TW201708508A - 液晶介質 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於介電正性液晶介質,其包含一或多種式I及式II化合物 □□其中參數具有如技術方案1中所示之各別含義,且關於含有此等介質之液晶顯示器,尤其主動式矩陣顯示器且尤其垂直配向模式之顯示器。

Description

液晶介質
本發明係關於具有正介電各向異性(△ε)之液晶(LC)介質,且關於含有此等介質之液晶顯示器,尤其關於藉由主動式矩陣定址之顯示器且尤其關於VA模式之顯示器。
對即使在低溫及低臨限電壓下仍同時具有極高比電阻以及大工作溫度範圍、短響應時間的液晶顯示器(LCD),尤其是矩陣型LCD存在巨大需求。需要在LC單元中促成以下優點之LC介質:
- 延伸之向列相範圍(尤其低至低溫)
- 在極其低的溫度下切換之能力(戶外使用、汽車、航空電子設備)
- 提高之UV輻射抗性(較長使用壽命)。
LC單元需要能夠實現較大多路傳輸性、較低臨限電壓及較寬向列相範圍,尤其能夠在低溫下實現此等特性之LC介質。亦需要進一步拓寬可用參數寬容度(清澈點、近晶型-向列型轉變或熔點、黏度、介電參數、彈性參數)。此外,LC介質應具有有利的彈性常數比K33/K11值。
電視、移動及監視器應用需要具有快速響應時間及低臨限電壓以及良好LTS(低溫穩定性)的LC介質。
此外,視可切換LC層厚度而定,可需要中等或高雙折射率。然 而,先前技術中已知的LC介質的不足之處在於,其常常無法在不對LC單元之其他參數造成不利影響的情況下同時達成全部此等要求。
根據LC在LC單元中如何配向來確定LC面板之顯示模式。TN(扭轉向列)模式、MVA(多域垂直配向)模式、IPS(共平面切換型)模式、OCB(光學自補償雙折射率)模式及其類似模式已知為習知LC面板顯示模式。
其中,已廣泛使用TN-LCD面板,但其具有諸如緩慢響應時間及狹窄視角之缺點。此外,亦已知MVA模式(MVA-LCD)。在此模式下,主動式矩陣基板中之像素電極具有縫隙,且在相對基板中之相對電極上形成用於LC配向控制之突起(肋狀物),且縫隙及突起用於形成邊緣場,進而使LC分子沿多個不同方向配向。在MVA模式下,各像素區分為LC分子配向方向不同的複數個區域,且因此每個像素區可達成多域。因此,視角得以拓寬。此外,MVA模式為一種VA模式,因此其所提供之對比率(CR)分別高於TN、IPS及OCB模式之對比率。然而,MVA模式仍具有改進空間,因為其需要複雜的製造製程,且如在TN模式下,具有緩慢響應時間。最近,已提出一種TBA(橫向彎曲配向)模式,其中將具有正介電各向異性(△ε)之向列型LC(下文亦稱為正向列型LC)用作LC材料,且LC分子之初始配向為垂直配向,且使用梳狀電極向LC介質施加電壓。在此模式下,一對梳狀電極形成橫向電場,且在此電場影響下,顯示LC分子之配向行為。TBA模式為一種VA模式,因此其提供高對比率。此外,歸因於突起,TBA模式不需要配向控制,且因此其具有簡單像素組態且具有極佳視角特徵。TBA模式描述於例如JP H-10-333171及US 8,178,173 B1中。
本發明之目標為提供一種不具有上述缺點或僅在較低程度上具有上述缺點,尤其用於主動式矩陣顯示器之LC介質。LC介質較佳同時具有極高比電阻、低臨限電壓、低旋轉黏度、寬向列相範圍與高清 澈點、改良之LTS及快速切換時間。本發明之另一目標為擴大可供專家使用之LC介質的範圍。本發明之其他目標根據以下描述立即顯而易見。
出人意料地,目前已發現有可能達成具有適當高的△ε、適合相範圍及適合△n之液晶介質,其不具有來自先前技術之材料的缺點,或至少僅在明顯較低程度上具有缺點。
本發明係關於一種具有向列相及正介電各向異性之液晶介質,其包含a)總共65%之一或多種選自式I及式II化合物之群的化合物
其中R1及R2彼此獨立地指代具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且R1及R2較佳指代烷基或烯基,在每次出現時彼此獨立地指代 較佳指代 L11、L12、L21及L22彼此獨立地指代H或F,較佳地L11及/或L21指代F,X1及X2彼此獨立地指代鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2或3個C原子之鹵化烯基或烯氧基,較佳指代F、Cl、-OCF3或-CF3,極佳指代F或-OCF3,Z2指代-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-或單鍵,較佳指代-CH2CH2-、-COO-、反-CH=CH-或單鍵且極佳指代-COO-、反-CH=CH-或單鍵,且 m及n彼此獨立地指代0、1、2或3,m較佳指代1、2或3,且n較佳指代0、1或2且尤佳指代1或2,且b)一或多種式III化合物
