TW570974B

TW570974B - Liquid-crystalline mixtures

Info

Publication number: TW570974B
Application number: TW091110665A
Authority: TW
Inventors: Antje Muehlfeld; Michael Junge; Harald Hirschmann; Sabine Schoen; Juliane Suermann
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2004-01-11
Also published as: DE10125707B4; DE10125707A1; US20040149956A1; US7048974B2; CN1606608A; WO2002097005A1

Description

570974 A7 B7 五、發明説明（J ) 發明背景本發明係相關於扭轉向列（TN )型及超扭轉向列（ STN )型液晶顯示器中之液晶混合物，其具有極短的反應時間、良好的斜度及角度依賴性，而且尤其相關於其使用〇舉例來說，吾人從M. Schadt及W· Helfrich之作 Appl. Phys. Lett.，18，1 27 ( 1 97 1 )中可得知 TN 型顯示器，而從歐洲專利0 131 216 B1 ;德國專利34 23 993 A1 ; 區欠洲專禾[J 0 098 070 A2； M. Schadt 及 F. Lee n h outs 之作 17th Freiburg Congress on Liquid Crystals ( 8.-10.04.87 ) ;K. Kawasaki 及其他人之作 SID 87 Digest 39 1 ( 20.6 ); M. Schadt 及 F. Leenhouts 之作 SID 87 Digest 372 ( 20.1 ) ;K. Katoh 及其他人之作 Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No. 11, L 1 784-L 1 786 ( 1 987 ) ； F.

Lee nh outs 及其他人之作 Appl· Phys. Lett. 50 ( 21)，1468 (1 9 8 7 ) ; H · A. v a n S p i· a n g 及 H. G. K ο o p m a n 之作 J ·

Appl. Phys. 62 ( 5 ) ,1 734 ( 1 987 ) ; T· J. Scheffer 及 J.

Nehring 之作 Appl. Phys. Lett. 45 ( 10)，1021 ( 1984 ); M. Schadt 及 F. Lee nh outs 之作 Appl. Phys. Lett. 50 ( 5)， 23 6 ( 1 9 87 );以及 E. P. Raynes 之作 Mol. Cryst. Liq.

Ci·yst. Letters Vol. 4 ( 1)，pp. 1-8 ( 1986);中可得知 STN型顯示器。此處之術語STN涵蓋了扭轉角數値介於 1 60度〜3 60度間之任何極高扭轉的顯示器元件，例如，依據Waters及其他人所提出之顯示器元件（C. M. Waters及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 570974 A7 B7 五、發明説明（2 ) 其他人之作 P1. 〇 c. S 〇 c · I n f · D i s ρ · (New York) ( 1985) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (3rd Intern. Display Conference, Kobe, Japan) 、STN-LCDs (德國專利申請案號 3 5 03 259 ) 、SBE-LCDs ( T. J·

Scheffer R J. Nehring 之作 Appl. Phys. Lett. 45 ( 1984) 1021 )、〇MI-LCDs ( M. Schadt 及 F. Leenhouts 之作 Appl. Phys. Lett. 5 0 ( 1 9 87 ) ，23 6、 DST-LCDs (歐洲專利申請案號 0 246 842 )或 BW-STN-LCDs ( K. Kawasaki 及其他人之作 SID 87 Digest 391 ( 20·6))。相較於標準的ΤΝ型顯示器，STN型顯示器的特色在於光電特性線之較佳斜度，以及與其相關之較佳對比値及對比之較低角度依賴性。特別受到重視的是那些具有極短的反應時間，尤其是在極低溫下之TN型及STN型顯示器。爲了獲得較短的反應時間，一般藉由加入具有極高蒸氣壓的單向添加劑，液晶混合物的旋轉黏度V2。至此已被最佳化。然而，獲得之反應時間在各種應用上並不足夠。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了在本發明所述之顯示器中達到陡峭的光電特性線，液晶混合物之彈性常數Κ^/Κη間的比値應極大，而 Δ ε / ε ±間的比値應極小，其中Δ ε爲介電異向性，而ε ±爲垂直於分子長軸方向上之介電常數。除了對比及反應時間的最佳化之外，另有重要的需求條件是由此類的混合物構成： ^ 1. 寬廣的d / ρ視窗 2. 長時間的高化學穩定性本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 570974 A7 B7 五、發明説明（3 ) 3. 高電阻 4. 臨界電壓之低頻率及溫度依賴性 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 所獲得之參數組合仍顯不足夠，尤其是高多工STN 型顯示器（其多工速率約1/400 )、中多工及低多工STN 型顯示器（其多工速率分別約1/64及1/16)，以及TN型顯示器。這部份可歸因於各種需求條件以相反的方式受到物質參數的影響。因此，吾人對液晶混合物的需求越來越大，尤其是對那些在較大的工作溫度範圍、特性線之高斜度、對比之良好的角度依賴性及低臨界電壓符合上述需求條件的同時，亦具有極短之反應時間的TN型及STN型顯示器。發明之槪沭本發明的目的在於提供無上述缺點或僅將其降至最低程度，並同時具備極短的反應時間，尤其是在低溫下，以及極佳的斜度之TN型及STN型顯示器。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製發明之詳細描沭吾人已發現若使用向列型液晶混合物，便可達到此目的，此混合物包含分子式I之一或多個化合物

