TWI224618B

TWI224618B - Liquid crystal mixture

Info

Publication number: TWI224618B
Application number: TW090123103A
Authority: TW
Inventors: Harald Hirschmann; Sven Schuepfer; Akihiro Kojima
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2004-12-01
Also published as: CN1344961A; JP2002146355A; EP1191083A1; KR20020023146A; ATE280818T1; DE10046754A1; DE50104280D1; EP1191083B1; HK1044822A1

Description

1224618 A7 ___B7 五、發明説明（彳） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關一種扭轉（丁 N )及超扭轉向列（S T N )液晶顯示器，其具有極短之響應時間及良好之陡度和角度相依性，且有關其中所使用之新穎向列液晶混合物。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 T N 顯示器係自例如 M. Schadt and W. Helfrich，Appl. Phys· Leu·，1 8, 1 27( 197 1)得知。S T N顯示器係自例如 EP Ο 131 216 B1;DE 34 23 993 A1;EP 0 098 070 A2; M. Schadt and F. Leenhouts, 17th Freiburg Congress on Liquid Crystals (8.- 1 0.04.87); K. Kawasaki et al., SID 87 Digest 39 1 (20.6); M. Schadt and F. Leenhouts, SID 87 Digest 372(20.1); K. Katoh et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No.11, L 1 784-L 1 786( 1 987); F. Leenhouts et al., Appl. Phys. Lett. 50(21), 1468(1987); H. A. van Sprang and H. g. Koopman, J. Appl. Phys. 62(5), 1 734( 1 987); T.J. Scheffer and J. Nehring, Appl. Phys. Lett. 45(10), 1 02 1 ( 1 984), M. Schadt and F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 5 0 (5)，2 3 6 ( 1 9 8 7)及 E. P · R a y n e s，Μ ο 1 · C r y s t · L i q · C r y s t · Letters Vol. 4(1)，pp. 1-8( 1986)得知。本發明所使用之 S T N —辭係包括扭轉角介於1 6 0 °及3 6 0 °之間的任何相關之高扭轉顯示元件，諸如例如Waters et al.(C. M. Waters et al., Proc. Soc. Inf. Disp.(New York)( 1 985)(3rd Intern. Display Conference, Kobe, Japan), STN-LCDs(DE-A 35 03 259), SBE-LCDs(T. J. Scheffer and J. Nehring, Appl. Phys. Lett. 45( 1984) 1021), OMI-LCDs(M. Schadt and F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 50( 1 9 87), 23 6, DST-LCDs(EP-A 0 246 842) -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0'〆297公釐） 1224618 A7 __B7 五、發明説明（2 ) 或 BW-STN-LCDs(K. Kawasaki et al., SID 87 Digest 39 1 (20.6))之顯示元件。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與標準T N顯示器比較之下，S T N顯示器之特色在於電-光學特性線的陡度明顯較佳，且在中度且相對高之多工率一—例如由3 2至6 4或更高-—下具有較佳之反差比値。另一方面，T N顯示器中之反差比因爲較佳之黑暗値因此通常較高，且該反差比之角度相依性較低多工率 —一例如低於3 2 — —之S 丁 N顯示器爲低。特別令人感興趣的是具有極短響應時間之T N及 S T N顯示器，尤其是在極低溫度下具有極短響應時間者。爲了得到較短之響應時間，液晶混合物之旋轉黏度目前係使用具有相對高蒸汽壓之一般單變添加劑而最佳化。然而，所達成之響應時間不適於所有應用。爲了在本發明顯示器中達到陡斜之電-光學特性線，該液晶混合物應具有相對高之彈性常數比例値K 3 3 / K i i 及相對小的△ ε / ε i値，△ ε係爲介電各向異性，而ε丄爲垂直於分子長軸之介電常數。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製除了該反差比及響應時間之最佳化之外，此類混合物之進一步重要需求爲： 1 .寬幅d / ρ限幅 2. 高値長期化學安定性 3. 高値電阻 4 .臨限電壓之低頻率及溫度相依性。所達成之參數組合離適用値仍遠，尤其是高-多工性 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224618 A7 B7 五、發明説明（3) S T N顯示器（具有約1 / 4 0 0範圍內之多工率），但亦可使用於低-及中-多工性S T N (具有個別約 1/6 4及1/1 6範圍內之多工率）及TN顯示器。部分情況下，歸因於材料參數之負面影響。因此仍極需要一種TN及STN顯示器，尤其是中-及低-多工性之S T N顯示器，其具有極短之響應時間，同時具有大幅操作溫度範圍、高特性線陡度、良好之反差比角度相依性及低臨限電壓，符合前述需求。本發明具有提供TN及S TN顯示器的目的，其不具有前述缺點或僅具有較輕度缺點，同時具有較短之響應時間，尤其是在低溫下，及極佳之陡度及改良之操作電壓溫度相依性，因爲改良該介電常數之頻率相依性。現在發現此種目的可使用一種向列液晶混合物達成，該混合物包含一或多種通式I之化合物 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

