CN114302939B

CN114302939B - Lc介质

Info

Publication number: CN114302939B
Application number: CN202080060185.9A
Authority: CN
Inventors: N·黄意云; E·黄启舜; R·周光廷
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2024-09-24
Anticipated expiration: 2040-08-26
Also published as: TWI862671B; CN114302939A; WO2021037877A1; EP4022009B1; US11952526B2; TW202115229A; US20220298419A1; EP4022009A1

Abstract

本发明涉及液晶(LC)介质，且涉及含有这些介质的LC显示器(LCD)，尤其涉及扭曲向列(TN)模式的LCD，优选地涉及LCOS(硅基LC)模式的显示器。

Description

LC介质

LCD在许多领域中用于信息显示器。LCD用于直观式显示器及投影型显示器两者。所使用的电光模式为例如扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、光学补偿弯曲型(OCB)及电控制双折射(ECB)模式及其各种变体以及其他模式。所有这些模式利用大体上垂直于基板或液晶层的电场。除这些模式以外，还存在利用大体上平行于基板或LC层的电场的电光模式，诸如共平面切换(IPS)模式(如例如DE 40 00 451及EP 0 588 568中所公开)及边缘场切换(FFS)模式，其中存在强“边缘场”，即，接近电极边缘的强电场，及在整个盒中具有强竖直分量及强水平分量两者的电场。这些后两种电光模式尤其是用于现代桌上型监测器中的LCD及用于电视机及多媒体应用的显示器。根据本发明的液晶优选地用于此类型显示器中。大体而言，具有相当低的介电各向异性值的正介电性LC介质用于FFS显示器中，但在一些情况下，具有仅约3或甚至更低的介电各向异性的LC介质也用于IPS显示器中。

特别在供用于公开信息显示器(PID)及汽车显示器的扩展市场中的LC介质的情况下，可靠性高及操作范围宽是非常重要的因素。因此，对于这些应用，具有高清亮温度(Tni)、良好低温稳定性(LTS)及高可靠性的LC介质是所需的。

LCOS为在由硅制得的底板顶部之上使用液晶层的反射微型显示器模式，且其中在接通及断开液晶层时，光自此底板反射。其为数字光处理(DLP)与LCD的组合。LCOS模式通常为TN模式，且常常用于投影装置，如例如投影仪及投影TV，且还逐渐广泛用于不同技术，如波长选择性切换、近眼显示器及穿戴式装置。LCOS模式具有重量轻、分辨率高及尺寸小的优点。

然而，在LCOS模式中，反射TN模式通常显示出一些光学缺陷，诸如出现向错线。

本发明的目标为提供LC介质，尤其用于TN及LCOS模式显示器，特别用于如薄膜晶体管(TFT)类型的那些显示器的有源矩阵显示器，其并不表现上文所表示的缺点或仅较小程度地表现缺点，且优选地表现宽操作范围、高清亮温度、高可靠性、低阈值电压、高介电各向异性、良好低温稳定性(LTS)、低旋转粘度及快速响应时间中的一或多者。

此目标是通过提供如下所述及要求保护的LC介质来实现。

因此，本发明人已发现有可能通过向LC介质中添加手性掺杂剂以形成自发性扭曲以便管理光方向来改进LCOS、TN模式显示器的图像质量。这有助于增加域方向的均质性及抑制向错线出现。另外，通过改变手性掺杂剂的浓度且因此改变手性节距，还可调节电压传输(VT)曲线。

根据本发明的显示器优选地通过有源矩阵(LCD，简称AMD)，优选地通过薄膜晶体管(TFT)矩阵寻址。然而，根据本发明的液晶还可以有利地用于具有其他已知寻址手段的显示器中。

本发明涉及一种具有正介电各向异性的LC介质，其特征在于其含有一种或多种式I化合物、一种或多种选自式II及III的化合物及一种或多种手性掺杂剂

其中各个基团彼此独立地且在每次出现时相同或不同地具有以下含义：

“alkyl”为C_1-6-烷基，

R^a1为H、CH₃或C₂H₅，

i、k为0、1、2或3，

为

R⁰为具有1至15个C原子的未经取代或卤化的烷基或烷氧基，其中，另外，这些基团中的一个或多个CH₂基团可各自彼此独立地经-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-以使得O原子彼此不直接连接的方式替代，或表示或

X⁰为F、Cl、CN、SF₅、SCN、NCS、具有至多6个C原子的卤化烷基、卤化烯基、卤化烷氧基或卤化烯氧基，且

Y⁰为H或CH₃，

Y^1-6为H或F。

本发明进一步涉及如上文及下文所描述的LC介质用于电光目的的用途，尤其用于LC显示器，优选地用于LCOS、TN或TN-TFT显示器的用途。

本发明进一步涉及一种含有如上文及下文所描述的LC介质的电光LC显示器，尤其LCOS、TN或TN-TFT显示器。

本发明进一步涉及一种用于制备如上文及下文所描述的LC介质的方法，其包括将一种或多种式I化合物与一种或多种其他LC化合物及任选的一种或多种添加剂混合的步骤。

在本申请中，所有原子还包括其同位素。特别地，一个或多个氢原子(H)可经氘(D)替代，其在一些实施方案中为尤其优选的；高度氘化能够实现或简化化合物的分析测定，尤其在低浓度的情况下。

若R⁰表示烷基及/或烷氧基，则此基团可为直链或支链的。该基团优选地为直链的，具有2、3、4、5、6或7个C原子，且因此优选地表示乙基、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、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一氧基、十二氧基、十三氧基或十四氧基。R⁰优选地表示具有2-6个C原子的直链烷基。

氧杂烷基优选地表示直链2-氧杂丙基(＝甲氧基甲基)；2-氧杂丁基(＝乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(＝2-甲氧基乙基)；2-氧杂戊基、3-氧杂戊基或4-氧杂戊基；2-氧杂己基、3-氧杂己基、4-氧杂己基或5-氧杂己基；2-氧杂庚基、3-氧杂庚基、4-氧杂庚基、5-氧杂庚基或6-氧杂庚基；2-氧杂辛基、3-氧杂辛基、4-氧杂辛基、5-氧杂辛基、6-氧杂辛基或7-氧杂辛基；2-氧杂壬基、3-氧杂壬基、4-氧杂壬基、5-氧杂壬基、6-氧杂壬基、7-氧杂壬基或8-氧杂壬基；2-氧杂癸基、3-氧杂癸基、4-氧杂癸基、5-氧杂癸基、6-氧杂癸基、7-氧杂癸基、8-氧杂癸基或9-氧杂癸基。

