TW202206578A - 液晶介質 - Google Patents

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TW202206578A
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switchable
medium
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atoms
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李厚龍
尹鉉軫
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德商馬克專利公司
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Abstract

本發明係關於具有如本文所指定的負介電各向異性及高清晰點之液晶介質，及關於一種該介質於窗元件，特別是層壓窗元件中的可切換之光學單元中之用途。

Description

液晶介質
本發明係關於具有如本文所指定的負介電各向異性及高清晰點之液晶介質，及關於一種該介質於窗元件，特別是層壓窗元件中的可切換之光學單元中之用途。
用於控制或調制光的透射之裝置通常用於顯示應用中，但其亦可用於例如所謂的智慧型窗應用中。R. Baetens等人在「Properties, requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings: A state-of-the-art review」，Solar Energy Materials & Solar Cells，94 (2010)的第87至105頁回顧不同的動態智慧型窗。如其中所述，智慧型窗可使用多種技術以調制光的透射率，諸如基於電致變色之裝置、液晶裝置及電泳或懸浮粒子裝置。
光閥(Light shutter)及光強度調制器(特別是基於液晶之光調制器)可用於建築、汽車、鐵路、航空電子及航海應用之可切換窗。
在此類裝置中，光的透射可可逆地改變，其中入射光之強度可衰減、變暗或著色。此類裝置因此可在亮狀態及暗狀態下操作且在其之間，亦即在相對較高光透射的狀態與相對較低光透射的狀態之間切換。
雖然在不同光學狀態之間的基於液晶之裝置中的切換亦可為熱控制的，但在許多情況下，該等裝置採用使用電切換之不同光學狀態係有利且適宜較佳的，其中電壓的施加控制該切換。此種基於液晶之裝置原則上藉由施加導致透射率變化的電場來改變兩個導電電極之間的液晶(LC)分子的定向。
原則上，可採用幾種模式或組態來提供此種可逆透射變化。對於扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)及垂直配向(VA)液晶單元，通常使用偏振器以控制光透射。亦可使用基於摻雜二色性染料分子的液晶主體的客體-主體液晶單元。可在無任何偏振器下使用此等客體-主體系統來改變光透射。然而，在一些實施例及應用中，客體-主體液晶單元亦與至少一個偏振器組合使用。
WO 2015/090506 A1及WO 2017/118464 A1描述一種具有負介電各向異性的二色性染料摻雜液晶介質於調節光通過的裝置中之用途。
WO 2017/118465 A1描述用於調節光進入房間的裝置，其包含可切換層，該可切換層包含二色性染料摻雜液晶介質且其在切換狀態中之一種狀態下具有扭轉組態。
此項技術中仍需要用於調節光的通過的通用且可調適之裝置且特別是可切換窗及可用於此類裝置的生產及操作的液晶介質。
因此，本發明之一個目的係提供一種液晶介質，其在可切換裝置的生產以及操作期間具有有利性能，例如在穩定性及可靠性方面，且其可給予在可切換裝置之電光特性方面的其他益處。
本發明之另一個目標係提供可切換裝置，特別是可切換窗元件且尤其是層壓窗元件，其之所以通用且可調適是因為其可安裝在不同情境中且亦可在苛刻工作條件下使用且同時提供所需電光性能。另一個目標係提供用於製備此類裝置之有效且簡單之製程。熟習此項技術者自以下詳細描述即可明瞭本發明之其他目標。
該等目標由獨立技術方案中定義的標的解決，而較佳實施例闡述於各別附屬技術方案中且在進一步描述於下文中。
本發明特別提供以下項目，包括主要態樣、較佳實施例及特定特徵，其分別單獨地且組合地有助於解決上述目標且最終提供另外優點。
本發明之第一態樣提供一種窗元件，其包含具有層結構的可切換光學單元，該層結構按此順序包含： - 第一透明基板， - 可切換層，及 - 第二透明基板， 其中該可切換層包含具有負介電各向異性、115℃或更高之清晰點、及0.10或更低之光學各向異性∆n之液晶介質。
可切換光學單元用於光的調制且較佳且有利地組態為由間隔開且設有電極的兩個壁(特別是兩個透明基板)形成的單元，且其中該單元包含光調制材料。
在一個替代實施例中，代替將兩個基板配備電極，該等基板中之一者可配備兩個電極結構而另一個基板不配備電極。
在本發明中，認識到可能需要提供一種可切換裝置且特別是一種可切換窗元件，其可在不同情境及不同環境條件下使用且同時提供安全且可靠之性能。
藉由在可切換層中提供如所指定的液晶介質，可獲得有利的光學及電光性能，特別是在亮態及暗態、此等狀態之間可達成之對比度及視角相依性方面，甚至在高溫下。此種穩定功能行為在較高溫度下亦可為有益的，例如在窗元件暴露於陽光的直接及長時間照射之情況下。
根據本發明，較佳地，將該可切換光學單元層壓至第三基板。
目前認識到，將如本文中指定的可切換光學單元併入層壓結構中可為有益的。特別地，此種複合結構可有利地增強可切換裝置之通用性及適用性，例如藉由將薄基板與較厚基板及/或由塑膠製成的基板與玻璃基板組合。依此方式，可達成例如在重量、強度及可接近之形狀及幾何形狀方面之益處。
已驚人地發現，本發明提供的材料且特別是液晶介質可有利地適應典型層壓條件，諸如高溫及高壓。
因此，在本發明之另一個態樣中，提供一種用於製備窗元件之製程，該製程包含以下步驟：提供包含如本文所指定的液晶介質之可切換光學單元，該液晶介質配置在介於第一透明基板與第二透明基板之間的可切換層中，及將可切換光學單元層壓至第三基板。
另一個態樣係關於藉由或分別地可藉由進行根據本發明之製程獲得的窗元件。
本發明之另一個態樣提供一種液晶介質，其具有負介電各向異性、115℃或更高之清晰點、及0.10或更低之光學各向異性∆n且其包含一或多種式IIA化合物
Figure 02_image003
其中 R2A 表示H、具有至多15個C原子的未經取代、經CN或CF3 單取代或至少經鹵素單取代之烷基或烯基基團，其中，此外，此等基團中的一或多個CH2 基可經-O-、-S-、
Figure 02_image005
、
Figure 02_image007
、
Figure 02_image009
、
Figure 02_image011
、
Figure 02_image013
、-C≡C-、-CF2 O-、-OCF2 -、-OC-O-或-O-CO-置換，置換方式為O原子彼此不直接連接， L1 及L2 各彼此獨立地表示F、Cl、CF3 或CHF2 ，較佳係F， Y           表示H、F、Cl、CF3 、CHF2 或CH3 ，較佳係H或CH3 ，特佳係H， Z2 表示單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-、-OCO-、-C2 F4 -、-CF=CF-或-CH=CHCH2 O-，較佳係單鍵， p            表示0、1或2， (O)Cv H2v+1 表示OCv H2v+1 或Cv H2v+1 ，且 v            表示1至7。
本發明提供的含有如本文所指定的化合物之液晶介質有利地將負介電各向異性與適宜高清晰點(如所定義)以及特定設定且有限之光學各向異性∆n組合。
已驚人地發現，本發明提供的液晶介質可有利地有助於獲得有利電光性能，例如在可達成之對比度及視角相依性方面，同時在高溫及低溫下亦呈現功能性、可靠性及穩定性。除了在裝置之長期操作中的此等益處之外，該介質可有利地進一步促進裝置的生產製程，且特別是其具有用於層壓製程之適宜性能。
根據本發明提供的液晶介質之有利的化學及物理性質因此可在裝置性能及特性以及器件之生產製程中產生顯著益處。
較佳地，如本文所述的液晶介質係配置於切換層中且用於切換層中。因此，該切換層包含介質，較佳地由介質組成。該切換層係配置在兩個基板之間以提供可電切換且可在光學亮態及暗態下操作的切換元件。較佳地，電極作為導電層配置於各基板之內表面上或分別位於各基板之內表面之上。
本發明之另一個態樣係關於一種根據本發明之窗元件於建築物或車輛的窗(例如天窗或側窗)中，或亦在汽車後視鏡中之用途。
根據本發明，提供有利切換元件，其可用於用於汽車應用(例如汽車及商用車輛)及其他運輸應用(諸如在火車、飛機、艦艇及輪船中)之可切換窗，及用於建築應用，例如用於外立面的窗中，但亦用於房間的內部中，例如用於房間之間的分隔牆中及用於用於隔開房間或空間的各個隔間之元件中。
該等裝置可藉由施加電壓而方便地在狀態之間切換。此外，切換可為快速的，特別是在幾秒的量級且甚至低至一秒或甚至更短。
根據本發明之切換元件且特別是窗元件可用於調節或調制光的通過，特別是太陽光的通過，但亦是來自人造光源(如燈及燈具)的光的通過。
在不以此來限制本發明下，在下文中，藉由態樣、實施例及特定特徵的詳細說明來說明本發明，且更詳細地描述特定實施例。
在此，鹵素表示F、Cl、Br或I，較佳係F或Cl，且更佳係F。
在此，烷基基團及/或烷氧基基團意指直鏈或分支鏈烷基。其較佳係直鏈，具有2、3、4、5、6或7個C原子且因此較佳表示乙基、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，此外甲基、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。
在此，氧雜烷基較佳表示直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基)、2- (=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(= 2-甲氧基乙基)、2-、3-或4-氧雜戊基、2-、3-、4-或5-氧雜己基、2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基、2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基、2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
在此，烯基，亦即其中一個CH2 基已經‑CH=CH‑置換的烷基基團可為直鏈或分支鏈。其較佳係直鏈且具有2至10個C原子。因此，其特別表示乙烯基、丙-1-或-2-烯基、丁-1-、-2-或-3-烯基、戊-1-、-2-、-3-或-4-烯基、己-1-、-2-、-3-、-4-或-5-烯基、庚-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或-6-烯基、辛-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或-7-烯基、壬-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-烯基、癸-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或-9-烯基。
在此，至少經鹵素單取代的烷基或烯基基團較佳係直鏈，且鹵素較佳係F或Cl。在多取代之情況下，鹵素較佳為F。所得基團亦包括全氟化基團。在單取代之情況下，該氟或氯取代基可在任何所需位置中，但較佳在ω‑位置中。
在此，具有1、2或3個C原子之單-或多氟化烷基或烷氧基基團或具有2或3個C原子之單-或多氟化烯基基團特佳為F、Cl、CF3 、CHF2 、OCF3 、OCHF2 、OCFHCF3 、OCFHCHF2 、OCFHCHF2 、OCF2 CH3 、OCF2 CHF2 、OCF2 CHF2 、OCF2 CF2 CHF2 、OCF2 CF2 CHF2 、OCFHCF2 CF3 、OCFHCF2 CHF2 、OCF2 CF2 CF3 、OCF2 CF2 CClF2 、OCClFCF2 CF3 、OCH=CF2 或CH=CF2 ，極特佳係F或OCF3 ，此外CF3 、OCF=CF2 、OCHF2 或OCH=CF2 。
在此，1,4-伸環己基環及1,4-伸苯基環描述如下：
Figure 02_image015
該伸環己基環係反式-1,4-伸環己基環。
具有負介電各向異性之液晶介質且特別是所謂的液晶主體廣泛用於例如垂直配向(VA)模式之顯示器中(Song, J. (2014).Vertical alignment Liquid Crystal mode。Handbook of Liquid Crystals (編輯J. W. Goodby、C. Tschierske、P. Raynes、H. Gleeson、T. Kato及P. J. Collings). doi:10.1002/9783527671403.hlc126)。適宜介質充分描述於諸如例如US 20030071244 A1或US 20100134751 A1之文獻中。
根據本發明，提供一種製程，其中將如本文所述的可切換光學單元層壓至第三基板。在另一個實施例中，亦可將該可切換光學單元層壓至第三基板及第四基板。
在該層壓製程中，組裝包含多個層的複合物。可組合相同材料，諸如玻璃，但亦可使用不同材料，例如塑膠膜及玻璃片。層壓的產品呈現有利特性，例如在改良之強度、穩定性及外觀方面。
特別地，為了保護可切換光學裝置及機械剛性，可切換光學單元通常係層壓至基板，較佳係載體玻璃片。在此層壓製程中，基板(較佳玻璃片)藉助於熱塑性間層黏接至可切換光學單元之基板。在層壓製程中，該間層配置在可切換光學單元之第一或第二基板與第三基板之間，較佳係載體玻璃片。在通常涉及施加熱及/或加壓的後續處理中，將第三基板、間層及可切換光學單元黏接。
在本製程之一個實施例中，在層壓期間進行加熱至110℃或更高之溫度。
典型製程條件可涉及高達12巴的壓力且可使用甚至約120℃至140℃的溫度。施加高溫及高壓的時間跨度可不同，但通常可為約20分鐘。
較佳地，層壓涉及使用熱塑性或彈性體間層。適宜層壓間層或層壓片包括例如離聚物(ionoplast)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯丁醛(PVB)或熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)。適宜離聚物可以商品名SentryGlas獲得。在一個較佳實施例中，層壓片(特別是PVB層)另外提供UV保護。
層壓可為產品提供例如在重量、強度及可接近之形狀及幾何形狀方面之益處，例如藉由將薄基板與較厚基板及/或由塑膠製成的基板與玻璃基板組合。
在一個較佳實施例中，製造且提供窗元件，其中該可切換光學單元經層壓至第三基板，且其中特別地，該第一透明基板及第二透明基板由塑膠製成及該第三基板由玻璃製成。特佳地，該第三基板係彎曲的，且尤佳地，該整個窗元件係至少在一個方向上，更佳在兩個方向上彎曲。
根據本發明，在製程及窗元件中，提供且使用液晶介質，其呈現負介電各向異性、115℃或更高之清晰點及0.10或更低之光學各向異性∆n。
根據本發明之液晶介質具有負介電各向異性Δε，亦即垂直於電場。
上下文中，∆ε表示介電各向異性，其中∆ε = ε|| - ε⊥ 。介電各向異性∆ε係較佳於20℃及1 kHz下測定。該液晶介質較佳具有在-0.5至-20，較佳-1.0至-10範圍內之介電各向異性Δε。
特佳地，該液晶介質呈現在-1.0至-5.0，甚至更佳-1.5至-4.5之範圍內之介電各向異性∆ε。由此提供的液晶介質作為有效、穩定且可靠之調制介質可特別有用。
根據本發明之液晶介質具有0.10或更低之各向異性∆n。
上下文中，∆n表示光學各向異性，其中∆n = ne - no ，且其中較佳地，該光學各向異性∆n係在20℃及589.3 nm之波長下測定。該液晶介質較佳具有0.095或更低，更佳0.090或更低，甚至更佳在0.065至0.095且特別是0.070至0.090之範圍內之光學各向異性Δn。
已發現可獲得甚至具有相對小的光學各向異性的有效調制介質，此可提供進一步的益處，例如在視角相依性方面。
根據本發明之液晶介質具有115℃或更高之清晰點。
該清晰點標誌著自向列液晶狀態至各向同性狀態的相變發生時的溫度。該清晰點(特別是向列相與各向同性相之間的相變溫度)可藉由通常已知的方法量測及測定，例如使用Mettler烘箱或偏光顯微鏡下的熱台，且在此較佳使用Mettler烘箱來測定。
該液晶介質較佳具有高於116.5℃，更佳高於118.0℃，特佳高於120.0℃，極特佳高於121.5℃，且最佳高於123.0℃之清晰點，較佳係自向列液晶狀態至各向同性狀態之相變。在一個實施例中，本發明中所使用的液晶介質較佳具有在115℃至170℃且特別是120℃至140℃之溫度範圍內之清晰點。
本發明提供的介質之高清晰點可有助於可切換裝置的生產以及操作期間的有利性能，例如在穩定性、可靠性及電光性質方面。
本發明提供及使用的液晶介質較佳亦具有良好低溫穩定性，例如在-40℃之溫度下。此意指該窗元件可亦在更極端寒冷環境條件下可靠地使用，此可用於例如汽車應用中。
在根據本發明之窗元件中，包含液晶介質之可切換層較佳具有在1 μm至100 μm，更佳2 μm至50 μm，甚至更佳3 μm至25 μm且特別是4 μm至10 μm範圍內之厚度。
該窗元件之基板可包含玻璃或聚合物，特別是玻璃、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯丁醛(PVB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、COP (環烯烴聚合物)或TAC (三乙醯纖維素)，較佳由其組成。
該第一及/或第二及/或第三基板較佳係光學各向同性且透明的。
在一個實施例中，僅使用玻璃基板。在一個替代實施例中，僅使用塑膠基板。在一個替代較佳之實施例中，該第一透明基板及第二透明基板由塑膠製成及該第三基板由玻璃製成。
較佳地，該第三基板之厚度係在0.7 mm 至25 mm，更佳2 mm至10 mm之範圍內，其中甚至更佳係2 mm至6 mm之範圍。
適宜玻璃之實例包括例如鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃、化學鋼化玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃及鈉鈣玻璃。
在一實施例中，該可切換光學裝置亦可包含一或多個偏振器。特別地，在一個實施例中，在光學裝置中提供至少一個偏振層及視需要至少一個阻滯層。在此種情況下的偏振器較佳係線性偏振器。可視需要使用吸收偏振器亦及反射偏振器。較佳使用呈光學薄膜形式的偏振器。因此，較佳地，提供一種窗元件，其中該可切換光學單元進一步包含一或多個偏振器層及視需要一或多個光學阻滯器層。特佳地使用具有兩個偏振器之液晶單元來控制光透射。
