液晶介质、其稳定化方法及液晶显示器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及式I的化合物，并且涉及液晶介质，优选具有向列相和负介电各向异性，其包含a)一种或多种式I的化合物以及b)一种或多种式III-O的化合物，其中参数具有权利要求1中所示的各自含义；涉及其在电光显示器，特别是基于VA、ECB、PALC、FFS或IPS效应的有源矩阵显示器中的用途；涉及包含这类液晶介质的这类显示器；以及涉及式I的化合物用于稳定包含一种或多种式III-O的化合物的液晶介质的用途。
【专利说明】液晶介质、其稳定化方法及液晶显示器
[0001]【技术领域】
[0002]本发明涉及新的化合物，特别是用于液晶介质，还涉及这些液晶介质在液晶显示 器中的用途；以及涉及这些液晶显示器，特别是利用具有以垂直初配向的介电负性液晶的 ECB (电控双折射）效应的液晶显示器。根据本发明的液晶介质的特征是在根据本发明的显 示器中响应时间特别短同时具有高电压保持率（VHR，或也可以缩写为HR)。
【背景技术】
[0003]电控双折射的原理，ECB效应或DAP(排列相变形）效应，初次描述于1971年 (M. F. Schieckel and K. Fahrenschon, “Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields，，, Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912)。随后 是 J. F Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972)，1193)和 G. Labruinie 和 J. Robert (J. Appl. Phys. Lett. 44(1973)，4869)的论文。
[0004]J. Robert 和 F.Clerc(SID80Digest Techn. Papers (1980) , 30), J.Duchene(Displays7(1986), 3)和 H. Schad(SID82Digest Techn. Papers(1982), 244)的 论文已经表明，为了适用于基于ECB效应的高信息显示元件，液晶相必须具有高的弹性常 数比值1/1，高的光学各向异性值An和-0.5的介电各向异性值A e。基于ECB效应 的电光显示元件具有垂直边缘配向（VA技术=垂直配向）。介电负性的液晶介质还可以用 于利用所谓IPS(面内切换）效应的显示器中。
[0005]这种效应在电光显示元件中的工业应用需要必须满足多种要求的LC相。在此尤 为重要的是对于水分、空气和物理影响例如热、在红外、可见和紫外区的辐射，以及直流和 交流电场的化学耐受性。
[0006]此外，可以工业使用的LC相需要在合适的温度范围内具有液晶介晶相和低粘度。
[0007]迄今为止公开的具有液晶介晶相的该系列化合物没有任何一个包括满足所有这 些需求的单一化合物。因此，通常制备2至25种，优选3至18种化合物的混合物用以获得 可以用作LC相的物质。
[0008]矩阵液晶显示器（MLC显示器）是已知的。可以用于单独切换单个像素的非线性 元件例如是有源元件（即晶体管）。于是，使用术语“有源矩阵”，其中通常使用一般设置在 作为基底的玻璃板上的薄膜晶体管（TFT)制成。
[0009]两种技术之间存在区别：包含化合物半导体（例如CdSe)的TFT或者基于多晶和 尤其是无定型硅的TFT。后一种技术目前在世界范围内具有最大的商业重要性。
[0010]将TFT矩阵施加于显示器一个玻璃板的内侧，而另一玻璃板在其内侧带有透明对 电极。与像素电极的尺寸相比，TFT非常小且实际上对图像几乎没有负面影响。该技术还 可以推广到具有全色功能的图像显示器上，其中使红、绿和蓝滤光片的镶嵌块以滤光元件 与每个可切换的像素相对置的方式排列。
[0011]迄今为止，最常用的TFT显示器通常以透射模式的正交偏振镜形式运行，并且是 背光式的。对于TV应用而言，使用IPS盒或ECB (或VAN)盒，然而，监视器通常使用IPS盒或TN(扭转向列型)盒，并且笔记本电脑、手提电脑和移动应用通常使用TN盒。
[0012]在此，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，还包括具有无源元件(如可变电阻或二极管(MM=金属-绝缘体-金属))的显示器。
[0013]这种类型的MLC显示器特别适用于TV应用、监视器和笔记本或者适合于具有高信息密度的显示器，例如在汽车制造或飞机建造中所用。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题之外，由于液晶混合物的比电阻不够高，MLC显示器还存在很多困难[TOGASHI, S.，SEKI⑶CHI，K.，TANABE, H.，YAMAMOTO, E.，S0RIMACHI, K.，TAJIMA, E.，WATA-NABE, H.，SHIMIZU, H.，Proc.Eurodisplay84, Sept.1984:A210-288Matrix LCDControl led by Double Stage Diode Rings, pp.141ff., Paris ；STR0MER, M., Proc.Eurodisplay84, Sept.1984:Design of Thin Film Transistors for MatrixAddressingof Television Liquid Crystal Displays, pp.145ff., Paris] ? 随着电阻降低，MLC 显不器对比度劣化。由于与显示器内表面相互作用，液晶混合物的比电阻通常随着NILC显示器的寿命而下降，因此高的(初始)电阻对于必须在长运行周期内具有可接受电阻值的显示器而言，是非常重要的。
[0014]除了 IPS 显不器(例如:Yeo, S.D., Paperl53:“An LC Display for the TVApplication，，，SID2004International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV,Book II，第758和759页)和长期已知的TN显示器之外，利用ECB效应的显示器已经成为所谓的VAN(垂直配向向列型)显示器， 作为目前最重要的三种较新型液晶显示器之一，特别对于电视应用而言。
