液晶介质的制作方法
- 国知局
- 2024-09-05 14:27:28
本发明涉及液晶介质,特别是基于极性化合物的混合物的液晶介质,其包含至少一种式i的化合物,其中各个基团各自彼此独立并且在每次出现时相同或不同地具有以下含义:r11表示具有2-12个c原子的烯基基团,l1和l2表示f、cl、cf3、ocf3或chf2,n表示1或2,a表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,其也可以被一个或两个相同或不同的基团l1取代,和涉及其用于有源矩阵显示器,特别是基于va、psa、ps-va、pa-va、palc、ffs、ps-ffs、ips或ps-ips效应的有源矩阵显示器的用途。该类型介质特别可用于具有基于ecb效应的有源矩阵寻址的电光显示器并可用于ips(面内切换)显示器或ffs(边缘场切换)显示器。
背景技术:
1、电控双折射、ecb效应亦或dap(配向相畸变)效应的原理首次描述于1971年(m.f.schieckel和k.fahrenschon,"deformation of nematic liquid crystals withvertical orientation in electrical fields",appl.phys.lett.19(1971),3912)。这随后描述于j.f.kahn(appl.phys.lett.20(1972),1193)及g.labrunie和j.robert(j.appl.phys.44(1973),4869)的论文中。
2、j.robert和f.clerc(sid 80digest techn.papers(1980),30)、j.duchene(displays 7(1986),3)以及h.schad(sid 82digest techn.papers(1982),244)的论文显示液晶相必须具有高数值的弹性常数k3/k1比、高数值的光学各向异性△n和△ε≤-0.5的介电各向异性值以适用于基于ecb效应的高信息显示器元件。基于ecb效应的电光学显示器元件具有垂面边缘配向(va技术=垂直配向)。介电负性液晶介质也可以用于使用所谓ips或ffs效应的显示器。
3、除了ips(面内切换)显示器(例如:yeo,s.d.,论文15.3:"an lc display for thetv application",sid 2004international symposium,digest of technical papers,xxxv,book ii,pp.758&759)和长久已知的tn(扭转向列)显示器之外,使用ecb效应的显示器,如例如在mva(多域垂面配向,例如:yoshide,h.等,论文3.1:"mva lcd for notebookor mobile pcs...",sid 2004international symposium,digest of technical papers,xxxv,book i,pp.6to 9,和liu,c.t.等,论文15.1:"a 46-inch tft-lcd hdtvtechnology...",sid 2004international symposium,digest of technical papers,xxxv,book ii,pp.750to 753)、pva(图案化垂面配向,例如:kim,sang soo,论文15.4:"super pva sets new state-of-the-art for lcd-tv",sid 2004internationalsymposium,digest of technical papers,xxxv,book ii,pp.760to 763)、asv(先进超视角,例如:shigeta,mitzuhiro和fukuoka,hirofumi,论文15.2:"development of highquality lcdtv",sid 2004
4、international symposium,digest of technical papers,xxxv,book ii,pp.754至757)模式中的所谓的van(垂面配向向列)显示器,自身已确立为当今最重要的三种较新型液晶显示器之一,特别是对于电视应用而言。该技术以一般形式进行比较,例如,在souk,jun,sid seminar 2004,seminar m-6:"recent advances in lcd technology",seminar lecture notes,m-6/1至m-6/26,和miller,ian,sid seminar 2004,seminar m-7:"lcd-television",seminar lecture notes,m-7/1至m-7/32中。虽然现代ecb显示器的响应时间已通过在超速驱动下的寻址方法得以显著改善,例如:kim,hyeon kyeong等,论文9.1:"a 57-in.wide uxga tft-lcd for hdtv application",sid 2004internationalsymposium,digest of technical papers,xxxv,book i,pp.106至109,但获得视频相容响应时间,特别是灰阶切换,仍为尚未得到满意解决的问题。
5、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水分、空气的化学耐受性和物理影响,例如热、红外线、可见光和紫外辐射以及直流和交流电场。
6、此外,工业可用lc相需要在适合的温度范围和低粘度下具有液晶介晶相。
7、迄今公开的具有液晶介晶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。然而,还没有可能以该方式容易地制备最优相,因为目前还没有可用的具有显著介电负性各向异性和适当长期稳定性的液晶材料。
8、已知矩阵液晶显示器(mlc显示器)。可用于单像素单转换的非线性元件为,例如,有源元件(即晶体管)。因而使用术语“有源矩阵”,其中可区分为以下两种类型:
9、1.位于硅晶片(作为基板)上的mos(金属氧化物半导体)晶体管
10、2.位于玻璃板(作为基板)上的薄膜晶体管(tft)。
11、在类型1的情况下,所用的电光效应通常为动态散射或宾主效应。使用单晶硅作为基板材料限制了显示器的尺寸,因为多个分显示器的平滑模块化装配在接合处存在问题。
12、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。
13、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集中研发中。
14、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非常小并且几乎对影像无不利影响。该技术也可扩展至全色功能显示器,其中红、绿和蓝色滤光器的镶嵌块以如此方式设置以致滤光器元件相对于每个可转换像素。
15、此处术语mlc显示器覆盖了带有整体非线性元件的任意矩阵显示器,即除了有源矩阵之外,还有带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)。
16、该类型mlc显示器特别适用于tv应用(例如袖珍tv)或用于汽车或飞机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,mlc显示器也会出现因液晶混合物不够高的比电阻而产生的问题[togashi,s.,sekiguchi,k.,tanabe,h.,yamamoto,e.,sorimachi,k.,tajima,e.,watanabe,h.,shimizu,h.,proc.eurodisplay84,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 filmtransistors 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。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着mlc显示器的寿命下降,因而高(初始)电阻对于经长期操作后必须具有可接受电阻值的显示器而言非常重要。
17、因而仍然非常需要具有非常高比电阻同时具有宽工作温度范围、短响应时间和低阈值电压的mlc显示器,借助其可产生多种灰阶。
18、由于它们比较低的对比度,经常使用的mlc-tn显示器的缺点在于相对高的视角依赖性和难于在这些显示器中产生灰阶。
19、va显示器具有显著更好的视角依赖性并因此主要用于电视和监控器。然而,此处仍然需要改善响应时间,特别是对于具有大于60hz帧速率(图像改变频率/重复率)的电视应用。然而,必须同时不削弱例如低温稳定性的性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供基于ecb效应或基于ips或ffs效应的特别用于显示器和tv应用且不会具有上述缺陷或仅以降低的程度具有该缺陷的液晶混合物。特别地,必须保证监视器和电视在极高和极低的温度下也能操作并且同时具有短响应时间并且同时具有改善的可靠性行为,特别是在长时间操作后不具有或具有显著降低的图像粘滞。
2、令人惊讶地,如果通式i的极性化合物用于液晶混合物,特别是用于具有介电负性各向异性、优选用于va显示器的lc混合物,则可改善旋转粘度以及旋转粘度和弹性常数的比例,从而改善响应时间。
3、在具有介电负性各向异性的lc混合物中使用式i的化合物令人惊讶地产生了非常低的旋转粘度以及旋转粘度和弹性常数比例的降低。因此可以制备具有短响应时间、同时良好的相性能以及良好的低温行为的液晶混合物,优选va、ps(=聚合物稳定)-va、pa(=光配向)-va、ips、ps-ips、ps-ffs、ffs混合物,特别是ub-ffs(超高亮度边缘场切换)混合物。
4、因此,本发明涉及包含至少一种式i的化合物的液晶介质。本发明同样涉及式i的化合物。
5、根据本发明的混合物优选地展示出具有清亮点≥70℃、优选≥75℃、特别是≥80℃的非常宽的向列相范围,非常有利的电容阈值,相对高的保留率值和同时非常良好的在-20℃和-30℃下的低温稳定性、以及非常低的旋转粘度值和短的响应时间。根据本发明的混合物进一步通过以下事实区分:除了旋转粘度γ1的改善,可观察到相对高的弹性常数值k3以改善响应时间。特别地,根据本发明的混合物具有特别低的旋转粘度γ1和弹性常数k3的γ1/k3比值,其是快速响应时间的指示。
6、根据本发明的混合物的一些优选实施方案阐述于下。
7、在式i的化合物中,r11优选表示具有2-15个,优选2-6个c原子的直链烯基,特别优选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-。
8、优选的式i的化合物选自以下子式:
9、
10、
11、其中alkenyl表示具有2-6个c原子的直链烯基,和l1和l2各自彼此独立地表示f或cl。
12、特别优选式i1、i3和i4的化合物。
13、在子式i1至i4的化合物中“alkenyl”优选表示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-。
14、特别优选的式i化合物选自以下子式:
15、
16、其中l1和l2各自彼此独立地表示f或cl。
17、在式i的化合物以及在子式i1至i4和i1a至i4a中,优选l1=l2=f。
18、根据本发明的介质优选包含一种、两种、三种、四种或更多种,优选一种、两种、三种或四种式i的化合物。
19、在本发明优选的实施方案中,液晶介质正好包含一种式i的化合物,优选式i1的化合物或式i4的化合物,特别是i1a的化合物或式i4a的化合物。
20、在本发明进一步优选的实施方案中,液晶介质正好包含两种式i的化合物,优选i1的化合物和式i3的化合物,或i1的化合物和式i4的化合物,特别是i1a的化合物和式i3a的化合物,或i1a的化合物和式i4a的化合物。
21、在本发明进一步优选的实施方案中,液晶介质正好包含三种式i的化合物,优选式i1的化合物、式i3的化合物和式i4的化合物,特别是i1a的化合物、式i3a的化合物和式i4a的化合物。
22、在本发明进一步优选的实施方案中,液晶介质正好包含三种式i的化合物,优选一种式i1的化合物和两种式i3的化合物,特别是i1a的化合物、式i3a的化合物和式i3b的化合物。
23、在本发明进一步优选的实施方案中,液晶介质正好包含四种式i的化合物,优选一种式i1的化合物和一种式i4的化合物和两种式i3的化合物,特别是i1a的化合物、式i3a的化合物、式i3b的化合物和式i4a的化合物。
24、式i的化合物在液晶介质中优选以基于整个混合物计≥1wt%,优选
25、≥5wt%,至≤60wt%,优选≤40wt%的量使用。特别优选包含2-30wt%,优选5-15wt%的一种或多种式i的化合物的液晶介质。
26、根据本发明的液晶介质优选的实施方案阐述如下:
27、a)额外包含一种或多种选自式iia、iib和iic化合物的化合物的液晶介质:
28、
29、其中
30、r2a、r2b和r2c各自彼此独立地表示h、具有最多15个c原子的烷基或烯基,其为未取代的、被cn或cf3单取代的或被卤素至少单取代的,其中此外,这些基团中的一个或多个ch2基可被-o-、-s-、-c≡c-、-cf2o-、-ocf2-、-oc-o-或-o-co-以o原子不彼此直接连接的方式替代,
31、l1-4各自彼此独立地表示f、cl、cf3或chf2,
32、z2和z2’各自彼此独立地表示单键、-ch2ch2-、-ch=ch-、-cf2o-、-ocf2-、-ch2o-、-och2-、-coo-、-oco-、-c2f4-、-cf=cf-、-ch=chch2o-,
33、p表示1或2,
34、q表示0或1,和
35、v表示1-6。
36、条件是式iia和iib的化合物与式i的化合物不同。
37、在式iia和iib的化合物中,z2和z2'可具有相同或不同含义。在式iib的化合物中,z2和z2'可具有相同或不同含义。
38、在式iia、iib和iic的化合物中,r2a、r2b和r2c各自优选表示具有1-6个c原子的烷基,特别是ch3、c2h5、n-c3h7、n-c4h9、n-c5h11。
39、在式iia和iib的化合物中,l1、l2、l3和l4优选表示l1=l2=f和l3=l4=f,此外l1=f和l2=cl,l1=cl和l2=f,l3=f和l4=cl,l3=cl和l4=f。式iia和iib中z2和z2'优选各自彼此独立地表示单键、以及-c2h4-桥。
40、如果在式iib中,z2=-c2h4-,则z2'优选为单键或者,如果z2'=-c2h4-,则z2优选为单键。在式iia和iib的化合物中,(o)cvh2v+1优选表示ocvh2v+1、以及cvh2v+1。在式iic的化合物中,(o)cvh2v+1优选表示cvh2v+1。在式iic的化合物中,l3和l4优选各自表示f。
41、优选的式iia、iib和iic化合物阐述于下:
42、
43、
44、
45、
46、
47、
48、
49、其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个c原子的直链烯基。
50、根据本发明特别优选的混合物包含一种或多种式iia-2、iia-8、iia-14、iia-29、iia-35、iib-2、iib-11、iib-16和iic-1的化合物。
51、在整个混合物中式iia和/或iib的化合物的比例优选为至少20wt%。
52、根据本发明的特别优选的介质包含至少一种式iic-1化合物,
53、
54、其中alkyl和alkyl*具有以上所述的含义,优选量为>3wt%,特别是>5wt%和特别优选5-25wt%。
55、b)额外包含一种或多种式的iii化合物的液晶介质,
56、
57、其中
58、r31和r32各自彼此独立地表示具有最多12个c原子的直链烷基、烷氧基烷基或烷氧基,和
59、表示
60、
61、z3表示单键、-ch2ch2-、-ch=ch-、-cf2o-、-ocf2-、-ch2o-、-och2-、-coo-、-oco-、-c2f4-、-c4h8-、-cf=cf-。
62、优选的式iii的化合物阐述于下:
63、
64、
65、其中
66、alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基。
67、根据本发明的介质优选包含至少一种式iiia和/或式iiib的化合物。
68、在整个混合物中式iii化合物的比例优选为至少5wt%。
69、c)额外包含一种或多种式a的烯基化合物的液晶介质
70、
71、其中
72、x和y各自彼此独立地表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,其也可以被一个或两个相同或不同的基团l1取代,
73、基团rc和rd之一表示具有2-12个c原子的烯基,和基团rc和rd的另一个表示具有1-12个c原子的烷基,其中此外,一个或两个不相邻的ch2可被-o-、-ch=ch-、-co-、-oco-或-coo-以o原子不直接彼此连接的方式替代,
74、l1表示f、cl、cf3、ocf3或chf2,优选f或cl,
75、a表示1或2。
76、rc优选为具有1-8个c原子的直链烷基或烷氧基,或具有2-7个c原子的直链烯基。
77、式a的化合物优选选自以下子式:
78、
79、
80、其中alkyl表示具有1-6个c原子的直链烷基,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-7个c原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示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-。
81、特别优选的式a的化合物选自以下子式:
82、
83、其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,和rb1表示h、ch3或c2h5。
84、在特别优选的实施方案中,液晶介质包含一种或多种选自下式的化合物:
85、
86、优选总量≥15wt%,特别是≥25wt%。特别优选式a1a1的化合物。
87、式a1a1的化合物优选以基于lc混合物计20-60wt%,特别是25-60wt%的浓度使用。
88、此外,优选包含式a1a1和a1a4的化合物的液晶介质。
89、式a的化合物在整个混合物中的比例优选为至少5wt%,特别优选至少10wt%,非常特别优选至少20wt%。
90、d)额外包含一种或多种下式的四环化合物的液晶介质
91、
92、
93、其中
94、r7-10各自彼此独立地具有权利要求5中对于r2a所述的含义之一,和w和x各自彼此独立地表示1-6。
95、特别优选的是包含至少一种式v-9的化合物的混合物。
96、e)额外包含一种或多种式y-1至y-6的化合物的液晶介质,
97、
98、
99、其中r14-r19各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的烷基或烷氧基;z和m各自彼此独立地表示1-6;x表示0、1、2或3。
100、根据本发明的介质特别优选包含一种或多种式y-1至y-6的化合物,优选量为≥5wt%。
101、f)额外包含一种或多种式t-1至t-21的氟化三联苯的液晶介质,
102、
103、
104、
105、其中
106、r表示具有1-7个c原子的直链烷基或烷氧基,和m=0、1、2、3、4、5或6和n表示0、1、2、3或4。
107、r优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基。
108、根据本发明的介质优选以2-30wt%,特别是5-20wt%的量包含式t-1至t-21的三联苯。
109、特别优选的是式t-1、t-2、t-20和t-21的化合物。在这些化合物中,r优选表示各自具有1-5个c原子的烷基、以及烷氧基。在式t-20的化合物中,r优选表示烷基或烯基,特别是烷基。在式t-21的化合物中,r优选表示烷基。
110、如果混合物的△n值≥0.1,则三联苯优选用于根据本发明的混合物中。优选的混合物包含2-20wt%的一种或多种选自化合物t-1至t-21的三联苯化合物。
111、g)额外包含一种或多种式b-1至b-3的二联苯的液晶介质,
112、
113、
114、其中
115、alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基,和
116、alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个c原子的直链烯基。
117、在整个混合物中式b-1至b-3的二联苯的比例优选为至少3wt%,特别是≥5wt%。
118、式b-1至b-3的化合物中,特别优选式b-1和b-2的化合物。
119、特别优选的二联苯为
120、
121、其中alkyl*表示具有1-6个c原子的烷基。根据本发明的介质特别优选包含一种或多种式b-1a和/或b-2d的化合物。
122、h)包含至少一种式z-1至z-7的化合物的液晶介质,
123、
124、
125、其中r和alkyl具有以上所述的含义。
126、i)包含至少一种式o-1至o-17的化合物的液晶介质,
127、
128、
129、其中r1和r2具有对于r2a所述的含义。r1和r2优选各自彼此独立地表示直链烷基。
130、优选的介质包含一种或多种式o-1、o-3、o-4、o-5、o-9、o-13、o-14、o-15、o-16和/或o-17的化合物。
131、根据本发明的混合物非常特别优选包含式o-9、o-15、o-16和/或o-17的化合物,量特别是5-30%。
132、优选的式o-15和o-16化合物如下阐明:
133、
134、根据本发明的介质特别优选包含式o-15a和/或式o-15b的三环化合物、以及一种或多种式o-16a至o-16d的双环化合物。式o-15a和/或o-15b的化合物以及一种或多种选自式o-16a至o-16d的双环化合物的化合物的总比例为5-40%,非常特别优选为15-35%。
135、非常特别优选的混合物包含化合物o-15a和o-16a:
136、
137、
138、化合物o-15a和o-16a优选以基于整个混合物计15-35%,特别优选15-25%和尤其优选18-22%的浓度存在于混合物中。
139、非常特别优选的混合物包含化合物o-15b和o-16a:
140、
141、化合物o-15b和o-16a优选以基于整个混合物计15-35%,特别优选15-25%和尤其优选18-22%的浓度存在于混合物中。
142、非常特别优选的混合物包含以下三种化合物:
143、
144、化合物o-15a、o-15b和o-16a优选以基于整个混合物计15-35%,特别优选15-25%和尤其优选18-22%的浓度存在于混合物中。
145、j)优选的根据本发明的液晶介质包含一种或多种含有四氢化萘基或萘基单元的物质,例如,式n-1至n-5的化合物,
146、
147、其中r1n和r2n各自彼此独立地具有对于r2a所述的含义,优选表示直链烷基、直链烷氧基或直链烯基,和
148、z1和z2各自彼此独立地表示-c2h4-、-ch=ch-、-(ch2)4-、-(ch2)3o-、-o(ch2)3-、-ch=chch2ch2-、-ch2ch2ch=ch-、-ch2o-、-och2-、-coo-、-oco-、-c2f4-、-cf=cf-、-cf=ch-、-ch=cf-、-cf2o-、-ocf2-、-ch2-或单键。
149、k)优选的混合物包含一种或多种选自式bc、cr、ph-1、ph-2、bf-1、bf-2、bs-1和bs-2的化合物的化合物
150、
151、
152、其中
153、rb1、rb2、rcr1、rcr2、r1、r2各自彼此独立地具有r2a的含义,c表示0、1或2,和d表示1或2。
154、根据本发明的混合物优选以3-20wt%的量,特别是以3-15wt%的量包含式bc、cr、ph-1、ph-2、bf-1、bf-2、bs-1和/或bs-2的化合物。
155、特别优选的式bc和cr的化合物为化合物bc-1至bc-7、cr-1至cr-5,bf-1a至bf-1c和bs-1a至bs-1c。
156、
157、
158、
159、其中
160、alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基,和
161、alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个c原子的直链烯基。
162、非常特别优选包含一种、两种或三种式bc-2、bf-1或bs-1,特别是bf-1c的化合物的混合物。
163、l)优选的混合物包含一种或多种式in的茚满化合物,
164、
165、其中
166、r11、r12、r13各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基,
167、r12和r13额外表示h,优选f,
168、表示
169、
170、i表示0、1或2。
171、优选的式in化合物为阐述于下的式in-1至in-16的化合物:
172、
173、
174、
175、特别优选的是式in-1、in-2、in-3和in-4的化合物。
176、式in和子式in-1至in-16的化合物优选以≥5wt%,特别是5-30wt%和非常特别优选5-25wt%的浓度使用于根据本发明的混合物中。
177、m)优选的混合物额外包含一种或多种式l-1至l-11的化合物,
178、
179、
180、其中
181、r、r1和r2各自彼此独立地具有以上所述的含义,和alkyl表示具有1-6个c原子的烷基。s表示1或2。
182、特别优选的是式l-1和l-4,特别是l-4的化合物。
183、式l-1至l-11的化合物优选以5-50wt%,特别是5-40wt%和非常特别优选10-40wt%的浓度使用。
184、n)该介质额外包含一种或多种式ey的化合物
185、
186、其中r1、l1和l2具有以上所述含义和r1*具有对于r所述含义之一。在式ey的化合物中,r1和r1*优选表示具有≥2个碳原子的烷氧基,和l1=l2=f。特别优选下式的化合物:
187、
188、
189、
190、
191、n)该介质额外地包含一种或多种选自下式的化合物:
192、
193、
194、在式q-1至q-9的化合物中,rq和xq各自彼此独立地具有权利要求5中r2a的含义。优选地,rq和xq表示具有1-6个c原子,特别是具有2-5个c原子的直链烷基。
195、特别优选的混合物概念阐述于下:(所用缩写解释于表a中。此处n和m各自彼此独立地表示1-6)
196、根据本发明的混合物优选包含
197、-式i的化合物,其中l1=l2=f,
198、-cc-n-v(m),优选cc-3-v、cc-4-v、cc-5-v和/或cc-3-v1,优选浓度>15%,特别是20-50%,基于整个混合物计,
199、和/或
200、-≥20wt%的cc-3-v,优选≥30wt%的cc-3-v,基于整个混合物计,
201、和/或
202、-ccy-n-om,优选ccy-2-o2、ccy-3-o1、ccy-3-o2、ccy-3-o3、ccy-4-o2和/或ccy-5-o2,优选浓度>5%,特别是10-30%,基于整个混合物计,
203、和/或
204、-cpy-n-om,特别是cpy-2-o2、cpy-3-o2和/或cpy-5-o2,优选浓度>5%,特别是10-30%,基于整个混合物计,
205、和/或
206、-py-n-om,优选py-3-o2,优选浓度>5%,特别是5-20%,基于整个混合物计,
207、和/或
208、-pyp-n-m,优选pyp-2-3,优选浓度>3%,特别是3-15%,基于整个混合物计。
209、本发明进一步涉及基于ecb、va、ps-va、psa、pa-va、ips、ps-ips、ffs或ps-ffs效应、具有有源矩阵寻址的电光显示器,特征在于其含有根据权利要求1-18的一项或多项的液晶介质作为电介质。
210、根据本发明的液晶介质优选具有≤-20℃至≥70℃的向列相,特别优选≤-30℃至≥80℃,非常特别优选≤-40℃至≥90℃。
211、表述“具有向列相”此处一方面意指于低温下于相应温度下未观察到近晶相和结晶和另一方面意指自向列相加热时仍未变得清亮。低温研究在流动粘度计中、于相应温度下进行并通过在具有相应于电光用途的层厚度的测试盒中储存至少100小时而进行检验。如果于-20℃温度下相应测试盒中的储存稳定性为1000小时或更多,则该介质被称为于该温度下稳定。在-30℃和-40℃的温度下,相应时间分别为500小时和250小时。在高温下,清亮点通过常规方法于毛细管中测量。
212、液晶混合物优选具有至少60k的向列相范围和于20℃下最多30mm2·s-1的流动粘度ν20。
213、液晶混合物中双折射率△n通常为0.07-0.16,优选0.08-0.12。
214、根据本发明的液晶混合物具有-0.5至-8.0,特别是-2.5至-6.0的△ε,其中△ε表示介电各向异性。在20℃下旋转粘度γ1优选为≤165mpa·s,特别是≤140mpa·s。
215、根据本发明的液晶介质具有相对低的阈值电压值(v0)。它们的优选范围为1.7v-3.0v,特别优选≤2.5v和非常特别优选≤2.3v。
216、对于本发明,术语“阈值电压”涉及电容阈值(v0),也称作freedericks阈值,除非另有明确说明。
217、另外,根据本发明的液晶介质具有液晶盒中高电压保持率值。
218、通常,具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质展示出比具有更高寻址电压或阈值电压的那些更低的电压保留率,并且反之亦然。
219、对于本发明,术语“介电正性化合物”表示具有△ε>1.5的化合物,术语“介电中性化合物”表示具有-1.5≤△ε≤1.5的那些和术语“介电负性化合物”表示具有△ε<-1.5的那些。此处,化合物的介电各向异性通过在至少一个测试盒中将10%的化合物溶于液晶主体并测定所得混合物的电容而测定,每种情况下测试盒具有20μm的层厚度并在1khz下具有垂面和沿面(homogeneous)表面配向。测量电压通常为0.5v-1.0v,但总是低于所研究的各液晶混合物的电容阈值。
220、本发明所述全部温度值以℃表示。
221、根据本发明的混合物适用于全部va-tft应用,例如,van、mva、(s)-pva、asv、psa(聚合物稳定化va)和ps-va(聚合物稳定va)。它们还适用于具有负△ε的ips(面内切换)和ffs(边缘场切换)应用。
222、根据本发明的显示器中的向列液晶混合物通常包含两种成分a和b,其自身由一种或多种的各个化合物组成。
223、成分a具有显著介电负性各向异性并给予向列相≤-0.5的介电各向异性。除了一种或多种式i化合物之外,其优选还包含式iia、iib和/或iic的化合物、以及式iii的化合物。
224、成分a的比例优选为45-100%,特别是60-100%。
225、对于成分a,优选选择具有△ε值≤-0.8的一种(或多种)的各个化合物。在整个混合物中a的比例越小,则该值必须更负。
226、成分b具有显著的向列性和在20℃下不大于30mm2·s-1,优选不大于25mm2·s-1的流动粘度。
227、成分b中特别优选的各个化合物是极低粘度的向列液晶,其具有在20℃下不大于18mm2·s-1,优选不大于12mm2·s-1的流动粘度。
228、成分b为单变性或互变性向列相,不具有近晶相并在液晶混合物中降至非常低温时能够防止近晶相的出现。例如,如果将多种高向列性材料加入近晶液晶混合物,则这些材料的向列性可通过所实现近晶相的抑制程度来进行比较。
229、混合物也可任选包含成分c,其包含具有△ε≥1.5的介电各向异性的化合物。这些所谓的正性化合物通常以基于整个混合物计≤20wt%的量存在于介电负性各向异性混合物中。
230、本领域技术人员从文献中已知许多合适的材料。特别优选式iii的化合物。
231、另外,这些液晶相也可包含大于18种成分,优选18-25种成分。
232、除一种或多种式i的化合物之外,该相优选包含4-15种,特别是5-12种,和特别优选<10种式iia、iib和/或iic和任选iii的化合物。
233、除式i的化合物和式iia、iib和/或iic以及任选iii的化合物之外,也可存在其它成分,例如量最多为整个混合物的45%,但优选最多35%,特别是最多10%。
234、其它成分优选选自向列或向列性物质,特别是已知物质,选自氧化偶氮苯、苯亚甲基苯胺、二联苯、三联苯、苯甲酸苯基酯或苯甲酸环己基酯、环己烷羧酸苯基酯或环己烷羧酸环己基酯、苯基环己烷、环己基二联苯、环己基环己烷、环己基萘、1,4-双环己基二联苯或环己基嘧啶、苯基-或环己基二噁烷、任选卤化的均二苯代乙烯、苄基苯基醚、二苯乙炔和取代的肉桂酸酯。
235、适合作为该类型液晶相成分的最重要化合物可以式iv表征
236、r20-l-g-e-r21 iv
237、其中l和e各自表示选自由1,4-二取代苯和环己烷环、4,4’-二取代二联苯、苯基环己烷和环己基环己烷体系、2,5-二取代嘧啶和1,3-二噁烷环、2,6-二取代萘、二和四氢化萘、喹唑啉和四氢化喹唑啉形成的组的碳环或杂环体系,
238、g表示-ch=ch-、-n(o)=n-、-ch=cq-、-ch=n(o)-、-c≡c-、-ch2-ch2-、-co-o-、-ch2-o-、-co-s-、-ch2-s-、-ch=n-、-coo-phe-coo-、-cf2o-、-cf=cf-、-ocf2-、-och2-、-(ch2)4-、-(ch2)3o-或c-c单键,q表示卤素,优选氯,或-cn,且r20和r21各自表示具有最多18个,优选最多8个碳原子的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基或烷氧基羰基氧基,或这些基团之一替代地表示cn、nc、no2、ncs、cf3、sf5、ocf3、f、cl或br。
239、在这些化合物的大多数中,r20和r21彼此不同,这些基团之一通常为烷基或烷氧基。所提出的取代基的其它变形也是常见的。许多该类物质或其混合物为可商购的。全部这些物质可通过文献已知方法制备。
240、对于本领域技术人员不言而喻的是根据本发明的va、ips或ffs混合物也可包含其中,例如h、n、o、cl和f已被相应的同位素替代的化合物。
241、可聚合化合物,所谓的反应性介晶(rm),例如u.s.6,861,107中所公开的,可进一步以基于混合物计优选0.12-5wt%,特别优选0.2-2wt%的浓度加入至根据本发明的混合物。这些混合物也可任选包含引发剂,如u.s.6,781,665中所描述的。引发剂,例如来自ciba的irganox-1076,优选以0-1%的量加入至包含可聚合化合物的混合物中。该类型混合物可用于所谓的聚合物稳定va模式(ps-va)或psa(聚合物稳定化的va),其中反应性介晶的聚合意欲发生于液晶混合物中。前提是液晶混合物自身不包含任何同样在rm聚合的条件下聚合的可聚合成分。
242、聚合优选在以下条件下进行:
243、可聚合反应性介晶(rm)在盒中使用给定时间段给定强度的uv-a灯和施加的电压(通常10v至30v交变电压,60hz至1khz的频率范围)聚合。所采用的uv-a灯源通常是具有50mw/cm2强度的金属卤化物蒸气灯或高压汞灯。
244、这些是其中例如具有烯基或烯基氧基侧链的液晶化合物,例如下式化合物不聚合的条件
245、
246、在本发明的优选实施方案中,可聚合化合物选自式m的化合物
247、ra-a1-(z1-a2)m-rb m
248、其中各基团具有以下含义:
249、ra和rb各自彼此独立地表示p、p-sp-、h、卤素、sf5、no2、碳基或烃基,其中基团ra和rb的至少一个表示或含有基团p或p-sp-,
250、p在每次出现时相同或不同地表示可聚合基团,
251、sp在每次出现时相同或不同地表示间隔基团或单键,
252、a1和a2各自彼此独立地表示芳基、杂芳基、脂环基或杂环基,优选具有4-25个环原子,其也可含有稠合环,和其也可被l单或多取代,
253、l表示p-sp-、h、oh、ch2oh、卤素、sf5、no2、碳基或烃基,
254、z1每次出现时相同或不同地表示-o-、-s-、-co-、-co-o-、-oco-、-o-co-o-、-och2-、-ch2o-、-sch2-、-ch2s-、-cf2o-、-ocf2-、-cf2s-、-scf2-、-(ch2)n1-、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-(cf2)n1-、-ch=ch-、-cf=cf-、-c≡c-、-ch=ch-coo-、-oco-ch=ch-、cr0r00或单键。
255、r0和r00各自彼此独立地表示h或具有1-12个c原子的烷基,
256、m表示0、1、2、3或4,
257、n1表示1、2、3或4,
258、特别优选的式m的化合物为其中满足以下条件的那些
259、ra和rb各自彼此独立地表示p、p-sp-、h、f、cl、br、i、-cn、-no2、-nco、-ncs、-ocn、-scn、sf5或具有1-25个c原子的直链或支链烷基,其中此外,一个或多个不相邻的ch2基团可各自彼此独立地被-c(r0)=c(r00)-、-c≡c-、-n(r00)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-以o和/或s原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个h原子可被f、cl、br、i、cn、p或p-sp-替代,其中基团ra和rb的至少一个表示或含有基团p或p-sp-,
260、a1和a2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、2-氧代-2h-色烯-3,6-二基、2-氧代-2h-色烯-3,7-二基、4-氧代-4h-色烯-2,6-二基、4-氧代-4h-色烯-3,6-二基、4-氧代-4h-色烯-3,7-二基(俗名分别为香豆素或黄酮),其中此外,这些基团中的一个或多个ch基团可被n替代,环己烷-1,4-二基,其中此外,一个或多个不相邻的ch2基团可被o和/或s替代,1,4-亚环己烯基、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基,其中全部这些基团可为未取代的或被l单或多取代,
261、l表示p、p-sp-、oh、ch2oh、f、cl、br、i、-cn、-no2、-nco、-ncs、-ocn、-scn、-c(=o)n(rx)2、-c(=o)y1、-c(=o)rx、-n(rx)2,任选取代的甲硅烷基,具有6-20个c原子的任选取代的芳基,或具有1-25个c原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中此外,一个或多个h原子可被f、cl、p或p-sp-替代,
262、p表示可聚合基团,
263、y1表示卤素,
264、rx表示p、p-sp-、h、卤素,具有1-25个c原子的直链、支链或环状烷基,其中此外,一个或多个不相邻的ch2基团可被-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-以o和/或s原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个h原子可被f、cl、p或p-sp-、具有6-40个c原子的任选取代的芳基或芳氧基、或具有2-40个c原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基替代。
265、进一步优选的式m的化合物为选自以下子组的一个或多个的那些:
266、-m为2或3,
267、-m为2,
268、-ra和rb表示相同或不同的基团p-sp-,
269、-ra和rb表示相同或不同的基团p-sp-,其中一个或多个基团sp表示单键,
270、-m为2或3,且ra和rb表示相同的基团p-sp-,
271、-基团ra和rb之一表示p-sp-和另一个表示不可聚合的基团,优选具有1-25个c原子的直链或支链的烷基,其中此外,一个或多个不相邻的ch2基团各自可以彼此独立地被-c(r00)=c(r000)-、-c≡c-、-n(r00)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-或-o-co-o-以o和/或s原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个h原子可以被f、cl、br、i或cn替代,
272、-一个或多个基团sp表示单键,
273、-一个或多个基团sp表示-(ch2)p1-、-(ch2)p1-o-、-(ch2)p1-oco-或-(ch2)p1-ocoo-,其中p1表示1-12的整数,和r1表示1-8的整数,
274、-l不表示和/或包含可聚合的基团,
275、-a1和a2彼此独立地表示1,4-亚苯基或萘-2,6-二基,其中此外,在这些基团中一个或多个ch基团可以被n替代和其另外可以是单或多氟化的,
276、-z1选自-o-、-co-o-、-oco-、-och2-、-ch2o-、-cf2o-、-ocf2-、-ch2ch2-、-ch=ch-、-cf=cf-、-ch=cf-、-cf=ch-、-c≡c-和单键,
277、-l是不可聚合的基团,优选选自f、cl、-cn、具有1-25个c原子的直链和支链烷基,其中此外一个或多个不相邻的ch2基团可以各自彼此独立地被-c(r00)=c(r000)-、-c≡c-、-n(r00)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-或-o-co-o-以o和/或s不直接彼此连接的方式代替,和其中此外一个或多个h原子可以被f、cl、br、i或cn替代,
278、特别优选的式m的化合物选自以下子式:
279、
280、
281、
282、其中
283、p1和p2具有对于p所述的含义之一,并且优选表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧杂环丁烷、乙烯氧基或环氧基,
284、sp1和sp2各自彼此独立地具有对于sp所述的含义或表示单键,其中基团p1-sp1-和p2-sp2的一个或多个也可以表示raa,其中基团p1-sp1-和p2-sp2的至少一个不同于raa,
285、raa表示f、cl、cn或具有1-25个c原子的直链或支链烷基,其中此外,一个或多个不相邻的ch2基团可各自彼此独立地被c(r00)=c(r000)-、-c≡c-、-n(r00)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-或-o-co-o-以o和/或s原子不彼此直接连接的方式替代,和其中此外,一个或多个h原子可被f、cl、br、i或cn替代,
286、r0、r00具有式i*中所述的含义,
287、z1表示-o-、-co-、-c(ryrz)-或-cf2cf2-,
288、z2和z3各自彼此独立地表示-co-o-、-o-co-、-ch2o-、-och2-、-cf2o-、-ocf2-或-(ch2)n-,其中n为2、3或4,
289、l具有以上对于式i所述的含义,
290、l'和l"各自彼此独立地表示h、f或cl,
291、r表示0、1、2、3或4,
292、s表示0、1、2或3,
293、t表示0、1或2,
294、x表示0或1,和
295、ry和rz各自彼此独立地表示h、ch3或cf3。
296、进一步优选的式m的化合物选自以下子式:
297、
298、
299、
300、其中各个基团具有式m1-m21所述的含义。
301、在本发明进一步优选的实施方案中,可聚合的化合物是选自式ii*的手性或光学活性的化合物(手性rm):
302、(r*-(a1-z1)m)k-q ii*
303、其中a1、z1和m在每次出现时相同或不同地具有式i*中所述的含义之一,
304、r*在每次出现时相同或不同地具有对于式i*中ra所述的含义之一,其中r*可以是手性的或非手性的。
305、q表示k-价手性基团,其任选被如在式i*中所定义的l单或多取代,
306、k为1、2、3、4、5或6,
307、其中所述化合物含有至少一个基团r*或l,l表示或含有如上所定义的基团p或p-sp-。
308、特别优选的式ii*的化合物含有式iii*的单价基团q
309、
310、其中l和r在每次出现时相同或不同地具有以上所述的含义,
311、a*和b*各自彼此独立地表示稠合的苯、环己烷或环己烯
312、t在每次出现时相同或不同地表示0、1或2,和
313、u在每次出现时相同或不同地表示0、1或2。
314、特别优选式iii*的基团,其中u表示1。
315、进一步优选的式ii*的化合物含有单价基团q或一个或多个式iv*的基团r*
316、
317、其中
318、q1表示具有1-9个c原子的亚烷基或亚烷基氧基或单键,
319、q2表示具有1-10个c原子的任选氟化的烷基或烷氧基,其中此外一个或两个不相邻的ch2基团可以被-o-、-s-、-ch=ch-、-co-、-oco-、-coo-、-o-coo-、-s-co-、-co-s-或-c≡c-以o和/或s原子不直接彼此连接的方式替代,
320、q3表示f、cl、cn或如对于q2所定义的烷基或烷氧基,但与q2不同。
321、优选的式iv*的基团例如为2-丁基(=1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基,特别是2-甲基丁基、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基、2-辛基氧基、2-氧杂-3-甲基丁基、3-氧杂-4-甲基戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十二烷基、6-甲氧基辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛酰氧基、5-甲基庚基氧基羰基、2-甲基丁酰氧基、3-甲基戊酰氧基、4-甲基己酰氧基、2-氯丙酰氧基、2-氯-3-甲基丁酰氧基、2-氯-4-甲基戊酰氧基、2-氯-3-甲基戊酰氧基、2-甲基-3-氧杂戊基、2-甲基-3-氧杂己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛基氧基,2-氟癸基氧基、1,1,1-三氟-2-辛基氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛基氧基。
322、进一步优选的式ii*的化合物包含式v*的二价基团q
323、
324、其中l、r、t、a*和b*具有以上所述的含义。
325、进一步优选的式ii*的化合物含有选自下式的二价基团q:
326、
327、其中phe表示苯基,其任选地被l单-或多取代,和rx表示f或具有1-4个c原子的任选氟化的烷基。
328、合适的手性rm描述于例如gb2 314 839a、us 6,511,719、us 7,223,450、wo 02/34739a1、us 7,041,345、us 7,060,331或us 7,318,950。合适的含有联萘基的rm例如描述于us 6,818,261、us 6,916,940、us 7,318,950和us 7,223,450中。
329、上下文所示的手性结构要素和含有这种手性结构要素的可聚合和聚合的化合物可以光学活性的形式采用,即作为纯的对映体或作为任何所需的两种对映体的混合物,或者可替代地作为外消旋体。优选使用外消旋体。使用外消旋体相对于使用纯的对映体具有一些优势,例如显著更低的合成复杂性和更低的材料成本。
330、式ii*的化合物优选在lc介质中以外消旋体的形式存在。特别优选的式ii*的化合物选自以下子式:
331、
332、
333、
334、其中l、p、sp、m、r和t具有以上所述的含义,z和a在每次出现时相同或不同地分别具有对于z1和a1所述的含义之一,和t1在每次出现时相同或不同地表示0或1。
335、术语“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基团,其中这或者不含有其它原子(例如-c≡c-),或者任选地含有一个或多个其它原子,例如n、o、s、p、si、se、as、te或ge(例如羰基等)。术语“烃基”表示额外含有一个或多个h原子并且任选地一个或多个杂原子例如n、o、s、p、si、se、as、te或ge的碳基。
336、“卤素”表示f、cl、br或i。
337、碳基或烃基可为饱和或不饱和基团。不饱和基团为例如芳基、烯基或炔基。具有多于3个c原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状的,并且也可含有螺连接或稠合环。
338、术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等也包含多价基团,例如亚烷基、亚芳基、杂亚芳基等。
339、术语“芳基”表示芳香族碳基或由其衍生的基团。术语“杂芳基”表示含有一个或多个杂原子的如上所定义的“芳基”。
340、优选的碳基和烃基为任选取代的具有1-40个、优选1-25个、特别优选1-18个c原子的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基和烷氧基羰基氧基,任选取代的具有6-40个、优选6-25个c原子的芳基或芳氧基,或者任选取代的具有6-40个、优选6-25个c原子的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰基氧基和芳氧基羰基氧基。
341、进一步优选的碳基和烃基为c1-c40烷基、c2-c40烯基、c2-c40炔基、c3-c40烯丙基、c4-c40烷二烯基、c4-c40多烯基、c6-c40芳基、c6-c40烷基芳基、c6-c40芳基烷基、c6-c40烷基芳氧基、c6-c40芳基烷氧基、c2-c40杂芳基、c4-c40环烷基、c4-c40环烯基等。特别优选c1-c22烷基、c2-c22烯基、c2-c22炔基、c3-c22烯丙基、c4-c22烷二烯基、c6-c12芳基、c6-c20芳烷基和c2-c20杂芳基。
342、进一步优选的碳基和烃基为具有1-40个、优选1-25个c原子的直链、支链或环状烷基,其为未取代的或者被f、cl、br、i或cn单或多取代的,其中一个或多个不相邻的ch2基团可各自彼此独立地被-c(rx)=c(rx)-、-c≡c-、-n(rx)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-以o和/或s原子不彼此直接相连的方式代替。
343、rx优选表示h、卤素、具有1-25个碳原子的直链、支链或环状烷基链,其中此外,一个或多个不相邻的c原子可被-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-代替,且其中一个或多个h原子可被氟代替,任选取代的具有6-40个c原子的芳基或芳氧基,或任选取代的具有2-40个c原子的杂芳基或杂芳氧基。
344、优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
345、优选的烷基为例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
346、优选的烯基为例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基等。
347、优选的炔基为例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
348、优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
349、优选的氨基为例如二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。
350、芳基和杂芳基可为单环的或多环的,即它们可以含有一个环(例如苯基)或两个或更多的环,其也可以是稠合的(例如萘基)或共价键合的(例如二联苯基),或包含稠合和连接环的组合。杂芳基含有一个或多个杂原子,优选选自o、n、s和se。
351、特别优选的是具有6-25个c原子的单-、双-或三环芳基以及具有2-25个c原子的单-、双-或三环杂芳基,其任选含有稠合环并且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-或7-元芳基和杂芳基,其中此外,一个或多个ch基团可被n、s或o以o原子和/或s原子不彼此直接相连的方式代替。
352、优选的芳基为例如苯基、二联苯基、三联苯基、[1,1':3',1”]三联苯基-2′-基、萘基、蒽基、二联萘基、菲基、芘、二氢芘、二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺联芴(spirobifluorene)等。
353、优选的杂芳基为例如5-元环,例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、异噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑,6-元环,例如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪,或稠合基团,例如吲哚、异吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩,或者这些基团的组合。杂芳基也可被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或其它芳基或杂芳基取代。
354、(非芳族)脂环基团和杂环基既包含饱和的环,即仅含有单键的环,还包含部分不饱和的环,即也可以包含多重键的那些。杂环含有一个或多个杂原子,优选选自si、o、n、s和se。
355、(非芳族)脂环基团和杂环基团可为单环的,即仅含一个环(例如环己烷),或者是多环的,即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛烷)。特别优选饱和的基团。此外优选具有3-25个c原子的单-、双-或三环状基团,其任选含有稠合环且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基团,其中此外,一个或多个c原子可被si代替和/或一个或多个ch基团可被n代替和/或一个或多个不相邻的ch2基团可被-o-和/或-s-代替。
356、优选的脂环基团和杂环基团例如为5-元基团,例如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷;6-元基团,例如环己烷、硅杂环己烷(silinane)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶;7-元基团,例如环庚烷;和稠合基团,例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基。
357、优选的取代基为例如溶解促进性基团,例如烷基或烷氧基;吸电子基团,例如氟、硝基或腈;或者是用于提高聚合物玻璃化转变温度(tg)的取代基,特别是大体积基团,例如叔丁基或任选取代的芳基。
358、优选的取代基,上下文中也被称为“l”,例如为f、cl、br、i、-cn、-no2、-nco、-ncs、-ocn、-scn、-c(=o)n(rx)2、-c(=o)y1、-c(=o)rx、-n(rx)2,其中rx具有以上所述的含义,和y1表示卤素,任选取代的具有6-40个,优选6-20个c原子的甲硅烷基或芳基,和具有1-25个c原子的直链或支链的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一个或多个h原子可以任选被f或cl替代。
359、“取代的甲硅烷基或芳基”优选表示被卤素、-cn、r0、-or0、-co-r0、-co-o-r0、-o-co-r0或-o-co-o-r0取代,其中r0具有以上所述的含义。
360、特别优选取代基l例如为f、cl、cn、no2、ch3、c2h5、och3、oc2h5、coch3、coc2h5、cooch3、cooc2h5、cf3、ocf3、ochf2、oc2f5,以及苯基。
361、优选为
362、其中l具有以上所述的含义之一。
363、可聚合基团p是适用于聚合反应(例如自由基或离子链式聚合,加聚或缩聚)的基团,或者适用于聚合物相似转变反应(例如在聚合物主链上加成或缩合)的基团。特别优选用于链式聚合的基团,特别是包含c=c双键或-c≡c-三键的那些,和适用于开环聚合的基团,例如氧杂环丁烷基或环氧基。
364、优选的p基团选自ch2=cw1-coo-、ch2=cw1-co-、ch2=cw2-(o)k3-、cw1=ch-co-(o)k3-、cw1=ch-co-nh-、ch2=cw1-co-nh-、ch3-ch=ch-o-、(ch2=ch)2ch-oco-、(ch2=ch-ch2)2ch-oco-、(ch2=ch)2ch-o-、(ch2=ch-ch2)2n-、(ch2=ch-ch2)2n-co-、ho-cw2w3-、hs-cw2w3-、hw2n-、ho-cw2w3-nh-、ch2=cw1-co-nh-、ch2=ch-(coo)k1-phe-(o)k2-、ch2=ch-(co)k1-phe-(o)k2-、phe-ch=ch-、hooc-、ocn-和w4w5w6si-,其中w1表示h、f、cl、cn、cf3、苯基或具有1至5个c原子的烷基,特别是h、f、cl或ch3;w2和w3各自彼此独立地表示h或具有1至5个c原子的烷基,特别是h、甲基、乙基或正丙基;w4、w5和w6各自彼此独立地表示cl、具有1至5个c原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基;w7和w8各自彼此独立地表示h、cl或具有1至5个c原子的烷基;phe表示1,4-亚苯基,其任选被一个或多个如上定义的不同于p-sp-的基团l取代;k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1。
365、特别优选的p基团为ch2=cw1-coo-,特别是ch2=ch-coo-、ch2=c(ch3)-coo-和ch2=cf-coo-,以及ch2=ch-o-、(ch2=ch)2ch-oco-、(ch2=ch)2ch-o-、
366、非常特别优选的基团p为乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基,特别是丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。
367、优选的间隔基团sp选自式sp'-x',使得基团p-sp-对应于式p-sp'-x'-,其中
368、sp’表示具有1-20个、优选1-12个c原子的亚烷基,其任选被f、cl、br、i或cn单或多取代,并且其中此外,一个或多个不相邻的ch2基团可以各自彼此独立地被-o-、-s-、-nh-、-nr0-、-sir00r000-、-co-、-coo-、-oco-、-oco-o-、-s-co-、-co-s-、-nr00-co-o-、-o-co-nr00-、-nr00-co-nr00-、-ch=ch-或-c≡c-以o和/或s原子不彼此直接相连的方式代替,
369、x'表示-o-、-s-、-co-、-coo-、-oco-、-o-coo-、-co-nr00-、-nr00-co-、-nr00-co-nr00-、-och2-、-ch2o-、-sch2-、-ch2s-、-cf2o-、-ocf2-、-cf2s-、-scf2-、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-cf2cf2-、-ch=n-、-n=ch-、-n=n-、-ch=cr0-、-cy2=cy3-、-c≡c-、-ch=ch-coo-、-oco-ch=ch-或单键,
370、r00和r000各自彼此独立地表示h或具有1-12个c原子的烷基,和
371、y2和y3各自彼此独立地表示h、f、cl或cn。
372、x'优选为-o-、-s-、-co-、-coo-、-oco-、-o-coo-、-co-nr0-、-nr0-co-、-nr0-co-nr0-或单键。
373、典型的间隔基团sp'为例如-(ch2)p1-、-(ch2ch2o)q1-ch2ch2-、-ch2ch2-s-ch2ch2-、-ch2ch2-nh-ch2ch2-或-(sir00r000-o)p1-,其中p1是1-12的整数,q1是1-3的整数,和r00和r000具有以上所述的含义。
374、特别优选的基团-x'-sp'-为-(ch2)p1-、-o-(ch2)p1-、-oco-(ch2)p1-、-ocoo-(ch2)p1-。
375、特别优选的基团sp'在每种情况下例如为直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-n-甲基亚氨基-亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。
376、在本发明进一步优选的实施方案中,p-sp-表示含有两种或多种可聚合基团的基团(多官能可聚合基团)。这种类型合适的基团和包含它们的可聚合化合物以及其制备例如描述于us 7,060,200 b1或us2006/0172090 a1中。特别优选选自下式的多官能可聚合基团p-sp-:
377、-x-alkyl-chp1-ch2-ch2p2 m*a
378、-x-alkyl-c(ch2p1)(ch2p2)-ch2p3 m*b
379、-x-alkyl-chp1chp2-ch2p3 m*c
380、-x-alkyl-c(ch2p1)(ch2p2)-caah2aa+1 m*d
381、-x-alkyl-chp1-ch2p2 m*e
382、-x-alkyl-chp1p2 m*f
383、-x-alkyl-cp1p2-caah2aa+1 m*g
384、-x-alkyl-c(ch2p1)(ch2p2)-ch2och2-c(ch2p3)(ch2p4)ch2p5 m*h
385、-x-alkyl-ch((ch2)aap1)((ch2)bbp2) m*i
386、-x-alkyl-chp1chp2-caah2aa+1 m*k
387、-x'-alkyl-c(ch3)(ch2p1)(ch2p2) m*m
388、其中
389、alkyl表示单键或具有1-12个c原子的直链或支链亚烷基,其中一个或多个不相邻的ch2基团可各自彼此独立地被-c(r00)=c(r000)-、-c≡c-、-n(r00)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-以o和/或s原子不直接彼此连接的方式替代,和其中此外,一个或多个h原子可以被f、cl或cn替代,其中r00和r000具有以上所述的含义。
390、aa和bb各自彼此独立地表示0、1、2、3、4、5或6,
391、x具有对于x'所述的含义,和
392、p1-5各自彼此独立地具有对于p所述的含义之一。
393、可聚合化合物和rm可以类似于本领域技术人员已知和描述在有机化学的标准著作中的方法制备,例如houben-weyl,methoden der organischenchemie[methods oforganic chemistry],thieme-verlag,stuttgart。另外的合成方法在上下文中引用的文献中给出。在最简单的情形下,这种rm的合成例如通过使用相应的包含基团p的酸、酸衍生物或卤化的化合物,例如(甲基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酸在脱水试剂例如dcc(二环己基碳二亚胺)的存在下酯化或醚化2,6-二羟基萘或4,4'-二羟基二联苯进行。
394、根据本发明的lc混合物和lc介质原则上适用于任何类型的ps或psa显示器,特别是基于具有介电负性各向异性的lc介质的那些,特别优选适用于psa-va、psa-ips或ps-ffs显示器。然而,本领域技术人员也将能够无需创造性在其他不同于上述显示器的ps或psa类型的显示器中采用根据本发明合适的lc混合物和lc介质,例如通过它们的基本结构或通过所使用的单独组件(例如基板、配向层、电极、寻址元件、背光、偏振器、彩色滤光片、任选存在的补偿膜等)的特性、设置或结构。
395、非常特别合适的可聚合化合物列于表d中。
396、如果根据本发明的液晶介质包含至少一种可聚合化合物,其在介质中以0.1-10wt%,优选0.2-4.0wt%,特别优选0.2-2.0wt%的量存在。
397、根据本发明的混合物可进一步包含常规添加剂,例如,稳定剂、抗氧剂、uv吸收剂、纳米颗粒、微粒等。
398、根据本发明的液晶显示器的结构符合通常的几何学,如例如ep-a 0 240 379中所描述的。
399、以下实施例意欲解释本发明而非对其进行限制。上下文中,百分数数据表示重量百分数;全部温度以摄氏度表示。
400、贯穿本技术,1,4-亚环己基环和1,4-亚苯基环描绘于下:
401、
402、
403、贯穿本专利申请和在工作实施例中,液晶化合物的结构通过缩写的方式表达。除非另有说明,根据表1-3进行向化学式的转变。在每种情况下,所有基团cnh2n+1、cmh2m+1和cm‘h2m‘+1或cnh2n和cmh2m分别为具有n、m、m‘或z个c原子的直链烷基或烯基。n、m、m‘、z各自彼此独立地表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,优选1、2、3、4、5或6。表1中编码各化合物的环要素,在表2中列出桥接单元和表3中阐明化合物左手侧链或右手侧链的符号含义。
404、表1:环要素
405、
406、
407、
408、表2:桥接单元
409、
410、表3:侧链
411、
412、
413、除了式iia和/或iib和/或iic的化合物,一种或多种式i的化合物之外,根据本发明的混合物优选包含一种或多种以下所述的表a的化合物。
414、表a
415、使用以下缩写:
416、(n、m、m’、z:各自彼此独立地为1、2、3、4、5或6;
417、(o)cmh2m+1指ocmh2m+1或cmh2m+1)
418、
419、
420、
421、
422、
423、
424、
425、
426、
427、
428、
429、
430、
431、
432、
433、
434、
435、
436、
437、可根据本发明使用的液晶混合物以本身常规的方式制备。通常,所需量的所用组分以较少量溶于构成主要成分的组分中,有利地在升高的温度下进行。也可以将该组分溶液混合于有机溶剂中,例如丙酮、氯仿或甲醇中,并在充分混合之后再次移除溶剂,例如通过蒸馏。
438、通过合适的添加剂,根据本发明的液晶相可以这样的方式来改良,即,它们可以任意类型,例如,迄今已经公开的ecb、van、ips、gh或asm-va lcd显示器使用。
439、电介质也可包含本领域技术人员已知和描述于文献中的其它添加剂,例如,uv吸收剂、抗氧剂、纳米颗粒和自由基清除剂。例如,可加入0-15%多色性染料、稳定剂或手性掺杂剂。用于根据本发明混合物的合适稳定剂特别为表b中所列的那些。
440、例如,可加入0-15%多色性染料、以及可加入导电盐,优选乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸铵、四丁基四苯基硼酸铵(tetrabutylammonium tetraphenylboranate)或冠醚的络盐(参见,例如,haller等,mol.cryst.liq.cryst.,volume 24,pages 249-258(1973)),以改善导电性或可加入物质以改良向列相的介电各向异性、粘性和/或配向。该类型物质描述于,例如,de-a22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37430和2853 728中。
441、表b显示了可加入至根据本发明的混合物的可能掺杂剂。如果混合物包含掺杂剂,则其以0.01-4wt%,优选0.1-1.0wt%的量使用。
442、表b
443、
444、
445、
446、可例如基于混合物的总量计以至多10wt%的量(优选0.01-6wt%,特别是0.1-3wt%)加入根据本发明混合物中的稳定剂示于下表c中。优选的稳定剂特别为bht衍生物,例如2,6-二-叔丁基-4-烷基苯酚和tinuvin 770。
447、表c
448、
449、
450、
451、
452、
453、用于优选在psa和ps-va应用中的根据本发明的混合物中的合适的反应性介晶(可聚合的化合物)示于以下表d中:
454、表d
455、表d显示了可优选用作根据本发明介质中的反应性介晶化合物(可聚合化合物)的示例性化合物。
456、
457、
458、
459、
460、
461、
462、
463、
464、
465、
466、
467、
468、工作实施例:
469、以下实施例意欲解释本发明而非对其进行限制。在实施例中,m.p.表示熔点和c表示液晶物质以摄氏度表示的清亮点;沸点表示为b.p。进一步地:c表示晶体固态,s表示近晶相(指数表示相类型),n表示向列相,ch表示胆甾醇相,i表示各向同性相,tg表示玻璃化转变温度。两符号之间的数值表示以摄氏度表示的转变温度。
470、用于测定式i的化合物的光学各向异性△n的主体混合物为可商购混合物zli-4792(merck kgaa)。介电各向异性△ε使用可商购混合物zli-2857测定。待研究化合物的物理数据获自主体混合物在加入待研究化合物之后介电常数的改变并外推至100%所用化合物。通常,取决于溶解度,将10%待研究化合物溶于主体混合物。
471、除非另有说明,部分或百分数数据表示以重量计的份数或以重量计的百分数。
472、上下文中:
473、v0表示在20℃下的阈值电压,电容性[v],
474、△n表示在20℃和589nm下测量的光学各向异性,
475、△ε表示在20℃和1khz下的介电各向异性,
476、cl.p.表示清亮点[℃],
477、k1表示弹性常数,在20℃下的“斜展”变形[pn],
478、k3表示弹性常数,在20℃下的“弯曲”变形[pn]。
479、γ1表示在20℃下测量的旋转粘度[mpa·s],通过磁场中旋转方法测定,
480、lts表示低温稳定性(向列相),在测试盒中测定。
481、用于测量阈值电压的显示器具有间隔为20μm的两个平面平行的外板和在外板内侧的叠加的se-1211(nissanchemicals)配向层的电极层,其影响液晶的垂面配向。
482、除非另有明确指明,在本技术中所有浓度涉及相应的混合物或混合物组分。所有物理性能是如“merck liquid crystals,physical properties of liquid crystals”,status 1997年11月,merck kgaa(德国)所描述测定并且适用温度20℃,除非另有明确指明。
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