TWI460254B - 液晶介質及液晶顯示器 - Google Patents

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TWI460254B TW096149031A TW96149031A TWI460254B TW I460254 B TWI460254 B TW I460254B TW 096149031 A TW096149031 A TW 096149031A TW 96149031 A TW96149031 A TW 96149031A TW I460254 B TWI460254 B TW I460254B
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Michael Wittek
Lars Lietzau
Renate Bender
Brigitte Schuler
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Merck Patent Gmbh
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Description

液晶介質及液晶顯示器
本發明係關於液晶介質且係關於包含此等介質之液晶顯示器，尤其係關於由主動型矩陣定址之顯示器，且詳言之係關於扭轉向列型(TN)顯示器或共平面切換型(IPS)顯示器。
液晶顯示器(LCD)廣泛用於顯示資訊。LCD用於直視顯示器，以及用於投影型顯示器。所採用之電光模式為(例如)扭轉向列(TN)模式、超扭轉向列(STN)模式、光學補償彎曲(OCB)模式及電控雙折射率(ECB)模式與其各種修改，以及其他模式。所有此等模式使用大體上垂直於基板(分別對於液晶層而言)之電場。除此等模式外，亦存在採用大體上平行於基板(分別對於液晶層而言)之電場的電光模式，如(例如)共平面切換模式(如在DE 40 00 451及EP 0 588 568中所揭示)。此電光模式尤其可用於現代桌上型監視器之LCD，且被視為應用於多媒體應用之顯示器。根據本發明之液晶較佳用於此類型之顯示器中。
對於此等顯示器而言，需要具有經改良性質之新的液晶介質。對於許多類型之應用而言，尤其必須改良回應時間。因此需要具有較低黏度(η)，尤其具有較低旋轉黏度(γ1 )之液晶介質。該旋轉黏度應為80mPa．s或更低，較佳60mPa．s或更低且尤其55mPa．s或更低。除此參數外，該介質必須展現適當寬廣範圍之向列相、適當之雙折射率 (Δn)，且介電各向異性(Δε)應足夠高以允許適度低之操作電壓。Δε較佳應高於3，且極佳高於4，然而較佳不高於15且詳言之不高於12，因為此將對至少適度高之特定電阻率不利。
根據本發明之顯示器較佳係由主動型矩陣(主動型矩陣LCD，簡稱AMD)、較佳係由薄膜電晶體(TFT)之矩陣定址。然而，本發明之液晶亦可有益地用於具有其他已知定址方式的顯示器。
存在使用低分子量液晶材料連同聚合材料之複合系統的各種不同顯示模式。此等複合物系統為(例如)聚合物分散液晶材料(PDLC)系統、向列曲線對準相(NCAP)系統及聚合物網路(PN)系統(例如在WO 91/05 029中所揭示)，或軸向對稱微區域(ASM)系統及其他。與此等系統對比，根據本發明尤其較佳之模式同樣使用液晶介質，其在表面上定向。通常預處理此等表面以達成液晶材料之均勻對準。根據本發明之顯示模式較佳使用大體上與複合層平行之電場。
適用於LCD且尤其適用於IPS顯示器之液晶組合物(例如)自JP 07-181 439 (A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 195 28 107、WO 96/23 851及WO 96/28 521中已知。然而，此等組合物確實具有顯著缺點。多數缺點(在其他缺陷中)導致不利之長回應時間，具有過低電阻率值及/或需要過高操作電壓。
因此，對於具有用於實際應用之適當性質(諸如寬廣向 列相範圍、適當光學各向異性Δn(根據所用顯示模式)、高Δε及尤其低黏度)的液晶介質存在顯著需求。
現已令人驚訝地發現，可實現具有適當高Δε、適當相範圍及Δn之液晶介質，其並不展現先前技術材料之缺點，或至少將該等缺點確實展現為顯著較小之程度。
