專利名稱：超扭轉(zhuǎn)向列液晶顯示器、液晶組合物和化合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有短開關時間及良好的陡度和角度依賴性的超扭轉(zhuǎn)向列液晶顯示器(STN-LCD)，和其中使用的新型向列液晶混合物。
標題中的STN-LCD例如從EP O,131,216B1；DE 3,423,993 A1；EP0,098,070 A2；M.Schadt and F.Leenhouts，17th Freiburg conferenceon liquid crystals(8-10.04.87)；K.Kawasaki等人，SID 87 Digest391(20.6)；M.Schadt and F.Leenhouts，SID 87 Digest 372(20.1)；K.katoh等人，Japanese Journal of Appl ied Physics，Vol.26，No.11，L 1784-L 1786(1987)；F.Leenhouts等人，Appl.Phys.Lett.50(21)，1468(1987)；H.A.van Sprang and H.G.Koopman，J.Appl.Phys.62(5)，1734(1987)；T.J.Scheffer and J.Nehring，Appl.Phys.Lett.45(10)，1021(1984)，M.Schadt and Leenhouts，Appl.Phys.Lett.50(5)，236(1987)和E.P.Raynes，Mol.Cryst.Liq.Cryst.Letters，Vol.4(1)，pp.1-8(1986)中已知。術語STN-LCD在這里包括具有160°至720°扭轉(zhuǎn)角的任何相當高扭轉(zhuǎn)的顯示元件，如Waters等人的顯示元件(C.M.Waters等人，Proc.Soc.Inf.Disp.(New York)(1985)(3rd Inter.Display conference，Kobe，Japan)，STN-LCD(DEOS 3，503，259)，SBE-LCD(T.J.Scheffer and J.Nehring，Appl.Phys.Lett.45(1984)1021)，OM1-LCD(M.Schadt and F.Leenhouts，Appl.Phys.Lett.50(1987)，236，DST-LCD(EP OS 0,246,842)或BW-STN-LCD(K.Kawasaki等人，SID87 Digest 391(20.6))。
與標準TN顯示器相比，此類STN-LCD的區(qū)別在于電光特征曲線的明顯更好的陡度(以下簡稱為“陡度”)和與此相關的更好的對比值，和明顯更低的對比度的角度依賴性。其中特別感興趣的是具有特別短開關時間的的STN-LCD(尤其是在相當?shù)偷臏囟认?。為實現(xiàn)短開關時間，迄今為止是將旋轉(zhuǎn)粘度，特別是液晶混合物的旋轉(zhuǎn)粘度進行優(yōu)化，通常使用液晶組分和非必要的相當高蒸氣壓的單向轉(zhuǎn)變添加劑的最佳組合進行優(yōu)化。
然而，達到的開關時間并不足以適合所有應用。
更短的開關時間也可通過降低STN-LCD的LC層厚度并使用具有更高雙折射Δn的液晶混合物實現(xiàn)。
然而，達到更短開關時間的所有這些方法最終獲得的混合物仍然不足以適合每一應用。
對STN-LCD的進一步要求是更高的多路傳輸性能(導致更少數(shù)量的驅(qū)動IC)、更低的閾值電壓和高陡度。
為獲得高陡度的STN-LCD，液晶混合物應顯示相當高的彈性常數(shù)K33/K11比值和相當?shù)偷摩う?ε⊥值，其中Δε為介電各向異性，ε為與長分子軸垂直方向的介電常數(shù)。
除了優(yōu)化對比度和開關時間外，這些液晶混合物還應滿足例如下面這些重要要求1.晶胞間隙d與節(jié)距(pitch)p的寬d/p窗口，其定義為d/p值的下限和上限之間的范圍。
2.高化學穩(wěn)定性。
3.高電阻。
4.閾值電壓對溫度和頻率的低依賴性。
然而，對于上述所有這些性能不能同時獲得最佳參數(shù)，因為存在不同材料參數(shù)如介電性能和彈性的相反影響。因此，迄今獲得的參數(shù)組合仍然不夠理想，特別是對于高多路傳輸STN-LCD(具有多路傳輸率1/400)，以及中和低多路傳輸STN-LCD(多路傳輸率分別為1/64和1/16)。
因此，仍然特別需要具有短開關時間并且同時具有寬使用溫度范圍、高陡度(即低陡度值)、對比度的良好角度依賴性和低閾值電壓的滿足上述要求的改進STN-LCD。
