中加入0.13mol的化合物10和0.13mol的化合物3，再加入0.15mol的三苯基膦，降溫至0℃，滴加0.15mol的DIAD，滴畢自然升至室溫反應3h。反應完畢。加水和乙酸乙酯分液，乙酸乙酯萃取水相，合併有機相乾燥，旋幹，柱層析分離(石油醚、乙酸乙酯)，旋幹溶劑得到化合物11，HPLC：96%，收率Y=68%。
中間體12
將0.06mol化合物11、5.2g的Pd/C、0.3L的THF和0.2L的EtOH加入1L三口瓶中，N2置換三次，H2置換三次，40℃加氫脫苄，反應6小時。反應完畢，矽藻土過濾，濾液濃縮，PE：EA=10：1打漿，攪拌10min，得到化合物12，HPLC：97%，收率Y=81%。
中間體I-6-1
在500ml三口瓶中投0.02mol的12、0.1mol的三乙胺、0.2L的DCM，N2保護下控溫0℃滴加0.1mol甲基丙烯醯氯。滴畢，室溫反應3小時。反應完畢，加水分液，水相用DCM萃取，合併有機相，飽和食鹽水洗一次，無水硫酸鈉乾燥，過濾，濾液濃縮，5倍甲苯45℃溶解，過50g矽膠柱，3倍甲苯沖柱，濃縮，3倍甲苯3倍醇加熱溶解，-20℃冰箱冷凍4h，吸慮，按照相同的方法再重結晶四次，晾乾，得白色固體化合物I-6-1，HPLC：99.2%，收率Y=43%。
實施例4
化合物結構式如下式I-7-1所示，
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
中間體13
氮氣保護下，在5L三口瓶中投入0.3mol的對苄氧基苯硼酸、0.3mol的3-苄氧基-6-溴-2-氟苯甲酸，2.0L甲苯，0.7L水，0.6mol碳酸鉀，催化劑0.3g，加熱回流反應3小時。靜置分液，柱層析分離，甲苯/乙醇重結晶，得到化合物13淡黃色固體。HPLC：95%，收率Y=82%。
中間體14
在3L三口瓶中投0.2mol的13、0.2mol的丙二醇、0.04mol的DMAP，1.0L THF，N2保護下控溫0℃滴加0.3molDCC的THF溶液。滴畢，室溫反應6
小時。反應完畢，過濾，濾液濃縮，3倍乙醇重結晶，得到化合物14，GC：93%，收率Y=75%。
中間體15
氮氣保護下，在5L三口瓶中投入0.3mol的對苄氧基苯硼酸、0.3mol的3-苄氧基-6-溴-2-氟苯甲酸，2.0L甲苯，0.7L水，0.36mol碳酸鉀，催化劑0.3g，加熱回流反應3小時。靜置分液，柱層析分離，甲苯/乙醇重結晶，得到化合物15黃色固體。HPLC：90%，收率Y=75%。
中間體16
氮氣保護下，在2L三口瓶中投0.12mol的14、0.12mol的15、0.15mol的無水碳酸鉀，1.2L DMF，N2保護下控溫120℃反應4小時。反應完畢，降溫，邊攪拌邊倒入冰水中，攪拌30min，過濾，0.5L石油醚打漿，可得到化合物16，HPLC：85%，收率Y=63%。
中間體17
將0.06mol化合物16、5.2g的Pd/C、0.3L的THF和0.2L的EtOH加入1L三口瓶中，N2置換三次，H2置換三次，40℃加氫脫苄，反應6小時。反應完畢，矽藻土過濾，濾液濃縮，PE：EA=10：1打漿，攪拌10min，得到化合物17，HPLC：92%，收率Y=83%。
化合物I-7-1
在500ml三口瓶中投0.02mol的17、0.1mol的三乙胺、0.2L的DCM，N2保護下控溫0℃滴加0.1mol甲基丙烯醯氯。滴畢，室溫反應3小時。反應完畢，加水分液，水相用DCM萃取，合併有機相，飽和食鹽水洗一次，無水硫酸鈉乾燥，過濾，濾液濃縮，5倍甲苯45℃溶解，過50g矽膠柱，3倍甲苯沖柱，濃縮，3倍甲苯3倍醇加熱溶解，-20℃冰箱冷凍4h，吸慮，按照相同的方法再重結晶四次，晾乾，得白色固體化合物I-7-1，HPLC：98.5%，收率Y=55%。
實施例5
化合物結構式如下式I-8-1所示，
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
中間體13
參考實施例4裡中間體13的合成
中間體18
將原料丙二醇替換為1,2-二溴己醇，合成方法參照實施例4中的中間體14的合成。
中間體15
合成方法參照實施例4中的中間體15的合成。
中間體19
合成方法參照實施例4中的中間體16的合成。
中間體20
合成方法參照實施例4中的中間體17的合成。
化合物I-8-1
合成方法參照實施例4中的化合物I-7-1的合成。
實施例6
化合物結構式如下式I-10-1所示，
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
中間體21
在3L三口瓶中投0.2mol的3、0.2mol的己二酸、0.05mol的DMAP，1.0L THF，N2保護下控溫0℃滴加0.3mol DCC的THF溶液。滴畢，室溫反應6小時。反應完畢，過濾，濾液濃縮，3倍乙醇重結晶，得到化合物21，GC：91%，收率Y=82%。
中間體22
在3L三口瓶中投0.15mol的21、0.15mol的1、0.05mol的DMAP，1.0L THF，N2保護下控溫0℃滴加0.2molDCC的THF溶液。滴畢，室溫反應6小時。反應完畢，過濾，濾液濃縮，3倍乙醇重結晶，得到化合物22，GC：90%，收率Y=76%。
中間體23
將0.06mol化合物22、6.0g的Pd/C、0.3L的THF和0.2L的EtOH加入1L三口瓶中，N2置換三次，H2置換三次，40℃加氫脫苄，反應6小時。反應完畢，矽藻土過濾，濾液濃縮，PE：EA=10：1打漿，攪拌10min，得到化合物23，HPLC：97%，收率Y=80%。
化合物I-10-1
