CN101205468A - 液晶介质和液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及介电正液晶介质，其包含介电正组分，组分A，和任选第二介电正组分，组分B，和任选介电中性组分，组分C，组分A包含式I的介电正性化合物，其中参数具有说明书中给出的含义，组分B包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，还涉及包含这些介质的液晶显示器，尤其是有源矩阵显示器，特别是TN和IPS显示器。

Description

液晶介质和液晶显示器
发明领域
本发明涉及液晶介质并涉及包含这些介质的液晶显示器，尤其涉及有源矩阵寻址的显示器，特别涉及扭转向列(TN)显示器或面内切换(IPS)型显示器。
现有技术状况和要解决的问题
液晶显示器(LCD)广泛用于显示信息。LCD用于直视显示器以及投影型显示器。所用电光学模式是，例如，扭转向列(TN)-、超扭转向列(STN)-、光学补偿弯曲(OCB)-和电控双折射(ECB)-模式以及它们的各种变型，以及其它。所有这些模式都使用基本垂直于基板(更具体地垂直于液晶层)的电场。除这些模式外，还存在使用基本平行于基板(更具体地平行于液晶层)的电场的电光学模式，例如面内切换模式(如DE 40 00 451和EP 0 588 568中所公开)。这种电光学模式尤其用于现代桌面监视器的LCD，并被设想用于多媒体应用中的显示器。本发明的液晶优选用在这种类型的显示器中。
对于这些显示器，需要具有改进的性能的新型液晶介质。对于许多类型的应用而言，尤其必须改进响应时间。因此，需要具有较低粘度(η)，尤其是具有较低旋转粘度(γ1)的液晶介质。旋转粘度应该为80mPa.s或更低，优选60mPa.s或更低，尤其是55mPa.s或更低。除了该参数外，介质还必须表现出适当宽的向列相范围，适当的双折射率(Δn)，且介电各向异性(Δε)应该足够高以实现合理的低工作电压。优选地，Δε应该高于3，非常优选高于4，但优选不高于15，特别是不高于12，因为这对至少合理地高的比电阻是有害的。
本发明的显示器优选通过有源矩阵(有源矩阵LCD，短AMD)寻址，优选通过薄膜晶体管(TFT)的矩阵寻址。但是，本发明的液晶也可以有利地用在具有其它已知寻址方式的显示器中。
存在各种不同的使用低分子量液晶材料与聚合材料的复合体系的显示模式。这些是，例如，如WO 91/05029中所公开的聚合物分散液晶(PDLC)-、向列曲线(curvi-linearly)定向相(NCAP)-和聚合物网络(PN)-体系，或轴向对称微畴(ASM)体系和其它。与这些相反，根据本发明尤其优选的模式是使用在表面上取向的液晶介质本身。这些表面通常预处理以实现液晶材料的均匀定向。本发明的显示模式优选使用与复合层基本平行的电场。
适用于LCD，尤其适用于IPS显示器的液晶组合物例如从JP07-181 439(A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 195 28 107、WO 96/23 851和WO 96/28 521中获知。但是，这些组合物具有显著缺点。与其它缺陷相比，这些缺点的大多数尤其导致不利地长的响应时间，具有太低的电阻率值和/或需要太高的工作电压。
因此，明显需要具有适合实际应用的性能，例如宽向列相范围、根据所用显示模式适当的光学各向异性Δn、高Δε，尤其是低粘度的液晶介质。
本发明
令人惊讶地，现在已经发现，可以获得具有适当地高的Δε、合适的相范围和Δn的液晶介质，其没有表现出现有技术的材料的缺点或至少在明显较低的程度上表现出这些缺点。
本申请的这些改进的液晶介质包含至少下列组分：
-第一介电正性组分，组分A，包含一种或多种式I的介电正性化合物
其中
Figure S2007101599227D00021
R1是具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2至7个碳原子的链烯基、链烯氧基、烷氧基烷基或氟化链烯基，优选是烷基或链烯基，
X1是卤素、具有1至3个碳原子的卤化烷基或烷氧基、或具有2或3个碳原子的卤化链烯基或链烯氧基，优选F、Cl、-OCF3或-CF3，最优选F、Cl或-OCF3，特别是F，和
-任选地，第二介电正性组分，组分B，包含一种或多种优选具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，优选选自式II和III的化合物
其中
Figure S2007101599227D00031
Figure S2007101599227D00032
R2和R3彼此独立地为具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2至7个碳原子的链烯基、链烯氧基、烷氧基烷基或氟化链烯基，且R2和R3优选为烷基或链烯基，
至
Figure S2007101599227D00034
彼此独立地为
Figure S2007101599227D00035
Figure S2007101599227D00041
或优选
L21、L22、L31和L32彼此独立地为H或F，L21和/或L31优选为F，
X2和X3彼此独立地为卤素、具有1至3个碳原子的卤化烷基或烷氧基，或具有2或3个碳原子的卤化链烯基或链烯氧基，优选F、Cl、-OCF3或-CF3，最优选F、Cl或-OCF3，
Z3是-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，优选-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-或单键，最优选-COO-、反式-CH＝CH-或单键，且
l、m、n和o彼此独立地为0或1，且
其中不包括式I的化合物，和
-任选地，介电中性组分，组分C，包含一种或多种式IV的介电中性化合物，
其中
R41和R42彼此独立地具有在上式II下对R2给出的含义，优选地，R41为烷基且R42为烷基或烷氧基，或R41为链烯基且R42为烷基，
Figure S2007101599227D00051
和
彼此独立地为，且在
Figure S2007101599227D00053
出现两次的情况下，这些也彼此独立地为
或
Figure S2007101599227D00055
优选至少一个’
Figure S2007101599227D00056
和
Figure S2007101599227D00057
是
Figure S2007101599227D00061
Z41和Z42彼此独立地为，且在Z41出现两次的情况下，这些也彼此独立地为，-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，优选其中至少一个为单键，且
p为0、1或2，优选0或1。
优选地，组分A包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的式I的介电正性化合物，更优选主要由其构成，再更优选基本由其构成，最优选完全由其构成，且其中参数具有在上式I下给出的各自含义，X1优选为F。
组分A在介质中的浓度优选为1％至50％，更优选2％至40％，再更优选4％至30％，最优选5％至20％。
优选地，本发明的介质包含第二介电正性组分，组分B。优选地，该第二介电正性组分，组分B包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，更优选主要由其构成，再更优选基本由其构成，最优选完全由其构成。
优选地，该组分，组分B包含一种或多种选自式II和III的具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，更优选主要由其构成，再更优选基本由其构成，最优选完全由其构成。
在本发明的优选实施方案中，组分B包含一种或多种选自式II-1至II-3的化合物的具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，更优选主要由其构成，再更优选基本由其构成，最优选完全由其构成。
Figure S2007101599227D00062
Figure S2007101599227D00071
其中参数具有在上式II下和在式II-1中给出的各自含义，且参数L23和L24彼此独立地并与其它参数独立地为H或F，并且在式II-2中，优选地
Figure S2007101599227D00072
和
Figure S2007101599227D00073
彼此独立地为
Figure S2007101599227D00074
或
Figure S2007101599227D00075
优选地，组分B包含选自式II-1至II-3的化合物，其中L21和L22或L23和L24均为F。
在优选实施方案中，组分B包含选自式II-1和II-2的化合物，其中L21、L22、L23和L24均为F。
优选地，组分B包含一种或多种式II-1的化合物。优选地，式II-1的化合物选自式II-1a至II-1e的化合物
Figure S2007101599227D00076
其中参数具有上文给出的各自含义。
优选地，组分B包含选自式II-1a至II-1e的化合物，其中L21和L22或L23和L24均为F。
在优选实施方案中，组分B包含选自式II-1a至II-1e的化合物，其中L21、L22、L23和L24均为F。
尤其优选的式II-1的化合物是
Figure S2007101599227D00082
其中R2具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式II-2的化合物。优选地，式II-2的化合物选自式II-2a至II-2c的化合物
Figure S2007101599227D00092
其中参数具有上文给出的各自含义且优选地L21和L22均为F。
优选地，组分B包含一种或多种式II-3的化合物。优选地，式II-3的化合物选自式II-3a至II-3d的化合物
Figure S2007101599227D00093
Figure S2007101599227D00101
其中参数具有上文给出的各自含义且优选地L21和L22均为F且L23和L24均为H，或L21、L22、L23和L24均为F。
尤其优选的式II-3的化合物是
Figure S2007101599227D00102
Figure S2007101599227D00111
其中R2具有上文给出的含义。
在本发明的另一优选实施方案中，组分B包含  一种或多种选自式III-1和III-2的具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，更优选主要由其构成，再更优选基本由其构成，最优选完全由其构成，
Figure S2007101599227D00112
其中参数具有在上式III下给出的各自含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-1的化合物。优选地，式III-1的化合物选自式III-1a和III-1b的化合物
Figure S2007101599227D00113
Figure S2007101599227D00121
其中参数具有上文给出的各自含义且参数L33和L34彼此独立地并与其它参数独立地为H或F。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2的化合物。优选地，式III-2的化合物选自式III-2a至III-2h的化合物
Figure S2007101599227D00122
其中参数具有上文给出的各自含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-1a的化合物，其优选选自式III-1a-1至III-1a-6的化合物
Figure S2007101599227D00141
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2a的化合物，其优选选自式III-2a-1至III-2a-4的化合物
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2b的化合物，其优选选自式III-2b-1和III-2b-2，优选III-2b-2的化合物
Figure S2007101599227D00152
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2c的化合物，其优选选自式III-2c-1至III-2c-5
Figure S2007101599227D00153
Figure S2007101599227D00161
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种选自式III-2d和III-2e的化合物，其优选选自式III-2d-1和III-2e-1的化合物
Figure S2007101599227D00162
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2f的化合物，其优选选自式III-2f-1至III-2f-5的化合物
Figure S2007101599227D00163
Figure S2007101599227D00171
