液晶组合物及包含其的液晶显示元件的制作方法

文档序号:11806745阅读:180来源:国知局
本发明是有关于一种液晶组合物,且特别是有关于一种具有高介电常数异向性及低转动黏度的液晶组合物,及包含其的液晶显示元件。现有技术液晶显示器具有重量轻、省电、无辐射与全彩显示等优点,因此已成为最普遍的显示器产品。近年来,随着技术不断提升,以及对高解析度、高反应速率与高画质的要求,液晶显示器已由扭转向列(twistednematic,TN)、超扭转向列(supertwistednematic,STN)与双稳态扭转向列(bistabletwistednematic,BTN)等被动式驱动显示方式,发展成具有薄膜电晶体(thinfilmtransistor,TFT)的主动矩阵式液晶显示器。随着广视角技术的需求,横向电场(in-planeswitching,IPS)、边缘场开关(fringefieldswitching,FFS)、垂直配向(verticalalignment,VA)与聚合物稳定配向(polymersustainedalignment,PSA)等液晶显示方式的开发与突破,对于未来面板的应用与发展是相当重要的。对于液晶显示器来说,目前需要的是具有高介电常数异向性(dielectricconstantanisotropy,Δε)、低转动黏度(rotationalviscosity,γ1)、适当的折射率(birefringence)以及范围广的操作温度的液晶介质。特别是,当液晶介质具有较高的介电常数异向性时,可以降低液晶显示装置的阈值电压(thresholdvoltage,Vth);当液晶介质具有较低的转动黏度时,可以加快应答(response)速度;当液晶介质具有较高的澄清点时,可扩大液晶介质的应用操作温度范围。技术实现要素:本发明提供一种液晶组合物,具有高介电常数异向性、低转动黏度、以及宽液晶相范围,且采用该液晶组合物制作液晶显示元件,可使液晶显示元件具有更好显示效能及品质。根据本发明的实施例,本发明提供一种液晶组合物,包含至少一种具有式(I)所示结构的化合物,以及至少一种具有式(II)所示结构的化合物:其中,R1为氢、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;R2独立地为氢、或卤素;Z1及Z2独立为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;R3为-CH=CF2、-CH2-CF3、或-CF2CFCF2;i为0或1;A1、A2、A3、及A4独立地为且A1、A2、A3、及A4至少一者为其中R2独立地为氢、或卤素;R4及R5独立地为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;Z3、Z4、及Z5独立地为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;m、n、或o独立地为1或0;以及,当m+n+o<3时,A1非为根据本发明另一实施例,本发明亦提供一种液晶显示元件,其中该液晶显示元件,包括如前所述的液晶化合物。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施方式作详细说明如下。具体实施方式在本文中,由“一数值至另一数值”表示的范围,是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此,记载了某一特定数值范围,等同于揭露了该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围,如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。例如,记载“含量为10~80%”的范围,就等同于揭露了“含量为20%~40%”的范围,无论说明书中是否列举其他数值。在本文中,有时以键线式(skeletalformula)表示化合物结构。这种表示法可以省略碳原子、氢原子以及碳氢键。当然,结构式中有明确绘出原子或原子基团的,则以绘示者为准。根据本发明实施例,本发明提供一种液晶组合物,其具有高介电常数异向性、低转动黏度、以及宽液晶相范围。此外,根据本发明其他实施例,本发明提供一种液晶显示元件,包含上述液晶组合物,可使液晶显示元件具有更好显示效能及品质。