[发明专利]含有环烷基的二苯并吡喃衍生物的液晶化合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于液晶化合物及应用领域，涉及一种含有环烷基的二苯并吡喃衍生物的液晶化合物及其制备方法与应用。

背景技术

自1888年奥地利科学家莱尼茨尔第一次合成出来了液晶以来，液晶产业真正的发展是近30多年的事，由于液晶显示材料具有明显的优点，如驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、可以实现平板显示等，液晶单体和液晶显示都经历了巨大的的发展，液晶单体目前已合成了1万多种液晶材料，其中常用的液晶显示材料有上千种，按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类，主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶、酯类液晶、炔类、二氟甲氧桥类、乙烷类及杂环类等。液晶显示也从30年前的黑白小屏幕的TN、STN发展到现在彩色大屏幕的TN-TFT、VA-TFT、IPS-TFT、PDLC等。

新型液晶显示方式主要有光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)、垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)、多畴扭曲液晶显示等。

各种显示方式液晶盒的设计不同、驱动方式不同，液晶分子指向矢和玻璃基板方向不同，光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)液晶分子指向矢和玻璃基板方向是平行的，而垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)在无电场状态下液晶分子指向矢和玻璃基板方向垂直。

平行排列方式的IPS，液晶的介电各向异性(△ε)既可以是正的，也可以是负的。

垂直取向模式(VA)所有液晶分子在零场时和玻璃基板方向垂直，与垂直入射光线平行。当偏振片正交时，会显示良好的暗态，所以该类器件有良好的对比度，用到液晶的介电各向异性(△ε)必须是负的。液晶的光学各向异性(△n)、液晶盒的厚度(d)、入射光的波长(λ)几乎影响不到对比度。垂直取向模式(VA)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。

在专利DE102002004228.4和JP2005120073中，公开了如下化合物：

其中R’和R”表示烷基。由于侧向二氟及分子内存在刚性结构二苯并吡喃环限制二苯环之间的偏转，使得这类化合物具有较高的介电各向异性的绝对值，以及很高的双折射。但也因为刚性二苯并吡喃环的存在，此类烷基取代的二苯并吡喃环液晶化合物互溶性较差，低温下易析出。为了能使显示器件的性能更加接近理想化，人们一直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。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种含有环烷基的二苯并吡喃衍生物的液晶化合物及其制备方法与应用。

本发明所提供的含有环烷基的二苯并吡喃衍生物的液晶化合物，其结构通式如式I所示，

所述式I中，H表示环戊基、环丁基或环丙基；表示Z表示单键、-O-、-CH₂CH₂-和-CH₂O-中的一种；R表示碳原子数为1-7的烷基或碳原子数为1-7的烷氧基；X、Y表示-CH₂-或-O-，且X与Y不为相同基团，即当X表示-CH₂-时Y表示-O-，当X表示-O-时Y表示-CH₂-；n表示0或1。

所述式I所示化合物优选式I1至式I18所示的化合物：

其中，H各自独立地表示环戊基、环丁基或环丙基；R各自独立地表示碳原子数为1-7的烷基或碳原子数为1-7的烷氧基。

所述式I所示化合物具体优选为下列式I1-1至I18-1所示化合物：

本发明包含上述I1-1至I18-1共34种具体化合物，但不局限于所列出的具体形式。

本发明提供的制备所述式I所示化合物的方法，根据X与Y的不同，可选用下面两种方法：

1.当X为-CH₂-，Y为-O-时，可根据下述方案进行合成：