TW200914586A - Nematic liquid crystal composition and bistable nematic liquid crystal display - Google Patents

Description

200914586 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可適用於雙穩態向列液晶顯示器之向 列液晶組合物，及-種使用該組合物之雙穩態向列液晶顯 示器。 【先前技術】 液晶顯示器（LCD)因為其較薄、輕量且具有低功率消耗 而逐漸用於各種顯示應用中。該等LCD具有液晶組合物經 限制於兩個基板之間的結構，其中至少―基板為透明的。 基板具備在其内面（相互面對表面）上用以對液晶組合物施 加電場之電極層及執行有使液晶定向之定向處理的定向 膜。此定向處理用來將液晶組合物配置及錨定於配向膜 上0 藉由於兩個基板之電極之間施加超祕轉變 電壓之電場，液晶組合物之定 弋门在電％之作用下變化。歸 ί 因於液晶組合物之雙折射率，唁笨 午°亥4疋向變化改變顯示器之 子性貝，且此外，藉由使用起偏 置。 、垧搌片，其用作顯示裝 該等LCD(被稱為”經典” LCD)具有下列特性： ⑴當在顯示資訊之後切斷外 消失； ％穷吋，所顯不資訊亦 (2)配向膜用以將液晶分子 曰士η』与相對於配向臈而平行 子於液晶分子而具有極強錦定 木i刀 由於此原因，甚至 田施加電場時，配向膜附近 吾 夜日日分子亦基本上維持其相 131503.doc 200914586 對於配向膜之平行定向，而不重定向至電場之方向；及 (3)當切斷電場時，回歸在電場施加之前的狀態。 已進行大量工作以藉由最佳化物理性質（包括溫度範 圍、黏度、彈性、雙折射率 '介電各向異性、 轉變電壓，等等）來改良經典LCD之液晶組合物的效能。 幾乎不可能使用單一化合物來最佳化上述特性，且因此， 需要組合複數種化合物之混合物（參見Handb〇〇k 〇f Uquid

Crystals, Wiley-VCH Weinheim (1998))。 此外’對於該等經典LCD而言，無需嚴格地界定相對於 配向’層之液晶分子的銷定力，其中所需要的僅為此錯定應 "強"，換言之，大於給定極限值（Lz<15細，其中Lz在下文 被界定）。已對此問題進行研究以在配向膜中獲得強銷 定，其中使用若丨已知配向層材料來提供強錫定（參見

Liquid Crystals-Applications and Uses, World Scientific blishing Co. Pte. Ltd. Singapore (1990))。 _ :年來’已對新一代向列顯示器(被稱為"雙穩態"向列顯 進仃研究。在該等顯示器中，液晶分子在無任何外 σ 士昼之情況下具有兩種穩定織構。僅施加電塵 止％為於該等兩種定向狀態之間切換所必要之時間。因 :理不需要保㈣加電更維持顯示器。歸因於其操作 ^里，此類型之顯示器消耗與影像改變之數目成比例的能 :因此’隨著影像改變之頻率下降’為操作顯示器所必 ^此類型之顯示器將因此對於需要低功 率功耗之行動襄置而言極其有效。 131503.doc 200914586 已提出兩種類別之雙穩態顯示器， 膜而使穩態穩定。一種類別使用 板上之-向 ^ , ^ 災刀子疋向於兩個方向上 雙穩μ向膜），另—種類別使用僅定向 中更峨向膜(亦即’單穩態定向膜)。藉由 種"4 Α向膜上之錦定來獲得該等顯示器之兩 種U、之間的切換：外加電場使分子在表面扭矩為零且能 夏取大之方向上置於表面上。在移除電場之後，接近於膜

之为子在穩定定向上復m將主體中之分子驅動至一 穩態或另一穩態。 由ZBD Dispiays Ud所開發之顯示裝置（g ρ Μ. Brown等人，Nature，399 338 (1999))使用雙穩態定向膜： 接近於膜’在—穩‘態巾，分子幾乎平行於板而定向；在另 一穩態中，分子幾乎垂直於板^ 〇rsay s〇Ud State pbA Laboratory提出兩種使用使分子定向於兩種傾斜狀態中之 雙穩態定向表面的雙穩態向列顯示器：換向使用撓曲電效 應之法國專利申請公開案第266377〇號，及使用電對掌性 效應之法國專利申請公開案第2657699號。 已開發兩種使用單穩態定向膜且利用錨定中斷來換向之 雙穩態向列顯示器：由法國Nemoptic Ltd.所開發之雙穩雜 向列（BiNem®)顯示器（法國專利申請公開案第274〇893號及 第2740894號，及美國專利第6,327,017號），及由意大利 LICET Ltd.所開發之SBiND顯示器（歐洲專利申請公開案第 0 773 468號、美國專利第5,995,173號，及日本未審查專利 申請公開案第H09-274205號）。 131503.doc 200914586 圖1中以圖解方式展示Nemoptic Ltd.之BiNem®雙穩熊顯 示器的切換原理。其使用兩種織構：一均一或稍微扭轉織 構T〇，其中分子彼此近似平行（±20。）；及另一織構Ti8〇， 其與第一者相差180。±20。之扭轉。 將向列以自生間距pG對掌化’自生間距ρ〇經選擇為接近 • 於晶胞厚度之四倍以均衡兩種織構之能量。在不存在電壓 之情況下，該等兩種狀態在能量方面變成最小值。在存在 I、 鬲電壓之情況下，中斷分子於板中之至少一者上（具體言 、 之，於配向膜上）的錨定且獲得液晶分子之幾乎垂直定向 (Η)此疋向狀悲為轉變狀態（Η)，且可切換至兩種穩態 (Τ〇、Tuo)中之任—者。緩慢地切斷電壓可藉由接近於兩 個表面之分子之間的彈性耦合而導致改變成狀態T〇，且快 速地切斷電壓將藉由流體動力Μ合而導致狀態T180。 藉由錫定中斷而換向之雙穩態顯示器需要液晶混合物及 定向膜之特殊性質： I 1)至 配向臈上之錨定必須弱以允許藉由與驅動電子 益件及向列混合物之不同化合物之電化學性質相容的外加 電場進行中斷。 2)膜上之銷疋不能太弱，因為穩態中之液晶織構係藉由 - 錨定而穩定。為了絡4士， 句Γ維持織構，錨定扭矩需要高於由穩態中 之主體織構施加於矣—- 表面上的彈性扭矩。 )&物之不同化合物的電化學穩定性必須高於經典 LCD顯示器之電介風從+ b予穩疋性。實際上，在經典LCD中，外 加電壓僅使Φ ^ L.U. 我構失真；其接近於[^6(161^1<：82轉變電 131503.doc 200914586 壓（使由向列彈性所唯 一位.. ，'持之織構失真的最小電壓）之兩倍或 二倍。考慮到織構轉 又性之條件，錨定之中斷需要為

Ffeedencksz轉變電壓 〈成乎十倍的電壓。 4) 混合物之黏度及 „ — # 弹丨生吊數確定顯示器之光學回應時 間。在糟由流體動 耦5來選擇狀態之狀況下，該等兩種 參數對於換向而言亦為基本的。 5) 必須獲得高光學折 射率各向異性（0.14至0.20)以達成良