根據本申請案之此等經改良液晶介質包含至少下列組份： -第一介電正性組份(組份A)，其包含一或多種式I之介電正性化合物 其中R1 為具有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；且較佳為烷基或烯基，X1 為鹵素、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F、Cl、-OCF3 或-CF3 ，最佳F、Cl或-OCF3 ，詳言之F，及-視情況第二介電正性組份(組份B)，其包含較佳具有大於3之介電各向異性的一或多種介電正性化合物，其較 佳選自式II及式III化合物之群 其中R2 及R3 ，彼此獨立地為具有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R2 及R3 較佳為烷基或烯基， 彼此獨立地為 或，較佳 L21 、L22 、L31 及L32 彼此獨立地為H或F，L21 及/或L31 較佳為F，X2 及X3 彼此獨立地為鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基，或具有2至3個C原子之鹵化烯基或烯氧基，較佳F、Cl、-OCF3 或-CF3 ，最佳F、Cl或-OCF3 ，Z3 為-CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-或單鍵，較佳-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-或單鍵且最佳-COO-、反式-CH=CH-或單鍵，且l、m、n及o彼此獨立地為0或1且自其排除式I之化合物，及-視情況介電中性組份(組份C)，其包含一或多種式IV之介電中性化合物 其中 R41 及R42 彼此獨立地具有在上式II下對R2 給出之意義，較佳R41 為烷基且R42 為烷基或烷氧基，或R41 為烯基且R42 為烷基， 彼此獨立，且倘若 呈現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為： 較佳地，以下至少一者 為： Z41 及Z42 彼此獨立，且倘若Z41 呈現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-、-C≡C-或單鍵，較佳其中至少一者為單鍵，且p為0、1或2，較佳為0或1。
組份A較佳包含一或多種介電正性式I化合物，其更佳主要由一或多種介電正性式I化合物組成，甚至更佳其係基本上由一或多種介電正性式I化合物組成，且其最佳完全係由一或多種介電正性式I化合物組成，該等介電正性式I化合物具有大於3之介電各向異性且其中參數具有在上式I下給出之各別意義且X1 較佳為F。
介質中組份A之濃度較佳處於1%至50%、更佳2%至40%、甚至更佳4%至30%且最佳5%至20%之範圍內。
根據本發明之介質較佳包含第二介電正性組份(組份B)。此第二介電正性組份(組份B)較佳包含具有大於3之介電各向異性的介電正性化合物，其更佳主要係由該等化合物組成，甚至更佳其基本上係由該等化合物組成，且最佳其完全係由該等化合物組成。
此組份(組份B)較佳包含選自式II及式III化合物之群、具有大於3之介電各向異性的一或多種介電正性化合物，其更佳主要係由該等化合物組成，其甚至更佳基本上係由該 等化合物組成，且其最佳完全係由該等化合物組成。
在本發明之一較佳實施例中，組份B包含選自式II-1至式II-3化合物之群、具有大於3之介電各向異性的一或多種介電正性化合物，其更佳主要係由該等化合物組成，其甚至更佳基本上係由該等化合物組成，且其最佳完全係由該等化合物組成。
其中參數具有在上式II下及在式II-1中所給出之各別意義，且參數L23 及L24 彼此獨立地且與其他參數獨立地為H或F，且在式II-2中較佳係彼此獨立為
組份B較佳包含選自式II-1至式II-3之化合物群的化合物，其中L21 及L22 或L23 及L24 均為F。
在一較佳實施例中，組份B包含選自式II-1及式II-2之化合物群的化合物，其中L21 、L22 、L23 及L24 均為F。
組份B較佳包含一或多種式II-1化合物。式II-1化合物較佳係選自式II-1a至式II-1e之化合物群 其中參數具有上文中給出之各別意義。
組份B較佳包含選自式II-1a至式II-1e之化合物群的化合物，其中L21 及L22 或L23 及L24 均為F。
在一較佳實施例中，組份B包含選自式II-1a至式II-1e之化合物群的化合物，其中L21 、L22 、L23 及L24 均為F。
