專利名稱：液晶介質和具有高扭轉的液晶顯示器的制作方法
該本發(fā)明涉及具有高扭轉的液晶介質、其在電光(electro-optical)應用中的用途和含有該介質的顯示器。
液晶顯示器是現(xiàn)有技術已知的。常見的顯示器元件基于Schadt-Helfrich效應，含具有扭轉向列結構的液晶介質，諸如，例如，一般具有扭轉角90°的TN(“扭轉向列型”)池(cell)和一般具有180到270°扭轉角的STN(“超扭轉向列型”)池。還已知鐵電型的液晶顯示器，其含有扭轉近晶型結構的液晶介質。在這些顯示器中的扭轉結構通常通過將一種或多種手性摻雜劑加入向列型或近晶型液晶介質中得到。
還已知含具有手性向列型或膽甾醇型結構的液晶(LC)介質的液晶顯示器。這些介質與TN和STN池形成的介質相比，具有更高的扭轉。
膽甾醇型液態(tài)結晶顯示出圓偏振光的選擇反射，光向量的旋轉方向對應于膽甾醇型液晶螺旋的手性方向。反射波長根據(jù)方程式(1)由膽甾醇型液晶的膽甾螺旋形螺距p和膽甾醇型液晶的平均雙折射率n得出λ＝n·p (1)術語“手性向列型”和“膽甾醇型”同時用于現(xiàn)有技術中?！笆中韵蛄行汀背Ｖ赣上蛄行退拗骰旌衔锝M成的LC材料，其已經(jīng)摻雜了光學活性組分，后者導致了成螺旋形扭轉的超結構。相反，“膽甾醇型”常指這樣的手性LC材料，例如膽甾醇基衍生物，其具有“自然的”具有螺旋形扭轉的膽甾醇型液晶相。這兩個術語也平行使用表示相同的事物。在本發(fā)明中，術語“膽甾醇型”用于上述兩種LC材料，在所有情況下用該術語涵蓋“手性向列型”和“膽甾型”的最寬含義。
通常的膽甾醇型液晶(CLC)顯示器的例子是稱為SSCT(“表面穩(wěn)定的膽甾醇型結構”)和PSCT(“聚合物穩(wěn)定的膽甾醇型結構”)顯示器。SSCT和PSCT顯示器通常包括CLC介質，其例如在起始狀態(tài)顯示特定波長的平面結構反射光，并且可通過施加交流電脈沖轉換成焦點二次曲線的光散射結構，或反之亦然。在施加更強烈的電壓脈沖下，CLC介質轉化為垂直透明的狀態(tài)，在將所述電壓快速斷開后其轉換為平面狀態(tài)，或者在將所述電壓緩慢斷開后轉換為焦點二次曲線狀態(tài)。
在SSCT顯示器中，通過例如池壁的表面處理可實現(xiàn)CLC介質在起始狀態(tài)(即，在施加電壓前)的平面校直。在PSCT顯示器中，CLC介質還含有相分離的聚合物或聚合物網(wǎng)絡，其將CLC的結構穩(wěn)定在各個編址狀態(tài)。
SSCT和PSCT顯示器通常不需要背景光。在平面狀態(tài)，根據(jù)上述等式(1)，在一個像素中CLC介質表現(xiàn)出特定波長光的選擇性反射，意味著該象素表現(xiàn)出相應反射顏色，例如在黑色背景前。在轉變成焦點二次曲線狀態(tài)、散射或垂直透明狀態(tài)后，該反射顏色消失。
SSCT和PSCT顯示器是雙穩(wěn)態(tài)的，即，在關閉電場后，所述各狀態(tài)被保留，并且只有通過施加新的電場后才轉變回起始狀態(tài)。因此，為了產(chǎn)生一個像素，需要足夠的短電壓脈沖，相反，例如，對于電光型的TN或STN顯示器，其中在編碼的像素中的LC介質在關閉電場后立即回到起始狀態(tài)，這意味著持久地產(chǎn)生一個像素需要保持編址電壓。
出于上述理由，CLC顯示器比TN或STN顯示器的功率消耗明顯更低。另外，在散射狀態(tài)，它們僅表現(xiàn)出微小的視角依賴性，或根本不存在視角依賴性。此外，它們不象TN顯示器那樣需要有源矩陣尋址，但是，相反，它們可以更簡單的多路轉換或無源矩陣模式運行。
例如，WO92/19695和US5384067描述了含有CLC介質的PSCT顯示器，所述CLC介質具有正性介電各向異性和直到10重量％的分散在液晶材料中的相分離的聚合物網(wǎng)絡。例如，US5453863描述了包括不含聚合物的正性介電各向異性的CLC介質的SSCT顯示器。
其它現(xiàn)有技術已知的其中使用CLC材料的顯示器是所謂的彎電(flexoelectric)顯示器，特別是那些以“均勻布置螺旋模式”(ULH模式)運行的。例如在Chandrasekhar的“Liquid Crystals”，第二版，Cambridge University Press(1992)、P.G.deGennes等人的“ThePhysics of Liquid Crystals”，第二版，Oxford Science Publications(1995)、Patel和Meyer的Phys.Rev.Lett.58(15)，1538-1540(1987)和Rudquist等人的Liq.Cryst.22(4)，445-449(1997)中描述了該彎電作用和顯示該作用的CLC材料。
彎電CLC材料一般具有不對稱的分子結構和強偶極矩。垂直于該膽甾醇型液晶螺旋軸施加電場，永久偶極被校正到該電場的方向。同時，LC偶極由于不對稱的分子結構被扭轉，膽甾醇型液晶螺旋軸的校正保持不變。這導致了CLC材料在電場方向上的肉眼可見的偏振化和光軸相對于螺旋軸的移位。
彎電顯示器通常以所謂的“均勻布置螺旋”(ULH)模式運行，例如，如P.Rudquist等人的Liq.Cryst.23(4)，503(1997)所述。為此，位于兩個透明平行電極之間的、具有高扭轉和短螺距的一般在0.2微米到1.0微米、特別是小于0.5微米的一層彎電CLC材料通過這樣的方法校正，即，校正膽甾醇型液晶螺旋軸與電極平行，CLC層具有肉眼可見的均勻排列。電場施加到垂直于該CLC層的池，LC偶極和由此該樣品的光軸在該層平面旋轉。如果CLC層被引入到線性的偏振鏡之間，這導致了進入CLC材料的線狀極化光的傳導變化，其可被用于電光的顯示器。該彎電作用尤其以非常快速的響應時間為特征，一般是6微秒到100微秒，并且與許多灰色遮光物形成好的對照。
彎電顯示器可以作為透射的或反射的顯示器，具有有源矩陣尋址或以多路傳輸或被無源矩陣模式運行。
在例如EP0971016和GB2356629中描述了用于彎電顯示器的具有高扭轉的CLC材料。EP0971016提出了用于該目的手性液晶雌二醇衍生物，GB2356629提出了所謂的雙內(nèi)消旋(bismesogenic)化合物，含有兩個內(nèi)消旋(mesogenic)基團，通過柔性的烴鏈與手性摻雜劑結合。
用于上述顯示器的CLC介質例如可通過用具有高扭轉手性摻雜劑摻雜的向列型LC混合物制備。然后，誘導的膽甾醇型液晶螺旋的螺距p根據(jù)方程(2)由手性摻雜劑的濃度c和螺旋扭轉率HTP決定p＝(HTP·c)-1(2)