其中個別基團係具有以下定義：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 3 係爲具有2至7個碳原子之烯基，且 R 4 係爲具有1至1 2個碳原子之烷基、烷氧基或烯基 ’其中，一或兩個不相鄰CHs基團可另外由一〇一、 —CH=CH - 、一 C〇一、一〇C〇一或一C〇〇一所置換，使得◦原子不直接彼此鍵結。本發明T N及S TN顯示器之混合物中使用通式I之化合物的混合物導致本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_只- 1224618 A7 _B7___ 五、發明説明（4) •介電常數之低頻率相依性， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •操作電壓及臨限電壓之低溫度相依性及 •極快速之響應時間，尤其是在低溫下。通式I化合物大幅縮短——尤其是——TN及S TN 混合物之響應時間，同時增加陡度，且保持該臨限電壓之低溫度相依性。此外，本發明混合物具有以下優點特性： -其具有低黏度， -其具有低臨限電壓及操作電壓，且 -其於低溫下在L C顯示器中具有長適用期。本發明因此另外有關一種液晶顯示器，其具有 -兩片外板，其與外框一起形成一構件， -具有正介電各向異性之向列液晶混合物，其係位於該構件內， -電極層，其於該外板之內側上具有配向層， -由約0度至3 0度之位於該外板之表面上的分子之長軸與該外板之間的預仰角，及經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一具有介於2 2 · 5 °及6 0 0 °之間的値之位於該構件中之液晶混合物自配向層至配向層的扭轉角， -由以下成份組成之向列液晶混合物 a) 15至8 0重量百分比之液晶成份A —，由一或多種具有大於+ 1 _ 5之介電各向異性的化合物所組成； b ) 2 0至8 5重量百分比之液晶成份B ，由一或多種具有介於- 1 . 5及+ 1 · 5之間的介電各向異性之化本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公麓) ~ ~ 1224618 A7 —B7 五、發明説明（5) 合物所組成； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) c ) 〇至2 0重量百分比之液晶成份D，由一或多種具有小於- 1 . 5之介電各向異性的化合物所組成；及 d )視情況使用之旋光性成分C，使得該層厚度（外板分隔）及對掌性向列液晶混合物之天然間距之間的比例係由約0 · 2至1 . 3，其特徵爲成份B係包含至少一種通式I I之化合物

R 3 係爲具有2至7個碳原子之烯基，且 R4 係爲具有1至12個碳原子之烷基、烷氧基或烯基，其中，一或兩個不相鄰CH2基團可另外由一〇一、 —CH=CH — 、一 C〇一、一〇C〇一或一C〇〇一所置換，使得0原子不直接彼此鍵結。本發明亦有關使用於T N及S T N顯示器中之對應液晶混合物，尤其是中-及低一多工性S T N顯示器。經部智慧財產局員工消費合作社印製特佳之液晶混合物係包含一或多種通式I之化合物，其中R3係爲具有2至7個碳原子之直鏈1 E —或3 E -烯基。較佳之液晶混合物係包含一或多種通式I之化合物，其中R4係爲具有1至8個碳原子之直鏈烷基。特佳之通式I化合物係選自以下通式：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 1224618 A7 B7 五、發明説明（6)

CH3 ’且院基係爲具有1至8個碳原子之院基。通式I化合物使用於本發明液晶混合物中導致特低之旋轉黏度値，及具有高陡度及快速響應時間之T N及 S T N顯示器，尤其是在低溫下。除了通式I化合物之外，本發明混合物較佳係包含一或多種通式II之烯基化合物

其中R3及R4係如通式I之定義，且a係爲〇或1。特佳之通式I I化合物係選自通式I I a至I I g :

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1224618 A7 B7 五、發明説明（7 )

烷基 lie

烷基 3a

Ilf

R

Η 烷基 ng 其中1133及尺43個別係爲Η、CH3、C2H5或η — C3H7，且院基係爲具有1至8個碳原子之焼基。特佳係爲通式I I a化合物，尤其是其中R3a&R4a 係爲CH3之化合物，及通式I Ie、I I f及I Ig之化合物，尤其是R 3 a係爲Η之化合物。通式I I化合物使用於本發明液晶混合物中導致特低之旋轉黏度値，及具有高陡度及快速響應時間之ΤΝ及 S Τ Ν顯示器，尤其是在低溫下。除了通式I I之介電性質烯基化合物之外，本發明混合物較佳係包含一或多種具有通式I I *之介電正値烯基化合物 (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

Q-Y R 3 係如申請專利範圍第1項之定義， ΙΓ 其中 Q 係爲CF2、〇CF2、CFH、〇CFH或單鍵 Y 係爲F或C 1 ，且本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） 10 1224618 A7 B7五、發明説明（8) L 1及L 2個別係爲Η或F。特佳之式I I *化合物係爲其中L 1及/或L 2係爲F ，且Q — Υ係爲F或〇CF3者。另一種較佳化合物係爲通式I I *之化合物，其中R 3 係爲具有2至7個碳原子之1 E —烯基或3 E -烯基，尤其是2、3或4個碳原子。具有大於+ 1 . 5之介電各向異性的通式I I *極性化合物屬於前文定義之成份A。成份A較佳係包含一或多種具有以下通式之氰基化合物： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Ilia

lllb 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

R

•COO

111c 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) a4規格（2i〇x297公釐） 11 - 1224618 A7

L2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中 R 係爲具有1至1 2個碳原子之烷基、烷氧基或烯基 ’其中，一或兩個不相鄰CH2基團可另外由—〇—、 —CH = CH - 、一 C〇一、—〇c〇一或一C〇〇一所置換，使得〇原子不直接彼此鍵結，且 L.1及L 2個別係爲Η或F。此等化合物中，R以具有1至8個碳原子之烷基或烷本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -12 -

R

1224618 A7 B7 五、發明説明（10) 氧基或具有2至7個碳原子之烯基特佳。特佳之混合物係包含一或多種通式I I I b及/或 I I I c之化合物，及I I I f，尤其是其中L1及/或 L 2係爲F者。極佳者係爲包含一或多種通式I I I b及/或 I I I c之化合物的混合物，其中R係爲具有2至7個碳原子之烯基且L1及/或L 2係爲Η或F，以兩者皆爲Η爲佳。特佳者係爲具有以下通式之北合物： 3a J/

lllb-2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

COO

Illc-2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中 R3a 係爲 H、CH3、C2H5 或 n — C3H7，通式I I lb — 1及I I lb — 2中，以H或CH3爲佳，通式I I I c — 1及I I I c — 2中，以H或C2H5爲佳。較佳混合物係包含一或多種通式I I I h之化合物，其中L2係爲Η且L1係爲Η或F，尤其是F。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1224618 A 7 B7 五、發明説明（11) 特定具體實例中，成份A較佳包含一或多種具有以下通式之3，4，5 -三氟苯基化合物

F F

IVa

F

IVb (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

F

IVc

F F

R-< H >~( O IVd

F

F 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

R

R—< H

H y-COO—( 0 h-F IVe

F

F IVf 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 1224618 A7 B7 五、發明説明（12) R—\ H V-CH2CH2

F IVg

F

R-< F IVh

F IVi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及視情況含有一或多種具有以下通式之含有極性末端基的化合物 L3

R-< Η >( H y-COO —( 0 卜F

Va F L3

R-< H >—< 〇)~( 0 >-F

Vb 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L3

R—( H >—( H 0 >-F

Vc L3

H W 0 >—< O >-F

Vd 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ _ 1224618 A7 B7 五、發明説明（ F L3

(請先閲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） 1224618 A7 B7 五、發明説明（ R-H Η

CF,

Vn

、L4 R~( Η >~( H ^CH2CH2—( 0 OCHF.

Vo R~(^7^-CH2CH2·

Vp (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) R—( H /-CH2CH2

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R—( H V~CH2CH2

OCHF,

Vs

Vq V「 R—( H V-CH2CH2 其中R係具有前述定義中之一，且L3及L4個別係爲 Η或F。此等化合物中之R以具有最多8個碳原子之烷基、烯基‘及烷氧基特佳。特佳化合物係爲通式I V a、I V b、I V c、本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _ 17 1224618 A7 _____ B7 五、發明説明（15) ί V d、I v h及V i之化合物，尤其是通式I v a、 I V h及V i之化合物。較佳之液晶混合物係包含一或多種成份A之化合物，以由1 5%至8 0%之比例爲佳，尤其是由2 0%至7 〇 %。此等化合物之介電各向異性△ ε - + 3，尤其是△ ε g+8，特別是Aeg+12。

較佳之液晶混合物係包含一或多種成份b之化合物，以由2 0至8 5%爲佳，尤其是由3 q至7 5百分比。B 組化合物--尤其是含有烯基者〜-之特徵爲——尤其是一一低旋轉黏度r 1値。成份邕一，除了一或多種通式I I之化合物之外，較佳包含一或多種選自包括具有以下通式之二環化合物之群的化合物 IV1 IV2 IV3 IV4 IV5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2157^7公釐) --：--；----鮝衣------、玎------0 (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 1224618 A7 B7 五、發明説明（16) R丨

