專利名稱：液晶介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有吡喃環(huán)的液晶化合物，涉及液晶介質(zhì)，涉及具有非常短的響應(yīng)時(shí)間和良好的陡度和角度依賴性的扭轉(zhuǎn)向列型(TN)和超扭轉(zhuǎn)向列型(STN)液晶顯示器，和涉及其中所使用的新型向列型液晶混合物。
TN顯示器例如可以從M.Schadt和W.Helfrich，Appl.Phys.Lett.，18，127(1971)獲知。STN顯示器例如可從EP0131216B1；DE3423993A1；EP0098070 A2；M.Schadt和F.Leenhouts，17thFreiburg Congress on Liquid Crystals(8.-10.04.87)；K.Kawasaki等，SID 87 Digest 391(20.6)；M.Schadt和F.Leenhouts，SID 87 Digest 372(20.1)；K.Katoh等，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.26，No.11，L 1784-L 1786(1987)；F.Leenhouts等，Appl.Phys.Lett.50(21)，1468(1987)；HA.van Sprang和H.G.Koopman，J.Appl.Phys.62(5)，1734(1987)；T.J.Scheffer和J.Nehring，Appl.Phys.Lett.45(10)，1021(1984)，M.Schadt和F.Leenhouts，Appl. Phys.Lett.50(5)，236(1987)和E.P.Raynes，Mol.Cryst.Liq.Cryst.Letters Vol.4(1)，pp.1-8(1986)獲知。該術(shù)語STN這里覆蓋具有在160°和360°之間的扭轉(zhuǎn)角的任何相對高度扭轉(zhuǎn)顯示元件，例如根據(jù)Waters等的顯示元件(C.M.Waters等，Proc.Soc.Inf.Disp.(New York)(1985)(3rd Intern.DisplayConference，Kobe，Japan)，STN-LCDs(DE-A 35 03 259)，SBE-LCDs(T.J.Scheffer和J.Nehring，Appl.Phys.Lett.45(1984)1021)，OMI-LCDs(M.Schadt和F.Leenhouts，Appl.Phys.Lett.50(1987)，236，DST-LCDs(EP-A 0 246 842)或BW-STN-LCDs(K.Kawasaki等，SID 87 Digest 391(20.6))。
STN顯示器與標(biāo)準(zhǔn)TN顯示器相比的區(qū)別在于電光學(xué)特征線的好得多的陡度(steepnesses)，和與其相關(guān)的更好的對比度值，和在于對比度的低得多的角度依賴性。
特別理想的是具有非常短的響應(yīng)時(shí)間的TN和STN顯示器，尤其還在較低溫度下。為了實(shí)現(xiàn)短的響應(yīng)時(shí)間，液晶混合物的旋轉(zhuǎn)粘度迄今已經(jīng)通過使用具有較高蒸汽壓力的大部分單變的(mostly monotropic)添加劑來優(yōu)化。然而，所實(shí)現(xiàn)的響應(yīng)時(shí)間不適用于每一應(yīng)用。
為了在根據(jù)本發(fā)明的顯示器中實(shí)現(xiàn)陡的電光學(xué)特征線，該液晶混合物應(yīng)該具有對于在彈性常數(shù)K33/K11之間的比率來說的較大值和對于Δε/εi來說的較小值，其中Δε是介電各向異性和ε1是與縱向分子軸垂直的介電常數(shù)。
除了對比度和響應(yīng)時(shí)間的優(yōu)化，進(jìn)一步的重要要求是由這一類型的混合物構(gòu)成1.寬的傾角(d/p)窗口2.高的長期化學(xué)穩(wěn)定性3.高電阻4.臨界電壓的低頻率和溫度依賴性。
所實(shí)現(xiàn)的參數(shù)組合仍然是不夠的，尤其對于高-多路轉(zhuǎn)換速率STN顯示器(具有在大約1/400左右的多路轉(zhuǎn)換速率)，而且對于中和低的多路轉(zhuǎn)換速率STN顯示器(具有分別在大約1/64和1/16附近的多路轉(zhuǎn)換速率)和TN顯示器也是如此。這部分地歸因于以下事實(shí)，各種要求是以相反的方式受到材料參數(shù)的影響。
因此，對于TN和STN顯示器，尤其對于具有非常短的響應(yīng)時(shí)間的，同時(shí)具有大的工作溫度范圍、高的特征線陡度、對比度的良好角度依賴性和滿足上述要求的低臨界電壓的中-和低-多路轉(zhuǎn)換速率STN顯示器，有更大的需求。
本發(fā)明的目的是提供液晶介質(zhì)，尤其用于TN和STN顯示器，它不具有上述缺點(diǎn)或僅僅在較低程度上具有上述缺點(diǎn)，和同時(shí)具有短的響應(yīng)時(shí)間，尤其在低溫下，和很好的陡度。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)此外適合于IPS(in-plane switching)應(yīng)用。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，如果使用一種液晶混合物，則這一目的能夠?qū)崿F(xiàn)，該混合物包括通式A的一種或多種化合物 和通式B的至少一種化合物 其中Ra和Rb各自彼此獨(dú)立地是H，或未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡-C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代但要求O原子不直接彼此連接， 和 各自獨(dú)立地是， 或 至少一個(gè)環(huán)是 或
Z1和Z2各自獨(dú)立地是-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-，-OCH2-，-CF2O-，-OCF2-，-C≡C-，-CF＝CF-，-CH＝CH-，-COO-，-CH2-，-(CH2)3-或單鍵，a是0或1，L1至L9彼此獨(dú)立地是H或F，和Y是F，Cl，SF5，NCS，SCN，CN，OCN，或單鹵代的或多鹵代的烷基，烷氧基，鏈烯基或鏈烯氧基基團(tuán)，各具有至多5個(gè)碳原子。
含有吡喃環(huán)的通式A的化合物與通式B的化合物的聯(lián)用可得到，尤其，TN和STN混合物，它們與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于相對高的澄清點(diǎn)，良好的光學(xué)各向異性值(Δn)和非常高的介電各向異性值和在于顯著改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)粘度。
通式A和B的化合物在用于根據(jù)本發(fā)明的TN和STN顯示器中的混合物中的使用會導(dǎo)致●電光學(xué)特征線的高陡度，●臨界電壓的低的溫度依賴性，●非?？斓捻憫?yīng)時(shí)間，尤其在低溫下。
通式A和B的化合物顯著地縮短了，尤其，TN和STN混合物的響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)提高了該陡度和降低了臨界電壓的溫度依賴性。
根據(jù)本發(fā)明的混合物進(jìn)一步體現(xiàn)特征于下列優(yōu)點(diǎn)-它們具有低粘度，-它們具有低的閾電壓和工作電壓，和-它們影響在低溫下在顯示器中的長儲存期限。
本發(fā)明此外涉及液晶顯示器，它具有-兩個(gè)外板，它們與框架一起形成晶體池，-位于晶體池中的正性介電各向異性的向列型液晶混合物，-在外板的內(nèi)側(cè)上有校準(zhǔn)層的電極層，-在外板的表面上的分子的縱軸與外板相互之間的傾角為0度到30度，和-在22.5°和600°之間的晶體池中液晶混合物的從校準(zhǔn)層到校準(zhǔn)層的扭轉(zhuǎn)角，-向列型液晶混合物，由以下組分組成a)15-75wt％的液晶組分A，它由具有大于+1.5的介電各向異性的一種或多種化合物組成；b)2-85wt％的液晶組分B，它由具有在-1.5和+1.5之間的介電各向異性的一種或多種化合物組成；c) 0-20wt％的液晶組分D，它由具有低于-1.5的介電各向異性的一種或多種化合物組成；和d)如果需要的話，旋光活性組分C，其用量應(yīng)使得在層厚度(外板的間隙)和手性向列型液晶混合物的自然螺距之間的比率是大約0.2到1.3，特征在于組分A包括通式A的至少一種化合物 和通式B的至少一種化合物 其中Ra，Rb，環(huán)A，環(huán)B，a，Z1，Z2，L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9和Y如以上所定義。
本發(fā)明還涉及含有根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物的TN和STN顯示器，尤其中-和低-多路轉(zhuǎn)換STN顯示器。
通式A和B的化合物在IPS混合物中的使用會導(dǎo)致由于降低的旋轉(zhuǎn)粘度而改進(jìn)的響應(yīng)時(shí)間和導(dǎo)致監(jiān)視器和TV應(yīng)用的驅(qū)動電壓的下降。
通式A覆蓋了，尤其，亞通式A-1到A-56的化合物





其中Ra如在權(quán)利要求1中所定義。
本發(fā)明也涉及通式A，尤其通式A-1到A-24和A-29到A-52的化合物。
在通式A-1到A-56的化合物當(dāng)中，在根據(jù)本發(fā)明的混合物中特別優(yōu)選的是通式A-1，A-2，A-3，A-4，A-7，A-8，A-9，A-10，A-13，A-14，A-15，A-16，A-17，A-18，A-22，A-25，A-26，A-27和A-28，此外A-29，A-30，A-31，A-32，A-35，A-36，A-37，A-38，A-41，A-42，A-43，A-44，A-45，A-46，A-50，A-53，A-54，A-55和A-56的化合物。
特別優(yōu)選的是通式A-2，A-8，A-15，A-17，A-18和A-27的化合物。
特別優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的混合物，它包括通式A-2和/或A-8的至少一種化合物。
在通式A和A-1到A-12中，Ra特別優(yōu)選是具有2-7個(gè)碳原子的直鏈烷基或烷氧基、1E-鏈烯基或3E-鏈烯基。
Y優(yōu)選是F，Cl，CN，CF3，C2F5，C3F7，CF2H，OCF3，OCF2H，OCFHCF3，OCFHCFH2，OCFHCF2H，OCF2CH3，OCF2CFH2，OCF2CF2H，OCF2CF2CF2H，OCF2CF2CFH2，OCFHCF2CF3，OCFHCF2CF2H，OCFHCFHCF3，OCH2CF2CF3，OCF2CF2CF3，OCF2CFHCFH2，
OCF2CH2CF2H，OCFHCF2CFH2，OCFHCFHCF2H，OCFHCH2CF3，OCH2CFHCF3，OCH2CF2CF2H，OCF2CFHCH3，OCF2CH2CFH2，OCFHCF2CH3，OCFHCFHCFH2，OCFHCH2CF3，OCH2CF2CFH2，OCH2CFHCF2H，OCF2CH2CH3，OCFHCFHCH3，OCFHCH2CFH2，OCH2CF2CH3，OCH2CFHCFH2，OCH2CH2CF2H，OCHCH2CH3，OCH2CFHCH3，OCH2CH2CF2H，OCClFCF3，OCClFCClF2，OCClFCFH2，OCFHCCl2F，OCClFCF2H，OCClFCClF2，OCF2CClH2，OCF2CCl2H，OCF2CCl2F，OCF2CClFH，OCF2CClF2，OCF2CF2CClF2，OCF2CF2CCl2F，OCClFCF2CF3，OCClFCF2CF2H，OCClFCF2CClF2，OCClFCFHCF3，OCClFCClFCF3，OCCl2CF2CF3，OCClHCF2CF3，OCClFCF2CF3，OCClFCClFCF3，OCF2CClFCFH2，OCF2CF2CCl2F，OCF2CCl2CF2H，OCF2CH2CClF2，OCClFCF2CFH2，OCFHCF2CCl2F，OCClFCFHCF2H，OCClFCClFCF2H，OCFHCFHCClF2，OCClFCH2CF3，OCFHCCl2CF3，OCCl2CFHCF3，OCH2CClFCF3，OCCl2CF2CF2H，OCH2CF2CClF2，OCF2CClFCH3，OCF2CFHCCl2H，OCF2CCl2CFH2，OCF2CH2CCl2F，OCClFCF2CH3，OCFHCF2CCl2H，OCClFCClFCFH2，OCFHCFHCCl2F，OCClFCH2CF3，OCFHCCl2CF3，OCCl2CF2CFH2，OCH2CF2CCl2F，OCCl2CFHCF2H，OCClHCClFCF2H，OCF2CClHCClH2，OCF2CH2CCl2H，OCClFCFHCH3，OCF2CClFCCl2H，OCClFCH2CFH2，OCFHCCl2CFH2，OCCl2CF2CH3，OCH2CF2CClH2，OCCl2CFHCFH2，OCH2CClFCFCl2，OCH2CH2CF2H，OCClHCClHCF2H，OCH2CCl2CF2H，OCClFCH2CH3，OCFHCH2CCl2H，OCClHCFHCClH2，OCH2CFHCCl2H，OCCl2CH2CF2H，OCH2CCl2CF2H，CH＝CF2，CF＝CF2，OCH＝CF2，OCF＝CF2，CH＝CHF，OCH＝CHF，CF＝CHF，OCF＝CHF，尤其是F，Cl，CN，CF3，CF2H，C2F5，C3F7，OCF3，OCF2H，OCFHCF3，OCFHCFH2，OCFHCF2H，OCF2CH3，OCF2CFH2，OCF2CF2H，OCF2CF2CF2H，OCF2CF2CFH2，OCFHCF2CF3，OCFHCF2CF2H，OCF2CF2CF3，OCF2CHFCF3，OCClFCF2CF3.
通式B覆蓋了，尤其，亞通式B-1到B-6的化合物
其中Rb如在權(quán)利要求1中所定義。
特別優(yōu)選的是這樣的化合物，其中Rb是具有1-7個(gè)碳原子的直鏈烷基或具有2-7個(gè)碳原子的鏈烯基。特別優(yōu)選是通式B-1，B-2和B-4的化合物。
通式A和B的化合物在根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物中的使用會導(dǎo)致了特別低的旋轉(zhuǎn)粘度值和獲得具有高的陡度和快速響應(yīng)時(shí)間(尤其在低溫下)的TN和STN顯示器。
除了通式A的化合物，組分A，或根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物，優(yōu)選另外包括一種或多種3，4，5-三氟苯基化合物，后者選自通式IIa到IIk的化合物

其中R2是H，未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代，但要求O原子不直接彼此連接。
除通式A和B的化合物之外，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)可以另外包括通式II*a到II*s的含有極性端基團(tuán)的一種或多種化合物


其中R2與Ra相同定義，以及L3和L4彼此獨(dú)立地是H或F。在這些化合物中的R2特別優(yōu)選是具有至多7個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基或烷氧基。
根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)或組分A特別優(yōu)選地包括通式IIa，IIb，IIc，IId，IIe，IIf，IIg，IIj，II*b，II*c，II*d，II*f和/或II*i的化合物，尤其通式IIa，IIb，IId，IIi，II*a和II*i的化合物。
除了通式B的一種或多種化合物，根據(jù)本發(fā)明的混合物優(yōu)選包括通式IIIa到IIIj的一種或多種氰基化合物
其中R3與Ra相同定義，和L1、L2和L5彼此獨(dú)立地是H或F。在這些化合物中的R3特別優(yōu)選是具有至多7個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基或烷氧基。
特別優(yōu)選的是一種混合物，它包括通式IIIb、IIIc、IIIf和IIIi的一種或多種化合物，尤其其中L1和/或L2是F的那些。
此外優(yōu)選的是一種混合物，它包括通式IIIf和/或IIIg的一種或多種化合物，其中L2是H和L1是H或F，尤其F。
通式A、B和通式IIa-IIk，II*a-II*s和IIIa-IIIj和它們的亞通式的各化合物，或能夠用于根據(jù)本發(fā)明的該混合物或TN和STN顯示器中的其它化合物是本身已知的或能夠與已知化合物類似地制備。
通式A的化合物具有低的粘度，尤其低的旋轉(zhuǎn)粘度，和低的彈性常數(shù)K33/K11的比率，因此導(dǎo)致了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的短響應(yīng)時(shí)間，而高的介電各向異性的通式B化合物的存在(尤其以提高的濃度)引起粘度的降低。
優(yōu)選的液晶混合物包括組分A的一種或多種化合物，優(yōu)選以15％到75％，特別優(yōu)選20％到65％的比例存在。這些化合物具有Δε≥+3，尤其≥+8，特別優(yōu)選≥+12的介電各向異性。
進(jìn)一步優(yōu)選的混合物包括·通式A的一種或多種，尤其兩種到四種的化合物，·在各情況下通式A的一種，兩種或三種化合物，·通式B的一種或多種，尤其一種或兩種的化合物，·通式IIIa，IIIb，IIIc和/或IIIf的一種或多種，尤其兩種到五種，的化合物。
優(yōu)選的液晶混合物包括組分B的一種或多種化合物，優(yōu)選以2到85％的比例，優(yōu)選5-80％，進(jìn)一步優(yōu)選5-75％。B組的化合物尤其體現(xiàn)特征于它們的低旋轉(zhuǎn)粘度值γ1。
