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一种液晶介质，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(YX)的化合物

Liquid crystal medium and liquid crystal display including it

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶介质和包含其的液晶显示器本专利技术涉及特别用于液晶显示器的新型液晶介质，和涉及这些液晶显示器，特别涉及使用IPS(面内切换型)或优选FFS(边缘场切换型)效应(均使用介电正性液晶)的液晶显示器。后者偶尔也称为SB-FFS(超亮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平行于分子指向矢和垂直于分子指向矢的高介电常数的化合物，这导致大的平均介电常数和高的介电比和，优选，同时相对小的介电各向异性。该液晶介质任选另外包含介电负性、介电中性化合物或两者都有。该液晶介质用于均匀的(即，平面)初始配向。本专利技术的液晶介质具有正性介电各向异性并包含同时具有平行于分子指向矢和垂直于分子指向矢的大介电常数的化合物。所述介质的特征在于在各自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⊥/εav.)比或它们高的介电比值(ε⊥/Δε)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。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于多种类型的显示器，例如桌面监视器和电视机，而且用于移动应用。然而，目前，广泛采用使用介电负性液晶的IPS和特别是FFS显示器。后者有时也被称为UB-FFS(超亮FFS)。例如在US2013/0207038A1中公开了这种显示器。相比于先前使用的IPS-和FFS显示器(它们已经是介电正性液晶)，这些显示器的特征在于显著增加的透射率。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显示器而言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。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各个液晶介质，或者介晶化合物公开于例如US2013/0207038A1中。这些介质的特征在于已经有相当大的ε⊥和εav.值，但它们的比(ε⊥/Δε)相对较小。然而，根据本申请，优选的是具有均匀配向的介电正性液晶介质的IPS或FFS效应。该效应在电光显示器元件中的工业应用需要必须满足多种要求的液晶相。此处特别重要的是对水分、空气的化学耐性和物理影响，如热，红外线、可见光和紫外区域的辐射，和直流(DC)和交流(AC)电场。此外，工业可用的液晶相需要在适合的温度范围和低粘度下具有液晶中间相。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所有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液晶相的物质。已知矩阵液晶显示器(MLC显示器)。可用于各个像素单独切换的非线性元件为，例如有源元件(即晶体管)。于是使用术语“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。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已经具有最大的商业重要性。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。该技术还可推广至全色功能的显示器，其中将红、绿和蓝滤光片的镶嵌物(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。迄今最常使用的TFT显示器通常使用传输中的交叉起偏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、膝上型电脑和移动应用通常使用TN、VA或FFS盒。此处术语MLC显示器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)。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航空器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.Eurodisplay84,Sept.1984:A210-288MatrixLCDControlledbyDoubleStageDiodeRings,pp.141ff.,Paris；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay84,Sept.1984:DesignofThinFilmTransistorsforMatrixAddressingofTelevisionLiquidCrystalDisplays,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。除了IPS显示器(例如：Yeo,S.D.,Paper15.3:“AnLCDisplayfortheTVApplication“,SID2004InternationalSymposium,DigestofTechnicalPapers,XXXV,BookII,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。此处可以提及最重要的设计:MVA(多域垂直配向，例如:Yoshide,H.etal.,Paper3.1:“MVALCDforNotebookorMobilePCs...”,SID2004InternationalSymposium,DigestofTechnicalPapers,XXXV,BookI,pp.6至9,和Liu,C.T.等人,Paper15.1:“A46-inchTFT-LCDHDTVTechnology...”,SID2004InternationalSymposium,DigestofTechnicalPapers,XXXV,BookII,pp.750至753)，PVA(图案垂直配向，例如:Kim,SangSoo,Paper15.4:“SuperPVASetsNewState-of-the-ArtforLCD-TV”,SID2004InternationalSymposium,DigestofTechnicalPapers,XXXV,BookII,pp.760至763)和ASV(先进超视觉，例如：Shigeta,MitzuhiroandFukuoka,Hirofumi,Paper15.2:“DevelopmentofHighQuality本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液晶介质，其特征在于其包含一种或多种式YX的化合物/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 EP 17190212.51.液晶介质，其特征在于其包含一种或多种式YX的化合物



其中



彼此独立地表示



n表示0或1，
RY表示具有1-7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2-7个C原子的烯基,烯基氧基,烷氧基烷基或氟代烯基，
XY表示F、Cl、CN、NCS、氟代烷基、氟代烯基、氟代烷氧基或氟代烯基氧基，后四个基团具有1-4个C原子，优选F、CF3或OCF3，和
ZY表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2-CH2-、-CF2-O-、CH2-O-或-CO-O-。


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YX的化合物，其选自式YX-1、YX-2、YX-3和YX-4的化合物：



其中
RY表示具有1-7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2-7个C原子的烯基,烯基氧基,烷氧基烷基或氟代烯基，和
XY表示F、Cl、CN、NCS、氟代烷基、氟代烯基、氟代烷氧基或氟代烯基氧基，后四个基团优选具有1-4个C原子，优选F、CF3或OCF3。


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YX-1的化合物和一种或多种选自式YX-2、YX-3、YX-4和YX-5的化合物。


4.根据权利要求1-3的至少一项的介质，其特征在于其包含一种或多种选自式II和III化合物的化合物，优选各自具有大于3的介电各向异性的化合物：



其中
R2表示具有1-7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2-7个C原子的烯基、烯基氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，



在每次出现时彼此独立地表示






L21和L22表示H或F，
X2表示卤素，具有1-3个C原子的卤代烷基或烷氧基或具有2或3个C原子的卤代烯基或烯基氧基，
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、氟代烷基或氟代烷氧基，具有2-7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基，



在每次出现时彼此独立地为






L31和L32,彼此独立地表示H或F，
X3表示卤素，具有1-3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，F、Cl、-OCF3、-OCHF2、-O-CH2CF3、-O-CH＝CF2、-O-CH＝CH2或-CF3，
Z3表示-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，和
n表示0、1、2或3。


5.根据权利要求1-4的至少一项的液晶介质，其特征在于其包含一种或多种选自式IV和V的化合物：



其中
R41和R42,彼此独立地具有权利要求4式II中对于R2的所述含义，



彼此独立地和如果

出现两次
这些也彼此独立地表示，



Z41和Z42,彼此独立地并且，如果Z41出现两次，这些也彼此独立地表示-CH2CH2-，-COO-，反式-CH＝CH-，反式-CF＝CF-，-CH2O-，-CF2O-，-C≡C-或单键，
p表示0、1或2，
R51和R52,彼此独立地具有权利要求4中对于R41和R42给出的含义之一，

至
如果存在各自彼此独立地表示



Z51至Z53各自彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-或单键，和
i和j各自彼此独立地表示0或1。


6.根据权利要求5的液晶介质，其特征在于其包含一种或多种选自式VI至IX的化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·玛纳贝，C·布罗克，B·舒勒，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE