TWI618785B - 液晶介質及液晶顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於包含一或多種式D化合物之液晶原基介質
其中參數係如正文中所說明，較佳係關於顯示較佳由聚合物穩定之藍相的液晶原基介質，及其於電光光調變元件中之用途及其於顯示器中之各別用途，以及該等裝置。

Description

液晶介質及液晶顯示器
本發明係關於化合物，包含此等化合物之介質及包含此等介質作為光調變介質之電光顯示器。較佳地，本發明之化合物為液晶原基化合物且其較佳用於液晶介質中。詳言之，本發明之電光顯示器為在液晶原基調變介質處於光學各向同性相、較佳處於藍相之溫度下操作之顯示器。
DE 102 17 273 A中描述電光顯示器及顯示器中當操作時處於各向同性相之液晶原基光調變介質。WO 2004/046 805中描述電光顯示器及顯示器中當操作時處於光學各向同性藍相之液晶原基光調變介質。
係作為用於液晶組合物之化合物而提及，例如在US 2009/0256114 A1及US/2011/0180756 A1中。
與使用處於向列相的液晶之熟知且廣泛使用之顯示器相比，此等參考案中所描述之液晶原基介質及顯示器提供若干種顯著優勢，如例如在扭轉向列(TN)模式、超扭轉向列(STN)模式、具有各種改良之電控雙折射(ECB)模式及共平面切換(IPS)模式下操作之液晶顯示器 (LCD)。在此等優勢中，最明顯優勢為其快得多之切換時間及顯著較寬之光學視角。
然而，與使用處於另一液晶相之液晶原基介質的顯示器相比，如例如在表面穩定之強誘電性液晶顯示器(SSF LCD)中之近晶相中，DE 102 17 273.0及WO 2004/046 805之顯示器更容易製造。舉例而言，其不需要極薄單元間隙且另外電光效應對於該單元間隙之微小變化並不很敏感。
然而，此等專利申請案中所描述之液晶介質仍需要操作電壓，其對於一些應用並不足夠低。此外，此等介質之操作電壓隨溫度變化，且一般觀察到在某一溫度下該電壓隨溫度增加而顯著增加。此限制處於藍相之液晶介質對於顯示器應用之適用性。此等專利申請案中所描述之液晶介質之另一缺點為其之中等可靠性，其不足以用於要求非常苛刻之應用。此中等可靠性可例如用電壓保持比(VHR)參數來表示，其在如上文所述之液晶介質中可能低於90%。
已報導一些化合物及組合物，其具有介於膽固醇狀液晶相與各向同性相之間的藍相且通常可藉由光學顯微法觀察。觀察到藍相之此等化合物或組合物通常為顯示高對掌性之單一液晶原基化合物或混合物。然而，一般觀察到之藍相僅在極小溫度範圍內延續，該範圍寬度通常小於攝氏1度，及/或藍相位於相當不方便的溫度。
然而，為操作WO 2004/046 805之新穎快速切換顯示模式，欲使用之光調變介質必須在涵蓋周圍溫度之寬溫度範圍內處於藍相。因此，需要一種具有儘可能寬且方便定位之藍相的光調變介質。
正開發用於此等應用之改良之液晶介質。例如WO 2012/043145 A1揭示包含下式化合物之介質：
且亦提及如以下之通式：
然而，各別液晶介質之特徵為不滿足顯示器中之高要求應用的準則之物理性質。詳言之，其特點不利地為高旋轉黏度值，從而導致長回應時間，需要高操作電壓且不具有中間相之適當寬相範圍，尤其在低溫下之有限穩定性。
因此，強烈需要一種具有寬相範圍之藍相的調變介質，其可藉由液晶原基化合物本身之適當混合物或較佳藉由混合具有適當液晶原基性質之主體混合物與在寬溫度範圍內使藍相穩定之單一摻雜劑或摻雜劑之混合物來達成，此不由已知介質之缺點妨礙或不由已知介質之缺點如此強烈地妨礙。
總之，需要一種液晶介質，其可在液晶顯示器中操作，該等顯示器在該介質處於藍相時之溫度下操作，該液晶介質提供以下技術改良：- 降低之操作電壓、- 降低之操作電壓之溫度依賴性及- 改良之可靠性，例如VHR。
令人驚訝的是，現已發現展現藍相且包含一或多種式D化合物之液晶原基介質
其中R0為具有1至12個C-原子之烷基，其為直鏈或分支鏈，未經取代，經F、Cl或CN單取代或多取代，較佳經F單取代或多取代，且其中一或多個CH2基團在各種情況下彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式視情況經-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-置換，較佳為烷基或烯基，最佳為具有1至7個C-原子之烷基，Y01及Y02彼此獨立地為F、Cl或CN，且或者其中一者可為H，R01及R02彼此獨立地為H或具有1至12個C-原子之烷基，L01至L03在每次出現時彼此獨立地為H或F，較佳其中至少兩者為F且其他為H或F，X0為F、OCF3、CF3或CN，較佳為F或CF3，i為1、2或3，較佳為1或2，j為0或1，且i+j為1、2或3，較佳為1或2且最佳為2，其中亦涵蓋對掌性化合物，允許獲得具有可接受之高澄清點及/或針對溫度及/或UV負荷且尤其針對後者之相當高的電壓保持比穩定性之介質。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種式D化 合物，較佳選自其子式D-1至D-4、較佳式D-1及/或D-2之化合物之群，
其中參數具有根據以上式D所提供之含義，且R0較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式D-1化合物，較佳選自式D-1a至D-1d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式D-1b及/或D-1c且最佳式D-1b之化合物，
其中R0具有根據以上式D-1所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式D-2化合物，較佳選自式D-2a至D-2d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式D-2b及/或D-2c且最佳式D-2b之化合物，
其中R0具有根據以上式D-2所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式D-3化合物，較佳選自式D-3a至D-3d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式D-3b及/或D-3c且最佳式D-3b之化合物，
其中R0具有根據以上式D-3所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式D-4化合物，較佳選自式D-4a至D-4d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式D-4b及/或D-4c且最佳式D-4b之化合物，
其中R0具有根據以上式D-1所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
已進一步發現除式D(分別為其較佳子式)化合物外包含一或多種式I化合物之液晶原基介質
其中R1為烷基，其為直鏈或分支鏈，較佳具有1至20個C-原子，未經取代，經F、Cl或CN單取代或多取代，較佳經F單取代或多取代，且其中一或多個CH2基團在各種情況下彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式視情況經-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-置換，較佳為具有1至9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9個C-原子、較佳具有2至5個C-原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，或鹵化烷基、鹵化烯基或鹵化烷氧基，較佳為單氟化、二氟化或寡氟化(oligofluorinated)之烷基、烯基或烷氧基，最佳為正烷基、正烷氧基、烯基、烯氧基或烷氧基烷基， Y01及Y02彼此獨立地為F、Cl或CN，且或者其中一者可為H，R01及R02彼此獨立地為H或具有1至12個C-原子之烷基，X1為F、Cl、CF3、OCF3或CN，較佳為F、CF3或CN， 至 在每次出現時彼此獨立地為 或 或者可為 或 較佳地 為或 為或 為 為或 n為0、1或2，較佳為1或2，m為0或1，且n+m為0、1或2，較佳為1或2，其中亦涵蓋對掌性化合物，允許獲得具有可接受之高澄清點及/或針對溫度及/或UV負荷且尤其針對後者之相當高的電壓保持比穩定性之介質。
本發明之介質較佳包含一或多種式I化合物，較佳為選自式I-1至I-4之化合物之群，較佳選自式I-1、I-2及I-4之化合物之群，最佳為一或多種各自為式I-1及/或I-2及/或I-4之化合物，
其中參數具有根據以上式I所提供之含義。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式I-1化合物，較佳選自式I-1a至I-1d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式I-1a及/或I-1c之化合物，
其中R1具有根據以上式I-1所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式I-2化合物，較佳選自式I-2a至I-2d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式I-2c及/或I-2d之化合物，
其中R1具有根據以上式I-2所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種式I-4化合物，較佳選自式I-4a至I-4d之化合物之群，較佳為一或多種各自為式I-4a及/或I-4b之化合物，
