CN101565624B

CN101565624B - 液晶介质和液晶显示器

Info

Publication number: CN101565624B
Application number: CN200910203908.1A
Authority: CN
Inventors: M·恰因塔; 齐藤泉
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: US20090230355A1; ATE527333T1; TW200946652A; JP2009215556A; KR20090097806A; US7842358B2; EP2100944B1; DE102009010580A1; EP2100944A1; TWI499658B; DE102009010580B4; KR101617445B1; JP5627857B2; CN101565624A

Abstract

本发明涉及介电正性液晶介质，该介质在每一情况下包含三个式IA、IB和IC的一种或多种化合物：

Description

液晶介质和液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶介质以及涉及含有这些介质的液晶显示器，尤其涉及有源矩阵寻址的显示器，更特别涉及扭转向列(TN)、平面切换(IPS)或边缘场切换(FFS)型的显示器。

背景技术

液晶显示器(LCD)用于信息显示的许多领域。LCD用于直视显示器也用于投影型显示器。所用的电光模式是，例如，扭转向列(TN)、超扭转向列(STN)、光学补偿弯曲(OCB)和电控双折射(ECB)模式以及他们的各种变体、和其它。所有这些模式利用基本上与基板或液晶层垂直的电场。除了这些模式，还有利用基本上与基板或液晶层平行的电场的电光模式，例如，平面切换(IPS)模式(例如，公开于DE4000451和EP0588568)和边缘场切换(FFS)模式，其中存在强“边缘场”，即接近于电极边的强电场，和遍及盒(cell)的、具有强垂直分量和水平分量的电场。后面两种电光模式特别用于现代台式监视器的LCD并意图用于电视机和多媒体应用的显示器。本发明的液晶优选用于这类显示器。通常，具有相当低的介电各向异性值的介电正性液晶介质用于FFS显示器，但是某些情况下具有仅仅约3或更低的介电各向异性的液晶介质也用于IPS显示器。

对于这些显示器，要求具有改进性能的新型液晶介质。对许多类型的应用而言寻址时间特别必须得到改进。因此，要求具有更低粘度(η)、尤其是更低旋转粘度(γ₁)的液晶介质。特别是对于监视器应用，旋转粘度应该为80mPa·s或更低，优选60mPa·s或更低，且特别优选55mPa·s或更低。除了这些参数，介质还必须具有合适宽度和位置的向列相范围以及适宜的双折射率(Δn)，且介电各向异性(Δε)应当足够高以允许合理低的操作电压。Δε应当优选大于2，且非常优选大于3，但优选不大于25，且特别不大于20，因为这将防止至少相当高的电阻率。

对于作为笔记本用显示器的应用或其它移动应用而言，旋转粘度应当优选为120mPa·s或更低，且特别优选为100mPa·s或更低。介电各向异性(Δε)此处应当优选大于8且尤其优选大于12。

本发明的显示器优选通过有源矩阵(有源矩阵LCD，简称为AMD)寻址，优选通过薄膜晶体管(TFT)的矩阵。然而，本发明的液晶显示器也可以有利地用于具有其它已知寻址方式的显示器中。

存在各种不同的使用低分子量液晶材料与聚合物材料的复合体系的显示器模式。这些是，例如，如WO91/05029中所公开的聚合物分散液晶(PDLC)、向列曲线排列相(NCAP)和聚合物网络(PN)体系，或轴对称微畴(ASM)体系及其它。与这些相反，根据本发明而尤其优选的模式使用在表面上取向的液晶介质自身。这些表面通常被预处理以实现液晶材料的均匀排列。本发明的显示器模式优选使用与复合层基本平行的电场。

适合于LCD、且尤其适合于IPS显示器的液晶组合物例如从JP07-181439(A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 195 28 107、WO 96/23 851和WO 96/28 521已知。但是，这些组合物具有严重的缺点。在这些缺陷中，它们的大多数不利地导致长的寻址时间、具有不充分的电阻率值和/或要求过高的操作电压。另外，还需要改进LCD的低温行为。操作性能以及还有储存期的改进在此处是必要的。

因此，极其需要具有用于实际应用的合适性能的液晶介质，所述合适的性能例如宽的向列相范围、对应于所用的显示器类型的合适的光学各向异性Δn、高的Δε、以及尤其为了尤其短的响应时间的低粘度。

发明内容

令人惊奇地，现已发现能够获得具有合适高的Δε、合适的相范围和Δn，但不显示、或至少仅仅在显著少的程度上显示现有技术的材料的缺点的液晶介质。

本发明的这些改进的液晶介质包含：

-一种或多种介电正性的式IA的化合物，一种或多种介电正性的式IB的化合物和一种或多种介电正性的式IC的化合物

其中，

R¹表示具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个碳原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，且优选烷基或烯基，