組分B優(yōu)選包括通式IV的一種或多種化合物 其中m是0或1，R4是具有2-7個(gè)碳原子的鏈烯基，R5與Ra定義相同或，如果m＝1，另外是F，Cl，CF3或OCF3，L1和L2彼此獨(dú)立地是H或F。
通式IV的特別優(yōu)選的化合物是其中R4是具有2-7個(gè)碳原子的鏈烯基的那些化合物，尤其是以下通式的那些化合物
其中R3a和R4a彼此獨(dú)立地是H，CH3，C2H5或n-C3H7，和烷基是具有1-7個(gè)碳原子的烷基。
特別優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的TN和STN顯示器，其中液晶混合物包括通式IV-1和/或IV-3的至少一種化合物，式中R3a和R4a各自具有相同的意義，和其中液晶混合物包括通式IV-5的至少一種化合物的顯示器。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的混合物包括通式IV-6的一種或多種化合物。
組分B優(yōu)選此外包括選自通式V-1到V-9的雙環(huán)化合物中的化合物

和/或選自通式V-10到V-27的三環(huán)化合物中的一種或多種化合物
和/或選自通式V-28到V-34的四環(huán)化合物中的一種或多種化合物
其中R6和R7與通式A中的Ra定義相同，和L是H或F。
特別優(yōu)選的是通式V-25到V-34的化合物，其中R6是烷基和R7是烷基或烷氧基，尤其烷氧基，各具有1到7個(gè)碳原子。此外優(yōu)選的是其中L是F的通式V-25、V-28和V-34的化合物。
在通式V-1到V-34的化合物中的R6和R7特別優(yōu)選是具有1-12個(gè)碳原子的直鏈烷基或烷氧基。
特別優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的混合物，它包括通式B-3a和/或B-5a的一種或多種化合物。
混合物優(yōu)選包括2-25wt％，尤其2-15wt％的通式B-5a的化合物。如果需要，該液晶混合物包含旋光活性組分C，其含量應(yīng)使得在層厚度(外板的間隙)與手性向列型液晶混合物的自然螺距之間的比率大于0.2。多種手性摻雜劑，其中一些是可從市場上買到的，可以由所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員用于該組分，例如膽甾醇壬酸酯，S-811，S-1011和S-2011，可從Merck KGaA，Darmstadt商購，和CB15(BDH，Poole，UK)。摻雜劑的選擇本身不是關(guān)鍵的。
組分C的化合物的比例優(yōu)選是0到10％，尤其0到5％，特別優(yōu)選0到3％。
如果需要，根據(jù)本發(fā)明的混合物也可包括至多20％的具有低于-2的介電各向異性的一種或多種化合物(組分D)。
如果混合物包括組分D的化合物，則這些優(yōu)選是含有結(jié)構(gòu)單元2，3-二氟-1，4-亞苯基的一種或多種化合物，例如在DE-A 38 07 801，3807861，38 07 863，38 07 864或38 07 908中描述的化合物。特別優(yōu)選的是含有這一結(jié)構(gòu)單元的二苯乙炔類化合物(tolans)，描述在國際專利申請PCT/DE88/00133中。
組分D的其它已知化合物是，例如，2，3-二氰基氫醌的衍生物或含有結(jié)構(gòu)單元 或 的環(huán)己烷衍生物，如在DE-A 32 31707和DE-A 34 07 013中所述。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器優(yōu)選不包括組分D的化合物。
在Ra，Rb，R2，R3，R4，R5，R6和R7的定義中的術(shù)語“鏈烯基”覆蓋直鏈和支化鏈烯基基團(tuán)，尤其直鏈基團(tuán)。特別優(yōu)選的鏈烯基是C2-C7-1E-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，尤其C2-C7-1E-鏈烯基，C4-C7-3E-鏈烯基和C5-C7-4-鏈烯基。
優(yōu)選的鏈烯基基團(tuán)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，6-庚烯基等等。具有至多5個(gè)碳原子的基團(tuán)一般是優(yōu)選的。
進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案涉及根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物，它
-另外包括通式Va和/或Vb的一種或多種，特別優(yōu)選一種、兩種或三種的雜環(huán)化合物 其中R6和R7如以上所定義，和Y是F或Cl，其中Va和Vb的化合物的比例優(yōu)選是2到35％，尤其5到20％，-另外包括通式T2a，T2b和/或T2c的一種或多種，特別優(yōu)選一種，兩種或三種的二苯乙炔化合物 其中R6和R7如以上所定義。
選自由T2a，T2b和/或T2c組成的組中的化合物的比例優(yōu)選是2到20％，尤其4到12％。根據(jù)本發(fā)明的混合物優(yōu)選包括通式T2a和/或T2b的兩種或三種化合物。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，混合物包括-通式A-2的至少一種化合物 和通式B-1的至少一種化合物 -通式Iij的至少一種化合物；-通式T2c的至少一種二苯乙炔化合物；-通式A的至少兩種，尤其三種化合物；-通式B的至少兩種，尤其三種化合物；-通式T2a的至少一種化合物和通式T2b的至少一種化合物；-通式VI的至少一種化合物 其中L1是H或F；-通式VII的至少一種化合物 其中烷基和烷基*各自彼此獨(dú)立地是具有1-7個(gè)碳原子的烷基。
-至少2-30wt％，優(yōu)選2-25wt％，尤其3-15wt％的通式VII的化合物-至少2.5wt％的通式IV5的化合物；-5-30wt％，優(yōu)選10-25wt％的通式A的化合物；-3-30wt％，優(yōu)選3-20％的通式B的化合物；-通式A的化合物的至少三種同系物，其中Ra優(yōu)選是C2H5、n-C3H7和n-C5H11。
