四氫呋喃混合物、液晶組成物以及包含此液晶組成物的液晶顯示元件的製作方法

2023-06-21 09:58:41 3

專利名稱：四氫呋喃混合物、液晶組成物以及包含此液晶組成物的液晶顯示元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶組成物、液晶混合物及液晶顯示元件，特別是涉及一種四氫哌喃混合物、包含該混合物且具有一向列相的液晶組成物及包含該液晶組成物的液晶顯示元件。
背景技術：
液晶顯示元件使用液晶物質所固有的光學各向異性與介電各向異性。液晶顯示元件分為各種類型，其包括TN型(扭轉向列型)、DS型(動態散射型)、客體-主體型、DAP型(排列相型的變形)、STN型(超扭轉向列型)及TFT型(薄膜電晶體型)，且TN型、STN型及TFT型近年來正成為主流。在此等顯示元件類型中的任何類型中使用的液晶材料均需具有水、空氣、熱及光穩定性，且其亦需在儘可能以室溫為中心的寬溫度範圍中顯示液晶相、具有低粘度、具有最佳介電各向異性值(Δε)且具有最佳折射率各向異性值(Δn)、最佳彈性常數K及最佳彈性常數比K33/K11(K33彎曲彈性常數，K11斜展彈性常數)。當前情形在於尚不存在滿足此等要求的單一物質且應將數種至數十種液晶物質混合以實現上述所需特徵。在製備液晶組成物時，存在一些情形，其中舉例而言，因Δε過小且Δn過大而不能實現所需特徵。
為獲得具有高效能的液晶顯示元件，對液晶組成物特徵的要求現正變得嚴格。為滿足此等要求，需要該液晶混合物可高度調整液晶組成物的特性。
目前要求液晶顯示器可在低溫下驅動。在具有低Δn的組成物中使用的混合物一般包含大量環己烷環且由於該組成物在低溫下具有不良相容性，碟狀液晶相或晶體易於自該組成物中沉積。在此等情形下，需要研製具有小Δε與高澄清點的液晶混合物或具有小Δε及優良相容性的液晶混合物。
作為用於上述目的的液晶混合物，由下式(16)表示的混合物已在(例如)德國專利第3,306,960號中得到報導。然而，該混合物(16)在低溫下具有大Δn與不充分相容性。
本發明的相關技術在以下專利文獻中有所揭示EP 1 302 523、DE 19950 194、DE 19 733 199、DE 19 625 100、GB 2 310 669、DE 19 611 096、WO 9 632 851、DE 4 238 377、DE 4 222 371、WO 9 213 928、DE 4 132 006、WO 9 105 029及EP 376 294。需要更佳的液晶混合物、液晶組成物及液晶顯示元件。

發明內容
本發明是關於由下式(1)表示的混合物 其中R1與R2各自獨立表示氫或具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；T1、T2及T3各自獨立表示四氫哌喃-2，5-二基或四氫哌喃-3，6-二基；A1與A2各自獨立表示1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6--二基或萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-置換，1，4-伸苯基中的一個-CH＝可由-N＝置換且此等環中的一個氫可由滷素、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F置換；Z1、Z2、Z3及Z4各自獨立表示單鍵或具有1至4個碳的伸烷基，其限制條件在於該伸烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；i表示0至1；j、k及m各自獨立表示0、1或2；n與b各自獨立表示0或1；i+j+k+m+n為2、3或4；i+k+n為1、2、3或4；當i+j+k+m+n為2或3時，j、k及m各自獨立表示0或1；當i+j+k+m+n為4時，j+m為3且n為i，j表示1；當i為0時，j表示1或2；當n為0時，m表示1或2；當i為1時，R1表示具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；當n為0時，Z4表示單鍵；當i+k+n為1時，T1、T2及T3各自獨立表示四氫哌喃-2，5-二基；當i+j+k+m+n為2時，A1與A2各自獨立表示1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為3時，獨立A1與A2中的至少一個表示1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-；當i+j+k+m+n為4時，獨立A1與A2中的至少兩者各自表示1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為3時，i+k為0，A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基，R1與R2中的至少一餓表示烯基；且當i+j+k+m+n為3時，i+k為0，A1為1，4-伸環己基且A2為2-氟-1，4-伸苯基，R2表示烷氧基或烯基。
本發明也是關於含有上述混合物的液晶組成物。
本發明是關於含有該液晶組成物的液晶顯示元件、該組成物的用途等。


無
具體實施例方式
在本說明書中使用的術語是如下所述來定義。液晶組成物為通用術語，其是用於具有諸如向列相與碟狀液晶相的液晶相的混合物及不具有液晶相、但適用作液晶組成物的組份的混合物。液晶混合物、液晶組成物及液晶顯示元件有時可分別縮寫為混合物、組成物及元件。液晶顯示元件為液晶顯示面板與液晶顯示模組的通用術語。向列相的上限溫度是由向列相轉變為各向同性相的相轉變溫度且有時可縮寫為上限溫度。向列相的下限溫度有時可縮寫為下限溫度。選自式(1)所表示的混合物的族群的至少一種混合物有時可縮寫為混合物(1)。由諸如式(2)的任何其它式所表示的混合物有時也可以相同方式進行縮寫。在式(1)-(11)中，符號A1、B1、E、M及其類似符號對應於環A1、環B1、環E、環M及其類似物。上述組份或液晶混合物的比例是由基於液晶組成物總重量的重量百分比(重量％)來表示。下文將詳細描述本發明。
本發明的第一目的是提供此種具有寬溫度範圍的向列相、低粘度、適當光學各向異性及低臨限電壓的液晶組成物。本發明的第二目的是提供此種具有混合物的一般特性、低粘度、適當光學各向異性、適當介電各向異性且也與另一液晶混合物具有良好相容性的液晶組成物。本發明的第三目的是提供此種包含包含該液晶混合物的組成物且具有短回應時間、低電功率消耗、大對比度及高電壓保持率的液晶顯示元件。
本發明包括下文所示的由式(1)表示的液晶混合物、液晶組成物及液晶顯示元件。本發明也將描述式(1)中的端基與結合基的較佳實例。
1.本發明是關於由下式(1)表示的混合物 其中R1與R2獨立為氫或具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；T1、T2及T3獨立為四氫哌喃-2，5-二基或四氫哌喃-3，6-二基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6--二基或萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-置換，1，4-伸苯基中的一個-CH＝可由-N＝置換且此等環中的一個氫可由滷素、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F置換；Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵或具有1至4個碳的伸烷基，其限制條件在於該伸烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；i為0至1；j、k及m獨立為0、1或2；n為0或1；i+j+k+m+n為2、3或4；i+k+n為1、2、3或4；當i+j+k+m+n為2或3時，j、k及m獨立為0或1；當i+j+k+m+n為4時，j+m為3且n為i，j為1；當i為0時，j為1或2；當n為0時，m為1或2；當i為1時，R1為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；當n為0時，Z4為單鍵；當i+k+n為1時，T1、T2及T3獨立為四氫哌喃-2，5-二基；當i+j+k+m+n為2時，A1與A2獨立為1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為3時，A1與A2中的至少一個為1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-；當i+j+k+m+n為4時，A1與A2中的至少兩者各為1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為3時，i+k為0，A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基，R1與R2中的至少一的為烯基；且當i+j+k+m+n為3時，i+k為0，A1為1，4-伸環己基且A2為2-氟-1，4--伸苯基，R2為烷氧基或烯基。
由短語「該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換」所表達的涵義的實例將得到描述。藉由以-O-取代C4H9-中的任意-CH2-且以-CH＝CH-取代其中任意-(CH2)2-所獲得的基團的實例包括C3H7O-、CH3-O-(CH2)2-、CH3-O-CH2-O-、H2C＝CH(CH2)2-、CH3-CH＝CH-CH2-及CH2＝CH-CH2-O-。因此，術語「任意」意謂「不加區別所選者」。考慮到該混合物的穩定性，其中兩個氧原子並未彼此相鄰的CH3-O-CH2-O-優於其中兩個氧原子彼此相鄰的CH3-O-O-CH2-。
R1或R2的較佳實例包括具有2至10個碳的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烯氧基、多氟烷基、多氟烷氧基及多氟烯基。在此等基團中，直鏈基團優於支鏈基團。當支鏈基團具有光學活性時，該支鏈基團較佳為R1與R2。R1或R2的更佳實例包括具有2至10個碳的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基及烯氧基。R1或R2的最佳實例包括具有2至10個碳的烷基、烷氧基及烯基。
烯基中的-CH＝CH-的較佳空間組態視雙鍵的位置而定。對於諸如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基及3-己烯基的烯基而言，反式組態為較佳。對於諸如2-丁烯基、2-戊烯基及2-己烯基的烯基而言，順式組態為較佳。
R1或R2的特定實例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、2-丙烯氧基、2-丁烯氧基、2-戊烯氧基、-CH2F、-CHF2、-CF3、-(CH2)2F、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3F、-(CF2)2CF3、-CF2CHFCF3、-CHFCF2CF3、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F、-OCF2CF3、-OCF2CHF2、-OCF2CH2F、-OCF2CF2CF3、-OCF2CHFCF3、-OCHFCF2CF3、-CH＝CHF、-CH＝CF2、-CF＝CHF、-CH＝CHCH2F、-CH＝CHCF3及-(CH2)2CH＝CF3。
R1或R2的更佳實例包括乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、2-丙烯氧基、2-丁烯氧基及2-戊烯氧基。R1或R2的最佳實例包括乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基及4-戊烯基。
A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6--二基或萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-置換，1，4-伸苯基中的一個-CH＝可由-N＝置換且此等環中的一個氫可由滷素、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F置換。
A1與A2的較佳實例包括1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基、3-氟-1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6-二基及萘-2，6-二基。A1與A2的更佳實例包括1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基及3-氟-1，4-伸苯基。A1與A2的最佳實例包括1，4-伸環己基與1，4-伸苯基。
Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵或具有1至4個碳的伸烷基，其限制條件在於該伸烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-、-C≡C-、-CO-或-SiH2-置換。
Z1、Z2、Z3及Z4的較佳實例包括單鍵、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CH2CO-、-COCH2-、-CH2SiH2-、-SiH2CH2-、-O(CH2)2O-、-(CH2)2COO-、-(CH2)2OCO-、-COO(CH2)2-、-OCO(CH2)2-、-CH＝CH-CH2O-及-OCH2-CH＝CH-。在諸如-CH＝CH-、-CH＝CH-CH2O-及-OCH2-CH＝CH-的結合基中，雙鍵的空間組態較佳為反式組態，而非順式組態。
Z1、Z2、Z3及Z4的更佳實例包括單鍵、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-及-C≡C-。Z1、Z2、Z3及Z4的最佳實例包括單鍵、-(CH2)2-及-CH＝CH-。
舉例而言，本發明的混合物具有該混合物所必需的一般特性、熱及光穩定性、適當光學各向異性、適當介電各向異性及與另一液晶混合物的良好相容性。例如，本發明的液晶組成物包含至少一種混合物且具有高上限溫度的向列相、低下限溫度的向列相、低粘度、適當光學各向異性及低臨限電壓。本發明的液晶顯示元件包含該組成物且具有較寬的有效溫度範圍、短回應時間、大對比率與低驅動電壓。
2.根據項目1的混合物，其中該混合物是由下式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中的一式來表示 其中R1、R2及R4獨立為氫或具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；R3與R5獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6-二基或萘-2，6-二基，其限制條件在於此等環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-置換，1，4-伸苯基中的一個-CH＝可由-N＝置換且此等環中的一個氫可由滷素、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F置換；Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵或具有1至4個碳的伸烷基，其限制條件在於該伸烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；在式(1-1)中，當A2為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在式(1-2)中，當A1為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在式(1-4)中，當A1與A2各為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在式(1-6)中，當A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在式(1-6)中，當A1為1，4-伸環己基且A2為2-氟-1，4-伸苯基時，R3為烷氧基或烯基；在式(1-6)中，當A1與A2各為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；且在式(1-14)中，當A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基。
3.根據項目2的混合物，其中在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R1-R5獨立為具有2至10個碳的烷基、具有2至10個碳的烯基、具有1至9個碳的烷氧基、具有2至9個碳的烷氧基烷基、具有3至9個碳的烯氧基、具有2至10個碳的多氟烷基、具有1至9個碳的多氟烷氧基或具有2至10個碳的多氟烯基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基、3-氟-1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6-二基或萘-2，6-二基；且Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH2CO-、-COCH2-、-CH2SiH2-、-SiH2CH2-、-O(CH2)2O-、-(CH2)2COO-、-(CH2)2OCO-、-COO(CH2)2-、-OCO(CH2)2-、-CH＝CH-CH2O-或-OCH2-CH＝CH-。
4.根據項目2的混合物，其中在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R1-R5獨立為具有2至10個碳的烷基、具有2至10個碳的烯基、具有1至9個碳的烷氧基、具有2至9個碳的烷氧基烷基或具有3至9個碳的烯氧基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基或3-氟-1，4-伸苯基；且Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-或-C≡C-。
5.根據項目2的混合物，其中在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R1-R5獨立為具有2至10個碳的烷基、具有2至10個碳的烯基或具有1至9個碳的烷氧基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基；且Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-。
6.根據項目2的混合物，其中在式(1-1)與(1-2)中，A1與A2為1，4-伸環己基；在式(1-4)-(1-6)中，A1與A2獨立為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基且A1與A2中的至少一個為1，4-伸環己基；且在式(1-11)-(1-14)中，A1與A2獨立為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基且A1與A2中的至少兩者為1，4-伸環己基。
7.根據項目2-6中任一項的混合物，其中該混合物是由下式(1-1-1)、(1-2-1)、(1-4-1)-(1-4-3)、(1-5-1)-(1-5-3)、(1-6-1)-(1-6-3)、(1-11-1)-(1-11-4)、(1-12-1)-(1-12-4)、(1-13-1)-(1-13-4)及(1-14-1)-(1-14-4)中的一式來表示
其中R31、R32及R33獨立為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基；R34為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳、但不具有1-烯基的烯基；R31與R32中的一個為烷基；R33與R34中的一個為烷基；Z31、Z32、Z33、Z37、Z38、Z39、Z40、Z41及Z43獨立為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-；Z34、Z35、Z36、Z42、Z44及Z45獨立為單鍵或-(CH2)2-；Z31與Z32中的一個為單鍵；Z33與Z34中的一個為單鍵；Z35與Z36中的一個為單鍵；Z37、Z38及Z39中的兩者為單鍵；Z40、Z41及Z42中的兩者為單鍵；且Z43、Z44及Z45中的兩者為單鍵。
8.由下式(1-1-1)與(1-2-1)中任一式表示的混合物 其中R31與R32獨立為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基；且R31與R32中的一個為烷基。
9.由下式(1-4-1)、(1-5-1)及(1-6-1)中任一式表示的混合物 其中R31與R32獨立為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基；R31與R32中的一個為烷基；Z31與Z32獨立為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-；且Z31與Z32中的一個為單鍵。
10.根據項目8或9的混合物，其中R31與R32中的一個為烷基且另一個為烯基。
11.根據項目8或9的混合物，其中R31與R32中的一個為烯基。
12.包含至少一種根據項目1至11中任一項的混合物的液晶組成物。
13.根據項目12的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自下式(2)、(3)及(4)所表示的混合物的混合物 其中R7為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換；X1為氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2或-OCF2CHFCF3；環B與環D獨立為1，4-伸環己基、1，3-二惡烷-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；環E為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；Z5與Z6獨立為-(CH2)2-、-(CH2)4-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CH-或單鍵；且L1與L2獨立為氫或氟。
14.根據項目12的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自下式(5)與(6)所表示的混合物的混合物 其中R8與R9獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換；X2為-CH或-C≡C-CN；環G為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、1，3-二惡烷-2，5-二基或嘧啶-2，5-二基；環J為1，4-伸環己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；環K為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基；Z7為-(CH2)2-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-或單鍵；L3、L4及L5獨立為氫或氟；且b、c及d獨立為0或1。
