CN104016830B - 一种环己烷类液晶化合物及液晶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环己烷类液晶化合物，该液晶化合物具有式Ⅰ所示的结构。该液晶化合物应用在向列型液晶组合物中，能够与其他液晶单体良好互溶，并有效降低液晶组合物的旋转粘度，显著地改善液晶组合物的响应时间，达到快速响应的目的。本发明还公开了一种包含式Ⅰ液晶化合物的正介电各向异性液晶组合物和一种包含式Ⅰ液晶化合物的负介电各向异性液晶组合物，这两种液晶组合物均具有很快的响应速度和很短的响应时间，适用于多种显示模式液晶显示器和液晶显示元件的制备，能够给观看者带来良好的视觉体验，具有广阔的应用前景和市场价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于改善液晶响应速度的环己烷类液晶化合物及含有该环己烷类液晶化合物的液晶组合物，属于液晶显示技术领域。
背景技术
液晶因为其特殊的物理、化学、光学特性，从20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。迄今为止，人们已经利用液晶化合物的特性（光学各向异性Δn、介电各向异性Δε）制作了很多液晶显示元件，应用在时钟、计算器、测定机器、汽车面板、文字处理机、电子记事本、移动电话、打印机、计算机、TV等领域。上述液晶显示元件中使用的液晶化合物中存在固有的液晶相，其相形态大致分为三种，即向列相、层列相和胆甾相。其中，向列相液晶的应用最为广泛。
液晶显示装置利用的液晶驱动方式主要包括静态驱动方式、多路驱动方式、有源矩阵驱动方式和双频驱动方式等方式。液晶显示装置利用的显示方式中，迄今为止开发了动态散射型（DS模式）、客主型（GH模式）、扭曲向列型（TN模式）、超扭曲向列型（STN模式）、薄膜晶体管型（TFT模式）和强诱电性液晶型（FLC）；近年来，TN型、STN型和TFT型3种成为市场和研发的主流。
用于显示用的液晶材料均需要满足以下性能：①良好的化学、物理及热稳定性，对电场和电磁辐射的稳定性；②旋转粘度（γ1）低；③合适的介电各向异性△ε和光学各向异性△n；④与其他液晶化合物的相溶性好；⑤较宽的向列相温度范围。为了满足上述性能要求，需要使用旋转粘度低、阈值电压低的液晶。但是到目前为止，还未找到任何一种单一的液晶化合物能达到上述性能要求，只能将几种、甚至几十种液晶化合物混合成液晶组合物，才能够满足液晶显示材料的性能要求；而且，由于近年来高清TV、3D显示等显示元件的不断出现，对液晶组合物的响应速度的要求也逐渐增大。
早期高分子液晶具有液晶相结构的刚性骨架中通常都含有苯环结构，苯环结构中含有一个大的共轭体系，对紫外光有较强的吸收，因此影响了材料的稳定性；随着研究的深入，环己烷环被越来越多的引入刚性骨架中，当用环己烷环取代液晶中的苯环后，π电子体系减少或消失，电荷密度分布降低，极化减弱，并且环己烷环相互交错垒叠，形成紧密堆积，致使液晶清亮点增加，该类液晶与结构相似的芳环类液晶相比粘度更低，且几乎没有紫外吸收，稳定性更好。
目前，已有多个关于使用环己烷化合物的响应性优异的向列型液晶组合物的提案。日本专利JP特开平6-56717提供了一种响应性优异的向列型液晶组合物，该液晶组合物可形成较大的预倾角大，而且条状排列缺陷的发生率显著降低，该液晶组合物在化学上稳定、能够低电压驱动、能够响应高时分割驱动；日本专利JP特开平7-126205提供了一种具有合适的复折射率的大小、可驱动的温度范围广、响应性优异、对比度良好的向列型液晶组合物，并提供了使用该液晶组合物、电光学特性得到改善的TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD等液晶显示装置的新型环己烷化合物，从反强诱电状态至强诱电状态的响应速度得到了改善。日本专利JP特愿2010-162348涉及到含有环己烷环的液晶化合物，混合在现有广泛使用的液晶组合物中时粘度不上升、可以有效降低阈值电压的液晶显示元件的材料。然而，迄今为止公开的液晶组合物的响应速度仍然偏慢，无法完全满足人们对液晶显示元件的显示要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种用于降低向列相型液晶响应时间的环己烷类液晶化合物，以及包含此液晶化合物的、响应速度很快的向列相型液晶组合物。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种环己烷类液晶化合物具有式Ⅰ所示的结构，
