一種含有二噁烷環(huán)的液晶化合物及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含有二噁烷環(huán)和二氟甲氧基橋鍵的液晶化合物，所述液晶化合物具有如式I所示的結(jié)構(gòu)：該化合物具有介電各向異性大、光學(xué)各向異性大和清亮點(diǎn)高的特點(diǎn)。該化合物應(yīng)用至液晶組合物后，能夠進(jìn)一步改善已有慣用液晶組合物的介電各向異性、光學(xué)各向異性和清亮點(diǎn)，具有降低驅(qū)動(dòng)電壓和拓寬溫度使用范圍的技術(shù)效果。
【專利說(shuō)明】一種含有二噁烷環(huán)的液晶化合物及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶顯示材料領(lǐng)域，具體涉及一種含有二噁烷環(huán)的液晶化合物及其應(yīng) 用。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，液晶在信息顯示領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)在光通訊中的應(yīng)用也取得了一定 的進(jìn)展（S.T.Wu，D.K. Yang. Reflective Liquid Crystal Displays. Wiley，2001)。近幾年， 液晶化合物的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)顯著拓寬到各類顯示器件、電光器件、電子元件、傳感器等。為 此，已經(jīng)提出許多不同的結(jié)構(gòu)，特別是在向列型液晶領(lǐng)域，向列型液晶化合物迄今已經(jīng)在平 板顯示器中得到最為廣泛的應(yīng)用。特別是用于TFT有源矩陣的系統(tǒng)中。
[0003] 液晶顯示伴隨液晶的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路。1888年奧地利植物學(xué)家 Friedrich Reinitzer發(fā)現(xiàn)了第一種液晶材料安息香酸膽固醇（cholesteryl benzoate)。 1917年Manguin發(fā)明了摩擦定向法，用以制作單疇液晶和研究光學(xué)各向異性。1909年 E. Bose建立了攢動(dòng)（Swarm)學(xué)說(shuō)，并得到L. S. Ormstein及F. Zernike等人的實(shí)驗(yàn)支持 (1918年），后經(jīng)De Gennes論述為統(tǒng)計(jì)性起伏。G. W. Oseen和H. Zocherl933年創(chuàng)立連續(xù) 體理論，并得到 F. C. Frank 完善（I%8 年）。M. Born(l9l6 年）和 K. Lichtennecker(l926 年）發(fā)現(xiàn)并研究了液晶的介電各向異性。1932年，W.Kast據(jù)此將向列相分為正、負(fù)性兩大 類。1927年，V. Freedericksz和V. Zolinao發(fā)現(xiàn)向列相液晶在電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）作用下，發(fā) 生形變并存在電壓閾值（Freederichsz轉(zhuǎn)變）。這一發(fā)現(xiàn)為液晶顯示器的制作提供了依據(jù)。
[0004] 1968年美國(guó)RCA公司R. Williams發(fā)現(xiàn)向列相液晶在電場(chǎng)作用下形成條紋疇，并有 光散射現(xiàn)象。G. H. Heilmeir隨即將其發(fā)展成動(dòng)態(tài)散射顯示模式，并制成世界上第一個(gè)液晶 顯示器（IXD)。七十年代初，Helfrich及Schadt發(fā)明了 TN原理，人們利用TN光電效應(yīng)和 集成電路相結(jié)合，將其做成顯示器件（TN-LCD)，為液晶的應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊的前景。七十年 代以來(lái)，由于大規(guī)模集成電路和液晶材料的發(fā)展，液晶在顯示方面的應(yīng)用取得了突破性的 發(fā)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年提出的有源矩陣（Active matrix :AM)方式被重新采用。 傳統(tǒng)的TN-IXD技術(shù)已發(fā)展為STN-IXD及TFT-IXD技術(shù)，盡管STN的掃描線數(shù)可達(dá)768行以 上，但是當(dāng)溫度升高時(shí)仍然存在著響應(yīng)速度、視角以及灰度等問(wèn)題，因此大面積、高信息量、
[0005] 彩色顯示大多采用有源矩陣顯示方式。TFT-IXD已經(jīng)廣泛用于直視型電視、大屏幕 投影電視、計(jì)算機(jī)終端顯示和某些軍用儀表顯示，相信TFT-LCD技術(shù)具有更為廣闊的應(yīng)用 前景。
[0006] 其中"有源矩陣"包括兩種類型：1、在作為基片的硅晶片上的0MS(金屬氧化物半 導(dǎo)體）或其它二極管。2、在作為基片的玻璃板上的薄膜晶體管（TFT)。
[0007] 單晶硅作為基片材料限制了顯示尺寸，因?yàn)楦鞑糠诛@示器件甚至模塊組裝在其結(jié) 合處出現(xiàn)許多問(wèn)題。因而，第二種薄膜晶體管是具有前景的有源矩陣類型，所利用的光電效 應(yīng)通常是TN效應(yīng)。TFT包括化合物半導(dǎo)體，如Cdse，或以多晶或無(wú)定形硅為基礎(chǔ)的TFT。
