TWI405839B

TWI405839B - 液晶介質及液晶顯示器

Info

Publication number: TWI405839B
Application number: TW94104042A
Authority: TW
Inventors: Nobuo Kubo; Masahiro Iijima; Masahiko Okamura; Yukiko Hata
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-05
Publication date: 2013-08-21
Also published as: TW200602466A; JP2005220355A; JP5546711B2

Description

液晶介質及液晶顯示器

本發明係關於液晶介質及包含此等介質之液晶顯示器，尤其關於稱為主動矩陣之顯示器，且更詳細地說，係關於以TN－模式操作之顯示器。

液晶顯示器L iquIdC rystalD isplays(LCDs)被廣泛使用以顯示資訊。LCD被用於直視顯示器及投影型顯示器。所使用電光學模式為，例如，最廣泛使用之扭曲向列型(t wistedn ematic；TN)模式、超扭曲向列型(thes upert wistedn ematic；STN)模式、光學補償彎曲排列型(theo pticallyc ompensatedb end；OCB)模式與電氣控制雙折射(thee lectricallyc ontrolledb irefringence；ECB)模式及其各種修飾體與其他模式。所有這些模式皆使用電場，其實質上與該等基板垂直，並分別與該液晶層垂直。

除了這些模式之外，亦有電光模式，其係使用實質上與該等基板平行（分別與該液晶層平行）之電場，例如，平面切換(In－Plane Switching)模式（如，例如在DE 40 00 451及EP 0 588 568中所揭示）。該電光模式尤其用於現代桌上型監測器之LCDs，且被預期可應用於多媒體應用之顯示器。

根據本發明之液晶較佳係以TN模式使用。

對這些顯示器而言，需要具有改良性質之新液晶介質。尤其就許多應用種類而言，必需改良響應時間。因此，需要具較低黏度(η)，尤其具較低旋轉黏度(γ₁ )之液晶介質。該旋轉黏度應該為115毫帕(mPa．s)或較小，較佳為105毫帕或較小，尤佳為95毫帕或較小。除了該參數之外，該介質必需具有適合寬範圍之向列相、相當小的雙折射(△n)，且介電異向性(△ε)應該夠高以容許適當低之操作電壓。△ε較佳應該高於5，且更特佳高於6，同時，然而較佳應該不高於18，且尤佳不高於15，因為在大多數情況下，其對至少適當高之比電阻率有害。

根據本發明該等顯示器，較佳被稱為主動矩陣（a ctivem atrix LCD s，簡稱AMDs），更佳被稱為薄膜電晶體(t hinf ilmt ransistors；TFTs)矩陣。然而，本發明液晶亦能有利地用於具有其他已知名稱意義之顯示器。

有各種使用低分子量之液晶材料、及聚合物材料之複合物系統之不同顯示器模式。這些系統為，例如，聚合物分散液晶(p olymerd ispersedl iquidc rystal；PDLC)系統、向列曲線性排列相(n ematicc urvilinearilya lignedp hase；NCAP)系統及如，諸如在WO 91/05 029中所揭示之聚合物網絡(p olymern etwork；PN)系統或軸向對稱微結構域(a xiallys ymmetricm icrodomain；ASM)系統等等。與這些系統大不相同，根據本發明之更特佳模式係使用本身在表面上定向之液晶介質。典型上，這些表面經預先處理，以均勻排列該液晶材料。根據本發明該等顯示器模式，較佳使用實質上與液晶層平行之電場。

適於LCDs及尤其適於TN顯示器之液晶複合物為專家所知。然而，這些複合物的確具有重大缺點。在會導致不利的長響應時間之許多缺點中，大部份這些複合物具有太低電阻率值及/或需要太高之操作電壓。

因此，對於具有供應實際應用之合適性質之液晶介質，有重大的需求，這些合適性質包括，例如，根據所使用顯示器模式之寬向列相範圍、合適的光學異向性△n、合適高的△ε及特別低的黏度。

令人驚訝的是，現在業經發現可以實現具有可導致快速響應之合適相範圍、合適高的△ε、合適低的△n及低旋轉黏度之液晶介質，且同時，該介質並不會顯示先前技藝所用之材料之缺點，或至少使該等缺點減至明顯較小之程度。

根據本發明申請案之這些改良性液晶介質，包括至少以下組份：－一介電性正組份（組份A），其包含一或多個式I介電性正化合物及一或多個選自式II與式III群組之介電性正化合物其中R¹ 、R² 及R³ 互相獨立為具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧烷基或氟化烯基，且較佳為烷基或烯基，而R¹ 較佳為烷基、互相獨立，且假如及/或存在兩次，這些亦互相獨立為較佳至少一個且當中較佳至少一個及為,,,,或及/或較佳分別為 Z² ¹ 、Z² ² 及Z³ 互相獨立（且如果Z² ¹ 及/或Z³ 存在兩次，其亦互相獨立）為－CH₂ CH₂ －、－COO－、反式－CH＝CH－、反式－CF＝CF－、－CH₂ O－、－CF₂ O－或單鍵、Z² ¹ 及Z² ² 當中至少一個較佳為單鍵，且若存在，其當中至少兩個最佳為單鍵，且Z³ 較佳為單鍵，n及m互相獨立為0、1或2，較佳為0或1，最佳為1，X¹ 、X² 及X³ 互相獨立為鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基、或具有2或3個C原子之鹵化烯基或烯氧基，較佳為F、Cl、具有1至3個C原子之氟化烷基或烷氧基、或具有2或3個C原子之氟化烯基或烯氧基，更佳為F、Cl、－OCF₃ 或－CF₃ ，且最佳為F或－OCF₃ ，Y² ¹ 及Y² ² 互相獨立為H或F，Y² ¹ 較佳為F，及Y³ ¹ 及Y³ ² 互相獨立為H或F，除非及為，否則Y³ ¹ 及Y³ ² 皆為H或皆為F₃ ；及－視需要選用之介電中性組份（組份B）－視需要選用之其他介電性正組份（組份C）；及－視需要選用之介電性負組份（組份D）。

該介電性正組份（組份A）較佳包含一或多個介電性正化合物，更佳包含一或多個選自式I至式III化合物之群組之化合物，且更佳含有一或多個各式I及II之化合物，且最佳含有一或多個各式I、II及III之化合物，組份A更佳主要由上述化合物組成，更佳基本上由上述化合物組成，且尤佳完全由上述化合物組成。

該介電性正組份（組份A）較佳包含一或多個選自式I－1至I－4（較佳為I－1至I－3）化合物群組之化合物：其中R¹ 具有上述式I中所予之定義。

該介電性正組份（組份A）較佳包含一或多個選自式I－1及I－3化合物群組之化合物，更佳包含一或多個式I－1化合物，最佳包含一或多個式I－1化合物，其中R¹ 為正烷基或烯基。

該介電性正組份（組份A）較佳包含一或多個選自式II－1至II－10化合物群組之化合物，更佳選自式II－1、II－2、II－4、II－6、II－7、II－8及II－10群組，最佳選自式II－2、II－4、II－6、II－7、II－8及II－10群組：其中R² 及X² 具有上述式II中所予之個別意義。

在一較佳具體實施例中，該介電性正組份（組份A）包含一或多個選自式II－1、II－2、II－3、II－4、II－6、II－7及II－8化合物群組之化合物，其中R² 及X² 具有上述式II中所予之個別意義，且R² 較佳為正烷基或烯基、最佳為烷基，其例外為式II－1，其中R² 較佳為烯基。

除了此等選自式II－1至II－10群組之化合物之外，可以存在之其它式II化合物為式II－11及II－21化合物，其中R² 具有上述式II中所予之意義。

該介電性正組份（組份A）較佳包含一或多個選自式III－1至III－17化合物群組之化合物，較佳選自式III－2、III－6、III－7、III－8、III－16及III－17化合物群組，其中R³ 具有上述式III中所予之意義。

本發明該液晶介質較佳包含介電中性組份（組份B）。該組份之介電異向性在自－1.5至3之範圍內。

該介電中性組份較佳包含介電中性化合物，較佳主要由該介電中性化合物組成，較佳基本上由該介電中性化合物組成，且尤佳完全由該介電中性化合物組成。該組份較佳包含一或多個式IV介電中性化合物，更佳主要包含該式IV介電中性化合物，更佳基本上包含該式IV介電中性化合物，且尤佳完全由式IV介電中性化合物組成其中R⁴ ¹ 及R⁴ ² 互相獨立具有上述式I之R¹ 所予之意義，R⁴ ¹ 較佳為烷基或烯基，且R⁴ ² 為烷基，互相獨立，且如果存在兩次，這些亦互相獨立為當存在時，當中至少一個較佳為 Z⁴ ¹ 及Z⁴ ² 互相獨立（且如果Z⁴ ¹ 存在兩次，這些亦互相獨立）為－CH₂ CH₂ －、－COO－、反式－CH＝CH－、反式－CF＝CF－、－CH₂ O－、－CF₂ O－或單鍵物、其當中至少一個較佳為單鍵O為0、1或2，較佳為0或1。