[0015]可以在此处提到最重要的设计:MVA(多区域垂直配向，例如:Yoshide，H.等，Paper3.1:“MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...”， SID2004InternationalSymposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I,第 6-9 页，以及 Liu, C.T.等，Paperl5.1:“A46-1nch TET-LCD HDTV Technology...”，SID2004InternationalSymposium, Digest of Technical Papers, XXXV，BookII，第 750-753 页)，PVA(图案垂直配向，例如:Kim, Sang Soo, Paperl5.4:“Super PVA Sets New State-of-the-Art forLCD-TV，，，SID2004International Symposium, Digest ofTechnical Papers, XXXV, BookII,pp.760-763)和 ASV(高级超视角，例如:Shigeta, Mitzuhiro 和 Fukuoka, Hirofumi,Paperl5.2 ,Development of High Quality LCDTV，，, SID2004International Symposium,Digest of Technical Papers, XXXV，BookII,第 754-757 页)。
[0016]在通常形式下，例如在Souk, Jun, SIDSeminar2004, Seminar M_6 -.uRecentAdvances in LCDTechnology”，Seminar Lecture Notes, M-6/1 至 M-6/26,以及Miller, Ian, SIDSeminar2004, Seminar M_7:“LCD_Television，，，Seminar LectureNotes, M-7/1至M-7/32中，将这些技术进行了比较。尽管现代ECB显示器的响应时间已经通过超速驱动的寻址方法获得显著改进，例如:Kim, Hyeon Kyeong等Paper9.1:“A57_in.Wide UXGA TFT-LCD for HDTVApplication”， SID2004International Symposium, Digestof Technical Papers,XXXV, Book I,第106-109页,但是实现适合视频的响应时间,特别是在灰阶切换中，仍然是一个没有令人满意地解决的问题。
[0017]ECB显不器，同ASV显不器一样,使用具有负介电各向异性(Δε)的液晶介质,而TN显示器以及迄今所有传统的IPS显示器采用正介电各向异性的液晶介质。
[0018]在该类型的液晶显示器中，将液晶用作电介质，其光学性质在施加电压时可逆地变化。
[0019]因为一般在显示器中，也即在按照这些所提及效应的显示器中，所述工作电压应当尽可能低，所以采用通常主要由液晶化合物组成的液晶介质，所有这些化合物都具有相同的介电各向异性符号并具有尽可能高的介电各向异性值。通常，充其量使用相对较小比例的中性化合物以及尽可能地不使用具有与所述介质的介电各向异性符号相反的化合物。在用于ECB显示器的具有负介电各向异性的液晶介质的情况下，因此主要使用具有负介电各向异性的化合物。所使用的液晶介质一般主要由并且通常甚至基本上由具有负介电各向异性的液晶化合物组成。
[0020]在根据本申请所用的介质中，一般使用至多显著量的介电中性液晶化合物以及通常情况下仅非常少量的或甚至没有任何介电正性化合物，因为一般而言液晶显示器意在具有尽可能最低的寻址电压。
[0021]JP2006-37054(A)公开了包含三种下式化合物的液晶混合物
[0022]
【权利要求】
1.液晶介质，包含， a)一种或多种式I的化合物
2.根据权利要求1的介质，特征在于其包含选自式1-1至1-9化合物的一种或多种式I的化合物
3.根据权利要求1或2的介质,特征在于其包含一种或多种选自式1-1a-1至1-8a_l化合物的式I的化合物，
4.根据权利要求1-3至少一项的液晶介质，特征在于其还包含c)一种或多种式II的化合物，
5.根据权利要求1-4至少一项的介质，特征在于，式I的化合物在整个介质中的总浓度为Ippm或更高至1000ppm或更低。
6.根据权利要求1-5至少一项的介质，特征在于，其包含式II的化合物，如权利要求4所示，其中R21表示正丙基以及R22表示乙烯基。
7.根据权利要求1-6至少一项的介质，特征在于，式II1-O的化合物在整个介质中的总浓度为5%或更高至40%或更低。
8.根据权利要求1-7至少一项的介质，特征在于其包含一种或多种式II1-O-1的化合物，
F F R31^^CH2_0_^R32"'-0-1 其中R31和R32具有权利要求1针对式II1-O给出的各自含义。
9.根据权利要求1-8至少一项的介质，特征在于其包含一种或多种式II1-0-2的化合物，
F F R31~y~~R32 ||,_°'2其中R31和R32具有权利要求1针对式II1-O给出的各自含义。
10.根据权利要求1-9至少一项的介质,特征在于其还包含一种或多种手性化合物。
11.电光显示器或电光组件，特征在于其包含根据权利要求1-10至少一项的液晶介质。
12.根据权利要求11的显示器，特征在于其基于VA或ECB效应。
13.根据权利要求11或12的显示器，特征在于其包含有源矩阵寻址装置。
14.根据权利要求1-10至少一项的介质在电光显示器或电光组件中的用途。
15.制备根据权利要求1-10至少一项的液晶介质的方法，特征在于将一种或多种式I的化合物与一种或多种式II1-O的化合物和/或一种或多种式II的化合物和/或一种或多种选自式II1-1至II1-4化合物的化合物混合。
16.根据权利要求15的液晶介质的稳定化方法，特征在于所述介质包含一种或多种式II1-O的化合物，以及一种或多种式I的化合物，以及任选地一种或多种选自式OH-1至0H-6化合物的化合物被加入到`介质中:
【文档编号】G02F1/13GK103773388SQ201310756713
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2012年10月18日
【发明者】M·格贝尔, E·巴伦, R·福特, D·保卢斯 申请人:默克专利股份有限公司