[0008] 目前，TFT-IXD產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)成熟，成功地解決了視角、分辨率、色飽和度和亮度等 技術(shù)難題，其顯示性能已經(jīng)接近或超過(guò)CRT顯示器。大尺寸和中小尺寸TFT-LCD顯示器在 各自的領(lǐng)域已逐漸占據(jù)平板顯示器的主流地位。但是因受液晶材料本身的限制，TFT-LCD仍 然存在著響應(yīng)不夠快，電壓不夠低，電荷保持率不夠高等諸多缺陷。因此尋找低粘度、高介 電各向異性的單晶化合物尤為重要。
[0009] 早在1990年德國(guó)默克公司在專利EP0482157中對(duì)同時(shí)含有F(CH2)n-和二噁烷的 單體液晶的合成方法進(jìn)行闡述，得到的相應(yīng)化合物在液晶組合物中應(yīng)用并不理想。
[0010] 1996年日本智索公司在專利W09820006中也對(duì)該類單體液晶的合成方法進(jìn)行闡 述，得到的相應(yīng)化合物綜合性能也不夠理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對(duì)上述背景，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的液晶化合物，該化合物具有介 電各向異性大、光學(xué)各向異性大和清亮點(diǎn)高的特點(diǎn)。
[0012] 本發(fā)明提供了一種具有二噁烷環(huán)的液晶化合物，該化合物同時(shí)含有二噁烷環(huán)和二 氟甲氧基橋鍵，具有如式I所示的結(jié)構(gòu)：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種含有二噁烷環(huán)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 結(jié)構(gòu)：
其中， Ai和A2各自獨(dú)立地代表1，4-苯基，其中一個(gè)或多個(gè)Η原子可被F原子取代； X 選自 F、OCF3、OCHF2、CF3、CF2H、Cl、OCH = CF2 或 OCF2CF = CF2 ; Yi和Y2各自獨(dú)立地代表H或F ; n為2?10。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，&和Α2各自獨(dú)立地代表1，4-苯基，其 中一個(gè)或多個(gè)Η原子可被F原子取代；X選自F、OCF 3、OCHF2或CF3 ;Yi和Υ2各自獨(dú)立地代表 Η或F，并且不同時(shí)為Η;η為2、3或4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化合物，其特征在于，&和Α2各自獨(dú)立地代表1，4-苯基，其 中一個(gè)或多個(gè)Η原子可被F原子取代；X選自F或OCF 3 ;Yi和Υ2各自獨(dú)立地代表Η或F，并 且不同時(shí)為Η ;η為2、3或4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的化合物，其特征在于，所述液晶化合物選自如下通式結(jié)構(gòu)化 合物：

其中，X選自F或OCF3;n為2,3或4。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物，其特征在于，所述化合物的結(jié)構(gòu)為：
6. 制備權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述液晶化合物的方法，其特征在于，該方法包括如下 步驟：
1) 起始原料化合物II和III，以甲苯為溶劑，以對(duì)甲苯磺酸為脫水催化劑，加熱回流脫 水3?9小時(shí)，得到化合物IV ; 2) 化合物IV與化合物V，以四三苯基膦合鈀為催化劑，回流反應(yīng)4?12小時(shí)，得到目 標(biāo)化合物I ; 其中，4、43、￥1、￥2及11的指代同權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)。
7. 權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述液晶化合物在液晶顯示領(lǐng)域中的應(yīng)用。
8. 含有權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述液晶化合物的液晶組合物，其特征在于，液晶化合物 占液晶組合物的質(zhì)量百分比為1?80%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其特征在于，液晶化合物占液晶組合物的質(zhì)量百分 比為3?50%。
10. 權(quán)利要求8或9所述組合物在制造液晶顯示裝置中的應(yīng)用，其特征在于，所述液晶 顯示裝置包括TN、ADS、FFS、IPS、VA或PSVA液晶顯示器。
【文檔編號(hào)】C07D319/06GK104099105SQ201410306790
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】姜天孟, 田會(huì)強(qiáng), 儲(chǔ)士紅, 陳海光, 高立龍, 班全志, 梁現(xiàn)麗 申請(qǐng)人:北京八億時(shí)空液晶科技股份有限公司