IV6 R丨 h\~ch2ch2 ~v)^r2 IV7 R—( H >-C00 —( 〇 >-R2 IV8 R丨

CH=CH 、 1~R IV9 及/或一或多種選自包括以下通式之三環化合物之群的化合物

H W IV10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) R丨 H >-CH2CH2-

H IV11

IV12 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 >—R"

IV13 IV14

R ( H /—( O /~CH2CH2 〇)—R IV15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 19 1224618 A7 B7 五、發明説明（17)

R1—< Η >—< Η M )-R2 IV16

R

H >~CH2CH2—< η W 〇 \_R IV17 R—( H ( H V~CH2CH2 —( 〇 )-R2 IV18

R

IV19 IV20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

•R IV21

R—( H

IV22

R 0 >-CH2CH2一~( 〇 >—< 0 >-R2 IV23 經濟部智慧財產局員工消贫合作社印製

L

R1—< H >~( H V-COO —( 〇 >~R2 r1—\ H >—< H V-COO —( H V-R2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- IV24 IV32 IV33 1224618 Λ7 Β7 五、發明説明（18) 通式之四環化合物之群及/或一或多種選自包括以卞的化合物經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

IV25 IV26 IV27 IV28 IV29 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

IV30 IV31 R1及R2個別係爲具有1至12個碳原子之烷基、院氧基或烯基，其中，一或兩個不相鄰CHs基團可另外由 C〇〇C〇一或 C〇〇-所置換，使得0原子不直接彼此鍵結，且 L 係爲Η或F。 IV10 至 IV19 及 IV23 至 IV32 中之 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -21 - 1224618 A7 B7 五、發明説明（19) 4 -伸苯環可個別亦經氟所單取代或多取代。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 特佳者係爲通式I V 2 5至I V 3 1之化合物，其中 R1係爲烷基，且R2係爲烷基或烷氧基，尤其是烷氧基，各具有1至7個碳原子。另外其中L係爲F之通式 I V 2 5及I V 3 1化合物亦佳。通式I V2 5至I V2 7之化合物極佳。通式I V 1至I V3 0之化合物中的R1及R2以具有 1至1 2個碳原子之直鏈烷基或烷氧基特佳。該混合物混合物視情況包含旋光性成份C，含量係使該層厚度（外板之分隔）與該對掌性向列液晶混合物之天然間距之間的比例大於0 · 2。部分情況下，熟習該項技術者可使用多數市售對掌性摻雜劑作爲該成份，例如諸如壬酸膽固醇酯（C N )，Merck KgaA，Darmstadt 之 S-811 及 CB15 (BDH, Poole, UK)。摻雜劑之選擇本身不嚴格。成份C之化合物的比例以由〇至1 0 %爲佳，尤其是由0至5%，特別是由0至3%。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製除了通式I化合物之外，本發明混合物較佳係包含一或多種液晶二苯乙炔化合物。因爲該二苯乙炔化合物之高雙折射△ η，故可使用較小薄層厚度，大幅縮短響應時間。該二苯乙炔化合物較佳係選自包括T a至T h之群：

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 1224618 A7 B7 五、發明説明（2〇)

R1—\ H V-CH2CH2 ( Ο )—C=C—( 〇 )—R

Tc

R

Η V—COO-ta 〇 )~C三C—( 0 )—R

Td L5 L6 L3 L4

〇)一c=c-< 〇 >-RZ

Te

F F

R

Tf (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

〇 )—c=C-< 〇 >-R

Tg

F

R"

Th 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中 R1及R2係如前文定義， Z 4 係爲一C〇一〇一 C Η 2 C Η 或單鍵且 L 1至L 6個別係爲Η或F。特佳者係爲通式Ta、Tb及Th之化合物。特佳之通式T e化合物係爲其中基團L 1至L 6中之或三個係爲F，而其他者係爲Η，其中L1與L2或本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） _ 23 1224618 A7 B7 五、發明説明（21) L3與L4或L5與L6非同時爲F。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 選自包括T a及T b之群的化合物之比例以由5至 5〇百分比爲佳，尤其是由1 0至40百分比。通式Th 之化合物的比例係由2至3 5百分比，尤其是由4至2 5 百分比。通式T a之化合物的比例較佳係由2至5 5百分比，尤其是由5至35百分比。本發明混合物亦可視情況包含最多達2 0百分比之一或多種具有低於- 2之介電各向異性的化合物（成份D ) 0 若該混合物包含成份D之化合物，則此等以一或多種含有結構單元2，3 -二氟—1 ，4 一伸苯基之化合物爲佳，例如 D E — A 3 8 0 7 8 0 1、 38 0 7 861、38 07 863、 38 07 864或38 07 908之化合物。特佳者係爲國際專利申請案P C T / D E 88/ 0 0 1 3 3之含有此種結構單元的二苯乙炔。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製成份D之其他已知化合物有例如2 ，3 -二氰基氫醌的衍生物或DE — A 3 2 31 707或DE — A 34 0 7 〇13中含有結構單元

