TW202136481A - 液晶裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種液晶裝置，其包含至少兩個相對之透明基板，夾在該等相對基板之間的至少一個液晶轉換層，該液晶轉換層包含一或多種聚合之式I光反應性液晶原，
Figure 110104879-A0101-11-0001-1
其中R11 、R21 、A11 、A、Z、X11 、X21 、Y11 、Y12 、Sp11 、Sp21 、o、p、x及y具有技術方案1給定之含義中之一者，及一或多種向列型化合物，提供在該等相對基板之一或兩者上之電極結構，其中該等基板中之一或多者另外配備與該LC轉換層相鄰之光柵或透鏡結構。本發明進一步係關於一種產生該液晶裝置之方法，係關於該液晶裝置在各種類型之光學及電光裝置中之用途，且係關於包含該液晶裝置之電光裝置。

Description

液晶裝置
本發明係關於一種液晶裝置，其包含至少兩個相對之透明基板，夾在該等相對基板之間的至少一個液晶轉換層，該液晶轉換層包含一或多種聚合之式I光反應性液晶原，
Figure 02_image007
其中R11 、R21 、A11 、 A、Z、X11 、X21 、Y11 、Y12 、Sp11 、Sp21 、o、p、x及y具有技術方案1給定之含義中之一者，及一或多種向列型化合物，提供在該等相對基板之一或兩者上之電極結構，其特徵在於該等基板中之一或多者對應於光柵或透鏡結構或該等基板另外配備與該LC轉換層相鄰之光柵或透鏡結構。
本發明進一步係關於一種產生該液晶裝置之方法，係關於該液晶裝置在各種類型之光學及電光裝置中之用途，且係關於包含該液晶裝置之電光裝置。
精確定位雷射光束或光線對實際應用而言至關重要，該等實際應用諸如光偵測及測距(LiDAR)、顯示器、顯微鏡術、光鉗及雷射精密加工。例如，作為促進光束轉向技術之最關鍵應用，LiDAR可在三維(3D)空間中繪製風景圖並充當用於以下之賦能技術：空間站導航、望遠鏡對接，及自動駕駛汽車、無人機，及水下車輛。迄今為止，已證實過多光束轉向方法。
一般而言，可將光束轉向方法分為兩組：機械及非機械光束控制。機械方法包括掃描/旋轉鏡、旋轉棱鏡、壓電致動器及微機電系統(MEMS)鏡。在另一方面，僅舉幾例，非機械選擇包括聲光及電光偏轉器、電潤濕，及液晶(LC)技術。
儘管傳統機械光束轉向裝置相當堅固，但一些技術問題仍留待克服，諸如相對短使用壽命、重質、大功耗及高成本。相比之下，最新研發之機械及非機械光束轉向器顯示解決此等缺點之希望。作為有力候選者，基於LC之光束轉向器可為輕型、結構緊湊、功耗低且廉價的。
LC為自組裝軟質材料，其等由具有定向順序之某些各向異性分子構成。LC可對各種外部刺激(包括熱、電場及磁場，及光)作出反應。例如，在存在電場之情況下，由於LC分子之光學及介電各向異性兩者，LC指向矢可重新定向，導致折射率調製(雙折射)。使用此簡單原理，可藉由在二維(2D)陣列中像素化此等折射率調製器，建立LC空間光調製器(SLM)，亦稱為LC光學相控陣列(OPA)。儘管早在三十年多前已研發基於LC之OPA，但其等仍在繼續發展。同時，亦已出現其他基於LC之光束轉向器，諸如複合棱鏡、電阻電極、LC包層波導、潘恰拉特南-貝瑞(Pancharatnam-Berry)相偏轉器及LC體積光柵，其等針對新穎應用顯示巨大之潛力。
基於液晶之光束轉向或光束聚焦裝置描述(例如)於US 2002/003601 A1、US 2007/0182915 A1或US 2019/0318706 A1中。
詳細地，US 2002/003601 A1揭示使用電氣操縱之光束轉向之系統，該系統包含光柵及液晶材料。
US 2007/0182915 A1揭示液晶繞射透鏡元件及光學頭裝置，其可由單個元件切換出射光及返回光兩者之焦距。
US 2019/0318706 A1揭示一種顯示裝置，其包括具有經組態以顯示子訊框序列之像素陣列之電子顯示器，及影像移位電光裝置，可操作該影像移位電光裝置以移位與子訊框序列同步之顯示像素陣列之影像之至少一部分，來形成偏移子訊框影像序列，用於提供增強之影像解析度，複合影像中之像素校正。影像移位電光裝置可包括與偏振光柵串聯之偏振開關用於在與顯示連續子訊框協同之偏移影像位置之間移位影像像素。
上文描述之光束轉向或光束聚焦裝置均需配向層(諸如聚醯亞胺)，以首先在所需定向上定向液晶體。
對產生聚醯亞胺層、對該層之處理並用凸緣或聚合物層改善作出之努力係相對較大的。因此，期望一種簡化技術，該簡化技術一方面降低生產成本，且另一方面有助於最佳化影像品質(視角依賴性、對比度、響應時間)。
摩擦之聚醯亞胺已長期用於定向液晶。摩擦過程引起數種問題：雲紋(mura)、污染、靜電釋放問題、碎屑等。
此外，聚醯亞胺層通常在較高溫度下退火，且因此，由於其等對較高溫度之敏感性，非所有基板材料或基板堆疊均可利用。
另一態樣係典型之配向方法，諸如摩擦之聚醯亞胺層，當基板之表面特徵過深或結構化程度過深時，無法提供合適之配向。
光配向係用於達成液晶(LC)配向之技術，該技術藉由以配向表面之光誘導之定向順序替代光配向避免摩擦。此可通過光解、光二聚化及光異構化之機制(N.A. Clark等人，Langmuir 2010, 26(22), 17482-17488，及其中引用之參考文獻)藉助於偏振光達成。然而，仍需包含光反應性基團之經適當衍生之聚醯亞胺層。此外，需在電位起伏及/或表面處理方面具有均勻之表面錨定能及/或均勻表面之基板。因此，另一改善將係完全避免使用聚醯亞胺。
關於VA顯示器，此係藉由向LC添加自配向劑達成，該自配向劑藉由如WO 2012/104008及WO 2012/038026中揭示之自組裝機制原位誘導垂直配向。
關於平面配向之顯示模式，特定言之，關於FFS或IPS模式，此係藉由添加光反應性液晶原達成，該等光反應性液晶原可原位光配向液晶混合物，即如(例如) WO 2019/206791中揭示，在組裝顯示器後，藉助於線性偏振光進行光配向。然而，僅描述在電位起伏及/或表面處理方面具有均勻表面錨定能及/或均勻表面之基板。
與顯示器應用相反，光束轉向裝置或光束聚焦裝置通常利用結構化或非均勻基板，諸如光柵或透鏡結構或甚至與聚醯亞胺(PI)層之焙烤過程不相容之塑膠基板。
因此，亟需不利用另外配向層或無需對個別基板進行PI處理且因此依賴於平坦表面之光束轉向裝置或光束聚焦裝置。
出乎意料地，發明人已發現上文提及之目的中之一或多者可藉由提供一種液晶裝置達成，該液晶裝置包含至少兩個相對之透明基板，夾在該等相對基板之間的至少一個液晶轉換層，該液晶轉換層包含一或多種聚合光反應性液晶原及一或多種向列型化合物，提供在該等相對基板之一或兩者上之電極結構，其特徵在於該等基板中之一或多者對應於光柵或透鏡結構或該等基板另外配備與該LC轉換層相鄰之光柵或透鏡結構。
熟習此項技術者自下列實施方式將立即顯而易見本發明之其他目的。
術語及定義 根據本發明之光反應性基團係分子之官能基，其一經可被該分子吸收之合適波長之光照射，即藉由鍵旋轉、骨架重排或原子或基團轉移或藉由二聚化引起該分子之幾何變化。
如本文使用之術語「液晶原基團」為熟習此項技術者已知並描述於參考文獻中，且意謂由於其吸引及排斥相互作用之各向異性，因此基本上有助於在低分子量或聚合物質中引起液晶(LC)相之基團。含有液晶原基團之化合物(液晶原化合物)未必具有LC相本身。液晶原化合物亦可能僅在與其他化合物混合後及/或在聚合後顯示LC相行為。典型液晶原基團係(例如)剛性桿或盤形單元。結合液晶原或LC化合物一起使用之術語及定義之概述於Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368中給定。
根據本發明之光反應性液晶原係包含一或多個光反應性基團之液晶原化合物。
光反應性基團之實例係-C=C-雙鍵及偶氮基(-N=N-)。
包含此等光反應性基團之分子結構及子結構之實例係二苯乙烯、(1,2-二氟-2-苯基-乙烯基)-苯、桂皮酸鹽、4-苯基丁-3-烯-2-酮、查耳酮、香豆素、色酮、戊搭烯酮(pentalenone)及偶氮苯。
根據本申請案，術語「線性偏振光」意謂至少部分線性偏振之光。較佳地，配向光係以大於5:1之偏振度線性偏振。該線性偏振光之波長、強度及能量係取決於可光配向材料之光敏性選擇。通常，該等波長係於UV-A、UV-B及/或UV-C範圍或可見範圍中。較佳地，該線性偏振光包含波長小於450 nm，更佳小於420 nm之光，同時該線性偏振光較佳包含波長長於280 nm，較佳大於320 nm，更佳超過350 nm之光。
術語「有機基團」表示碳或烴基。
術語「碳基」表示含有至少一個碳原子之單價或多價有機基團，其中此不含有其他原子(諸如，例如，-C≡C-)或視需要含有一或多個其他原子，諸如，例如，N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge (例如羰基等)。術語「烴基」表示另外含有一或多個H原子及視需要一或多個雜原子(諸如，例如，N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)之碳基。
「鹵素」表示F、Cl、Br或I。
碳或烴基可為飽和或不飽和基團。不飽和基團係(例如)芳基、烯基或炔基。具有3或更多個原子之碳或烴基可為直鏈、分支鏈及/或環形的且亦可含有螺連接或稠環。
術語「烷基」、「芳基」、「雜芳基」等亦包含多價基團，例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基等。
術語「芳基」表示芳族碳基，或由其衍生之基團。術語「雜芳基」表示如上文定義之「芳基」，其含有一或多個雜原子。
較佳之碳及烴基係具有1至40，較佳1至25，特別佳1至18個C原子之視需要經取代之烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基，具有6至40，較佳6至25個C原子之視需要經取代之芳基或芳氧基，或具有6至40，較佳6至25個C原子之視需要經取代之烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基。
其他較佳之碳及烴基係C1 -C40 烷基、C2 -C40 烯基、C2 -C40 炔基、C3 -C40 烯丙基、C4 -C40 烷基二烯基、C4 -C40 多烯基、C6 -C40 芳基、C6 -C40 烷基芳基、C6 -C40 芳基烷基、C6 -C40 烷基芳氧基、C6 -C40 芳基烷氧基、C2 -C40 雜芳基、C4 -C40 環烷基、C4 -C40 環烯基等。優先考慮C1 -C22 烷基、C2 -C22 烯基、C2 -C22 炔基、C3 -C22 烯丙基、C4 -C22 烷基二烯基、C6 -C12 芳基、C6 -C20 芳基烷基及C2 -C20 雜芳基。
其他較佳之碳及烴基係具有1至40，較佳1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環形烷基基團，其等未經取代或經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一或多個非相鄰CH2 基團可各彼此獨立地經-C(Rz )=C(Rz )-、-C≡C-、-N(Rz )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換。
Rz 較佳表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環形烷基鏈，其中，另外，一或多個非相鄰C原子可經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換，且其中一或多個H原子可經氟置換，具有6至40個C原子之視需要經取代之芳基或芳氧基，或具有2至40個C原子之視需要經取代之雜芳基或雜芳氧基。
較佳之烷基係(例如)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基及全氟己基。
較佳之烯基係(例如)乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基及環辛烯基。
較佳之炔基係(例如)乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基及辛炔基。
較佳之烷氧基係(例如)甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基及正十二烷氧基。
較佳之胺基係(例如)二甲基胺基、甲基胺基、甲基苯基胺基及苯基胺基。
芳基及雜芳基可為單環或多環的，即其等可含有一個環(諸如，例如，苯基)或兩個或更多個環，該等環亦可稠合(諸如，例如，萘基)或共價結合(諸如，例如，聯苯)，或含有稠合及連接環之組合。雜芳基含有一或多個雜原子，該等雜原子較佳選自O、N、S及Se。此類型之環系統亦可含有個別非共軛單元，例如，如在茀基本結構中之情況下。
優先考慮具有6至25個C原子之單環、雙環或三環芳基及具有2至25個C原子之單環、雙環或三環雜芳基，其等視需要含有稠環且視需要經取代。此外，優先考慮5、6或7員芳基及雜芳基，其中，另外，一或多個CH基團可經N、S或O以O原子及/或S原子非彼此直接連接之方式置換。
較佳之芳基係衍生自(例如)母體結構苯、聯苯、聯三苯、[1,1':3',1'']聯三苯、萘、蒽、聯萘、菲、芘、二氫芘、䓛、苝、稠四苯、稠五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺二茀等。
較佳之雜芳基係(例如) 5員環，諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑，6員環，諸如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪，或縮合基團，諸如吲哚、異吲哚、吲哚嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘咪唑、菲咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪咪唑、喹喔啉咪唑、苯并噁唑、萘噁唑、蒽噁唑、菲噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、喋啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、吩噻嗪、苯噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮雜哢唑、苯并哢啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、二氫噻吩并[3,4-b]-1,4-戴奧辛、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩，或此等基團之組合。該等雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。
(非芳族)脂環族及雜環基包含飽和環，即彼等僅含有單鍵者，及部分不飽和環，即彼等亦可含有多鍵者。雜環含有一或多個雜原子，該等雜原子較佳選自Si、O、N、S及Se。
(非芳族)脂環族及雜環基可為單環，即含有僅一個環(諸如，例如，環己烷)，或多環，即含有複數個環(諸如，例如，十氫萘或雙環辛烷)。優先考慮飽和基團。此外，優先考慮具有3至25個C原子之單環、雙環或三環基團，其等視需要含有稠環且視需要經取代。此外，優先考慮5、6、7或8員碳環基團，其中，另外，一或多個C原子可經Si置換及/或一或多個CH基團可經N置換及/或一或多個非相鄰CH2 基團可經-O-及/或-S-置換。
較佳之脂環族及雜環基係(例如) 5員基團，諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫呋喃、吡咯啶，6員基團，諸如環己烷、矽烷、環己烯、四氫哌喃、四氫噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶，7員基團，諸如環庚烷，及稠合基團，諸如四氫萘、十氫萘、茚烷、雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-橋亞甲基茚烷-2,5-二基。
芳基、雜芳基、碳及烴基視需要具有一或多個取代基，該等取代基較佳選自包含以下之群：矽基、磺酸基、磺醯基、甲醯基、胺、亞胺、腈、巰基、硝基、鹵素、C1-12 烷基、C6-12 芳基、C1-12 烷氧基、羥基，或此等基團之組合。
較佳之取代基係(例如)溶解度促進基團，諸如烷基或烷氧基，及拉電子基團，諸如氟、硝基或腈。
除非另有說明，否則上下文中亦稱為「L」之較佳取代基係F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz )2 、-C(=O)Y1 、-C(=O)Rz 、-N(Rz )2 ，其中Rz 具有上文指示之含義，及Y1 表示鹵素、具有6至40，較佳6至20個C原子之視需要經取代之矽基或芳基，及具有1至25，較佳2至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，其中一或多個H原子可視需要經F或Cl置換。
「經取代之矽基或芳基」較佳意謂經鹵素、-CN、Ry1 、-ORy1 、-CO-Ry1 、-CO-O-Ry1 、-O-CO-Ry1 或-O-CO-O-Ry1 取代，其中Ry1 具有上文指示之含義。
特別佳之取代基L係(例如) F、Cl、CN、CH3 、C2 H5 、-CH(CH3 )2 、OCH3 、OC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 ，此外苯基。
上下文中「鹵素」表示F、Cl、Br或I。
上下文中，術語「烷基」、「芳基」、「雜芳基」等亦包含多價基團，例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基等。
術語「指向矢」為先前技術中已知且意謂液晶分子之長分子軸(在桿狀化合物之情況下)或短分子軸(在盤形化合物之情況下)之較佳定向方向。在此等各向異性分子之單軸排序之情況下，該指向矢係各向異性之軸。
術語「配向」或「定向」涉及在稱為「配向方向」之共同方向上配向(定向排序)材料(諸如小分子或大分子之片段)之各向異性單元。在液晶材料之配向層中，液晶指向矢與配向方向一致，使得該配向方向對應於該材料之各向異性軸之方向。
術語「平面定向/配向」(例如在液晶材料層中)意謂一定比例之液晶分子之長分子軸(在桿狀化合物之情況下)或短分子軸(在盤形化合物之情況下)與該層之平面大體上平行(約180°)定向。
術語「垂直定向/配向」(例如在液晶材料層中)意謂一定比例之液晶分子之長分子軸(在桿狀化合物之情況下)或短分子軸(在盤形化合物之情況下)相對於該層之平面以介於約80°至90°之間的θ角(「傾斜角」)定向。
液晶材料之術語「均勻定向」或「均勻配向」(例如在材料層中)意謂液晶分子之長分子軸(在桿狀化合物之情況下)或短分子軸(在盤形化合物之情況下)大體上以相同之方向定向。換言之，液晶指向矢之線係平行的。
除非另有明確規定，否則本申請案中一般涉及之光之波長係550 nm。
本文中雙折射率Δn由下列方程式定義： Δn = ne - no 其中ne 係非常折射率及no 係尋常折射率且有效平均折射率nav. 由下列方程式給定： nav. = [(2 no 2 + ne 2 )/3]1/2 非常折射率ne 及尋常折射率no 可使用阿貝折射儀量測。
在本申請案中，術語「介電正性」用於Δε ＞ 3.0之化合物或組分，「介電中性」用於-1.5 ≤ Δε ≤ 3.0之化合物或組分及「介電負性」用於Δε ＜ -1.5之化合物或組分。Δε係以1 kHz之頻率及在20℃下測定。各別化合物之介電各向異性係自10%各別個別化合物於向列型主體混合物中之溶液之結果測定。在該各別化合物於主體介質中之溶解度小於10%之情況下，其濃度降低2倍，直至所得介質足夠穩定至至少容許測定其性質。較佳地，濃度至少保持在5%，然而，保持結果之顯著性盡可能高。在垂直及均質配向之單元中測定測試混合物之電容。兩種類型之單元之單元間隙係約20 µm。施加之電壓係頻率為1 kHz及均方根值通常為0.5 V至1.0 V之矩形波；然而，始終選擇低於各別測試混合物之電容臨限值之電壓。
Δε定義為(ε½½ - ε⊥)，而εav. 為(ε½½ + 2 ε⊥) / 3。化合物之介電電容率係自主體介質之各別值一經添加受關注之化合物即變化測定。將該等值外推至100%之受關注之化合物之濃度。典型之主體介質係ZLI-4792或ZLI-2857，兩者均可自Merck, Darmstadt購買獲得。
關於本發明，
Figure 02_image009
表示反式-1,4-伸環己基，
Figure 02_image011
表示1,4-伸苯基。
關於本發明，基團-CO-O-、-COO-、-C(=O)O-或-CO2 -表示式
Figure 02_image013
之酯基，及基團-O-CO-、-OCO-、-OC(=O)-、-O2 C-或-OOC-表示式
Figure 02_image015
之酯基。
此外，如C. Tschierske、G. Pelzl及S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368中給定之定義應適用於本申請案中與液晶材料相關之未定義之術語。
本發明係關於一種LC裝置，其包含至少兩個相對之透明基板，夾在該等相對基板之間的LC轉換層，該LC轉換層包含可自一或多種式I光反應性液晶原獲得之聚合物，
Figure 02_image017
其中 A11 表示選自下列基團之基團： a)   由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基構成之群，其中，另外，一或兩個CH基團視需要經N置換，且其中，另外，一或多個H原子視需要經L置換， b)   選自由以下組成之群之基團：
Figure 02_image019
Figure 02_image021
其中，另外，此等基團中之一或多個H原子視需要經L置換，及/或一或多個雙鍵視需要經單鍵置換，及/或一或多個CH基團視需要經N置換， A                      在每次出現時各彼此獨立地具有針對A11 之含義中之一者或 a) 由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基構成之群，其中，另外，一或多個非相鄰CH2 基團視需要經-O-及/或-S-置換，且其中，另外，一或多個H原子視需要經F置換，或 b) 由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基構成之群，其等中之各者亦可經L單取代或多取代， L                    在每次出現時相同或不同地表示-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2 、SF5 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz )2 、-C(=O)Rz 、-N(Rz )2 、視需要經取代之矽基、具有6至20個C原子之視需要經取代之芳基，或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈或環形烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，或X21 -Sp21 -R21 ， M                    表示-O-、-S-、-CH2 -、-CHRz -或-CRy Rz -， Ry 及Rz 各彼此獨立地表示H、CN、F或具有1至12個C原子之烷基，其中一或多個H原子視需要經F置換， Y11 及Y12 各彼此獨立地表示H、F、苯基或具有1至12個C原子之視需要氟化烷基， Z 在每次出現時彼此獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-OCF2 -、-CF2 O-、-(CH2 )n -、-CF2 CF2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-C≡C-， n                     表示介於2至8之間的整數， o及p                      各獨立地表示0、1或2， x及y 各獨立地表示0或1，然而前提條件為若x表示0，則y無法表示1， X11 及X21 在每次出現時彼此獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-O-COO-、-O-、-CH=CH-,   -C≡C-、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CF2 -CF2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-S-， Sp11 及Sp21 在每次出現時各獨立地表示單鍵或包含1至20個C原子之間隔基團，其中一或多個非相鄰及非末端CH2 基團視需要經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3 )-、-CO-、-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-、-CF2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH(OH)-、-CH(烷基)-、-CH(烯基)-、-CH(烷氧基)-、-CH(氧雜烷基)-、-CH=CH-或-C≡C-，然而以無兩個O原子彼此相鄰且無選自-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-及-CH=CH-之兩個基團彼此相鄰之方式置換， R11 表示P， R21 表示P、鹵素、CN、具有多達15個C原子之視需要氟化烷基或烯基，其中一或多個非相鄰CH2 -基團視需要經-O-、-S-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、O-C(O)-O-置換， P                           在每次出現時各彼此獨立地係可聚合基團， 及一或多種向列型化合物， 提供在該等相對基板之一或兩者上之電極結構， 其特徵在於該等基板中之一或多者對應於光柵或透鏡結構或該等基板另外配備與該LC轉換層相鄰之光柵或透鏡結構。
在本發明之一較佳實施例中，利用之基板為大體上透明的。適用於本發明之目的之透明材料為熟習此項技術者眾所周知。根據本發明，該等基板可(尤其)由以下構成：各彼此獨立地來自聚合材料、金屬氧化物(例如ITO)及玻璃或石英板，較佳各彼此獨立地為玻璃及/或ITO，特定言之玻璃/玻璃。
合適且較佳之聚合基板係(例如)以下之薄膜：環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚酯(諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)或三乙醯纖維素(TAC)，極佳PET或TAC薄膜。PET薄膜可(例如)自DuPont Teijin Films在商品名Melinex ®下購買獲得。COP薄膜可(例如)自ZEON Chemicals L.P.在商品名Zeonor ®或Zeonex ®下購買獲得。COC薄膜可(例如)自TOPAS Advanced Polymers Inc.在商品名Topas ®下購買獲得。
基板可由(例如)間隔物，特定言之印刷間隔物，或層中之突出結構彼此保持確定之間隔。典型之間隔物材料為專家眾所周知且選自(例如)塑膠、二氧化矽、環氧樹脂等。
在一較佳實施例中，基板彼此間排佈之最大間隔在約1 µm至約100 µm之範圍內，較佳在約1 µm至約75 µm之範圍內，及更佳在約1 µm至約50 µm之範圍內。因此，LC轉換層位於間隙中。
因此，本發明係關於如上下文中描述之裝置，其中LC轉換層彼此之最大厚度在約1 µm至約100 µm之範圍內，較佳在約1 µm至約75 µm之範圍內，及更佳在約1 µm至約50 µm之範圍內。
根據本發明之光調製元件包含可電切換LC轉換層之電極結構。
在第一較佳實施例中，電極係提供在相對基板之各者上，以容許施加電場，該電場大體上垂直於該等基板或LC轉換層。較佳地，電極係提供在相對基板之各者上作為電極層。已瞭解本發明涉及適用於產生大體上垂直於上文提及之基板之表面之電場之任何種類之電極組態，諸如關於VA模式眾所周知之電極結構，或甚至ITO摻雜之基板材料。
在一較佳實施例中，光調製元件包含至少一個介電層，其提供在電極結構上。
在另一較佳實施例中，光調製元件包含至少兩個介電層，其等提供在相對電極結構上。
合適之透明電極材料為專家眾所周知，例如由金屬或金屬氧化物製成之電極結構，諸如，例如較佳根據本發明之透明氧化銦錫(ITO)。
此ITO薄膜通常藉由物理氣相沈積、電子束蒸發或濺鍍沈積技術沈積於基板上。
典型之介電層材料為專家眾所周知，諸如，例如，SiOx、SiNx、Cytop、Teflon及PMMA。
介電層材料可藉由習知塗佈技術諸如旋轉塗佈、輥塗、刮刀塗佈或真空沈積(諸如PVD或CVD)施加。介電層材料亦可藉由專家已知的習知印刷技術，諸如例如絲網印刷、平版印刷、捲對捲印刷、凸版印刷、凹版印刷(gravure printing)、輪轉凹版印刷、柔版印刷、凹版印刷(intaglio printing)、移印、熱封印刷、噴墨印刷或藉助於列印機或印刷版印刷施加至基板或電極層。
在第二較佳實施例中，基板中之一者包括像素電極及用於產生大體上平行於第一基板之表面之電場之共同電極。在一個基板上具有至少兩個電極之各種類型之顯示器為熟習此項技術者已知，其中最顯著之區別在於，像素電極及共同電極兩者均經結構化，其對IPS顯示器而言為典型的，或僅像素電極經結構化而共同電極未經結構化，其係針對FFS顯示器之情況。
已瞭解本發明涉及適用於產生大體上平行於上文提及之基板之表面之電場之任何種類之電極組態，即IPS及FFS顯示器。
因此，本發明進一步係關於如上下文中描述之裝置，其中電極結構選自指叉式電極、IPS電極、FFS電極或梳狀電極。
本發明進一步係關於如上下文中描述之裝置，其中一或多個基板，或一或多個包括電極結構之基板，配備平凹透鏡結構，或平凸透鏡結構或折射菲涅耳透鏡結構，或繞射菲涅耳透鏡結構。
已瞭解本發明亦涉及可自身形成透鏡結構之任何種類之基板或基板陣列，例如在組裝單元後可形成透鏡結構之可撓性基板，諸如彎曲基板。
典型且較佳之可撓性基板材料係PET (聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN (聚萘二甲酸乙二酯)、TAC (三乙醯基纖維素)、PC (聚碳酸酯)、PES (聚醚碸)、COC (環烯烴共聚物)或COP聚芳酯。
在一較佳實施例中，選擇透鏡結構之各向同性材料以具有兩種可能折射率(即no (垂直於各向異性軸之尋常光線折射率)，ne (平行於各向異性軸之非常光線折射率))中之一者，及藉由選擇一定之光偏振並選擇透鏡結構之各向同性材料之負或正空氣焦距，透鏡效應可與雙折射或光學各向異性LC轉換層相關聯。
LC轉換層由其no 及ne 值定義。例行性技能問題係近似匹配LC轉換層之適當折射率(no 或ne )與透鏡結構之各向同性材料之折射率。
許多透明聚合物，例如可自反應性液晶原或可聚合液晶獲得之聚合物薄膜，(功能化)聚碳酸酯(n ≈1.58)；聚醯亞胺；氟化聚醯亞胺(n ≈1.52至1.54)，諸如來自Hitachi公司之OPI系列聚醯亞胺；氟碳化物，諸如Teflon®、Teflon AF®及Cytop® (n ≈ 1.34至1.38)，矽聚合物，諸如Sylgard® 184 (n ≈ 1.43)；丙烯酸玻璃(n ≈ 1.49)；聚碳酸酯(n ≈ 1.58)，諸如Makrolon®；PMMA (n ≈ 1.48)；PET (n ≈ 1.57)；此等聚合物之混合物，如(例如) US 6,989,190 A1中揭示；火石玻璃(n ≈ 1.52至1.92)；冕牌玻璃(n ≈ 1.48至1.75)及更多聚合物為熟習此項技術者可容易獲得。此外，一些聚合物可混合以達成平均有效折射率，且此可用於能夠獲得所需折射率。
折射率匹配使得LC轉換層之折射率ne 或no 與透鏡結構之各向同性材料之折射率之間的差異(即匹配誤差)小於5%。更佳地，匹配誤差小於2%或最佳小於1%。
藉由在透鏡結構之各向同性材料與LC轉換層之折射率中之一者之間產生折射率差提供透鏡效應。因此，本發明進一步係關於如上下文中描述之裝置，其特徵在於該裝置係光束聚焦裝置。較佳地，折射率差應盡可能大，使得該裝置盡可能淺。
根據本發明之裝置之一般基板堆疊(諸如基板本身、電極結構及透鏡結構)為專家眾所周知。例示性地，利用合適之菲涅耳透鏡結構之基板堆疊及相應之基板堆疊係揭示於(例如) US 2007/0182915或GB201810565中。
其他透鏡結構或基板為專家眾所周知且特定言之可購買獲得，諸如，例如 菲涅耳透鏡：FRP0510，f = 10 mm；FRP125，f = 25 mm；或FRP232，f = 32 mm；可自Thorlabs, Germany購買獲得； 平凸透鏡：UV熔融二氧化矽；N-SF11，由CaF2 、MgF2 、Si、BaF2 、ZnSe、Ge、PTFE、THz透鏡製成之透鏡，均可自Thorlabs, Germany購買獲得； 雙凸透鏡，諸如N-BK7，UV熔融二氧化矽，由CaF2 、ZnSe製成之相應透鏡；均可自Thorlabs, Germany購買獲得； 平凹透鏡：N-BK7，UV熔融二氧化矽N-SF11，由CaF2 或ZnSe製成之相應透鏡，均可自Thorlabs, Germany購買獲得； 雙凹透鏡，N-BK7及N-SF11，由CaF2 或ZnSe製成之相應透鏡，均可自Thorlabs, Germany購買獲得。
在另一較佳實施例中，根據本發明之裝置之特徵在於一或多個基板配備表面浮雕光柵、炫耀光柵，或體積光柵，或潘恰拉特南-貝瑞光柵(Pancharatnam-Berry grating)。
根據本發明之裝置之一般基板堆疊(諸如基板本身、電極結構及光柵結構)為專家眾所周知。
合適之光柵結構或基板特定言之可購買獲得，諸如，例如 表面浮雕光柵、GR13-0305、GR25-0305、GR50-0305、GR13-0605、GR25-0605、GR50-0605、GR13-1205、GR25-1205或GR50-1205，均可自Thorlabs, Germany購買獲得； 體積布拉格光柵：LuxxMaster® VBG®，可自PD-LD, Germany購買獲得；或(例如) WO 2016/ 019123中揭示(潘恰拉特南-貝瑞光柵或布拉格偏振光柵)。
在一較佳實施例中，選擇光柵結構之材料以具有兩種可能折射率(即n0 (垂直於各向異性軸之尋常光線折射率)，ne (平行於各向異性軸之非常光線折射率))中之一者，及藉由選擇一定之光偏振並選擇透鏡結構之各向同性材料之負或正空氣焦距，透鏡效應之偏轉或折射可與雙折射或光學各向異性LC轉換層相關聯。
LC轉換層由其no 及ne 值定義。例行性技能問題係近似匹配LC轉換層之適當折射率(no 或ne )與光柵結構之各向同性材料之折射率。
例如，透明聚合物，例如可自反應性液晶原或可聚合液晶獲得之聚合物薄膜，(功能化)聚碳酸酯(n ≈1.58)；聚醯亞胺；氟化聚醯亞胺(n ≈1.52至1.54)，諸如來自Hitachi公司之OPI系列聚醯亞胺；氟碳化物，諸如Teflon®、Teflon AF®及Cytop® (n ≈ 1.34至1.38)，矽聚合物，諸如Sylgard® 184 (n ≈ 1.43)；丙烯酸玻璃(n ≈ 1.49)；聚碳酸酯(n ≈ 1.58)，諸如Makrolon®；PMMA (n ≈ 1.48)；PET (n ≈ 1.57)；此等聚合物之混合物，如(例如) US 6,989,190 A1中揭示；火石玻璃(n ≈ 1.52至1.92)；冕牌玻璃(n ≈ 1.48至1.75)及更多聚合物為熟習此項技術者可容易獲得。此外，一些聚合物可混合以達成平均有效折射率，且此可用於能夠獲得所需折射率。
折射率匹配使得LC轉換層之折射率ne 或no 與光柵結構之各向同性材料之折射率之間的差異(即匹配誤差)小於5%。更佳地，匹配誤差小於2%或最佳小於1%。
裝置可以二進制模式操作。例如，當存在電場時，光柵及LC轉換層之折射率不同。因此，當電壓處於關閉狀態時，由折射率/相位差在光柵與LC轉換層之間產生強繞射。有效繞射效率可(例如)由(閃耀)光柵之參數，諸如光柵深度、光柵週期及(閃耀)概況測定。
當在電極結構之間施加電場時，液晶之折射率減小。在指定驅動電壓下，在光柵材料與LC轉換層之間發生「折射率匹配」。當該折射率匹配發生時，則可將整個裝置視為光學平板。在此狀態下幾乎無或無繞射發生。
因此，可將裝置視為電控二進制開關。入射光束可在關閉狀態下偏轉，或在接通狀態下不偏轉。
因此，本發明進一步係關於一種裝置，其特徵在於該裝置係LC光束轉向裝置。
本發明進一步係關於一種產生如上下文中描述之裝置之方法，其包括下列步驟中之一或多者： -            在基板之一或多者上提供電極結構，在一或多個基板上提供光柵或透鏡結構，組裝單元， -            用包含一或多種式I光反應性液晶原及一或多種向列型化合物之LC介質填充該單元， -            用線性偏振光照射該單元， -            藉由用波長為450 nm或以下之紫外光或可見光照射固化該LC介質之可聚合化合物。
根據本發明，合適之LC介質包含一或多種式I單體化合物或光反應性液晶原，
Figure 02_image023
其中R11 、R21 、A11 、A、Z、X11 、X21 、Y11 、Y12 、Sp11 、Sp21 、o、p、x及y具有如上文在式I下給定之含義中之一者。
合適且較佳之式I化合物係揭示於(例如) EP 19178130.1、EP 18168779.9、EP 18168775.7、EP 18168774.0、EP 18168776.5、EP 18199489.8或EP 18211999.0中。
在本申請案中，可聚合基團(P)係適用於聚合反應(諸如，例如，自由基或離子鏈聚合、聚加成或縮聚)，或適用於聚合物類似反應(例如加成或縮合至主聚合物鏈上)之基團。特別優先考慮用於鏈聚合之基團，特定言之彼等含有C=C雙鍵或-C≡C-三鍵之基團，及適用於以開環聚合之基團，諸如，例如，氧雜環丁烷或環氧基團。
較佳之基團P選自由以下構成之群：CH2 =CW1 -CO-O-、
Figure 02_image025
Figure 02_image027
、CH2 =CW2 -(O)k3 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH3 -CH=CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、HO-CW2 W3 -、HS-CW2 W3 -、HW2 N-、HO-CW2 W3 -NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W4 W5 W6 Si-，其中W1 表示H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、F、Cl或CH3 ，W2 及W3 各彼此獨立地表示H或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、甲基、乙基或正丙基，W4 、W5 及W6 各彼此獨立地表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7 及W8 各彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe表示1,4-伸苯基，其視需要經一或多個如上文定義之基團L取代，k1 、k2 及k3 各彼此獨立地表示0或1，k3 較佳表示1，及k4 表示1至10之整數。
進一步更佳地，P表示基團
Figure 02_image029
， 較佳基團
Figure 02_image031
或
Figure 02_image033
其中 Y                          表示H、F、苯基或具有1至12個C原子之視需要氟化烷基，較佳H、甲基、乙基、丙基、丁基， 更佳H或甲基，特定言之H，及 q及r                      各獨立地係介於1至12之間的整數。
特別佳之基團P選自由CH2 =CW1 -CO-O-構成之群，特定言之CH2 =CH-CO-O-、CH2 =C(CH3 )-CO-O-及CH2 =CF-CO-O-，此外CH2 =CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-O-CO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、
Figure 02_image035
及
Figure 02_image037
或以下基團：
Figure 02_image031
或
Figure 02_image033
