液晶化合物、液晶組合物以及液晶顯示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶化合物、液晶組合物以及液晶顯示元件，且特別是有關(guān) 于一種具有高光學(xué)各向異性、高澄清點、廣向列相溫度范圍以及較佳低溫儲存性的液晶化 合物、液晶組合物以及包含液晶組合物的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示元件（liquid crystal display device)為利用液晶光電變化的顯示元 件，其具有體積小、重量輕、低電力消耗與顯示品質(zhì)佳等優(yōu)點，因此近年來已成為市場主流。
[0003] 液晶顯示元件中包含有液晶組合物，液晶組合物包含一種以上的液晶化合物，為 提升液晶顯示元件的性能，液晶化合物應(yīng)具有以下特性：（1)化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)穩(wěn)定； (2)具有較高的澄清點（向列相至液相的相變溫度）；(3)向列相的下限溫度較低；(4)與其 他液晶化合物的相溶性優(yōu)異；（5)具有較大的介電各向異性；(6)具有相對高的光學(xué)各向異 性。
[0004] 當(dāng)液晶顯示元件中包含化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)穩(wěn)定的液晶化合物，可提高電壓保持 率。當(dāng)使用具有較高澄清點及向列相下限溫度較低的液晶化合物，可擴寬向列相的溫度范 圍，而使液晶顯示元件的使用溫度范圍變大，進而擴大液晶顯示元件的應(yīng)用范圍。當(dāng)使用與 其他液晶化合物的相溶性優(yōu)異的液晶化合物，可提升液晶組合物的性質(zhì)。由于單一液晶化 合物難以具備上述所有特點，因此液晶組合物通常包含一種以上的液晶化合物，當(dāng)液晶化 合物彼此間的相溶性越高，有利于液晶組合物的均勻性與穩(wěn)定性。當(dāng)使用具有較大的介電 各向異性的液晶化合物，有助于降低臨界電壓，臨界電壓較低可提升液晶顯示元件的對比 度、顯示容量與響應(yīng)速度。當(dāng)使用具有較高的光學(xué)各向異性的液晶化合物，有助于提升對比 度。已知構(gòu)成液晶顯示元件的單元厚度（d)與液晶組合物的光學(xué)各向異性（Δη)的乘積 值為固定時，當(dāng)光學(xué)各向異性（Δη)較大時，所使用的液晶顯示元件的單元厚度（d)可以較 小。適當(dāng)?shù)某朔e值取決于運作模式的種類，例如，以扭轉(zhuǎn)向列（Twisted nematic，TN)運作的 液晶顯示元件，適當(dāng)?shù)某朔e值約為0. 45 μm。由于響應(yīng)速度與單元厚度的平方成反比，在維 持固定乘積值與兼顧響應(yīng)速度的情況下，可使用具有較高的光學(xué)各向異性的液晶化合物。
[0005] 如何改變液晶化合物的分子結(jié)構(gòu)，使液晶化合物具備上述性質(zhì)，以進一步改善液 晶顯示元件的品質(zhì)，是相關(guān)業(yè)者努力的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一目的是在提供一種液晶化合物，其具有高光學(xué)各向異性、高澄清點與 寬廣的向列相溫度范圍，藉此，有利于液晶化合物的保存及擴大其應(yīng)用范圍。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是在提供一種液晶組合物，其包含前述的液晶化合物，有利于 低溫儲存，并有利于提升液晶顯示元件的成像品質(zhì)及擴大其應(yīng)用范圍。
[0008] 本發(fā)明的再一目的是在提供一種液晶顯示元件，其包含前述的液晶組合物，故可 具有較佳地成像品質(zhì)及擴大其應(yīng)用范圍。
