TW201536899A - 液晶顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於PS(聚合物穩定化)或PSA(聚合物持續對準)型液晶(LC)顯示器，以及用於PS(聚合物穩定化)及PSA顯示器的可聚合化合物及LC介質。

Description

液晶顯示器
本發明係關於PSA(聚合物持久對準)型液晶(LC)顯示器，以及用於PSA顯示器的可聚合化合物及LC介質。
本發明係關於PS(聚合物穩定化)型或PSA(聚合物持續對準)型液晶(LC)顯示器，以及用於PS(A)顯示器的新穎可聚合化合物及新穎LC介質。
目前使用的液晶顯示器(LC顯示器)主要為TN型(扭轉向列型)液晶顯示器。然而，該等液晶顯示器具有對比度之強視角依賴性的缺點。
此外，已知具有更寬視角的所謂VA(垂直對準型)顯示器。VA顯示器之LC單元在兩個透明電極之間含有LC介質層，其中LC介質一般具有負電介質(DC)各向異性值。在關斷狀態下，LC層之分子與電極表面垂直對準(各向同性)或具有傾斜的各向同性對準取向。向電極施加電壓時，LC分子發生重新對準而與電極表面平行。
此外，已知OCB(光學補償彎曲型)顯示器，其係基於雙折射效應及具有LC層，該LC層具有所謂的"彎曲"對準取向及一般具有正(DC)各向異性。施加電壓時，LC分子發生重新對準而垂直於電極表面。此外，OCB顯示器一般含有一或多層雙折射光學延遲膜，以防止彎曲單元在黑暗狀態下發生非所要之透光。與TN顯示器相比，OCB顯示器具有更寬的視角及更短的響應時間。
亦已知IPS(共平面切換型)顯示器，其在兩基板之間含有LC層，兩基板中僅一者具有電極層，該電極層結構一般為梳形。從而在施加電壓時，形成具有平行於LC層之顯著分量的電場。由此促使層平面中之LC分子之重新對準。此外，已提出所謂的FFS(邊緣場切換型)顯示器(尤其參見S.H.Jung等人，Jpn.J.Appl.Phys.，第43卷，第3期，2004,1028)，其亦含有位於相同基板上的兩個電極，但與IPS顯示器相比，該等電極中僅一者呈結構化(梳形)電極形式，而另一電極為非結構化電極。從而形成所謂的強"邊緣場"(亦即，靠近電極邊緣的強電場)及整個單元內的具有強垂直分量與強水平分量的電場。IPS顯示器與FFS顯示器皆具有對比度之低視角依賴性。
在更新型的VA顯示器中，LC分子之一致對準被限於LC單元內之複數個較小域中。該等域之間可能存在向錯，亦稱斜域。與習知VA顯示器相比，具有斜域的VA顯示器具有對比度及灰影之更大視角獨立性。此外，由於不再需要藉由例如摩擦對電極表面進行額外處理以便分子在接通狀態下之一致對準，因此此類型顯示器製造更簡單。實情為，藉由特殊的電極設計可控制較佳的傾角或預傾角方向。在所謂的MVA(多域垂直對準型)顯示器中，此一般藉由具有導致局部預傾斜之突起的電極達成。從而，在施加電壓時，LC分子與單元之不同限定區域中之不同方向之電極表面平行對準。從而達成"受控"切換，且防止形成干擾性向錯線。儘管此排列改良顯示器之視角，但其導致其透光性降低。MVA之進一步發展係在僅一電極側上使用突起，而對側電極具有狹縫，從而改良透光性。施加電壓時，開縫電極在LC單元中形成非均一電場，意謂受控切換仍可達成。為進一步改良透光性，可增加狹縫與突起之間的間距，然而此舉又導致響應時間延長。在所謂的PVA(圖案化VA)中，經由相反兩側上的狹縫將兩電極結構化而使得突起完全冗餘，從而形成經增強之對比度及經改良之透光性， 然而在技術上困難且使得顯示器對機械影響(拍打等)更敏感。對於很多應用，諸如監視器及尤其TV螢幕，需要縮短響應時間及改良顯示器之對比度及亮度(透光度)。
另一發展為所謂的PS(聚合物穩定化)顯示器，其亦已以術語"PSA"(聚合物持續對準)為人所知。在該等顯示器中，將少量(例如0.3wt%，通常<1wt%)可聚合化合物添加至LC介質中，且在引入LC單元內之後，在電極間施加電壓下，通常藉由UV光聚作用就地聚合或交聯。將可聚合液晶原性或液晶化合物(亦稱"反應性液晶原"(RM))添加至LC混合物中已證明特別適當。
同時，PS或PSA原理正用於各種傳統的LC顯示器。從而已知例如PSA-VA、PSA-OCB、PS-IPS及PS-TN顯示器。如測試單元所證明，PSA方法形成單元內之預傾斜。因此，在PSA-OCB顯示器之情況下，可使彎曲結構穩定化，以使得補償電壓不需要或可降低。在PSA-VA顯示器之情況下，此預傾斜對響應時間具有正面效果。對於PSA-VA顯示器，可使用標準的MVA或PVA像素及電極布置。然而，此外可經由例如僅一側電極結構化且無突起來達成，從而使製造大大簡化並且同時在形成優良對比度的同時形成優良透光性。
PSA-VA顯示器描述於例如以下文獻中：JP 10-036847 A、EP 1 170 626 A2、EP 1 378 557 A1、EP 1 498 468 A1、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1。PSA-OCB顯示器描述於例如以下文獻中：T.-J-Chen等人，Jpn.J.Appl.Phys.45,2006,2702-2704及S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.43,2004,7643-7647。PS-IPS顯示器描述於例如US 6,177,972及Appl.Phys.Lett.1999,75(21),3264中。PS-TN顯示器描述於例如Optics Express 2004,12(7),1221中。
然而，已發現，獲知於先前技術的LC混合物及RM在用於PS(A) 顯示器中時仍具有某些缺點。因此，決非每種所要溶解性單體皆適用於PS(A)顯示器，且似乎難以找到比僅使用預傾角量測之直接PSA實驗更適宜的選擇標準。若需要聚合經由UV光來進行而不添加光引發劑(此對於有些應用可能有利)，則選擇餘地變得更小。此外，LC混合物之所選"材料系統"(以下亦稱"LC主體混合物")+可聚合組分應具有可能的最好的電特性，尤其是高的"電壓保持比"(HR或VHR)。
先前技術中所揭示之PS(A)顯示器一般含有其中所有可聚合基團與液晶原性之環系統直接連接(亦即無間隔基)的RM(無間隔基RM)。EP 1 498 468 A1提出例如其中LC混合物包含選自以下式之RM的PSA-VA顯示器：
其中P1及P2表示可聚合基團，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基或環氧化物基團。EP 1 498 468 A1報導，使用該等"無間隔基RM"能夠達成經改良之顯示器特性，諸如更低的"影像燒傷"。
此外，EP 1 498 468 A1報導，相比之下，其中兩個可聚合基團經由間隔基(例如柔性伸烷基間隔基)與液晶原性連接的RM，諸如下式之RM：
較不適用於PSA-VA顯示器。
然而，無間隔基的RM(如上述式之彼等RM)一般具有高熔點且在多種常見的LC混合物中僅具有有限的溶解度且因此往往傾向於自發地自混合物中結晶析出。此外，自發聚合之風險妨礙了為溶解可聚合組分而將LC主體混合物溫熱，此意謂需要甚至在室溫下具有可能最 佳的溶解性。此外，在例如將LC介質引入LC顯示器中時存在離析(層析效應)的風險，此會大大損害顯示器之均質性。此問題由於以下事實而進一步加劇：LC介質一般在低溫下引入以便減小自發聚合之風險(參見上文)，而低溫又對溶解性具有不利影響。
因此對於不具有上述缺陷或僅具有很小上述缺陷且具有經改良之特性的PS(A)顯示器、尤其VA型及OCB型之PS(A)顯示器，及用於該等顯示器的LC介質及RM仍存在更大需求。特定而言，對於具有低溫下之抗離析高穩定性、高比電阻、同時具有大工作溫度範圍、短響應時間(甚至在低溫下)及低臨限電壓、從而促成大量灰影、高對比度及寬視角且在UV曝光後具有高電壓保持比(HR)值的PS(A)顯示器以及用於該等顯示器的LC介質及RM存在很大需求。
本發明係基於提供不具有上述缺陷或僅具有較小上述缺陷、能夠設定預傾角且較佳同時具有很高比電阻值、低臨限電壓及短響應時間之PS(A)顯示器之目標。
現已意外發現，此目標可藉由使用本發明之PS(A)顯示器達成，該等PS(A)顯示器包含含有液晶原性及兩個或兩個以上聚合基團的聚合化合物(RM)，該等聚合基團中至少一者經由間隔基與液晶原性連接且其中至少一者直接與液晶原性連接(亦即無間隔基)。與先前技術相比，本發明之RM之優勢為因間隔基之引入所達成之更低熔點、極低結晶傾向及在多種可市購LC主體混合物中經改良之溶解度。此外，本發明之LC介質仍呈現足夠的傾角，經由對VA傾角量測單元之預傾角量測，已結合LC介質證明此。特定而言，可在不添加光引發劑的情況下達成預傾角。
本發明因此係關於含有LC單元的PS(聚合物穩定化)或PSA(聚合物持續對準)型液晶(LC)顯示器，該LC單元係由以下組成：兩個基 板，其中至少一基板可透光且至少一基板具有電極層；及一定位於該等基板之間、包含聚合組分及低分子量組分的LC介質層，其中該聚合組分可藉由在施加電壓下、使LC介質中之一或多種可聚合化合物在LC單元之基板之間聚合而獲得，該顯示器特徵在於，該等可聚合化合物中至少一者含有液晶原性及兩個或兩個以上可聚合基團，其中至少一可聚合基團經由間隔基與液晶原性連接且其中至少一可聚合基團不經由間隔基(亦即直接)與液晶原性連接。
尤其較佳為其中聚合組分完全由一或多種含有液晶原性及兩個可聚合基團之可聚合化合物組成的LC顯示器，其中一可聚合基團經由間隔基與液晶原性連接且其中一可聚合基團不經由間隔基與液晶原性連接。
本發明此外係關於如上文及下文所述的新穎可聚合化合物(反應性液晶原或"RM")。
本發明此外係關於包含一或多種如上文及下文所述之可聚合化合物的LC介質。
本發明此外係關於包含以下各者的LC介質：- 包含一或多種如上文及下文所述之可聚合化合物的可聚合組分A)；- 包含一或多種、較佳兩種或兩種以上低分子量(亦即單體或非聚合)化合物的液晶組分B)，下文亦稱為"LC主體混合物"。
本發明此外係關於如上文及下文所述之可聚合化合物在PS及PSA顯示器中的用途。
本發明此外係關於含有本發明之一或多種如上文及下文所述之化合物或LC介質的LC顯示器，尤其為PS或PSA顯示器，尤其較佳為PSA-VA、PSA-OCB、PS-IPS、PS-FFS或PS-TN顯示器。
尤其較佳為包含一、二或三種如上文及下文所述之可聚合化合 物的LC介質。
此外較佳為其中可聚合組分A)完全由如上文及下文所述之可聚合化合物組成的LC介質。
此外較佳為其中組分B)為具有向列型液晶相之LC化合物或LC混合物的LC介質。
尤其較佳為含有具有二、三或四個烴環之液晶原性的可聚合化合物，該等烴環選自五員環或六員環、亦可稠合且亦可含有一或多個雜原子。
此外較佳為其中液晶原性恰好在一位置經由間隔基且恰好在一位置不經由間隔基與可聚合基團連接的可聚合化合物。
此外較佳為非對掌性可聚合化合物及包含非對掌性化合物、較佳完全由非對掌性化合物組成的LC介質。
可聚合化合物可單獨添加至LC介質中，但亦可使用包含兩種或兩種以上本發明之可聚合化合物的混合物。將此類混合物聚合時，形成共聚物。本發明此外係關於上文及下文所述的可聚合混合物。可聚合化合物可為液晶原性或非液晶原性化合物。
在本發明之一較佳實施例中，可聚合化合物選自式I：Pa-Sp-A1-(Z1-A2)m1-Pb I
其中個別基團具有以下含義：Pa及Pb 彼此獨立地各自表示可聚合基團；Sp 表示間隔基；A1及A2 彼此獨立地各自表示較佳具有4至25個C原子、亦可含有稠環且亦可經L單取代或多取代的芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團；L 表示H、OH、鹵素、SF5、NO2、碳基團或烴基團；Z1 在各自出現時相同或不同地表示-O-、-S-、-CO-、- CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0R00或單鍵；R0及R00 彼此獨立地各自表示H或具有1至12個C原子的烷基；m1 表示0、1、2、3或4；n1 表示1、2、3或4。
尤其較佳的式I化合物為其中A1、A2、Z1、Sp及m1具有上述含義的彼等化合物，且A1及A2 彼此獨立地各自表示1,4-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基，此外，其中該等基團中之一或多個CH基團可經N、環己烷-1,4-二基置換；此外，其中一或多個非相鄰CH2基團可經O及/或S、1,4-伸環已烯基、二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、茚滿-2,5-二基或八氫-4,7-甲橋茚滿-2,5-二基置換，其中所有該等基團可未經取代或經L單取代或多取代；L 表示P-、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、視需要經取代之矽烷基、具有6至20個C原子之視需要經取代之芳基，或具有1至25個C原子之直鏈或支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，此外，其中一或多個H原子可經F、Cl、P-或P-Sp-置換；P 表示可聚合基團；Y1 表示鹵素；Rx 表示P-、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、支鏈或環狀烷基，此外，其中一或多個非相鄰CH2基團可以O及/ 或S原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且此外，其中一或多個H原子可經以下基團置換：F、Cl、P-或P-Sp-、具有6至40個C原子之視需要經取代之芳基或芳氧基，或具有2至40個C原子之視需要經取代之雜芳基或雜芳氧基。
尤其較佳的式I化合物選自以下子式：
其中P及Sp在各自出現時相同或不同地具有上述含義，L具有上文及下文所指明之含義之一，L'及L"彼此獨立地各自表示H、F或Cl，Z在各自出現時相同或不同地具有上下文中針對Z1所指明之含義之一且較佳表示-COO-、-OCO-或單鍵，x為0或1，r為0、1、2、3或4，s為0、1、2或3，且t為0、1或2。
其他較佳的式I化合物為含有雜環A1及/或A2的彼等物，尤其其中所存在之環A1及A2中之一或多者表示1,4-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基的彼等物，其中一或多個CH基團已經N置換。尤其較佳之此類化合物選自以下子式：
其中P、Sp、L、r及s具有上述含義。
在上下文中所述的可聚合化合物中，L及Rx較佳表示不為P及P-Sp的基團。
在本發明之另一較佳實施例中，式I及其子式之化合物含有一或多個含有兩種或兩種以上可聚合基團P的支鏈基團Pa-Sp(多官能可聚合基團)。適當的此類基團及含有其的可聚合化合物描述於例如US 7,060,200 B1或US 2006/0172090 A1中。尤其較佳為選自下式的多官能可聚合基團：-X-烷基-CHP1-CH2-CH2P2 I*a
-X-烷基-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2P3 I*b
-X-烷基-CHP1CHP2-CH2P3 I*c
-X-烷基-C(CH2P1)(CH2P2)-CaaH2aa+1 I*d
-X-烷基-CHP1-CH2P2 I*e
-X-烷基-CHP1P2 I*f
-X-烷基-CP1P2-CaaH2aa+1 I*g
-X-烷基-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2OCH2-C(CH2P3)(CH2P4)CH2P5 I*h
-X-烷基-CH((CH2)aaP1)((CH2)bbP2) I*i
-X-烷基-CHP1CHP2-CaaH2aa+1 I*k
其中：烷基 表示單鍵或具有1至12個C原子的直鏈或支鏈伸烷基，此外，其中一或多個非相鄰CH2基團可彼此獨立地以O及/或S原子彼此間不直接相連之方式各自經以下基團置換：-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-，且此外，其中一或多個H原子可經F、Cl或CN置換，其中Rx具有上述含義且較佳表示如上定義之R0；aa及bb彼此獨立地各自表示0、1、2、3、4、5或6；X 具有針對X'所指明之含義之一，且P1-5 彼此獨立地各自具有如上針對P所指明之含義之一。
上文及下文使用以下含義：除非另外指明，否則術語"PSA"用於表示PS顯示器及PSA顯示器。
術語"液晶原性"已為熟習此項技術者所知且已描述於文獻中，且表示因其相吸及相斥性相互作用之各向異性而實質上有助於造成低分子量物質或聚合物質的液晶(LC)相的基團。含有液晶原性的化合物 (液晶原性化合物)本身未必具有LC相。液晶原性化合物亦可僅在與其他化合物混合之後及/或聚合之後呈現LC相特性。典型的液晶原性為例如硬棒狀或盤狀單元。結合液晶原性或LC化合物使用的術語及定義概述於Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)及C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。
術語"間隔基"(上下文中亦稱為"Sp")已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中，參見例如Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)及C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。除非另外指明，否則上下文中之術語"間隔基團"或"間隔基"表示可聚合液晶原性化合物("RM")中將液晶原性與可聚合基團彼此連接的柔性基團。
術語"反應性液晶原"或"RM"表示含有液晶原性及一或多個適用於聚合之官能基(亦稱可聚合基團或基團P)的化合物。
術語"低分子量化合物"及"不可聚合化合物"表示不含有在熟習此項技術者已知之一般條件下、尤其在用於RM聚合之條件下適於聚合之任何官能基的化合物，一般為單體。
術語"有機基團"表示碳或烴基團。
術語"碳基團"表示含有至少一個碳原子、不含其他原子的單價或多價有機基團(諸如-C≡C-)，或含有至少一個碳原子、視需要含有一或多個其他原子(諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)的單價或多價有機基團(例如羰基等)。術語"烴基團"表示另外含有一或多個H原子及視需要一或多個雜原子(諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)的碳基團。
"鹵素"表示F、Cl、Br或I。
碳基團或烴基團可為飽和或不飽和基團。不飽和基團為例如芳基、烯基或炔基。具有3個以上C原子的碳基團或烴基團可為直鏈、 支鏈及/或環狀基團且亦可具有螺連接或稠環。
術語"烷基"、"芳基"、"雜芳基"等亦涵蓋多價基團，例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基等。
術語"芳基"表示芳族碳基團或由其衍生的基團。術語"雜芳基"表示含有一或多個雜原子之如上定義的"芳基"。
較佳的碳基團及烴基團為具有1至40、較佳1至25、尤其較佳1至18個C原子之視需要經取代的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基；具有6至40、較佳6至25個C原子之視需要經取代的芳基或芳氧基；或具有6至40個、較佳6至25個C原子之視需要經取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基。
其他較佳的碳基團及烴基團為C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C3-C40烯丙基、C4-C40烷二烯基、C4-C40多烯基、C6-C40芳基、C6-C40烷基芳基、C6-C40芳基烷基、C6-C40烷基芳氧基、C6-C40芳基烷氧基、C2-C40雜芳基、C4-C40環烷基、C4-C40環烯基等。尤其較佳為C1-C22烷基、C2-C22烯基、C2-C22炔基、C3-C22烯丙基、C4-C22烷二烯基、C6-C12芳基、C6-C20芳基烷基及C2-C20雜芳基。
其他較佳的碳基團及烴基團為具有1至40個、較佳1至25個C原子、未經取代或經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代的直鏈、支鏈或環狀烷基，且其中一或多個非相鄰CH2基團可彼此獨立地以O及/或S原子彼此間不直接相連之方式各自經以下基團置換：-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-。
Rx較佳表示H、鹵素、具有1至25個C原子的直鏈、支鏈或環狀烷基鏈，此外，其中一或多個非相鄰C原子可經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個H原子可經以下基團置換：氟、具有6至40個C原子之視需要經取代的芳基或芳氧基，或具 有2至40個C原子之視需要經取代的雜芳基或雜芳氧基。
較佳烷基為例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、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。
較佳的烯基為例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基等。
較佳的炔基為例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳烷氧基為例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、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。
較佳胺基為例如二甲基胺基、甲基胺基、甲基苯基胺基、苯基胺基等。
芳基及雜芳基可為單環或多環基團，亦即，其可具有一環(諸如苯基)或兩個或兩個以上環，該等環亦可稠合(諸如萘基)或共價連接(諸如聯苯)，或含有稠合環與連接環之組合。雜芳基含有一或多個較佳選自O、N、S及Se的雜原子。
尤其較佳為具有6至25個C原子的單環、二環或三環芳基，及具有2至25個C原子的單環、二環或三環雜芳基，該等基團視需要含有稠環且視需要經取代。此外較佳為5員、6員或7員芳基及雜芳基，此外其中一或多個CH基團可以O原子及/或S原子彼此間不直接相連之方式經N、S或O置換。
較佳芳基為例如苯基、聯苯、聯三苯、[1,1'：3',1"]聯三苯-2'-基、 萘基、蒽、聯萘、菲、芘、二氫芘、、苝、并四苯、并五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺二茀等。
較佳雜芳基為：例如，5員環，諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、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員環，諸如吡啶、噠嗪、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；或稠合基團，諸如吲哚、異吲哚、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、喹喏啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、喋啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、啡噻嗪、啡噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喏啉、啡嗪、啶、氮雜咔唑、苯并咔啉、啡啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩，或該等基團之組合。雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基基團取代。
(非芳族)脂環及雜環基團包括飽和環(亦即，僅含有單鍵的彼等環)與部分不飽和環(亦即，亦可含有多鍵的彼等環)。雜環含有一或多個較佳選自Si、O、N、S及Se的雜原子。
(非芳族)脂環及雜環基團可為單環(亦即，僅含一個環)(諸如環己烷)或多環(亦即，含有複數個環)(諸如十氫萘或二環辛烷)。尤其較佳為飽和基團。此外較佳為具有3至25個C原子、視需要含有稠環且視需要經取代的單環、二環或三環基團。此外較佳為5員、6員、7員或8員碳環基，此外，其中一或多個C原子可經Si置換且/或一或多個CH 基團可經N置換且/或一或多個非相鄰CH2基團可經-O-及/或-S-置換。
較佳的脂環及雜環基團為：例如，5員基團，諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫呋喃、吡咯啶；6員基團，諸如環己烷、矽烷、環己烯、四氫哌喃、四氫硫哌喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶；7員基團，諸如環庚烷；及稠合基團，諸如四氫萘、十氫萘、茚滿、二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-甲橋茚滿-2,5-二基。
芳基、雜芳基、碳基團及烴基團視需要具有一或多個較佳選自由以下各基組成之群的取代基：矽烷基、磺基、磺醯基、甲醯基、胺、亞胺、腈、巰基、硝基、鹵素、C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12烷氧基、羥基，或該等基團之組合。
較佳取代基為例如溶解促進性基團，諸如烷基或烷氧基；吸電子基團，諸如氟、硝基或腈；或使聚合物之玻璃轉移溫度(Tg)增大的取代基，尤其巨大基團，諸如第三丁基或視需要經取代之芳基。
較佳取代基(下文亦稱為"L")為例如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，其中Rx具有上述含義，且Y1表示鹵素、具有6至40個、較佳6至20個C原子之視需要經取代的矽烷基或芳基，及具有1至25個C原子的直鏈或支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，其中一或多個H原子視需要可經F或Cl置換。
"經取代之矽烷基或芳基"較佳意謂經以下各基取代之矽烷基或芳基：鹵素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0，其中R0具有上述含義。
尤其較佳的取代基L為例如F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、 OCF3、OCHF2、OC2F5，此外為苯基。
較佳為，，或，其中L具有上述含義之一。
可聚合基團P、Pa或Pb為適用於聚合反應(諸如自由基或離子鏈聚合、加聚或縮聚反應)或適用於聚合物類似反應(例如加成或縮合於聚合物主鏈上)的基團。尤其較佳為用於鏈聚合的基團(尤其含有C=C雙鍵或C≡C參鍵的彼等基團)及適用於開環聚合的基團，諸如氧雜環丁烷或環氧化物基團。
較佳的可聚合基團選自：CH2=CW1-COO-、CH2=CW1-CO-、 、、、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5個C原子之烷基，尤其H、F、Cl或CH3，W2及W3彼此獨立地各自表示H或具有1至5個C原子之烷基，尤其H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5及W6彼此獨立地各自表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7及W8彼此獨立地各自表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe表示視需要經一或多個如上定義之基團L取代的1,4-伸苯基，且k1、k2及k3彼此獨立地各自表示0或1，k3較佳表示1。
尤其較佳的可聚合基團為CH2=CH-COO-、CH2=C(CH3)-COO-、CH2=CH-、CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、 及，尤其乙烯氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、氯化丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物。
較佳間隔基Sp係選自式Sp'-X'，從而基團"P(a,b)-Sp-"對應於式"P(a,b)-Sp'-X'-"，其中Sp'表示具有1至20個、較佳1至12個C原子的伸烷基，其視需要經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且此外，其中一或多個非相鄰CH2基團可彼此獨立地以O及/或S原子彼此間不直接相連之方式各自經以下基團置換：-O-、-S-、-NH-、-NR0-、-SiR0R00-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR0-CO-O-、-O-CO-NR0-、-NR0-CO-NR0-、-CH=CH-或-C≡C-；X'表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵；R0及R00彼此獨立地各自表示H或具有1至12個C原子的烷基；且Y2及Y3彼此獨立地各自表示H、F、Cl或CN。
X'較佳為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-或單鍵。
典型間隔基Sp'為例如-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR0R00-O)p1-，其中p1為1至12之整數，q1為1至3之整數，且R0及R00具有上述含義。
尤其較佳的基團-X'-Sp'-為-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-、-OCO- (CH2)p1-、-OCOO-(CH2)p1-。
尤其較佳的基團Sp'為例如各種情況下之直鏈伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸已基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙氧基伸乙基、亞甲氧基伸丁基、伸乙硫基伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。
可聚合化合物以類似於熟習此項技術者已知且描述於有機化學之標準著作中的方法製備，諸如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart。式I之可聚合丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯可類似於US 5,723,066中所述的方法進行合成。此外，實例中提供尤其較佳的方法。
在最簡單的情況下，可藉由在脫水試劑(諸如DCC(二環己基碳化二醯亞胺))存在下、使用含有基團P之相應酸、酸衍生物或鹵代化合物(諸如(甲基)丙烯醯氯或(甲基)丙烯酸)將可市購之通式HO-A1-(Z1-A2)m-OH之二醇，諸如2,6-二羥基萘(萘-2,6-二醇)或1-(4-羥基苯基)苯基-4-醇進行酯化或醚化來進行合成，其中A1、A2、Z1及m具有上述含義。
可聚合化合物係藉由在施加電壓下、在LC顯示器之基板之間的LC介質中進行就地聚合反應來聚合或交聯(若化合物含有兩個或兩個以上的可聚合基團)。適當且較佳的聚合方法為例如熱聚合或光聚合法，較佳光聚合法，尤其UV光聚合法。必要時，亦可將一或多種引發劑添加於其中。聚合反應的適當條件及引發劑之適當類型及量已為熟習此項技術者所知且已描述於文獻中。適用於自由基聚合反應的引發劑為例如可市購的光引發劑Irgacure651®、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173®(Ciba AG)。若使用引發 劑，則其在整個混合物中的比例較佳為0.001至5wt%，尤其較佳0.001至1wt%。然而，聚合反應亦可在不添加引發劑的情況下進行。在另一較佳實施例中，LC介質不包含聚合引發劑。
可聚合組分A)或LC介質亦可包含一或多種穩定劑，以防止非所要之RM自發聚合(例如在儲存或運輸期間)。穩定劑的適當類型及量已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。尤其適當為例如可市購的Irganox®系列穩定劑(Ciba AG)。若使用穩定劑，則其比例，以RM或可聚合組分A)之總量計，較佳為10-5000ppm，尤其較佳50-500ppm。
本發明之可聚合化合物尤其適於無引發劑情況下的聚合，此具有很大優勢，諸如材料成本更低且尤其可能殘餘量之引發劑或其降解產物對LC介質的污染更小。
本發明之LC介質較佳包含<5%、尤其較佳<1%、極其較佳<0.5%的可聚合化合物，尤其上述式之可聚合化合物。
本發明之可聚合化合物可單獨添加至LC介質中，但亦可使用包含兩種或兩種以上本發明之可聚合化合物的混合物或包含一或多種本發明之可聚合化合物及一或多種其他可聚合化合物(共聚單體)的混合物。共聚單體可為液晶原性或非液晶原性。將此類混合物聚合時，形成共聚物。本發明此外係關於上文及下文所述的可聚合混合物。
適當且較佳的液晶原性共聚單體為例如選自以下式的彼等物：
其中：P1及P2 具有針對P所指明之含義之一且較佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；Sp1及Sp2 具有針對Sp所指明之含義之一或表示單鍵；Z2及Z3 彼此獨立地各自表示-COO-或-OCO-；L 表示P-Sp-、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、視需要經取代之矽烷基、具有6至20個C原子之視需要經取代之芳基，或具有1至25個C原子之直鏈或支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，此外，其中一或多個H原子可經F、Cl或P-Sp-置換；L'及L" 彼此獨立地各自表示H、F或Cl；r 表示0、1、2、3或4；s 表示0、1、2或3；t 表示0、1或2；x 表示0或1，且Ry及Rz 彼此獨立地各自表示H或CH3。
除上述可聚合化合物之外，用於本發明之LC顯示器的LC介質包含含有一或多種、較佳兩種或兩種以上之低分子量(亦即單體或非聚 合)化合物的LC混合物("主體混合物")。該等低分子量化合物在可聚合化合物之聚合反應所用的條件下穩定或對聚合反應不反應。原則上，適用於習知VA及OCB顯示器的任何LC混合物適用作主體混合物。適當的LC混合物已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中，例如，VA顯示器之混合物描述於EP 1 378 557 A1中且OCB顯示器之混合物描述於EP 1 306 418 A1及DE 102 24 046 A1中。
尤其較佳的主體混合物及LC介質指明如下：
a)包含一或多種選自以下式之化合物的LC介質：
其中個別基團具有以下含義：a 表示1或2；b 表示0或1；表示或
R1及R2 彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子的烷基，此外，其中一或兩個非相鄰CH2基團可以O原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換，較佳表示具有1至6個C原子的烷基或烷氧基； Zx及Zy 彼此獨立地各自表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-或單鍵，較佳表示單鍵；L1-4 彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
較佳地，基團L1與L2表示F，或基團L1與L2中之一者表示F且另一者表示Cl，或基團L3與L4皆表示F，或基團L3與L4中之一者表示F且另一者表示Cl。
式CY之化合物較佳選自以下子式：
其中a表示1或2，烷基及烷基*彼此獨立地各自表示具有1-6個C原子的直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子的直鏈烯基。烯基較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
式PY之化合物較佳選自以下子式：
其中烷基及烷基*彼此獨立地各自表示具有1-6個C原子的直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子的直鏈烯基。烯基較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
b)另外包含一或多種下式之化合物的LC介質：
