本發(fā)明涉及一種可提供同時(shí)具有高介電常數(shù)各向異性和低溫穩(wěn)定性的液晶組合物的液晶化合物和包含它的液晶組合物及液晶顯示裝置。

背景技術(shù)：

液晶顯示裝置(LCD)被用于包括鐘表、電子計(jì)算器在內(nèi)的各種電器設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、車輛面板、文字處理器、電子記事本、打印機(jī)、電腦、電視機(jī)等。液晶顯示方式中代表性的有扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、面內(nèi)切換(IPS)型、邊緣場(chǎng)切換(FFS)型及垂直取向(VA)型等。

用于這些液晶顯示裝置的單一液晶化合物具有約200g/mol至600g/mol的分子量和棒狀分子結(jié)構(gòu)。通常，液晶化合物的分子結(jié)構(gòu)分為保持直線性的中心基團(tuán)(core group)、具有柔性的末端基團(tuán)(terminal group)以及具有特定用途的連接基團(tuán)(linkage group)。通過(guò)控制引入末端基團(tuán)的取代基的種類，可以控制液晶化合物及包含它的組合物的物理性質(zhì)。具體地，可通過(guò)向一側(cè)或兩側(cè)末端引入容易彎曲的鏈狀基團(tuán)(烷基、烷氧基或烯基等)來(lái)確保柔性，或者可通過(guò)向兩側(cè)末端中的任一側(cè)引入極性基團(tuán)(F、CN、OCF₃等)來(lái)控制物理性質(zhì)如介電常數(shù)。

用于上述的液晶顯示裝置的液晶化合物要求低電壓驅(qū)動(dòng)、高速響應(yīng)、寬的工作溫度范圍。具體地，為了在寬的溫度范圍下穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)，液晶材料要求具有在約-20℃下穩(wěn)定的各種物理性質(zhì)(低溫穩(wěn)定性)以及高透明點(diǎn)。而且，為了低電壓驅(qū)動(dòng)及高速響應(yīng)，液晶材料要求介電常數(shù)各向異性的絕對(duì)值大，旋轉(zhuǎn)粘度小以及具有適當(dāng)?shù)膹椥韵禂?shù)(K₁₁、K₂₂、K₃₃平均值)。

上述的液晶材料所要求的物理性質(zhì)是用一種至兩種液晶化合物不可能滿足的，通常需要配合使用7種至20種液晶化合物。

然而，這種混合多種單一液晶化合物的組合物處在低溫環(huán)境時(shí)，包含在該組合物的單一液晶化合物中熔點(diǎn)更高的化合物會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶，從而喪失原有的功能。

因此，為了避免這種再結(jié)晶，介紹了一種引入具有長(zhǎng)鏈的取代基或者適當(dāng)?shù)嘏浜暇哂虚L(zhǎng)鏈的物質(zhì)的方法。但是，對(duì)于折射率各向異性或者介電常數(shù)各向異性高的單一液晶化合物，長(zhǎng)鏈導(dǎo)致彈性系數(shù)和旋轉(zhuǎn)粘度變差，因此液晶顯示裝置的響應(yīng)時(shí)間增加。具體地，由以下化學(xué)式Q-1表示的液晶化合物具有86℃的高熔點(diǎn)，但是Q-1的液晶化合物中引入更長(zhǎng)的烷基鏈的化學(xué)式Q-2的液晶化合物具有64℃的低熔點(diǎn)。

[化學(xué)式Q-1]

[化學(xué)式Q-2]

雖然如此，所述化學(xué)式Q-1的液晶化合物具有387mPa·s的旋轉(zhuǎn)粘度，而所述化學(xué)式Q-2的液晶化合物具有411mPa·s的旋轉(zhuǎn)粘度。因此，如果利用化學(xué)式Q-2的液晶化合物，就會(huì)導(dǎo)致在LCD面板響應(yīng)時(shí)間增加的問(wèn)題。

因此，亟需研發(fā)出一種技術(shù)以提高要求高介電常數(shù)各向異性的液晶組合物的低溫穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明提供一種液晶化合物，該液晶化合物可提供同時(shí)具有高介電常數(shù)各向異性及低溫穩(wěn)定性的液晶組合物。

此外，本發(fā)明提供一種包含所述液晶化合物的液晶組合物及液晶顯示裝置。

技術(shù)方案

下面，對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的液晶化合物和包含它的液晶組合 物及液晶顯示裝置等進(jìn)行說(shuō)明。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，提供一種由以下化學(xué)式1表示的液晶化合物。

[化學(xué)式1]

在所述化學(xué)式1中，

R¹為氫及具有1至15個(gè)碳原子的烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中1至3個(gè)H被鹵素取代或一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接連接的自由基，

X¹為F、Cl、CN、NCS及包含1至3個(gè)F的具有1至5個(gè)碳原子的氟烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中一個(gè)以上-CH₂-分別被氧原子替代的自由基，

Y¹為H或F，

A¹及A²環(huán)分別獨(dú)立地為以下結(jié)構(gòu)的環(huán)中的任何一個(gè)，

Z¹為單鍵、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C≡C-、-CH₂CF₂-、-CHFCHF-、-CF₂CH₂-、-CH₂CHF-、-CHFCH₂-、-C₂F₄-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-或-OCF₂-，

n為0或1。

本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)，如所述化學(xué)式1，液晶化合物中引入被甲基取代的苯基時(shí)，環(huán)(ring)之間的夾角變大，使得分子之間的聚集密度(packing density)減少，從而具有熔點(diǎn)降低的效果。本發(fā)明人們還發(fā)現(xiàn)，由于這種效果，液晶化合物可 具有非常優(yōu)秀的低溫穩(wěn)定性。

特別是，如化學(xué)式1在末端苯基(最右側(cè)的苯基)的第三個(gè)位置引入甲基時(shí)，可具有上述效果。如果所述化學(xué)式1中在末端苯基的第三個(gè)位置引入具有兩個(gè)以上碳原子的取代基，則分子長(zhǎng)軸與短軸之比減少，從而導(dǎo)致透明點(diǎn)急劇降低。另外，所述化學(xué)式1中在末端苯基的第三個(gè)位置引入F時(shí)，可以顯示出低溫穩(wěn)定性得到提高的效果，但正介電常數(shù)各向異性會(huì)減少，從而難以提供所期望的高介電常數(shù)各向異性的液晶組合物。

在沒(méi)有特別限制的情況下，本文中以下術(shù)語(yǔ)可以被解釋為如下。

鹵素(halogen)可以是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。

具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基自由基。具體地，具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基可以是具有1至10個(gè)碳原子的直鏈烷基自由基；具有1至5個(gè)碳原子的直鏈烷基自由基；具有3至10個(gè)碳原子的支鏈或環(huán)狀烷基自由基；或者具有3至5個(gè)碳原子的支鏈或環(huán)狀烷基自由基。更具體地，具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基可以是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基或環(huán)己基等。

此外，具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基可以用所述自由基的一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-,-O-、-COO-、-OCO-或-OCO-O-取代的自由基來(lái)替代。在一個(gè)例子中，甲基自由基可以用甲基自由基(-CH₂-H)的-CH₂-被-CH＝CH-取代的乙烯基自由基(-CH＝CH-H)來(lái)替代。只是，所述自由基中的一個(gè)以上-CH₂-可被所述取代基取代以免氧原子直接連接。

另外，具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基可以用所述自由基的一個(gè)以上H被鹵素取代的自由基來(lái)替代。在一個(gè)例子中，甲基自由基可以用甲基自由基(-CH₃)的所有H被F取代的全氟甲基自由基(-CF₃)來(lái)替代。

單鍵是指由Z¹表示的部分上不存在另一原子的情形。在一個(gè)例子中，化學(xué)式1的Z¹為單鍵，n為0，A²環(huán)為亞環(huán)己基時(shí)，環(huán)戊基可以直接連接在亞環(huán)己基上。

在所述化學(xué)式1中，R¹可以是具有1至3個(gè)碳原子的烷基自由基、或者具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基中一個(gè)以上-CH₂-被-CH＝CH-取代的自由基。如果R¹為具有1至15個(gè)碳原子的烷基自由基中一個(gè)以上-CH₂-被-CH＝CH-取代的自 由基，則為了減少旋轉(zhuǎn)粘度、增加透明點(diǎn)以及優(yōu)化彈性系數(shù)，R¹的碳原子數(shù)為偶數(shù)時(shí)，末端上引入雙鍵較為有利，而R¹的碳原子數(shù)為奇數(shù)時(shí)，第奇數(shù)個(gè)碳原子上引入雙鍵較為有利。在一個(gè)例子中，為了優(yōu)化彈性系數(shù)以及增加透明點(diǎn)，R¹可以是-CH＝CH₂、-CH₂-CH₂-CH＝CH₂、-CH＝CH-CH₃或-CH₂-CH₂-CH＝CH₂-CH₃。而且，在化學(xué)式1的液晶化合物中，由于中心基團(tuán)的末端環(huán)為環(huán)戊基，因此R¹為氫時(shí)可以有效地降低旋轉(zhuǎn)粘度。

在所述化學(xué)式1中，X¹作為極性自由基可以是上述的取代基中的任何一個(gè)。尤其，為了提供低粘度的液晶組合物，X¹可以是F、Cl、CF₃或OCF₃。

在所述化學(xué)式1中，末端苯基的第六個(gè)位置，即Y¹可以是氫或氟，若要確保更高的介電常數(shù)各向異性，可以使用Y¹為氟的化合物。

在所述化學(xué)式1中，Z¹的結(jié)構(gòu)可鑒于介電常數(shù)各向異性、旋轉(zhuǎn)粘度、折射率各向異性等進(jìn)行選擇，通常為了確保所要求的液晶化合物的各種物理性質(zhì)可以選擇單鍵或-CF₂O-等。

在所述化學(xué)式1中，A¹及A²環(huán)的結(jié)構(gòu)可鑒于折射率各向異性或介電常數(shù)各向異性進(jìn)行選擇。若要提供折射率各向異性高的液晶材料，則A¹及A²環(huán)為1,4-亞苯基的液晶化合物較為適合，若要提供介電常數(shù)各向異性高的液晶材料，則A¹及A²環(huán)為含F(xiàn)或O的環(huán)的液晶化合物較為適合。

作為一個(gè)示例性實(shí)施方案，所述化學(xué)式1的化合物可以是具有以下結(jié)構(gòu)的液晶化合物中的任何一個(gè)。

在所述式中，R¹與化學(xué)式1中定義的相同。

本文中不同化學(xué)式中的相同符號(hào)不表示同類取代基。例如，不同化學(xué)式1-1 至1-24中相同符號(hào)“R¹”不表示同類取代基，因此即使化學(xué)式1-1中“R¹”為氫，化學(xué)式1-2的“R¹”也可以是甲基。另外，在化學(xué)式中括號(hào)“()”表示可被括號(hào)內(nèi)的取代基取代。更具體地，-(F)表示該部位上可以結(jié)合氫或氟。

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案，提供一種包含由所述化學(xué)式1表示的液晶化合物的液晶組合物。所述液晶組合物包含所述化學(xué)式1的液晶化合物，從而具有高介電常數(shù)各向異性，還可具有優(yōu)秀的低溫穩(wěn)定性。

相對(duì)于所述組合物中包含的總液晶化合物100重量份，所述化學(xué)式1的液晶化合物的含量為1至50重量份，從而可以顯示出上述的效果。

另外，在所述液晶組合物中，所述化學(xué)式1的液晶化合物可以與符合適用所述組合物的液晶面板特性的已知各種液晶化合物配合使用。

在一個(gè)例子中，所述液晶組合物作為母體第一成分可包含由以下化學(xué)式2表示的低粘性液晶化合物。

[化學(xué)式2]

在所述化學(xué)式2中，

R²¹及R²²分別獨(dú)立地為氫及具有1至15個(gè)碳原子的烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中1至3個(gè)H被鹵素取代或一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接連接的自由基，

A³及A⁴環(huán)分別獨(dú)立地為1,4-亞環(huán)己基(1,4-cyclohexylene)或1,4-亞苯基(1,4-phenylene)。

作為這種化學(xué)式2的化合物可以使用選自以下結(jié)構(gòu)的液晶化合物中的化合物，使得能夠保持高電阻率以及有利于控制透明點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)粘度、折射率各向異性、介電常數(shù)各向異性。