其中R31及R32彼此獨立地具有上文式I下方關於R1所示之含義,較佳地R31指代烷基且R32指代烷基或烷氧基,或R31指代烯基且R32指代烷基, 彼此獨立地指代,且若出現兩次,則此等亦彼此獨立地指代 較佳地 中之一或多者指代,Z31及Z32彼此獨立地指代,且若Z31出現兩次,則此等亦彼此獨立地指代-CH2CH2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或單鍵,較佳地,其中之一或多者指代單鍵,且p指代0、1或2,較佳指代0或1。
在本申請案中,元素皆包括其各別同位素。特定言之,化合物中之一或多個H可經D置換,且在一些實施例中,此亦為尤佳的。相應化合物之相應高氘化程度能夠實現例如化合物之偵測及識別。在某些狀況下,例如當使用低濃度化合物時,這一點極為有用。
在本申請案中,烷基尤佳指代直鏈烷基,詳言之CH3-、C2H5-、n-C3H7-、n-C4H9-或n-C5H11-,且烯基尤佳指代CH2=CH-、E-CH3-CH=CH-、CH2=CH-CH2-CH2-、E-CH3-CH=CH-CH2-CH2-或E-(n-C3H7)-CH=CH-。
在本發明之一較佳實施例中,本發明介質包含一或多種式I化合物,其較佳選自其較佳子式,及一或多種式II化合物,其較佳選自其較佳子式,及一或多種式III化合物,其較佳選自其較佳子式。
式I及式II化合物較佳為介電正性化合物,較佳具有大於3之介電各向異性。
式III化合物較佳為介電中性化合物,較佳具有介於-1.5至3之範圍內的介電各向異性。
以1至20%,較佳1至15%之濃度使用個別式I及式II化合物。若在各情況下使用兩種或超過兩種同系物(亦即同式化合物),則此等界限尤其適用。若僅使用某一化學式之化合物的單一物質(亦即僅一個同系物),則其濃度可因此介於2至20%,較佳介於3至14%之範圍內。
在本發明之一較佳實施例中,本發明介質包含一或多種選自式I-1至I-2化合物之群的化合物
其中參數具有上文式I下方所示之各別含義,且L13及L14彼此獨立地指代H或F,較佳地L13指代F,且選自式II-1化合物之群:
其中參數具有式II下方給出之含義。
介質較佳包含一或多種式I-1化合物。式I-1化合物較佳選自式I-1a至I-1e化合物之群
其中參數具有上文所示之各別含義,且L13至L15彼此獨立地且與其他參數獨立地指代H或F,且較佳地在式I-1a及式I-1b中L11及L12均指代F,在式I-1c及式I-1d中L11及L12均指代F及/或L13及L14均指代F,且 在式I-1e中L11、L12及L15指代F,且在每種情況中其他參數具有上文給出之各別含義。
較佳以整體混合物之30%至45%,更佳31%至42%,更佳32%至40%,且極佳35%至38%之總濃度使用選自化合物I-1a及I-1b之群的化合物。
較佳以整體混合物之0%至20%,更佳0.1%至15%且最佳5%至10%之總濃度使用選自化合物I-1c之群的化合物。
較佳以整體混合物之23%至34%,更佳24%至32%,更佳24%至30%,且極佳26%至29%之總濃度使用選自化合物I-1d及I-1e之群的化合物。
式I-1化合物尤佳為
其中R1具有上文所示之含義。
介質較佳包含一或多種式I-2化合物,其較佳選自式I-2a至I-2c化合物之群
其中參數具有上文所示之各別含義,且L15至L18彼此獨立地指代H或F,較佳地L17及L18均指代H,尤佳地L16指代H,且其他參數具有上述給出之各別含義。
本發明介質較佳包含一或多種選自式I-2a至I-2c化合物之群的化合物,其中L11及L12均指代F及/或L13及L14均指代F,且其他參數具有上文給出之各別含義。
在一較佳實施例中,本發明介質包含一或多種選自式I-2a至I-2c化合物之群的化合物,其中L11、L12、L13及L14均指代F,且其他參數具有上文給出之各別含義。
較佳以0%至12%,更佳0.1%至11%且最佳1%至10%之總濃度使用選自化合物I-2a及I-2b之群的化合物。
較佳以整體混合物之4%至12%,更佳5%至11%,且極佳6%至10%之總濃度使用選自化合物I-2c之群的化合物。
式I-2化合物尤佳為以下式I-2c-1化合物
其中R1及X1具有上文所示之含義,且X1較佳指代F。
本發明介質較佳包含一或多種式II-2化合物,其較佳選自式II-2a 至III-2e化合物之群
其中參數具有上文給出之含義且較佳地其中參數具有上文所示之各別含義,且參數L23、L24、L25及L26彼此獨立地且與其他參數獨立地指代H或F。