根据本发明实施例,本发明所述的液晶组合物,包含至少一种具有式(I)所示结构的化合物,以及至少一种具有式(II)所示结构的化合物:其中,R1可为氢、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;R2独立地为氢、或卤素;Z1及Z2可独立为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;R3为-CH=CF2、-CH2-CF3、或-CF2CFCF2;i可为0或1;A1、A2、A3、及A4可独立地为且A1、A2、A3、及A4至少一者为其中R2可独立地为氢、或卤素;R4及R5可独立地为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;Z3、Z4、及Z5可独立地为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;m、n、或o可独立地为1或0;以及,当m+n+o<3时,A1非为根据本发明实施例,R1可例如为氢、甲基、乙基、丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基、氟甲基、氟乙基、氟丙基、氟丁基、氟戊基、氟己基、氟庚基、氟辛基、氟壬基、氟癸基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、氟甲氧基、氟乙氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙烯基、或丙烯基。此外,在上述官能基中,任意碳上的氢原子可被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-可被-O-、-CO-或-COO-取代。若-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代时,-O-、-CO-及-COO-任两者不直接相连。在本文中,氟烷基、或氟烷氧基指至少一个氢被氟所取代的烷基或烷氧基、或是多个氢被卤素所取代的烷基或烷氧基,举例来说,本文中所述的氟甲基包含单氟甲基、二氟甲基、或是三氟甲基。根据本发明实施例,Z1、Z2、Z3、Z4、及Z5可独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、或-CH=CH-;R3为-CH=CF2、-CH2-CF3、或-CF2CFCF2。在本发明实施例中,m、n、或o可独立地为1或0。换言之,m+n+o可为3、2、1、或0。在本发明实施方式中,当m+n+o为2、1、或0时,A1可为此外,当m+n+o为3时,A1可为根据本发明实施例,A1、A2、A3、及A4可独立地为R4可为氢、氟、甲基、乙基、丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基、氟甲基、氟乙基、氟丙基、氟丁基、氟戊基、氟己基、氟庚基、氟辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、氟甲氧基、氟乙氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙烯基、或丙烯基。此外,在上述官能基中,任意碳上的氢原子可被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-可被-O-、-CO-或-COO-取代。若-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代时,-O-、-CO-及-COO-任两者不直接相连。此外,R5可为H、F、-CF3、-OCF3、-OCHCF2、-OCF2CFCF2、或-OCH2CF3。在本文中,氟烷基、或氟烷氧基指至少一个氢被氟所取代的烷基或烷氧基、或是多个氢被卤素所取代的烷基或烷氧基,举例来说,本文中所述的氟甲基包含单氟甲基、二氟甲基、或是三氟甲基。根据本发明实施例,该具有式(I)所示结构的化合物可包含及/或其中R1可为氢、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;R2可独立地为氢、或卤素;Z1及Z2可独立为单键、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、或-CH=CH-;以及,i可为0或1。根据本发明实施例,该具有式(II)所示结构的化合物可包含及/或其中A2、A3、及A4独立地为其中R2可独立地为氢、或卤素;R4及R5可独立地为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;Z4、及Z5可独立地为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;以及,m、n、或o可独立地为1或0。根据本发明实施例,该具有式(II)所示结构的化合物可包含及/或其中A2、及A3可独立地为其中R2可独立地为氢、或卤素;R4及R5可独立地为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子可被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;Z4、及Z5可独立地为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;以及,m、或n可独立地为1或0。根据本发明实施例,该具有式(II)所示结构的化合物可包含R4-A1-Z3-A2-Z4-A3-Z5-A4-R5,其中A1、A2、A3、及A4独立地为R2独立地为氢、或卤素;R4可为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;Z3、Z4、及Z5可独立地为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;以及,R5可为H、F、-CF3、-OCF3、-OCHCF2、-OCF2CFCF2、或-OCH2CF3。根据本发明实施例,该具有式(II)所示结构的化合物可包含其中R2可独立地为氢、或卤素;R4可为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;以及,R5可为H、F、-CF3、-OCF3、-OCHCF2、-OCF2CFCF2、或-OCH2CF3。在本发明实施例中,所述的液晶组合物,包含至少一种具有式(I)所示结构的化合物,以及至少一种具有式(II)所示结构的化合物。其中,该具有式(I)所示结构的化合物可包含其中R1为氢、C1-5烷基、C2-5烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;R2独立地为氢、或卤素;Z1为单键、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、或-CH=CH-;R3为-CH=CF2、-CH2-CF3、或-CF2CFCF2;此外,该具有式(II)所示结构的化合物的A1、A2、A3、及A4独立地为且A1、A2、A3、及A4至少一者为(当A2、A3、及/或A4为时,其对应的m、n、及/或o为1);R2独立地为氢、或卤素;R4及R5独立地为氢、卤素、C1-5烷基、C2-5烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;Z3、Z4、及Z5独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、或-CH=CH-;以及,m、n、或o独立地为1或0。在本发明实施例中,本发明所述的液晶组合物,包含至少一种具有式(I)所示结构的化合物,以及至少一种具有式(II)所示结构的化合物。其中,该具有式(I)所示结构的化合物可包含具有式(I-1)所示结构的化合物其中R1为氢、或C1-5烷基;R3为-CH=CF2、-CH2-CF3、或-CF2CFCF2;其中,具有式(II)所示结构的化合物包含具有式(II-1)所示结构的化合物具有式(II-2)所示结构的化合物具有式(II-3)所示结构的化合物或具有式(II-4)所示结构的化合物其中,R4为氢、或C1-5烷基;R5为H、F、CF3、-OCF3、-OCH=CF2、-OCH2-CF3、或-OCF2CFCF2。根据本发明实施例,该具有式(I)所示结构的化合物可例如包含(2toUQUO1CF3)、(2toUQUO2F)、(3toUQUO2F)、(2toPPO2F)、(2toPUO2F)、(3toPUO2F)、或上述化合物的任意组合。根据本发明实施例,该具有式(II)所示结构的化合物可例如包含(2doPUF)、(2doPUO2F)、(3doPUO2F)、(5doPUO2F)、(2doPUQUF)、(3doPUQUF)、(2doUQUF)、(3RIUQUOCF3)、(2RIGUO2F)、(3RIPUO2F)、(2RIGUQUO2F)、(RIGUQUF)、(1RIGUQUF)、(2RIGUQUF)、(3RIGUQUF)、(3CCPUF)、(3CCPGF),或上述化合物的任意组合。具有式(I)所示结构的化合物搭配具有式(II)所示结构的化合物,可使所得的液晶组合物具有高介电常数异向性、低转动黏度以及宽液晶向列相范围。因此,使用本发明所述的液晶组合物的液晶显示元件可以具有较佳的显示效能、及较低的驱动电压。根据本发明实施例,所述的液晶组合物,除了包含具有式(I)及式(II)所示结构的化合物外,可更包含至少一种具有式(III)所表示的化合物,其中,R6为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代;R7为氢、卤素、C1-15烷基、C2-15烯基,或于上述官能基中,任意碳上的氢原子被卤素原子取代、或/及任意的-CH2-被-O-、-CO-或-COO-取代,例如:氢、氟、-CH3、-C2H5、-C3H8、-C2H3、-OCF3、-OCH=CF2、-OCH2-CF3、或-OCF2CFCF2;A5、A6、以及A7可独立地为其中R2可独立地为氢、或卤素;Z6、以及Z7独立地为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CF-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-OCF2(CH2)2-、-CF2O(CH2)2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-(CH2)2-、或-(CH2)2-CH=CH-;以及,p为1或0。由于以下说明使用多种液晶化合物,为求表示的简洁,下文将以代号组合来表示,其中以正常字型显示的数字代表碳数等于该数字的烷基,以及每一代号分别表示的结构单元整理于下表。此外,该代号组合系以表内所示结构位置直接组合,举例来说,3CPGF表示结构为下式的化合物:(非为)。根据本发明实施例,该具有式(III)所表示的化合物可包含3CCV、3CCV1、3CC4、3CC5、3CPN、3CPTP2、3CPTP4、3CPTPO2、VCCGF、3CCPF、2CPPF、3CPPF、3CPP2、2CPGF、3CPGF、3CPUF、3CCPOCF3、3CCGOCF3、5PP1、3PPV、3PGUF、V2PTP2V、1PTPO2、3PTPO1、3PTPO23PUQUF、或上述化合物的任意组合。本发明所述液晶组合物中,可更包含本领域技术人员已知及文献中所述具有式(I)、式(II)、以及式(III)所示结构之外的液晶化合物,或其他添加剂例如手性掺杂剂、UV稳定剂、抗氧化剂、自由基净化剂、纳米粒子等等。根据本发明实施例,以该液晶组合物总重为100wt%计算,其中包括该式(I)所示液晶化合物的用量范围可约为0.1wt%至90wt%、较佳为2wt%至50wt%、最佳为2.5wt%至25wt%;以及,该式(II)所示化合物的用量范围可约为0.1wt%至90wt%、较佳为2wt%至50wt%、最佳为2.5wt%至35wt%。根据本发明另一实施例,以该液晶组合物总重为100wt%计算,其中更包含该式(III)所示化合物的用量范围可约为0.1wt%至90wt%、较佳为50wt%至85wt%、最佳为60wt%至85wt%。本发明的又一实施方式提出一种液晶显示元件。该液晶显示元件的特征在于,包括任一种前述实施方式中的液晶组合物。当然,该液晶显示元件也可以具有其他已知的液晶显示元件的构件,例如基板、偏光片、彩色滤光片或配向膜等等。除了内含的液晶组合物以外,此液晶显示元件的制造方法和构成元件可以从习知技术中任意选择,因此不在此赘述。由于本实施方式的液晶显示元件采用了含有前述由式1表示的液晶化合物的液晶组合物,因此不但具有阈值电压低以及应答速度快的优点,还适于在较宽的温度范围下使用且具良好的显示品质。实施例为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举数实施例,来说明本发明所述的液晶化合物、及包含其的液晶组合物。液晶化合物制备例1:化合物2doPUF的合成在氮气下将依序加入45mL的THF(四氢呋喃)及6.4mL的二异丙胺于一反应瓶中。将反应瓶温度降至0℃后,慢慢滴入16mL的正丁基锂(2.5M)。接着,于0℃下搅拌30分钟后,再加入9g(0.032mol)的化合物1,并搅拌1小时。接着,将8.5g(0.03mol)的化合物2溶于10mL的THF中,加入先前制备的烯胺试剂。将该混合物回温至室温后,加热至回流。18小时后,加入50mL的水中止反应。以乙酸乙酯反复进行三次萃取并收集有机层,再以无水硫酸镁去除水份、过滤及减压浓缩,最后利用管柱层析法(洗脱液为乙酸乙酯与正己烷的体积比例为1:10)纯化获得5.1g的化合物3(棕色液体)。上述反应的反应式如下所示:接着,依序加入30mL的THF、2.9g(8mmol)化合物3及30mL盐酸水溶液(2N)于一反应瓶中。在室温下搅拌2小时后,加入50mL的水中止反应。