技術領域
本發明涉及液晶介質(LC介質)，其用于電光學目的的用途，以及涉及包含該介質的液晶顯示器。
背景技術：
液晶主要在顯示器件中用作電介質，因為這類物質的光學性質能通過施加的電壓而改變。基于液晶的電光學器件對本領域技術人員來說是極為熟知的且可以基于各種效應。這類器件的實例是具有動態散射的盒(cells)，DAP(排列相畸變(deformation of aligned phases))盒、賓/主盒(guest/host)、具有扭曲向列結構的TN盒、STN(超扭曲向列)盒、SBE(超雙折射效應)盒和OMI(光學模式干涉)盒。最為常見的顯示器件基于Schadt-Helfrich效應并且具有扭曲向列結構。此外，還有以與基板和液晶面平行的電場工作的盒，例如，IPS(面內切換)盒。特別地，TN、STN、FFS(邊緣場切換)和IPS盒是對于根據本發明的介質而言當前商業上令人關注的應用領域。
液晶材料必須具有良好的化學和熱穩定性和對電場和電磁輻射的良好的穩定性。此外，液晶材料應當具有低粘度并在盒中產生短的尋址時間、低的閾值電壓和高的對比度。
此外，它們應當在通常的操作溫度，即高于和低于室溫的最寬的可能范圍內具有合適的中間相(mesophase)，例如用于上述盒的向列型中間相或膽甾型中間相。因為通常將液晶作為多種組分的混合物使用，因此重要的是組分彼此易于混溶。更進一步的性質如導電性、介電各向異性和光學各向異性必須根據盒類型和應用領域而滿足各種要求。例如，用于具有扭曲向列結構的盒的材料應當具有正的介電各向異性和低導電率。
例如，對于具有集成的非線性元件以切換獨立像素的矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)，期望具有大的正介電各向異性、寬的向列相、相對低的雙折射、很高的電阻率、良好的UV和溫度穩定性和低蒸氣壓的介質。
這類矩陣液晶顯示器是已知的。能用于獨立地切換獨立像素的非線性元件的實例是有源元件(即晶體管)。于是使用術語“有源矩陣(active matrix)”，其中可區分為以下兩種類型：
1.在作為基板的硅晶片上的MOS(金屬氧化物半導體)或其它二極管。
2.在作為基板的玻璃板上的薄膜晶體管(TFT)。
將單晶硅作為基板材料使用限制了顯示器尺寸，因為甚至是不同分顯示器的模塊組裝也會在接頭處導致問題。
就優選的更有前景的類型2的情況來說，所用的電光效應通常是TN效應。區分為兩種技術：包含化合物半導體例如CdSe的TFT，或基于多晶硅或非晶硅的TFT。對于后一種技術，全世界范圍內正在進行深入的工作。
將TFT矩陣施用于顯示器的一個玻璃板的內部，而另一玻璃板在其內部帶有透明反電極。與像素電極的尺寸相比，TFT非常小且對圖像幾乎沒有不利作用。該技術還可以推廣到全色功能的(fully colour-capable)顯示器，其中將紅、綠和藍濾光片的鑲嵌物(mosaic)以使得濾光片元件與每個可切換的像素相對的方式布置。
TFT顯示器通常作為在傳輸中具有交叉的起偏器(polarisers)的TN盒來運行且是背光照明的。
術語“MLC顯示器”在此包括具有集成非線性元件的任何矩陣顯示器，即除了有源矩陣外，還有具有無源(passive)元件的顯示器，如可變電阻或二極管(MIM＝金屬-絕緣體-金屬)。
這類MLC顯示器特別適用于TV應用(例如袖珍電視)或用于計算機應用(膝上型電腦)和汽車或飛行器構造中的高信息顯示器。除了關于對比度和響應時間的角度依賴性問題之外，由于液晶混合物不夠高的電阻率，MLC顯示器中也還產生一些困難[TOGASHI,S.,SEKI-GUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:A 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,第141頁及后續頁,Paris；STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,1984年9月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays,pp.145ff.,Paris]。隨著降低的電阻，MLC顯示器的對比度劣化，并且可能出現殘留影像消除的問題。因為由于與顯示器內部表面的相互作用，液晶混合物的電阻率通常隨MLC顯示器的壽命下降，所以高的(初始)電阻非常重要以獲得可接受的使用壽命。特別是就低電壓的混合物來說，至今不可能實現很高的電阻率值。此外重要的是，電阻率顯示出隨溫度升高和在加熱和/或UV曝光后最小可能的增加。來自現有技術的混合物的低溫性能也是特別不利的。要求即使在低溫下也不出現結晶和/或近晶相，以及粘度的溫度依賴性要盡可能低。因此，來自現有技術的MLC顯示器不滿足當今的要求。
除了使用背光照明的,即透射式和期望的話透反式(transflectively)工作的液晶顯示器之外，反射式液晶顯示器也是特別令人感興趣的。這些反射式液晶顯示器使用環境光用于信息顯示。因此它們比具有相應尺寸和分辨率的背光照明的液晶顯示器消耗明顯更少的能量。因為TN效應特征在于非常良好的對比度，這類反射式顯示器甚至可在明亮的環境條件中很好地讀取。這已經以簡單的反射式TN顯示器，如用于例如手表和袖珍計算器中的那些已知。然而，該原理還可用于高質量、更高分辨率的有源矩陣尋址的顯示器，例如TFT顯示器。在此，如已經在一般常規的透射式TFT-TN顯示器中的那樣，低雙折射率(Δn)的液晶的使用對于達到低光學延遲(d·Δn)而言是必需的。該低光學延遲導致通常可接受的對比度的低視角依賴性(參見DE 30 22 818)。在反射式顯示器中，低雙折射率液晶的應用甚至比在透射式顯示器中更重要，因為在反射式顯示器中光所經過的有效層厚度為在具有相同層厚度的透射式顯示器中的大約兩倍大。
對于TV和視頻應用，為了能夠以接近真實的質量再現多媒體內容，例如電影和視頻游戲，要求具有快速響應時間的顯示器。特別地，如果使用具有低粘度值、特別是旋轉粘度γ1，以及具有高光學各向異性(Δn)的液晶介質，就能實現這樣的短響應時間。
因此，繼續存在著對具有非常高的電阻率同時也具有大的工作溫度范圍、短響應時間(甚至在低溫下)，和低閾值電壓的MLC顯示器的很大需求，這種顯示器不顯示出或僅僅較小程度地顯示出這些缺點。
在TN(Schadt-Helfrich)盒中，期望有助于盒中的以下優點的介質：
-拓寬的向列相范圍(特別是直到低溫的)
-在極低溫下切換的能力(戶外應用、汽車、航空電子技術)
-提高的對紫外輻射的耐受性(更長的服務壽命)
-低閾值(驅動)電壓
-快速響應時間
-足夠高的雙折射
-足夠高的電阻率以提供足夠高的電壓保持比(HR)
-在盒和顯示器中的足夠高的預傾角，特別是為避免取向中的缺陷。
可從現有技術中獲得的介質不能實現這些優點而同時保持其它參數。
就超扭曲(STN)盒來說，期望促進更大的多路傳輸性(multiplexability)和/或更低的閾值電壓和/或更寬的向列相范圍(特別是在低溫下)的介質。為此，迫切地需要進一步擴展可利用的參數范圍(清亮點、近晶-向列相轉變點或熔點、粘度、介電參數、彈性參數)。
特別是在用于TV和視頻應用(例如LCD TV、監視器、PDA、筆記本、游戲控制臺)的液晶顯示器的情況下，要求響應時間顯著縮短。減少液晶盒中的液晶介質的層厚度d(“盒間隙”)理論上得到更快的響應時間，但是要求液晶介質具有更高的雙折射Δn以確保足夠的光學延遲(d·Δn)。然而，現有技術中已知的高雙折射的液晶材料一般同時也具有高旋轉粘度，其轉而對響應時間有不利影響。因此，存在對于同時具有快速響應時間、低旋轉粘度和高雙折射的液晶介質的需求。
技術實現要素：
因此本發明的目的是提供用于這類的MLC、TN、FFS、VA-IPS或IPS顯示器，特別是用于TN-TFT顯示器的介質，其不具有或者僅僅在減少的程度上具有如上所述的缺點，并且優選具有低閾值電壓、低旋轉粘度、快速響應時間和同時具有高電阻率值、高熱穩定性、高UV穩定性以及特別是在UV暴露和加熱下高的電壓保持比(VHR)值。
現在已經發現，被加入到具有正的介電各向異性的特定液晶介質中、應用于液晶盒并在原位聚合之后的少量可聚合化合物改善響應時間和電光學性質。
通過將少量的一種或多種可聚合化合物，也稱為“反應性介晶”(RM)，加入用于TN模式的液晶混合物中，獲得與不具有任何RM的液晶混合物相比顯示出改進的性能的液晶介質。
包含本發明混合物的顯示器能夠實現設定預傾斜角并優選同時具有很高的電阻率值、低閾值電壓和短相應時間。
本發明涉及液晶介質，特征在于其包含
-包含一種或多種可聚合化合物的，優選選自介晶化合物的可聚合化合物的可聚合組分(A)
以及
-包含一種或多種式I的化合物和/或一種或多種式IA的化合物的液晶組分(B)
其中
R0表示具有1到15個C原子的烷基或烷氧基，其中另外地這些基團中的一個或多個CH2基團各自可以彼此獨立地被-C≡C-，-CF2O-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-以使得O原子不直接彼此連接的方式而替代，以及其中另外地一個或多個H原子可被鹵素替代，
X0表示F、Cl、CN、SF5、SCN、NCS，具有最高6個C原子的鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基，以及
L1-6各自彼此獨立地表示H或F。
此外本發明涉及本發明的介質用于電光學目的的用途。
本發明還涉及包含本發明液晶介質的電光學液晶顯示器，其特征在于其為TN、STN或TN-TFT顯示器。
令人驚奇地，已經發現包含式I和/或式IA化合物的聚合物穩定化的(PS)液晶介質具有非常良好的旋轉粘度γ1和清亮點的比值，高光學各向異性Δε值和高雙折射率Δn，以及快速的響應時間、低閾值電壓、高清亮點、高正介電各向異性和寬向列相范圍。此外，式I和/或式IA的化合物在液晶介質中是可非常容易溶解的。
組分(A)的合適的可聚合化合物，也稱為“反應性介晶(RM)”從現有技術中已知。這些化合物中很多可商購獲得。
合適的且優選的可聚合化合物(單體)例如選自下式：
其中各個基團具有以下含義：
P1和P2各自彼此獨立地表示可聚合的基團，優選具有上下文中對于P指明的含義之一，特別優選丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟代丙烯酸酯、氧雜環丁烷、乙烯基、乙烯基氧基或環氧化物基團，
Sp1和Sp2各自彼此獨立地表示單鍵或間隔基團，優選具有上下文中對于Sp指明的含義之一，并特別優選表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1是從1到12的整數，并且其中在最后提及的基團中對相鄰環的鍵接經由O原子進行，
其中另外地P1-Sp1-和P2-Sp2-基團的一個或多個可表示Raa，條件是存在的P1-Sp1-和P2-Sp2-基團的至少一個不表示Raa，
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1到25個C原子的直鏈或支鏈的烷基，其中另外地一個或多個不相鄰的CH2基團每個可以彼此獨立地被C(R0)＝C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不彼此直接連接的方式代替，并且其中另外地一個或多個H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-代替，特別優選具有1到12個碳原子的直鏈或支鏈的任選單或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基(其中烯基和炔基具有至少兩個碳原子且支鏈基團具有至少三個碳原子)，
R0,R00各自彼此獨立地且每次出現時相同或不同地表示H或具有1到12個碳原子的烷基，
Ry和Rz各自彼此獨立地表示H、F、CH3或CF3，
Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-，
Z2和Z3各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n是2、3或4，
L每次出現時，相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1到12個碳原子的直鏈或支鏈的任選單或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，優選F，
L'和L″各自彼此獨立地表示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，
x表示0或1。
在式M1到M33的化合物中
優選是
其中L每次出現時，相同或不同地具有上下文給出的含義之一，并且優選是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，非常優選F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3、或P-Sp，更優選F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3，尤其是F或CH3。
優選的間隔基團Sp選自式Sp'-X'，從而使得基團“P-Sp-”符合式“P-Sp'-X'-”，其中
Sp'表示具有1到20、優選1到12個碳原子的亞烷基，其任選由F、Cl、Br、I或CN單或多取代，并且其中另外地一個或多個不相鄰的CH2基團可以各自彼此獨立地被-O-、-S-、-NH-、-NR0-、-SiR0R00-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR0-CO-O-、-O-CO-NR0-、-NR0-CO-NR0-、-CH＝CH-或-C≡C-以使得O和/或S原子不直接彼此連接的方式代替，
X'表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-、-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-COO-、-OCO-CH＝CH-或單鍵，
R0和R00分別彼此獨立地表示H或具有1至12個碳原子的烷基，和
Y2和Y3分別彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X'優選是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-或單鍵。
典型的間隔基Sp'是例如-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR0R00-O)p1-，其中p1是1到12的整數，q1是1到3的整數，且R0和R00具有上面提及的含義。
特別優選的基團-X'-Sp'-是-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1、-OCO-(CH2)p1-、-OCOO-(CH2)p1-。
特別優選的基團Sp'例如在每種情況下為直鏈的亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基、亞己基、亞庚基、亞辛基、亞壬基、亞癸基、亞十一烷基、亞十二烷基、亞十八烷基、亞乙基氧基亞乙基、亞甲基氧基亞丁基、亞乙基硫代亞乙基、亞乙基-N-甲基亞氨基亞乙基、1-甲基亞烷基、亞乙烯基、亞丙烯基和亞丁烯基。
在上下文中采用以下定義：
在此所用的術語“介晶基團”是本領域技術人員已知的且在文獻中有描述，并且將理解為表示這樣的基團：其由于其吸引和排斥的相互作用的各向異性，基本上有助于在低分子量或聚合物質中導致液晶(LC)相。含有介晶基團的化合物(介晶化合物)并非必然地必須本身具有液晶相。介晶化合物也可能僅在與其它化合物混合之后和/或在聚合之后顯示出液晶相行為。典型的介晶基團是例如剛性的棒狀或盤狀單元。在Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中給出了有關介晶或液晶化合物所使用的術語和定義的綜述。
在此所用的術語“間隔基團”，或“Sp”，是本領域技術人員已知的且在文獻中有描述，例如參見Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。除非另有說明，在此所用的術語“間隔基團”或“間隔基”將理解為表示在可聚合介晶化合物中將介晶基團和可聚合基團彼此相連的柔性基團。
