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CN115612501A - 液晶组合物、液晶介质和电光显示元件 - Google Patents

液晶组合物、液晶介质和电光显示元件 Download PDF

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CN115612501A
CN115612501A CN202210935726.9A CN202210935726A CN115612501A CN 115612501 A CN115612501 A CN 115612501A CN 202210935726 A CN202210935726 A CN 202210935726A CN 115612501 A CN115612501 A CN 115612501A
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compound
crystal composition
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CN202210935726.9A
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刘晓
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种液晶组合物、液晶介质和电光显示元件,液晶组合物包括至少一种或多种具有式I的化合物,在式I的结构中引入X、K1、K2、A1、A2、R1及R2等基团,使得化合物分子的偶极矩朝同一个方向,降低了化合物的极性,进而降低了化合物的粘度,也提高了响应速度,缩短了响应时间,改善了电光显示元件的显示效果和性能。

Description

液晶组合物、液晶介质和电光显示元件
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种液晶组合物、液晶介质和电光显 示元件。
背景技术
液晶化合物广泛应用于包括但不限于手表、手机、电视和电脑等电子设备 的显示器中。显示器的对比度及响应时间会受到的液晶化合物的光学、电学和 力学性能的影响,造成显示器的对比度较差和响应时间较长,进而影响显示器 的显示效果和性能。例如:在电压为0V时,VA(垂直取向模式)显示器中的 液晶分子排列方向与玻璃基板垂直,垂直于玻璃基板的入射光线无法通过,呈 现良好的暗态效果,因此,VA显示器通常具有负介电各向异性(Δε)以及较 好的对比度,但是其响应时间较长,响应速度较慢。而IPS、FFS显示器的对 比度和响应速度均不佳。
然而液晶化合物的光学、电学和力学的性质取决于其分子结构及取代基团 的结构。因此,为了改善显示器的显示效果和性能,亟需开发响应更快和对比 度更高的液晶材料。
发明内容
本申请提供一种液晶组合物、液晶介质和电光显示元件,以解决液晶材料 的极性小,粘度大以及响应速度慢而导致显示器的显示效果不足的技术问题。
本申请第一个方面为提供一种液晶组合物,其包括至少一种或多种具有式 I的化合物:
Figure BDA0003782956110000021
其中,A1、A2各自独立地为单键、O或S;
X为单键、-O-、-S-、-CH2-、-CH2CH2-或-CF2-;
K1、K2各自独立地为H或F;
R1、R2各自独立为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS、CF3或SF5,或 者各自独立为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或 C2-15炔氧基,且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基 或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷 氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团 能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、 -CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个H能被 F、Cl、Br或I取代。
可选的,在本申请一些实施例中,X为-O-或-S-。
可选的,在本申请一些实施例中,A1、A2各自独立地为S或O。
可选的,在本申请一些实施例中,K1、K2二者中至少有一个为F。
可选的,在本申请一些实施例中,R1、R2各自独立为C1-7烷基、C1-7烷氧 基、C2-7烯基、C2-7烯氧基、C2-7炔基或C2-7炔氧基。
可选的,在本申请一些实施例中,所述具有式I的化合物具有以下结构式:
Figure BDA0003782956110000031
中的任一种,其中,
R7为C1-15烷基、C2-15烯基或C2-15炔基,且R7中有一个或两个CH2基团 能被-O-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O或-OCH2-取代;
R2为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS、CF3或SF5,或者为C1-15烷基、 C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基,且C1-15烷基、 C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能 被H、CN或CF3取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧 基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、 -C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、 -CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH- 或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个H能被F、Cl、Br或I取代。
可选的,在本申请一些实施例中,所述IB选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000032
Figure BDA0003782956110000041
Figure BDA0003782956110000042
中的任一种。和/或,所述IE选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000043
Figure BDA0003782956110000051
Figure BDA0003782956110000052
中任一种。和/或,所述IH选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000053
Figure BDA0003782956110000054
中任一种。和/或,所述IN选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000061
Figure BDA0003782956110000062
中任一种。所述IQ选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000063
Figure BDA0003782956110000071
Figure BDA0003782956110000072
中的任一种。和/或,所述IT选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000073
Figure BDA0003782956110000081
Figure BDA0003782956110000082
中的任一种。
可选的,在本申请一些实施例中,液晶组合物,其还包括至少一种或多种 具有式II的化合物和/或至少一种或多种具有式III的化合物:
R3-R'-R4 式II。
其中,R3、R4各自独立地为C1-10烷基、C1-10烷氧基、C2-10烯基、C2-10烯 氧基、C2-10炔基或C2-10炔氧基,且R3、R4中至少有一个H原子能被F、Cl、 Br或I取代;
R’为:
Figure BDA0003782956110000083
Figure BDA0003782956110000084
R5-R"-R6 式III。
其中,R5、R6各自独立地为C1-10烷基、C1-10烷氧基、C2-10烯基、C2-10烯 氧基、C2-10炔基或C2-10炔氧基,且R5、R6中至少有一个H原子能被F、Cl、 Br或I取代。
R”为:
Figure BDA0003782956110000091
Figure BDA0003782956110000092
可选的,在本申请一些实施例中,所述具有式I的化合物的质量百分比为 1%-50%,所述具有式II的化合物的质量比分比为1%-90%,所述具有式III的 化合物的质量百分比为1%-90%。
可选的,在本申请一些实施例中,所述具有式I的化合物的质量百分比为 1%-25%,所述具有式II的化合物的质量比分比为10%-70%,所述具有式III 的化合物的质量百分比为10%-70%。
本申请第二个方面为提供一种液晶介质,其包括上述的液晶组合物。
本申请第三个方面为提供一种电光显示元件,其包括液晶层,液晶层由上 述的液晶介质制成。
本申请提供一种液晶组合物,包含具有式I的化合物,通过在式I的结构 中引入X、K1、K2、A1、A2、R1及R2等基团,使得化合物分子的偶极矩朝同一 个方向,降低了化合物的极性,进而降低了化合物的粘度,也提高了响应速度, 缩短了响应时间,改善了电光显示元件的显示效果和性能。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描 述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中 的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实 施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实 施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。
本申请提供一种液晶组合物、液晶介质和电光显示元件,以下分别进行详 细说明。需要说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺 序的限定。且在以下实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例 中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本申请的实施例提供一种液晶组合物,其包括至少一种或多种具有式I的 化合物:
Figure BDA0003782956110000101
其中,A1、A2各自独立地为单键、O或S。
X为单键、-O-、-S-、-CH2-、-CH2CH2-或-CF2-。在一种实施例中,X表 示为O,向式I引入氧芴结构,有利用提高液晶化合物的极性。在另一种实施 例中,X表示为S,向式I引入硫芴结构,有利于提高液晶化合物的溶解度。
