CN1248033C - 超扭转向列液晶显示器、液晶组合物和化合物 - Google Patents

超扭转向列液晶显示器、液晶组合物和化合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有短开关时间及良好的陡度和角度依赖性的超扭转向列液晶显示器(STN-LCD)，和其中使用的新型向列型液晶混合物，其包括通式(A)的化合物与通式(IB)的化合物，其中R3、R4、L1、L2、m、Y1、Y2和W具有文中给出的含义，还涉及通式(IA)的化合物。

Description

超扭转向列液晶显示器、液晶组合物和化合物
本发明涉及具有短开关时间及良好的陡度和角度依赖性的超扭转向列液晶显示器(STN-LCD)，和其中使用的新型向列液晶混合物。
标题中的STN-LCD例如从EP 0,131,216B1；DE 3,423,993 A1；EP0,098,070 A2；M.Schadt and F.Leenhouts，17th Freiburg conferenceon liquid crystals(8-10.04.87)；K.Kawasaki等人，SID 87 Digest391(20.6)；M.Schadt and F.Leenhouts，SID 87 Digest 372(20.1)；K.katoh等人，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.26，No.11，L 1784-L 1786(1987)；F.Leenhouts等人，Appl.Phys.Lett.50(21)，1468(1987)；H.A.van Sprang and H.G.Koopman，J.Appl.Phys. 62(5)，1734(1987)；T.J.Scheffer and J.Nehring，Appl.Phys.Lett. 45(10)，1021(1984)，M.Schadt and Leenhouts，Appl.Phys.Lett. 50(5)，236(1987)和E.P.Raynes，Mol.Cryst.Liq.Cryst.Letters，Vol.4(1)，pp.1-8(1986)中已知。术语STN-LCD在这里包括具有160°至720°扭转角的任何相当高扭转的显示元件，如Waters等人的显示元件(C.M.Waters等人，Proc.Soc.Inf.Disp.(New York)(1985)(3rd Inter.Di splay conference，Kobe，Japan)，STN-LCD(DEOS 3,503,259)，SBE-LCD(T.J.Scheffer and J.Nehring，Appl.Phys.Lett.45(1984)1021)，OM1-LCD(M.Schadt and F.Leenhouts，Appl.Phys.Lett.50(1987)，236，DST-LCD(EP OS 0,246,842)或BW-STN-LCD(K.Kawasaki等人，SID87 Digest 391(20.6))。
与标准TN显示器相比，此类STN-LCD的区别在于：电光特征曲线的明显更好的陡度(以下简称为“陡度”)和与此相关的更好的对比值，和明显更低的对比度的角度依赖性。其中特别感兴趣的是具有特别短开关时间的的STN-LCD(尤其是在相当低的温度下)。为实现短开关时间，迄今为止是将旋转粘度，特别是液晶混合物的旋转粘度进行优化，通常使用液晶组分和非必要的相当高蒸气压的单向转变添加剂的最佳组合进行优化。
然而，达到的开关时间并不足以适合所有应用。
更短的开关时间也可通过降低STN-LCD的LC层厚度并使用具有更高双折射Δn的液晶混合物实现。
然而，达到更短开关时间的所有这些方法最终获得的混合物仍然不足以适合每一应用。
对STN-LCD的进一步要求是更高的多路传输性能(导致更少数量的驱动IC)、更低的阈值电压和高陡度。
为获得高陡度的STN-LCD，液晶混合物应显示相当高的弹性常数K33/K11比值和相当低的Δε/ε⊥值，其中Δε为介电各向异性，ε⊥为与长分子轴垂直方向的介电常数。
除了优化对比度和开关时间外，这些液晶混合物还应满足例如下面这些重要要求：
1.晶胞间隙d与节距(pitch)p的宽d/p窗口，其定义为d/p值的下限和上限之间的范围。
2.高化学稳定性。
3.高电阻。
4.阈值电压对温度和频率的低依赖性。
然而，对于上述所有这些性能不能同时获得最佳参数，因为存在不同材料参数如介电性能和弹性的相反影响。因此，迄今获得的参数组合仍然不够理想，特别是对于高多路传输STN-LCD(具有多路传输率1/400)，以及中和低多路传输STN-LCD(多路传输率分别为1/64和1/16)。
因此，仍然特别需要具有短开关时间并且同时具有宽使用温度范围、高陡度(即低陡度值)、对比度的良好角度依赖性和低阈值电压的满足上述要求的改进STN-LCD。
本发明目的在于提供STN-LCD，它们仅有很小程度的上述缺点，或完全无上述缺点，并且同时具有非常适宜的总体性能，特别是低温下的短开关时间、高陡度和改进的操作电压的温度依赖性。
现已发现，此目的可通过使用向列液晶混合物实现，该混合物包含式IA的化合物
Figure C0081921700121
和式IB的化合物，
Figure C0081921700122
其中
R3为具有2至7个碳原子的链烯基，
R4为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替，或当m＝1时，R4还可为Q-Y，
Q为CF2、OCF2、CFH、OCFH或单键，
Y为F或Cl，
L1和L2各自独立地为H或F，
m为0或1，
Y1和Y2各自独立地为H或F，
W为
Figure C0081921700123
R5为具有2至10个碳原子的链烯基或炔基，
R6为具有1至10个碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10个碳原子链烯基、链烯氧基、炔基或炔氧基，和
R7为具有2至10个碳原子的炔基或炔氧基。
当W为
时，
Y1和Y2中的至少一个优选为F，最优选同时为F。
此外一般地，Y1和Y2中的至少一个优选为F，最优选同时为F。
