CN111971368B - 液晶混合物及液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及式I化合物,其中R11、R21、A11、A、Z、X11、X21、Y11、Y12、Sp11、Sp21、o及p具有如权利要求1中所给出含义之一。本发明进一步涉及产生式I化合物的方法、所述化合物在LC介质中的用途及包含一种或多种式I化合物的LC介质。此外,本发明涉及产生这样的LC介质的方法、这样的介质在LC装置中的用途及包含本发明的LC介质的LC装置。本发明进一步涉及用于制造此液晶显示器的方法及本发明的液晶混合物用于制造此液晶显示器的用途。
Description
本发明涉及式I化合物,
其中R11、R21、A11、A、Z、X11、X21、Y11、Y12、Sp11、Sp21、o及p具有如权利要求1中所给出含义之一。本发明进一步涉及产生所述化合物的方法,所述化合物在LC介质中的用途及包含一种或多种式I化合物的LC介质。此外,本发明涉及产生这样的LC介质的方法、这样的介质在LC装置中的用途及包含本发明的LC介质的LC装置。本发明进一步涉及用于制造此液晶显示器的方法及本发明的液晶混合物用于制造此液晶显示器的用途。
背景及现有技术
为了信息显示,液晶介质已在电光显示器中使用了数十年。目前所使用的液晶显示器通常是TN(“扭曲向列”)型的那些。然而,这些具有对比度的强视角依赖性的缺点。
另外,已知所谓的VA(“垂直配向”)显示器,其具有较宽的视角。VA显示器的LC盒在两个透明电极之间含有LC介质层,其中该LC介质通常具有负的介电(DC)各向异性值。在切断状态下,LC层的分子垂直配向于电极表面(垂面)或具有倾斜的垂面配向。在向两个电极施加电压时,平行于电极表面的LC分子重新配向。此外,已报导所谓的IPS(“平面内切换”)显示器及后来的FFS(“边缘场切换”)显示器(尤其参见S.H.Jung等人,Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷,第3期,2004,1028),其在同一基板上含有两个电极,该两个电极之一是以梳形方式结构化且另一者未经结构化。由此产生强的所谓“边缘场”,即靠近电极边缘的强电场,及在整个盒中具有强垂直分量及强水平分量二者的电场。FFS显示器具有对比度的低视角依赖性。FFS显示器通常含有具有正介电各向异性的LC介质及通常聚酰亚胺的配向层,该配向层为LC介质的分子提供平面配向。
此外,已公开FFS显示器(参见S.H.Lee等人,Appl.Phys.Lett.73(20),1998,2882-2883及S.H.Lee等人,Liquid Crystals 39(9),2012,1141-1148),其具有如FFS显示器的类似电极设计及层厚度,但包含具有负介电各向异性的LC介质而非具有正介电各向异性的LC介质的层。与具有正介电各向异性的LC介质相比,具有负介电各向异性的LC介质显示具有更少倾斜及更多扭曲定向的更有利指向矢定向,作为其结果,这些显示器具有更高的透射率。
另一发展是所谓的PS(聚合物持续)或PSA(聚合物持续配向)显示器,对于该显示器也偶尔使用术语“聚合物稳定”。PSA显示器的特征在于响应时间缩短而对其他参数(尤其例如有利的对比度的视角依赖性)无显著不利效应。
在这些显示器中,将少量(例如0.3重量%、通常<1重量%)的一种或多种可聚合化合物添加至LC介质,且在引入至LC盒中之后,通常通过UV光聚合在施加或不施加电压的情形下在电极之间原位聚合或交联。已证明,将可聚合介晶或液晶化合物(也称为反应性介晶或“RM”)添加至LC混合物尤其是适宜的。PSA技术迄今为止主要用于具有负介电各向异性的LC介质。
除非另有指示,否则术语“PSA”在下文中用作PS显示器及PSA显示器的代表。
同时,PSA原理正用于多种经典LC显示器中。因此,例如已知PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS及PSA-TN显示器。优选地在PSA-VA及PSA-OCB显示器的情形下在施加电压情况下,和在PSA-IPS显示器的情形下在施加或不施加电压情况下进行可聚合化合物的聚合。如在测试盒中可展示,PS(A)方法在盒中产生“预倾斜”。在PSA-OCB显示器的情形下,例如,可使弯曲结构稳定,以使得补偿电压是不必要的或可降低。在PSA-VA显示器的情形下,预倾斜对响应时间具有积极效应。标准MVA或PVA像素及电极布局可用于PSA-VA显示器。然而,另外,也可例如仅利用一个结构化电极侧且无突出物来管控,这显著简化制造且同时在产生非常良好的光透射率的同时产生非常良好的光对比度。
PSA-VA显示器阐述于例如JP 10-036847 A、EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1中。PSA-OCB显示器阐述于例如T.-J-Chen等人,Jpn.J.Appl.Phys.45,2006,2702-2704及S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.43,2004,7643-7647中。PSA-IPS显示器阐述于例如US 6,177,972及Appl.Phys.Let t.1999,75(21),3264中。PSA-TN显示器阐述于例如Optics Express2004,12(7),1221中。PSA-VA-IPS显示器阐述于例如WO 2010/089092 A1中。
如同上文所述的常规的LC显示器,PSA显示器可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形下,各个像素通常是通过集成非线性有源元件(例如晶体管(例如薄膜晶体管或“TFT”))寻址,而在无源矩阵显示器的情形下,各个像素通常是通过多路传输寻址,该两种方法均从现有技术已知。
在现有技术中,将例如下式的可聚合化合物用于PSA-VA:
其中P表示可聚合基团,通常为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团,如例如US 7,169,449中所描述。
在引发上文所提及的预倾斜的聚合物层下,定向层(通常为聚酰亚胺)在不考虑生产方法的聚合物稳定化步骤的情况下提供液晶的初始配向。
针对聚酰亚胺层的制造、层的处理及对凸块或聚合物层的改良的工作量是相对较大的。因此将需要在一方面减少制造成本且在另一方面有助于使图像质量(视角依赖性、对比度、响应时间)达到最佳的简化技术。
已长期使用经摩擦的聚酰亚胺来配向液晶。摩擦方法引起多种问题:不均匀性(mura)、污染、静电放电问题、残渣等。
光配向是用于通过用配向表面的光诱发性定向排序代替摩擦来实现避免摩擦的液晶(LC)配向的技术。这可经由借助于偏振光的光分解、光致二聚及光异构化的机理实现(N.A.Clark等人,Langmuir 2010,26(22),17482-17488及其中所引用的文献)。然而,仍需要包含光反应性基团的经合适衍生的聚酰亚胺层。另一改良将是完全避免使用聚酰亚胺。对于VA显示器,此情况通过将自配向剂添加至LC实现,该自配向剂通过如WO 2012/104008及WO 2012/038026中所公开的自组装机理诱发原位垂面配向。
N.A.Clark等人,Langmuir 2010,26(22),17482-17488已展示有可能将以下结构的化合物自组装至基板上以得到能够经光配向以诱发液晶的沿面配向的单层。然而,在制造LC盒之前需要自组装的单独步骤,且在暴露于光时偶氮基的性质造成配向的可逆性。
已知允许光配向的另一官能团为苯基乙烯基羰氧基(肉桂酸酯)。从例如如EP0763552中所公开的以下结构的现有技术已知可光交联的肉桂酸酯:由此类化合物,可获得例如以下的聚合物此材料用于如WO 99/49360中所公开的光配向方法以得到用于液晶的定向层。通过此方法所获得的定向层的缺点在于与聚酰亚胺相比其提供较低的电压保持率(VHR)。
在WO 00/05189中,可聚合双反应性介晶肉桂酸酯经公开在可聚合LC混合物中用作例如光学迟延剂。
在GB 2 306 470 A中公开包含两个肉桂酸部分的下式的结构上相关的化合物用作液晶聚合物膜中的组分尚未使用或提出此类化合物用作光配向剂。
在B.M.I.van der Zande等人,Liquid Crystals,第33卷,第6期,2006年6月,723-737中公布了非常类似的化合物在液晶聚合物领域用作图案化迟延剂且具有以下结构:
WO 2017/102068 A1出于无聚酰亚胺的沿面光配向方法的目的公开相同结构。
此外,M.H.Lee等人在Liquid Crystals(https://doi.org/10.1080/02678292.2018.1441459)中公开由含有下式的肉桂酸酯部分的可聚合液晶诱导的无聚酰亚胺的沿面光配向方法:
因此,亟需新颖光反应性介晶,其能够借助线性偏振光原位(即在显示器组装之后)实现液晶混合物的光配向。
除此要求以外,相应光反应性介晶也应优选地同时提供具有有利的高暗态及有利的高电压保持率的液晶显示器。此外,光反应性介晶在向列型LC介质中的量应尽可能地低,且生产方法应可由与常见大量生产方法相容的方法获得,例如就有利的短处理时间而言。
本领域技术人员可由以下详细说明即刻明了本发明的其他目的。
令人惊讶的是,发明人已发现,上文所提及目的中的一个或多个可通过提供根据权利要求1的化合物来实现。
术语及定义
根据本发明的光反应性基团为通过键旋转、骨架重排或原子转移或基团转移,或在用可被分子吸收的合适波长的光照射后通过二聚作用使得分子几何结构改变的分子的官能团。
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。
根据本发明的光反应性介晶为包含一个或多个光反应性基团的介晶化合物。
光反应性基团的实例为-C=C-双键及偶氮基(-N=N-)。
包含此光反应性基团的分子结构及亚结构的实例为二苯乙烯、(1,2-二氟-2-苯基-乙烯基)-苯、肉桂酸酯、4-苯基丁-3-烯-2-酮、查耳酮、香豆素、色酮、并环戊二烯酮(pentalenone)及偶氮苯。
根据本申请,术语“线性偏振光”是指至少部分地线性偏振的光。优选地,配向光是以大于5:1的偏振度线性偏振。取决于光可配向物质的光敏性选择线性偏振光的波长、强度及能量。通常,波长处于UV-A、UV-B和/或UV-C范围中或处于可见光范围中。优选地,线性偏振光包含波长小于450nm,更优选地小于420nm的光,同时线性偏振光优选地包含波长长于280nm、优选地大于320nm、更优选地超过350nm的光。
术语“有机基团”表示碳基或烃基。
术语“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基团,其中其不含其他原子(诸如,-C≡C-)或任选含有一个或多个其他原子,诸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰基等)。术语“烃基”表示另外含有一个或多个H原子及任选的一个或多个杂原子(诸如,N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)的碳基。
“卤素”指示F、Cl、Br或I。
碳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3个或更多个原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状的,且也可含有螺键或稠环。
术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等还涵盖多价基团,例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。
术语“芳基”表示芳族碳基或自其衍生的基团。术语“杂芳基”表示含有一个或多个杂原子的如上文所定义的“芳基”。
优选碳基及烃基为具有1至40个、优选地1至25个、尤其优选地1至18个C原子的任选经取代的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基;具有6至40个、优选地6至25个C原子的任选经取代的芳基或芳氧基;或具有6至40个、优选地6至25个C原子的任选经取代的烷芳基、芳烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基。
进一步优选的碳基及烃基为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。尤其优选的为C1-C22烷基、C2-C22烯基、C2-C22炔基、C3-C22烯丙基、C4-C22烷基二烯基、C6-C12芳基、C6-C20芳烷基及C2-C20杂芳基。
其他优选的碳基及烃基为具有1至40个、优选地1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其未经取代或经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,且其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地以使得O和/或S原子不彼此直接连接的方式经-C(Rz)=C(Rz)-、-C≡C-、-N(Rz)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代。
Rz优选地表示H、卤素、具有1至25个C原子的直链、支链或环烷基链,另外,其中一个或多个不相邻C原子可经-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-替代,且其中一个或多个H原子可经以下替代:氟,具有6至40个C原子的任选经取代的芳基或芳氧基,或具有2至40个C原子的任选经取代的杂芳基或杂芳氧基。
优选的烷基为例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基及全氟己基。
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、辛烯基及环辛烯基。
优选的炔基为例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基及辛炔基。
优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基及正十二烷氧基。
优选的氨基为例如二甲氨基、甲氨基、甲基苯基氨基及苯基氨基。
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。此类型的环体系也可含有独立非共轭单元,例如在芴基本结构中情况是如此。
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2-25个C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原子彼此不直接相连的方式替代。
优选芳基衍生自例如以下母结构:苯、联苯、联三苯、[1,1’:3’,1”]联三苯、萘、蒽、联萘、菲、芘、二氢芘、苝、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺双芴(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、二氢噻吩并[3,4-b]-1,4-二噁英(dioxin)、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。杂芳基也可经烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或杂芳基取代。
(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3-25个C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。
芳基、杂芳基、碳基及烃基任选具有一个或多个取代基,该取代基优选地选自包含以下各者的组:甲硅烷基、磺酸基、磺酰基、甲酰基、胺、亚胺、腈、巯基、硝基、卤素、C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12烷氧基、羟基或这些基团的组合。
优选的取代基为例如促进可溶性的基团,诸如烷基或烷氧基,及吸电子基团,诸如氟基、硝基或腈。
除非另有说明,优选的取代基(上文及下文也被称为“L”)为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz)2、-C(=O)Y1、C(=O)Rz、-N(Rz)2,其中Rz具有上文所指示的含义,且Y1表示卤素,任选经取代的甲硅烷基或具有6至40个、优选地6至20个C原子的芳基,及具有1至25个C原子,优选地2至12个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子可任选经F或Cl替代。
“经取代的甲硅烷基或芳基”优选地是指经卤素、-CN、Ry1、-ORy1、-CO-Ry1、-CO-O-Ry1、-O-CO-Ry1或-O-CO-O-Ry1取代,其中Ry1具有上文所指示的含义。
尤其优选的取代基L为例如F、Cl、CN、CH3、C2H5、-CH(CH3)2、OCH3、OC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5、以及苯基。
在上文及下文中,“卤素”表示F、Cl、Br或I。
在上文及下文中,术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等还涵盖多价基团,例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。
术语“指向矢”在现有技术中已知且意指液晶分子的长分子轴(在棒状化合物的情形下)或短分子轴(在盘状化合物的情形下)的优选定向方向。在这样的各向异性分子的单轴排序的情形下,指向矢是各向异性的轴。
“配向”或“定向”涉及材料(诸如小分子或大分子的片段)的各向异性单元在称作“配向方向”的共同方向上的配向(定向排序)。在液晶材料的配向层中,液晶指向矢与配向方向一致,以使配向方向对应于材料的各向异性轴的方向。
例如液晶材料层中的术语“平面定向/配向”意指一定比例的液晶分子的长分子轴(在棒状化合物的情形下)或短分子轴(在盘状化合物的情形下)实质上平行(约180°)于层的平面定向。
例如液晶材料层中的术语“垂面定向/配向”意指一定比例的液晶分子的长分子轴(在棒状化合物的情形下)或短分子轴(在盘状化合物的情形下)相对于层的平面以约80°至90°的角θ(“倾斜角”)定向。
术语液晶材料在例如材料层中的“均匀定向”或“均匀配向”意指,液晶分子的长分子轴(在棒状化合物的情形下)或短分子轴(在盘状化合物的情形下)实质上在相同方向上定向。换言之,液晶指向矢的线是平行的。
除非另外明确指定,否则在本申请中通常提及的光的波长为550nm。
本文的双折射率Δn是通过以下等式来定义:
Δn=ne-no
其中ne为非寻常折射率且no为寻常折射率,且有效平均折射率nav.由下列等式给出。
nav.=[(2no 2+ne 2)/3]1/2
非寻常折射率ne和寻常折射率no可使用Abbe折射计测量。
在本申请中,术语“介电正性”用于Δε>3.0的化合物或组分,“介电中性”用于-1.5≤Δε≤3.0的化合物或组分且“介电负性”用于Δε<-1.5的化合物或组分。Δε是以1kHz的频率和在20℃下测定。各化合物的介电各向异性由各单一化合物在向列型主体混合物中的10%溶液的结果测定。在各化合物在主体介质中的溶解度小于10%的情况下,则将其浓度减少二分之一,直至所得介质足够稳定以至少允许测定其特性。然而,优选地,将浓度保持在至少5%以保持尽可能高的结果显著性。测试混合物的电容是在具有垂面和沿面配向二者的盒中测定。该两种类型盒的盒厚为约20μm。所施加电压是频率为1kHz的矩形波且均方根值通常为0.5V至1.0V,然而其始终经选择以低于各个测试混合物的电容阈值。
Δε定义为(ε||-ε⊥),而εav.为(ε||+2ε⊥)/3。由在添加所关注化合物后主体介质的各个值的变化来测定化合物的介电电容率。将该值外推至100%的所关注化合物的浓度。典型主体介质为ZLI-4792或ZLI-2857,二者均购自Merck,Darmstadt。
对于本发明,
表示反式-1,4-亚环己基,
表示1,4-亚苯基。
对于本发明,基团-CO-O-、-COO-、-C(=O)O-或-CO2-表示式的酯基,且基团-O-CO-、-OCO-、-OC(=O)-、-O2C-或-OOC-表示式/>的酯基。
此外,如C.Tschierske、G.Pelzl及S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中所给出的定义应适用于本申请中与液晶材料相关的未定义术语。
详细说明
详细地,本发明涉及式I的光反应性介晶
其中
A11 A11表示选自以下组的基团
a)由1,4-亚苯基及1,3-亚苯基组成的组,此外其中一个或两个CH基团可经N替代,且此外其中一个或多个H原子可经L替代,
b)由以下基团组成的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,
A各自在每次出现时彼此独立地具有针对A11的含义中之一或表示
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基组成的组,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代且此外其中一个或多个H原子可经F替代,或
b)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基组成的组,
其各自也可经L单取代或多取代,
但条件是一个或多个A选自由以下各项组成的基团的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,L在每次出现时相同或不同地表示-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2、SF5、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz)2、-C(=O)Rz、-N(Rz)2、任选经取代的甲硅烷基、具有6至20个C原子的任选经取代的芳基或具有1至25个C原子、优选地1至12个C原子、更优选地1至6个C原子的直链或支链或环状烷基、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,此外其中一个或多个H原子可经F或Cl替代,或表示X21-Sp21-R21,
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHRz-或-CRyRz-,且
Ry及Rz各自彼此独立地表示H、CN、F或具有1至12个C原子的烷基,此外其中一个或多个H原子可经F替代,优选地表示H、甲基、乙基、丙基、丁基,更优选地表示H或甲基,
尤其表示H,
Y11及Y12各自彼此独立地表示H、F、苯基或具有1至12个C原子的任选经氟化的烷基,优选地表示H、甲基、乙基、丙基、丁基,更优选地表示H或甲基,
尤其表示H,
Z在每次出现时彼此独立地表示单键、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-(CH2)n-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-C≡C-,
优选地表示单键、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-或-(CH2)n-,
更优选地表示单键、-COO-或-OCO-,
n表示介于2与8之间的整数,优选地表示2,
o及p各自且独立地表示0、1或2,其中o+p≥1,
X11及X21在每次出现时彼此独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-O-COO-、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CF2-CF2-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-S-,
优选地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-O-COO-或-O-,
更优选地表示单键或-O-,
Sp11及Sp21在每次出现时各自且独立地表示单键或包含1至20个C原子的间隔基团,其中一个或多个不相邻的及非末端的CH2基团也可经-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-C(OH)-、-CH(烷基)-、-CH(烯基)-、-CH(烷氧基)-、-CH(氧杂烷基)-、-CH=CH-或-C≡C-替代,但替代方式是使得没有两个O原子彼此相邻且没有两个选自-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-及-CH=CH-的基团彼此相邻,
优选地表示具有1至20个、优选地1至12个C原子的亚烷基,其任选经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,
更优选地表示直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基,
R11表示P,
R21表示P或卤素、CN、具有最多15个C原子的任选经氟化的烷基或烯基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-、-S-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、O-C(O)-O-替代,优选地表示P,
P在每次出现时各自且彼此独立地是可聚合基团。
可聚合基团P是适于聚合反应(例如自由基或离子链聚合、加聚或缩聚)或适于聚合物类似反应(例如加成或缩合至聚合物主链上)的基团。尤其优选的是用于链聚合的基团、尤其含有C=C双键或-C≡C-三键的那些,及适于开环聚合的基团(例如,氧杂环丁烷基或环氧基)。
优选的基团P选自由以下组成的组:CH2=CW1-CO-O-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,尤其表示H、F、Cl或CH3,W2及W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基,尤其表示H、甲基、乙基或正丙基,W4、W5及W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基,W7及W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基,Phe表示1,4-亚苯基,其任选经一个或多个如上文所定义的不为P-Sp-的基团L取代,k1、k2及k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选地表示1,且k4表示1至10的整数。
