液晶介质和包含其的液晶显示器制造技术

本发明专利技术涉及液晶介质，其优选具有向列相和0.5或更大的介电各向异性，其包含一种或多种式S的化合物其中表示并且其他参数具有文中给出的含义，涉及其在电光显示器，特别是在基于IPS或FFS效应的有源矩阵显示器中的用途，涉及含有该类型液晶介质的该类型显示器，和涉及式S的化合物用于改善包含一种或多种额外介晶化合物的液晶介质的透射率和/或响应时间的用途。应时间的用途。

【技术实现步骤摘要】
液晶介质和包含其的液晶显示器
[0001]本申请是申请日为2017年4月7日，申请号为201710222201.X，专利技术名称为“液晶介质和包含其的液晶显示器”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及新型的液晶介质，特别是用于液晶显示器的液晶介质，和这些液晶显示器，特别是使用利用介电正性液晶的IPS(平面内切换)或优选FFS(边缘场切换)效应的液晶显示器。偶尔后一个也被称为SG
‑
FFS(超控制FFS(super grip FFS))效应。对于该效应，使用介电正性液晶，其包含一种或多种同时具有高的平行于分子指向矢和垂直于分子指向矢的介电常数的化合物，导致大的平均介电常数和高介电比，以及优选同时相对小的介电各向异性。液晶介质任选额外地包含介电负性、介电中性化合物或这二者。以沿面(即平面)初始配向使用该液晶介质。根据本专利技术的液晶介质具有正性介电各向异性并且包含同时具有大的平行于和垂直于分子指向矢的介电常数的化合物。
[0003]所述介质的特征在于在各个显示器中特别高的透射率和降低的响应时间，这通过它们独特的物理性能组合，尤其是通过它们的介电性能和特别是通过它们高的(ε
⊥
/ε
av
.)比或它们高的介电比(ε
⊥
/
△
ε)的值带来。这也导致它们在根据本专利技术的显示器中的优异表现。

技术介绍

[0004]使用介电正性液晶的IPS和FFS显示器是本领域熟知的并且已经广泛被采用用于多种类型的显示器，例如桌面显示器和电视机，而且用于移动应用。
[0005]然而，最近，广泛采用使用介电负性液晶的IPS和特别是FFS显示器。后一个有时被称为UB
‑
FFS(超亮FFS)。例如在US 2013/0207038A1中公开了这种显示器。相比于先前使用的IPS和FFS显示器，这些显示器的特征在于显著增加的透射率，这已经是介电正性液晶。然而，使用介电负性液晶的这些显示器具有严重的缺点：相比于使用介电正性液晶的各个显示器需要更高的操作电压。用于UB
‑
FFS的液晶介质具有
‑
0.5或更小和优选
‑
1.5或更小的介电各向异性。
[0006]用于HB
‑
FFS(高亮度FFS)的液晶介质具有0.5或更大和优选1.5或更大的介电各向异性。包含介电负性和介电正性液晶化合物二者的相应介质，或介晶化合物公开于例如US 2013/0207038 A1中。然而，这些介质的特征在于已经有相当大的ε
⊥
和ε
av
值，然而它们的(ε
⊥
/
△
ε)比是相对小的。
[0007]然而，根据本申请，其中介电正性液晶介质呈沿面配向的IPS或FFS效应是优选的。
[0008]该效应在电光显示器元件中的工业应用需要LC相，其必须满足多种要求。此处尤为重要的是对湿气、空气的耐化学性和物理影响，例如热、红外线、可见光和紫外区域的辐射以及直流(DC)和交流(AC)电场。
[0009]此外，工业可用的LC相需要在适合的温度范围和低粘度下具有液晶中间相。
[0010]迄今已经公开的具有液晶中间相的系列化合物均不包括符合全部这些要求的单
一化合物。因此，通常制备2
‑
25种，优选3
‑
18种化合物的混合物以获得可用作LC相的物质。
[0011]已知矩阵液晶显示器(MLC显示器)。可用于单像素单切换的非线性元件为，例如，有源元件(即晶体管)。随后使用术语“有源矩阵”，其中通常使用薄膜晶体管(TFT)，其通常安置在作为基板的玻璃板上。
[0012]两种技术之间的区别在于：包含化合物半导体，例如，CdSe或金属氧化物如ZnO的TFT，或基于多晶和尤其是无定形硅的TFT。目前后一技术在全球范围内具有最大的商业重要性。
[0013]将TFT矩阵施用于显示器的一个玻璃板的内侧，而另一玻璃板在其内侧带有透明反电极。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、绿和蓝滤光片的马赛克(mosaic)以使得滤光片元件与每个可切换的像素相对设置的方式排列。
[0014]迄今最常使用的TFT显示器通常使用传输中的交叉偏振器操作并且是背光照明的。对于TV应用，使用ECB(或VAN)盒或FFS盒，而监视器通常使用IPS盒或TN(扭转向列)盒，和笔记本、笔记本电脑和移动应用通常使用TN、VA或FFS盒。
[0015]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，例如变阻器或二极管(MIM＝金属
‑
绝缘体
‑
金属)。
[0016]这种类型的MLC显示器特别适用于TV应用、监视器和笔记本或用于例如在汽车制造或飞机构造中的具有高信息密度的显示器。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题之外，由于液晶混合物不够高的比电阻，MLC显示器中也还产生一些问题[TOGASHI,S.,SEKI
‑
GUCHI,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 Transis tors for Matrix Addressing of Television Liquid Crys tal Displays,pp.145ff.,Paris]。随着电阻的降低，MLC显示器的对比度劣化。因为由于与显示器内表面的相互作用，液晶混合物的比电阻通常随MLC显示器的寿命下降，所以对于显示器来说高的(初始)电阻是非常重要的，以在长的操作期间必须具有可接受的电阻值。
[0017]除了IPS显示器(例如：Yeo,S.D.,Paper 15.3:“An LC Display for the TV Application“,SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.758和759)和长久已知的TN显示器之外，使用ECB效应的显示器已经确立为所谓的VAN(垂直配向向列)显示器，作为当今最重要的三种较新型液晶显示器之一，特别是用于电视应用而言。
[0018]此处可以提及最重要的设计:MVA(多域垂直配向，例如:Yoshide,H.等人,Paper 3.1:“MVA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.介电各向异性(
△
ε)为0.5或更大的液晶介质，其特征在于其包含一种或多种式S的化合物其中表示表示表示n表示0或1,R
S1
和R
S2
彼此独立地表示优选具有1
‑
7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2
‑
7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基，且R
S1
可替代地表示R
S
，且R
S2
可替代地表示X
S
，R
S
表示优选具有1
‑
7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2
‑
7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基，和X
S
表示F、Cl、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基，后四个基团优选具有1
‑
4个C原子，优选F、Cl、CF3或OCF3，和一种或多种选自式VI至IX的化合物:
其中R
61
表示具有1
‑
7个C原子的未被取代的烷基基团，具有2
‑
7个C原子的未被取代的烯基基团，具有1
‑
6个C原子的未被取代的烷氧基基团或具有2
‑
6个C原子的未被取代的烯氧基基团，R
62
表示具有1
‑
7个C原子的未被取代的烷基基团，具有1
‑
6个C原子的未被取代的烷氧基基团或具有2
‑
6个C原子的未被取代的烯氧基基团，和l表示1，R
71
表示具有1
‑
7个C原子的未被取代的烷基基团,或具有2
‑
7个C原子的未被取代的烯基基团，R
72
表示具有1
‑
7个C原子的未被取代的烷基基团，具有1
‑
6个C原子的未被取代的烷氧基基团或具有2
‑
6个C原子的未被取代的烯氧基基团，表示R
81
表示具有1
‑
7个C原子的未被取代的烷基基团,或具有2
‑
7个C原子的未被取代的烯基基团，R
82
表示具有1
‑
7个C原子的未被取代的烷基基团，具有1
‑
6个C原子的未被取代的烷氧基基团或具有2
‑
6个C原子，优选具有2、3或4个C原子的未被取代的烯氧基基团，
表示Z8表示
‑
(C＝O)
‑
O
‑
、
‑
CH2‑
O
‑
、
‑
CF2‑
O
‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
，o表示0或1，R
91
和R
92
彼此独立地具有以上针对R
72
给出的含义，表示p和q彼此独立地表示0或1。2.根据权利要求1的介质，其特征在于其包含一种或多种式S的化合物，其选自式S
‑
1和S
‑
2的化合物:其中R
S1
和R
S2
彼此独立地表示烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2
‑
7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基，X
S
表示F、Cl、CN、NCS、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基或氟化烯氧基。3.根据权利要求2的介质，其特征在于其包含一种或多种式S
‑
1的化合物和一种或多种式S
‑
2的化合物。4.根据权利要求1
‑
3中至少一项的介质，其特征在于其包含一种或多种选自式II和III的化合物的化合物，优选各自的介电各向异性大于3的化合物:
其中R2表示具有1
‑
7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2
‑
7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,在每次出现时彼此独立地表示在每次出现时彼此独立地表示L
21
和L
22
表示H或F，
X2表示卤素，具有1
‑
3个C原子的卤化烷基或烷氧基或具有2或3个C原子的卤化烯基或烯氧基，m表示0、1、2或3，R3表示具有1
‑
7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基，具有2
‑
7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基在每次出现时彼此独立地为在每次出现时彼此独立地为L
31
和L
32
彼此独立地表示H或F，X3表示卤素，具有1
‑
3个C原子的卤化...

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