[发明专利]一种介电负性液晶化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶化合物，具体涉及一种含有环戊基及2,3-二氟-1,4-亚苯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，所述液晶化合物适用于VA、IPS和ECB等液晶显示模式中。

背景技术

随着信息时代的进步，液晶显示技术的发展作为信息显示的液晶应用领域，也在不断发展。人们对液晶显示器性能的要求越来越高，也激发了人们对液晶材料的研究兴趣，使得液晶技术成为热点，并持续发展。

液晶材料的种类很多，其中介电负性液晶是指介电各向异性△ε＝ε∥-ε⊥<0的一类液晶材料，主要用在VA模式的显示器中。VA模式(Vertical Alignment，垂直取向)最早由富士通公司提出，用于解决显示器的宽视角化问题。此外，介电负性液晶可以添加到TN和STN中用于获得较小的△ε/ε⊥，用于得到特定螺距的扭矩材料，还广泛应用于DS、ECB、GH、OCB、FLC、PDLC、IPS、MVA-TFT、FFS-VA、VAN等模式的液晶显示器中，以改善液晶显示器件中的电光特性。目前，液晶显示器正朝向大型化、宽视角、高对比度、快速响应方面发展，负性液晶的性能起到了至关重要的作用。

众所周知，VA模式的响应时间比扭曲型器件要短得多，约为一半左右。在外加电压影响下，VA器件主要产生的是液晶分子的弯曲形变，ECB产生的是液晶分子的展曲形变，而扭曲显示产生的是液晶分子的扭曲形变，其响应时间也分别与弯曲、展曲、扭曲弹性常数成反比，由于大部分的液晶在通常的情况下液晶的弯曲弹性常数大于展曲弹性常数，展曲弹性常数又大于扭曲弹性常数，这也是VA器件响应时间较快的原因。

为了能使显示器件的性能更加接近理想化，人们一直努力在致力于研究新的液晶化合物，这得以使液晶化合物及显示器件的性能仍在不断的向前发展。

CN103030534A中公开具有以下结构的负性液晶化合物：

上述化合物虽然具有负的介电各向异性值和合适的光学各向异性值，但其具有清亮点相对较低的缺点。

本发明公开的含有2,3-二氟-1,4-亚苯基的介电负性液晶化合物，具有稳定的物理化学性质、较大的双折射率、高清亮点、液晶相温度范围较宽、介电各向异性值为负等特点。该化合物以环戊烷为端基，与传统的以柔软的烷基链为端基的液晶化合物相比，具有清亮点高的优点。由于液晶组合物的清亮点和单体的清亮点存在正相关的关系，故利用本发明所提供的式A的化合物可拓展液晶组合物的应用范围。另外，式A的化合物适用于需要具有低粘度低阈值且负介电各向异性绝对值较大的液晶组合物中。

发明内容

本发明目的是提供一种新型结构、具有稳定的物理化学性质、较大的双折射率、高清亮点、液晶相温度范围较宽、介电各向异性值为负等特点，与其他液晶化合物相容性好，可用于VA、IPS和ECB等液晶显示模式中的含有环戊基及2,3-二氟-1,4-亚苯基的介电负性液晶化合物，以及一种操作简单、成本低、收率高、工艺安全稳定，适合工业化生产的含有环戊基及2,3-二氟-1,4-亚苯基的介电负性液晶化合物的制备方法。

本发明提供的含有环戊基及2,3-二氟-1,4-亚苯基的负性液晶化合物，其结构式如式A所示：

本发明还提供一种制备式A的化合物的方法，包括如下步骤：

1)n-BuLi存在下，将化合物1

和式2的化合物

反应，得到式3的化合物

2)将式3的化合物和对甲苯磺酸进行回流反应，得到式4的化合物

3)Pd/C催化作用下，加压条件下，将式4的化合物和H₂反应，得到式A的化合物

在一些实施方案中，本发明的制备方法中，所述步骤1)、2)和3)均是在有机溶剂存在下进行的，所述步骤1)、2)和3)中的所述有机溶剂各自独立地选自由甲醇、乙醇、甲苯、四氢呋喃、二甲亚砜和N，N-二甲基乙酰胺及其组合组成的组。

在一些实施方案中，步骤1)中所述的反应时间为1～5小时，所述的反应温度为-100～-50℃。

在一些实施方案中，步骤2)中所述的回流反应时间为1～6小时。

在一些实施方案中，步骤3)中所述的压力为1～3MPa。

本发明另一方面提供一种液晶组合物，包含本发明所述的液晶化合物。

本发明另一方面提供包含本发明所述液晶化合物的液晶显示材料和液晶显示器。