CN107109228B - 可聚合化合物及其在液晶显示器中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可聚合化合物、其制备方法和用于制备其的中间体、包含它们的液晶(LC)介质,和所述可聚合化合物以及LC介质用于光学、电光学和电子目的的用途,特别是在LC显示器中,尤其是在聚合物支持配向类型的LC显示器中。
Description
本发明涉及可聚合化合物、其制备方法和用于制备其的中间体、包含它们的液晶(LC)介质,和所述可聚合化合物以及LC介质用于光学、电光学和电子目的的用途,特别是在LC显示器中,尤其是在聚合物支持(sustained)配向类型的LC显示器中。
背景技术
一种液晶显示模式(其同时获得了广泛的注意和商业用途)是所谓的PS(“聚合物支持”)或PSA(“聚合物支持配向”)模式,对于其偶尔也使用术语“聚合物稳定化”。在PSA显示器中,使用包含LC混合物(本文以下还被称作“主体混合物”)和少量的,例如0.3重量%,典型地<1重量%的一种或多种可聚合物化合物,优选为可聚合单体化合物的LC介质。将LC介质填充到显示器中之后,可聚合化合物通常通过UV光聚合,任选同时通过将电压施加到显示器的电极上而原位聚合或者交联。聚合在其中LC介质表现出液晶相的温度下进行,通常是在室温下进行。向LC主体混合物中添加可聚合介晶或液晶化合物,还被称作反应性介晶或“RM”已经证明是特别合适的。
PS(A)模式同时用于多种常规LC显示器类型中。因此,例如,PS-VA(垂直配向),PS-OCB(“光学补偿弯曲”,PS-IPS(“面内切换”),PS-FFS(“边缘场切换”),PS-UB-FFS(“超高亮度FFS”)和PS-TN(“扭曲向列”)显示器是已知的。RM的聚合在PS-VA和PS-OCB显示器的情形中优选使用施加的电压来进行,并且在PS-IPS显示器的情形中使用或不使用,优选不使用施加的电压来进行。因此,在显示器盒中产生LC分子的预倾角。在PS-OCB显示器的情形中,例如,弯曲结构可以经稳定化以使得失调电压是不必要的或者可以降低。在PS-VA显示器的情形中,预倾对于响应时间具有积极的影响。对于PS-VA显示器,可以使用标准MVA(“多域VA”)或PVA(“图案化VA”)像素和电极布置。还可以仅使用一种没有凸起的结构电极,其显著地简化了生产并且改进了对比度和透明度。
此外,所谓的正性-VA模式(“正性VA”)已经证明是特别合适的。与常规的VA和PS-VA显示器一样,在正性-VA显示器中LC分子的初始取向是垂面的,即其在没有施加电压时的起始状态下是基本上垂直于基板的。然而,与常规的VA和PS-VA显示器相比,正性-VA显示器中使用的是具有正介电各向异性的LC介质。与IPS和PS-IPS显示器一样,正性-VA显示器中的两个电极仅布置在两个基板中的一个上,并且优选表现为相互啮合的、梳形(交叉指型)结构。在将电压施加在叉指电极(其产生基本上与LC介质的层平行的电场)后,LC分子切换成基本上与基板平行的取向。在正性-VA显示器中,通过将之后在显示器中聚合的RM添加到LC中来稳定聚合物,也经证明是有优势的。由此可以实现切换时间的显著降低。
例如在EP1170626A2、US6861107、US7169449、US2004/0191428A1、US2006/0066793A1和US2006/0103804A1中描述了PS-VA显示器。例如在T.-J-Chen等人的Jpn.J.Appl.Phys.45,2006,2702-2704和S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.43,2004,7643-7647中描述了PS-OCB显示器。例如在US 6177972和Appl.Phys.Lett.1999,75(21),3264中描述了PS-IPS显示器。例如在Optics Express 2004,12(7),1221中描述了PS-TN显示器。
PSA显示器可以作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。在有源矩阵显示器的情况下,单个像素通常通过集成的非线性有源元件例如晶体管(例如薄膜晶体管或“TFT”)来进行寻址,而在无源矩阵显示器中,单个像素通常通过现有技术已知的多路传输方法来寻址。
PSA显示器还可以在形成显示器盒的基板中一个或两个上包括配向层。配向层通常施加在电极上(在存在这种电极的情况下)以使得其与LC介质接触并且引导LC分子的初始配向。配向层可以包含或由例如聚酰亚胺组成,其还可以通过光配向方法来摩擦或制备。
特别是对于监测器以及特别是TV应用,仍然期望对响应时间以及LC显示器的对比度和亮度(以及因此透射率)进行优化。PSA方法在这里可以提供显著的优势。特别是在PS-VA、PS-IPS、PS-FFS和PS-正性-VA显示器的情形中,与在测试盒中可测量的预倾相关的响应时间的缩短可以在对其他参数没有明显不利影响的情况下实现。
现有技术建议将任选氟代的二丙烯酸联苯酯或二甲基丙烯酸联苯酯作为可聚合化合物用于PSA显示中。
然而,产生的问题在于,不是所有的LC主体混合物和可聚合化合物的组合都适合用于PSA显示器中,因为例如,可以产生仅仅不足的倾角或完全没有倾角,或因为例如,电压保持比(VHR)不足以用于TFT显示器应用。此外,已经发现现有技术已知的LC混合物和可聚合化合物在用于PSA显示器时仍然具有一些缺点。因此,不是每一种已知的可溶于LC主体混合物中的可聚合化合物都适合用于PSA显示器。此外,除了直接测量PSA显示器中的预倾之外,经常难以找到对于可聚合化合物合适的选择标准。如果期望不添加光引发剂的UV光聚合(这对于某些应用是有利的),则合适的可聚合化合物的选择变得甚至更小。
此外,LC主体混合物/可聚合化合物的经选择的组合应当具有低的旋转粘度和良好的电性能,特别是高的VHR。在PSA显示器中,在用UV光辐射之后的高VHR是特别重要的,因为UV曝光不仅在最终显示器的操作期间作为正常曝光发生,其也是显示器生产过程必要的一部分。
特别地,期望具有对于产生特别小的预倾角的PSA显示器的可利用的改进材料。优选的材料是与现有技术的材料相比,能够在相同的曝光时间之后产生更低的预倾角和/或能够在更短的曝光时间之后产生至少相同的预倾角的那些。这会允许减少显示器生产时间(“节拍时间(tact time)”)和生产成本。
现有技术中观察到的另一个问题在于用于PSA显示器(包括但不限于PSA类型的显示器)的LC介质经常表现出高的粘度,并且因此,表现出高的切换时间。为了降低LC介质的粘度和响应时间,现有技术建议添加具有烯基基团的LC化合物。然而,观察到包含烯基化合物的LC介质经常显示出可靠性和稳定性的降低,以及特别是在曝光于UV辐射之后的VHR的降低。特别是对于用于PSA显示器时,这是相当大的劣势,因为PSA显示器中可聚合化合物的光聚合通常通过曝光于UV辐射(这会导致LC介质中VHR下降)而进行。
待解决的另一问题是作为聚合化合物用于PSA显示器中的现有技术的RM确实通常具有高熔点且确实在许多常用LC混合物中仅显示有限的溶解度。因此,这些RM趋于在LC混合物中自发结晶出。此外,自发聚合的风险防止可升温LC主体混合物以更好溶解RM,使得需要甚至在室温下的高的溶解度。此外,存在相分离的风险,例如当将LC介质填充入LC显示器(层析效应)中时,相分离可极大地损害显示器的均匀性。这由通常在低温下将LC介质填充入显示器中以减小自发聚合(参见上文)的风险的事实进一步加重,其反之对溶解度造成不利影响。
PSA显示器生产中的另一问题是对于用于在显示器中产生预倾角的聚合步骤期间必要的剩余量的未聚合的单体的存在和去除。这些未反应的单体会不利地影响显示器的性能,例如,在显示器操作期间通过以不受控制的方式聚合。
因此,现有技术已知的PSA显示器经常表现出不期望的效应,其称作“图像粘滞”或“图像烧伤”,即液晶显示器中由单个像素短暂寻址产生的图像甚至在这些像素中的电场已经关掉后或在其他像素寻址后仍然保持可见。
例如如果使用具有低VHR的LC主体混合物则会发生图像粘滞。日光或显示器背光的UV组分可以导致LC分子不期望的分解反应并且引发离子或自由基杂质的产生。这些杂质可以特别是在电极或配向层上积聚,在这里它们降低了有效的施加电压。这种效果还可以在没有聚合物组分的常规LC显示器中观察到。
通过未聚合单体的存在导致的额外图像粘滞效果经常可以在PSA显示器中观察到。剩余单体的不受控聚合可由来自环境或显示器背光的UV光引发。在切换的显示器区域中,在多个寻址循环之后,这可改变倾斜角。因此,在切换区域中会发生透射率变化,而透射率在未切换区域中保持未变。
在生产PSA显示器期间,因此希望尽可能完全地进行单体的聚合并且可将显示器中未聚合单体的存在排除或减少到最小。因此,需要能够或支持快速且完全聚合的可聚合单体和LC主体混合物。此外,希望剩余单体量的受控反应。这可通过提供比现有技术材料更快且更有效聚合的经改进的可聚合化合物实现。
已在PSA显示器中观察到的另一问题是不足的预倾斜角稳定性。因此,观察到显示器中生成的预倾斜角不保持恒定,而是在显示器操作期间在显示器经受电压应力之后其会劣化。这会负面地影响显示器性能,例如,通过增加黑状态(black state)透射率,并且因此降低对比度。
现有技术中观察到的另一个问题在于在LC显示器(包括但不限于PSA类型的显示器)中常规LC介质的使用经常导致显示器中色差(mura)的出现,特别是当通过使用一滴填充(one drop filling)(ODF)方法填充显示器时。这种现象还被称作“ODF色差”。因此期望提供导致减少ODF色差的LC介质。
在LC显示器(包括但不限于PSA型显示器)中观察到的另一问题是所谓的“画面(frame)色差”。这可发生于显示器盒的边缘,在那里该LC介质与用以连接该显示器盒的两个基板并密封边缘的密封剂材料接触,且其可导致LC层中的定向缺陷。该密封胶材料通常含有丙烯酸酯,其是在已将LC介质填充入显示器盒中后,使用适当的光引发剂通过UV光聚合而固化。因此,在PSA显示器中,也存在LC介质中含有的可聚合化合物在密封剂材料的固化过程期间可显示不期望的预聚合的问题。
为了抑制PSA显示器的LC介质中的可聚合化合物的不期望的预聚合,可向该LC介质中添加小分子抑制剂。然而,这可导致显示器中的不期望的杂质。
因此仍极大需要PSA显示器和用于此类显示器中的LC介质和可聚合化合物,其具有经改进的性质并且可有助于完全或至少部分避免上述缺点。
特别地,需要提供经改进的PSA显示器和其中所用的LC介质和LC主体混合物、可聚合化合物或组分,其中该可聚合化合物应具有低熔点和在LC主体混合物中的高溶解度,和其中该LC介质和PSA显示器显示下列改进中的一者或多者:高比电阻、高VHR值和尤其在UV和/或热曝露后的高可靠性、低阈值电压、大工作温度范围、低粘度、甚至在低温下的短响应时间、高双折射率、尤其在较长波长下的良好UV吸收、可聚合化合物的快速且完全的聚合、可聚合化合物的减少的不期望预聚合、低预倾斜角的快速产生、甚至在长操作时间和UV或热曝露后的预倾斜角的高稳定性、减少的图像粘滞、显示器中减小的ODF色差和减小的画面色差、灰度的多重性、高对比度和宽视角。
本发明基于提供新颖合适的材料的目标,特别是用于PSA显示器中的可聚合化合物或组分、LC主体混合物和包含其的LC介质,其不具有在如上述现有技术的LC介质和显示器中观察到的劣势和缺点,和其显示上文提及的所需改进中的一者或多者。
本发明还基于提供用于PSA显示器中的LC介质的目标,其具有高比电阻值、低粘度和高VHR,同时使得可聚合化合物能够快速且完全聚合。
本发明的另一目标是提供特别地适用于光学、电光学和电子学应用中的新颖和改进的可聚合化合物,和提供用于制备该新颖可聚合化合物的合适的合成方法和中间体。
已根据本发明通过如在下文中描述并要求保护的材料及方法实现上文中的目标。
已出乎意料地发现可解决上文提及的问题中的至少一些,且可实现上文提及的改进中的一者或多者,通过使用如在下文中公开和要求保护的可聚合化合物和/或LC介质,尤其通过使用包含LC主体混合物和可聚合组分的LC介质,其中该可聚合组分包含一种或多种如下文描述的式I的化合物或由其组成,和优选包含一种或多种RM。
式I的化合物的特征在于其含有可捕获自由基的稳定官能团且额外含有一个或多个可聚合官能团。该稳定基团是例如2,6-二-叔丁基苯酚或受阻胺光稳定剂(HALS)基团,诸如2,2,6,6-四烷基哌啶基-氧基(NO-HALS),2,2,6,6-四烷基哌啶基-羟基或2,2,6,6-四烷基哌啶基。相较于现有技术中已知的非可聚合稳定剂,该式I的可聚合稳定剂在PSA过程后提供诸如延迟的聚合、较高的可靠性和较高的VHR值的优点。
已出人意料地发现如下文中要求保护并描述的可聚合组分和包含其的LC介质在PSA显示器中的用途容许对聚合和倾斜产生过程的良好控制。因此,发现式I的化合物(任选地连同常规的RM)的用途导致聚合和预倾斜产生过程的延迟,因为式I的化合物充当捕获开始聚合过程的自由基的抑制剂。延迟阶段后,聚合和倾斜产生进行而不对最终实现的所需低预倾斜和少量剩余单体造成显著负面影响,其可与无式I的稳定化合物的LC介质相当。
如下文中描述并要求保护的可聚合组分和包含其的LC介质在PSA显示器中的用途也容许抑制不期望的由方法引起的预聚合(例如,在密封剂材料的固化方法期间),预期该抑制减小画面色差。
本发明的可聚合组分和LC介质在变化方法条件和变宽方法窗口中也具有较大的灵活性,例如,关于单体浓度、LC主体混合物组成、UV照射强度、照射时间、灯谱、温度、电压或配向层材料。
此外,该式I的化合物也可用以替代通常添加至LC介质中以在例如储存或运输期间防止可聚合组分的不期望自发聚合的小分子稳定剂。
最后,在PSA显示器中使用根据本发明的可聚合组分和LC介质容许完全UV光聚合反应、受控产生大且稳定的预倾斜角、减少显示器中的图像粘滞和色差、在UV光聚合后使得具有高VHR值(尤其在含有具有烯基的LC化合物的LC主体混合物的情况下)和使得能够实现快速响应时间、低阈值电压和高双折射率。
US2005/0192419A1公开了2,2,6,6-四甲基哌啶基氧基丙烯酸酯和2,2,6,6-四甲基哌啶基氧基甲基丙烯酸酯及其于防焦剂组合物中的用途,但既没有公开也没有暗示这些化合物在LC介质或PSA显示器中的用途。
发明内容
本发明涉及包含一种或多种式I的化合物的LC介质:
P-Sp-(A2-Z2-A1)m1-Z1-T I
其中各个基团彼此独立且在每次出现时相同或不同地具有以下含义
T是选自下式的基团:
Ra-f是具有1至10个C原子,优选具有1至6个碳原子,非常优选具有1至4个碳原子的的直链或支链烷基,
Rg是H或具有1至10个C原子,优选具有1至6个碳原子,非常优选具有1至4个碳原子的直链或支链烷基,或苄基,最优选H,
P是乙烯氧基、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,优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
Sp是间隔基团或单键,
A1、A2为具有4至30个环原子的脂环族、杂环、芳族或杂芳族基团,其也可含有稠环,和任选被一个或多个基团L或R-(A3-Z3)m2-取代,和A1和A2中的一个也可表示单键,
A3为具有4至30个环原子的脂环族、杂环、芳族或杂芳族基团,其也可含有稠环,和任选被一个或多个基团L取代,
Z1为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2-CH2-CO-O-、-O-CO-CH2-CH2-、-CR00R000-、或单键,条件是如果m1为0和Sp为单键,则Z1为单键,
Z2、Z3为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2-CH2-CO-O-、-O-CO-CH2-CH2-、-CR00R000-、或单键,
R00、R000为H或具有1至12个C原子的烷基,
R为P-Sp-、H、F、Cl、CN、或具有1至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-以使得O-和/或S-原子不直接彼此相连的方式替代,和其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl或P-Sp-替代,或为选自式1,2,3和4的基团,
