TWI845127B - 四聯苯噻吩液晶化合物、液晶組合物及液晶顯示裝置 - Google Patents

四聯苯噻吩液晶化合物、液晶組合物及液晶顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI845127B
TWI845127B TW112102420A TW112102420A TWI845127B TW I845127 B TWI845127 B TW I845127B TW 112102420 A TW112102420 A TW 112102420A TW 112102420 A TW112102420 A TW 112102420A TW I845127 B TWI845127 B TW I845127B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carbon atoms
liquid crystal
group
formula
crystal composition
Prior art date
Application number
TW112102420A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202332754A (zh
Inventor
劉鵬
李明
王奎
梁志安
鄭曉闊
姜軍
李紅利
Original Assignee
大陸商石家莊誠志永華顯示材料有限公司
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
Priority claimed from CN202210092896.5A external-priority patent/CN116536057A/zh
Application filed by 大陸商石家莊誠志永華顯示材料有限公司 filed Critical 大陸商石家莊誠志永華顯示材料有限公司
Publication of TW202332754A publication Critical patent/TW202332754A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI845127B publication Critical patent/TWI845127B/zh

Links

Abstract

本發明公開一種四聯苯噻吩液晶化合物，該液晶化合物如式A所示， 其中，R 1、R 2、R 3各自獨立地表示氫、氟、氯、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，R 1、R 2、R 3中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被環戊基、環丁基或環丙基取代，任意不與O相連的-CH 2-任選被O取代，任意一個或多個氫原子可任選被氟原子取代； 表示1,4-亞苯基，且所述苯環上的任意一個或多個氫原子可任選被氟原子或亞甲基取代；n表示4，

Description

四聯苯噻吩液晶化合物、液晶組合物及液晶顯示裝置
本發明屬於液晶顯示領域，具體涉及一種四聯苯噻吩液晶化合物、包含該液晶化合物的液晶組合物，以及包含有該液晶化合物或液晶組合物的液晶顯示裝置。
隨著顯示技術的發展，液晶顯示裝置(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、筆記型電腦、桌上型電腦等各種消費性電子產品，成為顯示裝置中的主流產品。
目前液晶顯示裝置的面板製備過程中，需要通過紫外光固化的方式將面板進行貼合。在貼合的過程中液晶材料不免會受到紫外光的照射，而紫外光對液晶材料是具有破壞作用的。不僅如此，在液晶顯示裝置工作的過程中，也會受到紫外光的照射。為了防止液晶材料受到紫外光照射而受到破壞，會選擇在液晶材料中添加紫外吸收劑作為添加劑，吸收照射到液晶材料上的紫外光，從而對液晶材料形成保護。因此，開發性能優良，對吸收紫外光具有很好吸收作用的液晶材料是目前重點研發方向。
基於以上事實，本發明的第一個目的在於提供一種液晶化合物，該液晶化合物具有良好的對紫外線的吸收能力和良好的低溫互溶性。
為達到上述第一個目的，本發明採用下述技術方案： 一種四聯苯噻吩液晶化合物，該液晶化合物如式A所示， A 其中，R 1、R 2、R 3各自獨立地表示氫、氟、氯、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，R 1、R 2、R 3中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代，任意不與O相連的-CH 2-任選被O取代，任意一個或多個氫原子可任選被氟原子取代； 表示1,4-亞苯基，且所述苯環上的任意一個或多個氫原子可任選被氟原子或亞甲基取代；n表示4， 可以相同，也可以不同。
本發明的第二個目的在於提供一種含有上述式A所示液晶化合物的液晶組合物。
進一步地，該液晶組合物還包含一種或多種選自式Ⅱ~式Ⅶ所示的化合物， Ⅱ； Ⅲ； Ⅳ； Ⅴ； Ⅵ； Ⅶ。
本發明的第三個目的在於提供一種液晶顯示裝置，其包含上述液晶化合物或液晶組合物。 本發明的有益效果如下：
本發明中提供的四聯苯噻吩液晶化合物，具有良好的對紫外線的吸收能力和良好的低溫互溶性。本發明提供的液晶組合物，具有良好的對光和熱的穩定性、寬的向列相溫度範圍。本發明提供的液晶顯示裝置，工作溫度範圍大，且長時間背光照射能夠穩定工作。
為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例對本發明做進一步的說明。本領域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。 [ 液晶化合物 ]
一種四聯苯噻吩液晶化合物，該液晶化合物如式A所示， A 其中，R 1、R 2、R 3各自獨立地表示氫、氟、氯、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，R 1、R 2、R 3中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代，任意不與O相連的-CH 2-任選被O取代，任意一個或多個氫原子可任選被氟原子取代； 表示1,4-亞苯基，且所述苯環上的任意一個或多個氫原子可任選被氟原子或亞甲基取代；n表示4， 可以相同，也可以不同。