在這些式中，R²¹及R²²與化學(xué)式2中定義的相同。

另外，所述液晶組合物作為母體第二成分可包含由以下化學(xué)式3表示的高溫液晶化合物。

[化學(xué)式3]

在所述化學(xué)式3中，

R³¹及R³²分別獨(dú)立地為氫及具有1至15個(gè)碳原子的烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中1至3個(gè)H被鹵素取代或一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接連接的自由基，

A⁵及A⁷環(huán)分別獨(dú)立地為1,4-亞環(huán)己基或1,4-亞苯基，

A⁶環(huán)為1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基(2-fluoro-1,4-phenylene)、3-氟-1,4-亞苯基或2,3-二氟-1,4-亞苯基，

o為1或2。

作為化學(xué)式3的化合物可以使用選自以下結(jié)構(gòu)的液晶化合物中的化合物，使得能夠保持高電阻率以及有利于控制透明點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)粘度、折射率各向異性、介電常數(shù)各向異性。

在這些式中，R³¹及R³²與化學(xué)式3中定義的相同。

另外，所述液晶組合物作為母體第三成分可包含由以下化學(xué)式4表示的高介電常數(shù)液晶化合物。

[化學(xué)式4]

在所述化學(xué)式4中，

R⁴¹為氫及具有1至15個(gè)碳原子的烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中1至3個(gè)H被鹵素取代或一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、 -CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接連接的自由基，

X²為F、Cl、CN、NCS及包含1至3個(gè)F的具有1至5個(gè)碳原子的氟烷基(fluoroalkyl)中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中一個(gè)以上-CH₂-被氧原子替代的自由基，

Y²為H、F或甲基，Y³及Y⁴分別獨(dú)立地為H或F，

A¹¹、A²²及A³³環(huán)分別獨(dú)立地為以下結(jié)構(gòu)的環(huán)中的任何一個(gè)，

Z¹¹、Z¹²及Z¹³分別獨(dú)立地為單鍵、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C≡C-、-CH₂CF₂-、-CHFCHF-、-CF₂CH₂-、-CH₂CHF-、-CHFCH₂-、-C₂F₄-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-或-OCF₂-，

f為1、2或3，g為0、1或2，h為0或1，而f、g及h之和為2或3。

作為這種化學(xué)式4的化合物可以使用選自以下結(jié)構(gòu)的液晶化合物中的化合物，使得能夠保持高電阻率以及有利于控制透明點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)粘度、折射率各向異性、介電常數(shù)各向異性。

在這些式中，R⁴¹及X²與化學(xué)式4中定義的相同。

另外，所述液晶組合物作為母體第四成分可包含由以下化學(xué)式5表示的高介電常數(shù)液晶化合物。

[化學(xué)式5]

在所述化學(xué)式5中，

R⁵¹為氫及具有1至15個(gè)碳原子的烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中1至3個(gè)H被鹵素取代或一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、 -CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代以免氧原子直接連接的自由基，

X³為F、Cl、CN、NCS及包含1至3個(gè)F的具有1至5個(gè)碳原子的氟烷基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中一個(gè)以上-CH₂-被氧原子替代的自由基，

Y⁵及Y⁶分別獨(dú)立地為H或F，

A⁵¹、A⁵²及A⁵³環(huán)分別獨(dú)立地為以下結(jié)構(gòu)的環(huán)中的任何一個(gè)，

Z⁵¹、Z⁵²及Z⁵³分別獨(dú)立地為單鍵、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-C≡C-、-CH₂CF₂-、-CHFCHF-、-CF₂CH₂-、-CH₂CHF-、-CHFCH₂-、-C₂F₄-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-或-OCF₂-，

j為1、2或3，k為0、1或2，m為0或1，而j、k及m之和為2或3。

作為這種化學(xué)式5的化合物可以使用選自以下結(jié)構(gòu)的液晶化合物中的化合物，使得能夠保持高電阻率以及有利于控制透明點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)粘度、折射率各向異性、介電常數(shù)各向異性。

在這些式中，R⁵¹及X³與化學(xué)式5中定義的相同。

所述液晶組合物與化學(xué)式1的液晶化合物一起包含所述的母體第一至第四成分中的至少一種，從而可以提供低溫穩(wěn)定性比現(xiàn)有的明顯優(yōu)秀且介電常數(shù)各向異性大的液晶材料。

