含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物及其制備方法與液晶組合物的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種含有硫代四氫吡喃基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；液晶組合物包括小于等于40%且不為零的通式Ⅰ所示化合物、4%～50%的通式Ⅱ所示化合物、5%～50%的通式Ⅲ所示化合物和3%～45%的通式Ⅳ所示化合物。本發明液晶化合物具有低旋轉粘度γ1和大介電各向異性，而且向列相溫度范圍寬、相溶性好、對光、熱穩定，非常適宜作用液晶單體；含有該液晶化合物的液晶組合物具有較大的液晶相溫度范圍和合適的光學各向異性，而且其旋轉粘度小，啟動電壓低，尤其適用于TN模式、VA模式、IPS模式和PDLC模式的液晶顯示元件。
【專利說明】含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物及其制備方法與液晶組合物
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物以及其制備方法和含有該液晶化合物的液晶組合物，屬于液晶化合物及應用領域。
【背景技術】
[0002]近年來，液晶顯示器已經取代了傳統的陰極射線管顯示，成為當今信息顯示領域的主流產品，廣泛用于儀表、電腦、電視等各種顯示器中。根據液晶顯示方式的不同，液晶顯示元件可以分為扭曲向列相(TN)模式、超扭曲向列相(STN)模式、共面(IPS)模式、垂直配向(VA)模式等多種模式。
[0003]薄膜晶體管液晶顯不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)，是21世紀最有發展前途的顯示技術之一，在筆記本電腦、液晶電視等領域均有廣泛應用。TFT-1XD是在扭曲向列液晶顯示(TN-1XD)的基礎上引入薄膜晶體管開關而形成的有源矩陣顯示，克服了無源矩陣顯示中交叉干擾、信息量少、寫入速度慢等缺點，大大改善了顯示品質，因此得到了迅猛發展。
[0004]TFT-1XD的優點可總結為下列五點:①使用特性好:低壓應用，低驅動電壓；平板化，又輕薄，節省了大量原材料和使用空間；低功耗；顯示質量從最簡單的單色字符圖形到高分辨率，高彩色保真度，高亮度，高對比度，高響應速度的各種規格型號的視頻顯示器；其顯示方式有直視型，投影型，透視式和反射式等多種顯示方式。②環保特性好:TFT-LCD無輻射、無閃爍，對使用者的健康無損害，特別是TFT-LCD電子書刊的出現，將把人類帶入無紙辦公、無紙印刷時代，引發人類學習、傳播和記載文明方式的革命。③適用范圍寬:TFT-1XD在-20°C~50°C范圍內都可以正常使用，經過溫度加固處理的TFT-1XD低溫工作溫度甚至可達到_80°C。TFT-1XD不僅可以作為移動終端顯示、臺式終端顯示，也可用作大屏幕投影電視，是性能優良的全尺寸`視頻顯示終端。④制造技術的自動化程度高。⑤TFT-LCD易于集成化和更新換代。
[0005]液晶材料作為液晶顯示器重要的光電子材料之一，對改善液晶顯示器的性能發揮重要的作用。用于顯示用的液晶材料均需要滿足以下性能:①良好的化學、物理及熱穩定性，對電場和電磁福射的穩定性；②粘度(Υ 1)低；③具有合適的介電各向異性Λ ε ;④合適的光學各向異性Λ η ;⑤與其他液晶化合物的相溶性好。而作為TFT-LCD用液晶材料，具有比普通液晶材料更高的要求，除了上述特性外，還應具有較寬的向列相溫度范圍、非常高的電阻率、良好的抗紫外線性能、高電荷保持率、低蒸汽壓、低離子濃度、低功耗、低旋轉粘度等性能。
[0006]液晶材料作為液晶顯示器重要的光電子材料之一，對改善液晶顯示器的性能發揮重要的作用。作為顯示用液晶材料，必須要求有較寬的向列相溫度范圍、較高的穩定性、適合的旋轉粘度、以及對電場的快速響應。但是到目前為止，還未找到任何一種單一的液晶化合物能達到上述性能要求，必須將多種液晶化合物組合成液晶組合物，才能夠滿足液晶顯示材料的性能要求。
[0007]為了不斷滿足TN模式、STN模式、TFT-1XD等顯示性能的要求，作為顯示用的液晶化合物已經從含有聯苯腈類、酯類、含氧雜環類、嘧啶環類液晶化合物逐漸發展到環己基苯類、苯乙炔類、乙基橋鍵類、端烯基類和各種含氟芳環類液晶化合物。
