液晶介質(zhì)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】液晶介質(zhì)
[0001] 本發(fā)明涉及液晶介質(zhì)，特別是基于極性化合物的混合物的液晶介質(zhì)，其包含至少 一種式I的化合物，
[0003] 其中各個(gè)基團(tuán)各自彼此獨(dú)立并且在每次出現(xiàn)時(shí)相同或不同地具有以下含義：
[0004] Rn表示具有2-12個(gè)C原子的烯基基團(tuán)，
[0005] L1 和 L 2表示 F、Cl、CF 3、OCF3或 CHF 2，
[0006] η 表示 1 或 2，
[0007] A表示反式-1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞苯基，其也可以被一個(gè)或兩個(gè)相同或不同的 基團(tuán)L1取代，
[0008] 和涉及其用于有源矩陣顯示器，特別是基于VA、PSA、PS-VA、PA-VA、PALC、FFS、 PS-FFS、IPS或PS-IPS效應(yīng)的有源矩陣顯示器的用途·
[0009] 該類(lèi)型介質(zhì)特別可用于具有基于ECB效應(yīng)的有源矩陣尋址的電光顯示器并可用 于IPS (面內(nèi)切換）顯示器或FFS (邊緣場(chǎng)切換）顯示器.
[0010] 電控雙拆射、ECB效應(yīng)亦或DAP(配向相畸變）效應(yīng)的原理首次描述于1971年 (M. F. Schieckel 和 K. Fahrenschon，" Deformtion of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields "，Appl. Phys. Lett. 19 (1971)，3912) 〇這隨 后描述于 J. F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972)，1193)及 G. Labrunie 和 J. Robert (J. Appl. Phys. 44(1973)，4869)的論文中。
[0011] J. Robert 和 F. Cl er c (S ID 80 Di ges t Techn. Paper s (1980)，30)、 J. Duchene(Displays 7 (1986)，3)以及 H. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers (1982)， 244)的論文顯示液晶相必須具有高數(shù)值的彈性常數(shù)K3A1K、高數(shù)值的光學(xué)各向異性Δη和 Δ ε <-〇. 5的介電各向異性值以適用于基于ECB效應(yīng)的高信息顯示器元件.基于ECB效 應(yīng)的電光學(xué)顯示器元件具有垂面邊緣配向(VA技術(shù)=垂直配向）.介電負(fù)性液晶介質(zhì)也可 以用于使用所謂IPS或FFS效應(yīng)的顯示器.
[0012] 除了 IPS(而內(nèi)切換）顯示器（例如：Yeo, S.D.，論文 15. 3 : " An LC Display for the TV Application" ，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp. 758&759)和長(zhǎng)久H知的TN(相轉(zhuǎn)向列)顯示器之外，使用ECB效 應(yīng)的顯示器，如例如在MVA (多域垂而配向，例如:Yoshide，H.等，論文3. I : " MVA LCD for Notebook or Mobile Pcs···" ,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers，XXXV，Book I，pp. 6 to 9,和 Liu，C.T.等，論文 15. I : " A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology." " ， SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers，XXXV，Book II，pp. 750to 753)、PVA (圖案化垂而配向，例如:Kim，Sang Soo,論文 15.4:" Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV" ，SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book ΙΙ,ρρ. 760to 763)、ASV(先講超視 魚(yú)，例如：Shigeta，Mitzuhiro 和 Fukuoka，Hirofumi，論文 15. 2 : " Development of High Quality LCDTV" ， SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers， XXXV，Book II，pp. 754至757)模式中的所謂的VAN(垂而配向向列）顯示器,自身已確立 為當(dāng)今最重要的三種較新型液晶顯示器之一，特別是對(duì)于電視應(yīng)用而言。該技術(shù)以一般形 式進(jìn)行比較，例如，在 Souk，Jun，SID Seminar 2004，seminar M_6:〃 Recent Advances in LCD Technology "，Seminar Lecture Notes，M_6/l 至M-6/26,和Miller，Ian，SID Seminar 2004，seminar M_7:" LCD-Television" ,Seminar Lecture Notes，M_7/l至M-7/32 中·雖 然現(xiàn)代ECB顯示器的響應(yīng)時(shí)間已通過(guò)在超速驅(qū)動(dòng)下的尋址方法得以顯著改善，例如：Kim， Hyeon kyeong 等，論文 9.1: " A 57_in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application"， SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers，XXXV，Book I，pp.106 至109,但獲得視頻相容響應(yīng)時(shí)間，特別是灰階切換，仍為尚未得到滿(mǎn)意解決的問(wèn)題.
[0013] 該效應(yīng)在電光顯示器元件中的工業(yè)應(yīng)用需要LC相，其必須滿(mǎn)足多種要求.此處尤 為重要的是對(duì)水分、空氣的化學(xué)耐受性和物理影響，例如熱、紅外線、可見(jiàn)光和紫外輻射以 及直流和交流電場(chǎng).
[0014] 此外，工業(yè)可用LC相需要在適合的溫度范圍和低粘度下具有液晶介晶相.
[0015] 迄今公開(kāi)的具有液晶介晶相的系列化合物均不包括符合全部這些要求的單一化 合物.因此，通常制備2-25種，優(yōu)選3-18種化合物的混合物以獲得可用作LC相的物質(zhì).然 而，還沒(méi)有可能以該方式容易地制備最優(yōu)相，因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有可用的具有顯著介電負(fù)性各 向異性和適當(dāng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的液晶材料.
[0016] 已知矩陣液晶顯示器（MLC顯示器）.可用于單像素單轉(zhuǎn)換的非線性元件為，例如， 有源元件（即晶體管）.因而使用術(shù)語(yǔ)"有源矩陣"，其中可區(qū)分為以下兩種類(lèi)型：
[0017] 1.位于硅晶片（作為基板）上的MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體）晶體管
[0018] 2.位于玻璃板（作為基板）上的薄膜晶體管（TFT) ·
[0019] 在類(lèi)型1的情況下，所用的電光效應(yīng)通常為動(dòng)態(tài)散射或賓主效應(yīng).使用單晶硅作 為基板材料限制了顯示器的尺寸，因?yàn)槎鄠€(gè)分顯示器的平滑模塊化裝配在接合處存在問(wèn) 題·
[0020] 在更加有希望的類(lèi)型2 (其為優(yōu)選的）的情況下，所用的電光效應(yīng)通常為T(mén)N效應(yīng).
[0021] 兩種技術(shù)之間存在區(qū)別：包含化合物半導(dǎo)體（例如，CdSe)的TFT，或基于多晶或無(wú) 定形娃的TFT.后一技術(shù)正于全球范圍內(nèi)集中研發(fā)中.
[0022] TFT矩陣應(yīng)用于顯示器一個(gè)玻璃板的內(nèi)側(cè)，同時(shí)另一個(gè)玻璃板于其內(nèi)側(cè)攜帶透明 反電極.與像素電極的尺寸相比，TFT非常小并且?guī)缀鯇?duì)影像無(wú)不利影響.該技術(shù)也可擴(kuò) 展至全色功能顯示器，其中紅、綠和藍(lán)色濾光器的鑲嵌塊以如此方式設(shè)置以致濾光器元件 相對(duì)于每個(gè)可轉(zhuǎn)換像素.
