CN105385458B - 液晶介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含可聚合化合物的液晶(LC)介质,其制备方法,其用于光学、电光学和电子目的的用途,特别是在LC显示器,尤其是聚合物稳定配向(PSA)类型的LC显示器中的用途,以及涉及包含其的LC显示器,尤其是PSA显示器。
Description
技术领域
本发明涉及包含可聚合化合物的液晶(LC)介质,其制备方法,其用于光学、电光学和电子目的的用途,特别是在LC显示器,尤其是聚合物稳定配向(PSA)类型的LC显示器中的用途,以及涉及包含其的LC显示器,尤其是PSA显示器。
背景技术
目前使用的液晶显示器(LC显示器)通常是TN(扭曲向列)型的那些。但是,这些具有强烈的对比度视角依赖性的缺陷。
此外,已知所谓的VA(“垂直配向”)显示器具有更宽的视角。VA显示器的LC盒在两个透明电极之间含有LC介质层,其中该LC介质经常具有负的介电各向异性值。在断电状态下,LC层的分子垂直于电极表面(垂面地)配向或者具有倾斜垂面配向。将电压施加到两个电极上时,会发生LC分子平行于电极表面的再配向。
此外,已知OCB(“光学补偿弯曲”)显示器,其基于双折射效应且具有有所谓的“弯曲”配向和通常正的介电各向异性的LC层。施加电压时,发生LC分子垂直于电极表面的再配向。此外,OCB显示器通常包含一个或多个双折射光学延迟膜,以防止在黑暗状态下弯曲盒的不期望的光透过性。OCB显示器相对于TN显示器具有更宽的视角和更短的响应时间。
还已知的是所谓的IPS(“面内切换”)显示器,其包含在两个基板之间的LC层,其中两个电极仅布置在两个基板中的一个上并且优选具有彼此交错的梳形结构。在向电极施加电压时,由此在它们之间产生具有平行于LC层的显著分量的电场。这导致LC分子在层面内再配向。
此外,已报道了所谓的FFS(“边缘场切换”)显示器(尤其参见S.H.Jung等人,Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷,第3期,2004,1028),其在相同的基板上包含两个电极,其中一个以梳形的方式结构化,并且另一个电极是未结构化的。由此产生强的所谓的“边缘场”,即紧挨电极边缘处的强电场,且在整个盒之中产生同时具有强的垂直分量和强的水平分量的电场。FFS显示器具有低的对比度视角依赖性。FFS显示器通常含有具有正介电各向异性的LC介质、和通常为聚酰亚胺的配向层,所述配向层向LC介质分子提供平面配向。
FFS显示器可以作为有源阵列或无源阵列显示器操作。在有源阵列显示器的情况下,单独像素通常通过集成的非线性有源元件例如晶体管(例如薄膜晶体管(“TFT”))寻址,而在无源阵列显示器的情况下,单独的像素通常通过现有技术已知的多路传输方法寻址。
此外,FFS显示器已经被公开(参见S.H.Lee等,Appl.Phys.Lett.73(20),1998,2882-2883和S.H.Lee等,Liquid Crystals 39(9),2012,1141-1148),其具有与FFS显示器相似的电极设计和层厚度,但包含具有负介电各向异性的LC介质代替具有正介电各向异性的LC介质的层。具有负介电各向异性的LC介质显示了更有利的指向矢取向,其与具有正介电各向异性的LC介质相比,具有更少的倾斜和更多的扭转取向,结果这些显示器具有更高的透射率。该显示器进一步包含优选为聚酰亚胺的配向层,所述配向层设置在与LC介质接触的至少一个基板并且诱导LC介质的LC分子的平面配向。这些显示器也被称为“超亮FFS(UB-FFS)”模式显示器。这些显示器要求高可靠性的LC介质。
如下文所用的术语“可靠性”表示在时间期间和具有不同的应力载荷(例如光载荷、温度、湿度、电压)下显示器的性能的质量并且包含显示器效应,例如图像粘滞(区域和线图像粘滞)、色差、yogore等,其对于LC显示器领域的技术人员是已知的。作为划分可靠性的标准参数,通常使用电压保持比(VHR)值,其是在测试显示器中保持恒定电压的量度。VHR值越高,LC介质的可靠性越好。
在较新近类型的VA显示器中,LC分子的均一配向局限于LC盒内多个较小的畴上。这些畴之间可以存在向错,也称为倾斜畴。具有倾斜畴的VA显示器,相对于传统VA显示器,具有更大的对比度和灰阶的视角不依赖性。另外,这种类型的显示器更容易制备,因为不再需要用于在接通状态下使分子均一配向的额外电极表面处理(例如通过摩擦)。替换地,通过电极的特殊设计来控制倾斜角或预倾角的优先方向。
在所谓的MVA(“多域垂直配向”)显示器中,这点通常通过使电极具有导致局部预倾斜的凸起而实现。由此,在施加电压时在不同的、特定的盒区域内在不同方向上使LC分子平行于电极表面配向。由此实现“受控的”切换,且防止干扰性的向错线的形成。虽然这种布置改进了显示器的视角,但是它导致其透光性的降低。MVA的进一步开发使用了仅在一个电极侧上的凸起,而对置的电极具有切口,这改进了透光性。该切口的电极在施加电压时在LC盒中产生不均匀的电场,意味着仍实现了受控切换。为进一步改进透光性,可以扩大切口与凸起之间的间距,但是这又导致响应时间的延长。在所谓的PVA(“图案化VA”)显示器中,不用凸起也完全可行,因为两个电极通过在对置侧上的切口来结构化,这导致增高的对比度和改进的透光性,但是这在技术上是困难的并且使显示器对机械影响(“拍打”等)更敏感。但是对于许多应用,例如监视器且尤其是TV-屏幕,期望缩短响应时间以及改进显示器的对比度和亮度(透射率)。
另一种发展是所谓的PS(“聚合物稳定的”)或PSA(“聚合物稳定配向”)型显示器,对其有时也使用术语“聚合物稳定化”。其中,将少量(例如0.3重量%、通常<1重量%)的一种或多种可聚合化合物,优选可聚合单体化合物添加到LC介质中,并在将LC介质充入显示器之后,任选当将电压施加到显示器的电极时,使其通常通过UV光聚合原位聚合或交联。聚合在LC介质显示出液晶相的温度下进行,通常在室温下进行。已证实将可聚合的介晶或液晶化合物(还称为反应性介晶或“RM”)添加到LC混合物中是特别适宜的。
除非另有说明,以下当通常涉及聚合物稳定配向类型的显示器时使用术语“PSA”,且当涉及具体的显示器模式,例如PS-VA、PS-TN等时使用术语“PS”。
此外,除非另有说明,以下当涉及可聚合介晶或液晶化合物时使用术语“RM”。
同时,PS(A)原理正用在各种传统的LC显示器模式中。因此,例如已知的有PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS和PS-TN-显示器。在PS-VA和PS-OCB显示器的情况中,RM的聚合优选在施加电压下进行,并且在PS-IPS显示器的情况中,RM的聚合在施加或不施加电压,优选在不施加电压的情况下进行。如在测试盒中可以证实的那样,PS(A)方法导致盒中的预倾斜。在PS-OCB显示器的情形下,例如弯曲结构可以被稳定化,从而使得偏置电压是不必要的或者可以将偏置电压降低。就PS-VA-显示器的情况,预倾斜对响应时间有积极的作用。对于PS-VA显示器,可以使用标准MVA或PVA像素和电极布局。但是另外,例如也可以仅使用一个结构化的电极侧且不使用凸起来操控,这显著地简化了制备,且同时获得了极佳对比度,并且同时还获得了极佳的透光性。
此外,所谓的正性-VA显示器(“正性VA”)已经证明是特别合适的模式。与传统的VA显示器类似,在正性-VA显示器中在无电压施加时的初始状态下LC分子的初始取向是垂面的,即基本上垂直于基板。但是,与传统的VA显示器相反,正性-VA显示器中使用了具有正性介电各向异性的LC介质。类似于在通常使用的IPS显示器中,在正性-VA显示器中的两个电极仅布置在两块基板中的一个上,并且优选具有相互交错和梳状(交叉指形)结构。通过向交叉指型电极施加电压,其产生了基本上平行于LC介质层的电场,将LC分子转变为基本上与基板平行的取向。在正性-VA显示器中,也已证明聚合物的稳定化是有利的,即将RM添加到LC介质中,它们在盒中聚合,由此可以实现切换时间的显著缩短。
PS-VA-显示器例如在EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US2004/0191428 A1、US2006/0066793 A1和US 2006/0103804 A1中进行了描述。PS-OCB显示器例如在T.-J-Chen等,Jpn.J.Appl.Phys.45,2006,2702-2704和S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.43,2004,7643-7647中进行了描述。PS-IPS显示器例如在US 6,177,972和Appl.Phys.Lett.1999,75(21),3264中进行了描述。PS-TN显示器例如在Optics Express2004,12(7),1221中进行了描述。
如上述的常规LC显示器一样,PSA显示器能作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。就有源矩阵显示器的情况而言,各个像素通常通过集成的非线性有源元件如晶体管(例如薄膜晶体管(“TFT”))来进行寻址,而就无源矩阵显示器的情况而言,各个像素通常根据如现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。
PSA显示器还可以在形成显示器盒的基板中的一个或两个基板上包含配向层。所述配向层通常施加到电极上(其中存在这种电极)使得其与LC介质接触并且诱导LC分子的初始配向。所述配向层可以例如包含聚酰亚胺或例如由聚酰亚胺组成,其也可以被摩擦,或可以通过光配向方法制备。
特别对监控器和特别是TV应用而言,继续需要响应时间的最优化,以及LC显示器的对比度和亮度(由此还有透射性)的最优化。PSA方法在这里可以提供至关重要的优点。特别是在PS-VA、PS-IPS、PS-FFS和PS-正性-VA显示器中,与测试盒中可测量的预倾斜相关的响应时间的缩短可以在对其他参数没有明显反作用的情况下获得。
现有技术已经提出了二联苯基二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯,其任选被氟化作为RM用于PSA显示器中。
然而,出现的问题在于不是所有由LC混合物和一种或多种RM组成的组合都适用于PSA显示器,因为例如根本不能建立倾斜或不能建立充分的倾斜,或者例如因为所谓的“电压保持比”(VHR或HR)对TFT显示器应用来说是不够的。此外,还已发现当用于PSA显示器中时,从现有技术已知的LC混合物和RM仍然具有一些缺点。因此,不是每一种已知可溶于LC混合物的RM都适合用于PSA显示器中。此外,除了直接测量PSA显示器中的预倾斜外,对于RM通常难以发现合适的选择标准。如果期望通过UV光而不添加光引发剂的方式进行聚合(这对于某些应用来说却是有利的),则适合RM的选择变得甚至更小。
另外,选择的液晶LC主体混合物/RM的组合应当具有尽可能低的旋转粘度和尽可能好的电性质。特别是它应当具有尽可能高的VHR。在PSA显示器中,尤其需要在用UV光辐照之后的高VHR,因为UV曝光是显示器生产过程中必不可少的部分,但是也在制成的显示器运行期间作为正常曝光而发生。
特别期望的是,对于PSA显示器提供产生特别小的预倾斜角度的可获得的新型材料。在此,优选的材料在聚合期间在相同曝光时间下产生比迄今已知的材料更低的预倾斜角度,和/或通过使用它们即使在较短的曝光时间之后也已能实现以已知的材料所能获得的(较高的)预倾斜角。由此,显示器的生产时间(“节拍时间”)能缩短以及生产工艺的成本能降低。
生产PSA显示器中的另一个问题是残余量的未聚合的RM的存在或去除,特别是在用于在显示器中产生预倾斜角的聚合步骤之后。例如,这类未反应掉的RM可能通过例如在显示器制成之后在操作期间以不可控的方式聚合而不利地影响显示器的性质。
因此,现有技术已知的PSA显示器经常显示出所谓“图像粘滞”或者“图像烧焦”的不希望有的效应,即在LC显示器中通过各个像素的短暂寻址而产生的图像甚至在这些像素中的电场已经断开后或在其它像素已经寻址后仍然是可看得见的。
如果使用具有低VHR的LC主体混合物,则一方面可能出现该“图像粘滞”。日光或背光照明的UV-成分可能引发其中LC分子不合期望的分解反应和由此引发离子或自由基杂质的产生。这些可能累积,特别是在电极或配向层上,在那里它们可降低有效施加的电压。该效应还可以在没有聚合物组分的传统LC显示器中观察到。
此外,由于存在未聚合的RM而引起的额外的“图像粘滞”效应经常在PSA显示器中观察到。残余RM的不受控的聚合在此通过来自环境的UV光或通过背光照明引发。在接通的显示器区域内,在多个寻址周期之后,这改变了倾斜角。结果,在接通的区域内可能出现透射率变化,而其在未接通的区域中保持不变。
因此,值得期望的是,在PSA显示器生产期间RM的聚合尽可能完全进行以及尽可能排除在显示器中未聚合RM的存在或者将其降低至最小值。因此,需要或支持高度有效且完全聚合RM的RM和LC混合物。此外,期望的是残余量的RM的受控反应。如果RM比迄今已知的材料更快且更有效地聚合,则这将是更简单的。
已经在PSA显示器的操作中观察到的另一个问题是预倾斜角的稳定性。因此,观察到在聚合如上所述的RM的显示器制造期间产生的预倾斜角在使显示器经受其操作期间的电压应力时不保持恒定,但会变差。这可以负面地影响显示器的性能,例如增加了黑暗状态的透光率并且因此降低了对比度。
另一个要解决的问题在于现有技术的RM通常具有高的熔点,并且在许多现有普通的LC混合物中仅显示出有限的溶解性,且因此其经常倾向于自发的从混合物中结晶出来。此外,自发聚合的风险阻碍了LC主体混合物变暖以便溶解可聚合组分,这意味着甚至在室温下也需要最大可能的溶解性。此外,例如在将LC介质引入到LC显示器(色谱效应)中时还存在分离的风险,这可能大大地影响了显示器的均一性。这通过通常在低温下引入LC介质以便降低自发聚合的风险(参见以上)的事实而进一步增加,这反过来对溶解性具有不利的影响。
现有技术中观察到的另一个问题在于在LC显示器中,包括但不限于PSA类型的显示器中使用常规的LC介质,通常导致在显示器中发生色差,尤其是当LC介质填充在使用一滴填充(ODF)方法制造的显示器盒中时。该现象也称为“ODF色差”。因此期望提供产生降低的ODF色差的LC介质。
现有技术中观察到的另一个问题在于用于PSA显示器的LC介质,包括但不限于PSA类型的显示器,通常表现出高粘度,并且因此表现出高的切换时间。为了降低LC介质的粘度和切换时间,现有技术已建议加入具有烯基的LC化合物。但是,观察到包含烯基化合物的LC介质通常显示出可靠性和稳定性的降低,并且特别是暴露于UV照射之后VHR的降低。特别是对于用于PSA显示器时这是相当不利的,因为PSA显示器中RM的光聚合通常通过暴露于UV照射而进行,这可能导致LC介质中VHR的降低。
因此,对PSA显示器和用于这种显示器的LC介质和可聚合化合物存在着巨大需求,其不表现出以上所述的缺点或者仅在小的程度上表现出并且其具有改进的性质。
特别地,对PSA显示器以及用于这种PSA显示器中的LC介质和可聚合化合物都存在着巨大需求,其使得能够具有高的电阻率,同时具有大的工作温度范围、短的响应时间,甚至在低温下,并且具有低的阈值电压、低的预倾斜角、灰阶的多样性、高对比度和宽的视角,在UV曝光之后还具有高的可靠性和高的“电压保持比”(VHR)的值,并且在可聚合化合物的情况下具有低的熔点和在LC主体混合物中高的溶解性。在用于移动应用的PSA显示器中,尤其期望具有显示低的阈值电压和高的双折射率的可得的LC介质。
发明内容
本发明的目的在于提供用于PSA显示器的新的适合的材料,特别是包含该材料的RM和LC介质,其并不具有以上所述的缺点或尽量以小的程度具有上述缺点。
特别地,本发明的目的在于提供用于PSA显示器中的LC介质,其能够实现非常高的电阻率值、高的VHR值、高的可靠性、低的阈值电压、短的响应时间、高的双折射率,显示良好的UV吸收,尤其在更长的波长下显示良好的UV吸收,允许其中包含的RM快速和完全聚合,允许尽可能快地生成低预倾斜角,即使在更长的时间后和/或在UV暴露后也能够实现预倾斜的高稳定性,降低或防止显示器中“图像粘滞”的发生,以及降低或防止显示器中“ODF色差”的发生。
根据本发明通过如本申请中描述的材料和方法实现了该目的。特别地,已经令人惊讶地发现,即使当在包含如下文所述的式AN1的烯基化合物的LC主体介质中加入小量的如下文所述的式Q的四联苯化合物,也使得实现如上所述的有利影响。
因此,使用根据本发明的LC介质有助于快速和完全的UV光聚合反应,特别是在300-380nm,尤其是在340nm以上的更长的UV波长下,导致大的和稳定的预倾斜角的快速产生,降低显示器中的图像粘滞和ODF色差,导致在UV光聚合之后的高的VHR值,并且能够实现快的响应时间、低的阈值电压和高的双折射率。
概述
本发明涉及液晶(LC)介质,其包含一种或多种可聚合化合物、一种或多种式Q的化合物、和一种或多种式AN1的化合物,
其中各个基团在每次出现时相同或不同地且各自彼此独立地具有以下含义:
RQ表示具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基,或具有2至9个C原子的烯基或烯基氧基,其所有任选地被氟代,
XQ表示F、Cl、具有1至6个C原子的卤代烷基或烷氧基、或具有2至6个C原子的卤代烯基或烯基氧基,
LQ1至LQ6表示H或F,其中LQ1至LQ6至少一个为F,
alkyl表示具有1-6个C原子的直链烷基,和
alkenyl表示具有2-7个C原子的直链烯基。
本发明进一步涉及LC介质,其包含:
-可聚合组分A),其包含一种或多种可聚合化合物,优选地由一种或多种可聚合化合物组成,和
-液晶组分B),在下文中也称为“LC主体混合物”,其包含一种或多种介晶或液晶化合物,优选地由一种或多种介晶或液晶化合物组成,所述介晶或液晶化合物包括至少一种式Q的化合物和至少一种式AN1的化合物。
根据本发明的LC介质的液晶组分B)在下文中也被称为“LC主体混合物”,并且优选仅包含选自不可聚合的低分子量化合物的LC化合物,如式Q和AN1的那些,并且任选包含添加剂如聚合引发剂、抑制剂等。
本发明另外涉及上下文所述的LC介质或LC显示器,其中组分A)的可聚合化合物是经聚合的。
本发明还涉及制备如上下文所述的LC介质的方法,其包括以下步骤:使如上下文所述的一种或多种式AN1的化合物和一种或多种式Q的化合物、或LC主体混合物或液晶组分B),与一种或多种可聚合化合物、以及任选地与其他LC化合物和/或添加剂混合。
本发明另外涉及LC介质在LC显示器,尤其是在PSA显示器中的用途。
本发明还涉及根据本发明的LC介质在PSA显示器中的用途,特别是在包含LC介质的PSA显示器中的用途,用于通过组分B)的可聚合化合物(或多种可聚合化合物)在PSA显示器中(优选在电场或磁场中)原位聚合在LC介质中产生倾斜角。
本发明还涉及包含根据本发明的LC介质或一种或多种式I的化合物的LC显示器,特别是PSA显示器,特别优选为PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-正性-VA或PS-TN显示器。
本发明还涉及包含可通过聚合一种或多种式I的化合物或如上所述的可聚合组分A)获得的聚合物,或包含根据本发明的LC介质的LC显示器,其优选是PSA显示器,特别优选为PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-正性-VA或PS-TN显示器。
本发明还涉及PSA类型的LC显示器,其包括两个基板(至少一个基板是透光的、在每一个基板上提供的电极或在仅一个基板上提供的两个电极),和位于基板之间的包含一种或多种如上下文所述的可聚合化合物和LC组分的LC介质层,其中可聚合化合物在显示器的基板之间聚合。
本发明还涉及制造如上下文所述的LC显示器的方法,其包括以下步骤:在显示器的基板之间填充或以其它方式提供包含一种或多种如上下文所述的可聚合化合物的LC介质,和聚合可聚合化合物。
根据本发明的PSA显示器具有两个电极,其优选是透明层的形式,将其施加于基板中的一个或两个上。在一些显示器中,例如在PS-VA、PS-OCB或PS-TN显示器中,将一个电极施加于两个基板的每一个上。在其他显示器中,例如在PS-正性-VA、PS-IPS或PS-FFS或PS-UB-FFS显示器中,将两个电极仅施加到两个基板的一个上。
在优选的实施方案中,可聚合组分在LC显示器中聚合,同时将电压施加到显示器的电极上。
可聚合组分的可聚合化合物优选通过光聚合,非常优选通过UV光聚合进行聚合。
发明详述
除非另有规定,可聚合化合物优选选自非手性化合物。
如本文所用,术语“活性层”和“可切换层”表示光电显示器中,例如LC显示器中的层,其包含一种或多种具有结构和光学各向异性的分子,例如LC分子,其在受到如电场或磁场的外部刺激时改变它们的取向,这导致层对极化或非极化光的透射性的改变。
如本文中使用的,术语“倾斜”和“倾斜角”将理解为LC介质的LC分子相对于LC显示器(这里优选为PSA显示器)中盒表面的倾斜配向。这里的倾斜角表示LC分子的纵向分子轴(LC指向矢)与形成LC盒的平面平行外部板的表面之间的平均角度(<90°)。这里低值的倾斜角(即大的偏离90°角)对应于大的倾斜。实施例中给出了用于倾斜角测量的合适方法。除非另有说明,上下文公开的倾斜角值涉及该测量方法。
如本文中使用的,术语“反应性介晶”和“RM”将理解为包含介晶或液晶骨架,和一个或多个适合聚合的并且也被称为“可聚合基团”或“P”的连接到其上的官能团的化合物。
如本文所使用的,除非另有说明,术语“可聚合化合物”将理解为可聚合的单体化合物。
如本文中使用的,术语“低分子量化合物”将理解为单体的和/或不通过聚合反应制备的化合物,与“聚合化合物”或“聚合物”相对。
如本文中使用的,术语“不可聚合化合物”将理解为不包含在通常应用于RM聚合的条件下适于聚合的官能团的化合物。
如本文所用的术语“介晶基团”是本领域技术人员已知的且描述于文献中,并且表示由于其吸引和排斥相互作用的各向异性而主要有助于在低分子量或聚合物质中产生液晶(LC)相的基团。含有介晶基团的化合物(介晶化合物)并非必然地本身具有LC相。对于介晶化合物而言,也有可能仅在与其它化合物混合后和/或在聚合之后表现出LC相行为。典型的介晶基团为例如刚性的小棒状或小盘状单元。Pure Appl.Chem.2001.73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出了有关介晶或LC化合物所使用的术语和定义的综述。
如本文所使用的术语“间隔基团”,以下也被称为“Sp”是本领域技术人员已知的并且描述于文献中,参见例如Pure Appl.Chem.2001.73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。如本文所用,术语“间隔基团”或“间隔基”表示在可聚合介晶化合物中连接介晶基团和可聚合基团的柔性基团,例如亚烷基。
在上下文中,
表示反式-1,4-亚环己基环,和
表示1,4-亚苯基环。
上下文中“有机基团”表示碳基或烃基。
“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基团,其中这或者不含有其它原子(例如-C≡C-),或者任选地含有一个或多个其它原子,例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰基等)。术语“烃基”表示额外含有一个或多个H原子并且任选地一个或多个杂原子例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge的碳基。
“卤素”表示F、Cl、Br或I。
碳基或烃基可为饱和或不饱和基团。不饱和基团为例如芳基、烯基或炔基。具有多于3个C原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状的,并且也可含有螺连接或稠合环。
术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等也包含多价基团,例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。
术语“芳基”表示芳香族碳基或由其衍生的基团。术语“杂芳基”表示含有一个或多个杂原子的以上所定义的“芳基”,所述杂原子优选选自N、O、S、Se、Te、Si和Ge。
优选的碳基和烃基为任选取代的直链、支链或环状的具有1-40个、优选1-20个、非常优选1-12个C原子的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基和烷氧基羰氧基,任选取代的具有5-30个、优选6-25个C原子的芳基或芳氧基,或者任选取代的具有5-30个、优选6-25个C原子的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基和芳氧基羰氧基,其中一个或多个C原子还可以被杂原子代替,所述杂原子优选选自N、O、S、Se、Te、Si和Ge。
进一步优选的碳基和烃基为C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C3-C20烯丙基、C4-C20烷二烯基、C4-C20多烯基、C6-C20环烷基、C4-C15环烯基、C6-C30芳基、C6-C30烷基芳基、C6-C30芳基烷基、C6-C30烷基芳氧基、C6-C30芳基烷氧基、C2-C30杂芳基、C2-C30杂芳基氧基。
特别优选地是C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C6-C25芳基和C2-C25杂芳基。
进一步优选的碳基和烃基为具有1-20个、优选1-12个C原子的直链、支链或环状烷基,其为未取代的或者被F、Cl、Br、I或CN单或多取代的,其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子以不彼此直接相连的方式代替。
Rx优选表示H、F、Cl、CN、具有1-25个碳原子的直链、支链或环状烷基链,另外,其中一个或多个不相邻的C原子可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-代替,且其中一个或多个H原子可被F或Cl代替,或表示任选取代的具有6-30个C原子的芳基或芳氧基,或任选取代的具有2-30个C原子的杂芳基或杂芳氧基。
优选的烷基为例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基(dodecanyl)、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。
优选的烯基为例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基等。
优选的炔基为例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、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。
优选的氨基为例如二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。
芳基和杂芳基可为单环的或多环的,即它们可以含有一个环(例如苯基)或两个或更多的环,其也可以是稠合的(例如萘基)或共价键合(例如联苯基),或者包含稠合和连接环的组合。杂芳基含有一个或多个杂原子,优选选自O、N、S和Se。
特别优选的是具有6-25个C原子的单-、二-或三环芳基以及具有5-25个环原子的单-、二-或三环杂芳基,其任选含有稠合环并且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-或7-元芳基和杂芳基,另外,其中一个或多个CH基团可被N、S或O以O原子和/或S原子不彼此直接相连的方式代替。
优选的芳基为例如苯基、二联苯基、三联苯基、[1,1':3',1”]三联苯基-2′-基、萘基、蒽基、二联萘基、菲基、9,10-二氢-菲基、芘、二氢芘、二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺二芴等。
优选的杂芳基为例如5-元环,例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、异噁唑、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-元环,例如吡啶、哒嗪、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,或稠合基团,例如吲哚、异吲哚、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、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、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、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩,或者这些基团的组合。
上下文中提及的芳基和杂芳基也可被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或其它芳基或杂芳基取代。
(非芳族)脂环基和杂环基既包含饱和的环,即仅由单键构成的环,又包含部分不饱和的环,即也可以包含多重键的那些。杂环含有一个或多个杂原子,优选选自Si、O、N、S和Se。
(非芳族)脂环基和杂环基团可为单环的,即仅含一个环(例如环己烷),或者是多环的,即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛烷)。特别优选是饱和的基团。此外优选具有5-25个环原子的单-、双-或三环基团,其任选含有稠合环且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基团,另外,其中一个或多个C原子可被Si代替和/或一个或多个CH基团可被N代替和/或一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-和/或-S-代替。
优选的脂环和杂环基团例如为5-元基团,例如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷;6-元基团,例如环己烷、硅杂环己烷(silinane)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶;7-元基团,例如环庚烷;和稠合基团,例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、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、八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基。
优选的取代基为例如溶解促进性基团,例如烷基或烷氧基;吸电子基团,例如氟、硝基或腈;或者是用于提高聚合物玻璃化转变温度(Tg)的取代基,特别是大体积基团,例如叔丁基或任选取代的芳基。
优选的取代基,以下也被称为“L”,例如为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,直链或支链的各个具有1-25个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子可任选被F或Cl代替,任选取代的具有1-20个Si原子的硅烷基,或任选取代的具有6-25,优选6-15个C原子的芳基。
其中Rx表示H、F、Cl、CN或具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代替,和其中一个或多个H原子各自任选被F、Cl、P-或P-Sp-代替,和
Y1表示卤素。
“取代的硅烷基或芳基”优选表示被卤素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0取代,其中R0表示H或具有1-20个C原子的烷基。
特别优选的取代基L例如为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5,此外还有苯基。
其中L具有以上所述含义之一。
可聚合基团P是适用于聚合反应(例如自由基或离子链聚合,加聚或缩聚)的基团,或者适用于聚合物相似的反应(例如在聚合物主链上加成或缩合)的基团。对于用于链式聚合的基团,特别优选的是特别是包含C=C双键或-C≡C-三键的那些,而对于适于开环聚合的基团,例如是氧杂环丁烷基或环氧基。
优选的基团P选自CH2=CW1-CO-O-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,特别是H、F、Cl或CH3;W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基,特别是H、甲基、乙基或正丙基;W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基;W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基;Phe表示1,4-亚苯基,其任选被一个或多个如上定义的不是P-Sp-的基团L取代;k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1;且k4表示1至10的整数。
非常优选的基团P选自CH2=CW1-CO-O-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-O-、CH2=CW2-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,特别是H、F、Cl或CH3;W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基,特别是H、甲基、乙基或正丙基;W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基;W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基;Phe表示1,4-亚苯基;k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1;且k4表示1至10的整数。
非常特别优选的P基团选自CH2=CW1-CO-O-,特别是CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-和CH2=CF-CO-O-,还有CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、(CH2=CH)2CH-O-、和
进一步优选的可聚合基团P选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基,最优选选自丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。
如果Sp不同于单键,则其优选为式Sp"-X",以便相应的基团P-Sp-符合式P-Sp"-X"-,其中:
Sp"表示具有1-20个、优选1-12个C原子的亚烷基,其任选被F、Cl、Br、I或CN单或多取代,并且另外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-N(R0)-、-Si(R0R00)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00)-CO-O-、-O-CO-N(R0)-、-N(R0)-CO-N(R00)-、-CH=CH-或-C≡C-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代替,
X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R0)-、-N(R0)-CO-、-N(R0)-CO-N(R00)-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或单键,
R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1-20个C原子的烷基,和
Y2和Y3各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN,
X"优选为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR00-或单键。
典型的间隔基团Sp和-Sp"-X"-例如为-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR0R00-O)p1-,其中p1是1-12的整数,q1是1-3的整数,和R0和R00具有以上指出的含义。
特别优选的基团Sp和-Sp"-X"-为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1和q1具有以上指出的含义。
特别优选的基团Sp"在每种情况下例如为直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基-亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。
LC介质的LC组分B)或LC主体混合物包含一种或多种包含烯基的介晶或LC化合物(在下文中也称为“烯基化合物”),如式AN1的化合物,其中所述烯基在用于聚合包含在LC介质中的可聚合化合物的条件下对聚合反应是稳定的。
在式AN1的化合物中,alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
优选的式AN1的化合物选自下式:
其中m表示1、2、3、4、5或6,并且Rb1表示H、CH3或C2H5。
非常优选的式AN1的化合物选自下式:
最优选的是式AN1a2和AN1a5的化合物,特别是式AN1a2的化合物。
优选地,式AN1a的化合物在LC介质中的比例为2至60%,非常优选地为5至45%,最优选地为10至40%。
优选地,LC介质含有1至5种,优选地1、2或3种式AN1的化合物。
为了实现更快的响应时间,需要低的LC介质的旋转粘度γ1和低的盒间隙。现有技术的LC介质通常使用烯基和三联苯化合物来满足这些要求。然而,这些LC介质具有由于降低的可靠性和UV应力后的VHR的下降而引起的控制问题。令人惊讶地发现,当在LC介质中使用式Q的四联苯化合物时,这些问题可以减少。
因此,除了可聚合化合物和式AN1的化合物以外,根据本发明的LC介质还包含一种或多种式Q的四联苯化合物。
优选的式Q的化合物是其中RQ表示具有2至6个C原子的直链烷基的那些,非常优选乙基、正丙基或正丁基。
优选的式Q的化合物是其中LQ3和LQ4为F的那些。另外的优选的式Q的化合物是其中LQ3、LQ4和、LQ1和LQ2中的一个或两个为F的那些。
优选的式Q的化合物是其中XQ表示F或OCF3的那些,非常优选F。
式Q的化合物优选选自以下子式:
其中,RQ具有式I的含义之一或上下文给出的其优选的含义之一,并且优选为乙基、正丙基或正丁基。
尤其优选的是式Q1的化合物,特别是其中RQ为正丙基的那些。
优选地,式Q的化合物在LC介质中的比例为0.1至5%,非常优选地为0.1至2%,最优选地为0.2至1.5%。更高浓度的式Q的化合物可以负面影响溶解性。
优选地,LC介质包含1至5种,优选1或2种式Q的化合物。
通过使用式Q及其子式的四联苯化合物,也可以至少部分代替LC主体混合物中的三联苯化合物。由此可以降低ODF色差,同时保持高的UV吸收且实现快速和完全的聚合和强的倾斜角产生。
因此,在本发明的一个优选的实施方案中,LC介质的LC组分B)含有不多于20%的三联苯化合物。
可聚合化合物优选选自式I
Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb I
其中各个基团在每次出现时相同或不同地且各自彼此独立地具有以下含义:
Ra和Rb表示P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1至25个C原子的直链或支链烷基,此外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代替,并且此外,其中一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-代替,其中,如果B1和/或B2含有饱和C原子,那么Ra和/或Rb还可以表示螺连接到该饱和C原子的基团,
其中基团Ra和Rb中至少一个表示或包含基团P或P-Sp-,
P表示可聚合基团,
Sp表示间隔基团或单键,
B1和B2为芳基、杂芳基、脂环基或杂环基,优选地具有4至25个环原子,其还可以包含稠环,并且其是未取代的或被L单取代或多取代,
Zb表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0R00或单键,
R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,
m表示0、1、2、3或4,
n1表示1、2、3或4,
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、任选取代的硅烷基、具有6至20个C原子的任选取代的芳基、或具有1至25个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,此外,其中一个或多个H原子可以被F、Cl、P或P-Sp-代替,
P和Sp具有以上所示的含义,
Y1表示卤素,
Rx表示P,P-Sp-,H,卤素,具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,此外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代替,此外,其中一个或多个H原子可以被F、Cl、P或P-Sp-代替,具有6至40个C原子的任选取代的芳基或芳基氧基,或具有2至40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳基氧基。
特别优选的式I的化合物是这样的化合物,其中B1和B2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基,1,3-亚苯基,萘-1,4-二基,萘-2,6-二基,菲-2,7-二基,9,10-二氢-菲-2,7-二基,蒽-2,7-二基,芴-2,7-二基,香豆素,黄酮,此外,其中这些基团中的一个或多个CH基团可以被N代替,环己烷-1,4-二基,此外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可以被O和/或S代替,1,4-亚环己烯基,双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基,双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基,螺[3.3]庚烷-2,6-二基,哌啶-1,4-二基,十氢化萘-2,6-二基,1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基,茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基,其中所有的这些基团可以是未取代的或被如上定义的L单或多取代。
特别优选的式I的化合物是这样的化合物,其中B1和B2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基。
非常优选的式I的化合物选自下式:
其中各个基团在每次出现时相同或不同地且各自彼此独立地具有以下含义:
P1、P2、P3表示乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基或环氧基,
Sp1、Sp2、Sp3表示单键或间隔基团,此外,其中基团P1-Sp1-、P1-Sp2-和P3-Sp3-中一个或多个还可以表示Raa,其前提是存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-中的至少一个与Raa不同,
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基,此外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代替,并且此外,其中一个或多个H原子可以被F、Cl、CN或P1-Sp1-代替,特别优选表示直链或支链的、具有1至12个C原子的任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基和炔基基团具有至少两个C原子并且支链的基团具有至少3个C原子),
R0、R00表示H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry和Rz表示H、F、CH3或CF3,
X1,X2和X3表示-CO-O-、-O-CO-或单键,
Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Z2、Z3表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n是2、3或4,
L表示F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链的、任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
L'、L”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。
尤其优选的是式M2和M13的化合物。
另外优选的是三反应性化合物M15至M30,特别是M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M29和M30。
在式M1至M30的化合物中,基团
其中L在每次出现时相同或不同地具有上下文给出的含义之一,并且优选F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-,非常优选F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-,更优选F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3,尤其是F或CH3。
优选的式M1至M30的化合物是这样的化合物,其中P1、P2和P3表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基或环氧基,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
另外优选的式M1至M30的化合物是其中Sp1、Sp2和Sp3为单键的那些。
另外优选的式M1至M30的化合物是这样的化合物,其中Sp1、Sp2和Sp3之一为单键并且Sp1、Sp2和Sp3中另一个不同于单键。
另外优选的式M1至M30的化合物是这样的化合物,其中不同于单键的那些基团Sp1、Sp2和Sp3表示-(CH2)s1-X"-,其中s1为1至6的整数,优选2、3、4或5,且X"为连接到苯环的X",并且为-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-或单键。
