[发明专利]一种含2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的液晶化合物、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的液晶化合物、制备方法以及应用，属于液晶材料技术领域。

背景技术

近年来，液晶化合物的应用领域越来越广，已经广泛用于各种类型的显示设备、电光学器件、传感器等。其中，在显示装置中向列相液晶有着最宽广的用途。向列相液晶已经广泛应用于无源TN或STN矩阵显示器和具有TFT有源矩阵的系统中。

液晶材料要求具备良好的化学和热稳定性，良好的对电场和电磁辐射的稳定性，较宽的向列相温度范围，适当的折射率、介电各向异性，较快的响应速度和高的电压保持率。

随着显示技术的发展，对液晶材料也提出了更高的要求，尤其是在快速响应，降低驱动电压，降低功耗等方面。因此，需要开发更多改进性能的新型液晶化合物。

尽管很早就有对2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的研究报道[EP0358290B1；Chem.zentralbl.1923,Vol 94,nb.III,p1012；Tedrahedron.1985,Vol 41,n.2,p.413-420；Tedrahedron.1985,Vol 41,n.23,p.5487-5494；EP 0358290 B1等]，但2-氧-双环基[2,2,1]庚烷类衍生物作为液晶化合物，尤其是向列相液晶的特性，尚未见报道。

发明内容

本发明第一目的是提供一种含2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的液晶化合物。含有该液晶化合物的液晶组合物，表现出响应时间短、Δn数值适中、电荷保持率高的特性，并且具有较低的阈值电压，应用前景广阔。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的液晶化合物，所述化合物具有如下结构通式(I)：

式中：R₁表示-H，具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的H可以被卤素取代，一个或多个-CH₂-可以各自独立地被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CO-O-、-O-CO-或-O-取代，但要求O原子彼此不直接连接；

R₂表示-H，-F，-Cl，-CN，-NCS，-CF₃，-OCF₃，-OCF₂Cl，具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的H可以被卤素取代，一个或多个-CH₂-可以各自独立地被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CO-O-、-O-CO-或-O-取代，但要求O原子彼此不直接连接；

A₁表示1,4-亚苯基，其中，1,4-亚苯基中的1-4个氢原子可以被氟原子取代或1-2个-CH-基团可以被氮原子取代；

A₂、A₃相同或不同，各自独立地表示1,4-亚环己基，1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基；其中，1,4-亚环己基和1,4-亚环己烯基中的1-4个氢原子可以被氟原子取代或1-2个-CH₂-基团可以被氧原子取代；1,4-亚苯基中的1-4个氢原子可以被氟原子取代或1-2个-CH-基团可以被氮原子取代；

Z₁、Z₂相同或不同，各自独立地表示碳碳单键、-CO-O-、-O-CO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂CH₂-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-C₂F₄-、-CH₂CHF-、-CHFCH₂-；

a、b相同或不同，各自独立地表示0、1、2。

在一些优选实施方案中，R₁表示-H，具有1-8个碳原子的烷基或烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的H可以被卤素取代，一个或多个-CH₂-可以各自独立地被-CH＝CH-、或-O-取代，但要求O原子彼此不直接连接；