本發明介質較佳包含一或多種式II-2d化合物,其較佳選自式II-2d-1及式II-2d-2化合物之群,尤佳選自式II-2d-2
其中參數具有上文給出之含義,且X2較佳指代F或OCF3
本發明介質較佳包含一或多種式II-2e化合物,其較佳選自式II-2e-1及III-2e-2化合物之群,尤佳選自式II-2e-1
其中參數具有上文給出之含義且X2較佳指代F。
本發明之液晶介質較佳包含介電中性組分。此組分具有介於-1.5至3之範圍內的介電各向異性。其較佳包含以下、更佳主要由以下組成、甚至更佳基本上由以下組成且尤佳全部由以下組成:具有介於-1.5至3之範圍內的介電各向異性之介電中性化合物。此組分較佳包含一或多種介電中性化合物,更佳主要由以下組成、甚至更佳基本上由以下組成且極佳全部由以下組成:具有介於-1.5至3之範圍內的介電各向異性之式III介電中性化合物。
介電中性組分較佳包含一或多種選自式III-1至III-8化合物之群的化合物
其中R31及R32具有上文式III下方所示之各別含義,且在式III-1、III-6及III-7中,R31較佳指代烷基或烯基,較佳指代烯基,且R32較佳指代烷基或烯基,較佳指代烷基。在式III-2中,R31及R32較佳指代烷基。在式III-5中,R31較佳指代烷基或烯基,更佳指代烷基,且R32較佳指代烷基、烯基或烷氧基,更佳指代烯基或烷氧基,且在式III-4及III-8中,R31較佳指代烷基且R32較佳指代烷基或烷氧基,更佳指代烷氧基。
介電中性組分較佳包含一或多種選自式III-1、III-5、III-6及III-7 化合物之群的化合物,較佳包含一或多種式III-1化合物及一或多種選自式III-5及III-6之群的化合物,更佳包含一或多種式III-1、III-5及III-6化合物中之每一者且極佳包含一或多種式III-1、III-5、III-6及III-7化合物中之每一者。
在一較佳實施例中,本發明介質包含一或多種式III-1化合物,其更佳選自式CC-n-m、CC-n-V、CC-n-Vm、CC-V-V、CC-V-Vn及/或CC-nV-Vm之各別子式,更佳選自式CC-n-V及/或CC-n-Vm且極佳選自式CC-3-V、CC-4-V、CC-5-V、CC-3-V1、CC-4-V1、CC-5-V1、CC-3-V2及CC-V-V1之群。此等縮寫(首字母縮寫)之定義同樣顯示於下表D中或自表A至表C顯而易見。
本發明之液晶介質較佳包含一或多種式IV化合物
其中R41及R42彼此獨立地具有上文式I下方關於R1所示之含義,較佳地R41指代烷基且R42指代烷基或烯基, 若其在各情況下出現兩次,則在每次出現時彼此 獨立地指代 較佳地一或多種指代,Z41及Z42彼此獨立地指代,且若Z41出現兩次,則此等亦彼此獨立地指代-CH2CH2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-或單鍵,較佳地其中之一或多者指代單鍵,且r指代0、1或2,較佳指代0或1,尤佳指代1。
式IV化合物較佳為具有介於-1.5至3之範圍內的介電各向異性之介電中性化合物。
本發明介質較佳包含一或多種選自式IV-1及IV-2化合物之群的化合物
其中R41及R42具有上文式IV下方所示之各別含義,且R41較佳指代烷基,且在式IV-1中,R42較佳指代烯基,較佳指代-(CH2)2-CH=CH-CH3,且在式IV-2中,R42較佳指代烷基或烯基,較佳指代- CH=CH2、-(CH2)2-CH=CH2或-(CH2)2-CH=CH-CH3
本發明介質較佳包含一或多種選自式IV-1及IV-2化合物之群的化合物,其中R41較佳指代正烷基,且在式IV-1中,R42較佳指代烯基,且在式IV-2中,R42較佳指代正烷基。
在一較佳實施例中,本發明介質包含一或多種式IV-2化合物,更佳為其子式PGP-n-m、PGP-n-V、PGP-n-2Vm及PGP-n-2V,且甚至更佳為其子式PGP-3-m、PGP-n-2V及PGP-n-V1,且極佳選自式PGP-3-2、PGP-3-3、PGP-3-4、PGP-3-5、PGP-1-2V、PGP-2-2V及PGP-3-2V。此等縮寫(首字母縮寫)之定義同樣顯示於下表D中或自表A至表C顯而易見。
本發明之液晶介質較佳包含一或多種選自式I至IV化合物之群的化合物,更佳為式I及II及III及/或IV,且最佳為式I及II及III及IV。其尤佳主要由此等化合物組成、甚至更佳基本上由此等化合物組成且極佳全部由此等化合物組成。
在本申請案中,與組合物有關之「包含」意謂所述實體(亦即介質或組分)包含所示組分或化合物,較佳以10%或更高且極佳20%或更高之總濃度。