Y                          表示H或甲基，特定言之H。 q、r                      各獨立地係介於1至12之間的整數。
極特別佳之基團P係選自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯構成之群，此外乙烯氧基、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷、環氧基團及以下基團：
Figure 02_image031
或
Figure 02_image033
Y 表示H或甲基，特定言之H，且此等中較佳為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團或一基團， q、r各獨立地係介於1至12之間的整數。
Figure 02_image031
或
Figure 02_image033
其中Y表示H或甲基，且q、r各獨立地係介於1至12之間的整數。
式I化合物較佳選自下列子式化合物，
Figure 02_image042
Figure 02_image044
Figure 02_image046
Figure 02_image048
Figure 02_image050
其中R11 、R21 、A11 、X11 、X21 、Y11 、Y12 、Sp11 及Sp21 具有如上文於式I中給定之含義中之一者，A12 至A23 具有式I中針對A之含義中之一者，A11 具有如上文在式I下給定之含義中之一者，及Z11 至Z22 具有如上文在式I下針對Z給定之含義中之一者。
A11 較佳表示1,4-伸苯基及1,3-伸苯基，其中，另外，一或兩個CH基團視需要經N置換，且其中，另外，如上文在式I下給定，一或多個H原子視需要經L置換。
A12 至A23 各獨立地具有式I中針對A之含義中之一者，且較佳表示1,4-伸苯基及1,3-伸苯基，其中，另外，一或兩個CH基團視需要經N置換，且其中，另外，如上文在式I下給定，一或多個H原子視需要經L置換。
針對參數A11 至A23 之L在每次出現時相同或不同地較佳表示-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2 、SF5 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz )2 、-C(=O)Rz 、-N(Rz )2 ，或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈或環形烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，更佳-OH、-F、-CN、-NCS、-OCN、-SCN，或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈或環形烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基。
更佳A11 至A23 在每次出現時相同或不同地較佳表示
Figure 02_image052
其中L較佳係F、Cl、CH3 、OCH3 及COCH3 或具有1至6個C原子之伸烷基或伸烷氧基。
Y11 及Y12 各彼此獨立地較佳表示H或F，更佳H。
Z11 至Z22 在每次出現時彼此獨立地較佳表示單鍵、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-OCF2 -、-CF2 O-、-(CH2 )n -、-CF2 CF2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或-C≡C-，更佳-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCF2 -、-CF2 O-、-CF2 CF2 -。
X11 及X21 在每次出現時彼此獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-O-COO-、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CF2 -CF2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-S-，更佳-CO-O-、-O-CO-、-O-，特定言之O。
Sp11 及Sp21 在每次出現時各獨立地表示單鍵或包含1至12個C原子之間隔基團，其中一或多個非相鄰及非末端CH2 基團視需要經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3 )-、-CO-、-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-、-CF2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH(OH)-、-CH(烷基)-、-CH(烯基)-、-CH(烷氧基)-、-CH(氧雜烷基)-、-CH=CH-或-C≡C-，然而以無兩個O原子彼此相鄰且無兩個選自-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-及-CH=CH-之基團彼此相鄰之方式置換，較佳包含1至20個C原子之直鏈烷基。
R21 較佳表示P。
式I及其子式化合物較佳根據或類似於WO 2017/102068及JP 2006-6232809中描述之程序合成。
介質較佳包含0.01至10%，特別佳0.05至5%且最佳0.1至3%之式I化合物。
介質較佳包含一、二或三，更佳一或二，且最佳一種根據本發明之式I化合物。
在本發明之一較佳實施例中，LC介質包含一或多種具有負介電各向異性之向列型化合物。此LC介質之較佳實施例係彼等下文部分a)至z)者： a)     包含一或多種式CY及/或PY化合物之LC介質：
Figure 02_image054
其中 a 表示1或2， b 表示0或1，
Figure 02_image056
R1 及R2 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團可經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子非彼此直接連接之方式置換，較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， Zx 及Zy 各彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵，較佳單鍵， L1-4 各彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
較佳地，L1 及L2 兩者均表示F或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl，或L3 及L4 兩者均表示F或L3 及L4 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式CY化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image058
Figure 02_image059
Figure 02_image061
Figure 02_image063
Figure 02_image065
Figure 02_image067
其中a表示1或2，alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，及alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團，且(O)表示氧原子或單鍵。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
式PY化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image069
Figure 02_image071
Figure 02_image073
Figure 02_image075
其中alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，及alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團，且(O)表示氧原子或單鍵。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
b) 另外包含一或多種下式化合物之LC介質：
Figure 02_image077
其中各別基團具有下列含義：
Figure 02_image079
Figure 02_image081
R3 及R4 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團可經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以O原子非彼此直接連接之方式置換， Zy 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵，較佳單鍵。
式ZK化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image083
Figure 02_image085
其中alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，及alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團。烯基較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳係式ZK1及ZK3化合物。
特別佳之式ZK化合物選自下列子式：
Figure 02_image087
Figure 02_image089
其中丙基、丁基及戊基係直鏈基團。
最佳係式ZK1a及ZK3a化合物。
c) 另外包含一或多種下式化合物之LC介質：
Figure 02_image091
其中個別基團在每次出現時相同或不同地具有下列含義： R5 及R6 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團可經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子非彼此直接連接之方式置換，較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基，
Figure 02_image093
Figure 02_image095
e 表示1或2。
式DK化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image097
Figure 02_image099
其中alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，及alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
d) 另外包含一或多種下式化合物之LC介質：
Figure 02_image101
其中個別基團具有下列含義：
Figure 02_image103
及至少一個環F不同於伸環己基， f表示1或2， R1 及R2 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團可經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子非彼此直接連接之方式置換， Zx 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵，較佳單鍵， L1 及L2 各彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
較佳地，基團L1 及L2 兩者均表示F或基團L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式LY化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image105
Figure 02_image107
Figure 02_image109
Figure 02_image111
其中R1 具有上文指示之含義，alkyl表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，(O)表示氧原子或單鍵，及v表示1至6之整數。R1 較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基，特定言之CH3 、C2 H5 、n-C3 H7 、n-C4 H9 、n-C5 H11 、CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
e) 另外包含一或多種選自由下式構成之群之化合物之LC介質：
Figure 02_image113
Figure 02_image114
其中alkyl表示C1-6 -烷基，Lx 表示H或F，及X表示F、Cl、OCF3 、OCHF2 或OCH=CF2 。特別優先考慮式G1化合物，其中X表示F。
f)  另外包含一或多種選自由下式構成之群之化合物之LC介質：
Figure 02_image116
Figure 02_image118