在用于本发明STN-LCD的液晶混合物中使用式IA的化合物和式IB的化合物特别导致：
·高陡度
·具有低的温度依赖性的低阈值电压，和
·特别在低温下的短开关时间。
此外，本发明的液晶混合物显示如下有利性能：
-低粘度，
-阈值电压和操作电压的低温度依赖性，和
-在显示器中的混合物在低温下的改进稳定性。
因此，本发明涉及一种STN-LCD，它具有
-两个面平行外板，它们与框架一起形成一个元件，
-存在于该元件中的正介电各向异性的向列液晶混合物，
-电极层，具有在外板内侧上的重叠对准层，
-约1°至30°的在外层板表面的分子的纵轴与外层板之间的预倾斜角，和
-22.5至600°的元件中的液晶混合物从对准层至对准层的扭转角，
其中向列液晶混合物基本上由如下组分组成：
a)30-90％重量的液晶 组分A，包括介电各向异性大于+1.5的一种或多种化合物；
b)10-55％重量的液晶 组分B，包括介电各向异性为-1.5至+1.5的一种或多种化合物；
c)0-10％重量的液晶 组分D，包括介电各向异性低于-1.5的一种或多种化合物，和
d)任选地，一种光学活性组分C，其量应使层厚度(面平行的外层板的间距)与手性向列液晶混合物的自然节距之间的比例为约0.2至1.3，
其特征在于，该液晶混合物包含至少一种式IA的化合物
Figure C0081921700141
其中
R3为具有2至7个碳原子的链烯基，
R4为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替，或当m＝1时，R4还可为Q-Y，
Q为CF2、OCF2、CFH、OCFH或单键，
Y为F或Cl，
L1和L2各自独立地为H或F，
m为0或1，
和至少一种具有如下通式的 组分A的化合物，
其中
Y1和Y2各自独立地为H或F，优选至少之一是F，最优选两者都是F，W为
Figure C0081921700151
Figure C0081921700152
R5为具有2至10个碳原子的链烯基或炔基，
R6为具有1至10个碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10个碳原子链烯基、链烯氧基、炔基或炔氧基，和
R7为具有2至10个碳原子的炔基或炔氧基。
本发明的另一目的是上下文所述的用于STN-LCD的本发明液晶混合物。
式IA包括如下子通式：
Figure C0081921700153
Figure C0081921700154
Figure C0081921700155
其中R3、L1、L2、Q和Y具有式IA的含义，和
R4为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替。
在式IA-1、IA-2和IA-3中，R3特别优选为具有2至7个碳原子的1E-链烯基或3E-链烯基。
式IA-1的特别优选的化合物是其中R4为具有2至7个碳原子的链烯基的那些，特别是下式的那些化合物：
Figure C0081921700161
Figure C0081921700162
其中R3a和R4a各自独立地为H、CH3、C2H5或正-C3H7，和烷基为具有1至7个碳原子的烷基。
特别优选的是本发明的STN-LCD，其中液晶混合物包含选自式IA-1a和IA-1c的至少一种化合物，其中R3a和R4a分别具有相同的含义。
在式IA-2的化合物中，特别优选的是其中L1和L2表示H的那些。
式IA-2的另一些优选的化合物是其中R4为具有1至8个碳原子，特别是1、2或3个碳原子的烷基和R3为具有2至7个碳原子、特别是2、3或4个碳原子的1E-链烯基或3E-链烯基的那些。
式IA-3的化合物中，特别优选的是其中L1和L2中的一个或两个表示F和Q-Y为F或OCF3的那些。
式IA-3的另一些优选的化合物是其中R3为具有2至7个碳原子、特别是2、3或4个碳原子的1E-链烯基或3E-链烯基的那些。
介电各向异性为-1.5至+1.5的式IA-1和IA-2的化合物属于上面定义的 组分B，而介电各向异性大于+1.5的式IA-2和特别是式IA-3的极性化合物属于上面定义的组分A。
式IA和IB的化合物组合导致具有特别低旋转粘度值的本发明混合物和具有高电光曲线陡度和特别在低温下的快开关时间的STN-LCD。
式IB包括如下优选子通式：
Figure C0081921700171
Figure C0081921700172
Figure C0081921700175
Figure C0081921700182
其中Ra为具有2至5个碳原子的链烯基，优选乙烯基或3-丁烯基，Rb为具有1至7个碳原子的烷基或具有2至7个碳原子的链烯基，优选具有1至5个碳原子的正烷基，Rc为具有2至7个碳原子的炔基，优选1-戊炔基、1-丁炔基或1-丙炔基。
特别优选的是式IB1、IB3、IB6和IB7的化合物。
组分A的另一些化合物优选选自式II化合物，
Figure C0081921700183
其中
R为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替，
Figure C0081921700184
和
Figure C0081921700185
各自独立地为
Figure C0081921700186
Figure C0081921700187
或
L5和L6各自独立地为H或F，
Z1和Z2各自独立地为-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键，和n为0、1或2。
式II的特别优选的化合物为下式的那些化合物：
Figure C0081921700191
Figure C0081921700193
Figure C0081921700194
Figure C0081921700196
Figure C0081921700201
Figure C0081921700202
其中R如式II中的定义，在这些式中的R特别优选为具有1至8个碳原子的烷基或烷氧基。
特别优选的是式IIa、IIb、IIc、IId和IIe的化合物，尤其是式IIa和IIb的化合物。
优选组分A还包括式III的一种或多种化合物
Figure C0081921700203
其中R8为具有1至7个碳原子的烷基或烷氧基，Z2和n各自独立地具有式II给出的一种含义，