式Ⅰ中，
R11、R12分别是下列①～④所示基团中的任意一种：
①碳原子数为1～9的烷基，
②任意单键被不饱和键所代替的①所示基团，
③任意-CH2-被-O-、-CO-或-COO-所代替的①、②所示基团，
④任意氢原子被卤原子或-CN所取代的①、②、③所示基团；
Z11、Z12分别是单键、-OCO-或-OOC-中的任一基团；
X1～X8、Y1～Y8分别是氢原子或卤原子，且其中至少包含一个卤原子；当X2和/或Y2为卤原子时，X1、X3～X8、Y1、Y3～Y8不同时为氢原子。
一种所述环己烷类液晶化合物的正介电各向异性液晶组合物，包含质量份数为2～40份的第一组分、30～90份的第二组分、0～80份的第三组分和0～20份的第四组分；所述第一组分为式Ⅰ所示的环己烷类液晶化合物，第二组分为式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ所示液晶化合物中的至少一种，第三组分为式Ⅴ所示液晶化合物，第四组分为式Ⅵ所示液晶化合物；
式中，
R2、R3、R4、R5分别为碳原子数为1～9的烷基；
R61、R62分别是碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的链烯基、碳原子数为2～11的链烯氧基或者任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的烷基、任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的链烯基中的任一基团；
M2、M3、M41、M42分别为-H或-F，M5是-F或-OCF3；
Z6是单键或-CH2CH2-。
一种包含所述环己烷类液晶化合物的负介电各向异性液晶组合物，包含质量份数为2～40份的组分A、30～90份的组分B和0～20份的组分C；所述组分A为式Ⅰ所示的环己烷类液晶化合物，组分B为式Ⅶ所示的液晶化合物，组分C为式Ⅵ和/或式Ⅷ所示液晶化合物；
式中，
R61、R62、R71、R72、R81、R82分别是碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的链烯基、碳原子数为2～11的链烯氧基或者任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的烷基、任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的链烯基中的任一基团；
Z6是单键或-CH2CH2-；Z7、Z8分别是单键、-CH2CH2-、-CH2O-或-COO-中的任一基团；
M71、M72分别是-F或-Cl；
n是1、2或3中的任一数值；
环A、环B分别为单键、中的任意一种；
环C、环D分别为中的任意一种；但当n=1时，环D只能为
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：
本发明提供了一种新型的环己烷类液晶化合物。该液晶化合物以双环己基为基础结构，通过在环己烷侧位引入卤原子、在环己烷端基位置引入适当的基团，得到了一种具有适当的介电各向异性（Δε）和良好的光学各向异性（Δn）的液晶化合物。该环己烷类液晶化合物应用在向列型液晶组合物中，能够与其他液晶单体良好互溶，并有效降低液晶组合物的旋转粘度，显著地改善液晶组合物的响应时间，达到快速响应的目的。
本发明还公开了一种包含有环己烷类液晶化合物的正介电各向异性液晶组合物。该液晶组合物性能优异，具有适中的双折射率、适当高的正介电各向异性、很低的旋转粘度和很快的响应速度，适用于多种显示模式液晶显示器和液晶显示元件的制备，尤其适用于高端IPS显示模式，能够给观看者带来良好的视觉体验，具有广阔的应用前景和市场价值。
本发明还公开了一种包含有环己烷类液晶化合物的负介电各向异性液晶组合物。该液晶组合物性能优异，具有很快的响应速度、很短的响应时间、适中的双折射率、适当高的负介电各向异性和很低的旋转粘度，适用于多种显示模式液晶显示器和液晶显示元件的制备，尤其适用于高端VA显示模式，能够给观看者带来良好的视觉体验，具有广阔的应用前景和市场价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述。
本说明书中涉及的组分用量单位，除特别说明外，均为为质量份数；温度单位为摄氏度（℃），其他符号的具体意义及测试条件如下：