光學狀態之間的電切換可藉由提供基板(例如玻璃基板或塑膠基板)與電極來達成。較佳地，於基板上提供導電層，其中該導電層包含透明導電材料或由其形成，例如透明導電氧化物，較佳係氧化銦錫(ITO)、SnO2 :F或摻雜氧化鋅，特別是ITO、或導電聚合物，諸如聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩) (PEDOT)、聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)或聚(4,4-二辛基環戊二噻吩)、或薄透明金屬及/或金屬氧化物層，例如銀。較佳地，該透明導電材料係透明導電氧化物，更佳係氧化銦錫。該透明電極較佳藉由塗覆製程施覆至該基板。例如，可濺鍍ITO以通常獲得在5 nm至250 nm之範圍內之層厚度或在5 Ω/□至500 Ω/□之範圍內之片電阻。可使用可包括驅動信號發生器及電纜的電源設備以對電極供應電壓。
較佳地，在本發明中生產及使用的可切換光學裝置係基於使用垂面配向(homeotropic alignment) (其亦稱為垂直配向(vertical alignment) (VA))的液晶單元，特別是與電切換組合。因此，較佳地，在可切換光學單元中提供第一配向層及第二配向層，使得該可切換層夾在該第一配向層與第二配向層之間且與該第一配向層及第二配向層直接接觸。較佳地，該第一配向層及第二配向層係基於聚醯亞胺之層。因此，在一個較佳實施例中，該等配向層包含聚醯亞胺，更佳係由聚醯亞胺組成。
在一個較佳實施例中，包含該可切換光學單元之窗元件具有層結構，其按此順序包含： - 第一基板， - 第一電極層， - 第一配向層， - 可切換層， - 第二配向層， -第二電極層，及 - 第二基板， 其中該可切換層係垂面配向液晶層，其包含如本文所述的液晶介質，且其中較佳地，該可切換光學單元係層壓至第三基板。
在一個實施例中，該可切換光學裝置係組態為垂直配向(VA)單元。
在另一個實施例中，該窗元件中的該可切換光學單元係可電切換的，其中在存在電場下，該可切換層具有扭轉組態或超扭轉組態。此外，在該實施例中，該單元較佳地在未通電狀態下具有垂面配向液晶層。此種組態可在可達成之對比度方面提供益處且在亮態下提供適當高的透射率。對於該扭轉或超扭轉組態，可相應地設置單元及單元配向，其中較佳地，該液晶介質包含對掌性摻雜劑。
較佳地，該窗元件包含恰好一個可切換光學單元。然而，在另一實施例中，窗元件亦可包括兩個可切換光學單元，其中更佳地，兩個可切換光學單元均如本文中所定義進行組態。
本發明提供及使用的液晶介質較佳不含任何二色性染料。
然而，在一個替代實施例中，該液晶介質可包含一或多種二色性染料，較佳兩種或更多種二色性染料，且更佳三種或更多種二色性染料。
二色性染料係熟練技術者已知的且充分描述於文獻例如Liquid Crystals：Applications and Uses，第1至3卷，由Birenda Bahadur編，World Scientific，1992。第11章：Dichroic Liquid Crystal Displays and in Cowling, Stephen J., Liquid Crystal Dyes，Handbook of Liquid Crystals，Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (2014)中。
較佳染料係偶氮染料、苝染料、蒽醌染料、苯并噻唑染料、噻二唑并喹噁啉染料及苯并噻二唑染料，特佳是偶氮染料。
通常，該視需要包含的二色性染料在該液晶介質中之總濃度係在0重量%至10重量%，更佳0.1重量%至5重量%，甚至更佳0.3重量%至3重量%，最佳0.5重量%至2重量%之範圍內。
在一個實施例中，視需要包含在該介質或相應地該可切換層中的該二色性染料之吸收光譜較佳地彼此互補，互補方式為對眼睛產生黑色的印象。較佳地，在該液晶介質中使用兩種或更多種(更佳三種或更多種)二色性染料以較佳覆蓋大部分可見光譜。可製備在眼睛看來呈黑色或灰色的染料混合物的精確方法係此項技術中已知的且描述於例如M. Richter，Einführung in die Farbmetrik [Introduction to Colorimetry]，第2版，1981，ISBN 3 11-008209-8，Walter de Gruyter & Co中。
在另一個實施例中，進行不同顏色的設置，例如紅色、綠色或藍色。
染料混合物之色位的設置在比色法領域中有所描述。為此，考慮蘭伯特-比爾定律(Lambert-Beer law)計算個別染料之光譜以給出總光譜且轉換為相關照明下的相應色位及亮度值，例如用於日光之照明體D65，根據比色法規則。白點的位置係藉由各別照明體(例如D65)固定，且在表中(例如在上文參考文獻中)引用。可藉由改變各種染料之比例來設置不同色位。
根據本發明提供及使用的液晶介質較佳包含選自式IIA-1至IIA-53之化合物之一或多種化合物
Figure 02_image017
Figure 02_image019
Figure 02_image021
Figure 02_image023
Figure 02_image025
Figure 02_image027
Figure 02_image029
Figure 02_image031
其中參數a表示1或2、alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基基團，及alkenyl表示具有2至7個C原子之直鏈烯基基團，及(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 -。
特佳地，該液晶介質包含選自式IIA-1及IIA-2化合物之群之一或多種化合物，其中較佳地，alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基基團。
該介質較佳包含選自式IIA-1及IIA-2化合物之群之一或多種化合物，其總量為至少10重量%，更佳至少20重量%，甚至更佳至少25重量%且特別是至少30重量%。
該介質較佳包含一或多種式IIA-4化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳至少10重量%。
在一個實施例中，該液晶介質包含化合物II-a-1
Figure 02_image033
該液晶介質較佳包含一或多種式V化合物
Figure 02_image035
其中 R51 及R52 各彼此獨立地具有對於R2A 所指示的含義之一，且較佳表示具有1至7個C原子之烷基，較佳係正烷基，特佳係具有1至5個C原子之正烷基、具有1至7個C原子之烷氧基，較佳係正烷氧基，特佳係具有2至5個C原子之正烷氧基，具有2至7個C原子，較佳具有2至4個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯基氧基，較佳係烯基氧基
Figure 02_image037
Z51 、Z52 各彼此獨立地表示-CH2 -CH2 - 、-CH2 -O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵，較佳係-CH2 -CH2 -、-CH2 -O-或單鍵且特佳係單鍵，及 n      為1或2。
該式V化合物較佳係選自式V-1至V-18之化合物：
Figure 02_image039
Figure 02_image041
其中R1 及R2 具有以上對於R2A 所指示的含義。R1 及R2 較佳各彼此獨立地表示直鏈烷基或烯基。
特佳地，該液晶介質包含一或多種式V-1化合物
Figure 02_image043
其中R1 及R2 各彼此獨立地具有對於R2A 所指示的含義。
該介質較佳包含一或多種式V-1化合物，其總量為8重量%或更多，更佳係10重量%或更多，甚至更佳係12重量%或更多且特別是15重量%或更多。
該介質較佳包含一或多種式V-2化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在5重量%至7重量%之範圍內。
該介質較佳包含一或多種式V-10化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在8重量%至15重量%之範圍內。
該介質較佳包含一或多種式V-18化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在7重量%至13重量%之範圍內。
在一個較佳實施例中，該液晶介質不含下式化合物
Figure 02_image045
及
Figure 02_image047
其中 n及m 各彼此獨立地表示1至7。
特佳地，該液晶介質不含包含具有軸向氰基取代基之伸環己基基團之任何化合物。
在一個較佳實施例中，該液晶介質包含選自式IIB、IIC及IID之化合物之群之一或多種化合物
Figure 02_image049
其中 R2B 、R2C 及R2D 各彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子的未經取代、經CN或CF3 單取代或至少經鹵素單取代之烷基或烯基基團，其中，另外，此等基團中之一或多個CH2 基可經-O-、-S-、
Figure 02_image005
、
Figure 02_image007
、
Figure 02_image009
、
Figure 02_image011
、
Figure 02_image013
、-C≡C-、‑CF2 O-、-OCF2 ‑、-OC-O-或-O-CO-置換，置換方式為O原子彼此不直接連接， L3 及L4 各彼此獨立地表示F、Cl、CF3 或CHF2 ，較佳係F， Y           表示H、F、Cl、CF3 、CHF2 或CH3 ，較佳係H或CH3 ，特佳係H， Z2 、Z2B 及Z2D 各彼此獨立地表示單鍵、-CH2 CH2 - 、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 - 、-COO-、-OCO-、-C2 F4 -、-CF=CF-或-CH=CHCH2 O-， (O)         為O或單鍵， q            表示0或1，及 v            表示1至7。
