TWI637047B

TWI637047B - 液晶介質

Info

Publication number: TWI637047B
Application number: TW106101552A
Authority: TW
Inventors: 哈莫德函梭; 安德列斯波后; 尹彰晙; 尹容國; 李熙規; 崔昌錫
Original assignee: 馬克專利公司
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2018-10-01
Also published as: CN106085460B; EP2628779A3; EP2628779A2; JP6787646B2; CN106085460A; CN103320142A; GB2499513A; TW201718831A; EP2628779B1; TWI628268B; US20130207038A1; KR20130094251A; GB201302184D0; GB201301786D0; TW201335343A; JP2020105524A; KR102146716B1; JP7085966B2; JP2019052313A; JP2013166936A

Abstract

本發明係關於一種液晶介質，其特徵在於其含有一或多種式IA化合物，

及至少一種選自式IIA、IIB及IIC之化合物之群的化合物，

其中 R^A、R^2A、R^2B、R^2C、環A、環B、X^A、Y^1-6、L^1-6、Z²、Z^2'、o、p、q、v及(O)C_vH_2v+1具有如技術方案1中所指示之含義，及其用於電光目的，尤其用於快門眼鏡、3D應用、TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、PS-FFS及PS-VA-IPS顯示器中之用途。

Description

液晶介質

本發明係關於一種液晶介質(LC介質)，其用於電光目的之用途，及含有此介質之LC顯示器。

因為液晶之光學性質可藉由所施加之電壓來改良，所以該等物質主要用作顯示裝置中之介電質。基於液晶之電光裝置對於熟習此項技術者而言極為熟知且可基於多種效應。該等裝置之實例為具有動態散射之單元、DAP(排列相畸變)單元、客體/主體單元、具有扭轉向列型結構之TN單元、STN(超扭轉向列型)單元、SBE(超雙折射效應)單元及OMI(光模干涉)單元。最常見顯示裝置係基於史-赫二氏效應(Schadt-Helfrich effect)且具有扭轉向列型結構。

液晶材料必須具有良好化學及熱穩定性及對電場及電磁輻射之良好穩定性。此外，液晶材料應具有低黏度且在單元中產生短定址時間、低臨限電壓及高對比度。

此外，液晶材料在常用操作溫度下(亦即在高於及低於室溫之最寬可能範圍內)應具有適合之中間相，例如上述單元之向列型或膽固醇型中間相。因為液晶一般以複數種組份之混合物形式使用，所以該等組份彼此容易混溶很重要。諸如導電性、介電各向異性及光學各向異性之其他性質必須視單元類型及應用領域而定滿足各種要求。舉例而言，用於具有扭轉向列型結構之單元的材料應具有正介電各向異性及低導電性。

舉例而言，對具有用於切換個別像素之整合式非線性元件的矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)而言，需要具有大的正介電各向異性、寬向列相、相對較低之雙折射率、極高比電阻、良好UV及溫度穩定性及低蒸氣壓之介質。

已知此類型之矩陣液晶顯示器。可用於個別地切換個別像素之非線性元件的實例為主動元件(亦即電晶體)。因此使用術語「主動式矩陣」，其中可對以下兩種類型加以區別：

1. 作為基板之矽晶圓上的MOS(金屬氧化物半導體)或其他二極體。

2. 作為基板之玻璃板上的薄膜電晶體(TFT)。

使用單晶矽作為基板材料限制了顯示器尺寸，因為甚至各種顯示器部件之模組總成亦會在接合處產生問題。

在較佳之更有前景之2型的情況下，所用電光效應通常為TN效應。在以下兩種技術之間加以區別：包含化合物半導體(例如CdSe)之TFT或基於多晶或非晶形矽之TFT。全世界正在對後一項技術進行深入的研究。

將TFT矩陣應用於顯示器之一個玻璃板的內部，而另一玻璃板在其內部帶有透明反電極。與像素電極之尺寸相比，TFT極小且對影像幾乎無不良作用。此技術亦可延伸至有完全色彩能力之顯示器，其中以使得濾光片元件與各可切換像素相對之方式配置紅色、綠色及藍色濾光片之鑲嵌體。

TFT顯示器通常作為具有在透射路徑中之交叉偏光器之TN單元來操作且為背光型。

本文中術語MLC顯示器涵蓋具有整合式非線性元件之任何矩陣顯示器，亦即除主動式矩陣外，亦涵蓋具有被動式元件(諸如變阻器或二極體(MIM=金屬-絕緣體-金屬))之顯示器。

此類型之MLC顯示器尤其適合於TV應用(例如袖珍式電視機)或用於電腦應用(膝上型電腦)之高資訊顯示器及汽車或飛機構造中。除關於對比度之角度依賴性及回應時間的問題外，故MLC顯示器中亦出現由液晶混合物之比電阻不夠高而導致的困難[TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,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,Sept.1984：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顯示器之對比度劣化，且可能會出現殘像消除之問題。因為液晶混合物之比電阻通常歸因於與顯示器內表面之相互作用而在MLC顯示器之壽命中下降，所以為了獲得可接受之壽命，高(初始)電阻極其重要。詳言之，在低電壓混合物之情況下，至今不可能達成極高比電阻值。此外重要的是，比電阻隨著溫度升高及在加熱及/或UV曝露時展現最小可能的增加。來自先前技術之混合物的低溫性質亦尤其不利。要求不出現結晶及/或近晶型相，即使在低溫下，且黏度之溫度依賴性儘可能低。因此，來自先前技術之MLC顯示器不滿足當今之需求。

除使用背光(亦即以透射方式操作且必要時以透射反射方式操作)之液晶顯示器外，反射液晶顯示器亦特別受到關注。此等反射液晶顯示器將環境光用於資訊顯示。因此，與具有相應尺寸及解析度之背光液晶顯示器相比，其消耗顯著更少的能量。因為TN效應之特徵為極好對比度，所以此類型之反射顯示器甚至可在明亮的環境條件下較好地讀取。此已由簡單反射TN顯示器(如例如手錶及袖珍式計算器中所用)得知。然而，該原理亦可應用於高品質、較高解析度主動式矩陣定址顯示器，例如TFT顯示器。此處，如一般習知之透射TFT-TN顯示器中已使用，必需使用低雙折射率(△n)之液晶以便達成低光學延遲(d．△n)。此低光學延遲導致對比度之通常可接受的低視角依賴性(參看DE 30 22 818)。在反射顯示器中，使用低雙折射率之液晶比在透射顯示器中甚至更重要，因為光所穿過之有效層厚度在反射顯示器中為在具有相同層厚度之透射顯示器中的約兩倍。