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2g的化合物，其优选选自式III-2g-1至III-2g-5的化合物
Figure S2007101599227D00172
Figure S2007101599227D00181
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，组分B包含一种或多种式III-2h的化合物，其优选选自式III-2h-1至III-2h-3的化合物
Figure S2007101599227D00182
其中R3具有上文给出的含义。
代替式III-1和/或III-2的化合物或除其以外，本发明的介质可以包含一种或多种式III-3的化合物，
Figure S2007101599227D00183
其中参数具有在上式III下给出的各自含义并优选具有式III-3a
Figure S2007101599227D00191
其中R3具有上文给出的含义。
优选地，本发明的液晶介质包含介电中性组分，组分C。该组分具有-1.5至3的介电各向异性。优选地，其包含具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物，优选主要由其构成，优选基本由其构成，尤其优选完全由其构成。优选地，该组分包含一种或多种式IV的具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物，更优选主要由其构成，更优选基本由其构成，尤其优选完全由其构成。
优选地，介电中性组分，组分C，包含一种或多种选自式IV-1至IV-5的化合物
Figure S2007101599227D00192
其中R41和R42具有在上式IV下给出的各自含义，在式IV-1、IV-4和IV-5中，R41优选为烷基或链烯基，优选链烯基，R42优选为烷基或链烯基，优选烷基，在式IV-2中，R41和R42优选为烷基，在式IV-3中，R41优选为烷基或链烯基，优选烷基，R42优选为烷基或烷氧基，优选烷氧基。
在优选实施方案中，组分C优选包含一种或多种式IV-4的化合物，更优选选自式CCP-V-n和/或CCP-nV-m和/或CCP-Vn-m，更优选式CCP-V-n和/或CCP-V2-n的各自的子公式，最优选选自式CCP-V-1和CCP-V2-1。在下表B中给出这些缩写(首字母缩写词)的定义。
优选地，介电中性组分，组分C包含一种或多种选自式IV-1、IV-3、IV-4和IV-5的化合物，优选一种或多种式IV-1的化合物和一种或多种选自式IV-3和IV-4的化合物，优选一种或多种各为式IV-1、IV-3和IV-4的化合物，最优选一种或多种各为式IV-1、IV-3、IV-4和IV-5的化合物。
在本发明的可以与之前的相同或不同的另一优选实施方案中，本发明的液晶混合物包含组分C，其包含式IV的化合物，优选主要由其构成，最优选完全由其构成，该式IV的化合物选自如上所示式IV-1至IV-5和任选式IV-6至IV-13的化合物
Figure S2007101599227D00201
Figure S2007101599227D00211
其中
R41和R42彼此独立地为具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2至7个碳原子的链烯基、链烯氧基、烷氧基烷基或氟化链烯基，
L4为H或F。
代替式II和/或III的化合物或除其以外，本发明的介质可以包含一种或多种式V的介电正性化合物
其中
R5是具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2至7个碳原子的链烯基、链烯氧基、烷氧基烷基或氟化链烯基，并优选为烷基或链烯基，
Figure S2007101599227D00222
至
Figure S2007101599227D00223
彼此独立地为
Figure S2007101599227D00224
或
Figure S2007101599227D00225
L51和L52彼此独立地为H或F，L51优选为F，且
X5是卤素、具有1至3个碳原子的卤化烷基或烷氧基，或具有2或3个碳原子的卤化链烯基或链烯氧基，优选F、Cl、-OCF3或-CF3，最优选F、Cl或-OCF3，
Z5是-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或-CH2O-，优选-CH2CH2-、-COO-或反式-CH＝CH-，最优选-COO-或-CH2CH2-，且
q为0或1。
优选地，本发明的介质包含一种或多种式V的化合物，优选选自式V-1和V-2的化合物
Figure S2007101599227D00231
其中参数具有上文给出的各自含义，且参数L53和L54彼此独立地并与其它参数独立地为H或F，Z5优选为-CH2-CH2-。
优选地，式V-1的化合物选自式V-1a和V-1b的化合物
Figure S2007101599227D00232
其中R5具有上文给出的含义。
优选地，式V-2的化合物选自式V-2a至V-2d的化合物
Figure S2007101599227D00233
其中R5具有上文给出的含义。
优选地，本发明的液晶介质包含另一介电中性组分，组分D。该组分具有-1.5至3的介电各向异性。优选地，其包含具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物，优选主要由其构成，优选基本由其构成，尤其优选完全由其构成。优选地，该组分包含一种或多种式VI的具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物，更优选主要由其构成，更优选基本由其构成，尤其优选完全由其构成
Figure S2007101599227D00242
其中
R61和R62彼此独立地具有在上式II下对R2给出的含义，优选地，R61为烷基且R62为烷基或链烯基，
Figure S2007101599227D00243
并在其出现两次的情况下，在每次出现时彼此独立地为
Figure S2007101599227D00244
Figure S2007101599227D00251
或
优选至少一个
Figure S2007101599227D00253
是
Figure S2007101599227D00254
Z61和Z62彼此独立地为，且在Z61出现两次的情况下，这些也彼此独立地为，-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、或单键，优选其中至少一个为单键，且
r为0、1或2，优选0或1。
