專利名稱：液晶介質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶介質，涉及其用于電光目的的用途，并涉及含有該介質的顯示器。
由于通過施加的電壓可以使這樣物質的光學性質改變，所以在顯示器中使用液晶，尤其是作為電介質?；谝壕У碾姽庋b置對本領域技術人員來說是極熟悉的并且可以基于各種效應。這樣裝置的例子是具有動態(tài)散射的液晶盒，DAP(取向相變形)液晶盒，賓/主液晶盒，TN(扭曲向列)液晶盒，STN(超扭曲向列)液晶盒，SBE(超雙折射效應)液晶盒和OMI(光模式干涉)液晶盒。最普通的顯示器是基于Schadt-Helfrich效應的并且具有扭曲向列結構。
液晶材料必須具有良好的化學和熱穩(wěn)定性和良好的電場和電磁輻射穩(wěn)定性。此外，在液晶盒中，液晶材料應該具有相對低的粘度并得到短的尋址時間，低的閾值電壓和高的對比度。
此外，對于上述液晶盒，在常規(guī)操作溫度(即室溫上下盡可能寬的范圍)下，它們應該具有合適的介晶相，例如向列或膽甾介晶相。由于液晶一般是以多組份混合物的形式使用，所以重要的是這些組份可彼此容易地混溶。其它性質，例如導電性，介電各向異性和光學各向異性必須滿足不同的要求，這取決于液晶盒的類型和使用的領域。例如，用于具有扭曲向列結構液晶盒的材料應該具有正的介電各向異性和低的電導率。
例如，對于具有用于開關各象素的集成非線性元件的矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)，需要大的正介電各向異性，寬的向列相，相對低的雙折射，非常高的電阻率，良好的UV和溫度穩(wěn)定性及低的蒸汽壓。
這種類型的矩陣液晶顯示器是已知的?？梢杂脕矸謩e開關各象素的非線性元件的例子是有源元件(即晶體管)。于是它稱之為“有源矩陣”，并且可以分為兩種類型1.在硅片上的MOS(金屬氧化物半導體)或其它二極管作為基板。
2.在玻璃片上的薄膜晶體管(TFT)作為基板。
由于各種顯示元件的組配導致了連接處出現(xiàn)問題，所以使用單晶硅作為基板材料限制了顯示器尺寸。
在優(yōu)選的更有前途的類型2情況下，所用的電光效應一般是TN效應。它可以分成兩種類型包括半導體化合物(例如CdSe)的TFT，或具有多晶或無定型硅的TFT。對后一技術在世界范圍內已經進行了充分的研究。
將TFT矩陣鍍在顯示器的1個玻璃片內面上，同時另一個玻璃片在內面上裝載上透明反電極。與象素電極比較，TFT非常小并且對圖象沒有實質性的不良影響。這一技術也可以擴展到全顏色相容圖象顯示器，其中以這樣的方式排列紅，綠和藍嵌鑲光電陰極，致使每個濾光片元件與可開關象素相對。
TFT顯示器通常作為在透射方向具有交叉偏振片的TN液晶盒操作，并且從背面照亮該TFT顯示器。
術語“MLC顯示器”在本文中包括任何含有集成非線性元件的矩陣顯示器，即除了有源矩陣外，也包括含有無源元件，例如可變電阻或二極管(MIM＝金屬-絕緣體-金屬)。
這種類型的MLC顯示器特別適用于TV應用(例如便攜式電視)或適用于計算機應用(終端)和在汽車或飛機結構中的高信息顯示。除了關于對比度的視角依賴性和響應時間的問題外，在MLC顯示器中產生的問題是由于液晶混合物的電阻率不夠[TOGASHI，S.，SEKIGUCHI，K.，TANABE，H.，YAMAMOTO，E.，SORIMACHI，K.，TAJIMA，E.，WATANABE，H.，SHIMIZU，H.，Proc. Eurodisplay 84，Sept.1984a 210-288 Matrix LCD Controlledby Double Stage Diode Rings，p.141 ff，Paris；STROMER，M.，Proc.Eurodisplay 84，Sept. 1984Design of Thin Film Transistors forMatrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays，p.145ff，Paris]。由于電阻降低，所以MLC顯示器的對比度下降，并且可以出現(xiàn)后圖象消除的問題。既然液晶混合物的電阻率一般在MLC顯示的壽命中的下降是由于與顯示器內表面的相互作用，那么為了得到滿意的使用壽命高的(起始)電阻就是非常重要的。特別地，在低電壓混合物的情況下，迄今為止不可能得到非常高的電阻率。此外，同樣重要的是電阻率要盡可能小地隨溫度升高及加熱和/或暴露于UV輻射后而增加?，F(xiàn)有技術的該混合物的低溫性質也是特別不好的。需要的是甚至在低溫下也不出現(xiàn)晶體和/或近晶相，并且粘度的溫度依賴性盡可能地低。因此，現(xiàn)有技術的MLC顯示不能滿足目前的要求。
因此人們一直非常需要具有非常高電阻率，同時具有寬操作溫度范圍，短響應時間(甚至在低溫下)，和低閾值電壓的MLC顯示器，該顯示器沒有這些缺點或者使這些缺點到一降低的程度。
在TN(Schadt-Helfrich)液晶盒的情況下，在液晶盒中需要有利于下面優(yōu)點的介質-寬的向列相范圍(特別是降低到低溫時)，-在極低溫度(室外，汽車，航空電子設備)下的可開關性，-對暴露于UV輻射的增加的穩(wěn)定性(更長的壽命)。
從現(xiàn)有技術得到的介質不能夠達到這些優(yōu)點同時保持其它參數不變。
在超扭曲液晶盒(STN)的情況下，需要能夠具有更大的多重顯示性和/或更低的閾值電壓和/或更寬的向列相范圍(尤其是在低溫下)。為此，非常需要可得到的參數(清亮點，近晶-向列相轉變溫度或熔點，粘度，介電值，彈性值)范圍進一步擴展。
本發(fā)明的目的是提供液晶介質，特別是用于MLC，TN或STN類型的、沒有上述缺點或者使這些缺點到一降低程度的、并優(yōu)選同時具有高電阻率和低閾值電壓的液晶介質。
已經發(fā)現(xiàn)當在顯示器中使用新的介質時，可以實現(xiàn)這一目的。
因此，本發(fā)明涉及基于顯示出正介電各向異性的極性化合物混合物的液晶介質，該液晶介質的特征在于它含有一種或多種通式(I)的化合物
其中，R是H，具有1-15個碳原子的烷基或鏈烯基，它是未取代、用CN或CF3單取代或者用鹵素至少單取代的，在每種情況下，這些基團中的一個或多個CH2基團也可以各自獨立地被-O-、-S-、
、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O原子不彼此直接連接的方式替代；Y是F、Cl、具有1-6個碳原子的鹵代烷基、鏈烯基或烷氧基，和L1是H或F。
式I的化合物有各種用途。根據選擇的取代基，這些化合物可以起主要組成液晶介質的基本材料的作用；然而，也可以將式I的化合物加入到其它類化合物的液晶基本材料中以便例如調節(jié)該類電介質的介電和/或光學各向異性和/或優(yōu)化其閾值電壓和/或其粘度。
在純狀態(tài)下，式I的化合物是無色的，并且在適合電光用途的溫度范圍形成液晶介晶相。它們是化學、熱和光穩(wěn)定的。
在EP 0387032中已經公開了下式化合物
在包括式I化合物的新介質中，Y優(yōu)選是F、Cl、OCF3、OCHF2、CF3、CHFCF3、CF2CHF2、C2H4CHF2、CF2CH2F3、CHF2、OCH2CF3、OCH2CHF2、OCH2CHF2、O(CH2)3CF3、OCH2C2F5、OCH2CF2CHF2、OCH2C3F7、OCHFCF3、OC2F5、OCF2CHFCHF3、OCH＝CF2、OCF＝CF2、OCF＝CFCF3、OCF＝CF-C2F5、CH＝CHF、CH＝CF2、CF＝CF2、CF2OCF3、特別是F、OCHFCF3、OCF3、OCHF2、OC2F5、OC3F7、OCH＝CF2或CF2OCF3。
特別優(yōu)選的是含有其中Y＝L1＝F的式I化合物的介質。
如果R是烷基和/或烷氧基，那么它可以是直鏈或支鏈的。優(yōu)選是直鏈的、具有2、3、4、5、6或7個碳原子的，因此優(yōu)選是乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基，此外還有甲基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基或十五烷氧基。
氧雜烷基優(yōu)選是直鏈的2-氧雜丙基(＝甲氧基甲基)，2-氧雜丁基(＝乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(＝2-甲氧基乙基)，2-、3-或4-氧雜戊基，2-、3-、4-或5-氧雜己基，2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基，2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基，2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基，或2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
如果R是其中CH2基團被-CH＝CH-替代的烷基，那么它是直鏈或支鏈的。優(yōu)選是直鏈的并具有2-10個碳原子。因此，具體是乙烯基，丙烯-1-或-2-基，丁烯-1-、-2-或-3-基，戊烯-1-、-2-、-3-或-4-基，己烯-1-、-2-、-3-、-4-或-5-基，庚烯-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或-6-基，辛烯-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或-7-基，壬烯-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-基、癸烯-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或-9-基。
如果R是其中CH2基團被-O-和被-CO-取代的烷基，那么它們優(yōu)選是相鄰的。因此，它們含有1個酰氧基-CO-O-或1個氧羰基-O-CO-。它們優(yōu)選是直鏈的并具有2-6個碳原子。
因此，它們具體是乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、乙酰氧基甲基、丙酰氧基甲基、丁酰氧基甲基、戊酰氧基甲基、2-乙酰氧基乙基、2-丙酰氧基乙基、2-丁酰氧基乙基、3-乙酰氧基丙基、3-丙酰氧基丙基、4-乙酰氧基丁基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、丙氧基羰基甲基、丁氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(丙氧基羰基)乙基，3-(甲氧基羰基)丙基或3-(乙氧基羰基)丙基、4-(甲氧基羰基)丁基。
如果R是其中1個CH2被未取代或取代的-CH＝CH-替代的并且相鄰的CH2被CO或CO-O或O-CO替代的烷基，那么它們可以是直鏈或支鏈的。它優(yōu)選是直鏈的并具有4-13個碳原子。因此，它具體是丙烯酰氧基甲基、2-丙烯酰氧基乙基、3-丙烯酰氧基丙基、4-丙烯酰氧基丁基、5-丙烯酰氧基戊基、6-丙烯酰氧基己基、7-丙烯酰氧基庚基、8-丙烯酰氧基辛基、9-丙烯酰氧基壬基、10-丙烯酰氧基癸基、甲基丙烯酰氧基甲基、2-甲基丙烯酰氧基乙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、4-甲基丙烯酰氧基丁基、5-甲基丙烯酰氧基戊基、6-甲基丙烯酰氧基己基、7-甲基丙烯酰氧基庚基、8-甲基丙烯酰氧基辛基和9-甲基丙烯酰氧基壬基。
如果R是被CN或CF3單取代的烷基或鏈烯基，那么該基團優(yōu)選是直鏈的。CN或CF3取代基可以在任何所需要的位置。
如果R是被鹵素至少單取代的烷基或鏈烯基，那么該基團優(yōu)選是直鏈的并且鹵素優(yōu)選是F或Cl。在多取代情況下，鹵素優(yōu)選是F。所得的基團還含有全氟化基團。在單取代情況下，氟或氯取代基可以在任何所需要的位置，但優(yōu)選在w-位。
含有適合于加聚反應的側翼基團R的式I化合物適合于制備液晶聚加成產物。
由于其在常規(guī)液晶基本材料中更好的溶解性，所以含有支鏈側翼基團R的式I化合物有時是很重要的，但如果它們是旋光性的，特別地，它們作為手性摻雜劑。該類近晶化合物適合于作為鐵電材料的組份。
具有SA相的式I化合物適用于，例如熱尋址顯示器。
這類的支鏈基團一般含有不多于1個的支鏈。優(yōu)選的支鏈基團R是異丙基、2-丁基(＝1-甲基丙基)、異丁基(＝2-甲基丙基)、2-甲基丁基、異戊基(＝3-甲基丁基)、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、異丙氧基、2-甲基丙氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基和1-甲基庚氧基。
如果R是其中兩個或多個CH2被-O-和/或-CO-O-替代的烷基，那么它可以是直鏈或支鏈的。它優(yōu)選是支鏈的并具有3-12個碳原子。因此，它具體是雙羧基甲基、 2，2-雙羧基乙基、3，3-雙羧基丙基、4，4-雙羧基丁基、5，5-雙羧基戊基、6，6-雙羧基己基、7，7-雙羧基庚基、8，8-雙羧基辛基、9，9-雙羧基壬基、10，10-雙羧基癸基、雙(甲氧基羰基)甲基、2，2-雙(甲氧基羰基)乙基、3，3-雙(甲氧基羰基)丙基、4，4-雙(甲氧基羰基)丁基、5，5-雙(甲氧基羰基)戊基、6，6-雙(甲氧基羰基)己基、7，7-雙(甲氧羰基)庚基、8，8-雙(甲氧基羰基)辛基、雙(乙氧基羰基)乙基、2，2-雙(乙氧基羰基)乙基、 3，3-雙(乙氧基羰基)丙基、4，4-雙(乙氧基羰基)丁基和5，5-雙(乙氧基羰基)戊基。
通過如文獻(例如在標準教科書如Houben-Weyl，Methoden derOrganischen Chemie，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart中)中所述的已知方法，確切地說在已知的并適合于所述反應的條件下，制備式I的化合物。這里也可以使用已知的，但沒有更詳細地提到的變體。
例如，式I的化合物可以制備如下
本發(fā)明也涉及含有該類液晶介質的電光顯示器(具體地，是STN或MLC顯示器，該顯示器有2個與框一起形成液晶盒的面平行的外板，用于開關外板上各象素的集成非線性元件，及在液晶盒中的正介電各向異性和高電阻率的向列液晶混合物)，并涉及這些介質用于電光目的的用途。
按照本發(fā)明的液晶混合物便于顯著地增寬可得到的參數范圍。
可達到的清亮點、低溫粘度、熱和UV穩(wěn)定性及介電各向異性的組合遠遠優(yōu)于以前的現(xiàn)有技術材料。
對高清亮點、低溫向列相和高De的要求以前僅是不能令人滿意地達到。盡管某些體系，例如ZLI-3119具有比較好的清亮點和比較好的粘度，但其De僅為+3。
其它混合物體系具有比較好的粘度和De值，但清亮點僅在60℃的區(qū)域中。
按照本發(fā)明的液晶混合物可以實現(xiàn)80℃以上，優(yōu)選90℃以上，更優(yōu)選100℃以上的清亮點，并且同時介電各向異性值De為+6，優(yōu)選+8，和高的電阻率，同時向列相降低到-20℃，優(yōu)選降低到-40℃保持不變，這可以得到極好的STN和MLC顯示器。具體地，該混合物的特征在于低的操作電壓。TN閾值電壓低于2.0V，優(yōu)選低于1.5V，特別優(yōu)選＜1.3V。
不言而喻，適當地選擇按照本發(fā)明混合物的組份也可以在更高的閾值電壓下實現(xiàn)更高的清亮點(例如100℃以上)，或者在較低的閾值電壓下實現(xiàn)較低的清亮點同時保持其它有利性質不變。如果適當少地增加粘度，那么也可以得到相對高De的混合物并由此得到相對低的閾值電壓。按照本發(fā)明的MLC顯示器優(yōu)選在Gooch和Tarry[C.H. Gooch and H.A.Tarry，Electron. Lett.10，2-4，1974；C.H.Gooch and H.A.Tarry，Appl.Phys.，Vol.8，1575-1584，1975]的第一最小透射下操作；在該情況下，除了在類似顯示器中相同閾值電壓下特別好的電光性質例如高斜率的特性線和低的對比度角度依賴性(德國專利3022818)外，在第二最小中的較低介電各向異性是足夠的。在第一最小中使用按照本發(fā)明的混合物而不是使用含有氰基化合物的混合物可以得到明顯更高的電阻率。本領域技術人員通過適當地選擇各組份和其重量比可以使用簡單的常規(guī)方法生產需要預定層厚度的雙折射的MLC顯示器。
在20℃的粘度優(yōu)選＜60mPa.s，特別優(yōu)選＜50mPa.s。向列相范圍優(yōu)選至少是90℃，特別地，至少100℃。該范圍優(yōu)選從至少-20℃到+80℃擴展。
“性能保持比”(HR)的測定[S.Matsumoto等人，Liquid Crystals5，1320(1989)；K.Niwa等人，Proc.SID Conference，San Francico，June1984，p.304(1984)；G.Weber等人，Liquid Crystals 5，1381(1989)]已經表明與其中用式
的氰基苯基環(huán)己烷或式
的酯相比，按照本發(fā)明的含有式I化合物的混合物隨溫度升高顯示出明顯更小的HR降低。
按照本發(fā)明的混合物的UV穩(wěn)定性也明顯更好，即當暴露于UV輻射時，它們顯示出明顯較小的HR降低。
按照本發(fā)明的介質優(yōu)選基于多種(優(yōu)選兩種或多種)式I的化合物，即這些化合物的比例是5-95％，優(yōu)選10-60％和特別優(yōu)選在20-50％的范圍。
可以用于按照本發(fā)明介質中的式I-XII和其亞式的各化合物或者是已知的或者是按照類似的已知化合物可以制備的。
下面說明優(yōu)選的實施方案介質還另外含有一種或多種選自通式II-VI的化合物
其中各基團具有下面的意義R0正烷基、氧雜烷基、氟代烷基或鏈烯基，在每種情況下最多有9個碳原子；X0F、Cl、具有1-6個碳原子的氯代烷基、鏈烯基或烷氧基；Y1和Y2在每種情況下各自獨立地是H或F；r0或1。
式IV的化合物優(yōu)選是
-介質還另外含有一種或多種選自通式VII-XII的化合物
其中R0、X0、Y1和Y2各自獨立地如權利要求2中所定義，優(yōu)選是F、Cl、CF3、OCF3、OCHF2、烷基、氧雜烷基、氟代烷基或鏈烯基，在每種情況下最多有6個碳原子。
-所有式I到VI化合物的總比例至少是總混合物重量的50％；-式I化合物的比例至少是總混合物重量的10-50％；-式II到VI化合物的比例至少是總混合物重量的20-80％。
優(yōu)選
-該介質含有式II、III、IV、V和/或VI的化合物-介質還另外含有一種或多種下式化合物
或
-R0是具有2-7個碳原子的直鏈烷基或鏈烯基-該介質基本上由式I-VI的化合物組成-該介質還另外含有一種或多種式XVII的化合物
其中Ra和Rb各自獨立地是具有1-5個碳原子的直鏈烷基或烷氧基。
-該介質基本上由式I-VI和XVII的化合物組成。
-該介質還含有優(yōu)選選自下面式XIII-XVI的化合物
其中R0和X0與上面的定義相同，并且該1，4-亞苯基環(huán)可以被CN、氯或氟替代。該1，4-亞苯基環(huán)優(yōu)選是被氟單取代或多取代的。
-I(II+III+IV+V+VI)的重量比優(yōu)選是1∶10-10∶1。
-介質基本上由選自通式I-XII的化合物組成。
已經發(fā)現(xiàn)甚至相對小比例的式I化合物與常規(guī)液晶材料，特別是一種或多種式II、III、IV、V和/或VI化合物混合也導致了閾值電壓的顯著降低和導致了低的雙折射值，并且同時觀察到具有低近晶向列相轉變溫度的寬向列相，因此改進了儲存壽命。特別優(yōu)選的是除了一種或多種式I化合物外，混合物還含有一種或多種式IV的化合物，尤其是其中X0是F或OCF3的式IVa化合物。式I-VI的化合物是無色的、穩(wěn)定的且容易彼此和與其它液晶材料混溶的。
術語“烷基”包括具有1-7個碳原子的直鏈或支鏈烷基，尤其是直鏈基團。具體是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和庚基。具有2-5個碳原子的基團一般是優(yōu)選的。
術語“鏈烯基”包括2-7個碳原子的直鏈或支鏈鏈烯基，尤其是直鏈基團。具體的鏈烯基是C2-C7-1E-鏈烯基、C4-C7-3E-鏈烯基、C5-C7-4-鏈烯基、C6-C7-5-鏈烯基和C7-6-鏈烯基，特別是C2-C7-1E-鏈烯基、C4-C7-3E-鏈烯基和C5-C7-4-鏈烯基。優(yōu)選的鏈烯基的例子是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基等。該基團一般優(yōu)選具有最多達5個碳原子。
術語“氟代烷基”優(yōu)選包括含有端基氟的直鏈基團，即氟代甲基、2-氟代乙基、3-氟代丙基、4-氟代丁基、5-氟代戊基、6-氟代己基和7-氟代庚基。然而，并不排除氟在其它位置。
術語“氧雜烷基”優(yōu)選包括式CnH2n+1-O-(CH2)m的直鏈基團，其中n和m各自獨立地是1-6。n優(yōu)選是1和m優(yōu)選是1-6。
通過適當選擇R0和X0，可以按需要地調節(jié)尋址時間、閾值電壓、透射特性線的斜率等。例如，與烷基和烷氧基相比，1E-鏈烯基、3E-鏈烯基、2E-鏈烯氧基等一般得到較短的尋址時間、改進的向列傾向和較高的彈性常數k33(彎曲)和k11(傾斜)之比。與烷基和烷氧基相比，4-鏈烯基、3-鏈烯基等得到較低的閾值電壓和較低的k33/k11值。
與簡單的共價鍵相比，-CH2CH2-基團一般導致較高的k33/k11值。較高的k33/k11值便于例如在具有90度扭曲(用于達到灰色調)的TN液晶盒中得到較平的透射特性線和在STN、SBE和OMI液晶盒(較大的多重顯示)中得到較陡的透射特性線，和反之亦然。
式I化合物和式II+III+IV+V+VI化合物的最佳混合比基本上取決于所需要的性質、取決于I、II、III、IV、V和/或VI組份的選擇和取決于可以存在的其它組份的選擇。從各個情況可以容易地確定在上述范圍內的合適混合比。
在按照本發(fā)明的混合物中的式I-XII化合物的總量并不是關鍵的。因此，該混合物可以含有一種或多種其它組份以便優(yōu)化各種性質。然而，一般式I-XII化合物的濃度越高，觀察到對尋址時間和閾值電壓的效果越大。
在特別優(yōu)選的實施方案中，按照本發(fā)明的介質含有其中X0是F、OCF3、OCHF2、OCH＝CF2、OCF＝CF2或OCF2-CF2H的式II-VI(優(yōu)選式II、III和/或IV，特別是IVa)化合物。與式I化合物的較好協(xié)同效應導致了特別有利的性質。具體地，含有式I和式IVa化合物的混合物特點在于其低的閾值電壓。
按照本發(fā)明的MLC顯示器的結構從偏振片，電極基片和用表面處理的電極與常規(guī)用于這類顯示器的結構相一致。這里，術語“常規(guī)結構”是廣義的并且也包括MLC的所有變型和改型，具體地也包括基于多晶硅TFT或MIM的矩陣顯示元件。
然而，按照本發(fā)明的顯示器和那些迄今為止基于扭曲向列液晶盒的常規(guī)顯示器的基本區(qū)別在于液晶層中的液晶參數的選擇。
按照本發(fā)明的可以使用的液晶混合物是用常規(guī)的方法制備的。通常，在升高的溫度下，方便地將需要量的以較少量使用的組份溶解在構成主要組份的組份中。也可以將組份的混合溶液溶解在有機溶劑(例如丙酮、氯仿或甲醇)中，完全混合后，再除去溶劑，例如通過蒸餾。
該電介質也可以含有其它本領域技術人員已知的和文獻中所述的添加劑。例如，可以加入0-15％的多色染料或手性摻雜劑。
C代表晶體相，S代表近晶相，Sc代表近晶C相，N代表向列相和I代表各向同性相。
V10代表10％透射率(垂直于基板表面的視角)的電壓。tON代表在相當于V10的2.5倍操作電壓下打開時間和tOFF代表關上時間。Dn代表光學各向異性和n0為折光指數。De代表介電各向異性(De=e||-e^]]>，其中e||是平行于縱向分子軸的介電常數和
是垂直于縱向分子軸的介電常數)。除非特別指出，在TN液晶盒中20℃在第1最小(即在d×Dn值為0.5時)測定電光數據。除非特別指出，在20℃測定光學數據。
在本申請和在下面實施例中，用縮寫指出液晶化合物的結構，按照下面表A和B變換成化學式。所有CnH2n+1和CmH2m+1基團都是分別含有n或m個碳原子的直鏈烷基基團。表B中的編碼是很明白的。在表A中，僅給出了基本結構的縮寫。在各個情況下，用于基本結構的縮寫被1個短橫線分離開，接著是取代基R1、R2、L1和L2的代碼用于R1、R2、R1R2L1L2L1、L2的代碼nm CnH2n+1CmH2m+1HHnOm CnH2n+1OCmH2m+1HHnO.mOCnH2n+1CmH2m+1HHn CnH2n+1CN HHnN.FCnH2n+1CN HFnF CnH2n+1F HHnOFOCnH2n+1F HHnCl CnH2n+1Cl HHnF.FCnH2n+1F HFnF.F.F CnH2n+1F FFnCF3CnH2n+1CF3HHnOCF3CnH2n+1OCF3HHnOCF2CnH2n+1OCHF2HHnS CnH2n+1NCS HHrVsNCrH2r+1-CH＝CH-C3H2s-CN HHrEsNCrH2r+1-O-C2H2s-CN HHnAm CnH2n+1COOCmH2m+1HHnOCCF2.F.F CnH2n+1OCH2CF2H FF優(yōu)選的混合物組份示于表A和B中。表A
PYP PYRP
BCH CBC
CCH CCP
CPTP
CEPTP
ECCP CECP
EPCH PCH
PTP BECH
EBCH CPC
B FET-nF
CGG CGU
CCZU表B
BCH-n.Fm
lnm
CBC-nmF
ECCP-nm CCH-n1EM
T-nFm CGU-n-F
CCZU-n-F CGG-n-F
下面實施例是用來說明本發(fā)明的，并不表示限制。在上文和下文中，百分比均是重量百分比。所有溫度均以攝氏度給出。m.p.代表熔點，c.p.＝清亮點。此外，C＝晶體相，N＝向列相，S＝近晶相和I＝各向同性相。這些符號之間的數代表轉化溫度。Δn代表光學各向異性(589nm，20℃)，和粘度(mm2/s)是在20℃測定的。
“常規(guī)加工處理”是指如果需要，加入水，用二氯甲烷、二乙醚、甲基叔丁基醚或甲苯萃取該混合物，分離出有機相，干燥和蒸發(fā)，該產物通過減壓蒸餾或通過結晶和/或色譜純化。使用下面縮寫DCC 二環(huán)己基羰二酰亞胺DMAP二甲基氨基吡啶DMEU1，3-二甲基-2-咪唑啉酮POT 叔丁醇鉀THF 四氫呋喃pTsOH 對甲苯磺酸實施例1
將80mmol的反-4-(4-丙基環(huán)己基)環(huán)己酸，0.1mol的3，4，5-三氟苯酚和8.8mmol的DMAP溶解在460g的二氯甲烷中，并加入88mmol的DCC。在室溫攪拌該混合物過夜。抽濾出沉淀出的二環(huán)己基脲，在旋轉蒸發(fā)器上將濾液蒸發(fā)至于。該粗產物在硅膠柱上用甲苯純化。蒸發(fā)該濾液，并將殘余物在正己烷中重結晶。
C 56 N 117.2 I；Δn＝0.070；Δε＝11.33類似地制備下式化合物
R1Y L1CH3F HCH3F FC2H5F HC2H5F FC80N81.3I；Δn＝+0.061；Δε＝11.02n-C3H7F Hn-C4H9F Hn-C4H9F FC73N115.7I；Δn＝+0.069；Δε＝10.87n-C5H11F Hn-C5H11F FC72N123.1I；Δn＝+0.070；Δε＝10.71n-C6H13F Hn-C6H13F FCH3OCF3HCH3OCF3FC2H5OCF3HC2H5OCF3Fn-C3H7OCF3Hn-C3H7OCF3Fn-C5H11OCF3Hn-C5H11OCF3Fn-C6H13OCF3Hn-C6H13OCF3FCH3OCHF2HCH3OCHF2FC2H5OCHF2HC2H5OCHF2Fn-C3H7OCHF2HR1Y L1n-C3H7OCHF2Fn-C5H11OCHF2Hn-C5H11OCHF2Fn-C6H13OCHF2Hn-C6H13OCHF2FCH3Cl HCH3Cl FC2H5Cl HC2H5Cl Fn-C3H7Cl Hn-C3H7Cl Fn-C5H11Cl Hn-C5H11Cl Fn-C6H13Cl Hn-C6H13Cl FCH3OCHFCF3HCH3OCHFCF3FC2H5OCHFCF3HC2H5OCHFCF3Fn-C3H7OCHFCF3Hn-C3H7OCHFCF3Fn-C5H11OCHFCF3Hn-C5H11OCHFCF3Fn-C6H13OCHFCF3Hn-C6H13OCHFCF3FR1Y L1CH3OCH＝CF2HCH3OCH＝CF2FC2H5OCH＝CF2HC2H5OCH＝CF2Fn-C3H7OCH＝CF2Hn-C3H7OCH＝CF2Fn-C5H11OCH＝CF2Hn-C5H11OCH＝CF2Fn-C6H13OCH＝CF2Hn-C6H13OCH＝CF2FCH3OC2F5HCH3OC2F5FC2H5OC2F5HC2H5OC2F5Fn-C3H7OC2F5Hn-C3H7OC2F5Fn-C5H11OC2F5Hn-C5H11OC2F5Fn-C6H13OC2F5Hn-C6H13OC2F5F混合物實施例實施例ACCP-2F.F.F13.0％清亮點[℃] 70CCP-3F.F.F9.0％Δn[589nm， 20℃]+0.0885CCP-5F.F.F7.0％Δε[1kHz， 20℃]12.9CCP-3OCF38.0％V(10，0，20)[V]0.87CGU-2-F 14.0％CGU-3-F 11.0％CGU-5-F 8.0％CCZU-3-F 20.0％CCZU-5-F 10.0％實施例BCCP-2F.F.F10.0％清亮點[℃] 82CCP-3F.F.F9.0％Δn[589nm，20℃]+0.0910CCP-5F.F.F5.0％Δε[1kHz，20℃]12.6CCP-3OCF39.0％V(10，0，20)[V] 1.02CCP-5OCF38.0％CGU-2-F 12.0％CGU-3-F 11.0％CGU-5-F 6.0％CCZU-3-F 20.0％CCZU-5-F 10.0％實施例CCCP-2F.F.F 11.0％清亮點[℃] +70CCP-3F.F.F 10.0％Δn[589nm，20℃] +0.0879CCP-5F.F.F 6.0％ Δε[1kHz，20℃] 12.5CCP-3OCF36.0％ V(100，20)[V] 1.17CCP-5OCF34.0％ (V90/V10-1)·100[％] 69.1CGU-2-F13.0％CGU-3-F12.0％CGU-5-F8.0％CCZU-2-F 7.0％CCZU-3-F 15.0％CCZU-5-F 8.0％實施例DCCP-3F.F.F 13.0％清亮點[℃] +84CCP-5F.F.F 8.0％Δn[589nm，20℃] +0.0922CCP-3OCF38.0％V(10，0，20)[V]1.34CCP-5OCF38.0％(V90/V10-1)·100[％] 63.6CCP-3OCF2.F.F 3.0％CGU-2-F10.0％CGU-3-F12.0％CGU-5-F8.0％CCZU-2-F 7.0％CCZU-3-F 15.0％CCZU-5-F 8.0％實施例ECCP-2F.F.F 12.0％清亮點[℃] +88CCP-3F.F.F 13.0％ Δn[589nm，20℃] +0.0830CCP-5F.F.F 8.0％V(10，0，20)[V]1.44CCP-2OCF2.F.F 4.0％(V90/V10-1).100[％] 64.4CCP-2OCF38.0％CCP-3OCF38.0％CCP-5OCF34.0％CGU-2-F8.0％CGU-3-F5.0％CCZU-2-F 7.0％CCZU-3-F 16.0％CCZU-5-F 7.0％實施例FCCP-2F.F.F 10.0％清亮點[℃] +77CCP-3F.F.F 10.0％ Δn[589nm，20℃] +0.0893CCP-5F.F.F 4.0％V(10，0，20)[V]1.03CCP-3OCF38.0％(V90/V10-1).100[％] 61.8CCP-4OCF35.0％CCP-5OCF33.0％CGU-2-F12.0％CGU-3-F12.0％CGU-5-F6.0％CCZU-2-F 7.0％CCZU-3-F 16.0％CCZU-5-F 7.0％實施例GCCP-2F.F.F3.0％清亮點[℃]+75CCP-3F.F.F12.0％Δn[589nm，20℃] +0.0947CCP-3OCF38.0％ Δε[1kHz，20℃]12.1CCP-5OCF38.0％ V(10，0，20)[V] 0.99CGU-2-F 12.0％(V90/V10-1)·100[％] 61.6CGU-3-F 12.0％CGU-5-F 7.0％CCZU-2-F 7.0％CCZU-3-F 16.0％CCZU-5-F 7.0％BCH-2F.F 8.0％實施例HPCH-7F1.5％清亮點[℃] +77CCP-2F.F.F8.0％Δn[589nm，20℃] +0.0861CCP-3F.F.F10.0％ Δε[1kHz，20℃] +11.2CCP-5F.F.F5.0％V(10，0，20)[V]1.17CCP-2OCF39.0％CCP-3OCF36.0％CCP-5OCF34.0％CGU-2-F 9.0％CGU-3-F 8.5％CGU-5-F 10.0％CCH-356.0％CCZU-2-F 3.0％CCZU-3-F 18.0％CCZU-5-F 2.0％
權利要求
1.基于具有正介電各向異性的極性化合物的混合物的液晶介質，該液晶介質的特征在于它含有一種或多種通式I的化合物
其中，R是H，具有1-15個碳原子的烷基或鏈烯基，它是未取代、用CN或CF3單取代或者用鹵素至少單取代的，在每種情況下，這些基團中的一個或多個CH2基團也可以各自獨立地被-O-、-S-、
、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O原子不彼此直接連接的方式替代；Y是F、Cl、具有1-6個碳原子的鹵代烷基、鏈烯基或烷氧基，和L1是H或F。
2.按照權利要求1的介質，其特征在于它還另外含有一種或多種選自通式II、III、IV、V和VI的化合物
其中各基團具有下面的意義R0正烷基、氧雜烷基、氟代烷基或鏈烯基，在每種情況下最多有7個碳原子；X0F、Cl、具有1-6個碳原子的鹵代烷基、鏈烯基或烷氧基；Y1和Y2在每種情況下各自獨立地是H或F；r0或1。
3.按照權利要求2的介質，其特征在于所有式I-VI化合物的總比例至少是總混合物重量的50％。
4.按照權利要求1或2的介質，其特征在于式I化合物的比例是總混合物重量的5-95％。
5.按照權利要求2和3的至少一個的介質，其特征在于式II到VI化合物的比例至少是總混合物重量的20-80％。
6.按照權利要求1的介質，其特征在于它還另外含有下式化合物
其中R0、X0、Y1和Y2與權利要求2中的定義相同。
7.按照權利要求6的介質，其特征在于X0是F或OCF3，和Y2是H或F。
8.按照權利要求1的介質，其特征在于它還另外含有一種或多種下式的化合物
其中X0是F、OCHF2或OCF3，Y1和Y2各自獨立地是H或F，和R0是正烷基、氧雜烷基、氟代烷基或鏈烯基，在每種情況下多有7個碳原子。
9.按照權利要求1的介質，其特征在于它還另外含有一種或多種下式的化合物
其中Ra和Rb各自獨立地是具有1-5個碳原子的直鏈烷基或烷氧基。
10.按照權利要求1的液晶介質用于電光目的的用途。
11.含有按照權利要求1的液晶介質的電光液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于顯示出正介電各向異性的極性化合物混合物的液晶介質,該液晶介質的特征在于:它含有一種或多種通式(Ⅰ)的化合物,其中:R是H,或具有1—15個碳原子的、或者是未取代或者是用CN或CF
文檔編號C09K19/30GK1192230SQ96195838
公開日1998年9月2日 申請日期1996年7月22日 優(yōu)先權日1995年8月1日
發(fā)明者樽見和明, B·舒勒, M·施瓦茨, 一乃瀨秀男, 并木康吉, 高島曉子, 沼田宏 申請人:默克專利股份有限公司