本發(fā)明涉及液晶介質(zhì)(LC介質(zhì)),涉及其用于電光目的的用途并且涉及包含該介質(zhì)的LC顯示器。
背景技術(shù):
液晶在顯示器件中特別用作電介質(zhì),由于這種物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)可受施加電壓的影響?;谝壕У碾姽馄骷?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是非常熟悉的并且可基于各種效應(yīng)。該種類的器件是,例如,具有動(dòng)態(tài)散射的盒,DAP盒(變形-配向相),賓/主盒,具有扭曲相列型結(jié)構(gòu)的TN盒,STN盒(“超扭曲向列型”),SBE盒(“超雙折射效應(yīng)”)和OMI盒(“光學(xué)模式干涉”)。最常用的顯示器件是基于Schadt-Helfrich效應(yīng)并且具有扭曲相列型結(jié)構(gòu)。
液晶材料必須具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性和相對(duì)于電場和電磁輻射的良好穩(wěn)定性。此外,液晶材料將具有相對(duì)較低的粘度和引起在盒中短的響應(yīng)時(shí)間,低的閾值電壓和高的對(duì)比度。
此外,在標(biāo)準(zhǔn)的操作溫度,即,在非常寬的窗口中(低于和高于室溫),對(duì)于上述盒,它們將具有合適的中間相,例如向列型或膽甾醇型中間相。由于液晶通常以若干種組分的混合物的形式使用,重要的是所述組分與彼此具有良好的混溶性。其他性質(zhì),例如導(dǎo)電性,介電各向異性和光學(xué)各向異性,必須根據(jù)盒類型和使用領(lǐng)域滿足不同的要求。例如,具有扭曲相列型結(jié)構(gòu)的盒材料將具有正介電各向異性和低的導(dǎo)電性。
例如,對(duì)于具有用于切換單個(gè)像素的集成非線性元件的矩陣液晶顯示器(MLC顯示器),具有高的正介電各向異性,寬的向列相,相對(duì)較低的雙折射率,非常高的比電阻,良好的UV和熱穩(wěn)定性和低的蒸氣壓的介質(zhì)是期望的。
該種類的矩陣液晶顯示器是已知的。用于單獨(dú)切換單個(gè)像素的非線性元件可,例如,是有源元件(即,晶體管)。在那種情況下,參照“有源矩陣”,在該情況下可區(qū)分為以下兩種類型:
1.在作為基板的硅晶片上的MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)或其他二極管。
2.在作為基板的玻璃板上的薄膜晶體管(TFT)。
將單晶硅用作基板材料限制了顯示器尺寸,這是由于不同子-顯示器的模塊組成在接頭處也導(dǎo)致問題。
在更有前景的類型2中(其是優(yōu)選的),所用的電光效應(yīng)通常是TN效應(yīng)。區(qū)分為兩種技術(shù):由化合物半導(dǎo)體,例如CdSe制成的TFT,或基于多晶硅或非晶硅的TFT。后一種技術(shù)是高強(qiáng)度全球研究的主題。
已經(jīng)將TFT矩陣施加到顯示器的一個(gè)玻璃板的內(nèi)部,而另一玻璃板在其內(nèi)部具有透明的對(duì)電極。與像素電極的尺寸相比,TFT是非常小的并且不有效地破壞圖像。該技術(shù)也可延伸至全色功能(full colour-capable)圖像顯示器,其中布置紅、綠和藍(lán)濾光片的馬賽克(mosaic)以使得一個(gè)濾光片元件與每個(gè)可切換圖像元件相對(duì)。
TFT顯示器通常充當(dāng)在透射(transmission)中具有交叉偏振器的TN盒并且是背光照明的。
術(shù)語“MLC顯示器”在此涵蓋任何具有集成非線性元件的矩陣顯示器,即,不僅具有有源矩陣還有具有無源元件(例如變阻器或二極管(MIM=金屬-絕緣體-金屬))的顯示器。
該種類的MLC顯示器尤其適用于TV應(yīng)用(例如袖珍式電視)或適用于具有高信息內(nèi)容的顯示器,適用于電腦應(yīng)用(筆記本電腦)和適用于汽車或飛行器構(gòu)造中。與關(guān)于對(duì)比度的角度依賴性和切換時(shí)間的問題一樣,在MLC顯示器的情況下產(chǎn)生了由液晶混合物不足夠高的比電阻造成的困難[TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:A 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,第141頁及后續(xù)頁,Paris;STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liquid Crystal Displays,第145頁及后續(xù)頁,Paris]。隨著電阻率的降低,存在MLC顯示器的對(duì)比度的劣化,并且可發(fā)生“殘像消除”的問題。由于在MLC顯示器的壽命期間,液晶混合物的比電阻通過與顯示器的內(nèi)表面相互作用通常下降,高的(初始)電阻率是非常重要的以便獲得可接受的使用壽命。尤其是在低電壓混合物的情況下,迄今還不可能實(shí)現(xiàn)非常高的比電阻。此外,重要的是比電阻隨著上升的溫度和在熱應(yīng)力和/或UV曝光后顯示出最小的增長。另一特別的缺點(diǎn)是來自現(xiàn)有技術(shù)的混合物的低溫性質(zhì)。需要的是甚至在低溫下也不發(fā)生結(jié)晶和/或近晶相,并且粘度的溫度依賴性處于最低程度。來自現(xiàn)有技術(shù)的MLC顯示器因此不滿足現(xiàn)有要求。
與使用背光照射(即,以透射的并且可能是透反式(transflective)的方式操作)的液晶顯示器一樣,反射式液晶顯示器也是特別令人感興趣的。這些反射式液晶顯示器使用環(huán)境光以呈現(xiàn)信息。因此,它們比具有相應(yīng)尺寸和分辨率的背光照明的液晶顯示器消耗顯著更少的能量。由于TN效應(yīng)的特征在于非常良好的對(duì)比度,該種類的反射式顯示器仍具有非常良好的可讀性,甚至在亮的環(huán)境條件下也是如此。這由簡單的反射式TN顯示器(如例如在腕表和袖珍計(jì)算器中使用的)是已經(jīng)已知的。然而,該原理也可應(yīng)用于高-品質(zhì),較高-分辨率,有源矩陣-驅(qū)動(dòng)的顯示器,例如TFT顯示器。在此,對(duì)于通常標(biāo)準(zhǔn)透射式TFT-TN顯示器已經(jīng)是這樣的情況,具有低雙折射率(△n)的液晶是必須的以便實(shí)現(xiàn)低的光學(xué)延遲(d·△n)。該低的光學(xué)延遲導(dǎo)致通??山邮艿牡偷膶?duì)比度的視角依賴性(參見DE 30 22 818)。在反射式顯示器中,具有低雙折射率的液晶的使用甚至比在透射式顯示器中更重要,由于光在反射式顯示器穿過的有效的層厚是具有相同層厚的透射式顯示器大約兩倍高。
為了借助快門眼鏡實(shí)現(xiàn)3D效應(yīng),特別使用具有低的旋轉(zhuǎn)粘度和相應(yīng)高的光學(xué)各向異性(△n)的快速-切換混合物。電光透鏡系統(tǒng)(通過其顯示器的2-維表示可切換成3-維自動(dòng)立體表示)可以使用具有高光學(xué)各向異性(△n)的混合物實(shí)現(xiàn)。
因此仍存在這樣的MLC顯示器的大的需求,該MLC顯示器具有非常高的比電阻以及同時(shí)大的工作溫度范圍,短的切換時(shí)間(甚至在低溫下),和低的閾值電壓,其僅以較小的程度展現(xiàn)出這些缺點(diǎn),如果有的話。
在TN(Schadt-Helfrich)盒的情況下,期望的是在盒中能夠?qū)崿F(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)的介質(zhì):
-擴(kuò)展的向列相范圍(尤其是在低溫下)
-在極低的溫度(室外用途、汽車、航空電子設(shè)備)下的可切換性
-升高的耐UV輻射性(較長的壽命)
-低的閾值電壓。
用從現(xiàn)有技術(shù)可獲得的介質(zhì),不可能實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn),而且同時(shí)保持其他參數(shù)?,F(xiàn)代平板LCD顯示屏需要比以往更快的切換時(shí)間以便能夠逼真地呈現(xiàn)多媒體內(nèi)容,例如電影和視頻游戲。這反之需要具有非常低的旋轉(zhuǎn)粘度γ1以及高的光學(xué)各向異性Δn的向列型液晶混合物。為了獲得所需的旋轉(zhuǎn)粘度,正在尋求具有特別有利的γ1/清亮點(diǎn)比率同時(shí)伴隨著高的Δn以及高極性的物質(zhì)。
在更高度扭曲的盒(STN)的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的多路傳輸能力(multiplexability)和/或較低的閾值電壓和/或較寬的向列相范圍(尤其是在低溫下)的介質(zhì)是期望的。為此目的,在可獲得的參數(shù)空間(清亮點(diǎn),近晶型-向列型轉(zhuǎn)變,或熔點(diǎn),粘度,介電參數(shù),彈性參數(shù))中的進(jìn)一步擴(kuò)展是迫切期望的。
尤其是在用于TV和視頻應(yīng)用(例如LCD TV、監(jiān)視器、PDA、筆記本、游戲控制臺(tái))的LC顯示器的情況下,切換時(shí)間的明顯降低是期望的。這要求具有低的旋轉(zhuǎn)粘度和高的介電各向異性的LC混合物。同時(shí),LC介質(zhì)應(yīng)具有高的清亮點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明基于的問題是提供介質(zhì),尤其是用于MLC、TN、PS-TN、STN、ECB、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、PS-FFS或正性-VA顯示器的介質(zhì),其僅以較小的程度展現(xiàn)出以上詳細(xì)說明的缺點(diǎn)(如果有的話),和優(yōu)選具有快速切換時(shí)間和低的旋轉(zhuǎn)粘度以及同時(shí)高的清亮點(diǎn),和高的介電各向異性和低的閾值電壓。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用如在下文中所述的LC介質(zhì)時(shí)可解決該問題。
本發(fā)明提供了液晶介質(zhì),特征在于其包含
一種或多種式1的化合物
和一種或多種式2的化合物
和一種或多種選自式3、4和5的化合物
和一種或多種選自式6和7的化合物
其中各個(gè)基團(tuán)在每種情況下是相同或不同的并且各自獨(dú)立地如下所限定:
“Alkenyl”是具有2至6個(gè)碳原子的烯基,
Rx是具有1至6個(gè)碳原子的烷基或具有2至6個(gè)碳原子的烯基,
“Alkyl”是具有1至6個(gè)碳原子的烷基,
L為H或F,優(yōu)選F,
R0是具有1至15個(gè)碳原子的未取代的或鹵代烷基或烷氧基,其中這些基團(tuán)中一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)可各自獨(dú)立地也被-C≡C-、-CF2O-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-替代,以使得沒有氧原子直接彼此鍵合,
X0為F、Cl、各自具有至多6個(gè)碳原子的鹵代烷基、鹵代烷氧基、鹵代烯基或鹵代烯氧基。
已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)包含一種或多種式1至7的化合物的LC介質(zhì)具有高的介電各向異性△ε,高的雙折射率Δn和同時(shí)低的旋轉(zhuǎn)粘度γ1。它們因此特別適用于實(shí)現(xiàn)具有低的γ1和高的Δn的液晶混合物。此外,式1至7的化合物在LC介質(zhì)中具有良好的溶解性和非常良好的相特性。
本發(fā)明的包含式1至7的化合物的LC介質(zhì)具有低的旋轉(zhuǎn)粘度,快速切換時(shí)間,高的清亮點(diǎn),非常高的正介電各向異性,相對(duì)較高的雙折射率和寬的向列相范圍。它們因此對(duì)于手機(jī)和TV和視頻應(yīng)用具有特別良好的適用性。
式1至7的化合物具有寬范圍的用途。取決于取代基的選擇,它們可充當(dāng)基體(base)材料(液晶介質(zhì)主要由其構(gòu)成),但是還可以將來自其他化合物種類的液晶基體材料添加到式1至7的化合物,例如,為了影響這樣的電介質(zhì)的介電和/或光學(xué)各向異性和/或?yàn)榱俗顑?yōu)化其閾值電壓和/或粘度。
式1至7的化合物具有相對(duì)較低的熔點(diǎn),展現(xiàn)出良好的相特性,在純狀態(tài)中是無色的并且在用于電光用途的有利的溫度范圍內(nèi)形成液晶中間相。它們是化學(xué)穩(wěn)定的、熱穩(wěn)定的并且對(duì)光是穩(wěn)定的。
在上下文的式中,烷基基團(tuán)或烷氧基基團(tuán)可以是直鏈或支鏈的。其優(yōu)選為直鏈,具有2、3、4、5、6或7個(gè)碳原子并因此優(yōu)選乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基、和額外是甲基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。
氧雜烷基優(yōu)選直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基),2-(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基),2-、3-或4-氧雜戊基,2-、3-、4-或5-氧雜己基,2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基,2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基,2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基,2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
烯基基團(tuán)可以是直鏈或支鏈。其優(yōu)選為直鏈并且具有2至10個(gè)碳原子。其因此優(yōu)選乙烯基,丙-1-或丙-2-烯基,丁-1-、2-或丁-3-烯基,戊-1-、2-、3-或戊-4-烯基,己-1-、2-、3-、4-或己-5-烯基,庚-1-、2-、3-、4-、5-或庚-6-烯基,辛-1-、2-、3-、4-、5-、6-或辛-7-烯基,壬-1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-或壬-8-烯基,癸-1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或癸-9-烯基。
如果烷基或烯基基團(tuán)是用鹵素至少單取代的,則該基團(tuán)優(yōu)選為直鏈,和鹵素優(yōu)選為F或Cl。在多取代的情況下,鹵素優(yōu)選為F。所得基團(tuán)還包括全氟代基團(tuán)。在單取代的情況下,氟或氯取代基可以處于任何位置,但是優(yōu)選處于ω位置。
在上下文的式中,X0優(yōu)選為F、Cl或具有1、2或3個(gè)碳原子的單-或多氟代烷基或烷氧基基團(tuán)或具有2或3個(gè)碳原子單-或多氟代烯基基團(tuán)。X0更優(yōu)選F、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3、OCH=CF2或CH=CF2,最優(yōu)選F或OCF3,以及還有CF3、OCF=CF2、OCHF2和OCH=CF2。
