液晶介质制造技术

本发明专利技术涉及一种液晶介质，包括如权利要求1所限定的a)一种或多种式I的化合物b)一种或多种式IIBa的化合物和c)一种或多种式IIDa的化合物和涉及其用于光学、电光和电子目的的用途，特别是在LC显示器中，尤其是在IPS、FFS、VA或PS

【技术实现步骤摘要】
液晶介质


[0001]本专利技术涉及液晶(LC)介质以及LC介质用于光学、电光和电子目的的用途，特别是在优选VA、IPS或FFS类型的LC显示器中的用途。

技术介绍

[0002]目前使用的一种液晶显示器(LCD)模式为TN(“扭曲向列”)模式。然而，TN LCD的缺点为对比度对视角具有强依赖性。
[0003]另外，已知所谓的具有更宽视角的VA(垂直配向)显示器。VA显示器的LC盒在两个透明电极之间含有LC介质的层，其中LC介质通常具有负的介电各向异性。在断电状态下，LC层的分子垂直于电极表面地(垂面地)配向或者具有倾斜的垂面配向。当将电压施加到两个电极上时，发生LC分子平行于电极表面的重配向。
[0004]还已知的是所谓的IPS(“面内切换”)显示器，其含有在两个基板之间的LC层，其中两个电极只是布置在两个基板中的一个上，和优选具有互相啮合的梳状结构。在施加电压到电极时，由此在它们之间产生具有平行于LC层的显著分量的电场。这样导致LC分子在层平面内重配向。
[0005]另外，已经报导了所谓的FFS(边缘场切换)显示器(尤其参见S.H.Jung等，Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷，第3期，2004,1028)，其在相同基板上含有两个电极，其中的一个以梳状的方式结构化，且另一个是非结构化的。由此产生强的所谓的“边缘场”，即接近于电极边缘处的强电场，并且在整个盒中的这样的电场，其具有强的垂直分量以及强的水平分量两者。FFS显示器具有小的对比度视角依赖性。FFS显示器通常含有具有正介电各向异性的LC介质，和配向层，通常是聚酰亚胺的配向层，其提供对LC介质的分子的平面配向。
[0006]FFS显示器可以作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。在有源矩阵显示器的情况下，单个像素通常通过集成的非线性有源元件如晶体管(例如薄膜晶体管或“TFT”)来进行寻址，而在无源矩阵显示器的情况下，单个像素通常根据如现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。
[0007]此外，FFS显示器已经被公开(参照S.H.Lee等，Appl.Phys.Lett.73(20)，1998，2882
‑
2883和S.H.Lee等，Liquid Crystals 39(9)，2012，1141
‑
1148)，其具有与FFS显示器相似的电极设计和层厚度，但包括具有负介电各向异性的LC介质的层，而不是具有正介电各向异性的LC介质的层。与具有正介电各向异性的LC介质相比，具有负的介电各向异性的LC介质显示出更有利的指向矢取向，其具有更少倾斜和更多扭转的取向，其结果是这些显示器具有更高的透射率。显示器还包括配向层，优选提供在至少一个基板上的聚酰亚胺，其与LC介质接触并诱导LC介质的LC分子的平面配向。这些显示器也被称为“超亮度FFS(UB
‑
FFS)”模式显示器。这些显示器需要具有高可靠性的LC介质。
[0008]在较新类型的VA显示器中，LC分子的均一配向限于在LC盒之内的多个相对小的畴上。这些畴之间可以存在向错(disclination)，也称为倾斜畴。具有倾斜畴的VA显示器，相对于常规的VA显示器，具有更大的对比度和灰阶(grey shade)的视角不依赖性。另外，这种
类型的显示器更容易生产，因为不再需要用于在接通状态下使分子均一配向的额外的电极表面处理(例如通过摩擦)。替换此地，通过电极的特殊设计来控制倾角或预倾角的优先指向。
[0009]在所谓的MVA(多畴垂直配向)显示器中，这通常通过具有导致局部预倾斜的突出物(protrusion)的电极来实现。由此，在施加电压时在不同的、限定的盒区域内以不同的方向使LC分子平行于电极表面配向。由此实现“受控的”切换，且防止干扰性的向错线的形成。虽然这种布置改进了显示器的视角，然而这导致其透光性的降低。MVA的进一步改进使用了仅在一个电极侧上的突出物，而相对的电极具有狭缝(slit)，这改进了透光性。该狭缝电极在施加电压时在LC盒中产生不均匀的电场，意味着仍然实现了受控切换。为进一步改进透光性，可以扩大狭缝与突出物之间的间隔，但是这反之导致响应时间的延长。在所谓的PVA(“图案化VA”)中，使得突出物是完全多余的，因为两个电极在相对侧上通过狭缝来结构化，这导致增加的对比度和改进的透光性，但是这在技术上是困难的并且使显示器对机械影响(“拍打(tapping)”等)更敏感。然而，对于许多应用，例如监视器且尤其是TV屏幕，要求缩短显示器的响应时间以及改进显示器的对比度和亮度(透射率)。
[0010]另一种发展是所谓的PS(“聚合物维持(polymer sustained)”)或PSA(“聚合物维持配向”)显示器，对其偶尔也采用术语“聚合物稳定化”。在这些中，将少量(例如0.3重量％、典型地<1重量％)的一种或多种可聚合化合物、优选可聚合单体化合物加到LC介质中，并在将LC介质充入显示器之后，使其原位聚合或交联(通常通过UV光聚合)，同时任选地向显示器的电极施加电压。聚合在LC介质显示液晶相的温度下进行，通常在室温。将可聚合介晶或液晶化合物(也称为反应性介晶或“RM”)加到LC混合物中已证实是特别适宜的。
[0011]同时，PS(A)原理正用于各种常规的LC显示器模式。因此，例如已知PS
‑
VA、PS
‑
OCB、PS
‑
IPS、PS
‑
FFS、PS
‑
UB
‑
FFS和PS
‑
TN显示器。RM的聚合，在PS
‑
VA和PS
‑
OCB显示器的情况下，优选在施加的电压下发生，在PS
‑
IPS显示器的情况下在有或者没有、优选没有施加电压的情况下发生。如在测试盒中可以验证的那样，PS(A)方法导致在盒中预倾斜。在PS
‑
VA显示器的情况下，该预倾斜对响应时间有积极的作用。对于PS
‑
VA显示器，可使用标准的MVA或PVA像素和电极布局。然而，另外，例如仅采用一个结构化的电极侧而没有突出物也可以应对(manage)，这显著简化生产且同时产生非常良好的对比度及非常良好的透光度。
[0012]PS
‑
VA显示器描述在例如EP1 170 626A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1和US 2006/0103804A1中。PS
‑
OCB显示器例如描述在T.
‑
J
‑
Chen等，Jpn.J.Appl.Phys.45，2006，2702
‑
2704和S.H.Kim，L.
‑
C
‑
Chien，Jpn.J.Appl.Phys.43，2004，7643
‑
7647中。PS
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶介质，包含a)一种或多种式I的化合物其中R
11
，R
12
相同或不同地表示H，具有1至15个C原子的直链烷基或烷氧基，具有2至15个C原子的直链烯基或烯氧基或具有3至15个C原子的支链烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，其中这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地被基团可各自彼此独立地被
‑
C≡C
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
O
‑
，
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以使得O原子彼此不直接相连的方式替代，和其中一个或多个H原子可被卤素替代,L1，L2相同或不同地，表示F或Cl,和b)一种或多种式IIBa的化合物其中R
2B
表示各自具有1至7个C原子的烷基或烷氧基或具有2至7个C原子的烯基，(O)表示O或单键，和v是整数1至5；和c)一种或多种式IIDa的化合物其中R
2D
表示各自具有1至7个C原子的烷基或烷氧基或具有2至7个C原子的烯基，(O)表示O或单键，和v是整数1至5。2.根据权利要求1所述的液晶介质，其中所述介质包含一种或多种式III的化合物其中R
31
和R
32
相同或不同地，表示H，具有1至15个C原子的直链烷基或烷氧基，具有2至15个C
原子的直链烯基或烯氧基或具有3至15个C原子的支链烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，其中这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地被基团可各自彼此独立地被
‑
C≡C
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
CH＝CH
‑
，被
‑
O
‑
，
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以使得O原子彼此不直接相连的方式替代，和其中一个或多个H原子可被卤素替代,A
31
在每次出现时，彼此独立地，表示a)1,4
‑
亚环己基或1,4
‑
亚环己烯基基团，其中一个或两个不相邻的CH2基团可被
‑
O
‑
或
‑
S
‑
替代，b)1,4
‑
亚苯基，其中一个或两个CH基团可被N替代，或c)选自以下的基团：螺[3.3]庚烷
‑
2,6
‑
二基、1,4
‑
双环[2.2.2]亚辛基、萘
‑
2,6
‑
二基、十氢萘
‑
2,6
‑
二基，1,2,3,4
‑
四氢萘
‑
2,6
‑
二基，菲
‑
2,7
‑
二基和芴
‑
2,7
‑
二基，其中基团a)，b)和c)可被卤素原子单取代或多取代，Z
31
在每次出现时彼此独立地表示
‑
CO
‑
O
‑
，
‑
O
‑
CO
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
CH2O
‑
，
‑
OCH2‑
，
‑
CH2‑
，
‑
CH2CH2‑
，
‑
(CH2)4‑
，
‑
CH＝CH
‑
CH2O
‑
，
‑
C2F4‑
，
‑
CH2CF2‑
，
‑
CF2CH2‑
，
‑
CF＝CF
‑
，
‑
CH＝CF
‑
，
‑
CF＝CH
‑
，
‑
CH＝CH
‑
，
‑
C≡C
‑
或单键，L
31
和L
32
各自彼此独立地表示F，Cl，CF3或CHF2，和n为0，1或2。3.根据权利要求1或2所述的液晶介质，其中所述介质进一步包含一种或多种选自式IIA、IIB、IIC和IID的化合物的化合物
其中R
2A
，R
2B
，R
2C
和R
2D
相同或不同地，表示H，具有1至15个C原子的直链烷基或烷氧基，具有2至15个C原子的直链烯基或烯氧基或具有3至15个C原子的支链烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，其中这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地被基团可各自彼此独立地被
‑
C≡C
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
CH＝CH
‑
，被
‑
O
‑
，
‑
CO
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以使得O原子彼此不直接相连的方式替代，和其中一个或多个H原子可被卤素替代,(O)表示O或单键,L1至L4各自彼此独立地表示F，Cl，CF3或CHF2,Y表示H，F，Cl，CF3，CHF2或CH3，Z2，Z
2B
和Z
2D
各自彼此独立地表示单键，
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH＝CH
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
CH2O
‑
，
‑
OCH2‑
，
‑
COO
‑
，
‑
OCO
‑
，
‑
C2F4‑
，
‑
CF＝CF
‑
或
‑
CH＝CHCH2O
‑
,p表示0，1或2，q表示0或1，和v表示整数1至6,其中式IIBa和IIDa的化合物被排除在式IIB和IID之外。4.根据权利要求1
‑
3中一项或多项所述的液晶介质，其中所述介质包含一种或多种选
自式I
‑
1和I
‑
2的化合物的化合物其中R
11
和R
12
独立地表示具有1
‑
6个C原子...

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