一种二色性染料化合物及其应用的制作方法

本发明涉及液晶显示，尤其涉及一种二色性染料化合物及其应用。

背景技术：

1、数字显示已成为21世纪的主流显示技术，与其它显示技术相比，液晶显示具有低电压、低功耗、便携式等特点，易实现轻薄化、大型平板显示。

2、液晶显示材料中，染料液晶是主-宾形式，向列相液晶作为主体显示材料，染料作为添加剂，与液晶材料混溶，在通电的情况下，液晶分子运动能带动染料分子一起运动，达到显示效果，因此要求液晶用染料与液晶材料具有很好的相溶性，分子结构与液晶分子结构相似，且具有很好的化学、光、热稳定性。多色性染料液晶以其对比度高、显示清晰、显示内容美观等特性，一直受到高端产品-汽车仪表及智能窗的青睐。

3、液晶用染料种类繁多，有偶氮类、蒽醌类、吖嗪类和氧杂蒽类等，要求能与液晶成分具有很好的相溶性，加入到混合液晶中，不降低混合液晶材料的稳定性。在液晶材料加电场作用下，能与液晶分子进行同步扭动，具有与液晶分子相同的指向矢，在显示时，能有非常亮的颜色，关闭状态下无色。

4、液晶用二色性染料中，偶氮类化合物以其分子结构成棒状，与液晶材料融合性好，稳定性好，与液晶掺杂后表现出良好的光电特性，但是光稳定性差，蒽醌类二色性染料光稳定好，但种染料的有序参数有待进一步提升。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种二色性染料化合物及其应用。本发明提供的二色性染料化合物具有较大的有序参数，能够广泛应用在混合液晶材料中，使得应用其的液晶显示装置具有较好的对比度。

2、一方面，本发明提供了一种二色性染料化合物，所述二色性染料化合物具有如式i所示的结构：

3、式i；

4、其中，r1、r2各自独立地选自h、f、-n(r3)2、f取代或未取代的1~10个碳原子的直链烷基或支链烷基、f取代或未取代的1~10个碳原子的烷氧基、f取代或未取代的2~10个碳原子的直链烯基或支链烯基、3~5个碳原子的环烷基、3~6个碳原子的杂环烷基中的任意一种；r3选自f取代或未取代的1~10个碳原子的直链或支链烷基、f取代或未取代的2~10个碳原子的直链烯基或支链烯基、3~5个碳原子的环烷基中的任意一种；

5、a2、a3各自独立地选自直接键或如下结构中的任意一种：

6、；

7、a1、a4选自直接键或如下结构中的任意一种：

8、；

9、x、y各自独立地选自h、1~4个碳原子的烷基中的任意一种；

10、z1、z2各自独立地选自直接键、-ch2-、-ch2ch2-、-ch2o-、-n=n-、-cf2o-中的任意一种；

11、a、b为1或2；

12、m代表ch2、o、nr3或s；

13、*—、—*代表连接键。

14、所述二色性染料化合物选自如下化合物中的任意一种或多种：

15、

16、

17、

18、

19、

20、

21、

22、

23、

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、

31、本发明中，如无特殊说明，则结构式中“-cnh2n+1”表示的烷基（例如-c3h7、-c4h9、-c5h11等）均为直链烷基。

32、第二方面，本发明提供了一种液晶组合物，所述液晶组合物包括第一方面所述的二色性染料化合物中的任意一种或多种。

33、作为本发明的一种优选技术方案，所述液晶组合物还包括主体材料，所述主体材料包括如下所示化合物中的任意一种或多种：

34、

35、其中，r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17各自独立地选自h、f、-n(r18)2、f取代或未取代的1~10个碳原子的烷基、f取代或未取代的1~10个碳原子的烷氧基、f取代或未取代的2~10个碳原子的链烯基、3~5个碳原子的环烷基中的任意一种；r18选自f取代或未取代的1~10个碳原子的直链或支链烷基、f取代或未取代的2~10个碳原子的直链烯基或支链烯基、3~5个碳原子的环烷基中的任意一种。

36、作为本发明的一种优选技术方案，以所述液晶组合物的总质量为100%计，所述二色性染料化合物的含量为0.1-15%，例如0.1%、0.5%、1%、2%、5%、8%、10%、12%、14%、15%等。

37、作为本发明的一种优选技术方案，以所述液晶组合物的总质量为100%计，所述的二色性染料化合物的含量为0.1-10%。

38、第三方面，本发明提供了如第一方面所述的二色性染料化合物在液晶显示装置中的应用。

39、作为本发明的一种优选技术方案，所述液晶显示装置包括va（垂直排列型，vertical alignment）液晶显示器、tn（扭曲向列型，twisted nematic）液晶显示器、stn（超级扭曲向列型，super-twisted nematic）液晶显示器、ffs（边缘场开关技术，fringingfield switching）液晶显示器、ips（平面方向转换，in plane switching）液晶显示器、汽车仪表和智能窗。

40、第四方面，本发明提供了如第二方面所述的液晶组合物在液晶显示装置中的应用。

41、作为本发明的一种优选技术方案，所述液晶显示装置包括va液晶显示器、tn液晶显示器、stn液晶显示器、ffs液晶显示器、ips液晶显示器、汽车仪表和智能窗。

42、本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

43、本发明提供的二色性染料化合物具有较大的有序参数，从而具有更好的对比度，与液晶化合物材料混溶后应用于液晶显示装置时具有较好的对比度，较快的响应速度以及较低的色散。

1.一种二色性染料化合物，其特征在于，所述二色性染料化合物具有如式i所示的结构：

2.根据权利要求1所述的二色性染料化合物，其特征在于，所述二色性染料化合物选自如下化合物中的任意一种或多种：

3.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括权利要求1-2任一项所述的二色性染料化合物中的任意一种或多种。

4.根据权利要求所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物还包括主体材料，所述主体材料包括如下所示化合物中的任意一种或多种：

5.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，其特征在于，以所述液晶组合物的总质量为100%计，所述二色性染料化合物的含量为0.1-15%。

6.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，以所述液晶组合物的总质量为100%计，所述的二色性染料化合物的含量为0.1-10%。

7.如权利要求1-3任一项所述的二色性染料化合物在液晶显示装置中的应用。

8.如权利要求4-7任一项所述的液晶组合物在液晶显示装置中的应用。

9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于，所述液晶显示装置包括va液晶显示器、tn液晶显示器、stn液晶显示器、ffs液晶显示器、ips液晶显示器、汽车仪表和智能窗。