CN112305824A - 液晶显示器 - Google Patents

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CN112305824A CN202010710303.8A CN202010710303A CN112305824A CN 112305824 A CN112305824 A CN 112305824A CN 202010710303 A CN202010710303 A CN 202010710303A CN 112305824 A CN112305824 A CN 112305824A
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Abstract

本发明涉及一种制造聚合物稳定的超快(PS‑UF)扭曲向列(TN)模式的液晶显示器(LCD)的方法，涉及通过该方法获得的LCD以及其中使用的LC介质。

Description

液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种制造聚合物稳定的(PS)扭曲向列(TN)模式的液晶显示器(LCD)的方法，涉及一种通过该方法获得的LCD以及其中使用的LC介质。
背景技术
当前使用的LCD提供许多良好的特性，例如低重量，平坦度和宽视角。然而，现有技术的LCD的响应时间通常不够快，因此对于它们在诸如游戏和虚拟现实(VR)的各种新颖应用中的实现构成障碍。为了使得颜色顺序技术成为可能，需要大约1毫秒的响应时间。如果能够实现如此快的响应时间，LCD可能会成为一种低功耗技术，从而延长移动设备的电池寿命。因此，LCD的LCD制造商正投入大量精力以缩短LCD的响应时间。
然而，迄今为止，还没有针对具有超快响应时间的LCD模式开发出可行的解决方案，该解决方案也适合批量生产。例如，当前使用的LCD模式(例如TN，多域垂直配向(MVA)，面内切换(IPS)和边缘场切换(FFS)模式)由于它们的盒配置而不能完全满足快速响应时间和高透射率的要求。为了达到这个目标，因此需要新的LCD模式。
最近，已经提出了对该问题的解决方案，其通过使用短节距TN LCD以实现快速响应时间。TN LCD掺杂有手性向列LC材料，从而实现扭曲的向列LC分子的更短的螺距(p)，从而实现更快的衰减响应时间(td)。
但是，当盒间隙(d)与螺距(p)的比d/p大于0.5时，270°超扭曲向列(STN)LC指向矢配置在能量上比短节距长度设计的90°TN LC指向矢配置更稳定，而90°TN配置变得不稳定并转变为270°STN配置。因此，期望保持d/p>0.5的短节距，但同时保持实现快速切换时间所需的TN LC配置。
在文献中，据报道，可以通过施加电压将270°STN配置改变为90°TN配置，然后可以通过例如光聚合将90°TN配置稳定化，例如通过在LC介质中形成聚合物网络，请参见K.Takatoh等人，“Fast-response twisted nematic liquid crystals with ultrashortpitch liquid crystalline materials”,Liq.Cryst.2012,39,715-720。还据报道，可以通过在LC介质中形成聚合物壁来使90°TN配置稳定化，请参见IDW 2014，LCT1-2，“Polymer-Wall Stabilization of Ultra-Short-Pitch TN-LCDs”。然而，与常规的不稳定的TN LCD相比，其中描述的稳定的TN LCD具有较低的透射率和/或较低的对比率，并且需要较高的驱动电压。
因此，本发明的目的是提供一种制造具有快速响应时间，特别是快速关断或衰减时间(td)，同时仍保持90°TN LC指向矢配置，并且同时实现低驱动电压，高对比率和高透射率中的一种或多种的TN LCD的方法。本发明的另一个目的是提供一种通过这种方法获得的TN LCD，尤其是聚合物稳定的(PS)TN LCD，其允许实现快速的响应时间并克服现有技术的TN LCD和PS-TN LCD的缺点，如高驱动电压，低对比率和低透射率。根据以下描述，本发明的其他目的对于技术人员而言是显而易见的。
已经发现，通过提供如在下文中公开和要求保护的TN LCD的制造方法可以实现这些目的。特别地，已经发现根据该方法通过TN LCD的聚合物稳定化(即使仅使用少量的聚合物时)，可以实现快速响应时间，同时保持90°TN LC指向矢配置，并且仍然能够实现低驱动电压，高对比率和高透射率。通过根据本发明的该方法获得的显示器在下文中也称为“聚合物稳定的(超快)扭曲向列LCD”或“PS(-UF)-TN LCD”。
发明内容
本发明涉及一种聚合物稳定的扭曲向列(PS-TN)模式的液晶显示器(LCD)，包括
a)第一基板和第二基板，该第一基板配备有第一电极层和任选的第一配向层，该第二基板配备有第二电极层和任选的第二配向层，
b)在第一和第二基板之间分配的向列LC介质的层，该向列LC介质包含手性添加剂并且具有正介电各向异性，
c)任选地，在第一基板的背离LC层的一侧上的第一偏振器和在第二基板的背离LC层的一侧上的第二偏振器，所述偏振器优选地被取向为使得它们的透射平面对于平面-偏振光成直角(正交偏振(crossed nicols))，
其中LC分子的纵轴相对于基板的平面平行或倾斜取向，并且手性添加剂在LC介质的LC分子中沿垂直于基板的轴引起具有给定的节距p的螺旋扭曲，和
其中LC介质的层的厚度为d，且d/p之比≥0.5，优选>0.5，非常优选0.6-0.8，并且
其中LC分子的螺旋扭曲的扭曲角为60至120°，优选80至100°，非常优选90°，和
其中所述显示器还包括沉积在所述第一和第二电极中的一个或两个上的聚合物层，或者如果存在的话，沉积在所述第一和第二配向层中的一个或两个上的聚合物层，
其中所述聚合物层由一种或多种可聚合介晶化合物形成，该可聚合介晶化合物以1至<3％，优选2至<3％的浓度包含在LC介质中，并且在LC介质已经被分配在两个基板之间后原位聚合。
本发明还涉及一种制造PS-TN模式的LCD的方法，包括以下步骤：
a)提供第一基板和第二基板，该第一基板配备有第一电极层并且任选地配备有第一配向层，该第二基板配备有第二电极层并且任选地配备有第二配向层，
其中第一和/或第二基板优选地配备有固定手段，优选地为密封剂材料和/或间隔物，该固定手段以相对于彼此恒定的距离并且以其平面彼此平行的方式固定第一和第二基板，
b)在第一和第二基板之间分配具有正介电各向异性的向列LC介质的层，以使LC介质与第一和第二配向层接触(如果这些层存在)，
其中所述LC介质包含，优选由以下组成：
A)液晶组分A(以下也称为“LC主体混合物”)，其包含介晶或液晶分子，优选由其组成，
B)可聚合组分B，其包含一种或多种可聚合介晶化合物(以下也称为“反应性介晶”)，优选由其组成，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，
D)任选地一种或多种其他添加剂，优选地选自聚合引发剂，稳定剂和自配向添加剂，
其中LC介质中可聚合介晶化合物的浓度为1至<3％，优选为2至<3％，和
其中LC分子的纵轴相对于基板的平面平行或倾斜取向，并且手性添加剂在LC介质的LC分子中沿垂直于基板的轴引起具有给定的节距p的螺旋扭曲，和
其中LC介质层的厚度为d，且d/p之比≥0.5，优选>0.5，非常优选0.6-0.8，并且
其中由手性添加剂引起的LC分子的螺旋扭曲的扭曲角为>210°，优选为210至330°，更优选为240至300°，非常优选为270°，
c)向第一和第二电极施加电压，使得LC分子的螺旋扭曲的扭曲角减小到<150°，优选至60至120°的范围，更优选80至100°，最优选至90°，
d)施加电压后或施加电压时，优选通过暴露于UV辐射，在第一和第二基板之间聚合LC介质的可聚合组分B的可聚合介晶化合物，从而稳定步骤c)的具有减小的扭曲角的LC介质的扭曲向列配置，并且
e)任选地，使LC介质经受第二聚合步骤，优选通过暴露于UV辐射，而没有对第一和第二电极施加电压，从而聚合在步骤d)中未反应的任何可聚合化合物，
f)任选地在第一基板的背离LC层的一侧上设置第一偏振器，并且在第二基板的背离LC层的一侧上提供第二偏振器，其中，所述偏振器优选地被取向为使得它们的透射平面对于平面偏振光成直角(正交偏振)。
本发明还涉及通过上下文所述的方法获得的LC显示器。
本发明还涉及包含在上下文所述的LC显示器中的LC介质，其中可聚合介晶化合物是未聚合的。
本发明还涉及包含在上下文所述的LC显示器中的LC介质，其中可聚合介晶化合物是经聚合的。
术语和定义
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。
如本文所用的，术语“扭曲”和“扭曲角”应理解为是指其中LC介质的LC分子的纵轴基本上平行于显示盒的最近基板的平面并且是沿垂直于基板平面的螺旋轴扭曲。
如本文所用的，术语“倾斜”和“倾斜角”应理解为是指其中LC介质的LC分子的纵轴与显示盒的最近基板的平面形成一定角度的取向。
如本文所用的，术语“指向矢”或“LC指向矢”应理解为是指LC分子的长分子轴的平均方向。
如本文中使用的，术语“反应性介晶”和“RM”应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”应理解为可聚合的单体化合物。
上下文使用的措词，LC介质包含“通过聚合可聚合组分B获得的聚合物”或“通过聚合一种或多种可聚合化合物获得的聚合物”，应理解为覆盖了其中聚合物部分保留在LC介质中或完全分散在LC介质中的实施方案，以及其中聚合物从LC介质中沉淀出来并在基板中的一个或两个上形成聚合物层，或在沉积在该基板(或电极结构)上的配向层中的一个或两个上形成聚合物层或在沉积在该基板上的电极结构中的一个或两个上形成聚合物层的实施方案。
如本文中使用的，术语“低分子量化合物”应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“聚合的化合物”或“聚合物”相对。
如本文中使用的，术语“不可聚合化合物”应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和可聚合基团(一个或多个)相连。
在上下文中，
Figure BDA0002596293270000061
表示反式-1,4-亚环己基环，和
Figure BDA0002596293270000071
表示1,4-亚苯基环。
在上下文中的“有机基团”表示碳或烃基基团。
“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“烃基基团”表示碳基团，其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。
“卤素”表示F、Cl、Br或I。
-CO-、-C(＝O)-和-C(O)-表示羰基基团，即
Figure BDA0002596293270000072
碳或烃基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”表示如上限定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。
进一步优选的碳基和烃基是具有1-20、优选1-12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-或多取代的，和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-以使得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原子彼此不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、联二萘基、菲基、9,10-二氢-菲基、芘、二氢芘、
Figure BDA0002596293270000091
二萘嵌苯、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、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。
优选的取代基，下文也称作“L”，是F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(Rx)2、-C(＝O)Y1、-C(＝O)Rx、-N(Rx)2，具有1-25个C原子的直链或支链的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中一个或多个H原子可以任选地被F或Cl替代，具有1至20个Si原子的任选取代的硅烷基(silyl)，或具有6至25个、优选6至15个C原子的任选取代的芳基，
其中Rx表示H、F、Cl、CN，或者具有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-基团任选被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O-和/或S-原子不直接彼此相连的方式替换，并且其中一个或多个H原子各自任选被F、Cl、P-或P-Sp-替换，并且
Y1表示卤素。
“取代的硅烷基或芳基”优选表示其被卤素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0取代，其中R0表示H或具有1至20个C原子的烷基。
特别优选的取代基L例如是F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5，此外还有苯基。
Figure BDA0002596293270000111
优选为
Figure BDA0002596293270000112
其中L具有以上指出的含义之一。
可聚合基团P是适合用于聚合反应(例如自由基或离子链式聚合，加成聚合或缩合聚合)的基团，或者适用于聚合物类似的(polymer-analogous)反应(例如在聚合物主链上的加成或缩合)的基团。特别优选用于链式聚合的基团，特别是包含C＝C双键或-C≡C-三键的那些，和适用于开环聚合的基团，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-、
Figure BDA0002596293270000113
CH2＝CW2-(O)k3-、CW1＝CH-CO-(O)k3-、CW1＝CH-CO-NH-、CH2＝CW1-CO-NH-、CH3-CH＝CH-O-、(CH2＝CH)2CH-OCO-、(CH2＝CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2＝CH)2CH-O-、(CH2＝CH-CH2)2N-、(CH2＝CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2＝CW1-CO-NH-、CH2＝CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2＝CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH＝CH-、HOOC-、OCN-和W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基，特别是H、F、Cl或CH3，W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基，特别是H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基，W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基，Phe表示1,4-亚苯基，其任选地被如上限定的一个或更多个不同于P-SP-的基团L取代，k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1，k3优选表示1，以及k4表示1到10的整数。
非常优选的基团P选自由以下组成的组：CH2＝CW1-CO-O-、CH2＝CW1-CO-、
Figure BDA0002596293270000121
Figure BDA0002596293270000122
CH2＝CW2-O-、CH2＝CW2-、CW1＝CH-CO-(O)k3-、CW1＝CH-CO-NH-、CH2＝CW1-CO-NH-、(CH2＝CH)2CH-OCO-、(CH2＝CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2＝CH)2CH-O-、(CH2＝CH-CH2)2N-、(CH2＝CH-CH2)2N-CO-、CH2＝CW1-CO-NH-、CH2＝CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2＝CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH＝CH-和W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基，特别是H、F、Cl或CH3，W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基，特别是H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl，具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基，W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基，Phe表示1,4-亚苯基，k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1，k3优选表示1，并且k4表示1至10的整数。
非常优选的基团P是选自由以下组成的组：CH2＝CW1-CO-O-，特别是CH2＝CH-CO-O-、CH2＝C(CH3)-CO-O-和CH2＝CF-CO-O-，还有CH2＝CH-O-、(CH2＝CH)2CH-O-CO-、(CH2＝CH)2CH-O-、
Figure BDA0002596293270000123
其他特别优选的可聚合基团P选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基，最优选选自丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。
如果Sp不同于单键，则其优选为式Sp"-X"，以使得各个基团P-Sp-相当于式P-Sp"-X"-，其中
Sp"表示具有1至20个、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，并且其中另外，一个或多个不相邻的CH2基团各自彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-N(R0)-、-Si(R0R00)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00)-CO-O-、-O-CO-N(R0)-、-N(R0)-CO-N(R00)-、-CH＝CH-或-C≡C-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替换，
X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R0)-、-N(R0)-CO-、-N(R0)-CO-N(R00)-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CR0-、-CY2＝CY3-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-、-O-CO-CH＝CH-或单键，
R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1-20个C原子的烷基，和
Y2和Y3各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。
X"优选为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR00-或单键。
典型的间隔基团Sp和-Sp"-X"-是例如-(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，且R0和R00具有上文指出的含义。
特别优选的基团Sp和-Sp"-X"-是-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1和q1具有上文指出的含义。
特别优选的基团Sp"在每种情形下是直链的亚乙基、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。
具体实施方式
在根据本发明的方法中，扭曲向列LC配置具有对应于STN配置的初始短节距，其中d/p＞0.5并且扭曲角在210至330°的范围内，优选为270°。
这是通过向LC介质中添加具有一定扭曲力的手性掺杂剂来实现的。
手性掺杂剂的螺旋扭曲力或HTP是其在特定向列LC介质中引起螺旋扭曲的能力的量度。手性掺杂剂的HTP是一种固有性质，可以由等式(1)定义
HTP＝(p·c)-1 (1)
其中，p是引起的螺旋扭曲的节距，和c是LC介质中手性掺杂剂的浓度c。
也可使用两种或更多种手性掺杂剂，例如，以便补偿各个掺杂剂的HTP的温度依赖性，因此降低螺距的温度依赖性。
在制造过程中，然后将限定的电压施加到显示器的电极。结果，扭曲角减小到对应于TN配置的值，例如90°。
根据Takatoh等人,Liq.Cryst.2012,39,715-720，扭曲角从270°至90°的变化可以用LC分子从扭曲展曲状态(如在STN配置中)变为扭曲弯曲状态(如在TN配置中)来解释。
该电压引起的TN配置是亚稳态的，通常在电压关闭的特定时间后会松弛到初始STN配置。
在根据本发明的方法中，通过使组分B的可聚合化合物聚合，优选通过UV光聚合，防止了从TN-LC到STN-LC配置的扭曲角的松弛。由此，尽管由手性掺杂剂引起的节距短，但仍保持了具有“不自然地”低扭曲角的亚稳态TN配置。因此，LC介质中的LC分子被迫进入这样的状态，其中扭曲度低于上述等式(1)给出的LC介质的自然节距。换句话说，LC分子的实际扭曲角的确不再对应于由手性掺杂剂引起的螺旋扭曲的“自然”节距和显示盒的d/p值。
与由类似材料(但其中手性掺杂剂的量减少，从而节距更长，d/p值更低，并且都与减小的扭曲角匹配)制成的显示器相比，这种方法的结果是，可以实现显著缩短的响应时间。
已经发现，仅将＜3％的少量的可聚合介晶化合物加入到LC介质中就可以实现低扭曲的聚合物稳定化和根据本发明的PS-TN LCD的有利效果，例如快速的上升和衰减时间，高的透射率和良好的对比度。
还发现在根据本发明的PS-TN LCD中，由可聚合介晶化合物形成的大部分聚合物将从LC介质中相分离或沉淀，并在基板或电极上，或在其上提供的配向层上形成聚合物层。这可以通过显微镜测量(如SEM或AFM)来证实，该测量表明所形成的聚合物主要聚集在LC层/基板的界面处。因此，与未稳定化的TN LCD相比，尤其可以减少LCD的透射率损失，并且可以实现高透射率。
这些是从现有技术(如上面引用的出版物)无法预期的显著的优势，在所述出版物中报道了在LC介质中形成聚合物网络或聚合物壁时，需要一定的最小量的单体，并且该LC介质中的聚合物网络或聚合物壁会导致较低的透射率。
优选地，根据本发明的显示器中使用的LC介质包括
A)包含介晶或液晶分子的液晶组分A，
B)包含一种或多种可聚合介晶化合物的可聚合组分B，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，
D)任选地一种或多种其他添加剂，优选地选自稳定剂和聚合引发剂，
其中组分B的可聚合介晶化合物在LC介质中的浓度为1至＜3重量％，优选为2至＜3重量％。
在根据本发明的显示器中使用的LC介质的液晶组分A)在下文中也称为“LC主体混合物”，并且优选仅包含选自不可聚合的低分子量化合物的LC化合物。
优选地，LC介质的组分A或LC主体混合物包含一种或多种选自式A和B的化合物
Figure BDA0002596293270000161
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：
Figure BDA0002596293270000162
各自彼此独立地且在每次出现时相同或不同地为
Figure BDA0002596293270000163
R21,R31各自彼此独立地为具有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，其全部任选地被氟化,
X0为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个碳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，特别优选-COO-，反式-CH＝CH-或单键,
L21，L22，L31，L32各自彼此独立地为H或F,
LS为H或CH3，其中优选连接至相同苯环的两个基团LS中的至少一个为H,
g为0，1，2或3。
在式A和B的化合物中，X0优选为F，Cl，CF3，CHF2，OCF3，OCHF2，OCFHCF3，OCFHCHF2，OCFHCHF2，OCF2CH3，OCF2CHF2，OCF2CHF2，OCF2CF2CHF2，OCF2CF2CHF2，OCFHCF2CF3，OCFHCF2CHF2，OCF2CF2CF3，OCF2CF2CClF2，OCClFCF2CF3或CH＝CF2，非常优选F或OCF3，最优选F。
在式A和B及其子式的化合物中，环
Figure BDA0002596293270000171
优选表示
Figure BDA0002596293270000172
此外表示
Figure BDA0002596293270000173
在优选的实施方案中，式A和B或其子式的化合物中的至少一种含有至少一个环
Figure BDA0002596293270000181
在式A和B的化合物中，R21和R31优选选自具有1、2、3、4、5或6个C原子的直链烷基或烷氧基，和具有2、3、4、5、6或7个C原子的直链烯基。
在式A和B的化合物中，g优选为1或2。
在式B的化合物中，Z31优选为COO，反式-CH＝CH或单键，非常优选COO或单键。
优选地，LC介质的组分A)包含一种或多种选自下式的式A化合物：
Figure BDA0002596293270000182
Figure BDA0002596293270000191
其中A21，R21，X0，L21，L22和LS具有式A中给出的含义，L23和L24各自彼此独立地为H或F，和X0优选为F。特别优选的是式A1和A2的化合物。
特别优选的式A1化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000192
Figure BDA0002596293270000201
其中R21，X0，L21和L22具有在式A1中给出的含义，L23，L24，L25和L26各自彼此独立地为H或F，和X0优选为F。
进一步优选的是式A1a-A1g的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式A1的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000202
Figure BDA0002596293270000211
Figure BDA0002596293270000221
其中R21如式A1中所定义。
进一步优选的是式A1a1-A1g1的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
特别优选的式A2的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000222
Figure BDA0002596293270000231
Figure BDA0002596293270000241
其中R21、X0、L21和L22具有式A2中给出的含义，L23、L24、L25和L26各自彼此独立地为H或F，和X0优选为F。
进一步优选的是式A2a-A2l的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式A2的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000242
Figure BDA0002596293270000251
Figure BDA0002596293270000261
其中R21和X0如式A2中所定义。
进一步优选的是式A2a1-A2l2的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
特别优选的式A3的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000262
Figure BDA0002596293270000271
其中R21，X0，L21和L22具有式A3中给出的含义，和X0优选为F。
进一步优选的是式A3a-A3c的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
特别优选的式A4化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000272
其中R21如式A4所定义。
进一步优选的是式A4a的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
优选地，LC介质的组分A)包含一种或多种选自下式的式B化合物：
Figure BDA0002596293270000273
Figure BDA0002596293270000281
其中g，A31，A32，R31，X0，L31，L32和LS具有式B中给出的含义，以及X0优选是F。特别优选的是式B1和B2的化合物。
特别优选的式B1的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000282
其中R31、X0、L31和L32具有式B1中给出的含义，以及X0优选是F。
进一步优选的是式B1a-B1b的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B1a的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000283
Figure BDA0002596293270000291
其中R31如式B1中所定义。
进一步优选的是式B1a1-B1a6的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B1b的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000292
Figure BDA0002596293270000301
其中R31如式B1中所定义。
进一步优选的是式B1b1-B1b4的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
特别优选的式B2的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000302
Figure BDA0002596293270000311
Figure BDA0002596293270000321
其中R31、X0、L31和L32具有式B2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。
进一步优选的是式B2a-B2l的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000322
Figure BDA0002596293270000331
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2a1-B2a5的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2b的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000332
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2b1-B2b4的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2c的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000333
Figure BDA0002596293270000341
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2c1-B2c5的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2d和B2e的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000342
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2d1和B2e1的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2f的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000351
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2f1-B2f5的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2g的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000361
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2g1-B2g5的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2h化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000362
Figure BDA0002596293270000371
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2h1-B2h3的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2i的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000372
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2i1和B2i2的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2k的化合物选自由以下子式组成的组
Figure BDA0002596293270000381
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2k1和B2k2的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
非常特别优选的式B2l的化合物选自由以下子式组成的组
Figure BDA0002596293270000382
其中R31如式B2中所定义。
进一步优选的是式B2l1和B2l2的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
替代地，或者除了式B1和/或B2的化合物之外，LC介质的组分A)还可以包含一种或多种如上所定义的式B3的化合物。
特别优选的式B3化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000391
其中R31如式B3中所定义。
进一步优选的是式B3a和B3b的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
优选地，LC介质的组分A)除了包含式A和/或B的化合物之外，还包含一种或多种式C的化合物
Figure BDA0002596293270000392
其中各个基团具有以下含义：
Figure BDA0002596293270000393
各自彼此独立地，和
每次出现时相同或不同地为
Figure BDA0002596293270000394
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，或者具有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，
Z41、Z42各自彼此独立地为-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，优选单键，
h为0、1、2或3。
在式C的化合物中，R41和R42优选选自具有1、2、3、4、5或6个C原子的直链烷基或烷氧基，和具有2、3、4、5、6或7个C原子的直链烯基。
在式C的化合物中，h优选为0、1或2。
在式C的化合物中，Z41和Z42优选选自COO、反式-CH＝CH和单键，非常优选选自COO和单键。
优选的式C的化合物选自由以下子式组成的组：
Figure BDA0002596293270000401
Figure BDA0002596293270000411
Figure BDA0002596293270000421
其中f为0或1，和R41和R42具有式C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。
非常优选式C1，C4，C5和C9的化合物。
优选的式C化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000431
Figure BDA0002596293270000441
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基。
特别优选的是式C1a的化合物，非常优选选自以下子式的那些：
Figure BDA0002596293270000442
Figure BDA0002596293270000451
其中丙基，丁基和戊基是直链基团。
最优选的是式C1a1的化合物。
在本发明的另一个优选实施方案中，除了式A和/或B和/或C的化合物之外，LC介质的组分A)还包含一种或多种式D的化合物
Figure BDA0002596293270000452
其中A41，A42，Z41，Z42，R41，R42和h具有式C中给出的含义或以上给出的优选含义之一。
优选的式D化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000453
其中R41和R42具有式D中给出的含义，并优选表示烷基。
非常优选的式D化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000454
Figure BDA0002596293270000461
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，和alkenyl表示具有2-7个碳原子的直链烯基，优选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-。
最优选的式D化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000462
在本发明的另一个优选实施方案中，除了式A和/或B的化合物以外，LC介质的组分A)还包含一种或多种含有烯基的式E的化合物。
Figure BDA0002596293270000471
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：
Figure BDA0002596293270000472
表示
Figure BDA0002596293270000473
Figure BDA0002596293270000474
表示
Figure BDA0002596293270000475
RA1为具有2至9个C原子的烯基，或者如果环X、Y和Z中的至少一个表示环己烯基，则RA1还具有RA2的含义之一,
RA2为具有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替代，
x为1或2。
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。
优选的式E的化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000481
Figure BDA0002596293270000491
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，且alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至7个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2＝CH-、CH2＝CHCH2CH2-、CH3-CH＝CH-、CH3-CH2-CH＝CH-、CH3-(CH2)2-CH＝CH-、CH3-(CH2)3-CH＝CH-或CH3-CH＝CH-(CH2)2-。
非常优选的式E的化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000492
其中m表示1、2、3、4、5或6，i表示0、1、2或3，和Rb1表示H、CH3或C2H5。
非常特别优选的式E的化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000493
Figure BDA0002596293270000501
最优选的是式E1a2，E1a5，E6a1和E6a2的化合物。
在本发明的另一个优选的实施方案中，除了式A和/或B的化合物之外，LC介质的组分A)还包含一种或多种式F的化合物。
Figure BDA0002596293270000511
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：
Figure BDA0002596293270000512
表示
Figure BDA0002596293270000513
R21，R31各自彼此独立地为具有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，其全部任选地被氟化,
X0为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个碳原子的卤代烯基或烯氧基,
Z21为-CH2CH2-，-CF2CF2-，-COO-，反式-CH＝CH-，反式-CF＝CF-，-CH2O-，-CF2O-，-C≡C-或单键，优选-CF2O-,
L21，L22，L23，L24各自彼此独立地为H或F,
LS为H或CH3，其中优选连接至相同苯环的两个基团LS中的至少一个为H,
g为0，1，2或3。
在式F及其子式的化合物中，环
Figure BDA0002596293270000521
优选表示
Figure BDA0002596293270000522
此外表示
Figure BDA0002596293270000523
在优选的实施方案中，至少一种式F或其子式的化合物含有至少一个环
Figure BDA0002596293270000524
特别优选的式F化合物选自下式：
Figure BDA0002596293270000525
Figure BDA0002596293270000531
其中R21，X0，L21和L22具有式F中给出的含义，L25和L26各自彼此独立地为H或F，和X0优选为F。
非常特别优选的式F1-F3化合物选自以下子式：
Figure BDA0002596293270000532
Figure BDA0002596293270000541
其中R21如式F1所定义。
进一步优选的是式F1-F3和F1a-F3b的化合物，其中氟取代的苯环中的至少一个在氟原子的对位另外被甲基取代。
LC主体混合物中式A和B的化合物的比例优选为2至60％，非常优选为3至45％，最优选为4至35％。
LC主体混合物中式C和D的化合物的比例优选为2至70％，非常优选为5至65％，最优选为10至60％。
LC主体混合物中式E化合物的比例优选为5至50％，非常优选为5至35％。
LC主体混合物中式F化合物的比例优选为2至30％，非常优选为5至20％。
下面列出了本发明的其他优选实施方案，包括其任何组合。
a)组分A或LC主体混合物包含一种或多种具有高正介电各向异性、优选Δε＞15的式A和/或B的化合物。
b)组分A或LC主体混合物包含一种或多种选自以下的化合物：式A1a2(CCQU)，A1b1(ACQU)，A1d1(PUQU)，A1f1(GUQU)，A2a1(APUQU)，A2h1(CDUQU)，A2l1(DUUQU)，A2l2(DGUQU)，A2k1(PGUQU)，B2d1(CDU)，B2g2(PGU)，B2i1(CPGU)，B2h3(CCGU)，B2k1(PPGU)，B2l1(DPGU)，F1a(GUQGU)。LC主体混合物中这些化合物的总比例优选为4至40％，非常优选5至35％。这些化合物中的单独一种在LC主体混合物中的比例优选为0.5至10％.
c)组分A或LC主体混合物包含一种或多种选自以下的化合物：式B2c1(CCP-nOCF3)，B2c4(CCP-nF.F.F)，B2f2(BCH-nF.F)和B2f4(BCH-nF.F.F)。LC主体混合物中这些化合物的总比例优选为2至40％，非常优选5至35％。这些化合物中的单独一种在LC主体混合物中的比例优选为0.5至10％。
d)组分A或LC主体混合物包含一种或多种选自以下的化合物：式C1(CCH)，C4(PCH)，C5(CCP)，C7(BCH)，C9(CBC)和D2(PGP)，优选C1a(CCH-nm)，C4b(PCH-nOm)，C5b(CCP-nOm)，C7b(BCH-nOm)，C9b(CBC-nmF)，D2a(PGP-n-m)和D2b(PGP-n-mV)。LC主体混合物中这些化合物的总比例优选为5至60％，非常优选8至50％。这些化合物中的单独一种在LC主体混合物中的比例优选为0.5至10％。
e)LC主体混合物包含一种或多种选自以下的化合物：式E1(CC-烯基)，E3(PP-烯基)和E6(CCP-烯基)，优选E1a(CC-n-Vm)，E3a(PP-n-kVm)和E6a(CCP-Vn-m)，非常优选E1a2(CC-3-V)，E1a5(CC-3-V1)，E3a1(PP-3-V)，E3a3(PP-1-2V1)和E6a1(CCP-V-1)。LC主体混合物中这些化合物的总比例优选为5至75％，非常优选10至65％。这些化合物中的单独一种在LC主体混合物中的比例优选为0.5至10％。
优选地，在LC介质中，LC组分A)的比例为95至＜100％，优选为95至97％，非常优选为96至99％。
LC组分A)或LC主体混合物优选为向列LC混合物。
LC介质的可聚合组分B的可聚合介晶化合物优选选自式I
Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb I
其中各个基团在每次出现时相同或不同地，和各自彼此独立地具有以下含义：
Ra和Rb为P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，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(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代，和其中此外，一个或多个H原子可被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代，其中，若B1和/或B2含有饱和C原子，则Ra和/或Rb还可表示螺连接到该饱和C原子的基团,
其中基团Ra和Rb中的至少一个表示或含有基团P或P-Sp-,
P为可聚合基团，
Sp为间隔基团或单键,
B1和B2为芳族、杂芳族、脂环或杂环基团，优选具有4至25个环原子，其还可含有稠环，和其是未取代的，或被L单-或多取代，
Zb为-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-OCO-，-O-CO-O-，-OCH2-，-CH2O-，-SCH2-，-CH2S-，-CF2O-，-OCF2-，-CF2S-，-SCF2-，-(CH2)n1-，-CF2CH2-，-CH2CF2-，-(CF2)n1-，-CH＝CH-，-CF＝CF-，-C≡C-，-CH＝CH-COO-，-OCO-CH＝CH-，CR0R00或单键,
R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基，
m表示0、1、2、3或4,
n1表示1、2、3或4,
L为P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(Rx)2、-C(＝O)Y1、-C(＝O)Rx、-N(Rx)2，任选取代的硅烷基，任选取代的具有6至20个C原子的芳基，或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，烷氧基，烷基羰基，烷氧基羰基，烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中此外，一个或多个H原子可被F，Cl，P或P-Sp-替代,
P和Sp具有如上所指出的含义，
Y1表示卤素,
Rx表示P、P-Sp-、H、卤素、具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中此外，一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代，和其中此外，一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代，具有6至40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基，或具有2至40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基。
特别优选的式I的化合物是以下的那些，其中B1和B2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氢-菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、香豆素、黄酮，其中此外，在这些基团中的一个或多个CH基团可被N替代，环己烷-1,4-二基，其中此外，一个或多个不相邻的CH2基团可被O和/或S替代，1,4-亚环己烯基、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基，其中所有这些基团可以是未取代的或被如上所述的L单或多取代。
特别优选的式I的化合物是其中B1和B2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基的那些,
非常优选的式I的化合物选自下式:
Figure BDA0002596293270000571
Figure BDA0002596293270000581
Figure BDA0002596293270000591
Figure BDA0002596293270000601
Figure BDA0002596293270000611
其中各个基团在每次出现时相同或不同地，和各自彼此独立地具有以下含义：
P1，P2，P3为乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基或环氧基，
Sp1，Sp2，Sp3为单键或间隔基团，其中此外，基团P1-Sp1-、P1-Sp2-和P3-Sp3-中的一个或多个可表示Raa，条件是所存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2和P3-Sp3-中的至少一个不同于Raa,
Raa为H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中此外，一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-(R0)＝C(R00)-，-C≡C-，-N(R0)-，-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代，和其中此外，一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-替代，特别优选具有1至12个C原子的直链或支链，任选单-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(其中烯基和炔基基团具有至少两个C原子和支链基团具有至少三个C原子)，
R0，R00为H或具有1至12个C原子的烷基，
Ry和Rz为H，F，CH3或CF3,
X1，X2，X3为-CO-O-，-O-CO-或单键,
Z1为-O-，-CO-，-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Z2，Z3为-CO-O-，-O-CO-，-CH2O-，-OCH2-，-CF2O-，-OCF2-或-(CH2)n-，其中n为2、3或4,
L为F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链，任选单-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,
L'，L"为H，F或Cl,
r为0，1，2，3或4，
s为0，1，2或3，
t为0，1或2，
x为0或1。
非常优选的是式M2，M10和M13的化合物，特别是恰好含有两个可聚合基团P1和P2的双反应性化合物。
进一步优选的是选自式M15至M31的化合物，特别是选自式M17，M18，M19，M22，M23，M24，M25，M26，M30和M31的化合物，尤其是含有恰好三个可聚合基团P1，P2和/或P3的三反应性化合物。
在式M1至M31的化合物中，基团
Figure BDA0002596293270000621
优选为
Figure BDA0002596293270000622
Figure BDA0002596293270000623
其中L在每次出现时，相同或不同地，具有上下文给出的含义之一，和优选F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-，非常优选F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-，更优选F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3，尤其是F或CH3。
优选的式M1至M30的化合物是其中P1，P2和P3表示丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，氧杂环丁烷基或环氧基(非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基)的那些。
进一步优选的式M1至M31的化合物是其中Sp1，Sp2和Sp3为单键的那些。
进一步优选的式M1至M31的化合物是其中Sp1，Sp2和Sp3中的一个为单键和Sp1，Sp2和Sp3中的另一个不同于单键的那些。
进一步优选的式M1至M31的化合物是其中不同于单键的那些基团Sp1，Sp2和Sp3表示-(CH2)s1-X"-的那些，其中s1为1至6的整数，优选2，3，4或5，和X"是至苯环的连接基并且是-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-或单键。
进一步优选的式I的化合物是选自下表D中的式RM-1至RM-131的那些，尤其是选自以下的那些：式RM-1，RM-4，RM-8，RM-17，RM-19，RM-35，RM-37，RM-39，RM-40，RM-41，RM-48，RM-51，RM-52，RM-54，RM-57，RM-64，RM-74，RM-76，RM-88，RM-91，RM-102，RM-103，RM-109，RM-117，RM-120，RM-121和RM-122。
特别优选包含一种，两种或三种式I的可聚合化合物的LC介质。
进一步优选的是可聚合化合物，其优选选自式I，非常优选选自式M1-M31，最优选选自表D的上述式，其在320-360nm的波长范围内具有吸收最大值。
还优选其中可聚合组分B)仅由式I的可聚合化合物组成的LC介质。
在另一个优选的实施方案中，除根据上述优选的子式和子组的式I的可聚合化合物之外或作为替代，组分B)包含一种或多种含有一个或多个可聚合基团和一个或多个极性锚定基团的可聚合介晶化合物，该极性锚定基团选自例如羟基，羧基，氨基或硫醇基。这些化合物可用作自配向(SA)添加剂，并且可用于根据本发明的SA模式显示器。这种类型的合适的和优选的可聚合介晶SA添加剂选自式I或M1-M31的化合物，其中至少一个基团B1，B2，Ra，Rb，Rx，L，Sp，Sp1，Sp2，Sp3或Raa被羟基，羧基，氨基或硫醇基，优选羟基取代。这种类型的进一步优选的可聚合介晶SA添加剂选自表E中的式SA-9至SA-34。
在LC介质中，组分B)的可聚合化合物的比例优选为1至＜3％，更优选为2至＜3％，非常优选为2至2.5％，最优选为2至2.2％。
除了组分A和B之外，LC介质优选包含组分C，该组分C包含一种或多种光学活性化合物，优选选自手性掺杂剂。
优选选择LC介质中的螺旋扭曲力和掺杂剂的量，使得根据本发明的显示器中的d/p之比≥0.5，非常优选0.5至1.2，更优选0.55至1.0，最优选为0.6至0.8。
LC介质中的手性掺杂剂的比例优选为0.01至6％，非常优选为0.05至3％，更优选为0.1至0.5％。
合适的和优选的手性掺杂剂在下表B中提及。优选的手性掺杂剂例如选自R-或S-1011，R-或S-2011，R-或S-3011，R-或S-4011或R-或S-5011。
优选地，由手性掺杂剂在LC介质中(在施加电压之前)引起的螺旋扭曲的扭曲角为210°至330°，更优选为240至300°，最优选为270°。
优选地，由手性掺杂剂在LC介质中引起的螺旋扭曲的节距为2至10μm，非常优选地为3至6μm。
优选地，根据本发明的显示器中的d/p之比≥0.5，非常优选0.5至1.2，更优选0.55至1.0，最优选0.6至0.8。
优选地，LC介质包含一种或多种聚合引发剂。
聚合的合适条件以及引发剂的合适类型和量是本领域技术人员已知的，并在描述文献中。适用于自由基聚合的是例如可商购的光引发剂
Figure BDA0002596293270000652
或
Figure BDA0002596293270000653
(Ciba AG)。
如果将聚合引发剂添加至LC介质，则其比例优选为0.001至1重量％，特别优选为0.001至0.5重量％。
在另一个优选的实施方案中，LC介质包含一种或多种稳定剂。稳定剂的使用可以防止RM发生不希望的自发聚合，例如在存储或运输过程中。
稳定剂的合适类型和量是本领域技术人员已知的，并描述于文献中。
根据本发明的LC介质可以例如还包含一种或多种UV稳定剂，例如来自CibaChemicals的
Figure BDA0002596293270000654
系列，例如
Figure BDA0002596293270000655
770，或来自
Figure BDA0002596293270000656
系列，例如
Figure BDA0002596293270000657
1076(全部来自BASF)。其他合适和优选的稳定剂是选自下表C的那些。
在本发明的另一个优选实施方案中，LC介质包含一种或多种其他稳定剂，其优选选自下式：
Figure BDA0002596293270000651
其中各个基团，彼此独立地和在每次出现时相同或不同地，具有以下含义
Ra-d为具有1至10个，优选1至6个，非常优选1-4个C原子的直链或支链烷基，最优选甲基,
XS为H，CH3，OH或O·,
AS为任选取代的具有1至20个C原子的直链，支链或环状亚烷基,
n为1至6的整数，优选3。
优选的式S3的稳定剂选自式S3A
Figure BDA0002596293270000661
其中n2为1至12的整数，和其中基团(CH2)n2中的一个或多个H原子任选地被甲基，乙基，丙基，丁基，戊基或己基替代。
非常优选的稳定剂选自下式
Figure BDA0002596293270000662
Figure BDA0002596293270000671
Figure BDA0002596293270000681
在优选的实施方案中，液晶介质包含一种或多种选自式S1-1，S2-1，S3-1，S3-1和S3-3的稳定剂。
在优选的实施方案中，液晶介质包含一种或多种选自表C的稳定剂。
优选地，稳定剂(如式S1-S3的那些)在液晶介质中的比例为10至500ppm，非常优选为20至100ppm。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的LC介质包含自配向(SA)添加剂，优选浓度为0.1至2.5％。
在该优选实施方案中使用的优选的SA添加剂选自包含介晶基团和被一个或多个选自羟基，羧基，氨基或硫醇基团的极性锚定基团封端的直链或支链烷基侧链的化合物。
进一步优选的SA添加剂包含一个或多个可聚合基团，其任选地经由间隔基团连接至介晶基团。这些可聚合的SA添加剂可以在LC介质中以与PSA方法中对于RM所应用的相似条件下聚合。
合适的SA添加剂例如在US 2013/0182202A1，US 2014/0838581 A1，US 2015/0166890 A1和US 2015/0252265 A1中公开。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的LC介质或聚合物稳定的显示器包含选自下表E的一种或多种自配向添加剂。
在优选的实施方式中，根据本发明的显示器不包含配向层。
根据本发明的LC介质还可以包含例如选自以下清单的其他添加剂，包括但不限于抗氧化剂，自由基清除剂，消泡剂，润湿剂，润滑剂，分散剂，疏水剂，粘合剂，流动改进剂，除气剂，稀释剂，反应性稀释剂，助剂，着色剂，染料，颜料和纳米粒子。
此外，可将如下物质加入液晶介质，例如0-15重量％的多向色性染料,用于改进导电性的导电盐，优选4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基铵、四苯基硼酸四丁基铵或冠醚的络合物盐(例如参考Haller等，Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973))，或用于改变介电各向异性、粘度和/或向列相配向的物质。这类物质描述于例如DE-A 22 09 127、22 40864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、 26 37 430和28 53 728中。
在优选的实施方案中，LC介质包含以下，优选由以下组成：
A)液晶组分A，其包含一种或多种选自如上定义的式A和B或其子式的化合物，一种或多种选自如上定义的式C和D或其子式的化合物，以及任选地一种或多种如上定义的式E或其子式的化合物，
B)可聚合组分B，其包含一种或多种如上定义的式I的可聚合介晶化合物，其优选选自式M1-M31，非常优选选自表D，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，非常优选选自表B，
D)任选地一种或多种其他添加剂，其优选选自聚合引发剂，稳定剂(其非常优选选自表C)和自配向添加剂(其非常优选选自表E)，
其中LC介质中可聚合介晶化合物的浓度为0.05至<3％，和
其中选择手性添加剂的浓度，使得它们在LC介质中引起的扭曲角为>210°，优选为210至330°，更优选为240至300°，非常优选为270°。
在另一个优选的实施方案中，LC介质包含以下，优选由以下组成：
A)液晶组分A，其包含一种或多种选自如上定义的式A和B或其子式的化合物，一种或多种选自如上定义的式C和D或其子式的化合物，以及任选地一种或多种如上定义的式E或其子式的化合物，
B)可聚合组分B，其包含一种或多种如上定义的式I的可聚合介晶化合物，其优选选自式M1-M31，非常优选选自表D，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，非常优选选自表B，
D)任选地一种或多种其他添加剂，其优选选自聚合引发剂，稳定剂(其非常优选选自表C)和自配向添加剂(其非常优选选自表E)，
其中LC介质中可聚合介晶化合物的浓度为0.05至<3％，和
其中选择手性添加剂的浓度，使得它们在LC介质中引起的螺距为2至10μm，非常优选3至6μm。
在另一个优选的实施方案中，LC介质中的可聚合介晶化合物是未聚合的。
在另一个优选的实施方案中，LC介质中的可聚合介晶化合物是经聚合的。
在另一个优选的实施方案中，LC介质包含一种或多种选自以下组或其任何组合的化合物：
在另一个优选的实施方案中，LC介质包含一种或多种选自以下组或其任何组合的化合物：
1)一种或多种选自式A2a1，A2k1，B2k1的化合物。这些化合物可以增加介电各向异性，光学各向异性和工作温度。
2)一种或多种选自式A1d1的化合物。这些化合物可以增加介电各向异性和光学各向异性，但会降低工作温度。
3)一种或多种选自式A1a2的化合物。这些化合物可以增加介电各向异性，但会降低工作温度。
4)一种或多种选自式C1a，C1b，E1a的化合物。这些化合物可以降低粘度并调节光学各向异性，但会降低工作温度。
5)任选地一种或多种选自式C4b的化合物。这些化合物可以降低粘度，但会降低工作温度。
6)一种或多种选自式C7a，D2，E6的化合物。这些化合物可以降低介电各向异性和工作温度。
7)一种或多种手性掺杂剂，优选选自表B，非常优选选自式R/S-1011，R/S-2011，R/S-3011，R/S-4011和R/S-5011。这些化合物在具有LC分子的层中引起螺旋扭曲的结构和扭曲角。
8)一种或多种反应性介晶，优选选自式I，非常优选选自式M1至M31，更优选选自表D的式RM-1至RM-131，最优选选自式RM-1，RM-4，RM-8，RM-17，RM-19，RM-35，RM-37，RM-39，RM-40，RM-41，RM-48，RM-51，RM-52，RM-54，RM-57，RM-64，RM-74，RM-76，RM-88，RM-91，RM-102，RM-103，RM-109，RM-117，RM-120，RM-121和RM-122。这些化合物提供了降低扭曲角的聚合物稳定性。
9)一种或多种稳定剂，优选选自表C，非常优选选自下式
Figure BDA0002596293270000711
Figure BDA0002596293270000721
其中n为1，2，3，4，5，6或7，优选3,
10)一种或多种光引发剂。这些化合物引发组分B和以上组8的可聚合化合物的聚合。
11)一种或多种自配向添加剂。这些化合物使得能够省略配向层。
12)一种或多种选自抗氧化剂，UV吸收剂，着色剂，消泡剂的添加剂。
根据本发明的LC介质的优选实施方式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。
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。
以本身常规的方式制备根据本发明使用的LC介质，例如通过将一种或多种选自式A至F的LC化合物或上述优选实施方案的一种或多种化合物与彼此和/或其他LC化合物和/或添加剂(例如可聚合化合物或RM)混合。通常，期望量的以较少量使用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，并且在彻底混合后再次除去溶剂，例如通过蒸馏除去。
不言而喻，通过根据本发明的液晶介质的组分的适当选择，也可在较高阈值电压下实现较高的清亮点(例如超过100℃)或在较低的阈值电压下实现较低的清亮点并保留其它有利性质。在相应地仅仅略微增加的粘度下，同样可以获得具有较高Δε以及由此低的阈值的液晶介质。根据本发明的MLC显示器优选在第一Gooch和Tarry透射最小值(transmission minimum)操作[C.H.Gooch和H.A.Tarry,Electron.Lett.10,2-4,1974；C.H.Gooch和H.A.Tarry,Appl.Phys.,Vol.8,1575-1584,1975]，其中除了特别有利的电光学性质，例如特性线的高陡度和对比度的低角度依赖性(德国专利30 22 818)外，在与在第二最小值下的类似显示器中相同的阈值电压下，较低的介电各向异性是足够的。这使得使用根据本发明的混合物在第一最小值下能够获得比包含氰基化合物的液晶介质的情况显著更高的比电阻值。通过各个组分及其重量比例的适当选择，本领域技术人员能够使用简单的常规方法设定对于MLC显示器的预先确定的层厚度所需的双折射率。
本发明的LC介质和LC主体混合物优选在20℃下具有≥80K，非常优选≥100K的向列相范围，并且优选具有≤250mPa·s，非常优选≤200mPa.s的旋转粘度。
根据本发明的LC介质和LC主体混合物的双折射率Δn在20℃下优选为0.07至0.15，特别优选为0.08至0.15。
LC介质和LC主体混合物具有正介电各向异性Δε。优选地，LC介质和LC主体混合物在20℃和1kHz的正介电各向异性Δε为+2至+30，更优选为+3至+20，非常优选为+4至+15，最优选为+4至+8。
根据本发明的PS-UF TN-LC显示器的结构对应于在开头引用的现有技术中所描述的TN显示器的常用几何形状。
由偏振器、电极基板和表面处理的电极构成的根据本发明的PS-UF TN-LC显示器的构造对应于这类显示器的常用设计。术语“常用设计”在此处广义理解并且也包括LC显示器的所有衍生形式和变型，特别是包括基于多晶硅TFT或MIM的矩阵显示元件。
本发明的优选的PS-UF TN-LC显示器包含：
-第一基板，其包括限定像素区域的像素电极，所述像素电极连接至设置在每个像素区域中的切换元件，以及任选的设置在所述像素电极上的第一配向层，
-第二基板，其包括公共电极层和任选的第二配向层，所述公共电极层可以设置在第二基板的面向第一基板的整个部分上，
-具有正介电各向异性的向列LC介质层，其分配在第一基板和第二基板之间，并且包含液晶组分A(该液晶组分A包含一种或多种介晶或液晶分子，优选地由一种或多种介晶或液晶分子组成)，并且还包含组分C(包含一种或多种手性添加剂)，并且任选地包含组分D，其包含一种或多种其他添加剂，
-沉积在所述第一和第二电极的每一个上，或如果存在的话，在所述第一和第二配向层的每一个上的聚合物层，其中所述聚合物层由一种或多种可聚合介晶化合物形成，该可聚合介晶化合物以0.1％至<3％的浓度存在于LC介质中并且在将LC介质分配到两个基板之间后原位聚合，
-任选地，在第一基板的背离LC层的一侧上的第一偏振器和在第二基板的背离LC层的一侧上的第二偏振器，所述偏振器优选地被取向为使得它们的透射平面对于平面-偏振光成直角(正交偏振)。
本发明还涉及一种制造聚合物稳定的扭曲向列(PS-TN)模式的液晶显示器(LCD)的方法，包括以下步骤：
a)提供第一基板和第二基板，该第一基板配备有第一电极层并且任选地配备有第一配向层，该第二基板配备有第二电极层并且任选地配备有第二配向层，
其中第一和/或第二基板优选地配备有固定手段，优选地为密封剂材料和/或间隔物，该固定手段以相对于彼此恒定的距离并且以其平面彼此平行的方式固定第一和第二基板，
b)在第一和第二基板之间分配具有正介电各向异性的向列LC介质的层，以使LC介质与第一和第二配向层接触(如果这些层存在)，
其中所述LC介质包含以下，优选由以下组成：
A)液晶组分(以下也称为“LC主体混合物”)，其包含介晶或液晶分子，优选由其组成，
B)可聚合组分B，其包含一种或多种可聚合介晶化合物(以下也称为“反应性介晶”)，优选由其组成，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，
D)任选地一种或多种其他添加剂，优选地选自聚合引发剂，稳定剂和自配向添加剂，
其中LC介质中可聚合介晶化合物的比例为<3％，优选为0.05至<3％，和
其中LC分子的纵轴相对于基板的平面平行或倾斜取向，并且手性添加剂在LC介质的LC分子中沿垂直于基板的轴引起具有给定的节距p的螺旋扭曲，和
其中LC介质层的厚度为d，且d/p之比≥0.5，优选>0.5，非常优选0.6-0.8，并且
其中由手性添加剂引起的LC分子的螺旋扭曲的扭曲角为>210°，优选为210至330°，更优选为240至300°的范围，非常优选为270°，
c)向第一和第二电极施加电压，使得LC分子的螺旋扭曲的扭曲角减小到<150°，优选至60至120°的范围，优选80至100°，最优选至90°，
d)施加电压后或施加电压时，优选通过暴露于UV辐射，在第一和第二基板之间聚合LC介质的可聚合组分B的可聚合介晶化合物，从而稳定步骤c)的具有减小的扭曲角的LC介质的扭曲向列配置，并且
e)任选地，使LC介质经受第二聚合步骤，优选通过暴露于UV辐射，而没有对第一和第二电极施加电压，从而聚合在步骤d)中未反应的任何可聚合化合物，
f)任选地在第一基板的背离LC层的一侧上设置第一偏振器，并且在第二基板的背离LC层的一侧上提供第二偏振器，其中，所述偏振器优选地被取向为使得它们的透射平面对于平面偏振光成直角(正交偏振)。
在根据本发明的显示器及其制造过程的步骤a)中使用的基板优选是玻璃基板。对于柔性LC显示器，优选使用塑料基板。这些塑料基板优选具有低双折射率。合适且优选的塑料基板的例子是聚碳酸酯(PC)，聚醚砜(PES)，多环烯烃(PCO)，聚芳酯(PAR)，聚醚醚酮(PEEK)或无色聚酰亚胺(CPI)基板。
至少一种基板对于用于使根据本发明的方法中使用的可聚合化合物聚合的光辐射应是透射的。
如果基板配备有通过光聚合和/或光配向制备的配向层，则对于用于配向层材料或其前体的光聚合或光配向的光辐射，至少一个基板应该是透射的。
电极层可以由技术人员根据各个显示类型来设计。在根据本发明的LC显示器中，第一基板和第二基板各自配备有电极层。
进一步优选地，第一电极层和第二电极层中的一个是限定像素区域的像素电极，该像素电极连接到设置在每个像素区域中并且任选地包括微缝图案的切换元件，并且第一电极层和第二电极层中的另一个电极层是公共电极层，其可以设置在面对另一基板的基板的整个部分上。
第一和/或第二基板可以携带另外的层或组件，包括但不限于滤色器，TFT阵列，黑矩阵，聚酰亚胺涂层或通常在显示基板上发现的其他组件。
优选地，第一和第二基板中的至少一个，更优选地每个基板，配备有配向层，该配向层通常施加在电极上，使得其接触LC介质。
第一和/或第二配向层控制LC层的LC分子的配向方向。在根据本发明的显示器中，选择配向层，使得它们赋予LC分子相对于基板平行或稍微倾斜的取向方向。
合适的和优选的配向层包括例如聚酰亚胺或由其组成，该聚酰亚胺也可以通过光配向方法制备或经摩擦。可溶液加工的配向层材料是优选的。这些优选从在溶剂，优选有机溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮，2-丁氧基乙醇或γ-丁内酯中的溶液中进行加工。
在优选的实施方案中，如下来形成配向层：通过在基板上沉积配向层材料例如聚酰亚胺或其前体例如聚酰亚胺前体的溶液，并任选地通过暴露于热和/或光化辐射(如UV辐射)固化配向层材料或其前体。
配向层材料或其前体可以例如通过涂覆或印刷方法沉积在基板上。
在使用溶剂沉积配向层材料的情况下，优选在沉积后将其干燥或蒸发掉。可以例如通过施加热量和/或减少的压力来支持溶剂蒸发。
固化配向层的优选方法是热固化和光固化，非常优选光固化。光固化例如通过暴露于UV辐射来进行。技术人员可以根据所使用的前体材料，基于他的公知常识并如文献中所述选择合适的固化条件。在可商购的材料的情况下，通常与材料的销售或取样一起提供合适的加工和/或固化条件。
在根据本发明的显示器中，优选地选择配向层，使得它们赋予LC分子平面(或平行)配向，即其中LC分子的纵轴平行于最近的基板的表面，并且其中LC分子的纵轴也可以相对于基板的表面稍微倾斜。
优选地，相对于基板，位于所述基板表面附近的LC分子的纵轴的倾斜角为>0°至20°，优选地为0.1°至20°，非常优选地为0.2°至3.5°。
为了在基板的平面内赋予LC分子优选的二维配向方向，配向层例如包含配向层材料，例如聚酰亚胺，其被单向摩擦或通过光配向方法制备。
优选地，在第一基板和第二基板附近的LC分子的纵轴的配向方向或平均取向方向(也称为“指向矢”)成直角，即相对于彼此成90°角。进一步优选地，在第一和第二基板附近的配向方向或LC指向矢相对于基板的边缘成45°角。
例如，这可以通过使用第一配向层和第二配向层来实现，所述第一配向层和第二配向层例如包括聚酰亚胺，所述第一配向层和第二配向层都被单向摩擦并且被布置成使得它们的摩擦方向成直角，并且其中配向层的摩擦方向对应于LC分子的配向方向。替代地，这可以通过使用线性偏振光通过光配向制备配向层来实现，其中偏振光的偏振方向对应于LC分子的配向方向。
根据本发明的显示器优选地包含第一配向层和第二配向层，优选地包含聚酰亚胺，该第一配向层和第二配向层均被单向摩擦并且其中摩擦方向彼此成直角。
根据本发明的显示器可以包括其他元件，例如滤色器，黑矩阵，钝化层，光学延迟层，用于寻址各个像素的晶体管元件等，其所有都是本领域技术人员众所周知的，并且可以在没有创造性技能的情况下使用。
在步骤b)中，将具有正介电各向异性并含有上下文所述的组分A，B，C和任选的D的向列LC介质层分配在第一和第二基板之间，使得LC介质与第一和第二配向层(在存在这样的配向层的情况下)接触。
可以通过显示器制造商常规使用的方法将LC介质分别分配或填充到基板上或显示器中。
优选地，通过使用以下沉积方法之一将LC介质沉积到基板上：一滴式填充(onedrop filling)(ODF)，喷墨印刷，旋涂，狭缝涂布，柔版印刷或相当的方法。
优选的方法是喷墨印刷。
另一种优选的方法是ODF方法，优选地包括以下步骤
b1)在第一基板上分配LC介质的液滴或液滴阵列，以及
b2)优选在真空条件下，在第一基板的顶部上为第二基板提供所分配的LC介质的液滴，以使LC介质的液滴散布并在两个基板之间形成连续层。
所施加的LC介质形成薄而均匀的薄膜，其具有显示器目标最终盒间隙的厚度。
优选地，根据本发明的显示器包括固定手段，该固定手段以相对于彼此恒定的距离并且以其平面彼此平行的方式固定第一和第二基板。优选地，固定手段包括密封剂材料和间隔物材料，以保持恒定的盒间隙和LC层厚度。
优选地，第一和第二基板通过设置在基板上，优选地在靠近基板边缘的区域中的固定手段例如密封剂材料固定或胶合在一起。
优选地，在将LC介质分配在第一基板和第二基板之间之前，将密封剂材料沉积到第一基板上，或者在第一基板和第二基板之间。
密封剂材料设置在第一基板上，或者设置在第一基板和第二基板之间，优选设置在LC介质和相应基板的边缘之间的区域中。密封剂材料例如是由可固化的聚合物前体形成的交联聚合物。然后，优选在组装第一和第二基板以形成LC盒之后，但是在LC介质中包含的可聚合化合物的光聚合之前，固化密封剂材料。优选地，所述密封剂材料通过暴露于热和/或光辐射而固化。
间隔物材料例如由透明玻璃或塑料珠组成。在优选的实施方案中，将间隔物与LC介质一起分配在基板之间。
在另一个优选的实施方案中，为了保持恒定的盒间隙和LC层厚度，显示器在LC层外部例如在黑矩阵上方包含间隔物材料，例如光间隔物(photospacer)，并且LC层不包含间隔物材料。
合适的密封剂和间隔物是技术人员已知的并且是可商购的。
在步骤c)中，将电压施加到第一电极和第二电极，使得将LC层中LC分子的螺旋扭曲的扭曲角从范围210-330°，优选240-300°，非常优选270°减少到60-120°，优选为80至100°，非常优选至90°(由LC层厚度和由手性掺杂剂引起的自然螺旋扭曲给出的)。
施加电压以达到所需的扭曲角(然后使其聚合物稳定化)的合适方式，条件，参数和驱动方案是本领域技术人员众所周知的或在文献中描述的，例如在K.Takatoh等人,Liq.Cryst.2012,39(6),715-720中，并且可以在没有创造性技能的情况下使用。
合适电压的选择和施加电压的驱动方案还取决于LC介质的物理特性以及LC介质和配向层之间的搭配(collocation)。
在优选的实施方案中，选择施加的电压和驱动方案，使得如上所述的具有减小的扭曲角的TN取向在给定的时间段内是稳定的，例如，几(>1)秒，几(>1)分钟或几(>1)小时。这允许在步骤c)之后进行聚合步骤d)，即在时间上没有任何重叠。
在步骤d)中，然后通过在LC显示器的基板之间的LC介质中原位聚合，使LC介质中包含的可聚合组分B的可聚合化合物聚合或交联(如果化合物包含两个或更多个可聚合基团)，任选地，向电极施加电压持续聚合过程的至少一部分时间。在任选的步骤e)中，在不施加电压的情况下通过原位聚合来聚合或交联在步骤d)中未完全反应的可聚合化合物。
在步骤d)和e)中，可聚合组分B的可聚合化合物优选通过光聚合，非常优选通过UV光聚合进行聚合。
在聚合时，可聚合化合物形成聚合物或交联聚合物，这稳定了在LC介质中LC分子的减小的扭曲角。不希望受特定理论的束缚，据信从可聚合化合物获得的大部分聚合物将从LC介质中相分离或沉淀，并在基板或电极或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)已确认该聚合物主要聚集在LC层/基板界面处。
合适的和优选的聚合方法是例如热聚合或光聚合，优选光聚合，特别是UV诱导的光聚合，其可以通过将可聚合化合物暴露于UV辐射来实现。
聚合可以如上下文所述在一个步骤(步骤d)中或在两个或更多个步骤(步骤d和e或其重复)中进行。步骤d)在下文中也被称为“UV1”步骤，而步骤e)在下文中也被称为“UV2”步骤。
在本发明的优选实施方案中，制备显示器的方法包括以下一个或多个特征：
-在两步法中，将可聚合LC介质暴露于UV光下，该两步法包括第一UV暴露步骤(步骤d或UV1)，这与在向电极施加电压同时或之后进行，优选在向电极施加电压之后进行，并且还包括第二UV暴露步骤(步骤e或UV2)以完成聚合而没有向电极施加电压，
-优选在UV2步骤中，以及任选地也在UV1步骤中，将可聚合LC介质暴露于由UV灯产生的波长为300-380nm，优选强度为0.5mW/cm2至30mW/cm2，更优选1至20mW/cm2的UV光，
-使可聚合LC介质暴露于波长为340nm或更大，优选为400nm或更小的UV光。
该优选实施方案的方法可以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，其对于具有相应期望波长的UV光是基本上透射的并且基本上阻止具有相应不期望波长的光。例如当期望具有300-400nm波长λ的UV光的辐射时，UV暴露可以使用对于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365nm波长λ的UV光的辐射时，UV暴露可以使用对于λ>365nm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。
该优选实施方案的方法使得能够通过使用更长的UV波长来制造显示器，从而减少或甚至避免了短UV光分量的危险和破坏作用。
通过LC介质的组分B的可聚合化合物的聚合获得的聚合物优选在基板中的一个或两个上形成层，或在沉积在该基板(或电极结构)上的配向层中的一个或两个上形成层或在沉积在该基板上的电极结构中的一个或两个上形成层。
优选地，至少在一部分聚合过程中，优选在如上所述的步骤UV1期间，在施加电压的同时聚合可聚合组分B的可聚合化合物，以稳定减小的扭曲。然而，也可以通过在步骤c)中施加电压之后进行聚合，优选UV1方法步骤，实现具有减小的扭曲的所需取向。
因此，在本发明的优选实施方案中，使可聚合组分B的可聚合化合物聚合的步骤d)(UV1)与施加电压的步骤c)同时进行，或者使步骤d)进行使得与步骤c)至少部分重叠。
在本发明的另一个优选实施方案中，使可聚合组分B的可聚合化合物聚合的步骤d)(UV1)在施加电压的步骤c)之后进行。
在优选的实施方案中，根据本发明的显示器不包含聚酰亚胺配向层。在另一个优选的实施方案中，根据本发明的显示器在基板的一个或两个上包含聚酰亚胺配向层。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的LC介质包含自配向(SA)添加剂，优选浓度为0.1至2.5％。根据该优选实施方案的LC介质特别适用于聚合物稳定的SA(PS-SA)显示器。
在该优选实施方案中使用的优选的SA添加剂选自包含介晶基团和被一个或多个选自羟基，羧基，氨基或硫醇基团的极性锚定基团封端的直链或支链烷基侧链的化合物。
进一步优选的SA添加剂包含一个或多个可聚合基团，其任选地经由间隔基团连接至介晶基团。这些可聚合的SA添加剂可以在LC介质中，在与应用于可聚合组分B的可聚合化合物的类似条件下进行聚合。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的LC介质或聚合物稳定的SA-VA或SA-FFS显示器包含选自下表E的一种或多种自配向添加剂。
上下文中，将LC介质中包含的具有介晶基团和一个或多个可聚合基团的任何SA添加剂(如表E中的式SA-9至SA-34的那些)理解为可聚合组分B的一部分。因此，可聚合组分B及其成分的上下文给出的优选组成和浓度范围应理解为既包括不是SA添加剂的RM，也包括是SA添加剂并且含有一个或多个选自例如羟基、羧基，氨基或硫醇基的极性锚定基团的RM。
以下实施例旨在解释本发明而不是限制本发明。上下文中，百分比数据表示重量百分比；所有温度均以摄氏度表示。
表A
在表A中，m和n彼此独立地为1至12的整数，优选1，2，3，4，5或6，k为0，1，2，3，4，5或6，和(O)CmH2m+1意指CmH2m+1或OCmH2m+1.
Figure BDA0002596293270000821
Figure BDA0002596293270000831
Figure BDA0002596293270000841
Figure BDA0002596293270000851
Figure BDA0002596293270000861
Figure BDA0002596293270000871
Figure BDA0002596293270000881
Figure BDA0002596293270000891
Figure BDA0002596293270000901
Figure BDA0002596293270000911
Figure BDA0002596293270000921
特别优选包含表A中至少一种，两种，三种，四种或更多种化合物的液晶混合物。
表B指出了通常添加到根据本发明的混合物中的可行的掺杂剂。混合物优选包含0-10重量％，特别是0.001-5重量％，特别优选0.001-3重量％的掺杂剂。
表B
Figure BDA0002596293270000922
Figure BDA0002596293270000931
表C
下面提到可以例如以0-10重量％的量添加到根据本发明的混合物中的稳定剂。
Figure BDA0002596293270000941
n＝1，2，3，4，5，6或7
Figure BDA0002596293270000942
n＝1，2，3，4，5，6或7
Figure BDA0002596293270000943
n＝1，2，3，4，5，6或7
Figure BDA0002596293270000944
Figure BDA0002596293270000951
Figure BDA0002596293270000961
Figure BDA0002596293270000971
Figure BDA0002596293270000981
表D
表D显示了可用于根据本发明的LC介质中的示例性反应性介晶化合物。
Figure BDA0002596293270000991
Figure BDA0002596293270001001
Figure BDA0002596293270001011
Figure BDA0002596293270001021
Figure BDA0002596293270001031
Figure BDA0002596293270001041
Figure BDA0002596293270001051
Figure BDA0002596293270001061
Figure BDA0002596293270001071
Figure BDA0002596293270001081
Figure BDA0002596293270001091
Figure BDA0002596293270001101
Figure BDA0002596293270001111
Figure BDA0002596293270001121
Figure BDA0002596293270001131
Figure BDA0002596293270001141
Figure BDA0002596293270001151
Figure BDA0002596293270001161
Figure BDA0002596293270001171
在优选实施方案中，根据本发明的混合物包含一种或多种可聚合化合物，其优选地选自式RM-1至RM-140的可聚合化合物。在这些化合物中，化合物RM-1，RM-4，RM-8，RM-17，RM-19，RM-35，RM-37，RM-39，RM-40，RM-41，RM-48，RM-51，RM-52，RM-54，RM-57，RM-64，RM-74，RM-76，RM-88，RM-91RM-102，RM-103，RM-109，RM-117，RM-120，RM-121和RM-122是特别优选的。
表E
表E示出了用于垂直配向的自配向添加剂，其可与式I的可聚合化合物一起用于根据本发明的SA-VA和SA-FFS显示器的LC介质中：
Figure BDA0002596293270001172
Figure BDA0002596293270001181
Figure BDA0002596293270001191
Figure BDA0002596293270001201
Figure BDA0002596293270001211
Figure BDA0002596293270001221
Figure BDA0002596293270001231
Figure BDA0002596293270001241
在优选的实施方案中，根据本发明的LC介质，SA-VA和SA-FFS显示器包含一种或多种选自式SA-1至SA-34的SA添加剂。
实施例
以下实施例解释本发明而不对其进行限制。然而，其向本领域技术人员展示优选混合物概念与优选使用的化合物及其相应浓度及其彼此的组合。另外，实施例说明可获得的特性和特性组合。
另外，采用了以下缩写和符号：
toff，td，τoff表示在20℃下的关断或衰减时间[ms]
ton，tr，τon表示在20℃下的开启或上升时间[ms]
d表示盒间隙或可切换LC层的LC厚度[μm]
V0，Vth表示在20℃下的阈值电压，电容性[V],
Vop表示工作电压[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]。
除非另有明确说明，否则上下文给出的所有参数和值均指20℃的温度。
除非另外明确指出，本申请中的所有浓度和比例是以重量百分比给出的，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Δn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(Vth,V0)”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。
本发明的术语“工作电压(Vop)”是指由2xV10，然后选择0.5V的下一个较大倍数给出的电压。例如，当V10＝4.8V时，则Vop＝10V，当V10＝5.2V时，则Vop＝10.5V，当V10＝5.6V时，则Vop＝11.5V。
除非另有说明，在如上下文所述的聚合物稳定的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(也缩写为"RT")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与其类似的方法进行。
实施例1
向列LC主体混合物N1如下来配制：
Figure BDA0002596293270001261
向混合物N1中添加0.04％的稳定剂S2-1以形成混合物S1。
Figure BDA0002596293270001262
向混合物S1中添加2.61％的手性掺杂剂S-4011以形成混合物D1A。由手性掺杂剂引起的混合物的节距为5微米。
向混合物S1中添加0.21％的手性掺杂剂S-4011以形成混合物D1B。由手性掺杂剂引起的混合物的节距为60微米。
向混合物D1A中添加2％的RM-64和0.02％的光引发剂
Figure BDA0002596293270001272
651，以形成混合物P1A。
向混合物D1B中添加2％的RM-64和0.02％的光引发剂
Figure BDA0002596293270001273
651，以形成混合物P1B。
Figure BDA0002596293270001271
TN测试盒制造
制备TN测试盒，其包括两个抛光的SL玻璃基板(Corning，厚度1.1毫米)，该基板配备有ITO电极层(厚度200A，10Ohms/sq，1cm x1cm)，摩擦的聚酰亚胺配向层(JSR AL3046)(分别具有0°和90°的摩擦方向)，分别实现3或2.7微米的盒间隙的间隔物和密封剂(Mitsubishi Chemicals的XN-1500)。
将混合物填充到单独的测试盒中。
PS-TN测试盒制造
将具有包含可聚合化合物的混合物的测试盒进行两步UV固化过程，其中在第一步中将电压施加到电极，在第二步UV中不施加电压。
UV步骤1(UV1)：
Fe/I灯，具有365nm滤波器，UV强度4.0mW/cm2，具有UV功率检测器Ushio UIT-250，UVD-S365；电场：脉冲5s/周期，脉冲高度18V，脉冲宽度100ms。照射时间300s。
UV步骤2(UV2)：
Toshiba C型荧光灯，绿色UV，不具有365nm滤波器，UV强度0.5mW/cm2，具有UV功率检测器Ushio UIT-250，UVD-S365，照射时间60分钟。
E/O性能，响应时间
使用LCD评估系统(LCD-5200，Otsuka electronics Co.,Ltd)测量测试盒的电光性能(透射率vs.电压)和响应时间。
结果示于表1。
Figure BDA0002596293270001281
可以看出，与未掺杂的混合物N1相比，在手性掺杂和聚合物稳定的混合物P1A和P1B中，响应时间显著减少。
上述结果表明，本发明的方法能够制造具有高d/p值的PS-UF TN-LCD，同时保持90°TN配置，并实现快速响应时间，尤其是更快的衰减时间，同时保持高透射率。
实施例2
向实施例1的混合物D1B中加入2％的RM-51和0.02％的光引发剂
Figure BDA0002596293270001283
651(相对于RM的总浓度)以形成混合物P1C。
Figure BDA0002596293270001282
实施例3
向实施例1的混合物D1B中添加2％的RM-52和0.02％的光引发剂
Figure BDA0002596293270001284
651，以形成混合物P1D。
Figure BDA0002596293270001291
实施例4
向列LC主体混合物N2如下来配制：
Figure BDA0002596293270001292
向混合物N2中添加0.04％的稳定剂S2-1以形成混合物S2。
向混合物S2中添加0.35％的手性掺杂剂S-4011以形成混合物D2。由手性掺杂剂引起的混合物的节距为30微米。
向混合物D2中添加2％的RM-64和0.02％的光引发剂
Figure BDA0002596293270001293
651，以形成混合物P2。
实施例5
向列LC主体混合物N3如下来配制：
Figure BDA0002596293270001301
向混合物N3中添加0.04％的稳定剂S2-1以形成混合物S3。
向混合物S3中添加0.24％的手性掺杂剂S-4011以形成混合物D3。由手性掺杂剂引起的混合物的节距为40微米。
向混合物D3中添加2％的RM-64和0.02％的光引发剂
Figure BDA0002596293270001302
651，以形成混合物P3。

Claims (21)

1.LC显示器，包含
a)第一基板和第二基板，该第一基板配备有第一电极层和任选的第一配向层，该第二基板配备有第二电极层和任选的第二配向层，
b)在该第一和第二基板之间分配的向列LC介质的层，该向列LC介质包含手性添加剂并且具有正介电各向异性，
c)任选地，在第一基板的背离LC层的一侧上的第一偏振器和在第二基板的背离LC层的一侧上的第二偏振器，所述偏振器优选地被取向为使得它们的透射平面对于平面-偏振光成直角(正交偏振)
其中LC分子的纵轴相对于基板的平面平行或倾斜取向，并且手性添加剂在LC介质的LC分子中沿垂直于基板的轴引起具有给定的节距p的螺旋扭曲，和
其中LC介质的层的厚度为d，且d/p之比≥0.5，优选>0.5，非常优选0.6-0.8，
其中LC分子的螺旋扭曲的扭曲角为60至120°，优选80至100°，非常优选90°，和
其中所述显示器还包括沉积在所述第一和第二电极中的一个或两个上的聚合物层，或者如果存在的话，沉积在所述第一和第二配向层中的一个或两个上的聚合物层，
其中所述聚合物层由一种或多种可聚合介晶化合物形成，该可聚合介晶化合物以1至<3％的浓度包含在LC介质中，并且在LC介质已经被分配在两个基板之间后原位聚合。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述LC介质中可聚合介晶化合物的浓度为2-2.8％。
3.根据权利要求1或2所述的显示器，其特征在于，所述LC介质包含光引发剂。
4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质在20℃和1kHz下具有+4至+15的介电各向异性。
5.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，在所述第一基板和所述第二基板之间的所述LC分子的螺旋扭曲的扭曲角为80°至100°。
6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质的层厚度d与所述手性添加剂引起的螺旋扭曲的节距p的比d/p为0.6至0.8。
7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，位于每个基板的表面上的LC介质的LC分子的纵轴相对于所述基板展现出>0°至20°的倾斜角。
8.根据权利要求1至7中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述第一基板和第二基板配备有固定手段，该固定手段以相对于彼此恒定的距离并且以其平面彼此平行的方式固定第一和第二基板。
9.根据权利要求1至7中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质包含一种或多种选自下式的化合物：
Figure FDA0002596293260000021
Figure FDA0002596293260000031
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：
Figure FDA0002596293260000032
各自彼此独立地
且在每次出现时相同或不同地为
Figure FDA0002596293260000033
R21，R31各自彼此独立地为具有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，其全部任选地被氟化,
X0为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个碳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，特别优选-COO-，反式-CH＝CH-或单键,
L21，L22，L31，L32各自彼此独立地为H或F,
LS为H或CH3,
g为0，1，2或3。
10.根据权利要求1至9中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质包含选自下式的一种或多种化合物：
Figure FDA0002596293260000041
其中各个基团具有以下含义：
Figure FDA0002596293260000042
各自彼此独立地，且
每次出现时相同或不同地为
Figure FDA0002596293260000043
R41，R42各自彼此独立地为具有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，其全部任选地被氟化,
Z41，Z42各自彼此独立地为-CH2CH2-，-COO-，反式-CH＝CH-，反式-CF＝CF-，-CH2O-，-CF2O-，-C≡C-或单键，优选单键,
h为0，1，2或3。
11.根据权利要求1至10中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质包含选自下式的一种或多种化合物：
Figure FDA0002596293260000051
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：
Figure FDA0002596293260000052
表示
Figure FDA0002596293260000053
Figure FDA0002596293260000054
Figure FDA0002596293260000055
表示
Figure FDA0002596293260000056
Figure FDA0002596293260000057
RA1为具有2至9个C原子的烯基，或者如果环X、Y和Z中的至少一个表示环己烯基，则RA1还具有RA2的含义之一,
RA2为具有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替代，
x为1或2。
12.根据权利要求1至11中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述可聚合介晶化合物选自式I
Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb I
其中各个基团在每次出现时相同或不同地，和各自彼此独立地具有以下含义：
Ra和Rb为P，P-Sp-，H，F，Cl，Br，I，-CN，-NO2，-NCO，-NCS，-OCN，-SCN，SF5或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，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(R00)-，-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代，和其中此外，一个或多个H原子可被F，Cl，Br，I，CN，P或P-Sp-替代，其中，若B1和/或B2含有饱和C原子，则Ra和/或Rb还可表示螺连接到该饱和C原子的基团,
其中基团Ra和Rb中的至少一个表示或含有基团P或P-Sp-,
P为可聚合基团，
Sp为间隔基团或单键,
B1和B2为优选具有4至25个环原子的芳族、杂芳族、脂环或杂环基团，其还可含有稠环，和其是未取代的，或被L单-或多取代，
Zb为-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-OCO-，-O-CO-O-，-OCH2-，-CH2O-，-SCH2-，-CH2S-，-CF2O-，-OCF2-，-CF2S-，-SCF2-，-(CH2)n1-，-CF2CH2-，-CH2CF2-，-(CF2)n1-，-CH＝CH-，-CF＝CF-，-C≡C-，-CH＝CH-COO-，-OCO-CH＝CH-，CR0R00或单键,
R0和R00为H或具有1至12个C原子的烷基，
m为0，1，2，3或4,
n1为1，2，3或4,
L为P，P-Sp-，OH，CH2OH，F，Cl，Br，I，-CN，-NO2，-NCO，-NCS，-OCN，-SCN，-C(＝O)N(Rx)2，-C(＝O)Y1，-C(＝O)Rx，-N(Rx)2，任选取代的硅烷基，任选取代的具有6至20个C原子的芳基，或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，烷氧基，烷基羰基，烷氧基羰基，烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中此外，一个或多个H原子可被F，Cl，P或P-Sp-替代,
Y1为卤素,
Rx为P、P-Sp-、H、卤素、具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中此外，一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-以O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代，和其中此外，一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代，具有6至40个C原子的任选取代的芳基或芳氧基，或具有2至40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳氧基。
13.根据权利要求1至12中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述可聚合介晶化合物选自下式：
Figure FDA0002596293260000071
Figure FDA0002596293260000081
Figure FDA0002596293260000091
Figure FDA0002596293260000101
其中各个基团在每次出现时相同或不同地，和各自彼此独立地具有以下含义：
P1，P2，P3为乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基或环氧基，
Sp1，Sp2，Sp3为单键或间隔基团，其中此外，基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-中的一个或多个也可表示Raa，条件是所存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2和P3-Sp3-中的至少一个不同于Raa,
Raa为H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中此外，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原子不直接彼此相连的方式替代，和其中此外，一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-替代，特别优选具有1至12个C原子的直链或支链，任选单-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，其中烯基和炔基基团具有至少两个C原子和支链基团具有至少三个C原子，
R0，R00为H或具有1至12个C原子的烷基，
Ry和Rz为H，F，CH3或CF3,
X1，X2，X3为-CO-O-，-O-CO-或单键,
Z1为-O-，-CO-，-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Z2，Z3为-CO-O-，-O-CO-，-CH2O-，-OCH2-，-CF2O-，-OCF2-或-(CH2)n-，其中n为2、3或4,
L为F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链，任选单-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,
L'，L"为H，F或Cl,
r为0，1，2，3或4，
s为0，1，2或3，
t为0，1或2，
x为0或1。
14.根据权利要求1至13中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质包含一种或多种手性掺杂剂。
15.根据权利要求1至14中的一项或多项所述的显示器，其特征在于，所述LC介质包含一种或多种稳定剂和/或自配向添加剂。
16.根据权利要求1至15中的一项或多项所述的显示器的制造方法，包括以下步骤
a)提供第一基板和第二基板，该第一基板配备有第一电极层并且任选地配备有第一配向层，该第二基板配备有第二电极层并且任选地配备有第二配向层，
其中第一和/或第二基板优选地配备有固定手段，优选地为密封剂材料和/或间隔物，该固定手段以相对于彼此恒定的距离并且以其平面彼此平行的方式固定第一和第二基板，
b)在第一和第二基板之间分配具有正介电各向异性的向列LC介质的层，以使LC介质与第一和第二配向层接触，如果这些层存在，
其中所述LC介质包含以下，优选由以下组成：
A)液晶组分A，其包含介晶或液晶分子，优选由其组成，
B)可聚合组分B，其包含一种或多种可聚合介晶化合物，优选由其组成，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，
D)任选地一种或多种其他添加剂，优选地选自聚合引发剂，稳定剂和自配向添加剂，
其中LC介质中可聚合介晶化合物的比例为1至<3％，和
其中LC分子的纵轴相对于基板的平面平行或倾斜取向，并且手性添加剂在LC介质的LC分子中沿垂直于基板的轴引起具有给定的节距p的螺旋扭曲，和
其中LC介质层的厚度为d，且d/p之比≥0.5，优选>0.5，非常优选0.6-0.8，并且
其中由手性添加剂引起的LC分子的螺旋扭曲的扭曲角为>210°，优选为210至330°，更优选为240至300°，非常优选为270°，
c)向第一和第二电极施加电压，使得LC分子的螺旋扭曲的扭曲角减小到<150°，优选至60至120°的范围，更优选80至100°，最优选至90°，
d)施加电压后或施加电压时，优选通过暴露于UV辐射，在第一和第二基板之间聚合LC介质的可聚合组分B的可聚合介晶化合物，从而稳定步骤c)的具有减小的扭曲角的LC介质的扭曲向列配置，并且
e)任选地，使LC介质经受第二聚合步骤，优选通过暴露于UV辐射，而没有对第一和第二电极施加电压，从而聚合在步骤d)中未反应的任何可聚合化合物。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述LC分子在所述第一基板和所述第二基板之间的螺旋扭曲的扭曲角在施加步骤c)中的电压前为240°至300°，在施加步骤c)中的电压后为80至100°。
18.LC介质，其包含
A)液晶组分A，其包含一种或多种选自权利要求9中限定的式A和B的化合物，一种或多种选自权利要求10中限定的式C和D的化合物，以及任选的一种或多种权利要求11中限定的式E的化合物，
B)可聚合组分B，其包含一种或多种权利要求12中限定的式I的可聚合介晶化合物，
C)一种或多种手性添加剂，优选选自手性掺杂剂，
D)一种或多种聚合引发剂，以及任选的一种或多种稳定剂和/或自配向添加剂，
其中LC介质中组分B的可聚合介晶化合物的浓度为1至<3％，和
其中选择手性添加剂的浓度，使得它们在LC介质中引起的扭曲角为>210°，优选为210至330°，更优选为240至300°，非常优选为270°。
19.根据权利要求18所述的LC介质，其特征在于，组分B的可聚合介晶化合物的浓度为2-2.8％。
20.根据权利要求18或19所述的LC介质，其特征在于，其在20℃和1kHz下具有+4至+15的介电各向异性。
21.根据权利要求18至20中一项或多项所述的LC介质，其特征在于，所述可聚合介晶化合物是经聚合的。
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