好對比度，其中晶胞展P

厚度小於經典[CD顯示器中之晶胞厚 度。另一方面，在佶田 起偏振片之反射模式的狀況下， 因為光學距離（對應於曰 、日日胞尽度之值）加倍，所以為了保持 △ η與d之乘積恆定，雲 而要液日日組合物具有在0 06至〇 14之範 圍内的較小Δη值。 &對於具有給定混合物及給定錫定之❹以中斷的雙穩 態顯示器，用以中斷錨定之電壓與厚度成比例：為了降低 電壓’較小厚度為必需的。 广列溫度範圍必須寬於目標操作範圍。實際上，通 常三僅之前所列出之整個性料合於液晶混合物之整個向 列範圍内未被滿；^ :由〜（向列_各向同性轉變溫幻及ΤΗ (自更有序液晶相或破璃質或結晶固相朝向向列相之轉變 溫度）所限制之範圍CTN)。為了獲得所有該等性質，在技 術上可接受之溫度範圍（以環境溫度為十心之5〇。至8〇。） 内，混合物需要具有寬於此操作溫度範圍之向列溫度範圍 ΔΤΝ。 針對表面上之液晶分子的錨定及錨定中斷概念具有高度 131503.doc -10· 200914586 可加以界定。液晶分子藉由表面之定向被稱 .田疋ί田疋源為液晶化合物與表面之間的相互作用之各 二。錯定可以由與液晶分子相鄰之表面所引發的方向 ”強度為特徵。此方向被稱作易磁化轴，且易磁化轴 之方向η〇係由方位角（φ〇)及天頂角（θ〇)界定（參見圖2)。向 列液晶分子之平均定向方向接近易磁化軸。若不存在外部 衫響’則液晶分子平行^易磁化轴而定向以最小化與表面 之相互作用能。此能量(錯定能量)可如下被寫為第一近似 值（A· Rapini及 M. Pap〇ular，】㈣ a，从⑷6 (1969)): 0) ^θ,φ)^ύη\Θ-θϋ) + ^ιη\φ-φΰ) 其"及Φ分別為向列引向器於表面上之天頂角及方位 角’且WJWA分別為天頂及方㈣定能量之表面密度。 與向列材料之性能相比’方位錯定能量wA更多地視藉 i... 由處理而在表面上所引發的各向異性而定。即使在雙科能 液晶顯示器中必需達成足夠方位錯定以維持扭轉織構，吾 人仍將不會開發此主題。 藉由錫定中斷而換向之雙穩態顯示器更常使用天頂錯定 中斷。吾人將集中於此現象。 天頂錫定能量^強烈地視表面及向列材料之化學性質 在大部分㈣表面上，天頂以能量比方位錯定能 里兩一或兩個數量級。 若在體積上引向器之定向不同於易磁化輛之方向，則表 13I503.doc -11 - 200914586 月匕不再為零且結果亦為視彈性因數而定之能量。表面能 可x 外插長度（其為主體彈性因數與錨定能量之間的比 率）為特徵。天頂錨定之外插長度係由Lz=K33/wz表示，其 中K”為液晶之彎曲彈性常數。實務上，若5打爪，則 〜為天頂錨定強，且若Lz>25 ，則認為天頂錨定弱。 可藉由外部電場或磁場來改良液晶分子之定向。舉例而 口藉由施加垂直於基板表面之電場，當晶胞中之液晶分 子具有正介電各向異性時，其沿電場而定向（θ = 〇)，且在 不存在電場之情況下，其定向為幾乎平行於基板表面（θ= 近似90 )。在表面上，引向器天頂角隨著電場而連續地改 灰，且右電場超過臨界場Ec，則θ變成零。此狀態被稱作 天頂麵疋中斷，因為接近於表面之液晶分子的引向器不再 文錨疋扭矩或電扭矩影響。臨界場被展示為方程式（2)。 兄一 W7 C'7k^ (2) 在式（2)中，”2為天頂錨定能量，為彎曲彈性常數， 且Δε為介電各向異性（相對於真空介電常數ε〇)。 此臨界場強度Ec為驅動利用天頂錨定中斷之裝置所必要 的電場。具有高Δε值及高彎曲彈性但弱天頂錨定能量之混 合物為控制該等裝置所必要。 實務上，在天頂錨定中斷顯示器之狀況下，可用量值為 &成天頂錨定中斷之電壓Uz。亦即，臨界場與晶胞厚度之 乘積。通常，調整雙穩態向列顯示器晶胞之厚度，使得其 雙折射率等於在其通頻帶之中心處光的四分之一波長。為 131503.doc 200914586 了特徵化天頂錯定，使用中斷電Μ臨限值υλ/4。其為具右 光學厚度λ/4之晶胞的中斷電壓&。^被展示為數學式 (3) 在式（3)中，λ為通頻帶之中心處光的波長，Wz為天頂錨 定能罝’ 1^為天頂“外插長度，Δη為波長λ中之折射各 向異性，Κ33為'彎曲彈性常數，且&為介電各向異性。發 明者認為，當中斷電壓υλ/4為可在溫度範圍内由當前常： 之驅動所供應的電壓時，天頂錨定弱。實務上，此可由 敍述以下項之經驗規則表示：若υλ/4小於或等於25伏特， 則錨定弱。 天頂錨定能量視配向臈之材料、表面處理之方法、所使 用之液晶組合物及溫度而定。 配向膜之性能可極大地影響天頂錨定能量。用於經典 LCD中之聚醯亞胺定向膜展示對於大部分不同家族之向列 化合物的強天頂錨定能量。舉例而言，於市售聚醯亞胺定 向膜（由Nissan Chemicals Co·所製造之SE14〇)上，對於向 列化合物戊基-氰基聯苯（5CB)，Lz=7nm，天頂錨定強。 另一方面’ Nemoptic Ltd•已開發提供對於5CB之弱天頂 錨疋（在20 C下Lz>25 nm)且對於其他向列化合物之弱天頂 錨定的共聚物膜（歐洲專利申請公開案第i 259 854號及美 國專利第7,〇67，18〇號）。在兩個專利文件中，藉由諸如摩 擦之標準方法，同時獲得中等或強方位錨定，從而產生對 131503.doc 200914586 於丁〇與τ]8◦織構兩者之良好穩定性。 日本未審查專利申請公開案第2005-1 33057號揭示液晶 組合物之一實例，其中天頂錨定弱。藉由組合nemoptic共 聚物膜與特m组合物，獲得低υλ/2，i亦揭示在寬溫 度範圍内具有向列相之組合。實際上，雙穩態顯示器之最 佳化錨定性質視液晶配向層與液晶混合物兩者而定’但一 些液晶混合物可產生與不同類型之配向層相容的良好錯定 ι·生貝而，在使用天頂錯定中斷之雙穩態向列顯示器 中，向列相之溫度範圍與顯示器之操作溫度範圍不呈比例 關係。亦即’纟室溫下’甚至當工作電壓低時，若溫度依 賴性高，則操作溫度範圍實際上亦變窄。實際上，尚未達 成可在寬溫度範圍内操作之雙穩態向列顯示器。因此，存 在對尋找可在寬操作溫度範圍内被活化之液晶組合物之組 合的需要。 又，在使用一起偏振片之反射雙穩態向列液晶顯示器的 狀況下，需要在0.06至〇14之範圍内的較小折射率各向異 性Δη值，如上文所描述。上文所描述之日本未審查專利申 請案2005-133057中的折射率各向異性Δη大於〇14，且因 此不適用於反射雙穩態向列液晶顯示器。具有在〇 〇6至 〇. 14之範圍内之低折射率各向異性Δη的液晶組合物，使得 在雙穩態向列液晶顯示器中低電壓驅動成為可能。 本發明鑒於上述情況而被達成，且將提供一種在用於雙 穩態向列液晶顯示器時具有寬操作溫度範圍之向列液晶組 合物及一種使用該組合物之雙穩態向列液晶顯示器作為其 131503.doc 14 200914586 目標。 【發明内容】 本發明由於研究液晶化合物之各種組合 。又1于卜列研空 果以解決上述問題。 一種向列液晶組合物，其包含： a)至少2G重量％之選自化合物群Α的—或多種化合物：