另外，所述液晶組合物除了液晶化合物之外，可進(jìn)一步包含本發(fā)明所屬領(lǐng)域中常用的各種添加劑。

具體地，所述液晶組合物可進(jìn)一步包含抗氧化劑。作為這種抗氧化劑可以列舉由以下化學(xué)式6及化學(xué)式7表示的化合物中選擇的抗氧化劑等。

[化學(xué)式6]

[化學(xué)式7]

在所述化學(xué)式6及7中，R¹⁹及R²⁰分別獨(dú)立地為氫、具有1至15個(gè)碳原子的烷基及具有1至15個(gè)碳原子的烷氧基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF₂O-、-O-、-COO-或-OCO-取代或者所述自由基中一個(gè)以上H被鹵素替代以免氧原子直接連接的自由基，

A¹³為亞環(huán)己基、亞四氫吡喃基(tetrahydropyranylene)或亞二氧雜環(huán)己烷基(dioxanylene)。

此外，所述液晶組合物可進(jìn)一步包含紫外光穩(wěn)定劑。作為這種紫外光穩(wěn)定劑可以使用Hals(Hindered amine light stabilizer)系列。在非限制性例子中，作為所述紫外光穩(wěn)定劑可以使用由以下化學(xué)式8及化學(xué)式9表示的化合物中選擇的紫外光穩(wěn)定劑等。

[化學(xué)式8]

在所述化學(xué)式8中，R²³及R²⁴分別獨(dú)立地為氫、具有1至15個(gè)碳原子的烷基及具有1至15個(gè)碳原子的烷氧基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF₂O-、-O-、-COO-或-OCO-取代或者所述自由基中一個(gè)以上H被鹵素替代以免氧原子直接連接的自由基，

q為0至12的整數(shù)，

[化學(xué)式9]

在所述化學(xué)式9中，R²⁵為氫、具有1至15個(gè)碳原子的烷基及具有1至15個(gè)碳原子的烷氧基中的任何一個(gè)自由基、或者所述自由基中一個(gè)以上-CH₂-被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF₂O-、-O-、-COO-或-OCO-取代或者所述自由基中一個(gè)以上H被鹵素替代以免氧原子直接連接的自由基，

d為0至12的整數(shù)。

相對(duì)于總液晶組合物重量，所述抗氧化劑及/或紫外光穩(wěn)定劑可以使用約 1ppm至2000ppm或約200ppm至500ppm左右。

進(jìn)一步地，若要將所述液晶組合物用于STN或TN模式的液晶顯示裝置，則為了實(shí)現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)，液晶組合物中還可以添加由以下化學(xué)式10表示的化合物。

[化學(xué)式10]

相對(duì)于液晶組合物100重量份，由所述化學(xué)式10表示的化合物的使用量為約0.01重量份至約5重量份，從而可易于實(shí)現(xiàn)所需的間距(pitch)。

使用本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的化學(xué)式1的液晶化合物可以提供具有正介電常數(shù)各向異性的液晶組合物，更具體地易于提供具有3以上的介電常數(shù)各向異性、70℃以上的透明點(diǎn)及0.09以上的折射率各向異性的液晶組合物。

此外，所述液晶組合物可用于主動(dòng)矩陣液晶顯示器(AM-LCD)或被動(dòng)矩陣液晶顯示器(PM-LCD)，而且可用于TN(Twist nematic)、STN(Super-twisted nematic)、IPS(In-plane switching)、FFS(Fringe field switching)、PLS(Plane line switching)、AH-IPS(advanced high-performance IPS)、ADS(Advanced-super dimensional switching)、PSA(Polymer sustained alignment)等各種模式的液晶顯示裝置。

另外，根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方案，提供一種包含液晶組合物的液晶顯示裝置。所述液晶組合物可通過(guò)本發(fā)明所屬領(lǐng)域中已知的各種方法適用于液晶顯示裝置。而且，所述液晶顯示裝置可以制造成如上所述的各種模式的液晶顯示裝置。

有益效果

本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的液晶化合物具有優(yōu)秀的低溫穩(wěn)定性，可以提供高介電常數(shù)及/或高折射率的液晶組合物。而且，通過(guò)高電阻率可以更容易地將優(yōu)化的液晶組合物提供給各種液晶顯示裝置，例如TN、STN、IPS、FFS、PLS、AH-IPS、ADS及PSA模式的液晶顯示裝置。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的作用及效果。但， 下述實(shí)施例是本發(fā)明的示例而已，本發(fā)明的權(quán)利范圍并不局限于下述實(shí)施例。

通過(guò)下述方法制備本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的液晶化合物，并利用下述方法評(píng)估了液晶化合物的物理性質(zhì)。

然后，制備了包含所述液晶化合物的液晶組合物，并利用下述方法評(píng)估了液晶組合物的物理性質(zhì)。

具體地，液晶化合物的物理性質(zhì)是用外推值加以定義的，所述外推值通過(guò)以下方法得到：將準(zhǔn)備測(cè)定物理性質(zhì)的液晶化合物10重量％與母液晶90重量％混合制備試樣，將試樣的測(cè)定值代入以下式1中。此時(shí)，作為所述母液晶使用了透明點(diǎn)為78.3℃，折射率各向異性[Δn]為0.1214，介電常數(shù)各向異性[Δε]為5.0，旋轉(zhuǎn)粘度[γ₁]為57mPa·s的母液晶。

[式1]

外推值＝[母液晶的測(cè)定值]+[{(試樣的測(cè)定值)-(母液晶的測(cè)定值)}/(液晶化合物的重量％)×100]

(1)透明點(diǎn)

將準(zhǔn)備要測(cè)定透明點(diǎn)的包含液晶化合物的試樣或者液晶組合物用滴管在載玻片上滴下一滴后，再蓋上蓋玻片，以制作用于測(cè)定透明點(diǎn)的樣品。

具有METTLER TOLEDO FP90溫度控制器的儀器中放入所制作的樣品，用FP82HT熱臺(tái)(Hot stage)以3℃/min的速度提升溫度，并觀察樣品的變化。記錄樣品上出現(xiàn)孔的時(shí)間點(diǎn)的溫度，這樣的操作反復(fù)進(jìn)行3次以導(dǎo)出平均值，并將該值定義為試樣或液晶組合物的透明點(diǎn)。

(2)折射率各向異性

試樣或液晶組合物的折射率各向異性[Δn]是在20℃下使用波長(zhǎng)為589nm的光線通過(guò)目鏡上安裝有偏光片的阿貝折射計(jì)進(jìn)行測(cè)定的。將主棱鏡的表面朝一個(gè)方向摩擦(rubbing)后，將待測(cè)試樣或液晶組合物滴在主棱鏡上。接著，測(cè)定了偏光方向與摩擦方向平行時(shí)的折射率(n∥)以及偏光方向與摩擦方向垂直時(shí)的折射率(n⊥)。然后，將所述折射率值代入式2中而得到折射率各向異性(Δn)。

[式2]

Δn＝n∥-n⊥

(3)介電常數(shù)各向異性

試樣或液晶組合物的介電常數(shù)各向異性[Δε]是將如下測(cè)定的ε∥及ε⊥代入式3中進(jìn)行計(jì)算的。

[式3]

Δε＝ε∥-ε⊥

①介電常數(shù)ε∥的定：兩片玻璃基板的形成有ITO圖案的面上涂布垂直取向劑以形成垂直取向膜。接著，在兩片玻璃基板中的任何一個(gè)基板上涂布間隔物(spacer)后粘合兩片玻璃基板，以使垂直取向膜彼此相對(duì)且兩片玻璃基板之間的間隔(單元間隙)為4μm。然后，向該元件注入待測(cè)試樣或液晶組合物，并用紫外光固化的粘合劑進(jìn)行密封。之后，使用Agilent制造的4294A設(shè)備測(cè)定了該元件在20℃下的介電常數(shù)ε∥。

②介電常數(shù)ε⊥的測(cè)定：兩片玻璃基板的形成有ITO圖案的面上涂布水平取向劑以形成水平取向膜。接著，在兩片玻璃基板中的任何一個(gè)基板上涂布間隔物后粘合兩片玻璃基板，以使水平取向膜彼此相對(duì)且兩片玻璃基板之間的間隔(單元間隙)為4μm。然后，向該元件注入待測(cè)試樣或液晶組合物，并用紫外光固化的粘合劑進(jìn)行密封。之后，使用Agilent制造的4294A設(shè)備測(cè)定了該元件在20℃下的介電常數(shù)ε⊥。

