液晶介質、其穩定化方法及液晶顯示器的製造方法
2023-08-10 02:42:41
液晶介質、其穩定化方法及液晶顯示器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及式I的化合物；並且涉及液晶介質，優選具有向列相和負介電各向異性，其包含a)一種或多種式I的化合物以及b)種或多種式II的化合物其中參數具有權利要求1中所示的各自含義；涉及其在電光顯示器，特別是基於VA、ECB、PALC、FFS或IPS效應的有源矩陣顯示器中的用途；涉及包含這類液晶介質的這類顯示器；以及涉及式I的化合物用於穩含一種或多種式II的化合物的液晶介質的用途。
【專利說明】液晶介質、其穩定化方法及液晶顯示器
【技術領域】
[0001]本發明涉及新的化合物，特別是用於液晶介質，還涉及這些液晶介質在液晶顯示器中的用途；以及涉及這些液晶顯示器，特別是利用具有以垂直初配向的介電負性液晶的ECB (電控雙折射)效應的液晶顯示器。根據本發明的液晶介質的特徵是在根據本發明的顯示器中響應時間特別短同時具有高電壓保特率(VHR，或也可以縮寫為HR)。
【背景技術】
[0002]電控雙折射的原理，ECB效應或DAP(排列相變形)效應，初次描述於1971年(M.F.Schieckel and K.Fahrenschon,「Deformation of nematic liquid crystals withvertical orientation in electrical fields，，，Appl.Phys.Lett.19 (1971), 3912)。隨後是 J.F Kahn (Appl.Phys.Lett.20 (1972), 1193)和 G.Labrunie 和 J.Robert (J.Appl.Phys.44(1973) ,4869)的論文。
[0003]J.Robert 和 F.Clerc (SID80Digest Techn.Papers (1980) , 30),J.Duchene(Displays7(1986), 3)和 H.Schad(SID82Digest Techn.Papers(1982), 244)的論文已經表明，為了適用於基於ECB效應的高信息顯示元件，液晶相必須具有高的彈性常數比值K3A1，高的光學各向異性值Λη和≤-0.5的介電各向異性值Δε。基於ECB效應的電光顯示元件具有垂直邊緣配向(VA技術=垂直配向)。介電負性的液晶介質還可以用於利用所謂IPS(面內切換)效應的顯示器中。
[0004]這種效應在電光顯示元 件中的工業應用需要必須滿足多種要求的LC相。在此尤為重要的是對於水分、空氣和物理影響例如熱、在紅外、可見和紫外區的輻射，以及直流和交流電場的化學 耐受性。
[0005]此外，可以工業使用的LC相需要在合適的溫度範圍內具有液晶介晶相和低粘度。
[0006]迄今為止公開的具有液晶介晶相的該系列化合物沒有任何一個包括滿足所有這些需求的單一化合物。因此，通常製備2至25種，優選3至18種化合物的混合物用以獲得可以用作LC相的物質。
[0007]矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)是已知的。可以用於單獨切換單個像素的非線性元件例如是有源元件(即電晶體)。於是，使用術語「有源矩陣」，其中通常使用一般設置在作為基底的玻璃板上的薄膜電晶體(TFT)製成。
[0008]兩種技術之間存在區別:包含化合物半導體(例如CdSe)的TFT或者基於多晶和尤其是無定型矽的TFT。後一種技術目前在世界範圍內具有最大的商業重要性。
[0009]將TFT矩陣施加於顯示器一個玻璃板的內側，而另一玻璃板在其內側帶有透明對電極。與像素電極的尺寸相比，TFT非常小且實際上對圖像幾乎沒有負面影響。該技術還可以推廣到具有全色功能的圖像顯示器上，其中使紅、綠和藍濾光片的鑲嵌塊以濾光元件與每個可切換的像素相時置的方式排列。
[0010]迄今為止，最常用的TFT顯示器通常以透射模式的正交偏振鏡形式運行，並且是背光式的。對於TV應用而言，使用IPS盒或ECB (或VAN)盒，然而，監視器通常使用IPS盒或TN(扭轉向列型)盒，並且筆記本電腦、手提電腦和移動應用通常使用TN盒。
[0011]在此，術語MLC顯示器包括具有集成非線性元件的任何矩陣顯示器，即除了有源矩陣外，還包括具有無源元件(如可變電阻或二極體(MM=金屬-絕緣體-金屬))的顯示器。
[0012]這種類型的MLC顯示器特別適用於TV應用、監視器和筆記本或者適合於具有高信息密度的顯示器，例如在汽車製造或飛機建造中所用。除了關於對比度的角度依賴性和響應時間的問題之外，由於液晶混合物的比電阻不夠高，MLC顯示器還存在很多困難[TOGASHI， S.， SEKI⑶CHI， K.， TANABE, H.， YAMAMOTO, E.， S0RIMACHI, K.， TAJIMA, E.，WATA-NABE, H.，SHIMIZU, H.，Proc.Eurodisplay84, Sept.1984:
[0013]A210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp.141ff.,Paris ；STR0MER, M.，Proc.Eurodisplay84,
[0014]Sept.1984:Design of Thin Film Transistors for Matrix
[0015]Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp.145ff., Paris]。隨著電阻降低，MLC顯示器對比度劣化。由於與顯示器內表面相互作用，液晶混合物的比電阻通常隨著MLC顯示器的壽命而下降，因此高的(初始)電阻對於必須在長運行周期內具有可接受電阻值的顯示器而言，是非常重要的。
[0016]除了 IPS 顯不器(例如:Yeo, S.D., Paperl5.3:「An LC Displayfor the TVApplication，，， SID2004International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXVBookll，第758和759頁)和長期已知的TN顯示器之外，利用ECB效應的顯示器已經成為所謂的VAN(垂直配向向列型)顯示器，作為目前最重要的三種較新型液晶顯示器之一，特別對於電視應用而言。
[0017]可以在此處提到最重要的設計:MVA(多區域垂直配向，例如:Yoshide，H.等，Paper3.1:「MVA LCDfor Notebook or Mobile PCs...」， SID2004InternationalSymposium, Digest ofTechnical Papers, XXXV, Book I,第 6-9 頁，以及 Liu, C.T.等，Paperl5.1:「A46-1nch TFT-LCD HDTV Technology...」，SID2004InternationalSymposium, Digest of Technical Papers, XXXV, BookII,第 70-753 頁)，PVA(圖案垂直配向，例如:Kim, Sang Soo, Paperl5.4:「Super PVA SetsNew State-of-the-ArtforLCD-TV，，，SID2004International Symposinm,Digest ofTechnical Papers, XXXV,BookII,pp.760-763)和 ASV(高級超視角，例如:Shigeta, Mitzuhiro 和 Fukuoka, Hirofumi,Paper 15.2 ,Development of High QualityLCDTV，，，SID2004International Symposium,Digest of Technical Papers, XXXV, Bookll,第 754-757 頁)。
[0018]在通常形式下，例如在Souk, Jun, SID Seminar2004, Seminar M_6:a RecentAdvances in LCD Tec hnology」，Seminar Lecture Notes, M-6/1 至 M-6/26,以及 Miller,Ian, SID Seminar2004, Seminar M_7:「LCD_Television，，，Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中，將這些技術進行了比較。儘管現代ECB顯示器的響應時間已經通過超速驅動的尋址方法獲得顯著改進，例如:Kim, Hyeon Kyeong等Paper9.1:「A57_in.WideUXGA TF1-LCDfor HITV Application」， SID2004International Symposium, Digest ofTechnical Papers,XXXV,Book I,第16-109頁,但是實現適合視頻的響應時間,特別是在灰階切換中，仍然是一個沒有令人滿意地解決的問題。[0019]￡(?顯示器，同八V顯示器一樣，使用具有負介電各向異性(八0的液晶介質，而例顯示器以及迄今所有傳統的1？3顯示器採用正介電各向異性的液晶介質。
[0020]在該類型的液晶顯示器中，將液晶用作電介質，其光學性質在施加電壓時可逆地變化。
[0021]因為一般在顯示器中，也即在按照這些所提及效應的顯示器中，所述工作電壓應當儘可能低，所以採用通常主要由液晶化合物組成的液晶介質，所有這些化合物都具有相同的介電各向異性符號並具有儘可能高的介電各向異性值。通常，充其量使用相對較小比例的中性化合物以及儘可能地不使用具有與所述介質的介電各向異性符號相反的化合物。在用於￡(?顯示器的具有負介電各向異性的液晶介質的情況下，因此主要使用具有負介電各向異性的化合物。所使用的液晶介質一般主要由並且通常甚至基本上由具有負介電各向異性的液晶化合物組成。
[0022]在根據本申請所用的介質中，一般使用至多顯著量的介電中性液晶化合物以及通常情況下僅非常少量的或甚至沒有任何介電正性化合物，因為一般而言液晶顯示器意在具有儘可能最低的尋址電壓。
[0023]022008006875^1公開了液晶混合物，其包含下式烯基化合物
[0024]
【權利要求】
1.液晶介質，其包含 a)一種或多種式I的化合物
2.根據權利要求1的介質，特徵在於其包含一種或多種選自式1-1至1-9化合物的式I化合物
3.根據權利要求1或2的介質,特徵在於其包含一種或多種選自式1-1&-1至1-8&-1化合物的式I化合物，
4.根據權利要求1-3至少一項的液晶介質，特徵在於其包含一種或多種選自式11-1至11-4化合物的式11化合物，
5.根據權利要求1-4至少一項的液晶介質，特徵在於其還包含 c) 一種或多種選自式111-1至111-4化合物的化合物
6.根據權利要求1-5至少一項的介質，特徵在於，作為整體介質中式I化合物的總濃度為1卯III或更高至1000卯III或更低。
7.根據權利要求1-6至少一項的介質，特徵在於其還包含 d)一種或多種式IV的化合物，
8.根據權利要求1-7至少一項的介質，特徵在於，作為整體，介質中式II化合物的總濃度為25%或更高至45%或更低。
9.根據權利要求1-8至少一項的介質，特徵在於其包含一種或多種式！1-3的化合物，如權利要求4所示。
10.根據權利要求1-9至少一項的介質，特徵在於其還包含一種或多種手性化合物。
11.電光顯示器或電光組件，特徵在於其包含根據權利要求1-10至少一項的液晶介質。
12.根據權利要求11的顯示器，特徵在於其基於#或￡(?效應。
13.根據權利要求11或12的顯示器，特徵在於其包含有源矩陣尋址裝置。
14.根據權利要求1-10至少一項的介質在電光顯示器或電光組件中的用途。
15.製備根據權利要求1-10—項或多項的液晶介質的方法，特徵在於一種或多種式I化合物與一種或多種式II化合物和/或一種或多種選自式111-1至111-4化合物的化合物和/或一種或多種式IV化合物混合。
16.液晶介質的穩定化方法，特徵在於所述介質包含如權利要求1所述的一種或多種式II化合物，以及如權利要求1所述的一種或多種式I化合物，以及任選地一種或多種選自式011-1 至011-6化合物的化合物被加入到介質中:
【文檔編號】G02F1/1333GK103834414SQ201310756721
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2012年10月18日
【發明者】M·格貝爾, E·巴倫, R·福特, D·保盧斯 申請人:默克專利股份有限公司