該介電中性組份（組份B）較佳包含一或多個選自式IV－1至IV－7化合物群組之化合物，更佳選自式IV－1、IV－3、IV－4、IV－6及IV－7化合物群組，其中R⁴ ¹ 及R⁴ ² 具有上述式IV所予之個別定義，且式IV－1、IV－4及IV－5中，R⁴ ¹ 較佳為烷基或烯基、較佳為烯基，且R⁴ ² 較佳為烷基或烯基、較佳為烷基，式IV－2中，R⁴ ¹ 及R⁴ ² 較佳為烷基，且式IV－3中，R⁴ ¹ 較佳為烷基或烯基，較佳為烷基，且R⁴ ² 較佳為烷基或烷氧基、較佳為烷基，且式IV－6及IV－7中，R⁴ ¹ 及R⁴ ² 較佳為烷基。

該介電中性組份（組份B）較佳包含一或多個選自式IV－1及式IV－3至IV－7化合物群組之化合物，較佳一或多個式IV－1化合物，及一或多個選自式IV－3、IV－4、IV－6及IV－7群組之化合物。

本發明該液晶介質可視需要包含第二介電正組份（組份C）。該組份之介電異向性超過3。其較佳包含介電性正化合物，較佳主要由介電性正化合物組成，較佳基本上由介電性正化合物組成，且尤佳完全由介電性正化合物組成。該元件較佳包含一或多個式V介電性正化合物，更佳主要包含該式V介電性正化合物，更佳基本上包含該式V介電性正化合物，且尤佳完全由該式V介電性正化合物組成其中R⁵ 具有上述式II之R² 所予之定義，互相獨立，且如果存在兩次，這些亦互相獨立為其中至少一個較佳分別為 Z⁵ ¹ 及Z⁵ ² 互相獨立（且如果Z⁵ ¹ 存在兩次，其亦可互相獨立）為－CH₂ CH₂ －、－COO－、反式－CH＝CH－、反式－CF＝CF－、－CH₂ O－、－CF₂ O－或單鍵，其當至少一個較佳為單鍵，且若存在時，其當中至少兩個最佳為單鍵，X⁵ 較佳為CN、NCS、SF₅ 或SO₂ CF₃ 、更佳為CN或NCS、最佳為CN，及K為0、1或2、較佳為0或1。

本發明等液晶混合物除了組份A之外，較佳含有至少一個未來組份。該第二組份可以是組份B、組份C及組份D當中任一個，該存在之第二組份較佳為組份B或C，更特佳為組份B。

本發明該等混合物顯然亦可含有3個這些組份，較佳為組份A、B及C，且可視情況含有全部4個組份。

本發明等液晶混合物較佳包含介電中性組份（組份B）。該組份之介電異向性在自－1.5至＋3之範圍內。其較佳包含一或多個介電中性化合物，其更佳主要由該介電中性化合物組成，更佳基本上由該介電中性化合物組成，且更特佳完全由該介電中性化合物組成。該元件較佳包含一或多個式IV介電中性化合物，更佳主要由該式IV介電中性化合物組成，更佳基本上由該式IV介電中性化合物組成，且更特佳完全由該式IV介電中性化合物組成。

在本發明一較佳具體實施例中，本發明該等液晶混合物包含一或多種選自式V－1至V－10化合物群組之式V化合物其中R⁵ 及X⁵ 具有上述式V所予之意義，及L⁵ ¹ 至L⁵ ⁶ 互相獨立為H或F，其當中至少一個（較佳為L⁵ ¹ ）為F，其當中2或多個（較佳選自L⁵ ¹ 、L⁵ ² 及L⁵ ³ ）更佳為F，及R⁵ 較佳為烷基、烷氧基或烯基、較佳為烷基，及X⁵ 較佳為CN。

在本發明另一項較佳具體實施例（其可以與先前一項具體實施例相同或係為不同具體實施例）中，本發明該等液晶混合物包含元件B，其包含選自如上示，式IV－1至IV－7、及視需要選用之下式IV－8至IV－11化合物群組之式IV化合物，較佳主要由上述化合物組成，且最佳完全由上述化合物組成其中R⁴ ¹ 及R⁴ ² 互相獨立為具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧烷基或氟化烯基，及L⁴ 為H或F。

此外，本發明該等液晶混合物可包含其它視需要選用之組份（組份D），其具有負介電異向性，且其較佳包含式VI介電性負化合物，較佳主要由該式VI介電性負化合物組成，更佳基本上由該式VI介電性負化合物組成，且最佳完全由該式VI介電性負化合物組成其中R⁶ ¹ 及R⁶ ² 互相獨立具有上述式II之R² 所予之意義，為,,或,較佳為,為,,或 Z⁶ ¹ 及Z⁶ ² 互相獨立為－CH₂ CH₂ －、－COO－、反式－CH＝CH－、反式－CF＝CF－、－CH₂ O－、－CF₂ O－或單鍵，其當中至少一個較佳為單鍵，且最佳皆為單鍵，L⁶ ¹ 及L⁶ ² 互相獨立為C－F或N，其當中至少一個較佳為C－F，且其最佳皆為C－F，及P為0或1。

本發明該等液晶介基較佳包含組份A至D，較佳主要由組份A至D組成，且最佳完全由組份A至D及特別為選自式I至VI化合物群組之化合物組成。

就組合物而言，本申請案中，"包含"意指關於例如，該介質或組份之實體，含有詳述之個別組份或組份群、或個別化合物或化合物群，該組份或化合物之總濃度為10%或更高，且最佳為20%或更高。

本文中，"主要由……組成"意指該實體含有55%或更多、較佳60%或更多、且最佳70%或更多該詳述個別組份或組份群、或個別化合物或化合物群。

本文中，"基本上由……組成"意指該實體含有80%或更多、較佳90或更多、且最佳95%或更多該詳述個別組份或組份群、或個別化合物或化合物群。

本文中，"完全由……組成"意指該實體含有98%或更多、較佳99%或更多、且最佳100.0%該詳述個別組份或組份群、或個別化合物或化合物群。

更特佳為液晶介質，其中組份A包含式I至III化合物，較佳主要由選自該式I至III化合物群組之化合物組成，且最佳完全由選自該式I至III化合物群組之化合物組成。

組份D較佳包含一或多個式VI化合物，更佳主要由上述化合物組成，且最佳完全由上述化合物組成，該一或多個式VI化合物較佳選自式VI－1至VI－3化合物之群組其中R⁶ ¹ 及R⁶ ² 具有上述式VI中所予之意義。

VI－1至VI－3中，R⁶ ¹ 較佳為正烷基或1－E－烯基，且R⁶ ² 較佳為正烷基或烷氧基。

其它液晶相化合物(mesogenic compound)（上文並未明白陳述）可視需要且有利地用於本發明該介質中。該等化合物為本技藝之專家所知。

組份A之使用濃度較佳自為總混合物之自30%至90%，更佳自40%至80%，又更佳自50%至75%，且最佳自65%至73%。

組份B之使用濃度較佳為總混合物之自0%至45%，更佳自10%至40%，又更佳自15%至35%，且最佳自20%至30%。

組份C之使用濃度較佳為總混合物之自0%至50%，更佳自0%至40%，又更佳自0%至30%，且最佳自1%至25%。

組份D之使用濃度較佳為總混合物之自0%至30%，更佳自0%至20%，且最佳自2%至10%。

為了調整物理性質，本發明該介質可視需要包含其它液晶化合物。該等化合物為專家所知。其在本發明該介質中之濃度較佳為0%至30%，更佳為0%至20%，且最佳為1%至15%。

該液晶介質較佳含有總共50%至100%（更佳70%至100%、最佳80%至100%且尤佳90%至100%）組份A、B、C及D，更佳含有組份A、B及C，其接著含有一或多個分別為式I、II、III、Ⅳ、V及Ⅵ化合物，較佳主要由一或多個上述化合物組成，且最佳完全由一或多個上述化合物組成。

在本發明一較佳具體實施例中，本發明該中等介質中各化合物在總混合物中之濃度：－式I化合物之濃度較佳自1%至40%、更佳自2%至30%、又更佳自3%至20%、且最佳自5%至15%，－式II化合物之濃度較佳自20%至90%、更佳自30%至80%、又更佳自40%至70%、且最佳自50%至65%，－式III化合物之濃度較佳自0%至50%、更佳自0%至40%、又更佳自0%至30%、且最佳自10%至25%，及－式IV化合物之濃度較佳自0%至50%、更佳自10%至40%、又更佳自20%至30%、且最佳自25%至35%。

本發明該等液晶介質之特徵為清澈點係70℃或更高、更佳75℃或更高、又更佳80℃或更高、且尤佳90℃或更高。

本發明該等液晶介質之△n較佳為0.16或較小、更佳在0.080至0.15範圍內、最佳在0.090至0.140範圍內、且尤佳在0.095至0.155範圍內。

在本發明第一項較佳具體實施例中，該等液晶介質之△n較佳為0.12或更小、更佳在0.080至0.115範圍內、最佳在0.090至0.110範圍內，且尤佳在0.095至0.105範圍內。

在本發明第二項較佳具體實施例中，該等液晶介質之△n較佳為0.12或更小、更佳在0.120至0.150範圍內、最佳在0.125至0.145範圍內、且尤佳在0.130至0.135範圍內。

根據這兩項較佳具體實施例之第一項之具有上述△n的液晶介質，根據Gooch and Tarry，非常適於以第一最低傳輸量操作之TN顯示器，其係以透射模式操作，且具有合適高之晶胞間隙(cell gap)。根據這些具體實施例之第二項較佳具體實施例之介質，另外可以用於以第二最低傳輸量操作，或較佳，如同第一較佳具體實施例，以第一最低傳輸量操作。而且，其需要個別較小的晶胞間隙，但是允許更快的響應時間。此種顯示器可有利地用於，例如，照相機之控視器。

於1 kHZ及20℃下，本發明該等液晶介質之△ε較佳為4.0或更高、更佳為6.0或更高、最佳為10.0或更高、且尤佳為6.0至20.0。

在一較佳具體實施例（其可相同，且較佳與關於上述該等液晶介質之△n之第一較佳具體實施例相同）中，於1 kHz及20℃下，該等液晶介質之△ε較佳為4.0或更高、更佳為5.0或更高、最佳為6.0或更高、且尤佳為6.0至10.0。這些介質很適於具有所謂5 V驅動器之顯示器。

在另一較佳具體實施例（其可相同，且較佳與關於上述等液晶介質之△n之第二較佳具體實施例相同）中，於1 kHz及20℃下，該等液晶介質之△ε較佳為10.0或更高、更佳為15.0或更高、最佳為16.0或更高、且尤其為17.0至19.0。於20℃下，該具體實施例之液晶介質之V₁ ₀ 較佳為1.3 V或較小、更佳為1.2 V或較小、且更特佳為1.05 V或較小。該具體實施例之介質很適於具有所謂3.3 V驅動器之顯示器。

於20℃下，本發明該等液晶介質之γ₁ 較佳為115 mPa．s或較小、更佳為105 mPa．s或較小、且尤佳為95 mPa．s或較小。該γ₁ 尤其適用於根據第一較佳具體實施例具有上述該等液晶介質之△n之介質。

本發明介質之向列相較佳至少自0℃延伸至70℃、更佳至少自－20℃延伸至75℃、最佳至少自－30℃延伸至80℃、且尤佳至少自－40℃延伸至85℃或甚至延伸至90℃，其中"該向列相至少自較低溫度限制延伸至較高溫度限制"意指，該向列相可向下延伸至該較低限制之溫度或超過，且可延伸高至該上限之溫度或更高。

在本申請案中，該名詞"介電性正"意指△ε>3.0之化合物或組份，"介電中性"意指－1.5≦△ε≦3.0，且"介電性負"意指△ε<1.5。△ε係於1 kHz頻率及20℃下測得。自個別化合物之向列主體混合之10%溶液的結果，測定個該化合物之介電異向性。如果個該化合物在該主體混合物中之溶解度小於10%，則其濃度被減至5%。在兼具垂直配向膜及水平配向膜之晶胞中，測定該等試驗混合物之電容。這兩種晶胞之晶胞間隙為約20微米。所施加電壓為頻率1 kHz之矩形波，且方均根值典型上為0.5 V至1.0 V，然而，通常選擇低於個該試驗混合物之電容底限之電壓。

供介電性正化合物之混合物ZLI－4792、及供介電中性及介電性負化合物之混合物ZLI－3086（兩者皆得自Merck KGaA, Germany）可分別作為主體混合物。自添加相關化合物導致該主體混合物個別值之改變，以測定該等化合物之介電電容率。以外推法推測該等值為100%相關化合物之濃度。於20℃之測定溫度下，測定具有向列相之組份，因此所有其它組份如同化合物一樣經處理。

若並未另有明示，本申請案中之該名詞"底限電壓"係指光學底限，且其係為10%相對對比率(V₁ ₀ )之底限電壓，而該"飽和電壓"係指光學飽和，且其係為90%相對對比率(V₉ ₀ )之飽和電壓。若有明示，僅使用該電容底限電壓(V₀ )，其亦稱為弗雷德瑞克滋(Freedericksz)－底限(V_F _r )。

本申請案中所予之參數範圍全部包括該等限制值，然而，除非另有明示，其較佳不包括這些值。

除非另有明示，本申請案從頭至尾，所有濃度係以質量%表示，且其係關於個該完全混合物，所有溫度係以攝氏度數(Celsius)表示，且所有溫度差異係以攝氏度數表示。所有物理性質業經及欲根據"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals"(Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany)測定，且除非另有明示，其係於20℃溫度下所測得之性質。該光學異向性(△n)係於589.3奈米波長下測得。該介電異向性(△ε)係於1 kHz頻率下測得。該底限電壓、及所有其它電光性學業經Merck KGaA, Germany製成之試驗晶胞測得。供△ε測定之該等試驗晶胞之晶胞間隙為約20微米。該電極為圓形ITO電極，其面積為1.13厘米² ，且具有一保護環。該等定向層為供垂直定向(ε₁ ₁ )之卵磷脂、及供水平定向(ε₁ )之聚醯亞胺AL－1054（得自Japan Synthetic Rubber）。該電容經頻率響應分析儀Solatron 1260（使用具有0.3 V_r _m _s 電壓之正弦波）測定。用於該電光測定法中之光線為白光。所使用該裝置係市售設備(Otsuka, Japan)。該特性電壓係於垂直觀察下，業經測定。業經分別測定10%、50%及90%相對對比率之底限電壓(V₁ ₀ )、中灰電壓(V₅ ₀ )及飽和電壓(V₉ ₀ )。

本發明該等液晶介質可含有常用濃度之其它添加劑及對掌性摻質。以總混合物為基準計，這些其它成份之總濃度在0%至10%範圍內、較佳為0.1%至6%。所使用各該化合物之濃度較佳在0.1%至3%範圍內。本申請案中該等液晶介質之液晶組份及化合物之濃度值及範圍，並未將這些及類似添加物之濃度考慮在內。

本發明該等液晶介質由幾種（較佳3至30種、更佳8至20種、且最佳10至16種）化合物組成。這些化合物係以習知方法混合。通常，將以較小量使用之所需數量該化合物，溶解在以較大量使用之化合物中。如果溫度高於該以較高濃度使用之化合物之清澈點，則很容易觀察溶解過程之完成。然而，亦可藉由其它習知方法，製備該等介質，這些其它習知方法為，例如，使用所謂預混合物，其可以是，諸如，化合物群之同系或共晶混合物，或使用所謂多瓶系統(multi－bottle－systems)，其成份隨即可使用混合物本身。

藉由適合添加劑之添加，本發明該等液晶介質可經修飾，其修飾方式可以使其適用於所有已知種類之液晶顯示器，例如，使用該等液晶介質本身之液晶顯示器，諸如TN－、TN－AMD、IPS及OCB LCDs；及複合物系統，例如，PDLC、NCAP、PN LCDs及特別適用於ASM－PA LCDs。

該等液晶之熔點T(C, N)、自層列液晶(S)相到向列(N)相T(S, N)之轉變、及清澈點T(N, I)係以攝氏度數表示。

在本申請案中，且尤其在以下實例中，該等液晶化合物之結構由縮寫（亦稱為頭字語）代表。根據以下表A及表B，該等縮寫變成對應結構之變化，很容易瞭解。所有C_n H₂ _n _＋ ₁ 及C_m H₂ _m _＋ ₁ 基團為直鏈烷基，且其n分別為m個C原子。表B之解釋不需要說明即可瞭解。表A僅列示該等結構之核心的縮寫。各該化合物先後由該核心縮寫、連字號及詳述以下R¹ 、R² 、L¹ 及L² 取代基之代號表示：

本發明該等液晶介質較佳含有－7或更多個（較佳8或更多個）選自表A及表B化合物群組之化合物（其較佳具有不同化學式）及/或－3或更多個（更佳4或更多個、又更佳5或更多個）選自表A化合物群組之化合物（其較佳具有不同化學式）及/或－一或多個（更佳2或更多個、最佳3或更多個）選自表B化合物群組之化合物，其較佳具有不同化學式。

實例

下文所予之各實例係說明本發明，且無論如何並未限制本發明。

然而，對專家而言，可以得到所說明該等組合物之物理性質，且可以修飾其範圍。尤其，該專家因此可充份定義可較佳得到之具各種性質之組合。

實例1

可得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

該混合物具有相當低的△n值、合適高的△ε值及很低旋轉黏度。因此很適於由主動矩陣表示且以TN模式操作之顯示器。

實例2

可得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

該混合物具有相當低的△n值、合適高的△ε值及低旋轉黏度。因此很適於由主動矩陣表示且以TN模式操作之顯示器。

實例3

可得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

該混合物具有適度高的△n值、相當高的△ε值及低旋轉黏度。因此很適於由主動矩陣表示且以TN模式操作之顯示器。

實例4

可得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

該混合物具有適度高的△n值、很高的△ε值及低旋轉黏度。因此其很適於由主動矩陣表示且以TN模式操作之顯示器。

實例5

可以得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

該混合物具有適度高的△n值、合適的△ε值及很低的旋轉黏度。因此其很適於由主動矩陣表示且以TN模式操作之顯示器。

實例6

可得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

該混合物具有相當低的△n值、相當高的△ε值及很低的旋轉黏度。因此其很適於由主動矩陣表示且以TN模式操作之顯示器。

實例7

可得到具有下表中所予之組成及性質之液晶混合物。

Claims

一種液晶介質，其特徵在於其包含- 一介電性正組份(組份A)，其包含一或多個每一式I及II及III之介電性正化合物，及一或多個選自式III-17之介電性正化合物其中R¹ 、R² 及R³ 互相獨立為具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧烷基或氟化烯基；X¹ 為F；，，及互相獨立，且假如及/或存在兩次，這些亦互相獨立為 Z²¹ 、Z²² 及Z³ 互相獨立(且如果Z²¹ 及/或Z³ 存在兩次，其亦互相獨立)為-CH₂ CH₂ -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH₂ O-、-CF₂ O-或單鍵，n及m 互相獨立為0、1或2，X² 及X³ 互相獨立為鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基、或具有2或3個C原子之鹵化烯基或烯氧基，及Y²¹ 及Y²² 互相獨立為H或F；Y³¹ 及Y³² 互相獨立為H或F，除非及為，否則 Y³¹ 及Y³² 皆為H或皆為F；其中該介質包含濃度50%至65%之該一或多個式II之化合物；其限制條件為式II之化合物排除式III之化合物且式III之化合物排除式III-17之化合物。
如請求項1之液晶介質，其中其包含介電中性組份(組份B)。
如請求項1之液晶介質，其中其包含其他介電性正組份(組份C)。
如請求項2之液晶介質，其中該組份B包含一或多個式IV化合物其中R⁴¹ 、R⁴² 互相獨立具有請求項1中R¹ 所予之意義，及互相獨立，且如果存在兩次，這些亦互相獨立為： Z⁴¹ 及Z⁴² 互相獨立，且如果Z⁴¹ 存在兩次，這些亦互相獨立為-CH₂ CH₂ -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH₂ O-、-CF₂ O-或單鏈，且o 為0、1或2。
如請求項1至4中任一項之液晶介質，其中該式I化合物之濃度為3%至20%。
如請求項1至4中任一項之液晶介質，其中該式III之化合物之濃度為10%至25%。
如請求項2或4之液晶介質，其特徵在於其介電中性組份(組份B)包含一或多個選自式IV-1、IV-4、IV-6及IV-7化合物群組之化合物其中R⁴¹ 及R⁴² 具有如請求項4中所予之意義。
如請求項7之液晶介質，其特徵在於其介電中性組份(組份B)包含一或多個選自式IV-1及IV-4化合物群組之化合物，其中R⁴¹ 為烯基，且R⁴² 為烷基。
一種液晶顯示器，其特徵在於其包含如請求項1至8中任一項之液晶介質。
如請求項9之液晶顯示器，其特徵在於其係由主動矩陣表示。
一種如請求項1至8中任一項之液晶介質在液晶顯示器之應用。