式A所示化合物具有良好的對紫外線的吸收能力和良好的低溫互溶性。
進一步地，上述液晶化合物如式Ⅰ所示， Ⅰ 其中，R 1、R 2、R 3各自獨立地表示氫、氟、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，R 1、R 2中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代，任意不與O相連的-CH 2-任選被O取代，任意一個或多個氫原子可任選被氟原子取代； X 1、X 2、X 3、X 4、X 5、X 6各自獨立地表示氫或氟。
進一步地，上述液晶化合物選自式Ⅰ-1~式Ⅰ-4所示化合物， Ⅰ-1； Ⅰ-2； Ⅰ-3； Ⅰ-4； 其中，R 1表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，R 1中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；R 2表示氫、氟、氯、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基；R 3表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基。
進一步地，上述液晶化合物選自式Ⅰ-1-1至式Ⅰ-4-18所示化合物組成的組， Ⅰ-1-1； Ⅰ-1-2； Ⅰ-1-3； Ⅰ-1-4； Ⅰ-1-5； Ⅰ-1-6； Ⅰ-1-7； Ⅰ-1-8； Ⅰ-1-9； Ⅰ-1-10； Ⅰ-1-11； Ⅰ-1-12； Ⅰ-1-13； Ⅰ-1-14； Ⅰ-1-15； Ⅰ-1-16； Ⅰ-1-17； Ⅰ-1-18； Ⅰ-2-1； Ⅰ-2-2； Ⅰ-2-3； Ⅰ-2-4； I-2-5； Ⅰ-2-6； Ⅰ-2-7； Ⅰ-2-8； Ⅰ-2-9； Ⅰ-2-10； I-2-11； Ⅰ-2-12； Ⅰ-2-13； Ⅰ-2-14； Ⅰ-2-15； Ⅰ-2-16； I-2-17； Ⅰ-2-18； Ⅰ-3-1； Ⅰ-3-2； Ⅰ-3-3； Ⅰ-3-4； I-3-5； Ⅰ-3-6； Ⅰ-3-7； Ⅰ-3-8； Ⅰ-3-9； Ⅰ-3-10； I-3-11； Ⅰ-3-12； Ⅰ-3-13； Ⅰ-3-14； Ⅰ-3-15； Ⅰ-3-16； I-3-17； Ⅰ-3-18； Ⅰ-4-1； Ⅰ-4-2； Ⅰ-4-3； Ⅰ-4-4； I-4-5； Ⅰ-4-6； Ⅰ-4-7； Ⅰ-4-8； Ⅰ-4-9； Ⅰ-4-10； I-4-11； Ⅰ-4-12； Ⅰ-4-13； Ⅰ-4-14； Ⅰ-4-15； Ⅰ-4-16； I-4-17； Ⅰ-4-18。 [ 液晶組合物 ]
本發明提供的液晶組合物，包含一種或多種上述四聯苯噻吩化合物。
進一步地，上述液晶組合物還包含一種或多種式Ⅱ所示化合物， Ⅱ； 其中，R 4、R 5各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基； 、 、 各自獨立地表示 、 或 ； Z 1表示單鍵、-CH 2O-、-COO-、-C=C-或-C≡C-； m表示0、1或2，當m表示2時，Z 1可以相同，也可以不同， 可以相同，也可以不同。
進一步地，上述式Ⅱ所示化合物選自式Ⅱ-1~式Ⅱ-14所示化合物組成的組， 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； 其中，R 41、R 51各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基。
進一步地，上述液晶組合物還包括一種或多種式Ⅲ所示化合物， Ⅲ； 其中，R 6表示碳原子數為1~10的烷基，且R 6所示基團中任意一個或多個不相連的-CH 2-任選被亞環丙基或亞環戊基替代； m 1、n 1各自獨立地表示 1或2； 表示 、 、 或 ；m 1表示2時， 可以相同，也可以不同； 表示 、 、 、 或 ；n1表示2時， 可以相同，也可以不同。
進一步地，上述式Ⅲ所示化合物選自式Ⅲ-1~式Ⅲ-10所示化合物組成的組， Ⅲ-1； Ⅲ-2； Ⅲ-3； Ⅲ-4； Ⅲ-5； Ⅲ-6； Ⅲ-7； Ⅲ-8； Ⅲ-9； Ⅲ-10； 其中，R 61表示碳原子數為1~10的烷基，且R 6所示基團中任意一個或多個不相連的-CH 2-任選被亞環丙基或亞環戊基替代。
進一步地，上述液晶組合物還包括一種或多種式Ⅳ所示化合物， Ⅳ； 其中，R 7表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基，Y 1表示F、CF 3或OCF 3； 、 各自獨立地表示 、 、 、 、 或 ； r表示1、2或3，當r表示2或3時， 可以相同，也可以不同。
進一步地，上述式Ⅳ所示化合物選自式Ⅳ-1~式Ⅳ-26所示化合物， Ⅳ-1； Ⅳ-2； Ⅳ-3； Ⅳ-4； Ⅳ-5； Ⅳ-6； Ⅳ-7； Ⅳ-8； Ⅳ-9； Ⅳ-10； Ⅳ-11； Ⅳ-12； Ⅳ-13； Ⅳ-14； Ⅳ-15； Ⅳ-16； Ⅳ-17； Ⅳ-18； Ⅳ-19； Ⅳ-20； Ⅳ-21； Ⅳ-22； Ⅳ-23； Ⅳ-24； Ⅳ-25； Ⅳ-26； 其中，R 71表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基。
進一步地，上述液晶組合物還包括一種或多種式Ⅴ所示化合物， Ⅴ； 式Ⅴ中，R 8、R 9各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基或碳原子數為2~10的烯基； 表示 、 或 ； Z 2表示單鍵或-CH 2O-； m 2表示1或2，n 2表示0或1，當m 2表示2時， 可以相同，也可以不同，Z 2可以相同，也可以不同。