式II-1之尤其較佳化合物為 其中R2 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式II-2化合物。式II-2化合物較佳係選自式II-2a至式II-2c之化合物群 其中參數具有上文給出之各別意義且較佳L21 及L22 兩者均為F。
組份B較佳包含一或多種式II-3化合物。式II-3化合物較佳係選自式II-3a至式II-3d之化合物群 其中參數具有上文給出之各別意義且較佳L21 及L22 兩者均為F且L23 及L24 兩者均為H或L21 、L22 、L23 及L24 均為F。
式II-3之尤其較佳化合物為 其中R2 具有上文給出之意義。
在本發明之另一較佳實施例中，組份B包含選自式III-1及式III-2之群、具有大於3之介電各向異性的一或多種介電正性化合物，其更佳主要由該等化合物組成，其甚至更
佳基本上由該等化合物組成且其最佳完全由該等化合物組成。
其中參數具有在上式III下給出之各別意義。
組份B較佳包含一或多種式III-1化合物。式III-1化合物較佳係選自式III-1a及式II-1b之化合物群 其中參數具有上文給出之各別意義，且參數L33 及L34 彼此獨立地且與其他參數獨立地為H或F。
組份B較佳包含一或多種式III-2化合物。式III-2化合物較佳係選自式III-2a至式III-2h之化合物群 其中參數具有上文給出之各別意義。
組份B較佳包含一或多種式III-1a化合物，其較佳係選自式III-1a-1至式III-1a-6之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式III-2a化合物，其較佳係選自式III-2a-1至式III-2a-4之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式III-2b化合物，其較佳係選自式III-2b-1及III-2b-2之化合物群，較佳III-2b-2 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式III-2c化合物，其較佳係選自式III-2c-1至式III-2c-5之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含選自式III-2d及式III-2e之化合物群的一或多種化合物，其較佳係選自式III-2d-1及式III-2e-1之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式III-2f化合物，其較佳係選自 式III-2f-1至式III-2f-5之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式III-2g化合物，其較佳係選自式III-2g-1至式III-2g-5之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
組份B較佳包含一或多種式III-2h化合物，其較佳係選自式III-2h-1至式III-2h-3之化合物群 其中R3 具有上文給出之意義。
或者或除式III-1及/或式III-2之化合物以外，根據本發明之介質可包含一或多種式III-3化合物 其中參數具有在上式III下給出且較佳式III-3a的各別意義 其中R3 具有上文給出之意義。
本發明之液晶介質較佳包含介電中性組份(組份C)。此組份具有在-1.5至3範圍內之介電各向異性。其較佳包含具有在-1.5至3範圍內之介電各向異性的介電中性化合物，較佳主要由係該等化合物組成，較佳基本上係由該等化合物組成且尤其較佳完全係由該等化合物組成。此組份較佳包含具有在-1.5至3範圍內之介電各向異性的式IV之一或多種介電中性化合物，更佳主要係由該等化合物組成，更佳基本上係由該等化合物組成且尤其較佳完全係由該等化合物組成。
介電中性組份(組份C)較佳包含選自式IV-1至式IV-5之化合物群的一或多種化合物 其中R41 及R42 具有在上式IV下給出之各別意義，且在式IV-1、IV-4及IV-5中，R41 較佳為烷基或烯基，較佳為烯基，且R42 較佳為烷基或烯基，較佳為烷基；在式IV-2中，R41 及R42 較佳為烷基；且在式IV-3中，R41 較佳為烷基或烯基，較佳為烷基，且R42 較佳為烷基或烷氧基，較佳為烷氧基。
在一較佳實施例中，組份C較佳包含一或多種式IV-4化合物，其更佳選自式CCP-V-n及/或式CCP-nV-m及/或式CCP-Vn-m，更佳式CCP-V-n及/或CCP-V2-n之其各別子式，且最佳選自式CCP-V-1及式CCP-V2-1之群。在下表B中給出此等縮寫(首字母縮寫)之定義。
介電中性組份(組份C)較佳包含選自式IV-1、IV-3、IV-4及IV-5之化合物群的一或多種化合物，較佳一或多種式IV-1化合物及選自式IV-3及式IV-4之群的一或多種化合 物，較佳一或多種式IV-1、IV-3及IV-4中之每一者之化合物，且最佳式IV-1、IV-3、IV-4及IV-5中之每一者的一或多種化合物。
在本發明之另一較佳實施例中(其可與先前實施例相同或為一不同實施例)，根據本發明之液晶混合物包含組份C，該組份C包含選自如上所示式IV-1至IV-5之化合物及視情況式IV-6至IV-13之化合物群的式IV化合物，較佳主要係由該等化合物組成且最佳完全係由該等化合物組成。
其中R41 及R42 彼此獨立地為具有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L4 為H或F。
或者或除式II及/或式III之化合物外，根據本發明之介質可包含一或多種式V之介電正性化合物 其中R5 為具有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；且較佳為烷基或烯基， 彼此獨立地為 L51 及L52 彼此獨立地為H或F，L51 較佳為F，且X5 為鹵素、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，較佳為F、Cl、-OCF3 或-CF3 ，最佳為F、Cl或-OCF3 ，Z5 為-CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或-CH2 O、較佳為-CH2 CH2 -、-COO-或反式-CH=CH-且最佳為-COO-或-CH2 CH2 -，且q為0或1。
根據本發明之介質較佳包含較佳選自式V-1及式V-2之化合物群的一或多種式V化合物 其中參數具有上文給出之各別意義，且參數L53 及L54 彼此獨立地且與其他參數獨立地為H或F，且Z5 較佳為-CH2 -CH2 -。
式V-1化合物較佳係選自式V-1a及式V-1b之化合物群 其中R5 具有上文給出之意義。
式V-2化合物較佳係選自式V-2a至式V-2d之化合物群 其中R5 具有上文給出之意義。
本發明之液晶介質較佳包含額外介電中性組份(組份D)。此組份具有在-1.5至3範圍內之介電各向異性。其較佳包含具有在-1.5至3範圍內之介電各向異性的介電中性化合物，較佳主要由係該等化合物組成，較佳基本上係由該等化合物組成且尤其較佳完全係由該等化合物組成。此組份較佳包含具有在-1.5至3範圍內之介電各向異性的式VI之一或多種介電中性化合物，更佳主要包含該等化合物，更佳基本上包含該等化合物且尤其較佳完全係由該等化合物組成 其中R61 及R62 彼此獨立地具有在上式II下對R2 給出之意義，較佳地R61 為烷基且R62 為烷基或烯基，且倘若其出現兩次，則在每次出現時彼此獨 立地為 較佳地，以下至少一者 Z61 及Z62 彼此獨立，且倘若Z61 呈現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O或單鍵，較佳其中至少一者為單鍵，且r為0、1或2，較佳為0或1。
介電中性組份(組份D)較佳包含選自式VI-1及式VI-2之化合物群的一或多種化合物 其中R61 及R62 具有在上式VI下給出之各別意義，且R61 較佳為烷基，且在式VI-1中R62 較佳為烯基，較佳為-(CH2 )2 -CH=CH-CH3 ，且在式VI-2中R62 較佳為烷基。
介電中性組份(組份D)較佳包含選自式VI-1及VI-2之化合物群的一或多種化合物，其中R61 較佳為正烷基，且在 式VI-1中，R62 較佳為烯基，且在式VI-2中，R62 較佳為正烷基。
在一較佳實施例中，組份D較佳包含一或多種式VI-1化合物，更佳為其子式PP-n-2Vm之化合物，更佳為式PP-1-2V1之化合物。在下文表B中給出此等縮寫(首字母縮寫)之定義。
在一較佳實施例中，組份D較佳包含一或多種式VI-2化合物，更佳其子式PGP-n-m之化合物，更佳其子式PGP-3-m之化合物，更佳選自式PGP-3-2、PGP-3-3、PGP-3-4及PGP-3-5。在下文表B中給出此等縮寫(首字母縮寫)之定義。
根據本發明之液晶混合物較佳確實含有除組份A及組份B外之至少一另外組份。此第三組份可為組份C及組份D中之任一者，存在之第三組份較佳為組份C。
根據本發明之混合物顯然亦可含有所有四個組份A、B、C及D。
