CN105441086B - 液晶介质 - Google Patents
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Abstract
Description
本申请是申请号为201280015305.9的中国专利申请的分案申请。
本发明涉及包含至少一种式I化合物的液晶介质,
其中
R1、R1*各自彼此独立地表示具有1-15个C原子的烷基或烷氧基,其中这些基团中一个或多个CH2基团也可以各自彼此独立地被-C≡C-,-CF2O-,-CH=CH-,-O-,-CO-O-,-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替,并且其中一个或多个H原子也可以被卤素代替,
Z1表示-CH2O-或-OCH2-,
a表示0、1或2,
b表示1或2,
L1和L2各自彼此独立地表示F、Cl、CF3、OCF3或CHF2。
特别地,这类介质可用于具有基于ECB效应的有源矩阵寻址的电光显示器和用于IPS(面内切换)显示器或FFS(边缘场切换)显示器。特别地,根据本发明的液晶混合物适用于PS(聚合物稳定的)或PSA(聚合物稳定配向)类型的液晶显示器。
电控双折射,ECB效应或还有DAP(排列相畸变)效应的原理首次描述于1971年(M.F.Schieckel和K.Fahrenschon,"Deformation of nematic liquid crystals withvertical orientation in electrical fields",Appl.Phys.Lett.19(1971),3912)。接着还有J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972),1193)以及G.Labrunie和J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973),4869)的论文。
J.Robert和F.Clerc(SID 80 Digest Techn.Papers(1980),30),J.Duchene(Displays 7(1986),3)和H.Schad(SID 82 Digest Techn.Papers(1982),244)的论文已经表明,液晶相必须具有高数值的弹性常数比K3/K1,高数值的光学各向异性Δn和Δε≤-0.5的介电各向异性值,从而能适用于基于ECB效应的高信息显示元件。基于ECB效应的电光显示元件具有垂面的边缘取向(VA技术=垂直配向)。介电负性的液晶介质还可以用于利用所谓IPS或FFS效应的显示器中。
利用ECB效应的显示器,作为所谓的VAN(垂直配向向列型)显示器,例如在结构形式MVA(多畴垂直配向,例如:Yoshide,H.等,论文3.1:"MVA LCD for Notebook or MobilePCs...",SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,第I辑,第6-9页,和Liu,C.T.等,论文15.1:"A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...",SID2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,第II辑,第750-753页),PVA(图案垂直配向,例如:Kim,Sang Soo,论文15.4:"Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV",SID 2004International Symposium,Digest of TechnicalPapers,XXXV,第II辑,第760-763页),ASV(高级超视角,例如:Shigeta,Mitzuhiro和Fukuoka,Hirofumi,论文15.2:"Development of High Quality LCDTV",SID 2004International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,第II辑,第754-757页)显示器中,已经本身被确定为除了IPS(面内切换)显示器(例如:Yeo,S.D.,论文15.3:"A LCDisplay for the TV Application",SID 2004 International Symposium,Digest ofTechnical Papers,XXXV,第II辑,第758和759页)和长久已知的TN(扭曲向列型)显示器之外,当前最重要的三类最新液晶显示器之一,特别是对于电视应用而言。例如在Souk,Jun,SID Seminar 2004,Seminar M-6:"Recent Advances in LCD Technology",SeminarLecture Notes,M-6/1to M-6/26,和Miller,Ian,SID Seminar 2004,Seminar M-7:"LCD-Television",Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中将这些技术以通常形式进行了比较。尽管现代ECB显示器的响应时间已经通过超速驱动(overdrive)的寻址方法获得显著改善,例如:Kim,Hyeon Kyeong等,论文9.1:"A 57-in.Wide UXGA TFT-LCD for HDTVApplication",SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,第I辑,第106-109页,但是获得适合视频的响应时间,特别是在灰阶的切换中,仍然是一个没有令人满意地解决的问题。
对于在电光显示元件中该效应的工业应用而言,要求液晶相必须满足许多要求。此处特别重要的是对水分,空气和物理影响如热,红外、可见光和紫外辐射和直流与交变电场的化学耐受性。
此外,工业上可用的液晶相要求在合适温度范围内具有液晶介晶相和低粘度。
迄今公开的一系列具有液晶介晶相的化合物中不包括符合所有这些要求的单个化合物。因此,通常制备两种到二十五种、优选三种到十八种化合物的混合物,以获得能用作液晶相的物质。然而,因为迄今为止没有具有显著负介电各向异性和足够的长期稳定性的液晶材料可利用,所以以这种方式不可能容易地制备最佳的相。
矩阵液晶显示器(MFK-显示器)是已知的。可用于单个像素独立转换的非线性元件,是例如有源元件(即晶体管)。于是,采用术语“有源矩阵”,其中能区分为两种类型:
1.在作为衬底的硅晶片上的MOS(金属氧化物半导体)晶体管。
2.在作为衬底的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。
就类型1的情况而言,所用的电光效应通常是动态散射或宾-主效应。将单晶硅作为衬底材料使用限制了显示器尺寸,因为甚至不同分显示器的模块化组装也会在接头处导致问题。
就优选的更有前途的类型2的情况来说,所用的电光效应通常是TN效应。
在两种技术之间有区别:包含化合物半导体例如CdSe的TFT,或基于多晶硅或非晶硅的TFT。对于后一种技术,全世界范围内正在进行深入的研究。
将TFT矩阵施加于显示器的一个玻璃板的内侧上,而另一玻璃板在内侧上带有透明反电极。与像素电极的尺寸相比,TFT非常小且对图像实际上没有不利作用。该技术还可以推广用于全色功能显示器,其中将红、绿和蓝滤光片的镶嵌块以使得滤光元件与每个可切换像素相对置的方式排列。
术语“MFK-显示器”在此包括具有集成非线性元件的任何矩阵显示器,即除了有源矩阵外,还有具有无源元件的显示器,例如可变电阻或二极管(MIM=金属-绝缘体-金属)。
这类MFK-显示器特别适用于TV应用(例如袖珍电视)或用于汽车或航空器构造中的高信息显示器。除了关于对比度的角度依赖性和响应时间的问题之外,由于液晶混合物不够高的比电阻,MFK-显示器中也还产生一些困难[TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORI-MACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double StageDiode Rings,pp.141ff.,Paris;STROMER,M.,Proc.Eurodisplay 84,Sept.1984:Designof Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid CrystalDisplays,pp.145ff.,Paris]。随着降低的电阻,MFK-显示器的对比度劣化。因为由于与显示器内表面的相互作用,液晶混合物的比电阻通常随MFK-显示器的寿命下降,因此高的(初始)电阻对于必须在长运行时间内具有可接受电阻值的显示器而言是非常重要的。
VA显示器具有显著较好的视角依赖性并且因此主要用于电视机和监视器。然而,这里仍然需要改进响应时间,特别地在用于具有大于60Hz的帧速率(图像变化频率/重复率)的电视方面。然而同时,一些性能例如低温稳定性不会劣化。
目前使用的液晶显示器(FK显示器)通常是TN(扭曲向列型)类型的那些。然而,这些具有对比度强烈的视角依赖性的缺点。除此之外,所谓的VA(垂直配向)显示器是已知的,其具有更宽的视角。VA显示器的液晶盒含有在两个透明电极之间的一层液晶介质,其中液晶介质通常具有负值的介电(DK-)各向异性。在切断状态,液晶层的分子垂直于电极表面取向(垂面地)或倾斜垂面地(英语“tilted”)取向。在向电极施加电压时,发生液晶分子平行于电极表面的再取向。此外,OCB(光学补偿弯曲)显示器是已知的,其基于双折射效应和具有所谓“弯曲”取向和通常正的(DK-)各向异性的液晶层。在施加电压时,发生液晶分子垂直于电极表面的再取向。另外,OCB显示器通常含有一个或多个双折射光学延迟膜以避免在黑暗状态下不希望的弯曲盒的光透过性。与TN显示器相比,OCB显示器具有更宽的视角和更短的响应时间。还已知IPS(面内切换)显示器,其在两个基板之间含有液晶层,其中仅一个基板具有通常有梳型结构的电极层。在施加电压时,因此产生了具有显著的平行于液晶层的分量的电场。这引起了液晶分子在层平面中的再取向。此外,已经提出了所谓的FFS(边缘场切换)显示器(参见,尤其是S.H.Jung等,Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷,No.3,2004,1028),其同样包含在相同基板上的两个电极,但其中相比于IPS显示器仅一个被构造为结构化(梳型)电极的形式,和另一个电极是非结构化的。由此产生了强烈的所谓的“边缘场”,即接近电极边缘的强烈电场,并且在整个所述盒中产生具有强烈的垂直分量和强烈的水平分量二者的电场。IPS显示器和FFS显示器二者具有低的对比度视角依赖性。
在较新类型的VA显示器中,液晶分子的均一配向被限制在液晶盒内多个较小的畴域中。在这些畴之间可以存在向错,也被称为倾斜的畴。与常规VA显示器相比,具有倾斜的畴的VA显示器具有更大的对比度视角不依赖性和灰阶。另外,这种类型的显示器更易于生产,因为不再需要用于在开启状态下使分子均一取向的额外的电极表面处理,例如通过擦拭。代替地,倾斜角或预倾斜角(英语“pretilt”)的优选方向通过特殊构造的电极控制。在所谓的MA(多域垂直配向)显示器中,这通常通过使电极具有突起(其引起了局部预倾斜)而实现。作为结果,液晶分子在施加电压时在不同限定的盒区域在不同方向上平行于电极表面取向。从而实现了“受控的”切换,并且避免了干扰性的向错线的形成。虽然这种布置改善了显示器的视角,然而其导致了其的光透过性的降低。MVA进一步的发展仅在一个电极侧使用突起,而相对置的电极具有狭缝(英语“slits”),这改善了光透过性。有狭缝的电极在施加电压时在液晶盒中产生了非均匀的电场,从而使得进一步实现了受控切换。为了进一步改善光透过性,可以增大“狭缝”和“突起”之间的间距,但这反过来导致响应时间的延长。在所谓的PVA(图案化的VA)中,通过以狭缝来结构化在相对侧上的两个电极使得完全不使用“突起”也是可行的,这导致对比度增加和光透过性改善,但这在技术上是困难的并且使得显示器对于机械影响(敲打等)更加敏感。然而,对于许多应用,例如监控器和尤其是TV屏幕,需要显示器响应时间的缩短以及对比度和亮度(透射率)的改善。
进一步的发展是所谓的PS(聚合物稳定)显示器,其也已知为术语“PSA”(聚合物稳定配向)。在这些显示器中,将少量(例如0.3%,典型地<1%)的可聚合化合物加入液晶介质中,并在填装入液晶盒之后在于电极之间施加或不施加电压的情况下使其通常通过UV光聚合而原位聚合或交联。将可聚合的介晶或液晶化合物,也已知为“反应性介晶”(RM)加入到液晶混合物中已证实是特别适宜的。与此同时,PSA原理被用于多种经典的液晶显示器。因此,例如已知PSA-VA、PSA-OCB、PS-IPS、PS-FFS和PS-TN显示器。可聚合化合物的原位聚合例如对于PSA-VA显示器通常在施加电压情况下进行,对于PSA-IPS显示器在施加或不施加电压的情况下进行。如在测试盒中可以验证的那样,PSA方法导致在盒中的预倾斜。因此在PSA-OCB显示器的情况下,可以实现弯曲结构稳定化,从而使得可以不需要或者可以降低补偿电压。在PSA-VA显示器的情况下,该预倾斜对响应时间有积极的作用。对于PSA-VA显示器,可使用标准的MVA或PVA像素和电极布局。然而,另外例如采用仅一个结构化的电极侧而没有凸起也可行,这显著简化了生产并同时产生良好的对比度,同时有着良好的透光性。PSA-VA显示器描述在例如JP 10-036847 A、EP 1 170 626 A2、EP 1,378,557 A1、EP 1,498,468 A1、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1和US 2006/0103804 A1中。PSA-OCB显示器例如描述在T.-J-Chen等人,Jpn.J.Appl.Phys.45,2006,2702-2704和S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.43,2004,7643-7647中。PS-IPS显示器描述在例如US 6,177,972和Appl.Phys.Lett.1999,75(21),3264中。PS-TN显示器描述在例如OpticsExpress 2004,12(7),1221中。
特别是对于监测器应用以及尤其是TV应用而言,仍然一如既往寻求响应时间以及液晶显示器的对比度和亮度(即也是透射性)的优化。PSA方法在此可以提供关键的优点。特别是在PSA-VA的情况下,与在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它参数没有明显不利影响的情况下实现。
然而已经发现,由现有技术已知的液晶混合物在VA和PSA显示器中使用时仍然具有一些缺点。因此,远非每一个理想的可溶的RM都适合用于PSA显示器,并且与采用预倾斜测量的直接PSA实验相比通常难以找到更合适的选择标准。如果期望通过UV光而不添加光引发剂的聚合(这对于某些应用可能是有利的),则选择变得甚至更加少。另外,液晶混合物或选择的液晶混合物(以下也被称为“液晶主体混合物”)+可聚合组分的“材料体系”应当具有尽可能低的旋转粘度和尽可能最佳的电性能,这里强调所谓的“电压保持比”(VHR或HR)。与PSA显示器相关的,在用UV光辐射之后的高的VHR是特别重要的,因为UV曝光是显示器生产过程的一个必要部分,但自然地也会作为“普通”曝光发生在制成的显示器中。
另外也产生了问题,即远非所有的液晶混合物+可聚合组分的组合均适合于PSA显示器,因为没有产生倾斜或产生了不足够的倾斜,或因为例如VHR对于TFT显示器应用而言是不足够的。
特别地值得期望的是提供用于PSA显示器的新型材料,其产生了特别小的预倾斜角。特别理想的将是这样的材料,其相比目前已知的材料在相同的曝光时间下在聚合期间产生更低预倾斜角的材料,和/或通过其的使用可采用已知材料获得的(更高)预倾斜角已经可以在更短的曝光时间后实现。因此,显示器的生产时间(生产节拍)可以被缩短并且生产过程的成本被降低。
因此,对于用于MFK-显示器的具有非常高的比电阻且同时有大的工作温度范围、短的响应时间和低阈值电压(以其可以产生多种灰阶)的液晶混合物仍然存在巨大的需求。此外,应当可以在VA、IPS和FFS、PALC二者显示器中和还在PS-VA、PSA、PS-IPS、PS-FFS显示器中采用该液晶混合物,并且它们不展现出上述缺点或仅低程度地显示上述缺点,并且应当同时具有改善的性能。在PS-VA和PSA显示器中,包括可聚合组分的液晶介质应当能够在MFK-显示器中建立足够的预倾斜并且应当具有相对较高的电压保持比(VHR或HR)。
本发明的任务在于提供可以特别用于IPS、FFS、VA显示器中和PS-VA显示器中并且特别适用于监视器和TV应用的液晶介质,所述液晶介质不具有上述缺点或仅以降低程度具有上述缺点。特别地,对于监视器和电视机而言必须保证它们即使在极度高和极度低的温度下也能工作,同时具有短的响应时间和同时具有改善的可靠性性能,特别地在长运行时间后不具有图像残留或具有显著降低的图像残留。
令人惊讶地,如果在优选用于VA显示器的液晶混合物中,特别是在具有负介电各向异性的液晶混合物中使用通式I的极性化合物,则可能改善旋转粘度值并从而改善响应时间。此外,已经意外地发现在PS-VA和PSA显示器中使用根据本发明的液晶介质实现了特别低的预倾斜角和理想倾斜角的快速建立。这已经能够在根据本发明的介质的情况下通过预倾斜测量证明。特别地,已经可以实现预倾斜而不添加光引发剂。另外,根据本发明的介质相比由现有技术已知的材料展现了显著更快的预倾斜角的产生,如已经通过预倾斜角的取决于曝光时间的测量得到证明的那样。
因此本发明涉及一种液晶介质,其包含至少一种式I的化合物。
在液晶介质中式I的化合物同时具有非常低的旋转粘度值和高的介电各向异性绝对值。因此可以制备液晶混合物,优选VA和PS-VA混合物,其具有短的响应时间,同时良好的相性能和良好的低温性能。
此外,本发明涉及包括上下文描述的根据本发明的液晶混合物和一种或多种可聚合化合物(优选选自反应性介晶)的液晶介质。
此外,本发明涉及包括上下文描述的根据本发明的液晶混合物和可通过聚合一种或多种可聚合化合物获得的聚合物的液晶介质,所述可聚合物的化合物优选选自反应性介晶。
此外本发明涉及一种液晶介质,其包括:
-可聚合组分A),其包含一种或多种可聚合化合物,优选选自反应性介晶的可聚合化合物,和
-液晶组分B),以下也被称为“液晶主体混合物”,其由根据本发明的液晶混合物组成,该混合物包含如上下文所述的一种或多种式I的化合物。
此外,本发明涉及一种液晶介质,其包括:
-可由聚合可聚合组分A)获得的聚合物,所述可聚合组分A)包括一种或多种可聚合化合物,优选选自反应性介晶的可聚合化合物,和
-液晶组分B),以下也被称为“液晶主体混合物”,其由根据本发明的液晶混合物组成,该混合物包含如上下文所述的一种或多种式I的化合物。
此外,本发明涉及根据本发明的液晶混合物在PS和PSA显示器中的用途,特别是在含有液晶介质的PS和PSA显示器中的用途,用于在PSA显示器中通过原位聚合一种或多种可聚合化合物在液晶介质中产生倾斜角,优选在施加电场和/或磁场的情况下、优选在电场的情况下进行。
此外,本发明涉及含有根据本发明的液晶介质的液晶显示器,特别是PS或PSA显示器,特别优选PSA-VA、PSA-IPS或PS-FFS显示器。
此外,本发明涉及含有由两个基板和两个电极以及位于基板之间的包含聚合的组分和低分子量组分的液晶介质的层组成的液晶盒的PS或PSA类型的液晶显示器,其中至少一个基板是对光透明的和至少一个基板具有电极,其中所述聚合的组分可通过在液晶盒的基板之间在液晶介质中聚合一种或多种可聚合的化合物获得,优选在向电极施加电压的情况下进行,其中所述低分子量组分是如上下文描述的根据本发明的液晶混合物。
此外,本发明涉及制备根据本发明的液晶混合物的方法,其中将至少一种式I的化合物与另外的介晶化合物和任选地与一种或多种可聚合的化合物和/或一种或多种添加剂和/或稳定剂混合。
此外,本发明涉及液晶显示器的制备方法,其中将根据本发明的液晶混合物与一种或多种可聚合的化合物和任选地与另外的液晶化合物和/或添加剂和/或稳定剂混合,将以此方式获得的混合物引入到如上下文所述的具有两个基板和两个电极的液晶盒中,和将一种或多种可聚合物化合物聚合,优选在施加电压到电极的情况下聚合。根据本发明的混合物优选显示出非常宽的向列相范围,其具有清亮点≥70℃、优选≥75℃、特别是≥80℃,显示出非常有利的电容性阈值、相对高的保持比值和同时在-20℃和-30℃下非常良好的低温稳定性以及非常低的旋转粘度值和短的响应时间。此外,根据本发明的混合物和具有以下特征:除了旋转粘度γ1的改善外,可以观察到相对高的弹性常数K33的值以改善响应时间。
以下给出根据本发明的混合物的一些优选实施方案。
在式I化合物中,R1优选表示直链烷基,特别为C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、n-C6H13,另外还有烯基或烷氧基,例如CH2=CH、CH3CH=CH、CH3CH2CH=CH、C3H7CH=CH、OC2H5、OC3H7、OC4H9、OC5H11、OC6H13、和烯氧基,例如OCH2CH=CH2、OCH2CH=CHCH3、OCH2CH=CHC2H5。R1非常特别优选表示C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11。
在式I化合物中,R1*优选表示直链的烷基或烷氧基,特别为OC2H5、OC3H7、OC4H9、OC5H11、OC6H13、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13,和另外还有烯氧基,例如OCH2CH=CH2、OCH2CH=CHCH3、OCH2CH=CHC2H5。R1*非常特别优选表示C2H5、C3H7、C4H9或C5H11。
优选的式I化合物是式I-1至I-192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,alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基。
对于所述的子式I-1至I-192,特别优选的是式I-1、I-13、I-73和I-85的化合物。
根据本发明的混合物特别优选包含至少一种选自以下的化合物:
特别地,对于优选的式I-1a至I-1p和I-73a至I-73p化合物,非常特别优选的是式I-1f和I-73f的化合物。
式I和其子式的化合物优选以1-15wt%、优选1-10wt%每种同系物的量使用且基于混合物计。如果在根据本发明的混合物中使用多种式I的化合物,则全部式I化合物的总浓度为1-30wt%、优选1-20wt%,基于混合物计。
在式I和子式的化合物中,L1和L2各自彼此独立地优选表示F或Cl,特别地L1=L2=F和R1优选表示直链烷氧基和R1*优选表示直链烷基。
可例如如下制备式I的化合物:
流程式1
(alkyl=具有1-14个C原子的直链烷基)
根据本发明的介质优选包含一种、两种、三种、四种或更多种,优选两种或三种式I的化合物。
基于整个混合物计,式I化合物优选以≥1wt%、优选≥5wt%的量用于液晶介质中。特别优选的是包含2–15wt%的一种或者多种式I化合物的液晶介质。
根据本发明的液晶介质的优选实施方案如下所示:
a)额外包含一种或多种选自式IIA,IIB和IIC化合物的化合物的液晶介质,
其中
R2A、R2B和R2C各自彼此独立地表示H,具有至多15个C原子的未取代的、被CN或CF3单取代或者至少被卤素单取代的烷基,其中在这些基团中一个或多个CH2基团也可被-O-,-S-,-C≡C-,-CF2O-,-OCF2-,-OC-O-或-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替,
L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,
Z2和Z2’各自彼此独立地表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-CF=CF-,-CH=CHCH2O-,
p表示1或2,
q表示0或1,以及
v表示1-6。
在式IIA和IIB化合物中,Z2可具有相同或不同的含义。在式IIB化合物中,Z2和Z2'可具有相同或不同的含义。
在式IIA、IIB和IIC化合物中,R2A、R2B和R2C各自优选表示具有1-6个C原子的烷基,特别地CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11。
在式IIA和IIB化合物中,L1、L2、L3和L4优选表示L1=L2=F和L3=L4=F,另外还有L1=F和L2=Cl,L1=Cl和L2=F,L3=F和L4=Cl,L3=Cl和L4=F。在式IIA和IIB中Z2和Z2'优选各自彼此独立地表示单键,另外还有-C2H4-桥基。
如果在式IIB中Z2=-C2H4-则Z2'优选为单键,或者如果Z2’=-C2H4-则Z2优选为单键。在式IIA和IIB化合物中,(O)CvH2v+1优选表示OCvH2v+1,另外还有CvH2v+1。在式IIC的化合物中,(O)CvH2v+1优选表示CvH2v+1。在式IIC的化合物中,L3和L4优选各自表示F。
优选的式IIA、IIB和IIC化合物如下所示:
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。
特别优选的根据本发明的混合物包含一种或多种式IIA-2、IIA-8、IIA-14、IIA-27、IIA-33、IIB-2、IIB-11、IIB-16和IIC-1的化合物。
在整个混合物中,式IIA和/或IIB化合物的比例优选为至少20wt%。
根据本发明特别优选的介质包含至少一种式IIC-1的化合物,
其中alkyl和alkyl*具有上述含义,其优选的量为>3wt%、特别为>5wt%并且特别优选5-25wt%。
b)额外包含一种或多种式III化合物的液晶介质,
其中
R31和R32各自彼此独立地表示具有至多12个C原子的直链烷基、烷氧基烷基或烷氧基,并且
Z3表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-,-C4H8-,-CF=CF-。
优选的式III化合物如下所示:
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。
根据本发明的介质优选包含至少一种式IIIa和/或式IIIb的化合物。
式III化合物在整个混合物中的比例优选为至少5wt%。
c)优选以≥5wt%、特别地≥10wt%的总量额外包含下式化合物的液晶介质,
另外还优选根据本发明的混合物包含下式化合物
d)额外包含一种或多种下式的四环化合物的液晶介质,
其中,
R7-10各自彼此独立地具有权利要求2中对于R2A所示含义之一,并且w和x各自彼此独立地表示1-6。
特别优选的是包含至少一种式V-9化合物的混合物。
e)额外包含一种或多种式Y-1至Y-6化合物的液晶介质,
其中R14-R19各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的烷基或烷氧基;z和m各自彼此独立地表示1-6;x表示0、1、2或3。
根据本发明的介质特别优选包含一种或多种式Y-1至Y-6化合物,其含量优选为≥5wt%。
f)额外包含一种或多种式T-1至T-21的氟代三联苯的液晶介质,
其中,
R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基,并且m=0、1、2、3、4、5或6,以及n表示0、1、2、3或4。
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、戊氧基。
根据本发明的介质包含式T-1至T-21的三联苯,其量优选为2-30wt%、特别地5-20wt%。
特别优选的是式T-1、T-2、T-20和T-21的化合物。在这些化合物中,R优选表示烷基,另外还有烷氧基,其各自具有1-5个C原子。在式T-20化合物中,R优选表示烷基或烯基,特别为烷基。在式T-21化合物中,R优选表示烷基。
如果混合物的Δn值≥0.1,则优选将三联苯用于根据本发明的混合物中。优选的混合物包含2-20wt%的一种或多种选自化合物T-1至T-21的三联苯化合物。
g)额外包含一种或多种式B-1至B-4的联苯的液晶介质,
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,和
alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,
alkenyl和alkeny1*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基。
式B-1至B-4的联苯在整个混合物中的比例优选为至少3wt%,特别是≥5wt%。
式B-1至B-4的化合物中,式B-2化合物是特别优选的。
特别优选的联苯是
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B-1a和/或B-2c的化合物。
h)包含至少一种式Z-1至Z-7化合物的液晶介质,
其中R和alkyl具有上述含义。
i)包含至少一种式O-1至O-16的化合物的液晶介质,
其中R1和R2具有对于R2A所示的含义。R1和R2优选各自彼此独立地表示直链烷基。
优选的介质包含一种或多种式O-1、O-3、O-4、O-5、O-9、O-13、O-14、O-15和/或O-16的化合物。
根据本发明的混合物非常特别优选包含式O-9、O-15和/或O-16的化合物,特别地其量为5-30%。
优选的式O-15和O-16的化合物如下所述:
根据本发明的介质特别优选包含式O-15a和/或式O-15b的三环化合物与一种或多种式O-16a至O-16d的双环化合物的组合。式O-15a和/或式O-15b化合物与一种或多种选自式O-16a至O-16d的双环化合物的化合物的组合的总比例为5-40%、非常特别优选15-35%,基于混合物计。
非常特别优选的混合物包含化合物O-15a和O-16a:
基于整个混合物计,化合物O-15a和O-16a优选以15-35%、特别优选15-25%并且尤其优选18-22%的浓度包含于混合物中。
非常特别优选的混合物包含化合物O-15b和O-16a:
基于整个混合物计,化合物O-15b和O-16a优选以15-35%、特别优选以15-25%并且尤其优选以18-22%的浓度包含于混合物中。
非常特别优选的混合物包含下列三种化合物:
基于整个混合物计,化合物O-15a、O-15b和O-16a优选以15-35%、特别优选15-25%并且尤其优选18-22%的浓度包含于混合物中。
j)优选的根据本发明的液晶介质包含一种或多种具有四氢萘基或萘基单元的物质,如式N-1至N-5的化合物,
其中R1N和R2N各自彼此独立地具有对于R2A所示含义,优选表示直链烷基、直链烷氧基或直链烯基,并且
Z1和Z2各自彼此独立地表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2-或单键。
k)优选的混合物包含一种或多种选自式BC的二氟二苯并色满化合物、式CR的色满、式PH-1和PH-2的氟代菲、式BF的氟代二苯并呋喃的化合物,
其中
RB1、RB2、RCR1、RCR2、R1、R2各自彼此独立地具有R2A的含义。c为0、1或2。
根据本发明的混合物优选以3-20wt%的量、特别是以3-15wt%的量包含式BC、CR、PH-1、PH-2和/或BF的化合物。
特别优选的式BC和CR的化合物是化合物BC-1至BC-7以及CR-1至CR-5,
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2-6个C原子的直链烯基。
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。
l)优选的混合物包含一种或多种式In的茚满化合物,
其中,
R11、R12、R13各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基,
R12和R13另外还表示卤素,优选F,
i表示0、1或2。
优选的式In化合物是如下所示的式In-1至In-16的化合物:
特别优选的是式In-1、In-2、In-3和In-4的化合物。
式In和子式In-1至In-16的化合物优选以≥5wt%、特别是5-30wt%和非常特别优选5-25wt%的浓度用于根据本发明的混合物中。
m)优选的混合物额外包含一种或多种式L-1至L-11化合物,
其中
R、R1和R2各自彼此独立地具有权利要求2中对于R2A所示的含义,以及alkyl表示具有1-6个C原子的烷基。s表示1或2。
特别优选的是式L-1和L-4,特别是L-4的化合物。
式L-1至L-11的化合物优选以5-50wt%、特别是5-40wt%以及非常特别优选10-40wt%的浓度使用。
n)介质额外包含一种或者多种式EY的化合物
其中R1,R1*,L1和L2具有式I中所示含义。在式EY的化合物中,R1和R1*优选表示具有≥2个C原子的烷氧基,并且L1=L2=F。特别优选的是下式的化合物
特别优选的是式EY-1至EY-12的化合物,特别是EY-2、EY-9和EY-10的化合物。
o)介质额外包含一种或多种式To-1至To-12的二苯乙炔化合物,
其中
R1和R2各自彼此独立地具有权利要求1中R1的含义,优选表示直链的烷基、烷氧基或烯基,特别是具有1-6个C原子的直链烷基,
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,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基。
特别优选的二苯乙炔为式To-1、To-2、To-4、To-9、To-10和To-11的化合物。
以下给出非常特别优选的混合物构思:(使用的首字母缩略词在表A中解释。n和m在此各自彼此独立地表示1-6)。
优选的混合物构思有利地包括
-一种或多种式I的化合物,其中L1=L2=F并且R1=烷基以及R1*=烷氧基;
-至少一种式I-1的化合物;
-至少一种式I-73的化合物;
-至少一种式I-1a的化合物(首字母缩略词:COY-n-Om);
-至少一种式I-73a的化合物(首字母缩略词:CCOY-n-Om);
-至少一种式I-1a的化合物(首字母缩略词:COY-n-Om)和至少一种式I-73a的化合物(首字母缩略词:CCOY-n-Om);
-至少两种式I-1a的化合物(首字母缩略词:COY-n-Om)和至少一种式I-73a的化合物(首字母缩略词:CCOY-n-Om);
-至少10wt%的一种或多种式I-1a的化合物(首字母缩略词:COY-n-Om)和至少10wt%的一种或多种式I-73a的化合物(首字母缩略词:CCOY-n-Om),在各自情况下基于混合物计;
-COY-3-O2和CCOY-3-O2;
-COY-3-O2和CCOY-2-O2;
-COY-3-O2和CCOY-3-O2和CCOY-2-O2;
-至少一种式I-1a化合物和至少一种式CY-n-Om化合物;优选COY-3-O2和CY-3-O2
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCY-n-Om化合物,优选COY-3-O2与至少一种选自式CCY-3-O2、CCY-3-O1、CCY-3-O3和CCY-4-O2化合物的化合物的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CCY-n-Om化合物,优选地CCOY-3-O2与至少一种选自式CCY-3-O2、CCY-3-O1、CCY-3-O3和CCY-4-O2化合物的化合物的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CPY-n-Om化合物,优选地COY-3-O2和至少一种选自式CPY-2-O2、CPY-3-O2、CPY-3-O3、CPY-3-O4、CPY-4-O3和CPY-5-O3化合物的化合物;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CPY-n-Om化合物,优选地CCOY-3-O2和至少一种选自式CPY-2-O2、CPY-3-O2、CPY-3-O3、CPY-3-O4、CPY-4-O3和CPY-5-O3化合物的化合物;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CPY-n-Om化合物,优选地COY-3-O2和CCOY-3-O2和至少一种选自CPY-2-O2、CPY-3-O2、CPY-3-O3、CPY-3-O4、CPY-4-O3和CPY-5-O3化合物的化合物;
-COY-3-O2与CPY-2-O2和/或CPY-3-O2的组合;
-CCOY-3-O2与CPY-2-O2和/或CPY-3-O2的组合;
-COY-3-O2和CCOY-3-O2与CPY-2-O2和/或CPY-3-O2的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCH-nm化合物,优选地COY-3-O2与至少一种选自式CCH-23、CCH-25、CCH-34和CCH-35化合物的化合物的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CCH-nm化合物,优选地CCOY-3-O2与至少一种选自式CCH-23、CCH-25、CCH-34和CCH-35化合物的化合物的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CCP-nm化合物,优选地COY-3-O2和CCOY-3-O2与CCP-31和/或CCP-33的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCP-nm化合物,优选地COY-3-O2与CCP-31和/或CCP-33的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CCP-nm化合物,优选地CCOY-3-O2与CCP-31和/或CCP-33的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CCP-nm化合物,优选地COY-3-O2和CCOY-3-O2与CCP-31和/或CCP-33的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式PYP-n-m化合物,优选地COY-3-O2与PYP-2-3和/或PYP-2-4的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式PYP-n-m化合物,优选地COY-3-O2和CCOY-3-O2与PYP-2-3和/或PYP-2-4的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式Y-nO-Om化合物,优选地COY-3-O2与至少一种选自式Y-2O-O3、Y-2O-O4、Y-2O-O5、Y-3O-O4、Y-3O-O5、Y-4O-O4、Y-4O-O5化合物的化合物的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式Y-nO-Om化合物,优选地CCOY-3-O2与至少一种选自式Y-2O-O3、Y-2O-O4、Y-2O-O5、Y-3O-O4、Y-3O-O5、Y-4O-O4、Y-4O-O5化合物的化合物的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式Y-nO-Om化合物,优选地COY-3-O2和CCOY-3-O2与至少一种选自式Y-2O-O3、Y-2O-O4、Y-2O-O5、Y-3O-O4、Y-3O-O5、Y-4O-O4、Y-4O-O5化合物的化合物的组合;
-在每种情况下至少一种式CPY-n-Om的化合物+CCY-n-Om+COY-n-Om+CCOY-n-Om;
-至少一种式COY-n-Om的化合物和至少一种式CLY-n-Om的化合物;
-至少一种式CCOY-n-Om的化合物和至少一种式CLY-n-Om的化合物;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物和至少一种式CLY-n-Om化合物;
-至少一种式COY-n-Om化合物与PP-1-2V1的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物与PP-1-2V1的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物与PP-1-2V1的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物与CC-n-V1、优选地CC-3-V1的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物与CC-n-V1、优选地CC-3-V1的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物与CC-n-V1、优选地CC-3-V1的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物与PP-n-Om和/或PP-n-m的组合;
-至少一种式CCOY-n-Om化合物与PP-n-Om和/或PP-n-m的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CCOY-n-Om化合物与PP-n-Om和/或PP-n-m的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CLY-n-Om化合物与PP-n-Om和/或PP-n-m的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CLY-n-Om化合物与PP-n-Om和PP-n-m的组合;
-至少一种式COY-n-Om化合物和至少一种式CEY-n-Om化合物;
进一步优选的是包含以下混合物组分的混合物:
-CPY-n-Om,特别地CPY-2-O2、CPY-3-O2和/或CPY-5-O2,优选地浓度为>5%、特别地10-30%,基于整个混合物计,
-CY-n-Om,优选地CY-3-O2、CY-3-O4、CY-5-O2和/或CY-5-O4,优选地浓度为>5%、特别地15-50%,基于整个混合物计,
和/或
-CCY-n-Om,优选地CCY-4-O2、CCY-3-O2、CCY-3-O3、CCY-3-O1和/或CCY-5-O2,优选地浓度为>5%、特别地10-30%,基于整个混合物计,
和/或
-CLY-n-Om,优选地CLY-2-O4、CLY-3-O2和/或CLY-3-O3,优选地浓度为>5%、特别地10-30%,基于整个混合物计,
和/或
-CK-n-F,优选地CK-3-F、CK-4-F和/或CK-5-F,优选地>5%、特别地5-25%,基于整个混合物计。
进一步优选的是包括以下混合构思的根据本发明的混合物:
(n和m各自彼此独立地表示1-6。)
-CPY-n-Om和CY-n-Om,优选地浓度为10-80%,基于整个混合物计,
和/或
-CPY-n-Om和CK-n-F,优选地浓度为10-70%,基于整个混合物计,
和/或
-CPY-n-Om和CLY-n-Om,优选地浓度为10-80%,基于整个混合物计。
本发明进一步涉及具有基于ECB、VA、PS-VA、PALC、IPS、PS-IPS、FFS或PS-FFS效应的有源矩阵寻址的电光显示器,特征在于其含有根据权利要求1-9的一项或多项的液晶介质作为电介质。
根据本发明的液晶介质优选具有从≤-20℃到≥70℃、特别优选从≤-30℃到≥80℃、非常特别优选从≤-40℃到≥90℃的向列相。
术语“具有向列相”在此一方面指的是在低温下在相应温度下观察不到近晶相和结晶,且另一方面在由向列相加热时仍不出现澄清。低温下的检测在流动粘度计中在相应温度下进行并且通过在具有对应于电光学应用的层厚度的测试盒中存储至少100小时而进行检验。如果在相应测试盒中在-20℃的温度下储存稳定性为1000h或更久,则该介质被认为在此温度下是稳定的。在-30℃和-40℃的温度下,相应的时间分别是500h和250h。在高温下,清亮点在毛细管中通过常规方法来测量。
液晶混合物优选具有至少60K的向列相范围和在20℃下最多30mm2·s-1的流动粘度ν20。
在液晶混合物中,双折射率Δn的值通常在0.07和0.16之间,优选在0.08和0.12之间。
根据本发明的液晶混合物具有-0.5至-8.0、特别是-2.5至-6.0的Δε,其中Δε表示介电各向异性。在20℃下的旋转粘度γ1优选为≤165mPa·s,特别是≤140mPa·s。
根据本发明的液晶介质具有相对低的阈值电压(V0)值。其优选在1.7V到3.0V的范围内,特别优选≤2.5V以及非常特别优选≤2.3V。
对于本发明,除非另有明确说明,术语“阈值电压”涉及电容性阈值(V0),也称为Freedericks阈值。
另外,根据本发明的液晶介质在液晶盒中具有相对高的电压保持比数值。
通常,具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质显示出比具有较高寻址电压或阈值电压的那些液晶介质更低的电压保持比,并且反之亦然。
对于本发明,术语“介电正性化合物”表示具有Δε>1.5的那些化合物,术语“介电中性化合物”表示具有-1.5≤Δε≤1.5的那些,以及术语“介电负性化合物”表示具有Δε<-1.5的那些。此处,化合物的介电各向异性通过以下方式确定:将10%的化合物溶解在液晶主体中并在于每种情形下具有20μm层厚和具有垂面的和具有沿面的表面取向的至少一个测试盒中在1kHz下测量所得混合物的电容。测量电压一般为0.5V到1.0V,但其总低于各个受试的液晶混合物的电容性阈值。
本发明中指明的所有温度值均以℃计。
根据本发明的混合物适于所有的VA-TFT应用,例如VAN、MVA、(S)-PVA、ASV、PSA(聚合物支持的VA)和PS-VA(聚合物稳定的VA)。此外,它们还适用于具有负Δε的IPS(面内切换)和FFS(边缘场切换)。
在根据本发明的显示器中,向列液晶混合物通常包含两种组分A和B,所述组分本身由一种或多种单个化合物组成。
组分A具有显著的负介电各向异性并赋予向列相以≤-0.5的介电各向异性。除了一种或多种式I化合物外,其优选包含式IIA、IIB和/或IIC的化合物,以及还包含式III的化合物。
组分A的比例优选在45和100%之间,特别是在60和100%之间。
对于组分A,优选选择一种(或多种)具有Δε值≤-0.8的单个化合物。该值必须越负,则A在整个混合物中的比例越小。
组分B具有显著的向列性和在20℃下不大于30mm2·s-1、优选不大于25mm2·s-1的流动粘度。
组分B中特别优选的单个化合物是在20℃下具有不大于18mm2·s-1、优选不大于12mm2·s-1的流动粘度的极低粘性的向列液晶。
组分B是单变型或互变型向列相,其不具有近晶相,且能在直至非常低的温度下防止在液晶混合物中出现近晶相。例如,如果将高向列性的各种材料加入近晶液晶混合物中,则这些材料的向列性可以通过获得的近晶相抑制程度来进行比较。
所述混合物还可任选包含组分C,其涉及的是具有Δε≥1.5的介电各向异性的化合物。基于整个混合物计,这些所谓的正性化合物通常以≤20wt%的量包含于负介电各向异性的混合物中。
许多合适的材料是本领域技术人员从文献中已知的。特别优选的是式III的化合物。
此外,这些液晶相还可包含大于18种组分,优选18到25种组分。
除了一种或多种式I化合物之外,该相优选包含4到15、特别是5到12、以及特别优选<10种的式IIA、IIB和/或IIC的化合物和任选的式III化合物。
除了式I化合物以及式IIA、IIB和/或IIC和任选的III的化合物外,还可添加其它成分,例如以最多至整个混合物的45%、但优选至多35%、特别是至多10%的量添加。
该其它成分优选选自向列型或向列性物质,特别是已知物质,选自氧化偶氮苯、亚苄基苯胺、联苯、三联苯、苯甲酸苯基酯或苯甲酸环己基酯、环己烷羧酸苯基酯或环己烷羧酸环己基酯、苯基环己烷、环己基联苯、环己基环己烷、环己基萘、1,4-双环己基联苯或环己基嘧啶、苯基二噁烷或环己基二噁烷、任选卤代的芪、苄基苯基醚、二苯乙炔和取代的肉桂酸酯。
可考虑作为这类液晶相成分的最重要的化合物可由式IV表征
R20-L-G-E-R21 IV
其中L和E各自表示选自由1,4-二取代的苯环和环己烷环,4,4'-二取代的联苯、苯基环己烷和环己基环己烷体系,2,5-二取代的嘧啶和1,3-二噁烷环,2,6-二取代的萘,二和四氢化萘,喹唑啉和四氢喹唑啉组成的组的碳环或杂环体系,
G表示
或者C-C单键,Q表示卤素,优选氯,或-CN,以及R20和R21各自表示具有至多18个、优选至多8个碳原子的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基或烷氧基羰基氧基,或者这些基团中的一个也表示CN、NC、NO2、NCS、CF3、SF5、OCF3、F、Cl或Br。
这些化合物的大多数中,R20和R21彼此不同,这些基团中的一个通常是烷基或烷氧基。建议的取代基的其它变化形式也是常用的。许多这样的物质或其混合物是可商购获得的。所有这些物质可通过文献中已知的方法制备。
对技术人员来说不言而喻的是,根据本发明的VA、IPS或FFS混合物也可包含其中例如H、N、O、Cl和F已经被相应同位素代替的化合物。
可以根据本发明使用的液晶介质以本身常规的方式制备,例如通过将一种或多种上述化合物与如上所定义的一种或多种可聚合化合物和任选地与另外的液晶化合物和/或添加剂混合。通常,将理想量的以较少量使用的组分溶解在构成主要成分的组分中,有利地在提高的温度下进行。也可以混合在有机溶剂中的组分的溶液,例如在丙酮、氯仿或甲醇中的,并且在通过充分混合之后例如通过蒸馏再除去溶剂。此外,本发明涉及制备根据本发明的液晶介质的方法。
根据本发明的混合物此外还可以包含常规添加剂或助剂,例如稳定剂、抗氧化剂、UV吸收剂、纳米粒子、微粒等。
根据本发明的液晶显示器的结构对应于通常的几何结构,如例如在EP-OS0240379中描述的。根据本发明的液晶显示器的结构对应于通常用于PSA显示器的几何结构,如在开头引用的现有技术中描述的。没有突起的几何结构是优选的,特别是其中此外在滤色器侧上的电极是未结构化的并且仅在TFT侧上的电极具有狭缝的那些。特别适合的和优选的PS-VA显示器的电极结构例如描述在US2006/0066793A1中。
根据本发明的液晶混合物与上下文中所述的经聚合的化合物的组合在根据本发明的液晶介质中实现了低阈值电压、低旋转粘度值和非常良好的低温稳定性以及保留了高清亮点和高HR值,并且允许在PSA显示器中快速建立特别低的预倾斜角。特别地,与现有技术中的介质相比,在PSA显示器中的液晶介质显示了显著降低的响应时间,特别地还有灰阶响应时间。
还可将例如公开在U.S.6,861,107中的可聚合化合物,所谓的反应性介晶(RM)以基于混合物计优选0.12-5wt%、特别优选0.2-2wt%的浓度加入到根据本发明的混合物中。这些混合物还可任选地包含例如描述于U.S.6,781,665中的引发剂。引发剂,例如CibaChemicals公司的Irganox-1076优选以0-1%的量加入到包含可聚合化合物的混合物中。这类混合物可用于所谓的聚合物稳定的VA模式(PS-VA)或PSA(聚合物支持的VA),其中反应性介晶的聚合应在液晶混合物中进行。其前提是,液晶混合物本身不包含任何可聚合的组分。
根据本发明的IPS和PSA显示器具有两个电极,优选以透明层的形式的电极,其中将它们施加到形成液晶盒的基板的一个或两个上。在此,或者将各一个电极施加两个基板的每一个上,如例如在根据本发明的PSA-VA、PSA-OCB或PSA-TN显示器中,或者将两个电极施加到两个基板的仅一个上而另一个基板不具有电极,如例如在根据本发明的PSA-IPS或PSA-FFS显示器中。
在上下文中应用以下含义:
除非另有说明,术语"PSA"用于代表PS显示器和PSA显示器。
术语“倾斜”和“倾斜角”涉及相对于液晶显示器(这里优选PS或PSA显示器)中盒的表面液晶介质的液晶分子的倾斜或者斜的取向。这里倾斜角表示在液晶分子的分子纵轴(液晶指向矢)和形成液晶盒的平面平行载体板表面之间的平均角度(<90°)。这里,倾斜角的低值(即,与90°角有大的偏差)对应于大的倾斜。合适的倾斜角的测量方法在实施例中给出。除非另有说明,上下文中公开的倾斜角值涉及这种测量方法。
术语“介晶基团”对本领域技术人员是已知的和在文献中描述,并且表示由于其吸引和排斥的相互作用的各向异性本质上有助于在低分子量或聚合物质中引起液晶(FK)相的基团。含有介晶基团的化合物(介晶化合物)本身不必要必须具有液晶相。介晶化合物还可以仅在与其它化合物混合之后和/或聚合之后显示液晶相行为。典型的介晶基团例如为刚性的棒或盘状单元。与介晶或液晶化合物相关使用的术语和定义的概述在PureAppl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出。
术语“间隔基团”,上下文中也被称为“Sp”,对所述领域技术人员是已知的并且描述在文献中,参见例如Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。除非另有说明,上下文中术语“间隔基团”或“间隔基”表示在可聚合的介晶化合物中相互连接介晶基团和可聚合基团的柔性基团。
术语“反应性介晶”或“RM”表示含有介晶基团和一个或多个适合聚合的官能基团(也被称为可聚合基团或基团P)的化合物。
术语“低分子量化合物”和“不可聚合的化合物”表示通常为单体的化合物,其不含有适合在本领域技术人员已知的通常条件下,特别是在用于聚合RM的条件下聚合的官能基团。
为了本发明的目的,术语“液晶介质”意欲表示包含液晶混合物和一种或多种可聚合化合物(例如反应性介晶)的介质。术语“液晶混合物”(或“主体混合物”)意欲表示仅由不可聚合的、低分子量化合物,优选两种或更多种液晶化合物和任选另外的添加剂例如手性掺杂剂或稳定剂组成的液晶混合物。“不可聚合”意指至少在用于可聚合化合物聚合的条件下对聚合反应稳定或不反应的化合物。
特别优选的是具有向列相,特别是在室温下具有向列相的液晶混合物。
优选的包含至少一种式I化合物的PS混合物的特点尤其如下:
○基于整个混合物计,可聚合组分的浓度为0.01–5wt%、特别地0.01–1wt%和特别优选地0.01-0.5wt%。
○液晶介质不包含具有末端烯氧基的化合物(-O-CH=CH2)。
○含有根据本发明的PS混合物的PS-VA或PSA显示器优选具有≤85°、特别优选地≤80°的预倾斜角。
在根据本发明的VA型显示器中,切断状态下的液晶介质层中的分子垂直于电极表面取向(垂面地)或具有倾斜垂面(英语“tilted”)的取向。在向电极施加电压时,发生液晶分子的分子纵轴平行于电极表面的再取向。
用于VA类型显示器中的根据本发明的液晶混合物在20℃和1kHz下具有负介电各向异性△ε,其优选为-0.5至-10、特别是-2.5至-7.5。
用于VA类型显示器中的根据本发明的液晶混合物中的双折射△n优选在0.16以下,特别优选在0.06-0.14之间,特别地在0.07和0.12之间。
根据本发明的液晶混合物和液晶介质还可以包含本领域技术人员已知和描述在文献中的另外的添加剂和助剂,例如聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性物质或手性掺杂剂。这些可以是可聚合的或不可聚合的。可聚合的添加剂相应地被分类到可聚合的组分或组分A)中。不可聚合的添加剂相应地被分类到液晶混合物(主体混合物)或不可聚合的组分或组分B)中。
液晶混合物和液晶介质可以包含例如一种或多种手性掺杂剂,优选地选自下表B中的化合物。
此外,可以将0-15%、优选0-10%的选自多向色性染料,纳米粒子,导电盐,复合盐和用于改变向列相的介电各向异性、粘度和/或取向的物质的一种或多种添加剂添加到液晶介质中。合适和优选的导电盐例如为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(参见例如Haller等,Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258,1973)。这种类型的物质描述在例如DE A 22 09 127、DE A 22 40 864、DE A 23 21 632、DEA 23 38 281、DE A 24 50 088、DE A 26 37 430和DE A 28 53 728中。
为了生产PSA显示器,在施加电压下在液晶显示器的基板之间于液晶介质中通过原位聚合将可聚合的化合物聚合或交联(如果化合物含有两个或更多个可聚合的基团)。该聚合可以在一个步骤中进行。也可以首先在施加电压的情况下在第一步骤中进行聚合以产生预倾斜角,并且随后在第二聚合步骤中在不施加电压情况下聚合或交联在第一步骤中未反应的化合物(“最终固化”)。
合适和优选的聚合方法例如为热聚合或光聚合,优选光聚合,特别是UV光聚合。如果必要,这里也可以添加一种或多种引发剂。适合的聚合条件,和引发剂适合的类型和量对本领域技术人员是已知的并且描述在文献中。例如可商购获得的光引发剂 (Ciba AG)适于自由基聚合。如果采用了引发剂,则其比例优选为0.001-5%、特别优选0.001-1%。然而,该聚合也可以在不添加引发剂的情况下进行。在进一步优选的实施方案中,液晶介质不包含聚合引发剂。
可聚合组分A)或液晶介质还可以包含一种或多种稳定剂以防止不希望的RM的自发聚合,例如在存储或运输过程中。稳定剂适合的类型和量对本领域技术人员来说是已知的并且描述在文献中。例如系列(Ciba AG)如1076的可商购获得的稳定剂是特别合适的。如果采用稳定剂,则基于RM或可聚合组分A)的总量计,它们的比例优选为10-10000ppm、特别优选50-500ppm。
可聚合化合物也适用于不含引发剂的聚合,其伴有相当大的优势,例如更低的材料成本和特别地更小的由可能残余量的引发剂或其降解产物导致的液晶介质的污染。
用于PSA显示器的根据本发明的介质优选包含≤5%、特别优选≤1%、非常特别优选≤0.5%和优选≥0.01%、特别优选≥0.1%的可聚合化合物,特别是上下文中给出的式的可聚合化合物。
特别优选的是包含一种、两种或三种可聚合化合物的液晶介质。
此外,优选的是非手性的可聚合的化合物以及其中组分A)和/或B)的化合物仅选自非手性化合物的液晶介质。
此外,优选的是其中可聚合组分或组分A)包含一种或多种具有一个可聚合基团(单反应性)的可聚合化合物和一种或多种具有两个或更多个、优选两个可聚合基团(二或多反应性)的可聚合化合物的液晶介质。
此外,优选的是PSA显示器和液晶介质,其中可聚合组分或组分A)仅包含具有两个可聚合基团(二反应性)的可聚合化合物。
可以将可聚合化合物单一地添加到液晶介质中,但也可以使用包含两种或更多种根据本发明的可聚合化合物的混合物。在聚合这种混合物的情况下形成共聚物。此外本发明涉及上下文中提及的可聚合的混合物。可聚合的化合物可以是介晶或非介晶的。特别优选的是可聚合的介晶化合物,也被称为反应性介晶(RM)。
根据本发明用于液晶介质和PSA显示器中的合适和优选的RM在以下描述。
在本发明一个优选实施方案中,可聚合化合物选自式I*的化合物
Ra-A1-(Z1-A2)m-Rb I*
其中各基团具有以下含义:
Ra和Rb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、卤素、SF5、NO2、碳基或烃基,其中基团Ra和Rb的至少一个表示或含有基团P或P-Sp-,
P每次出现时相同或不同地表示可聚合基团,
Sp每次出现时相同或不同地表示间隔基团或单键,
A1和A2各自彼此独立地表示芳族、杂芳族、脂环族或杂环的基团,优选具有4-25个环原子的,其也可含有稠合环,且其也可被L单或多取代,
L表示P-Sp-、H、OH、CH2OH、卤素、SF5、NO2、碳基或烃基,
Z1每次出现时相同或不同地表示-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1-12个C原子的烷基,
m表示0、1、2、3或4,
n1表示1、2、3或4。
特别优选的式I*化合物为其中具有如下定义的这些:
Ra和Rb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1-25个C原子的直链或支链的烷基,其中一个或多个不相邻CH2基团也可各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,和其中一个或多个H原子也可被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-代替,其中基团Ra和Rb的至少一个表示或含有基团P或P-Sp-,
A1和A2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、2-氧代-2H-苯并吡喃-3,6-二基、2-氧代-2H-苯并吡喃-3,7-二基、4-氧代-4H-苯并吡喃-2,6-二基、4-氧代-4H-苯并吡喃-3,6-二基、4-氧代-4H-苯并吡喃-3,7-二基(俗名香豆素或黄酮),其中这些基团中的一个或多个CH基团也可被N代替,环己烷-1,4-二基,其中一个或多个不相邻CH2基团也可被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、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-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,其中所有这些基团可为未取代的或被L单取代或多取代,
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、任选取代的甲硅烷基、任选取代的具有6-20个C原子的芳基,或者具有1-25个C原子的直链或支链的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一个或多个H原子也可被F、Cl、P或P-Sp-代替,
P表示可聚合基团,
Y1表示卤素,
Rx表示P、P-Sp-、H、卤素,具有1-25个C原子的直链、支链或环状的烷基,其中一个或多个不相邻CH2基团也可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,和其中一个或多个H原子也可被F、Cl、P或P-Sp-代替,具有6-40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基,或具有2-40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基。
进一步优选的式I*化合物为选自以下子组的一种或多种的那些:
-m为2或3,
-m为2,
-Ra和Rb表示相同或不同的基团P-Sp-,
-Ra和Rb表示相同或不同的基团P-Sp-,其中一个或多个基团Sp表示单键,
-m为2或3,和Ra和Rb表示相同的基团P-Sp-,
-基团Ra和Rb之一表示P-Sp-和另一个表示不可聚合基团,优选地具有1-25个C原子的直链或支链的烷基,其中一个或多个不相邻的CH2基团也可各自彼此独立地被-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,和其中一个或多个H原子也可被F、Cl、Br、I或CN代替,
-一个或多个基团Sp表示单键,
-一个或多个基团Sp表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-OCO-或-(CH2)p1-OCOO-,其中p1表示1-12的整数,和r1表示1-8的整数,
-L不表示和/或不含有可聚合基团,
-A1和A2彼此独立地表示1,4-亚苯基或萘-2,6-二基,其中这些基团中的一个或多个CH基团也可被N代替和其也可为单氟代或多氟代的,
-Z1选自由-O-、-CO-O-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-和单键组成的组,
-L为不可聚合的基团,优选选自F、Cl、-CN,具有1-25个C原子的直链和支链的烷基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,和其中一个或多个H原子也可被F、Cl、Br、I或CN代替。
特别优选的式I*化合物选自以下子式:
其中
P1和P2具有对于P所述含义之一和优选表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟代烯酸酯、氧杂环丁烷、乙烯基或环氧基,
Sp1和Sp2各自彼此独立地具有对于Sp所述含义之一或表示单键,其中基团P1-Sp1-和P2-Sp2的一个或多个也可表示Raa,其中基团P1-Sp1-和P2-Sp2的至少一个不同于Raa,
Raa表示F、Cl、-CN,具有1-25个C原子的直链或支链的烷基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,和其中一个或多个H原子也可被F、Cl、Br、I或CN代替,
R0、R00具有式I*中所述含义,
Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Z2和Z3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n为2、3或4,
L具有以上对于式I所述的含义,
L'和L”各自彼此独立地表示H、F或Cl,
r表示0、1、2、3或4,
s表示0、1、2或3,
t表示0、1或2,
x表示0或1,和
Ry和Rz各自彼此独立地表示H、CH3或CF3。
进一步优选的式I*的化合物选自以下子式:
其中各基团具有在式M1-M21中所述的含义。
在本发明进一步优选实施方案中,可聚合化合物为选自式II*的手性的或光学活性的化合物(手性RM):
(R*-(A1-Z1)m)k-Q II*
其中A1、Z1和m每次出现时具有相同或不同的式I*中所述含义之一,
R*每次出现时相同或不同地具有式I*中对于Ra所述的含义,其中R*可为手性或非手性的,
Q表示k-价手性基团,其任选地被如式I*中所定义的L单取代或多取代,
k为1、2、3、4、5或6,
其中该化合物含有至少一个基团R*或L,其表示或含有如上所定义的基团P或P-Sp-。
特别优选的式II*化合物含有式III*的一价基团Q
其中L和r每次出现时相同或不同地具有上述含义,
A*和B*各自彼此独立地表示稠合的苯、环己烷或环己烯,
t每次出现时相同或不同地表示0、1或2,和
u每次出现时相同或不同地表示0、1或2。
特别优选的是其中u表示1的式III*的基团。
其他优选的式II*化合物含有一价基团Q或一种或多种式IV*的基团R*
其中
Q1表示具有1-9个C原子的亚烷基或亚烷基氧基或单键,
Q2表示具有1-10个C原子的任选氟代的烷基或烷氧基,其中一个或两个不相邻的CH2基团也可被-O-、-S-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-O-COO-、-S-CO-、-CO-S-或-C≡C-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,
Q3表示F、Cl、CN或如对于Q2所定义的烷基或烷氧基,但不同于Q2。
优选的式IV*的基团为例如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,特别地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-甲基辛酰氧基、5-甲基庚氧基羰基、2-甲基丁酰氧基、3-甲基戊酰氧基、4-甲基己酰氧基、2-氯丙酰氧基、2-氯-3-甲基丁酰氧基、2-氯-4-甲基戊酰氧基、2-氯-3-甲基戊酰氧基、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-氟代辛氧基、2-氟代癸氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟代甲基辛氧基。
进一步优选的式II*的化合物含有式V*的二价基团Q
其中L、r、t、A*和B*具有上述含义。
进一步优选的式II*的化合物含有选自以下式的二价基团Q:
其中Phe表示苯基,其任选地被L单取代或多取代,和Rx表示F或具有1-4个C原子的任选氟代的烷基。
适合的手性RM描述于例如GB 2 314 839 A、US 6,511,719、US 7,223,450、WO 02/34739 A1、US 7,041,345、US 7,060,331或US 7,318,950中。适合的具有联萘基的RM描述于例如US 6,818,261、US 6,916,940、US 7,318,950和US 7,223,450中。
上下文所示的手性结构单元和含有该手性结构单元的可聚合和经聚合的化合物可以光学活性形式使用,即作为纯对映体或作为两种对映体的任意混合物,或也可作为外消旋物使用。优选使用外消旋物。与使用纯对映体相比,使用外消旋物具有多个优点,例如显著更低的合成成本和更低的材料成本。
式II*的化合物优选以外消旋物的形式包含于液晶介质中。特别优选的式II*的化合物选自以下子式:
其中L、P、Sp、m、r和t具有上述含义,Z或A每次出现时分别具有相同或不同的对于Z1或A1所述含义之一,和t1每次出现时相同或不同地表示0或1。
术语“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价的有机基团,其中其或者不含有其它原子(例如,-C≡C-)或者任选地含有一种或多种其它的原子,例如,N、O、S、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原子和任选地一个或多个杂原子例如N、O、S、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。具有大于3个C原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状的,和也可具有螺键或缩合环。
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、杂亚芳基等。
术语“芳基”表示芳族碳基或衍生自其的基团。术语“杂芳基”表示如上所定义的“芳基”,其含有一个或多个杂原子。
优选的碳基和烃基为具有1-40个、优选1-25个、特别优选1-18个C原子的任选取代的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基和烷氧基羰基氧基,具有6-40个、优选6-25个C原子的任选取代的芳基或芳氧基,或者具有6-40个、优选6-25个C原子的任选取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰基氧基和芳氧基羰基氧基。
进一步优选的碳基和烃基为C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C3-C40烯丙基、C4-C40烷基二烯基、C4-C40多烯基、C6-C40芳基、C6-C40烷基芳基、C6-C40芳基烷基、C6-C40烷基芳氧基、C6-C40芳基烷氧基、C2-C40杂芳基、C4-C40环烷基、C4-C40环烯基等。特别优选的是C1-C22烷基、C2-C22烯基、C2-C22炔基、C3-C22烯丙基、C4-C22烷二烯基、C6-C12芳基、C6-C20芳基烷基和C2-C20杂芳基。
进一步优选的碳基和烃基为具有1-40个、优选1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其为未取代的或被F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代的和其中一个或多个不相邻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原子不直接彼此键接的方式代替。
Rx优选表示H,卤素,具有1-25个C原子的直链、支链或环状的烷基链,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,其中一个或多个H原子可被氟代替,具有6-40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基,或具有2-40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基。
优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、n-丙氧基、i-丙氧基、n-丁氧基、i-丁氧基、s-丁氧基、t-丁氧基、2-甲基丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基、n-庚氧基、n-辛氧基、n-壬氧基、n-癸氧基、n-十一烷氧基、n-十二烷氧基等。
优选的烷基为例如甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、异丁基、s-丁基、t-丁基、2-甲基丁基、n-戊基、s-戊基、环戊基、n-己基、环己基、2-乙基己基、n-庚基、环庚基、n-辛基、环辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一烷基、n-十二烷基、十二烷基(dodecanyl)、三氟甲基、全氟-n-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、n-丙氧基、i-丙氧基、n-丁氧基、i-丁氧基、s-丁氧基、t-丁氧基、2-甲基丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基、n-庚氧基、n-辛氧基、n-壬氧基、n-癸氧基、n-十一烷氧基、n-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或多环的,即它们可含有一个环(例如苯基)或者两个或更多个环,其也可为稠合的(例如,萘基)或共价键合的(例如联苯基),或含有稠合和键合的环的组合。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2-25个C原子的单、二或三环杂芳基,其任选地含有稠合环并为任选取代的。另外还优选5-、6-或7-元芳基和杂芳基,其中一个或多个CH基团也可被N、S或O以O原子和/或S原子不直接彼此键接的方式代替。
优选的芳基为例如苯基、联苯基、三联苯、[1,1':3',1”]-三联苯-2'-基、萘基、蒽、联萘基、菲、芘、二氢芘、5、二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺二芴等。
优选的杂芳基是,例如5-元环,诸如吡咯、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,诸如吡啶、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,或者稠合基团如吲哚、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、苯并噻二唑噻吩,或者这些基团的组合。这些杂芳基也可以被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟烷基或者其它芳基或杂芳基取代。
(非芳族的)脂环族和杂环基团包括饱和环,即仅含单键的那些,以及部分不饱和的环,即也可以含有多重键的那些。杂环含有一个或多个杂原子,优选地选自Si、O、N、S和Se。
(非芳族的)脂环族和杂环基团可以是单环的,即仅含一个环(诸如环己烷),或者多环的,即含有多个环(诸如十氢萘或双环辛烷)。特别优选饱和基团。另外优选的是具有3-25个C原子的单-、双-或三环基团,其任选地含有稠合环且是任选被取代的。还优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基团,其中一个或多个C原子也可由Si代替和/或一个或多个CH基团可由N代替和/或一个或多个不相邻的CH2基团可由-O-和/或-S-代替。
优选的脂环族和杂环基团是,例如,5元基团诸如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷,6元基团诸如环己烷、硅杂环己烷(Silinan)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶,7元基团诸如环庚烷,和稠合基团诸如四氢萘、十氢萘、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。
优选的取代基是,例如,溶解促进性基团如烷基或烷氧基,吸电子基团如氟、硝基或腈,或者用于提高聚合物中玻璃化转变温度(Tg)的取代基,特别是大体积基团诸如叔丁基或任选取代的芳基。
优选的、也在上下文中被称作“L”的取代基为例如F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,其中Rx具有以上所述含义,和Y1表示卤素,任选取代的甲硅烷基或具有6-40个、优选6-20个C原子的芳基,和具有1-25个C原子的直链或支链的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一个或多个H原子可任选地被F或Cl代替。
“取代的甲硅烷基或芳基”优选意指被卤素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0取代,其中R0具有以上所述含义。
特别优选的取代基L为例如F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5,另外还有苯基。
其中L具有上述含义之一。
可聚合基团P是这样的基团:其适于聚合反应,例如自由基或离子链式聚合、加聚或缩聚,或者适于聚合物相似转变反应,例如加成或缩合到聚合物主链上。特别优选的是适于链式聚合的基团,特别是含有C=C双键或者-C≡C-三键的那些,以及适于开环聚合的基团诸如氧杂环丁烷基团或环氧基团。
优选的基团P选自CH2=CW1-COO-、CH2=CW1-CO-、 CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1-5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1-5个C原子的烷基,特别是H、甲基、乙基或n-丙基,W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1-5个C原子的氧杂烷基或具有1-5个C原子的氧杂羰基烷基,W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1-5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所定义的基团L取代,所述L不同于P-Sp-,k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1。
特别优选的基团P为CH2=CW1-COO-,特别是CH2=CH-COO-、CH2=C(CH3)-COO-和CH2=CF-COO-,另外还有CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、
非常特别优选的基团P为乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟代丙烯酸酯、氯代丙烯酸酯、氧杂环丁烷和环氧基,特别是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
优选的间隔基团Sp选自式Sp'-X',使得基团P-Sp-对应于式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单取代或多取代和其中一个或多个不相邻的CH2基团也可各自彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-NR0-、-SiR00R000-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR00-CO-O-、-O-CO-NR00-、-NR00-CO-NR00-、-CH=CH-或-C≡C-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,
X'表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR00-、-NR00-CO-、-NR00-CO-NR00-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,
R00和R000各自彼此独立地表示H或具有1-12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-NR0-或单键。
典型的间隔基团Sp'为例如-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR00R000-O)p1-,其中p1为1-12的整数,q1为1-3的整数,和R00和R000具有上述含义。
特别优选的基团-X'-Sp'-为-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-、-OCO-(CH2)p1-、-OCOO-(CH2)p1-。
特别优选的基团Sp'在每种情况下为例如直链的亚乙基、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。
在本发明进一步优选实施方案中,P-Sp-表示含有两个或更多个可聚合基团的基团(多官能可聚合基团)。适合的该类型基团以及含有其的可聚合化合物及其制备描述于例如US 7,060,200 B1或US 2006/0172090 A1中。特别优选的是选自以下式的多官能可聚合基团P-Sp-:
其中
alkyl表示单键或具有1-12个C原子的直链或支链的亚烷基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此键接的方式代替,和其中一个或多个H原子也可被F、Cl或CN代替,其中R00和R000具有上述含义,
aa和bb各自彼此独立地表示0、1、2、3、4、5或6,
X具有对于X'所述含义之一,和
P1-5各自彼此独立地具有对于P所述的含义之一。
可聚合化合物和RM可以通过类似于本领域技术人员所熟知的和记载在有机化学标准著作,例如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of OrganicChemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart中的方法进行制备。进一步的合成方法在上文和下文引用的文献中给出。在最简单的情况下,这类RM的合成例如通过将2,6-二羟基萘或4,4'-二羟基联苯使用相应的酸、酸衍生物或含有基团P的卤化物例如(甲基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酸,在脱水剂如DCC(二环己基碳二亚胺)的存在下进行酯化或醚化而进行。
根据本发明的液晶混合物和液晶介质基本上适合于任何类型的PS或PSA显示器,特别是基于具有负介电各向异性的液晶介质的那些,特别优选用于PSA-VA,PSA-IPS或PS-IPS显示器。然而,本领域技术人员也可以不付出创造性劳动就可以将根据本发明的合适的液晶混合物和液晶介质用在例如通过基本结构或通过所用单个元件(例如衬底、取向层、电极、寻址元件、背光照明、起偏器,滤色片、任选存在的补偿膜等)的性质、排布或结构而不同于上述显示器的其它PS或PSA类型的显示器上。
以下实例解释本发明而非限制它。然而,它们向本领域技术人员显示了具有优选使用的化合物的优选混合物构思和其各自浓度以及它们彼此的组合。另外,实施例阐明了可获得何种性质和性质的组合。
以下实施例用于解释发明而非限制它。上文和下文中,百分比数据表示重量百分比;所有温度以摄氏度表示。
在本专利申请中,1,4-亚环己基环和1,4-亚苯基环表示如下:
除了式IIA和/或IIB和/或IIC的化合物、一种或多种式I的化合物外,根据本发明的混合物优选包含一种或多种选自下述表A的化合物。
表A
使用以下缩写:
(n、m、m'、z各自彼此独立地为1、2、3、4、5或6;(O)CmH2m+1意指OCmH2m+1或CmH2m+1)
可根据本发明使用的液晶混合物可以本身是常规的方式制备。通常,将所需量的以较小量使用的组分溶于构成为主要成分的组分中,有利地在升高的温度下进行。也可以混合组分在有机溶剂(例如丙酮、氯仿或甲醇)中的溶液,并在充分混合后再除去溶剂,例如通过蒸馏。
借助于合适的添加剂,能以这样的方式改性根据本发明的液晶相:使其可用于迄今为止已经公开的任何类型例如ECB、VAN、IPS、GH或ASM-VA的LCD显示器中。
所述电介质还可以包含本领域技术人员已知的和描述在文献中的另外的添加剂,例如UV吸收剂、抗氧化剂、纳米颗粒和自由基清除剂。例如可加入0-15%的多色性染料、稳定剂或手性掺杂剂。用于根据本发明的混合物的合适稳定剂特别为列于表B中的那些。
例如,可加入0-15%的多色性染料,还可以加入导电盐,优选4-己氧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(参见例如Haller等,Mol.Cryst.Liq.Cryst.第24卷,第249-258页(1973))以改善传导性,或者可以加入一些物质以改变介电各向异性、粘度和/或向列相的取向。这类物质描述在例如DE-OS 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53 728中。
表B中显示了能加入根据本发明的混合物中的可能的掺杂剂。如果该混合物包含掺杂剂,则其以0.01-4重量%、优选以0.1-1.0重量%的量使用。
表B
可以例如基于混合物的总量计至多10wt%、优选0.01-6wt%、特别是0.1-3wt%的量加入至根据本发明的混合物的稳定剂示于以下表C中。优选的稳定剂特别地为BHT衍生物,例如2,6-二叔丁基-4-烷基苯酚,和Tinuvin 770,以及Tunivin P和Tempol。
表C
(n=1-12)
n=1,2,3,4,5,6或7
n=1,2,3,4,5,6或7
用于根据本发明的混合物(优选用于PSA和PS-VA应用中的)的适合的反应性介晶(可聚合化合物)示于以下表D中:
表D
实施例:
以下实施例意欲解释本发明而并非对其限制。
除非另有明确说明,本申请中所述全部温度值,例如熔点T(C,N)、近晶相(S)到向列相(N)的转变T(S,N)和清亮点T(N,I),以摄氏度(℃)表示。Fp.表示熔点,Kp.=清亮点。此外K=结晶状态,N=向列相,S=近晶相和I=各向同性相。这些符号间的数字表示转变温度。
作为用于测量式I化合物的光学各向异性Δn的主体混合物使用商业购得的混合物ZLI-4792(Merck KGaA公司)。使用商业购得的混合物ZLI-2857测量介电各向异性Δε。待研究化合物的物理数据在加入待研究的化合物和外推至100%使用的化合物之后由主体混合物的介电常数的变化获得。取决于溶解性,一般而言将10%待研究的化合物溶于主体混合物中。
除非另外说明,份数或百分比数据表示重量份或重量百分比。
在上文和下文中,
Vo 表示阈值电压,在20℃下电容性的[V],
ne 表示在20℃和589nm下的非寻常折射率,
no 表示在20℃和589nm下的寻常折射率,
Δn 表示在20℃和589nm下的光学各向异性
ε⊥ 表示在20℃和1kHz下垂直于指向矢的电介质极化率,
ε|| 表示在20℃和1kHz下平行于指向矢的电介质极化率,
Δε 表示在20℃和1kHz下的介电各向异性
Kp.,T(N,I) 表示清亮点[℃]
γ1 表示在20℃测得的旋转粘度[mPa·s],其通过旋转法在磁场中测得,
K1 表示弹性常数,在20℃下的“斜展”变形[pN]
K3 表示弹性常数,在20℃下的“弯曲”变形[pN]
LTS 表示低温稳定性(向列相),其在测试盒中测定。
HR20 表示20℃下的电压保持比[%]和
HR100 表示100℃下的电压保持比[%]。
用于测量阈值电压的显示器具有以20μm间隔的两个平面平行的载体板和电极层并且电极层在载体板的内侧上具有置于其上的SE-1211(Nissan Chemicals)的取向层,其起到使液晶垂面取向的作用。
在本申请中所有浓度涉及的是对应的混合物或混合物组分,除非另有明确说明。除非另有明确说明,所有物理性质根据"Merck Liquid Crystals,Physical Propertiesof Liquid Crystals",Status November 1997,Merck KGaA,(德国)中所述地来测定并适用于20℃的温度。
除非另有明确说明,本申请中所有浓度和%值(除了HR、对比度和透射率)以重量百分比表示并涉及相应的包含全部固体或液晶组分而不含溶剂的整体混合物。
对于本发明,术语“阈值电压”涉及电容性阈值(V0),也称为Freedericks阈值,除非另有明确说明。在实施例中,通常地,也可表示对于10%相对对比度的光学阈值(V10)。
用于测量电容性阈值电压所使用的显示器由间隔20μm的两个平面平行的玻璃外板构成,每块板内侧上有电极层和在顶面的未经摩擦的聚酰亚胺取向层,其产生液晶分子的垂直边缘取向。
用于测量倾斜角的显示器或测试盒由间隔4μm的两个平面平行的玻璃外板构成,每块板内侧上有电极层和在顶面的聚酰亚胺取向层,其中两个聚酰亚胺层经彼此反向平行摩擦并且产生液晶分子的垂直边缘取向。
可聚合化合物在显示器或测试盒中通过用特定强度的UVA光照射预定时间进行聚合,同时将电压施加到显示器上(通常是10V至30V交变电流,1kHz)。在实施例中,除非另有说明,聚合所使用的是金属卤化物灯和强度100mW/cm2。强度使用标准UVA计(具有UVA传感器的高端HoenleUV-计)测定。
通过旋转晶体实验测定倾斜角(Autronic-Melchers TBA-105)。此处较低的值(即自90°角的大的偏离)相应于大的倾斜。
VHR值测量如下:将0.3%可聚合单体化合物加入至液晶主体混合物,并将由此所得的混合物引入VA-VHR测试盒(90°下未经摩擦的,VA-聚酰亚胺取向层,层厚度d≈6μm)。在1V、60Hz、64μs脉冲下于UV曝露之前和之后,在100℃下5分钟之后测定HR值(测量仪器:Autronic-Melchers VHRM-105)。
混合物实施例
实施例M1
实施例M2
实施例M3
实施例M4
为了制备PS-VA混合物,
依照实施例M1,将0.3%的RM1(二苯基-4,4'-二甲基丙烯酸酯)加入至液晶混合物。
将PS-VA混合物引入具有垂面取向的盒中。在施加24V电压之后,用UV光以100mW/cm2的功率辐射该盒。随后建立以下倾斜角。
辐射持续时间/min | 倾斜角/° |
0 | 89.4 |
0.5 | 89.1 |
1 | 87.0 |
2 | 83.4 |
4 | 79.6 |
6 | 77.1 |
对于保持比的测量值为
VHR(初始):98.4%
VHR(15min UVA):97.8%
VHR(2min UVA+2h日光测试):97.8%。
实施例M5
为了制备PS-VA混合物,
依照实施例M2,将0.3%的RM1(二苯基-4,4'-二甲基丙烯酸酯)加入至液晶混合物。
将PS-VA混合物引入具有垂面取向的盒中。施加24V电压之后,用UV光以100mW/cm2的功率辐射该盒。随后建立以下倾斜角。
辐射持续时间/min | 倾斜角/° |
0 | 89.4 |
0.5 | 89.0 |
1 | 86.8 |
2 | 83.5 |
4 | 79.3 |
6 | 76.9 |
对于保持比的测量值为
VHR(初始):98.1%
VHR(15min UVA):97.7%
VHR(2min UVA+2h日光测试):97.5%。
实施例M6
为了制备PS-VA混合物,
依照实施例M3,将0.3%的RM1(二苯基-4,4'-二甲基丙烯酸酯)加入至液晶混合物。
将PS-VA混合物引入具有垂面取向的盒中。施加24V电压之后,用UV光以100mW/cm2的功率辐射该盒。随后建立以下倾斜角。
辐射持续时间/min | 倾斜角/° |
0 | 89.3 |
0.5 | 89.0 |
1 | 86.8 |
2 | 83.2 |
4 | 78.7 |
6 | 76.5 |
对于保持比的测量值为
VHR(初始):98.2%
VHR(15min UVA):97.6%
VHR(2min UVA+2h日光测试):97.1%。
实施例M7
实施例M8
实施例M9
实施例M10
实施例M11
为了制备PS-VA混合物,
依照实施例M10,将0.3%的RM1加入至液晶混合物。
将PS-VA混合物引入具有垂面取向的盒中。施加24V电压之后,用UV光以100mW/cm2的功率辐射该盒。随后建立以下倾斜角。
实施例M12
实施例M13
为了制备PS-VA混合物,
依照实施例M12,将0.3%的RM25加入至液晶混合物。
将PS-VA混合物引入具有垂面取向的盒中。施加24V电压之后,用UV光以100mW/cm2的功率辐射该盒。随后建立以下倾斜角。
实施例M14
实施例M15
实施例M16
实施例M17
实施例M18
实施例M19
实施例M20
为了制备PS-VA混合物,
依照实施例M19,将0.3%的RM10加入至液晶混合物。
将PS-VA混合物引入具有垂面取向的盒中。施加24V电压之后,用UV光以100mW/cm2的功率辐射该盒。随后建立以下倾斜角。
实施例M21
实施例M22
实施例M23
实施例M24
实施例M25
实施例M26
Claims (22)
1.液晶介质,其包含
-可由聚合可聚合组分A)获得的聚合物,所述可聚合组分A)包括一种或多种可聚合化合物,和
-液晶组分B),其由包含基于混合物计1-15wt%的一种或多种选自如下的式I-1a到I-1p和I-73b到I-73p的化合物的液晶混合物组成,
其中所述液晶组分B)的液晶混合物还包含一种或多种选自式IIC的化合物
其中
R2C各自彼此独立地表示H,具有至多15个C原子的未取代的、被CN或CF3单取代或者被卤素至少单取代的烷基,其中在这些基团中一个或多个CH2基团也可被-O-,-S-,-C≡C-,-CF2O-,-OCF2-,-OC-O-或-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替,
L3-4各自彼此独立地表示F,以及
v表示1-6。
2.根据权利要求1的液晶介质,特征在于,一种或多种可聚合化合物选自反应性介晶。
3.根据权利要求1的液晶介质,特征在于,一种或多种可聚合化合物选自式I*的化合物
Ra-A1-(Z1-A2)m-Rb I*
其中各基团具有以下含义:
Ra和Rb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、卤素、SF5、NO2、碳基或烃基,其中基团Ra和Rb的至少一个表示或含有基团P或P-Sp-,
P每次出现时相同或不同地表示可聚合基团,
Sp每次出现时相同或不同地表示间隔基团或单键,
A1和A2各自彼此独立地表示芳族、杂芳族、脂环族或杂环的基团,其也可含有稠合环,且其也可被L单或多取代,
L表示P-Sp-、H、OH、CH2OH、卤素、SF5、NO2、碳基或烃基,
Z1每次出现时相同或不同地表示-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1-12个C原子的烷基,
m表示0、1、2、3或4,
n1表示1、2、3或4。
5.根据权利要求1的液晶介质,特征在于,其额外包含一种或多种选自式IIA化合物的化合物,
其中
R2A表示H,具有至多15个C原子的未取代的、被CN或CF3单取代的或者被卤素至少单取代的烷基,其中在这些基团中一个或多个CH2基团也可被-O-、-S-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替,
L1-2各自彼此独立地表示F或Cl,
Z2各自彼此独立地表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-CH2O-,-OCH2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-CF=CF-,-CH=CHCH2O-,
p表示1或2,并且
v表示1-6。
12.根据权利要求2的液晶介质,特征在于,该介质额外包含一种或多种式IIB的化合物,
其中R2B表示H,具有至多15个C原子的未取代的、被CN或CF3单取代或者被卤素至少单取代的烷基,其中在这些基团中一个或多个CH2基团也可被-O-,-S-,-C≡C-,-CF2O-,-OCF2-,-OC-O-或-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替,
L3-4各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,
Z2和Z2’各自彼此独立地表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-CF=CF-,-CH=CHCH2O-,
q表示0,以及
v表示1-6。
13.根据权利要求2的液晶介质,特征在于,该介质额外包含一种或多种式IIB的化合物,
其中R2B表示H,具有至多15个C原子的未取代的、被CN或CF3单取代或者被卤素至少单取代的烷基,其中在这些基团中一个或多个CH2基团也可被-O-,-S-,-C≡C-,-CF2O-,-OCF2-,-OC-O-或-O-CO-以O原子彼此不直接键接的方式代替,
L3-4各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,
Z2和Z2’各自彼此独立地表示单键,-CH2CH2-,-CH=CH-,-CF2O-,-OCF2-,-COO-,-OCO-,-C2F4-,-CF=CF-,-CH=CHCH2O-,
q表示1,以及
v表示1-6。
14.根据权利要求1-5的任一项的液晶介质,特征在于,其额外包含一种或多种可聚合的化合物。
15.根据权利要求1-5的任一项的液晶介质,特征在于,基于介质计,一种或多种可聚合化合物的浓度为0.01-5wt%。
16.制备根据权利要求1-15的任一项的液晶介质的方法,特征在于,将至少一种选自式I-1a至I-1p和I-73b至I-73p的化合物与至少一种选自式IIC的另外的介晶化合物混合,并加入一种或多种可聚合化合物,和任选加入一种或多种添加剂和/或一种或多种稳定剂。
17.根据权利要求1-15的任一项的液晶介质在电光显示器中的用途。
18.根据权利要求1-15的任一项的液晶介质在VA、PVA和PS-VA、IPS、PS-IPS、FFS、PS-FFS或PALC显示器中的用途。
19.根据权利要求14-15的任一项的液晶介质在PS和PSA显示器中的用途,用于在液晶介质中通过一种或多种可聚合的化合物在PSA显示器中在施加电场或磁场的情况下的原位聚合而产生倾斜角。
20.具有有源矩阵寻址的电光显示器,特征在于,其含有根据权利要求1-15的任一项的液晶介质作为电介质。
21.根据权利要求20的电光显示器,特征在于,其为VA、PSA、PS-VA、PALC、FFS、PS-FFS或PS-IPS显示器。
22.根据权利要求20或21的电光显示器,其包含由两个基板和两个电极以及位于基板之间的包含经聚合的组分和低分子量组分的液晶介质的层组成的液晶盒,其中至少一个基板是对光透明的和至少一个基板具有一个或两个电极,其中所述经聚合的组分可通过在液晶盒的基板之间在液晶介质中聚合一种或多种可聚合的化合物获得,并且其中所述低分子量组分是根据权利要求1-15的任一项所述的液晶介质。
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