本發(fā)明目的在于提供STN-LCD，它們僅有很小程度的上述缺點，或完全無上述缺點，并且同時具有非常適宜的總體性能，特別是低溫下的短開關時間、高陡度和改進的操作電壓的溫度依賴性。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，此目的可通過使用向列液晶混合物實現(xiàn)，該混合物包含式IA的化合物 和式IB的化合物， 其中R3為具有2至7個碳原子的鏈烯基，R4為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替，或當m＝1時，R4還可為Q-Y，Q為CF2、OCF2、CFH、OCFH或單鍵，Y為F或Cl，L1和L2各自獨立地為H或F，m為0或1，Y1和Y2各自獨立地為H或F，W為 R5為具有2至10個碳原子的鏈烯基或炔基，R6為具有1至10個碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10個碳原子鏈烯基、鏈烯氧基、炔基或炔氧基，和R7為具有2至10個碳原子的炔基或炔氧基。當W為 或 時，Y1和Y2中的至少一個優(yōu)選為F，最優(yōu)選同時為F。
此外一般地，Y1和Y2中的至少一個優(yōu)選為F，最優(yōu)選同時為F。
在用于本發(fā)明STN-LCD的液晶混合物中使用式IA的化合物和式IB的化合物特別導致·高陡度·具有低的溫度依賴性的低閾值電壓，和·特別在低溫下的短開關時間。
此外，本發(fā)明的液晶混合物顯示如下有利性能-低粘度，-閾值電壓和操作電壓的低溫度依賴性，和-在顯示器中的混合物在低溫下的改進穩(wěn)定性。
因此，本發(fā)明涉及一種STN-LCD，它具有-兩個面平行外板，它們與框架一起形成一個元件，-存在于該元件中的正介電各向異性的向列液晶混合物，-電極層，具有在外板內(nèi)側(cè)上的重疊對準層，-約1°至30°的在外層板表面的分子的縱軸與外層板之間的預傾斜角，和-22.5至600°的元件中的液晶混合物從對準層至對準層的扭轉(zhuǎn)角，其中向列液晶混合物基本上由如下組分組成a)30-90％重量的液晶組分A，包括介電各向異性大于+1.5的一種或多種化合物；b)10-55％重量的液晶組分B，包括介電各向異性為-1.5至+1.5的一種或多種化合物；c)0-10％重量的液晶組分D，包括介電各向異性低于-1.5的一種或多種化合物，和d)任選地，一種光學活性組分C，其量應使層厚度(面平行的外層板的間距)與手性向列液晶混合物的自然節(jié)距之間的比例為約0.2至1.3，其特征在于，該液晶混合物包含至少一種式IA的化合物 其中R3為具有2至7個碳原子的鏈烯基，R4為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替，或當m＝1時，R4還可為Q-Y，Q為CF2、OCF2、CFH、OCFH或單鍵，Y為F或Cl，L1和L2各自獨立地為H或F，m為0或1，和至少一種具有如下通式的組分A的化合物， 其中Y1和Y2各自獨立地為H或F，優(yōu)選至少之一是F，最優(yōu)選兩者都是F，W為 R5為具有2至10個碳原子的鏈烯基或炔基，R6為具有1至10個碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10個碳原子鏈烯基、鏈烯氧基、炔基或炔氧基，和R7為具有2至10個碳原子的炔基或炔氧基。
本發(fā)明的另一目的是上下文所述的用于STN-LCD的本發(fā)明液晶混合物。
式IA包括如下子通式
其中R3、L1、L2、Q和Y具有式IA的含義，和R4為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替。
在式IA-1、IA-2和IA-3中，R3特別優(yōu)選為具有2至7個碳原子的1E-鏈烯基或3E-鏈烯基。
式IA-1的特別優(yōu)選的化合物是其中R4為具有2至7個碳原子的鏈烯基的那些，特別是下式的那些化合物 其中R3a和R4a各自獨立地為H、CH3、C2H5或正-C3H7，和烷基為具有1至7個碳原子的烷基。
特別優(yōu)選的是本發(fā)明的STN-LCD，其中液晶混合物包含選自式IA-1a和IA-1c的至少一種化合物，其中R3a和R4a分別具有相同的含義。
在式IA-2的化合物中，特別優(yōu)選的是其中L1和L2表示H的那些。
式IA-2的另一些優(yōu)選的化合物是其中R4為具有1至8個碳原子，特別是1、2或3個碳原子的烷基和R3為具有2至7個碳原子、特別是2、3或4個碳原子的1E-鏈烯基或3E-鏈烯基的那些。
式IA-3的化合物中，特別優(yōu)選的是其中L1和L2中的一個或兩個表示F和Q-Y為F或OCF3的那些。
式IA-3的另一些優(yōu)選的化合物是其中R3為具有2至7個碳原子、特別是2、3或4個碳原子的1E-鏈烯基或3E-鏈烯基的那些。
介電各向異性為-1.5至+1.5的式IA-1和IA-2的化合物屬于上面定義的組分B，而介電各向異性大于+1.5的式IA-2和特別是式IA-3的極性化合物屬于上面定義的組分A。
式IA和IB的化合物組合導致具有特別低旋轉(zhuǎn)粘度值的本發(fā)明混合物和具有高電光曲線陡度和特別在低溫下的快開關時間的STN-LCD。
式IB包括如下優(yōu)選子通式 其中Ra為具有2至5個碳原子的鏈烯基，優(yōu)選乙烯基或3-丁烯基，Rb為具有1至7個碳原子的烷基或具有2至7個碳原子的鏈烯基，優(yōu)選具有1至5個碳原子的正烷基，Rc為具有2至7個碳原子的炔基，優(yōu)選1-戊炔基、1-丁炔基或1-丙炔基。
特別優(yōu)選的是式IB1、IB3、IB6和IB7的化合物。
組分A的另一些化合物優(yōu)選選自式II化合物， 其中R為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替， 和 各自獨立地為 或 L5和L6各自獨立地為H或F，Z1和Z2各自獨立地為-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或單鍵，和n為0、1或2。式II的特別優(yōu)選的化合物為下式的那些化合物 其中R如式II中的定義，在這些式中的R特別優(yōu)選為具有1至8個碳原子的烷基或烷氧基。
特別優(yōu)選的是式IIa、IIb、IIc、IId和IIe的化合物，尤其是式IIa和IIb的化合物。
優(yōu)選組分A還包括式III的一種或多種化合物 其中R8為具有1至7個碳原子的烷基或烷氧基，Z2和n各自獨立地具有式II給出的一種含義， 為 或 和L1、L2、L5和L6各自獨立地為H或F。式III的化合物優(yōu)選選自下式 其中R、L1和L2各自獨立地具有式III的一種含義。特別優(yōu)選的是式IIIb、IIIc和IIIf的化合物，尤其是如下子通式的化合物 其中R8定義如上。還優(yōu)選的是式IIIh的化合物，其中L2為H，L1為H或F，特別是F。優(yōu)選本發(fā)明的液晶混合物包括式V的一種或多種化合物 其中R具有式II中的一種含義，Y2為F或Cl，特別是其中R為具有1至8個碳原子的烷基或烷氧基和/或Y2為F。
除了式II的化合物外，組分A還可包括選自如下通式II*的具有末端氟或氟化基團的一種或多種化合物 其中R、A、B、Z1、Z2和n各自獨立地具有式II中的一種含義，L3和L4各自獨立地為H或F，Y1為F或Cl，和Q1為CF2、OCF2、CFH、OCFH或單鍵，條件是L3、L4和Q1-Y1不同時為F，和當n為1，A和B都為1，4-亞環(huán)己基及Z1和Z2為單鍵時，R不為具有2至7個碳原子的鏈烯基。
式II*的特別優(yōu)選的化合物是如下通式的那些化合物
其中R如式II中的定義，L3和L4各自獨立地為H或F。在這些通式中的R特別優(yōu)選為具有1至8個碳原子的烷基或烷氧基。
式IA、IB、II、II*、III、V的各化合物和可用于本發(fā)明STN-LCD中的其它化合物是已知的，或可以被制備，類似于例如在WO9623851、WO9105780、DE4327749、EP390329、JP2807357或EP679707中描述的已知化合物和工藝。式IB的優(yōu)選化合物可按照如下路線制備 DCC二環(huán)己基碳二亞胺DMAP4-N，N-二甲氨基吡啶BuLi正丁基鋰特別地，式IA的化合物具有低粘度，特別是低旋轉(zhuǎn)粘度，低彈性常數(shù)比例(K3/K1)值，并因此導致短開關時間，而具有高介電各向異性的式II的化合物(特別是當例如以高量存在于本發(fā)明顯示器中時)導致降低的閾值電壓。
可用于本發(fā)明的優(yōu)選液晶混合物含一種或多種組分A的化合物，優(yōu)選其比例為30％至90％，優(yōu)選45％至75％。這些化合物或這種化合物具有大于+3(優(yōu)選大于+8，特別是大于+12)的介電各向異性。
進一步優(yōu)選的混合物包括·一種或多種，特別是兩種至五種式IA的化合物，·一種或多種，特別是兩種至五種式IB的化合物，·一種或多種，特別是兩種至六種式II的化合物，
·一種或多種，特別是兩種至六種式III的化合物，和·一種或多種，特別是一種、兩種或三種通式V的化合物。
優(yōu)選的液晶混合物含一種或多種B組化合物，優(yōu)選其比例為10-45％。B組的這些化合物或這種化合物特別地具有低旋轉(zhuǎn)粘度γ1值。
優(yōu)選組分B包括選自具有兩個環(huán)的IV1至IV9的一種或多種化合物 和/或選自具有三個環(huán)的IV10至IV24的一種或多種化合物 和/或選自具有三個環(huán)的IV10至IV24的一種或多種化合物 其中R1和R2各自獨立地具有在式II中對R給出的一種含義，并且IV10至IV19和IV23至IV31中的1，4-苯基也可相互獨立地被F單或多取代。