另外，根據本發明之液晶混合物可包含另一可選組份(組份E)，其具有負性介電各向異性，且包含較佳式VII之介電負性化合物，較佳主要係由該等化合物組成，更佳基本上係由該等化合物組成，且最佳完全係由該等化合物組成。
其中 R71 及R72 彼此獨立地具有在上文式II下對R2 給出之意義， Z71 及Z72 彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-或單鍵，較佳其中至少一者為單鍵，且最佳兩者均為單鍵，L71 及L72 彼此獨立地為C-F或N，較佳其中至少一者為C-F且最佳其兩者均為C-F，且k為0或1。
另外，根據本發明之液晶混合物可包含另一可選組份(組份F)，其具有正性介電各向異性，且包含較佳式VIII之 介電正性化合物，較佳主要係由該等化合物組成，更佳基本上係由該等化合物組成，且最佳完全係由該等化合物組成 其中R8 具有在上文式II下對R2 給出之意義，以下各物中之一者 且其他具有相同意義或彼此獨立地為， Z81 及Z82 彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-或單鍵，較佳其中至少一者為單鍵，且最佳兩者均為單鍵，l為0、1或2，較佳為0或1，更佳為1，且X8 具有在上文式II下對X2 給出之意義，或者可自R8 獨立地具有對R8 給出之意義。
本發明之液晶介質較佳包含組份A至E，較佳組份A至D且最佳組份A至C，且詳言之選自式I至式VII、較佳式I至式V且最佳式I至式III之化合物群的化合物，更佳主要由該等化合物組成，更佳基本上由等化合物組成且最佳完全由 等化合物組成。
在本申請案中之"包含"在文章上下文中意謂被稱為(例如)介質或組份之實體含有較佳10%或以上且最佳20%或以上之總濃度的所討論化合物之組份。
在本文中，"主要由…組成"意謂所指實體含有55%或以上、較佳60%或以上且最佳70%或以上之所討論組份或化合物。
在本文中，"基本上由…組成"意謂所指實體含有80%或以上、較佳90%或以上且最佳95%或以上之所討論組份或化合物。
在本文中，"完全由…組成"意謂所指實體含有98%或以上、較佳99%或以上且最佳100.0%之所討論組份或化合物。
組份E較佳包含較佳選自式VII-1至式VII-3之化合物群的一或多種式VII化合物，較佳主要係由該等化合物組成，且最佳完全係由該等化合物組成 其中R71 及R72 具有在上文式VI下給出之各別意義。
在式VII-1至式VII-3中，R71 較佳為正烷基或1-E-烯基且R72 較佳為正烷基或烷氧基。
未在上文中明確提及之其他液晶原基化合物亦可視情況且有益地用於根據本發明之介質中。此等化合物為此領域之專家所知。
本發明之液晶介質的特徵在於70℃或以上、較佳75℃或以上之清澈點。
本發明之液晶介質在589nm(NaD )及20℃之Δn較佳處於0.060或以上至0.135或以下之範圍內，更佳處於0.070或以上至0.130或以下之範圍內，且最佳處於0.080或以上至0.122或以下之範圍內。
在1 kHz及20℃下，本發明之液晶介質的Δε較佳為3或以上，更佳為4或以上，且最佳為6或以上。詳言之，Δε為12或以下。
本發明介質之向列相較佳至少自0℃或以下擴展至70℃以上，更佳至少自-20℃或以下擴展至70℃以上，最佳至少自-30℃或以下擴展至75℃以上且詳言之至少自-40℃或以下擴展至75℃以上。
在本發明之第一較佳實施例中，液晶介質之Δn處於0.090或以上至0.125或以下之範圍內，更佳處於0.095或以上至0.120或以下之範圍內，且最佳處於0.100或以上至0.115或以下之範圍內，而Δε較佳處於3或以上至12或以 下、較佳10或以下之範圍內。
在本發明之第二較佳實施例中，液晶介質之Δn處於0.085或以上至0.130或以下之範圍內，更佳處於0.090或以上至0.125或以下之範圍內，且最佳處於0.095或以上至0.120或以下之範圍內，而Δε較佳為4或以上，更佳為6或以上，甚至更佳8.0或以上，且最佳處於8.0或以上至10.0或以下之範圍內。
在此實施例中，本發明介質之向列相較佳至少自-20℃或以下擴展至70℃以上、更佳至少自-20℃或以下擴展至70℃以上、最佳至少自-30℃或以下擴展至70℃以上且詳言之至少自-40℃或以下擴展至70℃以上。