[0008]其中，含氟類液晶由于具有低粘度、適中的介電各向異性、高電阻率、高電荷保持率等特性成為了 TFT液晶顯示用液晶材料的主要成分。向液晶分子中引入一個二氟亞甲氧基橋(-CF20_)后，會使它的向列相溫度范圍很大程度的擴大，同時旋轉粘度、x也有所降低。另外由于二氟亞甲氧基橋(-cf2o-)的偶極矩的貢獻，端基氟原子的偶極矩也有一定程度的提高，從而使液晶分子的介電各向異性Λ ε有所增加。德國默克和日本智索公司已經公開了一些具有不同取代基的具有二氟亞甲氧基橋(-CF20_)的液晶化合物(CN1717468A，CN101143808A, CN101157862A等)，并應用于液晶組合物中。
[0009]隨著液晶顯示行業的不斷發展，人們對于具有不同性能的顯示材料的需求也逐漸增多。因此，不斷開發新的性能優異的液晶化合物及組合物對液晶顯示發展具有重要的意義。
【發明內容】
[0010]本發明需要解決的技術問題是提供一種適用于液晶顯示器的、同時具有較高穩定性、較寬的向列相范圍、較低的旋轉粘度和高介電各向異性的含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物及其液晶組合物。
[0011]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:
[0012]含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物，其結構如通式I所示:
[0013]
【權利要求】
1.含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物的結構如通式I所示:
2.根據權利要求1所述的含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述通式I中， R1是-H、含有I~15個碳原子的烷基、含有I~15個碳原子的烷氧基、含有2~15個碳原子的烯基、含有2~15個碳原子的烯氧基中的任一基團；
R2 是-H、-Cl、-F、-CN、-OCN、-OCF3> -CF3> -CHF2, -CH2F, -OCHF2, -SCN、-NCS, _SF5、含有I~15個碳原子的烷基、含有I~15個碳原子的烷氧基、含有2~15個碳原子的烯基、含有2~15個碳原子的烯氧基中的任一基團；
ZpZ2 分別是單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、-(CH2) 3-、_ (CH2) 4-、-CH=CH-、-C = C-、-COO-、-00C-、-CF2O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-的其中任意一種。
3.根據權利要求2所述的含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述液晶化合物是式1-1~式1-7所示化合物中的任意一種，
4.根據權利要求3所述的含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物，其特征在于:所述式1-1~式1-7所示的液晶化合物中， R1是-H或含有I~6個碳原子的直鏈烷基； R2 是-F、-Cl,-OCF3> -CF3> -CN、-NCS 中的任一基團。
5.權利要求3或4任一項所述的含有硫代四氫吡喃基的液晶化合物的制備方法，其特征在于:其反應路線為: 當制備式1-1、式1-2、式1_3所不化合物時，米用路線A:
6.一種液晶組合物，其特征在于:所述液晶組合物包含至少一種權利要求1~4任一項所述的通式I所示的液晶化合物；所述通式I所示的液晶化合物在液晶組合物中的重量百分含量為小于等于40%且不為零。
7.根據權利要求6所述的一種液晶組合物，其特征在于:所述液晶組合物還包含有重量百分含量為4%~50%的通式II所示的化合物、5%~50%的通式III所示的化合物和3%~45%的通式IV所示的化合物，
8.根據權利要求7所述的一種液晶組合物，其特征在于:所述液晶組合物包含重量百分含量為8%~19%的通式I所示的液晶化合物、20%~36%的通式II所示的液晶化合物、31%~47%的通式III所示的液晶化合物和5%~33%的通式IV所示的液晶化合物。
【文檔編號】C09K19/34GK103555344SQ201310469865
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】張建立, 邵哲, 韓耀華, 史正, 魏景景, 華瑞茂 申請人:石家莊誠志永華顯示材料有限公司