Figure 02_image120
其中R5 具有上文針對R1 指示之含義中之一者，alkyl表示C1-6 -烷基，d表示0或1，且z及m各彼此獨立地表示1至6之整數。此等化合物中之R5 特別佳地係C1-6 -烷基或-烷氧基或C2-6 -烯基，d較佳係1。根據本發明之LC介質較佳包含≥ 5重量%之量之一或多種上文提及之式之化合物。
g) 另外包含一或多種選自由下式構成之群之聯苯化合物之LC介質：
Figure 02_image122
其中alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，及alkenyl及alkenyl*各彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
LC混合物中式B1至B3聯苯之比例較佳係至少3重量%，特定言之≥ 5重量%。
式B2化合物係特別佳的。
式B1至B3化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image124
Figure 02_image126
其中alkyl*表示具有1至6個C原子之烷基基團。根據本發明之介質特別佳包含一或多種式B1a及/或B2e化合物。
h) 另外包含一或多種下式聯三苯化合物之LC介質：
Figure 02_image128
其中R5 及R6 各彼此獨立地具有上文指示之含義中之一者，及
Figure 02_image130
各彼此獨立地表示
Figure 02_image132
其中L5 表示F或Cl，較佳F，及L6 表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F或CHF2 ，較佳F。
式T化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image134
Figure 02_image136
Figure 02_image138
Figure 02_image140
其中R表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基基團，R*表示具有2至7個C原子之直鏈烯基基團，(O)表示氧原子或單鍵，及m表示1至6之整數。R*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
R較佳表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
根據本發明之LC介質較佳包含0.5至30重量%，特定言之1至20重量%之量之式T及其較佳子式聯三苯。
優先考慮式T1、T2、T3及T21化合物。在此等化合物中，R較佳表示烷基，此外烷氧基，各具有1至5個C原子。
若混合物之Δn值≥ 0.1，則聯三苯較佳用於根據本發明之混合物中。較佳之混合物包含2至20重量%一或多種式T聯三苯化合物，較佳選自化合物T1至T22之群。
i)  另外包含一或多種選自由下式構成之群之化合物之LC介質：
Figure 02_image142
Figure 02_image144
其中R1 及R2 具有上文指示之含義且較佳各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基。
較佳之介質包含一或多種選自式O1、O3及O4之化合物。
k) 另外包含一或多種下式化合物之LC介質：
Figure 02_image146
其中
Figure 02_image148
R9 表示H、CH3 、C2 H5 或n-C3 H7 ，(F)表示視需要之氟取代基，及q表示1、2或3，及R7 具有上文針對R1 指示之含義中之一者，較佳為＞ 3重量%，特定言之≥ 5重量%且極特別佳5至30重量%之量。
特別佳之式FI化合物選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image150
Figure 02_image152
其中R7 較佳表示直鏈烷基，及R9 表示CH3 、C2 H5 或n-C3 H7 。優先考慮式FI1、FI2及FI3化合物。
l)  另外包含一或多種選自由下式構成之群之化合物之LC介質：
Figure 02_image154
其中R8 具有針對R1 指示之含義，及alkyl表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團。
m) 另外包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之化合物，諸如，例如，選自由下式構成之群之化合物之LC介質：
Figure 02_image156
Figure 02_image158
其中 R10 及R11 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團可經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子非彼此直接連接之方式置換，較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， 且R10 及R11 較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之直鏈烯基，及 Z1 及Z2 各彼此獨立地表示-C2 H4 -、-CH=CH-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )3 O-、-O(CH2 )3 -、-CH=CHCH2 CH2 -、-CH2 CH2 CH=CH-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2 -或單鍵。
n) 另外包含一或多種下式二氟二苯并二氫苯并哌喃及/或二氫苯并哌喃之LC介質：
Figure 02_image160
其中 R11 及R12 各彼此獨立地具有上文在式N1下針對R11 指示之含義中之一者， 環M    係反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基， Zm -C2 H4 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-或-O-CO-， c         係0、1或2， 較佳為3至20重量%之量，特定言之3至15重量%之量。
特別佳之式BC、CR及RC化合物選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image162
Figure 02_image164
Figure 02_image166
Figure 02_image168
其中alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，(O)表示氧原子或單鍵，c係1或2，及alkenyl及alkenyl*各彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
非常特別優先考慮包含一、二或三種式BC-2化合物之混合物。
o) 另外包含一或多種下式氟化菲及/或二苯并呋喃之LC介質：
Figure 02_image169
其中R11 及R12 各彼此獨立地具有上文在式N1下針對R11 指示之含義中之一者，b表示0或1，L表示F，及r表示1、2或3。
特別佳之式PH及BF化合物選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image171
Figure 02_image173
其中R及R'各彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基基團。
p) 另外包含一或多種下式單環化合物之LC介質：
Figure 02_image175
其中 R1 及R2 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團可經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子非彼此直接連接之方式置換，較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， L1 及L2 各彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
較佳地，L1 及L2 兩者均表示F或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl， 式Y化合物較佳選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image177
Figure 02_image179
其中，Alkyl及Alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基基團，Alkoxy表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基基團，Alkenyl及Alkenyl*各彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基基團，及O表示氧原子或單鍵。Alkenyl及Alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
特別佳之式Y化合物選自由下列子式構成之群：
Figure 02_image181
其中Alkoxy較佳表示具有3、4或5個C原子之直鏈烷氧基。
q) 除根據本發明之穩定劑，特定言之式I或其子式穩定劑及共聚單體外，LC介質不包含含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2 )之化合物。
r)  包含1至5，較佳1、2或3種穩定劑，較佳選自根據本發明之穩定劑，特定言之式I或其子式穩定劑之LC介質。
s) LC介質，其中穩定劑，特定言之式I或其子式穩定劑，於作為整體之混合物中之比例係1至1500 ppm，較佳100至1000 ppm。
t)  包含1至8，較佳1至5種式CY1、CY2、PY1及/或PY2化合物之LC介質。此等化合物於作為整體之混合物中之比例較佳係5至60%，特別佳10至35%。在各情況下，此等個別化合物之含量較佳係2至20%。
u) 包含1至8，較佳1至5種式CY9、CY10、PY9及/或PY10化合物之LC介質。此等化合物於作為整體之混合物中之比例較佳係5至60%，特別佳10至35%。在各情況下，此等個別化合物之含量較佳係2至20%。
v) 包含1至10，較佳1至8種式ZK化合物，特定言之式ZK1、ZK2及/或ZK6化合物之LC介質。此等化合物於作為整體之混合物中之比例較佳係3至25%，特別佳5至45%。在各情況下，此等個別化合物之含量較佳係2至20%。
w) LC介質，其中式CY、PY及ZK化合物於作為整體之混合物中之比例係大於70%，較佳大於80%。
x) LC介質，其中該LC主體混合物含有一或多種含有烯基之化合物，較佳選自由式CY、PY及LY化合物構成之群，其中R1 及R2 中之一或兩者表示具有2至6個C原子之直鏈烯基，式ZK及DK化合物，其中R3 及R4 中之一或兩者或R5 及R6 中之一或兩者表示具有2至6個C原子之直鏈烯基，且式B2及B3化合物，極佳選自式CY15、CY16、CY24、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2及B3化合物，最佳選自式ZK3、ZK4、B2及B3化合物。該LC主體混合物中此等化合物之濃度較佳係2至70%，極佳3至55%。
y) 含有一或多種，較佳1至5種選自式PY1至PY8之化合物，極佳式PY2化合物之LC介質。此等化合物於作為整體之混合物中之比例較佳係1至30%，特別佳2至20%。在各情況下，此等個別化合物之含量較佳係1至20%。
z) 含有一或多種，較佳1、2或3種式T2化合物之LC介質。此等化合物於作為整體之混合物中之含量較佳係1至20%。
在本發明之另一較佳實施例中，LC介質含有一或多種具有正介電各向異性之向列型化合物。此LC介質之佳實施例係彼等含有下文部分aa)至mmm)者： aa)   LC介質，其特徵在於該LC介質包含一或多種選自式II及III化合物之群之化合物：
Figure 02_image182
其中 R20 各相同或不同地表示具有1至15個C原子之鹵化或未經取代之烷基或烷氧基基團，其中，另外，此等基團中之一或多個CH2 基團可各彼此獨立地經-C≡C-、-CF2 O-、-CH=CH-、
Figure 02_image184
、-O-、-CO-O-或-O-CO-以O原子非彼此直接連接之方式置換， X20 各相同或不同地表示F、Cl、CN、SF5 、SCN、NCS、鹵化烷基基團、鹵化烯基基團、鹵化烷氧基基團或鹵化烯氧基基團，各具有多達6個C原子，且 Y20-24 各相同或不同地表示H或F； W     表示H或甲基，
Figure 02_image186
各獨立地表示
Figure 02_image188
式II化合物較佳選自下式：
Figure 02_image190
Figure 02_image192
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F。特別優先考慮式IIa及IIb化合物，特定言之其中X表示F之式IIa及IIb化合物。
式III化合物較佳選自下式：
Figure 02_image194
