TWI550065B - 液晶介質及液晶顯示器 - Google Patents

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朴元壎
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派翠西亞 愛琳 賽克斯頓
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Description

液晶介質及液晶顯示器
本發明係關於一種液晶介質，較佳係關於膽固醇型(對掌性摻雜向列型)介質，其分別包含一或多種非反應性液晶化合物、一或多種對掌性摻雜劑、視情況選用之一或多種雙液晶原基化合物及一或多種反應性液晶原基化合物；係關於由聚合物穩定之該等液晶介質，其包含一或多種非反應性液晶化合物、一或多種對掌性摻雜劑且視情況選用之一或多種雙液晶原基化合物；且係關於液晶顯示器，其包含此等介質；尤其係關於以USH模式操作之顯示器且詳言之係關於藉由主動式矩陣定址之顯示器。
液晶顯示器(LCD)廣泛用以顯示資訊。LCD用於直視顯示器，以及用於投影型顯示器。用於多數顯示器之電光模式仍為扭轉向列(TN)模式及其各種修改。除了此模式之外，已日益增加地使用超扭轉向列(STN)模式及近年來之光學補償彎曲(OCB)模式及電控雙折射(ECB)模式及其各種修改，例如，垂直對準向列(VAN)、圖案化ITO垂直對準向列(PVA)、聚合物穩定垂直對準向列(PSVA)模式及多域垂直對準向列(MVA)模式以及其他者。所有此等模式分別對液晶層使用實質上垂直於基板之電場。除此等模式之外，亦有分別對液晶層利用實質上與基板平行之電場的電光模式，例如共平面切換(短IPS)模式(如例如DE 40 00 451及EP 0 588 568中所示)及邊緣場切換(FFS)模式。尤其所提及之後一類電光模式(其具有良好的視角特性及改良之回應時間)正日益用於現代桌上型監視器之LCD且甚至用於TV及多媒體應用之顯示器，且因此，正與TN-LCD競爭。
就此等顯示器而言，已提出將使用具有相對較短膽固醇液晶螺距之膽固醇液晶的新穎顯示模式用於利用所謂「彎電(flexo-electric)」效應之顯示器中。在此等顯示器中，將膽固醇液晶以「均勻臥式螺旋(uniformly lying helix)」排列(ULH)取向，此舉亦給予此等顯示模式其名稱。然而，在此模式中，若干問題仍必須加以解決，其尤其為難以獲得所需均勻取向、定址所需之不利高電壓(其與常見驅動電子設備不相容)、使對比度退化之並非真正無光之「關閉狀態」、及最後但同樣重要的電光特徵之明顯滯後。
可將相對新穎之顯示模式，即所謂均勻豎立螺旋(uniformly standing helix，USH)模式視為繼IPS之後的替代模式，此係因為其可顯示甚至與提供寬視角之其他顯示模式(例如IPS、VA等)相比改良之黑色位準。
對於USH模式而言，如對於ULH模式，已提出使用雙液晶原基液晶材料之彎電切換。然而，由於所需之不利高驅動電壓、對掌性向列型材料之相對較窄相範圍及其不可逆切換特性，故此等材料在與當前LCD驅動方案一起使用時不相容。
令人驚奇地，目前已發現以USH模式使用棒狀LC材料(具有高介電各向異性(Δε)值)操作之LCD可將介電切換用作彎電切換之替代概念以克服上述困難。此外，已發現較佳使用RM材料進行之材料的聚合物穩定化作用對於恢復顯示器之初始黑色狀態極有利。
本發明之液晶(LC)較佳用於使用膽固醇液晶之改良之LCD中，該膽固醇液晶亦稱為對掌性向列型液晶、具有短螺距且尤其對於高級應用而言具有高介電各向異性。其尤其適用於以反射模式操作，當具有適當膽固醇液晶螺距之膽固醇液晶選擇性反射光時，其可著色且在LCD中避免使用濾色器。
對於此等應用而言，需要具有改良之特性的新穎液晶介質。因此，需要具有改良之性能的液晶介質。其旋轉黏度應儘可能低。除此參數之外，該介質必須展現適當寬之向列相，分別膽固醇相之範圍、適當雙折射率(Δn)(較佳在0.100至0.300之範圍內)及適當高之介電各向異性(Δε)。Δε必須足夠高以使操作電壓適度低。Δε較佳應為20或20以上，更佳為30或30以上，以使得以適度低操作電壓使用容易得到的驅動器。然而，Δε較佳應為260或260以下，且詳言之不高於200，此係因為此情況對於至少適度高之比電阻有害，其又為尤其用於主動式矩陣定址之另一要求。Δε最佳應在50至180之範圍內，更佳在60至90之範圍內或在100至160之範圍內。
本發明之顯示器較佳為主動式矩陣LCD、短AMD，其由主動式矩陣(較佳由薄膜電晶體(TFT)之矩陣)定址。然而，本發明之液晶亦可有利地以其他已知定址手段用於顯示器中。
適用於LCD且詳言之適用於TN顯示器之液晶組合物已廣為所知。然而，此等組合物確實具有顯著缺點。除了具有其他不足之外，此等缺點中之大多數導致不利的高回應時間及/或導致對於許多應用過低之對比率。其一般亦具有不足的可靠性及穩定性，詳言之當暴露至熱、水分或光(且詳言之UV)之輻射時，尤其是當一或多個此等應激子彼此組合時。
因此，液晶介質明顯需要具有適用於實際應用之改良之特性，該等特性為諸如寬向列相範圍、適當光學各向異性Δn(根據所用顯示模式)、高Δε值、低黏度(詳言之低旋轉黏度(γ1))、顯示器中之高對比率且尤其快速回應時間及良好可靠性。
令人驚奇地，目前已發現可實現具有適合相範圍、適當高Δε及Δn值及適當低黏度之液晶介質，其可使得用各別可聚合化合物穩定化，且因此可實現不展現先前技術顯示器之缺點或至少展現不太顯著程度缺點之顯示器。
本發明係關於液晶介質，較佳係關於介電正性、對掌性向列型介質，其包含：對掌性組分，即組分A，其係由一或多種對掌性化合物組成；視情況選用之雙液晶原基組分，即組分B，其係由一或多種雙液晶原基化合物組成；液晶組分，即組分C，其係由一或多種液晶，分別液晶原基化合物組成；反應性組分，即組分D，較佳為液晶原基組分，其包含以下，較佳由以下組成：一或多種反應性液晶原基化合物及視情況選用之聚合引發劑；係關於一種藉由聚合反應性組分穩定液晶介質之方法；及係關於液晶顯示器，其包含此等介質，分別此等聚合物穩定之材料，尤其係關於藉由主動式矩陣定址之顯示器。
本申請案之改良液晶顯示器較佳滿足以下條件。其較佳包含-　一或多個，較佳一個或兩個，且最佳一對基板，-　其中之至少一者，較佳其中之僅一者帶有一或多個電極，較佳指叉式電極，更佳人字型(chevon type)電極，及-　其中之至少一者，較佳每一者均帶有取向層以使液晶介質平面對準，或經另外處理使液晶介質平面取向，-　本發明之液晶材料。