若R⁰表示其中一个CH₂基团已经-CH＝CH-替代的烷基，则此可为直链的或支链的。其优选地为直链的且具有2至10个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R⁰表示至少经卤素单取代的烷基或烯基，则此基团优选地为直链的，且卤素优选地为F或Cl。在多取代的情况下，卤素优选地为F。所得基团还包括全氟化基团。在单取代的情况下，氟或氯取代基可位于任何所需位置，但优选地位于ω-位置。

在以上及以下式中，X⁰优选地为F、Cl或具有1、2或3个C原子的单或多氟化烷基或烷氧基或具有2或3个C原子的单或多氟化烯基。X⁰尤其优选地为F、Cl、CF₃、CHF₂、OCF₃、OCHF₂、OCFHCF₃、OCFHCHF₂、OCFHCHF₂、OCF₂CH₃、OCF₂CHF₂、OCF₂CHF₂、OCF₂CF₂CHF₂、OCF₂CF₂CHF₂、OCFHCF₂CF₃、OCFHCF₂CHF₂、OCF₂CF₂CF₃、OCF₂CF₂CClF₂、OCClFCF₂CF₃、OCH＝CF₂或CH＝CF₂，非常尤其优选地为F或OCF₃，此外为CF₃、OCF＝CF₂、OCHF₂或OCH＝CF₂。

特别优选其中X⁰表示F或OCF₃，优选地表示F的化合物。

图1a及图1b示意性地及示例性地说明根据本发明的LCOS显示器，其包含以下各者：含硅底板(1)，例如CMOS；优选地呈像素阵列形状的反射涂层(2)；第一配向层(3)及第二配向层(4)，提供例如平面配向；具有如上文及下文所定义的正介电各向异性的LC介质层(5)；透明电极层(6)，例如，ITO；及透明基板(7)，例如玻璃或透明塑料基板。

在未寻址或断开状态(a)中，即未施加电压，LC层(5)的LC分子(8)表现平面扭曲向列配向(由手性掺杂剂诱导)。在寻址或接通状态(b)中，即在施加电压后，LC分子(8)再定向成竖直配向。

在根据本发明的LC介质及显示器中，将手性掺杂剂添加至LC介质以形成自发性扭曲以便管理光方向。扭曲角度及因此节距长度的控制对于防止扭曲不足/过度及达至最佳光学性能是重要的。

90°TN-LCD的阈值电压(Vth)由等式(1)给出，其中节距＞λ(在LC材料内传播的光的波长)：

此处，(p/d)比率表示手性节距与盒的间隙，Δε及γ1表示介电各向异性及旋转粘度；K11、K22、K33分别表示展曲(splay)、扭曲及弯曲变形的弹性常数。

从以上等式(1)可看出，较短节距会导致VT曲线右移，而较长节距会导致具有较好对比率的VT曲线左移。然而，较长节距亦会增加由弱域方向引起的向错线出现的风险。

手性掺杂剂优选地选自由来自下表C的化合物组成的组，非常优选地选自由R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011及R-或S-5011组成的组。

非常优选的为式S-4011的手性掺杂剂。

优选地，LC介质含有浓度为0.01重量％至1重量％、优选地浓度为0.1重量％至0.72重量％、更优选地为0.2重量％至0.72重量％且非常优选地为0.35重量％至0.72重量％的一种或两种、更优选地一种手性掺杂剂。

优选地选择LC介质中的手性掺杂剂的螺旋扭曲力及量使得根据本发明的显示器中的比率d/p优选地为0.015至0.2，更优选地为0.03至0.2，且非常优选地为0.05至0.2。

优选地，(在施加电压之前)通过手性掺杂剂在LC介质中诱导的螺旋扭曲的扭曲角度为60至120°，更优选地为80至100°，非常优选地为90°。

优选地，通过手性掺杂剂在LC介质中诱导的螺旋扭曲的节距为15至100μm，更优选地为15至50μm，且非常优选地为15至30μm。

优选地，根据本发明的显示器中的比率d/p为0.015至0.2，更优选地为0.03至0.2，最优选地为0.05至0.2。

在式I化合物中，R¹及R²优选地选自乙基、丙基、丁基及戊基，其均为直链的。

优选地，LC介质包含一种或多种选自由以下子式组成的组的式I化合物：

其中“alkyl”具有式I中所给出的含义且优选地表示C₂H₅、n-C₃H₇、n-C₄H₉或n-C₅H₁₁，尤其n-C₃H₇。

非常优选地，LC介质包含一种或多种选自由以下子式组成的组的式I化合物：

非常优选的为式Ia1、Ib1及Ic1的化合物。

LC介质中的式I及其子式的化合物的浓度优选地为15％至70％，非常优选地为20％至60％。

优选地，LC介质含有1、2或3种式I或其子式的化合物。

在式II及III及其子式的化合物中，R⁰优选地表示具有1至6个C原子的直链烷基，尤其表示甲基、乙基或丙基，此外表示具有2至6个C原子的烯基，尤其表示乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、3-丁烯基、1E-戊烯基、3E-戊烯基或4-戊烯基。

优选地，LC介质包含一种或多种式II化合物，其中Y⁰为H，优选地选自由以下子式组成的组：

其中R⁰及X⁰具有上文所给出的含义。

优选的化合物为式II1、II2及II3的那些化合物，非常优选的为式II1及II2的那些化合物。

在式II1至式II7的化合物中，R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示乙基或丙基，且X⁰优选地表示F或OCF₃，非常优选地表示F。

在另一优选实施方案中，LC介质包含一种或多种式II化合物，其中Y⁰为CH₃，优选地选自由以下子式组成的组：

其中R⁰及X⁰具有上文所给出的含义。

优选的化合物为式IIA1、IIA2及IIA3的那些化合物，非常优选的为式IIA1及IIA2的那些化合物。

在式IIA1至IIA7的化合物中，R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示乙基或丙基，且X⁰优选地表示F或OCF₃，非常优选地表示F。

更优选地，LC介质包含一种或多种式III化合物，其中Y⁰为H，优选地选自由以下子式组成的组：

其中R⁰及X⁰具有上文所给出的含义。

优选的化合物为式III1、式III4、式III6、式III16、式III19及式III20的那些化合物。

在式III1至III21的化合物中，R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示乙基或丙基，X⁰优选地表示F或OCF₃，非常优选地表示F，且Y²优选地表示F。

在另一优选实施方案中，LC介质包含一种或多种式III化合物，其中Y⁰为CH₃，优选地选自由以下子式组成的组：

其中R⁰及X⁰具有上文所给出的含义。

优选的化合物为式IIIA1、IIIA4、IIIA6、IIIA16、IIIA19及IIIA20的那些化合物。

在式IIIA1至IIIA21的化合物中，R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示乙基或丙基，X⁰优选地表示F或OCF₃，非常优选地表示F，且Y²优选地表示F。

LC介质中的各个式I I及其子式的化合物的浓度优选地为1重量％至15重量％。LC介质中式II化合物的总浓度优选地为5重量％至25重量％。

LC介质中的各个式III化合物的浓度优选地为1重量％至15重量％。式III化合物的总浓度优选地为2重量％至25重量％。

优选地，LC介质含有1至8种式II及/或式III或其子式的化合物。

优选地，LC介质含有至少一种式II或其子式的化合物及至少一种式II或其子式的化合物。

下文表示更优选的实施方案，包括其任何组合：

-介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中

R⁰、X⁰及Y^1-4具有上文所表示的含义，且

Z⁰表示-C₂H₄-、-(CH₂)₄-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-或-OCF₂-，在式V及VI中还表示单键，在式V及VIII中还表示-CF₂O-，

r表示0或1，且

s表示0或1；

-介质包含一种或多种选自以下子式的式IV化合物：

其中R⁰及X⁰具有上文所表示的含义。

R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F或OCF₃，此外表示OCF＝CF₂或Cl；

-介质包含一种或多种选自以下子式的式IVa化合物：

其中R⁰具有上文所表示的含义且优选地为丙基或戊基。

-介质包含一种或多种选自以下子式的式IVc化合物：

其中R⁰具有上文所表示的含义且优选地为丙基或戊基。

-介质包含一种或多种选自以下子式的式V化合物：

其中R⁰及X⁰具有上文所表示的含义。

R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F及OCF₃，此外表示OCHF₂、CF₃、OCF＝CF₂及OCH＝CF₂；

-介质包含一种或多种选自以下子式的式VI化合物：

其中R⁰及X⁰具有上文所表示的含义。

R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F，此外表示OCF₃、CF₃、CF＝CF₂、OCHF₂及OCH＝CF₂；

-介质包含一种或多种选自以下子式的式VII化合物：

其中R⁰及X⁰具有上文所表示的含义。

R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F，表示OCF₃、OCHF₂及OCH＝CF₂。

-介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中X⁰具有上文所表示的含义，且

L表示H或F，

“alkyl”表示C_1-6-烷基，

R’表示C_1-6-烷基或C_1-6-烷氧基

R”表示C_1-6-烷基、C_1-6-烷氧基或C_2-6-烯基，且

“alkenyl”及“alkenyl*”各自彼此独立地表示C_2-6-烯基。

-介质包含一种或多种选自以下子式的式IX-XII的化合物：

其中“alkyl”具有上文所给出的含义。

尤其优选地为式IXa、IXb、IXc、Xa、Xb、XIa及XIIa的化合物。在式IXa中，基团“alkyl”优选地彼此独立地表示C₂H₅、n-C₃H₇、n-C₄H₉或n-C₅H₁₁，非常优选地表示C₂H₅或n-C₃H₇。在式XIa及XIb中，“alkyl”优选地表示CH₃、C₂H₅或n-C₃H₇，非常优选地表示CH₃。

-介质包含一种或多种选自以下子式的式IX-XII的化合物；

-介质包含一种或多种下式的化合物：

其中L¹及L²彼此独立地表示H或F，其中R¹及R²彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基或烷氧基或具有2至6个C原子的烯基。

优选的式XIII化合物为其中L¹及L²为H的那些化合物。

更优选的式XIII化合物为其中L¹及L²为F的那些化合物。

更优选的式XIII化合物为其中R¹为具有1至6个C原子的烷基，优选地为甲基、乙基或丙基，且R²为具有1至6个C原子的烷氧基，优选地为甲氧基、乙氧基或丙氧基的那些化合物。

-介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R¹及R²彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基。

优选的式XIV化合物选自以下子式。

非常优选的为式XIV2化合物。

-介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中R³及R⁴各自彼此独立地表示正烷基、烷氧基、氧杂烷基、氟烷基或烯基，其各自具有至多6个C原子，且优选地各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基或具有2至6个C原子的烯基。

-介质包含一种或多种选自以下子式的式XV化合物：

其中“alkyl”具有上文所表示的含义，且优选地表示甲基、乙基或丙基。

-介质包含一种或多种选自以下子式的式XV化合物：

非常优选的为式XVd1及XVe1的化合物。

-介质包含一种或多种式XVI化合物，

其中L、R³及R⁴具有上文所表示的含义，且优选地各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基。

尤其优选的式XVI化合物为以下子式的那些化合物

其中

alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，尤其表示乙基、丙基或戊基，

alkenyl及alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基，尤其表示CH₂＝CHC₂H₄、CH₃CH＝CHC₂H₄、CH₂＝CH及CH₃CH＝CH。

特别优选式XVIb、XVIc及XVIg的化合物。非常特别优选下式的化合物：

非常优选的为式XVIc2、XVIg1及XVIg2的化合物；

-介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R³及R⁴具有上文所表示的含义且优选地各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基。L表示H或F；

-介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中R⁰及X⁰各自彼此独立地具有上文所表示的含义之一，且Y^1-4各自彼此独立地表示H或F。X⁰优选地为F、Cl、CF₃、OCF₃或OCHF₂。R⁰优选地表示烷基、烷氧基、氧杂烷基、氟烷基或烯基，其各自具有至多6个C原子。

非常优选地，根据本发明的混合物包含一种或多种式XXIa化合物，

其中R⁰具有上文所表示的含义。R⁰优选地表示直链烷基，尤其表示乙基、正丙基、正丁基及正戊基，且非常优选地表示正丙基。将式XXI化合物，尤其式XXIa化合物，优选地以1重量％至15重量％，尤其优选地以2重量％至10重量％的量用于根据本发明的混合物中。

更优选地，根据本发明的混合物包含一种或多种式XXIIIa化合物，

其中R⁰具有上文所表示的含义。R⁰优选地表示直链烷基，尤其表示乙基、正丙基、正丁基及正戊基，且非常优选地表示正丙基。将式XXIII化合物，尤其式XXIIIa化合物，优选地以0.5重量％至10重量％，尤其优选地以0.5重量％至5重量％的量用于根据本发明的混合物中。

-介质另外包含一种或多种式XXIV化合物，

其中R⁰、X⁰及Y^1-6具有式I中所表示的含义，s表示0或1，且

表示

在式XXIV中，X⁰还可表示具有1-6个C原子的烷基或具有1-6个C原子的烷氧基。烷基或烷氧基优选地为直链的。

R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F；

-式XXIV化合物优选地选自下式：

其中R⁰、X⁰及Y¹具有上文所表示的含义。R⁰优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F，且Y¹优选地为F；

i优sp选re为fe

-R⁰为具有2至6个C原子的直链烷基或烯基；

-介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R³及X⁰具有上文所表示的含义。R³优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F或Cl。在式XXIV中，X⁰非常优选地表示Cl。