進(jìn)一步特別優(yōu)選的實(shí)施方案涉及液晶混合物，它包括-通式A和B的總共三至六種化合物，其中這些化合物相對于整個(gè)混合物的比例是25-65％，尤其30-55％，-20％以上的具有正的介電各向異性，尤其具有Δε≥+12的化合物。
根據(jù)本發(fā)明的混合物體現(xiàn)特征于，尤其當(dāng)用于高的層厚度的TN和STN顯示器中時(shí)，極低的總響應(yīng)時(shí)間(ttot＝ton+toff)。
用于根據(jù)本發(fā)明的TN和STN池中的液晶混合物是介電正性的，其中Δε≥1。特別優(yōu)選的是Δε≥3，尤其Δε≥5的液晶混合物。
根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物具有對于臨界電壓V10/0/20和對于旋轉(zhuǎn)粘度γ1來說的合適值。如果光程差d·Δn的值是預(yù)先規(guī)定的，則層厚度d的值是由光學(xué)各向異性Δn決定的。尤其在較高的d·Δn值下，具有對于光學(xué)各向異性來說的較高值的本發(fā)明液晶混合物的使用一般是優(yōu)選的，因?yàn)閐的值能夠選擇為較小值，這導(dǎo)致了響應(yīng)時(shí)間的更合適的值。然而，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器-它含有具有較小Δn值的根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物-也體現(xiàn)特征于該響應(yīng)時(shí)間的理想數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物此外體現(xiàn)特征于電光學(xué)特征線的陡度的理想值，并能夠以高的多路轉(zhuǎn)換速率來操作，尤其在高于20℃的溫度下。另外，根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物具有高穩(wěn)定性和對于電阻和臨界電壓的頻率依賴性而言的理想值。根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器具有大的工作-溫度范圍和對比度的良好角度依賴性。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器元件從起偏振鏡，電極基板和電極所形成的構(gòu)造對應(yīng)于這一類型的顯示元件的平常結(jié)構(gòu)，其中電極已進(jìn)行表面處理以使得在各情況下與其相鄰的液晶分子的優(yōu)先校準(zhǔn)器(導(dǎo)向器)通常被引起從一個(gè)電極到另一個(gè)電極而扭轉(zhuǎn)160°到720°的值。這里的術(shù)語“平常結(jié)構(gòu)”是廣義上引出并且還覆蓋TN和STN池的全部派生和改進(jìn)，尤其也包括矩陣顯示元件和含有附加的磁鐵的顯示元件。
在兩個(gè)外板上表面傾角可以相同或不同。相同的傾角是優(yōu)選的。優(yōu)選的TN顯示器具有在外板表面上分子的縱軸與外板之間的預(yù)傾角為0°到7°，優(yōu)選0.01°到5°，尤其0.1°到2°。在STN顯示器中，預(yù)傾角是1°到30°，優(yōu)選1°到12°和尤其3°到10°。
在該池中TN混合物的扭轉(zhuǎn)角具有在22.5°和170°之間，優(yōu)選在45°和130 °之間和尤其在80°和115°之間的值。該池中STN混合物的從校準(zhǔn)層到校準(zhǔn)層的扭轉(zhuǎn)角具有在100°和600°之間，優(yōu)選在170°和300°之間和尤其在180°和270°之間的值。
根據(jù)本發(fā)明可使用的液晶混合物可按照本身常規(guī)的方法來制備。通常，將所需量的使用組分以較低量溶于構(gòu)成主成分的組分，有利地在升高的溫度下。還有可能將組分的溶液混入有機(jī)溶劑，例如混入丙酮，氯仿或甲醇中，和在充分混合之后再次除去溶劑，例如通過蒸餾。
該電介質(zhì)也可包括為所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員所已知的和描述在文獻(xiàn)中的其它添加劑。例如，可以使用0-15％的多向色的染料、穩(wěn)定劑，例如Ciba公司的Tinuvin_、抗氧化劑、UV吸收劑等等。
在本申請和在下面的實(shí)施例中，液晶化合物的結(jié)構(gòu)是利用首字母縮寫詞來表示，根據(jù)表A和B來轉(zhuǎn)變成化學(xué)式。全部基團(tuán)CnH2n+1和CmH2m+1是分別具有n和m個(gè)碳原子的直鏈烷基。該鏈烯基基團(tuán)具有反式構(gòu)型。在表B中的譯碼是不言自明的。在表A中僅僅給出了母體結(jié)構(gòu)的首字母縮寫詞。在各情況下，在母體結(jié)構(gòu)的首字母縮寫詞之后接著是，被破折號分開的、在下表中對于取代基R1*，R2*，L1*，L2*和L3*所給出的代碼。
R1*，R2*，L1*，L2*， R1*R2*L1*L2*L3*L3*的代碼nm CnH2n+1CmH2m+1H H HnOmOCnH2n+1CmH2m+1H H HnO.m CnH2n+1OCmH2m+1H H Hn CnH2n+1CNH H HnN.F CnH2n+1CNH H FnN.F.F CnH2n+1CNH F FnF CnH2n+1F H H HnOFOCnH2n+1F H H HnF.F CnH2n+1F H H FnmFCnH2n+1CmH2m+1F H HnOCF3 CnH2n+1OCF3H H Hn-Vm CnH2n+1-CH＝CH-CmH2m+1H H HnV-Vm CnH2n+1-CH＝CH--CH＝CH-CmH2m+1H H Hn.F.F.FCnH2n+1F H F F該顯示器，尤其TN-，STN-和IPS顯示器，優(yōu)選含有由表A和B中的一種或多種化合物組成的液晶混合物。
表A(L1*，L2*，L3*＝H或F)


表B



