一种含有二噁烷环的液晶化合物及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种含有二噁烷环和二氟甲氧基桥键的液晶化合物，所述液晶化合物具有如式I所示的结构：该化合物具有介电各向异性大、光学各向异性大和清亮点高的特点。该化合物应用至液晶组合物后，能够进一步改善已有惯用液晶组合物的介电各向异性、光学各向异性和清亮点，具有降低驱动电压和拓宽温度使用范围的技术效果。
【专利说明】一种含有二噁烷环的液晶化合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示材料领域，具体涉及一种含有二噁烷环的液晶化合物及其应 用。
【背景技术】
[0002] 目前，液晶在信息显示领域得到广泛应用，同时在光通讯中的应用也取得了一定 的进展（S.T.Wu，D.K. Yang. Reflective Liquid Crystal Displays. Wiley，2001)。近几年， 液晶化合物的应用领域已经显著拓宽到各类显示器件、电光器件、电子元件、传感器等。为 此，已经提出许多不同的结构，特别是在向列型液晶领域，向列型液晶化合物迄今已经在平 板显示器中得到最为广泛的应用。特别是用于TFT有源矩阵的系统中。
[0003] 液晶显示伴随液晶的发现经历了漫长的发展道路。1888年奥地利植物学家 Friedrich Reinitzer发现了第一种液晶材料安息香酸胆固醇（cholesteryl benzoate)。 1917年Manguin发明了摩擦定向法，用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年 E. Bose建立了攒动（Swarm)学说，并得到L. S. Ormstein及F. Zernike等人的实验支持 (1918年），后经De Gennes论述为统计性起伏。G. W. Oseen和H. Zocherl933年创立连续 体理论，并得到 F. C. Frank 完善（I%8 年）。M. Born(l9l6 年）和 K. Lichtennecker(l926 年）发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年，W.Kast据此将向列相分为正、负性两大 类。1927年，V. Freedericksz和V. Zolinao发现向列相液晶在电场（或磁场）作用下，发 生形变并存在电压阈值（Freederichsz转变）。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。
[0004] 1968年美国RCA公司R. Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有 光散射现象。G. H. Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶 显示器（IXD)。七十年代初，Helfrich及Schadt发明了 TN原理，人们利用TN光电效应和 集成电路相结合，将其做成显示器件（TN-LCD)，为液晶的应用开拓了广阔的前景。七十年 代以来，由于大规模集成电路和液晶材料的发展，液晶在显示方面的应用取得了突破性的 发展，1983?1985年T. Scheffer等人先后提出超扭曲向列相（Super Twisred Nematic: STN)模式以及P. Brody在1972年提出的有源矩阵（Active matrix :AM)方式被重新采用。 传统的TN-IXD技术已发展为STN-IXD及TFT-IXD技术，尽管STN的扫描线数可达768行以 上，但是当温度升高时仍然存在着响应速度、视角以及灰度等问题，因此大面积、高信息量、
[0005] 彩色显示大多采用有源矩阵显示方式。TFT-IXD已经广泛用于直视型电视、大屏幕 投影电视、计算机终端显示和某些军用仪表显示，相信TFT-LCD技术具有更为广阔的应用 前景。
[0006] 其中"有源矩阵"包括两种类型：1、在作为基片的硅晶片上的0MS(金属氧化物半 导体）或其它二极管。2、在作为基片的玻璃板上的薄膜晶体管（TFT)。
[0007] 单晶硅作为基片材料限制了显示尺寸，因为各部分显示器件甚至模块组装在其结 合处出现许多问题。因而，第二种薄膜晶体管是具有前景的有源矩阵类型，所利用的光电效 应通常是TN效应。TFT包括化合物半导体，如Cdse，或以多晶或无定形硅为基础的TFT。
[0008] 目前，TFT-IXD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等 技术难题，其显示性能已经接近或超过CRT显示器。大尺寸和中小尺寸TFT-LCD显示器在 各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。但是因受液晶材料本身的限制，TFT-LCD仍 然存在着响应不够快，电压不够低，电荷保持率不够高等诸多缺陷。因此寻找低粘度、高介 电各向异性的单晶化合物尤为重要。
[0009] 早在1990年德国默克公司在专利EP0482157中对同时含有F(CH2)n-和二噁烷的 单体液晶的合成方法进行阐述，得到的相应化合物在液晶组合物中应用并不理想。
[0010] 1996年日本智索公司在专利W09820006中也对该类单体液晶的合成方法进行阐 述，得到的相应化合物综合性能也不够理想。
【发明内容】
[0011] 针对上述背景，本发明的目的在于提供一种新型的液晶化合物，该化合物具有介 电各向异性大、光学各向异性大和清亮点高的特点。
[0012] 本发明提供了一种具有二噁烷环的液晶化合物，该化合物同时含有二噁烷环和二 氟甲氧基桥键，具有如式I所示的结构：
[0013]
【权利要求】
1. 一种含有二噁烷环的液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物具有如式I所示的 结构：
其中， Ai和A2各自独立地代表1，4-苯基，其中一个或多个Η原子可被F原子取代； X 选自 F、OCF3、OCHF2、CF3、CF2H、Cl、OCH = CF2 或 OCF2CF = CF2 ; Yi和Y2各自独立地代表H或F ; n为2?10。
2. 根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，&和Α2各自独立地代表1，4-苯基，其 中一个或多个Η原子可被F原子取代；X选自F、OCF 3、OCHF2或CF3 ;Yi和Υ2各自独立地代表 Η或F，并且不同时为Η;η为2、3或4。
3. 根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，&和Α2各自独立地代表1，4-苯基，其 中一个或多个Η原子可被F原子取代；X选自F或OCF 3 ;Yi和Υ2各自独立地代表Η或F，并 且不同时为Η ;η为2、3或4。
4. 根据权利要求3所述的化合物，其特征在于，所述液晶化合物选自如下通式结构化 合物：
其中，X选自F或OCF3;n为2,3或4。
5. 根据权利要求4所述的化合物，其特征在于，所述化合物的结构为：
6. 制备权利要求1?5任意一项所述液晶化合物的方法，其特征在于，该方法包括如下 步骤：
1) 起始原料化合物II和III，以甲苯为溶剂，以对甲苯磺酸为脱水催化剂，加热回流脱 水3?9小时，得到化合物IV ; 2) 化合物IV与化合物V，以四三苯基膦合钯为催化剂，回流反应4?12小时，得到目 标化合物I ; 其中，4、43、￥1、￥2及11的指代同权利要求1?5任一项。
7. 权利要求1?5任一项所述液晶化合物在液晶显示领域中的应用。
8. 含有权利要求1?5任一项所述液晶化合物的液晶组合物，其特征在于，液晶化合物 占液晶组合物的质量百分比为1?80%。
9. 根据权利要求8所述的组合物，其特征在于，液晶化合物占液晶组合物的质量百分 比为3?50%。
10. 权利要求8或9所述组合物在制造液晶显示装置中的应用，其特征在于，所述液晶 显示装置包括TN、ADS、FFS、IPS、VA或PSVA液晶显示器。
【文档编号】C07D319/06GK104099105SQ201410306790
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】姜天孟, 田会强, 储士红, 陈海光, 高立龙, 班全志, 梁现丽 申请人:北京八亿时空液晶科技股份有限公司