本申請案之改良液晶混合物較佳滿足以下條件。其較佳-　包含-　對掌性組分，即組分A，其係由一或多種對掌性化合物組成，-　視情況選用之雙液晶原基組分，即組分B，其係由一或多種較佳具有對稱結構且在兩個液晶原基單元之間的間隔基中具有奇數個原子的雙液晶原基化合物，及/或一或多種具有非對稱結構且較佳在兩液晶原基單元之間的間隔基中具有奇數個原子的雙液晶原基化合物組成，-　液晶組分，即組分C，其係由一或多種液晶，分別液晶原基化合物組成，該等化合物較佳為非反應性及非雙液晶原基化合物，及-　反應性液晶原基組分，即組分D，其包含以下，較佳由以下組成：一或多種反應性液晶原基化合物，-　或包含-　對掌性組分，即組分A，其係由一或多種對掌性化合物組成，-　視情況選用之雙液晶原基組分，即組分B，其係由一或多種較佳具有對稱結構且在兩個液晶原基單元之間的間隔基中具有奇數個原子的雙液晶原基化合物，及/或一或多種具有非對稱結構且較佳在兩液晶原基單元之間的間隔基中具有奇數個原子的雙液晶原基化合物組成，-　液晶組分，即組分C，其係由一或多種液晶，分別液晶原基化合物組成，該等化合物較佳為非反應性及非雙液晶原基化合物，-　且藉由可由各別前驅體準備之聚合物穩定。
本發明之膽固醇液晶材料較佳以均勻豎立螺旋結構對準，其中螺距較佳為400 nm或400 nm以下，更佳為350 nm或350 nm以下，且最佳為320 nm或320 nm以下。
此外，較佳滿足以下條件：-　兩基板皆帶有取向層以使液晶材料平面對準，或經另外處理使液晶材料平面對準，及/或-　液晶材料包含以下，較佳由以下組成：-　液晶介質，其具有低分子量，較佳展現向列相，分別膽固醇相，及-　聚合材料，較佳為液晶原基聚合物，更佳為液晶聚合物，且較佳地-　該液晶介質分散於該聚合物材料中或反之亦然。
膽固醇液晶材料之各別組分較佳滿足以下條件：-　對掌性組分，即組分A，-　由一或多種對掌性化合物，較佳一或多種液晶原基化合物組成，及/或-　包含一或多種HTP絕對值展現為50 μm-1或50 μm-1以上，較佳80 μm-1或80 μm-1以上之對掌性化合物，及/或-　雙液晶原基組分，即組分B，-　包含一或多種具有對稱結構、在兩個液晶原基單元之間的間隔基中較佳具有奇數個原子之雙液晶原基化合物，及/或-　包含一或多種具有非對稱結構、在兩個液晶原基單元之間的間隔基中較佳具有奇數個原子之雙液晶原基化合物，及/或-　液晶組分，即組分C，-　包含一或多種介電正性化合物及/或-　包含一或多種介電中性化合物及/或-　由一或多種液晶化合物，分別液晶原基化合物組成，-　僅由非反應性及非雙液晶原基化合物組成，及/或-　較佳在0℃或0℃以下至80℃或80℃以上之範圍內展現向列相，及/或-　展現40或40以上，較佳50或50以上之介電各向異性，及/或-　展現0.14或0.14以上，較佳0.15或0.15以上之雙折射率，及/或-　反應性液晶原基組分，即組分D-　能夠充當聚合物前驅體及/或-　包含一或多種單反應性液晶原基化合物及/或-　包含一或多種多反應性，較佳二反應性液晶原基化合物及/或-　視情況包含一或多種各向同性反應性化合物及/或-　視情況包含一或多種聚合引發劑。
關於對掌性組分，即組分A，該組分較佳為液晶原基組分，較佳由對掌性化合物組成，較佳包含一或多種選自式I、式I'及式I"之群的化合物，
其中R11、R12及R13　各彼此獨立地為H、F、Cl、CN、NO2、NCS、SCN、OCN、具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，該烷基可未經取代、經鹵素或CN單取代或多取代，一或多個非相鄰CH2基團亦可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-或-C≡C-置換，如此氧原子不會彼此直接連接，或若其不與O原子連接，則其中之一或兩者可為H；Y　具有針對R11所提供之含義，且較佳為H、F、CH3或CF3，更佳為H或F；SP11、SP12及SP13各彼此獨立地為包含1至40，較佳4至20個C原子之二價間隔基，較佳為伸烷基，間隔基中之一或多個CH2基團亦可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-、-CF2-或-C≡C-置換，如此氧原子不會彼此直接連接；SP14及SP15　各彼此獨立地為包含1至40，較佳4至20個C原子之二價間隔基；X11、X12及X13　各彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF=CF-、-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-或單鍵；k、l、n、m、p及q各彼此獨立地為0或1，其中m較佳為1；m+n+q　為1、2或3，對於式I而言較佳為2，對於式I'而言較佳為1，且對於式I"而言較佳為2或3且最佳為2；MG11、MG12及MG13各彼此獨立地為液晶原基，較佳為式I'"之液晶原基-A11-(Z1-A12)i1-　I’’’其中A11及A12　各彼此獨立地為較佳含有至少4個C原子之二價環基，較佳為5或6員環，且較佳具有下式III下對於環A31所提供之含義；Z1　各彼此獨立地具有下式III下對於Z31所提供之含義；及i1　為0、1或2，較佳為0或1；CH*11　為對掌性二價基團，較佳具有對掌性中心或具有一或多個較佳選自式Ia至式In之群的對掌性原子，
或其鏡像(即使未描述)；CH*12　為對掌性二價基團，較佳具有對掌性中心或具有一或多個較佳地選自由式Ie、If及In之群的對掌性原子或其鏡像(即使未描述)，尤其較佳為In；及CH*13　為對掌性三價基團，較佳具有對掌性中心或具有一或多個對掌性原子，較佳為-CH=、-CF=、-C(CH3)=、-C(OCH3)=或-C(CF3)=；其中，在所有基團Ia至Ik中，且尤其較佳在基團Ij、Ik、Il及In之芳環中，視情況選用之一或多個氫原子可經其他芳環、脂族環、烷基鏈、烷氧基鏈、烯基鏈及烯氧基鏈置換，該等取代基均可經鹵素原子，尤其經氟，或CN取代。
關於本發明之液晶介質之視情況選用之雙液晶原基組分，即組分B，該組分較佳為液晶原基組分，其較佳由雙液晶原基化合物組成，較佳包含一或多種式II化合物，
其中R21及R22　各彼此獨立地為F、Cl、CN、NO2、NCS、SCN、OCN、具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，該烷基可未經取代、經鹵素或CN單取代或多取代，一或多個非相鄰CH2基團亦可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-或-C≡C-置換，如此整個分子中氧原子不會彼此直接連接，或若其不與O原子連接，則其中之一或兩者可為H；MG21及MG22　各彼此獨立地為液晶原基且較佳具有上式I下對於MG11所提供之含義，SP2　為包含1至40，較佳3至20個C原子之二價間隔基，較佳為伸烷基，間隔基中之一或多個CH2基團亦可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-、-CF2-或-C≡C-置換，如此氧原子不會彼此直接連接；i及j　彼此獨立地為0或1；其中部分R21-[-O-]i-MG21-與部分R22-[-O-]j-MG22-相同，亦即式II化合物對稱，或部分R21-[-O-]i-MG21-與部分R22-[-O-]j-MG22-不同，亦即式II化合物非對稱。
介質較佳除該至少一種非對稱雙液晶原基化合物之外亦包含一或多種具有對稱結構之雙液晶原基化合物。
關於液晶組分，即組分C，該組分較佳由介電正性化合物組成，且視情況由介電中性化合物，及/或由介電負性化合物組成。較佳包含一或多種介電正性式III化合物，且視情況另外包含介電正性化合物
其中R3　為H、F、具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基；X3　為CN或NCS；Z31及Z32　彼此獨立，且若Z31出現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CO-O-或單鍵，較佳為-CH2-CH2-、-CO-O-或單鍵；彼此獨立，且若出現兩次，則此等基團亦彼此獨立地為
K　為0、1或2，較佳為0或1。
液晶組分，即組分C視情況包含一或多種較佳選自式IV化合物之群的介電負性化合物，
其中R41及R42　彼此獨立地具有上式III下對於R3所提供之含義；為或；中之一者為，且另一者或另外兩者彼此獨立地具有相同含義，或一種對於所提供之含義，或為
視情況選用之中之一者，較佳為或皆為
L41及L42　彼此獨立地為=C(-F)-或=N-，較佳其中之至少一者為=C(-F)-，且最佳兩者皆為=C(-F)-；Z41及Z42　彼此獨立地為-CH2CH2-、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-或單鍵，較佳其中之至少一者為單鍵，且最佳兩者皆為單鍵；及L　為0或1或2，較佳為0或1。
液晶組分，即組分C視情況，較佳必須包含一或多種較佳選自式V化合物之群的介電中性化合物
其中R51及R52　彼此獨立地具有上式III下對於R3所提供之含義；環A51、A52及A53彼此獨立，且若環A52出現兩次，則此等環亦彼此獨立地具有上式III下對於環A31所提供之含義；Z51及Z52　彼此獨立地具有上式III下對於Z31所提供之含義；及M　為0或1或2，較佳為0或1。
除式III化合物外或替代式III化合物，液晶組分，即組分C較佳包含一或多種選自式VI化合物之群的介電正性化合物
其中R6　具有上式III下對於R3所提供之含義；環A61、A62及A63彼此獨立地具有上式III下對於環A31所提供之含義，且較佳地
彼此獨立地為
，更佳為
或；X6　為F、Cl、-CF3、-OCF2H或-OCF3，較佳為F或-OCF3；Y61及Y62彼此獨立地為H或F，較佳地Y61為F且Y62為H或F；Z6　為-COO-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CH=CH-或單鍵，較佳為-COO-、-CF2O-或單鍵，更佳為-COO-或單鍵，最佳為單鍵；及N及O　彼此獨立地為0或1，(N+O)　之和較佳為1或2。
在本發明之一較佳實施例中，本申請案之液晶介質包含一或多種可聚合化合物。此等可聚合化合物可為非液晶原基化合物，例如熟知EHA，分別2EHA，或液晶原基化合物。本文中將此等可聚合液晶原基化合物稱為「反應性液晶原」(短RM)。此等可聚合化合物，無論是液晶原基或非液晶原基化合物皆可為單反應性或多反應性化合物，較佳為二反應性化合物。介質較佳包含一或多種單反應性化合物與一或多種多反應性化合物，較佳二反應性化合物。介質最佳包含一或多種RM，而非液晶原基化合物可另外存在。
RM可為對掌性或非對掌性RM，且可包含丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯基或另一可聚合基團。在尤其較佳實施例中，RM為對掌性化合物，此係因為此情況可使藉由聚合一定量之對掌性RM簡單調整選擇反射之波長，因此不再可以用於扭轉液晶材料，從而使得膽固醇液晶螺距增加且因此在較長波長下進行選擇反射。可例如使用適當濾光器(例如紫外線濾光器)有利地穩定所得膽固醇液晶螺距以防其他改變，從而保護液晶免受周圍輻射。
若將對掌性反應性液晶原用於本發明之液晶介質中，則在多數情況下，當曝露於紫外線輻射時在介質中亦需要使用光引發劑。使用光引發劑會使得所需紫外線輻射劑量明顯減少。
主體混合物含有低莫耳質量之液晶化合物，及較佳足量之一或多種對掌性摻雜劑以在電磁波譜可見區外之波長、且較佳低於電磁波譜可見區之波長下引起選擇反射。此等具有相對較短膽固醇液晶螺距之膽固醇相較佳係藉由聚合物穩定化。(膽固醇)相之穩定化作用係藉由以下來進行：向對掌性液晶主體混合物中添加一或多種可聚合化合物，較佳RM，較佳包含單反應性及二反應性RM加適合光引發劑之混合物；及例如藉由短時間曝露至紫外線照射來聚合該等可聚合化合物。聚合反應較佳係在維持於對掌性液晶主體混合物之膽固醇相中溫度下之電光單元中進行。
若介質包含一或多種可聚合化合物，則其較佳另外包含一或多種聚合引發劑，例如光引發劑及/或熱引發劑。
本發明之液晶介質可藉由聚合各別聚合物前驅體穩定，且更佳藉由聚合該各別聚合物前驅體穩定。該等聚合物前驅體由該一或多種可聚合化合物及視情況選用之一或多種該等引發劑組成。穩定聚合物較佳具有聚合物網路之形態，亦即具有低分子量之液晶材料，亦即非可聚合液晶材料/液晶原基材料以穿插有幾乎光滑之聚合材料股之幾乎連續形式存在。聚合物網路穩定之液晶揭示於例如Dierking,I.,Adv. Mater. 12,第3期，第167-181頁(2000)中。在本發明之一較佳實施例中，本申請案之液晶介質包含一或多種可聚合化合物且較佳包含RM。
根據本發明所用之液晶原基單反應性化合物較佳地包含一或多種環元素，其藉由直接鍵或藉由鍵聯基團連接於一起，且其中此等環元素中之兩者可視情況直接彼此連接或經由鍵聯基團互相連接，該等環元素與所提及之鍵聯基團可相同或不同。該等環元素較佳係選自4、5、6或7員環之群，較佳為5或6員環之群。
本發明所用之RM較佳係選自式VIIA及式VIIB之群
其中R71　為H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、NCS、SF5、SO2CF3或烷基，該烷基為直鏈或分支鏈烷基，較佳具有1至20個C原子，未經取代、經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一或多個非相鄰CH2基團視情況在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02或-C≡C-置換，如此O及/或S原子不會彼此直接連接，較佳為H、鹵素、具有1至7個C原子(較佳2至5個C原子)之正烷基、正烷氧基、具有2至7個C原子(較佳具有2到5個C原子)之烯基、烯氧基或烷氧基烷基、或CN、NCS、鹵素(較佳為F、C1)、鹵化烷基、鹵化烯基或鹵化烷氧基(較佳為單、二或寡氟化烷基、烯基或烷氧基，尤其較佳為CF3、OCF2H或OCF3)，R01及R02　彼此獨立地為H或具有1至12個C原子之烷基，
MG71　為液晶原基部分，較佳包含一或多個環，且最佳為下式之二價基團：
彼此獨立地為芳環及/或脂環，或包含兩個或兩個以上稠合芳環或脂環之基團，其中此等環視情況含有一或多個選自N、O及/或S的雜原子，且視情況經R72單或多取代，Z71至Z74　彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-(CH2)4-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，Y01及Y02　彼此獨立地為F、Cl或CN，且或者其中之一者可為H，R72　為H或烷基，較佳為H或具有1至10個C原子之烷基，PG71　為可聚合或反應性基團，SP71　為間隔基或單鍵，及X71　具有對於Z71所提供之含義中之一者，且較佳為-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或單鍵，MG72　具有上文對於MG71所提供之含義，PG72及PG73彼此獨立地具有上文對於PG71所提供之含義中之一者，SP72及SP73彼此獨立地具有上文對於SP11所提供之含義中之一者，及X72及X73　彼此獨立地具有上文對於X71所提供之含義中之一者。
在本發明之一較佳實施例中，聚合物之前驅體除式VIIA化合物之外包含一或多種二反應性液晶原基單體，較佳式VIIB化合物。
本發明之式VIIA及式VIIB化合物可為對掌性化合物。
對掌性組分，即組分A較佳包含一或多種選自式Ia、式Ib及式I'a之群的化合物，較佳為式I'a化合物
其中該等參數具有上式I所提供之各別含義且較佳地R11及R12　彼此獨立地為具有1至7個C原子之烷基或氟化烷基、或具有2至7個C原子之烯基、烷氧基烷基或氟化烯基。
對掌性組分，即組分A更佳包含一或多種選自式Ia-1、式Ia-2、式I'a-1、式I'a-2及式I'a-3之群的化合物，較佳為式I'a-1化合物，
其中該等參數具有上式I下所提供之各別含義且較佳地R11及R12　彼此獨立地為具有1至7個C原子之烷基或氟化烷基、或具有2至7個C原子之烯基、烷氧基烷基或氟化烯基。
在本發明之一較佳實施例中，雙液晶原基組分，即組分B包含一或多種式II化合物，其中MG21及MG22彼此相同。
在本發明之另一較佳實施例中，雙液晶原基組分，即組分B包含一或多種式II化合物，其中MG21及MG22彼此不同。
雙液晶原基組分，即組分B較佳包含一或多種式IIa化合物，較佳所包含的一或多種化合物中至少兩個不同式中之每一者選自下式之群
其中R21及R22　彼此獨立地具有上式II下所提供之含義；環A211、A212、A221及A222彼此獨立地具有上式III下對於環A31所提供之含義；Z21及Z22　彼此獨立地具有上式III下對於Z31所提供之含義；L21及L22　彼此獨立地具有與上式I、式I'或式I"下對於X11所提供相同之含義；B2　為CH2、CFH、CF2或若出現不止一次則為其任何組合，較佳為CH2；及m　為1至19之整數，較佳為3至17之整數，且最佳為5至13之整數；m尤其較佳奇數。
尤其較佳為式IIa-1、式IIa-2、式IIa-3及式IIa-4之化合物：
其中X21a及X22a　彼此獨立地為CN、F、Cl或氟化烷基或氟化烷氧基(各具有1至4個C原子)，較佳為CN、CF3、F或Cl，更佳為CN、F或Cl，最佳為CN或F，藉此在式IIa-1及IIa-2中，X21a及X22a較佳彼此不同；Z21a及Z22a　彼此獨立地為-COO-、OCO-、-O-或單鍵，Z21a及Z22a較佳皆為-O-，Z21a為-CO-O-且Z22a為-O-CO-，或Z21a為-O-CO-且Z22a為-CO-O-，且Z21a及Z22a最佳皆為-O-，或Z21a為-O-CO-且Z22a為-CO-O-；L21a及L21b　彼此獨立地為H或F；及n　為1至17範圍內之奇整數，較佳為3至15範圍內之奇整數，且最佳為5至13範圍內之奇整數。
本發明之液晶介質較佳包含間隔基中具有奇數個原子之一或多種雙液晶原基化合物，較佳包含一或多種選自式IIa-1至式IIa-4之化合物之群的雙液晶原基化合物，其中n為奇整數。
雙液晶原基組分，即組分B視情況包含一或多種選自式IIb-1至式IIb-4之群的化合物，其與上文所提供之各別式IIa-1至式IIa-4幾乎相同，其中該等參數具有上文所提供之含義，然而其不同之處在於IIa-1及式IIa-2中X21a及X22a相同及/或n為2至18範圍內之偶整數。
在本發明之一較佳實施例中，本申請案之液晶介質之液晶組分，即組分C包含一或多種式III'化合物
其中R3為烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基、氟化烯基或氟化烯氧基，較佳為烷基或烷氧基烷基，且最佳為正烷基，為或Y31及Y32 彼此獨立地為H或F，較佳地Y31為F且Y32為H，X3 為CN或NCS，較佳為CN，及i 為0或1。
在本發明之一更佳實施例中，本申請案之液晶介質包含一或多種選自以下子式III'-1至子式III'-5之化合物，較佳選自式III'-2、III'-4及III'-5，最佳為式III'-2及/或III'-5的式III'化合物
其中R3具有上式I所提供之各別含義，且較佳為烷基或烯基，最佳為正烷基或烯-3-基，且X3較佳為CN。
除一或多種選自式III'-1至式III'-5之群的化合物以外或替代一或多種選自式III'-1至式III'-5之群的化合物，本發明液晶介質可包含一或多種選自以下子式III'-6至子式III'-8化合物的式III化合物，較佳為式III'-8化合物
其中R3具有上式I下所提供之各別含義，且較佳為烷基或烯基，最佳為正烷基或烯-3-基，且X3較佳為CN。
本發明之液晶混合物視情況包含介電各向異性為-1.5或-1.5以下，較佳在-1.5或-1.5以下至-8或-8以上之範圍內的一或多種介電負性化合物。在此情況下，本發明之液晶混合物較佳包含一或多種選自以下式IV-1至式IV-8之群的介電負性化合物
其中R41及R42　具有上式IV下所提供之各別含義。
本發明之液晶混合物較佳包含一或多種介電中性化合物。此等化合物之介電各向異性在-1.5至+3.0之範圍內。此等化合物較佳係選自以下式V-1至式V-14之群，較佳為式V-14化合物
其中R51及R52　具有上式V下所提供之各別含義。
液晶組分，即組分C較佳包含一或多種選自以下式VI-1至式VI-5之群的化合物，較佳一或多種化合物中的至少兩個不同式中之每一者選自此下式之群，最佳為選自式VI-1、式VI-2、式VI-3及式VI-5之群的化合物，
其中R6　具有上式VI下所提供之含義。X3為F、Cl或氟化烷基或氟化烷氧基(各具有1至4個C原子)，較佳為OCF3、OCF2H、F或Cl，最佳為F。
尤其較佳為包含式VIIA及/或式VIIB之一或多種化合物之聚合物前驅體，其中-　Z71及/或Z74為-O-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CF2-O-、-O-CF2-、-C≡C-、-CH=CH-或單鍵，最佳為-CO-O-或-O-CO-或-O-及/或-　Z71與單鍵不同及/或-　環A71為視情況經一或多個基團R取代之伸苯基，及/或-　R71為具有1至12個(較佳為1至8個)C原子之烷基或烷氧基，或為具有2至12個(較佳為2至7個)C原子之烯基、烯氧基或炔基；及/或-　SP71為具有1至12個C原子之伸烷基，其視情況經F單或多取代，且其中一或多個非相鄰CH2可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-CH=CH-或-C≡C-置換，且其經由選自-O-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-及單鍵之基團與環，較佳與環「A71」連接，及/或-　SP71為單鍵。
MG72至X73較佳與各別相應基團MG71至X71相同。
在一較佳實施例中，環A71至A73彼此獨立地為芳環或脂環，較佳為5、6或7員環，或包含兩個或兩個以上，較佳兩個或三個稠合芳環或脂環之基團，其中此等環視情況含有一或多個選自N、O及/或S之雜原子，且視情況經L7單或多取代，其中L7為F、Cl、Br、CN、OH、NO2及/或具有1至12個C原子之烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧羰基，其中一或多個H原子視情況經F或Cl置換。
L7較佳為F、Cl、CN、OH、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2或OC2F5，詳言之為F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3或OCF3，最佳為F、Cl、CH3、OCH3或COCH3。
較佳環A71至A73為例如呋喃、吡咯、噻吩、噁唑、噻唑、噻二唑、咪唑、伸苯基、伸環己基、伸環已烯基、吡啶、嘧啶、吡嗪、薁、茚滿、萘、四氫萘、十氫萘、四氫哌喃、蒽、菲及茀。
一或多個此等環A71至A73尤其較佳係選自呋喃-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、噻吩并噻吩-2,5-二基、二噻吩并噻吩-2,6-二基、吡咯-2,5-二基、1,4-伸苯基、薁-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫-萘-2,6-二基、茚滿-2,5-二基或1,4-伸環己基，其中一或兩個非相鄰CH2基團視情況經O及/或S置換，其中此等基團未經取代、經如上文所定義之L單或多取代。
至
較佳彼此獨立地為
或其鏡像，其中R　為具有1至12個C原子(較佳具有1至7個C原子)之烷基，或具有2至12個C原子(較佳具有2至7個C原子)之烯基或炔基，在兩者中一或多個非相鄰CH2基團不與苯環相鄰，可經-O-及/或-CH=CH-置換，及/或一或多個H原子可經鹵素，較佳經F置換，及/或較佳為。
在本發明之一較佳實施例中，基團
僅含有單環A71至A73。此基團極佳為具有一或兩個5及/或6員環之基團。
下文列出此基團之較佳子式。為達成簡明性之目的，此等基團中之Phe為1,4-伸苯基，PheL係經1至4個如上所定義之基團L取代之1,4-伸苯基，Cyc為1,4-伸環己基，Pyd為吡啶-2,5-二基且Pyr為嘧啶-2,5-二基。較佳基團之以下清單包含子式VII-1至VII-20以及其鏡像，
-Phe-　VII-1
-Pyd-　VII-2
-Pyr-　VII-3
-PheL-　VII-4
-Cyc-　VII-5
-Phe-Z-Cyc-　VII-6
-Cyc-Z-Cyc-　VII-7
-PheL-Cyc-　VII-8
-Phe-Z-Phe-　VII-9
-Phe-Z-Pyd-　VII-10
-Pyd-Z-Phe-　VII-11
-Phe-Z-Pyr-　VII-12
-Pyr-Z-Phe-　VII-13
-PheL-Z-Phe-　VII-14
-PheL-Z-Pyd-　VII-15
-PheL-Z-Pyr-　VII-16
-Pyr-Z-Pyd-　VII-17
-Pyd-Z-Pyd-　VII-18
-Pyr-Z-Pyr-　VII-19
-PheL-Z-PheL-　VII-20
在此等較佳基團中，Z具有如式VIIA中所提供之Z71之含義。Z較佳為-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-C≡C-或單鍵。基團
極佳係選自以下式VIIa至VIIj及其鏡像
其中L為F、Cl、Br、CN、OH、NO2及/或具有1至12個C原子之烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧羰基，其中一或多個H原子視情況經F或Cl置換，且r為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2。
在此等較佳式中，極佳為，此外為，其中L各自獨立地具有上文中提供之含義之一。
尤其較佳式I化合物包含至少一個基團，其中r為1或2。
其他較佳式I化合物包含至少兩個基團，其中r為1，及/或至少一個基團，其中r為2。
更佳為
其中1,4-伸苯基環可視情況經R，較佳經烷基(較佳經甲基)及/或經烷氧基及/或經鹵素(較佳經F)取代。
更佳為
或亦為其各別鏡像(此處未明確提供)，其中R具有上文所提供之含義，且較佳為較佳具有1至6個C原子之烷基，較佳為正烷基，其中一或多個非相鄰-CH2-基團視情況可經-O-及/或-CH=CH-置換，及/或一或多個H原子可經鹵素，較佳經F置換。
本發明之液晶介質較佳包含選自式I至式VI及式VIIa及式VIIb化合物之群，更佳式I、式II、式III、式V、式VI及式VIIa及/或式VIIb化合物之群的化合物、更佳主要由、更佳基本上由且最佳完全由選自式I至式VI及式VIIa及式VIIb化合物之群，更佳式I、式II、式III、式V、式VI及式VIIa及/或式VIIb化合物之群的化合物組成。
除非另外明確界定，否則在本申請案中之「包含」意謂，在組成之情形下，所提及之實體(例如介質或組分)含有佔總濃度的較佳10%或10%以上且最佳20%或20%以上的討論中之該或該等組分或該或該等化合物。
關於此點，除非另外明確界定，否則術語「主要由...組成」意謂所提及之實體含有55%或55%以上，較佳60%或60%以上且最佳70%或70%以上的討論中之該或該等組分或該或該等化合物。
關於此點，除非另外明確界定，否則術語「基本上由...組成」意謂所提及之實體含有80%或80%以上，較佳90%或90%以上且最佳95%或95%以上的討論中之該或該等組分或該或該等化合物。
關於此點，除非另外明確界定，否則術語「完全由...組成」意謂所提及之實體含有98%或98%以上，較佳99%或99%以上且最佳100.0%的討論中之該或該等組分或該或該等化合物。
未在上文中明確提及之其他液晶原基化合物亦可視情況且有利地用於本發明之介質中。該等化合物為此領域之專家所知。
本發明之液晶介質的特徵在於清澈點為75℃或75℃以上，較佳為80℃或80℃以上。
589 nm(NaD)及20℃下，本發明之液晶介質之Δn較佳在0.120或0.120以上至0.200或0.200以下之範圍內，更佳在0.130或0.130以上至0.180或0.180以下之範圍內，且最佳在0.140或0.140以上至0.160或0.160以下之範圍內。
1 kHz及20℃下，本發明之液晶介質之Δε較佳為30或30以上，較佳為40或40以上，更佳為60或60以上且最佳為60或60以上，而其較佳為100或100以下，更佳為80或80以下、且更佳在30或30以上至90或90以下之範圍內，且最佳在40至80之範圍內，最佳在60至70之範圍內。
無對掌性摻雜劑之本發明介質之向列相較佳至少由0℃或0℃以下延伸至75℃或75℃以上，更佳至少由-20℃或-20℃以下延伸至75℃或75℃以上，最佳至少由-20℃或-20℃以下延伸至80℃或80℃以上，且詳言之至少由-30℃或-30℃以下延伸至80℃或80℃以上。
較佳在根據Gooch及Tarry以第二傳輸最小值操作且光學延遲(d‧Δn)在1.0 μm或1.0 μm以上至1.1 μm或1.1 μm以下範圍內之TN顯示器中表徵液晶介質用於比較之目的。然而，其較佳用作膽固醇液晶，亦稱為對掌性向列型液晶，具有相當短膽固醇液晶螺距，其膽固醇液晶螺距較佳經選擇以便其選擇反射波長在電磁波譜之可見區範圍內，亦即在400 nm至800 nm之範圍內。
液晶介質較佳含有一或多種對掌性摻雜劑，其螺旋狀扭轉力(HTP)較佳為50 μm-1或50 μm-1以上，較佳60 μm-1或60 μm-1以上，更佳在70 μm-1或70 μm-1以上範圍內，最佳在80 μm-1或80 μm-1以上至260 μm-1或260 μm-1以下範圍內。
液晶介質較佳總計含有50%至100%，更佳70%至100%，更佳80%至100%且詳言之90%至100%之式I、式II、式III、式IV、式V、式VI及式VIIA及/或式VIIB之化合物，較佳式I、式II、式III、式V、式VI、式VIIA及式VIIB之化合物。
液晶介質更佳包含式I、式II、式III、式IV、式V、式VI、式VIIA及式VIIB之化合物，較佳式I、式II、式III、式V、式VI、式VIIA及式VIIB之化合物、更佳主要由、更佳基本上由且最佳完全由式I、式II、式III、式IV、式V、式VI、式VIIA及式VIIB之化合物，較佳式I、式II、式III、式V、式VI、式VIIA及式VIIB之化合物組成。
式I化合物較佳以總混合物之1%至15%，更佳2%至10%，更佳3%至8%且最佳4%至7%之總濃度用於介質中。
式II化合物若真的存在，則較佳以總混合物之0%至55%，更佳5%至20%且最佳6%至15%之總濃度用於介質中。
式III化合物較佳以組分C之45%至75%，更佳50%至70%且最佳55%至65%之總濃度用於介質中。
式IV化合物若真的存在，則較佳以組分C之0%至35%，更佳0%至15%且最佳5%至10%之總濃度用於介質中。
式V化合物較佳以組分C之0%至30%，更佳5%至25%且最佳10%至20%之總濃度用於介質中。
式VI化合物較佳以組分C之5%至40%，更佳10%至35%且最佳15%至30%之總濃度用於介質中。
在可聚合化合物，較佳式VIIA及/或式VIIB之化合物聚合之前，其以總混合物之3%至25%，更佳5%至20%且最佳6%至15%之總濃度較佳用於介質中。
較佳使用一或多種聚合引發劑，較佳一或多種光引發劑。引發劑之濃度為可聚合化合物之總濃度之0.1%至10%，更佳0.2%至5%，且最佳0.5%至2%。
根據本發明之介質視情況可包含其他液晶化合物以便調整物理特性。該等化合物為專家所知。其在本發明之介質中的濃度較佳為0%至30%，更佳為0.1%至20%，且最佳為1%至15%。
本發明之介質較佳包含-　一或多種式I及/或式I'之化合物，較佳式I'之化合物，更佳式I'a-1之化合物，最佳式R-5011或式S-5011之化合物，及/或-　視情況選用之一或多種式II化合物，較佳式IIa-2及/或式IIa-3之化合物，及/或-　一或多種式III'化合物，較佳式III'-2及/或式III'-5之化合物，及/或-　一或多種式IV化合物，較佳式V-13化合物，及/或-　一或多種式VI化合物，較佳式V-1及/或式VI-2及/或式VI-3及/或式VI-5之化合物，及/或-　一或多種反應性可聚合化合物，較佳一或多種式VIIA及/或式VIIB-7之化合物，較佳一或多種式VIIA化合物與一或多種式VIIB-7化合物，及/或-　一或多種聚合引發劑。
在本申請案中，術語介電正相係用於Δε>3.0之化合物或組分，介電中性為-1.5Δε3.0，且介電負性為Δε<-1.5。在1 kHz頻率及20℃下測定Δε。自10%各別個別化合物於向列型主體混合物中之溶液之所得物測定各別化合物之介電各向異性。若各別化合物在主體混合物中之溶解度小於10%，則將其濃度減少2倍，直至所得混合物足夠穩定，以至少允許判定其特性。然而，使濃度較佳保持在至少5%，以便儘可能高地保持結果之重要性。測試混合物之電容係在具有垂直與平行對準的單元中進行測定。兩種類型單元之單元間隙為約20 μm。施加之電壓為具有1 kHz頻率及通常為0.5 V至1.0 V之均方根值的矩形波，然而，始終將其選擇為低於各別測試混合物之電容臨限值。
Δε定義為(ε||-ε⊥)，其中εav.為(ε||+2ε⊥)/3。分別對於介電正性化合物而言，將混合物ZLI-4792，且對於介電中性而言以及對於介電負性化合物而言，將混合物ZLI-3086用作主體混合物，兩者皆購自Merck KGaA,Germany。添加所關注之化合物時，根據主體混合物之各別值的改變測定化合物之介質電容率。將該等值外推至濃度為100%的所關注化合物。
同樣地在20℃之量測溫度下量測具有向列相之組分，將所有其他組分當作化合物處理。
若未另外明確陳述，則術語臨限電壓在本申請案中指光學臨限值，且針對10%相對對比度(V10)提供，且術語飽和電壓指光學飽和度，且皆針對90%相對對比度(V90)提供。僅在明確提到之情況下使用電容臨限電壓(V0)，亦稱為弗里德里克茲(Freedericks)臨限值(VFr)。
除非另外明確陳述，否則本申請案中所提供之參數的範圍均包括極限值。
整個本申請案中，除非另外明確陳述，否則所有濃度均以質量百分比提供，且係關於各別完整混合物，所有溫度均以攝氏度提供，且所有溫度差均以攝氏度提供。除非另外明確陳述，否則所有物理特性均已根據或根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,1997年11月的狀態，Merck KGaA,Germany測定，且針對20℃之溫度提供。在589.3 nm之波長下測定光學各向異性(Δn)。在1 kHz之頻率下測定介電各向異性(Δε)。臨限電壓以及所有其他電光特性均已使用Merck KGaA,Germany所製備之測試單元而測定。用於測定Δε之測試單元具有約20 μm之單元間隙。電極為具有1.13 cm2之面積及保護環之圓形ITO電極。對於垂直取向(ε∥)之取向層為卵磷脂，且對於平面平行取向(ε⊥)為購自Japan Synthetic Rubber之聚醯亞胺AL-1054。電容係藉由頻率回應分析儀Solatron 1260使用具有0.3 Vrms電壓之正弦波進行測定。用於電光量測之測試單元具有經選擇光學延遲在0.310 μm-1至0.32 μm-1範圍內之單元間隙。其具有指叉式電極，亦即IPS顯示器中所用之電極類型。或者，亦可使用具有人字紋形電極之單元。在電光量測中使用之光為白光。所用之裝置為Autronic Melchers,Karlsruhe,Germany之市售設備。已在垂直觀測下測定特徵電壓。已分別針對10%、50%及90%之相對對比度測定臨限(V10)電壓、中灰(V50)電壓及飽和(V90)電壓。
回應時間分別以相對對比度由0%變化至90%之時間(t90-t0)(亦即包括延遲時間(t10-t0))的上升時間(τon)提供、以相對對比度由100%變回至10%之時間(t100-t10)的衰減時間(τoff)提供及以總回應時間(τ總)=τon+τoff提供。
本發明之液晶介質可含有常見濃度之其他添加劑。此等其他組分之總濃度以總混合物計在0%至10%，較佳地0.1%至6%之範圍內。所用之個別化合物之濃度各較佳在0.1%至3%之範圍內。對於本申請案中之液晶介質之液晶組分及化合物的濃度值及範圍而言，未考慮此等及類似添加劑之濃度。對於在混合物中所使用之二色性染料之濃度亦為如此，當分別指定主體混合物之化合物及組分之濃度時，不考慮二色性染料之濃度。始終相對於最終之摻雜混合物提供各別添加劑之濃度。
本發明之液晶介質由若干種化合物(較佳3至30種，更佳4至20種，且最佳4至16種化合物)組成。按習知方式混合此等化合物。通常將用量較少之所需量的化合物溶解於用量較多之化合物中。若溫度高於以較高濃度使用之化合物之清澈點，則特別易於觀測到溶解過程之完成。然而，亦可能藉由其他習知方法來製備介質，例如，使用所謂預混合物，其可為例如化合物之均勻混合物或共熔混合物，或使用所謂之多瓶系統，其組分自身為即用混合物。
包含一或多種對掌性摻雜劑之本發明之液晶介質較佳選擇性地反射電磁波譜之可見區範圍外，亦即不在400 nm至800 nm範圍內的輻射。選擇反射之其頻帶較佳不會延伸至此波長範圍內，至少其反射頻帶之中心波長更佳位於此範圍外，且其全反射頻帶最佳位於此範圍外。
既定溫度下所得選擇反射之中心之波長可經由多項式級數(I)之近似法由所用主體中對掌性摻雜劑之實際濃度計算：
λ濃度[c(摻雜劑)]=α‧[c(摻雜劑)]-1+β‧[c(摻雜劑)]-2+γ‧[c(摻雜劑)]-3+...　(I)
其中α、β及γ　為對指定主體混合物中指定對掌性摻雜劑之組合具專一性之材料常數，及c(摻雜劑)為主體混合物中對掌性摻雜劑之濃度。
在許多實際情況下，甚至僅考慮第一項，線性項(「α‧[c(摻雜劑)-1」)會產生具有足夠精確度之結果。參數「α」與HTP之倒數類似(亦即HTP-1)。然而，本文中，在測定與「Bagg」反射類似之膽固醇型LC之選擇反射波長時，另外必須考慮混合物之有效折射率以得到更精確之數值表示。
參數α、β及γ通常相比於視所用之特定液晶混合物而定，更強烈地視對掌性摻雜劑之類型而定。
其明顯視對映異構過量之各別對掌性摻雜劑而定。對於純對映異構體而言其具有其各別最大絕對值，且對於外消旋體而言為0。在本申請案中，所指定之值為用於純對映異構體之彼等值，其具有98%或98%以上之對映異構過量。
在本申請案之各別液晶介質中，對掌性摻雜劑，分別對掌性摻雜劑之參數α的絕對值，較佳在5 nm至25 nm之範圍內，更佳地在10 nm至20 nm之範圍內且最佳在12 nm至16 nm之範圍內。
此等介質可包含一種以上對掌性摻雜劑。若其包含兩種或兩種以上對掌性摻雜劑，則可有利地以一種已知方法選擇此等摻雜劑以補償例如膽固醇液晶螺距之溫度依賴性，且因此補償選擇反射波長之溫度依賴性。本文在一種主體混合物中，可使用具有參數α之相同符號的對掌性摻雜劑以及具有此參數之相反符號之對掌性摻雜劑，視用於方程(I)之高階項之參數，詳言之參數β(即二次項之參數)的性質而定。
更佳為使用單一對掌性摻雜劑之本發明之實施例，該摻雜劑顯示各別主體混合物中所誘導之對掌性螺距之溫度依賴性較小，亦即參數β較小。藉由添加適合添加劑，本發明之液晶介質可經修改以使其適用於或者因而使用液晶介質之所有已知類型之液晶顯示器(如TN、TN-AMD、ECB-AMD、VAN-AMD、IPS及OCB LCD)中，及詳言之如PDLC、NCAP、PN LCD之複合式系統中，及尤其ASM-PA LCD中。
以攝氏度提供液晶之熔點T(C,N)、自脂狀(S)液晶相至向列(N)相之轉變T(S,N)及清澈點T(N,I)。
在本申請案中且尤其在以下實例中，液晶化合物之結構由縮寫(亦稱為「首字母縮寫」)表示。根據下列三個表表A至表C可直接將縮寫轉換為對應結構。
所有基團CnH2n+1、CmH2m+1及CIH2I+1較佳為分別具有n、m及I個C原子之直鏈烷基，所有基團CnH2n、CmH2m及CIH2I分別較佳為(CH2)n、(CH2)m及(CH2)I，且-CH=CH-較佳為反式，分別E伸乙烯基。
表A列出了用於環元素之符號，表B列出用於鍵聯基團之符號，且表C列出用於分子之左邊及右邊端基之符號。
表D列出例示性分子結構以及其各別代碼。
其中n及m各為整數且三個點「...」指示用於此表之其他符號之空間(space)。
本發明之液晶介質較佳除式I化合物外包含一或多種選自以下表中各式之化合物之群的化合物。
以類似方式標記雙液晶原基化合物。本文中，中心間隔基首先藉由-CH2-之數量n，之後寫入括弧中之各別液晶原基之代碼提供。本發明之液晶介質較佳除式I化合物外包含一或多種選自以下表中各式之化合物之群的化合物。
表F列出對掌性摻雜劑，其較佳用於本發明之液晶介質中。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種選自表F之化合物之群的化合物。
表G列出穩定劑，其較佳用於本發明之液晶介質中。
註：在此表中，「n」意謂1至12範圍內之整數。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種選自表F之化合物之群的化合物。
本發明之液晶介質較佳包含-　4種或4種以上，較佳6種或6種以上選自表D化合物之群的化合物，較佳-　7種或7種以上，較佳8種或8種以上化合物，較佳3種或3種以上選自表D之各式之群的不同式之化合物。
 實例
下文所提供之實例對本發明進行說明而不以任何方式限制本發明。
然而，專門說明物理特性及組成，此特性可獲得且在此範圍內可對其進行修改。因此，尤其專門明確界定可較佳達成之多種特性之組合。
液晶混合物由下表中提供之組成及特性實現。對其光學效能進行研究。
比較實例0
製備及研究以下由雙液晶原組成之液晶混合物。
將購自Merck KGaA,Darmstadt,Germany之5%對掌性摻雜劑R-5011添加至95.0%之來自實例1之混合物A-0中，製備稱為混合物A-1之各別膽固醇型混合物，其具有相對短膽固醇液晶螺距。在添加對掌性摻雜劑之後，將混合物加熱至110℃之溫度且保持於此溫度10分鐘。接著又使其冷卻至周圍溫度。
將混合物A-1填充至單元間隙在5.0 μm至5.5 μm範圍內且具有相鄰電極之間的間距為9 μm的平行條狀電極之IPS類型之LC單元中。形成測試單元之基板之內表面由對準層(PI)覆蓋且藉由摩擦進行處理以獲得液晶材料之平面取向，從而產生所謂均勻豎立螺旋對準。
此單元中之液晶混合物顯示電傾轉換。此單元需要相對較高之操作電壓。臨限電壓在120 V以上，且飽和電壓甚至在200 V以上。此外，電光特徵顯示至多達亮態之30%的暗態下經標記滯後與顯著剩餘傳輸。
比較實例2
接著實現組成顯示於下表中之強介電正性液晶混合物(B-0)。
將購自Merck KGaA,Darmstadt,Germany之5%對掌性摻雜劑R-5011添加至95.0%之來自實例1之混合物B-0中，製備稱為混合物B-1之各別膽固醇型混合物，其具有相對短膽固醇液晶螺距。添加對掌性摻雜劑之後，加熱混合物至110℃之溫度且保持於此溫度10分鐘。接著又使其冷卻至周圍溫度。
將混合物B-1填充至IPS型之LC單元中且如上文比較實例所述進行研究。結果示於表2b中。
實例1 實例1.1至實例1.4
在此實例中，如同比較實例中，來自比較實例2之主體混合物B-0又摻雜有對掌性摻雜劑R-5011。适才其後藉由聚合由單反應性液晶原及二反應性液晶原組成之聚合物前驅體來穩定。本文使用單反應性液晶原「MRM-A」
且本文使用二反應性液晶原「DRM-A」
本文亦使用購自Ciba,Switzerland之聚合引發劑Irgacure651，稱為「IRG-651」
如下表中所示組分之濃度不同。
此等樣品如下進一步處理。以對應於最終混合物中之對掌性摻雜劑之各別濃度之量添加對掌性摻雜劑之後，將所得中間混合物加熱至110℃溫度且保持於此溫度10分鐘。接著又使其冷卻至周圍溫度。接著以各別濃度添加添加兩種反應性液晶原以及聚合引發劑。將最終混合物加熱至60℃溫度且再保持於此溫度10分鐘。接著又使其冷卻至周圍溫度。
將混合物填充至各別單元中之後，將此等單元置於熱台中，加熱至溫度為80℃且隨後又使得冷卻至周圍溫度。該方法之此後一部分有助於材料之均勻對準。聚合物前驅體之反應性液晶原最終藉由曝露至輻射功率為5 mW之紫外線輻射(波長365 nm)15分鐘來聚合。
接著研究具有固化聚合物，亦即聚合之聚合物前驅體之單元的電光效能。結果示於表4b中。
實例1.5
在此實例中，除化合物R-5011、MRM-1、DRM-1及IRG-651外，將10%雙液晶原基化合物9(Z-GP-F)(Z-PP-N)用於來自比較實例2之主體混合物B-0中。
比較實例2
接著實現組成顯示於下表中之另一強介電正性液晶混合物(C-0)。
將購自Merck KGaA,Darmstadt,Germany之5%對掌性摻雜劑R-5011添加至95.0%之來自實例1之混合物C-0中，製備稱為混合物C-1之各別膽固醇型混合物，其具有相對短膽固醇液晶螺距。添加對掌性摻雜劑之後，加熱混合物至110℃溫度且保持於此溫度10分鐘。接著又使其冷卻至周圍溫度。
將混合物C-1填充至IPS型之LC單元中且如上文比較實例所述進行研究。結果示於表2b中。
實例2
與實例1類似，將包含主體混合物C-0及對掌性摻雜劑R-5011之混合物經聚合物穩定。

Claims (11)

  1. 一種液晶介質，其特徵在於其包含對掌性組分，即組分A，其係由一或多種對掌性化合物組成，雙液晶原基組分，即組分B，其係由一或多種式II雙液晶原基化合物組成， 其中R21及R22 各彼此獨立地為F、Cl、CN、NO2、NCS、SCN、OCN、具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，該烷基可未經取代、經鹵素或CN單取代或多取代，一或多個非相鄰CH2基團亦可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-或-C≡C-置換，如此整個分子中氧原子不會彼此直接連接，或若其不與O原子連接，則其中之一或兩者可為H；MG21及MG22 各彼此獨立地為式I'''之液晶原基-A11-(Z1-A12)i1- I'''其中 A11及A12 各彼此獨立地為含有至少4個C原子之二價環基；Z1 各彼此獨立地為-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CO-O-或單鍵；及i1 為0、1或2；SP2 為包含3至20個C原子之二價間隔基，間隔基中之一或多個CH2基團亦可在所有情況下彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-、-CF2-或-CF=C置換，如此氧原子不會彼此直接連接；i及j 彼此獨立地為0或1；液晶組分，即組分C，其係由一或多種液晶，分別液晶原基化合物組成，及反應性液晶原基組分，即組分D，其包含一或多種反應性液晶原基化合物。
  2. 如請求項1之液晶介質，其特徵在於其包含聚合引發劑。
  3. 如請求項1或2之液晶介質，其特徵在於其包含一或多種式III'化合物 其中R3 為烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基、氟化烯基或氟化烯氧基，為或Y31及Y32 彼此獨立地為H或F，X3 為CN或NCS，及i 為0或1。
  4. 一種如請求項1至3中任一項之液晶介質之用途，其係用於液晶裝置中。
  5. 一種穩定如請求項1至3中任一項之液晶介質之製程，其特徵在於使聚合物前驅體聚合。
  6. 一種經聚合物穩定之液晶材料，其係獲自如請求項1至3中任一項之液晶介質。
  7. 一種液晶顯示器，其特徵在於其包含如請求項1至3中任一項之液晶介質或如請求項5之液晶材料。
  8. 如請求項7之液晶顯示器，其特徵在於該液晶介質，分別該液晶材料係以均勻豎立螺旋模式對準。
  9. 如請求項7或8之液晶顯示器，其特徵在於其可藉由主動 式矩陣定址。
  10. 一種製備複合物之製程/方法，該複合物包含液晶材料及聚合材料，該方法係藉由使聚合物前驅體在如請求項1之液晶介質中聚合而達成。
  11. 一種製備液晶顯示器之製程/方法，其特徵在於聚合物前驅體係在如請求項1之液晶介質中聚合。
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