為藉助於快門眼鏡(shutter glasses)達成3D效果，尤其使用具有低旋轉黏度及相應高光學各向異性(△n)之快速切換混合物。電光透鏡系統(顯示器之2維圖像可藉助於其轉換為3維自動立體圖像)可使用具有高光學各向異性(△n)之混合物來達成。

因此，仍舊極大的需要在具有大工作溫度範圍、短回應時間(甚至在低溫下)及低臨限電壓的同時具有極高比電阻之MLC顯示器，其不展現出此等缺點或僅在較小程度上展現出此等缺點。

在TN(史-赫二氏)單元之情況下，需要在單元中促進以下優點之介質：

- 經擴展之向列相範圍(尤其降至低溫)

- 在極低溫度下之可轉換性(戶外用途、汽車、航空儀器)

- 增加之抗UV輻射性(較長壽命)

- 低臨限電壓

- 高透射率。

可自先前技術獲得之介質不能達成此等優點而同時保持其他參數。

在超扭轉(STN)單元之情況下，需要促進較大多工性(multiplexability)及/或較低臨限電壓及/或較寬向列相範圍(尤其在低溫下)之介質。為此，亟需使可用參數範圍(澄清點、近晶型-向列型轉變或熔點、黏度、介電參數、彈性參數)進一步變寬。

詳言之，在用於TV及視訊應用(例如LCD-TV、監視器、PDA、筆記型電腦、遊戲控制台)之LC顯示器之情況下，需要回應時間顯著縮短。此需要具有低旋轉黏度及高介電各向異性之LC混合物。同時，LC介質應具有高澄清點，較佳70℃。

本發明之目的在於提供介質，詳言之為用於此類型之MLC、FFS、IPS、TN、正VA或STN顯示器的介質，其不展現上文所指示之缺點或僅在較小程度上展現缺點且較佳在具有高澄清點，以及高介電各向異性及低臨限電壓及高透射率的同時具有快速回應時間及低旋轉黏度。

現今，對用於平板及智慧型手機顯示器中之小尺寸及中等尺寸顯示器而言，邊緣場切換(FFS)模式特別受到關注。FFS模式廣泛適合於智慧型及中等尺寸顯示器之理由為與先前技術之熟知模式相比寬視角、高透射率、低操作特徵。先前技術之LC混合物的特徵在於其由具有正介電各向異性之化合物及視情況存在之中性化合物組成。

現已發現若LC介質另外含有一或多種選自介電各向異性(-△ε)為負值之式IIA、IIB及IIC之化合物的化合物，則可改良具有正介電各向異性(+△ε)之LC混合物。本發明之混合物具有極高光效率，顯示極高透射率、低旋轉黏度γ₁值且因此適合於TN、IPS、FFS及VA模式，尤其FFS模式中之各種應用。

式IA化合物與至少一種選自式IIA、IIB及IIC之化合物之群的化合物組合可產生具有上文所指示之所需性質的LC混合物。

本發明係關於一種具有正介電各向異性之液晶介質，其特徵在於其含有一或多種式IA化合物

及至少一種選自式IIA、IIB及IIC之化合物之群的化合物，

其中R^A、R^2A、R^2B及R^2C各彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子之烷基或烯基，其未經取代，經CN或CF₃單取代或至少經鹵素單取代，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-O-、-S-、、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂-、-OC-O-或-O-CO-置換，表示、、、、、表示、、、、、 X^A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，其各具有至多6個C原子，Y^1-6各彼此獨立地表示H或F，L¹及L²各彼此獨立地表示F、Cl、CF₃或CHF₂，L^3-6各彼此獨立地表示H、F、Cl、CF₃或CHF₂，但L^3-6中之至少兩者表示F、Cl、CF₃或CHF₂，Z²及Z^2'各彼此獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-CF=CF-、-CH=CHCH₂O-，p表示1或2，且在Z²=單鍵之情況下，p亦可表示0，o及q各彼此獨立地表示0或1，(O)C_vH_2v+1表示OC_vH_2v+1或C_vH_2v+1，且v表示1至6。

令人驚訝地，已發現含有式IA化合物及至少一種式IIA、IIB或IIC之化合物的混合物具有高介電各向異性△ε且同時具有有利的旋轉黏度γ₁/澄清點比率。因此，其尤其適合於獲得具有低γ₁、高透射率及相對較高澄清點之液晶混合物。另外，式IA、IIA、IIB及IIC之化合物在LC介質中展現良好溶解度。包含式IA化合物及至少一種式IIA、IIB及/或IIC之化合物的本發明之LC介質具有低旋轉黏度、快速回應時間、高澄清點、極高正介電各向異性、相對較高雙折射率及寬向列相範圍及高透射率。因此，其尤其適合於行動電話、TV及視訊應用，最佳適合於智慧型電話及平板PC。

式IA、IIA、IIB及IIC之化合物具有各種應用。視取代基之選擇而定，其可用作主要構成液晶介質之基礎材料；然而，來自其他種類化合物之液晶基礎材料亦可按次序添加至式IA及IIA、IIB、IIC之化合物中，例如用於改良此類型之介電質之介電及/或光學各向異性及/ 或最佳化其透射率、臨限電壓及/或其黏度。

在純狀態下，式IA、IIA、IIB及IIC之化合物為無色且在有利地確定用於電光用途之溫度範圍內形成液晶中間相。其具有化學穩定性、熱穩定性及光穩定性。

式IA、IIA、IIB及IIC之化合物藉由如文獻(例如標準著作，諸如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)中所述之本身已知之方法，確切而言在已知且適合於該等反應之反應條件下來製備。在此亦可使用未在此更詳細地提及而本身已知之變化形式。

式IA、IIA、IIB及IIC之化合物例如自WO 2004/048501 A、EP 0 786 445、EP 0 364 538、US 5,273,680已知。

若以上及以下各式中之R^A、R^2A、R^2B及R^2C表示烷基及/或烷氧基，則此可為直鏈或分支鏈。其較佳為直鏈，具有2、3、4、5、6或7個C原子且因此較佳表示乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基，進一步為甲基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。R^A及R^B各較佳表示具有2-6個C原子之直鏈烷基。

氧雜烷基較佳表示直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基)、2-氧雜丁基(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基)、2-氧雜戊基、3-氧雜戊基或4-氧雜戊基、2-氧雜己基、3-氧雜己基、4-氧雜己基或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、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。

若R^A、R^2A、R^2B及R^2C表示一個CH₂基團已經-CH=CH-置換之烷基，則此可為直鏈或分支鏈。其較佳為直鏈且具有2至10個C原子。因此，其尤其表示乙烯基、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-9-烯基。

若R^A、R^2A、R^2B及R^2C表示至少經鹵素單取代之烷基或烯基，則此基團較佳為直鏈，且鹵素較佳為F或Cl。在多取代之情況下，鹵素較佳為F。所得基團亦包括全氟化基團。在單取代之情況下，氟或氯取代基可處於任何所需位置，但較佳為處於ω位置。

在以上及以下各式中，X^A較佳為F、Cl或具有1、2或3個C原子之單氟化或多氟化烷基或烷氧基或具有2或3個C原子之單氟化或多氟化烯基。X^A尤其較佳為F、Cl、CF₃、CHF₂、OCF₃、OCHF₂、OCFHCF₃、OCFHCHF₂、OCFHCHF₂、OCF₂CH₃、OCF₂CHF₂、OCF₂CHF₂、OCF₂CF₂CHF₂、OCF₂CF₂CHF₂、OCFHCF₂CF₃、OCFHCF₂CHF₂、OCF₂CF₂CF₃、OCF₂CF₂CClF₂、OCClFCF₂CF₃、OCH=CF₂或CH=CF₂，極較佳為F或OCF₃，進一步為CF₃、OCF=CF₂、OCHF₂或OCH=CF₂。

尤其較佳為式IA化合物，其中X^A表示F或OCF₃，較佳為F。較佳式IA化合物為其中Y¹表示F之化合物，Y²表示F之化合物，Y³表示H之化合物，Y⁴表示H且Y⁵表示F之化合物，及Y⁶及Y⁷各表示H之化合物。

較佳式IA化合物係選自以下子式：

其中R^A、X^A及Y^1-6具有上文所指示之含義且Y⁷及Y⁸各獨立地表示H或F。

尤其較佳之式IA化合物係選自以下式：

其中R^A及X^A具有如技術方案1中所指示之含義。R^A較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，尤其為乙基、丙基及戊基，進一步為丁基，及具有2至6個C原子之烯基。X^A較佳表示F、OCF₃、OCHFCF₃、OCF₂CHFCF₃、OCH=CF₂，最佳為F或OCF₃。

極其較佳為子式IA-1b、IA-2i、IA-3b及IA-5e之化合物。

在式IIA及IIB之化合物中，Z²可具有相同或不同含義。在式IIB化合物中，Z²及Z^2'可具有相同或不同含義。

在式IIA、IIB及IIC之化合物中，R^2A、R^2B及R^2C各較佳表示具有1-6個C原子之烷基，尤其為CH₃、C₂H₅、n-C₃H₇、n-C₄H₉、n-C₅H₁₁。

在式IIA、IIB及IIC之化合物中，L¹、L²、L³、L⁴、L⁵及L⁶較佳表示L¹=L²=F且L⁵=L⁶=F且L³=L⁴=H，進一步為L¹=F且L²=Cl或L¹=Cl且L²=F、L³=L⁴=F且L⁶=F且L⁵=H。式IIA及IIB中之Z²及Z^2'較佳各彼此獨立地表示單鍵，進一步為-CH₂O-或-C₂H₄-橋鍵。

若在式IIB中Z²=-C₂H₄-、-CH₂O-、-COO-或-CH=CH-，則Z^2'較佳為單鍵，或若Z^2'=-C₂H₄-、-CH₂O-、-COO-或-CH=CH-，則Z²較佳為單鍵。在式IIA及IIB之化合物中，(O)C_vH_2v+1較佳表示OC_vH_2v+1，進一步為C_vH_2v+1。在式IIC化合物中，(O)C_vH_2v+1較佳表示C_vH_2v+1。在式IIC化合物中，L³及L⁴較佳各表示F。

較佳式IIA、IIB及IIC之化合物如下指示：

其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基，尤其為CH₂=CH、CH₂=CHCH₂、CH₂=CHC₂H₄、CH₃CH=CH、CH₃CH=CHCH₂及CH₃CH=CHC₂H₄。

本發明之尤其較佳混合物含有一或多種式IIA-2、IIA-8、IIA-14、IIA-26、IIA-29、IIA-35、IIA-45、IIA-57、IIB-2、IIB-11、IIB-16及IIC-1之化合物。

混合物中式IIA、IIB及/或IIC之化合物的比例整體較佳為3-40%、較佳為5-30重量%、最佳為3-20重量%。

本發明之尤其較佳介質含有至少一種式IIC-1化合物，其中烷基及烷基*具有上文所指示之含義，較佳量3重量%，尤其5重量%且尤其較佳為5-15重量%。

較佳混合物含有一或多種式IIA-64及/或IIA-65之化合物：

較佳混合物含有至少一種式IIA-64a至IIA-64n之化合物。

較佳混合物含有至少一種或多種式IIB-T1及IIB-T2之二苯乙炔化合物，

本發明之混合物另外可含有至少一種式To-1化合物

其中R¹具有R^2A之含義且R²具有(O)C_vH_2v+1之含義。R¹較佳表示具有1-6個C原子之直鏈烷基。R²較佳表示具有1-5個C原子之烷氧基，尤其為OC₂H₅、OC₃H₇、OC₄H₉、OC₅H₁₁，進一步為OCH₃。

以總混合物計，式IIB-T1及IIB-T2之化合物較佳以3-25重量%、尤其5-15重量%之濃度使用。

本發明之混合物的更佳實施例如下指示：- 介質另外含有一或多種式III及/或IV之化合物，

其中R⁰表示鹵化或未經取代之具有1至15個C原子之烷基或烷氧基，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可各彼此獨立地以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-C≡C-、-CF₂O-、-O-、、、-CH=CH-、-CO-O-或-O-CO-置換，X⁰表示F、Cl、CN、SF₅、SCN、NCS、具有至多6個C原子之鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基，Y^1-6各彼此獨立地表示H或F，及各彼此獨立地表示

- 式III化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F。尤其較佳為式IIIa及IIIb之化合物，尤其為X表示F之式IIIa及IIIb之化合物。

- 式IV化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F、OCF₃或CF₃。尤其較佳為式IVa及IVe之化合物，尤其為式IVa化合物；- 介質另外含有一或多種選自下式之化合物：

其中R⁰表示鹵化或未經取代之具有1至15個C原子之烷基或烷氧基，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可各彼此獨立地以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-C≡C-、-CF₂O-、-O-、、、-CH=CH-、-CO-O-或-O-CO-置換，X⁰表示F、Cl、CN、SF₅、SCN、NCS、具有至多6個C原子之鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基。

