一種含有三或四聯苯結構的液晶化合物及其應用的製作方法
2023-10-05 22:16:04
一種含有三或四聯苯結構的液晶化合物及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種含有三或四聯苯結構的液晶化合物，所述液晶化合物具有如式Ⅰ所示結構：R-A1-A2-A3-A4-O(CH2)nF(Ⅰ)。該化合物具有光學各向異性大和結構穩定的特點，應用至液晶組合物後能夠進一步提高已有慣用液晶組合物的光學各向異性，具有實現快速響應的技術效果。
【專利說明】一種含有三或四聯苯結構的液晶化合物及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及液晶顯示材料領域，具體涉及一種含有三或四聯苯結構的液晶化合物及其應用。
【背景技術】
[0002]目前，液晶在信息顯示領域得到廣泛應用，同時在光通訊中的應用也取得了一定的進展(S.T.ffu, D.K.Yang.Reflective Liquid Crystal Displays.Wiley, 2001)。近幾年，液晶化合物的應用領域已經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，已經提出許多不同的結構，特別是在向列型液晶領域，向列型液晶化合物迄今已經在平板顯示器中得到最為廣泛的應用。特別是用於TFT有源矩陣的系統中。
[0003]液晶顯示伴隨液晶的發現經歷了漫長的發展道路。1888年奧地利植物學家Friedrich Reinitzer發現了第一種液晶材料安息香酸膽固醇(cholesteryl benzoate)。1917年Manguin發明了摩擦定向法，用以製作單疇液晶和研究光學各向異性。1909年E.Bose建立了橫動(Swarm)學說，並得到L.S.0rmstein及F.Zernike等人的實驗支持(1918年)，後經De Gennes論述為統計性起伏。G.ff.0seen和H.Zocherl933年創立連續體理論，並得到 F.C.Frank 完善(1958 年)。M.Born (1916 年)和 K.Lichtennecker (1926 年)發現並研究了液晶的介電各向異性。1932年，W.Kast據此將向列相分為正、負性兩大類。1927年，V.Freedericksz和V.Zolinao發現向列相液晶在電場(或磁場)作用下，發生形變並存在電壓閾值(Freederichsz轉變)。這一發現為液晶顯示器的製作提供了依據。
[0004]1968年美國RCA公司R.Williams發現向列相液晶在電場作用下形成條紋疇，並有光散射現象。G.H.Heilmeir隨即將其發展成動態散射顯示模式，並製成世界上第一個液晶顯示器(IXD)。七十年代初，Helfrich及Schadt發明了 TN原理，人們利用TN光電效應和集成電路相結合，將其做成顯示器件(TN-LCD)，為液晶的應用開拓了廣闊的前景。七十年代以來，由於大規模集成電路和液晶材料的發展，液晶在顯示方面的應用取得了突破性的發展，1983~1985年T.Scheffer等人先後提出超扭曲向列相(Super Twisred Nematic:STN)模式以及P.Brody在1972年提出的有源矩陣(Activematrix:AM)方式被重新採用。傳統的TN-1XD技術已發展為STN-1XD及TFT-1XD技術，儘管STN的掃描線數可達768行以上，但是當溫度升高時仍然存在著響應速度、視角以及灰度等問題，因此大面積、高信息量、
[0005]彩色顯示大多採用有源矩陣顯示方式。TFT-1XD已經廣泛用於直視型電視、大屏幕投影電視、計算機終端顯示和某些軍用儀表顯示，相信TFT-LCD技術具有更為廣闊的應用前景。
[0006]其中「有源矩陣」包括兩種類型:1、在作為基片的矽晶片上的0MS(金屬氧化物半導體)或其它二極體。2、在作為基片的玻璃板上的薄膜電晶體(TFT)。