[0023] 此處術(shù)語(yǔ)MLC顯示器覆蓋了帶有整體非線性元件的任意矩陣顯示器，即除了有源 矩陣之外，還有帶有無(wú)源元件的顯示器，例如變阻器或二極管（MIM =金屬-絕緣體-金 屬）·
[0024] 該類(lèi)型MLC顯示器特別適用于TV應(yīng)用（例如袖珍TV)或用于汽車(chē)或飛機(jī)構(gòu)造中 的高信息顯示器.除了關(guān)于對(duì)比度的角度依賴(lài)性和響應(yīng)時(shí)間的問(wèn)題之外，MLC顯示器也會(huì) 出現(xiàn)因液晶混合物不夠高的比電阻而產(chǎn)生的問(wèn)題[TOGASHI，S.，SEKI⑶CHI，K.，TANABE，H.， YAMAMOTO, Ε·，SORIMACHI，Κ·，TAJIMA，Ε·，WATANABE，Η·，SHMIZU，Η·，Proc. Eurodisplay 84，Sept. 1984 :A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings， pp.141 ff. ,Paris ;STR0MER，M.，Proc. Eurodisplay 84,Sept. 1984 :Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays，pp. 145 ff. ,Paris].隨著電阻的降低，MLC顯示器的對(duì)比度變差.由于與顯示器內(nèi)表面的相互作 用，液晶混合物的比電阻通常隨著MLC顯示器的壽命下降，因而高（初始）電阻對(duì)于經(jīng)長(zhǎng)期 操作后必須具有可接受電阻值的顯示器而言非常重要.
[0025] 因而仍然非常需要具有非常高比電阻同時(shí)具有寬工作溫度范圍、短響應(yīng)時(shí)間和低 閾值電壓的MLC顯示器，借助其可產(chǎn)生多種灰階.
[0026] 由于它們比較低的對(duì)比度，經(jīng)常使用的MLC-TN顯示器的缺點(diǎn)在于相對(duì)高的視角 依賴(lài)性和難于在這些顯示器中產(chǎn)生灰階.
[0027] VA顯示器具有顯著更好的視角依賴(lài)性并因此主要用于電視和監(jiān)控器。然而，此處 仍然需要改善響應(yīng)時(shí)間，特別是對(duì)于具有大于60Hz幀速率（圖像改變頻率/重復(fù)率）的電 視應(yīng)用.然而，必須同時(shí)不削弱例如低溫穩(wěn)定性的性能。
[0028] 本發(fā)明的目的在于提供基于ECB效應(yīng)或基于IPS或FFS效應(yīng)的特別用于顯示器和 TV應(yīng)用且不會(huì)具有上述缺陷或僅以降低的程度具有該缺陷的液晶混合物。特別地，必須保 證監(jiān)視器和電視在極高和極低的溫度下也能操作并且同時(shí)具有短響應(yīng)時(shí)間并且同時(shí)具有 改善的可靠性行為，特別是在長(zhǎng)時(shí)間操作后不具有或具有顯著降低的圖像粘滯。
[0029] 令人驚訝地，如果通式I的極性化合物用于液晶混合物，特別是用于具有介電負(fù) 性各向異性、優(yōu)選用于VA顯示器的LC混合物，則可改善旋轉(zhuǎn)粘度以及旋轉(zhuǎn)粘度和彈性常數(shù) 的比例，從而改善響應(yīng)時(shí)間。
[0030] 在具有介電負(fù)性各向異性的LC混合物中使用式I的化合物令人驚訝地產(chǎn)生了非 常低的旋轉(zhuǎn)粘度以及旋轉(zhuǎn)粘度和彈性常數(shù)比例的降低。因此可以制備具有短響應(yīng)時(shí)間、 同時(shí)良好的相性能以及良好的低溫行為的液晶混合物，優(yōu)選VA、PS(=聚合物穩(wěn)定）_VA、 PA(=光配向）-VA、IPS、PS-IPS、PS-FFS、FFS混合物，特別是UB-FFS (超高亮度邊緣場(chǎng)切 換）混合物·
[0031] 因此，本發(fā)明涉及包含至少一種式I的化合物的液晶介質(zhì).本發(fā)明同樣涉及式I 的化合物。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的混合物優(yōu)選地展示出具有清亮點(diǎn)多70°C、優(yōu)選多75°C、特別是 多80°C的非常寬的向列相范圍，非常有利的電容閾值，相對(duì)高的保留率值和同時(shí)非常良好 的在-20°C和_30°C下的低溫穩(wěn)定性、以及非常低的旋轉(zhuǎn)粘度值和短的響應(yīng)時(shí)間.根據(jù)本發(fā) 明的混合物進(jìn)一步通過(guò)以下事實(shí)區(qū)分：除了旋轉(zhuǎn)粘度Y 1的改善，可觀察到相對(duì)高的彈性常 數(shù)值K3W改善響應(yīng)時(shí)間.特別地，根據(jù)本發(fā)明的混合物具有特別低的旋轉(zhuǎn)粘度γ i和彈性 常數(shù)1(3的γ /K3比值，其是快速響應(yīng)時(shí)間的指示.