K1、K2各自独立地为H或F。在一种实施例中,K1、K2二者中至少有一 个为F;当K1、K2均为F时,有利于提高液晶化合物的极性。在一具体示例 中,A1、A2各自独立地为O。X为-O-。K1、K2均为F。从式I中可见,F,O 在分子中朝向同一侧,使得分子的偶极矩朝同一个方向,有利于提高液晶化合 物的极性,从而有利于降低液晶化合物的粘度,进而提高了液晶化合物的响应 速度。
R1、R2各自独立为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS(异硫氰酸基)、CF3或SF5,或者各自独立为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、 C2-15炔基或C2-15炔氧基,且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、 C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代,和/或C1-15烷基、 C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、 -CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代。和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基有一个或多个H能 被F、Cl、Br或I取代,较为优选地为其中一个或多个H被F或Cl取代。
需要说明的是:
上述“烷基”、“烯基”或“炔基”表示具有1-15(即1、2、3、4、5、6、 7、8、9、10、11、12、13、14或15)个碳原子的直链或支链的脂肪烃基团。
式I中的R1和R2各自独立地表示烷基,这些烷基可以是直链的或支链的。 这些基团的每一个优选是直链的,具有1、2、3、4、5、6或7个碳原子并且 相应地优选甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基。
式I中的R1和R2各自独立地表示具有2-15个碳原子的烯基或炔基,这些 烯基或炔基可以是直链的或支链的并且具有至少一个碳碳双键或碳碳三键。其 优选是直链的具有2-7个碳原子的烯基或炔基。具体为乙烯基、丙-1-烯基、丙 -2-烯基、丁-1-烯基、丁-2-烯基、丁-3-烯基、戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯 基、戊-4-烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基、己-5-烯基、庚 -1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基、庚-6-烯基、乙炔基、 丙-1-炔基、丙-2-炔基、丁-1-炔基、丁-2-炔基、丁-3-炔基、戊-1-炔基、戊-2- 炔基、戊-3-炔基、戊-4-炔基、己-1-炔基、己-2-炔基、己-3-炔基、己-4-炔基、己-5-炔基、庚-1-炔基、庚-2-炔基、庚-3-炔基、庚-4-炔基、庚-5-炔基或庚-6- 炔基,且烯基可以是E和Z型异构体。烯基和炔基中,优选丙-2-烯基、丁-2- 烯基、丁-3-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基、戊-4-烯基、丙-2-炔基、丁-2-炔基、 丁-3-炔基、戊-2-炔基、戊-3-炔基或戊-4-炔基。
根据本申请上述实施例的具有式I的化合物的基团或取代基或根据具有式 I的化合物的本身是光学活性或立体异构基团、取代基或化合物的形式,它们 具有不对称中心或手性中心,这些同样包括在本申请保护范围内。上述具有式 I的化合物能以异构体的形式存在,如纯对映体、非对映体、E或Z异构体或 作为以任何所需比例的多个异构体的混合物存在,例如作为外消旋体、E/Z异 构体混合物。
在一种实施方式中,当上式I中A1为O的情况下,R1和R2优选具有1-7 个碳原子的烷基,特别优选2-5个碳原子。在其中A2为单键或O的情况下, R2优选表示烷基,烯基或炔基,特别优选具有1-7个碳原子的烷基。在R1和 R2中碳原子总和优选为4、5、6、7、8、9、10,特别优选为5、6、7、8、9。
在另一种实施方式中,当上式I中A1为单键的情况下,R1和R2优选具有 1-7个碳原子的烷基,特别优选2-5个碳原子。在其中A2为单键或O的情况下, R2优选表示烷基,烯基或炔基,特别优选具有1-7个碳原子的烷基。在R1和 R2中碳原子总和优选为4、5、6、7、8、9、10,特别优选为5、6、7、8、9。
在一些实施例中,R1、R2各自独立地表示C2-7烷基、C3-6烯基、C3-6炔基 或CF3,和R1及R2基团中的一个或两个CH2基团被-O-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、 -CF2O-、-OCF2-、-CH2O或-OCH2-取代。
在本申请另一些实施例中,R1、R2各自独立为C1-7烷基、C1-7烷氧基、C2-7烯基、C2-7烯氧基、C2-7炔基或C2-7炔氧基,且C1-7烷基、C1-7烷氧基、C2-7烯 基、C2-7烯氧基、C2-7炔基或C2-7炔氧基中至少有一个或多个CH2基团能被-O-、 -C(O)O-、-OC(O)-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH2O、-OCH2-、-CH=CH- 或-C≡C-取代;以及C1-7烷基、C1-7烷氧基、C2-7烯基、C2-7烯氧基、C2-7炔基 或C2-7炔氧基中有一个或多个H能被F取代。在一种实施例中,R1、R2各自 独立地表示为H或F,当R1、R2各自独立地表示为F时,有利于提高液晶化 合物的极性。在另一种实施例中,R1、R2各自独立为C1-7烷基、C1-7烷氧基、 C2-7烯基、C2-7烯氧基、C2-7炔基或C2-7炔氧基。
在本申请另一些实施例中,具有式I的化合物具有以下结构式:
Figure BDA0003782956110000131
中的任一种,其中,R7为C1-15烷基、C2-15烯基或C2-15炔基,且R7中有一个或 两个CH2基团能被-O-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O 或-OCH2-取代。R2为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS、CF3或SF5,或者 为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基, 且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、 C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2 -、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2 CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、-CF=CH-、-CH= CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个H能被F、Cl、Br或 I取代。
上述IA-IX化合物的结构式中引入氧芴结构或硫芴结构,以及对K1、K2、 A1和A2进行优化,选择有利于提高液晶化合物极性的优选基团,得到具有较 高介电、较高极性及低粘度的化合物。需要说明的是,液晶组合物可以包括上 述IA-IX化合物中的一种或多种。
在本申请另一些实施例中,IB选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000141
Figure BDA0003782956110000142
中的任一种。上述IB1-16的结构式中,引入氧芴结构,并且A1和A2为单键或O,K1和K2各自独立为F,有利于提高化合 物的极性,从而降低粘度。上述化合物具有高介电、高极性及低粘度等优点。 IE选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000143
Figure BDA0003782956110000151
Figure BDA0003782956110000152
中任一种。上述IE1-16的结构式中,引入氧芴结构,并且A1和A2为单键或O,K1和K2各自独立为F,有利于提高化合物的极性, 从而降低粘度。上述化合物具有高介电、高极性及低粘度等优点。
IH选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000153
Figure BDA0003782956110000161
Figure BDA0003782956110000162
中任一种。上述IH1-16的结构式中,引入氧芴结构, 并且A1和A2为单键或O,K1和K2各自独立为F,有利于提高化合物的极性, 从而降低粘度。上述化合物具有高介电、高极性及低粘度等优点。
IN选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000163
Figure BDA0003782956110000171
Figure BDA0003782956110000172
中任一种。上述IN1-16的结构式中,引入硫芴结构,并且A1和A2为单键或O,K1和K2各自独立为F,有利于提高化合物的 极性,从而降低粘度。上述化合物具有高介电、高极性及低粘度等优点。
IQ选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000173
Figure BDA0003782956110000181
中的任一种。上述IQ1-16的结构式中,引入硫芴结构,并且A1和A2为单键或O,K1和K2各自独立为F,有利于提高化合物的极性, 从而降低粘度。上述化合物具有高介电、高极性及低粘度等优点。
IT选自以下结构式:
Figure BDA0003782956110000182
Figure BDA0003782956110000183
中的任一种。上述IT1-16的结构式中,引入硫芴结构,并且A1和A2为单键或O,K1和K2各自独立为F,有利于提高化合物的 极性,从而降低粘度。上述化合物具有高介电、高极性及低粘度等优点。
在一种实施方式中,具有式I的化合物可以采用以下制备方法:
S1,将第一化合物进行加成反应生成加成产物,其中,第一化合物的结构 式为:
Figure BDA0003782956110000191
加成产物的结构式为:
Figure BDA0003782956110000192
S2,将加成产物进行氧化反应,得到氧化产物,其中,氧化产物的结构式 为:
Figure BDA0003782956110000193
S3,将第二化合物与氧化产物进行交叉偶联反应,生成偶联产物,其中, 第二化合物的结构式为:
Figure BDA0003782956110000194
偶联产物的结构式为:
Figure BDA0003782956110000195
S4,将偶联产物进行缩合反应,生成目标产物,其结构式为:
Figure BDA0003782956110000196
反应过程为:
Figure BDA0003782956110000201
第一化合物、加成产物、氧化产物、第二化合物、偶联产物和目标产物的 结构式中,A1、A2各自独立地为单键、O或S。
K1、K2各自独立地为H或F。
R1、R2各自独立为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS(异硫氰酸基)、 CF3或SF5,或者各自独立为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、 C2-15炔基或C2-15炔氧基,且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、 C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代;和/或C1-15烷基、 C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、 -CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基有一个或多个H能 被F、Cl、Br或I取代。
在另一种实施方式中,具有式I的化合物可以采用以下制备方法:
S10,将第一化合物进行加成反应生成加成产物,其中,第一化合物的结构 式为:
Figure BDA0003782956110000202
加成产物的结构式为:
Figure BDA0003782956110000203
S20,将加成产物进行氧化反应,得到氧化产物,其中,氧化产物的结构式 为:
Figure BDA0003782956110000211
S30,将第二化合物与氧化产物进行交叉偶联反应,生成偶联产物,其中, 第二化合物的结构式为:
Figure BDA0003782956110000212
偶联产物的结构式为:
Figure BDA0003782956110000213
S40,将偶联产物于弱碱中进行缩合反应,生成第一中间产物,其结构式 为:
Figure BDA0003782956110000214
S50,将第一中间产物进行重排反应,生成第二中间产物,其结构式为:
Figure BDA0003782956110000215
S60,将第二中间产物进行缩合反应,得到目标产物,其结构式为:
Figure BDA0003782956110000221
反应过程为:
Figure BDA0003782956110000222
上述第一化合物、加成产物、氧化产物、第二化合物、偶联产物、第一中 间产物、第二中间产物和目标产物的结构式中,A1、A2各自独立地为单键、O 或S。
K1、K2各自独立地为H或F。
R1、R2各自独立为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS(异硫氰酸基)、 CF3或SF5,或者各自独立为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、 C2-15炔基或C2-15炔氧基,且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、 C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代;和/或C1-15烷基、 C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、 -CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基有一个或多个H能 被F、Cl、Br或I取代。
在本申请另一些实施例中,液晶组合物包括:其包括至少一种或多种具有 式I的化合物、至少一种或多种具有式II的化合物和/或至少一种或多种具有式 III的化合物:
具有式I的化合物的结构如上文所述,故不在此赘述。
具有式II的化合物为:
R3-R'-R4 式II。
其中,R3、R4各自独立地为C1-10烷基、C1-10烷氧基、C2-10烯基、C2-10烯 氧基、C2-10炔基或C2-10炔氧基,且R3、R4中至少有一个H原子能被F、Cl、 Br或I取代。
R’为:
Figure BDA0003782956110000231
Figure BDA0003782956110000232
通过向液晶组合物中添加具有式II的化合物,有利于降低液晶组合物的 粘度、增加液晶组合物的光学各向异性(Δn)以及提高组合物的清亮点(Tni)。
具有式III的化合物为:
R5-R″-R6 式III。
其中,R5、R6各自独立地为C1-10烷基、C1-10烷氧基、C2-10烯基、C2-10烯 氧基、C2-10炔基或C2-10炔氧基,且R5、R6中至少有一个H原子能被F、Cl、 Br或I取代。
R”为:
Figure BDA0003782956110000233
Figure BDA0003782956110000241
通过向液晶组合物中添加具有式III的化合物,有利于降低液晶组合物的 粘度、增加液晶组合物的介电以及提高液晶组合物的清亮点,从而改善液晶组 合物的低温性能。
在一些实施例中,液晶组合物按照质量百分比计,其组分包括:具有式I 的化合物1%-50%、具有式II的化合物1%-90%和具有式III的化合物1%-90%。 在另一种实施例中,液晶组合物按照质量百分比计,其组分包括:具有式I的 化合物1%-40%、具有式II的化合物5%-70%和具有式III的化合物5%-70%。 在其他一实施例中,液晶组合物按照质量百分比计,其组分包括:具有式I的 化合物1%-25%,具有式II的化合物10%-70%,具有式III的化合物10%-70%。 需要说明的是,在具体实施时,液晶组合物可以包括一种或多种具有式I的化 合物,当具有式I的化合物为多种时,本实施例对多种具有式I的化合物的混 合比例不作限定,可以按照任意比例混合。液晶组合物也可以包括一种或多种 具有式II的化合物,当具有式II的化合物为多种时,本实施例对多种具有式 II的化合物的混合比例不作限定,可以按照任意比例混合。液晶组合物还可以 包括一种或多种具有式III的化合物,当具有式III的化合物为多种时,本实施 例对多种具有式III的化合物的混合比例不作限定,可以按照任意比例混合。