m/z：质荷比，采用质谱法检测。
Δn：光学各向异性，Δn=ne-no；no为寻常光的折射率，ne为非寻常光的折射率，测试条件为25±2℃，589nm，阿贝折射仪测试；
液晶组合物的Δn测试方法为：在下述母体液晶中加入10%的待测液晶组合物作为试样进行测试，然后根据所得试样的测试值，通过外推法计算出外推值，即为待测液晶组合物的Δn；外推值的计算公式为：外推值=[100×(试样的测试
值)-(母体液晶的重量百分含量)×(母体液晶的测试值)]/化合物的重量百分含量。
母体液晶为：
一种环己烷类液晶化合物，其结构如式Ⅰ所示：
式Ⅰ中，
R11、R12分别是下列①～④所示基团中的任意一种：
①碳原子数为1～9的烷基，
②任意单键被不饱和键所代替的①所示基团，
③任意-CH2-被-O-、-CO-或-COO-所代替的①、②所示基团，
④任意氢原子被卤原子或-CN所取代的①、②、③所示基团；
R11、R12优选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、烯丙基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、单氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、全氟乙烯基、全氟烯丙基、异丙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、2-丁基甲基、3-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、1-甲基戊基中的任一基团；
Z11、Z12分别是单键、-OCO-或-OOC-中的任一基团；
X1～X8、Y1～Y8分别是氢原子或卤原子，且其中至少包含一个卤原子；当X2和/或Y2为卤原子时，X1、X3～X8、Y1、Y3～Y8不同时为氢原子。
所述环己烷类液晶化合物优选自式Ⅰ-1～式Ⅰ-6所示的液晶化合物：
所述式Ⅰ-1所示的液晶化合物优选式Ⅰ-1-1～式Ⅰ-1-5所示的液晶化合物：
所述式Ⅰ-1所示的液晶化合物的制备方法为：
其中，步骤A为SUZUKI偶联反应，步骤B为催化加氢反应。
所述式Ⅰ-2～式Ⅰ-5所示的液晶化合物均可选用相应的原料、参照上述方法进行制备。
所述式Ⅰ-6所示的液晶化合物优选式Ⅰ-6-1～式Ⅰ-6-4所示的液晶化合物：
所述式Ⅰ-6所示的液晶化合物的制备方法为：
其中，步骤a为α-烷基化反应；步骤b为氟化反应，采用的氟化剂为二乙胺基三氟化硫（DAST）。
一种正介电各向异性液晶组合物，包含质量份数为2～40份的第一组分、30～90份的第二组分、0～80份的第三组分和0～20份的第四组分；所述第一组分为式Ⅰ所示的环己烷类液晶化合物，第二组分为式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ所示液晶化合物中的至少一种，第三组分为式Ⅴ所示液晶化合物，第四组分为式Ⅵ所示液晶化合物；
式中，
R2、R3、R4、R5分别为碳原子数为1～9的烷基；
R61、R62分别是碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的链烯基、碳原子数为2～11的链烯氧基或者任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的烷基、任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的链烯基中的任一基团；
M2、M3、M41、M42分别为-H或-F，M5是-F或-OCF3；
Z6是单键或-CH2CH2-。
所述正介电各向异性液晶组合物优选包含质量份数为5～30份的第一组分、45～80份的第二组分、20～60份的第三组分和0～15份的第四组分；最优选包含8～15份的第一组分、55～65份的第二组分、20～30份的第三组分和4～6份的第四组分。
一种负介电各向异性液晶组合物，包含质量份数为2～40份的组分A、30～90份的组分B和0～20份的组分C；所述组分A为式Ⅰ所示的环己烷类液晶化合物，组分B为式Ⅶ所示的液晶化合物，组分C为式Ⅵ和/或式Ⅷ所示液晶化合物；
式中，