特别优选的是包含一种、两种或三种式I的可聚合化合物的LC介质。
优选地,式I的化合物在LC介质中的比例为0.01至5%,非常优选0.05至1%,最优选0.1至0.5%。
观察到的是,式M1至M30的可聚合化合物与式AN1a的烯基化合物和式Q的四联苯化合物的组合导致LC介质的有利行为,其中快速和完全的聚合、在UV暴露后稳定的低预倾斜角的快速产生、同时在UV暴露后高的可靠性和高的VHR值可以与高的双折射率一起实现。除此之外,LC介质还显示在更长的UV波长下的高吸收,以使其可以使用该更长的UV波长用于聚合,这是对显示器制造方法有利的。
为了制造PSA显示器,包含在LC介质中的可聚合化合物在LC显示器的基板之间的LC介质中通过原位聚合进行聚合或交联(如果一种化合物包含两个或更多个可聚合基团),任选地同时将电压施加到电极上。
根据本发明的PSA显示器的结构对应于PSA显示器通常的几何形状,如在开头时引用的现有技术中描述的。不含凸起的几何形状是优选的,特别是其中另外在滤色片侧上的电极未结构化和仅在TFT侧的电极具有槽的那些。PS-VA显示器特别合适和优选的电极结构例如在US2006/0066793A1中描述。
优选的本发明PSA类型LC显示器,包括:
-第一基板,包括限定像素区域的像素电极,该像素电极与设置在每一像素区域的切换元件相连并且任选地包括微缝图案,并且任选地包括设置在像素电极上的第一配向层,
-第二基板,包括常见的电极层,其可以被置于面对第一基板的第二基板的整个部分上,和任选地第二配向层,
-置于第一和第二基板之间的LC层,其包括含有如上下文所述的可聚合组分A和液晶组分B的LC介质,其中可聚合组分A还可以被聚合。
所述第一和/或第二配向层控制LC层的LC分子的配向方向。例如,在PS-VA显示器中,选择配向层使得其赋予LC分子垂面(或垂直)配向(即垂直于表面)或倾斜的配向。这种配向层例如可以包含聚酰亚胺,其也可以被摩擦或可以通过光配向方法制备。
具有LC介质的LC层可以通过显示器制造商常规使用的方法在显示器的基板之间沉积,例如通过所谓的一滴填充(ODF)方法。随后LC介质的可聚合组分例如通过UV光聚合进行聚合。该聚合可以以一步或以两步或更多步进行。
PSA显示器可以包括另外的元件,如滤色片、黑色矩阵、钝化层、光学延迟层、用于寻址单独像素的晶体管元件等,其所有对本领域技术人员是熟知的并且可以无需创造性技能来使用。
本领域技术人员可以取决于各个显示器类型设计电极结构。例如,对于PS-VA显示器,LC分子的多畴取向可以通过提供具有狭缝和/或凸块或凸起的电极诱导以产生两个、四个或更多个不同的倾斜配向方向。
当聚合时,可聚合化合物形成了交联聚合物,其引起LC分子在LC介质中某种预倾斜。不希望被具体理论束缚,据信至少一部分的交联聚合物(其通过可聚合化合物形成)将相分离或从LC介质沉淀并且在基板或电极上形成聚合物层,或提供在其上的配向层。显微测量数据(如SEM和AFM)已确认至少一部分形成的聚合物在LC/基板界面处积累。
聚合可以在一步中进行。还可以首先在第一步中任选同时施加电压而进行聚合以便产生预倾斜角,并且之后,在无施加电压的第二个聚合步骤中,聚合或交联第一步中未反应的化合物(“最终固化”)。
合适且优选的聚合方法例如是热聚合或光聚合,优选光聚合,特别是UV诱导光聚合,其可以通过将可聚合化合物曝光于UV辐射实现。
任选地将一种或多种聚合引发剂加入到LC介质中。用于聚合的适宜条件和引发剂的合适类型及其量是本领域技术人员已知的并且在文献中进行了描述。适用于自由基聚合的例如是可商购获得的光引发剂或(Ciba AG)。如果使用聚合引发剂,则其比例优选为0.001至5重量%,特别优选为0.001至1重量%。
根据本发明的可聚合化合物还适用于不使用引发剂的聚合,这伴随了相当多的优点,例如,较低的原料成本和特别是较少的由可能残留量的引发剂或其降解产物造成的LC介质的污染。因此聚合还可以在不添加引发剂的情况下进行。在一个优选的实施方案中,LC介质因此不包含聚合引发剂。
LC介质还可以包含一种或多种稳定剂以防止例如在储存或运输期间不期望的RM自发聚合。稳定剂的合适类型和量是本领域技术人员已知的并且在文献中进行了描述。特别合适的是例如是来自系列(Ciba AG)的可商购获得的稳定剂,例如如果使用稳定剂,基于RM或可聚合组分(组分A)的总量,其比例优选为10-500,000ppm,特别优选为50-50,000ppm。
式I的可聚合化合物的确特别在制备PSA显示器的方法中显示出良好的UV吸收,并且因此尤其适用于该方法,所述方法包括一个或多个以下特征:
-可聚合介质在显示器中以两步方法曝光于UV光,包括产生倾斜角的第一UV曝光步骤(“UV-1步骤”),和完成聚合的第二UV曝光步骤(“UV-2步骤”),
-可聚合介质在显示器中曝光于通过节能UV灯(也被称作“绿色UV灯”)产生的UV光。这些灯的特征在于在它们300-380nm的吸收光谱中相对低的强度(常规UV1灯的1/100-1/10),和优选在UV2步骤中使用,但当避免高强度对于方法是必须的时也任选地在UV1步骤中使用。
-可聚合介质在显示器中曝光于通过具有位移至更长波长的辐射光谱的UV灯产生的UV光,所述更长的波长优选340nm或更多,以避免在PS-VA方法中曝光于短UV光。
使用较低强度和位移至更长的波长的UV均保护有机层免于可能由UV光引起的损害。
本发明一个优选的实施方案涉及制备如上下文所述的PSA显示器的方法,包括一个或多个以下特征:
-可聚合LC介质以两步方法曝光于UV光,包括产生倾斜角的第一UV曝光步骤(“UV-1步骤”),和完成聚合的第二UV曝光步骤(“UV-2步骤”),
-可聚合LC介质曝光于UV灯产生的具有0.5mW/cm2至10mW/cm2强度,且波长在300-380nm范围的UV光,其优选在UV2步骤中使用,且也任选在UV1步骤中使用,
-可聚合LC介质曝光于具有340nm或更大,且优选400nm或更小波长的UV光。
该优选的方法例如可以通过使用期望的UV灯或通过使用带通滤波器和/或截止滤波器进行,所述滤波器对于各自希望的波长的UV光是基本上透光的且对于各自不希望的波长的光基本上是阻隔的。例如,当需要300-400nm的波长λ的UV光的辐射时,UV曝光可以使用对于300nm<λ<400nm的波长基本上透光的宽带通滤波器进行。当需要大于340nm的波长λ的UV光辐射时,UV曝光可以使用对于λ>340nm的波长基本上透光的截止滤波器进行。
“基本上透光”是指滤波器传输大部分,优选至少50%所需波长的入射光的强度。“基本上阻隔”是指滤波器不传输大部分,优选至少50%的不希望的波长的入射光的强度。“所需(不希望)的波长”,例如在带通滤波器的情况下是指波长在给定λ范围之内(之外),和在截止滤波器的情况下是指波长大于(小于)给定的λ值。
该优选的方法使得能够通过使用更长的UV波长制造显示器,从而降低或甚至避免短UV光组件的危险和损害效果。
根据生产方法条件,UV辐射能量通常为6-100J。
优选地,根据本发明的LC介质基本上由如上下文所述的可聚合组分A)和LC组分B)(或LC主体混合物)组成。但是,LC介质可以额外包含一种或多种其他组分或添加剂,优选选自这样的列举,包括但不限于共聚单体、手性掺杂剂、聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性剂、润湿剂、润滑剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动改进剂、消泡剂、脱气剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着色剂、染料、颜料和纳米颗粒。
优选的是,其中可聚合组分A)仅由式I*的可聚合化合物组成的LC介质。
在另一个优选的实施方案中,除了式I*的可聚合化合物之外,可聚合组分A)还包含一种或多种另外的可聚合化合物(“共聚单体”),优选选自RM。
优选地,LC介质中可聚合组分A)的比例为>0至<5%,非常优选>0至<1%,最优选0.01至0.5%。
优选地,LC介质中LC组分B)的比例为95至<100%,非常优选为99至<100%。
除了以上描述的组分A),根据本发明的LC介质还包含LC组分B)或LC主体混合物,该混合物包含一种或多种,优选两种或更多种选自不可聚合的低分子量化合物的LC化合物。选择这些LC化合物使得它们在应用于可聚合化合物的聚合条件下对于聚合反应是稳定的和/或不反应的。
这些化合物的实例是前述的式Q和AN1的化合物。
优选的是,其中液晶组分B)或LC主体混合物具有向列型LC相且优选不具有手性液晶相的LC介质。
进一步优选的是式I的非手性化合物和其中组分A和/或B的化合物仅选自非手性化合物的LC介质。
LC组分B)或LC主体混合物优选为向列型LC混合物。
在本发明的优选实施方案中,除了式AN1a的化合物之外,LC介质的LC组分B)或LC主体混合物还包含一种或多种另外的包含烯基的介晶或LC化合物(在下文中也称为“烯基化合物”),其中所述烯基在用于包含在LC介质中的可聚合化合物聚合的条件下对聚合反应是稳定的。
这些另外的烯基化合物优选选自式AN和AY:
其中各个基团在每次出现时相同或不同地且各自彼此独立地具有以下含义:
RA1表示具有2至9个C原子的烯基,或者如果环X、Y和Z的至少一个表示环己烯基,则其还具有RA2含义之一,
RA2表示具有1至12个C原子的烷基,此外,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子并不直接相互连接的方式代替,
Zx表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-,-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选为单键,
L1-4表示H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2H,优选为H、F或Cl,
x表示1或2,
z表示0或1。
优选的式AN和AY的化合物是其中RA2选自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基和庚烯基的那些。
在一个优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种选自以下子式的式AN的化合物:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-7个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
在另一个实施方案中,LC介质包含一种或多种选自以下子式的式AN的化合物:
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,并且Rb1表示H、CH3或C2H5。
在一个优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种选自以下子式的式AY的化合物:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,且alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-7个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
在另一个优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种选自以下子式的式AY的化合物:
其中m和n各自彼此独立地表示1、2、3、4、5或6,并且alkenyl表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
LC介质优选不包含含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2)的化合物,特别是其中RA1或RA2表示或含有末端乙烯氧基的式AN或AY的化合物。
在第一个优选的实施方案中,LC介质包含基于具有负的介电各向异性的化合物的LC组分B)或LC主体混合物。这种LC介质特别适合用于PS-VA和PS-UB-FFS显示器。这种LC介质的特别优选的实施方案是以下a)-z)部分中的那些:
a)包含一种或多种式CY和/或PY的化合物的LC介质:
其中
a表示1或2,
b表示0或1,
R1和R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不直接相互连接的方式代替,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
Zx和Zy各自彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选为单键。
L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,L1和L2都表示F,或者L1和L2中的一个表示F且另一个表示Cl,或者L3和L4都表示F,或者L3和L4中的一个表示F且另一个表示Cl。
式CY的化合物优选选自以下子式:
其中a表示1或2,alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基,且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
式PY的化合物优选选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基,且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
b)额外包含一种或多种下式化合物的LC介质:
其中各个基团具有以下含义:
R3和R4各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以O原子不直接相互连接的方式代替,
Zy表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选为单键。
式ZK的化合物优选选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
尤其优选的是式ZK1的化合物。
特别优选的式ZK的化合物选自以下子式:
其中丙基、丁基和戊基是直链基团。
最优选的是式ZK1a的化合物。
c)额外包含一种或多种下式化合物的LC介质:
其中各个基团在每次出现时相同或不同地具有以下含义:
R5和R6各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不直接相互连接的方式代替,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
e表示1或2。
式DK的化合物优选选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,且alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
d)额外包含一种或多种下式化合物的LC介质:
其中各个基团具有以下含义:
至少一个环F不同于亚环己基,
f表示1或2,
R1和R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不直接相互连接的方式代替,
Zx表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选为单键,
L1和L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2,
优选地,基团L1和L2均表示F,或者L1和L2中的一个表示F且另一个表示Cl。
式LY的化合物优选选自以下子式:
其中R1具有以上所示的含义,alkyl表示具有1-6个C原子的直链烷基,(O)表示氧原子或单键,且v表示1至6的整数。R1优选表示具有1至6个C原子的直链烷基或具有2至6个C原子的直链烯基,特别是CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
e)额外包含一种或多种选自下式的化合物的LC介质:
其中alkyl表示C1-6-烷基,Lx表示H或F,且X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。特别优选的是其中X表示F的式G1的化合物。
f)额外包含一种或多种选自下式的化合物的LC介质:
其中R5具有以上对于R1所示的含义之一,alkyl表示C1-6-烷基,d表示0或1,且z和m各自彼此独立地表示1至6的整数。这些化合物中的R5特别优选为C1-6-烷基或-烷氧基或C2-6-烯基,d优选为1。根据本发明的LC介质优选以≥5重量%的量包含一种或多种以上提及的式的化合物。
g)额外包含一种或多种选自下式的二联苯化合物的LC介质:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,且alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
LC混合物中式B1至B3中的二联苯化合物的比例优选为至少3重量%,特别为≥5重量%。
式B2的化合物是特别优选的。
式B1至B3的化合物优选选自以下子式:
其中alkyl*表示具有1-6个C原子的烷基。根据本发明的介质特别优选包含一种或多种式B1a和/或B2c的化合物。
h)额外包含一种或多种下式的三联苯化合物的LC介质:
其中R5和R6各自彼此独立地具有以上所示的含义之一,并且
各自彼此独立地表示
其中L5表示F或Cl,优选为F,且L6表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2,优选为F。
式T的化合物优选选自以下子式:
其中R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基,R*表示具有2-7个C原子的直链烯基,(O)表示氧原子或单键,且m表示1至6的整数。R*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
R优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
特别优选的是式T1、T2、T3和T21的化合物。在这些化合物中,R优选表示烷基,还表示烷氧基,各个都具有1-5个C原子。
优选地,LC介质的LC组分B)包含不多于20%的式T的三联苯化合物或具有三联苯基团的任何其他化合物。
i)额外包含一种或多种选自下式的化合物的LC介质:
其中R1和R2具有以上所示的含义并且优选各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基或具有2至6个C原子的直链烯基。
优选的介质包含一种或多种选自式O1、O3和O4的化合物。
k)额外包含一种或多种下式的化合物的LC介质:
其中
R9表示H、CH3、C2H5或n-C3H7,(F)表示任选的氟取代基,且q表示1、2或3,且R7具有对于R1所示的含义之一,优选其量为>3重量%,特别为≥5重量%,且非常特别优选为5-30重量%。
特别优选的式FI的化合物选自以下子式:
其中R7优选表示直链烷基,且R9表示CH3,、C2H5或n-C3H7。特别优选的是式FI1、FI2和FI3的化合物。
l)额外包含一种或多种选自下式的化合物的LC介质:
其中R8具有对于R1所示的含义,且alkyl表示具有1-6个C原子的直链烷基。
m)额外包含一种或多种含有四氢萘基或萘基单元的化合物的LC介质,例如选自下式的化合物:
其中
R10和R11各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,另外其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不直接彼此相连的方式代替,优选具有1-6个C原子的烷基或烷氧基,
和R10和R11优选表示具有1-6个C原子的直链烷基或烷氧基或具有2-6个C原子的直链烯基,和
Z1和Z2各自彼此独立地表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CH-CH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2-或单键。
n)额外包含一种或多种下式的二氟二苯并色满和/或色满的LC介质:
其中
R11和R12各自彼此独立地具有以上对于R11所示的含义之一,环M是反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,
Zm表示-C2H4-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-或-O-CO-,
c是0、1或2,
优选其量为3至20重量%,特别为3至15重量%。
特别优选的式BC、CR和RC的化合物选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,(O)表示氧原子或单键,c是1或2,且alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
非常特别优选的是包含一种、两种或三种式BC-2的化合物的混合物。
o)额外包含一种或多种下式的氟代菲和/或二苯并呋喃的LC介质:
其中R11和R12各自彼此独立地具有以上对于R11所示的含义之一,b表示0或1,L表示F,且r表示1、2或3。
特别优选的式PH和BF的化合物选自以下子式:
其中R和R'各自彼此独立地表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基。
p)额外包含一种或多种下式的单环化合物的LC介质:
其中
R1和R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不直接相互连接的方式代替,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
L1和L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,L1和L2均表示F或L1和L2中的一个表示F且另一个表示Cl。
式Y的化合物优选选自以下子式:
其中Alkyl和Alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,Alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,Alkenyl和Alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基,且O表示氧原子或单键。Alkenyl和Alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
特别优选的式Y的化合物选自以下子式:
其中Alkoxy优选表示具有3、4或5个C原子的直链烷氧基。
q)除了根据本发明的、特别是式I及其子式的可聚合化合物和共聚单体之外,不包含含有末端的乙烯氧基(-O-CH=CH2)的化合物的LC介质。
r)包含1至5种,优选1、2或3种可聚合化合物、优选选自根据本发明的、特别是式I及其子式的可聚合化合物的LC介质。
s)其中可聚合化合物,特别是式I及其子式的可聚合化合物的比例在整个混合物中为0.05至5%,优选0.1至1%的LC介质。
t)包含1至8、优选1至5种式CY1、CY2、PY1和/或PY2的化合物的LC介质。这些化合物的比例在整个混合物中优选为5至60%,特别优选为10至35%。这些单独的化合物的含量优选在每种情况中都是2至20%。
u)包含1至8、优选1至5种式CY9、CY10、PY9和/或PY10的化合物的LC介质。这些化合物的比例在整个混合物中优选为5至60%,特别优选为10至35%。这些单独的化合物的含量优选在每种情况中都是2至20%。
v)包含1至10、优选1至8种式ZK的化合物,特别是式ZK1、ZK2和/或ZK6的化合物的LC介质。这些化合物的比例在整个混合物中优选为3至25%,特别优选为5至45%。这些单独的化合物的含量优选在每种情况中都是2至20%。
w)LC介质,其中式CY、PY和ZK的化合物的比例在整个混合物中大于70%、优选大于80%。
x)其中LC主体混合物包含一种或多种含有烯基的化合物的LC介质,所述含有烯基的化合物优选选自式CY、PY和LY,其中R1和R2中的一个或二者表示具有2-6个C原子的直链烯基;式ZK和DK,其中R3和R4中的一个或二者或R5和R6中的一个或二者均表示具有2-6个C原子的直链烯基,和式B2和B3;非常优选选自式CY15、CY16、CY24、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2和B3,最优选选自式ZK3、ZK4、B2和B3。这些化合物在LC主体混合物中的浓度优选为2至70%,非常优选为3至55%。
y)包含一种或多种,优选1至5种选自式PY1-PY8的化合物、非常优选为式PY2的化合物的LC介质。这些化合物的比例在整个混合物中优选为1至30%,特别优选为2至20%。这些单独的化合物的含量优选在每种情况中都是1至20%。
z)包含一种或多种,优选1、2或3种式T2的化合物的LC介质。这些化合物的含量在整个混合物中优选为1至20%。
在第二个优选的实施方案中,LC介质包含基于具有正的介电各向异性的化合物的LC主体混合物。这种LC介质特别适合用于PS-OCB-、PS-TN-、PS-正性-VA-、PS-IPS-或PS-FFS显示器。
特别优选的是该第二个优选方案的LC介质,其包含一种或多种选自式AA和BB的化合物的化合物,
并且除了式AA和/或BB的化合物外,其还任选包含一种或多种式CC的化合物,
其中各个基团具有以下含义:
各自彼此独立且在每次出现时相同或不同地表示
各自彼此独立且在每次出现时相同或不同地表示
R21,R31,R41,R42各自彼此独立地是具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基,或者是具有2至9个C原子的烯基或烯基氧基,其所有任选被氟代,
X0是F、Cl、具有1至6个C原子的卤代烷基或烷氧基,或者是具有2至6个C原子的卤代烯基或烯基氧基,
Z31是-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-或单键,优选为-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-或单键,特别优选为-COO-、反式-CH=CH-或单键,
Z41,Z42是-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键,优选为单键,
L21,L22,L31,L32是H或F,
g是0、1、2或3,
h是0、1、2或3。
X0优选为F、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3或CH=CF2,非常优选F或OCF3。
式AA的化合物优选选自下式:
其中A21、R21、X0、L21和L22具有式AA中给出的含义,L23和L24各自彼此独立地为H或F,X0优选为F。特别优选的是式AA1和AA2的化合物。
特别优选的式AA1的化合物选自以下子式:
其中R21、X0、L21和L22具有在式AA1中给出的含义,且L23、L24、L25、L26各自彼此独立地为H或F,和X0优选F。
非常特别优选的式AA1的化合物选自以下子式:
其中R21如在式AA1中所定义的。
非常优选的式AA2的化合物选自以下子式:
其中R21、X0、L21和L22具有在式AA2中给出的含义,和L23,L24,L25,L26各自彼此独立地为H或F,和X0优选为F。
非常特别优选的式AA2的化合物选自以下子式:
其中R21和X0如在式AA2中所定义的。
特别优选的式AA3的化合物选自以下子式:
其中R21、X0、L21和L22具有式AA3中给出的含义,和X0优选为F。
特别优选的式AA4的化合物选自以下子式:
其中R21如在式AA4中所定义的。
式BB的化合物优选选自下式:
其中g、A31、A32、R31、X0、L31和L32具有式BB中给出的含义,并且X0优选为F。特别优选的是式BB1和BB2的化合物。
特别优选的式BB1的化合物选自以下子式:
其中R31、X0、L31和L32具有式BB1中给出的含义,和X0优选为F。
非常特别优选的式BB1a的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB1中所定义的。
非常特别优选的式BB1b的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB1中所定义的。
特别优选的式BB2的化合物选自以下子式:
其中R31、X0、L31和L32具有式BB2中给出的含义,L33、L34、L35和L36各自彼此独立地为H或F,和X0优选为F。
非常特别优选的式BB2的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2b的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2c的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2d和BB2e的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2f的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2g的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2h的化合物选自以下子式:
其中R31和X0如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2i的化合物选自以下子式:
其中R31和X0如在式BB2中所定义的。
非常特别优选的式BB2k的化合物选自以下子式:
其中R31和X0如在式BB2中所定义的。
替代地或者除了式BB1和/或BB2的化合物之外,LC介质还可以包含一种或多种如上定义的式BB3的化合物。
特别优选的式BB3的化合物选自以下子式:
其中R31如在式BB3所定义的。
优选地,根据该第二个优选实施方案的LC介质,除了式AA和/或BB的化合物之外,还包含一种或多种介电中性的化合物,该化合物具有在-1.5至+3范围内的介电各向异性,其优选选自如上定义的式CC的化合物。
特别优选的式CC的化合物选自以下子式:
其中R41和R42具有式CC中给出的含义,且优选各自彼此独立地表示具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基,或者是具有2至7个C原子的烯基、烯基氧基、烷氧基烷基或氟代烯基,且L4是H或F。
优选地,根据该第二个优选实施方案的LC介质,除了或替代式CC介电中性化合物,还包含一种或多种介电中性化合物,该化合物具有在-1.5至+3范围内的介电各向异性,其选自式DD的化合物。
其中A41、A42、Z41、Z42、R41、R42和h具有式CC中给出的含义。
特别优选的式DD的化合物选自以下子式:
其中R41和R42具有式DD中给出的含义,且R41优选表示烷基,且在式DD1中,R42优选表示烯基,特别优选表示-(CH2)2-CH=CH-CH3,且在式DD2中R42优选表示烷基、-(CH2)2-CH=CH2或-(CH2)2-CH=CH-CH3。
式AA和BB的化合物优选在整个混合物中以2%至60%、更优选以3%至35%,且特别优选以4%至30%的浓度用于根据本发明的LC介质中。
式CC和DD的化合物优选在整个混合物中以2%至70%、更优选以5%至65%、甚至更优选以10%至60%、且非常特别优选以10%、优选以15%至55%的浓度用于根据本发明的LC介质中。
上述优选实施方案的化合物与上述聚合的化合物的结合,在依据本发明的LC介质中实现了低的阈值电压、低的旋转粘度和非常好的低温稳定性,同时有恒定的高的清亮点和高的HR值,并且容许在PSA显示器中快速地建立特别低的预倾斜角。特别地,该LC介质在PSA显示器中相对于现有技术的介质显示出显著缩短的响应时间,特别是还有灰阶响应时间。
本发明的LC介质和LC主体混合物优选地具有至少80K、特别优选地至少100K的向列相范围,以及在20℃下≤250mPa·s、优选地≤200mPa·s的旋转粘度。
在根据本发明的VA类型显示器中,在LC介质的层中分子在断电状态下垂直于电极表面(垂面地)配向或者具有倾斜的垂面配向。在施加电压到电极时,发生分子纵轴平行于电极表面的LC分子的重新配向。
尤其是用于PS-VA和PS-UB-FFS类型的显示器中的根据第一优选实施方案的、基于具有负介电各向异性的化合物的本发明LC介质具有负的介电各向异性Δε,优选为在20℃和1kHz下从-0.5至-10,特别是从-2.5至-7.5。
在用于PS-VA和PS-UB-FFS类型显示器的根据本发明的LC介质中双折射率Δn优选低于0.16,特别优选从0.06至0.14,非常特别优选从0.07至0.12。
在根据本发明的OCB-类型显示器中,在LC介质的层中分子具有“弯曲的”配向。施加电压时,发生分子纵轴垂直于电极表面的LC分子的重新配向。
根据本发明的用于PS-OCB、PS-TN、PS-IPS、PS-正性-VA和PS-FFS类型的显示器的LC介质优选是根据第二优选实施方案的基于具有正介电各向异性的化合物的那些,且优选具有在20℃和1kHz下从+4至+17的正介电各向异性Δε。
在根据本发明的用于PS-OCB型显示器的LC介质中双折射率Δn优选地在0.14和0.22之间,特别优选地在0.16和0.22之间。
在用于PS-TN-、PS-正性-VA-、PS-IPS-或PS-FFS-类型的显示器中的根据本发明的LC介质中双折射率Δn优选为从0.07至0.15、特别优选从0.08至0.13。
基于根据第二优选实施方案的具有正介电各向异性的化合物的用于PS-TN-、PS-正性-VA-、PS-IPS-或PS-FFS-类型的显示器中的本发明LC介质优选具有在20℃和1kHz下从+2至+30,特别优选从+3至+20的正介电各向异性Δε。
根据本发明的LC介质还可以包含本领域技术人员已知以及描述在文献中的其他添加剂,例如聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性物质或者手性掺杂剂。这些可以是可聚合的或不可聚合的。因此,将可聚合的添加剂归类入可聚合组分或组分A)。因此,将不可聚合的添加剂归类入不可聚合组分或组分B)。
在优选的实施方案中,LC介质含有一种或多种手性掺杂剂,优选以0.01-1%的浓度,非常优选0.05-0.5%。手性掺杂剂优选选自下表B的化合物,非常优选选自R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011以及R-或S-5011。
在另一个优选的实施方案中,LC介质含有一种或多种手性掺杂剂的外消旋物,所述掺杂剂优选选自在前述段落中提及的手性掺杂剂。
此外,可将例如0至15重量%的多向色性染料加入LC介质,还有纳米颗粒,用于改进导电性的导电盐优选4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基铵、四苯基硼酸四丁基铵或冠醚的络合物盐(例如参考Haller等,Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973)),或用于改变介电各向异性、粘度和/或向列相配向的物质。这类物质描述于例如DE-A22 09 127、2240 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53 728中。
根据本发明的LC介质的优选实施方案a)-z)的各个组分或是已知的,或是本领域技术人员可以容易地从现有技术中导出它们的制备方法,因为它们是基于文献中描述的标准方法的。相应的式CY的化合物描述于例如EP-A-0 364 538中。相应的式ZK的化合物描述于例如DE-A-26 36 684和DE-A-33 21 373中。
可以根据本发明使用的LC介质以本身常规的方式来制备,例如通过将一种或多种上述化合物与一种或多种如上定义的可聚合化合物,以及任选地与其它液晶化合物和/或添加剂混合。通常,将期望数量的、以较少数量使用的组分溶解在构成主要成分的组分中,有利地在升高的温度下进行。也能够混合组分在有机溶剂例如在丙酮、氯仿或甲醇中的溶液,并且在充分混合之后例如通过蒸馏再除去溶剂。本发明还涉及制备根据本发明的LC介质的方法。
对于本领域技术人员而言无需说明的是,根据本发明的LC介质也可以包含其中例如H、N、O、Cl、F已被相应同位素如氘等替换的化合物。
如下的实施例阐述了本发明,但并非对其进行限制。但是,它们为本领域技术人员显示了具有优选使用的化合物和其各自浓度以及其彼此组合的优选的混合物构思。另外,这些实施例阐述了可以获得何种性能和性能组合。
使用以下缩写:
(n、m、z:在每种情况中它们彼此独立地为1、2、3、4、5或6)
表A
在本发明优选的实施方案中,根据本发明的LC介质包含一种或多种选自表A的化合物的化合物。
表B
表B显示了可以添加到根据本发明的LC介质中的可能的手性掺杂剂。
LC介质优选包含0至10重量%、特别包含0.01至5重量%、特别优选包含0.1至3重量%的掺杂剂。LC介质优选包含一种或多种选自表B的化合物的掺杂剂。
表C
表C显示了可以添加到根据本发明的LC介质中的可能的稳定剂。
(在此,n表示1至12的整数,优选为1、2、3、4、5、6、7或8,未显示末端的甲基)。
LC介质优选包含0至10重量%、特别包含1ppm至5重量%、特别优选包含1ppm至1重量%的稳定剂。LC介质优选包含一种或多种选自来自表C的化合物的稳定剂。
表D
表D显示了可以用于根据本发明的LC介质的示例性的化合物,其优选作为反应性介晶化合物。
在本发明一个优选的实施方案中,介晶介质包含一种或多种选自表D的化合物的化合物。非常优选地,LC介质包含选自式RM-1至RM-32的化合物,最优选地RM-1、RM-15或RM-17的化合物,或选自式RM-41至RM-48的化合物,最优选地RM-41的化合物。
此外,还使用了以下缩写和符号:
V0 阈值电压,电容性[V],20℃下,
ne 20℃和589nm下的非寻常折射率,
no 20℃和589nm下的寻常折射率,
Δn 20℃和589nm下的光学各向异性,
ε⊥ 20℃和1kHz下垂直于指向矢的介电常数,
ε|| 20℃和1kHz下平行于指向矢的介电常数,
Δε 20℃和1kHz下的介电各向异性,
cl.p.,T(N,I) 清亮点[℃],
γ1 20℃下的旋转粘度[mPa·s],
K1 弹性常数,20℃下的“斜展”变形[pN],
K2 弹性常数,20℃下的“扭曲”变形[pN],
K3 弹性常数,20℃下的“弯曲”变形[pN]。
除非另外明确指出,本申请中的所有浓度是以重量百分比给出的,且以相应的包含所有固体或液晶组分而没有溶剂的整个混合物计。
除非另有明确说明,在本申请中指明的所有温度的值,如熔点T(C,N),从近晶(S)相到向列(N)相的转变T(S,N)以及清亮点T(N,I),都以摄氏温度(℃)表示。M.p.表示熔点,cl.p.=清亮点。此外,C=结晶态,N=向列相,S=近晶相和I=各向同性相。这些符号之间的数据表示转变温度。
所有物理性能是依据“Merck Liquid Crystals,Physical Properties ofLiquid Crystals”,Status 1997年11月,Merck KGaA(德国)测定的并且适用温度20℃,且Δn在589nm下和Δε在1kHz下确定,除非每种情形下另外明确指出。
对于本发明,术语“阈值电压”指的是电容性阈值(V0),也称为Freedericks-阈值,除非另外明确指出。实施例中,如一般通常的那样,也可以给出对于10%相对对比度的光学阈值(V10)。
除非另有说明,在如上下文所述的PSA显示器中聚合可聚合化合物的方法在液晶介质显示出液晶相、优选向列相的温度下进行,最优选在室温下进行。
除非另有说明,制备测试盒和测量它们的电光学性质和其它性质的方法通过下文描述的方法或者类似于其的方法进行。
用于测量电容性阈值电压的显示器由间隔为25μm的两个平面平行的玻璃外板构成,所述外板的每个在内侧上具有电极层以及位于顶部的、未经摩擦的聚酰亚胺配向层,其导致液晶分子的垂面的边缘配向。
用于测量倾斜角的显示器或测试盒由间隔为4μm的两个平面平行的玻璃外板构成,所述外板的每个在内侧上具有电极层以及位于顶部的聚酰亚胺配向层,其中所述两个聚酰亚胺层反向平行地(antiparallel)经彼此摩擦并导致液晶分子的垂面的边缘配向。
通过用一定强度的UVA光辐照预定时间,同时向显示器施加电压(通常为10V~30V交流电,1kHz)使可聚合化合物在显示器或测试盒中聚合。在实施例中,若无相反地说明,采用金属卤化物灯和50mW/cm2的强度来聚合。使用标准UVA计量仪(具有UVA传感器的HoenleUV-meter high end)测量强度。
通过晶体旋转实验(Autronic-Melchers TBA-105)确定倾斜角。小的值(即相对于90°角的大的偏离)在此对应于大的倾斜。
VHR值按照如下进行测量:将0.3%的可聚合单体化合物加入LC主体混合物,并将得到的混合物引入VA-VHR测试盒中(其包含未摩擦、VA-聚酰亚胺配向层)。除非另有说明,LC层厚度d≈6μm。在1V,60Hz,64μs脉冲下UV曝光之前和之后测定VHR值(测量仪器:Autronic-Melchers VHRM-105)。
具体实施方式
实施例1
向列型LC主体混合物1如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
比较例1
向列型LC主体混合物C1如下配制。
该混合物不包含式Q的四联苯化合物。
实施例2
向列型LC主体混合物2如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
实施例3
向列型LC主体混合物3如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
比较例2
向列型LC主体混合物C1如下配制。
该混合物不包含式Q的四联苯化合物。
实施例4
向列型LC主体混合物4如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
实施例5
向列型LC主体混合物5如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
实施例6
向列型LC主体混合物6如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
实施例7
向列型LC主体混合物7如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
实施例8
向列型LC主体混合物8如下配制。
该混合物包含式Q的四联苯化合物PPGU-3-F。
通过在不同浓度下分别将RM1或RM2加入到向列型LC主体混合物1至8中的每种中来制备可聚合混合物。
可聚合混合物的组成显示在下表1中。
表1-可聚合混合物组成
用途实施例
将根据本发明的每种可聚合混合物和可聚合对比混合物各自插入到VA e/o测试盒中。该测试盒包括VA-聚酰亚胺配向层(JALS-2096-R1),其是反向平行摩擦的。LC层厚度d为约4μm。
为了聚合RM,除非另有规定,在施加14Vpp的电压(交流电)的情况下,使用宽带通滤光片(300nm<λ<400nm)在10J(50mW/cm2 *240s)下用UV光辐射测试盒。
在UV辐射后通过晶体旋转实验(Autronic-Melchers TBA-105)测定在各种可聚合混合物中产生的倾斜角。倾斜角显示于表2。
表2-倾斜角
从表2可以看出,分别包含具有式Q的化合物PPGU-3-F的LC主体混合物1、2或3的可聚合LC介质P11、P21和P31显示与在分别包含LC主体混合物C1或C2而没有式Q的四联苯化合物的比较的可聚合LC介质C11和C21中相当的倾斜角产生。
如上所述测量了在不同的UV光强度下在UV暴露(UV范围300nm<λ<400nm)前后的可聚合混合物的VHR值。VHR值显示在表3中。
表3-VHR值
从表3中可以看出分别包含LC主体混合物C1或C2而没有式Q的四联苯化合物的比较的可聚合LC介质C11和C21显示在暴露于30J的UV强度后更大的VHR下降。相比之下,分别包含具有式Q的化合物PPGU-3-F的LC主体混合物1、2或3的可聚合LC介质P11、P21和P31显示更低的VHR下降。
为了测定聚合速率,在测试盒中未聚合的RM的残余量(以wt%计)在聚合之后通过HPLC测量。为此目的,通过暴露于UV光(波长>320nm,能量30J,暴露时间600秒)在测试盒中聚合可聚合混合物。随后使用MEK(甲基乙基酮)将混合物冲洗出测试盒并且测量。
在不同暴露时间后的混合物中相应单体的残留浓度显示在表4中。
表4-残留单体含量
从表4中可以看出分别包含LC主体混合物C1或C2而没有式Q的四联苯化合物的比较的可聚合LC介质C11和C21显示在UV光聚合后更高的残留RM量。相比之下,分别包含具有式Q的化合物PPGU-3-F的LC主体混合物1或3的可聚合LC介质P11和P31显示在UV光聚合后显著更低的残留RM量。
Claims (5)
1.PS-UB-FFS型LC显示器,其在相同的基板上包含两个电极,其中一个以梳形的方式结构化,并且另一个电极是未结构化的,并且还包含配向层,所述配向层设置在与LC介质接触的至少一个基板并且诱导LC介质的LC分子的平面配向,
所述LC介质具有负介电各向异性,
所述LC介质包含量为2至20%的式ZK1a的化合物,
所述LC介质还包含可聚合组分A和液晶组分B,
其中可聚合组分A选自式M2和M13中的一种,其含量为0.05至1.0%:
P1、P2表示甲基丙烯酸酯基,
Sp1、Sp2表示单键或-(CH2)s1-X-,其中s1表示1至6的整数且X是单键,
L表示F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链的、任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
r表示0、1、2、3或4,
其中液晶组分B包含一种或多种选自式CY1、CY2、CY9、CY10、PY1、PY2、PY9和/或PY10的式CY和PY的化合物,其量为5至60%,
其中,
alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,还包含一种或多种量为0.2至1.5%的式Q1的式Q的化合物,和一种或多种选自式AN1a2和式AN1a5的式AN的化合物,其量为5至45%,
RQ表示正丙基,
LC介质包含一种或多种总比例为1至20%的式T2的化合物
R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基,(O)表示氧原子或单键,且m表示1至6的整数。
3.根据权利要求1或2的显示器,其特征在于,所述可聚合化合物是经聚合的。
4.根据权利要求1或2的显示器,其是PS-VA类型的显示器。
5.制造根据权利要求1-4任一项的LC显示器的方法,包括以下步骤:在显示器的基板之间提供如在权利要求1或2中所定义的LC介质,以及聚合可聚合化合物。
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