特別優(yōu)選的是其中“Alkenyl”為乙烯基、丙-1-烯基、丙-2-烯基或丁-3-烯基的式1的化合物。
特別優(yōu)選的是其中Rx為甲基、乙基、正丙基、正丁基或正戊基的式1的化合物。
特別優(yōu)選的是其中L為F的式2的化合物。
進(jìn)一步優(yōu)選的是其中“Alkyl”是甲基、乙基、正丙基、正丁基或正戊基的式2的化合物。
進(jìn)一步優(yōu)選的是其中“Alkenyl”是乙烯基、丙-1-烯基、丙-2-烯基或丁-3-烯基,更優(yōu)選丁-3-烯基的式2的化合物。
特別優(yōu)選的是其中X0為F或OCF3(優(yōu)選F)的式3、4、5、6和7的化合物。
進(jìn)一步優(yōu)選的是其中X0為OCF3的式6和7的化合物。
進(jìn)一步優(yōu)選的是其中R0是甲基、乙基、正丙基、正丁基或正戊基的式3、4、5、6和7的化合物。
式1的化合物優(yōu)選選自下式:
其中“Alkyl”具有式1中給出的定義和更優(yōu)選甲基、乙基、正丙基、正丁基或正戊基。
特別優(yōu)選的是式1a和1b的化合物,尤其是其中“Alkyl”是正丙基的那些。
式2的化合物優(yōu)選選自下式:
特別優(yōu)選的是式2b的化合物。
式3的化合物優(yōu)選選自下式:
特別優(yōu)選的是式3a和3b的化合物。
式4的化合物優(yōu)選選自下式:
特別優(yōu)選的是式4a和4b的化合物。
式5的化合物優(yōu)選選自下式:
特別優(yōu)選的是式5a和5b的化合物。
式6的化合物優(yōu)選選自下式:
特別優(yōu)選的是式6a和6b的化合物,以及式6e和6f的化合物。式7的化合物優(yōu)選選自下式:
特別優(yōu)選的是式7a和7b的化合物,以及式7e和7f的化合物。
特別優(yōu)選的介質(zhì)在下文中描述。
包含一種或多種各自為式1、2和3的化合物和一種或多種選自式6和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2和4的化合物和一種或多種選自式6和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2和5的化合物和一種或多種選自式6和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3和4的化合物和一種或多種選自式6和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3和5的化合物和一種或多種選自式6和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、4和5的化合物和一種或多種選自式6和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2和6的化合物和一種或多種選自式3、4和5的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2和7的化合物和一種或多種選自式3、4和5的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3和6的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、4和6的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、5和6的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、4和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、5和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3、4和6的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3、4和7的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3、5和6的化合物的介質(zhì)。
包含一種或多種各自為式1、2、3、5和7的化合物的介質(zhì)。
式1的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選20重量%至65重量%,更優(yōu)選25重量%至60重量%。
式2的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至15重量%,更優(yōu)選3重量%至10重量%。
式3的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至30重量%,更優(yōu)選3重量%至20重量%。
式4的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至25重量%,更優(yōu)選3重量%至15重量%。
式5的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至20重量%,更優(yōu)選3重量%至15重量%。
式3、4和5的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選5重量%至30重量%,更優(yōu)選5重量%至25重量%。
式6的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至20重量%,更優(yōu)選2重量%至15重量%。
式7的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至20重量%,更優(yōu)選2重量%至15重量%。
式6和7的化合物在整體混合物中的比例優(yōu)選2重量%至20重量%,更優(yōu)選2重量%至15重量%。
特別優(yōu)選的是包含以下的介質(zhì)
-20重量%至65重量%的一種或多種式1,優(yōu)選選自式1a和1b的化合物,和
-2重量%至15重量%的一種或多種式2,優(yōu)選選自式2a、2b和2c的化合物,和
-5重量%至30重量%的一種或多種選自式3、4和5,優(yōu)選選自式3a、3b、4a、4b、5a和5b的化合物,和
-2重量%至20重量%的一種或多種選自式6和7,優(yōu)選選自式6a、6b、7a和7b的化合物。
通過本身已知的方法,如文獻(xiàn)(例如在標(biāo)準(zhǔn)作品例如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)中所描述的,在已知的和適用于提到的反應(yīng)的反應(yīng)條件制備式1至7的化合物。還可以利用本身已知的但是在此沒有詳細(xì)提到的變型。
根據(jù)本發(fā)明的混合物的優(yōu)選實(shí)施方式在下文中詳細(xì)說明:
-該介質(zhì)額外包含一種或多種不同于式1至7的式II和/或III的化合物
其中R0和X0具有在式3中給出的定義,
Y1至Y6各自獨(dú)立地為H或F
和各自獨(dú)立地為
并且其中將式3的化合物從式III的化合物中排除。
-式II的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F。特別優(yōu)選的是式IIa和IIb的化合物,尤其是其中X0為F的式IIa和IIb的化合物。
-式III的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F。特別優(yōu)選的是式IIId的化合物;
-該介質(zhì)額外包含一種或多種不同于式1至7的選自下式的化合物:
其中R0、X0以及Y1至Y4具有上文在式II和III中給出的定義,和
Z0為-C2H4-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C2F4-、-CH2CF2-、-CF2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-或-OCF2-,和在式V和VI中也可為單鍵,和在式V和VIII中也可為-CF2O-,
r為0或1,和
s為0或1;
-式IV的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文在式II和III下給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F或OCF3,或者也可為OCF=CF2、CF3和Cl;
-式V的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F和OCF3,或者也可為OCHF2、CF3、OCF=CF2和OCH=CF2;
-式VI的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F,或者也可為OCF3、CF3、CF=CF2、OCHF2和OCH=CF2。
-式VII的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F,或者也可為OCF3、CF3、OCHF2和OCH=CF2。
-該介質(zhì)額外包含一種或多種不同于式1至7的選自下式的化合物:
其中X0具有上文給出的定義,和
L為H或F,優(yōu)選F,
“Alkyl”是具有1至6個(gè)碳原子的烷基,
R'是具有1至6個(gè)碳原子的烷基,具有1至6個(gè)碳原子的烷氧基或具有2至6個(gè)碳原子的烯基,和
“Alkenyl”為具有2至6個(gè)碳原子的烯基。
-式IX至XII的化合物優(yōu)選選自下式:
其中“Alkyl”具有上文給出的定義。(O)Alkyl是指“Alkyl”或“OAlkyl”(=具有1至6個(gè)碳原子的烷氧基)
-該介質(zhì)額外包含一種或多種選自下式的化合物:
其中L1和L2彼此獨(dú)立地為H或F,優(yōu)選L1為F和最優(yōu)選L1和L2均為F,和R1和R2各自獨(dú)立地為各自具有至多6個(gè)碳原子的正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟代烷基或烯基,和優(yōu)選各自獨(dú)立地具有1至6個(gè)碳原子的烷基;在式XIII的化合物中,優(yōu)選R1和R2基團(tuán)中的至少一個(gè)為具有2至6個(gè)碳原子的烯基。
-該介質(zhì)含有一種或多種式XIII的化合物,其中R1和R2基團(tuán)中的至少一個(gè)為具有2至6個(gè)碳原子的烯基,優(yōu)選選自下式的那些:
其中“Alkyl”具有上文給出的定義,和優(yōu)選為甲基或乙基。特別優(yōu)選的是式XIIId的化合物。
-該介質(zhì)包含一種或多種不同于式1至7的下式的化合物:
其中R0、X0以及Y1至Y4具有上文在式II和III中給出的定義,和
和各自獨(dú)立地為
和
為
其中將式4的化合物從式XVI的化合物中排除。
-式XV和XVI的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0和X0具有上文給出的定義。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F,或者也可為OCF3。式XV和XVI及其子式的特別優(yōu)選的化合物是其中Y1為F和Y2為H或F(優(yōu)選F)的那些。
-該介質(zhì)包含一種或多種不同于式1至7的式XVII的化合物
其中R1和R2具有上文在式XIII下給出的定義并且優(yōu)選各自獨(dú)立地具有1至6個(gè)碳原子的烷基,和L為H或F,優(yōu)選F,其中將式2的化合物從這些化合物中排除。
式XVII的特別優(yōu)選的化合物是以下子式的那些
其中
alkyl和alkyl*各自獨(dú)立地為具有1至6個(gè)碳原子的直鏈烷基基團(tuán),尤其是乙基、丙基和戊基,
alkenyl
和alkenyl*各自獨(dú)立地為具有2至6個(gè)碳原子的直鏈烯基基團(tuán),尤其是CH2=CHC2H4、CH3CH=CHC2H4、CH2=CH和CH3CH=CH。
特別優(yōu)選的是式XVII-b和XVII-c的化合物。非常特別優(yōu)選的是下式的化合物
-該介質(zhì)包含一種或多種下式的化合物:
其中R1和R2具有上文給出的定義,和優(yōu)選各自獨(dú)立地具有1至6個(gè)碳原子的烷基。L為H或F,優(yōu)選F。
-該介質(zhì)額外包含一種或多種不同于式1至7的選自下式的化合物:
其中R0和X0各自獨(dú)立地具有上文給出的定義之一和Y1至Y4各自獨(dú)立地為H或F,其中將式6和7的化合物從式XXI和XXII的化合物中排除。X0優(yōu)選為F、Cl、CF3、OCF3或OCHF2。R0優(yōu)選為各自具有至多6個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟代烷基或烯基。
更優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的混合物包含一種或多種式XXIV-a的化合物
其中R0具有上文給出的定義。優(yōu)選地,R0為直鏈烷基,尤其是乙基、正丙基、正丁基和正戊基,和最優(yōu)選正丙基。式XXIV,尤其是式XXIV-a的化合物(一種或多種),優(yōu)選以0.5重量%至20重量%,更優(yōu)選1重量%至15重量%的量用于根據(jù)本發(fā)明的混合物中。
-該介質(zhì)額外包含一種或多種式XXV的化合物
其中R0、X0以及Y1至Y6具有上文在式II和III中給出的定義,s為0或1,和
為
在式XXV中,X0也可以備選地是具有1至6個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)或具有1至6個(gè)碳原子的烷氧基基團(tuán)。優(yōu)選地,烷基或烷氧基基團(tuán)是直鏈的。
優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F;
-式XXV的化合物優(yōu)選選自下式:
其中R0、X0和Y1具有上文在式XXV下給出的定義。優(yōu)選地,R0為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F和Y1優(yōu)選為F;
-優(yōu)選為
-R0為具有2至6個(gè)碳原子的直鏈烷基或烯基;
-該介質(zhì)包含一種或多種下式的化合物:
其中R0和X0具有上文在式II和III下給出的定義。R0優(yōu)選為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F或Cl。在式XXVI中,X0最優(yōu)選為Cl。
-該介質(zhì)包含一種或多種不同于式1至7的下式的化合物:
其中R0和X0具有上文給出的定義。R0優(yōu)選為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。X0優(yōu)選為F;尤其優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)包含一種或多種其中X0優(yōu)選為F的式XXX的化合物。式XXVIII-XXX的化合物(一種或多種)優(yōu)選以1重量%至20重量%,更優(yōu)選1重量%至15重量%的量用于根據(jù)本發(fā)明的混合物中。特別優(yōu)選的混合物包含至少一種式XXX的化合物。