在此所用的術語“反應性介晶”或“RM”將理解為表示含有一個介晶基團和一個或多個適于聚合的官能團(也稱為可聚合基團或基團P)的化合物。
在此所用的術語“低分子量化合物”和“不可聚合化合物”將理解為表示，不含有適于在本領域技術人員已知的常規條件下、特別是在用于RM聚合的條件下聚合的官能團的化合物，通常是單體化合物。
在此所用的術語“有機基團”應理解為表示碳基團或烴基團。
在此所用的術語“碳基團”應理解為表示含有至少一個碳原子的單價或多價的有機基團，在此其或是不含其它原子(例如-C≡C-)或者任選地含有一個或多個其它原子，諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰基等)。術語“烴基團”表示另外含有一個或多個H原子以及任選地一個或多個雜原子，諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge的碳基團。
在此所用的術語“鹵素”應理解為表示F、Cl、Br或I。
碳基團或烴基團可以是飽和或不飽和基團。不飽和基團是例如芳基、烯基或炔基。具有超過3個碳原子的碳基團或烴基團可以是直鏈、支化和/或環狀的，且也可以含有螺連接或稠合環。
在此所用的術語“烷基”、“芳基、“雜芳基”應理解為包括多價基團，例如亞烷基、亞芳基、亞雜芳基。
在此所用的術語“芳基”應理解為表示芳族碳基團或者由此衍生的基團，并且術語“雜芳基”應理解為表示如上定義的、含有一個或多個雜原子的芳基。
優選的碳基團和烴基團是具有1到40、優選1到25、特別優選1到18個碳原子的任選取代的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基和烷氧基羰基氧基，具有6到40、優選6到25個碳原子的任選取代的芳基或芳氧基，或者具有6到40、優選6到25個碳原子的任選取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰基氧基和芳氧基羰基氧基。
其它優選的碳基團和烴基團是C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C3-C40烯丙基、C4-C40烷二烯基、C4-C40多烯基、C6-C40芳基、C6-C40烷芳基、C6-C40芳烷基、C6-C40烷芳氧基、C6-C40芳烷氧基、C2-C40雜芳基、C4-C40環烷基、C4-C40環烯基等。特別優選的是C1-C22烷基、C2-C22烯基、C2-C22炔基、C3-C22烯丙基、C4-C22烷二烯基、C6-C12芳基、C6-C20芳烷基和C2-C20雜芳基。
其他優選的碳基團和烴基團是具有1到40、優選1到25個碳原子的直鏈、支化或環狀烷基，其是未取代的或者被F、Cl、Br、I或CN單或多取代的，且其中一個或多個不相鄰的CH2基團可以各自彼此獨立地被-C(Rx)＝C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不彼此直接連接的方式代替。
Rx優選地表示H，鹵素，具有1到25個碳原子的直鏈、支化或環狀烷基鏈，其中另外地一個或多個不相鄰的碳原子可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-代替且其中一個或多個H原子可以被氟代替，具有6到40個碳原子的任選取代的芳基或芳氧基，或者具有5到40個碳原子的任選取代的雜芳基或雜芳氧基。
優選的烷基是，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
優選的烯基是，例如，乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基等。
優選的炔基是，例如，乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
優選的烷氧基是，例如，甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
優選的氨基是，例如，二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。
芳基和雜芳基可以是單環或多環的，即它們可以具有一個環(諸如苯基)或者兩個或更多個環，其也可以是稠合的(諸如萘基)或者共價鍵接的(諸如聯苯基)，或者含有稠合和鍵接的環的組合。雜芳基含有一個或多個雜原子，優選地選自O、N、S和Se。
特別優選具有6到25個碳原子的單-、雙-或三環芳基，以及具有2到25個碳原子的單-、雙-或三環雜芳基，其任選地含有稠合環且是任選取代的。另外優選5-、6-或7-元的芳基和雜芳基，其中另外地一個或多個CH基團可以被N、S或O以使得O原子和/或S原子并非彼此直接鍵接的方式代替。
優選的芳基是例如苯基、聯苯基、三聯苯基、[1,1':3',1”]三聯苯-2'-基、萘基、蒽、聯萘基、菲、芘、二氫芘、5、二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺二芴等。
優選的雜芳基是，例如5-元環，諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑，6-元環，諸如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪，或者稠合基團如吲哚、異吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、苯并噻嗪、苯并噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮雜咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩，或者這些基團的組合。這些雜芳基也可以被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或者其它芳基或雜芳基取代。
(非芳族)脂環族和雜環基團既包括飽和環(即僅含單鍵的那些)，又包含部分不飽和的環(即也可以含有多重鍵的那些)。雜環含有一個或多個雜原子，優選地選自Si、O、N、S和Se。
(非芳族)脂環族和雜環基團可以是單環的，即僅含一個環(諸如環己烷)，或者多環的，即含有多個環(諸如十氫萘或雙環辛烷)。特別優選飽和基團。另外優選具有3～25個碳原子的單-、雙-或三環基團，其任選地含有稠合環且是任選被取代的。還優選5-、6-、7-或8-元碳環基團，其中另外地一個或多個碳原子也可以被Si代替和/或一個或多個CH基團可以被N代替和/或一個或多個不相鄰的CH2基團可以被-O-和/或-S-代替。
優選的脂環族和雜環的基團是，例如，5元基團，諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫噻吩、吡咯烷，6元基團，諸如環己烷、硅雜環己烷(silinane)、環己烯、四氫吡喃、四氫噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶，7元基團，諸如環庚烷，和稠合基團，諸如四氫萘、十氫萘、茚滿、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、八氫-4,7-橋亞甲基茚滿-2,5-二基。
芳基、雜芳基、碳基團和烴基團任選地具有一個或多個取代基，所述取代基優選地選自甲硅烷基、磺基、磺酰基、甲酰基、胺、亞胺、腈、巰基、硝基、鹵素、C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12烷氧基、羥基、或者這些基團的組合。
優選的取代基是，例如，溶解性促進性基團，諸如烷基或烷氧基；吸電子基團，諸如氟、硝基或腈，或者用于提高聚合物中玻璃化轉變溫度(Tg)的取代基，特別是大體積基團，諸如叔丁基或任選取代的芳基。
優選的取代基，下文中也稱作“L”，是例如F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(Rx)2、-C(＝O)Y1、-C(＝O)Rx、-N(Rx)2，其中Rx具有上述含義，且Y1表示鹵素，具有6～40、優選6～20個碳原子的任選取代的甲硅烷基或芳基，以及具有1～25個碳原子的直鏈或支化的烷基、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，其中一個或多個H原子可以任選地被F或Cl代替。
“取代的甲硅烷基或芳基”優選地表示被鹵素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0取代，其中R0具有上述含義。
特別優選的取代基L是，例如，F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5，還有苯基。
優選是
其中L具有上面給出的含義之一。
可聚合基團P是這樣的基團，其適于聚合反應，例如自由基或離子鏈式聚合反應、加聚或縮聚，或者適于聚合物相似轉變(polymer-analogous)反應，例如加成或縮合到聚合物主鏈上。特別優選的是用于鏈式聚合的基團，特別是含有C＝C雙鍵或者-C≡C-三鍵的那些，以及適于開環聚合的基團，諸如氧雜環丁烷或環氧化物基團。
優選的基團P選自CH2＝CW1-COO-、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-和W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5個碳原子的烷基，特別是H、F、Cl或CH3，W2和W3分別彼此獨立地表示H或具有1至5個碳原子的烷基，特別是H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5和W6分別彼此獨立地表示Cl、具有1至5個碳原子的氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7和W8分別彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個碳原子的烷基，Phe表示1,4-亞苯基，其任選地被如上定義的一個或更多個基團L取代，且k1、k2和k3分別彼此獨立地表示0或1，k3優選表示1。
特別優選的基團P是CH2＝CH-COO-、CH2＝C(CH3)-COO-、CH2＝CH-、CH2＝CH-O-、(CH2＝CH)2CH-OCO-、(CH2＝CH)2CH-O-、特別是乙烯基氧、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟代丙烯酸酯、氯代丙烯酸酯、氧雜環丁烷和環氧化物。
對于顯示器如PSA顯示器的制備，將液晶介質填充入包含兩個平面平行的對置的基板以及兩個電極的顯示器盒中，其中至少一個基板是對光透明的以及至少一個基板具有一個或兩個電極。優選在對電極施加電壓的同時，在液晶顯示器盒的基板之間的液晶介質中通過原位聚合使組分A的可聚合化合物聚合或交聯(如果一種化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。聚合可在一個步驟中進行。還可以首先在第一步中任選在施加電壓的情況下進行聚合以產生預傾角，并且隨后在第二聚合步驟中，在沒有施加電壓的情況下使在第一步中尚未反應的化合物聚合或交聯(“最后固化”)。
適宜且優選的聚合方法是，例如，熱或光聚合，優選光聚合，特別是UV光聚合。在此也可以任選地添加一種或多種引發劑。適宜的聚合條件以及適宜的引發劑種類和用量是本領域技術人員已知的且在文獻中有描述。適用于自由基聚合的是，例如，可商購獲得的光引發劑或(BASF SE)。如果使用引發劑，則其比例優選為0.001到5重量％，特別優選0.001到1重量％。
本發明的可聚合化合物也適用于無需引發劑的聚合，這帶來了顯著的優點，諸如更低的材料成本且特別是更少的液晶介質被可能殘留量的引發劑或其分解產物所污染。聚合因此也可不加入引發劑而進行。在優選的實施方式中，液晶介質因此不包含聚合引發劑。
可聚合組分(A)或液晶介質也可以包含一種或多種穩定劑，以防止不期望的RM自發聚合，例如在儲存或運輸期間。穩定劑的適宜類型和用量是本領域技術人員公知的且在文獻中有描述。特別適宜的是，例如，可商購獲得的系列(Ciba AG)穩定劑，例如1076。如果使用穩定劑，則它們的比例，基于RM或可聚合組分A的總量計，優選為10-500,000ppm，特別優選為50-50,000ppm。
特別優選包含1、2或3種可聚合化合物的液晶介質。
此外優選的是其中組分(B)是液晶化合物或具有向列液晶相的液晶混合物的液晶介質。
此外優選的是根據本發明的非手性可聚合化合物以及液晶介質，該液晶介質中組分(A)和/或(B)的化合物只選自非手性化合物。
此外優選的是其中可聚合組分或組分(A)包含一種或多種包含兩個或更多個、優選兩個或三個可聚合基團(二或多反應性)的可聚合化合物的液晶介質。
此外優選的是其中可聚合組分或組分(A)僅只包含含有兩個或三個可聚合基團的可聚合化合物的顯示器，例如PSA顯示器，以及液晶介質。
用于顯示器的根據本發明的液晶介質優選包含＞0到＜5重量％，特別優選＞0到＜1重量％，非常特別優選從0.01到0.5重量％的組分(A)的可聚合化合物，特別是選自RM的可聚合化合物。在優選的實施方式中，組分(A)包含至少一種選自式M1到M33化合物的化合物，特別是式M2、M3、M9、M10、M12和M15的化合物。尤其優選的可聚合化合物在表E中給出：
根據本發明的液晶介質中的液晶組分或組分B的比例優選為從95到＜100％，特別優選從99到＜100％。
根據本發明的混合物由組分(A)、組分(B)以及任選地一種或多種添加劑和/或穩定劑組成。
組分(A)的可聚合化合物可單獨聚合，但是也可將包含兩種或更多種優選選自RM的可聚合化合物的混合物聚合。在后者的情況下，形成共聚物。
可聚合化合物以類似于本領域技術人員已知的和描述于有機化學標準著作中的方法來制備，例如在Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[有機化學方法],Thieme-Verlag,Stuttgart中的方法。可以類似于US 5 723 066中所述的方法來進行式I和/或式IA的可聚合丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的合成。另外，實施例中給出了特別優選的方法。
在最簡單的情況下，該合成通過酯化或醚化可商購獲得的通式HO-A1-Z1-(A2-Z2)m1-A3-OH的二醇，其中A1-3，Z1,2和m1具有上述含義，例如1-(3-羥苯基)苯基-3-醇，使用包含基團P的相應的酸、酸衍生物或鹵化化合物，例如(甲基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酸在脫水試劑如DCC(二環己基碳二亞胺)的存在下而進行。
在施加電壓情況下，在液晶顯示器的基板之間的液晶介質中通過原位聚合使可聚合化合物聚合或交聯(如果化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。適宜且優選的聚合方法是，例如，熱或光聚合，優選光聚合，特別是UV光聚合。如果必要的話，在此也可以添加一種或多種引發劑。適宜的聚合條件以及適宜的引發劑種類和用量是本領域技術人員已知的且在文獻中有記載。適用于自由基聚合的是，例如，可商購獲得的光引發劑或(BASF SE)。
如果使用引發劑，則其在整個液晶混合物中的比例優選為0.01到10重量％，特別優選0.001到5重量％，尤其優選0.01到2重量％。但是，聚合也可以在不添加引發劑的條件下進行。在另一優選實施方式中，液晶介質不含聚合引發劑。
可聚合組分(A)和/或液晶介質(＝組分(B))也可以包含一種或多種穩定劑，以防止不期望的RM自發聚合，例如在儲存或運輸期間。穩定劑的適宜類型和用量是本領域技術人員已知的且在文獻中有描述。特別適宜的是，例如，可商購獲得的系列(BASF SE)穩定劑，例如1076。如果使用穩定劑，則它們的比例，基于RM或可聚合組分(A)的總量計，優選為10-5000ppm，特別優選為50-500ppm。
本發明的可聚合化合物特別適合于無需引發劑的聚合，這帶來了顯著的優點，諸如更低的材料成本且特別是更少的液晶介質被可能殘留量的引發劑或其降解產物所污染。
本發明的液晶介質優選包含0.001-5重量％，特別優選＜2重量％，非常特別優選＜1重量％，非常最優選＜0.5重量％的可聚合化合物，基于液晶組分(B)計。
液晶組分(B)包含至少一種式I和/或IA的化合物。所述化合物例如從WO 2009/103495中已知。
式I和IA化合物具有寬范圍的應用。取決于取代基的選擇，它們可用作液晶介質主要由其組成的基礎材料；然而，也可將來自其它類別化合物的液晶基礎材料加入到式I和/或式IA的化合物中，以例如改進這類電介質的介電和/或光學各向異性和/或以優化其閾值電壓和/或其粘度。
優選的式I和IA化合物如下所述，
其中R0具有上述含義并且優選表示直鏈烷基。特別優選式I-2、I-4和IA-2的化合物，優選其中R0表示C2H5、n-C3H7、n-C4H9或n-C5H11。
優選的混合物包含至少一種式I的化合物
或
至少一種式I的化合物和至少一種式IA的化合物。
在純物質狀態下，式I和IA的化合物是無色的并且在有利地位于用于電光學應用的溫度范圍內形成液晶介晶相。它們是化學上、熱學上和對光穩定的。
特別優選式I-2和IA-2的化合物。
通過如描述于文獻中(例如在標準著作，例如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[有機化學方法]，Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart中)的本身已知的方法，確切地說在已知且適用于所述反應的反應條件下，制備式I和IA的化合物。在此還可使用本身已知的變量，它們在此沒有更詳細地提及。
若在上下文的式中R0表示烷基和/或烷氧基，則其可以是直鏈或支化的。優選其是直鏈的，具有2、3、4、5、6或7個C原子，并因此優選表示乙基、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。
氧雜烷基優選表示直鏈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-、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，2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
若R0表示其中一個CH2基團已經被-CH＝CH-代替的烷基，則其可以是直鏈或支化的。優選其是直鏈的并具有2到10個C原子。因此，它特別是表示乙烯基，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，癸-1、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或-9-烯基。這些基團還可以是單或多鹵化的。
如果R0表示被鹵素至少單取代的烷基或烯基，則該基團優選是直鏈的以及鹵素優選是F或Cl。就多取代的情況來說，鹵素優選是F。得到的基團還包括全氟化基團。就單取代的情況來說，氟或氯取代基可以在任何希望的位置，但優選在ω-位置。
在上文和下文的式中，X0優選是F、Cl或具有1、2或3個C原子的單或多氟化的烷基或烷氧基或者具有2或3個C原子的單或多氟化的烯基。X0特別優選為F、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CH2F、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCH＝CF2、OCF＝CF2、OCF2CHFCF3、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3、CF＝CF2、CF＝CHF或CH＝CF2，非常特別優選F或OCF3。
特別優選式I和IA的化合物，其中X0表示F或OCF3。進一步優選I和/或IA的化合物為其中R0表示具有1到8個C原子的直鏈烷基或烷氧基或具有2到7個C原子的直鏈烯基或烯氧基的那些。在式I和/或式IA的化合物中，L5和L6優選均表示H，L3優選表示F。L1和L2優選均表示F。
其它優選實施方式在下文指明：
-所述介質另外包含一種或多種式II和/或III的中性化合物
其中
A表示1,4-亞苯基或反式-1,4-亞環己基，
a為0或1，以及
R3表示具有2至9個C原子的烯基，
并且R4具有對式I中的R0指明的含義并優選表示具有1到12個碳原子的烷基或具有2至9個C原子的烯基。
-式II的化合物優選選自下式，
其中R3a和R4a各自彼此獨立地表示H、CH3、C2H5或C3H7，并且“alkyl”表示具有1到8個C原子的直鏈烷基。特別優選的是式IIa和IIf的化合物，特別是其中R3a表示H或CH3，以及式IIc的化合物，特別是其中R3a和R4a表示H、CH3或C2H5。
此外優選的是式II的化合物，其在烯基側鏈中具有非末端雙鍵，
非常特別優選的式II化合物是下式的化合物
-式III的化合物優選選自下式
其中“alkyl”和R3a具有上文指明的含義，并且R3a優選表示H或CH3。特別優選的是式IIIb的化合物；
-所述介質優選另外包含一種或多種選自下式的化合物，
其中
R0和X0具有式I中指明的含義，并且
Y1-6各自彼此獨立地表示H或F，
Z0表示-C2H4-、-(CH2)4-、-CH＝CH、-CF＝CF、-C2F4-、-CH2CF2-、-CF2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-CF2O-或-OCF2-，在式V和VI中也表示單鍵，以及
r表示0或1。
在式IV到VIII的化合物中，X0優選表示F或OCF3，此外還有OCHF2、CF3、CF2H、Cl、OCH＝CF2。R0優選為具有最高6個C原子的直鏈烷基或烯基。
-式IV的化合物優選選自下式
其中R0和X0具有上文指明的含義。
優選式IV中R0表示具有1到8個C原子的烷基并且X0表示F、Cl、OCHF2或OCF3，以及OCH＝CF2。在式IVb的化合物中，R0優選表示烷基或烯基。在式IVd的化合物中，X0優選表示Cl,此外還有F。
-式V的化合物優選選自下式，
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選式V中的R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F；
-所述介質包含一種或多種式VI-1的化合物
特別優選選自下式的那些：
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選式VI中的R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F，此外還有OCF3。
-所述介質包含一種或多種式VI-2的化合物
特別優選選自下式的那些：
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選式VI中的R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F；
-所述介質優選包含一種或多種式VII的化合物，其中Z0表示-CF2O-、-CH2CH2-或-COO-，特別優選選自下式的那些：
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選式VII中的R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F，此外還有OCF3。
式VIII的化合物優選選自下式：
其中R0和X0具有上文指明的含義。R0優選表示具有1至8個C原子的直鏈烷基。X0優選表示F。
-所述介質另外包含一種或多種下式的化合物
其中R0、X0、Y1和Y2具有上文指明的含義，以及
各自彼此獨立地表示
其中環A和B不同時都表示亞環己基；
-式IX的化合物優選選自下式：
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F。特別優選的是式IXa的化合物；
-所述介質另外包含一種或多種選自下式的化合物：
其中R0、X0和Y1-4具有式I中指明的含義，以及
各自彼此獨立地表示
條件是式X的化合物與式IA的化合物不同。
-式X、XI和XII的化合物優選選自下式：
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F。特別優選其中Y1表示F且Y2表示H或F、優選F的那些。特別優選的是包含一種或多種式XIb的化合物且其中X0＝F的介質。
-所述介質另外包含一種或多種下式的化合物：
其中R1和R2各自彼此獨立地表示各自具有最高9個碳原子的正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟代烷基或烯基，以及優選各自彼此獨立地表示具有1至8個C原子的烷基。Y1表示H或F。
優選的式XIII化合物為下式的化合物
其中
“alkyl”和“alkyl*”各自彼此獨立地表示具有1到6個C原子的直鏈烷基，以及
“alkenyl”和“alkenyl*”各自彼此獨立地表示具有2到6個C原子的直鏈烯基。
特別優選的是包含一種或多種式XIII-1和/或XIII-3化合物的介質。
-所述介質另外包含一種或多種選自下式的化合物：
其中R0、X0、Y1和Y2具有上文指明的含義。優選R0表示具有1到8個C原子的烷基以及X0表示F或Cl；
-式XIV、XV和XVI的化合物優選選自下式的化合物
其中R0和X0具有上文指明的含義。優選R0表示具有1到8個C原子的烷基。在式XIV的化合物中，X0優選表示F或Cl。
-介質另外包含一種或多種下式D1和/或D2的化合物，
其中，Y1、Y2、R0和X0具有上文指明的含義。優選R0表示具有1到8個C原子的烷基且X0表示F。特別優選的是下式的化合物
其中R0具有上文指明的含義且優選表示具有1到6個C原子的直鏈烷基，特別是C2H5、n-C3H7或n-C5H11。
-所述介質另外包含一種或多種下式的化合物
其中Y1、R1和R2具有上文指明的含義。R1和R2優選各自彼此獨立地表示具有1到8個C原子的烷基；
-所述介質另外包含一種或多種下式的化合物：
其中X0、Y1和Y2具有上文指明的含義，以及“alkenyl”表示C2-7-烯基。特別優選的是下式的化合物：
其中R3a具有上文指明的含義，并且優選表示H；
-所述介質另外包含一種或多種選自式XX到XXVI的四環化合物：
其中Y1-4、R0和X0各自彼此獨立地具有上文指明的含義之一。X0優選為F、Cl、CF3、OCF3或OCHF2。R0優選表示各自具有最高8個C原子的烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟代烷基或烯基。
優選的介質包含一種或多種下式的化合物
其中alkyl和alkyl*各自彼此獨立地表示具有1到6個C原子的直鏈烷基。
特別優選的是下式的化合物
優選以0.5-30重量％,特別是3-25重量％的量使用式XXVII的化合物。
-優選為
-R0優選為具有2至7個C原子的直鏈烷基或烯基；
-X0優選為F，此外還有OCF3、Cl或CF3；
-所述介質優選包含一種、兩種或三種式I化合物；
-所述介質優選包含一種、兩種或三種式IA化合物；
-所述介質優選包含至少一種式I化合物和至少一種式IA化合物；
-所述介質優選包含至少一種式I-2化合物；
-所述介質優選包含至少一種式IA-2化合物；
-所述介質優選包含至少一種式I-2化合物和至少一種式IA-2化合物；
-所述介質優選包含一種或多種選自式I、II、III、V、VI-1、VI-2、XIII、XIV、XV、XVIII、XXIV、XXVI、XXVII的化合物的化合物；
-所述介質優選包含一種或多種式VI-1的化合物；
-所述介質優選包含一種或多種式VI-2的化合物；
-所述介質優選包含1-25重量％，優選2-20重量％，特別優選2-15重量％的至少一種式I和/或IA的化合物；
-式II-XXVII的化合物在整個混合物中的比例優選為20到99重量％；
-所述介質優選包含25-80重量％，特別優選30-70重量％的式II和/或III的化合物；
-所述介質優選包含5-40重量％，特別優選10-30重量％式V的化合物；
-所述介質優選包含3-30重量％，特別優選6-25重量％式VI-1的化合物；
-所述介質優選包含2-30重量％，特別優選4-25重量％式VI-2的化合物；
-所述介質優選包含5-40重量％，特別優選10-30重量％式XIII的化合物；
-所述介質優選包含1-25重量％，特別優選2-15重量％式XIV的化合物；
-所述介質優選包含5-45重量％，特別優選10-35重量％式XV的化合物；
-所述介質優選包含1-20重量％，特別優選2-15重量％式XVII的化合物；
-所述介質另外包含一種或多種式St-1到St-3的化合物：
其中R0、Y1、Y2和X0具有上文指明的含義。R0優選表示優選具有1-6個C原子的直鏈烷基。XO優選為F或OCF3。Y1優選表示F。Y2優選表示F。此外優選的是其中Y1＝F且Y2＝H的化合物。優選在本發明的混合物中以3-30重量％，特別是5-25重量％的濃度使用式St-1到St-3的化合物。
-所述介質另外包含一種或多種式N-1到N-3的嘧啶或吡啶化合物，
其中R0優選為具有2-5個C原子的直鏈烷基。優選的混合物包含3-30重量％，特別是5-20重量％的該(這些)嘧啶化合物。
-特別優選的介質包含一種或多種下式化合物
和/或
其中Y1和Y2優選均表示氟；X0優選表示氟，此外還有OCF3。化合物XIb和XXV中的R0優選具有1-6個C原子，特別是2-5個C原子的直鏈烷基。
-優選的介質包含至少一種式I和/或式IA的化合物，至少一種式XIb的化合物，至少一種式XXVI的化合物以及此外至少一種下式的化合物
和/或
其中優選X0表示氟，此外還有OCF3，以及R0表示具有1-6個C原子，特別是2-5個C原子的直鏈烷基。
已經發現，甚至相對小的比例的式I和/或IA的化合物與常規液晶材料混合，但特別是與一種或多種式II到XXVII的化合物混合，即會導致光穩定性顯著增加和低的雙折射值，同時觀察到具有低近晶-向列相轉變溫度的寬向列相，并改善存儲壽命。該混合物同時顯示出極低的閾值電壓和非常好的曝露于UV時的VHR的值。
在本申請中的術語“alkyl”或“alkyl*”包括具有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。通常優選具有1-6個碳原子的基團。
本申請中的術語“alkenyl”或“alkenyl*”包括具有2-7個碳原子的直鏈和支化的烯基，特別是直鏈基團。優選的烯基是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。特別優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。通常優選具有最高5個碳原子的基團。
在本申請中的術語“氟代烷基”包括具有至少一個氟原子的直鏈基團，優選是末端的氟，即氟代甲基、2-氟代乙基、3-氟代丙基、4-氟代丁基、5-氟代戊基、6-氟代己基和7-氟代庚基。然而，不排除氟的其它位置。
本申請中的術語“氧雜烷基”或“烷氧基”包括式CnH2n+1-O-(CH2)m的直鏈基團，其中n和m各自彼此獨立地表示1到6。m也可以表示0。優選，n＝1且m＝1-6或m＝0且n＝1-3。
通過R0和X0含義的適當選擇，尋址時間、閾值電壓、傳輸特性線的陡度等能以所期望的方式改變。例如，1E-烯基、3E-烯基、2E-烯氧基等通常導致與烷基和烷氧基相比更短的尋址時間、改善的向列相傾向和彈性常數k33(彎曲)和k11(斜展(splay))之間的更高比例。4-烯基、3-烯基等通常給出與烷基和烷氧基相比更低的閾值電壓和更低的k33/k11值。根據本發明的混合物的特征特別在于高K1值，以及由此與現有技術的混合物相比具有顯著更快的響應時間。
上面提及的式子的化合物的最佳混合比基本上取決于所期望的性質、上述式子的組分的選擇和任何可能存在的其他組分的選擇。
在如上所述范圍內合適的混合比能容易地隨情況不同而確定。
上述式的化合物在本發明混合物中的總量不重要。因此，混合物可包含一種或多種進一步的組分以用于優化各種性質。然而，通常觀察到的對混合物性質所期望的改善的影響越大，則上述式的化合物的總濃度越高。
在一個特別優選的實施方案中，根據本發明的介質包含式IV到VIII的化合物，其中X0表示F、OCF3、OCHF2、OCH＝CF2、OCF＝CF2或OCF2-CF2H。與式I的化合物的有利協同作用導致特別有利的性質。特別是，包含式I、VI和XI的化合物的混合物特征在于其低的閾值電壓。
能用于本發明介質的上述式及其子式的各個化合物是已知的或能類似于已知化合物來制備。
本發明還涉及電光顯示器例如TN、STN、FFS、IPS、VA-IPS、OCB、TN-TFT或MLC顯示器，其具有兩個平面平行的外板且所述外板與框架一起形成盒，用于切換在外板上各個像素的集成非線性元件，以及位于盒中的具有正介電各向異性和高電阻率的向列型液晶混合物，該混合物包含該類介質，以及本發明涉及這些介質用于電光學目的的用途。
根據本發明的液晶混合物使得可實現可獲得參數范圍的顯著擴大。可獲得的清亮點、低溫下的粘度、對熱和UV的穩定性和高光學各向異性的組合比現有技術中迄今為止的材料優越得多。
根據本發明的混合物特別適用于移動應用和高-Δn TFT應用如PDA、筆記本、LCD TV和監視器。
根據本發明的液晶混合物在保持低至-20℃以及優選低至-30℃、特別優選低至-40℃的向列相以及≥70℃、優選≥75℃的清亮點的同時，允許獲得≤120mPa·s、特別優選≤100mPa·s的旋轉粘度γ1，由此能夠獲得具有快速響應時間的優異的MLC顯示器。
根據本發明的液晶混合物的介電各向異性Δε優選≥+5，特別優選≥+10。另外，該混合物的特征在于低的操作電壓。根據本發明的液晶混合物的閾值電壓優選≤1.5V，特別是≤1.2V。
根據本發明的液晶混合物的雙折射Δn優選≥0.90，特別優選≥0.10。
根據本發明的液晶混合物的向列相范圍優選具有至少90°，特別是至少100°的寬度。該范圍優選至少為從-25℃延展到+70℃。
不言而喻，通過根據本發明的混合物的組分的適當選擇，也可能在較高閾值電壓下實現較高的清亮點(例如超過100℃)或在較低的閾值電壓下實現較低的清亮點并保留其它有利性質。在相應地僅僅略微增加的粘度下，同樣可以獲得具有較高Δε以及由此低的閾值的混合物。根據本發明的MLC顯示器優選在第一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]，其中除了特別有利的電光學性質，例如特性線的高陡度和對比度的低角度依賴性(德國專利30 22 818)外，在與在第二最小值下的類似顯示器中相同的閾值電壓下，較低的介電各向異性是足夠的。由此使得使用本發明的混合物在第一最小值下能夠獲得比包含氰基化合物的混合物的情況顯著更高的電阻率值。通過各個組分及其重量比例的適當選擇，本領域技術人員能夠使用簡單的常規方法設定對于MLC顯示器的預先確定的層厚度所需的雙折射率。
電壓保持比(HR)的測量[S.Matsumoto等人,Liquid Crystals5,1320(1989)；K.Niwa等人,Proc.SID Conference,San Francisco,1984年6月,第304頁(1984)；G.Weber等人,Liquid Crystals 5,1381(1989)]已經表明，根據本發明的包含式I化合物的混合物相比于包含式的氰基苯基環己烷或式的酯而不是式I化合物的類似混合物，具有在UV曝露下明顯更小的HR下降。
根據本發明的混合物的光穩定性和UV穩定性顯著更佳，即它們顯示出在曝露于光或UV時顯著較小的HR下降。甚至在混合物中低濃度的式I的化合物(<10重量％)，與現有技術的混合物相比也將HR提高6％或更多。
由起偏器、電極基板和表面處理的電極構成的本發明MLC顯示器的構造相應于這類顯示器的常規設計。術語“常規設計”在此處廣義理解并且也包括MLC顯示器的所有衍生形式和改進型，特別是包括基于poly-Si TFT或MIM的矩陣顯示元件。
然而，根據本發明的顯示器和迄今的基于扭曲向列盒的常規顯示器之間的顯著差異在于液晶層的液晶參數的選擇。
能按照本發明使用的液晶混合物以本身常規的方法制備，例如通過將一種或多種式I的化合物與一種或多種式II-XXVII的化合物或者與其他的液晶化合物和/或添加劑混合。通常，將以較小量使用的期望數量的組分有利地在升高的溫度下溶于構成主要成分的組分中。也可以混合組分在有機溶劑中的溶液，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過蒸餾除去溶劑。
根據本發明的由起偏器、電極基板和表面處理的電極組成的STN和MLC顯示器的結構相應于這類顯示器的常規結構。術語“常規結構”在此處廣義理解并且也包括MLC顯示器的所有衍生形式和改進型，特別是包括基于poly-Si TFT或MIM的矩陣顯示器元件以及非常特別是透反射(transflective)和反射式顯示器。
然而，根據本發明的顯示器和迄今的基于扭曲向列盒的常規顯示器之間的顯著差異在于液晶層的液晶參數的選擇。
能按照本發明使用的液晶混合物以本身常規的方式制備。通常，將以較少量使用的期望數量的組分溶于構成主要成分的組分中，優選在升高的溫度下進行。也可以混合組分在有機溶劑中的溶液，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過蒸餾除去溶劑。此外可能的是，以其他常規方式，如通過使用預混合料如同系物混合物或使用所謂的“多瓶”體系來制備混合物。
可將可聚合化合物單獨加入液晶介質，但也可以使用包含兩種或更多種可聚合化合物的混合物。將可聚合化合物通過施加電壓而在液晶顯示器的基板之間的液晶介質中通過原位聚合而聚合或交聯(若化合物包含兩個或更多個可聚合基團)。合適且優選的聚合方法是例如熱或光聚合，優選光聚合，特別是UV光聚合。必要時，在此還可添加一種或多種引發劑。聚合的合適條件和引發劑的合適類型及數量對本領域技術人員來說是已知的并描述在文獻中。
適用于自由基聚合的是例如可商購獲得的光引發劑或(Ciba Holding)。若使用引發劑，則其在整個混合物中的比例優選是0.001到5wt％，特別優選0.001到1wt％。然而，該聚合也可以在不加入引發劑的情況下進行。在另一優選的具體實施方案中，該液晶介質不包含聚合引發劑。
在液晶介質中的可聚合組分(＝RM的總量)還可以包含一種或多種穩定劑以避免RM不期望的自發聚合，例如在儲存或運輸期間。穩定劑的合適類型及用量是所屬領域技術人員已知的且描述在文獻中。特別合適的是例如可商購獲得的系列穩定劑(BASF SE)。如果使用穩定劑，則基于RM或可聚合組分A的總量，它們的比例優選是10-5000ppm，特別優選50-500ppm。
電介質還可以包含所屬技術領域的技術人員已知的并描述在文獻中的其他添加劑。例如，可加入從0到15％，優選從0到10％的多色性染料和/或手性摻雜劑，或UV穩定劑，例如列在表D中的那些。特別優選的是UV穩定劑770。將所添加的各個化合物以0.01到6％、優選0.1到3％的濃度使用。然而，液晶混合物的其它成分，即液晶或介晶化合物的濃度數據在不考慮這些添加劑的濃度的情況下給出。
因此，本發明涉及包含以下這些的PS(聚合物穩定化的)或者PSA(聚合物支持配向)類型的液晶(LC)顯示器：由兩個基板組成的液晶盒，其中至少一個基板是對光透明的以及至少一個基板具有電極層，和位于基板之間的包含聚合的組分和低分子量組分的液晶介質的層，其中聚合的組分可由施加電壓下聚合在液晶盒的基板之間在液晶介質中的一種或多種可聚合化合物而獲得，特征在于至少一種可聚合化合物。
電介質還可以包含所屬領域技術人員已知的且記載在文獻中的其他添加劑，例如UV穩定劑如來自BASF SE公司的抗氧化劑、自由基清除劑、納米顆粒等。例如，可加入0-15％的多色性染料或手性摻雜劑。合適的穩定劑和摻雜劑在下面的表C和D中提及。
在本申請和以下實施例中，液晶化合物的結構通過首字母縮略語來標明，并按照下面的表A和B轉換成化學式。所有基團CnH2n+1和CmH2m+1是分別具有n和m個C原子的直鏈烷基；n、m和k是整數以及優選表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表B中的編碼是顯而易見的。在表A中，僅指出了母結構的首字母縮略語。在個別情況下，母結構的首字母縮略語之后由短劃線隔開地接有取代基R1*、R2*、L1*和L2*的編碼。
優選的混合物組分示出在表A和B中。
表A
表B
特別優選的是除式I的化合物外包含至少一種、兩種、三種、四種或更多種來自表B的化合物的液晶混合物。