R61、R62、R71、R72、R81、R82分别是碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的链烯基、碳原子数为2～11的链烯氧基或者任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的烷基、任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的链烯基中的任一基团；
Z6是单键或-CH2CH2-；Z7、Z8分别是单键、-CH2CH2-、-CH2O-或-COO-中的任一基团；
M71、M72分别是-F或-Cl；
n是1、2或3中的任一数值；
环A、环B分别为单键或
环C、环D分别为中的任意一种；但当n=1时，环D只能为
所述负介电各向异性液晶组合物优选包含质量份数为5～30份的组分A、45～80份的组分B和0～15份的组分C；最优选包含8～15份的组分A、55～65份的组分B和4～6份的组分C。
所述正介电各向异性液晶组合物和负介电各向异性液晶组合物可以用于制作液晶元件和电光学显示元件。
实施例1
制备环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-1：
其合成路线为：
具体制备过程如下：
步骤A：
在500ml三口瓶中加入4-乙基-2,3-二氟苯硼酸9.3g（0.05mol）、1-溴-4-丙基苯11.9g（0.06mol）、无水碳酸钠6.36g（0.06mol）、甲苯100ml、乙醇75ml和水75ml，加热至回流后加入催化剂四三苯基膦钯0.25g（0.0002mol），然后保持回流反应6h；反应结束后降至室温，分液，弃去水层；有机相先过硅胶柱，然后用2倍乙醇进行重结晶，得到13g白色晶体，即中间体
步骤B：
向500ml高压釜中加入上述中间体13g（0.05mol）、催化剂拉尼镍2g、乙醇200ml，通氢气至高压釜压力为3.5～4Mpa，在125℃条件下进行高压氢化反应12小时；氢化反应结束后，滤除催化剂；所得滤液旋干，用3倍石油醚溶解，然后过50g硅胶柱，以石油醚为淋洗液，再用2倍无水乙醇进行重结晶，最终得到终产品12g，即化合物Ⅰ-1-1。
经检测，所得产物Ⅰ-1-1的性能参数为：
Δn：0.065；m/z：272。
实施例2
制备环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-2～Ⅰ-1-5：
与实施例1中的化合物Ⅰ-1-1的制备方法相同，其区别在于：所用的反应原料不同，
制备化合物Ⅰ-1-2的原料为：
制备化合物Ⅰ-1-3的原料为：
制备化合物Ⅰ-1-4的原料为：
制备化合物Ⅰ-1-5的原料为：
实施例3
制备环己烷类液晶化合物Ⅰ-6-1：
其合成路线为：
具体制备过程如下：
步骤a：
向反应瓶中加入500ml乙醇，然后分三批加入25g（1.1mol）金属钠，升温至回流，反应1h；然后保持回流状态，缓慢滴入14g（0.1mol）5-乙基环己基-1，3-二酮，滴毕后回流反应0.5h；再滴加21g（0.102mol）1-溴-4-丙基环己烷，滴毕后回流反应5h。反应结束后稍降温，将反应液倾入500ml水中，再加入200ml乙酸乙酯进行萃取、分层，将有机相蒸干，所得固体用150ml乙醇进行重结晶，过滤干燥后得20g产品，即中间体
步骤b：
向反应瓶中计入10g（0.038mol）上述中间体和200ml二氯甲烷，然后降温至0～4℃，加入25g（0.155mol）DAST，然后室温搅拌反应38h；反应结束后，将反应液倾入500ml水中，分液，弃去水层，将有机相蒸干，所得固体用150ml乙醇进行重结晶，过滤干燥后得终产品5g，即化合物Ⅰ-6-1。
经检测，所得产物Ⅰ-6-1的性能参数为：
Δn：0.060；m/z：308。
实施例4
制备环己烷类液晶化合物Ⅰ-6-2～Ⅰ-1-4：
与实施例3中的化合物Ⅰ-6-1的制备方法相同，其区别在于：所用的反应原料不同，
制备化合物Ⅰ-6-2的原料为：
制备化合物Ⅰ-6-3的原料为：
制备化合物Ⅰ-6-4的原料为：
实施例5
所用母体液晶由1/3份的1/3份的和1/3份的组成；
（1）将10份母体液晶和1份式Ⅰ-1-1液晶化合物混合，制得液晶组合物1-1；
（2）将10份母体液晶和0.8份式Ⅰ-1-2液晶化合物混合，制得液晶组合物1-2；
（3）将10份母体液晶和1份式Ⅰ-6-2液晶化合物混合，制得液晶组合物1-3。
分别测试母体液晶、液晶组合物1-1、液晶组合物1-2和液晶组合物1-3的电光学特性响应速度，其测试结果见表1。
所述电光学特性响应速度是以在60Hz±5V（矩形波）的工作电压下测得的开启时间和关闭时间来表征的。