進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式在下文中詳細(xì)描述:
-式II、III、IX至XIII、XVII、XVIIIa、XVIIIb和XVIIIc的化合物在整體混合物中的比例40重量%至95重量%;
-該介質(zhì)包含10重量%至50重量%,更優(yōu)選12重量%至40重量%的式II和/或III的化合物;
-該介質(zhì)包含20重量%至70重量%,更優(yōu)選25重量%至65重量%的式IX至XIII的化合物;
-該介質(zhì)包含4重量%至30重量%,更優(yōu)選5重量%至20重量%的式XVII的化合物;
-該介質(zhì)包含1重量%至20重量%,更優(yōu)選2重量%至15重量%的式XVIIIa、XVIIIb和XVIIIc的化合物。
-該介質(zhì)包含>20重量%,優(yōu)選>24重量%,優(yōu)選25重量%至60重量%的式1的化合物,尤其是式1a1的化合物
-該介質(zhì)包含至少一種式1a或1a1的化合物和至少一種式1b1的化合物。
-該介質(zhì)包含至少一種其中n為2或3的式PPGU-n-F的化合物。
-該介質(zhì)包含至少一種,優(yōu)選兩種或三種其中n和m各自獨(dú)立地為2、3、4或5的式PGP-n-m的化合物。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如上所述的式1至7的化合物在具有標(biāo)準(zhǔn)液晶材料,但是尤其是具有一種或多種式II至XXX的化合物的混合物的使用,導(dǎo)致光穩(wěn)定性的顯著增加和導(dǎo)致相對(duì)較高的雙折射率值,并且同時(shí)觀察到具有低近晶型-向列型轉(zhuǎn)變溫度的寬的向列相,其結(jié)果是改進(jìn)了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。同時(shí),該混合物展現(xiàn)出非常低的閾值電壓和非常良好的VHR值(在UV曝光下)和非常高的清亮點(diǎn)。
在本申請(qǐng)中表述“alkyl”或“alkyl*”涵蓋具有1至6個(gè)碳原子的直鏈和支鏈烷基基團(tuán),尤其是直鏈甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基基團(tuán)。具有2至5個(gè)碳原子的基團(tuán)是通常優(yōu)選的。
表述“alkenyl”或“alkenyl*”涵蓋具有2至6個(gè)碳原子的直鏈和支鏈烯基基團(tuán),尤其是直鏈基團(tuán)。優(yōu)選的烯基基團(tuán)為C2至C7-1E-烯基,C4至C6-3E-烯基,尤其是C2至C6-1E-烯基。特別優(yōu)選的烯基基團(tuán)的實(shí)例為乙烯基,1E-丙烯基,1E-丁烯基,1E-戊烯基,1E-己烯基,3-丁烯基,3E-戊烯基,3E-己烯基,4-戊烯基,4Z-己烯基,4E-己烯基和5-己烯基。具有至多5個(gè)碳原子的基團(tuán)是通常優(yōu)選的,尤其是CH2=CH、CH3CH=CH。
表述“氟代烷基”優(yōu)選涵蓋具有末端氟的直鏈基團(tuán),即,氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基和7-氟庚基。然而,對(duì)于氟來說,沒有排除其他位置。
表述“氧雜烷基”或“烷氧基”優(yōu)選涵蓋式CnH2n+1-O-(CH2)m的直鏈基團(tuán),其中n和m各自獨(dú)立地為1至6的整數(shù)。m也可以是0。優(yōu)選地,n=1和m為1至6或m=0和n=1至3。
通過合適地選擇R0和X0的定義,可以以期望的方式改變響應(yīng)時(shí)間,閾值電壓,透射特性的陡度等。例如,與烷基或烷氧基基團(tuán)相比,1E-烯基基團(tuán),3E-烯基基團(tuán),2E-烯氧基基團(tuán)等通常導(dǎo)致更短的響應(yīng)時(shí)間,改進(jìn)的相列型傾向和彈性常數(shù)k33(彎曲)與k11(斜展)的更高的比率。與烷基和烷氧基基團(tuán)相比,4-烯基基團(tuán),3-烯基基團(tuán)等引起通常更低的閾值電壓和更低的k33/k11的值。根據(jù)本發(fā)明的混合物尤其是因高的△ε值而值得注意和因此具有比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的混合物快得多的切換時(shí)間。
上述式化合物的最佳比率基本上取決于期望的性質(zhì),取決于上述式的組分的選擇和任何存在的其他組分的選擇。
在以上詳細(xì)說明的范圍內(nèi)的合適的比率可容易地根據(jù)不同情況而確定。
上述式的化合物在根據(jù)本發(fā)明的混合物中的總量不是關(guān)鍵的。出于最優(yōu)化各種性質(zhì)的目的,該混合物可因此包含一種或多種其他組分。然而,通常,上述式的化合物的總濃度越高,則所觀察到的對(duì)混合物的性質(zhì)的期望的改進(jìn)的影響越大。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)包含式II至VIII(優(yōu)選II、III、IV和V,尤其是IIa和IIIa)的化合物,其中X0為F、OCF3、OCHF2、OCH=CF2、OCF=CF2或OCF2-CF2H。
可用于根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中的上述式及其子式的各個(gè)化合物是已知的或可以類似于已知化合物來制備。
本發(fā)明還提供了電光學(xué)顯示器,例如具有兩個(gè)平面平行的承載板的STN或MLC顯示器,該承載板與邊框(border)一起形成盒,用于切換在承載板上的單個(gè)像素的集成非線性元件,和在盒內(nèi)具有正介電各向異性和高的比電阻的向列型液晶混合物,該顯示器包含這樣的介質(zhì)以及還有這些介質(zhì)用于電光目的的用途。
根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物使得可獲得的參數(shù)空間的顯著延長??蓪?shí)現(xiàn)的清亮點(diǎn),在低溫下的粘度,熱和UV穩(wěn)定性和高的光學(xué)各向異性的組合遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過來自現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)有的材料。
根據(jù)本發(fā)明的混合物尤其是適用于移動(dòng)應(yīng)用和TFT應(yīng)用,例如手機(jī)和PDA。此外,根據(jù)本發(fā)明的混合物可應(yīng)用于FFS、VA-IPS、OCB和IPS顯示器中。
根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物使得能夠保持低至-20℃和優(yōu)選低至-30℃,更優(yōu)選低至-40℃的向列相,和≥75℃,優(yōu)選≥80℃的清亮點(diǎn),同時(shí)獲得≤110mPa·s,更優(yōu)選≤100mPa·s的旋轉(zhuǎn)粘度γ1,其結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)具有快速切換時(shí)間的優(yōu)異的MLC顯示器。旋轉(zhuǎn)粘度在20℃測(cè)定。
本發(fā)明液晶混合物的介電各向異性△ε在20℃優(yōu)選為≥+7,更優(yōu)選≥+8,尤其是優(yōu)選≥10。該混合物的特征還在于小的操作電壓。根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物的閾值電壓優(yōu)選為≤2.0V。根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物的雙折射率△n在20℃優(yōu)選為≥0.09,更優(yōu)選≥0.10。