還可使用兩種或多種摻雜劑，例如為了補償各摻雜劑的HTP的溫度依賴性，從而得到螺距和CLC介質反射波長的較低溫度依賴性。
為了用于上述顯示器，所述手性摻雜劑應具有盡可能高的螺旋扭轉能力(power)和低溫度依賴性、高穩(wěn)定性以及在液晶主相中良好的溶解性。另外，它們對液晶主相的液晶和電光特性的不良影響應盡可能地小。需要高螺旋扭轉能力的摻雜劑，特別是為了得到小的螺距，例如在膽甾醇型液晶顯示器中，同時也為了能夠降低摻雜劑的濃度。這首先減小了摻雜劑對液晶介質特性的可能的損害，其次增加了摻雜劑的溶解度范圍，此外還能夠例如使用溶解度較低的摻雜劑。
用于彎電顯示器的CLC材料還應具有足夠強的彎電作用。
通常，用于上述顯示器的CLC材料必須具有良好的化學和熱穩(wěn)定性以及對極化電場和電磁輻射的良好穩(wěn)定性。此外，所述液晶材料應具有寬的膽甾液晶相，其具有高澄清點、足夠高的雙折射、高正性介電各向異性和低的旋轉粘度。
所述CLC材料還應具有這樣的性質，即，通過簡單的和控制的變化在可見區(qū)中得到不同的反射波長。此外，它們應該具有低的反射波長溫度依賴性。
因為液晶通常以多種組分的混合物形式使用，重要的是這些組分易于彼此混溶。其它特性，例如介電各向異性和光學各向異性，必須根據(jù)液晶池類型滿足不同的要求。
然而，全部上述參數(shù)的適合值無法使用現(xiàn)有技術可得的介質實現(xiàn)。
例如，EP0450025描述了一種膽甾醇型液晶混合物，由含有兩種或多種手性摻雜劑的向列型液晶組成。但是，其中所公開的混合物僅具有低澄清點。另外，它們含有26％的高比例手性摻雜劑。而高濃度的摻雜劑通常導致CLC介質液晶和電光特性的損傷。
現(xiàn)有技術已知的用于彎電和CLC顯示器的材料常常不具有足夠寬的LC相、足夠低的粘度值和足夠高的介電各向異性值。另外，它們需要高的開關電壓，并且常常不具有與需要的LC層厚度相配的雙折射值。
因此，例如對于許多CLC顯示器，為了實現(xiàn)高反射率，具有高雙折射Δn的CLC介質是必須的，而對于其它CLC顯示器，例如優(yōu)點在于高色飽和的顯示器(彩色CLC顯示器)，需要低的Δn。但是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，使用現(xiàn)有技術的CLC介質不能充分實現(xiàn)低開關電壓所需的降低CLC介質的雙折射同時保持高極性。
因此，非常需要具有高扭轉、寬工作溫度范圍、短響應時間、低閾電壓、反射波長溫度依賴性低和特別是雙折射值低的CLC介質，其沒有現(xiàn)有技術已知介質的缺點，或即使有的話，也應在更低的程度上。
為了用于CLC顯示器，特別是用于SSCT顯示器，所述CLC介質還應同時具有好的絕緣性能、寬的操作溫度范圍和良好的色飽和度。
本發(fā)明的目的是提供CLC介質，特別是用于彎電顯示器、CLC顯示器(例如SSCT和PSCT顯示器)和其它雙穩(wěn)態(tài)CLC顯示器的CLC介質，其具有上述所需特性，不具現(xiàn)有技術已知介質的缺點，或即使有的話，也應在更低的程度上?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在這類顯示器中使用根據(jù)本發(fā)明的介質可實現(xiàn)該目的。
本發(fā)明涉及具有螺旋形扭轉結構的、含有向列型組分和光學活性組分的液晶介質，其特征在于所述光學活性組分含有一種或多種手性化合物，選擇其螺旋扭轉能力和濃度使得所述介質的螺距≤1微米，和所述向列型組分含有一種或多種式I所示的化合物 和一種或多種式II化合物 其中
R1是H，或具有1-20個碳原子的烷基或烯基，其未被取代、被CN或CF3單取代或至少被鹵素單取代，并且在這些基團中的一個或多個CH2基團彼此獨立地分別被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-或-C≡C-代替，代替的方式使得O原子彼此不直接相連， 和 彼此獨立地分別是 或 Y1至Y4彼此獨立地分別是H或F，Z1和Z2彼此獨立地分別是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH＝CH-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-CF＝CF-、-C≡C-或單鍵，X0是F、Cl、具有1-6個碳原子的鹵代烷基、烯基或烷氧基，和a和b彼此獨立地是0或1。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的CLC介質在電光應用中的用途，特別是用于雙穩(wěn)態(tài)CLC顯示器、CLC顯示器(例如SSCT和PSCT顯示器)和彎電顯示器。
本發(fā)明還涉及一種電光顯示器，特別是雙穩(wěn)態(tài)的CLC、SSCT、PSCT或彎電顯示器，具有兩個成平行面的外板，所述兩個外板與框架一起形成液晶池，CLC介質位于所述池中，其中所述CLC介質是根據(jù)權利要求1的介質。
令人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)可提供一種根據(jù)本發(fā)明的CLC介質，其具有在可見區(qū)的反射波長和/或具有在室溫下的膽甾醇型液晶相，其具有中到低的雙折射值，然而為了達到低相應時間仍具有足夠高的介電各向異性值。在根據(jù)本發(fā)明的CLC介質中，這特別通過將式I和II化合物與如下所述的高度扭轉手性摻雜劑一起使用得以實現(xiàn)。
因此，通過根據(jù)本發(fā)明在用于CLC顯示器的混合物中使用式I和II化合物得到了高極性(即，低閾電壓)、短響應時間和寬操作溫度范圍。
另外，根據(jù)本發(fā)明的CLC介質在用于CLC顯示器時，通過與式I和II化合物結合在色飽和度和UV穩(wěn)定性方面顯示出優(yōu)良的特性。特別是，這能夠得到還能顯示紅色的CLC和SSCT顯示器，而不像迄今所知的SSCT顯示器那樣出現(xiàn)橙色至亮黃色和綠色成份。
令人驚奇的是，達到的可接受的開關電壓所必須的高極性在此沒有不利影響。
此外，根據(jù)本發(fā)明的混合物還具有下述優(yōu)點-它們具有寬的膽甾相范圍，特別是在低溫下，以及高澄清點；-它們具有高UV穩(wěn)定性。
