CN110325620A

CN110325620A - 液晶介质和包含其的液晶显示器

Info

Publication number: CN110325620A
Application number: CN201880012776.1A
Authority: CN
Inventors: 尹铉轸; 郑知苑; 李殷圭; 崔昌锡; 陈旻玉; 尹容国
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-10-11
Also published as: TW201840535A; WO2018153803A1; KR20190121791A

Abstract

本发明涉及包含可聚合的哌啶衍生物作为稳定添加剂的液晶介质(LC介质)，其用于电光目的的用途，以及含有该介质的LC显示器，特别是使用介电正性液晶的IPS(面内切换)或FFS(边缘场切换)效应的液晶显示器。

Description

液晶介质和包含其的液晶显示器

本发明涉及液晶介质(LC介质)，其包含可聚合的哌啶衍生物作为稳定添加剂，其用于光电目的的用途，以包含该介质的LC显示器，特别是使用正介电液晶的利用IPS(面内切换)或FFS(边缘场效应)效应的液晶显示器。

液晶主要用作显示器件中的电介质，因为这些物质的光学性质可以通过施加的电压来改变。基于液晶的电光器件对于本领域技术人员来说是非常公知的，并且可以基于各种效应。这种器件的实例是具有动态散射的液晶盒，DAP(配向相的形变)液晶盒，宾/主液晶盒，具有“扭曲向列”结构的TN液晶盒，STN(“超扭曲向列”)液晶盒，SBE(“超双折射效应”)液晶盒和OMI(“光模干扰”)液晶盒。最常见的显示器件基于Schadt-Helfrich效应，并具有扭曲向列结构。另外，还有在平行于基板和液晶平面的电场下工作的液晶盒，例如IPS(“面内切换”)液晶盒。特别是TN，STN，FFS(边缘场切换)和IPS液晶盒，是根据本发明的介质的目前商业上感兴趣的应用领域。

液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性以及对电场和电磁辐射的良好稳定性。此外，液晶材料应当具有低粘度，并在液晶盒中产生短的寻址时间，低阈值电压和高对比度。

在通常的操作温度下，即在室温以上和以下的最宽可能范围内，它们还应具有合适的中间相，例如用于上述液晶盒的向列型或胆甾型中间相。因为液晶一般作为多个组分的混合物使用，组分彼此溶液混溶是重要的。其他性质，如导电性，介电各向异性和光学各向异性，必须满足取决于液晶盒类型和应用领域的各种要求。例如，用于具有扭曲向列结构的液晶盒的材料应该具有正介电各向异性和低导电性。

例如，对于具有用于切换各个像素的集成的非线性元件的矩阵液晶显示(MLC显示器)，需要具有大的正介电各向异性，宽的向列相，相对低的双折射率，非常高的比电阻，良好的UV和温度稳定性和低蒸气压的介质。

这种类型的矩阵液晶显示器是已知的。可用于单独切换各个像素的非线性元件的实例是有源元件(即晶体管)。然后使用术语“有源矩阵”，其中可以在两种类型之间作出区分：

1.作为基板的硅晶片上的MOS(金属氧化物半导体)或其他二极管。

2.作为基板的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。

使用单晶硅作为基板材料限制了显示器尺寸，因为即使是各种显示器部件的模块化组装也会在接头处产生问题。

在更有前景的类型2的情况下，优选所用的电光效应通常是TN效应。在两种技术之间作出区分：包含化合物半导体，例如CdSe的TFT或基于多晶或无定形硅的TFT。正在全世界范围内对后一种技术进行密集的工作。

TFT矩阵被施加到显示器的一个玻璃板的内侧，而另一玻璃板在其内侧带有透明的相反电极。与像素电极的尺寸相比，TFT非常小并且实际上对图像没有不利影响。该技术还可以扩展到完全彩色显示器，其中红色，绿色和蓝色滤光器的镶嵌以这样的方式排列，即滤光器元件与每个可切换像素相对。

TFT显示器通常作为在传输中具有交叉偏振片的TN液晶盒操作，并且是背光的。

术语MLC显示器在此包括具有集成非线性元件的任何矩阵显示器，即，除了有源矩阵，还包括具有无源元件例如可变电阻或二极管(MIM＝金属-绝缘体-金属)的显示器。

这种类型的MLC显示器特别适用于TV应用(例如袖珍电视)或用于电脑应用(膝上型电脑)的高信息显示器和汽车或飞机构造。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题，由于液晶混合物的特定电阻不够高，困难也出现在MLC显示器中[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 byDouble Stage Diode Rings,pp.141ff.,Paris；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Tele-vision Liquid Crystal Displays,pp.145ff.,Paris]。随着电阻的降低，MLC显示器的对比度变差，并且可能发生后续图像消除的问题。由于与显示器的内表面相互作用液晶混合物的电阻率通常随MLC显示器的寿命而下降，为了获得可接受的寿命，高的(初始)电阻非常重要。特别是在低伏混合物的情况下，迄今为止，实现非常高的特定物质值是不可能的。此外重要的是，随温度升高以及加热和/或UV暴露之后电阻显示出最小的可能升高。现有技术的混合物的低温性质也是特别不利的。要求即使在低温下也没有结晶和/或近晶相出现，并且粘度的温度依懒性尽可能小。因此现有技术的MLC显示器不满足如今的需求。

除了使用背光的液晶显示器，即是透射操作的，如果需要透射反射的，反射液晶显示器也是特别感兴趣的。这些反射液晶显示器使用环境光用于信息显示。因此，与具有相应尺寸和分辨率的背光液晶显示器相比，它们消耗的能量显着减少。由于TN效应的特征在于非常良好的对比度，这种类型的反射显示器甚至可以在明亮的环境条件下很好的读取。这已知于简单的反射TN显示器，例如在手表和口袋计算器中使用的。然而，该原理也可以适用于高品质，更高分辨率的有源矩阵寻址显示器，例如，TFT显示器。这里，如通常传统的透射型TFT-TN显示器中所示，为了实现低光学延迟(d·△n)，必须使用低双折射(△n)的液晶。该低光学延迟导致通常可接受的对比度的低视角依赖性(参见DE 30 22 818)。在反射显示器中，使用低双折射的液晶甚至比在透射显示器中更重要，因为光通过的有效层厚度在反射显示器中大约是具有相同层厚度的透射显示器的两倍。

对于TV和视频应用，需要具有快速响应时间的显示器，以便能够以接近真实的质量再现多媒体内容，例如电影和视频游戏。可以实现这样短的响应时间，特别是，如果使用具有低值的粘度特别是旋转粘度γ₁并具有高光学各向异性(△n)的液晶介质。

为了通过快门眼镜实现3D效果，特别是使用具有低旋转粘度和相应高光学各向异性(△n)的快速切换混合物。可以使用具有高光学各向异性的混合物(△n)实现电光学透镜系统，通过该系统可以将显示器的二维表示转换成三维自动立体表示。

在TN(Schadt-Helfrich)液晶盒的情况下，需要这样的介质，其促进液晶盒中的以下优点：

-拓宽的向列相范围(特别是向下到低温)

-在极低温度下的切换能力(户外应用，汽车，航空电子设备)

-增加的对UV辐射的抵抗力(延长寿命)

-低阈值电压。

可从现有技术获得的介质不能在保持其他参数的同时实现这些优点。

在超扭曲(STN)液晶盒的情况下，需要这样的介质，其促进更大的多元化能力和/或更低的阈值电压和/或更宽的向列相范围(特别是在低温下)。为此，可用的参数范围(清亮点，近晶-向列转变或熔点，粘度，介电参数，弹性参数)的进一步加宽是迫切期望的。

现代LCD最重要的特性之一是对运动图像的正确再现。如果所用液晶介质的响应速度太慢，则会在这种内容的显示中引起不希望的假象。基本上确定液晶混合物的响应时间的物理参数是旋转粘度γ₁和弹性常数。后者对于确保LCD的良好黑色状态也特别重要。然而，一般来说，观察到混合物的清亮点以及混合物的旋转粘度也随着弹性常数的增加而增加，这意味着不可能改善响应时间。特别是在对于电视和视频应用的LC显示器(例如液晶电视，监听器，PDA，笔记本电脑，游戏机)的情况下，需要响应时间的显著减少。LC盒中LC介质的层厚度d(“盒间隙”)的减小理论上导致更快的响应时间，但是需要具有更高双折射率△n的LC介质以确保足够的光学延迟(d·△n)。然而，现有技术中已知的高双折射率的LC材料通常同时具有高旋转粘度，这反过来又对响应时间产生不利影响。

因此，仍然非常需要具有良好可靠性例如高VHR(电压保持率)的液晶介质，其不具有这些特性或仅在较小程度上具有。

本发明的目的在于提供介质，特别是对于这种类型的IPS，FFS，HB(＝高亮度)-FFS，PS(＝聚合物稳定化的)-FFS，PS-IPS显示器，其具有上述所需性质并且没有表现出上述缺点或仅表现出降低的程度。特别地，LC介质应具有快速响应时间和低旋转粘度，同时具有相对高的双折射率。此外，LC介质应具有高清亮点和非常好的低温稳定性(LTS)。

然而，根据本申请，优选具有均匀配向的介电正性液晶介质的IPS或FFS效应。

已经公开了用于IPS和FFS显示器的具有正介电各向异性的液晶介质。在下面将给出一些例子。

WO 2012/079676 A1公开了一种具有高的正介电各向异性液晶介质。公开的WO2013/182271A1公开了具有正介电各向异性的液晶介质，其另外通过稳定。如本文所公开的可聚合哌啶衍生物已提出作为WO 2016/116119 A1中的可聚合液晶介质中的添加剂。

在电光显示元件中这种效应的工业应用需要LC相，其必须满足多种要求。这里特别重要的是对水份、空气的化学耐受性，和物理影响如热、红外、可见和紫外区域中的辐射，以及直流(DC)和交流(AC)电场。

这种类型的MLC显示器特别适用于TV应用，监视器和笔记本电脑或用于高信息密度的显示器例如在汽车制造或飞机构造中。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题，由于液晶混合物的特定电阻不够高，困难也出现在MLC显示器中[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 byDouble Stage Diode Rings,pp.141ff.,Paris；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Tele-vision Liquid Crystal Displays,pp.145ff.,Paris]。随着电阻的降低，MLC显示器的对比度变差。由于与显示器的内表面相互作用液晶混合物的特定电阻通常随MLC显示器的寿命而下降，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而言，高的(初始)电阻是非常重要的。

这种类型的介质尤其可用于具有用于IPS或FFS显示器的有源矩阵寻址的电光显示器。

现在已经发现，如果使用包含一种或多种式I化合物的LC介质，则可以实现该目的。

令人惊讶的是，已经发现如果使用包含至少一种如下所示的式I化合物或者含有其聚合形式的聚合物的向列型液晶混合物，可以实现这样的液晶显示器，其特别是在IPS和FFS显示器中具有低阈值电压，具有短响应时间，足够宽的向列相，有利的双折射率(△n)，以及同时高的透射率，对于通过加热和通过UV暴露的分解的良好稳定性，以及稳定的高VHR。

P-Sp-(A²-Z²-A¹)_m1-Z¹-T I

其中基团彼此独立地，以及在每次出现时相同或不同地，具有下面的含义：

T选自下式的基团

R^g表示H或具有1至10个C原子，优选具有1至6个C原子，非常优选具有1至4个C原子的直链或支链烷基或烷氧基烷基，或苄基，最优选H，

R^a,R^b,R^c,R^d具有1至10个C原子，优选具有1至6个C原子，非常优选具有1至4个C原子的直链或支链烷基，

P表示乙烯氧基，丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，氟代丙烯酸酯基，氯代丙烯酸酯基，氧杂环丁烷基或环氧基，优选丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，氟代丙烯酸酯基，氯代丙烯酸酯基，并且更优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，最优选甲基丙烯酸基，

Sp表示间隔基团或单键，

A¹,A²表示具有4至30个环原子的脂环族，杂环族，芳族或杂芳族基团，其也可含有稠环，并且任选被一个或多个基团L或R-(A³-Z³)_m2-取代，并且A¹和A²中的一个也可以表示单键，

A³表示具有4至30个环原子的脂环族，杂环族，芳族或杂芳族基团，其也可含有稠环，并且任选被一个或多个基团L取代,

Z¹表示-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-OCH₂-,-CH₂O-,-SCH₂-,-CH₂S-,-CF₂O-,-OCF₂-,-CF₂S-,-SCF₂-,-(CH₂)_n-,-CF₂CH₂-,-CH₂CF₂-,-(CF₂)_n-,-CH＝CH-,-CF＝CF-,-CH＝CF-,-CF＝CH-,-C≡C-,-CH＝CH-CO-O-,-O-CO-CH＝CH-,-CH₂-CH₂-CO-O-,-O-CO-CH₂-CH₂-,-CR⁰⁰R⁰⁰⁰-或单键,条件是,如果m1是0，则Z¹是单键,

Z²,Z³表示-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-OCH₂-,-CH₂O-,-SCH₂-,-CH₂S-,-CF₂O-,-OCF₂-,-CF₂S-,-SCF₂-,-(CH₂)_n-,-CF₂CH₂-,-CH₂CF₂-,-(CF₂)_n-,-CH＝CH-,-CF＝CF-,-CH＝CF-,-CF＝CH-,-C≡C-,-CH＝CH-CO-O-,-O-CO-CH＝CH-,-CH₂-CH₂-CO-O-,-O-CO-CH₂-CH₂-,-CR⁰⁰R⁰⁰⁰-,或单键,

R⁰⁰,R⁰⁰⁰表示H或具有1至12个C原子的烷基,

R表示P-Sp-,H,F,Cl,CN,或具有1至25个C原子的直链，支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻CH₂-基团任选地被-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F,Cl或P-Sp-替代,或表示基团T,

L表示P-Sp-,F,Cl,CN,或具有1至25个C原子的直链，支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻CH₂-基团任选地被-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F,Cl或P-Sp-替代,或表示选自式1,2和3的基团,

m1表示0,1,2,3或4,

m2表示0,1,2,3或4,和

n表示1,2,3或4。

本发明涉及具有向列相和1.5或更大的介电各向异性(△ε)的液晶介质，其特征在于，它包含一种或多种如上下文中所述的式I化合物或包含含有一种或多种式I化合物的聚合形式的聚合物。

本发明更具体地涉及液晶介质，其包含

-可聚合组分A)，其包含一种或多种可聚合化合物，其中至少一种是式I化合物，和

-液晶组分B)，在下文中也称为“LC主体混合物”，其包含，优选由一种或多种介晶或液晶化合物组成。

根据本发明的液晶介质的液晶组分B)在下文中也称为“LC主体混合物”，并且优选地包含一种或多种，优选至少两种选自不可聚合的低分子量化合物的介晶或LC化合物。

本发明还涉及如上下文所述的液晶介质，其中LC主体混合物或组分B)包含至少一种包含烯基的介晶或LC化合物。

本发明还涉及如上下文所述的液晶介质或LC显示器，其中式I化合物或组分A)的可聚合化合物是聚合的。

本发明还涉及制备如上下文所述的液晶介质的方法，包括以下步骤：将如上下文所述的一种或多种介晶或LC化合物或者LC主体混合物或LC组分B)，与一种或多种式I化合物以及另外的LC化合物和/或添加剂混合。

根据本发明的介质优选另外包含一种或多种选自式II和III的化合物，优选一种或多种式II的化合物，更优选另外的一种或多种式III的化合物，并且最优选地另外一种或多种选自式IV和V的化合物。

根据本发明的混合物表现出具有清亮点≥70℃的非常宽的向列相范围，相对高值的电压保持率(VHR)，非常有利的电容阈值，并同时具有在-20℃和-30℃的良好低温度稳定性以及非常低的旋转粘度。根据本发明的混合物的特征还在于，良好的清亮点与旋转粘度的比以及相对高的正介电各向异性。值得注意的是，混合物的可靠性得到了改善。观察到很少的图像燃烧。即使在长时间使用后，或类似地在例如加速轻载、加热或UV测试等标准老化测试之后，电压保持率也很高。

优选地，根据本发明的液晶介质一方面具有2或更高，优选3.5或更高或更优选4.5或更高的介电各向异性值。另一方面，它们优选具有25或更小的介电各向异性。

根据本发明的液晶介质在一个优选实施方案中具有正的介电各向异性，优选在2.0或更大至25或更小的范围内，更优选在3.0或更大至22或更小的范围内，并且，最优选在8.0或更大至20或更小的范围内。

式I化合物优选在液晶介质中以0.0005％重量至2％范围内的浓度使用，更优选0.001％至1％的范围，特别优选0.005％至0.05％的范围，所有％以重量计。

根据本发明的液晶介质中可聚合或聚合的组分的总含量优选低于0.1％重量，更优选低于0.05％，并且最优选低于0.02％(200ppm)。

液晶介质优选包含

a)一种或多种式I化合物，

b)一种或多种选自式II和III的介电正性化合物，优选具有各自大于3的介电各向异性的化合物：

其中

R²表示具有1至7个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个C原子的烯基，烯氧基，烷氧基烷基或氟代烯基，并且优选烷基或烯基,

每次出现时彼此独立地表示

优选地

L²¹和L²²表示H或F,优选地L²¹表示F,

X²表示卤素，具有1至3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，优选F,Cl,-OCF₃,-O-CH₂CF₃,-O-CH＝CH₂,-O-CH＝CF₂或-CF₃,非常优选F,Cl,CF₃,-O-CH＝CF₂或-OCF₃,

m表示0,1,2或3,优选1或2并且特别优选1,

R³表示具有1至7个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个C原子的烯基，烯氧基，烷氧基烷基或氟代烯基，并且优选烷基或烯基,

每次出现时彼此独立地是

优选

L³¹和L³²,彼此独立地表示H或F,优选地L³¹表示F,

X³表示卤素，具有1至3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基,F,Cl,-OCF₃,-OCHF₂,-O-CH₂CF₃,-O-CH＝CF₂,-O-CH＝CH₂或-CF₃,非常优选F,Cl,-O-CH＝CF₂,-OCHF₂或-OCF₃,

Z³表示-CH₂CH₂-,-CF₂CF₂-,-COO-,反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-,-CH₂O-或单键,优选-CH₂CH₂-,-COO-,反式-CH＝CH-或单键并且非常优选-COO-,反式-CH＝CH-或单键,和

n表示0,1,2或3,优选1,2或3并且特别优选1,

和

c)任选的一种或多种选自式IV和V的介电中性化合物:

其中

R⁴¹和R⁴²,彼此独立地具有上述在式II下对于R²给出的含义，优选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,

彼此独立地并且,如果

出现两次,

也是彼此独立地表示

优选

中的一个或多个

表示,

Z⁴¹和Z⁴²,彼此独立地，并且如果Z⁴¹出现两次，也是彼此独立地表示-CH₂CH₂-,-COO-,反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-,-CH₂O-,-CF₂O-,-C≡C-或单键,优选其中一个或多个表示单键，和

p表示0,1或2,优选0或1,和

R⁵¹和R⁵²,彼此独立地具有对于R⁴¹和R⁴²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，优选正烷基，特别优选具有1至5个C原子的正烷基，具有1至7个C原子的烷氧基，优选正烷氧基，特别优选具有2至5个C原子的正烷氧基，具有2至7个C原子，优选具有2至4个C原子的烷氧基烷基，烯基或烯氧基，优选烯氧基,

至

如果存在各自彼此独立地表示

优选

优选地

表示

并且如果存在,

优选表示

Z⁵¹至Z⁵³各自彼此独立地表示-CH₂-CH₂-,-CH₂-O-,-CH＝CH-,-C≡C-,-COO-或单键，优选-CH₂-CH₂-,-CH₂-O-或单键并且特别优选单键,

i和j各自彼此独立地表示0或1,

(i+j)优选表示0,1或2,更优选0或1并且,最优选1。

根据本申请的液晶介质优选具有向列相。

在整个本申请中，特别是对于R¹的定义，烷基是指烷基基团，其可以是直链或支链的。这些基团中的每个优选是直链的并且优选具有1，2，3，4，5，6，7或8个碳原子并且于是优选甲基，乙基，正丙基，正丁基，正戊基，正己基或正庚基。

在烷基表示支链烷基的情况下，它优选表示2-烷基，2-甲基烷基或2-(2-乙基)-烷基，优选2-丁基(＝1-甲基丙基)，2-甲基丁基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，2-乙基己基，2-丙基戊基，特别是2-甲基丁基，2-甲基丁氧基，4-甲基己基，2-己基，2-辛基，2-壬基，2-癸基和2-十二烷基。这些基团中最优选的是2-己基和2-辛基。

在本申请中，产生手性化合物的各支链基团，特别是对于R¹，也称为手性基团。特别优选的手性基团是2-烷基，2-烷氧基，2-甲基烷基，2-甲基烷氧基，2-氟代烷基，2-氟代烷氧基，2-(2-乙基(ethine))-烷基，2-(2-乙基)-烷氧基，1,1,1-三氟-2-烷基和1,1,1-三氟-2-烷氧基。

特别优选的手性基团是例如2-丁基(＝1-甲基丙基)，2-甲基丁基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，2-乙基己基，2-丙基戊基，特别是2-甲基丁基，2-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，2-辛氧基，2-氧杂-3-甲基丁基，3-氧杂-4-甲基戊基，4-甲基己基，2-己基，2-辛基，2-壬基，2-癸基，2-十二烷基，6-甲氧基辛氧基，6-甲基辛氧基，6-甲基辛酰氧基，5-甲基庚氧基羰基，2-甲基丁酰氧基，3-甲基戊酰氧基，4-甲基己酰氧基，2-氯丙酰氧基，2-氯-3-甲基丁酰氧基，2-氯-4-甲基戊酰氧基，2-氯-3-甲基戊酰氧基，2-甲基-3-氧杂戊基，2-甲基-3-氧杂己基，1-甲氧基丙基-2-氧基，1-乙氧基丙基-2-氧基，1-丙氧基丙基-2氧基，1-丁氧基丙基-2-氧基，2-氟辛氧基，2-氟癸氧基，1,1,1-三氟-2-辛氧基，1,1,1-三氟-2-辛基，2-氟甲基辛氧基。非常优选的是2-己基，2-辛基，2-辛氧基，1,1,1-三氟-2-己基，1,1,1-三氟-2-辛基和1,1,1-三氟-2-辛氧基。

式I化合物根据WO 2016/116119 A1制备或可商购获得。

本发明还涉及根据本发明的液晶混合物和液晶介质在IPS和FFS显示器中的用途，特别是在含有用于改善电压保持率的液晶介质的IPS显示器中的用途。

本发明还涉及包含根据本发明的液晶介质的液晶显示器，特别是IPS或FFS显示器，特别优选IPS显示器。

根据本发明的显示器优选通过有源矩阵寻址，优选通过薄膜晶体管(TFT)的矩阵寻址(这样的显示器简称为AMD)。然而，根据本发明的液晶也可以有利的方式用在具有其它已知的寻址装置的显示器中。

此外，本发明还涉及制备根据本发明液晶介质的方法，其通过将一种或多种式I化合物，与一种或多种低分子量液晶化合物或液晶混合物，和任选地与其它液晶化合物和/或添加剂混合，从而产生具有向列相和1.5或更高的介电各向异性(△ε)的液晶介质。

以下含义适用于上下文：

如本文所用，术语“反应性介晶”和“RM”将被理解为是指含有介晶或液晶骨架和连接于其上的一种或多种适于聚合的官能团的化合物。这些基团也称为“可聚合基团”或“P”。

除非另有说明，否则本文所用的术语“可聚合化合物”将被理解为是指可聚合的单体化合物。

如本文所用，术语“低分子量化合物”将被理解为是指单体和/或不通过聚合反应制备的化合物，与“聚合化合物”或“聚合物”相反。

术语“卤素”是指氟，氯或溴，优选氟或氯，特别是氟。术语卤代的类似地使用。

如本文所用，术语“不可聚合化合物”将被理解为是指不包含在通常用于RM的聚合的条件下适于聚合的官能团的化合物。

术语“介晶基团”是本领域技术人员已知的并且在文献中有描述，并且表示基团，其中由于其吸引和排斥的相互作用的各向异性，实质上有助于在低分子量或聚合物质中导致液晶(LC)相。含介晶基团的化合物(介晶化合物)本身不一定必须具有液晶相。介晶化合物也可能仅在与其它化合物混合之后和/或在聚合之后表现出液晶相行为。典型的介晶基团是例如刚性的棒状或盘状单元。与介晶或液晶化合物有关的术语和定义的概述在PureAppl.Chem.73(5),888(2001)andC.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出。

术语“间隔基团”或简称为“间隔基”，在上下文中也称为“Sp”，是本领域技术人员已知的并且在文献中有描述，参见例如Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)andC.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。除非另有说明，上下文中的术语“间隔基团”或“间隔基”表示在可聚合介晶化合物中连接介晶基团和可聚合基团(一个或多个)的柔性基团。尽管介晶基团通常含有环，但间隔基团通常没有环系，即呈链状，其中链也可以是支链的。术语链例如应用于亚烷基。通常包括链上和链中的取代，例如通过-O-或-COO-。在功能方面，间隔基(间隔基团)是分子的功能结构部分之间的连接基，其有助于这些部分之间的某些空间灵活性。在优选的实施方案中，间隔基表示亚烷基(如-(CH₂)_n-且n＝1至10)或亚烷氧基，优选具有2至5个碳原子。