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F。特別優先考慮式IIIa及IIIe化合物，特定言之式IIIa化合物； bb)   另外包含一或多種選自下式化合物之LC介質：
Figure 02_image196
其中 R20 、X20 、W及Y20-23 具有上文在式II下指示之含義，且 Z20 表示-C2 H4 -、-(CH2 )4 -、-CH=CH-、-CF=CF、-C2 F4 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-或-OCF2 -，在式V及VI中亦係單鍵，在式V及VIII中亦係-CF2 O-， r 表示0或1，及 s 表示0或1； - 式IV化合物較佳選自下式：
Figure 02_image198
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F或OCF3 ，此外OCF=CF2 或Cl； - 式V化合物較佳選自下式：
Figure 02_image200
Figure 02_image202
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F及OCF3 ，此外OCHF2 、CF3 、OCF=CF2 及OCH=CF2 ； - 式VI化合物較佳選自下式：
Figure 02_image204
Figure 02_image206
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F，此外OCF3 、CF3 、CF=CF2 、OCHF2 及OCH=CF2 ； - 式VII化合物較佳選自下式：
Figure 02_image208
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F，此外OCF3 、OCHF2 及OCH=CF2 。
cc)     介質另外包含一或多種選自上文給定之式ZK1至ZK10化合物。尤其較佳係式ZK1及ZK3化合物。特別佳之式ZK化合物選自子式ZK1a、ZK1b、ZK1c、ZK3a、ZK3b、ZK3c及ZK3d。
dd)    介質另外包含一或多種選自上文給定之式DK1至DK12化合物。尤其較佳之化合物係DK3。
ee)     介質另外包含一或多種選自下式之化合物：
Figure 02_image210
其中X20 具有上文指示之含義，及 L                                表示H或F， 「alkenyl」                  表示C2-6 -烯基。
ff) 式DK-3a及IX化合物較佳選自下式：
Figure 02_image211
Figure 02_image212
其中「alkyl」表示C1-6 -烷基，較佳n-C3 H7 、n-C4 H9 或n-C5 H11 ，特定言之n-C3 H7 。
gg)    介質另外包含一或多種選自上文給定之式B1、B2及B3化合物，較佳選自式B2化合物。式B1至B3化合物特別佳選自式B1a、B2a、B2b及B2c。
hh)    介質另外包含一或多種選自下式之化合物：
Figure 02_image213
其中L20 表示H或F，及R21 及R22 各相同或不同地表示各具有多達6個C原子之正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基，及較佳各相同或不同地表示具有1至6個C原子之烷基。
ii) 介質包含一或多種下式化合物：
Figure 02_image215
其中W、R20 、X20 及Y20-23 具有式III中指示含義，及
Figure 02_image217
式XI及XII化合物較佳選自下式：
Figure 02_image219
Figure 02_image221
Figure 02_image223
其中R20 及X20 具有上文指示之含義且較佳R20 表示具有1至6個C原子之烷基及X20 表示F。
根據本發明之混合物特別佳包含至少一種式XIIa及/或XIIe化合物。
jj) 介質包含一或多種上文給定之式T化合物，較佳選自式T21至T23及T25至T27化合物之群。
優先考慮式T21至T23化合物。非常特別優先考慮下式化合物：
Figure 02_image225
Figure 02_image227
。
kk)    介質包含一或多種選自上文給定之式DK9、DK10及DK11之群之化合物。
ll) 介質另外包含一或多種選自下式之化合物：
Figure 02_image229
Figure 02_image231
其中R20 及X20 各彼此獨立地具有上文指示之含義中之一者，及Y20-23 各彼此獨立地表示H或F。X20 較佳係F、Cl、CF3 、OCF3 或OCHF2 。R20 較佳表示各具有多達6個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基。
根據本發明之混合物特別佳包含一或多種式XVIII-a化合物，
Figure 02_image233
其中R20 具有上文指示之含義。R20 較佳表示直鏈烷基，特定言之乙基、正丙基、正丁基及正戊基且極特別佳正丙基。式XVIII化合物，特定言之式XVIII-a化合物，較佳以0.5至20重量%，特別佳1至15重量%之量用於根據本發明之混合物中。
mm)   介質另外包含一或多種式XIX化合物，
Figure 02_image235
其中R20 、X20 及Y20-25 具有式I中指示之含義，s表示0或1，及
Figure 02_image237
在式XIX中，X20 亦可表示具有1至6個C原子之烷基基團或具有1至6個C原子之烷氧基基團。該烷基或烷氧基基團較佳係直鏈。
R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F； - 式XIX化合物較佳選自下式：
Figure 02_image239
Figure 02_image241
其中R20 、X20 及Y20 具有上文指示之含義。R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F，及Y20 較佳係F；
Figure 02_image243
Figure 02_image245
- R20 係具有2至6個C原子之直鏈烷基或烯基； nn)   介質包含一或多種上文給定之式G1至G4化合物，較佳選自G1及G2化合物，其中烷基表示C1-6 -烷基，Lx 表示H及X表示F或Cl。在G2中，X特別佳表示Cl。
oo)    介質包含一或多種下式化合物：
Figure 02_image247
Figure 02_image249
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F。根據本發明之介質特別佳包含一或多種式XXII化合物，其中X20 較佳表示F。式XX至XXII化合物較佳以1至20重量%，特別佳1至15重量%之量用於根據本發明之混合物中。特別佳之混合物包含至少一種式XXII化合物。
pp)    介質包含一或多種下式嘧啶或吡啶化合物：
Figure 02_image251
Figure 02_image253
其中R20 及X20 具有上文指示之含義。R20 較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X20 較佳表示F。根據本發明之介質特別佳包含一或多種式M-1化合物，其中X20 較佳表示F。式M-1至M-3化合物較佳以1至20重量%，特別佳1至15重量%之量用於根據本發明之混合物中。
下文指示其他較佳之實施例： qq)   介質包含兩種或更多種式XII化合物，特定言之式XIIe化合物； rr)    介質包含2至30重量%，較佳3至20重量%，特別佳3至15重量%之式XII化合物； ss)    除式XII化合物外，介質亦包含選自式II、III、IX-XIII、XVII及XVIII化合物之群之其他化合物； tt)    式II、III、IX-XI、XIII、XVII及XVIII化合物於作為整體之混合物中之比例係40至95重量%； uu)   介質包含10至50重量%，特別佳12至40重量%之式II及/或III化合物； vv)   介質包含20至70重量%，特別佳25至65重量%之式IX-XIII化合物； ww)  介質包含4至30重量%，特別佳5至20重量%之式XVII化合物； xx)   介質包含1至20重量%，特別佳2至15重量%之式XVIII化合物； yy)   介質包含至少兩種下式化合物：
Figure 02_image255
。 zz)   介質包含至少兩種下式化合物：
Figure 02_image257
Figure 02_image259
。
aaa)   介質包含至少兩種式XIIa化合物及至少兩種式XIIe化合物。
bbb)   介質包含至少一種式XIIa化合物及至少一種式XIIe化合物及至少一種式IIIa化合物。
ccc)   介質包含至少兩種式XIIa化合物及至少兩種式XIIe化合物及至少一種式IIIa化合物。
ddd)   介質包含總計≥ 25重量%，較佳≥ 30重量%之一或多種式XII化合物。
eee)   介質包含≥ 20重量%，較佳≥ 24重量%，較佳25至60重量%之式ZK3化合物，特定言之式ZK3a化合物，
Figure 02_image261
fff) 介質包含至少一種選自化合物ZK3a、ZK3b及ZK3c之群之化合物，較佳ZK3a化合物，與化合物ZK3d之組合，
Figure 02_image263
ggg) 介質包含至少一種式DPGU-n-F化合物。
hhh)   介質包含至少一種式CDUQU-n-F化合物。
iii)     介質包含至少一種式CPU-n-OXF化合物。
jjj)     介質包含至少一種式CPGU-3-OT化合物。
kkk)   介質包含至少一種式PPGU-n-F化合物。
lll)     介質包含至少一種式PGP-n-m化合物，較佳兩種或三種化合物。
mmm) 介質包含至少一種具有下列結構之式PGP-2-2V化合物：：
Figure 02_image265
。
在一較佳實施例中，根據本發明之液晶混合物進一步包含一或多種可聚合化合物。
可聚合化合物可選自熟習此項技術者已知的各向同性或液晶原可聚合化合物。
較佳地，根據本發明之液晶混合物進一步包含一或多種式P可聚合化合物，
Figure 02_image267
其中個別基團具有下列含義： Pa 及Pb 各獨立地表示可聚合基團，較佳選自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、乙烯氧基、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷或環氧基團構成之群， Spa 表示間隔基團或單鍵， Ap 係選自下式之基團：
Figure 02_image269
Figure 02_image271
其視需要經一或多個基團La 取代， La 在每次出現時相同或不同地係F、Cl、-CN、P-Sp-，或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環形烷基，其中一或多個非相鄰CH2 -基團視需要經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，且其中一或多個H原子各視需要經F或Cl置換，及 較佳之間隔基團Spa 選自式Sp"-X"，使得基團P-Sp-及Pa/b -Spa/b -分別符合式P-Sp"-X"-及Pa/b -Sp"-X"-，其中 Sp"              表示具有1至20，較佳1至12個C原子之伸烷基，其視需要經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中，另外，一或多個非相鄰CH2 基團可各彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(R0 )-、-Si(R00 R000 )-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00 )-CO-O-、-O-CO-N(R00 )-、-N(R00 )-CO-N(R00 )-、-CH=CH-或-C≡C-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，或單鍵， X"                表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R00 )-、-N(R00 )-CO-、-N(R00 )-CO-N(R00 )-、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-CY3 =CY4 -、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，較佳單鍵， R0 、R00 及R000 各彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，及 Y3 及Y4 各相同或不同地表示H、F、Cl或CN。 X"較佳係-O-、-S-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-O-C(O)O-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR0 -或單鍵。
