TWI687505B

TWI687505B - 液晶介質

Info

Publication number: TWI687505B
Application number: TW107138886A
Authority: TW
Inventors: 鄭知苑; 尹容國; 宋東美; 李靖旻
Original assignee: 德商馬克專利公司
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2020-03-11
Also published as: KR20140130184A; CN104136576B; TW201339282A; JP6396216B2; JP2018184602A; TWI669379B; WO2013124040A1; CN107057719A; KR102251706B1; CN112029513B; CN104136576A; JP2015513577A; US20150036095A1; EP2817388B1; TW201906988A; US10934487B2; EP2817388A1; CN112029513A

Abstract

本發明係關於一種液晶介質，其含有至少兩種可聚合化合物或反應性液晶原(RM)及至少一種選自以下之群的化合物：式IIA、式IIB及式IIC之化合物，

其中R^2A、R^2B、R^2C、L^1-6、環B、Z²、Z²、p、q及v具有技術方案1中所示之含義，且係關於其用於特別是基於VA、PSA、PS-VA、PALC、FFS、PS-FFS、IPS或PS-IPS效應之主動式矩陣顯示器，尤其係用於PS(聚合物穩定型)或PSA(聚合物持續配向型)型LC顯示器中之用途。

Description

液晶介質

本發明係關於一種液晶介質，其含有至少兩種可聚合化合物及至少一種具有負介電各向異性之化合物。

此種介質尤其可用於基於ECB效應且具有主動式矩陣定址之電光顯示器及IPS(共平面切換型)顯示器或FFS(邊緣場切換型)顯示器。

電控制雙折射、ECB效應或此外的DAP(配向相畸變)效應之原理首次描述於1971年(M.F.Schieckel及K.Fahrenschon,「Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields」,Appl.Phys.Lett.19(1971),3912)。在此之後有J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972),1193)以及G.Labrunie及J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973),4869)之論文。

J.Robert及F.Clerc(SID 80 Digest Techn.Papers(1980),30)、J.Duchene(Displays 7(1986),3)以及H.Schad(SID 82 Digest Techn.Papers(1982),244)之論文顯示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效應之高資訊顯示元件中。基於ECB效應之電光顯示元件具有垂直邊緣配向(VA技術=垂直配向)。介電負型液晶介質亦可用於使用所謂IPS或FFS效應之顯示器中。

使用ECB效應之顯示器，如所謂VAN(垂直配向向列型)顯示器，例如在MVA(多域垂直配向(multi-domain vertical alignment)，例如：Yoshide,H.等人，論文3.1：「MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...」,SID 2004年國際研討會(International Symposium),Digest of Technical Papers,XXXV，第I冊，第6頁至第9頁；以及Liu,C.T.等人，論文15.1：「A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...」,SID 2004年國際研討會，Digest of Technical Papers,XXXV，第II冊，第750頁至第753頁)、PVA(圖案化垂直配向(patterned vertical alignment)，例如：Kim,Sang Soo，論文15.4：「Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV」,SID 2004年國際研討會，Digest of Technical Papers,XXXV，第II冊，第760頁至第763頁)、ASV(先進大視角(advanced super view)，例如：Shigeta、Mitzuhiro及Fukuoka,Hirofumi，論文15.2：「Development of High Quality LCDTV」,SID 2004年國際研討會，Digest of Technical Papers,XXXV，第II冊，第754頁至第757頁)模式中，自身已成為目前最重要的三種較新型液晶顯示器之一，在電視應用中尤為如此，此外還有IPS(共平面切換型(in-plane switching))顯示器(例如：Yeo,S.D.，論文15.3：「An LC Display for the TV Application」,SID 2004年國際研討會，Digest of Technical Papers,XXXV，第II冊，第758頁及第759頁)及長久已知之TN(扭轉向列型(twisted nematic))顯示器。例如已在Souk,Jun,SID Seminar 2004,seminar M-6：「Recent Advances in LCD Technology」,Seminar Lecture Notes,M-6/1至M-6/26及Miller,Ian,SID Seminar 2004,seminar M-7：「LCD-Television」,Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中比較該等技術之一般形式。雖然現代ECB顯示器之回應時間早已藉由定址方法及過驅動(overdrive)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年國際研討會，Digest of Technical Papers,XXXV，第I冊，第106頁至第109頁，但要獲得視訊相容性回應時間，尤其在切換灰度時獲得此種效果，仍為一項尚未得到圓滿解決之問題。

此效應在電光顯示元件中之工業應用需要LC相必須符合多項要求。此處尤其重要的是對濕氣、空氣及物理影響(諸如熱、紅外、可見及紫外輻射及直流與交流電場)之化學抗性。

此外，工業上可用之LC相需要具有在適合之溫度範圍內的液晶中間相及低黏度。

迄今所揭示之一系列具有液晶中間相的化合物中無一者包括滿足所有此等要求之單一化合物。因此，通常製備2至25(較佳為3至18)種化合物之混合物，以便獲得可用作LC相之物質。然而，不可能以此方式容易地製備最佳的相，因為迄今未能獲得具有顯著負介電各向異性及足夠長期穩定性之液晶材料。

矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)為已知的。可用於個別像素之個別切換的非線性元件為例如主動元件(亦即，電晶體)。因而使用術語「主動式矩陣」，其中可區別兩種類型：1.在作為基板之矽晶圓上的MOS(金屬氧化物半導體)電晶體；2.在作為基板之玻璃板上的薄膜電晶體(TFT)。

在類型1之狀況下，所用電光效應通常為動態散射或客體-主體效應。使用單晶矽作為基板材料會限制顯示器尺寸，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類型2的狀況下，所用電光效應通常為TN效應。

對兩項技術進行區分：含有化合物半導體(諸如CdSe)之TFT或基於多晶或非晶矽之TFT。後一項技術正在全球範圍內被廣泛採用。

將TFT矩陣應用於顯示器之一個玻璃板內部，而另一個玻璃板在其內部載有透明反電極。與像素電極之尺寸相比，TFT極小且實際上對影像不具有不利影響。此項技術亦可擴展至能顯示全色之顯示器，其中按使濾光器元件與各可切換像素相對的方式配置紅色、綠色及藍色濾光器之鑲嵌體(mosaic)。

此處之術語MLC顯示器涵蓋具有整合非線性元件之任何矩陣式顯示器，亦即除了主動式矩陣外，還有具有諸如變阻器或二極體(MIM=金屬-絕緣體-金屬)之被動元件之顯示器。

此類MLC顯示器尤其適用於TV應用(例如袖珍式TV)或汽車或航空器構造中之高資訊顯示器。除關於對比度之角度依賴性及回應時間之問題外，在MLC顯示器中亦由於液晶混合物之比電阻不夠高而產生困難[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頁及其後述內容，Paris；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月：Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays，第145頁及其後述內容，Paris]。隨著電阻減小，MLC顯示器之對比度變差。由於液晶混合物之比電阻因與顯示器內部表面相互作用而通常在MLC顯示器之壽命內下降，所以高(初始)電阻對於在長操作期內必須具有可接受的電阻值之顯示器很重要。

因而，仍迫切需要具有極高比電阻同時具有寬操作溫度範圍、短回應時間及低臨限電壓(藉此可產生各種灰度)之MLC顯示器。常用MLC-TN顯示器之缺點係由於其對比度相對較低，視角依賴性相對較高且難以在此等顯示器中產生灰度。

VA顯示器具有顯著較佳之視角依賴性且因此主要用於電視及監視器。然而，此處仍需要改良回應時間，對於使用訊框率(影像變化頻率/重複率)大於60Hz之電視尤其如此。然而，同時必須不可減損諸如低溫穩定性之特性。

已針對許多應用研發出多種顯示技術。可撓性顯示器、3D顯示器及透明顯示器等已作為未來顯示器而被提及。液晶顯示器為非發射型液晶顯示器，此意謂背光為必需的。在大部分LC光學裝置中，由數層LCD吸收、反射及阻擋LCD面板之入射光。出於此原因，LCD之光效率極低，為7%至8%。因此，顯示器製造商之目標在於改良LCD之透射率以及降低成本。此可例如藉由移除LCD中之一些基板或消除偏光器來達成。

本發明之目的在於提供可用於各種應用，尤其用於僅具有一個玻璃基板之LCD面板的LC混合物。

此外，本發明係基於以下目的：提供液晶混合物，尤其為用於基於ECB效應或基於IPS或FFS效應之監視器及TV應用的液晶混合物，該等液晶混合物不具有上述缺點或僅在較小程度上具有上述缺點。特定而言，必須確保監視器及電視亦可在極高及極低溫度下操作，且同時具有短回應時間，並具有改良之可靠性特性，尤其在長時間操作後無殘影(image sticking)或顯著減少殘影。

已令人驚奇地發現，含有具有至少兩種可聚合化合物(反應性液晶原=RM)(較佳具有不同聚合反應性)之LC混合物的LCD可在顯示器中僅以單個基板操作。使用本發明之混合物，有可能建構RM聚合物層以便經由紫外線曝露製程替換LCD中之頂部玻璃基板。所建構之RM聚合物層在聚醯亞胺壁中儲存LC混合物。在顯示器中使用聚醯亞胺(PI)作為定向層。

本發明之LC混合物尤其改良回應時間，尤其PS-VA混合物之回應時間。

圖1呈現兩種反應性液晶原之紫外線光譜。

本發明因此係關於一種液晶介質，其含有至少兩種可聚合化合物或反應性液晶原(RM)及至少一種選自以下之群的化合物：式IIA、式IIB及式IIC之化合物，

其中R^2A、R^2B及R^2C各自彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子且未經取代、經CN或CF₃單取代或至少經鹵素單取代之烷基或烯基，其中另外，此等基團中之一或多個CH₂基團可依使得O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-S-、

、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂-、-OC-O-或-O-CO-置換，

表示

Y^1-6各自彼此獨立地表示H或F。

L¹及L²各自彼此獨立地表示F、Cl、CF₃或CHF₂，L^3-6各自彼此獨立地表示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'各自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=單鍵之狀況下，p亦可表示0，q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。

本發明之混合物較佳展現具有

70℃，較佳

75℃，尤其

80℃之澄清點的極寬之向列相範圍、極有利之電容臨限值、相對較高之保持率值且同時在-20℃及-30℃下具有極佳之低溫穩定性，以及具有極低之旋轉黏度及短回應時間。此外，本發明之混合物的特徵在於以下事實：除旋轉黏度γ₁得到改良之外，亦可觀測到相對較高之彈性常數值K₃₃以利於改良回應時間。

本發明進一步係關於LC混合物用於LC顯示器，尤其用於PS或PSA顯示器中之用途。

本發明進一步係關於一種製備如上文及下文所述之LC介質的方法，其係藉由將一或多種式IIA、式IIB及/或式IIC化合物與兩種或兩種以上可聚合化合物或RM且視情況與一或多種其他液晶化合物及/或添加劑混合來達成。

尤其較佳之PS及PSA顯示器為PSA-VA、PSA-OCB、PS-IPS、PS-FFS及PS-TN顯示器，極佳為PSA-VA及PSA-IPS顯示器。

本發明之混合物非常適用於一個外板由聚合物層替換且底側之PI層不會因VA而被摩擦的面板結構。

本發明進一步係關於一種LC介質、其用於PS及PSA顯示器中之用途，及如上文及下文所述之含有其之PS及PSA顯示器，其中使可聚合組分或可聚合化合物或RM聚合。

含有至少兩種可聚合化合物及至少一種式IIA、式IIB或式IIC之化合物的本發明之混合物展示有利之旋轉黏度γ₁/澄清點比率。其因此尤其適用於獲得具有低γ₁、高透射率及相對較高的澄清點之液晶混合物。另外，式IIA、式IIB及式IIC之化合物展現在LC介質中有良好溶解性。含有至少一種式IIA、式IIB及/或式IIC之化合物的本發明LC介質具有低旋轉黏度、快速回應時間、高澄清點、極高之正介電各向異性、相對較高之雙折射率及寬向列相範圍以及高透射率。其因此尤其適用於行動電話、視訊應用、智慧型手機、平板PC且尤其適用於TV、可撓性顯示器以及具有高透射率之顯示器。

以混合物計，以總共較佳為0.1重量%至5重量%，尤其較佳為0.2重量%至2重量%之濃度將例如如U.S.6,861,107中所揭示之可聚合化合物(所謂反應性液晶原(RM))添加至本發明混合物中。此等混合物亦可視情況含有引發劑，如例如U.S.6,781,665中所述。較佳將0%至1%之量的引發劑(例如來自Ciba之Irganox-1076)添加至含有可聚合化合物之混合物中。此類混合物可用於所謂之聚合物穩定型VA模式(PS-VA)或PSA(聚合物持續型VA)，其中反應性液晶原之聚合意欲在液晶混合物中發生。關於此之先決條件為液晶混合物自身不含任何可聚合組分。

在本發明之一個較佳實施例中，可聚合化合物係選自式I化合物： R^Ma-A^M1-(Z^M1-A^M2)_m1-R^Mb I其中個別基團具有下列含義：R^Ma及R^Mb各自彼此獨立地表示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表示間隔基或單鍵，A^M1及A^M2各自彼此獨立地表示較佳具有4至25個環原子(較佳為C原子)之芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團，其亦可涵蓋或含有稠合環，且可視情況經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、烷基羰氧基或烷氧羰氧基，其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-置換，較佳為P、P-Sp-、H、OH、CH₂OH、鹵素、SF₅、NO₂、烷基、烯基或炔基，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各自彼此獨立地表示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基團可依使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-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-置換；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，m1表示0、1、2、3或4，且n1表示1、2、3或4，其中所存在之基團R^Ma、R^Mb及取代基L中之至少一者，較佳為一者、兩者或三者，尤其較佳為一者或兩者表示基團P或P-Sp-或含有至少一個基團P或P-Sp-。