根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物的向列相范圍的寬度優(yōu)選為至少90°,尤其是至少100°。該范圍優(yōu)選至少從-25°延伸至+70℃。
顯然的是,通過合適地選擇根據(jù)本發(fā)明的混合物的組分,還可以實(shí)現(xiàn)在較高的閾值電壓下較高的清亮點(diǎn)(例如高于100℃)或在較低的閾值電壓下較低的清亮點(diǎn)并且保持其他有利的性質(zhì)。同樣可以獲得,伴隨著粘度的相應(yīng)小的增加,具有較大的△ε和因此低的閾值的混合物。根據(jù)本發(fā)明的MLC顯示器優(yōu)選在根據(jù)Gooch和Tarry[C.H.Gooch和H.A.Tarry,Electron.Lett.10,2-4,1974;C.H.Gooch和H.A.Tarry,Appl.Phys.,第8卷,1575-1584,1975]第一透射最小值工作;除了特別有利的電光性質(zhì),例如特性的高的陡度和對(duì)比度的低角度依賴性(DE-C 30 22 818)之外,還有閾值電壓,比在第二最小值在類似的顯示器中更小的介電各向異性是足夠的。這使得在第一最小值使用根據(jù)本發(fā)明的混合物可以實(shí)現(xiàn)比在具有氰化合物的混合物的情況下高得多的比電阻。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠,通過合適地選擇各種組分及其重量比例,通過簡單的常規(guī)方法,確定對(duì)于MLC顯示器的給定的層厚所需的雙折射率。
電壓保持比率(HR)的測(cè)量[S.Matsumoto等人,Liquid Crystals5,1320(1989);K.Niwa等人,Proc.SID Conference,San Francisco,June 1984,第304頁(1984);G.Weber等人,Liquid Crystals 5,1381(1989)]已經(jīng)表明根據(jù)本發(fā)明的包含一種或多種式1的化合物、一種或多種式2的化合物、一種或多種式3至5的化合物和一種或多種式6和/或7的化合物的混合物具有比包含式的氰基苯基環(huán)己烷或式的酯的類似的混合物在UV曝光下HR的小得多的降低。
根據(jù)本發(fā)明的混合物的光穩(wěn)定性和UV穩(wěn)定性顯著更好,這是指它們展現(xiàn)出在暴露于光或UV下HR的明顯更小的降低。
根據(jù)本發(fā)明的MLC顯示器的構(gòu)造(包含偏振器、電極基板和具有表面處理的電極)對(duì)應(yīng)于這樣的顯示器的常規(guī)設(shè)計(jì)。表述“常規(guī)設(shè)計(jì)”在此廣泛解釋并且也涵蓋MLC顯示器的所有衍生形式和改變,尤其也是基于正性-Si TFT或MIM的矩陣顯示器元件。
然而,根據(jù)本發(fā)明的顯示器與迄今常規(guī)的基于扭曲向列盒的那些的本質(zhì)差別是液晶層的液晶參數(shù)的選擇。
根據(jù)本發(fā)明可使用的液晶混合物是以常規(guī)的方式生產(chǎn),例如通過將一種或多種式1的化合物和一種或多種式2的化合物與一種或多種式3至5的化合物和一種或多種式6和/或7的化合物與任選地一種或多種II至XXVIII或與其他液晶化合物和/或添加劑混合。通常,將期望量的以較小量使用的組分溶解于組成主要成分的組分中,合適地在升高的溫度下。還可以混合組分在有機(jī)溶劑中的溶液,例如在丙酮、氯仿或甲醇中的溶液,并且在混合后再次移除溶劑,例如通過蒸餾。
電介質(zhì)也可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的和描述在文獻(xiàn)中的其他添加物(addition),例如UV穩(wěn)定劑例如來自Ciba Chemicals的例如770,抗氧化劑,例如TEMPOL、微粒、自由基清除劑、納米顆粒等。例如,可以添加0%至15%的多色性染料或手性摻雜劑。合適的穩(wěn)定劑和摻雜劑在下文在表C和D中詳細(xì)描述。
可以額外將可聚合化合物(稱作反應(yīng)性介晶(RM)),例如如US6,861,107中所公開的,以基于混合物計(jì)優(yōu)選0.12重量%-5重量%,更優(yōu)選0.2%-2%的濃度添加至根據(jù)本發(fā)明的混合物。任選地,這些混合物也可包含如例如US 6,781,665中所述的引發(fā)劑。將引發(fā)劑,例如來自Ciba的Irganox 1076,優(yōu)選以0%至1%的量添加至包含可聚合化合物的混合物。該種類的混合物可用于所謂的聚合物-穩(wěn)定化(PS)模式,其中將進(jìn)行反應(yīng)性介晶在液晶混合物中的聚合,例如用于PS-IPS、PS-FFS、PS-TN、PS-VA-IPS。其前提是液晶混合物本身不含有任何可聚合組分。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,可聚合化合物選自式M的化合物
RMa-AM1-(ZM1-AM2)m1-RMb M
其中各個(gè)基團(tuán)如下所限定:
RMa和RMb各自獨(dú)立地為P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1至25個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基,其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)可各自獨(dú)立地也被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-,以使得沒有氧和/或硫原子彼此直接連接的方式替代,和其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代,其中優(yōu)選RMa和RMb基團(tuán)中的至少一個(gè)是或含有P或P-Sp-基團(tuán),優(yōu)選
RMa和RMb各自獨(dú)立地為P、P-Sp-、H、鹵素、SF5、NO2、烷基、烯基或炔基基團(tuán),其中優(yōu)選RMa和RMb基團(tuán)中的至少一個(gè)是或含有P或P-Sp-基團(tuán),
P為可聚合基團(tuán),
Sp為間隔基團(tuán)或單鍵,
AM1和AM2各自獨(dú)立地為芳族、雜芳族、脂環(huán)族或雜環(huán)基團(tuán),優(yōu)選具有4至25個(gè)環(huán)原子,優(yōu)選碳原子,其也可包含或可含有稠環(huán),和其可任選地被L單-或多取代,
L為P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,任選取代的甲硅烷基,任選取代的具有6至20個(gè)碳原子的芳基,或具有1至25個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基或具有2至25個(gè)碳原子的烯基或炔基,其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、P或P-Sp-替代,優(yōu)選P、P-Sp-、H、OH、CH2OH、鹵素、SF5、NO2、烷基、烯基或炔基基團(tuán),
Y1為鹵素,優(yōu)選F,
ZM1為-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-,-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-,-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-,-CH=CH-、-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0R00或單鍵,