在式IIA、IIB及IID之化合物中，Z2 可具有相同或不同含義。在式IIB化合物中，Z2 及Z2B 可具有相同或不同含義。在式IID化合物中，Z2 及Z2D 可具有相同或不同含義。
在式IIA、IIB、IIC及IID之化合物中，R2A 、R2B 、R2C 及R2D 各較佳表示具有1至6個C原子之烷基，特別是CH3 、C2 H5 、正-C3 H7 、正-C4 H9 、正-C5 H11 。
在式IIA、IIB及IID之化合物中，L1 、L2 、L3 及L4 較佳表示L1 = L2 = F且L3 = L4 = F，此外L1 = F且L2 = Cl、L1 = Cl且L2 = F、L3 = F且L4 = Cl、L3 = Cl且L4 = F。Z2 及Z2B 在式IIA及IIB中較佳各彼此獨立地表示單鍵，此外，替代地係-C2 H4 -基團。
若在式IIB中，Z2 = -C2 H4 - 或-CH2 O-，則Z2B 較佳為單鍵或若Z2B = -C2 H4 -或-CH2 O-，則Z2 較佳為單鍵。
在式IID中，Z2D 較佳為單鍵。
在式IIA、IIB及IID之化合物中，(O)Cv H2v+1 較佳表示OCv H2v+1 。在式IIC化合物中，(O)Cv H2v+1 較佳表示Cv H2v+1 。
在式IIC化合物中，L3 及L4 較佳各表示F。
式IIB、IIC及IID之較佳化合物如下所示：
Figure 02_image056
Figure 02_image058
Figure 02_image060
Figure 02_image062
Figure 02_image064
其中參數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，及(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 -。
在一個較佳實施例中，該液晶介質進一步包含一或多種添加劑，較佳係穩定劑及/或對掌性摻雜劑。
在本發明之一個特佳實施例中，該液晶介質包含一或多種穩定劑，較佳選自由式ST-1至ST-18之化合物組成之群
Figure 02_image066
Figure 02_image068
Figure 02_image070
Figure 02_image072
其中 RST 表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基基團，其中，此外，此等基團中之一或多個CH2 基可各彼此獨立地經-C≡C-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH=CH-、
Figure 02_image074
-O-、-CO-O-或-O-CO-置換，置換方式為O原子彼此不直接連接，且其中，此外，一或多個H原子可各經鹵素置換，
Figure 02_image075
Figure 02_image077
Figure 02_image079
ZST 各彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CH2 -、-CH2 CH2 -、-(CH2 )4 -、-CH=CH-CH2 O-、-C2 F4 -、-CH2 CF2 - 、-CF2 CH2 -、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵， L1 及L2 各彼此獨立地表示F、Cl、CF3 或CHF2 ， p                  表示1或2， q表示1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
在式ST-1至ST-18之化合物當中，特佳係下式化合物
Figure 02_image081
    ST-1
        
Figure 02_image083
其中n = 1、2、3、4、5、6或7，較佳地，n = 1或7		    ST-2a
        
Figure 02_image085
其中n = 1、2、3、4、5、6或7，較佳地，n = 3		    ST-3a
Figure 02_image087
其中n = 1、2、3、4、5、6或7，較佳地，n = 3		    ST-3b
        
Figure 02_image089
    ST-8-1
        
Figure 02_image091
    ST-9-1
        
Figure 02_image093
    ST-12
        
Figure 02_image095
    ST-15
        
Figure 02_image097
    ST-16
        
Figure 02_image099
       ST-17。
在式ST-3a及ST-3b之化合物中，n較佳表示3。在式ST-2a之化合物中，n較佳表示7。
根據本發明之極特佳液晶混合物包含選自式ST-2a-1、ST-3a-1、ST-3b-1、ST-8-1、ST-9-1及ST-12之化合物之群之一或多種穩定劑：
Figure 02_image101
Figure 02_image103
該一或多種穩定劑(較佳選自式ST-1至ST-18之化合物之該一或多種化合物)較佳各以基於混合物計0.005重量%至0.5重量%之量存在於根據本發明之液晶介質中。
若根據本發明之混合物包含選自式ST-1至ST-18之化合物之群之兩種或更多種化合物，則基於混合物計，此等化合物之總濃度係較佳在0.01重量%至2.5重量%之範圍內，更佳在0.05重量%至1.0重量%之範圍內。
然而，基於根據本發明之混合物計，式ST-1至ST-18之化合物之總比例應較佳不超過3重量%。
在一個較佳實施例中，根據本發明提供及使用的液晶介質包含一或多種對掌性摻雜劑。
較佳地，此等對掌性摻雜劑具有在1 μm-1 至150 μm-1 之範圍內，較佳在10 μm-1 至100 μm-1 之範圍內之螺旋扭轉力(HTP)絕對值。如果該介質包含兩種或更多種對掌性摻雜劑，則此等介質可具有相反符號的其HTP值。該條件對於一些特定實施例係較佳的，因為其允許在某種程度上補償各別化合物之對掌性且因此可用於補償裝置中所得介質的各種溫度相依性質。然而，一般而言，視需要存在於根據本發明之介質中的較佳大多數，較佳所有對掌性化合物具有相同符號的其HTP值。
較佳地，存在於根據本發明之介質中的該等對掌性摻雜劑係液晶原化合物且最佳地其自身呈現中間相。
個別化合物之HTP之溫度相依性可為高或低。可藉由以相應比率混合具有HTP之不同溫度相依性之化合物來補償介質之間距之溫度相依性。
對於光學活性組分，可使用此項技術中已知的多種對掌性摻雜劑，諸如例如壬酸膽固醇酯、R-及S-811、R-及S-1011、R-及S-2011、R-及S-3011、R-及S-4011、R-及S-5011、B(OC)2C*H-C-3或CB15 (均為Merck KGaA，Darmstadt)。
特別適宜的摻雜劑係包含一或多個對掌性基團及一或多個液晶原基團、或與對掌性基團形成液晶原基團的一或多個芳族或脂環族基團的化合物。
適宜的對掌性基團係例如對掌性分支鏈烴基團、對掌性乙二醇、聯萘酚或二氧戊環，此外選自由以下組成之群之單價或多價對掌性基團：糖衍生物、糖醇、糖酸、乳酸、對掌性取代之二醇、類固醇衍生物、萜烯衍生物、胺基酸或幾個(較佳1至5個)胺基酸的序列。
較佳對掌性基團係糖衍生物，諸如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、阿拉伯糖及右旋糖；糖醇，諸如例如山梨糖醇、甘露醇、艾杜糖醇、半乳糖醇或其脫水衍生物，特別是雙脫水己糖醇，諸如雙脫水山梨糖醇酐(1,4:3,6-雙脫水-D-山梨糖醇酐，異山梨糖醇酐)、雙脫水甘露醇(異山梨糖醇)或雙脫水艾杜糖醇(異艾杜糖醇)；糖酸，諸如例如葡萄糖酸、古洛糖酸及酮古洛糖酸；對掌性取代之二醇基團，諸如例如單-或寡聚乙二醇或丙二醇，其中一或多個CH2 基係經烷基或烷氧基取代；胺基酸，諸如例如丙胺酸、纈胺酸、苯基甘胺酸或苯丙胺酸、或此等胺基酸中之1至5個的序列；類固醇衍生物，諸如例如膽固醇酸或膽酸基團；萜烯衍生物，諸如例如薄荷腦基、新薄荷腦基、莰基(campheyl)、蒎基(pineyl)、萜品烯基(terpineyl)、異長葉基(isolongifolyl)、葑基(fenchyl)、甲叉二氯基(carreyl)、桃金娘烯基(myrthenyl)、諾蔔基(nopyl)、香葉基(geraniyl)、芳樟醇基(linaloyl)、橙花基(neryl)、香茅基(citronellyl)或二氫香茅基(dihydrocitronellyl)。
適宜對掌性基團及液晶原對掌性化合物描述於例如DE 34 25 503、DE 35 34 777、DE 35 34 778、DE 35 34 779及DE 35 34 780、DE 43 42 280、EP 01 038 941及DE 195 41 820中。實例亦係列於下表B中的化合物。
特佳係選自由下式A-I至A-III及A-Ch之化合物組成之群之對掌性摻雜劑：
Figure 02_image105