式I和II化合物具有寬的應用范圍。根據(jù)所選擇的取代基，這些化合物可用作基體材料，其中液晶介質是主要的組成；但是，還可以將式I和II化合物加入到選自其它類型的化合物的液晶基體材料中，例如為了改進該類型的電介體的介電和/或光學各向異性和/或用于優(yōu)化其閾電壓和/或其粘度。在純凈狀態(tài)下，式I和II化合物是無色的，并且在對于電光應用有利的溫度范圍中形成液晶中間相。它們對于化學、熱和光穩(wěn)定。
特別優(yōu)選的CLC介質中該向列型組分含有大于20％、特別超過40％、特別優(yōu)選超過50％、非常特別優(yōu)選超過60％的一種或多種含有3，4，5-三氟苯基的化合物。
此外優(yōu)選的CLC介質含有至少一種式I化合物，其中X0，Y1和Y2是F。
特別優(yōu)選的式I化合物中Z1和Z2優(yōu)選是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或單鍵，特別是-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或單鍵。
一般，在用于根據(jù)本發(fā)明的CLC介質、特別是根據(jù)本發(fā)明的CLC顯示器中時，次優(yōu)選的化合物含有3，4，5-三氟苯基，其通過下述橋基連接到另一個苯基上-CH＝CH-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-CF＝CF-或-C≡C-，特別是-CF＝CF-。
另外，次優(yōu)選的，特別是在用于CLC顯示器時次優(yōu)選的CLC介質含有式I化合物，其中R1是1-10個碳原子的烷基或2-20個碳原子的烯基，a是0或1，A1是1，4-亞苯基，A2是1，4-亞環(huán)己基，X0是F、Cl或CN，Z1是CF＝CF和Z2是單鍵。
式I化合物優(yōu)選選自下列各式 其中R1，X0，Y1，Y2和a定義如式I。
R1優(yōu)選是正烷基、烷氧基、氟代烷基、烯基或氧雜烯基，各自具有至多9個碳原子，和Z3是COO、C2H4、CF2O或C2F4。
式I1的化合物優(yōu)選選自下列
其中R1和X0定義入式I，R1特別優(yōu)選1-8個碳原子的正烷基或2-7個碳原子的烯基，和X0特別優(yōu)選是F、Cl、CF3、OCF3或OCHF2。特別優(yōu)選的是式I1a的化合物，尤其是那些其中X0是F的；和式I1c化合物，特別式那些其中X0是OCF3的。
式I2的化合物優(yōu)選選自下列
其中R1和X0定義如式I，R1特別優(yōu)選是1-8個碳原子的正烷基和2-7個碳原子的烯基，和X0優(yōu)選是OCF3或F，特別優(yōu)選F。特別優(yōu)選式I2a，I2b和I2c的化合物，進一步是式I2i和I2k化合物，特別是那些其中X0是F的。
式II化合物優(yōu)選選自下述化合物

其中R1定義如式I，特別優(yōu)選式1-8個碳原子的正烷基和2-7個碳原子的烯基。特別優(yōu)選式IIa和IIe化合物。
除式I和II化合物之外，根據(jù)本發(fā)明的混合物優(yōu)選含一種或多種選自式III1和III2的烯基化合物 其中A3是1，4-亞苯基或反式-1，4-亞環(huán)己基，c是0或1，R3具有是2-7個碳原子的烯基，R4是具有1-12個碳原子的烷基、烷氧基或烯基團，另外，其中一個和兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CO-、-OCO-或-COO-代替，代替的方式使得O原子彼此不直接相連，Q是CF2、OCF2、CFH、OCFH或單鍵，Y是F或Cl，和L1和L2彼此獨立地是H或F。
特別優(yōu)選式III1化合物，其中c是1。更優(yōu)選的式III1化合物選自下述各式
其中R3a和R4a彼此獨立地是H、CH3、C2H5或n-C3H7，烷基是1-8個碳原子的烷基。
特別優(yōu)選式III1a化合物，尤其是那些其中R3a和R4a是CH3的；式III1e化合物，特別是那些其中R3a是H的；和式III1f，III1g，III1h和III1i化合物，尤其是那些其中R3a是H或CH3的。
特別優(yōu)選的式III2化合物是那些其中L1和/或L2是F并且Q-Y是F或OCF3的。更優(yōu)選的式III2化合物是那些其中R3是2-7個碳原子的1E-烯基或3E-烯基的，尤其是具有2、3或4個碳原子的。進一步優(yōu)選的式III2化合物是那些式III2a化合物 其中R3a是H、CH3、C2H5或n-C3H7，特別是H或CH3。
式III1和III2在根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物中應用尤其是得到了低的轉動粘度值，并且得到了具有快速響應時間(特別是在低溫下)的CLC顯示器。
除式I和II化合物之外，優(yōu)選的液晶混合物優(yōu)選含一種或多種選自下式雙環(huán)化合物的化合物
和/或一種或多種選自下式三環(huán)化合物的化合物

和/或一種或多種選自下式四環(huán)化合物的化合物 其中R1和R2各自彼此獨立地具有式I化合物中R1的定義之一，優(yōu)選各自彼此獨立地是具有1-12個碳原子的烷基、烷氧基和烯基，另外其中一個或兩個不相鄰的CH2基團可被-O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CO-、-OCO-或-COO-代替，代替的方式使得O原子彼此不直接連接，L1是H或F。
在IV10至IV19和IV23至IV26中的1，4-亞苯基各自彼此獨立地還可以被氟單取代或多取代。
特別優(yōu)選式IV27至IV33化合物，其中R1是烷基和R2是烷基或烷氧基，每個基團具有1-7個碳原子。還優(yōu)選式IV25和IV31化合物，其中L1是F。特別優(yōu)選式IV6、IV26、IV27和IV32化合物。
在式IV1至IV33化合物中的R1和R2特別優(yōu)選1-12個碳原子的直鏈烷基或烷氧基。
在另一優(yōu)選方案中，根據(jù)本發(fā)明的混合物另外包含一種或多種式V化合物 其中R1定義如上，優(yōu)選1-7個碳原子的直鏈烷基。
在特別優(yōu)選的方案種，根據(jù)本發(fā)明的介質的向列型組分包括-一種或多種式I1a化合物，其中X0是F，-一種或多種式I2a化合物，其中X0是F，-一種或多種式IIa化合物，-1-20、特別是5-15的式I化合物，-大于20％，特別是大于30％，尤其是大于35％的一種或多種式I化合物，-5-50％，優(yōu)選10-45％的式I1化合物，-10-65％，優(yōu)選20-55％的式I2化合物，-5-60％，優(yōu)選15-50％的式II化合物，-一種或多種選自式IV6、IV26和IV32的化合物，-一種或多種式V化合物。
在另一個特別優(yōu)選的實施方案種，向列型組分基本上由選自式I1、I2、II、IV6、IV26、IV32和V的化合物組成。
通過恰當選擇式I至V化合物中的端基R0、R1、R2、R3、R4和X0，尋址時間、閾值電壓和其它特性可以希望的方式改進。例如，與烷基或烷氧基相比較，1E-烯基團、3E-烯基團、2E-鏈烯氧基等通常得到較短的尋址時間，改善的向列趨向和較高的彈性常數(shù)K3(彎曲)和K1(外展)比值。與烷基和烷氧基相比較，4-烯基、3-烯基等通常得到較低的閾電壓和較小的K3/K1值。
在橋基Z1、Z2和Z3中，與簡單的共價鍵相比，-CH2CH2-基團通常得到較高的彈性常數(shù)K3/K1比值。K3/K1值越高，例如反射波長越短，同時由于HTP較高，不會改變摻雜劑濃度。
式I至V各個化合物的最佳配合比基本上取決于所需的性能、式I至V化合物的選擇和任選存在的其它組分的選擇。根據(jù)不同的情況可容易地在上述范圍內(nèi)確定適當?shù)幕旌媳取?br> 在上下文中所述的式中，術語“1-3個碳原子的氟代烷基或烷氧基”優(yōu)選表示CF3、OCF3、CFH2、OCFH2、CF2H、OCF2H、C2F5、OC2F5、CFHCF3、CFHCF2H、CFHCFH2、CH2CF3、CH2CF2H、CH2CFH2、CF2CF2H、CF2CFH2、OCFHCF3、OCFHCF2H、OCFHCFH2、OCH2CF3、OCH2CF2H、OCH2CFH2、OCF2CF2H、OCF2CFH2、C3F7或OC3F7，特別是CF3、OCF3、CF2H、OCF2H、C2F5、OC2F5、CFHCF3、CFHCF2H、CFHCFH2、CF2CF2H、CF2CFH2、OCFHCF3、OCFHCF2H、OCFHCFH2、OCF2CF2H、OCF2CFH2、C3F7或OC3F7，特別優(yōu)選OCF3或OCF2H。
術語“烷基”涉及1-7個碳原子的直鏈和支鏈烷基，特別是直鏈基團甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和庚基。通常優(yōu)選具有2-5個碳原子的基團。
術語“烯基”涉及有2-7個碳原子的直鏈和支鏈烯基，特別是直鏈基團。特別優(yōu)選的烯基是C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基、C5-C7-4-烯基、C6-C7-5-烯基和C7-6-烯基，特別是C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基和C5-C7-4-烯基。優(yōu)選的烯基的實例是乙烯基、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-庚烯基等。通常優(yōu)選至多5個碳原子的基團。
術語“氟代烷基”優(yōu)選涉及具有氟端基的直鏈基團，即，氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基和7-氟庚基。但是，不排出在其它位置有氟取代。
術語“氧雜烷基”優(yōu)選涉及式CnH2n+1-O-(CH2)m的直鏈基團，其中n和m是各自彼此獨立地是1-6。優(yōu)選n＝1和m是1-6。
鹵素優(yōu)選是F或Cl，特別是F。
如果上述基團中的一個是烷基或烷氧基，其可以是直鏈或支鏈的。其優(yōu)選直鏈，具有2、3、4、5、6或7個碳原子，因此優(yōu)選是乙基、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，以及甲基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二烷基、十三烷基、十四基、十五基、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。
氧雜烷基優(yōu)選是直鏈的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-、3-或4-氧雜戊基、2-、3-、4-或5-氧雜己基、2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基、2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基、2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基，或2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
如果上述基團之一是其中一個CH2基團已被-CH＝CH-替代的烷基，其可以是直鏈或支鏈的。優(yōu)選是直鏈的，并且具有2-10個碳原子。因此，其特別是乙烯基、丙-1-或-2-烯基、丁-1-、-2-或-3-烯基、戊-1-、-2-、-3-或-4-烯基、己-1-、-2-、-3-、-4-或-5-烯基、庚-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或-6-烯基、辛-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或-7-烯基、壬-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-烯基，或癸-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或-9-烯基。
如果上述基團之一是其中一個CH2基團已經(jīng)被-O-代替和一個已經(jīng)被-CO-代替的烷基，這兩個基團優(yōu)選是相鄰的。因此其包括一個酰氧基-CO-O-和一個氧羰基-O-CO-。其優(yōu)選是直鏈的，并有2-6個碳原子。
因此，它們特別是乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、乙酰氧基甲基、丙酰氧基甲基、丁酰氧基甲基、戊酰氧基甲基、2-乙酰氧基乙基、2-丙酰氧基乙基、2-丁酰氧基乙基、3-乙酰氧基丙基、3-丙酰氧基丙基、4-乙酰氧基丁基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、丙氧基羰基甲基、丁氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(丙氧基羰基)乙基、3-(甲氧基羰基)-丙基、3-(乙氧基羰基)丙基或4-(甲氧基羰基)丁基。
