[发明专利]含有环丙基的液晶化合物以及液晶混合物

说明书

本申请是申请人于2014年12月12日提交的申请号为201410764634.4，原申请名称为“含有环丙基的液晶化合物以及液晶混合物”的发明专利申请的分案申请，通过引用其部分内容结合到本申请。

技术领域

本发明属于液晶化合物及应用领域，具体涉及含有环丙基的液晶化合物以及液晶混合物。

背景技术

自1888年奥地利科学家莱尼茨尔第一次合成出来了液晶以来，液晶产业真正的发展是近30多年的事，由于液晶显示材料具有明显的优点，如驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、可以实现平板显示等，液晶单体和液晶显示都经历了巨大的的发展，液晶单体目前已合成了1万多种液晶材料，其中常用的液晶显示材料有上千种，按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类，主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶、酯类液晶、炔类、二氟甲氧桥类、乙烷类及杂环类等。液晶显示也从30年前的黑白小屏幕的TN、STN发展到现在彩色大屏幕的TN-TFT、VA-TFT、IPS-TFT、PDLC等。

主要的新型液晶显示方式有光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)、垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)、多畴扭曲液晶显示等。

各种显示方式液晶盒的设计不同、驱动方式不同，液晶分子指向矢和玻璃基板方向不同，光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)液晶分子指向矢和玻璃基板方向是平行的，而垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)在无电场状态下液晶分子指向矢和玻璃基板方向垂直。

平行排列方式的IPS，液晶的介电各向异性(△ε)既可以是正的，也可以是负的。

垂直取向模式(VA)所有液晶分子在零场时和玻璃基板方向垂直，与垂直入射光线平行。当偏振片正交时，会显示良好的暗态，所以该类器件有良好的对比度，用到液晶的介电各向异性(△ε)必须是负的。液晶的光学各向异性(△n)、液晶盒的厚度(d)、入射光的波长(λ)几乎影响不到对比度。垂直取向模式(VA)的响应时间比扭曲型器件要短得多，约为一半左右。在外加电压影响下，VA器件主要产生的是液晶分子的弯曲形变，ECB产生的是液晶分子的展曲形变，而扭曲显示产生的是液晶分子的扭曲形变，其响应时间也分别与弯曲、展曲、扭曲弹性常数成反比，由于大部分的液晶在通常的情况下液晶的弯曲弹性常数大于展曲弹性常数，展曲弹性常数又大于扭曲弹性常数，这也是VA器件响应时间较快的原因。

为了能使显示器件的性能更加接近理想化，人们一直在致力于研究新的液晶化合物，这得以使液晶化合物及显示器件的性能仍在不断的向前发展。

环丙基结构应用于液晶化合物也有文献报道，但是文献中的化合物性能上缺陷较大，例如结构稳定性差、粘度很大、合成难度大等，因而至今没有得到实际应用。

发明内容

令人惊奇的是，具有式Ⅰ结构特征的含有环丙基的液晶化合物不仅具有正的或负的介电各向异性(△ε)，适合的光学各向异性(△n)、较高的清亮点(CP)、突出的与其他液晶的低温互溶性、低的旋转粘度(γ₁)、而且同时具有良好的对紫外线的稳定性、对高温的稳定性，可以应用于各种类型的液晶组合物的调配，因而具有广泛的、良好的应用价值。

本发明公开了式Ⅰ所示液晶化合物

其中，R表示H或碳原子数为1-5的烷基；

m、e、n各自独立地表示0、1或2；

Z表示单键、-CF₂O-、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-C≡C-、-OCH₂-或-OCF₂-；

X表示F、Cl、OCF₃、CF₃、CN、H、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的烷氧基、碳原子数为2-5的烯氧基、碳原子数为2-5的烯基或碳原子数为2-5的氟代烯氧基；

各自独立地表示亚苯基、氟取代的亚苯基、亚环己基或亚环己基中一个或两个不相连的CH₂被O取代所形成的基团中的一个或多个基团，优选所述中至少有一个表示

作为优选，所述n表示1或2时，所述表示亚苯基或氟取代的亚苯基；所述n表示0时，所述表示亚环己基或亚环己基中一个或两个不相连的CH₂被O取代所形成的基团。