-介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R³及X⁰具有上文所表示的含义。R³优选地表示具有1至6个C原子的烷基。X⁰优选地表示F。根据本发明的介质尤其优选地包含一种或多种式XXIX化合物，其中X⁰优选地表示F。将式XXVI-XXIX的化合物优选地以1重量％至20重量％，尤其优选地以1重量％至15重量％的量用于根据本发明的混合物中。尤其优选的混合物包含至少一种式XXIX化合物。非常优选地，根据本发明的混合物包含一种或多种式XXIXa化合物，

其中R³具有上文所表示的含义，且优选地表示直链烷基，尤其表示乙基、正丙基、正丁基及正戊基，且非常优选地表示正丙基。将式XXIXa化合物优选地以1重量％至15重量％，尤其优选地以2重量％至10重量％的量用于本发明的混合物中。

-介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R³及R⁴具有上文所表示的含义，且优选地彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示甲基、乙基或正丙基。

优选的式XXX化合物为式XXXa化合物

-介质包含一种或多种下式的化合物

其中R³具有上文所表示的含义，且R⁵具有如上文所给出的R⁴或X⁰的含义之一。

R³优选地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示甲基、乙基或正丙基，或具有2至6个C原子的烯基，非常优选地表示乙烯基。R⁵优选地表示具有1至6个C原子的烷基，非常优选地表示甲基、乙基或正丙基，或三氟甲基或三氟甲氧基。

优选的式XXXI化合物选自由以下子式组成的组：

其中alkyl及alkenyl具有上文所给出的含义。非常优选的式XXXI化合物选自由以下子式组成的组：

更优选的LC介质选自以下优选的实施方案，包括其任何组合：

-介质包含一种或多种式IV，优选地选自式IVa或IVc，非常优选地选自式IVa1或IVc1的化合物。这些化合物中的每一者的各个浓度优选地为1重量％至15重量％。这些化合物的总浓度优选地为5重量％至25重量％。

-介质包含一种或多种式IX，优选地选自式IXa，非常优选地选自式IXa1及IXa2的化合物。这些化合物中的每一者的各个浓度优选地为1重量％至15重量％。这些化合物的总浓度优选地为5重量％至25重量％。

-介质包含一种或多种式XI，优选地选自式XIa及XIb的化合物。这些化合物中的每一者的各个浓度优选地为1重量％至20重量％。这些化合物的总浓度优选地为5重量％至25重量％。

-介质包含一种或多种式XII化合物，优选地为式XIIa化合物。这些化合物的总浓度优选地为3重量％至20重量％。

-介质包含一种或多种式XV，优选地选自式XVd及XVe，非常优选地选自式XVd1及XVe1的化合物。这些化合物中的每一者的各个浓度优选地为1重量％至10重量％。这些化合物的总浓度优选地为2重量％至15重量％。

-介质包含一种或多种式XVIc化合物，优选地为式XVIc2化合物。这些化合物的浓度优选地为1重量％至15重量％。

-介质包含一种或多种式XVIg化合物，优选地为式XVIg1及/或XVIg2的化合物。这些化合物的浓度优选地为5重量％至25重量％。

-介质包含一种或多种式XVIIa或XVIIb的化合物。这些化合物的浓度优选地为0.5重量％至5重量％。

-介质包含一种或多种式XXI化合物，优选地为式XXIa化合物。这些化合物的浓度优选地为0.5重量％至8重量％。

-介质包含一种或多种式XXIII化合物，优选地为式XXIIIa化合物。这些化合物的浓度优选地为0.5重量％至5重量％。

-介质包含一种或多种式XXIX化合物，优选地为式XXIXa化合物。这些化合物的浓度优选地为2重量％至10重量％。

-介质包含一种或多种式XXX化合物，优选地为式XXXa化合物。这些化合物的浓度优选地为2重量％至10重量％。

-介质包含一种或多种式XXXI化合物，优选地为式XXXIa及/或XXXIb的化合物。这些化合物的浓度优选地为2重量％至10重量％。

-介质包含一种或多种式I化合物及一种或多种选自由式II、III、IV、IX、XI、XII、XV、XVI、XXI、XXIX及XXXI组成的组的化合物。

-介质包含一种或多种式I化合物及一种或多种选自由式II1、II2、II3、III1、III4、III6、III16、III19、III20、IVa、IVc、IXa、IXb、XIa、XIb、XIIa、XVd、XVe、XVIc、XXIa、XXIXa及XXXIa组成的组的化合物。

-混合物中的式II、III、IV、IX、XI、XII、XV、XVI、XXI、XXIX及XXX的化合物的整体比例为90重量％至99重量％。

-混合物中的式II1、II2、II3、III1、III4、III6、III16、III19、III20、IVa、IVc、IXa、IXb、XIa、XIb、XIIa、XVd、XVe、XVIc、XXIa、XXIXa及XXXIa的化合物的整体比例为90重量％至99重量％。

本申请中的术语“alkyl”或“alkyl*”涵盖具有1-6个碳原子的直链及支链烷基，尤其直链基团甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基。具有2-5个碳原子的基团通常为优选的。

术语“alkenyl”或“alkenyl*”涵盖具有2-6个碳原子的直链及支链烯基，尤其直链基团。优选的烯基为C₂-C₇-1E-烯基、C₄-C₆-3E-烯基，尤其C₂-C₆-1E-烯基。尤其优选的烯基的实例为乙烯基、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个碳原子的基团通常为优选的，尤其CH₂＝CH、CH₃CH＝CH。

术语“氟烷基”优选地涵盖具有末端氟的直链基团，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，不排除氟的其他位置。

术语“氧杂烷基”或“烷氧基”优选地涵盖式C_nH_2n+1-O-(CH₂)_m的直链基团，其中n及m各自彼此独立地表示1至6。m还可表示0。优选地，n＝1且m＝1-6，或m＝0且n＝1-3。

经由适当选择R⁰及X⁰的含义，寻址时间、阈值电压、传输特征线的陡度等可以以所需方式修改。举例而言，与烷基及烷氧基相比，1E-烯基、3E-烯基、2E-烯氧基等通常产生更短寻址时间、改良的向列趋势及弹性常数k₃₃(弯曲)与k₁₁(倾斜)之间的更高比率。与烷基及烷氧基相比，4-烯基、3-烯基等通常提供更低的阈值电压及更低的k₃₃/k₁₁值。根据本发明的混合物的突出之处尤其在于高Δε值，且因此其响应时间显著快于现有技术的混合物。

