CN116478701A - 液晶介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶介质以及涉及其用于有源矩阵显示器(特别是基于VA、PSA、PS‑VA、PM‑VA、SS‑VA、PALC、IPS、PS‑IPS、FFS或PS‑FFS效应的)的用途。
Description
本申请是申请日为2017年4月21日,申请号为201710263422.1,发明名称为“液晶介质”的分案申请。
技术领域
本发明涉及液晶介质(LC介质),涉及其用于电光目的的用途,特别是用于具有有源矩阵寻址(基于ECB效应)的电光显示器和用于IPS(面内切换)显示器或FFS(边缘场切换)显示器的用途,以及涉及含有该介质的显示器。
背景技术
电控双折射、ECB效应亦或DAP(配向相畸变)效应的原理首次描述于1971年(M.F.Schieckel和K.Fahrenschon,“Deformation of nematic liquid crystals withvertical orientation in electrical fields”,Appl.Phys.Lett.19(1971),3912)。这随后描述于J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972),1193)及G.Labrunie和J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973),4869)的论文中。
J.Robert和F.Clerc(SID 80Digest Techn.Papers(1980),30)、J.Duchene(Displays 7(1986),3)以及H.Schad(SID 82Digest Techn.Papers(1982),244)的论文显示液晶相必须具有高数值的弹性常数K3/K1比、高数值的光学各向异性△n和△ε≤-0.5的介电各向异性值以适用于基于ECB效应的高信息显示器元件。基于ECB效应的电光学显示器元件具有垂面边缘配向(VA技术=垂直配向)。介电负性液晶介质也可用于使用所谓的IPS或FFS效应的显示器中。
除了IPS(面内切换)显示器(例如:Yeo,S.D.,论文15.3:"An LC Display for theTV Application",SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.758&759)和长久已知的TN(扭转向列)显示器外,使用ECB效应的显示器,如例如在MVA(多域垂面配向,例如:Yoshide,H.等,论文3.1:"MVA LCD for Notebook orMobile PCs...",SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I,pp.6至9,和Liu,C.T.等,论文15.1:"A 46-inch TFT-LCD HDTVTechnology...",SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.750至753)、PVA(图案化垂面配向,例如:Kim,Sang Soo,论文15.4:"Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV",SID 2004InternationalSymposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.760至763)、ASV(先进超视 角,例如:Shigeta,Mitzuhiro和Fukuoka,Hirofumi,论文15.2:"Development of HighQuality LCDTV",SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.754至757)模式中的所谓的VAN(垂面配向向列)显示器,自身已确立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。该技术以一般形式进行比较,例如,在Souk,Jun,SID Seminar 2004,seminar M-6:“Recent Advances in LCDTechnology”,Seminar Lecture Notes,M-6/1至M-6/26,和Miller,Ian,SID Seminar2004,seminar M-7:“LCD-Television”,Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中。虽然现代ECB显示器的响应时间已通过在超速驱动下的寻址方法得以显著改进,例如:Kim,Hyeon Kyeong等,论文9.1:“A 57-in.Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application”,SID2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I,pp.106至109,但获得视频相容响应时间,特别是灰阶切换,仍为尚未得到满意解决的问题。
该效应在电光显示器元件中的工业应用需要LC相,其必须满足多种要求。此处尤为重要的是对水分、空气的化学耐受性和物理影响,例如热、红外线、可见光和紫外辐射以及直流和交流电场。
此外,工业可用LC相需要在适合的温度范围和低粘度下具有液晶介晶相。
迄今公开的具有液晶介晶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LC相的物质。然而,还没有可能以该方式容易地制备最优相,因为目前还没有可用的具有显著介电负性各向异性和适当长期稳定性的液晶材料。
已知矩阵液晶显示器(MLC显示器)。可用于单像素单切换的非线性元件为,例如,有源元件(即晶体管)。因而使用术语“有源矩阵”,其中可区分为以下两种类型:
1.位于硅晶片(作为基板)上的MOS(金属氧化物半导体)晶体管
2.位于玻璃板(作为基板)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为动态散射或宾主效应。使用单晶硅作为基板材料限制了显示器的尺寸,因为多个分显示器的平滑模块化装配在接合处存在问题。
在更加有希望的类型2(其为优选的)的情况下,所用的电光效应通常为TN效应。
两种技术之间存在区别:包含化合物半导体(例如,CdSe)的TFT,或基于多晶或无定形硅的TFT。后一技术正于全球范围内集中研发中。
TFT矩阵应用于显示器一个玻璃板的内侧,同时另一个玻璃板于其内侧携带透明反电极。与像素电极的尺寸相比,TFT非常小并且几乎对影像无不利影响。该技术也可扩展至全色功能显示器,其中红、绿和蓝色滤光器的镶嵌块以如此方式设置以致滤光器元件相对于每个可切换像素。
此处术语MLC显示器覆盖了带有整体非线性元件的任意矩阵显示器,即除了有源矩阵外,也包括带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)。
该类型MLC显示器特别适用于TV应用(例如袖珍TV)或用于汽车或飞机构造中的高信息显示器。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题外,MLC显示器也会出现因液晶混合物不够高的比电阻而产生的问题[TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay84,Sept.1984:A 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,pp.141ff.,Paris;STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:Design of Thin FilmTransistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays,pp.145ff.,Paris]。随着电阻的降低,MLC显示器的对比度变差。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着MLC显示器的寿命下降,因而高(初始)电阻对于经长期操作后必须具有可接受电阻值的显示器而言非常重要。
因此仍然非常需要具有非常快的响应时间,同时具有大工作温度范围和低阈值电压(借助其可产生多种灰阶)的MLC显示器。