如果上述基團之一是其中一個CH2基團已經(jīng)被未取代的或取代的-CH＝CH-代替且相鄰的CH2基團已經(jīng)被CO或CO-O或O-CO代替的烷基，其可以是直鏈或支化的。其優(yōu)選是直鏈的并具有4-13個碳原子。因此，特別是丙烯酰氧基甲基、2-丙烯酰氧基乙基、3-丙烯酰氧基丙基、4-丙烯酰氧基丁基、5-丙烯酰氧基戊基、6-丙烯酰氧基己基、7-丙烯酰氧基庚基、8-丙烯酰氧基辛基、9-丙烯酰氧基-壬基、10-丙烯酰氧基癸基、甲基丙烯酰氧基甲基、2-甲基丙烯酰氧基乙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、4-甲基丙烯酰氧基丁基、5-甲基丙烯酰氧基戊基、6-甲基丙烯酰氧基己基、7-甲基丙烯酰氧基庚基、8-甲基丙烯酰氧基辛基或9-甲基丙烯酰氧基-壬基。
如果上述基團之一是被CN或CF3單取代的烷基或烯基，該基團優(yōu)選是直鏈的。CN或CF3的取代可在任何需要的位置。
如果上述基團之一是被鹵素至少單取代的烷基或烯基，該基團優(yōu)選是直鏈的，并且鹵素優(yōu)選F或Cl。在多取代的情況下，鹵素優(yōu)選是F。得到的基團還包括全氟化的基團。在單取代的情況下，氟或氯取代可在任何需要的位置，但是優(yōu)選在ω-位。
含有支化側基的化合物有時可能也很重要，因為在常規(guī)的液晶基體材料中有較好的溶解度。但是，如果它們是光學活性的，則特別適合用作手性摻雜劑。
這類支化的基團通常包括不超過一個支鏈。優(yōu)選的支化基團是異丙基、2-丁基(＝1-甲基丙基)、異丁基(＝2-甲丙基)、2-甲基丁基、異戊基(＝3-甲基丁基)、2-甲基苯基、3-甲基苯基、2-乙基己基、2-丙基戊基、異丙氧基、2-甲基丙氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己基氧基、1-甲基己氧基和1-甲基庚氧基。
如果上述基團之一是其中兩個或多個CH2基團已經(jīng)被-O-和/或-CO-O-代替的烷基，該基團可以是直鏈或支化的。優(yōu)選其為支化的且具有3-12個碳原子。因此，其特別是二羧基甲基、2，2-二羧基乙基、3，3-二羧基丙基、4，4-二羧基丁基、5，5-二羧基戊基、6，6-二羧基己基、7，7-二羧基庚基、8，8-二羧基辛基、9，9-二羧基壬基、10，10-二羧基癸基、二(甲氧羰基)甲基、2，2-二(甲氧羰基)乙基、3，3-二(甲氧羰基)丙基、4，4-二(甲氧羰基)丁基、5，5-二(甲氧羰基)戊基、6，6-二(甲氧羰基)己基、7，7-二(甲氧羰基)庚基、8，8-二(甲氧羰基)辛基、二(乙氧基羰基)甲基、2，2-二(乙氧基羰基)乙基、3，3-二(乙氧基羰基)丙基、4，4-二(乙氧基羰基)丁基或5，5-二(乙氧基羰基)戊基。
根據(jù)本發(fā)明的CLC介質的光學活性組分包括一種或多種手性摻雜劑，選擇其螺旋扭轉能力和濃度使得LC介質的螺距小于或等于1微米。
在根據(jù)本發(fā)明的CLC介質中光學活性組分的比例優(yōu)選≤20％，特別是≤10％，尤其優(yōu)選0.01-7％，非常特別優(yōu)選0.1-5％。所述光學活性組分優(yōu)選含有從1-6、特別是1、2、3或4種手性摻雜劑。
所述手性摻雜劑應優(yōu)選具有高螺旋扭轉能力(HTP)和低溫依賴性。此外，它們應在所述向列型組分中具有好的溶解性，并且不應損害LC介質的液晶特性，或如果有的話，也僅僅是很小的程度。它們可具有相同或相反的旋轉方向和相同或相反的扭轉溫度依賴性。
特別優(yōu)選的手性摻雜劑具有的HTP為20微米-1或更高，特別是40微米-1或更高，尤其優(yōu)選70微米-1或更高。
對于所述的光學活性組分，本領域技術人員可獲得許多手性摻雜劑，其中一些是市售的，例如膽甾醇壬酸酯、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011或CB15(Merck KGaA，Darmstadt)。
特別合適的摻雜劑是這樣的化合物，其包含一個或多個手性基團和一個或多個內(nèi)消旋基或一個或多個與手性基團形成內(nèi)消旋基的芳族或脂環(huán)基。
合適的手性基團是例如手性支鏈烴基、手性乙二醇、聯(lián)萘酚或二氧戊環(huán)，此外還有選自下述的一價或多價手性基團糖衍生物、糖醇、糖酸、乳酸、手性的取代二醇、類固醇衍生物、萜烯衍生物、氨基酸或幾個(優(yōu)選1-5個)氨基酸的序列。
優(yōu)選的手性基團是糖衍生物，例如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、阿糖和右旋糖；糖醇，例如山梨糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、衛(wèi)矛醇或其脫水衍生物，特別是二脫水己糖醇，例如二脫水山梨糖醇酐(1，43，6-二脫水-D-山梨糖醇酐，異山梨糖醇)、二脫水甘露糖醇(異山梨醇)或二脫水艾杜糖醇(異艾杜糖醇)；糖酸，例如葡糖酸、古洛糖酸和酮古洛糖酸；手性的取代二醇基，例如單-或低聚乙二醇或單-或低聚丙二醇，其中一個或多個CH2基團被烷基或烷氧基取代；氨基酸，例如丙氨酸、纈氨酸、苯基甘氨酸或苯丙氨酸或具有1-5個這些氨基酸的序列；類固醇衍生物，例如膽甾烯基或膽酸基團；萜烯衍生物，例如薄荷基、新薄荷基、坎烷基、蒎烷基、萜品基、異長葉烷基、葑基、carreyl、桃金娘烯基、諾卜醇基、香葉基、芳樟基、橙花基、香茅基或二氫香茅基。
例如在中DE3425503、DE3534777、DE3534778、DE3534779和DE3534780、DE-A-4342280、EP-A-1038941和DE-A-19541820中描述了合適的手性基團和內(nèi)消旋手性化合物。
特別優(yōu)選的手性摻雜劑選自下述各式化合物
進一步優(yōu)選的手性摻雜劑是異山梨糖醇、異甘露糖醇或異艾杜糖醇的下式衍生物 其中基團 (二脫水山梨糖醇)、
