CN114144498A - 液晶介质及含有其的液晶显示器及化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有向列相的液晶介质,该液晶介质包含一种或多种式X化合物,

Description

液晶介质及含有其的液晶显示器及化合物
本发明涉及新型的液晶介质,特别是用于液晶显示器的液晶介质,和这些液晶显示器,特别是使用利用介电正性液晶的IPS(面内切换)或优选FFS(边缘场切换)效应的液晶显示器。最后一个偶尔还称为SG-FFS(超夹紧(super grip)FFS)效应且还称为XB-FFS(超亮度FFS)。对于该效应,使用包含一种或多种同时具有高的平行于分子指向矢和垂直于分子指向矢的介电常数的化合物的介电正性液晶,这导致大的平均介电常数和高介电比。液晶介质任选额外地包含介电负性、介电中性化合物或这二者。以沿面(即平面)初始配向使用该液晶介质。根据本发明的液晶介质具有正介电各向异性并且包含同时具有大的平行于和垂直于分子指向矢的介电常数的化合物。
所述介质的特征在于在各个显示器中特别高的透射率和降低的响应时间,这通过它们独特的物理性能组合,尤其是通过它们的介电性能和特别是通过它们高的(εav.)比或它们高的介电比(ε/Δε)的值带来。这也导致它们在根据本发明的显示器中的优异表现。
使用介电正性液晶的IPS和FFS显示器是本领域熟知的并且已经广泛被采用用于多种类型的显示器,例如桌面监视器和电视机,而且用于移动应用。
然而,最近广泛采用使用介电负性液晶的IPS和特别是FFS显示器。后一个有时被称为UB-FFS(超亮FFS)。例如在US 2013/0207038 A1中公开了这种显示器。相比于先前使用的IPS和FFS显示器,这些显示器的特征在于显著增加的透射率,这已经是介电正性液晶。然而,使用常规介电负性液晶的这些显示器具有严重的缺点:相比于使用介电正性液晶的各个显示器需要更高的操作电压。用于UB-FFS的液晶介质具有-0.5或更小和优选-1.5或更小的介电各向异性。
用于HB-FFS(高亮度FFS)的液晶介质具有0.5或更大且优选1.5或更大的介电各向异性。用于HB-FFS的包含介电负性及介电正性液晶化合物或介晶化合物二者的液晶介质公开于例如US 2013/0207038 A1中。这些介质的特征在于相当大的ε及εav.值,然而,其(ε/Δε)比率相对较小。
然而,根据本申请,其中介电正性液晶介质呈沿面配向的IPS或FFS效应是优选的。
该效应在电光显示器元件中的工业应用需要必须满足多种要求的液晶相。此处尤为重要的是对水分、空气的耐化学性和物理影响,例如热、红外线、可见光和紫外区域的辐射以及直流(DC)和交流(AC)电场。
此外,工业可用的液晶相需要在适合的温度范围和低粘度下具有液晶中间相。
迄今已经公开的具有液晶中间相的系列化合物均不包括符合全部这些要求的单一化合物。因此,通常制备2-25种,优选3-18种化合物的混合物以获得可用作液晶相的物质。
已知矩阵液晶显示器(MLC显示器)。可用于各个像素单独切换的非线性元件为,例如有源元件(即晶体管)。随后使用术语“有源矩阵”,其中通常使用薄膜晶体管(TFT),其通常安置在作为基板的玻璃板上。
两种技术之间的区别在于:包含化合物半导体,例如CdSe或金属氧化物如ZnO的TFT,或基于多晶和尤其是无定形硅的TFT。目前后一技术在全球范围内具有最大的商业重要性。
将TFT矩阵施用于显示器的一个玻璃板的内侧,而另一玻璃板在其内侧带有透明反电极。与像素电极的尺寸相比,TFT非常小且对图像几乎没有不利作用。该技术还可以推广到全色功能的显示器,其中将红、绿和蓝滤光片的镶嵌块(mosaic)以使得滤光片元件与每个可切换的像素相对设置的方式排列。
迄今最常使用的TFT显示器通常使用透射的交叉偏振器操作并且是背光照明的。对于TV应用,使用ECB(或VAN)盒或FFS盒,而监视器通常使用IPS盒或TN(扭转向列)盒,和笔记本、笔记本电脑和移动应用通常使用TN、VA或FFS盒。
术语“MLC显示器”在此处包括具有集成非线性元件的任何矩阵显示器,即除了有源矩阵外,还有具有无源元件的显示器,例如变阻器或二极管(MIM=金属-绝缘体-金属)。
这种类型的MLC显示器特别适用于TV应用、监视器和笔记本或用于例如在汽车制造或飞机构造中的具有高信息密度的显示器。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题之外,由于液晶混合物不够高的比电阻,MLC显示器中也还产生一些问题[TOGASHI,S.,SEKI-GUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:A 210-288Matrix LCD Controlled byDouble Stage Diode Rings,pp.141ff.,Paris;STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of TelevisionLiquid Crystal Displays,pp.145ff.,Paris]。随着电阻的降低,MLC显示器的对比度劣化。因为由于与显示器内表面的相互作用,液晶混合物的比电阻通常随MLC显示器的寿命下降,所以对于在长的操作期间必须具有可接受电阻值的显示器来说高的(初始)电阻是非常重要的。
除了IPS显示器(例如:Yeo,S.D.,Paper 15.3:“An LC Display for the TVApplication“,SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.758和759)和长久已知的TN显示器之外,使用ECB效应的显示器已经确立为所谓的VAN(垂直配向向列)显示器,作为当今最重要的三种较新型液晶显示器之一,特别是对于电视应用而言。
此处可以提及最重要的设计:MVA(多域垂直配向,例如:Yoshide,H.等人,Paper3.1:“MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...”,SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I,pp.6至9,和Liu,C.T.等人,Paper 15.1:“A46-inch TFT-LCD HDTV Technology...”,SID 2004International Symposium,Digest ofTechnical Papers,XXXV,Book II,pp.750至753),PVA(图案垂直配向,例如:Kim,SangSoo,Paper 15.4:“Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV”,SID2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.760至763)和ASV(高级超视觉,例如:Shigeta,Mitzuhiro and Fukuoka,Hirofumi,Paper 15.2:“Develop-ment of High Quality LCDTV”,SID 2004International Symposium,Digestof Technical Papers,XXXV,Book II,pp.754至757)。VA效应的更现代的版本是所谓的PAVA(光配向VA)和PSVA(聚合物稳定的VA)。
以一般的形式,例如在Souk,Jun,SID Seminar 2004,Seminar M-6:“RecentAdvances in LCD Technology”,Seminar Lecture Notes,M-6/1至M-6/26,和Miller,Ian,SID Seminar 2004,Seminar M-7:“LCD-Television”,Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中比较了所述技术。虽然现代ECB显示器的响应时间已经通过使用过驱动(overdrive)的寻址方法显著地得以改善,例如Kim,HyeonKyeong等人,Paper 9.1:“A 57-in.Wide UXGATFT-LCD for HDTV Application”,SID 2004 International Symposium,Digest ofTechnical Papers,XXXV,Book I,pp.106至109,实现视频兼容的响应时间,特别是在灰阶的切换中,但仍然有未满意解决的问题。
ECB显示器,如ASV显示器使用具有负性介电各向异性(Δε)的液晶介质,而TN和迄今所有常规IPS显示器使用具有正介电各向异性的液晶介质。然而,目前对于利用介电负性液晶介质的IPS和FFS显示器存在增加的需求。
在这种类型的液晶显示器中,液晶被用作当施加电压时其光学性能可逆地变化的介电材料。
因为通常在显示器中,即也在根据这些所提及效应的显示器中,操作电压应当尽可能低,所有使用通常主要由所有都具有相同符号的介电各向异性并且具有最高可能的介电各向异性值的液晶化合物组成的液晶介质。通常,最多采用相对小比例的中性化合物和如果可能不采用具有与介质的介电各向异性相反符号的介电各向异性的化合物。在例如用于ECB或UB-FFS显示器的具有负介电各向异性的液晶介质的情况下,因此主要采用具有负介电各向异性的化合物。所采用的各液晶介质通常主要由和通常甚至实质上由具有负介电各向异性的液晶化合物组成。
在根据本申请使用的介质中,通常采用显著量的介电正性液晶化合物和通常仅非常少量的介电化合物或甚至完全没有介电化合物,因为通常液晶显示器旨在具有最低可能的寻址电压。同时,在某些情形下可以有利地使用少量介电中性化合物。
US 2013/0207038A1公开了用于HB-FFS显示器的液晶介质,提议通过额外并入介电负性液晶改善使用具有正介电各向异性的液晶的FFS显示器的性能。然而,这导致需要对所得介质的整体介电各向异性补偿这些化合物的负性贡献。为此,必须增加介电正性材料的浓度,其反过来使得在混合物中使用介电中性化合物作为稀释剂的空间变小了,或者替代性地必须使用具有更强正介电各向异性的化合物。这些替代方案均具有增加显示器中液晶的响应时间的强烈缺陷。
已经公开了用于IPS和FFS显示器的具有正介电各向异性的液晶介质。在以下将给出一些实例。
CN 104232105A、WO 2014/192390及WO 2015/007131公开了具有正介电各向异性的液晶介质,其中一些液晶介质具有相当高的垂直于指向矢的介电常数。
显然,液晶混合物的相范围必须足够宽以用于显示器的预定应用。
在显示器中液晶介质的响应时间必须得以改善,即降低。这对于电视或多媒体应用的显示器是特别重要的。为了改善响应时间,过去已经重复地提议优化液晶介质的旋转粘度(γ1),即获得具有最低可能旋转粘度的介质。然而,此处所得到的结果对于许多应用是不足的,并且因此使得似乎希望找到进一步优化的方法。
介质对于极限载荷,特别对于UV曝光和加热的足够的稳定性是非常特别重要的。特别地在移动设备(例如移动电话)的显示器中的情况下,这可以是关键性的。
迄今公开的MLC显示器,除了它们相对差的透射率和它们相对长的响应时间,它们还具有其它的缺点。这些例如是它们相对低的对比度,它们相对高的视角依赖性和在这些显示器中灰度再生困难,尤其是当从倾斜视角观察时,以及它们不足的VHR和它们不足的寿命。需要显示器透射率和它们响应时间的所期望的改善以改善它们的能量效率或它们渲染迅速移动图片的能力。
因此对于具有非常高比电阻同时还有大的工作温度范围、短的响应时间和相对低的阈值电压的MLC显示器持续具有大的需求,借助该显示器可以生产多种灰阶并且其特别具有良好和稳定的VHR。
本发明的目的为提供MLC显示器,不仅用于监视器和TV应用,而且还用于移动应用,例如电话和导航系统,其基于ECB、IPS或FFS效应,不具有以上指出的缺陷,或仅以减少程度具有以上所述缺点,并且同时具有非常高的比电阻值。特别地,必须保证对于移动电话和导航系统它们还在极其高和极其低的温度下工作。
令人惊讶地,已经发现如果在这些显示元件中使用一种向列液晶混合物可以获得这样的液晶显示器,其特别是在IPS和FFS显示器中具有低的阈值电压以及短的响应时间,足够宽的向列相,有利的双折射率(Δn)和同时还有高透射率,对于通过加热和UV曝光分解的良好稳定性,和稳定的高VHR,所述向列液晶混合物包含至少一种化合物,优选地两种或更多种式X化合物,优选地选自子式X-1及X-2的化合物的组,尤其优选地子式X-1-1及/或X-2-2及/或X-2-3及/或X-2-4及/或X-2-5的化合物的组,更优选地包含式X-1及式X-2两者的化合物,且优选地,另外一种或多种选自式I、式B及式S的化合物的组的化合物,优选分别选自子式I-1、I-2、I-3及I-4及B-1以及B-2及S-1及S-2的化合物的组的化合物,尤其优选选自子式I-1及/或I-2及/或I-3及/或I-4及/或B-1及/或B-2及/或S-1及/或S-2,最优选地,式I-2、I-4、B-1、B-2及S-2,且最优选地,式I-1及式I-2及该式B-1及/或式B-2两者,且优选地另外至少一种化合物,优选两种或更多种化合物,选自式II及III化合物的组,前者优选为式II-1及/或II-2,及/或至少一种化合物,优选两种或更多种化合物选自式IV及/或V的组,且优选地一种或多种化合物选自式VII至IX的组(如本文以下所定义的所有式)。
此类型的介质尤其可用于具有针对IPS或FFS显示器寻址的有源矩阵的电光显示器。
本发明因此涉及一种包含一种或多种化合物的极性化合物的混合物上的液晶介质,其具有2.0或更小的垂直于指向矢的介电常数与介电各向异性的介电比率(ε/Δε)及优选3.8或更大、优选4.5或更大且最优选6.0或更大的垂直于指向矢的高介电常数(ε)。
1.0或更大的垂直于指向矢的介电常数与介电各向异性(ε/Δε)的比率对应于平行于指向矢的介电常数(ε||)与垂直于指向矢的介电常数(ε)的比率,即对应于2.0或更小的(ε||)比率。
根据本发明的介质优选额外地包含一种或多种选自式II和III化合物的化合物,优选一种或多种式II的化合物,更优选另外包含一种或多种式III的化合物,和最优选额外包含一种或多种选自式IV和V的化合物的化合物,和再次优选一种或多种选自式VI至IX的化合物的化合物(所有式如下定义)。
根据本发明的混合物展示出非常宽的向列相范围(清亮点≥70℃)、非常有利的电容阈值、相对高的保持率值和同时良好的-20℃和-30℃下的低温稳定性、以及非常低的旋转粘度。根据本发明的混合物进一步特征在于清亮点与旋转粘度的良好比率以及相对高的正介电各向异性。
现在,已经令人意外地发现使用具有正介电各向异性的液晶的FFS类型的LCD可以通过使用特殊选择的液晶介质实现。这些介质的特征在于物理性能的特定组合。这些之中最决定性的是它们的介电性能并且此处是高平均介电常数(εav.),高的垂直于液晶分子指向矢的介电常数(ε),和特别地,相对高的这后两个值的比:(ε/Δε)。
一方面,优选地根据本发明的液晶介质的介电各向异性值为1.5或更大,优选为3.5,或更优选为4.5或更大。另一方面,其介电各向异性优选为26或更小。
优选根据本发明的液晶介质的垂直于指向矢的介电常数值一方面为2或更高,更优选为6或更高,且另一方面优选为20或更低。
优选地,根据本发明的液晶介质的介电比率(ε/Δε)优选为2.0或更小,更优选为1.5或更小,最优选为1.0或更小。
在一优选实施方案中,根据本发明的液晶介质的正介电各向异性优选在1.5或更大至20.0或更小的范围内,更优选在3.0或更大至8.0或更小的范围内,且最优选在4.0或更大至7.0或更小的范围内。
在可与上文提及的优选实施方案相同的一优选实施方案中,根据本发明的液晶介质的垂直于液晶分子的指向矢的介电常数(ε)为5.0或更大,更优选为6.0或更大,更优选为7.0或更大,更优选为8.0或更大,更优选为9.0或更大且最优选为10.0或更大。
本发明的液晶介质的介电各向异性为0.5或更大,优选为1.5或更大,且介电比率(ε/Δε)为2.0或更小,且包含