优选地，介电中性组分，组分D包含一种或多种选自式VI-1和VI-2的化合物
Figure S2007101599227D00255
其中R61和R62具有在上式VI下给出的各自含义，且R61优选为烷基，且在式VI-1中，R62优选为链烯基，优选为-(CH2)2-CH＝CH-CH3，且在式VI-2中，R62优选为烷基。
优选地，介电中性组分，组分D包含一种或多种选自式VI-1和VI-2的化合物，其中R61优选为正烷基，在式VI-1中，R62优选为链烯基，在式VI-2中，R62优选为正烷基。
在优选实施方案中，组分D优选包含一种或多种式VI-1，更优选其子公式PP-n-2Vm，更优选式PP-1-2V1的化合物。在下表B中给出这些缩写(首字母缩写词)的定义。
在优选实施方案中，组分D优选包含一种或多种式VI-2，更优选其子公式PGP-n-m，更优选其子公式PGP-3-m，更优选选自式PGP-3-2、PGP-3-3、PGP-3-4和PGP-3-5的化合物。在下表B中给出这些缩写(首字母缩写词)的定义。
优选地，本发明的液晶混合物除了组分A和B外还包含至少一种其它组分。这种第三组分可以是组分C和D之一，所存在的第三组分优选为组分C。
本发明的混合物明显还可以含有所有四种组分A、B、C和D。
另外，本发明的液晶混合物可以包含另一任选组分，组分E，其具有负介电各向异性，并包含优选具有式VII的介电负性化合物，优选主要由其构成，更优选基本由其构成，最优选完全由其构成
Figure S2007101599227D00261
其中
R71和R72彼此独立地具有在上式II下对R2给出的含义，
Figure S2007101599227D00262
是
Figure S2007101599227D00263
Figure S2007101599227D00264
或
优选
Figure S2007101599227D00266
Figure S2007101599227D00267
是
Figure S2007101599227D00268
或
Figure S2007101599227D00271
Z71和Z72彼此独立地为-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-或单键，优选其中至少一个为单键，最优选两个均为单键，
L71和L72彼此独立地为C-F或N，优选其中至少一个为C-F，最优选两个均为C-F，且
k为0或1。
另外，本发明的液晶混合物可以包含另一任选组分，组分F，其具有正介电各向异性，并包含优选具有式VIII的介电正性化合物，优选主要由其构成，更优选基本由其构成，最优选完全由其构成
Figure S2007101599227D00272
其中
R8具有在上式II下对R2给出的含义，所存在的
Figure S2007101599227D00273
至
Figure S2007101599227D00274
之一是
Figure S2007101599227D00275
Figure S2007101599227D00276
或
Figure S2007101599227D00277
优选
优选
Figure S2007101599227D00282
是
Figure S2007101599227D00283
其它具有相同含义并彼此独立地为
Figure S2007101599227D00284
或
Figure S2007101599227D00286
优选
Figure S2007101599227D00287
Figure S2007101599227D00288
或
Figure S2007101599227D00289
Z81和Z82彼此独立地为-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-或单键，优选其中至少一个为单键，最优选两个均为单键，
I为0、1或2，优选0或1，更优选1，且
X8具有上式II下对X2给出的含义或可以与R8独立地具有对R8给出的含义。
优选地，本发明的液晶介质包含组分A至E，优选A至D，最优选A至C，特别是选自式I至VII，优选I至V，最优选I至III的化合物，更优选主要由它们构成，更优选基本由它们构成，最优选完全由它们构成。
在有关组合物的上下文中，包含，在本申请中是指，所提及的实体，例如介质或组分含有总浓度优选10％或更多，最优选20％或更多的所讨论的一种或多种组分或一种或多种化合物。
主要由...构成，在本文中是指所提及的实体含有55％或更多，优选60％或更多，最优选70％或更多的所讨论一种或多种组分或一种或多种化合物。
基本由...构成，在本文中是指所提及的实体含有80％或更多，优选90％或更多，最优选95％或更多的所讨论一种或多种组分或一种或多种化合物。
完全由...构成，在本文中是指所提及的实体含有98％或更多，优选99％或更多，最优选100.0％或更多的所讨论一种或多种组分或一种或多种化合物。
组分E优选包含一种或多种式VII的化合物，优选主要由其构成，最优选完全由其构成，该化合物优选选自式VII-1至VII-3的化合物
Figure S2007101599227D00291
Figure S2007101599227D00301
其中
R71和R72具有在上式VI下给出的各自含义。
在式VII-1至VII-3中，R71优选为正烷基或1-E-链烯基且R72优选为正烷基或烷氧基。
在本发明的介质中也可以任选和有益地使用上文没有明确提及的其它介晶化合物。这类化合物是本领域专业人员已知的。
本发明的液晶介质以70℃或更高，优选75℃或更高的澄清点为特征。
本发明的液晶介质在589nm(NaD)和20℃下的Δn优选为0.060或更大至0.135或更小，更优选0.070或更大至0.130或更小，最优选0.080或更大至0.122或更小。
本发明的液晶介质在1kHz和20℃下的Δε优选为3或更大，更优选4或更大，最优选6或更大。特别地，Δε为12或更小。
优选地，本发明的介质的向列相至少从0℃或更低延伸至70℃或更高，更优选至少从-20℃或更低延伸至70℃或更高，最优选至少从-30℃或更低延伸至75℃或更高，特别是至少从-40℃或更低延伸至75℃或更高。
在本发明的第一优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.090或更大至0.125或更小的范围内，更优选在0.095或更大至0.120或更小的范围内，最优选在0.100或更大至0.115或更小的范围内，而Δε优选在3或更大至12或更小，优选10或更小的范围内。
