[發明專利]一種芳香環液晶化合物及其液晶組合物和應用

在審

• 申請號: 202110088315.6
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112851562A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 彭少磊;王艷偉;國新濤;崔建海;房鳳梅;孫云峰;呂軍;史子謙;豐佩川
• 申請（專利權）人: 煙臺顯華化工科技有限公司
• 主分類號: C07D209/08
• 分類號: C07D209/08;C07D333/54;C09K19/34;C09K19/44
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 馬國冉

本發涉及一種芳香環液晶化合物、液晶組合物，及其適用于高頻技術或者電磁波譜的微波區域以及毫米波區域的組件，特別是移相器和微波陣列天線。本發明所涉及到的液晶組合物至少包含一種通式I所代表的化合物，本發明所提供的液晶組合物的穩定性好、響應速度快、寬的液晶相溫度范圍。

技術領域

本發明涉及液晶材料領域，涉及應用于高頻技術或者電磁波譜的微波區域以及毫米波區域組件的液晶介質，特別是移相器和微波陣天線，具體是一種芳香環液晶化合物及其液晶組合物和應用。

背景技術

信息是如今社會發展的基礎，每時每刻都有巨量的信息產生、儲存和傳遞，通信技術是信息時代的一項重要技術，在如今社會發展中起著至關重要的作用。現代通信技術主要分為有線和無線通信，而隨著互聯網、物聯網、移動通訊等技術的發展及應用，人們對無線通信技術的要求也越來越高，無線通信系統中重要硬件組成部分的微波毫米波系統，其所需功能也越來越復雜。然而，在原有技術手段下，為滿足需求，組成系統的模塊也將不斷增多，從而導致無線通信系統的搭建成本越來越高、系統的效率越來越差。

液晶材料獨特的物理特性與光學性質，使其顯示、調光等光學領域獲得了迅猛的發展，液晶應用于光學技術上已經相對成熟。近年來，液晶材料在高頻技術領域的應用受到了研究人員的廣泛關注，與其他材料相比，液晶材料具有更寬的使用頻率(微波頻帶直至光頻帶)，更低的偏置電壓、功耗，插損較低，性能更為穩定，且可電控等特點，使得液晶材料在高頻技術、微波毫米波器件中的應用已成為學界的熱點研究問題。

然而目前顯示領域通用的液晶材料大多無法滿足微波毫米波頻段的功能器件的設計，在可見光波段，這類液晶具有較大的介電各向異性，但由于介電弛豫效應，其在微波頻段的介電各向異性會急劇降低；此外，其正切角介電損耗也較高。液晶材料的介電損耗是影響其微波器件插入損耗的一個重要因素，液晶材料的介電損耗越小，微波功能器件的插入損耗就越低，因此要求液晶介電損耗越低越好。此外，改善液晶品質參數因素(FoM,η)，以及改善液晶的低溫儲存性能，也是目前高頻液晶技術發展的主要方向。

故研究相應符合微波毫米波頻段應用的新型液晶材料，是促進高頻液晶技術發展的重要保障。然而，迄今為止，可見光范圍內通用的液晶化合物通常會有不利地高的損失、不足的相移或過小的材料品質參數等不足。為滿足高頻技術中的應用，尤其需要性能更好的化合物來改良現有的液晶介質。

發明內容

為滿足高頻液晶材料的發展需求，針對現有顯示領域液晶材料在微波毫米波頻段的不足，本發明提出一種芳香環液晶化合物及其液晶組合物和應用。

本發明所涉及到的化合物具有較寬的向列相范圍、較大Δn和Δε、較低的旋轉粘度，且在高頻階段尤其是微波毫米波頻段具有大的介電可調諧能力、小的正切角損耗，高的品質參數因素，以及良好的高低溫存儲性能。

本發明提供一種芳香環液晶化合物，所述化合物具有通式Ⅰ結構：

其中，環A₁–A₄，各自獨立地表示：

a)其中X可代表NH、O或S；

b)1,4-亞苯基、1,4-亞萘基、2,6-亞萘基、1,4-亞蒽基、2,6-亞蒽基、9,10-亞蒽基，其中一個或多個CH可被N取代；

c)反式-1,4-亞環己基或亞環己烯基，其中一個或兩個不相鄰的CH₂基可被-O-和/或-S-代替，以及其中H可被F代替；

d)噻吩-2,5-二基、噻吩-2,4-二基、呋喃-2,5-二基、呋喃-2,4-二基；

優選的，環A₁、A₄選自