尤其优选的基团P及Pa,b选自由以下组成的组:CH2=CW1-CO-O-、尤其CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-及CH2=CF-CO-O-以及CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、(CH2=CH)2CH-O-、
非常尤其优选的基团P及Pa,b选自由以下组成的组:丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基以及乙烯基氧基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基及环氧基,且在所述中优选是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
在另一优选实施方案中,可聚合基团P表示基团
其中
Y表示H、F、苯基或具有1至12个C原子的任选经氟化的烷基,优选地表示H、甲基、乙基、丙基、丁基,
更优选地表示H或甲基,
尤其表示H,
q及r各自且独立地表示0至8的整数,优选地q+r≥1且≤16,更优选地q及r各自且独立地表示1至8的整数,且
P表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
优选基团
其中Y、q及r具有如上文所给出含义中之一。
式I化合物优选地选自以下子式的化合物。
/>
其中R11、R21、A11、X11、X12、Y11、Y12、Sp11及Sp12具有如上文式I中所给出含义中之一,A12至A23具有针对A的含义中之一,且Z11至Z22具有如上文式I下所给出针对Z的含义中之一,但条件是A12至A23中的一者或多者选自由以下各项组成的基团的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代。
其他优选的式I化合物选自以下子式的化合物,
其中R11、R21、X11、X21、Sp11及Sp21具有如上文式I中所给出含义中之一,Z11、Z12及Z21具有如上文式I下所给出针对Z的含义中之一,A12、A13、A21及A22具有针对A的含义中之一,但条件是A12至A23中的一者或多者选自由以下各项组成的基团的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代。
其他优选的式I化合物是以下子式的化合物:
/>
/>
R11、R21、X11、X21、Sp11及Sp21具有如上文式I中所给出含义中之一,Z11至Z21具有如上文式I下所给出针对Z的含义中之一,且基团各自且独立地是/>或表示以及/>
/>
其中L优选是F、Cl、CH3、OCH3及COCH3或具有1至6个C原子的亚烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基,或X21-Sp21-R21。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中Z11及Z12表示单键的那些。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中Z11及Z12表示单键且Z21表示桥接基团-O-CO-的那些。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中X11及X21各自且独立地表示单键、-O-、-CO-O-或-O-CO-、更优选地表示-O-或单键的那些。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中Sp11及Sp21各自且独立地表示单键或-(CH2)n-的那些,其中n是介于1与8之间、更优选地2与6之间的整数。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中基团各自且独立地表示
的那些,
其中L优选是F、OCH3及COCH3或具有1至6个C原子的烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中R11及R21各自且独立地表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或以下基团的那些
其中
Y表示H、F、苯基或具有1至12个C原子的任选经氟化的烷基,优选地表示H、甲基、乙基、丙基、丁基,
更优选地表示H或甲基,
尤其表示H,
q及r各自且独立地表示0至8的整数,优选地q+r≥1且≤16,更优选地q及r各自且独立地表示1至8的整数。
其他优选的式I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中R11表示以下基团的那些
其中
Y表示H或甲基,
尤其表示H,
q及r各自且独立地表示1至8的整数,优选地表示1或2,且
其中R11表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
其他优选的I-2-1a至I-5-1d的化合物是其中基团R11及R21二者均表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的那些。
尤其优选的式I化合物是以下列表的那些。
式I及其子式的化合物优选根据或类似于WO 2017/102068及JP 2006-6232809中所阐述的工序来合成。
式I化合物优选自其合成的优选中间体化合物(6、12及15)可根据或类似于以下方案中所阐述的工序来获得或根据或类似于以下方案中所阐述的工序获得:
式I及其子式的化合物可优选地用于包含一种或多种介晶或液晶化合物的混合物中。
因此,本发明涉及式I及其子式的化合物在液晶混合物中的用途。
本发明进一步涉及液晶混合物,其包含光配向组分A),该光配向组分A)包含一种或多种式I的光反应性介晶,及液晶组分B),在下文中也称为“LC主体混合物”,其包含一种或多种介晶或液晶化合物。
本发明的介质优选地包含0.01%至10%、尤其优选地0.05%至5%且最优选地0.1%至3%的包含本发明的式I化合物的组分A)。
所述介质优选地包含一种、两种或三种、更优选地一或两种且最优选地一种本发明的式I化合物。
在优选实施方案中,组分A)是由式I化合物组成。
在优选实施方案中,本发明的LC-主体混合物(组分B)包含一种或多种、优选地两种或更多种低分子量(即单体或未聚合)化合物。后者在用于可聚合化合物的聚合或式I的光反应性介晶的光配向的条件下对于聚合反应或光配向稳定或无反应性。
原则上,适宜的主体混合物是任何适用于常规的VA、IPS或FFS显示器中的介电负性或正性LC混合物。
适宜的LC混合物为本领域技术人员所已知且阐述于文献中。用于VA显示器的具有负介电各向异性的LC介质阐述于例如EP 1 378 557 A1中。
适于LCD且尤其适于IPS显示器的具有正介电各向异性的适宜的LC混合物从例如JP 07-181 439(A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 19528 107、WO 96/23 851、WO 96/28 521及WO2012/079676已知。
根据本发明的具有负或正介电各向异性的液晶介质的优选实施方案为如下所指示且借助于实施例更详细地解释。
LC主体混合物优选是向列LC混合物,且优选不具有手性LC相。
在本发明的优选实施方案中,LC介质含有具有负介电各向异性的LC主体混合物。这样的LC介质的优选实施方案及相应LC主体混合物是以下部分a)-z)的那些:
a)LC介质,其包含一种或多种式CY和/或式PY化合物:
其中
a表示1或2,
b表示0或1,
表示/>
R1及R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
Zx及Zy各自彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选为单键,
L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,L1与L2二者均表示F,或L1与L2的一者表示F且另一者表示Cl,或L3与L4二者均表示F或L3与L4的一者表示F且另一者表示Cl。
式CY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及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基,且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
式PY化合物优选选自由以下子式组成的组:
/>
/>
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基,且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
b)LC介质,其另外包含一种或多种下式化合物:
其中各个基团具有以下含义:
表示/>
表示/>
R3及R4各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以O原子彼此不直接连接的方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-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,优选表示单键。
式ZK化合物优选选自由以下各子式组成的组:
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
尤其优选的是式ZK1及ZK3的化合物。
式ZK的尤其优选化合物选自以下子式:
/>
其中丙基、丁基及戊基是直链基团。
最优选的是式ZK1a及ZK3a的化合物。
c)LC介质,其另外包含一种或多种下式化合物:
其中各个基团在每次出现时相同或不同地具有以下含义:
R5及R6各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
表示/>
表示/>且e表示1或2。
式DK化合物优选选自由以下子式组成的组:
/>
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
d)LC介质,其另外包含一种或多种下式化合物:
其中各个基团具有以下含义:
表示/>
其中至少一个环F不同于亚环己基,
f表示1或2,
R1及R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-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,优选单键,
L1及L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,基团L1与L2二者均表示F,或基团L1与L2的一者表示F且另一者表示Cl。
式LY化合物优选选自由以下子式组成的组:
/>
/>
/>
其中R1具有上文所指示的含义,alkyl表示具有1至6个C原子的直链烷基,(O)表示氧原子或单键,且v表示1至6的整数。R1优选表示具有1至6个C原子的直链烷基或具有2至6个C原子的直链烯基,尤其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)LC介质,其另外包含一种或多种选自由以下各式组成的组的化合物:
其中alkyl表示C1-6-烷基,Lx表示H或F,且X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。尤其优选的是式G1化合物,其中X表示F。
f)LC介质,其另外包含一种或多种选自由以下各式组成的组的化合物:
/>
其中R5具有上文针对R1所指示的含义之一,alkyl表示C1-6-烷基,d表示0或1,且z及m各自彼此独立地表示1至6的整数。这些化合物中的R5尤其优选为C1-6-烷基或C1-6-烷氧基或C2-6-烯基,d优选为1。根据本发明的LC介质优选包含一种或多种≥5重量%的量的以上所提及的各式的化合物。
g)LC介质,其另外包含一种或多种选自由以下各式组成的组的联苯化合物:
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,且alkenyl及alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl及alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
LC混合物中的式B1至B3的联苯的比例优选为至少3重量%、尤其≥5重量%。
式B2化合物是尤其优选的。
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至6个C原子的烷基。根据本发明的介质尤其优选包含一种或多种式B1a和/或B2e的化合物。
h)LC介质,其另外包含一种或多种下式的联三苯化合物:
其中R5及R6各自彼此独立地具有上文所指示的含义之一,且
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化合物优选选自由以下子式组成的组:
/>
/>
其中R表示具有1至7个C原子的直链烷基或烷氧基,R*表示具有2至7个C原子的直链烯基,(O)表示氧原子或单键,且m表示1至6的整数。R*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
R优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
根据本发明的LC介质优选包含0.5-30重量%、尤其1-20重量%的式T及其优选子式的联三苯。
尤其优选的是式T1、T2、T3及T21的化合物。在这些化合物中,R优选表示烷基以及烷氧基,其各自具有1至5个C原子。
