TWI532827B - 液晶介質及電光顯示器 - Google Patents

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Description

液晶介質及電光顯示器
本發明係關於液晶介質及其於液晶顯示器中之用途，且關於此等液晶顯示器，尤其係具有呈垂直初始配向之介電負性液晶且利用ECB(電控雙折射)效應的液晶顯示器。本發明液晶介質之特徵為在本發明顯示器中之特別短的回應時間，及高電壓保持率(簡稱為VHR)。
在1971年(M.F. Schieckel及K. Fahrenschon，「Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields」，Appl. Phys. Lett. 19(1971),3912)，首次描述電控雙折射之原理、ECB(電控雙折射)效應或DAP(配向相變形)效應。隨後，出現J.F. Kahn(Appl. Phys. Lett. 20(1972),1193)及G. Labrunie及J. Robert(J. Appl. Phys. 44(1973),4869)之論文。
J. Robert及F. Clerc(SID 80 Digest Techn. Papers(1980),30)、J. Duchene(Displays 7(1986),3)及H. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers(1982),244)之論文已顯示液晶相必須具有彈性常數K3/K1之間的高比值、高光學各向異性Δn值及-0.5之介電各向異性值Δε，以適用於基於ECB效應之高資訊顯示器元件。基於ECB效應之電光顯示器元件具有垂直邊緣配向(VA技術=垂直配向)。介電負性液晶介質亦可用於使用所謂之IPS效應之顯示器中。
此效應於電光顯示器元件中之工業應用需要必須滿足多種要求之LC相。此處尤其重要的是對水分、空氣及物理影響(如，熱、紅外、可見光及紫外光區域中之輻射、及直流及交流電場)之化學抗性。
此外，可在工業上使用之LC相需要具有在適宜溫度範圍中之液晶中間相及低黏度。
迄今已揭示之具有液晶中間相之化合物系列中不包含滿足所有此等要求之單一化合物。因此，一般製備2至25種(較佳係3至18種)化合物之混合物，以獲得可用作LC相之物質。
已知矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)。可用於個別像素之個別切換之非線性元件係(例如)主動元件(即，電晶體)。因此，使用術語「主動矩陣」，其中一般使用薄膜電晶體(TFT)，其通常係排列於作為基板之玻璃板上。
以下兩種技術之間存在區別：包含化合物半導體(如(例如)CdSe)之TFT；或基於多晶型且尤其係非晶形矽之TFT。後者的技術目前具有最大的全球商業重要性。
TFT矩陣係應用於顯示器其中之一玻璃板的內部，而另一玻璃板於其內部具有透明的相對電極。與像素電極之尺寸相比，TFT非常小且實質上對影像無不利影響。亦可將此技術延伸至全彩顯示器，其中排列紅色、綠色及藍色濾波器之馬賽克的方式為：濾波器元件與各可切換像素相對。
迄今為止最常用之TFT顯示器在透射中通常以含有交叉偏振器之TN單元操作且係背光式。對於TV應用而言，使用IPS單元或ECB(或VAN)單元，而監視器通常使用IPS單元或TN單元，且筆記型電腦、膝上型電腦及移動應用通常使用TN單元。
本文之術語MLC顯示器包括具有經整合之非線性元件之任何矩陣顯示器，即，除主動矩陣以外，亦包括具有被動元件(如變阻器或二極體(MIM=金屬-絕緣體-金屬))之顯示器。
此類型之MLC顯示器尤其適用於TV應用、顯示器及筆記型電腦或適用於具有高資訊密度之顯示器，例如，在汽車製造或飛機構造中。除與對比度及回應時間之角度依賴性相關之問題以外，在MLC顯示器中亦會產生由於液晶混合物之比電阻不夠高而引起之問題[TOGASHI S.、SEKI-GUCHI,K.、TANABE,H.、YAMAMOTO,E.、SORIMACHI,K.、TAJIMA,E.、WATANABE,H.、SHIMIZU,H.，Proc. Eurodisplay 84,1984年9月：A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings，第141 ff頁，Paris；STROMER,M.，Proc. Eurodisplay 84,1984年9月：Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays，第145 ff頁，Paris]。隨著電阻降低，MLC顯示器之對比度會衰減。由於在MLC顯示器之使用壽命內，液晶混合物之比電阻通常會由於與該顯示器之內表面之相互作用而降低，故對於必須在長操作時間內具有可接受的電阻值之顯示器而言，高(初始)電阻係極為重要。
除IPS(平面內切換)顯示器(例如：Yeo,S.D.，論文15.3：「An LC Display for the TV Application」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV，第二冊，第758及759頁)及知名TN(扭轉向列型)顯示器以外，使用ECB效應之顯示器已被確立為所謂之VAN(垂直配向向列型)顯示器，其係目前尤其對於電視應用而言最重要之三種最新類型之液晶顯示器中之一者。
應述及之最重要的設計係：MVA(多域垂直配向，例如：Yoshide,H.等人，論文3.1：「MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV，第一冊，第6至9頁，及Liu,C.T.等人，論文15.1：「A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV，第二冊，第750至753頁)、PVA(圖案垂直配向，例如：Kim,Sang Soo，論文15.4：「Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV，第二冊，第760至763頁)及ASV(超視覺，例如：Shigeta,Mitzuhiro及Fukuoka,Hirofumi，論文15.2：「Development of High Quality LCDTV」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV，第二冊，第754至757頁)。
一般而言，在(例如)Souk,Jun,SID Seminar 2004,Seminar M-6：「Recent Advances in LCD Technology」，Seminar Lecture Notes,M-6/1至M-6/26、及Miller,Ian,SID Seminar 2004,Seminar M-7：「LCD-Television」，Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中，比較該等技術。雖然現代ECB顯示器之回應時間已藉由超速定址方法得到顯著改善(例如：Kim,Hyeon Kyeong等人，論文9.1：「A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV，第一冊，第106至109頁)，但實現視訊相容之回應時間(尤其係在切換灰色陰影時)仍係一尚未解決至令人滿意之程度之問題。