(4)旋轉(zhuǎn)粘度

兩片玻璃基板的形成有ITO圖案的面上涂布水平取向劑以形成水平取向膜。接著，在兩片玻璃基板中的任何一個(gè)基板上涂布間隔物后粘合兩片玻璃基板，以使水平取向膜彼此相對(duì)且兩片玻璃基板之間的間隔(單元間隙)為20μm。然后，向該元件注入試樣或液晶組合物，并用紫外光固化的粘合劑進(jìn)行密封。之后，使用安裝有ESPEC Corp.制造的溫度控制器(Model SU-241)的Toyo Corp.的Model 6254設(shè)備測(cè)定了該元件在20℃下的旋轉(zhuǎn)粘度。

(5)熔點(diǎn)

將準(zhǔn)備要測(cè)定熔點(diǎn)的試樣或液晶組合物放在載玻片上，再蓋上蓋玻片，以制作用于測(cè)定熔點(diǎn)的樣品。

具有METTLER TOLEDO FP90溫度控制器的儀器中放入所制作樣品，用FP82HT熱臺(tái)以3℃/min的速度提升溫度，并觀察樣品的變化。記錄樣品從固態(tài)變成具有流動(dòng)性的液晶相的時(shí)間點(diǎn)的溫度，這樣的操作反復(fù)進(jìn)行3次以導(dǎo)出平 均值，并將該值定義為試樣升溫時(shí)的熔點(diǎn)。

然后，利用同樣的設(shè)備以3℃/min的速度降低溫度，并觀察樣品的變化。記錄樣品從液晶相變成結(jié)晶相的時(shí)間點(diǎn)的溫度，這樣的操作反復(fù)進(jìn)行3次以導(dǎo)出平均值，并將該值定義為試樣降溫時(shí)的熔點(diǎn)。

(6)低溫穩(wěn)定性

準(zhǔn)備10mL小瓶(vial)，小瓶?jī)?nèi)注入準(zhǔn)備要測(cè)定物理性質(zhì)的包含液晶化合物的試樣或液晶組合物2mL。然后，觀察在-25℃下的試樣或液晶組合物的狀態(tài)30天。以-25℃下試樣或液晶組合物的狀態(tài)保持穩(wěn)定的時(shí)間來(lái)評(píng)估低溫穩(wěn)定性。在下面，經(jīng)過(guò)30天后，試樣或液晶組合物還保持穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)表示為“30天以上”。

制備例1:液晶化合物1-A1的合成

將醇化合物(A-1-2)(2.3g，14.2mmol)、碳酸鉀(3.6g，25.9mmol)、四丁基溴化銨(0.42g，1.29mmol)及DMF(50mL)的混合物在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行攪拌并將所述混合物加熱至40℃。然后，將溴化合物(A-1-1)(5.8g，15mmol)溶解于50mL的DMF后滴入所述混合物中。之后，將所得混合物加熱至90℃，使其反應(yīng)約2小時(shí)后，再將所述混合物放入冰塊容器進(jìn)行冷卻。接著，用甲苯從所述混合物提取生成物，對(duì)該生成物進(jìn)行減壓蒸餾而得到褐色固體。然后，將該固體通過(guò) 硅膠柱層析及再結(jié)晶(使用己烷和乙酸乙酯的混合溶劑)進(jìn)行純化而得到白色結(jié)晶(4.76g，10.3mol)。(收率為73％)Mass spectrum：307，468[M⁺]

制備例2:液晶化合物1-A2的合成

將醇化合物(A-2-2)(4.1g，25.6mmol)、碳酸鉀(6.4g，46.6mmol)、四丁基溴化銨(0.75g，2.3mmol)及DMF(70mL)的混合物在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行攪拌并將所述混合物加熱至40℃。然后，將溴化合物(A-2-1)(12.9g，27mmol)溶解于70mL的DMF后滴入所述混合物中。之后，將所得混合物加熱至90℃，使其反應(yīng)約2小時(shí)后，再將所述混合物放入冰塊容器進(jìn)行冷卻。接著，用甲苯從所述混合物提取生成物，對(duì)該生成物進(jìn)行減壓蒸餾而得到褐色固體。然后，將該固體通過(guò)硅膠柱層析及再結(jié)晶(使用己烷和乙酸乙酯的混合溶劑)進(jìn)行純化而得到白色結(jié)晶(10.2g，18.1mol)。(收率為71％)Mass spectrum：372，401，562[M⁺]

試驗(yàn)例1：評(píng)估制備例中制備的液晶化合物的物理性質(zhì)

通過(guò)上述的方法測(cè)定制備例1及2中制備的液晶化合物和現(xiàn)有的具有高介電常數(shù)各向異性的液晶化合物P-1、P-2及Q-1的物理性質(zhì)，其結(jié)果示于表1中。

[液晶化合物P-1]

[液晶化合物P-2]

[液晶化合物Q-1]

[表1]

從影響液晶化合物低溫穩(wěn)定性的因素即降溫時(shí)的熔點(diǎn)來(lái)看，現(xiàn)有的液晶化合物P-1、P-2及Q-1的降溫時(shí)熔點(diǎn)分別為41℃、71℃及58℃，而本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的液晶化合物為30℃以下及38℃，相對(duì)于現(xiàn)有液晶化合物降溫時(shí)的熔點(diǎn)低。由此可以確認(rèn)，本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的液晶化合物與現(xiàn)有液晶化合物相比具有優(yōu)秀的低溫穩(wěn)定性。

實(shí)施例及比較例：液晶組合物的制備

實(shí)施例及比較例中使用的液晶化合物用代碼來(lái)表示。該代碼通過(guò)以下方法編寫(xiě)：將構(gòu)成液晶化合物中心基團(tuán)的環(huán)的符號(hào)從右依次填寫(xiě)，并將連接所述中心基團(tuán)的環(huán)的連接基團(tuán)按順序填寫(xiě)后，將末端基團(tuán)填寫(xiě)在右側(cè)。此時(shí)，中心基團(tuán)的環(huán)和連接中心基團(tuán)的環(huán)的連接基團(tuán)之間沒(méi)有其他區(qū)分標(biāo)記，但中心基團(tuán)和末端基團(tuán)之間寫(xiě)入“-”用以區(qū)分，而兩末端基團(tuán)用“.”來(lái)區(qū)分。物質(zhì)的個(gè)別簡(jiǎn)化符號(hào)(代碼)整理于下表2中。

[表2]

請(qǐng)參照所述表2，以下代碼表示以下所示結(jié)構(gòu)的液晶化合物。

ACE-3.F:

ACEXE-3.F:

BB-3.V:

BB-3.U1:

按照下表3的組分，制備了包含本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的液晶化合物的實(shí)施例1至6的液晶組合物和不包含本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的液晶化合物的比較例1至4的液晶組合物。然后，對(duì)所述液晶組合物的物理性質(zhì)進(jìn)行評(píng)估并示于表3中。

[表3]

(表3的組分單位為重量％)

請(qǐng)參照所述表3，現(xiàn)有液晶組合物即比較例1及2的組合物具有4.5及5.3左右的介電常數(shù)各向異性，而加入本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的化學(xué)式1的液晶化合物的實(shí)施例1至6的液晶組合物具有7.3至11.3的介電常數(shù)各向異性，相對(duì)于 比較例有所增加。

另外，為了高介電常數(shù)各向異性而加入現(xiàn)有液晶化合物P1及P2的比較例3及4的液晶組合物也具有11.0左右的高介電常數(shù)各向異性。然而，比較例3及4的液晶組合物在-25℃的低溫下只有8天至10天左右保持其狀態(tài)。相反，實(shí)施例5及6的液晶組合物與比較例3及4的組合物相比具有進(jìn)一步增加的介電常數(shù)各向異性，而且在-25℃的低溫下保持穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)30天以上。

因此，本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的化學(xué)式1的液晶化合物提供一種具有高介電常數(shù)各向異性且具有優(yōu)秀的低溫穩(wěn)定性的液晶組合物，從而更容易地滿足各種顯示器所要求的條件。