L为P-Sp-、F、Cl、CN、或具有1至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-以使得O-和/或S-原子不直接彼此相连的方式替代,和其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl或P-Sp-替代,或为选自式1、2、3和4的基团,
m1为0、1、2、3或4,
m2为0、1、2、3或4,
n为1、2、3或4。
本发明进一步涉及包含式I的化合物和不同于式I且优选是选自反应性介晶的可聚合化合物的可聚合材料。该可聚合材料可例如作为可聚合组分用于LC介质中。
本发明进一步涉及包含一种或多种可聚合化合物(其中的至少一者是式I的化合物)的LC介质。
本发明进一步涉及包含两种或更多种可聚合化合物或包含含有两种或更多种可聚合化合物的可聚合组分的LC介质,其中所述两种或更多种可聚合化合物中的至少一者是式I的化合物和所述两种或更多种可聚合化合物中的至少另一者不同于式I。
本发明进一步涉及式I的化合物作为可聚合化合物在LC介质和LC显示器中,尤其是在LC显示器的LC介质、活性层或配向层中的用途,其中该LC显示器优选是PSA显示器。
本发明进一步涉及新颖的式I的化合物,优选其中m1不同于0和/或T是式(1)、(2)或(3)的基团。
本发明进一步涉及用于制备式I的化合物的方法和在这些方法中使用或获得的新颖中间体。
此外,本发明涉及一种LC介质,其包含:
-可聚合组分A),其包含一种或可聚合化合物,其中至少之一是式I的化合物,和
-液晶组分B),下文中也称作“LC主体混合物”,其包含一种或多种介晶或液晶化合物,选优由其组成。
本发明优选涉及LC介质,其包含
-可聚合组分A),其包含两种或更多种可聚合化合物,其中至少之一是式I的化合物,和其中至少另一种不同于式I,
-液晶组分B),下文中也称作“LC主体混合物”,其包含一种或多种介晶或液晶化合物,选优由其组成。
根据本发明的LC介质的液晶组分B)在下文中也称为“LC主体混合物”,并且优选地包含一种或多种、优选至少两种选自不可聚合的低分子量化合物的介晶或LC化合物。
本发明还涉及如上下文所描述的LC介质,其中所述LC主体混合物或组分B)包含至少一种包含烯基的介晶或LC化合物。
本发明还涉及如上下文所述的LC介质或LC显示器,其中式I的化合物,或组分A)的可聚合化合物是经聚合的。
本发明还涉及用于制备如上下文所述的LC介质的方法,包括步骤:将如上下文所述的一种或多种介晶或LC化合物,或者LC主体混合物或LC组分B)与一种或多种式I的化合物,以及任选与其他LC化合物和/或添加剂混合。
本发明还涉及根据本发明的式I的化合物和LC介质在PSA显示器中的用途,特别是在含有LC介质的PSA显示器中的用途,用于通过式I的化合物(一种或多种)在PSA显示器中原位聚合(优选在电场或磁场中),而在LC介质中产生倾斜角。
本发明还涉及包含根据本发明的一种或多种式I的化合物或LC介质的LC显示器,特别是PSA显示器,特别优选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一种或多种上述式I化合物或可聚合组分A)的聚合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,非常优选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型的LC显示器,其包括两个基板(其中至少一个基板对光是透明的),在每个基板上提供的电极或仅在一个基板上提供的两个电极,以及位于基板之间的LC介质的层,该LC介质包含如上下文所述的一种或多种可聚合化合物和LC组分,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,其包括在显示器的基板之间填充或以其他方式提供包含如上下文所述的一种或多种可聚合化合物的LC介质,和聚合可聚合化合物的步骤。
根据本发明的PSA显示器具有两个电极,优选呈透明层形式,将其施用于该基板中的一者或两者上。在一些显示器中,例如在PS-VA、PS-OCB或PS-TN显示器中,将一个电极施用于该两个基板的各者上。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,两个电极施用于该两个基板的仅一者上。
在优选实施方案中,该可聚合组分是在LC显示器中聚合,同时向该显示器的电极施加电压。
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光聚合而聚合。
具体实施方式
除非另有说明,否则式I的化合物优选选自非手性化合物。
如本文中使用的,术语“活性层”和“可切换层”表示在电光显示器中,例如在LC显示器中,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)的层,该分子在受到外部刺激例如电场或磁场时改变它们的取向,这导致层对于偏振光或非偏振光的透射率的改变。
如本文中使用的,术语“倾斜”和“倾斜角”将理解为表示LC介质的LC分子相对于LC显示器(这里优选为PSA显示器)中的盒表面的倾斜配向。这里的倾斜角表示在LC分子的纵向分子轴(LC指向矢)和形成LC盒的平面平行的外板之间的平均角度(<90°)。这里低数值的倾斜角(即较大偏离于90°角)对应于大的倾斜。实施例中给出了合适的测量倾斜角的方法。除非另有说明,上下文中公开的倾斜角数值与这种测量方法有关。
如本文中使用的,术语“反应性介晶”和“RM”将理解为表示包含介晶或液晶骨架、和连接于其上的一个或多个适合用于聚合的官能团的化合物,并且所述官能团还被称作“可聚合基团”或“P”。
除非另有说明,本文中使用的术语“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”将理解为表示单体的和/或不是通过聚合反应制备的化合物,其与“聚合型化合物”或“聚合物”相对。
如本文中使用的,术语“不可聚合化合物”将理解为表示不包含在通常施加给RM聚合的条件下适合用于聚合的官能团的化合物。
如本文中使用的,术语“介晶基团”是本领域技术人员已知的并且在文献中进行了描述,且其表示由于其吸引和排斥相互作用的各向异性而实质上有助于产生低分子量或聚合型物质中的液晶(LC)相的基团。包含介晶基团的化合物(介晶化合物)本身并不是必须具有LC相。介晶化合物还可以仅在与其他化合物混合后和/或在聚合后表现出LC相行为。典型的介晶基团例如为刚性棒状或盘状单元。在Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出了与介晶或LC化合物相关使用的术语和定义。
如本文中使用的,术语“间隔基团”(下文中还被称作“Sp")是现有技术中本领域技术人员已知的并且在文献中进行了描述,参见例如Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。如本文中使用的,术语“间隔基团”或“间隔基”表示柔性基团,例如其为亚烷基基团,其与可聚合介晶化合物中的介晶基团或可聚合基团相连。
在上下文中的“有机基团”表示碳或烃基团。
“碳基团”表示包含至少一个碳原子的单或多价有机基团,其中该基团不包含其他原子(例如-C≡C-)或者任选包含一种或多种其他原子,例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰基等)。术语“烃基团”表示额外包含一个或多个H原子和任选的一个或多个杂原子,例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge的碳基团。
“卤素”表示F、Cl、Br或I。
碳或烃基团可以是饱和或不饱和基团。不饱和基团例如为芳基、烯基或炔基基团。具有多于3个C原子的碳或烃基团可以是直链、支链和/或环状的并且还可以包含螺连接或稠环。
术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等还包括多价基团,例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。
术语“芳基”表示芳香族碳基团或由其衍生的基团。术语“杂芳基”表示如上定义的包含一个或多个杂原子(优选选自N、O、S、Se、Te、Si和Ge)的“芳基”。
优选的碳和烃基团任选是取代的,直链、支链或环状的具有1至40、优选1至20、非常优选1至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至30个、优选6至25个C原子的芳基或芳氧基,或任选取代的具有5至30个、优选6至25个C原子的烷基芳基,芳烷基,烷基芳氧基,芳基烷基氧基,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(优选选自N、O、S、Se、Te、Si和Ge)替代。
进一步优选的碳和烃基团是C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C3-C20烯丙基、C4-C20烷基二烯基、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杂芳氧基。
特别优选的是C1-C12烷基,C2-C12烯基,C2-C12炔基,C6-C25芳基和C2-C25杂芳基。
进一步优选的碳和烃基团是具有1至20、优选1至12个C原子的直链、支链或环状烷基,其是未取代的或者被F、Cl、Br、I或CN单或多取代,并且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(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子彼此不直接相连的方式替代。
Rx优选表示H、F、Cl、CN,具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基链,其中此外,一个或多个不相邻的C原子可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代,并且其中一个或多个H原子可以被F或Cl替代,或者表示任选取代的具有6至30个C原子的芳基或芳氧基基团,或者任选取代的具有2至30个C原子的杂芳基或杂芳氧基基团。
优选的烷基基团例如为甲基、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、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。
优选的烯基基团为例如乙烯基、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。
优选的炔基基团为例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
优选的烷氧基基团为例如甲氧基、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。
优选的氨基基团为例如二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。
芳基和杂芳基基团可为单环的或多环的,即它们可以含有一个环(例如苯基)或两个或更多个环,其也可以是稠合的(例如萘基)或共价键合的(例如联苯基),或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-、双-或三环芳基以及具有5-25个环原子的单-、双-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,其中此外,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替代。
优选的芳基基团例如为苯基、联苯基、三联苯基、[1,1':3',1”]-三联苯-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、螺联芴(spirobifluorene)等。
优选的杂芳基基团例如为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、喹喔啉并咪唑、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。
上下文中提及的芳基和杂芳基基团还可以被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或其他芳基或杂芳基基团取代。
(非芳族)脂环基团和杂环基既包含饱和的环,即仅含有单键的环,还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)脂环基团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)。特别优选饱和的基团。此外优选具有5-25个环原子的单-、双-或三环状基团,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,其中此外,一个或多个C原子可被Si替代和/或一个或多个CH基团可被N替代和/或一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-和/或-S-替代。
优选的脂环基团和杂环基团例如为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性促进基团,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。
用于脂环族、杂环、芳族和杂芳族基团的优选取代基是如式I中限定的L。
优选的取代基L选自P-Sp-,F,Cl,-CN,各自具有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替代。
非常优选的取代基L为例如F,Cl,CN,CH3,C2H5,OCH3,OC2H5,COCH3,COC2H5,COOCH3,COOC2H5,CF3,OCF3,OCHF2,OC2F5。
其中L具有以上所指出的含义之一。
如果间隔基团Sp不同于单键,则其优选选自式Sp"-X",以使得各个基团P-Sp-符合式P-Sp"-X"-,其中
Sp"表示具有1至20,优选1至12个C原子的亚烷基,其任选被F,Cl,Br,I或CN单或多取代和其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-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-以使得O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代,
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至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-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"-为,例如,-(CH2)p1-,-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-,-CH2CH2-S-CH2CH2-,-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR0R00-O)p1-,其中p1是1至12的整数,q1是1至3的整数,和R0和R00具有以上所指出的含义。
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具有以上所指出的含义.