其中R2為具有2至5個碳原子的鏈烯基的式IV24的化合物是優(yōu)選的。
式IV25至IV31的化合物中，特別優(yōu)選的是其中R1為烷基、R2為烷基或烷氧基(各自具有1至7個碳原子)的那些。還優(yōu)選的是式IV25和IV31中L為F的化合物。
在式IV1至IV30的化合物中，R1和R2特別優(yōu)選為具有1至12個碳原子的直鏈烷基或烷氧基。
LC混合物還任選含有光活性組分C，其量應使層厚度(面平行的載體板的間距)與手性向列液晶混合物的自然節(jié)距之間的比例大于0.2，以適合所需的扭轉(zhuǎn)角。合適的摻雜劑可選自各種已知的手性材料和市售的摻雜劑如壬酸膽甾醇酯，S811(Merck KGaA，Darmstadt，F(xiàn)RG)和CB 15(MerckLtd.，前者，BDH，Poole，UK)。對其的選擇本身并不重要。
組分C的化合物的量優(yōu)選為0至10％，特別是0至5％，更優(yōu)選0至3％。
在另一優(yōu)選的實施方案中，LC混合物包括2至65％、優(yōu)選5至35％(重量)的液晶二苯乙炔化合物。如此可降低STN-LCD元件厚度和開關時間。二苯乙炔化合物優(yōu)選選自包括T1a、T1b和T2a至T2h的T組化合物
其中R1具有式II中R的一種含義，L1至L6各自獨立地為H或F，Q和Y具有式I中給出的一種含義。
式T2e的特別優(yōu)選的化合物是其中基團L1至L6的一個、兩個或三個為F和其余為H(其中L1與L2、L3與L4和L5與L6不同時為F)的那些。
來自T組的組分的比例優(yōu)選為2％至65％，特別是5％至35％。
液晶混合物還可包括0-10％的介電各向異性為-2或更低的一種或多種化合物(組分D)。
組分D優(yōu)選包括一種或多種含結構單元2，3-二氟-1，4-亞苯基的化合物，如在例如DE-OS 38 07 801、38 07 861、38 07 863、38 07 864和38 07 908中描述的化合物。特別優(yōu)選的是具有按照PCT/DE88/00133的這種結構單元的二苯乙炔化合物，特別是式T2f和T2g的那些化合物。
組分D的另一些已知化合物為例如在DE-OS 32 31 707或DE-OS 3407 013中公開的含結構單元 或 的2，3-二氰基氫醌或環(huán)己烷衍生物。
包括介電各向異性＜-1.5的一種或多種化合物的組分D的化合物比例優(yōu)選為約0％至10％，特別是約0％至5％。本領域熟練技術人員可容易地調(diào)節(jié)此比例以產(chǎn)生所需的閾值電壓，原則上可以使用Δε＜-1.5的所有慣用液晶化合物。
本發(fā)明顯示器特別優(yōu)選不含組分D的化合物。
在R和R1至R4的含義中的術語鏈烯基包括直鏈和支化鏈烯基，對于R具有2至7個碳原子，對于R、R2、R3和R4具有2至12個碳原子。直鏈鏈烯基是優(yōu)選的。進一步優(yōu)選的鏈烯基是C2-C4-1E-鏈烯基、C4-C7-3E-鏈烯基、C5-C7-4-鏈烯基、C6-C7-5-鏈烯基和C7-6-鏈烯基，特別是C2-C7-1E-鏈烯基、C4-C7-3E-鏈烯基和C5-C7-4-鏈烯基。
優(yōu)選的鏈烯基的例子是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基和6-庚烯基。具有至多5個碳原子的鏈烯基是特別優(yōu)選的。更特別優(yōu)選的是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、3E-丁烯基和3E-戊烯基，特別是乙烯基和3E-丁烯基。
在進一步特別優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的液晶混合物含-至少一種如下各式IA-1a、IA-2a和IA-3a的化合物 其中鏈烯基和鏈烯基*各自獨立地為具有2至7個碳原子的鏈烯基，烷基*為具有1、2或3個碳原子的烷基。
-一種或多種，優(yōu)選二至六種下式IB1、IB3、IB4和IB5的化合物 其中Ra和Rb具有上面給出的含義。
-11至55％重量、優(yōu)選15至42％重量的一種或多種、特別是二種至四種式IA的鏈烯基化合物，-12至24％重量的一種或多種、特別是一種或二種式IA-3的極性鏈烯基化合物，-5至25％重量、優(yōu)選7至20％重量的一種或多種、特別是二種至四種選自式IB的化合物，-12至48％重量、優(yōu)選18至36％重量的一種或多種、特別是二種至六種具有末端氰基的式III的化合物，這些化合物特別優(yōu)選選自式IIIb和IIIc，-2至16％重量，優(yōu)選3至9％重量的一種或多種、特別是一種或兩種式V的嘧啶化合物，-2至35％重量、優(yōu)選5至20％重量的一種或多種、特別是二種至四種T組的二苯乙炔化合物，這些化合物特別優(yōu)選選自式T2a和T2b。