R0和R00各自獨(dú)立地為H或具有1至12個(gè)碳原子的烷基,
Rx為P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基,其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)也可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-,以使得沒有氧和/或硫原子彼此直接連接的方式替代,和其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、P或P-Sp-替代,任選取代的具有6至40個(gè)碳原子的芳基或芳氧基基團(tuán),或任選取代的具有2至40個(gè)碳原子的雜芳基或雜芳氧基基團(tuán),
m1為0、1、2、3或4,和
n1為1、2、3或4,
其中來自RMa、RMb和存在的取代基L的至少一個(gè)取代基,優(yōu)選一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)取代基和更優(yōu)選一個(gè)或兩個(gè)取代基是P或P-Sp-基團(tuán)或含有至少一個(gè)P或P-Sp-基團(tuán)。
式M的特別優(yōu)選的化合物是以下的那些,其中
RMa和RMb各自獨(dú)立地為P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1至25個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基,其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)可各自獨(dú)立地也被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-,以使得沒有氧和/或硫原子彼此直接連接的方式替代,和其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代,其中優(yōu)選RMa和RMb基團(tuán)中的至少一個(gè)是或含有P或P-Sp-基團(tuán),
RMa和RMb各自獨(dú)立地為P、P-Sp-、H、鹵素、SF5、NO2、烷基、烯基或炔基基團(tuán),其中優(yōu)選RMa和RMb基團(tuán)中的至少一個(gè)是或含有P或P-Sp-基團(tuán),
AM1和AM2各自獨(dú)立地為1,4-亞苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、香豆素、黃酮,其中這些基團(tuán)中一個(gè)或多個(gè)CH基團(tuán)也可以被N替代,環(huán)己烷-1,4-二基,其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)也可以被O和/或S替代,1,4-亞環(huán)己烯基、雙環(huán)[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環(huán)[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、茚滿-2,5-二基或八氫-4,7-橋亞甲基茚滿-2,5-二基,其中所有這些基團(tuán)可以是未取代的或被L單-或多取代,
L為P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,任選取代的甲硅烷基,任選取代的具有6至20個(gè)碳原子的芳基,或具有1至25個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基、烷氧基、烷基羰基,烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,或其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、P或P-Sp-替代,
P為可聚合基團(tuán),
Y1為鹵素,優(yōu)選F,
Rx為P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基,其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)也可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-,以使得沒有氧和/或硫原子彼此直接連接的方式替代,和其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、P或P-Sp-替代,任選取代的具有6至40個(gè)碳原子的芳基或芳氧基基團(tuán),或任選取代的具有2至40個(gè)碳原子的雜芳基或雜芳氧基基團(tuán)。
非常特別優(yōu)選的是式M的化合物,其中Rma和Rmb中之一或兩者為P或P-Sp-。
用于根據(jù)本發(fā)明的液晶介質(zhì)和PS模式顯示器的合適和優(yōu)選的RM例如選自下式:
其中各個(gè)基團(tuán)如下所限定:
P1至P3各自獨(dú)立地為可聚合基團(tuán),優(yōu)選具有上下文對(duì)于P詳細(xì)說明的定義之一,更優(yōu)選丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氧雜環(huán)丁烷基、乙烯氧基或環(huán)氧基基團(tuán),
Sp1至Sp3各自獨(dú)立地為單鍵或間隔基團(tuán),優(yōu)選具有上下文給出的Sp的定義之一,和更優(yōu)選-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1為1至12的整數(shù),和其中后面的基團(tuán)中與相鄰環(huán)的鍵合是經(jīng)由氧原子,其中P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-基團(tuán)中的一個(gè)也可以是Raa,
Raa為H、F、Cl、CN或具有1至25個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基,其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)可各自獨(dú)立地也被C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-,以使得沒有氧和/或硫原子彼此直接連接的方式替代,和其中一個(gè)或多個(gè)氫原子也可被F、Cl、CN或P1-Sp1-替代,更優(yōu)選直鏈或支鏈,任選地單-或多氟代的具有1至12個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、或烷基羰基氧基(其中烯基和炔基基團(tuán)具有至少兩個(gè)碳原子和支鏈基團(tuán)具有至少三個(gè)碳原子),
R0和R00在每種情況下是相同或不同的并且各自獨(dú)立地為H或具有1至12個(gè)碳原子的烷基,
Ry和Rz各自獨(dú)立地為H、F、CH3或CF3,
Z1為-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Z2和Z3各自獨(dú)立地為-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n為2、3或4,