(二脫水甘露糖醇)，或 (二脫水艾杜糖醇)，優(yōu)選二脫水山梨糖醇；和手性乙二醇，例如二苯基乙烷二醇(氫化苯偶姻)，特別是下式的內(nèi)消旋氫化苯偶姻衍生物 包括未表示出的(R，S)、(S，R)、(R，R)和(S，S)對映異構體，其中B和C各自彼此獨立地是1，4-亞苯基，其還可以是被L單取代的、二取代的或三取代的；或是1，4-亞環(huán)己基，L是H、F、Cl、CN或任選被鹵化的具有1-7個碳原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，b是0、1或2，c是0或1，Z5是-COO-、-OCO-、-CH2CH2-或單鍵，和R5是具有1-12個碳原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基或烷基羰基氧基。
在WO98/00428中描述了式XV化合物。GB-A-2328207中描述了式XVI化合物。
非常特別優(yōu)選的摻雜劑是如WO02/94805所述的手性聯(lián)萘基衍生物、如WO02/34739所述的手性聯(lián)萘酚縮醛衍生物、如WO02/06265所述的手性TADDOL衍生物和如WO02/06196和WO02/06195所述的包括至少一個氟化橋聯(lián)基團和一個末端或中心手性基的手性摻雜劑。
特別優(yōu)選式XVII的手性聯(lián)萘衍生物 尤其是那些選自下述各式的 其中B、b、R5和Z5定義如式XV，Z5特別是-OCO-或單鍵。
特別優(yōu)選下式的摻雜劑。

(R/S-5011)在特別優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的介質的光學活性組分含有-一種或多種選自式X至XVI的摻雜劑，-一種或多種式XVII摻雜劑，-優(yōu)選不超過一種摻雜劑(優(yōu)選選自式XVII的摻雜劑)的比例小于整個混合物的8％，特別是小于5％(即，基于向列型和光學活性組分的重量的重量比總和)。
在進一步特別優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的介質含有20％或更少、特別是0.01-10％的所述光學活性組分。
特別是，上述式XV、XVI和XVII的手性摻雜劑在向列型組分中具有良好的溶解度，得到的膽甾醇型結構具有高扭轉和螺距和反射波長的低溫度依賴性。甚至僅以少量使用這些摻雜劑中的一種，也可以獲得根據(jù)本發(fā)明的CLC介質，其在高亮度的可見光波長范圍內(nèi)具有反射著色和低溫度依賴性，這是很適宜的，特別是在用于SSCT和PSCT顯示器時。
與先有技術的CLC介質相比這是一個重要的優(yōu)點，先有技術的CLC介質中通常需要至少兩種具有相同旋轉方向并且扭轉溫度依賴性相反的摻雜劑(例如一種摻雜劑具有正的溫度依賴性，即扭轉隨溫度的增加而增加，一種摻雜劑具有負的溫度依賴性)以實現(xiàn)反射波長的溫度補償。另外，在已知的CLC介質中常常需要大量摻雜劑以實現(xiàn)可見光區(qū)的反射。
因此，本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方案涉及上下文所述的CLC介質和包括該介質的CLC顯示器，其中所述手性組分包括不超過一種的手性化合物，優(yōu)選含量小于15％，特別是小于10％，尤其優(yōu)選5％或更少。在這些介質中的手性化合物特別優(yōu)選選自WO02/94805、WO02/34739、WO02/06265、WO02/06196和WO02/06195中所述的化合物以及式X至XVII，包括其優(yōu)選的子式。該優(yōu)選實施方案的CLC介質在寬的溫度范圍中具有對溫度T的低反射波長依賴性，。
介質的螺距優(yōu)選130納米-1000納米，特別是200納米-750納米，特別優(yōu)選300納米-450納米。
優(yōu)選選擇的所述螺距使得所述介質在可見光波長范圍反射光。術語“可見光波長范圍”或“可見光譜”通常包括400-800納米的波長范圍。但是，在上下文中，該術語還意在包括200-1200納米的波長范圍，包括UV和紅外(IR)區(qū)域以及遠UV和遠IR區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的LC介質的反射波長優(yōu)選在200-1500納米，特別是300-1200納米，特別優(yōu)選350-900納米，非常特別優(yōu)選400-800納米。還優(yōu)選的LC介質具有400-700納米、特別是400-600納米的反射波長。
上下文所述的波長值涉及反射帶的半值寬度，除非另有說明。
特別優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的CLC介質優(yōu)選在0-50℃范圍內(nèi)，特別是在-20-60℃范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在-20-70℃，非常特別優(yōu)選在-20℃至低于澄清點10℃范圍內(nèi)，尤其是在低于澄清點5℃的溫度具有的溫度依賴性dλ/dT為0.6納米/℃或更小，特別是0.3納米/℃或更小，非常特別優(yōu)選0.15納米/℃或更小。
除非另有說明，dλ/dT是函數(shù)λ(T)的局部斜率，其中非線性函數(shù)λ(T)大約由平方或立方多項式來表述。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的CLC介質用于電光應用的應用。
本發(fā)明此外還涉及一種包括根據(jù)本發(fā)明的CLC介質的電光顯示器，特別是SSCT、PSCT或彎電顯示器，其有兩個平面平行的外板與框架一起形成池，膽甾醇型液晶混合物位于該池中。
本發(fā)明還涉及含有根據(jù)本發(fā)明CLC介質的電光有源矩陣顯示器，特別是AM-CLC顯示器，優(yōu)選AM-SSCT或PSCT顯示器，具有兩個平面平行的外板，它們和框架一起形成液晶池，用于開關外板上單個像素的集成的非線性元件和位于所述液晶池中的膽甾醇型液晶混合物，該液晶混合物優(yōu)選具有正介電各向異性和高電阻率。
例如在WO92/19695，WO93/23496，US5453863或US5493430中描述了雙穩(wěn)態(tài)SSCT和PSCT池的結構。例如在WO02/086855和US2002-0149552中描述了有源矩陣CLC顯示器的結構。
在根據(jù)本發(fā)明的CLC顯示器中，液晶池的層厚度d(外板的分離)和CLC介質的固有螺距p之間的比例d/p優(yōu)選大于1，特別是2-20，特別優(yōu)選3-15，非常特別優(yōu)選4-10。
根據(jù)本發(fā)明的CLC介質促進了有效參數(shù)范圍的顯著擴展。因而，可實現(xiàn)的反射波長、雙折射率、澄清點、粘度、熱穩(wěn)定性和UV穩(wěn)定性乙基介電各向異性的結合遠遠超過了現(xiàn)有技術已有的材料，并且使得根據(jù)本發(fā)明的介質特別適用于CLC顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的CLC介質優(yōu)選在低至-20℃、優(yōu)選低至-30℃、特別優(yōu)選低至-40℃具有膽甾相，澄清點高于70℃，優(yōu)選高于90℃，特別優(yōu)選高于110℃。介電各向異性Δε優(yōu)選≥5、特別≥10、非常特別優(yōu)選≥15。雙折射Δn優(yōu)選≤0.15，特別≤0.10和優(yōu)選≥0.03，尤其≥0.05，優(yōu)選0.04-0.08之間。
同時，根據(jù)本發(fā)明的CLC介質具有低粘度和可得到極好CLC顯示器、尤其是AM-CLC顯示器的特定高電阻值。特別是所述混合物以低工作電壓為特征。
不言而喻，適當?shù)剡x擇根據(jù)本發(fā)明的混合物的組分還能夠在較高地閾電壓得到較高地澄清點(例如高于120℃)，或者在較低的閾電壓得到較低的澄清點，同時保持了其它有利的特性。同樣，具有較高Δε和因此閾值較低的混合物可以相應地在僅僅略微增加的粘度下得到。
膽甾醇型液晶相的寬度范圍優(yōu)選至少90℃，特別是至少100℃。該范圍優(yōu)選擴展到至少-20至+60℃，特別優(yōu)選至少-20至+70℃，非常特別優(yōu)選的是至少-20到+80℃。
根據(jù)本發(fā)明的CLC介質的UV穩(wěn)定性也優(yōu)異得多，即，它們在暴露在UV輻照下時表現(xiàn)出的反射波長和工作電壓變化明顯更小。
本發(fā)明的更優(yōu)選的實施方案涉及根據(jù)本發(fā)明的CLC介質，其包括一種或多種含至少一可聚合基團的化合物。這種類型的CLC介質特別適合例如用于聚合物凝膠或PSCT顯示器。所述的可聚合化合物可以是向列的和/或手性的組分的組分，或構成所述介質的另外的組分。
合適的可聚合化合物是本領域技術人員已知的，并在現(xiàn)有技術中有所描述。可聚合的化合物還可以是內(nèi)消旋的或液晶。他們可含有一個或多個、優(yōu)選兩個可聚合的基團。含兩個可聚合基團的非內(nèi)消旋化合物的典型實例是烷基二丙烯酸酯或烷基二甲基丙烯酸酯，所含的烷基具有1-20個碳原子。含多于兩個可聚合基團的非內(nèi)消旋化合物的典型實例的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯。例如在WO93/22397、EP0261712、DE19504224、WO95/22586和WO97/00600中描述了內(nèi)消旋或液晶可聚合化合物的典型實例。
特別合適和優(yōu)選的手性和非手性可聚合單-和雙-反應性的內(nèi)消旋化合物(反應性的mesogen)如下列所示，它們意在說明而不是限制本發(fā)明

在上述式中，P是可聚合的基團，優(yōu)選丙烯?；⒓谆；?、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基醚、環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基(oxetane)或苯乙烯基，x和y分別彼此獨立地是1到12的整數(shù)，
D和E各自彼此獨立地是1，4-亞苯基，其還可被L1一-、二-、三-或四-取代，或是1，4-亞環(huán)己基，u和v各自彼此獨立地是0或1，Z0是-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或單鍵，R0是極性或非極性的基團，Ter是萜烯基團，諸如薄荷基，Chol是膽甾烯基，r是0、1、2、3或4，L、L1和L2各自彼此獨立地是H、F、Cl、CN或1到7個碳原子的任選鹵代的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷基羰基氧基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基。
上述式中的苯基環(huán)任選被L一-、二-、三-或四-取代。
術語“極性基團”在此表示選自下述的基團F、Cl、CN、NO2、OH、OCH3、OCN、SCN、具有至多4個碳原子的任選氟代的烷基羰基、烷基羰基氧基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基或具有1-4個碳原子的單-、低聚-或多氟化的烷基或烷氧基。術語“非極性基團”在此是指具有1個或更多、優(yōu)選1-12個碳原子的任選鹵代的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷基羰基氧基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基，所述的基團不屬于上述“極性基團”的定義。
除了式I至V和X至XV的化合物之外，CLC介質可包含一種或多種其它組分用以優(yōu)化各種性能。
各種可用于根據(jù)本發(fā)明介質的上下文中的通式和其子式化合物或者是已知的，或者可類似于已知化合物制備。
可根據(jù)本發(fā)明使用的液晶混合物可用常規(guī)方法制備。一般，將以次要量使用的所需量組分溶于構成主組分的組分中，優(yōu)選在升高的溫度下。還可混合各組分在有機溶劑中的溶液，有機溶劑例如是丙酮、氯仿或甲醇，在混合之后再除去溶劑，例如通過蒸餾。
根據(jù)本發(fā)明的液晶混合物還可含有其它添加劑，諸如一種或多種穩(wěn)定劑或抗氧化劑。
在本申請和下面的實施例中，通過縮寫表示液晶化合物的結構，根據(jù)下表A和B轉換成化學式。所有CnH2n+1和CmH2m+1基團是分別具有n和m個碳原子的直鏈烷基。表B中的編碼是不言而喻的。在表A中，僅表示出母結構的縮寫。在各種情況下，母結構的縮寫之后是取代基R1、R2、L1、L2和L3的代碼，之間以短橫線分隔
優(yōu)選混合物組分如表A、B和C所示。
表A(L1、L2、L3＝H或F)
BCHCCH
CCP PCH ECCP CECP CHCP MEHP D OS PYP PDX
CEHD CCPC CBC EPCH B EBCH BECH CPC FET-nF表B Inm
CVCP-nV-(O)m CC-nV-VmCC-n-V CCP-Vn-m CCP-V-m CCG-V-FCPP-nV-m CBC-nmF CUZG-n-FCCZU-n-F CGG-n-F CGU-n-F