在本申请另一些实施例中,提供一种液晶介质,其包括上述的液晶组合物, 液晶组合物应用于液晶介质中,液晶组合物具有低粘度、极性大及响应快等有 点,对发展快速响应的显示器件具有积极意义,并且适合于混合液晶的调配, 有利于提高液晶介质的极性,增加液晶介质的介电各向异性、提高液晶介质的 清亮点(Tni,单位:℃),以及改善液晶介质的低温性能。在一些实施例中, 将包含本申请实施例提供的液晶组合物的液晶介质应用VA、ECB、PALC、FFS 或IPS模式中的显示器,改善显示器的显示效果和性能。
在本申请另一些实施例中,提供一种电光显示元件,其包括液晶层,液晶 层由上述的液晶介质制成。改善了电光显示元件的光电性能,从而提高电光显 示元件的显示效果和性能。
下面结合具体的实施例,进一步阐明本申请的技术效果。
在以下各实施例中,液晶组合物的制备均采用热溶解方法,包括以下步骤:
S100、按质量百分比计称取制备液晶组合物的各组分,其中称量加入顺序 无特定要求,通常以液晶化合物熔点由低到高的顺序一次称量混合。
S200、在60℃-100℃下加热并搅拌,使各组分充分溶解混合。
S300、冷却至室温,封装得到目标样品。
除非另有说明,本实施例中百分比均为质量百分比,温度单位为℃;Tni 代表液晶组合物的清亮点(单位:℃);Δn代表25℃时的光学各向异性,ne为 非寻常光的折射率;γ1代表25℃时的旋转粘度(单位:mPa·s);Δε代表25℃ 时的介电各向异性,ε为垂直于液晶分子长轴的介电常数,K11是展曲弹性常 数,K33是弯曲弹性常数。
实施例1
提供一种液晶组合物,按照质量百分比计,其组分包括:
Figure BDA0003782956110000251
Figure BDA0003782956110000261
本实施例的液晶组合物的性能参数如下表1:
Figure BDA0003782956110000262
表1
上述液晶组合物在-20℃放置480h无析晶。
实施例2
提供一种液晶组合物,按照质量百分比计,其组分包括:
Figure BDA0003782956110000271
Figure BDA0003782956110000281
本实施例的液晶组合物的性能参数如下表2:
Figure BDA0003782956110000282
表2
上述液晶组合物在-20℃放置480h无析晶。
实施例3
提供一种液晶组合物,按照质量百分比计,其组分包括:
Figure BDA0003782956110000283
Figure BDA0003782956110000291
本实施例的液晶组合物的性能参数如下表3:
Figure BDA0003782956110000292
Figure BDA0003782956110000301
表3
上述液晶组合物在-20℃放置480h无析晶。
实施例4
提供一种液晶组合物,按照质量百分比计,其组分包括:
Figure BDA0003782956110000302
Figure BDA0003782956110000311
本实施例的液晶组合物的性能参数如下表4:
Figure BDA0003782956110000312
表4
上述液晶组合物在-20℃放置480h无析晶。
实施例5
提供一种液晶组合物,按照质量百分比计,其组分包括:
Figure BDA0003782956110000313
Figure BDA0003782956110000321
本实施例的液晶组合物的性能参数如下表5:
Figure BDA0003782956110000322
表5
上述液晶组合物在-20℃放置480h无析晶。
实施例6
提供一种液晶组合物,按照质量百分比计,其组分包括:
Figure BDA0003782956110000331
Figure BDA0003782956110000341
本实施例的液晶组合物的性能参数如下表6:
Figure BDA0003782956110000342
表6
上述液晶组合物在-20℃放置480h无析晶。
上述实施例的液晶组合物的性能参数表明,本申请的液晶组合物整体的极 性大,即Δε,并且在液晶的响应速度中起到有利的作用。例如IPS、FFS等 显示器的响应速度根据γ1/K11来判断,其比值越小,则响应速度越快;VA显示 器的响应速度根据γ1/K33来判断,比值越小,则响应速度越快。由上述实施 例的性能参数可以说明,本申请的液晶组合物具有极性大、粘度低以及响应快 等优点。
以上对本申请提供进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原 理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法 及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具 体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解 为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种液晶组合物,其特征在于,包括至少一种或多种具有式I的化合物:
Figure FDA0003782956100000011
其中,A1、A2各自独立地为单键、O或S;
X为单键、-O-、-S-、-CH2-、-CH2CH2-或-CF2-;
K1、K2各自独立地为H或F;
