液晶态介质

著录项
  • CN200410004949.5
  • 20040213
  • CN1521233A
  • 20040818
  • 默克专利股份有限公司
  • H·赫施曼;P·柯施
  • C09K19/10
  • C09K19/10

  • 联邦德国达姆施塔特
  • 德国(DE)
  • 20030214 DE20031006240
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 任宗华
摘要
本发明涉及液晶态介质,其特征在于它包括一种或多种式A的化合物和至少一种式B的化合物其中Ra,Rb,Y,Z1,Z2,L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8和L9如权利要求1所定义。
权利要求

1.一种液晶态介质,其特征在于它包括一种或多种式A的化合 物和至少一种式B的化合物:

其中

R a和R b各自彼此独立地为H或具有1-12个碳原子的烷基, 该烷基未被取代,或被CN或CF 3单取代或至少被卤素单取代,其中 在这些基团内的一个或多个CH 2基团也可各自彼此独立地被-O-,-S- -CH=CH-,-C≡C-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取 代,其方式使得O原子彼此不直接相连;

Z 1和Z 2各自彼此独立地为-(CH 2) 4-,-CF 2O-,-COO-,-OCF 2-, -OCH 2-,-CH 2O-,-CH 2-,-(CH 2) 3-或单键,其中至少一个桥基为-OCF 2- 或-CF 2O-;

L 1-L 9各自彼此独立地为H或F,和

Y是F,Cl,SF 5,NCS,OCN,CN,SCN或单卤化或多卤化烷基、 烷氧基、链烯基或链烯基氧基,各自具有最多5个碳原子。

2.权利要求1的液晶态介质,其特征在于它包括至少一种式A- 1至A-12的化合物:

其中R a如权利要求1所定义。

3.权利要求1或2的液晶态介质,其特征在于它包括至少一种 式B-1至B-6的化合物:

其中R b如权利要求1所定义。

4.权利要求1-3之一的液晶态介质,其特征在于它另外包括 至少一种式IIa至IIj的化合物:

其中

R 2为具有1-12个碳原子的烷基,该烷基未被取代,或被CN 或CF 3单取代或至少被卤素单取代,其中在这些基团内的一个或多个 CH 2基团也可各自彼此独立地被-O-,-S-, -CH=CH-,-C≡C-, -CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取代,其方式使得O原子彼此不直 接相连。

5.权利要求1-4之一的液晶态介质,其特征在于它另外包括 一种或多种式IIIa至IIIi的化合物:

其中

R 3为具有1-12个碳原子的烷基,该烷基未被取代,或被CN 或CF 3单取代或至少被卤素单取代,其中在这些基团内的一个或多个 CH 2基团也可各自彼此独立地被-O-,-S-, -CH=CH-,-C≡C-, -CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取代,其方式使得O原子彼此不 直接相连;

L 1,L 2和L 3各自彼此独立地为H或F。

6.权利要求1-5之一的液晶态介质,其特征在于它另外包括 一种或多种式IV的化合物:

其中

m是0或1,

R 4是具有2-7个碳原子的链烯基,

R 5如同R a的定义,或若m=1,则为F,Cl,CF 3或OCF 3,

L 1和L 2各自彼此独立地为H或F。

7.权利要求1-6之一的液晶态介质,其特征在于该介质另外 包括一种或多种式VII的化合物:

其中

烷基和烷基 *各自彼此独立地为具有1-7个碳原子的烷基。

8.权利要求1-7之一的液晶态介质质,其特征在于该介质另 外包括一种或多种式T2a、T2b和/或T2c的二苯乙炔化合物:

其中R 6和R 7为具有1-12个碳原子的烷基,该烷基未被取 代,或被CN或CF 3单取代或至少被卤素单取代,其中在这些基团内 的一个或多个CH 2基团也可各自彼此独立地被-O-,-S-, -CH=CH-,-C≡C-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取代,其方式使 得O原子彼此不直接相连。

9.权利要求1-8之一的液晶态介质,其特征在于该介质包括5 -30wt%式A的化合物。

10.权利要求1-9之一的液晶态介质,其特征在于该介质包括 5-30wt%式B的化合物。

11.权利要求1-10之一的液晶态介质,其特征在于它包括大 于20%的介电各向异性Δε≥+12的化合物。

12.权利要求1的液晶态介质用于光电目的的用途。

13.含权利要求1的液晶态介质的光电液晶显示器。

14.TN或STN液晶显示器,它具有:

-两个外板,它们与框架一起构成液晶池,

-位于液晶池内的正介电各向异性的向列液晶混合物,

-在外板内侧上具有取向层的电极层,

-在外板表面的分子纵轴与外板之间的倾斜角为0度-30度, 和

-在液晶池内从取向层至取向层的液晶混合物的扭曲角值为 22.5°至600°,

-由下述组分组成的向列液晶混合物:

a)15-75wt%的液晶态组分A,它由介电各向异性大于+1.5的 一种或多种化合物组成;

b)25-85wt%的液晶态组分B,它由介电各向异性为-1.5至+ 1.5的一种或多种化合物组成;

c)0-20wt%的液晶态组分D,它由介电各向异性低于-1.5的一 种或多种化合物组成;

d)视需要,光学活性组分C,其用量使得层厚(外板的间隔)和 手性向列液晶混合物的固有间距之间的比值为约0.2-1.3,

其特征在于组分A包括至少一种式A的化合物和至少一种式B 的化合物:

其中R a和R b各自彼此独立地为H或具有1-12个碳原子的烷 基,该烷基未被取代,或被CN或CF 3单取代或至少被卤素单取代, 其中在这些基团内的一个或多个CH 2基团也可各自彼此独立地被-O-, -S-, -CH=CH-,-C≡C-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取 代,其方式使得O原子彼此不直接相连;

Z 1和Z 2各自彼此独立地为-(CH 2) 4-,-CF 2O-,-COO-,-OCF 2-, -OCH 2-,-CH 2O-,-CH 2-,-(CH 2) 3-或单键,其中至少一个桥基为-OCF 2- 或-CF 2O-;

L 1-L 9各自彼此独立地为H或F,和

Y是F,Cl,SF 5,NCS,OCN,CN,SCN或单卤化或多卤化烷基、 烷氧基、链烯基或链烯基氧基,各自具有最多5个碳原子。

说明书

液晶态介质

本发明涉及液晶态介质,涉及具有很短的响应时间和良好陡度 (steepness)以及角度相关性的扭曲(twisted)向列(TN)和超扭曲向列 (STN)液晶显示器,并涉及在其中使用的新型向列液晶混合物。

TN显示器是已知的,例如根据M.Schadt和W.Helfrich,Appl. Phys.Lett.,18,127(1971)。ATN显示器是已知的,例如根据 EP0131216B1;DE3423993A1;EP0098070A2;M.Schadt和F. Leenhouts,17th Freiburg Congress on Liquid Crystals(8.-10.04.87); K.Kawasaki等,SID 87 Digest 391(20.6);M.Schadt和F.Leenhouts, SID 87 Digest 372(20.1);K.Katoh等,Japanese Journal of Applied Physics,Vol. 26,No.11,L 1784-L 1786(1987);F.Leenhouts等,Appl. Phys.Lett.50(21),1468(1987);H.A.van Sprang和H.G.Koopman,J. Appl.Phys.62(5),1734(1987);T.J.Scheffer和J.Nehring,Appl. Phys.Lett.45(10),1021(1984),M.Schadt和F.Leenhouts,Appl. Phys.Lett.50(5),236(1987)和E.P.Raynes,Mol.Cryst.Liq.Cryst. Letters Vol.4(1),pp.1-8(1986)。此处的术语STN涵盖扭曲角值在 160°至360°的任何相对高扭曲的显示元件,例如Waters等的显示元 件(C.M.Waters等,Proc.Soc.Inf.Disp.(New York)(1985)(3rd Intern.Display Conference,Kobe,日本),STN-LCDs(DE-A3503259), SBE-LCDs(T.J.Scheffer和J.Nehring,Appl.Phys.Lett.45(1984) 1021),OMI-LCDs(M.Schadt和F.Leenhouts,Appl.Phys.Lett.50 (1987),236,DST-LCDs(EP-A0246842)或BW-STN-LCDs(K. Kawasaki等,SID87 Digest 391(20.6))。

与标准的TN显示器相比,STN显示器的特点尤其在于显著更 好的电光特性线的陡度,和与此有关的更好的对比度值;以及特点在 于对比度的显著更低的角度相关性。

尤其令人感兴趣的是具有很短响应时间的TN和STN显示器, 特别是在相对低的温度下。为了实现短的响应时间,迄今为止,已经 使用大多数具有相对高蒸气压的单变添加剂,来优化液晶混合物的转 动粘度。然而,所达到的响应时间还不能满足所有应用场合的要求。

为了在本发明的显示器中实现陡斜地电光特性线,液晶混合物 应当具有相对大的弹性常数K33/K11比值和相对小的Δε/ε值,其中Δε 是介电各向异性,和ε是与分子纵轴相垂直的介电常数。

除了优化对比度和响应时间之外,对这类混合物有进一步的重 要要求:

1.宽的d/p窗;

2.高的长期化学稳定性;

3.高的电阻;

4.低的阈电压的频率和温度相关性。

所实现的参数组合,特别对于高-多路STN显示器(多路速率在 约1/400范围内),而且同样对于中等-和低-多路STN显示器(多路速 率分别在约1/64和1/16范围内)和TN显示器,仍远不能满足要求。 这部分归因于以下事实:各种要求以相反的方式受材料参数的影响。

对相对低分辨率的显示器应用(mux 1/16)的要求是在Δn=0.13- 0.14的双折射值下,操作电压在约3V范围内。为此,必须提供阈电 压小于1V,和典型地在V10=0.65-0.75V范围内的液晶混合物。现 有技术的液晶混合物包括含氰基的高度极性物质,它们在溶解度限度 内被使用,但它们通常不能实现低阈电压和低双折射的必需组合。

因此,对具有很短的应时间,同时具有大的工作温度范围、高 的特性线陡度、良好的对比度的角度相关性和低的阈电压的TN和 STN显示器,特别是中等-和低-多路STN显示器,仍持续存在巨大 的要求。

本发明的目的是提供特别地用于TN和STN应用的具有低阈电 压和低双折射的混合物,它包括特征在于低双折射和中等极性的化合 物。

此外,本发明的目的是提供特别地用于TN和STN显示器的液 晶态介质,这些介质不具有上述缺点或仅在较小程度上具有上述缺点 且同时具有短的响应时间,尤其在低温下,并且具有非常良好的陡 度。

现已发现,若使用包括一种或多种式A的化合物和至少一种式 B的化合物的液晶混合物,则可实现该目的:

其中

Ra和Rb各自彼此独立地为H或具有1-12个碳原子的烷基,该 烷基未被取代,或被CN或CF3单取代或至少被卤素单取代,其中在 这些基团内的一个或多个CH2基团也可各自彼此独立地被-O-,-S- -CH=CH-,-C≡C-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取 代,其方式使得O原子彼此不直接相连;

Z1和Z2各自彼此独立地为-(CH2)4-,-CF2O-,-COO-,-OCF2-, -OCH2-,-CH2O-,-CH2-,-(CH2)3-或单键,其中至少一个桥基为-OCF2-或-CF2O-;

L1-L9各自彼此独立地为H或F,和

Y是F,Cl,SF5,NCS,CN,OCN或单卤化或多卤化烷基、烷氧 基、链烯基或链烯基氧基,各自具有最多5个碳原子。

使用具有中等极性和低双折射的式A的物质得到特征在于低阈 电压和低Δn值的TN和STN介质。

根据本发明,在用于TN和STN显示器的混合物内使用式A和 B的化合物导致:

-电光特性线的高的陡度,

-阈电压的低的温度相关性,和

-非常快的响应时间,特别是在低温下。

式A和B的化合物尤其显著地缩短了TN和STN混合物的响应 时间,并同时增加陡度和降低阈电压的温度相关性。

本发明混合物的特征进一步在于下述优点:

-它们具有低的粘度,

-它们具有低的阈电压和操作电压,和

-低温下,它们在显示器中具有长的贮存期限。

本发明进一步涉及具有以下各项的液晶显示器:

-两个外板,它们与框架一起构成液晶池,

-位于液晶池内的正介电各向异性的向列液晶混合物,

-在外板内侧上具有取向层的电极层,

-在外板表面的分子纵轴与外板之间的倾斜角为0度-30度, 和

-在液晶池内从取向层至取向层的液晶混合物的扭曲角值为 22.5°至600°,

-由下述组分组成的向列液晶混合物:

a)15-75wt%的液晶态组分A,它由介电各向异性大于+1.5的 一种或多种化合物组成;

b)25-85wt%的液晶态组分B,它由介电各向异性为-1.5至+ 1.5的一种或多种化合物组成;

c)0-20wt%的液晶态组分D,它由介电各向异性低于-1.5的一 种或多种化合物组成;

d)视需要,光学活性组分C,其用量使得层厚(外板的间隔 (separation))和手性向列液晶混合物的固有间距(natural pitch)之间的 比值为约0.2-1.3,

其特征在于组分A包括至少一种式A的化合物和至少一种式B 的化合物:

其中Ra,Rb,Z1,Z2,L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,L9和Y如以上所 定义。

本发明还涉及TN和STN显示器,特别是中等-和低-多路STN 显示器,它们含有本发明的液晶混合物。本发明的混合物进一步在 IPS混合物中使用。

式A特别地涵盖了式A-1至A-12的化合物:

其中Ra如权利要求1所定义。

特别优选含至少一种式A-2和/或A-6的化合物的本发明的混合 物。

在式A和A-1至A-12中,Ra特别优选直链烷基或烷氧基,具 有2-7个碳原子的1E-链烯基或3E-链烯基。

Z1优选单键,Z2优选-CF2O-。L1和L2优选F。

Y优选F,Cl,CN,CF3,C2F5,C3F7,CF2H,OCF3,OCF2H, OCFHCF3,OCFHCFH2,OCFHCF2H,OCF2CH3,OCF2CFH2, OCF2CF2H,OCF2CF2CF2H,OCF2CF2CFH2,OCFHCF2CF3OCFHCF2CF2H,OCFHCFHCF3,OCH2CF2CF3,OCF2CF2CF3, OCF2CFHCFH2,OCF2CH2CF2H,OCFHCF2CFH2,OCFHCFHCF2H, OCFHCH2CF3,OCH2CFHCF3,OCH2CF2CF2H,OCF2CFHCH3, OCF2CH2CFH2,OCFHCF2CH3,OCFHCFHCFH2,OCFHCH2CF3, OCH2CF2CFH2,OCH2CFHCF2H,OCF2CH2CH3,OCFHCFHCH3, OCFHCH2CFH2,OCH2CF2CH3,OCH2CFHCFH2,OCH2CH2CF2H, OCHCH2CH3,OCH2CFHCH3,OCH2CH2CF2H,OCCIFCF3, OCCIFCCIF2,OCCIFCFH2,OCFHCCl2F,OCClFCF2H, OCClFCClF2,OCF2CClH2,OCF2CCl2H,OCF2CCl2F,OCF2CClFH, OCF2CClF2,OCF2CF2CClF2,OCF2CF2CCl2F,OCClFCF2CF3, OCClFCF2CF2H,OCClFCF2CClF2,OCClFCFHCF3,OCClFCClFCF3, OCCl2CF2CF3,OCClHCF2CF3,OCClFCF2CF3,OCClFCClFCF3, OCF2CClFCFH2,OCF2CF2CCl2F,OCF2CCl2CF2H,OCF2CH2CClF2, OCClFCF2CFH2,OCFHCF2CCl2F,OCClFCFHCF2H, OCClFCClFCF2H,OCFHCFHCClF2,OCClFCH2CF3,OCFHCCl2CF3, OCCl2CFHCF3,OCH2CClFCF3,OCCl2CF2CF2H,OCH2CF2CClF2, OCF2CClFCH3,OCF2CFHCCl2H,OCF2CCl2CFH2,OCF2CH2CCl2F, OCClFCF2CH3,OCFHCF2CCl2H,OCClFCClFCFH2, OCFHCFHCCl2F,OCClFCH2CF3,OCFHCCl2CF3,OCCl2CF2CFH2, OCH2CF2CCl2F,OCCl2CFHCF2H,OCClHCClFCF2H, OCF2CClHCClH2,OCF2CH2CCl2H,OCClFCFHCH3, OCF2CClFCCl2H,OCClFCH2CFH2,OCFHCCl2CFH2,OCCl2CF2CH3OCH2CF2CClH2,OCCl2CFHCFH2,OCH2CClFCFCl2, OCH2CH2CF2H,OCClHCClHCF2H,OCH2CCl2CF2H, OCClFCH2CH3,OCFHCH2CCl2H,OCClHCFHCClH2, OCH2CFHCCl2H,OCCl2CH2CF2H,OCH2CCl2CF2H,CH=CF2, CF=CF2,OCH=CF2,OCF=CF2,CH=CHF,OCH=CHF,CF=CHF或 OCF=CHF,尤其是F,Cl,CN,CF3,CF2H,C2F5,C3F7,OCF3,OCF2H, OCFHCF3,OCFHCFH2,OCFHCF2H,OCF2CH3,OCF2CFH2OCF2CF2H,OCF2CF2CF2H,OCF2CF2CFH2,OCFHCF2CF3, OCFHCF2CF2H,OCF2CF2CF3,OCF2CHFCF3或OCClFCF2CF3

式B尤其涵盖了式B-1至B-6的化合物:

其中Rb如权利要求1所定义。

特别优选其中Rb是具有1-7个碳原子的直链烷基或具有2-7 个碳原子的链烯基。特别优选式B-1、B-2和B-4的化合物。

在本发明液晶混合物内使用式A和B的化合物尤其导致低转动 粘度值和导致尤其在低温下具有高的陡度和快的响应时间的TN和 STN显示器。

除了式A的化合物之外,组分A或本发明的液晶态混合物优选 另外还包括一种或多种选自式IIa-IIj的化合物中的3,4,5-三氟苯基 化合物:

其中

R2为H或具有1-12个碳原子的烷基,该烷基未被取代,或被 CN或CF3单取代或至少被卤素单取代,其中在这些基团内的一个或 多个CH2基团也可各自彼此独立地被-O-,-S-, -CH=CH-,-C≡C-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-或-O-CO-O-取代,其方式使得O原子 彼此不直接相连。

除了式A和B的化合物之外,本发明的介质可另外包括一种或 多种式II*a-II*s的含极性端基的化合物:

其中R2如同Ra的定义,L3与L4各自彼此独立地为H或F。在 这些化合物中的R2特别优选具有最多7个碳原子的烷基、链烯基或 烷氧基。

本发明的介质或组分A优选包括式IIa,IIb,IIc,IId,IIe,IIf,IIg, IIj,II*b,II*c,II*d,II*f和/或II*i的化合物,尤其是式IIa,IIb,IId, IIi,II*a和II*i的化合物。

除了一种或多种式B的化合物之外,本发明的混合物还优选包 括一种或多种式IIIa-IIIi的氰基化合物:

其中R3如同Ra的定义,L1,L2与L3各自彼此独立地为H或 F。在这些化合物中的R3特别优选具有最多7个碳原子的烷基、链烯 基或烷氧基。

混合物特别优选包括一种或多种式IIIb,IIIc和IIIf的化合物, 尤其其中L1和/或L2是F的那些。

此外,混合物优选包括其中L2是H和L1是H或F,尤其是F的式IIIf和/或IIIg的化合物。

可在本发明的混合物或TN和STN显示器中使用的式A,B,IIa- IIj,II*a-II*s和IIIa-IIIi及其子式的单个化合物或其它化合物或者是 已知的,或者可类似于已知的化合物进行制备。

式A的化合物具有低粘度,尤其低的转动粘度,和低的弹性常 数K33/K11比值,并因此导致本发明显示器的短的响应时间,同时高 介电各向异性的式B化合物的存在,尤其在增加的浓度下,导致了粘 度的下降。

优选的液晶混合物包括一种或多种组分A的化合物,其比例优 选15-75%,特别优选20%-65%。这些化合物具有Δε≥+3的介电 各向异性,尤其Δε≥+8,特别优选Δε≥+12。

进一步优选的混合物包括:

-一种或多种,尤其2-4种式A的化合物,

-在各情况下,2或3种式A-2的化合物,

-一种或多种,尤其1或2种式B的化合物,

-一种或多种,尤其2-5种式IIIa,IIIb,IIIc和/或IIIf的化合 物。

优选的液晶混合物包括一种或多种组分B的化合物,优选25- 85%。B组化合物的特征尤其在于其低转动粘度值γ1

组分B优选包括一种或多种式IV的化合物:

其中

m是0或1,

R4是具有2-7个碳原子的链烯基,

R5如同Ra的定义,或若m=1,则为F,Cl,CF3或OCF3

L1和L2各自彼此独立地为H或F。

式IV特别优选的化合物是其中R4为具有2-7个碳原子的链烯 基,尤其下式的那些:

其中R3a和R4a各自彼此独立地为H,CH3,C2H5或n-C3H7,烷 基是具有1-7个碳原子的烷基。

特别优选其中液晶混合物包括至少一种式IV-1和/或IV-3的化 合物(其中R3a和R4a各自具有相同的含义)的本发明的TN和STN显 示器,和其中液晶混合物包括至少一种式IV-5的化合物的显示器。

在进一步优选的实施方案中,本发明的混合物包括一种或多种 式IV-6的化合物。

此外,组分B优选包括选自式V-1至V-9中的双环化合物:

和/或一种或多种选自式V-10至V-27中的三环化合物:

和/或一种或多种选自式V-28至V-34中的四环化合物:

其中R6和R7如同权利要求1的Ra的定义,和L是H或F。

特别优选其中R6是烷基和R7是烷基或烷氧基,尤其烷氧基(各 自具有1-7个碳原子)的式V-25至V-34中的化合物。此外,优选其 中L是F的式V-25、V-28和V-34的化合物。

在式V-1至V-34的化合物中的R6和R7特别优选具有1-12个 碳原子的直链烷基或烷氧基。

特别优选的是包括一种或多种式B-3a和/或B-5a化合物的本发 明混合物:

该混合物优选包括2-25wt%,尤其2-15wt%的式B-5a的化合 物。

视需要,液晶混合物可包括光学活性组分C,其用量使得层厚 (外板的间隔)和手性向列液晶混合物的固有间距之间的比值大于 0.2。许多种手性掺杂剂可用于该组分,其中的一些本领域普通技术 人员可通过商购得到,如胆甾醇壬酸酯,获自Merck KGaA, Darmstadt的S-811、S-1011和S-2011以及CB15(BDH,Poole, UK)。掺杂剂的选择本身并不重要。

组分C的化合物的比例优选0-10%,尤其0-5%,特别优选 0-3%。

视需要,本发明的混合物也可包括最多20%的一种或多种介电 各向异性小于-1.5的化合物(组分D)。

若混合物包括组分D,则优选包含结构单元2,3-二氟-1,4-亚苯基 的一种或多种化合物,例如在DE-A3807801、3807861、3807863或 3807908中所述的化合物。特别优选含有在国际专利申请 PCT/DE88/00133中所述的这一结构单元的二苯乙炔(tolan)。

进一步已知的组分D化合物例如是2,3-二氰基氢醌衍生物或含 结构单元 或 的环己烷衍生物,如在DE-A3231707和 DE-A407013中所述。

本发明的液晶混合物优选不含组分D的化合物。

在Ra,Rb,R2,R3,R4,R5,R6和R7的定义中的术语“链烯基”涵盖 直链和支链链烯基,尤其直链基团。特别优选的链烯基是C2-C7-1E- 链烯基、C4-C7-3E-链烯基、C5-C7-4-链烯基、C6-C7-5-链烯基和C7-6- 链烯基,尤其C2-C7-1E-链烯基、C4-C7-3E-链烯基和C5-C7-4-链烯 基。

优选的链烯基的实例是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊 烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、 3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯 基、6-庚烯基等。通常优选具有最多5个碳原子的基团。

进一步优选的实施方案涉及本发明的液晶混合物,它

-另外包括一种或多种,特别优选一种、两种或三种式Va和/ 或Vb的杂环化合物:

其中R6和R7如上所定义,和

Y是F,Cl或OCF3

由Va和Vb组成的化合物的比例优选2-35%,尤其5-20 %,

-另外包括一种或多种,特别优选一种、两种或三种式T2a、 T2b和/或T2c的二苯乙炔化合物

其中R6和R7如上所定义。

由T2a、T2b和/或T2c组成的化合物的比例优选2-20%,尤 其4-12%。本发明的混合物优选包括两种或三种式T2a和/或T2b 的化合物。

在特别优选的实施方案中,混合物包括:

-至少一种式A-2的化合物

和至少一种式B-1的化合物

-至少一种式IIj的化合物;

-至少一种式T2c的二苯乙炔化合物;

-至少两种,尤其三种式A的化合物;

-至少两种,尤其三种式B的化合物;

-至少一种式T2a的化合物和至少一种式T2b的化合物;

-至少一种式VI的化合物,

其中L1是H或F;

-至少一种式VII的化合物

其中烷基和烷基*各自彼此独立地为具有1-7个碳原子的烷 基;

-至少2-30wt%,优选2-25wt%,尤其3-15wt%的式VII 的化合物;

-至少2.5wt%的式IV-5的化合物;

-5-30wt%,优选10-25wt%式A的化合物;

-5-30wt%,优选5-20wt%式B的化合物;

-至少三个式A的化合物的同系物,其中Ra优选C2H5,n-C3H7或n-C5H11

进一步特别优选的实施方案涉及液晶混合物,它包括:

-总计3-6种式A和B的化合物,其中相对于总的混合物, 这些化合物的比例为25-65%,尤其30-55%,

-大于20%的,尤其Δε≥+12的正介电各向异性的化合物。

尤其在高层厚的TN和STN显示器中使用的本发明混合物的特 征在于很低的总响应时间(ttot=ton+toff)。

在本发明的TN和STN液晶池中使用的液晶混合物是介电正性 的,即Δε≥1。特别优选Δε≥3,尤其Δε≥5的液晶混合物。

本发明的液晶混合物具有有利的阈电压V10/0/20值和转动粘度γ1 值。若预规定光学路径差值dΔn,则可通过光学各向异性Δn确定层 厚d值。尤其在相对高的dΔn值下,通常优选使用具有相对高光学 各向异性值的本发明液晶混合物,这是因为可选择d值相对小,这导 致更有利的响应时间值。然而,含有较小Δn值的本发明液晶混合物 的液晶显示器的特征也在于有利的响应时间值。

此外,本发明的液晶混合物的特征在于电光特性线的陡度的有 利值,和尤其在高于20℃的温度下,可高多路速率的条件下地操作 它。另外,本发明的液晶混合物具有高的稳定性和有利的电阻值以及 阈电压的频率相关性。本发明的液晶混合物具有大的工作温度范围和 良好的对比度的角相关性。

根据本发明的由偏振片、电极基片和表面处理的电极制造的液 晶显示元件的结构与这类显示元件的常见结构相一致,其中表面处理 使得在各情况下与其相邻的液晶分子的优先取向(方向标)通常从一个 电极扭曲160°至720°到另一电极。此处的术语“常见结构”应广义地 理解,它也涵盖TN和STN液晶池的所有变型和改性结构,尤其涵 盖矩阵显示元件和含额外磁铁的显示元件。

在两个外板上的表面倾斜角可以相同或不同。优选相同的倾斜 角。优选的TN显示器在外板表面的分子纵轴与外板之间的预倾斜角 为0°-7°,优选0.01°-5°,尤其0.1°-2°。在STN显示器中,预倾斜 角为1°-30°度,优选1°-12°,和尤其3°-10°。

在液晶池内的TN混合物的扭曲角值为22.5°至170°,优选45° 至130°,和尤其80°至115°。在液晶池内从取向层到取向层的STN 混合物的扭曲角值为100°至600°,优选170°至300°,和尤其180°至 270°。

以本身常规的方式制备可用于本发明的液晶混合物。一般地, 有利地在升高的温度下,将以较少用量使用的各组分的所需量溶解在 构成主要成分的组分内。也有可能在有机溶剂,例如丙酮、氯仿或甲 醇中混合各组分的溶液,并在彻底混合之后,例如通过蒸馏再次除去 溶剂。

电介质也可包括本领域技术人员公知且进一步在文献中公开的 进一步的添加剂。例如,可添加0-15%的多染料、稳定剂、抗氧 化剂、UV吸收剂等。特别合适的UV吸收剂是苯并三唑衍生物,如 获自Ciba-Geigy的Tinuvin

在本申请和以下的实施例中,用缩写表示液晶化合物的结构, 根据下表A和B发生化学式的转换。所有基团CnH2n+1和CmH2m+1是 分别具有n和m个碳原子的直链烷基。链烯基具有反式-构型。表B 内的代码是不言而喻的。在表A中,只给出母体结构的缩写。在个 别情况下,母体结构的缩写接着下表所示的取代基R1*,R2*,L1*,L2*和 L3*的代码,被破折号隔开。

R 1*,R 2*,L 1*, L 2*,L 3*的代码 R 1* R 2* L 1*  L 2*  L 3* nm C nH 2n+1 C mH 2m+1 H  H  H nOm C nH 2n+1 OC mH 2m+1 H  H  H nO.m OC nH 2n+1 C mH 2m+1 H  H  H n C nH 2n+1 CN H  H  H nN.F C nH 2n+1 CN H  H  F nN.F.F C nH 2n+1 CN H  F  F nF C nH 2n+1 F H  H  H nOF OC nH 2n+1 F H  H  H nF.F C nH 2n+1 F H  H  F nmF C nH 2n+1 C mH 2m+1 F  H  H nOCF 3 C nH 2n+1 OCF 3 H  H  H n-Vm C nH 2n+1 -CH=CH-C mH 2m+1 H  H  H nV-Vm C nH 2n+1-CH=CH- -CH=CH-C mH 2m+1 H  H  H

TN和STN显示器优选含有由表A和B的一种或多种化合物组 成的液晶态混合物。

表A:(L1*,L2*,L3*=H或F)

表B:

表C

表C示出了常在本发明混合物中使用的掺杂剂。

表D

以下示出了可例如向本发明的混合物中加入的稳定剂。

下述实施例打算阐述本发明,而不是限制本发明。使用下述缩 写:

cl.p.     清亮点(向列-各向异性相转变温度)

S-N       近晶-向列相转变温度

ν20     流动粘度(mm2/s,在20℃下,除非另有说明)

Δn       光学各向异性(589nm,20℃)

Δε                介电各向异性(1kHz,20℃)

γ1      转动粘度(mPa s,在20℃下)

陡度      特性线陡度=V90/V10

V10      阈电压=在10%的相对对比度下的特性电压

V90      在90%的相对对比度下的特性电压

tave     (ton+toff)/2(平均响应时间)

ton      从开启一直到达到90%最大对比度的时间

toff     从关闭一直到达到10%最大对比度的时间

mux       多路速率

Tstore   低温储存稳定性(小时)(-20℃、-30℃、-40℃)

以上和以下的所有温度为℃。百分数为重量百分数。所有值涉 及20℃,除非另有说明。除非另有说明,在没有多路传输 (multiplexing)的情况下访问(address)显示器。

                        实施例1

 ME2N.F   11.00% 清亮点[℃]:90.0  ME3N.F   11.00% Δn[589.3nm,20℃]:0.132  ME4N.F   14.00% dΔn[20℃,μm]:0.85  ME5N.F   15.00% 扭曲[°]:240  CCQU-2-F   5.00% V 10[V]:0.95  CCQU-3-F   9.00% V 90/V 10:1.10  CCQU-5-F   4.00%  CCG-V-F   10.00%  CCP-V-1   7.00%  CCPC-33   4.00%  CCPC-34   5.00%  CCPC-35   5.00%

                           实施例2

 PCH-3N.F.F   12.00% 清亮点[℃]:91.5  ME2N.F   8.00% Δn[589.3nm,20℃]:0.129  ME3N.F   8.00% dΔn[20℃,μm]:0.85  ME4N.F   11.00% 扭曲[°]:240  ME5N.F   11.00% V 10[V]:0.89  HP-3N.F   4.00% V 90/V 10:1.10  HP-4N.F   4.00%  HP-5N.F   4.00%  CCQU-2-F   5.00%  CCQU-3-F   10.00%  CCQU-5-F   5.00%  CCG-V-F   3.00%  CCPC-33   5.00%  CCPC-34   5.00%  CCPC-35   5.00%

                         实施例3

PCH-3N.F.F     7.00% 清亮点[℃]:84.0 ME2N.F     10.00% Δn[589.3nm,20℃]:0.141 ME3N.F     10.00% dΔn[20℃,μm]:0.85 ME4N.F     14.00% 扭曲[°]:240 ME5N.F     14.00% V 10[V]:0.78 HP-3N.F     6.00% V 90/V 10:1.13 HP-4N.F     5.00% HP-5N.F     5.00% CCQU-2-F     5.00% CCQU-3-F     9.00% CCQU-5-F     5.00% CCPC-33     5.00% CCPC-34     5.00%

                          实施例4

 PCH-3N.F.F   7.00% 清亮点[℃]:62.5  ME2N.F   10.00% Δn[589.3nm,20℃]:0.141  ME3N.F   10.00% dΔn[20℃,μm]:0.85  ME4N.F   14.00% 扭曲[°]:240  ME5N.F   14.00% V 10[V]:0.68  HP-3N.F   6.00% V 90/V 10:1.15  HP-4N.F   6.00%  HP-5N.F   6.00%  CCQU-2-F   5.00%  CCQU-3-F   6.00%  CCQU-5-F   5.00%  CCPC-33   4.00%  PZU-V2-N   7.00%

本文发布于:2024-09-25 11:11:33,感谢您对本站的认可!

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