在此方面,「主要由......組成」意謂所述實體包含55%或更多,較佳60%或更多且極佳70%或更多的所示組分或化合物。
在此方面,「基本上由......組成」意謂所述實體包含80%或更多,較佳90%或更多且極佳95%或更多的所示組分或化合物。
在此方面,「幾乎完全由......組成」或「全部由......組成」意謂所述實體包含98%或更多,較佳99%或更多且極佳100%的所示組分或化合物。
上文未明確提及之其他液晶原基化合物亦可視情況且有利地用於本發明介質中。此類化合物為熟習此項技術者已知。
本發明之液晶介質之清澈點較佳為70℃或更高,更佳為75℃或更高,尤佳為80℃或更高且極佳為85℃或更高。
本發明介質的向列相較佳至少自0℃或更低延伸至70℃或更高,更佳至少自-20℃或更低至75℃或更高,極佳至少自-30℃或更低至75℃或更高,且尤其至少自-40℃或更低至80℃或更高。
在1kHz及20℃下,本發明之液晶介質的△ε較佳為2或更大,更佳為3或更大,甚至更佳為4或更大且極佳為6或更大。△ε較佳為30或更小,△ε尤佳為20或更小。
在589nm(NaD)及20℃下,本發明之液晶介質的△n較佳介於0.070或更大至0.150或更小之範圍內,更佳介於0.080或更大至0.140或更小之範圍內,甚至更佳介於0.090或更大至0.135或更小之範圍內且極佳介於0.100或更大至0.130或更小之範圍內。
在本申請案之一較佳實施例中,本發明之液晶介質的△n較佳為0.100或更大至0.140或更小,更佳介於0.110或更大至0.130或更小之範圍內且極其較佳介於0.115或更大至0.125或更小之範圍內,而△ε較佳介於10或更大至30或更小之範圍內,較佳介於15或更大至25或更小之範圍內且尤佳介於17或更大至23或更小之範圍內。
根據本發明,較佳以整體混合物之60%至90%,更佳61%至85%,更佳62%至80%,且極佳65%至75%之總濃度在介質中一起使用式I化合物。
較佳以整體混合物之5%至15%,更佳7%至13%且極佳8%至12%之總濃度使用選自式II之群的化合物。
較佳以整體混合物之65%至95%,更佳68%至93%,甚至更佳72%至90%且極佳75%至85%之總濃度使用選自式I及式II之群的化合物。
較佳以整體混合物之5%至25%,更佳7%至22%,且極佳10%至20%之總濃度使用式III化合物。
較佳以整體混合物之0%至15%,更佳1%至12%且極佳5%至10%之總濃度使用式IV化合物。
本發明介質可視情況包含其他液晶化合物以調整物理特性。此等化合物為熟習此項技術者已知。在本發明介質中其濃度較佳為0%至15%,更佳為0.1%至10%且極佳為1%至8%。
在一較佳實施例中,本發明介質中之式CC-4-V化合物之濃度可為10%至20%,尤佳為12%至17%。
液晶介質較佳包含總共50%至100%,更佳70%至100%且極佳80%至100%且尤其90%至100%之式I至IV化合物,其較佳選自式I、II及III化合物之群,尤佳為式I至IV。
在本申請案中,介電正性之表述描述△ε>3.0之化合物或組分,介電中性描述-1.5△ε3.0之化合物或組分且介電負性描述△ε<-1.5之化合物或組分。在1kHz頻率及20℃下測定△ε。自各別單一化合物於向列型主體混合物中之10%溶液的結果來測定各別化合物之介電各向異性。若各別化合物在主體混合物中之溶解度低於10%,則濃度降低至5%。在具有垂直配向之單元中及在具有水平配向之單元中測定測試混合物之電容。兩種類型之單元的單元厚度為約20μm。外加電壓為頻率為1kHz且有效值通常為0.5V至1.0V之矩形波,但始終將其選擇為低於各別測試混合物之電容臨限值。
△ε定義為(ε),而εav.為(ε+2 ε)/3。
用於介電正性化合物之主體混合物為混合物ZLI-4792且用於介電中性及介電負性化合物之主體混合物為混合物ZLI-3086,其均來自Merck KGaA,Germany。根據在添加相關化合物時主體混合物之各別值的變化來確定化合物之介電常數之絕對值。該等值外推至100%相關化合物濃度。
如此在20℃之量測溫度下量測具有向列相之組分,所有其他組 分像化合物一樣處理。
在以下兩種情況下,除非另外明確說明,否則本申請案中臨限電壓之表述係指光學臨限值且針對10%相對對比度給出(V10),且飽和電壓之表述係指光學飽和度且針對90%相對對比度給出(V90)。若明確提及,則僅使用電容臨限電壓(V0),亦稱為弗雷德里克臨限值(Freedericks threshold,VFr)。
除非另外明確說明,否則本申請案中所示之參數範圍均包括極限值。
針對各種特性範圍所示之不同上限及下限值彼此組合產生其他較佳範圍。
除非另外明確說明,否則本申請案通篇應用以下條件及定義。所有濃度以重量%表示且與各別整體混合物相關,所有溫度以攝氏度給出且所有溫度差以微分度數給出。除非另外明確說明,否則根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,Status 1997年11月,Merck KGaA,Germany測定所有物理特性,且針對20℃之溫度給出。在589.3nm之波長下測定光學各向異性(△n)。在1kHz頻率下測定介電各向異性(△ε)。使用Merck KGaA,Germany生產之測試單元測定臨限電壓以及所有其他電光特性。用於測定△ε之測試單元具有約20μm之單元厚度。電極為具有1.13cm2面積及護環之圓形ITO電極。定向層為來自Nissan Chemicals,Japan之用於垂直定向(ε)之SE-1211及來自Japan Synthetic Rubber,Japan之用於水平定向(ε)之聚醯亞胺AL-1054。使用Solatron 1260頻率回應分析器,使用正弦波以0.3Vrms之電壓測定電容。用於電光量測之光為白光。此處所用的裝置使用可購自Autronic-Melchers,Germany之DMS器具。已在垂直觀測下測定特徵電壓。已分別針對10%、50%及90%相對對比度測定臨限電壓(V10)、中灰電壓(V50)及飽和電壓(V90)。
本發明之液晶介質可包含其他常用濃度之添加劑及對掌性摻雜劑。以整體混合物計,此等其他成分之總濃度介於0%至10%,較佳0.1%至6%之範圍內。所使用之個別化合物的濃度各自較佳介於0.1%至3%之範圍內。當在本申請案中提及液晶介質之液晶組分及化合物之值及濃度範圍時,不考慮此等及類似添加劑之濃度。
本發明之液晶介質由複數種化合物,較佳3至30種,更佳4至20種且極佳4至16種化合物組成。以習知方式混合此等化合物。通常,以較小量使用之所需量之化合物溶解於以較大量使用之化合物中。若溫度高於以較高濃度使用之化合物的清澈點,則尤其易於觀測溶解過程之完成。然而,亦可能以其他習知方法製備介質,例如使用所謂的預混合物,其可為例如化合物之同系或共晶混合物,或使用所謂的「多瓶(multibottle)」系統,其成分本身為即用混合物。
藉由添加適合添加劑,可以使本發明之液晶介質可用於所有已知類型之液晶顯示器的方式改良本發明之液晶介質,此係使用液晶介質本身,諸如TN、TN-AMD、ECB-AMD、VAN-AMD、IPS-AMD、FFS-AMD LCD,或在諸如PDLC、NCAP、PN LCD之複合系統中且尤其在VA顯示器或TBA模式顯示器中使用液晶介質。
所有溫度,諸如液晶之熔點T(C,N)或T(C,S)、自近晶相(S)至向列相(N)之轉化T(S,N)及清澈點T(N,I),以攝氏度給出。所有溫度差以微分度數給出。
在本發明中且尤其在以下實例中,藉助於縮寫(亦稱為首字母縮寫)指示液晶原基化合物之結構。在此等首字母縮寫中,使用以下表A至表C,化學式縮寫如下。所有CnH2n+1、CmH2m+1及ClH2l+1或CnH2n-1、CmH2m-1及ClH2l-1基團指代直鏈烷基或烯基,較佳指代1E-烯基,其各自分別具有n、m及l個C原子。表A列舉化合物核心結構之環元件的代碼,而表B顯示鍵聯基團。表C給出左側或右側端基代碼之含義。首 字母縮寫由以下構成:視情況存在鍵聯基團之環元件的代碼,繼之以第一連字符及左側端基代碼,及第二連字符及右側端基代碼。表D顯示化合物之說明性結構及其各別縮寫。
其中n及m各自指代整數,且三點「...」為用於來自此表之其他縮寫之占位符。
下表顯示說明性結構以及其對應縮寫。顯示此等內容以說明縮寫規則之含義。其進一步表示較佳使用之化合物。
其中n、m及l較佳彼此獨立地指代1至7。
下表(表E)顯示可用作本發明之液晶原基介質中之附加穩定劑的說明性化合物。
LC介質較佳包含0至10重量%,尤其1ppm至5重量%,尤佳1ppm至1重量%之穩定劑。
下表F顯示可較佳在本發明之液晶原基介質中用作對掌性摻雜劑的說明性化合物。
在本發明之一較佳實施例中,液晶原基介質包含一或多種選自表F之化合物之群的化合物。
本申請案之液晶原基介質較佳包含兩種或超過兩種,較佳四種或超過四種選自由上表化合物組成之群的化合物。
本發明之液晶介質較佳包含- 七種或超過七種,較佳八種或超過八種個別化合物,較佳三種或超過三種,尤佳四種或超過四種選自表D化合物之群的不同化學式。
實例
以下實例說明本發明而不以任何方式限制本發明。
然而,物理特性指示熟習此項技術者可達成何等特性及可在何等範圍內改良該等特性。特定言之,因此熟習此項技術者非常清楚可較佳達成之多種特性之組合。