在本發明之第三較佳實施例中，液晶介質之Δn處於0.070或以上至0.120或以下之範圍內，更佳處於0.075或以上至0.115或以下之範圍內，且最佳處於0.080或以上至0.110或以下之範圍內，而Δε較佳為4.0或以上，更佳處於4.0或以上至14.0或以下之範圍內，且最佳處於4.0或以上至6.0或以下之範圍內，特定言之較佳處於6.0或以上至11.0或以下之範圍內。
在此實施例中，本發明介質之向列相較佳至少自-20℃或以下擴展至75℃以上、更佳至少自-30℃或以下擴展至70℃以上、最佳至少自-30℃或以下擴展至75℃以上且詳言之至少自-30℃或以下擴展至80℃以上。
在本發明之第四較佳實施例中，液晶介質之Δn處於0.090或以上至0.140或以下之範圍內，而Δε較佳為2.0或以 上，更佳處於2.0或以上至14.0或以下之範圍內，且最佳處於3.0或以上至12.0或以下之範圍內。尤其較佳為具有約70℃之清澈點、0.010之Δn及約3之Δε的介質，或者Δε可小於3。
在本發明之第五較佳實施例中，液晶介質之Δn處於0.070或以上至0.120或以下之範圍內，而Δε此處又較佳為2.0或以上，更佳處於2.0或以上至14.0或以下之範圍內，且最佳處於3.0或以上至12.0或以下之範圍內。液晶介質之Δn此處可為約0.070或約0.080。
較佳以總混合物之1%至65%、更佳2%至60%、更佳3%至50%且最佳5%至40%的濃度使用組份A。
較佳以總混合物之5%至60%、更佳10%至55%、更佳15%至50%且最佳20%至45%之濃度使用組份B。
較佳以總混合物之0%至70%、更佳10%至60%、更佳20%至50%且最佳15%至50%的濃度使用組份C。
較佳以總混合物之0%至50%、較佳1%至40%、更佳5%至30%且最佳10%至20%的濃度使用組份D。
較佳以總混合物之0%至30%、較佳0%至15%且最佳1%至10%的濃度使用組份E。
本發明介質可視情況包含其他液晶化合物以調整物理性質。此等化合物為專家所知。其在根據本發明之介質中的濃度較佳為0%至30%，更佳為0.1%至20%，且最佳為1%至15%。
在上文提及之本發明之第一較佳實施例中，較佳以總混 合物之40%至65%、更佳45%至60%且最佳50%至57%之濃度使用組份A，而較佳以總混合物之5%至40%、較佳10%至35%且最佳10%至30%之濃度使用組份D。
在此較佳實施例中，介質較佳包含一或多種式VI之且最佳式VI-2之化合物。
尤其在上文提及之本發明之第二較佳實施例中，組份C較佳包含一或多種式IV化合物，更佳式IV-1化合物，其更佳選自式CC-n-V及/或式CC-n-Vm之其各別子式，更佳式CC-n-V1及/或式CC-n-V之化合物且最佳選自式CC-3-V、式CC-4-V、式CC-5-V及式CC-3-V1之群。在下文表B中給出此等縮寫(首字母縮寫)之定義。
液晶介質較佳含有50%至100%、更佳70%至100%、且最佳80%至100%且詳言之90%至100%之組份A、B、C及D(較佳為組份A、B及C)之總量，該等組份又分別含有一或多種式I、式II、式III、式IV、式V、式VI及式VII(較佳為式I、式II、式III、式IV、式V及式VI)之化合物，較佳主要係由該等化合物組成，且最佳完全係由該等化合物組成。
在本申請案中，術語"介電正性"意謂具有Δε>3.0之化合物或組份，"介電中性"意謂具有-1.5Δε3.0之化合物或組份，且"介電負性"意謂具有Δε<-1.5之化合物或組份。在1 kHz之頻率且在20℃測定Δε。自10%各別個別化合物在向列主混合物中之溶液的結果測定各別化合物之介電各向異性。倘若各別化合物於主混合物中之溶解度小於10%，則濃度降至5%。測試混合物之電容係均在單元中使 用垂直及水平對準來測定。兩種類型之單元之單元間隙為約20μm。所施加之電壓為具有1 kHz頻率及通常為0.5 V至1.0 V之均方根值的矩形波，然而始終將其選擇為低於各別測試混合物之電容臨限值。
將Δε定義為(ε∣∣-ε⊥ )，而εav. 為(ε∣∣+2ε⊥ )/3。
對於介電正性化合物，及對於介電中性化合物以及對於介電負性化合物，分別使用均為Merck KGaA，Germany之混合物ZLI-4792及混合物ZLI-3086作為主混合物。該等化合物之介電係數係由主混合物之相應值在添加相關化合物後的改變來測定。將該等值外推至100%之相關化合物濃度。
具有向列相之組份在20℃之量測溫度下係如此量測，將所有其他組份如化合物般處理。
若未另外明確規定，則術語"臨限電壓"在本申請案中指代光學臨限值，且針對10%相對對比度(V10 )給出，且術語"飽和電壓"指代光學飽和度，且針對90%相對對比度(V90 )給出。僅在明確提及之情況下使用電容臨限電壓(V0 )，亦稱為弗裏德裏克茲(Freedericksz)臨限值(VFr )。
