CN105121596A - 介晶化合物、液晶介质和液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及式I-Z的介晶化合物,涉及优选呈现蓝相的介晶介质,其包含由一种或多种式I-Z的化合物组成的组分(组分A),和优选地由一种或多种选自式I-M和I-U化合物的化合物组成的第二组分(组分B),
Description
技术领域
本发明涉及化合物、包含这些化合物的介质,并涉及包含这些介质作为光调制介质的电光学显示器。优选地,本发明的化合物是介晶化合物且它们优选用于液晶介质中。特别地,根据本发明的电光学显示器是在介晶调制介质呈光学各向同性相(优选呈蓝相)的温度下操作的显示器。
待解决的问题和现有技术状态
电光学显示器和在显示器中操作时呈各向同性相的介晶光调制介质描述于DE10217273A中。电光学显示器和在显示器中操作时呈光学各向同性蓝相的介晶光调制介质描述于WO2004/046805中。
在WO2008/128623A1中提出用于例如IPS显示器的液晶介质的下式化合物
EP2302015A1显示了
以及
在简单相列主体混合物中的用途,以及
在介电正性液晶混合物(包含以下手性化合物)中的用途
该混合物呈现蓝相并且通过下式反应性介晶的光聚合来稳定
在各种化合物中,WO2010/058681A1提及呈现向列相的
并且还有包含这些化合物(除了其他化合物例如如下化合物之外)的光学各向同性液晶介质
US7,070,838描述了含有2-二-或-三氟甲基-1,4-苯基环的可聚合化合物及其在可聚合混合物、LC聚合物及具有胆甾醇相的LC显示器中及在光学膜中的用途。本文还公开了具有以下结构的式la-2-19的具体化合物
然而,未公开此化合物在用于LC显示器时的任何性质。另外,这样的化合物在稳定蓝相或在PSA显示器中的用途在US7,070,838中未经描述并且非显而易见。
JP2005-015473A公开了含有不饱和间隔基团(亚炔基或亚烯基)的可聚合化合物。本文还公开了含有经由CF20桥连接的苯基环的式1-13-77至1-13-84、1-13-134、1-13-135、1-56-9、1-56-10、1-56-23、1-56-24的具体化合物,还公开了其在生产光学各向异性膜和在铁电LC介质中的用途。本文还公开了例如具有以下结构的具体化合物
然而,这样的化合物在稳定蓝相或在PSA显示器中的用途在JP2005-015473A中未经描述并且非显而易见。
说明书US2009/0268143和US2010/0078593要求保护二氟氧基亚甲基桥接的可聚合化合物作为用于各向异性膜的液晶混合物中的组分,该可聚合化合物含有具有介电负性各向异性的环系统。
然而,未公开这些化合物在用于LC显示器时的任何性质。另外,这样的化合物在稳定蓝相或在PSA显示器中的用途在这些说明书中未经描述并且非显而易见。
与熟知且广泛使用的使用呈向列相的液晶的显示器(如例如以扭转向列(TN)模式、超扭转向列(STN)模式、具有其各种改良的电控双折射(ECB)模式和面内切换(IPS)模式操作的液晶显示器(LCD))相比,这些参考文献中所述的介晶介质和显示器提供了若干显著优点。在这些优点中,最为显著的是它们的快得多的切换时间和显著较宽的光学视角。
然而,与使用呈另一液晶相的介晶介质的显示器(如例如在表面稳定的铁电液晶显示器(SSFLCD)中呈近晶相)相比,DE10217273.0和WO2004/046805的显示器的制造容易地多。例如,它们不需要极薄盒间隙,且另外电光效应对盒间隙的微小变化并不十分敏感。
然而,这些所提及专利申请中所述的液晶介质仍需要操作电压,其对一些应用而言并不足够低。另外,这些介质的操作电压随温度而变化,且通常观察到在特定温度下随着温度升高,电压急剧升高。这限制了呈蓝相的液晶介质于显示器应用的适用性。这些专利申请中所述的液晶介质的另一缺点是他们的中等可靠性不足以用于要求极高的应用。例如,该中等可靠性可以电压保持率(VHR)参数来表示,该参数在如上文所述的液晶介质中可低于90%。
已报导一些化合物和组合物在胆甾醇相与各向同性相之间具有蓝相,这通常可通过光学显微镜观察到。观察到蓝相的这些化合物或组合物通常是展示出高手性的单一介晶化合物或混合物。然而,所观察到的蓝相通常仅遍布于极小温度范围内(其通常小于1℃宽),和/或蓝相位于极不方便温度下。
然而,为了操作WO2004/046805的新颖快速切换显示模式,待使用的光调制介质必须在涵盖环境温度的广泛温度范围内呈蓝相。因此,需要具有尽可能宽且便于定位的蓝相的光调制介质。
因此,强烈需要具有较宽相范围的蓝相的调制介质,其可通过以下方式来获得:通过介晶化合物自身的适当混合物,或优选通过将具有适当介晶性质的主体混合物与在宽温度范围内稳定蓝相的单一掺杂剂或掺杂剂混合物混合。
总之,需要这样的液晶介质,其可在液晶显示器中操作,其在该介质呈蓝相的温度下操作,其提供以下技术改良:
-降低的操作电压,
-操作电压对温度的降低的依赖性和
-经改良的可靠性,例如VHR。
发明内容
令人惊奇地,现已发现呈现蓝相且包含以下各项的介晶介质,
第一组分(组分A),其由一种或多种式I-Z的化合物组成
其中
R1为烷基,该烷基为直链或支链,优选具有1至20个C原子,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中在每一情形下一个或多个CH2基团彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,其优选为具有1至9个C原子、优选具有2至5个C原子的正烷基或正烷氧基、具有2至9个C原子、优选具有2至5个C原子的烯基、烯基氧基或烷氧基烷基或具有优选至多9个C原子的卤化烷基、卤化烯基或卤化烷氧基,优选为具有优选至多9个C原子的单氟化、二氟化或寡氟化烷基、烯基或烷氧基,最优选为具有优选至多9个C原子的正烷基、正烷氧基、烯基、烯基氧基或烷氧基烷基,
L1为H或F,优选为H,
X1为CN、CF3或OCF3,优选为CF3或CN,最优选为CF3,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,且
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,
其中还涵盖了手性化合物,和优选地,
第二组分(组分B),其由一种或多种选自式I-U和I-M的化合物的化合物组成
其中
R1、L1和X1,具有上文针对式I-Z给出的各个含义,
其中还涵盖手性化合物,
允许获得具有可接受的高清亮点和/或电压保持率对温度和/或UV负荷且尤其对后者的相当高的稳定性的介质。
同时,所得介质的特征在于极高△ε值、极高乘积(△ε*△n)值以及还有在低温(deeptemperature)下有利的低黏度和良好稳定性。
本发明的一方面是式I-Z的化合物
其中
R1为烷基,该烷基为直链或支链,优选具有1至20个C原子,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中在每一情形下一个或多个CH2基团彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,其优选为具有1至9个C原子、优选具有2至5个C原子的正烷基或正烷氧基、具有2至9个C原子、优选具有2至5个C原子的烯基、烯基氧基或烷氧基烷基或具有优选至多9个C原子的卤化烷基、卤化烯基或卤化烷氧基,优选为具有优选至多9个C原子的单氟化、二氟化或寡氟化烷基、烯基或烷氧基,最优选为具有优选至多9个C原子的正烷基、正烷氧基、烯基、烯基氧基或烷氧基烷基,
L1为H或F,优选为H,
X1为CN、CF3或OCF3,优选为CF3或CN,最优选为CF3,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,且
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,
其中还涵盖手性化合物。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含总浓度优选为10%或更大至45%或更小的一或两种选自以下组分的组分:组分A和B。优选地,介质包含总浓度为15%或更大、优选20%或更大且最优选25%或更大至45%或更小的组分A和/或B。
在此实施方式中,介晶介质包含总浓度优选为5%或更大、优选7%或更大至20%或更小、优选至15%或更小的组分A和浓度优选为10%或更大、优选15%或更大至30%或更小、优选至25%或更小的组分B。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种选自式I-Z-1至I-Z-6、尤其优选式I-Z-2和/或I-Z-4、最优选式I-Z-3的式I-Z的化合物
其中R1具有上文针对式I-Z给出的含义。
在本发明的一优选实施方式中,介晶介质包含总浓度为15%或更大、优选20%或更大且最优选25%或更大至45%或更小的组分A和(若存在)B。
在此实施方式中,介晶介质包含总浓度优选为10%或更大、优选15%或更大至30%或更小、优选至25%或更小的组分A和浓度优选为5%或更大、优选10%或更大至30%或更小、优选至25%或更小的组分B。
在本发明的另一优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种式I-A的化合物
其中
R1为烷基,该烷基为直链或支链,优选具有1至20个C原子,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中在每一情形下一个或多个CH2基团彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,其优选为具有1至9个C原子、优选具有2至5个C原子的正烷基或正烷氧基、具有2至9个C原子、优选具有2至5个C原子的烯基、烯基氧基或烷氧基烷基或具有优选至多9个C原子的卤化烷基、卤化烯基或卤化烷氧基,优选为具有优选至多9个C原子的单氟化、二氟化或寡氟化烷基、烯基或烷氧基,最优选为具有优选至多9个C原子的正烷基、正烷氧基、烯基、烯基氧基或烷氧基烷基,
L11和L12彼此独立地为H或F,优选一者为F且另一者为H或F,且最优选两者均为F,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,且
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,
其中还涵盖手性化合物。
在本发明的此优选实施方式中,介晶介质优选包含浓度优选为1%至15%、浓度最优选为2%至8%的一种或多种式I-A的化合物。
在本发明的仍另一优选实施方式中,介晶介质另外或替代性地包含一种或多种式I-A的化合物、一种或多种式I-E的化合物
L01至L03彼此独立地为H或F,优选地L01为F和/或L02为F,
R0为烷基,该烷基为直链或支链,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中在每一情形下一个或多个CH2基团彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,且
n为0或1。
在本发明的此优选实施方式中,介晶介质优选包含浓度优选为2%至15%的一种或多种式I-E-1的化合物,
和/或浓度优选为4%至20%的一种或多种式I-E-2的化合物,
其中R0具有上文针对式I-E给出的含义,且优选为正烷基,最优选为乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基或正庚基,最优选为乙基或正丙基。
选自式I-A和I-E的化合物构成根据本申请的介质的任选第三组分(组分C)。
在此各个实施方式中,介晶介质包含总浓度优选为15%或更大、优选20%或更大至50%或更小、优选至45%或更小的所有三种组分(组分A至C)。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种式I-T的化合物
其中
R1具有上文针对式I-U给出的含义,且
L1为H或F,优选为F。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种选自式I-T-1和I-T-2化合物的式I-T化合物
其中
R1具有上文针对式I-T给出的含义,且优选为正烷基,最优选为乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
在本发明的另一优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种式I-N的化合物
其中
R1具有上文针对式I-U给出的含义,且
L1为H或F,优选为F。
在本发明的另一优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种选自式I-N-1和I-N-2化合物的式I-N化合物
其中
R1具有上文针对式I-N给出的含义,且优选为正烷基,最优选为乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
已进一步发现介晶介质,其另外包含一种或多种式I-M和/或I-U的化合物和任选地I-A和/或I-T和/或I-N和/或I-E的化合物或它们各自优选子式的化合物、一种或多种式II的化合物
其中
m为0或1
L21至L23彼此独立地为H或F,优选地L21和L22均为F和/或L23为F,
R2为烷基,该烷基为直链或支链,优选具有1至20个C原子,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中在每一情形下一个或多个CH2基团彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,其优选为具有1至9个C原子、优选具有2至5个C原子的正烷基或正烷氧基、具有2至9个C原子、优选具有2至5个C原子的烯基、烯基氧基或烷氧基烷基或具有优选至多9个C原子的卤化烷基、卤化烯基或卤化烷氧基,优选为具有优选至多9个C原子的单氟化、二氟化或寡氟化烷基、烯基或烷氧基,最优选为具有优选至多9个C原子的正烷基、正烷氧基、烯基、烯基氧基或烷氧基烷基,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,且
X2为F或CF3,
其中还涵盖手性化合物,允许获得具有可接受的高清亮点和/或电压保持率对温度和/或UV负荷且尤其对后者相当高的稳定性的介质。
优选地,式II的化合物选自式II-1和II-2的化合物
其中R2和X2具有上文针对式II给出的各个含义,且极性端基X2在式II-1中优选为CF3且在式II-2中其优选为F。
在本发明的优选实施方式中,根据本发明的介质另外包含一种或多种式III的化合物
其中R3具有上文针对式I-U的R1给出的含义,且极性端基优选为F。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种式III的化合物、优选一种或多种如下化合物:其中R3具有上文针对式III给出的含义,且更优选为正烷基,更优选为乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基,且最优选为正丁基。
优选地,根据本发明的介质另外包含一种或多种选自式IV和V的化合物的化合物
其中
R4和R5彼此独立地为烷基,该烷基为直链或支链,优选具有1至20个C原子,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中在每一情形下一个或多个CH2基团彼此独立地经-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,其优选为具有1至9个C原子、优选2至5个C原子的正烷基或正烷氧基、具有2至9个C原子、优选具有2至5个C原子的烯基、烯基氧基或烷氧基烷基,最优选为具有优选至多9个C原子的正烷基、正烷氧基、烯基、烯基氧基或烷氧基烷基,
L5为H或F,优选为F,
为
优选
和
n和m彼此独立地为0或1,优选m为1。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种式II的化合物,其优选选自其子式II-1至II-8、优选式II-1至II-4、最优选式II-3的化合物,
其中R2具有上文针对式II给出的含义,且优选为正丁基或正戊基。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种式IV的化合物,其优选选自其子式IV-1至IV-4、优选式IV-3和/或IV-4的化合物,
其中R4具有上文针对式IV给出的含义。
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种优选选自其子式V-1和V-2化合物的式V化合物、优选一种或多种式V-1化合物和一种或多种式V-2的化合物,
其中R5和L5具有上文针对式V给出的含义。
本申请中的烷基或烷氧基(即其中末端CH2基团经-O-替代的烷基)可为直链或支链。其优选为直链,具有1、2、3、4、5、6、7或8个碳原子,且因此优选为例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基或辛氧基,以及壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、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。
氧杂烷基(即其中一个非末端CH2基团经-O-替代的烷基)优选为例如直链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-、3-或4-氧杂戊基、2-、3-、4-或5-氧杂己基、2-、3-、4-、5-或6-氧杂庚基、2-、3-、4-、5-、6-或7-氧杂辛基、2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧杂壬基或2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧杂癸基。
烯基(即其中一个或多个CH2基团经-CH=CH-替代的烷基)可为直链或支链。其优选为直链,具有2至10个C原子,且因此优选为乙烯基、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。
尤其优选烯基为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,尤其为C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基和C5-C7-4-烯基。尤其优选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、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。通常优选具有至多5个C原子的基团。
在其中一个CH2基团经-O-替代且一个CH2基团经-CO-替代的烷基中,这些基团优选相邻。因此,这些基团一起形成羰基氧基-CO-O-或氧基羰基-O-CO-。优选地,该烷基为直链且具有2至6个C原子。
因此,其优选为乙酰氧基、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、4-(甲氧基羰基)-丁基。
其中两个或更多个CH2基团经-O-和/或-COO-替代的烷基可为直链或支链,其优选为直链并具有3至12个C原子。因此,其优选为双-羧基-甲基、2,2-双-羧基-乙基、3,3-双-羧基-丙基、4,4-双-羧基-丁基、5,5-双-羧基-戊基、6,6-双-羧基-己基、7,7-双-羧基-庚基、8,8-双-羧基-辛基、9,9-双-羧基-壬基、10,10-双-羧基-癸基、双-(甲氧基羰基)-甲基、2,2-双-(甲氧基羰基)-乙基、3,3-双-(甲氧基羰基)-丙基、4,4-双-(甲氧基羰基)-丁基、5,5-双-(甲氧基羰基)-戊基、6,6-双-(甲氧基羰基)-己基、7,7-双-(甲氧基羰基)-庚基、8,8-双-(甲氧基羰基)-辛基、双-(乙氧基羰基)-甲基、2,2-双-(乙氧基羰基)-乙基、3,3-双-(乙氧基羰基)-丙基、4,4-双-(乙氧基羰基)-丁基、5,5-双-(乙氧基羰基)-己基。
经CN或CF3单取代的烷基或烯基优选为直链。经CN或CF3的取代可发生在任何期望位置处。
至少经卤素单取代的烷基或烯基优选为直链。卤素优选为F或Cl,在多次取代的情形下优选为F。所得基团还包括全氟化基团。在单取代的情形下,F或Cl取代基可处于期望位置处,但优选处于ω-位置处。尤其优选的具有末端F取代基的直链基团的实例为氟甲基、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。然而,不排除F的其他位置。
卤素意指F、Cl、Br和I,且优选为F或Cl,最优选为F。
R1至R5和R0中的每一个可为极性或非极性基团。在极性基团的情形下,其优选选自CN、SF5、卤素、OCH3、SCN、COR5、COOR5或具有1至4个C原子的单氟化、寡氟化或多氟化烷基或烷氧基。R5是具有1至4个、优选1至3个C原子的任选氟化的烷基。尤其优选的极性基团选自F、Cl、CN、OCH3、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、CHF2、CH2F、OCF3、OCHF2、OCH2F、C2F5和OC2F5,尤其F、Cl、CN、CF3、OCHF2和OCF3。在非极性基团的情形下,其优选是具有至多15个C原子的烷基或具有2至15个C原子的烷氧基。
R1至R5和R0中之每一个可为非手性或手性基团。在手性基团的情形下,其优选具有式I*:
其中
Q1是具有1至9个C原子的亚烷基或亚烷基-氧基或单键,
Q2是可未取代、经F、Cl、Br或CN单取代或多取代的具有1至10个C原子的烷基或烷氧基,在每一情形下一个或多个不相邻CH2基团还可彼此独立地经-C≡C-、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-或-CO-S-以使氧原子不直接彼此连接的方式替代,
Q3为F、Cl、Br、CN或如针对Q2所定义但不同于Q2的烷基或烷氧基。
在式I*中的Q1是亚烷基-氧基的情形下,O原子优选毗邻手性C原子。
式I*的优选手性基团为2-烷基、2-烷氧基、2-甲基烷基、2-甲基烷氧基、2-氟烷基、2-氟烷氧基、2-(2-乙炔)-烷基、2-(2-乙炔)-烷氧基、1,1,1-三氟-2-烷基和1,1,1-三氟-2-烷氧基。
尤其优选的手性基团I*是例如2-丁基(=1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基(特别是2-甲基丁基)、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基、2-辛基氧基、2-氧杂-3-甲基丁基、3-氧杂-4-甲基戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十二烷基、6-甲氧基辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛酰基氧基、5-甲基庚氧基羰基、2-甲基丁酰基氧基、3-甲基戊酰基氧基、4-甲基己酰基氧基、2-氯丙酰基氧基、2-氯-3-甲基丁酰基氧基、2-氯-4-甲基戊酰基氧基、2-氯-3-甲基戊酰基氧基、2-甲基-3-氧杂戊基、2-甲基-3-氧杂己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛基氧基、2-氟癸基氧基、1,1,1-三氟-2-辛基氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛基氧基。非常优选的是2-己基、2-辛基、2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基和1,1,1-三氟-2-辛氧基。
另外,由于例如结晶趋势降低,含有非手性支链烷基的化合物有时可能至关重要。此类型的支链基团通常不含一条以上的支链。优选非手性支链基团为异丙基、异丁基(=甲基丙基)、异戊基(=3-甲基丁基)、异丙氧基、2-甲基-丙氧基和3-甲基丁氧基。
优选地,根据本发明的液晶介质包含一种或多种反应性化合物,分别为各自包含一个、两个或更多个反应性基团(分别为可聚合基团)的可聚合化合物。介晶材料优选在蓝相中通过形成聚合物而稳定,该聚合物可具有矩阵或网络形式。
对于显示器中的应用,自身呈现纯蓝相(BP)的典型材料的温度范围通常不够宽。这样的材料通常具有蓝相,其遍布仅若干度的小温度范围(例如约3°至4°)内。因此,需要扩展蓝相的温度范围的其他稳定,以制造适用于实际应用(例如显示器)的这样的材料。
为通过形成聚合物来稳定蓝相,将经调配的蓝相主体混合物方便地与适当手性掺杂剂(一种或多种适宜手性化合物)且与一种或多种反应性化合物(优选反应性介晶化合物(RM))组合。将所得混合物分别填充至LC盒和显示器面板中。然后将LC盒/面板保持于该混合物呈蓝相的特定温度下,例如,将其加热或冷却,直至可在特定温度下观察到蓝相为止。在整个聚合过程期间维持此温度。通常通过典型中压汞蒸气灯的UV辐照控制聚合过程。标准条件是例如在380nm的波长下持续180秒使用3mW/cm2。为避免损伤LC材料,可另外使用适当滤光器。
在下文,简要解释所获得经聚合物稳定的蓝相(BP)的稳定性的标准。
确保聚合物稳定的优异品质对于在显示器应用中使用PS-BP是关键的。聚合物稳定的品质是通过若干标准来判断。光学检查确保良好聚合。测试盒/面板中所观察到的任何缺陷和/或浑浊度指示未达到最佳聚合物稳定。在各种负荷/应力条件下进行电光检查以确保PS-BP的长期稳定性。典型显示器参数是所谓的记忆效应(ME)。记忆效应定义为对于开启的对比率与对于关闭的对比率的比率,其作为在已执行一个或多个切换循环后残余透射的正规化量度。此记忆效应的值为1.0指示优异的聚合物稳定。此记忆效应的值大于1.1指示蓝相不够稳定。
本发明进一步涉及LC介质,其包含式I-Z的化合物和一种或多种选自式I-M和/或I-U的化合物和任选地式I-A、I-E、I-T、I-N、II、III、IV和V的化合物、手性掺杂剂和一种或多种式P的化合物
Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-PbP
其中各个基团具有以下含义:
Pa、Pb各自彼此独立地为可聚合基团,
Spa、Spb各自彼此独立地表示间隔基团,
S1、S2各自彼此独立地表示0或1,
nl、n2各自彼此独立地表示0或1,优选为0,
Q表示-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-,优选-CF2O-,
Z1、Z4表示单键、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-,其中Z1与Q或Z4与Q不同时表示选自-CF2O-和-OCF2-的基团,
A1、A2、A3、A4各自彼此独立地表示选自以下基团的双基:
a)反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及1,4’-双亚环己基,其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-和/或-S-替代,且其中另外一个或多个H原子可经F替代,
b)1,4-亚苯基和1,3-亚苯基,其中另外一或两个CH基团可经N替代,且其中另外一个或多个H原子可经L替代,
c)四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基和硒吩-2,5-二基,其中的每一者还可经L单取代或多取代,
d)具有5至20个环C原子的饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选地经取代的多环基团,其中之一或多者另外可经杂原子替代,其优选选自双环[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、
其中另外,这些基团中之一个或多个H原子可经L替代,和/或一个或多个双键可经单键替代,和/或一个或多个CH基团可经N替代,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、在每一情形下任选地经氟化的烷基、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,
R03、R04各自彼此独立地表示H、F或具有1至12个C原子的直链或支链烷基,其中另外一个或多个H原子可经F替代,
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-,且
Y1和Y2各自彼此独立地具有上文针对R0指示的含义之一,或表示Cl或CN,且另一选择为基团Y1和Y2中之一表示-OCF3,优选表示H、F、Cl、CN或CF3,
以及涉及可通过一种或多种式P的化合物单独聚合或与一种或多种来自各个混合物的其他可聚合化合物组合聚合获得的经聚合物稳定的系统,并涉及该经稳定系统在具有蓝相的电光学显示器中的用途。
根据本发明所优选使用的式P的化合物选自下式:
其中L在每次出现时相同或不同地具有上下文所指示的含义之一,r表示0、1、2、3或4,s表示0、1、2或3,且n表示1至24、优选1至12、非常由其优选2至8的整数,且其中若在单键或双键的末端处未指示基团,则其是末端CH3或CH2基团。
在式P1至P24中,优选表示选自下式的基团:
尤其优选
基团A2-Q-A3优选表示下式的基团:
其中环中至少之一经至少一个基团L=F取代。在此处在每一情形下,r独立地优选为0、1或2。
式P及其子式化合物中的Pa和Pb优选表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸基,以及氟丙烯酸酯基。
式I及其子式化合物中的Pa和Pb优选表示选自-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-和-(CH2)p1-O-CO-O-及其镜像的基团,其中pl表示1至12、优选1至6、尤其优选1、2或3的整数,其中这些基团是以使O原子不直接毗邻的方式连接至Pa或Pb。
在式P的化合物中,尤其优选的是以下的那些,其中
-基团Pa和Pb选自乙烯基氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基,尤其优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
-基团Spa和Spb选自-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-和-(CH2)p1-O-CO-O-及其镜像,其中pl表示1至12、优选1至6、尤其优选1、2或3的整数,且其中这些基团是以使O原子不直接毗邻的方式连接至Pa或Pb。
根据本发明的优选实施方式所优选使用的式P的化合物是恰好包含两个环(nl=n2=0)(优选为6元环)的那些。尤其优选的是选自以下各式的化合物的化合物:
其中Pa、Pb、Spa、Spb、s1和s2是如上文针对式P所定义,且Spa/b优选为亚烷基-(CH2)n-,其中n优选为3、4、5、6或7,且Pa/b是甲基丙烯酸酯基-或丙烯酸酯基部分。尤其优选的是选自式Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、Ph和Pi的化合物、且尤其式Pa的化合物的用途。
在式P中,部分,,A2-Q-A3“优选为下式的部分
其中优选地两个亚苯基环中之一经至少一个不同于H的L取代,其中r独立地用于每一环,且对于每一环其优选为0、1或2。
对于式P的化合物及其各个子式,优选地Pa和Pb彼此独立地为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,以及氟丙烯酸酯基,
Spa和Spb彼此独立地为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-、-CO-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中pl为1至12、优选1至6、尤其优选1、2或3的整数,且其中这些部分是以使O原子均不直接彼此连接的方式与Pa或Pb连接。
尤其优选的是式P的化合物的用途,其中
-Pa和Pb是乙烯基氧基-、丙烯酸酯基-、甲基丙烯酸酯基-、氟丙烯酸酯基-、氯丙烯酸酯基-、环杂环丁烷基-或环氧基,尤其优选为丙烯酸酯基-或甲基丙烯酸酯基,
-Spa和Spb为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-、-CO-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1是1至12、优选1至6、尤其优选1、2或3的整数,且其中这些部分是以使O原子均不直接彼此连接的方式与Pa或Pb连接。
为了生产根据本发明的经聚合物稳定的显示器,在一种化合物含有一种或多种含有两个或更多个可聚合基团的化合物的情况下,通过在施加电压的情况下在介于LC显示器的两个基板之间的LC介质中原位聚合来聚合或交联可聚合化合物。该聚合可以一步进行。优选在包含手性化合物和聚合物前体的材料(即介晶混合物)呈蓝相的温度下进行聚合。
适宜且优选的聚合方法是例如热聚合或光聚合,优选是光聚合,尤其是UV光聚合。在此处还可任选地添加一种或多种引发剂。聚合的适宜条件和引发剂的适宜类型和用量为本领域技术人员已知且描述于文献中。适用于自由基聚合的是例如市售光引发剂 或(CibaAG)。若采用引发剂,则其比例优选为0.001重量%至5重量%,尤其优选为0.001重量%至1重量%。
根据本发明的可聚合化合物还适于在无引发剂的情况下聚合,其伴随有许多优点,例如较低材料成本和尤其较少的由可能残余量的引发剂或其降解产物造成的LC介质的污染。因此,还可在不添加引发剂的情况下进行聚合。因此,在优选实施方式中,LC介质不包含聚合引发剂。
可聚合组分或LC介质还可包含一种或多种稳定剂以防止RM在例如储存或运输期间发生不期望的自发聚合。稳定剂的适宜类型的量为本领域技术人员已知且描述于文献中。尤其适宜的是例如市售自系列(CibaAG)的稳定剂,例如1076。若采用稳定剂,则其比例以RM或可聚合组分的总量计优选范围为10ppm至10,000ppm,尤其优选为范围为50ppm至2,000ppm,最优选为0.2%或约0.2%。
根据本发明所优选使用的式P的可聚合化合物可单独地聚合,但还可使以下混合物聚合:包含两种或更多种根据本发明可聚合化合物的混合物,或包含一种或多种根据本发明的可聚合化合物和一种或多种优选为介晶或液晶的其他可聚合化合物(共聚单体)的混合物。在这样的混合物聚合的情形下,形成共聚物。优选使用两种或更多种根据本发明化合物的混合物或包含一种或多种根据本发明的化合物与一种或多种其他可聚合化合物的混合物。本发明进一步涉及上文及下文所提及的可聚合混合物。可聚合化合物和共聚单体是介晶或非介晶的,优选为介晶或液晶的。
在用于根据本发明经聚合物稳定的显示器的聚合物前体中使用的适宜和优选的共聚单体选自例如下式:
其中参数具有以下含义:
P1和P2各自彼此独立地为可聚合基团,其优选具有上文或下文针对P3给出的含义之一,尤其优选为丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、乙烯基氧基-或环氧基,
Sp1和Sp2各自彼此独立地为单键或间隔基团,其优选具有上文或下文针对Spa给出的含义之一,尤其优选为-(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,且其中最后提及的基团经由O原子连接至毗邻环,
且,其中另一选择为,P1-Sp1-和P2-Sp2-中之一或多者还可为Raa,条件是化合物中所存在的P1-Sp1-和P2-Sp2-中至少之一不为Raa,
Raa为H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基,其中一个或多个不相邻的-CH2-基团彼此独立地可经-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O或S原子均不直接彼此连接的方式替代,且其中一个或多个H原子还可经F、Cl、CN或P1-Sp1-替代;尤其优选为具有1至12个C原子的直链或支链、任选地经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基,其中烯基和炔基具有至少两个C原子且支链基团具有至少三个C原子,
R0、R00在每次出现时各自彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry和Rz各自彼此独立地为H、F、CH3或CF3,
Z1为-O-、-CO-、-C(RyRz)-、或-CF2CF2-,
Z2和Z3各自彼此独立地为-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-(CH2)n-,其中n为2、3或4,
L在每次出现时彼此独立地为F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、任选地经单氟化或多氟化的烷基、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,优选为F,
L'和L"各自彼此独立地为H、F或Cl,
r为0、1、2、3或4,
s为0、1、2或3,
t为0、1或2,且
x为0或1。
用于在介晶介质呈蓝相的温度下可操作和/或操作的根据本申请的显示器的适宜且优选的共聚单体是例如选自单反应性化合物,该化合物是以范围为1wt.%至9wt.%、尤其优选4wt.%至7wt.%的浓度存在于经聚合物稳定的系统的前体中。优选单反应性化合物为式Ml至M29的化合物,其中P1-Sp1-和P2-Sp2-中之一或多者为Raa,以使得化合物仅具有单一反应性基团。
尤其优选单反应性化合物为下式的化合物:
其中P1、Sp1和Raa具有上文所给出的各个含义
在这些化合物中,尤其优选下式化合物
其中
n是范围为1至16、优选2至8的整数,优选为偶数,
m是范围为1至15、优选2至7的整数。
尤其优选的是如上文及下文中所描述的LC介质、LC显示器、工艺或用途,其中LC介质或其中所存在的可聚合或聚合组分包含一种或多种下式化合物:
其中Pa、Pb、Spa、Spb、s1、s2和L具有上文及下文所指示的含义,r表示0、1、2、3或4,且Z2和Z3各自彼此独立地表示-CF2-O-或-O-CF2-,优选地Z2为-CF2-O-且Z3为-O-CF2-,或反之亦然,且最优选地,Z2为-CF2-O-且Z3为-O-CF2-。
式I的化合物可通过专业人士已知的通用方法来获得。起始材料可以是例如以下类型的化合物,其是市售的或可通过所公开方法获得:
优选地,根据本发明的液晶介质含有组分A,该组分A包含式I的化合物、优选主要由其组成且最优选完全由其组成。
在组合物的上下文中,本申请中的“包含”意指所提及的实体(例如介质或组分)含有一种或多种总浓度优选为10%或更大且最优选20%或更大的所研究的化合物。
在此上下文中“主要由......组成”意指所提及的实体含有一种或多种80%或更多、优选90%或更多且最优选95%或更多的所研究的化合物。
在此上下文中,“完全由......组成”意指所提及的实体含有一种或多种98%或更多、优选99%或更多且最优选100.0%的所研究的化合物。
根据本申请的介质中所含有的根据本申请的化合物的浓度优选范围为0.5%或更大至70%或更小、更优选范围为1%或更大至60%或更小,且最优选范围为5%或更大至50%或更小。
在优选实施方式中,根据本发明的介晶调制介质包含
-一种或多种式I-Z的化合物,其总浓度优选为1重量%至40重量%,其浓度更优选为2重量%至22重量%,和/或
-一种或多种式I-M的化合物,其总浓度优选为5重量%至40重量%,其浓度更优选为15重量%至35重量%,和/或
-一种或多种式I-U的化合物,其总浓度优选为5重量%至30重量%,其浓度更优选为10重量%至25重量%,和/或
-一种或多种式I-A的化合物,其总浓度优选为5重量%至30重量%,其浓度更优选为10重量%至25重量%,和/或
-一种或多种式I-T的化合物,其总浓度优选为30重量%至70重量%,其浓度更优选为45重量%至65重量%,且
-对于所存在的每一单种化合物,每一单种化合物的浓度优选为3重量%至17重量%,更优选为5重量%至15重量%,和/或
-一种或多种式I-N的化合物,其总浓度优选为5重量%至45重量%,其浓度更优选为15重量%至40重量%,且
-对于所存在的每一单种化合物,每一单种化合物的浓度优选为1重量%至17重量%,更优选为3重量%至15重量%,和/或
-一种或多种式I-E的化合物,其总浓度优选为3重量%至30重量%,其浓度更优选为5重量%至25重量%,且最优选地
-对于所存在的每一单种化合物,其浓度为1重量%至15重量%,更优选为3重量%至11重量%,和/或
-任选地、优选必须地,若存在,一种或多种选自式IV和V化合物的化合物,其浓度优选为1重量%至15重量%,和/或
-一种或多种HTP≥20μm-1的手性化合物,其浓度优选为1重量%至20重量%,和/或
-任选地、优选必须地,聚合物前体,其包含反应性化合物,优选包含在聚合后能够且优选确实稳定蓝相的相范围和/或降低电光效应的温度依赖性的反应性介晶,该前体的浓度优选范围为5%或更大至15%或更小、优选7%或更大至12%或更小且最优选8%或更大至11%或更小。
在本申请中,除非另有明确说明,否则
-主体混合物成分的浓度是相对于总主体混合物(即不包括手性掺杂剂和聚合物前体)给出,
-手性掺杂剂的浓度是相对于包括手性掺杂剂但不包括聚合物前体的总主体混合物给出,
-聚合物前体及其成分的浓度是相对于总混合物(即由主体混合物、手性掺杂剂和聚合物前体组成的总混合物)给出,
本发明混合物优选包含一种或多种选自式I-Z和I-M和/或I-U化合物的化合物,该一种或多种化合物的总浓度优选范围为5%或更大至35%或更小、优选10%或更大至25%或更小且最优选10%或更大至20%或更小。
特别地,本发明混合物优选包含一种或多种式I-Z的化合物,其总浓度范围为4%或更大至30%或更小、优选5%或更大至20%或更小且最优选6%或更大至15%或更小。
特别地,本发明混合物优选包含一种或多种式I-M的化合物,其总浓度范围为4%或更大至30%或更小、优选5%或更大至20%或更小且最优选6%或更大至15%或更小。
特别地,本发明混合物优选包含一种或多种式I-U的化合物,其总浓度范围为4%或更大至30%或更小、优选5%或更大至20%或更小且最优选6%或更大至15%或更小。
本发明混合物优选包含一种或多种式I-T和I-N以及任选地I-A和/或I-E化合物的化合物,其总浓度优选范围为5%或更大至70%或更小、优选10%或更大至50%或更小且最优选20%或更大至40%或更小。
特别地,本发明混合物优选包含一种或多种式的I-T化合物,其总浓度范围为5%或更大至60%或更小、优选10%或更大至50%或更小且最优选12%或更大至40%或更小。
特别地,本发明混合物优选包含一种或多种式I-N的化合物,其总浓度范围为5%或更大至40%或更小、优选10%或更大至30%或更小且最优选11%或更大至25%或更小。
若本发明混合物包含一种或多种式I-A的化合物,则这些化合物的总浓度优选范围为3%或更大至30%或更小、优选4%或更大至15%或更小且最优选5%或更大至11%或更小。
若本发明混合物包含一种或多种式I-E-1的化合物,则这些化合物的总浓度优选范围为1%或更大至35%或更小、优选3%或更大至30%或更小且最优选4%或更大至25%或更小。
若本发明混合物包含一种或多种式I-E-2的化合物,则这些化合物的总浓度优选范围为1%或更大至35%或更小、优选3%或更大至30%或更小且最优选4%或更大至25%或更小。
若本发明混合物包含一种或多种式V的化合物,则这些化合物的总浓度优选范围为1%或更大至15%或更小、优选2%或更大至10%或更小且最优选5%或更大至8%或更小。
适宜手性化合物是螺旋扭转力的绝对值为20μm-1或更大、优选40μm-1或更大且最优选60μm-1或更大的那些。HTP是在20℃的温度下在液晶介质MLC-6260中测量的。
根据本发明的介晶介质优选包含一种或多种具有介晶结构且优选自身呈现一种或多种中间相、尤其是至少一种胆甾醇相的手性化合物。介晶介质中所包含的优选手性化合物尤其为所熟知的手性掺杂剂,如壬酸胆甾醇基酯(也简写为CN)、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、R/S-5011、CB-15(均来自MerckKGaA,Darmstadt,Germany)。优选的是如下手性掺杂剂:其具有一个或多个手性部分和一个或多个介晶基团或具有一个或多个与手性部分一起形成介晶基团的芳香族或脂环族部分。更优选的是DE3425503、DE3534777、DE3534778、DE3534779、DE3534780、DE4342280、EP01038941和DE19541820中所公开的手性部分和介晶手性化合物,其公开内容以引用方式并入本申请中。尤其优选的是EP01111954.2中所公开的手性联萘衍生物、WO02/34739中所公开的手性联萘酚衍生物、WO02/06265中所公开的手性TADDOL衍生物以及WO02/06196和WO02/06195中所公开的具有至少一个氟化连接体(linker)和一个末端手性部分或一个中心手性部分的手性掺杂剂。
在本发明的尤其优选实施方式中,介质包含
-一种或多种式I-Z、优选式I-Z-3的化合物,其总浓度优选为3重量%至30重量%,其浓度更优选为5重量%至25重量%,和/或,优选和
-一种或多种式I-E、优选式I-E-1的化合物,其总浓度优选为1重量%至20重量%,其浓度更优选为4重量%至15重量%,和/或,优选和
-一种或多种式I-N、优选式I-N-2的化合物,其总浓度优选为3重量%至30重量%,其浓度更优选为5重量%至15重量%,和/或,优选和
-一种或多种式I-T、优选式I-T-2的化合物,其总浓度优选为10重量%至30重量%,其浓度更优选为15重量%至25重量%,和/或,优选和
-一种或多种式IV、优选式IV-3的化合物,其总浓度优选为10重量%至40重量%,其浓度更优选为20重量%至30重量%。
本发明介晶介质具有范围为约+30℃至约90℃、尤其高达约70℃或甚至80℃的特征温度、优选清亮点。
本发明混合物优选含有一种或多种(两种、三种、四种或更多种)各自范围为1-25wt.%、优选2-20wt.%的手性化合物。尤其优选的是含有总共3-15wt.%的一种或多种手性化合物的混合物。
优选实施方式是如下所示:
-介质包含一种、两种、三种、四种或更多种式I-T、优选式I-T-1和/或I-T-2的化合物,和/或
-介质包含一种、两种、三种、四种或更多种式I-N、优选式I-N-1和/或I-N-2的化合物,和/或
-介质包含一种、两种、三种、四种或更多种式I-E、优选式I-E-1的化合物,和/或
-介质包含一种、两种或更多种式II、优选式II-3的化合物,和/或
-介质包含一种或多种式III的化合物和/或
-介质包含一种、两种或更多种式IV、优选式IV-2的化合物,和/或
-介质包含一种、两种、三种或更多种式V的化合物,和/或
-介质包含一种、两种、三种或更多种手性化合物,其优选具有20μm-1或更大的螺旋扭转力,和/或
-介质包含一种、两种或更多种优选式P、优选其子式中之一或多者的反应性化合物,(优选一种、两种或更多种反应性介晶化合物),和/或一种或多种选自式Ml至M29、优选式M16-A和/或M17-A、更优选式M17-A’的反应性介晶化合物。
已发现,甚至相对较小比例的与常规液晶材料、但尤其与一种或多种式I-A和/或I-E和/或I-N和/或I-T和/或II和/或III的化合物混合的式I-M和/或I-U的化合物仍产生较低操作电压和较宽操作温度范围。特别地,优选的是如下混合物:除一种或多种式I-M和/或I-U的化合物外,还包含一种或多种式III的化合物、尤其其中R3为正丁基的式III的化合物。
式I-Z、I-M、I-U、I-A、I-E、I-N、I-T和II至V的化合物是无色、稳定且彼此可容易混溶或可容易地与其他液晶材料混溶。
式I-Z、I-M和/或I-U以及任选地I-A、I-E、I-N和I-T以及II至V的化合物的最佳混合比率基本上取决于期望性质,取决于式I-Z、I-M和/或I-U和/或I-A和/或I-E和/或I-N和/或I-T和/或II至V的组分的选择,且取决于可存在的任何其他组分的选择。上文所给出范围内的适宜混合比率可容易地根据情形来确定。
在根据本发明的混合物中的各个单独式I-Z、I-M、I-U、I-A、I-E、I-N和I-T的化合物的总量在许多情形下并非关键,只要化合物的总量为85%或更大即可。
因此,出于优化各种性质的目的,该混合物可包含一种或多种其他组分。然而,通常对操作电压和操作温度范围观察到的效应越高,式I-Z、I-M和/或I-U和任选地I-A和/或I-E和/或I-N和/或I-T的化合物的总浓度越大。
优选可用于根据本发明的介质中的式I-Z、I-M、I-U、I-A、I-E、I-N、I-T和II至V的各个化合物为已知的或可以用与已知化合物类似的方式制备。
根据本发明的MLC显示器由偏振器、电极基板和表面处理电极构造对应于用于此类型显示器的常规构造。术语常规构造在本文中具有广泛含义(broadlydrawn)且还涵盖MLC显示器的所有衍生产品和改良产品,尤其包括基于多晶硅TFT或MIM的矩阵显示元件,然而,尤其优选的是如下显示器:其仅在一个基板上具有电极,即所谓的叉指电极,如IPS显示器中所使用的那些,优选呈所确立结构之一。
然而,根据本发明的显示器与基于扭转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。
根据本发明的介质是以本身常规的方式制备。通常,有利地在升高的温度下将组分互相溶解。借助适宜添加剂,根据本发明的液晶相可经改良以使其可用于迄今已公开的所有类型的液晶显示元件。此类型的添加剂为本领域技术人员已知且详细描述于文献(H.Kelker和R.Hatz,HandbookofLiquidCrystals,VerlagChemie,Weinheim,1980)中。例如,可添加多色性染料用于制备着色的宾主型系统或可添加物质来改良介电各向异性、黏度和/或向列相的配向。另外,可添加稳定剂和抗氧化剂。
根据本发明的混合物适用于TN、STN、ECB和IPS应用及各向同性切换模式(ISM)应用。因此,其在电光装置中的用途及含有包含至少一种根据本发明化合物的液晶介质的电光装置是本发明的主题。
本发明混合物高度适用于在光学各向同性态下操作的装置。惊奇地发现,本发明混合物高度适用于各种用途。
目前,关于视频、TV和多媒体应用,在光学各向同性态下操作或可操作的电光装置已变得令人感兴趣。这是因为利用基于液晶物理性质的电光效应的常规液晶显示器呈现相当高的切换时间,这对于所述应用而言是不期望的。另外,大部分常规显示器展示出对比度对视角的显著依赖性,其反之使得有必要采取措施来补偿此不期望性质。
关于在各向同性态下利用电光效应的装置,德国专利申请DE10217273A1例如公开了其中用于调制的介晶控制介质在操作温度下呈各向同性相的光控制(光调制)元件。这些光控制元件具有极短切换时间和对比度对视角的良好依赖性。然而,所述元件的驱动或操作电压对于一些应用而言经常是不适当地高。
德国专利申请DE10241301A1描述允许驱动电压显著降低的具体电极结构。然而,这些电极使制造光控制元件的工艺更复杂。
另外,例如,DE10217273A1及DE10241301中所公开的光控制元件展示出显著的温度依赖性。可在光学各向同性态下的控制介质中通过电场诱导的电光效应在接近控制介质清亮点的温度下最明显。在此范围内,光控制元件具有其特征电压的最低值,并因此需要最低操作电压。当温度升高时,特征电压和因此操作电压显著升高。温度依赖性的典型值是在约几伏特/℃至高达约10或更大伏特/℃范围内。在DE10241301描述用于在各向同性态下可操作或操作的装置的各种电极结构同时,DE10217273A1公开了用于在各向同性态下可操作或操作的光控制元件的不同组成的各向同性介质。这些光控制元件中阈值电压对温度的相对依赖性在高于清亮点1℃的温度下在约50%/℃范围内。该温度依赖性随温度升高而降低,从而使得其在高于清亮点5℃的温度下为约10%/℃。然而,对于利用所述光控制元件的显示器的许多实际应用,电光效应对温度的依赖性过高。相反地,对于实际用途,期望在至少几℃、优选约5℃或更高、甚至更优选约10℃或更高且尤其约20℃或更高的温度范围内,操作电压独立于操作温度。
现已发现本发明混合物的用途高度适宜作为如上文及DE10217273Al、DE10241301A1和DE10253606A1中所描述光控制元件中的控制介质,且使其中所述电光的操作电压操作的温度范围变宽。在此情形下,光学各向同性态或蓝相几乎完全或完全独立于操作温度。
若如WO2004/046805A1中所描述介晶控制介质呈现至少一种所谓的“蓝相”,则此效应甚至更明显。具有极高手性扭转的液晶可具有一种或多种光学各向同性相。若其具有各自的胆甾醇间距,则这些相在具有足够大的盒间隙的盒中可显现微蓝色。因此,那些相还称为“蓝相”(Gray和Goodby,“SmecticLiquidCrystals,TexturesandStructures”,LeonhardHill、USA,Canada(1984))。电场对所存在呈蓝相的液晶的效应以及至今所鉴定的可在无场液晶中观察到的三种类型的蓝相(即BPI、BPII和BPIII)描述于例如H.S.Kitzerow,“TheEffectofElectricFieldsonBluePhases”,Mol.Cryst.Liq.Cryst.(1991),第202卷,第51-83页中。值得注意的是,若使呈现一种或多种蓝相的液晶经受电场,则可显现其他蓝相或不同于蓝相I、II和III的其他相。
本发明混合物可用于包含以下各项的电光光控制元件:
-一个或多个、尤其两个基板;
-电极组件;
-一个或多个用于使光偏振的元件;和
-所述控制介质;
其中所述光控制元件在控制介质(当其在非驱动态下时)呈光学各向同性相的温度下操作(或可操作)。
本发明的控制介质具有范围为约-30℃至约90℃、尤其高达约70℃至80℃的特征温度、优选清亮点。
光控制元件的操作温度优选高于控制介质的特征温度,所述温度通常是控制介质向蓝相的转变温度;操作温度通常比所述特征温度高约0.1°至约50°、优选高约0.1°至约10°。高度优选地,操作温度是在控制介质向蓝相的转变温度至控制介质向各向同性相的转变温度(其为清亮点)范围内。然而,光控制元件还可在控制介质呈各向同性相的温度下操作。
出于本发明的目的,术语“特征温度”定义如下:
-若作为温度的函数的特征电压具有最小值,则在此最小值处的温度表示为特征温度。
-若作为温度的函数的特征电压没有最小值且若控制介质具有一种或多种蓝相,则向蓝相的转变温度表示为特征温度;若存在一种以上蓝相,则向蓝相的最低转变温度表示为特征温度。
-若作为温度的函数的特征电压没有最小值且若控制介质没有蓝相,则向各向同性相的转变温度表示为特征温度。
在本发明的上下文中,术语“烷基”意指具有1至15个碳原子的直链和支链烃(脂肪族)基团,只要其不在本说明书或权利要求的别处以不同方式进行定义即可。烃基团可未取代或经一个或多个独立地选自F、Cl、Br、I或CN的取代基取代。
电介质还可包含本领域技术人员已知且描述于文献中的其他添加剂。例如,可添加0至5%的多色性染料、抗氧化剂或稳定剂。
C表示晶相,S表示近晶相,Sc表示近晶C相,N表示向列相,I表示各向同性相且BP表示蓝相。
Vx表示对于X%透射的电压。因此,例如,V1()表示对于10%透射的电压且V100表示对于100%透射(垂直于板表面的视角)的电压。在分别对应于V100、Vmax值的操作电压下,ton(或τon)表示开启时间,并且toff(或τoff)表示关闭时间。ton是相对透射自10%变至90%的时间,并且toff是相对透射自90%变至10%的时间。仅作为电光特征的响应时间是使用来自AutronicMelchers、Germany的测量仪器DMS来测定。
△n表示光学各向异性。△ε表示介电各向异性(△ε=ε||-ε⊥,其中ε||表示平行于纵向分子轴的介电常数,且ε⊥表示垂直于其的介电常数)。除非另有明确说明,否则电光数据是在20℃下在TN盒中于透射的第一最小值处(即在0.5μm的(d·△n)值处)进行测量。除非另有明确说明,否则光学数据是在20℃下进行测量。
任选地,根据本发明的光调制介质可包含其他液晶化合物以调节物理性质。这样的化合物为专业人士已知。它们在本发明介质中的浓度优选为0%至30%,更优选为0%至20%,且最优选为5%至15%。
优选地,本发明介质具有蓝相的范围或在存在一种以上蓝相的情形下具有蓝相的合并范围,其中宽度为20°或更大、优选40°或更大、更优选50°或更大且最优选60°或更大。
在优选实施方式中,此相范围为至少10℃至30℃、最优选至少10℃至40℃且最优选至少0℃至50℃,其中至少意指优选地该相扩展至低于下限的温度且同时其扩展至高于上限的温度。
在另一优选实施方式中,此相范围为至少20℃至40℃、最优选至少30℃至80℃且最优选至少30℃至90℃。此实施方式尤其适用于具有耗散能量并由此加热显示器的强背光的显示器。
优选地,本发明介质具有150或更大、更优选200或更大、甚至更优选300或更大且最优选400或更大的介电各向异性。特别地,本发明介质的介电各向异性值优选为700或更小、更优选550或更小、且最优选500或更小。
在本申请中,术语介电正性化合物描述了△ε>1.5的化合物,介电中性化合物是-1.5≤△ε≤1.5的化合物,且介电负性化合物是△ε<-1.5的化合物。对于组分同样如此。△ε是在1kHz和20℃下测定。化合物的介电各向异性是由向列主体混合物中各个化合物的10%溶液的结果确定。这些测试混合物的电容是在具有垂面配向和具有沿面配向的两种盒中测定。该两种类型盒的盒间隙是大约20μm。所施加电压是频率为1kHz的矩形波且均方根值通常为0.5V至1.0V,然而其总是经选择以低于各个测试混合物的电容阈值。
对于介电正性化合物,混合物ZLI-4792和对于介电中性化合物以及介电负性化合物,混合物ZLI-3086(均来自MerckKGaA,Germany)分别用作主体混合物。化合物的介电常数是由在添加所关注化合物后主体混合物的各个值的变化来测定,且外推至100%浓度的所关注化合物。
同样地,测量在20℃的测量温度下具有向列相的组分,所有其他组分皆如化合物一样进行处理。
若无另外明确说明,则在本申请中术语阈值电压是指光学阈值且针对10%相对对比度(V10)给出,且术语饱和电压是指光饱和且是针对90%相对对比度(V90)给出。若明确提及,则仅使用电容性阈值电压(V0,还称为Freedericksz-thresholdVFr)。
除非另有明确说明,否则本申请中所给参数范围均包括极限值。
除非另有明确说明,否则在整个本申请中,所有浓度是以质量百分数给出并且涉及各个完整混合物,所有温度是以摄氏度(Celsius)给出,且所有温度差异是以摄氏度给出。除非另有明确说明,否则所有物理性质已经并且是根据“MerckLiquidCrystals、PhysicalPropertiesofLiquidCrystals”,Status1997年11月,MerckKGaA,Germany来测定,且是针对20℃的温度给出。光学各向异性(△n)是在589.3nm的波长下测定。介电各向异性(△s)是在1kHz的频率下测定。阈值电压以及所有其他电光性质已利用MerckKGaA,Germany制备的测试盒来测定。用于测定△ε的测试盒具有22μm的盒间隙。电极是具有1.13cm2的面积及保护环的圆形ITO电极。定向层是用于垂面定向(ε||)的卵磷脂及来自JapanSyntheticRubber的用于沿面定向(ε⊥)的聚酰亚胺AL-1054。电容是利用频率响应分析器Solatron1260使用电压为0.3或0.1Vrms的正弦波来测定。电光测量中所用是光是白光。所用的装备是Otsuka,Japan的市售设备。已在垂直观察下测定特征电压。阈值电压(V10)、中等灰度电压(V50)和饱和电压(V90)已分别针对10%、50%和90%相对对比度来测定。
已将介晶调制材料填充至在MerckKGaA的各个设备下制得的电光测试盒中。测试盒在一基板侧上具有叉指电极。电极宽度为10μm,毗邻电极之间的距离为10μm,且盒间隙也为10μm。已在正交偏振器之间对此测试盒进行电光评价。
在低温度下,经填充盒展示了手性向列混合物的典型结构,并且在不施加电压情况下在正交偏振器之间有光透射。加热后,在第一温度(T1)下,混合物变成光学各向同性,正交偏振器之间是暗的。这表明在此温度下自手性向列相转变至蓝相。直至第二温度(T2),该盒展示出在通常数十伏特的施加电压(此范围中产生光透射的最小值的某一电压)下的电光效应。通常在较高温度下,可见电光效应所需的电压显著升高,这表明在此第二温度(T2)下自蓝相转变至各向同性相。
混合物可电光地用于蓝相的温度范围(△T(BP))已最有意地确定为T1至T2。此温度范围(△T(BP))是本申请的实例中所给出的温度范围。电光学显示器还可在超过此范围的温度下(即在高于T2的温度下),但仅在显著升高的操作电压下操作。
根据本发明的液晶介质可以常用浓度含有其他添加剂和手性掺杂剂。这些其他成分的总浓度是以总混合物计范围为0%至10%、优选0.1%至6%。所用各个化合物的浓度各自优选范围为0.1%至3%。在本申请中,这些和类似添加剂的浓度并不计入液晶介质的液晶组分和化合物的浓度值和范围内。
根据本发明的发明性液晶介质是由若干种化合物、优选3种至30种、更优选5种至20种且最优选6种至14种化合物组成。以常规方式混合这些化合物。通常,将以较少量使用的所需量化合物溶于以较大量使用的化合物中。在温度高于以较高浓度使用的化合物的清亮点的情形下,尤其易于观察到溶解过程的完成。然而,还可通过其他常规方式来制备介质,例如使用所谓的预混合物,其可是例如化合物的同源或低共熔混合物,或使用所谓的多瓶系统,其中的成分准备使用混合物自身。
通过添加适宜添加剂,根据本发明的液晶介质可经改良以使其可用于所有原样使用液晶介质的已知类型液晶显示器中,例如TN-,TN-AMD,ECB-,VAN-AMD(垂直配向的向列有源矩阵显示器),且尤其可用于复合系统中,如PDLC-(聚合物分散型液晶)、NCAP-(向列曲线性配向聚合物)和PN-(聚合物网络)LCD且特别可用于HPDLC(全息PDLC)中。
在整个本申请中,熔点:T(K,N)、T(K,S)或T(K,I)、自一近晶相(Sx)至另一近晶相(SY)的转变温度:T(SX,SY)、自近晶(S)至向列(N)相的转变温度:T(S,N)、清亮点:T(N,I)和液晶的玻璃化转变温度:Tg以及(若适用)任意其他温度分别是以摄氏度(即Celsius)给出。
式P及其子式化合物可以与本领域技术人员已知工艺类似的方式制备且描述于有机化学的标准著作中,例如Houben-Weyl、MethodenderorganischenChemie[MethodsofOrganicChemistry]、Thieme-Verlag、Stuttgart。
用于制备式P及其子式化合物的尤其适宜且优选工艺是以举例的方式展示于以下方案中,且优选包含下文所述步骤中的一种或多种。
本领域技术人员将能够以适宜方式修改合成并由此获得根据本发明的其他化合物。含有直接键合至环的烷氧基间隔基团或丙烯酸酯基的尤其优选的化合物是通过例如使酚衍生物(例如化合物12)与二噻烷鎓盐(dithianylium)13反应来获得。在此将最初形成的化合物14转化成化合物15。随后可以适宜方式(例如通过使用甲基丙烯酸进行酯化)来使羟基官能化(参见方案1)。
其中环是通过-CF2-O-基团连接且反应性基团是经由亚烷基间隔基团连接至环的式P化合物(其根据本发明用于尤其优选的实施方式中)可根据以下方案来制备。
方案1:间隔基团通过C-C单键连接的式P化合物的示例性合成
方案2:L1=F且X1=CF3的式I-Z化合物的示例性合成。
其中R具有以上针对式I-Z给出的R1的含义。
方案3:L1=H且X1=CF3的式I-Z化合物的示例性合成。
其中R和R’具有上文针对式I-Z给出的R1的含义,且R’优选为甲基。
在本发明中且尤其在以下实施例中,介晶化合物的结构是由缩写(亦称为首字母缩略词)来指示。在这些首字母缩略词中,使用下表A至C将化学式缩写如下。所有基团CnH2n+1、CmH2m+1和ClH2l+1或CnH2n-1、CmH2m-1和ClH2l-1表示直链烷基或烯基、优选1E-烯基,各自分别具有n、m和1个C原子。表A列示用于化合物核心结构的环要素的编码,而表B展示了连接基团。表C给出左手侧或右手侧末端基团的编码的含义。首字母缩略词由具有任选连接基团的环要素的编码、接着的第一连字符和左侧端基的编码、和第二连字符及右侧端基的编码组成。表D展示了化合物的阐释性结构以及它们各自的缩写。
表A:环要素
表B:连接基团
表C:端基
彼此和/或与其他基团一起使用
其中n和m各自表示整数,且三个点“...”是来自此表的其他缩写的占位符。
下表展示了阐释性结构以及各自的缩写。展示这些以阐释缩写规则的含义。另外,它们代表优选使用的化合物。
表D:阐释性结构
PZG-n-N
CPZG-n-N
GGP-n-F
GGP-n-CL
PGIGI-n-F
PGIGI-n-CL
GGP-n-T
PGU-n-T
GGU-n-T
DPGU-n-F
PPGU-n-F
DPGU-n-T
PPGU-n-T
PUQU-n-N
GUQU-n-N
GUUQU-n-N
DUUQU-n-N
DUUQU-n-F
GUQU-n-F
PUQGU-n-F
GUQGU-n-F
PUQGU-n-T
GUQGU-n-T
AGUQU-n-F
AUUQU-n-F
PUZU-n-N
UM-n-N
MUU-n-N
UMU-n-N
MGZU-n-N
MGZU-n-T
MGZU-n-OT
MUZU-n-N
MUZU-n-T
MUZU-n-OT
其中n(且,若存在还有m和l)优选彼此独立地表示1至7、优选2至6的整数。
下表(表E)展示了可用作根据本发明的介晶介质中的稳定剂的示例性化合物。
表E
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种选自表E化合物的化合物。
下表(表F)展示了优选可用作根据本发明的介晶介质中的手性掺杂剂的示例性化合物。
表F
C15
CB15
CM21
CM44
CM45
CM47
CC
CN
R/S-811
R/S-1011
R/S-2011
R/S-3011
R/S-4011
R/S-5011
在本发明的优选实施方式中,介晶介质包含一种或多种选自表F化合物的化合物。
根据本申请的介晶介质优选包含两种或更多种、优选四种或更多种选自由上表化合物组成的化合物。
根据本发明的液晶介质优选包含
-7种或更多种、优选8种或更多种选自表D化合物的化合物,优选是具有3个或更多个、优选4个或更多个不同式的化合物。
实施例
下文实施例阐释本发明,而不以任何方式限制本发明。
然而,物理性质向本领域技术人员展示可获得何种性质及其可在何种范围内改良。特别地,由此可对本领域技术人员充分限定优选可获得的各种性质的组合。
制备并研究具有下表中所指示组成和性质的液晶混合物。
所谓“HTP”表示LC介质中光学活性或手性物质的螺旋扭转力(单位为μm-1)。除非另外指明,否则市售的向列LC主体混合物MLD-6260(MerckKGaA)的HTP是在20℃的温度下进行测量。
合成实施例1:6-(4-{[4-(6-丙烯酰氧基己基)苯氧基]二氟甲
基}-3,5-二氟苯基)己基丙烯酸酯
1.1:5-溴-2-[(4-溴苯氧基)二氟甲基]-1,3-二氟苯
首先将92.0g(0.200mol)2-(4-溴-2,6-二氟苯基)-5,6-二氢-4H-1,3-二噻炔(dithiyn)-1-基鎓三氟甲磺酸盐引人600ml二氯甲烷(简写为DCM)中,并且在-70℃下添加52.0g(0.300mol)4-溴苯酚在200mlDCM和45ml三乙基胺中的溶液。当完成添加时,在-70℃下将混合物再搅拌1h,添加160ml(1.00mol)三乙胺三氢氟化物,并随后逐滴添加51.0ml(0.996mol)溴在200mlDCM中的溶液。1h后,移除冷却,并且在升温至-10℃后,将该批次添加至310ml32%氢氧化钠溶液在2l冰水中的溶液。分离有机相并且用水洗涤。用DCM萃取水相,并且经硫酸钠干燥合并的有机相。在真空中移除溶剂,并且经由硅胶利用庚烷过滤残余物,获得黄色油状5-溴-2-[(4-溴苯氧基)-二氟甲基]-1,3-二氟苯。
19F-NMR(CDCl3,235MHz)
δ=-63.1ppm(t,J=26.7Hz,2F,-CF2O-),-112(dt,J=9.7Hz,J=26.7Hz,2F,Ar-F)。
1.2:6-(4-{二氟[4-(6-羟基己-1-炔基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-5-炔-1-醇
首先将10.7g(25.8mmol)5-溴-2-[(4-溴苯氧基)二氟甲基]-1,3-二氟苯和8.00g(81.5mmol)己-5-块-1-醇引入11.3ml三乙胺和500ml甲苯中,添加1.50g(2mmol)双(三苯基膦)氯化钯(II)和0.700g(3.68mmol)碘化亚铜(I),并且在回流下将混合物加热过夜。随后将该批次添加至水中,使用2N盐酸中和并且用甲苯萃取三次。经硫酸钠干燥合并的有机相,在真空中移除溶剂,并且在硅胶上首先利用甲苯且然后利用甲苯/乙酸乙酯(4:1)对残余物进行色谱层析,获得无色固体状6-(4-{二氟[4-(6-羟基己-1-炔基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-5-炔-1-醇。
1.3:6-(4-{二氟[4-(6-羟基己基)苯氧基]甲基}3,5-二氟苯基)己-1-醇
在四氢呋喃(简写为THF)中在钯/活性碳催化剂上使6-(4-{二氟[4-(6-羟基己-1-炔基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-5-炔-1-醇氢化至完成。过滤掉催化剂,并在真空中移除溶剂,并且在硅胶上利用甲苯/乙酸乙酯(1:2)对粗产物进行色谱层析,获得无色固体状6-(4-{二氟[4-(6-羟基己基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-1-醇。
19F-NMR(CDCl3,235MHz)
δ=-60.8ppm(t,J=26.3Hz,2F,-CF2O-),-112(dt,J=10.0Hz,J=26.3Hz,2F,Ar-F。
1.4:6-(4-{[4-(6-丙烯酰氧基己基)苯氧基]二氟甲基}-3,5-二氟-苯基)己基丙烯酸酯
首先将17.0g(37.2mmol)6-(4-{二氟[4-(6-羟基己基)苯氧基]甲基}-3,5-二氟苯基)己-1-醇、8.05g(112mmol)丙烯酸和0.5gDMAP引入300mlDCM中,且逐滴添加17.3g(112mmol)EDC在75mlDCM中的溶液,伴随着冰冷却。1h后,移除冷却,并在室温下将该批次搅拌过夜。在真空中移除绝大多数溶剂,并且在硅胶上利用DCM对残余物进行色谱层析,获得无色油状6-(4-{[4-(6-丙烯酰氧基己基)苯氧基]二氟甲基}-3,5-二氟苯基)己基丙烯酸酯。
相行为:Tg-71℃K13I。
1H-NMR(CDCl3,250MHz)
δ=1.25–1.48ppm(m,8H,CH2),1.50–1.74ppm(m,8H,CH2),2.60(m,4H,2-Ar-CH2-),4.13(t,J=6.7Hz,2H,-CH2O-),4.15(t,J=6.7Hz,2H,-CH2O-),5.81(dt,J=10.4Hz,J=1.8Hz,2H,2CHH=CH-COO-),6.11(mc,2H,2CH2=CH-COO-),6.39(2CHH=CH-COO-),6.78(d,J=10.0Hz,2H,Ar-H),7.15(mc,4H,Ar-H)。
19F-NMR(CDCl3,235MHz)
δ=-60.9ppm(t,J=26.4Hz,2F,-CF2O-),-112.0(dt,J=26.4,J=10.0Hz,2F,Ar-F)。
类似地获得下列反应性化合物。
相行为:待测定。
相行为:Tg-66℃I。
相行为:Tg-69℃I。
相行为:待测定。
相行为:待测定。
相行为:待测定。
相行为:待测定。
相行为:C128℃I。
相行为:Tg-59℃N-28.5℃I。
合成实施例2:
步骤2.1:
将150g(0.67摩尔)4-溴-2-氟苯甲酸溶解于750ml无水甲醇中。逐滴添加1.865ml(0.03摩尔)硫酸(98.0%)。在回流下将混合物加热16h,冷却至环境温度并且蒸发溶剂,以产生微黄色残余物。将粗产物从乙醇中重结晶两次。
步骤2.2:
将34g(14毫摩尔)先前步骤(步骤2.1)的产物溶解于365ml1,4-二噁烷中。然后添加3.13mgPdCl2-dppf,42.522g双-(频哪醇酯(pinacolato))-二硼烷和42.023g乙酸钾。在回流下将所得混合物加热16h。然后将所得混合物冷却至环境温度。以一般方式纯化产物以产生30g微黄色晶体。
步骤2.3:
将19.692g碳酸氢钠溶解于174ml水中。随后添加溶于450mlTHF中的20.0g(11毫摩尔)4-正丁基-2-氯-嘧啶和33.621g(11毫摩尔)来自先前步骤(步骤2.2)的产物。将所得混合物搅拌并且彻底脱气。然后添加在50mlTHF中的150mg双(三-叔丁基膦)-钯(0)。在回流下将混合物加热16h。将所得混合物冷却至环境温度后,添加水和甲基-叔丁基(简写为MtB)醚,且分离各相。干燥有机相并且蒸发溶剂。获得米黄色固体状粗产物。
步骤2.4:
将16.700g来自先前步骤(步骤1.3)的产物溶解于500g乙醇中。然后添加41.278ml2N氢氧化钾水溶液(NaOH)。在45℃的温度下将所得混合物搅拌1h。再搅拌2h后,完成反应。将反应混合物冷却至环境温度。然后添加冰水,产生浑浊混合物,并通过添加稀盐酸将pH值设定为3至4,并且然后添加MtB醚。分离各相。用硫酸钾干燥有机相并且蒸发溶剂。获得类似于脱脂棉的白色晶体状产物。
步骤2.5:
将169.64g1-溴-3,5-二氟-4-三氟甲基苯(C7H2BrF5,来自Fluorochem公司)溶解于70mlTHF中,并且在惰性气体(N2)下冷却至大约-5℃的温度。在此温度下缓慢添加异丙基氯化镁(2.0摩尔/l)在THF中的357.50ml溶液。然后在此温度下将混合物搅拌1h。然后逐滴添加在100mlTHF中的90.59ml硼酸三甲酯。在添加期间,将温度始终保持在0℃至-5℃。然后在-5℃下将混合物搅拌30min。随后将混合物倾倒至410ml冰冷却的盐酸(10%)中。用300ml庚烷萃取产物,用水洗涤并且蒸发溶剂。所获得产物为几乎无色固体。
步骤2.6:
将134.00g硼酸、来自先前步骤(步骤2.5)的产物溶解于425mlTHF中。然后添加73.81ml乙酸(100%),并且将混合物加热至大约55℃的温度。在此温度下逐滴添加74.90ml过氧化氢水溶液(30.0%)。在此过程中将温度始终保持在55℃至60℃。然后在55℃至60℃的温度下将混合物搅拌90min,并且随后冷却至15℃。然后添加300ml冰冷却的水,并用45ml盐酸(25%)酸化所得混合物。所得pH为约2。然后再添加500ml水。分离澄清有机相。用200mlDCM萃取水相。用硫酸亚铁(II)铵溶液将合并的有机相处理两次,直至水相不再变成棕色,然后再用水洗涤一次,干燥并且蒸发溶剂。通过在300mlMtB醚中并且添加300ml水的溶液来纯化粗产物。然后添加固体碳酸氢钠直至水相呈中性或微碱性。其具有大约7至8的pH。分离有机相,干燥并且蒸发溶剂。获得微黄色油状产物。
步骤2.7
步骤2.8
将16.394g来自先前步骤(步骤2.7)的产物3-三氟甲基-4,6-二氟苯酚二-异丙基铵(C7H2F50*C6H16N)和0.608g4-(二甲基氨基)-吡啶溶解于70ml二氯甲烷中。将混合物冷却至10℃的温度。然后,在进一步温和冷却下,逐滴添加溶于20mlDCM中的9.805ml1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺。随后在约10分钟的时间跨度内逐滴添加溶于100mlDCM和50mlTHF混合物中的13.700g来自步骤2.4的产物,同时将混合物的温度保持在约10℃下。然后在环境温度下将混合物搅拌2h,蒸发溶剂并且在一般纯化后获得微微着色的固体状产物。
相序:K81℃SmA138℃I。△ε=55.7和△n=0.166。
类似地制备以下化合物。
相序:K73℃SmA141℃I。△ε=52.4和△n=0.174。
相序:K56℃SmC(50℃)SmA151℃I。△ε=43.8和△n=0.180。
相序:K95℃SmA115℃N153.8℃I。△ε=76.9和△n=0.175。
相序:t.b.d.,△ε=t.b.d.和△n=t.b.d.
相序:t.b.d.,△ε=t.b.d.和△n=t.b.d.
合成实施例3:
步骤3.1:
将84.92g1-溴-3,5-二氟-苯、9.69gPdCl2-dppf、129.55g乙酸钾和167.61g双-(频哪醇酯)-二硼烷溶解于1,000ml1,4-二噁烷中,并且在回流下在惰性气体(N2)下加热16h。获得粗产物并以一般方式纯化。
步骤3.2:
将21.84g纯固体碳酸氢钾溶解于200ml水中。然后添加溶于340mlTHF中的22.18g5-丁基-2-氯-嘧啶和37.95g先前步骤(步骤3.1)的产物。将合并的混合物搅拌并且彻底脱气。然后添加溶于60mlTHF中的166mg双-(三-叔丁基膦)钯(0)。搅拌所得混合物并且在回流下加热16h。以一般方式纯化并获得无色晶体状产物。
步骤3.3:
将30.80g先前步骤(步骤3.2)的产物溶解于500mlTHF中,并且在惰性气体(N2)下冷却至-70℃的温度。在此温度下逐滴添加LDA在THF中的118.38ml溶液。然后将混合物搅拌1h。随后蒸发8.14g固态二氧化碳,并将气体缓慢引入反应容器中。在此过程期间将温度始终保持在-55℃以下。反应完成后,停止冷却并且将反应混合物加热至-10℃的温度。然后将其倾倒至500ml水中并用盐酸酸化。分离有机相,干燥并且蒸发溶剂。一般纯化后,获得无色晶体状产物。
步骤3.4:
将169.64g3-三氟甲基-4,6-二氟苯酚二-异丙基铵(C7H2BrF5)(由苯酚和碱制备)溶解于70mlTHF中,并且在情性气体(N2)下冷却至大约-5℃的温度。在此温度下逐滴添加异丙基氯化镁(2.0摩尔/l)在THF中的357.50ml溶液。然后在此温度下将混合物搅拌1h。随后逐滴添加在100mlTHF中的90.59ml硼酸三甲酯。在添加期间,将温度始终保持在0℃至-5℃。然后在-5℃下将混合物搅拌30min。随后将混合物倾倒至410ml冰冷却的盐酸(10%)中。用300ml庚烷萃取产物,用水洗涤并且蒸发溶剂。所获得产物几乎为无色固体。
步骤3.5:
将134.00g硼酸、来自先前步骤(步骤3.4)的产物溶解于425mlTHF中。添加73.81ml乙酸(100%),并且将混合物加热至大约55℃的温度。在此温度下逐滴添加74.90ml过氧化氢水溶液(30.0%)。在此过程中将温度始终保持在55℃至60℃。然后在55℃至60℃的温度下将混合物搅拌90min,并且随后冷却至15℃。然后添加300ml冰冷却的水,并用45ml盐酸(25%)酸化所得混合物。所得pH为大约2。然后再添加500ml水。分离澄清有机相。用200mlDCM萃取水相。用硫酸亚铁(II)铵溶液将合并的有机相处理两次,直至水相不再变成棕色,然后再用水洗涤一次,干燥并且蒸发溶剂。通过在300mlMtB醚中并且添加300ml水的溶液来纯化粗产物。然后添加固体碳酸氢钠直至水相呈中性或微碱性(pH为大约7至8)。分离有机相,干燥并且蒸发溶剂。获得微黄色油状产物。
步骤3.6:
将13.99g步骤3.3的产物溶解于180mlDCM中,并且在惰性气体(N2)下搅拌。温度降低至大约18℃。随后添加溶于20mlDCM中的0.567g4-(二甲基-氨基)-吡啶(简写为DMAP)和3,5-二氟-4-三氟甲基-苯酚(来自先前步骤(步骤3.5)的产物)。获得温度为19℃的澄清溶液。然后在10min的时间跨度内逐滴添加溶于30mlDCM中的10.28gN,N’-二环己基碳化二亚胺(简写为DCC)。温度升高至大约27℃并且形成二环己基脲沉淀。将所得混合物搅拌16h。然后添加1.27g草酸二水合物,并且将混合物再搅拌2h。获得粗产物并以一般方式纯化。在由2-丙醇重复重结晶后,获得呈无色晶体形式的产物。
相序:K57℃SmA74℃I。△ε=54.8和△n=0.149。
类似地制备以下化合物。
相序:K103℃I。△ε=60.7和△n=0.153。
相序:K67℃SmA86℃I。△ε=49.8和△n=0.149。
相序:K124℃SmA(90℃)126.4℃I。△ε和△n=t.b.d。
相序:K93℃SmA57℃112.7℃I。△ε=83.1和△n=0.194。
相序:K68℃SmA(47℃)N115.1℃I。△ε=78.9和△n=0.192。
组成和用途实施例
实施例1
制备以下液晶混合物M-1并且研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
备注:t.b.d.:待测定
将4.2%的手性试剂R-5011溶解于非手性液晶混合物中,并且研究所得混合物在IPS型盒中的电光反应。将混合物填充至在一基板侧上具有叉指电极的电光测试盒中。电极宽度为10pm,毗邻电极之间的距离为10Mm并且盒间隙也为10pm。在正交偏振器之间对这些测试盒进行电光评价。
将适当浓度的
a)手性掺杂剂R-5011(MerckKGaA,Germany)、
b)式RM-C的反应性介晶
c)另一选择为式RM-1
和RM-2
的两种反应性介晶化合物中之一分别添加至所关注混合物中(在此为混合物M-1)。将所得混合物引人测试盒中并加热至混合物呈蓝相的适当温度。然后将其暴露于UV下。
在聚合之前如下文所述表征混合物。然后通过辐照一次(180s)使反应性组分在蓝相中聚合,并重新表征所得介质。
聚合的详细描述
在样品聚合之前,在厚度为约10微米且面积为2x2.5cm2的测试盒中确定介质的相性质。在75℃的温度下通过毛细管作用进行填充。在具有加热台的偏振显微镜下进行测量,其中温度变化为1℃/min。
通过利用有效功率为约3.0mW/cm2的UV灯(Dymax,Bluewave200,365nm干涉滤波器)辐照180秒来进行介质聚合。在电光测试盒中直接进行聚合。
首先在介质呈蓝相I(BP-I)的温度下进行聚合。以多个分步步骤(part-step)进行聚合,这逐渐导致完成聚合。蓝相的温度范围在聚合期间通常有变化。因此,在每一分步步骤之间调整温度,以使得介质仍呈蓝相。在实践中,这可通过在每次约5s或更长的辐照操作后在偏振显微镜下观察样品来进行。若样品变暗,则这表示转变至各向同性相。相应地降低下一分步步骤的温度。
在所示辐照功率下导致最大稳定的整个辐照时间通常为180s。可依照优化辐照/温度程序进一步进行聚合。
另一选择为,还可在单一辐照步骤中进行聚合,特别是若在聚合之前已存在宽蓝相。
电光表征
在上述蓝相聚合和稳定之后,测定蓝相的相宽度。随后在不同温度下在此范围内且若需要也在此范围外进行电光表征。
将所用测试盒安装于在盒表面上具有叉指电极的一侧上。盒间隙、电极间隔和电极宽度通常各自为10微米。该一致的尺寸在下文中称为间隙宽度。由电极覆盖的面积为约0.4cm2。测试盒不具有配向层。
对于电光表征,使该盒位于交叉偏振滤波器之间,其中电极的纵向方向采用相对于偏振滤波器的轴为45°的角。使用DMS301(Autronic-Melchers,Germany)以相对于盒平面呈直角或借助偏振显微镜上的高灵敏度相机进行测量。在无电压状态下,所述配置获得基本上是暗的影像(定义为0%透射)。
首先,在测试盒上测量特征操作电压且然后测量响应时间。向盒电极施加呈矩形电压形式的操作电压,该矩形电压具有交替正负号(频率为100Hz)和可变振幅,如下文所述。
当操作电压升高时测量透射。最大透射值的获得限定了操作电压V100的特征量。同样地,特征电压V10是在最大透射的10%下测定。这些值是在不同温度下在蓝相范围内测量。
在蓝相的温度范围的上限及下限处观察到相对高的特征操作电压V100。在最小操作电压左右,V100通常仅随温度升高而稍有升高。由T1和T2限定的此温度范围称为可用的平坦温度范围(FR)。此“平坦范围”(FR)的宽度是(T2–T1)且称为平坦范围宽度(WFR)。T1和T2的准确值是通过V100/温度图表中平坦曲线部分FR和毗邻陡峭曲线部分上的切线的交叉点来测定。
在测量的第二部分中,在开启和关闭(τon,τoff)期间测量响应时间。响应时间τon是通过在所选温度下以V100的水平施加电压后获得90%强度的时间来限定。响应时间τoff是通过在电压降低至0V后从V100下的最大强度开始直至降低90%的时间来界定。响应时间也是在不同温度下在蓝相范围内测定。
作为进一步表征,在连续升高和降低的0V与V100之间的操作电压下的透射是在FR内的温度下来测量。两个曲线之间的差异称为磁滞。例如,0.5·V100下的透射差异和50%透射下的电压差异是特征磁滞值且分别称为ΔT50和ΔV50。
作为另一特征量,可在经过切换循环之前和之后测量无电压状态的透射比率。此透射比率称为“记忆效应”。在理想状态下记忆效应的值为1.0。大于1的值意味在已开启和关闭盒后存在呈过高残余透射形式的特定记忆效应。此值也是在蓝相的工作范围(FR)内测定。
聚合物前体的典型浓度如下。
结果概述于下表中。
混合物 | M-1-1 | M-1-2 |
主体 | M-1 | M-1 |
反应性介晶 | RM-2 | RM-2 |
聚合前的转变点 | 32.8 | 30.2 |
聚合温度/℃ | 33.3 | 30.7 |
V10(25℃)/V | 3.7 | 3.8 |
V50(25℃)/V | 6.2 | 8.2 |
V90(25℃)/V | 8.7 | 11.4 |
V100(25℃)/V | 11 | 15 |
ΔV50(25℃)/V | 1.01 | 5.83 |
τon(25℃)/ms | 6.62 | 1.73 |
τoff(25℃)/ms | 1.11 | 2.66 |
备注:t.b.d.:待测定
混合物 | M-1-3 | M-1-4 |
主体 | M-1 | M-1 |
反应性介晶 | RM-2 | RM-2 |
聚合前的转变点 | 31.0 | 31.5 |
聚合温度/℃ | 31.5 | 32.0 |
V10(25℃)/V | 4.3 | 2.7 |
V50(25℃)/V | 7.9 | 5.1 |
V90(25℃)/V | 11.1 | 7.6 |
V100(25℃)/V | 14 | 10 |
ΔV50(25℃)/V V | 3.11 | 1.85 |
τon(25℃)/ms | 4.38 | 3.29 |
τoff(25℃)/ms | 6.44 | 1.65 |
备注:t.b.d.:待测定
在单一辐照步骤中使可聚合混合物在蓝相的温度范围的下限处约30℃-50℃的温度下聚合。经聚合物稳定的液晶介质在宽温度范围内呈现蓝相。
与来自先前技术的常规介质相比,使用根据本发明的单体(RM-2)制备的经聚合物稳定的介质M-1-1至M-1-4呈现较小磁滞(ΔV50)及开启和关闭时的良好对比度。特别地,开启时的对比度和关闭时的对比度在根据本发明的介质M-l-1、M-l-2、M-1-3和M-1-4中接近,这表明蓝相具有非常好的稳定性。
由此可看出,根据本发明的单体尤其适用于稳定蓝相,尤其是在具有高浓度的手性掺杂剂的介质的情形下。
比较实施例1-1和1-2
制备以下液晶混合物(C-1)并研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
如针对上文实施例1所详细描述处理并研究此混合物。
结果汇总于下表中。
备注:t.b.d.:待测定
比较实施例2
制备以下液晶混合物(C-2)并研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
结果汇总于下表中。
实施例2
制备以下液晶混合物M-2并研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
备注:t.b.d.:待测定
聚合物前体的典型浓度如下。
结果概述于下表中。
混合物 | 2.1 | 2.2 |
主体 | M-2 | M-2 |
反应性介晶 | RM-2 | RM-2 |
聚合前的转变点 | 34.5 | t.b.d. |
聚合温度/℃ | 35.0 | t.b.d. |
V10(25℃)/V | 3.6 | t.b.d. |
V50(25℃)/V | 6.5 | t.b.d. |
V90(25℃)/V | 9.5 | t.b.d. |
V100(25℃)/V | 12.4 | t.b.d. |
ΔV50(25℃)/V V | 1.64 | t.b.d. |
τon(25℃)/ms | 6.6 | t.b.d. |
τoff(25℃)/ms | 12.9 | t.b.d. |
备注:t.b.d.:待测定
实施例3
制备以下液晶混合物M-3并研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
备注:t.b.d.:待测定
聚合物前体的典型浓度如下。
结果概述于下表中。
混合物 | 3.1 | 3.2 |
主体 | M-3 | M-3 |
反应性介晶 | RM-2 | RM-2 |
聚合前的转变点 | 23.2 | t.b.d. |
聚合温度/℃ | 23.7 | t.b.d. |
V10(20℃)/V | t.b.d. | t.b.d. |
V50(20℃)/V | t.b.d. | t.b.d. |
V90(20℃)/V | t.b.d. | t.b.d. |
V100(20℃)/V | 54 | t.b.d. |
ΔV50(20℃)/V V | t.b.d. | t.b.d. |
τon(20℃)/ms | 1.49 | t.b.d. |
τoff(20℃)/ms | 1.33 | t.b.d. |
记忆 | 1.01 | t.b.d. |
备注:t.b.d.:待测定
实施例4
制备以下液晶混合物M-4并研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
备注:t.b.d.:待测定
聚合物前体的典型浓度如下。
结果概述于下表中。
混合物 | 4.1 | 4.2 |
主体 | M-4 | M-4 |
反应性介晶 | RM-2 | RM-2 |
聚合前的转变点 | 20.7 | t.b.d. |
聚合温度/℃ | 21.2 | t.b.d. |
V10(20℃)/V | t.b.d. | t.b.d. |
V50(20℃)/V | t.b.d. | t.b.d. |
V90(20℃)/V | t.b.d. | t.b.d. |
V100(20℃)/V | 53 | t.b.d. |
ΔV50(20℃)/V V | t.b.d. | t.b.d. |
τon(20℃)/ms | 1.32 | t.b.d. |
τoff(20℃)/ms | 1.24 | t.b.d. |
记忆 | 1.02 | t.b.d. |
备注:t.b.d.:待测定
实施例5
制备以下液晶混合物M-5并研究其一般物理性质。组成和性质在下表中给出。
备注:t.b.d.:待测定
聚合物前体的典型浓度如下。
结果概述于下表中。
混合物 | 5.1 | 5.2 |
主体 | M-5 | M-5 |
反应性介晶 | RM-2 | RM-2 |
聚合前的转变点 | 28.9 | t.b.d. |
聚合温度/℃ | 29.4 | t.b.d. |
V10(20℃)/V | 24.2 | t.b.d. |
V50(20℃)/V | 39.5 | t.b.d. |
V90(20℃)/V | 50.3 | t.b.d. |
V100(20℃)/V | 57 | t.b.d. |
ΔV50(20℃)/V V | 1.10 | t.b.d. |
τon(20℃)/ms | 2.94 | t.b.d. |
τoff(20℃)/ms | 1.77 | t.b.d. |
记忆 | 1.01 | t.b.d. |
备注:t.b.d.:待测定
Claims (16)
1.式I-Z的介晶化合物
其中
R1为具有1至9个C原子的烷基,该烷基为直链或支链,未取代,经F、Cl或CN单取代或多取代,且其中一个或多个CH2基团在每一情形下彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,
L1为H或F,
X1为F、CN或CF3,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,且
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基。
2.呈现蓝相的介晶介质,其包含组分A,
其由一种或多种式I-Z的化合物组成
其中
R1为具有1至9个C原子的烷基,该烷基为直链或支链,未取代,经F、Cl或CN单取代或多取代,且其中一个或多个CH2基团在每一情形下彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,
L1为H或F,
X1为F、CN或CF3,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,且
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基。
3.根据权利要求2的介晶介质,其特征在于其包含一种或多种手性掺杂剂。
4.根据权利要求2和3中至少一项的介晶介质,其特征在于其包含第二组分,组分B,其由一种或多种选自式I-M和I-U的化合物的化合物组成
其中
R1、L1和X1具有权利要求2中所给出的各个含义。
5.根据权利要求2至4中至少一项的介晶介质,其特征在于其包含一种或多种选自式I-A、I-E、I-N和I-T的化合物
其中
R0具有R1的含义,
R1具有权利要求2中所给出的含义,且
L01至L03、L1、L11和L12彼此独立地为H或F。
6.根据权利要求2至5中至少一项的介晶介质,其特征在于其包含一种或多种式II的化合物
其中
L21至L23彼此独立地为H或F,
R2为烷基,该烷基为直链或支链,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中一个或多个CH2基团在每一情形下彼此独立地经-O-、-S-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CY01=CY02-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,
Y01和Y02彼此独立地为F、Cl或CN,且另一选择为它们中之一可为H,
R01和R02彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基。
7.根据权利要求2至6中至少一项的介质,其特征在于其包含一种或多种式III的化合物
其中R3具有权利要求1中针对R1给出的含义。
8.根据权利要求2至7中至少一项的介质,其特征在于其包含一种或多种选自式IV和V的化合物的化合物
其中
R4和R5彼此独立地为烷基,该烷基为直链或支链,优选具有1至20个C原子,未取代,经F、Cl或CN、优选经F单取代或多取代,且其中一个或多个CH2基团在每一情形下彼此独立地经-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-或-C≡C-以使O和/或S原子不直接彼此连接的方式任选地替代,
L5为H或F,
n和m彼此独立地为0或1。
9.根据权利要求2至8中至少一项的介质,其特征在于其包含可聚合组分,该可聚合组分包含一种或多种可聚合化合物。
10.权利要求2至9中至少一项的介质,其特征在于其包含一种或多种式Ml的化合物
其中参数具有以下含义:
P1和P2各自彼此独立地为可聚合基团,
Sp1和Sp2各自彼此独立地为单键或间隔基团,
且,其中另一选择为,P1-Sp1-和P2-Sp2-中之一或多者还可为Raa,条件是该化合物中所存在的P1-Sp1-和P2-Sp2-中至少之一不为Raa,
Raa为H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基,其中一个或多个不相邻的-CH2-基团可彼此独立地经-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以0或S原子均不直接彼此连接的方式替代,且其中一个或多个H原子还可经F、Cl、CN或P1-Sp1-替代,
R0、R00在每次出现时各自彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry和Rz各自彼此独立地为H、F、CH3或CF3,
L在每次出现时彼此独立地为F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、任选地经单氟化或多氟化的烷基、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,且
r为0、1、2、3或4。
11.权利要求2至10中至少一项的介质,其特征在于其包含一种或多种式M2的化合物
其中该参数具有权利要求10中所给出的各个含义。
12.稳定介晶介质的方法,其特征在于使根据权利要求9至11中一项或多项的介质经受其可聚合成分的聚合。
13.介晶介质,其通过根据权利要求9至11中至少一项的介质的可聚合成分的聚合来稳定。
14.光调制元件,其特征在于其包含根据权利要求2至11和13中至少一项的介质。
15.电光学显示器,其特征在于其包含根据权利要求2至11和13中至少一项的介质。
16.根据权利要求2至11和13中一项或多项的介质在光调制元件中的用途。
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