特别优选的基团Sp"在每种情况下是直链的亚乙基、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。
式1-3中的Ra-d优选彼此独立地选自甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,叔丁基,非常优选甲基。
式1-3中的Ra,Rb,Rc和Rd优选具有相同的含义。
式4中的Re和Rf优选彼此独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基,非常优选是甲基。
式4中的Re和Rf优选具有相同含义。
在本发明的优选实施方案中,式2中的Rg是H。
在本发明的另一优选实施方案中,式2中的Rg是甲基、乙基、丙基或丁基,非常优选是甲基。
在本发明的优选实施方案中,式3中的Rg是H。
在本发明的另一优选实施方案中,式3中的Rg是甲基、乙基、丙基或丁基,非常优选是甲基。
式I中的m1优选是1、2或3。
在本发明的另一优选实施方案中,式I中的m1是0。
优选式I中的Z1表示-CO-O-,-O-CO-或单键,非常优选-CO-O-。
优选式I中的Z2和Z3表示-CO-O-,-O-CO-或单键,非常优选单键。
优选式I中的P为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
优选式I中的Sp为单键。
优选式I中的A3表示具有6至24个环原子的芳族或杂芳族基团,其也可含有稠环,和任选被一个或多个基团L取代。
非常优选式I中的A3表示苯或萘,其任选被一个或多个基团L取代。
优选式I中的A1和A2表示具有6至24个环原子的芳族或杂芳族基团,其也可含有稠环,和任选被一个或多个基团L或R-(A3-Z3)m2-取代,或A1为单键。
非常优选式I中的A1和A2表示苯,萘,菲或蒽,其任选被一个或多个基团L或R-(A3-Z3)m2-取代,或A1为单键。
优选式I中的-(A2-Z2-A1)m1-表示苯,亚联苯基,对亚三联苯基(1,4-二苯基苯),间亚三联苯基(1,3-二苯基苯),亚萘基,2-苯基-亚萘基,菲或蒽,其所有任选被一个或多个基团L取代。
非常优选-(A2-Z2-A1)m1-表示亚联苯基,对亚三联苯基或间亚三联苯基,其所有任选被一个或多个基团L取代。
优选的基团-(A2-Z2-A1)m1-选自下式
其中L如式I中所限定或具有如上下文所述的优选含义之一,r为0、1、2、3或4,s为0、1、2或3,t为0、1或2,和u为0、1、2、3、4或5。
特别优选的是式A1、A2、A3、A4和A5的基团。
在另一优选实施方案中,-(A2-Z2-A1)m1-是单键。
优选的式I的化合物选自以下子式
其中P,Sp,Ra-d,Z1,L和R如式I中所限定或具有如上下文所述的优选含义之一,r是0、1、2、3或4和s是0、1、2或3。
式I和I1至I4-11中的Z1优选是-CO-O-、-O-CO-或单键,非常优选是-CO-O-。
式I和I1-11至I4-11中的P优选是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
式I和I1-11至I4-11中的Sp优选是单键。
式I和I1-11至I4-11中的Ra、Rb、Rc和Rd优选是甲基。
式I和I1-11至I4-11中的Re和Rf优选是叔丁基。
式I中的Rg优选是H。
进一步优选的式I和其子式I1-11至I4-11的化合物选自以下优选实施方案,包括其任意组合:
-该化合物含有恰好一个可聚合基团(由基团P表示),
-该化合物含有恰好两个可聚合基团(由基团P表示),
-该化合物含有恰好三个可聚合基团(由基团P表示),
-P为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
-Sp为单键,
-Sp,当不同于单键时,选自-(CH2)a-,-(CH2)a-O-,-(CH2)a--CO-O-,-(CH2)a-O-CO-,其中a为2,3,4,5或6,且O原子或CO-基团分别连接至苯环,
-Ra,Rb,Rc和Rd为甲基,
-Re和Rf为叔丁基,
-Rg为H,
-Rg为甲基,
-m1为1或2,
-m1为0,
-m2为1或2,
-m2为0,
-Z1表示-CO-O-,-O-CO-或单键,优选-CO-O-,
-Z2表示-CO-O-,-O-CO-或单键,优选单键,
-L表示F,Cl,CN,或具有1至6个C原子的任选被氟代的烷基或烷氧基,非常优选F,Cl,CN,CH3,OCH3,OCF3,OCF2H或OCFH2,最优选F,
-L中的一者或多者表示P-Sp,
-L中的一者或多者表示选自式1、2、3和4的基团,
-该化合物含有至少一个表示P-Sp的基团L或R,
-r为0或1,
-s为0,
-t为0
-u为0,1或2。
此外,本发明涉及新颖的式I的化合物,特别是其中m1不同于0和/或T是选自式(2)、(3)和(4)的基团的那些。该新颖的式I的化合物可选自任意上文提及的优选实施方案和其组合。
优选的新颖的式I的化合物是其中m1不同于0且优选是1或2的那些。
其他优选的新颖的式I的化合物是选自如上下文中描述的优选实施方案的那些。
其他优选的新颖的式I的化合物是选自子式I1-1至I1-10、I2-1至I2-11、I3-1至I3-11、I4-1至I4-11的那些。
其他优选的新颖的式I的化合物是选自子式I1-1至I1-10、I2-1至I2-10、I3-1至I3-10、I4-1至I4-10的那些。
本发明进一步涉及式II的化合物:
Pg-Sp-(A2-Z2-A1)m1-Z1-T II
其中T、Sp、A1,2、Z1,2及m1如式I中限定,在R和L的含义中的P被Pg替代,和Pg表示OH、经保护的羟基或经掩蔽的羟基。
优选的式II的化合物选自如上文限定的子式I1-1至I4-11,其中P被Pg替代。
合适的经保护的羟基基团Pg是本领域技术人员已知的。优选的用于羟基的保护基团为烷基、烷氧基烷基、酰基、烷基硅烷基、芳基硅烷基和芳基甲基,尤其是2-四氢吡喃基、甲氧基甲基、甲氧基乙氧基甲基、乙酰基、三异丙基硅烷基、叔丁基-二甲基硅烷基或苄基。
术语“经掩蔽的羟基”应理解为是指可化学转化成羟基基团的任何官能团。合适的掩蔽的羟基Pg是本领域技术人员已知的。
式II的化合物适于作为用于制备式I及其子式的化合物的中间体。
本发明进一步涉及式II的化合物作为制备式I及其子式的化合物的中间体的用途。
式I和II及其子式的化合物和中间体可以通过与本领域技术人员已知和描述在有机化学的标准著作的方法类似地制备,例如在Houben-Weyl,Methoden der organischenChemie[Methods of Organic Chemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart中的。
例如,式I的化合物可以通过使用相应的含有可聚合基团P的酸、酸衍生物或卤代化合物使式II的中间体酯化或醚化来合成,其中Pg表示OH。
例如,丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以通过相应的醇与酸衍生物例如(甲基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酸酐,在碱如吡啶或三乙基胺和4-(N,N-二甲基氨基)吡啶(DMAP)的存在下的酯化来制备。备选地,所述酯可以通过醇与(甲基)丙烯酸在脱水试剂的存在下的酯化来制备,例如按照Steglich与二环己基碳化二亚胺(DCC)、N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳化二亚胺(EDC)或N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳化二亚胺盐酸盐和DMAP。
进一步合适的合成方法示于实施例中。
为了生产PSA显示器,包含在LC介质中的可聚合化合物通过在LC介质中(在LC显示器的基板之间)、任选同时对电极施加电压时原位聚合而聚合或交联(如果一种化合物包含两个或更多个可聚合基团)。
根据本发明的PSA显示器的结构对应于PSA显示器的通常几何结构,如开头引用的现有技术所述。没有突出物的几何结构是优选的,其中此外,特别是彩色滤光片一侧上的电极是未结构化的并且仅在TFT侧上的电极具有狭槽(slot)的那些。例如在US 2006/0066793A1中描述了用于PS-VA显示器的特别合适且优选的电极结构。
本发明优选的PSA型LC显示器包括:
-第一基板,其包括限定像素区域的像素电极(该像素电极与布置在每个像素区域中的切换元件相连并且任选包括微狭缝图案),和任选的布置在像素电极上的第一配向层,
-第二基板,其包括普通电极层(其可以布置在面对第一基板的第二基板的整个部分上),和任选的第二配向层,
-布置在第一和第二基板之间并且包括LC介质的LC层,所述LC介质包含如上下文所述的可聚合组分A和液晶组分B,其中可聚合组分A还可以是聚合的。
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,选择配向层使其赋予LC分子垂面(或垂直)配向(即与表面垂直)或倾斜配向。这种配向层例如可包含聚酰亚胺,其还可以是摩擦的,或者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(例如所谓的一滴填充(ODF)法)沉积在显示器的基板之间。LC介质的可聚合组分之后例如通过UV光聚合进行聚合。该聚合可以在一个步骤中或者在两个或更多个步骤中进行。
PSA显示器可以包括其他元件,例如彩色滤光片,黑色矩阵,钝化层,光学延迟层,用于单个像素寻址的晶体管元件等等,所有这些都是本领域技术人员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单个显示器类型来设计电极结构。例如,对于PS-VA显示器,LC分子的多域取向可以通过提供具有狭缝和/或突起部(bump)或突出物的电极而引发以便产生两个、四个或更多个不同倾斜的配向方向。
在聚合后,可聚合化合物形成交联聚合物,其导致LC分子在LC介质中一定的预倾。不期望受到具体理论的束缚,据信通过可聚合化合物形成的交联聚合物的至少一部分将相分离或者从LC介质中沉淀出来,并且在基板或电极上、或者在其上提供的配向层上形成聚合物层。显微测量数据(如SEM和AFM)已经证实所形成的聚合物的至少一部分在LC/基板界面上积聚。
聚合可以在一个步骤中进行。还能首先在第一步骤中进行聚合(任选同时施加电压),以便产生预倾角,并且随后在没有施加电压的第二聚合步骤中聚合或交联没有在第一步骤中反应的化合物(“最终固化”)。
合适且优选的聚合方法例如是热或光聚合,优选是光聚合,特别是UV诱导的光聚合,其可以通过使可聚合化合物曝光于UV辐射而实现。
任选将一种或多种聚合引发剂添加到LC介质中。用于聚合的合适条件和引发剂的合适类型以及用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是例如可商购的光引发剂或(Ciba AG)。如果使用聚合引发剂,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和组分还适合没有引发剂的聚合,其伴随着相当多的优点,例如,低的材料成本和特别是更少的由可能的残留量的引发剂或其降解产物导致的LC介质污染。聚合还可以因此不添加引发剂而进行。在优选的实施方式中,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便防止不期望的RM的自发聚合,例如在储存或运输期间。稳定剂的合适类型和用量是本领域技术人员已知的并且在文献中进行了描述。特别合适的例如为可商购自 series(Ciba AG)的稳定剂,例如1076。如果使用稳定剂,则基于RM或可聚合组分(组分A)的总量,它们的比例优选为10-500000ppm,特别优选为50-50000ppm。
根据本发明的LC介质相较于式I的那些优选不含有具有稳定基团的任何其他化合物。
根据本发明的LC介质中含有的可聚合组分在制备包括下列特征中的一者或多者的PSA显示器的方法中确实(特别地)显示良好的UV吸收且因此特别适用于制备包括下列特征中的一者或多者的PSA显示器的方法中:
-在显示器中LC介质在2-步法中曝光于UV光,该方法包括第一UV曝光步骤(“UV-1步骤”)以产生倾斜角,以及第二UV曝光步骤(“UV-2步骤”)以完成聚合,
-在显示器中LC介质曝光于通过节能UV灯(还被称作“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),并且其优选用于UV2步骤中,但是当避免高强度对于方法来说是必要时,其还任选用于UV1步骤中。
-在显示器中LC介质曝光于由UV灯产生的UV光,其具有移动至较长波长(优选为340nm或更长)的辐射光谱,以避免在PSA方法中短的UV光曝光。
使用低强度和移动至较长波长的UV两者来保护有机层不受可能由UV光导致的损害。
本发明优选的实施方式涉及制备如上下文所述的PSA显示器的方法,其包括以下特征中的一个或多个:
-LC介质在2-步法中曝露于UV光,该2-步法包括第一UV曝光步骤(“UV-1步骤”)以产生倾斜角,以及第二UV曝光步骤(“UV-2步骤”)以完成聚合,
-LC介质曝露于由UV灯产生的具有0.5mW/cm2至10mW/cm2的强度的在300-380nm波长范围内的UV光,优选其用于UV2步骤,并且任选也用于UV1步骤,
-LC介质曝露于具有340nm或更长,和优选为400nm或更短波长的UV光。
这种优选的方法例如通过使用期望的UV灯进行,或者通过使用带通滤波器和/或截止滤波器进行,其对于具有各自期望波长的UV光是基本上透射的并且基本上阻止具有各自不期望波长的UV光。例如当期望具有300-400nm波长λ的UV光的辐射时,UV曝光可以使用对于300nm<λ<400nm波长基本上透射的宽带通滤波器进行。当期望具有大于340nm波长λ的UV光的辐射时,UV曝光可以使用对于λ>340nm波长基本上透射的截止滤波器进行。
“基本上透射”表示滤波器传输大部分,优选至少50%的期望波长的入射光的强度。“基本上阻止”表示滤波器不传输大部分,优选至少50%的不期望波长的入射光的强度。“期望(不期望)的波长”,例如在带通滤波器的情形中表示在给定λ范围内(外)的波长,并且在截止滤波器的情形中表示高于(低于)给定λ值的波长。
这种优选的方法使通过使用较长UV波长制造显示器成为可能,由此减少或者甚至避免短UV光分量的有害和损害效应。
UV辐射能量通常为6至100J,这取决于生产方法条件。
优选地,本发明的LC介质基本上由以下各物组成:可聚合组分A)或一种或多种式I的可聚合化合物,其优选选自式I1-1至I4-11,非常优选选自式I1-1至I1-11,和任选的一种或多种不同于式I的可聚合化合物,和LC组分B)或LC主体混合物,如上下文中描述。