F

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 570974 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（5) 在提高斜度及臨界電壓之低溫度依賴性的同時’分子式Ϊ及II之化合物尤其大大地縮短了 TN型及STN型混合物的反應時間。根據本發明之混合物的特色更在於下列特性： —低黏度， -一低臨界電壓與操作電壓，以及一-顯示器於低溫下之長久的耐用性。本發明另相關於一種液晶顯示器，其具有 —兩外部基板，與一框架，共同形成一晶胞’ —一置於晶胞中之正介電異向性的向列型液晶混合物， —外部基板內側上含有配向膜之電極層，外部基板表面上之分子的長軸與外部基板間之一 0 度〜30度的傾角，以及 ---配向膜至配向膜之間的晶胞中之液晶混合物之一數値介於22.5度及600度間的扭轉角，其特徵在於含有一液晶混合物，而該液晶混合物包含分子式I之至少一個化合物及分子式II之至少一個化合物。較佳實施例之詳細描述在一較佳實施例中，根據本發明之混合物由下列組成批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -8- 570974 A7 B7 五、發明説明（6 ) …一由下列組成之向列型液晶混合物 a ) 1 5〜75雷量百分丨士夕液晶構成要素一 A，其由帶有大於+ 1. 5的介電異向性之一*或多個化合物組成， b ) 2 5〜8 5重量百分比之液晶構成要素__ B，其由帶有介於-1.5及+1.5間的介電異向性之一或多個化合物組成； c ) 0〜20雷量百分比之液晶構成要素D，其由帶有小於- 1.5的介電異向性之一或多個化合物組成； d)若需要，一具備光學活性之構成要素C，其含量可使層厚度（外部基板之分離）與旋光性向列型液晶混合物之自然螺距間的比率約從〇· 2至1.3，其中構成要素A句.含分子式I之至少一個化合物及分子式 II之至少一個化合物。本發明亦相關於用於TN型及STN型顯示器，尤其是中多工及低多工s T N型顯示器，之相同的液晶混合物。尤其，分子式I包括分子式Π〜110之化合物 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局消費合作社印製本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210x297公釐） -9- 570974 Μ Β7 五、發明説明（

F

CnH 2n+1

11

F

F °ηΗ2η+Γ°—( Η 〇卜丫 Ι2

F

CnH2n+r〇-(CH2)m

F

F Ι3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

CnH2n+rCH=CH-< Η

Ο }—Ύ F

F Ι5

CnH2n+rCH=CH-(CH2)m 丫

F

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 570974 A7 B7 五、發明説明（8

CnH2n+r〇-(CH2)「

ZK：

Y 18

CnH2n+r〇H=CH

CnH2n+1-CH=CH-(CH2)m

no (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 其中n爲1〜10且m爲1〜5，其中m + n$10。分子式I之化合物中的Y最好是F，更好的是OCF3 ，而m最好是0，更好的是1或2。根據本發明之混合物特別受到重視，其包含分子式 11及/或14之至少一個化合物，尤其最好在各情況中包含分子式Π之至少一個化合物。在分子式14、19及110中，烯基基團最好是帶有2〜7 個碳原子之1E-烯基或3E-烯基。混合物中之分子式I的化合物比例爲2.0〜3 0重量百分比，最好是5.0〜25重量百分比，尤其是5.0〜20重量百分比。分子式II之較佳化合物尤其包括其中R2爲烷基、烷氧基、1E -烯基或3E -烯基之化合物。R2最好是甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、乙烯基本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 - 570974 A7 __B7_ 五、發明説明（9 ) 或院基。液晶混合物中之分子式II的化合物比例最好是5〜3〇重量百分比，尤其是8〜20重量百分比。帶有> 1 . 5的介電異向性之分子式Π〜Π 〇的化合物及分子式II的化合物應被指疋至上述疋義之構成要素A。在根據本發明之液晶混合物中使用分子式I及11之化合物會造成極低的旋轉黏度値及具有高斜度、快速反應時間，尤其是在低溫下之TN型及STN型顯示器。除了分子式I之一或多個化合物以外，構成要^ a 最好再包含分子式Ilia〜II Ij之一或多個氰基化合物 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- ^_ 570974 A7 B7 五、發明説明（1〇)

