含有環戊基的4,6,6,7-四氟-苯并[c]色烯類化合物及液晶介質的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于液晶化合物及組合物領域，涉及一種含有環戊基的4, 6, 6, 7-四氟-苯 并[C]色烯類液晶化合物及包含該化合物的液晶介質。
【背景技術】
[0002] 自1888年奧地利科學家萊尼茨爾第一次合成出來了液晶以來，液晶產業真正的 發展是近30多年的事，由于液晶顯示材料具有明顯的優點，如驅動電壓低、功耗微小、可靠 性高、顯示信息量大、彩色顯示、無閃爍、可以實現平板顯示等，液晶單體和液晶顯示都經歷 了巨大的的發展，液晶單體目前已合成了 1萬多種液晶材料，其中常用的液晶顯示材料有 上千種，按液晶分子的中心橋鍵和環的特征進行分類，主要有聯苯液晶、苯基環己烷液晶、 酯類液晶、炔類、二氟甲氧橋類、乙烷類及雜環類等。液晶顯示也從30年前的黑白小屏幕的 TN、STN發展到現在彩色大屏幕的TN-TFT、VA-TFT、IPS-TFT、PDLC等。
[0003]新型液晶顯示方式主要有光學補償彎曲模式（0CB)、共面轉變液晶顯示（IPS)、垂 直取向模式（VA)、軸對稱微結構液晶顯示（ASM)、多疇扭曲液晶顯示等。
[0004] 各種顯示方式液晶盒的設計不同、驅動方式不同，液晶分子指向矢和玻璃基板方 向不同，光學補償彎曲模式（0CB)、共面轉變液晶顯示（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)、軸對稱微結構液晶顯示（ASM)在無電場狀態下液晶分 子指向矢和玻璃基板方向垂直。
[0005] 平行排列方式的IPS，液晶的介電各向異性（A e )既可以是正的，也可以是負的。
[0006] 垂直取向模式（VA)所有液晶分子在零場時和玻璃基板方向垂直，與垂直入射光 線平行。當偏振片正交時，會顯示良好的暗態，所以該類器件有良好的對比度，用到液晶的 介電各向異性（△ e)必須是負的。液晶的光學各向異性（An)、液晶盒的厚度（d)、入射光 的波長（A)幾乎影響不到對比度。垂直取向模式（VA)的響應時間比扭曲型器件要短得 多，約為一半左右。在外加電壓影響下，VA器件主要產生的是液晶分子的彎曲形變，ECB產 生的是液晶分子的展曲形變，而扭曲顯示產生的是液晶分子的扭曲形變，其響應時間也分 別與彎曲、展曲、扭曲彈性常數成反比，由于大部分的液晶在通常的情況下液晶的彎曲彈性 常數大于展曲彈性常數，展曲彈性常數又大于扭曲彈性常數，這也是VA器件響應時間較快 的原因。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于發明一種具有負性介電各向異性（A e〈〇)，并且其有著很高的 介電各向異性的絕對值，可以具有較高的光學各向異性（An)及其他優良特性；及其涉及 到的液晶混合物；及其在液晶面板及顯不方面的應用。
[0008] 根據本申請，優選具有垂直于液晶層的電場和負性介電各向異性（A e〈〇)的液 晶介質的液晶顯示器，在這些顯示器中，液晶的邊緣準線是垂直配向的。在完全打開狀態 下，即施加合適大小的電壓，將液晶指向進行配向與層面平行。
[0009] 4, 6, 6, 7-四氟-苯并[C]色烯類液晶單體的特征在于，其具有很高的介電各向異 性的絕對值，并且由于聯苯部分結構，其具有很高的雙折射。由此可以知道，既需要其他介 電性化合物，也特別需要負性介電各向異性、介電各向異性大的絕對值、對應于具體應用的 光學各向異性（An)的值、寬的向列相，對于UV、加熱和電壓的良好穩定性和低旋轉粘度的 液晶介質。
[0010] 以上目標可以通過使用本發明的式I的液晶化合物來獲得。
[0011] 本發明提供了式I所示化合物
【主權項】
1. 式I所示化合物
其中 A、B各自表示-CF2-或-0-，且A與B不相同； R表示H、具有1至15個碳原子的烷基、具有1至15個碳原子的烷氧基、具有1至15 個碳原子的烷烯基、鹵素、-CN、-SCN、-SF5、-CF3、-CHF2、-CH2F、-〇CF3、-OCHF2、被 CN或 0?3單 取代的或至少被鹵素單取代的具有1至15個碳原子的烷基、被CN或0&單取代的或至少 被鹵素單取代的具有1至15個碳原子的烷氧基、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取 代的具有2至15個碳原子的烷烯基，其中另外的，上述基團中一個或者多個-CH2-基團可 以彼此獨立地以0原子不直接相連、0原子與S原子不直接相連且S原子不直接相連的方
種或多種； Z表示單鍵、-CH2-、-0-、-CH2CH2-、-CH2〇-、-〇CH2-、-C00-和 / 或-0C0-中的一種或多 種； n表示0、1或2。
2. 根據權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述式I所示化合物為式I a或式I b 所示化合物：
所述式I a、式I b中，R各自獨立地表示H、具有1至7個碳原子的烷基、具有1至7個 碳原子的烷氧基或具有2至7個碳原子的烷烯基；
Z各自獨立地表示單鍵、-o-、-CH2CH2-和/或-CH 2O-中的一種或多種； n各自獨立地表示0、1或2。
3.根據權利要求2所述的化合物，其特征在于，所述式I a或式I b所示化合物為式 I 1至式I 44所示化合物：
所述式I 1至式I 44所示化合物中，R各自獨立地表示H、具有1至7個碳原子的烷 基、具有1至7個碳原子的烷氧基或具有2至7個碳原子的烷烯基。
4. 一種液晶介質，其特征在于，所述液晶介質包含一種或多種權利要求1中式I所示 化合物。
5. 根據權利要求4所述的液晶介質，其特征在于，所述液晶介質還包含一種或多種式 II所示液晶化合物作為第二組分：
其中，R2、馬表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的鏈烯基，其中另 外的，所述碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的鏈烯基中任意的-CH2-可 被-CH2〇-、-〇CH2-、-C = C-代替，任意的-H可被-F代替； 環B、C、D、E各自獨立地表示如下基團：
m、n、〇各自獨立地表示0或1 ; Zp Z2、Z3各自獨立的代表單鍵、-C 2H4-、-CH = CH-、二、-C00-、-00C-、-CH2O-、-OCH 2_、-CF2〇-、-OCF2-,其中任意H原子可被F代替。
6. 根據權利要求5所述的液晶介質，其特征在于，所述液晶介質還包含一種或多種結 構式III所示液晶化合物作為第三組分：
其中，R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的鏈烯基， 其中另外的，所述碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的鏈烯基中任意的-CH2-可 被-CH 2〇-、-〇CH2-、-C = C-代替，任意的-H可被-F代替； 環F、G、H、I各自獨立地表示如下基團：
P、q、r各自獨立地表示0或1 ; 24、25、26各自獨立地表示單鍵、-(： 2114-、-〇1 = 01-、^^、-〇)〇-、-〇0(：-、-〇12〇-、-〇012 -、-CF2O-或-OCF2-,其中任意H原子可被F代替。
7.根據權利要求5或6所述的液晶介質，其特征在于，所述一種或多種式II所示液晶化 合物為下列化合物中的一種或多種化合物：
其中，R2、R3各自獨立地表示碳原子數為1-10的烷基或碳原子數為2-10的鏈烯基， 其中另外的，所述碳原子數為1-10的烷基、碳原子數為2-10的鏈烯基中任意的-CH2-可 被-CH 2〇-、-OCH2-或-C = C-代替，任意的-H可被-F代替；
8.根據權利要求6所述的液晶介質，其特征在于，所述一種或多種式III所示液晶化合 物為下列化合物中的一種或多種化合物：
其中，R4、R5各自獨立地表示碳原子數為1-7的烷基或碳原子數為2-8的鏈烯基， 其中另外的，所述碳原子數為1-7的烷基、碳原子數為2-8的鏈烯基中任意的-CH2-可 被-CH 2〇-、-OCH2-或-C = C-代替，任意的-H可被-F代替。
9. 權利要求1-3中任一所述化合物在制備液晶混合物、液晶顯示器件材料或電光學顯 示器件材料中的應用。
10. 包含權利要求1-3中任一所述化合物的液晶混合物、液晶顯示器件材料或電光學 顯示器件材料。
【專利摘要】本發明公開了一種含有4,6,6,7-四氟-苯并[C]色烯的液晶化合物及其制備方法與液晶組合物，液晶化合物是通式I所示的化合物；含有該液晶化合物的液晶組合物具有良好的低溫互溶性、適中的光學各向異性和大的負介電各向異性，可以很好的適用于VA模式的液晶顯示元件。
【IPC分類】C07D311-80, C09K19-34, C07D407-06, C09K19-44, C07D407-12, C07D407-04, C09K19-46
【公開號】CN104817529
【申請號】CN201510167529
【發明人】呂文海, 李明, 孟勁松, 趙磊, 董艷麗, 華瑞茂
【申請人】石家莊誠志永華顯示材料有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月10日