然而,LC介质可另外包含一种或多种其他组分或添加剂,优选选自包括选自但不限于以下的列表: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。
此外优选的是LC介质,其中液晶组分B)或者LC主体混合物具有向列LC相,和优选不具有手性液晶相。
LC组分B)或LC主体混合物优选是向列LC混合物。
此外优选的是式I的非手性化合物,和其中组分A和/或B的化合物仅选自由非手性化合物组成的组的LC介质。
优选地,LC介质中可聚合组分A的比例为>0至<5%,非常优选从>0至<1%,最优选0.001至0.5%。
LC组分B在LC介质中的比例优选是95至<100%,非常优选99至<100%。
在本发明的优选实施方案中,该LC介质和/或可聚合组分A不含有除式I的那些外的任何其他可聚合化合物。
在该优选的实施方案中,式I的化合物优选选自其中T是式(1)、(2)或(3)的基团的那些。
此外,在该优选的实施方案中,式I的化合物选自含有至少一个P-Sp-基团的那些。
在本发明的另一优选实施方案中,该LC介质和/或其可聚合组分A含有一种或多种式I的化合物和一种或多种不同于式I的可聚合化合物。
在该优选的实施方案中,式I的化合物优选选自其中T是具有式(1)、(2)或(3)的那些,非常优选具有式(1)的那些。
与式I不同的可聚合化合物(在下文中也称为“共聚单体”)优选选自RM。
连同式I的化合物用于LC介质中的合适且优选的共聚单体选自下式:
其中,各个基团具有以下含义:
P1、P2和P3各自彼此独立地表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
Sp1、Sp2和Sp3各自彼此独立地表示单键或间隔基团(具有如上下文对于Sp所述的含义之一),以及尤其优选表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1是从1到12的整数,此外其中基团P1-Sp1-、P1-Sp2-和P3-Sp3-中的一个或多个可以表示Raa,条件是存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-中的至少一个不同于Raa,
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1到25个C原子的直链或支链烷基,其中此外一个或多个不相邻的CH2基团也可彼此独立地被C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子彼此不直接连接的方式代替,以及其中此外一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-代替,特别优选具有1到12个C原子的直链或支链、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、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基(其中烯基和炔基具有至少两个C原子以及支化基团具有至少三个C原子),
R0、R00各自彼此独立地以及每次出现时相同或不同地表示H或具有1到12个C原子的烷基,
Ry和Rz各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3,
X1、X2和X3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-或者单键,
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每次出现时相同或不同地表示F,Cl,CN或具有1到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、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,优选F,
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。
尤其优选的是式M1至M14的二反应性化合物,特别地是M2、M3、M10、M12、M13、M15和M16,非常优选是M2。
其他优选的是M15至M30的三反应性化合物,特别地是M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M29和M30。
在式M1至M30的化合物中,
其中L每次出现时相同或不同地具有上下文给出的含义之一,优选是F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-,非常优选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。
特别优选的式M1至M30的共聚单体选自下式:
特别优选的是这样的可聚合组分或LC介质,其包含一、二或三种优选选自式I1-1至I4-11,非常优选选自式I1-1至I1-11的式I的可聚合化合物和包含一、二或三种不同于式I且优选选自式M1至M30,非常优选选自式RM-1至RM-71,最优选选自式M2,特别地选自式RM-1的可聚合化合物。
此外,优选的是其中可聚合组分A由优选选自式I1-1至I4-11,非常优选选自式I1-1至I1-11的式I的可聚合化合物和式M2的可聚合化合物,特别是式RM-1的那些组成的LC介质。
此外,优选的是其中可聚合组分A仅由优选选自式I1-1至I4-11,非常优选选自式I2-1至I1-11的式I的可聚合化合物组成的LC介质。
式I的可聚合化合物在LC介质中的比例优选是>0至<3%,非常优选>0至≤1%,最优选0.001至0.5%。
在其中LC介质或可聚合组分A不含有除式I的那些之外的任何其他可聚合化合物的优选实施方案中,式I的化合物在该LC介质中的比例优选是>0至<3%,非常优选>0至≤1%,最优选0.001至0.5%。
在其中LC介质或可聚合组分A含有一种或多种式I的化合物和一种或多种不同于式I的可聚合化合物的优选实施方案中,式I的化合物在该LC介质中的比例优选是>0至<1%,非常优选>0至≤0.3%,最优选0.001至0.15%。
优选选自式M1-M30的不同于式I的可聚合化合物在LC介质中的比例优选是>0至<3%,非常优选>0至<1%,最优选0.05至0.5%。
除了上述可聚合化合物之外,用于根据本发明的LC显示器的LC介质还包含LC主体混合物,其含有一种或多种、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。这些LC化合物经选择以使得它们在应用于可聚合化合物的聚合条件下对聚合反应是稳定的或非反应性的。
原则上,适用于常规显示器的任一LC混合物都适合作为主体混合物。适宜的LC混合物是本领域技术人员已知的且在文献中有描述,例如在EP 1 378 557 A1中的VA显示器中的混合物,和在EP 1 306 418 A1和DE 102 24 046 A1中的用于OCB显示器的混合物。
本发明的可聚合化合物和组分尤其适合于在LC主体混合物中使用,所述LC主体混合物包含一种或多种含有烯基的介晶或LC化合物(下文也称为“烯基化合物”),其中所述烯基在用于式I的化合物的聚合和用于LC介质中所含的其他可聚合化合物的聚合条件下对聚合反应是稳定的。与现有技术已知的RM相比,在这种LC主体混合物中本发明的可聚合化合物和组分的确显示出改进的性能,如溶解性、反应性或产生倾斜角的能力。
因此,在本发明的优选实施方案中,LC介质还包含一种或多种包含烯基的介晶或液晶化合物(“烯基化合物”),其中该烯基在用于式I的化合物的聚合和用于LC介质中所含的其他可聚合化合物的聚合条件下对聚合反应是稳定的。
烯基化合物中的烯基优选选自直链、支链或环状烯基,特别是具有2至25个C原子,特别优选具有2至12个C原子,其中此外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原子彼此不直接连接的方式代替,和其中此外一个或多个H原子可以被F和/或Cl代替。
优选的烯基是具有2至7个C原子的直链烯基和环己烯基,特别是乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、1,4-环己烯-1-基和1,4-环己烯-3-基。
含烯基的化合物在LC主体混合物(即,没有任何可聚合化合物)中的浓度优选为5%至100%,非常优选20%至60%。
尤其优选的是含有1至5种,优选1、2或3种具有烯基的化合物的LC混合物。
含有烯基的介晶和LC化合物优选选自下式:
其中各个基团在每次出现时相同或不同地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,或若环X、Y和Z中的至少一个表示环己烯基,则RA1也具有RA2的含义之一,
RA2表示具有1至12个C原子的烷基,其中此外一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使O原子彼此不直接相连的方式替代,
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各自彼此独立地为H,F,Cl,OCF3,CF3,CH3,CH2F或CHF2H,优选H,F或Cl,
x为1或2,
z为0或1。
RA2优选为具有1至8个C原子的直链烷基或烷氧基、或具有2至7个C原子的直链烯基。
LC介质优选地不包含含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2)的化合物,特别不包含其中RA1或RA2表示或含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2)的式AN或AY的化合物。
优选地,L1和L2表示F,或L1和L2中的一个表示F和另一个表示Cl,且L3和L4表示F,或L3和L4中的一个表示F和另一个表示Cl。
式AN的化合物优选地选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-7个C原子的直链烯基基团。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-。
非常优选的式AN的化合物选自以下子式:
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,且Rb1表示H、CH3或C2H5。
非常特别优选的式AN的化合物选自以下子式:
最优选的是式AN1a2和AN1a5的化合物。
式AY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原子的直链烷基基团,和alkenyl和alkenyl*彼此独立地表示具有2-7个C原子的直链烯基基团。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-。
非常优选的式AY的化合物选自以下子式:
其中m和n各自彼此独立地表示1,2,3,4,5或6,和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-。
除了上述可聚合组分A)之外,根据本发明的LC介质还包含LC组分B),或LC主体混合物,其包含一种或多种、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。这些LC化合物经选择以使得它们在应用于可聚合化合物的聚合条件下对聚合反应是稳定的和/或非反应性的。
在第一优选实施方案中,LC介质含有LC组分B),或LC主体混合物,基于具有负介电各向异性的化合物。这样的LC介质尤其适用于在PS-VA和PS-UB-FFS显示器中使用。特别优选的这样的LC介质的实施方案是以下部分a)-z)的那些:
a)包含一种或多种式CY和/或PY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,其中此外一个或两个不相邻的CH2基团也可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接连接的方式代替,优选具有1至6个碳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=CHCH2O-或者单键,优选单键,
L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,L1和L2两者表示F,或L1和L2中的一个表示F且另一个表示Cl,或者L3和L4两者表示F,或L3和L4中的一个表示F且另一个表示Cl。
式CY的化合物优选选自由以下子式组成的组:
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原子的直链烷基基团,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基基团,和(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的化合物优选选自由以下子式组成的组:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基基团,和(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,其中此外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以O原子不彼此直接相连的方式替代,
Zy表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选是单键。
式ZK的化合物优选选自由以下子式组成的组:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基基团,和alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基基团。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:
其中各个基团每次出现时相同或不同地具有下列含义:
R5和R6各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中此外一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子彼此不直接连接的方式代替,优选具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
式DK的化合物优选选自由以下子式组成的组:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基基团,和alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基基团。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:
其中至少一个环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,其中此外一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接连接的方式代替,
Zx表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或者单键,优选单键,
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,或者基团L1和L2中的一个表示F且另一个表示Cl。
式LY的化合物优选选自由以下子式的组成的组:
其中R1具有上面给出的含义,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,和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由下式组成的组的化合物的LC介质:
其中alkyl表示C1-6烷基,Lx表示H或F,和X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。特别优选式G1的化合物,其中X表示F。
f)额外包含一种或多种选自由下式组成的组的化合物的LC介质:
其中R5具有前面针对R1给出的含义之一,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特别优选是C1-6-烷基或-烷氧基或C2-6-烯基,d优选是1。根据本发明的LC介质优选包含一种或多种上面所述式的化合物,其量≥5重量%。
g)额外包含一种或多种选自由下式组成的组的联苯化合物的LC介质:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基基团,且alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基基团。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-。
式B1至B3的联苯在LC混合物中的比例优选为至少3重量%,特别是≥5重量%。
式B2的化合物是特别优选的。
式B1至B3的化合物优选选自由以下子式组成的组:
其中alkyl*表示具有1-6个C原子的烷基基团。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联三苯化合物的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和
各自彼此独立地表示:
其中L5表示F或Cl,优选F,且L6表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2,优选F。
式T的化合物优选选自由以下子式组成的组:
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,和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。
根据本发明的LC介质优选包含式T及其优选子式的三联苯,其量优选为0.5-30重量%,特别是1-20重量%。
式T1、T2、T3和T21的化合物是特别优选的。在这些化合物中,R优选表示烷基,还有烷氧基,各自具有1-5个C原子。
如果混合物的Δn值≥0.1,则在根据本发明的混合物中优选使用三联苯。优选的混合物包含2-20重量%的一种或多种式T的三联苯化合物,优选地选自化合物T1至T22。
i)额外包含一种或多种选自由下式组成的组的联四苯化合物的LC介质:
其中
RQ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,或具有2至9个C原子的烯基或烯氧基,所有这些是任选地氟代的,
XQ是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氧基,
LQ1至LQ6彼此独立地为H或F,其中LQ1至LQ6中的至少一个是F。
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(非常优选乙基、正丙基或正丁基)的那些。
优选的式Q的化合物是其中LQ3和LQ4是F的那些。进一步优选的式Q的化合物是其中LQ3、LQ4以及LQ1和LQ2中的一个或两个是F的那些。
优选的式Q的化合物是其中XQ表示F或OCF3(非常优选F)的那些。
式Q的化合物优选选自以下子式
其中RQ具有式Q的含义之一或上下文给出的其优选含义之一,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是正丙基的那些。
优选地,在LC介质中式Q的化合物的比例是从>0至≤5重量%,非常优选为0.1至2重量%,最优选为0.2至1.5重量%。
优选地,LC介质含有1至5种、优选1或2种式Q的化合物。
向LC介质混合物加入式Q的联四苯化合物能够减少ODF色差,同时保持高的UV吸收,能够实现快速而完全的聚合,能够实现强和快速的倾斜角产生,并且增加LC介质的UV稳定性。
此外,向具有负介电各向异性的LC介质加入具有正介电各向异性的式Q的化合物,允许更好地控制介电常数ε||和ε⊥的值,特别是能够实现高的介电常数ε||值同时保持介电各向异性Δε恒定,从而减少了反冲电压和减少图像粘滞。
k)额外包含一种或多种选自由下式组成的组的化合物的LC介质:
其中R1和R2具有上述所示的含义,并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。
l)额外包含一种或多种下式化合物的LC介质:
其中
R9表示H、CH3、C2H5或n-C3H7,(F)表示任选的氟取代基,和q表示1、2或3,和R7具有针对R1指出的含义之一,优选其量为>3重量%,特别是≥5重量%,非常特别优选5-30重量%。
特别优选的式FI的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R7优选表示直链烷基,和R9表示CH3、C2H5或n-C3H7。特别优选的是式FI1、FI2和FI3的化合物。
m)额外包含一种或多种选自由下式组成的组的化合物的LC介质:
其中R8具有针对R1指出的含义,和alkyl表示具有1-6个C原子的直链烷基。
n)额外包含一种或多种含有四氢萘基或萘基单元的化合物(诸如例如选自由下式组成的组的化合物)的LC介质:
其中
R10和R11各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中此外一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子彼此不直接连接的方式代替,优选具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
且R10和R11优选表示具有1至6个C原子的直链烷基或烷氧基,或具有2至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=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2-或者单键。
o)额外包含一种或多种下式的二氟代二苯并色满和/或色满的LC介质:
其中
R11和R12各自彼此独立地具有以上针对R11指出的含义之一,
环M是反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,
Zm是-C2H4-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-或-O-CO-,
c是0、1或2,
优选其量为3-20wt%,特别地其量为3-15wt%。
特别优选的式BC、CR和RC的化合物选自由以下子式组成的组:
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,以及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。
p)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针对R11指出的含义之一,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的化合物选自由以下子式组成的组:
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基团。
q)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,其中此外一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或者-COO-以O原子不直接彼此连接的方式代替,优选具有1至6个C原子的烷基或者烷氧基,
L1和L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,L1和L2两者都表示F,或者L1和L2中的一个表示F且另一个表示Cl,
式Y的化合物优选选自由下列子式组成的组:
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表示氧原子或者单键。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-或者CH3-CH=CH-(CH2)2-。
特别优选的式Y的化合物选自由下列子式组成的组:
其中Alkoxy优选表示具有3、4或5个C原子的直链烷氧基。
r)LC介质,除根据本发明的可聚合化合物(特别是式I或其子式的可聚合化合物和共聚单体)以外不包含含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2)的化合物。
s)LC介质,其包含1至5(优选1、2或3)种可聚合化合物(优选选自根据本发明的可聚合化合物,特别地是式I或其子式的可聚合化合物)。
t)LC介质,其中可聚合化合物(特别地是式I或其子式的可聚合化合物)在整个混合物中的比例是0.05至5%(优选0.1至1%)。
u)LC介质,其包含1至8、优选1至5种式CY1、CY2、PY1和/或PY2的化合物。这些化合物在整个混合物中的比例优选为5-60%,特别优选为10-35%。这些各个化合物的含量在每种情形下优选为2-20%。
v)LC介质,其包含1-8、优选1-5种式CY9、CY10、PY9和/或PY10的化合物。这些化合物在整个混合物中的比例优选为5-60%,特别优选为10-35%。这些各个化合物的含量在每种情形下优选为2-20%。
w)LC介质,其包含1-10、优选1-8种式ZK的化合物,特别是式ZK1、ZK2和/或ZK6的化合物。这些化合物在整个混合物中的比例优选为3-25%,特别优选为5-45%。这些各个化合物的含量在每种情形下优选为2-20%。
x)LC介质,其中式CY、PY和ZK的化合物在整个混合物中的比例大于70%、优选地大于80%。
y)LC介质,其中LC主体混合物含有一种或多种含有烯基的化合物,其优选选自式CY、PY和LY,其中R1和R2中的一或两者表示具有2至6个C原子的直链烯基,式ZK和DK,其中R3和R4中的一或两者或R5和R6中的一或两者表示具有2至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是2至70%,非常优选是3至55%。
z)LC介质,其含有一种或多种、优选1至5种选自式PY1-PY8(非常优选式PY2)的化合物。这些化合物在整个混合物中的比例优选为1-30%,特别优选为2-20%。这些各个化合物的含量在每种情形下优选为1-20%。
z1)含有一种或多种(优选1、2或3种)式T2的化合物的LC介质。这些化合物在整个混合物中的含量优选是1至20%。
z2)LC介质,其中LC主体混合物含有一种或多种、优选1、2或3种式BF1的化合物,和一种或多种、优选1、2或3种选自式AY14、AY15和AY16的化合物,非常优选式AY14的化合物。式AY14-AY16的化合物在LC主体混合物中的比例优选为2-35%,非常优选3-30%。式BF1的化合物在LC主体混合物中的比例优选为0.5-20%,非常优选1-15%。进一步优选地,根据该优选实施方案的LC主体混合物含有一种或多种、优选1、2或3种式T的化合物,优选选自式T1、T2和T5,非常优选选自式T2或T5。式T的化合物在LC主体混合物中的比例优选为0.5-15%,非常优选为1-10%。
在第二优选实施方案中,LC介质含有基于具有正介电各向异性的化合物的LC主体混合物。这样的LC介质尤其适用于PS-OCB-、PS-TN-、PS-正性-VA-、PS-IPS-或PS-FFS-显示器。
特别优选的是此第二优选实施方案的LC介质,其含有一种或多种选自由式AA和BB化的合物组成的组的化合物:
且除式AA和/或BB化合物以外,任选地含有一种或多种式CC化合物,
其中各个基团具有以下含义
R21、R31、R41、R42各自彼此独立地为具有1到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到9个C原子的烯基或烯氧基,所有这些是任选地氟代的,
X0为F、Cl、具有1到6个C原子的卤代烷基或烷氧基,或具有2到6个C原子的卤代烯基或烯氧基,
Z31为-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-或单键,优选-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-或单键,尤其优选-COO-、反式-CH=CH-或单键,
Z41、Z42为-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键,优选单键,
L21、L22、L31、L32为H或F,
g为0、1、2或3,
h为0、1、2或3。
X0优选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的化合物优选选自由下式组成的组:
其中A21、R21、X0、L21和L22具有式AA中给出的含义,L23和L24各自彼此独立地是H或F,以及X0优选是F。尤其优选的是式AA1和AA2的化合物。
特别优选的式AA1的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R21、X0、L21和L22具有在式AA1中给出的含义,L23、L24、L25和L26各自彼此独立地是H或F,以及X0优选是F。
非常特别优选的式AA1的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R21如式AA1中所定义。
非常优选的式AA2的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R21、X0、L21和L22具有在AA2中给出的含义,L23、L24、L25和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AA2的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R21和X0如式AA2中所定义。
特别优选的式AA3的化合物选自由以下子式组成的组:
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的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R21如式AA4中所限定。
式BB的化合物优选选自由下式组成的组:
其中g、A31、A32、R31、X0、L31和L32具有式BB中给出的含义,以及X0优选是F。特别优选的是式BB1和BB2的化合物。
特别优选的式BB1的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31、X0、L31和L32具有式BB1中给出的含义,以及X0优选是F。
非常特别优选的式BB1a的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB1中所定义。
非常特别优选的式BB1b的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB1中所定义。
特别优选的式BB2的化合物选自由以下子式组成的组:
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的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2b的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2c的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2d和BB2e的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2f的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2g的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2h的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31和X0如式BB2中所限定。
非常特别优选的式BB2i的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31和X0如式BB2中所定义。
非常特别优选的式BB2k的化合物选自由以下子式组成的组:
其中R31和X0如式BB2中所限定。
代替式BB1和/或BB2的化合物或除其之外,LC介质也可包含一种或多种如上文限定的式BB3的化合物。
特别优选的式BB3的化合物是选自由下列子式组成的组:
其中R31是如式BB3中所限定。
根据此第二优选实施方案的LC介质除式AA和/或BB的化合物之外优选包含一种或多种具有在-1.5至+3范围内的介电各向异性的介电中性化合物,其优选选自如上文限定的式CC的化合物。
特别优选的式CC的化合物是选自由下列子式组成的组:
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到7个C原子的烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基,或者具有2到7个C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基,以及L4是H或F。
根据此第二优选实施方案的LC介质除式CC的介电中性化合物外或替代其优选包含一种或多种具有在-1.5至+3范围内的介电各向异性的介电中性化合物,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的化合物是选自由下列子式组成的组:
其中R41和R42具有式DD中给出的含义并且R41优选表示烷基,和在式DD1中R42优选表示烯基,特别优选表示-(CH2)2-CH=CH-CH3,以及在式DD2中,R42优选表示烷基、-(CH2)2-CH=CH2或-(CH2)2-CH=CH-CH3。
式AA和BB的化合物优选以整个混合物的2%至60%,更优选3%至35%,和非常特别优选4%至30%的浓度用于根据本发明的LC介质中。
式CC和DD的化合物优选以整个混合物的2%至70%,更优选5%至65%,甚至更优选10%至60%,和非常特别优选10%,优选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组合,在根据本发明的LC介质中造成了低的阈值电压、低的旋转粘度和非常良好的低温稳定性,同时高的清亮点和高的HR值,并且允许在PSA显示器中快速地建立特别低的预倾角。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主体混合物优选具有至少80K,特别优选至少100K的向列相范围,并且在20℃下具有≤250mPa·s,优选≤200mPa·s的旋转粘度。
在根据本发明的VA-型显示器中,LC介质的层中的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。将电压施加于电极时,LC分子发生再次配向,并且纵向分子轴平行于电极表面。
根据本发明的特别用于PS-VA和PS-UB-FFS型显示器中的LC介质(其基于根据第一优选实施方式的具有介电负性各向异性的化合物)优选在20℃和1kHz下具有-0.5至-10,特别为-2.5至-7.5的介电负性各向异性Δε。
根据本发明的用于PS-VA和PS-UB-FFS型显示器中的LC介质的双折射率Δn优选低于0.16,特别优选为0.06至0.14,非常特别优选为0.07至0.12。
在根据本发明的OCB-型显示器中,LC介质的层中的分子具有“弯曲”配向。在施加电压时,发生LC分子的再次配向,并且纵向分子轴垂直于电极表面。
根据本发明的用于PS-OCB、PS-TN、PS-IPS、PS-正性-VA和PS-FFS型显示器的LC介质优选为基于根据第二优选实施方式的具有正介电各向异性的化合物的那些,并且其优选在20℃和1kHz下具有+4至+17的正介电各向异性Δε。
根据本发明的用于PS-OCB型显示器的LC介质中的双折射率Δn优选为0.14至0.22,特别优选为0.16至0.22。
根据本发明的用于PS-TN-、PS-正性-VA-、PS-IPS-或PS-FFS-型显示器的LC介质中的双折射率Δn优选为0.07至0.15,特别优选为0.08至0.13。
根据本发明的用于PS-TN-、PS-正性-VA-、PS-IPS-或PS-FFS-型显示器中的LC介质(其基于根据第二优选实施方式的具有正介电各向异性的化合物)优选在20℃和1kHz下具有+2至+30,特别优选为+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的和在文献中描述的其他添加剂,例如聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性物质或手性掺杂剂。这些物质可以是可聚合的或不可聚合的。可聚合添加剂因此归类于可聚合组分或组分A)。不可聚合的添加剂因此归类于不可聚合组分或组分B)。
在优选的实施方式中,LC介质包含一种或多种手性掺杂剂,优选其浓度为0.01至1%,非常优选为0.05至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式中,LC介质包含一种或多种手性掺杂剂(其优选选自之前段落提及的手性掺杂剂)的外消旋体。
此外,可以向LC介质中添加例如0至15重量%的多色性染料,此外还有纳米颗粒,导电盐,优选为乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸铵,四丁基四苯基硼酸铵或冠醚的络合盐(例如参见Haller等人,Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973))用于改进导电性,或添加物质用于改变向列相的介电各向异性、粘度和/或配向。例如在DE-A 22 09 127、2240 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53 728中描述了这种类型的物质。
根据本发明的LC介质的优选实施方式a)-z)的单个组分是已知的,或者用于制备其的方法可以通过相关领域的技术人员得自现有技术,这是因为它们是基于文献中描述的标准方法。例如在EP-A-0 364 538中描述了式CY的相应化合物。例如在DE-A-26 36 684和DE-A-33 21 373中描述了式ZK的相应化合物。
可以根据本发明使用的LC介质以本身常规的方法制备,例如通过将一种或多种以上提及的化合物与一种或多种如上限定的可聚合化合物,以及任选地与其他液晶化合物和/或添加剂混合。通常,以较少量使用的期望量的组分溶解于组成主要成分的组分中,这有利地在升高的温度下进行。还可以在有机溶剂例如丙酮、氯仿或甲醇中混合组分的溶液,并且再次除去溶剂,例如在彻底混合后通过蒸馏除去。本发明还涉及用于根据本发明的LC介质的制备方法。
对于本领域技术人员来说,不言而喻地,根据本发明的LC介质还可以包含例如其中H、N、O、Cl、F被相应的同位素例如氘替代的化合物。
以下实施例解释了本发明但是并不限制本发明。然而,它们向本领域技术人员展示了优选的混合物概念,以及优选使用的化合物及其各自的浓度,以及它们彼此之间的组合。此外,实施例阐明了哪些性能以及性能的组合是可获得的。
使用如下缩写:
(n、m、z:各自彼此独立地表示1、2、3、4、5或6)
表A
在本发明的优选实施方案中,依据本发明的LC介质包含一种或多种选自表A的化合物。
表B
表B中显示出可以加到依据本发明的LC介质中的可行的手性掺杂剂。
该LC介质优选地包含0-10重量%、特别地0.01-5重量%且特别优选0.1-3重量%的掺杂剂。该LC介质优选地包含一种或多种选自表B的化合物的掺杂剂。
表C
表C中显示出可以加到依据本发明的LC介质中的可行的稳定剂。
(在此n表示整数1至12,优选1、2、3、4、5、6、7或8,末端甲基未显示。)
该LC介质优选地包含0-10重量%、特别地1ppm至5重量%且特别优选地1ppm至1重量%的稳定剂。该LC介质优选地包含一种或多种选自表C的化合物的稳定剂。
表D
表D显示出可用于根据本发明的LC介质中优选作为反应性介晶化合物的示例性化合物。
在本发明一个优选的具体实施方案中,介晶介质包含一种或多种选自表D的化合物。
另外,采用了以下缩写和符号:
V0表示在20℃下的阈值电压,电容性[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,
△n表示在20℃和589nm下的光学各向异性,
ε⊥表示在20℃和1kHz下垂直于指向矢的介电常数,
ε||表示在20℃和1kHz下平行于指向矢的介电常数,
Δε表示在20℃和1kHz下的介电各向异性,
cl.p.,T(N,I)表示清亮点[℃],
γ1表示在20℃下的旋转粘度[mPa·s],
K1表示在20℃下的弹性常数,“斜展”变形[pN],
K2表示在20℃下的弹性常数,“扭曲”变形[pN],
K3表示在20℃下的弹性常数,“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%给出的,并且涉及相应的整个混合物,其包含所有的固体或液晶组分(没有溶剂)。
除非另有说明,本申请中指出的所有的温度值,例如熔点T(C,N),从近晶相(S)到向列相(N)的转变T(S,N)以及清亮点T(N,I)都以摄氏度(℃)表示。M.p.表示熔点,cl.p.=清亮点。此外,C=液晶相,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。
所有的物理性质是并且已经根据“Merck Liquid-crystals,PhysicalProperties of Liquid-crystals”Status 1997年11月,Merck KGaA,Germany确定,并且适用于20℃的温度,且△n是在589nm下测定的和Δε是在1kHz下测定的,除非在每种情况中另有明确说明。
用于本发明的术语“阈值电压”涉及涉及电容性阈值(V0),其还被称作Freedericks阈值,除非另有说明。在实施例中,光学阈值也如通常的那样针对10%的相对对比度(V10)给出的。
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其中LC介质表现为液晶相,优选向列相的温度下进行,且最优选在室温下进行。
除非另有说明,制备测试盒并且测量它们的电光和其他性质的方法通过下文所述的方法或其类似的方法进行。
用于测量电容性阈值电压的显示器由两个间隔25μm的平面平行的玻璃外板组成,每个外板都在内侧具有电极层并且在顶部具有未摩擦的聚酰亚胺层,这导致液晶分子的垂面边缘配向。
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组成,每个外板都在内侧具有电极层并且在顶部具有聚酰亚胺配向层,其中两个聚酰亚胺层反向平行彼此摩擦并导致液晶分子的垂面边缘配向。
可聚合化合物在显示器或测试盒中通过用限定强度的UVA光辐射预先设定的时间,同时将电压施加于显示器(通常为10V到30V的交流电,1kHz)而进行聚合。在实施例中,除非另有说明,将金属卤化物灯以及100mW/cm2的强度用于聚合。使用标准UVA计(具有UVA传感器的高端Hoenle UV-计)测量该强度。
通过旋转晶体试验(Autronic-Melchers TBA-105)确定倾斜角。小的值(即相对于90°角的大的偏离)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,并将所得的混合物引入VA-VHR测试盒中(其包含未摩擦的VA-聚酰亚胺配向层)。除非另有说明,LC层厚度d约为6μm。在100℃下5分钟后在1V、60Hz、64μs脉冲下的UV曝光之前和之后测定VHR值(测量仪器:Autronic-Melchers VHRM-105)。
实施例1
如下制备化合物1。
1a:向4-苄氧基-苯基硼酸(16.29g,71.45mmol)和3,5-二溴苯甲酸(10.0g,35.7mmol)在250ml 1,4-二噁烷的溶液中添加160ml蒸馏水和碳酸钠(37.8g,357.25mmol)。用氩气小心脱气后,然后添加双(三苯基膦)氯化钯(II)(1.00g,1.43mmol),接着添加三苯基膦(0.38g,1.43mmol)和三乙胺(0.15ml,1.43mmol)。将该反应混合物加热至回流并搅拌3小时。冷却至室温后,用6M HCl酸在冷却下小心中和该反应混合物至过滤经沉淀的粗产物并由1:1的庚烷/甲苯再结晶以提供呈灰色固体的1a(18.0g)。
1b:向1a(4.0g,8.2mmol)在100ml二氯甲烷(DCM)中的溶液中添加4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧基(TEMPO)(1.42g,8.22)和4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP,0.20g,1.64mmol)。然后在室温下向此淡黄色溶液中以若干份添加N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳化二亚胺盐酸盐(DAPECI)(2.2g,11.0mmol)。将该反应混合物搅拌3小时。添加50ml蒸馏水。水相用DCM萃取。合并有机相并经无水硫酸钠干燥,并过滤。在真空下移除溶剂后,油性残余物用庚烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过柱层析法在硅胶上纯化以提供呈橙色结晶的1b(3.9g)。
1c:用活性炭(1.5g)载钯(5%)处理1b(3.9g,6.09mmol)在四氢呋喃(40ml)中的溶液并使其经受氢化15小时。在滤除催化剂并移除溶剂后,粗产物由DCM再结晶以提供呈橙色结晶的1d(2.4g)。
1:向1c(2.0g,4.3mmol)在100ml二氯甲烷中的悬浮液中添加甲基丙烯酸(0.86g,10.0mmol)和4-(二甲基氨基)吡啶(0.053g,0.43mmol)。在0℃下用N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳化二亚胺(1.55g,10.0mmol)在30ml DCM中的溶液逐滴处理该反应混合物并在室温下搅拌20小时。在真空下浓缩该反应混合物,和油性残余物用庚烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过柱层析法在硅胶上纯化以提供呈橙色非结晶固体的1(0.34g)。
1H-NMR(d6-DMSO,500MHz):δ(ppm):8.25(br.s.,3H,Ar-H),7.91(br.s.,4H,Ar-H),7.34(br.s.,4H,Ar-H),6.32(br.s.,2H,H烯烃),5.93(br.s.,2H,H烯烃),2.04(br.s.,6H,2xCH3)。针对C36H38NO7计算的MS(EI+)m/z:[M]+:596.7;发现值(found)596.4。
实施例2
以类似于实施例1中描述的方法制备化合物2。
获得呈橙色晶体的2(m.p.139℃)。
1H-NMR(d6-DMSO,500MHz):δ(ppm):8.08-7.82(br.m.,6H,Ar-H),7.32(br.s.,2H,Ar-H),6.31(br.s.,1H,H烯烃),5.92(br.s.,1H,H烯烃),2.02(br.s.,3H,CH3)。针对C26H30NO5计算的MS(EI+)m/z:[M]+:436.5;发现值406.1(-NO)。
实施例3
如下制备化合物3。
3:向100ml DCM中添加4-羟基TEMPO(8.00g,45.5mmol)和4-(二甲基氨基)吡啶(0.30g,2.46mmol)。冷却至2℃后,向上述溶液中添加三乙胺(25.00ml,180.35mmol),接着滴加在50ml DCM中的3-溴丙酰氯(6.00ml,50.6mmol)。滴加完成后,使该反应混合物升温至室温。通过TLC指示完全转化后,添加氯化铵水溶液。水相用DCM萃取。合并有机相并由无水硫酸钠干燥,并过滤。在真空下移除溶剂后,用95:5的DCM/甲基叔丁基醚(MTBE)作为洗脱液通过柱层析法在硅胶上纯化该固体残余物,并进一步由庚烷/MTBE再结晶以提供呈红色晶体的3(4.2g,m.p.102℃)。
1H-NMR(CDCl3,500MHz):δ(ppm):6.54(br.m.,1H,H烯烃),6.24(br.m.,1H,H烯烃),6.00(br.m.,1H,H烯烃),针对C12H20NO3计算的MS(EI+)m/z:[M]+:226.3;发现值226.1。
实施例4
如下制备化合物4。
4a:向5-溴-联苯-3,4’-二酚(10.00g,37.0mmol)和双(频哪醇)二硼(9.10g,36.0mmol)在300ml 1,4-二噁烷中的溶液中添加乙酸钠(14.81g,151.0mmol)。用氩气彻底脱气后,添加[1,1′-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)(0.84g,1.13mmol)。将该反应混合物加热至回流并搅拌4小时。冷却至室温后,添加100ml蒸馏水。分离水相并用MTBE萃取。合并有机相并由无水硫酸钠干燥,并通过硅胶过滤。在真空下移除溶剂后,油性残余物用DCM/MTBE作为洗脱液通过柱层析法在硅胶上纯化以提供4a(7.0g)。
4b:向四水合偏硼酸钠(9.27g,33.6mmol)在150ml蒸馏水中的溶液中添加4a(7.00g,22.4mmol)和4-溴-2,6-二-叔丁基-苯酚(6.40g,22.4mmol)在150ml THF中的溶液。用氩气彻底脱气后,添加[1,1′-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)(0.37g,0.45mmol)。将该反应混合物加热至回流并搅拌过夜。冷却至室温后,将该反应混合物用2M HCl酸小心中和。分离水相并用MTBE萃取。合并有机相并由无水硫酸钠干燥,并通过硅胶过滤。在真空下移除溶剂后,油性残余物使用DCM/MTBE作为洗脱液通过柱层析法在硅胶上纯化以提供4b(5.4g)。
4:向4b(5.3g,13.0mmol)在230ml DCM中的悬浮液中添加甲基丙烯酸(2.69g,31.0mmol)和4-(二甲基氨基)吡啶(0.16g,1.3mmol)。在0℃下用N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳化二亚胺(4.84g,31.0mmol)在30ml DCM中的溶液逐滴处理该反应混合物并在室温下搅拌20小时。在真空下浓缩该反应混合物,和油性残余物用庚烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过柱层析法在硅胶上纯化。获得的产物由庚烷/MTBE再结晶以提供呈淡黄色晶体的4(2.4g,m.p.171℃)。
1H-NMR(CDCl3,500MHz):δ(ppm):7.80(d.,J=9Hz,2H,Ar-H),7.69(s.,1H,Ar-H),7.40-7.35(m.,4H,Ar-H),7.28(d.,J=9Hz,2H,Ar-H),6.32(m.m.,2H,H烯烃),5.91(m.,2H,H烯烃),2.03(d.,6H,2xCH3),1.45(s.,18H,6xCH3),针对C34H38O5计算的MS(EI+)m/z:[M]+:526.7;发现值526.3。
混合物实施例
实施例1
如下配制向列LC主体混合物N1。
通过向LC主体混合物N1中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P11。
通过向LC主体混合物N1中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加75ppm(0.0075%)的实施例2的可聚合化合物以制备可聚合混合物P12。
通过向LC主体混合物N1中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加40ppm(0.0040%)的实施例3的可聚合化合物以制备可聚合混合物P13。
实施例2
如下配制向列LC主体混合物N2。
通过向LC主体混合物N2中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P21。
通过向LC主体混合物N2中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例2的可聚合化合物以制备可聚合混合物P22。
通过向LC主体混合物N2中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例3的可聚合化合物以制备可聚合混合物P23。
实施例3
如下配制向列LC主体混合物N3。
通过向LC主体混合物N3中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P31。
实施例4
如下配制向列LC主体混合物N4。
通过向LC主体混合物N4中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P41。
实施例5
如下配制向列LC主体混合物N5。
通过向LC主体混合物N5中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P51。
实施例6
如下配制向列LC主体混合物N6。
通过向LC主体混合物N6中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P61。
实施例7
如下配制向列LC主体混合物N7。
通过向LC主体混合物N7中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P71。
实施例8
如下配制向列LC主体混合物N8。
通过向LC主体混合物N8中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P81。
实施例9
如下配制向列LC主体混合物N9。
通过向LC主体混合物N9中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P91。
实施例10
如下配制向列LC主体混合物N10。
通过向LC主体混合物N10中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P101。
通过向LC主体混合物N10中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例2的可聚合化合物以制备可聚合混合物P102。
通过向LC主体混合物N10中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例3的可聚合化合物以制备可聚合混合物P103。
实施例11
如下配制向列LC主体混合物N11。
通过向LC主体混合物N11中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P111。
通过向LC主体混合物N11中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例3的可聚合化合物以制备可聚合混合物P113。
实施例12
如下配制向列LC主体混合物N12。
通过向LC主体混合物N12中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P121。
实施例13
如下配制向列LC主体混合物N13。
通过向LC主体混合物N13中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P131。
通过向LC主体混合物N13中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例3的可聚合化合物以制备可聚合混合物P133。
实施例14
如下配制向列LC主体混合物N14。
通过向LC主体混合物N14中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P141。
实施例15
如下配制向列LC主体混合物N15。
通过向LC主体混合物N15中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P151。
实施例16
如下配制向列LC主体混合物N16。
通过向LC主体混合物N16中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P161。
实施例17
如下配制向列LC主体混合物N17。
通过向LC主体混合物N18中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P181。
通过向LC主体混合物N18中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例3的可聚合化合物以制备可聚合混合物P183。
实施例18
如下配制向列LC主体混合物N18。
通过向LC主体混合物N18中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P181。
实施例19
如下配制向列LC主体混合物N19。
通过向LC主体混合物N19中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P191。
实施例20
如下配制向列LC主体混合物N20。
通过向LC主体混合物N20中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P201。
实施例21
如下配制向列LC主体混合物N21。
通过向LC主体混合物N21中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P211。
实施例22
如下配制向列LC主体混合物N22。
通过向LC主体混合物N22中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P221。
通过向LC主体混合物N22中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例2的可聚合化合物以制备可聚合混合物P222。
实施例23
如下配制向列LC主体混合物N23。
通过向LC主体混合物N23中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中添加100ppm(0.01%)的实施例1的可聚合化合物以制备可聚合混合物P231。
用途实施例1
通过向向列LC主体混合物N1中以0.3重量%的浓度添加二反应性单体RM-1制备可聚合参考混合物C11。