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的混合物的一些優(yōu)選實(shí)施方案闡述于下.
[0034] 在式I的化合物中，Rn優(yōu)選表示具有2-15個(gè)，優(yōu)選2-6個(gè)C原子的直鏈烯基，特別 優(yōu)選 CH2= CH-、CH2= CHCH2CH2-' CH3-CH = CH-、CH3-CH2-CH = CH-、CH3-(CH2)2-CH = CH-、 CH3- (CH2) 3-CH = CH-或 CH3-CH = CH- (CH2) 2_·
[0035] 優(yōu)選的式I的化合物選自以下子式：
[0037] 其中alkenyl表示具有2-6個(gè)C原子的直鏈烯基，和L1和L2各自彼此獨(dú)立地表示 F 或 C1。
[0038] 特別優(yōu)選式11、13和14的化合物.
[0039] 在子式 Il 至 14 的化合物中 "alkenyl" 優(yōu)選表示 CH2= CH-、CH2= CHCH 2CH2-、 CH3-CH = CH-、CH3-CH2-CH = CH-、CH3-(CH2)2-CH = CH-、CH3-(CH2)3-CH = CH-或 CH3-CH = CH- (CH2) 2-·
[0040] 特別優(yōu)選的式I化合物選自以下子式：
[0041]
[0042] 其中L1和L 2各自彼此獨(dú)立地表示F或Cl。
[0043] 在式I的化合物以及在子式Il至14和Ila至I4a中，優(yōu)選L1= L2= F。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)優(yōu)選包含一種、兩種、三種、四種或更多種，優(yōu)選一種、兩種、三 種或四種式I的化合物。
[0045] 在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，液晶介質(zhì)正好包含一種式I的化合物，優(yōu)選式Il的 化合物或式14的化合物，特別是Ila的化合物或式I4a的化合物。
[0046] 在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，液晶介質(zhì)正好包含兩種式I的化合物，優(yōu)選 Il的化合物和式13的化合物，或Il的化合物和式14的化合物，特別是Ila的化合物和式 I3a的化合物，或Ila的化合物和式I4a的化合物.
[0047] 在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，液晶介質(zhì)正好包含三種式I的化合物，優(yōu)選 式Il的化合物、式13的化合物和式14的化合物，特別是Ila的化合物、式I3a的化合物和 式I4a的化合物.
[0048] 在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，液晶介質(zhì)正好包含三種式I的化合物，優(yōu)選 一種式Il的化合物和兩種式13的化合物，特別是Ila的化合物、式I3a的化合物和式I3b 的化合物.
[0049] 在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，液晶介質(zhì)正好包含四種式I的化合物，優(yōu)選 一種式Il的化合物和一種式14的化合物和兩種式13的化合物，特別是Ila的化合物、式 I3a的化合物、式I3b的化合物和式I4a的化合物.
[0050] 式I的化合物在液晶介質(zhì)中優(yōu)選以基于整個(gè)混合物計(jì)多l(xiāng)wt%，優(yōu)選多5wt%，至 < 60wt %，優(yōu)選< 40wt %的量使用·特別優(yōu)選包含2-30wt %，優(yōu)選5-15wt %的一種或多種 式I的化合物的液晶介質(zhì).
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的液晶介質(zhì)優(yōu)選的實(shí)施方案闡述如下：
[0052] a)額外包含一種或多種選自式IIA、IIB和IIC化合物的化合物的液晶介質(zhì)：
[0053]
[0054] 其中
[0055] R2A、R2B和R 2ε各自彼此獨(dú)立地表示H、具有最多15個(gè)C原子的烷基或烯基，其為未 取代的、被CN或CF