尤其較佳之式I化合物為彼等化合物，其中R^Ma及R^Mb各自彼此獨立地表示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基團可各自彼此獨立地依使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-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各自彼此獨立地表示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、環己烷-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置換；1,4-伸環己烯基、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、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，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、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基團可依使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-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-置換；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。

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I化合物。

適用於本發明之液晶介質及PS模式顯示器，較佳為PS-VA及PSA顯示器之較佳可聚合化合物例如選自下式：

其中個別基團具有下列含義：P¹、P²及P³各自彼此獨立地表示可聚合基團，較佳具有上文及下文關於P所指出之含義之一，尤其較佳表示丙烯酸酯基、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、Sp²及Sp³各自彼此獨立地表示單鍵或間隔基，較佳具有上文及下文關於Sp所指出之含義之一，且尤其較佳表示-(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，且其中該等最後提及之基團可經由O原子與相鄰環發生連接，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基團可各自彼此獨立地依使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經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；尤其較佳表示具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈的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各自彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地表示H或具有1至12個C原子之烷基，R^y及R^z各自彼此獨立地表示H、F、CH₃或CF₃，Z¹表示-O-、-CO-、-C(R^yR^z)-或-CF₂CF₂-，Z²及Z³各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-(CH₂)_n-，其中n為2、3或4，L在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈的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，較佳表示F，L'及L"各自彼此獨立地表示H、FCl或CF₃， 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。

尤其較佳之式I之可聚合化合物列於表D中。

本申請案之液晶介質較佳含有總共0.1%至10%，較佳為0.2%至4.0%，尤其較佳為0.2%至2.0%之至少兩種可聚合化合物。較佳混合物含有2、3或4種可聚合化合物，較佳含有兩種可聚合化合物。

尤其較佳為式I之可聚合化合物。

尤其較佳之混合物含有下列兩種可聚合化合物：

或

或

或

或

較佳之混合物含有以總混合物計0.1wt.%至1.0wt.%，較佳為0.2wt.%至0.5wt.%之量的RM-1或RM-15或RM-17。

較佳之混合物含有以總混合物計0.1wt.%至5wt.%，較佳為0.2wt.%至2.0wt.%之量的RM-41。

較佳之混合物含有以總混合物計0.1wt.%至5wt.%，較佳為0.2 wt.%至2.0wt.%之量的RM-56。

較佳之混合物含有以總混合物計0.1wt.%至5wt.%，較佳為0.2wt.%至2.0wt.%之量的RM-32。

含有兩種可聚合化合物之較佳混合物含有以總混合物計0.1wt.%至1.0wt.%，較佳為0.2wt.%至0.5wt.%之量的RM-1及0.1wt.%至5wt.%，較佳為0.2wt.%至2.0wt.%之量的RM-41。

在另一個較佳實施例中，含有兩種可聚合化合物之本發明混合物含有以總混合物計0.1wt.%至10wt.%，較佳為0.2wt.%至0.5wt.%之量的RM-1及0.1wt.%至5wt.%，較佳為0.2wt.%至2.0wt.%之量的RM-56。

在另一個較佳實施例中，含有兩種可聚合化合物之本發明混合物含有以總混合物計0.1wt.%至10wt.%，較佳為0.2wt.%至0.5wt.%之量的RM-1及0.1wt.%至5wt.%，較佳為0.2wt.%至2.0wt.%之量的RM-32。

較佳混合物為含有兩種具有不同聚合反應性且於LC混合物中之混溶性不同之可聚合化合物的VA混合物。

具有不同紫外線吸收帶之RM在某種紫外線曝露下展示不同反應性。藉由量測各RM之紫外線可見光譜，有可能測定各RM之反應性。

較佳之混合物含有至少一種負責建構RM聚合物層之RM(RM-A)以及至少一種負責經由PS-VA過程產生預傾角之RM(RM-B)。

用於聚合物層之RM-A應容易與LC分離，朝LC-空氣界面移動，且藉由紫外線曝露而發生聚合以在主體中建構聚合物層而非聚合物網狀結構。RM-B應在第一次紫外線曝露期間保持反應性以進行下一個 PS-VA過程。

本發明之混合物含有至少一種選自式IIA、式IIB及式IIC之化合物的化合物。式IIA、式IIB及式IIC之化合物具有廣泛範圍之應用。視取代基之選擇而定，其可充當主要構成液晶介質的基礎材料；然而，亦可將來自其他類別之化合物之液晶基礎材料依序添加至式IIA、式IIB、式IIC化合物中，例如以改變此類介電質的介電及/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IIA、式IIB及式IIC之化合物為無色的且在有利地針對電光用途所確定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IIA、式IIB及式IIC之化合物係藉由本來已知，如文獻(例如，在標準著作中，諸如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)中所述之方法(確切而言，在已知且適用於該等反應之反應條件下)來製備。在此亦可使用在此未更詳細地提及而本來已知之變體。

式IIA、式IIB及式IIC之化合物係例如自EP 0 364 538及US 5,273,680中獲知。

若在上述及下述之式中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基團。其較佳為直鏈基團，具有2個、3個、4個、5個、6個或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，此外表示甲基、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。在上述及下述之式中R^2A、R^2B及R^2C較佳表示具有2至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-(=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^2A、R^2B及R^2C表示其中一個CH₂基團已經-CH=CH-置換之烷基，則此可為直鏈或分支鏈基團。其較佳為直鏈基團且具有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-烯基或癸-9-烯基。

若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基團，且鹵素較佳為F或Cl。在多取代之狀況下，鹵素較佳為F。所得基團亦包括全氟化基團。在單取代之狀況下，氟或氯取代基可處於任何所需位置上，但較佳處於ω位置上。

在式IIA與式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與Z^2'可具有相同或不同含義。

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

在式IIA、式IIB及式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，此外L¹=F且L²=Cl或L¹=Cl且L²=F，L³=L⁴=F且L⁶=F且L⁵=H。在式IIA及式IIB中，Z²及Z^2'較佳各自彼此獨立地表示單鍵，此外表示-CH₂O-或-C₂H₄-橋基。

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及式IIB之化合物中，(O)C_vH_2v+1較佳表示OC_vH_2v+1，此外表示C_VH_2v+1。在式IIC之化合物中，(O)C_vH_2v+1較佳表示C_vH_2v+1。在式IIC化合物中，L³及L⁴較佳各自表示F。