類似於ASV顯示器，ECB顯示器使用具有負介電各向異性(Δε)之液晶介質，而TN及迄今為止之所有習知IPS顯示器使用具有正介電各向異性之液晶介質。
在此類型之液晶顯示器中，使用液晶作為介電質，其光學性質在施加電壓時可逆地改變。
由於在一般顯示器中(即，亦在根據此等所述效應之顯示器中)，操作電壓應儘可能低，因此使用通常主要由液晶化合物(其等全部具有相同的介電各向異性符號且具有介電各向異性之最高可能值)組成之液晶介質。一般而言，使用至多相對較小比例之中性化合物且如果可能，不使用介電各向異性之符號與該介質相反之化合物。因此，在用於ECB顯示器之具有負介電各向異性之液晶介質中，主要使用具有負介電各向異性之化合物。所用之液晶介質一般係主要由具有負介電各向異性之液晶化合物組成且通常甚至基本上由其組成。
在根據本發明使用之介質中，因為一般希望液晶顯示器具有最低的可能定址電壓，故通常使用至多顯著量之介電中性液晶化合物及一般僅極少量之介電正性化合物或甚至根本不使用。
已知下式化合物TEMPOL：
且在(例如)Miville P.等人，Angew. Chem. 2010,122，第6318至6321頁中述及。其可購自不同製造商且係用作(例如)用於聚烯烴、聚苯乙烯、聚醯胺、塗料及PVC之前驅物之調配物中之聚合抑制劑，及作為尤其與UV吸收劑組合之光或UV安定劑。
在(例如)WO 2009/129911 A1中，提出包含少量TINUVIN770作為安定劑之具有負介電各向異性之向列型液晶混合物，TINUVIN770為下式化合物：
然而，對於多種實際應用而言，相應的液晶混合物具有不足的性質。其等尤其對使用典型CCFL背光之照射係不夠安定。
類似的液晶混合物亦係自(例如)EP 2 182 046 A1、WO 2008/009417 A1、WO 2009/021671 A1及WO 2009/115186 A1已知。然而，其中未指示使用安定劑。
根據其中之揭示內容，此等介質亦可視情況包含各種類型之安定劑，如(例如)酚及空間位阻胺(位阻胺光安定劑，簡稱為HALS)。然而，此等介質之特徵為相對較高之臨限電壓及至多中等的安定性。特定言之，其電壓保持率在曝露後下降。此外，經常出現微黃色變色。
在(例如)JP(S)55-023169(A),JP(H) 05-117324(A),WO 02/18515 A1及JP(H) 09-291282(A)中描述各種安定劑在液晶介質中之用途。
含有經鹵素(F)軸向取代之伸環己基環之化合物尤其係自DE 197 14 231、DE 187 23 275、DE 198 31 712及DE 199 45 890已知。Kirsch,P.、Reiffenrath,V.及Bremer,M.，Molecular Design and Synthesis,Synlett 1999(4),389 ff.；Kirsch,P.及Tarumi,K.，Angew. Chem. Int. Ed.,1997(37),484 ff.；及Kirsch,P.、Heckmeier,M.及Tarumi,K.，Liquid Crystals,1999(26),449 ff.亦述及相應的化合物。然而，包含此類型化合物之液晶介質係不夠安定，尤其係對於多種苛刻的應用而言。特定言之，在高溫下可發生分解。然而，在UV曝露下亦經常出現問題。特定言之，此處觀測到電壓保持率(簡稱為VHR或HR)之非所欲的大幅下降。
在DE 100 50 880中，提出藉由添加含有吡啶-5-基單元之化合物，使包含相應化合物之液晶混合物安定。然而，如下所更詳細說明，此經常未產生足夠的安定性。
具有相應低定址電壓之先前技術液晶介質具有相對較低的電阻值或低VHR，且經常在顯示器中產生非所需之閃爍及/或不足的透射。此外，其等對於加熱及/或UV曝露係不夠安定，至少如果其等具有低定址電壓所必需之相應的高極性。
此外，先前技術顯示器之定址電壓經常過高，尤其係針對並非直接或連續連接至供電網絡之顯示器(如(例如)用於移動應用之顯示器)而言。
此外，對於預期應用而言，相範圍必須足夠寬。
必須改善(即，減少)顯示器中之液晶介質之回應時間。此對於用於電視或多媒體應用之顯示器而言係特別重要。為了改善回應時間，過去已多次提出優化液晶介質之旋轉黏度(γ1)，即，獲得具有最低的可能旋轉黏度之介質。然而，對於諸多應用而言，此處所獲得之結果係不足，且因此需要尋找其他優化方法。
介質對於極端負載，尤其係對於UV曝露及加熱之足夠安定性係極其重要。特定言之，在移動設備(如(例如)移動電話)中之顯示器應用之情況下，此可係至關重要。
迄今所揭示之MLC顯示器之缺點係由於其相對較低的對比度、相對較高的視角依賴性及難以在此等顯示器中產生灰色陰影，及其不足的VHR及不足的使用壽命。
因此，亟需具有極高比電阻，同時具有寬工作溫度範圍、短回應時間及低臨限電壓(藉此可產生各種灰色陰影)，且尤其具有良好及安定的VHR之MLC顯示器。
本發明之目標係提供不僅用於監視器及TV應用，而且亦用於移動電話及導航系統之MLC顯示器，其係基於ECB或IPS效應，不具有上述缺點或僅具有較低程度之缺點，且同時具有極高的比電阻值。特定言之，其必須確保移動電話及導航系統亦可在極高及極低溫度下工作。
已驚人地發現，如果在此等顯示器元件中使用向列型液晶混合物(其包含至少一種式I化合物及在各情況下包含至少一種式II化合物及至少一種選自式III-1至III-4化合物之群之化合物)，則可獲得具有低臨限電壓及短回應時間且同時具有足夠寬的向列相、有利的低雙折射率(Δn)、良好的熱分解安定性及穩定的高VHR之液晶顯示器，尤其係ECB顯示器。
此類型介質可尤其用於具有基於ECB效應之主動矩陣定址之電光顯示器及用於IPS(平面內切換)顯示器。
因此，本發明係關於一種基於極性化合物之混合物之液晶介質，其包含至少一種式I化合物及至少一種含有子式II之群之化合物。
本發明混合物顯示澄清點70℃之極寬向列相範圍、極有利的電容臨限值、相對較高的保持率值，且同時顯示在-20℃及-30℃下之良好低溫安定性、及極低的旋轉黏度。此外，本發明混合物之特徵為澄清點與旋轉黏度之良好比例及高負介電各向異性。
已驚人地發現，可獲得具有適宜的高Δε、適宜的相範圍及Δn之液晶介質，其不具有先前材料之缺點，或至少僅顯示至顯著降低之程度。
本文已驚人地發現，式I化合物產生相當(在諸多情況下係足夠)安定的液晶混合物(甚至係在加熱下)。在大多數其中所使用之式I化合物中之參數X1表示O‧之情況下係如此。
然而，此亦係尤其如果存在一或多種其他化合物(較佳係酚系安定劑)時之情況。此等其他化合物係適宜作為熱安定劑。如果所使用之式I化合物中之參數X1表示H，則此實施例係特別佳。
因此，本發明係關於一種具有向列相及負介電各向異性之液晶介質，其包含：
a)一或多種式I化合物，較佳地，其濃度為1 ppm至1000 ppm，較佳係50 ppm至500 ppm，特佳係150 ppm至400 ppm，
其中R11至R14各相互獨立地表示具有1至4個碳原子之烷基，較佳地，四個皆表示CH3，X1　表示H或O‧(即，具有自由基電子之單價O原子)，較佳係O‧，Z1　表示-O-、-(CO)-O-、-O-(CO)-、-O-(CO)-O-、-NH-、-NY01-或-NH-(CO)-，Y1及Y01　各相互獨立地表示具有1至10個碳原子(較佳具有1至7個碳原子，且特佳具有1至5個碳原子)之直鏈或分支鏈烷基、及環烷基、環烷基烷基或烷基環烷基，其中所有此等基團中之一或多個-CH2-基可以使該分子中沒有兩個O原子彼此直接相連之方式經-O-置換，且在其中Z1表示-O-(CO)-O-之情況下，Y1亦可表示
b)一或多種式II化合物
其中R21　表示未經取代之具有1至7個碳原子之烷基或未經取代之具有2至7個碳原子之烯基，較佳係正烷基，其特佳係具有3、4或5個碳原子，且R22　表示未經取代之具有2至7個碳原子之烯基，其較佳係具有2、3或4個碳原子，更佳係乙烯基或1-丙烯基且尤其係乙烯基，及
c)一或多個選自式III-1至III-4化合物之群之化合物
其中R31　表示未經取代之具有1至7個碳原子之烷基，較佳係正烷基，其特佳係具有2至5個碳原子，R32　表示未經取代之具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基或未經取代之具有1至6個碳原子(較佳係具有2、3或4個碳原子)之烷氧基，且m、n及o各相互獨立地表示0或1。
在本申請案中，烷基　特佳係表示直鏈烷基，尤其係CH3-、C2H5-、n-C3H7-、n-C4H9-或n-C5H11-，且烯基　特佳係表示CH2=CH-、E-CH3-CH=CH-、CH2=CH-CH2-CH2-、E-CH3-CH=CH-CH2-CH2-或E-(n-C3H7)-CH=CH-。
本發明液晶介質較佳包含總計1 ppm至1000 ppm，較佳係50 ppm至500 ppm且極佳係150 ppm至400 ppm之式I化合物。
本發明介質中之式I化合物之濃度較佳係300 ppm或更少，特佳係200 ppm或更少。本發明介質中之式I化合物之濃度極佳係50 ppm或更多至100 ppm或更少。
此等化合物極適宜作為液晶混合物中之安定劑。特定言之，其使該等混合物在UV曝露後之「電壓保持率」(簡稱為VHR或僅HR)安定。
在本發明之一較佳實施例中，本發明介質在各情況下包含一或多種式I化合物，其係選自式I-1至I-7(較佳係式I-1及/或I-2)化合物之群：
其中該等參數具有如上在式I中所指定之含義。
在本發明之一更佳實施例中，本發明介質在各情況下包含一或多種式I化合物，其係選自以下化合物之群：
其中相應的參數具有在以上在式I中所指定之含義，且R及R'　各相互獨立地具有以上針對Y1所指定之含義且較佳表示烷基，特佳係正烷基。
在本發明之一甚至更佳之實施例中，本發明介質在各情況下包含一或多種式I化合物，其係選自以下式I-1a-1、I-1a-2、I-1b-1至I-1b-4、I-5a-1、I-5a-2、I-6a-1及I-6a-2化合物之群，極佳係選自式I-1a-1、I-1a-2、I-1b-1、I-1b-2、I-6a-1及I-6a-2化合物之群，且最佳係選自式I-1a-2、I-1b-2及I-6a-2化合物之群：
除該等式I或其較佳的子式化合物以外，本發明介質較佳包含一或多種介電負性之式II化合物，其總濃度為5%或更多至90%或更少，較佳係10%或更多至80%或更少，特佳係20%或更多至70%或更少。
本發明介質較佳包含一或多個選自式III-1至III-4化合物之群之化合物，其總濃度為10%或更多至80%或更少，較佳係15%或更多至70%或更少，特佳係20%或更多至60%或更少。
本發明介質特佳包含：一或多種式III-1化合物，其總濃度為5%或更多至30%或更少，一或多種式III-2化合物，其總濃度為3%或更多至30%或更少，一或多種式III-3化合物，其總濃度為5%或更多至30%或更少，一或多種式III-4化合物，其總濃度為1%或更多至30%或更少。
較佳的式II化合物係選自式II-1及II-2化合物，較佳選自式II-1化合物之群之化合物，
其中烷基　表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基，烯基　表示具有2至5個碳原子(較佳係具有2至4個碳原子，特佳係2個碳原子)之烯基，烯基'　表示具有2至5個碳原子(較佳係具有2至4個碳原子，特佳係具有2至3個碳原子)之烯基。
本發明介質較佳包含一或多種式III-1化合物，較佳係一或多種選自式III-1-1及III-1-2化合物之群之化合物，
其中該等參數具有以上針對式III-1所指定之含義，且較佳地，R31　表示具有2至5個碳原子(較佳係具有3至5個碳原子)之烷基，及R32　表示具有2至5個碳原子之烷基或烷氧基，較佳係具有2至4個碳原子之烷氧基，或具有2至4個碳原子之烯氧基。
本發明介質較佳包含一或多種式III-2化合物，較佳係一或多種選自式III-2-1及III-2-2化合物之群之化合物，
其中該等參數具有以上針對式III-2所指定之含義，且較佳係R31　表示具有2至5個碳原子(較佳係具有3至5個碳原子)之烷基，及R32　表示具有2至5個碳原子之烷基或烷氧基，較佳係具有2至4個碳原子之烷氧基，或具有2至4個碳原子之烯氧基。
本發明介質較佳包含一或多種式III-3化合物，較佳係一或多種選自式III-3-1及III-3-2化合物之群之化合物，
其中該等參數具有以上針對式III-3所指定之含義，且較佳地，R31　表示具有2至5個碳原子(較佳係具有3至5個碳原子)之烷基，及R32　表示具有2至5個碳原子之烷基或烷氧基，較佳係具有2至4個碳原子之烷氧基，或具有2至4個碳原子之烯氧基。
本發明介質極佳包含一或多種式II化合物，其係選自式II-1a、II-1b、II-2a及II-2b、II-3a至II-3c、II-5a、II-5b、II-6a、II-6b、II-7a及II-7b化合物之群，較佳係選自式II-3a、II-3b及II-3c化合物之群，且極佳係式II-3a化合物，及視情況之一或多種對掌性化合物。
本發明介質較佳包含呈下述總濃度之下列化合物：10至60重量%　之一或多種式III化合物，及/或30至80重量%　之一或多種式IV及/或V化合物，其中該介質中之所有化合物之總含量為100%。
本發明介質特佳包含一或多種選自式OH-1至OH-6化合物之群之化合物，
此等化合物極適於使該介質熱安定。
本發明亦關於一種含有本發明液晶介質之電光顯示器或電光組件。以基於VA或ECB效應之電光顯示器，且尤其係彼等藉由主動矩陣定址裝置來定址者較佳。
因此，本發明同樣係關於一種本發明液晶介質於電光顯示器或於電光組件中之用途，且關於一種製備本發明液晶介質之方法，其特徵在於將一或多種式I化合物與一或多種含有一或多種子式II之群之化合物(較佳係與一或多種式II化合物)及一或多種其他化合物(其較佳係選自式III及IV及/或V化合物之群)混合。
此外，本發明係關於一種使包含一或多種式II化合物及一或多種選自式III-1至III-4化合物之群之化合物的液晶介質安定之方法，其特徵在於將一或多種式I化合物添加至該介質中。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種式IV化合物，
其中R41　表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基，及R42　表示具有1至7個碳原子之烷基或具有1至6個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷氧基。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種式IV化合物，其係選自式IV-1及IV-2化合物之群，
其中烷基及烷基'　相互獨立地表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基，烷氧基　表示具有1至5個碳原子(較佳係具有2至4個碳原子)之烷氧基，且在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種式V化合物，
其中R51及R52相互獨立地具有針對R21及R22所指定之含義中之一者，且較佳表示具有1至7個碳原子之烷基，較佳係正烷基，特佳係具有1至5個碳原子之正烷基；具有1至7個碳原子之烷氧基，較佳係正烷氧基，特佳係具有2至5個碳原子之正烷氧基；具有2至7個碳原子(較佳係具有2至4個碳原子)之烷氧基烷基、烯基或烯氧基，較佳係烯氧基，
至(若存在)各相互獨立地表示
較佳係
較佳係較佳表示且(若存在)較佳表示Z51至Z53　各相互獨立地表示-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，p及q　各相互獨立地表示0或1，(p+q)　較佳表示0或1。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種式V化合物，其係選自式V-1至V-10化合物之群，較佳係選自式V-1至V-5化合物之群，
其中該等參數具有以上在式V中所指定之含義，且Y5　表示H或F，R51　表示具有1至7個碳原子之烷基或具有2至7個碳原子之烯基，及R52　表示具有1至7個碳原子之烷基、具有2至7個碳原子之烯基或具有1至6個碳原子之烷氧基，較佳係烷基或烯基，特佳係烯基。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種式V-1化合物，其係選自式V-1a及V-1b(較佳係式V-1b)化合物之群，
其中烷基及烷基'相互獨立地表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基，烷氧基　表示具有1至5個碳原子(較佳係具有2至4個碳原子)之烷氧基。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種選自式V-3a及V-3b化合物之群的式V-3化合物，
其中烷基及烷基'　相互獨立地表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基，烷氧基　表示具有1至5個碳原子(較佳係具有2至4個碳原子)之烷氧基，及烯基　表示具有2至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烯基。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種選自式V-4a及V-4b化合物之群的式V-4化合物，
其中烷基及烷基'　相互獨立地表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基，烷氧基　表示具有1至5個碳原子(較佳具有2至4個碳原子)之烷氧基。
在另一較佳實施例中，該介質包含一或多種式III-4(較佳係式III-4-a)化合物，
其中烷基及烷基'　相互獨立地表示具有1至7個碳原子(較佳係具有2至5個碳原子)之烷基。
本發明液晶介質可包含一或多種對掌性化合物。
本發明之特佳實施例滿足下列條件中之一或多者：
其中首字母縮略詞(縮寫)係解釋於表A至C中且藉由表D中之實例進行闡述。
i.　該液晶介質具有0.060或更大(特佳係0.070或更大)之雙折射率。
ii.　該液晶介質具有0.130或更小(特佳係0.120或更小)之雙折射率。
iii.　該液晶介質具有0.090或更大至0.120或更小之雙折射率。
iv.　該液晶介質具有值為2.0或更大(特佳係3.0或更大)之負介電各向異性。
v.　該液晶介質具有值為5.5或更小(特佳係4.0或更小)之負介電各向異性。
vi.　該液晶介質具有值為2.5或更大至3.8或更小之負介電各向異性。
vii.　該液晶介質包含一或多種選自以下特定子式之特佳式II化合物：
其中烷基具有以上所指定之含義，且較佳各相互獨立地表示具有1至6個(較佳係具有2至5個)碳原子之烷基，且特佳係正烷基。
viii.　在作為整體之混合物中，式II化合物之總濃度係25%或更多，較佳係30%或更多，及較佳係25%或更多至49%或更少，特佳係29%或更多至47%或更少，及極佳係37%或更多至44%或更少。
ix.　該液晶介質包含一或多種選自下式化合物之群之式II化合物：CC-n-V及/或CC-n-Vm，特佳係CC-3-V(其濃度較佳係至多50%或更少，特佳係至多42%或更少)，及視情況另外係CC-3-V1(其濃度較佳係至多15%或更少)，及/或CC-4-V(其濃度較佳係至多20%或更少，特佳係至多10%或更少)。
x.　式CC-3-V化合物在作為整體之混合物中之總濃度係20%或更多，較佳係25%或更多。
xi.　式III-1至III-4化合物在作為整體之混合物中之比例係50%或更多且較佳係75%或更少。
xii.　該液晶介質係基本上由式I、II、III-1至III-4、IV及V化合物(較佳係式I、II及III-1至III-4化合物)組成。
xiii.該液晶介質包含一或多種式IV化合物，其總濃度較佳係5%或更多，特定言之係10%或更多，且極佳係15%或更多至40%或更少。
本發明另外係關於一種具有基於VA或ECB效應之主動矩陣定址之電光顯示器，其特徵在於其含有本發明液晶介質作為介電質。
該液晶混合物較佳具有寬度為至少80度之向列相範圍及在20℃下為至多30 mm2‧s-1之流動黏度ν20。
本發明液晶混合物具有-0.5至-8.0(尤其係-1.5至-6.0，且極佳係-2.0至-5.0)之Δε，其中Δε表示介電各向異性。
旋轉黏度γ1較佳係120 mPa‧s或更少，特定言之係100 mPa‧s或更少。
本發明混合物適於所有VA-TFT應用，如(例如)VAN、MVA、(S)-PVA及ASV。此外，其等適用於具有負Δε之IPS(平面內切換)、FFS(邊緣場切換)及PALC應用。
本發明顯示器中之向列型液晶混合物一般包含兩種組分A及B，其等本身係由一或多種個別化合物組成。
本發明液晶介質較佳包含4至15種(尤其係5至12種，且特佳係10種或更少種)化合物。此等較佳係選自式I、II及III-1至III-4、及/或IV及/或V化合物之群。
本發明液晶介質亦可視情況包含多於18種化合物。在此情況下，其等較佳包含18至25種化合物。
除式I至V化合物以外，亦可存在其他組分，例如其含量係佔整體混合物的至多45%，但較佳係至多35%，特定言之係至多10%。
本發明介質亦可視情況包含介電正性組分，其總濃度較佳係佔整個介質的10%或更少。
在一較佳實施例中，基於整體混合物計，本發明液晶介質總共包含：10 ppm或更多至1000 ppm或更少，較佳係50 ppm或更多至500 ppm或更少，特佳係100 ppm或更多至400 ppm或更少且極佳係150 ppm或更多至300 ppm或更少之式I化合物，20%或更多至60%或更少，較佳係25%或更多至50%或更少，特佳係30%或更多至45%或更少之式II化合物，及50%或更多至70%或更少之式III-1至III-4化合物。
在一較佳實施例中，本發明液晶介質包含選自式I、II、III-1至III-4、IV及V化合物之群，較佳選自式I、II及III-1至III-4化合物之群之化合物；其等較佳係主要由該等式化合物組成，特佳係基本上由其組成，且極佳係實際上完全由其組成。
在各情況下，本發明液晶介質較佳具有至少-20℃或更低至70℃或更高，特佳係-30℃或更低至80℃或更高，極佳係-40℃或更低至85℃或更高且最佳係-40℃或更低至90℃或更高之向列相。
此處，表述「具有向列相」一方面意指在相應溫度及低溫下，未觀測到層列相及結晶，且另一方面意指在向列相外加熱時不出現澄清。在相應的溫度下，於流動黏度計中進行低溫研究，且藉由在具有相當於電光應用之單元厚度之測試單元中儲存至少100小時進行檢查。如果在相應的測試單元中於-20℃之溫度下之儲存安定性為1000 h或更多，則該介質被視為在此溫度下安定。在-30℃及-40℃之溫度下，相應的時間分別為500 h及250 h。在高溫下，藉由習知方法，於毛細管中測量澄清點。
在一較佳實施例中，本發明液晶介質之特徵為中等至低範圍內之光學各向異性值。雙折射值較佳係在0.065或更多至0.130或更少之範圍內，特佳係0.080或更多至0.120或更少且極佳係0.085或更多至0.110或更少。
在此實施例中，本發明液晶介質具有負介電各向異性及相對較高的介電各向異性之絕對值(|Δε|)，其較佳係2.7或更多至5.3或更少，較佳係至多4.5或更少，較佳係2.9或更多至4.5或更少，特佳係3.0或更多至4.0或更少且極佳係3.5或更多至3.9或更少。
本發明液晶介質具有相對較低的臨限電壓(V0)值，其係1.7 V或更多至2.5 V或更少，較佳係1.8 V或更多至2.4 V或更少，特佳係1.9 V或更多至2.3 V或更少且極佳係1.95 V或更多至2.1 V或更少。
在另一較佳實施例中，本發明液晶介質較佳具有相對較低的平均介電各向異性值(εav.≡(ε∥+2ε⊥)/3)，其較佳係5.0或更多至7.0或更少，較佳係5.5或更多至6.5或更少，更佳係5.7或更多至6.4或更少，特佳係5.8或更多至6.2或更少且極佳係5.9或更多至6.1或更少。
此外，本發明液晶介質在液晶單元中具有高VHR值。
在新填充之單元中，在20℃下，於此等單元中，此等VHR值係大於或等於95%，較佳係大於或等於97%，特佳係大於或等於98%且極佳係大於或等於99%，且在100℃之烘箱中持續5分鐘之後，於此等單元中，其等係大於或等於90%，較佳係大於或等於93%，特佳係大於或等於96%且極佳係大於或等於98%。
一般而言，本文中具有低定址電壓或臨限電壓之液晶介質具有比彼等具有更高定址電壓或臨限電壓者更低的VHR，且反之亦然。
此等個別物理性質之較佳值在各情況下較佳亦係藉由本發明介質相互組合地保持。
在本申請案中，除非另外明確指出，否則術語「化合物」(亦寫作「化合物(等)」)意指一種及複數種化合物。
除非另外指出，否則個別化合物一般係各以1%或更多至30%或更少，較佳2%或更多至30%或更少及特佳3%或更多至16%或更少之濃度用於混合物中。
在一較佳實施例中，本發明液晶介質包含：式I化合物，一或多種式II化合物，其較佳係選自式CC-n-V及CC-n-Vm(較佳係CC-3-V、CC-3-V1、CC-4-V及CC-5-V)化合物之群，特佳係選自式CC-3-V、CC-3-V1及CC-4-V化合物之群，極佳係式CC-3-V化合物，且視情況另外係化合物CC-4-V及/或CC-3-V1，一或多種式III-1-1化合物，較佳係式CY-n-Om化合物，其係選自式CY-3-O2、CY-3-O4、CY-5-O2及CY-5-O4化合物之群，一或多種式III-1-2化合物，較佳係選自式CCY-n-m及CCY-n-Om化合物之群，較佳係式CCY-n-Om，其較佳係選自式CCY-3-O2、CCY-2-O2、CCY-3-O1、CCY-3-O3、CCY-4-O2、CCY-3-O2及CCY-5-O2化合物之群，視情況(較佳係強制性)之一或多種式III-2-2化合物，較佳係式CLY-n-Om化合物，其較佳係選自式CLY-2-O4、CLY-3-O2、CLY-3-O3化合物之群，一或多種式III-3-2化合物，較佳係式CPY-n-Om化合物，其較佳係選自式CPY-2-O2及CPY-3-O2、CPY-4-O2及CPY-5-O2化合物之群，一或多種式III-4化合物，較佳係式PYP-n-m化合物，其較佳係選自式PYP-2-3及PYP-2-4化合物之群。
就本發明而言，除非在個別情況中另外指出，否則以下定義適用於組合物之特定組分：
-　「包含」：組合物中所論述之組分之濃度較佳係5%或更多，特佳係10%或更多，極佳係20%或更多，
-　「主要由其組成」：組合物中所論述之組分之濃度較佳係50%或更多，特佳係55%或更多且極佳係60%或更多，
-　「基本上由其組成」：組合物中所論述之組分之濃度較佳係80%或更多，特佳係90%或更多且極佳係95%或更多，及
-　「實際上完全由其組成」：組合物中所論述之組分之濃度較佳係98%或更多，特佳係99%或更多且極佳係100.0%。
此不僅適用於作為具有其成分(其可係組分及化合物)之組合物之介質，且亦適用於具有其成分(該等化合物)之組分。術語包含僅在與個別化合物相對於整體介質之濃度有關時意指：所論述之化合物之濃度較佳係1%或更多，特佳係2%或更多，極佳係4%或更多。
就本發明而言，「」意指小於或等於，較佳係小於，且「」意指大於或等於，較佳係大於。
就本發明而言，
表示反式-1,4-伸環己基，且
表示1,4-伸苯基。
就本發明而言，表述「介電正性化合物」意指具有>1.5之Δε之化合物，表述「介電中性化合物」意指彼等-1.5Δε1.5之化合物，及表述「介電負性化合物」意指彼等Δε<-1.5之化合物。本文藉由將10%之化合物溶於液晶主體中並在1 kHz下測定在各情況中所得混合物於至少一個單元厚度為20 μm之測試單元(其具有垂直及平行的表面配向)中之電容，來測定該等化合物之介電各向異性。測量電壓通常為0.5 V至1.0 V，但其始終低於所研究之各別液晶混合物之電容臨限值。
用於介電正性及介電中性化合物之主體混合物為ZLI-4792，且用於介電負性化合物者為ZLI-2857，兩者均購自Merck KGaA,Germany。自添加待研究之化合物之後主體混合物之介電常數之變化並外推至100%之所用化合物，來獲得待研究之各別化合物之值。將待研究之化合物以10%之量溶於該主體混合物中。如果該物質之溶解度就此目的而言過低，則逐步將濃度減半直至可在所需溫度下進行該研究。
本發明液晶介質(如果需要)亦可包含以常用含量使用之其他添加劑，如(例如)安定劑及/或多色染料及/或對掌性摻雜劑。所用之此等添加劑之含量較佳係總共佔該整個混合物之量的0%或更多至10%或更少，特佳係0.1%或更多至6%或更少。所用之個別化合物之濃度較佳係0.1%或更多至3%或更少。當指定該液晶介質中之液晶化合物之濃度及濃度範圍時，一般不考慮此等及類似添加劑之濃度。
在一較佳實施例中，本發明液晶介質包含聚合物前驅物(其包含一或多種反應性化合物，較佳係反應性液晶原)，且如果需要，亦包含常用含量之其他添加劑，如(例如)聚合反應引發劑及/或聚合反應減速劑。所用之此等添加劑之含量總共佔該整個混合物之量的0%或更多至10%或更少，較佳係0.1%或更多至2%或更少。當指定該液晶介質中之液晶化合物之濃度及濃度範圍時，不考慮此等及類似添加劑之濃度。
該等組合物係由複數種化合物(較佳係3種或更多種至30種或更少種，特佳係6種或更多種至20種或更少種且極佳係10種或更多種至16種或更少種化合物)組成，該等化合物係以習知方式混合。一般而言，將以較低含量使用之所需量之組分溶於構成該混合物之主要成分之組分中。此有利地係在高溫下進行。如果選定溫度高於主要成分之澄清點，則尤其易於觀測到溶解操作之完成。然而，亦可以其他習知方式(例如，使用預混合物或自所謂之「多瓶系統」)製備液晶混合物。
本發明混合物顯示澄清點為65℃或更高之極寬向列相範圍、極有利的電容臨限值、相對較高的保持率值，且同時顯示-30℃及-40℃下之極佳的低溫安定性。此外，本發明混合物之特徵為低旋轉黏度γ1。
對於熟習此項技術者無庸贅言，用於VA、IPS、FFS或PALC顯示器之本發明介質亦可包括其中(例如)H、N、O、Cl、F已經相應同位素置換之化合物。
如(例如)EP-A 0 240 379中所述，本發明液晶顯示器之結構相當於常用幾何結構。
可藉由適宜的添加劑改良本發明液晶相，以使其可用於迄今已揭示之任何類型(例如，ECB、VAN、IPS、GH或ASM-VA LCD)之顯示器中。
下表E指示可添加至本發明混合物中之可能的摻雜劑。如果該等混合物包含一或多種摻雜劑，則其(等)係以0.01至4%，較佳0.1至1.0%之含量使用。
可較佳以0.01至6%(尤其係0.1至3%)之含量添加至(例如)本發明混合物中之安定劑係示於下表F中。
就本發明之目的而言，除非另外明確註明，否則所有濃度係以重量百分比表示，且除非另外明確指出，否則所有濃度係關於相應的混合物或混合物組分。
除非另外明確指出，否則本發明中所示之所有溫度值(如(例如)熔點T(C,N)、自層列相(S)至向列相(N)的轉變T(S,N)及澄清點T(N,I))係以攝氏度(℃)表示，且所有溫度差異係相應地以度數(°或度)差異表示。
就本發明而言，除非另外明確指出，否則術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V0)，其亦稱為弗雷德里克斯(Freedericks)臨限值。
除非在各情況下另外明確指出，否則所有物理性質係且已根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」，Status Nov. 1997,Merck KGaA,Germany測定，且適用於20℃之溫度，且Δn係在589 nm下測定及Δε係在1 kHz下測定。
如切換行為般，在Merck Japan Ltd.生產之測試單元中測定電光性質，例如臨限電壓(V0)(電容測量)。測量單元具有鈉鈣玻璃基板且係以具有聚醯亞胺配向層(具有稀釋劑**26之SE-1211(混合比1:1)，均購自Nissan Chemicals,Japan)之ECB或VA組態構造，該等配向層已經彼此垂直摩擦且影響液晶之垂直配向。實際上呈方形之透明ITO電極之表面積為1 cm2。
除非另外指出，否則不將對掌性摻雜劑添加至所使用之液晶混合物中，但是後者亦尤其適用於其中需要此類型摻雜之應用中。
在Merck Japan Ltd.製造之測試單元中測定VHR。測量單元具有鈉鈣玻璃基板且係以層厚度為50 nm之聚醯亞胺配向層(AL-3046，購自Japan Synthetic Rubber,Japan)構造，該等配向層已經彼此垂直摩擦。層厚度係均一的6.0 μm。透明ITO電極之表面積為1 cm2。
在購自Autronic Melchers,Germany之儀器中，於20℃(VHR20)下及於100℃(VHR100)之烘箱中保持5分鐘之後，測定VHR。所用電壓之頻率為60 Hz。
VHR測量值之精確度取決於各VHR值。精確度隨著值減小而下降。在不同量值範圍之值中通常所觀測到之偏差係以其數量級匯總於下表中。
在「Suntest CPS」(購自Heraeus,Germany之儀器)中，研究對UV照射之安定性。在無額外加熱下，照射密封測試單元2.0小時。在300 nm至800 nm之波長範圍內之照射功率為765 W/m2 V。使用邊緣波長為310 nm之UV「截止」過濾器，以模擬所謂之窗口玻璃模式。在各系列之實驗中，針對各情況研究至少四個測試單元，且各自的結果係表示為相應的個別測量值之平均值。
根據以下等式(1)，測定通常由曝露(例如，由LCD背光所引起之UV照射)所引起之電壓保持率下降值(ΔVHR)：
ΔVHR(t)=VHR(t)-VHR(t=0)　(1)。
根據以下等式(等式(2))，測定在時間t下LC混合物對負載之相對安定性(Srel)：
其中「ref」表示相應的未安定混合物。
除VHR以外，可顯示液晶混合物之導電性特徵之另一特徵量係離子密度。高離子密度值經常造成出現顯示器故障，如影像停留及閃爍。離子密度較佳係在Merck Japan Ltd.製造之測試單元中測定。該等測試單元具有自鈉鈣玻璃製成之基板且係經設計成具有聚醯亞胺層厚度為40 nm之聚醯亞胺配向層(AL-3046，購自Japan Synthetic Rubber,Japan)。該液晶混合物之層厚度係均一的5.8 μm。另外配備有保護環之圓形透明ITO電極之面積為1 cm2。該測量方法之精確度為約±15%。在經相關液晶混合物填充之前，將該等單元在120℃之烘箱中乾燥過夜。
使用購自TOYO,Japan之儀器，測量離子密度。該測量方法實質上係類似於循環伏安法(如M. Inoue,「Recent Measurement of Liquid Crystal Material Characteristics」，Proceedings IDW 2006,LCT-7-1,647中所述)之測量方法。在此方法中，施加之直流電壓係根據預定三角形分佈在正最大值與負最大值之間變化。因此，經由該分佈之一完整運行形成一個測量循環。如果所施加之電壓足夠大而使得該電場中之離子能移動至相應電極，則由於該等離子之放電形成離子電流。此處所轉移之電荷量通常係在幾pC至幾nC之範圍內。此使得高度敏感之檢測係必需，其係藉由上述儀器來確保。結果係描繪於電流/電壓曲線中。此處之離子電流係自在小於該液晶混合物之臨限電壓之電壓處出現峰而變得明顯。峰面積之積分提供所研究之混合物之離子密度值。針對每種混合物測量四個測試單元。三角形電壓之重複頻率為0.033 Hz，測量溫度為60℃，最大電壓為±3 V至±10 V，其取決於相關混合物之介電各向異性之量值。
使用旋轉式永磁方法測定旋轉黏度，且在改良之烏式(Ubbelohde)黏度計中測定流動黏度。對於液晶混合物ZLI-2293、ZLI-4792及MLC-6608(所有產品購自Merck KGaA,Darmstadt,Germany)而言，在20℃下測定之旋轉黏度值分別為161 mPa‧s、133 mPa‧s及186 mPa‧s，且流動黏度值(ν)分別為21 mm2‧s-1、14 mm2‧s-1及27 mm2‧s-1。
除非另外明確指出，否則使用以下符號：V0　在20℃下之電容臨限電壓[V]，ne　在20℃及589 nm下測定之非尋常折射率，no　在20℃及589 nm下測定之尋常折射率，Δn　在20℃及589 nm下測定之光學各向異性，ε⊥　在20℃及1 kHz下之與指向矢垂直的介電極化率，ε∥　在20℃及1 kHz下之與指向矢平行的介電極化率，Δε　在20℃及1 kHz下之介電各向異性，cl.p.或T(N,I)　澄清點[℃]，ν　在20℃下測定之流動黏度[mm2‧s-1]，γ1　在20℃下測定之旋轉黏度[mPa‧s]，K1　在20℃下之「展開」變形的彈性常數[pN]，K2　在20℃下之「扭轉」變形的彈性常數[pN]，K3　在20℃下之「彎曲」變形的彈性常數[pN]，及LTS　在測試單元中測定之相之低溫安定性，VHR　電壓保持率ΔVHR　電壓保持率下降值，Srel　VHR之相對安定性。
下列實例解釋本發明而非限制其。然而，該等實例以較佳待使用之化合物及其各自濃度及其相互之組合向熟習此項技術者顯示較佳的混合物概念。此外，該等實例說明可獲得之性質及性質組合。
就本發明而言且在以下實例中，藉由首字母縮略詞指示該等液晶化合物之結構，其中根據下表A至C轉換成化學式。所有基團CnH2n+1、CmH2m+1及C1H21+1或CnH2n、CmH2m及C1H21分別表示各具有n、m及l個碳原子之直鏈烷基或伸烷基。表A顯示用於化合物之核心之環元素之代碼，表B列舉連接單元，且表C列舉針對該等分子之左手或右手末端基之符號之含義。該等首字母縮略詞係由該等環元素及視情況之連接基之代碼，接著第一連字號及左手末端基之代碼、及第二連字號及右手末端基之代碼組成。表D顯示說明性化合物結構，及其各自的縮寫。
其中n及m各係整數，且該三點「...」係此表格中之其他縮寫之預留位置。
除該式I化合物以外，本發明混合物較佳包含一或多種下述化合物。
使用以下縮寫：(n、m及z各相互獨立地為整數，較佳係1至6)
表E顯示本發明混合物中較佳使用之對掌性摻雜劑。
在本發明之一較佳實施例中，本發明介質包含一或多種選自表E化合物之群之化合物。
表F顯示除該式I化合物以外本發明混合物中可較佳使用之安定劑。此處之參數n表示1至12之整數。特定言之，可使用所示之苯酚衍生物作為其他安定劑，因為其等係作為抗氧化劑。
在本發明之一較佳實施例中，本發明介質包含一或多種選自表F化合物之群之化合物，尤其係一或多種選自以下兩式化合物之群之化合物：
實例
以下實例闡述本發明，且不以任何方式限制本發明。然而，物理性質顯示熟習此項技術者可實現何種性質，及其等可在何種範圍內改良。因此，特定言之，可實現之各種性質之較佳組合對於熟習此項技術者而言係經明確定義。
物質實例
下列物質係較佳的本發明式I物質。
製備具有如下表中所指定之組成及性質之液晶混合物。
實例1及比較例1.0至1.5
製備並研究以下混合物(M-1)。
將360 ppm之式I-1a-2化合物(TEMPOL)添加至混合物M-1中。類似於混合物M-1本身，在具有用於垂直配向之配向材料及平面ITO電極之測試單元中，藉由冷陰極(CCFL)LCD背光，研究所得混合物(M-1-1)對照明之安定性。為此，將該等測試單元曝露於照明下超過1000小時。在各情況下，在固定時間之後，於100℃之溫度下持續5分鐘，然後測定電壓保持率。
在不同測量系列中之電壓保持率值之再現性為約3至4%。
根據以下等式(1)測定通常由負載所引起之電壓保持率下降值(ΔVHR)：
ΔVHR(t)=VHR(t)-VHR(t=0)　(1)。
如果根據以下等式(等式(2))測定在時間t之後，LC混合物對LCD背光之相對安定性(Srel)：
其中「ref」表示相應的未安定混合物(此處為M-1)，則對於該實例(實例1)而言，相比於參考混合物(比較例1.0)，獲得Srel(1000 h)=2.8之相對安定性。此結果實際上相當於：藉由使用360 ppm之TEMPOL，所研究之混合物之安定性有效加倍。
比較例1.1至1.5
或者，將600 ppm TINUVIN770(T770)、770 ppm TINUVIN123(T123)、820 ppm TINUVIN622 LD(T622)或580 ppm Cyasorb UV-3853S(C3853)添加至混合物M-1中。如上所述來研究所得之混合物(CM-1-1至CM-1-4)。
所使用之物質或化合物具有以下結構。
TINUVIN770(簡稱為T770)
TINUVIN123(簡稱為T123)
(M平均=3100至4000 g/mol)
TINUVIN622 LD(簡稱為T622)
LC-Stab
Cyasorb UV-3853S(本文簡稱為C3853)係可購自Cytec,West Paterson,USA之產品，其係用作(例如)用於汽車工業及花園傢具之自聚丙烯製成之塑料部件的調配物中之光安定劑。根據製造商之資料，其在LDPE樹脂中包含50%之各種以下通式之HALS之混合物：
其中Cyasorb UV-3853S中之烷基「R」基本上表示「C11至C20」烷基且主要表示「C16至C18」烷基。根據NA/867,09.01.2001,NICAS,Government of Australia，「Cyasorb UV-3853S」包含50%之聚乙烯且該「Cyasorb UV-3853S」之HALS組分包含以下酸之酯：
實例2：
製備並研究以下混合物(M-2)。
如實例1中所述來研究混合物M-2。為此，將200 ppm之式I-1a-2化合物添加至該混合物中。類似於混合物M-2本身，在測試單元中，藉由LCD背光研究所得混合物(M-2-1)對照明之安定性。為此，將該等測試單元曝露於照明下達1000小時。隨後，在於100℃之溫度下持續5分鐘之後，測定電壓保持率。此處，電壓保持率之相對改良為Srel(1000 h)=1.8。
實例3及比較例3.0至3.2：
將500 ppm之式I-1a-2化合物添加至實例1之混合物M-1中。類似於混合物M-1本身，在測試單元中，藉由LCD背光研究所得混合物(M-1-2)對照明之安定性。為此，將該等測試單元曝露於照明下達1000小時。隨後，在於100℃之溫度下持續5分鐘之後，測定電壓保持率。此處，電壓保持率之相對改良為Srel(1000 h)=2.8。
實例4.1至4.3： 實例4.1：
將500 ppm式I-1a-2化合物添加至實例1之混合物M-1中(M-1-3)，且使該混合物在密封玻璃瓶中接受150℃之溫度達4 h。隨後，測定VHR，並與包含360 ppm式I-1a-2化合物之混合物在加熱之前之初始值進行比較。加熱前，VHR為99%，且加熱後為98%。
實例4.2：
隨後，將360 ppm式I-1a-2化合物及200 ppm化合物OH-1
添加至混合物M-1中(M-1-4)。亦使該混合物(M-1-4)接受150℃之溫度達4 h。相比於僅包含360 ppm式I-1a-2化合物，但不含OH-1之混合物，此處，加熱後之電壓保持率係處於與加熱測試前相同的水平。VHR在加熱前為96%且在加熱後為95%。
藉由LCD背光，研究該兩種混合物對照明之安定性。對於兩種混合物而言，結果係同樣良好。因此，顯然地，在使用安定劑I-1a-2時，不必要添加酚系抗氧化劑。
實例4.3：
將200 ppm式I-1a-1化合物(4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶)添加至實例1之混合物M-1中(M-1-5)，且使該混合物在密封玻璃瓶中接受150℃之溫度達4 h。隨後，測定VHR，並與包含200 ppm 4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶之混合物在加熱之前之初始值進行比較。VHR在加熱前為98%且在加熱後為81%。此處亦獲得安定性之相對有利的性質。然而，此等性質稍不如在上述兩個實例(實例4.1及4.2)中有利。因此，此實施例係欠佳。然而，如果除該式I-1a-1化合物以外，使用酚系化合物作為其他或補充性熱安定劑，則此處亦可獲得更佳的結果。
實例5：
將200 ppm式I-1b-2化合物添加至實例1之混合物M-1中(M-1-6)，且使該混合物在密封玻璃瓶中接受150℃之溫度達4 h。隨後，測定VHR，並與包含200 ppm式I-1b-2化合物之混合物在加熱之前之初始值進行比較。VHR在加熱前為98%且在加熱後為93%。
隨後，將500 ppm式I-1b-2化合物添加至實例1之混合物M-1中。類似於混合物M-1本身，在測試單元中，藉由LCD背光研究所得混合物(M-1-7)對照明之安定性。為此，將該等測試單元曝露於照明下達1000小時。隨後，在於100℃之溫度下持續5分鐘之後，測定電壓保持率。此處，電壓保持率之相對改良為Srel(1000 h)=2.4。
實例6：
將200 ppm式I-6a-2化合物添加至實例1之混合物M-1中(M-1-8)，且使該混合物在密封玻璃瓶中接受150℃之溫度達4 h。隨後，測定VHR，並與包含200 ppm式I-6a-2化合物之混合物在加熱之前之初始值進行比較。VHR在加熱前為98%且在加熱後為95%。
隨後，將200 ppm式I-1b-2化合物添加至實例1之混合物M-1中。類似於混合物M-3本身，在測試單元中，藉由LCD背光研究所得混合物(M-1-9)對照明之安定性。為此，將該等測試單元曝露於照明下達1000小時。隨後，在於100℃之溫度下持續5分鐘之後，測定電壓保持率。此處，電壓保持率之相對改良為Srel(1000 h)=2.2。
實例6及比較例6.0及6.1：
製備並研究以下混合物(M-3)，其包含40%之含有烯基末端基之化合物。
如實例1中所述，將混合物M-3分成三份，且如其中所述，研究其本身或與物質實例11化合物：
或770混合，且在測試單元中，藉由LCD背光研究相應混合物對照明之安定性。對於包含所示之式化合物之混合物而言，此處亦可獲得如實例1中之同等有利的結果。此等結果係匯總於下表(表2)中。
此外，測定三種混合物之離子密度。結果係匯總於下表(表3)中。
此處顯而易見，上述化合物甚至在相對較低的濃度下顯示顯著的安定特性。電壓保持率係顯著優於起始混合物且與比較混合物相當。此外，離子密度相比於未摻雜之參照物係實際上未改變。相比之下，770顯示高達四倍之離子密度。因此，總體而言，上述化合物之行為顯得顯著更有利。
實例7及比較例7.0及7.1：
將實例6之混合物M-3如其中所述分成三份，且如其中所述，研究其本身或與物質實例12化合物：
或770混合，且在測試單元中，藉由LCD背光研究相應混合物對照明之安定性。對於包含所示化合物之混合物而言，此處亦獲得如實例6中之同等有利的結果。此等結果係匯總於下表(表4及5)中。
此處亦顯而易見，上述化合物甚至在相對較低的濃度下亦顯示顯著的安定特性。電壓保持率係顯著優於起始混合物且至少與比較混合物相當。此外，離子密度相比於未摻雜之參照物係實際上未改變。相比之下，770時示高達四倍之離子密度。因此，總體而言，上述化合物之行為亦顯得顯著更有利。

Claims (17)

  1. 一種具有向列相及負介電各向異性之液晶介質，其包含：a)一或多種式I或式I-1a化合物 其中R11至R14 各相互獨立地表示具有1至4個碳原子之烷基，X1 表示O‧(即，具有自由基電子之單價O原子)，Y1及Y01 各相互獨立地表示具有1至10個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，及環烷基、環烷基烷基或烷基環烷基，其中在所有此等基團中之一或多個-CH2-基可以使該分子中沒有兩個O原子彼此直接相連之方式經-O-置換，且Z1 表示-O-、-(CO)-O-、-O-(CO)-、-O-(CO)-O-、-NH-、-NY01-或-NH-(CO)-，且在其中Z1表示-O-(CO)-O-之情況下， Y1亦可表示 及b)一或多種式II化合物 其中R21 表示具有1至7個碳原子之未經取代之烷基或具有2至7個碳原子之未經取代之烯基，且R22 表示具有2至7個碳原子之未經取代之烯基，及c)一或多種選自式III-1至III-4化合物之群之化合物 其中R31 表示具有1至7個碳原子之未經取代之烷基，R32 表示具有1至7個碳原子之未經取代之烷基或具有1至6個碳原子之未經取代之烷氧基，且m、n及o 各相互獨立地表示0或1。
  2. 如請求項1之介質，其中其包含一或多種如請求項1中所示之式II化合物，其中R22表示乙烯基。
  3. 如請求項2之介質，其中其包含如請求項2中所示之式II化合物，其中R21表示正丙基且R22表示乙烯基。
  4. 如請求項3之介質，其中在該介質整體中，如請求項3中所示之式II化合物之總濃度係25%或更多至45%或更少。
  5. 如請求項1至4中任一項之介質，其中其包含一或多種式III-2-2化合物 其中R31及R32具有如請求項1中針對式III-2所指定之各別含義。
  6. 如請求項1至4中任一項之介質，其中其包含一或多種式III-3-2化合物 其中R31及R32具有如請求項1中針對式III-2所指定之各別含義。
  7. 如請求項1至4中任一項之介質，其中其包含一或多種如請求項1中所示之式III-4化合物。
  8. 如請求項1至4中任一項之介質，其中其另外包含一或多種對掌性化合物。
  9. 如請求項1之介質，其中該液晶介質包含一或多種式I或式I-1a-2化合物
  10. 如請求項1之介質，其中該液晶介質包含一或多種式I化合物。
  11. 一種電光顯示器，其特徵在於：其含有如請求項1至10中任一項之液晶介質。
  12. 如請求項11之顯示器，其中其係基於VA或ECB效應。
  13. 如請求項11或12之顯示器，其中其包含主動矩陣定址裝置。
  14. 一種電光組件，其特徵在於：其含有如請求項1至10中任一項之液晶介質。
  15. 一種如請求項1至10中任一項之液晶介質之用途，其係用於電光顯示器或電光組件中。
  16. 一種製備液晶介質之方法，其特徵在於：將如請求項1之式I或式I-1a化合物與一或多種如請求項1之式II化合物及一或多種選自式III-1至III-4化合物之群之化合物混合。
  17. 一種使包含一或多種如請求項1之式II化合物及一或多種選自如請求項1之式III-1至III-4化合物之群之化合物的液晶介質安定之方法，其特徵在於將該式I或式I-1a化合物單獨或與一或多種選自式OH-1至OH-6化合物之群之化合物添加至該介質中：
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