和彼此独立地表示

或优选

或

优选

表示或以及

表示

或

和彼此独立地表示

或优选

或

表示

或优选

或特别优选

或

表示

或优选

或

Z¹¹至Z¹⁶彼此独立地表示-CH₂CH₂-，-CF₂CF₂-，-COO-，反-CH＝CH-，反-CF＝CF-，-C≡C-，-CH₂O-，-CF₂O-或单键，优选-CH₂CH₂-，-COO-，反-CH＝CH-或单键，特别优选-CF₂O-或单键，且非常优选单键，

L¹¹和L¹²彼此独立地表示H，F或Cl，优选H或F，优选一个或两个、且尤其优选两个都表示F，

X¹表示H或F，且

Y¹表示CH₂或O，优选CH₂，以及

-任选一种或多种选自式II和III的化合物的化合物：

其中，

R²和R³彼此独立地表示具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个碳原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，且R²和R³优选表示烷基或烯基，

至每次出现时，彼此独立地表示

或优选

或

L²¹、L²²、L³¹和L³²彼此独立地表示H或F，L²¹和/或L³¹优选表示F，

X²和X³彼此独立地表示卤素、具有1至3个碳原子的卤代烷基或烷氧基、或具有2或3个碳原子的卤代烯基或烯氧基，优选F、Cl、-OCF₃或-CF₃，非常优选F、Cl或-OCF₃，

Z³表示-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-或单键，优选-CH₂CH₂-、-COO-、反-CH＝CH-或单键，非常优选-COO-，反-CH＝CH-或单键，以及

m表示0、1或3，优选1或3，且尤其优选1，以及

n表示0、1、2或3，优选1、2或3，且尤其优选1，且

在X²不表示F的情况下，m也可以表示2，

-任选一种或多种式IV的化合物

其中，

R⁴¹和R⁴²彼此独立地具有上述式II中对于R²所述的含义，优选R⁴¹表示烷基和R⁴²表示烷基或烷氧基或者R⁴¹表示烯基和R⁴²表示烷基，

和彼此独立地，并且若出现两次，它们也彼此独立地，表示

或

优选和中的一个或多个、特别优选一个表示

Z⁴¹和Z⁴²彼此独立地，且若Z⁴¹出现两次，也彼此独立地，表示-CH₂CH₂-，-COO-，反-CH＝CH-，反-CF＝CF-，-CH₂O-，-CF₂O-、-C≡C-或单键，优选它们中的一个或多个表示单键，且

p表示0、1或2，优选0或1。

式IA、IB、IC、II和III的化合物优选为介电正性化合物，优选具有大于3的介电各向异性。

式IV的化合物优选为介电中性化合物，优选具有-1.5至3的介电各向异性。

本发明的介质优选在每一情况下包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的式IA、IB和IC的介电正性化合物，且其中参数具有上述式I中所述的相应含义。

本发明的液晶介质优选包含总计

1至30％、优选5至25％式IA的化合物，

1至30％、优选2至20％式IB的化合物，和

1至30％、优选2至20％式IC的化合物。

单一化合物以1至20％、优选1至15％的浓度使用。尤其是，如果在使用两种或更多种同系化合物、即相同式的化合物的每一情况下，该限制适用。如果仅使用式所述化合物的单一物质，即仅仅一种同系化合物，其浓度范围可为2至20％，优选3至14％。

介质中式IA、IB和IC的化合物的浓度优选为10％至50％的范围，更优选12％至40％的范围，甚至更优选15％至35％的范围，非常优选20％至30％的范围，最优选23％至30％的范围。如果在介质中使用各自式IA、IB和/或IC的单一同系化合物，其浓度优选1％至20％的范围，如果在介质中使用各自式IA、IB和/或IC的两种或更多种同系化合物，则使用1％至15％的单一同系化合物。

在本发明的优选实施方案中，本发明的介质在每一情况下包含一种或多种式IA的化合物，其选自式IA-1至IA-12的化合物，优选式IA-2：

其中，R¹具有上述式I中所表示的含义。

在本发明的优选实施方案中，本发明的介质在每一情况下包含一种或多种式IB的化合物，其选自式IB-1至IB-13的化合物，优选式IB-1和/或IB-2和/或IB-6和/或IB-13：

其中，R¹具有上述式IB中所表示的含义。

在本发明的优选实施方案中，本发明的介质在每一情况下包含一种或多种式IC的化合物，其选自式IC-1至IC-3的化合物：

其中，R¹具有上述式IC中所表示的含义。

除了选自式IA至IC、或它们优选的子式的化合物的化合物之外，本发明的介质优选包含一种或多种介电各向异性大于3的介电正性化合物，其选自式II和III。

在本发明的优选实施方案中，本发明的介质包含一种或多种选自式II-1至II-4的化合物的化合物，优选式II-1和/或II-2：

其中参数具有上述式II所述的相应含义，且L²³和L²⁴彼此独立地表示H或F，优选L²³表示F，且

具有对于而给出的含义之一，且在式II-1和II-4的情况下，X²优选表示F或OCF₃，尤其优选F，且在式II-3的情况下，

和彼此独立地优选表示或

其中排除式IA、IB和IC的化合物，

和/或选自式III-1和III-2的化合物：

其中，参数具有上述式III中所给出的含义。

在优选的实施方案中，本发明的介质另外或除式III-1和/或III-2的化合物之外，还包含一种或多种式III-3的化合物

其中，参数具有上文所述的相应含义，且参数L³¹和L³²彼此独立且独立于其它参数，表示H或F。

本发明的介质优选包含一种或多种选自式II-1至II-4的化合物的化合物，其中L²¹和L²²和/或L²³和L²⁴两者表示F。

在优选的实施方案中，介质包含一种或多种选自式II-2和II-4的化合物的化合物，其中L²¹、L²²、L²³和L²⁴都表示F。

介质优选包含一种或多种式II-1的化合物。式II-1的化合物优选选自式II-1a至II-1f的化合物：

其中参数具有上文所述的相应含义，且L²³、L²⁴、L²⁵和L²⁶彼此独立且独立于其它参数，表示H或F，且优选

在式II-1a、II-1b和II-1c中，L²¹和L²²两者都表示F，

在式II-1d和II-1e中，L²¹和L²²两者都表示F，和/或L²³和L²⁴两者都表示F，以及

在式II-1f中，L²¹、L²²和L²⁵表示F且L²⁶表示H。

尤其优选的式II-1的化合物是

其中，R²具有上文所述的含义。

介质优选包含一种或多种式II-2的化合物，其优选选自式II-2a至II-2j的化合物：

其中参数具有上文所述的相应含义，且L²³至L²⁸彼此独立地表示H或F，优选L²⁷和L²⁸两者都表示H，尤其优选L²⁶表示H，且其中排除式IA、IB和IC的化合物。

本发明的介质优选包含一种或多种选自式II-1a至II-1j的化合物的化合物，其中L²¹和L²²两者都表示F和/或L²³和L²⁴两者都表示F。

在优选的实施方案中，本发明的介质包含一种或多种选自式II-2a至II-2j的化合物的化合物，其中L²¹、L²²、L²³和L²⁴都表示F。

尤其优选的式II-2化合物是下列式的化合物：

其中R²和X²具有上文所述的含义，且X²优选表示F，且其中排除式IA、IB和IC的化合物。

本发明的介质优选包含一种或多种式II-3的化合物，其优选选自式II-3a至II-3c的化合物：

其中参数具有以上所述的相应含义，且L²¹和L²²优选两者都表示F，且其中排除式IA、IB和IC的化合物。

在优选的实施方案中，本发明的介质包含一种或多种式II-4的化合物，优选式II-4a，

其中参数具有以上所给出的含义，且X²优选表示F或OCF₃，尤其优选F。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-1的化合物，其优选选自式III-1a和III-1b的化合物：

其中参数具有上文所述的相应含义，且参数L³³和L³⁴彼此独立并独立于其它参数，表示H或F。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-1a的化合物，优选选自式III-1a-1至III-1a-6的化合物：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-1b的化合物，其优选选自式III-1b-1至III-1b-4的化合物的组，优选式III-1b-4：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2的化合物，其优选选自式III-2a至III-2j的化合物：

其中参数具有上文所给出的含义且优选其中参数具有上文所述的相应含义，且参数L³³、L³⁴、L³⁵和L³⁶彼此独立并独立于其它参数，表示H或F。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2a的化合物，其优选选自式III-2a-1至III-2a-5的化合物：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2b的化合物，其优选选自式III-2b-1和III-2b-2的化合物，优选式III-2b-2：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2c的化合物，其优选选自式III-2c-1至III-2c-5的化合物：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种选自式III-2d和III-2e的化合物的化合物，其优选选自式III-2d-1和III-2e-1的化合物：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2f的化合物，其优选选自式III-2f-1至III-2f-5的化合物：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2g的化合物，其优选选自式III-2g-1至III-2g-5的化合物：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2h的化合物，其优选选自式III-2h-1至III-2h-3的化合物，优选式III-2h-3：

其中参数具有上文所给出的含义，且X³优选表示F。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2i的化合物，其优选选自式III-2i-1和III-2i-2的化合物，优选式III-2i-2：

其中参数具有上文所给出的含义，且X³优选表示F。

本发明的介质优选包含一种或多种式III-2j的化合物，其优选选自式III-2j-1和III-2j-2的化合物，优选式III-2j-1：

其中参数具有上文所给出的含义。

另外或除了式III-1和/或III-2的化合物，本发明的介质还可以包含一种或多种式III-3的化合物

其中参数具有上文式III中所述的相应含义。

这些化合物优选选自式III-3a和III-3b：

其中R³具有上文所述的含义。

本发明的液晶介质优选包含介电中性组分，组分C。该组分具有-1.5至3范围的介电各向异性。它优选包括介电各向异性在-1.5至3范围的介电中性化合物，更优选主要由它们组成，甚至更优选基本上由它们组成，尤其优选完全由它们组成。该组分优选包含一种或多种介电各向异性在-1.5至3范围的式IV的介电中性化合物，更优选主要由它们组成，甚至更优选基本上由它们组成，非常优选完全由它们组成。

介电中性组分，组分C，优选包含一种或多种选自式IV-1至式IV-6的化合物的化合物：

其中R⁴¹和R⁴²具有以上式IV中所述的相应含义，且在式IV-1、IV-5和IV-6中R⁴¹优选表示烷基或烯基，优选烯基，且R⁴²优选表示烷基或烯基，优选烷基，在式IV-2中R⁴¹和R⁴²优选表示烷基且在式IV-4中R⁴¹优选表示烷基或烯基，更优选烷基，且R⁴²优选表示烷基或烷氧基，更优选烷氧基。

介电中性组分，组分C，优选包含一种或多种选自式IV-1、IV-4、IV-5和IV-6的化合物的化合物，优选一种或多种式IV-1的化合物和一种或多种选自式IV-4和IV-5的化合物，更优选每个式IV-1、IV-4和IV-5的一种或多种化合物，且非常优选每一式IV-1、IV-4、IV-5和IV-6的一种或多种化合物。

在优选的实施方案中，本发明的介质包括一种或多种式IV-5的化合物，更优选选自式CCP-V-n和/或CCP-nV-m和/或CCP-Vn-m的其相应子式，更优选式CCP-V-n和/或CCP-V2-n，且非常优选选自式CCP-V-1和CCP-V2-1。这些缩写(首字母缩略词)的定义在下表D中说明或由表A至C而言是显而易见的。

在同样优选的实施方案中，本发明的介质包含一种或多种式IV-1的化合物，更优选选自式CC-n-m、CC-n-V、CC-n-Vm、CC-V-V、CC-V-Vn和/或式CC-nV-Vm的其相应的子式，更优选式CC-n-V和/或CC-n-Vm，且非常优选选自式CC-3-V、CC-4-V、CC-5-V、CC-3-V1、CC-4-V1、CC-5-V1、CC-3-V2和CC-V-V1的组。这些缩写(首字母缩略词)的定义同样在下表D中说明或由表A至C中显而易见的。

在本发明进一步优选的可以与前面的相同或不同的实施方案中，本发明的液晶混合物包含组分C，该组分C包含选自如上所述的式IV-1至IV-6的式IV的化合物和任选的式IV-7至IV-13的化合物的组的式IV的化合物，所述组分C优选主要由它们组成，非常优选完全由它们组成：

其中

R⁴¹和R⁴²彼此独立地表示具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个碳原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，以及

L⁴表示H或F。

在优选的实施方案中，本发明的介质包含一种或多种式IV-8的化合物，更优选选自式CPP-3-2、CPP-5-2和CGP-3-2的其相应子式，更优选式CPP-3-2和/或CGP-3-2，且非常尤其优选式CPP-3-2。这些缩写(首字母缩略词)的定义在下表D中说明或由表A至C是显而易见的。

本发明的液晶介质优选包含一种或多种式V的化合物

其中

R⁵¹和R⁵²彼此独立地具有上述式II中R²所述的含义，优选R⁵¹表示烷基且R⁵²表示烷基或烯基，

如果其出现两次，则每次出现时彼此独立地，表示

优选中的一个或多个表示

Z⁵¹和Z⁵²，彼此独立地，且若Z⁵¹出现两次，它们也彼此独立地，表示-CH₂CH₂-，-COO-，反-CH＝CH-，反-CF＝CF-，-CH₂O-，-CF₂O-或单键，优选它们中的一个或多个表示单键，且

r表示0、1或2，优选0或1，特别优选1。

式V的化合物优选为具有-1.5至3的介电各向异性的介电中性化合物。

本发明的介质优选包含一种或多种选自式V-1和V-2的化合物的化合物：

其中R⁵¹和R⁵²具有上述式V中所述的相应含义，且R⁵¹优选表示烷基，且在式V-1中，R⁵²优选表示烯基，优选-(CH₂)₂-CH＝CH-CH₃，且在式V-2中R⁵²优选表示烷基或烯基，优选-(CH₂)₂-CH＝CH₂或-(CH₂)₂-CH＝CH-CH₃。

本发明的介质优选包含一种或多种选自式V-1和V-2的化合物，在所述式V-1和V-2中R⁵¹优选表示n-烷基，且在式V-1中R⁵²优选表示烯基，且在式V-2中R⁵²优选表示n-烷基。

在优选的实施方案中，本发明的介质包含一种或多种式V-1的化合物，更优选其子式PP-n-2Vm的化合物，甚至更优选式PP-1-2V1的化合物。这些缩写(首字母缩略词)的定义示于下表D中或由表A至C是显而易见的。

在优选的实施方案中，本发明的介质包含一种或多种式V-2的化合物，更优选其子式PGP-n-m、PGP-n-2V和PGP-n-2Vm的化合物，甚至更优选子式PGP-3-m、PGP-n-2V和PGP-n-V1，非常优选选自式PGP-3-2、PGP-3-3、PGP-3-4、PGP-3-5、PGP-1-2V、PGP-2-2V和PGP-3-2V。这些缩写(首字母缩略词)的定义示于下表D中或由表A至C是显而易见的。

另外或除了式II和/或III的化合物，本发明的介质可以包含一种或多种式VI的介电正性化合物

其中，

R⁶表示具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个碳原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，且优选烷基或烯基，

至

彼此独立地表示

或

L⁶¹和L⁶²彼此独立地表示H或F，优选L⁶¹表示F，以及

X⁶表示卤素、具有1至3个碳原子的卤代烷基或烷氧基、或具有2或3个碳原子的卤代烯基或烯氧基，优选F、Cl、-OCF₃或-CF₃，非常优选F、Cl或-OCF₃，

Z⁶表示-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-或-CF₂O-，优选-CH₂CH₂-、-COO-或反-CH＝CH-，且非常优选-COO-或反-CH＝CH-，以及

q表示0或1。

本发明的介质优选包含一种或多种式VI的化合物，其优选选自式VI-1和VI-2：

其中参数具有上文所述的相应含义，且参数L⁶³和L⁶⁴彼此独立且独立于其它参数，表示H或F，且Z⁶优选表示-CH₂-CH₂-。

式VI-1的化合物优选选自式VI-1a和VI-1b的化合物：

其中R⁶具有上文所述的含义。

式VI-2的化合物优选选自式VI-2a至VI-2d的化合物：

其中R⁶具有上文所述的含义。

另外，本发明的液晶介质可以包含一种或多种式VII的化合物

其中，

R⁷具有上述式II中对于R²所述的含义，

存在的至之一表示

或

优选

或

优选以及其它具有相同含义，或彼此独立地表示

优选

Z⁷¹和Z⁷²彼此独立地表示-CH₂CH₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-、-CF₂O-或单键，优选它们中的一个或多个表示单键，且非常优选两者都表示单健，

t表示0、1或2，优选0或1，更优选1，和

X⁷具有上述式II中对于X²所述的含义，或另外，独立于R⁷，可以具有对于R⁷所述的含义之一。

式VII的化合物优选为介电正性化合物。

另外，本发明的液晶介质可以包含一种或多种式VIII的化合物

其中，

R⁸¹和R⁸²彼此独立地具有上述式II中对于R²所述的含义，

表示

或优选

表示

或

Z⁸¹和Z⁸²彼此独立地表示-CH₂CH₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-、-CF₂O-或单键，优选它们中的一个或多个表示单键，且非常优选两者都表示单键，

L⁸¹和L⁸²彼此独立地表示C-F或N，优选L⁸¹和L⁸²中的一个或两个表示C-F，且非常优选两者都表示C-F，以及

s表示0或1。

式VIII的化合物优选为介电负性化合物。

本发明的介质优选包含一种或多种式VIII的化合物，优选选自式III-1至VIII-3的化合物：

其中

R⁸¹和R⁸²具有上述式VIII中所述的相应含义。

在式VIII-1至VIII-3中，R⁸¹优选表示n-烷基或1-E-烯基，且R⁸²优选表示n-烷基或烷氧基。

本发明的液晶介质优选包含一种或多种选自式IA、IB、IC和II至VIII的化合物，优选式IA、IB、IC和II至VII的化合物，且更优选式IA、IB、IC和II、III和/或IV和/或VI的化合物。它们特别优选主要由这些化合物组成，甚至更优选基本由这些化合物组成，且非常优选完全由这些化合物组成。

本申请中，与组合物有关的“包含”意指相应的实体，即介质或组分，优选以10％或更多、更优选20％或更多的总浓度包含所述一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。

在此方面，“主要由……组成”意指相应的实体包含55％或更多、优选60％或更多、且非常优选70％或更多的所述一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。

在此方面，“基本由……组成”意指相应的实体包含80％或更多、优选90％或更多、且更优选95％或更多的所述一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。

在此方面，“实际完全由……组成”或“完全由……组成”意指相应的实体包含98％或更多、优选99％或更多、且更优选100％的所述一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。

上文没有明确提到的其它介晶化合物可以任选且还有利地在本发明的介质中使用。这类化合物对于本领域技术人员是公知的。

本发明的液晶介质优选具有60℃或更高的澄请点，更优选65℃或更高，特别优选70℃或更高，且非常特别优选75℃或更高。

本发明介质的向列相优选至少从0℃或更低延伸至70℃或更高，更优选至少从-20℃或更低至75℃或更高，非常优选至少从-30℃或更低至75℃或更高，且特别至少从-40℃或更低至80℃或更高。

本发明液晶介质的Δε，在1kHz和20℃下，优选是2或更高，更优选4或更高，且非常优选6或更高。Δε特别优选25或更小，并且在一些优选实施方案中优选20或更小。

本发明液晶介质的Δn，在589nm(Na^D)和20℃下，优选是在0.070或更大到0.150或更小的范围，更优选在0.080或更大到0.140或更小的范围，甚至更优选在0.090或更大到0.135或更小的范围，且非常特别优选在0.100或更大到0.130或更小的范围。

在本申请的优选实施方案中，本发明液晶介质的Δn优选是0.080或更大，更优选0.090或更大。

在本发明的优选实施方案中，液晶介质的Δn优选是在0.090或更大到0.120或更小的范围，更优选在0.095或更大到0.115或更小的范围，且非常优选在0.100或更大到0.105或更小的范围，同时，Δε优选是在5或更大到11或更小的范围，优选在6或更大到10或更小的范围，特别优选在7或更大到9或更小的范围。

在该实施方案中，本发明介质的向列相优选至少从-20℃或更低延伸到70℃或更高，更优选至少从-20℃或更低到70℃或更高，非常优选至少从-30℃或更低到70℃或更高，特别至少从-40℃或更低到95℃或更高。

在本发明的优选实施方案中，本发明液晶介质的Δn优选是0.080或更大到0.1300或更小，且Δε是7或更大至25或更小。

根据本发明，式IA、IB和IC的化合物在介质中优选以整个混合物的1％至50％、更优选1％至30％、甚至更优选2％至30％且非常优选3％至30％的总浓度使用。

选自式II和III的化合物优选以整个混合物的2％至60％、更优选3％至35％，甚至更优选4％至20％且非常优选5％至15％的总浓度使用。

式IV的化合物优选以整个混合物的5％至70％、更优选20％至65％，甚至更优选30％至60％且非常优选40％至55％的总浓度使用。

式V的化合物优选以整个混合物的0％至30％、更优选0％至15％且非常优选1％至10％的总浓度使用。

式VI的化合物优选以整个混合物的0％至50％、更优选1％至40％、甚至更优选5％至30％且非常优选10％至20％的总浓度使用。

本发明的介质可以任选包含其它的液晶化合物以便调节物理性能。这类化合物对于本领域技术人员是公知的。它们在本发明的介质中的浓度优选0％至30％，更优选0.1％至20％，且非常优选1％至15％。

在优选的实施方案中，本发明的介质中式CC-3-V化合物的浓度是50％至65％，特别优选55％至60％。

在本发明的另一优选实施方案中，本发明的介质中式CC-3-V化合物的浓度是10％至35％，特别优选11％至25％且非常特别优选12％至20％。

液晶介质优选包含总共50％至100％，更优选70％至100％，最优选80％至100％，特别地90％至100％的式IA、IB、IC和II至VII的化合物，所述化合物优选选自式IA、IB、IC和II至VI的化合物，特别优选式IA、IB、IC和II至V的化合物，特别是式IA、IB、IC、II、III、IV、V和VII的化合物，且非常特别优选式IA、IB、IC、II、III、IV和V的化合物。它们优选主要由这些化合物组成，且更优选实际上完全由这些化合物组成。在优选的实施方案中，在各情况下的液晶介质包括这些式的每个式的一种或多种化合物。

在本申请中，术语“介电正性”表示其中Δε＞3.0的化合物或组分，“介电中性”表示其中-1.5≤Δε≤3.0那些，“介电负性”表示其中Δε＜-1.5的那些。Δε在频率1kHz和20℃下测定。各化合物的介电各向异性以相应单一化合物在向列主体混合物中的10％溶液的结果确定。如果相应化合物在向列主体混合物中的溶解度低于10％，则浓度减少至5％。在具有垂面排列的盒和具有沿面排列的盒中测定试验混合物的电容。两类盒的盒厚度为约20μm。施加的电压是具有1kHz频率和均方根值(effective value)典型地为0.5V至1.0V的矩形波，但其总是被选择低于相应试验混合物的电容阈值。

Δε定义为(ε||-ε_⊥)，同时ε_av.是(ε||+2ε_⊥)/3

用于介电正性化合物的主体混合物是混合物ZLI-4792，用于介电中性和介电负性化合物的是混合物ZLI-3086，两者都来自德国的Merck KGaA。化合物的介电常数的绝对值由主体混合物在添加所研究化合物时各自值的变化来确定。将该值外推至100％的所研究化合物浓度。

对在20℃的测量温度下具有向列相的组分自身进行测量，所有其它如化合物那样处理。

在这两种情况下，除非另有说明，本申请中的术语“阈值电压”是指光学阈值且对于10％的相对对比度(V₁₀)给出，术语“饱和电压”是指光学饱和且对于90％的相对对比度(V₉₀)给出。电容阈值电压(V₀)，也称为Freedericks阈值(V_Fr)，仅在明确提及时才使用。

除非另有说明，本申请中所述参数的范围都包括端值。

对于性能的各种范围所述的不同的上限值和下限值彼此组合产生附加的优选范围。

在整个本申请中，除非另外明确说明，适用下列条件和定义。所有浓度以重量百分比给出且相对于相应的整个混合物，所有温度以摄氏度给出，且所有温度差以度数差给出。除非另外明确说明，所有物理性能都是根据“MerckLiquid Crystals，Physical Properties of Liquid Crystals”，StatusNov.1997，德国Merck KGaA进行测定，且对于20℃的温度而给出。光学各向异性(Δn)在波长589.3nm下测定。介电各向异性(Δε)在1kHz频率下测定。阈值电压以及所有其它的电光学性能已经使用德国Merck KGaA生产的试验盒测定。用于测定Δε的试验盒具有约20μm的盒厚度。电极是具有1.13cm²面积和防护环的圆形ITO电极。对于垂面取向(ε||)取向层是来自日本NissanChemicals的SE-1211，对于沿面取向(ε_⊥)取向层是来自日本Japan SyntheticRubber的聚酰亚胺AL-1054。电容是使用Solatron 1260频率反应分析装置测定，该分析装置使用电压0.3V_rms的正弦波。电光学测量中所用的光是白光。此处使用如下的装置，该装置使用了商业上获得的来自德国Autronic-Melchers生产的DMS设备。在垂直观察下测定特征电压。阈值电压(V₁₀)，中灰度(mid-grey)电压(V₅₀)和饱和(V₉₀)电压分别对于10％、50％和90％的相对对比度而测定。

本发明的液晶介质可以进一步包含通常浓度的添加剂和手性掺杂剂。这些进一步组分基于整个混合物的总浓度在0％至10％的范围，优选0.1％至6％。所使用的单个化合物的浓度均优选在0.1％至3％的范围。当在本申请中提到液晶介质的液晶组分和化合物的值和浓度范围时，不考虑这些和类似添加剂的浓度。

本发明的液晶介质由多种化合物组成，优选3至30，更优选4至20，且非常优选4至16种化合物。这些化合物用传统方式混合。通常，将所需量的以较小的量使用的化合物溶解在以较大的量使用的化合物中。如果温度高于以较高浓度使用的化合物的澄清点，特别容易观察到溶解过程的完成。也可以用其它传统方法制备该介质，例如使用所谓的预混物或使用所谓的“多瓶(multibottle)”体系，所述预混物可以是例如多种化合物的均质或共晶混合物，所述多瓶体系的成分是准备好使用的混合物自身。

通过添加合适的添加剂，本发明的液晶介质可以以可用于所有已知类型的液晶显示器的方式被改性，或者使用液晶介质自身，例如TN、TN-AMD、ECB-AMD、VAN-AMD、IPS-AMD、FFS-AMD LCD，或者用于复合体系中，例如PDLC、NCAP、PN LCD，且尤其用于ASM-PA LCD中。

所有温度，例如液晶的熔点T(C，N)或T(C，S)、从近晶(S)到向列(N)相的转变T(S，N)和澄清点T(N，I)以摄氏度给出。所有温度差以度数差给出。

在本发明中，且特别是下述实施例中，介晶化合物的结构通过也称作首字母缩略词的缩写表示。在这些首字母缩略词中，化学式使用下表A至C缩写为如下。所有基团C_nH_2n+1、C_mH_2m+1和C₁H₂₁₊₁或C_nH_2n-1、C_mH_2m-1和C₁H_21-1分别表示各具有n、m和1个碳原子的直链烷基或烯基，优选1E-烯基。表A列出了用于化合物核心结构的环状单元的编码，而表B列出了连接基团。表C给出了左手侧或右手侧端基编码的含义。首字母缩略词由具有任选连接基团的环状单元的编码、其后的第一连字符和左手侧端基编码、以及第二连字符和右手侧端基编码构成。表D列出了化合物的结构以及它们对应的缩写。

表A：环壮单元

表B：连接基团

E -CH₂CH₂- Z -CO-O-

V -CH＝CH- ZI -O-CO-

X -CF＝CH- O -CH₂-O-

XI -CH＝CF- OI -O-CH₂-

B -CF＝CF- Q -CF₂-O-

T -C≡C- QI -O-CF₂-

W -CF₂CF₂- T -C≡C-

表C：端基

左手边右手边

单独使用

-n- C_nH_2n+1- -n --C_nH_2n+1

-nO- C_nH_2n+1-O- -nO -O-C_nH_2n+1

-V- CH₂＝CH- -V -CH＝CH₂

-nV- C_nH_2n+1-CH＝CH- -nV -C_nH_2n-CH＝CH₂

-Vn- CH₂＝CH-C_nH_2n+1- -Vn -CH＝CH-C_nH_2n+1

-nVm- C_nH_2n+1-CH＝CH-C_mH_2m- -nVm -C_nH_2n-CH＝CH-C_mH_2m+1

-N- N≡C- -N -C≡N

-S- S＝C＝N- -S -N＝C＝S

-F- F- -F -F

-CL- Cl- -CL -Cl

-M- CFH₂- -M -CFH₂

-D- CF₂H- -D -CF₂H

-T- CF₃- -T -CF₃

-MO- CFH₂O- -OM -OCFH₂

-DO- CF₂HO- -OD -OCF₂H

-TO- CF₃O- -OT -OCF₃

-OXF- CF₂＝CH-O- -OXF -O-CH＝CF₂

-A- H-C≡C- -A -C≡C-H

-nA- C_nH_2n+1-C≡C- -An -C≡C-C_nH_2n+1

-NA- N≡C-C≡C- -AN -C≡C-C≡N

彼此和与其它一起使用

-...A...- -C≡C- -...A... -C≡C-

-...V...- CH＝CH- -...V... -CH＝CH-

-...Z...- -CO-O- -...Z... -CO-O-

-...Zl...- -O-CO- -...Zl... -O-CO-

-...K...- -CO- -...K... -CO-

-...W...- -CF＝CF- -...W... -CF＝CF-

其中，n和m各表示整数，且三个点“...”是本表格其它缩写的占位符。

下表示出说明性结构和它们的相应缩写。示出它们是为了说明缩写规则的含义。它们还表示优选使用的化合物。

表D：说明性结构

下表，表E，示出能在本发明介晶介质中用作稳定剂的说明性化合物。

表E

在本发明的优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自表E的化合物。

下表，表F，示出能在本发明的介晶介质中优选用作手性掺杂剂的说明性化合物。

表F

在本发明优选的实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自表F的化合物。

本发明的介晶介质优选包含两种或更多种、优选四种或更多种化合物，其选自由上述表格中的化合物组成的组。

本发明的液晶介质优选包含

-七种或更多种、优选八种或更多种化合物，优选化合物具有三种或更多种、优选四种或更多种不同的式，其选自表D的化合物。

实施例

下述实施例说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

然而，这些物理性质向本领域技术人员显示了可以实现何种性能以及它们可以在何种范围内改进。因此，特别地，可优选实现的各种性能的结合对本领域技术人员而言是明确的。

制备具有下表中所述组成和性能的液晶混合物。

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

实施例1-8的这些混合物非常适合IPS和FFS模式的显示器。

Claims

1.液晶介质，其特征在于，其包含：

-一种或多种介电正性的选自式IA-1至IA-12的化合物，一种或多种介电正性的选自式IB-1至IB-13的化合物，和一种或多种介电正性的选自式IC-1至IC-3的化合物

其中，

R¹表示具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个碳原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基。

2.根据权利要求1所述的液晶介质，其特征在于，式IA-1至IC-3的化合物在介质中的总浓度为30至50％。

3.根据权利要求1或2所述的液晶介质，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：

其中，

R²和R³彼此独立地表示具有1至7个碳原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个碳原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，

至每次出现时彼此独立地表示

L²¹，L²²，L³¹和L³²彼此独立地表示H或F，

X²和X³彼此独立地表示卤素、具有1至3个碳原子的卤代烷基或烷氧基、或具有2或3个碳原子的卤代烯基或烯氧基，

Z³表示-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-或单键，

m表示0、1或3，且

n表示0、1、2或3，

并且在X²不表示F的情况下，m也可以表示2。

4.根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，其包含

-一种或多种式IV的化合物

其中，

R⁴¹和R⁴²彼此独立地具有上述权利要求3中式II的R²所述的含义，

和彼此独立地、且若出现两次，它们也彼此独立地，表示

Z⁴¹和Z⁴²彼此独立地，并且若Z⁴¹出现两次，它们也彼此独立地，表示-CH₂CH₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-、-CF₂O-、-C≡C-或单键，且

p表示0、1或2。

5.根据权利要求1所述的液晶介质，其特征在于，在介质中的式IA-1至IA-12、IB-1至IB-13和IC-1至IC-3的化合物的总浓度为5％至40％的范围。

6.根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，其包含一种或多种权利要求3中所述的式II的化合物。

7.根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，其包含一种或多种权利要求3中所述的式Ⅲ的化合物。

8.根据权利要求1或2所述的液晶介质，其特征在于，其包含一种或多种式V的介电中性化合物

其中，

R⁵¹和R⁵²彼此独立地具有权利要求3中式II的R²所述的含义，

在每次出现时彼此独立地表示

Z⁵¹和Z⁵²彼此独立地，并且如果Z⁵¹出现两次则它们也彼此独立地，表示-CH₂CH₂-、-COO-、反-CH＝CH-、反-CF＝CF-、-CH₂O-、-CF₂O-或单键，且

r表示0、1或2。

9.液晶显示器，其特征在于，其含有根据权利要求1至8的任一项所述的液晶介质。

10.根据权利要求9的显示器，其特征在于，它是有源矩阵寻址的。

11.根据权利要求1至8的任一项所述的液晶介质在液晶显示器中的用途。

12.根据权利要求1至8的任一项所述的液晶介质的制备方法，其特征在于，在权利要求1或2中所给出的每一种情况下，将一种或多种式IA-1至IA-12的化合物、一种或多种式IB-1至IB-13的化合物和一种或多种式IC-1至IC-3的化合物与权利要求3至8的任一项所提及的一种或多种化合物、和／或一种或多种其它液晶化合物和／或一种或多种添加剂混合。