表1实施例5液晶性能测试数据表
由表1中数据可以看出，与母体液晶相比，添加有本发明环己烷类液晶化合物的三种液晶组合物的电光学响应速度均显著降低。
实施例6
在正介电各向异性液晶组合物中加入式Ⅰ所示的环己烷类液晶化合物，并测试液晶组合物的响应时间。
所述响应时间是在液晶盒间隙（CellGaps）9μm的TN液晶盒（TNCell）中施加电压10V、补偿电压0.1V、频率100Hz的条件下测定的上升时间和下降时间。其中，上升时间是指：在电压开启时，介电常数从0变化至最大介电常数的50%所消耗的时间；下降时间是指：在电压关闭时，介电常数从最大介电常数减少至最大介电常数的50%所消耗的时间。
（1）按比例称取下表中所示液晶化合物，制备得正介电各向异性液晶组合物2-1；
（2）称取重量份数为90份的液晶组合物2-1和10份的环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-1混合制得正介电各向异性液晶组合物2-2。
分别测试液晶组合物2-1、液晶组合物2-2的响应时间，测试结果见表2。
表2实施例6液晶性能测试数据表
| 待测液晶 | 上升时间 | 下降时间 |
| 液晶组合物2-1 | 3.5毫秒 | 12.0毫秒 |
| 液晶组合物2-2 | 2.8毫秒 | 5.7毫秒 |
由表2中数据可以看出，向正介电各向异性液晶组合物2-1中添加本发明的环己烷类液晶化合物，能够有效降低液晶组合物的响应时间。
实施例7
在负介电各向异性液晶组合物中加入式Ⅰ所示的环己烷类液晶化合物，并测试液晶组合物的响应时间。
所述响应时间测定是在间隙9μm、垂直排列液晶测试盒中施加电压10V、频率32HZ、方形波的300毫秒(msec)的条件下测定的上升时间和下降时间。其中，上升时间是指：在电压开启时，介电常数从0变化至最大介电常数的50%所消耗的时间；下降时间是指：在电压关闭时，介电常数从最大介电常数减少至最大介电常数的50%所消耗的时间。
第一组：
（1）按比例称取下表中所示的液晶化合物，制备得负介电各向异性液晶组合物3-1；
（2）称取重量份数为90份的液晶组合物3-1和10份的环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-1混合制得液晶组合物3-2；
（3）称取重量份数为90份的液晶组合物3-1和10份的环己烷类液晶化合物Ⅰ-6-1混合制得液晶组合物3-3。
分别测试液晶组合物3-1、液晶组合物3-2和液晶组合物3-3的响应时间，测试结果见表3。
表3实施例7第一组液晶性能测试数据表
| 待测液晶 | 上升时间 | 下降时间 |
| 液晶组合物3-1 | 33毫秒 | 54毫秒 |
| 液晶组合物3-2 | 20毫秒 | 26毫秒 |
| 液晶组合物3-3 | 21毫秒 | 29毫秒 |
第二组：
（1）按比例称取下表中所示的液晶化合物，制备得负介电各向异性液晶组合物4-1；
（2）称取重量份数为90份的液晶组合物4-1和10份的环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-1混合制得液晶组合物4-2；
分别测试液晶组合物4-1、液晶组合物4-2的响应时间，测试结果见表4。
表4实施例7第二组液晶性能测试数据表
| 待测液晶 | 上升时间 | 下降时间 |
| 液晶组合物4-1 | 27毫秒 | 40毫秒 |
| 液晶组合物4-2 | 22毫秒 | 32毫秒 |
第三组：
（1）按比例称取下表中所示的液晶化合物，制备得负介电各向异性液晶组合物5-1；
（2）称取重量份数为90份的液晶组合物5-1和10份的环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-1混合制得液晶组合物5-2；
分别测试液晶组合物5-1、液晶组合物5-2的响应时间，测试结果见表5。
表5实施例7第三组液晶性能测试数据表
| 待测液晶 | 上升时间 | 下降时间 |
| 液晶组合物5-1 | 45毫秒 | 67毫秒 |
| 液晶组合物5-2 | 25毫秒 | 37毫秒 |
第四组：
（1）按比例称取下表中所示的液晶化合物，制备得负介电各向异性液晶组合物6-1；
（2）称取重量份数为90份的液晶组合物6-1和10份的环己烷类液晶化合物Ⅰ-1-1混合制得液晶组合物6-2；
分别测试液晶组合物6-1和液晶组合物6-2的响应时间，测试结果见表6。
表6实施例7第四组液晶性能测试数据表
| 待测液晶 | 上升时间 | 下降时间 |
| 液晶组合物6-1 | 38毫秒 | 62毫秒 |
| 液晶组合物6-2 | 28毫秒 | 39毫秒 |
由表3～表6中数据可以看出，向四组组分不同的负介电各向异性液晶组合物中添加本发明的环己烷类液晶化合物，均能够有效降低液晶组合物的响应时间；上升时间和下降时间都显著缩短。
下面的实施例8～14分别按比例称取通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ所示的液晶化合物，制备得正介电各向异性液晶组合物。所使用的各种液晶单体均可以通过公知的方法进行合成，或通过商业途径获得。液晶组合物的制备方法采取常规方法，例如在高温下将各种组分的液晶单体溶解在溶剂中进行混合，然后在减压条件下蒸除溶剂，得到液晶组合物；或采取加热、超声波、悬浮等方法将液晶单体按比例混合制得。将所得的液晶组合物填充于液晶显示器两基板间进行性能测试。
具体化合物的单体结构、用量（质量份数）、所得的液晶组合物的性能参数测试结果均列于表中。表7～13对应实施例8～14。
表7实施例8的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表8实施例9的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表9实施例10的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表10实施例11的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表11实施例12的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表12实施例13的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表13实施例14的液晶组合物的组分配比及其性能参数
由实施例8～实施例14所示的性能参数可知，本发明的正介电各向异性液晶组合物具有适中的双折射率、适当高的正介电各向异性、很低的旋转粘度和很快的响应时间，能够给观看者带来良好的视觉体验，非常适合于制备快速响应的TN模式、IPS模式液晶显示器及液晶显示元件，尤其适合于制备高清TV、3D显示用的液晶显示元件。
下面的实施例15～21分别按比例称取通式Ⅰ、Ⅶ、Ⅵ、Ⅷ所示的液晶化合物，制备得负介电各向异性液晶组合物。下列实施例中所使用的液晶单体来源、液晶组合物制备方法和检测方法，均与实施例8～实施例14中涉及的单体来源、制备方法和检测方法相同。
具体化合物的单体结构、用量（质量份数）、所得的液晶组合物的性能参数测试结果均列于表中。表14～20对应实施例15～21。
表14实施例15的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表15实施例16的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表16实施例17的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表17实施例18的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表18实施例19的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表19实施例20的液晶组合物的组分配比及其性能参数
表20实施例21的液晶组合物的组分配比及其性能参数
由实施例15～实施例21所示的性能参数可知，本发明的负介电各向异性液晶组合物具有很快的响应速度、很短的响应时间、适中的双折射率、适当高的负介电各向异性和很低的旋转粘度，能够给观看者带来良好的视觉体验，非常适合于制备快速响应的VA模式液晶显示器及液晶显示元件，尤其适合于制备高清TV、3D显示用的液晶显示元件。
本发明虽然仅仅列举了上述实施例8～14的正介电各向异性液晶组合物、实施例15～21的负介电各向异性液晶组合物，给出了液晶组合物中的具体组分种类、用量，并进行了性能测试。但是，上述实施例的基础上，利用本发明所涉及的多种液晶化合物，通过对其用量进行适当调整，均能达到本发明的目的，获得响应时间短、响应速度快的液晶组合物。
Claims (4)