[0009] 依據(jù)本發(fā)明的一方面的一實施方式是在提供一種液晶化合物，其具有如式（I)所 示的結(jié)構(gòu)：
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種液晶化合物，其具有如式（I)所示的結(jié)構(gòu)：
其中，該R1與該R2各自獨立為-H、-F、未經(jīng)取代的碳數(shù)1至10的直鏈烷基或支鏈烷 基、經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)1至10的直鏈烷基或支鏈烷基、未經(jīng)取代的碳數(shù)2至10的直鏈烯 基或支鏈烯基，或經(jīng)鹵素取代的碳數(shù)2至10的直鏈烯基或支鏈烯基，該R 1與該R2中任意 的-CH2-可被-〇-、-C〇-、-coo-或-C = C-取代，其前提是該氧原子彼此不直接連接； 該A1與該A 2各自獨立為1，4-亞苯基、1，4-亞環(huán)己基、1，3-亞環(huán)戊基、2, 5-亞四氫 吡喃基或1，4-雙環(huán)[2. 2. 2]亞辛基，其中，該1，4-亞苯基中任意一個或任意兩個不相鄰 的-CH2-可被-N-取代，且該1，4-亞苯基中任意一個氫原子可被氟原子取代，該1，4-亞環(huán) 己基中任意一個或任意兩個不相鄰的-CH 2-可被-0-或-S-取代，且該1，4-亞環(huán)己基中任 意一個氫原子可被氟原子取代； 該心
其中該L為氫原子或氟原子； 該Z1、該Z2與該Z 3各自獨立為單鍵、-0-、-C0-、 -C00-、-C三C-、-CH = CH-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CF = CH-、-CH = CF-; 該m為1或2 ;以及 該n為0、1或2,且當(dāng)該Z1為單鍵時，n辛0。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶化合物，其中該A1與該A2各自獨立為1，4-亞苯基、1，4-亞 環(huán)己基、1，3-亞環(huán)戊基或2, 5-亞四氫吡喃基，其中，該1，4-亞苯基中任意一個或任意兩 個不相鄰的-CH2-可被-N-取代，且該1，4-亞苯基中任意一個氫原子可被氟原子取代，該 1，4-亞環(huán)己基中任意一個或任意兩個不相鄰的-CH 2-可被-0-或-S-取代，且該1，4-亞環(huán) 己基中任意一個氫原子可被氟原子取代；以及 該n為1或2。
3. 如權(quán)利要求1所述的液晶化合物，其中該A1與該A2各自獨立為1，4-亞苯基、1，4-亞 環(huán)己基或2, 5-亞四氫吡喃基，且該1，4-亞苯基中任意一個氫原子可被氟原子取代，該 1，4-亞環(huán)己基中任意一個或任意兩個不相鄰的-CH 2-可被-0-或-S-取代，且該1，4-亞環(huán) 己基中任意一個氫原子可被氟原子取代； 該Z1、該Z2與該Z 3是單鍵； 該m為1;以及 該n為1。
4. 如權(quán)利要求1所述的液晶化合物，其具有如式（1-1)、式（1-2)、式（1-3)或式（1-4) 所示的結(jié)構(gòu)：
5. -種液晶組合物，其包含如權(quán)利要求1所述的液晶化合物。
6. 如權(quán)利要求5所述的液晶組合物，其更包含結(jié)構(gòu)如式（II)、式（III)及式（IV)所示 的化合物的至少一者： r3-a4-z4-a5-r4 (II)；r5-a6-z5-a7-z6-a8-r6 (III)； R7-A9-Z7-A10-Z 8-An-Z9-A12-R8 (IV)； 其中，該R3、該R5與該R7各自獨立為碳數(shù)1至15的烷基或碳數(shù)2至15的烯基，該R 3、 該R5與該R 7中任意一個或多個-H可被-F、-CF 3、-CF2H取代，且該R3、該R5與該R 7中任意 一個或多個不相鄰的-ch2-可被-〇-、-s-、-co-、-coo-、-0-C0-或-0-C00-取代； 該R4、該R6與該R8各自獨立為氫、鹵素、碳數(shù)1至15的烷基或碳數(shù)2至15的烯基，該 R4、該R6與該R8中任意一個或多個-H可被-F、-CF 3或-CF 2H取代，且該R4、該R6與該R8中 任意一個或多個不相鄰的-ch2-可被-〇-、-s-、-co-、-coo-、-0-C0-或-0-C00-取代； 該A4、該A5、該A6、該A7、該A 8、該A9、該A1CI、該A11與該A 12各自獨立為1，4-亞環(huán)己基、 1，4-亞苯基、1，3-亞環(huán)戊基或2, 5-茚滿基，其中該1，4-亞環(huán)己基中任意一個或多個不 相鄰的_CH2-可被-0-取代，且該1，4-亞環(huán)己基、該1，4-亞苯基、該1，3-亞環(huán)戊基與該 2, 5-茚滿基中任意一個或多個氫原子可被氟原子取代；以及 該z4、該z5、該z6、該z7、該z 8與該z9各自獨立為單鍵、雙鍵、-ch2o-、-och2-、-c2h4-、-c4 H8_、_CF2_CF 2_、_C = C_、_C 三 C_、_CF20_、_0CF 2_、_C00_ 或 _0_C0_〇
7. 如權(quán)利要求6所述的液晶組合物，其包含結(jié)構(gòu)如式（II)、式（III)和式（IV)所示的 化合物。
8. 如權(quán)利要求7所述的液晶組合物，基于該液晶組合物的含量為100重量百分比，該液 晶組合物包含： 〇. 1重量百分比至10重量百分比的該液晶化合物； 5重量百分比至50重量百分比的該式（II)化合物； 15重量百分比至50重量百分比的該式（III)化合物；以及 1重量百分比至50重量百分比的該式（IV)化合物。
9. 如權(quán)利要求6所述的液晶組合物，其中該R3、該R5與該R 7各自獨立為碳 數(shù)1至7的烷基或碳數(shù)2至7的烯基，該R3、該R5與該R 7中任意一個或多個-H可 被-F、-CF3、-CF2H取代，且該R 3、該R5與該R 7中任意一個或多個不相鄰的-CH 2-可 被-〇-、-co-、-coo-、-0-C0-或-0-C00-取代； 該R4、該R6與該R8各自獨立為氫、鹵素、碳數(shù)1至7的烷基或碳數(shù)2至7的烯基，該R 4、 該R6與該R8中任意一個或多個-H可被-F、-CF 3或-CF 2H取代，且該R4、該R6與該R8中任 意一個或多個不相鄰的-ch2-可被-〇-、-co-、-coo-、-0-C0-或-0-C00-取代； 該A4、該A5、該A6、該A7、該A 8、該A9、該A1CI、該A11與該A 12各自獨立為1，4-亞環(huán)己基、 1，4-亞苯基、1，3-亞環(huán)戊基或2, 5-茚滿基，其中該1，4-亞環(huán)己基中任意一個或多個不相 鄰的-CH2-可被-0-取代，且該1，4-亞環(huán)己基、該1，4-亞苯基與該2, 5-茚滿基中任意一 個或多個氫原子可被氟原子取代；以及 該Z4、該Z5、該Z6、該Z7、該Z 8與該Z 9各自獨立為單鍵、雙鍵、-CH 20_、-och2-、-C2H4-、-C =C_、_C 三 C_、_CF20_、_coo_或_o_co_〇
10. -種液晶顯示元件，包含如權(quán)利要求5至9中任一項所述的液晶組合物。
【專利摘要】一種液晶化合物，其具有如式(I)所示的結(jié)構(gòu)：其中R1、R2、A1、A2、A3、Z1、Z2、Z3、m與n的定義如內(nèi)文所定義，此液晶化合物具有高光學(xué)各向異性以及廣向列相溫度范圍，藉此，有利于液晶化合物的保存及擴大其應(yīng)用范圍。
【IPC分類】C09K19-44, C09K19-30, C09K19-46, G02F1-1333
【公開號】CN104804748
【申請?zhí)枴緾N201510019392
【發(fā)明人】游蕙如, 王俊智, 羅致遠
【申請人】達興材料股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年1月15日