其中 Ra11 、Ra12 及Rb12 彼此獨立地表示具有1至15個C原子之烷基，其中，此外，一或多個非相鄰CH2 基可各彼此獨立地經-C(Rz )=C(Rz )-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換，置換方式為O及/或S原子彼此不直接連接，且其中，此外，一或多個H原子可各經F、Cl、Br、I或CN置換，較佳烷基，更佳正烷基， 條件為Ra12 不同於Rb12 ， Ra21 及Ra22 彼此獨立地表示具有1至15個C原子之烷基，其中，此外，一或多個非相鄰CH2 基可各彼此獨立地經-C(Rz )=C(Rz )-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換，置換方式為O及/或S原子彼此不直接連接，且其中，此外，一或多個H原子可各經F、Cl、Br、I或CN置換，較佳地，二者均為烷基，更佳係正烷基， Ra31 、Ra32 及Rb32 彼此獨立地表示具有1至15個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中，此外，一或多個非相鄰CH2 基可各彼此獨立地經-C(Rz )=C(Rz )-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換，置換方式為O及/或S原子彼此不直接連接，且其中，此外，一或多個H原子可各經F、Cl、Br、I或CN置換，較佳烷基，更佳正烷基， 條件為Ra32 不同於Rb32 ； Rz 表示H、CH3 、F、Cl或CN，較佳係H或F， R8 具有上文給出的Ra11 的含義之一，較佳係烷基，更佳係具有1至15個C原子之正烷基， Z8 表示-C(O)O-、CH2 O、CF2 O或單鍵，較佳係-C(O)O-，
Figure 02_image107
Figure 02_image109
其中 R為0、1、2、3或4， L及L11 在每次出現時彼此獨立地表示具有至多12個C原子之烷基、烯基或烷氧基，其中一或多個H原子係視需要經鹵素置換；鹵素、SF5 或CN，較佳Me(甲基)、Et(乙基)、Cl或F，特佳F。 A21 表示
Figure 02_image111
A22 具有對於A12 給定之含義 A31 具有對於A11 給定之含義，或替代地表示
Figure 02_image113
， A32 具有對於A12 給定之含義， n2在每次出現時相同或不同地為0、1或2，及 n3為1、2或3。
特佳為選自由下式化合物組成之群之對掌性摻雜劑：
Figure 02_image114
Figure 02_image116
Figure 02_image118
其中 m在每次出現時相同或不同地為1至9之整數且 n在每次出現時相同或不同地為2至9之整數。 式A之特佳化合物為式A‑III化合物。
更佳摻雜劑係下式A-IV之異山梨糖醇酐、異甘露醇或異艾杜糖醇之衍生物：
Figure 02_image120
Figure 02_image122
較佳雙脫水山梨糖醇
Figure 02_image124
及
Figure 02_image126
各彼此獨立地係1,4-伸苯基，其亦可經L單-、二-或三取代，或1,4-伸環己基， L    為H、F、Cl、CN或視需要鹵化之具有1至7個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基， c     為0或1， X    為CH2 或-C(O)-， Z0 為-COO-、-OCO-、-CH2 CH2 -或單鍵，及 R0 為具有1至12個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基。
更佳摻雜劑係對掌性乙二醇，諸如例如二苯基乙二醇(氫安息香)，特別是下式A-V之液晶原氫安息香衍生物：
Figure 02_image128
包括(R,S)、(S,R)、(R,R)及(S,S)對映體，其並未顯示， 其中
Figure 02_image130
及
Figure 02_image132
及c、X、Z0 及R0 係如針對上式A-IV所定義。
根據本發明較佳使用的對掌性化合物係選自由下文所示式組成之群。 式A-IV化合物之實例係：
Figure 02_image134
Figure 02_image136
式A-V化合物描述於GB-A-2,328,207中。
極特佳對掌性摻雜劑係如WO 02/94805中所述的對掌性聯萘衍生物、如WO 02/34739中所述的對掌性聯萘縮醛衍生物、如WO 02/06265中所述的對掌性TADDOL衍生物、及如WO 02/06196及WO 02/06195中所述的具有至少一個氟化橋接基及末端或中心對掌性基團之對掌性摻雜劑。
特佳係式A-VI之對掌性化合物
Figure 02_image138
其中 X1 、X2 、Y1 及Y2 各彼此獨立地為F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF5 、具有1至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其係未經取代或經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且其中，此外，一或多個非相鄰CH2 基可各彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、NR0 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-置換，置換方式為O及/或S原子彼此不直接鍵結、具有至多20個碳原子之可聚合基團或環烷基或芳基，其可視需要經鹵素(較佳F)或可聚合基團單取代或多取代， R0 為H或具有1至12個C原子之烷基， x1 及x2 各彼此獨立地為0、1或2， y1 及y2 各彼此獨立地為0、1、2、3或4， B1 及B2 各彼此獨立地為芳族或部分或完全飽和脂族六員環，其中一或多個CH基可各經N置換且一或多個非相鄰CH2 基可各經O或S置換， W1 及W2 各彼此獨立地為‑Z1 -A1 -(Z2 -A2 )m -R，且此兩者中之一者替代地為R1 或A3 ，但二者不同時為H，或
Figure 02_image140
U1 及U2 各彼此獨立地為CH2 、O、S、CO或CS， V1 及V2 各彼此獨立地為(CH2 )n ，其中一至四個非相鄰CH2 基可各經O或S置換，且V1 及V2 中之一者，且在
Figure 02_image142
 為
Figure 02_image144
之情況下，二者均為單鍵，
n 為0、1、2或3， Z1 及Z2 各彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-O-CH2 -、‑CH2 -O-、-S-CH2 -、-CH2 -S-、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CF2 -S-、-S-CF2 -、-CH2 -CH2 -、-CF2 -CH2 -、-CH2 -CF2 -、-CF2 -CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、此等基團中之二者之組合，其中兩個O及/或S及/或N原子彼此不直接鍵結(較佳係-CH=CH-COO-、或-COO-CH=CH-)、或單鍵， A1 、A2 及A3 各彼此獨立地為1,4-伸苯基，其中一個或兩個非相鄰CH基可各經N置換、1,4-伸環己基，其中一個或兩個非相鄰CH2 基可各經O或S置換、1,3-二氧戊環-4,5-二基、1,4-伸環己基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、伸萘基-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，其中此等基團中之各者係未經取代或經L單取代或多取代，且此外A1 可為單鍵， L 為鹵素原子，較佳係F、CN、NO2 、具有1至7個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基，其中一或多個H原子可各經F或Cl置換， m 在每種情況下獨立地為0、1、2或3，且 R及R1 各彼此獨立地為H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF5 、分別具有1或3至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其可視需要經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一或多個非相鄰CH2 基可各經-O-、-S-、-NH-、-NR0 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-置換，其中兩個O及/或S原子彼此不直接鍵結、或可聚合基團。
特佳係式A-VI-1之對掌性聯萘衍生物
Figure 02_image146
其中環B、R0 及Z0 係如對於式A-IV及A-V所定義，且b為0、1或2，
特別是彼等選自下式A-VI-1a至A-VI-1c者：
Figure 02_image148
其中環B、R0 及Z0 係如對於式A-VI-1所定義，且 R0 如對於式A-IV所定義或H或具有1至4個碳原子之烷基，且 b 為0、1或2， 且特別地，Z0 為-OCO-或單鍵。
此外，特佳係式A-VI-2之對掌性聯萘衍生物
Figure 02_image150
特別是彼等選自下式A-VI-2a至A-VI-2f者：
Figure 02_image152
Figure 02_image154
其中R0 係如對於式A-VI所定義，且X為H、F、Cl、CN或R0 ，較佳係F。