上文所提及的式的化合物的最佳混合比率大体上视所需特性而定、视上文所提及的式的组分的选择而定及视可存在的任何其他组分的选择而定。

可根据情况容易地确定在上文所表示的范围内的适合混合比率。

根据本发明的LC介质中的上文所提及的式的化合物的总量并非至关重要的。因此，出于优化各种特性的目的，混合物可以包含一种或多种其他组分。然而，上文所提及的式的化合物的总浓度越高，所观测到的对介质特性的所需改良的影响通常越大。

在一尤其优选实施方案中，根据本发明的LC介质包含式IV至VIII(优选地为IV及V)的化合物，其中X⁰表示F、OCF₃、OCHF₂、OCH＝CF₂、OCF＝CF₂或OCF₂-CF₂H。与式IA、IIA、IB及IIB的化合物的有利协同作用产生尤其有利的特性。特别地，包含式IA或IIA及IB或IIB的化合物的混合物的突出之处在于其低阈值电压。

可用于根据本发明的LC介质中的上文所提及的式及其子式的各个化合物为已知的或可以与已知化合物类似地制备。

本发明还涉及电光显示器，诸如TN或MLC显示器，其具有两个平面平行的外部板(该外部板与框架一起形成盒)，用于在外部板上切换各个像素的集成非线性元件，以及位于盒中的具有正介电各向异性和高比电阻的向列型液晶混合物，其中向列型液晶混合物是如上下文所述的根据本发明的液晶介质。

根据本发明的液晶介质使得实现可获得参数范围的显著扩大。可获得的清亮点、低温下的粘度、热和UV稳定性和高光学各向异性的组合比现有技术中迄今为止的材料优越得多。

根据本发明的液晶介质适用于移动应用和TFT应用，例如移动电话和PDA。此外，根据本发明的液晶介质特别适合用于在FFS和IPS显示器中使用。

根据本发明的液晶介质优选保持低至-20℃，非常优选低至-30℃，最优选低至-40℃的向列相。根据本发明的液晶介质优选具有≥85℃，非常优选≥95℃，最优选≥105℃的清亮点。

根据本发明的液晶介质优选具有≤130mPa·s，非常优选≤115mPa·s的旋转粘度γ₁，由此能够获得具有快速响应时间的优异的MLC显示器。该旋转粘度在20℃下测定。

在优选的实施方式中，根据本发明的液晶介质在20℃下的介电各向异性△ε优选为≥+4，非常优选≥+6，最优选≥+8。

根据本发明的液晶介质在20℃下的双折射率△n优选范围为0.080至0.150，更优选0.090至0.140，特别优选0.100至0.130。

根据本发明的液晶介质的向列相范围优选具有至少100°，更优选至少110°，特别是至少130°的宽度。该范围优选至少从-25℃延伸至+105℃。

不言而喻，通过根据本发明的液晶介质的组分的适当选择，也可在较高阈值电压下实现较高的清亮点(例如超过100℃)或在较低的阈值电压下实现较低的清亮点并保留其它有利性质。在相应地仅仅略微增加的粘度下，同样可以获得具有较高Δε以及由此低的阈值的液晶介质。根据本发明的MLC显示器优选在第一Gooch和Tarry透射最小值(transmission minimum)操作[C.H.Gooch and H.A.Tarry,Electron.Lett.10,2-4,1974；C.H.Gooch and H.A.Tarry,Appl.Phys.,Vol.8,1575-1584,1975]，其中除了特别有利的电光学性质，例如特性线的高陡度和对比度的低角度依赖性(德国专利3022 818)外，在与在第二最小值下的类似显示器中相同的阈值电压下，较低的介电各向异性是足够的。由此使得使用本发明的混合物在第一最小值下能够获得比包含氰基化合物的液晶介质的情况显著更高的电阻率值。通过各个组分及其重量比例的适当选择，本领域技术人员能够使用简单的常规方法设定对于MLC显示器的预先确定的层厚度所需的双折射率。

电压保持率(HR)的测量[S.Matsumoto等人，Liquid Crystals 5，1320(1989)；K.Niwa等人，Proc.SID Conference，San Francisco，June 1984，p.304(1984)；G.Weber等人，Liquid Crystals 5，1381(1989)]已经显示包含式ST-1，ST-2，RV，IA和IB的化合物的根据本发明的液晶介质在UV暴露时显示出相比于包含式的氰基苯基环己烷或式的酯(而不是式I ST-1，ST-2，RV，IA和IB的化合物)的类似混合物的HR的显著更小的下降。

根据本发明的液晶介质的光稳定性和UV稳定性显著更好，即它们在暴露于光，热或UV时表现出HR的明显更小的下降。

由偏振器、电极基板和表面处理的电极构成的本发明MLC显示器的构造相应于这类显示器的常规设计。术语“常规设计”在此处广义理解并且也包括MLC显示器的所有衍生形式和变型，特别是包括基于多晶硅TFT或MIM的矩阵显示元件。

然而，根据本发明的显示器和迄今的基于扭曲向列盒的常规显示器之间的显著差异在于液晶层的液晶参数的选择。

可按照本发明使用的液晶介质以本身常规的方法制备，例如通过将一种或多种权利要求1的化合物与一种或多种式IV-XXXI的化合物或者与其他的液晶化合物和/或添加剂混合。通常，将以较小量使用的期望量的组分有利地在升高的温度下溶于构成主要成分的组分中。也可以混合组分在有机溶剂中的溶液，例如在丙酮、氯仿或甲醇中的溶液，并在充分混合后再例如通过蒸馏除去溶剂。

液晶介质还可以包含本领域技术人员已知的并且在文献中描述的其它添加剂，例如聚合引发剂，抑制剂，表面活性物质，光稳定剂，抗氧化剂，例如BHT，TEMPOL，微粒，自由基清除剂，纳米粒子等。例如，可以加入0-15％的多色染料或手性掺杂剂或引发剂如或下表C和D中提到了合适的稳定剂和掺杂剂。

在本发明的一优选实施方案中，LC介质含有一种或多种其他稳定剂，优选地选自由下式组成的组：

R^a-d为具有1至10、优选地1至6、非常优选地1至4个C原子的直链或支链烷基，最优选地为甲基，

X^S为H、CH₃、OH或O^●，

A^S为具有1至20个C原子的任选经取代的直链、支链或环状亚烷基，

n为1至6的整数，优选地为3。

优选的式S3的稳定剂选自式S3A

其中n2为1至12的整数，且其中基团(CH₂)_n2中的一个或多个H原子任选经甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基替代。