較佳之式IIA、式IIB及式IIC化合物如下文所示：

其中烷基及烷基*各自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。

本發明之尤其較佳之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。

式IIA、式IIB及/或式IIC之化合物於整個混合物中之比例較佳為3 重量%至40重量%，較佳為5重量%至30重量%，最佳為3重量%至20重量%。

本發明之尤其較佳之介質含有至少一種式IIC-1化合物，

其中烷基及烷基*具有上文所示之含義，其量較佳

3重量%，尤其

5重量%且尤其較佳為5重量%至15重量%。

較佳之混合物含有一或多種式IIA-66及/或IIA-67之化合物：

較佳之混合物含有至少一種式IIA-66a至IIA-66n之化合物。

較佳之混合物含有一或多種式IIB-T1及IIB-T2之二苯乙炔(tolan)化合物，

本發明混合物另外可含有至少一種式To-1之化合物

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至6個C原子之直鏈烷基。R²較佳表示具有1至5個C原子之烷氧基，尤其表示OC₂H₅、OC₃H₇、OC₄H₉、OC₅H₁₁，此外表示OCH₃。

較佳使用以總混合物計3重量%至25重量%，尤其5重量%至15重量%之濃度的式IIB-T1及IIB-T2之化合物。

本發明之液晶介質之較佳實施例如下文所示：a)另外含有兩種或兩種以上選自式IIA、式IIB及式IIC之化合物之群之化合物的液晶介質。

b)另外含有一或多種式III化合物之液晶介質，

其中R³¹及R³²各自彼此獨立地表示具有至多12個C原子之直鏈烷基、烷氧基烷基或烷氧基，且

表示

、

、

、

Z³表示單鍵、-CH₂CH₂-、-CH=CH-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-C₄H₈-、-CF=CF-。

較佳之式III化合物如下文所示：

其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。

本發明之介質較佳含有至少一種式IIIa及/或式IIIb之化合物。

式III化合物於整個混合物中之比例較佳為至少5重量%。

c)另外含有總量較佳

5重量%，尤其

10重量%之下式化合物的液晶介質：

及/或

及/或

此外較佳為含有以下化合物之本發明混合物：

d)另外含有一或多種下式之四環化合物的液晶介質：

其中R^7-10各自彼此獨立地具有技術方案2中關於R^2A所指出之含義之一，且w及x各自彼此獨立地表示1至6。

尤其較佳為含有至少一種式V-9化合物之混合物。

e)另外含有一或多種式Y-1至Y-6之化合物的液晶介質，

其中R¹⁴-R¹⁹各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基；z及m各自彼此獨立地表示1-6；x表示0、1、2或3。

本發明之介質尤其較佳含有含量較佳

5重量%的一或多種式Y-1至Y-6之化合物。

f)另外含有一或多種式T-1至T-21之氟化聯三苯的液晶介質，

其中R表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基，且m=0、1、2、3、4、5或6且n表示0、1、2、3或4。

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、戊氧基。

本發明之介質較佳含有含量為2重量%至30重量%，尤其為5重量%至20重量%之式T-1至T-21之聯三苯。

尤其較佳為式T-1、T-2、T-20及T-21之化合物。在此等化合物中，R較佳表示烷基，此外表示烷氧基，各自具有1至5個C原子。在式T-20之化合物中，R較佳表示烷基或烯基，尤其表示烷基。在式T-21之化合物中，R較佳表示烷基。

若混合物之△n值欲

0.1，則在本發明之混合物中較佳使用聯三苯。較佳之混合物含有2重量%至20重量%之一或多種選自化合物T-1至T-21之群的聯三苯化合物。

g)另外含有一或多種式B-1至B-3之聯苯的液晶介質，

其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。

式B-1至B-3之聯苯於整個混合物中之比例較佳為至少3重量%，尤其

5重量%。

在式B-1至B-3之化合物中，式B-2之化合物尤其較佳。

尤其較佳之聯苯為

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含有一或多種式B-1a及/或B-2c之化合物。

h)含有至少一種式Z-1至Z-7之化合物的液晶介質，

其中R及烷基具有上文所示之含義。

i)含有至少一種式O-1至O-16之化合物的液晶介質

其中R¹及R²具有關於R^2A所指出之含義。R¹及R²較佳各自彼此獨立地表示直鏈烷基。

較佳之介質含有一或多種式O-1、O-3、O-4、O-5、O-9、O-13、O-14、O-15及/或O-16之化合物。

本發明之混合物極尤其較佳含有含量尤其為5%至30%之式O-9、O-15及/或O-16之化合物。

較佳之式O-15及O-16之化合物如下文所示：

本發明之介質尤其較佳含有式O-15a及/或式O-15b之三環化合物以及一或多種式O-16a至O-16d之雙環化合物。式O-15a及/或O-15b之化合物以及一或多種選自式O-16a至O-16d之雙環化合物的化合物之總比例為5%至40%，極尤其較佳為15%至35%。

極尤其較佳之混合物含有化合物O-15a及O-16a：

以整個混合物計，化合物O-15a及O-16a較佳以15%-35%，尤其較佳為15%-25%且尤其較佳為18%-22%之濃度存在於混合物中。

極尤其較佳之混合物含有化合物O-15b及O-16a：

以整個混合物計，化合物O-15b及O-16a較佳以15%-35%，尤其較佳為15%-25%且尤其較佳18%-22%之濃度存在於混合物中。

極尤其較佳之混合物含有下列三種化合物：

以整個混合物計，化合物O-15a、O-15b及O-16a較佳以15%至35%，尤其較佳為15%至25%且尤其較佳為18%至22%之濃度存在於混合物中。

j)本發明之較佳液晶介質含有一或多種含有四氫萘基或萘基單元之物質，諸如式N-1至N-5之化合物，

其中R^1N及R^2N各自彼此獨立地具有關於R^2A所指出之含義，較佳表示直鏈烷基、直鏈烷氧基或直鏈烯基，且Z¹及Z²各自彼此獨立地表示-C₂H₄-、-CH=CH-、-(CH₂)₄-、-(CH₂)₃O-、-O(CH₂)₃-、-CH=CHCH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH=CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂-或單鍵。

k)較佳之混合物含有一或多種選自以下之群的化合物：式BC之二氟二苯并

烷化合物、式CR之

烷、式PH-1及PH-2之氟化菲、式BF之氟化二苯并呋喃，

其中R^B1、R^B2、R^CR1、R^CR2、R¹、R²各自彼此獨立地具有R^2A之含義。c為0、1或2。

本發明之混合物較佳含有3重量%至20重量%之量，尤其為3重量%至15重量%之量的式BC、CR、PH-1、PH-2及/或BF之化合物。

尤其較佳之式BC及CR之化合物為化合物BC-1至BC-7及CR-1至CR-5，

極其較佳為含有一種、兩種或三種式BC-2之化合物的混合物。

l)較佳之混合物含有一或多種式In之茚滿化合物，

其中R¹¹、R¹²、R¹³各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基，R¹²及R¹³另外表示鹵素，較佳表示F，

