一种含二氟乙烯氧基的液晶化合物及组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种含二氟乙烯氧基的液晶化合物，其特征在于结构如通式(1)所示：

【技术实现步骤摘要】
一种含二氟乙烯氧基的液晶化合物及组合物
本专利技术属于液晶材料
，具体涉及一种含氟液晶化合物及包含该液晶化合物的组合物，主要用于液晶显示器。
技术介绍
液晶显示器具有平板化、功耗低、重量轻、无辐射等优点，在信息显示领域发展迅速。液晶显示器利用液晶材料的光学各向异性和介电各向异性的特性来实现显示功能。按照显示模式分类，有扭曲向列式(TN)、超扭曲向列式(STN)、动态散射模式(DSP)、薄膜晶体管驱动模式(TFT)等。TFT液晶显示可以实现全彩色、高分辨率、宽视角、快速响应等，已经得到广泛应用，是目前市场上最主要的显示技术。液晶显示所用的液晶材料在使用环境温度范围内，一般是在－20℃～+70℃或更宽的温度范围内具有向列相；同时必须具用高度的化学稳定性，较低的粘度，以及适合用途的双折射率、介电各向异性、电阻率等液晶物理性质。用一种液晶化合物是无法满足全部的使用条件，必须将几种、甚至十几种以上液晶化合物进行复配形成混合液晶材料，方可满足显示器件的实际使用要求。在TFT液晶显示技术中，根据液晶排列方法不同，又可以分为扭曲向列(TN)、面内开关(IPS)和边缘电场(FFS)、垂直取向VA等几种模式。TN模式使用介电各向异性Δε(Δε＝ε∥－ε⊥)为正值的液晶材料；VA模式使用介电各向异性Δε为负值的液晶材料；IPS和FFS模式既可以使用介电各向异性Δε为正值的液晶材料，也可以使用液晶各向异性Δε为负值的液晶材料。对于FFS模式，使用各向异性Δε为负值的液晶材料较Δε为正值的液晶材料，可以获得更高的透光率；但是由于负性液晶粘度较大，导致响应时间变慢，而且易于产生残像等不良现象。随着显示面板分辨率的不断提升，液晶器件整体透光率下降；因此迫切需要开发具有高平均介电常数的正性(Δε＞0)液晶材料，来提升器件的透光率；同时，液晶显示器件响应速度的优化也是一项技术难题，需要开发具有低旋转粘度的液晶材料。专利US20130207038A1提出了公开了具有高透光率特性的液晶组合物。该组合物是在介电各向异性为正值的液晶组合物中，添加一定量的介电各向异性为负值的液晶化合物，该组合物的介电各向异性Δε＞0，且拥有较大的垂直于液晶指向矢的介电常数(ε⊥)和较大的平均介电常数(εave)。其中公开的介电各向异性为负值的液晶化合物具有2,3-二氟-4-烷氧基苯单元，典型分子结构如下所示：虽然这种基于2,3-二氟-4-乙氧基苯的液晶化合物具有较大的ε⊥值，然而其ε∥值较小；而且旋转粘度值(γ1)相对较大，对响应速度带来不利影响。
技术实现思路
针对FFS模式液晶显示技术对高透光率液晶组合物需求，本专利技术的目的在于，提供一种有高平均介电各向异性和低旋转粘度的的新型液晶化合物及其组合物。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种液晶化合物，其结构特征如通式如(1)所示：其中R为碳数1～9的直链烷基或烷氧基、碳数2-7的烯基；环A为反式-环己烷、环己烯基、苯环，且苯环上氢原子可以被1个或多个氟原子所取代；n、m＝0、1、2；X1、X2为氢原子或氟原子。本专利技术的液晶化合物，采用2,3-二氟-4-(2,2-二氟乙烯氧基)苯来构筑液晶分子骨架，其特点是介电各向异性Δε为正值。该结构不仅具有高的ε⊥值、较高的ε∥和εave，而且具有较低的旋转粘度、较宽的液晶相区的优点。本专利技术化合物的合成路线如下所示：具体按照以下步骤制备：(1)以含有2,3-二氟-4-甲氧基苯类的化合物，或2,3-二氟-4-乙氧基苯类的化合物为起始原料(该类化合物的制备方法见文献：Angew.Chem.Int.Ed.,2000,39,4216-4235)，在脱甲基/乙基的试剂的作用下消除烷基(R1基团)；所述的脱甲基/乙基的试剂例如三溴化硼，在低温或室温反应；或者采用质量浓度40％以上的氢溴酸/醋酸溶液，加热回流反应，得到酚类中间体。(2)所得到的酚类中间体与三氟乙醇甲磺酸酯，或者三氟乙醇对甲苯磺酸酯，或者三氟乙醇三氟甲磺酸酯，在碱性条件下反应成醚；所述的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等。