非常优选的稳定剂选自由下式组成的组：

在一优选实施方案中，LC介质包含一种或多种选自由以下组成的组的稳定剂：式S1-1、S2-1、S3-1、S3-1及S3-3。

在一优选实施方案中，LC介质包含一种或多种选自表D的稳定剂。

LC介质中的稳定剂，如式S1-S3的那些稳定剂的比例优选地为10至500ppm，非常优选地为20至100ppm。

在另一优选实施方案中，LC介质含有一种或多种可聚合化合物，优选地选自可聚合介晶化合物。这些LC介质适用于聚合物稳定(PS)模式，如PS-TN模式的显示器。

因此，本发明的另一优选实施方案涉及包含如上文及下文所描述的LC介质的PS-TN显示器。

优选地，根据此优选实施方案的LC介质含有一种或多种式M的可聚合化合物

R^a-B¹-(Z^b-B²)_m-R^b M

其中各个基团在每次出现时相同或不同地且各自彼此独立地具有以下含义：

R^a及R^b为P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO₂、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF₅或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中，另外，一个或多个不相邻的CH₂基团可各自彼此独立地经-C(R⁰)＝C(R⁰⁰)-、-C≡C-、-N(R⁰⁰)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，以此方式使得O及/或S原子彼此不直接连接，且其中，另外，一个或多个H原子可经F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代，其中若B¹及/或B²含有饱和C原子，则R^a及/或R^b还可表示螺接至此饱和C原子的基团，

其中基团R^a及R^b中的至少一者表示或含有基团P或P-Sp-，

P为可聚合基团，

Sp为间隔基团或单键，

B¹及B²为芳族基、杂芳族基、脂环族基或杂环基，其优选地具有4至25个环原子，其还可含有稠合环且其未经取代或经L单取代或多取代，

Z^b为-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或单键，

R⁰及R⁰⁰各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基，

m表示0、1、2、3或4，

n1表示1、2、3或4，

L为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、任选经取代的甲硅烷基、任选经取代的具有6至20个C原子的芳基或具有1至25个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，其中，另外，一个或多个H原子可经F、Cl、P或P-Sp-替代，

Y¹表示卤素，

R^x表示P、P-Sp-、H、卤素、具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中，另外，一个或多个不相邻的CH₂基团可经-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，以此方式使得O及/或S原子彼此不直接连接，且其中，另外，一个或多个H原子可经F、Cl、P或P-Sp-替代，具有6至40个C原子的任选经取代的芳基或芳氧基或具有2至40个C原子的任选经取代的杂芳基或杂芳氧基。

尤其优选的式M化合物为那些化合物，其中B¹及B²各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氢-菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、香豆素、黄酮，其中此外，在这些基团中的一个或多个CH基团可被N替代，环己烷-1,4-二基，其中此外，一个或多个不相邻的CH₂基团可被O和/或S替代，1,4-亚环己烯基、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基，其中所有这些基团可以是未取代的或被如上所述的L单或多取代。

尤其优选的式M化合物为其中B¹及B²各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基的那些化合物。

可聚合基团P为适合于聚合反应(诸如自由基或离子链聚合、加聚或缩聚)或聚合物类似反应(例如加成或缩合至聚合物主链上)的基团。特别优选用于链聚合的基团，尤其含有C＝C双键或-C≡C-三键的那些基团，及适合于与开环聚合的基团，诸如氧杂环丁烷基或环氧基。

优选的基团P选自由以下组成的组：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个C原子的烷基，尤其H、F、Cl或CH₃，W²及W³各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基，尤其H、甲基、乙基或正丙基，W⁴、W⁵及W⁶各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基，W⁷及W⁸各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基，Phe表示1,4-亚苯基，其任选经除P-Sp-之外的一个或多个如上文所定义的基团L取代，k₁、k₂及k₃各自彼此独立地表示0或1，k₃优选地表示1且k₄表示1至10的整数。

非常优选基团P选自由以下组成的组：CH₂＝CW¹-CO-O-、CH₂＝CW¹-CO-、CH₂＝CW²-O-、CH₂＝CW²-、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个C原子的烷基，尤其H、F、Cl或CH₃，W²及W³各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基，尤其H、甲基、乙基或正丙基，W⁴、W⁵及W⁶各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基，W⁷及W⁸各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基，Phe表示1,4-亚苯基，k₁、k₂及k₃各自彼此独立地表示0或1，k₃优选地表示1且k₄表示1至10的整数。

非常尤其优选的基团P选自由以下组成的组：CH₂＝CW¹-CO-O-、尤其CH₂＝CH-CO-O-、CH₂＝C(CH₃)-CO-O-及CH₂＝CF-CO-O-，此外CH₂＝CH-O-、(CH₂＝CH)₂CH-O-CO-、(CH₂＝CH)₂CH-O-、及

更优选的可聚合基团P选自由以下组成的组：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、氧杂环丁烷及环氧化物，最优选地选自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。

若Sp与单键不同，则其优选地具有式Sp"-X"，以使得各个基团P-Sp-符合式P-Sp"-X"-，其中

Sp"表示具有1至20、优选地1至12个C原子的亚烷基，其任选经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代，且其中，另外，一个或多个不相邻的CH₂基团可各自彼此独立地经-O-、-S-、-NH-、-N(R⁰)-、-Si(R⁰R⁰⁰)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R⁰⁰)-CO-O-、-O-CO-N(R⁰)-、-N(R⁰)-CO-N(R⁰⁰)-、-CH＝CH-或-C≡C-替代，以此方式使得O及/或S原子彼此不直接连接，

X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R⁰)-、-N(R⁰)-CO-、-N(R⁰)-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-或单键，

R⁰及R⁰⁰各自彼此独立地表示H或具有1至20个C原子的烷基，且

Y²及Y³各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。

X"优选地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR⁰-、-NR⁰-CO-、-NR⁰-CO-NR⁰⁰-或单键。

典型的间隔基团Sp及-Sp"-X"-为例如-(CH₂)_p1-、-(CH₂CH₂O)_q1-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-或-(SiR⁰R⁰⁰-O)_p1-，其中p1为1至12的整数，q1为1至3的整数，且R⁰及R⁰⁰具有上文所表示的含义。

尤其优选的基团Sp及-Sp"-X"-为-(CH₂)_p1-、-(CH₂)_p1-O-、-(CH₂)_p1-O-CO-、-(CH₂)_p1-CO-O-、-(CH₂)_p1-O-CO-O-，其中p1及q1具有上文所表示的含义。

在各情况下，尤其优选的基团Sp”为直链的亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基-亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。

非常优选的式M化合物选自下式：

P¹、P²、P³为可聚合基团，优选地选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基及环氧基，

Sp¹、Sp²、Sp³为单键或间隔基团，其中，另外，基团P¹-Sp¹-、P¹-Sp²-及P³-Sp³-中的一或多者可表示R^aa，其限制条件为存在的基团P¹-Sp¹-、P²-Sp²及P³-Sp³-中的至少一者不同于R^aa，优选地意指-(CH₂)_p1-、-(CH₂)_p1-O-、-(CH₂)_p1-CO-O-或-(CH₂)_p1-O-CO-O-，其中p1为1至12的整数，

