TW202311501A - 液晶介質及電子組件 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種液晶介質，其包含a)一或多種式I化合物及一或多種式T化合物及一或多種式S1化合物
Description
本發明係關於液晶(LC)介質及包含該LC介質之電子組件，其可在電磁波譜之可見(VIS)、紅外(IR)或微波區中操作。本發明進一步係關於該LC介質在IR、VIS或微波區中之用途及包含該電子組件之裝置。
液晶介質多年來一直用於電光顯示器(液晶顯示器：LCD)中，以藉由對可見區域之偏振光進行調幅來顯示資訊，且廣泛使用於TV、監視器或攜帶型裝置，諸如平板PC、移動電話等的顯示器。
亦已提出將向列型液晶用於光的相位調變：文章McManamon PF, Dorschner TA, Corkum DL, Friedman LJ, Hobbs DS, Holz M, Liberman S, Nguyen HQ, Resler DP, Sharp RC, Watson EA. Optical phased array technology. Proc IEEE. 1996;84:268-298. doi:10.1109/5.482231描述用於各種類型之感測器應用的基於液晶之光學相控陣列；文章Scott R. Davis, George Farca, Scott D. Rommel, Seth Johnson, Michael H. Anderson, 「Liquid crystal waveguides: new devices enabled by ＞1000 waves of optical phase control,」 Proc.. SPIE 7618, Emerging Liquid Crystal Technologies V, 76180E (2010年2月12日); doi: 10.1117/12.851788描述使用波導結構之折射波束操控。
矽上液晶(LCoS)為在矽背板上使用液晶層之小型化反射式主動式矩陣液晶顯示器或「微型顯示器」。其亦稱為空間光調變器(SLM)。
矽背板為像素陣列，其各自具有可同時充當電導體之成鏡像表面。各像素包含由主動式液晶層覆蓋之固定鏡面，該液晶層具有扭轉向列配向，其可藉由施加電壓以切換為垂直配向。LCoS微型顯示器較小，其對角線通常小於1.0吋，但能夠實現1/4 VGA (7.8萬像素)至UXGA+ (超過200萬像素)的高解析度。
由於像素尺寸小，LCoS顯示器亦具有通常約為1微米之極小單元厚度。當裝置以反射模式操作時，亦需要低單元厚度以便光行進通過LC層兩次。因此，用於此等顯示器之液晶相尤其必須具有高光學各向異性Δn，相比之下，習知反射型LC顯示器通常需要低Δn之LC相。較佳使用小單元厚度，特別是對於需要短響應時間之應用，因為響應時間與單元厚度成比例、通常二次地下降。
高雙折射率之液晶化合物常具有固有近晶相或在與其他液晶化合物混合時誘導近晶相的形成，其對顯示器之低溫穩定性有不良影響。
LCoS最初係開發用於投影電視的，但現今亦用於波長選擇性切換、結構化照明、近眼顯示器及光學脈衝整形。可在空間光調變器上編碼電腦產生之全像圖，該空間光調變器經佈置以調變入射光之振幅及/或相位，形成如WO2020/015933 A1中所述之全像投影儀的一部分。此類投影儀已應用於包括近眼裝置之平視顯示器(HUD)及頭戴式顯示器(HMD)中。
使用基於液晶之裝置的另一應用為光偵測及測距(雷射雷達)-一種用於藉由用雷射光照明目標且用感測器量測反射來量測距離之方法。雷射返回時間及波長之差隨後可用以形成目標之數位3-D表示。在WO2019/24052 A1中，提出一種使用例如LCoS SLM之全像LIDAR系統。
純相位LCoS裝置之最重要特性中之一者為其使用對工作溫度敏感之光學非線性液晶材料。雖然LCoS裝置在過去主要聚焦於極少受溫度變化影響的光學強度調變，但對於純相位LCoS裝置，入射光之光學相位調變為必要效能參數，且其可能容易受工作溫度的微小變化影響，從而引起對應光學繞射之輸出的顯著變化。
開發下一代LCoS裝置之另一關鍵挑戰為形成高速多級相位調變。向列型LCoS裝置已展現多級相位調變之益處，但受向列型LC之較慢響應時間限制。在電信應用中尤其如此，其中所用紅外波長需要較厚裝置，因此進一步減緩響應時間。因此，此等應用之主要材料挑戰為尋找能夠傳遞此等應用中所需之全2π相位深度之合適的高速LC材料。
因此需要基於液晶之光學組件，特定而言LCOS裝置，其可在電磁波譜之可見或紅外區操作，具有改良之整體應用相關特性，具有高雙折射率及快速切換速度。
本發明係鑒於本文所述之先前技術的問題而設計。因此，本發明之一般目標為提供可解決本文所述之問題之新穎且適用的材料、裝置及技術。
本發明之一個目標為液晶介質，其包含
a)一或多種式I化合物
其中
R
11及R
12相同或不同地表示H、具有1至12個C原子之烷基或烷氧基或具有2至12個C原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，其中一或多個CH
2-基團可經
置換，且其中一或多個H原子可經氟置換，
L
11、L
12、L
13相同或不同地表示H、CH
3、Cl或F，
A
11表示伸苯基-1,4-二基，其中另外，一或兩個CH基團可經N置換且一或多個H原子可經鹵素、CN、CH
3、CHF
2、CH
2F、CF
3、OCH
3、OCHF
2或OCF
3置換；環己烷-1,4-二基或環己烯-1,4-二基，其中一或兩個非鄰接CH
2基團可彼此獨立地經O及/或S置換且一或多個H原子可經F置換；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；四氫哌喃-2,5-二基；或1,3-二㗁烷-2,5-二基，
A
12表示伸苯基-1,4-二基，其中另外，一或兩個CH基團可經N置換且一或多個H原子可經鹵素、CN、CH
3、CHF
2、CH
2F、CF
3、OCH
3、OCHF
2或OCF
3置換，或環己烷-1,4-二基或環己烯-1,4-二基，其中一或兩個非鄰接CH
2基團可彼此獨立地經O及/或S置換且一或多個H原子可經F置換，較佳表示伸苯基-1,4-二基，其中一或多個H原子可經鹵素、CN、CH
3、CHF
2、CH
2F、CF
3、OCH
3、OCHF
2或OCF
3置換，或環己烷-1,4-二基，
Z
1表示單鍵、-CH
2CH
2-、-CH=CH-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-C
2F
4-、-CF=CF-或-CH=CHCH
2O-，較佳表示單鍵，
n為0或1，較佳為1；
及
b)一或多種式T化合物，
其中
R
1及R
2表示H、F、Cl、Br、-CN、-SCN、-NCS、SF
5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個非鄰接CH
2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個H原子可經F、Cl或Br置換，
A
T1、A
T2及A
T3各彼此獨立地表示伸苯基-1,4-二基，其中一或兩個CH基團可經N置換且一或多個H原子可經鹵素、CN、CH
3、CHF
2、CH
2F、CF
3、OCH
3、OCHF
2或OCF
3置換，其中
A
T1替代地表示環己烷-1,4-二基，其中一或兩個非鄰接CH
2基團可彼此獨立地經O及/或S置換且一或多個H原子可經F置換；環己烯-1,4-二基；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；四氫哌喃-2,5-二基；或1,3-二㗁烷-2,5-二基，
Z
1及Z
2各彼此獨立地表示-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-CO-O-、-O-CO-、-C
2H
4-、-C
2F
4-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CFHCFH-、-CFHCH
2-、-CH
2CFH-、-CF
2CFH-、-CFHCF
2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵，較佳表示單鍵，
t為0或1，較佳為0；
及
c)一或多種式S1化合物
其中
R
S1及R
S2在每次出現時相同或不同地表示H或具有1至25個碳原子之直鏈烷基或具有3至25個碳原子之分支鏈烷基，其未經取代或經CN或CF
3單取代或至少經鹵素單取代，且其中一或多個CH
2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經
、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-置換，或鹵素，分別具有6、5、7或7至25個碳原子之芳基，雜芳基，烷芳基或芳烷基，其各自未經取代或經具有1至6個C原子之烷基或鹵素單取代或多取代，
s為0、1或2，且
t為0、1、2或3。
根據本發明之另一態樣，提供包含根據本發明之液晶介質的電子組件。
本發明進一步係關於包含該電子組件之裝置。
本發明進一步係關於出於電光目的在電磁波譜之可見或紅外區，較佳在420 nm至750 nm之區域或在A波段及/或B波段及/或C波段中使用上文及下文定義之介質，以對該可見光或紅外光進行相位調變。
根據本發明之介質的突出之處為極高雙折射率，其中儘管雙折射率高，但在藍光照射下觀測到極佳光穩定性。介質的突出之處另外尤其為高介電各向異性值及低旋轉黏度。因此，臨限電壓，亦即可切換裝置之最小電壓極低。需要低操作電壓及低臨限電壓以便使裝置能夠具有改良的切換特徵及高能量效率。低旋轉黏度使根據本發明之組件及裝置能夠快速切換。
歸因於根據本發明之光學組件中所使用之液晶介質的較高澄清溫度、較廣向列相範圍及極佳低溫穩定性(LTS)，根據本發明之光學組件的突出之處為在暴露於環境時之極佳操作穩定性。因此，該組件及含有該組件之裝置可在極端溫度條件下操作。出人意料地，該液晶介質之雙折射率的溫度依賴性極小，亦即Δn隨溫度變化極小，此使得裝置可靠且易於控制。
根據本發明之介質同樣適用於高頻技術之組件及裝置及微波範圍中之應用，特定而言，用於使微波相位移之裝置、可調諧濾波器、可調諧超穎材料結構及電子式波束操控天線(例如相控陣列天線)。
因此，根據本發明之另一態樣，提供一種組件及包含該組件之裝置，該組件及該裝置兩者均可在電磁波譜之微波區中操作。較佳組件為移相器、變容器、無線及無線電波天線陣列、匹配電路及可調適濾波器。
除非另外明確陳述，否則以下定義適用。
如本文所用，鹵素為F、Cl、Br或I，較佳為F或Cl，尤其較佳為F。
本文中，烷基為直鏈或分支鏈的且具有1至15個C原子，較佳為直鏈的，且除非另外指示，否則具有1、2、3、4、5、6或7個C原子，且因此較佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基或正庚基。
本文中，分支鏈烷基為具有二級及/或三級、較佳二級碳原子之烷基且較佳為異丙基、二級丁基、異丁基、異戊基、2-甲基己基或2-乙基己基、2-甲基丙基、2-戊基、3-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基。
本文中，環狀烷基意謂環脂族基或烷基，其中亞甲基經環脂族基(亦即環烷基烷基或烷基環烷基烷基)置換，該環脂族基可為飽和或部分不飽和的，且較佳表示環丙基、甲基環丙基、環丁基、甲基環丁基、環戊基、甲基環戊基、環戊-1-烯基、環丙基甲基、環丙基乙基、環丁基甲基、環丁基乙基、環戊基甲基、環戊基乙基、環戊-1-烯基甲基。
本文中，烷氧基為直鏈或分支鏈的且含有1至15個C原子。其較佳為直鏈的，且除非另外指示，否則具有1、2、3、4、5、6或7個C原子，且因此較佳為甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基或正庚氧基。
本文中，烯基較佳為具有2至15個C原子之烯基，該烯基為直鏈或分支鏈的且含有至少一個C-C雙鍵。其較佳為直鏈的，且具有2至7個C原子。因此，其較佳為乙烯基、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。若C-C雙鍵之兩個C原子經取代，則烯基可呈E及/或Z異構體(反式/順式)之形式。一般而言，各別E異構體為較佳的。在烯基中，丙-2-烯基、丁-2-烯基及丁-3-烯基以及戊-3-烯基及戊-4-烯基為尤其較佳的。
本文中，炔基意謂具有2至15個C原子之炔基，該炔基為直鏈或分支鏈的且含有至少一個C-C參鍵。1-丙炔基及2-丙炔基以及1-丁炔基、2-丁炔基及3-丁炔基為較佳的。
如本文所用，電磁波譜之紅外區意謂具有在0.75 µm至1000 µm範圍內之波長之電磁輻射的光譜區。
如本文所用，可見光意謂具有在420 µm至750 µm範圍內之波長的光。
如本文所用，藍光為具有在420 µm至490 µm、較佳450 nm至460 nm範圍內之峰值波長的光。
如本文所用，紅外A (IR-A)意謂具有在0.75 µm至1.4 µm範圍內之波長之電磁輻射的光譜區。
如本文所用，紅外B (IR-B)意謂具有在1.4 µm至3 µm範圍內之波長之電磁輻射的光譜區。
如本文所用，紅外C (IR-C)意謂具有在3 µm至1000 µm範圍內之波長之電磁輻射的光譜區。
較佳地，根據本發明之光學組件在750 nm至2500 nm、尤其1530 nm至1565 nm範圍內之波長下操作。
用於根據本發明之應用的極佳光源為發射具有1.55 µm波長之光的IR雷射或發射具有905 nm波長之光的IR雷射。
本文中，「高頻技術」意謂具有在1 MHz至1 THz、較佳1 GHz至500 GHz、更佳2 GHz至300 GHz、尤其較佳5 GHz至150 GHz範圍內之頻率的電磁輻射應用。
式I化合物較佳選自式I-1至I-3之群，尤其較佳選自式I-3
其中出現之基團具有根據上文式I所給出之各別含義，且在式I-1及I-2中，較佳地：
R
11為具有至多7個C原子之正烷基或烯基，最佳為具有1至5個C原子之正烷基，且
R
12為具有1至6個C原子之正烷氧基或烯氧基，最佳為具有1至4個C原子之正烷氧基，
且在式I-3中，較佳地
R
11為具有至多7個C原子之正烷基或烯基，最佳為具有1至5個C原子之正烷基，且
R
12為具有至多7個C原子之正烷基或烯基，最佳為具有至多5個C原子之正烷基。
根據本發明之液晶介質較佳包含一或多種式I-1化合物，較佳選自式I-1a至I-1d、較佳式I-1a及/或I-1d、最佳式I-1a化合物之群，
其中R
11及R
12具有上文給出之含義。
根據本發明之液晶介質較佳包含一或多種式I-2化合物，較佳選自式I-2a至I-2f、較佳式I-2a及/或I-2d、最佳式I-2a化合物之群，
其中R
11及R
12具有上文給出之含義。
根據本發明之液晶介質較佳包含一或一或多種式I-3化合物，較佳選自式I-3a至I-3d、較佳式I-3a及/或I-3c及/或I-3d、最佳式I-3d化合物之群，
其中R
11及R
12具有上文給出之含義。
較佳式T化合物係選自式T1至T5之群，極佳為式T1化合物：
其中R
1及R
2具有上文針對式T所指示之含義，且L
2、L
3、L
4、L
5及L
6表示H或F。較佳地，L
2表示F且L
4、L
5及L
6表示H且L
3表示H或F。
極佳式S1化合物為如下之彼等化合物：其中R
S2基團中之至少一者為具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個CH
2基團可經-COO-或-O-CO-置換、為具有5至15個碳原子之芳基或烷芳基，且X較佳為H或Cl。極尤其較佳R
S2基團為甲基、三級丁基、2-丁基、1,1-二甲基丙基、1,1,2,2-四甲基丙基及1-甲基-1-苯基乙基。
式S1化合物較佳選自式S1-1化合物：
其中
R
S1表示H、F或Cl，較佳表示H或Cl，且
R
21及R
22相同或不同地表示H或具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個CH
2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經
、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-或-C≡C-置換，或具有6至25個碳原子之芳基或芳烷基。
尤其較佳為選自下式之式S1-1化合物：
或此等化合物之混合物。尤其較佳為式S1-1a化合物。
其他合適之UV穩定劑係選自下式：
。
在本發明之一較佳實施例中，介質包含選自由式S2及S3組成之群的一或多種化合物：
其中
q為1、2、3或4，較佳為2、3或4，極佳為2或4，
G表示具有1至60個碳原子之烴基，該烴基可為直鏈或分支鏈或環狀的，且未經取代或經CN或CF
3單取代或至少經鹵素單取代，且其中一或多個CH
2基團可以使得O或S原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經-O-、-S-、-NR
0-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-置換，
R
0表示具有1至6個C原子之烷基，
R
2表示H、-O•、-OH、各具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈或環狀烷基或烷氧基或芳基烷氧基，較佳表示H或-O•，
R
21及R
22相同或不同地表示具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基殘基，或R
21及R
22連同其所附接之碳原子形成具有5至12個碳原子之環烷基，
R
23及R
24相同或不同地表示具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基殘基，或R
23及R
24連同其所附接之碳原子形成具有5至12個碳原子之環烷基，
Z
2在每次出現時相同或不同地表示-O-、-C(O)O-、OC(O)-或單鍵
R
ST表示H、具有1至12個C原子之烷基或烷氧基或具有2至12個C原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，其中一或多個CH
2-基團可經
置換，且其中一或多個H原子可經氟置換，
Z
ST各彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-CH
2-、-CH
2CH
2、-(CH
2)
4-、-CH=CH-CH
2O-、-C
2F
4-、-CH
2CF
2-、-CF
2CH
2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵，
在每次出現時相同或不同地表示環己烷-1,4-二基、環己烯-1,4-二基、哌喃-2,5-二基或1,3-二㗁烷-2-5-二基，其中一或多個H原子可經F置換，
p為0、1或2。
在式S2中，當q為2時，G可為具有2至20個碳原子之二價直鏈或分支鏈脂族殘基(飽和或不飽和)、具有5至20個碳原子之二價脂環殘基、具有8至20個碳原子之二價芳烷基殘基或具有6至20個碳原子之二價芳基殘基。
當q為2時，基團G之實例為1,2-伸乙基、1,2-伸丙基、1,4-伸正丁基、1,3-伸丁基、1,6-伸正己基、1,7-伸正庚基、1,10-伸正癸基、1,12-伸正十二基、2,2-二甲基-1,3-伸丙基、1,2,3-三甲基-1,4-伸丁基、3-硫雜-1,5-伸戊基、3-氧雜-1,5-伸戊基、1,4-丁-2-烯、1,4-丁-2-炔、2,5-己-3-烯、1,2-伸環己基、1,3-伸環己基、1,4-伸環己基、六氫-對二甲苯、對二甲苯、間二甲苯、1,2-伸苯基、1,4-伸苯基、2,2'-聯伸二苯、4,4'-聯伸二苯、2,6-伸萘基及2,7-伸茀基。
在式S2中，當q為3時，G可為具有3至15個碳原子之三價直鏈或分支鏈脂族(飽和或不飽和)殘基、具有5至15個碳原子之三價脂環殘基、具有9至15個碳原子之三價芳烷基殘基或具有6至16個碳原子之三價芳基殘基。
當q為3時，基團G之實例為1,2,3-三取代丙烷、1,2,4-三取代丁烷、2,5-二甲基-1,2,6-三取代己烷、1,1,1-三亞甲基-丙烷、1,2,3-三取代環己烷、1,3,5-三取代環己烷、1,3,5-三亞甲基苯及1,2,7-三取代蒽。
在式S2中，當q為4時，G可為具有4至60個碳原子之直鏈或分支鏈四價脂族殘基(飽和或不飽和)或具有5至60個碳原子之四價脂環殘基，諸如四亞甲基甲烷或1,1,4,4-四亞甲基環己烷、或伸芳基-四伸烷基或芳基烷芳基-四伸烷基。
當n為2、3或4且G為脂族或脂環殘基時，此等殘基中之每一者均可未經取代或經鹵素取代或間雜有一或多個氧或硫原子或芳基或芳烷基殘基。芳基包括縮合環，諸如萘及一個、兩個、三個或更多個經由單鍵或伸烷基連接之芳基。
基團R
21及R
22以及R
23及R
24之實例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、二級丁基、正己基、正十二基或連同其與R
21及R
22以及R
23及R
24鍵結之碳可形成諸如
之基團。
尤其較佳之取代基R
21及R
22以及R
23及R
24為具有1至4個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，最佳為甲基。
極佳式S2化合物選自子式S2-1及S2-2
其中G表示具有1至20個C原子之二價脂族基或環脂族基。
式S2-1或S2-2中之基團G的實例視情況為具有至多20個碳原子之亞甲基、伸乙基或聚亞甲基；或伸烷基間雜有一或兩個雜原子，諸如二價基團-CH
2OCH
2-、-CH
2CH
2OCH
2CH
2-、-CH
2CH
2OCH
2CH
2OCH
2CH
2-、-CH
2C(O)OCH
2CH
2O(O)CCH
2-、-CH
2CH
2C(O)OCH
2CH
2O(O)CCH
2CH
2-、-CH
2CH
2-C(O)O(CH
2)
4O(O)C-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2O(O)C(CH
2)
4C(O)OCH
2CH
2-及-CH
2CH
2O(O)C(CH
2)
8C(O)OCH
2CH
2-。
G亦可為伸芳基-雙伸烷基，例如對二甲苯、苯-1,3-雙(伸乙基)、聯二苯-4,4'-雙(亞甲基)或萘-1,4-雙(亞甲基)。
其他極佳式S2化合物係選自式S2-3化合物
其中
Sp在每次出現時相同或不同地表示具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈伸烷基，其中一或多個CH
2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯之方式經O置換，或表示單鍵。
尤其較佳地，介質包含式S2-1a或S2-2a、較佳S2-1a之一或多種化合物
其中
R
S3表示H或具有1至6個C原子之烷基，較佳表示H或乙基；
t為0或1，且
q為0、1、2、3、4、5、6、7、8或9，
r為2、3、4、5、6、7或8，且
s為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。
尤其較佳地，式S2化合物係選自式S2-1a-1、S2-1a-2、S2-2a-1及S2-3a-1化合物。此等化合物的突出之處為在液晶介質中之極好溶解度。
式S2化合物之其他較佳之實例為以下：
。
其中R
2具有上文給出之含義且較佳表示H或-O•。
在式S3化合物中，特別較佳的為式S3-1至S3-4化合物
其中n = 1、2、3、4、5、6或7，較佳地，n = 1或7
其中n = 1、2、3、4、5、6或7，較佳地，n = 3
其中n = 1、2、3、4、5、6或7，較佳地，n = 3
在一較佳實施例中，根據本發明之介質包含選自由式II及III組成之群的一或多種化合物：
其中
R
2及R
3表示未經取代或經鹵化且具有1至15個C原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基，其中此等基團中之一或多個CH
2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經
、-C≡C-、-CF
2O-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換，
至
及
至
相同或不同地表示
，
較佳表示
，
L
21、L
22、L
31及L
32相同或不同地表示H或F，較佳表示F，
Y
2及Y
3相同或不同地表示H或CH
3，
X
2及X
3相同或不同地表示鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2或3個C原子之鹵化烯基或烯氧基，較佳表示F、Cl、OCF
3或CF
3，最佳表示F、CF
3或OCF
3，
Z
3表示-CH
2CH
2-、-CF
2CF
2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH
2O-或單鍵，較佳表示-CH
2CH
2-、-COO-、反式-CH=CH-或單鍵，且最佳表示-COO-、反式-CH=CH-或單鍵，且
l、m、n及o彼此獨立地為0或1，
較佳地，l + m為2。
較佳地，介質包含一或多種式II化合物，較佳選自式II-1至II-3化合物之群，極佳選自式II-1及II-3化合物之群
其中出現之基團具有根據上文式II及在式II-1中所給出之各別含義，基團L
23及L
24彼此獨立地且獨立於其他參數地表示H或F，且在式II-2中，較佳地
及
彼此獨立地表示
。
在式II-1、II-2及II-3中，L
21及L
22或L
23及L
24較佳均為F。
在式II-1及II-2中之另一較佳實施例中，L
21、L
22、L
23及L
24均表示F。
式II-1化合物較佳選自式II-1a至II-1h、較佳II-1a、II-1b、II-1g及II-1h化合物之群
其中出現之基團具有上文所給出之各別含義。
在本發明之一較佳實施例中，介質包含一或多種選自式II-1a至II-1h化合物之群的化合物，其中L
21及L
22及/或L
23及L
24分別均為F。
在另一較佳實施例中，介質包含選自式II-1a至II-1h化合物之群的化合物，其中L
21、L
22、L
23及L
24均為F。
尤其較佳的式II-1化合物為
其中R
2具有上文給出之含義。
較佳地，式II-2化合物選自式II-2a至II-2c化合物之群
其中出現之基團具有上文所給出之各別含義，且較佳地，L
21及L
22均為F。
較佳地，式II-3化合物選自式II-3a至II-3e、較佳II-3d及II-3e化合物之群
其中出現之基團具有上文所給出之各別含義，且較佳地
L
21及L
22均為F且L
23及L
24均為H，或
L
21、L
22、L
23及L
24均為F。
尤其較佳的式II-3化合物為
其中R
2具有上文給出之含義。
極佳的為式II-3d-1化合物。
除了上文之較佳式II化合物外，介質視情況包含選自式IIA1至IIA7化合物之一或多種式II化合物：
其中R
2及X
2具有式II中所給出之含義或上文及下文所給出之較佳含義中之一者。
較佳化合物為式IIA1、IIA2及IIA3之彼等化合物，極佳為式IIA1及IIA2之彼等化合物。
在式IIA1至IIA7化合物中，R
2較佳表示具有1至6個C原子之烷基，極佳表示乙基或丙基，且X
2較佳表示F或OCF
3，極佳表示F。
在本發明之另一較佳實施例中，介質包含較佳選自式III-1及III-2、較佳式III-2化合物之群的一或多種式III化合物：
其中出現之基團及參數具有根據上文式III所給出之各別含義。
較佳地，式III-1化合物選自式III-1a及III-1b化合物之群
其中出現之基團具有上文所給出之各別意義且L
33及L
34彼此獨立地表示H或F。
式III-1a化合物較佳選自式III-1a-1至III-1a-6化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
較佳地，式III-2化合物選自式III-2a至III-2m化合物之群
其中出現之基團具有上文所給出之各別含義且L
35及L
36彼此獨立地表示H或F。
較佳地，式II-2a化合物選自式III-2a-1至III-2a-4化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2b化合物較佳選自式III-2b-1及III-2b-2、較佳III-2b-2化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式II-2c化合物較佳選自式III-2c-1至III-2c-5化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2d及III-2e化合物較佳選自式III-2d-1、III-2d-2及III-2e-1化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2f化合物較佳選自式III-2f-1至III-2f-7化合物之群
式III-2g化合物較佳選自式III-2g-1至III-2g-7化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2h化合物較佳選自式III-2h-1至III-2h-5化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2i化合物較佳選自式III-2i-1至III-2i-3化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2j化合物較佳選自式III-2j-1至III-2j-3化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2k化合物較佳選自式III-2k-1至III-2k-6化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2l化合物較佳選自式III-2l-1至III-2l-6化合物之群
其中R
3具有上文給出之含義。
式III-2m化合物較佳選自式III-2m-1化合物：
。
替代地或除了式III-1及/或III-2化合物之外，根據本發明之介質視情況包含一或多種式III-3化合物，
其中基團及參數具有根據上文式III給出之各別含義，
較佳為式III-3a化合物
其中R
3具有上文給出之含義。
除了上文之較佳式III化合物外，介質亦視情況包含選自由式IIIA-1至IIIA-21組成之群的一或多種化合物：
其中R
3及X
3具有式III中給出之含義或上文及下文給出之較佳含義中之一者。較佳化合物為式IIIA1、IIIA4、IIIA6、IIIA16、IIIA19及IIIA20之彼等化合物。
較佳地，根據本發明之介質包含一或多種式IV化合物
其中
R
41表示具有1至12個C原子之直鏈烷基或具有3至12個C原子之分支鏈或環狀烷基，或具有2至12個C原子之直鏈烯基或具有3至12個C原子之分支鏈烯基或具有5至12個C原子之環狀烯基，其中一或多個H原子視情況經氟置換，較佳表示具有2至12個C原子之直鏈烯基，
R
42表示具有1至12個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有3至12個C原子之分支鏈或環狀烷基或烷氧基，或具有2至12個C原子之直鏈烯基或具有3至12個C原子之分支鏈烯基或具有5至12個C原子之環狀烯基，其中一或多個H原子視情況經氟置換，較佳表示具有1至12個C原子、極佳具有1至7個C原子之直鏈烷基。
式IV化合物較佳選自式IV-1至IV-4、極佳式IV-3化合物之群：
其中
alkyl及alkyl'彼此獨立地表示具有1至7個C原子、較佳具有2至5個C原子之烷基，
alkoxy表示具有1至5個C原子、較佳具有2至4個C原子之烷氧基，
alkenyl 表示具有2至5個C原子、較佳具有2至4個C原子、尤其較佳具有2個C原子之烯基，且
alkenyl' 表示具有2至5個C原子、較佳具有2至4個C原子、尤其較佳具有2至3個C原子之烯基。
在一較佳實施例中，根據本發明之介質包含選自式IV-1至IV-4化合物之一或多種式IV化合物與選自式IVA-1至IVA-18化合物之群的一或多種化合物之組合：
其中烷基表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或正戊基。
較佳地，介質包含一或多種式IV-1化合物，較佳選自式IV-1-1至IV-1-6化合物
較佳地，根據本發明之介質包含一或多種式IV-2-1及/或IV-2-2化合物
較佳地，根據本發明之介質包含式IV-3化合物，極佳選自式IV-3-1至IV-3-6化合物，特定而言式IV-3-2及/或IV-3-6化合物：
較佳地，根據本發明之介質包含式IV-4化合物，特定而言，選自式IV-4-1及IV-4-2化合物：
較佳地，根據本發明之介質包含一或多種式IVa及/或IVb化合物
其中
R
41及R
42彼此獨立地具有上文針對式IV定義之含義，且
表示
，
Z
4表示單鍵、-CH
2CH
2-、-CH=CH-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-C
2F
4-、-C
4H
8-或-CF=CF-。
較佳式IVa化合物選自式IVa-1至IVa-4化合物：
其中
alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
根據本發明之介質較佳包含至少一種式IVa-2化合物。
較佳式IVb化合物選自式IVb-1至IVb-3化合物：
其中
alkyl及alkyl*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且
alkenyl及alkenyl*各彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。
在式IVb-1至IVb-3化合物中，式IVb-2化合物係尤其較佳的。
尤其較佳的式IVb化合物係選自以下化合物：
根據本發明之介質尤其較佳包含化合物IVb-2-3。
較佳地，根據本發明之介質包含一或多種式V化合物
其中
R
51、R
52表示具有1至7個C原子之烷基、具有1至7個C原子之烷氧基或具有2至7個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯氧基，
相同或不同地表示
Z
51、Z
52各彼此獨立地表示-CH
2-CH
2-、-CH
2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵，且
n為1或2。
式V化合物較佳選自式V-1至V-17化合物：
其中R
1及R
2具有上文針對式V所指示之含義。
R
1及R
2較佳各彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或具有2至7個C原子之烯基。
較佳介質包含一或多種式V-10、V-11、V-12、V-14、V-15、V-16及/或V-17化合物。極佳地，介質包含一或多種式V-10、V-16及/或V-17、特定而言V-10及V-17化合物。
在本發明之一較佳實施例中，介質另外包含一或多種式VI-1至VI-9化合物
其中
R
7各彼此獨立地具有技術方案5中針對R
2A所指示之含義中之一者，且
w及x各彼此獨立地表示1至6。
尤其較佳為包含至少一種式V-9化合物之混合物。
在本發明之一較佳實施例中，介質另外包含一或多種式VII-1至VII-21化合物
其中
R表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基，(O)表示-O-或單鍵，且m為0、1、2、3、4、5或6，且n為0、1、2、3或4，且
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。
尤其較佳為式VII-1、VII-2、VII-4、VII-20及VII-21化合物。在此等化合物中，R較佳表示各具有1至5個C原子之烷基，進一步表示烷氧基。在式VII-20化合物中，R較佳表示烷基或烯基，特定而言烷基。在式VII-21化合物中，R較佳表示烷基。
在本發明之一實施例中，液晶介質之澄清點較佳為70℃或更高，更佳為75℃或更高，再更佳為80℃或更高或85℃或更高，極佳為90℃或更高，尤其較佳為100℃或更高。
在一實施例中，介質包含
- 一或多種式I化合物，其總濃度在10%至60%、較佳15%至55%、更佳30%至40%範圍內，
及
- 一或多種式T化合物，其總濃度在5%至25%、較佳8%至15%、更佳10%至20%範圍內，
及
- 一或多種式S1化合物，其總濃度為大於0%至3%，較佳為0.1%至2%，更佳為0.15%至1.5%且特定而言為0.2%至1%；
及
- 較佳一或多種式II及/或III、更佳式II化合物，其中式II及/或III化合物之總濃度在大於15%至45%、較佳20%至40%、更佳25%至35%範圍內；式II化合物較佳選自式II-1a及II-1g及II-3d；介質極佳包含一或多種式II-1a及/或II-1g化合物，其總濃度為10%至20%，特定而言12%至17%，及一或多種式II-3d化合物，其總濃度為10%至20%，特定而言12%至17%；
及/或
較佳一或多種式IV、更佳式IV-3化合物，其中式IV化合物之總濃度在5至25%、較佳7%至20%、極佳12%至17%範圍內；或一或多種式IV及Iva、較佳IV-3及IVa-2化合物，其中式IV化合物之總濃度在2至20%、較佳5%至15%、極佳8%至12%範圍內且式IVa化合物之總濃度在5至25%、較佳7%至20%、極佳12%至17%範圍內，且其中式IV及IVa化合物之總濃度較佳在10至40%、更佳15%至35%、極佳20%至30%範圍內。
在一較佳實施例中，根據本發明之液晶介質具有在6.0至20.0、較佳8.0至17.0、特定而言10至13範圍內之正介電各向異性Δε。
在一較佳實施例中，在589 nm (Na
D)及20℃下，根據本發明之液晶介質的雙折射率(Δn)在0.180至0.400、較佳0.190至0.310、更佳0.200至0.300、極佳0.210至0.260範圍內。
在另一實施例中，介質包含
-一或多種式I化合物，其濃度在15%至65%、較佳20%至60%、且更佳35%至45%範圍內，
及
-一或多種式T化合物，其總濃度在2%至30%、較佳5%至25%、更佳7%至18%、極佳8%至13%範圍內，
及
-一或多種式S1化合物，其總濃度為高於0%至3%、較佳0.1%至2%、更佳0.15%至1.5%且特定而言0.2%至1%，及
- 較佳一或多種式II及/或III、更佳式II化合物，其中式II及/或III化合物之總濃度在5%至30%、較佳8%至20%、更佳10%至16%範圍內；式II化合物較佳選自式II-1a及II-1g及II-3d；介質極佳包含一或多種式II-1a及/或II-1g化合物，其總濃度為2%至15%，特定而言8%至10%，及一或多種式II-3d化合物，其總濃度為1%至10%，特定而言2%至7%；
及/或
較佳一或多種式IV、較佳式IV-3化合物，其中式IV化合物之總濃度在3至20%、較佳5%至15%、極佳7%至12%範圍內；
及/或
較佳一或多種式V化合物，其總濃度在5%至30%、更佳8%至25%、極佳12%至18%範圍內，較佳選自式V-10及V-17化合物，其中式V-10化合物之總濃度在2%至20%、更佳4%至13%、極佳5%至10%範圍內，且其中式V-17化合物之總濃度在2%至20%、更佳4%至13%、極佳5%至10%範圍內。
在一較佳實施例中，根據本發明之液晶介質具有在2.0至6.0、較佳3.0至5.0、特定而言3.5至4.5範圍內之正介電各向異性Δε。
在本發明之一較佳實施例中，液晶介質具有120℃或更高、較佳130℃或更高、尤其較佳140℃或更高且極佳150℃或更高之澄清點。
根據本發明之介質之向列相較佳至少自0℃或更低延伸至90℃或更高。展現甚至更廣向列相範圍對根據本發明之介質有利，該等範圍為較佳至少-10℃或更低至120℃或更低、極佳至少-20℃或更低至140℃或更高且特定而言至少-30℃或更低至150℃或更高、極尤其較佳至少-40℃或更低至170℃或更高。
在20℃及19 GHz下量測之根據本發明之介質的可調諧性τ為0.200或更高，較佳0.210或更高。
較佳液晶材料之材料品質(η)為6或更高，較佳8或更高，極佳10或更高，特定而言15或更高。
在對應組件中，較佳液晶材料之移相器品質為15°/dB或更高，較佳20°/dB或更高，較佳30°/dB或更高，較佳40°/dB或更高，較佳50°/dB或更高，尤其較佳80°/dB或更高且極尤其較佳100°/dB或更高。
提供一種電子組件，其包含彼此面對之第一基板及第二基板，其中根據本發明之液晶介質包夾於該第一基板與該第二基板之間，及設置於各基板上之電極或僅設置於基板中之一者上的兩個電極，用於跨液晶材料提供電位以驅動預定組態之液晶。
在一實施例中，電子組件可在電磁波譜之微波範圍內操作。此處，組件中之液晶介質充當可調諧介電質且可用於高頻技術中。
較佳組件為基於液晶之天線元件、移相器、可調諧濾波器、可調諧超材料結構、匹配網路或變容器。
提供包含該等組件中之一或多者之微波天線陣列。
在另一實施例中，電子組件為可在電磁波譜之可見或紅外範圍內操作之光學組件，較佳為透射式SLM。
在另一較佳實施例中，光學組件為反射式SLM。
在根據本發明之光學裝置組件中，空間光調變器之光調變元件(亦即像素)為含有如技術方案1所述之液晶之單元。亦即，空間光調變器為液晶裝置，其中光學活性組件為液晶。各液晶單元經組態以選擇性地提供複數個光調變位準。亦即，各液晶單元在任一時間經組態以在選自複數個可能的光調變位準之一個光調變位準下進行操作。各液晶單元可動態地重新組態至與該複數個光調變位準不同的光調變位準。
LCOS裝置在小孔隙(例如寬度為幾公分)內提供光調變元件或像素之密集陣列。像素典型地為大約10微米或更小，其產生幾度之繞射角，此意謂光學系統可為緊湊的。LCOS裝置典型地為反射式，此意謂驅動LCOS SLM之像素的電路可埋於反射表面下。此產生更高孔隙比。換言之，像素緊密堆積，此意謂在該等像素之間存在極少的無效空間(dead space)。此係有利的，因為其減少了重放場中之光學雜訊。LCOS SLM使用矽背板，其具有像素在光學上平坦的優點。此對於相位調變裝置尤其重要。
因此，在一較佳實施例中且參看圖1，提供一種反射式空間光調變器，特定言之LCoS裝置100，其包括如上文所定義之液晶材料140，該液晶材料包夾於具有透明電極120之透明玻璃層110與安裝於矽CMOS背板160及PCB座架(未示出)上的鏡面150之間。鏡面分為可個別定址像素之二維陣列。各像素可藉由電壓信號個別地驅動以向光學信號之至少一個偏振分量提供局部相變，藉此提供相位操縱區之二維陣列。液晶140之預配向由配向層131及132提供。
該LCOS裝置適用於整合至光學裝置中。所描述之LCOS SLM以反射方式輸出空間調變光。反射式LCOS SLM具有信號線、閘極線及電晶體在成鏡像表面下方之優點，其產生高填充因數(通常大於90%)及高解析度。使用反射式LCOS空間光調變器之另一優點為與在使用透射裝置時所需的厚度相比，液晶層可為該厚度的一半。此極大地提高了液晶之切換速度(移動視訊影像之投影的關鍵優點)。然而，本發明之之教示可同樣使用透射式LCOS SLM來實施。
包含根據本發明之光學組件之裝置的實例為全像投影儀；包含至少一個全像投影通道之平視顯示器；平視顯示器之驅動器監測系統，更佳為用於平視顯示器之驅動器監測系統的紅外線全像投影儀；包括眼動追蹤或頭部追蹤之擴充實境平視顯示器「AR-HUD」；圖像產生單元；及用於頭部追蹤或眼動追蹤的整合式紅外全像照明器。
空間光調變器可用以顯示包括電腦產生之全像圖的繞射圖案。若全像圖為純相位全像圖，則需要調變相位之空間光調變器。若全像圖為全複全像圖，則可使用調變相位及振幅之空間光調變器或可使用調變相位之第一空間光調變器及調變振幅之第二空間光調變器。
其他較佳裝置為紅外成像器、波長選擇性開關、LCoS-SLM、LIDAR系統、波分多工(wavelength-division multiplexing；WDM)系統、可重組態光學分插多工器(reconfigurable optical add-drop multiplexer；ROADM)及非機械波束操控，例如可操控電瞬變光學折射(SEEOR)稜鏡，如文章P. McManamon, 2006, 「Agile Nonmechanical Beam Steering,」 Opt. Photon. News 17(3): 24-29中所公佈。
該技術結合SLM裝置及紅-綠-藍(RGB)光源。紅-綠-藍(RGB)光源經組態以在同一時間或在不同時間發射紅色、綠色及藍色光(例如時間多工化RGB LED或雷射二極體)。作為一個實例，光源為使用紅色、綠色及藍色微型LED陣列之RGB光源，如在例如EP3539157 A1中提出。
RGB係指光的三基色，紅色、綠色及藍色，由此可形成其他顏色及白色。習知的單個LED可能僅發送單色(single-color；monochromatic)光，其可為此等三基色中之一者。為了產生更多顏色，三個LED可一起用於RGB混合。RGB LED原則上為三個彼此靠近置放的單色LED，其通常在相同的封裝中，且其顏色為紅色、綠色及藍色。當RGB-LED之所有LED成比例地以相同發光強度發光，且使用正確種類之光學元件時，RGB-LED發射之光在人眼看來呈白色。
使用RGB光源可避免液晶暴露於UV光，此在使用習知光源，諸如冷陰極螢光燈時係不可避免的。
因此，根據本發明之另一態樣，提供包含RGB光源及上述光學組件之光學裝置，其中在該光學裝置操作時，來自該RGB光源之入射光學信號的相位由該組件調變。
根據本發明之另一態樣，提供一種空間調變可見或紅外光之方法，該方法包含，
i)提供包含彼此面對且各自具有表面之第一及第二基板之光學組件，第一基板包含至少一個第一電極，第二基板包含至少一個第二電極，組件進一步包含包夾於第一與第二基板之間的液晶層，其中液晶包含選自上述式I、T及S1化合物之一或多種化合物；
ii)在該光學組件之表面處接收入射可見或紅外光；
iii)將預定電壓施加至形成於第一基板上之個別電極中之各者以便調變該液晶層之折射率。
根據本發明之另一態樣，提供一種製造光學相位調變器之方法，其包含至少以下步驟
a)提供具有第一電極之第一基板，該第一電極視情況具有單獨電可驅動單元之二維陣列；
b)將如技術方案1之液晶介質沈積於第一基板上；及
c)將具有第二電極之第二基板安裝至液晶材料上。
根據本發明之液晶介質由複數種化合物、較佳3至30種、更佳4至20種且極佳4至16種化合物組成。以習知方式混合此等化合物。一般而言，將以較小量使用之所需量之化合物溶解於以較大量使用之化合物中。若溫度高於以較高濃度使用之化合物之澄清點，則尤其易於觀測到溶解過程之完成。然而，亦可能以其他習知方法製備介質，該等方法例如使用所謂的預混合物，其可為例如化合物之同源或共晶混合物，或使用所謂的「多瓶」系統，其成分本身為備用混合物。
在本發明中且尤其以下實例中，液晶原基化合物之結構係由縮寫或頭字語指示。在此等頭字語中，使用以下表A至表C，化學式縮寫如下。所有基團C
nH
2n+1、C
mH
2m+1及C
lH
2l+1以及C
nH
2n-1、C
mH
2m-1及C
lH
2l-1分別表示直鏈烷基或伸烷基，在各情況下具有n、m或l個C原子，其中n及m獨立地為1、2、3、4、5、6或7，且l為1、2或3。表A列舉用於化合物之核心結構之環元件的代碼，而表B顯示鍵聯基團及端基。表C顯示化合物之說明性結構及其各別縮寫。
表 A ：環元件 
表 B ： 鍵聯基團
表 B ： 端基
其中n及m各自表示整數，且三點「...」為用於來自此表之其他縮寫之占位符。
分支鏈側基自緊鄰環(1)之位置開始編號，其中選擇最長鏈，較小編號指示分支鏈長度，且括號中之上標編號指示分支鏈位置，例如：
| E | -CH 2CH 2- | Z | -CO-O- |
| V | -CH=CH- | ZI | -O-CO- |
| X | -CF=CH- | O | -CH 2-O- |
| XI | -CH=CF- | OI | -O-CH 2- |
| B | -CF=CF- | Q | -CF 2-O- |
| T | -C≡C- | QI | -O-CF 2- |
| W | -CF 2CF 2- |
| 左手側 | 右手側 | ||
| 單獨使用 | |||
| -n- | C nH 2n+1- | -n | -C nH 2n+1 |
| -nO- | C nH 2n+1-O- | -On | -O-C nH 2n+1 |
| -V- | CH 2=CH- | -V | -CH=CH 2 |
| -nV- | C nH 2n+1-CH=CH- | -nV | -C nH 2n-CH=CH 2 |
| -Vn- | CH 2=CH- C nH 2n+1- | -Vn | -CH=CH-C nH 2n+1 |
| -nVm- | C nH 2n+1-CH=CH-C mH 2m- | -nVm | -C nH 2n-CH=CH-C mH 2m+1 |
| -N- | N≡C- | -N | -C≡N |
| -S- | S=C=N- | -S | -N=C=S |
| -F- | F- | -F | -F |
| -CL- | Cl- | -CL | -Cl |
| -M- | CFH 2- | -M | -CFH 2 |
| -D- | CF 2H- | -D | -CF 2H |
| -T- | CF 3- | -T | -CF 3 |
| -MO- | CFH 2O- | -OM | -OCFH 2 |
| -DO- | CF 2HO- | -OD | -OCF 2H |
| -TO- | CF 3O- | -OT | -OCF 3 |
| -FXO- | CF 2=CH-O- | -OXF | -O-CH=CF 2 |
| -A- | H-C≡C- | -A | -C≡C-H |
| -nA- | C nH 2n+1-C≡C- | -An | -C≡C-C nH 2n+1 |
| -NA- | N≡C-C≡C- | -AN | -C≡C-C≡N |
| -(cn)- | | -(cn) | |
| -(cn)m- | | -m(cn) | |
| 與其他者組合使用 | |||
| - … A … - | -C≡C- | - … A … | -C≡C- |
| - … V … - | -CH=CH- | - … V … | -CH=CH- |
| - … Z … - | -CO-O- | - … Z … | -CO-O- |
| - … ZI … - | -O-CO- | - … ZI … | -O-CO- |
| - … K … - | -CO- | - … K … | -CO- |
| - … W … - | -CF=CF- | - … W … | -CF=CF- |
下表顯示說明性結構以及其各別縮寫。展示此等內容以便說明縮寫規則之含義。其進一步表示較佳使用之化合物。
表 C ：說明性結構以下說明性結構為較佳另外用於介質中之實例以及化合物：
其中m及n相同或不同地為1、2、3、4、5、6或7。
較佳地，根據本發明之介質包含選自表C之化合物的一或多種化合物。
下表表D顯示說明性化合物，其可在根據本發明之液晶原基介質中用作額外穩定劑。介質中此等及類似化合物之總濃度較佳為5%或更低。
表 D 
在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含選自表D之化合物之群的一或多種化合物。
根據本申請案之液晶原基介質較佳包含選自由上表之化合物組成之群的兩種或更多種、較佳四種或更多種化合物。
較佳地，介質包含一或多種對掌性摻雜劑，其濃度在大於0%至5%、較佳0.01至4%、更佳0.1%至3%、極佳0.2%至2%、且特定而言0.3%至1%範圍內。
根據本發明之所有混合物均為向列型。根據本發明之液晶介質較佳在上文給出之較佳範圍內具有向列相。表述「具有向列相」在此處意謂一方面在低溫下在對應溫度下未觀測到近晶相及結晶，且另一方面在給定溫度下加熱向列相時未出現自向列相至各向同性相之轉化。在高溫下，藉由習知方法在毛細管中量測澄清點。在低溫下之研究係在對應溫度下在流量式黏度計中進行，且藉由塊體樣本之儲存進行檢查：在給定溫度T下根據本發明之介質的塊體中之儲存穩定性(LTS)係藉由目視檢查來判定。將2 g所關注之介質填充至置於預定溫度下之冷凍機中的適當尺寸之閉合玻璃容器(瓶)中。以規定的時間間隔檢查該等瓶是否出現近晶相或結晶。針對每種材料且在各溫度下儲存兩個瓶。若在兩個對應瓶中之至少一者中觀測到結晶或近晶相的出現，則終止測試，且將在觀測到更高階相出現之前的最後一次檢查的時間記錄為各別儲存穩定性。測試最後在1000 h後終止，亦即，1000 h之LTS值意謂混合物在給定溫度下穩定至少1000 h。
如下地給出反應時間：作為分別對應電光反應之相對對比度自0%至90%之相對調諧變化時間(t
90- t
0)的上升時間(τ
on)，亦即包括延遲時間(t
10- t
0)；作為分別對應電光反應之相對對比度自100%回到10%之相對調諧變化時間(t
100- t
10)的衰減時間(τ
off)；以及分別作為總反應時間(τ
total= τ
on+ τ
off)。
m.p.表示熔點且T
(N,I)表示以攝氏度為單位之液晶物質的澄清點；此外：K表示結晶固體狀態，S表示近晶相(指數表示相類型)，N表示向列狀態，Ch表示膽固醇相，I表示各向同性相，T
g表示玻璃轉變溫度。兩個符號之間的數字表示以攝氏度為單位之轉化溫度。
所有溫度，諸如液晶之熔點T(C,N)或T(C,S)、自近晶相(S)至向列相(N)之轉化T(S,N)及澄清點T(N,I)，均以攝氏度為單位給出。所有溫度差均以不同度數給出。
用於測定單一化合物之光學各向異性Δn之主體混合物為商業混合物ZLI-4792 (Merck KGaA)。使用商業混合物ZLI-2857測定介電各向異性Δε。待研究化合物之物理資料獲自添加待研究化合物後主體混合物之介電常數的變化及外推至100%所用化合物。一般而言，視溶解度而定，將10%之待研究化合物溶解於主體混合物中。
除非另外指示，否則份數或百分比資料表示重量份或重量百分比。
在上文及下文中：
V
o表示臨限電壓，在20℃下之電容[V]，
n
e表示在20℃及589 nm下之異常折射率，
n
o表示在20℃及589 nm下之尋常折射率，
Δn表示在20℃及589 nm下之光學各向異性，
ε
⊥表示在20℃及1 kHz下垂直於指向矢之介電電容率，
ε
||表示在20℃及1 kHz下平行於指向矢之介電電容率，
Δε表示在20℃及1 kHz下之介電各向異性，
cl.p., T(N,I)表示澄清點[℃]，
γ
1表示在20℃下量測之旋轉黏度[mPa·s]，
K
1表示彈性常數，在20℃下之「張開」變形[pN]，
K
2表示彈性常數，在20℃下之「扭轉」變形[pN]，
K
3表示彈性常數，在20℃下之「彎曲」變形[pN]，且
LTS表示按規定在測試單元或本體中測定之低溫穩定性(向列相)。
除非另外明確指示，否則用於本發明之術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V
0)，亦稱為弗雷德里克臨限值(Freedericksz threshold)。在實例中，通常情況下，亦可針對10%相對對比度指示光學臨限值(V
10)。
用於量測電容臨限電壓之顯示器由兩個間距為20 µm之平面平行的玻璃外板組成，其各自在內側上具有電極層且在頂部具有未摩擦之聚醯亞胺配向層，從而實現液晶分子之垂直邊緣配向。
用於量測傾斜角之顯示器或測試單元由兩個間距為4 µm之平面平行的玻璃外板組成，其各自在內側上具有電極層且在頂部具有聚醯亞胺配向層，其中兩個聚醯亞胺層彼此反向平行地摩擦，且實現液晶分子之垂直邊緣配向。
使用來自Axometrics之米勒矩陣偏光計「AxoScan」測定傾斜角。此處，低值(亦即與90°角之大偏差)對應於大傾斜。
除非另外說明，否則術語「傾斜角」意謂LC指向矢與基板之間的角度，且「LC指向矢」意謂在具有均勻定向之LC分子層中，LC分子之光學主軸之較佳定向方向，在棒狀、單軸向正雙折射LC分子之情況下，對應於其分子長軸。
除非另外指示，否則在20℃下(VHR
20)及在100℃之烘箱中5分鐘之後(VHR
100)在來自TOYO Corporation, Japan之市售儀器型號LCM-1 (O0004)中測定VHR。除非更確切地指示，否則所用電壓之頻率在1 Hz至60 Hz範圍內。
對UV照射的穩定性係在來自Heraeus, Germany之市售儀器「Suntest CPS+」中使用氙氣燈NXE1500B研究。除非明確指示，否則密封測試單元經照射2.0小時而無需額外加熱。300 nm至800 nm之波長範圍內的照射功率為765 W/m
2V。具有310 nm之邊緣波長的UV「截斷」濾波器按次序使用以模擬所謂的窗玻璃模式。在各系列實驗中，針對各條件研究至少四個測試單元，且各別結果經指示為對應個別量測之平均值。
通常藉由曝光，例如藉由UV照射或藉由LCD背光引起的電壓保持率(ΔVHR)的減小係根據以下等式(1)來確定：
。
使用來自Toyo Corporation, Japan之市售LC材料特徵量測系統型號6254、使用具有3.2 µm單元間隙之AL16301聚醯亞胺(JSR Corp., Japan)之VHR測試單元量測離子密度，根據其計算電阻率。在60℃或100℃之烘箱中儲存5分鐘後執行量測。
所謂的「HTP」表示在LC介質中光學活性或對掌性物質之螺旋扭轉力(以µm為單位)。除非另外指示，否則HTP係在20℃之溫度下在市售向列型LC主體混合物MLD-6260 (Merck KGaA)中量測。
澄清點使用Mettler Thermosystem FP900來量測。光學各向異性(Δn)使用Abbe-Refraktometer H005 (在589 nm，20℃下之鈉光譜燈Na10)來量測。介電各向異性(Δε)係在20℃下使用LCR-Meter E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε平行單元)來量測。接通電壓(V
0)係在20℃下使用LCR-Meter E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε平行單元)來量測。旋轉黏度(γ
1)係在20℃下使用TOYO LCM-2 (0002) (具有JALS-2096-R 1之γ
1負單元)來量測。彈性常數(K
1，張開)係在20℃下使用LCR-Meter E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε平行單元)來量測。K
3：彈性常數(K
3，彎曲)係在20℃下使用LCR-Meter E4980A/Agilent (G005) (具有JALS 2096-R1之ε平行單元)來量測。
除非另外明確指出，否則本申請案中之所有濃度均以重量百分比指示，且係關於包含所有固體或液晶組分之整個相應混合物(無溶劑)。除非另外明確指示，否則所有物理特性均根據「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。
如在A. Penirschke等人 「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz」, 34th European Microwave Conference-Amsterdam, 第545-548頁中所描述，研究關於液晶介質在微波頻率範圍內之特性。就此而言亦比較A. Gaebler等人 「Direct Simulation of Material Permittivities …」, 12MTC 2009 - International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapore, 2009 (IEEE), 第463-467頁及DE 10 2004 029 429 A，其中同樣詳細地描述量測方法。
將液晶引入聚四氟乙烯(PTFE)或石英毛細管中。毛細管具有0.5mm之內徑及0.78mm之外徑。有效長度為2.0 cm。在19 GHz之共振頻率下，將經填充毛細管引入至圓柱形空腔之中心中。此空腔長度為11.5 mm且半徑為6 mm。隨後應用輸入信號(來源)，且使用商業向量網路分析器(N5227A PNA Microwave Network Analyzer, Keysight Technologies Inc. USA記錄空腔之取決於反應之頻率。對於其他頻率，對應地調適空腔尺寸。
藉助於上文提及之出版物A. Penirschke等人, 34th European Microwave Conference - Amsterdam, 第545-548頁中所描述之等式10及11，在利用經液晶填充之毛細管量測與不用經液晶填充之毛細管量測之間的共振頻率及Q因子之變化用於測定在對應目標頻率下的介電常數及損耗角。
藉由磁場中之液晶配向，獲得垂直及平行於液晶之指向矢之特性分量的值。為此目的，使用永久磁體之磁場。磁場強度為0.35特斯拉。
微波範圍內之介電各向異性定義為
Δε
r≡ (ε
r, ||- ε
r, ⊥)。
可調諧性(τ)定義為
τ ≡ (Δε
r/ ε
r, ||)。
材料品質(η)定義為
η ≡ (τ / tan δ
ε r,max.)，其中
最大介電耗損為
tan δ
ε r,max.≡ max. { tan δ
ε r, ⊥; tan δ
ε r, ||}。
實例以下實例意欲解釋本發明而不對其進行限制。在不進一步詳細描述之情況下，咸信熟習此項技術者可使用前述描述最大程度地利用本發明。因此，前述較佳特定實施例僅解釋為說明性的，且不以任何方式限制其餘的本發明。用本發明所大體或具體描述之反應物及/或操作條件取代以下實例中使用之反應物及/或操作條件，可重複以下實例且取得類似的成功。自前文描述，熟習此項技術者可易於確定本發明之基本特徵，且在不脫離其精神及範疇之情況下可對本發明作出各種變化及修改以使其適應各種用途及條件。
混合物實例
M1
| S1-1a | 0.400 % | T (N,I). [℃]： | 101 | |
| PUQU-3-F | 16.932 % | Δn (589.3 nm, 20℃) | 0.2467 | |
| APUQU-3-F | 6.972 % | n e(589.3 nm, 20℃) | 1.7535 | |
| PGUQU-3-F | 6.972 % | n o(589.3 nm, 20℃) | 1.5068 | |
| CC-3-V | 14.940 % | Δε (1 kHz, 20℃): | 11.7 | |
| PPTUI-3-2 | 17.928 % | ε ||(1 kHz, 20℃): | 15.1 | |
| PPTUI-3-4 | 17.928 % | ε ⊥(1 kHz, 20℃): | 3.4 | |
| PUS-3-2 | 17.928 % | γ 1[mPa·s], (20℃): | 177 | |
| Σ | 100.0 % | K 1[pN], (20℃): | 16.0 | |
| K 3[pN], (20℃): | 16.7 | |||
| V 0[V], (20℃): | 1.24 | |||
| LTS (bulk, 0℃) | ＞1000 h |
混合物實例
M2
| S1-1a | 0.400 % | T (N,I). [℃]： | 87.5 | |
| PUQU-3-F | 16.932 % | Δn (589.3 nm, 20℃) | 0.2233 | |
| APUQU-3-F | 6.972 % | n e(589.3 nm, 20℃) | 1.7272 | |
| PGUQU-3-F | 6.972 % | n o(589.3 nm, 20℃) | 1.5039 | |
| CC-3-V | 9.960 % | Δε (1 kHz, 20℃): | 10.7 | |
| CP-3-O2 | 14.940 % | ε ||(1 kHz, 20℃): | 14.3 | |
| PPTUI-3-2 | 17.928 % | ε ⊥(1 kHz, 20℃): | 3.6 | |
| PPTUI-3-4 | 16.932 % | γ 1[mPa·s], (20℃): | 161 | |
| PUS-3-2 | 11.952 % | K 1[pN], (20℃): | 13.9 | |
| Σ | 100.0 % | K 3[pN], (20℃): | 15.8 | |
| V 0[V], (20℃): | 1.20 | |||
| LTS (bulk, -10℃) | ＞1000 h |
混合物實例 M3介質M3由99.9%的介質M1及0.1%的化合物S2-1a-1組成。
混合物實例 M4介質M4由99.99%的介質M1及0.01%的化合物S2-2a-1組成。
混合物實例 M5介質M5由99.9%的介質M2及0.1%的化合物S2-1a-1組成。
混合物實例 M6介質M6由99.99%的介質M2及0.01%的化合物S2-2a-1組成。
使用峰值波長為460 nm且輻照度為280mW/cm
2之藍光，用Hönle LED Cube 100 IC進行光穩定性測試。將混合物在塗佈有聚醯亞胺(AL3046 (CT19320))之ITO單元中照射，單元間隙為6 µm，且在60℃之溫度及60Hz之頻率下每2小時量測一次VHR。結果顯示於表1中。
表1：VHR [%] (60℃，60Hz，1V)
| 混合物 | t = 0h | t = 2h | t = 4h | t = 6h | t = 8h | t = 10 h | t = 12h |
| M1 | 99.3 | 94.7 | 91.2 | 88.0 | 87.3 | 87.4 | 86.7 |
| M2 | 99.1 | 95.0 | 91.7 | 89.4 | 87.2 | 86.6 | 86.3 |
| M3 | 99.6 | 99.2 | 98.7 | 98.3 | 97.9 | 97.6 | 97.3 |
| M4 | 99.3 | 92.0 | 89.7 | 91.4 | 91.8 | 90.3 | 87.3 |
| M5 | 99.6 | 99.3 | 98.8 | 97.9 | 97.0 | 96.6 | 95.9 |
| M6 | 99.1 | 93.2 | 89.9 | 92.7 | 91.0 | 88.6 | 88.3 |
混合物M1至M6在藍光照射下具有極佳穩定性。VHR值對於電子裝置中之應用足夠高。
混合物實例M7含有化合物S3-3a
混合物實例
M7
| S1-1a | 0.44 % | T (N,I). [℃]： | 149 | |
| S3-3a | 0.12 % | Δε (1 kHz, 20℃): | 4.9 | |
| PPTUI-3-2 | 19.89 % | ε ||(1 kHz, 20℃): | 7.8 | |
| PPTUI-3-4 | 31.82 % | ε ⊥(1 kHz, 20℃): | 2.9 | |
| CPGP-5-2 | 3.98 % | K 1[pN], (20℃): | 21.3 | |
| CPGP-5-3 | 3.98 % | K 3[pN], (20℃): | 23.3 | |
| PGUQU-3-F | 3.48 % | V 0[V], (20℃): | 2.18 | |
| PGUQU-5-F | 3.48 % | ε r, ||[20℃, 19 GHz]: | 3.13 | |
| PUQU-3-F | 2.98 % | tan δ ε r, ||[20℃, 19 GHz]: | 0.0034 | |
| CC-3-V | 8.95 % | ε r, ⊥[20℃, 19 GHz]: | 2.47 | |
| PUS-3-2 | 10.44 % | tan δ ε r, ⊥[20℃, 19 GHz]: | 0.0123 | |
| APUQU-3-F | 2.98 % | τ [20℃, 19 GHz]: | 0.211 | |
| CCP-V-1 | 7.46 % | η [20℃, 19 GHz]: | 17.1 | |
| Σ | 100.0 % |
由於低介電耗損及高可調諧性，介質M7具有有利於高頻應用之特性。
100:反射式空間光調變器/LCoS裝置
110:玻璃層
120:第一電極
131:配向層
132:配向層
140:液晶介質/液晶/液晶材料
150:鏡面/第二電極
160:矽CMOS背板/CMOS矽背板
圖1說明根據本發明之反射式空間光調變器。
100:反射式空間光調變器/LCoS裝置
110:玻璃層
120:第一電極
131:配向層
132:配向層
140:液晶介質/液晶/液晶材料
150:鏡面/第二電極
160:矽CMOS背板/CMOS矽背板
Claims (18)
- 一種液晶介質，其包含 a)一或多種式I化合物其中 R 11及R 12相同或不同地表示H、具有1至12個C原子之烷基或烷氧基或具有2至12個C原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，其中一或多個CH 2-基團可經置換，且其中一或多個H原子可經氟置換， L 11、L 12、L 13相同或不同地表示H、CH 3、Cl或F， A 11表示伸苯基-1,4-二基，其中一或兩個CH基團可經N置換且一或多個H原子可經鹵素、CN、CH 3、CHF 2、CH 2F、CF 3、OCH 3、OCHF 2或OCF 3置換；環己烷-1,4-二基或環己烯-1,4-二基，其中一或兩個非鄰接CH 2基團可彼此獨立地經O及/或S置換且一或多個H原子可經F置換；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；四氫哌喃-2,5-二基；或1,3-二㗁烷-2,5-二基， A 12表示伸苯基-1,4-二基，其中一或兩個CH基團可經N置換且一或多個H原子可經鹵素、CN、CH 3、CHF 2、CH 2F、CF 3、OCH 3、OCHF 2或OCF 3置換，或環己烷-1,4-二基或環己烯-1,4-二基，其中一或兩個非鄰接CH 2基團可彼此獨立地經O及/或S置換且一或多個H原子可經F置換， Z 1表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-CF=CF-或-CH=CHCH 2O-， n為0或1； 及 b)一或多種式T化合物，其中 R 1及R 2表示H、F、Cl、Br、-CN、-SCN、-NCS、SF 5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個非鄰接CH 2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換，且其中一或多個H原子可經F、Cl或Br置換， A T1、A T2及A T3各彼此獨立地表示伸苯基-1,4-二基，其中一或兩個CH基團可經N置換且一或多個H原子可經鹵素、CN、CH 3、CHF 2、CH 2F、CF 3、OCH 3、OCHF 2或OCF 3置換，其中 A T1替代地表示環己烷-1,4-二基，其中一或兩個非鄰接CH 2基團可彼此獨立地經O及/或S置換且一或多個H原子可經F置換；環己烯-1,4-二基；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；四氫哌喃-2,5-二基；或1,3-二㗁烷-2,5-二基， Z 1及Z 2各彼此獨立地表示-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CO-O-、-O-CO-、-C 2H 4-、-C 2F 4-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CFHCFH-、-CFHCH 2-、-CH 2CFH-、-CF 2CFH-、-CFHCF 2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-或單鍵， t為0或1， 及 c)一或多種式S1化合物其中 R S1及R S2在每次出現時相同或不同地表示H或具有1至25個碳原子之直鏈烷基或具有3至25個碳原子之分支鏈烷基，其未經取代或經CN或CF 3單取代或至少經鹵素單取代，且其中一或多個CH 2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-置換，或鹵素，分別具有6、5、7或7至25個碳原子之芳基，雜芳基，烷芳基或芳烷基，其各自未經取代或經具有1至6個C原子之烷基或鹵素單取代或多取代， s為0、1或2，且 t為0、1、2或3。
- 如請求項1之液晶介質，其中該介質包含選自式S2及S3化合物之群的一或多種化合物其中 q為1、2、3或4， G表示具有1至60個碳原子之烴基，該烴基可為直鏈或分支鏈或環狀的，且未經取代或經CN或CF 3單取代或至少經鹵素單取代，且其中一或多個CH 2基團可以使得O或S原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經-O-、-S-、-NR 0-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-置換， R 0表示H或具有1至6個C原子之烷基， R 2表示H、-O•、-OH、具有1至12個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有3至25個C原子之分支鏈或環狀烷基或具有7至25個C原子之芳基烷氧基， R 21及R 22相同或不同地表示具有1至12個碳原子之直鏈烷基或具有3至12個碳原子之分支鏈烷基，或R 21及R 22連同其所附接之碳原子形成具有5至12個碳原子之環烷基， R 23及R 24相同或不同地表示具有1至12個碳原子之直鏈烷基或具有3至12個碳原子之分支鏈烷基，或R 23及R 24連同其所附接之碳原子形成具有5至12個碳原子之環烷基， Z 2在每次出現時相同或不同地表示-O-、-C(O)O-、-OC(O)-或單鍵， R ST表示H、具有1至12個C原子之烷基或烷氧基或具有2至12個C原子之烯基、烯氧基或烷氧基烷基，其中一或多個CH 2-基團可經置換，且其中一或多個H原子可經氟置換， Z ST各彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CH 2-、-CH 2CH 2、-(CH 2) 4-、-CH=CH-CH 2O-、-C 2F 4-、-CH 2CF 2-、-CF 2CH 2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵，在每次出現時相同或不同地表示環己烷-1,4-二基、環己烯-1,4-二基、哌喃-2,5-二基或1,3-二㗁烷-2-5-二基，其中一或多個H原子可經F置換， p為0、1或2。
- 如請求項1或2之液晶介質，其中該介質包含選自式S2-1及S2-2化合物之群的一或多種化合物其中G表示具有1至20個C原子之二價脂族基或具有3至20個C原子之環脂族基。
- 如請求項1或2之液晶介質，其中該介質包含選自式I-1至I-3化合物之群的一或多種化合物其中R 11、R 12、Z 1、L 11、L 12及L 13具有請求項1中給出之含義。
- 如請求項1或2之液晶介質，其中該介質包含選自式T1至T5化合物之群的一或多種式T化合物其中R 1及R 2具有請求項1中指示之含義且L 2至L 6表示H或F。
- 如請求項1或2之液晶介質，其中該介質包含一或多種式S1-1化合物其中 R S1表示H、F或Cl，且 R 21及R 22相同或不同地表示H或具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個CH 2基團可以使得O原子彼此不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-或-C≡C-置換，或具有6至25個碳原子之芳基或芳烷基。
- 如請求項1或2之液晶介質，其中該介質包含選自由式II及III化合物組成之群的一或多種化合物：其中 R 2及R 3表示未經取代或經鹵化且具有1至15個C原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基，其中此等基團中之一或多個CH 2基團可以使得O原子彼此間不直接鍵聯之方式各彼此獨立地經、-C≡C-、-CF 2O-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換，至及至相同或不同地表示， L 21、L 22、L 31及L 32相同或不同地表示H或F，較佳表示F， Y 2及Y 3相同或不同地表示H或CH 3， X 2及X 3相同或不同地表示鹵素、具有1至3個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2或3個C原子之鹵化烯基或烯氧基， Z 3表示-CH 2CH 2-、-CF 2CF 2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH 2O-或單鍵， l、m、n及o彼此獨立地為0或1。
- 如請求項1或2之介質，其中該介質包含一或多種式IV化合物其中 R 41表示具有1至12個C原子之直鏈烷基或具有3至12個C原子之分支鏈或環狀烷基，或具有2至12個C原子之直鏈烯基或具有3至12個C原子之分支鏈烯基或具有5至12個C原子之環狀烯基，其中一或多個H原子視情況經氟置換， R 42表示具有1至12個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有3至12個C原子之分支鏈或環狀烷基或烷氧基，或具有2至12個C原子之直鏈烯基或具有3至12個C原子之分支鏈烯基或具有5至12個C原子之環狀烯基，其中一或多個H原子視情況經氟置換。
- 如請求項1或2之介質，其中該介質包含選自式IVa及IVb化合物之群的一或多種化合物其中 R 41及R 42彼此獨立地具有請求項8中定義之含義，且表示， Z 4表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-C 4H 8-或-CF=CF-。
- 一種電子組件，其包含彼此面對的第一基板及第二基板、包夾於該第一基板與該第二基板之間的液晶介質、設置於各基板上之電極或僅設置於該等基板中之一者上的兩個電極，用於跨該液晶介質提供電位以驅動預定組態之液晶，其特徵在於該液晶介質包含如請求項1至9中任一項之液晶介質。
- 如請求項10之電子組件，其中該組件中之該液晶介質經配置為可調諧介電質，其經組態以用於高頻技術中。
- 如請求項10或11之電子組件，其中該組件為基於液晶之天線元件、移相器、可調諧濾波器、可調諧超材料結構、匹配網路或變容器。
- 一種微波天線陣列，其特徵在於其包含一或多種如請求項10至12中任一項之組件。
- 如請求項10之組件，其中該組件為可在電磁波譜之可見或紅外範圍內操作之光學組件。
- 如請求項14之組件，其中該組件為透射式空間光調變器。
- 如請求項14之組件，其中該組件為反射式空間光調變器(100)，其經組態以調變至少部分在第一維度中傳播之入射光學信號的相位，其中該第一基板為具有第一透明電極(120)之透明玻璃層(110)，且其中該第二基板為CMOS矽背板(160)，該組件進一步包含安置於該第二基板與液晶介質(140)之間的鏡面(150)，其中該鏡面分為經配置及組態為第二電極(150)之可個別定址像素的二維陣列，各像素可藉由電壓信號個別地驅動以向光學信號之至少一個偏振分量提供局部相變。
- 一種光學裝置，其包含： RGB光源，及 如請求項14至16中任一項之組件，其經配置及組態以在操作光學裝置時調變來自該RGB光源之入射光學信號的相位。
- 一種空間調變光之方法，該方法包含， i)提供光學組件，該光學組件包含彼此面對且各自具有表面之第一及第二基板，該第一基板包含至少一個第一電極，該第二基板包含至少一個第二電極，該組件進一步包含包夾於該第一基板與該第二基板之間的液晶層，其中該液晶包含如請求項1至9中任一項之液晶介質； ii)提供RGB光源； iii)在該光學組件之表面處接收來自該RGB光源之入射光； iv)將預定電壓施加至形成於該第一基板上之該等個別電極中之各者以便調變該液晶層之折射率。
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