液晶介质制造技术

本发明专利技术涉及液晶介质，特别涉及式I的化合物其中R1和X1具有权利要求1所指明的含义，并且涉及包含式I的至少一种化合物的液晶介质，还涉及式I的化合物在电光液晶显示器，特别是在TN、STN、TN

【技术实现步骤摘要】
液晶介质
[0001]本申请是申请日为2016年8月5日、中国申请号为201610841375.X、专利技术名称为“液晶介质”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种液晶介质(LC介质)，其用于电光目的的用途以及含有该介质的LC显示器。

技术介绍

[0003]液晶在显示器件中原则上被用作电介质，因为这种物质的光学性能可以通过施加的电压改变。基于液晶的电光器件是本领域技术人员极为熟知的并且可以基于多种效应。这些器件的实例为具有动态散射的面板(cell)、DAP(排列相畸变)面板、主/宾面板、具有“扭曲向列”结构的TN面板、STN(“超扭曲向列”)面板、SBE(“超双折射效应”)面板和OMI(“光学模式干涉”)面板。最普通的显示器件是基于Schadt
‑
Helfrich效应并且具有扭曲向列结构。另外，还有以电场平行于基板和液晶平面工作的面板，例如，IPS(“平面内切换”)面板。特别地，TN、STN、FFS(边缘场切换)和IPS面板是目前根据本专利技术的介质在商业上感兴趣的应用领域。
[0004]液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性以及对于电场和电磁辐射的良好稳定性。此外，液晶材料应当具有低粘度并且产生短的寻址时间、低的阈值电压和在面板中的高对比度。
[0005]此外，在通常的操作温度下，即在室温上下最宽的可能范围内，它们应当具有合适的介晶相(mesophase)，例如以上提及面板的向列或胆甾介晶相。因为液晶通常以多个组分的混合物使用，各个组分容易彼此混合是重要的。根据面板的类型和应用领域，其它性能例如导电性、介电各向异性和光学各向异性必须满足各种要求。例如用于具有扭曲向列结构的面板的材料应当具有正介电各向异性和低导电率。
[0006]例如，对于具有用于切换单独像素的集成非线性元件的矩阵液晶显示器(MLC显示器)，具有大的正介电各向异性、宽的向列相、相对低的双折射、非常高的比电阻、良好的UV和温度稳定性以及低蒸汽压的介质是理想的。
[0007]这种类型的矩阵液晶显示器是已知的。可用于单独转换单像素的非线性元件的实例为有源元件(即晶体管)。随后使用术语“有源矩阵”，其中在以下两种类型之间进行区别：
[0008]1.位于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。
[0009]2.位于作为基板的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。
[0010]使用单晶硅作为基板材料限制了显示器尺寸，因为即使多个部分显示器的模块化装配在接合处存在问题。
[0011]在更加有希望的类型2(其为优选的)的情况下，所用的电光效应通常为TN效应。两种技术之间存在区别：包含化合物半导体，例如，CdSe的TFT，或基于多晶或无定形硅的TFT。后一技术正于全球范围内大量研发中。
[0012]TFT矩阵应用于显示器一个玻璃板的内侧，同时另一个玻璃板于其内侧携带透明反电极。与像素电极的尺寸相比，TFT非常小并且对影像无实质的不利影响。该技术也可扩展至能全彩色的显示器，其中红、绿和蓝色过滤器的镶嵌以过滤器元件相对于每个可转换像素的方式设置。
[0013]TFT显示器通常作为在透射中具有交叉偏振器的TN面板操作并且是背光的。
[0014]术语MLC显示器在此处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，例如可变电阻或二极管(MIM＝金属
‑
绝缘体
‑
金属)。
[0015]该类型MLC显示器特别适用于TV应用(例如袖珍电视)或电脑应用(笔记本)和汽车或航空器构造中的高信息显示器。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题之外，由于液晶混合物不足够高的比电阻，MLC显示器也存在问题[TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:A 210
‑
288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,pp.141ff.,Paris；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays,pp.145ff.,Paris]。随着电阻的降低，MLC显示器的对比度变差，并且可能发生图像后消除(after
‑
image elimination)的问题。由于显示器内表面的相互作用，液晶混合物的比电阻通常随着MLC显示器的寿命下降，为了获得可接受的寿命，高(初始)电阻是非常重要的。特别在低电压混合物的情况下，迄今不可能实现非常高的比电阻值。此外，重要的是随着增加的温度和在加热和/或UV曝光之后，比电阻显示出最小可能的增加。来自现有技术混合物的低温性能也是特别不利的。需要不发生结晶和/或近晶相，甚至在低温下，并且粘度的温度依赖性尽可能低。因此，来自现有技术的MLC显示器不满足目前的要求。
[0016]除了使用背光(即透射地和如果需要半透反射地操作)的液晶显示器之外，反射型液晶显示器也是特别令人感兴趣的。这些反射型液晶显示器使用周围环境光用于信息显示。因此它们相比具有相应尺寸和分辨率的背光液晶显示器消耗了显著更少的能量。由于TN效应的特征在于非常好的对比度，这种类型的反射型显示器在明亮周围环境条件下甚至可以很好地读取。这是已经已知的简单的反射TN显示器，如例如用于手表和袖珍计算器中的。然而，该原理也可以应用于高质量、更高分辨率的有源矩阵寻址显示器，例如TFT显示器中。这里，如已经在通常常规的透射TFT
‑
TN显示器中，为了实现低光学延迟(d
·
Δn)，必须使用低双折射(Δn)的液晶。该低光学延迟导致对比度通常可接受的低视角依赖性(参见DE 30 22 818)。在反射型显示器中，使用低双折射的液晶比在透射型显示器中甚至更加重要，因为光通过的有效层厚度在反射型显示器中是在具有相同层厚度的透射型显示器中的大约两倍。
[0017]对于TV和视频应用，为了能够以接近现实的质量再现多媒体内容，例如电影和视频游戏，需要具有快速响应时间的显示器。如果使用具有低粘度值(特别是旋转粘度γ1)和具有高光学各向异性(Δn)的液晶介质，特别可以实现这种短的响应时间。
[0018]为了通过快门眼镜实现3D效果，特别使用了具有低旋转粘度和相应高光学各向异性(Δn)的快速切换混合物。使用具有高光学各向异性(Δn)的混合物可以实现电光透镜系统，通过该电光透镜系统，显示器的二维呈现(representation)可以被转化为三维自动立体呈现。
[0019]在TN(Schadt
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.液晶介质，特征在于其包含式I的一种或多种化合物，其中R1表示具有1
‑
15个C原子的烷基或烷氧基，其中，另外，在这些基团中的一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被
‑
C≡C
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以O原子不直接彼此连接的方式替代，和其中，另外，一个或多个H原子可以被卤素替代，和X1表示具有1
‑
5个C原子的烷基、OCF3、CF3、CHF2、OCHF2、OCF2CF3、CCF2CHFCF3、OCF＝CF2、OCH＝CF2或F；所述液晶介质额外地包含选自式D1、式D2、式D3、式D4和式D5化合物中的一种或多种化合物，
其中R0表示具有1
‑
15个C原子的烷基或烷氧基，其中，另外，在这些基团中的一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被
‑
C≡C
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以O原子不直接彼此连接的方式替代，和其中，另外，一个或多个H原子可以被卤素替代，具有3
‑
6个C原子的环烷基，X0表示F、Cl、具有1
‑
6个C原子的单氟化
‑
或多氟化的烷基或烷氧基，具有2
‑
6个C原子的单氟化
‑
或多氟化的烯基或烯基氧基，Y1，Y2各自彼此独立地表示H或F。2.根据权利要求1的液晶介质，特征在于式I中的R1表示直链烷基，其中，另外，一个或多个CH2基团可以被
‑
CH＝CH
‑
替代。3.根据权利要求1或2的液晶介质，特征在于其包含至少一种选自由式I
‑
1至I
‑
5化合物组成的组的化合物其中R1具有权利要求1中指明的含义。4.根据权利要求1
‑
3的一项或多项的液晶介质，特征在于其额外地包含式II和/或式III的一种或多种化合物，
其中A表示1,4
‑
亚苯基或反式
‑
1,4
‑
亚环己基，a表示0或1，R3表示具有2
‑
9个C原子的烯基，和R4具有权利要求1中R1所指出的含义。5.根据权利要求1
‑
4的一项或多项的液晶介质，特征在于其额外地包含选自下式化合物中的一种或多种化合物，
其中R
3a
和R
4a
各自彼此独立地表示H、CH3、C2H5或C3H7，且“alkyl”表示具有1
‑
8个C原子的直链烷基。6.根据权利要求1
‑
5的一项或多项的液晶介质，特征在于其额外地包含选自式IV至式VIII化合物中的一种或多种化合物，其中R0表示具有1
‑
15个C原子的烷基或烷氧基，其中，另外，在这些基团中的一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被
‑
C≡C
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以O原子不直接彼此连接的方式替代，和其中，另外，一个或多个H原子可以被卤素替代，具有3
‑
6个C原子的环烷基，X0表示F、Cl、具有1
‑
6个C原子的单氟化
‑
或多氟化的烷基或烷氧基，具有2
‑
6个C原子的单氟化
‑
或多氟化的烯基或烯基氧基，Y1‑6各自彼此独立地表示H或F，Z0表示
‑
C2H4‑
,
‑
(CH2)4‑
,
‑
CH＝CH
‑
,
‑
CF＝CF
‑
,
‑
C2F4‑
,
‑
CH2CF2‑
,
‑
CF2CH2‑
,
‑
CH2O
‑
,
‑
OCH2‑
,
‑
COO
‑
,
‑
CF2O
‑
或
‑
OCF2‑
，在式V和VI中还表示单键，和r表示0或1。7.根据权利要求1
‑
6的一项或多项的液晶介质，特征在于其额外地包含选自式Va至式Vj化合物中的一种或多种化合物，
其中R0和X0具有权利要求6中指明的含义。8.根据权利要求1
‑
7的一项或多项的液晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：