液晶介质的制作方法

文档序号:11806759阅读:207来源:国知局

电控双折射、ECB效应或DAP(排列相畸变)效应在1971年首次描述(M.F.Schieckel和K.Fahrenschon,“Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields”,Appl.Phys.Lett.19(1971),3912)。接着有J.F.Kahn的论文(Appl.Phys.Lett.20(1972),1193)和G.Labruinie与J.Robert的论文(J.Appl.Phys.44(1973),4869)。

J.Robert和F.Clerc的论文(SID 80 Digest Techn.Papers(1980),30)、J.Duchene的论文(Display 7(1986),3)和H.Schad的论文(SID 82 Digest Techn.Papers(1982),244)已经显示出,为了适合用于基于ECB效应的高信息显示元件,液晶相必须具有弹性常数K3/K1之间的高比值、高的光学各向异性值Δn和Δε≤-0.5的介电各向异性值。基于ECB效应的电光显示元件具有垂面配向(VA技术=垂直配向)。负介电的液晶介质也可以在使用所谓的IPS(面内转换)效应的显示器中使用(S.H.Lee,S.L.Lee,H.Y.Kim,Appl.Phys.Lett.1998,73(20),2881-2883)。

此效应在电光学显示元件中的工业应用要求必须符合多样性要求的液晶相。在此特别重要的是耐潮湿、空气和物理影响的性质,所述物理影响如热,红外、可见光和紫外范围的辐射,以及直流和交流电场。

此外,要求可以用于工业的液晶相具有在合适的温度范围和低粘度范围内的液晶介晶相。

至今为止已公开的一系列具有液晶介晶相的化合物中没有一个包括符合所有的这些要求的单个化合物。因此,通常为了得到可以作为液晶相的物质制备2个至25个化合物的混合物,优选3个至18个化合物的混合物。

矩阵液晶显示器(MLC显示器)是公知的。可以用于单个像素点的单独切换的非线性单元是例如有源元件(即晶体管)。于是,在通常使用通常设置在作为基材的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)的情况下使用术语“有源矩阵”。

区别为两种技术:包含半导体化合物,例如CdSe的TFT,或基于多晶体和尤其是无定形硅的TFT。现今,后一技术具有全球范围内最大的商业重要性。

将TFT矩阵施加于显示器的一个玻璃板的内侧,而另一个玻璃板在其内侧则带有透明的反电极。与像素电极的尺寸相比,TFT非常小并且对图像实质上没有不利的效果。此种技术也可以扩展至全彩色显示器,其中红色、绿色和蓝色滤光器的镶嵌块以如此方式安置,使得滤光元件位于每个可切换的像素对面。

至今使用最多的TFT显示器在传输中以交叉的偏振器运行并且是背光式的。对于TV应用,使用IPS盒或ECB(或VAN)盒,而监视器通常使用IPS盒或TN(扭曲向列型)盒,笔记本电脑、手提电脑和移动应用通常使用TN盒。

在此,术语MLC显示器包括任何具有集成的非线性元件的显示器,也就是除了有源矩阵外,还有具有无源元件,如变阻器或二极管(MIM=金属-绝缘体-金属)的显示器。

此种MLC显示器特别适合于TV应用、监视器和笔记本电脑或者具有高信息密度的显示器,例如在汽车生产或飞机制造中。除了对比度的角度相关性和响应时间方面的问题,在MLC显示器中由于液晶混合物的不足够高的比电阻也产生了一些困难[TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:A 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,pp.141 ff.,Paris;STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays,pp.145 ff.,Paris]。随着电阻的降低,MLC显示器的对比度变差。因为液晶混合物的比电阻由于与显示器内表面的相互作用通常在MLC显示器整个寿命中下降,所以对于在长的运行期间内必须具有可接受的电阻值的显示器来说,高的(初始的)电阻非常重要。

使用ECB效应的显示器已经被认定为所谓的VAN(垂直配向向列相)显示器,除了IPS显示器(例如:Yeo,S.D.,Paper 15.3:“An LC Display for the TV Application“,SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.758和759)和早已公知的TN显示器外,其是这三种现今特别是对于电视应用而言最重要的三种更现代的液晶显示器类型的一种。

这里提到一些最重要的设计:MVA(多域垂直配向,例如Yoshide,H.等人,Paper 3.1:“MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...“,SID2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I,pp.6到9,和Liu,C.T.等人,Paper 15.1:“A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...“,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.750到753)、PVA(图案化垂直配向,例如Kim,Sang Soo,Paper 15.4:“Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV”,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.760到763)和ASV(高级超视角,例如Shigeta,Mitzuhiro和Fukuoka,Hirofumi,Paper 15.2:“Development of High Quality LCDTV”,SID2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II,pp.754到757)。

所述技术以一般情况在例如Souk,Jun,SID Seminar 2004,Seminar M-6:“Recent Advances in LCD Technology”,Seminar Lecture Notes,M-6/1to M-6/26,和Miller,Ian,SID Seminar 2004,Seminar M-7:“LCD-Television”,Seminar Lecture Notes,M-7/1 to M-7/32中进行了比较。尽管现代ECB显示器的响应时间已经通过具有超频的寻址方法明显改善,例如Kim,Hyeon Kyeong等人,Paper 9.1:“A 57-in.Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application”,SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I,pp.106到109,但是特别是在灰度切换中达到视频兼容的响应时间仍旧是个没有以令人满意的程度解决的问题。

ECB显示器,如ASV显示器,使用具有负值的介电各向异性(Δε)的液晶介质,而TN和现今所有的传统IPS显示器使用具有正介电各向异性的液晶介质。

在此类的液晶显示器中,液晶作为电介质使用,它的光学性质随着电压的施加而可逆地改变。

由于通常在显示器中,亦即也就是在根据上述效应的显示器中,操作电压应该尽可能低,所以利用通常主要由具有相同符号的介电各向异性和具有尽可能最高的介电各向异性值的液晶化合物组成的液晶介质。通常,至多使用相对小比例的中性化合物并且如果可能的话不使用具有与介质相反的符号的介电各向异性的化合物。在用于ECB显示器的液晶介质具有负的介电各向异性的情况下,因此主要使用具有负的介电各向异性的化合物。使用的液晶介质通常主要由甚至是基本由具有负的介电各向异性的液晶化合物组成。

根据本申请使用的介质中,通常使用至多显著量的介电中性的液晶化合物和通常只有很少量的正介电的化合物或完全没有,因为通常液晶显示器倾向于具有尽可能最低的寻址电压。

但是,对于许多液晶显示器中的实际应用来说,已知的液晶介质不够稳定。特别地,它们对紫外线和甚至是传统背光辐射的稳定性导致削弱,特别是电性能的削弱。因此,例如导电性明显增加。

针对液晶混合物的稳定化,已经提出了使用所谓的“受阻胺光稳定剂”(或简称为HALS)。

例如在WO 2009/129911 A1中,提出具有负介电各向异性的包含少量的770(下式的化合物)作为稳定剂的向列液晶混合物。

但是,对应的液晶混合物对于一些实际应用来说不具有适当的性能。特别地,在使用典型的CCFL(冷阴极荧光灯)背光时,其对于辐射没有足够的稳定性。

相似的液晶混合物也是已知的,例如来自EP 2182046 A1、WO2008/009417 A1、WO 2009/021671 A1和WO 2009/115186 A1的。根据这些公开文献的内容,这些液晶混合物还可以任选地包含不同类型的稳定剂,例如酚类和空间位阻的胺(受阻胺光稳定剂,简称为HALS)。

根据应用,这些液晶混合物可能在液晶显示器的运行过程中展示出相关的不同程度的一种或多种参数的削弱:特别是在曝露后它们的电压保持率下降。此外,在极度曝露的情况下可能发生变黄褪色。

在例如JP(S)55-023169(A)、JP(H)05-117324(A)、WO 02/18515A1和JP(H)09-291282(A)中描述了在液晶介质中使用不同的稳定剂。

下式的化合物123

也被提出用于稳定目的。

在EP 11784442 A1中公开了包含一种或两种HALS单元的介晶化合物。

在Ohkatsu,Y.,J.of Japan Petroleum Institute,51,2008,第191-204页中,比较了在氮原子上具有不同取代基的HALS的pKB值。在此,公开了下列类型的结构式。

下式的化合物TEMPOL是已知的;

其在例如Miéville,P.et al.,Angew.Chem.2010,122,第6318-6321页中提到。其由不同的制造商处商业可得,并且例如在聚烯烃、聚苯乙烯、聚酰胺、涂层和PVC的前体的配方中作为聚合抑制剂,和特别是与紫外吸收剂一起作为光或紫外光防护剂。

此外,现有技术公开了包含三个或四个活性基团的化合物用于液晶混合物中,例如下列式的化合物

其中,R11表示特别是-O·

其在EP 2514800 B1和WO 2013/182271 A1中公开。

此外,DE 2126954 A1公开了下式的化合物

其适合作为染料稳定剂。

已经引用的EP 2514800 B1类似地公开了下式的脂族三反应性化合物用于液晶中:

FR 2405247描述了结构上与此化合物相关的下式的脂族四羧酸,其作为聚合物的稳定剂:

现有技术的具有相应的低寻址电压的液晶介质具有相对低的电阻值或VHR,其因为过低并且经常导致不期望的闪烁和/或不足的传输而在显示器中仍旧是不合适的。此外,它们对加热和/或UV曝露是不足够稳定的,至少如果它们具有相应高的极性的话,这对于低的寻址电压是必要的。

另一方面,现有技术的具有高VHR的显示器的寻址电压通常过高,特别是对于没有直接或没有连续地连接到供电网络上的显示器而言,例如移动应用的显示器。

此外,液晶混合物的相的范围必须对于期望的显示器用途足够宽。

显示器中的液晶介质的响应时间必须改进,也就是减少。这对于电视或多媒体应用的显示器是特别重要的。为了改进响应时间,在过去已经反复地提议优化液晶介质的旋转粘度(γ1),也就是达到具有尽可能最低的旋转粘度的介质。但是,在此所达到的结果对于很多应用而言是不适合的,因此找到其他优化方法显得很值得期待。

对于极限载荷,特别是UV曝露和加热的足够的稳定性是非常特别重要的。特别地在移动设备的显示屏的应用,例如移动电话的情况下,这可以是关键的。

至今为止公开的MLC的缺点是它们在显示器中相对低的对比度、相对高的视角依赖性和在产生灰度中的困难,以及其不足的VHR和其不足的使用寿命。

因此,对于具有非常高的比电阻同时具有宽的工作温度范围、短的响应时间和低的阈值电压(由此可以制造不同的灰阶并具有特别是好的和稳定的VHR)的MLC显示器一直有巨大的需求。

本发明的目的是提供其不止用于监视器和电视应用,还用于移动电话和导航系统的MLC显示器,其基于ECB效应或IPS或FFS效应,没有上面提到的缺点或只有程度更低的缺点,并且同时具有非常高的比电阻值。特别地,必须确保对于移动电话和导航系统也可以在极端高和极端低的温度下工作。

出人意料地,已发现有可能获得这样的液晶显示器,其(特别是在ECB显示器中)具有低的阈值电压和短的响应时间并且同时具有足够宽的向列相、有利的相对低的双折射(Δn)、对通过热和UV曝露的分解有好的稳定性,以及稳定的高VHR,如果在这些显示元件中使用包含至少一种式I化合物和至少一种选自式II-1至II-4化合物、优选式II-3化合物的化合物,和/或至少一种式IV和/或V的化合物,和任选地式III化合物、优选式III-3化合物的向列液晶混合物的话。

特别地,此类介质可以用于具有基于ECB效应的有源矩阵寻址的电光学显示器和IPS(面内切换)显示器。

因此,本发明涉及基于极性化合物的混合物的液晶介质,其包含至少一种式I的化合物和一种或多种选自式II-1至II-4化合物的化合物和/或此外一种或多种式IV和/或V的化合物。

根据本发明的混合物表现出非常宽的具有≥70℃的清亮点的向列相范围、非常有利的电容阈值、相对高的保持率值和同时好的在-20℃和-30℃下的低温稳定性,以及非常低的旋转粘度。此外,根据本发明的混合物还具有好的清亮点和旋转粘度的比和高的负介电各向异性的特点。

出人意料地,现已发现,有可能获得不具备现有技术材料的缺点或者至少其缺点有显著程度的减少的液晶介质,其具有适当高的Δε、合适的相范围和Δn。出人意料地已发现,式I的化合物,甚至在单独地没有额外热稳定剂使用的时候,导致显著的、在很多情况下对于UV曝露和加热的足够的液晶混合物稳定性。

但是,特别地,如果在液晶混合物中除了一种或多种式I的化合物,还存在一种或多种其他化合物,优选是酚类稳定剂,则也可以达到足够的抗UV曝露和抗热的液晶混合物稳定性。这些其他化合物适合作为热稳定剂。

因此,本发明涉及式I的化合物,和具有向列相和负介电各向异性的液晶介质,所述液晶介质包含

a)一种或多种式I的化合物,优选其浓度范围在1ppm至1000ppm、优选范围在1ppm至500ppm、特别优选范围在1ppm至250ppm,

其中

n表示3或4,

m表示(4-n),

表示具有4个键合点的有机基因,优选是具有1至20个碳原子的烷四基单元,其中除了在分子中存在的m个基团R12,还与其独立地,一个其他的H原子可以被R12代替或者多个其他的H原子可以被R12代替,并且其中一个或多个-CH2-基团可以被-O-或-(C=O)-以如此方式代替,使得两个O原子不互相直接连接,或者表示具有4个键合点的取代的或未取代的芳族或杂芳族烃基,其中除了在分子中存在的m个基团R12,还与其独立地,一个其他的H原子可以被R12代替或者多个其他的H原子可以被R12代替,

Z11和Z12,彼此独立地表示-O-、-(C=O)-、-(N-R14)-或单键,但是两者不同时表示-O-,

r和s,彼此独立地表示0或1,

Y11至Y14彼此独立地分别表示具有1至4个C原子的烷基,优选是甲基或乙基,特别优选全部表示甲基或乙基,并且非常特别优选甲基,或者彼此独立地,基团对(Y11和Y12)与(Y13和Y14)中的一个或两个也一起表示具有3至6个C原子的二价基团、优选具有5个C原子的二价基团,特别优选1,5-亚戊基,

R12在每次出现时,彼此独立地表示H、F、OR14、NR14R15,具有1-20个C原子的直链或支化的烷基链,其中一个或多个-CH2-基团可以被-O-或-C(=O)-代替,但是两个相邻的-CH2-基团不能被-O-代替,表示包含环烷基或烷基环烷基单元的烃基团并且其中一个或多个-CH2-基团可以被-O-或-C(=O)代替,但是两个相邻的-CH2-基团不能被-O-代替,并且其中一个或多个H原子可以被OR14、N(R14)(R15)或R16代替,或者表示芳族或杂芳族烃基,其中一个或多个H原子可以被OR14、N(R14)(R15)或R16代替,

R14在每次出现时,彼此独立地表示具有1至10个C原子的直链或支化的烷基或酰基基团,优选是n-烷基,或具有6-12个C原子的芳族烃或羧基基团,优选具有以下前提:在N(R14)(R15)的情况下,存在至少一个酰基基团,

R15在每次出现时,彼此独立地表示具有1至10个C原子的直链或支化的烷基或酰基基团,优选是n-烷基,或具有6-12个C原子的芳族烃或羧基基团,优选具有以下前提:在N(R14)(R15)的情况下,存在至少一个酰基基团,

R16在每次出现时,彼此独立地表示具有1至10个C原子的直链或支化的烷基基团,其中一个或多个-CH2-可以被-O-或-C(=O)-代替,但是两个相邻的-CH2-基团不能被-O-代替,

b)一个或多个选自式II-1至II-4,优选式II-3化合物的化合物,

其中

R21表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团,优选n-烷基基团,特别优选具有2至5个C原子的,或具有2至7个C原子的未取代的烯基基团,优选直链烯基基团,特别优选具有2至5个C原子的,

R22表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团,优选具有2至5个C原子的,或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基基团,优选具有2、3或4个C原子的,和

m、n和o彼此独立地分别表示0或1,

c)任选地一个或多个式III的化合物,

其中

R31、R32彼此独立地表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团,优选n-烷基基团,特别优选具有2至5个C原子,或具有2至7个C原子的未取代的烷氧基基团,特别优选具有2至5个C原子,

其中优选基团R31和R32中的至少一个表示烷氧基,

d)任选地,优选是必须地,一种或多种选自式IV和V、优选式IV化合物的化合物,

其中

R41表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团或具有2至7个C原子的烯基基团,优选n-烷基基团,特别优选具有2、3、4或5个C原子的,和

R42表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基基团,两者优选具有2至5个C原子的,具有2至7个C原子的未取代的烯基基团,优选具有2、3或4个C原子的,更优选乙烯基或1-丙烯基和特别是乙烯基,

R51和R52,彼此独立地具有对于R21和R22给出的含义之一,优选表示具有1至7个C原子的烷基,优选n-烷基,特别优选具有1至5个C原子的n-烷基,具有1至7个C原子的烷氧基,优选n-烷氧基,特别优选具有2至5个C原子的n-烷氧基,具有2至7个C原子的烷氧基烷基、烯基或烯氧基,优选具有2至4个C原子的,优选烯氧基,

至如果存在,分别彼此独立地表示

优选

优选地

表示

和,如果存在,

优选表示

Z51至Z53分别彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或单键,优选-CH2-CH2-、-CH2-O-或单键,和特别优选单键,

i和j分别彼此独立地表示0或1,

(i+j)优选表示0或1。

下列的实施方式是优选的:

表示(苯-1,2,4,5-四基)或具有2至24个C原子的直链或支化的四价烷基,

表示(苯-1,2,4,5-三基)或具有2至24个C原子的被R12取代的直链或支化的三价烷基,

-[Z11-]r-[Z12-]s 在每次出现时彼此独立地表示-O-、-(C=O)-O-或-O-(C=O)-、-(N-R14)-或单键,优选-O-、-(C=O)-O-或-O-(C=O)-,和

R12,如果存在,表示烷基或烷氧基。

在本申请中,“三价烷基”表示可以在三个位置上带有其他取代基的烷基基团。类似地,“四价烷基”表示可以在四个其他位置上带有其他取代基的烷基基团。

在本申请中,所有元素都包括它们各自的同位素。特别地,在化合物中一个或多个H可以被D代替,并且这在一些实施方式中也可以是优选的。对应的化合物的相应的高度氘化可以允许,例如化合物的探测和辨认。这在一些情况下是非常有用的,特别是在式I的化合物的情况下。

在本发明中,

烷基特别优选表示直链烷基,特别是CH3-、C2H5-、n-C3H7-、n-C4H9-或n-C5H11-,和

烯基特别优选表示CH2=CH-、E-CH3-CH=CH-、CH2=CH-CH2-CH2-、E-CH3-CH=CH-CH2-CH2-或E-(n-C3H7)-CH=CH-,

烷氧基特别优选表示直链烷氧基,特别是CH3O-、C2H5O-、n-C3H7O-、n-C4H9O-或n-C5H11O-。

根据本申请的液晶介质优选包含总量1ppm至1000ppm,优选1ppm至500ppm,甚至更优选1至250ppm,优选至200ppm和非常特别优选1ppm至100ppm的式I的化合物。

在根据本发明的介质中,式I化合物的浓度优选是90ppm或更低,特别优选50ppm或更低。在根据本发明的介质中,式I化合物的浓度非常优选是10ppm或更高至80ppm或更低。

在本发明的特别优选的实施方式中,在式I的化合物中,

表示(苯-1,2,4,5-四基)或具有2至12个C原子的直链或支化的四价烷基,或

表示或具有2至12个C原子的被R12取代的直链或支化的三价烷基,

-[Z11-]r-[Z12-]s 在每次出现时,彼此独立地,表示-O-、-(C=O)-O-或-O-(C=O)-,和

R12表示H。

在本发明的优选实施方式中,基团

在式I的化合物中在每次出现时表示

这些化合物非常适合作为液晶混合物中的稳定剂。特别地,它们使混合物的VHR对UV曝露稳定。

在本发明的优选实施方式中,根据本发明的介质在每种情况下包含一种或多种选自式I-1和I-2的化合物的式I化合物,

根据本发明的介质优选包含一种或多种选自式II-1至II-4的化合物,其总浓度范围在10%或更高至80%或更低,优选15%或更高至70%或更低,特别优选20%或更高至60%或更低。

在更优选的实施方式中,根据本发明的介质,除了选自式II-1至II-4的化合物以外,还包含一种或多种选自式III-3的化合物,其总浓度范围在1%或更高至20%或更低,优选2%或更高至15%或更低,特别优选3%或更高至10%或更低。

根据本发明的介质,除了式I的化合物或优选的它的子式以外,还优选包含一种或多种式IV的介电中性的化合物,其总浓度范围在5%或更高至90%或更低,优选10%或更高至80%或更低,特别优选20%或更高至70%或更低。

根据本发明的介质特别优选包含

一种或多种式II-1的化合物,其总浓度范围在5%或更高至30%或更低和/或

一种或多种式II-2的化合物,其总浓度范围在3%或更高至30%或更低和/或

一种或多种式II-3的化合物,其总浓度范围在5%或更高至30%或更低和/或

一种或多种式II-4的化合物,其总浓度范围在1%或更高至30%或更低。

在本发明的优选实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种式II-1的化合物,优选一种或多种选自式II-1-1和II-1-2的化合物的化合物,

其中所述参数具有在上述式II-1的情况下给出的含义,并且优选

R21表示具有2至5个C原子的烷基基团,优选具有3至5个C原子的,和

R22表示具有2至5个C原子的烷基或烷氧基基团,优选具有2至4个C原子的烷氧基基团,或具有2至4个C原子的烯氧基基团。

在本发明的优选实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种式II-2的化合物,优选一种或多种选自式II-2-1和II-2-2的化合物的化合物,

其中所述参数具有在上述式II-2的情况下给出的含义,并且优选

R21表示具有2至5个C原子的烷基基团,优选具有3至5个C原子的,和

R22表示具有2至5个C原子的烷基或烷氧基基团,优选具有2至4个C原子的烷氧基基团,或具有2至4个C原子的烯氧基基团。

在本发明的特别优选的实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种式II-3的化合物,优选一种或多种选自式II-3-1和II-3-2,非常优选式II-3-2的化合物的化合物,

其中所述参数具有在上述式II-3的情况下给出的含义,并且优选

R21表示具有2至5个C原子的烷基基团,优选具有3至5个C原子的,和

R22表示具有2至5个C原子的烷基或烷氧基基团,优选具有2至4个C原子的烷氧基基团,或具有2至4个C原子的烯氧基基团。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种式II-4,优选式II-4-a的化合物,

其中

alkyl和alkyl',彼此独立地,表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2至5个C原子的。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种式III-1至III-3的化合物,

其中

alkyl、alkyl'表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2-5个C原子的,

alkoxy、alkoxy'表示具有1至7个C原子的烷氧基,优选具有2至5个C原子的。

所述介质特别优选包含一种或多种式III-3的化合物。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种式IV的化合物,

其中

R41表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团或具有2至7个C原子的未取代的烯基基团,优选n-烷基基团,特别优选具有2、3、4或5个C原子的,和

R42表示具有1至7个C原子的未取代的烷基基团或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基基团,两者优选具有2至5个C原子,具有2至7个C原子的未取代的烯基基团,优选具有2、3或4个C原子的,更优选乙烯基或1-丙烯基和特别是乙烯基。

在特别优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种式IV的化合物,其选自式IV-1至IV-4的化合物,优选选自式IV-1和IV-2的化合物,

其中

alkyl和alkyl',彼此独立地,表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2至5个C原子的,

alkenyl表示具有2至5个C原子的烯基基团,优选具有2至4个C原子的,特别优选2个C原子的,

alkenyl'表示具有2至5个C原子的烯基基团,优选具有2至4个C原子的,特别优选具有2至3个C原子的,和

alkoxy表示具有1至5个C原子的烷氧基,优选具有2至4个C原子的。

在特别优选的实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种式IV-1的化合物和/或一种或多种式IV-2的化合物。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种式V的化合物,

其中

R51和R52,彼此独立地具有对于R21和R22给出的含义之一并且优选表示具有1至7个C原子的烷基,优选n-烷基,特别优选具有1至5个C原子的n-烷基,具有1至7个C原子的烷氧基,优选n-烷氧基,特别优选具有2至5个C原子的n-烷氧基,具有2至7个C原子的烷氧基烷基、烯基或烯氧基,优选具有2至4个C原子的,优选烯氧基,

至 如果存在,分别彼此独立地表示

优选

优选地

表示

和,如果存在,

优选表示

Z51至Z53分别彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或单键,优选-CH2-CH2-、-CH2-O-或单键,和特别优选单键,

i和j分别彼此独立地表示0或1,

(i+j)优选表示0或1。

根据本发明的介质优选以给出的总浓度包含下列化合物:

5-60重量% 一种或多种选自式II-1至II-4和III的化合物的化合物,和/或

10-60重量% 一种或多种选自式II-1至II-4的化合物的化合物和/或

10-60重量% 一种或多种式IV和/或V的化合物,

其中在介质中的所有化合物的总含量是100%。

在特别优选的实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种选自式OH-1至OH-6的化合物的化合物,

这些化合物高度适合于介质的热稳定性。

在本发明的另一优选实施方式中,如果根据本发明的介质不含有酚类化合物,其也可以具有足够的稳定性,所述酚类化合物特别是选自式OH-1至OH-6的化合物。

本发明还涉及含有根据本发明的液晶介质的电光显示器或电光元件。优选是基于VA或ECB效应的电光显示器,并且特别是通过有源矩阵寻址器件寻址的那些。

因此,本申请同样涉及根据本发明的液晶介质在电光显示器或在电光元件中的用途,和涉及制备根据本发明的液晶介质的方法,其特征在于将一种或多种式I的化合物与一种或多种式II-1和/或II-2和/或II-3和/或II-4的化合物混合,优选与两种或更多种,特别优选与三种或更多种,和非常特别优选与选自所有四种这些式II-1、II-2、II-3和II-4的化合物,和优选与一种或多种其他化合物,优选选自式IV和/或V的化合物混合。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种选自式IV-3和IV-4化合物的式IV化合物,

其中

alkyl和alkyl’,彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2至5个C原子的,

alkoxy表示具有1至5个C原子的烷氧基,优选具有2至4个C原子的。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种选自式V-1至V-10化合物的式V化合物,优选选自式V-1至V-5的化合物,

其中参数具有上述式V中给出的含义,和

Y5表示H或F,和优选地

R51表示具有1至7个C原子的烷基或具有2至7个C原子的烯基,和

R52表示具有1至7个C原子的烷基,具有2至7个C原子的烯基或具有1至6个C原子的烷氧基,优选烷基或烯基,特别优选烯基。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种选自式V-1a和V-1b化合物的式V-1化合物,优选式V-1b,

其中

alkyl和alkyl', 彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2至5个C原子的,

alkoxy表示具有1至5个C原子的烷氧基,优选具有2至4个C原子的。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种选自式V-3a和V-3b化合物的式V-3化合物,

其中

alkyl和alkyl',彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2至5个C原子的,

alkenyl表示具有2至7个C原子的烯基,优选具有2至5个C原子的。

在更优选的实施方式中,所述介质包含一种或多种选自式V-4a和V-4b化合物的式V-4化合物,

其中

alkyl和alkyl',彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基,优选具有2至5个C原子的。

此外,本发明涉及稳定液晶介质的方法,所述液晶介质包含一种或多种选自式II-1至II-4化合物的化合物和/或一种或多种式IV的化合物和/或一种或多种式V的化合物,其特征在于将一种或多种式I的化合物加入所述介质。

根据本发明的液晶介质可以含有一种或多种手性化合物。

在本发明的特别优选的实施方式中,所述液晶介质包含一种或多种下式的化合物

其中n表示0、1、2、3、4、5或6,优选2或4,特别优选2,优选浓度0.1至5%,特别优选0.2至1%。

本发明的特别优选的实施方式满足一个或多个下列条件,其中缩写(首字母缩写)在表A至C中解释并通过表D中的实施例描述。

i.所述液晶介质具有0.060或更高,特别优选0.070或更高的双折射率。

ii.所述液晶介质具有0.130或更低,特别优选0.120或更低的双折射率。

iii.所述液晶介质具有范围在0.090或更高至0.120或更低的双折射率。

iv.所述液晶介质具有绝对值是2.0或更高,特别优选是2.5或更高的负介电各向异性值。

v.所述液晶介质具有绝对值是5.5或更低,特别优选是5.0或更低的负介电各向异性值。

vi.所述液晶介质具有绝对值范围在3.0或更高至4.5或更低的负各向异性值。

vii.所述液晶介质包含一种或多种选自下列子式的特别优选的式IV的化合物:

其中alkyl具有上述给出的含义,并且优选地在每种情况下彼此独立地表示具有1至6个、优选具有2至5个C原子的烷基,并且特别优选n-烷基。

viii.在全部的混合物中,式IV的化合物的总浓度是20%或更高、优选30%或更高,并且优选在20%或更高至49%或更低范围内,特别优选在29%或更高至47%或更低范围内,和非常特别优选在37%或更高至44%或更低范围内。

ix.所述液晶介质包含一种或多种选自下列式的化合物的式IV化合物:CC-n-V和/或CC-n-Vm,特别优选CC-3-V,优选浓度是多至50%或更低、特别优选多至42%或更低,和任选地还有CC-3-V1,优选浓度是多至15%或更低,和/或CC-4-V,优选浓度是多至20%或更低、特别优选多至10%或更低。

x.在全部混合物中,化合物III的总浓度在1%或更高至20%或更低的范围内,优选在2%或更高至15%或更低,特别优选在3%或更高至10%或更低。

xi.在全部混合物中,式CC-3-V的化合物的总浓度是18%或更高,优选25%或更高。

xii.在全部混合物中,式II-1至II-4和III的化合物的比例是50%或更高和优选75%或更低。

xiii.所述液晶介质基本上由式I、II-1至II-4、III、IV和V的化合物组成,优选由式I、II-1至II-4和IV的化合物组成。

xiv.所述液晶介质包含一种或多种式IV的化合物,优选式IV-1和/或IV-2的化合物,优选总浓度是20%或更高,特别是25%或更高,和非常特别优选30%或更高至45%或更低。

本发明还涉及具有基于VA或ECB效应的有源矩阵寻址的电光显示器,其特征在于其含有作为电介质的根据本发明的液晶介质。

本发明还涉及具有基于IPS或FFS效应的有源矩阵寻址的电光显示器,其特征在于其含有作为电介质的根据本发明的液晶介质。

所述液晶混合物优选具有有着至少80K的宽度和在20℃下至多30mm2·s-1的流动粘度ν20的向列相范围。

根据本发明的液晶混合物具有-0.5至-8.0,特别是-1.5至-6.0和非常特别优选是-2.0至-5.0的Δε,其中Δε表示介电各向异性值。

旋转粘度γ1优选是200mPa·s或更低,特别是150mPa·s或更低,特别优选是120mPa·s或更低。

根据本发明的混合物适合用于所有VA-TFT应用,例如VAN、MVA、(S)-PVA和ASV。此外它们还适合用于具有负Δε的IPS(面内切换)、FFS(边缘场切换)和PALC应用。

在根据本发明的显示器中的向列液晶混合物通常包含A和B两个组分,其本身由一种或多种单独的化合物组成。

根据本发明的液晶介质优选包含4至15种,特别是5至12种,特别优选是10种或更少种的化合物。它们优选选自式I、II-1至II-4,和/或IV和/或V的化合物。

根据本发明的液晶介质还可以任选地包含多于18种化合物。在此情况下,它们优选包含18至25种化合物。

除了式I至V的化合物,也可以以例如全部混合物的多至45%、但优选多至35%、特别是多至10%的量存在其他成分。

根据本发明的介质还可以任选地包含正介电的组分,其基于整个介质的总浓度优选是10%或更低。

在优选的实施方式中,根据本发明的液晶介质基于全部混合物总共包含10ppm或更高至1000ppm或更低、优选50ppm或更高至500ppm或更低、特别优选100ppm或更高至400ppm或更低和非常特别优选150ppm或更高至300ppm或更低的式I的化合物,20%或更高至60%或更低、优选25%或更高至50%或更低、特别优选30%或更高至45%或更低的式II-1至II-4的化合物。

在优选的实施方式中,根据本发明的液晶介质包含选自式I、II-1至II-4、III-3、IV和V化合物的化合物,优选选自式I和II-1至II-4的化合物;其优选主要地、特别优选基本上和非常特别优选实质上完全地由所述式的化合物组成。

根据本发明的液晶介质在每种情况下优选具有至少-20℃或更低至70℃或更高、特别优选-30℃或更低至80℃或更高、非常特别优选-40℃或更低至85℃或更高和最优选-40℃或更低至90℃或更高的向列相。

在此,表述“具有向列相”一方面表示在低温下在相应的温度下没有观察到近晶相和结晶,和另一方面表示在从向列相加热时没有澄清发生。在低温下的研究在相应温度下在流体粘度计中进行,并通过在具有相应于电光应用的盒厚度的测试盒中储存至少100小时来检测。如果在-20℃温度下在相应的测试盒中的储存稳定性是1000小时或更多,那么所述介质就被认为在此温度下是稳定的。在-30℃和-40℃的温度下,相应的时间分别是500小时和250小时。在高温下,通过传统方法在毛细管中测量清亮点。

在优选的实施方式中,根据本发明的液晶介质的特征在于中等至低范围内的光学各向异性值。双折射率值优选的范围是0.065或更高至0.130或更低,特别优选的范围是0.080或更高至0.120或更低和非常特别优选的范围是0.085或更高至0.110或更低。

在此实施方式中,根据本发明的液晶介质具有负的介电各向异性和相对高的绝对值的介电各向异性(|Δε|),其优选范围是2.0或更高至5.5或更低、优选至5.0或更低、优选2.5或更高至4.7或更低、特别优选3.0或更高至4.7或更低和非常特别优选3.2或更高至4.5或更低。

根据本发明的液晶介质具有相对低的在1.7V或更高至2.5V或更低、优选在1.8V或更高至2.4V或更低、特别优选在1.9V或更高至2.3V或更低和非常特别优选在1.95V或更高至2.1V或更低的阈值电压值(V0)。

在更优选的实施方式中,根据本发明的液晶介质优选具有相对低的平均介电各向异性值(εav.≡(ε||+2ε)/3),其优选范围在5.0或更高至8.0或更低,优选在5.4或更高至7.5或更低,再更优选5.5或更高至7.3或更低,特别优选在5.6或更高至7.1或更低和非常特别优选在5.7或更高至6.8或更低。

此外,根据本发明的液晶介质在液晶盒中具有高的VHR值。

在盒中在20℃下新鲜填注的盒中,它们大于或等于95%、优选大于或等于97%、特别优选大于或等于98%和非常特别优选大于或等于99%,并且在盒中于100℃的炉中5分钟后大于或等于80%、优选多于或等于85%、特别优选大于或等于90%和非常特别优选大于或等于95%。

通常,在此具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质比具有更高的寻址电压或阈值电压的那些具有更低的VHR,并且反之亦然。

优选地,各个物理性质的这些优选值在每种情况下优选通过根据本发明的介质彼此组合仍旧得到保持。

在本申请中,术语“化合物(一种或多种)”表示一种或多种化合物,除非明确地另外说明。

除非另外说明,各个组分通常在每种情况下以1%或更高至30%或更低,优选2%或更高至30%或更低和特别优选3%或更高至16%或更低的浓度在混合物中使用。

在优选的实施方式中,根据本发明的液晶介质包含

式I的化合物,

一种或多种式IV的化合物,优选选自式CC-n-V和CC-n-Vm,优选CC-3-V、CC-3-V1、CC-4-V和CC-5-V的化合物,特别优选选自化合物CC-3-V、CC-3-V1和CC-4-V,非常特别优选化合物CC-3-V,和任选还有化合物CC-4-V和/或CC-3-V1,

一种或多种式II-1-1的化合物,优选式CY-n-Om,选自式CY-3-O2、CY-3-O4、CY-5-O2和CY-5-O4的化合物,

一种或多种式II-1-2的化合物,优选选自式CCY-n-m和CCY-n-Om的化合物,优选式CCY-n-Om,优选选自式CCY-3-O2、CCY-2-O2、CCY-3-O1、CCY-3-O3、CCY-4-O2、CCY-3-O2和CCY-5-O2的化合物,

任选地,优选必须地,一种或多种式II-2-2的化合物,优选式CLY-n-Om,优选选自式CLY-2-O4、CLY-3-O2、CLY-3-O3的化合物,

一种或多种式II-3-2的化合物,优选式CPY-n-Om,优选选自式CPY-2-O2和CPY-3-O2、CPY-4-O2和CPY-5-O2的化合物,

一种或多种式II-4的化合物,优选式PYP-n-m,优选选自式PYP-2-3和PYP-2-4的化合物,

一种或多种式III-3的化合物,优选式B-2O-O5的化合物。

根据本发明的式I的化合物对本领域技术人员是公知的或可以通过由参考文献已知的传统方法类似地由商业可得的4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基N-氧化物(CAS号2226-96-2)(见例如,Houben Weyl,Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry],Thieme出版社,斯图加特)制得。

对于本发明,下列定义用于说明组合物的成分,除非在单独情况下另外说明:

–“包含”:在组合物中所讨论的成分的浓度优选是5%或更高,特别优选10%或更高,非常特别优选20%或更高,

–“主要由...组成”:在组合物中所讨论的成分的浓度优选是50%或更高,特别优选55%或更高和非常特别优选60%或更高,

–“基本上由...组成”:在组合物中所讨论的成分的浓度优选是80%或更高,特别优选90%或更高和非常特别优选95%或更高,和

–“实质上完全地由...组成”:在组合物中所讨论的成分的浓度优选是98%或更高,特别优选99%或更高和非常特别优选100.0%。

这适用于作为具有其成分的组合物的介质,所述成分可以是组分和化合物,并且也适用于具有其成分,化合物的组分。只与相对于全部介质的单独化合物的浓度相关时,术语“包含”表示:所讨论的化合物的浓度优选是1%或更高,特别优选2%或更高,非常特别优选4%或更高。

对于本发明,“≤”表示小于或等于,优选小于,和“≥”表示大于或等于,优选大于。

对于本发明,

表示反式-1,4-亚环己基,和

表示1,4-亚苯基。

对于本发明,表述“正介电的化合物”表示具有>1.5的Δε的化合物,表述“介电中性的化合物”表示其中-1.5≤Δε≤1.5的那些,和表述“负介电的化合物”表示其中Δε<-1.5的那些。在此,化合物的介电各向异性值通过将10%的化合物溶解在液晶主体中并在每种情况下在至少一个具有垂面和具有沿面的表面配向的20μm盒厚度的测试盒中在1kHz下测量所得混合物的电容而确定。通常,测量电压是0.5V至1.0V,但其总是低于所测量的液晶混合物的电容阈值。

用于正介电和介电中性化合物的主体混合物是ZLI-4792,用于负介电化合物的主体混合物是ZLI-2857,它们全部来自德国的Merck KGaA。待研究的各个化合物的值通过主体混合物的介电常数在加入待研究的化合物后的变化和外推至100%的所使用的化合物得到。待研究的化合物以10%的量在主体混合物中溶解。如果对于此目的而言物质的溶解度过低,那么将浓度逐步减半,直到在期望的温度下研究可以进行。

如果必要,根据本发明的液晶介质可以包含其他添加剂,例如,通常量的稳定剂和/或多色性染料和/或手性掺杂剂。优选地,这些所使用的添加剂的量的总和基于整个混合物的量计是0%或更高至10%或更低,特别优选0.1%或更高至6%或更低。各个使用的化合物的浓度优选是0.1%或更高至3%或更低。在描述液晶介质中的液晶化合物的浓度和浓度范围时,这些添加剂和类似的添加剂的浓度通常不考虑。

在优选的实施方式中,根据本发明的液晶介质包含聚合物前体,其包含一种或多种反应性化合物,优选反应性介晶,和如果必要的话包含其他添加剂例如通常量的聚合引发剂和/或缓聚剂。这些所使用的添加剂的量的总和基于整个混合物的量计是0%或更高至10%或更低,特别优选0.1%或更高至2%或更低。在描述液晶介质中的液晶化合物的浓度和浓度范围时,这些添加剂和类似的添加剂的浓度通常不考虑。

组合物由多种化合物组成,优选3种或更多至30种或更少,特别优选6种或更多至20种或更少和非常特别优选10种或更多至16种或更少的化合物,其以传统的方式混合。通常,将期望量的以较少量使用的化合物溶解在构成混合物的主成分的组分中。这有利地在升高的温度下进行。如果所选的温度高于主成分的清亮点,那么溶解过程的完成是特别容易观察到的。但是,也可以以其他传统方式制备液晶混合物,例如使用预混合或使用所谓的“多瓶体系”。

根据本发明的混合物展示出非常宽的具有65℃或更高的清亮点的向列相范围、非常有利的电容阈值的值、相对高的保持率的值,和同时非常好的在-30℃和-40℃下的低温稳定性。此外,根据本发明的混合物的特点在于低的旋转粘度γ1

对于本领域技术人员不言而喻的是,用于VA、IPS、FFS或PALC显示器的根据本发明的介质还可以包含其中例如H、N、O、Cl、F已经被相应的同位素代替的化合物。

根据本发明的液晶显示器的结构符合通常的几何结构,其例如在EP0 240 379 A1中描述。

根据本发明的液晶相可以通过合适的添加剂以如此的方式改性,使得其可以在任何现今已公开的例如ECB、VAN、IPS、GH或ASM-VA LCD显示器中使用。

下列表E指明了可以加入根据本发明的混合物的掺杂剂。如果所述混合物包含一种或多种掺杂剂,那么其以0.01至4%的量使用,优选0.1至1.0%。

可以加入例如根据本发明的混合物中的稳定剂在下列表F中给出,其优选以0.01至6%的量加入,特别是0.1至3%。

为了本发明的目的,除非另外说明,所有浓度都以重量百分比给出,并且是基于相应的混合物或混合物组分计的,除非另外明确说明。

所有在本发明中给出的温度值,例如熔点T(C,N)、近晶(S)至向列(N)相的转变T(S,N)和清亮点T(N,I)都以摄氏度(℃)给出,并且所有温度差都相应地以差示度(°或度)给出,除非另外说明。

在本发明中,术语“阈值电压”是电容阈值(V0),其也被称为Freedericks阈值,除非另外明确说明。

所有物理性能是或已经根据“Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals”1997.11版,Merck KGaA(德国)测量的,并且适用于温度20℃,并且Δn在589nm下测量和Δε在1kHz下测量,除非在每种情况下另外明确说明。

电光学性质,例如阈值电压(V0)(电容测量),如切换行为一样,在Merck(日本)制造的测试盒中测量。测量盒具有钠钙玻璃基板并且构造成具有聚酰亚胺配向层(SE-1211与稀释剂**26(混合比例1:1),两者都来自Nissan Chemicals,日本)的ECB或VA结构,所述配向层已经互相垂直摩擦并且影响液晶的垂面配向。透明的基本长方形的ITO电极的表面积是1cm2

除非另外说明,手性掺杂剂不加入到使用的液晶混合物中,但是后者对于此类掺杂是必须的应用也是特别适合的。

VHR在Merck(日本)制造的测试盒中测量。所述测试盒具有无碱玻璃基板并且配备具有50nm层厚度的聚酰亚胺配向层,其导致液晶的平面配向。层的缝隙是均匀的3.0μm或6.0μm。透明的ITO电极的表面积是1cm2

除非特别说明,VHR在20℃下(VNR20)和在100℃下在炉中5分钟后(VHR100)在商业可得的来自Autronic Melchers(德国)的仪器中测量。使用的电压具有在1Hz至60Hz范围内的频率,除非更精确地说明。

VHR测量值的精度取决于不同的VHR的值。降低的值使得精度降低。在值在不同的量值范围的情况下,通常观察到的偏差按照它们的量级汇编在下表中。

对于紫外辐射的稳定性在来自Heraeus(德国)的商业可得的“Suntest CPS”中测量。将密封的测试盒辐射30分钟至2.0小时,除非明确说明,不额外加热。波长范围300nm至800nm的辐射功率是765W/m2V。为了模拟所谓的窗玻璃模式,使用具有310nm的边缘波长的紫外“截止”滤光片。在每一系列的实验中,对每个条件研究至少四个测试盒并且将各个结果作为相应的单独测量的平均数报道。

根据下列等式(1)测定通常由曝露,例如通过紫外辐射的曝露,通过LCD背光造成的电压保持率(ΔVHR)的降低:

ΔVHR(t)=VHR(t)-VHR(t=0) (1)。

使用旋转永磁体方法测量旋转粘度,并且在改进的Ubbelohde粘度计中测量流体粘度。对于全部来自Merck KGaA,达姆施塔特(德国)的液晶混合物ZLI-2293、ZLI-4792和MLC-6608,在20℃下测量的旋转粘度值分别是161mPa·s、133mPa·s和186mPa·s,并且流体粘度值(ν)分别是21mm2·s-1、14mm2·s-1和27mm2·s-1

使用下列符号,除非另外明确说明:

V0 阈值电压,20℃下的电容[V],

ne 在20℃和589nm测量的非常折射率,

no 在20℃和589nm测量的寻常折射率,

Δn 在20℃和589nm测量的光学各向异性值,

ε 在20℃和1kHz下的垂直于指向矢的介电极化率,

ε|| 在20℃和1kHz下的平行于指向矢的介电极化率,

Δε 在20℃和1kHz下的介电各向异性值,

cl.p.或

T(N,I) 清亮点[℃],

ν 在20℃下测量的流体粘度[mm2·s-1],

γ1 在20℃下测量的旋转粘度[mPa·s],

K1 弹性常数,在20℃下的“斜展”变形[pN],

K2 弹性常数,在20℃下的“扭曲”变形[pN],

K3 弹性常数,在20℃下的“弯曲”变形[pN],和

LTS 相的低温稳定性,在测试盒中测量,

VHR 电压保持率,

ΔVHR 电压保持率的降低,

Srel VHR的相对稳定性。

下列实施例解释本发明而不限制它。但是,它们对本领域技术人员展示出具有优选使用的化合物和它们分别的浓度和它们彼此的组合的优选混合物构思。此外,所述实施例例示了可获得的性能和性能组合。

对于本发明和在下列实施例中,液晶化合物的结构通过首字母缩略说明,根据下列表A至C转换成代替的化学式。所有基团CnH2n+1、CmH2m+1和ClH2l+1或CnH2n、CmH2m和ClH2l是直链烷基基团或亚烷基基团,在每种情况下分别具有n、m和l个C原子。表A展示出化合物核心的环元素的代码,表B列出了桥接单元,和表C列出了分子的左手和右手末端基团的符号的含义。首字母缩略由具有任选的连接基团的环元素的代码,之后的第一连字符和左手末端基团的代码,以及第二连字符和右手末端基团的代码组成。表D展示出例示的化合物结构和它们分别的缩写。

表A:环元素

表B:桥接成员

表C:末端基团

其中n和m都是整数,三个点“…”是此表中其他缩写的占位符。

除了式I的化合物,根据本发明的混合物优选还包含一种或多种以下提到的化合物的化合物。

使用下列缩写:

(n、m和z彼此独立地是整数,优选1至6)

表D

CC-n-m

CC-n-Om

CC-n-V

CC-n-Vm

CC-n-mV

CC-n-mVl

CC-V-V

CC-V-mV

CC-V-Vm

CC-Vn-mV

CC-nV-mV

CC-nV-Vm

CP-n-m

CP-n-Om

PP-n-m

PP-n-Om

CCP-n-m

CCP-n-Om

CCP-V-m

CCP-nV-m

CCP-Vn-m

CCP-nVm-l

CPP-n-m

CGP-n-m

PGP-n-m

PGP-n-mV

PGP-n-mVl

CCZPC-n-m

CPPC-n-m

CGPC-n-m

CPGP-n-m

CY-V-n

CY-V-On

CY-nV-m

CY-nV-Om

CY-Vn-m

CY-Vn-Om

CY-nVm-l

CY-nVm-Ol

PY-V-n

PY-V-On

PY-nV-m

PY-nV-Om

PY-Vn-m

PY-Vn-Om

PY-nVm-l

PY-nVm-Ol

CCY-V-n

CCY-V-On

CCY-nV-m

CCCY-nV-Om

CCY-Vn-m

CCY-Vn-Om

CCY-nVm-l

CCY-nVm-Ol

CPY-V-n

CPY-V-On

CPY-nV-m

CPY-nV-Om

CPY-Vn-m

CPY-Vn-Om

CPY-nVm-l

CPY-nVm-Ol

CY-n-m

CY-n-Om

CVY-n-m

CZY-n-Om

COY-n-m

COY-n-Om

PY-n-m

PY-n-Om

CCY-n-m

CCY-n-Om

CCY-n-mOl

CCZY-n-Om

CCOY-n-m

CCOY-n-Om

CPY-n-m

CPY-n-Om

PYP-n-m

CP(F,Cl)n-Om

CLY-n-m

CLY-n-Om

CK-n-F

B-nO-Om

B(S)-nO-Om

PPGU-n

表E展示出在根据本发明的混合物中优选使用的手性掺杂剂。

表E

C 15

CB 15

CM 21

R S-811/S-811

CM 44

CM 45

CM 47

CN

R-1011/S-1011

R-2011/S-2011

R-3011/S-3011

R-4011/S-4011

R-5011/S-5011

在本发明的优选的实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种选自表E化合物的化合物。

表F展示出除了式I的化合物之外可以在根据本发明的混合物中使用的稳定剂。在此,参数n表示范围1至12的整数。特别地,由于所示的酚类衍生物作为抗氧化剂起作用,所以其可以用作额外的稳定剂。

表F

在本发明的优选的实施方式中,根据本发明的介质包含一种或多种选自表F化合物的化合物,特别是一种或多种选自下列二式的化合物的化合物

实施例

下列实施例用于解释本发明而不以任何形式对其进行限制。但是,物理性质使得本领域技术人员清楚可以达到哪些性质和其可以在哪些范围内进行改变。特别地,可以优选地达到的不同性质的组合因此对于本领域技术人员而言是很好定义的。

对具有在下列表中给出的组成和性质的液晶混合物进行制备和研究。通过与作为对比的未稳定化的基础混合物(Ref.)进行比较,显示出包含式I化合物的混合物的改进的稳定性。

实施例1.1至1.3

制备并研究下列混合物(M-1)。

将混合物M-1分成四份,并如下描述地研究。

首先,测定混合物(M-1)本身的电压保持率的稳定性。在具有用于垂面配向的配向材料和扁平ITO电极的测试盒中研究混合物(M-1)的对于UV曝露的稳定性。为此,将相应的测试盒在阳光测试中辐射30分钟。之后,在每种情况下在温度100℃下5分钟后测定电压保持率。结果总结在表1中。在此,如下所示,对每个单独的混合物,填充六个测试盒并研究。给出的结果是六个单独值的平均数。

下一步,在每种情况下,将100ppm、200ppm和300ppm的化合物I-1加入余下的三份混合物M-1,并如以上描述地研究所得混合物(M-1-1、M-1-2、M-1-3)的稳定性。结果在下列表1中示出。

在不同测量系列中,电压保持率的相对偏差通常在约3至4%的范围内。

表1

在此可以容易地看出,即使是相对低浓度的化合物I-1也展示出明显的稳定性质。

化合物I-1在100ppm的浓度下具有优秀的稳定活性。这导致了曝露在背光下时图像残留的风险降低。

实施例1.4

制备混合物M-1并将其分成两份。将150ppm的化合物I-1加入一份中(混合物M-1-4)。

首先,测定混合物本身的电压保持率的稳定性。之后,在具有用于垂面配向的配向材料和扁平ITO电极的测试盒中研究两种混合物的对于借助冷阴极(CCFL)LCD背光照射的稳定性。为此,将相应的测试盒曝露在照射中900小时。之后,在每种情况下在温度100℃下5分钟后测定电压保持率。结果总结在表2中。

表2

如由表2可见的,即使是低浓度的化合物I-1也导致曝露在LCD背光的光之后最后的VHR值的显著改进。

实施例2

制备并研究下列混合物(M-2)。

将混合物M-2分成两份,将100ppm的化合物I-2加入一份中(混合物M-2-1),并且在测试盒中在与在实施例1.1至1.3中描述的方法相似的阳光测试中研究两种混合物对于UV曝露的稳定性。在辐射30分钟后的VHR测量结果总结在表3中。

表3

(VHR:60℃,1V,60Hz)

如由表3可见的,即使低浓度的化合物I-2也会导致UV曝露之后最后的VHR值的显著改进。

实施例3和对比例3-V

制备和研究下列混合物(M-3)。

制备混合物M-3并将其分为三份。将150ppm的化合物I-1加入到一份中(混合物M-3-1)。为了比较,将150ppm的来自现有技术的稳定剂(化合物VII,混合物V-1)加入到另一份中。

以与上面描述的实验相似的方法研究在借助于冷阴极(CCFL)LCD背光辐射476小时之前和之后的VHR。结果总结在表4中(应当注意低的测量频率)。

表4

(VHR:20℃,1V,1Hz)

如由表4可见的,即使低浓度的化合物I-1也会导致在借助LCD背光曝露后最后的VHR值的显著改进。此外,混合物M-3-1和V-1的VHR值的比较展示出,使用化合物I-1会导致比使用现有技术的化合物VII甚至更好的暴露之后的VHR值。

实施例4

制备和研究下列混合物(M-4)。

将混合物M-4分成三份,并在每种情况下将100ppm的化合物I-1或I-2加入其中的两份中。之后,如在实施例1.4中描述的那样使混合物遭受借助于LCD背光的曝露测试并得到相当的好的结果。

实施例5和对比例5-V

制备和研究下列混合物(M-5)。

制备混合物M-5并将其分成三份。将100ppm的化合物I-1加入一份中(混合物M-5-1)。为了比较,将100ppm的式VII的稳定剂加入另一份中(混合物V-5)。以与上面描述的实验相似的方法测定在借助于冷阴极(CCFL)LCD背光辐射168小时之前和之后的VHR。结果总结在表5中。

表5

(VHR:100℃,1V,60Hz)

如由表5可见的,即使低浓度的化合物I-1也会导致在借助于LCD背光曝露之后VHR的最终值的显著改进。此外,混合物M-5-1与V-5的VHR值的比较展示出,使用化合物I-1会导致比使用现有技术的化合物VII甚至更好的曝露之后的VHR值。

实施例6和对比例6-V

制备和研究下列混合物(M-6)。

制备混合物M-6并将其分成三份。将100ppm的化合物I-1加入一份中(混合物M-6-1)。为了比较,将100ppm的式VII的稳定剂加入到另一份中(混合物V-6)。以与上面描述的实验相似的方法测定在借助于冷阴极(CCFL)LCD背光辐射1000小时之前和之后的VHR。结果总结在表6中。

表6

(VHR:100℃,1V,60Hz)

如由表6中可见的,即使低浓度的化合物I-1也会导致在借助于LCD背光曝露之后VHR的最终值的显著改进。此外,混合物M-6-1与V-6的VHR值的比较展示出,使用化合物I-1会导致比使用现有技术的化合物VII甚至更好的曝露之后的VHR值。

实施例7

制备和研究下列混合物(M-7)。

制备混合物M-7并将其分成二份。将100ppm的化合物I-1加入一份中(混合物M-7-1)。以与上面描述的实验相似的方法测量在借助冷阴极(CCFL)LCD背光辐射1000小时之前和之后的VHR。结果总结在表7中。

表7

(VHR:60℃,5V,1Hz)

如由表7中可见的,即使低浓度的化合物I-1也会导致在曝露于LCD背光后的VHR的最终值的显著改进。

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