進一步地，上述式Ⅴ所示化合物選自式Ⅴ-1~式Ⅴ-10所示化合物組成的組， Ⅴ-1； Ⅴ-2； Ⅴ-3； Ⅴ-4； Ⅴ-5； Ⅴ-6； Ⅴ-7； Ⅴ-8； Ⅴ-9； Ⅴ-10； 其中，R 81表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；R 91表示碳原子數為1~10的烷氧基。
進一步地，上述液晶組合物還包括一種或多種式Ⅵ所示化合物， Ⅵ； 其中，R 10、R 11各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或碳原子數為3~8的鏈烯氧基，且R 10、R 11所示基團中任一個或不相連的多個-CH 2-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基替代；X 7表示O或S。
進一步地，上述式Ⅵ所示化合物選自式Ⅵ-1~式Ⅵ-6所示化合物組成的組， Ⅵ-1； Ⅵ-2； Ⅵ-3； Ⅵ-4； Ⅵ-5； Ⅵ-6； 其中，R 101、R 111各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基。
進一步地，上述液晶組合物還包括一種或多種式Ⅶ所示化合物， Ⅶ； 其中，R 12表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基或碳原子數為2~10的烯基，R 12中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被亞環戊基或亞環丙基取代；X 8表示S、CH 2O或OCH 2；Y 2表示CF 3或OCF 3。
進一步地，上述式Ⅶ所示化合物選自式Ⅶ-1~式Ⅶ-6所示化合物組成的組， Ⅶ-1； Ⅶ-2； Ⅶ-3； Ⅶ-4； Ⅶ-5； Ⅶ-6； 其中，R 121表示碳原子數為1~10的烷基，R 121中任意一個或多個不相連的-CH 2-可任選被亞環戊基或亞環丙基取代。
前述的碳原子數為1~10的烷基，可以列舉出，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
前述的碳原子數為1~10的烷氧基，可以列舉出例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等。
前述碳原子數為2~10的烯基，可以列舉出，例如，乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基等。
前述的碳原子數為1~10的烷基中一個或多個不相鄰的-CH 2-被亞環丙基、亞環丁基或亞環戊基取代後得到的基團，可以列舉出，例如環丙基、環丁基、環戊基、甲基亞環丙基、乙基亞環丙基、丙基亞環丙基、異丙基亞環丙基、正丁基亞環丙基、異丁基亞環丙基、叔丁基亞環丙基、甲基亞環丁基、乙基亞環丁基、丙基亞環丁基、異丙基亞環丁基、正丁基亞環丁基、異丁基亞環丁基、叔丁基亞環丁基、甲基亞環戊基、乙基亞環戊基、丙基亞環戊基、異丙基亞環戊基、正丁基亞環戊基、異丁基亞環戊基等。
前述液晶組合物中，按質量百分含量計，式Ⅰ所示化合物含量為0.1~5%，優選為0.5~3%式Ⅱ所示化合物含量為10%以上，優選為20~70%，進一步優選為30~60%；式Ⅲ所示的化合物含量為1~40%，優選為1~30%，進一步優選為1~20%；式Ⅳ所示化合物含量為1~30%，優選為1~20%，進一步優選為1~15%；式Ⅴ所示化合物含量為1~50%，優選為1~40%，進一步優選為1~30%；式Ⅵ所示的化合物含量為1~15%，優選為1~10%，進一步優選為1~8%；式Ⅶ所示化合物含量為1~20%，優選為1~15%，進一步優選為1~10%。
本發明的液晶組合物中還可以加入各種功能的摻雜劑，摻雜劑含量優選0.01~1wt%之間，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。
抗氧化劑可以列舉出，
其中，t表示1~10的整數。
紫外線吸收劑可以列舉出，
手性劑（左旋或右旋）優選可以列舉出例如： ， ， ， ， 。 [ 液晶顯示元件或液晶顯示器 ]
為達到本發明第三個目的，提供如下技術方案。
一種液晶顯示裝置，其特徵在於，其包含上述任一液晶化合物或液晶組合物，且所述液晶顯示裝置為有源矩陣顯示裝置。
進一步地，所述液晶顯示裝置為IPS、FFS顯示模式。
對於本發明的液晶顯示裝置，只要含有本發明的液晶化合物或液晶組合物，則對其結構沒有任何限定，本領域通常知識者能夠根據所需的性能選擇合適的液晶顯示裝置的結構。 [ 實施例 ]
為了更清楚地說明本發明，下面結合實施例對本發明做進一步的說明。本領域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。
本說明書中，如無特殊說明，百分比均是指質量百分比，溫度為攝氏度（℃），其他符號的具體意義及測試條件如下： Cp表示液晶清亮點（℃），DSC定量法測試； Δn表示光學各向異性，Δn= n e-n o，n o為尋常光的折射率，n e為非尋常光的折射率，測試條件為25±2℃，589 nm，阿貝折射儀測試； Δε表示介電各向異性，Δε=ε ∥-ε ⊥，其中，ε ∥為平行于分子軸的介電常數，ε ⊥為垂直于分子軸的介電常數，測試條件為25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC:ALCT-CUST-4C測試； K 11為展曲彈性常數，測試條件為：25±2℃、INSTEC: ALCT-CUST-4C、20微米平行盒； γ 1表示旋轉黏度（mPa·s），測試條件為25±0.5℃，20微米反平行盒，INSTEC:ALCT-CUST-4C測試； 紫外可見吸收光譜，測試條件為：25±2℃、北京普析通用紫外可見分光光度計TU-1810，測試範圍200~80 nm，溶劑為二氯乙烷，濃度為0.015 g/L。
液晶組合物的製備方法如下：將各液晶單體按照一定配比稱量後放入不銹鋼燒杯中，將裝有各液晶單體的不銹鋼燒杯置於磁力攪拌儀器上加熱融化，待不銹鋼燒杯中的液晶單體大部份融化後，往不銹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。
本發明實施例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、3。
表1：環結構的對應代碼
環結構 對應代碼
C
P
L
G
Gi
U
Y
A
D
S
(2,3)S
Sa
Sb
Sc
表2：端基與連結基團的對應代碼
端基與連結基團 對應代碼
C nH 2n+1- n-
-C nH 2n- -n-
C nH 2n+1O- nO-
-C nH 2nO- -nO-
-CF 3 -T
-OCF 3 -OT
-CH 2O- -O-
-CF 2O- -Q-
-COO- -Z-
-F -F
-CH 2CH 2- -E-
-CH=CH- -V-
-CH=CH 2 -V
-C≡C- -W-
Cp-
Cpr-
Cpr1-
舉例： ，其代碼為PPGUS-5-2； ，其代碼為CC-3-V； ，其代碼為PP-3-1； ，其代碼為PUQU- 3-F； ，其代碼為PGUQU- 3-F； ，其代碼為APUQU-Cp-F； ，其代碼為DPUQU-3-F； ，其代碼為DGUQU-2-F； ，其代碼為APGUQU-3-F； ，其代碼為PPGU- Cp-F； ，其代碼為PGP- 2-2V； ，其代碼為CY-3-O4； ，其代碼為CCY-3-O2； ，其代碼為CPY-4-O2； ，其代碼為CCP-V-1； ，其代碼為CPP- 1V-2； ，其代碼為CPP-3-2V1； ，其代碼為CCPG-3-F； ，其代碼為CCPU-3-F； ，其代碼為CPUP- 3-T； ，其代碼為CPUP- 3-OT； ，其代碼為CPPC-3-3； ，其代碼為CGPC-5-3； ，其代碼為Sb-2O-O5； ，其代碼為LSc-2-OT； ，其代碼為PGU- 3-F； ，其代碼為PGP-3-F； ，其代碼為CCU-3-F； ，其代碼為CCOC-3-3； ，其代碼為CCVC-3-V； ，其代碼為CPWP-3-2； ，其代碼為DPGU-2-F； ，其代碼為CCZPC-3-2。 [ 液晶化合物 ]
本發明提供的製備所述式I所示化合物的方法，可根據下述方案進行合成。
(1) 當R代表取代或未取代烷基、烷氧基，烯基時，反應歷程如下：
其製備包括如下步驟： a. 以與 為原料，在催化劑的條件下，發生Suzuki反應，得 ； b. 以 為原料，在催化劑的條件下，發生Suzuki反應，得 ； c. 以 為原料，在丁基鋰存在的條件下，發生取代反應，得 ； d. 以 為原料，在丁基鋰存在的條件下，發生取代反應，得 ； e.以 和 為原料，在催化劑的條件下，發生Suzuki反應，得 。
合成通式中原材料及試劑均可通過商業途徑購買而得，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-4-1所示： Ⅰ-4-1。
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
步驟1：中間體Ⅰ-4-A 在2L三口瓶中加入0.334 mol 的4-溴-2-氟氯苯、0.351 mol 丙基聯苯硼酸、0.501 mol碳酸鉀和1000 ml甲苯和200 ml水，氮氣保護，再加入2.0g四三苯基磷鈀，升溫回流反應3小時，反應完畢，體系加入水中攪拌，靜置分液，有機相用0.5L×2水洗，無水硫酸鈉乾燥後液體旋乾，固體用2倍乙醇和2倍甲苯重結晶，-20℃冷凍1小時，抽濾，得白色固體96g中間體Ⅰ-4-A，GC:97%，收率Y=88%。
步驟2：中間體Ⅰ-4-B 在500 ml三口瓶中加入0.085 mol 中間體Ⅰ-4-A，0.089 mol 3,5-二氟苯硼酸、0.13 mol碳酸鉀和1000 ml甲苯和200 ml水，氮氣保護，再加入0.1g G2催化劑，升溫回流反應3小時，反應完畢，體系加入水中攪拌，靜置分液，有機相用0.5L×2水洗，無水硫酸鈉乾燥後液體旋乾，固體用2倍乙醇和2倍甲苯重結晶，-20℃冷凍1小時，抽濾，得白色固體31g中間體Ⅰ-4-B，GC:98%，收率Y=82%。
步驟3：中間體Ⅰ-4-C 在3L三口瓶中加入0.07 mol 中間體Ⅰ-4-B，2L四氫呋喃，氮氣保護，降溫；T=-80℃，滴加0.077 mol正丁基鋰，30 min滴畢，保溫反應1h； T=-80℃，滴加0.084 mol 硼酸三甲酯的THF溶液，20 min滴畢，保溫反應1h；自然升溫，加入稀鹽酸調pH=5-6，調酸有固體析出，抽濾，濾液分相，水相用2x500 mlEA進行萃取，合併有機相進行乾燥濃縮，濃縮後的粗品合併加入10倍甲苯熱打漿，抽濾晾乾得到白色固體21.0g，中間體Ⅰ-4-C ,LC:96%，收率Y=65%。
步驟4：中間體Ⅰ-4-D 在1L三口瓶中加入0.356 mol 噻吩，300 ml四氫呋喃，氮氣保護，降溫；T=-80℃，滴加0.339 mol正丁基鋰，30 min滴畢，保溫反應1h； T=-80℃，滴加0.339 mol 溴乙烷的THF溶液，20 min滴畢，自然升溫，室溫攪拌過夜；加入淬滅，水相用2x500 mlDCM進行萃取，合併有機相進行乾燥濃縮，得到油狀物32.0g，中間體Ⅰ-4-D ,GC:95%，收率Y=80%。
步驟5：中間體Ⅰ-4-E 在1L三口瓶中加入0.116 mol 中間體Ⅰ-4-D，100 ml四氫呋喃，氮氣保護，降溫；T=-80℃，滴加0.127 mol正丁基鋰，30 min滴畢，保溫反應1h； T=-80℃，滴加0.150 mol 碘的THF溶液，20 min滴畢，保溫反應1h；自然升溫，加入淬滅，再加入200 ml飽和亞硫酸氫鈉溶液，分相，水相用2x200 ml乙酸乙酯進行萃取，合併有機相進行乾燥濃縮，得到油狀物23.0g，中間體Ⅰ-4-E,GC:97%，收率Y=85%。
步驟6：目標化合物Ⅰ-4-1
在500 ml三口瓶中加入0.021 mol 中間體Ⅰ-4-C，0.021 mol Ⅰ-4-E、0.03 mol碳酸鉀和200 ml四氫呋喃和30 ml水，氮氣保護，再加入0.01g Pd-132，升溫回流反應3小時，反應完畢，體系加入水中攪拌，靜置分液，有機相用200 ml×2水洗，無水硫酸鈉乾燥後液體旋乾，重結晶，得白色固體2.8g中間體Ⅰ-4-1，GC:99.6%，收率Y=52%。 [ 實施例 2]
化合物結構式如下式Ⅰ-4-2所示： Ⅰ-4-2；
製備的具體操作流程：
步驟1：中間體Ⅰ-4-F 以3-甲基噻吩為原料，參考實施例1中步驟5合成中間體Ⅰ-4-F。