由于它们比较低的对比度,经常使用的MLC-TN显示器的缺点在于相对高的视角依赖性和难于在这些显示器中产生灰阶。
VA显示器具有显著更好的视角依赖性并因此主要用于电视和监控器。然而,此处仍然需要改进响应时间,特别是鉴于用于具有大于60Hz的帧率(图像改变频率/刷新率)的电视。然而,必须不同时损害性质例如,低温稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供特别用于监视器和TV应用(基于ECB效应或基于IPS或FFS效应)的液晶混合物,其不会具有上述缺陷或仅以降低的程度具有该缺陷。特别地,必须保证监视器和电视在极高和极低的温度下也能工作并且同时具有非常短的响应时间并且同时具有改进的可靠性行为,特别是在长操作时间后不具有图像粘滞或具有显著降低的图像粘滞。
令人惊奇的是,如果下式I1和I2的化合物和一种或多种下式EY的化合物在每种情况下都用于液晶混合物中,特别是用于具有负各向异性的LC混合物中(优选用于VA,IPS和FFS显示器,此外用于PM(无源矩阵)-VA显示器),则可以降低旋转粘度γ1与弹性常数K33(γ1/K33)的比例,并因此改进响应时间,并同时实现高可靠性和低温稳定性(LTS)。
令人惊奇的是,式I1和I2的化合物与式EY的化合物的组合导致这样的液晶介质,其同时具有非常低的旋转粘度和高的绝对值的介电各向异性以及高的可靠性和高的LTS。因此,可以制备具有非常短的响应时间,同时具有良好的相性能和良好的低温行为的液晶混合物,优选VA,IPS和FFS混合物。
本发明因此涉及液晶介质,其优选具有负介电各向异性(Δε),其包含式I1的化合物和/或式I2的化合物,和一种或多种式EY的化合物,
其中各个基团各自彼此独立地和相同或不同地在每次出现时具有以下含义之一:
R1和R1*表示H,具有至多15个C原子的烷基或烯基基团,其是未取代的,被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代,其中此外,在这些基团中的一个或多个CH2基团可被-O-,-S-,-C≡C-,-CF2O-,-OCF2-,-OC-O-或--O-CO-以O原子不直接彼此相连的方式替代,或具有3至6个C原子的环烷基环,
L1和L2表示F,Cl,CF3或CHF2,优选F,
条件是LC介质不包含式I3的化合物,
本发明此外涉及有源矩阵寻址的电光显示器,特别是基于ECB,VA,PS-VA,PVA,PM-VA,SS-VA,PALC,IPS,PS-IPS,FFS或PS-FFS效应,特别是基于UB-FFS或PS-FFS效应,特征在于其包含如上下文所述的液晶介质作为电介质。
根据本发明的液晶介质优选地显示非常宽的向列相(其清亮点≥68℃,优选≥70℃),电容阈值的非常有利的值,保持率的相对高的值,以及同时在-20℃和-30℃的非常好的低温稳定性,以及低的旋转粘度和短的响应时间。根据本发明的液晶介质此外特征在于:除了改进旋转粘度γ1之外,还可以观察到用于改进响应时间的弹性常数K33的相对较高的值。
在上下文的式中,烷基或烷氧基可以是直链或支链的。其优选是直链的,具有2、3、4、5、6或7个C原子,并因此优选表示乙基,丙基,丁基,戊基,己基,庚基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,戊氧基,己氧基或庚氧基,此外表示甲基,辛基,壬基,癸基,十一烷基,十二烷基,十三烷基,十四烷基,十五烷基,甲氧基,辛氧基,壬氧基,癸氧基,十一烷氧基,十二烷氧基,十三烷氧基或十四烷氧基。
氧杂烷基优选表示直链2-氧杂丙基(=甲氧基甲基),2-(=乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(=2-甲氧基乙基),2-,3-或4-氧杂戊基,2-,3-,4-或5-氧杂己基,2-,3-,4-,5-或6-氧杂庚基,2-,3-,4-,5-,6-,或7-氧杂辛基,2-,3-,4-,5-,6-,7-或8-氧杂壬基或2-,3-,4-,5-,6-,7-,8-或9-氧杂癸基。
烯基基团可以是直链或支链的。其优选是直链的和具有2至10个C原子。因此,其特别表示乙烯基,丙-1-或-2-烯基,丁-1-,-2-或-3-烯基,戊-1-,-2-,-3-或-4-烯基,己-1-,-2-,-3-,-4-或-5-烯基,庚-1-,-2-,-3-,-4-,-5-或-6-烯基,辛-1-,-2-,-3-,-4-,-5-,-6-或-7-烯基,壬-1-,-2-,-3-,-4-,-5-,-6-,-7-或-8-烯基或癸-1-,-2-,-3-,-4-,-5-,-6-,-7-,-8-或-9-烯基。
如果烷基或烯基基团被卤素至少单取代,则该基团优选为直链,并且卤素优选为F或Cl。在多取代的情况下,卤素优选为F。所得基团还包括全氟化基团。在单取代的情况下,氟或氯取代基可以处于任何期望的位置,但是优选处于ω位。
特别优选其中“烯基”表示乙烯基,丙-1-烯基,丙-2-烯基或丁-3-烯基的化合物。
下面给出根据本发明的混合物的一些优选实施方式。
液晶介质优选包含式I1的化合物和式I2的化合物以及一种或多种式EY的化合物。
基于整体混合物计,式I1和I2的化合物优选以≥3重量%,优选≥5重量%的量用于液晶介质中。特别优选包含5-30重量%,非常特别优选10-20重量%的式I1和I2的化合物的液晶介质。
基于整体混合物计,式EY的化合物优选以≥2重量%,优选≥5重量%的量用于液晶介质中。特别优选包含3-20重量%,非常特别优选5-15重量%的式EY的化合物的液晶介质。
在根据本发明的液晶介质中,式I1,I2和EY的化合物的总浓度优选为10-35重量%。
在式EY的化合物中,R1和R1*优选表示具有≥2,特别优选2至6个C原子的烷氧基,并且L1=L2=F。
特别优选选自以下子式的式EY的化合物:
特别优选式EY1-EY14的化合物。非常特别优选式EY9的化合物。
根据本发明的液晶介质的其他优选实施方式如下所示:
a)液晶介质,其额外包含一种或多种选自式IIA、IIB和IIC化合物的化合物,
其中
R2A、R2B和R2C各自彼此独立地表示H,具有至多15个C原子的烷基或烯基基团,其是未取代的、被CN或CF3单取代,或被卤素至少单取代,其中此外在这些基团中的一个或多个CH2基团可被-O-、-S-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以O原子不直接彼此相连的方式替代,或具有3至6个C原子的环烷基环,
L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,
Z2和Z2’各自彼此独立地表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-CH2O-,-OCH2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-CF=CF-,-CH=CHCH2O-,
p表示1或2,
q表示0或1,
v表示1至6的整数,和
(O)表示氧原子或单键。
在式IIA和IIB的化合物中,基团Z2在每次出现时可具有相同或不同的含义。在式IIB的化合物中,基团Z2和Z2'可彼此独立地和在每次出现时各自具有相同或不同的含义。
在式IIA,IIB和IIC的化合物中,R2A,R2B和R2C各自优选表示具有1-6个C原子的烷基,特别是CH3,C2H5,n-C3H7,n-C4H9,n-C5H11。
在式IIA和IIB的化合物中,L1,L2,L3和L4优选表示L1=L2=F和L3=L4=F,此外L1=F和L2=Cl,L1=Cl和L2=F,L3=F和L4=Cl,L3=Cl和L4=F。在式IIA和IIB中的Z2和Z2'优选各自彼此独立地表示单键,还有-C2H4-或-CH2O-桥。
如果在式IIB中Z2=-C2H4-或-CH2O-,则Z2'优选单键,或如果Z2'=-C2H4-或-CH2O-,则Z2优选单键。在式IIA和IIB的化合物中,(O)CvH2v+1优选表示OCvH2v+1,以及CvH2v+1。在式IIC的化合物中,(O)CvH2v+1优选表示CvH2v+1。在式IIC的化合物中,L3和L4优选各自表示F。
式IIA、IIB和IIC的优选化合物如下所示:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团,且alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基基团。
特别优选的根据本发明的混合物包含一种或多种选自式IIA-2、IIA-8、IIA-14、IIA-26、IIA-28、IIA-33、IIA-39、IIA-45、IIA-46、IIA-47、IIB-2、IIB-11、IIB-16和IIC-1的化合物。
