專利名稱：液晶介質(zhì)和電光顯示器的制作方法
液晶介質(zhì)和電光顯示器本發(fā)明涉及液晶介質(zhì)和其在液晶顯示器中的用途，以及這些液晶顯示器，特別是利用ECB (電控雙折射)效應(yīng)和垂面初始取向的介電負(fù)性液晶的液晶顯示器。根據(jù)本發(fā)明的液晶介質(zhì)的特征在于在根據(jù)本發(fā)明的顯示器中的特別短的響應(yīng)時(shí)間同時(shí)具有高的電壓保持能力(“電壓保持比”，簡寫為VHR)。電控雙折射、ECB (電控雙折射)效應(yīng)或DAP (排列相畸變)效應(yīng)的原理首次描述于 1971 年(M.F.Schieckel 和 K.Fahrenschon，"Deformation of nematic liquidcrystals with vertical orientation in electrical fields (具有垂直取向的向列型液晶在電場中的畸變)〃，Appl.Phys.Lett.19(1971)，3912)。隨后是 J.F.Kahn(App1.Phys.Lett.20 (1972)，1193)以及 G.Labrunie 和 J.Robert (J.Appl.Phys.44 (1973)，4869)的文.1V.早。J.Robert 和 F.CI erc (SID80D i ge st Techn.Papers (1980) , 30) , J.Duchene (Displays7 (1986), 3)和 H.Schad (SID82Digest Techn.Papers (1982), 244)的文章已經(jīng)顯示，液晶相必須具有高數(shù)值的彈性常數(shù)比K3/K1、高數(shù)值的光學(xué)各向異性Λη和Δ ε ^-0.5的介電各向異性值以能夠用于基于ECB效應(yīng)的高信息顯示元件。基于ECB效應(yīng)的電光顯示元件具有垂面的邊緣取向(VA技術(shù)=垂直取向)。介電負(fù)性液晶介質(zhì)還可以用于使用所謂的IPS效應(yīng)的顯示器。該效應(yīng)在電光顯示元件中的工業(yè)應(yīng)用要求必須滿足多重要求的液晶相。這里特別重要的是對(duì)濕氣、空氣和物理影響(例如熱，紅外、可見光和紫外區(qū)域的輻射，和直流和交變電場)的化學(xué)耐受性。此外，要求可以工業(yè)使用的液晶相具有在合適溫度范圍的液晶中間相和低粘度。迄今已經(jīng)公開的具有液晶中間相的系列化合物中均未包括滿足所有這些要求的單一化合物。因此通常制備 2-25，優(yōu)選3-18個(gè)化合物的混合物以獲得可以用作液晶相的物質(zhì)。已知矩陣液晶顯示器(MFK顯示器)。作為用于個(gè)體像素的各自切換的非線性元件可以使用例如有源元件(即，晶體管)。隨后論及術(shù)語“有源矩陣”，其中通常使用薄膜晶體管(TFT)，其通常被設(shè)置在作為基板的玻璃板上。區(qū)分兩種技術(shù):由化合物半導(dǎo)體(例如CdSe)構(gòu)成的TFT或基于多晶硅和尤其無定形硅的TFT。目前，后一技術(shù)具有全球最大的商業(yè)重要性。將TFT矩陣施加于顯示器的一個(gè)玻璃板的內(nèi)側(cè)，而另一玻璃板在其內(nèi)側(cè)帶有透明的反電極。與象素電極的尺寸相比，TFT是非常小的并且實(shí)質(zhì)上對(duì)圖像不具有不利的作用。該技術(shù)還可以拓展用于全色顯示器，其中將紅色、綠色和藍(lán)色濾光片的鑲嵌物以各個(gè)濾光元件相對(duì)可轉(zhuǎn)換的成像元件設(shè)置的方式來布置。在傳輸中迄今大部分使用的TFT顯示器通常用交叉的起偏器來操作，并且是背景照明的。對(duì)于TV應(yīng)用，使用了 IPS盒或ECB (或VAN)盒，然而對(duì)于監(jiān)控器通常使用IPS盒或TN盒，并且對(duì)于“筆記本電腦(Note Books)”、“膝上型電腦(Lap Tops)”和對(duì)于移動(dòng)應(yīng)用而言通常使用TN盒。
這里術(shù)語MFK顯示器包括任何具有集成的非線性元件的任何矩陣顯示器，即，除了有源矩陣，還包括具有無源元件的顯示器，例如變阻器或二極管(MIM=金屬-絕緣體-金屬)。這種MFK顯示器特別適用于TV應(yīng)用、監(jiān)視器和“筆記本電腦”或適用于具有高信息密度的顯示器，例如在汽車制造或飛機(jī)制造中的高信息密度顯示器。除了關(guān)于對(duì)比度的角度依賴性和響應(yīng)時(shí)間的問題，由于液晶混合物的不足夠高的比電阻，在MFK顯示器中也出現(xiàn)了困難[TOGASHI, S.，SEKI⑶CHI, K.，TANABE, H.，YAMAMOTO, E.，S0RIMACHI, K.，TAJIMA, E.，WATANABE, H.，SHIMIZU, H.，Proc.Eurodisplay84, 1984 年九月:A210-288MatrixLCD Controlled by Double Stage Diode Rings,第 141 頁起，Paris; STROMER, M.，Proc.Eurodisplay84, 1984年九月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressingof Television Liquid Crystal Displays,第 145 頁起，Paris]。隨著降低的電阻，MFK 顯示器的對(duì)比度變差。因?yàn)橐壕Щ旌衔锏谋入娮柰ǔｋS著MFK顯示器的壽命降低(這是由于與顯示器 的內(nèi)表面的相互作用所致)，所以高(初始)電阻對(duì)于必須在長的操作周期中具有可接受的電阻值的顯示器而言是非常重要的。利用ECB效應(yīng)的顯示器，作為所謂的VAN(垂直取向向列型)顯示器，已經(jīng)本身被確定為除了 IPS(面內(nèi)切換)顯示器(例如:Yeo，S.D.，論文15.3:〃A LC Displayfor the TV Application^, SID2004International Symposium, Digest of TechnicalPapers, XXXV，第II輯，第758和759頁)和長久已知的TN(扭曲向列型)顯示器之外，當(dāng)前最重要的三種更新類型的液晶顯示器之一，特別是對(duì)于電視應(yīng)用而言。應(yīng)當(dāng)被提及的最重要的結(jié)構(gòu)形式為:MVA(多域垂直取向，例如:Yoshide，H.等，報(bào)告 3.1:"MVA LCD for Notebook or Mobile PCs..."，SID2004InternationalSymposium, Digest of Technical Papers, XXXV,第 I 輯，第 6-9 頁，和 Liu, C.T.等，報(bào)告 15.l:"A46-1nch TFT-LCD HDTV Technology..."，SID2004InternationalSymposium, Digest of Technical Papers, XXXV,第 II 輯，750-753 頁)，PVA (圖案垂直取向，例如:Kim, Sang Soo,報(bào)告 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art forLCD_TV〃，SID2004International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV,第 II輯，第 760-763 頁)和ASV(高級(jí)超視角，例如:Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi,報(bào)告 15.2:"Development of High Quality LCDTV", SID2004InternationalSymposium, Digest of Technical Papers, XXXV,第 II 輯，第 754-757 頁)。例如在Souk, Jun, SID Seminar2004, Seminar M_6:"Recent Advances inLCD Technology", Seminar Lecture Notes,M-6/1 至 M-6/26，和 Miller,Ian,SIDSeminar2004, Seminar M_7:〃LCD_Television〃，Seminar Lecture Notes, M-7/1 至 M-7/32中將這些技術(shù)以通常形式進(jìn)行了比較。盡管現(xiàn)代ECB顯示器的響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)通過超速驅(qū)動(dòng)(overdrive)的尋址方法獲得顯著改善，例如:Kim, Hyeon Kyeong 等，Paper9.1: 〃A57_in.Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID2004International Symposium, Digestof Technical Papers, XXXV, Book I,第106-109頁,但是獲得適合視頻的響應(yīng)時(shí)間,特別是在灰階的轉(zhuǎn)換中，仍然是一個(gè)沒有令人滿意地解決的問題。ECB顯不器,如ASV顯不器,使用具有負(fù)性介電各向異性(Δ ε)的液晶介質(zhì)，而TN和到此為止的所有常規(guī)IPS顯示器使用具有正性介電各向異性的液晶介質(zhì)。
在該類型的液晶顯示器中，液晶被用作電介質(zhì)，它的光學(xué)性能在施加電壓時(shí)可逆地變化。因?yàn)樵谕ǔ５娘@示器中，即在根據(jù)這些所述效應(yīng)的顯示器中，操作電壓應(yīng)當(dāng)盡量地低，所以使用通常主要由液晶化合物組成的液晶介質(zhì)，所用的液晶化合物全部具有相同的介電各向異性符號(hào)(Vorzeichen)并且具有介電各向異性最大可能的值。通常，采用最多相對(duì)小比例的中性化合物和盡可能不采用具有與所述介質(zhì)相反的介電各向異性符號(hào)的化合物。在用于ECB顯示器的具有負(fù)性介電各向異性液晶介質(zhì)的情況下，因此主要地采用具有負(fù)性介電各向異性的化合物。采用的液晶介質(zhì)通常主要由具有負(fù)性介電各向異性的液晶化合物組成和通常甚至基本上由具有負(fù)性介電各向異性的液晶化合物組成。在根據(jù)本申請(qǐng)使用的介質(zhì)中，典型地采用最多顯著量的介電中性液晶化合物和通常僅非常小量的介電正性化合物或甚至沒有介電正性化合物，因?yàn)橥ǔＲ壕э@示器旨在具有盡可能低的尋址電壓。下式的化合物TEMPOL:
權(quán)利要求
1.具有向列相和負(fù)介電各向異性的液晶介質(zhì)，其包含 a)一種或多種式I的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1的介質(zhì)，特征在于，其包含一種或多種如權(quán)利要求1所述的式II化合物，其中R22表示乙烯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的介質(zhì)，特征在于，其包含如權(quán)利要求2所述的式II化合物，其中R21表示η-丙基和R22表示乙烯基。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的介質(zhì)，特征在于，在整個(gè)介質(zhì)中如權(quán)利要求3中所述的式II化合物的總濃度為25%或更多到45%或更少。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的一項(xiàng)或多項(xiàng)的介質(zhì),特征在于,其包含一種或多種式ΙΙΙ-2-2的化合物
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的一項(xiàng)或多項(xiàng)的介質(zhì),特征在于,其包含一種或多種式II1-3-2的化合物
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的一項(xiàng)或多項(xiàng)的介質(zhì),特征在于,其包含一種或多種如權(quán)利要求1所述的式II1-4的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的一項(xiàng)或多項(xiàng)的介質(zhì)，特征在于，其額外地包含一種或多種手性化合物。
9.電光顯示器或電光元件，特征在于，其含有根據(jù)權(quán)利要求1至8的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的顯示器，特征在于，其基于VA或ECB效應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的顯示器，特征在于，其具有有源矩陣尋址器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至8的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)在電光顯示器或在電光元件中的用途。
13.制備液晶介質(zhì)的方法，特征在于使根據(jù)權(quán)利要求1的式I化合物與一種或多種根據(jù)權(quán)利要求1的式II化合物和一種或多種選自式II1-1至II1-4化合物的化合物混合。
14.穩(wěn)定包含一種或多種根據(jù)權(quán)利要求1的式II化合物和一種或多種選自根據(jù)權(quán)利要求I的式II1-1至II1-4化合物的化合物的液晶介質(zhì)的方法，特征在于，將式I化合物和任選地一種或多種選自式OH-1至0H-6化合物的化合物加入所述介質(zhì)中，
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有向列相和負(fù)介電各向異性的液晶介質(zhì)，其包含a)一種或多種式I化合物b)一種或多種式II化合物和c)一種或多種選自式III-1至III-4化合物的化合物其中參數(shù)具有權(quán)利要求1中所說明的含義，涉及其在電光顯示器中，特別是在基于VA、ECB、PALC、FFS或IPS效應(yīng)的有源矩陣顯示器中的用途，含有這些液晶介質(zhì)的該類型顯示器，以及式I化合物用于穩(wěn)定包含一種或多種式II化合物和一種或多種選自式III-1至III-4化合物的化合物的液晶介質(zhì)的用途。
文檔編號(hào)C09K19/44GK103249809SQ201180058353
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者M·格貝爾, E·蒙特尼格羅, 真邊篤孝 申請(qǐng)人:默克專利股份有限公司