[发明专利]侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用。

背景技术

液晶材料是随着液晶显示器的发展而迅速发展起来的，其中显示用的向列相液晶是液晶材料中发展最快的一类，向列相液晶材料具有TN型、STN型、TFT型等多种显示模式。而随着电子信息技术的发展，人们对显示器的响应速度和画质有更高的要求，这就给液晶材料提出了更高的性能要求。

根据显示器件的使用要求，液晶化合物应满足以下性能要求：

液晶材料具有光、热、电稳定性；

有宽的向列相温度范围；

光电响应速度快；

驱动电压低。

对于以上的几个性能要求，目前最为关注的是如何加快光电响应时间，提高响应速度。响应时间(τ)与旋转粘度(γ)和液晶盒厚(d)有以下关系：

τ∝γd

为了满足快的光电响应速度，在粘度不变的情况下，液晶盒厚d要足够小。对于特定的显示模式，Δn·d通常是固定的，所以在满足工艺要求的条件下，d越小越好，即光学各向异性(Δn)需要增大。

为了获得光学各向异性(Δn)较大的、性能更加优良的液晶材料，人们设计合成出了一些二苯乙炔衍生物和氟取代的二苯乙炔衍生物，如：JP-A 63 152 34和US 5437 815等，虽然制备的化合物Δn较大、向列相温度范围宽，但其相溶性差。

而一般是在液晶分子的长轴方向上引入强极性的基团，比如氰基，氟原子，三氟甲基，三氟甲氧基等，可以满足传统的TN-TFT以及IPS液晶显示模式的正介电各向异性Δε＞0的要求；而VA-TFT模式要求所采用的液晶材料具有负介电各向异性，即Δε＜0，这就需要在分子的短轴方向，即分子的侧向上引入强极性的基团。含有侧向氰基的液晶化合物虽然负介电各向异性较大，但其电阻率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用。

本发明提供的侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物，其结构通式如式I所示，

式I

所述式I中，R¹和R²均选自表示氢、氟、氯、氰基、碳原子总数为1-25的烷基、碳原子总数为1-25的烷氧基、碳原子总数为2-25的直链烯烃基、氟取代的碳原子总数为1-25的烷基、氟取代的碳原子总数为1-25的烷氧基和氟取代的碳原子总数为2-25的直链烯烷基中的至少一种；

Z¹、Z²、Z³和Z⁴均选自单键、-O-、-OCO-、-COO-、-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、碳原子总数为1-25的直链烷基、碳原子总数为2-25的直链烯基、碳原子总数为2-25的直链炔基、氟取代的碳原子总数为1-25的直链烷基和氟取代的碳原子总数为2-25的直链烯基中的至少一种；

A¹和A²均选自表示单键、1，4-环己基、1，4-苯基、2，5-嘧啶基、2，5-吡啶基、2，5-四氢-2H-吡喃基、1，3-二噁烷-2，5-基、1，2，4-噁二唑-3，5-基、氟取代的1，4-环己基、氟取代的1，4-苯基和氟取代的吡喃环二基中的至少一种；

x和y均选自0-3的整数。

优选的，所述式I中，R¹和R²均选自氢、氟、氯、氰基和碳原子总数为C1-C25的烷基中的至少一种；

Z¹、Z²、Z³和Z⁴均选自单键、-CF₂O-和碳原子总数为C1-C25的直链烷基中的至少一种；

A¹和A²均选自单键、1，4-环己基、1，4-苯基、2，5-嘧啶基、2，5-吡啶基、2，5-四氢-2H-吡喃基、1，3-二噁烷-2，5-基和1，2，4-噁二唑-3，5-基中的至少一种；

x和y均选自0-3的整数。

优选的，所述式I所示化合物为下述式I-1至式I-18所示化合物中的任意一种：

式I-1

式I-2

式I-3