a)一种或多种式X化合物,优选呈1%至60%的范围内,更优选5%至40%的范围内,尤其优选8%至35%的范围内的浓度,
Figure BDA0003454034060000081
其中
R1X及R2X彼此独立地表示H、具有1至15个C原子的烷基,其中这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地以使得O原子彼此不直接连接的方式经-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CH-、
Figure BDA0003454034060000082
Figure BDA0003454034060000083
-O-、-CO-O-或-O-CO-替代,且其中一个或多个H原子可由卤素替代,且
R1X优选地表示优选具有1至7个C原子的烷基或烷氧基,具有2至7个C原子的烯基,更优选为具有2至5个C原子的烷基或烷氧基或具有2至5个C原子的烯基,
R2X或者且优选表示XX
Figure BDA0003454034060000091
Figure BDA0003454034060000092
在每次出现时相同或不同地表示选自以下基团的基团,
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及十氢化萘-2,6-二基组成的组,其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代,且其中一个或多个H原子可经F替代,
b)由1,4-亚苯基及2,6-亚萘基组成的组,其中一个或两个CH基团可经N替代,且另外,其中一个或多个H原子可经L替代,
c)由1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、噻吩-2,5-二基、硒吩-2,5-二基及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基组成的组,其各自可经L单取代或多取代,
d)由双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基及螺[3.3]庚烷-2,6-二基组成的组,其中一个或多个H原子可经F替代,
L各自相同或不同地指示卤素、氰基、具有1个至7个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧羰基,其中一个或多个H原子可经F或Cl取代,
ZX在每次出现时相同或不同地表示单键、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C(O)O-、-OC(O)-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-,
Y1表示Cl、CF3、CHF2、OCF3、CN或NCS,优选Cl、CF3或OCF3,更优选CF3或OCF3
Y2表示H、F、Cl、CF3,或CHF2,优选F,
优选Y1及Y2之一,优选Y1为CF3或OCF3且另一者表示H、F、Cl、CF3、OCF3或CHF2,且
XX表示F;Cl;CN:NCS;SF5;各自具有至多5个C原子的氟化烷基、烷氧基、烯基或烯氧基,优选为F、CF3、OCF3或NCS,且
n表示0、1或2,优选0或1,最优选1,和
一种或多种额外化合物,优选地选自根据以下条件b)至f)的化合物的组
b)一种或多种介电正性化合物,其选自式II及III的化合物的组,优选为介电各向异性各自大于3的化合物,优选为一种或多种式II化合物:
Figure BDA0003454034060000101
Figure BDA0003454034060000102
其中
R2表示具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选为烷基或烯基,
Figure BDA0003454034060000103
Figure BDA0003454034060000104
在每次出现时彼此独立地表示
Figure BDA0003454034060000105
Figure BDA0003454034060000111
Figure BDA0003454034060000112
优选
Figure BDA0003454034060000113
L21及L22表示H或F,优选L21表示F,
X2表示卤素、具有1至3个C原子的卤化烷基或烷氧基或具有2或3个C原子的卤化烯基或烯氧基,优选表示F、Cl、-OCF3、-O-CH2CF3、-O-CH=CH2、-O-CH=CF2或-CF3,非常优选表示F、Cl、-O-CH=CF2或-OCF3,m表示0、1、2或3,优选1或2且尤其优选2,
R3表示具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选为烷基或烯基,
Figure BDA0003454034060000114
Figure BDA0003454034060000115
在每次出现时彼此独立地为
Figure BDA0003454034060000116
Figure BDA0003454034060000121
Figure BDA0003454034060000122
优选
Figure BDA0003454034060000123
L31及L32彼此独立地表示H或F,优选L31表示F,
X3表示卤素、具有1至3个C原子的卤化烷基或烷氧基、或具有2或3个C原子的卤化烯基或烯氧基、F、Cl、-OCF3、-OCHF2、-O-CH2CF3、-O-CH=CF2、-O-CH=CH2或-CF3,非常优选F、Cl、-O-CH=CF2、-OCHF2或-OCF3
Z3表示-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-或单键,优选表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-或单键,且非常优选表示-COO-、反式-CH=CH-或单键,且
n表示0、1、2或3,优选表示1、2或3且尤其优选表示1,且
c)任选地,优选必须的,一种或多种介电中性化合物选自式IV及V的组:
Figure BDA0003454034060000131
Figure BDA0003454034060000132
其中
R41及R42彼此独立地具有上文在式II下关于R2所示的含义,优选R41表示烷基且R42表示烷基或烷氧基,或R41表示烯基且R42表示烷基,
Figure BDA0003454034060000133
Figure BDA0003454034060000134
彼此独立且若
Figure BDA0003454034060000135
出现两次,
则这些也彼此独立地表示
Figure BDA0003454034060000136
Figure BDA0003454034060000141
优选地
Figure BDA0003454034060000142
Figure BDA0003454034060000143
中的一种或多种
表示
Figure BDA0003454034060000144
Z41及Z42彼此独立地且若Z41出现两次,则这些基团也彼此独立地表示-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键,优选地其中的一或多者表示单键,及
p表示0、1或2,优选为0或1,及
R51及R52彼此独立地具有关于R41及R42所给定的含义之一,且优选表示具有1至7个C原子的烷基,优选为正烷基,尤其优选为具有1至5个C原子的正烷基;具有1至7个C原子的烷氧基,优选为正烷氧基,尤其优选为具有2至5个C原子的正烷氧基;具有2至7个C原子,优选具有2至4个C原子的烷氧基烷基、烯基或烯氧基,优选为烯氧基,
Figure BDA0003454034060000145
Figure BDA0003454034060000146
若存在,则各自彼此独立地表示
Figure BDA0003454034060000147
Figure BDA0003454034060000151
优选
Figure BDA0003454034060000152
优选
Figure BDA0003454034060000153
表示
Figure BDA0003454034060000154
及,若存在,
Figure BDA0003454034060000155
优选表示
Figure BDA0003454034060000156
Z51至Z53各自彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或单键,优选为-CH2-CH2-、-CH2-O-或单键,且尤其优选为单键,
i及j各自彼此独立地表示0或1,
(i+j)优选表示0、1或2,更优选表示0或1且最优选表示1。
d)又任选地,优选必须的,替代地或另外,一种或多种选自式VI至IX的组的介电负性化合物:
Figure BDA0003454034060000161
Figure BDA0003454034060000162
Figure BDA0003454034060000163
Figure BDA0003454034060000164
其中
R61表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基,优选为直链烷基,更优选为正烷基,最优选为丙基或戊基;具有2至7个C原子的未经取代的烯基,优选为直链烯基,尤其优选具有2至5个C原子;具有1至6个C原子的未经取代的烷氧基或具有2至6个C原子的未经取代的烯氧基,
R62表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基、具有1至6个C原子的未经取代的烷氧基或具有2至6个C原子的未经取代的烯氧基,且
l表示0或1,
R71表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基,优选为直链烷基,更优选为n-烷基,最优选为丙基或戊基;或具有2至7个C原子的未经取代的烯基,优选为直链烯基,尤其优选具有2至5个C原子,
R72表示具有1至7个C原子,优选具有2至5个C原子的未经取代的烷基;具有1至6个C原子,优选具有1、2、3或4个C原子的未经取代的烷氧基;或具有2至6个C原子,优选具有2、3或4个C原子的未经取代的烯氧基,且
Figure BDA0003454034060000171
表示
Figure BDA0003454034060000172
R81表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基,优选直链烷基,更优选正烷基,最优选丙基或戊基;或具有2至7个C原子的未经取代的烯基,优选直链烯基,尤其优选具有2至5个C原子,
R82表示具有1至7个C原子,优选具有2至5个C原子的未经取代的烷基;具有1至6个C原子,优选具有1、2、3或4个C原子的未经取代的烷氧基;或具有2至6个C原子,优选具有2、3或4个C原子的未经取代的烯氧基,
Figure BDA0003454034060000173
表示
Figure BDA0003454034060000174
优选
Figure BDA0003454034060000181
更优选
Figure BDA0003454034060000182
Z8表示-(C=O)-O-、-CH2-O-、-CF2-O-或-CH2-CH2-,优选为-(C=O)-O-或-CH2-O-,及
o表示0或1,
R91和R92彼此独立地具有上文关于R72所给出的含义,
R91优选表示具有2至5个C原子,优选具有3至5个C原子的烷基,
R92优选表示具有2至5个C原子的烷基或烷氧基,更优选具有2至4个C原子的烷氧基;或具有2至4个C原子的烯氧基。
Figure BDA0003454034060000183
表示
Figure BDA0003454034060000184
p及q彼此独立地表示0或1,且
(p+q)优选表示0或1,倘若
Figure BDA0003454034060000185
表示
Figure BDA0003454034060000186
则替代地,优选p=q=1。
e)任选地,优选必须的,一种或多种式B及/或式S化合物优选地选自式B-1及B-2、S-1及S-2的化合物的组,优选地呈1%至60%的范围内,更优选5%至40%的范围内,尤其优选8%至35%的范围内的浓度,
Figure BDA0003454034060000187
其中
Figure BDA0003454034060000191
表示
Figure BDA0003454034060000192
Figure BDA0003454034060000196
在每次出现时彼此独立地表示
Figure BDA0003454034060000193
优选
Figure BDA0003454034060000194
n表示1或2,优选1,
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选为烷基、烷氧基、烯基或烯氧基,更优选为烷基、烯基、烷氧基或烯氧基,且最优选为烷基,及
X1表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,后四个基团优选具有1至4个C原子,更优选为F、Cl、CF3或OCF3,及
Figure BDA0003454034060000195
其中
Figure BDA0003454034060000201
表示
Figure BDA0003454034060000202
Figure BDA0003454034060000203
在每次出现时彼此独立地表示
Figure BDA0003454034060000204
优选
Figure BDA0003454034060000205
n表示1或2,优选1,
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,优选为烷基、烷氧基、烯基或烯氧基,更优选为烷基、烯基、烷氧基或烯氧基,且最优选为烷基,及
X1表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,后四个基团优选具有1至4个C原子,更优选为F、Cl、CF3或OCF3,及
f)同样任选地,优选必须的,替代地或另外,一种或多种式I化合物:
Figure BDA0003454034060000206
其中
Figure BDA0003454034060000211
表示
Figure BDA0003454034060000212
Figure BDA0003454034060000221
表示
Figure BDA0003454034060000222
优选
Figure BDA0003454034060000223
n表示0或1,
R11及R12彼此独立地表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选为烷基、烷氧基、烯基或烯氧基,最优选为烷基、烷氧基或烯氧基,且R11替代地表示R1且R12替代地表示X1
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选为烷基或烯基,及
X1表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,后四个基团优选具有1至4个C原子,更优选为F、Cl、CF3或OCF3
从其中排除式B及式S的化合物。
本发明还涉及式X的化合物。
优选地,根据本申请的介质包含一种或多种式X化合物,其选自其子式X-1及X-2的优选化合物的组,
Figure BDA0003454034060000231
Figure BDA0003454034060000232
其中参数具有上文在式X下给出的各个含义且优选地
Figure BDA0003454034060000233
Figure BDA0003454034060000234
彼此独立地表示
Figure BDA0003454034060000235
优选
Figure BDA0003454034060000236
在一更优选实施方案中,根据本申请的介质包含一种或多种式X-1化合物,其选自其子式X-1-1至X-1-4的优选化合物的组,
Figure BDA0003454034060000237
Figure BDA0003454034060000241
Figure BDA0003454034060000242
Figure BDA0003454034060000243
其中参数具有上文所给出的各个含义。
在一更优选实施方案中,根据本申请的介质包含一种或多种式X-1化合物,其选自其子式X-2-1至X-2-6的优选化合物的组,
Figure BDA0003454034060000244
Figure BDA0003454034060000245
Figure BDA0003454034060000246
Figure BDA0003454034060000247
Figure BDA0003454034060000248
Figure BDA0003454034060000251
其中参数具有上文所给出的各个含义。
根据本申请的液晶介质优选具有向列相。
在整个本申请中且尤其针对R1烷基的定义意指烷基,其可为直链或支链。这些基团中的每一者优选为直链,且优选具有1、2、3、4、5、6、7或8个C原子,且因此优选为甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基或正庚基。
在烷基意指支链烷基的情况下,其优选意指2-烷基、2-甲基烷基或2-(2-乙基)-烷基,优选为2-丁基(=1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基,特别是2-甲基丁基、2-甲基丁氧基4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基及2-十二烷基。这些基团最优选为2-己基及2-辛基。
各个支链基团,尤其针对R1(其产生手性化合物)在本申请中还称为手性基团。尤其优选的手性基团为2-烷基、2-烷氧基、2-甲基烷基、2-甲基烷氧基、2-氟烷基、2-氟烷氧基、2-(2-乙炔(ethin))-烷基、2-(2-乙炔)-烷氧基、1,1,1-三氟-2-烷基及1,1,1-三氟-2-烷氧基。
举例而言,尤其优选的手性基团为2-丁基(=1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基,尤其为2-甲基丁基、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基已氧基、1-甲基已氧基、2-辛氧基、2-氧杂-3-甲基丁基、3-氧杂-4-甲基戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十二烷基、6-甲氧基辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛酰氧基、5-甲基庚氧基羰基、2-甲基丁酰氧基、3-甲基戊酰氧基、4-甲基己酰氧基、2-氯丙酰氧基、2-氯-3-甲基丁酰氧基、2-氯-4-甲基戊酰氧基、2-氯-3-甲基戊酰氧基、2-甲基-3-氧杂戊基、2-甲基-3-氧杂己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛氧基、2-氟癸氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛氧基。非常优选的为2-己基、2-辛基、2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基及1,1,1-三氟-2-辛氧基。
优选地,式B化合物选自式B-1及B-2的化合物的组:
Figure BDA0003454034060000261
Figure BDA0003454034060000262
其中
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选表示烷基或烯基,且
X1表示F、Cl、CN、NCS、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,后四个基团优选具有1至4个C原子,优选为F、Cl、CF3或OCF3,更优选为F、CF3或OCF3,且最优选为OCF3或CF3
优选地,式S化合物选自式S-1及S-2的化合物的组:
Figure BDA0003454034060000263
Figure BDA0003454034060000264
其中
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选表示烷基或烯基,且
X1表示F、Cl、CN、NCS、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,后四个基团优选具有1至4个C原子,优选为F、Cl、CF3或OCF3,更优选为F、CF3或OCF3,且最优选为OCF3或CF3
优选地式I化合物选自式I-1、I-2、I-3及I-4的化合物的组:
Figure BDA0003454034060000271
Figure BDA0003454034060000272
Figure BDA0003454034060000273
Figure BDA0003454034060000274
其中
R11及R12彼此独立地表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选表示烷基、烷氧基、烯基或烯氧基,最优选表示烷氧基或烯氧基,
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选表示烷基或烯基,且
X1表示F、Cl、CN、NCS、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,后四个基团优选具有1至4个C原子,优选为F、Cl、CF3或OCF3,更优选为F、CF3或OCF3,且最优选为OCF3或CF3
如文献(例如在诸如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[Methodsof Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart中的标准著作)中所描述,通式X的化合物由本身已知的方法制备,确切地说在已知及适用于该反应的反应条件下制备。可使用本身已知但未在此处更详细地提及的变型。
若需要,起始材料还可通过不将其从反应混合物分离而原位形成,但替代地紧接着将其进一步转化为通式X的化合物。
根据本发明的化合物的优选合成路径经展示于以下方案中且进一步通过工作实施例的手段来说明。该合成可通过选择适当的起始物质而适用于通式X的特定期望化合物。
方案1
Figure BDA0003454034060000281
其中参数R、Y1、Y2及X具有在上文式X下针对R1X、Y、Y及XX给出的各个含义,且Hal为卤素,优选为Br或I,且其中例如溴化物的卤化物的1,4-亚苯基部分可任选经一个或两个F原子取代。
方案2
Figure BDA0003454034060000282
其中参数R、Y1、Y2及X具有在上文式X下针对R1X、Y1、Y2及XX给出的各个含义。
方案3
Figure BDA0003454034060000291
其中参数R、Y1、Y2及X具有在上文式X下针对R1X、Y1、Y2及XX给出的各个含义,且Hal为卤素,优选为Br或I,其中溴化物的1,4-亚苯基部分可任选经一个或两个F原子取代。
方案4
Figure BDA0003454034060000292
其中参数R、Y1、Y2及X具有在上文式X下针对R1X、Y1、Y2及XX所给出的各个含义,且Hal为卤素,优选地为Br或I,其中溴化物的4,4’-亚苯基部分中的每一者可任选经一个、两个或更多个F原子取代。
本发明的另一目的为用于由优选遵循以上方案2及3中所描绘的合成途径的式1-卤基-2-Y2-3-Y1-4-X-苯基化合物合成式X化合物的方法。在合成的关键步骤中,建构嵌段1-卤基-2-Y2-3-Y1-4-X-苯基通过金属介导的偶合反应与酮反应得到对应叔醇,其随后脱水成可在以下步骤中经历氢化的相应苯乙烯衍生物。或者,使建构嵌段1-卤基-2-Y2-3-Y1-4-X-苯基优选在铃木偶合反应(Suzuki coupling reaction)中与芳族硼酸衍生物反应以得到也可经历氢化的相应联二苯衍生物。
所描述的反应应仅被视为说明性的。本领域技术人员可以实施所描述合成的相应变型,且还遵循其他适合的合成途径以便获得式X化合物。
通式X的化合物可用于液晶介质中。本发明因此还涉及一种包含两种或更多种液晶化合物的液晶介质,其包含一种或多种通式X的化合物。
本发明进一步涉及含有根据本发明的液晶介质的液晶显示器,特别是IPS或FFS显示器,特别优选FFS或SG-FFS显示器。
本发明进一步涉及包含液晶盒的IPS或FFS类型液晶显示器,所述液晶盒由两个基板(其中至少一个基板对光是透明的并且至少一个基板具有电极层)和位于所述基板之间的液晶介质的层组成,所述液晶介质包含聚合的组分和低分子量组分,其中聚合的组分可通过在液晶盒的基板之间的液晶介质中的一种或多种可聚合化合物的聚合获得,优选施加电压并且其中低分子量组分是上下文所描述的根据本发明的液晶混合物。
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)寻址,优选通过薄膜晶体管(TFT)的矩阵寻址。然而,根据本发明的液晶也可以有利的方式在具有其它已知寻址机构的显示器中使用。
本发明另外涉及一种制备根据本发明的液晶介质的方法,该方法通过将一种或多种式X化合物(优选选自式XA及XB的化合物的组)与一种或多种低分子量液晶化合物或液晶混合物且任选与其他液晶化合物及/或添加剂混合来进行。
上下文适用以下含义:
除非另有说明,术语“FFS”用于表示FFS和SG-FFS显示器。
术语“介晶基团”为本领域技术人员所已知并且描述于文献中,并且表示由于其吸引和排斥相互作用的各向异性,实质上有助于在低分子量或聚合型物质中引起液晶(LC)相的基团。含有介晶基团的化合物(介晶化合物)不必须本身具有液晶相。介晶化合物也可以仅在与其它化合物混合和/或在聚合之后展现出液晶相行为。典型的介晶基团例如为刚性棒状或盘状的单元。与介晶或液晶化合物相关使用的术语和定义的综述在PureAppl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出。
术语“间隔基团”或简称“间隔基”(在上下文中也被称为“Sp”)为本领域技术人员所已知并描述于文献中,参见例如Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。除非另有说明,上下文中术语“间隔基团”或“间隔基”表示在可聚合的介晶化合物中使介晶基团和可聚合基团彼此连接的柔性基团。
为了本发明的目的,术语“液晶介质”旨在表示包含液晶混合物和一种或多种可聚合化合物(例如反应性介晶)的介质。术语“液晶混合物”(或“主体混合物”)旨在表示仅由不可聚合的低分子量化合物,优选两种或更多种液晶化合物和任选的其它添加剂,例如手性掺杂剂或稳定剂组成的液晶混合物。
特别优选具有向列相(特别是在室温下)的液晶混合物和液晶介质。
在本发明的一优选实施方案中,液晶介质包含介电各向异性大于3的一种或多种正介电性化合物,其选自式II-1及II-2的化合物的组:
Figure BDA0003454034060000311
Figure BDA0003454034060000312
其中参数具有上文在式II下所指示的各个含义,且L23及L24彼此独立地表示H或F,优选L23表示F,及
Figure BDA0003454034060000321
具有对于
Figure BDA0003454034060000322
所给出的含义之一
且在式II-1及II-2的情况下,X2优选表示F或OCF3,尤其优选为F,且在式II-2的情况下,
Figure BDA0003454034060000323
Figure BDA0003454034060000324
彼此独立地优选表示
Figure BDA0003454034060000325
和/或选自式III-1和III-2的化合物:
Figure BDA0003454034060000326
Figure BDA0003454034060000327
其中参数具有式III中所给出的含义,
和根据本发明的介质可替代式III-1和/或III-2化合物地或除了式III-1和/或III-2化合物之外,包含一种或多种式III-3的化合物
Figure BDA0003454034060000328
其中参数具有以上所述各自含义,和参数L31和L32,彼此独立地和与其他参数独立地,表示H或F。
液晶介质优选包含选自式II-1和II-2化合物的化合物,其中L21和L22和/或L23和L24均表示F。
在一个优选的实施方案中,液晶介质包含选自式II-1和II-2的化合物的化合物,其中L21,L22,L23和L24所有表示F。
液晶介质优选包含一种或多种式II-1的化合物。式II-1化合物优选选自式II-1a至II-1e化合物,优选一种或多种式II-1a和/或II-1b和/或II-1d的化合物,优选式II-1a和/或II-1d或II-1b和/或II-1d的化合物,最优选式II-1d的化合物:
Figure BDA0003454034060000331
Figure BDA0003454034060000332
Figure BDA0003454034060000333
Figure BDA0003454034060000334
Figure BDA0003454034060000341
其中参数具有以上所述的各自含义,和L25和L26,彼此独立地和与其他参数独立地,表示H或F,和优选
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L23表示F。
液晶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-2k的化合物,优选一种或多种各为式II-2a和/或II-2h和/或II-2j的化合物:
Figure BDA0003454034060000342
Figure BDA0003454034060000351
Figure BDA0003454034060000361
其中参数具有以上所述各自含义,和L25至L28,彼此独立地表示H或F,优选L27和L28均表示H,特别优选L26表示H。
液晶介质优选包含选自式II-2a至II-2k化合物的化合物,其中L21和L22均表示F和/或L23和L24均表示F。
在一个优选的实施方案中,液晶介质包含选自式II-2a至II-2k化合物的化合物,其中L21,L22,L23和L24所有表示F。
尤其优选的式II-2化合物为以下式的化合物,特别优选式II-2a-1和/或II-2h-1和/或II-2k-2:
Figure BDA0003454034060000362
Figure BDA0003454034060000371
Figure BDA0003454034060000381
其中R2和X2具有以上所述含义,和X2优选表示F。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1化合物。式III-1化合物优选选自式III-1a至III-1j化合物,优选选自式III-1c,III-1f,III-1g和III-1j:
Figure BDA0003454034060000382
Figure BDA0003454034060000391
Figure BDA0003454034060000401
其中参数具有以上所给出的含义和优选其中参数具有以上所述各自含义,参数L33和L34,彼此独立地和与其他参数独立地,表示H或F,和参数L35和L36,彼此独立地和与其他参数独立地,表示H或F。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1c化合物,其优选选自式III-1c-1至III-1c-5化合物,优选式III-1c-1和/或III-1c-2,最优选式III-1c-1:
Figure BDA0003454034060000402
Figure BDA0003454034060000411
其中R3具有以上所述含义。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1f化合物,其优选选自式III-1f-1至III-1f-6化合物,优选式III-1f-1和/或III-1f-2和/或III-1f-3和/或III-1f-6,更优选式III-1f-3和/或III-1f-6,更优选式III-1f-6:
Figure BDA0003454034060000412
Figure BDA0003454034060000421
其中R3具有以上所述含义。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1g化合物,其优选选自式III-1g-1至III-1g-5化合物,优选式III-1g-3:
Figure BDA0003454034060000422
Figure BDA0003454034060000431
其中R3具有以上所述含义。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1h化合物,其优选选自式III-1h-1至III-1h-3化合物,优选式III-1h-3:
Figure BDA0003454034060000432
其中参数具有以上所给出的含义,和X3优选表示F。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1i化合物,其优选选自式III-1i-1和III-1i-2化合物,优选式III-1i-2:
Figure BDA0003454034060000433
Figure BDA0003454034060000441
其中参数具有以上所给出的含义,和X3优选表示F。
液晶介质优选包含一种或多种式III-1j化合物,其优选选自式III-1j-1和III-1j-2化合物,优选式III-1j-1:
Figure BDA0003454034060000442
其中参数具有以上所给出的含义。
液晶介质优选包含一种或多种式III-2化合物。式III-2化合物优选选自式III-2a和III-2b化合物,优选式III-2b:
Figure BDA0003454034060000443
其中参数具有以上所述各自含义,和参数L33和L34,彼此独立地和与其他参数独立地,表示H或F。
液晶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-6化合物:
Figure BDA0003454034060000451
其中R3具有以上所述含义。
液晶介质优选包含一种或多种式III-2b化合物,其优选选自式III-2b-1至III-2b-4化合物,优选III-2b-4:
Figure BDA0003454034060000461
其中R3具有以上所述含义。
替代式III-1和/或III-2化合物的或除式III-1和/或III-2化合物之外,根据本发明的介质可包含一种或多种式III-3化合物
Figure BDA0003454034060000462
其中参数具有以上式III中所述各自含义。
这些化合物优选选自式III-3a和III-3b:
Figure BDA0003454034060000463
Figure BDA0003454034060000471
其中R3具有以上所述含义。
根据本发明的液晶介质优选包含一种或多种具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物,优选选自式VI,VII,VIII和IX化合物。
本申请中,元素全部包括它们各自的同位素。特别地,化合物中的一个或多个H可被D替代,且这在某些实施方案中也是特别优选的。相应化合物的相应的高度氘化可以,例如检测和识别化合物。这在某些情况下非常有用,特别是在式I化合物的情况下。
本申请中,
alkyl特别优选表示直链烷基,特别地CH3-,C2H5-,n-C3H7-,n-C4H9-或n-C5H11-,和
alkenyl特别优选表示CH2=CH-,E-CH3-CH=CH-,CH2=CH-CH2-CH2-,E-CH3-CH=CH-CH2-CH2-或E-(n-C3H7)-CH=CH-。
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种式VI化合物,其选自式VI-1和VI-2化合物,优选一种或多种各为式VI-1的化合物和一种或多种式VI-2化合物,
Figure BDA0003454034060000472
其中参数具有以上式VI中所给出的各自含义,和优选式VI-1中R61和R62彼此独立地表示甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基(也或者戊氧基),优选乙氧基、丁氧基或戊氧基,更优选乙氧基或丁氧基和最优选丁氧基;
式VI-2中
R61优选表示乙烯基、1-E-丙烯基、丁-4-烯-1-基、戊-1-烯-1-基或戊-3-烯-1-基和n-丙基或n-戊基和
R62表示具有1-7个C原子的未取代烷基基团,优选具有2-5个C原子的,或优选是具有1-6个C原子的未取代烷氧基基团,特别优选具有2或4个C原子的,和最优选乙氧基,和
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种式VII化合物,其选自式VII-1至VII-3化合物,优选一种或多种各为式VII-1的化合物和一种或多种式VII-2化合物,
Figure BDA0003454034060000481
其中参数具有以上式VII中所给出的各自含义,和优选
R71表示乙烯基、1-E-丙烯基、丁-4-烯-1-基、戊-1-烯-1-基或戊-3-烯-1-基、n-丙基或n-戊基和
R72表示具有1-7个C原子的未取代烷基基团,优选具有2-5个C原子的,或优选是具有1-6个C原子的未取代烷氧基基团,特别优选具有2或4个C原子的,和最优选乙氧基。
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种式VI-1化合物,其选自以下化合物:
Figure BDA0003454034060000491
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种式VI-2化合物,选自以下化合物:
Figure BDA0003454034060000492
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种式VII-1化合物,其选自以下化合物:
Figure BDA0003454034060000493
Figure BDA0003454034060000501
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种式VII-2化合物,其选自以下化合物:
Figure BDA0003454034060000502
除了式B或其优选的子式化合物,根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式VI和VII化合物的介电负性化合物,优选总浓度为5%或更大到90%或更小,优选10%或更大到80%或更小,特别优选20%或更大到70%或更小。
在本发明的优选实施方案中,各种情况下根据本发明的介质包含一种或多种选自式VIII-1至VIII-3化合物的式VIII化合物,优选一种或多种各为式VIII-1的化合物和/或一种或多种式VIII-3化合物,
Figure BDA0003454034060000511
其中参数具有以上式VIII中所给出的各自含义,和优选
R81表示乙烯基、1-E-丙烯基、丁-4-烯-1-基、戊-1-烯-1-基或戊-3-烯-1-基、乙基、n-丙基或n-戊基、烷基,优选乙基、n-丙基或n-戊基和
R82表示具有1-7个C原子的未取代烷基基团,优选具有1-5个C原子的,或具有1-6个C原子的未取代烷氧基基团。
式VIII-1和VIII-2中,R82优选表示具有2或4个C原子的烷氧基和,最优选乙氧基和式VIII-3中其优选表示烷基,优选甲基、乙基或n-丙基,最优选甲基。
在一另外优选实施方案中,介质包含一种或多种式IV化合物,优选为式IVa化合物
Figure BDA0003454034060000512
其中
R41表示具有1-7个C原子的未取代烷基基团或具有2-7个C原子的未取代烯基基团,优选n-烷基基团,特别优选具有2,3,4或5个C原子,和
R42表示具有1-7个C原子的未取代烷基基团,具有2-7个C原子的未取代烯基基团,或具有1-6个C原子的未取代烷氧基基团(均优选具有2-5个C原子),优选具有2,3或4个C原子的未取代烯基基团,更优选乙烯基基团或1-丙烯基基团和特别地乙烯基基团。
在特别优选的实施方案中,所述介质包含一种或多种式IV-1至IV-4化合物的式IV化合物,优选式IV-1,
Figure BDA0003454034060000521
其中
alkyl和alkyl'彼此独立地表示具有1-7个C原子的烷基,优选具有2-5个C原子的,
alkenyl和alkenyl'彼此独立地表示具有2-5个C原子的烯基基团,优选具有2-4个C原子的,特别优选2个C原子,
alkenyl'优选表示具有2-5个C原子的烯基基团,优选具有2-4个C原子,特别优选具有2至3个C原子,和
alkoxy表示具有1-5个C原子的烷氧基,优选具有2-4个C原子的。
在特别优选的实施方案中,根据本发明的介质包含一种或多种式IV-1化合物和/或一种或多种式IV-2化合物。
在进一步优选的实施方案中,介质包含一种或多种式V化合物。
根据本发明的介质优选以所述总浓度包含以下化合物:
1-60重量%的选自式X化合物的组的一种或多种化合物,及
1-60重量%的选自式B化合物的组的一种或多种化合物,及
0-60重量%的一种或多种式I化合物,其优选选自式I-1及I-2的化合物的组,最优选为式I-2的化合物,及/或
5-60重量%的一种或多种式II化合物,优选选自式II-1及II-2的化合物的组,及/或
5-25重量%的一种或多种式III化合物,及/或
5-45重量%的一种或多种式IV化合物,及/或
5-25重量%的一种或多种式V化合物,及/或
5-25重量%的一种或多种式VI化合物,及/或
5-20重量%的一种或多种式VII化合物,及/或
5-30重量%一种或多种式VIII化合物,优选选自式VIII-1及VIII-2的化合物的组,及/或
0-60重量%的一种或多种式IX化合物
其中介质中所存在的所有式X化合物、式B化合物及式I至IX的化合物优选为95%或更大,更优选为97%或更大,且最优选为100%。
后一情况适用于根据本申请的所有介质。
在另一优选实施方案中,除式X或其优选子式的化合物及式II及/或III及/或VI及/或VII及/或VIII及/或IX及/或I及/或B的化合物以外,根据本发明的介质优选包含选自式IV及V的化合物的组的一种或多种介电中性化合物,其总浓度优选在5%或更大至90%或更小,优选10%或更大至80%或更小,尤其优选20%或更大至70%或更小的范围内。
在一尤其优选实施方案中,根据本发明的介质包含
一种或多种式X化合物,其总浓度在3%或更大至50%或更小的范围内,优选在5%或更大至30%或更小的范围内,及
一种或多种式B化合物,其总浓度在3%或更大至50%或更小的范围内,优选在5%或更大至30%或更小的范围内,及
一种或多种式I化合物,其总浓度在3%或更大至50%或更小的范围内,优选在5%或更大至30%或更小的范围内,及/或
一种或多种式II化合物,其总浓度在5%或更大至50%或更小范围内,优选在10%或更大至40%或更小范围内,及/或
一种或多种式VII-1化合物,其总浓度在5%或更大至30%或更小的范围内,及/或
一种或多种式VII-2化合物,其总浓度在3%或更大至30%或更小的范围内。
优选地,根据本发明的介质中式X化合物的浓度在1%或更大至60%或更小,更优选5%或更大至40%或更小,最优选8%或更大至35%或更小的范围内。
优选地,根据本发明的介质中的式B化合物的浓度在1%或更大至60%或更小,更优选5%或更大至40%或更小,最优选8%或更大至35%或更小的范围内。
优选地,根据本发明的介质中式S化合物的浓度在1%或更大至60%或更小,更优选5%或更大至40%或更小,最优选8%或更大至35%或更小的范围内。
在本发明的一优选实施方案中,根据本发明的介质中式I化合物的浓度在1%或更大至60%或更小,更优选5%或更大至40%或更小,最优选8%或更大至35%或更小的范围内。
在本发明的一优选实施方案中,该介质中的式II化合物的浓度在3%或更大至60%或更小、更优选5%或更大至55%或更小、更优选10%或更大至50%或更小,且最优选15%或更大至45%或更小的范围内。
在本发明的一优选实施方案中,介质中式VII化合物的浓度在2%或更大至50%或更小,更优选5%或更大至40%或更小,更优选10%或更大至35%或更小,且最优选15%或更大至30%或更小的范围内。
在本发明的一优选实施方案中,介质中的式VII-1化合物的浓度在1%或更大至40%或更小、更优选2%或更大至35%或更小,或替代地15%或更大至25%或更小的范围内。
在本发明的一优选实施方案中,若存在,则介质中式VII-2化合物的浓度在1%或更大至40%或更小、更优选5%或更大至35%或更小,且最优选10%或更大至30%或更小的范围内。
本发明还涉及含有根据本发明的液晶介质的电光显示器或电光组件。优选为基于VA、ECB、IPS或FFS效应,优选基于VA、IPS或FFS效应的电光显示器,且特别是借助于有源矩阵式寻址装置寻址的那些。
因此,本发明同样涉及根据本发明的液晶介质在电光显示器中或在电光组件中的用途,且涉及用于制备根据本发明的液晶介质的方法,其特征在于使一种或多种式B化合物与一种或多种式I化合物,优选与一种或多种子式I-1及/或I-2的化合物,优选式I-2的化合物及/或一种或多种式II化合物,优选与一种或多种子式II-1及/或II-2的化合物及一种或多种式VII化合物,优选与一种或多种子式VII-1及/或VII-2的化合物,尤其优选与来自两个或更多个,优选来自三个或更多个其不同式且非常优选来自所有四个这些式II-1、II-2、VII-1及VII-2及一种或多种其他化合物(优选选自式IV及V的化合物的组),更优选与一种或多种式IV及式V两者的化合物混合。
在另一优选实施方案中,该介质包含一种或多种选自式IV-2及IV-3的化合物的组的式IV化合物,
Figure BDA0003454034060000551
其中
alkyl和alkyl',彼此独立地表示具有1-7个C原子的烷基,优选具有2-5个C原子的,
alkoxy表示具有1-5个C原子的烷氧基,优选具有2-4个C原子的。
在进一步优选的实施方案中,所述介质包含一种或多种选自式V-1和V-2,优选式V-1化合物的式V化合物,
Figure BDA0003454034060000561
其中参数具有以上式V中所给出的含义,和优选
R51表示具有1-7个C原子的烷基或具有2-7个C原子的烯基,和
R52表示具有1-7个C原子的烷基,具有2-7个C原子的烯基或具有1-6个C原子的烷氧基,优选烷基或烯基,特别优选烷基。
在进一步优选的实施方案中,所述介质包含一种或多种选自式V-1a和V-1b化合物的式V-1化合物,
Figure BDA0003454034060000562
其中
alkyl和alkyl',彼此独立地表示具有1-7个C原子的烷基,优选具有2-5个C原子的,和
alkenyl表示具有2-7个C原子的烯基,优选具有2-5个C原子的。
此外,本发明涉及一种降低液晶介质双折射波长色散的方法,所述液晶介质包含一种或多种式II化合物,任选的一种或多种选自式VII-1和VII-2化合物的化合物和/或一种或多种式IV化合物和/或一种或多种式V化合物,特征在于将一种或多种式B化合物用于该介质。
除式X、B及I至IX的化合物以外,还可呈现其它成分,例如呈作为整体的混合物的至多45%,但优选至多35%,特别是至多10%的量。
根据本发明的介质还可任选地包含介电正性组分,其总浓度以整个介质计优选为20%或更小,更优选为10%或更小。
在一优选实施方案中,以混合物整体计,根据本发明的液晶介质总计包含
1%或更大至20%或更小,优选2%或更大至15%或更小,尤其优选3%或更大至12%或更小的式X化合物,及/或
1%或更大至20%或更小,优选2%或更大至15%或更小,尤其优选3%或更大至12%或更小的式B化合物,及/或
1%或更大至20%或更小,优选2%或更大至15%或更小,尤其优选3%或更大至12%或更小的式S化合物,及/或
1%或更大至20%或更小,优选2%或更大至15%或更小,尤其优选3%或更大至12%或更小的式I化合物,及/或
20%或更大至50%或更小,优选25%或更大至45%或更小,尤其优选30%或更大至40%或更小的式II及/或III的化合物,及/或
0%或更大至35%或更小,优选2%或更大至30%或更小,尤其优选3%或更大至25%或更小的式IV及/或V的化合物,及/或
5%或更大至50%或更小、10%或更大至45%或更小、优选15%或更大至40%或更小的式VI及/或VII及/或VIII及/或IX的化合物。
根据本发明的液晶介质可包含一种或多种手性化合物。
本发明的尤其优选实施方案满足以下条件中的一或多者,
其中首字母缩略词(缩写)解释于表A至C中且以表D中的实例说明。
优选地,根据本发明的介质满足以下条件中的一或多者。
i.液晶介质的双折射率为0.060或更大,尤其优选0.070或更大。
ii.液晶介质的双折射率为0.200或更小,尤其优选为0.180或更小。
iii.液晶介质的双折射率在0.090或更大至0.160或更小的范围内。
iv.液晶介质包含一种或多种尤其优选的式X化合物,优选选自(子)式X-1及X-2,最优选为(子)式X-1-1及/或X-2-2及/或X-2-3及/或X-2-4及/或X-2-5的化合物。
v.液晶介质包含一种或多种尤其优选的式B化合物,优选选自(子)式B-1及B-2,最优选为(子)式B-2的化合物。
vi.液晶介质包含一种或多种尤其优选的式S化合物,优选地选自(子)式S-1及式S-2,最优选为(子)式S-2。
vii.液晶介质包含一种或多种尤其优选的式I化合物,优选选自(子)式I-1及I-2,最优选为(子)式I-2的化合物。
viii.式II化合物在整体混合物中的总浓度为25%或更大,优选为30%或更大,且优选在25%或更大至49%或更小的范围内,尤其优选在29%或更大至47%或更小的范围内,且非常尤其优选在37%或更大至44%或更小的范围内。
ix.液晶介质包含一种或多种选自下式化合物的组的式IV化合物:CC-n-V及/或CC-n-Vm及/或CC-V-V及/或CC-V-Vn及/或CC-nV-Vn,尤其优选为CC-3-V,其浓度优选为至多60%或更小,尤其优选为至多50%或更小;及任选地另外的CC-3-V1,其浓度优选为至多15%或更小;及/或CC-4-V,其浓度优选为至多40%或更小,尤其优选为至多30%或更小。
x.该介质包含式CC-n-V,优选式CC-3-V的化合物,其浓度优选为1%或更大至60%或更小,浓度更优选为3%或更大至35%或更小。
xi.在整体混合物中式CC-3-V的化合物的总浓度优选为15%或更小,优选为10%或更小或20%或更大,优选为25%或更大。
xii.式Y-nO-Om化合物在整体混合物中的总浓度为2%或更大至30%或更小,优选为5%或更大至15%或更小。
xiii.在整体混合物中式CY-n-Om化合物的总浓度为5%或更大至60%或更小,优选为15%或更大至45%或更小。
xiv.式CCY-n-Om及/或CCY-n-m的化合物,优选式CCY-n-Om化合物在整体混合物中的总浓度为5%或更大至40%或更小,优选1%或更大至25%或更小。
xv.在整体混合物中式CLY-n-Om化合物的总浓度为5%或更大至40%或更小,优选为10%或更大至30%或更小。
xvi.液晶介质包含一种或多种式IV,优选式IV-1及/或IV-2的化合物,其总浓度优选为1%或更大,特别是2%或更大且非常特别优选3%或更大至50%或更小,优选35%或更小。
xvii.液晶介质包含一种或多种式V,优选式V-1及/或V-2的化合物,其总浓度优选为1%或更大,特别是2%或更大,且非常特别优选为15%或更大至35%或更小,优选至30%或更小。
xviii.在整体混合物中式CCP-V-n,优选CCP-V-1的化合物的总浓度优选为5%或更大至30%或更小,优选为15%或更大至25%或更小。
xix.式CCP-V2-n,优选CCP-V2-1的化合物在整体混合物中的总浓度优选为1%或更大至15%或更小,优选为2%或更大至10%或更小。
本发明另外涉及一种具有基于VA、ECB、IPS、FFS或UB-FFS效应的有源矩阵寻址的电光显示器,其特征在于其含有根据本发明的液晶介质作为介电质。
液晶混合物的向列相范围优选具有至少70度的宽度。
旋转粘度γ1优选为350mPa·s或更小,优选为250mPa·s或更小,且尤其为150mPa·s或更小。
根据本发明的混合物适用于使用介电正性液晶介质的所有IPS及FFS-TFT应用,诸如SG-FFS。
根据本发明的液晶介质优选几乎完全由4至15种,特别是,5至12种且尤其优选10种或更少化合物组成。这些化合物优选选自式X、B、I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII及IX的化合物的组。
根据本发明的液晶介质还可任选地包含超过18种化合物。在此情况下,其优选包含18至25种化合物。
在一个优选实施方案中,根据本发明的液晶介质主要包含不含氰基的化合物,优选基本上由其组成且最优选几乎完全由其组成。
在一优选实施方案中,根据本发明的液晶介质包含选自式X、B、I、II及II、IV及V及VI至IX的化合物的组,优选选自式XA、XB、B-1、B-2、I-1、I-2、II-1、II-2、III-1、III-2、IV、V、VII-1、VII-2、VIII及IX的化合物的组的化合物;其优选主要由所述式的化合物组成,尤其优选基本上由其组成且非常尤其优选几乎完全由其组成。
根据本发明的液晶介质在各情况下优选于至少-10℃或更低至70℃或更高,尤其优选为-20℃或更低至80℃或更高,非常尤其优选为-30℃或更低至85℃或更高且最优选为-40℃或更低至90℃或更高具有向列相。
此处表述“具有向列相”在一方面意指在低温下在相应的温度下未观察到近晶相和结晶,和在另一方面在从向列相加热时未发生清亮。在低温下的研究是在相应温度下流量式粘度计中进行,且通过在盒厚度对应于电光应用的测试盒中储存至少100小时进行检验。如果在相应的测试盒中在-20℃的温度下的储存稳定性为1000h或更长,则该介质被视为在该温度下稳定。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。
在一个优选的实施方案中,根据本发明的液晶介质的特征在于在适中至低范围的光学各向异性值。双折射率值优选为0.075或更大至0.130或更小,特别优选0.085或更大至0.120或更小和非常特别优选0.090或更大至0.115或更小。
在此实施方案中,根据本发明的液晶介质具有正介电各向异性及相对较高的介电各向异性Δε绝对值,其优选在2.0或更大至20或更小,更优选至15或更小,更优选3.0或更大至10或更小,尤其优选4.0或更大至9.0或更小且非常尤其优选4.5或更大至8.0或更小范围内。
根据本发明的液晶介质优选具有相对较低的阈值电压(V0)值,其在1.0V或更高至5.0V或更低、优选至2.5V或更低、优选1.2V或更高至2.2V或更低、尤其优选1.3V或更高至2.0V或更低范围内。
在一另外优选实施方案中,根据本发明的液晶介质优选具有相对较高的平均介电常数(εav.≡(ε║+2ε)/3)值,其优选在8.0或更高至25.0或更低,优选8.5或更高至20.0或更低,再更优选9.0或更高至19.0或更低,尤其优选10.0或更高至18.0或更低且非常尤其优选11.0或更高至16.5或更低的范围内。
另外,根据本发明的液晶介质在液晶盒中具有高的VHR值。
在20℃下新鲜填充的盒中,在盒中,这些介质的VHR值为大于或等于95%,优选大于或等于97%,特别优选大于或等于98%和非常特别优选大于或等于99%,和在100℃下于炉中5分钟之后,在盒中,这些值为大于或等于90%,优选大于或等于93%,特别优选大于或等于96%和非常特别优选大于或等于98%。
通常,此处具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质相比具有更高寻址电压或阈值电压的那些具有更低的VHR,并且反之亦然。
各物理性能的这些优选值在各种情况下也优选通过根据本发明的介质彼此结合来保持。
本申请中,术语“化合物(compound)”,也写作“一种或多种化合物(compound(s))”,既指单一的也指多种的化合物,除非另有明确说明。
在一个优选的实施方案中,根据本发明的液晶介质包含
一种或多种式X化合物,及
一种或多种式B化合物,优选选自式CB-n-F、CB-n-OT、CB-n-T、LB-n-F、LB-n-OT及LB-n-T的组,更优选选自式CB-n-OT、CB-n-T、LB-n-OT及LB-n-T的组,优选选自式CB-n-OT、CB-n-T的组,及/或
一种或多种式I化合物,优选选自式B-nO-Om、B(S)-nO-Om、B-nO-OT、B-nO-T、B-n-OT及B-n-F的组,更优选选自式B-nO-OT、B-nO-T、B-n-OT及B-n-F的组,及/或
一种或多种式II化合物,优选选自式PUQU-n-F、CDUQU-n-F、APUQU-n-F及PGUQU-n-F的组,及/或
一种或多种式III化合物,优选选自式CCP-n-OT、CGG-n-F及CGG-n-OD的组,及/或
一种或多种式IV及/或V的化合物,优选选自式CC-n-V、CCP-n-m、CCP-V-n、CCP-V2-n及CGP-n-n的组,及/或
一种或多种式VI化合物,优选选自式Y-n-Om、Y-nO-Om及/或CY-n-Om的组,优选选自式Y-3-O1、Y-4O-O4、CY-3-O2、CY-3-O4、CY-5-O2及CY-5-O4的化合物的组,及/或
任选地,优选强制性地,一种或多种式VII-1化合物,其优选选自式CCY-n-m及CCY-n-Om,优选式CCY-n-Om的化合物的组,优选选自式CCY-3-O2、CCY-2-O2、CCY-3-O1、CCY-3-O3、CCY-4-O2、CCY-3-O2及CCY-5-O2的化合物的组,及/或
任选地,优选强制性地,一种或多种式VII-2,优选式CLY-n-Om的化合物,其优选选自式CLY-2-O4、CLY-3-O2、CLY-3-O3的化合物的组,及/或
一种或多种式VIII化合物,优选地选自式CZY-n-On及CCOY-n-m的组,及/或
一种或多种式IX化合物,优选选自式PYP-n-m、PYP-n-mVl及PYP-n-mVl的组,优选选自式PYP-2-3、PYP-2-4、PYP-2-5、PYP-2-V及PYP-2-2V1的组,及/或
一种或多种选自式PGP-n-m、PGP-n-V、PGP-n-Vm、PGP-n-mV及PGP-n-mVl的组,优选选自式PGP-2-3、PGP-2-4、PGP-2-5、PGP-1-V、PGP-2-V及PGP-2-2V1的组的化合物,及/或
任选地,优选强制性地,一种或多种式IV化合物,优选选自式CC-n-V、CC-n-Vm、CC-n-mVl及CC-nV-Vm,优选CC-3-V、CC-3-V1、CC-4-V、CC-5-V、CC-3-2V1及CC-V-V的化合物的组,尤其优选选自化合物CC-3-V、CC-3-V1、CC-4-V、CC-3-2V1及CC-V-V的组,非常尤其优选为化合物CC-3-V,及任选地另外为化合物CC-4-V及/或CC-3-V1及/或CC-3-2V1及/或CC-V-V,及/或
任选地优选强制性地地为一种或多种式V化合物,优选选自式CCP-V-1及/或CCP-V2-1的组。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,根据本发明的介质包含一种或多种式IX的化合物,
式IX化合物,也高度适用作液晶混合物中的稳定剂,尤其是在p=q=1和环A9=1,4-亚苯基的情况下。特别地,它们稳定了混合物抵抗UV曝露的VHR。
在一个优选的实施方案中,根据本发明的介质包含一种或多种选自一种或多种式IX-1至IX-4化合物的式IX化合物,非常特别优选式IX-1至IX-3,
Figure BDA0003454034060000631
其中参数具有式IX中所给出的含义。
在进一步优选的实施方案中,所述介质包含一种或多种式IX-3的化合物,优选式IX-3-a,
Figure BDA0003454034060000641
其中
alkyl和alkyl',彼此独立地表示具有1-7个C原子的烷基,优选具有2-5个C原子的。
在式IX化合物用于根据本申请液晶介质的情况下,它们优选以20%或更小的浓度存在,更优选10%或更小和最优选5%或更小和对于各个即(同系(homologous))化合物优选浓度为10%或更小和更优选5%或更小。
对于本发明,应用以下定义以说明组合物的组成,除非在各个情况下另有指明:
-“包含”:组合物中讨论中的成分浓度优选5%或更大,特别优选10%或更大,非常特别优选20%或更大,
-“主要由……组成”:组合物中讨论中的成分浓度优选50%或更大,特别优选55%或更大和非常特别优选60%或更大,
-“基本上由……组成”:组合物中讨论中的成分浓度优选80%或更大,特别优选90%或更大和非常特别优选95%或更大,和
-“实质上完全由……组成”:组合物中讨论中的成分浓度优选98%或更大,特别优选99%或更大和非常特别优选100.0%。
这既适用于作为具有其成分(其可以是组分和化合物)的组合物的介质,并且也适用于具有其成分(化合物)的组分。只有当涉及相对于作为整体的介质的各个化合物的浓度时,术语“包含”意指:讨论中的化合物的浓度优选1%或更大,特别优选2%或更大,非常特别优选4%或更大。
对于本发明,“≤”意指小于或等于,优选小于,和“≥”意指大于或等于,优选大于。
对于本发明,
Figure BDA0003454034060000651
表示反式-1,4-亚环己基,
Figure BDA0003454034060000652
表示顺式-1,4-亚环己基及反式-1,4-亚环己基的混合物,
Figure BDA0003454034060000653
Figure BDA0003454034060000654
表示1,4-亚苯基。
对于本发明,表述“介电正性化合物”意指具有Δε>1.5的化合物,表述“介电中性化合物”意指其中-1.5≤Δε≤1.5的那些和表述“介电负性化合物”意指其中Δε<-1.5的那些。此处化合物的介电各向异性通过将10%的化合物溶解于液晶主体中并且在1kHz下在至少一个具有垂面表面配向和具有沿面表面配向的具有20μm盒厚度的测试盒中测量所得混合物在每种情况下的电容而测定。测量电压通常为0.5V至1.0V,但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化合物的主体混合物为ZLI-4792并且用于介电负性化合物的主体混合物为ZLI-2857,二者均来自Merck KGaA,德国。待研究各化合物的值由在添加待研究化合物之后主体混合物的介电常数的变化并且外推至100%所采用的化合物而获得。以10%的量将待研究化合物溶解于主体混合物中。如果物质的溶解度对于该目的太低,则逐步将浓度减半直到研究可在期望的温度下进行。
如果必要,根据本发明的液晶介质也可以通常的量包含其它添加剂,例如稳定剂和/或多色性染料,例如二色性染料和/或手性掺杂剂。所采用的这些添加剂的量优选总计为0%或更大至10%或更小,基于整个混合物的量计,特别优选0.1%或更大至6%或更小。所采用的各化合物的浓度优选0.1%或更大至3%或更小。当指定液晶介质中液晶化合物的浓度和浓度范围时,通常不考虑这些和类似添加剂的浓度。
在一个优选的实施方案中,根据本发明的液晶介质包含聚合物前体,所述聚合物前体包含一种或多种反应性化合物,优选反应性介晶,并且如果需要也以通常的量进一步包含其他添加剂,例如聚合引发剂和/或聚合缓和剂。基于整个混合物的量计,所采用的这些添加剂的量总计为0%或更大至10%或更小,优选0.1%或更大至2%或更小。当指定液晶介质中液晶化合物的浓度和浓度范围时,不考虑这些和类似添加剂的浓度。
所述组合物由多种化合物组成,优选3种或更多种至30种或更少种,特别优选6种或更多种至20种或更少种和非常特别优选10种或更多种至16种或更少种化合物,它们以常规的方式混合。通常,将所期望量的以较少量使用的组分溶解于组成混合物主要成分的组分中。这有利地在升高的温度下进行。如果所选择的温度高于主要成分的清亮点,则特别容易观察到溶解操作完成。然而,也可以其它常规的方式制备液晶混合物,例如使用预混合或由所谓的“多瓶体系”制备。
根据本发明的混合物展现出具有65℃或更高的清亮点的非常宽的向列相范围,非常有利的电容阈值,相对高的保持率值以及同时在-30℃和-40℃下非常良好的低温稳定性。此外,根据本发明的混合物的特征在于低的旋转粘度γ1
对本领域技术人员不言而喻的是用于VA、IPS、FFS或PALC显示器的根据本发明的介质还可以包含其中例如H,N,O,Cl,F已被相应同位素替代的化合物。
根据本发明的液晶显示器的结构对应于一般的几何结构,如例如EP-A 0 240 379中所描述的。
根据本发明的液晶相可通过适合的添加剂以它们可在迄今所公开的任何类型例如IPS和FFS LCD显示器中使用的方式变化。
下表E指出了可添加至根据本发明的混合物中的可能的掺杂剂。如果混合物包含一种或多种掺杂剂,则其(它们)以0.01%至4%,优选0.1%至1.0%的量采用。
例如,可以优选0.01%至6%、特别地0.1%至3%的量添加至根据本发明的混合物中的稳定剂示于下表F中。
为了本发明的目的,除非另有明确说明,所有浓度以重量百分比表示,且除非另有明确说明,所有浓度相对于作为整体的相应混合物或相对于还是作为整体的混合物组分。上下文中,术语“混合物”描述的是液晶介质。
除非另有明确说明,本申请中所述所有温度的值,例如熔点T(C,N),从近晶(S)相到向列(N)相的转变T(S,N)以及清亮点T(N,I),以摄氏温度(℃)表示并且所有的温度差异相应地以差示度(°或度)表示。
对于本发明,术语“阈值电压”指的是电容性阈值(V0),也称为Freedericks-阈值,除非另外明确说明。
所有物理性能是并且已经依据“Merck Liquid Crystals,Physical Propertiesof Liquid Crystals”,Status 1997年11月,Merck KGaA(德国)测定的,并且适用于温度20℃,且Δn在436nm、589nm和633nm下测定,和Δε在1kHz下测定,除非每种情形下另有明确说明。
电光性能,例如阈值电压(V0)(电容性测量)(这是切换行为)是在Merck Japan生产的测试盒中测量的。所述测量盒具有钠钙玻璃基板并且在具有聚酰亚胺配向层的ECB或VA配置中构造(具有稀释剂**26的SE-1211(混合比1:1),均来自Nissan Chemicals,日本),其已彼此垂直摩擦并且影响液晶的垂面配向。透明的、几乎正方形的ITO电极的表面积为1cm2
除非另有说明,不将手性掺杂剂添加至所使用的液晶混合物中,但后者也特别适用于其中这种类型的掺杂是必需的应用中。
旋转粘度使用旋转永久磁体方法测量并且流动粘度在改进的乌氏粘度计中测量。对于液晶混合物ZLI-2293、ZLI-4792和MLC-6608(所有都是来自Merck KGaA,Darmstadt,德国的产品),在20℃下测定的旋转粘度值分别为161mPa·s,133mPa·s和186mPa·s,和流动粘度值(ν)分别为21mm2·s-1,14mm2·s-1和27mm2·s-1
对于实际目的,材料的色散(dispersion)可方便地以以下方式表征,除非另有明确说明,其在整个申请中使用。双折射率值在20℃的温度下在几个固定波长下使用改进的阿贝折射计测定,其中垂面配向的表面在棱镜的侧面上与材料接触。双折射率值在436nm(低压汞灯的各所选光谱线)、589nm(钠“D”线)和633nm(HE-Ne激光器的波长,该激光器与衰减器/扩散器组合使用以防止对观察者的眼睛造成伤害)的特定波长值下测定。在下表中,Δn在589nm处给出和Δ(Δn)作为Δ(Δn)=Δn(436nm)-Δn(633nm)给出。
除非另有明确说明,使用以下符号:
V0阈值电压,电容性[V],在20℃下,
ne在20℃和589nm下测量的非寻常折射率,
no在20℃和589nm下测量的寻常折射率,
Δn在20℃和589nm下测量的光学各向异性,
λ波长λ[nm],
Δn(λ)在20℃和波长λ下测量的光学各向异性,
Δ(Δn)光学各向异性的变化,定义为:
Δn(20℃,436nm)-Δn(20℃,633nm),
Δ(Δn*)“光学各向异性的相对变化”,定义为:
Δ(Δn)/Δn(20℃,589nm),
ε在20℃和1kHz下垂直于指向矢的电介质极化率,
ε||在20℃和1kHz下平行于指向矢的电介质极化率,
Δε在20℃和1kHz下的介电各向异性,
T(N,I)或clp.清亮点[℃],
ν在20℃下测量的流动粘度[mm2·s-1],
γ1在20℃下测量的旋转粘度[mPa·s],
k11弹性常数,在20℃下“斜展”变形[pN],
k22弹性常数,在20℃下“扭曲”变形[pN],
k33弹性常数,在20℃下“弯曲”变形[pN],
LTS在测试盒中测量的,相的低温稳定性,
VHR电压保持率,
ΔVHR电压保持率的降低,和
Srel VHR的相对稳定性,
以下实施例解释了本发明,而不是限制它。然而,它们向本领域技术人员显示了使用优选待采用的化合物和其各自浓度以及其彼此组合的优选混合物构思。此外,实施例阐明了可获得的性能和性能组合。
对于本发明和在以下实施例中,液晶化合物的结构通过缩略词表示,根据下表A至C转成化学式。所有基团CnH2n+1,CmH2m+1和ClH2l+1或CnH2n,CmH2m和ClH2l为直链烷基基团或亚烷基基团,各种情况下各自具有n,m和l个C原子。优选地,n,m和l彼此独立地为1,2,3,4,5,6或7。表A显示了化合物核的环要素的代码,表B列举了桥接单元,和表C列举了分子左手和右手端基的符号含义。缩略词由具有任选连接基团的环要素的代码,之后是第一连字符以及左手端基代码,和第二连字符以及右手端基代码组成。表D显示了化合物的示例性结构和它们各自的缩写。
表A:环要素
Figure BDA0003454034060000691
Figure BDA0003454034060000701
Figure BDA0003454034060000711
表B:桥接单元
Figure BDA0003454034060000712
Figure BDA0003454034060000721
表C:端基
Figure BDA0003454034060000722
Figure BDA0003454034060000723
Figure BDA0003454034060000731
其中n及m各自表示整数,且三点“...“是来自此表的其他缩写的占位符。
除式B化合物以外,根据本发明的混合物优选包含一种或多种如下所述的化合物的化合物。
使用以下缩写:
(n、m、k及l各自彼此独立地为整数,优选为1至9,优选为1至7,k及l可能还可为0,且优选为0至4,更优选为0或2,且最优选为2,n优选为1、2、3、4或5,在组合“-nO-”中其优选为1、2、3或4,优选为2或4,m优选为1、2、3、4或5,在组合“-Om”中其优选为1、2、3或4,更优选为2或4。组合“-lVm”优选为“2V1”。
表D
示例性的优选的式X化合物
Figure BDA0003454034060000732
Figure BDA0003454034060000741
Figure BDA0003454034060000751
示例性优选的具有高ε的式B化合物:
Figure BDA0003454034060000752
Figure BDA0003454034060000761
示例性优选的具有高ε的式I化合物:
Figure BDA0003454034060000762
Figure BDA0003454034060000771
Figure BDA0003454034060000781
Figure BDA0003454034060000791
Figure BDA0003454034060000801
示例性优选的介电正性化合物
Figure BDA0003454034060000802
Figure BDA0003454034060000811
Figure BDA0003454034060000821
Figure BDA0003454034060000831
Figure BDA0003454034060000841
Figure BDA0003454034060000851
Figure BDA0003454034060000861
Figure BDA0003454034060000871
Figure BDA0003454034060000881
示例性优选的介电中性化合物
Figure BDA0003454034060000891
Figure BDA0003454034060000901
Figure BDA0003454034060000911
Figure BDA0003454034060000921
Figure BDA0003454034060000931
Figure BDA0003454034060000941
示例性优选的介电负性化合物
Figure BDA0003454034060000942
Figure BDA0003454034060000951
Figure BDA0003454034060000961
Figure BDA0003454034060000971
Figure BDA0003454034060000981
Figure BDA0003454034060000991
Figure BDA0003454034060001001
Figure BDA0003454034060001011
Figure BDA0003454034060001021
表E展示优选用于根据本发明的混合物中的手性掺杂剂。
表E
Figure BDA0003454034060001022
Figure BDA0003454034060001031
Figure BDA0003454034060001041
在本发明的一优选实施方案中,根据本发明的介质包含一种或多种选自表E中的化合物的组的化合物。
表F展示除式B化合物以外,优选可用于根据本发明的混合物中的稳定剂。此处参数n表示在1至12范围内的整数。特别地,所示苯酚衍生物可因其充当抗氧化剂而用作另外的稳定剂。
表F
Figure BDA0003454034060001051
Figure BDA0003454034060001061
Figure BDA0003454034060001071
Figure BDA0003454034060001081
Figure BDA0003454034060001091
在本发明的一优选实施方案中,根据本发明的介质包含选自表F的化合物的组的一种或多种化合物,尤其选自以下两式的化合物的组的一种或多种化合物
Figure BDA0003454034060001092
实施例
以下实施例解释本发明而不以任何方式对其进行限制。但是,物理特性使得可实现何种特性及可在何种范围内修改其对于本领域技术人员而言为明确的。特别地,因此本领域技术人员充分界定可优选实现的各种性质的组合。
合成实施例使用以下缩写。
BuLi正丁基锂
conc.浓缩
dist.蒸馏
MTB醚叔丁基甲基醚
THF四氢呋喃
合成实施例1
1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己基)环己烯-1-基]-2-(三氟甲基)苯的合成
Figure BDA0003454034060001101
步骤1.1:1-[2,4-二氟-3-(三氟甲基)苯基]-4-(4-丙基环己基)环己醇
Figure BDA0003454034060001102
Figure BDA0003454034060001111
在-50℃下在氮气氛围下将BuLi(8.5mL,15%于正己烷中,13.5mmol)缓慢添加至1-溴-2,4-二氟-3-(三氟甲基)苯(1,CAS 1263377-74-7)(3.4g,13.0mmol)于乙醚(50mL)中的溶液中。搅拌混合物1小时,接着缓慢添加4-(4-丙基环己基)环己酮(2,CAS 82832-73-3)(3.0g,13.5mmol)于20mL乙醚中的溶液。将反应混合物搅拌1小时,接着允许其升温至室温。在本申请全篇中,除非另外明确陈述,否则同义使用室温及环境温度且表示约20℃,典型地(20±1℃)的温度。用蒸馏水及盐酸(2M)淬灭反应混合物。水相经分离且用MTB醚萃取。用盐水洗涤合并的有机相,干燥(硫酸钠)且在真空中浓缩,得到呈黄色油状的1-[2,4-二氟-(三氟甲基)苯基]-4-(4-丙基环己基)环己醇(3)。
步骤1.2:1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己基)环己烯-1-基]-2-(三氟甲基)苯
Figure BDA0003454034060001112
Figure BDA0003454034060001121
将1-[2,4-二氟-3-(三氟甲基)苯基]-4-(4-丙基环己基)环己醇(3)(5.5g,11mmol)及浓硫酸(0.1g,1.0mmol)于二甲苯(异构体的混合物)(40mL)中的混合物在deanstark分水器中在回流温度下加热1小时。接着将其冷却至室温且在真空中浓缩混合物。通过硅胶层析(溶剂:正庚烷)纯化残余物。随后粗产物从乙醇的再结晶产生1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己基)环己烯-1-基]-2-(三氟甲基)苯(4)的无色晶体。
化合物(4)具有以下相特征:Tg-68℃K 39℃I。
合成实施例2
1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]-2-(三氟甲基)苯的合成
Figure BDA0003454034060001122
步骤2.1:1-(4-溴苯基)-4-丙基-环己醇
Figure BDA0003454034060001123
Figure BDA0003454034060001131
在氮气氛围下在约-50℃下将BuLi(100毫升,15%于己烷中,159毫摩尔)缓慢添加至1,4-二溴苯(1,CAS 106-37-6)(35.0g,148mmol)于乙醚(650mL)中的溶液中。搅拌混合物1小时,接着缓慢添加4-丙基环己酮(2,CAS 40649-36-3)(21.0g,150mmol)于50mL乙醚中的溶液。将反应混合物搅拌1小时,接着允许其升温至室温。用蒸馏水及盐酸(2M)淬灭反应混合物。水相经分离且用MTB醚萃取。用盐水洗涤合并的有机相,干燥(硫酸钠)且真空浓缩,得到呈黄色油状的1-(4-溴苯基)-4-丙基-环己醇(3)。
步骤2.2:1-溴-4-(4-丙基环己烯-1-基)苯
Figure BDA0003454034060001132
将1-(4-溴苯基)-4-丙基-环己醇(3)(47.2g,259mmol)及甲苯-4-磺酸单水合物(1.5g,8.7mmol)于甲苯(500mL)中的混合物在dean stark分水器中在回流温度下加热90分钟。接着将其冷却至室温且在真空中浓缩。通过硅胶层析(溶剂正庚烷/甲苯)纯化残余物,得到呈无色固体状的1-溴-4-(4-丙基环己烯-1-基)苯(4)。
步骤2.3:[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]硼酸
Figure BDA0003454034060001141
在-65℃下在氮气氛围下将BuLi(74mL,15%于正己烷中,118mmol)缓慢添加至1-溴-4-(4-丙基环己烯-1-基)苯(4)(30.0g,107mmol)于THF(470mL)中的溶液中。搅拌混合物1小时,接着缓慢添加硼酸三甲酯(5,CAS 121-43-7)(12.5g,120mmol)于THF(30mL)中的溶液。搅拌反应混合物1小时,接着使其升温至5℃。将反应混合物用蒸馏水淬灭且用盐酸(2M)酸化。水相经分离且用MTB醚萃取。用盐水洗涤合并的有机相,干燥(硫酸钠)且在真空中浓缩。
将残余物悬浮于正庚烷中,加热至50℃,冷却至5℃且在真空中过滤,得到呈无色固体状的[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]硼酸(6)。
步骤2.4:1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]-2-(三氟甲基)苯
Figure BDA0003454034060001142
Figure BDA0003454034060001151
[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]硼酸(6)(6.4g,26mmol)、1-溴-2,4-二氟-3-(三氟甲基)苯(7)(CAS 1263377-74-17(6.0g,23.0mmol)、双(二苯亚甲基丙酮)-钯(0)(15mg,26μmol)及三-(邻甲苯基)膦(40mg,131μmol)于丙酮(100mL)中的混合物在氮气氛围下加热至回流,随后逐滴加入氢氧化钠溶液(2N,23mL,46mmol)。在回流温度下加热反应混合物3小时。接着使其冷却至室温且用MTB醚及蒸馏水稀释。水相经分离且用MTB醚萃取。合并的有机相用蒸馏水及盐水洗涤,经干燥(硫酸钠)且在真空中浓缩。通过硅胶层析(溶剂:庚烷)来纯化残余物。随后粗产物从乙醇及庚烷的再结晶产生1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]-2-(三氟甲基)苯的无色晶体。
化合物(8)具有以下相特征:K 80℃I。
合成实施例3
1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]-2-(三氟甲氧基)苯的合成
Figure BDA0003454034060001152
步骤3.1:1,3-二氟-4-碘-2-(三氟甲氧基)苯
Figure BDA0003454034060001161
在氮气氛围下在-70℃下将BuLi(49.0mL,1.6M于正己烷中,78mmol)缓慢添加至1,3-二氟-2-(三氟甲氧基)苯(1)(15.0g,76mmol)于THF(120mL)中的溶液中。在-70℃下搅拌反应混合物1小时。接着在-70℃下缓慢添加碘(CAS 7553-56-2)(19.5g,77mmol)于THF(80mL)中的溶液。在30分钟之后使反应混合物升温至室温。其用经稀释的亚硫酸氢钠水溶液淬灭。水相经分离且用MTB醚萃取。合并的有机相用蒸馏水及盐水洗涤,经干燥(硫酸钠)且在真空中浓缩。通过硅胶层析(溶剂戊烷)及真空蒸馏纯化残余物,得到呈无色油状的1,3-二氟-2-(三氟甲氧基)苯(2)。
步骤3.2:1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]-2-(三氟甲氧基)苯
Figure BDA0003454034060001162
将[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]硼酸(3)(5.9g,24mmol)、1,3-二氟-4-二碘-2-(三氟甲氧基)苯(2)(8.5g,23mmol)、双(二苯亚甲基丙酮)-钯(0)(15mg,26μmol)及三-(邻甲苯基)膦(40mg,131μmol)于丙酮(100mL)中的混合物在氮气氛围下加热至回流,随后逐滴加入氢氧化钠溶液(2N,23mL,46mmol)。在回流温度下加热反应混合物3小时。接着将其冷却至室温且用MTB醚及蒸馏水稀释。水相经分离且用MTB醚萃取。合并的有机相用蒸馏水及盐水洗涤,经干燥(硫酸钠)且在真空中浓缩。通过硅胶层析(溶剂庚烷)来纯化残余物。随后粗产物从乙醇及庚烷的再结晶产生1,3-二氟-4-[4-(4-丙基环己烯-1-基)苯基]-2-(三氟甲基)苯的无色晶体。
化合物(4)具有以下相特征:K 75℃SmA 50℃I。
化合物实施例
实施例1:(1)
Figure BDA0003454034060001171
相序列:Tg-76℃K 4I;Δn=0.0220;Δε=3.3。
化合物实施例2:(2)
Figure BDA0003454034060001172
相序列:Tg-81℃K 8℃I。
化合物实施例3:(3)
Figure BDA0003454034060001173
化合物实施例4:(4)
Figure BDA0003454034060001174
化合物实施例5:(5)
Figure BDA0003454034060001181
相序列:Tg-68℃K 39℃I;Δn=0.0707;Δε=3.8;γ1=217mPa·s。
化合物实施例6:(6)
Figure BDA0003454034060001182
相序列:K 38℃N(-4℃)I;Δn=0.0701;Δε=3.9;γ1=251mPa·s。
化合物实施例7:(7)
Figure BDA0003454034060001183
相序列:K 59℃I;Δn=0.0951;Δε=4.4;γ1=215mPa·s。
化合物实施例8:(8)
Figure BDA0003454034060001184
相序列:K 92℃I;Δn=0.0971;Δε=4.0;γ1=210mPa·s。
化合物实施例9:(9)
Figure BDA0003454034060001185
相序列:K 80℃I;Δn=0.1383;Δε=6.0;γ1=275mPa·s。
化合物实施例10:(10)
Figure BDA0003454034060001191
相序列:K 75C SA(50℃)I;Δn=0.1363;Δε=5.9;γ1=273mPa·s。
实施例11:(11)
Figure BDA0003454034060001192
相序列:K 103C SA(83℃)I;Δn=0.1830;Δε=6.9;γ1=222mPa·s。
实施例12:(12)
Figure BDA0003454034060001193
相序列:K 96C SA101℃I;Δn=0.1810;Δε=6.3;γ1=209mPa·s。
实施例13:(13)
Figure BDA0003454034060001194
相序列:K 155℃I。
实施例14:(14)
Figure BDA0003454034060001195
相序列:K 123℃I。
类似于上文所描述的实施例,获得以下示例性式X化合物及其对应子式:
在下表中,使用端基的以下缩写
Figure BDA0003454034060001201
Figure BDA0003454034060001211
Figure BDA0003454034060001212
Figure BDA0003454034060001221
Figure BDA0003454034060001231
Figure BDA0003454034060001232
Figure BDA0003454034060001233
Figure BDA0003454034060001241
Figure BDA0003454034060001251
Figure BDA0003454034060001252
Figure BDA0003454034060001253
Figure BDA0003454034060001261
Figure BDA0003454034060001271
Figure BDA0003454034060001281
Figure BDA0003454034060001282
Figure BDA0003454034060001283
Figure BDA0003454034060001291
Figure BDA0003454034060001301
Figure BDA0003454034060001302
Figure BDA0003454034060001303
Figure BDA0003454034060001311
Figure BDA0003454034060001321
Figure BDA0003454034060001322
Figure BDA0003454034060001323
Figure BDA0003454034060001331
Figure BDA0003454034060001341
Figure BDA0003454034060001351
Figure BDA0003454034060001352
Figure BDA0003454034060001353
Figure BDA0003454034060001361
Figure BDA0003454034060001371
Figure BDA0003454034060001372
Figure BDA0003454034060001373
Figure BDA0003454034060001381
Figure BDA0003454034060001391
Figure BDA0003454034060001401
Figure BDA0003454034060001402
Figure BDA0003454034060001403
Figure BDA0003454034060001411
Figure BDA0003454034060001421
Figure BDA0003454034060001422
Figure BDA0003454034060001431
Figure BDA0003454034060001441
混合物实施例
以下公开示例性混合物。
比较实施例A
制备和研究以下混合物(CE-A)。
Figure BDA0003454034060001442
Figure BDA0003454034060001451
备注:t.b.d.:待测定
表1
Figure BDA0003454034060001452
Figure BDA0003454034060001461
备注:在20℃的所有外推值,
*:[mPa·s/pN]及
t.b.d.:待测定
表1(续)
Figure BDA0003454034060001462
Figure BDA0003454034060001471
备注:在20℃的所有外推值及
*:[mPa·s/pN]。
表1(续)
Figure BDA0003454034060001472
备注:在20℃的所有外推值,
*:[mPa·s/pN]及
t.b.d.:待测定
表1(续)
Figure BDA0003454034060001481
备注:在20℃的所有外推值,
*:[mPa·s/pN]及
t.b.d.:待测定
这些混合物(混合物A-1至A-12)具有良好的介电比率(ε/Δε)、良好的(γ1/k11)比率且特征在于FFS显示器中的非常良好的透射率并展示非常短的响应时间。此外,其展示至少直至-20℃的温度的优异的深温(deep temperature)稳定性。
实施例1
制备和研究以下混合物(M-1)。
Figure BDA0003454034060001491
此混合物(混合物M-1)具有0.72的介电比率(ε/Δε)、4.71mPa.s/pN的(γ1/k11)比率,特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及良好的响应时间且具有非常良好的低温稳定性。
实施例2
制备和研究以下混合物(M-2)。
Figure BDA0003454034060001492
Figure BDA0003454034060001501
此混合物(混合物M-2)具有0.72的介电比率(ε/Δε)、4.64mPa.s/pN的(γ1/k11)比率,特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率且具有非常良好的低温稳定性。
实施例3
制备和研究以下混合物(M-3)。
Figure BDA0003454034060001502
Figure BDA0003454034060001511
此混合物(混合物M-3)具有0.72的介电比率(ε/Δε)、4.68mPa.s/pN的(γ1/k11)比率,特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及良好的响应时间且具有非常良好的低温稳定性。
实施例4
制备和研究以下混合物(M-4)。
Figure BDA0003454034060001512
Figure BDA0003454034060001521
备注:t.b.d.:待测定
此混合物(混合物M-4)具有0.76的介电比率(ε/Δε),特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率且具有非常良好的低温稳定性。
实施例5
制备和研究以下混合物(M-5)。
Figure BDA0003454034060001522
此混合物(混合物M-5)具有0.71的介电比率(ε/Δε)、4.51mPa.s/pN的(γ1/k11)比率,特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率且具有非常良好的低温稳定性。
实施例6
制备和研究以下混合物(M-6)。
Figure BDA0003454034060001531
备注:t.b.d.:待测定
该混合物(混合物M-6)具有0.73的介电比率(ε/Δε),特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例7
制备和研究以下混合物(M-7)。
Figure BDA0003454034060001541
该混合物(混合物M-7)具有0.83的介电比率(ε/Δε),4.40mPa·s/pN的比率(γ1/k11),特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例8
制备和研究以下混合物(M-8)。
Figure BDA0003454034060001551
该混合物(混合物M-8)具有0.78的介电比率(ε/Δε),5.21mPa·s/pN的比率(γ1/k11),特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例9
制备和研究以下混合物(M-9)。
Figure BDA0003454034060001552
Figure BDA0003454034060001561
该混合物(混合物M-9)具有0.80的介电比率(ε/Δε),5.40mPa·s/pN的比率(γ1/k11),特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例10
制备和研究以下混合物(M-10)。
Figure BDA0003454034060001562
Figure BDA0003454034060001571
该混合物(混合物M-10)具有0.79的介电比率(ε/Δε),4.44mPa·s/pN的比率(γ1/k11),特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例11
制备和研究以下混合物(M-11)。
Figure BDA0003454034060001572
Figure BDA0003454034060001581
该混合物(混合物M-11)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例12
制备和研究以下混合物(M-12)。
Figure BDA0003454034060001582
Figure BDA0003454034060001591
该混合物(混合物M-12)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例13
制备和研究以下混合物(M-13)。
Figure BDA0003454034060001592
Figure BDA0003454034060001601
该混合物(混合物M-13)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例14
制备和研究以下混合物(M-14)。
Figure BDA0003454034060001602
Figure BDA0003454034060001611
该混合物(混合物M-14)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例15
制备和研究以下混合物(M-15)。
Figure BDA0003454034060001612
Figure BDA0003454034060001621
该混合物(混合物M-15)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例16
制备和研究以下混合物(M-16)。
Figure BDA0003454034060001622
Figure BDA0003454034060001631
该混合物(混合物M-16)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例17
制备和研究以下混合物(M-17)。
Figure BDA0003454034060001632
Figure BDA0003454034060001641
该混合物(混合物M-17)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例18
制备和研究以下混合物(M-18)。
Figure BDA0003454034060001642
Figure BDA0003454034060001651
该混合物(混合物M-18)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例19
制备和研究以下混合物(M-19)。
Figure BDA0003454034060001652
Figure BDA0003454034060001661
该混合物(混合物M-19)特征在于在FFS显示器中的非常良好的透射率及具有非常良好的低温稳定性。
实施例20
制备和研究以下混合物(M-20)。
Figure BDA0003454034060001662
该混合物(混合物M-20)特征在于良好的特性。
实施例21
制备和研究以下混合物(M-21)。
Figure BDA0003454034060001671
该混合物(混合物M-21)特征在于良好的特性。
实施例22
制备和研究以下混合物(M-22)。
Figure BDA0003454034060001672
Figure BDA0003454034060001681
该混合物(混合物M-22)特征在于良好的特性。
实施例23
制备和研究以下混合物(M-23)。
Figure BDA0003454034060001682
Figure BDA0003454034060001691
该混合物(混合物M-23)特征在于良好的特性。
实施例24
制备和研究以下混合物(M-24)。
Figure BDA0003454034060001692
该混合物(混合物M-24)特征在于良好的特性。

Claims (15)

1.一种具有向列相及0.5或更大的介电各向异性(Δε)的液晶介质,其特征在于其包含一种或多种式X化合物
Figure FDA0003454034050000011
其中n表示0、1或2,
R1X及R2X彼此独立地表示H、具有1至15个C原子的烷基,其中这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地以使得O原子彼此不直接连接的方式经以下基团替代:-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CH-、
Figure FDA0003454034050000012
-O-、-CO-O-或-O-CO-,且其中一个或多个H原子可由卤素替代,及
R2X替代地,且优选地,表示XX
Figure FDA0003454034050000013
Figure FDA0003454034050000014
在每次出现时相同或不同地表示选自以下组的基团:
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及十氢化萘-2,6-二基组成的组,其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代,且其中一个或多个H原子可经F替代,
b)由1,4-亚苯基及2,6-亚萘基组成的组,其中一个或两个CH基团可经N替代,且另外,其中一个或多个H原子可经L替代,
c)由1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、噻吩-2,5-二基、硒吩-2,5-二基及1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基组成的组,其各自可经L单取代或多取代,
d)由双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基及螺[3.3]庚烷-2,6-二基组成的组,其中一个或多个H原子可经F替代,
L各自相同或不同地表示卤素、氰基、具有1个至7个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧羰基,其中一个或多个H原子可经F或Cl取代,
ZX在每次出现时相同或不同地表示单键、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C(O)O-、-OC(O)-、-CH2O-、-OCH2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=CH-或-C≡C-,
Y1表示Cl、CF3、CHF2、OCF3、CN或NCS,
Y2表示H、F、Cl、CF3或CHF2,且
XX表示F、Cl、CN、NCS、SF5、各自具有至多5个C原子的氟化烷基、烷氧基、烯基或烯氧基,优选为F、CF3、OCF3或NCS,及
一种或多种额外化合物。
2.根据权利要求1的介质,其特征在于其包含一种或多种式B化合物及/或式S化合物,
Figure FDA0003454034050000021
其中
Figure FDA0003454034050000022
表示
Figure FDA0003454034050000023
Figure FDA0003454034050000024
表示
Figure FDA0003454034050000025
Figure FDA0003454034050000031
n表示1或2,
R1表示烷基、烷氧基、氟化烷基、氟化烷氧基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,及
X1表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,
Figure FDA0003454034050000032
其中
Figure FDA0003454034050000033
表示
Figure FDA0003454034050000034
Figure FDA0003454034050000035
表示
Figure FDA0003454034050000036
n表示1或2,
R1表示烷基、烷氧基、氟化烷基、氟化烷氧基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,及
X1表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基。
3.根据权利要求1或2的介质,其特征在于其另外包含一种或多种式I化合物:
Figure FDA0003454034050000041
其中
Figure FDA0003454034050000042
表示
Figure FDA0003454034050000043
Figure FDA0003454034050000051
Figure FDA0003454034050000052
表示
Figure FDA0003454034050000053
n表示0或1,
R11及R12彼此独立地表示具有2至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且R11可替代地表示R1,且R12可替代地表示X1
R1表示优选具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且优选表示烷基或烯基,且
X1表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基,
从其中排除该式B化合物。
4.根据权利要求1至3中至少一项的介质,其特征在于其包含一种或多种选自式II及III的化合物的组的化合物:
Figure FDA0003454034050000061
其中
R2表示具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,
Figure FDA0003454034050000062
Figure FDA0003454034050000063
在每次出现时彼此独立地表示
Figure FDA0003454034050000064
L21及L22表示H或F,
X2表示卤素、具有1至3个C原子的卤化烷基或烷氧基、或具有2或3个C原子的卤化烯基或烯氧基,
m表示0、1、2或3,
R3表示具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基;具有2至7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,
Figure FDA0003454034050000071
Figure FDA0003454034050000072
在每次出现时彼此独立地为
Figure FDA0003454034050000073
L31及L32,彼此独立地表示H或F,
X3表示卤素、具有1至3个C原子的卤化烷基或烷氧基、或具有2或3个C原子的卤化烯基或烯氧基、F、Cl、-OCF3、-OCHF2、-O-CH2CF3、-O-CH=CF2、-O-CH=CH2或-CF3
Z3表示-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-或单键,且
n表示0、1、2或3。
5.根据权利要求1至4中至少一项的液晶介质,其特征在于其包含一种或多种选自式IV及V的组的介电中性化合物:
Figure FDA0003454034050000081
其中
R41及R42,彼此独立地具有权利要求4中根据式II关于R2所指示的含义,
Figure FDA0003454034050000085
Figure FDA0003454034050000082
彼此独立且若
Figure FDA0003454034050000083
出现两次,
则这些彼此独立地表示
Figure FDA0003454034050000084
Figure FDA0003454034050000091
Z41及Z42,彼此独立地且若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,
p表示0、1或2,
R51及R52,彼此独立地具有关于R41及R42所给出的含义之一
Figure FDA0003454034050000092
Figure FDA0003454034050000093
若存在,则各自彼此独立地表示
Figure FDA0003454034050000094
Z51至Z53各自彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或单键,且
i及j各自彼此独立地表示0或1。
6.根据权利要求5的液晶介质,其特征在于其包含一种或多种选自式VI至IX的组的化合物:
Figure FDA0003454034050000101
其中
R61表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基、具有2至7个C原子的未经取代的烯基、具有1至6个C原子的未经取代的烷氧基或具有2至6个C原子的未经取代的烯氧基,
R62表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基、具有1至6个C原子的未经取代的烷氧基或具有2至6个C原子的未经取代的烯氧基,且
l表示0或1,
R71表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基或具有2至7个C原子的未经取代的烯基,
R72表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基、具有1至6个C原子的未经取代的烷氧基或具有2至6个C原子的未经取代的烯氧基,
Figure FDA0003454034050000111
表示
Figure FDA0003454034050000112
R81表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基或具有2至7个C原子的未经取代的烯基,
R82表示具有1至7个C原子的未经取代的烷基;具有1至6个C原子的未经取代的烷氧基;或具有2至6个C原子,优选具有2、3或4个C原子的未经取代的烯氧基,
Figure FDA0003454034050000113
表示
Figure FDA0003454034050000114
Z8表示-(C=O)-O-、-CH2-O-、-CF2-O-或-CH2-CH2-,
o表示0或1,
R91及R92彼此独立地具有上文关于R72所给出的含义,
Figure FDA0003454034050000115
表示
Figure FDA0003454034050000116
p及q彼此独立地表示0或1。
7.根据权利要求1至6中至少一项的介质,其特征在于作为整体的该介质中该式B化合物的总浓度为1%或更大至60%或更小。
8.根据权利要求1至7中至少一项的介质,其特征在于其另外包含一种或多种手性化合物及/或稳定剂。
9.一种电光显示器或电光组件,其特征在于其包含根据权利要求1至8中至少一项的液晶介质。
10.根据权利要求9的显示器,其特征在于其基于IPS模式或FFS模式。
11.根据权利要求9或10的显示器,其特征在于其含有有源矩阵寻址装置。
12.一种根据权利要求1至8中至少一项的介质的用途,其用于电光显示器或电光组件中。
13.一种用于制备根据权利要求1至8中一项或多项的液晶介质的方法,其特征在于将一种或多种式X化合物与一种或多种额外的介晶化合物及任选的一种或多种添加剂混合。
14.一种式X化合物
Figure FDA0003454034050000121
其中参数具有权利要求1中根据式X所给出的各个含义。
15.一种用于制备根据权利要求14的式X化合物的方法,其特征在于其包括:其中建构嵌段1-卤基-2-Y2-3-Y1-4-X-苯基通过金属介导的偶合反应与酮反应得到相应叔醇的步骤,该叔醇随后脱水成相应苯乙烯衍生物;或其中建构嵌段1-卤基-2-Y2-3-Y1-4-X-苯基与芳族硼酸反应得到相应联二苯衍生物的步骤。
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