表示

i表示0、1或2。

較佳之式In化合物為下文所示之式In-1至In-16之化合物：

尤其較佳為式In-1、In-2、In-3及In-4之化合物。

在本發明之混合物中較佳使用濃度

5重量%，尤其為5重量%至30重量%且極尤其較佳為5重量%至25重量%之式In及子式In-1至In-16之化合物。

m)較佳之混合物另外含有一或多種式L-1至L-11之化合物，

其中R、R¹及R²各自彼此獨立地具有在技術方案1中關於R^2A所指出之含義，且烷基表示具有1至6個C原子之烷基。s表示1或2。

尤其較佳為式L-1及L-4之化合物，尤其為式L-4之化合物。

較佳使用濃度為5重量%至50重量%，尤其為5重量%至40重量%且極尤其較佳為10重量%至40重量%之式L-1至L-11之化合物。

尤其較佳之混合物概念如下文所示：(所用之首字母縮寫闡明於表A中。n及m在此各自彼此獨立地表示1至6)。

本發明之混合物較佳含有- CPY-n-Om，尤其為CPY-2-O2、CPY-3-O2及/或CPY-5-O2，以整個混合物計，濃度較佳>5%，尤其為10%至30%，及/或- CY-n-Om，較佳為CY-3-O2、CY-3-O4、CY-5-O2及/或CY-5-O4，以整個混合物計，濃度較佳>5%，尤其為15%至50%，及/或- CCY-n-Om，較佳為CCY-4-O2、CCY-3-O2、CCY-3-O3、CCY-3-O1及/或CCY-5-O2，以整個混合物計，濃度較佳>5%，尤其為10%至30%，及/或- CLY-n-Om，較佳為CLY-2-O4、CLY-3-O2及/或CLY-3-O3，以整個混合物計，濃度較佳>5%，尤其為10%至30%，及/或- CK-n-F，較佳為CK-3-F、CK-4-F及/或CK-5-F，以整個混合物計，濃度較佳>5%，尤其為5%至25%。

此外較佳為含有下列混合物概念之本發明混合物： (n及m各自彼此獨立地表示1至6。)

- CPY-n-Om及CY-n-Om，以整個混合物計，濃度較佳為10%至80%，及/或- CPY-n-Om及CK-n-F，以整個混合物計，濃度較佳為10%至70%，及/或- CPY-n-Om及CLY-n-Om，以整個混合物計，濃度較佳為10%至80%。

本發明此外關於一種基於ECB、VA、PS-VA、IPS或FFS效應且具有主動式矩陣定址之電光顯示器，其特徵為該電光顯示器含有如技術方案1至12中一或多者之液晶介質作為介電質。

本發明之液晶介質較佳具有

-20℃至

70℃，尤其較佳

-30℃至

80℃，極尤其較佳

-40℃至

90℃之向列相。

此處之表述「具有向列相」一方面意謂在相應溫度下於低溫下觀察不到近晶相及結晶，且另一方面意謂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用流量式黏度計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小時來進行檢查。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，相應之時間分別為500小時及250小時。在高溫下，澄清點係藉由習知方法在毛細管中來量測。

液晶混合物較佳具有至少60K之向列相範圍及在20℃下至多30 mm²．s^-1之流動黏度υ₂₀。

液晶混合物之雙折射率值△n通常在0.07與0.16之間，較佳在0.08與0.12之間。

本發明之液晶混合物之△ε為-0.5至-8.0，尤其為-2.5至-6.0，其中△ε表示介電各向異性。在20℃下之旋轉黏度γ₁較佳

165mPa．s，尤其

140mPa．s。

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且極尤其較佳

2.3V。

在本發明中，除非另外明確指示，否則術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V₀)，亦稱為福瑞迪克斯(Freedericks)臨限值。

另外，本發明之液晶介質在液晶單元中具有高電壓保持率值。

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的電壓保持率，反之亦然。

在本發明中，術語「介電正性化合物」表示△ε>1.5之化合物，術語「介電中性化合物」表示-1.5

△ε

1.5之化合物，且術語「介電負性化合物」表示△ε<-1.5之化合物。化合物之介電各向異性在此係藉由將10%化合物溶解於液晶主體中，且在至少一個在各狀況下具有20μm層厚度之測試單元中，在1kHz下於垂直與平行表面配向下測定所得混合物的電容來測定。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。

本發明中所示之所有溫度值均以℃為單位。

本發明混合物適用於所有VA-TFT應用，諸如VAN、MVA、(S)- PVA、ASV、PSA(聚合物持續型VA)及PS-VA(聚合物穩定型VA)。其此外適用於具有負△ε之IPS(共平面切換型)及FFS(邊緣場切換型)應用。

本發明之顯示器中之向列型液晶混合物通常含有兩種組分A及B，該等組分本身由一或多種個別化合物組成。

組分A具有顯著負介電各向異性且賦予向列相

-0.5之介電各向異性。除可聚合化合物之外，其亦較佳含有式IIA、式IIB及/或式IIC之化合物，此外含有式III之化合物。

組分A之比例較佳介於45%與100%之間，尤其介於60%與100%之間。

對於組分A，較佳選擇具有

-0.8之△ε值的一種(或多種)個別化合物。此值須愈負，則A於整個混合物中之比例應愈小。

組分B具有明顯的向列原性(nematogeneity)且在20℃下流動黏度不大於30mm²．s^-1，較佳不大於25mm²．s^-1。

組分B中之尤其較佳的個別化合物為在20℃下流動黏度不大於18mm²．s^-1、較佳不大於12mm²．s^-1之極低黏度的向列型液晶。

組分B為單變性或互變性向列，無近晶相且能夠防止液晶混合物中近晶相降至極低溫度之發生。舉例而言，若將各種高向列原性材料添加至近晶液晶混合物中，則可經由達成之對近晶相之抑制程度比較此等材料之向列原性。

混合物亦可視情況含有組分C，該組分C含有介電各向異性△ε

1.5之化合物。以整個混合物計，此等所謂之正性化合物一般以

10重量%，較佳

5重量%之量存在於具有負介電各向異性之混合物中。

組分C之較佳化合物為下式之化合物

其中n表示1、2、3、4、5或6，較佳n為3。

熟習此項技術者自文獻獲知眾多適合材料。尤其較佳為式III之化合物。

另外，此等液晶相亦可含有18種以上組分，較佳含有18至25種組分。

本發明之混合物較佳含有4至15種，尤其含有5至12種，且尤其較佳含有

10種式IIA、式IIB及/或式IIC之化合物及視情況存在之式III之化合物。

除式IIA、式IIB及/或式IIC及視情況存在之式III之化合物之外，亦可存在其他組分，其量例如佔整個混合物之至多45%，但較佳至多35%，尤其至多10%。

其他組分較佳選自來自以下類別之向列型或向列原性物質(尤其為已知物質)：氧化偶氮苯、苯亞甲基苯胺、聯苯、聯三苯、苯甲酸苯酯或苯甲酸環己酯、環己烷羧酸苯酯或環己烷羧酸環己酯、苯基環己烷、環己基聯苯、環己基環己烷、環己基萘、1,4-雙環己基聯苯或環己基嘧啶、苯基-或環己基二噁烷、視情況鹵化之芪、苯甲基苯基醚、二苯乙炔及經取代之肉桂酸酯。

適合作為此類液晶相之組分的最重要化合物之特徵可在於具有下式IV： R²⁰-L-G-E-R²¹ IV

其中L及E各自表示來自由1,4-雙取代之苯及環己烷環、4,4'-雙取代之聯苯、苯基環己烷及環己基環己烷系統、2,5-雙取代之嘧啶及1,3-二噁烷環、2,6-雙取代之萘、二氫萘及四氫萘、喹唑啉及四氫喹唑啉形成之群的碳環或雜環系統，

或C-C單鍵，Q表示鹵素(較佳為氯)或-CN，且R²⁰及R²¹各自表示具有至多18個，較佳至多8個碳原子之烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基或烷氧基羰氧基，或此等基團中之一者或者表示CN、NC、NO₂、NCS、CF₃、SF₅、OCF₃、F、Cl或Br。

在多數此等化合物中，R²⁰與R²¹彼此不同，此等基團中之一者通常為烷基或烷氧基。所提出的取代基之其他變體亦為常見的。許多此等物質或其混合物為市售的。所有此等物質可藉由自文獻獲知之方法來製備。

對於熟習此項技術者，不言而喻的是，本發明之VA、PS-VA、 PSA、IPS、PS-IPS、FFS或PS-FFS混合物亦可含有其中例如H、N、O、Cl及F已經相應同位素置換之化合物。

本發明之混合物此外可含有習知添加劑，諸如穩定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、奈米粒子、微粒等。

本發明之液晶顯示器的結構對應於常見幾何形狀，例如在EP-A 0 240 379中所述。

在PS-VA應用中，可例如藉由使用帶通濾光器及/或截止濾光器來進行較佳製程，該帶通濾光器及/或截止濾光器對於具有各別所需波長之紫外光實質上具透射性且實質上阻擋具有各別不合需要之波長的光。舉例而言，當需要用波長λ為300至400nm之紫外光照射時，可使用對於波長300nm<λ<400nm實質上具透射性之寬帶通濾光器進行紫外線曝露。當需要用波長λ超過320nm之紫外光照射時，可使用對於波長λ>320nm實質上具透射性之截止濾光器進行紫外線曝露。

「實質上具透射性」意謂濾光器透射相當大部分，較佳至少50%強度之具所需波長之入射光。「實質上阻擋」意謂濾光器不透射相當大部分，較佳至少50%強度之具有不合需要之波長的入射光。「所需(不合需要)波長」例如在帶通濾光器之狀況下意謂波長處於(超出)既定λ範圍內，且在截止濾光器之狀況下意謂波長高於(低於)既定λ值。

此較佳製程可實現藉由使用較長紫外線波長來製造顯示器，從而減少或甚至避免短紫外光組分之有害及破壞影響。

紫外線輻射能一般為6至100J，視生產製程條件而定。

可根據本發明使用之液晶混合物係以本身習知之方式製備。一般而言，適宜在高溫下使以較少量使用之所需量的組分溶解於構成主要組分之組分中。亦有可能混合各組分於有機溶劑中(例如在丙酮、氯仿或甲醇中)之溶液，且在充分混合後例如藉由蒸餾再移除溶劑。

藉助於適合添加劑，本發明之液晶相可以一定方式加以改質，以便其可用於迄今已揭示之任何類型的例如ECB、VAN、IPS、GH或ASM-VA LCD顯示器中。

介電質亦可含有為熟習此項技術者所知且描述於文獻中之其他添加劑，諸如紫外線吸收劑、抗氧化劑、奈米粒子及自由基清除劑。舉例而言，可添加0%至15%多色性染料、穩定劑或對掌性摻雜劑。適用於本發明混合物之穩定劑尤其為表B中所列之穩定劑。

舉例而言，可添加0%-15%之多色染料，此外可添加導電鹽類，較佳添加4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基銨、四苯基氫硼化四丁銨或冠醚之錯鹽(參看例如Haller等人，Mol.Cryst.Liq.Cryst.第24卷，第249-258頁(1973))以改良傳導率，或可添加用以改變向列型相之介電各向異性、黏度及/或配向的物質。此類物質描述於例如DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728中。

在整個專利申請案中，1,4-伸環己基環及1,4-伸苯基環如下所示：

除式IIA及/或式IIB及/或式IIC之化合物、一或多種式I化合物外，本發明之混合物較佳亦含有下文所示之表A中的一或多種化合物。

表B展示可添加至本發明混合物中之可能摻雜劑。若混合物含有摻雜劑，則其係以0.01重量%至4重量%，較佳為0.1重量%至1.0重量%之量使用。

可例如按混合物之總量計以至多10重量%，較佳為0.01重量%至6重量%，尤其為0.1重量%至3重量%之量添加至本發明混合物中的穩定劑展示於下表C中。較佳穩定劑尤其為BHT衍生物，例如2,6-二-第三丁基-4-烷基苯酚及廷努芬(Tinuvin)770。

適用於本發明混合物，較佳適用於PSA及PS-VA應用中之反應性液晶原展示於下表D中：

LC介質較佳含有至少兩種選自由表D中之化合物組成之群的反應性液晶原。

除非另外明確指示，否則本申請案中指示之所有溫度值(諸如熔點T(C,N)、自近晶相(S)至向列相(N)之轉變T(S,N)及澄清點T(N,I))以攝氏度(℃)指示。

除非在各狀況下另外明確指示，否則所有物理特性係且已根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,Status 1997年11月，Merck KGaA,Germany測定且適用於20℃之溫度，且在589nm下測定△n且在1kHz下測定△ε。

在本發明中，除非另外明確指示，否則術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V₀)，亦稱為福瑞迪克斯臨限值。在實例中，按通常慣例，亦可指示10%相對對比度之光學臨限值(V₁₀)。用於量測電容臨限電壓之顯示器具有間距為4μm之兩個平面平行外板以及在該等外板內側上具有上覆摩擦聚醯亞胺配向層(引起液晶分子之垂直邊緣配向)的電極層。