R^aa为H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中，另外，一个或多个不相邻CH₂基团可各自彼此独立地经-C(R⁰)＝C(R⁰⁰)-、-C≡C-、-N(R⁰)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，以此方式使得O及/或S原子彼此不直接连接，且其中，另外，一个或多个H原子可经F、Cl、CN或P¹-Sp¹-替代，尤其优选地为具有1至12个C原子的直链或支链的任选经单或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基及炔基具有至少两个C原子且支链基团具有至少三个C原子)，且其中R^aa不表示或含有基团P¹、P²或P³，

R⁰、R⁰⁰为H或具有1至12个C原子的烷基，

R^y及R^z为H、F、CH₃或CF₃，

X¹、X²、X³为-CO-O-、-O-CO-或单键，

Z^M1为-O-、-CO-、-C(R^yR^z)-或-CF₂CF₂-，

Z^M2、Z^M3为-CO-O-、-O-CO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-(CH₂)_n-，其中n为2、3或4，

L为F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链的任选经单或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，

L’、L"为H、F或Cl，

k为0或1，

r为0、1、2、3或4，

s为0、1、2或3，

t为0、1或2，

x为0或1。

非常优选的为式M2及M13的化合物，尤其含有恰好两个可聚合基团P¹及P²的二反应性化合物。

更优选的为选自式M17至M32，尤其选自式M20、M22、M24、M27、M30及M32的化合物，尤其为含有恰好三个可聚合基团P¹、P²及P³的三反应性化合物。

在式M1至M31的化合物中，基团

优选地为

其中L在每次出现时相同或不同地具有上文或下文所给出的含义之一，且优选地为F、Cl、CN、NO₂、CH₃、C₂H₅、C(CH₃)₃、CH(CH₃)₂、CH₂CH(CH₃)C₂H₅、OCH₃、OC₂H₅、COCH₃、COC₂H₅、COOCH₃、COOC₂H₅、CF₃、OCF₃、OCHF₂、OC₂F₅或P-Sp-，非常优选地为F、Cl、CN、CH₃、C₂H₅、OCH₃、COCH₃、OCF₃或P-Sp-，更优选地为F、Cl、CH₃、OCH₃、COCH₃或OCF₃，最优选地为F或OCH₃。

优选的式M1至M32的化合物为其中P¹、P²及P³表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基或环氧基，非常优选地丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，最优选地甲基丙烯酸酯基的那些化合物。

更优选的式M1至M32的化合物为其中Sp¹、Sp²及Sp³为单键的那些化合物。

更优选的式M1至M32的化合物为其中Sp¹、Sp²及Sp³中的一者为单键且Sp¹、Sp²及Sp³中的另一者与单键不同的那些化合物。

更优选的式M1至M32的化合物为其中与单键不同的那些基团Sp¹、Sp²及Sp³表示-(CH₂)_s1-X"-的那些化合物，其中s1为1至6的整数，优选地为2、3、4或5，且X"为连至苯环的键联且为-O-、-O-CO-、-CO-O、-O-CO-O-或单键。

更优选的式M化合物为选自下表E中的那些化合物，尤其选自由以下组成的组的那些化合物：式RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-92、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-142、RM-153、RM-155、RM-158及RM-159。

尤其优选的为包含一种、两种或三种式M的可聚合化合物的LC介质。

更优选的为包含两种或更多种式M，优选地选自式M1至M16，非常优选地选自式M2及M13的二反应性可聚合化合物的LC介质。

更优选的为包含一种或多种式M，优选地选自式M1至M16，非常优选地选自式M2及M13的二反应性可聚合化合物及一种或多种式M，优选地选自式M17至M32，非常优选地选自式M20、M22、M24、M27、M30及M32的三反应性可聚合化合物的LC介质。

更优选的为包含一种或多种式M的可聚合化合物的LC介质，其中至少一个r不为0，或s及t中的至少一者不为0，该可聚合化合物非常优选地选自式M2、M13、M22、M24、M27、M30及M32，且其中L选自上文所示的优选的基团，最优选地选自F及OCH₃。

更优选的为优选地选自式M，非常优选地选自式M1至M32，最优选地选自由上文所提及的来自表E的式组成的组的可聚合化合物，其显示在320至380nm的波长范围内的吸收。

优选地，LC介质中的可聚合化合物的比例为1至＜3％，更优选地为2至＜3％，非常优选地为2至2.5％，最优选地为2至2.2％。

在另一优选实施方案中，LC介质含有一种或多种聚合引发剂。

聚合的适合条件及引发剂的适合类型及量为本领域技术人员已知且描述于文献中。适合于自由基聚合者为例如可商购的光引发剂或(Ciba AG)。

若将聚合引发剂添加至LC介质中，则其比例优选地为0.001重量％至1重量％，尤其优选地为0.001重量％至0.5重量％。

此外，可将如下物质加入液晶介质，例如0-15重量％的多向色性染料,还有纳米颗粒，用于改进导电性的导电盐，优选4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基铵、四苯基硼酸四丁基铵或冠醚的络合物盐(例如参考Haller等，Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973))，或用于改变介电各向异性、粘度和/或向列相配向的物质。这类物质描述于例如DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53 728中。

在本申请和以下实施例中，液晶化合物的结构通过首字母缩略词来表示，并按照下面的表A转换成化学式。所有基团C_nH_2n+1和C_mH_2m+1是分别具有n和m个C原子的直链烷基；n、m和k是整数以及优选表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表B中的编码是不言而喻的。在表A中，仅指出了母结构的首字母缩略词。在各个情况下，母结构的首字母缩略词之后由短划线隔开地接有取代基R^1*、R^2*、L^1*和L^2*的编码：

优选的混合物组分如表A及表B中所示。

表A

表B在下式中，n及m各自彼此独立地表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12，尤其表示2、3、5，此外表示0、4、6。

特别优选除式I化合物之外，包含至少一种、两种、三种、四种或更多种来自表B的化合物的LC介质。

表C

表C表示通常添加至根据本发明的LC介质中的可能的掺杂剂。LC介质优选地包含0-10重量％、尤其0.01-5重量％且尤其优选地0.01-3重量％的掺杂剂。

表D

可以以0-10重量％的量例如另外添加至根据本发明的LC介质中的稳定剂如下所述。

表E

表E显示可以用于根据本发明的LC介质中的说明性反应性介晶化合物(RM)。

在一优选实施方案中，根据本发明的混合物包含一种或多种可聚合化合物，优选地选自式RM-1至RM-144的可聚合化合物。在这些化合物中，化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-92、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-142、RM-153、RM-155、RM-158及RM-159为尤其优选的。