上下文中

表示反式-1,4-亚环己基环,和

表示1,4-亚苯基环。

出于本发明的目的，术语“液晶介质”旨在表示包含液晶混合物和一种或多种可聚合化合物(例如，式I化合物或反应性介晶)的介质。术语“液晶混合物”(或“主体混合物”)旨在表示全部由不可聚合的低分子量化合物(优选两种或更多种液晶化合物)以及任选的另外的添加剂(例如手性掺杂剂或稳定剂)组成的液晶混合物。

特别优选具有向列相的液晶混合物和液晶介质，特别是在室温下。

此外，提出了式I添加剂的优选实施方案。

式I中的m1优选为0或1，最优选为0。

进一步优选的式I化合物是选自式的化合物，其中T是选自下式的基团

其中

R^{a，b，c，d}独立地为具有1至10个C原子的直链或支链烷基。

优选式I中的Z¹表示-CO-O-，-O-CO-或单键，非常优选-CO-O-或单键。

优选式I中的Z²和Z³表示-CO-O-，-O-CO-或单键，非常优选单键。

优选式I中的P为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

优选式I中的Sp为单键。

优选式I中的A³表示具有6至24个环原子的芳族或杂芳族基团，其也可含有稠合环，并且任选地被一个或多个基团L取代。

非常优选式I中的A³表示苯基或萘基，其任选被一个或多个基团L取代。

优选式I中的A¹和A²表示具有6至24个环原子的芳族或杂芳族基团，其也可含有稠合环，并且任选地被一个或多个基团L或R-(A³-Z³)_m2-取代，或A¹是单键。

非常优选式I中的A¹和A²表示苯基，亚环己基，萘基，菲基或蒽基，并且任选地被一个或多个基团L或R-(A³-Z³)_m2-取代，或A¹是单键。

优选式I中的-(A²-Z²-A¹)_m1-表示苯基，亚联苯基，对亚三苯基(1,4-二苯基苯)，间亚三苯基(1,3-二苯基苯)，亚萘基，2-苯基-亚萘基，亚菲基或亚蒽基，所有这些都任选地被一个或多个基团L取代。

非常优选-(A²-Z²-A¹)_m1-表示亚联苯基，对亚三苯基或间亚三苯基，所有这些都任选地被一个或多个基团L取代。

优选的基团-(A²-Z²-A¹)_m1-选自下式

其中L如式I中所定义或具有如上下文所述的优选含义之一，r为0,1,2,3或4，s为0,1,2或3，t为0,1或2，并且u为0,1,2,3,4或5。

特别优选式A1，A2，A3，A4和A5的基团。

优选的式I化合物选自以下子式

其中P，Sp，R^a-d，Z¹，L和R如式I中所定义或具有如上下文所述的优选含义之一，

R^e是具有1至12个C原子的烷基，

r是0,1,2,3或4，并且

s是0,1,2或3。

优选式I和I-1至I-45中的Z¹为-CO-O-，-O-CO-或单键，非常优选-CO-O-或单键。

优选式I和I-1至I-45中的P为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

优选式I和I-1至I-45中的Sp为单键。

优选式I和I-1至I-45中的R^a，R^b，R^c和R^d为甲基。

优选式I中的R^g为H。

I-1至I-45中的优选结构是结构I-1和I-23，特别是结构I-23。

进一步优选的式I及其子式I-1至I-45化合物独立地选自以下优选实施方案，包括其任何组合：

-化合物仅含有一个可聚合基团(由基团P表示)，

-P是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，

-Sp是单键，

-当Sp不同于单键时，其选自-(CH₂)_a-O-,-(CH₂)_a-CO-O-,-(CH₂)_a-和-(CH₂)_a-O-CO-，其中a分别为2,3,4,5或6，并且O-原子或CO-基团分别与下一个环A²或基团T连接，如果适用，

-R^a，R^b，R^c和R^d是甲基，

-R^e是甲基，乙基，正丙基，异丙基，叔丁基，正丁基或正戊基，

-R^g是H，

-m1是0,1或2，

-m2是0,1或2，

-Z¹表示-CO-O-，-O-CO-或单键，优选-CO-O-，

-Z²表示-CO-O-，-O-CO-或单键，优选单键，

-L表示F，Cl，CN，或具有1至6个C原子的任选氟代的烷基或烷氧基，非常优选F，Cl，CN，CH₃，OCH₃，OCF₃，OCF₂H或OCFH₂，最优选F，

-L中的一个或多个表示基团T，

-r是0或1，

-s是0，

-t是0,

-u是0,1或2。

在本发明的优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，选自式II-1和II-2的化合物：

其中参数具有上述式II下所示的相应含义，且L²³和L²⁴彼此独立地表示H或F，优选L²³表示F，并且

具有对于给出的含义之一

且在式II-1和II-2的情况下，X²优选表示F或OCF₃，特别优选F，并且在式II-2的情况下，

彼此独立地优选表示

和/或选自式III-1和III-2的化合物

其中参数具有在式III下给出的含义，

作为式III-1和/或III-2化合物的替代或补充，根据本发明的介质可包含一种或多种式III-3化合物

其中参数具有上述相应的含义，参数L³¹和L³²彼此及与其他参数独立地表示H或F。

液晶介质优选包含选自式II-1和II-2化合物的化合物，其中L²¹和L²²和/或L²³和L²⁴都表示F。

在一个优选的实施方案中，液晶介质包含选自式II-1和II-2化合物的化合物，其中L²¹，L²²，L²³和L²⁴都表示F。

液晶介质优选包含一种或多种式II-1的化合物。式II-1的化合物优选选自式II-1a至II-1e的化合物，优选一种或多种式II-1a和/或II-1b和/或II-1d的化合物，优选式II-1a和/或II-1d或II-1b和/或II-1d的化合物，最优选式II-1d的化合物：

其中参数具有上述相应的含义，且L²⁵和L²⁶彼此及与其他参数独立地表示H或F，优选地

在式II-1a和II-1b中，

L²¹和L²²均表示F，

在式II-1c和II-1d中，

L²¹和L²²均表示F和/或L²³和L²⁴均表示F，和

在式II-1e中，

L²¹，L²²和L²³表示F。

液晶介质优选包含一种或多种式II-2的化合物，其优选选自式II-2a至II-2k的化合物，优选一种或多种各自式II-2a，II-2h，II-2k和/或II-2j的化合物：

其中参数具有上述相应的含义，并且L²⁵至L²⁸彼此独立地表示H或F，优选L²⁷和L²⁸均表示H，特别优选L²⁶表示H。

液晶介质优选包含选自式II-2a至II-2k化合物的化合物，其中L²¹和L²²均表示F和/或L²³和L²⁴均表示F。

在一个优选的实施方案中，液晶介质包含选自式II-2a至II-2k化合物的化合物，其中L²¹，L²²，L²³和L²⁴均表示F。

特别优选的式II-2的化合物是下式的化合物，特别优选式II-2a-1，II-2h-1和/或II-2k-1和/或II-2j-1：

其中R²和X²具有上述含义，且X²优选表示F。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1的化合物。式III-1化合物优选选自式III-1a至III-1j的化合物，优选式III-1c，III-1f，III-1g和III-1k的化合物：

其中参数具有上面给出的含义，并且优选地，其中参数具有上述相应的含义，参数L³³和L³⁴彼此且与其他参数独立地表示H或F且参数L³⁵和L³⁶彼此且与其他参数独立地表示H或F。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1c的化合物，其优选选自式III-1c-1至III-1c-5的化合物，优选式III-1c-1和/或III-1c-2的化合物，最优选式III-1c-1的化合物：

其中R³具有上述含义。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1f的化合物，其优选选自式III-1f-1至III-1f-6的化合物，优选式III-1f-1和/或III-1f-2和/或III-1f-3和/或III-1f-6的化合物，更优选式III-1f-3和/或III-1f-6的化合物，更优选式III-1f-6的化合物：

其中R³具有上述含义。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1g的化合物，其优选选自式III-1g-1至III-1g-5的化合物，优选式III-1g-3的化合物：

其中R³具有上述含义。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1h的化合物，其优选选自式III-1h-1至III-1h-3的化合物，优选式III-1h-3的化合物：

其中参数具有上面给出的含义，且优选X³表示F。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1i的化合物，其优选选自式III-1i-1和III-1i-2的化合物，优选式III-1i-1的化合物：

其中参数具有上面给出的含义，并且X³优选表示F。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1j的化合物，其优选选自式III-1j-1和III-1j-2的化合物，优选式III-1j-1的化合物：