本發明液晶顯示器較佳不含有成份1之化合物。 R、R 1、R 2、R 3及R 4中”烯基”之定義係涵蓋直 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1224618 A7 _B7 五、發明説明（22) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鏈及分枝鏈烯基’若爲R、R1及R2，則具有2至1 2個 fe原子，若爲R3及R4，則具有2至7個碳原子’尤其是直鍵基團。特佳之細基係爲C2 — C7 — 1 E -嫌基、C4 —C7— 3E —烯基、C5— C? - 4 —烯基、C6— C7 — 5 —烯基及C7— 6 —烯基，尤其是（：2— C7— 1 E —烯基、C4— C7— 3E —矯基及 C5— C7— 4 —燦基。較佳烯基之實例有乙烯基、1E -丙烯基、1E -丁烯基、1E —戊烯基、1E —己烯基、1E —庚烯基、3 一丁烯基、3 E -戊烯基、3 E -己烯基、3 E -庚烯基、4 —戊烯基、4Z —己烯基、4E -己烯基、4Z -庚烯基' 5 -己烯基、6 -庚烯基及其類者。通常以具有最多5個碳原子之基團較佳。通式I 、I I 、I I I 、IV、V、VI及T或其輔式之個別化合物一其他可使用於本發明T N及S T N顯示器中之化合物係已知或可藉與已知化合物相同之方式製備〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製特佳具體實例中，該混合物係包含一或多種具有以下通式之化合物

烷基 la 其中R 3 a係如前文定義，尤其是其中R 3 a係爲C Η 且烷基係爲CH3、C2H5或n — C3H7者。 ——、二或三種通式I之化合物， -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1224618 A7 B7 五、

\ CH, 發明説明（23) 〜由3至4 0百分比，尤其是由5至2 5百分比之一 $多種通式I之化合物，〜由5至6 0百分比，尤其是由1 2至5 0百分比之〜或多種通式I I或I I *之烯基化合物，〜至少一種通式I I e及/或I I f之化合物，〜至少一種選自以下通式之烯基化合物：

Ila1

Ne1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

烷基

Ilf1

F

經濟部智慧財產局員工消費合作社印t 其中烷基係爲具有1至8個碳原子之烷基，且R3a係爲Η或c Η 3，一一或多種具有通式I V 9及/或I V 2 4之化1合物，其中R1係爲具有2至7個原子之烯基，且R2係如前文定義，尤其是具有1至6個碳原子之烷基或烷氧基，尤其是具有通式I V9 a及/或I V2 4 a之化合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 1224618 A7 B7 五、發明説明（2』

CH=CH· Η IV9a

CH=CH-

H R2 IV24a 其中 R3a 係爲 H、CH3、C2H5 或 n — C3H7，且 R2係如前文定義，以具有1至6個碳原子之烷基或烷氧基爲佳，尤其是1、2或3個碳原子。此等化合物於該液晶混合物中之比例以由2至3 0百分比爲佳，尤其是由3至 2 0百分比， --或多種，尤其是二至五種通式I I I b、 1 lie及/或11 ih之化合物， -至少兩種通式I I I c之化合物，及視情況另外至少一種通式I I lb之化合物，其中L1及./或L2係爲F 。此等化合物於該液晶混合物中之比例係爲由7至5 0百分比’尤其是由1 〇至4 0百分比。 --或多種通式I I lb - 1之化合物 (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

