液晶介质制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一种式I的化合物的液晶介质：其中R1具有权利要求1所述的含义；并且还涉及其在液晶介质和光电液晶显示器中的用途。

【技术实现步骤摘要】
液晶介质
本专利技术涉及液晶介质（LC介质），其用于电光学目的的用途，以及涉及包含该介质 的液晶显示器。
技术介绍
液晶主要在显示器件中用作电介质，因为这类物质的光学性质能通过施加的电压 而改变。基于液晶的电光学器件对本领域技术人员来说是极为熟知的且可以基于各种效 应。这类器件的实例是具有动态散射的盒，DAP(排列相畸变）盒、宾/主盒、具有扭曲向列 结构的TN盒、STN(超扭曲向列）盒、SBE(超双折射效应）盒和OMI (光学模式干涉）盒。 最为常见的显示器件基于Schadt-Helfrich效应并且具有扭曲向列结构。此外，还有以与 基板和液晶面平行的电场工作的盒，例如，IPS(面内切换）盒。特别地，TN、STN、FFS(边缘 场切换）和IPS盒是对于根据本专利技术的介质而言当前商业上令人关注的应用领域。 液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性和对电场和电磁福射的良好的稳定性。 此外，液晶材料应当具有低粘度并在盒中产生短的寻址时间、低的阈值电压和高的对比度。 此外，它们应当在通常的操作温度，即高于和低于室温的最宽的可能范围内具有 合适的中间相，例如用于上述盒的向列型中间相或胆甾型中间相。因为通常将液晶作为多 种组分的混合物使用，因此重要的是组分彼此易于混溶。更进一步的性质如导电性、介电各 向异性和光学各向异性必须根据盒类型和应用领域而满足各种要求。例如，用于具有扭曲 向列结构的盒的材料应当具有正的介电各向异性和低导电率。 例如，对于具有集成的非线性元件以切换独立像素的矩阵液晶显示器（MLC显示 器），期望具有大的正介电各向异性、宽的向列相、相对低的双折射率、很高的电阻率、良好 的UV和温度稳定性和低蒸气压的介质。 这类矩阵液晶显示器是已知的。能用于独立地切换独立像素的非线性元件的实例 是有源元件（即晶体管）。于是使用术语有源矩阵，其中可区分为以下两种类型： 1.在作为基板的硅晶片上的MOS (金属氧化物半导体）或其它二极管。 2.在作为基板的玻璃板上的薄膜晶体管（TFT)。 将单晶硅作为基板材料使用限制了显示器尺寸，因为甚至是不同分显示器的模块 组装也会在接头处导致问题。 就优选的更有前景的类型2的情况来说，所用的电光效应通常是TN效应。区分为 两种技术：包含化合物半导体例如CdSe的TFT,或基于多晶娃或非晶娃的TFT。对于后一种 技术，全世界范围内正在进行深入的工作。 将TFT矩阵施用于显示器的一个玻璃板的内部，而另一玻璃板在其内部带有透明 反电极。与像素电极的尺寸相比，TFT非常小且对图像几乎没有不利作用。该技术还可以 推广到全色功能的显示器，其中将红、绿和蓝滤光片的镶嵌物以使得滤光片元件与每个可 切换的像素相对的方式布置。 TFT显示器通常作为在传输中具有交叉的起偏器的TN盒来运行且是背光照明的。 术语MLC显示器在此包括具有集成非线性元件的任何矩阵显示器，即除了有源矩 阵外，还有具有无源元件的显示器，如可变电阻或二极管（MM =金属-绝缘体-金属）。 这类MLC显示器特别适用于TV应用（例如袖珍电视）或用于计算机应用（膝上型 电脑）和汽车或飞行器构造中的高信息显示器。除了关于对比度和响应时间的角度依赖性 问题之外，由于液晶混合物不够高的电阻率，MLC显示器中也还产生一些困难[TOGASHI，S. ,SEKI-GUCHI, K. , TANABE, H. , YAMAMOTO, E. , SORIMACHI, K. , TAJIMA, E. , WATANABE, H. , SHIMI ZU，H.，Proc. Eurodisplay 84, 1984年9月：A 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,第 141 页及后续页，Paris ;STR0MER, M.，Proc. Eurodisplay 84, 1984 年 9 月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp.l45ff·，Paris]。随着降低的电阻，MLC显示器的对比度劣 化，并且可能出现残留影像消除的问题。因为由于与显示器内部表面的相互作用，液晶混合 物的电阻率通常随MLC显示器的寿命下降，所以高的（初始）电阻非常重要以获得可接受 的使用寿命。特别是就低电压的混合物来说，至今不可能实现很高的电阻率值。此外重要 的是，电阻率显示出随温度升高和在加热和/或UV曝光后最小可能的增加。来自现有技术 的混合物的低温性能也是特别不利的。要求即使在低温下也不出现结晶和/或近晶相，以 及粘度的温度依赖性要尽可能低。因此，来自现有技术的MLC显示器不满足当今的要求。 除了使用背光照明的，即透射式和期望的话透反式（transflectively)工作的液 晶显示器之外，反射式液晶显示器也是特别令人感兴趣的。这些反射式液晶显示器使用环 境光用于信息显示。因此它们比具有相应尺寸和分辨率的背光照明的液晶显示器消耗明显 更少的能量。因为TN效应特征在于非常良好的对比度，这类反射式显示器甚至可在明亮的 环境条件中很好地读取。这已经以简单的反射式TN显示器，如用于例如手表和袖珍计算器 中的那些已知。然而，该原理还可用于高质量、更高分辨率的有源矩阵寻址的显示器，例如 TFT显示器。在此，如已经在一般常规的透射式TFT-TN显示器中的那样，低双折射率（Λ η) 的液晶的使用对于达到低光学延迟（d· Λη)而言是必需的。该低光学延迟导致通常可接 受的对比度的低视角依赖性（参见DE 30 22 818)。在反射式显示器中，低双折射率液晶的 应用甚至比在透射式显示器中更重要，因为在反射式显示器中光所经过的有效层厚度为在 具有相同层厚度的透射式显示器中的大约两倍大。 对于TV和视频应用，为了能够以接近真实的质量再现多媒体内容，例如电影和视 频游戏，要求具有快速响应时间的显示器。特别地，如果使用具有低粘度值、特别是旋转粘 度Y 1，以及具有商光学各向异性（Δη)的液晶介质，就能实现这样的短响应时间。 为了通过快门眼镜获得3D效果，特别地使用具有低旋转粘度和相应的高光学各 向异性（Λη)的快速切换混合物。使用具有高光学各向异性（Λη)的混合物可以获得光电 透镜系统，借助于所述光电透镜系统可以将显示器的2-维呈现转换为3-维自动立体呈现。 因此，继续存在着对具有非常高的电阻率同时也具有大的工作温度范围、短响应 时间（甚至在低温下），和低阈值电压的MLC显示器的很大需求，这种显示器不显示出或仅 仅较小程度地显示出这些缺点。 在TN(Schadt-Helfrich)盒的情况中，期望有助于盒中的以下优点的介质： -拓宽的向列相范围（特别是低至低温的） -在极低温下切换的能力（户外应用、汽车、航空电子技术） -提高的对紫外辐射的耐受性（更长的储存寿命） -低阈值电压。 可从现有技术中获得的介质不能实现这些优点而同时保持其它参数。 就超扭曲（S本文档来自技高网...