在本发明的第二优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.085或更大至0.130或更小的范围内，更优选在0.090或更大至0.125或更小的范围内，最优选在0.095或更大至0.120或更小的范围内，而Δε优选为4或更大，更优选6或更大，再更优选8.0或更大，最优选8.0或更大至10.0或更小。
在该实施方案中，优选地，本发明的介质的向列相至少从-20℃或更低延伸至70℃或更高，更优选至少从-20℃或更低延伸至70℃或更高，最优选至少从-30℃或更低延伸至70℃或更高，特别是至少从-40℃或更低延伸至70℃或更高。
在本发明的第三优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.070或更大至0.120或更小的范围内，更优选在0.075或更大至0.115或更小的范围内，最优选在0.080或更大至0.110或更小的范围内，而Δε优选为4.0或更大，更优选在4.0或更大至14.0或更小的范围内，最优选在4.0或更大至6.0或更小的范围内，特别优选在6.0或更大至11.0或更小的范围内。
在该实施方案中，优选地，本发明的介质的向列相至少从-20℃或更低延伸至75℃或更高，更优选至少从-30℃或更低延伸至70℃或更高，最优选至少从-30℃或更低延伸至75℃或更高，特别是至少从-30℃或更低延伸至80℃或更高。
在本发明的第四优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.090或更大至0.140或更小的范围内，而Δε优选为2.0或更大，更优选在2.0或更大至14.0或更小的范围内，最优选在3.0或更大至12.0或更小的范围内。特别优选的是澄清点为大约70℃、Δn为0.010且Δε为大约3的介质，或Δε可以小于3。
在本发明的第五优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.070或更大至0.120或更小的范围内，而Δε在此仍然优选为2.0或更大，更优选在2.0或更大至14.0或更小的范围内，最优选在3.0或更大至12.0或更小的范围内。液晶介质的Δn在此可以为大约0.070或大约0.080。
组分A优选以总混合物的1％至65％，更优选2％至60％，更优选3％至50％，最优选5％至40％的浓度使用。
组分B优选以总混合物的5％至60％，更优选10％至55％，更优选15％至50％，最优选20％至45％的浓度使用。
组分C优选以总混合物的0％至70％，更优选10％至60％，更优选20％至50％，最优选15％至50％的浓度使用。
组分D优选以总混合物的0％至50％，优选1％至40％，更优选5％至30％，最优选10％至20％的浓度使用。
组分E优选以总混合物的0％至30％，优选0％至15％，最优选1％至10％的浓度使用。
任选地，本发明的介质可以包含其它液晶化合物以调节物理性能。这类化合物是专业人员已知的。它们在本发明的介质中的浓度优选为0％至30％，更优选0.1％至20％，最优选1％至15％。
在上述本发明的第一优选实施方案中，组分A优选以总混合物的40％至65％，更优选45％至60％，最优选50％至57％的浓度使用，而组分D优选以总混合物的5％至40％，优选10％至35％，最优选10％至30％的浓度使用。
在该优选实施方案中，介质优选包含一种或多种式VI，最优选式VI-2的化合物。
尤其在上述本发明的第二优选实施方案中，组分C优选包含一种或多种式IV，更优选式IV-1，更优选选自式CC-n-V和/或CC-n-Vm的各自的子公式，更优选式CC-n-V1和/或CC-n-V，最优选选自式CC-3-V、CC-4-V、CC-5-V和CC-3-V1的化合物。这些缩写(首字母缩写)的定义在下表B中给出。
优选地，液晶介质含有50％至100％，更优选70％至100％，最优选80％至100％，特别是90％至100％的组分A、B、C和D的总和，优选组分A、B和C，它们又分别含有，优选主要由，最优选完全由一种或多种式I、II、III、IV、V、VI和VII，优选式I、II、III、IV、V和VI的化合物构成。
在本申请中，术语“介电正性”是指Δε＞3.0的化合物或组分，介电中性是指-1.5≤Δε≤3.0，介电负性是指Δε＜1.5，Δε在1kHz和20℃下测定。各化合物的介电各向异性由各个单独的化合物在向列宿主混合物中的10％溶液的结果测定。在各化合物在宿主混合物中的溶解度小于10％的情况下，将浓度降至5％。在具有垂直定向和具有水平定向的液晶盒中测定受试混合物的电容。这两类液晶盒的液晶盒间隙均为约20微米。施加的电压为频率1kHz的矩形波，均方根值通常为0.5V至1.0V，但是，其总是选择为低于各自受试混合物的电容阈值。
Δε是指(ε||-ε⊥)，而εav.为(ε||+2ε⊥)/3。
对于介电正性化合物，使用混合物ZLI-4792作为宿主混合物，对于介电中性以及对于介电负性化合物，使用混合物ZLI-3086作为宿主混合物，两者均为Merck KGaA，Germany的产品。这些化合物的介电电容率由宿主混合物在添加相关化合物时各自值的变化测定。将该值外推至100％的相关化合物浓度。
如此测量在20℃的测量温度下具有向列相的组分，所有其它的如化合物那样处理。
如果没有另外明确指出，术语阈值电压在本申请中是指光学阈值，并对10％相对对比度(V10)给出，术语饱和电压是指光饱和，并对90％相对对比度(V90)给出。电容阈值电压(V0)，也称作Freedericksz-阈值(VFr)仅在明确提及时才使用。
本申请中给出的参数的范围均包括极限值，除非另行明确指出。
在本申请通篇中，除非另行明确指出，所有浓度均以质量百分比给出，并涉及各个完整的混合物，所有温度均以摄氏度(℃)给出，且所有温度差均以℃给出。除非另行明确指出，所有物理性质根据“Merck Liquid Crystals，Physical Properties of Liquid Crystals(Merck液晶，液晶的物理性质)”，Status1997年11月，Merck KGaA，Germany测定，并在20℃得出。光学各向异性(Δn)在589.3纳米波长下测定。介电各向异性(Δε)在1 kHz频率下测定。阈值电压以及所有其它电光学性能均用Merck KGaA，Germany制备的试验盒测定。用于测定Δε的试验盒具有大约20微米的盒间隙。电极是面积1.13平方厘米并带有护圈的盘状IT0电极。对于垂面定向，取向层是卵磷脂(ε)，对于水平定向，取向层是来自Japan Synthetic Rubber的聚酰亚胺AL-1054(ε⊥)。以0.3Vrms的电压，使用正弦波，用频率响应分析器Solatron1260测定电容。电光学测量中所用的光为白光。所用装置是Otsuka，Japan的市售设备。在垂直观察下测定特性电压。分别对10％、50％和90％相对对比度测定阈值(V10)-中灰(V50)-和饱和(V90)电压。