R3a J

其中 R3a 係爲 Η、CH3、C2H5 或 n — C3H 尤其是Η或C Η 3，特別是C Η 3。此等化合物於該液晶混合物中之比例以由2至2 0百分比爲佳，尤其是由3至8百分比。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -27 1224618 A7 ____B7 五、發明説明（25) --或多種，尤其是一、二或三種具有通式T a及/ 或丁 b之二苯乙炔化合物， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --或多種，尤其是一、二或三種具有通式T h之二苯乙炔化合物， '種多種通式I V 2 5及/或I V 2 7之化合物，一其中通式I V2 5中之L係爲Η或F ，尤其是F。此等化合物於該液晶混合物中之比例係由1 〇至4 5百分比，尤其是由1 5至4 0百分比， -高於2 0百分比之正値介電各向異性化合物，尤其是△ ε - + 1 2 者。本發明混合物之特徵係爲極低之總響應時間（t t。t ，尤其是使用於具有較高値之薄層厚度的T N及S T N顯示器。使用於本發明S T N及T N構件的液晶混合物係爲 △ ε - 1的介電正値者。特佳者係爲其中△ ε - 3的液晶混合物，尤其是Ae^5者。經濟部智慧財產局S工消費合作社印製本發明液晶混合物具有較佳之臨限電壓値V i Q / 〇 / 2 〇及旋轉黏度値r 1。若光學路徑差d . Δη之値特定，則薄層厚度d之値係由光學各向異性△ η決定。尤其是在相對高値d .△ η下，使用本發明具有相對高光學各向異性値之液晶混合物通常較佳，因爲d之値可選擇相對低値，產生較佳之響應時間値。然而，本發明含有具有相對低△ η 値之液晶混合物的液晶顯示器亦具有較佳響應時間値的特徵0 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1224618 A7 _____B7 五、發明説明（2g) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明液晶混合物另外具有較佳之電-光學特性線陡度値的特性，且可在高多工率下操作，尤其是在高於2 0 °C之溫度下。此外，本發明液晶混合物具有高安定性，及較佳之電阻値與臨限電壓的頻率相依性。本發明液晶顯示器具有寬幅操作溫度範圍，及良好之反差比角度相依性。本發明液晶顯示元件自偏光板、電極基板及電極-- 具有表面處理使得與其相鄰之液晶分子之優勢配向（定向子）自一電極至另一電極具有由160°至720°之値的扭轉——之結構係對應於此種顯示元件之習用結構。”習用結構”一辭在此爲廣義辭，亦包括T N及S T N構件之所有衍生物及修飾物，尤其是矩陣顯示元件，及含有附加磁鐵之顯示元件。位於兩外板處之表面仰角可相同或相異。以相同仰角爲佳。較佳T N顯示器介於位在外板表面上之分子的長軸與該外板之間的預仰角係由0 °至7 ° ，以由〇 . 〇 1。至 5°爲佳，尤其是0 · 1°至2° 。STN顯示器中，該預經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 仰角係由1 °至3 0 ° ，以由1 °至1 2 °爲佳，尤其是由 3 °至1〇° 。該構件中，T N混合物之扭轉角具有佳於2 2 . 5。及1 7 0 °之間的値，以介於4 5 °及1 3 0 °之間爲佳，尤其是8 0 °及1 1 5 °之間。該構件中S T N混合物由配向層及配向層之扭轉角具有介於1 0 0°及6 0 〇°之間的値，以介於1 7 0 °及3 0 0 °之間爲佳，尤其是介於 1 8〇°及2 7〇°之間。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224618 A7 _B7_ 五、發明説明（27) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 可使用於本發明之液晶混合物係依習知之方式製備。通常，將較少量之所需量成份溶解於構成主要組份之成份中’以於高溫下爲佳。亦可混合該成份於有機溶劑例如丙 _、氯仿或甲醇中之溶液，充分混合之後，再藉例如蒸態移除溶劑。該介電質亦通包含熟習該項技術者已知且描述於文獻中之其他添加劑。例如，可添加0至1 5百分比之多色性染料。本發明及以下實施例中，該液晶化合物的結構係以頭字語表示，根據下表A及B轉換成化學式。所有基團 CnH2n + 1及CmH2m+i皆個別爲具有η及m個碳原子之直鏈烷基。烯基具有順式構型。表B中之編號自身即可明暸。表A中，僅出示親代結構之頭字語。各情況下，親代糸R構之頭子語之後—一由橫線分隔一—有取代基R 1、R 2 、L 1、L 2及L· 3之編碼。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224618 A7 B7 五、發明説明（d

ιιΆιΛιΛ R1 L 之編碼 R2 L1 L2 L3 nm C π H 2 n + 1 C m H 2 m + 1 H H H nOm 〇 C Π H 2 n + 1 C m H 2 m + 1 H H H nO. m C η H 2 n 十 1 〇 C m H 2 m + 1 H H H η C! π H 2 n + 1 CN H H H nN.F C! π H 2 π + 1 CN H H F nN.F.F C η H 2 n + 1 CN H F F nF C π H 2 n + 1 F H H H nOF 0 C Π H 2 n + 1 F H H H nF.F C η H 2 n + 1 F H H F nmF C! π H 2 n + 1 C ni H 2 m + 1 F H H nOCFs (H η H 2 π + 1 OCFs H H H n- Vm C n H 2 n + 1 -CH = CH-CmH2m + i H H H nV-Vm CnH2n + l-CH = CH- -CH = CH-CmH2m + 1 H H H (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） -31 - 1224618 A7 B7 五、發明説明（29»