【技术保护点】
液晶介质，其特征在于其包含一种或多种式I的化合物：其中R1表示具有1至15个C原子的烷基或烷氧基，此外，其中这些基团中的一个或多个CH2基团可以各自相互独立地以O原子不直接相互连接的方式被‑C≡C‑、‑CF2O‑、‑CH＝CH‑、‑O‑、‑CO‑O‑、或‑O‑CO‑代替，此外，其中一个或多个H原子可以被卤素代替。

【技术特征摘要】
2013.08.16 DE 102013013500.11. 液晶介质，其特征在于其包含一种或多种式I的化合物： 其中R1表示具有1至15个C原子的烷基或烷氧基，此外，其中这些基团中的一个或多个CH2 基团可以各自相互独立地以O原子不直接相互连接的方式被-C = C-、-CF2〇-、-CH = CH-、-O-、-CO-O-、或-O-CO-代替，此外，其中一个或多个H原子可以被卤素 代替。2. 根据权利要求1的液晶介质，其特征在于式I中R1表不直链烧基，此外，其中一个或 多个CH2基团可以被-CH = CH-代替。3. 根据权利要求1或2的液晶介质，其特征在于其包含至少一种选自式I-I至1-5的 化合物的化合物：4. 根据权利要求1至3中的一项或多项的液晶介质，其特征在于其还包含一种或多种 式II和/或III的化合物： 其中A表示1，4-亚苯基或反式-1，4-亚环己基， a表示O或1， R3表示具有2至9个C原子的烯基， 以及 R4具有权利要求1中R1所示的含义。5.根据权利要求1至4中的一项或多项的液晶介质，其特征在于其还包含一种或多种 选自下式的化合物的化合物：其中R3a和R4a各自相互独立地表示H、CH3、C2H 5或C3H7，且alkyl 表示具有1至8个 C原子的直链烷基。6.根据权利要求1至5中的一项或多项的液晶介质，其特征在于其还包含一种或多种 选自式IV至VIII的化合物的化合物：其中 R°表示具有1至15个C原子的烷基或烷氧基，此外，其中这些基团中的一个或多个CH2 基团可以各自相互独立地以〇原子并不直接相互连接的方式被-c = c-、-cf2o-、-ch = ch-、_，-0-、-CO-O-或-O-CO-代替，此外，其中一个或多个H原子可以被卤素 代替， X°表示F，C1，具有1至6个C原子的单-或多氟代烷基或烷氧基，具有2至6个C原 子的单-或多氟代烯基或烯氧基， YM各自相互独立地表示H或F， Z0 表示-C2H4-、-(CH2)4-、-CH = CH-、-CF = CF-、-C2F4-'-CH2CF2-'-CF 2CH2-'-CH2O-'-OC H2-、-COO-、-CF2O-或-OCF2-,在式V和VI中其还是单键，以及 r表示0或1。7.根据权利要求1至6中的一项或多项的液晶介质，其特征在于其还包含一种或多种 选自式Va至Vj的化合物的化合物：其中R°和X°具有权利要求6所述的含义。8. 根据权利要求1至7中的一项或多项的液晶介质，其特征在于其还包含一种或多种 选自式VI-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·格贝尔，拉斯·利曹，萨比恩·肖恩，安德列亚斯·珀勒，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE