CN116554891A - 包含可聚合化合物的液晶介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含可聚合化合物的液晶(LC)介质,涉及其用于光学、电光和电子目的的用途,特别是在LC显示器中,尤其是在PSA(聚合物稳定配向)或SA(自配向)模式的LC显示器中的用途,涉及包含LC介质的PSA或SA模式的LC显示器,以及使用LC介质制造LC显示器的方法,特别是节能LC显示器和节能LC显示器生产方法。
Description
技术领域
本发明涉及包含可聚合化合物的液晶(LC)介质,涉及其用于光学、电光和电子目的的用途,特别是在LC显示器中,尤其是在PSA(聚合物稳定配向)或SA(自配向)模式的LC显示器中的用途,涉及包含LC介质的PSA或SA模式的LC显示器,以及使用LC介质制造LC显示器的方法,特别是节能LC显示器和节能LC显示器生产方法。
背景技术
8K和游戏监视器的普及导致对具有更高刷新率的LC显示(LCD)面板的需求增加,因此对具有更快响应时间的LC介质的需求增加。许多这些LCD面板都使用聚合物稳定化(PS)或聚合物稳定配向模式(PSA)模式,例如PS-VA(垂直配向)、PS-IPS(面内切换)或PS-FFS(边缘场切换)模式或由其衍生的模式,或自配向(SA)模式,例如聚合物稳定化的SA-VA。
在PS或PSA模式中,将少量(通常为0.1至1%)的一种或多种可聚合介晶化合物(也称为反应性介晶或RM)添加到LC介质中。在将LC介质填充到显示面板中之后,通过UV光聚合使RM原位聚合,同时将电压施加到显示器的电极上。从而在LC介质的LC分子中产生随后由聚合的RM稳定化的小的倾斜角(通常也称为“预倾角”)。这种产生倾斜角的方法也被称为“PSA(或PSVA)工艺”,是PSA显示器制造工艺中的重要组成部分。
在SA-VA模式中,显示器中省略了配向层。取而代之的是,将少量(通常为0.1至2.5%)的自配向(SA)添加剂添加到LC介质中,其通过自组装机制在原位诱导所需的配向,例如垂面或沿面配向。SA添加剂通常含有有机介晶核心基团,并连接有一个或多个极性锚定基团,例如羟基、羧基、氨基或硫醇基团,它们能够与基材表面相互作用,从而使基材表面上的添加剂配向并在LC分子中诱导所需的配向。SA添加剂还可以包含一个或多个可聚合基团,这些基团可以在与PSA工艺中使用的RM类似的条件下聚合。除了SA添加剂之外,LC介质还可以包含一种或多种RM。
PSA工艺通常分两步进行。在第一步,也称为“UV1步骤”中,向面板中的LC介质施加电压以产生倾斜角,同时将LC介质暴露于UV光一定时间,通常是短时间间隔以聚合RM并稳定化倾斜角。在第二步,也称为“UV2步骤”中,面板中的LC介质再次暴露于UV光一定时间,通常是更长的时间间隔,无需施加电压,以完成RM的聚合并将未反应的残留RM的量保持尽可能低。UV2步骤是必要的,因为未反应的RM会导致不期望的影响,例如显示器中降低的VHR或增加的图像粘滞。因此,将PSA工艺后LC介质中残留的RM浓度保持在尽可能低的水平是确保良好显示性能的重要标准。
尤其是在由于生产和/或运输能力下降或某些组件或原材料短缺而导致整体市场形势危急的时候,对LC面板的需求可能会超过生产能力。因此,LC面板制造商对改进他们的生产能力以满足需求具有极大的兴趣。优选地,这是通过缩短生产工艺的生产时间而不对正在运行的生产工艺或设备施加其他改变并且不对LC面板性能产生负面影响来完成的。此外,具有时间和成本效益且节能的LC面板生产工艺通常是令人感兴趣的。
在PSA工艺中,有效减少生产时间的一种可能性是通过缩短UV2步骤的时间间隔。然而,这可能导致残留RM浓度增加,从而如上所述导致更高的图像粘滞风险。为了避免这种情况,可以减少使用的RM的初始量。然而,可以表明,较低的初始RM浓度不一定与PSA工艺后的较低的残留RM浓度相关,而是即使当从不同的初始RM浓度开始时,也很快达到低水平的未反应RM,并且进一步的减少是很难实现的。
也提议在可聚合LC介质中添加具有增加的UV吸收的化合物,例如三联苯,以增强RM的UV光聚合。然而,这些化合物可能会导致LC介质的可靠性和电压保持率(VHR)出现问题。
因此,仍然需要用于PSA显示器的可聚合LC介质,它能够在PSA工艺中快速和完全聚合RM,具有低的RM残留量同时仍然确保倾斜角的良好产生,并且因此可以减少UV2的曝光时间。可聚合液晶介质还应该能够在UV或电应力之后实现倾斜角的高度稳定性,并且能够减少或防止显示器中出现不期望的图像粘滞。
此外,可聚合液晶介质应优选具有高比电阻以及大的工作温度范围、即使在低温下也具有短响应时间、低阈值电压、UV曝露后的高可靠性和高VHR值,并且能够在显示器中实现多种灰阶、高对比度和宽视角显示。可聚合LC介质中使用的RM在LC主体混合物中应具有低熔点和高溶解度,并且即使在较长的UV波长下也能实现良好的聚合。在用于移动应用的显示器中,特别希望有可用的显示出低阈值电压和高双折射的可聚合LC介质。
用于PSA显示器的现有技术的LC介质的另一个问题是实现的响应时间可能不足够快,或者驱动(或操作)电压可能仍然太高。这对于用于例如8K和4K电视机等高分辨率设备的LC介质和PSA显示器来说尤其重要。低驱动电压也是有利的,因为它可以实现节能显示器。
因此,希望有可用的可聚合液晶介质,使PSA显示器能够具有快速响应时间和低驱动电压。
为了克服这个问题,已经提出使用具有苯并二噻吩化合物的LC介质。可以表明,这些化合物可以导致能实现更快的响应时间的低粘度,和能够降低驱动电压的低阈值电压。此外,它们可以导致粘度γ1与弯曲弹性常数K3的比率γ1/K3低,这有助于改进切换行为,尤其是在低驱动电压下。然而,这些化合物尤其是由于与聚酰亚胺配向层的相互作用而对可靠性问题和VHR的降低敏感。
因此,包含这种苯并二噻吩化合物的可聚合LC介质可能对出于如上所述增强RM的聚合的目的添加具有增加的UV吸收的其他化合物(如三联苯)特别敏感。
发明内容
本发明的目的在于提供用于PSA或聚合物稳定化的SA显示器的新型且合适的可聚合LC介质,其显示出至少一些如上所述的所需性质,尤其是在PSA工艺中RM的快速和完全聚合,具有低的残留RM的量,快速响应时间,低驱动电压,高可靠性,和高且稳定的VHR。
本发明的另一个目的是提供用于光学、电光学和电子应用的新型可聚合LC介质,以及用于制备它们的合适方法和中间体。
发现这些目的中的一个或多个可以通过提供如下文公开和要求保护的LC介质来实现。
因此,令人意外地发现,通过将少量式IA的三联苯掺杂剂添加到优选包含式IB的苯并二噻吩化合物的具有负介电各向异性的可聚合LC介质中,可以实现PSA工艺后残留RM浓度降低的改进的RM的聚合,这允许减少UV2暴露时间,无需改变包括LC主体混合物和RM在内的基本混合物概念,并且其他的混合物特性基本不受影响。
特别地,发现在添加式IA的三联苯掺杂剂之后的LC介质,尤其是含有式IB的苯并二噻吩化合物的LC介质,可以保持能够实现更快的响应时间的有利的低粘度,能够降低驱动电压的低阈值电压,和有助于改进尤其是在低驱动电压下的切换行为的低γ1/K3比率。
这应该允许容易地替换当前现有的用于LC面板生产的可聚合LC介质,而无需修改或采用对新材料的生产工艺。
上述有利的效果对于实现节能显示器和显示器生产工艺也是有用的。
因此,本发明涉及具有负介电各向异性并包含一种或多种可聚合化合物和一种或多种式IA的掺杂剂的LC介质
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,其中式IA的掺杂剂在LC介质中的总比例为0.01重量%至0.8重量%。
优选地,LC介质还包含一种或多种式IB的化合物
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:
R1和R2为具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CR0=CR00-、-C≡C-、 以O-和/或S-原子彼此不直接相连的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
R0、R00为H或具有1至12个C原子的烷基,
L1、L2为F或Cl,优选为F,
Y为H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3,优选为H或CH3。
本发明还涉及如上下文所述的LC介质在PSA或SA模式的LC显示器中的用途。
本发明还涉及制备如上下文所述的LC介质的方法,其包括将一种或多种可聚合化合物与一种或多种式IA和IB的化合物混合以及任选地与其他LC化合物和/或添加剂混合的步骤。
本发明还涉及包含根据本发明的如上下文所述的LC介质的LC显示器,其为PSA或SA显示器,优选为PS-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-VA显示器。
本发明还涉及包含如上下文所述的LC介质的LC显示器,其中可聚合化合物以经聚合的形式存在,其优选为PSA或SA显示器,非常优选为PS-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-VA显示器。
本发明还涉及PSA类型的LC显示器,其包括两个基板,至少一个对光是透明的,提供在每个基板上的电极或在提供在仅一个基板上的两个电极,和位于基板之间的如上下文所述的液晶介质的层,其中可聚合化合物通过UV光聚合在显示器的基板之间聚合。
本发明还涉及制造如上下文所述的LC显示器的方法,其包括在显示器的基板之间提供如上下文所述的LC介质,以及将LC介质暴露于引起光聚合的UV光的步骤,优选地,至少在部分UV暴露时间期间将电压施加到显示器的电极上。
在优选的用于生产如上下文所述的LC显示器的工艺中,LC介质在两步工艺中暴露于UV光,包括向电极施加电压的第一UV暴露步骤和不向电极施加电压的第二UV暴露步骤。
特别地,根据本发明的LC介质允许实现以下一种或多种有利效果:
-低粘度,可实现快速的响应时间,
-低的旋转粘度与弯曲弹性常数的比率γ1/K3,这有助于改进切换行为,尤其是在低驱动电压下,且对于实现节能显示器是有用的,
-低阈值电压,这对于降低驱动电压并实现节能显示器是有用的,
-在LC面板生产中使用的可聚合LC介质中进行更快和更有效的聚合,而不改变例如LC主体混合物或RM等的基本混合物概念,同时保持可聚合LC介质的例如粘度和弹性常数等的其他物理特性,并保持在UV1步骤中产生良好的倾斜角、高倾斜稳定性、低VHR值和低图像粘滞,
-在给定的UV暴露时间后能够减少残余RM量,从而为减少特别是在UV2步骤中的UV暴露时间提供空间,
-实现时间和成本有效的且节能的LC面板生产工艺。
此外,当用于PSA显示器时,根据本发明的LC介质显示出以下一种或多种有利特性:
-高透光率,
-高对比度,
-减少图像粘滞,
-减少ODF显示不匀(mura),
-降低旋转粘度,
-UV暴露和/或热处理后的高可靠性和高VHR值,
-快速响应时间,
-即使在使用具有低辐射强度和/或长UV发射波长的UV光源(如紫外LED灯或绿色紫外灯)时,也具有良好的UV光聚合,这允许最小化生产成本并且节能,
-快速聚合导致UV工艺后最少的残留RM,
-良好的倾斜稳定性。
如下文公开的式IB、式II的化合物或LC介质的其他组分中的烯基不被认为在本文所用术语“可聚合基团”的含义内。优选选择LC介质的可聚合化合物的聚合条件,以使得烯基取代基不参与聚合反应。优选地,本申请中公开和要求保护的LC介质不包含引发或增强烯基参与聚合反应的添加剂。
除非另有说明,可聚合化合物和式II化合物优选选自非手性化合物。
如本文所用,对于给定的波长范围(以nm表示)或者对于给定的波长下限或上限(以nm表示)的“具有……波长的UV光”的表述是指相应辐射源的UV发射光谱具有发射峰,该发射峰优选为在给定波长范围内的或在高于给定波长下限或低于给定波长上限的相应光谱中的最高峰和/或相应化合物的UV吸收光谱具有延伸到给定波长范围或高于给定波长下限或低于给定波长上限的长或短波长尾部。
如本文所用,术语“基本上透射”是指滤光器透射“期望的波长的入射光的大部分,优选地至少50%的强度。如本文所用,术语“基本上阻挡”是指滤光器不透射不期望的波长的入射光的大部分,优选至少50%的强度。如本文所用,术语“期望的(不期望的)波长”例如在带通滤波器的情况下是指在给定的λ范围内(外)的波长,在截止滤波器的情况下是指高于(低于)给定的λ值的波长。
如本文所用,术语“活性层”和“可切换层”是指电光显示器(例如LC显示器)中的层,其包含一个或多个具有结构和光学各向异性的分子(例如LC分子),其在外部刺激(如电场或磁场)下改变它们的取向,导致所述层对偏振或非偏振光的透射发生变化。
如本文所用,术语“倾斜”和“倾斜角”将被理解为意指液晶介质的液晶分子相对于LC显示器(这里优选PSA显示器)中的液晶盒表面的倾斜配向,并且将被理解为包括“预倾”和“预倾角”。此处的倾斜角表示LC分子的纵向分子轴(LC指向矢)与形成LC盒的平面平行外板表面之间的平均角度(<90°)。倾斜角的低绝对值(即与90°角的较大偏差)对应于此处的大倾斜。实施例中给出了测量倾斜角的合适方法。除非另有说明,否则上下文公开的倾斜角值与该测量方法有关。
如本文所用,术语“反应性介晶”和“RM”将被理解为这样的化合物,其含有介晶或液晶骨架以及一个或多个与其连接的适合聚合并且也称为“可聚合基团”或“P”的官能团。
除非另有说明,本文所用的术语“可聚合化合物”将被理解为是指可聚合单体化合物。
根据本发明的SA-VA显示器将具有聚合物稳定化模式,因为它包含含有如下所述的RM的LC介质或通过使用含有如下所述的RM的LC介质制造。因此,如本文所用,当提及根据本发明的显示器时,术语“SA-VA显示器”将被理解为是指聚合物稳定化的SA-VA显示器,即使没有明确提及。
如本文所用,术语“低分子量化合物”将被理解为是指单体的和/或不是通过聚合反应制备的化合物,与“聚合的化合物”或“聚合物”相反。
如本文所用,术语“不可聚合化合物”将被理解为是指不含有适合在通常用于RM聚合的条件下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的物质中的液晶(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。
本文所用的术语“间隔基团”,在下文中也称为“Sp”是本领域技术人员已知的并且在文献中进行了描述,例如参见Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。如本文所用,术语“间隔基团”或“间隔基”是指连接可聚合介晶化合物中的介晶基团和可聚合基团的柔性基团,例如亚烷基。
上下文中,表示反式-1,4-亚环己环,
并且表示1,4-亚苯基环。
在基团中,两个环原子之间显示的单键可以连接到苯环的任何自由位置。
如果在上文和下文所示的式中,基团R1-12、RQ、R或L表示烷基和/或烷氧基,其可以是指直链或支链的。它优选是直链的,具有2、3、4、5、6或7个C原子,因此优选地表示乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基,还有甲基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。
如果在上文和下文所示的式中,基团R1-12、RQ、R或L表示其中一个或多个CH2基团被S替代的烷基,其可以是直链或支链的。它优选是直链的,具有1、2、3、4、5、6或7个C原子,因此优选地表示硫甲基、硫乙基、硫丙基、硫丁基、硫戊基、硫己基或硫庚基。
氧杂烷基优选地表示直链2-氧杂丙基(=甲氧基甲基)、2-氧杂丁基(=乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(=2-甲氧基乙基)、2-氧杂戊基、3-氧杂戊基或4-氧杂戊基、2-氧杂己基、3-氧杂己基、4-氧杂己基或5-氧杂己基,2-氧杂庚基、3-氧杂庚基、4-氧杂庚基、5-氧杂庚基或6-氧杂庚基,2-氧杂辛基、3-氧杂辛基,4-氧杂辛基,5-氧杂辛基,6-氧杂辛基或7-氧杂辛基,2-氧杂壬基、3-氧杂壬基、4-氧杂壬基、5-氧杂壬基、6-氧杂壬基、7-氧杂壬基或8-氧杂壬基,2-氧杂癸基、3-氧杂癸基、4-氧杂癸基、5-氧杂癸基、6-氧杂癸基、7-氧杂癸基、8-氧杂癸基或9-氧杂癸基。
如果在上文和下文所示的式中,基团R1-12、RQ、R或L表示烷氧基或氧杂烷基,其也可以包含一个或多个另外的氧原子,前提是氧原子彼此不直接相连。
在另一个优选的实施方案中,R1-12、RQ、R或L中的一个或多个选自由 -S1-F、-O-S1-F、-O-S1-O-S2组成的组,其中S1为C1-12-亚烷基或C2-12-亚烷基并且S2为H,C1-12-烷基或C2-12-烯基,并且非常优选地选自由/> -OCH2OCH3、-O(CH2)2OCH3、-O(CH2)3OCH3、-O(CH2)4OCH3、-O(CH2)2F、-O(CH2)3F、-O(CH2)4F组成的组。
如果在上文和下文所示的式中,基团R1-12、RQ、R或L表示其中一个CH2基团已被-CH=CH-替代的烷基,其可以是直链或支链的。优选为直链的并具有2至10个C原子。因此,它表示,特别是乙烯基、丙-1-烯基或丙-2-烯基、丁-1-烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯基、戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基或戊-4-烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基或己-5-烯基,庚-1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基、庚-6-烯基,辛-1-烯基、辛-2-烯基、辛-3-烯基、辛-4-烯基、辛-5-烯基、辛-6-烯基或辛-7-烯基,壬-1-烯基、壬-2-烯基、壬-3-烯基、壬-4-烯基、壬-5-烯基、壬-6-烯基、壬-7-烯基或壬-8-烯基,癸-1-烯基、癸-2-烯基、癸-3-烯基、癸-4-烯基、癸-5-烯基、癸-6-烯基、癸-7-烯基、癸-8-烯基或癸-9-烯基。
如果在上文和下文所示的式中,基团R1-12、RQ、R或L表示被卤素至少单取代的烷基或烯基,该基团优选为直链的,并且卤素优选为F或Cl。在多取代的情况下,卤素优选为F。所得的基团还包括全氟代基团。在单取代的情况下,氟或氯取代基可以在任何所需位置,但优选在ω位置。
卤素优选为F或Cl,非常优选F。
基团-CR0=CR00-优选为-CH=CH-。
-CO-、-C(=O)-和-C(O)-表示羰基,即
优选的取代基L为例如F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、各自具有1至25个碳原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一个或多个H原子可以任选地被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个碳原子的任选取代的芳基,
其中Rx表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl、P-或P-Sp-替代,和
Y1表示卤素。
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,还有苯基。
优选为/>
其中L具有上述含义之一。
式IA的掺杂剂优选选自以下子式:
非常优选的是式IA1至IA6和IA10至IA12的掺杂剂,尤其是式IA2、IA5、IA10和IA11的掺杂剂,最优选式IA2的掺杂剂。
优选地,LC介质包含1、2或3,非常优选1种式IA或其子式的掺杂剂。
优选地,式IA掺杂剂的总比例为LC介质的0.02至0.6重量%,非常优选0.05至0.5重量%,最优选0.05至0.3重量%。
优选的式IB化合物选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基,alkoxy和alkoxy*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,并且L11和L12各自彼此独立地表示F或Cl,优选均表示F。
非常优选的是式IB1的化合物,尤其是其中L11和L12表示F的那些。
非常优选的式IB和IB1化合物选自以下子式:
/>
其中alkoxy表示具有1-6个碳原子的直链烷氧基,优选乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基,非常优选乙氧基或丙氧基。
特别优选的是式IB1-1至IB1-5的化合物。
优选地,LC介质包含1、2或3种式IB或其子式的化合物。
优选地,式IB及其子式化合物在LC介质中的总比例为0.2至30重量%,非常优选0.3至20重量%,最优选0.5至15重量%。
在另一个优选的实施方案中,LC介质另外包含一种或多种式IC的化合物
其中R1、R2、L1和L2具有式IB中给出的含义或如上下文给出的它们的优选含义之一。
优选的式IC化合物选自以下子式:
/>
其中alkyl和alkyl*彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,优选乙基、正丙基或正丁基,并且(O)表示氧原子或单键,优选氧原子。
非常优选的是式IC1和IC2的化合物,最优选的是式IC1的化合物,尤其是其中alkyl表示乙基、正丙基或正丁基,优选正丙基,(O)表示氧原子并且alkyl*表示乙基、正丙基或正丁基,优选乙基的那些。
优选地,LC介质包含1、2或3,非常优选1种式IC或其子式的化合物。
优选地,式IC及其子式化合物在LC介质中的总比例为0.5至8重量%,非常优选0.5至5重量%,最优选0.5至2重量%。
下面列出了根据本发明的LC介质的进一步优选的实施方案,包括其任意组合:
LC介质包含一种或多种式II化合物:
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:
R1和R2为具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CR0=CR00-、-C≡C-、 以O-和/或S-原子彼此不直接相连的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
R0、R00为H或具有1至12个C原子的烷基,
A1和A2为选自下式的基团:
优选地选自式A1、A2、A3、A4、A5、A6、A9和A10,非常优选选自式A1、A2、A3、A4、A5、A9和A10,
Z1和Z2为-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、L2、L3和L4为F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2,优选F或Cl、非常优选F,
Y为H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3,优选H或CH3,非常优选H,
LC为CH3或OCH3,优选CH3,
a1为1或2,
a2为0或1。
优选地,LC介质包含一种或多种选自式IIA、IIB和IID化合物的式II化合物以及任选地一种或多种不同于式IA的式IIC的化合物:
其中
R2A和R2B各自彼此独立地表示H、具有至多15个C原子的烷基或烯基,其为未取代的、被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代,其中此外,这些基团中的一个或多个CH2基团可以被-O-、-S-、 -C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以使得O原子彼此不直接连接的方式替代,
L1至L4各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,
Y表示H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3,优选H或CH3,特别优选H,
Z2、Z2B和Z2D各自彼此独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-,p表示0、1或2,和
q在每次出现时相同或不同地表示0或1。
优选的式IIA、IIB、IIC和IID的化合物是其中R2B表示具有至多15个C原子的烷基或烷氧基,并且非常优选表示(O)CvH2v+1的那些,其中(O)是氧原子或单键并且v是1、2、3、4、5或6。
进一步优选的式IIA、IIB、IIC和IID的化合物是其中R2A或R2B表示环烷基或环烷氧基或含有环烷基或环烷氧基,优选选自 其中S1是C1-5-亚烷基或C2-5-亚烯基和S2是H、C1-7-烷基或C2-7-烯基,并且非常优选地选自/> 的那些化合物。
进一步优选的式IIA、IIB、IIC和IID的化合物如下所示:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
其中参数a表示1或2,alkyl和alkyl*彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,并且alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基,并且(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-。
根据本发明的特别优选的LC介质包含一种或多种式IIA-2、IIA-8、IIA-10、IIA-16、II-18、IIA-40、IIA-41、IIA-42、IIA-43、IIB-2、IIB-10、IIB-16、IIC-1和IID-4的化合物。
式IIA和/或IIB化合物在整个混合物中的比例优选为至少20重量%。
在另一个优选实施方案中,LC介质包含一种或多种不同于式IB的式III化合物:
其中
R11和R12各自彼此独立地表示H、具有1至15个C原子的烷基或烷氧基,其中这些基团中的一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CH-替代,被-O-、-CO-O-或-O-CO-以使得O原子彼此不直接连接的方式替代,并且其中此外,一个或多个H原子可以被卤素替代,
A3在每次出现时,彼此独立地表示
a)1,4-亚环己烯基或1,4-亚环己基,其中一个或两个不相邻的CH2基团可以被-O-或-S-替代,
b)1,4-亚苯基,其中一个或两个CH基团可以被N替代,或
c)选自螺[3.3]庚烷-2,6-二基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基,1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、菲-2,7-二基和芴-2,7-二基的基团,
其中基团a)、b)和c)可以被卤素原子单或多取代,
n表示0、1或2,优选0或1,
Z1在每次出现时彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CH=CH-CH2O-、-C2F4-、-CH2CF2-、-CF2CH2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或单键,和
L11和L12各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,优选H或F,最优选F,和
W表示O或S。
在本发明的优选实施方案中,LC介质包含一种或多种式III-1的化合物:
其中出现的基团具有与以上在式III下给出的相同含义,并且优选
R11和R12各自彼此独立地为具有至多15个C原子的烷基、烯基或烷氧基,更优选地,它们中的一个或两个表示烷氧基,并且
L11和L12各自优选表示F。
在另一个优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种选自式III-1-1至III-1-10,优选式III-1-6的式III-1化合物:
/>
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基,alkoxy和alkoxy*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,并且L11和L12各自彼此独立地表示F或Cl,优选均表示F。
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式III-3-1的化合物:
其中L11和L12具有与在式III下给出的相同含义,(O)表示O或单键,
RIIIA表示具有至多7个C原子的烷基或烯基或基团Cy-CmH2m+1-,
m和n相同或不同地为0、1、2、3、4、5或6,优选为1、2或3,非常优选为1,并且
Cy表示具有3、4或5个环原子的脂环族基团,其任选地被各自具有至多3个C原子的烷基或烯基取代或被卤素或CN取代,并且优选表示环丙基、环丁基或环戊基。
替代式III化合物地或除了式III化合物之外地,优选除了式III化合物之外地,LC介质中还包含式III3-1化合物。
非常优选的式III3-1化合物如下:
其中alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基。
在本发明的另一个优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种式III-4至III-6,优选式III-5的化合物,
其中参数具有以上给出的含义,R11优选表示直链烷基并且R12优选表示烷氧基,各自具有1至7个C原子。
在另一个优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种选自式III-7至III-9,优选式III-8的式III化合物:
其中参数具有以上给出的含义,R11优选表示直链烷基并且R12优选表示烷氧基,各自具有1至7个C原子。
在优选的实施方案中,介质包含一种或多种式IV化合物:
其中
R41表示具有1至7个C原子的未取代的烷基或具有2至7个C原子的未取代的烯基,优选正烷基,特别优选具有2、3、4或5个C原子,并且
R42表示具有1至7个C原子的未取代的烷基或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基,均优选具有2至5个C原子,具有2至7个C原子、优选具有2、3或4个C原子的未取代的烯基,更优选乙烯基或1-丙烯基,并且特别是乙烯基。
式IV化合物优选选自式IV-1至IV-4化合物,
其中
alkyl和alkyl’彼此独立地表示具有1至7个C原子,优选具有2至5个C原子的烷基,
alkenyl表示具有2至5个C原子,优选具有2至4个C原子,特别优选具有2个C原子的烯基,
alkenyl’表示具有2至5个C原子,优选具有2至4个C原子,特别优选具有2至3个C原子的烯基,并且
alkoxy表示具有1至5个C原子,优选具有2至4个C原子的烷氧基。
优选地,LC介质包含一种或多种选自式IV-1-1至IV-1-4的化合物
非常优选地,根据本发明的LC介质包含一种或多种式IV-2-1和/或IV-2-2的化合物
非常优选地,根据本发明的LC介质包含式IV-3化合物,特别是选自式IV-3-1至IV-3-4的化合物
非常优选地,根据本发明的LC介质包含式IV-4的化合物,特别是选自式IV-4-1和IV-4-2的化合物
LC介质优选另外包含一种或多种式IVa化合物
其中
R41和R42各自彼此独立地表示具有至多12个C原子的直链烷基、烷氧基、烯基、烷氧基烷基或烷氧基,并且
表示/>
Z4表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-C4H8-或-CF=CF-。
优选的式IVa化合物如下所示:
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。
根据本发明的LC介质优选包含至少一种式IVa-1和/或式IVa-2的化合物。
式IVa化合物在整个混合物中的比例优选为至少5重量%
优选地,LC介质包含一种或多种式IVb-1至IVb-3的化合物
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,并且
alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基。
在整个混合物中,式IV-1至IV-3的联苯的比例优选为至少3重量%,特别是≥5重量%。
在式IVb-1至IVb-3的化合物中,特别优选式IVb-2的化合物。
特别优选的联苯为
其中alkyl*表示具有1至6个C原子的烷基并且优选表示正丙基。
根据本发明的LC介质特别优选包含一种或多种式IVb-1-1和/或IVb-2-3的化合物。
在优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种式V化合物
其中
R51和R52彼此独立地具有对于R41和R42给出的含义之一并且优选表示具有1至7个C原子的烷基,优选正烷基,特别优选具有1至5个C原子的正烷基,具有1至7个C原子的烷氧基,优选正烷氧基,特别优选具有2至5个碳原子的正烷氧基,具有2至7个碳原子,优选具有2至4个碳原子的烷氧基烷基、烯基或烯氧基,优选烯氧基,
相同或不同地表示
其中
优选表示/>
Z51、Z52各自彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或单键,优选-CH2-CH2-、-CH2-O-或单键,并且特别优选单键,和
n为1或2。
式V化合物优选地选自式V-1至V-16的化合物:
/>
/>
其中R1和R2具有以上对于R2A指出的含义。
R1和R2优选各自彼此独立地表示直链烷基或烯基。
优选的LC介质包含一种或多种式V-1、V-3、V-4、V-6、V-7、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15和/或V-16的化合物
根据本发明的LC介质非常特别优选包含式V-10、V-12、V-16和/或IV-1的化合物,特别是以5至30%的量。
优选的式V-10化合物如下所示:
根据本发明的LC介质特别优选包含式V-10a和/或式V-10b的三环化合物与一种或多种式IV-1的双环化合物的组合。式V-10a和/或V-10b的化合物与一种或多种选自式IV-1的双环己基化合物的组合的总比例为5至40%,非常特别优选15至35%。
非常特别优选的LC介质包含式V-10a和IV-1-1的化合物
基于整个混合物,化合物V-10a和IV-1-1优选以15至35%,特别优选15至25%,并且尤其优选18至22%的浓度存在于混合物中。
非常特别优选的LC介质包含式V-10b和IV-1-1的化合物:
基于整个混合物,化合物V-10b和IV-1-1优选以15至35%,特别优选15至25%,并且尤其优选18至22%的浓度存在于混合物中。
非常特别优选的LC介质包含以下三个式的化合物
基于整个混合物,化合物V-10a、V-10b和IV-1-1优选以15至35%,特别优选15至25%,并且尤其优选18至22%的浓度存在于混合物中。
优选的LC介质包含至少一种选自以下化合物的化合物
其中R41和R42,以及R51和R52具有上述含义。优选地,在化合物V-6、V-7和IV-1中,R41和R51分别表示具有1至6个或2至6个C原子的烷基或烯基,并且R42和R52表示具有2至6个C原子的烯基。
优选的LC介质包含至少一种式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3a和IV-3b的化合物:
其中alkyl表示具有1至6个C原子的烷基,且alkenyl表示具有2至6个C原子的烯基。
式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3a和IV-3b的化合物优选以1至40重量%,优选5至35重量%,非常特别优选10至30重量%的量存在于根据本发明的LC介质中。
在本发明的优选实施方案中,LC介质另外包含一种或多种式VI-1至VI-9的化合物
其中
R7各自彼此独立地具有式IIA中对于R2A所指出的含义之一,并且
w和x各自彼此独立地表示1至6。
特别优选包含至少一种式V-9化合物的LC介质。
在本发明的优选实施方案中,LC介质另外包含一种或多种式VII-1至VII-25的化合物,
/>
/>
/>
其中
R表示具有1至6个C原子的直链烷基或烷氧基,(O)表示-O-或单键,X表示F、Cl、OCF3或OCHF2,Lx表示H或F,m为0、1、2、3、4、5或6且n为0、1、2、3或4。
R优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基。
X优选表示F或OCH3,非常优选F。
根据本发明的LC介质优选包含2至30重量%,特别是5至20重量%的式VII-1至VII-25的三联苯。
特别优选式VII-1、VII-2、VII-4、VII-20、VII-21和VII-22的化合物,其中X表示F。在这些化合物中,R优选表示烷基,还有烷氧基,各自具有1至5个C原子。在式VII-20的化合物中,R优选表示烷基或烯基,特别是烷基。在式VII-21的化合物中,R优选表示烷基。在式VII-22至VII-25的化合物中,X优选表示F。
如果混合物的Δn值为将为≥0.1,则式VII-1至VII-25的三联苯优选用于根据本发明的LC介质中。优选的LC介质包含2至20重量%的一种或多种选自式VII-1至VII-25的化合物的三联苯化合物。
进一步优选的实施方案如下所列:
a)包含至少一种式Z-1至Z-7化合物的LC介质,
其中R、(O)和alkyl具有以上对于式III所指出的含义。
b)优选的根据本发明的LC介质包含一种或多种含有四氢化萘基或萘基单元的物质,例如式N-1至N-5的化合物,
其中R1N和R2N各自彼此独立地具有对于R2A所指出的含义,优选表示直链烷基、直链烷氧基或直链烯基,和
Z1和Z2各自彼此独立地表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2-或单键。
c)优选的LC介质包含一种或多种选自式BC的二氟二苯并色满化合物、式CR的色满和式PH-1和PH-2的氟代菲的化合物,
/>
其中
RB1、RB2、RCR1、RCR2、R1、R2各自彼此独立地具有R2A的含义。c为0、1或2。R1和R2优选彼此独立地表示具有1-6个C原子的烷基或烷氧基。
根据本发明的LC介质优选以3至20重量%的量,特别是以3至15重量%的量包含式BC、CR、PH-1、PH-2的化合物。
特别优选的式BC和CR的化合物为化合物BC-1至BC-7和CR-1至CR-5,
/>
/>
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,和
alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基。
非常特别优选包含一种、两种或三种式BC-2、BF-1和/或BF-2的化合物。
d)优选的LC介质包含一种或多种式In的茚满化合物,
其中
R11、R12、R13各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基,
R12和R13另外表示卤素,优选F,
表示
i表示0、1或2。
优选的式In化合物是如下所示的式In-1至In-16化合物:
/>
/>
特别优选的是式In-1、In-2、In-3和In-4的化合物。
式In和子式In-1至In-16的化合物优选以≥5wt%,特别是5至30重量%和非常特别优选5至25重量%的浓度用于根据本发明的LC介质中。
e)优选的LC介质另外包含一种或多种式L-1至L-5的化合物:
其中
R和R1各自彼此独立地具有对以上在式IIA中对于R2A所指出的含义,并且alkyl表示具有1至6个C原子的烷基。参数s表示1或2。
式L-1至L-5的化合物优选以5至50重量%,特别是5至40重量%并且非常特别优选10至40重量%的浓度使用。
f)优选的LC介质另外包含一种或多种式IIA-Y的化合物
其中R11和R12具有以上在式IIA中对于R2A所给出的含义,和L1和L2相同或不同地表示F或Cl。
优选的式IIA-Y化合物选自以下子式
/>
其中,Alkyl和Alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,Alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,Alkenyl和Alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基,并且O表示氧原子或单键。Alkenyl和Alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
特别优选的式IIA-Y化合物选自以下子式:
其中Alkoxy和Alkoxy*具有上述定义,并且优选表示甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基或正戊氧基。
g)LC介质,其另外包含一种或多种选自下式的四联苯化合物:
/>
其中
RQ是具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2至9个C原子的烯基或烯氧基,所有这些都任选地被氟代,
XQ是F、Cl、具有1至6个C原子的卤代烷基或烷氧基或具有2至6个C原子的卤代烯基或烯氧基,
LQ1至LQ6彼此独立地为H或F,其中LQ1至LQ6中的至少一个为F。
优选的式Q化合物是其中RQ表示具有2至6个C原子的直链烷基,非常优选乙基、正丙基或正丁基的那些。
优选的式Q化合物是其中LQ3和LQ4是F的那些。进一步优选的式Q化合物是其中LQ3、LQ4以及LQ1和LQ2中的一个或两个是F的那些。
优选的式Q化合物是其中XQ表示F或OCF3,非常优选F的那些。
式Q化合物优选选自以下子式
其中RQ具有式Q的含义之一或上文和下文给出的其优选含义之一,并且优选为乙基、正丙基或正丁基。
尤其优选的是式Q1化合物,特别是其中RQ是正丙基的那些。
优选地,LC主体混合物中式Q化合物的比例为>0至≤5重量%,非常优选0.05至2重量%,更优选0.1至1重量%,最优选0.1至0.8重量%。
优选地,LC介质含有1至5种,优选1或2种式Q化合物。
向LC主体混合物中添加式Q的四联苯化合物能够降低ODF显示不匀,同时保持高UV吸收,实现快速和完全聚合,实现强而快速的倾斜角产生,并提高LC介质的UV稳定性。
此外,向具有负介电各向异性的LC介质中添加具有正介电各向异性的式Q化合物允许更好地控制介电常数ε||和ε⊥的值,特别是能够实现高的介电常数ε||的值,同时保持介电各向异性Δε恒定,从而降低反冲电压并降低图像粘滞。
根据本发明的LC介质优选包含
-一种或多种式IA或其子式,优选式IA2或IA6的化合物,优选浓度在0.02至0.5%,非常优选0.05至0.3%的范围内;
-一种或多种式IB或其子式,优选式IB1,非常优选选自式IB1-1至IB1-5的化合物,优选浓度在1至30重量%,非常优选2至20重量%,最优选2至15重量%的范围内;
-一种或多种式IC或其子式,优选选自式IC1至IC4,非常优选式IC1的化合物,优选浓度在0.5至8重量%,非常优选0.5至5重量%,最优选0.5至2%的范围内;
和/或
-一种或多种式IIA和IIB的化合物,优选总浓度在30%至45%的范围内;
和/或
-一种或多种式IV化合物,优选总浓度在35%至60%,更优选40%至55%,特别优选45%至50%的范围内;
和/或
-一种或多种式IIA和/或IIB的化合物,优选总浓度在30%至65%,更优选35%至60%,特别优选40%至55%的范围内。
特别地,介质包含
-一种或多种化合物CY-n-Om,特别是CY-3-O4、CY-5-O4和/或CY-3-O2,优选总浓度在5%至30%范围内,优选10%至20%的范围内;
-一种或多种化合物PY-n-Om,特别是PY-1-O2、PY-2-O2和/或PY-3-O2,优选总浓度在5%至40%,优选10%至30%的范围内;
和/或
-CPY-n-Om,特别是CPY-2-O2、CPY-3-O2和/或CPY-5-O2,优选浓度>5%,特别是7%至20%,基于整个混合物,
和/或
-一种或多种化合物CCY-n-Om,优选CCY-4-O2、CCY-3-O2、CCY-3-O3、CCY-3-O1和/或CCY-5-O2,优选浓度>3%,特别是5%至15%,基于整个混合物;
和/或
-CPY-n-Om和CY-n-Om,优选浓度为10%至80%,基于整个混合物,
和/或
-CPY-n-Om和PY-n-Om,优选CPY-2-O2和/或CPY-3-O2和PY-3-O2或PY-1-O2,优选浓度为5至20%,更多优选10至15%,基于整个混合物,
和/或
-式CC-3-V1和/或CC-4-V1的一种或多种化合物,总浓度在5至40%,更优选15至35%,特别优选20%至30%的范围内,
和/或
-一种或多种式B-nO-Om和/或B(S)-nO-Om的化合物,特别是化合物B(S)-2O-O5,优选浓度在2至10%的范围内,以及化合物CC-3-V1,总浓度在4至30%,优选5至20%的范围内。
和/或
-0.1%至3%的化合物PPGU-3-F。
对于本发明的液晶介质有利的是优选具有≤-20℃至≥70℃的向列相,特别优选≤-30℃至≥80℃,非常特别优选≤-40℃至≥90℃。
根据本发明的介质具有70℃或更高,优选74℃或更高的清亮温度。
表述“具有向列相”此处一方面意指于低温下于相应温度下未观察到近晶相和结晶和另一方面意指自向列相加热未变得清亮。低温研究在流动粘度计中、于相应温度下进行并通过储存于具有相应于至少100小时电光用途的层厚度的测试盒中检验。如果-20℃温度下相应测试盒中的储存能力为1000h或更多,则该介质被称为于该温度下稳定。在-30℃或-40℃的温度下,相应时间分别为500h或250h。高温下,清亮点通过传统方法于毛细管中测量。
液晶混合物优选具有至少60K的向列相范围和于20℃下最多30mm2·s-1的流动粘度ν20。
混合物在-20℃或更低,优选-30℃或更低,非常优选-40℃或更低的温度下是向列型的。
液晶混合物中双折射值Δn通常为0.07至0.16,优选0.08至0.15,非常优选0.09至0.14。在本发明的优选实施方案中,介质具有0.090至0.110,优选0.095至0.108,特别是0.102至0.107范围内的双折射率。
根据本发明的液晶混合物具有-1.5至-8.0,优选-2.0至-4.0,特别是-2.5至-3.6的介电各向异性Δε。
20℃下旋转粘度γ1优选为≤120mPa·s,特别是≤105mPa·s。在优选的实施方案中,20℃下旋转粘度γ1为≤100mPa·s,特别是≤95mPa·s。
根据本发明的液晶介质具有相对低的阈值电压值(V0)。其优选在1.7V-3.0V,特别优选≤2.7V和非常特别优选≤2.5V的范围内。
对于本发明,术语“阈值电压”涉及电容阈值(V0),也称作Freedericks阈值,除非另有明确说明。
另外,根据本发明的液晶介质具有液晶盒中高电压保持率值。
通常,具有低寻址电压或阈值电压的液晶介质展示出比具有更高寻址电压或阈值电压的那些更低的电压保持率,反之亦然。
对于本发明,术语“正介电化合物”表示具有Δε>1.5的化合物,术语“中性介电化合物”表示具有-1.5≤Δε≤1.5的那些和术语“负介电化合物”表示具有Δε<-1.5的那些。此处,化合物的介电各向异性通过在至少一个测试盒中将10%的化合物溶于液晶主体并测定所得混合物的电容而测定,每种情况下测试盒具有20μm的层厚度并在1kHz下具有垂面和沿面表面配向。测量电压通常为0.5V-1.0V,但总是低于所研究的各液晶混合物的电容阈值。
本发明所述全部温度值以℃表示。
根据本发明的LC介质适用于全部VA-TFT(垂直配向薄膜晶体管)应用,例如,VAN(垂直配向向列型)、MVA(多域VA)、(S)-PVA(超级图案化VA)、ASV(高级超级视图或轴对称VA)、PSA(聚合物稳定VA)和PS-VA(聚合物稳定化VA)。此外,它们适用于具有负Δε的IPS(面内切换)和FFS(边缘场切换)应用。
在根据本发明的显示器中的向列LC介质通常包含两种组分A和B,它们由一种或多种单独的化合物组成。
组分A具有显著负介电各向异性并给予向列相≤-0.5的介电各向异性。除了一种或多种式IA和IB化合物,其优选包含式IIA、IIB和/或IIC的化合物、以及一种或多种式IV-1的化合物。
组分A的比例优选为45-100%,特别是60-85%。
对于组分A,优选选择具有Δε≤-0.8值的一种(或多种)单独的化合物。在整个混合物中A的比例越小,则该值必须越负。
组分B具有显著的向列性(nematogeneity)和20℃下不大于30mm2·s-1,优选不大于25mm2·s-1的流动粘度。
本领域技术人员自文献可知多种适合的物质。特别优选的是式O-17的化合物。
组分B中特别优选的单个化合物为粘性非常低的向列性液晶,其于20℃下具有不大于18mm2·s-1的流动粘度,优选不大于12mm2·s-1。
组分B为单向转变或互相转变向列相,不具有近晶相并且在降至非常低温时能够防止在LC介质中出现近晶相。例如,如果将多种高向列性材料加入近晶液晶混合物,则这些材料的向列性可通过所实现近晶相的抑制程度来进行比较。
混合物也可任选包含组分C,其包含具有Δε≥1.5介电各向异性的化合物。这些所谓的正性化合物通常以基于整个混合物≤20wt%的量存在于负介电各向异性混合物中。
除了一种或多种式IA和IB化合物外,介质优选还包含4至15种,特别是5至12种,特别优选<10种式IIA、IIB和/或IIC的化合物和任选的一种或多种式IV-1化合物。
除了式IA和IB化合物和式IIA、IIB和/或IIC和任选的IV-1的化合物之外,还可以存在其他成分,例如以整个混合物的至多45%,但优选至多35%,特别是至多10%的量存在。
其它成分优选选自向列型或向列态物质,特别是已知的物质,选自氧化偶氮苯、亚苄基苯胺、联苯、三联苯、苯甲酸苯基或环己基酯、环己烷羧酸苯基酯或环己基酯、苯基环己烷、环己基联苯、环己基环己烷、环己基萘、1,4-双环己基联苯或环己基嘧啶、苯基二噁烷或环己基二噁烷、任选卤代的二苯乙烯、苄基苯基醚、二苯乙炔和取代的肉桂酸酯。
适合作为这种类型液晶相成分的最重要的化合物可以用式IV来表征
R20-L-G-E-R21 IV
其中L和E各自表示选自1,4-二取代苯和环己烷环、4,4’-二取代联苯、苯基环己烷和环己基环己烷体系、2,5-二取代嘧啶和1,3-二噁烷环、2,6-二取代萘、二氢化萘和四氢化萘、喹唑啉和四氢化喹唑啉的碳环或杂环体系,
G表示-CH=CH-、-N(O)=N-、-CH=CQ-、-CH=N(O)-、-C≡C-、-CH2-CH2-、-CO-O-、-CH2-O-、-CO-S-、-CH2-S-、-CH=N-、-COO-Phe-COO-、-CF2O-、-CF=CF-、-OCF2-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-,
或C-C单键,Q表示卤素,优选氯,或-CN,且R20和R21各自表示具有最多18个,优选最多8个碳原子的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基或烷氧基羰氧基,或这些基团之一还表示CN、NC、NO2、NCS、CF3、SF5、OCF3、F、Cl或Br。
在这些化合物的大多数中,R20和R21彼此不同,这些基团之一通常为烷基或烷氧基。所提出的取代基的其它变形也是常见的。许多该类物质或其混合物为可商购的。全部这些物质可通过文献已知方法制备。
对于本领域技术人员不言而喻的是根据本发明的VA、IPS或FFS混合物也可包含其中例如H、N、O、Cl和F已被相应的同位素替代的化合物。
LC介质优选具有相列LC相。
优选地,LC介质包含一种或多种选自式M的可聚合化合物
Ra-B1-(Zm-B2)m-Rb M
其中各个基团在每次出现时相同或不同地并且各自彼此独立地具有以下含义:
Ra和Rb是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基团可以各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,并且,其中,此外,一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代,其中,如果B1和/或B2包含饱和的C原子,则Ra和/或Rb也可以表示螺连接到该饱和的C原子的基团,
其中基团Ra和Rb中的至少一个表示P或P-Sp-或包含基团P或P-Sp-,
P是可聚合基团,
Sp是间隔基团或单键,
B1和B2是优选具有4至25个环原子的芳族、杂芳族、脂环族或杂环基团,其也可以包含稠环,并且其是未取代的,或被L单取代或多取代的,
Zm是-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-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH2-CH2-CO-O-、O-CO-CH2-CH2-、-CR0R00-或单键,
R0和R00表示H或具有1至12个C原子的烷基,
m表示0、1、2、3或4,
n1表示1、2、3或4,
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,任选取代的甲硅烷基(silyl),任选取代的具有6至20个C原子的芳基、或直链或支链的具有1至25个C原子的烷基、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,此外,一个或多个H原子可以被F、Cl、P或P-Sp-替代,
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基团可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,其中,此外,一个或多个H原子可以被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。
可聚合基团P是适合于聚合反应的基团,例如自由基或离子链聚合、加聚或缩聚,或适于类似聚合物的反应,例如,在聚合物主链上加成或缩合。特别优选的是用于链聚合的基团,特别是含有C=C双键或-C≡C-三键的那些,和适于开环聚合的基团,例如,氧杂环丁基或环氧基。
优选的P基团选自下组: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-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,尤其是H、F、Cl或CH3,W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1-5个碳原子的烷基,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,其任选地被一个或多个以上定义的基团L取代,所述基团L不是P-Sp-,k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选地表示1,和k4表示1-10的整数。
非常优选的P基团选自下组:CH2=CW1-CO-O-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-O-、CH2=CW2-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,特别是H、F、Cl或CH3,W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基,特别是H、甲基、乙基或正丙基,W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基,W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基,Phe表示1,4-亚苯基,k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选地表示1,和k4表示1-10的整数。
非常特别优选的P基团选自下组:CH2=CW1-CO-O-,特别是CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-和CH2=CF-CO-O-,以及CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、(CH2=CH)2CH-O-,
进一步优选的可聚合基团P选自下组:乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁基和环氧基,最优选选自丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。
非常优选可聚合化合物中的所有可聚合基团具有相同的含义。
如果间隔基团Sp不同于单键,则其优选为式Sp"-X",从而相应的基团P-Sp-符合式P-Sp"-X",其中,
Sp"表示具有1至20个C原子,优选1至12个C原子的直链或支链亚烷基,其任选地被F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,和其中此外,一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-O-,-S-,-NH-,-N(R0)-,-Si(R0R00)-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-S-CO-,-CO-S-,-N(R00)-CO-O-,-O-CO-N(R0)-,-N(R0)-CO-N(R00)-,-CH=CH-或-C≡C-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,
X"表示-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-CO-N(R0)-,N(R0)-CO-,-N(R0)-CO-N(R00)-,-OCH2-,-CH2O-,-SCH2-,-CH2S-,CF2O-,-OCF2-,-CF2S-,-SCF2-,-CF2CH2-,-CH2CF2-,-CF2CF2-,-CH=N-,-N=CH-,-N=N-,-CH=CR0-,-CY2=CY3-,-C≡C-,-CH=CH-CO-O-,-O-CO-CH=CH-或单键,
R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1至20个C原子的烷基,和
Y2和Y3各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN,
X"优选为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR00-或单键。
典型的间隔基Sp和-Sp"-X"是,例如-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR0R00-O)p1-,其中p1是1-12的整数,q1是1-3的整数,R0和R00具有上述含义。
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具有上述含义。
特别优选的基团Sp"在每种情况下是直链的亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧亚乙基、亚甲基氧亚丁基、亚乙基硫亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基-亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。
在本发明的一个优选实施方案中,可聚合化合物包含被一个或多个可聚合基团P取代的间隔基团Sp,使得基团Sp-P对应于Sp(P)s,其中s≥2(支链可聚合基团)。
根据该优选实施方案的优选可聚合化合物是其中s为2的那些,即含有基团Sp(P)2的化合物。根据该优选实施方案的非常优选的可聚合化合物包含选自下式的基团:
-X-alkyl-CHPP S1
-X-alkyl-CH((CH2)aaP)((CH2)bbP) S2
-X-N((CH2)aaP)((CH2)bbP) S3
-X-alkyl-CHP-CH2-CH2P S4
-X-alkyl-C(CH2P)(CH2P)-CaaH2aa+1 S5
-X-alkyl-CHP-CH2P S6
-X-alkyl-CPP-CaaH2aa+1 S7
-X-alkyl-CHPCHP-CaaH2aa+1 S8
其中P如式M中所定义,
alkyl表示单键或具有1至12个C原子的直链或支链亚烷基,其未被取代的或被F、Cl或CN单或多取代,并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-C(R0)=C(R0)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,其中R0具有上述含义,
aa和bb各自彼此独立地表示0、1、2、3、4、5或6,
X具有上述X”的含义之一,优选为O、CO、SO2、O-CO-、CO-O或单键。
优选的间隔基团Sp(P)2选自式S1、S2和S3。
非常优选的间隔基团Sp(P)2选自以下子式:
-CHPP S1a
-O-CHPP S1b
-CH2-CHPP S1c
-OCH2-CHPP S1d
-CH(CH2-P)(CH2-P) S2a
-OCH(CH2-P)(CH2-P) S2b
-CH2-CH(CH2-P)(CH2-P) S2c
-OCH2-CH(CH2-P)(CH2-P) S2d
-CO-NH((CH2)2P)((CH2)2P) S3a
P优选选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基,非常优选选自丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基,最优选选自甲基丙烯酸酯基。
进一步优选地,存在于相同化合物中的所有可聚合基团P具有相同的含义,并且非常优选地表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,最优选甲基丙烯酸酯基。
Sp优选表示单键或-(CH2)p1-、-(CH2)p2-CH=CH-(CH2)p3-、-O-(CH2)p1-、-O-CO-(CH2)p1或-CO-O-(CH2)p1,其中p1为2、3、4、5或6,优选为2或3,p2和p3彼此独立地为0、1、2或3,如果Sp为-O-(CH2)p1-、-O-CO-(CH2)p1或-CO-O-(CH2)p1,则O原子或CO基团分别与苯环相连。
进一步优选至少一个基团Sp是单键。
进一步优选至少一个基团Sp不同于单键,并且优选选自-(CH2)p1-、-(CH2)p2-CH=CH-(CH2)p3-、-O-(CH2)p1-、-O-CO-(CH2)p1或-CO-O-(CH2)p1,其中p1为2、3、4、5或6,优选2或3,p2和p3彼此独立为0、1、2或3,如果Sp为-O-(CH2)p1-、-O-CO-(CH2)p1或-CO-O-(CH2)p1,则O原子或CO基团分别与苯环相连。
非常优选Sp不同于单键,并且选自-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-O-(CH2)2-、-O-(CH2)3-、-O-CO-(CH2)2和-CO-O-(CH)2-,其中O原子或CO基团与苯环相连。
特别优选的式M化合物是这样的那些,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,这些基团中的一个或多个CH基团可以被N替代,环己烷-1,4-二基,其中,此外,一个或多个不相邻的CH2基团可以被O和/或S替代,1,4-亚环己烯基、二环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基,其中所有这些基团可以是未取代的或被如上定义的L单取代或多取代。
特别优选的式M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。
进一步优选的式M化合物是其中式M中的基团-B1-(Zm-B2)m-选自下式的那些
其中至少一个苯环被至少一个基团L取代并且苯环任选地被一个或多个基团L或P-Sp-进一步取代。
优选的式M及其子式化合物选自以下优选实施方案,包括其任意组合:
-化合物中的所有基团P具有相同的含义,
--B1-(Zm-B2)m-选自式A1、A2和A5,
-化合物正好包含两个可聚合基团(由基团P表示),
-化合物正好包含三个可聚合基团(由基团P表示),
-P选自丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基和氧杂环丁烷基,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
-P是甲基丙烯酸酯基,
-所有基团Sp都是单键,
-至少一个基团Sp是单键并且至少一个基团Sp不同于单键,
-当不同于单键时,Sp是-(CH2)p2-、-(CH2)p2-O-、-(CH2)p2-CO-O-、-(CH2)p2-O-CO-,其中p2为2、3、4、5或6,O-原子或CO-基团分别与苯环连接,
-Sp是单键或表示-(CH2)p2-、-(CH2)p2-O-、-(CH2)p2-CO-O-、-(CH2)p2-O-CO-,其中p2为2、3、4、5或6,O-原子或CO-基团分别与苯环连接,
-R表示P-Sp-,
-R不表示或不包含可聚合基团,
-R不表示或不包含可聚合基团并且表示具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O-和/或S-原子不直接相互连接的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl或La替代,
-L或L'表示F、Cl或CN,
-L是F。
非常优选的式M化合物选自下式:
/>
/>
/>
/>
/>
其中各个基团在每次出现时相同或不同地并且各自彼此独立地具有以下的含义:
P1、P2、P3是可聚合基团,优选地选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁基或环氧基,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
Sp1、Sp2和Sp3是单键或间隔基团,其中此外,基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-中的一个或多个也可以表示Raa,条件是存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2和P3-Sp3-中的至少一个不同于Raa,优选地具有以上给出的Sp的优选含义之一,非常优选为-(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。
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基,其中,此外,一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,并且,其中,此外,一个或多个H原子可以被F,Cl,CN或P1-Sp1-替代,特别优选具有1至12个C原子的直链或支链的任选单氟代或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基和炔基基团具有至少两个C原子,且支链基团具有至少三个C原子),并且其中Raa不表示或者不含有基团P1、P2或P3,
R0,R00是H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry和Rz是H、F、CH3或CF3,
X1、X2、X3是-CO-O-、-O-CO-或单键,
ZM1是-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
ZM2、ZM3是-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n是2、3或4,
L是F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链的,任选单氟代或多氟代的烷基,烷氧基,硫代烷基,烯基,炔基,烷基羰基,烷氧基羰基,烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
L’、L”是H、F或Cl,
k是0或1,
r是0、1、2、3或4,
s是0、1、2或3,
t是0、1或2,
x是0或1。
非常优选的是式M2、M13和M32化合物,尤其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M17至M31,特别是选自式M20、M22、M26、M29和M31的化合物,尤其是恰好含有三个可聚合基团P1、P2和P3的三反应性化合物。
在式M1至M32化合物中,基团
优选为/>
其中L在每次出现时相同或不同地具有上下文中给出的含义之一,并且优选为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、-CH=CH2、C(CH3)=CH2、SCH3、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-,非常优选F、Cl、CN、CH3、C2H5、-CH=CH2、C(CH3)=CH2、SCH3、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-,更优选F、Cl、CH3、-CH=CH2、C(CH3)=CH2、SCH3、OCH3、COCH3或OCF3,最优选F、SCH3、或OCH3。
优选的式M1至M32化合物是其中P1、P2和P3表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氧杂环丁基或环氧基,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,最优选甲基丙烯酸酯基的那些化合物。
进一步优选的式M1至M32的化合物是其中Sp1、Sp2和Sp3是单键的那些化合物。
进一步优选的式M1至M32的化合物是其中Sp1、Sp2和Sp3中的一个是单键且Sp1、Sp2和Sp3中的另一个不同于单键的那些化合物。
进一步优选的式M1至M32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"-的那些化合物,其中s1是1至6的整数,优选2、3、4或5,且X"是与苯环的连接基,并且是-O-、-O-CO-、-CO-O、-O-CO-O-或单键。
进一步优选的式M和M1至M32化合物选自表D,尤其选自式RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-150至RM-156、RM-162、RM-163和RM164至RM-176。
特别优选的是包含一种、两种或三种式M的可聚合化合物的液晶介质。
进一步优选的是包含两种或更多种式M,优选选自式M1至M16和M32,非常优选选自式M2、M13和M32的双反应性可聚合化合物的LC介质。
进一步优选的是包含一种或多种式M,优选选自式M1至M16和M32,非常优选选自式M2、M13和M32的双反应性可聚合化合物,和一种或多种式M,优选选自式M17至M32,非常优选选自式M20、M22、M26、M29和M31的三反应性可聚合化合物的LC介质。
进一步优选的是包含一种或多种式M的可聚合化合物的LC介质,其中至少一个r不为0,或s和t中的至少一个不为0,非常优选选自式M2、M13、M22、M24、M27、M29、M31和M32,其中L选自以上显示的优选基团,最优选选自F、OCH3和SCH3。
进一步优选的是包含一种或多种在320至380nm波长范围内显示吸收,优选选自式M,非常优选选自式M1至M32的可聚合化合物的LC介质。
特别优选包含一种、两种或三种选自式M或式M1至M32的可聚合化合物的LC介质。
上文提及的优选实施方案的化合物与上下文描述的聚合的化合物的组合在根据本发明的LC介质中引起低阈值电压、低旋转粘度和非常好的低温稳定性,同时恒定的高清亮点和高HR值,并允许在PSA显示器中快速建立特别低的倾斜角(即大倾斜)。特别地,与来自现有技术的LC介质相比,LC介质在PSA显示器中表现出显著缩短的响应时间,特别是灰阶响应时间。
对于在PSA显示器中的使用,LC介质中可聚合化合物(如式M或M1至M32的那些)的总比例优选为0.01至2.0%,非常优选为0.1至1.0%,最优选为0.2至0.8%。
对于在SA-VA显示器中的使用,LC介质中可聚合化合物(如式M或M1至M32的那些)的总比例优选为>0至<3%,非常优选>0至<2%,更优选0.05至2.0,最优选0.05至1.0%。
式M及其子式的化合物可以类似于本领域技术人员已知的并且在有机化学的标准著作中,例如在Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of OrganicChemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart中描述的方法来制备。
例如,丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以通过在碱(例如吡啶或三乙胺和4-(N,N-二甲氨基)吡啶(DMAP))的存在下用酸衍生物(例如(甲基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酸酐)使相应的醇酯化来制备。或者,酯可以通过在脱水剂(例如根据Steglich用二环己基碳二亚胺(DCC)、N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺(EDC)或N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐和DMAP)存在下用(甲基)丙烯酸使醇酯化来制备。
本发明还涉及如上所述的液晶介质或液晶显示器,其中可聚合化合物,如式M及其子式的那些,以经聚合的形式存在。
任选地,向LC介质中添加一种或多种聚合引发剂。聚合的合适条件和引发剂的合适类型和量是本领域技术人员已知的并且描述于文献中。适合自由基聚合的是例如可商购获得的光引发剂 或(Ciba AG)。如果使用聚合引发剂,其比例优选为0.001至5重量%,特别优选0.001至1重量%。
根据本发明的可聚合化合物也适用于没有引发剂的聚合,这伴随着相当大的优点,例如较低的材料成本和特别是引发剂或其降解产物的可能残余量对LC介质的较少的污染。因此聚合也可以在不添加引发剂的情况下进行。因此在优选实施方案中,LC介质不含聚合引发剂。
LC介质也可以包含一种或多种稳定剂以防止RM例如在储存或运输期间的不希望的自发聚合。合适的稳定剂类型和量是本领域技术人员已知的并且描述于文献中。特别合适的是例如来自系列(Ciba AG)的可商购获得的稳定剂,例如/>1076。如果使用稳定剂,基于RM或可聚合组分(组分A)的总量,它们的比例优选为10-50,000ppm,特别优选为50-5,000ppm。
在优选的实施方案中,LC介质包含一种或多种手性掺杂剂,优选浓度为0.01至1重量%,非常优选0.05至0.5重量%。手性掺杂剂优选选自下表B的化合物,非常优选选自R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011和R-或S-5011。
在另一个优选实施方案中,LC介质包含一种或多种手性掺杂剂的外消旋物,其优选选自前一段中提到的手性掺杂剂。
在本发明的另一个优选实施方案中,LC介质含有一种或多种优选选自下式的其他稳定剂:
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:
Ra-d为具有1至10个,优选1至6个,非常优选1至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为具有1至20个C原子的任选取代的直链、支链或环状亚烷基,
n为1至6的整数,优选3。
优选的式S3稳定剂选自式S3A:
其中n2是1至12的整数,并且其中基团(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:
/>
/>
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。
在优选实施方案中,液晶介质包含一种或多种选自下表C的稳定剂。
优选地,稳定剂(例如式S1-S3的那些)在液晶介质中的比例为10至500ppm,非常优选地为20至100ppm。
在另一个优选实施方案中,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%。
在优选实施方案中,根据本发明的SA-VA显示器不包含聚酰亚胺配向层。在另一个优选实施方案中,根据优选实施方案的SA-VA显示器包含聚酰亚胺配向层。
用于该优选实施方案的优选SA添加剂选自包含介晶基团和以一个或多个选自羟基、羧基、氨基或硫醇基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,其任选地通过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介质中在与在PSA工艺中对RM所施加的相似的条件下聚合。
诱导垂面配向,特别是用于SA-VA模式显示器中的合适的SA添加剂公开于例如US2013/0182202 A1、US 2014/0838581 A1、US 2015/0166890 A1和US 2015/0252265 A1中。
在另一个优选实施方案中,根据本发明的LC介质或聚合物稳定化的SA-VA显示器包含一种或多种选自下表E的自配向添加剂。
在另一个优选实施方案中,根据本发明的LC介质包含一种或多种SA添加剂,优选选自表E,其浓度为0.1至5%,非常优选0.2至3%,最优选0.2至1.5%。
本发明还涉及包含如上下文所述的根据本发明的LC介质的LC显示器,其优选为PSA或SA显示器,非常优选为PS-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-VA显示器。
本发明还涉及包含如上下文所述的LC介质的LC显示器,其中可聚合化合物以经聚合的形式存在,其优选为PSA或SA显示器,非常优选为PS-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-VA显示器。
为了生产PSA显示器或聚合物稳定化的SA显示器,包含在LC介质中的可聚合化合物通过在LC显示器的基板之间的LC介质中的原位聚合进行聚合,优选地同时向电极施加电压。
根据本发明的显示器的结构对应于PSA显示器的通常几何形状,如开头引用的现有技术中所述。没有突起的几何形状是优选的,特别是那些其中滤色片侧的电极是非结构化的并且只有TFT侧的电极具有槽的几何形状。例如在US2006/0066793 A1中描述了用于PS-VA显示器的特别合适和优选的电极结构。
本发明优选的PSA型LC显示器包括:
-第一基板,包括限定像素区域的像素电极,所述像素电极连接到设置在每个像素区域中的切换元件并且任选地包括微狭缝图案,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,包括公共电极层,该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,以及任选的第二配向层,
-设置在第一和第二基板之间并包括如上下文所述的LC介质的LC层,其中可聚合化合物也可以以经聚合的形式存在。
第一和/或第二配向层控制LC层的LC分子的配向方向。例如,在PS-VA显示器中,选择配向层以使其赋予LC分子垂面(或垂直)配向(即垂直于表面)或倾斜配向。这种配向层可以例如包括聚酰亚胺,其也可以是被摩擦的,或者可以通过光配向方法制备。
具有LC介质的LC层可以通过显示器制造商通常使用的方法沉积在显示器的基板之间,例如所谓的一滴填充(ODF)方法。LC介质的可聚合组分然后例如通过UV光聚合进行聚合。聚合可以一步或分两步或更多步进行。
PSA显示器可以包括其他元件,如滤色器、黑色矩阵、钝化层、光延迟层、用于寻址各个像素的晶体管元件等,所有这些都是本领域技术人员公知的,并且可以在没有创造性技能的情况下使用。
电极结构可以由技术人员根据各个显示器类型来设计。例如对于PS-VA显示器,可以通过提供具有狭缝和/或凸块或突起的电极来诱导LC分子的多畴取向,以产生两个、四个或更多个不同的倾斜配向方向。
聚合后,可聚合化合物形成共聚物,这导致LC介质中的LC分子、产生一定的倾斜角。不希望受限于特定理论,据信由可聚合化合物形成的交联聚合物的至少一部分将从LC介质相分离或沉淀,并在基材上形成聚合物层或电极,或设置在其上的配向层。显微测量数据(如SEM和AFM)已经证实,形成的聚合物的至少一部分聚集在LC/基材界面处。
聚合可以一步进行。还可以在第一步中首先进行聚合,任选地同时施加电压,以产生倾斜角,然后在没有施加电压的第二聚合步骤中进行聚合或交联在第一步中未反应的化合物(“最终固化”)。
合适的和优选的聚合方法例如是热聚合或光聚合,优选光聚合,特别是UV诱导的光聚合,这可以通过将可聚合化合物暴露于UV辐射来实现。
式M及其子式的可聚合化合物特别是在包括以下特征中的一个或多个或其任意组合的PSA显示器的制备方法中确实显示出良好的UV吸收,因此特别适用于该方法:
-可聚合介质在显示器中以2步工艺暴露于UV光,包括第一UV暴露步骤(“UV1步骤”),向显示器的电极施加电压,以产生倾斜角,以及第二UV曝露步骤(“UV2步骤”),不向显示器的电极施加电压,以完成可聚合化合物的聚合,
-优选至少在UV2步骤中,更优选在UV1和UV2步骤中,可聚合介质在显示器中暴露于由UV-LED灯产生的UV光,
-可聚合介质在显示器中暴露于由节能UV灯(也称为“绿色UV灯”)产生的UV光。这些灯的特征在于在300-380nm的吸收光谱中具有相对低的强度(常规UV1灯的1/100-1/10),并且优选用于UV2步骤,但当对于工艺而言避免高强度是必须的时也任选地用于UV1步骤,
-可聚合介质在显示器中暴露于由UV灯产生的UV光下,所述UV灯的辐射光谱移至更长的波长,优选≥340nm,更优选350至<370nm,非常优选355至368nm,以在PS-VA工艺中避免UV光暴露。
使用较低的强度和向更长波长偏移的UV光都保护有机层免受UV光可能造成的损害。
本发明的一个优选实施方案涉及制备如上下文所述的PSA显示器的方法,包括以下特征中的一个或多个或其任意组合:
-可聚合LC介质在2步工艺中被照射UV光,包括第一UV暴露步骤(“UV1步骤”),施加电压,以产生倾斜角,以及第二UV曝露步骤(“UV2步骤”),不施加电压,以完成可聚合化合物的聚合,
-可聚合LC介质被由在300-380nm波长范围内强度为0.5mW/cm2至10mW/cm2的UV灯产生的UV光照射,优选在UV2步骤中,并且任选地也在UV1步骤中,
-可聚合LC介质被波长≥340nm,优选≤420nm,非常优选在340至380nm范围内,更优选在350至<370nm范围内,最优选在355至368nm范围内的UV光照射,
-可聚合LC介质在向显示器电极施加电压的同时被UV光照射,
-使用UV-LED灯进行UV光照射。
这种优选的方法可以例如通过使用所需的UV灯或通过使用带通滤光片和/或截止滤光片来进行,它们对于具有相应所需波长的UV光基本上是透射的并且基本上阻挡具有相应不需要的波长的光。例如,当需要用波长λ为300-400nm的UV光照射时,可以使用对300nm<λ<400nm的波长基本透射的宽带通滤光片进行UV曝露。当需要用波长λ大于340nm的UV光照射时,可以使用对波长λ>340nm基本上透射的截止滤光片进行UV照射。
优选使用UV-LED灯进行UV照射。
在PSA工艺中使用仅具有一个窄发射峰的UV-LED灯具有几个优点,例如更有效地将光能传输到LC介质中的可聚合化合物,这取决于选择合适的在LED灯的发射波长处显示吸收的可聚合化合物。这允许减少UV强度和/或UV照射时间,从而能够减少节拍时间并节省能源和生产成本。另一个优点是灯的窄发射光谱允许更容易地选择用于光聚合的适当波长。
非常优选地,UV光源是发射波长在340至400nm范围内、更优选在340至380nm范围内的UV-LED灯。尤其优选发射波长为365nm的UV光的UV-LED灯。
这种优选的工艺能够通过使用更长的UV波长来制造显示器,从而减少甚至避免短UV光分量的危险和破坏性影响。
UV辐射能量一般为6至100J,具体取决于生产工艺条件。
根据本发明的LC介质可以另外包含一种或多种其他组分或添加剂,优选选自包括但不限于共聚单体、手性掺杂剂、聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性剂、润湿剂、润滑剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动改进剂、消泡剂、脱气剂、稀释剂、活性稀释剂、助剂、着色剂、染料、颜料和纳米颗粒的列表。
此外,可以向LC介质添加,例如,0-15重量%的多色性染料,以及纳米颗粒、导电性盐,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等人,Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973))以改进导电性,或改变介电各向异性、粘度和/或向列相的配向的物质。这种类型的物质描述于例如DE-A 22 09127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53 728中。
根据本发明的LC介质的上面列出的优选实施方案的各个组分是已知的,或者相关领域的技术人员可以容易地从现有技术推导出其制备方法,因为它们基于文献中描述的标准方法。相应的式CY化合物描述于例如EP-A-0 364 538中。相应的式ZK化合物描述于例如DE-A-26 36 684和DE-A-33 21 373中。
可根据本发明使用的LC介质以本身常规的方式制备,例如通过将一种或多种上述化合物与一种或多种如上定义的可聚合化合物混合,并任选地与其他液晶化合物和/或添加剂混合。通常,所需量的以较少量使用的组分溶解在构成主要成分的组分中,有利地是在升高的温度下。也可以将组分在有机溶剂中,例如在丙酮、氯仿或甲醇中的溶液混合,并在彻底混合后再次除去溶剂,例如通过蒸馏。本发明此外涉及制备根据本发明的LC介质的方法。
对于本领域技术人员来说,不言而喻的是,根据本发明的LC介质还可以包含其中例如H、N、O、Cl、F已被相应的同位素如氘等替代的化合物。
下面的实施例解释了本发明而不限制它。然而,它们向本领域技术人员显示了具有优选使用的化合物及其相应的浓度以及它们彼此的组合的优选混合物概念。此外,这些实施例说明了哪些性质和性质组合是可实现的。
优选的混合物组分示于下表A中。
具体实施方式
表A
在表A中,m和n彼此独立地为1至12的整数,优选为1、2、3、4、5或6,k为0、1、2、3、4、5或6,并且(O)CmH2m+1表示CmH2m+1或OCmH2m+1。
在表A中,m和n彼此独立地为1至12的整数,优选为1、2、3、4、5或6,k为0、1、2、3、4、5或6,并且(O)CmH2m+1表示CmH2m+1或OCmH2m+1。
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在本发明的一个优选实施方案中,根据本发明的LC介质包含一种或多种选自表A化合物的化合物。
在本发明的第一优选实施方案中,根据本发明的液晶介质,尤其是具有正介电各向异性的液晶介质,包含一种或多种选自表A1化合物的化合物。
在本发明的第二优选实施方案中,根据本发明的液晶介质,尤其是具有负介电各向异性的液晶介质,包含一种或多种选自表A2化合物的化合物。
表B
表B显示了可以添加到根据本发明的LC介质中的可能的手性掺杂剂。
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LC介质优选包含0至10重量%,特别是0.01至5重量%,特别优选0.1至3重量%的掺杂剂。LC介质优选包含一种或多种选自表B的化合物的掺杂剂。
表C
表C显示了可以添加到根据本发明的LC介质中的可能的稳定剂。其中n表示1至12的整数,优选1、2、3、4、5、6、7或8,并且未显示末端甲基。
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LC介质优选包含0至10重量%,特别是1ppm至5重量%,特别优选1ppm至1重量%的稳定剂。LC介质优选包含一种或多种选自表C的化合物的稳定剂。
表D
表D显示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。
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在优选的实施方案中,根据本发明的混合物包含一种或多种可聚合化合物,优选选自式RM-1至RM-176的可聚合化合物。其中,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-52、RM-54、RM-57、RM-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-150至RM-156、RM-162、RM-163和RM-164至RM-176是特别优选的。
表E
表E显示了用于垂直配向的自配向添加剂,其可与式M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:
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在优选实施方案中,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-48,优选地选自式SA-14至SA-48,非常优选选自式SA-20至SA-34和SA-44的SA添加剂,与一种或多种式M的RM组合。
实施例
下面的实施例解释了本发明而不限制它。然而,它们向本领域技术人员显示了具有优选使用的化合物及其相应的浓度以及它们彼此的组合的优选混合物概念。此外,这些实施例说明了哪些性质和性质组合是可实现的。
此外,使用以下缩写和符号,
V0 20℃下的阈值电压,电容性[V],
ne 20℃和589nm下的非寻常折射率,
no 20℃和589nm下的寻常折射率,
Δn 20℃和589nm下的光学各向异性,
ε⊥ 在20℃和1kHz下,垂直于指向矢的介电常数,
ε|| 在20℃和1kHz下,平行于指向矢的介电常数,
Δε 20℃和1kHz下的介电各向异性,
cl.p.,T(N,I) 清亮点[℃],
γ1 在20℃下的旋转粘度[mPa·s],
K1 弹性常数,20℃下的“展曲”变形[pN],
K2 弹性常数,20℃下的“扭曲”变形[pN],
K3 弹性常数,20℃下的“弯曲”变形[pN],和
除非另外明确指出,本申请中的所有浓度均以重量百分比表示并且相对于相应的整个混合物,包含所有固体或液晶组分,不包含溶剂。
除非另外明确指出,本申请中例如对于熔点T(C,N),从近晶(S)到向列(N)相的转变T(S,N)和清亮点T(N,I)所指明的所有温度值,以摄氏度(℃)表示。M.p.表示熔点,cl.p.=清亮点。此外,C=晶态,N=向列相,S=近晶相,I=各向同性相。这些符号之间的数据代表转变温度。
除非另外明确指出,所有物理性质根据“Merck Liquids Crystal,PhysicalProperties of Liquid Crystals”,Status Nov.1997,Merck KGaA,Germany确定,并且适用于20℃的温度,并且Δn在589nm下且Δε在1kHz下测定。
除非另外明确指出,本发明的术语“阈值电压”涉及电容性阈值(V0),也称为Freedericks阈值。在实施例中,光学阈值也可以像通常所用一样表示为10%的相对对比度(V10)。
除非另有说明,如上下文所述的在PSA显示器中聚合可聚合化合物的工艺在液晶介质呈现液晶相,优选向列相的温度下进行,最优选在室温下进行。
除非另有说明,制备测试盒和测量其电光和其他特性的方法通过下文所述或与其类似的方法进行。
除非另有说明,用于光聚合和测量倾斜角等的PSVA显示器或PSVA测试盒由两个间隔3-4μm的平面平行的玻璃外板组成,每个外板的内侧都有一个电极层和顶部的聚酰亚胺配向层,其中两个聚酰亚胺层被相互反平行摩擦并实现液晶分子的垂面边缘配向。SAVA显示器或测试盒具有相同的结构,但其中一个或两个聚酰亚胺层被省略。
可聚合化合物在显示器或测试盒中通过用规定强度的UV光照射预定时间而聚合,同时向显示器施加电压(通常为10V至30V交流电,1kHz)。
使用来自Axometrics的Mueller矩阵旋光仪“AxoScan”确定倾斜角。此处较低的值(即与90°角的较大偏差)对应于较大倾斜。
除非另有说明,术语“倾斜角”是指液晶指向矢与基板之间的角度,“液晶指向矢”是指在一层均匀取向的液晶分子中,液晶分子的光主轴的优选取向方向,在棒状的单轴正双折射液晶分子的情况下,这对应于它们的分子长轴。
比较例1
如下配制向列型LC主体混合物C1
该混合物不含式IA的掺杂剂。
实施例1
如下配制向列型LC混合物N1
该混合物含有0.2%的式IA2的掺杂剂PYP-2-3,并显示出与混合物C1几乎相同的低粘度、低阈值电压和低γ1/K3比率。
可聚合混合物
可聚合对比混合物PC1通过将0.35%的可聚合化合物RM-1和0.005%的稳定剂S1添加到向列型LC主体混合物C1中来制备。
根据本发明的可聚合混合物P1通过将0.35%的可聚合化合物RM-1和0.005%的稳定剂S1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
将可聚合混合物填充到测试盒中并在两步工艺中暴露于UV光,第一步骤(UV1)用于产生倾斜角,第二步骤(UV2)用于聚合在第一步骤中未聚合的任何残留单体。在UV1步骤中,施加电压(20Vpp方波,200Hz)。在UV2步骤中不施加电压。这些灯配备了313nm的截止滤光片。
除非另有说明,其他条件如下:
UV1(UV Fe-I灯):0.53mW/cm2在40℃下40-190秒
UV2(UV C-型灯):0.28mW/cm2,室温,60-120分钟
倾斜角
在测量和使用Axometrics计算最终倾斜角之前,使测试盒松弛至少12小时。结果示于表1中。
表1-倾斜角
混合物 | PC1 | P1 |
倾斜角(°)100s后 | 1.16 | 0.99 |
倾斜角(°)130s后 | 2.65 | 2.62 |
倾斜角(°)160s后 | 3.85 | 3.93 |
倾斜角(°)190s后 | 5.00 | 5.01 |
可以看出,在根据本发明的可聚合混合物P1中产生的倾斜角与在参考混合物PC1中一样好。
倾斜稳定性
倾斜稳定性,即反复电应力后倾斜角度的变化,是评估图像粘滞风险的标准。倾斜角变化的低值表明高倾斜稳定性和图像粘滞的低潜在风险。
为了确定倾斜稳定性,如上所述聚合后的测试盒用60VPP的方波在200Hz下施加电应力72小时。在5-10分钟的松弛时间后,使用Otsuka T_RETS-10系统测量倾斜角。
倾斜角的变化Δtilt根据公式(1)确定
tilt应力后-tilt倾斜产生后=Δtilt (1)
并且如下表2所示。
Δtilt值越低,倾斜稳定性越高。
表2–倾斜稳定性
从表2可以看出,根据本发明的可聚合混合物P1显示出与参考混合物PC1一样好的倾斜稳定性。
VHR
在如上所述的UV2步骤条件下UV暴露60分钟之前和之后,使用TOYO 6254设备在60℃下在VA-VHR测试盒中在1V和0.6Hz下测量可聚合混合物的VHR。
光应力通常会导致LC混合物中VHR降低,因此应力后VHR值的绝对降低越小,显示应用的性能就越好。
结果示于表3中。
表3-VHR
从表3可以看出,根据本发明的可聚合混合物P1的VHR值与参考混合物PC1一样高。
残余RM
在UV光聚合之后,确定混合物中未聚合的RM的残余含量(以重量%计)。在给定的时间间隔后,残余RM含量越小,聚合反应越快。为此目的,将可聚合混合物填充到测试盒中并在如上所述的UV2步骤的条件下通过UV暴露不同时间进行聚合。
光聚合后,打开测试盒,将混合物溶解并用甲基乙基酮冲洗出测试盒,并通过超高效液相色谱(UPLC)进行分析。
结果示于表4中。
表4-残余RM
混合物 | PC1 | P1 |
RM%初始 | 0.3500 | 0.3500 |
RM%40min | 0.0247 | 0.0193 |
RM%50min | 0.0190 | 0.0138 |
RM%60min | 0.0136 | 0.0098 |
RM%100min | 0.0067 | 0.0048 |
可以看出,与参考混合物PC1相比,根据本发明的混合物P1中UV2步骤之后的残余RM含量在给定时间之后显著降低。这也意味着在混合物P1中实现与混合物PC1中相似的低残余RM量所需的时间显著减少。例如,可以看出,当比较达到约0.014%的残余RM浓度所需的时间时,在混合物P1中为50分钟,相较而言在混合物PC1中为60分钟。
总之,上述结果表明向包含式IB化合物的可聚合LC介质中添加少量式IA掺杂剂能够显著减少UV2步骤时间,同时保持有利的物理性质,如低粘度、低阈值电压和低γ1/K3比率,并将倾斜产生、倾斜稳定性和VHR保持在所需的高水平。
实施例2
如下配制向列型LC主体混合物N2
可聚合混合物P2通过将0.3%的可聚合化合物RM-1和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例3
如下配制向列型LC主体混合物N3
可聚合混合物P3通过将0.3%的可聚合化合物RM-1和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N3中来制备。
实施例4
如下配制向列型LC主体混合物N4
可聚合混合物P4通过将0.35%的可聚合化合物RM-71和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N4中来制备。
实施例5
如下配制向列型LC主体混合物N5
可聚合混合物P5通过将0.3%的可聚合化合物RM-1和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N5中来制备。
实施例6
如下配制向列型LC主体混合物N6
可聚合混合物P6通过将0.3%的可聚合化合物RM-1和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N6中来制备。
实施例7
可聚合混合物P7通过将0.3%的可聚合化合物RM-35和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例8
可聚合混合物P8通过将0.3%的可聚合化合物RM-64和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例9
可聚合混合物P9通过将0.2%的可聚合化合物RM-120和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例10
可聚合混合物P10通过将0.3%的可聚合化合物RM-1、0.2%的可聚合化合物RM-120和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例11
可聚合混合物P11通过将0.35%的可聚合化合物RM-1和0.01%的稳定剂S3-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例12
可聚合混合物P12通过将0.3%的可聚合化合物RM-1、0.2%的可聚合化合物RM-35和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例13
可聚合混合物P13通过将0.2%的可聚合化合物RM-145和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例14
可聚合混合物P14通过将0.2%的可聚合化合物RM-142和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例11-1
可聚合混合物P11通过将0.2%的可聚合化合物RM-150和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例12-1
可聚合混合物P12通过将0.2%的可聚合化合物RM-156和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N3中来制备。
实施例13-1
可聚合混合物P13通过将0.35%的可聚合化合物RM-164和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例14-1
可聚合混合物P14通过将0.35%的可聚合化合物RM-165和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例15
可聚合混合物P15通过将0.3%的可聚合化合物RM-164、0.2%的可聚合化合物RM-1和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例16
可聚合混合物P16通过将0.35%的可聚合化合物RM-164、0.2%的可聚合化合物RM-64和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例17
可聚合混合物P17通过将0.3%的可聚合化合物RM-162和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例18
可聚合混合物P18通过将0.35%的可聚合化合物RM-1和0.01%的稳定剂S3-2添加到向列型LC主体混合物N4中来制备。
实施例19
可聚合混合物P19通过将0.35%的可聚合化合物RM-35和0.01%的稳定剂S3-3添加到向列型LC主体混合物N5中来制备。
实施例20
可聚合混合物P20通过将0.35%的可聚合化合物RM-1、0.15%的化合物RM-35和0.005%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例21
如下配制向列型LC主体混合物N8
可聚合混合物P21通过将0.2%的可聚合化合物RM-165、0.2%的化合物RM-64和0.015%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N8中来制备。
实施例22
如下配制向列型LC主体混合物N9
可聚合混合物P22通过将0.3%的化合物RM-164、0.2%的化合物RM-1和0.6%的SA添加剂SA23添加到向列型LC主体混合物N9中来制备。
实施例23
如下配制向列型LC主体混合物N10
可聚合混合物P23通过将0.3%的化合物RM-164、0.2%的化合物RM-156、0.05%的化合物RM-120和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N10中来制备。
实施例24
可聚合混合物P24通过将0.2%的化合物RM-1、0.3%的化合物RM-156和0.015%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例25
可聚合混合物P25通过将0.3%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-35、0.1%的化合物RM-120和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N1中来制备。
实施例26
如下配制向列型LC主体混合物N11
可聚合混合物P26通过将0.1%的化合物RM-1、0.3%的化合物RM-35和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N11中来制备。
实施例27
可聚合混合物P27通过将0.3%的化合物RM-164、0.2%的化合物RM-156和0.005%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例28
如下配制向列型LC主体混合物N12
/>
可聚合混合物P28通过将0.3%的化合物RM-164和0.005%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N12中来制备。
实施例29
如下配制向列型LC主体混合物N13
可聚合混合物P29通过将0.3%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-165和0.0150%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N13中来制备。
实施例30
如下配制向列型LC主体混合物N14
可聚合混合物P30通过将0.3%的化合物RM-164和0.005%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N14中来制备。
实施例31
可聚合混合物P31通过将0.3%的化合物RM-165、0.2%的化合物RM-142和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例32
如下配制向列型LC主体混合物N15
/>
可聚合混合物P32通过将0.4%的化合物RM-164和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N15中来制备。
实施例33
如下配制向列型LC主体混合物N16
可聚合混合物P33通过将0.3%的化合物RM-1和0.01%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N16中来制备。
实施例34
可聚合混合物P34通过将0.3%的化合物RM-165、0.2%的化合物RM-150和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例35
如下配制向列型LC主体混合物N17
可聚合混合物P35通过将0.2%的化合物RM-1、0.25%的化合物RM-35和0.005%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N17中来制备。
实施例36
可聚合混合物P36通过将0.3%的化合物RM-1、0.3%的化合物RM-35和0.6%的SA添加剂SA32添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例37
如下配制向列型LC主体混合物N18
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可聚合混合物P37通过将0.35%的可聚合化合物RM-164和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N18中来制备。
实施例38
可聚合混合物P38通过将0.3%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-35和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N3中来制备。
实施例39
可聚合混合物P39通过将0.3%的化合物RM-1、0.4%的化合物RM-164和0.6%的SA添加剂SA23添加到向列型LC主体混合物N3中来制备。
实施例40
可聚合混合物P40通过将0.4%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-35、0.6%的SA添加剂SA23和0.015%的稳定剂S3-3添加到向列型LC主体混合物N3中来制备。
实施例41
可聚合混合物P41通过将0.3%的化合物RM-1、0.13%的化合物RM-120、0.6%的SA添加剂SA23和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N2中来制备。
实施例42
如下配制向列型LC主体混合物N19
可聚合混合物P42通过将0.2%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-156和0.015%的稳定剂S3-3添加到向列型LC主体混合物N19中来制备。
实施例43
如下配制向列型LC主体混合物N30
可聚合混合物P43通过将0.2%的化合物RM-1、0.1%的化合物RM-142和0.015%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N30中来制备。
实施例44
如下配制向列型LC主体混合物N31
可聚合混合物P44通过将0.4%的化合物RM-165和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N31中来制备。
实施例45
可聚合混合物P45通过将0.2%的化合物RM-64、0.3%的化合物RM-165和0.015%的稳定剂S3-2添加到向列型LC主体混合物N3中来制备。
实施例46
如下配制向列型LC主体混合物N32
可聚合混合物P46通过将0.3%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-164和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N32中来制备。
实施例47
如下配制向列型LC主体混合物N33
可聚合混合物P47通过将0.3%的化合物RM-1和0.015%的稳定剂S3-1添加到向列型LC主体混合物N33中来制备。
实施例48
如下配制向列型LC主体混合物N34
可聚合混合物P48通过将0.3%的化合物RM-1和0.015%的稳定剂S3-1添加到向列型LC主体混合物N34中来制备。
实施例49
如下配制向列型LC主体混合物N35
可聚合混合物P49通过将0.3%的化合物RM-164和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N35中来制备。
实施例50
如下配制向列型LC主体混合物N36
可聚合混合物P50通过将0.3%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-35和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N36中来制备。
实施例51
如下配制向列型LC主体混合物N37
可聚合混合物P51通过将0.4%的化合物RM-1、0.2%的化合物RM-156和0.01%的稳定剂S2-1添加到向列型LC主体混合物N37中来制备。
实施例52
如下配制向列型LC主体混合物N38
可聚合混合物P52通过将0.3%的化合物RM-1和0.015%的稳定剂S1-1添加到向列型LC主体混合物N38中来制备。
Claims (22)
1.LC介质,其具有负介电各向异性并包含一种或多种可聚合化合物和一种或多种式IA的掺杂剂
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,其中式IA的掺杂剂在LC介质中的总比例为0.01至0.8重量%。
2.根据权利要求1所述的LC介质,其特征在于,式IA的掺杂剂选自以下子式:
3.根据权利要求1或2所述的LC介质,其特征在于,式IA或其子式的掺杂剂在LC介质中的总比例为0.02至0.6重量%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的LC介质,其特征在于,其还包含一种或多种式IB的化合物
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:
R1和R2为具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CR0=CR00-、-C≡C-、 以O-和/或S-原子彼此不直接相连的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
R0、R00为H或具有1至12个C原子的烷基,
L1、L2为F或Cl,优选为F,
Y为H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3,优选为H或CH3。
5.根据权利要求4所述的LC介质,其特征在于,式IB化合物选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基,alkoxy和alkoxy*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,并且L11和L12各自彼此独立地表示F或Cl,优选均表示F。
6.根据权利要求4或5所述的LC介质,其特征在于,式IB化合物选自以下子式:
其中alkoxy表示具有1-6个碳原子的直链烷氧基,优选乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基,非常优选乙氧基或丙氧基。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的LC介质,其特征在于,其另外包含一种或多种式IC的化合物
其中R1、R2、L1和L2具有权利要求4中给出的含义。
8.根据权利要求7所述的LC介质,其特征在于,式IC化合物选自以下子式:
其中alkyl和alkyl*彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,优选乙基、正丙基或正丁基,并且(O)表示氧原子或单键,优选氧原子。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的LC介质,其特征在于,其另外包含一种或多种式II化合物
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:
R1和R2为具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CR0=CR00-、-C≡C-、 以O-和/或S-原子彼此不直接相连的方式替代,并且其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代,优选为具有1至6个C原子的烷基或烷氧基,
R0、R00为H或具有1至12个C原子的烷基,
A1和A2为选自下式的基团:
优选地选自式A1、A2、A3、A4、A5、A6、A9和A10,非常优选选自式A1、A2、A3、A4、A5、A9和A10,
Z1和Z2为-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、L2、L3和L4为F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2,优选F或Cl、非常优选F,
Y为H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3,优选H或CH3,非常优选H,
LC为CH3或OCH3,优选CH3,
a1为1或2,
a2为0或1。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的LC介质,其特征在于,其包含一种或多种选自式IIA、IIB和IID化合物的式II化合物以及任选地一种或多种不同于式IA的式IIC化合物:
其中
R2A和R2B各自彼此独立地表示H、具有至多15个C原子的烷基或烯基,其为未取代的、被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代,其中此外,这些基团中的一个或多个CH2基团可以被-O-、-S-、 -C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以使得O原子彼此不直接连接的方式替代,
L1至L4各自彼此独立地表示F、Cl、CF3或CHF2,
Y表示H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3,优选H或CH3,特别优选H,
Z2、Z2B和Z2D各自彼此独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-,
p表示0、1或2,和
q在每次出现时相同或不同地表示0或1。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的LC介质,其特征在于,其另外包含一种或多种式IV化合物:
其中
R41表示具有1至7个C原子的未取代的烷基或具有2至7个C原子的未取代的烯基,优选正烷基,特别优选具有2、3、4或5个C原子,并且
R42表示具有1至7个C原子的未取代的烷基或具有1至6个C原子的未取代的烷氧基,均优选具有2至5个C原子,具有2至7个C原子、优选具有2、3或4个C原子的未取代的烯基,更优选乙烯基或1-丙烯基,并且特别是乙烯基。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的LC介质,其特征在于,其另外包含一种或多种式V化合物
其中
R51和R52彼此独立地具有对于R41和R42给出的含义之一并且优选表示具有1至7个C原子的烷基,优选正烷基,特别优选具有1至5个C原子的正烷基,具有1至7个C原子的烷氧基,优选正烷氧基,特别优选具有2至5个碳原子的正烷氧基,具有2至7个碳原子,优选具有2至4个碳原子的烷氧基烷基、烯基或烯氧基,优选烯氧基,
相同或不同地表示/>
其中
优选表示/>
Z51、Z52各自彼此独立地表示-CH2-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或单键,优选-CH2-CH2-、-CH2-O-或单键,并且特别优选单键,和
n为1或2。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的LC介质,其特征在于,其另外包含选自稳定剂、手性掺杂剂、聚合引发剂和自配向添加剂中的一种或多种添加剂。
14.根据权利要求1至13中一项或多项所述的LC介质,其特征在于,其包含一种或多种选自式M的可聚合化合物
Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb M
其中各个基团在每次出现时相同或不同地并且各自彼此独立地具有以下含义:
Ra和Rb是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基团可以各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,并且,其中,此外,一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代,其中,如果B1和/或B2包含饱和的C原子,则Ra和/或Rb也可以表示螺连接到该饱和的C原子的基团,
其中基团Ra和Rb中的至少一个表示P或P-Sp-或包含基团P或P-Sp-,
P是可聚合基团,
Sp是间隔基团或单键,
B1和B2是优选具有4至25个环原子的芳族、杂芳族、脂环族或杂环基团,其也可以包含稠环,并且其是未取代的,或被L单取代或多取代的,
Zm是-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-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH2CH2-CO-O-、O-CO-CH2-CH2-、-CR0R00-或单键,
R0和R00表示H或具有1至12个C原子的烷基,
m表示0、1、2、3或4,
n1表示1、2、3或4,
L表示P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,任选取代的甲硅烷基,任选取代的具有6至20个C原子的芳基、或直链或支链的具有1至25个C原子的烷基、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,此外,一个或多个H原子可以被F、Cl、P或P-Sp-替代,
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基团可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,其中,此外,一个或多个H原子可以被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。
15.根据权利要求1至14中一项或多项所述的LC介质,其特征在于,其包含一种或多种选自下式的可聚合化合物:
/>
/>
/>
/>
/>
其中各个基团在每次出现时相同或不同地并且各自彼此独立地具有以下的含义:
P1、P2、P3是可聚合基团,优选地选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧杂环丁基或环氧基,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,
Sp1、Sp2和Sp3是单键或间隔基团,其中此外,基团P1-Sp1-、P2-Sp2-和P3-Sp3-中的一个或多个也可以表示Raa,条件是存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2和P3-Sp3-中的至少一个不同于Raa,优选地具有以上给出的Sp的优选含义之一,非常优选为-(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。
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基,其中,此外,一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接相互连接的方式替代,并且,其中,此外,一个或多个H原子可以被F,Cl,CN或P1-Sp1-替代,特别优选具有1至12个C原子的直链或支链的任选单氟代或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基和炔基基团具有至少两个C原子,且支链基团具有至少三个C原子),并且其中Raa不表示或者不含有基团P1、P2或P3,
R0,R00是H或具有1至12个C原子的烷基,
Ry和Rz是H、F、CH3或CF3,
X1、X2、X3是-CO-O-、-O-CO-或单键,
ZM1是-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
ZM2、ZM3是-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n是2、3或4,
L是F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链的,任选单氟代或多氟代的烷基,烷氧基,硫代烷基,烯基,炔基,烷基羰基,烷氧基羰基,烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
L’、L”是H、F或Cl,
k是0或1,
r是0、1、2、3或4,
s是0、1、2或3,
t是0、1或2,
x是0或1。
16.根据权利要求1至15中一项或多项所述的LC介质的制备方法,其包括将一种或多种如权利要求1至13中一项或多项所定义的式IA、IB、IC、II、IV和/或V的化合物与一种或多种如权利要求14或15所定义的可聚合化合物混合和任选地与一种或多种其它液晶化合物和/或添加剂混合的步骤。
17.LC显示器,其包括如权利要求1至15中一项或多项所定义的LC介质。
18.权利要求17的LC显示器,其特征在于,其为PS-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-VA显示器。
19.权利要求17或18的LC显示器,其特征在于,其包括两个基板,至少一个对光是透明的,提供在每个基板上的电极或者提供在仅一个基板上的两个电极,和位于基板之间的根据权利要求1至15中一项或多项所述的LC介质的层,其中可聚合化合物通过UV光聚合在显示器的基板之间聚合。
20.制造根据权利要求19所述的LC显示器的方法,其包括在显示器的基板之间提供根据权利要求1至15中一项或多项所述的LC介质,以及将LC介质暴露于引起可聚合化合物光聚合的UV光的步骤,同时至少在部分UV暴露时间期间将电压施加到显示器的电极上。
21.根据权利要求20所述的方法,其中LC介质在两步工艺中暴露于UV光,包括向电极施加电压的第一UV暴露步骤和不向电极施加电压的第二UV暴露步骤。
22.根据权利要求1至15中一项或多项所述的LC介质、或者根据权利要求17至19中一项或多项所述的LC显示器、或者根据权利要求20或21所述的方法用于节能LC显示器或者节能LC显示器生产方法的用途。
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