進一步優(yōu)選的實施方案涉及液晶混合物，該混合物-含式IA至IB的總計3至8種化合物，這些化合物的量為總混合物的15至45％重量，優(yōu)選20至40％重量，-含大于58％重量的具有正介電各向異性、特別是介電各向異性大于+12的化合物，-不含式IV-1至IV-31的組分B的化合物和/或不含組分D的化合物，-基本上由式IA、IB、II、III、V的化合物和T組的化合物組成。
特別當用于具有大的元件間隔的STN-LCD時，本發(fā)明的混合物的特征在于其低的總開關時間(t總＝t開+t關)。例如當用于便攜式計算機時低開關時間是對STN-LCD的特別重要的要求，以使其更好地顯示光標移動。特別優(yōu)選的是開關時間為300msec或更低，特別是250msec或更低的顯示器。
本發(fā)明的STN-LCD的特征在于其低的閾值電壓。該閾值電壓優(yōu)選為1.3V或更低，特別是1.25V或更低。
在本發(fā)明STN-LCD中的液晶混合物是正介電性的，Δε≥1.5。特別優(yōu)選的是Δε≥3的混合物，更特別優(yōu)選Δε≥5的混合物。
本發(fā)明的液晶混合物顯示有利的閾值電壓V10/0/20和旋轉(zhuǎn)粘度γ1。若固定光程差d·Δn，則元件間隙d的值通過光學各向異性Δn測定。特別在高d·Δn值下，使用具有較高Δn值的本發(fā)明液晶混合物是優(yōu)選的，因為在此情況下，可選取相當小的d值，如此導致改進的開關時間值。然而，包括具有較小Δn值的本發(fā)明液晶混合物的本發(fā)明液晶顯示器的特征同樣在于有利的開關時間值。
本發(fā)明的液晶混合物的特征還在于其有利的陡度值，并且特別是在高于20℃的溫度下，可以以高多路傳輸率驅(qū)動。此外，這些混合物顯示高穩(wěn)定性、高電阻和閾值電壓的低的頻率依賴性。本發(fā)明的液晶顯示器顯示寬的工作溫度范圍和對比度的良好的視野角依賴性。
由偏振器、電極基板和表面處理的電極(以使在每一情況下與其相鄰的液晶分子的優(yōu)先取向(無源定向偶極子)通常從一個電極至另一電極被相互扭轉(zhuǎn)160°至720°)構成的本發(fā)明液晶顯示器元件結構，相當于此類顯示器元件的慣用結構。這里術語慣用結構作為一個廣義術語使用，還包括超扭轉(zhuǎn)元件的所有衍生物和改進，特別是矩陣顯示器元件。在兩個支撐板處的表面傾斜角可以相同或不同，優(yōu)選傾斜角相同。
在本發(fā)明的TN-顯示器中，在基板表面處的分子的長軸與基板之間的傾斜角優(yōu)選為0°至7°，特別是0.01°至5°，非常優(yōu)選0.1至2°。在本發(fā)明的STN-顯示器中，所述傾斜角優(yōu)選為1°至30°，特別是1°至12°，非常優(yōu)選3°至10°。
在元件的兩個基板上的對準層之間的液晶混合物的扭轉(zhuǎn)角，對于本發(fā)明的TN-顯示器為22.5°至170°，特別是45°至130°，非常優(yōu)選80°至115°。對于STN-顯示器，該扭轉(zhuǎn)角為100°至600°，特別是170°至300°，非常優(yōu)選180°至270°。
然而，本發(fā)明顯示器元件與迄今慣用的基于扭轉(zhuǎn)向列元件的顯示器元件間的基本差別是在液晶層中液晶組分的選擇。
本發(fā)明使用的液晶混合物可按本身習慣的方式制備。通常，將所需量的以相對少量使用的組分方便地在高溫下溶于構成主成份的組分中。還可以將所述組分在有機溶劑如丙酮、氯仿或甲醇中的溶液混合，并在混合后例如通過蒸餾除去溶劑。
電介質(zhì)還可包含本領域熟練技術人員已知的并描述于文獻中的另一些添加劑。例如，可加入0-15％的多色染料。
下面的實施例用于說明本發(fā)明，而不代表一種限制。
簡寫具有如下含義Δn在589nm和20℃下的雙折射Tave平均開關時間＝0.5(t開+t關)t開從開啟至達到90％的最大對比度的時間，t關從關閉至達到10％的最大對比度的時間，V10閾值電壓(伏特)V90飽和電壓V90/V10陡度γrot旋轉(zhuǎn)粘度(mPa·s)在上下文中，除非另有說明，所有溫度為攝氏度，所有百分比為重量百分比。開關時間和粘度的值是指20℃時的值。開關時間為上面定義的平均tave。
STN-LCD以多路傳輸操作方式編址(多路傳輸比例1∶240，偏流(bias)1∶15)。
在本發(fā)明申請和下面的實施例中，LC化合物的所有化學結構通過首字母縮寫詞給出，其向化學式的轉(zhuǎn)化按如下所示方式進行。所有殘基CnH2n+1和CmH2m+1為分別具有n和m個碳原子的直鏈烷基。表B中的代碼為自解釋的。在表A中，僅給出核結構的首字母縮寫詞。在具體的化合物中，此類首字母縮寫詞后面接著破折號和取代基R1、R2、L1和L2的如下所示的代碼表A和B中給出的化合物是本發(fā)明特別優(yōu)選的組分。R1，R2，L1，R1R2L1L2L3L2的代碼nm CnH2n+1CmH2m+1HHHnOm CnH2n+1OCmH2m+1HHHnO.m OCnH2n+1CmH2m+1HHHnmFF CnH2n+1OCmH2m+1FFHnOmFFCnH2n+1OCmH2m+1FFHnCnH2n+1CN HHHnN.F CnH2n+1CN HFHnN.F.F CnH2n+1CN HFFnF CnH2n+1F HHHnF.F CnH2n+1F HFHnF.F.F CnH2n+1F HFFnOF OCnH2n+1F HHHnCl CnH2n+1Cl HHHnCL.FCnH2n+1F HFHnCL.F.F CnH2n+1F HFFnCF3CnH2n+1CF3HHHnOCF3CnH2n+1OCF3HHHnOCF3.F CnH2n+1OCF3HFHnOCF3.F.F CnH2n+1OCF3HFFnOCF2CnH2n+1OCHF3HHHnOCF2.F CnH2n+1OCHF3HFHnOCF2.F.F CnH2n+1OCHF3HFFnF.ClCnH2n+1F HCl Hn-V CnH2n+1-CH＝CH2HHHVn-m -CH＝CH-CnH2n+1CmH2m+1HHH表A(L1，L2，L3；H或F) 表B 實施例1STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點+91℃Δn 0.1398V101.09VV90/V101.073由下列組分組成ME2N.F8.00％ME3N.F9.00％ME4N.F11.00％PCH-3N.F.F10.00％CC-3-V1 6.00％CCG-V-F 16.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％CBC-33F 5.00％CBC-53F 5.00％CBC-55F 2.00％PPTUI-3-2 5.00％YZU-4-N 8.00％實施例2STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點 +90℃Δn 0.1391V101.10VV90/V101.055由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 9.00％ME4N.F 12.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 3.00％CCG-V-F 15.00％CCP-V-1 6.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％CBC-33F 4.00％CBC-53F 4.00％PPTUI-3-2 6.00％DU-5-N 8.00％實施例3STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點 +91℃Δn0.1478V101.09VV90/V101.064由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 9.00％ME4N.F 12.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V13.00％CCG-V-F14.00％CCP-V-16.00％CCPC-335.00％CCPC-345.00％CCPC-355.00％CBC-33F4.50％CBC-53F4.50％PPTUI-3-2 6.00％DU-3-N 8.00％實施例4STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點 +89℃Δn 0.1418V101.05VV90/V101.067由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 8.00％ME4N.F 9.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 10.00％CCG-V-F 14.00％CCP-V-1 7.00％CCPC-33 4.00％CCPC-34 4.00％CCPC-35 4.00％CBC-33F 4.00％CBC-53F 4.00％PPTUI-3-2 6.00％UZU-3A-N8.00％化合物UZU-3A-N的熔點為69℃實施例5STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點 +90℃Δn 0.1400V101.04VV90/V101.087由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 9.00％ME4N.F 10.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 6.00％CCG-V-F 17.00％CCP-V-1 8.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％CBC-33F 3.00％PPTUI-3-2 6.00％PZU-V2-N8.00％化合物PZU-V2-N的熔點為37℃，單變清亮點為8.2℃實施例6STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點 +91℃Δn 0.1381V101.06VV90/V101.094由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 9.00％ME4N.F 10.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 3.00％CCG-V-F 16.00％CCP-V-1 8.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％CBC-33F 3.00％CBC-53F 3.00％CBC-55F 3.00％PPTUI-3-2 4.00％Thio-A 8.00％實施例7STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點+90℃Δn 0.1315V101.07VV90/V101.084由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 9.00％ME4N.F 12.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 5.00％CCG-V-F 17.00％CCP-V-1 6.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％CBC-33F 3.00％CBC-53F 4.00％PPTUI-3-2 3.00％PYP-3N.F.F 8.00％化合物PYP-3N.F.F的熔點為69℃。實施例8STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點+91℃Δn 0.1341V101.07VV90/V101.028由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 9.00％ME4N.F 10.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 5.00％CCG-V-F 18.00％CCP-V-1 8.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％CBC-33F 3.00％CBC-53F 3.00％PPTUI-3-2 3.00％PYP-4N.F.F 8.00％化合物PYP-4N.F.F的熔點為78℃。實施例9STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點 +90℃Δn0.1385V101.12VV90/V101.098由下列組分組成ME2N.F 8.00％ME3N.F 8.00％ME4N.F 11.00％PCH-3N.F.F 10.00％CC-3-V1 10.00％CCG-V-F 17.00％CCP-V-1 8.00％CCPC-33 4.00％CCPC-34 4.00％CCPC-35 5.00％PPTUI-3-2 7.00％Thio-B 8.00％實施例10STN顯示器包含具有如下性能的液晶介質(zhì)清亮點+97℃Δn 0.1613V101.23VV90/V101.069Tave163msec由下列組分組成ME2N.F 4.00％ME3N.F 4.00％PCH-3N.F.F 15.00％PZU-V2-N14.00％CC-3-V1 8.00％CCP-V-1 13.00％CVCP-V-O1 4.50％CVCP-1V-O1 4.50％PPTUI-3-2 16.00％CBC-33F 4.00％CBC-53F 4.00％CCZU-3-F9.00％
權利要求
1.超扭轉(zhuǎn)向列液晶顯示器，包含-兩個面平行的外板，它們與框架一起形成一個元件，-存在于元件中的正介電各向異性的向列液晶混合物，-電極層，具有在外板內(nèi)側(cè)上的重疊對準層，該電極層以正交行波形式編碼各象素，-約1°至30°的在外板表面處的分子縱軸與外板之間的預傾斜角，和-22.5°至600°的元件中的液晶混合物從對準層至對準層的扭轉(zhuǎn)角，其中向列液晶混合物基本上由如下組分組成a)30-90％重量的液晶組分A，包括介電各向異性大于+1.5的一種或多種化合物；b)10-55％重量的液晶組分B，包括介電各向異性為-1.5至+1.5的一種或多種化合物；c)0-10％重量的液晶組分D，包括介電各向異性低于-1.5的一種或多種化合物，和d)光學活性組分C，其量應使層厚度(面平行的外板的間距)與手性向列液晶混合物的自然節(jié)距之間的比例為約0.2至1.3，其特征在于，該液晶混合物包含至少一種式IA的化合物 其中R3為具有2至7個碳原子的鏈烯基，R4為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替，或當m＝1時，R4還可為Q-Y，Q為CF2、OCF2、CFH、OCFH或單鍵，Y為F或Cl，L1和L2各自獨立地為H或F，m為0或1，和至少一種式IB的組分A的化合物， 其中Y1和Y2各自獨立地為H或F，W為 R5為具有2至10個碳原子的鏈烯基或炔基，R6為具有1至10個碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10個碳原子鏈烯基、鏈烯氧基、炔基或炔氧基，和R7為具有2至10個碳原子的炔基或炔氧基。
2.根據(jù)權利要求1的顯示器，其特征在于，式IA的化合物選自如下通式IA-1、IA-2和IA-3 其中R3、L1、L2、Q和Y具有在權利要求1的式IA中給出的含義，和R4為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替。
3.根據(jù)權利要求1或2的顯示器，其特征在于，通式IB的化合物選自如下通式IB1至IB7 其中Ra為具有2至5個碳原子的鏈烯基，Rb為具有1至7個碳原子的烷基或具有2至7個碳原子的鏈烯基，Rc為具有2至7個碳原子的炔基。
4.根據(jù)前述一項權利要求的顯示器，其特征在于，組分A還包括式II的一種或多種化合物 其中R為具有1至12個碳原子的氟化或非氟化的烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基，其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-按O原子不直接彼此相鄰的方式代替， 和 各自獨立地為 或 L5和L6各自獨立地為H或F，Z1和Z2各自獨立地為-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或單鍵，和n為0、1或2。
5.根據(jù)權利要求4的顯示器，其特征在于，式II的化合物選自如下通式 其中R如權利要求4中對式II的定義。
6.根據(jù)前述至少一個權利要求的顯示器，其特征在于，組分A進一步包括通式III的一種或多種化合物 其中R8為具有1至7個碳原子的烷基或烷氧基，Z2和n各自獨立地具有權利要求4中對式II給出的一種含義， 為 或 和L1、L2、L5和L6各自獨立地為H或F。
7.根據(jù)權利要求6的顯示器，其特征在于，式III的化合物選自如下通式 其中R8如權利要求6中對式III的定義。
8.根據(jù)權利要求1至7至少一項的顯示器，其特征在于，液晶混合物進一步包括一種或多種式V的化合物 其中R具有權利要求4中對式II給出的一種含義，Y2為F或Cl。
9.根據(jù)權利要求1至8至少一項的顯示器，其特征在于，液晶混合物總共含3至8種式IA和IB的化合物，其中這些化合物的量為總混合物的15至45％重量。
10.根據(jù)權利要求1至9至少一項的顯示器，其特征在于，液晶混合物包括大于58％重量的正介電各向異性大于+12的一種或多種化合物。
11.根據(jù)權利要求1至10至少一項的顯示器，其特征在于，它的閾值電壓為1.3V或更低。
12.如權利要求1至11的至少一項中所定義的液晶混合物或組合物。
13.式I的化合物， 其中Y1和Y2各自獨立地為H或F，W為 R5為具有2至10個碳原子的鏈烯基或炔基，R6為具有1至10個碳原子的烷基或烷氧基，具有2至10個碳原子的鏈烯基、鏈烯氧基、炔基或炔氧基，和R7為具有2至10個碳原子的炔基或炔氧基。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有短開關時間及良好的陡度和角度依賴性的超扭轉(zhuǎn)向列液晶顯示器(STN－LCD)，和其中使用的新型向列型液晶混合物，其包括通式(A)的化合物與通式(IB)的化合物，其中R
文檔編號C09K19/44GK1437647SQ00819217
公開日2003年8月20日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權日2000年2月28日
發(fā)明者D·伊昂尼斯庫, M·佛朗西斯, D·考特斯 申請人:默克專利股份有限公司