[0007] 單晶矽作為基片材料限制了顯示尺寸，因為各部分顯示器件甚至模塊組裝在其結合處出現許多問題。因而，第二種薄膜電晶體是具有前景的有源矩陣類型，所利用的光電效應通常是TN效應。TFT包括化合物半導體，如Cdse，或以多晶或無定形矽為基礎的TFT。[0008]目前，TFT-1XD產品技術已經成熟，成功地解決了視角、解析度、色飽和度和亮度等技術難題，其顯示性能已經接近或超過CRT顯示器。大尺寸和中小尺寸TFT-LCD顯示器在各自的領域已逐漸佔據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1992年德國默克公司在專利DE4222371中對末端為_0(CH2)nF的單體液晶進行闡述。
【發明內容】
[0010]針對上述背景，本發明提供一種新型的液晶化合物，該化合物同時具有三或四聯苯和-O(CH2)nF單元結構。該化合物具有光學各向異性大和結構穩定的特點，具有如式所示的結構1:
[0011]R-A1-A2-A3-A4-O (CH2) nF
[0012]( I )
[0013]其中，R選自H和未取代或取代的各自含有1-12個碳原子的烷基或烷氧基；取代的各自含有1-12個碳原子的烷基或烷氧基中一個或多個CH2基團各自彼此獨立地被-C = C-, -CF2O-, -CH = CH-, -O-, -C0-0-或-0-C0-以O原子彼此不直接鍵接的方式取代，並且其中一個或多個H原子可被滷素取代；
[0014]A。A2、AJPA4各自獨立地選自:單鍵或1，4_苯基，其中1，4_苯基的氫可各自獨立地被一個或多個滷素取代；並且ApA2、A3和A4至多一個為單鍵；
[0015]η 為 2、3 或 4。
[0016]本發明所述的滷素優選為F。
[0017]本發明所述的含有三或四聯苯結構的液晶化合物，由於結構中具三或四聯苯結構，因此，具有光學各向異性大的的優點，有利於液晶顯示裝置降低盒厚，提高響應速度。
[0018]其中，本發明所述的液晶化合物優選:
[0019]R選自H或未取代的含有1-5個碳原子的烷基；
[0020]A。A2、AJPA4各自獨立地選自:單鍵或1，4_苯基，其中1，4_苯基的氫可各自獨立地被一個或多個氟原子取代；並且4、A2、A3和A4至多一個為單鍵；
[0021]η 為 2、3 或 4。
[0022]以及更優選所述液晶化合物選自如下通式結構化合物:
[0023]
【權利要求】
1.一種含有三或四聯苯結構的液晶化合物，其特徵在於:所述液晶化合物具有如式I所示結構:
2.根據權利要求1所述的液晶化合物，其特徵在於:R選自H或未取代的含有1-5個碳原子的烷基； A。A2、AjPA4各自獨立地選自:單鍵或1，4-苯基，其中1，4-苯基的氫可各自獨立地被一個或多個氟原子取代；並且A、A2, A3和A4至多一個為單鍵；η為2、3或4。
3.根據權利要求1所述的液晶化合物，其特徵在於:所述液晶化合物選自如下通式結構化合物:
4.根據權利要求3所述的液晶化合物，其特徵在於:所述液晶化合物為:
5.含有三或四聯苯結構的液晶化合物的製備方法，其特徵在於:
R-A1-Ag-A3-1+F (CH2) nO_A4_B (OH) 2 — R-A1-A2-A3-A4-O (CH2) nF I1-1I1-2 起始原料R-A1-A2-A3-1和F (CH2) nO-A4-B (OH)2，以四三苯基膦合鈀為催化劑，碳酸鈉為縛酸劑，回流4-8小時反應得到R-A1-A2-A3-A4-O(CH2)nF，其中，RA、A2、A3、A4及η的指代同權利要求1-4任一項。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於:所述反應以甲苯、乙醇或其混合物為溶劑。
7.權利要求1-4任一項所述液晶化合物在液晶顯示領域中的應用。
8.含有權利要求1-4任一項所述液晶化合物的液晶組合物。
9.根據權利要求8所述的組合物，其特徵在於，按重量計，液晶化合物在所述組合物中的加入量為1_80%。
10.權利要求8或9所述組合物在製造液晶顯示裝置中的應用，其特徵在於:所述的液晶顯示裝置為TN、ADS、FFS或IPS液晶顯示器。
【文檔編號】C09K19/12GK104003852SQ201410250461
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】姜天孟, 杭德餘, 田會強, 儲士紅, 陳海光, 高立龍, 班全志 申請人:北京八億時空液晶科技股份有限公司