CN108350359B

CN108350359B - 液晶介质

Info

Publication number: CN108350359B
Application number: CN201680063005.6A
Authority: CN
Inventors: M·维特克; D·克拉斯
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2036-10-05
Also published as: TW201728748A; US20180340121A1; US11008514B2; EP3368636A1; JP2018537553A; CN108350359A; TWI742006B; EP3368636B1; WO2017071790A1; JP7160679B2; KR20180075562A; DE102016011899A1

Abstract

本发明涉及基于具有正介电各向异性的极性化合物混合物的液晶介质，其特征在于所述介质含有总浓度为≥40％的一种或多种式I的化合物，其中所述参数具有在权利要求1中指出的含义，本发明还涉及所述液晶介质用于电光学目的的用途，特别是在用于机动车的照明器件的液晶光阀中的用途，涉及含有所述介质的液晶光阀，和涉及包含这种液晶光阀的用于机动车的照明器件。

Description

液晶介质

技术领域

本发明涉及液晶介质，并涉及其用于电光学目的的用途，特别是用于在机动车的照明器件中使用的液晶光阀的用途，涉及含有这种介质的液晶光阀，和涉及基于这样的液晶光阀的照明器件。

背景技术

液晶特别在显示器中用作电介质，因为这样的物质的光学性能可通过施加的电压而被影响。基于液晶的电光器件对于本领域技术人员而言是广泛公知的，并且可基于各种不同的效应。这种类型的器件例如是具有扭转向列结构的TN液晶盒或STN(超扭转向列)液晶盒。现代TN和STN显示器基于可单独寻址的液晶光阀(像素)的有源矩阵，其具有用于加法(additiven)产生彩色图像的集成的红色、绿色和蓝色滤色器。

在液晶显示器中使用的电光效应最近也被用于其它应用。DE 19910004 A1描述了作为遮光物的LCD屏，其用于根据需要调整机动车的照明器件的亮度分布，借助于其意于以灵活的方式使所述亮度分布适合于驾驶情况。

用于机动车的这种类型的适应性照明系统(适应性前照明系统，AFS)产生适应于特定情况和环境条件的前照灯光并且能够例如对光和天气条件、车辆的移动或其他交通参与者的存在做出反应，以恒定地且最佳地照亮周围环境并且不干扰其他交通参与者。US 4,985,816例如公开了如下组件，在所述组件中，由光透射元件的光栅组成的以液晶显示器(LCD)面板形式的空间光调制器(其类似于液晶显示器的像素)产生光锥的可电开关的完全或部分遮蔽，目的是不使或较少地使迎面而来的车辆的驾驶员目眩。这种类型的空间光调制器，如已经提及的，也被称为液晶光阀。由于与在投影仪中类似的作用方式，也使用术语“投影仪型车辆照明”。用于所述光锥的受控遮蔽的图像信息在此优选由数码相机供应。

在本发明的意义上的液晶光阀可包括用于调制光的单独区域，或大量的对应于液晶显示器的像素的相同或不同的分区域的光栅(矩阵)。液晶光阀的矩阵因此代表单色矩阵液晶显示器的特殊情况或者可被认为是其一部分。

在本发明的意义上的照明器件特别是AFS或AFS的一部分。在本发明的意义上的照明器件特别用于在车辆或机动车前面的区域的照明。

在本发明的意义上的机动车特别是可单独用于道路交通的陆上车辆。在本发明的意义上的机动车特别不限于具有内燃机的陆上车辆。

在公开于如上提及的US 4,985,816中的液晶光阀中，TN液晶盒被用作光学调制元件，其根据希望的车辆照明的亮度分布型显示像素，其中，例如，将寻址电压施加到所述TN液晶以调制(控制)像素的透射度。由于在那里偏振器是必要的，因此仅所述光源的约一半的光可被利用。在DE 10 2013 113 807 A1中公开了一种同样基于TN液晶盒的替代物，其能够实现使所述照明器件的光源的多于仅一半的光是可用的。在其中，借助于偏振光分束器将光分成具有彼此垂直的偏振面的两个分光束，并将其引导穿过两个单独的、可彼此分开开关的液晶元件。

这种类型的照明器件的特征在于通常为60-80℃的相对高的操作温度，这对于使用的液晶介质提出的特别的要求为：清亮点必须高于120℃，优选高于140℃，并且由于强烈暴露于光，这些介质必须具有特别高的光稳定性。在某些情况下，例如通过使用具有尽可能低的双折射的材料，这可能是有利的。另外，所述液晶材料还必须具有良好的化学和热稳定性以及对电场的良好的稳定性。另外，所述液晶材料应当具有低粘度和在所述液晶盒中产生相对短的寻址时间、尽可能低的工作电压和高的对比度。

另外，它们应当在通常的工作温度下，即在低于和高于室温的尽可能宽的范围内，具有合适的介晶相，例如对于上述液晶盒为向列或胆甾型介晶相，优选从-40℃至150℃。因为液晶通常以多种组分的混合物的形式使用，因此所述组分彼此之间容易混溶是重要的。其它性能，例如电导率、介电各向异性和光学各向异性，取决于液晶盒类型和应用领域而必须满足不同的要求。例如，用于具有扭转向列结构的液晶盒的材料应当具有正介电各向异性和低电导率。

例如，对于在具有用于开关单个像素的集成非线性元件的矩阵液晶显示器(MLC显示器)中的光阀，具有大的正介电各向异性、宽的向列相、相对低的双折射、非常高的比电阻、良好的光和温度稳定性和较低的蒸气压的介质是理想的。这种类型的矩阵液晶显示器是已知的，并且设计原理也可用于根据本发明的照明器件。

可用于单独开关单独像素的非线性元件的实例是有源元件(即晶体管)。于是使用术语“有源矩阵”，其中可区分为两种类型：

1.在作为基板的硅晶片上的MOS(金属氧化物半导体)或其它二极管。

2.在作为基板的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。

将单晶硅用作基板材料限制了显示器尺寸，因为甚至各种分显示器的模块式组装也在接合点处导致问题。

在更有前途的、优选的类型2的情况下，使用的电光效应通常是TN效应。区分为两种技术：包含化合物半导体例如CdSe的TFT，或者基于多晶或无定形硅的TFT。对于后一种技术，全世界正在进行大量的工作。

将TFT矩阵施加到所述显示器的一个玻璃板的内侧，而另一个玻璃板在内侧上带有透明的对电极。与所述像素电极的尺寸相比，所述TFT是非常小的并且对图像几乎没有负面效果。

所述TFT显示器和相应的用于照明器件的光阀通常作为在传输中具有交叉偏振器的TN液晶盒操作，并且是背光照明的。

此处，术语“MLC显示器”包括任何具有集成非线性元件的矩阵显示器，即除了所述有源矩阵外，还有具有无源元件的显示器，所述无源元件例如压敏电阻或二极管(MIM＝金属-绝缘体-金属)。

除了与对比度的角度依赖性和响应时间相关的问题外，在MLC显示器中还产生由所述液晶混合物的不足够高的比电阻导致的困难[TOGASHI,S.,SEKOGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay84,1984年九月:A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings(由双级二极管环控制的210-288矩阵LCD)，第141页及随后数页，巴黎；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,1984年九月:Design of Thin Film Transistors for MatrixAddressing of Television Liquid Crystal Displays(用于电视液晶显示器的矩阵寻址的薄膜晶体管设计)，第145页及随后数页，巴黎]。随着电阻减小，MLC显示器的对比度劣化，并且可能出现“残留影像消除”的问题。因为所述液晶混合物的比电阻通常在MLC显示器的寿命内由于与所述显示器的内表面相互作用而下降，所以为了获得可接受的寿命，高的(初始)电阻是非常重要的。特别在低电压混合物的情况下，到目前为止不可能实现非常高的比电阻。另外重要的是，所述比电阻表现出在提高的温度的情况下和在加热和/或暴露于光之后最小可能的增加。这在机动车的照明器件中使用光阀的情况下也是相关的，因为其中的液晶经历极度的温度和光暴露，并且低的初始比电阻和暴露时比电阻的快速增加通常与低的长期稳定性相关。

得自现有技术的混合物的低温性能也是特别不利的。所要求的是，即使在低温下也没有结晶和/或近晶相出现，和粘度的温度依赖性尽可能低。得自现有技术的MLC显示器因此不满足对于在照明器件中应用的要求。

因此，对于具有非常高比电阻，同时具有大的工作温度范围和高的光稳定性的液晶混合物总是仍存在很大的需求。

在用于机动车的照明器件的液晶光阀的情况下，在所述液晶盒中允许实现如下优点的介质是希望的：

-扩宽的向列相范围(特别是直到高温)

-储存是稳定的，甚至在低温下

-在低温下的可开关性

-增加的光稳定性。

采用可得自现有技术的介质不可能在获得其它参数的同时实现这些优点。例如，公开文献DE 102 23 061 A1和DE 10 2008 062858 A1的液晶介质具有低的Δn，但约80℃的清亮点所在的范围对于根据本发明的应用而言是过低的。

发明内容

本发明基于的目的是提供介质，特别是用于如上所述的用于机动车的照明器件的液晶光阀的介质，其不具有上文指出的缺点，或者仅在较小的程度上具有所述缺点，并且优选同时具有非常高的清亮点和低的双折射。

现在已经发现，如果在液晶组件中使用根据本发明的介质，则可实现这个目的。

本发明因此提供一种液晶介质，其基于具有正介电各向异性的极性化合物混合物，该液晶介质的特征在于其包含

a)总浓度为≥40％的一种或多种式I的化合物

和任选的

b)一种或多种式II的化合物

其中

R¹和R²表示具有1至15个C原子的烷基或烷氧基，其中在这些基团中一个或多个H原子可被F替代，和另外，一个或多个CH₂基团可各自彼此独立地被

-C≡C-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-以O原子不直接彼此连接的方式替代，

至

在每次出现时相同或不同地表示

优选

L¹¹、L¹²、L²¹和L²²彼此独立地表示H或F，

优选

L¹¹和/或L²¹表示F，

X¹和X²表示F、Cl、CN、卤代烷基基团、卤代烯基基团、卤代烷氧基基团或卤代烯氧基基团，其具有最多至6个C原子，

Z²表示-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH₂O-或单键，优选-CH₂CH₂-或单键，和特别优选单键。

在本申请中，所有的原子还包括它们的同位素。特别地，一个或多个氢原子(H)可被氘(D)替代，这在一些实施方案中是特别优选的；高的氘化度使得化合物的分析测定可行或使化合物的分析测定更容易，特别是在低浓度的情况下。

如果基团R¹至R³、R⁴¹、R⁴²、R⁵¹和R⁵²(在以下定义中被简称为“R”)中的一个或多个表示烷基基团和/或烷氧基基团，则其可以是直链的或支链的。其优选是直链的，具有2、3、4、5、6或7个碳原子，并且因此优选表示乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基，还表示甲基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。

氧杂烷基优选表示直链2-氧杂丙基(＝甲氧基甲基)、2-氧杂(oxy)丁基(＝乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(＝2-甲氧基乙基)、2-、3-或4-氧杂戊基、2-、3-、4-或5-氧杂己基、2-、3-、4-、5-或6-氧杂庚基、2-、3-、4-、5-、6-或7-氧杂辛基、2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧杂壬基或2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧杂癸基。

如果R表示其中一个CH₂基团已经被-CH＝CH-替代的烷基基团，则其可以是直链的或支链的。其优选是直链的并具有2至10个碳原子。因此，其特别表示乙烯基、丙-1-或丙-2-烯基、丁-1-、-2-或丁-3-烯基、戊-1-、-2-、-3-或戊-4-烯基、己-1-、-2-、-3-、-4-或己-5-烯基、庚-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或庚-6-烯基、辛-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或辛-7-烯基、壬-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或壬-8-烯基、癸-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或癸-9-烯基。

如果R表示其中一个CH₂基团已经被-O-替代和一个已经被-CO-替代的烷基基团，则这些优选是相邻的。这些因此含有一个酰氧基基团-CO-O-或一个氧基羰基基团-O-CO-。这些优选是直链的并具有2至6个碳原子。因此，它们特别表示乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、乙酰氧基甲基、丙酰氧基甲基、丁酰氧基甲基、戊酰氧基甲基、2-乙酰氧基乙基、2-丙酰氧基乙基、2-丁酰氧基乙基、2-乙酰氧基丙基、3-丙酰氧基丙基、4-乙酰氧基丁基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、丙氧基羰基甲基、丁氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(丙氧基羰基)乙基、3-(甲氧基羰基)丙基、3-(乙氧基羰基)丙基或4-(甲氧基羰基)丁基。

如果R表示其中一个CH₂基团已经被未取代或取代的-CH＝CH-替代和一个相邻的CH₂基团已经被CO或CO-O或O-CO替代的烷基基团，则其可以是直链的或支链的。其优选是直链的并具有4至12个碳原子。因此，其特别表示丙烯酰氧基甲基、2-丙烯酰氧基乙基、3-丙烯酰氧基丙基、4-丙烯酰氧基丁基、5-丙烯酰氧基戊基、6-丙烯酰氧基己基、7-丙烯酰氧基庚基、8-丙烯酰氧基辛基、9-丙烯酰氧基壬基、10-丙烯酰氧基癸基、甲基丙烯酰氧基甲基、2-甲基丙烯酰氧基乙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、4-甲基丙烯酰氧基丁基、5-甲基丙烯酰氧基戊基、6-甲基丙烯酰氧基己基、7-甲基丙烯酰氧基庚基、8-甲基丙烯酰氧基辛基、9-甲基丙烯酰氧基壬基。

如果R表示被CN或CF₃单取代的烷基或烯基基团，则该基团优选是直链的。被CN或CF₃取代是在任何希望的位置上的。

如果R表示被卤素至少单取代的烷基或烯基基团，则该基团优选是直链的，并且卤素优选是F或Cl。在多取代的情况下，卤素优选是F。得到的基团还包括全氟化基团。在单取代的情况下，所述氟或氯取代基可在任何希望的位置，但优选在ω位。

含有支链侧翼基团R的化合物有时由于在常规液晶基础材料中更好的溶解性而可能是重要的，但如果它们是光学活性的，则特别作为手性掺杂剂。这种类型的近晶化合物适合作为铁电材料的组分。

这种类型的支链基团通常含有不超过一个链分支。优选的支链基团R是异丙基、2-丁基(＝1-甲基丙基)、异丁基(＝2-甲基丙基)、2-甲基丁基、异戊基(＝3-甲基丁基)、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、异丙氧基、2-甲基丙氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基、1-甲基庚氧基。

如果R代表其中两个或更多个CH₂基团已经被-O-和/或-CO-O-替代的烷基基团，则其可以是直链的或支链的。其优选是支链的并具有3至12个碳原子。因此，其特别表示双羧基甲基、2,2-双羧基乙基、3,3-双羧基丙基、4,4-双羧基丁基、5,5-双羧基戊基、6,6-双羧基己基、7,7-双羧基庚基、8,8-双羧基辛基、9,9-双羧基壬基、10,10-双羧基癸基、双(甲氧基羰基)甲基、2,2-双(甲氧基羰基)乙基、3,3-双(甲氧基羰基)丙基、4,4-双(甲氧基羰基)丁基、5,5-双(甲氧基羰基)戊基、6,6-双(甲氧基羰基)己基、7,7-双(甲氧基羰基)庚基、8,8-双(甲氧基羰基)辛基、双(乙氧基羰基)甲基、2,2-双(乙氧基羰基)乙基、3,3-双(乙氧基羰基)丙基、4,4-双(乙氧基羰基)丁基、5,5-双(乙氧基羰基)戊基(hexyl)。

式I的化合物优选选自子式I-1至I-5的化合物，

其中所述参数具有在式I下指出的含义，和L¹³和L¹⁴彼此独立地表示H或F，和优选地

R¹表示具有最多至7个C原子的正烷基，

X¹表示F、Cl、卤代烷基或卤代烷氧基，其具有最多至6个C原子，

L¹¹至L¹⁴各自彼此独立地表示H或F。

X¹特别优选是F、Cl、CF₃、OCF₃或OCHF₂。

在一个特别优选的实施方案中，式I的化合物选自式I-1a至I-1d的化合物，

其中R¹表示具有1至7个C原子的正烷基。

所述介质非常特别优选包含至少一种式I-1b的化合物。

在一个另外的优选的实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种选自式IA和IB的化合物的化合物，

其中所述参数具有在式I下指出的含义，和优选地

R¹表示具有最多至7个C原子的正烷基，

L¹¹至L¹⁴各自彼此独立地表示H或F。

X¹特别优选是F、Cl、CF₃、OCF₃或OCHF₂。

式IA的化合物优选选自如下子式IA-1至IA-7，特别优选选自式IA-1的化合物，

其中所述参数具有上文指出的含义。

式IA的化合物特别优选选自式IA-1a至IA-1d的化合物，

其中R¹具有上文指出的含义，和X¹优选表示F或OCF₃。

非常特别优选式IA-1d的化合物。

特别优选的式IB的化合物选自式IB-1的化合物，

其中所述参数具有如上指出的含义，和优选地，基团L¹¹和L¹²中的至少一个表示F，和X¹表示F、Cl、CF₃或OCF₃。

式II的化合物优选选自子式II-1至II-14的化合物，

其中所述参数具有在式II下指出的含义，和优选地

R²表示具有最多至7个C原子的正烷基，

X²表示F、Cl、卤代烷基或卤代烷氧基，其具有最多至6个C原子，

和基团L²¹和L²²中的至少一个表示F。

X¹特别优选是F、Cl、CF₃、OCF₃或OCHF₂。

根据本发明的介质特别优选包含一种或多种选自式II-1、II-5、II-9和II-12的化合物的化合物，非常特别优选选自子式II-1a、II-1b、II-5a至II-5d、II-9a、II-9b、II-12a和II-12b的一种或多种化合物，

其中R²具有如上指出的含义，并优选表示具有1至7个C原子的正烷基。

所述介质非常特别优选包含一种或多种选自式II-1b、II-5a、II-5b和II-9a的化合物的化合物。

在一个优选实施方案中，所述介质包含一种或多种通式III的化合物，

其中

R³具有如上在式II下对R²指出的含义，

在每次出现时彼此独立地表示

优选地，

中的一个或多个表示

L³¹和L³²彼此独立地表示H或F，

X³表示F、Cl、CN、卤代烷基基团、卤代烯基基团、卤代烷氧基基团或卤代烯氧基基团，其具有最多至6个C原子，

Z³在每次出现时彼此独立地表示-CH₂CH₂-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH₂O-、-C≡C-或单键，优选一个或两个都表示单键。

式III的化合物优选选自式III-1至III-9的化合物：

其中

L³¹和L³²彼此独立地表示H或F，

X³表示F、Cl、卤代烷基或卤代烷氧基，其具有最多至6个C原子，并优选表示F或OCF₃。

所述介质特别优选包含一种或多种选自式III-1和III-3的化合物的化合物。

所述介质非常特别优选包含一种或多种如下子式的化合物：

其中R³优选表示具有1至7个C原子的正烷基。

根据本发明的介质优选包含一种或多种式IV的化合物，

其中

R⁴¹和R⁴²彼此独立地具有如上在式II下对R²指出的含义，优选地，R⁴¹表示烷基和R⁴²表示烷基或烷氧基或R⁴¹表示烯基和R⁴²表示烷基，

在每次出现时彼此独立地表示

优选

中的一个或多个表示

Z⁴¹和Z⁴²在每次出现时彼此独立地表示-CH₂CH₂-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH₂O-、-CF₂O-、-C≡C-或单键，优选地，它们中的一个或两个都表示单键，和

p表示0、1或2，优选0或1。

式IV的化合物优选选自式IV-1至IV-13的化合物，

其中

R⁴¹和R⁴²彼此独立地表示具有1至7个C原子的正烷基，和

L⁴表示H或F，优选F。

根据本发明的介质特别优选包含一种或多种选自化合物IV-5、IV-8和IV-11的化合物。

在一个进一步优选的实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种式V的化合物，

其中

R⁵¹和R⁵²彼此独立地具有如上在式II下对R²指出的含义，优选地，R⁶¹表示烷基和R⁶²表示烷基或烯基，

在每次出现时彼此独立地表示

优选

中的一个或多个表示

Z⁵¹和Z⁵²彼此独立地，和如果Z⁵¹出现两次，这些也彼此独立地，表示-CH₂CH₂-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH₂O-或单键，优选地，它们中的一个或多个表示单键，和

r表示0、1或2，优选1或2，特别优选1。

在一个另外优选的实施方案中，所述介质包含一种或多种选自式V-1和V-2的化合物的化合物，

其中R⁵¹和R⁵²具有如上在式V下指出的各自含义，并优选表示烷基。

式I至V的化合物按照本身已知的方法制备，如在文献(例如在标准著作，例如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie(有机化学方法)，Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart中)中描述的那些，更确切地在对于所提及的反应已知和适合的反应条件下进行。在此还可以使用此处没有详细提及的本身已知的变体。式I和IA的化合物例如从DE 10 2008 062858 A1中已知。式IB的化合物公开在DE 102223061 A1中。

本发明另外还提供电光元件，特别是光阀，其基于TN或STN效应，具有两个平面平行的载体板(所述载体板与外边缘一起形成液晶盒)，用于开关在所述载体板上的单独像素的集成非线性元件，和位于所述液晶盒内、具有正介电各向异性和高的比电阻的向列型液晶混合物，其含有根据本发明的介质，和提供这些介质用于电光学目的的用途。

本发明另外提供其在机动车的照明器件中和在液晶显示器中，特别是在TN、STN或MLC显示器中的用途。

本发明另外提供机动车的照明器件和含有这些元件的电光显示器。

根据本发明的液晶混合物使得可以显著扩展可供使用的参数空间。可实现的清亮点、相宽度、低温下的粘度、热和UV稳定性和介电各向异性的组合远优于得自现有技术的目前的材料。

不言而喻的是，通过适当选择根据本发明的混合物的组分，还可以在较高的阈值电压下实现较高的清亮点(例如高于150℃)，或者在较低的阈值电压下实现较低的清亮点，同时获得其它有利性能。在相应轻微增加的粘度下，同样可能获得具有较大△ε和因此低阈值的混合物。根据本发明的电光元件优选在第一Gooch和Tarry传输最小值[C.H.Gooch和H.A.Tarry,Electron.Lett.10,2-4,1974；C.H.Gooch和H.A.Tarry,Appl.Phys.,第8卷,1575-1584,1975]下操作，其中，在此，除了特别有利的电光学性能(例如特征线的高陡度和对比度的低角度依赖性(德国专利30 22 818))外，在与类似的显示器中在第二最小值下相同的阈值电压下，较低的介电各向异性是足够的。这使得可以使用根据本发明的混合物在第一最小值下实现与包含氰化合物的混合物的情况下相比显著更高的比电阻。通过适当选择单独组分和它们的重量比例，本领域技术人员能够使用简单的常规方法调节对于所述元件的预定层厚度必要的双折射。

“电压保持率”(HR)的测量[S.Matsumoto等人，Liquid Crystals 5,1320(1989)；K.Niwa等人,Proc.SID Conference,San Francisco,1984年六月，第304页(1984)；G.Weber等人，Liquid Crystals 5,1381(1989)]已经得出，包含式I、IA和IB的化合物的根据本发明的混合物表现出与包含式

的氰基苯基环己烷或式

的酯代替所述式I、IA和IB的化合物的类似混合物相比，在升高的温度情况下所述HR显著更小的降低。

根据本发明的混合物的UV稳定性也是显著更好的，即它们表现出当暴露于UV时所述HR的显著较小的降低。

根据本发明的液晶混合物，在保持向列相直至-20℃和优选直至-30℃，特别优选直至-40℃的同时，允许实现高于120℃，优选高于130℃，特别优选高于140℃的清亮点，同时实现介电各向异性值△ε≥6，优选≥8，和高的比电阻的值，由此可获得优异的根据本发明的光阀。特别地，所述混合物的特征为低的工作电压。所述TN阈值低于2.0V，优选低于1.5V，特别优选<1.3V。

根据本发明的液晶混合物具有在0.050至0.110，优选0.060至0.100，特别优选0.080至0.090范围内的光学各向异性(△n)。

在20℃下，根据本发明的混合物的旋转粘度γ1优选为<350mPa·s，特别优选<300mPa·s。所述向列相范围优选为至少140K，特别是至少180K。该范围优选至少从-40°延伸到+140°。

优选的实施方案在下文中指出：

-所述介质包含一种或多种式I的化合物，其总浓度在40至70％，优选40至60％，特别优选40至50％范围内。

-在所述介质中，式II化合物的总浓度为18％至50％，优选23％至45％和特别优选30％至40％。

-所述介质包含一种或多种式II-1b的化合物，其总浓度为10％至35％，优选12％至30％，特别优选15％至25％。

-在所述介质中，式IV-1、IV-2、IV-3、IV-4、IV-5和IV-6的化合物的总浓度为3％至20％，优选5％至18％，特别优选8％至16％。所述介质优选包含至少一种式IV-5的化合物。

-式IV-7、IV-8、IV-9、IV-10、IV-11、IV-12和IV-13的化合物的总浓度为2％至20％，优选4％至16％，和特别优选6％至13％。所述介质优选包含至少一种式IV-8或IV-11的化合物。

-所述介质包含一种或多种选自化合物CCGU-n-F、CCCG-n-F、CCCQU-n-F、CCCQU-n-OT和CDUQU-n-F的化合物(所述首字母缩略词的含义可在下文列出的表A和B中找到)。

-含有不饱和侧链的化合物(即R表示烯基或炔基)在所述介质中的比例为0至10％，优选0至5％，特别优选0至2％。

已经发现，根据本发明的液晶混合物(其使用一种或多种选自式IA、IB和I至V的化合物的化合物)导致与现有技术相比更低的双折射的值，在此同时观察到宽的向列相、高的清亮点和低的近晶-向列转变温度，由此改进贮存稳定性。特别优选如下混合物，该混合物除了一种或多种式I、IA和IB的化合物外，还包含一种或多种式II的化合物，特别是式II-1b的化合物。所有所提及的化合物都是无色的、稳定的和与彼此以及与其它液晶材料容易混溶的。

式I、IA、IB和II至V的化合物的最佳用量比例基本上取决于希望的性质、取决于式I、IA、IB和II至V的组分的选择和取决于可能存在的其它组分的选择。

在如上给出的范围内的合适用量比例可根据不同情况而容易地确定。

在根据本发明的混合物中，式I、IA、IB和II至V的化合物的总量不是关键的。为了优化各种不同的性能，所述混合物可因此包含一种或多种其它组分。然而，式I、IA、IB、II和III的化合物的总浓度越高，对寻址时间和阈值电压所观察到的效果通常就越大。另外，式IA、IB、III和IV的化合物的比例越大，清亮点就越高。

由偏振器、电极基板和经表面处理的电极构成的根据本发明的光阀的构造对应于对于这种元件通常的设计。在此，术语“通常的设计”是广义理解的，并且还包括所述元件的所有衍生型和变型，特别还包括基于poly-Si TFT或MIM的矩阵显示器元件。

然而，在根据本发明的液晶光阀与迄今为止基于扭转向列液晶盒的常规类型之间的主要区别在于所述液晶层的液晶参数的选择。

可根据本发明使用的液晶混合物是以本身常规的方式制备的。通常，将希望量的以较小量使用的组分，有利地在升高的温度下，溶解在构成主要成分的组分中。还可以混合所述组分在有机溶剂中(例如在丙酮、氯仿或甲醇中)的溶液，和在充分混合后再次例如通过蒸馏移除所述溶剂。

所述电介质还可以包含本领域技术人员已知并描述在文献中的其它添加剂。例如，可添加0-15％的多色性染料或手性掺杂剂。

C表示结晶相，S表示近晶相，S_C表示近晶C相，N表示向列相和I表示各向同性相。

V₁₀表示对于10％透射率(垂直于板表面的观察方向)的电压。T_开和t_关分别表示在相当于V₁₀值的2.0倍的工作电压下的开通时间和关断时间。△n表示光学各向异性和n_o表示折射率。△ε表示介电各向异性(△ε＝ε||-ε⊥，其中ε||表示平行于所述分子纵轴的介电常数和ε⊥表示垂直于所述分子纵轴的介电常数)。除非另外明确说明，所述电光数据是在20℃下，在第一最小值下(即在0.5的d·△n值下)，在TN液晶盒中测量的。除非另外明确说明，所述光学数据是在20℃下测量的。

在本申请中和在如下实施例中，所述液晶化合物的结构借助于首字母缩略词给出，其中根据下表A和B进行向化学式的转化。所有的基团C_nH_2n+1和C_mH_2m+1分别是具有n和m个C原子的直链烷基基团；n和m是整数，并优选表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表B中的编码是不言自明的。在表A中，仅给出所述母体结构的首字母缩略词。在个体的情况下，与所述母体结构的首字母缩略词用连字符分开地在后面接有取代基R^1*、R^2*、L^1*、L^2*和L^3*的编码：

在表A和B中可找到优选的混合物组分。

表A：

表B：

特别优选如下液晶混合物，其除了式I和IA的化合物外，还包含至少一种、两种、三种或四种表B中的化合物。

表C：

表C显示出了通常添加到根据本发明的混合物中的可能的掺杂剂。

下表D显示出了可在根据本发明的介质中用作稳定剂的示例性化合物。

表D

在本发明的一个优选实施方案中，所述液晶介质包含一种或多种表D中的化合物。

具体实施方式

如下实施例意于解释本发明，而不限制本发明。上文和下文中，百分比数据表示重量百分比。所有的温度都以摄氏度给出。m.p.表示熔点。cl.p.＝清亮点。另外，C＝结晶态，N＝向列相，S＝近晶相和I＝各向同性相。在这些符号之间的数据代表转变温度。Δn表示光学各向异性(589nm，20℃)，流动粘度ν₂₀(mm²/秒)和旋转粘度γ₁(mPa·s)各自是在20℃下测定的。

实施例M1

实施例M2

实施例M3

实施例M4

实施例M5

实施例M6

实施例M7

实施例M8

实施例M9

实施例M10

实施例M11

实施例M12