.(L1, L2, L3 = Η 或 F) ^H^COO

CH

BCH

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

R R ~( 〇 )一―C三C—( ο >-R" 匕3 PTP R2 R1-<^ coo

ME

訂經濟部智慧財產局資工消費合作社印製

HP

R ‘

H >—< h >-R^ CCH 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -32-

Lf 1224618 A7 B7 五、發明説明（3〇)

〇 K(0)C Η

CnH2n+1 ’’ \ / ^~ΗCVCP-nV-(0)m 2m+1 ^n^2n+1

CC-nV-Vm

CC-n-V

CmH： 2m+l (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) CCP-Vn-m CCP-V-m

CPP-nV-m

2m+1

C H 2n+1

◦ 〇>~C 三c 一(〇Yc„H 2m+1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 PPTUI-nm 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -33- x^4618 A7 B7 五、發明説明（31) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製以下實施例係用以說明本發明，而非限制。使用以下縮寫：澄淨點（向列-各向同性相轉變點）近晶-向列相轉變溫度流動黏度（mm2/s，除非另有陳述，20°C ) 光學各向異性（589奈米，20°C ) 正常折射率（589nm，20°C ) 介電各向異性（1 kHz，20t：) 與分子長軸垂直之介電常數（1 kHz，20°C ) 旋轉黏度特性線陡度=V9〇/V1〇臨限電壓=在10%相對反差比下之特性電壓臨限電壓=在90%相對反差比下之特性電壓 (Un + Un)/2 (平均響應時間）自連通至達到最大反差比之90%的時間自斷開至達到最大反差比之10%的時間多工率 t儲存以小時表示之低溫儲存安定性（-2CTC，-3〇r，-40°C ) 前文及後文中，所有溫度皆以。C表示。百分比係爲重量百分比。所有値皆以2 0 °C表示，除非另有陳述。除非另有陳述，否則該顯示器係於1 / 6 4多工率及1 / 9偏壓下定址。除非另有陳述，否則該扭轉係爲2 4 0 ° 。 cl.p. S-N Vise Δη π 〇 Δε ε丄 r 1 s V 1 ο V 9 ο t a ν e ton toff Mux 對照例本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） -34- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1224618 A7 B7 五、發明説明（由以下成份組成之T N及S Τ N混合物 CP-1V-N 13.00% c 1. ρ.: 92.0〇C PCH-3N.F.F 18.00% △ η: 0.1371 ME2N.F 2.50% η〇: 1.5021 ME3N.F 3.50% VlO： 1.42V ME4N.F 9.00% s: 1.044 CCP-V-1 13.50% t a V e ! 27 0ms BCH-32 8.00% BCH2F.F 9.00% CVCP-V-1 5.00% CVCP-V-01 5.00% CVCP-1V-01 5.00% CBC-33 3.00% CBC-33F 5.50% (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂實施例1 由以下成份組成之τ N及S T N混合物

Lf 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） -35- 1224618 A7 B7 五、發明説明（33) CP-1 V-N 6.00% c 1. ρ ·: 9 1.0 °C PCH-3N.F.F 25.00% Δ η: 0.1382 ME2N.F 2.50% η〇: 1.5028 ME3N.F 3.50% VlO： 1.39V ME4N.F 9.00% S: 1.046 CCP-V-1 13.50% t a v e [ 240ms BCH-32 8.00% CPP-1 V-2 12.00% CVCP-V-1 5.00% CVCP-V-01 5.00% CVCP-1 V-01 5.00% CBC-33F 5.50% (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與對照例1比較之下，具有較短之響應時間及較低之臨限電壓。對照例2 由以下成份組成之T N及S T N混合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29<7公釐） -36- 1224618 A7 B7 五、發明説明（34) PCH-3N.F.F 10.00% cl.p.: 102.5°C ME2N.F 2.00% △ η: 0.1634 ME3N.F 3.00% η〇: 1.5034 ME4N.F 6.50% VlO： 1.75V CC-5 -V 4.00% S: 1.074 CCG-V-F 21.00% t a v e ! 120ms CCP-V-1 13.00% t a v e ( >20°C ):1 750m CCP-V2-1 9.00% CVCP-V-1 5.00% PTP-102 3.00% PTP-201 3.00% PTP-301 3.00% PPTUI-3-2 15.00% CCPC-33 2.50% (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實施例2 由以下成份組成之T N及S T N混合物 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224618 A7 B7 五、發明説明（經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 PCH-3N.F.F 10.00% cl.p.: 101.0°C ME2N.F 2.00% △ η: 0.1633 ME3N.F 2.00% n〇: 1.5038 ME4N.F 6.00% VlO： 1.84V CC-5-V 9.00% s： 1.081 CCG-V-F 18.00% t a v e i 102ms CCP-V-1 12.00% tave(-20°C ):1 300ms CCP-V2-1 5.00% CVCP-V-1 5.00% ΡΤΡ-102 3.00% ΡΤΡ-201 3.00% PPTUI-3-2 15.00% CPP-1V-2 10.00% 與對照例2 比較之下，具有較短之響應時間 0 (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 ) Α4規格（210X 297公釐） -38- 公、附$3b :第90123103號專利申請案 1中‘文^明書無劃線替換頁民國93年6月2曰呈申請曰期 90 年貝 1 q F 案號 ---- 丨 v J Λ 丄 Ο_t —901?S10^ 類別 ------- 〇\/丄么|〇丄 V/O _ 由本局填註） Α4 C4 發明新型名稱雾|專利説明書1224618