其中参数具有上面给出的含义。

液晶介质优选包含一种或多种式III-1k的化合物，其优选选自式III-1k-1和III-1k-2的化合物，优选式III-1k-1的化合物：

其中参数具有上面给出的含义。

液晶介质优选包含一种或多种式III-2的化合物。式III-2的化合物优选选自式III-2a和III-2b的化合物，优选式III-2b的化合物：

其中参数具有上述相应的含义，且参数L³³和L³⁴彼此且与其他参数独立地表示H或F。

液晶介质优选包含一种或多种式III-2a的化合物，其优选选自式III-2a-1至III-2a-6的化合物：

其中R³具有上述含义。

液晶介质优选包含一种或多种式III-2b的化合物，其优选选自式III-2b-1至III-2b-4的化合物，优选III-2b-4的化合物：

其中R³具有上述含义。

作为式III-1和/或III-2的化合物的替代或补充，根据本发明的介质可包含一种或多种式III-3的化合物

其中参数具有上述式III下所述的相应含义。

这些化合物优选选自式III-3a和III-3b：

其中R³具有上述含义。

在更优选的实施方案中，在式I和II的化合物之外液晶介质另外包含一种或多种III-1h-3的化合物和一种或多种式III-1j-1的化合物。

根据本发明的液晶介质优选包含一种或多种具有介电各向异性在-1.5至3的范围内的介电中性化合物。

在本申请中，所有的元素包括它们相应的同位素。特别地，化合物中的一个或多个H可以被D代替，并且在一些实施方案中这也是特别优选的。相应化合物的相应高度氘化能够使得例如检测和识别该化合物。这在某些情况下非常有用，特别是在式I化合物的情况下。

在本申请中，

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-。

在进一步优选的实施方案中，介质包含一种或多种式IV-A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或具有2至7个C原子的未取代的烯基，优选为正烷基，特别优选具有2,3,4或5个C原子，和

R⁴²表示具有1至7个C原子的未取代的烷基，具有2至7个C原子的未取代的烯基，或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基，其中基团优选具有2至5个C原子，并且优选是具有2,3或4个C原子的未取代的烯基，更优选乙烯基或1-丙烯基，并且特别是乙烯基。

在一个特别优选的实施方案中，介质包含一种或多种式IV的化合物，其选自式IV-1至IV-4，优选式IV-1，

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,

alkenyl和alkenyl'彼此独立地表示具有2至5个C原子，优选具有2至4个C原子，特别优选2个C原子的烯基,

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

alkoxy表示具有1至5个C原子，优选具有2至4个C原子的烷氧基。

在特别优选的实施方案中，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。

在进一步优选的实施方案中，介质包含一种或多种式V的化合物。

根据本发明的介质优选包含以下所示总浓度的化合物：

0.001-1％重量的一种或多种式I化合物，

5-60％重量的一种或多种式II化合物，优选选自式II-1和II-2化合物和/或

5-25％重量的一种或多种式III化合物，和/或

5-60％重量的一种或多种式IV化合物，和/或

3-25％重量的一种或多种式V化合物，

其中存在于介质中的式I和式II至V的所有化合物的总含量优选是95％或更多，更优选97％或更多，并且最优选100％。

总含量的条件优选适用于根据本申请的所有介质。

在进一步优选的实施方案中，根据本发明的介质此外优选包含一种或多种选自式IV和V的介电中性化合物，优选总浓度在5％或更高至90％或更低的范围内，更优选10％或更高至80％或更低，特别优选20％或更高至70％或更低。

根据本发明的介质在一个特别优选的实施方案中包含：

一种或多种式II的化合物，其总浓度在15％重量或更高至65％或更低的范围内，优选在30％或更高至55％或更低的范围内，和/或

一种或多种式III的化合物，其总浓度在5％或更高至30％或更低的范围内。

在本发明的一个优选实施方案中，介质中式II的化合物的浓度在15％重量或更高至65％或更低的范围内，更优选为15％或更高至60％或更低，更优选为20％或更高至55％或更低，最优选为25％或更高至40％或更低。

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组件。优选基于IPS或FFS效应，优选基于IPS效应的电光显示器，并且特别是通过有源矩阵寻址装置寻址的那些。

因此，本发明同样涉及根据本发明的液晶介质在电光显示器或电光组件中的用途，以及制备根据本发明液晶介质的方法，其特征在于，将一种或多种式I化合物与一种或多种式II化合物以及任选的其他化合物和添加剂混合。

在进一步优选的实施方案中，介质包含一种或多种式IV化合物，其选自式IV-2和IV-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，优选具有2至5个C原子的烷基,

alkoxy表示具有1至5个C原子，优选具有2至4个C原子的烷氧基。

在进一步优选的实施方案中，介质包含一种或多种式V的化合物，其选自式V-1和V-2的化合物，优选式V-1的化合物，

其中参数具有上述在式V中给出的含义，并且优选地

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，特别优选烷基。

在进一步优选的实施方案中，介质包含一种或多种式V-1的化合物，其选自式V-1a和V-1b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，优选具有2至5个C原子的烷基，和

alkenyl表示具有2至7个C原子，优选具有2至5个C原子的烯基

除了式I至V的化合物之外，其它组分也可以存在，例如以高达45％的量，但优选高达35％，特别是高达10％，以混合物总体计。

根据本发明的介质还可任选地包含介电负性组分，基于整个介质，其总浓度优选为20％或更低，更优选10％或更低。

在一个优选的实施方案中，基于整个介质，根据本发明的液晶介质总共包含，

25％或更多至65％或更少，优选30％或更多至60％或更少，特别优选35％或更多至55％或更少的式II和/或III的化合物，和

5％或更多至60％或更少，优选25％或更多至55％或更少，特别优选35％或更多至55％或更少的式IV和/或V的化合物。

根据本发明的液晶介质可包含一种或多种手性化合物。

本发明特别优选的实施方案满足以下条件中的一个或多个，

其中首字母缩略语(缩写)在表A至C中解释，并通过表D中的例子说明。

优选地，根据本发明的介质满足以下条件中的一个或多个。

i.液晶介质的双折射率为0.060或更高，特别优选为0.070或更高。

ii.液晶介质的双折射率为0.200或更低，特别优选为0.180或更低。

iii.液晶介质的双折射率在0.090或更高至0.160或更低的范围内。

iv.液晶介质包含一种或多种特别优选的式I化合物，优选选自(子)式I-1和I-23，最优选(子)式I-23。

v.整个介质中式II的化合物的总浓度为25％或更高，优选30％或更高，并且优选在25％或更高至49％或更低的范围内，特别优选在29％或更高至47％或更低的范围内，并且非常特别优选在37％或更高至44％或更低的范围内。

vi.液晶介质包含一种或多种选自下式的式IV的化合物：CC-n-V和/或CC-n-Vm和/或CC-V-V和/或CC-V-Vn和/或CC-nV-Vn，特别优选为CC-3-V，优选以高达60％或更低的浓度，特别优选高达50％或更低，和任选地另外的CC-3-V1，优选以高15％或更低的浓度，和/或CC-4-V，优选以高达40％或更低的浓度，特别优选高达30％或更低。

vii.介质包含式CC-n-V的化合物，优选CC-3-V，优选以1％或更高至60％或更低的浓度，更优选以3％或更高至38％或更低的浓度。

viii.整个混合物中式CC-3-V化合物的总浓度优选为15％或更低，优选10％或更低，或20％或更高，优选25％或更高。

本发明还涉及一种具有IPS或FFS效应的基于有源矩阵寻址的电光显示器，其特征在于，它包含根据本发明的液晶介质作为电介质。

液晶混合物优选具有宽度至少为70度的向列相范围。

旋转粘度γ₁优选为350mPa·s或更低，优选为250mPa·s或更低，特别是150mPa·s或更低。

根据本发明的混合物适用于所有使用介电正性液晶介质的IPS和FFS-TFT应用，例如SG-FFS。

根据本发明的液晶介质优选几乎完全由4至15种，特别是5至12种，并且特别优选10种或更少的化合物组成。这些优选选自式I，II，III，IV，V，VI，VII，VIII和IX。

根据本发明的液晶介质还可任选地包含多于18种化合物。在这种情况下，它们优选包含18至25种化合物。

在一个优选的实施方案中，根据本发明的液晶介质主要包含，优选基本上由和最优选地几乎完全由不包括氰基的化合物组成。

在一个优选的实施方案中，根据本发明的液晶介质包含选自式I，II，和II，IV和V化合物的化合物，优选选自式I，II-1，II-2，IV和V化合物的化合物，所述液晶介质优选主要，特别优选基本上，和非常特别优选几乎完全由所述式的化合物组成。