R

Co

R

Η 8

R

H c

Id le (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

R

H c c

CN

CN f 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13- 570974 A7 B7 五、發明説明（11 )

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂其中R3的定義同於分子式I中之R1，而L1〜L4各爲獨立之Η或F。這些化合物中的R3尤其最好是帶有多至8個碳原子之烷基、烯基或烷氧基。較受偏好之混合物包含分子式Illb、IIIc及Illf之一或多個化合物，尤其是其中L1及/或L2爲F之化合物。較受偏好的有以下分子式之化合物

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 14 570974 A7 B7 五、發明説明（12)

F

R3—( 〇 >—COO~( 0 V-CN lll*d

F F lll*e

—CF2〇—Ο V- CN L2 = H or F nrf 2

F

R ' 〇 >- CN L =HorF |||*g

F

R( Η V-< O V-COO—< O >-CN iirh 另外較受偏好的有以下分子式之化合物經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -15- 570974 A7 B7 五、發明説明（13)

F 烯基

C00( 0 >-CN F nri

CN nrj 燃基

nrk 其中烯基最好是帶有多至6個碳原子之1E-或3 E-烯基。此處較受偏好的有以下分子式之化合物

F ΙΙΙΊ /1 I 辦衣 ^ 訂線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

F

CN 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 lll*m 〇 h- 除了分子式I之一或多個化合物以外，構成要素A 最好再包含分子式〜I*H之一或多個3,4,5-三氟苯基化合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -16- 570974 A7 B7 五、發明説明（14)

F F

l*A

F

R*—< Η >~( H >-COO~( Ο >—F ΓΒ

F

l*C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

F F F

l*D

F

H >—< H >~CH2CH2—^ 〇 /-F V

l*E 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R*

H c 2 H c

F

★F 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -17- 570974 A7 B7 五、發明説明（15)

F

l*G

F F

F ΙΉ 而且，若需要，亦包含分子式I** A〜I**P之一或多個含有極性末端基的化合物 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本纸張尺度適用中國國家標準（(：]^)/\4規袼（2丨0/ 297公1) -18 - 570974 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -19- 570974 A7 B7 五、發明説明（17) X^y-CH2CH2—(^〇y—CF3 ΓΙ

FT

-CH2CH2—^ 0 >—0CHFo rj R*★分 ch2ch2

Cl ΓΚ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) R**—( H V-CH2CH2 〇 >-〇CF,

l**L

FT 〇)—CF^

r*M 經濟部智慧財產局s工消費合作社印製

r**-^>-ch2ch2—<^>~^^〇CHF2 rN R** —/η^Λ~(^Hy- cf2o

F r〇本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） >20- 570974 Α7 Β7 五、發明説明（18)

R

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中R +及R"的定義同於分子式I中之R1，而L3及L4各爲獨立之Η或F。這些化合物中的R*及R**最好是帶有多至8個碳原子之烷基、烯基或烷氧基。分子式I、Ι*Α-Ι*Η、Ι**Α〜Ι**Ρ、II與in及其次分子式之各個化合物，以及其他可用於本發明所述的混合物之化合物，若非是已知的，就是可被調製成近似已知之化合物。分子式I的化合物具有低黏度，尤其是低旋轉黏度，以及彈性常數K3 3/K i i間的比値小，因而在本發明所述之顯示器中造成較短的反應時間，而帶有高介電異向性之分子式II的化合物，尤其是以增大的濃度，卻導致臨界電壓降低。較佳的液晶混合物包含構成要素 A之一或多個化合物，最好是以15%〜75%之比例，尤其最好是 20%〜65%。這些化合物帶有2 + 3的介電異向性Δε，尤其是2 + 8的Δε ，尤其最好是2+12的Δε。更佳的混合物包含 •分子式I之一或多個，尤其是一或二至四個化合物， •分子式Π之一或一個化合物， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） ~Γ7 570974 A7 一 __ 五、發明説明（19) •分子式II之一或多個，尤其是一或二個化合物， •其中L1及L2爲氟的分子式Illb及IIIc之一或多個 ’尤其是二至五個化合物， •但不含其中L1及L2爲Η的分子式Illb之化合物。較佳的液晶混合物包含構成要素B之一或多個化合物，最好是2 5〜8 5 %。這些來自基團B之化合物的特色尤其在於其旋轉黏度値γι較低。除了分子式II之一或多個化合物以外’構成要素Β 最好再包含由下列分子式IV 1〜IV9的二環化合物組成之基團中所挑選出來之一或多個化合物： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、tr

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22- 570974 A7 B7 五、發明説明（20)

R IV1

IV2 IV3 R4—< Η

R IV4

IV5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A 裝·

IV6 IV7 IV8 訂

FT IV9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製及/或由分子式IV10〜IV29的三環化合物組成之基團中所挑選出來之一或多個化合物，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 570974 A7 B7 五、發明説明（21)

