CN102666784B - 液晶介质和液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含一种或多种式(I)化合物（其中参数具有在说明书中描述的各自含义）和任选地一种或多种其他的介电正性化合物和任选地一种或多种其他的介电中性化合物的介电正性的液晶介质，以及包含该介质的液晶显示器，特别是有源矩阵显示器和特别是TN-、I PS-和FFS-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和包含这些介质的液晶显示器，尤其涉及通过有源矩阵寻址的显示器，并且特别涉及扭曲向列(TN)、面内切换（IPS）或边缘场切换(FFS)类型的显示器。
现有技术和将解决的问题
液晶显示器(LCD)在许多领域中用于显示信息。LCD用于直视显示器以及用于投影型显示器。作为电光学模式使用例如扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、光学补偿弯曲(OCB)和电控双折射(ECB)模式以及它们的各种改进形式，以及其他。所有这些模式使用与基板或液晶层基本垂直的电场。除了这些模式，还有使用与基板或液晶层基本平行的电场的电光学模式，比如面内切换（IPS）模式（如DE4000451和EP0588568中公开的）和边缘场切换(FFS)模式，其中存在强的所谓“边缘场”，即电极边缘附近的强电场和在整个盒中的具有强垂直分量和强水平分量的电场。这后两种电光学模式特别地用于现代台式监测器的LCD，并且设计用于TV电视机的显示器中和多媒体应用中。根据本发明的液晶优选用于这类显示器。一般而言，具有较低的介电各向异性值的介电正性液晶介质用于FFS显示器，但在一些情形下具有仅约3或甚至更小的介电各向异性的液晶介质也用于IPS显示器。
对于这些显示器，需要具有改进的性能的新型液晶介质。对于许多应用类型，特别地必须改进寻址时间。因此，需要具有较低粘度（η），尤其具有较低旋转粘度（γ1）的液晶介质。特别地对于监测器应用，旋转粘度应该为80mPa·s或更小，优选60mPa·s或更小并且尤其为55mPa·s或更小。除了该参数，介质必须具有有着合适宽度和位置的向列相范围以及合适的双折射(Δn)，并且介电各向异性(Δε)应该足够高以能实现较低的工作电压。Δε应该优选大于2并且非常优选大于3，但优选不大于15和特别地不大于12，因为这可能会阻碍至少相对高的电阻率。
对于作为用于笔记本电脑或其他移动应用的显示器的应用，旋转粘度应该优选为120mPa·s或更小，并且特别优选100mPa·s或更小。这里介电各向异性(Δε)应该优选大于8并且特别优选大于12。
根据本发明的显示器优选通过有源矩阵（有源矩阵LCD，简称AMD）、优选通过薄膜晶体管（TFT）构成的矩阵寻址。然而，根据本发明的液晶也可以有利地用于具有其他已知寻址机构的显示器。
存在有许多不同的显示模式，其使用低分子量液晶材料与聚合物材料一起组成的复合体系。这些例如为PDLC-（聚合物分散的液晶），NCAP-（向列曲线排列相）和PN-（聚合物网络）体系，例如WO91/05029中公开的，或者ASM-（轴对称微畴）体系和其他。与这些相反，根据本发明尤其优选的模式依原样使用在表面上配向的液晶介质。这些表面通常经预处理以获得液晶材料的均匀取向。根据本发明的显示模式优选使用基本平行于复合层的电场。
适合于LCD并且尤其适合于IPS显示器的液晶组合物例如从JP07-181439(A)、EP0667555、EP0673986、DE19509410、DE19528106、DE19528107、WO96/23851和WO96/28521获知。然而，这些组合物有严重的缺点。除了其他缺陷外，它们中的大多数导致不利地长的寻址时间、具有过小的电阻率值和/或需要过高的操作电压。另外，需要改进LCD的低温性能。这里需要操作性能以及储存能力的改进。
除了其他化合物外，下式的化合物
其中R尤其表示烷基，在WO2009/112153A1中提及作为适合于I PS显示器的液晶组合物的可能的组分。最后提及的化合物也用于其中的相应混合物中。然而，这些混合物对于实际应用具有一些缺点，特别是过长的响应时间。
因此，显著需要对于实际应用具有合适的性能，例如宽的向列相范围、对应于使用的显示器类型的合适光学各向异性Δn、高Δε和为了特别短的响应时间的特别低的粘度的液晶介质。
本发明内容
惊奇地现已发现，可以实现具有适宜地高的Δε、合适的相范围和Δn的液晶介质，其不具有或者至少仅以显著较小程度地具有现有技术材料的缺陷。
根据本申请的这些改进的液晶介质包含：
－一种或多种式I的化合物
其中
R1表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，并且优选烷基或烯基，
L11表示H或F，和
在L11=H的情形下，
L12和L13彼此独立地表示H或F，优选均表示H，和
在L11=F的情形下，
L12表示F，和
L13表示H或F，和
X1表示F、Cl、-CFH2、-CF2H、-CF3、-OCF2H或-OCF3，优选F，和
－任选地一种或多种选自式II和III的化合物组的化合物：
其中
R2和R3彼此独立地表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，并且R2和R3优选表示烷基或烯基，
至
在每次出现时彼此独立地表示
优选
或
L21、L22、L31和L32彼此独立地表示H或F，优选L21和/或L31表示F，
X2和X3彼此独立地表示卤素，具有1－3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或者具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，优选F、Cl、-OCF3或-CF3，非常优选F、Cl或-OCF3，
Z3表示-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，并且非常优选-COO-、反式-CH=CH-或单键，和
m和n彼此独立地是0、1、2或3，
m优选表示1、2或3，和
n优选表示0、1或2，并且特别优选1或2，
其中在式II的化合物的情形下，不包括式I的化合物，以及
－任选地一种或多种式IV的化合物
其中
R41和R42彼此独立地具有上面在式II下对于R2所述的含义，优选地R41表示烷基和R42表示烷基或烷氧基，或者R41表示烯基和R42表示烷基，
彼此独立地并且如果出现两次，则这些也彼此独立地表示
或
优选地，中的一个或多个表示
Z41和Z42彼此独立地和如果Z41出现两次，则这些也彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，优选地它们中的一个或多个表示单键，和
p表示0、1或2，优选0或1。
式I、II和III的化合物优选为介电正性化合物，优选具有大于3的介电各向异性的。
式IV的化合物优选为介电中性化合物，优选具有-1.5至3的介电各向异性的。
根据本申请的液晶介质优选包含总计1－50%，优选1－30%的式I化合物。
各个式I的化合物和任选地式II和/或III的化合物以1－20%，优选1－15%的浓度使用。特别地，如果在每种情形下使用两种或更多种同系化合物，即相同结构式的化合物，则适用这些范围。如果从所述式的化合物中仅使用单个物质，即仅一种同系物(Homologes)，则其的浓度可以为2－20%，优选3－14%。
在本发明的优选实施方案中，根据本发明的介质在每种情形下包含一种或多种选自式I-1至I-4的化合物组，优选选自式I-2和I-4的化合物组，非常特别为式I-2的式I化合物：
其中R1具有上面在式I下所述的含义。
除了选自式I或者其的优选子式的化合物组的化合物外，根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式II和III的组的、具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物。
在本发明的优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种选自式II-1至II-4，优选式II-1和/或II-2的化合物组的化合物：
其中参数具有上面在式II下所述的各自含义，并且L23和L24彼此独立地表示H或F，优选地L23表示F，和
具有对于给出的含义之一，
并且在式II-1和II-4的情形中，X2优选表示F或OCF3，特别优选F，并且在式II-3的情形中，
彼此独立地优选表示
其中在式II-1的化合物情形中，不包括式I的化合物，
和/或选自式III-1和III-2的化合物组：
其中参数具有上面在式III下给出的含义。
在优选实施方案中，替代地或者除了式III-1和/或III-2的化合物外，根据本发明的介质包含一种或多种式III-3的化合物
其中参数具有上述的各自含义，并且参数L31和L32彼此独立地并且和其他参数独立地表示H或F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种选自其中L21和L22和/或L23和L24均表示F的式II-1至II-4的化合物组的化合物。
在优选实施方案中，介质包含一种或多种选自其中L21、L22、L23和L24均表示F的式II-2和II-4的化合物组的化合物。
介质优选包含一种或多种式II-1的化合物。式II-1的化合物优选选自式II-1a至II-1e的化合物组：
其中参数具有上述的各自含义，并且L23－L25彼此独立地并且和其他参数独立地表示H或F，和
在式II-1d和I I-1e的化合物的情形下，不包括式I的化合物，并且优选地，
在式II-1a和II-1b中，L21和L22均表示F，
在式II-1c和II-1d中，L21和L22均表示F和/或L23和L24均表示F，和
在式II-1e中，L21、L22和L25表示F并且在每种情形下其他参数具有上面给出的各自含义。
尤其优选的式II-1的化合物是
其中R2具有上述含义。
介质优选包含一种或多种式II-2的化合物，其优选选自式II-2a至II-2j的化合物组：
其中参数具有上述的各自含义，并且L25－L28彼此独立地表示H或F，优选L27和L28均表示H，特别优选地L26表示H，并且其他参数具有上面给出的各自含义并且其中不包括式I的化合物。
根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式II-2a至II-2j的化合物组的化合物，其中L21和L22均表示F和/或L23和L24均表示F，并且其他参数具有上面给出的各自含义。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种选自式II-2a至II-2j的化合物组的化合物，其中L21、L22、L23和L24全部表示F，并且其他参数具有上面给出的各自含义。
尤其优选的式II-2的化合物是下式的化合物：
其中R2和X2具有上述含义，并且X2优选表示F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式II-3的化合物，其优选选自式II-3a至II-3c的化合物组：
其中参数具有上述的各自含义，并且L21和L22优选均表示F。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式II-4，优选式II-4a的化合物，
其中参数具有上面给出的含义，并且X2优选表示F或OCF3，特别优选F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-1的化合物，其优选选自式III-1a和III-1b的化合物组：
其中参数具有上述的各自含义，并且参数L33和L34彼此独立地并且和其他参数独立地表示H或F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-1a的化合物，其优选选自式III-1a-1和III-1a-6的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-1b的化合物，其优选选自式III-1b-1和III-1b-4，优选式III-1b-4的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2的化合物，其优选选自式III-2a至III-2j的化合物组：
其中参数具有上面给出的含义，和优选地其中参数具有上述的各自含义，并且参数L33、L34、L35和L36彼此独立地并且和其他参数独立地表示H或F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2a的化合物，其优选选自式III-2a-1至III-2a-5的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2b的化合物，其优选选自式III-2b-1和III-2b-2、优选式III-2b-2的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2c的化合物，其优选选自式III-2c-1至III-2c-6的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式III-2d和III-2e的化合物组，优选选自式III-2d-1和III-2e-1的化合物组的化合物：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2f的化合物，其优选选自式III-2f-1至III-2f-5的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2g的化合物，其优选选自式III-2g-1至III-2g-5的化合物组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2h的化合物，其优选选自式III-2h-1至III-2h-3、优选式III-2h-3的化合物组：
其中参数具有上面给出的含义，并且X3优选表示F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2i的化合物，其优选选自式III-2i-1和III-2i-2、优选式III-2i-2的化合物组：
其中参数具有上面给出的含义，并且X3优选表示F。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式III-2j的化合物，其优选选自式III-2j-1和III-2j-2、优选式III-2j-1的化合物组：
其中参数具有上面给出的含义。
替代地或者除了式III-1和/或III-2的化合物外，根据本发明的介质可以包含一种或多种式III-3的化合物
其中参数具有上面在式III下所述的各自含义。
这些化合物优选选自式III-3a和III-3b的组：
其中R3具有上述含义。
根据本发明的液晶介质优选包含介电中性组分，组分C。该组分具有-1.5至3的介电各向异性。其优选包含、更优选主要由、甚至更优选基本由和尤其优选全部由具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物组成。该组分优选包含、更优选主要由、甚至更优选基本由和非常优选全部由一种或多种具有-1.5至3的介电各向异性的式IV介电中性化合物组成。
介电中性组分，组分C优选包含一种或多种选自式IV-1至IV-8的化合物组的化合物：
其中R41和R42具有上面在式IV下所述的各自含义，并且在式IV-1、IV-6和IV-7中R41优选表示烷基或烯基、优选烯基，并且R42优选表示烷基或烯基、优选烷基，在式IV-2中R41和R42优选表示烷基，在式IV-5中R41优选表示烷基或烯基、更优选烷基，并且R42优选表示烷基、烯基或烷氧基、更优选烯基或烷氧基，以及在式IV-4和IV-8中R41优选表示烷基和R42优选表示烷基或烷氧基、更优选烷氧基。
介电中性组分，组分C优选包含一种或多种选自式IV-1、IV-5、IV-6和IV-7的化合物组的化合物，优选一种或多种式IV-1的化合物和一种或多种选自式IV-5和IV-6的组的化合物，更优选一种或多种式IV-1、IV-5和IV-6的化合物，并且非常优选一种或多种式IV-1、IV-5、IV-6和IV-7的化合物。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式IV-4的化合物，其更优选选自式CP-V-n和/或CP-nV-m和/或CP-Vn-m、更优选式CP-V-n和/或CP-V2-n的相应子式，并且非常优选选自式CP-V-1和CP-V2-1的组。这些缩写（首字母缩略词）的定义在下表D中说明或者从表A－C中看出。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式IV-6的化合物，其更优选选自式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的相应子式，并且非常优选选自式CCP-V-1和CCP-V2-1的组。这些缩写（首字母缩略词）的定义在下表D中说明或者从表A－C中看出。
在同样优选的实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式IV-1的化合物，其更优选选自式CC-n-m、CC-n-V、CC-n-Vm、CC-V-V、CC-V-Vn和/或CC-nV-Vm，更优选式CC-n-V和/或CC-n-Vm的相应子式，并且非常优选选自式CC-3-V、CC-4-V、CC-5-V、CC-3-V1、CC-4-V1、CC-5-V1、CC-3-V2和CC-V-V1的组。这些缩写（首字母缩略词）的定义同样在下表D中说明或者从表A－C中看出。
在本发明的进一步优选的实施方案中（该实施方案可以是与前面所述的相同的一个或者不同的一个），根据本发明的液晶混合物包含组分C，所述组分C包含、优选主要由并且非常优选全部由选自如上所示的式IV-1至IV-8以及任选地式IV-9至IV-15的化合物组的式IV化合物组成：
其中
R41和R42彼此独立地表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，和
L4表示H或F。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式IV-10的化合物，其更优选选自式CPP-3-2、CPP-5-2和CGP-3-2，更优选式CPP-3-2和/或CGP-3-2，并且非常特别优选式CPP-3-2的相应子式。这些缩写（首字母缩略词）的定义在下表D中说明或者从表A－C中看出。
根据本发明的液晶介质优选包含一种或多种式V的化合物
其中
R51和R52彼此独立地具有上面在式II下对于R2所述的含义，优选地R51表示烷基和R52表示烷基或烯基，
并且如果出现两次，则在每次出现时彼此独立地表示
优选地的一个或多个表示
Z51和Z52彼此独立地并且如果Z51出现两次，则这些也彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-或单键，优选地它们中的一个或多个表示单键，和
r表示0、1或2，优选0或1，特别优选1。
式V的化合物优选为具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物。
根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式V-1和V-2的化合物组的化合物：
其中R51和R52具有上面在式V下所述的各自含义，并且R51优选表示烷基，和在式V-1中R52优选表示烯基，优选-(CH2)2-CH=CH-CH3，并且在式V-2中R52优选表示烷基或烯基，优选-CH=CH2、-(CH2)2-CH=CH2或-(CH2)2-CH=CH-CH3。
根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式V-1和V-2的化合物组的化合物，其中R51优选表示正烷基，和在式V-1中R52优选表示烯基，并且在式V-2中R52优选表示正烷基。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式V-1，更优选其的子式PP-n-2Vm，甚至更优选式PP-1-2V1的化合物。这些缩写（首字母缩略词）的定义在下表D中说明或者从表A－C中看出。
在优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式V-2，更优选其的子式PGP-n-m、PGP-n-V、PGP-n-2Vm、PGP-n-2V和PGP-n-2Vm，甚至更优选其的子式PGP-3-m、PGP-n-2V和PGP-n-V1，非常优选选自式PGP-3-2、PGP-3-3、PGP-3-4、PGP-3-5、PGP-1-2V、PGP-2-2V和PGP-3-2V的化合物。这些缩写（首字母缩略词）的定义同样在下表D中说明或者从表A－C中看出。
替代地或者除了式II和/或III的化合物外，根据本发明的介质可以包含一种或多种式VI的介电正性化合物
其中
R6表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，并且优选烷基或烯基，
至彼此独立地表示
L61和L62彼此独立地表示H或F，优选L61表示F，和
X6表示卤素、具有1－3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或者具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，优选F、Cl、-OCF3或-CF3，非常优选F、Cl或-OCF3，
Z6表示-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-或-CF2O-，优选-CH2CH2-、-COO-或反式-CH=CH-，并且非常优选-COO-或反式-CH=CH-，和
q表示0或1。
根据本发明的介质优选包含一种或多种式VI的化合物，优选选自式VI-1和VI-2的化合物组：
其中参数具有上述各自含义，并且参数L63和L64彼此独立地并且与其他参数独立地表示H或F，和Z6优选表示-CH2-CH2-。
式VI-1的化合物优选选自式VI-1a和VI-1b的化合物组：
其中R6具有上述含义。
式VI-2的化合物优选选自式VI-2a至VI-2d的化合物组：
其中R6具有上述含义。
另外根据本发明的液晶介质可以包含一种或多种式VII的化合物
其中
R7具有上面在式II下对于R2所述的含义，
存在的环至中的一个表示
优选
优选为
并且其他的具有相同的含义或者彼此独立地表示
优选为
Z71和Z72彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-或单键，优选它们中的一个或多个表示单键并且非常优选两者均表示单键，
t表示0、1或2，优选0或1，更优选1，并且
X7具有上面在式II下对于X2所述的含义，或者与R7独立地，可以具有对于R7所述的含义之一。
式VII的化合物优选为介电正性化合物。
另外，根据本发明的液晶介质可以包含一种或多种式VIII的化合物
其中
R81和R82彼此独立地具有上面在式II下对于R2所述的含义，并且
表示优选
表示或
Z81和Z82彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-或单键，优选它们中的一个或多个表示单键并且非常优选两者均表示单键，
L81和L82彼此独立地表示C-F或N，优选地L81和L82的一个或者两者表示C-F，并且非常优选两者均表示C-F，和
s表示0或1。
式VIII的化合物优选为介电负性化合物。
根据本发明的介质优选包含一种或多种优选选自式VIII-1至VIII-3的化合物组的式VIII化合物：
其中
R81和R82具有上面在式VIII下所述的各自含义。
在式VIII-1至VIII-3中，R81优选表示正烷基或1-E-烯基，和R82优选表示正烷基或烷氧基。
根据本发明的液晶介质优选包含一种或多种选自式I至VIII，优选式I至VII并且更优选式I和II和/或III和/或IV和/或VI的化合物组的化合物。它们特别优选主要由、甚至更优选基本由并且非常优选全部由这些化合物组成。
在本申请中，与组成相关的“包含”是指相关的实体，即介质或组分包含优选总浓度10%或更多并且非常优选20%或更多的所述组分或化合物。
在这方面，“主要由…组成”是指相关的实体包含55%或更多，优选60%或更多并且非常优选70%或更多的所述组分或化合物。
在这方面，“基本由…组成”是指相关的实体包含80%或更多，优选90%或更多并且非常优选95%或更多的所述组分或化合物。
在这方面，“几乎全部由…组成”或者“全部由…组成”是指相关的实体包含98%或更多，优选99%或更多并且非常优选100.0%的所述组分或化合物。
上面没有明确提及的其他介晶化合物也可以任选地并且有利地用于根据本发明的介质中。这类化合物是本领域技术人员已知的。
根据本发明的液晶介质优选具有70℃或更大，更优选75℃或更大，特别优选80℃或更大并且非常特别优选85℃或更大的清亮点。
根据本发明的介质的向列相优选至少从0℃或更小延伸至70℃或更大，更优选至少从-20℃或更小延伸至75℃或更大，非常优选至少从-30℃或更小延伸至75℃或更大，并且特别为至少从-40℃或更小延伸至80℃或更大。
在1kHz和20℃下，根据本发明的液晶介质的Δε优选为2或更大，更优选4或更大，并且非常优选6或更大。特别地，Δε为20或更小。
在589nm(NaD)和20℃下，根据本发明的液晶介质的Δn优选为0.070或更大至0.150或更小，更优选0.080或更大至0.140或更小，甚至更优选0.090或更大至0.135或更小，并且非常特别优选0.100或更大至0.130或更小。
在本申请的第一优选实施方案中，根据本发明的液晶介质的Δn优选为0.080或更大至0.120或更小，更优选0.090或更大至0.110或更小，并且非常特别优选0.095或更大至0.105或更小，而Δε优选为6或更大至11或更小，优选7或更大至10或更小，并且特别优选8或更大至9或更小。
在该实施方案中，根据本发明的介质的向列相优选至少从-20℃或更小延伸至70℃或更大，更优选至少从-20℃或更小延伸至70℃或更大，非常优选至少从-30℃或更小延伸至70℃或更大，并且特别为至少从-40℃或更小延伸至70℃或更大。
在本申请的第二优选实施方案中，根据本发明的液晶介质的Δn优选为0.100或更大至0.140或更小，更优选0.110或更大至0.130或更小，并且非常特别优选0.115或更大至0.125或更小，而Δε优选为7或更大至13或更小，优选9或更大至12或更小，并且特别优选10或更大至11或更小。
在该实施方案中，根据本发明的介质的向列相优选至少从-20℃或更小延伸至80℃或更大，更优选至少从-20℃或更小延伸至85℃或更大，非常优选至少从-30℃或更小延伸至80℃或更大，并且特别为至少从-40℃或更小延伸至85℃或更大。
根据本发明，式I的化合物一起优选以整个混合物的1%－50%、更优选1%－30%、更优选2%－30%、更优选3%－30%并且非常优选5%－25%的总浓度用于介质中。
选自式II和III的组的化合物优选以整个混合物的2%－60%、更优选3%－35%、甚至更优选4%－20%并且非常优选5%－15%的总浓度使用。
式IV的化合物优选以整个混合物的5%－70%、更优选20%－65%、甚至更优选30%－60%并且非常优选40%－55%的总浓度使用。
式V的化合物优选以整个混合物的0%－30%、更优选0%－15%并且非常优选1%－10%的总浓度使用。
式VI的化合物优选以整个混合物的0%－50%、更优选1%－40%、甚至更优选5%－30%并且非常优选10%－20%的总浓度使用。
根据本发明的介质可以任选地包含进一步的液晶化合物以调节物理性能。这些化合物是本领域技术人员已知的。在根据本发明的介质中，它们的浓度优选为0%－30%、更优选0.1%－20%并且非常优选1%－15%。
在优选实施方案中，在根据本发明的介质中式CC-3-V的化合物的浓度可以为50%－65%，特别优选55%－60%。
液晶介质优选包含总计50%－100%，更优选70%－100%并且非常优选80%－100%并且特别为90%－100%的式I至VII，优选选自式I至VI的化合物组，特别优选式I至V，特别为式I、II、III、IV、V和VII，并且非常特别优选式I、II、III、IV和V的化合物。它们优选主要由并且非常优选几乎全部由这些化合物组成。在优选实施方案中，液晶介质在每种情形下包含一种或多种这些式的每一个的化合物。
在本申请中，术语“介电正性”描述其中Δε>3.0的化合物或组分，“介电中性”描述其中-1.5≤Δε≤3.0的那些，并且“介电负性”描述其中Δε<-1.5的那些。Δε在1kHz频率和20℃下测定。各个化合物的介电各向异性由10%的各个单个化合物于向列主体混合物中的溶液结果确定。如果各个化合物于主体混合物中的溶解度小于10%，则将浓度降低至5%。测试混合物的容量在具有垂面取向的和具有沿面取向的盒中测定。两种类型盒中层厚度约为20μm。施加的电压是具有1kHz频率和通常0.5V－1.0V的有效值的矩形波，但总是选择为使得其低于各个测试混合物的电容阈值。
Δε被定义为(ε||-ε┴)，而ε平均为(ε||+2ε┴)/3。
对于介电正性化合物作为主体混合物使用混合物ZLI-4792，并且对于介电中性和介电负性化合物作为主体混合物使用混合物ZLI-3086，两者均是得自Merck KGaA（德国）的。化合物的介电常数的绝对值由当加入感兴趣的化合物时主体混合物的相应值的变化确定。将该值外推至100%的感兴趣的化合物的浓度。
依原样测量在20℃测量温度下具有向列相的组分，所有其他的类似于化合物处理。
在本申请中，术语“阈值电压”是指光学阈值并且对于10%相对对比度(V10)给出，术语“饱和电压”是指光学饱和并且对于90%相对对比度(V90)给出，在两种情形下除非另外有明确地说明。只有在明确提及的情况下才使用电容阈值电压(V0)，也称为Freedericks-阈值(VFr)。
在本申请中所述的参数范围全部包括极限值，除非另外明确地说明。
对于各种性能范围所述的不同上限和下限值以彼此的组合产生另外的优选范围。
贯穿本申请，除非另外明确地说明，适用以下条件和定义。所有浓度以重量百分比描述并且与相应的整个混合物相关，所有温度和所有温度差值分别以摄氏度和以差示度给出。所有物理性能根据“MerckLiquid Crystals，Physical Properties of Liquid Crystals”，Stand Nov.1997，Merck KGaA（德国）测量并且对于20℃温度描述，除非另外明确地说明。光学各向异性(Δn)在589.3nm波长下测量。介电各向异性(Δε)在1kHz频率下测量。阈值电压以及所有其他电光学性能使用在Merck KGaA（德国）制备的测试盒测量。用于测量Δε的测试盒具有约20μm的层厚度。电极是具有1.13cm2面积和护圈的环形ITO电极。配向层是用于垂面配向(ε||)的来自日本NissanChemicals的SE-1211和用于沿面配向(ε⊥)的来自日本JapanSynthetic Rubber的聚酰亚胺AL-1054。使用Solatron 1260频率响应分析仪测定电容，采用具有0.3Vrms电压的正弦波。在电光学测量中使用的光是白光。这里使用具有来自德国的Autronic-Melchers公司的可商购获得的DMS仪器的组件。在垂直观察下测定特征电压。分别测定了10%、50%或90%相对对比度的阈值电压(V10)、“中灰电压”(V50)和饱和电压(V90)。
根据本发明的液晶介质可以包含常用浓度的另外的添加剂和手性掺杂剂。基于整个混合物计，这些另外组分的总浓度为0%－10%，优选0.1%－6%。使用的各单个化合物的浓度优选各自为0.1%－3%。在本申请中当描述液晶介质的液晶组分和液晶化合物的值与浓度范围时，不考虑这些和类似添加剂的浓度。
根据本发明的液晶介质由多种化合物，优选3－30、更优选4－20并且非常优选4－16种化合物组成。这些化合物以常规方式混合。通常，以较小量使用的所需量的化合物溶于以较大量使用的化合物中。如果温度高于以较高浓度使用的化合物的清亮点，则特别容易观察溶解过程的完成。然而，也可能以其他常规方式，例如使用所谓的预混物（其可以是例如同系的或共晶的化合物混合物），或者使用所谓的“多瓶(Multi-Bottle)”体系（其的组分本身是即用的混合物）来制备介质。
通过加入合适的添加剂，根据本发明的液晶介质可以这样的方式来改性：使得它们可以或者通过使用依其原样的液晶介质如TN-、TN-AMD、ECB-AMD、VAN-AMD、IPS-AMD、FFS-AMD LCD，或者在复合体系中如PDLC、NCAP、PN LCD以及尤其在ASM-PA LCD中，而用于所有已知类型的液晶显示器中。
所有温度，例如液晶的熔点T(K,N)或T(K,S)、从近晶(S)到向列(N)相的转变T(S,N)和清亮点T(N,I)以摄氏度提出。所有温度差值以差示度提出。
在本发明特别是以下实施例中，通过缩写（也称为首字母缩略词）来表示介晶化合物的结构。在这些首字母缩略词中，使用以下表A至表C如下简写化学式。所有的基团CnH2n+1、CmH2m+1和ClH21+1或CnH2n-1、CmH2m-1和ClH21-1表示直链烷基或烯基，优选1-E-烯基，分别具有n、m和l个C原子。表A中列出了针对化合物的核结构的环要素所用的代码，而表B中显示了连接基团。表C给出左侧或右侧的端基的代码的含义。首字母缩略词由环元素的代码与任选的连接基团，随后是第一连字符和用于左侧端基的代码，以及第二连字符和用于右侧端基的代码组成。表D罗列了化合物的例示性结构以及它们各自的缩写。
表A：环元素
表B：连接基团
表C：端基
其中n和m各自表示整数，并且三点“…”是与该表的其他缩写的占位符。
下表说明了示例结构以及它们各自的缩写。显示这些以解释缩写的规则含义。此外它们代表优选使用的化合物。
表D：示例结构
其中n、m和l优选彼此独立地表示1－7。
下表，表E罗列了在根据本发明的介晶介质中可以用作稳定剂的示例化合物。
表E
在本发明的优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自来自表E的化合物组的化合物。
下表，表F罗列了在根据本发明的介晶介质中可以优选用作手性掺杂剂的示例化合物。
表F
在本发明的优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自来自表F的化合物组的化合物。
根据本申请的介晶介质优选包含两种或更多种、优选四种或更多种选自由来自上表的化合物组成的组的化合物。
根据本发明的液晶介质优选包含：
－7种或更多种、优选8种或更多种的化合物，优选具有三种或更多种、优选四种或更多种的不同式的，选自来自表D的化合物组的化合物。
实施例
下面的实施例解释本发明，而不以任何方式对其限制。
然而，由物理性能出发本领域技术人员清楚可以实现何种性能和在何种范围内它们可以被改进。特别地，优选可以实现的各种性能的组合因此对于本领域技术人员而言是一目了然的。
制备具有如下表所述的组成和性能的液晶混合物。
实施例1.1
包含式I-1的化合物的实施例1.1的混合物尤其特征在于低阈值和尤其低的旋转粘度。
实施例1.2
包含式I-2的化合物的实施例1.2的混合物尤其特征在于低阈值和尤其低的旋转粘度。
实施例1.3
包含式I-2的化合物的实施例1.3的混合物尤其特征在于低阈值和尤其低的旋转粘度。
实施例2.1
包含式I-2的化合物的实施例2.1的混合物尤其特征在于低阈值和特别低的旋转粘度。
实施例2.2
包含式I-2的化合物的实施例2.2的混合物尤其特征在于低阈值和特别低的旋转粘度。
实施例2.3
包含式I-3的化合物的实施例2.3的混合物尤其特征在于低旋转粘度和特别低的阈值。
实施例2.4
包含式I-3的化合物的实施例2.4的混合物尤其特征在于低阈值和特别低的旋转粘度。
实施例2.5
包含式I-4的化合物的实施例2.5的混合物尤其特征在于低旋转粘度和特别低的阈值。
实施例2.6
包含式I-4的化合物的实施例2.6的混合物尤其特征在于低旋转粘度和特别低的阈值。
实施例2.7
注释：n.z.b.：未测定。
包含式I-1的化合物的实施例2.7的混合物特征在于有利的应用技术性能。
实施例1.1－2.7的这些混合物非常适合于I PS模式的显示器。

Claims (18)

1.液晶介质，特征在于其包含：
－一种或多种选自式I-1，I-2和I-4的化合物
其中
R1表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基；以及
－一种或多种选自式II的化合物的化合物：
其中
R2表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，
至
在每次出现时彼此独立地表示
L21和L22彼此独立地表示H或F，
X2表示卤素、具有1－3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或者具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，和
m是2或3，
其中式II的化合物中不包括选自式I-1、I-2和I-4的化合物。
2.根据权利要求1的介质，特征在于，式II化合物的定义中m是2。
3.根据权利要求1的介质，特征在于，其包含一种或多种选自式III的化合物的化合物
其中
R3表示具有1－7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2－7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，
至
在每次出现时彼此独立地表示
L31和L32彼此独立地表示H或F，
X3表示卤素、具有1－3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或者具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，
Z3表示-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，和
n是0、1、2或3。
4.根据权利要求1的介质，特征在于，其包含一种或多种选自如下定义的式II的化合物的化合物，
其中
R2、L21、L22和X2如权利要求1中定义，和
m是0或1，
其中该式II的化合物中不包括选自根据权利要求1的式I-1、I-2和I-4的化合物。
5.根据权利要求1至4任一项的介质，特征在于，其包含一种或多种式I-1的化合物。
6.根据权利要求1至4任一项的介质，特征在于，其包含一种或多种式I-2的化合物。
7.根据权利要求1至4任一项的介质，特征在于，其包含一种或多种式I-4的化合物。
8.根据权利要求1至4任一项的介质，特征在于，其包含一种或多种选自式III-2d-1和III-2e-1的化合物，
其中R3如权利要求3中定义。
9.根据权利要求1至4任一项的介质，其特征在于，其包含一种或多种选自式III-2g的化合物，
其中各参数具有权利要求3中给出的含义，并且参数L33、L34、L35和L36彼此独立地且和其他参数独立地表示H或F。
10.根据权利要求1至4任一项的介质，特征在于其包含
－一种或多种式IV的化合物
其中
R41和R42彼此独立地具有上面在权利要求1中在式II下对于R2所给出的含义，
彼此独立地并且如果出现两次，则这些也彼此独立地表示
Z41和Z42彼此独立地并且如果Z41出现两次，则这些也彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，和
p表示0、1或2。
11.根据权利要求1－4任一项的介质，特征在于所述介质中选自I-1、I-2和I-4的化合物的总浓度为1％－50％。
12.根据权利要求1－4任一项的介质，特征在于其包含一种或多种式V的介电中性化合物
其中
R51和R52彼此独立地具有在权利要求1中在式II下对于R2所给出的含义，
在每次出现时彼此独立地表示
Z51和Z52彼此独立地并且如果Z61出现两次，则这些也彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-或单键，和
r表示0、1或2。
13.根据权利要求1－4任一项的介质，特征在于所述介质中选自所有式II的化合物的化合物的总浓度为3％－35％。
14.根据权利要求1－4任一项的介质，特征在于所述介质中选自所有式II的化合物的化合物的总浓度为4％－20％。
15.液晶显示器，特征在于其包含根据权利要求1－14的任一项的介质。
16.根据权利要求15的显示器，特征在于其通过有源矩阵寻址。
17.根据权利要求1－14的任一项的介质在液晶显示器中的应用。
18.制备根据权利要求1－14的任一项的介质的方法，特征在于使一种或多种如权利要求1到7中任一项中给出的选自式I-1、I-2和I-4的化合物和一种或多种如权利要求1至4和8到9中任一项给出的选自式II和III的化合物与一种或多种在权利要求10－14的任一项中所述的化合物和/或一种或多种另外的介晶化合物和/或一种或多种添加剂混合。
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