Y^1-4各彼此獨立地表示H或F，Z⁰表示-C₂H₄-、-(CH₂)₄-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-或-OCF₂，且在式VI及VII中另外為單鍵，且在式VI及IX中另外為-CF₂O-，r表示0或1，且s表示0或1；- 式V化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F、CF₃或OCF₃，進一步為OCF=CF₂、OCH=CF₂或Cl；- 式VI化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F、CF₃或OCF₃，進一步為OCHF₂、CF₃、OCF=CF₂及OCH=CF₂； - 式VII化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基；X⁰較佳表示F，進一步為OCF₃、CF₃、CF=CF₂、OCF=CF₂、OCHF₂及OCH=CF₂；- 式VIII化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F，進一步為OCF₃、OCHF₂及OCH=CF₂。

- 介質另外含有一或多種選自下式之化合物：

其中X⁰具有上文所指示之含義，且L表示H或F，「烷基」表示C_1-6烷基，R'表示C_1-6烷基、C_1-6烷氧基或C_2-6烯基，且「烯基」及「烯基*」各彼此獨立地表示C_2-6烯基。

- 式X-XIII之化合物較佳選自下式：

其中「烷基」及烷基*具有上文所指示之含義且(O)烷基表示烷基或O-烷基(=烷氧基)。

尤其較佳為式Xa、Xb、Xc、XIa、XIb、XIIa及XIIIa之化合物。在式X及XI中，「烷基」較佳彼此獨立地表示n-C₃H₇、n-C₄H₉或n-C₅H₁₁，尤其為n-C₃H₇。

- 介質另外含有一或多種選自下式之化合物：

其中L¹及L²具有上文所指示之含義，且R¹及R²各彼此獨立地表示正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基，各具有至多6個C原子，且較佳各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基；在式XIV化合物中，基團R¹及R²中之至少一者較佳表示具有2至6個C原子之烯基或R¹及R²各獨立地表示烷基。

- 介質含有一或多種式XIV化合物，其中基團R1及R2中之至少一者表示具有2至6個C原子之烯基。較佳式XIV化合物為下式化合物：

其中「烷基」及「烷基*」具有上文所指示之含義；尤其較佳為式XIVd及XIVe之化合物。

- 介質含有一或多種下式化合物：

其中R⁰具有R^A之含義，X⁰具有X^A之含義且Y¹及Y²各獨立地表示H或F，且及各彼此獨立地表示 - 式XVI化合物較佳選自下式：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。

R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F，進一步為OCF₃。尤其較佳之式XVI化合物為Y¹表示F且Y²表示H或F、較佳為F之化合物。本發明之混合物尤其較佳含有至少一種式XVIf化合物。

- 介質含有一或多種式XVII化合物，

其中R¹及R²具有上文所指示之含義。L為H或F，較佳為F。較佳地，R¹及R²各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基，或在L=F情況下，R¹表示烷基且R²表示烯基或R¹表示烯基且R²表示烷基。

尤其較佳之式XVII化合物為以下子式之化合物：

其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基，尤其為乙基、丙基及戊基，烯基及烯基*各彼此獨立地表示具有2-6個C原子之直鏈烯基，尤其為CH₂=CHC₂H₄、CH₃CH=CHC₂H₄、CH₂=CH及CH₃CH=CH。

尤其較佳為式XVII-b及XVII-c之化合物。極其較佳為下式化合物：

- 介質含有一或多種下式化合物：

其中R¹及R²具有上文所指示之含義且較佳各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基。L表示H或F；- 介質另外含有一或多種選自下式之化合物：

其中R⁰及X⁰各彼此獨立地具有上文所指示之含義中之一者，且Y^1-4各彼此獨立地表示H或F。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，各具有至多6個C原子。

本發明之混合物尤其較佳含有一或多種式XXIV-a化合物，

其中R⁰具有上文所指示之含義。R⁰較佳表示直鏈烷基，尤其為乙基、正丙基、正丁基及正戊基且極其較佳為正丙基。式XXIV、尤其式XXIV-a化合物較佳以0.5-20重量%、尤其較佳1-15重量%之量用於本發明之混合物中。

- 介質另外含有一或多種式XXV化合物，

其中R⁰、X⁰及Y^1-6具有上文所指示之含義，s表示0或1，且表示、或。

在式XXV中，X⁰亦可表示具有1-6個C原子之烷基或具有1-6個C原子之烷氧基。烷基或烷氧基較佳為直鏈；R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F；- 式XXV化合物較佳選自下式：

其中R⁰、X⁰及Y¹具有上文所指示之含義。R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F，且Y¹較佳為F；- 較佳為、、、

- R⁰為具有2至6個C原子之直鏈烷基或烯基；- 介質含有一或多種下式化合物：

其中R¹及X⁰具有上文所指示之含義。R¹較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F或Cl。在式XXVI中，X⁰極其較佳表示Cl。

- 介質含有一或多種下式化合物：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F。本發明之介質尤其較佳含有一或多種式XXX化合物，其中X⁰較佳表示F。式XXVIII至XXX之化合物較佳以1-20重量%、尤其較佳1-15重量%之量用於本發明之混合物中。尤其較佳混合物包含至少一種式XXX化合物。

- 介質含有一或多種以下各式之嘧啶或吡啶化合物之化合物：

其中R⁰及X⁰具有上文所指示之含義。R⁰較佳表示具有1至6個C原子之烷基。X⁰較佳表示F。本發明之介質尤其較佳含有一或多種式M-1化合物，其中X⁰較佳表示F。式M-1至M-3之化合物較佳以1-20重量%、尤其較佳1-15重量%之量用於本發明之混合物中。

其他特定較佳實施例如下指示：- 介質含有兩種或兩種以上式IA、尤其式IA-1b化合物；- 介質含有2-50重量%、較佳3-40重量%、尤其較佳5-15重量%式IA化合物；- 介質含有3-40重量%、尤其較佳5-15重量%至少一種式IV化合物；- 介質含有5-30重量%、尤其較佳5-25重量%式VII化合物；- 介質含有20-70重量%、尤其較佳25-65重量%式X-XIV化合物；- 介質含有3-40重量%、尤其較佳5-30重量%式XVII化合物；- 介質含有1-20重量%、尤其較佳2-15重量%式XVIII化合物；- 介質含有至少兩種下式化合物：

- 介質含有至少兩種下式化合物：

- 介質含有至少兩種式IA化合物及至少兩種式IIB化合物；- 介質含有至少一種式IA化合物及至少一種式IIB化合物及至少一種式IIC化合物；- 介質含有至少兩種式IA化合物及至少兩種式IIB化合物及至少一種式IVa化合物；- 介質含有20重量%、較佳25重量%、尤其較佳30重量%一或多種式IA化合物及一或多種式IIB化合物；- 介質含有20重量%、較佳25重量%、尤其較佳30重量%一或多種式IA化合物及一或多種式IIB化合物； - 介質含有20重量%、較佳24重量%、較佳25-60重量%式Xb化合物、尤其式Xb-1化合物，