15.根據項目12的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自下式(7)、(8)、(9)、(10)及(11)所表示的混合物的混合物
其中R10與R11獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換，且R10可為氟；環M與環P獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基或十氫-2，6-伸萘基；Z8與Z9獨立為-(CH2)2-、-COO-或單鍵；L6與L7獨立為氫或氟；且L6與L7中的至少一個為氟。
16.根據項目12的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自下式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物 其中R12與R13獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換；環Q、環T及環U獨立為1，4-伸環己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；且Z10與Z11獨立為-C≡C-、-COO-、-(CH2)2-、-CH＝CH-或單鍵。
17.根據項目13的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自項目14中的式(5)與(6)所表示的混合物的混合物。
18.根據項目13的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自項目16中的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物。
19.根據項目14的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自項目16中的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物。
20.根據項目15的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種選自項目16中的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物。
21.根據項目12至20中任一項的液晶組成物，其中該組成物更含有至少一種光學活性混合物。
22.根據項目12至21中任一項的液晶組成物，其中該組成物含有根據項目1至11中任一項的混合物，其量以該液晶組成物的總重量計為約5重量％至約90重量％。
23.含有根據項目12至22中任一項的液晶組成物的液晶顯示元件。
24.根據項目23的液晶顯示元件，其中該顯示元件是由基於垂直配向(vertical alignmentVA)或電控雙折射(electrically controlledbirefringence，ECB)效應的主動式矩陣來驅動。
25.根據項目12至22中任一項的液晶組成物在液晶顯示元件中的用途。
首先，將更詳細描述本發明的混合物(1)。將諸如萘環的稠環計為一個環。混合物(1)包括具有四氫呋喃環的兩環、三環或四環混合物。該混合物在元件的使用條件下具有顯著物理與化學穩定性且與另一液晶混合物具有良好相容性。包含該混合物的組成物在元件的使用條件下也是穩定的。即使將該組成物儲存在低溫下，該混合物亦不會沉積為晶體(或碟狀液晶相)。該混合物具有該混合物所必需的一般特性、適當光學各向異性與適當介電各向異性。
可適當地選擇混合物(1)的端基、環及結合基以能夠任意控制諸如光學各向異性的特性。下文將描述端基R1與R2、環A1與A2及結合基Z1、Z2、Z3及Z4對混合物(1)的特性的影響。
在其中R1與R2為直鏈形式的情形下，該混合物具有寬溫度範圍的液晶相且具有低粘度。在其中R1與R2為支鏈形式的情形下，該混合物與另一液晶混合物具有良好相容性。在其中R1與R2為光學活性基團的情形下，該混合物適用作對掌性摻雜劑。藉由將該混合物添加至組成物中可防止在元件中出現反向扭轉區域。具有非光學活性基團R1與R2的混合物適用作該組成物的組份。在其中R1與R2為烯基的情形下，該混合物的較佳空間組態視雙鍵的位置而定。具有較佳空間組態的烯基混合物具有高上限溫度或寬溫度範圍的液晶相。此是詳述於Mol.Cryst.Liq.Cryst.，第131卷，第109頁(1985)與Mol.Cryst.Liq.Cryst.，第131卷，第327頁(1985)中。
在其中環A1與A2為1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基或3-氟-1，4-伸苯基的情形下，該混合物具有大光學各向異性。在其中環A1與A2為1，4-伸環己基的情形下，該混合物具有小光學各向異性。
在其中至少兩個環為1，4-伸環己基的情形下，該混合物具有較高上限溫度、小光學各向異性及低黏度。在其中至少一個環為1，4-伸苯基的情形下，該混合物具有相對較大的光學各向異性與大取向有序參數。
在其中結合基Z1、Z2、Z3及Z4為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-CH＝CH-或-(CH2)4-的情形下，該混合物具有低粘度。在其中結合基為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-情形下，該混合物具有較低粘度。在其中結合基為-CH＝CH-的情形下，該混合物具有寬溫度範圍的液晶相與大彈性常數比K33/K11(K33彎曲彈性常數，K11斜展彈性常數)。在其中結合基為-C≡C-的情形下，該混合物具有大光學各向異性。
在其中混合物(1)具有兩環或三環結構的情形下，該混合物具有低粘度。在其中混合物(1)具有三環或四環結構的情形下，該混合物具有較高上限溫度。如前文所述，具有目標特性的混合物可藉由適當選擇端基、環及結合基的種類與環數目來獲得。因此，混合物(1)適用作在包括PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS及VA的各種元件中使用的混合物的組份。
混合物(1)的較佳實例包括在項目2中所述的混合物(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)。此等式中的符號R1、R2、R3、R4、R5、R6、A1、A2、Z1、Z2、Z3及Z4的涵義與項目2中所述符號的涵義相同。
混合物(1)可藉由適當組合合成有機化學領域內已知的方法來合成。用於將目標端基、環及結合基引入起始材料中的方法已揭示於已知出版物中，諸如John WileySons，Inc.出版的Organic Synthesis、John WileySons，Inc.出版的Organic Reactions、Pergamon Press出版的Comprehensive Organic Synthesis及Maruzen，Inc.出版的Shin JikkenKagaku Koza(Lectures on New Experimental Chemistry)。
用於形成結合基Z1、Z2、Z3或Z4的方法的實例將首先參考反應流程且隨後參考用於描述該流程的項目(I)-(XI)來進行描述。在該流程中，MSG1與MSG2各自表示具有至少一個環的單價有機基團。在該流程中使用的複數個由MSG1(或MSG2)表示的基團可彼此相同或不同。混合物(1A)-(1K)對應於混合物(1)。

(I)形成單鍵在碳酸鹽水溶液與諸如肆(三苯基膦)鈀的催化劑存在下，將芳基硼酸(21)與以已知方法合成的混合物(22)反應以合成混合物(1A)。混合物(1A)亦可以下述方式合成將以已知方法合成的混合物(23)與正丁基鋰反應且隨後與氯化鋅反應，並接著在諸如二氯-雙(三苯基膦)鈀的催化劑存在下與混合物(22)反應。
(II)形成-COO-與-OCO-將混合物(23)與正丁基鋰反應且隨後與二氧化碳反應以獲得羧酸(24)。在DCC(1，3-二環己基碳化二醯亞胺)與DMAP(4-二甲基胺基吡啶)存在下，使混合物(24)與以已知方法合成的酚混合物(25)經歷脫水作用以合成具有-COO-的混合物(1B)。具有-OCO-的混合物是以相同方式產生。
(III)形成-CF2O-與-OCF2-以諸如拉爾森試劑(Lawson reagent)的硫化劑來處理混合物(1B)以獲得混合物(26)。以氟化氫吡啶複合物(hydrogen fluoride pyridinecomplex)與NBS(N-溴代丁二醯亞胺)來氟化混合物(26)以合成具有-CF2O-的混合物(1C)。該反應在M.Kuroboshi等人的Chem.Lett.，1992，第827頁中有所描述。也可藉由以(二乙胺基)三氟化硫(DAST)氟化混合物(26)來合成混合物(1C)。該反應在W.H.Bunnelle等人的J.Org.Chem.，第55卷，第768頁(1990)中有所描述。具有-OCF2-的混合物是以相同方式產生。此等結合基也可藉由Peer.Kirsch等人的Anbew.Chem.Int.Ed.，第40卷，第1480頁(2001)中所述的方法來形成。
(IV)形成-CH＝CH-以正丁基鋰來處理混合物(23)且隨後使該混合物與諸如N，N-二甲基甲醯胺(DMF)的甲醯胺反應以獲得醛混合物(28)。以諸如第三丁氧化鉀的鹼來處理以已知方法合成的磷鹽(27)以形成磷醯基化物(phosphoylide)，其隨後與醛混合物(28)反應以合成混合物(1D)。視反應條件來形成順式混合物，並視必要性以已知方法將該順式混合物異構化為反式混合物。
(V)形成-(CH2)2-在諸如披鈀木炭的催化劑存在下將混合物(1D)氫化以合成混合物(1E)。
(VI)形成-(CH2)4-根據與項目(IV)中所述方式相同的方式，藉由使用磷鹽(29)替代磷鹽(27)來獲得具有-(CH2)2-CH＝CH-的混合物。使該混合物經歷催化氫化以合成混合物(1F)。
(VII)形成-C≡C-在包含二氯鈀(dichloropalladium)與滷化銅(copper halogenide)的催化劑存在下，將混合物(23)與2-甲基-3-丁炔-2-醇反應且隨後在鹼性條件下去保護以獲得混合物(30)。在包含二氯鈀與滷化銅的催化劑存在下，將混合物(30)與混合物(22)反應以合成混合物(1G)。
(VIII)形成-CF＝CF-以正丁基鋰來處理混合物(23)且隨後使該混合物與四氟乙烯反應以獲得混合物(31)。以正丁基鋰來處理混合物(22)且隨後使該混合物與混合物(31)反應以合成混合物(1H)。
(IX)形成-CH2O-或-OCH2-以諸如硼氫化鈉(sodium borohydride)的還原劑來還原混合物(28)以獲得混合物(32)，隨後以氫溴酸或其類似物來滷化混合物(32)以獲得混合物(33)。在碳酸鉀或其類似物存在下，將混合物(33)與混合物(25)反應以合成混合物(1J)。
(X)形成-(CH2)3O-或-O(CH2)3-除使用混合物(34)來替代混合物(32)之外，以與項目(IX)相同的方式來合成混合物(1K)。
(XI)形成-(CF2)2-在氟化氫催化劑存在下，根據J.Am.Chem.Soc.，第123卷，第5414頁(2001)中所述的方法以四氟化硫(sulfur tetrafluoride)來氟化二酮(-COCO-)以獲得具有-(CF2)2-的混合物。
下列流程顯示用於合成由式(1)表示的四氫哌喃混合物的方法的實例，其中i＝0，k＞0且n＝0。首先描述具有內酯(lactone)骨架的合成中間物(39)的合成流程，並隨後描述用於以混合物(39)作為起始材料來合成四氫哌喃混合物(42)的方法的實例。