表C表C顯示了能夠被加入到本發(fā)明的混合物中的摻雜劑。混合物優(yōu)選包括0.01-10wt％的摻雜劑。


表D能夠添加例如到根據(jù)本發(fā)明的混合物中的穩(wěn)定劑如下所示




下列實(shí)施例用于說明本發(fā)明但不代表限制意味。使用下列縮寫cl.p. 澄清點(diǎn)(向列型-各向同性相轉(zhuǎn)變溫度)，S-N近晶狀液晶-向列相轉(zhuǎn)變溫度，V20流動粘度(mm2/s，在20℃下，除非另有說明)，Δn光學(xué)各向異性(589nm，20℃)Δε 介電各向異性(1kHz，20℃)γ1旋轉(zhuǎn)粘度(mPa.s，20℃)陡度 特征線陡度＝(V90/V10-1)·100[％]V10臨界電壓＝在10％的相對對比度下的特征電壓，V90在90％的相對對比度下的特征電壓，tave(ton+toff/2(平均響應(yīng)時(shí)間)ton從接通電源到達(dá)到90％的最高對比度為止的時(shí)間，toff從關(guān)閉電源到達(dá)到10％的最高對比度為止的時(shí)間，mux多路轉(zhuǎn)換速率tstore低溫貯存穩(wěn)定性，小時(shí)(-20℃、-30℃、-40℃)在上文和下文中，全部溫度是以℃給出。百分比是重量百分率。全部值涉及到20℃，除非另有說明。該顯示器不用多路轉(zhuǎn)換來尋址，除非另有說明。
實(shí)施例1ME2N.F 6.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 95.0ME3N.F 7.00％ Δn[589nm，20℃] 0.1419ME4N.F 11.00％ Δε[1kHz，20℃] 28.3ME5N.F 10.00％ γ1[20℃；mPa.s]334CGU-2-F 8.00％ T扭轉(zhuǎn)[°] 240CGU-3-F 8.00％CCZU-2-F 4.00％CCZU-3-F 10.50％CCZU-5-F 4.00％CCPC-33 2.00％CCPC-34 2.00％CBC-33F 5.00％CBC-53F 5.00％CBC-55F 5.00％CPTP-301 3.50％APU-3-F 9.00％
實(shí)施例2PCH-3N.F.F12.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 106.0ME2N.F2.00％ Δn[589nm，20℃]0.1388ME3N.F3.00％ Δε[1kHz，20℃]11.9CGU-2-F 5.00％ γ1[20℃；mPa.s] 195CGU-3-F 5.00％T扭轉(zhuǎn)[°] 240APU-3-F 7.00％CCP-2F.F.F4.00％CAU-3-F 4.00％CC-5-V2.00％CCP-V-1 9.00％CCP-V2-1 5.00％CCG-V-F 8.00％CVCP-1V-O14.00％PTP-102 4.00％PTP-201 4.00％PTP-301 4.00％PTP-302 3.00％CCPC-33 5.00％CCPC-34 5.00％CCPC-35 5.00％實(shí)施例3PCH-3N.F.F8.00％澄清點(diǎn)[℃] 79.0ME2N.F10.00％ Δn[589nm，20℃] 0.1314ME3N.F10.00％ Δε[1kHz，20℃] 45.0ME4N.F11.00％ γ1[20℃；mPa.s]397ME5N.F10.00％ T扭轉(zhuǎn)[°] 240HP-3N.F 5.00％HP-4N.F 5.00％HP-5N.F 4.00％CCP-2F.F.F5.00％CCP-3F.F.F5.00％CCP-5F.F.F5.00％CCPC-33 4.00％CCPC-34 4.00％CCPC-35 4.00％ACU-3-F 10.00％
實(shí)施例4PCH-3N.F.F 8.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 79.0ME2N.F 10.00％ Δn[589nm，20℃]0.1312ME3N.F 10.00％ Δε[1kHz，20℃]45.0ME4N.F 11.00％ γ1[20℃；mPa.s] 385ME5N.F 10.00％HP-3N.F 5.00％HP-4N.F 5.00％HP-5N.F 4.00％CCP-2F.F.F 5.00％CCP-3F.F.F 6.00％CCP-5F.F.F 5.00％CCPC-33 4.00％CCPC-34 3.00％CCPC-35 4.00％ACQU-3-F 10.00％實(shí)施例5PCH-3N.F.F 8.00％澄清點(diǎn)[℃] 79.5ME2N.F 10.00％ Δn[589nm，20℃]0.1326ME3N.F 10.00％ Δε[1kHz，20℃]44.7ME4N.F 11.00％ γ1[20℃；mPa.s] 399ME5N.F 10.00％HP-3N.F 5.00％HP-4N.F 5.00％HP-5N.F 4.00％CCP-2F.F.F 5.00％CCP-3F.F.F 6.00％CCP-5F.F.F 5.00％CCPC-33 3.00％CCPC-34 4.00％CCPC-35 4.00％CAU-3-F 10.00％
實(shí)施例6PCH-3N.F.F 8.00％澄清點(diǎn)[℃]80.0ME2N.F 10.00％Δn[589nm，20℃]0.1389ME3N.F 10.00％Δε[1kHz，20℃]45.2ME4N.F 11.00％γ1[20℃；mPa.s] 403ME5N.F 10.00％HP-3N.F 5.00％HP-4N.F 5.00％HP-5N-F 4.00％CCP-2F.F.F 5.00％CCP-3F.F.F 5.00％CCP-5F.F.F 5.00％CCPC-33 4.00％CCPC-34 4.00％CCPC-35 4.00％APU-3-F 10.00％實(shí)施例7PCH-3N.F.F 8.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 79.0ME2N.F 10.00％ Δn[589nm，20℃] 0.1382ME3N.F 10.00％ Δε[1kHz，20℃]46.0ME4N.F 11.00％ γ1[20℃；mPa.s] 406ME5N.F 10.00％HP-3N.F 5.00％HP-4N.F 5.00％HP-5N.F 4.00％CCP-2F.F.F 5.00％CCP-3F.F.F 6.00％CCP-5F.F.F 5.00％CCPC-33 3.00％CCPC-34 4.00％CCPC-35 4.00％APU-3-OT 10.00％
實(shí)施例8PCH-3N.F.F 8.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 79.0ME2N.F 10.00％ Δn[589nm，20℃] 0.1377ME3N.F 10.00％ Δε[1kHz，20℃] 45.1ME4N.F 11.00％ γ1[20℃；mPa.s]391ME5N.F 10.00％HP-3N.F 5.00％HP-4N.F 5.00％HP-5N.F 4.00％CCP-2F.F.F 5.00％CCP-3F.F.F 7.50％CCP-5F.F.F 5.00％CCPC-33 3.00％CCPC-34 3.50％CCPC-35 3.00％APG-3-OT10.00％實(shí)施例9ME2N.F 3.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 78.0PZU-V2-N5.00％ Δn[589nm，20℃]0.1078AU-3-N 7.00％ Δε[1kHz，20℃]10.9PGU-2-F 9.00％ γ1[20℃；mPa.s] 85PGU-3-F 6.00％CCP-30CF38.00％CCP-40CF32.00％CC-3-V1 12.00％CC-5-V 14.00％PCH-302 8.00％CCP-V-1 15.00％CCP-V2-111.00％
實(shí)施例10ME2N.F 3.00％澄清點(diǎn)[℃] 78.0PZU-V2-N 5.00％Δn[589nm，20℃]0.1075AG-3-N 9.00％Δε[1kHz，20℃]10.8PGU-2-F9.50％γ1[20℃；mPa.s] 87PGU-3-F5.00％CCP-30CF38.00％CCP-40CF34.00％CC-3-V112.00％CC-5-V 15.00％PCH-3025.50％CCP-V-115.00％CCP-V2-1 9.00％實(shí)施例11CCP-20CF37.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 75.0CCP-30CF37.00％ Δn[589nm，20℃]0.0750PDX-3 6.00％ Δε[1kHz，20℃]9.2PDX-4 4.00％ γ1[20℃；mPa.s] 95ME2N.F 2.50％CCZU-2-F 7.00％CCZU-3-F 15.00％CH-33 1.50％CH-35 2.00％CH-43 2.00％CC-5-V 18.00％CC-3-V111.00％PCH-3022.50％ACU-2-F7.00％ACU-3-F7.50％
實(shí)施例12ACU-2-F 10.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 73.5ACQU-3-F11.00％ Δn[589nm，20℃] 0.0782CCP-20CF37.00％ Δε[1kHz，20℃] 18.4CCP-30CF38.00％ γ1[20℃；mPa.s]137CP-30CF37.00％CP-50CF37.00％DU-3-N 12.50％ME2N.F 3.00％ME3N.F 2.00％CCZU-2-F4.00％CCZU-3-F15.00％CCZU-4-F6.00％CC-3-V1 2.50％CCH-35 5.00％實(shí)施例13ACU-2-F 9.00％ 澄清點(diǎn)[℃] 70.0ACU-3-F 9.00％ Δn[589nm，20℃] 0.0754ACQU-3-F9.00％ Δε[1kHz，20℃] 10.1CCP-20CF33.00％ γ1[20℃；mPa.s]83CCP-30CF38.00％CP-30CF37.00％CP-50CF36.00％PCH-3N.F.F 10.00％ME2N.F 4.00％ME3N.F 2.00％CCZU-2-F4.00％CCZU-3-F15.00％CCZU-5-F3.00％CC-5-V 11.00％
權(quán)利要求
1.液晶介質(zhì)，特征在于它包括通式A的一種或多種化合物， 和通式B的至少一種化合物 其中Ra和Rb各自彼此獨(dú)立地是H，或未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代，但要求O原子不直接彼此連接， 和 各自獨(dú)立地是， 或 至少一個(gè)環(huán)是 或 Z1和Z2各自獨(dú)立地是-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-，-OCH2-，-CF2O-，-OCF2-，-C≡C-，-CF＝CF-，-CH＝CH-，-COO-，-CH2-，-(CH2)3-或單鍵，a是0或1，L1至L9彼此獨(dú)立地是H或F，和Y是F，Cl，SF5，NCS，OCN，SCN，或單鹵代的或多鹵代的烷基，烷氧基，鏈烯基或鏈烯氧基基團(tuán)，各具有1-5個(gè)碳原子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶介質(zhì)，其特征在于它包括通式A-1到A-56的至少一種化合物 其中Ra如在權(quán)利要求1中所定義。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的液晶介質(zhì)，其特征在于它包括通式B-1到B-6的至少一種化合物 其中Rb如在權(quán)利要求1中所定義。