- 介質含有至少一種式XIb-1化合物及至少一種式Xc-1化合物，

- 介質含有至少一種式DPGU-n-F化合物；- 介質含有至少一種式CDUQU-n-F化合物；- 介質含有至少一種式PUQU-n-F化合物；- 介質含有至少一種式APUQU-n-F化合物及至少一種式PGUQU-n-F化合物及至少一種式DPGU-n-F化合物；- 介質含有至少一種式PPGU-n-F化合物。

- 介質含有至少一種式PGP-n-m化合物，較佳兩種或三種化合物。

- 介質含有至少一種具有下式之PGP-n-2V化合物：

其中n為1-6，較佳為2、3、4或5。

- 介質含有至少一種式PYP-n-m化合物，較佳量為以總混合物計1-20wt.%。

- 介質含有至少一種式IIA、IIB及IIC化合物；- 介質含有至少一種式PY-n-Om化合物，較佳量為以總混合物計1-20wt.%； - 介質含有至少一種式CY-n-Om化合物；較佳量為以總混合物計1-20wt.%；- 介質含有至少一種式Y-nO-Om化合物，較佳量為以總混合物計1-20wt.%；- 介質含有至少一種式PYP-n-m化合物，較佳量為以總混合物計1-20wt.%；已發現20重量%、較佳25重量%式IA化合物與習知液晶材料混合、但尤其與一或多種式III至XXXI之化合物混合可導致光穩定性及低雙折射率值顯著增加，其中同時觀察到具有低近晶型-向列型轉變溫度之寬向列相，從而改善存放期。同時，混合物展現相對較低之臨限電壓、曝露於UV時極好的VHR值及極高澄清點。

本申請案中之術語「烷基」或「烷基*」涵蓋具有1-6個碳原子之直鏈及分支鏈烷基，尤其為直鏈基團甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基。具有2-5個碳原子之基團通常較佳。

術語「烯基」或「烯基*」涵蓋具有2-6個碳原子之直鏈及分支鏈烯基，尤其為直鏈基團。較佳烯基為C₂-C₇-1E-烯基、C₄-C₆-3E-烯基，尤其為C₂-C₆ 1E-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、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基及5-己烯基。具有至多5個碳原子之基團一般較佳，尤其為CH₂=CH、CH₃CH=CH。

術語「氟烷基」較佳涵蓋具有末端氟之直鏈基團，亦即氟甲基、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，不排除氟之其他位置。

術語「氧雜烷基」或「烷氧基」較佳涵蓋式C_nH_2n+1-O-(CH₂)_m之直鏈基團，其中n及m各彼此獨立地表示1至6。m亦可表示0。較佳地，n=1且m=1-6或m=0且n=1-3。

經由適當選擇R⁰及X⁰之含義，可以所需方式改良定址時間、臨限電壓、透射特徵線之陡度等。舉例而言，與烷基及烷氧基相比，1E-烯基、3E-烯基、2E-烯氧基及其類似基團一般導致較短之定址時間、改良之向列趨勢及彈性常數k₃₃(彎曲)與k₁₁(傾斜)之間的較高比率。與烷基及烷氧基相比，4-烯基、3-烯基及其類似基團一般產生較低臨限電壓及較低k₃₃/k₁₁值。本發明之混合物的獨特之處尤其為高△ε值且因此具有比來自先前技術之混合物顯著較快的回應時間。

上述各式化合物之最佳混合比實質上視所需性質、上述各式組份之選擇及可存在之任何其他組份之選擇而定。

可容易視情況測定在上文所指示之範圍內之適合混合比。

本發明之混合物中上述各式化合物之總量並非關鍵。混合物因此可包含一或多種用於最佳化各種性質之目的的其他組份。然而，上述各式化合物之總濃度愈高，所觀察到的對混合物性質之所需改良的作用一般愈大。

在一尤其較佳實施例中，本發明之介質包含式III至IX(較佳為III、IV、V、VI及VII，尤其為IIIa及IVa)之化合物，其中X⁰表示F、OCF₃、OCHF₂、CF₃、OCF₂CHFCF₃、OCHFCF₃、CF₂H、OCH=CF₂、OCF=CF₂或OCF₂CF₂H。與式IA及IIA-IIC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IA化合物及至少一種式IIA、IIB及IIC之化合物與至少一種式IIIa及/或IVa之化合物的組合之混合物的獨特之處為其低臨限電壓。

可用於本發明之介質中的上述各式及其子式的個別化合物為已知的或可類似於已知化合物來製備。

本發明亦係關於含有此類型介質之電光顯示器，例如STN或MLC顯示器，其具有兩個平面平行之外板，該等外板連同框形成單元；用於切換外板上之個別像素的整合式非線性元件；及位於單元中具有正介電各向異性及高比電阻之向列型液晶混合物；及此等介質用於電光目的之用途。

本發明之液晶混合物能夠使可用參數範圍顯著變寬。澄清點、低溫下黏度、熱穩定性及UV穩定性及高光學各向異性之可實現組合遠優於來自先前技術之先前材料。

本發明之混合物尤其適合於TV、監視器、行動應用、智慧型電話、平板PC及PDA。此外，本發明之混合物可用於TN-TFT、FFS、VA-IPS、OCB及IPS顯示器中。

本發明之液晶混合物在20℃下之介電各向異性△ε較佳+3，尤其較佳+8，特別較佳12。

本發明之液晶混合物在20℃下之雙折射率△n較佳0.09，尤其較佳0.10。

本發明之液晶介質較佳具有-20℃至70℃、尤其較佳-30℃至80℃、極其較佳為-40℃至90℃之向列相。

具有此向列相範圍之LC混合物同時允許旋轉黏度γ₁ 110mPa．s，尤其較佳100mPa．s，且因此可獲得具有快速回應時間之極佳MLC顯示器。在20℃下測定旋轉黏度。

此處，表述「具有向列相」意謂一方面在相應溫度下於低溫下觀察不到近晶相及結晶，且另一方面在向列相受熱後仍未出現澄清。低溫下之研究係在相應溫度下於流動黏度計中進行且藉由儲存於具有對應於電光應用之層厚度的測試單元中至少100小時來檢查。若在-20℃之溫度下於相應測試單元中之儲存穩定性為1000小時或1000小時以上，則該介質被稱為在此溫度下穩定。在-30℃及-40℃之溫度下，對應之時間分別為500小時及250小時。在高溫下，澄清點藉由習知方法在毛細管中來量測。