該液晶介質中視需要包含的一或多種對掌性摻雜劑之濃度較佳在0.001重量%至20重量%，更佳0.05重量%至5重量%，甚至更佳0.1重量%至2重量%，且特別是0.5重量%至1.5重量%之範圍內。此等較佳濃度範圍特別適用於對掌性摻雜劑S-4011或R-4011及S-5011或R-5011 (均來自Merck KGaA)及具有相同或不同HTP之對掌性摻雜劑。
較佳地，該液晶介質另外包含一或多種式IV化合物
Figure 02_image156
其中 R41 表示具有1至7個C原子之未經取代之烷基基團或具有2至7個C原子之未經取代之烯基基團，較佳係正烷基基團，特佳具有2、3、4或5個C原子，且 R42 表示具有1至7個C原子之未經取代之烷基基團或具有1至6個C原子之未經取代之烷氧基基團，二者較佳具有2至5個C原子、具有2至7個C原子，較佳具有2、3或4個C個原子之未經取代之烯基基團，更佳係乙烯基基團或1-丙烯基基團且特別是乙烯基基團。
該等式IV化合物較佳係選自由式IV-1至IV-4之化合物之群，
Figure 02_image158
其中 alkyl及alkyl’ 彼此獨立地表示具有1至7個C原子，較佳具有2至5個C原子之烷基， alkenyl         表示具有2至5個C原子，較佳具有2至4個C原子，特佳2個C原子之烯基基團， alkenyl’        表示具有2至5個C原子，較佳具有2至4個C原子，特佳具有2至3個C原子之烯基基團，且 alkoxy          表示具有1至5個C原子，較佳具有2至4個C原子之烷氧基。
該介質較佳包含一或多種式IV-1及/或IV-2及/或IV-3之化合物。
該介質較佳包含選自式IV-1及IV-2之化合物之群之一或多種化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在10重量%至25重量%之範圍內且甚至更佳在15重量%至20重量%之範圍內。
較佳地，該介質包含選自式IV-1-1至IV-1-5之化合物之一或多種化合物
Figure 02_image160
特佳地，根據本發明之介質包含選自式IV-2-1、IV-2-2及IV-2-3之化合物之一或多種化合物
Figure 02_image162
極佳地，根據本發明之介質包含式IV-3化合物，特別是選自式IV-3-1至IV-3-5之化合物
Figure 02_image164
該介質較佳包含一或多種式IV-3化合物，特別是式IV-3-3化合物，較佳地，其量為至少5重量%，更佳地，其量為至少9重量%，且甚至更佳地，其量為至少11重量%。
極佳地，根據本發明之介質包含式IV-4化合物，特別是選自式IV-4-1及IV-4-2之化合物
Figure 02_image166
Figure 02_image168
在一個實施例中，該液晶介質較佳包含一或多種式IVa化合物
Figure 02_image170
其中 R41 及R42 各彼此獨立地表示具有至多12個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烯基、烷氧基烷基或烷氧基基團，且
Figure 02_image172
Z4 表示單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-、-OCO-、-C2 F4 -、-C4 H8 -或-CF=CF-。 式IVa之較佳化合物如下所示：
Figure 02_image174
Figure 02_image176
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。
根據本發明之介質較佳包含式IVa-1及/或式IVa-2之至少一種化合物。
整個混合物中式IVa化合物之比例較佳為至少5重量%。
該介質較佳包含一或多種式IVa-2化合物，較佳地，其總量為5重量%或更多，更佳8重量%或更多，甚至更佳10重量%或更多且特別是15重量%或更多。
較佳地，該液晶介質包含式Y-1至Y-6之一或多種化合物
Figure 02_image178
Figure 02_image180
其中R14 至R19 各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基基團，且z及m各彼此獨立地表示1至6。
根據本發明之介質特佳包含式Y-1至Y-6之一或多種化合物，其量為5重量%或更多。
整個介質中式IIA化合物之比例較佳為至少20重量%，更佳至少25重量%，甚至更佳至少30重量%且特別是至少35重量%。
根據本發明提供及使用的液晶介質特佳包含 -選自式IIA-1及IIA-2之化合物之群之一或多種化合物，其總量為至少10重量%，更佳至少20重量%，甚至更佳至少25重量%且特別是至少30重量%， 及/或 -一或多種式IIA-4化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳至少10重量%， 及/或 -選自式IV-1及IV-2之化合物之群之一或多種化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在10重量%至25重量%之範圍內且甚至更佳在15重量%至20重量%之範圍內， 及/或 -一或多種式IV-3化合物，特別是式IV-3-3化合物，較佳地，其量為至少5重量%，更佳地，其量為至少9重量%，且甚至更佳地，其量為至少11重量%， 及/或 -一或多種式IVa-2化合物，較佳地，其總量為5重量%或更多，更佳8重量%或更多，甚至更佳10重量%或更多且特別是15重量%或更多， 及/或 -一或多種式V-1化合物，較佳地，其總量為8重量%或更多，更佳10重量%或更多，甚至更佳12%重量%或更多且特別是15%重量%或更多， 及/或 -一或多種式V-2化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在5重量%至7重量%之範圍內， 及/或 -一或多種式V-10化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在8重量%至15重量%之範圍內， 及/或 -一或多種式V-18化合物，較佳地，其總量為至少5重量%，更佳在7重量%至13重量%之範圍內。
該介質較佳包含至少3種IIA化合物，更佳至少4種式IIA化合物且特別是至少5種式IIA化合物。
可聚合化合物(無論是非液晶原的還是液晶原的，後者稱為反應性液晶原(RM))可進一步添加至根據本發明之混合物，較佳濃度為0.1重量%至20重量%。
根據本發明之混合物此外可包含習知添加劑，諸如例如穩定劑、抗氧化劑、UV吸收劑、奈米顆粒、微粒等。
根據本發明之液晶介質或向列主體較佳呈現極寬向列相範圍。特別地，如切換裝置中所使用的液晶介質較佳在切換裝置之工作溫度下具有向列相。其特佳係在高於及低於切換裝置之工作溫度的+/-20℃之範圍內，極佳在+/-30℃之範圍內為向列液晶。較佳地，該液晶介質具有有利電容臨限值、相對高的電壓保持率值及同時在-20℃、-30℃及-40℃下極好的低溫穩定性、以及低旋轉黏度及短反應時間且此外較佳呈現在旋轉黏度γ1 方面之改良。
特別地，根據本發明之液晶介質較佳在液晶單元中具有高的電壓保持率值。
除非另外明確闡明，否則所有物理性質及物理化學或電光參數均藉由一般已知的方法，特別是根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」，Status Nov. 1997，Merck KGaA，Germany來確定且在20℃之溫度下給出。
在此，除非另外明確闡明，否則所有濃度均以重量百分比給出，亦即百分比數據表示重量百分比，且與各別完整混合物有關，且指示的所有溫度值均以℃計。
光的透射及散射較佳係指在自380 nm至780 nm之光譜範圍內的電磁輻射之透射及散射。
對於本發明，除非另有明確指明，否則術語「臨限值電壓」係與電容臨限值(V0 )有關，亦稱為弗里德里克臨限值(Freedericks threshold)。
在本文及工作實例中，該等液晶化合物之結構通過首字母縮略詞指示。除非另有指明，否則轉化為化學式係根據表1至3進行。所有基團Cn H2n+1 、Cm H2m+1 及Cm‘ H2m‘+1 或Cn H2n 及Cm H2m 係直鏈烷基基團或伸烷基基團，在各情況下分別具有n、m、m‘或z個C原子。n、m、m‘及z各彼此獨立地表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12，較佳係1、2、3、4、5或6。在表1中，各別化合物之環成員經編碼，在表2中列出橋接成員且在表3中指示化合物之左手或右手側鏈的符號的含義。表 1 ：環成員
Figure 02_image182
Figure 02_image184
Figure 02_image186
表 2 ：橋接成員
Figure 02_image188
表 3 ：側鏈
Figure 02_image190
在式IIA化合物中及/或除式IIA化合物之外，根據本發明之混合物較佳包含來自如下所示表A的化合物中之一者或多者。表 A
使用以下縮寫： n、m、m’、z各彼此獨立地表示1、2、3、4、5、6、7、8或9，較佳係1、2、3、4、5或6； (O)Cm H2m+1 意指OCm H2m+1 或Cm H2m+1
Figure 02_image192
Figure 02_image194
Figure 02_image196
Figure 02_image198
Figure 02_image200
Figure 02_image202
Figure 02_image204
Figure 02_image206
Figure 02_image208
Figure 02_image210
Figure 02_image212
Figure 02_image214
Figure 02_image216
Figure 02_image218
Figure 02_image220