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物。

Claims (15)

  1. 一種具有正介電各向異性之液晶介質,其特徵在於其包含總共65%或多於65%之一或多種選自式I及式II化合物之群的化合物 其中R1及R2彼此獨立地指代具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基,具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,且R1及R2較佳指代烷基或烯基,在每次出現時彼此獨立地指代 L11、L12、L21及L22彼此獨立地指代H或F,X1及X2彼此獨立地指代鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2或3個C原子之鹵化烯基或烯氧基,Z2指代-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-或單鍵,m及n彼此獨立地指代0、1、2或3。
  2. 如請求項1之介質,其中式I化合物之總濃度為60%或大於60%。
  3. 如請求項1之介質,其中式II化合物之濃度為5%或大於5%。
  4. 如請求項1至3中任一項之介質,其中選自化合物I-1a及I-1b之群的化合物之總濃度為30%或大於30% 其中參數如請求項1中所示定義。
  5. 如請求項1至4中任一項之介質,其中其包含一或多種式I-1d化合物 其中R1、L11、L12及X1如請求項1中所示定義,且L13及L14指代H或F,其總濃度為23%或大於23%。
  6. 如請求項1至5中任一項之介質,其中其包含一或多種選自通式I-2c化合物之群的化合物 其中參數如請求項1中所示定義且L13至L18指代H或F。
  7. 如請求項1至6中任一項之介質,其中其包含通式II-2d-2化合物之群的化合物 其中R2如請求項1中所示定義且X2指代F或OCF3
  8. 如請求項1至7中任一項之介質,其中其包含通式II-2e-1化合物之群的化合物 其中R2如請求項1中所示定義且X2指代F。
  9. 如請求項1至8中任一項之介質,其中其包含一或多種式III化合 物 其中R31及R32彼此獨立地具有請求項1中關於R1所示之含義,彼此獨立地指代 且若出現兩次,則此等亦彼此獨立地指代 Z31及Z32彼此獨立地指代,且若Z31出現兩次,則此等亦彼此獨立地指代-CH2CH2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或單鍵,且p指代0、1或2。
  10. 如請求項1至9中任一項之介質,其中其包含一或多種式IV化合物 其中 R41及R42彼此獨立地具有請求項1中關於R1所示之含義, 若其在各情況下出現兩次,則在每次出現時彼 此獨立地指代 Z41及Z42彼此獨立地指代,且若Z41出現兩次,則此等亦彼此獨立地指代-CH2CH2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-或單鍵r指代0、1或2。
  11. 如請求項1至10中任一項之介質,其中其包含通式IV-2化合物之群的化合物 其中R41指代烷基且R42指代烷基或烯基。
  12. 如請求項1至11中任一項之介質,其中該式I及該式II化合物之總 濃度為95%或小於95%。
  13. 一種液晶顯示器,其特徵在於其含有如請求項1至12中任一項之介質。
  14. 一種如請求項1至12中任一項之介質之用途,其係用於液晶顯示器中。
  15. 一種用於製備如請求項1至12中任一項之介質的方法,其特徵在於將如請求項1中給出之一或多種式I及式II化合物與如請求項9及10中任一項中所提及之化合物中之一或多者及/或一或多種其他液晶原基化合物混合。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3617293B1 (en) * 2018-08-28 2023-03-29 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium and liquid-crystal display