其中R1具有根據以上式I-4所提供之含義且較佳為正烷基，最佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之介質另外包含一或多種選自式II及III之化合物之群的化合物
其中R2及R3彼此獨立地具有根據以上式I對於R1所提供之含義之一，X2及X3彼此獨立地為F、Cl、CF3、OCF3或CN，較佳為F、CF3或CN， 及若存在 彼此獨立地為 或 或者可為 或 較佳地 為或 及若存在 彼此獨立地為 或 或者可為 或 較佳地 為或 p為0或1，較佳為0，且q為0或1，較佳為0。
較佳地，本發明之介質另外包含一或多種選自式IV及V之化合物之群的化合物
其中R4為烷基，其為直鏈或分支鏈，較佳具有1至20個C-原子，未經取代，經F、Cl或CN單取代或多取代，較佳經F單取代或多取代，且其中一或多個CH2基團在各種情況下彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-或-C≡C-置換，較佳為具有1至9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9個C-原子、較佳具有2至5個C-原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，最佳為正烷基、正烷氧基、烯基、烯氧基或烷氧基烷基， L4為H或F，較佳為H 為或 X4為F、CF3、OCF3或CN，較佳為F、CF3或CN且最佳為F或CF3，且k為0或1，較佳為1。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種式V化合物
其中R5為烷基，其為直鏈或分支鏈，較佳具有1至20個C-原子，未經取代，經F、Cl或CN單取代或多取代，較佳經F單取代或多取代，且其中一或多個CH2基團在各種情況下彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-或-C≡C-置換，較佳為具有1至9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9個C-原子、較佳具有2至5個C-原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，更佳地為正烷基、正烷氧基、烯基、烯氧基或烷氧基烷基，更佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基且最佳為正丁基，且X5為F、CF3、OCF3或CN，較佳為F、CF3或CN且最佳為F或CF3。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種式II化合物，較佳為如下化合物，其中R2具有根據以上式II所提供之含義且更佳為正烷基，更佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基且最 佳為正丁基。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種式II化合物，較佳選自其子式II-1至II-8、較佳式II-3及/或II-7之化合物之群，
其中R2具有根據以上式II所提供之含義且較佳為正丁基或正戊基。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種式III化合物，較佳為如下化合物，其中R3具有根據以上式III所提供之含義且更佳為正烷基，更佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基且最佳為正丁基。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種式III化合物，其選自其子式III-1至III-3、較佳式III-1及/或III-3之群，
其中參數具有以上所提供之含義且較佳地X3為F或CN，且在式III-1及III-2中最佳為CN，且在式III-3中最佳為F。
在本申請案中，烷基或烷氧基(亦即末端CH2基團經-O-置換之烷基)可為直鏈或分支鏈。其較佳為直鏈，具有1、2、3、4、5、6、7或8個碳原子且因此較佳為例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基或辛氧基，另外為壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、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。
氧雜烷基(亦即一個非末端CH2基團經-O-置換之烷基)較佳為例如直鏈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-氧雜戊基、3-氧雜戊基或4-氧雜戊基、2-、3-、4-或5-氧雜己基、2-氧雜庚基、3-氧雜庚基、4-氧雜庚基、5-氧雜庚基或6-氧雜庚基、2-氧雜辛基、3-氧雜辛基、4-氧雜辛基、5-氧雜辛基、6-氧雜辛基或7-氧雜辛基、2-氧雜壬基、3-氧雜壬基、4-氧雜壬基、5-氧雜壬基、6-氧雜壬基、7-氧雜壬基或8-氧雜壬基或2-氧雜癸基、3-氧雜癸基、4-氧雜癸基、5-氧雜癸基、6-氧雜癸基、7-氧雜癸基、8-氧雜癸基或9-氧雜癸基。
烯基(亦即一或多個CH2基團經-CH=CH-置換之烷基)可為直鏈或分支鏈。其較佳為直鏈，具有2至10個C原子且因此較佳為乙烯基、丙-1-烯基或丙-2-烯基、丁-1-烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯基、戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基或戊-4-烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基或己-5-烯基、庚-1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基或庚-6-烯基、辛-1-烯基、辛-2-烯基、辛-3-烯基、辛-4-烯基、辛-5-烯基、辛-6-烯基或辛-7-烯基、壬-1-烯基、壬-2-烯基、壬-3-烯基、壬-4-烯基、壬-5-烯基、壬-6-烯基、壬-7-烯基或壬-8-烯基、癸-1-烯基、癸-2-烯基、癸-3-烯基、癸-4-烯基、癸-5-烯基、癸-6-烯基、癸-7-烯基、癸-8-烯基或癸-9-烯基。
尤其較佳之烯基為C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基、C5-C7-4-烯基、C6-C7-5-烯基及C7-6-烯基，尤其為C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基及C5-C7-4-烯基。尤其較佳烯基之實例為乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基及其類似基團。具有至多5個C-原子之基團 一般為較佳。
在一個CH2基團經-O-置換且一個CH2基團經-CO-置換之烷基中，此等基團較佳相鄰。因此，此等基團一起形成羰氧基-CO-O-或氧羰基-O-CO-。較佳地，該烷基為直鏈且具有2至6個C原子。
因此，其較佳為乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基、乙醯氧基甲基、丙醯氧基甲基、丁醯氧基甲基、戊醯氧基甲基、2-乙醯氧基乙基、2-丙醯氧基乙基、2-丁醯氧基乙基、3-乙醯氧基丙基、3-丙醯氧基丙基、4-乙醯氧基丁基、甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、丁氧羰基、戊氧羰基、甲氧羰基甲基、乙氧羰基甲基、丙氧羰基甲基、丁氧羰基甲基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(丙氧羰基)乙基、3-(甲氧羰基)丙基、3-(乙氧羰基)丙基、4-(甲氧羰基)-丁基。
兩個或兩個以上CH2基團經-O-及/或-COO-置換之烷基，其可為直鏈或分支鏈。其較佳為直鏈且具有3至12個C原子。因此，較佳為雙-羧基-甲基、2,2-雙-羧基-乙基、3,3-雙-羧基-丙基、4,4-雙-羧基-丁基、5,5-雙-羧基-戊基、6,6-雙-羧基-己基、7,7-雙-羧基-庚基、8,8-雙-羧基-辛基、9,9-雙-羧基-壬基、10,10-雙-羧基-癸基、雙-(甲氧羰基)-甲基、2,2-雙-(甲氧羰基)-乙基、3,3-雙-(甲氧羰基)-丙基、4,4-雙-(甲氧羰基)-丁基、5,5-雙-(甲氧羰基)-戊基、6,6-雙-(甲氧羰基)-己基、7,7-雙-(甲氧羰基)-庚基、8,8-雙-(甲氧羰基)-辛基、雙-(乙氧羰基)-甲基、2,2-雙-(乙氧羰基)-乙基、3,3-雙-(乙氧羰基)-丙基、4,4-雙-(乙氧羰基)-丁基、5,5-雙-(乙氧羰基)-己基。
經CN或CF3單取代之烷基或烯基較佳為直鏈。經CN或CF3取代可位於任何所需位置。
至少經鹵素單取代之烷基或烯基，其較佳為直鏈。鹵素較佳為F或Cl，在多取代之情況下較佳為F。所得基團亦包括全氟化基團。在 單取代之情況下，F或Cl取代基可位於任何所需位置，但較佳位於ω-位置。具有末端F取代基之尤其較佳直鏈基團的實例為氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基及7-氟庚基。然而，不排除F之其他位置。
鹵素意謂F、Cl、Br及I且較佳為F或Cl，最佳為F。R1至R5、R、R'及R"各自可為極性或非極性基團。在極性基團之情況下，其較佳選自CN、SF5、鹵素、OCH3、SCN、COR5、COOR5或具有1至4個C原子之單氟化、寡氟化、或多氟化烷基或烷氧基。R5為具有1至4、較佳1至3個C原子之視情況氟化烷基。尤其較佳極性基團選自F、Cl、CN、OCH3、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、CHF2、CH2F、OCF3、OCHF2、OCH2F、C2F5及OC2F5，尤其為F、Cl、CN、CF3、OCHF2及OCF3。在非極性基團之情況下，其較佳為具有至多15個C原子之烷基或具有2至15個C原子之烷氧基。
R1至R5、R、R、R'及R"各自可為非對掌性或對掌性基團。在對掌性基團之情況下，其較佳為式I*：
其中Q1為具有1至9個C原子之伸烷基或伸烷基-氧基或單鍵，Q2為具有1至10個C原子之烷基或烷氧基，其可未經取代，經F、Cl、Br或CN單取代或多取代，對於一或多個非相鄰CH2基團亦可能在各種情況下彼此獨立地以使得氧原子不彼此直接鍵聯之方式經-C≡C-、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-或-CO-S-置換，Q3為F、Cl、Br、CN或如對於Q2所定義但不同於Q2之烷基或烷氧基。
在式I*中之Q1為伸烷基-氧基的情況下，O原子較佳相鄰於對掌性C原子。
較佳式I*之對掌性基團為2-烷基、2-烷氧基、2-甲基烷基、2-甲基烷氧基、2-氟烷基、2-氟烷氧基、2-(2-乙炔)-烷基、2-(2-乙炔)-烷氧基、1,1,1-三氟-2-烷基及1,1,1-三氟-2-烷氧基。
尤其較佳對掌性基團I*為例如2-丁基(=1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基，尤其為2-甲基丁基、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基、2-辛氧基、2-氧雜-3-甲基丁基、3-氧雜-4-甲基戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十一烷基、6-甲氧基辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛醯氧基、5-甲基庚氧羰基、2-甲基丁醯氧基、3-甲基戊醯氧基、4-甲基己醯氧基、2-氯丙醯氧基、2-氯-3-甲基丁醯氧基、2-氯-4-甲基戊醯氧基、2-氯-3-甲基戊醯氧基、2-甲基-3-氧雜戊基、2-甲基-3-氧雜己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛氧基、2-氟癸氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛氧基。極佳為2-己基、2-辛基、2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基及1,1,1-三氟-2-辛氧基。
另外，含有非對掌性分支鏈烷基之化合物可能有時很重要，例如由於結晶傾向降低。此類型之分支鏈基團一般不含有一個以上鏈分支。較佳非對掌性分支鏈基團為異丙基、異丁基(=甲基丙基)、異戊基(=3-甲基丁基)、異丙氧基、2-甲基-丙氧基及3-甲基丁氧基。
較佳地，本發明之液晶介質包含一或多種反應性化合物(分別為可聚合化合物)，其各自包含一種、兩種或兩種以上反應性基團(分別為可聚合基團)。當藉由形成可具有矩陣或網狀物形式之聚合物使液晶原基材料較佳穩定處於藍相時，此為明顯的。
對於在顯示器應用中之用途，自身展現純藍相(BP)之典型材料的溫度範圍一般不夠寬。該等材料通常具有的藍相在僅幾度之小溫度範圍內(例如約3至4°)延續。因此，需要擴大藍相之溫度範圍的另外的穩定作用以使得該等材料適於實際應用(諸如在顯示器中)。
為了藉由形成聚合物來穩定藍相，宜將經調配之藍相主體混合物與適當的對掌性摻雜劑(一或多種適合之對掌性化合物)及與一或多種反應性化合物(較佳反應性液晶原基化合物(RM))組合。將所得混合物填充至LC單元(分別為顯示面板)中。接著使LC單元/面板保持於混合物處於藍相之某一溫度下，例如對其進行加熱或冷卻直至可在某一溫度下觀察到藍相。在整個聚合過程期間維持此溫度。該聚合過程通常藉由典型中壓水銀蒸氣燈之UV照射來控制。標準條件為例如使用3mW/cm2，持續180秒，波長為380nm。為避免損壞LC材料，可另外使用適當濾光器。
以下簡單地解釋所獲得之聚合物穩定藍相(BP)的穩定性準則。
確保聚合物穩定作用之極佳品質為在顯示器應用中使用PS-BP之關鍵。由若干個準則來判斷聚合物穩定之品質。光學檢查確保良好聚合反應。在測試單元/面板中觀察到之任何缺陷及/或濁度指示次優聚合物穩定作用。在多種負荷/應力條件下之電光檢查確保PS-BP之長期穩定性。典型的顯示器參數為所謂的記憶效應(ME)。該記憶效應定義為接通對比率與斷開對比率之比率，其為已執行一或多個切換循環後剩餘透射率之正規化度量。此記憶效應值1.0係極佳聚合物穩定作用之指標。此記憶效應值大於1.1指示藍相穩定作用不足。
本發明進一步係關於一種LC介質，其包含一或多種選自式I及II及視情況III之化合物之群的化合物、對掌性摻雜劑及一或多種式P化合物Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P
其中個別基團具有以下含義：Pa、Pb各自彼此獨立地為可聚合基團，Spa、Spb各自彼此獨立地表示間隔基團，s1、s2各自彼此獨立地表示0或1，n1、n2各自彼此獨立地表示0或1，較佳為0，Q表示-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-，較佳為-CF2O-，Z1、Z4表示單鍵、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-，其中Z1及Q或Z4及Q不同時表示選自-CF2O-及-OCF2-之基團，A1、A2、A3、A4
各自彼此獨立地表示選自以下各群之基團：a)由反-1,4-伸環己基、1,4-伸環已烯基及1,4'-二伸環己基組成之群，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-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，其中每一者亦可經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，較佳選自由雙環[1.1.1]戊-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、螺[3.3]庚-2,6-二基組成之群，
其中另外此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，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、在各種情況下視情況氟化之烷基、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各自彼此獨立地表示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及Y2各自彼此獨立地具有上文對於R0所指示之含義之一，或 表示Cl或CN，且基團Y1及Y2中之一者交替表示-OCF3，較佳為H、F、Cl、CN或CF3，以及可藉由使單獨一或多種式P化合物或一或多種式P化合物與來自各別混合物之一或多種其他可聚合化合物之組合聚合獲得之聚合物穩定系統，及該穩定系統於具有藍相之電光顯示器中的用途。
式P化合物(較佳為根據本發明所使用之化合物)選自由下式組成之群：
其中L在每次出現時相同或不同地具有上文及下文所指示之含義之一，r表示0、1、2、3或4，s表示0、1、2或3，且n表示介於1與24之間、較佳介於1與12之間、極尤其較佳介於2與8之間的整數，且其中若基團未指示位於單鍵或雙鍵之末端，則其為末端CH3或CH2基團。
在式P1至P24中，較佳表示選自由下式組成之群的基 團： 及 尤其較佳為
基團A2-Q-A3較佳表示下式之基團： 其中至少一個環經至少一個基團L=F取代。此處，r在各種情況下獨立地較佳為0、1或2。
式P及其子式之化合物中的Pa及Pb較佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，另外為氟丙烯酸酯。式I及其子式之化合物中的Spa及Spb較佳表示選自由-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-及-(CH2)p1-O-CO-O-及其鏡像組成之群的基團，其中p1表示整數1至12，較佳為1至6，尤其較佳為1、2或3，其中此等基團以使得O原子不直接相鄰之方式鍵聯於Pa或Pb。
在式P化合物中，尤其較佳為以下化合物，其中- 基團Pa及Pb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、氧雜環丁烷及環氧基組成之群，尤其較佳為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基，- 基團Spa及Spb選自由-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-及-(CH2)p1-O-CO-O-及其鏡像組成之群，其中p1表示整數1至12，較佳為1至6，尤其較佳為1、2或3，且其中此等基團係以使得O原子不直接相鄰之方式鍵聯於Pa或Pb。式P化合物(較佳為根據本發明之一較佳實施例所使用之化合物)為包含正好兩個環(n1=n2=0)之化合物，該等環較佳為6員環。尤其較佳為選自下式化合物之群的化合物：
其中Pa、Pb、Spa、Spb、s1及s2如根據以上式P所定義，且較佳地Spa/b為伸烷基-(CH2)n-，其中n較佳為3、4、5、6或7且Pa/b為甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯部分。尤其較佳為使用選自式Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、Ph及Pi之群的化合物，且尤其為式Pa化合物。
部分「A2-Q1-A3」較佳為下式之部分：
其中較佳地兩個伸苯基環中之至少一者經至少一個不同於H之L取代，其中r對於各環獨立地為0、1或2，且較佳地其對於各環為0、1或2。
對於式P化合物，以及對於其各別子式，較佳地- Pa及Pb彼此獨立地為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，以及氟丙烯酸酯，- Spa及Spb彼此獨立地為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-、-CO-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1為整數1至12，較佳為1至6，尤其較佳為1、2或3，且其中此等部分係以使得O-原子不彼此直接鍵聯之方式與Pa或Pb鍵聯。
尤其較佳為使用式P化合物，其中-Pa及Pb為乙烯基氧基-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，尤其較佳為丙烯酸酯-或甲基丙烯酸酯，-Spa及Spb為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-、-CO-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1為整數1至12，較佳為1至6，尤其較佳為1、2或3，且其中此等部分以使得O-原子不彼此直接鍵聯之方式與Pa或Pb鍵聯。
為製造本發明之聚合物穩定顯示器，在一種化合物含有或更多種化合物含有兩個或兩個以上可聚合基團之情況下，藉由在LC顯示器基板之間的LC介質中在施加電壓下當場聚合使可聚合化合物聚合或交聯。該聚合可在一個步驟中進行。亦可能首先在施加電壓下在第 一步驟中進行聚合以產生預傾角(pretilt angle)，且隨後，在不施加電壓之第二聚合步驟中使未在第一步驟中反應之化合物聚合或交聯(「最終固化」)。
適合且較佳之聚合方法為例如熱或光聚合，較佳為光聚合，尤其為UV光聚合。此處亦可視情況添加一或多種引發劑。適於聚合之條件及引發劑之適合類型及量為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。適於自由基聚合的是例如市售光引發劑Irgacure651®(簡稱為IRG-651®)、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173®(Ciba AG)。若使用引發劑，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%。
本發明之可聚合化合物亦適於無引發劑之聚合反應，其伴有相當大的優點，例如較低材料成本及尤其為可能殘餘量之引發劑或其降解產物對LC介質之污染較小。因此，聚合反應亦可在不添加引發劑之情況下進行。在一較佳實施例中，LC介質因此不包含聚合引發劑。
可聚合組分或LC介質亦可包含一或多種穩定劑以防止RM之非所需自發聚合反應，例如在儲存或運輸期間。穩定劑之適合類型及量為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。尤其適合的是例如來自Irganox®系列(Ciba AG)之市售穩定劑，例如Irganox® 1076。若使用穩定劑，則以RM或可聚合組分之總量計，其比例較佳在10ppm至10,000ppm之範圍內，尤其較佳在50ppm至500ppm之範圍內。
根據本發明較佳使用之式P之可聚合化合物可個別地聚合，但亦有可能使包含兩種或兩種以上本發明之可聚合化合物的混合物或包含一或多種本發明之可聚合化合物與一或多種其他可聚合化合物(共聚單體)之混合物聚合，該等其他可聚合化合物較佳為液晶原基或液晶。在該等混合物聚合之情況下，形成共聚物。較佳使用兩種或兩種 以上本發明之化合物之混合物或包含一或多種本發明之化合物與一或多種其他可聚合化合物之混合物。此外，本發明係關於上文及下文所提及之可聚合混合物。可聚合化合物及共聚單體為液晶原基或非液晶原基，較佳為液晶原基或液晶。
用於供本發明之聚合物穩定顯示器用之聚合物前驅物中之適合且較佳之共聚單體例如選自下式：
其中參數具有以下含義：P1及P2各自彼此獨立地為可聚合基團，較佳具有上文或下文對於Pa所提供之含義之一，尤其較佳為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氧雜環丁烷、乙烯基氧基-或環氧基，Sp1及Sp2各自彼此獨立地為單鍵或間隔基團，較佳具有上文或下文對於Spa所提供之含義之一，尤其較佳為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1為整數1至12，且其中最後提及之基團經由O-原子鍵聯於相鄰環，且其中或者P1-Sp1-及P2-Sp2-中之一或多者亦可為Raa，其限制條件為化合物中存在之P1-Sp1-及P2-Sp2-中之至少一者不為Raa，Raa為H、F、Cl、CN或具有1至25個C-原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個非相鄰-CH2-基團彼此獨立地可以使得O-原子及S-原子均不彼此直接鍵聯之方式經-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個H-原子亦可經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，其中該等烯基-及炔 基具有至少兩個C-原子且該等分支鏈基團具有至少三個C-原子，R0、R00在每次出現時各自彼此獨立地為H或具有1至12個C-原子之烷基，Ry及Rz各自彼此獨立地為H、F、CH3或CF3，Z1為-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-，Z2及Z3各自彼此獨立地為-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n為2、3或4，L在每次出現時彼此獨立地為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'及L"各自彼此獨立地為H、F或Cl，r為0、1、2、3或4，s為0、1、2或3，t為0、1或2，且x為0或1。
用於可在液晶原基介質處於藍色之溫度下操作及/或在該溫度下操作的根據本申請案之顯示器中的適合且較佳之共聚單體例如選自單反應性化合物之群，該等單反應性化合物存在於聚合物穩定系統之前驅物中的濃度在1wt.-%至9wt.-%、尤其較佳4wt.-%至7wt.-%之範圍內。較佳單反應性化合物為式M1至M29之化合物，其中P1-Sp1-及P2-Sp2-中之一或多者為Raa，以使得化合物僅具有單一反應性基團。
尤其較佳之單反應性化合物為下式化合物：
其中P1、Sp1及Raa具有上文所提供之各別含義。
其中，下式化合物
其中n為在1至16、較佳2至8之範圍內的整數，較佳為偶數，m為在1至15、較佳2至7之範圍內的整數，尤為較佳。
尤其較佳為如上文及下文所述之LC介質、LC顯示器、方法或用途，其中該LC介質或其中存在之可聚合或聚合組分包含一或多種下式化合物：
其中Pa、Pb、Spa、Spb、s1、s2及L具有上文及下文所指示之含義，r表示0、1、2、3或4，且Z2及Z3各自彼此獨立地表示-CF2-O-或-O-CF2-，較佳地Z2為-CF2-O-且Z3為-O-CF2-或反之亦然，且最佳地Z2為-CF2-O-且Z3為-O-CF2-。
式I化合物可使用專家已知之常用方法來獲得。起始物質可為例如以下類型之化合物，其可購得或可藉由公開方法獲得。
較佳地，本發明之液晶介質含有組分A，其包含式I化合物、較佳主要由式I化合物組成且最佳完全由式I化合物組成。
在本申請案中，包含在組合物之上下文中意謂所指之實體(例如介質或組分)含有所述化合物，較佳地其總濃度為10%或更大且最佳 為20%或更大。
在本文中，主要由......組成意謂所指之實體含有80%或更多、較佳90%或更多且最佳95%或更多之所述化合物。
在本文中，完全由......組成意謂所指之實體含有98%或更多、較佳99%或更多且最佳100.0%之所述化合物。
根據本申請案之介質中所含之根據本申請案之化合物的濃度較佳在0.5%或更大至70%或更小之範圍內，更佳在1%或更大至60%或更小之範圍內且最佳在5%或更大至50%或更小之範圍內。
在一較佳實施例中，本發明之液晶原基調變介質包含- 選自式M-I及M-II之化合物之群的一種化合物或更多種化合物，對於所存在之各單一化合物，較佳地其總濃度為1重量%至25重量%，更佳地其濃度為1重量%至20重量%，且最佳地其濃度為1重量%至10重量%，及/或- 選自式I及II之化合物之群的一種化合物或更多種化合物，較佳地其濃度為1重量%至25重量%，及/或- 視情況、較佳必須存在之一或多種選自式IV及V之化合物之群的化合物，及/或- 一或多種對掌性化合物，其HTP絕對值20μm-1，較佳地其濃度為1重量%至20重量%，及- 視情況、較佳必須存在之聚合物前驅物，其包含反應性化合物，較佳包含反應性液晶原，其在聚合後能夠且較佳穩定藍相之相範圍及/或降低電光效應之溫度依賴性。
本發明混合物較佳包含一或多種選自式I及II及視情況III之化合物之群的化合物，較佳地其總濃度在40%或更大至80%或更小之範圍內，較佳在45%或更大至75%或更小之範圍內且最佳在50%或更大至70%或更小之範圍內。
詳言之，本發明混合物較佳包含一或多種式I化合物，其總濃度在40%或更大至80%或更小之範圍內，較佳在45%或更大至75%或更小之範圍內且最佳在50%或更大至70%或更小之範圍內。
在本發明混合物包含一或多種式II化合物之情況下，此等化合物之總濃度較佳在1%或更大至15%或更小之範圍內，較佳在2%或更大至10%或更小之範圍內且最佳在4%或更大至8%或更小之範圍內。
在本發明混合物包含一或多種式III化合物之情況下，此等化合物之總濃度較佳在1%或更大至20%或更小之範圍內，較佳在2%或更大至15%或更小之範圍內且最佳在3%或更大至10%或更小之範圍內。
在本發明混合物包含一或多種式IV化合物之情況下，此等化合物之總濃度較佳在1%或更大至15%或更小之範圍內，較佳在2%或更大至10%或更小之範圍內，且最佳在4%或更大至8%或更小之範圍內。
在本發明混合物包含一或多種式V化合物之情況下，此等化合物之總濃度較佳在5%或更大至45%或更小之範圍內，較佳在15%或更大至40%或更小之範圍內且最佳在25%或更大至35%或更小之範圍內。
適合之對掌性化合物為如下化合物，其螺旋扭轉功率之絕對值為20μm-1或更大，較佳為40μm-1或更大且最佳為60μm-1或更大。在20℃之溫度下在液晶介質MLC-6260中量測HTP。
本發明之液晶原基介質較佳包含一或多種對掌性化合物，其具有液晶原基結構且本身較佳展現一或多種中間相，尤其為至少一個膽固醇狀液晶相。包含於液晶原基介質中之較佳對掌性化合物為熟知對掌性摻雜劑，如壬酸膽固醇酯(CN)、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、R/S-5011、CB-15(Merck KGaA,Darmstadt,Germany)。較佳為具有一或多個對掌性部分及一或多個液晶原基或具有一或多個與該對掌性部分一起形成液晶原基之芳族或脂環部分之對 掌性摻雜物。更佳為DE 34 25 503、DE 35 34 777、DE 35 34 778、DE 35 34 779、DE 35 34 780、DE 43 42 280、EP 01 038 941及DE 195 41 820中所揭示之對掌性部分及液晶原基對掌性化合物，該等專利之揭示內容以引用的方式併入本申請案中。尤其較佳為如EP 01 111 954.2中所揭示之對掌性聯萘衍生物、如WO 02/34739中所揭示之對掌性聯萘酚衍生物、如WO 02/06265中所揭示之對掌性TADDOL衍生物以及如WO 02/06196及WO 02/06195中所揭示之具有至少一個氟化鍵聯基團及一個末端對掌性部分或一個中心對掌性部分之對掌性摻雜劑。
本發明之液晶原基介質具有特徵溫度，較佳為澄清點，其在約-30℃至約90℃之範圍內，尤其為60℃或更高，較佳為70℃或更高且最佳為80℃或更高。
本發明混合物較佳各含有一或多種(兩種、三種、四種或四種以上)對掌性化合物，其在1-25wt.%、較佳2-20wt.%之範圍內。尤其較佳為含有總共3-15wt.-%之一或多種對掌性化合物的混合物。
下文指示較佳實施例：- 介質包含一種、兩種、三種、四種或四種以上式D化合物，較佳為一種、兩種、三種、四種或四種以上各自為式D-1及/或D-2之化合物，及/或- 介質包含一種、兩種、三種、四種或四種以上式I化合物，較佳為一種、兩種、三種、四種或四種以上各自為式I-1及/或I-2及/或I-4、尤其式I-4a及/或I-4b之化合物，及/或- 介質包含一種、兩種或兩種以上式II、較佳式II-3及/或II-4及/或II-7之化合物，及/或- 介質包含一或多種式III化合物，及/或- 介質包含一種、兩種或兩種以上式IV化合物，及/或 - 介質包含一種、兩種或兩種以上式V化合物，及/或- 介質包含一種、兩種、三種或三種以上對掌性化合物，其螺旋扭轉功率較佳為20μm-1或更大，及/或- 介質包含一種、兩種或兩種以上的反應性化合物，較佳為一種、兩種或兩種以上的反應性液晶原基化合物，較佳為式P，較佳為其子式中之一或多者，及/或一或多種選自式M1至M29、較佳式M16-A及/或M17-A、更佳式M17-A'之群的反應性液晶原基化合物。
式D及I及II及III之化合物的最佳混合比實質上視所需性質、式D、I及/或II及/或III之組分的選擇及可存在之任何其他組分的選擇而定。可根據情況容易地測定在上文所提供之範圍內的適合混合比。
本發明之混合物中式D及I及II及視情況III之化合物的總量在許多情況下並不重要。因此，混合物可包含一或多種用於最佳化多種性質之目的的其他組分。然而，所觀察到的對操作電壓及操作溫度範圍之影響一般愈大，式D及I及視情況III及/或III之化合物的總濃度愈高。
在介質包含一種式D化合物之情況下，介質中該化合物之濃度較佳在1%至25%之範圍內，較佳在2%至20%之範圍內且最佳在3%至15%之範圍內。
在介質包含兩種或兩種以上式D化合物之情況下，介質中此等化合物之總濃度較佳在3%至55%之範圍內，較佳在10%至50%之範圍內且最佳在12%至35%之範圍內。
介質中式I-1化合物之濃度較佳在10%至40%之範圍內，更佳在15%至35%之範圍內且最佳在20%至30%之範圍內。
介質中式I-2化合物之濃度較佳在10%至60%之範圍內，更佳在15%至55%之範圍內且最佳在20%至50%之範圍內。
介質中式I-3化合物之濃度較佳在10%至60%之範圍內，更佳在15%至50%之範圍內且最佳在20%至45%之範圍內。
介質中式I-4化合物之濃度較佳在10%至50%之範圍內，更佳在20至45%之範圍內且最佳在25%至40%之範圍內。
介質中存在之全部化合物的濃度為100%。
已發現甚至與其他已知液晶材料、尤其與一或多種式I及視情況式II及III之化合物混合之相對小比例的式D化合物可導致較低操作電壓及較寬操作溫度範圍。尤其較佳為除一或多種式D化合物外包含一或多種式I化合物、尤其式I-1及/或I-2及/或I-4之化合物的混合物。
式D及I至V之化合物無色、穩定且容易彼此及與其他液晶材料混溶。
在一尤其較佳實施例中，本發明之介質包含一或多種各自為式D-1及/或D-2及式I及/或II及視情況III之化合物。與式D及I之化合物的有利協同作用導致尤其有利的性質。詳言之，包含式D及式I及視情況式II及/或式III之化合物的混合物顯示其低操作電壓的特徵。
可用於本發明之介質中的式D、I、II至III及/或IV及/或V之個別化合物為已知或可類似於已知化合物來製備。
由偏光器、電極底板及經表面處理之電極構造本發明之MLC顯示器對應於此類型之顯示器的習知構造。術語習知構造在此廣泛引申且亦涵蓋MLC顯示器之所有衍生物及改良，尤其包括基於聚-Si TFT或MIM之矩陣顯示元件，然而，尤其較佳之顯示器僅在一個基板上具有電極，亦即所謂的指叉式電極，如IPS顯示器中所用者，較佳地在已建立結構之一中。
然而，本發明之顯示器與基於扭轉向列型單元之習知顯示器之間的顯著差異在於液晶層之液晶參數的選擇。
以本身習知之方式製備本發明之介質。一般而言，使該等組分彼此溶解，在高溫下較為有利。藉助於適合之添加劑，本發明之液晶相可以使得其可用於迄今已揭示之所有類型的液晶顯示元件中之方式 進行改良。此類型之添加劑為熟習此項技術者所知且詳細描述於文獻(H.Kelker及R.Hatz,Handbook of Liquid Crystals,Verlag Chemie,Weinheim,1980)中。舉例而言，可添加多色染料用於製備彩色客體-主體系統，或可添加物質以改良向列相之介電各向異性、黏度及/或配向。此外，可添加穩定劑及抗氧化劑。
本發明之混合物適於TN、STN、ECB及IPS應用及各向同性切換模式(ISM)應用。因此，其於電光裝置中之用途及含有包含至少一種本發明之化合物的液晶介質之電光裝置為本發明之主題。
本發明混合物非常適於在光學各向同性狀態下操作之裝置。驚人地發現本發明之混合物非常適於各別用途。
近年來，在光學各向同性狀態下操作或可在光學各向同性狀態下操作之電光裝置就視訊、TV及多媒體應用而言已變得令人關注。此係因為利用基於液晶之物理性質的電光效應之習知液晶顯示器展現相當長的切換時間，其對於該等應用為非所需的。此外，大部分習知顯示器顯示顯著的對比度視角依賴性，其轉而又需要採取必要的措施來補償此非所需之性質。
關於在各向同性狀態下利用電光效應之裝置，例如德國專利申請案DE 102 17 273 A1揭示光控制(光調變)元件，其中用於調變之液晶原基控制介質在操作溫度下處於各向同性相。此等光控制元件具有極短的切換時間及良好的對比度視角依賴性。然而，該等元件之驅動或操作電壓經常高得不適合一些應用。
尚未公開之德國專利申請案DE 102 41 301描述允許顯著降低驅動電壓之電極的特定結構。然而，此等電極使得製造光控制元件之方法更為複雜。
此外，例如DE 102 17 273 A1與DE 102 41 301中皆揭示之光控制元件顯示顯著溫度依賴性。可由處於光學各向同性狀態之控制介質中 之電場誘導的電光效應在接近於控制介質之澄清點的溫度下最顯著。在此範圍內，光控制元件之特徵電壓值最低且因此需要最低操作電壓。隨著溫度升高，特徵電壓及因此操作電壓顯著增加。溫度依賴性之典型值在每攝氏度約幾伏特至每攝氏度約十或更大伏特之範圍內。DE 102 41 301描述用於可在各向同性狀態下操作或在各向同性狀態下操作之裝置之電極的多種結構，而DE 102 17 273 A1揭示適用於可在各向同性狀態下操作或在各向同性狀態下操作之光控制元件的具有不同組成之各向同性介質。此等光控制元件中之臨限電壓的相對溫度依賴性在高於澄清點攝氏1度之溫度下為在約50%/攝氏度之範圍內。彼溫度依賴性隨著溫度升高而降低以使得其在高於澄清點攝氏5度之溫度下為約10%/攝氏度。然而，對於利用該等光控制元件之顯示器的許多實際應用而言，電光效應之溫度依賴性過高。相反地，對於實際使用而言，需要操作電壓在至少某一攝氏度、較佳約攝氏5度或更高、甚至更佳約攝氏10度或更高且尤其約攝氏20度或更高之溫度範圍內與操作溫度無關。