本发明的液晶介质可以以常用浓度含有其它添加剂和手性掺杂剂。这些其它成分的总浓度为总混合物的0％至10％，优选0.1％至6％。所用每一化合物的浓度各自优选为0.1％至3％。这些和类似添加剂的浓度不计入本申请的液晶介质的液晶组分和化合物的浓度值和范围的考虑中。
本发明的液晶介质由数种化合物，优选3至30种，更优选4至20种，最优选4至16种化合物构成。这些化合物以传统方式混合。通常，将所需量的以较小量使用的化合物溶解在以较大量使用的化合物中。在温度高于以较高浓度使用的化合物的澄清点的情况下，特别容易观察到溶解过程的完成。但是，还可以通过其它传统方式制备介质，例如使用所谓预混合物，其可以例如是化合物的均匀或低共熔混合物，或使用所谓多瓶体系(multi-bottle-systems)，其成分本身可以使用混合物。
通过添加合适的添加剂，本发明的液晶介质可以改性以使它们可用在所有已知类型的液晶显示器中，其中或者照原样使用液晶介质，例如TN-、TN-AMD、ECB-AMD、VAN-AMD、IPS和OCB LCD，或特别在复合体系中使用，例如PDLC、NCAP、PN LCD，尤其是在ASM-PA LCD中。
液晶的熔点T(C，N)、从近晶(S)向向列(N)相的过渡T(S，N)和澄清点T(N，I)以℃给出。
在本申请中，尤其在下列实施例中，液晶化合物的结构以缩写，也称作首字母缩写表示。根据下列两个表A和B，缩写向相应结构的转化是简单明了的。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。表B的解释是不言自明的。表A只列出结构核心的缩写。每一化合物以后面带有连字符的核心的缩写表示，指定取代基R1、R2、L1和L2的编码如F：
    R1、R2、L1、L2的编码   R1   R2   L1   L2
    nmnOmnO.mnnN.FnN.F.FnFnF.FnF.F.FnOFnClnCl.FnCl.F.FnCF3nCF3.FnCF3.F.FnOCF3nOCF3.FnOCF3.F.FnOCF2nOCF2.FnOCF2.F.FnSnS.FnS.F.FrVsNrEsNnAm   CnH2n+1CnH2n+1OCnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1OCnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CrH2r+1-CH＝CH-CsH2s-CrH2r+1-O-CsH2s-CnH2n+1   CmH2m+1OCmH2m+1CmH2m+1CNCNCNFFFFClClClCF3CF3CF3OCF3OCF3OCF3OCHF2OCHF2OCHF2NCSNCSNCSCNCNCOOCmH2m+1   HHHHHFHHFHHHFHHFHHFHHFHHFHHH   HHHHFFHFFHHFFHFFHFFHFFHFFHHH
表A：
Figure S2007101599227D00371
表B：
Figure S2007101599227D00372
Figure S2007101599227D00391
Figure S2007101599227D00411
Figure S2007101599227D00421
Figure S2007101599227D00431
Figure S2007101599227D00441
本发明的液晶介质优选含有
-选自表A和B的化合物的七种或更多种，优选八种或更多种优选具有不同式的化合物，和/或
-选自表A的化合物的一种或更多种，更优选两种或更多种，优选三种或更多种优选具有不同式的化合物，和/或
-选自表B的化合物的三种或更多种，更优选四种或更多种，更优选五种或更多种优选具有不同式的化合物。
实施例
下面给出的实施例是例示本发明而非以任何方式对其限制。
但是，物理性能的组合向专业人员表明可以实现哪些性能且它们可以在怎样的范围内变动。尤其，优选可以实现的各种性能的组合因此对专业人员而言是清晰的。
实施例1
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)             ＝  73℃ne(20℃，589.3nm)   ＝  1.5965Δn(20℃，589.3nm)  ＝  0.1083ε||(20℃，1kHz)    ＝  9.2Δε(20℃，1kHz)    ＝  6.0γ1(20℃)           ＝  56mPa·sk1(20℃)            ＝  12.2pNk3/k1(20℃)         ＝  1.04V0(20℃)            ＝  1.51V
  No.     缩写   浓度/％
    123456789∑  GPQU-3-FPGU-2-FPGP-2-3CC-3-VCC-3-V1CCP-V2-1BCH-32CBC-33CCGU-3-F     19.507.503.5041.506.003.0010.003.006.00 100.00
该混合物非常适合于以IPS模式工作的显示器。
实施例2
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)              ＝74℃ne(20℃，589.3nm)    ＝ 1.6009Δn(20℃，589.3nm)   ＝ 0.1110ε||(20℃，1kHz)     ＝ 9.2Δε(20℃，1kHz)     ＝ 6.0γ1(20℃)            ＝ 55mPa·sk1(20℃)             ＝ 12.1pNk3/k1(20℃)          ＝ 1.02V0(20℃)             ＝ 1.50V
  No.   缩写  浓度/％
    123456789∑  GPQU-2-FPGU-2-FPGP-2-3CC-3-VCC-3-V1CCP-V2-1BCH-32CBC-33CCGU-3-F     17.509.005.0040.006.003.5010.003.006.00 100.00
该混合物非常适合于以IPS模式工作的显示器。
实施例3
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)              ＝ 68℃ne(20℃，589.3nm)    ＝ 1.6005Δn(20℃，589.3nm)   ＝ 0.1103ε||(20℃，1kHz)     ＝ 8.9Δε(20℃，1kHz)     ＝ 5.8γ1(20℃)            ＝ 51mPa·sk1(20℃)             ＝ 12.1pNk3/k1(20℃)          ＝ 1.00V0(20℃)             ＝ 1.53V