藉由紫外線照射預定時間，同時向顯示器施加電壓(通常10V至30V交流電，1kHz)來使可聚合化合物在顯示器中聚合。在實例中，除非另外指示，否則使用25mW/cm²水銀蒸氣燈，使用裝有透射所需紫外線波長之帶通濾光器及/或截止濾光器的標準紫外線計(型號Ushio UNI計)量測強度。

藉由旋轉晶體實驗(Autronic-Melchers TBA-105)來測定傾斜角。此處，較小值(亦即，與90°角之較大偏差)對應於較大之傾斜。

除非另外明確陳述，否則本申請案中所給出之參數的範圍均包括極限值。

在整個本申請案中，除非另外明確陳述，否則所有濃度均以質量百分比給出，且係關於各別完整混合物，所有溫度均以攝氏度給出，且所有溫度差均以攝氏度給出。

光學各向異性(△n)係在589.3nm之波長下測定。介電各向異性(△ε)係在1kHz之頻率下測定。臨限電壓以及所有其他電光特性均係使用Merck KGaA,Germany所製備之測試單元測定。用於測定△ε之測試單元具有約20μm之單元間隙。電極為具有1.13cm²之面積及保護環之圓形ITO電極。定向層為用於垂直定向(ε_∥)之來自JSR(Japan Synthetic Rubber),Japan之JALS 2096-R1及用於平面平行定向(ε_⊥)之亦來自JSR之聚醯亞胺AL-1054。電容係用頻率回應分析儀Solatron 1260使用具有0.3V_rms電壓之正弦波進行測定。在VA單元中測定電光資料。除非另外明確說明，否則所用之此等測試單元具有經選擇而具有與在20℃下在0.5μm之光延遲(d．△n)下根據Gooch及Tarry之第一透射率最小值匹配之光延遲(d．△n)的單元間隙。

用於電光量測之光為白光。所用之配置為自Autronic Melchers,Karlsruhe,Germany購得之設備。特徵電壓係在垂直觀測下測定。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。

回應時間分別針對相對對比度自0%變化至90%之時間(t₉₀-t₀)以上升時間(τ_on)(亦即包括延遲時間(t₁₀-t₀))，針對相對對比度自100%變回10%之時間(t₁₀₀-t₁₀)以衰減時間(τ_off)及以總回應時間(τ_total=τ_on+τ_off)給出。

旋轉黏度係使用瞬變電流方法測定且流動黏度係在改良之烏氏黏度計中測定。對於液晶混合物ZLI-2293、ZLI-4792及MLC-6608，所有產品皆來自Merck KGaA,Darmstadt,Germany，在20℃下測定之旋轉黏度值分別為161mPa．s、133mPa．s及186mPa．s，且流動黏度值(ν)分別為21mm²．s^-1、14mm²．s^-1及27mm²．s^-1。

接著藉由使聚合物前驅體，較佳使反應性液晶原原位聚合來使液晶混合物穩定。為此目的，將各別混合物引入各別測試單元中，且經由以高壓水銀燈進行紫外線照射來使反應性化合物聚合。紫外線曝露之能量為6J。應用寬帶通濾光器(300nm

λ

400nm)以及鈉鈣玻璃，使較短波長之紫外線輻射之強度降低。期間施加電場。向單元施加矩形波電壓(14V_PP)。

在本申請案中使用下列縮寫及符號：

以下實例意欲闡明本發明而非限制本發明。在該等實例中，m.p.表示熔點且C表示液晶物質之澄清點(以攝氏度表示)；沸點用b.p.表示。此外：C表示結晶固體狀態，S表示近晶相(指數表示相類型)，N表示向列態，Ch表示膽固醇型相，I表示各向同性相，T_g表示玻璃轉移溫度。兩個符號之間的數字指示轉變溫度(以攝氏度表示)。

用於測定式I化合物之光學各向異性△n的主體混合物為市售混合物ZLI-4792(Merck KGaA)。使用市售混合物ZLI-2857測定介電各向異性△ε。欲研究之化合物之物理資料係由主體混合物在添加欲研究之化合物之後介電常數之變化且外推至使用100%化合物而獲得。一般而言，視溶解度而定，將10%欲研究之化合物溶解於主體混合物中。

用於量測臨限電壓之顯示器具有間距為20μm之兩個平面平行外板及在該等外板之內側上具有上覆SE-1211(Nissan Chemicals)配向層(其達成液晶之垂直配向)之電極層。

以下實例意欲闡明本發明而非限制本發明。在上文及下文中，百分比數據表示重量百分比；所有溫度均以攝氏度來指示。

混合物實例 實例M1

向下列主體混合物H1中

添加兩種具有不同反應性之反應性液晶原：

RM-1與RM-41展示不同之紫外線吸收性能，如圖1中所示。

將PS-VA混合物引入具有垂直配向之單元中。

使RM-1與RM-41選擇性地聚合。首先藉由使用紫外線截止濾光器使RM-41聚合且形成RM聚合物層。在下一步中，在第二紫外線曝露(具有100mW/cm²功率之紫外光)下以RM-1進行PS-VA製程且產生預傾角。

實例M2

向下列主體混合物H1中

添加兩種具有不同反應性之不同反應性液晶原：

根據實例M1，將混合物引入單元中且應用PS-VA製程。

實例M3

向下列主體混合物H1中

添加兩種具有不同反應性之不同反應性液晶原：

根據實例M1，將混合物引入單元中且應用PS-VA製程。

實例M4

向下列主體混合物H2中

添加兩種具有不同反應性之不同反應性液晶原：

根據實例M1，將混合物引入單元中且應用PS-VA製程。

實例M5

向下列主體混合物H2中

添加兩種具有不同反應性之不同反應性液晶原：

根據實例M1，將混合物引入單元中且應用PS-VA製程。

實例M6

向下列主體混合物H2中

添加兩種具有不同反應性之不同反應性液晶原：

根據實例M1，將混合物引入單元中且應用PS-VA製程。

Claims

一種基於具有負介電各向異性之極性化合物之混合物的液晶介質，其特徵在於其含有至少兩種可聚合化合物或反應性液晶原(RM)，其中該至少兩種可聚合化合物或反應性液晶原包含以下兩種可聚合化合物或反應性液晶原之至少一對：RM-1及RM-32、RM-1及RM-56、RM15及RM-41、或RM-17及RM-41，

及至少一種選自以下之群的化合物：式IIA、式IIB、式IIC、式IIA-46至IIA-53及IIA-58至IIA-65之化合物，

其中R^2A、R^2B及R^2C各自彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子且未經取代、經CN或CF₃單取代或至少經鹵素單取代之烷基或烯基，其中另外，此等基團中之一或多個CH₂基團可依使得O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-S-、
、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂- 、-OC-O-或-O-CO-置換，
表示
L¹及L²各自彼此獨立地表示F、Cl、CF₃或CHF₂，L^3-6各自彼此獨立地表示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'各自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=單鍵之狀況下，p亦可表示0，q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，

其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
如請求項1之液晶介質，其中該等式IIA、式IIB及式IIC之化合物係選自式IIA-1至IIA-45、IIA-54至IIA-57及IIA-66至IIC-6，

其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。
如請求項1或2之液晶介質，其中其另外含有一或多種式III之化合物，
其中R³¹及R³²各自彼此獨立地表示具有至多12個C原子之直鏈烷基、烷氧基烷基或烷氧基，且
表示
、
、
、
Z³表示單鍵、-CH₂CH₂-、-CH=CH-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-C₄H₉-、-CF=CF-。
如請求項1或2之液晶介質，其中該介質另外含有至少一種式L-1至L-11之化合物，

其中R、R¹及R²各自彼此獨立地具有如請求項1中針對R^2A所指出之含義，且烷基表示具有1至6個C原子之烷基，且s表示1或2。
如請求項1或2之液晶介質，其中該介質另外含有一或多種式T-1至T-21之聯三苯，

其中R表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基，且m表示1至6。
如請求項1或2之液晶介質，其中該介質另外含有一或多種式O-1至O-16之化合物，

其中R¹及R²各自彼此獨立地具有如請求項1中針對R^2A所指出之含義。
如請求項1或2之液晶介質，其中該介質另外含有一或多種式In之茚滿化合物，
其中R¹¹、R¹²、R¹³表示具有1至5個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基，R¹²及R¹³另外亦表示鹵素，
表示
i表示0、1或2。
如請求項1或2之液晶介質，其中該等可聚合化合物於該整個混合物中之比例為0.1重量%至5重量%。
一種基於具有負介電各向異性之極性化合物之混合物的液晶介質，其特徵在於其含有至少兩種可聚合化合物或反應性液晶原(RM)，其中該至少兩種可聚合化合物或反應性液晶原包含式RM-1及RM-41之可聚合化合物或反應性液晶原之對：

及至少一種選自以下之群的化合物：式IIA、式IIB、式IIC、式IIA-46至IIA-53及IIA-58至IIA-65之化合物，

其中R^2A、R^2B及R^2C各自彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子且未經取代、經CN或CF₃單取代或至少經鹵素單取代之烷基或烯基，其中另外，此等基團中之一或多個CH₂基團可依使得O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-S-、
、-C≡C-、-CF₂O-、-OCF₂- 、-OC-O-或-O-CO-置換，
表示
L¹及L²各自彼此獨立地表示F、Cl、CF₃或CHF₂，L^3-6各自彼此獨立地表示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'各自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=單鍵之狀況下，p亦可表示0，q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，

其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，及至少一種選自以下之群的化合物：式O-16a、CC-n-V及CC-n-Vm之化合物，

其中n及m各自彼此獨立地表示1、2、3、4、5或6。
如請求項9之液晶介質，其中該介質包含式CC-n-V化合物，其中n為3，及/或式CC-n-Vm化合物，其中n為3且m為1。
如請求項9之液晶介質，其中該等式IIA、式IIB及式IIC之化合物係選自式IIA-1至IIA-45、IIA-54至IIA-57及IIA-66至IIC-6，

其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且烯基表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。
如請求項9至11中任一項之液晶介質，其中其另外含有一或多種式III之化合物，
其中R³¹及R³²各自彼此獨立地表示具有至多12個C原子之直鏈烷基、烷氧基烷基或烷氧基，且
表示
、
、
、
Z³表示單鍵、-CH₂CH₂-、-CH=CH-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-C₂F₄-、-C₄H₉-、-CF=CF-。
如請求項9至11中任一項之液晶介質，其中該介質另外含有至少一種式L-1至L-11之化合物，

其中R、R¹及R²各自彼此獨立地具有如請求項9中針對R^2A所指出之含義，且烷基表示具有1至6個C原子之烷基，且s表示1或2。
如請求項9至11中任一項之液晶介質，其中該介質另外含有一或多種式T-1至T-21之聯三苯，

其中R表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基，且m表示1至6。
如請求項9至11中任一項之液晶介質，其中該介質另外含有一或多種式O-1至O-16之化合物，

其中 R¹及R²各自彼此獨立地具有如請求項9中針對R^2A所指出之含義。
如請求項9至11中任一項之液晶介質，其中該介質另外含有一或多種式In之茚滿化合物，
其中R¹¹、R¹²、R¹³表示具有1至5個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基，R¹²及R¹³另外亦表示鹵素，
表示
i表示0、1或2。
如請求項9至11中任一項之液晶介質，其中該等可聚合化合物於該整個混合物中之比例為0.1重量%至5重量%。
一種製備如請求項1至17中任一項之液晶介質的方法，其特徵在於將至少兩種可聚合化合物與至少一種選自式IIA、式IIB、式IIC、式IIA-46至IIA-53及IIA-58至IIA-65化合物之化合物及至少一種其他液晶原化合物混合，且視情況添加添加劑。
一種如請求項1至17中任一項之液晶介質的用途，其係用於電光顯示器中。
如請求項19之用途，其中該液晶介質中之該等可聚合化合物或反應性液晶原係經聚合。
如請求項20之用途，其中藉由紫外線輻射、藉由施加電壓、藉由使用適當紫外線濾光器及/或藉由控制溫度以增強反應來使該液晶介質中之至少兩種可聚合化合物聚合。
一種具有主動式矩陣定址之電光顯示器，其特徵在於其含有如請求項1至17中任一項之液晶介質作為介電質。
如請求項22之電光顯示器，其中其為VA、PSA、PS-VA、PALC、FFS、PS-FFS、IPS、PS-IPS或可撓性顯示器。
如請求項22或23之電光顯示器，其中其為PS或PSA顯示器，其中顯示器單元含有兩個基板及兩個電極，其中至少一個基板對光為透明的且至少一個基板上提供有一或兩個電極；以及位於該等基板之間含有兩種聚合化合物之LC介質層，其中該等聚合組分可藉由較佳在對該等電極施加電壓時，使一或多種可聚合化合物在該顯示器單元之該等基板之間於該LC介質中聚合來獲得。
如請求項24之電光顯示器，其中其為PS或PSA顯示器，其中顯示器單元含有兩個基板，其中一個基板為玻璃基板且另一基板為藉由使至少一種可聚合化合物發生RM聚合所製成的可撓性基板。
一種製造如請求項24或25之電光顯示器的方法，該電光顯示器係PS或PSA顯示器，且係藉由如下步驟達成：在含有兩個基板及兩個電極之顯示器單元中提供如請求項1至17中任一項之液晶介質，其中至少一個基板對光為透明的且至少一個基板上提供有一或兩個電極；且使至少兩種可聚合化合物聚合。
如請求項26之方法，其中藉由曝露於波長為320nm至400nm之紫外光來使該等可聚合化合物聚合。