一种正型液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶混合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种液晶化合物，该液晶化合物具有通式I，通式I为

【技术实现步骤摘要】
一种正型液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶混合物及其应用
本专利技术涉及液晶材料领域，具体涉及一种液晶化合物、包含该液晶化合物的液晶混合物及其应用。
技术介绍
20世纪60年代，RCA公司首次发现用电刺激会改变液晶的透光方式，并随后应用该性质发布了液晶显示技术后，液晶才逐渐引起人们的高度重视，并迅速发展至各个领域。1966年，杜邦公司利用芳族聚酰胺液晶合成了Kevlar纤维后，液晶材料开始了工业化进程。经过几十年的迅速发展，液晶材料凭借其特殊的性能已广泛应用于显示技术、光学存储设备和太阳能电池等众多领域，研究范围更是遍及化学、生物及信息科学等众多领域，成为当今社会上备受青睐、不可或缺的新型材料之一。随着科学技术的日新月异，人们对液晶材料性能的要求也将越来越高。预计今后液晶材料的发展主要有以下几个方面：(1)探索制备已有液晶材料的新工艺，减少副产物与有害物质的产生，降低生产成本；(2)对现有液晶材料进行性能改性，如降低对环境温度的要求，提高显示用液晶材料的色彩丰富多样性等；(3)制备新型功能型液晶材料，满足多领域的高标准使用要求，如显示用新型液晶材料、信息工程领域的新型光电液晶存储材料、生物工程领域的新型药用液晶材料等。液晶显示器可分为无源矩阵(又称为被动矩阵或简单矩阵)和有源矩阵(又称为主动矩阵)两种驱动方式。其中，有源矩阵液晶显示器是通过施加电压来改变液晶化合物的排列方式，从而改变背光源发出的光发射强度来形成图像，其由于具有高分辨率、高对比度、低功率、面薄以及质轻的特点越来越受到人们的青睐。有源矩阵液晶显示器根据有源器件可以分为两种类型：在作为衬底的硅芯片上的MOS(金属氧化物半导体)或其它二极管；在作为衬底的玻璃板上的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor-TFT)，其中，目前发展最迅速的是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)，其已在手机、电脑、液晶电视和相机等显示设备上得到了良好的应用，成为目前液晶市场的主流产品。随着液晶显示器的广泛应用，对其性能的要求也在不断的提高。液晶显示器高图像质量方面要求更广的工作温度、更快的响应速度和更高的对比度，而要求功耗越来越低，这些性能的提高都离不开液晶材料的改善。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种正介电常数的液晶化合物，以改善现有技术中液晶材料的弹性系数、液晶宽度、旋转粘度、介电常数及光学各向异性等特性，从而改善光学特性，提高液晶材料的响应速度，降低驱动电压。本专利技术的另一目的是提供包含上述液晶化合物的液晶混合物。本专利技术的又一目的是提供上述液晶化合物和液晶混合物的应用。技术方案：为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种液晶化合物，该液晶化合物具有通式I，通式I为：其中，R、Y各自独立地选自H、F、Cl、碳原子数表示1～7的烷基或烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或烯烷氧基，上述烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH2可被环戊基或F取代，或环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基取代的环戊基；j、k和m各自独立地选自0、1或2；n选自0或1；X1和X2各自独立地选自H、F或CH3；各自独立地选自组成的组中的任一种。根据本专利技术的另一方面，提供了一种具有正介电常数的液晶混合物，该液晶混合物包括至少一种上述的液晶化合物。根据本专利技术的又一方面，提供了一种上述的液晶化合物在液晶显示材料或液晶显示设备中的应用。根据本专利技术的又一方面，提供了一种上述的液晶混合物在液晶显示材料或液晶显示设备中的应用。有益效果：本专利技术的液晶化合物可以有效改善液晶材料的弹性系数、液晶宽度、旋转粘度及介电常数等特性，从而提高液晶材料的响应速度，降低驱动电压。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。在本专利技术一种典型的实施方式中，提供了一种液晶化合物，该液晶化合物具有通式I，通式I为其中，R、Y各自独立地选自H、F、Cl、碳原子数表示1～7的烷基或烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或烯烷氧基，上述烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH2可被环戊基或F取代，或环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基取代的环戊基；j、k和m各自独立地选自0、1或2；n选自0或1；X1和X2各自独立地选自H、F或CH3；各自独立地选自组成的组中的任一种。具有通式I的正介电常数的液晶化合物在纯物质状态下是白色的，具有较高的弹性系数K值，这主要是由于通式I所示化合物中心甲氧基桥键为柔性基团，具有一定的可旋转性，因而增加了结构的弹性系数，尤其是与刚性小于苯环的环己基相连时，可以获得更高的弹性系数值。弹性系数K的提高，根据响应时间公式可知，有利于降低液晶材料的响应时间，增加响应速度。另外，弹性系数K值的增加还可以改善液晶显示器的对比度和透光率，既改善显示图像质量，又有利于节能。另外，具有通式I的正介电常数的液晶化合物具有较高的正介电各向异性△ε值及合适的旋转粘度γ1值。其中根据驱动电压公式驱动电压与介电各向异性△ε值成反比，说明介电各向异性△ε值越高，则驱动电压越低，有利于节能。结合根据电压驱动响应时间公式可知，τon与介电各向异性△ε值成反比，说明介电各向异性△ε值越高，响应时间越低，则响应速度越快。通式I的正介电常数的液晶化合物的另一突出特点是与其他种类液晶化合物组合时，以较少量加入即可获得合适的光学特性及介电常数。因此，通式I的正介电常数的液晶化合物与其他种类液晶化合物组合得到的液晶混合物整体粘度较低，粘度降低可以有效降低液晶材料的响应时间，增加响应速度。此外，本领域技术人员应该清楚的，上述烷基不仅包括直链烷基也包括相应的支链烷基。为了获得更高的弹性系数K、合适的液晶宽度、较高的介电各向异性值及较小的旋转粘度，更有利于提高液晶材料的响应速度，降低阈值电压，改善液晶材料的互溶性，在本申请一种优选的实施例中，上述通式I的正介电常数的液晶化合物为具有式I1至I80的正极性液晶化合物。上述具有通式I1至I80的化合物通式如下：其中，R1、Y1各自独立地选自H、F、Cl、碳原子数表示1～7的烷基或烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或烯烷氧基，上述烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH2可被环戊基或F取代，或环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基取代的环戊基；X3和X4各自独立地选自H、F或CH3。由于本专利技术的具有通式I的正介电常数的液晶化合物具有较高的弹性系数，较宽的温度范围的向列相，合适的旋转粘度、光学各向异性及较高的介电常数，将具有通式I的液晶化合物与其他种类液晶化合物组合形成具有正介电常数的液晶混合物时，该具有正介电常数的液晶混合物特性可在较宽的范围进行调节，从而满足更多液晶材料的性能要求；并且，本专利技术的具有通式I的正介电常数的液晶化合物与其他种类液晶化合物混合时具有较好的互溶性，对于并用的其它液晶化合物等的种类限制较少，可适用于与目的相应的各种液晶混合物，特别有利于改善液晶混合物的综合性质。另外，该液晶混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶化合物，其特征在于，该液晶化合物具有通式I，所述通式I为：

【技术特征摘要】
1.一种液晶化合物，其特征在于，该液晶化合物具有通式I，所述通式I为：其中，R、Y各自独立地选自H、F、Cl、碳原子数表示1～7的烷基或烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或烯烷氧基，上述烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH2可被环戊基或F取代，或环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基取代的环戊基；j、k和m各自独立地选自0、1或2；n选自0或1；X1和X2各自独立地选自H、F或CH3；各自独立地选自组成的组中的任一种。2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述通式I为通式I1～I80中任意一种：其中，R1、Y1各自独立地选自H、F、Cl、碳原子数表示1～7的烷基或烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或烯烷氧基，上述烷基、烷氧基、烯基和烯烷氧基中H或CH2可被环戊基或F取代，或环戊基，或者为被碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基取代的环戊基；X3和X4各自独立地选自H、F或CH3。3.一种具有正介电常数的液晶混合物，其特征在于，该液晶混合物包括至少一种权利要求1或2所述的液晶化合物。4.根据权利要求3所述的具有正介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物中包括具有通式I的液晶化合物的重量含量为0.1～75％，优选为0.1～50％，进一步优选为0.1～30％。5.根据权利要求3所述的具有正介电常数的液晶混合物，其特征在于，所述液晶混合物还包括至少一种极性液晶化合物和/或至少一种非极性液晶化合物；优选地，所述极性化合物为正极性化合物和/或负极性化合物，且所述正极性化合物选自式III1～III115所示化合物中的一种或多种，所述负极性化合物选自式IV1～IV96所示化合物中的一种或多种，所述非极性化合物选自式V1～V39所示化合物中的一种或多种。其中，所述具有III1至III115的正极性化合物分别为：所述式III1至III115中，R7为H、具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH2可被环戊基或F取代；R7也可为环戊基或者为1到7个碳原子烷基、烷氧基或烯基取代的环戊基；R8为H、F、CN、NCS、Cl、OCF3、具有1到7个碳原子的烷基、烷氧基、烯基或烯烷氧基，其中H或CH2可被环戊基或F取代；R8也可为环戊基或者为1到7个碳原子烷基、烷氧基或烯基取代的环戊基；所述具有1到7个碳原子烷基优选为：-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13或-C7H15；所述具有1到7个碳原子的烯基优选为：-CH＝CH2、-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-C2H4CH＝CH2、-C2H4CH＝CHCH3、-C3H6CH＝CH2或-C3H6CH＝CHCH3；所述具有1到7个碳原子的烷氧基优选为：-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13或-OC7H15；所述具有1到7个碳原子的烯烷氧基优选为：-OCH＝CH2、-OCH2CH＝CH2、-OCH2CH＝CHCH3或-OCH2CH＝CHC2H5；X9及X10各自独立地选自H或F。式IV1～IV96分别如下：式IV1～IV96中，R3和R4各自独立地为H、碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为2～7的烯基或碳原子数为2～7的烯烷氧基，或者为H或CH2被环戊基或F取...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新华，李珊珊，吴成胜，
申请(专利权)人：晶美晟光电材料南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32