步驟2：目標化合物Ⅰ-4-2 以中間體Ⅰ-4-F為原料，參考實施例1中步驟6合成產品Ⅰ-4-2。 [ 實施例 3]
化合物結構式如下式I-4-7所示： Ⅰ-4-7。
製備的具體操作流程：
步驟1：中間體Ⅰ-4-G 以戊基聯苯硼酸為原料，參考實施例1中步驟1-4合成中間體Ⅰ-4-G。
步驟2：目標化合物Ⅰ-4-7 以中間體Ⅰ-4-G為原料，參考實施例1中步驟6合成產品Ⅰ-4-7。 Δε=3.21、Δn=0.433、Cp=291.2℃。 [ 實施例 4]
化合物結構式如下式Ⅰ-4-8所示： Ⅰ-4-8；
製備的具體操作流程：
步驟1：目標化合物Ⅰ-4-8 以實例3的步驟1的中間體Ⅰ-4-G為原料，參考實施例2中步驟2合成產品Ⅰ-4-8。 [ 實施例 5]
化合物結構式如下式Ⅰ-4-11所示： Ⅰ-4-11。
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
步驟1：目標化合物Ⅰ-4-11 取實施例4的目標化合物Ⅰ-4-8 0.024 mol 加入到500 ml三口瓶中，加入200 ml四氫呋喃，，氮氣保護，降溫-75℃，滴加14 ml 2.5 mol /L的丁基鋰，攪拌1小時，在60 ml四氫呋喃溶液中加入0.036 mol NFSI，攪拌溶解，滴加到上述體系中，滴加完畢，攪拌回溫，室溫過夜。反應完畢，倒入400 ml去離子水，乙酸乙酯萃取，分液，合併有機層，蒸幹溶劑，重結晶得目標化合物Ⅰ-4-11，共6.0g，GC:99.5%，收率Y=55%。 [ 實施例 6]
化合物結構式如下式Ⅰ-4-16所示： Ⅰ-4-16。
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
步驟1：中間體Ⅰ-4-H 以庚基聯苯硼酸為原料，參考實施例1中步驟1-4合成中間體Ⅰ-4-H。
步驟2：目標化合物Ⅰ-4-16 以Ⅰ-4-H為原料，參考實施例1中步驟6合成產品Ⅰ-4-16。 [ 實施例 7]
化合物結構式如下式Ⅰ-4-18所示： Ⅰ-4-18。
其製備路線如下：
製備的具體操作流程：
步驟1：目標化合物Ⅰ-4-18 以Ⅰ-4-16為原料，參考實施例5中步驟1合成中間體目標化合物Ⅰ-4-18。 [ 液晶組合物 ] [ 實施例 8]
液晶組合物的配方及相應的性能如下表3所示。
表3：實施例6的液晶組合物的配方及相應的性能
類別 液晶單體代碼 含量（質量份）
Ⅰ PPGUS-5-2 2
Ⅱ CC-3-V 51
Ⅱ CC-3-V1 5.5
Ⅱ CCP-V-1 7.5
Ⅱ PGP-3-2 5
Ⅲ PGUQU-3-F 5
Ⅲ DGUQU-4-F 5
            Ⅳ PGU-2-F 4
            Ⅳ CLP-3-T 10
Ⅶ LSc-3-T 5
Δε[1 KHz, 25℃]：4.65 ε ⊥[1 KHz, 25℃]：3.12 Δn[589 nm, 25℃]：0.097 Cp：75.4℃ γ 1： 41.4 mPa.s K 11：13.6 γ 1/ K 11：3.04
[ 實施例 9]
液晶組合物的配方及相應的性能如下表4所示。
表4：實施例7的液晶組合物的配方及相應的性能
類別 液晶單體代碼 含量（質量份）
Ⅰ PPGUS-5-2 1
Ⅱ CC-3-V 47
Ⅱ CC-3-V1 5
Ⅱ PP-1-2V1 8
Ⅱ CCP-V-1 10
Ⅱ PGP-2-2V 5
Ⅱ PGP-3-2 5
Ⅲ PUQU-3-F 5
Ⅲ PGUQU-3-F 4
Ⅲ DGUQU-4-F 4
            Ⅳ PGU-3-F 6
Δε[1 KHz, 25℃]：4.25 ε ⊥[1 KHz, 25℃]：3.00 Δn[589 nm, 25℃]：0.105 Cp：64.5℃ γ 1： 36.6 mPa.s K 11：13.0 γ 1/ K 11：2.82
[ 實施例 10]
液晶組合物的配方及相應的性能如下表5所示。
表5：實施例8的液晶組合物的配方及相應的性能
類別 液晶單體代碼 含量（質量份）
Ⅰ PPGUS-5-2 2
Ⅱ CC-3-V 43
Ⅱ CC-3-V1 5
Ⅱ CCP-V-1 10
Ⅱ CPP-3-2V1 8
Ⅲ PGUQU-3-F 5
Ⅲ PGUQU-4-F 5
Ⅲ PGUQU-4-F 5
            Ⅳ DPU-3-F 5
            Ⅴ CY-3-O2 6
            Ⅴ CPY-2-O2 6
Δε[1 KHz, 25℃]：4.22 ε ⊥[1 KHz, 25℃]：3.93 Δn[589 nm, 25℃]：0.101 Cp：81.1℃ γ 1： 56.1 mPa.s K 11：12.7 γ 1/ K 11：4.42
[ 實施例 11]
液晶組合物的配方及相應的性能如下表6所示。
表6：實施例9的液晶組合物的配方及相應的性能
類別 液晶單體代碼 含量（質量份）
Ⅰ PPGUS-5-2 1.5
Ⅱ CC-3-V 45
Ⅱ CCP-V-1 14
Ⅱ CPP-3-2V1 4.5
Ⅲ DPUQU-3-F 7
Ⅲ DGUQU-3-F 5
            Ⅳ CGU-3-F 5
            Ⅴ CCY-3-O2 8
            Ⅴ CPY-2-O4 5
Ⅶ LSc-3-OT 5
Δε[1 KHz, 25℃]：3.56 ε ⊥[1 KHz, 25℃]：4.30 Δn[589 nm, 25℃]：0.096 Cp：88.9℃ γ 1： 64.2  mPa.s K 11：13.7 γ 1/ K 11：4.68
[ 實施例 12]
液晶組合物的配方及相應的性能如下表7所示。
表7：實施例10液晶組合物的配方及相應的性能
類別 液晶單體代碼 含量（%）
Ⅰ PPGUS-5-2 2
Ⅱ CC-2-3 13
Ⅱ CC-3-V 30
Ⅱ CP-3-O2 2
Ⅱ PP-1-2V1 5
Ⅱ CPP-3-1 8
            Ⅴ CY-3-O2 5
            Ⅴ CCY-3-O2 10
            Ⅴ CCOY-3-O2 7
            Ⅴ CPY-3-O2 5
            Ⅴ CPY-2-O2 5