L在每種情況下是相同或不同的并且具有上文在式M下給出的含義,優(yōu)選F,Cl,CN,或直鏈或支鏈,任選地單-或多氟代的具有1至12個(gè)碳原子的烷基、烷氧基、烯基、炔基,烷基羰基,烷氧基羰基或烷基羰基氧基,優(yōu)選F,
L'和L"各自獨(dú)立地為H、F或Cl,
X1至X3彼此獨(dú)立地為–CO-O-、-O-CO-或單鍵,
r為0、1、2、3或4,
s為0、1、2或3,
t為0、1或2,和
x為0或1。
合適的可聚合化合物在,例如,表E中列出。
優(yōu)選地,根據(jù)本申請(qǐng)的液晶介質(zhì)含有總共0.01%至3%,優(yōu)選0.1%至1.0%,更優(yōu)選0.1%至0.5%的可聚合化合物。
尤其優(yōu)選的是式M2、M13、M17、M22、M23、M24和M30的可聚合化合物。
額外優(yōu)選的是式M15至M31,尤其是M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30和M31的可聚合化合物。
本發(fā)明因此還提供了根據(jù)本發(fā)明的混合物在電光學(xué)顯示器中的用途和根據(jù)本發(fā)明的混合物在快門眼鏡中的用途,尤其是用于3D應(yīng)用,和在TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、PS-FFS和PS-VA-IPS顯示器中的用途。
在本申請(qǐng)中和在以下的實(shí)例中,液晶化合物的結(jié)構(gòu)是以根據(jù)表A轉(zhuǎn)變成化學(xué)式的縮略詞的形式闡明的。所有CnH2n+1和CmH2m+1基團(tuán)是具有n或m個(gè)碳原子的直鏈烷基基團(tuán);n、m和k是整數(shù)并且優(yōu)選為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,和更優(yōu)選1、2、3、4、5、6或7。根據(jù)表B的代碼是顯而易見的。表A僅闡明了基體骨架(base skeleton)的縮略詞。在一些具體的情況下,以下是由破折號(hào)與基體骨架的縮略詞隔開的R1*、R2*、L1*和L2*取代基的代碼:
優(yōu)選的混合物組分可在表A和B中發(fā)現(xiàn)。
表A
表B
在以下的式中,n和m各自獨(dú)立地為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,尤其是2、3、5,或者也可為0、4、6,最優(yōu)選不是0。
特別優(yōu)選的是液晶混合物,其以及式1和2和(3至5)和6和/或7的化合物,包含至少一種、兩種、三種、四種或更多種來自表B的化合物。
表C
表C詳細(xì)說明了通常添加到根據(jù)本發(fā)明的混合物的可能的摻雜劑。優(yōu)選地,該混合物包含0重量%至10重量%,尤其是0.01重量%至5重量%和更優(yōu)選0.01重量%至3重量%的摻雜劑。
表D
可以以0重量%至10重量%的量添加到,例如,根據(jù)本發(fā)明的混合物中的穩(wěn)定劑在下文中詳細(xì)說明。
n=1、2、3、4、5、6或7
n=1、2、3、4、5、6或7
n=1、2、3、4、5、6或7
表E
表E整理了可用于根據(jù)本發(fā)明的LC介質(zhì)中的實(shí)施例化合物(優(yōu)選作為反應(yīng)性介晶化合物)。如果根據(jù)本發(fā)明的混合物含有一種或多種反應(yīng)性化合物,則它們優(yōu)選以0.01重量%至5重量%的量使用。對(duì)于聚合,添加引發(fā)劑或兩種或更多種引發(fā)劑的混合物可以是必要的。引發(fā)劑或引發(fā)劑混合物優(yōu)選基于混合物計(jì)以0.001重量%至2重量%的量添加。合適的引發(fā)劑為,例如,(來自BASF)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,介晶介質(zhì)包含一種或多種選自表E的化合物的化合物。
以下的混合物實(shí)施例旨在說明本發(fā)明,而不是限制本發(fā)明。
上下文的百分比數(shù)字是重量百分比。所有溫度是以攝氏度報(bào)告。M.p.是指熔點(diǎn);C.p.=清亮點(diǎn)。此外,C=晶態(tài),N=相列相,S=近晶相和I=各向同性相。這些符號(hào)之間的數(shù)字是轉(zhuǎn)變溫度。此外,
-△n是指在589nm和20℃的光學(xué)各向異性,
-γ1是指在20℃的旋轉(zhuǎn)粘度(mPa·s),
-△ε是指在20℃和1kHz的介電各向異性(△ε=ε||-ε⊥,其中ε||是指平行于分子縱軸的介電常數(shù)和ε⊥是指與其成直角的介電常數(shù)),
-V10是指在第一最小值(即,在0.5μm的d·△n值)在20℃在TN盒(90度扭曲)中測(cè)定的對(duì)于10%透射的電壓(V)(與板表面呈直角的視角方向)(閾值電壓),
-V0是通過電容性的方法在反向平行-摩擦的盒中在20℃測(cè)定的Fréedericksz閾值電壓。
所有物理性質(zhì)是根據(jù)“Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals”Status 1997年11月,Merck KGaA,Germany測(cè)定的并且適用于20℃的溫度,除非另有明確說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
實(shí)施例1
對(duì)比實(shí)施例1:
與來自實(shí)施例1的混合物對(duì)比,來自對(duì)比實(shí)施例1的混合物不含有任何式2的化合物并且具有較高的粘度。
實(shí)施例2
對(duì)比實(shí)施例2:
與來自實(shí)施例2的混合物對(duì)比,來自對(duì)比實(shí)施例2的混合物不含有任何式2的化合物并且具有較高的粘度。
實(shí)施例3
對(duì)比實(shí)施例3:
與來自實(shí)施例3的混合物對(duì)比,來自對(duì)比實(shí)施例3的混合物不含有任何式2的化合物并且具有較高的粘度。
實(shí)施例4
對(duì)比實(shí)施例4:
與來自實(shí)施例4的混合物對(duì)比,來自對(duì)比實(shí)施例4的混合物不含有任何式2的化合物并且具有較高的粘度。
實(shí)施例5
實(shí)施例6
實(shí)施例7
實(shí)施例8
實(shí)施例9
實(shí)施例10
將0.04%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例10的混合物:
實(shí)施例11
實(shí)施例12
實(shí)施例13
實(shí)施例14
實(shí)施例15
實(shí)施例16
實(shí)施例17
將0.04%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例17的混合物:
將0.4%的以下化合物作為反應(yīng)性介晶添加至所得的混合物:
實(shí)施例18
將0.04%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例18的混合物:
實(shí)施例19
實(shí)施例20
將0.04%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例20的混合物:
實(shí)施例21
將0.05%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例21的混合物:
實(shí)施例22
實(shí)施例23
0.05%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例23的混合物:
實(shí)施例24
將0.05%的以下化合物作為穩(wěn)定劑添加至來自實(shí)施例24的混合物: