TWI592469B - 具有垂直配向之液晶顯示器 - Google Patents

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Description

具有垂直配向之液晶顯示器
本發明係關於包含自配向添加劑之具有負或正介電各向異性的液晶介質(LC介質)，該等添加劑使LC介質在液晶顯示器(LC顯示器)之表面或單元壁處實現垂直(豎直)配向。 本發明因此亦涵蓋具有垂直配向之液晶介質(LC介質)而無習知醯亞胺配向層之LC顯示器。視情況向LC介質中補充可聚合或聚合組分，其係用以穩定配向、調整傾角及/或用作鈍化層。
1971年首次描述電控雙折射、ECB效應或/及DAP(配向相變形)效應之原理(M.F.Schieckel與K.Fahrenschon,「Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields」，Appl.Phys.Lett.19(1971),3912)。繼之為J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972),1193)及G.Labrunie與J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973),4869)之論文。
J.Robert與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)之論文表明液晶相必須具有高彈性常數比值K3/K1、高光學各向異性值△n及△ε-0.5之介電各向異性值以便適用於基於ECB效應的高資訊顯示器元件。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)。
除IPS(共平面切換型)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,Book II，第758及759頁)及久知之TN(扭轉向列型)顯示器以外，利用ECB效應之顯示器，即所謂VAN(垂直配向向列型)顯示器，例如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,Book I，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,Book II，第750至753頁)、PVA(圖案化垂直配向，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,Book II，第760至763頁)、ASV(先進大視角，例如：Shigeta,Mitzuhiro與Fukuoka,Hirofumi，論文15.2：「Development of High Quality LCDTV」，SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II，第754至757頁)模式之顯示器已證明其自身為目前最重要、尤其對於電視應用而言最重要之三種最新液晶顯示器類型之一。該等技術在一般形式上的比較存在於例如Souk,Jun,SID Seminar 2004,研討會M-6：「Recent Advances in LCD Technology」， Seminar Lecture Notes,M-6/1至M-6/26，及Miller,Ian,SID Seminar 2004，研討會M-7：「LCD-Television」，Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中。儘管現代ECB顯示器之反應時間已藉由過驅動定址方法得以顯著改良，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,Book I，第106至109頁，但達成視訊相容性反應時間，尤其對灰度轉換達成視訊相容性反應時間仍為尚未滿意解決之問題。
製造具有不同優先方向之兩個或兩個以上域的VA顯示器頗為費勁。本發明之目標在於簡化製造方法及顯示器裝置本身而不放棄VA技術之優勢，諸如相對快速之反應時間及良好之視角相關性。
含有具有正介電各向異性之LC介質的VA顯示器描述於S.H.Lee等人，Appl.Phys.Lett.(1997),71,2851-2853中。該等顯示器使用排列於基板表面上之指叉形電極(具有梳狀結構之共平面定址電極組態)，尤其如市售IPS(共平面切換型)顯示器中所採用(例如DE 40 00 451及EP 0 588 568中所揭示)，且具有垂直排列之液晶介質，其在施加電場時變為平面排列。
上述顯示器之進一步研發可見於例如K.S.Hun等人，J.Appl.Phys.(2008),104,084515(DSIPS：『雙面共平面轉換』，用於改良驅動電壓及透射性)；M.Jiao等人，App.Phys.Lett(2008),92,111101(DFFS：『雙邊緣場轉換』，用 於改良之反應時間)及Y.T.Kim等人，Jap.J.App.Phys.(2009),48,110205(VAS：『可轉換視角』LCD)中。
另外，VA-IPS顯示器亦已知稱作正VA及HT-VA。
在所有該等顯示器(下文一般稱作VA-IPS顯示器)中，基板兩表面均塗覆配向層以用於LC介質之垂直配向；製造該層迄今為止頗為費勁。
本發明之目標在於簡化製造方法本身而不放棄VA顯示器技術之優勢，諸如相對短之反應時間、良好之視角相關性及高對比度。
該等效應在電光顯示器元件中之工業應用需要LC相，其必須滿足多種要求。此處尤為重要的是在化學上抵抗水分、空氣、基板表面中之材料及物理影響(諸如熱、紅外線、可見光及紫外線輻射)及直流與交流電場。
此外，工業可用之LC相必需在適合之溫度範圍內及低黏度下具有液晶中間相。
通常希望VA及VA-IPS顯示器具有極高之特定抗性，同時具有大的工作溫度範圍、短反應時間及低臨限電壓，藉此可產生各種灰度。
在習知VA及VA-IPS顯示器中，基板表面上之聚醯亞胺層確保液晶之垂直配向。在顯示器中產生適合之配向層需要費很大勁。另外，配向層與LC介質之相互作用可能減弱顯示器之電阻。由於此類型之可能相互作用，因此適合液晶組件的數目大大減少。因此，需在不使用聚醯亞胺的情況下達成LC介質的垂直配向。
常用主動矩陣式TN顯示器之缺點係由於其對比度較低、視角相關性相對較高及難以在該等顯示器中產生灰度。
VA顯示器具有顯著較佳之視角相關性，且因此主要用於電視及監視器。
此外研發出所謂PS(聚合物持續型)或PSA(聚合物持續配向型)顯示器，此顯示器有時亦使用術語「聚合物穩定型」。PSA顯示器特徵在於反應時間縮短，而對其他參數無顯著不利影響，尤其諸如對比度之有利視角相關性。
在該等顯示器中，向LC介質中添加少量(例如0.3重量%，一般為<1重量%)的一或多種可聚合化合物，且在引入LC單元中之後通常在施加或不施加電壓之電極之間藉由UV光聚合作用原位聚合或交聯。已證明向LC混合物中添加可聚合液晶原基或液晶化合物(亦稱作反應性液晶原或「RM」)尤為適合。具有負介電各向異性之LC介質迄今為止主要採用PSA技術。
除非另外指示，否則術語「PSA」在下文中用於表示PS顯示器及PSA顯示器。
同時，PSA原理正用於各種典型LC顯示器中。因此，已知例如PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS及PSA-TN顯示器。在PSA-VA及PSA-OCB顯示器之情況下，可聚合化合物係在施加電壓下發生聚合，且在PSA-IPS顯示器之情況下可施加電壓或不施加電壓。如測試單元中可顯示，PS(A)方法促使單元產生「預傾角」。舉例而言，在PSA- OCB顯示器之情況下，彎曲結構可穩定化，使得偏移電壓不需要或可降低。在PSA-VA顯示器之情況下，預傾角對反應時間具有積極影響。標準MVA或PVA像素及電極佈局可用於PSA-VA顯示器。然而，另外亦可應付例如僅一個無突起的結構化電極面，從而使製造大為簡化且同時產生極佳對比度，同時得到極佳透光度。
PSA-VA顯示器描述於例如JP 10-036847 A、EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1中。PSA-OCB顯示器描述於例如T.-J-Chen等人，Jpn.J.Appl.Phys.45,2006,2702-2704及S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.43,2004,7643-7647中。PSA-IPS顯示器描述於例如US 6,177,972及Appl.Phys.Lett.1999,75(21),3264中。PSA-TN顯示器描述於例如Optics Express 2004,12(7),1221中。PSA-VA-IPS顯示器揭示於例如WO 2010/089092A1中。
如同上述習知LC顯示器，PSA顯示器可作為主動矩陣式或被動矩陣式顯示器操作。在主動矩陣式顯示器之情況下，通常由整合式非線性主動元件(諸如電晶體，例如薄膜電晶體或「TFT」)對個別像素定址，而在被動矩陣式顯示器之情況下，通常利用多工方法對個別像素定址，兩種方法均已自先前技術獲知。
特定而言，監視器及尤其TV應用仍在尋求LC顯示器之反應時間以及對比度與亮度(亦即，透射率)之最佳化。 PSA方法在此處可提供重要優勢。特定而言，在PSA-VA顯示器之情況下可縮短反應時間(此與測試單元中可量測之預傾角相關)而對其他參數無顯著不利影響。
在先前技術中，例如US 7,169,449中所述，PSA-VA使用例如下式之可聚合化合物： 其中P1與P2各自表示可聚合基團，通常為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團。
產生聚醯亞胺層、處理該層及用凸塊或聚合物層改良相對而言較為費勁。因此，需要一方面減少生產成本且另一方面有助於最佳化影像品質(視角相關性、對比度、反應時間)之簡化技術。
已公開之Shie-Chang Jeng等人，Optics Letters(2009),34,455-457報導藉助於以多面體寡聚倍半矽氧烷(下文簡稱為倍半矽氧烷、PSS)為主之奈米粒子使液晶層自發發生水平向垂直配向。由約1重量%之濃度，視覺觀測到垂直配向。預傾角可僅受濃度影響。
說明書US 2008/0198301 A1同樣提出以PSS作為配向材料。顯然，自配向對ITO及平面配向聚醯亞胺起作用。
任一說明書中均未提及轉換操作與溫度之相關性及缺乏鈍化層的問題。實際上，已發現由PSS誘導之垂直配向程度隨溫度增加而快速減小。另外，鈍化層尤為重要的原因 為聚醯亞胺層不僅確保LC介質之配向，而且確保電絕緣。在無鈍化層的情況下，可能出現顯示器可靠性問題，諸如R-DC(「殘餘DC」)。
SID 2010之會議海報(H.Y.Gim等人，P-128)描述無習知PSA-VA型配向層之顯示器中使用10重量%濃度之經苯乙基取代之多面體寡聚倍半矽氧烷。具有負介電各向異性之LC介質由PSS垂直配向。然而，大量摻雜劑對LC介質之性質具有相當大之影響，且可用於此類型LC顯示器之液晶組件的數目因此受到極大限制。
已使用長鏈醇作為玻璃表面上共價鍵結之醚基之起始物質(參考US 4022934 A)，此處已觀測到液晶之垂直配向。醇與表面之共價鍵結需要在處理步驟中預處理基板表面。
公開案US 3,972,589報導以1重量%至4重量%之濃度使玻璃基板之間之亞胺液晶(MBBA)垂直配向的長鏈羧酸、腈類及胺類。公開案DE 2356889 A1報導此類型之其他添加劑，諸如沒食子酸十六烷基酯及卵磷脂。專利說明書US 3,848,966報導式十八烷基-CH(COOH)2之添加劑，添加0.5%時，其誘導液晶在垂直表面配向。
無公開案提及所誘導配向之穩定性問題。實際上，已發現在加熱之後，由添加劑誘導之垂直配向程度隨溫度增加而快速減小。
因此，不利用配向層(聚醯亞胺層等)達成顯示器應用的現有方法仍未完全令人滿意。
本發明首先係關於一種LC介質，其包含低分子量液晶組分及一或多種含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團之有機化合物。液晶組分或LC介質可具有正或負介電各向異性。本發明之LC介質較佳為向列型。另外，LC介質視情況包含聚合或可聚合組分，其中該聚合組分可由可聚合組分聚合而獲得。
此外，本發明係關於一種製備LC介質之方法，其中將低分子量液晶組分與一或多種含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團的有機化合物及視情況選用之一或多種可聚合化合物混合，且視情況添加助劑。液晶組分或LC介質可具有正或負介電各向異性。
此外，本發明係關於一種液晶顯示器(LC顯示器)，其包含具有兩個基板及至少兩個電極之液晶單元(LC單元)(其中至少一個基板透光)及位於基板之間之液晶介質(LC介質)層(其包含低分子量液晶組分及一或多種有機化合物，其中有機化合物之特徵在於其含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團且適用於使LC介質相對於基板表面實現垂直配向)。另外，LC顯示器之LC介質視情況包含聚合或可聚合組分，其中聚合組分可由一或多種可聚合化合物在LC單元基板之間之LC介質中視情況在對LC單元之電極施加電壓下或在另一電場之作用下聚合而獲得。藉助於此組分，LC介質及尤其其配向可穩定化，且可視情況設定所要「預傾角」。LC顯示器較佳 以此方式建構，以使其在至少一個基板上具有至少一或兩個電極。
此外，本發明係關於一種製造LC顯示器、較佳PSA-VA型LC顯示器之方法，該顯示器包含具有兩個基板及至少兩個電極之LC單元，其中至少一個基板透光，該方法包含以下方法步驟：-以如上文及下文或申請專利範圍中所述之LC介質填充單元，該LC介質包含適用於使LC介質相對於基板表面實現垂直(豎直)配向的有機化合物；及視情況-視情況在對單元電極施加電壓下或在電場作用下使視情況存在之可聚合組分聚合。
將含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團之有機化合物(自配向添加劑)溶解於液晶中。其使液晶相對於基板表面(諸如玻璃表面或經ITO或聚醯亞胺塗佈之玻璃)實現垂直配向。鑒於本發明之研究，極性錨定基團似乎鬆散地與基板表面相互作用。基板表面上之有機化合物隨之配向且誘導液晶之垂直配向。
自配向添加劑的使用濃度較佳小於10重量%，尤其較佳8重量%且極特定為5重量%。其使用濃度較佳為至少0.1重量%、較佳為至少0.2重量%。使用0.1重量%至2.5重量%之自配向添加劑通常已導致LC層以習知單元厚度(3 μm至4 μm)完全垂直配向。
極性錨定基團較佳不含可聚合基團，諸如丙烯酸酯基團。
自配向添加劑之極性錨定基團較佳由與玻璃或金屬氧化物基板表面經歷非共價相互作用之基團組成。適合基團為含有極性結構元素之極性基團，其中原子選自N、O、S及P。該等基團對於用作LC介質而言應同時具有足夠穩定性。另外，其對LC單元中LC介質之VHR值(「電壓保持率」)及長期穩定性(可靠性)應僅具有極小影響。錨定基團較佳含有一或多個、較佳兩個或兩個以上該等雜原子。
極性錨定基團尤其較佳由至少兩個結構元素組成，該等結構元素含有選自(N、O)之雜原子及雜原子之間及一或多個雜原子與式I分子剩餘部分(無錨定基團)之間之共價鍵聯結構。極性錨定基團在一級、二級或三級胺基中較佳含有至少一個OH結構或N原子。
自配向添加劑較佳具有一或兩個長鏈非極性基團，較佳為該等基團之一。術語「長鏈非極性基團」較佳涵蓋具有至少8個C原子之最長鏈長度的亦為分支鏈的脂族烴基團，其中亦涵蓋鏈中之某些官能基。該基團亦可為不飽和的及/或經(Cl、F)鹵化。長鏈烷基中之一或多個非相鄰且非末端CH2基團可經-O-、-(CO)-或酯基置換。此外，一個CH2基團可經具有3至8個C原子之伸環烷基置換。
「長鏈非極性基團」至多具有30個C原子。最長鏈具有20個C原子之最大鏈長度。該基團較佳具有8至18個C原子。該基團較佳為具有10至16個C原子之直鏈烷基鏈，其中至多5個C原子以側鏈連接。
自配向添加劑較佳為具有130 g/mol之相對莫耳質量之 有機化合物，以使得該等物質具有較小揮發性。尤其較佳具有150 g/mol之相對莫耳質量，以達成甚至更穩定之自配向作用。作為上限，其較佳具有500 g/mol之相對莫耳質量。
自配向添加劑尤其較佳具有式I結構：(R1)n-R2其中R1表示具有8至20個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多種非相鄰CH2基團可經-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換，其中一個CH2基團可經具有3至8個C原子之伸環烷基置換，且其中另外，一或多個H原子可經F或Cl置換，R2表示極性錨定基團，且n表示1或2，較佳為1。
基團R1較佳含有8至20個C原子。其尤其較佳不含環，且：R1表示具有10至18個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個非相鄰CH2基團可經-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-C≡C-或-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F或Cl置換。
式I中之基團R2涵蓋例如醇類、一級、二級及三級胺類、酮類、羧酸類、硫醇類、酯類及(硫)醚類及其組合。此處之結構可為直鏈、分支鏈、環狀或其組合。
上式中之基團R2較佳涵蓋式(A1)之基團： -Sp-[X2-Z3-]kX1 (A1)其中Sp表示單鍵或如下文關於式M定義之Spa所定義之間隔基，較佳為如下文關於式M定義之間隔基Sp"-X"，其經由基團X"連接至基團R1，其中Sp"極特定表示單鍵或具有1至12個C原子之伸烷基。
X1表示基團-NH2、-NHR11、-NR11 2、-OR11、-OH、-(CO)OH或下式之基團： R0表示H或具有1至12個C原子之烷基，X2在每一情形下獨立地表示-NH-、-NR11-、-O-或單鍵，Z3在每一情形下獨立地表示具有1至15個C原子之伸烷基、具有5或6個C原子之碳環、或一或多個環與伸烷基之組合，每一者中之氫均可經-OH、-OR11、-(CO)OH、-NH2、-NHR11、-NR11 2或鹵素(較佳為F、Cl)置換，R11在每一情形下獨立地表示具有1至15個C原子之鹵化或未經取代之烷基，其中另外，該基團中之一或多個CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式彼此獨立地各自經-C≡C-、-CH=CH-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換，且其中兩個基團R11可彼此鍵聯以形成環，或H，且k表示0至3。
上式中之基團R2尤其較佳涵蓋子式(A2)之含(N/O)雜原子基團： 其中Sp、X1、X2及R11如上文關於R2(式A1)所定義，且n表示1、2或3。
基團R2尤其較佳確切表示式(A1)或(A2)之一種基團。
尤其較佳之含氮基團R2係選自-NH2、-NH-(CH2)n3H、-(CH2)n-NH2、-(CH2)n-NH-(CH2)n3H、-NH-(CH2)n-NH2、-NH-(CH2)n-NH-(CH2)n3H、-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH2、-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH-(CH2)n3H、-O-(CH2)n-NH2、-(CH2)n1-O-(CH2)n-NH2、-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-OH、-O-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH2、-O-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-OH、-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH-(CH2)n3H，其中n、n1、n2及n3獨立地表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12，尤其為1、2、3或4。基團-OH及-NH2由於在高極性液晶介質中具有較佳溶解性而尤其較佳。對於錨定基團中之含氧官能基而言，OH基由於高錨定力而優於官能基-O-、-(CO)-或-(CO)O-。含有複數個雜原子(N、O)之基團具有錨定基團之特定強度。其可以較低濃度採用。
尤其較佳之無氮基團R2係選自-OH、-(CH2)n-OH、-O-(CH2)n-OH、-[O-(CH2)n1-]n2-OH、-(CO)OH、-(CH2)n-(CO)OH、-O-(CH2)n-(CO)OH或-[O-(CH2)n1-]n2-(CO)OH，其中n、n1及n2獨立地表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12，尤其為1、2、3或4。
本發明上下文中之「鹵素」表示氟、氯、溴或碘，較佳為氟或氯。
尤其較佳之式I化合物係選自以下說明性化合物，其同時表示自配向添加劑之尤其較佳基團R1及R2：
在本發明之另一較佳實施例中，使用含有極性錨定基團之有機化合物或除極性錨定基團以外亦含有一或多個可聚合基團作為其他官能基(比較下文之基團Pa或Pb)之式I化合物。較佳可聚合基團為諸如以下之基團：丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基、乙烯氧基或環氧基，尤其較佳為丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基。在聚合反應中包括式I化合物使該等化合物永久固定，使其保持其功能。
本發明之LC顯示器之優勢在於該顯示器在無習知聚醯亞胺配向層之情形下即達成所要之垂直配向。製造LC顯示器因此大為簡化。該配向在高溫下通常亦得以保持。
聚合物穩定作用另外穩定垂直配向；從而達成改良之電光轉換溫度穩定性。垂直配向在介質工作範圍內之高溫(例如，70℃)下亦得以保持。可聚合組分亦改良垂直配向之長期穩定性。在清澈點以上加熱多日不導致預配向變化，甚至在高溫下亦不如此。本發明之經聚合物穩定化之顯示器的獨特之處在於改良之反應時間(由於在施加電壓下聚合引起之預傾角)及較佳對比率(對比度之溫度相關性)。較佳存在之聚合組分可同時充當鈍化層，其由於使 電極表面與液晶介質分離而使顯示器可靠性增加。
由於含量相對較少，因此自配向添加劑或式I化合物實際上對LC介質之性質無影響。因此在LC顯示器中可使用廣泛範圍之液晶組分。
本發明之LC顯示器因此較佳在LC單元表面上不具有用於垂直配向之配向層，亦即其無聚醯亞胺。然而，在LC顯示器一面或兩面上具有配向層之情形下，該等配向層較佳由聚醯亞胺組成。較佳不摩擦配向層。迄今為止必要之配向層摩擦(製造中尤其耗時之步驟)因此變得多餘。然而，未經摩擦之聚醯亞胺層可用作鈍化層。
在一特定實施例中，本發明之LC顯示器使用具有負介電各向異性(△ε-1.5)之LC介質。相應液晶介質同樣較佳。一般而言，顯示器為VA顯示器，其具有排列於LC單元之相對面上之電極，較佳具有以使其能夠產生配向主要垂直於基板表面之電場之方式排列的電極。所用之典型基板為以VAN模式及PSA-VA使用之彼等基板(因此可對電極進行結構化)。
在一特定實施例中，本發明之LC顯示器使用具有正介電各向異性(△ε1.5)之LC介質。相應液晶介質同樣較佳。一般而言，顯示器為具有排列於LC單元之一面上之電極之VA-IPS顯示器，較佳具有以使其能夠產生配向主要與基板表面處於同一平面之電場之方式配置的電極，例如指叉式電極(具有梳狀結構之共平面定址電極組態)。
LC顯示器以習知方式具有一或多個使得LC介質轉換操 作可見的偏振器。
LC單元之聚合組分(聚合物)可藉由可聚合組分(單體)之聚合反應而獲得。一般而言，首先將該等單體溶解於LC介質中且在垂直配向或已確立LC介質之高傾角之後在LC單元中聚合。為支撐所要配向，可對LC單元施加電壓。在最簡單之情形下，該電壓為多餘的，且所要配向僅經由LC介質之性質及單元幾何結構而確立。
LC介質之適合單體(可聚合組分)為先前技術中用於PSA-VA顯示器之彼等單體，特定而言為下文提及之式M及/或式M1至M22之可聚合化合物。本發明用於PSA顯示器中之LC介質較佳包含<5重量%、尤其較佳<1重量%且極其較佳<0.5重量%之可聚合化合物，特定而言為下文提及之式之可聚合化合物。為達成適當作用，較佳採用0.2重量%或0.2重量%以上。最佳量視層厚度而定。
LC介質之可聚合組分的適合單體由下式M來描述：Pa-(Spa)s1-A2-(Z1-A1)n-(Spb)s2-Pb M其中個別基團具有以下含義：Pa、Pb彼此獨立地各自表示可聚合基團，Spa、Spb在每次出現時相同或不同地表示間隔基，s1、s2彼此獨立地各自表示0或1，A1、A2彼此獨立地各自表示選自以下基團之基團：a)由反-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4'-伸雙環己基組成之群，其中另外，一或多個非相鄰CH2基團可經-O-及/或-S-置換，且其中另 外，一或多個H原子可經F置換，b)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群，其中另外，一或兩個CH基團可經N置換，且其中另外，一或多個H原子可經L置換，c)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群，其各自亦可經L單取代或多取代，d)由飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之具有5至20個環C原子之多環基團組成之群，其中一或多者可另外經雜原子置換，較佳選自由以下組成之群：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、 其中另外，該等基團中之一或多個H原子可經L置換，及/或一或多個雙鍵可經單鍵置換，及/或一或多個CH基團可經N置換，n表示0、1、2或3，Z1在每一情形下彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-(其中n為2、3或4)、-O-、-CO-、-C(RcRd)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或單鍵，L在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈(在每一情形下視情況經氟化之)烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，R0、R00彼此獨立地各自表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外一或多個H原子可經F置換，M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-，Y1與Y2彼此獨立地各自具有上文關於R0所指定之含義之 一，或表示Cl或CN，且較佳為H、F、Cl、CN、OCF3或CF3，W1、W2彼此獨立地各自表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2-O-、-O-CH2-、-C(RcRd)-或-O-，且Rc與Rd彼此獨立地各自表示H或具有1至6個C原子之烷基，較佳為H、甲基或乙基。
可聚合基團Pa,b為適於聚合反應(諸如自由基或離子鏈聚合反應、加成聚合反應或聚縮合反應)或適於聚合物類似反應(例如加成或縮合至聚合物主鏈上)之基團。尤其較佳者為用於鏈聚合反應之基團，特定而言為含有C=C雙鍵或-C≡C-參鍵之彼等基團及適於開環聚合反應之基團，諸如氧雜環丁烷基或環氧基。
較佳基團Pa,b係選自由以下組成之群：CH2=CW1-CO-O-、 CH2=CW1-CO-、 、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH- CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、 CN、CF3、苯基或具有1至5個C原子之烷基，特定而言為H、F、Cl或CH3，W2與W3彼此獨立地各自表示H或具有1至5個C原子之烷基，特定而言為H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5及W6彼此獨立地各自表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7與W8彼此獨立地各自表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe表示1,4-伸苯基，其視情況經一或多個如上文定義之除P-Sp-以外之基團L取代，k1、k2及k3彼此獨立地各自表示0或1，k3較佳表示1，且k4表示1至10之整數。
尤其較佳之基團Pa,b係選自由以下組成之群：CH2=CW1- CO-O-、CH2=CW1-CO-、 、CH2=CW2-O-、CW1=CH-CO- (O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-及W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5個C原子之烷基，特定而言為H、F、Cl或CH3，W2與W3彼此獨立地各自表示H或具有1至5個C原子之烷基，特定而言為H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5及W6彼此獨立地各自表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7與W8彼此獨立地各 自表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe表示1,4-伸苯基，k1、k2及k3彼此獨立地各自表示0或1，k3較佳表示1，且k4表示1至10之整數。
極其較佳之基團Pa,b係選自由以下組成之群：CH2=CW1-CO-O-，特定而言為CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-及CH2=CF-CO-O-，此外為CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O- CO-、(CH2=CH)2CH-O-、
極其較佳之基團Pa,b因此係選自由以下組成之群：丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基，此外為乙烯氧基、氯丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基及環氧基，且其中較佳者為丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
較佳之間隔基Spa,b係選自式Sp"-X"，以使得基團Pa/b-Spa/b-符合式Pa/b-Sp"-X"-，其中Sp"表示具有1至20個、較佳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，且其中另外，一或多個非相鄰CH2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接鍵聯的方式彼此獨立地各自經-O-、-S-、-NH-、-N(R0)-、-Si(R00R000)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00)-CO-O-、-O-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-CH=CH-或-C≡C-置換。X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-、-N(R00)-CO-N(R00)-、 -OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，R00與R000彼此獨立地各自表示H或具有1至12個C原子之烷基，且Y2與Y3彼此獨立地各自表示H、F、Cl或CN。
X'較佳為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-或單鍵。
典型間隔基Sp"例如為-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR00R000-O)p1-，其中p1為1至12之整數，q1為1至3之整數，且R00與R000具有上文所指定之含義。
尤其較佳之基團-Sp"-X"-為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1與q1具有上文所指定之含義。
在每一情形下，尤其較佳之基團Sp"為例如直鏈伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、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。
尤其較佳之單體如下： 其中個別基團具有以下含義：P1與P2彼此獨立地各自表示如關於式I定義之可聚合基團，較佳為丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基、乙烯氧基或環氧基，Sp1與Sp2彼此獨立地各自表示單鍵或間隔基，其較佳具有上文及下文關於Spa所指定之含義之一，且尤其 較佳為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1為1至12之整數，且其中最後提及基團中與相鄰環之鍵聯係經由O原子而發生，其中另外，基團P1-Sp1-與P2-Sp2-中之一或多者可表示基團Raa，其限制條件為所存在基團P1-Sp1-與P2-Sp2-中至少一者不表示Raa，Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個非相鄰CH2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接鍵聯的方式彼此獨立地各自經C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、CN或P1-Sp1-置換，尤其較佳為具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基或烷基羰氧基(其中烯基及炔基具有至少兩個C原子且分支鏈基團具有至少三個C原子)，R0、R00彼此獨立地各自表示H或具有1至12個C原子之烷基，Ry與Rz彼此獨立地各自表示H、F、CH3或CF3，Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-，Z2與Z3彼此獨立地各自表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、 -OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n為2、3或4，L在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，較佳為F，L'與L"彼此獨立地各自表示H、F或Cl，r表示0、1、2、3或4，s表示0、1、2或3，t表示0、1或2，且x表示0或1。
LC介質或可聚合組分較佳包含一或多種選自由式M1至M21組成之群、尤其較佳選自由式M2至M15組成之群、極其較佳選自由式M2、M3、M9、M14及M15組成之群的化合物。
LC介質或可聚合組分較佳不包含其中Z2與Z3表示-(CO)O-或-O(CO)-的式M10化合物。
製造PSA顯示器時，可聚合化合物係藉由在LC顯示器基板之間之LC介質中、視情況在施加電壓下原位聚合而聚合或交聯(若可聚合化合物含有兩個或兩個以上可聚合基團)。聚合反應可經一個步驟來進行。亦可首先在第一步驟中，在施加電壓下進行聚合反應以產生預傾角，且隨後在第二聚合步驟中在不施加電壓下使在第一步驟中未完全 反應之化合物聚合或交聯(「終止固化」)。
適合且較佳之聚合方法為例如熱聚合或光聚合，較佳為光聚合，特定而言為UV光聚合。此處亦可視情況添加一或多種引發劑。聚合反應之適合條件及引發劑之適合類型及量已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。適於自由基聚合反應者為例如市售之光引發劑Irgacure651®、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173®(Ciba AG)。若採用引發劑，則其比例較佳為0.001重量%至5重量%，尤其較佳為0.001重量%至1重量%。
含有芳族環之可聚合化合物(特定而言，參考式M1至M15)亦適用於在無引發劑下的聚合反應，此伴隨相當大之優勢，諸如材料成本降低，尤其是可能殘餘量之引發劑或其降解產物對LC介質產生之污染減少。因此，聚合反應亦可在不添加引發劑之情況下進行。因此，在一較佳實施例中，LC介質不包含聚合引發劑。
可聚合組分或LC介質亦可包含一或多種穩定劑，以防止RM例如在儲存或運輸期間發生非所要之自發聚合。穩定劑之適合類型及量已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。尤其適合者例如為Irganox®系列(Ciba AG)之市購穩定劑，諸如Irganox® 1076。若採用穩定劑，則以RM或可聚合組分之總量計，其比例較佳為10 ppm至10,000 ppm，尤其較佳為50 ppm至500 ppm。
除上述添加劑及可選可聚合化合物(RM)以外，用於本發明LC顯示器中之LC介質包含LC混合物(「主體混合 物」)，其包含一或多種、較佳兩種或兩種以上之低分子量(亦即，單體或未聚合)化合物。後者在用於可聚合化合物之聚合反應的條件下相對於聚合反應而言具穩定性或不發生聚合反應。原則上，適合之主體混合物為適用於習知VA及VA-IPS顯示器之任何介電負性或正性LC混合物。
適合之LC混合物已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。具有負介電各向異性之VA顯示器之LC介質描述於EP 1 378 557 A1中。
適合於LCD且尤其適合於IPS顯示器之具有正介電各向異性之適合LC混合物已由例如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獲知。
下文說明本發明具有負介電各向異性之液晶介質之較佳實施例：
a)另外包含一或多種選自由式A、B及C化合物組成之群之化合物的LC介質， 其中R2A、R2B及R2C彼此獨立地各自表示H、具有多達15個C原子之未經取代、經CN或CF3單取代或至少經鹵素單取代之烷基，其中另外，該等基團中之一或多個CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式經-O-、-S-、、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-置換。L1-4彼此獨立地各自表示F、Cl、CF3或CHF2，Z2與Z2'彼此獨立地各自表示單鍵、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-，p表示1或2，q表示0或1，且v表示1至6。在式A與B之化合物中，Z2可具有相同或不同含義。在式B化合物中，Z2與Z2'可具有相同或不同含義。在式A、B及C之化合物中，R2A、R2B及R2C各自較佳表示具有1至6個C原子之烷基，特定而言為CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11。在式A與B之化合物中，L1、L2、L3與L4較佳表示L1=L2=F且L3=L4=F，此外L1=F且L2=Cl、L1=Cl且L2=F、L3=F且L4=Cl、L3=Cl且L4=F。式A與B中之Z2與Z2'較佳 彼此獨立地各自表示單鍵，此外為-C2H4-橋。若式B中Z2=-C2H4-，則Z2'較佳為單鍵，或若Z2'=-C2H4-，則Z2較佳為單鍵。在式A與B之化合物中，(O)CvH2v+1較佳表示OCvH2v+1，此外為CvH2v+1。在式C化合物中，(O)CvH2v+1較佳表示CvH2v+1。在式C化合物中，L3與L4較佳各自表示F。式A、B及C之較佳化合物展示如下： 其中烷基及烷基＊彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。本發明之尤其較佳混合物包含一或多種式A-2、A-8、A-14、A-29、A-35、B-2、B-11、B-16及C-1之化合物。式A及/或B化合物在作為整體之混合物中之比例較佳為至少20重量%。本發明之尤其較佳介質包含至少一種式C-1化合物，其含量較佳>3重量%，特定而言>5重量%且尤其較佳為5重量%至25重量%。
b)另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中個別基團具有以下含義： R3與R4彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個非相鄰CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-置換，Zy表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或單鍵，較佳為單鍵。式ZK化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中烷基與烷基＊彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基與烯基＊表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
c)另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中個別基團在每次出現時相同或不同地具有以下含義：R5與R6彼此獨立地各自具有上文關於R3/4所指定之含義之一， 且e表示1或2。式DK化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中烷基與烷基＊彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子 之直鏈烷基，且烯基與烯基＊彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基與烯基＊較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
d)另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中個別基團具有以下含義： f表示0或1，R1與R2彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個非相鄰CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式經-O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CO-、-O(CO)-或-(CO)O-置換，Zx與Zy彼此獨立地各自表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或單鍵，較佳為單鍵，L1與L2彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。 較佳地，基團L1與L2均表示F，或基團L1與L2中之一者表示F且另一者表示Cl。 式LY化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中R1具有上文所指定之含義，烷基表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，(O)表示氧原子或單鍵，且v表示1至6之整數。R1較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基，特定而言為CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
e)另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中烷基表示C1-6烷基，Lx表示H或F，且X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。尤其較佳者為其中X表示F的式G1化合物。
f)另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R5具有上文關於R1所指定之含義之一，烷基表示C1-6烷基，d表示0或1，且z與m彼此獨立地各自表示1至6之整數。該等化合物中之R5尤其較佳為C1-6烷基或C1-6烷氧基或C2-6烯基，d較佳為1。本發明之LC介質較佳包含含量為5重量%的一或多種上述式之化合物。
g)另外包含一或多種選自由下式組成之群之聯苯化合物的LC介質： 其中烷基與烷基＊彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基與烯基＊彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基與烯基＊較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。式B1至B3之聯苯在LC混合物中之比例較佳為至少3重量%，特定而言5重量%。式B2化合物尤其較佳。式B1至B3化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中烷基＊表示具有1至6個C原子之烷基。本發明之介質尤其較佳包含一或多種式B1a及/或B2c之化合物。
h)另外包含一或多種下式之聯三苯化合物的LC介質： 其中R5與R6彼此獨立地各自具有上文關於R1所指定之含義之一，且 彼此獨立地各自表示 其中L5表示F或Cl，較佳為F，且L6表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2，較佳為F。式T化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中R表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基，R＊表示具有2至7個C原子之直鏈烯基，(O)表示氧原子或單鍵，且m表示1至6之整數。R＊較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。R較佳表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。本發明之LC介質較佳包含含量為0.5重量%至30重量%， 特定而言為1重量%至20重量%的式T及其較佳子式之聯三苯。尤其較佳為式T1、T2、T3及T21之化合物。在該等化合物中，R較佳表示烷基，此外為烷氧基，其各自具有1至5個C原子。若本發明混合物之△n值0.1，則混合物中較佳採用聯三苯。較佳混合物包含2重量%至20重量%之一或多種式T之聯三苯化合物，較佳選自化合物T1至T22之群。
i)另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R1與R2具有上文關於式LY所指定之含義，且較佳彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基。較佳介質包含一或多種選自式O1、O3及O4之化合物。
k)另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中 R9表示H、CH3、C2H5或n-C3H7，(F)表示可選氟取代 基，且q表示1、2或3，且R7具有關於R1所指定之含義之一，其含量較佳為>3重量%，特定而言5重量%且極其較佳為5重量%至30重量%。 尤其較佳之式FI化合物係選自由以下子式組成之群： 其中R7較佳表示直鏈烷基，且R9表示CH3、C2H5或n-C3H7。尤其較佳為式FI1、FI2及FI3之化合物。
m)另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R8具有關於式LY之R1所指定之含義，且烷基表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
n)另外包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之化合物(例如選自由下式組成之群之化合物)的LC介質： 其中R10與R11彼此獨立地各自具有關於式LY之R1所指定之含義之一，較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之直鏈烯基，且Z1與Z2彼此獨立地各自表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CH-CH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2-或單鍵。
o)另外包含一或多種下式之二氟二苯并烷及/或烷之LC介質： 其中R10與R11彼此獨立地各自具有上文關於式LY中之R1所指定之含義且c表示0或1，其含量較佳為3重量%至20重量%，特定而言，其含量為3重量%至15重量%。尤其較佳之式BC及CR化合物係選自由以下子式組成之群： 其中烷基與烷基＊彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基與烯基＊彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基與烯基＊較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2- CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。極其較佳為包含一種、兩種或三種式BC2化合物之混合物。
p)另外包含一或多種下式之氟化菲及/或二苯并呋喃之LC介質： 其中R11與R12彼此獨立地各自具有上文關於式LY中R1所指定之含義，b表示0或1，L表示F，且r表示1、2或3。尤其較佳之式PH與BF化合物係選自由以下子式組成之群： 其中R與R'彼此獨立地各自表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基。
本發明之液晶混合物呈負介電性，其介電各向異性(△ε)-1.5。式IIIA、IIIB、IIIC、LY1-LY18、Y1-Y16、T1-T24、FI、VK1-VK4、N1-N10、BC、CR、PH及BF之化合物適合作為負介電性組分。負介電性化合物較佳選自式IIIA、IIIB及IIIC。LC介質較佳具有-1.5至-8.0、特定而言-2.5至-6.0之△ε。
液晶混合物之雙折射率△n值通常在0.07與0.16之間，較佳在0.08與0.12之間。聚合反應之前，20℃下之旋轉黏度γ1較佳165 mPa．s，特定而言140 mPa．s。
下文說明本發明具有正介電各向異性之液晶介質之較佳實施例：
-另外包含一或多種式II及/或III化合物之LC介質： 其中環A表示1,4-伸苯基或反-1,4-伸環己基，a為0或1， R3在每一情形下彼此獨立地表示具有1至9個C原子之烷基或具有2至9個C原子之烯基，較佳為具有2至9個C原子之烯基，且R4在每一情形下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之未經取代或鹵化烷基，其中另外，一或兩個非相鄰CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式經-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-(CO)-、-O(CO)-或-(CO)O-置換，且較佳表示具有1至12個C原子之烷基或具有2至9個C原子之烯基。式II化合物較佳選自下式組成之群： 其中R3a與R4a彼此獨立地各自表示H、CH3、C2H5或C3H7，且「烷基」表示具有1至8個，較佳1、2、3、4或5個C原子之直鏈烷基。尤其較佳為式IIa及IIf化合物，特定而言為其中R3a表示H或CH3(較佳為H)之彼等化合物及式IIc化合物，特定而言為其中R3a與R4a表示H、CH3或C2H5之彼等化合物。式III化合物較佳選自下式組成之群： 其中「烷基」與R3a具有上文指定之含義，且R3a較佳表示H或CH3。尤其較佳為式IIIb化合物；-另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R0表示具有1至15個C原子之烷基或烷氧基，其中另外，該等基團中之一或多個CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式彼此獨立地各自經-C≡C-、-CF2O-、-CH=CH-、-O-、-(CO)O-或-O(CO)-置換，且其中另外，一或多個H原子可經鹵素置換，X0表示F、Cl、CN、SF5、SCN、NCS、鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基，其各自具有至多6個C原子， Y1-6彼此獨立地各自表示H或F，Z0表示-C2H4-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C2F4-、-CH2CF2-、-CF2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-CF2O-或-OCF2-，在式V與VI中亦表示單鍵，且b與c彼此獨立地各自表示0或1。在式IV至VIII化合物中，X0較佳表示F或OCF3，此外表示OCHF2、CF3、CF2H、Cl、OCH=CF2。R0較佳為各自具有至多6個C原子之直鏈烷基或烯基。式IV化合物較佳選自由下式組成之群： 其中R0與X0具有上文指定之含義。在式IV中，R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基，且X0較佳表示F、Cl、OCHF2或OCF3，此外表示OCH=CF2。在式IVb化合物中，R0較佳表示烷基或烯基。在式IVd化合物中，X0較佳表示Cl，此外表示F。式V化合物較佳選自由下式組成之群： 其中R0與X0具有上文指定之含義。在式V中，R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基且X0較佳表示F；-包含一或多種式VI-1化合物之LC介質： 尤其較佳為選自由下式組成之群之彼等化合物： 其中R0與X0具有上文指定之含義。在式VI中，R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基且X0較佳表示F，此外表示OCF3。
-包含一或多種式VI-2化合物之LC介質： 尤其較佳為選自由下式組成之群之彼等化合物： 其中R0與X0具有上文指定之含義。在式VI中，R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基且X0較佳表示F；-較佳包含一或多種式VII化合物之LC介質，其中Z0表示-CF2O-、-CH2CH2-或-(CO)O-，尤其較佳為選自由下式組成之群之彼等化合物： 其中R0與X0具有上文指定之含義。在式VII中，R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基且X0較佳表示F，此外表示OCF3。
式VIII化合物較佳選自由下式組成之群： 其中R0與X0具有上文指定之含義。R0較佳表示具有1至8個C原子之直鏈烷基。X0較佳表示F。
-另外包含一或多種下式之化合物的LC介質： 其中R0、X0、Y1及Y2具有上文指定之含義，且 彼此獨立地各自表示 ，其中環A與B不同時表示伸環己基； 式IX化合物較佳選自由下式組成之群： 其中R0與X0具有上文指定之含義。R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基，且X0較佳表示F。尤其較佳為式IXa化合物；-另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R0、X0及Y1-4具有上文指定之含義，且 彼此獨立地各自表示 式X及XI化合物較佳選自由下式組成之群： 其中R0與X0具有上文指定之含義。R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基及/或X0較佳表示F。尤其較佳之化合物為其中Y1表示F且Y2表示H或F(較佳為F)之彼等化合物；-另外包含一或多種下式XII之化合物的LC介質： 其中R5與R6彼此獨立地各自表示正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基，其各自具有至多9個C原子，且較佳彼此獨立地各自表示具有1至7個C原子之烷基或具有2至7個C原子之烯基。Y1表示H或F。 較佳之式XII化合物為選自由下式組成之群之彼等化合物： 其中烷基與烷基＊彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基與烯基＊彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。 極其較佳為下式之化合物： 其中烷基具有上文指定之含義，且R6a表示H或CH3。
-另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R0、X0、Y1及Y2具有上文指定之含義。R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基且X0較佳表示F或Cl：式XIII與XIV化合物較佳選自由下式組成之群： 其中R0與X0具有上文指定之含義。R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基。在式XIII化合物中，X0較佳表示F或Cl。
-另外包含一或多種式D1及/或D2之化合物的LC介質： 其中Y1、Y2、R0及X0具有上文指定之含義。R0較佳表示具有1至8個C原子之烷基且X0較佳表示F。尤其較佳為下式之化合物： 其中R0具有上文指定之含義且較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，特定而言為C2H5、n-C3H7或n-C5H11。
-另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中Y1、R1及R2具有上文指定之含義。R1與R2較佳彼此獨立地各自表示具有1至8個C原子之烷基。Y1較佳表示F。較佳介質包含1重量%至15重量%，特定而言1重量%至10重量%之該等化合物。
-另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中X0、Y1及Y2具有上文指定之含義，且「烯基」表示C2-7烯基。尤其較佳為下式化合物： 其中R3a具有上文指定之含義且較佳表示H；-另外包含一或多種選自由式XIX至XXV組成之群之四環化合物的LC介質： 其中Y1-4、R0及X0彼此獨立地各自具有上文指定之含義之一。X0較佳為F、Cl、CF3、OCF3或OCHF2。R0較佳表示烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基，其各自具有至多8個C原子。
-另外包含一或多種下式化合物之LC介質： 其中R0、X0及Y1-4具有上文指定之含義。 尤其較佳為下式之化合物： -R0通常較佳為具有2至7個C原子之直鏈烷基或烯基；-X0較佳為F，此外為OCF3、Cl或CF3；-該介質較佳包含一或多種選自式II化合物之群之化合物；-該介質較佳包含一或多種選自式VI-2、VII-1a、VII-1b、IX、X、XI及XXVI(CF2O橋接化合物)化合物之群之化合物；式VI-2、VII-1a、VII-1b、IX、X、XI及XXVI化合物之總含量較佳為35重量%或35重量%以上，尤其較佳為40重量%或40重量%以上，且極其較佳為45重量%或45重量%以上；-式II至XXVII化合物在作為整體之混合物中之比例較佳為20重量%至99重量%；-該介質較佳包含25重量%至80重量%、尤其較佳30重量%至70重量%之式II及/或III化合物；-該介質較佳包含20重量%至70重量%，尤其較佳25重量 %至60重量%之式IIa化合物；-該介質較佳包含2重量%至25重量%，尤其較佳3重量%至20重量%之選自式VI-2化合物之群之化合物；-該介質包含一起總計2重量%至30重量%，尤其較佳3重量%至20重量%之式XI與XXVII化合物；-該介質較佳包含1重量%至20重量%，尤其較佳2重量%至15重量%之式XXIV化合物；-該介質包含一起總計15重量%至65重量%，尤其較佳30重量%至55重量%之選自式VI-2、X、XI及XXV之高極性化合物的化合物。
本發明之負或正介電性LC介質之向列相在10℃或10℃以下至60℃或60℃以上，尤其較佳0℃或0℃以下至70℃或70℃以上之溫度範圍內具有向列相。
在本申請案及下文之實例中，藉助於縮寫說明液晶化合物之結構，其轉變為化學式係根據下文表A及B進行。所有基團CnH2n+1與CmH2m+1為分別具有n及m個C原子之直鏈烷基；n、m、z及k為整數且較佳表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表B中之編碼不證自明。在表A中，僅說明母結構之縮寫。在個別情形下，母結構縮寫後接(以虛線隔開)取代基R1*、R2*、L1*及L2*之編碼：
較佳混合物組分可見於表A及B中。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之LC介質包含一或多種選自由表A及B之化合物組成之群之化合物。
LC介質視情況包含0至10重量%，特定而言0.01重量%至5重量%，尤其較佳0.1重量%至3重量%的摻雜劑，其較佳選自由表C之化合物組成之群。
LC介質較佳包含0至10重量%，特定而言1 ppm至5重量%，尤其較佳1 ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳包含 一或多種選自由表D之化合物組成之群的穩定劑。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種選自表E化合物之群之化合物。
在本申請案中，除非另外明確指示，否則術語「化合物」表示一種以及複數種化合物。相反，若根據定義可能且未另外指示，則術語「化合物」通常亦涵蓋複數種化合物。同樣適用於術語LC介質。術語「組分」在每一情形下涵蓋一或多種物質、化合物及/或粒子。
另外，使用以下縮寫及符號： 除非另外明確表示，否則本申請案中之所有濃度均以重量百分比提出且與包含所有固體或液晶組分(無溶劑)的相應整體混合物相關。
所有物理特性係根據且已根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」status 1997年11月，Merck KGaA,Germany來測定且適用於20℃之溫度。在每一情形下除非另外明確指示，否則測定589 nm下之△n及1 kHz下之△ε。
藉由以定義強度之UVA光(通常為365 nm)照射預定時間、視情況同時向顯示器施加電壓(通常為5 V至30 V交流電，1 kHz)，來使可聚合化合物在顯示器或測試單元中聚合。在實例中，除非另外指示，否則使用100 mW/cm2汞汽燈，且使用裝配有320 nm或340 nm帶通濾波器之標準UV儀器(Ushio UNI儀器)量測強度。
以下實例解釋本發明而不欲以任何方式對其加以限制。然而，物理特性使得熟習此項技術者清楚可達成何種特性及其修改範圍。特定而言，熟習此項技術者從而充分定義可達成之各種較佳特性之組合。
根據說明之本發明實施例與變化形式之其他組合亦源自申請專利範圍。
實例
若未購得，則所用化合物係利用標準實驗室程序來合 成。LC介質得自Merck KGaA,Germany。
所用之自配向長鏈醇與胺可市購且必要時，在使用之前純化。
以下自配向化合物用於本發明之LC介質中：
混合物實例
為製備本發明之LC介質，所用以下液晶混合物係由所述重量百分比比例之低分子量組分組成。
混合物實例1(a/b)，不使用聚合物穩定作用
向如表1中所示之VA型向列型LC介質M1(△ε<0)中添加第1化合物(2.0重量%)，且使混合物均質化。
在無預配向層之測試單元中使用：
a)將所得混合物引入單域測試單元(無聚醯亞胺配向層，層厚度d4.0 μm，玻璃基板，兩面上具有ITO塗層，無鈍化層)中。LC介質自發垂直(豎直)配向於基板表面。 該配向在高達70℃下保持穩定。在溫度穩定範圍內，可 藉由施加0與30 V之間之電壓使VA單元在交叉偏振器之間可逆轉換。
b)將所得混合物引入雙域測試單元(無聚醯亞胺配向層，層厚度d4.0 μm，玻璃基板，兩面上具有結構化之ITO塗層(10 μm狹縫寬度)，無鈍化層)。LC介質自發垂直(豎直)配向於基板表面。該配向在高達40℃下保持穩定。在溫度穩定範圍內，可藉由施加0與30 V之間之電壓使VA單元在交叉偏振器之間可逆轉換。
混合物實例2，不使用聚合物穩定作用
向如表2中所示之VA-IPS型向列型LC介質M2(△ε>0)中添加第1化合物(2.0重量%)，且使混合物均質化。
在無預配向層之測試單元中使用：將所得混合物引入單域測試單元(無聚醯亞胺配向層，層厚度d4.0 μm，玻璃基板，兩面上具有ITO塗層，無鈍化層)中。LC介質自發垂直(豎直)配向於基板表面。
混合物實例3至10(a/b)，不使用聚合物穩定作用
類似於混合物實例1，向如表1中所示之向列型LC介質M1(△ε<0)中添加第2至第9化合物，且使混合物均質化。化合物在介質中之重量比指示於表3中。在每種情形下均將所得LC介質引入無預配向層之一個單域測試單元(a)及一個雙域測試單元(b)中。所得相對於基板表面之配向(垂直(豎直)或同平面)指示於表3中。在溫度穩定範圍內，可藉由施加0與30 V之間之電壓使VA單元(垂直配向)在交叉偏振器之間可逆轉換。
具有垂直配向之單元可進行可逆轉換。
混合物實例11至18
類似於混合物實例2，向如表1中所示之向列型LC介質M2(△ε>0)中添加第2至第9化合物，且使混合物均質化。化合物在介質中之重量比指示於表4中。所得LC介質引入無預配向層之單域測試單元中。所得相對於基板表面之配向(垂直(豎直)或同平面)指示於表4中。
混合物實例19至21(混合物實例1、4及6之聚合物穩定作用)
將如表5.a與5.b中所示之可聚合化合物(RM-1，0.5重量%)及自配向化合物添加至表1之向列型LC介質M1(△ε<0)中，且使混合物均質化。
在無預配向層之測試單元中使用：
a)所得混合物(表5a)引入單域測試單元(無聚醯亞胺配向層，層厚度d4.0 μm，玻璃基板，兩面上具有ITO塗層，無鈍化層)中。LC介質自發垂直(豎直)配向於基板表面。在施加大於光學臨限電壓之電壓下，在40℃下以具有100 mW/cm2強度之UV光照射單元15 min。此促使可聚合單體化合物發生聚合反應。從而另外使垂直配向穩定化且確立「預傾角」。在施加0與30 V之間之電壓下，所得PSA-VA單元在高達70℃下可進行可逆轉換。 反應時間與未聚合實例相比縮短。
具有垂直配向之單元可進行可逆轉換。
b)所得混合物(表5b)引入雙域測試單元(無聚醯亞胺配向層，層厚度d4.0 μm，玻璃基板，雙面上均具有結構化之ITO塗層(10 μm狹縫寬度)，無鈍化層)中。LC介質自發垂直(豎直)配向於基板表面。在施加大於光學臨限電壓之電壓下，在40℃下以具有100 mW/cm2強度之UV光照射單元15 min。此促使可聚合單體化合物發生聚合反應。從而另外使垂直配向穩定化且確立「預傾角」。在 施加0與30 V之間之電壓下，所得PSA-VA單元在高達70℃下可進行可逆轉換。反應時間與未聚合實例相比縮短。
混合物實例1、6、19至21之加熱測試
將混合物實例1、6、19至21之LC介質引入單域及雙域測試單元中。使可聚合化合物按指示聚合。所有單元均在120℃下加熱測試指定天數(表5.a及5.b)。評估加熱之前及之後之光電曲線。在不使用聚合物穩定作用而加熱之後，觀測到反應曲線顯著差異或自誘發之垂直配向甚至完全消失，而經聚合物穩定化之單元的特性在20℃與70℃之間實際上保持不變。
具有垂直配向之單元可進行可逆轉換。

Claims (18)

  1. 一種包含低分子量液晶組分及一或多種有機化合物之LC介質，其中該有機化合物含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團；該LC介質另外包含可聚合或聚合組分，其中該聚合組分可由可聚合組分聚合而獲得。
  2. 如請求項1之LC介質，其中該長鏈非極性基團涵蓋脂族烴基團，其視情況為不飽和或經F及/或Cl鹵化，且其中一或多個非相鄰且非末端CH2基團可經-O-、-(CO)-或酯基置換，且其中一個CH2基團可經具有3至8個C原子之伸環烷基置換。
  3. 如請求項1或2之LC介質，其中該有機化合物之該極性錨定基團含有至少一個在一級或二級或三級胺基中之OH結構或N原子。
  4. 如請求項1或2之LC介質，其中該有機化合物涵蓋式(I)化合物：(R1)n-R2 (I)其中R1 表示具有8至20個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個非相鄰CH2基團可經-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-或-C≡C-置換，其中一個CH2基團可經具有3至8個C原子之伸環烷基置換，且其中另外，一或多個H原子可經F或Cl置換，R2 表示該極性錨定基團，且 n 表示1或2。
  5. 如請求項4之LC介質，其中對於該等式I化合物，該基團R2涵蓋子式(A1)之基團：-Sp-[X2-Z3-]kX1 (A1)其中Sp 表示間隔基或單鍵，X1 表示基團-NH2、-NHR11、-NR11 2、-OR11、-OH、-(CO)OH或下式之基團： R0 表示H或具有1至12個C原子之烷基，X2 表示-NH-、-NR11-、-O-或單鍵，Z3 在每一情形下彼此獨立地表示具有1至15個C原子之伸烷基、具有5或6個C原子之碳環、或一或多個環與伸烷基之組合，其每一者中之氫均可經-OH、-OR11、-(CO)OH、-NH2、-NHR11、-NR11 2或鹵素(較佳為F、Cl)置換，R11 表示具有1至15個C原子之鹵化或未經取代之烷基，其中另外，該基團中之一或多個CH2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯的方式彼此獨立地各自經-C≡C-、-CH=CH-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換，且其中兩個基團R11可彼此鍵聯而形成環，或H，且k 表示0、1、2或3。
  6. 如請求項4之LC介質，其中該有機化合物涵蓋式I化合物：R1-R2 (I)其中R1 係如請求項4中所定義，且R2 彼此獨立地表示具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中一或多個非相鄰CH2基團視情況以使得N、O及/或S原子彼此不直接鍵聯的方式經-NR0-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個三級碳原子(CH基團)視情況經N置換且其中一或多個H原子視情況經F或Cl置換，其限制條件為該基團R2包括一或多個選自N、S及/或O之雜原子。
  7. 如請求項4之LC介質，其中對於該式I化合物，R1 表示具有8至20個C原子之烷基。
  8. 如請求項1或2之LC介質，其中其包含濃度小於10重量%之該含有至少一個錨定基團之有機化合物。
  9. 如請求項1或2之LC介質，其中其包含一或多種式M之可聚合化合物或包含一或多種呈聚合形式之式M化合物的聚合組分：Pa-(Spa)s1-A2-(Z1-A1)n-(Spb)s2-Pb M其中該等個別基團具有以下含義：Pa、Pb 彼此獨立地各自表示可聚合基團，Spa、Spb 在每次出現時相同或不同地表示間隔基， s1、s2 彼此獨立地各自表示0或1，A1、A2 彼此獨立地各自表示選自以下之群之基團：a)由反-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4'-伸雙環己基組成之群，其中另外，一或多個非相鄰CH2基團可經-O-及/或-S-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F置換，b)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群，其中另外，一或兩個CH基團可經N置換，且其中另外，一或多個H原子可經L置換，c)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群，其各自亦可經L單取代或多取代，d)由具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之多環基團組成之群，其中一或多者可另外經雜原子置換，該等多環基團較佳選自由以下組成之群：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、 其中另外，該等基團中之一或多個H原子可經L置換，及/或一或多個雙鍵可經單鍵置換，及/或一或多個CH基團可經N置換，n 表示0、1、2或3，Z1 在每一情形下彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-；或-(CH2)n-，其中n為2、3或4；-O-、-CO-、-C(RyRz)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或單鍵，L 在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或在每一情形下視情況經氟化之具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰 氧基，R0、R00 彼此獨立地各自表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個H原子可經F置換，M 表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-，且Y1與Y2 彼此獨立地各自具有上文關於R0所指定之含義之一，或表示Cl或CN。
  10. 如請求項4之LC介質，其中該式I化合物含有一或多個可聚合基團作為除該極性錨定基團以外之其他官能基。
  11. 一種包含LC單元的LC顯示器，該LC單元具有兩個基板及至少兩個電極，其中至少一個基板透光，及位於該等基板之間之如請求項1至10中任一項之LC介質層，其中該有機化合物或該式I化合物適合於使該LC介質相對於該等基板表面實現垂直配向。
  12. 如請求項11之LC顯示器，其中該等基板不具有用於垂直配向之配向層。
  13. 如請求項11之LC顯示器，其中該等基板在一面或兩面上具有配向層。
  14. 如請求項11至13中任一項之LC顯示器，其中其為含有具有負介電各向異性之LC介質及排列於相對基板上之電極的VA顯示器。
  15. 如請求項11至13中任一項之LC顯示器，其中其為含有具有正介電各向異性之LC介質及排列於至少一個基板上之指叉式電極的VA-IPS顯示器。
  16. 一種製備LC介質之方法，其特徵在於將一或多種含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團的有機化合物與低分子量液晶組分混合，視情況添加一或多種可聚合化合物，且視情況添加添加劑且視情況聚合。
  17. 一種如前述請求項中任一項之含有至少一個極性錨定基團及至少一個具有至少8個C原子之長鏈非極性基團之有機化合物作為LC介質之添加劑，用於相對於界定該LC介質之表面實現垂直配向的用途。
  18. 一種製造LC顯示器的方法，該LC顯示器包含具有兩個基板及至少兩個電極之LC單元，其中至少一個基板透光且至少一個基板具有一或兩個電極，該方法包含以下方法步驟：以如請求項1至10中任一項之LC介質填充該單元，該LC介質相對於該等基板表面採取垂直配向，及視情況視情況在向該單元施加電壓下或在電場作用下使該可聚合組分聚合。
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