以乙酸乙酯反复进行三次萃取并收集有机层,再以无水硫酸镁去除水份、过滤及减压浓缩,最后利用管柱层析法(洗脱液为乙酸乙酯与正己烷的体积比例为1:10)纯化获得1.9g的化合物4(淡黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:接着,将15mL的THF、0.3g(0.1mmol)化合物4、0.26g(0.14mmol)的3,4,5-三氟苯硼酸、3mL的碳酸钾水溶液(1N)、以及0.05g的三苯基磷钯盐(Pd(PPh3)4)加入一反应瓶中。在加热至回流并反应18小时后,加入50mL的水中止反应。以乙酸乙酯反复进行三次萃取并收集有机层,再以无水硫酸镁去除水份、过滤及减压浓缩,最后利用管柱层析法(洗脱液为乙酸乙酯与正己烷的体积比例为1:10)纯化获得0.3g的化合物2doPUF(白色固体)。上述反应的反应式如下所示:制备例2:化合物3RIGUQUF的合成将229g的化合物5、357g的氯化铝加入2L的反应瓶中,并加热回流3小时。然后,移除多余的氯化铝,并加入1.2L的二氯甲烷。接着,将温度降至5℃,加入3200g的氯化铝。接着,在加热至回流并反应5小时后,将反应液倒入盐酸和冰的混合物中进行水解,萃取,并以硅胶分离。接着,移除溶剂,以得到168.8g的化合物6(淡黄色固体、产率为80%)。上述反应的反应式如下所示:接着,将168.8g的化合物6、650ml的乙醇加入一反应瓶中。将温度控制在10℃以下,分批加入45g的硼氢化钠(NaBH4)。将温度升至室温,并持续搅拌3小时。在反应完成之后,移除乙醇,再加入450ml的10%的盐酸水溶液,进行水解,以二氯甲烷萃取,以水清洗,干燥,移除溶剂,得到170g的化合物7(淡黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:接着,将170g的化合物7、1.2L的苯、以及8g的对甲苯磺酸加入一反应瓶中,并加热回流3小时。在反应完成之后,以水洗至中性,并移除苯。以750ml的石油醚以及硅胶进行过滤。移除石油醚,得到148g的化合物8(淡黄色油状物)。上述反应的反应式如下所示:将1.5L的甲酸、300ml的30%的双氧水(H2O2)加入一反应瓶中,并以水浴将温度控制于35℃至40℃之间。然后,加入148g的化合物8。在室温下搅拌12小时。将反应液倒入大量水中,以析出白色固体,并进行过滤。将3L的7%的硫酸水溶液加入5L的三颈瓶中,并加热至沸腾。然后,于反应瓶中加入上述的白色固体。之后,以水蒸汽蒸馏,以得到64g的化合物9(白色固体。上述反应的反应式如下所示:将64g的化合物9、90ml的乙二醇、600ml的甲苯以及3g的对甲苯磺酸加入1L的三颈瓶中,并加热回流3.5小时。停止加热,并以水洗至中性。接着,移除甲苯,并以500ml的石油醚以及硅胶分离。之后,移除石油醚,并用150ml的异丙醇进行再结晶,以得到61g的化合物10(淡黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:将42g的化合物10、23.1g的间氟苯硼酸、70g的碳酸钠、300ml的水、300ml的乙醇、600ml的甲苯以及2g的Pd(PPh3)4加入2L的三颈瓶中。然后,在氮气保护下,加热回流6小时。将所得到的灰黑色固体,进行石油醚管柱层析。再结晶,以得到38g的化合物11(淡黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:将38g的化合物11、200ml的84%的甲酸水溶液以及150ml的甲苯加入500ml的三颈瓶中。然后,将温度控制在20℃,搅拌20小时。在反应完成后,以水萃取分离,再以异丙醇结晶处理,以得到28g的化合物12(淡黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:将3.3g的镁屑、50ml的无水THF、一粒碘以及几滴溴丙烷加入500ml的三颈瓶中。然后,在氮气保护下稍微加热。待反应引发后,滴加18g的溴丙烷和150ml的无水THF的混合物进行回流1小时。将反应温度降至-10℃,再滴加28g的化合物12和150ml的无水THF的混合物。将温度控制在-10℃,搅拌12小时。接着,将反应液倒入盐酸和冰的混合物中水解,并用甲苯萃取分离两次。将提取液蒸馏至250ml左右,再加入1g的对甲苯磺酸回流2小时,以得到棕红色油状物。之后,进行管柱层析,并再结晶纯化,以得到10g的化合物13(淡黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:接着,将10g的化合物13、1g的5%的Pd/C、100ml的乙醇以及100ml的甲苯加入1L的氢气釜中,在25℃下加氢气6小时,以得到9.5g的化合物14(白色固体)。上述反应的反应式如下所示:将9.5g的化合物14、4.2g的t-BuOK以及100ml的无水THF加入250ml的三颈瓶中。