在500ml三口瓶中投0.02mol的23、0.1mol的三乙胺、0.2L的DCM，N2保護下控溫0℃滴加0.1mol甲基丙烯醯氯。滴畢，室溫反應3小時。反應完畢，加水分液，水相用DCM萃取，合併有機相，飽和食鹽水洗一次，無水硫酸鈉乾燥，過濾，濾液濃縮，5倍甲苯45℃溶解，過50g矽膠柱，3倍甲苯沖柱，濃縮，3倍甲苯3倍醇加熱溶解，-20℃冰箱冷凍4h，吸慮，按照相同的方法再重結晶四次，晾乾，得白色固體化合物I-10-1，HPLC：99.2%，收率Y=33%。
製備液晶組合物：
母體液晶組合物1
液晶組合物的配方及相應的性能如下表3所示。
表3：母體液晶組合物1的配方及相應的性能
母體液晶組合物2
液晶組合物的配方及相應的性能如下表4所示。
母體液晶組合物3
液晶組合物的配方及相應的性能如下表5所示。
母體液晶組合物4
液晶組合物的配方及相應的性能如下表6所示。
母體液晶組合物5
液晶組合物的配方及相應的性能如下表7所示。
母體液晶組合物6
液晶組合物的配方及相應的性能如下表8所示。
對比化合物：
向測試母體液晶組合物1-6中分別添加一定量的式I所示可聚合化合物；做為對比，分別向測試母體1添加一定量的RM-1、RM-2、RM-3做為對比例1、對比例2、對比例3，以上述提到的液晶組合物製備方法製備成液晶組合物。
液晶組合物的信賴性通過紫外、高溫老化試驗並進行VHR測試來進行，液晶面板紫外、高溫試驗前後的VHR資料變化越小，抗紫外、抗高溫能力越強。因此，通過比較各個實施例、對比例在試驗前後的VHR資料的差來判斷抗紫外、抗高溫能力。
紫外老化試驗：將液晶組合物放置在波長為365nm的紫外燈下照射5000mJ能量。
高溫老化試驗：將液晶組合物放置在100℃烘箱內一小時。
在老化試驗後VHR資料相對於初始VHR資料變化越小，說明該液晶組合物抗紫外、抗高溫的能力越強，藉以可以判斷該液晶組合物在工作過程中抵抗外界環境破壞的能力越強，因此，該液晶組合物的信賴性就越高。液晶組合物實施例與對比例的VHR資料見表9。
由上述VHR資料可以看出，與對比例相比，包含本發明的可聚合化合物的液晶組合物具有高的電壓保持率(VHR)，應用於PS-(聚合物穩定)或PSA-(聚合物穩定配向)型液晶顯示元件中時，能夠提高產品品質。
為了測量溶解性，實施例1、2、3、4、5中的單體I-1-1、I-2-1、I-6-1、I-7-1、I-8-1以及習知技術中的單體RM-1、RM-2各自以0.1至2.0重量%的不同濃度溶解於母體液晶組合物1中。樣品在室溫(RT)下儲存1000小時並且檢查它們是否保持為均一的溶液。然後，離心並且過濾樣品，並測定上清液中剩餘單體的濃度。1000小時後RT下的最大剩餘單體濃度：
可以看到根據本發明的單體比習知技術的單體表現出明顯更好的溶解性。可以看到，本發明的單體都顯示出
0.4%的剩餘濃度，這比通常用於PSA顯示器中的0.3%的RM濃度較高，滿足工業需求，而單體RM-1、RM-2具比通常使用的0.3%的RM濃度要低。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通具有通常知識者來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
Claims (8)
- 一種式I所示的可聚合化合物，選自下述的式I-1-1、式I-2-1、式I-6-1、式I-7-1、式I-8-1、式I-10-1所示化合物所組成的群組：
- 一種液晶組合物，其中，其包含一種或複數種請求項1所述之可聚合化合物。
- 根據請求項2所述之液晶組合物，其中，其還包含一種或複數種下述的式II所示化合物以及一種或複數種下述的式III所示化合物，
、
各自獨立地表示
或
；式III中，R3、R4各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基、氟取代的碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為1-10的烷氧基、氟取代的碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的鏈烯基、氟取代的碳原子數為2-10的鏈烯基、碳原子數為3-8的鏈烯氧基或氟取代的碳原子數為3-8的鏈烯氧基，且R3、R4中任意一個或複數個不相鄰的-CH2-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；Z1、Z2各自獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-或-OCH2-；
、
各自獨立地表示
、
、
、
、
、
、
或
m1表示1或2，當m1表示2時，
相同或不同； n1表示0、1或2，當n1表示2時，
相同或不同。
- 根據請求項3所述之液晶組合物，其中，所述式II所示化合物選自式II-1至式II-17所示化合物所組成的群組，
- 根據請求項2-4中任一項所述之液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或複數種式IV所示的化合物，
- 根據請求項5所述之液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或複數種式V所示的化合物，
、
各自獨立地表示
、
或
。
- 根據請求項6所述之液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包含一種或複數種式VI所示化合物，
表示
、
或
；F1、F2、F3各自獨立地表示H原子或F原子，且F2、F3不同時為F原子。
- 一種液晶顯示元件，其包含請求項1所述之化合物，或者請求項2-7中任一項所述之液晶組合物，所述顯示元件為主動矩陣顯示元件或被動矩陣顯示元件。
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