Figure 02_image222
可根據本發明使用的液晶混合物以本身習知的方式製備。一般而言，宜在高溫下將以較少量使用的所需量之組分溶解於構成主要成分之組分中。亦可混合該等組分在有機溶劑中，例如在丙酮、氯仿或甲醇中之溶液，且在徹底混合後，例如藉由蒸餾，再次移除溶劑。
該混合物亦可包含熟習此項技術者已知且描述於文獻中之其他添加劑，諸如例如UV吸收劑、抗氧化劑、奈米顆粒及自由基清除劑。例如，可添加穩定劑或對掌性摻雜劑。用於根據本發明之混合物之適宜穩定劑特別是彼等列於表C中者。表 B
表B顯示可視需要添加至根據本發明之混合物的可能對掌性摻雜劑。該混合物較佳包含0至10重量%，特別是0.01至5重量%且特佳0.1至3重量%之對掌性摻雜劑。若該等混合物僅包含一種對掌性摻雜劑，則較佳以0.01至4重量%，更佳0.1至1.0重量%之量使用。
Figure 02_image224
Figure 02_image226
表 C
可較佳以0至10重量%，較佳0.01至3重量%之量添加至根據本發明之混合物的穩定劑如下所示。
Figure 02_image228
Figure 02_image230
Figure 02_image232
Figure 02_image234
Figure 02_image236
Figure 02_image238
根據本發明之介質特佳包含Tinuvin® 770 (雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)，較佳地，基於液晶介質計，其量為0.001至5重量%。
可視需要添加至根據本發明之液晶介質的較佳二色性染料之實例列於表D中。
表 D
Figure 02_image240
Figure 02_image242
Figure 02_image244
Figure 02_image246
Figure 02_image248
Figure 02_image250
Figure 02_image252
以下實例僅說明本發明且其不應被視為以任何方式限制本發明之範疇。熟習此項技術者根據本發明當可明瞭該等實例及該等實例之修改或其他等效物。
然而，以下所示的物理性質及組成說明可達成哪些性質及在哪些範圍內可對其進行修改。尤其地，因此很好地定義可較佳達成的各種性質之組合。工作實例
除非另有指明，否則份數或百分比數據表示基於整個混合物計的重量份數或重量百分比。
符號及縮寫具有以下含義： Vo 在20℃下的電容臨限值電壓[V] ∆n             在20℃及589 nm下測定的光學各向異性 ∆ε             在20℃及1 kHz下的介電各向異性 cl.p.          清晰點[℃] K1 彈性常數，在20℃下之「延展」變形[pN] K3 彈性常數，在20℃下之「彎曲」變形[pN] γ1 在20℃下測定的旋轉黏度[mPa·s]，藉由在磁場中的旋轉方法測定 LTS           低溫穩定性(向列相)，在測試單元中測定。
除非另有明確指明，否則本發明之術語「臨限值電壓」係與電容臨限值(V0 )有關。在該等實例中，如一般尋常的，亦可指示光學臨限值，例如對於10%相對對比度(V10 )。 混合物實例
液晶介質M1至M10製備如下：混合物 M1
CCOC-3-3 3.0% 清晰點[℃]：120.1
CCOC-4-3 3.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.089
CCP-3-1 8.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-2.4
CCP-3-3 5.0%   
CCY-2-1 8.0%   
CCY-3-1 8.0%   
CCY-3-O2 5.0%   
CCY-3-O3 5.5%   
CCY-4-O2 5.5%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
CY-3-O4 7.0%   
PCH-3O2 21.0%   
混合物 M2
CCOC-3-3 3.0% 清晰點[℃]：121.6
CCOC-4-3 3.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.089
CCP-3-1 8.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-2.8
CCP-3-3 5.0% ε⊥ [1kHz，20℃]：6.0
CCY-2-1 8.0%   
CCY-3-1 8.0%   
CCY-3-O2 5.5%   
CCY-3-O3 5.5%   
CCY-4-O2 5.5%   
CCY-5-O2 5.5%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
CY-3-O2 11.0%   
PCH-3O2 16.0%   
混合物 M3
CY-3-O2 12.5% 清晰點[℃]：123.1
CY-5-O2 12.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.087
CCY-3-O2 12.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-4.2
CCY-4-O2 10.0%   
CCY-5-O2 6.5%   
CCY-3-O1 6.5%   
CCH-3O1 8.0%   
CCH-3O3 5.5%   
CCP-3-1 9.0%   
CCPC-33 3.0%   
CCPC-34 3.0%   
CCPC-35 2.0%   
CH-33 3.0%   
CH-35 2.0%   
CH-43 3.0%   
CH-45 2.0%   
混合物 M4
CC-3-V 13.5% 清晰點[℃]：121.9
CCH-23 4.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.071
CCH-3O1 4.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-2.2
CCH-3O3 4.0% ε⊥ [1 kHz，20℃]：5.2
CCH-34 4.0%   
CCH-5O1 4.0%   
CCOC-3-3 3.0%   
CCOC-4-3 3.0%   
CCPC-33 4.0%   
CCPC-34 4.0%   
CCPC-35 4.0%   
CCY-3-O2 5.0%   
CCY-3-O3 5.0%   
CCY-4-O2 5.0%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
CY-3-O2 12.5%   
混合物 M5
製備以下混合物，其中該化合物II-a-1係在以上描述中指定及顯示的。
CC-3-V 13.5%   
CCH-23 4.0%   
CCH-3O1 4.0%   
CCH-3O3 4.0%      
CCH-34 4.0%   
CCH-5O1 4.0%   
CCOC-3-3 3.0%   
CCOC-4-3 3.0%   
CCPC-33 4.0%   
CCPC-34 4.0%   
CCPC-35 4.0%   
CCY-3-O2 5.0%   
化合物II-a-1 5.0%   
CCY-4-O2 5.0%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
CY-3-O2 12.5%   
混合物 M6
CC-3-V 12.0% 清晰點[℃]：118.5
CCH-23 4.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.072
CCH-3O1 4.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-1.9
CCH-3O3 4.0%   
CCH-34 3.5%   
CCH-5O1 3.0%   
CCOC-3-3 3.0%   
CCOC-4-3 3.0%   
CCPC-33 4.0%   
CCPC-34 4.0%   
CCPC-35 4.0%   
CCY-3-1 2.5%   
CCY-3-O2 5.0%   
CCY-3-O3 5.0%   
CCY-4-O2 5.0%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
PCH-3O2 8.0%   
Y-4O-O4 5.0%   
混合物 M7
CC-3-V 9.5% 清晰點[℃]：116.6
CCH-23 4.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.071
CCH-3O1 4.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-1.8
CCH-3O3 4.0%   
CCH-34 4.0%   
CCH-5O1 4.0%   
CCOC-3-3 3.0%   
CCOC-4-3 3.0%   
CCPC-33 4.0%   
CCPC-34 4.0%   
CCPC-35 4.0%   
CCY-3-1 2.0%   
CCY-3-O2 4.5%   
CCY-3-O3 5.0%   
CCY-4-O2 5.0%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
PCH-3O2 10.0%   
Y-4O-O4 5.0%   
混合物 M8
CC-3-V 11.5% 清晰點[℃]：119.8