本發明之液晶介質具有相對較低的臨限電壓值(V₀)。其較佳在 1.7V至3.0V之範圍內，尤其較佳2.5V且極其較佳2.3V。

另外，本發明之液晶介質在液晶單元中具有高的電壓保持比值。

一般而言，具有低定址電壓或臨限電壓之液晶介質與具有較高定址電壓或臨限電壓之液晶介質相比展現較低電壓保持比，反之亦然。

對本發明而言，術語「正介電性混合物或化合物」表示△ε>1.5之混合物或化合物，術語「中介電性化合物」表示-1.5△ε1.5之化合物，且術語「負介電性化合物」表示△ε<-1.5之化合物。化合物之介電各向異性在此藉由將10%化合物溶解於液晶主體中且在至少一個測試單元中測定所得混合物之電容來測定，該測試單元在每一情況下具有20μm層厚度及在1kHz下具有垂直及平行表面排列。量測電壓通常為0.5V至1.0V，但始終低於所研究之各別液晶混合物的電容臨限值。

本發明所指示之所有溫度值均為以℃表示。

不言而喻，經由適當選擇本發明之混合物的組份，亦可能在較高臨限電壓下達成較高澄清點(例如高於90℃)或在較低臨限電壓下達成較低澄清點，而同時保留其他有利性質。在相應地僅略微增加之黏度下，同樣可能獲得具有較高△ε及因此低臨限值之混合物。本發明之MLC顯示器較佳在第一Gooch及Tarry透射率最小值下操作[C.H.Gooch及H.A.Tarry,Electron.Lett.10,2-4,1974；C.H.Gooch及H.A.Tarry,Appl.Phys.，第8卷，1575-1584,1975]，其中除尤其有利的電光性質，例如高特徵線陡度及對比度之低角度依賴性(德國專利30 22 818)外，在與類似顯示器中相同之臨限電壓下較低介電各向異性在第二最小值下為足夠的。與包含氰基化合物之混合物的情況相比，此使得能夠在第一最小值下使用本發明之混合物達成顯著較高之比電阻值。經由適當選擇個別組份及其重量比例，熟習此項技術者能夠使用簡單常規方法設置對於預指定之MLC顯示器層厚度所必需之雙折射率。

電壓保持比(HR)之量測[S.Matsumoto等人，Liquid Crystals 5,1320(1989)；K.Niwa等人，Proc.SID Conference,San Francisco,June 1984，第304頁(1984)；G.Weber等人，Liquid Crystals 5,1381(1989)]已顯示與包含以下替代式IA、IIA及IIB及IIC之化合物之類似混合物相比包含式IA及IB之化合物的本發明之混合物在UV曝露時展現顯著較小之HR降低：式之氰基苯基環己烷或式之酯。

本發明之混合物的光穩定性及UV穩定性顯著較佳，亦即其在曝露於光或UV時展現顯著較小之HR降低。

由偏光器、電極底板及表面處理電極構造本發明之MLC顯示器對應於此類型顯示器之常用設計。術語常用設計在此廣泛引申且亦涵蓋MLC顯示器之所有衍生物及變化形式，尤其包括基於poly-Si TFT或MIM之矩陣顯示元件。

然而，本發明之顯示器與迄今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。

可用於本發明之液晶混合物以本身習知之方式製備，例如藉由將一或多種式IA化合物與式IIA、IIB及/或IIC之化合物及一或多種液晶原基化合物(較佳為至少一種式III至XXX之化合物)及視情況與適合之添加劑混合來製備。一般而言，將以較少量使用之所需量之組份有利地在高溫下溶解於構成主要組份之組份中。亦可能混合組份於有機溶劑中(例如丙酮、氯仿或甲醇中)之溶液，且例如藉由在充分混合後蒸餾再次移除溶劑。

介電質亦可包含熟習此項技術者已知及文獻中所述之其他添加劑，例如UV穩定劑，諸如來自Ciba Chemicals之Tinuvin^®(例如Tinuvin^® 770)、抗氧化劑(例如TEMPOL)、微粒、自由基清除劑、奈米粒子等。舉例而言，可添加0-15%多色性染料或對掌性摻雜劑。適合之穩定劑及摻雜劑如下在表C及D中提及。

此外可將所謂反應性液晶原(RM)之可聚合化合物(例如如U.S.6,861,107中所揭示)以混合物計較佳0.12-5重量%、尤其較佳0.2-2重量%之濃度添加至本發明之混合物中。此等混合物可視情況亦包含引發劑，如例如U.S.6,781,665中所述。將引發劑(例如來自Ciba之Irganox-1076)較佳以0-1%之量添加至包含可聚合化合物之混合物中。此類型之混合物可用於所謂聚合物穩定(PS)模式，其中反應性液晶原基之聚合意欲以液晶混合物形式進行，例如用於PS-IPS、PS-FFS、PS-TN、PS-VA-IPS。此之先決條件為液晶混合物自身不包含任何可聚合組份。

在本發明之一較佳實施例中，可聚合化合物選自式M化合物R^Ma-A^M1-(Z^M1-A^M2)_m1-R^Mb M

其中個別基團具有以下含義：R^Ma及R^Mb各彼此獨立地表示P、P-Sp-、H、鹵素、SF₅、NO₂、烷基、烯基或炔基，其中基團R^Ma及R^Mb中之至少一者較佳表示或含有基團P或P-Sp-，P表示可聚合基團，Sp表示間隔基團或單鍵，A^M1及A^M2各彼此獨立地表示芳族、雜芳族、脂環族或雜環基，較佳具有4至25個環原子，較佳為C原子，其亦可涵蓋或含有稠合環，且其可視情況經L單取代或多取代， L表示P、P-Sp-、OH、CH₂OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO₂、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R^x)₂、-C(=O)Y¹、-C(=O)R^x、-N(R^x)₂、視情況經取代之矽烷基、視情況經取代之具有6至20個C原子之芳基、或具有1至25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，其中另外一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-，較佳P、P-Sp-、H、OH、CH₂OH、鹵素、SF₅、NO₂、烷基、烯基或炔基置換，Y¹表示鹵素，Z^M1表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH₂-、-CH₂O-、-SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-、-(CH₂)_n1-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-(CF₂)_n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-、-COO-、-OCO-CH=CH-、CR⁰R⁰⁰或單鍵，R⁰及R⁰⁰各彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，R^x表示P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中另外一或多個不相鄰CH₂基團可以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式經-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、P或P-Sp-、視情況經取代之具有6至40個C原子之芳基或芳氧基、或視情況經取代之具有2至40個C原子之雜芳基或雜芳氧基置換，m1表示0、1、2、3或4，且n1表示1、2、3或4，其中來自所存在之基團R^Ma、R^Mb及取代基L中之至少一個，較佳一個、兩個或三個，尤其較佳一個或兩個表示基團P或P-Sp-或含有至少一個基團P或P-Sp-。