4* IV10 IV11 rM η

0 >-R IV12

R -< O

4* IV13 IV14

H >~( 0 >-CH0CH0 —( 〇 >—R IV15

R -Λ H W H 卜 R IV16

R—\ H /—CH2CH2—< 〇 V-R IV17 r4-( Η ( H V-CH2CH2—/ 〇 >-r' IV18 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R4-/ h \-ch2ch2—( h Vch2ch2—( 〇)-r4* IV19 R4 -<ΪΚΖΚ> R4* IV20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X 297公釐） -24- 570974 A7 B7 五、發明説明（22)

、4* IV21 IV22 IV23

R4-^ 〇 )~^ H V-CH=CH一~( H >-R4* IV24 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

RM H W H V-COO

R 4* IV25 R4—< H >~( H V-COO —"( H >-R‘ IV26

RM H >-CH=CH—( H >—< 〇 h-R IV27

R—< H

R 4* IV28 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R4

2 IV 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） - 25- 570974 A7 一 —_____ B7 五、發明説明（23) 及/或由分子式IV30〜IV36的四環化合物組成之基團中所挑選出來之一或多個化合物

RM Η

H V-COO

Η >-R IV35 R -< Η

Ο >—R IV36 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製其中R4及R4 +的定義同於分子式I中之R1、L爲Η或F，而I，4-伸苯基環可以是各自獨立的，亦可被氟單一取代^ 多重取代。較受偏好的有分子式IV29〜IV36之化合物，其中r4 爲烷基，而尺4 +各爲帶有1〜7個碳原子之烷基或烷氧基，尤其是烷氧基。另外較受偏好的有分子式之化合牛勿本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -26- 570974 A7 B7 五、發明説明（24) IV28〜IV34之化合物，其中L爲F。分子式IV1〜IV；36之化合物中的R4及尤其最好是帶有1〜12個碳原子之直鏈烷基或烷氧基。較佳的液晶混合物包含分子式IV27及/或IV28之一、二、三或四個化合物。分子式IV27之較佳的化合物爲 IV27a Η

烷基 IV27b IV27c 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之混合物較受偏好，其包含分子式IV3 5之至少一個化合物，混合物中之四環化合物的比例最好是至少 8重量百分比。較受偏好之混合物包含分子式IV35之二、三或多個化合物。在分子式IV35中，R4及R4*最好是直鏈烷基。根據本發明之混合物最好包含分子式IV27a、IV27b 及/或IV27c之至少一個化合物。尤其，混合物包含分子式IV27a〜IV27c之至少兩個化合物。液晶混合物可一具備光學活性之構成要素C，其含量可使層厚度（外部基板之分離）與旋光性向列型液晶混合 •本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 570974 A7 B7 五、發明説明（25) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 物之自然螺距間的比率大於0.2。熟習構成要素之技術者已經可以獲取各式的旋光性摻雜物，它們偶爾可在市場中買到，例壬酸膽固醇酯（CN ) 、Merck KGaA，

Darmstadt 之 S-811、S -1011 及 S-2011，以及 CB15 ( BDH， Poole, UK )。摻雜物的選擇，就其本身而言，並不是很重要。構成要素 C的化合物比例最好是 0〜1 0%，尤其是 0〜5 %，尤其最好的是0〜3 %。根據本發明之混合物亦可包含多至20%之帶有小於-2 的介電異向性之一或多個化合物（構成要素D)。倘若混合物包含構成要素D的化合物，最好是含有結構單位2,3-二氟-1，4-伸苯基之一或多個化合物，例如德國專利申請號 38 07 801、 38 07 861、 38 07 863、 38 07 864或38 07 908中所述之化合物。含有國際專利申請號PCT/DE 8 8/0 0 1 3 3中所述之此結構單位的t〇lans較受偏好。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製已知之構成要素D的其他化合物有，例如，2，3 -二氰基氫醌的衍生物或含有德國專利申請案號3 2 3 1 707及34 07 0 1 3中所述之結構單位

的環己烷衍生物。根據本發明之液晶顯示器最好未包含構成要素D的化合物。 - 28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 570974 A7 B7 五、發明説明（26) 更佳的實施例係相關於本發明所述之液晶混合物，其 ---另包含分子式Va及/或Vb之一或多個，最好是一、二或三個，雜環化合物

其中R5及R6各爲獨立之帶有1〜7個碳原子的烷基，而Y6爲F或C1。包含Va及Vb之基團中的化合物比例最好是2〜3 5% ，尤其是5〜20%。 ---另包含分子式Tla〜Tld及/或T2a〜T2c之一或多個，最好是一、二或三個，tolan化合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貢)

-29- 570974 A7 B7 五、發明説明（27)

F

V 2y+i T1a

F

CxH2x+r〇〇 )—CyH2y+i T1b

F

CyH2y+1 T1C

F

0-CyH2y+1 T1d R7 R8 T2a

R7-< H

R8 T2b 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R7

8 R T2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -30- 570974 A7 _______ _B7_ 五、發明説明（28) 其中R7及R8各自獨立，其定義同於R1，而X及y 各爲1〜10，其中x + yy〇且Z爲1〜5。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由T2a及T2b組成之基團中的化合物比例最好是 Q〜20%，尤其是由Tla〜Tld組成之基團中的化合物比例最好是0〜3 0 %，尤其是0〜2 0 %。定義 Ri、R2、R4、R4*、、R6、R7 及 r8 之術語“烯基”極蓋了直鏈及支鏈烯屬烴基團，尤其是直鏈基團。更佳之烯基基團爲C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基、C5-C7-4_烯基' C6-C7-5-烯基及C7-6-烯基，尤其是C2_C7_1E-烯基、C4-C7-3E-烯基及 C5-C7-4-烯基。較佳之烯基基團的例子爲乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3_ 丁烯基、 3^戊烯基、3E_S烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基.、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、％己烯基、6-庚烯基及其之類的。一般而言，帶有多至5碳原子之基團較佳。在更佳的實施例中，混合物包含 -一下列分子式之一或多個化合物：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 570974 A7 B7 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製五、發明説明（29) R- *rm IV6

R-< Η

IV25 IV26

IV30 其中R4、R〃及L的定義如上所述，而分子式IV 25中的L尤其最好是F。液晶混合物中之這些化合物的比例最好是10〜45%，尤其是15〜40%， -…分子式IIIc之至少兩個化合物，而且亦可加入其中L1及L2爲F的分子式Illb之至少一個化合物。液晶混合物中之這些化合物的比例最好是7〜5 0 %，尤其是 10〜40% ， ---分子式Via〜Vie之至少一個化合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -32- 570974 A7 ___ B7 五、發明説明（30) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Via

Vlb

Vic

Vld

r6J

Η V—alkyl

Vie 其中R6、R6*各爲獨立之H、CH3、C2H5或n-C3H7，而;^基爲帶有1〜7個碳原子之直鏈烷基，最好是正丙基或正戊基’尤其在各情況中最好是分子式 VIal~VIM之至少一個化合物

alkenyl

Vla1

Vlb1 其中烯基爲帶有2〜7個碳原子之烯基基團、烷基爲帶有1〜7個碳原子之烷基基團，而Re爲Η、CH3、C2H5或 11-C3H7 0 根據本發明之混合物的特色在於極少的總反應時間（本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） >33- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 570974 A7 B7 五、發明説明（31) tt〇t = t〇n + t〇ff)，尤其是在較高層厚度之TN型與STN型顯示器的使用上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用於本發明所述之TN型與S TN型晶胞的液晶混合物爲正介電，其中Δε^1。特別受到重視的是Δε^3，尤其是 △ ε 2 5，之液晶混合物。根據本發明之液晶混合物具有適當的臨界電壓値 V10/0/20及旋轉黏度値γι。倘若光程差d · Δη的數値已預先指定，層厚度d的數値則由光學異向性Δη來決定。尤其，當d · Δη値極高時，通常最好使用具有極高數値之光學異向性之本發明所述的液晶混合物，因爲可挑選極低的d値，從而產生更適當的反應時間値。然而，含有本發明所述之液晶混合物且帶有較小Δ η値之本發明所述的液晶顯示器亦具有較有利的反應時間之特色。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製根據本發明之液晶混合物進一步具有較有利的光電特性線斜度値之特色，此混合物可作用於高多工速率下，尤其是在2(TC以上的溫度下。此外，本發明所述之液晶混合物具有高穩定性，而且具有適當的臨界電壓之電阻値與頻率依賴値。本發明所述之液晶顯示器具有較大的工作溫度範圍及對比之良好的角度依賴性。由偏光片、電極基板與電極所建構之本發明所述的液晶顯示器元件具有一表面處理，使得液晶分子緊臨之優先配向（方向）在各情況中通常以160度〜72〇度之値一個電極接著另一個的方式被扭轉，並且符合此類顯示器元件的一般結構。此處之術語「一般結構」較爲廣義，而且亦 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 570974 A7 ---_ B7 五、發明説明（32) 涵盡了所有TN型與S TN型晶胞的衍生物與變型，尤其亦 ®蠢了矩陣顯示器元件及含有額外之磁性物質的顯示器元件。兩外部基板上之表面傾角可以是相同或不同的。最好是相同的傾角。較佳的TN型顯示器在外部基板表面上之分子的長軸與外部基板間具有〇度〜7度的預傾角，最好爲0.01度〜5度，而尤其是0」度〜2度。在Stn型顯示器中’預傾角爲i度〜30度，最好爲1度〜U度，而尤其是 3度〜1 0度。晶胞中之TN型混合物的扭轉角數値介於22.5度及 17〇度之間’最好是介於45度及130度之間，而尤其是介於8 〇度及1 1 5度之間。配向膜至配向膜之間的晶胞中之S TN型混合物的扭轉角數値介於1 〇〇度及6.0 〇度之間，最好是介於170度及300度之間，而尤其是介於180度及270度之間。依照本發明而使用之液晶混合物，就其本身而言，可由一傳統的方式來調製。一般而言，用於較少量之構成要素所需的量事實上在高溫下被溶解於製造主要成份的構成要素中。在有機溶劑中，例如在丙酮、三氯甲烷或甲醇中，攪和構成要素之溶液，再去除溶劑，例如完全攪和後藉由蒸餾的方式，亦是可行的。介電亦可另包含熟習此技術者所知且文獻中曾描述之添加劑。舉例來說，吾人可加入0〜1 5 %之多色性染料。在本申請案及以下的範例中，液晶化合物的結構以頭 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（X 297公釐） -35- 570974 五、發明説明（33) 字語，即依照表A及B所產生之化學分子式的轉換表示。所有的CnH2n+1及CmH2m + 1基團分別爲帶有η及基基團具有轉換構型。表Β中僅指出父代結構之頭字語緊接著下表所，來 m 個碳原子之直鏈烷基。烯 &代碼是顯而易懂的。在表Α中字語。在個別的情況中，父代結構之頭示之取代基R1、R2、L1、L2及L3的代碼’並以破折號隔開。

