一种含有四氢吡喃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四氢吡喃环的液晶化合物，所述液晶化合物具有如式Ⅰ所示结构：该化合物同时具有四氢吡喃环和-O(CH2)nF单元结构，具有旋转粘度低和介电各向异性大的特点，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。将液晶组合物应用至液晶显示装置后，具有驱动电压低和温度使用范围广的优点。
【专利说明】—种含有四氢吡喃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，具体涉及一种含有四氢吡喃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.ffu, 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建立了横动(Swarm)学说，并得到L.S.0rmstein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.ff.0seen和H.Zocherl933年创立连续体理论，并得到 F.C.Frank 完善(1958 年)。M.Born (1916 年)和 K.Lichtennecker (1926 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(Activematrix:AM)方式被重新采用。传统的TN-1XD技术已发展为STN-1XD及TFT-1XD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-1XD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-1XD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1992年德国默克公司在专利DE4222371中对末端为_0(CH2)nF的单体液晶进行阐述，但并未得到理想的相应化合物。
【发明内容】
[0010]本发明的第一目的在于提供一种具有四氢吡喃环的液晶化合物，该化合物同时具有四氢吡喃环和-0(CH2)nF单元结构。该化合物具有旋转粘度低和介电各向异性大的特点，具有如式所示的结构1:
[0011]
【权利要求】
1.一种含有四氢吡喃环的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物具有如式I所示结构:
2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于:R选自H和未取代或取代的各自含有1-5个碳原子的烷基或烷氧基，取代的各自含有1-5个碳原子的烷基或烷氧基中一个或多个CH2基团各自彼此独立地被-CH = CH-或-O-代替，并且其中一个或多个H原子可被卤素取代； AjP A3.各自独立地选自:单键，1，4-环己基，1，4-苯基；其中1，4-环己基，一个CH2或两个不直接连接的CH2可被O代替；上述任一情况下结构中的氢各自独立地可被一个或多个卤素取代； A2 为:——〈—0 ^——或-〈^- ~和、各自独立地选自1，4_苯基，其中氢各自独立地可被一个或多个氟元素取代； Z1' Z1 和 Z3 各自独立地选自:单键、-(CH2) 2_、CF2O、OCF2、CH2O 或 OCH2 ； η为1、2或3。
3.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于:R选自H和未取代含有1-5个碳原子的烷基； 八^卩^各自独立地选自:单键，1，4_环己基，1，4_苯基；其中1，4-环己基，一个CH2或两个不直接连接的CH2可被O代替；上述任一情况下结构中的氢各自独立地可被一个或多个氟素取代； A2 为:
4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物选自如下通式结构化合物:
5.根据权利要求4所述的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物为:
6.含有四氢吡喃环的液晶化合物的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:
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。
9.权利要求9所述组合物在制造液晶显示装置中的应用.
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于:所述的液晶显示装置为TN、ADS、FFS、IPS、VA或PSVA等液晶显示器。
【文档编号】C09K19/44GK104003964SQ201410250606
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】姜天孟, 杭德余, 田会强, 储士红, 陈海光, 高立龙, 班全志 申请人:北京八亿时空液晶科技股份有限公司