在混合物(36)-(39)中，Q2表示式(1)的結構單元。上述混合物中的符號R1、A1及Z2具有與式(1)中的彼等涵義相同的涵義。
藉由將混合物(36)與環己胺反應來合成混合物(37)。較佳地，在室溫與所用溶劑的沸點之間的溫度下，在諸如碳酸鉀的催化劑存在下在諸如乙醚的溶劑中進行該反應。將丙烯酸乙酯添加至混合物(37)中且隨後將該混合物去保護，藉此來合成混合物(38)。較佳地，藉由使用本身作為溶劑的丙烯酸乙酯來進行該反應，並可使用一種不與混合物(37)及丙烯酸乙酯反應的溶劑。為防止丙烯酸乙酯聚合，較佳添加諸如氫醌(hydroquinone)的聚合抑制劑。在室溫與所用溶劑的沸點之間的溫度下，藉由使用普通玻璃反應器來進行該反應；且在高於溶劑沸點的溫度下，可藉由使用諸如不鏽鋼高壓釜(stainless steel autoclave)的壓力反應器來進行該反應。在充分實現加成反應之後，藉由添加諸如草酸的酸來釋放環己胺以獲得混合物(38)。混合物(39)是藉由使混合物(38)經歷環化反應而獲得。較佳地，在約為室溫的溫度下，在氰基硼氫化鈉(sodium cyanoborohydride)存在下在諸如異丙醇的溶劑中進行該反應。可添加諸如鹽酸的酸來加速該反應。
作為起始材料的混合物(36)可易於藉由合成有機化學領域內已知的普通方法合成。
混合物(42)的合成方法的實例將得到描述。
在混合物(39)-(42)中，Q1與Q2各自表示式(1)的結構單元。該結構單元在該流程中有所顯示。上述混合物中的符號R1、R2、A1、A2、Z2及Z3具有與式(1)中的彼等涵義相同的涵義。
混合物(41)是藉由將混合物(39)與混合物(40)反應來合成。較佳地，在約-30℃的溫度下在諸如四氫呋喃的溶劑中進行該反應。在約-50℃或更低的溫度下，在三乙基矽烷與三氟化硼乙醚複合物存在下使混合物(41)在諸如二氯甲烷的溶劑中反應，藉此來合成混合物(42)。
混合物(40)可易於藉由合成有機化學領域內已知的普通方法合成。
可以類似方式合成由式(1)表示的四氫哌喃混合物，其中i＝0、k＞0且n＝0的情形除外。
混合物(46)的合成方法的實例將得到描述。
在混合物(43)-(46)中，Q1與Q2各自表示式(1)的結構單元。該結構單元在該流程中有所顯示。上述混合物中的符號R1、R2、A1、A2、Z2及Z3具有與式(1)中的彼等涵義相同的涵義。
混合物(44)是藉由以DIBAL-H還原混合物(43)而合成。較佳地，在約-60℃或更低的溫度下在諸如甲苯的溶劑中進行該反應。混合物(46)是藉由在諸如碳酸鉀的鹼存在下使混合物(44)與混合物(45)反應而合成。
混合物(45)可易於藉由合成有機化學領域內已知的普通方法合成。
其次，隨後將更詳細描述本發明的組成物。該組成物的較佳實例包含至少-種選自式(1)所表示的混合物的混合物，其比例為約1％至約99％。該組成物主要包含選自混合物(2)-(14)的組份。
包含混合物(1)的組成物的較佳實例是如下所述。較佳組成物的實例包含至少一種選自由混合物(2)、(3)及(4)組成的族群的混合物。較佳組成物的另一實例包含至少一種選自由混合物(5)與(6)組成的族群的混合物。較佳組成物的又一實例包含至少兩種分別選自上述兩個族群的混合物。為達成諸如調整液晶相的溫度範圍、粘度、光學各向異性、介電各向異性及臨限電壓的目的，此等組成物更可包含至少一種選自由混合物(12)、(13)及(14)組成的族群的混合物。為進一步調整上述特性，上述組成物更可包含至少一種選自由混合物(7)-(11)組成的族群的混合物。上述組成物更可包含另一液晶混合物與諸如添加劑的混合物以優化為AM-TN元件與STN元件。
較佳組成物的另一實例包含至少一種選自由混合物(7)-(11)組成的族群的混合物。該組成物更可包含至少一種選自由混合物(12)、(13)及(14)組成的族群的混合物。為進一步調整特性，該組成物更可包含至少一種選自由混合物(2)-(6)組成的族群的混合物。該組成物更可包含另一液晶混合物與諸如添加劑的混合物以優化為VA元件。
混合物(2)、(3)及(4)因其大正介電各向異性而主要在用於AM-TN元件的組成物中使用。在該組成物中，此等混合物的量一般為約1％至約99％，較佳為約10％至約97％且更佳為約40％至約95％。在其中將混合物(12)、(13)及(14)添加至該組成物中的情形中，此等混合物的量較佳為約60％或更少且更佳為約40％或更少。
混合物(5)與(6)因其極大正介電各向異性而主要在用於STN元件的組成物中使用。在該組成物中，此等混合物的量一般為約1％至約99％，較佳為約10％至約97％且更佳為約40％至約95％。在其中將混合物(12)、(13)及(14)添加至該組成物中的情形中，此等混合物的量較佳為約60％或更少且更佳為約40％或更少。
混合物(7)、(8)、(9)、(10)及(11)因其負介電各向異性而主要在用於VA元件的組成物中使用。在該組成物中，此等混合物的量較佳為約80％或更少且更佳為約40％至約80％。在其中將混合物(12)、(13)及(14)添加至該組成物中的情形中，此等混合物的量較佳為約60％或更少且更佳為約40％或更少。
混合物(12)、(13)及(14)具有小介電各向異性。混合物(12)主要是用於調整粘度或光學各向異性。混合物(13)與(14)會增加液晶相的上限溫度且擴展其溫度範圍。混合物(13)與(14)也是用於調整光學各向異性。藉由增加混合物(12)、(13)及(14)的量來增加該組成物的臨限電壓且降低其粘度。因此，此等混合物可大量使用以滿足該組成物的臨限電壓的所要值。
混合物(2)-(14)的較佳實例包括下文所示的混合物(2-1)-(2-9)、混合物(3-1)-(3-97)、混合物(4-1)-(4-33)、混合物(5-1)-(5-56)、混合物(6-1)-(6-3)、混合物(7-1)-(7-4)、混合物(8-1)-(8-6)、混合物(9-1)-(9-4)、混合物(10-1)、混合物(11-1)、混合物(12-1)-(12-11)、混合物(13-1)-(13-21)及混合物(14-1)-(14-6)。在上述混合物中，符號R7、R9及X1具有與混合物(2)-(14)中的彼等涵義相同的涵義。
















本發明的組成物是由已知方法製備。例如，藉由加熱來混合併溶解上述組份混合物。可將熟習此項技術者所熟知的適當添加劑添加至該組成物中以調整該組成物的物理特性。可添加諸如部花青(melocyanine)、苯乙烯基、偶氮、亞胺偶極體(azomethine)、氧偶氮基(azoxy)、喹酞酮(quinophthalone)、蒽醌及四嗪的二向色顏料(dichroic pigment)來製備用於GH元件的組成物。可添加對掌性摻雜劑以藉由誘導液晶的螺旋結構來提供扭轉角。該對掌性摻雜劑中的實例為光學活性混合物(0p-1)-(0p-12)。
將對掌性摻雜劑添加至該組成物中以調整扭矩。TN元件與TN-TFT元件的扭矩較佳在約40μm至約200μm範圍內。STN元件的扭矩較佳在約6μm至約20μm範圍內。BTN元件的扭矩較佳在約1.5μm至約4μm範圍內。將相對大量的對掌性摻雜劑添加至用於PC元件的組成物中。可添加至少兩種對掌性摻雜劑以調整扭矩的溫度相關性。
本發明的組成物可用於諸如PC、TN、STN、BTN、ECB、OCB、IPS及VA元件的元件中。上述元件的驅動模式可為PM或AM。該組成物也可用在藉由將該組成物微膠囊化而產生的NCAP(向列型曲線排列相)元件與藉由在該組成物中形成三維網路聚合物而獲得的PD(聚合物分散型)元件，諸如PN(聚合物網路)元件。
實例下文將參考以下實例進一步描述本發明，但不應將本發明理解為僅限於上述實例。諸如「第1號」的混合物號碼對應於實例5中的表中所示混合物的號碼。在該表中，1，4-伸環己基與1，3-二惡烷-2，5-二基的空間組態為反式，且結合基-CH＝CH-的空間組態亦為反式。符號後的括號中的數字對應於較佳混合物的號碼。符號(-)意謂另一混合物。上述混合物的比例(就百分比而言)是由基於組成物總重量的百分重量比(percentage by weight)(重量％)來表示。組成物的特徵值是概述在最後。
根據以下方法來進行特徵值的量測。其中大多數方法為日本電子工業協會(Electric Industrial Association of Japan)標準的EIAJ ED-2521A中所述的方法或藉由對其進行修改而獲得的方法。
向列相的上限溫度(NI；℃)將樣本置於配備有偏光顯微鏡的熔點量測裝置中的熱板上且以每分鐘1℃的速率加熱。當部分樣本開始由向列相改變為各向同性液體時，量測溫度。向列相的上限溫度可縮寫為「上限溫度」。
向列相的下限溫度(TC；℃)將具有向列相的樣本分別於0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃下在冷卻器中保存十天且觀察液晶相。例如，當樣本在-20℃下保持向列相且該樣本在-30℃下改變為結晶相或碟狀液晶相時，Tc表示為≤-20℃。下限溫度可縮寫為「下限溫度」。
光學各向異性(折射率各向異性；Δn；在25℃下量測)藉助於具有附著於目鏡的起偏振片的阿貝折射計(Abbe refractometer)，以具有589nm波長的光來量測光學各向異性。在一個方向上摩擦主稜鏡的表面之後，將樣本滴在該主稜鏡上。當起偏方向與摩擦方向平行時，量測折射率n||。當起偏方向與摩擦方向垂直時，量測折射率n⊥。由等式Δn＝n||-n⊥來計算光學各向異性的值。在其中樣本為組成物的情形下，以上述方式來量測光學各向異性。在其中樣本為混合物的情形下，將該混合物與適當組成物混合且隨後量測光學各向異性。該混合物的光學各向異性為推斷值。
黏度(η；mPa·s，在20℃與-10℃下量測)藉助於E型粘度計來量測粘度。將在20℃下量測的值表達為(η20)且將在-10℃下量測的值表達為(η-10)。
具有正介電各向異性(Δε)的混合物的介電各向異性(Δε；在25℃下量測)將樣本注入一TN元件中，其中兩塊玻璃板之間的單元間隙為9μm且扭轉角為80°。藉由對該TN元件施加10V電壓來量測在液晶分子長軸方向上的介電常數(dielectric constant)(ε||)。藉由施加0.5V電壓來量測在液晶分子短軸方向上的介電常數(ε⊥)。由等式Δε＝ε||-ε⊥來計算介電各向異性的值。以上述方式來量測具有正介電各向異性的組成物。在其中樣本為混合物的情形下，將該混合物與適當組成物混合且隨後量測介電各向異性。該混合物的介電各向異性為推斷值。
具有負介電各向異性(Δε)的混合物的介電各向異性(Δε；在25℃下量測)將樣本注入一VA元件中，其中兩塊玻璃板之間的單元間隙為20μm。藉由對該VA元件施加0.5V電壓來量測在液晶分子長軸方向上的介電常數(ε||)。將樣本注入一TN元件中，其中兩塊玻璃板之間的單元間隙為9μm，並藉由對該TN元件施加0.5V電壓來量測在液晶分子短軸方向上的介電常數(ε⊥)。由等式Δε＝ε||-ε⊥來計算介電各向異性的值。以上述方式來量測具有負介電各向異性的組成物。在其中樣本為混合物的情形下，將該混合物與適當組成物混合且隨後量測介電各向異性。該混合物的介電各向異性為推斷值。
臨限電壓(Vth；在25℃下量測；V)將樣本注入一通常為白色模式的TN元件中，其中兩塊玻璃板之間的單元間隙為(0.5/Δn)μm且扭轉角為80°。Δn為以上述方式量測的光學各向異性值。將具有32Hz頻率的矩形波施加在該元件上。增加外加電壓且量測使通過該TN元件的光透射率為90％的電壓值。
螺旋間距(在25℃下量測；μm)為量測螺旋間距，使用卡諾氏楔形單元方法(Cano′s wedge-shaped cell method)。將樣本置於卡諾氏楔形單元中，並量測自該單元所觀測的向錯線(disclination line)的間隔(a；單位μm)。由式P＝2×a×tanθ來計算螺旋間距(P)。θ為該楔形單元中的兩塊玻璃板之間的角度。
實例1合成2-乙基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-1-1-1號)
第一步驟將(4-戊基環己基)乙醛(30.1g)溶解於乙醚(40mL)中，向其中添加環己胺(15.2g)與碳酸鉀(12g)且在室溫下將該系統攪拌隔夜。以硅藻土來過濾所得懸浮液且在減壓下濃縮濾液。因此獲得的呈黃色油狀形式的環己基-(2-(4-戊基環己基)亞乙基)胺(40.6g)無需純化即用於後續步驟中。
第二步驟將在第一步驟中作為粗產物獲得的環己基-(2-(4-戊基環己基)亞乙基)胺(40.6g)溶解於丙烯酸乙酯(40mL)中，向其中添加氫醌(0.6g)且在105℃下使該系統加熱回流10小時。將該系統冷卻至室溫，向其中添加THF(500mL)且逐漸添加飽和草酸水溶液(300mL)，隨後以乙醚萃取。以水洗滌有機層且以無水硫酸鎂乾燥，且隨後使其在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得褐色殘餘物(44.93g)以獲得呈黃色油狀形式的5-氧-4-(4-戊基環己基)戊酸乙酯(27.4g)。
第三步驟將在第二步驟中獲得的5-氧-4-(4-戊基環己基)戊酸酯(27.4g)溶解於異丙醇(200mL)中，向其中添加氰基硼氫化鈉(6.5g)且在室溫下將該系統攪拌3小時，同時以HCl(2N)將pH值恆定地調整至約3。向反應液體中添加水(100mL)且以甲苯萃取該系統。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得橘色殘餘物(23.3g)以獲得呈黃色油狀形式的5-(4-戊基環己基)四氫哌喃-2-酮(14.0g)。
第四步驟將三甲基矽烷基乙炔(16.8mL)溶解於THF(300mL)中，隨後在-70℃下向其中逐滴添加正丁基鋰(1.5M己烷溶液，74.2mL)，隨後在此溫度下攪拌1小時。在-70℃下，向所得溶液中逐滴添加在第三步驟中獲得的5-(4-戊基環己基)四氫哌喃-2-酮(14.0g)，隨後在此溫度下另外攪拌1小時且隨後將該系統的溫度逐漸增加至室溫。將反應產物注入300mL飽和氯化銨水溶液中，隨後以乙醚萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得褐色殘餘物(20.2g)以獲得呈褐色固體形式的5-(4-戊基環己基)-2-三甲基矽烷基乙炔基四氫哌喃-2-醇(13.9g)。
第五步驟將在第四步驟中獲得的5-(4-戊基環己基)-2-三甲基矽烷基乙炔基四氫哌喃-2-醇(13.9g)溶解於二氯甲烷(150mL)與乙腈(30mL)中，在-50℃下向其中逐滴添加三乙基矽烷(11.8mL)且隨後逐滴添加三氟化硼乙醚複合物(7mL)。在逐漸將該系統的溫度增加至0℃之後，將該系統注入300mL冰水中，隨後以正庚烷萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得褐色殘餘物(11.0g)以獲得呈黃色油狀形式的2-乙炔基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(8.9g)。
第六步驟將在第五步驟中獲得的2-乙炔基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(2.9g)溶解於異丙醇(50mL)中，向其中添加0.15g Pd-C催化劑。在以真空泵將反應容器降壓之後，在常壓下將氫導入其中且將該系統在常溫下攪拌隔夜。將反應液體過濾以移除催化劑且隨後在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得無色殘餘物(2.7g)以獲得呈無色油狀形式的2-乙基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(2.4g)。藉由使所得產物重複經歷再結晶來使其純化以獲得純2-乙基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(0.5g)。
實例2合成2-乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-1-1-4號) 將在實例1第五步驟中獲得的2-乙炔基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(2.7g)溶解於正庚烷(30mL)中，向其中添加喹啉(0.4mL)與0.04g林德拉(Lindlar)催化劑。在以真空泵將反應容器降壓之後，在常壓下將氫導入其中且將該系統在常溫下攪拌90分鐘。將反應液體過濾以移除催化劑且隨後在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得淺黃色殘餘物(2.5g)以獲得呈無色油狀形式的2-乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(2.2g)。藉由使所得產物重複經歷再結晶來使其純化以獲得純2-乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(1.2g)。
實例3合成2-乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-1-1-5號) 使用(4-丙基環己基)乙醛來替代(4-戊基環己基)乙醛，與實例1同樣地合成2-乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃。
實例4合成2-乙基-5-(4′-丙基-二環己基-4-基)四氫哌喃(混合物第1-4-1-2號) 使用(4′-丙基-二環己基-4-基)乙醛來替代(4-戊基環己基)乙醛，與實例1同樣地合成2-乙基-5-(4′-丙基-二環己基-4-基)四氫哌喃。
實例5合成5-(4′-丙基-二環己基-4-基)-2-乙烯基-四氫哌喃(混合物第1-4-1-6號) 使用(4′-丙基-二環己基-4-基)乙醛來替代(4-戊基環己基)乙醛，與實例2同樣地合成5-(4′-丙基-二環己基-4-基)-2-乙烯基-四氫哌喃。
實例6合成2-丙基-5-(4′-乙烯基-二環己基-4-基)四氫哌喃(混合物第1-4-1-4號) 第一步驟將甲氧基甲基三苯基氯化磷(17.9g)懸浮於THF(150mL)中，隨後在-20℃下向其中逐滴添加第三丁氧化鉀的THF溶液(150mL)，隨後在此溫度下攪拌0.5小時。在-20℃下向所得混合物中逐滴添加4′-乙烯基-二環己基-4-甲醛(9.0g)的THF溶液(100mL)，隨後在此溫度下另外攪拌1小時且隨後將該系統的溫度逐漸增加至室溫。向所得溶液中添加水(300mL)，隨後以甲苯萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮至約300mL，並隨後將所得溶液注入1000mL正庚烷中，同時劇烈攪拌。在減壓下過濾所得懸浮液且隨後在減壓下濃縮濾液。藉由矽膠管柱層析來純化所得淡黃色殘餘物以獲得呈淡黃色油狀形式的4-(2-甲氧基-乙烯基)-4′-乙烯基二環己基(8.9g)。
第二步驟將在第一步驟中獲得的4-(2-甲氧基-乙烯基)-4′-乙烯基二環己基(8.9g)溶解於丙酮(100mL)中，向其中添加6mL HCl(2N)且在室溫下將該系統攪拌2小時。向所得溶液中添加水(100mL)，隨後以甲苯萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得淡黃色殘餘物以獲得呈淡黃色油狀形式的(4′-乙烯基二環己基-4-基)乙醛(8.2g)。
第三步驟將在第二步驟中獲得的(4′-乙烯基二環己基-4-基)乙醛(8.2g)溶解於THF(100mL)中，向其中添加環己胺(3.5g)與碳酸鈣(3.0g)且在室溫下將該系統攪拌隔夜。以硅藻土來過濾所得懸浮液且在減壓下濃縮濾液。因此獲得的呈黃色油狀形式的環己基-(2-(4′-乙烯基環己基-4-基)亞乙基)胺(11.3g)無需純化即用於後續步驟中。
第四步驟將在第三步驟中作為粗產物獲得的環己基-(2-(4′-乙烯基環己基-4-基)亞乙基)胺(11.3g)溶解於丙烯酸乙酯(20mL)中，向其中添加氫醌(0.2g)且將該系統在110℃下加熱回流15小時。將該系統冷卻至室溫，向其中添加THF(50mL)且逐漸添加飽和草酸水溶液(100mL)，隨後以乙醚萃取。將有機層以水洗滌且經無水硫酸鎂乾燥，且隨後將其在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得褐色殘餘物(11.9g)以獲得呈無色固體形式的5-氧-4-(4′-乙烯基環己基-4-基)戊酸乙酯(7.8g)。
第五步驟將在第四步驟中獲得的5-氧-4-(4′-乙烯基環己基-4-基)戊酸酯(7.8g)溶解於異丙醇(40mL)中，向其中添加氰基硼氫化鈉(1.2g)且將該系統在室溫下攪拌3小時，同時以HCl(2N)將pH值恆定地調整至約3。向反應液體中添加水(100mL)且以甲苯萃取該系統。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得無色殘餘物(7.3g)以獲得呈無色油狀形式的5-(4-乙烯基-二環己基-4-基)四氫哌喃-2-酮(6.0g)。
第六步驟將切成細粉狀的鋰線(0.85g)添加至THF(50mL)中，隨後在室溫下緩慢地向其中逐滴添加1-溴丙烷(7.4g)的THF溶液(30mL)以使反應液體自由回流，隨後在此溫度下攪拌1小時。小心置放所得混合物，將撇渣用於以下反應中。將在第五步驟中獲得的5-(4-乙烯基-二環己基-4-基)四氫哌喃-2-酮(6.0g)的THF溶液射入另一反應器中，在-70℃下向其中逐滴添加不久之前獲得的撇渣，隨後在此溫度下攪拌1小時且隨後將該系統的溫度逐漸增加至室溫。將反應產物注入100mL飽和氯化銨水溶液中，隨後以乙醚萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得白色殘餘物(5.4g)以獲得呈白色固體形式的2-丙基-5-(4′-乙烯基環己基-4-基)-2-四氫哌喃-2-醇(1.8g)。
第七步驟將在第六步驟中獲得的2-丙基-5-(4′-乙烯基環己基-4-基)-2-四氫哌喃-2-醇(1.8g)溶解於二氯甲烷(50mL)與乙腈(10mL)中，在-50℃下向其中逐滴添加三乙基矽烷(1.5mL)且隨後逐滴添加三氟化硼乙醚複合物(0.9mL)。在將該系統的溫度逐漸增加至0℃之後，將該系統注入50mL冰水中，隨後以乙醚萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得白色殘餘物(1.8g)以獲得呈白色固體形式的2-丙基-5-(4′-乙烯基環己基-4-基)四氫哌喃(1.4g)。藉由使所得產物重複經歷再結晶來使其純化以獲得純2-丙基-5-(4′-乙烯基環己基-4-基)四氫哌喃(0.6g)。
實例7合成2-(2-(4-乙基環己基)乙基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-5-1-10號) 第一步驟將1-乙基-4-乙炔基環己烷(3.5g)溶解於THF(100mL)中，隨後在-70℃下向其中逐滴添加正丁基鋰(1.5M己烷溶液，16.0mL)，隨後在此溫度下攪拌1小時。在-70℃下向所得溶液中逐滴添加在實例1第三步驟中獲得的5-(4-戊基環己基)四氫哌喃-2-酮(5.4g)，隨後在此溫度下另外攪拌1小時且隨後將該系統的溫度逐漸增加至室溫。將反應產物注入100mL飽和氯化銨水溶液中，隨後以乙醚萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得褐色殘餘物(7.9g)以獲得呈褐色固體形式的2-(4-乙基己基乙炔基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃-2-醇(7.4g)。
第二步驟將在第一步驟中獲得的2-(4-乙基己基乙炔基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃-2-醇(7.4g)溶解於二氯甲烷(50mL)與乙腈(10mL)中，在-50℃下向其中逐滴添加三乙基矽烷(5.4mL)且隨後逐滴添加三氟化硼乙醚複合物(3.2mL)。在將該系統的溫度逐漸增加至0℃之後，將該系統注入50mL冰水中，隨後以正庚烷萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得褐色殘餘物(7.2g)以獲得呈黃色油狀形式的2-(4-乙基環己基乙炔基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(6.6g)。
第三步驟將在第二步驟中獲得的2-(4-乙基環己基乙炔基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(3.0g)溶解於正庚烷(30mL)中，向其中添加0.15g Pd-C催化劑。在以真空泵將反應容器降壓之後，在常壓下將氫導入其中且在常溫下將該系統攪拌隔夜。將反應液體過濾以移除催化劑且隨後在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得淺黃色殘餘物(2.8g)以獲得呈無色固體形式的2-(2-(4-乙基環己基)乙基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(2.5g)。藉由使所得產物重複經歷再結晶來使其純化以獲得純2-(2-(4-乙基環己基)乙基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(1.5g)。
實例8合成2-(2-(4-乙基環己基)乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-5-1-19號)
將在實例3第二步驟中獲得的2-(4-乙基環己基乙炔基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(3.6g)溶解於乙醚(10mL)與乙醇(10mL)中。以具有乾冰/甲醇冷卻介質的德沃爾(Dewar)冷卻容器來冷卻該系統，並將乾燥氨氣導入該系統中以在其中積聚約100mL液氨，向其中逐漸添加0.7g鋰。在攪拌3小時之後添加50g氯化銨，並將該系統自德沃爾冷卻容器中取出以在氮氣流下自該系統中移除氨。向所得殘餘物中添加100mL飽和氯化銨水溶液，隨後以二氯甲烷萃取。將有機層以水洗滌且在減壓下濃縮。藉由矽膠管柱層析來純化所得黃色殘餘物(3.3g)以獲得呈無色固體形式的2-(2-(4-乙基環己基)乙烯基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(2.9g)。藉由使所得產物重複經歷再結晶來使其純化以獲得純2-(2-(4-乙基環己基)乙烯基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(1.8g)。
實例9下列混合物第1-1-1-1至1-6-3-27號的合成是基於實例1至4及所揭示的合成方法。在實例1至4中獲得的混合物(混合物第1-1-1-1、1-1-1-4、1-5-1-10及1-5-1-19號)也在下文中列出。










製備實例將四種混合物混合以製備具有向列相的組成物A(母液晶)。所用的四種混合物為4-(4-丙基環己基)苯甲腈(24％)、4-(4-戊基環己基)苯甲腈(36％)、4-(4-庚基環己基)苯甲腈(25％)及4-(4-(4-戊基環己基)苯基)苯甲腈(15％)。組成物A的物理特性是如下所述。
上限溫度(NI)71.7℃黏度(η20)27.0mPa·s介電各向異性(Δε)11.0光學各向異性(Δn)0.137實例10製備組成物B，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例1中所獲得的2-乙基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-1-1-1號)。對組成物B的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-1-1-4號的物理特性。
上限溫度(NI)31.0℃介電各向異性(Δε)-0.6光學各向異性(Δn)0.024實例11製備組成物C，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例2中所獲得的2-乙烯基-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-1-1-4號)。對組成物C的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-1-1-4號的物理特性。
上限溫度(NI)51.0℃黏度(η20)2.8mPa·s介電各向異性(Δε)0.3光學各向異性(Δn)0.050實例12製備組成物D，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例3中所獲得的2-乙烯基-5-(4-丙基環己基)四氫哌喃(混合物第1-1-1-5號)。對組成物D的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-1-1-5號的物理特性。
上限溫度(NI)37.7℃介電各向異性(Δε)-0.4光學各向異性(Δn)0.044實例13製備組成物E，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例4中所獲得的2-乙基-5-(4′-丙基-二環己基-4-基)四氫哌喃(混合物第1-4-1-2號)。對組成物E的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-4-1-2號的物理特性。
上限溫度(NI)175.0℃黏度(η20)45.5mPa·s介電各向異性(Δε)0.3光學各向異性(Δn)0.077實例14製備組成物F，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例5中所獲得的5-(4′-丙基-二環己基-4-基)-2-乙烯基-四氫哌喃(混合物第1-4-1-6號)。對組成物F的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-4-1-6號的物理特性。
上限溫度(NI)196.4℃介電各向異性(Δε)2.1光學各向異性(Δn)0.097實例15製備組成物G，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例6中所獲得的2-丙基-5-(4′-乙烯基-二環己基-4-基)四氫哌喃(混合物第1-4-1-4號)。對組成物G的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-4-1-4號的物理特性。
上限溫度(NI)182.4℃介電各向異性(Δε)1.4光學各向異性(Δn)0.084實例16製備組成物H，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例7中所獲得的2-(2-(4-乙基環己基)乙基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-5-1-10號)。對組成物H的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-5-1-10號的物理特性。
上限溫度(NI)141.0℃黏度(η20)36.5介電各向異性(Δε)-1.7光學各向異性(Δn)0.044實例17製備組成物E，其包含85％在製備實例中所述的組成物A與15％在實例8中所獲得的2-(2-(4-乙基環己基)乙烯基)-5-(4-戊基環己基)四氫哌喃(混合物第1-5-1-19號)。對組成物E的所量測物理特性進行外推以計算混合物第1-5-1-19號的物理特性。
上限溫度(NI)174.4℃黏度(η20)34.3mPa·s
介電各向異性(Δε)1.4光學各向異性(Δn)0.070本發明組成物的代表性實例在下文中顯示為組成物1-15。作為組成物組份的混合物及其量(就重量％而言)也得以顯示。根據下表1所述的方法來顯示上述混合物，即藉由對應於左邊端基、結合基、環結構及右邊端基的符號來顯示其結構。
表1 使用符號來描述混合物的方法R-(A1)-Z1-……-Zn-(An)-×
組成物15-Hdh2H-2(1-5-1-10)10％2-HdhH-3(1-5-1-3) 5％5-HB-CL(2-1) 16％3-HH-4(12-1) 12％3-HH-5(12-1) 4％3-HHB-F(3-1) 4％3-HHB-CL(3-1) 3％4-HHB-CL(3-1) 4％3-HHB(F)-F(3-2)5％4-HHB(F)-F(3-2)5％5-HHB(F)-F(3-2)5％7-HHB(F)-F(3-2)5％5-HBB(F)-F(3-23) 5％101-HBBH-5(14-1) 3％3-HHBB(F，F)-F(4-6)2％4-HHBB(F，F)-F(4-6)3％5-HHBB(F，F)-F(4-6)3％3-HH2BB(F，F)-F(4-15) 3％4-HH2BB(F，F)-F(4-15) 3％NI＝121.2℃；Δn＝0.087；(η20)＝20.8mPa·s；Δε＝2.7；Vth＝2.84V。
在將相對於組成物為0.25％的量的光學活性混合物(0p-5)添加至以上組成物1中時，螺旋間距的值為60.0μm。
組成物25-Hdh-V(1-1-1-4)3％V-Hdh-5(1-1-1-7)3％V-HdhVH-3(1-5-1-23) 3％3-HHB(F，F)-F(3-3) 9％3-H2HB(F，F)-F(3-15)9％4-H2HB(F，F)-F(3-15)8％5-H2HB(F，F)-F(3-15)8％3-HBB(F，F)-F(3-24) 20％5-HBB(F，F)-F(3-24) 14％3-H2BB(F，F)-F(3-27)7％5-HHBB(F，F)-F(4-6) 3％5-HHEBB-F(4)2％3-HH2BB(F，F)-F(4-15) 3％101-HBBH-4(14-1)4％101-HBBH-5(14-1)4％組成物35-Hdh-2(1-1-1-1)5％5-Hdh2B-2(1-5-2-8) 5％5-HB-F(2-1) 12％6-HB-F(2-1) 9％7-HB-F(2-1) 7％2-HHB-OCF3(3-1) 7％3-HHB-OCF3(3-1) 7％4-HHB-OCF3(3-1) 7％5-HHB-OCF3(3-1) 5％3-HH2B-OCF3(3-4)4％5-HH2B-OCF3(3-4)4％3-HHB(F，F)-OCF2H(3-3) 4％3-HHB(F，F)-OCF3(3-3) 5％3-HH2B(F)-F(3-5)3％3-HBB(F)-F(3-23)5％5-HBB(F)-F(3-23)5％5-HBBH-3(14-1) 3％3-HB(F)BH-3(14-2) 3％
組成物45-Hdh-1V(1-1-1-6) 5％3-HdhB-2(1-5-2) 4％5-HB-CL(2-1)7％3-HH-4(12-1)8％3-HHB-1(13-1) 5％3-HHB(F，F)-F(3-3) 8％3-HBB(F，F)-F(3-24) 20％5-HBB(F，F)-F(3-24) 10％3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％4-HHEB(F，F)-F(3-12)3％5-HHEB(F，F)-F(3-12)3％2-HBEB(F，F)-F(3-36)3％3-HBEB(F，F)-F(3-36)5％5-HBEB(F，F)-F(3-36)3％3-HHBB(F，F)-F(4-6) 6％組成物5V-Hdh2H-3(1-5-1-13) 4％5-Hdh2B-2(1-5-2-8) 6％3-HB-CL(2-1)3％5-HB-CL(2-1)2％3-HHB-OCF3(3-1) 5％3-H2HB-OCF3(3-13) 5％5-H4HB-OCF3(3-19) 15％V-HHB(F)-F(3-2) 5％3-HHB(F)-F(3-2) 5％5-HHB(F)-F(3-2) 5％3-H4HB(F，F)-CF3(3-21) 8％5-H4HB(F，F)-CF3(3-21) 10％5-H2HB(F，F)-F(3-15)5％5-H4HB(F，F)-F(3-15)7％2-H2BB(F)-F(3-26) 5％3-H2BB(F)-F(3-26) 5％3-HBEB(F，F)-F(3-36)5％
組成物65-Hdh-V(1-1-1-4)4％5-Hdh2H-2(1-5-1-10) 5％3-HdhB-2(1-5-2) 5％5-HB-CL(2-1)13％7-HB(F，F)-F(2-3) 3％3-HH-4(12-1)10％3-HH-5(12-1)5％3-HB-02(12-5) 5％3-HHB-1(13-1) 8％3-HHB-01(13-1) 5％2-HHB(F)-F(3-2) 7％3-HHB(F)-F(3-2) 7％5-HHB(F)-F(3-2) 7％3-HHB(F，F)-F(3-3) 6％3-H2HB(F，F)-F(3-15)5％4-H2HB(F，F)-F(3-15)5％組成物72-HdhH-3(1-5-1-3) 5％V-HdhVH-3(1-5-1-23) 5％5-HB-CL(2-1)3％7-HB(F)-F(2-2) 7％3-HH-4(12-1)9％3-HH-Eme(-) 13％3-HHEB-F(3-10) 8％5-HHEB-F(3-10) 8％3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％4-HHEB(F，F)-F(3-12)5％4-HGB(F，F)-F(3-91) 5％5-HGB(F，F)-F(3-91) 6％2-H2GB(F，F)-F(3-94)4％3-H2GB(F，F)-F(3-94)5％5-GHB(F，F)-F(3-97) 7％組成物85-Hdh-1V(1-1-1-6) 5％
5-HdhVH-2(1-5-1-19) 5％3-HH-4(12-1)8％3-HHB-1(13-1) 6％3-HHB(F，F)-F(3-3) 10％3-H2HB(F，F)-F(3-15)9％3-HBB(F，F)-F3-24) 15％3-BB(F，F)XB(F，F)-F(3-85) 25％101-HBBH-5(14-1)7％2-HHBB(F，F)-F(4-6) 3％3-HHBB(F，F)-F(4-6) 3％3-HH2BB(F，F)-F(4-15) 4％NI＝90.6℃；Δn＝0.108；(η20)＝26.3mPa·s；Δε＝9.6；Vth＝1.52V。
組成物95-Hdh2H-2(1-5-1-10) 4％2-HdhH-3(1-5-1-3) 4％3-HH-4(12-1)5％3-HH-5(12-1)5％3-HH-01(12-1) 6％3-HH-03(12-1) 6％3-HB-01(12-5) 5％3-HB-02(12-5) 5％3-HB(2F，3F)-02(7-1)10％5-HB(2F，3F)-02(7-1)10％3-HHEH-3(13-20) 4％3-HHEH-5(13-20) 3％4-HHEH-3(13-20) 3％2-HHB(2F，3F)-1(8-1)4％3-HHB(2F，3F)-2(8-1)4％3-HHB(2F，3F)-02(8-1) 12％5-HHB(2F，3F)-02(8-1) 10％NI＝85.6℃；Δn＝0.075；(η20)＝27.4mPa·s；Δε＝-3.3。
組成物102-HdhH-3(1-5-1-3) 5％3-dh2BH-2(1-6-3-20) 5％
5-HB-CL(2-1)3％7-HB(F)-F(5-3) 7％3-HH-4(12-1)9％3-HH-Eme(-) 13％3-HHEB-F(3-10) 8％5-HHEB-F(3-10) 8％3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％4-HHEB(F，F)-F(3-12)5％4-HGB(F，F)-F(3-91) 5％5-HGB(F，F)-F(3-91) 6％2-H2GB(F，F)-F(3-94)4％3-H2GB(F，F)-F(3-94)5％5-GHB(F，F)-F(3-97) 7％組成物113-dhdh-V(1-3) 5％3-HdhB-2(1-5-2) 4％5-HB-CL(2-1)7％3-HH-4(12-1)8％3-HHB-1(13-1) 5％3-HHB(F，F)-F(3-3) 8％3-HBB(F，F)-F(3-24) 20％5-HBB(F，F)-F(3-24) 10％3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％4-HHEB(F，F)-F(3-12)3％5-HHEB(F，F)-F(3-12)3％2-HBEB(F，F)-F(3-36)3％3-HBEB(F，F)-F(3-36)5％5-HBEB(F，F)-F(3-36)3％3-HHBB(F，F)-F(4-6) 6％組成物125-Hdh-1V(1-1-1-6) 4％5-Hdh2H-2(1-5-1-10)4％5-HdhVH-2(1-5-1-19)3％2-BEB(F)-C(5) 5％
3-BEB(F)-C(5) 4％4-BEB(F)-C(5) 12％1V2-BEB(F，F)-C(5)16％3-HB-02(12-5) 3％3-HH-4(12-1) 3％3-HHB-F(3-1) 3％3-HHB-1(13-1) 4％3-HHB-01(13-1)4％3-HBEB-F(3-34)4％3-HHEB-F(3-34)7％5-HHEB-F(3-34)7％3-H2BTB-2(13-15) 4％3-H2BTB-3(13-15) 4％3-H2BTB-4(13-15) 4％3-HB(F)TB-2(13-14)5％NI＝92.7℃；Δn＝0.138；(η20)＝41.7mPa·s；Δε＝28.0；Vth＝1.07V。
組成物13V-Hdh-5(1-1-1-7) 10％5-Hdh2B-2(1-5-2-8)5％3-BEB(F)-C(5) 8％3-HB-C(5-2) 8％V-HB-C(5-2) 8％1V-HB-C(5-2) 8％3-HB-02(12-5) 3％3-HH-2V(12-1) 9％3-HH-2V1(12-1)3％V2-HHB-1(13-1)9％3-HHB-1(13-1) 5％3-HHEB-F(3-10)7％3-H2BTB-2(13-15) 6％3-H2BTB-3(13-15) 6％3-H2BTB-4(13-15) 5％組成物14V-Hdh2H-3(1-5-1-13) 10％
V-HdhVH-3(1-5-1-23) 8％5-BEB(F)-C(5)5％V-HB-C(5-2) 11％5-PyB-C(5-8) 6％4-BB-3(12-8) 11％3-HH-2V(12-1)10％5-HH-V(12-1) 11％V-HHB-1(13-3)7％V2-HHB-1(13-3) 3％3-HHB-1(13-3)3％1V2-HBB-2(13-4) 10％3-HHEBH-3(14-6) 5％組成物155-Hdh-2(1-1-1-1) 5％V-Hdh-5(1-1-1-7) 6％1V2-BEB(F，F)-C(5) 8％3-HB-C(5-2) 18％2-BTB-1(12-10) 10％5-HH-VFF(12-1) 20％3-HHB-1(13-1)6％VFF-HHB-1(13-1) 6％VFF2-HHB-1(13-1) 6％3-H2BTB-2(13-15) 5％3-H2BTB-3(13-15) 5％3-H2BTB-4(13-15) 5％
權利要求
1.一種混合物，由下式(1)表示 其中R1與R2獨立為氫或具有1至10個碳的烷基，其特徵在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；T1、T2及T3獨立為四氫哌喃-2，5-二基或四氫哌喃-3，6-二基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6-二基或萘-2，6-二基，其限制條件在於上述環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-置換，該1，4-伸苯基中的一個-CH＝可由-N＝置換且上述環中的一個氫可由滷素、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F置換；Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵或具有1至4個碳的伸烷基，其限制條件在於該伸烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；i為0至1；j、k及m獨立為0、1或2；n為0或1；i+j+k+m+n為2、3或4；i+k+n為1、2、3或4；當i+j+k+m+n為2或3時，j、k及m獨立為0或1；當i+j+k+m+n為4時，j+m為3且n為i，j為1；當i為0時，j為1或2；當n為0時，m為1或2；當i為1時，R1為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；當n為0時，Z4為單鍵；當i+k+n為1時，T1、T2及T3獨立為四氫哌喃-2，5-二基；當i+j+k+m+n為2時，A1與A2獨立為1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基其限制條件在於上述環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為3時，A1與A2中的至少一個為1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於上述環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為4時，A1與A2中的至少兩者各為1，4-伸環己基或十氫萘-2，6-二基，其限制條件在於上述環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換；當i+j+k+m+n為3時，i+k為0，A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基，R1與R2中的至少一個為烯基；且當i+j+k+m+n為3時，i+k為0，A1為1，4-伸環己基且A2為2-氟-1，4-伸苯基，R2為烷氧基或烯基。
2.根據權利要求1所述的混合物，其特徵在於其中所述的混合物是由下式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)其中之一來表示 其中R1、R2及R4獨立為氫或具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；R3與R5獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6-二基或萘-2，6-二基，其限制條件在於上述環中的一個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-置換，該1，4-伸苯基中的一個-CH＝可由-N＝置換且上述環中的一個氫可由滷素、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F置換；Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵或具有1至4個碳的伸烷基，其限制條件在於該伸烷基中的任意-CH2-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH2-置換且任意-(CH2)2-可由-CH＝CH-或-C≡C-置換；在該式(1-1)中，當A2為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在該式(1-2)中，當A1為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在該式(1-4)中，當A1與A2各為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在該式(1-6)中，當A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；在該式(1-6)中，當A1為1，4-伸環己基且A2為2-氟-1，4-伸苯基時，R3為烷氧基或烯基；在該式(1-6)中，當A1與A2各為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基；且在該式(1-14)中，當A1為1，4-伸環己基且A2為1，4-伸苯基時，R3與R4中的至少一個為烯基。
