TW202225383A - 液晶介質 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於具有正介電各向異性之液晶(LC)介質及含此等介質之液晶顯示器(LCD),尤其關於藉由主動矩陣定址之顯示器及特定言之關於TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、HB-FFS、XB-FFS、PS-FFS、SA-HB-FFS、SA-XB-FFS、聚合物穩定之SA-HB-FFS、聚合物穩定之SA-XB-FFS、正性VA或正性PS-VA型之LC顯示器。

Description

液晶介質
本發明係關於具有正介電各向異性之液晶(LC)介質及含此等介質之液晶顯示器(LCD),尤其關於藉由主動矩陣定址之顯示器及特定言之關於TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、HB-FFS、PS-HB-FFS、SA-HB-FFS、聚合物穩定之SA-HB-FFS、正性VA或正性PS-VA型之LC顯示器。
液晶顯示器(LCD)係用於顯示資訊之許多領域。LCD係用於直觀顯示器及投射型顯示器二者。所用之電光模式為(例如)扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)、光學補償彎曲(OCB)及電控雙折射(ECB)模式連同其各種變型,以及其他。所有此等模式利用實質上垂直於基板及液晶層產生之電場。
除了此等模式外,亦存在利用實質上平行於基板或液晶層之電場之電光模式。例如,WO 91/10936揭示液晶顯示器,其中電信號以使得電場具有平行於液晶層之顯著分量之方式產生,及自彼時起稱作平面內切換(IPS)顯示器。操作此顯示器之原理(例如)由R.A. Soref述於Journal of Applied Physics,第45卷,第12期,第5466至5468頁(1974)中。
IPS顯示器含有介於具有平面定向之兩個基板之間之LC層,其中兩個電極在兩個基板中之任一者上配置且較佳地具有指叉式梳狀結構。在施加電壓至電極後,具有平行於LC層之顯著分量之電場在其中產生。此引起層平面中之LC分子之重新配向。
例如,EP 0 588 568揭示用於設計電極及定址IPS顯示器之各種可能性。DE 198 24 137同樣描述此等IPS顯示器之各種實施例。
此類型之IPS顯示器之液晶材料述於(例如) DE 195 28 104中。
此外,已報導所謂之「邊緣場切換」 (FFS)顯示器(尤其參見S.H. Jung等人,Jpn. J. Appl. Phys.,第43卷,第3期,2004, 1028),其在相同基板上含有兩個電極,其中之一者以梳狀方式結構化及另一者未經結構化。因此產生強的所謂之「邊緣場」,即,靠近電極邊緣及貫穿單元之強電場,具有強的垂直分量及亦強的水平分量之電場。FFS顯示器具有對比度之低視角依賴性。FFS顯示器通常含有具有正介電各向異性之LC介質,及通常為聚醯亞胺之配向層,其對LC介質之分子提供平面配向。
IPS及FFS電光模式之液晶顯示器特別適用於現代桌上型監視器、電視機及多媒體應用。根據本發明之液晶介質較佳地用於此類型之顯示器。一般而言,具有相當較低介電各向異性值之介電正性液晶介質係用於FFS顯示器中,但是於一些情況下,具有僅約3或甚至更低之介電各向異性之液晶介質亦用於IPS顯示器中。
進一步改善已藉由所謂之HB-FFS模式達成。與傳統FFS技術相比,HB-FFS模式之獨特特徵中之一者為其使能允許以更少能量消耗操作平板之更高透射率。
適用於LCD及尤其用於FFS及IPS顯示器之液晶組合物於(例如)來自JP 07-181 439 (A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 195 28 107、WO 96/23 851及WO 96/28 521之先前技術中已知。然而,此等組合物具有某些缺點。在其他缺陷中,其中大多數導致不利長的定址時間,具有不適當電阻率值及/或需要過度高的操作電壓。此處操作性質及亦貨架期之改善均係必要的。
FFS及IPS顯示器可作為主動矩陣顯示器(AMD)或被動矩陣顯示器(PMD)操作。於主動矩陣顯示器之情況下,個別像素通常藉由積體非線性主動元件,諸如,例如,薄膜電晶體(TFT)定址,而於被動矩陣顯示器之情況下,個別像素通常藉由如先前技術所知之多路方法定址。
根據本發明之顯示器較佳地藉由主動矩陣,較佳地藉由TFT之矩陣定址。然而,根據本發明之液晶亦可有利地用於具有其他已知定址方式之顯示器中。
平面內切換(IPS)及邊緣場切換(FFS)技術之典型應用為監視器、筆記本、電視、行動電話、平板PC等。
IPS及FFS技術均具有優於其他LCD技術(諸如,例如,垂直配向(VA)技術)之某些優點,例如,對比度之寬視角依賴性。
提供另外液晶介質及其於具有高透射率、良好黑色狀態及高對比度之顯示器中之用途為現代FFS及IPS應用之主要挑戰。此外,現代應用亦要求良好低溫穩定性及快速定址時間。
特定言之,期望具有低雙折射率之介質,其具有低雙折射率且同時具有在低溫下之足夠穩定性。此等介質可用於行動用途,例如,於汽車應用中,其中暴露於惡劣環境條件(諸如極低溫度)下可發生。
此藉由提供如下文所述及主張之液晶介質達成。
觀察到如HB-FFS模式之彼等之顯示器之高亮度可藉由使用具有正介電各向異性且亦具有增加之垂直於液晶分子之縱軸之介電常數ε 之液晶介質達成。此可藉由添加有限量之具有高ε 性質之具有負介電各向異性之液晶化合物至液晶介質中,同時維持整個介質之正介電各向異性達成。然而,具有高ε 之化合物之添加具有一些缺點。例如,此可導致更高的旋轉黏度γ 1值,及因此更高的旋轉黏度γ 1及扭轉變形之彈性常數K 22之比率γ1/K 22之值,其導致更高回應時間。因為K 22與展開變形之彈性常數K 11近似成正比(K 22之值通常為K 11之值約一半),此可容易藉由量測γ 1及K 11測定。
另一缺點為HB-FFS混合物之可靠性(VHR)與習知FFS混合物相比可更差。
本發明具有提供液晶介質之目標,該液晶介質較佳地不僅用於FFS及IPS顯示器,特定言之用於HB-FFS顯示器,而且用於TN、正性VA或STN顯示器,及特定言之用於如藉由TFT定址之彼等之主動矩陣顯示器,該等介質不展示以上指示之缺點或僅在較少程度上展示此等缺點且較佳地具有高比電阻、低臨限電壓、高介電各向異性、良好低溫穩定性(LTS)、快速回應時間及低旋轉黏度及使能高亮度。
本發明之另一目標為提供適用於HB-FFS顯示器之改善之液晶介質,該等介質與來自先前技術之介質相比具有改善之可靠性,同時保持高透射率。
為解決問題,本發明提供如技術方案1之液晶介質。
本發明之有利實施例為附屬技術方案之標的或亦可取自實施方式。
本發明係關於具有正介電各向異性之液晶介質,其包含 a)一或多種式I化合物
Figure 02_image009
其中 R 1表示H、具有1至12個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH 2基團以使得O原子彼此不直接連接之方式視情況經
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
Figure 02_image017
Figure 02_image019
、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換,且其中一或多個H原子可經鹵素置換,較佳地具有1至7個C原子之烷基或具有2至7個C原子之烯基或具有3至9個C原子之環烷基,其中一或多個H原子可經F取代,且 Y 1表示H或CH 3,較佳地H; b)選自式II及III化合物之群之一或多種化合物
Figure 02_image021
其中 R 2及R 3具有針對R 1所給定之含義,
Figure 02_image023
Figure 02_image025
彼此獨立地表示
Figure 02_image027
L 21、L 22、 L 31及L 32彼此獨立地表示H或F, Y 2及Y 3相同或不同地表示H或CH 3, X 2及X 3彼此獨立地表示鹵素、具有1至3個C原子之鹵代烷基或鹵代烷氧基或具有2或3個C原子之鹵代烯基或鹵代烯氧基,較佳地F、Cl、CF 3、OCF 3或OCHF 2,更佳地F或OCF 3, Z 3表示-CH 2CH 2-、-CF 2CF 2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH 2O-或單鍵,且 l、m、n及o   彼此獨立地為0或1,其中自式III排除該等式I化合物;及 c)一或多種式LY化合物
Figure 02_image029
其中 R Y1及R Y2具有以上針對R 1所給定之含義,且L 1及L 2表示F或Cl。
式I化合物與式II及/或III化合物,及另外與式LY化合物之組合使能顯示中等正介電各向異性且同時增加之垂直於液晶分子之縱軸之介電常數ε ,同時維持低旋轉黏度及低g 1/K 22及g 1/K 11之比率值的液晶介質。此使能具有高亮度及透射率及快速回應時間之尤其HB-FFS、FFS及IPS模式之液晶顯示器。
特定言之,根據本發明之介質之低溫穩定性(LTS)係顯著高的。該介質在低至-40℃之溫度下足夠穩定,其為該介質特別適用於行動應用,例如,汽車應用之原因。
根據本發明之液晶介質適用於行動應用及TFT應用,諸如,例如,行動電話及PDA。此外,根據本發明之液晶介質特別適用於基於介電正性液晶之FFS、HB-FFS及IPS顯示器。
根據本發明之液晶介質同樣適用於基於介電正性液晶之FFS、HB-FFS及IPS模式的液晶顯示器及其聚合物穩定之變型,用於大尺寸TV應用。
本發明進一步係關於如上文及下文所述之液晶介質用於電光目的,特定言之用於液晶顯示器、快門式眼鏡、LC窗、3D應用、較佳地TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、HB-FFS、PS-HB-FFS、SA-HB-FFS、聚合物穩定之SA-HB-FFS、正性VA及正性PS-VA顯示器,極佳地FFS、HB-FFS、IPS、PS-HB-FFS及PS-IPS顯示器之用途。
本發明進一步係關於含有如上文及下文所述之液晶介質之電光液晶顯示器,特定言之TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、HB-FFS、PS-HB-FFS、SA-HB-FFS、聚合物穩定之SA-HB-FFS、正性VA或正性PS-VA顯示器,較佳地FFS、HB-FFS、IPS、PS-HB-FFS或PS-IPS顯示器。
於本申請案中,所有原子亦包含其同位素。特定言之,一或多個氫原子(H)可經氘(D)置換,其於一些實施例中係特別佳;高度氘化使能或簡化化合物之分析測定,特定言之於低濃度之情況下。
本文中,烷基及/或烷氧基意指直鏈或分支鏈或環狀烷基。其較佳地係直鏈,具有2、3、4、5、6或7個C原子及因此較佳地表示乙基、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、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、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。
本文中,分支鏈烷基較佳地為異丙基、第二丁基、異丁基、異戊基、2-甲基丁基、2-甲基己基或2-乙基己基。
如本文中所用,環烷基意指具有至多12個C原子之直鏈或分支鏈烷基或烯基,較佳地具有1至7個C原子之烷基,其中基團CH 2經具有3至5個C原子之碳環置換,極佳地選自由環丙基烷基、環丁基烷基、環戊基烷基及環戊烯基烷基組成之群,其中烷基為具有1至5個C原子之直鏈烷基。
本文中,氧雜烷基較佳地表示直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基);2-氧雜丁基(=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。
本文中,烯基,即,其中一個CH 2基團已經-CH=CH-置換之烷基,可係直鏈或分支鏈。其較佳地係直鏈且具有2至10個C原子。因此,其特定言之表示乙烯基;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。
本文中,經鹵素至少單取代之烷基或烯基較佳地係直鏈,及鹵素較佳地為F或Cl。於多取代之情況下,鹵素較佳地為F。所得基團亦包含全氟化基團。於單取代之情況下,氟或氯取代基可位於任何所需位置中,但是較佳地位於ω-位置中。
本文中,具有1、2或3個C原子之單氟化或多氟化烷基或烷氧基或具有2或3個C原子之單氟化或多氟化烯基特別佳地為F、Cl、CF 3、CHF 2、OCF 3、OCHF 2、OCFHCF 3、OCFHCHF 2、OCFHCHF 2、OCF 2CH 3、OCF 2CHF 2、OCF 2CHF 2、OCF 2CF 2CHF 2、OCF 2CF 2CHF 2、OCFHCF 2CF 3、OCFHCF 2CHF 2、OCF 2CF 2CF 3、OCF 2CF 2CClF 2、OCClFCF 2CF 3、OCH=CF 2或CH=CF 2,極佳地為F或OCF 3,此外CF 3、OCF=CF 2、OCHF 2或OCH=CF 2
式I化合物較佳地選自式I-1至I-10化合物之群
Figure 02_image031
Figure 02_image033
較佳地,該介質包含一或多種式II化合物,較佳地選自式II-1至II-3化合物之群,極佳地選自式II-1及II-3化合物之群
Figure 02_image035
Figure 02_image037
其中該等出現之基團具有在以上式II下給定之各自含義及於式II-1中,基團L 23及L 24彼此及與其他參數獨立地表示H或F及於式II-2中,較佳地,
Figure 02_image039
Figure 02_image041
彼此獨立地表示
Figure 02_image043
Figure 02_image045
於式II-1、II-2及II-3中,L 21及L 22或L 23及L 24較佳地均為F。
於式II-1及II-2之另一較佳實施例中,L 21、L 22、L 23及L 24全部表示F。
式II-1化合物較佳地選自式II-1a至II-1h化合物之群
Figure 02_image047
Figure 02_image049
其中該等出現之基團具有以上給定之各自含義。
於本發明之較佳實施例中,該介質包含選自式II-1a至II-1h化合物之群之一或多種化合物,其中L 21及L 22及/或L 23及L 24各自均為F。
於另一較佳實施例中,該介質包含選自式II-1a至II-1h化合物之群之化合物,其中L 21、L 22、L 23及L 24全部為F。
尤佳式II-1化合物為
Figure 02_image051
其中R 2具有以上給定之含義。
較佳地,式II-2化合物係選自式II-2a至II-2c化合物之群
Figure 02_image053
Figure 02_image055
其中該等出現之基團具有以上給定之各自含義且較佳地L 21及L 22均為F。
較佳地,式II-3化合物係選自式II-3a至II-3e化合物之群
Figure 02_image057
Figure 02_image059
其中該等出現之基團具有以上給定之各自含義且較佳地 L 21及L 22均為F且L 23及L 24均為H或 L 21、L 22、L 23及L 24全部為F。
尤佳式II-3化合物為
Figure 02_image061
其中R 2具有以上給定之含義。
除了以上較佳式II化合物外,該介質視情況包含選自式IIA1至IIA7化合物之一或多種式II化合物:
Figure 02_image063
Figure 02_image065
其中R 2及X 2具有式II中給定之含義或上文及下文給定之較佳含義中之一者。
較佳化合物為式IIA1、IIA2及IIA3之彼等,極佳為式IIA1及IIA2之彼等。
於式IIA1至IIA7化合物中,R 2較佳地表示具有1至6個C原子之烷基,極佳地乙基或正丙基,且X 2較佳地表示F或OCF 3,極佳地F。
於本發明之另一較佳實施例中,該介質包含一或多種式III化合物,較佳地選自式III-1及III-2之群,較佳地式III-2:
Figure 02_image067
其中該等出現之基團及參數具有在以上式III下給定之各自含義。
較佳地,式III-1化合物係選自式III-1a及III-1b化合物之群
Figure 02_image069
Figure 02_image071
其中該等出現之基團具有以上給定之各自含義且L 33及L 34彼此獨立地表示H或F。
式III-1a化合物較佳地選自式III-1a-1至III-1a-6化合物之群
Figure 02_image073
其中R 3具有以上給定之含義。
較佳地,式III-2化合物係選自式III-2a至III-2m化合物之群
Figure 02_image075
Figure 02_image077
其中該等出現之基團具有以上給定之各自含義且L 35及L 36彼此獨立地表示H或F。
較佳地,式III-2a化合物係選自式III-2a-1至III-2a-4化合物之群
Figure 02_image079
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2b化合物較佳地選自式III-2b-1及III-2b-2,較佳地III-2b-2化合物之群
Figure 02_image081
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2c化合物較佳地選自式III-2c-1至III-2c-5化合物之群
Figure 02_image083
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2d及III-2e化合物較佳地選自式III-2d-1及III-2e-1化合物之群
Figure 02_image085
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2f化合物較佳地選自式III-2f-1至III-2f-7化合物之群
Figure 02_image087
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2g化合物較佳地選自式III-2g-1至III-2g-7化合物之群
Figure 02_image089
Figure 02_image091
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2h化合物較佳地選自式III-2h-1至III-2h-5化合物之群
Figure 02_image093
Figure 02_image095
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2i化合物較佳地選自式III-2i-1至III-2i-3化合物之群
Figure 02_image097
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2j化合物較佳地選自式III-2j-1至III-2j-3化合物之群
Figure 02_image099
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2k化合物較佳地選自式III-2k-1至III-2k-6化合物之群
Figure 02_image101
Figure 02_image103
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2l化合物較佳地選自式III-2l-1至III-2l-6化合物之群
Figure 02_image105
Figure 02_image107
其中R 3具有以上給定之含義。
式III-2m化合物較佳地選自式III-2m-1化合物
Figure 02_image109
或者或除了式III-1及/或III-2化合物外,根據本發明之介質視情況包含一或多種式III-3化合物,
Figure 02_image111
其中該等基團及參數具有在以上式III下給定之各自含義, 較佳地式III-3a化合物
Figure 02_image113
其中R 3具有以上給定之含義。
除了以上較佳式III化合物外,該介質視情況包含選自由式IIIA-1至IIIA-21組成之群之一或多種化合物:
Figure 02_image115
Figure 02_image117
Figure 02_image119
Figure 02_image121
其中R 3及X 3具有式III中給定之含義或上文及下文中給定之較佳含義中之一者。較佳化合物為式IIIA1、IIIA4、IIIA6、IIIA16、IIIA19及IIIA20之彼等。
於式IIIA1至IIIA21化合物中,R 3較佳地表示具有1至6個C原子之烷基,極佳地乙基或丙基,X 3較佳地表示F或OCF 3,極佳地F。
式LY化合物較佳地選自由式LY-1、LY-2及LY-3組成之群,極佳地選自式LY-1:
Figure 02_image123
其中R Y1具有以上針對式LY給定之含義中之一者及較佳地表示具有1至7個C原子之視情況經氟化之烷基或環狀烷基,較佳地具有1至7個C原子之烷基,(O)表示O或單鍵,且v為1、2、3、4、5、6或7。
特別佳式LY-1化合物係選自下列群:
Figure 02_image125
或者或此外,該介質包含化合物LYA-1、LYA-2及/或LYA-3
Figure 02_image127
Figure 02_image129
其中n為1至7之整數。
較佳地,根據本發明之介質包含一或多種式IV化合物
Figure 02_image131
其中 R 11表示具有1至12個C原子之直鏈烷基或具有3至12個C原子之分支鏈或環狀烷基,或具有2至12個C原子之直鏈烯基或具有3至12個C原子之分支鏈烯基或具有5至12個C原子之環狀烯基,其中一或多個H原子視情況經氟取代,較佳地具有2至12個C原子之直鏈烯基, R 12表示具有1至12個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有3至12個C原子之分支鏈或環狀烷基或烷氧基,或具有2至12個C原子之直鏈烯基或具有3至12個C原子之分支鏈烯基或具有5至12個C原子之環狀烯基,其中一或多個H原子視情況經氟取代,較佳地具有1至12個C原子,極佳地具有1至7個C原子之直鏈烷基。
式IV化合物較佳地選自式IV-1至IV-4,極佳地式IV-3化合物之群
Figure 02_image133
Figure 02_image135
其中 alkyl及alkyl’     彼此獨立地表示具有1至7個C原子,較佳地具有2至5個C原子之烷基, alkoxy              表示具有1至5個C原子,較佳地具有2至4個C原子之烷氧基, alkenyl             表示具有2至5個C原子,較佳地具有2至4個C原子,特別佳地2個C原子之烯基,且 alkenyl’           表示具有2至5個C原子,較佳地具有2至4個C原子,特別佳地具有2至3個C原子之烯基。
於較佳實施例中,根據本發明之介質包含選自式IV-1至IV-4化合物之一或多種式IV化合物與選自式IVA-1至IVA-18化合物之群之一或多種化合物組合:
Figure 02_image137
Figure 02_image139
Figure 02_image141
其中alkyl表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或正戊基。
較佳地,該介質包含一或多種式IV-1化合物,較佳地選自式IV-1-1至IV-1-6化合物
Figure 02_image143
Figure 02_image145
較佳地,根據本發明之介質包含式IV-2-1及/或IV-2-2之一或多種化合物
Figure 02_image147
較佳地,根據本發明之介質包含式IV-3化合物,極佳地選自式IV-3-1至IV-3-6化合物,特定言之式IV-3-2及/或IV-3-6化合物:
Figure 02_image149
較佳地,根據本發明之介質包含式IV-4化合物,特定言之選自式IV-4-1及IV-4-2化合物:
Figure 02_image151
較佳地,根據本發明之介質包含一或多種式IVa及/或IVb化合物
Figure 02_image153
其中 R 41及R 42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、烷氧基烷基或烯氧基,且
Figure 02_image155
表示
Figure 02_image157
Figure 02_image159
Z 4表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-C 4H 8-或-CF=CF-。
較佳式IVa化合物係選自式IVa-1至IVa-4化合物:
Figure 02_image161
Figure 02_image163
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。
根據本發明之介質較佳地包含至少一種式IVa-2化合物。
較佳式IVb化合物係選自式IVb-1至IVb-3化合物:
Figure 02_image165
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,且 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。
在式IVb-1至IVb-3化合物中,式IVb-2化合物係特別佳。
特別佳式IVb化合物係選自下列化合物:
Figure 02_image167
Figure 02_image169
根據本發明之介質特別佳地包含化合物IVb-2-3。
較佳地,根據本發明之介質包含一或多種式V化合物
Figure 02_image171
其中 R 51,R 52表示具有1至7個C原子之烷基、具有1至7個C原子之烷氧基、或具有2至7個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯氧基,
Figure 02_image173
Figure 02_image175
相同或不同地表示
Figure 02_image177
Z 51,Z 52各彼此獨立地表示-CH 2-CH 2-、-CH 2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵,且 n                為1或2。
式V化合物較佳地選自式V-1至V-17化合物:
Figure 02_image179
Figure 02_image181
其中R 51及R 52具有以上針對式V指定之含義。
R 51及R 51較佳地各彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或具有2至7個C原子之烯基。
較佳介質包含一或多種式V-1、V-3、V-4、V-6、V-7、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15、V-16及/或V-17化合物。極佳地,該介質包含一或多種式V-6、V-10、V-16及/或V-17,特定言之V-6及V-10及V-17化合物。
於本發明之較佳實施例中,該介質另外包含一或多種式VI-1至VI-9化合物
Figure 02_image183
Figure 02_image185
其中 R 6各彼此獨立地具有技術方案1中針對R 1指定之含義中之一者,且 w      各彼此獨立地表示1至6之整數。
於本發明之較佳實施例中,該介質另外包含一或多種式VII-1至VII-21化合物,
Figure 02_image187
Figure 02_image189
Figure 02_image191
其中 R表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基,(O)表示-O-或單鍵,且m為0、1、2、3、4、5或6且n為0、1、2、3或4,及 R較佳地表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基。
特別佳為式VII-1、VII-2、VII-4、VII-20及VII-21化合物。於此等化合物中,R較佳地表示烷基,此外烷氧基,各具有1至5個C原子。於式VII-20化合物中,R較佳地表示烷基或烯基,特定言之烷基。於式VII-21化合物中,R較佳地表示烷基。
較佳地,除了式LY化合物外,根據本發明之介質包含一或多種具有負介電各向異性之化合物,該等化合物選自由下式YA、YB、YC及YD、B、BA-1及BA-2組成之群:
Figure 02_image193
其中 R 2A、R 2B、R 2C及R 2D各彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子之烷基或烯基,其未經取代,經CN或CF 3單取代或經鹵素至少單取代,此外,其中此等基團中之一或多個CH 2基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