如上文混合物实施例1中所述制备根据本发明的可聚合混合物P11至P13,通过向LC主体混合物N1中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中分别添加100ppm(0.01%)的实施例1、2或3的可聚合化合物。
可聚合混合物的组成显示于下表1中。
表1-可聚合混合物组成
将各可聚合混合物插入于VA e/o测试盒内。该测试盒包含经反向平行摩擦的VA-聚酰亚胺配向层(JALS-2096-R1)。该LC层厚度d是约4μm。
各测试盒用具有100mW/cm2的强度的UV光照射以施加24Vrms(交流电)的电压指示的时间,导致可聚合单体化合物聚合。
通过结晶旋转实验(Autronic-Melchers TBA-105)在UV照射前和UV照射后测定倾斜角。
该倾斜角显示于表2中。
表2-倾斜角
从表2中可以看出通过短曝露时间(2min)下的较高值指示,相较于含有仅RM-1的混合物C11,在含有具有NO-HALS稳定基团的式I化合物和常规的RM(RM-1)的根据本发明的混合物P11至P13中,倾斜角产生延迟。
然而,较长曝露时间(5min)后,也可在根据本发明的混合物P11至P13中实现低预倾斜角。
这显示根据本发明的混合物P11至P13提供抑制预聚合(通过经延迟的倾斜产生指示)同时仍实现低的最终预倾斜角的优点。
为测定聚合速率,未聚合单体在测试盒中的剩余含量(以重量%计算)通过HPLC在各种曝露时间后测量。出于此目的,各混合物在规定条件下在测试盒中聚合。然后使用MEK(甲基乙基酮)将该混合物冲洗出测试盒并测量。
混合物中的各自单体在不同UV曝露时间后的剩余浓度显示于表3中。
此外,通过所谓的“热负载测试”(HLT)测试式I的化合物和LC介质的热稳定性。其中该LC介质未曝露于UV辐射,但经受高温。出于此目的,将LC介质的样品填充入测试瓶中,然后密封该测试瓶并在120℃下曝露240分钟。然后,测量该LC介质中的RM浓度。HLT的结果显示于表3中。
表3-剩余单体含量
*HLT=热负载测试:体积,1mL,120℃
从表3中可以看出,通过短曝露时间(1min)下的较高剩余单体比率指示,相较于含有仅RM-1的混合物C11,在含有具有NO-HALS稳定基团的式I化合物和常规的RM(RM-1)的根据本发明的混合物P11至P13中,聚合延迟。
然而,长曝露时间(21min)后,根据本发明的混合物P11至P13显示与混合物C11相当的聚合程度和少量剩余单体。
这显示根据本发明的混合物P11至P13提供抑制预聚合(通过短曝露时间后的剩余单体的较高量指示)同时仍实现较长曝露时间后的少量剩余单体的优点。
HLT测试结果显示HLT后的LC介质中的单体浓度保持恒定,甚至在含有具有高反应性游离NO-自由基的式I化合物的混合物P11至P13的情况下,然而该高反应性游离NO-自由基充分受2,2,6,6,-四甲基哌啶基空间保护使得其即使在高温下也不与LC介质的其他组分相互作用。
如上述那样测量UV曝露之前和之后的可聚合混合物的VHR值。不同曝露时间后的VHR值显示于表4中。此外,在HLT之前和之后测量VHR。结果也显示于表4中。
表4–VHR值
*HLT=热负载测试:体积,1mL,120℃
从表4中可以看出含有具有NO-HALS稳定基团的式I的化合物和常规的RM(RM-1)的根据本发明的混合物P11至P13显示VHR值仅稍低于含有仅RM-1的混合物C11的那些。
此外,可以看出HLT后的混合物P11至P13的VHR值几乎无变化,证实添加具有游离NO自由基的式I的化合物不显著影响LC介质甚至曝露于高温后的可靠性。
用途实施例2
通过向向列LC主体混合物N1中以0.3重量%的浓度添加二反应性单体RM-1制备可聚合参考混合物C11。
通过向向列LC主体混合物N1中以0.3重量%的浓度添加二反应性单体RM-1并以50ppm的浓度添加光引发剂Irgacure 651制备可聚合参考混合物C12。
如上文混合物实施例1描述制备根据本发明的可聚合混合物P11至P13,通过向LC主体混合物N1中添加0.3%可聚合化合物RM-1并向所得的混合物中分别添加100ppm(0.01%)的实施例1、2或3的可聚合化合物。
可聚合混合物的组成显示于下表1中。
表1–可聚合混合物组成
将各可聚合混合物插入于VA e/o测试盒内。该测试盒包含经反向平行摩擦的VA-聚酰亚胺配向层(JALS-2096-R1)。该LC层厚度d是约4μm。
各测试盒用具有100mW/cm2的强度的UV光照射以施加24Vrms(交流电)的电压指示的时间,导致可聚合单体化合物聚合。
通过结晶旋转实验(Autronic-Melchers TBA-105)在UV照射之前和之后测定倾斜角。
该倾斜角显示于表2中。
表2–倾斜角
从表2中可以看出通过短曝露时间(2min)下的较高值指示,相较于含有仅RM-1的混合物C11,在含有具有NO-HALS稳定基团的式I的化合物和常规的RM(RM-1)的根据本发明的混合物P11至P13中,倾斜角产生延迟。
然而,较长曝露时间(5min)后,也可在根据本发明的混合物P11至P13中实现低预倾斜角。
这显示根据本发明的混合物P11至P13提供抑制预聚合(通过经延迟的倾斜产生指示)同时仍实现低的最终预倾斜角的优点。
为测定聚合速率,未聚合单体在测试盒中的剩余含量(以重量%计算)通过HPLC在各种曝露时间后测量。出于此目的,各混合物在规定条件下在测试盒中聚合。然后使用MEK(甲基乙基酮)将该混合物冲洗出测试盒并测量。
混合物中的各单体在不同UV曝露时间后的剩余浓度显示于表3中。
此外,通过所谓的“热负载测试”(HLT)检测式I的化合物和LC介质的热稳定性。其中该LC介质未曝露于UV辐射,但经受高温。出于此目的,将LC介质的样品填充入测试瓶中,然后密封该测试瓶并在120℃下曝露240分钟。然后,测量该LC介质中的RM浓度。HLT的结果显示于表3中。
表3–残余单体含量
*HLT=热负载测试:体积,1mL,120℃
从表3中可以看出通过短曝露时间(1min)下的较高剩余单体比率指示,相较于含有仅RM-1的混合物C11,在含有具有NO-HALS稳定基团的式I的化合物和常规的RM(RM-1)的根据本发明的混合物P11至P13中,聚合延迟。
然而,长曝露时间(21min)后,根据本发明的混合物P11至P13显示与混合物C11相当的聚合程度和少量剩余单体。
这显示根据本发明的混合物P11至P13提供抑制预聚合(通过短曝露时间后的剩余单体的较高量指示)同时仍实现较长曝露时间后的少量剩余单体的优点。
整体而言,用途实施例证实如本申请所要求保护的混合物组合减少预聚合的优点与良好预倾斜角产生与可控且完全聚合而不显著降低可靠性的优点。
Claims (25)
1.液晶介质,其包含一种或多种式I的化合物:
P-Sp-(A2-Z2-A1)m1-Z1-T I
其中各个基团彼此独立并在每次出现时相同或不同地具有以下含义
T是选自下式的基团:
Ra-f是具有1至10个C原子的直链或支链烷基,
Rg是H或具有1至10个C原子的直链或支链烷基,或苄基,
P是乙烯氧基、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,
Sp是间隔基团或单键,
Z1为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2-CH2-CO-O-、-O-CO-CH2-CH2-、-CR00R000-、或单键,条件是如果m1为0和Sp为单键,则Z1为单键,
R00,R000为H或具有1至12个C原子的烷基,
R为P-Sp-、H、F、Cl、CN、或具有1至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-以使得O-和/或S-原子不直接彼此相连的方式替代,和其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl或P-Sp-替代,或R为选自式1、2、3和4的基团,
L为P-Sp-、F、Cl、CN、或具有1至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-以使得O-和/或S-原子不直接彼此相连的方式替代,和其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl或P-Sp-替代,或L为选自式1、2、3和4的基团,
m1为0、1、2、3或4,
m2为0、1、2、3或4,
n为1、2、3或4,
其特征在于-(A2-Z2-A1)m1-表示苯、亚联苯基、对亚三联苯基(1,4-二苯基苯)、间亚三联苯基(1,3-二苯基苯)、亚萘基、2-苯基-亚萘基、菲或蒽,其所有都任选地被一个或多个基团L取代。
2.权利要求1的LC介质,其特征在于Ra-d彼此独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基。
3.权利要求1的LC介质,其特征在于其中Ra、Rb、Rc和Rd是甲基、Re和Rf是叔丁基、和Rg是H或甲基。
6.根据权利要求1至3中任一项的LC介质,其特征在于Z1表示-CO-O-、-O-CO-或单键。
7.根据权利要求1至3中任一项的LC介质,其特征在于P是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
8.根据权利要求1至3中任一项的LC介质,其特征在于Sp是单键。
9.根据权利要求1至3中任一项的LC介质,其特征在于其额外地包含一种或多种不同于式I的可聚合化合物。
10.根据权利要求9的LC介质,其特征在于其包含:
-可聚合组分A),其包含一种或多种如权利要求1至8中任一项限定的式I的可聚合化合物,和任选地包含一种或多种不同于式I的可聚合化合物,
-液晶LC组分B),其包含一种或多种介晶或液晶化合物。
11.根据权利要求9的LC介质,其特征在于所述不同于式I的可聚合化合物选自下式:
其中各个基团具有以下含义:
P1、P2、P3各自彼此独立地表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
Sp1、Sp2、Sp3各自彼此独立地表示单键或具有权利要求1中针对Sp指出的含义之一的间隔基团,
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,其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被--C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接相连的方式替代,和其中此外,一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-替代,
R0、R00各自彼此独立并在每次出现时相同或不同地表示H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry和Rz各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3,
X1、X2和X3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-或单键,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链的任选单氟代或多氟代的烷基、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,优选F,
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。
12.根据权利要求11的LC介质,其特征在于所述不同于式I的可聚合化合物选自式M2。
14.根据权利要求1至3中任一项的LC介质,其特征在于其包含一种或多种选自下式的化合物:
其中各个基团在每次出现时相同或不同地各自彼此独立地具有以下含义:
RA1是具有2至9个C原子的烯基或若环X、Y和Z中的至少一者表示环己烯基,则RA1也具有RA2的含义之一,
RA2是具有1至12个C原子的烷基,其中此外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,
Zx是-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,
L1-4各自彼此独立地是H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2H,
x是1或2,
z是0或1。
16.根据权利要求1至3中任一项的LC介质,其特征在于该可聚合化合物是经聚合的。
17.制备权利要求1至16中任一项的LC介质的方法,其包括以下步骤:将如权利要求10中限定的液晶组分B)或一种或多种介晶或液晶化合物与一种或多种如权利要求1至8中任一项限定的式I的化合物,任选地与一种或多种不同于式I且如权利要求9至12中任一项限定的可聚合化合物,和任选地与其他液晶化合物和/或添加剂混合。
18.LC显示器,其包含一种或多种如权利要求1至8中任一项限定的式I的化合物或包含如权利要求1至16中任一项限定的LC介质。
19.根据权利要求18的LC显示器,其是PSA型显示器。
20.根据权利要求18或19的LC显示器,其是PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-正性-VA或PS-TN显示器。
21.根据权利要求20的LC显示器,其特征在于其包含两个基板,提供在每个基板上的电极或提供在仅一个基板上的两个电极,和位于基板之间的LC介质的层,该基板中的至少一个对光是透明的,该LC介质包含一种或多种如权利要求1至12中任一项限定的可聚合化合物,其中该可聚合化合物是在显示器的基板之间聚合的。
22.用于制造根据权利要求21的LC显示器的方法,其包括以下步骤:在该显示器的基板之间提供如权利要求1至16中任一项限定的包含一种或多种可聚合化合物的LC介质并使该可聚合化合物聚合。
23.如权利要求1至8中任一项限定的液晶介质中所包含的式I的化合物,其中m1不同于0和/或T是选自式(2)、(3)和(4)的基团。
24.式II的化合物:
Pg-Sp-(A2-Z2-A1)m1-Z1-T II
其中T、Sp、A1,2、Z1,2、Ra-d、和m1如权利要求1至8或23中限定,在R和L的含义中的P被Pg替代,和Pg表示OH、经保护的羟基或经掩蔽的羟基。
25.用于制备如权利要求1至8和23中任一项限定的液晶介质中所包含的式I的化合物的方法,其中P优选表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,通过在脱水试剂的存在下,使用相应的含基团P的酸、酸衍生物或卤代化合物使权利要求24的化合物酯化,其中Pg表示OH。
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