CN101629081B

CN101629081B - 液晶介质

Info

Publication number: CN101629081B
Application number: CN200910159891.4A
Authority: CN
Inventors: 久保伸夫; 饭岛雅裕
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: JP5885903B2; CN101629081A; JP2010024453A

Abstract

本发明涉及基于具有负介电各向异性的极性化合物的混合物的液晶介质，它含有至少一种式I的化合物其中R¹、R²各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂基团任选地被-CH＝CH-代替，以及一个或多个H原子任选地被F代替，以及所述介质在电光显示器中的用途。

Description

液晶介质

技术领域

本发明涉及基于具有负介电各向异性的极性化合物的混合物的液晶介质，其含有至少一种式I的化合物

其中

R¹、R²各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH＝CH-代替，以及一个或多个H原子任选地被F代替，

所述介质特别用于基于ECB效应的具有无源矩阵寻址的电光显示器。

背景技术

电控双折射、ECB效应或DAP效应(配向相变形)的原理在1971年首次得到描述(M.F.Schieckel和K.Fahrenschon，“Deformationof nematic liquid crystals with vertical orientation inelectrical fields”，Appl.Phys.Lett.19(1971)，3912)。在此之后是J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972)，1193)以及G.Labrunie和J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973)，4869)的论文。

J.Robert和F.Clerc(SID 80 Digest Techn.Papers(1980)，30)、J.Duchene(Displays 7(1986)，3)以及H.Schad(SID 82Digest Techn.Papers(1982)，244)的论文已经表明，液晶相必须具有高的弹性常数间的比值K₃/K₁，高的光学各向异性值Δn以及-0.5至-5的介电各向异性值Δε，以便可用于基于ECB效应的高信息化(high-information)显示元件。基于ECB效应的电光显示元件具有垂面边缘配向。

这种效应在电光显示元件中的工业应用需要必须满足多项要求的LC相。在这里特别重要的是对于湿气、空气的耐化学性和诸如热、红外、可见和紫外区域内的辐射以及直接和交变电场之类的物理效应。而且，可以在工业上使用的LC相需要在合适温度范围内的液晶中间相和低粘度。

迄今已经公开的具有液晶中间相的化合物系列无一包括满足所有这些要求的单一化合物。因此，一般地，制备2-25、优选3-18种化合物的混合物以得到能够用作LC相的物质。然而，用这种方法不能容易地产生理想的相，因为具有基本上负的介电各向异性和足够的长期稳定性的液晶材料至今不可得到。

矩阵液晶显示器(MLC显示器)是已知的。可以用于单独切换单个象素的非线性元件的实例为有源元件(即晶体管)。于是将这称为“有源矩阵”，且可以区分为两种类型：

1.在作为衬底的硅晶片上的MOS(金属氧化物半导体)晶体管

2.在作为衬底的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。

在类型1的情况下，所用的电光效应通常是动态散射或宾主效应。使用单晶硅作为衬底材料限制了显示器尺寸，因为即使多个分显示器(part-display)的模块组装也会在接合点处造成问题。

在优选的更有前景的类型2的情况下，所使用的电光效应通常为TN效应。分为两种技术：包含化合物半导体例如CdSe的TFT，或者基于多晶硅或无定形硅的TFT。在后一种技术方面正在全世界范围内进行深入研究。

将TFT矩阵施加到显示器一块玻璃板的内侧，同时另一块玻璃板的内侧带有透明反电极。与象素电极的尺寸相比，TFT非常小并且对图象几乎没有不利影响。这种技术也可以扩展到全色兼容图象显示器，其中红色、绿色和蓝色滤光片的马赛克以使得每个滤光片元件位于可切换象素对面的方式进行排列。

迄今公开的TFT显示器通常作为在透射光中具有交叉偏振片的TN液晶盒(cell)而操作并且是从背后照明的。

术语MLC显示器在此包括任何包含集成非线性元件的矩阵显示器，也就是除有源矩阵以外，还包括包含无源元件的显示器，所述无源元件例如变阻器或二极管(MIM＝金属-绝缘体-金属)。

这类MLC显示器特别适合TV应用(例如袖珍TV机)或适合在汽车或飞机构造中的高信息化显示器。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间方面的问题以外，由于液晶混合物不充分的电阻率而在MLC显示器中出现困难[TOGASHI，S.，SEKIGUCHI，K.，TANABE，H.，YAMAMOTO，E.，SORIMACHI，K.，TAJIMA，E.，WATANABE，H.，SHIMIZU，H.，Proc.Eurodisplay 84，1984年9月：A 210-288 Matrix LCDControlled by Double Stage Diode Rings，第141页及其后，巴黎；STROMER，M.，Proc.Eurodisplay 84，1984年9月：Design of ThinFilm Transistors for Matrix Addressing of Television LiquidCrystal Displays，第145页及其后，巴黎]。随着电阻的降低，MLC显示器的对比度变差。因为液晶混合物的电阻率在MLC显示器寿命期间通常由于与显示器内表面的相互作用而降低，所以对于必须在长的操作期间内具有可接受电阻值的显示器而言，高(初始)电阻是非常重要的。

迄今公开的MLC-TN显示器的缺点归因于它们比较低的对比度，相对高的视角依赖性和在这些显示器中产生灰度的难度。

式I的化合物在EP 1 935 963 A1中作为具有负介电各向异性的液晶介质的一部分得到公开，然而只是与其它二苯乙炔和某些介电负性的三联苯一起组合。

因此，仍然极其需要MLC显示器，该显示器具有非常高的电阻率，同时具有宽的工作温度范围、短响应时间和低阈电压，借助于其可以产生各种灰度。

发明内容

本发明的目的在于提供基于ECB效应的MLC显示器，它们没有上述缺点，或者只是在降低的程度上具有上述缺点，同时具有非常高的电阻率和非常低的温度稳定性。

现已发现如果在这些显示元件中使用含有至少一种式I化合物的向列型液晶混合物，则可以实现该目的。

本发明因此涉及基于具有负介电各向异性的极性化合物的混合物的液晶介质，其含有至少一种式I的化合物

其中

以及R¹和R²各自彼此独立地优选表示直链烷基、还有烯基。

在本发明的一种优选实施方案中，所述介质除式I化合物的那些以外不含其它二苯乙炔。所述介质具有中等的光学各向异性(小于0.2)，但是具有高清亮点，优选在100℃以上。

优选的实施方案为：

a)含有一种或多种选自式Ia至Id的化合物的介质：

特别是含有至少一种式I a的化合物的介质。

烷基、烷基^*和烷氧基(＝O-烷基)在每种情况下以及对所有的式而言为含1-6个碳原子的直链残基。式中的术语“烯基”包括具有2-7个C原子的直链和支链烯基。优选直链烯基。更优选的烯基为C₂-C₇-1E-烯基、C₄-C₇-3E-烯基、C₅-C₇-4-烯基、C₆-C₇-5-烯基和C₇-6-烯基，特别是C₂-C₇-1E-烯基、C₄-C₇-3E-烯基和C₅-C₇-4-烯基。其中尤其优选的烯基为乙烯基、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-己烯基和6-庚烯基。特别优选具有至多5个C原子的烯基。

特别优选式Ia的化合物，其优选为一种或多种下列式的化合物：

优选所述介质主要含有式I的化合物、优选排他地含有式I的化合物作为二苯乙炔，即具有基团-C≡C-的化合物。这意味着该液晶介质中二苯乙炔总量的至少50wt％为式I，更优选80wt％或以上，最优选该介质中的所有二苯乙炔为式I或其子式。

b)含有至少一种式II的化合物的介质，

其中

R³和R⁴具有对于R¹和R²所给出的含义

环D为或

m为0或1，优选1，和

X¹和X²各自独立地为F、Cl、OCF₃、OCHF₂、CF₃。

在式II中，环D优选为或X¹和X²优选为F，R³优选为烷基或烯基。R⁴优选为烷基或烷氧基，更优选烷氧基。所有这些值都是独立优选的。

所述介质优选包含大于60％、更优选大于65wt％的式II的化合物。它优选包含大于30wt％、更优选大于40％其中n＝1的式II的化合物。

按照上述百分数的介质除其它优点以外显示高的清亮点。

c)含有至少一种式IIA的化合物的介质，

其中

R³和R⁴具有对于R¹和R²所给出的含义，和

X¹和X²各自独立地为F、Cl、OCF₃、OCHF₂、CF₃。

所述介质优选包含大于15％、更优选大于20wt％的式IIa的化合物。

d)含有至少一种式IIB的化合物的介质，

其中

R³和R⁴具有对于R¹和R²所给出的含义，和

X¹和X²各自独立地为F、Cl、OCF₃、OCHF₂、CF₃。

所述介质优选包含大于13％、更优选大于16wt％的式IIa的化合物。

e)另外含有一种或多种式III的化合物的介质，

其中

R⁵和R⁶各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂基团任选地被-CH＝CH-代替，

和各自独立地为条件是环A、B和C中的至少之一为

L^1-4各自独立地为Cl、F、CF₃或CHF₂，优选L^1-4各自独立地为F。

优选的式III化合物选自式IIIA的化合物，

其中R⁵、R⁶、环A和环C如上对于式III所定义。

f)其中式I的化合物在整个混合物中的比例为5-20wt％的介质。

g)其中式II的化合物在整个混合物中的比例为10-90wt％、优选30-75％的介质。

该介质优选含有至少30％、优选至少40％其中m为1的式II的化合物。这些混合物的清亮点有利地是高的，然而光学各向异性是中等的(例如0.20以下)。

在优选的实施方案中，环D优选为选自或的环。所得的化合物(II-1)优选在介质中占15％以上，更优选20％以上(例如20-35％)。其中环D为亚苯基的化合物，化合物II-2，优选在介质中占15％以上，更优选为18-25％。

h)其中式III的化合物在整个混合物中的比例为5-30wt％、优选11-23％的介质。

i)含有至少一种选自式IIa至IIv的化合物的液晶介质

其中

烷基和烷基^*各自独立地为C_1-6烷基，

烯基为C_2-6烯基，优选CH₂＝CH，CH₂＝CHCH₂CH₂，CH₃CH＝CHCH₂CH₂，CH₃CH＝CH

特别是含有至少一种式IIb、IIc、IIh、IIi、IIm、IIn、IIs或IIu的化合物的介质。

i)含有至少一种选自式III-a至III-1的化合物的液晶介质：

其中

烷基和烷基^*为C_1-6烷基。

k)含有至少一种选自式IVa至IVj的化合物的液晶介质，

其中

R⁷和R^7a各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH＝CH-代替，

L为H、F或Cl。

优选地所述介质含有至少一种式IVa和/或IVb的化合物。

l)另外含有一种或多种式V的化合物的介质，

其中

为或

R⁸，R⁹各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH＝CH-代替，和

Z¹，Z²各自独立地为单键、-CH₂CH₂-、-O(CO)-或-(CO)O-。

式V的化合物优选包含式V-1的化合物

其中R⁸，R⁹如上所定义，然而优选地

R⁸，R⁹各自独立地为具有1-8个C原子的烷基。

所述介质优选包含0-8wt％式V的化合物，更优选0.5-3％。

m)基本上包含以下组分的液晶介质：

5-20wt％一种或多种式I的化合物，

20-75wt％一种或多种式II的化合物，

5-30wt％一种或多种式III的化合物，

其中式I、II和III的化合物在混合物中的总量≤100％，然而优选为90％或以上。

n)另外包含一种或多种下式的四环化合物的液晶介质

其中

R⁰为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中该基团中的一个或多个CH₂基团任选地被-CH＝CH-代替，

w和x各自彼此独立地表示1-6。

o)另外包含一种或多种下式的化合物的液晶介质

优选其含量＞3wt％，特别是≥5wt％和非常特别优选5-25wt％，

其中

R²¹为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中该基团中的一个或多个CH₂基团任选地被-CH＝CH-代替，和

m表示1-6。

p)另外包含一种或多种式B-1至B-3的联苯的液晶介质

其中

烷基和烷基^*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，和

烯基和烯基^*彼此独立地各自表示具有2-6个C原子的直链烯基。

式B-1至B-3的联苯在整个混合物中的比例优选为1-10wt％。

式B-1至B-3的化合物之中，优选式B-1和B-2的化合物。

特别优选的联苯为

本发明的介质特别优选包含一种或多种式B-1a和/或B-2c的化合物。

q)另外包含一种或多种下式的化合物的液晶介质

优选其含量＞3wt％，特别是5wt％和非常特别优选5-25wt％，

其中

R²²具有对于R¹所述的含义，和R²³表示CH₃、C₂H₅或n-C₃H₇，和q表示1或2。

r)另外包含至少一种式Z-1至Z-12的化合物的液晶介质

其中R如R⁵所定义，烷基和烯基具有上述含义，和p为1或2。

s)包含至少一种式0-1至0-12的化合物的液晶介质

其中R¹和R²具有如上所述的含义，以及R¹和R²各自彼此独立地优选表示直链烷基、还有烯基。

t)优选的本发明的液晶介质包含一种或多种含有四氢化萘基或萘基单元的物质，例如式N-1至N-5的化合物

其中R^1N和R^2N各自彼此独立地具有对于R¹所述的含义，优选表示直链烷基、直链烷氧基或直链烯基，以及Z、Z¹和Z²各自彼此独立地表示

-C₂H₄-、-CH＝CH-、-(CH₂)₄-、-(CH₂)₃O-、-O(CH₂)₃-、-CH＝CHCH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂-或单键。

v)所述介质包含至少一种各自为式IIA、IIB和II的化合物，其中n＝0，后者的量优选为至少10％，更优选15wt％。

w)在本发明个别优选的实施方案中，所述介质包含45％或以上、优选50％或以上的二苯乙炔化合物(即具有一个或两个CC三键)，包括式I化合物在内。优选地这些介质包含10-20％式II的化合物。优选地这些介质进一步包含15-25％式III的化合物。该实施方案的介质优选包含至多20％、优选3-12％式IV的化合物，

其中R¹和R²如上所定义，以及R¹和R²各自彼此独立地优选表示直链烷基或烯基。R¹优选为烷基和R²优选为烯基。

本发明另外涉及基于ECB效应的具有有源或无源矩阵寻址的电光投影显示器，其特征在于它含有如上所述的液晶介质作为电介质。具有无源矩阵寻址的显示器是优选的实施方案。

本发明的介质具有高的清亮点。本发明的液晶介质优选具有≤20℃至≥90℃、特别优选≤30℃至≥100℃、非常特别优选≤40℃至≥105℃的向列相。这意味着清亮点特别优选≥100℃乃至≥105℃。

术语“具有向列相”在此一方面是指低温下在相应的温度没有观察到近晶相和结晶，另一方面是指从向列相加热时不发生清亮。低温下的研究在流动粘度计中在相应温度下进行并且通过在层厚度与电光应用一致的试验盒中储存至少100小时来检验。

如果-20℃温度下在相应试验盒中的储存稳定性为1000h或以上，认为该介质在该温度下稳定。在-30℃和-40℃的温度下，相应的时间分别为500h和250h。在高温下，通过常规方法在毛细管中测量清亮点。

液晶混合物优选具有至少60K的向列相范围和20℃下至多30mm²·s^-1的流动粘度v₂₀。

本发明的液晶混合物具有-0.5至-8.0、特别是-3.0至-6.0的Δε，其中Δε表示介电各向异性。旋转粘度γ₁优选＜200mPa·s，特别是＜170mPa·s。

液晶混合物中的双折射Δn的值优选为0.10-0.3。在本发明的一种实施方案中，Δn优选为0.10-0.20，更优选0.11-0.19。

本发明的液晶介质具有负介电各向异性而且具有相对高的介电各向异性的绝对值(|Δε|)，其优选为3至≥5的范围。

本发明的液晶介质具有相对小的阈电压(V₀)值。该值优选为1.7V-2.5V的范围，特别优选≤2.3V和非常特别优选≤2.2V。

另外，本发明的液晶介质在液晶盒中具有高的电压保持率值。在新近填充(filled)的盒中，20℃下在该盒中，它们为≥95％，优选≥97％和非常特别优选≥99％，且在盒中在100℃烘箱中5分钟后，它们为≥90％，优选≥93％和非常特别优选≥98％。

通常，具有低的寻址电压或阈电压的液晶介质与具有更大的寻址电压或阈电压的那些相比具有较低的电压保持率，反之亦然。

对于本发明而言，术语“介电正性的化合物”表示Δε＞1.5的化合物，术语“介电中性的化合物”表示具有-1.5≤Δε≤1.5的那些化合物，术语“介电负性的化合物”表示Δε＜-1.5的那些化合物。化合物的介电各向异性在此通过以下来测定：将10％的该化合物溶解在液晶主体中，并且测定所得的混合物在至少一种在每种情况下具有20μm层厚度具有垂面和具有沿面表面配向的试验盒中在1kHz下的电容。测量电压通常为0.5V-1.0V，但是总是低于所研究的各液晶混合物的电容阈值。

用于介电正性和介电中性的化合物的主体混合物为ZLI-4792，且用于介电负性的化合物的主体混合物为ZLI-2857，二者都来自MerckKGaA，德国。待研究的各化合物的值从主体混合物在添加待研究的化合物之后介电常数的变化并外推至100％所用化合物而获得。10％待研究的化合物溶解于主体混合物中。如果物质的溶解度对此而言过低的话，将浓度逐步减半直至在期望的温度下能够进行该研究为止。

对本发明而言所述的所有温度值都是按℃计。

对本发明而言，术语“阈电压”涉及电容阈值(V₀)，也称为Freedericksz阈值，除非明确地另作说明。在实施例中，如同一般习惯的那样，还测定并提供10％相对对比度的光学阈值(V₁₀)。

电光性能，例如阈电压(V₀)(电容测量)和光学阈值(V₁₀)，如同开关性能一样，在Merck KGaA制造的试验盒中测定。该测量盒具有钠钙玻璃衬底，并且以具有彼此垂直摩擦的聚酰亚胺配向层(具有稀释剂^**26的SE-1211(混合比1∶1)，二者都来自Nissan Chemicals，日本)的ECB或VA构造制成。几乎正方形的透明ITO电极的面积为1cm²。所使用的试验盒的层厚度根据研究的液晶混合物的双折射以使得光学延迟为(0.33±0.01)μm的方式选择。其一位于盒的前面和其一位于盒后面的起偏器以它们的吸收轴彼此形成90°角而且在这些轴平行于摩擦方向的情况下位于它们各自的相邻衬底上。层厚度通常约4.0μm。借助于毛细管作用在大气压下填充该盒并且在未密封的状态下进行研究。除非另作说明，没有向所使用的液晶混合物中加入手性掺杂剂，但是该液晶混合物也特别适合其中这类掺杂是必需的应用。

20℃温度下在来自Autronic-Melchers，Karlsruhe，德国的DMS301测量仪中测定试验盒的电光性能和响应时间。所使用的寻址波形为频率60Hz的矩形波。电压称为V_rms(均方根)。响应时间的测量期间，电压从0V升高到两倍于光学阈值(2V₁₀)并降回。所述响应时间适用于从电压变化起直到各自总的光强度变化的90％发生为止所经过的整个时间，即τ_on≡t(0％至＞90％)和τ_off≡t(100％至＞10％)，也就是还包括各自的延迟时间。由于单个响应时间取决于寻址电压，为了提高结果的可比性，还提供两个单个响应时间之和(∑＝τ_on+τ_off)或平均响应时间(τ_av.＝(τ_on+τ_off)/2)。

本发明的混合物适合所有的有源和无源VA-TFT应用，例如VAN、MVA、(S)-PVA和ASV。而且它们适合负Δε的IPS(平面内切换)、FFS(边缘场切换)和PALC应用。

本发明显示器中的向列型液晶混合物一般包含两种组分A和B，所述组分A和B本身由一种或多种单个化合物组成。

组分A具有显著的负介电各向异性，并给予向列相≤-0.5的介电各向异性。它优选包含式II和III的化合物。

组分A的比例优选为45-100％，特别是60-100％。

对于组分A而言，优选选择一种(或多种)Δε值≤-0.8的单个化合物。A在整个混合物中的比例越小，该值必须越负。

组分B具有显著的向列性和20℃下不大于30mm²·s^-1、优选不大于25mm²·s^-1的流动粘度。

组分B中特别优选的单个化合物为极低粘度的向列型液晶，其20℃下具有不大于18mm²·s^-1、优选不大于12mm²·s^-1的流动粘度。

组分B为单变性或双变性向列型，没有近晶相而且能够防止液晶混合物中出现低至很低温度的近晶相。例如，如果将各种高向列性的材料加入到近晶型液晶混合物中，则可以通过所达到的对近晶相的抑制程度来比较这些材料的向列性。

对于本领域技术人员而言从文献中已知多种合适的材料。特别优选式III的化合物。

另外，这些液晶相也可以包含多于18种组分，优选18-25种组分。

所述相优选包含3-15种、特别是4-12种、和特别优选＜10种式I和II以及任选的式III的化合物。

除了式I、II、III和IV的化合物以外，也可以存在其它成分，例如以至多为该整个混合物的45％，但优选至多35％，特别是至多10％的量。

所述其它成分优选选自向列型或向列态(nematogenic)物质，特别是选自以下种类的已知物质：氧化偶氮苯、亚苄基苯胺、联苯、三联苯、苯甲酸苯酯或苯甲酸环己酯、环己烷羧酸苯酯或环己烷羧酸环己酯、苯基环己烷、环己基联苯、环己基环己烷、环己基萘、1，4-双环己基联苯或环己基嘧啶、苯基二烷或环己基二烷、任选卤化的茋、苄基苯基醚、二苯乙炔和取代肉桂酸酯。

适合作为这类液晶相的成分的最重要的化合物可以由式X表征

R⁹-L-G-E-R¹⁰ X

其中L和E各自表示选自以下的碳环或杂环体系：1，4-二取代苯和环己烷环，4，4’-二取代联苯，苯基环己烷和环己基环己烷体系，2，5-二取代嘧啶和1，3-二烷环，2，6-二取代萘，二氢萘和四氢萘，喹唑啉和四氢喹唑啉，

G表示-CH＝CH- -N(O)＝N-

-CH-CQ- -CH＝N(O)-

-C≡C- -CH₂-CH₂-

-CO-O- -CH₂-O-

-CO-S- -CH₂-S-

-CH＝N- -COO-Phe-COO-

-CF₂O- -CF＝CF-

-OCF₂- -OCH₂-

-(CH₂)₄- -(CH₂)₃O-

或C-C单键，Q表示卤素、优选氯，或-CN，以及R⁹和R¹⁰各自表示具有至多18个、优选至多8个碳原子的烷基、烯基、烷氧基、烷酰氧基或烷氧基羰基氧基，或这些基团之一另选表示CN、NC、NO₂、SF₅、SCN、NCS、CF₃、OCF₃、F、Cl或Br。

在这些化合物的大多数中，R⁹和R¹⁰彼此不同，这些基团之一通常是烷基或烷氧基。所提出的取代基的其它变型也是常见的。许多这类物质或其混合物可购得。所有这些物质可通过从文献中已知的方法制备。

对于本领域技术人员来说不言而喻的是，本发明的VA、IPS、FFS或PALC混合物也可以包含其中例如H、N、O、Cl和F已由相应的同位素替代的化合物。

本发明的液晶显示器的构造与通常的几何结构一致，如同在例如EP-A 0 240 379中所述的。

下列实施例意图说明本发明而不限制本发明。上下文中，百分比表示重量百分比；所有的温度以摄氏度表示。

除了式I的化合物以外，本发明的混合物优选包含一种或多种如下所示的化合物。

使用下面的缩写：

(n，m，z：各自彼此独立地为1、2、3、4、5或6)

BCH-nm

BCH-nOm

BCH-nmF

BCN-nm

CY-n-Om

CCY-n-Om

CCP-nm

CCP-nOm

CCY-n-m

CCY-V-(O)m

CCY-n-OmV

CBC-nmF

CBC-nm

CCP-V-m

CCP-Vn-m

CPYC-n-m

CYYC-n-m

CCYY-n-(O)m

CCY-n-O2V

CCH-nOm

CY-n-m

CCH-nm

CC-n-V

CC-n-V1

CVC-n-m

CC-n-mV

CCOC-n-m

CP-nOmFF

CH-nm

CEY-V-n

CVY-V-n

CY-V-On

CY-n-O1V

CY-n-OC(CH₃)＝CH₂

CCN-nm

CY-n-OV

CCPC-nm

CCY-n-zOm

CPY-n-Om

CPY-n-m

CPY-V-Om

CQY-n-(O)m

CQIY-n-(O)m

CCQY-n-(O)m

CCQIY-n-(O)m

CPQY-n-(O)m

CPQIY-n-(O)m

CPYG-n-(O)m

CCY-V-(O)m

D-nOmFF

PCH-nm

PCH-nOm

PGIGI-n-F

PGIGI-n-CI

PGP-n-m

PP-n-m

PYP-n-(O)m

CENap-n-Om

CCNap-n-Om

CNap-n-Om

CETNap-n-Om

CTNap-n-Om

YPY-n-m

YPY-n-mV

PY-n-(O)m

CK-n-F

LYLI-n-m

C-DFDBF-n-(O)m

CYLI-n-m

CPYG-n-(O)m

AIK-n-F

LY-n-m

PTP-nm

PTP-nOm

CPTP-nOm

CPTP-nOmFF

PPTUI-n-m

CPGP-n-m

DFBC-n(O)-(O)m

CLY-n-(O)m

根据本发明可以使用的液晶混合物以本身是常规的方法制备。一般，有利地在升高的温度下，将所需量的以较少量使用的组分溶解于构成主要成分的组分中。也可以混合各组分在有机溶剂中的溶液，例如在丙酮、氯仿或甲醇中的溶液，并在充分混合后，例如通过蒸馏而再次除去溶剂。液晶介质的最终构成还可以通过混合所谓的多瓶体系的两种或多种介质而获得。每个瓶含有组成上以某种方式不同而且特性略有不同、但是一般适合相同应用的介质。

本发明的一种实施方案为包含至少两种液晶介质的多瓶体系，其中至少一种介质为本发明的介质或者其中通过混合这些瓶中的两个或三个能够获得本发明的介质。

所述电介质也可以包含本领域技术人员已知的并描述于文献中的其它添加剂，例如UV吸收剂、抗氧化剂、纳米颗粒和自由基清除剂。例如，可以加入0-15％的多色染料、稳定剂或手性掺杂剂。

例如，可以加入0-15％的多色染料，而且为了改善电导率，可以加入导电盐，优选4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基铵盐、四苯基硼酸四丁基铵盐或冠醚的络合盐(参见，例如，Haller等，Mol.Cryst.Liq.Cryst.第24卷，第249-258页(1973年))，或者可以加入物质以便改进介电各向异性、粘度和/或向列相的配向。这类物质例如在DE-A 22 09 127、DE-A 22 40 864、DE-A 23 21 632、DE-A 23 38281、DE-A 24 50 088、DE-A 26 37 430和DE-A 28 53 728中得到描述。

表A显示可以加入本发明混合物中的可能的掺杂剂。如果混合物包含掺杂剂，其用量为0.01-4wt％，优选0.1-1.0wt％。

表A

C 15 CB 15

CM 21

R/S-811

CM 44

CM 45 CM 47

CN

R/S-1011

R/S-2011

R/S-3011

R/S-4011

R/S-5011

可以例如加入本发明混合物中的稳定剂示于下表B。

表B

(n＝1-12)

以下实施例意图说明本发明而不限制本发明。上下文中，

V₀表示在20℃下电容的阈电压[V]

Δn表示在20℃和589nm下测量的光学各向异性

Δε表示在20℃和1kHz下的介电各向异性

c1.p.表示清亮点[℃]

K₁表示在20℃下“斜展(splay)”变形的弹性常数[pN]

K₃表示在20℃下“弯曲”变形的弹性常数[pN]

γ₁表示在20℃下测量的旋转粘度[mPa·s]

LTS表示在试验盒中测定的低温稳定性(向列相)

用于测量阈电压的显示器具有两个平面平行的间隔为20μm的外板和该外板内侧的电极层，该电极层具有位于上方的SE-1211(NissanChemicals)配向层，所述配向层引起液晶的垂面配向。

下列实施例意欲说明本发明而不限制本发明。在单个实施例中所用的LC介质的性能和组成可以适用于没有明确提及但是被权利要求所覆盖的其它介质。本领域技术人员将能够意识到说明书中没有明确提及的本发明的实际细节，通过本领域的一般知识概括出那些细节并且将它们作为解决方案应用于任何与本发明的技术问题有关的特定问题或任务。

实施例

下列实施例为用于无源矩阵应用的VA混合物。

实施例1

CY-3-O2 15％清亮点 +107.5

CY-3-O4 8.5％ ε_II[1kHz，20℃]：4.1

CCY-3-O2 6％ ε_⊥[1kHz，20℃]：9.1

CCY-3-O3 6％ Δn[589nm，20℃]：+0.179

CCY-4-O2 6％ Δε[1kHz，20℃]：-4.9

CCY-5-O2 6％

CPY-2-O2 12％

CPY-3-O2 8％

PYP-2-3 8％

PYP-2-4 10％

PGIGI-3-F 3％

PPTUI-3-2 11.5％

实施例2

CY-3-O21 5％清亮点： +105.0

CY-3-O41 2％ ε_II[1kHz，20℃]：4.1

CCY-3-O2 6％ ε_⊥[1kHz，20℃]：9.4

CCY-3-O3 6％ Δn[589nm，20℃]：+0.169

CCY-4-O2 6％ Δε[1kHz，20℃]：-5.2

CCY-5-O2 6％

CPY-2-O2 12％

CPY-3-O2 8％

PPTUI-3-2 10％

PYP-2-3 8％

PYP-2-4 10％

CCPC-35 1％

实施例3

CY-3-O2 3％清亮点： +101

CY-3-O4 10％ ε_II[1kHz，20℃]：4.0

PYP-2-3 9％ ε_⊥[1kHz，20℃]：6.9

PYP-2-4 9％ Δn[589nm，20℃]：+0.249

CPTP-301 3.5％ Δε[1kHz，20℃]：-2.9

PTP-302FF 12％

PTP-502FF 12％

CPTP-302FF 5％

CPTP-502FF 5％

PPTUI-3-2 11％

PPTUI-3-4 11％

CC-5-V 7.5％

CCP-V-1 2％

本发明实施方案的更多组合以及本发明的变型由下列权利要求公开。

Claims

1.基于具有负介电各向异性的极性化合物的混合物的液晶介质，其含有至少一种式I的化合物

其中

R¹、R²各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中该基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH=CH-代替，以及一个或多个H原子任选地被F代替，

所述液晶介质另外含有大于60wt％的一种或多种式II的化合物，

其中

R³和R⁴具有对于R¹和R²所给出的含义，

环D为或

m为0或1，和

X¹和X²各自独立地为F、C1、OCF₃、OCHF₂或CF₃；

其中该介质仅含有式I的化合物作为二苯乙炔。

2.根据权利要求1的液晶介质，其特征在于它另外含有三种或更多种式III的化合物，

其中

R⁵和R⁶各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH=CH-代替，

和各自独立地为但环A、B和C中的至少之一为和

L^1-4各自独立地为C1、F、CF₃或CHF₂。

3.根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于它另外含有至少一种式IVa至IVj的化合物：

其中

R⁷和R^7a各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH=CH-代替，和

L为H、F或C1。

4.根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于它含有至少一种式V的化合物，

其中

各自独立地为或各自独立地为或

R⁸，R⁹各自独立地为具有1-8个C原子的烷基或烷氧基，其中这些基团中的一个或多个CH₂-基团任选地被-CH=CH-代替，和

Z¹，Z²各自独立地为单键、-CH₂CH₂-、-O(CO)-或-(CO)O-。

5.根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于它含有至少一种选自式IIa至IIv的化合物，

其中

烷基和烷基^*各自独立地为C_1-6烷基，和

烯基为C_2-6烯基。

6.根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于它含有至少一种式IIb、IIc、IIh、IIi、IIm、IIn、IIs或IIu的化合物。

7.根据权利要求1或2的介质，其特征在于它含有至少一种选自式IIIa和IIIb的化合物，

其中烷基和烷基^*独立地为C_1-6烷基。

8.根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于它含有

5-20wt％一种或多种式I的化合物，

从大于60wt％到85wt％的一种或多种式II的化合物，

0-20wt％一种或多种式III的化合物，

其中式I、II和III的化合物在该混合物中的总量≤100％。

9.根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于它具有大于100℃的清亮点。

10.权利要求1-8的任一项的液晶介质的制备方法，其特征在于将式I的化合物与其它介晶化合物混合并任选加入添加剂。

11.基于ECB效应的具有有源或无源矩阵寻址的电光显示器，其特征在于它含有权利要求1-9的任一项的液晶介质作为电介质。

12.权利要求11的显示器，其特征在于它具有无源矩阵寻址。