一種液晶化合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液晶化合物及其制備方法和應(yīng)用。其中所述液晶化合物具有如式(I)所示的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過對(duì)式(I)的兩端基團(tuán)的特定組合，使其兼具低粘度、高介電各向異性的特性，從而使含有其成分的液晶組合物能夠克服目前TFT-LCD存在的響應(yīng)不夠快，電壓不夠低，電荷保持率不夠高等缺陷。
【專利說明】一種液晶化合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液晶化合物及其制備方法和應(yīng)用，涉及液晶材料領(lǐng)域。
【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.ffu, 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。為此也提出許多不同的液晶結(jié)構(gòu)，特別是在向列型液晶領(lǐng)域，尤其是在用于TFT有源矩陣的系統(tǒng)中，向列型液晶化合物得到最為廣泛的應(yīng)用。
[0003]液晶顯示伴隨液晶的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長的發(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Man gu i η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。19 O 9年Ε.Bose建立了橫動(dòng)(Swarm)學(xué)說，并得到L.S.0rmstein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.ff.0seen和H.Zocherl933年創(chuàng)立連續(xù)體理論，并得到 F.C.Frank 完善(1958 年)。M.Born (1916 年)和 K.Lichtennecker (1926 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(或磁場)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RCA公司R.Williams發(fā)現(xiàn)向列相液晶在電場作用下形成條紋疇，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)用開拓了廣闊的前景。七十年代以來，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(Activematrix:AM)方式被重新采用。傳統(tǒng)的TN-1XD技術(shù)已發(fā)展為STN-1XD及TFT-1XD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-1XD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，或以多晶或無定形硅為基礎(chǔ)的TFT。
[0008]目前，TFT-1XD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。專利DE4222371公開了末端為_0(CH2)nF的液晶單體，該液晶單體粘度低，但介電各向異性較低。
[0009]因此尋找兼具低粘度、高介電各向異性的單晶化合物對(duì)克服TFT-LCD存在的響應(yīng)不夠快，電壓不夠低，電荷保持率不夠高等諸多缺陷具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種新型的液晶化合物，該化合物一端具有烯鍵，另一端具有-O (CH2) nF單元結(jié)構(gòu)，兼具較低的粘度和較大的介電各向異性。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]一種液晶化合物，具有如式⑴所示的結(jié)構(gòu):
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種液晶化合物，其特征在于，具有如式(I)所示的結(jié)構(gòu):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶化合物，其特征在于，R選自H或未取代含有1-3個(gè)碳原子的烷基; A1、A2和A3各自獨(dú)立地選自:單鍵，I，4-環(huán)己基，或I，4-苯基，其中氫各自獨(dú)立地可被一個(gè)或多個(gè)氟元素取代； A4選自:1，4-苯基，其中氫各自獨(dú)立地可被一個(gè)或多個(gè)氟元素取代；
Z2 和 Z3 各自獨(dú)立地選自:單鍵、-(CH2) 2_、CF2O、OCF2、CH2O 或 OCH2 ； m為O或2 ; η為1、2或3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶化合物，其特征在于，所述通式(I)的液晶化合物結(jié)構(gòu)如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶化合物，其特征在于，所述通式(I)的液晶化合物結(jié)構(gòu)如下:
5.權(quán)利要求1-4任一所述液晶化合物的制備方法，其特征在于，合成路線如下: DBr-A3-Z3-A4-OH 與 I (CH2) nCH2F 生成 fc-A3-Z3-A4-0 (CH2) n_CH2F ； 2)Br-A3-Z3-A4-O(CH2)n-CH2F與丁基鋰進(jìn)行鋰鹵交換后與保護(hù)酮反應(yīng)，經(jīng)脫水加氫，甲酸脫保護(hù)生成 O=A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O (CH2) n_CH2F。 3)O=A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O(CH2)n_CH2F與叔丁醇鉀和氯甲醚膦鹽經(jīng)魏梯息反應(yīng)生成CH3OCH=A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O (CH2) n_CH2F ； 4)CH3OCH = A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O (CH2) n_CH2F溶解在四氫呋喃中，水解后與氫氧化鉀反應(yīng)生成
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，Br-A3-Z3-A4-OH與I(CH2)nCH2F 在無水碳酸鉀作用下 60-75°C 反應(yīng) 3_5h，生成 fc-A3-Z3-A4-0 (CH2) n_CH2F。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，Br-A3-Z3-A4-O(OH2) n_CH2F與丁基鋰在-50—60°C條件下進(jìn)行鋰鹵交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，O=A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O (CH2) n_CH2F在(TC與叔丁醇鉀和氯甲醚膦鹽經(jīng)魏梯息反應(yīng)生成CHPCH=A1-Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O (CH2) n_CH2F。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟4)中，將CH3OCH=A^Z1-A2-Z2-A3-Z3-A4-O (CH2) n-CH2F溶解在四氫呋喃中，稀鹽酸存在下回流水解后，再在氫氧化鉀甲醇溶液中轉(zhuǎn)ilA 生成
10.權(quán)利要求1-4任一所述通式(I)化合物在TFT-1XD中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C09K19/30GK104004527SQ201410191405
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】姜天孟, 杭德余, 田會(huì)強(qiáng), 儲(chǔ)士紅, 陳海光, 高立龍, 班全志 申請(qǐng)人:北京八億時(shí)空液晶科技股份有限公司