R1、R2各自独立为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS、CF3或SF5,或者各自独立为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基,且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个H能被F、Cl、Br或I取代。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,X为-O-或-S-。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其特征在于,A1、A2各自独立地为S或O。
4.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其特征在于,K1、K2二者中至少有一个为F。
5.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其特征在于,R1、R2各自独立为C1-7烷基、C1-7烷氧基、C2-7烯基、C2-7烯氧基、C2-7炔基或C2-7炔氧基。
6.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,所述具有式I的化合物具有以下结构式:
Figure FDA0003782956100000021
中的任一种,其中,
R7为C1-15烷基、C2-15烯基或C2-15炔基,且R7中有一个或两个CH2基团能被-O-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O或-OCH2-取代;
R2为H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、NCS、CF3或SF5,或者为C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基,且C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基的末端基团能被H、CN或CF3取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个CH2基团能被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CHF-CHF-、-CH2O、-OCH2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-取代,和/或C1-15烷基、C1-15烷氧基、C2-15烯基、C2-15烯氧基、C2-15炔基或C2-15炔氧基至少有一个H能被F、Cl、Br或I取代。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物,其特征在于,所述IB选自以下结构式:
Figure FDA0003782956100000031
Figure FDA0003782956100000032
中的任一种;和/或
所述IE选自以下结构式:
Figure FDA0003782956100000033
Figure FDA0003782956100000041
Figure FDA0003782956100000042
中任一种;和/或
所述IH选自以下结构式:
Figure FDA0003782956100000043
Figure FDA0003782956100000051
Figure FDA0003782956100000052
中任一种;和/或
所述IN选自以下结构式:
Figure FDA0003782956100000053
Figure FDA0003782956100000054
中任一种;
所述IQ选自以下结构式:
Figure FDA0003782956100000061
Figure FDA0003782956100000062
中的任一种;和/或
所述IT选自以下结构式:
Figure FDA0003782956100000063
Figure FDA0003782956100000071
Figure FDA0003782956100000072
中的任一种。
8.根据权利要求1所述的液晶组合物,其特征在于,还包括至少一种或多种具有式II的化合物和/或至少一种或多种具有式III的化合物:
R3-R'-R4式II,
其中,R3、R4各自独立地为C1-10烷基、C1-10烷氧基、C2-10烯基、C2-10烯氧基、C2-10炔基或C2-10炔氧基,且R3、R4中至少有一个H原子能被F、Cl、Br或I取代;
R’为:
Figure FDA0003782956100000073
Figure FDA0003782956100000074
Figure FDA0003782956100000081
R5-R"-R6
式III,
其中,R5、R6各自独立地为C1-10烷基、C1-10烷氧基、C2-10烯基、C2-10烯氧基、C2-10炔基或C2-10炔氧基,且R5、R6中至少有一个H原子能被F、Cl、Br或I取代;
R”为:
Figure FDA0003782956100000082
Figure FDA0003782956100000083
9.根据权利要求8所述的液晶组合物,其特征在于,所述具有式I的化合物的质量百分比为1%-50%,所述具有式II的化合物的质量比分比为1%-90%,所述具有式III的化合物的质量百分比为1%-90%。
10.根据权利要求9所述的液晶组合物,其特征在于,所述具有式I的化合物的质量百分比为1%-25%,所述具有式II的化合物的质量比分比为10%-70%,所述具有式III的化合物的质量百分比为10%-70%。
11.一种液晶介质,其特征在于,包括权利要求1-10任一项所述的液晶组合物。
12.一种电光显示元件,其特征在于,包括液晶层,所述液晶层由权利要求11所述的液晶介质制成。
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