Figure 02_image198
Figure 02_image200
、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-OC-O-或-O-CO-置換, L 1至L 4各彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2, Y           表示H、F、Cl、CF 3、CHF 2或CH 3,較佳地H或CH 3,極佳地H, Z 2、Z 2B及Z 2D各彼此獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-CF=CF-或-CH=CHCH 2O-, p           表示0、1或2, q           表示0或1,且 v           表示1、2、3、4、5或6, 其中式LY化合物自式YD排除。
以下指定較佳式YA、YB、YC及YD化合物:
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
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,且alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。Alkenyl較佳地表示CH 2=CH-、CH 2=CHCH 2CH 2-、CH 3-CH=CH-、CH 3-CH 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 3-CH=CH-或CH 3-CH=CH-(CH 2) 2-。
根據本發明之特別佳混合物包含一或多種式YA-2、YA-8、YA-10、YA-16、YA-18、YA-40、YA-41、YA-42、YA-43、YB-2、YB-10、YB-16、YC-1、YD-4及YD-10化合物。
式YA及/或YB化合物於作為整體之混合物中之比例較佳地為至少20重量%。
根據本發明之較佳介質包含至少一種式YC-1化合物,
Figure 02_image224
, 其中alkyl及alkyl*具有以上指定之含義,較佳地以<5重量%,特定言之>3重量%之量。
特定言之,該介質包含選自下列子式之一或多種式YA-2化合物:
Figure 02_image226
或者,較佳地,除了式YA-2-1至YA-2-5化合物外,該介質包含一或多種式YA-2a-1至YA-2a-5化合物:
Figure 02_image228
Figure 02_image230
特定言之,該介質包含選自下列子式之一或多種式YA-10化合物:
Figure 02_image232
或者,較佳地,除了式YA-10-1至YA-10-5化合物外,該介質包含一或多種式YA-10a-1至YA-10a-5化合物:
Figure 02_image234
特定言之,該介質包含選自下列子式之一或多種式YB-10化合物:
Figure 02_image236
Figure 02_image238
或者,較佳地,除了式YB-10-1至YB-10-5化合物外,該介質包含一或多種式YB-10a-1至YB-10a-5化合物:
Figure 02_image240
根據本發明之介質視情況包含一或多種式B化合物
Figure 02_image242
其中 R 11及R 12各彼此獨立地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH 2基團可各以使得O原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地經
Figure 02_image244
Figure 02_image246
Figure 02_image248
Figure 02_image250
Figure 02_image252
、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH=CH-,經-O-、-CO‑O-或-O-CO-置換,且此外,其中,一或多個H原子可經鹵素置換, A 1每次出現時彼此獨立地表示 a) 1,4-伸環己烯基或1,4-伸環己基,其中一個或兩個非相鄰CH 2基團可經-O-或-S-取代, b) 1,4-伸苯基,其中一個或兩個CH基團可經N置換,或 c)選自螺[3.3]庚烷-2,6-二基、1,4-雙環[2.2.2]辛烯、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基及茀-2,7-二基之群之基團, 其中該等基團a)、b)及c)可經鹵素原子單取代或多取代, n      表示0、1或2,較佳地0或1, Z 1每次出現時彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CH 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-CH=CH-CH 2O-、-C 2F 4-、-CH 2CF 2-、-CF 2CH 2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,且 L 11及L 12各彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2,較佳地H或F,最佳地F,且 W表示O或S。
式B化合物較佳地選自式B-1及/或B-2化合物
Figure 02_image254
其中該等出現之基團具有與在上式B下給定相同之含義且較佳地 R 11及R 12各彼此獨立地為具有至多15個C原子之烷基、烯基或烷氧基,更佳地其中之一者或二者表示烷氧基,且 L 11及L 12各較佳地表示F。
較佳地,式B-1化合物選自式B-1-1至B-1-10,較佳地式B-1-6化合物之群,
Figure 02_image256
Figure 02_image258
, 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,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,alkoxy及alkoxy*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,且L 11及L 12各彼此獨立地表示F或Cl,較佳地均為F。
較佳地,式B-2化合物係選自式B-2-1至B-2-10,較佳地式B-2-6化合物之群,
Figure 02_image260
Figure 02_image262
, 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,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,alkoxy及alkoxy*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,且L 11及L 12各彼此獨立地表示F或Cl,較佳地均為F。
視情況地,該介質包含一或多種式BA-1及/或BA-2化合物
Figure 02_image264
其中L 11及L 12具有與式B下給定之相同含義,(O)表示O或單鍵, R IIIA表示具有至多7個C原子之烷基或烯基或基團Cy-C mH 2m+1-, m及n相同或不同地為0、1、2、3、4、5或6,較佳地1、2或3,極佳地1, Cy    表示具有3、4或5個環原子之環脂族基團,其視情況經各具有至多3個C原子之烷基或烯基,或經鹵素或CN取代,及較佳地表示環丙基、環丁基或環戊基。
或者或除了式B化合物外,較佳地另外,式BA-1及/或BA-2化合物含於介質中。
極佳式BA-1及BA-2化合物為下列:
Figure 02_image266
其中alkoxy表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基或或者-(CH 2) nF,其中n為2、3、4或5,較佳地C 2H 4F。
於本發明之較佳實施例中,該介質包含一或多種式B-3化合物
Figure 02_image268
其中 R 11、R 12相同或不同地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH 2基團視情況以使得O原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地經-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH=CH-、
Figure 02_image244
Figure 02_image246
Figure 02_image248
Figure 02_image273
Figure 02_image275
、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換,且此外,其中,一或多個H原子可經鹵素置換。
式B-3化合物較佳地選自式B-3-1至B-3-10化合物之群:
Figure 02_image277
Figure 02_image279
其中R 12表示具有1至7個C原子之烷基,較佳地乙基、正丙基或正丁基,或或者環丙基甲基、環丁基甲基或環戊基甲基或 或者-(CH 2) nF,其中n為2、3、4或5,較佳地C 2H 4F。
於本發明之較佳實施例中,該介質包含一或多種式B-4至B-6,較佳地式B-5化合物,
Figure 02_image281
其中該等出現之基團具有以上給定之含義,R 11較佳地表示直鏈烷基且R 12較佳地表示烷氧基,各具有1至7個C原子。
於較佳實施例中,該介質包含一或多種選自式B-7至B-9,較佳地式B-8化合物之群之式I化合物,
Figure 02_image283
其中該等參數具有以上給定之含義,R 11較佳地表示直鏈烷基且R 12較佳地表示烷氧基,各具有1至7個C原子。
以下列出另外較佳實施例: a)包含至少一種式Z-1至Z-7化合物之液晶介質,
Figure 02_image285
Figure 02_image287
其中R及alkyl具有以上針對式B指定之含義。
b)根據本發明之較佳液晶介質包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之物質,諸如,例如,式N-1至N-5化合物,
Figure 02_image289
Figure 02_image291
其中R 1N及R 2N各彼此獨立地具有針對R 2A指定之含義,較佳地表示直鏈烷基、直鏈烷氧基或直鏈烯基,且 Z 1及Z 2各彼此獨立地表示-C 2H 4-、-CH=CH-、-(CH 2) 4-、-(CH 2) 3O-、-O(CH 2) 3-、-CH=CHCH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH=CH-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2-或單鍵。
c)較佳混合物包含一或多種選自式BC之二氟二苯并𠳭唍化合物、式CR之𠳭唍及式PH-1及PH-2之氟化菲之群之化合物,
Figure 02_image293
Figure 02_image295
其中 R B1、R B2、R CR1、R CR2、R 1、R 2各彼此獨立地具有R 2A之含義。c為0、1或2。R 1及R 2較佳地彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基。
特別佳式BC及CR化合物為化合物BC-1至BC-7及CR-1至CR-5,
Figure 02_image297
Figure 02_image299
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,且 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。
極特別佳為包含一種、兩種或三種式BC-2、BF-1及/或BF-2化合物之混合物。
d)較佳混合物包含一或多種式In之二氫茚化合物,
Figure 02_image301
其中 R 11、R 12及R 13各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基, R 12及R 13或者表示鹵素,較佳地F,
Figure 02_image303
表示
Figure 02_image305
i                 表示0、1或2。
較佳式In化合物為以下指定之式In-1至In-16化合物:
Figure 02_image307
Figure 02_image309
Figure 02_image311
特別佳為式In-1、In-2、In-3及In-4化合物。
e)較佳混合物另外包含一或多種式L-1至L‑8化合物,
Figure 02_image313
Figure 02_image315
, 其中 R、R 1及R 2各彼此獨立地具有以上式YA中針對R 2A指定之含義,且alkyl表示具有1至6個C原子之烷基。參數s表示1或2。
式L‑1至L‑8化合物較佳地以5至15重量%,特定言之5至12重量%及極特別佳地8至10重量%之濃度採用。
f)  較佳混合物另外包含一或多種式IIA-Y化合物
Figure 02_image317
其中R 11及R 12具有以上式IIA中針對R 2A所給定之含義中之一者,且L 1及L 2相同或不同地表示F或Cl。
較佳式YA-Y化合物係選自由下列子式組成之群
Figure 02_image319
Figure 02_image321
Figure 02_image323
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,Alkoxy表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,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,且O表示氧原子或單鍵。Alkenyl及Alkenyl*較佳地表示CH 2=CH-、CH 2=CHCH 2CH 2-、CH 3-CH=CH-、CH 3‑CH 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 3-CH=CH-或CH 3-CH=CH-(CH 2) 2-。
特別佳式YA-Y化合物係選自由下列子式組成之群:
Figure 02_image325
其中Alkoxy及Alkoxy*具有以上所定義之含義及較佳地表示甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基或正戊氧基。
較佳地,根據本發明之介質包含選自式ST-1至ST-19化合物之群之穩定劑。
Figure 02_image327
Figure 02_image329
Figure 02_image331
Figure 02_image333
Figure 02_image335
其中 R ST表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,此外,其中此等基團中之一或多個CH 2基團可各以使得O原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地經-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH=CH-、
Figure 02_image337
Figure 02_image339
、-O-、-CO-O-、-O-CO-置換,且此外,其中一或多個H原子可經鹵素置換,
Figure 02_image341
表示
Figure 02_image343
Figure 02_image345
Figure 02_image347
Z ST各彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CH 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-CH=CH-、-CH 2O-、-C 2F 4-、-CH 2CF 2-、-CF 2CH 2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵, L 1及L 2各彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2, p      表示1或2, q      表示1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
式ST化合物中,尤佳為下列式化合物
Figure 02_image349
其中n=1、2、3、4、5、6或7,較佳地n=1或7
Figure 02_image351
其中n=1、2、3、4、5、6或7,較佳地n=3
Figure 02_image353
其中n=1、2、3、4、5、6或7,較佳地n=3
Figure 02_image355
Figure 02_image357
於式ST-3a及ST-3b化合物中,n較佳地表示3。於式ST-2a化合物中,n較佳地表示7。
根據本發明之極特別佳混合物包含一或多種來自式ST-2a-1、ST-3a-1、ST-3b-1、ST-8-1、ST-9-1及ST-12化合物之群之穩定劑:
Figure 02_image359
Figure 02_image361
式ST-1至ST-19化合物較佳地各以基於混合物計0.005至0.5%之量存在於根據本發明之液晶混合物中。
若根據本發明之混合物包含兩種或更多種來自式ST-1至ST-18化合物之群之化合物,則於兩種化合物之情況下,基於該等混合物計,濃度相應增加至0.01至1%。
然而,基於根據本發明之混合物計,式ST-1至ST-18化合物之總比例應不超過2%。
於本發明之另一較佳實施例中,該液晶介質另外包含一或多種可聚合化合物。該等可聚合化合物較佳地選自式M
Figure 02_image363
其中該等個別基團每次出現時相同或不同地且各彼此獨立地具有下列含義: R a及R bP、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO 2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF 5或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,此外,其中一或多個非相鄰CH 2基團可各以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地經-C(R 0)=C(R 00)-、-C≡C-、-N(R 00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外,其中一或多個H原子可經F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-置換,其中,若B 1及/或B 2含有飽和C原子,則R a及/或R b亦可表示螺接至此飽和C原子之基團, 其中基團R a及R b中之至少一者表示或含有基團P或P-Sp-, P           可聚合基團, Sp         間隔基團或單鍵, B 1及B 2芳族、雜芳族、脂環或雜環基團,較佳地具有4至25個環原子,其亦可含有稠合環,且其未經取代或經L單取代或多取代, Z b-O-、-S-、-CO‑、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O‑、-OCH 2-、-CH 2O‑、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-(CH 2) n1-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-(CF 2) n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR 0R 00或單鍵, R 0及R 00各彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基, m          表示0、1、2、3或4, n1          表示1、2、3或4, L           P、P-Sp-、OH、CH 2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO 2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R x) 2、-C(=O)Y 1、-C(=O)R x、-N(R x) 2、視情況經取代之矽基、具有6至20個C原子之視情況經取代之芳基、具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基或烷氧羰氧基,此外,其中一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-置換, P及Sp    具有以上指定之含義, Y 1表示鹵素, R x表示P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,此外,其中一或多個非相鄰CH 2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外,其中一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-置換,具有6至40個C原子之視情況經取代之芳基或芳氧基,或具有2至40個C原子之視情況經取代之雜芳基或雜芳氧基。
特別佳式I化合物為彼等,其中B 1及B 2各彼此獨立地表示1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氫-菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、茀-2,7-二基、香豆素、黃酮,此外,其中此等基團中之一或多個CH基團可經N、環己烷-1,4-二基置換,此外,其中一或多個非相鄰CH 2基團可經O及/或S、1,4-伸環己烯基、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、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、二氫茚-2,5-二基或八氫-4,7-羥甲基二氫茚-2,5-二基置換,其中所有此等基團可未經取代或經如上所定義之L單取代或多取代。
特別佳式M化合物為其中B 1及B 2各彼此獨立地表示1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基之彼等。
極佳式M化合物係選自下列式:
Figure 02_image365
Figure 02_image367
Figure 02_image369
Figure 02_image371
Figure 02_image373
其中該等個別基團每次出現時相同或不同地且各彼此獨立地具有下列含義: P 1、P 2、P 3較佳地選自乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷或環氧基之可聚合基團, Sp 1、Sp 2、Sp 3單鍵或間隔基團,此外,其中基團P 1-Sp 1-、P 1-Sp 2-及P 3-Sp 3-中之一或多者可表示R aa,限制條件為存在之基團P 1-Sp 1-、P 2-Sp 2及P 3-Sp 3-中之至少一者不同於R aa,較佳地表示-(CH 2) p1-、-(CH 2) p1-O-、-(CH 2) p1-CO-O-或-(CH 2) p1-O-CO-O-,其中p1為1至12之整數, R aaH、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,此外,其中一或多個非相鄰CH 2基團可各以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地經-C(R 0)=C(R 00)-、-C≡C-、-N(R 0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外,其中一或多個H原子可經F、Cl、CN或P 1-Sp 1-置換,特別佳地具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基或烷氧羰氧基(其中烯基及炔基具有至少2個C原子及分支鏈基團具有至少3個C原子), R 0、R 00H或具有1至12個C原子之烷基, R y及R zH、F、CH 3或CF 3, X 1、X 2、X 3-CO-O-、-O-CO-或單鍵, Z M1-O-、-CO-、-C(R yR z)-或-CF 2CF 2-, Z M2、Z M3-CO-O-、-O-CO-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CF 2O-、-OCF 2-或-(CH 2) n-,其中n為2、3或4, L           F、Cl、CN或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基或烷氧羰氧基, L'、L"        H、F或Cl, r                 0、1、2、3或4, s                 0、1、2或3, t                 0、1或2, x                0或1。
尤佳為式M2及M13化合物。
另外較佳為三反應性化合物M15至M31,特定言之M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M30及M31。
於式M1至M31化合物中,基團
Figure 02_image375
(其中L具有以上指定之含義中之一者且r表示0、1、2、3或4)特定言之表示
Figure 02_image377
其中L每次出現時相同或不同地具有上文或下文給定之含義中之一者,及較佳地為F、Cl、CN、NO 2、CH 3、C 2H 5、C(CH 3) 3、CH(CH 3) 2、CH 2CH(CH 3)C 2H 5、OCH 3、OC 2H 5、COCH 3、COC 2H 5、COOCH 3、COOC 2H 5、CF 3、OCF 3、OCHF 2、OC 2F 5或P-Sp-,極佳地F、Cl、CN、CH 3、C 2H 5、OCH 3、COCH 3、OCF 3或P-Sp-,更佳地F、Cl、CH 3、OCH 3、COCH 3或OCF 3,尤其F或CH 3
較佳式M1至M31化合物為其中P 1、P 2及P 3表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氧雜環丁烷或環氧基團,極佳地丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團之彼等。
另外較佳式M1至M31化合物為其中Sp 1、Sp 2及Sp 3為單鍵之彼等。
另外較佳式M1至M31化合物為其中Sp 1、Sp 2及Sp 3中之一者為單鍵且Sp 1、Sp 2及Sp 3中之另一者不同於單鍵之彼等。
另外較佳式M1至M31化合物為彼等,其中不同於單鍵之彼等基團Sp 1、Sp 2及Sp 3表示-(CH 2) s1-X"-,其中s1為1至6之整數,較佳地2、3、4或5,且X"為至苯環之鍵聯且為-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-或單鍵。
特別佳為液晶介質,其包含一種、兩種或三種式M可聚合化合物,較佳地選自式M1至M31。
另外較佳地,根據本發明之液晶介質包含選自下表E之一或多種可聚合化合物。
較佳地,於液晶介質中之可聚合化合物(較佳地選自式M及表E)之比例為0.01至5%,極佳地0.05至1%,最佳地0.1至0.5%。
觀察到一或多種可聚合化合物(如選自式M及表E之彼等)至液晶介質之添加導致有利性質,如快速回應時間。此液晶介質尤其適用於PSA顯示器,其中其顯示低圖像殘留、快速且完全聚合、於UV曝光後穩定之低預傾斜角之快速產生、高可靠性、於UV暴露後之高VHR值及高雙折射率。藉由適宜選擇可聚合化合物,可增加液晶介質在更長UV波長下之吸收,使得可使用此等更長UV波長用於聚合,其有利於顯示器製造製程。
可聚合基團P為適用於聚合反應(諸如,例如,自由基或離子鏈聚合、加聚或縮聚)或適用於聚合物類似反應(例如,至主聚合物鏈之加成或縮合)之基團。特別佳為用於鏈聚合之基團,特定言之含有C=C雙鍵或-C≡C-三鍵之彼等及適用於開環聚合之基團,諸如例如,氧雜環丁烷或環氧基團。
較佳基團P係選自由以下組成之群:CH 2=CW 1-CO-O-、CH 2=CW 1-CO-、
Figure 02_image379
Figure 02_image381
Figure 02_image383
Figure 02_image385
、CH 2=CW 2-(O) k3-、CW 1=CH-CO-(O) k3-、CW 1=CH-CO-NH-、CH 2=CW 1-CO-NH-、CH 3-CH=CH-O-、(CH 2=CH) 2CH-OCO-、(CH 2=CH-CH 2) 2CH-OCO-、(CH 2=CH) 2CH-O-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-CO-、HO-CW 2W 3-、HS-CW 2W 3-、HW 2N-、HO-CW 2W 3-NH-、CH 2=CW 1-CO-NH-、CH 2=CH-(COO) k1-Phe-(O) k2-、CH 2=CH-(CO) k1-Phe-(O) k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W 4W 5W 6Si-,其中W 1表示H、F、Cl、CN、CF 3、苯基或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、F、Cl或CH 3,W 2及W 3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,W 4、W 5及W 6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,W 7及W 8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,其視情況經除了P-Sp-之如上所定義之一或多個基團L取代,k 1、k 2及k 3各彼此獨立地表示0或1,k 3較佳地表示1,且k 4表示1至10之整數。
極佳基團P係選自由以下組成之群:CH 2=CW 1-CO-O-、CH 2=CW 1-CO-、
Figure 02_image379
Figure 02_image381
Figure 02_image383
Figure 02_image385
、CH 2=CW 2-O-、CH 2=CW 2-、CW 1=CH-CO-(O) k3-、CW 1=CH-CO-NH-、CH 2=CW 1-CO-NH-、(CH 2=CH) 2CH-OCO-、(CH 2=CH-CH 2) 2CH-OCO-、(CH 2=CH) 2CH-O-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-CO-、CH 2=CW 1-CO-NH-、CH 2=CH-(COO) k1-Phe-(O) k2-、CH 2=CH-(CO) k1-Phe-(O) k2-、Phe-CH=CH-及W 4W 5W 6Si-,其中W 1表示H、F、Cl、CN、CF 3、苯基或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、F、Cl或CH 3,W 2及W 3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,W 4、W 5及W 6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,W 7及W 8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,k 1、k 2及k 3各彼此獨立地表示0或1,k 3較佳地表示1,且k 4表示1至10之整數。
極特別佳基團P係選自由CH 2=CW 1-CO-O-,特定言之CH 2=CH-CO-O-、CH 2=C(CH 3)-CO-O-及CH 2=CF-CO-O-,此外CH 2=CH-O-、(CH 2=CH) 2CH-O-CO-、(CH 2=CH) 2CH-O-、
Figure 02_image391
Figure 02_image393
組成之群。
另外較佳可聚合基團P係選自由乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物組成之群,最佳地選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
若Sp不同於單鍵,則其較佳地為式Sp"-X",使得各自基團P-Sp-符合式P-Sp"-X"-,其中 Sp"   表示具有1至20個,較佳地1至12個C原子之伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且此外,其中一或多個非相鄰CH 2基團可各以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(R 0)-、-Si(R 0R 00)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R 00)-CO-O-、-O-CO-N(R 0)-、-N(R 0)-CO-N(R 00)-、-CH=CH-或-C≡C-置換, X"    表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R 0)-、-N(R 0)-CO-、-N(R 0)-CO-N(R 00)-、-OCH 2-、-CH 2O-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR 0-、-CY 2=CY 3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵, R 0及R 00各彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基,且 Y 2及Y 3各彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X"較佳地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR 0-、-NR 0-CO-、-NR 0-CO-NR 00-或單鍵。
典型間隔基團Sp及-Sp"-X"-為(例如) -(CH 2) p1-、-(CH 2CH 2O) q1-CH 2CH 2-、-CH 2CH 2-S-CH 2CH 2-、-CH 2CH 2-NH-CH 2CH 2-或-(SiR 0R 00-O) p1-,其中p1為1至12之整數,q1為1至3之整數,且R 0及R 00具有以上指定之含義。
特別佳基團Sp及-Sp"-X"-為-(CH 2) p1-、-(CH 2) p1-O-、-(CH 2) p1-O-CO-、-(CH 2) p1-CO-O-、-(CH 2) p1-O-CO-O-,其中p1及q1具有以上指定之含義。
特別佳基團Sp"於直鏈之各情況下為伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一基、伸十二基、伸十八基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫基伸乙基、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。
用於製備PSA顯示器,含於液晶介質中之可聚合化合物藉由於LC顯示器之基板之間之液晶介質中原位聚合來聚合或交聯(若一種化合物含有兩個或更多個可聚合基團),視情況同時施加電壓至電極。
根據本發明之PSA顯示器之結構對應於PSA顯示器之通常幾何體,如在開始引用之先前技術中所述。無突出之幾何體係較佳,特定言之其中,此外,濾色器側之電極未經結構化及僅TFT側之電極具有狹槽之彼等。PS-VA顯示器之特別適宜及較佳電極結構述於(例如) US 2006/0066793 A1中。
以上提及之較佳實施例之化合物與上述經聚合化合物之組合造成根據本發明之液晶介質之低臨限電壓、低旋轉黏度及極佳低溫穩定性,同時恆定高澄清點及高VHR值。
含有可聚合化合物之液晶介質之使用允許PSA顯示器之特別低預傾斜角之快速建立。特定言之,該液晶介質展示與來自先前技術之介質相比於PSA顯示器中顯著縮短之回應時間,特定言之亦灰階回應時間。
於另外較佳實施例中,根據本發明之介質包含下列化合物,其中首字母縮略詞於下表D中解釋: - 1%至10%,較佳地2%至9%,特別佳地3%至8%之範圍之總濃度之一種、兩種或更多種式I化合物; - 2%至10%,較佳地4%至8%,特別佳地5%至7%之範圍之總濃度之一或多種式LY化合物; - 3%至20%,較佳地5%至15%,特別佳地7%至11%之範圍之總濃度之一或多種式II,較佳地式II-1及/或II-3,特定言之子式II-1a-1及/或II-1f-1及/或II-1g-1及/或II-1h-1及/或II-3d-1之化合物; 及/或 - 2%至15%,較佳地3%至12%,更佳地4%至10%,極佳地5%至8%之範圍之總濃度之一或多種式III化合物,較佳地選自式III-2,更佳地式III-2i及/或III-2l及/或III-2m,極佳地式III-2i-3及/或III-2l-3及/或III-2m-1化合物之群,其中式III-2m-1化合物之濃度較佳地為1%或更少; 及/或 - 40%至50%之範圍之總濃度之一或多種式IV-3化合物,極佳地選自式IV-3-1至IV-3-6化合物,特定言之式IV-3-2及/或IV-3-6化合物; 及/或 - 2%至7%,較佳地3%至6%之化合物CC-3-2V1或CC-4-V1,較佳地化合物CC-4-V1; 及/或 -較佳地0.5%至8%,更佳地1%至4%,特定言之2%至3%之範圍之總濃度之一或多種式IVb,較佳地式VIb-2,極佳地式VIb-2-3之化合物; -總計10%至30%之一或多種式V化合物,其較佳地選自由化合物V-1、V-3、V-4、V-6、V-7、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15、V-16及V-17組成之群;更佳地,該介質包含10%至30%,較佳地12%至25%,特定言之16%至22%之範圍之總濃度之一或多種式V-6、V-10、V-16及/或V-17,極佳地V-6及V-10及V-17;最佳地式CCP-V-n及/或CCP-nV-m及/或CCP-Vn-m及/或CCVC-n-Vm及/或CPGP-n-m,特定言之式CCP-V-n及/或CCP-V2-n;及極特別地選自式CCP-V-1及CCP-V2-1之群之化合物及此外,2%至8%之化合物CCVC-n-Vm,較佳地CCVC-3-V;
極佳介質包含 -較佳地5%至20%,更佳地7%至18%,極佳地8%至16%及特定言之9%至14%之範圍之總濃度之一或多種式II-1g及II-1f及II-3d,較佳地式II-1g-1及II-1f-1及II-3d-1之化合物, - 0.1%至5%,更佳地0.5%至3%及特定言之0.8%至2%或至1.5%之範圍之總濃度之式V-17,極佳地式CPGP-5-2化合物。
根據本發明之液晶介質使能顯著擴展可用參數空間。澄清點、在低溫下之黏度、熱及UV穩定性及高光學各向異性之可達成組合遠遠優於來自先前技術之前述材料。
根據本發明之液晶介質在保留向列相下至-20℃及較佳地下至-30℃,特別佳地下至-40℃及澄清點≥ 85℃,較佳地≥ 95℃的同時,允許達成≤ 100 mPa•s,特別佳地≤ 90 mPa•s之旋轉黏度γ 1,從而使得能夠達成具有快速回應時間之優異MLC顯示器。旋轉黏度係在20℃下測定。
根據本發明之液晶介質在20℃及1 kHz下之介電各向異性Δε較佳地係≥ +1.5,較佳地於+1.5至+8,更佳地2.0至7.0,極佳地3.0至5.0及特別佳地3.8至4.3之範圍內。
根據本發明之液晶介質在20℃下之雙折射率Δn較佳地為0.080至0.110,極佳地0.090至0.100,特定言之0.092至0.097。
於實施例中,根據本發明之液晶介質在20℃下之雙折射率Δn較佳地為0.091至0.093。
根據本發明之液晶介質之旋轉黏度γ 1較佳地係≤ 100 mPa•s,更佳地≤ 90 mPa•s,極佳地≤ 85 mPa•s。
根據本發明之液晶介質之比率γ 1/K 11(其中γ 1為旋轉黏度γ 1及K 11為針對展開變形之彈性常數)較佳地係≤ 5.5 mPa•s/pN。
根據本發明之液晶介質之向列相範圍較佳地具有至少90℃,更佳地至少100℃,特定言之至少110℃之寬度。此範圍較佳地至少自-25℃延伸至+80℃。
本文中,液晶原基化合物之結構藉助縮略語(亦稱作首字母縮略詞)指示。於此等首字母縮略詞中,化學式如下使用下表A至C縮寫。所有基團C nH 2n+1、C mH 2m+1及C lH 2l+1,及C nH 2n-1、C mH 2m-1及C lH 2l-1各自表示直鏈烷基或伸烷基,於具有n、m或l個C原子之各情況下,其中n及m獨立地為1、2、3、4、5、6或7且l為1、2或3。表A列出用於化合物之核結構之環元件的代碼,而表B及表C顯示連接基團及端基。表D顯示說明性化合物結構與其各自縮略語。 A :環元
   C
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   D
Figure 02_image397
   DI
Figure 02_image399
           
   A
Figure 02_image401
   AI
Figure 02_image403
           
   G
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   GI
Figure 02_image407
           
   U
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   UI
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   Y
Figure 02_image413
     
           
   M
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   MI
Figure 02_image417
           
   N
Figure 02_image419
   NI
Figure 02_image421
           
   K
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   KI
Figure 02_image425
           
   L
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   LI
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   F
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   FI
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   P
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   P(o)
Figure 02_image437
           
P(i3)
Figure 02_image439
   PI(o)
Figure 02_image441
           
B :連接基團
E -CH 2CH 2- Z -CO-O-
V -CH=CH- ZI -O-CO-
X -CF=CH- O -CH 2-O-
XI -CH=CF- OI -O-CH 2-
B -CF=CF- Q -CF 2-O-
T -C≡C- QI -O-CF 2-
W -CF 2CF 2-   
C :端基
左手側 右手側
單獨使用
-n- C nH 2n+1- -n -C nH 2n+1
-nO- C nH 2n+1-O- -On -O-C nH 2n+1
-V- CH 2=CH- -V -CH=CH 2
-nV- C nH 2n+1-CH=CH- -nV -C nH 2n-CH=CH 2
-Vn- CH 2=CH- C nH 2n+1- -Vn -CH=CH-C nH 2n+1
-nVm- C nH 2n+1-CH=CH-C mH 2m- -nVm -C nH 2n-CH=CH-C mH 2m+1
-N- N≡C- -N -C≡N
-S- S=C=N- -S -N=C=S
-F- F- -F -F
-CL- Cl- -CL -Cl
-M- CFH 2- -M -CFH 2
-D- CF 2H- -D -CF 2H
-T- CF 3- -T -CF 3
-MO- CFH 2O- -OM -OCFH 2
-DO- CF 2HO- -OD -OCF 2H
-TO- CF 3O- -OT -OCF 3
-FXO- CF 2=CH-O- -OXF -O-CH=CF 2
-A- H-C≡C- -A -C≡C-H
-nA- C nH 2n+1-C≡C- -An -C≡C-C nH 2n+1
-NA- N≡C-C≡C- -AN -C≡C-C≡N
-(cn)-
Figure 02_image443
-(cn)
Figure 02_image445
-(cn)m-
Figure 02_image447
-m(cn)
Figure 02_image449
與其他組合使用
-…A…- -C≡C- -…A… -C≡C-
-…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各表示整數,且三個點「…」為來自此表之其他縮略語之預留位置。 D
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Figure 02_image497
Figure 02_image499
於本發明之較佳實施例中,該介質包含選自表D之化合物之群之一或多種化合物。
表E顯示於根據本發明之混合物中較佳地採用之對掌性摻雜劑。 E
Figure 02_image501
Figure 02_image503
Figure 02_image505
較佳地,根據本發明之介質包含選自表E之化合物之群之一或多種化合物。 F表F顯示說明性反應性液晶原基化合物(RM),其可用於根據本發明之LC介質中。
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Figure 02_image509
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Figure 02_image545
Figure 02_image547
於較佳實施例中,根據本發明之混合物包含一或多種可聚合化合物,較佳地選自式RM-1至RM-144之可聚合化合物。此等中,化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-102、RM-103、RM-109、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122及RM-145至RM-153係特別佳。
工作實例:下列實例意欲解釋本發明而不限制其。於該等實例中,m.p.表示液晶物質之熔點且T (N,I)表示澄清點,單位攝氏度;此外:C表示結晶固態,S表示層列相(指標表示相類型),N表示向列型狀態,Ch表示膽甾相,I表示各向同相,T g表示玻璃化轉變溫度。兩個符號之間之數字指示轉變溫度,單位攝氏度。
用於測定單一化合物之光學各向異性Δn之主體混合物為市售混合物ZLI-4792 (Merck KGaA)。介電各向異性Δε係使用市售混合物ZLI-2857測定。待研究之化合物之物理數據於添加待研究之化合物及外推至所採用之化合物之100%後自主體混合物之介電常數之變化獲得。一般而言,將10%之待研究之化合物溶解於主體混合物中,取決於溶解度。
除非另有指定,否則份數或百分比數據表示重量份數或重量%。
上文及下文中: V o表示在20℃下之臨限電壓,電容[V], n e表示在20℃及589 nm下之非尋常折射率, n o表示在20℃及589 nm下之尋常折射率, Δn             表示20℃及589 nm下之光學各向異性, ε 表示在20℃及1 kHz下垂直於指向矢之介電常數, ε ||表示在20℃及1 kHz下平行於指向矢之介電常數, Δε             表示在20℃及1 kHz下之介電各向異性, cl.p.,T(N,I)表示澄清點[℃], γ 1表示在20℃下量測之旋轉黏度[mPa•s], K 1表示彈性常數,在20℃下之「展開」變形[pN], K 2表示彈性常數,在20℃下之「扭轉」變形[pN], K 3表示彈性常數,在20℃下之「彎曲」變形[pN],及 LTS           表示於測試單元或主體中測定之低溫穩定性(向列相),如所指定。
除非另有明確指定,否則本申請案中針對溫度指定之所有值,諸如,例如,熔點T(C,N)、自層列(S)至向列(N)相之過渡T(S,N)及澄清點T(N,I)或cl.p.以攝氏度(℃)指定。
除非另有明確指定,否則用於本發明之術語「臨限電壓」係指電容臨限值(V 0),亦稱作弗雷德里克茲(Freedericksz)臨限值。於實例中,光學臨限值亦可如往常一樣以10%相對對比度(V 10)指定。
用於量測電容臨限電壓之顯示器由間隔20 µm之兩個平面平行玻璃外板組成,其各者具有內部電極層及上方之未經摩擦之聚醯亞胺配向層,其造成液晶分子之垂直邊緣配向。
用於量測傾斜角之顯示器或測試單元由間隔4 µm之兩個平面平行玻璃外板組成,其各者具有內部電極層及上方之聚醯亞胺配向層,其中兩個聚醯亞胺層彼此反平行摩擦並造成液晶分子之垂直邊緣配向。
可聚合化合物於顯示器或測試單元中藉由利用限定強度之UV光照射預先確定時間聚合,其中同時將電壓施加至顯示器(通常10 V至30 V交流電,1 kHz)。於實例中,除非另有指定,否則金屬鹵化物燈及100 mW/cm²之強度係用於聚合。使用標準計量器(具有UV感測器之高端Hoenle UV計)量測強度。
使用來自Axometrics之Mueller Matrix偏光計「AxoScan」測定傾斜角。此處低值(即,與90°角大的偏離)對應於大的傾斜。
除非另有指定,否則術語「傾斜角」意指LC指向矢與基板之間之角度,及「LC指向矢」意指於具有均勻定向之LC分子之層中,LC分子之光學主軸之較佳定向方向,其於棒狀單軸正雙折射率LC分子之情況下,對應於其分子長軸。
除非另有指定,否則VHR係於來自日本TOYO公司之市售儀器型號LCM-1 (O0004)中在20℃ (VHR 20)下及於烘箱中在100℃ (VHR 100)下5分鐘後測定。除非更精確指定,否則所用之電壓具有1 Hz至60 Hz之範圍之頻率。
VHR量測值之精度取決於VHR之各自值。精度隨著值減少而減少。一般於各種量級範圍之值之情況下觀察到之偏差以下表中之其量級編譯。
VHR範圍 偏差(相對)
VHR值 Δ GVHR/VHR /%
99.6% 100%   +/- 0.1
99.0% 99.6%   +/- 0.2
98% 99%   +/- 0.3
95% 98%   +/- 0.5
90% 95%   +/- 1
80% 90%   +/- 2
60% 80%   +/- 4
40% 60%   +/- 8
20% 40% +/- 10
10% 20% +/- 20
對UV照射之穩定性係於「Suntest CPS+」(來自德國Heraeus之市售儀器)中使用氙燈NXE1500B研究。除非明確指定,否則將密封之測試單元照射2.0小時,無需另外加熱。在300 nm至800 nm之波長範圍內之照射功率為765 W / m 2V。為模擬所謂之窗玻璃模式,使用具有310 nm之邊緣波長之UV「截止」濾波器。於各系列實驗中,針對各條件研究至少四個測試單元,及將各自結果指定為對應個別量測值之平均值。
通常由暴露,例如,由UV照射或由LCD背光造成之電壓保持比(ΔVHR)之減少係根據下列方程式(1)測定:
Figure 02_image549
為研究低溫穩定性,亦稱作「LTS」,即,主體中之LC混合物針對個別組分在低溫下之自發結晶或層列相之出現之穩定性,正如情況可為將各含有約1 g材料之若干密封瓶儲存在一或多個給定溫度下,通常為-10℃、-20℃、-30℃及/或-40℃及將其以規則間隔目視檢查,無論是否觀察到相轉變。樣品中之第一者在給定溫度下一顯示變化,就中止測試及將直至未觀察到變化之最後一次檢查之時間指定為各自LTS。運行測試1000小時。若於1000小時後,無變化發生,則結果為「LTS >1000小時」。
使用來自日本Toyo公司之市售LC材料特徵量測系統型號6254,使用具有3.2 µm單元間隙之AL16301聚醯亞胺(JSR公司,日本)之VHR測試單元量測離子密度,自離子密度計算電阻率。該量測係於烘箱中在60℃或100℃下儲存5分鐘後進行。
所謂之「HTP」表示LC介質中之光學活性或對掌性物質之螺旋扭轉力(單位µm)。除非另有指定,否則HTP係於市售向列型LC主體混合物MLD-6260 (Merck KGaA)中在20℃之溫度下量測。
澄清點係使用Mettler Thermosystem FP900量測。光學各向異性(Δn)係使用阿貝折射儀H005 (鈉光譜燈Na10在589 nm,20℃下)量測。介電各向異性(Δε)係在20℃下使用LCR-計E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε-平行單元)量測。接通電壓(V 0)係在20℃下使用LCR-計E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε-平行單元)量測。旋轉黏度(g 1)係在20℃下使用TOYO LCM-2 (0002) (具有JALS-2096-R1之γ1負性單元)量測。彈性常數(K 1,展開)係在20℃下使用LCR-計E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε平行單元)量測。K 3:彈性常數(K 3,彎曲)係在20℃下使用LCR-計E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε-平行單元)量測。
除非另有明確指定,否則本申請案中之所有濃度以重量%及相對於作為整體之對應混合物指定,該混合物包含所有固體或液晶組分,而無溶劑。除非另有明確指定,否則所有物理性質係根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」,Status 1997年11月,Merck KGaA, Germany測定及應用20℃之溫度。
具有負介電各向異性之下列混合物實例特定言之適用於具有至少一個平面配向層之液晶顯示器,諸如例如,IPS及FFS顯示器,特定言之UB-FFS ( =超亮FFS)及VA顯示器。
實例向列型混合物C-1至C-3,M-1至M-15係如下製備: 比較混合物 C-1
PUQU-3-F 7.0 %    澄清點[℃]:                              101.4
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0951
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5802
CCGU-3-F 6.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   4.2
CC-3-V 36.5 %    ε  (1 kHz,20℃):                   3.2
CC-3-V1 5.0 %    K 1[pN],(20℃):                      16.3
CC-3-2V1 4.0 %    K 3[pN],(20℃):                      21.6
CCP-V-1 15.0 %    V 0[V],(20℃)                           2.09
CCP-V2-1 5.0 %    LTS [主體,-40℃]                    24
CCVC-3-V 5.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CPP-3-2 1.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
CDUQU-3-F 2.0 %      
Σ 100.0 %      
比較混合物 C-2
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              100.2
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0922
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5761
CCGU-3-F 5.0 %    LTS (主體,-40℃)                    120
CC-3-V 36.0 %      
CC-4-V1 5.0 %      
CC-3-V1 5.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 5.5 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CCY-3-O2 6.0 %      
CDU-3-F 4.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
CDUQU-3-F 1.5 %      
PP-1-2V1 2.5 %      
Σ 100.0 %      
比較混合物 C-3
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              100.0
PGUQU-3-F 2.5 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0949
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5794
CCGU-3-F 5.0 %    LTS (主體,-40℃)                    168
CC-3-V 36.0 %      
CC-4-V1 5.0 %      
CC-3-V1 5.5 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 6.0 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CPY-3-O2 6.0 %      
CDU-3-F 4.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
CDUQU-3-F 1.5 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-1
PUQU-3-F 7.0 %    澄清點[℃]:                              99.8
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0954
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5807
CCGU-3-F 5.5 %    Δε (1 kHz,20℃):                   3.9
CC-3-V 36.0 %    ε  (1 kHz,20℃):                    3.2
CC-3-V1 6.0 %    K 1[pN],(20℃):                      16.4
CC-3-2V1 4.0 %    K 3[pN],(20℃):                     21.1
CCP-V-1 14.0 %    V 0[V] (20℃)                              2.17
CCP-V2-1 4.0 %    LTS (主體,-40℃)                    48
CCVC-3-V 5.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CPP-3-2 3.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
CDU-3-F 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-2
PUQU-3-F 6.0 %    澄清點[℃]:                              100.0
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0955
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5805
CCGU-3-F 5.5 %    Δε (1 kHz,20℃):                   4.0
CC-3-V 35.5 %    ε  (1 kHz,20℃):                   3.1
CC-3-V1 6.0 %    K 1[pN],(20℃):                      16.3
CC-3-2V1 4.0 %    K 3[pN],(20℃):                      18.6
CCP-V-1 12.5 %    V 0[V],(20℃)                           2.13
CCP-V2-1 4.0 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                   85
CCVC-3-V 5.0 %    LTS (主體,-40℃)                    >1000
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CPP-3-2 4.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
CDU-2-F 2.0 %      
CDU-3-F 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-3
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              102.2
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0962
DPGU-4-F 2.5 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5813
CCGU-3-F 5.5 %    LTS (主體,-40℃)                    >1000
CC-3-V 34.0 %      
CC-3-V1 5.5 %      
CC-3-2V1 4.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 4.0 %      
CCVC-3-V 5.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CPP-3-2 3.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
CDU-2-F 3.0 %      
CDU-3-F 3.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-4
PUQU-3-F 4.0 %    澄清點[℃]:                              101.7
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0944
DPGU-4-F 2.5 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5796
CCGU-3-F 5.0 %    LTS (主體,-40℃)                    >1000
CC-3-V 34.5 %      
CC-3-V1 5.5 %      
CC-3-2V1 3.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 4.0 %      
CCVC-3-V 5.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CPP-3-2 3.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
CDU-2-F 4.0 %      
CDU-3-F 4.0 %      
Σ 100.0 %      
式I化合物促進在-40℃下之LTS之改善:混合物實例M-1不同於比較混合物C-1,在於其包含2%化合物CDU-3-F,其導致改善之在-40℃下之LTS。出人意料地,混合物實例M-2、M-3或M-4中之式I化合物(CDU-2-F及CDU-3-F)之量各自增加至4%、6%或8%導致在-40℃下超過1000小時之LTS。
含有式I及式LY化合物二者對介質係必需:將混合物中之化合物CLY-3-O2用相似化合物替代導致更差LTS。比較例C-2與混合物M-2、M-3及M-4極相似,但是含有化合物CCY-3-O2代替式Y化合物,諸如例如CLY-3-O2。LTS自1000小時減少至120小時。
比較例C-3與混合物M-2、M-3及M-4極相似,但是含有化合物CPY-3-O2代替式Y化合物,諸如例如CLY-3-O2。LTS自1000小時減少至168小時。
混合物實例 M-5
PUQU-3-F 6.0 %    澄清點[℃]:                              99.7
PGUQU-3-F 3.0 %    LTS (主體,-40℃)                    240
DPGU-4-F 2.5 %      
CCGU-3-F 5.0 %      
CC-3-V 36.0 %      
CC-3-V1 5.5 %      
CC-4-V1 4.0 %      
CCP-V-1 15.0 %      
CCP-V2-1 6.5 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CDU-3-F 4.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-6
PUQU-3-F 6.0 %    澄清點[℃]:                              100.1
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0935
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5782
CCGU-3-F 5.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   3.9
CC-3-V 36.0 %    ε  (1 kHz,20℃):                    3.1
CC-3-V1 5.0 %    K 1[pN],(20℃):                      15.8
CC-4-V1 5.0 %    K 3[pN],(20℃):                     18.8
CCP-V-1 15.0 %    V 0[V],(20℃):                        2.13
CCP-V2-1 5.5 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                  83
CCVC-3-V 4.0 %    LTS (主體,-40℃)                    288
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CDU-3-F 4.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-7
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              100.6
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0927
DPGU-4-F 2.0 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5770
CCGU-3-F 5.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   3.9
CC-3-V 37.5 %    ε  (1 kHz,20℃):                    3.1
CC-3-V1 5.0 %    K 1[pN],(20℃):                      15.9
CC-4-V1 5.0 %    K 3[pN],(20℃):                      19.4
CCP-V-1 14.0 %    V 0[V],(20℃)                           2.12
CCP-V2-1 5.5 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                   82
CCVC-3-V 4.0 %    LTS (主體,-40℃)                    360
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CDU-3-F 2.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
CDUQU-3-F 2.5 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-8
APUQU-3-F 3.5 %    澄清點[℃]:                              100.0
PGUQU-3-F 4.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0912
DGUQU-4-F 1.5 %    n e(589 nm,20℃):                  1.5748
CCGU-3-F 4.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   4.0
CC-3-V 38.5 %    ε  (1 kHz,20℃):                   3.1
CC-3-V1 5.5 %    K 1[pN],(20℃):                      16.0
CC-4-V1 5.0 %    K 3[pN],(20℃):                      19.1
CCP-V-1 13.5 %    V 0[V],(20℃)                           2.11
CCP-V2-1 4.0 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                  82
CCVC-3-V 4.0 %    LTS (主體,-40℃)                    288
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CDU-3-F 4.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
PP-1-2V1 3.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-9混合物M-9由99.935%之混合物M-7、0.015%之化合物ST-12及0.05%之化合物ST-3b-1組成
Figure 02_image551
混合物實例 M-10混合物M-10由混合物M-7組成,其包含250 ppm之化合物ST-3a-1
Figure 02_image553
混合物實例 M-11混合物M-10由混合物M-7組成,其包含500 ppm之化合物ST-9-1
Figure 02_image555
混合物實例 M-12混合物實例M-12含有下列化合物CDU-(c3)-F:
Figure 02_image557
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              99.1
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0925
DPGU-4-F 2.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   3.8
CCGU-3-F 5.0 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                   85
CC-3-V 37.5 %      
CC-3-V1 5.0 %      
CC-4-V1 5.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 5.5 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CDU-(c3)-F 2.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-13混合物實例M-13含有下列化合物CDU-(F3)-F:
Figure 02_image559
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              99.6
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0927
DPGU-4-F 2.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   3.7
CCGU-3-F 5.0 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                   84
CC-3-V 37.5 %      
CC-3-V1 5.0 %      
CC-4-V1 5.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 5.5 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-3-O2 6.0 %      
CDU-(c3)-F 2.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-14混合物M-14含有下列化合物CLY-(c3)2-O2:
Figure 02_image561
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              98.4
PGUQU-3-F 3.0 %    Δn (589 nm,20℃):                0.0931
DPGU-4-F 2.0 %    Δε (1 kHz,20℃):                   3.8
CCGU-3-F 5.0 %    γ 1  [mPa•s] (20℃):                   86
CC-3-V 37.5 %      
CC-3-V1 5.0 %      
CC-4-V1 5.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 5.5 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-(c3)2-O2 6.0 %      
CDU-3-F 2.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
混合物實例 M-15混合物M-15含有化合物B(S)-2O-O1(c5)
Figure 02_image563
PUQU-3-F 5.0 %    澄清點[℃]:                              97.6
PGUQU-3-F 3.0 %      
DPGU-4-F 2.0 %      
CCGU-3-F 5.0 %      
CC-3-V 37.5 %      
CC-3-V1 5.0 %      
CC-4-V1 5.0 %      
CCP-V-1 14.0 %      
CCP-V2-1 5.5 %      
CCVC-3-V 4.0 %      
PPGU-3-F 0.5 %      
CLY-(c3)2-O2 5.0 %      
B(S)-2O-O1(c5) 1.0 %      
CDU-3-F 2.0 %      
CPGP-5-2 1.0 %      
PP-1-2V1 2.0 %      
Σ 100.0 %      
可聚合混合物實例 混合物實例 P1混合物實例P1由99.595%之混合物M-7、0.40%之化合物RM-1
Figure 02_image565
及0.005%之化合物ST-3a-1組成
Figure 02_image567
混合物實例 P2混合物實例P2由99.595%之混合物M-1、0.40%之化合物RM-1及0.005%之化合物ST-3a-1組成。
混合物實例 P3混合物實例P3由99.595%之混合物M-2、0.40%之化合物RM-1及0.005%之化合物ST-3a-1組成。
混合物實例 P4混合物實例P4由99.595%之混合物M-3、0.40%之化合物RM-1及0.005%之化合物ST-3a-1組成。
混合物實例 P5混合物實例P5由99.595%之混合物M-4、0.40%之化合物RM-1及0.005%之化合物ST-3a-1組成。
混合物實例 P6混合物實例P6由99.595%之混合物M-7、0.40%之化合物RM-19及0.005%之化合物ST-3a-1組成。
Figure 02_image569
混合物實例 P7混合物實例P7由99.595%之混合物M-1、0.40%之化合物RM-19及0.005%之化合物ST-3b-1組成
Figure 02_image571
混合物實例 P8混合物實例P8由99.595%之混合物M-2、0.40%之化合物RM-35
Figure 02_image573
及0.005%之化合物ST-3a-1組成
Figure 02_image575
混合物實例 P9混合物實例P9由99.595%之混合物M-7、0.40%之化合物RM-156
Figure 02_image577
, 及0.005%之化合物ST-3a-1組成。
混合物實例 P10混合物實例P10由99.595%之混合物M-7、0.40%之化合物RM-157
Figure 02_image579
及0.005%之化合物ST-3b-1組成
Figure 02_image581
Figure 110142885-A0101-11-0002-1

Claims (15)

  1. 一種具有正介電各向異性之液晶介質,其包含 一或多種式I化合物
    Figure 03_image009
    其中 R 1表示H、具有1至12個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH 2基團以使得O原子彼此不直接連接之方式視情況經
    Figure 03_image011
    Figure 03_image013
    Figure 03_image015
    Figure 03_image017
    Figure 03_image019
    、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換,且其中一或多個H原子可經鹵素置換,且 Y 1表示H或CH 3; 選自式II及III化合物之群之一或多種化合物
    Figure 03_image021
    其中 R 2及R 3具有在式I下針對R 1給定之含義,
    Figure 03_image590
    Figure 03_image025
    彼此獨立地表示
    Figure 03_image593
    L 21、L 22、 L 31及L 32彼此獨立地表示H或F, Y 2及Y 3相同或不同地表示H或CH 3, X 2及X 3彼此獨立地表示鹵素、具有1至3個C原子之鹵代烷基或鹵代烷氧基或具有2或3個C原子之鹵代烯基或鹵代烯氧基, Z 3表示-CH 2CH 2-、-CF 2CF 2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH 2O-或單鍵,且 l、m、n及o  彼此獨立地為0或1, 其中該等式I化合物不包括在式III之內; 及一或多種式LY化合物
    Figure 03_image029
    其中 R Y1及R Y2具有在式I下針對R 1給定之含義,且 L 1及L 2表示F或Cl。
  2. 如請求項1之介質,其中該介質另外包含式IV-3-2或IV-3-6化合物
    Figure 03_image596
  3. 如請求項1之液晶介質,其中該介質具有95℃或更高之澄清溫度。
  4. 如請求項1之液晶介質,其中該介質包含選自式II-1、II-2及II-3化合物之群之一或多種式II化合物
    Figure 03_image598
    其中L 23及L 24相同或不同地表示H或F,且其中R 2、X 2
    Figure 03_image600
    Figure 03_image602
    Figure 03_image604
    、L 21及L 22具有如請求項1中所定義之含義。
  5. 如請求項1之液晶介質,其中該介質包含選自式III-1及III-2化合物之群之一或多種式III化合物
    Figure 03_image606
    其中R 3、X 3
    Figure 03_image608
    Figure 03_image610
    Figure 03_image612
    、L 31、L 32、n及o具有如請求項1中所定義之含義。
  6. 如請求項1之液晶介質,其中該介質包含選自式II-1a至II-1h化合物之群之一或多種化合物
    Figure 03_image614
    Figure 03_image616
    Figure 03_image618
    其中R 2、X 2、L 21、L 22、L 23及L 24具有如請求項4中所給定之含義。
  7. 如請求項1之液晶介質,其中該介質包含選自由式III-2a至III-2m組成之群之一或多種式III化合物
    Figure 03_image620
    Figure 03_image622
    Figure 03_image624
    其中R 3、X 3、L 31、L 32、L 33及L 34具有如請求項1中所給定之含義,且L 35及L 36彼此獨立地表示H或F。
  8. 如請求項1之液晶介質,其中該介質包含一或多種式V化合物
    Figure 03_image626
    其中 R 51、R 52表示具有1至7個C原子之烷基、具有1至7個C原子之烷氧基、或具有2至7個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯氧基,
    Figure 03_image173
    Figure 03_image175
    相同或不同地表示
    Figure 03_image177
    Z 51、Z 52各彼此獨立地表示-CH 2-CH 2-、-CH 2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵,且 n                為1或2。
  9. 如請求項8之液晶介質,其中該介質包含選自由式V-1至V-17組成之群之一或多種化合物:
    Figure 03_image631
    Figure 03_image633
    其中R 51及R 52具有如請求項8中所定義之含義。
  10. 如請求項1至9中任一項之液晶介質,其中該介質包含一或多種可聚合化合物。
  11. 一種製備如請求項1至10中任一項之液晶介質之方法,其特徵在於將一或多種式I化合物與如請求項1中所定義之一或多種式II及/或III及LY化合物混合。
  12. 一種如請求項1至10中任一項之液晶介質之用途,其用於電光目的。
  13. 如請求項12之用途,其中該用途為用於快門式眼鏡、LC窗,用於3D應用,用於TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、HB-FFS、PS-HB-FFS、SA-HB-FFS、聚合物穩定之SA-HB-FFS、正性VA及正性PS-VA顯示器中。
  14. 一種液晶顯示器,其含有如請求項1至10中任一項之液晶介質。
  15. 如請求項14之液晶顯示器,其中該顯示器為TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、HB-FFS、PS-HB-FFS、SA-HB-FFS、聚合物穩定之SA-HB-FFS、正性VA或正性PS-VA顯示器。
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