Figure C0081921700204
为
Figure C0081921700205
或
Figure C0081921700206
和
L1、L2、L5和L6各自独立地为H或F。
式III的化合物优选选自下式：
Figure C0081921700207
Figure C0081921700211
Figure C0081921700212
Figure C0081921700213
Figure C0081921700214
Figure C0081921700215
Figure C0081921700216
其中R、L1和L2各自独立地具有式III的一种含义。
特别优选的是式IIIb、IIIc和IIIf的化合物，尤其是如下子通式的化合物：
Figure C0081921700222
Figure C0081921700224
Figure C0081921700225
其中R8定义如上。
还优选的是式IIIh的化合物，其中L2为H，L1为H或F，特别是F。
优选本发明的液晶混合物包括式V的一种或多种化合物：
Figure C0081921700231
其中R具有式II中的一种含义，Y2为F或Cl，特别是其中R为具有1至8个碳原子的烷基或烷氧基和/或Y2为F。
除了式II的化合物外，组分A还可包括选自如下通式II*的具有末端氟或氟化基团的一种或多种化合物：
Figure C0081921700232
其中R、A、B、Z1、Z2和n各自独立地具有式II中的一种含义，
L3和L4各自独立地为H或F，
Y1为F或Cl，和
Q1为CF2、OCF2、CFH、OCFH或单键，
条件是L3、L4和Q1-Y1不同时为F，和当n为1，A和B都为1，4-亚环己基及Z1和Z2为单键时，R不为具有2至7个碳原子的链烯基。
式II*的特别优选的化合物是如下通式的那些化合物：
Figure C0081921700234
Figure C0081921700236
Figure C0081921700241
Figure C0081921700242
Figure C0081921700243
Figure C0081921700244
Figure C0081921700245
Figure C0081921700246
Figure C0081921700247
Figure C0081921700251
Figure C0081921700252
Figure C0081921700254
Figure C0081921700255
Figure C0081921700256
其中R如式II中的定义，L3和L4各自独立地为H或F。在这些通式中的R特别优选为具有1至8个碳原子的烷基或烷氧基。
式IA、IB、II、II*、III、V的各化合物和可用于本发明STN-LCD中的其它化合物是已知的，或可以被制备，类似于例如在WO9623851、WO9105780、DE4327749、EP390329、JP2807357或EP679707中描述的已知化合物和工艺。式IB的优选化合物可按照如下路线制备：
Figure C0081921700262
DCC：二环己基碳二亚胺
DMAP：4-N，N-二甲氨基吡啶
BuLi：正丁基锂
特别地，式IA的化合物具有低粘度，特别是低旋转粘度，低弹性常数比例(K3/K1)值，并因此导致短开关时间，而具有高介电各向异性的式II的化合物(特别是当例如以高量存在于本发明显示器中时)导致降低的阈值电压。
可用于本发明的优选液晶混合物含一种或多种组分A的化合物，优选其比例为30％至90％，优选45％至75％。这些化合物或这种化合物具有大于+3(优选大于+8，特别是大于+12)的介电各向异性。
进一步优选的混合物包括：
·一种或多种，特别是两种至五种式IA的化合物，
·一种或多种，特别是两种至五种式IB的化合物，
·一种或多种，特别是两种至六种式II的化合物，
·一种或多种，特别是两种至六种式III的化合物，和
·一种或多种，特别是一种、两种或三种通式V的化合物。
优选的液晶混合物含一种或多种B组化合物，优选其比例为10-45％。B组的这些化合物或这种化合物特别地具有低旋转粘度γ1值。
优选组分B包括选自具有两个环的IV1至IV9的一种或多种化合物：
Figure C0081921700272
Figure C0081921700273
Figure C0081921700274
Figure C0081921700276
Figure C0081921700278
Figure C0081921700279
和/或选自具有三个环的IV10至IV24的一种或多种化合物：
Figure C0081921700281
Figure C0081921700283
Figure C0081921700285
Figure C0081921700286
Figure C0081921700291
Figure C0081921700292
Figure C0081921700293
Figure C0081921700294
和/或选自具有四个环的IV25至IV31的一种或多种化合物：
Figure C0081921700296
Figure C0081921700297
Figure C0081921700298
Figure C0081921700299
Figure C0081921700301
Figure C0081921700302
其中R1和R2各自独立地具有在式II中对R给出的一种含义，并且IV10至IV19和IV23至IV31中的1，4-苯基也可相互独立地被F单或多取代。
其中R2为具有2至5个碳原子的链烯基的式IV24的化合物是优选的。
式IV25至IV31的化合物中，特别优选的是其中R1为烷基、R2为烷基或烷氧基(各自具有1至7个碳原子)的那些。还优选的是式IV25和IV31中L为F的化合物。
在式IV1至IV30的化合物中，R1和R2特别优选为具有1至12个碳原子的直链烷基或烷氧基。
LC混合物还任选含有光活性 组分C，其量应使层厚度(面平行的载体板的间距)与手性向列液晶混合物的自然节距之间的比例大于0.2，以适合所需的扭转角。合适的掺杂剂可选自各种已知的手性材料和市售的掺杂剂如壬酸胆甾醇酯，S811(Merck KGaA，Darmstadt，FRG)和CB 15(MerckLtd.，前者，BDH，Poole，UK)。对其的选择本身并不重要。