CDU-n-F PGU-n-F CCZG-n-OTCGZP-n-OT DU-n-N UM-n-N CCGU-n-F PZP-n-OT表C(摻雜劑) C15 CB 15 CM 21 CM 33
CM 44 CM 45 CN CM 47 R/S-811R/S-2011 R/S-1011 R/S-5011 R/S-3011 R/S-4011表D用于LC混合物的適合的穩(wěn)定劑和抗氧化劑如下所述(n＝0-10，未表示出端甲基)



以下實施例用于說明而非限制本發(fā)明。
在上下文中，百分比是重量百分比。所有溫度以℃給出。m.p.表示熔點，cl.p.＝澄清點。此外，C＝晶態(tài)、S＝近晶相、N＝向列相、Ch＝膽甾醇型液晶相和I＝均質相。在這些符號之間的數(shù)據(jù)表示轉變溫度。
此外，使用以下縮寫Δn在589納米和20℃的光學各向異性ne在589納米和20℃的非常折射率Δε在20℃的介電各向異性ε‖平行于縱向分子軸的介電常數(shù)γ1在20℃的轉動粘度[mpa·sec]，除非另有說明λ在20℃的反射波長[nm]，除非另有說明Δλ在-20和+70℃之間，在所示溫度范圍內(nèi)反射波長的變化最大值[nm]，除非另有說明在液晶混合物中產(chǎn)生螺旋形扭轉超晶格結構的手性化合物的螺旋扭轉能力HTP由下面的等式給出HTP＝(p*c)-1[μm-1]，其中p表示螺旋扭轉相的螺距(μm)，c表示手性化合物的濃度(例如，c值為0.01相當于1重量％濃度)。
除非另有說明，上下文的HTP值與20℃的溫度和市場上可買到的中性向列型TN主體混合物MLC-6260(Merck KGaA，Darmstadt)相關。
用實驗方法確定物理參數(shù)如下文所述“Licristal，PhysicalProperties Of Liquid Crystals，Description of the measurementmethods”，Ed.W.Becker，Merck KGaA，Darmstadt，修訂版，1998。
實施例1膽甾醇型液晶混合物Cl包括96.98％的向列型組分N1，N1由下述組分組成CCH-501 7.0％cl.p. 86CH-33 3.0％n 0.0645CH-35 3.0％n。
1.5325CH-43 3.0％ +10.2CCP-2F.F.F7.0％CCP-3F.F.F5.0％CCZU-2-F 6.0％CCZU-3-F 15.0 ％CCZU-5-F 6.0％CDU-2-F 9.0％CDU-3-F 9.0％CDU-5-F 16.0 ％CCH-3CF3 7.0％CCH-5CF3 8.0％CCPC-34 3.0％CCPC-33 3.0％和3.02％的下式手性摻雜劑R-5011 并且具有400納米的反射波長。
權利要求
1.具有螺旋形扭轉結構的、含有向列型組分和光學活性組分的液晶介質，其特征在于所述光學活性組分含有一種或多種手性化合物，選擇其螺旋扭轉能力和濃度使得所述介質的螺距≤1微米，和所述向列型組分含有一種或多種式I所示的化合物 和一種或多種式II化合物 其中R1是H，或具有1-20個碳原子的烷基或烯基，其未被取代、被CN或CF3單取代或至少被鹵素單取代，并且在這些基團中的一個或多個CH2基團彼此獨立地分別被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-或-C≡C-代替，代替的方式使得O原子彼此不直接相連， 和 彼此獨立地分別是 或 Y1至Y4彼此獨立地分別是H或F，Z1和Z2彼此獨立地分別是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH＝CH-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-CF＝CF-、-C≡C-或單鍵，X0是F、Cl、具有1-6個碳原子的鹵代烷基、烯基或烷氧基，和a和b彼此獨立地是0或1。
2.根據(jù)權利要求1的介質，特征在于其含有一種或多種選自下式的化合物 其中R1，X0，Y1，Y2和a定義如權利要求1，R1優(yōu)選是正烷基、烷氧基、氟代烷基、烯基或氧雜烯基，各自具有至多9個碳原子，和Z3是COO、C2H4、CF2O或C2F4。
3.根據(jù)權利要求1或2的介質，特征在于其含有一種或多種選自下式的化合物 其中R1和X0定義如權利要求1。
4.根據(jù)權利要求1-3至少一項的介質，特征在于其含有一種或多種選自下式的化合物 其中R1和R2各自彼此獨立地具有權利要求1中R1的含義之一。
5.根據(jù)權利要求2-4至少一項的介質，特征在于其含有大于50％的一種或多種含3，4，5-三氟苯基團的化合物。
6.根據(jù)權利要求1-5至少一項的介質，特征在于其含有一種或多種下式的手性化合物 其中B是1，4-亞苯基，其還可以是被L單取代的、二取代的或三取代的；或是1，4-亞環(huán)己基，L是H、F、Cl、CN或任選被鹵化的具有1-7個碳原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，b是0、1或2，Z5是-COO-、-OCO-、-CH2CH2-或單鍵，和R5是具有1-12個碳原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基。
7.根據(jù)權利要求2-6至少一項的介質，特征在于向列型組分包括-5-50％的式I1化合物，-10-65％的式I2化合物，-5-60％的式II化合物。
8.根據(jù)權利要求1至7至少一項的介質，特征在于其具有400至800納米范圍內(nèi)的反射波長。
9.根據(jù)權利要求1至8至少一項的介質在電光應用中的用途。
10.電光液晶顯示器，含有根據(jù)權利要求1至9至少一項的介質。
11.根據(jù)權利要求10的電光液晶顯示器，特征在于其為膽甾醇型液晶顯示器、SSCT顯示器、PSCT顯示器或彎電顯示器。
12.根據(jù)權利要求10或11的電光液晶顯示器，其特征在于是有源矩陣顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有高扭轉的液晶介質、其在電光應用中的用途和含有該介質的顯示器。
文檔編號G02F1/13GK1651549SQ20051000557
公開日2005年8月10日 申請日期2005年1月19日 優(yōu)先權日2004年1月19日
發(fā)明者尤利亞妮·聚爾曼 申請人:默克專利股份有限公司