Rl、R2、L1、L2 R1 、L3的代碼 R2 L1 L2 L3 (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 nm n〇m nO.m η nN.F nN.F.F nF nOF nF.F nmF 11OCF3 n-Vm nV-Vm

CnH2n+i OCnH2n+i CnH2n+i CnH2n+l CnH2n+i CnH^n+l OCnH2n+l CnH2n+i CnH2n+l CnH2n+l 十 1 CmH2xn+l OCmH2ni+i CN CN CN F F F CmH2m+l OCF,

H H H H H H H H H F H

-CH=CH-CmH2m+1 H

CnH2n+rCH=CH- -CH=CH-CmH2m+H

H H H H H F H H H H H H H

H H H H F F H H F H H H H 、-口本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX297公釐） 36- 570974 A7 B7 五、發明説明（34) TN型或STN型顯示器最好含有由表A及B中之一或多個化合物組成的液晶混合物。

表 A : ( L L3 = H 或 F )

R

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37 - 570974 A7 B7 五、發明説明（35)

R1-/ Η >—< H Vc〇0~< ο )~( hVr2 R1-< H >—( H >-FTCCH

CCPC L2

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

'2m+1 表B :

CnH2n+1 V^yV〇 /\ 〇 /λ H Λ CmH2m+1

CBC-nmF

F

CnH2n+1—H /-COO -\°r CmH

CP-nmF 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

CC-nV-Vm

'2n+1

CCP-nF.F.F

CC-n-V 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X 297公釐） -38- 570974 A7 B7 五、發明説明（36)

γ CnH2n CmH—1 CCP-Vn-m CCG-V-F C Η CnH2n+1~ CCP-nV-m PYP-nF

N °ηΗ2η+1-Λ 0 >~\ °/"CmH2m+1 • N PYP-nm

'2m+1

CnH27T?\ Η V—< 〇 (〇)CmH2n+1 CPTP-n(0)m

CnH2n+1 ~^\^y~C

CDU-n-F

CnHH2n+1-< 〇 Μ 〇 -CmH2m+1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 PPTUI-n-m

PCH-nN.F.F

CN

O-CLH 2m+1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -39- 570974 kl B7 五、發明説明（37)

CVCP-1V-Om CC-n-V1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -曝裝·

2m+1

CnH2n+1-< H W H >-CF;

F 訂

CCQU-n-F

CnH2n+1—\ H >-CF;

F

CN

CQU-n-N 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

PQU-n-N

CnH2n+1~( 0 }^CF：

CN 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐 -40- 570974 A7 B7 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製五、發明説明（38:

GPTU-n-F表C :表c指出一般被加入根據本發明的混合物之可能的摻雜物。

C2H51h-CH2〇一C2H5-CH-CH2—^〇V-^〇^ CN CH. C 15 CB 15 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •Λ衣· c6h13-ch-〇I CH,

CM 21 〇 c6h13〇-< 〇

o-ch-c6h13 CK 訂 R/S-811

o )-ch2-ch-c2h5 CH. CM 44

c8h17〇

CM 47 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2l〇X 297公釐） -41 - 570974 A7 B7 五、發明説明（39)