  No.    缩写     浓度/％
    12345678∑  GPQU-3-FPGU-2-FPGU-3-FPGP-2-3CC-3-VCC-3-V1CCP-V-1BCH-32     18.509.003.004.0031.5013.0013.008.00 100.00
该混合物非常适合于以IPS模式工作的显示器。
实施例4
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)              ＝  68.5℃ne(20℃，589.3nm)    ＝  1.6015Δn(20℃，589.3nm)   ＝  0.1100ε||(20℃，1kHz)     ＝  6.7Δε(20℃，1kHz)     ＝  3.8γ1(20℃)            ＝  54mPa·sk1(20℃)             ＝  12.7pNk3/k1(20℃)          ＝  1.09V0(20℃)             ＝  1.94V
  No.   缩写   浓度/％
    123456789∑  GPQU-3-FPGU-2-FGGP-3-CLCC-3-VCC-3-V1PP-1-2V1CCP-V-1CCP-V2-1BCH-32     13.004.507.0034.0013.007.509.004.008.00 100.00
该混合物非常适合于以IPS模式工作的显示器。
实施例5
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)             ＝  72℃ne(20℃，589.3nm)   ＝  1.5855Δn(20℃，589.3nm)  ＝  0.0993ε||(20℃，1kHz)    ＝  12.2Δε(20℃，1kHz)    ＝  8.6γ1(20℃)           ＝  60mPa·sk1(20℃)            ＝  11.7pNk3/k1(20℃)         ＝  1.11V0(20℃)            ＝  1.23V
  No.   缩写   浓度/％
    12345678∑  GPQU-3-FCDU-2-FPGU-2-FCCP-V-1CCP-V2-1CC-3-V1CC-3-VAPUQU-2-F     16.006.009.0012.009.0012.0028.008.00100.00
该混合物非常适合于以IPS模式工作的显示器。
实施例6
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)              ＝  73℃ne(20℃，589.3nm)    ＝  1.5851Δn(20℃，589.3nm)   ＝  0.0991ε||(20℃，1kHz)     ＝  12.2Δε(20℃，1kHz)     ＝  8.6γ1(20℃)            ＝  62mPa·s
  No.   缩写  浓度/％
    12345678∑  GPQU-3-FCDU-2-FPGU-2-FCCP-V-1CCP-V2-1CC-3-V1CC-3-VAPUQU-2-F     16.006.009.0013.009.0012.5026.508.00 100.00
该混合物非常适合于以IPS模式工作的显示器。
实施例7
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)            ＝  70℃Δn(20℃，589.3nm) ＝  0.1274Δε(20℃，1kHz)   ＝  2.9εav.0℃，1kHz)    ＝  3.83V10(20℃)          ＝  2.39VV90(20℃)          ＝  3.50V
  No.   缩写  浓度/％
    1234567891011∑  GPQU-3-FPGU-3-FGGP-3-CLGGP-5-CLCC-3-VCC-3-V1PP-1-2V1CCP-V-1PGP-2-3PGP-2-4PGP-2-5     3.509.004.003.0042.004.006.5011.005.007.005.00 100.00
该混合物非常适合于以TN模式工作的显示器。
实施例8
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)             ＝  70℃Δn(20℃，589.3nm)  ＝  0.1285Δε(20℃，1kHz)    ＝  3.0εav.0℃，1kHz)     ＝  3.91V10(20℃)           ＝  2.37VV90(20℃)           ＝  3.44V
  No.    缩写  浓度/％
    12345678910∑  GPQU-3-FPGU-3-FGGP-3-CLCC-3-VCC-3-V1PP-1-2V1CCP-V-1PGP-2-3PGP-2-4PGP-2-5     5.009.005.0041.004.006.0011.005.006.008.00 100.00
该混合物非常适合于以TN模式工作的显示器。
实施例9
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)              ＝  76.5℃Δn(20℃，589.3nm)   ＝  0.1194Δε(20℃，1kHz)     ＝  9.9εav.0℃，1kHz)      ＝  6.98V10(20℃)            ＝  1.29VV90(20℃)            ＝  1.99V
   No.     缩写    浓度/％
    123456789∑  GPQU-3-FCCP-3F.F.FPGU-2-FPGU-3-FGGP-3-CLCCGU-3-FCC-3-VCC-3-V1CCP-V-1     17.006.006.0011.004.009.0025.006.0016.00 100.00
该混合物非常适合于以TN模式工作的显示器。
实施例10
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)              ＝  73℃Δn(20℃，589.3nm)   ＝  0.1207Δε(20℃，1kHz)     ＝  11.6εav.0℃，1kHz)      ＝  7.71V10(20℃)            ＝  1.20VV90(20℃)            ＝  1.82V
  No.  缩写    浓度/％
    123456789∑  GPQU-3-FPGU-2-FPGU-3-FGGP-3-CLCCGU-3-FAPUQU-3-FCC-3-VCC-3-V1CCP-V-1     16.005.0011.004.004.0011.0026.009.0014.00 100.00
该混合物非常适合于以TN模式工作的显示器。
实施例11
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)             ＝  81℃Δn(20℃，589.3nm)  ＝  0.1010Δε(20℃，1kHz)    ＝  15.9εav.0℃，1kHz)     ＝  9.49V10(20℃)           ＝  1.10VV90(20℃)           ＝  1.70V
No. 缩写 浓度/％
    1234567891011∑  GPQU-3-FCCP-30CF3CGU-3-FCCQU-2-FCCQU-3-FCCQU-5-FCCGU-3-FAPUQU-2-FAPUQU-3-FCC-3-VCC-3-V1     18.008.005.009.0012.005.008.006.007.0012.0010.00 100.00
该混合物非常适合于以TN模式工作的显示器。
实施例12
液晶混合物以下表所列的组成和性能获得。
组成 物理性能
化合物 T(N，I)             ＝  80.5℃Δn(20℃，589.3nm)  ＝  0.1017Δε(20℃，1kHz)    ＝  15.3εav.0℃，1kHz)     ＝  9.29V10(20℃)           ＝  1.11VV90(20℃)           ＝  1.71V
   No.   缩写  浓度/％
    12345678910∑  GPQU-3-FCGU-3-FCCQU-2-FCCQU-3-FCCQU-5-FCCGU-3-FAPUQU-3-FCC-3-VCC-3-V1CCP-V-1     18.008.009.0012.005.008.0012.0013.009.006.00 100.00
该混合物非常适合于以TN模式工作的显示器。

Claims (10)

1.液晶介质，其特征在于其包含：
-第一介电正性组分，组分A，包含一种或多种式I的介电正性化合物
其中
R1是具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2至7个碳原子的链烯基、链烯氧基、烷氧基烷基或氟化链烯基，优选是烷基或链烯基，
X1是卤素、具有1至3个碳原子的卤化烷基或烷氧基、或具有2或3个碳原子的卤化链烯基或链烯氧基，和
-任选地，第二介电正性组分，组分B，包含一种或多种优选选自式II和III的化合物的介电正性化合物，
其中
R2和R3彼此独立地为具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2至7个碳原子的链烯基、链烯氧基、烷氧基烷基或氟化链烯基，
Figure S2007101599227C00021
至
Figure S2007101599227C00022
彼此独立地为
Figure S2007101599227C00023
或
Figure S2007101599227C00024
L21、L22、L31和L32彼此独立地为H或F，
X2和X3彼此独立地为卤素、具有1至3个碳原子的卤化烷基或烷氧基，或具有2或3个碳原子的卤化链烯基或链烯氧基，
Z3是-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，且
l、m、n和o彼此独立地为0或1，且
其中不包括式I的化合物，和
-任选地，介电中性组分，组分C，包含一种或多种式IV的介电中性化合物，
Figure S2007101599227C00025
其中
R41和R42彼此独立地具有在上式II下对R2给出的含义，
Figure S2007101599227C00026
和
彼此独立地，且在
Figure S2007101599227C00031
出现两次的情况下，这些也彼此独立地为
Figure S2007101599227C00032
Figure S2007101599227C00033
或
Z41和Z42彼此独立地为，且在Z41出现两次的情况下，这些也彼此独立地为，-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，且
p为0、1或2。
2.根据权利要求1的液晶介质，其特征在于组分A在介质中的浓度为1％至50％。
3.根据权利要求1和2至少一项的液晶介质，其特征在于组分A包含一种或多种式I的化合物，其中X1是F。
4.根据权利要求1至3至少一项的液晶介质，其特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式II的化合物。
5.根据权利要求1至4至少一项的液晶介质，其特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式III的化合物。
6.根据权利要求1至5至少一项的液晶介质，其特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式IV的介电中性化合物。
7.根据权利要求1至6至少一项的液晶介质，其特征在于其包含组分D，包括一种或多种式V的化合物
Figure S2007101599227C00041
其中
R61和R62彼此独立地具有在权利要求3的式II下对R2给出的含义，
Figure S2007101599227C00042
并在其在出现两次的情况下，在每次出现时彼此独立地为
Figure S2007101599227C00043
Figure S2007101599227C00044
或
Figure S2007101599227C00045
Z61和Z62彼此独立地为，且在Z61出现两次的情况下，这些也彼此独立地为，-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，且
r为0、1或2。
8.液晶显示器，其特征在于其包含根据权利要求1至7至少一项的液晶介质。
9.根据权利要求8的液晶显示器，其特征在于其通过有源矩阵寻址。
10.根据权利要求1至7至少一项的液晶介质在液晶显示器中的用途。
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