组分C的化合物的量优选为0至10％，特别是0至5％，更优选0至3％。
在另一优选的实施方案中，LC混合物包括2至65％、优选5至35％(重量)的液晶二苯乙炔化合物。如此可降低STN-LCD元件厚度和开关时间。二苯乙炔化合物优选选自包括T1a、T1b和T2a至T2h的T组化合物：
Figure C0081921700311
Figure C0081921700312
Figure C0081921700313
Figure C0081921700315
Figure C0081921700316
Figure C0081921700317
Figure C0081921700318
其中R1具有式II中R的一种含义，L1至L6各自独立地为H或F，Q和Y具有式I中给出的一种含义。
式T2e的特别优选的化合物是其中基团L1至L6的一个、两个或三个为F和其余为H(其中L1与L2、L3与L4和L5与L6不同时为F)的那些。
来自T组的组分的比例优选为2％至65％，特别是5％至35％。
液晶混合物还可包括0-10％的介电各向异性为-2或更低的一种或多种化合物(组分D)。
组分D优选包括一种或多种含结构单元2，3-二氟-1，4-亚苯基的化合物，如在例如DE-OS 38 07 801、38 07 861、38 07 863、38 07 864和38 07 908中描述的化合物。特别优选的是具有按照PCT/DE88/00133的这种结构单元的二苯乙炔化合物，特别是式T2f和T2g的那些化合物。
组分D的另一些已知化合物为例如在DE-OS 32 31 707或DE-OS 3407 013中公开的含结构单元
Figure C0081921700321
或
Figure C0081921700322
的2，3-二氰基氢醌或环己烷衍生物。
包括介电各向异性＜-1.5的一种或多种化合物的组分D的化合物比例优选为约0％至10％，特别是约0％至5％。本领域熟练技术人员可容易地调节此比例以产生所需的阈值电压，原则上可以使用Δε＜-1.5的所有惯用液晶化合物。
本发明显示器特别优选不含组分D的化合物。
在R和R1至R4的含义中的术语链烯基包括直链和支化链烯基，对于R具有2至7个碳原子，对于R、R2、R3和R4具有2至12个碳原子。直链链烯基是优选的。进一步优选的链烯基是C2-C4-1E-链烯基、C4-C7-3E-链烯基、C5-C7-4-链烯基、C6-C7-5-链烯基和C7-6-链烯基，特别是C2-C7-1E-链烯基、C4-C7-3E-链烯基和C5-C7-4-链烯基。
优选的链烯基的例子是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基和6-庚烯基。具有至多5个碳原子的链烯基是特别优选的。更特别优选的是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、3E-丁烯基和3E-戊烯基，特别是乙烯基和3E-丁烯基。
在进一步特别优选的实施方案中，本发明的液晶混合物含：
-至少一种如下各式IA-1a、IA-2a和IA-3a的化合物：
Figure C0081921700331
Figure C0081921700333
其中链烯基和链烯基*各自独立地为具有2至7个碳原子的链烯基，烷基*为具有1、2或3个碳原子的烷基。
-一种或多种，优选二至六种下式IB1、IB3、IB4和IB5的化合物：
Figure C0081921700334
Figure C0081921700335
Figure C0081921700336
Figure C0081921700341
其中Ra和Rb具有上面给出的含义。
-11至55％重量、优选15至42％重量的一种或多种、特别是二种至四种式IA的链烯基化合物，
-12至24％重量的一种或多种、特别是一种或二种式IA-3的极性链烯基化合物，
-5至25％重量、优选7至20％重量的一种或多种、特别是二种至四种选自式IB的化合物，
-12至48％重量、优选18至36％重量的一种或多种、特别是二种至六种具有末端氰基的式III的化合物，这些化合物特别优选选自式IIIb和IIIc，
-2至16％重量，优选3至9％重量的一种或多种、特别是一种或两种式V的嘧啶化合物，
-2至35％重量、优选5至20％重量的一种或多种、特别是二种至四种T组的二苯乙炔化合物，这些化合物特别优选选自式T2a和T2b。
进一步优选的实施方案涉及液晶混合物，该混合物
-含式IA至IB的总计3至8种化合物，这些化合物的量为总混合物的15至45％重量，优选20至40％重量，
-含大于58％重量的具有正介电各向异性、特别是介电各向异性大于+12的化合物，
-不含式IV-1至IV-31的组分B的化合物和/或不含组分D的化合物，
-基本上由式IA、IB、II、III、V的化合物和T组的化合物组成。
特别当用于具有大的元件间隔的STN-LCD时，本发明的混合物的特征在于：其低的总开关时间(t总＝t开+t关)。例如当用于便携式计算机时低开关时间是对STN-LCD的特别重要的要求，以使其更好地显示光标移动。特别优选的是开关时间为300msec或更低，特别是250msec或更低的显示器。
本发明的STN-LCD的特征在于其低的阈值电压。该阈值电压优选为1.3V或更低，特别是1.25V或更低。
在本发明STN-LCD中的液晶混合物是正介电性的，Δε≥1.5。特别优选的是Δε≥3的混合物，更特别优选Δε≥5的混合物。
本发明的液晶混合物显示有利的阈值电压V10/0/20和旋转粘度γ1。若固定光程差d·Δn，则元件间隙d的值通过光学各向异性Δn测定。特别在高d·Δn值下，使用具有较高Δn值的本发明液晶混合物是优选的，因为在此情况下，可选取相当小的d值，如此导致改进的开关时间值。然而，包括具有较小Δn值的本发明液晶混合物的本发明液晶显示器的特征同样在于有利的开关时间值。
本发明的液晶混合物的特征还在于其有利的陡度值，并且特别是在高于20℃的温度下，可以以高多路传输率驱动。此外，这些混合物显示高稳定性、高电阻和阈值电压的低的频率依赖性。本发明的液晶显示器显示宽的工作温度范围和对比度的良好的视野角依赖性。
由偏振器、电极基板和表面处理的电极(以使在每一情况下与其相邻的液晶分子的优先取向(无源定向偶极子)通常从一个电极至另一电极被相互扭转160°至720°)构成的本发明液晶显示器元件结构，相当于此类显示器元件的惯用结构。这里术语惯用结构作为一个广义术语使用，还包括超扭转元件的所有衍生物和改进，特别是矩阵显示器元件。在两个支撑板处的表面倾斜角可以相同或不同，优选倾斜角相同。
在本发明的TN-显示器中，在基板表面处的分子的长轴与基板之间的倾斜角优选为0°至7°，特别是0.01°至5°，非常优选0.1至2°。在本发明的STN-显示器中，所述倾斜角优选为1°至30°，特别是1°至12°，非常优选3°至10°。
在元件的两个基板上的对准层之间的液晶混合物的扭转角，对于本发明的TN-显示器为22.5°至170°，特别是45°至130°，非常优选80°至115°。对于STN-显示器，该扭转角为100°至600°，特别是170°至300°，非常优选180°至270°。
然而，本发明显示器元件与迄今惯用的基于扭转向列元件的显示器元件间的基本差别是在液晶层中液晶组分的选择。
本发明使用的液晶混合物可按本身习惯的方式制备。通常，将所需量的以相对少量使用的组分方便地在高温下溶于构成主成份的组分中。还可以将所述组分在有机溶剂如丙酮、氯仿或甲醇中的溶液混合，并在混合后例如通过蒸馏除去溶剂。
电介质还可包含本领域熟练技术人员已知的并描述于文献中的另一些添加剂。例如，可加入0-15％的多色染料。
下面的实施例用于说明本发明，而不代表一种限制。
简写具有如下含义：
Δn      在589nm和20℃下的双折射
Tave    平均开关时间＝0.5(t开+t关)
t开     从开启至达到90％的最大对比度的时间，
t关     从关闭至达到10％的最大对比度的时间，
V10     阈值电压(伏特)
V90     饱和电压
V90/V10陡度
γrot   旋转粘度(mPa.s)
在上下文中，除非另有说明，所有温度为摄氏度，所有百分比为重量百分比。开关时间和粘度的值是指20℃时的值。开关时间为上面定义的平均tave。
STN-LCD以多路传输操作方式编址(多路传输比例1∶240，偏流(bias)1∶15)。
在本发明申请和下面的实施例中，LC化合物的所有化学结构通过首字母缩写词给出，其向化学式的转化按如下所示方式进行。所有残基CnH2n+1和CmH2m+1为分别具有n和m个碳原子的直链烷基。表B中的代码为自解释的。在表A中，仅给出核结构的首字母缩写词。在具体的化合物中，此类首字母缩写词后面接着破折号和取代基R1、R2、L1和L2的如下所示的代码：
表A和B中给出的化合物是本发明特别优选的组分。
  R1，R2，L1，L2的代码 R1 R2 L1 L2 L3
  nmnOmnO.mnmFFnOmFFnnN.FnN.F.FnFnF.FnF.F.FnOFnClnCL.FnCL.F.FnCF3nOCF3nOCF3.FnOCF3.F.FnOCF2nOCF2.FnOCF2.F.FnF.Cln-VVn-m  CnH2n+1CnH2n+1OCnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1OCnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1-CH＝CH-CnH2n+1   CmH2m+1OCmH2m+1CmH2m+1OCmH2m+1OCmH2m+1CNCNCNFFFFClFFCF3OCF3OCF3OCF3OCHF3OCHF3OCHF3F-CH＝CH2CmH2m+1   HHHFFHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH   HHHFFHFFHFFHHFFHHFFHFFClHH   HHHHHHHFHHFHHHFHHHFHHFHHH
表A：
(L1，L2，L3；H或F)
Figure C0081921700381
Figure C0081921700391
表B：
Figure C0081921700392
Figure C0081921700401
实施例1
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点               +91℃
Δn                  0.1398
V10                 1.09V
V90/V10            1.073
由下列组分组成：
ME2N.F               8.00％
ME3N.F               9.00％
ME4N.F               11.00％
PCH-3N.F.F           10.00％
CC-3-V1              6.00％
CCG-V-F              16.00％
CCPC-33              5.00％
CCPC-34              5.00％
CCPC-35              5.00％
CBC-33F              5.00％
CBC-53F              5.00％
CBC-55F              2.00％
PPTUI-3-2            5.00％
YZU-4-N              8.00％
实施例2
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                    +90℃
Δn                       0.1391
V10                      1.10V
V90/V10                 1.055
由下列组分组成：
ME2N.F                    8.00％
ME3N.F                    9.00％
ME4N.F                    12.00％
PCH-3N.F.F                10.00％
CC-3-V1                   3.00％
CCG-V-F                   15.00％
CCP-V-1                   6.00％
CCPC-33                   5.00％
CCPC-34                   5.00％
CCPC-35                   5.00％
CBC-33F                   4.00％
CBC-53F                   4.00％
PPTUI-3-2                 6.00％
DU-5-N                    8.00％
实施例3
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                     +91℃
Δn                        0.1478
V10                       1.09V
V90/V10                    1.064
由下列组分组成：
ME2N.F                     8.00％
ME3N.F                     9.00％
ME4N.F                     12.00％
PCH-3N.F.F                 10.00％
CC-3-V1                    3.00％
CCG-V-F                    14.00％
CCP-V-1                    6.00％
CCPC-33                    5.00％
CCPC-34                    5.00％
CCPC-35                    5.00％
CBC-33F                    4.50％
CBC-53F                    4.50％
PPTUI-3-2                  6.00％
DU-3-N                     8.00％
实施例4
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                    +89℃
Δn                       0.1418
V10                      1.05V
V90/V10                   1.067
由下列组分组成：
ME2N.F                    8.00％
ME3N.F                    8.00％
ME4N.F                    9.00％
PCH-3N.F.F                10.00％
CC-3-V1                   10.00％
CCG-V-F                   14.00％
CCP-V-1                   7.00％
CCPC-33                   4.00％
CCPC-34                   4.00％
CCPC-35                   4.00％
CBC-33F                   4.00％
CBC-53F                   4.00％
PPTUI-3-2                 6.00％
UZU-3A-N                  8.00％
化合物UZU-3A-N的熔点为69℃
实施例5
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                        +90℃
Δn                           0.1400
V10                          1.04V
V90/V10                     1.087
由下列组分组成：
ME2N.F                        8.00％
ME3N.F                        9.00％
ME4N.F                        10.00％
PCH-3N.F.F                    10.00％
CC-3-V1                       6.00％
CCG-V-F                       17.00％
CCP-V-1                       8.00％
CCPC-33                       5.00％
CCPC-34                       5.00％
CCPC-35                       5.00％
CBC-33F                       3.00％
PPTUI-3-2                     6.00％
PZU-V2-N                      8.00％
化合物PZU-V2-N的熔点为37℃，单变清亮点为8.2℃
实施例6
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                     +91℃
Δn                        0.1381
V10                       1.06V
V90/V10                  1.094
由下列组分组成：
ME2N.F                     8.00％
ME3N.F                     9.00％
ME4N.F                     10.00％
PCH-3N.F.F                 10.00％
CC-3-V1                    3.00％
CCG-V-F                    16.00％
CCP-V-1                    8.00％
CCPC-33                    5.00％
CCPC-34                    5.00％
CCPC-35                    5.00％
CBC-33F                    3.00％
CBC-53F                    3.00％
CBC-55F                    3.00％
PPTUI-3-2                  4.00％
Thio-A                     8.00％
实施例7
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                      +90℃
Δn                         0.1315
V10                        1.07V
V90/V10                   1.084
由下列组分组成：
ME2N.F                      8.00％
ME3N.F                      9.00％
ME4N.F                      12.00％
PCH-3N.F.F                  10.00％
CC-3-V1                     5.00％
CCG-V-F                     17.00％
CCP-V-1                     6.00％
CCPC-33                     5.00％
CCPC-34                     5.00％
CCPC-35                     5.00％
CBC-33F                     3.00％
CBC-53F                     4.00％
PPTUI-3-2                   3.00％
PYP-3N.F.F                  8.00％
化合物PYP-3N.F.F的熔点为69℃。
实施例8
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                        +91℃
Δn                           0.1341
V10                          1.07V
V90/V10                     1.028
由下列组分组成：
ME2N.F                        8.00％
ME3N.F                        9.00％
ME4N.F                        10.00％
PCH-3N.F.F                    10.00％
CC-3-V1                       5.00％
CCG-V-F                       18.00％
CCP-V-1                       8.00％
CCPC-33                       5.00％
CCPC-34                       5.00％
CCPC-35                       5.00％
CBC-33F                       3.00％
CBC-53F                       3.00％
PPTUI-3-2                     3.00％
PYP-4N.F.F                    8.00％
化合物PYP-4N.F.F的熔点为78℃。
实施例9
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                    +90℃
Δn                       0.1385
V10                      1.12V
V90/V10                 1.098
由下列组分组成：
ME2N.F                    8.00％
ME3N.F                    8.00％
ME4N.F                    11.00％
PCH-3N.F.F                10.00％
CC-3-V1                   10.00％
CCG-V-F                   17.00％
CCP-V-1                   8.00％
CCPC-33                   4.00％
CCPC-34                   4.00％
CCPC-35                   5.00％
PPTUI-3-2                 7.00％
Thio-B                    8.00％
实施例10
STN显示器包含具有如下性能的液晶介质：
清亮点                       +97℃
Δn                          0.1613
V10                         1.23V
V90/V10                    1.069
Tave                        163msec
由下列组分组成：
ME2N.F                       4.00％
ME3N.F                       4.00％
PCH-3N.F.F                   15.00％
PZU-V2-N                     14.00％
CC-3-V1                      8.00％
CCP-V-1                      13.00％
CVCP-V-O1                    4.50％
CVCP-1V-O1                   4.50％
PPTUI-3-2                    16.00％
CBC-33F                      4.00％
CBC-53F                      4.00％
CCZU-3-F                     9.00％

Claims (13)

1.超扭转向列液晶显示器，包含
-两个面平行的外板，它们与框架一起形成一个元件，
-存在于元件中的正介电各向异性的向列液晶混合物，
-电极层，具有在外板内侧上的重叠对准层，该电极层以正交行波形式编码各象素，
-约1°至30°的在外板表面处的分子纵轴与外板之间的预倾斜角，和
-22.5°至600°的元件中的液晶混合物从对准层至对准层的扭转角，
其中向列液晶混合物基本上由如下组分组成：
a)30-90％重量的液晶 组分A，包括介电各向异性大于+1.5的一种或多种化合物；
b)10-55％重量的液晶 组分B，包括介电各向异性为-1.5至+1.5的一种或多种化合物；
c)0-10％重量的液晶 组分D，包括介电各向异性低于-1.5的一种或多种化合物，和
d)光学活性组分C，其量应使层厚度(面平行的外板的间距)与手性向列液晶混合物的自然节距之间的比例为约0.2至1.3，
其特征在于，该液晶混合物包含至少一种式IA的化合物
其中
R3为具有2至7个碳原子的链烯基，
R4为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替，或当m＝1时，R4还可为Q-Y，
Q为CF2、OCF2、CFH、OCFH或单键，
Y为F或Cl，
L1和L2各自独立地为H或F，
m为0或1，
和至少一种式IB的 组分A的化合物，
Figure C008192170003C1
其中
Y1和Y2各自独立地为H或F，
W为
Figure C008192170003C2
或
Figure C008192170003C3
R6为具有1至10个碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10个碳原子链烯基、链烯氧基、炔基或炔氧基。
2.根据权利要求1的显示器，其特征在于，式IA的化合物选自如下通式IA-1、IA-2和IA-3：
Figure C008192170003C4
Figure C008192170004C1
其中R3、L1、L2、Q和Y具有在权利要求1的式IA中给出的含义，和
R4为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替。
3.根据权利要求1或2的显示器，其特征在于，通式IB的化合物选自如下通式IB4和IB5：
Figure C008192170004C2
其中Rb为具有1至7个碳原子的烷基或具有2至7个碳原子的链烯基。
4.根据前述一项权利要求的显示器，其特征在于，组分A还包括式II的一种或多种化合物：
其中
R为具有1至12个碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、链烯基或链烯氧基，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相邻的方式代替，
Figure C008192170005C2
和
Figure C008192170005C3
各自独立地为
Figure C008192170005C4
Figure C008192170005C5
或
Figure C008192170005C6
L5和L6各自独立地为H或F，
Z1和Z2各自独立地为-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键，和
n为0、1或2。
5.根据权利要求4的显示器，其特征在于，式II的化合物选自如下通式：
Figure C008192170005C7
Figure C008192170006C1
其中R如权利要求4的式II中给出的定义。
6.根据前述至少一个权利要求的显示器，其特征在于， 组分A进一步包括通式III的一种或多种化合物：
其中R8为具有1至7个碳原子的烷基或烷氧基，Z2和n各自独立地具有权利要求4中对式II给出的一种含义，
Figure C008192170007C2
为
Figure C008192170007C3
或
和
L1、L2、L5和L6各自独立地为H或F。
7.根据权利要求6的显示器，其特征在于，式III的化合物选自如下通式：
Figure C008192170007C5
其中R8如权利要求6中对式III给出的定义。
8.根据权利要求1至7至少一项的显示器，其特征在于，液晶混合物进一步包括一种或多种式V的化合物：
Figure C008192170008C2
其中R具有权利要求4中对式II给出的一种含义，Y2为F或Cl。
9.根据权利要求1至8至少一项的显示器，其特征在于，液晶混合物总共含3至8种式IA和IB的化合物，其中这些化合物的量为总混合物的15至45％重量。
10.根据权利要求1至9至少一项的显示器，其特征在于，液晶混合物包含大于58％重量的正介电各向异性大于+12的一种或多种化合物。
11.根据权利要求1至10至少一项的显示器，其特征在于，它的阈值电压为1.3V或更低。
12.如权利要求1至11的至少一项中所定义的液晶混合物或组合物。
13.式I的化合物，
Figure C008192170009C1
其中
Y1和Y2各自独立地为H或F，
W为
Figure C008192170009C2
或
Figure C008192170009C3
R6为具有1至10个碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10个碳原子的链烯基、链烯氧基、炔基或炔氧基。
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