含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物及其制备方法与液晶组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物及其制备方法与液晶组合物。液晶化合物是通式Ⅰ所示的化合物；液晶组合物包括小于等于40%且不为零的通式Ⅰ所示化合物、4%～50%的通式Ⅱ所示化合物、5%～50%的通式Ⅲ所示化合物和3%～45%的通式Ⅳ所示化合物。本发明液晶化合物具有低旋转粘度γ1和大介电各向异性，而且向列相温度范围宽、相溶性好、对光、热稳定，非常适宜作用液晶单体；含有该液晶化合物的液晶组合物具有较大的液晶相温度范围和合适的光学各向异性，而且其旋转粘度小，启动电压低，尤其适用于TN模式、VA模式、IPS模式和PDLC模式的液晶显示元件。
【专利说明】含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物及其制备方法与液晶组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物以及其制备方法和含有该液晶化合物的液晶组合物，属于液晶化合物及应用领域。
【背景技术】
[0002]近年来，液晶显示器已经取代了传统的阴极射线管显示，成为当今信息显示领域的主流产品，广泛用于仪表、电脑、电视等各种显示器中。根据液晶显示方式的不同，液晶显示元件可以分为扭曲向列相(TN)模式、超扭曲向列相(STN)模式、共面(IPS)模式、垂直配向(VA)模式等多种模式。
[0003]薄膜晶体管液晶显不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)，是21世纪最有发展前途的显示技术之一，在笔记本电脑、液晶电视等领域均有广泛应用。TFT-1XD是在扭曲向列液晶显示(TN-1XD)的基础上引入薄膜晶体管开关而形成的有源矩阵显示，克服了无源矩阵显示中交叉干扰、信息量少、写入速度慢等缺点，大大改善了显示品质，因此得到了迅猛发展。
[0004]TFT-1XD的优点可总结为下列五点:①使用特性好:低压应用，低驱动电压；平板化，又轻薄，节省了大量原材料和使用空间；低功耗；显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率，高彩色保真度，高亮度，高对比度，高响应速度的各种规格型号的视频显示器；其显示方式有直视型，投影型，透视式和反射式等多种显示方式。②环保特性好:TFT-LCD无辐射、无闪烁，对使用者的健康无损害，特别是TFT-LCD电子书刊的出现，将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代，引发人类学习、传播和记载文明方式的革命。③适用范围宽:TFT-1XD在-20°C~50°C范围内都可以正常使用，经过温度加固处理的TFT-1XD低温工作温度甚至可达到_80°C。TFT-1XD不仅可以作为移动终端显示、台式终端显示，也可用作大屏幕投影电视，是性能优良的全尺寸`视频显示终端。④制造技术的自动化程度高。⑤TFT-LCD易于集成化和更新换代。
[0005]液晶材料作为液晶显示器重要的光电子材料之一，对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用。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，对电场和电磁福射的稳定性；②粘度(Υ 1)低；③具有合适的介电各向异性Λ ε ;④合适的光学各向异性Λ η ;⑤与其他液晶化合物的相溶性好。而作为TFT-LCD用液晶材料，具有比普通液晶材料更高的要求，除了上述特性外，还应具有较宽的向列相温度范围、非常高的电阻率、良好的抗紫外线性能、高电荷保持率、低蒸汽压、低离子浓度、低功耗、低旋转粘度等性能。
[0006]液晶材料作为液晶显示器重要的光电子材料之一，对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用。作为显示用液晶材料，必须要求有较宽的向列相温度范围、较高的稳定性、适合的旋转粘度、以及对电场的快速响应。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，必须将多种液晶化合物组合成液晶组合物，才能够满足液晶显示材料的性能要求。
[0007]为了不断满足TN模式、STN模式、TFT-1XD等显示性能的要求，作为显示用的液晶化合物已经从含有联苯腈类、酯类、含氧杂环类、嘧啶环类液晶化合物逐渐发展到环己基苯类、苯乙炔类、乙基桥键类、端烯基类和各种含氟芳环类液晶化合物。
[0008]其中，含氟类液晶由于具有低粘度、适中的介电各向异性、高电阻率、高电荷保持率等特性成为了 TFT液晶显示用液晶材料的主要成分。向液晶分子中引入一个二氟亚甲氧基桥(-CF20_)后，会使它的向列相温度范围很大程度的扩大，同时旋转粘度、x也有所降低。另外由于二氟亚甲氧基桥(-cf2o-)的偶极矩的贡献，端基氟原子的偶极矩也有一定程度的提高，从而使液晶分子的介电各向异性Λ ε有所增加。德国默克和日本智索公司已经公开了一些具有不同取代基的具有二氟亚甲氧基桥(-CF20_)的液晶化合物(CN1717468A，CN101143808A, CN101157862A等)，并应用于液晶组合物中。
[0009]随着液晶显示行业的不断发展，人们对于具有不同性能的显示材料的需求也逐渐增多。因此，不断开发新的性能优异的液晶化合物及组合物对液晶显示发展具有重要的意义。
【发明内容】
[0010]本发明需要解决的技术问题是提供一种适用于液晶显示器的、同时具有较高稳定性、较宽的向列相范围、较低的旋转粘度和高介电各向异性的含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物及其液晶组合物。
[0011]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:
[0012]含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物，其结构如通式I所示:
[0013]
【权利要求】
1.含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物的结构如通式I所示:
2.根据权利要求1所述的含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述通式I中， R1是-H、含有I~15个碳原子的烷基、含有I~15个碳原子的烷氧基、含有2~15个碳原子的烯基、含有2~15个碳原子的烯氧基中的任一基团；
R2 是-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3> -CF3> -CHF2, -CH2F, -OCHF2, -SCN、-NCS, _SF5、含有I~15个碳原子的烷基、含有I~15个碳原子的烷氧基、含有2~15个碳原子的烯基、含有2~15个碳原子的烯氧基中的任一基团；
ZpZ2 分别是单键、-CH2-、-CH2CH2-、-(CH2) 3-、_ (CH2) 4-、-CH=CH-、-C = C-、-COO-、-00C-、-CF2O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-的其中任意一种。
3.根据权利要求2所述的含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物是式1-1~式1-7所示化合物中的任意一种，
4.根据权利要求3所述的含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述式1-1~式1-7所示的液晶化合物中， R1是-H或含有I~6个碳原子的直链烷基； R2 是-F、-Cl,-OCF3> -CF3> -CN、-NCS 中的任一基团。
5.权利要求3或4任一项所述的含有硫代四氢吡喃基的液晶化合物的制备方法，其特征在于:其反应路线为: 当制备式1-1、式1-2、式1_3所不化合物时，米用路线A:
6.一种液晶组合物，其特征在于:所述液晶组合物包含至少一种权利要求1~4任一项所述的通式I所示的液晶化合物；所述通式I所示的液晶化合物在液晶组合物中的重量百分含量为小于等于40%且不为零。
7.根据权利要求6所述的一种液晶组合物，其特征在于:所述液晶组合物还包含有重量百分含量为4%~50%的通式II所示的化合物、5%~50%的通式III所示的化合物和3%~45%的通式IV所示的化合物，
8.根据权利要求7所述的一种液晶组合物，其特征在于:所述液晶组合物包含重量百分含量为8%~19%的通式I所示的液晶化合物、20%~36%的通式II所示的液晶化合物、31%~47%的通式III所示的液晶化合物和5%~33%的通式IV所示的液晶化合物。
【文档编号】C09K19/34GK103555344SQ201310469865
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】张建立, 邵哲, 韩耀华, 史正, 魏景景, 华瑞茂 申请人:石家庄诚志永华显示材料有限公司