铁电性向列型液晶介质制造技术

新LC介质在环境温度下展现铁电性向列相。其包含至少一种或多种选自式IA、式IB及式IC

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】phase at and below room temperature,Liquid Crystals,48,1079
‑
1086(DOI 10.1080/02678292.2021.1921867)公开一种式C的新铁电性向列型物质，其被描述为具有接近于环境温度的铁电性向列型液晶相(N
f
‑
LC相)。环境温度，有时也称为室温，此处在狭义上意指20℃的温度。
[0011][0012]用于技术应用的N
f
‑
LC相的开专利技术显会得益于对环境温度的适用性。技术装置及电子应用通常经设计成具有高于及低于环境温度，或室温的工作范围，例如从15℃至25℃，优选地从0℃至50℃且更优选地甚至更广的范围。
[0013]DE19629551 A1中提出一种铁电性向列型显示器，然而，其并未公开可满足所要求的铁电性向列特性的任何具体材料。
[0014]氟化液晶物质的用途为本领域技术人员所知。含有两个2,6
‑
二氟化1,4
‑
亚苯基环的各种化合物已被描述为液晶或介晶材料，诸如见于公开WO 2015/101405 A1及各种其他公开。其中提出的化合物通常在同一结构模式中不含有三个2,6
‑
二氟化亚苯基环及一个桥连基团，如(CO)O或CF2O，其也未被报导具有任何铁电性特性。DE4409431 A1中公开含有两个2,6
‑
二氟化亚苯基环及一个嘧啶环的化合物。EP 2935513 A1及WO 2017162707 A1中公开其他含有嘧啶环及氟化亚苯基的化合物。
[0015]本专利技术的目标是发现适合作为铁电性向列型液晶介质(N
f
‑
LC相介质)的组分的新颖稳定化合物。特别地，该化合物应同时具有N
f
‑
LC相或在N
f
‑
LC介质中提供该相。其还应具有中等至高的光学各向异性，以实现与常规向列型LC介质一样的电光切换效应。
[0016]鉴于具有高介电各向异性(Δε)的此类型化合物的应用领域极广泛，因此需要具有可用的其他化合物，优选地具有高清亮点及低熔点，同时展示铁电性向列相的广泛且适合的温度范围。
[0017]因此，本专利技术的另一目标是发现适合作为铁电性向列型液晶介质的组分，尤其适用于类似于常规向列型TN、STN、IPS、FFS及TN
‑
TFT显示器的显示器的新颖稳定化合物。
[0018]另外，使该化合物在应用领域中的主要条件下热稳定及光化学稳定是目标。作为介晶，其应促成宽的介晶相，优选地向列相，尤其是在至少低于室温的低温下。
[0019]出人意料地是，已发现，包含如下文所描述的若干所选化合物的介质可在高度有利的温度范围内实现铁电性相，且特定新化合物与常规化合物的组合极其适合作为N
f
‑
LC介质的组分。其可用于获得具有前所未有的特性的LC介质，包括但不限于用于需要特别高或甚至极高介电各向异性的显示器，尤其是用于IPS或FFS型显示器，以及用于TN或STN显示器、用于利用高电介质电容率(dielectric permittivity)的材料的电子应用、电容器及机电装置的液晶介质。根据本专利技术使用的介质及化合物是足够稳定且无色的。特别地，其特征在于极高介电常数，且尤其是极高介电各向异性(Δε)，归因于此，在光学切换组件中使用时需要低得多的阈值电压。该化合物对于具有相当特性的化合物具有合理地良好的溶解度，且可几乎不受限制地与类似化合物掺合。另外，根据本专利技术使用的化合物具有高清亮
点。这些化合物也具有相对较低的熔点，或可以过冷的熔体形式稳定地保持低于其熔点。本专利技术能够在室温及低于室温下形成所需N
f
‑
LC相。
[0020]高电介质电容率将能够实现出色的物理效能。高(相对)电介质电容率对于电容器中的电介质也尤其有利，因为其在特定电极区域产生高电容。另外，该介质具有极低导电性，且由于其流体性质而优于常规的高ε
r
材料(例如钛酸钡)。
[0021]液晶介质可用于基于扭曲盒、客体
‑
主体效应、配向相变形(DAP)或电控双折射(ECB)效应、共平面切换(IPS)效应或动态散射效应的原理的显示器。
附图说明
[0022]图1展示表示在
‑
40至110℃的温度范围内混合物实施例1的介电特性的曲线图。在10Hz及约50mV电压下测量的T/ε
r
曲线图展示在冷却时的相对电介质电容率ε
r
的值。在约5与55℃之间，ε
r
值具有最大值(平顶形(plateau shape))，且随温度升高而急剧下降。在约52℃下，ε
r
的最大电容率值为42400。
[0023]因此，在一个主要方面中，本专利技术涉及液晶介质，其包含15重量％或更多的一种或多种式IA的化合物，
[0024][0025]15重量％或更多的一种或多种式IB的化合物，
[0026][0027]及15重量％、优选地20重量％或更多的一种或多种选自式IC
‑
1至IC
‑
3的化合物
[0028][0029]其中
[0030]X
1B
表示
‑
CN或
‑
NCS，优选地为
‑
CN，
[0031]X
1C
表示
‑
CN、F、CF3、
‑
OCF3、
‑
NCS、SF5或O
‑
CF＝CF2，优选地为
‑
CN或F，最优选地为CN，
[0032]Z
1A
及Z
1B
彼此独立地表示
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
或单键，优选地为
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
，
[0033]Z
2A
及Z
2B
彼此独立地表示单键、
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
，优选地为单键，
[0034]Z
1C
及Z
2C
两个基团中的一个表示
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
且另一个表示单键，优选地，Z
1C
为
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液晶介质，其包含15重量％或更多的一种或多种式IA的化合物，15重量％或更多的一种或多种式IB的化合物，及15重量％或更多的一种或多种选自式IC
‑
1至IC
‑
3的化合物，其中X
1B
表示
‑
CN或
‑
NCS，X
1C
表示
‑
CN、F、CF3、
‑
OCF3、
‑
NCS、SF5或O
‑
CF＝CF2，优选地为
‑
CN或F，Z
1A
及Z
1B
彼此独立地表示
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
或单键，Z
2A
及Z
2B
彼此独立地表示单键、
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
，Z
1C
及Z
2C
两个基团中的一个表示
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
CF2‑
O
‑
且另一个表示单键，L
1A
、L
1B
及L
1C
彼此独立地表示H或CH3，L
2A
为F或H，L
2C
为F或H，A
1A
表示
A
1B
表示其中L
8B
表示烷基、烷氧基或烷氧基烷基，其各自具有1至7个C原子，A
1C
表示A
2C
表示m、n为0、1或2，其中(m+n)为1，R
1A
、R
1B
及R
1C
彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基，其中另外，这些基团中的一个或多个CH2基团在各情况下可彼此独立地经
‑
C≡C
‑
、
‑
CF2‑
O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、、
‑
O
‑
、
‑
S
‑
,
‑
(CO)
‑
O
‑
或
‑
O
‑
(CO)
‑
替代，其替代方式是使得O/S原子彼此不直接地连接，且其中另外，一个或多个H原子可经卤素替代；或表示H。
2.根据权利要求1的液晶介质，其展现铁电性向列相。3.根据权利要求1或2的液晶介质，其在20℃及1kHz下展现700或更高的相对电介质电容率ε
r
。4.根据权利要求1至3中一项或多项的液晶介质，其包含一种、两种、三种或更多种选自式IC
‑1‑
3至IC
‑3‑
5的化合物：5的化合物：5.根据权利要求1至4中一项或多项的液晶介质，其包含一种、...

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