            Ⅴ PPY-3-O2 8
Δε[1 KHz, 25℃]：-3.42 ε ⊥[1 KHz, 25℃]：6.04 Δn[589 nm, 25℃]：0.100 Cp：88.9℃ γ 1： 85.2  mPa.s K 11：16.2 γ 1/ K 11：5.27
[ 實施例 13]
液晶組合物的配方及相應的性能如下表8所示。
表8：實施例13液晶組合物的配方及相應的性能
類別 液晶單體代碼 含量（%）
Ⅰ PPGUS-3-2 1
Ⅱ CC-2-3 10
Ⅱ CC-3-V 35
Ⅱ PP-1-2V 5
Ⅱ CCP-3-1 5
Ⅱ CCP-V-1 5
Ⅱ CCP-V2-1 4
Ⅱ CPP-1V-2 5
            Ⅴ CCY-3-O2 5
            Ⅴ CCOY-3-O2 5
            Ⅴ CPY-3-O2 5
            Ⅴ PY-3-O2 8
            Ⅵ Sb-2O-O5 4
            Ⅵ Sc-2O-O4 3
Δε[1 KHz, 25℃]：-3.08 ε ⊥[1 KHz, 25℃]：5.86 Δn[589 nm, 25℃]：0.097 Cp：75.8℃ γ 1： 64.8  mPa.s K 11：13.5 γ 1/ K 11：4.80
[ 對比例 ]
如圖2所示，為實施例3式Ⅰ-4-7所示化合物與式R所示化合物進行紫外吸收光譜測試。從圖2中可以看出，式Ⅰ-4-7所示化合物的吸收峰出現在波長為320 nm，式R所示化合物的吸收峰出現在波長為300 nm。由於波長為320 nm的紫外光更接近面板製作過程中所使用的紫外光，因此相對於式R，式Ⅰ-4-7所示化合物能夠更好對液晶分子起到保護的作用。 式R
將實施例8、10、12中的式Ⅰ化合物等量替換為式R化合，分別作為對比例1、2、3。對實施例和對比例進行低溫儲存實驗，將液晶組合物分別灌注到4.0μm液晶測試盒中，並將測試盒放置在0℃、-10℃、-20℃手套箱中，每24小時觀察一次。低溫儲存實驗資料如下表9所示。
表9：實施例、對比例低溫儲存實驗
0℃ -10℃ -20℃
實施例8 240小時未晶析 240小時未晶析 240小時未晶析
實施例9 240小時未晶析 240小時未晶析 240小時未晶析
實施例10 240小時未晶析 240小時未晶析 240小時未晶析
實施例11 240小時未晶析 240小時未晶析 240小時未晶析
實施例12 240小時未晶析 240小時未晶析 240小時未晶析
實施例13 240小時未晶析 240小時未晶析 240小時未晶析
對比例1 240小時未晶析 160小時出現晶析 144小時出現晶析
對比例2 240小時未晶析 120小時出現晶析 120小時出現晶析
對比例3 240小時未晶析 120小時出現晶析 120小時出現晶析
從上述表9可以看出，式I所示化合物相較於式R所示化合物具有更好的低溫互溶性。
綜上所述，本發明中提供的四聯苯噻吩液晶化合物，具有良好的對紫外線的吸收能力和良好的低溫互溶性。本發明提供的液晶組合物，具有良好的對光和熱的穩定性、寬的向列相溫度範圍。本發明提供的液晶顯示裝置，工作溫度範圍大，且長時間背光照射能夠穩定工作。
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。
圖1為式I-4-7所示化合物的MS質譜圖； 圖2為式I-4-7、式R所示化合物的紫外可見吸收光譜圖。

Claims (10)

  1. 一種四聯苯噻吩液晶化合物，其中，所述液晶化合物如式I所示，
    Figure 112102420-A0305-02-0049-1
     其中，R1、R2、R3各自獨立地表示氫、氟、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，且R2、R3不同時為氫，R1、R2中任意一個或多個不相連的-CH2-可任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代，任意不與O相連的-CH2-任選被O取代，任意一個或多個氫原子可任選被氟原子取代；以及X1、X2、X3、X4、X5、X6各自獨立地表示氫或氟。
  2. 根據請求項1所述的液晶化合物，其中，所述式I所示化合物選自式I-1~式I-4所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0049-2
    Figure 112102420-A0305-02-0049-3
    Figure 112102420-A0305-02-0049-4
    ；以及
    Figure 112102420-A0305-02-0050-5
     其中，R1表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基，R1中任意一個或多個不相連的-CH2-可任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基取代；R2表示氫、氟、氯、碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基；R3表示碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的烯基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烯氧基。
  3. 一種液晶組合物，包含一種或多種請求項1或2中任一項所述化合物。
  4. 根據請求項3所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包括一種或多種式II所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0050-6
     其中，R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的烯基；
    Figure 112102420-A0305-02-0050-7
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0050-44
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0050-9
    各自獨立地表示
    Figure 112102420-A0305-02-0050-10
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0050-11
    Figure 112102420-A0305-02-0050-12
     Z1表示單鍵、-CH2O-、-COO-、-C=C-或-C≡C-；以及 m表示0、1或2，當m表示2時，Z1可以相同，也可以不同，
    Figure 112102420-A0305-02-0051-13
    可以相同，也可以不同。
  5. 根據請求項3所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包括一種或多種式III所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0051-14
     其中，R6表示碳原子數為1~10的烷基，且R6所示基團中任意一個或多個不相連的-CH2-任選被亞環丙基或亞環戊基替代；m1、n1各自獨立地表示1或2；
    Figure 112102420-A0305-02-0051-16
    表示
    Figure 112102420-A0305-02-0051-19
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0051-20
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0051-21
    或
    Figure 112102420-A0305-02-0051-22
    ；m1表示2時，
    Figure 112102420-A0305-02-0051-17
    可以相同，也可以不同；
    Figure 112102420-A0305-02-0051-18
    表示
    Figure 112102420-A0305-02-0051-23
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0051-24
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0051-25
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0051-28
    或
    Figure 112102420-A0305-02-0051-15
     n1表示2時，
    Figure 112102420-A0305-02-0051-26
    可以相同，也可以不同。
  6. 根據請求項3所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包括一種或多種式IV所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0051-27
     其中，R7表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基，Y1表示F、CF3或OCF3；
    Figure 112102420-A0305-02-0052-30
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0052-31
    各自獨立地表示
    Figure 112102420-A0305-02-0052-32
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0052-34
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0052-29
     r表示1、2或3，當r表示2或3時，
    Figure 112102420-A0305-02-0052-35
    可以相同，也可以不同。
  7. 根據請求項3所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包括一種或多種式V所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0052-36
     在式V中，R8、R9各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基或碳原子數為2~10的烯基；
    Figure 112102420-A0305-02-0052-37
    表示
    Figure 112102420-A0305-02-0052-38
    、
    Figure 112102420-A0305-02-0052-39
    或
    Figure 112102420-A0305-02-0052-40
    ；Z2表示單鍵或-CH2O-；m2表示1或2，n2表示0或1，當m2表示2時，
    Figure 112102420-A0305-02-0052-41
    可以相同，也可以不同，Z2可以相同，也可以不同。
  8. 根據請求項3所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包括一種或多種式VI所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0053-42
     其中，R10、R11各自獨立地表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基、碳原子數為2~10的鏈烯基或碳原子數為3~8的鏈烯氧基，且R10、R11所示基團中任一個或不相連的多個-CH2-任選被亞環戊基、亞環丁基或亞環丙基替代；X7表示O或S。