根据本发明的液晶介质优选具有在每种情况下至少-10℃或更低至70℃或更高，特别优选-20℃或更低至80℃或更高，非常特别优选-30℃或更低至85℃或更高，并且最优选-40℃或更低至90℃或更高的向列相。

这里的表述“具有向列相”一方面意味着在相应的温度下没有近晶相且在低温下没有观察到结晶，另一方面在向列相的加热时没有发生清亮。低温下的研究是在相应温度下的流动粘度计中进行的，并通过存储在具有与电光应用相应的厚度的测试盒中100小时进行检查。如果在相应测试盒中在-20℃的温度下的储存稳定性是1000h或更高，介质在该温度下被视为是稳定的。在-30℃和-40℃的温度下，相应的时间分别为500h，250h。在高温下，通过常规方法在毛细管中测量清亮点。

在一个优选的实施方案中，根据本发明的液晶介质的特征在于光学各向异性值在中到低的范围。双折射率值优选在0.075或更高至0.130或更低的范围内，特别优选在0.085或更高至0.120或更低的范围内，并且非常特别优选在0.090或更高至0.115或更低的范围内。

在该实施方案中，根据本发明的液晶介质具有正介电各向异性和相对高的介电各向异性△ε的绝对值，其优选在9.0或更高至22或更低，更优选至18或更低的范围内，更优选为10或更高至15或更低，特别优选为4.0或更高至9.0或更低并且非常特别优选为4.5或更高至8.0或更低。

根据本发明的液晶介质优选具有在1.0V或更高至5.0伏或更低，优选至2.5或更低的范围内的相对低值的阈值电压(V₀)，优选1.2V或更高至2.2V或更低，特别优选1.3V或更高至2.0V或更低。

此外，根据本发明的液晶介质具有在液晶盒中的高值的VHR。

在20℃下在新填充的液晶盒中，这些介质在液晶盒中的VHR值大于或等于95％，优选大于或等于97％，特别优选大于或等于98％，并且非常特别优选大于或等于99％，并且在100℃的烘箱中5分钟后，在液晶盒中它们大于或等于90％，优选大于或等于93％，特别优选大于或等于96％，并且非常特别优选大于或等于98％。

通常，具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质比具有更高寻址电压或阈值电压的液晶介质具有更低的VHR，反之亦然。

各个物理性质的这些优选值也优选在每种情况下由根据本发明的介质彼此组合保持。

在本申请中，术语“化合物”，也写为“一种或多种化合物”，是指一种和多种化合物，除非另有明确说明。

在优选的实施方案中，根据本发明的液晶介质包含

一种或多种式I化合物，优选选自式I-1和/或I-23，和/或

一种或多种式II的化合物，优选选自式PUQU-n-F,CDUQU-n-F,APUQU-n-F和PGUQU-n-F,和/或CPUQU-n-F，和/或

一种或多种式III的化合物，优选选自式CCP-n-OT,CGG-n-F,和CGG-n-OD，和/或

一种或多种式IV和/或V的化合物，优选选自式CC-n-V,CCP-n-m,CCP-V-n,CCP-V2-n和CGP-n-n，和/或

任选地，优选必须地，一种或多种式IV的化合物优选选自式CC-n-V,CC-n-Vm,CC-n-mVl和CC-nV-Vm,优选CC-3-V,CC-3-V1,CC-4-V,CC-5-V,CC-3-2V1和CC-V-V,特别优选选自化合物CC-3-V,CC-3-V1,CC-4-V,CC-3-2V1和CC-V-V,非常特别优选化合物CC-3-V,并且任选(一种或多种)另外的化合物CC-4-V和/或CC-3-V1和/或CC-3-2V1和/或CC-V-V,和/或

任选地，优选必须地，一种或多种式V的化合物优选选自式CCP-V-1和/或CCP-V2-1。

对于本发明，除非在个别情况下另有说明，否则以下定义适用于组合物成分的说明：

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

-“主要由……组成”：组合物中所讨论的成分的浓度优选为50％或更高，特别优选为55％或更高，并且非常特别优选60％或更高，

-“基本上由……组成”：组合物中所讨论的成分的浓度优选为80％或更高，特别优选为90％或更高，并且非常特别优选为95％或更高，和

-“几乎完全由......组成”：组合物中所讨论的成分的浓度优选为98％或更高，特别优选为99％或更高，并且非常特别优选为100.0％。

这既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，也适用于具有其成分的组分，所述成分即化合物。仅就单个化合物相对于整个介质的浓度而言，术语包括意指：所讨论的化合物的浓度优选为1％或更高，特别优选为2％或更高，非常特别优选为4％或更高。

对于本发明，“≤”表示小于或等于，优选小于，“≥”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,

表示顺式和反式-1,4-亚环己基的混合物,

并且

表示1,4-亚苯基。

对于本发明，表述“介电正性化合物”是指具有△ε>1.5的化合物，表述“介电中性化合物”是指其中-1.5≤△ε≤1.5的那些并且表述“介电负性化合物”是指其中△ε<-1.5的那些。

用于测量介电正性和介电中性化合物的Δε的主体混合物是ZLI-4792，并且用于介电负性化合物的是ZLI-2857，均来自Merck，KGaA，Germany。待研究的各化合物的值由加入待研究的化合物后主体混合物的介电常数的变化，并外推至所用化合物的100％得到的。待研究的化合物以10％的量溶解在主体混合物中。如果物质的溶解度对于该目的而言太低，则浓度逐步减半，直到可以在所需温度下进行研究。

如果需要，根据本发明的液晶介质还可以包含其他添加剂，例如稳定剂和/或多氯酸盐，例如通常量的二色性染料和/或手性掺杂剂。基于整个混合物的量，这些添加剂的用量优选总计为0％或更多至10％或更少，特别优选为0.1％或更多至6％或更少。所使用的各化合物的浓度优选为0.1％或更多至3％或更少。当指定液晶介质中液晶化合物的浓度和浓度范围时，通常不考虑这些和类似添加剂的浓度。

在一个特定的实施方案中，根据本发明的液晶介质可包含聚合物前体，其包含一种或多种反应性化合物，优选反应性介晶，并且如果必须的话，还以通常的量包含另外的添加剂，例如聚合引发剂和/或聚合调节剂。基于整个混合物的量，这些添加剂的使用量总计为0％或更多至10％或更少，优选为0.1％或更多至2％或更少。当指定液晶介质中液晶化合物的浓度和浓度范围时，不考虑这些和类似添加剂的浓度。

组合物由多种化合物组成，优选3或更多种至30或更少种，特别优选6或更多种20或更少种，非常特别优选10或更多种至16或更少种的化合物，它们以常规方式混合。通常，所需量的以较少量使用的组分溶解在构成混合物主要成分的组分中。这在升高的温度下有利地进行。如果所选温度高于主要成分的清亮点，则特别容易观察到溶解操作的完成。但是，也可以用其他常规方法制备的液晶混合物，例如使用预混合或从所谓的“多-瓶体系”。

根据本发明的混合物表现出具有65℃或更高的清亮点的非常宽的向列相范围，非常有利的电容阈值，相对较高的保持率的值，同时在-30℃和-40℃下非常好的低温稳定性。此外，根据本发明的混合物特征在于低的旋转粘度γ₁。

对于本领域技术人员来说，根据本发明的介质还可以包括其中例如H，N，O，Cl，F已被相应的同位素替代的化合物。

根据本发明的IPS液晶显示器的结构对应于通常的几何形状，例如在US2001022569A或US 2002030782A所描述的。

根据本发明的液晶相可以通过合适的添加剂进行改性，使得它们可以用于任何类型的，例如迄今为止公开的IPS和FFS LCD显示器。

下面的表E表示可被添加到根据本发明的混合物中可能的掺杂剂。如果混合物包含一种或多种掺杂剂，则其量为0.01％至4％，优选0.1％至1.0％。

例如，可以加入到本发明混合物中的另外的稳定剂，优选含量为0.001％至6％，特别是0.1％至3％，如下表F所示。

在本发明的一个优选实施方案中，液晶介质另外包含选自酚类的稳定剂，更优选2,6-二叔丁基苯酚的衍生物，其优选为下表F中列出的那些酚，且最优选选自式S-1和S-2：

其中，

R^S表示具有1至9个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至9个C原子的烯基，烯氧基或烷氧基烷基。

特别优选的式S-1或S-2的结构是式S-1-3和S-2-3的化合物：

为了本发明的目的，除非另有明确说明，所有的浓度以重量百分比表示，并相对于相应的整体混合物或整体混合成分，除非另有明确说明。在本文中，术语“混合物”描述液晶介质。

除非另有明确说明，本申请中指出的所有温度值，例如熔点T(C，N)，近晶(S)到向列(N)相转变T(S，N)和清亮点T(N，I)，以摄氏度(℃表示)，并且所有的温度差相应由度数差(°或度)表示。

对于本发明，除非另有明确说明，术语“阈值电压”涉及电容阈值(V₀)，也被称为Freedericks阈值。

除非另有明确说明，否则所有物理性质均已根据"Merck Liquid Crystals，Physical Properties of Liquid Crystals"，Status Nov.1997，Merck KGaA，Germany测定，并且温度为20℃，△n在436nm，589nm和633nm下测定，且△ε在1kHz下测定。

本文化合物的介电各向异性是通过在液晶主体中溶解10％的化合物并在每种情况下在1kHz下在至少一个具有20μm盒厚度具有垂面和沿面配向的测试盒中测定所得混合物的电容来确定。测量电压通常是0.3V至1.0V，但总是低于所研究的相应液晶混合物的电容阈值。

使用Merck生产的测试盒确定阈值电压以及所有其他电光特性。用于测定△ε的测试盒具有约20μm的盒厚度。电极是面积为1.13cm²的圆形ITO电极和保护环。对于垂面取向(ε_||)，取向层是来自Nissan Chemicals,Japan的SE-1211，对于沿面取向(ε_⊥)，取向层是来自JSR，Japan的聚酰亚胺AL-1054。使用Solatron 1260频率响应分析仪使用电压为0.3V_rms的正弦波确定电容。电光测量中使用的光是白光。这里使用来自Autronic-Melchers，Germany的可商购获得的DMS仪器的设置。在垂直观察下确定了特征电压。已经分别确定了10％，50％和90％相对对比度的阈值(V₁₀)，中灰度(V₅₀)和饱和电压(V₉₀)。

除非另有说明，不将手性掺杂剂添加到所用的液晶混合物中，但后者也特别适用于需要这种类型的掺杂的应用。

旋转粘度使用旋转永磁体法和改进的Ubbelohde粘度计中的流动粘度测定。对于液晶混合物ZLI-2293，ZLI-4792和MLC-6608，所有产品来自Merck KGaA，Darmstadt，Germany，在20℃下测定的旋转粘度值分别为161mPa·s，133mPa·s和186mPa·s，且流动粘度值(ν)分别为21mm²·s^-1,14mm²·s^-1和27mm²·s^-1。

出于实际目的，材料的分散可以以下列方式方便地表征，除非另有明确说明，在本申请中使用该方式。双折射率的值是在20℃的温度下在几个固定波长下使用改进的Abbé折射仪测定的，该折射仪在棱镜与材料接触的侧面上具有垂面配向表面。双折射率值在特定的波长436nm(相应选择的低压汞灯的光谱线)，589nm(钠“D”线)和633nm(HE-Ne激光的波长，与衰减器/扩散器组合使用，以防止对观察者眼睛的损伤)下测定。在下表中，△n在589nm下给出且△(△n)作为△(△n)＝△n(436nm)-△n(633nm)给出。

除非另有明确说明，否则使用下面的符号：

V₀ 20℃时的阈值电压，电容[V],

n_e 在20℃和589nm下测得的非常折射率,

n_o 在20℃和589nm下测得的寻常折射率,

△n 在20℃和589nm下测得的光学各向异性,

λ 波长λ[nm],

△n(λ) 在20℃和波长λ下测得的光学各向异性,

△(△n) 定义为△n(20℃,436nm)-△n(20℃,633nm)的光学各向异性变化，

△(△n^*) 定义为△(△n)/△n(20℃,589nm)的“光学各向异性相对变化”，

ε_⊥ 在20℃和1kHz下的垂直于指向矢的电介质极化率,

ε_|| 在20℃和1kHz下的平行于指向矢的电介质极化率,

△ε 在20℃和1kHz下的介电各向异性,

T(N,I) 或clp.清亮点[℃],

ν 在20℃下测得的流动粘度[mm²·s^-1],

γ₁ 在20℃下测得的旋转粘度[mPa·s],

k₁₁ 20℃下的弹性常数，“展开”变形[pN],

k₂₂ 20℃下的弹性常数，“扭曲”变形[pN],

k₃₃ 20℃下的弹性常数，“弯曲”变形[pN],

LTS 在测试盒中确定的低温稳定性,

VHR 电压保持率,

△VHR 电压保持率的降低，

S_rel VHR的相对稳定性,

以下实施例解释本发明而不是限制本发明。然而，它们表明本领域技术人员优选的混合物与优选使用的化合物的概念及其各自的浓度和它们的组合。此外，这些实施例说明了适宜的属性和属性组合。

对于本发明和以下实施例，液晶化合物的结构用首字母缩写词表示，按照下表A至C转化成化学式。所有基团C_nH_2n+1,C_mH_2m+1和C_lH_2l+1或C_nH_2n,C_mH_2m和C_lH_2l都是直链烷基或亚烷基，在每种情况下分别具有n，m和l个C原子。优选地，n，m和l彼此独立地为1,2,3,4,5,6或7。表A显示了化合物核的环元素的代码，表B列出了桥连单元，和表C列出了分子的左手和右手末端基团的符号的含义。首字母缩略词由环形元素的代码和可选的连接基团构成，后面跟第一个连字符和左手末端基团的代码，和第二个连字符和右手末端基团的代码。表D显示了化合物的说明性结构及其各自的缩写。

表A：环元素

表B：桥接单元

表C：末端基团

其中n和m各自为整数，并且三个点“...”是该表中的其它缩写的占位符。

除式B化合物外，根据本发明的混合物优选还包含一种或多种下述化合物。

使用以下缩写：

(n，m，k和l彼此独立地各自为整数，优选为1至9，优选为1至7，k和l可能也为0并且优选为0至4，更优选为0或2最优选2，n优选为1,2,3,4或5，在“-nO-”的组合中，其优选为1,2,3或4，优选为2或4，m优选为1,2,3,4或5，在组合“-Om”中，其优选为1,2,3或4，更优选为2或4。组合“-lVm”优选为“2V1”。)

表D

示例性的优选介电正性化合物

示例性优选的介电中性化合物

表E显示了手性掺杂剂，其优选用于根据本发明的混合物中

表E

在本发明的一个优选实施方案中，根据本发明的介质包含一种或多种选自表E的化合物。

表F显示了除了式I化合物外，还可优选在根据本发明的混合物中使用的稳定剂。此处参数n表示1至12范围内的整数。具体地，所示苯酚衍生物由于它们作为抗氧化剂可用作额外的稳定剂。

表F

其中n彼此独立地为1,2,3,4,5,6或7。

实施例

以下实施例解释本发明而不以任何方式限制本发明。然而，物理性质使本领域技术人员清楚可以实现什么性质以及它们可以在何种范围内进行改性。特别地，因此可以为本领域技术人员很好地定义可以优选地实现的各种性质的组合。

使用以下可聚合的稳定剂(可聚合哌啶衍生物)：

来源:Santa Cruz Biotechnology Inc.(CAS 31582-45-3)

添加剂的合成实施例

示例性的式I化合物如下合成或根据WO 2016/116119 A1(实施例)合成。

合成实施例

化合物RH-2如下制备。

将4-羟基TEMPO(8.00g，45.5mmol)和4-(二甲基氨基)吡啶(0.30g，2.46mmol)加入到100ml DCM中。冷却至2℃后，将三乙胺(25.00ml，180.35mmol)加入上述溶液中，然后滴加3-溴-丙酰氯(6.00ml，50.6mmol)的50ml DCM溶液。加完后，将反应混合物温热至室温。在通过TLC指示完全转化后，加入氯化铵水溶液。用DCM萃取水相。合并有机相，用无水硫酸钠干燥，并过滤。在真空中除去溶剂后，将固体残余物通过硅胶柱色谱纯化，用DCM/甲基叔丁基醚(MTBE)95：5作为洗脱剂，并进一步从庚烷/MTBE重结晶，得到作为红色晶体的3(4.2g，m.p.102℃)。

¹H-NMR(CDCl₃,500MHz):δ(ppm):6.54(br.m.,1H,H_烯烃),6.24(br.m.,1H,H_烯烃),6.00(br.m.,1H,H_烯烃),MS(EI⁺)m/z:[M]⁺对于C₁₂H₂₀NO₃的计算值:226.3；测量值226.1。

额外的稳定剂

作为额外的稳定剂，可以有利地使用选自结构S-1-3或S-2-3的化合物，其具有以下结构：

混合物实施例

使用如下主体混合物H1至H4制备根据本发明的实施例：

H1：向列型主体混合物

H2：向列型主体混合物

H3：向列型主体混合物

H4：向列型主体混合物

比较实施例A

通过混合主体混合物H1与0.05％重量的不可聚合稳定剂S-1-3制备混合物(A)。研究混合物在背光负载测试之前和之后的电压保持率。

混合物实施例1

向比较实施例(A)的混合物(A)中加入浓度为0.01％重量的可聚合添加剂RH-1。

混合物实施例2

向比较实施例(A)的混合物(A)中加入浓度为0.01％重量的可聚合添加剂RH-2。

VHR测量：在背光负载下可聚合哌啶衍生物的影响

具有(a)摩擦的聚酰亚胺和(b)光配向的聚酰亚胺的测试盒填充前述实施例的介质。对于(a)和(b)在强光负载(120min)之前和之后测量测试盒的电压保持率(VHR)(表1和2)。照射的光相当于500h的用于显示器的典型白色CCFL背光。

表1：具有摩擦的聚酰亚胺(AL16301，JSR Corp.)的VHR结果：

^*BL＝背光负载测试；120小时加速LED基背光

表2：具有光配向聚酰亚胺的结果：

^*BL＝背光负载测试；120小时加速LED基背光

比较实施例B

通过混合主体混合物H1与0.05％重量的不可聚合稳定剂S-2-3制备混合物(B)。研究混合物在背光负载测试之前和之后的电压保持率。

混合物实施例3

向比较实施例(B)的混合物(B)中加入浓度为0.01％重量的可聚合添加剂RH-1。

混合物实施例4

向比较实施例(B)的混合物(B)中加入浓度为0.01％重量的可聚合添加剂RH-2。

VHR测量：在背光负载下可聚合哌啶衍生物的影响

具有(a)摩擦的聚酰亚胺和(b)光配向的聚酰亚胺的测试盒填充前述实施例的介质并如上测量VHR(表3和4)。

表3：具有摩擦的聚酰亚胺(AL16301，JSR Corp.)的VHR结果：

^*BL＝背光负载测试；144小时加速LED基背光

表4：具有光配向聚酰亚胺的结果：

^*BL＝背光负载测试；120小时加速LED基背光

通过使用如式RH-1或RH-2这样化合物的可聚合添加剂，避免了在背光负载之后的VHR下降。填充实施例1至4的混合物的测试盒显示在背光负荷后VHR较小的降低，而没有任何可聚合添加剂的对比实施例(比较实施例A和B)显示VHR的显著下降。

Claims

1.具有向列相和1.5或更大的介电各向异性(△ε)的液晶介质，其特征在于，其包含至少一种可聚合的式I化合物或含有其聚合形式的聚合物，

P-Sp-(A²-Z²-A¹)_m1-Z¹-T I

其中基团彼此独立地以及在每次出现时相同或不同地，具有下面的含义：

T选自下式的基团

R^g表示H，或具有1至10个C原子的直链或支链烷基或烷氧基烷基，或苄基，

R^a,R^b,R^c,R^d表示具有1至10个C原子的直链或支链烷基，

P表示乙烯氧基，丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，氟代丙烯酸酯基，氯代丙烯酸酯基，氧杂环丁烷基或环氧基，

Sp表示间隔基团或单键，

Z¹表示-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-OCH₂-,-CH₂O-,-SCH₂-,-CH₂S-,-CF₂O-,-OCF₂-,-CF₂S-,-SCF₂-,-(CH₂)_n-,-CF₂CH₂-,-CH₂CF₂-,-(CF₂)_n-,-CH＝CH-,-CF＝CF-,-CH＝CF-,-CF＝CH-,-C≡C-,-CH＝CH-CO-O-,-O-CO-CH＝CH-,-CH₂-CH₂-CO-O-,-O-CO-CH₂-CH₂-,-CR⁰⁰R⁰⁰⁰-或单键,条件是,如果m1是0并且Sp是单键，则Z¹是单键,

Z²,Z³表示-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-OCH₂-,-CH₂O-,-SCH₂-,-CH₂S-,-CF₂O-,-OCF₂-,-CF₂S-,-SCF₂-,-(CH₂)_n-,-CF₂CH₂-,-CH₂CF₂-,-(CF₂)_n-,-CH＝CH-,-CF＝CF-,-CH＝CF-,-CF＝CH-,-C≡C-,-CH＝CH-CO-O-,-O-CO-CH＝CH-,-CH₂-CH₂-CO-O-,-O-CO-CH₂-CH₂-,-CR⁰⁰R⁰⁰⁰-或单键,

R⁰⁰,R⁰⁰⁰表示H，或具有1至12个C原子的烷基,

R表示P-Sp-,H,F,Cl,CN,或具有1至25个C原子的直链，支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻CH₂-基团任选地被-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F,Cl或P-Sp-替代,或者R是选自式1,2,3和4的基团，

L表示P-Sp-,F,Cl,CN,或具有1至25个C原子的直链，支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻CH₂-基团任选地被-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F,Cl或P-Sp-替代，或者L是选自式1,2,3和4的基团，

m1表示0,1,2,3或4,

m2表示0,1,2,3或4,和

n表示1,2,3或4。

2.根据权利要求1的介质，其特征在于，在式I中m1为0或1。

3.根据权利要求1或2的介质，其特征在于，式I化合物是选自这样的式的化合物，其中T选自下式的基团，

或

其中

R^a， R^b， R^c， R^d独立地为具有1至10个C原子的直链或支链烷基。

4.根据权利要求1至3中至少一项的介质，其特征在于，其包含一种或多种选自式II和III的化合物

其中

R²表示具有1至7个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个C原子的烯基，烯氧基，烷氧基烷基或氟代烯基，

每次出现时彼此独立地表示

L²¹和L²²表示H或F,

X²表示卤素，具有1至3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基，

m表示0,1,2或3,

R³表示具有1至7个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个C原子的烯基，烯氧基，烷氧基烷基或氟代烯基，

每次出现时彼此独立地是

L³¹和L³²,彼此独立地，表示H或F,

X³表示卤素，具有1至3个C原子的卤代烷基或烷氧基，或具有2或3个C原子的卤代烯基或烯氧基,F,Cl,-OCF₃,-OCHF₂,-O-CH₂CF₃,-O-CH＝CF₂,-O-CH＝CH₂或-CF₃,

Z³表示-CH₂CH₂-,-CF₂CF₂-,-COO-,反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-,-CH₂O-或单键,和

n表示0,1,2或3。

5.根据权利要求1至4中至少一项的液晶介质，其特征在于，其包含一种或多种选自式IV和V的介电中性化合物：

其中

R⁴¹和R⁴²,彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个C原子的烯基，烯氧基，烷氧基烷基或氟代烯基，

彼此独立地并且,如果

出现两次,

也是彼此独立地表示

Z⁴¹和Z⁴²,彼此独立地，并且如果Z⁴¹出现两次，也是彼此独立地表示-CH₂CH₂-,-COO-,反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-,-CH₂O-,-CF₂O-,-C≡C-或单键,

p表示0,1或2,

R⁵¹和R⁵²,彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，具有2至7个C原子的烯基，烯氧基，烷氧基烷基或氟代烯基，

至

如果存在，各自彼此独立地表示

Z⁵¹至Z⁵³各自彼此独立地表示-CH₂-CH₂-,-CH₂-O-,-CH＝CH-,-C≡C-,-COO-或单键，和

i和j各自彼此独立地表示0或1。

6.根据权利要求5的液晶介质，其特征在于，其包含一种或多种选自式S-1和S-2的化合物

其中，

R^s表示具有1至9个C原子的烷基，烷氧基，氟代烷基或氟代烷氧基，或具有2至9个C原子的烯基，烯氧基或烷氧基烷基。

7.根据权利要求1至6中至少一项的介质，其特征在于，在整个介质中，式I化合物的总浓度是0.001％或更高至0.05％或更低。

8.根据权利要求1至7中至少一项的介质，其特征在于，其另外地包含一种或多种式IV-A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或具有2至7个C原子的未取代的烯基，和

R⁴²表示具有1至7个C原子的未取代的烷基，具有2至7个C原子的未取代的烯基，或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基。

9.电光显示器或电光组件，其特征在于，其包含根据权利要求1至8中至少一项的液晶介质。

10.根据权利要求9的显示器，其特征在于，其基于IPS或FFS模式。

11.根据权利要求9或10的显示器，其特征在于，其包含有源矩阵寻址器件。

12.根据权利要求1至8中至少一项的介质在电光显示器或电光组件中的用途。

13.制备根据权利要求1至8中一项或多项的液晶介质的方法，其特征在于将一种或多种式I化合物与一种或多种另外的介晶化合物和任选的一种或多种添加剂混合。