以下实施例旨在解释本发明而不是限制本发明。

在上文和下文中，除非另外明确指明，否则所有百分比数据表示重量百分比和涉及整个对应混合物，包括所有固体或液晶组分，而不包括溶剂。此外，除非另外明确指明，否则所有温度以摄氏度(℃)表示。m.p.表示熔点，cl.p.＝清亮点。此外，C＝结晶状态，N＝向列相，S＝近晶相和I＝各向同性相。这些符号之间的数据表示转变温度。

此外使用以下缩写和符号：

V₀ 在20℃下的阈值电压，电容性[V]，

n_e 在20℃和589nm下的非寻常折射率，

n_o 在20℃和589nm下的寻常折射率，

△n 在20℃和589nm下的光学各向异性，

ε_⊥ 在20℃和1kHz下垂直于指向矢的介电常数，

ε|| 在20℃和1kHz下平行于指向矢的介电常数，

△ε 在20℃和1kHz下的介电各向异性，

cl.p.，T_ni 清亮点[℃]，

γ₁ 在20℃下的旋转粘度[mPa·s]，

K₁ 弹性常数，在20℃下的“展曲”变形[pN]，

K₂ 弹性常数，在20℃下的“扭曲”变形[pN]，

K₃ 弹性常数，在20℃下的“弯曲”变形[pN]。

除非在每种情况下另外明确指明，否则所有物理性质根据和已经根据"MerckLiquid Crystals，Physical Properties of Liquid Crystals"，Status，1997年11月，Merck KGaA，Germany测定并且适用于20℃的温度。

除非另外明确指明，否则用于本发明的术语“阈值电压”涉及电容性阈值(V₀)，其还被称作Freedericks阈值。在实施例中，就像通常一样，光学阈值也可以是对于10％的相对对比度(V₁₀)指示的。

实施例1

如下配制LC混合物N1：

向99.28％混合物N1中添加0.72％手性掺杂剂S-4011。

实施例2

如下配制LC混合物N2：

向99.75％混合物N2中添加0.22％手性掺杂剂S-4011及0.03％稳定剂S1-1。

实施例3

如下配制LC混合物N3：

向99.888％混合物N3中添加0.04％稳定剂S2-1及0.108％手性掺杂剂S-4011。

Claims

1.LCOS显示器，该LCOS显示器含有具有正介电各向异性的LC介质，其特征在于该LC介质含有一种或多种式I化合物、一种或多种选自式II及III的化合物及0.01-15重量％的一种或多种手性掺杂剂

“alkyl”为C_1-6-烷基，

R^a1为H、CH₃或C₂H₅，

i为0、1、2或3，

R⁰为具有1至15个C原子的未经取代或卤化的烷基或烷氧基，其中，另外，这些基团中的一个或多个CH₂基团可各自彼此独立地经-C≡C-、-CF₂O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-以使得O原子彼此不直接连接的方式替代，或表示

Y⁰为H或CH₃，

Y^1-6为H或F，

其中式I的化合物在LC介质中的总浓度为15至70重量％，式II的化合物在LC介质中的总浓度为5至25重量％，式III的化合物在LC介质中的总浓度为2至25重量％，

其中所述手性掺杂剂选自以下化合物：

2.根据权利要求1的LCOS显示器，其特征在于该LC介质含有一种或多种选自由以下组成的组的手性掺杂剂：R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011及R-或S-5011：

3.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自以下子式的式I化合物

其中“alkyl”具有权利要求1中所给出的含义。

4.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由以下子式组成的组的式I化合物：

5.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由以下子式组成的组的化合物：

其中R⁰及X⁰具有权利要求1中所给出的含义。

6.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由以下子式组成的组的化合物：

其中Y²、R⁰及X⁰具有权利要求1中所给出的含义。

7.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质另外包含一种或多种选自由下列式组成的组的化合物：

其中R⁰、X⁰及Y^1-4具有权利要求1中所给出的含义，

Z⁰表示-C₂H₄-、-(CH₂)₄-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C₂F₄-、-CH₂CF₂-、-CF₂CH₂-、

-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-或-OCF₂-，在式V及VI中还表示单键，在式V及VIII中还表示-CF₂O-，

r表示0或1，且

s表示0或1。

8.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由下列式组成的组的化合物：

其中R⁰具有权利要求1中所给出的含义。

9.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质另外包含一种或多种选自下列式的化合物：

其中X⁰具有权利要求1中所给出的含义，且

“alkyl”表示C_1-6-烷基，

“alkenyl”及“alkenyl*”彼此独立地表示C_2-6-烯基，

L表示H或F，

R’表示C_1-6-烷基或C_1-6-烷氧基，

R"表示C_1-6-烷基、C_1-6-烷氧基或C_2-6-烯基。

10.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自以下子式的化合物：

其中“alkyl”具有权利要求9中所给出的含义。

11.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R¹及R²彼此独立地表示具有1至6个C原子的烷基。

12.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中R³及R⁴各自彼此独立地表示正烷基、烷氧基、氧杂烷基、氟烷基或烯基，其各自具有至多6个C原子。

13.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质另外包含一种或多种选自以下子式的化合物：

其中“alkyl”具有权利要求9中所给出的含义。

14.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种式XVI的化合物：

其中R³及R⁴具有权利要求12中所给出的含义，且L表示H或F。

15.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含式XVIc2的化合物：

16.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种式IA1的化合物：

其中R⁰为乙基或丙基且X⁰为F。

17.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由下列式的化合物组成的组的化合物：

其中R⁰、X⁰及Y^1-4各自彼此独立地具有权利要求1中所给出的含义。

18.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种式XXIa的化合物：

其中R⁰表示乙基、正丙基、正丁基或正戊基。

19.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自下列式的化合物的组的化合物：

其中R³具有权利要求12中所指定的含义，且X⁰具有权利要求1中所指定的含义。

20.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种式XXIXa的化合物：

其中R¹表示乙基、正丙基、正丁基或正戊基。

21.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种稳定剂。

22.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由下列式组成的组的稳定剂：

R^a-d为具有1至10个C原子的直链或支链烷基，

X^S为H、CH₃、OH或O^●，

n为1至6的整数。

23.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LC介质包含一种或多种选自由下列式组成的组的稳定剂：

24.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于该LCOS显示器包含含硅底板(1)、呈像素阵列形状的反射涂层(2)、提供平面配向的第一配向层(3)及第二配向层(4)、根据权利要求1至23中任一项的LC介质的层(5)、透明电极层(6)及透明基板(7)。

25.根据权利要求1或2的LCOS显示器，其特征在于选择该LC介质中的手性掺杂剂的螺旋扭曲力及量以使得该显示器中的比率d/p为0.015至0.2。