然后,在氮气保护下,将温度降至-100℃,并滴加17ml的n-BuLi(2.4M)。滴加完毕后,将温度控制在-100℃,搅拌1小时。加入9.5g的硼酸三异丁酯和50ml的无水THF的混合物。滴加完毕后,将温度控制在-100℃,搅拌1小时后,将温度升至室温进行水解,以得到7.2g的化合物15(黄色固体)。上述反应的反应式如下所示:将7.2g的化合物15、9.4g的双苯氟醚环溴化合物、10.2g的碳酸钠、50ml的水、50ml的乙醇、100ml的甲苯以及0.25g的Pd(PPh3)4加入500ml的三颈瓶中。然后,在氮气保护下,进行加热回流6小时。在常规处理之后,得到淡黄色油状物。进行石油醚管柱层析,并在乙醇下再结晶多次,以得到5g的化合物3RIGUQUF(白色固体)。上述反应的反应式如下所示:液晶组合物的制备及性质测试实施例1-11将液晶化合物以表1所示的比例(重量百分比)混合,藉此制备实施例1至实施例11的液晶组合物。表1接着,对实施例1至实施例11的液晶组合物分别进行澄清点(Tni)、介电常数异向性(Δε)、转动黏度(γ1)、光学异向性(Δn)的测量,其中实施例1至实施例11的测量结果如表2所示。液晶化合物及液晶组合物的前述性质分别是通过以下方法进行测定。澄清点(Tni,单位:℃):使用差示扫描量热仪(DSC;厂商:TA;型号:Q200),将液晶化合物或液晶组合物置于铝盘中精称0.5mg至10mg,并在铝盘压锭后以DSC进行相变温度测试,即藉由液晶化合物或液晶组合物因相变化而出现的吸热峰及放热峰的起始点来得到相变化温度。由于液晶化合物或液晶组合物为向列相(nematicphase),因此由室温升温的图谱上会出现向列相转变为液相的吸热峰,可读出澄清点的温度。介电常数异向性(Δε):将待测液晶组合物装入液晶盒中,于温度25℃下,对该液晶盒施加0V至20V的电压,并量测得电容对电压的曲线(C-Vcurve)。在C-Vcurve中,高电压区及低电压区皆会呈现水平,在低电压区读取电容C⊥、在高电压区读取电容C||,并可藉公式由C⊥、C||换算为ε⊥、ε||,介电常数异向性(Δε)=ε||-ε⊥。另外,在获得各个液晶组合物的Δε后,藉由母液的已知Δε,通过外插方式得出对应的待测液晶化合物的Δε。光学异向性(Δn):利用一目镜上安装有偏光板的阿贝(Abbe)折射仪(厂商:ATAGO;型号:DR-M2)对各个液晶组合物进行量测。首先,在阿贝折射仪的主棱镜表面以单方向刷上配向液,并以无尘布沿同一方向擦拭配向,接着在主棱镜上滴加少量待测的液晶组合物,在测试温度25℃,使用波长为589nm的滤光片进行光学异向性的测量。当偏光方向与擦拭方向平行时,测得的折射率为n||;当偏光方向与擦拭方向垂直时,测得的折射率为n⊥;光学异向性(Δn)=n||-n⊥。另外,在获得各个液晶组合物所测得的Δn后,藉由母液的已知Δn,并透过外插方式得出对应的待测液晶化合物的Δn。转动黏度(γ1,单位:mPa·s):如前述测得介电常数异向性(Δε)之后,软体即可由Δε值进行转动黏度(γ1)的换算。表2实施例12-20及比较例1-2将液晶化合物以表3所示的比例(重量百分比)混合,藉此制备实施例12-20及比较例1-2的液晶组合物。表3接着,对实施例12-20及比较例1-2的液晶组合物分别进行澄清点(Tni)、介电常数异向性(Δε)、转动黏度(γ1)、光学异向性(Δn)的测量,其中实施例12-20及比较例1-2的测量结果如表4所示。表4由表2、以及表4可得知,实施例1-20所述的液晶组合物因为同时包含式(I)与式(II)的化合物,所以具有较低的转动黏度或/且较高的介电异方性,因此本发明所述液晶组合物可满足液晶显示器在高应答速度与低启动电压二方面的需求。另一方面,同时包含式(I)与式(II)的液晶组合物具有较宽的液晶范围,可提供液晶显示器所需的广的操作温宽。比较例1的液晶组合物不包含具有式(I)结构的化合物,其转动黏度较高且介电异方性较低,由于比较例2的液晶组合物不包含具有式(II)结构的化合物,观察到在室温析出,室温下不是液晶态,无法量测其性质。实施例1-20所述的液晶组合物符合业界需求的介电常数异向性、转动黏度、及光学异向性,因此可预期地,同时采用符合本发明式(I)及(II)化合物的液晶组合物,应用于液晶显示元件时,可拥有省电的特性。虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属
技术领域
:中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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