Liquid crystal mixture

⑴(2)(3⑴ 0 ⑶ 哈洛德賀奇曼Hirschmann，Harald 史文舒ΡΡΪ Schupfer，Sven 小島昭_ Kojima，Akihiro 德國達木士塔法蘭克福特路二五〇號 Frankfurter StraBe 250, 64293 Darmstadt, Germany 德國達木士塔法蘭克福特路二五〇號 Frankfurter Strasse 250, 64293 Darmstadt, Germany 德國達木士塔法蘭克福特路二五〇號 Frankfurter Strasse 250, 64293 Darmstadt, Germany 裝訂名 (名稱）

(1)麥克專利有限公司 Merck Patent GmbH 線濟部智慧 4 局員 X 消費合 η 社印國籍申請人住、居所、事務所）代表姓名本纸張尺度適用中 (1)德國 (1)德國達木士塔法蘭克福特路二五〇號 Frankfurter Strasse 250, D-64293 Darmstadt Germany (1)俄曼 Eiermann，吳卡特勒Schuttler, (CNS ) A4规格（2]〇X297公釐）

Claims

1224618 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 B8 C8 D8 、申請專利範圍附件lb : 第90 1 23 1 03號專利申請案中文申請專利範圍（無劃線替換本）民國93年6月2日修正一種液晶混合物，其包含至少一種通式I之化合物

其中 R 3 係爲具有2至.7個碳原子之烯基，且 R 4 係爲具有1至1 2個碳原子之烷基、烷氧基或烯基 ’其中，一或兩個不相鄰CH2基團可另外由一〇一、 C H = C Η 一、一 G 0 一、一 0 C 0 —或一 C〇〇一所置換，使得0原子不直接彼此鍵結，其特徵在於其進一步包含至少一種通式I V 9及/或 I V 2 4之化合物 R1·

H. >-CH=CH· CH=CH-H Η \^)-r2 IV9 IV24 其中R1係爲具有2至7個碳原子之烯基且R2係爲具有1至6個碳原子之烷基或烷氧基。其中該混合物包含3 - 4 0%通式I化合物及2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1224618 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍 3 0%通式I V9及/或I V2 4之化合物。 2 .如申請專利範圍第1項之液晶混合物包含至少一種通式I I及/或I I*之化合物苴中，苴

R Q-Y ir 鍵其中R3及R 4係如通式I之定義， a 係爲0或1 ， L 1及L 2個別係爲Η或F， Q 係爲〇？2、〇0?2、〇？1^1、〇〇?11或單且 Υ 係爲F或C 1 。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之液晶混合物，其中其包括一或多種具有以下通式之化合物： m-t--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

CN mb 111c 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX297公釐） 1224618 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍

COO

lllf R ( H

H >-COO

lllh 其中 R 係爲具有1至1 2個碳原子之烷基、烷氧基或烯基，其中，一或兩個不相鄰CH2基團可另外由一〇一、 —CH=CH — 、一 C〇一、一〇C〇一或一 C〇〇一所置換，使得0原子不直接彼此鍵結，且 L 1及L 2個別係爲Η或F。 4 .如申請專利範圍第1或2項之液晶混合物，其中 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，其包含一或多種具有以下通式之化合物：丄

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

▲ ^ 一 1V25 IV27 其中 R 1及R 2個別係爲具有1至1 2個碳原子之烷基、烷氧基或烯基，其中，一或兩個不相鄰CH2基團可另外由 —〇一、一 CH^CH — 、一 C〇一、一〇C〇一或本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224618 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍一 C〇〇一所置換，使得◦原子不直接彼此鍵結，且 L 係爲Η或F。 5 .如申請專利範圍第1或2項之液晶混合物，其中，其包含一或多種具有以下通式之二苯乙炔類（tolan )化合物：

F (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ta Tb Th 其中 R 1及R 2係如申請專利範圍第4項之定義。 6 .如申請專利範圍第1或2項之液晶混合物，其包於T N或S T N液晶顯示器內。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（210X297公釐）