典型之間隔基團Sp”係(例如)單鍵、-(CH2 )p1 -、-(CH2 CH2 O)q1 -CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -S-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -NH-CH2 CH2 -或-(SiR00 R000 -O)p1 -，其中p1係1至12之整數，q1係1至3之整數，且R00 及R000 具有上文指示之含義。
特別佳之基團-Sp”-X”-係單鍵、-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -O-CO-、-(CH2 )p1 -O-CO-O-，其中p1及q1具有上文指示之含義。
在各情況下，特別佳之基團Sp”係(例如)直鏈亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙氧基伸乙基、亞甲氧基伸丁基、伸乙基硫伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。
本發明中使用之式P及其子式化合物係藉由本身已知的方法製備，如參考文獻(例如著作，諸如Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart)中描述，更精確地在已知且適用於該等反應之反應條件下。此處亦可使用此處未更詳細提及之本身已知的變體。
一、二、三或更多種式P可聚合化合物於作為整體LC混合物中之量較佳係在0.1至5%之範圍內，更佳在0.3至3%之範圍內，尤其在0.5至2%之範圍內。
式I及P可聚合化合物亦適用於無引發劑之聚合，其具有相當大之優勢，諸如，例如，較低之材料成本，且特定言之，減少可能殘留量之引發劑或其降解產物對LC介質之污染。因此，該聚合亦可在不添加引發劑之情況下進行。因此，在一較佳實施例中，該LC介質不包含聚合引發劑。
LC介質作為整體亦可包含一或多種穩定劑以防止可聚合化合物(例如)在儲存或運輸期間非所需自發聚合。穩定劑之合適類型及量為熟習此項技術者已知並描述於參考文獻中。特別合適之穩定劑係(例如)可自Irganox®系列(BASF SE)購買獲得之穩定劑，諸如，例如，Irganox® 1076。若採用穩定劑，則其等比例基於作為整體之該等可聚合化合物之總量較佳係10至10,000 ppm，特別佳50至1000 ppm。
介質係以本身習知的方式製備。一般而言，較佳在高溫下，將組分溶解於彼此中。
在本發明之一項實施例中，將液晶介質注射至第一與第二基板之間或在組合該第一及第二基板後由毛細力填充至單元內。在一替代實施例中，在將液晶組合物裝載於第一基板上後，藉由將第二基板組合至該第一基板，可將液晶組合物插入該第一與第二基板之間。較佳地，如(例如) JPS63-179323及JPH10-239694中揭示，或使用噴墨印刷(IJP)方法，以一種稱為「單滴填充 」(ODF)方法之方法將液晶逐滴分配至第一基板上。
在一較佳實施例中，根據本發明之方法含有容許裝置單元內部之液晶靜置一段時間以於該單元內部均勻重新分配該液晶介質之方法步驟(本文中稱為「退火」)。
然而，退火步驟與先前步驟(諸如邊緣密封膠預固化)組合同樣較佳。在此情況下，可能根本無需「單獨」退火步驟。
為產生根據本發明之裝置，較佳容許式I光反應性液晶原重新分佈於單元中。填充並組裝後，將該單元退火介於1 min至3 h之間，較佳介於2 min至1 h之間且最佳介於5 min至30 min之間的時間。該退火較佳在室溫下進行。
在一替代實施例中，退火係在高溫下，較佳在高於20℃且低於140℃下，更佳在高於40℃且低於100℃在且最佳在高於50℃且低於80℃下進行。
在一較佳實施例中，填充單元、退火、可聚合化合物之光配向及固化之方法步驟中之一或多者係在高於液晶主體混合物之清晰點之溫度下進行。
在液晶於液晶面板內部光配向期間，藉由將單元或液晶層曝露於線性偏振光誘導各向異性。
在本發明之一較佳實施例中，一或多種式I化合物，在第一步驟中使用線性偏振光光配向，及在第二步驟中使用線性偏振或非偏振UV光進一步固化。在該第二步驟中，亦進一步固化所有可聚合化合物。
在另一較佳實施例中，根據本發明方法施加之線性偏振光係紫外光，其可同時光配向並光固化一或多種式I化合物，及光固化式P可聚合化合物。
光配向式I光反應性化合物並固化式I化合物之可聚合基團及固化視需要之式P可聚合化合物可同時或逐步進行，較佳逐步進行。在方法分為不同步驟之情況下，個別步驟可在相同溫度下或在不同溫度下進行。
在光配向及固化步驟後，可視需要進行所謂之「固化後」步驟，藉由在降低之溫度下用UV光及/或可見光(兩者均為線性或非偏振)照射以移除未反應之可聚合化合物。該固化後步驟較佳在高於0℃且低於利用之LC混合物之清晰點之溫度下，較佳20℃且低於60℃之溫度下，且最佳高於20℃且低於40℃之溫度下進行。
施加電場，視需要聚合或交聯可聚合化合物(若可聚合化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。該聚合可以一或多個步驟進行。
根據本發明之裝置可用於各種電光應用(諸如，例如，用於擴增實境或虛擬實境之應用)中。
因此，本發明進一步係關於根據本發明之裝置在電光裝置中之用途及係關於電光裝置，較佳用於擴增實境或虛擬實境應用，該電光裝置本身包含根據本發明之裝置。
此電光裝置包括(但不限於)頭戴式顯示器或眼部用品(較佳護目鏡或隱形眼鏡)。
除非內文另有明確指示，否則如本文使用之本文術語之複數形式應視為包括單數形式且反之亦然。
本申請案中指示之參數範圍均包括極限值，該等極限值包括如專家已知的最大允許誤差。針對各種性質範圍指示之不同上限值及下限值彼此組合產生另外之較佳範圍。
在整個本申請案中，除非另有明確規定，否則下列條件及定義適用。所有濃度均以重量百分比表示且與作為整體之各別混合物有關，所有溫度均以攝氏度表示且所有溫度差均以分異程度表示。除非另有明確規定，否則所有物理性質均根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」, Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany測定，且針對20℃之溫度給出。光學各向異性(Δn)係在589.3 nm之波長下測定。介電各向異性(Δε)係在1 kHz之頻率下或若明確規定則在19 GHz之頻率下測定。臨限值電壓及所有其他電光性質係使用Merck KGaA, Germany生產之測試單元測定。用於測定Δε之測試單元具有約20 µm之單元厚度。電極係具有1.13 cm2 面積及保護環之圓形ITO電極。定向層係來自Nissan Chemicals, Japan之SE-1211，用於垂直定向(ε½½ )，及來自Japan Synthetic Rubber, Japan之聚醯亞胺AL-1054，用於均質定向(ε⊥)。電容係使用Solatron 1260頻率響應分析儀使用電壓為0.3 Vrms 之正弦波測定。電光量測中使用之光為白光。此處使用一種設置，該設置使用可自Autronic-Melchers, Germany購買獲得之DMS儀器。
在本說明書之整個實施方式及申請專利範圍中，字詞「包含(comprise)」及「含有」及該等字詞之變更(例如「包含(comprising及comprises)」)意謂「包括(但不限於)」，且無意(且不)排除其他組分。在另一方面，字詞「包含」亦包含術語「由(但不限於)其構成」。
應知曉上文描述之許多特徵，尤其許多較佳實施例，就其等本身而言為發明性的而非僅作為本發明之實施例之一部分。除目前主張之任何發明外或替代其，可針對此等特徵尋求獨立保護。
在整個本申請案中，應瞭解於結合至三個相鄰原子之C原子處之鍵之角度(例如在C=C或C=O雙鍵中或例如在苯環中)為120°及於結合至兩個相鄰原子之C原子處之鍵之角度(例如在C≡C中或在C≡N三鍵中或在烯丙基位置C=C=C中)為180°，除非此等角度另有限制，例如，例如為小環(諸如3-、5-或5-原子環)之一部分，然而在一些情況下，在一些結構式中，未精確表示此等角度。
應知曉在不脫離本發明之範圍之情況下可作出本發明之前述實施例之變更。除非另有說明，否則服務於相同、等同或相似目的之替代特徵可替代本說明書中揭示之各特徵。因此，除非另有說明，否則本發明揭示之各特徵僅為一般系列之等同或相似特徵之一個實例。
本說明書中揭示之所有特徵可組合於任何組合中，除此等特徵及/或步驟中之至少一些互斥之組合之外。特定言之，本發明之較佳特徵適用於本發明之所有態樣且可用於任何組合中。同樣地，非必要組合中描述之特徵可單獨使用(非組合使用)。
無需進一步詳細闡述，據信使用前述實施方式，熟習此項技術者可最大程度地利用本發明。因此，下列實例應解釋為僅說明性的且無論如何均不以任何方式限制本發明之剩餘部分。
使用下列縮寫以闡述化合物之液晶相行為：K =結晶；N =向列型；N2 =扭曲-彎曲向列型；S =近晶型；Ch =膽固醇狀；I =各向同性；Tg =玻璃轉化。符號間之數字指示以℃為單位之相變溫度。
在本申請案及尤其在下列實例中，液晶化合物之結構由縮寫(亦稱為「縮寫字」)表示。根據下列三個表A至C，可簡單地將縮寫轉化為相應之結構。
所有基團Cn H2n+1 、Cm H2m+1 及CI H2I+1 較佳為分別具有n、m及l個C原子之直鏈烷基，所有基團Cn H2n 、Cm H2m 及CI H2I 較佳分別為(CH2 )n 、(CH2 )m 及(CH2 )I ，及-CH=CH-較佳分別為反式-E伸乙烯基。
表A列舉用於環元素之符號，表B列舉彼等用於連接基者及表C列舉彼等用於分子之左側及右側端基之符號者。表 A ：環元素
Figure 02_image273
Figure 02_image275
Figure 02_image277
表 B ：連接基
Figure 02_image279
表 C ：端基
左側，單獨使用或與其他組合使用 右側，單獨使用或與其他組合使用
-n- Cn H2n+1 - -n -Cn H2n+1
-nO- Cn H2n+1 -O- -nO -O-Cn H2n+1
-V- CH2 =CH- -V -CH=CH2
-nV- Cn H2n+1 -CH=CH- -nV -Cn H2n -CH=CH2
-Vn- CH2 =CH- Cn H2n - -Vn -CH=CH-Cn H2n+1
-nVm- Cn H2n+1 -CH=CH-Cm H2m - -nVm -Cn H2n -CH=CH-Cm H2m+1
-N- N≡C- -N -C≡N
-S- S=C=N- -S -N=C=S
-F- F- -F -F
-CL- Cl- -CL -Cl
-M- CFH2 - -M -CFH2
-D- CF2 H- -D -CF2 H
-T- CF3 - -T -CF3
-MO- CFH2 O- -OM -OCFH2
-DO- CF2 HO- -OD -OCF2 H
-TO- CF3 O- -OT -OCF3
-A- H-C≡C- -A -C≡C-H
-nA- Cn H2n+1 -C≡C- -An -C≡C-Cn H2n+1
-NA- N≡C-C≡C- -AN -C≡C-C≡N
左側，僅與其他組合使用 右側，僅與其他組合使用
-…n…- -Cn H2n - -…n… -Cn H2n -
-…M…- -CFH- -…M… -CFH-
-…D…- -CF2 - -…D… -CF2 -
-…V…- -CH=CH- -…V… -CH=CH-
-…Z…- -CO-O- -…Z… -CO-O-
-…ZI…- -O-CO- -…ZI… -O-CO-
-…K…- -CO- -…K… -CO-
-…W…- -CF=CF- -…W… -CF=CF-
其中n及m各為整數及三個點「...」指示此表之間隔或其他符號。
實例 藉由參考僅為說明性的且非限制本發明之範圍之下列工作實例，現將更詳細地描述本發明。
利用之光反應性化合物
Figure 02_image281
利用之向列型主體混合物 如下表中指示製備向列型LC主體混合物：
混合物M-1：
組成[%-w/w] 物理性質
GGP-3-CL 10.0    清晰點[℃]: 103.5  
GGP-5-CL 27.0    ne [589 nm, 20℃]: 1.746  
CPGP-4-3 3.0    Δn [589 nm, 20℃]: 0.232  
CPGP-5-2 3.0    ε∥ [1 kHz, 20℃]: 26.1  
CPGP-5-3 3.0    ε⊥ [1 kHz, 20℃]: 5.0  
CCGU-3-F 9.0    Δε [1 kHz, 20℃]: 21.1  
PUQU-2-F 7.0           
PUQU-3-F 8.0           
PGU-2-F 8.0           
PGU-3-F 8.0           
PGU-5-F 8.0           
PGIGI-3-F 6.0           
∑ 100.0           
                
混合物M-2：
組成[%-w/w] 物理性質
CC-3-V 36.00          
CC-3-V1 5.00    cl.p. [℃]: 78  
CCP-V-1 8.00    ne [589 nm, 20℃]:  1.5907  
PGP-2-2V 3.00    Δn [589 nm, 20℃]:  0.1095  
CCQU-3-F 9.5    ε∥ [1 kHz, 20℃]:   16.6  
PUQU-3-F 8.5    ε⊥ [1 kHz, 20℃]:    3.7  
APUQU-2-F 5.00    Δε [1 kHz, 20℃]:   12.9  
APUQU-3-F 8.00    K1 [pN, 20℃]:  12.1  
PGUQU-3-F 4.00    K3 [pN, 20℃]:  13.4  
PGUQU-4-F 8.00    K3 /K1 [pN, 20℃]:  1.11  
PGUQU-5-F 5.00    V0 [V, 20℃]:   1.01  