式IIA和/或IIB的化合物在整体混合物中的比例优选至少20重量%。
特别优选的根据本发明的介质包含至少一种式IIC-1的化合物,
其中alkyl和alkyl*具有以上给出的含义,优选量为>3重量%,特别是>5重量%和特别优选5-25重量%。
b)液晶介质,其额外包含一种或多种式III的化合物,
其中
R31和R32各自彼此独立地表示具有至多12个C原子的直链烷基,烷氧基烷基或烷氧基基团,
表示/>和
Z3表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-CH2O-,-OCH2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-C4H8-,-CF=CF-。
优选的式III的化合物如下所示:
其中
alkyl和
alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团。
根据本发明的介质优选包含至少一种式IIIa和/或式IIIb的化合物。
式III的化合物在整体混合物中的比例优选至少5重量%。
c)液晶介质,其额外包含一种或多种下式的四环化合物
/>
其中
R7-10各自彼此独立地具有在式IIA中针对R2A所指出的含义之一,和
w和x各自彼此独立地表示1-6的整数。
特别优选的是包含至少一种式V-9的化合物的混合物。
d)液晶介质,其额外包含一种或多种式Y-1至Y-6的化合物,
其中R14-R19各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的烷基或烷氧基基团,且z和m各自彼此独立地表示1-6的整数。
根据本发明的介质特别优选包含一种或多种式Y-1至Y-6的化合物,优选量为≥5重量%。
e)液晶介质,其额外包含一种或多种式T-1至T-21的氟化联三苯,
/>
/>
其中
R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基基团或具有2-7个C原子的烯基,(O)表示氧原子或单键,和m=0,1,2,3,4,5或6以及n表示0,1,2,3或4。
R优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基。
根据本发明的介质优选以2-30重量%,特别是5-20重量%的量包含式T-1至T-21的联三苯。
特别优选的是式T-1、T-2、T-20和T-21的化合物。在这些化合物中,R优选表示各自具有1-5个C原子的烷基、以及烷氧基。在式T-20的化合物中,R优选表示烷基或烯基,特别是烷基。在式T-21的化合物中,R优选表示烷基。
如果混合物的△n值≥0.1,则联三苯优选用于根据本发明的混合物中。优选的混合物包含2-20重量%的一种或多种选自化合物T-1至T-21的联三苯化合物。特别优选式T-4的化合物。
f)液晶介质,其额外包含一种或多种式B-1至B-4的联二苯,
其中
alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团,
alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基基团,和
alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基基团。
式B-1至B-4的联二苯在整体混合物中的比例优选至少3重量%,特别是≥5重量%。
在式B-1至B-4的化合物中,式B-2的化合物是特别优选的。
特别优选的联二苯是
其中alkyl*表示具有1-6个C原子的烷基基团。根据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。
g)液晶介质,其包含至少一种式Z-1至Z-7的化合物,
/>
其中
R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基基团或具有2-7个C原子的烯基基团,
alkyl表示具有1-6个C原子的烷基基团,和
(O)alkyl表示烷基或O烷基。
h)液晶介质,其包含至少一种式O-1至O-17的化合物,
/>
其中R1和R2具有在式IIA中针对R2A指出的含义和式O-17的化合物与式I1和I2的化合物是不相同的。R1和R2优选各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基或R1表示具有1-6个C原子的直链烷基和R2表示具有2-6个C原子的烯基。
优选的介质包含一种或多种式O-1,O-3,O-4,O-5,O-9,O-12,O-14,O-15,O-16和/或O-17的化合物。
根据本发明的混合物非常特别优选包含式O-9,O-12,O-16和/或O-17的化合物,特别地量为5-30%。
优选的式O-9和O-17的化合物如下所示:
根据本发明的介质特别优选包含式O-9a和/或式O-9b的三环化合物以及一种或多种式O-17a和O-17b的双环化合物。式O-9a和/或O-9b的化合物与一种或多种选自式O-17a和O-17b双环化合物的化合物的总比例优选5-40%,非常特别优选15-35%。
非常特别优选的混合物包含化合物O-9a和O-17a:
化合物O-9a和O-17a优选以15-35%,特别优选15-25%和尤其优选18-22%的浓度存在于混合物中,基于整体混合物计。
非常特别优选的混合物包含化合物O-9b和O-17a:
化合物O-9b和O-17a优选以15-35%,特别优选15-25%和尤其优选18-22%的浓度存在于混合物中,基于整体混合物计。
非常特别优选的混合物包含以下三种化合物:
化合物O-9a、O-9b和O-17a优选以15-35%,特别优选15-25%和尤其优选18-22%的浓度存在于混合物中,基于整体混合物计。
优选的式O-17的化合物此外是选自下式的化合物的化合物
优选在每种情况下量为≥3重量%,特别是≥10重量%。
i)液晶介质包含一种或多种式BA的化合物
其中
alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-12个C原子的直链烯基基团,
表示/>
Z3表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-CH2O-,-OCH2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-C4H8-,-CF=CF-。
优选的式BA的化合物如下所示:
优选的混合物包含5-60重量%,优选10-55重量%,特别是20-50重量%的式O-17e的化合物
此外优选的是包含以下化合物的液晶混合物:化合物O-17e
和化合物O-17i
优选总量为3-60重量%。
j)优选的根据本发明的液晶介质包含一种或多种含有四氢萘基或萘基单元的物质,例如,式N-1至N-5的化合物,
其中R1N和R2N各自彼此独立地具有在式IIA中针对R2A所指出的含义,优选表示直链烷基、直链烷氧基或直链烯基,和
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。
k)优选的混合物包含一种或多种化合物,其选自式BC的二氟二苯并色满化合物,式CR的色满,式PH-1和PH-2的氟化菲,式BF-1和BF-2的氟化二苯并呋喃,以及式BS-1和BS-2的氟化二苯并噻吩,/>
其中
RB1、RB2、RCR1、RCR2、R1、R2各自彼此独立地具有在式IIA中的R2A的含义。c为0、1或2。d为1或2。R1和R2优选彼此独立地表示分别具有1-6或2-6个C原子的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基。
根据本发明的混合物优选以3-20重量%的量,特别是以3-15重量%的量包含式BC、CR、PH-1、PH-2、BF-1、BF-2、BS-1和/或BS-2的化合物。
特别优选的式BC、CR、BF和BS的化合物为化合物BC-1至BC-7和CR-1至CR-5,
/>
/>
其中
alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团,和
alkenyl和
alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基基团,和
alkenyloxy表示具有2-6个C原子的直链烯氧基基团。
非常特别优选的是包含一种、两种或三种式BC-2和/或BF-1a的化合物的混合物。
l)优选的混合物包含一种或多种式In的茚满化合物,
其中
R11、R12、R13各自彼此独立地分别表示具有1-6个C原子或2-6个C原子的直链烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基基团,
R12和R13额外表示卤素,优选F
表示
i表示0,1或2。
优选的式In的化合物为如下所示的式In-1至In-16的化合物:
/>
/>
特别优选的是式In-1、In-2、In-3和In-4的化合物。
式In和子式In-1至In-16的化合物优选以≥5重量%,特别是5-30重量%和非常特别优选5-25重量%的浓度用于根据本发明的混合物中。m)优选的混合物额外包含一种或多种式L-1至L-11的化合物,/>
其中
R、R1和R2各自彼此独立地具有在权利要求3中针对R2A所指出的含义,(O)表示氧原子或单键,和alkyl表示具有1-6个C原子的烷基基团。s表示1或2。
特别优选的是式L-1和L-4,特别是L-4的化合物。
式L-1至L-11的化合物优选以5-50重量%,特别是5-40重量%和非常特别优选10-40重量%的浓度使用。
n)除了可聚合的化合物之外,该介质不包含含有烯基的化合物。
o)该介质额外包含一种或多种选自下式的化合物:
/>
在式Q-1至Q-9的化合物中,RQ和XQ各自彼此独立地具有在式IIA中的R2A的含义。RQ和XQ优选表示具有1-6个C原子,特别是具有2-5个C原子的直链烷基基团。
特别优选的混合物概念如下所示:(缩写在表1-3和表A中解释。n和m在此各自彼此独立地表示1-6)。
根据本发明的混合物优选包含
-PYP-n-m,特别是PYP-2-3和/或PYP-2-4,优选浓度>5%,特别是8-30%,基于整体混合物计,
和/或
-CPY-n-Om,特别是CPY-2-O2,CPY-3-O2和/或CPY-5-O2,优选浓度>5%,特别是10-30%,基于整体混合物计,
和/或
-B-nO-Om,优选浓度为1-15,
和/或
-CY-n-Om,优选CY-3-O2,CY-3-O4,CY-5-O2和/或CY-5-O4,优选浓度>5%,特别是15-50%,基于整体混合物计,
和/或
-CCY-n-Om,优选CCY-4-O2,CCY-3-O2,CCY-3-O3,CCY-3-O1和/或CCY-5-O2,优选浓度>5%,特别是10-30%,基于整体混合物计,
和/或
-CLY-n-Om,优选CLY-2-O4,CLY-3-O2和/或CLY-3-O3,优选浓度>5%,特别是10-30%,基于整体混合物计,
和/或
-CK-n-F,优选CK-3-F,CK-4-F和/或CK-5-F,优选>5%,特别是5-25%,基于整体混合物计。
此外优选的是包含以下混合物概念的根据本发明的混合物:
(n和m各自彼此独立地表示1-6。)
-CPY-n-Om和CY-n-Om,优选浓度为10-80%,基于整体混合物计,和/或
-CPY-n-Om和CK-n-F,优选浓度为10-70%,基于整体混合物计,和/或
-CPY-n-Om和PY-n-Om,优选CPY-2-O2和/或CPY-3-O2和PY-3-O2,优选浓度为10-40%,基于整体混合物计,
和/或
-CPY-n-Om和CLY-n-Om,优选浓度为10-80%,基于整体混合物计,和/或
-CC-3-V1,优选量为3–15%
和/或
-CC-V-V,优选量为5–60%
和/或
-CC-3-V,优选量为5–60%
和/或
-PGIY-n-Om,优选量为3-15%,
和/或
-CC-n-2V1,优选量为3-20%。
根据本发明的液晶介质优选具有≤-20℃至≥70℃,特别优选≤-30℃至≥80℃,非常特别优选≤-40℃至≥90℃的向列相。
表述“具有向列相”此处一方面意指于低温下于相应温度下未观察到近晶相和结晶和另一方面意指自向列相加热时仍未变得清亮。低温研究在流动粘度计中、于相应温度下进行并通过在具有相应于电光用途的层厚度的测试盒中储存至少100小时而进行检验。如果于-20℃温度下相应测试盒中的储存稳定性为1000小时或更多,则该介质被称为于该温度下稳定。在-30℃和-40℃的温度下,相应时间分别为500小时和250小时。在高温下,清亮点通过传统方法于毛细管中测量。
液晶混合物优选具有至少60K的向列相范围和在20℃下最多30mm2·s-1的流动粘度ν20。
液晶混合物中双折射率的值△n通常为0.07-0.16,优选0.08-0.13。
根据本发明的液晶混合物具有-0.5至-8.0,特别是-2.5至-6.0的△ε,其中△ε表示介电各向异性。在20℃下旋转粘度γ1优选≤150mPa·s,特别是≤130mPa·s。
根据本发明的液晶介质具有相对小的阈值电压值(V0)。它们的优选范围为1.7V-3.0V,特别优选≤2.5V和非常特别优选≤2.3V。
对于本发明,术语“阈值电压”涉及电容阈值(V0),也称作Freedericks阈值,除非另有明确说明。
另外,根据本发明的液晶介质具有液晶盒中的高电压保留率值。
通常,具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质表现出比具有较高寻址电压或阈值电压的那些更低的电压保留率且反之亦然。
对于本发明,术语“介电正性化合物”表示具有△ε>1.5的化合物,术语“介电中性化合物”表示其中-1.5≤△ε≤1.5的那些和术语“介电负性化合物”表示具有△ε<-1.5的那些。此处,化合物的介电各向异性通过在至少一个测试盒中将10%的化合物溶于液晶主体并测定所得混合物的电容而测定,每种情况下测试盒具有20μm的层厚度并在1kHz下具有垂面和沿面表面配向。测量电压通常为0.5V-1.0V,但总是低于所研究的各液晶混合物的电容阈值。
本发明所述全部温度值以℃表示。
根据本发明的混合物适用于所有的VA-TFT应用,例如VAN、MVA、(S)-PVA、ASV、PSA(聚合物稳定VA)、SS(表面稳定化)-VA和PS-VA(聚合物稳定化VA)。它们进一步适用于具有负△ε的IPS(面内切换)和FFS(边缘场切换),特别是UB-FFS。
根据本发明的显示器中的向列液晶混合物通常包含两种组分A和B,所述组分A和B自身由一种或多种的各个化合物组成。
组分A具有显著负介电各向异性并得到介电各向异性≤-0.5的相列相。除了一种或多种式I1、I2和EY的化合物外,其优选还包含一种或多种式IIA,IIB和/或IIC的化合物,以及一种或多种式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,优选选择具有△ε值≤-0.8的一种(或多种)的各个化合物。在整体混合物中A的比例越小,则该值一定越负。
组分B具有显著的向列性和在20℃下不大于30mm2·s-1,优选不大于25mm2·s-1的流动粘度。
多种合适的材料是本领域技术人员从文献中知晓的。特别优选的是式III的化合物。
组分B中特别优选的各个化合物为粘性极低的向列液晶,其于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为单变性或互变性向列相,不具有近晶相并在液晶混合物中降至非常低温时能够防止近晶相的出现。例如,如果在各种情况下将多种高向列性材料加入近晶液晶混合物,则这些材料的向列性可通过所实现的近晶相的抑制程度来进行比较。
混合物也可任选包含组分C,其包含具有△ε≥1.5的介电各向异性的化合物。这些所谓的正性化合物通常以基于整体混合物计≤20重量%的量存在于介电负性各向异性混合物中。
如果根据本发明的混合物包含一种或多种具有△ε≥1.5的介电各向异性的化合物,则这些优选是一种或多种式P-1和/或P-2的化合物,
其中
R表示各自分别具有1或2-6个C原子的直链烷基、烷氧基或烯基,和
X表示F、Cl、CF3、OCF3、OCHFCF3或CCF2CHFCF3,优选F或OCF3。
式P-1和/或P-2的化合物优选以0.5-10重量%,特别是0.5-8重量%的浓度用于根据本发明的混合物中。
特别优选下式的化合物
其优选以0.5-3重量%的量使用。
此外,这些液晶相还可包含多于18种组分,优选18-25种组分。
除了一种或多种式I的化合物外,该相还优选包含4-15种,特别是5-12种,和特别优选<10种式IIA、IIB和/或IIC和任选的式III的化合物。
除了式I1、I2和EY的化合物和式IIA、IIB和/或IIC和任选的式III的化合物外,其它组分也可存在,例如量为整体混合物的至多45%,但是优选至多35%,特别是至多10%。
其它成分优选选自向列型或向列性物质,特别是已知物质,选自氧化偶氮苯、苯亚甲基苯胺、联二苯、联三苯、苯甲酸苯基酯或苯甲酸环己基酯、环己烷羧酸苯基酯或环己烷羧酸环己基酯、苯基环己烷、环己基联二苯、环己基环己烷、环己基萘、1,4-双环己基联二苯或环己基嘧啶、苯基-或环己基二噁烷、任选卤化的均二苯代乙烯、苄基苯基醚、二苯乙炔和取代的肉桂酸酯。
适合作为该类型液晶相成分的最重要化合物可以式IV表征,
R20-L-G-E-R21 IV
其中L和E各自表示选自由1,4-二取代苯和环己烷环、4,4’-二取代联二苯、苯基环己烷和环己基环己烷体系、2,5-二取代嘧啶和1,3-二噁烷环、2,6-二取代萘、二和四氢化萘、喹唑啉和四氢化喹唑啉形成的组的碳环或杂环体系,
或C-C单键,Q表示卤素,优选氯,或-CN,且R20和R21各自表示具有最多18个,优选最多8个碳原子的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基或烷氧基羰基氧基,或这些基团之一替代地表示CN、NC、NO2、NCS、CF3、SF5、OCF3、F、Cl或Br。
在这些化合物的大多数中,R20和R21彼此不同,这些基团之一通常为烷基或烷氧基。所提出的取代基的其它变形也是常见的。许多该类物质或其混合物为可商购的。全部这些物质可通过文献已知方法制备。
对于本领域技术人员不言而喻的是根据本发明的VA、IPS或FFS混合物也可以包含其中例如H、N、O、Cl和F已被相应的同位素替代的化合物。
可聚合化合物,所谓的反应性介晶(RM),例如U.S.6,861,107中所公开的,可进一步以基于混合物计优选0.01-5重量%,特别优选0.2-2重量%的浓度加入至根据本发明的混合物。这些混合物也可任选包含引发剂,如U.S.6,781,665中所描述的。引发剂,例如来自BASF的Irganox-1076,优选以0-1%的量加入至包含可聚合化合物的混合物。该类型混合物可用于所谓的聚合物稳定的VA(PS-VA)模式或PSA(聚合物稳定化配向)模式,其中反应性介晶的聚合意欲发生于液晶混合物中。这个的前提是液晶混合物自身不包含可聚合组分,该可聚合组分在式M的化合物聚合的条件下同样会聚合。
聚合优选在以下条件下进行:可聚合的组分在以限定的时间段和施加电压(通常为10至30V交流电压,频率范围为60Hz至1kHz)使用限定强度的UV-A灯的盒中聚合。所使用的UV-A光源通常是强度为50mW/cm2的金属卤化物蒸气灯或高压汞灯。这些是例如含有烯基或烯氧基侧链的液晶化合物(例如,下式的化合物)不聚合的条件,
其中n=2,3,4,5或6。
在本发明的优选实施方式中,可聚合化合物选自式M的化合物
RMa-AM1-(ZM1-AM2)m1-RMb M
其中各个基团具有以下含义:
RMa和RMb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、卤素、SF5、NO2、烷基、烯基或炔基,其中基团RMa和RMb的至少一个优选表示或包含基团P或P-Sp-,
P表示可聚合基团,
Sp表示间隔基团或单键,
AM1和AM2各自彼此独立地表示芳基、杂芳基、脂环基或杂环基,优选具有4-25个环原子,优选C原子,其还包括或可包含稠合环,和其可任选经L单或多取代,
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,任选取代的甲硅烷基、具有6-20个C原子的任选取代的芳基、或具有1-25个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中此外,一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代,优选P、P-Sp-、H、OH、CH2OH、卤素、SF5、NO2、烷基、烯基或炔基,
Y1表示卤素,
ZM1表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-、-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0R00或单键,
R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1-12个C原子的烷基,
Rx表示P、P-Sp-、H、卤素,具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代,具有6-40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基、或具有2-40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基,
m1表示0、1、2、3或4,和
n1表示1、2、3或4,
其中所存在的基团RMa,RMb和取代基L的至少一个,优选一个、两个或三个,特别优选一个或两个表示基团P或P-Sp-或含有至少一个基团P或P-Sp-。
特别优选的式M的化合物为其中满足以下条件的那些
RMa和RMb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1-25个C原子的直链或支链烷基,其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个H原子可被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代,其中基团RMa和RMb的至少一个优选表示或含有基团P或P-Sp-,
AM1和AM2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、香豆素、黄酮,其中此外,这些基团中的一个或多个CH基团可被N替代,环己烷-1,4-二基,其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可被O和/或S替代,1,4-亚环己烯基、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基,其中全部这些基团可为未取代的或被L单或多取代,
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、任选取代的甲硅烷基、具有6-20个C原子的任选取代的芳基、或具有1-25个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中此外,一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代,
P表示可聚合基团,
Y1表示卤素,
Rx表示P、P-Sp-、H、卤素、具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代,具有6-40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基、或具有2-40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基。
非常特别优选的是其中RMa和RMb之一或均表示P或P-Sp-的式M的化合物。
用于根据本发明的液晶介质和PS-VA显示器或PSA显示器的合适和优选的RM,例如,选自下式:
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/>
/>
其中各个基团具有以下含义:
P1、P2和P3各自彼此独立地表示可聚合基团,优选具有上下文针对P所述的含义之一,特别优选丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟化丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、乙烯氧基或环氧基,
Sp1、Sp2和Sp3各自彼此独立地表示单键或间隔基团,优选具有上下文针对Sp所指出的含义,和特别优选-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1为1-12的整数,和其中在后提及的基团中与相邻环的连接经由O原子发生,其中基团P1-Sp1-,P2-Sp2-和P3-Sp3-中之一还可表示Raa,
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1-25个C原子的直链或支链烷基,其中此外一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地经-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代,和其中此外一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-替代,特别优选具有1-12个C原子的直链或支链、任选单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基(其中烯基和炔基基团具有至少两个C原子和支链基团具有至少三个C原子),
R0、R00各自彼此独立且每次出现时相同或不同地表示H或具有1-12个C原子的烷基,
Ry和Rz各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3,
ZM1表示-O-,-CO-,-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
ZM2和ZM3各自彼此独立地表示-CO-O-,-O-CO-,-CH2O-,-OCH2-,-CF2O-,-OCF2-或-(CH2)n-,其中n为2,3或4,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、或具有1-12个C原子的直链或支链、任选单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基,优选F,
L'和L"各自彼此独立地表示H,F或Cl,
r表示0,1,2,3或4,
s表示0,1,2或3,
t表示0,1或2,和
x表示0或1。
合适的可聚合化合物列于例如表D中。
根据本申请的液晶介质优选包含总计0.1-10%,优选0.2-4.0%,特别优选0.2-2.0%的可聚合化合物。
特别优选的是式M和式RM-1至RM-121的可聚合化合物。
根据本发明的混合物可进一步包含常规添加剂,例如,稳定剂、抗氧化剂、UV吸收剂、纳米颗粒、微粒等。
根据本发明的液晶显示器的结构符合通常的几何学,如例如,在EP-A 0 240 379中所描述的。
具体实施方式
以下实施例意欲解释本发明而非对其进行限制。上下文中,百分比数据表示重量百分数;全部温度以摄氏度表示。
贯穿本专利申请,1,4-亚环己基环和1,4-亚苯基环如下描绘:
亚环己基环为反式-1,4-亚环己基环。
贯穿本专利申请和工作实施例,液晶化合物的结构通过缩写的方式表达。除非另有说明,依据表1-3进行向化学式的转变。全部基团CnH2n+1、CmH2m+1和Cm‘H2m‘+1或CnH2n和CmH2m为在各自情况下分别具有n、m、m‘或z个C原子的直链烷基或亚烷基。n、m、m‘和z各自彼此独立地表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,优选1、2、3、4、5或6。在表1中,编码各个化合物的环要素,在表2中,列举了桥接单元并且在表3中阐明化合物左手侧链或右手侧链的符号含义。
表1:环要素
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表2:桥接单元
表3:侧链
除了式IIA和/或IIB和/或IIC的化合物和式I1,I2和EY的化合物之外,根据本发明的混合物优选还包含一种或多种如下表A所示的化合物。
表A
使用了以下缩写:
(n,m,m’,z:各自彼此独立地为1,2,3,4,5或6;(O)CmH2m+1是指OCmH2m+1或CmH2m+1)
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可根据本发明使用的液晶混合物以本身常规的方式制备。通常,所需量的所用组分以较少量溶于构成主要成分的组分中,有利地在升高的温度下进行。也可以将该组分溶液混合于有机溶剂中,例如丙酮、氯仿或甲醇中,并在充分混合之后再次移除溶剂,例如通过蒸馏。
通过合适的添加剂,根据本发明的液晶相可以这样的方式来改良,即,它们可以任意类型,例如,迄今已经公开的ECB、VAN、IPS、GH或ASM-VA LCD显示器使用。
电介质也可进一步包含本领域技术人员已知和描述于文献中的添加剂,例如,UV吸收剂、抗氧剂、纳米颗粒和自由基清除剂。例如,可加入0-15%多色性染料、稳定剂或手性掺杂剂。用于根据本发明混合物的合适稳定剂特别为表B中所列的那些。
例如,可加入0-15%多色性染料、以及导电盐,优选乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸铵、四丁基四苯基硼烷酸铵(tetrabutylammonium tetraphenylboranate)或冠醚的络盐(参见,例如,Haller等,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,第24卷,第249-258页(1973)),以改进导电性或可加入物质以改良向列相的介电各向异性、粘性和/或配向。该类型物质描述于,例如,DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53728中。
表B
表B显示了通常加入到根据本发明的混合物的可能的掺杂剂。混合物优选包含0-10重量%,特别是0.01-5重量%,和特别优选0.01-3重量%的掺杂剂。如果混合物仅包含一种掺杂剂,则它的用量为0.01-4重量%,优选为0.1-1.0重量%。
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表C
可以以0-10重量%的量加入至例如根据本发明的混合物的稳定剂如下所示。
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根据本发明的介质特别优选包含770(双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯),优选量为0.001–5重量%,基于液晶介质计。
表D
表D显示了可优选用作在根据本发明的LC介质中的反应性介晶化合物的示例性化合物。如果根据本发明的混合物包含一种或多种反应性化合物,则它们优选以0.01-5重量%的量使用。为了聚合,添加引发剂或两种或更多种引发剂的混合物也可以是必要的。引发剂或引发剂混合物优选以0.001-2重量%的量加入,基于混合物计。合适的引发剂例如是Irgacure(BASF)或Irganox(BASF)。
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在优选的实施方式中,根据本发明的混合物包含一种或多种可聚合化合物,优选选自式RM-1至RM-102的可聚合化合物。该类型的介质特别适用于PS-FFS和PS-IPS应用。在表D中所示的反应性介晶中,化合物RM-1,RM-2,RM-3,RM-4,RM-5,RM-9,RM-17,RM-42,RM-48,RM-68,RM-87,RM-91,RM-98,RM-99和RM-101是特别优选的。
式M和式RM-1至RM-102的反应性介晶或可聚合化合物还适合作为稳定剂。在这种情况下,可聚合化合物是未经聚合的,而是以浓度>1%加入到液晶介质中。
工作实施例:
以下实施例意欲解释本发明而非对其进行限制。在实施例中,m.p.表示熔点和C表示液晶物质以摄氏度表示的清亮点;沸点表示为b.p。进一步地:
C表示晶体固态,S表示近晶相(指数表示相类型),N表示向列相,Ch表示胆甾醇相,I表示各向同性相,Tg表示玻璃化转变温度。两符号之间的数值表示以摄氏度表示的转变温度。
用于测定式I的化合物的光学各向异性△n的主体混合物为商用混合物ZLI-4792(Merck KGaA)。介电各向异性△ε使用商用混合物ZLI-2857测定。待研究化合物的物理数据获自在加入待研究化合物之后主体混合物介电常数的改变并外推至100%所用化合物。通常,取决于溶解度,将10%待研究化合物溶于主体混合物中。
除非另有指示,否则份数或百分比数据表示重量份或重量百分比。
在上下文中,符号和缩写具有以下含义:
Vo在20℃下的阈值电压,电容性[V]
△n在20℃和589nm下测量的光学各向异性
Δε在20℃和1kHz下的介电各向异性
cl.p.清亮点[℃]
K1在20℃下的弹性常数,“斜展”变形[pN]
K3在20℃下的弹性常数,“弯曲”变形[pN]
γ1在20℃下的旋转粘度[mPa·s],在磁场中通过旋转方法测定LTS在测试盒中测定的低温稳定性(相列相)。
用于测量阈值电压的显示器具有两个平面平行的外部板(间隔为20μm),和在外部板的内部的电极层,该电极层上方具有包含SE-1211(Nissan Chemicals)的配向层,这实现了液晶的垂面配向。
除非另有明确说明,本申请中的所有浓度都涉及相应的混合物或混合物组分。所有的物理性质根据“Merck Liquid Crystals,Physical Properties of LiquidCrystals”,status 1997年11月,Merck KGaA,德国确定,并且适用于20℃的温度,除非另有明确说明。
实施例M1
实施例P1
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M1的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P2
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M1的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P3
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M1的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P4
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M1的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P5
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M1的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P6
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M1的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P7
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M1的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P8
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M1的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P9
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M1的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例M2
/>
实施例P10
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M2的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P11
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M2的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P12
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M2的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P13
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M2的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P14
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M2的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P15
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M2的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P16
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M2的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例M3
实施例P17
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M3的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P18
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M3的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P19
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M3的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P20
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M3的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P21
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M3的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例M4
实施例M5
实施例P22
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M5的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P23
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M5的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P24
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M5的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P25
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M5的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P26
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M5的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
/>
实施例P27
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M5的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例M6
实施例M7
/>
实施例P28
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M7的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P29
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M7的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P30
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M7的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P31
为了制备PS-VA混合物,将99.8%的根据实施例M7的混合物与0.2%的下式的可聚合化合物混合
实施例P32
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M7的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P33
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M7的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P34
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M7的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例M8
实施例M9
实施例P35
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M9的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P36
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M9的混合物与0.3%的下式的可聚合化合物混合
实施例P37
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M9的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P38
为了制备PS-VA混合物,将99.75%的根据实施例M9的混合物与0.25%的下式的可聚合化合物混合
实施例P39
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M9的混合物与0.299%的下式的可聚合化合物和0.001%的Irganox-1076(BASF)混合
实施例P40
为了制备PS-VA混合物,将99.7%的根据实施例M9的混合物与0.299%的下式的可聚合化合物和0.001%的Irganox-1076(BASF)混合
根据实施例P39和P40的混合物优选适用于PS-VA应用,特别是2D和3D TV应用。
上述用于PS-VA应用的混合物实施例当然也适用于PS-IPS和PS-FFS应用。
为了改进可靠性,根据实施例M1至M9和P1至P40的混合物可额外用一种或两种稳定剂稳定,该稳定剂选自以下提及的化合物a)至h),其中该稳定剂在每种情况下以0.01–0.04%的量添加,基于混合物计。
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
实施例M10
为了制备稳定化的VA混合物,将99.999%的根据实施例M1的混合物与0.001%的下式的化合物混合
实施例M11
为了制备稳定化的VA混合物,将99.99%的根据实施例M1的混合物与0.01%的下式的化合物混合
实施例M12
为了制备稳定化的VA混合物,将99.999%的根据实施例M7的混合物与0.001%的下式的化合物混合
/>
Claims (20)
1.液晶介质,其包含式I1的化合物和/或式I2的化合物,和PP-1-4的化合物和一种或多种式EY的化合物
其中各个基团各自彼此独立地,并且相同或不同地在每次出现时具有以下含义之一:
R1和R1*表示H,具有至多15个C原子的烷基或烯基基团,其是未取代的,被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代,其中此外,在这些基团中的一个或多个CH2基团可被-O-、-S-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以O原子不直接彼此相连的方式替代,或具有3至6个C原子的环烷基环,
L1和L2表示F、Cl、CF3或CHF2,优选F,
PP-n-m,其中n=1和m=4,
条件是该液晶介质不包含式I3的化合物,
2.根据权利要求1的液晶介质,特征在于其包含一种或多种选自下式的化合物的化合物EY:
3.根据权利要求1或2的液晶介质,特征在于其额外包含一种或多种选自式IIA、IIB和IIC的化合物的化合物,
其中
R2A、R2B和R2C各自彼此独立地表示H、具有至多15个C原子的烷基或烯基基团,其是未取代的、被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代,其中此外,在这些基团中的一个或多个CH2基团可被-O-、-S-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以O原子不直接彼此相连的方式替代,
L1-4各自彼此独立地表示F或Cl,
Z2和Z2’各自彼此独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-,
p表示1或2,
q表示0或1,和
v表示1-6的整数。
4.根据权利要求1-3中一项或多项的液晶介质,其特征在于该介质额外包含一种或多种式III的化合物,
其中
R31和R32各自彼此独立地表示具有至多12个C原子的直链烷基、烷氧基烷基或烷氧基基团,
表示/>
和
Z3表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-,-OCF2-、-CH2O-、
-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-C4H9-、-CF=CF-。
5.根据权利要求1至4中一项或多项的液晶介质,特征在于该介质额外包含一种或多种式T-1至T-21的联三苯,
其中
R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基基团或具有2-7个C原子的直链烯基基团,
m表示0、1、2、3、4、5或6,
n表示0、1、2、3或4,和
(O)表示氧原子或单键。
6.根据权利要求1-5中一项或多项的液晶介质,特征在于该介质额外包含一种或多种式O-1至O-17的化合物,
/>
其中R1和R2各自彼此独立地具有在权利要求3中针对R2A所指出的含义,和式O-17的化合物与权利要求1的式I1和I2的化合物不同。
7.根据权利要求1-6中一项或多项的液晶介质,特征在于该介质额外包含一种或多种式In的茚满化合物,
其中
R11、R12、R13分别表示具有1-6或2-6个C原子的直链烷基,烷氧基,烷氧基烷基或烯基基团,
R12和R13额外还表示卤素,
表示
i表示0、1或2。
8.根据权利要求1-7中一项或多项的液晶介质,特征在于该介质额外包含一种或多种选自下式的联二苯:
其中alkyl*表示具有1-6个C原子的烷基基团,和PP-1-4的化合物被排除在式B-1a的化合物之外。
9.根据权利要求1-8中一项或多项的液晶介质,特征在于其额外包含一种或多种选自以下化合物的化合物:
/>
10.根据权利要求1-9中一项或多项的液晶介质,特征在于其额外包含一种或多种选自以下化合物的化合物:
11.根据权利要求1-10中一项或多项的液晶介质,特征在于其额外包含一种或多种选自式BC、CR、PH-1、PH-2、BF-1、BF-2、BS-1和BS-2的化合物的化合物,
/>
其中
RB1、RB2、RCR1、RCR2、R1、R2各自彼此独立地具有在权利要求3中的R2A的含义,
c表示0、1或2,
d表示1或2,
R1和R2各自彼此独立地分别表示具有1-6或2-6个C原子的烷基、烷氧基、烯基或烯氧基。
12.根据权利要求1-11中一项或多项的液晶介质,特征在于式I1和I2的化合物在整体混合物中的比例为5-30重量%。
13.根据权利要求1-12中一项或多项的液晶介质,特征在于式EY的化合物在整体混合物中的比例为3-20重量%。
14.根据权利要求1-13中一项或多项的液晶介质,特征在于式I1、I2和EY的化合物在整体混合物中的比例为10-35重量%。
15.根据权利要求1-14中一项或多项的液晶介质,特征在于该介质包含至少一种可聚合化合物(反应性介晶)。
16.根据权利要求1-15中一项或多项的液晶介质,特征在于该介质包含一种或多种选自自由基清除剂,抗氧化剂和UV稳定剂的添加剂。
17.制备根据权利要求1-16中一项或多项的液晶介质的方法,特征在于在每种情况下将式I1和I2的化合物与至少一种式EY的化合物和与至少一种其他液晶化合物混合,并且任选地添加一种或多种添加剂和任选地添加至少一种可聚合化合物(反应性介晶)。
18.根据权利要求1-17中一项或多项的液晶介质在电光显示器中的用途。
19.具有有源矩阵寻址的电光显示器,特征在于其含有根据权利要求1-16中一项或多项的液晶介质作为电介质。
20.根据权利要求19的电光显示器,特征在于其为VA、PSA、PS-VA、PM-VA、SS-VA、PALC、IPS、PS-IPS、FFS或PS-FFS显示器。
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