若欲使混合物的Δn值≥0.1,则在本发明的混合物中优选使用联三苯。优选的混合物包含2-20重量%的一种或多种式T的联三苯化合物,其优选选自化合物T1至T22的组。
i)LC介质,其另外包含一种或多种选自由以下各式组成的组的化合物:
/>
其中R1及R2具有上文所指示的含义,且优选地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及O4的化合物。
k)LC介质,其另外包含一种或多种下式化合物:
其中
表示
R9表示H、CH3、C2H5或n-C3H7,(F)表示任选的氟取代基,且q表示1、2或3,且R7具有针对R1所指示的含义之一,量优选>3重量%、尤其≥5重量%且非常尤其优选5-30重量%。
式FI的尤其优选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,且R9表示CH3、C2H5或n-C3H7。尤其优选的是式FI1、FI2及FI3的化合物。
l)LC介质,其另外包含一种或多种选自由以下各式组成的组的化合物:
其中R8具有针对R1所指示的含义,且alkyl表示具有1至6个C原子的直链烷基。
m)LC介质,其另外包含一种或多种含有四氢萘基或萘基单元的化合物,例如,选自由以下各式组成的组的化合物:
/>
其中
R10及R11各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
且R10及R11优选地表示具有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,且
Z1及Z2各自彼此独立地表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CH-CH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2-或单键。
n)LC介质,其另外包含一种或多种以下各式的二氟二苯并色满和/或色满:
其中
R11及R12各自彼此独立地具有上文在式N1下针对R11所指示的含义之一。
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,
优选地其量为3至20重量%、尤其其量为3至15重量%。
式BC、CR及RC的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组:
/>
/>
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,(O)表示氧原子或单键,c是1或2,且alkenyl及alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl及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-。
非常尤其优选的是包含一种、两种或三种式BC-2化合物的混合物。
o)LC介质,其另外包含一种或多种以下各式的氟化菲和/或二苯并呋喃:
其中R11及R12各自彼此独立地具有上文在式N1下针对R11所指示的含义之一,b表示0或1,L表示F,且r表示1、2或3。
式PH及BF的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组:
/>
其中R及R’各自彼此独立地表示具有1至7个C原子的直链烷基或烷氧基。
p)LC介质,其另外包含一种或多种下式的单环化合物
其中
R1及R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
L1及L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
优选地,L1与L2二者均表示F,或L1与L2中的一者表示F且另一者表示Cl,
式Y化合物优选选自由以下子式组成的组:
/>
其中,Alkyl及Alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,Alkoxy表示具有1至6个C原子的直链烷氧基,Alkenyl及Alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基,且O表示氧原子或单键。Alkenyl及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Y的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组:
其中Alkoxy优选表示具有3个、4个或5个C原子的直链烷氧基。
q)LC介质,其除了根据本发明的稳定剂、尤其式I或其子式的稳定剂及共聚单体之外,不包含含有末端乙烯基氧基(-O-CH=CH2)的化合物。
r)LC介质,其包含1种至5种、优选1种、2种或3种稳定剂,优选选自根据本发明的稳定剂、尤其式I或其子式的稳定剂。
s)LC介质,其中稳定剂、尤其式I或其子式的稳定剂在整体混合物中的比例是1至1500ppm、优选100至1000ppm。
t)LC介质,其包含1种至8种、优选1种至5种式CY1、CY2、PY1和/或PY2的化合物。这些化合物在整体混合物中的比例优选为5%至60%、尤其优选地10%至35%。在每一情形下,这些各个化合物的含量优选为2%至20%。
u)LC介质,其包含1种至8种、优选1种至5种式CY9、CY10、PY9和/或PY10的化合物。这些化合物在整体混合物中的比例优选为5%至60%、尤其优选地10%至35%。在每一情形下,这些各个化合物的含量优选为2%至20%。
v)LC介质,其包含1种至10种、优选1种至8种式ZK的化合物、尤其式ZK1、ZK2和/或ZK6的化合物。这些化合物在整体混合物中的比例优选为3%至25%、尤其优选地5%至45%。在每一情形下,这些各个化合物的含量优选为2%至20%。
w)LC介质,其中式CY、PY及ZK化合物在整体混合物中的比例大于70%、优选大于80%。
x)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,其优选选自由以下组成的组:式CY、PY及LY,其中R1及R2的一者或两者表示具有2至6个C原子的直链烯基;式ZK及DK,其中R3及R4的一者或两者或R5及R6的一者或两者表示具有2至6个C原子的直链烯基;及式B2及B3;非常优选地选自式CY15、CY16、CY24、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2及B3,最优选地选自式ZK3、ZK4、B2及B3。这些化合物在LC主体混合物中的浓度优选为2至70%、非常优选地3至55%。
y)LC介质,其含有一种或多种、优选地1种至5种选自式PY1-PY8、非常优选地式PY2的化合物。这些化合物在整体混合物中的比例优选为1%至30%、尤其优选地2%至20%。在每一情形下,这些各个化合物的含量优选为1%至20%。
z)LC介质,其含有一种或多种、优选1种、2种或3种式T2化合物。这些化合物在整体混合物中的含量优选为1至20%。
在本发明的另一优选实施方案中,LC介质含有具有正介电各向异性的LC主体混合物。这样的LC介质及相应LC主体混合物的优选实施方案是以下部分aa)-mmm)的那些:
aa)LC介质,特征在于其包含一种或多种选自式II及式III化合物的组的化合物
其中
R20各自相同或不同地表示具有1至15个C原子的经卤化或未经取代的烷基或烷氧基,其中另外这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地以O原子彼此不直接连接的方式由-C≡C-、-CF2O-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-替代,
X20各自相同或不同地表示F、Cl、CN、SF5、SCN、NCS、卤化烷基、卤化烯基、卤化烷氧基或卤化烯基氧基,其各自具有最多6个C原子,且
Y20-24各自相同或不同地表示H或F;
W表示H或甲基,
各自彼此独立地表示/>
式II化合物优选选自以下各式:
其中R20及X20具有上文所指示的含义。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F。尤其优选的是式IIa及式IIb的化合物、尤其其中X表示F的式IIa及式IIb的化合物。
式III化合物优选选自以下各式:
其中R20及X20具有上文所指示的含义。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F。尤其优选的是式IIIa及式IIIe的化合物、尤其式IIIa的化合物;
bb)LC介质,其另外包含一种或多种选自以下各式的化合物:
/>
其中
R20、X20、W及Y20-23具有上文在式II下所指示的含义,且
Z20表示-C2H4-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C2F4-、-CH2CF2-、-CF2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-或-OCF2-,在式V及式VI中也表示单键,在式V及式VIII中也表示-CF2O-,
r表示0或1,且
s表示0或1;
-式IV化合物优选选自以下各式:
/>
其中R20及X20具有上文所指示的含义。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F或OCF3,以及OCF=CF2或Cl;
-式V化合物优选选自以下各式:
/>
其中R20及X20具有上文所指示的含义。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F及OCF3,以及OCHF2、CF3、OCF=CF2及OCH=CF2;
-式VI化合物优选选自以下各式:
/>
其中R20及X20具有上文所指示的含义。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F,以及OCF3、CF3、CF=CF2、OCHF2及OCH=CF2;
-式VII化合物优选选自以下各式:
其中R20及X20具有上文所指示的含义。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F,以及OCF3、OCHF2及OCH=CF2。
cc)介质另外包含一种或多种选自上文所给出的式ZK1至ZK10的化合物。尤其优选的是式ZK1及ZK3的化合物。式ZK的尤其优选化合物选自子式ZK1a、ZK1b、ZK1c、ZK3a、ZK3b、ZK3c及ZK3d。
dd)介质另外包含一种或多种选自上文所给出的式DK1至DK12的化合物。尤其优选的化合物是DK3。
ee)介质另外包含一种或多种选自以下各式的化合物:
其中X20具有上文所指示的含义,且
L表示H或F,
“alkenyl”表示C2-6-烯基。
ff)式DK-3a及IX的化合物优选选自以下各式:
其中“alkyl”表示C1-6-烷基,优选n-C3H7、n-C4H9或n-C5H11,尤其n-C3H7。
gg)介质另外包含一种或多种选自上文所给出的式B1、B2及B3的化合物,优选选自式B2。式B1至B3的化合物尤其优选选自式B1a、B2a、B2b及B2c。
hh)介质另外包含一种或多种选自下式的化合物:
其中L20表示H或F,且R21及R22各自相同或不同地表示正烷基、烷氧基、氧杂烷基、氟烷基或烯基,其各自具有最多6个C原子,且优选地各自相同或不同地表示具有1至6个C原子的烷基。
ii)介质包含一种或多种以下各式的化合物:
其中W、R20、X20及Y20-23具有式III中所指示的含义,且
各自彼此独立地表示
且
表示/>/>
式XI及XII的化合物优选选自以下各式:
/>
/>
其中R20及X20具有上文所指示的含义,且优选地R20表示具有1至6个C原子的烷基,且X20表示F。
根据本发明的混合物尤其优选包含至少一种式XIIa和/或XIIe的化合物。
jj)介质包含一种或多种上文所给出的式T化合物,其优选选自式T21至T23及T25至T27的化合物的组。
尤其优选的是式T21至T23的化合物。非常尤其优选的是以下各式的化合物:
kk)介质包含一种或多种选自上文所给出的式DK9、DK10及DK11的组的化合物。
ll)介质另外包含一种或多种选自以下各式的化合物:
/>
其中R20及X20各自彼此独立地具有上文所指示的含义之一,且Y20-23各自彼此独立地表示H或F。X20优选是F、Cl、CF3、OCF3或OCHF2。R20优选表示烷基、烷氧基、氧杂烷基、氟烷基或烯基,其各自具有最多6个C原子。
根据本发明的混合物尤其优选包含一种或多种式XVIII-a的化合物,
其中R20具有上文所指示的含义。R20优选表示直链烷基,尤其乙基、正丙基、正丁基及正戊基,且非常尤其优选表示正丙基。式XVIII、尤其式XVIII-a的化合物优选以0.5-20重量%、尤其优选1-15重量%的量用于根据本发明的混合物中。
mm)介质另外包含一种或多种式XIX的化合物,
其中R20、X20及Y20-25具有式I中所指示的含义,s表示0或1,且
表示/>
在式XIX中,X20也可表示具有1至6个C原子的烷基或具有1至6个C原子的烷氧基。烷基或烷氧基优选是直链的。
R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F;
-式XIX的化合物优选选自以下各式:
/>
其中R20、X20及Y20具有上文所指示的含义。R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F,且Y20优选是F;
优选是/>
-R20是具有2至6个C原子的直链烷基或烯基;