R/S-1011 l_l y—^ COO-CH-CH^OOC —q Η

R/S-3011

F CM

R/S-2011 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製以下的範例用以說明本發明，但並不表示有所限制吾人使用以下的縮寫： c I. P · 淸潔點（向列-等向相轉變溫度）， S-N 層列-向列相轉變溫度， vise. 流動黏度（mm2/s，處於20°C，除非另有說明） Δη 光學異向性（589 nm，20°C ) ...α'Ή Δε 介電異向性（1 kHz，20°C ) steep 特性線斜度=(V"/Vi〇—1 ) · 100 [%] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -42- 570974 Α7 Β7 五、發明説明（4〇)

Vi〇臨界電壓=10%之關係對比時的特性電壓， V9Q 90%之關係對比時的特性電壓， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tave (表示反應時間）

L ton 達到從開啓至最大對比之90%的時間， toff 達到從關閉至最大對比之10%的時間， mux 多工速率，

t-〇re 數小時內之低溫貯藏的穩定性（-20°C、- 30°C 、-40〇。）在上下文中，所有的溫度皆以°C表示，百分比爲重量百分比。所有數値皆爲20°C時的狀況，除非另有說明。顯不器已指明並非多工，除非另有說明。扭轉角爲2 4 0度，除非另有說明。範例範例1 ( HTN ) PCH-3N.F.F 12.5% 淸潔點[°C ] : 68.0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ME2N.F 5.0% Δη [5 89 nm ； 20°C ] ： 0.1036 ME3N.F 5.0 % d · Δη [ Μ πι ] : 〇. 5 ME4N.F 10.0% 扭轉角 Γ]: 90 ME5N.F 14.0% Vi〇 [V] ： 0.68 CCP-2F.F.F 10.0% Vs〇 [V] ：〇·85 CCP-3F.F.F 10.0% V9。[V] : 1.10 CCP-Si^.F.^ 6.0% V9〇/1 〇： 1.618 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ 297公釐） -43- 570974 A7 B7 五、發明説明（41) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CCG-V-F 4.0% C Η - 4 5 3.5 % CH-33 3.0% C Η - 3 5 3.0% C.CPC-33 3.0% CCPC-34 3.0% CCPC-35 4.0% CC-5-V 4.0% 範例2 ( STN ) PCH-3N.F.F 1 1.0 % 淸潔點[°C ]: 7 9.0 ME2N.F 1 0.0 % Δη [5 89 nm ； 20°C ]： 0.1292 Μ E 3 N . F 1 0.0 % d · Δ η [ μ m ]: 0.85 ME4N.F 1 0.0 % 扭轉角r]: 240 ME5N.F 9.0% VlO [V]： 0.68 HP-3N.F 5.0% V50 [V]： 0.84 HP-4N.F 4.0% V90 [V]： 0.87 HP-5N.F 4.0% V 9 0 / 1 0 · 1.084 CCP-2F.F.F 8.0% CCP-3F.F.F 8.0% CCP-5F.F.F 8.0% CCPC-33 5.0 % CCPC-34 4.0% CCPC-35 4.0% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝_

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -44- 570974 A7 B7 五、發明説明（42) 範例3 ( STN ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 PCH-3N.F.F 8.5% 淸潔點pc ]: 80.0 ME2N.F 10.0% Δη [ 5 89 nm ； 20°C ]： 0.1328 Μ Ε 3 Ν · F 10.0% d · Δη [ μm]: 0.8 5 ME4N.F 11.0% 扭轉角r]: 240 ME5N.F 10.5% VlO [V]： 0.80 HP-3N.F 5.0% Vso [V]： 0.83 HP-4N.F 5.0% V90 [V]： 0.86 CCP-2F.F.F 8.0% V 9 0 / 1 0 ： 1.072 CCP-3F.F.F 8.0% CCP-5F.F.F 8.0% CCPC-33 4.0% CCPC-34 4.0% CCPC-35 4.0% 範例4 ( ΗΤΝ ) PCH-3N.F.F 11.0% 淸潔點rc ]: 7 3.5 ME2N.F 5.0% Δη [ 5 89 nm ； 20°C ]： 0.1052 ME3N.F 5.0% ME4N.F 10.0% ME5N.F 14.0% CCP-2F.F.F 10.0% CCP-3F.F.F 10.0% CCP-5F.F.F 6.0% 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T - 45- 570974 A7 B7 五、發明説明（43) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CCG-V-F 4.0% C Η - 4 5 4.0% CH-33 3.0% C Η - 3 5 3.0% CCPC-33 3.0% CCPC-34 4.0% CCPC-35 4.0% CC-5-V 4.0% 範例5 ME2N.F 10.00% 淸潔點[°C ]: 111.0 ME3N.F 10.00% Δη [589 nm i 20°C ]： 0.1312 ME4N.F 10.00% HTP [20°C ]： 12.3 9 ME5N.F 10.00% d · Δη [pm]： 0.85 CH-33 3.00% 扭轉角r]: 240 C H - 3 5 2.00% Vio [V]： 1.12 CP-1 V-N 3.00% CCP-2F.F.F 8.00% CCP-3F.F.F 10.00% CCP-5F.F.F 6.00% CVCP-V-01 3.00% CVCP-1 V-Ol 4.00% CCPC-33 5.00% CCPC-34 5.00% 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 、11 -46- 570974 A7 B7 五、發明説明（44) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CCPC-35 5.00% CBC-33F 3.00% 範例6 PCH-3N.F.F 5.00% 淸潔點[°C ]: 83.0 ME2N.F 10.00% Δη [5 89 nm i 20°C ]: 0.1422 ME3N.F 10.00% HTP [20°C ]: 14.45 ME4N.F 14.00% d · Δη [μηι]: 0.85 ME5N.F 14.00% 扭轉角r]: 240 HP-3N.F 6.00% VlO [V]： 0.79 HP-4N.F 5.00% HP-5N.F 5.00% CCP-2F.F.F 7.00% CCP-3F.F.F 6.00% CCP-5F.F.F 6.00% CCPC-33 4.00% CCPC-34 4.00% CCPC-35 4.00% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -47-

Claims

570974附件2: 姐號申請案無劃線之中文申請專利範圍替換本 02. 7. 1 1 1 Α α 」民國92年7月7日呈 ~、申請專利範圍 1 1. 一種向列型液晶混合物，特徵在於其包含分子式 I之一或多個化合物 F

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及分子式Π之一或多個化合物 F

其中各個基團具有下列含義：爲一或一經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R1及R2爲一未被取代、被CN或CF3單一取代或至少被鹵素單一取代之帶有多至15個碳原子之烷基或烯基基團，其中這些基團中之一或多個CH2基也可被-〇-、-S-、-CeC-、-〇C-〇 -或-〇-C〇-取代，而〇原子不直接相互鏈結， Y爲F、C1或一帶有1〜6個碳原子之鹵化烷基、烯基或院氧基基團。 2.如申請專利範圍第1項之向列型液晶混合物，特徵在於分子式I之Y爲氟。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 570974 A8 B8 C8 D8 2 申請專利範圍 3.如申請專利範圍第1項之向列型液晶混合物，特徵在於其另包含分子式Ilia〜III」之一或多個化合物

N C

N C

N C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) R

Η 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C 2 Η C

N C

N C ΓΤ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -2 - 570974 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 3 R3—< Ο V-

lllg RM h W ο λ-coo

CN lllh

CN llli lllj 其中R3的定義同於R1，而L1·4各爲獨立之H或F。 4.如申請專利範圍第1項之向列型液晶混合物，特徵在於其另包含分子式III*i〜III*k之一或多個化合物 ----------^------訂------# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製烯基 F 烯基

F

CN

CN 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） nri nrj 3 - 570974 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

、申請專利乾圍 4 F F

其中烯基爲IE-或3E-烯基。 5.如申請專利範圍第1項之向列型液晶混合物，特徵在於其另包含分子式Via〜Vie之一或多個化合物 Via Vlb Vic Vld Vie 其中R6及R6#各爲獨立之H、Cth、C2H5或n-C3H7，烷基爲一帶有1〜7個碳原子之直鏈烷基。 6. —種TN型或STN型液晶顯示器，其具有. ---兩外部基板，與一框架，共同形成一晶胞， ---一置於晶胞中之正介電異向性的向列型液晶混合物，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）訂錄 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 570974 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 -…外部基板內側上含有配向膜之電極層， -…外部基板表面上之分子的長軸與外部基板間之一〇度〜ί〇度的傾角，以及 ---配向膜至配向膜之間的晶胞中之液晶混合物之一數値介於22.5度及600度間的扭轉角， ---一由下列組成之向列型液晶混合物 a) 15〜75重量百分比之液晶構成要素A，其由帶有大於+1.5的介電異向性之一或多個化合物組成； b ) 2 5〜8 5重量百分比之液晶構成要素B，其由帶有介於-1.5及+1.5間的介電異向性之一或多個化合物組成； c ) 0〜20重量百分比之液晶構成要素D，其由帶有小於-1. 5的介電異向性之一或多個化合物組成； d)若需要，一具備光學活性之構成要素C，其含量可使層厚度（外部基板之分離）與旋光性向列型液晶混合· 物之自然螺距間的比率從0.2至1. 3，特徵在於液晶混合 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製物之構成要素A包含分子式I之至少一個化合物 F

r1-<E> F 及分子式II之至少一個化合物 F

其中環A、R]、R2及Y定義如申請專利範圍第1項。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）