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的液晶介質(zhì)，特征在于它另外包括通式IIa到IIk的至少一種化合物 其中R2是未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代，但要求O原子不直接彼此連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一的液晶介質(zhì)，特征在于它另外包括通式IIIa到IIIj的一種或多種氰基化合物 其中R3是未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代，但要求O原子不直接彼此連接，和L1，L2和L5各自彼此獨(dú)立地是H或F。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一的液晶介質(zhì)，特征在于它另外包括通式IV的一種或多種化合物 其中m是0或1，R4是具有2-7個(gè)碳原子的鏈烯基，R5與Ra定義相同或，如果m＝1，另外是F，Cl，CF3或OCF3，L1和L2彼此獨(dú)立地是H或F。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一的液晶介質(zhì)，特征在于所述介質(zhì)另外包括通式VII的一種或多種化合物 其中烷基和烷基*各自彼此獨(dú)立地是具有1-7個(gè)碳原子的烷基。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一的液晶介質(zhì)，特征在于所述介質(zhì)另外包括通式T2a，T2b和/或T2c的一種或多種二苯乙炔化合物 其中R6和R7是未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代，但要求O原子不直接彼此連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一的液晶介質(zhì)，特征在于介質(zhì)包括5-30wt％的通式A的化合物
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9之一的液晶介質(zhì)，特征在于介質(zhì)包括3-30wt％的通式B的化合物
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10之一的液晶介質(zhì)，其特征在于它包括20％以上的具有Δε≥+12的介電各向異性的化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1中的液晶介質(zhì)用于電光學(xué)目的的用途。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶介質(zhì)用于TN、STN和IPS應(yīng)用的用途。
14.含有根據(jù)權(quán)利要求1的液晶介質(zhì)的電光學(xué)液晶顯示器。
15.通式A的液晶化合物 其中Ra， a，L1，L2和Y如在權(quán)利要求1中所定義，和Z1和Z2各自獨(dú)立地是-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-，-OCH2-，-OCF2-，-C≡C-，-CF＝CF-，-CH＝CH-，-COO-，-CH2-，-(CH2)3-或單鍵。
16.通式A-1到A-24和A-29到A-56的液晶化合物 其中Ra如在權(quán)利要求1中所定義。
17.TN或STN液晶顯示器，具有-兩個(gè)外板，它們與框架一起形成晶體池，-位于晶體池中的正性介電各向異性的向列型液晶混合物，-在外板的內(nèi)側(cè)上有校準(zhǔn)層的電極層，-在外板的表面上的分子的縱軸與外板相互之間的傾角為0度到30度，和-在22.5°和600°之間的晶體池中液晶混合物的從校準(zhǔn)層到校準(zhǔn)層的扭轉(zhuǎn)角，-向列型液晶混合物，由以下組分組成a)15-75wt％的液晶組分A，它由具有大于+1.5的介電各向異性的一種或多種化合物組成；b)2-85wt％的液晶組分B，它由具有在-1.5和+1.5之間的介電各向異性的一種或多種化合物組成；c)0-20wt％的液晶組分D，它由具有低于-1.5的介電各向異性的一種或多種化合物組成；d)如果需要的話，旋光活性組分C，其用量應(yīng)使得在層厚度(外板的間隙)和手性向列型液晶混合物的自然螺距之間的比率是大約0.2到1.3，特征在于組分A包括通式A的至少一種化合物 和通式B的至少一種化合物 其中Ra和Rb各自彼此獨(dú)立地是H，或未被取代的、被CN或CF3單取代的或至少被鹵素單取代的具有1-12個(gè)碳原子的烷基，其中在這些基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)CH2基團(tuán)也可以彼此獨(dú)立地被-O-，-S-， -CH＝CH-，-C≡C-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-或-O-CO-O-替代，但要求O原子不直接彼此連接， 和 各自獨(dú)立地是， 或 至少一個(gè)環(huán)是 或 Z1和Z2各自獨(dú)立地是-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-，-OCH2-，-CF2O-，-OCF2-，-C≡C-，-CF＝CF-，-CH＝CH-，-COO-，-CH2-，-(CH2)3-或單鍵，a 是0或1，L1至L9彼此獨(dú)立地是H或F，和Y是F，Cl，SF5，NCS，OCN，SCN，或單鹵代的或多鹵代的烷基，烷氧基，鏈烯基或鏈烯氧基基團(tuán)，各具有1-5個(gè)碳原子。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有吡喃環(huán)的液晶化合物和涉及液晶介質(zhì)，其特征在于它包括通式A的一種或多種化合物和通式B的至少一種化合物，其中R
文檔編號C09K19/34GK1510107SQ20031012321
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月21日
發(fā)明者H·赫施曼, H 赫施曼, E·伯奇, P·克施, S·舍恩 申請人:默克專利股份有限公司