nn)介质包含一种或多种上文所给出的式G1至G4的化合物,其优选选自G1及G2,其中alkyl表示C1-6-烷基,Lx表示H,且X表示F或Cl。在G2中,X尤其优选表示Cl。
oo)介质包含一种或多种以下各式的化合物:
其中R20及X20具有上文所指示的含义。R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F。根据本发明的介质尤其优选包含一种或多种式XXII的化合物,其中X20优选表示F。式XX-XXII的化合物优选以1-20重量%、尤其优选1-15重量%的量用于本发明的混合物中。尤其优选混合物包含至少一种式XXII的化合物。
pp)介质包含一种或多种以下各式的嘧啶或吡啶化合物的化合物:
其中R20及X20具有上文所指示的含义。R20优选表示具有1至6个C原子的烷基。X20优选表示F。根据本发明的介质尤其优选包含一种或多种式M-1的化合物,其中X20优选表示F。式M-1-M-3的化合物优选以1-20重量%、尤其优选1-15重量%的量用于本发明的混合物中。
其他优选实施方案指示于下文中:
qq)介质包含两种或更多种的式XII化合物、尤其式XIIe化合物;
rr)介质包含2-30重量%、优选3-20重量%、尤其优选3-15重量%的式XII化合物;
ss)除式XII化合物之外,介质还包含选自式II、III、IX-XIII、XVII及XVIII的化合物的组的其他化合物;
tt)式II、III、IX-XI、XIII、XVII及XVIII的化合物在整体混合物中的比例是40重量%至95重量%;
uu)介质包含10-50重量%、尤其优选12-40重量%的式II和/或式III的化合物;
vv)介质包含20-70重量%、尤其优选25-65重量%的式IX-XIII的化合物;
ww)介质包含4-30重量%、尤其优选5-20重量%的式XVII化合物;
xx)介质包含1-20重量%、尤其优选2-15重量%的式XVIII化合物;
yy)介质包含至少两种以下各式的化合物:
zz)介质包含至少两种以下各式的化合物:
aaa)介质包含至少两种式XIIa化合物及至少两种式XIIe化合物。
bbb)介质包含至少一种式XIIa化合物及至少一种式XIIe化合物及至少一种式IIIa化合物。
ccc)介质包含至少两种式XIIa化合物及至少两种式XIIe化合物及至少一种式IIIa化合物。
ddd)介质包含总计≥25重量%、优选≥30重量%的一种或多种式XII化合物。
eee)介质包含≥20重量%、优选≥24重量%、优选25-60重量%的式ZK3化合物,尤其式ZK3a化合物,
fff)介质包含至少一种选自化合物ZK3a、ZK3b及ZK3c的组、优选ZK3a的化合物与化合物ZK3d组合
ggg)介质包含至少一种式DPGU-n-F化合物。
hhh)介质包含至少一种式CDUQU-n-F化合物。
iii)介质包含至少一种式CPU-n-OXF化合物。
jjj)介质包含至少一种式CPGU-3-OT化合物。
kkk)介质包含至少一种式PPGU-n-F化合物。
lll)介质包含至少一种式PGP-n-m化合物,优选两种或三种化合物。
mmm)介质包含至少一种具有以下结构的式PGP-2-2V化合物
在优选实施方案中,本发明的液晶混合物进一步包含含有一种或多种可聚合化合物的可聚合组分C)。
所述可聚合化合物可选自本领域技术人员已知的各向同性或介晶可聚合化合物。
优选地,可聚合组分C)包含一种或多种式P的可聚合化合物,
Pa-(Spa)s1-A2-(Za-A1)n2-(Spb)s2-Pb P
其中各个基团具有以下含义:
Pa、Pb各自彼此独立地表示可聚合基团,
Spa、Spb在每次出现时相同或不同地表示间隔基团,
s1、s2各自彼此独立地表示0或1,
A1、A2各自彼此独立地表示选自以下各组的基团:
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及4,4’-二亚环己基组成的组,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代,且此外其中一个或多个H原子可经F替代,
b)由1,4-亚苯基及1,3-亚苯基组成的组,此外其中一个或两个CH基团可经N替代,且此外其中一个或多个H原子可经L替代,
c)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基组成的组,其各自也可经L单取代或多取代,
d)由具有5至20个环C原子的饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选经取代的多环基团组成的组,所述环C原子中的一个或多个可另外经杂原子替代,其优选地选自由以下组成的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,
n2表示0、1、2或3,
Za在每一情形下彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-(其中n是2、3或4)、-O-、-CO-、-C(RyRz)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或单键,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、在每一情形下任选经氟化的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,
Ry、Rz各自彼此独立地表示H、F或具有1至12个C原子的直链或支链烷基,此外其中一个或多个H原子可经F替代,
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-,且
Y1及Y2各自彼此独立地具有上文针对Ry所指示含义之一或表示Cl或CN。
优选的间隔基团Spa,b选自式Sp"-X",从而使得基团P-Sp-及Pa/b-Spa/b-分别符合式P-Sp"-X"-及Pa/b-Sp"-X"-,其中
Sp"表示具有1至20个、优选地1至12个C原子的亚烷基,其任选经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代且此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地以使得O及/或S原子彼此不直接连接的方式经-O-、-S-、-NH-、-N(R0)-、-Si(R00R000)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00)-CO-O-、-O-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-CH=CH-或-C≡C-替代,
X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY3=CY4-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或单键,
R0、R00及R000各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,且
Y3及Y4各自相同或不同地表示H、F、Cl或CN。
X”优选是-O-、-S-、-CO-、-C(O)O-、-OC(O)-、-O-C(O)O-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-或单键。
典型的间隔基团Sp”是例如-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR00R000-O)p1-,其中p1是1至12的整数,q1是1至3的整数,且R00及R000具有上文所指示的含义。
尤其优选的基团-Sp”-X”-是-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1及q1具有上文所指示的含义。
尤其优选的基团Sp”在每一情形下是例如直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基及亚丁烯基。
尤其优选的式P单体是以下各项:
/>
/>
/>
其中各个基团具有以下含义:
P1至P3各自彼此独立地表示如针对式P所定义的可聚合基团,优选地表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、乙烯基氧基或环氧基,
Sp1至Sp3各自彼此独立地表示单键或间隔基团,其优选地具有上文及下文针对Spa所指示含义之一,且尤其优选地表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1是1至12的整数,且其中在最后提及的基团中经由O原子进行至相邻环的连接,
此外其中基团P1-Sp1-、P2-Sp2-及P3-Sp3-中的一或多者可表示基团Raa,条件是所存在的这些基团P1-Sp1-、P2-Sp2-及P3-Sp3-中的至少一者不表示Raa,
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1个至25个C原子的直链或支链烷基,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地以使得O及/或S原子彼此不直接连接的方式经C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代,且此外其中一个或多个H原子可经F、Cl、CN或P1-Sp1-替代,尤其优选表示具有1至12个C原子的直链或支链、任选经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基(其中所述烯基及炔基具有至少两个C原子且所述支链基团具有至少三个C原子),
R0、R00各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry及Rz各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3,
Zp1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Zp2及Zp3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n3-,其中n3是2、3或4,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、任选经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,优选地表示F,
L’及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,且
x表示0或1。
在本发明的尤其优选实施方案中,LC混合物或组分C)包含一种或多种式P10-1化合物。
其中参数如上文所阐述进行定义,且P1及P2优选地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
尤其优选的式P10-1化合物选自以下子式的组
其中每一n4彼此独立地表示介于2与10之间的整数,优选地表示3、4、5或6。
式I及P的可聚合化合物也适于在无引发剂的情形下聚合,其伴随有大量优点,例如较低的材料成本及尤其是降低的由可能残余量的引发剂或其降解产物造成的LC介质的污染。因此,也可在不添加引发剂的情形下实施聚合。因此,在优选实施方案中,LC介质不包含聚合引发剂。
可聚合组分C)或LC介质整体也可包含一种或多种稳定剂以防止RM在例如储存或运输期间发生不期望的自发聚合。稳定剂的适宜类型及量为本领域技术人员已知且阐述于文献中。尤其适宜的是例如来自系列(BASF SE)的市售稳定剂,例如/>1076。若采用稳定剂,则其比例基于RM或可聚合组分的总量优选为10ppm-10,000ppm,尤其优选为50ppm-1000ppm。
本发明的介质优选地包含0.01%至10%、尤其优选地0.05%至7.5%且最优选地0.1%至5%的包含本发明的式P化合物的组分C)的化合物。所述介质优选地包含一种、两种或三种、更优选地一或两种且最优选地一种本发明的式P化合物。
借助适宜添加剂,本发明的液晶相可经改良以使得其可用于迄今已公开的所有类型的液晶显示组件中。此类型的添加剂为本领域技术人员所已知且详细阐述于文献(H.Kelker/R.Hatz,Handbook of Liquid Crystals,Verlag Chemie,Weinheim,1980)中。例如,可添加多色染料用于产生彩色客体-主体系统或可添加物质以改良介电各向异性、粘度及/或向列相的配向。
本发明的介质是以本身常规的方式来制备。通常,优选在高温下将组分溶解于彼此中。
因此,本发明进一步涉及用于产生本发明的LC介质的方法,其包括将一种或多种式I化合物与包含一种或多种如上文所阐述的介晶或液晶化合物的液晶组分B)混合的步骤。
本发明进一步涉及用于制造液晶显示器的方法,其包括至少以下步骤:
·提供第一基板,其包括像素电极及公共电极,所述电极用于在像素区域中产生实质上平行于该第一基板表面的电场;
·提供第二基板,该第二基板与该第一基板相对布置;
·在该第一基板与该第二基板之间插入液晶混合物,该液晶混合物包含一种或多种式I化合物、组分B)及任选的组分C);
·利用线性偏振光辐照该液晶混合物,以引起液晶的光配向;
·通过利用紫外光或波长为450nm或以下的可见光辐照来固化该液晶混合物的可聚合化合物。
本发明进一步涉及本发明的液晶混合物的用途,其用于制造液晶显示器。
本发明进一步涉及通过上文所阐述的方法制造的液晶显示器。
在下文中,更详细地阐述本发明的产生方法。