∑ 100.0    LTS體積[h, -20℃]: 1000  
                
實例1： 在熱板上在115℃下，用由99.5% w/w M-1及0.5% w/w RM-2構成之混合物，將無配向層之基板間之間隙為23 µm之玻璃單元毛細管填充30分鐘，無光照。然後將該單元曝露於偏振UV (50 mW/cm2，120秒)。藉由關閉該熱板並將該等單元留在該熱板上，將該單元緩慢冷卻至低於各向同性至向列型轉化(低於TNI約20℃)。
當在顯微鏡下觀測時，單元產生良好之均勻平面配向。
實例2： 在熱板上在115℃下，用由98% w/w M-1及2% w/w RM-2構成之混合物，將無配向層之基板間之間隙為23 µm之玻璃單元毛細管填充30分鐘，無光照。然後將該單元曝露於偏振UV (50 mW/cm2，120秒)。藉由關閉該熱板並將該等單元留在該熱板上，將該單元緩慢冷卻至低於各向同性至向列型轉化(低於TNI約20℃)。
當在顯微鏡下觀測時，單元產生良好之均勻平面配向。
實例3： 製備包含根據GB 201810565，段落[0171]至[0181]中給定之程序製造之菲涅耳透鏡結構基板及普通玻璃基板之測試單元。在UV可固化密封膠中，使用10 µm間隔物以隔開該等兩個基板。將含有玻璃間隔物之密封膠施加至該單元之邊緣，及然後用UV光照射該單元以將膠水固化。在熱板上在115℃下，用由98% w/w M-1及2% w/w RM-2構成之混合物將該單元毛細管填充30分鐘。然後將該單元曝露於偏振UV (50 mW/cm2，90秒)。藉由關閉該熱板並將該等單元留在該熱板上，將該等單元緩慢冷卻至低於各向同性至向列型轉化(低於M-1之TNI約20℃)。
當在顯微鏡下觀測時，單元產生良好之均勻平面配向。浮雕菲涅耳透鏡在明亮狀態下清晰可見。已在浮雕表面特徵之整個區域上達成自配向。相對於該等表面特徵之定向以任何角度保持平面配向。
實例4： 利用直徑為25.4 mm及厚度為2 mm之N-BK7平凸透鏡(F=100)，及直徑為25.4 mm及厚度為5 mm之N-BK7平凹透鏡(F=100) (兩者均可自Thorlabs, Germany購買獲得)，形成具有與凸凹或彎月面透鏡對應之一個凸面及一個凹側之測試單元。在組裝該單元之前，向平凹透鏡基板滴加由99% w/w M-2及1% w/w RM-1構成之混合物。
將單元在100℃之熱板上放置10分鐘而無光照，及然後將其曝露於偏振UV (35 mW/cm2，3個5 min之步驟，總計15 min)。藉由關閉該熱板並將該等單元留在該熱板上，將該單元緩慢冷卻至低於各向同性至向列型轉化(低於M-2之TNI約20℃)。
當在顯微鏡下觀測時，單元產生可接受之平面配向。
實例5： 利用直徑為25.4 mm及厚度為2 mm之N-BK7平凸透鏡(F=100)，及直徑為25.4 mm及厚度為5 mm之N-BK7平凹透鏡(F=100) (兩者均可自Thorlabs, Germany購買獲得)，形成具有與凸凹或彎月面透鏡對應之一個凸面及一個凹側之測試單元。在組裝該單元之前，向平凹透鏡基板滴加由99.5% w/w M-2及0.5% w/w RM-3構成之混合物。
將單元在100℃之熱板上放置10分鐘而無光照及然後利用360 nm 截止濾波器，將該單元曝露於偏振UV (35 mW/cm2，3個5 min之步驟，總計15 min)。
藉由關閉該熱板並將該等單元留在該熱板上，將單元緩慢冷卻至低於各向同性至向列型轉化(低於M-2之TNI約20℃)。
當在顯微鏡下觀測時，單元產生可接受之平面配向。
Figure 110104879-A0101-11-0002-3

Claims (16)

  1. 一種LC裝置，其包含： 至少兩個相對之透明基板， 夾在該等相對基板之間的至少一個LC轉換層，其包含 可自一或多種式I光反應性液晶原獲得之聚合物，
    Figure 03_image283
    其中 A11 表示選自下列群組之基團： a)   由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群組，其中，另外，一或兩個CH基團視需要經N置換，且其中，另外，一或多個H原子視需要經L置換， b)   選自由以下組成之群之群組：
    Figure 03_image285
    Figure 03_image287
    其中，另外，此等基團中之一或多個H原子視需要經L置換，及/或一或多個雙鍵視需要經單鍵置換，及/或一或多個CH基團視需要經N置換， A                      在每次出現時彼此獨立地各具有針對A11 之含義中之一者或 a) 由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基組成之群組，其中，另外，一或多個非相鄰CH2 基團視需要經-O-及/或-S-置換，且其中，另外，一或多個H原子視需要經F置換，或 b) 由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群組， 其等中之各者亦可經L單取代或多取代， L                    在每次出現時相同或不同地表示-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2 、SF5 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz )2 、-C(=O)Rz 、-N(Rz )2 、視需要經取代之矽基、具有6至20個C原子之視需要經取代之芳基，或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈或環形烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，或X21 -Sp21 -R21 ， M                    表示-O-、-S-、-CH2 -、-CHRz -或-CRy Rz -， Ry 及Rz 各彼此獨立地表示H、CN、F或具有1至12個C原子之烷基，其中一或多個H原子視需要經F置換， Y11 及Y12 各彼此獨立地表示H、F、苯基或具有1至12個C原子之視需要氟化烷基， Z 在每次出現時彼此獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-OCF2 -、-CF2 O-、-(CH2 )n -、-CF2 CF2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-C≡C-， n                     表示介於2至8之間的整數， o及p                      各獨立地表示0、1或2， x及y                      各獨立地表示0或1，前提條件為若x表示0，則y不可表示1， X11 及X21 在每次出現時彼此獨立地表示單鍵、-CO-O-、-O-CO-、-O-COO-、-O-、-CH=CH-、 -C≡C-、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CF2 -CF2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-S-， Sp11 及Sp21 在每次出現時各獨立地表示單鍵或包含1至20個C原子之間隔基團，其中一或多個非相鄰及非末端CH2 基團視需要經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3 )-、-CO-、-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-、-CF2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH(OH)-、-CH(烷基)-、-CH(烯基)-、-CH(烷氧基)-、-CH(氧雜烷基)-、-CH=CH-或-C≡C-置換，然而置換方式係使得無兩個O原子彼此相鄰且無兩個選自-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-及-CH=CH-之基團彼此相鄰， R11 表示P， R21 表示P；鹵素；CN；具有多達15個C原子之視需要氟化之烷基或烯基，其中一或多個非相鄰CH2 -基團視需要經-O-、-S-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、O-C(O)-O-置換， P                           在每次出現時各彼此獨立地係可聚合基團， 及一或多種向列型化合物， 提供在該等相對基板之一或兩者上之電極結構， 其特徵在於該等基板中之一或多者對應於光柵或透鏡結構或該等基板另外配備與該LC轉換層相鄰之光柵或透鏡結構。
  2. 如請求項1之裝置，其中一或多個基板對應於或配備有平凹透鏡結構、或平凸透鏡結構、或雙凸透鏡結構、或雙凹透鏡結構、或折射菲涅耳(Fresnel)透鏡結構、或繞射菲涅耳透鏡結構。
  3. 如請求項1之裝置，其中一或多個基板對應於或配備有表面浮雕光柵、或炫耀光柵、或體積光柵、或潘恰拉特南-貝瑞光柵(Pancharatnam-Berry grating)或布拉格偏振光柵(Bragg Polarization Grating)。
  4. 如請求項1至3中任一項之裝置，其中該LC轉換層之最大厚度係在1 µm至100 µm之範圍內。
  5. 如請求項1至4中任一項之裝置，其中該利用之電極結構係選自指叉式電極、IPS電極、FFS電極或梳狀電極。
  6. 如請求項1至5中任一項之裝置，其中一或多種向列型化合物係選自下列式：
    Figure 03_image289
    其中 a 係1或2， b 係0或1，
    Figure 03_image291
    R1 及R2 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或多個非相鄰CH2 基團視需要經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以使得O原子不彼此直接連接之方式置換， Zx 表示-CH=CH-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-O-、-CH2 -、-CH2 CH2 -或單鍵， L1-4 各彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
  7. 如請求項1至6中任一項之裝置，其中一或多種向列型化合物係選自下列式：
    Figure 03_image293
    Figure 03_image295
    其中 R20 各相同或不同地表示具有1至15個C原子之鹵化或未經取代之烷基或烷氧基基團，其中，另外，此等基團中之一或多個CH2 基團視需要彼此獨立地經-C≡C-、-CF2 O-、-CH=CH-、
    Figure 03_image297
    、-O-、-CO-O-或-O-CO-以使得O原子不彼此直接連接之方式置換， X20 各相同或不同地表示F、Cl、CN、SF5 、SCN、NCS、鹵化烷基基團、鹵化烯基基團、鹵化烷氧基基團或鹵化烯氧基基團，其各具有至多6個C原子，及 Y20-24 各相同或不同地表示H或F， W              表示H或甲基，
    Figure 03_image299
    Figure 03_image301
  8. 如請求項1至7中任一項之裝置，其中一或多種向列型化合物係選自下列式：
    Figure 03_image303
    其中R20 、X20 、W及Y20-23 具有請求項7之式III中指示之含義，及
    Figure 03_image305
    Figure 03_image307
  9. 如請求項1至8中任一項之裝置，其中一或多種向列型化合物係選自下式：
    Figure 03_image309
    其中個別基團具有下列含義：
    Figure 03_image311
    R3 及R4 各彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中，另外，一或兩個非相鄰CH2 基團視需要經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以使得O原子不彼此直接連接之方式置換， Zy 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵。
  10. 如請求項1至9中任一項之裝置，其中該裝置為LC光束轉向裝置。
  11. 如請求項1至9中任一項之裝置，其中該裝置為光束聚焦裝置。
  12. 一種產生如請求項1至11中任一項之裝置之方法，其包括下列步驟中之一或多者： 在該等基板中之一或多者上提供電極結構，在一或多個基板上提供光柵或透鏡結構，組裝單元， 用包含一或多種式I光反應性液晶原及一或多種向列型化合物之LC介質填充該單元， 用線性偏振光照射該單元， 藉由用波長為450 nm或以下之紫外光或可見光照射來固化該LC介質之可聚合化合物。
  13. 一種如請求項1至11中任一項之裝置之用途，其用於電光裝置中。
  14. 一種電光裝置，其包含如請求項1至11中任一項之裝置。
  15. 如請求項14之電光裝置，其中該電光裝置係選自用於擴增實境或虛擬實境應用之裝置。
  16. 如請求項14或15之電光裝置，其中該電光裝置係護目鏡或隱形眼鏡。
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