除非另外明確規定，否則本申請案中所給出之參數範圍均包括極限值。
在本申請案全文中，除非另外明確規定，否則所有濃度均以質量百分比給出，且係關於各別完整混合物，所有溫度均以攝氏(Celsius)度給出，且所有溫度差均以攝氏度給出。除非另外明確規定，否則所有物理性質已根據且根據 "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status 1997年11月，Merck KGaA, Germany來測定，且係針對20℃之溫度給出。光學各向異性(Δn)係在589.3nm之波長下測定。介電各向異性(Δε)係在1 kHz之頻率下測定。臨限電壓以及所有其他電光性質已使用在Merck KGaA, Germany所製備之測試單元來測定。用於Δε測定之測試單元具有約20μm之單元間隙。電極為具有1.13cm2 之面積及保護環之圓形ITO電極。對於垂直定向(ε∣∣)而言，定向層為卵磷脂且對於水平定向(ε⊥ )而言，定向層為來自Japan Synthetic Rubber之聚醯亞胺AL-1054。電容係以頻率回應分析儀Solatron 1260，使用具有0.3 Vrms 電壓之正弦波而測定。在電光量測中所用之光為白光。所用配置為Otsuka, Japan之市售設備。特徵電壓已在垂直觀測下經測定。已分別針對10%、50%及90%之相對對比度測定臨限(V10 )電壓、中灰(V50 )電壓及飽和(V90 )電壓。
本發明之液晶介質可含有呈通常濃度之其他添加劑及對掌性摻雜劑。以總混合物計，此等其他成份之總濃度處於0%至10%、較佳0.1%至6%之範圍內。所用之個別化合物之濃度各較佳處於0.1%至3%之範圍內。對於本申請案中液晶介質之液晶組份及化合物的濃度值及範圍而言，不考慮此等及類似添加劑之濃度。
根據本發明之本發明液晶介質係由若干化合物(較佳3至30種，更佳4至20種且最佳4至16種化合物)組成。此等化合物係以習知方式混合。通常將所需量之用量較少之化合 物溶解於用量較多之化合物中。倘若溫度高於以較高濃度使用之化合物之清澈點，則尤其易於觀測溶解過程之完成。然而，亦可能藉由其他習知方式來製備該介質，例如使用所謂的預混合物，其可為(例如)化合物之同源混合物或共熔混合物，或使用所謂的多瓶系統，其成份自身為即用混合物。
藉由添加適當添加劑，可以如下方式將本發明之液晶介質改質：其適用於所有已知類型之液晶顯示器(或使用如此之液晶介質)，如TN-、TN-AMD、ECB-AMD、VAN-AMD、IPS及OCB LCD且詳言之適用於複合系統，如PDLC、NCAP、PN LCD，且尤其適用於ASM-PA LCD。
以攝氏度給出液晶之熔點T(C,N)、自脂狀液晶相(S)至向列相(N)之轉變溫度T(S,N)及清澈點T(N,I)。
在本申請案中且尤其在以下實例中，液晶化合物之結構係由縮寫(亦稱為首字母縮寫)表示。根據以下兩表A及B，縮寫向相應結構之轉換係直接的。所有基團Cn H2n+1 及Cm H2m+1 為分別具有n及m個C原子之直鏈烷基。表B之解譯為自明的。表A確實僅列出結構核心之縮寫。個別化合物係由之後跟隨連字符之核心縮寫及指定如下取代基R1 、R2 、L1 及L2 之代碼來表示：
本發明之液晶介質較佳含有-七種或七種以上、較佳八種或八種以上選自表A及表B之化合物群的較佳具有不同式的化合物，及/或-一或多種、更佳兩種或兩種以上、較佳三種或三種以上選自表A之化合物群之較佳具有不同式的化合物，及/或-三種或三種以上、更佳四種或四種以上、更佳五種或五種以上選自表B之化合物群之較佳具有不同式的化合物。
 實例
以下所給出之實例在不以任何方式限制本發明之情況下說明本發明。
然而，物理性質文章向專家說明可達成哪些性質及在哪些範圍中可使其改質。可較佳達成之各種性質之組合因此
尤其對於專家被恰當定義。
實例1
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以IPS模式操作之顯示器。
實例2
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以IPS模式操作之顯示器。
實例3
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以IPS模式操作之顯示器。
實例4
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以IPS模式操作之顯示器。
實例5
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以IPS模式操作之顯示器。
實例6
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以IPS模式操作之顯示器。
實例7
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以TN模式操作之顯示器。
實例8
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以TN模式操作之顯示器。
實例9
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以TN模式操作之顯示器。
實例10
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以TN模式操作之顯示器。
實例11
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以TN模式操作之顯示器。
實例12
使用下表中給出之組合物及性質實現液晶混合物。
此混合物極適用於以TN模式操作之顯示器。

Claims (9)

  1. 一種液晶介質，其包含至少兩種液晶組份，其中至少一種組份係：-第一介電正性組份，即組份A，此組份包含一或多種式I介電正性化合物 其中R1 為具有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；且較佳為烷基或烯基，X1 為鹵素、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，及-視情況第二介電正性組份，即組份B，及-介電中性組份，即組份C，此組份包含一或多種式IV介電中性化合物 其中R41 及R42 彼此獨立地為具有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， 彼此獨立，且倘若 呈現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為 Z41 及Z42 彼此獨立，且倘若Z41 呈現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-、-C≡C-或單鍵且p 為0或1。
  2. 如請求項1之液晶介質，其中該液晶介質包含組份B，且該組份B包含至少一種式II或式III之化合物 其中R2 及R3 彼此獨立地為具有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， 彼此獨立地為 L21 、L22 、L31 及L32 彼此獨立地為H或F，X2 及X3 彼此獨立地為鹵素、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，Z3 為-CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-或單鍵且l、m、n及o彼此獨立地為0或1，且自其排除式I化合物。
  3. 如請求項1之液晶介質，其中該組份A在該介質中之濃度處於1%至50%之範圍內。
  4. 如請求項1之液晶介質，其中該組份A包含一或多種式I化合物，其中X1 為F。
  5. 如請求項2之液晶介質，其中該液晶介質包含一或多種式II化合物。
  6. 如請求項2之液晶介質，其中該液晶介質包含一或多種式III化合物。
  7. 如請求項1之液晶介質，其中該液晶介質進一步包含組份D，該組份D包含一或多種式VI化合物 其中R61 及R62 彼此獨立地為具有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， 且倘若其出現兩次，則在每出現時彼此獨立地為 Z61 及Z62 彼此獨立，且倘若Z61 呈現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O、-C≡C-或單鍵且r 為0、1或2。
  8. 一種液晶顯示器，其特徵在於其包含如請求項1至7中任一項之液晶介質。
  9. 如請求項8之液晶顯示器，其中該液晶顯示器係由一主動型矩陣定址。
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