第一基板包括像素电极及公共电极,所述电极用于在像素区域中产生实质上平行于该第一基板表面的电场。本领域技术人员已知在一个基板上具有至少两个电极的不同种类的显示器,其中最显著的差异在于像素电极及公共电极二者均经结构化(如对于IPS显示器是典型的)或仅像素电极经结构化而公共电极未经结构化(对于FFS显示器即此情形)。
必须理解,本发明涉及适于在像素区域中产生实质上平行于第一基板表面的电场的任何种类的电极配置;上文所提及,即IPS以及FFS显示器。
根据本发明的方法与基板种类或在此方法期间及之后与根据本发明的液晶混合物接触的表面物质无关。用于基板或表面的物质的实例为包括聚酰亚胺、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氮化硅(SiNx)及二氧化硅(SiO2)的有机聚合物。该方法尤其适用于在含有基板的显示器中使用,该基板在与液晶接触的表面中的一者或多者上不具有聚酰亚胺层。
在一个或多个基板含有聚酰亚胺层的情况下,则聚酰亚胺可为经摩擦的或未经摩擦的,优选地为未经摩擦的。
因此,本发明涉及通过根据本发明的方法制备的显示器,其中该基板含有经摩擦或未经摩擦的聚酰亚胺层,优选未经摩擦的聚酰亚胺层。
本发明进一步涉及通过根据本发明的方法制备的显示器,其中顶部及底部基板中无一者或仅一者含有聚酰亚胺层。
在本发明的一实施方案中,将液晶组合物注射于第一与第二基板之间或在将第一与第二基板组合之后通过毛细管力填充至盒中。在替代实施方案中,在将液晶组合物装载于第一基板上之后通过将第二基板组合至第一基板可使液晶组合物插入在第一与第二基板之间。优选地,以例如JPS63-179323及JPH10-239694中所描述的被称为“滴入式填充(onedrop filling)”(ODF)方法的方法或使用喷墨印刷(IJP)方法将液晶逐滴分配至第一基板上。
在优选实施方案中,根据本发明的方法含有方法步骤,其中使显示面板内部的液晶静置一段时间以便将液晶介质均匀重新分配于面板内部(在本文中被称作“退火”)。
然而,同样优选地,将退火步骤与先前步骤组合,例如边缘密封剂预固化。在此情形中,可完全不需要“单独”的退火步骤。
对于本发明的显示器的生产,优选使式I的光反应性介晶重新分布于面板中。在填充及组装之后,使显示面板退火介于1min与3h之间、优选介于2min与1h之间且最优选介于5min与30min之间的时间。优选在室温下实施退火。
在替代实施方案中,在升高温度下、优选在高于20℃且低于140℃、更优选在高于40℃且低于100℃且最优选在高于50℃且低于80℃下实施退火。
在优选实施方案中,在高于液晶主体混合物的清亮点的温度下实施填充显示器、退火、光配向及固化可聚合化合物的方法步骤中的一或多者。
在液晶面板内部的液晶的光配向期间,通过将显示器或液晶层曝露于线性偏振光来诱导各向异性。
在本发明的优选实施方案中,包含一种或多种式I化合物的光反应性组分A)在第一步骤中使用线性偏振光进行光配向,且在第二步骤中使用线性偏振或未偏振UV光进行进一步固化。在第二步骤中,还进一步固化任选的组分C)。
在另一优选实施方案中,根据本发明方法施加的线性偏振光是紫外光,其使得能够同时光配向及光固化包含一种或多种式I化合物的光反应性组分A),且光固化可聚合组分C)(若存在)。
可同时或逐步实施光反应性式I化合物的光配向及式I化合物的可聚合基团的固化及式P的任选可聚合化合物的固化。在方法分成不同步骤的情形下,可在相同温度下或在不同温度下实施各个步骤。
在光配向及固化步骤之后,可任选在降低的温度下通过利用UV光及/或可见光(二者均为线性或未偏振)辐照来实施所谓的“后固化”步骤以去除未反应的可聚合化合物。优选在高于0℃且低于所利用LC混合物的清亮点下、优选在20℃且低于60℃下且最优选在高于20℃且低于40℃下实施后固化。
可聚合化合物任选在施加电场的情形下聚合或交联(若可聚合化合物含有两个或更多个可聚合基团)。可在一个或多个步骤中实施聚合。
组分C)的适宜且优选的聚合方法是例如热聚合或光聚合,优选为光聚合,尤其UV光聚合。在此处也可任选添加一种或多种引发剂。聚合的适宜条件及引发剂的适宜类型及量为本领域技术人员所已知且阐述于文献中。适用于自由基聚合的是例如市售光引发剂或(BASF SE)。若采用引发剂,则其比例优选为0.001重量%至5重量%,尤其优选为0.001重量%至1重量%。
本发明还涉及含有本发明的液晶介质的电光液晶显示器组件,该液晶介质优选为沿面配向的(homogeneously aligned)。在优选实施方案中,液晶显示器具有IPS或FFS模式。
根据本说明书的本发明的实施方案及变化形式的其他组合是由权利要求产生。
以下参考工作实施例更详细地解释本发明,但不意欲由其限制。本领域技术人员将能够从工作实施例收集未在大体说明中详细给出的工作细节,根据一般专家知识概括工作细节及将其应用于具体问题。
除常用及熟知缩写以外,使用以下缩写:
C:结晶相;N:向列相;Sm:近晶相;I:各向同性相。这些符号之间的数字显示有关物质的转变温度。
除非另有指示,否则温度数据是以℃表示。
物理、物理化学或电光参数是通过通常已知的方法测定,如尤其手册“Merck LiquidCrystals--Physical Properties of Liquid Crystals-Description ofthe Measurement Methods”,1998,Merck KGaA,Darmstadt中所述。/>
在上文及下文中,Δn表示光学各向异性(589nm,20℃)且Δε表示介电各向异性(1kHz,20℃)。介电各向异性Δε在20℃及1kHz下测定。光学各向异性Δn在20℃及589.3nm的波长下测定。
本发明的化合物的Δε及Δn值及旋转粘度(γ1)是通过自由5%至10%的本发明的各个化合物及90%至95%的市售液晶混合物ZLI-2857(对于Δε)或ZLI-4792(对于Δn、γ1)(混合物,Merck KGaA,Darmstadt)组成的液晶混合物线性外推来获得。
本发明中所使用的化合物是通过本身已知的方法制备,如文献(例如在标准著作中,例如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of OrganicChemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)中所阐述,确切而言是在已知且适于所述反应的反应条件下进行。此处也可使用本身已知的变化形式,其在此处不再更详细地提及。
在本发明中且尤其在以下实施例中,介晶化合物的结构是借助缩写(也称为首字母缩略词)来指示。在这些首字母缩略词中,使用下表A至C将化学式缩写如下。所有基团CnH2n+1、CmH2m+1及ClH2l+1或CnH2n-1、CmH2m-1及ClH2l-1表示直链烷基或烯基、优选1E-烯基,其各自分别具有n、m及l个C原子。表A列示用于化合物核心结构的环要素的代码,而表B显示连接基团。表C给出左手侧或右手侧末端基团的代码的含义。首字母缩略词是由具有任选的连接基团的环要素的代码、随后第一连字符及左手侧末端基团的代码及第二连字符及右手侧末端基团的代码构成。表D显示化合物的说明性结构以及其相应缩写。
表A:环要素
/>
表B:连接基团
/>
表C:末端基团
与彼此或其他一起使用
其中n及m各自表示整数,且三个点“...”是来自此表的其他缩写的占位符。
下表显示说明性结构以及其相应缩写。显示这些以说明缩写规则的含义。此外,其代表优选使用的化合物。
表D:说明性结构
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
其中n、m及l优选彼此独立地表示1至7。
下表(表E)显示可用作本发明的介晶介质中的额外稳定剂的说明性化合物。
表E
表E显示可添加至本发明的LC介质的可能稳定剂。
(此处n表示1至12的整数,优选1、2、3、4、5、6、7或8,末端甲基未示出)。
/>
/>
/>
/>
/>
/>
LC介质优选包含0重量%至10重量%、尤其1ppm至5重量%、尤其优选1ppm至1重量%的稳定剂。
下表F显示可优选用作本发明的介晶介质中的手性掺杂剂的说明性化合物。
表F
/>
/>
在本发明的优选实施方案中,介晶介质包括一种或多种选自表F化合物的组的化合物。
根据本申请的介晶介质优选包含两种或更多种、优选四种或更多种选自由上文各表化合物组成的组的化合物。
根据本发明的液晶介质优选包含
-选自表D化合物的组的7种或更多种、优选8种或更多种具有优选3个或更多个、尤其优选4个或更多个不同式的各个化合物。
在下文中,将参考实施例更加详细且具体地阐述本发明,然而该实施例并不意欲限制本发明。
实施例
化合物实施例
1.1 1-苄基氧基-2-溴-4-氯-苯(1)的合成
将24.9g(120mmol)2-溴,4-氯苯酚及17.1ml(144mmol)苄基溴于160ml甲基乙基酮中的溶液用19.9g(144mmol)碳酸钾处理并回流2h。去除固体且用MTB醚洗涤。将合并的有机层的溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(氯丁烷)纯化残余物。由50ml正庚烷使所获得的产物结晶。产量:30.9g
1.2 1-苄基氧基-4-氯-2-环丙基-苯(2)的合成
在惰性气氛下将30.9g(100mmol)1、18.2g(205mmol)环丙基硼酸、45g(205mmol)磷酸钾、1.2g双(二亚苄基丙酮)钯(0)、3.1g 1,2,3,4,5-五苯基-1-二-叔丁基膦基)二茂铁及150ml DMF的混合物加热至120℃过夜。用水及MTB醚稀释冷的混合物,且用2N盐酸酸化。使有机层经硫酸钠干燥并过滤。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(氯丁烷;正庚烷/氯丁烷梯度(7:3-3:7);正庚烷)及反相二氧化硅层析(乙腈/水3:1)纯化残余物。产量:11g
1.3 2-(4-苄基氧基-3-环丙基-苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环(3)的合成
将10g(40mmol)2、10.6g(40mmol)4,4,5,5-四甲基-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-1,3,2-二氧硼戊环、8.2g(80mmol)乙酸钾及90ml二噁烷的混合物用840mg双(三环己基膦)-氯化钯(II)及1.3ml三乙胺处理,回流5h且在室温下再搅拌48h。用水及MTB醚稀释混合物。用MTB醚萃取水层。使合并的有机层经硫酸钠干燥并过滤。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(氯丁烷)纯化残余物。产量:8.5g
1.4 4-苄基氧基-3-环丙基-苯酚(4)的合成
在低于20℃的温度下将8.5g(20mmol)3于30ml甲苯中的溶液用29ml 2N氢氧化钠处理。将12ml过氧化氢(30%)添加至反应混合物。利用26℃水浴加热该混合物。1h后,用50ml水稀释该混合物,利用浓盐酸酸化且用150ml MTB醚萃取。用硫酸铁(II)铵溶液洗涤有机层且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(二氯甲烷)纯化残余物。产量4.6g
1.5 4-三异丙基甲硅烷基氧基苯甲酸苄基酯(5)的合成
在室温下将400ml DMF、75g(328mmol)4-羟基苯甲酸苄基酯及45g(661mmol)咪唑的混合物用77.5ml(361mmol)氯三异丙基硅烷于200ml DMF中的溶液处理。搅拌5h后,将反应混合物用甲苯及正庚烷稀释且倾倒冰冷水。用甲苯萃取水层,使合并的有机层经硫酸钠干燥并经由硅胶(正庚烷/甲苯1:1)过滤。将含有产物的级分(fraction)的溶剂蒸发。产量:116g4
1.6 4-三异丙基甲硅烷基氧基苯甲酸(6)的合成
在室温下利用Pd-C-5%(51.4%水)使116g(296mmol)5于乙醇中的溶液氢化。将反应混合物用MTB醚稀释。添加硅胶及经由硅胶//>(MTB醚)过滤所获得的混合物。将含有产物的级分的溶剂蒸发。由正庚烷(6℃)使残余物结晶。产量:76g
1.7 4-三异丙基甲硅烷基氧基苯甲酸(4-苄基氧基-3-环丙基-苯基)酯(7)的合成
将4.6g(20mmol)4及5.7g(19mmol)6于150ml二氯甲烷中的溶液用116mg DMAP及4.4g(23mmol)N-(3-二甲基氨基丙基)-N`-乙基碳二亚胺盐酸盐处理并在室温下搅拌过夜。为使反应完成,添加40%量的DMAP及N-(3-二甲基氨基丙基)-N`-乙基碳二亚胺盐酸盐。将混合物再搅拌4h,且之后经由硅胶(二氯甲烷)过滤。将含有产物的级分的溶剂蒸发。产量:9.3g
1.8 4-三异丙基甲硅烷基氧基苯甲酸(3-环丙基-4-羟基-苯基)酯(8)的合成
在室温下利用Pd-C-5%(51.4%水)使9-3g(17mmol)8于95ml THF中的溶液氢化。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(二氯甲烷;氯丁烷/MTB醚19:1)及反相二氧化硅层析(乙腈/水85:15)纯化残余物。产量:1.6g
1.9 3-(2-苄基氧基乙基)戊二酸二乙基酯(9)的合成
在回流下将13.8ml(90mmol)丙二酸二乙酯添加至34,5ml甲醇钠于乙醇中的溶液(20%,50mmol)及40ml乙醇的混合物。2h后,添加10g(50mmol)2-溴乙氧基甲苯且继续加热过夜。将水及MTB醚倾倒至冷却的反应混合物中。用MTB醚萃取水层。将合并的有机层用盐水洗涤且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(甲苯;甲苯/MTB醚9:1)纯化残余物。将经分离的材料在真空(0.1毫巴,116℃-121℃)下蒸馏。
1.10 2-(2-苄基氧基乙基)丙烷-1,3-二醇(10)的合成
将5g(20mmol)丙二酸酯9于60ml甲苯中的溶液添加至930mg(24mmol)氢化铝锂于8ml甲苯中的悬浮液。在3h回流之后,利用乙酸乙酯使冷却的反应混合物淬灭。利用2mol/l盐酸(pH 3-4)使混合物酸化。用MTB醚萃取水层。将合并的有机层用水洗涤且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(乙酸乙酯)纯化残余物。
1.11[4-苄基氧基-2-[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基甲基]丁氧基]-叔丁基-二甲基-硅烷(11)的合成
在室温下将3.4ml(25mmol)三乙胺添加至2.1g(10mmol)二醇10及溶解于30ml二氯甲烷中的120mg DMAP的混合物。之后,在3℃-4℃下将4.5g(30mmol)TBDMS-Cl于15ml二氯甲烷中的溶液添加至反应混合物。在室温下搅拌16h后,利用水使混合物淬灭。将合并的有机层用盐水洗涤且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(正庚烷/乙酸乙酯,19:1)纯化残余物。
1.12 4-[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基-3-[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基-甲基]-丁-1-醇(12)的合成
在室温下使用Pd/C-5%使500mg(1mmol)11于13ml乙酸乙酯中的溶液氢化。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(正庚烷/乙酸乙酯(梯度))纯化残余物。
1.13[4-(4-溴苯氧基)-2-[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基甲基]丁氧基]-叔丁基-二甲基-硅烷(13)的合成
在室温下向27g(160mmol)溴苯酚、66g(190mmol)12及55g(210mmol)TPP于250mmlTHF中的溶液添加43ml(218mmol)(NE)-N-叔丁氧基羰基亚氨基氨基甲酸叔丁基酯。搅拌18h之后,溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(Bu-Cl)纯化残余物。
1.14叔丁基-[2-[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基甲基]-4-[4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)苯氧基]丁氧基]-二甲基-硅烷(14)的合成
向72g(140mmol)溴化物13、44g(170mmol)4,4,5,5-四甲基-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-1,3,2-二氧硼戊环、41g乙酸钾及3g PdCl2-dppf的混合物添加300ml二噁烷且在100℃下搅拌3h。用水及MTB醚稀释经冷却的反应混合物。将有机层用盐水洗涤且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(氯丁烷/MTB醚9:1)纯化残余物。
1.15(E)-3-[4-[4-[4-[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基-3-[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基甲基]丁氧基]苯基]苯基]丙-2-烯酸甲基酯(15)的合成
将21g(90mmol)(E)-3-(4-溴苯基)丙-2-烯酸甲基酯、50g硼酸酯13、37g(270mmol)偏硼酸钠四水合物、1.2g双(三苯基膦)-氯化钯(II)与50ml水及100ml THF混合。添加133mg(80%ig)水合肼,且将混合物在80℃下搅拌过夜。利用1M盐酸使经冷却的反应混合物中和并用水及MTB醚稀释。将有机层用盐水洗涤且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(氯丁烷)纯化残余物。
1.16(E)-3-[4-[4-[4-[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基-3-[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基甲基]丁氧基]苯基]苯基]丙-2-烯酸(16)的合成
将48.1g(80mmol)酯15溶解于190ml甲醇及95ml THF中。添加100ml氢氧化钠(2mol/l),且将混合物在37℃下搅拌过夜。将经冷却的混合物倾倒至冰上,利用2mol/l盐酸酸化(ph 5-6)并用MTB醚萃取。将有机层用盐水洗涤且经硫酸钠干燥。将溶剂蒸发。将残余物溶解于THF中。添加Isolute且使过量溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(首先二氯甲烷;其次THF)实施纯化。产量:6.8g
1.17 4-三异丙基甲硅烷基氧基苯甲酸[4-[(E)-3-[4-[4-[2-[双[[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基甲基]甲硅烷基]乙氧基]苯基]苯基]丙-2-烯酰基]氧基-3-环丙基-苯基]酯(17)的合成
将1.6g(2.8mmol)16及1.3g(3.0mmol)8于9ml二氯甲烷中的溶液用66mg DMAP及622mg(3.25mmol)N-(3-二甲基氨基丙基)-N`-乙基碳二亚胺盐酸盐处理且在室温下搅拌。5h后,添加50%已使用量的DMAP及N-(3-二甲基氨基丙基)-N`-乙基碳二亚胺盐酸盐,且将混合物搅拌过夜。经由硅胶过滤该混合物。将含有产物的级分的溶剂蒸发。产量:2.6g(94%纯)17
1.18 4-羟基苯甲酸[3-环丙基-4-[(E)-3-[4-[4-[4-羟基-3-(羟基甲基)丁氧基]苯基]苯基]丙-2-烯酰基]氧基-苯基]酯(18)的合成
在低于5℃的温度下将2.6g(94%纯,2.5mmol)17于15ml二氯甲烷中的溶液用3.1ml(19mmol)mmol)三乙胺三氢氟酸盐处理。在室温下搅拌过夜后,将溶剂蒸发。通过二氧化硅层析(二氯甲烷/THF7:3)纯化残余物。产量1.4g(93%纯)18
1.19 4-(2-甲基丙-2-烯酰基氧基)苯甲酸[3-环丙基-4-[(E)-3-[4-[4-[4-(2-甲基丙-2-烯酰基氧基)-3-(2-甲基丙-2-烯酰基氧基甲基)丁氧基]苯基]苯基]丙-2-烯酰基]氧基-苯基]酯(19)的合成
将1.3g(93%纯,2.0mmol)18于5ml二氯甲烷中的悬浮液用0.9ml(10mmol)甲基丙烯酸及30mg DMAP处理。在5℃下,添加1.8ml(10mmol)N-(3-二甲基氨基丙基)-N`-乙基碳二亚胺于4ml二氯甲烷中的溶液。在此温度下搅拌1h后,在室温下继续搅拌过夜。将反应混合物倾倒于硅胶上且利用二氯甲烷/MTB醚19:1进行洗脱。通过将所获得的产物悬浮于乙腈(40℃)中进行进一步纯化。在冷却至室温后,将固体分离并干燥。产量0.9g19
相:
1H NMR(500MHz,氯仿-d)δ8.28-8.19(m,2H),7.95(d,J=15.9Hz,1H),7.70-7.59(m,4H),7.59-7.53(m,2H),7.32-7.27(m,2H),7.15(d,J=8.7Hz,1H),7.07(dd,J=8.7,2.8Hz,1H),7.02-6.93(m,2H),6.85(d,J=2.7Hz,1H),6.71(d,J=16.0Hz,1H),6.42-6.37(m,1H),6.11(dq,J=2.0,1.0Hz,2H),5.81(t,J=1.5Hz,1H),5.58(p,J=1.6Hz,2H),4.34-4.22(m,4H),4.14(t,J=6.2Hz,2H),2.47(p,J=6.1Hz,1H),2.11-2.05(m,3H),2.02-1.90(m,9H),0.98-0.89(m,2H),0.71(dt,J=6.5,4.7Hz,2H)。
根据或类似于上文所阐述的程序,获得以下化合物:
编号结构
/>
/>
比较化合物
向列型主体混合物
向列型LC主体混合物如以下各表中所指示来制备:
混合物N-1:
混合物N-2:
混合物N-3:
显示盒的制造
除非另有明确说明,否则显示盒是使用6.4μm间隔珠粒及XN-1500T密封剂利用0.7mm厚度的Corning AF玻璃来制得。
为测量电光学,3μm厚的无PI的IPS盒是由可由SD-tech商业购得的基板制得且使用具有5μm电极间隔及3μm电极宽度的ITO电极构筑成盒。
手动组装盒,且然后使用具有35mW/cm2的Omnicure 2000汞灯进行固化,由此通过Opsytec UV pad-e分光辐射度计测量辐照功率。
混合物实施例
本发明的向列型LC混合物是由上文所列示的向列型主体混合物及式I的光配向添加剂根据下表中所给出的组成来制备。
另外,本发明的可比较的向列型LC混合物CM-1至CM-6是由上文所列示的向列型主体混合物N-1及根据现有技术的光配向添加剂来制备。下表中给出组成。
盒填充及固化
除非另有明确说明,否则使用毛细管作用在室温下毛细管填充所选LC混合物,在100℃下退火1h且然后利用线性偏振UV光(35mW/cm2)在相同温度下辐照给定时间。然后将盒冷却至室温。接下来,研究灯箱上交叉偏振器之间的配向品质。
配向品质:(++)优异,(+)良好,(o)可接受,(-)差
除比较混合物实施例CM-2及CM-7以外,所有混合物均实现均匀平面配向。对于包含CRM-1的混合物,在低于1%浓度下不可能达到最佳暗态水平。
在混合物CM-7的比较实验中,在所有偏振器配置下,均观察到不均匀的透射状态。
VHR测量
除非另有明确说明,否则使用毛细管作用在室温下毛细管填充所选LC混合物,在100℃下退火1h且然后利用来自Omnicure S2000汞灯的线性偏振UV光(35mW/cm2)在相同温度下辐照,该Omnicure S2000汞灯具有利用额外360nm长通滤波器(截止320-360nm的较短波长)的内置320-500nm滤波器。然后将盒冷却至室温。接下来,使用Toyo LCM-1LC材料特性测量系统研究VHR。除非另有阐述,否则VHR的测量是如T.Jacob,U.Finkenzeller,“MerckLiquid Crystals–Physical Properties of Liquid Crystals”,1997中所阐述来实施。
在无360nm截止滤波器的情形下固化后在100℃、60Hz及1V下测量的VHR
与本发明的测试盒相比,利用比较混合物CM-1至CM-6的测试盒在利用360nm截止滤波器固化后不显示任何均匀的配向。
Claims (27)
1.式I化合物,
其中
A11表示选自以下组的基团:
a)由1,4-亚苯基及1,3-亚苯基组成的组,此外其中一个或两个CH基团可经N替代,且此外其中一个或多个H原子可经L替代,
b)由以下基团组成的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,
A各自在每次出现时彼此独立地具有针对A11的含义中之一或表示
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基组成的组,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代且此外其中一个或多个H原子可经F替代,或
b)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基组成的组,
其各自也可经L单取代或多取代,
但条件是一个或多个A选自由以下各项组成的基团的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,L在每次出现时相同或不同地表示-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2、-SF5、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rz)2、-C(=O)Rz、-N(Rz)2、任选经取代的甲硅烷基、具有6至20个C原子的任选经取代的芳基或具有1至25个C原子的直链或支链或环状烷基、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,此外其中一个或多个H原子可经F或Cl替代,或表示X21-Sp21-R21,
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHRz-或-CRyRz-,且
Ry及Rz各自彼此独立地表示H、CN、F或具有1至12个C原子的烷基,此外其中一个或多个H原子可经F替代,
Y11及Y12各自彼此独立地表示H、F、苯基或具有1至12个C原子的任选经氟化的烷基,
Z在每次出现时彼此独立地表示单键、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-(CH2)n-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-C≡C-,
n表示介于2与8之间的整数,
o及p各自且独立地表示0、1或2,其中o+p≥1,
X11及X21在每次出现时彼此独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-O-COO-、-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CF2-CF2-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-S-CS-、-S-CSS-或-S-,
Sp11及Sp21在每次出现时各自且独立地表示单键或包含1至20个C原子的间隔基团,其中一个或多个不相邻的及非末端的CH2基团也可经-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-C(OH)-、-CH(烷基)-、-CH(烯基)-、-CH(烷氧基)-、-CH(氧杂烷基)-、-CH=CH-或-C≡C-替代,但替代方式是使得没有两个O原子彼此相邻且没有两个选自-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-及-CH=CH-的基团彼此相邻,
R11表示P,
R21表示P或卤素、CN、具有最多15个C原子的任选经氟化的烷基或烯基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-、-S-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、O-C(O)-O-替代,
P在每次出现时各自且彼此独立地是可聚合基团。
2.根据权利要求1的化合物,其特征在于该化合物选自子式I-1至I-9的化合物
其中R11、R21、A11、X11、X12、Y11、Y12、Sp11及Sp12具有如上文权利要求1中所给出含义之一,A12至A23具有以上权利要求1中所给出针对A的含义之一,且Z11至Z22具有如上文权利要求1中所给出针对Z的含义之一,但条件是A12至A23中的一者或多者选自由以下各项组成的基团的组:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经如上文权利要求1中所给出的L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代。
3.根据权利要求1或2的化合物,其特征在于该化合物选自以下子式的化合物:
其中R11、R21、X11、X21、Sp11及Sp21具有如上文权利要求1中所给出含义之一,Z11、Z12及Z21具有如上文权利要求1中所给出针对Z的含义之一,A12、A13、A21及A22具有如权利要求1中所给出针对A的含义之一,但条件是A12至A23中的一者或多者选自由以下各项组成的基团的组:
4.根据权利要求1或2的化合物,其特征在于其选自以下子式的化合物:
R11、R21、X11、X21、Sp11及Sp21具有如上文权利要求1中所给出含义之一,Z11至Z21具有如上文权利要求1中所给出针对Z的含义之一,且
基团各自且独立地是/>或
表示以及/>
其中L是F、Cl、CH3、OCH3及COCH3或具有1至6个C原子的亚烷基,或X21-Sp21-R21。
5.根据权利要求1至4中任一项的式I化合物的用途,其用于液晶混合物中。
6.液晶混合物,其特征在于其包含含有一种或多种根据权利要求1至4中任一项的式I化合物的组分A)及包含一种或多种介晶或液晶化合物的液晶组分B)。
7.根据权利要求6的液晶混合物,其特征在于式I化合物在该混合物中的总浓度在0.01重量%至10重量%范围内。
8.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于其另外包含含有一种或多种可聚合介晶或可聚合各向同性化合物的可聚合组分C)。
9.根据权利要求8的液晶混合物,其特征在于可聚合介晶或可聚合各向同性化合物的浓度在0.01重量%至10重量%范围内。
10.根据权利要求8的液晶混合物,其特征在于其包含一种或多种式P化合物
Pa-(Spa)s1-A2-(Z1-A1)n2-(Spb)s2-Pb P
其中
Pa、Pb各自彼此独立地表示可聚合基团,
Spa、Spb在每次出现时相同或不同地表示间隔基团,
s1、s2各自彼此独立地是0或1,
A1、A2各自彼此独立地表示选自以下各组的基团:
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及4,4’-二亚环己基组成的组,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代,且此外其中一个或多个H原子可经F替代,
b)由1,4-亚苯基及1,3-亚苯基组成的组,此外其中一个或两个CH基团可经N替代,且此外其中一个或多个H原子可经L替代,
c)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基组成的组,其各自也可经L单取代或多取代,
d)由具有5至20个环C原子的饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选经取代的多环基团组成的组,所述环C原子中的一个或多个可另外经杂原子替代,其选自:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,
n2是0、1、2或3,
Z1在每一情形下彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n是2、3或4,-O-、-CO-、-C(R0R00)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或单键,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有最多12个C原子的直链或支链且在每一情形中任选经氟化的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,
R0、R00各自彼此独立地表示H、F或具有1至12个C原子的直链或支链烷基,此外其中一个或多个H原子可经F替代,
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-,且
Y1及Y2各自彼此独立地具有上文针对R0所指示含义之一或表示Cl或CN。
11.根据权利要求9的液晶混合物,其特征在于其包含一种或多种式P化合物
Pa-(Spa)s1-A2-(Z1-A1)n2-(Spb)s2-Pb P
其中
Pa、Pb各自彼此独立地表示可聚合基团,
Spa、Spb在每次出现时相同或不同地表示间隔基团,
s1、s2各自彼此独立地是0或1,
A1、A2各自彼此独立地表示选自以下各组的基团:
a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及4,4’-二亚环己基组成的组,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代,且此外其中一个或多个H原子可经F替代,
b)由1,4-亚苯基及1,3-亚苯基组成的组,此外其中一个或两个CH基团可经N替代,且此外其中一个或多个H原子可经L替代,
c)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基组成的组,其各自也可经L单取代或多取代,
d)由具有5至20个环C原子的饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选经取代的多环基团组成的组,所述环C原子中的一个或多个可另外经杂原子替代,其选自:
此外其中这些基团中的一个或多个H原子可经L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,
n2是0、1、2或3,
Z1在每一情形下彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n是2、3或4,-O-、-CO-、-C(R0R00)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或单键,
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有最多12个C原子的直链或支链且在每一情形中任选经氟化的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,
R0、R00各自彼此独立地表示H、F或具有1至12个C原子的直链或支链烷基,此外其中一个或多个H原子可经F替代,
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-,且
Y1及Y2各自彼此独立地具有上文针对R0所指示含义之一或表示Cl或CN。
12.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于LC主体混合物具有负介电各向异性。
13.根据权利要求12的液晶混合物,其特征在于该LC主体混合物包含一种或多种选自以下各式的化合物:
其中
a是1或2,
b是0或1,
表示/>/>
R1及R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外其中一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式经-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-替代,
Zx表示-CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或单键,
L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
14.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于LC主体混合物具有正介电各向异性。
15.根据权利要求14的液晶混合物,其特征在于该LC主体混合物包含一种或多种选自由式II及III的化合物组成的组的化合物:
其中
R20各自相同或不同地表示具有1至15个C原子的卤化或未经取代的烷基或烷氧基,此外其中这些基团中的一个或多个CH2基团可各自彼此独立地以使得O原子彼此不直接连接的方式经-C≡C-、-CF2O-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-替代,
X20各自相同或不同地表示F、Cl、CN、SF5、SCN、NCS、卤化烷基、卤化烯基、卤化烷氧基或卤化烯氧基,其各自具有最多6个C原子,且
Y20-24各自相同或不同地表示H或F,
W表示H或甲基,
n及d/>各自相同或不同地表示
16.根据权利要求14的液晶混合物,其特征在于其包含一种或多种选自由式XI及XII的化合物组成的组的化合物:
/>
其中R20、X20、W及Y20-23具有权利要求15中的式III中所指示的含义,且
及/>各自彼此独立地表示
及
表示/>
17.根据权利要求15的液晶混合物,其特征在于其包含一种或多种选自由式XI及XII的化合物组成的组的化合物:
其中R20、X20、W及Y20-23具有权利要求15中的式III中所指示的含义,且
及/>各自彼此独立地表示
及
表示/>
18.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于LC主体混合物包含一种或多种下式化合物:
其中各个基团具有以下含义:
表示/>
表示/>
R3及R4各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基,此外其中一个或两个不相邻的CH2基团可以使得O原子彼此不直接连接的方式经-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-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。
19.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于LC主体混合物包含一种或多种以下各式的化合物:
其中丙基、丁基及戊基是直链基团。
20.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于LC主体混合物包含一种或多种选自以下各式的化合物:
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基,且alkenyl及alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基。
21.根据权利要求6或7的液晶混合物,其特征在于LC主体混合物包含一种或多种选自以下各式的化合物:
其中alkyl*表示具有1至6个C原子的烷基。
22.根据权利要求6至21中任一项的液晶混合物的用途,其用于制造液晶显示器。
23.用于制造液晶显示器的方法,其包括至少以下步骤:
●提供第一基板,其包括像素电极及公共电极,所述电极用于在像素区域中产生实质上平行于该第一基板表面的电场;
●提供第二基板,该第二基板与该第一基板相对布置;
●插入根据权利要求6至21中任一项的液晶混合物;
●利用线性偏振光辐照该液晶混合物,以引起该液晶的光配向;
●通过利用紫外光或波长为450nm或以下的可见光辐照来固化该液晶混合物的可聚合化合物。
24.根据权利要求23的方法,其特征在于该线性偏振光是紫外光或波长为450nm或以下的可见光。
25.显示器,其可通过根据权利要求23或24的方法获得。
26.根据权利要求25的显示器,其中LC主体混合物在不施加电场的情形下沿面配向。
27.根据权利要求25或26的显示器,其中该显示器是IPS或FFS显示器。
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