CCH-23 4.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.071
CCH-3O1 4.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-2.0
CCH-3O3 4.0%   
CCH-34 4.0%   
CCH-5O1 4.0%   
CCOC-3-3 3.0%   
CCOC-4-3 3.0%   
CCPC-33 4.0%   
CCPC-34 4.0%   
CCPC-35 4.0%   
CCY-3-O2 5.0%   
CCY-3-O3 5.0%   
CCY-4-O2 5.0%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
CY-3-O2 6.0%   
CCY-3-1 1.0%   
PCH-3O2 5.0%   
Y-4O-O4 2.5%   
混合物 M9
CC-3-V 11.5% 清晰點[℃]：120.2
CCH-23 5.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.069
CCH-3O1 5.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-2.0
CCH-3O3 5.0%   
CCH-34 5.0%   
CCH-5O1 5.0%   
CCOC-3-3 3.0%   
CCOC-4-3 3.0%   
CCPC-33 4.0%   
CCPC-34 4.0%   
CCPC-35 3.0%   
CCY-3-O2 5.0%   
CCY-3-O3 5.0%   
CCY-4-O2 5.0%   
CCY-5-O2 5.0%   
CH-33 4.0%   
CH-35 4.0%   
CH-43 4.0%   
CH-45 4.0%   
CY-3-O2 10.5%   
混合物 M10
CCH-23 4.0% 清晰點[℃]：128.9
CCH-3O1 4.0% ∆n [589 nm，20℃]：0.087
CCH-3O3 3.0% ∆ε[1 kHz，20℃]：-3.2
CCH-34 4.0% ε⊥ [1 kHz，20℃]：6.4
CCH-35 4.0%
CCH-5O1 4.0%
CCP-3-1 5.0%
CCP-3-3 5.0%
CCPC-33 4.0%
CCPC-34 4.0%
CCPC-35 4.0%
CCY-2-1 5.0%
CCY-3-1 5.0%
CCY-3-O1 5.0%
CCY-3-O2 5.0%
CCY-3-O3 5.0%
CCY-4-O2 5.0%
CCY-5-O2 5.0%
CLY-3-O2 6.0%
CY-3-O2 10.0%
CY-5-O2 4.0%
M11 及 M12 混合物
混合物M11及M12係分別藉由將99.90%之混合物M1或分別混合物M4各與0.10%之下式化合物(在下文中記為ST-A)混合來製備
Figure 02_image254
。混合物 M13
混合物M13係藉由將99.80%之混合物M9與0.10%之上文對於混合物M11及M12所示的化合物ST-A及0.10%之下式化合物混合來製備
Figure 02_image256
。 混合物 M14
混合物M14係藉由將99.80%之混合物M3與0.20%之對掌性摻雜劑R-5011混合來製備，對掌性摻雜劑R-5011可自Merck KGaA，Darmstadt，Germany獲得且顯示於上表B中。 混合物 M15
混合物M15係藉由將99.504%之混合物M2與0.030%之化合物ST-A及0.466%之對掌性摻雜劑S-811來製備，對掌性摻雜劑S-811可自Merck KGaA，Darmstadt，Germany獲得且顯示於上表B中。混合物 M16
混合物M16係藉由將99.035%之混合物M2與0.030%之化合物ST-A及0.935%之對掌性摻雜劑S-811來製備。混合物 M17
混合物M17係藉由將99.915%之混合物M4與0.030%之化合物ST-A及0.055%之對掌性摻雜劑R-5011來製備。混合物 M18
混合物M18係藉由將99.915%之混合物M5與0.030%之化合物ST-A及0.055%之對掌性摻雜劑R‑5011來製備。混合物 M19
混合物M19係藉由將98.86%之混合物M10與0.03%之化合物ST-A及1.11%之對掌性摻雜劑S-811來製備。混合物 M20
混合物M20係藉由將99.658%之混合物M2與0.030%之化合物ST-A及0.312%之對掌性摻雜劑S-811來製備。 混合物 M21
混合物M21係藉由將99.532%之混合物M4與0.030%之化合物ST-A及0.438%之對掌性摻雜劑S-811來製備。 使用實例 使用實例 1
包含夾在兩個透明ITO塗覆PET基板之間的具有垂面配向的混合物M1的電光單元係使用PVB間層在117.5℃之溫度下層壓至玻璃基板。經層壓之產品具有適宜電光性質。使用實例 2
包含夾在兩個透明ITO塗覆玻璃基板之間的具有垂面配向的混合物M15的電光單元係使用EVA間層在117.5℃之溫度下層壓至玻璃基板。經層壓之產品具有適宜電光性質。
Figure 110126023-A0101-11-0001-1

Claims (15)

  1. 一種用於製備窗元件之製程，該製程包括 提供一種可切換光學單元，其包含介於第一透明基板與第二透明基板之間的可切換層，其中該可切換層包含具有負介電各向異性、115℃或更高之清晰點及0.10或更低之光學各向異性∆n之液晶介質， 及 將該可切換光學單元層壓至第三基板。
  2. 如請求項1之製程，其中在該層壓期間，進行加熱至110℃或更高之溫度。
  3. 一種窗元件，其係藉由或分別可藉由進行如請求項1或2之製程獲得。
  4. 一種窗元件，其包含具有層結構之可切換光學單元，該層結構按此順序包含： 第一透明基板， 可切換層，及 第二透明基板， 其中該可切換層包含具有負介電各向異性、115℃或更高之清晰點、及0.10或更低之光學各向異性∆n之液晶介質。
  5. 如請求項4之窗元件，其中該可切換光學單元係層壓至第三基板。
  6. 如請求項5之窗元件，其中該第一透明基板及該第二透明基板係由塑膠製成及該第三基板係由玻璃製成，其中較佳地，該第三基板係彎曲的。
  7. 如請求項4至6中任一項之窗元件，其中該可切換光學單元進一步包含一或多個偏振器層及視需要一或多個光學阻滯器層。
  8. 如請求項4至6中任一項之窗元件，其中該可切換光學單元係可電切換的且其中在存在電場下，該可切換層具有扭轉組態或超扭轉組態。
  9. 一種液晶介質，其具有負介電各向異性、115℃或更高之清晰點及0.10或更低之光學各向異性∆n，其包含一或多種式IIA化合物
    Figure 03_image258
    其中 R2A 表示H、具有至多15個C原子之未經取代、經CN或CF3 單取代或至少經鹵素單取代之烷基或烯基基團，其中，此外，此等基團中的一或多個CH2 基可經-O-、-S-、
    Figure 03_image005
    、
    Figure 03_image007
    、
    Figure 03_image009
    、
    Figure 03_image011
    、
    Figure 03_image013
    、-C≡C-、-CF2 O-、-OCF2 -、-OC-O-或-O-CO-置換，置換方式為O原子彼此不直接連接， L1 及L2 各彼此獨立地表示F、Cl、CF3 或CHF2 ， Y           表示H、F、Cl、CF3 、CHF2 或CH3 ， Z2 表示單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-、-OCO-、-C2 F4 -、-CF=CF-或-CH=CHCH2 O-， p            表示0、1或2，且 v            表示1至7。
  10. 如請求項9之介質，其包含選自式IIA-1及IIA-2之化合物之群之一或多種化合物
    Figure 03_image265
    其中 alkyl及alkyl*    各彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基基團。
  11. 如請求項9或10之介質，其包含一種或多種式V化合物
    Figure 03_image267
    其中 R51 及R52 各彼此獨立地具有請求項9中對於R2A 所指示的含義之一，
    Figure 03_image269
    Z51 、Z52 各彼此獨立地表示-CH2 -CH2 -、-CH2 -O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵，且 n           為1或2。
  12. 如請求項9或10之介質，其包含一或多種式V-1化合物
    Figure 03_image271
    其中 R1 及R2 各彼此獨立地具有請求項9中對於R2A 所指示的含義之一。
  13. 如請求項9或10之介質，其中該介質包含對掌性摻雜劑。
  14. 如請求項9或10之介質，其中該介質不含二色性染料及/或不含下式化合物
    Figure 03_image045
    及
    Figure 03_image047
    其中 n及m 各彼此獨立地表示1至7。
  15. 一種如請求項3至8中任一項之窗元件於建築物或車輛的窗中之用途。
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