尤其較佳之式M化合物為彼等化合物，其中R^Ma及R^Mb各彼此獨立地表示P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、- CN、-NO₂、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF₅、或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外一或多個不相鄰CH₂基團可各彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式經-C(R⁰)=C(R⁰⁰)-、-C≡C-、-N(R⁰⁰)-、-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、Br、I、CN、P或P-Sp-置換，其中基團R^Ma及R^Mb中之至少一者較佳表示或含有基團P或P-Sp-，A^M1及A^M2各彼此獨立地表示1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、茀-2,7-二基、香豆素、黃酮，其中另外此等基團中之一或多個CH基團可經N、環己-1,4-二基置換，其中另外一或多個不相鄰CH₂基團可經O及/或S、1,4-伸環己烯基、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、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、茚滿-2,5-二基或八氫-4,7-甲橋茚滿-2,5-二基置換，其中所有此等基團均可未經取代或經L單取代或多取代，L表示P、P-Sp-、OH、CH₂OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO₂、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R^x)₂、-C(=O)Y¹、-C(=O)R^x、-N(R^x)₂、視情況經取代之矽烷基、具有6至20個C原子之視情況經取代之芳基、或具有1至25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，其中另外一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-置換，P表示可聚合基團，Y¹表示鹵素，R^x表示P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中另外一或多個不相鄰CH₂基團可以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式經-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、P或P-Sp-、視情況經取代之具有6至40個C原子之芳基或芳氧基、或視情況經取代之具有2至40個C原子之雜芳基或雜芳氧基置換。

極其較佳為R^Ma及R^Mb中之一者或兩者表示P或P-Sp-之式M化合物。

用於本發明之液晶介質及PS模式顯示器中之適合且較佳之RMs例如選自下式：

其中個別基團具有以下含義：P¹及P²各彼此獨立地表示可聚合基團，較佳具有上文及下文對於P所指示之含義中之一者，尤其較佳為丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧雜環丁烷、乙烯基氧基或環氧基，Sp¹及Sp²各彼此獨立地表示單鍵或間隔基團，較佳具有上文及下文對於Sp所指示之含義中之一者，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，且其中最後提及之基團經由O原子鍵聯於相鄰環，，其中基團P¹-Sp¹-及P²-Sp²-中之一者亦可表示R^aa，R^aa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，其中另外一或多個不相鄰CH₂基團可各彼此獨立地以使得O及/或S原子不彼此直接鍵聯之方式經-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，尤其較佳為視情況經單氟化或多氟化之具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基、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各彼此獨立地且在每次出現時相同地或不同地表示H或具有1至12個C原子之烷基，R^y及R^z各彼此獨立地表示H、F、CH₃或CF₃，Z¹表示-O-、-CO-、-C(R^yR^z)-或-CF₂CF₂-，Z²及Z³各彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-(CH₂)_n-，其中n為2、3或4，L在每次出現時相同地或不同地表示F、Cl、CN、或視情況經單氟化或多氟化之具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基或烷基羰氧基，較佳為F，I'及L"各彼此獨立地表示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。

適合之可聚合化合物列於例如表E中。

根據本申請案之液晶介質較佳包含總共0.01至10%、較佳0.2至4.0%、尤其較佳0.2至2.0%可聚合化合物。

尤其較佳為式M之可聚合化合物。

因此，本發明亦關於本發明之混合物於電光顯示器中之用途及本發明之混合物於快門眼鏡中，詳言之用於3D應用，及於TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、PS-FFS及PS-VA-IPS顯示器中之用途。

以下實例意欲解釋本發明而不限制本發明。上文及下文中，百分比數據表示重量百分比；所有溫度均以攝氏度來指示。

在整個專利申請案中，1,4-伸環己基環及1,4-伸苯基環描述如下：

除式IA化合物及至少一種選自式IIA、IIB及IIC之化合物的化合物外，本發明之混合物較佳含有來自下文所指示之表A的一或多種化合物。

在本申請案及以下實例中，液晶化合物之結構藉助於首字母縮寫字來指示，根據表A進行首字母縮寫字至化學式之轉換。所有基團C_nH_2n+1及C_mH_2m+1分別為具有n及m個C原子之直鏈烷基；n、m及k為整數且較佳表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表B中之編碼不言而喻。在表A中，僅指示母結構之首字母縮寫字。在個別情況下，母結構之首字母縮寫字後跟隨取代基R^1*、R^2*、L^1*及L^2*之編碼，由破折號隔開：

使用以下縮寫：(n、m、m'、z：各彼此獨立地為1、2、3、4、5或6；(O)C_mH_2m+1表示OC_mH_2m+1或C_mH_2m+1)

較佳混合物組份展示於表A及B中。

尤其較佳為液晶混合物，除式IA及IB之化合物外，其包含至少一種、兩種、三種、四種或四種以上來自表B之化合物。

表C表C指示通常添加至本發明之混合物中之可能的摻雜劑。該等混合物較佳包含0-10重量%、尤其0.01-5重量%且尤其較佳0.01-3重量%摻雜劑。

表D可例如以0-10重量%之量添加至本發明混合物中之穩定劑如下所提及。

以下混合物實例意欲解釋本發明而不限制本發明。

上文及下文中，百分比數據表示重量百分比。所有溫度均以攝氏度指示。m.p.表示熔點，cl.p.=澄清點。此外，C=結晶態，N=向列相，S=近晶相且I=各向同性相。此等符號之間的資料表示轉變溫度。此外，- △n表示在589nm及20℃下之光學各向異性，- γ₁表示在20℃下之旋轉黏度(mPa．s)，- △ε表示在20℃及1kHz下之介電各向異性(△ε=ε_∥-ε_⊥，其中ε_∥表示與分子縱軸平行之介電常數且ε_⊥表示與其垂直之介電常數)，- V₁₀表示10%透射率(垂直於板表面之視角)之電壓(V)(臨限電壓)，其在TN單元(90度扭轉)中在第一最小值(亦即在0.5μm之d．△n值下)在20℃下測定，- V₀表示在反平行摩擦單元中在20℃下以電容方式測定之弗雷德里克(Freedericks)臨限電壓。

除非另有明確指示，否則所有物理性質均根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,status Nov.1997,Merck KGaA,Germany測定且適於20℃之溫度。