  9. 根據請求項3所述的液晶組合物，其中，所述液晶組合物還包括一種或多種式VII所示化合物，
    Figure 112102420-A0305-02-0053-43
     其中，R12表示碳原子數為1~10的烷基、碳原子數為1~10的烷氧基或碳原子數為2~10的烯基，R12中任意一個或多個不相連的-CH2-可任選被亞環戊基或亞環丙基取代；X8表示S、CH2O或OCH2；Y2表示CF3或OCF3。
  10. 一種液晶顯示裝置，其包含如請求項1~9中任一項所述的液晶化合物或液晶組合物，且所述液晶顯示裝置為主動矩陣顯示裝置。
TW112102420A 2022-01-26 2023-01-18 四聯苯噻吩液晶化合物、液晶組合物及液晶顯示裝置 TWI845127B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210092896.5A CN116536057A (zh) 2022-01-26 2022-01-26 四联苯噻吩液晶化合物、液晶组合物及液晶显示器件
CN2022100928965 2022-01-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202332754A TW202332754A (zh) 2023-08-16
TWI845127B true TWI845127B (zh) 2024-06-11

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202144548A (zh) 2020-05-15 2021-12-01 大陸商江蘇和成顯示科技有限公司 液晶組合物和液晶顯示器件

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202144548A (zh) 2020-05-15 2021-12-01 大陸商江蘇和成顯示科技有限公司 液晶組合物和液晶顯示器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
期刊 Theo J. Dingemans, "Javelin-, Hockey Stick-, and Boomerang-Shaped Liquid Crystals. Structural Variations on p-Quinquephenyl", J. Phys. Chem. B, Vol. 105, No. 37, 2001, pages 8845~8860

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102080953B1 (ko) 시클로프로필을 함유한 액정 화합물과 액정 혼합물
KR20200007697A (ko) 티오펜 화합물, 액정 매질 및 이를 포함하는 액정 디스플레이
KR20190085057A (ko) 액정 매질 및 이를 포함하는 액정 디스플레이
KR101258384B1 (ko) 테트라히드로피란 화합물, 액정 조성물, 및 상기 조성물을 함유하는 액정 디스플레이
CN113698942A (zh) 负介电各向异性的液晶化合物及其液晶组合物和显示器件
TWI600747B (zh) Liquid crystal compound having 2-fluorophenyl group and difluoromethyleneoxy group and its preparation method and application
Alexander Synthesis, transition temperatures and optical anisotropy of some isothiocyanato-substituted biphenyls
Okamoto et al. Liquid-Crystalline Properties of Alkyl 4-(2-(Perfluorooctyl) ethoxy) benzoates.
US7429411B2 (en) Chroman compound, liquid crystal composition including the compound and liquid crystal display element including the liquid crystal composition
CN114105921A (zh) 一种环戊基苯并呋喃液晶化合物及应用
TWI845127B (zh) 四聯苯噻吩液晶化合物、液晶組合物及液晶顯示裝置
TW202134247A (zh) 含有二苯並噻吩並含氧雜環類液晶化合物及其應用
JP2000256307A (ja) 誘電率異方性が負の値を有するチオエーテル化合物、液晶組成物および液晶表示素子
KR20050086833A (ko) 인단 화합물을 함유하는 네마틱 액정 조성물
TWI430997B (zh) 二氫茚化合物
TW202332754A (zh) 四聯苯噻吩液晶化合物、液晶組合物及液晶顯示裝置
JP2013001683A (ja) ２，６，７−トリオキサ−ビシクロ［２．２．２］オクタン骨格を持つ液晶化合物及び液晶組成物
CN113354607B (zh) 负性液晶化合物、液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器
TWI767199B (zh) 液晶組合物、液晶顯示元件、液晶顯示器
US20080135803A1 (en) High dielectric anisotropy liquid crystal compound and composition containing the same
CN113004906B (zh) 一种液晶化合物及其应用
TWI759215B (zh) 液晶組合物、液晶顯示元件或液晶顯示器
CN113122277B (zh) 液晶组合物、液晶显示元件、液晶显示器
CN113122276B (zh) 液晶组合物、液晶显示元件、液晶显示器
TW202330879A (zh) 含有噻吩的液晶化合物、包含該液晶化合物的液晶組合物及液晶顯示器件