一种具有高光学各向异性的液晶化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种具有高光学各向异性的液晶化合物，包括其的液晶组合物及其应用。该液晶化合物具有通式I，通式I为

【技术实现步骤摘要】
一种具有高光学各向异性的液晶化合物及其应用
本专利技术涉及液晶材料领域，具体涉及一种液晶化合物、包含其的液晶组合物及其应用。
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，要求更广的工作温度、更快的响应速度和更高的对比度，而同时要求功耗越来越低，降低功耗意味着液晶显示器要有更低的驱动电压和更高的透光率。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具有高光学各向异性的液晶化合物，以改善现有技术中液晶材料的光学各向异性、液晶相温度范围及弹性系数等特性，从而提高液晶材料的响应速度，增加液晶材料的使用温度范围。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组合物。本专利技术的又一目的是提供上述液晶化合物及包含其的液晶组合物的应用。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，所述通式I为：其中，Y和Y’各自独立地选自H、C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基，其中H可被环戊基或F取代，CH2可被环戊基、O或F取代，且相邻的两个CH2不可以同时被O取代；或者，所述Y和Y’各自独立地选自环戊基、氧环戊基氧甲基环戊基氧乙基环戊基或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊基、氧环戊基、氧甲基环戊基、氧乙基环戊基；或者，所述Y和Y’各自独立地选自环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基，或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基；a和b各自独立地选自0、1或2，且a和b不同时为0；当a为1时，选自组成的组中的任一种；当a为2时，通式中包括两个即在通式中出现两次，在每次出现时各自独立地选自组成的组中的任一种；当b为1时，选自组成的组中的任一种；当b为2时，通式中包括两个即在通式中出现两次，在每次出现时各自独立地选自组成的组中的任一种。且中至少有1个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的光学各向异性、向列相温度区间及弹性系数，从而提高液晶材料的响应速度及使用温度范围。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，所述通式I为：其中，Y和Y’各自独立地选自H、C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基，其中H可被环戊基或F取代，CH2可被环戊基、O或F取代，且相邻的两个CH2不可以同时被O取代；或者，所述Y和Y’各自独立地选自环戊基、氧环戊基氧甲基环戊基氧乙基环戊基或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊基、氧环戊基、氧甲基环戊基、氧乙基环戊基；或者，所述Y和Y’各自独立地选自环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基，或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基；a和b各自独立地选自0、1或2，且a和b不同时为0；当a为1时，选自组成的组中的任一种；当a为2时，通式中包括两个即在通式中出现两次，在每次出现时各自独立地选自组成的组中的任一种；当b为1时，选自组成的组中的任一种；当b为2时，通式中包括两个即在通式中出现两次，在每次出现时各自独立地选自组成的组中的任一种。具有通式I的液晶化合物在纯物质状态下是白色的，根据F原子个数及位置的不同，可以为具有弱极性或非极性的液晶化合物，也可以为具有负极性或正极性的液晶化合物，可根据显示需要选取不同性能的结构。具有通式I的液晶化合物由于主链的刚性基团为联苯结构，为共轭体系化合物，因此具有较高的光学各向异性Δn值。一般来说，光进入各向异性的材料时，一般都要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波，它们分别有两条折射光线，构成所谓的双折射，利用偏振片分别得到材料对平行光与对垂直光的折射率，取其差值即为光学各向异性Δn值。而折射率越高，光由相对光密介质射向相对光疏介质，越容易发生全反射。而折射率和电荷的排列密切相关，电荷排列越紧密，则折射率越大，通式I的化合物为共轭体系化合物，其电荷排列紧密，因而具有较大的折射率。其中光学各向异性Δn值是根据预先设定好的光程差(d·Δn)进行调节，其中层厚度d是由光学各向异性△n决定的，尤其在较高的d·△n值下，如果对于光学各向异性△n来说具有较高值，则d值能够选择为较小值，从而响应时间具有更理想的值。另外F原子的引入虽然可以增加液晶化合物的介电常数，但会使液晶化合物的清亮点温度有所下降，进而影响液晶材料的使用温度宽度，而甲基的引入不仅可以增加液晶化合物的清亮点温度，还会由于与F原子间的空间位阻作用，破坏液晶化合物的对称性，从而降低液晶化合物的熔点，达到增加液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高光学各向异性的联苯液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物具有通式I，所述通式I为：

【技术特征摘要】
1.一种具有高光学各向异性的联苯液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物具有通式I，所述通式I为：其中，Y和Y’各自独立地选自H、C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基，其中H可被环戊基或F取代，CH2可被环戊基、O或F取代，且相邻的两个CH2不可以同时被O取代；或者，所述Y和Y’各自独立地选自环戊基、氧环戊基氧甲基环戊基氧乙基环戊基或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊基、氧环戊基、氧甲基环戊基、氧乙基环戊基；或者，所述Y和Y’各自独立地选自环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基，或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基；a和b各自独立地选自0、1或2，且a和b不同时为0；当a为1时，选自组成的组中的任一种；当a为2时，通式中包括两个即在通式中出现两次，在每次出现时各自独立地选自组成的组中的任一种；当b为1时，选自组成的组中的任一种；当b为2时，通式中包括两个即在通式中出现两次，在每次出现时各自独立地选自组成的组中的任一种，且中至少有1个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为其中，R1、R1’各自独立地选自H、C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基，其中H可被环戊基或F取代，CH2可被环戊基、O或F取代，且相邻的两个CH2不可以同时被O取代；或者，所述R1、R1’各自独立地选自环戊基、氧环戊基氧甲基环戊基氧乙基环戊基或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊基、氧环戊基、氧甲基环戊基、氧乙基环戊基；或者，所述R1、R1’各自独立地选自环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基，或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基。3.一种液晶混合物，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，所述极性化合物为正极性化合物和/或负极性化合物，所述正极性化合物选自式X1～X105所示化合物中的一种或多种，所述负极性化合物选自式II1～II98所示化合物中的一种或多种，所述非极性化合物选自式III1～III36所示化合物中的一种或多种，其中，所述具有X1至X105的正极性化合物分别为：所述式X1至X105中，R7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，其中H可被环戊基或F取代，CH2可被环戊基、O或F取代，且相邻的两个CH2不可以同时被O取代；或者为环戊基、氧环戊基氧甲基环戊基氧乙基环戊基或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊基、氧环戊基、氧甲基环戊基、氧乙基环戊基；或者选自环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基，或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基；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可被环戊基或F取代，CH2可被环戊基、O或F取代，且相邻的两个CH2不可以同时被O取代；R8也可为环戊基、氧环戊基氧甲基环戊基或氧乙基环戊基或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊基、氧环戊基、氧甲基环戊基、氧乙基环戊基；或者选自环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基，或者为C1～C7的烷基、C1～C7的烷氧基、C2～C7的烯基或C2～C7的烯烷氧基取代的环戊烯基、氧环戊烯基、氧甲基环戊烯基、氧乙基环戊烯基；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＝CHC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珊珊，陆嘉文，吴成胜，陈新华，
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