現已發現本發明混合物之用途非常適合作為如上文及DE 102 17 273 A1、DE 102 41 301及DE 102 536 06中所述之光控制元件中的控制介質且擴大對該電光裝置之操作電壓進行操作的溫度範圍。在此情況下，光學各向同性狀態或藍相幾乎完全或完全與操作溫度無關。
若液晶原基控制介質展現至少一個如WO 2004/046 805中所述之所謂「藍相」，則此作用甚至更加明顯。具有極高對掌性扭轉之液晶可具有一或多種光學各向同性相。若其具有各彆膽固醇液晶螺距，則此等相可在具有足夠大單元間隙之單元中呈現淺藍色。因此，彼等相亦稱為「藍相」(Gray及Goodby,「Smectic Liquid Crystals,Textures and Structures」,Leonhard Hill,USA,Canada(1984))。電場對藍相中存在之液晶的作用例如描述於H.S.Kitzerow,「The Effect of Electric Fields on Blue Phases」,Mol.Cryst.Liq.Cryst.(1991)，第202卷，第51-83頁中，以及可在無場液晶中觀察到迄今已鑑別出之三種類型之藍相，亦即BP I、BP II及BP III。值得注意的是，若使展現藍相之液晶經受電場，則可呈現不同於藍相I、II及III之其他藍相或其他相。
本發明混合物可用於電光光控制元件中，該光控制元件包含- 一或多個、尤其兩個基板；- 電極組合件；- 一或多個用於偏光之元件；及- 該控制介質；藉此該光控制元件在當處於非驅動狀態時控制介質處於光學各向同性相之溫度下操作(或可在該溫度下操作)。
本發明之控制介質之特徵溫度(較佳澄清點)在約-30℃至約90℃、尤其至多約70℃至80℃之範圍內。
光控制元件之操作溫度較佳高於控制介質之特徵溫度，該溫度通常為控制介質轉變為藍相之轉變溫度；一般，操作溫度在高於該特徵溫度約0.1°至約50°之範圍內，較佳在約0.1°至約10°之範圍內。非常較佳地，操作溫度在控制介質轉變為藍相之轉變溫度至控制介質轉變為各向同性相之轉變溫度(其為澄清點)之範圍內。然而，光控制元件亦可在控制介質處於各向同性相之溫度下操作。
出於本發明之目的，術語「特徵溫度」定義如下：
- 若隨溫度而變之特徵電壓具有最小值，則此最小值時之溫度稱為特徵溫度。
- 若隨溫度而變之特徵電壓無最小值且若控制介質具有一或多個藍相，則轉變為藍相之轉變溫度稱為特徵溫度；若存在一個以上藍相，則轉變為藍相之最低轉變溫度稱為特徵溫度。
- 若隨溫度而變之特徵電壓無最小值且若控制介質不具有藍相， 則轉變為各向同性相之轉變溫度稱為特徵溫度。
在本發明文中，術語「烷基」意謂具有1至15個碳原子之直鏈及分支鏈烴(脂族)基，只要其不以與本說明書中或申請專利範圍中別處不同之方式定義即可。該等烴基可未經取代或經一或多個獨立地選自由F、Cl、Br、I或CN組成之群的取代基取代。
介電質亦可包含熟習此項技術者已知且文獻中所述之其他添加劑。舉例而言，可添加0%至5%之多色染料、抗氧化劑或穩定劑。
C表示結晶相，S表示近晶相，SC表示近晶C相，N表示向列相，I表示各向同性相且BP表示藍相。
VX表示X%透射率之電壓。因此，例如V10表示10%透射率之電壓且V100表示100%透射率之電壓(垂直於板表面之視角)。在對應V100(分別為Vmax)之值的操作電壓下，ton(分別為τon)表示接通時間且toff(分別為τoff)表示斷開時間。ton為相對透射率自10%變為90%之時間且toff為相對透射率自90%變為10%之時間。恰如電光特徵，使用來自Autronic Melchers,Germany之量測儀器DMS測定回應時間。Δn表示光學各向異性。Δε表示介電各向異性(Δε=ε∥-ε⊥，其中ε∥表示平行於縱向分子軸之介電常數且ε⊥表示垂直於縱向分子軸之介電常數)。除非另外明確說明，否則在20℃下在透射率之第一最小值下(亦即在0.5μm之(d．Δn)值下)在TN單元中量測電光資料。除非另外明確說明，否則在20℃下量測光學資料。
視情況，本發明之光調變介質可進一步包含液晶化合物以調整物理性質。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%至20%且最佳為5%至15%。
較佳地，本發明介質具有一個藍相範圍或在出現一個以上藍相之情況下具有一個組合之藍相範圍，其寬度為20°或更高、較佳為40°或更高、更佳為50°或更高且最佳為60°或更高。
在一較佳實施例中，此相之範圍至少為10℃至30℃，最佳至少為10℃至40℃且最佳至少為0℃至50℃，其中至少意謂相較佳延續至低於下限之溫度且同時其延續至高於上限之溫度。
在另一較佳實施例中，此相之範圍至少為20℃至40℃、最佳至少為30℃至80℃且最佳至少為30℃至90℃。此實施例尤其適於具有強背光之顯示器、耗散能量及因此加熱該顯示器。
較佳地，本發明介質之介電各向異性為150或更大，更佳為200或更大，甚至更佳為250或更大且最佳為300或更大。詳言之，本發明介質之介電各向異性值較佳為600或更小，更佳為550或更小。
在本申請案中，術語介電正性化合物描述Δε>1.5之化合物，介電中性化合物為-1.5Δε1.5之化合物且介電負性化合物為Δε<-1.5之化合物。同樣適用於各組分。在1kHz及20℃下測定Δε。由10%個別化合物於向列型主體混合物中之溶液的結果測定化合物之介電各向異性。在具有垂直配向及平行配向之單元中測定此等測試混合物之電容。兩種類型之單元的單元間隙為約20μm。施加電壓為具有1kHz頻率及通常為0.5V至1.0V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。
對於介電正性化合物及介電中性以及介電負性化合物，分別使用皆來自Merck KGaA,Germany之混合物ZLI-4792及混合物ZLI-3086作為主體混合物。由添加所關注化合物後之主體混合物之各別值的變化測定化合物之介質電容率，且將該等介質電容率外推至所關注化合物之濃度為100%。
如此在20℃之量測溫度下量測具有向列相之組分，像化合物一樣處理所有其他組分。
若未另外明確說明，則術語臨限電壓在本申請案中係指光學臨限值，且針對10%相對對比度(V10)提供，且術語飽和電壓係指光學飽 和度，且針對90%相對對比度(V90)提供。電容臨限電壓(V0，亦稱為弗里德里克茲(Freedericksz)臨限值VFr)僅在明確提及之情況下使用。
除非另有明確說明，否則本申請案中所提供之參數的範圍均包括極限值。
在整個本申請案中，除非另有明確說明，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(Celsius)提供，且所有溫度差均以攝氏度提供。除非另有明確說明，否則所有物理性質均已根據或根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,Status 1997年11月，Merck KGaA,Germany測定，且針對20℃之溫度提供。在589.3nm之波長下測定光學各向異性(Δn)。在1kHz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學性質均已使用於Merck KGaA,Germany所製備之測試單元來測定。用於測定Δε之測試單元的單元間隙為22μm。電極為具有1.13cm2之面積及保護環之圓形ITO電極。對於垂直定向(ε∥)而言，定向層為卵磷脂，且對於水平定向(ε⊥)而言，定向層為來自Japan Synthetic Rubber之聚醯亞胺AL-1054。利用頻率回應分析器Solatron 1260，使用正弦波，以0.3或0.1 Vrms之電壓測定電容。電光學量測中所使用之光為白光。所用之裝備為Otsuka,Japan之市售設備。已在垂直觀察下測定特徵電壓。已分別對於10%、50%及90%相對對比度測定臨限電壓(V10)、中灰電壓(V50)及飽和電壓(V90)。
將液晶原基調變材料填充至於Merck KGaA之各別設施所製備之電光測試單元中。該等測試單元在基板一側上具有指叉式電極。電極寬度為10μm，相鄰電極之間的距離為10μm且單元間隙亦為10μm。已在正交偏光器之間以電光學方式評估此測試單元。
在低溫下，經填充之單元在無施加電壓下顯示對掌性向列型混合物之典型結構，其在正交偏光器之間具有光學透射率。加熱時，在 第一溫度(T1)下，混合物轉變為光學各向同性，從而正交偏光器之間呈現深色。此指示在該溫度下由對掌性向列相轉變為藍相。升至第二溫度(T2)時，單元在通常幾十伏特之施加電壓(在彼範圍內之某一電壓導致最大光學轉變)下顯示電光效應。通常，在較高溫度下，可見電光效應所需之電壓有力地增加，指示在此第二溫度(T2)下由藍相轉變為各向同性相。
在藍相中可以電光學方式最有利地使用混合物之溫度範圍(ΔT(BP))已鑑別為T1至T2範圍。此溫度範圍(ΔT(BP))為本申請案實例中所提供之溫度範圍。電光顯示器亦可在超出此範圍之溫度下，亦即在高於T2之溫度下操作，但僅在顯著增加之操作電壓下。
本發明之液晶介質可含有通常濃度之其他添加劑及對掌性摻雜劑。以總混合物計，此等其他組分之總濃度在0%至10%之範圍內，較佳在0.1%至6%之範圍內。所用之個別化合物的濃度各自較佳在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。
根據本發明之本發明液晶介質由若干種化合物、較佳3至30種、更佳5至20種且最佳6至14種化合物組成。以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。在溫度高於以較高濃度使用之化合物之清澈點的情況下，尤其容易觀察到溶解過程之完成。然而，亦可能藉由其他習知方式製備介質，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晶混合物，或使用所謂的多瓶系統，其各組分本身為即用混合物。
藉由添加適合之添加劑，本發明之液晶介質可以使得其可用於所有已知類型之液晶顯示器中之方式改良，其中按原樣使用液晶介質，如TN-、TN-AMD、ECB-、VAN-AMD，及尤其以複合系統使用液晶介質，如PDLD-、NCAP-及PN-LCD及尤其在HPDLC中。
液晶之熔點：分別為T(K,N)、T(K,S)或T(K,I)，由一個近晶相(Sx)轉變為另一個近晶相(SY)之轉變溫度：T(Sx,SY)，由近晶(S)相轉變為向列(N)相之轉變溫度：T(S,N)，澄清點：T(N,I)，及玻璃轉變溫度：Tg，(適當時)以及在本申請案中之任何其他溫度均以攝氏度(degrees centigrade/Celsius)提供。
式P及其子式之化合物可類似於熟習此項技術者已知且有機化學標準著作(例如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart中)中所述之方法來製備。
製備式P及其子式之化合物的尤其適合且較佳之方法以實例之方式展示於以下流程中且較佳包含下述步驟中之一或多者。
熟習此項技術者將能夠以適合之方式改良合成且由此獲得本發明之其他化合物。含有直接鍵結於環之烷氧基間隔基或丙烯酸酯的尤其較佳化合物例如藉由使酚衍生物(例如化合物12)與二噻烷基鎓鹽13反應來獲得。使本文最初形成之化合物14轉化為化合物15。隨後可以適合之方式使羥基官能化，例如藉由使用甲基丙烯酸來進行酯化(參考流程1)。
在一尤其較佳實施例中根據本發明使用之環由-CF2-O-基團鍵聯且反應性基團經由伸烷基間隔基團連接於環之式P化合物可根據以下流程製備。
流程1：具有由C-C單鍵鍵聯之間隔基的式P化合物之例示性合成
在本發明中及尤其在以下實例中，藉助於縮寫(亦稱為縮寫字)指示液晶原基化合物之結構。在此等縮寫字中，如下使用以下表A至C縮寫化學式。所有基團CnH2n+1、CmH2m+1及ClH21+1或CnH2n-1、CmH2m-1及ClH21-1表示直鏈烷基或烯基，較佳為1E-烯基，各自分別具有n、m及l個C原子。表A列出用於化合物之核心結構的環元件之代碼，而表B展示鍵聯基團。表C提供左側或右側端基之代碼的含義。縮寫字由具有視情況存在之鍵聯基團的環元件之代碼、隨後第一連字符及左側端基之代碼、及第二連字符及右側端基之代碼構成。表D展示化合物之說明性結構以及其各別縮寫。
其中n及m各表示整數，且三個點「...」為來自此表之其他縮寫的佔位符。
下表展示說明性結構以及其各別縮寫。展示此等內容以說明縮寫規則之含義。此外，其代表較佳使用之化合物。
其中n(、m及l)較佳彼此獨立地表示整數1至7，較佳為2至6。
下表E展示可用作本發明之液晶原基介質中的穩定劑之說明性化合物。
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來自表E之化合物之群的化合物。
下表F展示可較佳用作本發明之液晶原基介質中的對掌性摻雜劑之說明性化合物。
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來自表F之化合物之群的化合物。
根據本申請案之液晶原基介質較佳包含兩種或兩種以上、較佳四種或四種以上選自由來自以上表格之化合物組成之群的化合物。
本發明之液晶介質較佳包含- 七種或七種以上、較佳八種或八種以上選自來自表D之化合物之群的化合物，較佳為具有三種或三種以上、較佳四種或四種以上不同式之化合物。
實例
以下實例說明本發明而不以任何方式限制本發明。
然而，物理性質向熟習此項技術者展示可達成何等性質及可在何等範圍內對其進行改良。詳言之，可較佳達成之多種性質的組合對於熟習此項技術者而言為意義明確的。
製備及研究具有如下表中所指示之組成及性質的液晶混合物。
所謂「HTP」表示LC介質中光學活性或對掌性物質之螺旋扭轉功率(以μm-1表示)。除非另外指示，否則在20℃之溫度下在市售向列型LC主體混合物MLD-6260(Merck KGaA)中量測HTP。
合成實例1：丙烯酸6-(4-{[4-(6-丙烯醯氧基己基)苯氧基]-二氟甲基}-3,5-二氟苯基)己酯 1.1：5-溴-2-[(4-溴苯氧基)二氟甲基]-1,3-二氟苯
起初將92.0g(0.200mol)三氟甲磺酸2-(4-溴-2,6-二氟苯基)-5,6-二氫-4H-1,3-二噻烷-1-基鎓引入600ml二氯甲烷中，且在-70℃下添加52.0g(0.300mol)4-溴苯酚於200ml二氯甲烷及45ml三乙胺中之溶液。當添加完成時，在-70℃下再攪拌混合物1小時，添加160ml(1.00mol)三乙胺三氟化氫，且隨後逐滴添加51.0ml(0.996mol)溴於200ml二氯甲烷中之溶液。1小時後，移除冷卻，且升溫至-10℃後，將批料添加至310ml 32%氫氧化鈉溶液於2 l冰水中之溶液中。分離出有機相且用水洗滌。用二氯甲烷萃取水相，且經硫酸鈉乾燥合併之有機相。在真空中移除溶劑，且經由矽膠用庚烷過濾殘餘物，產生呈黃色油狀物之5-溴-2-[(4-溴苯氧基)-二氟甲基]-1,3-二氟苯。
19F-NMR(CDCl3,235MHz)
δ=-63.1ppm(t,J=26.7Hz,2 F,-CF2O-),-112(dt,J=9.7Hz,J=26.7Hz,2 F,Ar-F)。
1.2：6-(4-{二氟[4-(6-羥基己-1-炔基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-5-炔-1-醇
起初將10.7g(25.8mmol)5-溴-2-[(4-溴苯氧基)二氟甲基]-1,3-二氟 苯及8.00g(81.5mmol)己-5-炔-1-醇引入11.3ml三乙胺及500ml甲苯中，添加1.50g(2mmol)氯化雙(三苯基膦)鈀(II)及0.700g(3.68mmol)碘化銅(I)，且在回流下加熱混合物隔夜。隨後將批料添加至水中，使用2N鹽酸中和且用甲苯萃取三次。經硫酸鈉乾燥合併之有機相，在真空中移除溶劑，且首先用甲苯，接著用甲苯/乙酸乙酯(4：1)對殘餘物進行矽膠層析，產生呈無色固體狀之6-(4-{二氟[4-(6-羥基己-1-炔基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-5-炔-1-醇。
1.3：6-(4-{二氟[4-(6-羥基己基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-1-醇
在鈀/活性碳催化劑上於THF中使6-(4-{二氟[4-(6-羥基己-1-炔基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)-己-5-炔-1-醇氫化至完全。濾出該催化劑，在真空中移除溶劑，且用甲苯/乙酸乙酯(1：2)對粗產物進行矽膠層析，產生呈無色固體狀之6-(4-{二氟[4-(6-羥基己基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-1-醇。
19F-NMR(CDCl3,235MHz)
δ=-60.8ppm(t,J=26.3Hz,2 F,-CF2O-)，-112(dt,J=10.0Hz,J=26.3Hz,2 F,Ar-F)。
1.4：丙烯酸6-(4-{[4-(6-丙烯醯氧基己基)苯氧基]二氟甲基}-3,5-二氟-苯基)己酯
起初將17.0g(37.2mmol)6-(4-{二氟[4-(6-羥基己基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-1-醇、8.05g(112mmol)丙烯酸及0.5g DMAP引入300ml二氯甲烷中，且在冰冷卻下逐滴添加17.3g(112mmol)EDC於75ml二氯甲烷中之溶液。1小時後，移除冷卻，且在周圍溫度下使批料攪拌隔夜。在真空中移除絕大多數溶劑，且用二氯甲烷對殘餘物進行矽膠層析，產生呈無色油狀物之丙烯酸6-(4-{[4-(6-丙烯醯氧基己基)苯氧基]二氟甲基}-3,5-二氟苯基)己酯。
相特性：Tg -71℃ 13 I。
1H-NMR(CDCl3,250MHz)
δ=1.25-1.48ppm(m,8 H,CH2),1.50-1.74ppm(m,8 H,CH2),2.60(m,4 H,2 -Ar-CH 2-),4.13(t,J=6.7Hz,2 H,-CH 2O-),4.15(t,J=6.7Hz,2 H,-CH 2O-),5.81(dt,J=10.4Hz,J=1.8Hz,2 H,2 CHH=CH-COO-),6.11(mc,2 H,2 CH2=CH-COO-),6.39(2 CHH=CH-COO-),6.78(d,J=10.0Hz,2 H,Ar-H),7.15(mc,4 H,Ar-H)。
19F-NMR(CDCl3,235MHz)
δ=-60.9ppm(t,J=26.4Hz,2 F,-CF2O-),-112.0(dt,J=26.4,J=10.0Hz,2 F,Ar-F)。
類似地獲得以下反應性化合物
相特性：待測定。
相特性：Tg -66℃ I。
相特性：Tg -69℃ I。
相特性：待測定。
相特性：待測定。
相特性：待測定。
相特性：待測定。
相特性：C 128℃ I。
相特性：Tg -59℃ N -28.5℃ I。
實例1
製備以下液晶混合物M-1且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
將3.8%對掌性試劑R-5011溶解於非對掌性液晶混合物中且研究所得混合物在IPS型單元中之電光回應。將混合物填充至在基板一側上具有指叉式電極之電光測試單元中。電極寬度為10μm，相鄰電極 之間的距離為10μm且單元間隙亦為10μm。在正交偏光器之間以電光學方式評估此測試單元。
將適當濃度之a)對掌性摻雜劑R-5011(Merck KGaA,Germany)、b)式RM-C之反應性液晶原
及c)或者兩種式RM-1之反應性液晶原基化合物中之一者
及RM-2
分別添加至所關注之混合物中，此處為混合物M-1。將所得混合物引入測試單元中且加熱至適當溫度，在該溫度下混合物處於藍相。接著使其曝露於UV。
在聚合之前如下文所述表徵混合物。接著藉由照射一次(180s)在藍相中使反應性組分聚合，且再表徵所得介質。
聚合反應之詳細描述
在樣品聚合之前，在厚度為約10微米且面積為2×2.5cm2之測試單元中確定介質之相性質。在75℃之溫度下藉由毛細管作用進行填 充。藉助偏振顯微鏡，使用溫度變化為1℃/min之加熱台進行量測。
藉由用有效功率為約3.0mW/cm2之UV燈(Dymax,Bluewave 200,365nm干擾濾波器)照射來聚合介質，持續180秒。直接在電光測試單元中進行聚合。
起初在介質處於藍相I(BP-I)之溫度下進行聚合。在複數個部分步驟中進行聚合，其逐步使得完全聚合。藍相之溫度範圍一般在聚合期間改變。因此，在各部分步驟中調適溫度以使得介質仍處於藍相。實際上，此可藉由在約5s或更長時間之每次照射操作後藉助偏振顯微鏡觀察樣品來進行。若樣品變成深色，則此指示轉變為各向同性相。相應地降低用於下一部分步驟之溫度。
在所指示之照射功率下導致最大穩定之整個照射時間通常為180s。可根據最佳化照射/溫度程式進行進一步聚合反應。
或者，亦可在單一照射步驟中進行聚合，尤其若在聚合反應之前已存在寬藍相。
電光學表徵
在上述藍相之聚合反應及穩定化作用後，測定藍相之相寬度。隨後在此範圍內及必要時亦超出此範圍之多種溫度下進行電光學表徵。
所用之測試單元在單元表面上在一側上安裝指叉式電極。單元間隙、電極間距及電極寬度通常各自為10微米。此均一尺寸在下文稱為間隙寬度。由電極覆蓋之面積為約0.4cm2。測試單元不具有配向層。
為進行電光學表徵，將單元置於正交偏振濾波器之間，其中電極之縱向方向採用與偏振濾波器之軸成45°角。使用DMS301(Autronic-Melchers,Germany)以與單元平面成直角或藉助於偏振顯微鏡上之高度靈敏相機來進行量測。在無電壓狀態下，所述之 配置產生基本上深色影像(定義為0%透射率)。
首先，在測試單元上量測特徵操作電壓及接著回應時間。如下文所述以具有交錯(頻率為100Hz)且可變振幅之矩形電壓形式對單元電極施加操作電壓。
在操作電壓增加的同時量測透射率。透射率最大值之獲得定義操作電壓V100之特徵量。同樣，在最大值透射率之10%時測定特徵電壓V10。在藍相範圍內之多種溫度下量測此等值。
在藍相溫度範圍之上端及下端觀察到相對高的特徵操作電壓V100。在最小操作電壓之區域中，V100一般僅隨溫度升高而略有增加。由T1及T2作為界限之此溫度範圍稱為可使用之固定溫度範圍(FR)。此「固定範圍」(FR)之寬度為(T2-T1)且稱為固定範圍之寬度(WFR)。藉由V100/溫度圖中固定曲線區段FR及相鄰陡曲線區段上之切線的相交來測定T1及T2之精確值。
在量測之第二部分中，測定接通及斷開期間之回應時間(τon、τoff)。回應時間τon由在所選溫度下在施加V100水準下之電壓後達成90%強度之時間定義。回應時間τoff由在電壓降低至0V後由V100下之最大強度開始至降低90%為止的時間定義。亦在藍相範圍內之多種溫度下測定回應時間。
隨著進一步表徵，在FR內之溫度下量測介於0V與V100之間的連續增加及下降之操作電壓下的透射率。兩個曲線之間的差異稱為滯後。0.5．V100下之透射率差異及50%透射率下之電壓差異為例如特徵滯後值且分別稱為ΔT50及ΔV50。
作為進一步特徵量，可量測在通過切換循環之前及之後無電壓狀態下之透射率比。此透射比率稱為「記憶效應」。記憶效應之值在理想狀態下為1.0。超過1之值意謂在單元已接通及斷開後以過高殘餘透射率之形式存在某種記憶效應。亦在藍相之工作範圍(FR)內測定此 值。聚合物前驅物之典型濃度如下。
在單一照射步驟中在藍相溫度範圍之下端在約30-50℃之溫度下使可聚合混合物聚合。聚合物穩定液晶介質在寬溫度範圍內展現藍相。
使用本發明之單體(1)製備之聚合物穩定介質M-1展現滯後減少(ΔV50)及與先前技術之習知介質相比良好的接通時及斷開時之對比度。詳言之，在本發明之介質M1中接通時之對比度及斷開時之對比度接近，此意謂藍相之極佳穩定作用。
由此可見，本發明之單體尤其適於穩定藍相，尤其在具有高濃度對掌性摻雜劑之介質的情況下。
比較實例1-1及1-2
製備以下液晶混合物(C-1)且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
如以上實例1中詳細描述來處理及研究此混合物。結果彙編於下表中。
比較實例2
製備以下液晶混合物(C-2)且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
實例2
製備以下液晶混合物M-2且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
聚合物前驅物之典型濃度如下。
結果與前述實例類似。
實例3
製備以下液晶混合物M-3且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
結果與前述實例類似。
實例4
製備以下液晶混合物M-4且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
聚合物前驅物之典型濃度如下。
結果與前述實例類似。
實例5
製備以下液晶混合物M-5且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
聚合物前驅物之典型濃度如下。
結果概述於下表中。
實例6
製備以下液晶混合物M-6且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
聚合物前驅物之典型濃度如下。
結果概述於下表中。
實例7
製備以下液晶混合物M-7且關於其一般物理性質進行研究。下表中提供組成及性質。
聚合物前驅物之典型濃度如下。
結果概述於下表中。

Claims (11)

  1. 一種展現藍相之液晶原基介質，其包含一或多種式D化合物其中R0為具有1至12個C-原子之烷基，其為直鏈或分支鏈，未經取代，經F、Cl或CN單取代或多取代，且其中一或多個CH2基團視情況在各種情況下彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式經-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-置換，Y01及Y02彼此獨立地為F、Cl或CN，且或者其中一者可為H，R01及R02彼此獨立地為H或具有1至12個C-原子之烷基，L01至L03在每次出現時彼此獨立地為H或F，X0為F、OCF3或CN，i為1、2或3，j為0；一或多種選自由式I-2c及式I-2d化合物所構成群組： 其中R1為烷基，其為直鏈或分支鏈，未經取代，經F、Cl或CN單取代或多取代，且其中一或多個CH2基團視情況在各種情況下彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式經-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-置換，及一或多種對掌性化合物。
  2. 如請求項1之液晶原基介質，其中其另包含一或多種式I化合物其中R1係如請求項1所定義者，Y01及Y02彼此獨立地為F、Cl或CN，且或者其中一者可為H，R01及R02彼此獨立地為H或具有1至12個C-原子之烷基，X1為F、Cl、CF3、OCF3或CN，至在每次出現時彼此獨立地為或 或者可為或n為0、1或2，m為0或1，且n+m為0、1或2，其中該一或多種式I化合物不為請求項1中所提供之式I-2c及I-2d化合物。
  3. 如請求項1或2之介質，其中其包含一或多種選自式D-1、D-3及D-4之群的化合物 其中該等參數具有請求項1中所提供之含義。
  4. 如請求項3之介質，其中其包含一或多種式D-1化合物。
  5. 如請求項1或2中任一項之介質，其中其包含一或多種選自式II及III化合物之群的化合物 其中R2及R3彼此獨立地具有請求項1中針對R1所提供之含義之一，X2及X3彼此獨立地為F、Cl、CF3、OCF3或CN，及若存在彼此獨立地為或 或者可為 或 及若存在彼此獨立地為或 或者可為 或p為0或1且q為0或1。
  6. 如請求項1或2中任一項之介質，其中其包含一或多種可聚合化合物。
  7. 一種穩定液晶原基介質之方法，其特徵在於使如請求項6之介質經受其可聚合組分之聚合。
  8. 一種液晶原基介質，其係藉由使如請求項6之介質之可聚合組分聚合來穩定。
  9. 一種光調變元件，其特徵在於其包含如請求項1至6及8中任一項之介質。
  10. 一種電光顯示器，其特徵在於其包含如請求項1至6及8中任一項之介質。
  11. 一種如請求項1至6及8中任一項之介質的用途，其係用於光調變元件中。
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