3.根據權利要求2所述的混合物，其特徵在於在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R1至R5獨立為具有2至10個碳的烷基、具有2至10個碳的烯基、具有1至9個碳的烷氧基、具有2至9個碳的烷氧基烷基、具有3至9個碳的烯氧基、具有2至10個碳的多氟烷基、具有1至9個碳的多氟烷氧基或具有2至10個碳的多氟烯基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基、3-氟-1，4-伸苯基、十氫萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氫萘-2，6-二基或萘-2，6-二基；且Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH2CO-、-COCH2-、-CH2SiH2-、-SiH2CH2-、-O(CH2)2O-、-(CH2)2COO-、-(CH2)2OCO-、-COO(CH2)2-、-OCO(CH2)2-、-CH＝CH-CH2O-或-OCH2-CH＝CH-。
4.根據權利要求2所述的混合物，其特徵在於在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R1至R5獨立為具有2至10個碳的烷基、具有2至10個碳的烯基、具有1至9個碳的烷氧基、具有2至9個碳的烷氧基烷基或具有3至9個碳的烯氧基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基或3-氟-1，4-伸苯基；且Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-或-C≡C-。
5.根據權利要求2所述的混合物，其特徵在於在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R1至R5獨立為具有2至10個碳的烷基、具有2至10個碳的烯基或具有1至9個碳的烷氧基；A1與A2獨立為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基；且Z1、Z2、Z3及Z4獨立為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-。
6.根據權利要求2所述的混合物，其特徵在於在式(1-1)與(1-2)中，A1與A2為1，4-伸環己基；在式(1-4)-(1-6)中，A1與A2獨立為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基，且A1與A2中的至少一個為1，4-伸環己基；且在式(1-11)-(1-14)中，A1與A2獨立為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基，且A1與A2中的至少兩者為1，4-伸環己基。
7.根據權利要求2所述的混合物，其特徵在於其中所述的混合物是由下式(1-1-1)、(1-2-1)、(1-4-1)-(1-4-3)、(1-5-1)-(1-5-3)、(1-6-1)-(1-6-3)、(1-11-1)-(1-11-4)、(1-12-1)-(1-12-4)、(1-13-1)-(1-13-4)及(1-14-1)-(1-14-4)其中之一來表示 其中R31、R32及R33獨立為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基；R34為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基，但不為1-烯基；R31與R31中的一個為烷基；R33與R34中的一個為烷基；Z31、Z32、Z33、Z37、Z38、Z39、Z40、Z41及Z43獨立為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-；Z34、Z35、Z36、Z42、Z44及Z45獨立為單鍵或-(CH2)2-；Z31與Z32中的一個為單鍵；Z33與Z34中的一個為單鍵；Z35與Z36中的一個為單鍵；Z37、Z38及Z39中的兩者為單鍵；Z40、Z41及Z42中的兩者為單鍵；且Z43、Z44及Z45中的兩者為單鍵。
8.一種混合物，其特徵在於其由下式(1-1-1)與(1-2-1)中任一式表示 其中R34與R32獨立為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基；且R31與R32中的一個為烷基。
9.一種混合物，其特徵在於其由下式(1-4-1)、(1-5-1)及(1-6-1)中任一式表示 其中R31與R32獨立為具有2至10個碳的烷基、具有1至9個碳的烷氧基或具有2至10個碳的烯基；R31與R32中的一個為烷基；Z31與Z32獨立為單鍵、-(CH2)2-或-CH＝CH-；且Z31與Z32中的一個為單鍵。
10.根據權利要求8或9所述的混合物，其特徵在於其中所述的R31與R32中的一個為烷基且另一者為烯基。
11.根據權利要求8或9所述的混合物，其特徵在於其中所述的R31與R32中的一個為烯基。
12.一種液晶組成物，其特徵在於其含有至少一種如權利要求第1項所述的混合物。
13.根據權利要求12所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自下式(2)、(3)及(4)所表示的混合物 其中R7為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換；X1為氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2或-OCF2CHFCF3；環B與環D獨立為1，4-伸環己基、1，3-二惡烷-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；環E為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；Z5與Z6獨立為-(CH2)2-、-(CH2)4-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CH-或單鍵；且L1與L2獨立為氫或氟。
14.根據權利要求12所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自下式(5)與(6)所表示的混合物 其中R8與R9獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換；X2為-CH或-C≡C-CN；環G為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基、1，3-二惡烷-2，5-二基或嘧啶-2，5-二基；環J為1，4-伸環己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；環K為1，4-伸環己基或1，4-伸苯基；Z7為-(CH2)2-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-或單鍵；L3、L4及L5獨立為氫或氟；且b、c及d獨立為0或1。
15.根據權利要求12所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自下式(7)、(8)、(9)、(10)及(11)所表示的混合物 其中R10與R11獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換，且R10可為氟；環M與環P獨立為1，4-伸環己基、1，4-伸苯基或十氫-2，6-伸萘基；Z8與Z9獨立為-(CH2)2-、-COO-或單鍵；L6與L7獨立為氫或氟；且L6與L7中的至少一個為氟。
16.根據權利要求12所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自下式(12)、(13)及(14)所表示的混合物 其中R12與R13獨立為具有1至10個碳的烷基，其限制條件在於該烷基中的任意-CH2-可由-O-或-CH＝CH-置換且任意氫可由氟置換；環Q、環T及環U獨立為1，4-伸環己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制條件在於該1，4-伸苯基中的任意氫可由氟置換；且Z10與Z11獨立為-C≡C-、-COO-、-(CH2)2-、-CH＝CH-或單鍵。
17.根據權利要求13所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自如權利要求第14項所述的式(5)與(6)所表示的混合物。
18.根據權利要求13所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自如權利要求第16項所述的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物。
19.根據權利要求14所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自如權利要求第16項所述的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物。
20.根據權利要求15所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種選自如權利要求第16項所述的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物。
21.根據權利要求12所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物更含有至少一種光學活性混合物。
22.根據權利要求12所述的液晶組成物，其特徵在於其中所述的液晶組成物含有如權利要求第1項所述的混合物，以該液晶組成物的總重量計為約5重量％至約90重量％。
23.一種液晶顯示元件，含有如權利要求第12項所述的液晶組成物。
24.根據權利要求23所述的液晶顯示元件，其特徵在於其中所述的顯示元件是由基於垂直配向或電控雙折射效應的主動式矩陣驅動。
25.一種將如權利要求第12項所述的液晶組成物用於一液晶顯示元件中的用途。
全文摘要
本發明是關於一種由右式(1)表示的混合物，其中R1與R2為(例如)烷基；T1、T2及T3獨立為四氫哌喃－2，5－二基或四氫哌喃－3，6－二基；A1與A2為(例如)1，4－伸環己基；Z1、Z2、Z3及Z4為(例如)單鍵；i、j、k、m及n為(例如)0或1；且i+j+k+m+n為(例如)2或3。
文檔編號C07D309/06GK101035779SQ20058003133
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月29日 優先權日2004年10月4日
發明者益川解文, 藤田敦子 申請人:智索株式會社, 智索石油化學株式會社