1.一种环己烷类液晶化合物，其特征在于：所述环己烷类液晶化合物为式Ⅰ-1～式Ⅰ-6所示的液晶化合物中的一种或几种，
其中，
Z11、Z12分别是单键、-OCO-或-OOC-中的任一基团；
R11、R12分别是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、烯丙基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、单氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、全氟乙烯基、全氟烯丙基、异丙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、2-丁基甲基、3-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、1-甲基戊基中的任一基团。
2.根据权利要求1所述的一种环己烷类液晶化合物，其特征在于：所述式Ⅰ-1所示的液晶化合物是式Ⅰ-1-1～式Ⅰ-1-5所示的液晶化合物中的一种或几种，
所述式Ⅰ-6所示的液晶化合物是式Ⅰ-6-1～式Ⅰ-6-4所示的液晶化合物中的一种或几种，
3.一种包含权利要求1～2任一项所述的环己烷类液晶化合物的正介电各向异性液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物包含质量份数为8～15份的第一组分、55～65份的第二组分、20～30份的第三组分和4～6份的第四组分；所述第一组分为式Ⅰ-1～式Ⅰ-6所示的液晶化合物中的一种或几种，第二组分为式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ所示液晶化合物中的至少一种，第三组分为式Ⅴ所示液晶化合物，第四组分为式Ⅵ所示液晶化合物；
式中，
R2、R3、R4、R5分别为碳原子数为1～9的烷基；
R61、R62分别是碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的链烯基、碳原子数为2～11的链烯氧基或者任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的烷基、任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的链烯基中的任一基团；
M2、M3、M41、M42分别为-H或-F，M5是-F或-OCF3；
Z6是单键或-CH2CH2-。
4.一种包含权利要求1～2任一项所述的环己烷类液晶化合物的负介电各向异性液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物由质量份数为8～15份的组分A、55～65份的组分B和4～6份的组分C组成；所述组分A为式Ⅰ-1～式Ⅰ-6所示的液晶化合物中的一种或几种，组分B为式Ⅶ所示的液晶化合物，组分C为式Ⅵ和/或式Ⅷ所示液晶化合物；
式中，
R61、R62、R71、R72、R81、R82分别是碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的链烯基、碳原子数为2～11的链烯氧基或者任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的烷基、任意-H被-F取代的碳原子数为2～12的链烯基中的任一基团；
Z6是单键或-CH2CH2-；Z7、Z8分别是单键、-CH2CH2-、-CH2O-或-COO-中的任一基团；
M71、M72分别是-F或-Cl；
n是1、2或3中的任一数值；
环A、环B分别为单键、中的任意一种；
环C、环D分别为中的任意一种；但当n＝1时，环D只能为
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| JP7420717B2 (ja) | 2017-12-06 | 2024-01-23 | メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | スイッチング要素に使用するための液晶媒体 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104016830A (zh) | 2014-09-03 |
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