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704083B1 (en) 1997-05-30 2004-03-09 Samsung Electronics, Co., Ltd. Liquid crystal display including polarizing plate having polarizing directions neither parallel nor perpendicular to average alignment direction of molecules
DE19824249B4 (de) 1997-05-30 2009-10-08 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Flüssigkristallanzeige
DE502004010915D1 (de) * 2003-07-11 2010-04-29 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium mit monofluor-terphenylverbindungen
EP1726633B1 (en) * 2005-05-25 2008-12-17 MERCK PATENT GmbH Liquid crystalline medium and liquid crystal display
ATE417910T1 (de) 2005-05-25 2009-01-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige
WO2008025533A1 (de) 2006-09-01 2008-03-06 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium
DE602007010230D1 (de) * 2006-12-20 2010-12-16 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige
DE102010006691A1 (de) 2009-02-06 2010-10-28 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige
TWI509055B (zh) 2009-05-14 2015-11-21 Jnc Corp 液晶組成物及液晶顯示元件
TWI482841B (zh) * 2009-11-27 2015-05-01 Jnc Corp 液晶顯示元件
JP5544849B2 (ja) * 2009-12-01 2014-07-09 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
DE102011013006A1 (de) 2010-03-23 2011-09-29 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Verbindungen und flüssigkristalline Medien
DE102011118210A1 (de) * 2010-11-27 2012-05-31 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium
EP2457975B1 (en) * 2010-11-29 2014-06-25 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline mixtures
US8178173B1 (en) 2010-12-06 2012-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display panel
EP2801602B1 (en) * 2012-11-28 2017-10-04 DIC Corporation Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element using same
EP2806010B1 (en) 2013-03-25 2017-07-26 DIC Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display element using same
JP2014185323A (ja) * 2014-01-07 2014-10-02 Dic Corp 液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子

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