表C
表C說明了通常加入根據本發明的混合物中的可能的摻雜劑。該混合物優選包含0-10重量％、特別是0.01-5重量％以及特別優選0.01-3重量％的摻雜劑。
表D
例如可以0-10重量％的量加入到本發明的混合物中的穩定劑如下。(n在此表示從1到12的整數，優選1、2、3、4、5、6、7或8，末端甲基未示出)。
其中n＝1，2，3，4，5，6或7
其中n＝2，3，4，5，優選地n＝5
液晶介質優選包含0到10重量％，特別是1ppm到5重量％，特別優選1ppm到1重量％的穩定劑。液晶介質優選包含一種或多種選自表D的化合物的穩定劑。
表E
表E示出組分(A)的示例性化合物，其可用于本發明的液晶介質，優選作為反應性介晶化合物。
在本發明的優選實施方式中，組分(A)包含一種或多種選自表E化合物的化合物，特別是式RM-1、RM-2、RM-4、RM-33、RM-34、RM-35、RM-41、RM-43和RM-61的化合物。
在上下文中，使用以下縮寫和符號：
V10 閾值電壓[V]＝在10％的相對對比度下的特征電壓
V90 在90％的相對對比度下的特征電壓[V]
V0 Freederick電壓[V]，電容性，20℃，
VHR 電壓保持比[％]
SR 在室溫下暴露于UV下x小時后的電阻率[Ω·cm]
ne 20℃和589nm下的非尋常折射率
no 20℃和589nm下的尋常折射率，
Δn 20℃和589nm下的光學各向異性，
ε⊥ 在20℃和1kHz下垂直于縱向分子軸的電介質極化率，
ε|| 在20℃和1kHz下平行于指向矢的電介質極化率，
Δε 在20℃和1kHz下的介電各向異性，
cl.p.,T(N,I) 清亮點[℃]，
γ1 在20℃下的旋轉粘度[mPa·s],
K1 彈性常數，在20℃下的“斜展”變形[pN]，
K2 彈性常數，在20℃下的“扭曲”變形[pN]，
K3 彈性常數，在20℃下的“彎曲”變形[pN]。
除非另有明確說明，本申請中所有的濃度以重量百分比給出并涉及沒有溶劑的包含所有固體或液晶組分的整個相應的混合物。
除非另有明確說明，在本申請中指明的所有溫度值，例如熔點T(C,N)、近晶(S)相向向列(N)相的轉變溫度T(S,N)和清亮點T(N,I)，都以攝氏度(℃)給出。M.p.表示熔點，cl.p.＝清亮點。此外，C＝結晶態，N＝向列相，S＝近晶相，和I＝各向同性相。在這些符號間的數據代表轉變溫度。
所有物理性質按照“Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals”,Status Nov.1997,Merck KGaA(德國)測定或已經測定,并適用于20℃的溫度，并且△n在589nm測定，△ε在1kHz下測定，在各情況下除非另外明確指明。
SR如G.Weber等人,Liquid Crystals 5,1381(1989)中所述來測量。
VHR如由T.Jacob和U.Finkenzeller在“Merck Liquid Crystals-Physical Properties of Liquid Crystals”,1997中所描述的那樣測量。
本發明的術語“閾值電壓”指的是電容性閾值(V0)，也稱作Freedericks閾值，除非另有明確說明。在實施例中光學閾值，如通常常用的，也可能對于10％相對對比度(V10)給出。
除非另有說明，在液晶介質顯出液晶相、優選向列相的溫度下，最優選在室溫下進行如上下文中所述的在顯示器中聚合可聚合化合物的過程。
除非另有說明，通過如下文所述或與其類似的方法進行制備測試盒以及測量其電光學和其它性質的方法。
通過用特定強度的UVA光照射預定時間，在同時對顯示器施加電壓的情況下(通常10V到30V交流電，1kHz)在顯示器或測試盒中將可聚合化合物聚合。在實施例中，除非另有說明，將金屬鹵化物燈以及100mW/cm2強度用于聚合。使用標準UVA計(具有UVA傳感器的Hoenle UV計高端(high end))測量強度。
通過晶體旋轉實驗(Autronic-Melchers TBA-105)測定傾斜角。在此，低的值(即，從90°角的大偏離)對應于大的傾斜。
VHR值可如下測量：將0.3％可聚合單體化合物加入液晶主體混合物中，并將所得混合物引入VA-VHR測試盒中(不經摩擦，VA-聚酰亞胺配向層，LC-層厚度d≈6μm)。在1V，60Hz，64μs脈沖下UV暴露之前和之后在100℃下于5min后測定HR值(測量儀器：Autronic-Melchers VHRM-105)。
具體實施方式
實施例
以下實施例旨在解釋本發明而不限制它。
實施例1
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
將混合物引入各自的測試盒中并通過來自高壓Hg燈的UV照射將可聚合化合物聚合。UV暴露的能量為1-40J。使用帶有鈉鈣玻璃的寬帶通濾波器(300nm≤λ≤700nm),其降低較短波長的UV照射的強度。在暴露期間，對盒施加矩形電壓(0V～40Vpp)。
實施例2
在上文給出的混合物中加入0.1重量％的以下結構的可聚合化合物：
將混合物引入各自的測試盒中并通過來自高壓Hg燈的UV照射將可聚合化合物聚合。UV暴露的能量為1-40J。使用帶有鈉鈣玻璃的寬帶通濾波器(300nm≤λ≤700nm),其降低較短波長的UV照射的強度。在暴露期間，對盒施加矩形電壓(0V～40Vpp)。
該混合物高度適用于PS-FFS應用。
實施例3
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
將混合物引入各自的測試盒中并通過來自高壓Hg燈的UV照射將可聚合化合物聚合。UV暴露的能量為1-40J。使用帶有鈉鈣玻璃的寬帶通濾波器(300nm≤λ≤700nm),其降低較短波長的UV照射的強度。在暴露期間，對盒施加矩形電壓(0V～40Vpp)。
混合物高度適用于PS-FFS應用。
實施例4
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
將混合物引入各自的測試盒中并通過來自高壓Hg燈的UV照射將可聚合化合物聚合。UV暴露的能量為1-40J。使用帶有鈉鈣玻璃的寬帶通濾波器(300nm≤λ≤700nm),其降低較短波長的UV照射的強度。在暴露期間，對盒施加矩形電壓(0V～40Vpp)。
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用。尤其優選該實施例的PS混合物用于具有用于IPS驅動的負PI配向的TV應用。
實施例5
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用，尤其適用于移動應用。
實施例6
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用，尤其適用于移動應用。
實施例7
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用，尤其適用于移動應用。
實施例8
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用，尤其適用于移動應用。
實施例9
在上文給出的混合物中加入0.3重量％以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用，尤其適用于移動應用。
實施例10
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用，尤其適用于移動應用。
實施例11
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用。尤其優選該實施例的PS-混合物用于具有用于FFS驅動的負PI配向的筆記本應用。
實施例12
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用。尤其優選該實施例的PS-混合物用于具有用于FFS驅動的負PI配向的筆記本應用。
實施例13
在上文給出的混合物中加入0.3重量％的以下結構的可聚合化合物：
混合物高度適用于PS-FFS應用和VA-IPS應用。尤其優選該實施例的PS-混合物用于具有用于FFS驅動的負PI配向的筆記本應用。