(3)所得到的醚类中间体与碱作用消除一分子氟化氢，得到目标产物；所述的碱可以是LDA(二异丙基氨基锂)、叔丁醇钾等。本专利技术还可以按照以下路线制备：即将所得到酚中间体与三氟乙醇、偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)或偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)、三苯基膦通过Mitsunobu反应制备出2,2,2-三氟乙氧基苯中间体；再消除氟化氢得到目标产物。本专利技术通式(1)液晶化合物，优选自以下结构：本专利技术的另一目的是提供一种液晶组合物，其特征该组合物是包含至少一种选自结构通式(1)所示的液晶化合物作为第一组分，其质量比例为1％～70％wt，优选3％-40％wt，更优选5％-30％wt。本专利技术液晶组合物的第二特征在于，该组合物包含至少一种选自结构通式(2)所示的液晶化合物作为第二组分：其中R1，R2为直链烷基、烷氧基、烯基、或含有烯键的烷基、F、Cl，环B、环C、环D为苯环或环己烷、四氢吡喃、二噁烷等，其中苯环可以被1个或多个氟原子取代，n＝0，1。本专利技术组合物的第二组分是一类Δε较小或接近0的液晶化合物，其质量比例为5-80％，优选15％-75％，更优选30％～70％wt。其中通式(2)优选的具体结构如下：其中(2)-1更优选以下结构：其中(2)-2更优选以下具体化合物：其中(2)-3更优选以下具体化合物：其中(2)-4更优选以下具体化合物：其中(2)-5更优选以下具体化合物：其中(2)-6更优选以下具体化合物：本专利技术液晶组合物，其特征在于，该组合物包含至少一种选自结构通式(3)所示的液晶化合物作为第三组分：其中R为直链烷基、烯基、或含有烯键的烷基，环B、环C、环D为苯环、环己烷、四氢吡喃环、二噁烷环，其中苯环可以被1个或多个氟原子取代；X1，X2＝H，F；Y＝F，Cl，OCF3，OCF2H，CF3等；Z＝CF2O，CH2CH2，COO，单键等；n＝0，1。本专利技术第三组分的特点是一类具有较大的Δε值的液晶化合物，其质量比例为1-50％，优选5％～45％wt，更优选10％-40％。其中通式(3)优选以下具体结构：其中(3)-1优选化合物：其中(3)-2优选化合物：其中(3)-3优选化合物：其中(3)-4优选化合物：其中(3)-5优选化合物：其中(3)-6优选化合物：其中(3)-7优选化合物：其中(3)-8优选化合物：其中(3)-9优选化合物：其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含二氟乙烯氧基的液晶化合物，其特征在于，结构如通式(1)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种含二氟乙烯氧基的液晶化合物，其特征在于，结构如通式(1)所示：



其中R为碳数1～9的直链烷基或烷氧基、碳数2-7的烯基；环A为反式-环己烷、环己烯基、苯环，且苯环上氢原子可以被1个或多个氟原子所取代；n、m＝0、1、2；X1、X2为氢原子或氟原子。


2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，n＝1，m＝1。


3.一种向列相液晶组合物，其特征在于，该组合物包含结构通式如(1)所示的液晶化合物作为第一组分，其含量为1～70wt％：



其中R、环A、n、m、X1、X2的定义与权利要求1相同。


4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，该组合物包含5～80wt％的结构通式如(2)所示的液晶化合物作为第二组分：



其中R1，R2为直链烷基、烷氧基、烯基、F、Cl，环B、环C、环D为苯环或环己烷、环己烯，其中苯环可以被1个或多个氟原子取...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，杨晓哲，高嫒嫒，邓登，万丹阳，李娟利，胡明刚，杜渭松，车昭毅，莫玲超，杨诚，张璐，史凤娇，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61