[发明专利]一种含氟联苯乙炔类液晶化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种含氟联苯乙炔类液晶化合物，主要用于液晶显示器、液晶光学器件等。

背景技术

液晶显示器按照显示模式分类，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。液晶显示所用的液晶材料在使用环境温度范围内，一般是－20℃～+70℃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。用一种液晶化合物无法满足全部的使用条件，必须混合10～20种液晶化合物形成混合液晶。为实现在较宽的温度区间内使用，例如－40℃～+90℃使用，需要液晶化合物具有较宽的液晶温度范围,尤其是具有较低的熔点以改善低温相溶性；并具有较高的清亮点，才能保证高温下使用。为满足低电压驱动，降低功耗，还希望液晶化合物具有较大的介电各向异性值。为获得较快的响应速度，还需要液晶材料具有较大的双折射率和较低的粘度。对于TFT液晶显示技术，还要求所使用的液晶材料必须具备高电阻率和高电压保持率，含氟原子取代的液晶化合物可以满足上述要求，在TFT液晶得到大量应用。

在激光调制器应用领域，为获得更短的响应时间和较大的激光相位调制量，需要有超高折光率、低粘度的液晶材料。含有二苯乙炔、联苯乙炔类结构的液晶材料具有较高的双折射率。在期刊Journal of the Society for Information Display，2005，13(8):693-702，题名为Optimization of liquid crystals for television.中公开了一些具有较高双折射率的典型液晶分子结构如下所示：

C54N(35.7)I,Δn＝0.219,Δε＝17.6,γ₁＝168mPa·s.

C111S_E135S_A213N250.2I,Δn＝0.293,Δε＝18.1,γ₁＝404mPa·s.

化合物A具有介电各向异性值较大，但只表现出单变液晶相变规律，即加热时不出现液晶相，只有冷却时出现液晶相，且有清亮点低、液晶相区窄的缺陷，且双折射率Δn偏低，约为0.2左右。

化合物B介电各向异性值较大，虽然双折射率Δn较A有所提升，约为0.3左右，但熔点大于100℃，并存在非常宽的近晶相，所以相溶性非常差，在配方应用中添加量受到极大的限制；而且与A比较，旋转粘度γ₁也大幅度上升。

在期刊Liquid Crystals，2006，33(10):1199–1206.，题名为Synthesis and mesomorphic properties of fluoro and isothiocyanato biphenyl tolane liquid crystals.的论文中公开了如下结构的液晶材料：

其液晶相变温度为：C174.3N210.9I。测试双折射率Δn＝0.37。该液晶具有较大的双折射率，但是熔点较高，限制了其在混合液晶中的应用。

日本专利JPH107606A公开了如下结构的含氟苯乙炔类液晶：

其液晶相变温度为：C82N107I；冷却至76℃出现S_A相。

其液晶相变温度为：C118.5S_A131N168I。

虽然该液晶化合物较单氟取代的液晶材料熔点大幅下降，但是其熔点仍较高。由于通常的含氟炔类液晶具有较高的熔点，因此难以形成低共熔点的液晶混合物，低温性能无法满足使用要求。

发明内容

为了克服背景技术的缺陷或不足，本发明提供一种既具有高双折射率、并具有大介电各向异性和低粘度，又具有较宽的液晶相区，尤其是显著降低的熔点特性的含氟联苯乙炔类液晶化合物。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种含氟联苯乙炔类液晶化合物，结构通式如(1)所示：