其中：

Rl為具有2至7個碳原子之烷基或烯基，其中，此外，存 在於烷基或烯基中之一或多個亞甲基可各自獨立地經 COO-或-OCO-取代，其中〇原子彼此不直接鍵聯； 131503.doc 200914586 Z 表示-CH2CH2-、-C〇〇_、_〇c〇_、_CH -cf2o-、-〇CF2-或單鍵； 2_、 z2 表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-coo-、_〇c〇 、- C O - 、-OCH2·、-CF20-、-〇CF2j 單鍵；

z3 表示-COO-、-oco-、_ch20-、-OCR ' -CF2〇- s -OCF2-、-C三C-或單鍵； Z4及Z5各自彼此獨立地為_CH2CH2_、_c〇〇、〇c〇 -ch2o-、-0CH2-、-cf2o-、-OCF2-或單鍵； χ1為氰基、氟原子、氣原子、三氟甲基、二 —鼠甲虱基或 二既甲氧基（-OCHF2); 〜、州各自彼此獨立地為氫原子、氟原子、氣 原子、三氟甲基或三氟甲氧基； 環丁1為1，4·伸苯基或1，4-伸環己基，装 /、r在該等基團之 中’ 1，4-伸苯基可未經取代或可具有氟屈 巧礼原子、氯原子、甲 基、三氟甲基或三氟甲氧基中之-或多者作為取代基； m為0或1 ;且 P及q為0或1，其限制條件為P + q為〇或i . b)5至5G重量％之選自化合物群B的—或多種化合物：

BI

BII

Bill r2〇z?Or3 R2(yZ6^^_R3γ12 γ11 131503.doc -16 - 200914586

BIV BV R^〇^>ze-^_R3 BVI r2Oz70〇-r3

BVIII r2-<^^-z6 γΐ2 γΐι

γ10 γ13

R3 其中：

R2及R3各自彼此獨立地為具有1至7個碳原子之烷基或具 有2至7個碳原子之烯基’其中，此外，存在於烷基或烯基 中之一或多個亞甲基可各自獨立地經_〇_、_c〇〇_^_〇C〇_ 取代’其中Ο原子彼此不直接鍵聯； Z6為-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、_ch2〇-、-〇CH2-、 -cf2〇-、-〇CF2-或單鍵； z7為-CH2CH2-、-CH=CH-、-C〇〇_、-OCO-、-CH20-、 -OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或單鍵； z8 為-COO-、-OCO-、-ch2〇-、_0CH2-、-CF20-、 131503.doc 200914586 -OCF2-、-C^C-或單鍵； 29及ZlG各自彼此獨立地為-CH2CH2-、_coo_、 單鍵； -oco-或 :至¥各自彼此獨立地為氯原子、曱基、氟原子或氯 原千，且 壞T2及T3各自彼此獨立地為i，4_伸苯基或}，心伸環己基， 其中在該等基團之中，14-抽 ，4伸本基可未經取代或可具有氟 原子、乳原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基中之一或多 者作為取代基；其中 決定用於向列液晶組合物中 口初甲之上述化合物的相對比例以 同時獲得組合物之下列物理特性： 大於或等靖的液晶組合物之向列_各向同性 變溫度（Tn); 大於或等於5(TC的液晶組合物之向列溫度範圍（δΤν); 在2=下大於或等於8xl〇-nF/m之介電各向異性；及 雙穩態向列液晶顯示器之限制組合物之兩個基板中之至 少-者上的弱天頂錯定力，其係由對於具有厚度⑷之晶胞 而言小於或等W5伏特之料中斷電㈣US，使得折 射率各向異性（Δη)與厚度⑷之乘積（^d)在2(rc下為 1 4 0 n m。 本發明之液晶組合物可用於將其限制於兩個基板之間的 雙穩態向列液晶顯示器，其中基板中之至少—者具有弱天 頂錨定且可獲得具有寬操作溫度範圍之雙穩態向列液 示器。 ^ 131503.doc -18· 200914586 又，有可能獲得可在使用一起偏振片之反射雙穩態向列 夜曰曰，’’、員示益中於低電壓下被驅動之液晶組合物，其中將液 :組合物限制於兩個基板之間，#中一基板具有弱天頂錨 定且在另一基板上提供反射層。 【實施方式】 以下將描述本發明之一實例。

£ V 在本發明之液晶組合物中，屬於上述化合物群A之通式 AI至AV的化合物為於終端上具有極性基之化合物，且為 用於造成錯定中斷之重要化合物。又，其為具有較小折射 率各向異性(Δη)之液晶化合物’且因此為可用於獲得具有 低折射率各向異性（Δη)之液晶組合物的化合物。儘管組合 物必須含有由通式ΑΙ至Αν所表示之化合物中的至少一 者’但右其含有彼等化合物中之兩種或兩種以上，則兑在 降低驅動電壓且加寬操作溫度範圍方面更有效。 /、 以下給出由通式…至八乂所表示之化合物的尤其較佳狀 X較佳為氰基、氟原子或三氟曱氧基。 ζ:較佳為_coo…〇c〇…CF2〇 〇cf”或單鍵。 z較佳為_CH2CH2_、_CH=CH•或單鍵。 ^較佳為-COO…oc〇…CF2〇…〇CF2或單鍵。 Z4及z5較佳為單鍵。 子。 γ及γ車又佳各自彼此獨立地為氫原子或氟原 環丁1較佳為1，4-伸環己基。 131503.doc 19 200914586 R較佳為具有2至6個碳原子之烷基或烯基，其中，此 外，存在於烷基或烯基中之一個或兩個或兩個以上亞曱基 可各自獨立地經-〇_、_(：〇〇_或_〇(：〇_取代，其中〇原子彼 此不直接鍵如’且更佳為具有2至5個碳原子之烷基或 基。 又，以下給出通式AI至AV之較佳狀況。 在通式AI中，較佳地，X1表示氰基，Z1表示單鍵，且γ1 及Υ2彼此獨立地表示氫原子或氟原子。 在通式ΑΠ中，較佳地，χ1表示氰基、三氟甲氧基 (_〇cf3)或氟原 + ’ ζ1 表示_c〇〇、_〇c〇、_c仏CH2、 CF2〇-、_0CF2_或單鍵，且γ^γ2彼此獨立地表示氣原子 或氟原子。 在通式ΑΙΙΙ中，較佳地， -CHsCH2·、-CH=CH-或單鍵 原子或氟原子。 X表示氰基或氟原子，Z2表示 ’且Y1及Y2彼此獨立地表示氫 ^通式训中，較佳地，X丨表以基或氟原+ , Z丨表示 早鍵，Z表示-C00-、_0C0_、_CF20…OCF2或單鍵， 且γΐ及Y2彼此獨立地表示氫原子或氟原子。 z2:z5:AV中’較佳地’ Ρ為°，Χΐ表示氰基或氟原子， 子及2表示單鍵，且…2彼此獨立地表示氨原子或氣原 在通式ΑΙ中’X為氰基、汐為單鍵且丫,及 子之化合物具有低折射率各向異性（Δη)，Ι因為 ^ 動電壓及加寬操作溫度範圍方面低驅 卸Χ具較佳，所以本發明之 131503.doc •20· 200914586 液晶組合物較佳含有至少5重量％之此化合物。 更具體言之，下列化合物為較佳的。 (式3)

(C-2) (C-3) (C-4) (C-5) (C-6) (C-7) (C-8) (C-9) -CN (C-1)

F F F -F (C-10) r4.

-COO

~0r' (c-13) (C-14) (C-15) (C-16) (C-17) (C-18) (C-19) (C-20) (C-21) (C-22) (C-23) (C-24) -21 - 131503.doc 200914586 (式4)

(C-25) (C-26) (C-27) (C-28) (C-29) (C-30) (C-31) (C-32) (C-33) (C-34) (C-35) (C-36) 131503.doc -22- 200914586 (式5)

CN (C-37) CN (C-38) Γ

(C-39) F

F (C-4〇) F (041) (c·42)

F (C-46)

F (C-47)

(048) (C-49) (C-50) (C-51) (C-52) (C-53) (C-54) (C-55) (C-56) (C-57) (C-58) 131503.doc -23- 200914586 (式6)

CN (C-61)

F f . R4

谷F A' F F COO-^^^-F COO-^ VCN (C-59) F R4

IcOO-^VcN (C-60) I- -coo-<^^-

F R4 (C-67) (C-68) (C-69) (C-70) (C-71) (C-72) (C-73) (C-74) 131503.doc -24· 200914586 (式7)

J>-cf2o-Q-f

cf2o

cf2o

Fcf2〇~^3"f CFsO-^VcN (C-81) F R4

h cf2o-^^-f F F CF2〇-^^^-F F (C-83) (C-84) (C-85) (C-86) (C-87) (C-88) (C-89) (C-90) 131503.doc -25- 200914586 (式8)

(C-91) (C-92) (C-93) (C-94) (C-95) (C-96) 在式C-l至C-96中，R4為具有2至6個p 负主6個妷原子之烷基或烯 基，其中，此外，存在於烧基或稀基中之—個或兩個或兩 個以上亞甲基可各自獨立地經_〇_取代，其中〇原子彼此不

直接鍵聯。此外’㈣或稀基較佳為直料基或婦基。 在式 C -1 至 C - 9 6 中，由 γ Ή、f r。。、 由（C_3) (C_38) 、 （C-39) 、 （C-41)及 (C-42)所表示之化合物具有低折射率各向異性(㈣，且為 在低驅動電塵及加寬操作溫度範圍方面尤其較佳之化合 物。其中’由(C-3)所表示之化合物為更佳的，且含有至少 5重量％之此化合物為更佳的。 本教明之液0曰組合物必須含有至少2〇重量。之選自由通 式A!至AV所表示之化合物群A的—種或兩種或兩種以上化 合物。 131503.doc •26- 200914586

又’液晶組合物較佳含有至少25重量％之選自由通式AI 至AV所表示之化合物群a的一種或兩種或兩種以上化合 物。 在由通式AI至AV所表示之化合物群a之中，具有大於或 等於3.5X10·10 F/m之介電各向異性之化合物的含量較佳不 大於25重量％。 在該等實例中，在混合化合物群A或對應於其通式之兩 種或兩種以上化合物的狀況下，上述值指代兩種或兩種以 上化合物之總含量。又，在含有由通式以至八乂所表示之 化合物中之兩種或兩種以上的狀況下，化合物中之每一者 的R、χ 、γ至γ6、ζι至z5、Ti、m、p及q可彼此相同或 不同。 在本發明之液晶組合物中，屬於上述化合物群B之通式 BI至BX的化合物為於終端上不具有極性基之化合物。 以下給出由通式BI至BX所表示之化合物的尤其較佳狀 況。 R2及R3較佳為具有1至6個碳原子之烷基或具有2至6個碳 原子之烯基’其中’此外，存在於烷基或烯基中之一個或 兩個或兩個以上亞曱基可各自獨立地經-〇-、 -OCO-取代’其中〇原子彼此不直接鍵聯，且更佳為具有1 至6個碳原子之烷基或具有2至6個碳原子之烯基。 z6較佳為-COO-、-OCO-、-CH2CH2-或單鍵，且更佳為 -COO-、-OCO-或單鍵。 z7較佳為-COO-、-OCO-、-CH2CH2-或單鍵。 131503.doc -27- 200914586

較佳為-co〇-、-〇c〇-、-chC-或單鍵 z9 及 Z1G 較佳為 _c〇〇_、_〇c〇、_CH2CH 環T2及T3較佳為M_伸環己基。 y至γ較佳為氫原子或氟原子。 2_或單鍵 更具體言之，下列化合物為較佳的。 (式9)

(11-8) (11-9) (11-10) (11-11) (11-12) (11-13) (11-14) 131503.doc -28 200914586

R6 (11-17) R6 (11-18) (式 l〇) R6 (11-19) ί_

(II-20)

(Π-21)

(II-22)

R6 (H-23) R6 (II-24)

COO -〇-r6 (H-25) -R6 (II-26)在式II-1至11-26中，R5及R6表示具有1至6個碳原子之烷

131503.doc -29- 200914586 基或具有2至6個碳原子之烯基，其中，此外，存在於烧基 或烯基中之一個或兩個或兩個以上亞甲基可各自獨立地 經-〇-取代，其中〇原子彼此不直接鍵聯，且丫”至丫35表示 氫原子、氟原子或甲基。 本發明之液晶組合物必須含有5至5〇重量％之選自由通 式BI至BX所表示之化合物群B的一種或兩種或兩種以上化 合物。

又，液晶組合物更佳含有5至40重量％之選自由通式BI 至BX所表示之化合物群B的一種或兩種或兩種以上化合 物。 X等實例中，在混合化合物群B或對應於其通式之兩 種或兩種以上化合物的狀況下’上述值指代兩種或兩種以 上化合物之總含量。又’在含有由通式BI至BX所表示之 化合物中之兩種或兩種以上的狀況下，化合物中之每一者 的 R2、R3、丫7至 γ14、 乙至Ζ Τ及Τ可彼此相同或不 液晶組合物之向列-各向同性液態轉變溫度（ΤΝ_〇必須大 於或等於5(rc。液晶組合物之(ΤΝ-,)更佳大於或等於60。。且 更佳大於或等於7〇t：。 又’為了使液晶顯示器實現寬致動溫度範圍，液晶組厶 物展現向列相時之溫度範圍(ΔΤν)本身必須較寬。為此： :上限溫度（ΤΝ.】)（向列液晶各向同性液態轉變溫度）與下限 -度(Τχ-Ν)(自更有序液晶相或玻璃質或結晶固相朝向向列 相之轉變溫度）之間的差所界定之溫度範圍（△ Τ Ν)較佳大於 131503.doc -30- 200914586 或等於50C ’更佳大於或等於7〇°c，且更佳大於或等於 80。。。 又，液晶組合物展現向列相時之下限溫度（丁χ_Ν)較佳小 於或等於Ot：，更佳小於或等於_丨0它，且更佳小於或等於 -20〇C。 因為介電各向異性（ε〇Δε)愈大，致動電壓就愈低，所以 液晶組合物在2(TC下之介電各向異性必須大於或等於8χ1〇-η F/m。然而，當其變得過大時，發生可靠性問題。為此， 介電各向異性在2(TC下之值較佳為8><10-|1至6><1〇-|〇 F/m， 更佳為L3X10-丨。至4.5x10m F/m，且更佳為丨7><1〇-10至 3.5x10 10 F/m。此外，ε〇Δε 更佳為 i 3χ1〇·ι。至 3 〇χ1〇_10 F/m(As為15至35)。ε〇為真空介電常數。 折射率各向異性（Δη)為用於獲得對比度之重要參數。在 使用一使用單一起偏振片之反射雙穩態向列液晶顯示器的 狀況下，在20〇C下之Δη較佳為〇.〇6至〇 14，更佳為〇〇6至 〇·13且更佳為〇·〇7至0.13。又，更佳的為，在心在2〇 下處於0.〇6至0.13之範圍内之情況的同時，％&處於 1_3χ1〇-10 至 3.〇xl〇-io F/m 之範圍内。 又對於具有厚度（d)之晶胞，錨定中斷電壓υλ/4(如由 方程式3所表示）必須小於或等於以伏特，使得折射率各向 異性（Δη)與厚度（d)之乘積為14〇 nm(在2〇t：之溫度下）且將 組合物限制於雙穩態向列液晶顯示器之兩個基板之間，其 中基板中之至少一者具有弱天頂錨定。當（Δη)與（d)之乘積 為MO nm(在溫度下）時，錨定中斷電壓。…更佳小 13I503.doc 31 200914586 於或等於20 V。 在本發明之液晶組合物中： a) 將液晶組合物限制於兩個 土奶I <間，其中至少一基板 具有弱天頂錫定’基板於兑j 其相互面對之内表面上具有電 極’以便對兩個基板之間的液曰 J夜日日組合物施加電場；且至少 一基板及電極為光學上透明的； b) 施加用以形成在不存在雷4曰 仔在電％下為穩定或亞穩定之至少 兩種交替不同織構的過程，並中 具中織構中之一者未扭轉或 在-90。至+90。之範圍内扭轉， W而另一織構以接近於18〇。 角度扭轉； 在抓下㈣與⑷之乘積（其中樣示液晶組合物層之 厚度，且Δη表示液晶組合物之折射率各向異性）為〜㈣ 中λ〇表示顯示裝置之有效頻譜的中心波長）。 ▲ d)藉由中斷與該等兩個基板中之至少_者的錨定，有可 能於上述不同織構之間切換，且在移除電場之後，其可由 任-織構保持’且因此可用於雙穩態向列液晶顯示裝置 (例如’圖1所示之BiNem®顯示器）。 .在圖】所示之結構的液晶顯示器令，基板〗為具有由透明 導電材料(諸如’氧化銦錫陶)組成之電極層2的玻璃基 藉由兩個基板1、i之配向膜3、4的錯定較佳對於兩者 :言為單穩態的。又’至少一配向膜具有弱天頂錨定。假 定天頂錯定之外插長度為Lz，則當Lz小於15咖時，認為 天頂鉍定強，且若Lz大於25 nm，則認為天頂錨定弱。 、 用作八有強天頂錯定之配向膜3的配向膜材料包括 131503.doc -32- 200914586 聚酸亞胺、聚醯胺及Si0氣相沈積膜。如(例如)法國專利 ^請案FR 2817977中所揭示，由聚氣乙締（均聚物）或氯乙 烯共聚物(共聚物)組成之材料適用作具有弱天頂錨定之配 :膜？用於氯乙烯共聚物之不同於氯乙烯的單體包括乙 酸乙烯酯、乙烯基醚、丙烯酸酯，等等。 因為本發明使用前述液晶組合物作為限制於液晶顯示器

之，板之間的液晶組合物’所以有可能獲得具有寬操作溫 度範圍之雙穩態向列液晶顯示器。 具有弱天頂錨定之配向膜4較佳具有弱錨定，其係由對 於具有厚度d之晶胞而言小於或等於乃伏特之錨定中斷電 [υλ/4界定，使得在2〇。下之折射率各向異性(㈣與厚度 (d)之乘積為14〇 nm。藉此，液晶組合物可採用具有弱天 頂錫定之至少兩種不同穩態’且可在施加合適電信號於電 極層2上時達成兩種不同穩態之間的切換。此切換較佳為 錯定中斷類型。 ’ 又’兩種不同穩態較佳為：均一或稍微扭轉之第一穩定 織構(丁。)，其中液晶組合物之分子彼此至少近似平行：及 第二穩定織構（Tl80) ’其與第一者相差1 80。之扭轉或接近 於18〇。之角度。藉此’當將合適電信號施加至兩個電極層 2時’可達成（Τ0)與（Tl8〇)之間的㈣。此切換較佳係藉: 中斷基板中之至少-者上的天頂錯定來達成。 此外’在本發明之液晶組合物中： e)將液晶組合物限制於兩個基板之間，其中一基板呈有 弱天頂駭且另-基板具有反射層，基板於其相互面對之 131503.doc -33- 200914586 内表面上具有電極 加電場；且至少一 透明的； ’以便對兩個基板之間的液晶組合物施 基板具有弱天頂錨定且其電極為光學上 f)施广用以形成在不存在電場下為穩定或亞穩定之至少 :種：替不同織構的過程’其中織構中之一者未扭轉或 -90至+90之耗圍内扭轉，而另一織構以接近於18〇。之 角度扭轉； & g)在20 C下（Δη)與⑷之乘積（立中^矣-、产 /〜木價丨具T d表不液晶組合物層之 厚度’且Δη表示液晶組合物挤 物之折射率各向異性）為、/ 中λ〇表示顯示裝置之有效頻譜的中心波長）； 八 Η)藉由中斷與該等兩個基板中之至少-者的錫定，有可 能於上述不同織構之間切換，且在移除電場之後，其可由 任:織構保持，且因此可用於㈣單—起偏振片之反射雙 穩態向列液晶顯示器。 對於使用單-起偏振片之反射雙穩態向列液晶顯示器， 將透明基㈣作具㈣㈣天了貞料找向削的基板i , 而在具有圖!所示之結構的液晶顯示器中之另一基板提供 反射層。接著，安裝一起偏振片（未說明）。 本發明❹上文所描述之本發明之液晶組合物作為限制 於使用單-起偏振片之反射雙穩態向列液晶顯示器之基板 之間的液晶組合物。因*匕’有可能獲得具有宽操作溫度範 圍及低驅動電壓之雙穩態向列液晶顯示器。 在本發明之雙穩態向列液晶顯示器中，折射率各向異性 (△η)與晶胞厚度（d)之乘積較佳在2〇°C下為12〇至2〇() nm， 131503.doc •34- 200914586 且更佳為140至200 nm。因為藉由液晶組合物來確定在 2〇°C下之折射率各向異性（Δη)，所以有可能藉由調整基板 與間隔物之間的間隙來獲得（Δη)與（d)之所要乘積。 實例 以下將利用實例來更詳細地解釋本發明，但本發明不受 該等實例限制。又，以下實例及比較實例之組合物中的 意謂"重量。/。”。又’除非另有指定，否則向列相溫度範 圍意謂自固相或脂狀液晶相-向列相轉變溫度至向列相各 向同性液相轉變溫度之溫度範圍（溫差）。

Tn-i :向列相-各向同性液相轉變溫度 Τχ_Ν :固相或脂狀液晶相-向列相轉變溫度 △ ε :在20°C下之介電各向異性 △ η ·在20C下之折射率各向異性 (實例1) 製備兩個具有ΙΤΟ之玻璃基板作為用以限制液晶組人物 之基板，其中將Si〇2(厚度：1 〇7 nm)氣相沈積於具有 之玻璃基板中之一者上，以便獲得高斜度之強天頂錨定 力，而於另一基板上利用下文所描述之方法將由式⑷）所 表示之聚合物（氯乙烯異丁基-乙烯基-醚共聚物）塗佈至 nm厚度，以便獲得弱天頂錨定。 131503.doc -35- 200914586 (式 11)

CH2—CH---CH2—CH

Cl -n - OCH2CH(CH3)2」m (G)

步驟1 :藉由旋塗來施加在N-曱基吡咯啶酿I與丁氧基乙 醇之50/50混合物中經稀釋至〇 75重量。之聚合物的溶液。 步驟2 :在1 50。〇下進行退火歷時1.5小時。 步驟3 :使用1 〇〇 W汞汽燈進行紫外線照射（λ=254 nm)歷 時2小時。

步驟4:在150°C下執行退火歷時3〇分鐘。 步驟5 :進行利用覆蓋有天鵝絨布料之滾筒的刷洗過程 (摩擦）以引發方位錨定。 將兩個基板結合在一起且間隔15 μΙη以形成BiNem®型 曰曰胞’且在添加對掌性摻雜物s_8 1 i (Merck)以在下文所示 之液晶組合物（Η)中在25。〇下獲得6 μπι自生間距之後，將 其注入晶胞中。(式 12)

F

C3H7-^^-COO 10% 4% 4% 131503.doc -36- 8% 200914586

C2H5-(Q>-C〇〇hQ)-CN C4H9H^-C00-^^)-CNC3H7-<3^C〇〇—0~CH3

^-CH3 F

CH3OC3H6

CN c3h7

coo

c2h5 c3h7

10% 12% 11% 10% 5% 4% 10% 3% 3% 3% 3% (H) 設定複數個量測溫度，以便量測操作溫度，且在每一溫 度下，將具有5 ms脈寬之電壓以1 V階躍施加至晶胞，直 至最大值30 V。藉由量測錨定中斷電壓，設定致動電壓且 評估操作溫度範圍。 此液晶組合物（H)之性質值為（1^-,) = 80.51、（Tx-N) = -3 0°C及向列液晶溫度範圍（ΔΤΝ)=110.5°(：。又，介電各向 異性（ε 〇 Α ε ) = 2 . 3 5 X 1 0 - 1 〇 F / m，且折射率各向異性 131503.doc -37- 200914586 (△η)=0.123。因此，此晶胞之之乘積為184 5誰。 此BiNem®型晶胞中之液晶組合物（H)的操作溫度範圍為 〇至66t：，且操作溫度寬度為66t：。臨限電壓…在別它下 為18 V。此臨限電壓Uz(當Λη與d之乘積為14〇㈣時經轉換 成IWM3.7 V。藉由下列方程式來轉換當μ與d之 為 140 nm時的 υλ/4。 (方程式4)

^4/Λ = U7X \40nm ί^η·ά (實例2) (4) 將實例1中之液晶組合物（Η)轉換戍下 物（I)且經受類似評估。 (式 13) 不之液晶組合

c4h9H0^coo^0^Cn 4· Κ. C3H7~Okcooh^ch3 C5H-~〇-co〇-〇~ch3 CH3OC3Hs C4H9

20% 5% 12% 11% 15% (Ο 131503.doc -38. 10% 200914586 5% 10% 3% 3% 3% ί: 3-coo-^^-cn

.CSH” 此液 晶組合物⑴之性質值為（TN-丨)=78.(TC、（Tx.n)=_28〇c 3% 及向列液晶溫度範圍(ΔΤν)=1〇6 〇Ό。又，介電各向異性 (ε〇Δε)=1.93χ1()，F/m，且折射率各向異性。 因此，此晶胞之Δη與d之乘積為157·2 。 :匕BlNem®型晶胞中之液晶組合物⑴的操作溫度範圍為〇 為18^ v其中_作溫度寬度為饥。臨限電壓〜在20。0下 換如二㈣限„Uz(當㈣心積為14〇疆時經轉 ?兴欣 υλ/4)為 1 6_0 V。 (實例3 ) 將實例1中之液晶組合物（Η)轉換成下 物（J)且經受類似評估。 文所示之液晶組合 I3l503.doc -39- 200914586 (式 14)

F

CN 20%

F F C2H5-<Q)-COO^^)~CN 4%

F 〇3Η7_Ό>~〇〇〇~<^5_〇Ν 4%

F c4h9h^-coo-^>-cn 10%

5% 5% 15% 10% 5% 10% 3% 3% 3% 3%

此液晶組合物（J)之性質值為（1^^) = 73.6°C、（TX-N) = -25°C 131503.doc -40- 200914586 及向列液晶溫度範圍（ΛΤν)=98·6^又，介電各向異性 (ε0Δε)=3·39χΙ〇.〗° F/m，且折射率各向異性（Δη)气⑶9。 因此，此晶胞之心與（1之乘積為19〇3511111。 。em®型曰曰胞中之液晶組合物⑺的操作溫度範圍為 10至60C #中操作溫度寬度為7〇。。。臨限電壓仏在2〇。。 下為！V。此臨限電壓Uz(當之乘積為刚誰時經 轉換成UxM)為8· 8 V。 (實例4) 組合 將實例1中之液晶組合物（1^)轉換成下 物（K)且經受類似評估。 斤不之液晶 (式 15)

10% 10% 10% 18% 15% 10% (K) 131503.doc -41 · 5% 10%200914586 3% 3% 3% 3%

此液晶組合物（K)之性質值為（1^_丨）=76.〇°(：、（TX_N卜 及向列液晶溫度範圍（ΔΤΝ)=110·0Τ：。又，介電各向 異性（ε 〇 Α ε ) = 1 . 8 7 X 1 〇 _ 1 0 F / m，且折射率各向異性 (Δη) = 0·13 34。因此，此晶胞之乘積為2〇(u nm。 此BiNem®型晶胞中之液晶組合物（κ)的操作溫度範圍 為-5至70°C，其中操作溫度寬度為75t：。臨限電壓…在 20〇C下為13.0 V。此臨限電壓％(當Δη與d之乘積為⑽⑽ 時經轉換成υχ/4)為9.1 v。

(實例5) 示之液晶組合 將實例1中之液晶組合物（Η)轉換成下文所 物（L)且經受類似評估。 131503.doc -42, 20%200914586 (式 16)

{

C2H5-\ >-\7 >-COO^^>-CN

FC3H7A_^LJ~C00_<w^CN C3H7-^^-OCO^(^)-COOhQ^-C3H7 C4H9-^~~OCQ—^ COO~^

10% 12% 15% 10% 5% 10% 2% 4% 3% 3% 3% 3% (L) 此液晶組合物（L)之性質值為（TN-丨）= 82.2°C、（TX_N) = 131503.doc -43 - 200914586 -15°(：及向列液晶溫度範圍(^7^)=97 2。(：；。又，介電各向異 因此，此晶胞之Δη與d之乘積為162 nm。 此BiNem®型晶胞中之液晶組合物（L)的操作溫度範圍為 0至7CTC，其中操作溫度寬度為7代。臨限電叫在贼 下為Μ V。此臨限電壓Uz(當Δη_之乘積為_ 時經 轉換成υλ/4)為13.8 V。 (實例6)

將實例1中之液晶組合物（Η)轉換成下 物（Μ)且經受類似評估. 所示之液晶組合 (式 17)

F

F c4h9hQv-coohQ^cn 5%

C3H7^0_C〇〇'HG^CH3 7〇/0 C5H11^^_c〇〇^0^CH3 8%

15% 10% (M) 131503.doc -44 - 200914586

F c2H5-^> 〇~C00'^-CN 5% C3H7-^^)~ H^)-COO^^^-CN 10% 3~0^〇-ch3 12% )O~O~ch3 8% 此液晶組合物（M)之性質值為（丁ν ι) = 74.0^ ' —N卜 -4〇°C及向列液晶溫度範圍（ΔΤΝ)=ι i4.0°C。又，介電各向 異性（^/^)=1.94\1〇-1〇1?/111，且折射率各向異性 (△η)=ο·ι〇77。因此，此晶胞之△11與(1之乘積為161 55 nm。 此驗㈣型晶胞中之液晶組合物㈤嶋溫度範圍 C下為14.0 V。此臨限電壓Uz(當如 時經轉換成ΙΙλ/4)為12」Ve ”之象積為140㈣ (實例7) 將實例1中之液晶組合物（Η)轉換成下 _ 物（Ν)且經受類似評估。 所示之液晶組合 131503.doc -45- 20%200914586 (式 18)

5% 5% 10% 15% 10% 10% 5% 4% 2% 2% 3% 3% 3% (N) 131503.doc -46- 3% 200914586 此液晶組合物（N)之性質值為（τΝ_丨）= 75 3 c=c、（Τχ n)= -3 Ot及向列液晶溫度範圍01^)=103.5^。又，介電各向 異性（ε 〇 △ ε ) = 1 . 9 8 X 1 0 · 1 0 F / m ’且折射率各向異性 (△η)=0·109。因此’此晶胞之Δη與d之乘積為163 $ nm。 此BiNem®型晶胞中之液晶組合物（N)的操作溫度範圍為 0至机，其中操作溫度寬度為6代。臨限電壓^在抓 下為⑴V。此臨限電壓Uz(當乘積為14〇 時經 轉換成Ux/4)為1 5.8 V。

(比較實例1) 不之液晶組合 將實例1中之液晶組合物轉換成下夂所 物（P)且經受類似評估。 (式 19)

F C2H5—^~^~C00—CN c 6·34% Γ c3H7~^^3~c〇〇~c3~cn c 1〇_79% Γ 〇4Η9—CN r- 12-15% Γ CsHi i~^^3>-coo~C3_cn 12-11% CsHi1~C3~ 12·97% C7His~^3<v3_cn 12.97% 131503.doc -47- 200914586

CsH^-^-coo-^Q-c^,

14.0% 8.62% 4.17% 2.73% 3.85% 此液晶組合物（P)之性質值為（Tn i)=61 3。〇、（Tx n)=_25[)c 及向列液晶溫度範圍= 。又，介電各向異性 (ε〇Δε)=2·28χ1(Τ1() F/m，且折射率各向異性（Δη)=〇15(^因 此’此晶胞之Δη與d之乘積為235 5 nm。 此BiNemig^晶胞中之液晶組合物(p)的操作溫度範圍為 〇至5〇t： ’其中操作溫度寬度為5G°C。臨限電壓Uz在2(TC 。此臨限電㈣當心與, 轉換成υλ/4)為8·4 v。 勹nm时、在 (比較實例2) 將實例1中之液晶組合物（H)轉換成下 物（Q)且經受類似評估。 所示之液晶組合 131503.doc -48- 200914586 (式 20) 6.2% 10.7% 12.0% 12.0% 12.9% 12.9% (Q) 14.0% 8.6% 4.2% ^sO'COO-^-cn

F c3h7-h0^c〇〇-^_cn

F C4H9-h0kC〇〇-^_cn

F c^~{^~c〇o-^~cu f C5Hii_〇-〇-cn C7Hi5~〇O^-cn 〇5Ηι1ΧΖν〇0〇Η〇-〇5Ηΐ1 〇4H9-(3-^--c〇〇-0>_cn

F

CWnOO^COOH^CM

2.7% 3.8% 此液晶組合物（Q)之性質值為 v N-i)-61.0°C ' (Tv .w -20°C及向列液晶溫度範圍（ΔΤν)= Χ'Ν)~ 又，介電各向昱 性（ε〇Δε)=2.57χ1〇-10 F/m，且折射 ，、 町午各向異性（△!!) = 〇. 156。 因此，此晶胞之Δη與d之乘積為234 nm ° 此扪心爪⑧型晶胞中之液晶組合物（Q)的操作溫度範圍為 131503.doc -49. 200914586

5至50 C ’其令操作溫度寬度為45t：。臨限電麈Uz在2(TC 下為I4.2 V。此臨限電壓Uz(當心與^^之乘積為“ο打爪時經 轉換成队/4)為8.5 v。 (比較實例3)

將實例1中之液晶組合物（Η)轉換成下 物（R)且經受類似評估。 文所示之液曰曰 (式 21)

ΊΟ% 15% 15% 15%

V/'OO'C# ” 131503.doc -50- 10% 200914586

此液晶組合物（R)之性質值為（TN i) = 88 4Qc = -44°C及向列液晶溫度範圍（ΔΤΝ)=〗 32 4ε!(：。又，介電\各"向 異性— 8.5〇xl〇丨丨F/m，且加1+、玄^•々人 丑折射率各向異性（Δη) 0.107。因此，此晶胞之△口與〇1之乘積為16〇5打爪。 此BiNem®型晶胞中之液晶組合 。 。物（R)的臨限電壓1^在

C 20°C下為72·0 V。此臨限電壓U7(當 _ 电尖Μ田Δη與d之乘積為14〇 nm 時經轉換成υλ/4)為62.8 V。 (比較實例4) 之液晶組合 將實例1中之液晶組合物（Η)轉換成下 _ 物（S)且經受類似評估。 所不 (式 22)

131503.doc -51 - 200914586

15% 此液晶組合物（S)之性質值為（Τν·ι)=9ι·6Τ：、（Τχ Ν)二44〇c

及向列液晶溫度範圍。又，介電各向異性 (ε〇Δε)=9.21Χΐ(Γ" F/m，且折射率各向異性（Δη)=0.120。因 此’此晶胞之Δη與d之乘積為18〇11111。 此BiNem®型晶胞中之液晶組合物（R)的臨限電壓山在 20°C下為44.0 V。此臨限電壓Uz(當△11與(1之乘積為1⑽ 時經轉換成υλ/4)為34.2 V。 表1展示評估上文所描述之實例及比較實例中所製備之 液晶組合物之性質值的結果，及評估使用該等液晶組合物

所製造之液晶顯示器之性質的結果。 131503.doc 52· 200914586 (表1) 實例1 實例2 實例3 實例4 實例5 實例6 實例7 比較 實例1 比較 實例2 比較 實例3 比較 實例4 TN-i(°C) 80.5 78.0 73.6 76.0 82.2 74.0 75.3 61.3 61.0 88,4 91.6 丁 x-nCC) -30 -28 -25 -34 -15 -40 -30 -25 -20 -44 -44 ΔΤν(°〇 110.5 106.0 98.6 110.0 97.2 114.0 103.5 86.3 81.0 132.4 135.6 Δη 0.123 0.1048 0.1269 0.1334 0.108 0.1077 0.109 0.157 0.156 0.107 0.120 (1(μπι) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 An-d(nm) 184.5 157.2 190.35 200.1 162 161.55 163.5 235.5 234 160.5 180 Δε 26.54 21.78 38.31 21.17 19 21.91 22.4 25.8 29 9.6 10.4 ε〇Δε(Ρ/ηι) 2.35 xlO·10 1.93 xlO'10 3.39 χΙΟ·10 1.87 χ1〇'10 1.68 xlO·10 1.94 xlO_to 1.98 xlO·10 2.28 xlO·10 2.57 xlO·10 8.50 χ1(Γ丨丨 9.21 xlO·11 操作溫度範 圍(。〇 0-66 0-65 -10-60 -5-70 0-70 -3-68 0-65 0-50 5-50 操作溫度寬 度rc) 66 65 70 75 70 71 65 50 45 Uz(V) 18.0 18.0 12.0 13.0 16.0 14.0 18.5 14.1 14.2 72.0 44.0 在140 nm下 之 Ux/4(V) 13.7 16.0 8,8 9.1 13.8 12.1 15.8 8.4 8.5 62.8 34.2 藉由將實例與比較實例進行比較，可l，對於實例而

s，BiNem®型晶胞之操作溫度範圍較寬。亦即，在為本

發明之液晶材料之纟且gI <、，且口的匱况下，有可能獲得在雙穩態向 列液晶顯示器中具有寬操作溫度範圍之液晶组合物。 儘管:：<上已描述且說明本發明之較佳實施例，但應瞭 離太㈣者僅例示本發明且不被認為作為限制。可在不脫 =明之精神或範㈣情況下進行添加、省略、取代及 i附二二Γ’本發明不被認為受上述描述限制，且僅 又.σ申明專利範圍之範疇限制。 工業應用性 丁- w π心肷晶組合物可適 之間的雜穩能Α 用於將組合物限制於兩個基 之間的雙穩態向列液晶顯示器 /、T基板中之至少一者 131503.doc -53 200914586 有弱天頂錨定，且可獲得具有寬操作溫度範圍之雙穩態向 列液晶顯示器。 【圖式簡單說明】 圖1為展示雙穩態向列液晶顯示器藉由錨定中斷之操作 的圖式。 圖2為解釋錨定之方向的圖式。 【主要元件符號說明】 1 玻璃基板 2 ITO電極層 3 具有強錨定之配向膜 4 具有弱錨定之配向膜 131503.doc -54-

Claims (1)

1. 200914586 十、申請專利範圍： 1. 一種向列液晶組合物，其包含： a)至少20重量％之選自化合物群A的一或多種化合物：

   AV

   其中： R1為具有2至7個碳原子之烷基或烯基，其中，此 外’存在於該烷基或烯基中之一或多個亞甲基可各自 獨立地經-〇_、-COO-或-OCO-取代，其中〇原子彼此 不直接鍵聯； Z1 表示- CH2CH2-、-COO-、_〇C〇-、_CH2〇-、 -och2-、-cf2o-、-〇CF2-或單鍵； 131503.doc 200914586 Z2表示 _(：Η2(：ίί2-、、_CO〇-、 -CH2〇-、-〇ch2-、-CF20-、-〇CF2-或單鍵； 23 表示-0〇〇_、-〇(：〇-、-(^2〇_、_〇(^2-、-〇CF2-、《-或單鍵； Z4及Z5各自彼此獨立地為_CH CH _c〇 、 ^υυ- ' -〇C〇. 、-CH2〇-、-〇CH2-、-CF2〇-、-〇CF2-或單鍵； x為氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、 a Α 二氣甲氧 基或二氟甲氧基（-OCHF2); Π γ3及γ4各自彼此獨立地為氫原子、氟原 子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基； 環Τ、Μ-伸苯基或仏伸環己基，其中在該等基團 之中’ m，4-伸苯基可未經取代或可具有氟原子、氯 原子、甲纟、三氟甲基或三氟甲氧基中之—或多者作 為取代基； m為0或1 ;且 P及q為0或1，其限制條件為p + c^〇4i ; b)5至50重量❶之選自化合物群_ —或多種化合物： r20z7~O 6-<Q^R3 Υ12 γ11 r2^Z^R3 γ〇·ζ7Ό~Ό^ 〇C〇-、 CF2〇. ΒΙ Bill BIV ΒΙΙ R2

   131503.doc -2- 200914586 BV r2-〇〇z^r3 謂 R2〇-〇^_r3

   BVII R2^.Z6 BVIII BIX

   γ10 γ8 BX R2h(^z9-<^Z10^~\ Y8 其中：

   R及R各自彼此獨立地為具有丨至7個碳原子之烷基 或具有2至7個碳原子之烯基’其中，此外，存在於該 烷基或烯基中之一或多個亞甲基可各自獨立地經_〇_ 、-COO-或_0C0胃取代’其中〇原子彼此不直接鍵聯； Z 為 _CH2CH2-、-COO-、-OCO-、_(：Η2〇-、-OCH2- 、-CF2〇_、_〇cf2-或單鍵； Z 為-CH2CH2-、_CH = CH-、-coo-、_〇c〇-、 -CH2〇_、_〇ch2-、-CF2〇-、-OCF2-或單鍵； Z8 為 _coo-、-OCO-、-CH2〇-、-OCH2-、-CF2〇_、 -OCF2、、或單鍵； Z9及Z10各自彼此獨立地為- CH2CH2-、-COO-、 J3i503.doc 200914586 -OCO-或單鍵； 子、甲基、氟原子或 Y至Y 4各自彼此獨立地為氫原 氯原子；且 % Τ及Τ各自彼此獨立地 ^ ^ 馬1,4-伸本基或1，4-伸環己 基’其中在該等基團之中， ® t t 41，4_伸苯基可未經取代 或可/、有氟原子、氯原子、甲 .^ ^ 7基、二氟甲基或三氟甲 乳基中之一或多者作為取代基；其中 決定用於該向列液晶組合物中之該等上述化合物的 相對比例以同時獲得該組合物之下列物理特性： 大於或等於5()t的該液晶組合物之—向列_各向同 性液態轉變溫度（Tn i); 大於或等於5(TC的該液晶組合物之一向列溫度範 圍（ΔΤΝ); F/m之一介電各向異 在2〇C下大於或等於gxi〇-ll 性；及 -雙穩態向列液晶顯示器之限制該組合物之兩個 基板中之至少-者上的一弱天頂錯定力，其係由對於 具有一厚度（d)之晶胞而言小於或等於25伏特之一錨 定中斷電壓υχ/4界定，使得折射率各向異性（㈣與該厚 度（d)之乘積（△『(!）在2(rc下為14〇 。 士明求項1之向列液晶組合物，其中在2〇。〇下之該介電各 向異性為 1.3xl〇-10F/m 至 3,〇xl〇，F/mD 士叫求項1之向列液晶組合物，其特徵在於含有兩種或 兩種以上選自該化合物群A之化合物。 131503.doc 200914586 4_如請求項1之向列液晶組合物，其中： 在通式AI中，X丨表示氰基丨 乙表不早鍵，且Y丨及γ2放 此獨立地表示氫原子或氟原子； 在通式All中，Χι表示氰基、二 ± —鼠笮虱基或氟原子，Z1 表不-COO-、 鍵，且Y1及Y2彼此獨立地表 或早 地表不虱原子或氟原子； 在通式ΑΙΙΙ中，χΐ乒—s w丄 表不亂基或氟原子，表 -CH2CH2-、單键·，Β νι , . 次早鍵，且γΙ及Y2彼此獨立地表示 虱原子或氟原子； 3在通式AIV中，X丨表示氰基或氣原子，ζ丨表示翠鍵， Ζ2表示-C〇〇…0c〇-、-cf2〇-'-〇cF2•或單鍵，且以 Y2彼此獨立地表示氫原子或氟原子；且 在通式AV中’ X表不氰基或氟原子，Z2及Z4表示單 鍵，且Y1及Y2彼此獨立地表示氫原子或氟原子。 5. 6. 8. 如叫求項1之向列液晶組合物，其特徵在於含有至少5重 里ι〇/。之由通式AI所表示的該化合物，其中χ1表示氰基， Ζ1表示單鍵，且γι及γ2各自表示氟原子。 如請求項1之向列液晶組合物，其中在2〇。〇下之該折射率 各向異性（Δη)係在0.06至〇 13之範圍内。 °月求項1之向列液晶組合物’其中在2〇。〇下之該折射率 各向異性（Δη)係在〇.〇6至0.13之範圍内，且該介電各向 異性係在1.3 XI Ο·10至3.0 XI 〇_10 F/m之範圍内。 士明求項1至4中任一項之向列液晶組合物，其用於一單 起偏振片模式’其中在2(rc下之該折射率各向異性 131503.doc 200914586 (△n)係在0.06至〇1 3之範圍内。 9. 一種雙穩態向列液晶顯示器，其包含： 如請求们之向列液晶組合物，其定位於兩個基板之 間’從而形成-晶胞，且於該等基板之㈣上設有配向 膜及電極結構， 〃其中至少一配向膜具有-弱天頂錨定，該弱天頂錨定 係由對於-具有-厚度d之晶胞而言小於或等於25伏特 f \

   二、w定中斷電壓υλΜ界定，使得折射率各向異性（Δη) 與該厚度（d)之乘積為140 nm(在2(rc之溫度下），藉此允 許該液晶組合物採取至少兩種不同穩態且在將一:適電 信2施加至該等電極結構時於該兩種穩態之間切換。 10.如請求項9之雙穩態向列液晶顯#器，其為錄定中斷類 型。 、 11.如請求項9之雙穩態向列液晶顯示器，其中： 5亥等不同穩態中之至少兩者包括：一為均一或稍微扭 轉2第—穩定織構，其中該液晶組合物之分子在0±20。 之fe圍内彼此至少近似平行地排列丨及一第二穩定織 構’其於該兩個基板之間扭轉丨8〇。±2〇。，且 一當合適電信號施加至該等電極結構時，達成該第 一穩定織構與該第二穩定織構之間的切換。 々月求員11之雙穩態向列液晶顯示器，其中藉由中斷該 等基板中之至少—者上的該天頂錯定來達成該兩種穩定 織構之間的該切換。 美Θ长員9之雙穩態向列液晶顯示器，其中藉由該兩個 土板之忒等配向膜的該錨定對於兩者而言為單穩態的。 131503.doc