液晶化合物、其制備方法、包括其的液晶混合物和應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種液晶化合物、其制備方法、包括其的液晶混合物和應用。該液晶化合物具有通式Ⅰ，通式Ⅰ為其中，R1和R2各自獨立地選自H、具有1到15個碳原子的烷基、鹵化烷基、烷氧基和烯基中的一種，R1和R2中一個或多個CH2基團可彼此獨立地被-O-、-S-或-C≡C-取代，其中任意相鄰的兩個CH2基團不能被-O-O-取代；n1、n2、n3及n4各自獨立地選自0或1，且n1和n4中至少一個為1；X1、X2、X3和X4中任意一個為F，其余為H。該液晶化合物具有良好的化學、熱及光穩定性；環戊基的加入可以改善液晶化合物的長軸與短軸之比，改善其有序度S值，使其具有溫度范圍較寬的向列相及較高的彈性系數K。
【專利說明】液晶化合物、其制備方法、包括其的液晶混合物和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及液晶材料領域，具體而言，涉及一種液晶化合物、其制備方法、包括其的液晶混合物和應用。
【背景技術】
[0002]自從進入視頻時代，智能手機、平板電腦到智能電視，液晶顯示已無處不在，液晶顯示器已經成為信息社會不可或缺的“牛奶和面包”。液晶顯示器的快速發展已經取代了傳統的陰極射線管顯示，成了當今信息顯示領域的主流產品，這也直接牽動了其重要組成部分液晶材料的快速發展。
[0003]液晶介質是部分有序、各向異性的液體,介于三維有序固體和各向同性液體之間。法國的G.Friedel及F.Grand-jean等對液晶的結構及光學性能做了詳細的研究,并于1922年完成了液晶分類的工作，將液晶劃分為:近晶相、向列相及膽甾相。G.H.Heilmeir制成了世界上第一個液晶顯示器(LCD)。1971年Τ.L.Fergason等提出了扭曲向列相(TwistedNematic:TN)模式，W.Helfrich和M.Schadt利用扭曲向列相液晶的電光效應和集成電路相結合，將其制成了顯示器件，實現了液晶材料的產業化，目前仍然是市場上最主流的液晶顯不器模式。
[0004]液晶顯示器可分為無源矩陣(又稱為被動矩陣或簡單矩陣)和有源矩陣(又稱為主動矩陣)兩種驅動方式。其中，有源矩陣液晶顯示器是通過施加電壓來改變液晶化合物的排列方式，從而改變背光源發出的光發射強度來形成圖像，由于其具有高分辨率、高對比度、低功率、面薄以及質輕的特點越 來越受到人們的青睞。有源矩陣液晶顯示器根據有源器件的種類可以分為兩種類型:1.在作為襯底的硅芯片上的MOS(金屬氧化物半導體)或其它二極管；2.在作為襯底的玻璃板上的薄膜晶體管(Thin Film Transistor_TFT)。其中目前發展最迅速的是薄膜晶體管TFT-LCD，已經在手機、電腦、液晶電視和相機等顯示設備上得到了良好的應用，成為目前液晶市場的主流產品。
[0005]目前，TFT液晶顯示器主要分為三大類:TN(扭曲向列相)型、VA(垂直配向)型以及IPS(面內切換)型。其中，TN型液晶顯示器是目前市場上最主流的液晶顯示器模式，優點是液晶分子偏轉速度快，因此響應速度快，但是它們具有強烈的對比度視角依賴性的缺陷。為了解決TN型液晶顯示器窄視角的缺陷，近年來又發展出了寬視角的VA型及IPS型液晶顯示技術，有效解決了 TN型材料在對比度及可視角度方面的不足。VA顯示器的液晶介質通常具有負介電各向異性值，在斷電狀態下，液晶層的分子傾向于全部或部分垂直于電極面取向；當施加電壓時，液晶層分子則傾向于平行于電極面。VA型顯示器又可分為富士通主導的MVA(多象限垂直配向技術)和由三星開發的PVA(垂直調整技術)兩種類型，近年來又發展起來正性VA顯示器。VA顯示器特點是可視角度大，對比度較高，但其功耗高，響應時間比較慢，且面板的均勻性一般。IPS顯示器的最大特點是它的兩個電極都在同一個面上，因此不管在何種狀態下液晶分子始終都與屏幕平行，IPS面板的優勢是可視角度大，響應速度快，色彩還原準確，但缺點是漏光比較嚴重。相比較而言，TN型液晶顯示器響應速度最快，VA型液晶顯示器對比度和均勻性方面稍好，IPS型液晶顯示器則在可視角度和響應速度方面均具有優勢。
[0006]目前，TFT-1XD產品技術已經逐漸成熟，成功地解決了可視角、分辨率、色飽和度和亮度等技術難題，其顯示性能已經接近甚至超過CRT顯示器。大尺寸和中小尺寸的TFT-1XD顯示器在各自的領域已逐漸占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仍然存在著響應速度不夠快、電壓不夠低、對比度及電荷保持率不夠高等諸多缺陷。
【發明內容】
[0007]本發明旨在提供一種液晶化合物、其制備方法、包括其的液晶混合物和應用，以解決現有技術中液晶材料的響應速度不夠快的問題。
[0008]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種液晶化合物，液晶化合物
具有通式I，通式I為
【權利要求】
1.一種液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物具有通式I，所述通式I為
2.根據權利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述通式I為
3.根據權利要求2所述的液晶化合物，其特征在于，所述R1及所述R2各自獨立地選自H、具有I到7個碳原子的烷基或烯基中的一種， 所述R1及所述R2為烷基時，優選所述R1及所述R2各自獨立地選自H、具有I到5個碳原子的烷基中的一種； 所述通式11、通式12、通式13和通式14中的R2為烯基時優選-C2H4CH=CH2、-C2H4CH=CHCH3 > -C3H6CH=CH2 或-C3H6CH=CHCH315
4.權利要求1所述的液晶化合物的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括: 在80~85°C、氮氣保護下，將化合物A、化合物B、乙醇、碳酸鉀、Pd (PPh3) 4、甲苯及水混合，形成第一反應體系；將所述第一反應體系在80~85°C下攪拌8~10小時，得到所述液晶化合物， 其中，所述化合物A具有結構式A，所述化合物B具有結構式B，
所述結構式A為:WMVZr3
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括所述化合物A的制備過程，
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括所述化合物B的制備過程， 所述化合物B的結構式B為
7.一種具有正介電常數的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物包括至少一種權利要求I至3中任一項所述的液晶化合物。
8.根據權利要求7所述的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物中所述液晶化合物的重量含量為0.1~75%，優選0.1~50%，進一步優選0.1~30%。
9.根據權利要求7或8所述的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物還包括至少一種極性化合物和/或至少一種非極性化合物。
10.根據權利要求9所述的液晶混合物，其特征在于，所述極性化合物為具有本文所示的式II I至II 18的極性化合物，所述極性化合物進一步優選為具有本文所示的式L-1至L-35的極性化合物；所述非極性化合物為具有本文所示的式III I至III 25的非極性化合物。
11.權利要求1至3中任一項所述的液晶化合物在液晶顯示材料或液晶顯示設備中的應用。
12.權利要求7至10中任一項所述的液晶混合物在液晶顯示設備中的應用。
【文檔編號】C09K19/44GK103525429SQ201310390573
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】陳新華, 馬牧, 李珊珊, 陳海舟, 陳鳳金 申請人:晶美晟光電材料（南京）有限公司, 陳新華