實例 混合物M1

混合物M2

混合物M3

混合物M4

混合物M5

混合物M6

混合物M7

混合物M8

混合物M9

混合物M10

混合物M11

混合物M12

混合物M13

混合物M14

混合物M15

混合物M16

混合物M17

混合物M18

混合物M19

混合物M20

混合物M21

混合物M22

混合物M23

混合物M24

混合物M25

混合物M26

混合物M27

混合物M28

混合物M29

混合物M30

混合物M31

混合物M32

混合物M33

混合物M34

混合物M35

混合物M36

混合物M37

混合物M38

混合物M39

混合物M40

混合物M41

混合物M42

混合物M43

混合物M44

混合物M45

混合物M46

混合物M47

混合物M48

混合物M49

混合物M50

Claims

一種具有正各向異性之液晶介質，其特徵在於其含有一或多種式IA化合物，及至少一種選自式IIA及IIB之化合物之群的化合物，其中R^A、R^2A及R^2B各彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子之烷基或烯基，其未經取代，經CN或CF₃單取代或至少經鹵素單取代，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-O-、-S-、、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂-、-OC-O-或-O-CO-置換，表示、、、、或，表示、、、、、或，X^A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，其各具有至多6個C原子，且Y^1-6各彼此獨立地表示H或F，L¹及L²各彼此獨立地表示F、Cl、CF₃或CHF₂，Z²表示單鍵，Z^2'表示單鍵、-CH₂CH₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-CF=CF-、-CH=CHCH₂O-，o表示0或1，p表示0，q表示0，(O)C_vH_2v+1表示OC_vH_2v+1或C_vH_2v+1，且v表示1至6。
如請求項1之液晶介質，其中其含有一或多種選自式IA-1至IA-5之化合物的化合物，其中R^A、X^A及Y^1-6具有如請求項1所指示之含義且Y⁷及Y⁸各獨立地表示H或F。
如請求項1之液晶介質，其中其含有一或多種選自式IA-1a至IA-4d之化合物的化合物，其中R^A及X^A具有如請求項1中所指示之含義。
如請求項1之液晶介質，其中式IA中之X^A表示F、OCF₃、OCHF₂、CF₃、OCHFCF₃、OCF₂CHFCF₃、CF=CF₂、CH=CF₂、OCF=CF₂或OCH=CF₂。
如請求項1之液晶介質，其中其含有一或多種式IIA-64及IIB-11至IIB-14之化合物，其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種式IIc化合物，其中R^2C表示H、具有至多15個C原子之烷基或烯基，其未經取代，經CN或CF₃單取代或至少經鹵素單取代，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-O-、-S-、、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂-、-OC-O-或-O-CO-置換，L^3-6各彼此獨立地表示H、F、Cl、CF₃或CHF₂，但L^3-6中之至少兩者表示F、Cl、CF₃或CHF₂，(O)C_vH_2v+1表示OC_vH_2v+1或C_vH_2v+1，且v表示1至6。
如請求項6之液晶介質，其中其含有一或多種式IIC-1至IIC-6之化合物，其中烷基及烷基*具有如請求項5中所指示之含義且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種選自式III及/或IV之化合物，其中R⁰表示鹵化或未經取代之具有1至15個C原子之烷基或烷氧基，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可各彼此獨立地以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-C≡C-、-CF₂O-、-CH=CH-、、、-O-、-CO-O-或-O-CO-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，其各具有至多6個C原子，且Y^1-6各彼此獨立地表示H或F，及各彼此獨立地表示、或。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種選自式V至IX之化合物，其中R⁰表示鹵化或未經取代之具有1至15個C原子之烷基或烷氧基，其中另外此等基團中之一或多個CH₂基團可各彼此獨立地以使得O原子不彼此直接鍵聯之方式經-C≡C-、-CF₂O-、-O-、、、-CH=CH-、-CO-O-或-O-CO-置換，X⁰表示F、Cl、CN、SF₅、SCN、NCS、具有至多6個C原子之鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基，Y^1-4各彼此獨立地表示H或F，Z⁰表示-C₂H₄-、-(CH₂)₄-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-或-OCF₂-，在式VI及VII中亦為單鍵且在式VI及IX中亦為-CF₂O-，r表示0或1，且s表示0或1。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種選自式X至XIII之化合物，其中X⁰具有如請求項9中所指示之含義，且L表示H或F，「烷基」表示C_1-6烷基，R'表示C_1-6烷基、C_1-6烷氧基或C_2-6烯基，且「烯基」及「烯基*」各彼此獨立地表示C_2-6烯基。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種式XIV化合物，其中R¹及R²各彼此獨立地表示正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基，其各具有至多6個C原子。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種選自式XVI及XVIa至XVIf之化合物，其中R⁰具有如請求項1中所指示之R^A的含義，X⁰具有如請求項1中所指示之X^A的含義且Y¹及Y²各獨立地表示H或F，且及各彼此獨立地表示、或。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種式XVII化合物，其中R¹及R²各彼此獨立地表示正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基，其各具有至多6個C原子，且L表示H或F。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其含有一或多種選自式XXVIII至XXXI之化合物之群的化合物，其中R⁰及X⁰具有如請求項9中所指示之含義。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其含有一或多種選自式XIX、XX、XXI、XXII、XXIII及XXIV之化合物之群的化合物，其中R⁰及X⁰具有如請求項9中所指示之含義，且Y^1-4各彼此獨立地表示H或F。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其含有20重量%式Xb化合物，其中烷基具有如請求項5中所指示之含義。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其含有至少兩種式IA化合物及至少兩種式IIA化合物。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其含有以該混合物計總共20重量%式IA化合物及式IIB化合物。
如請求項6之液晶介質，其中其含有以該混合物計總共20重量%式IA化合物及式IIC化合物。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其在20℃及1kHz下之介電各向異性(△ε)>1.5。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種選自UV穩定劑、摻雜劑及抗氧化劑之群的添加劑。
如請求項1至5中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種可聚合化合物。
一種製備如請求項1至22中任一項之液晶介質的方法，其特徵在於將如請求項1中所定義之一或多種式IA化合物及一或多種選自式IIA及IIB之化合物之群的化合物與一或多種液晶原基化合物且視情況亦與一或多種添加劑及/或至少一種可聚合化合物混合。
一種如請求項1至22中任一項之液晶介質的用途，其用於電光目的。
如請求項24之液晶介質的用途，其用於快門眼鏡中，用於3D應用，用於TN、PS-TN、STN、TN-TFT、OCB、IPS、PS-IPS、FFS、PS-FFS及PS-VA-IPS顯示器中。
一種電光液晶顯示器，其含有如請求項1至22中任一項之液晶介質。