其中個別基團具有以下含義：表示，，， 表示或， R3及R4彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子的烷基，此外，其中一或兩個非相鄰CH2基團可以O原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換；Zy 表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-或單鍵，較佳表示單鍵。
式ZK之化合物較佳選自以下子式：
其中烷基及烷基*彼此獨立地各自表示具有1-6個C原子的直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子的直鏈烯基。烯基較佳表示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-。
c)另外包含一或多種下式之化合物的LC介質：
其中個別基團在各自出現時相同或不同地具有以下含義：R5及R6 彼此獨立地各自具有如上針對R1所指明之含義之一， 表示或， 表示，或，及e 表示1或2。
式DK之化合物較佳選自以下子式：
其中烷基及烷基*彼此獨立地各自表示具有1-6個C原子的直鏈烷基，且烯基及烯基*彼此獨立地各自表示具有2-6個C原子的直鏈烯基。烯基及烯基*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
d)另外包含一或多種下式之化合物的LC介質：
其中個別基團具有以下含義： 表示，，或
f 表示0或1；R1及R2 彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子的烷基，此外，其中一或兩個非相鄰CH2基團可以O原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換；Zx及Zy 彼此獨立地各自表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CHCH2O-或單鍵，較佳表示單鍵；L1及L2 彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
較佳地，基團L1與L2皆表示F，或基團L1與L2中一者表示F且另一者表示Cl。
式LY之化合物較佳選自以下子式：
其中R1具有上述含義，且v表示1至6之整數。R1較佳表示直鏈烷基或烯基，尤其CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
e)另外包含一或多種選自下式之化合物的LC介質：
其中烷基表示C1-6烷基，L表示H或F，且X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。尤其較佳為其中X表示F的式G1化合物。
f)另外包含一或多種選自下式之化合物的LC介質：
其中R5具有如上針對R1所指明之含義之一，烷基表示C1-6烷基，d表示0或1，且z及m彼此獨立地各自表示1至6之整數。該等化合物中之R5尤其較佳為C1-6烷基或C1-6烷氧基或C2-6烯基，d較佳為1。本發明之LC介質較佳包含5wt%之量之上述式之一或多種化合物。
g)另外包含一或多種下式之聯苯化合物的LC介質：
其中烷基及烷基*彼此獨立地各自表示具有1-6個C原子的直鏈烷基，且烯基及烯基*彼此獨立地各自表示具有2-6個C原子的直鏈烯基。烯基及烯基*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
式B1至B3之聯苯在LC混合物中之比例較佳為至少3wt%，尤其5wt%。
式B2之化合物尤其較佳。
式B1至B3之化合物較佳選自以下子式：
其中烷基*表示具有1-6個C原子的烷基。本發明之介質尤其較佳包含式B1a及/或B2c之一或多種化合物。
h)另外包含一或多種下式之聯三苯化合物的LC介質：
其中R5及R6彼此獨立地各自具有如上針對R1所指明之含義之一，且 ，及彼此獨立地各自表示
其中L5表示F或Cl，較佳F，且L6表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2，較佳表示F。
式T之化合物較佳選自以下子式：
其中R表示具有1-7個C原子的直鏈烷基或烷氧基，R*表示具有2-7個C原子的直鏈烯基，且m表示1至6之整數。R*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
R較佳表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
本發明之LC介質較佳包含2-30wt%、尤其5-20wt%之量之式T及其較佳子式之聯三苯。
尤其較佳為式T1、T2、T3及T21之化合物。在該等化合物中，R較佳表示各自具有1-5個C原子的烷基及烷氧基。
若欲混合物之Δn值0.1，則本發明之混合物中較佳使用聯三苯。
較佳混合物包含2-20wt%之式T之一或多種聯三苯化合物，較佳選自化合物T1至T22之群。
i)另外包含一或多種以下式之化合物的LC介質：
其中R1及R2具有上述含義且較佳彼此獨立地各自表示直鏈烷基或烯基。
較佳介質包含一或多種選自式O1、O3及O4的化合物。
k)另外包含較佳>3wt%、尤其5wt%且極其較佳5-30wt%之量之一或多種下式之化合物的LC介質：
其中：表示 R9表示H、CH3、C2H5或n-C3H7，且q表示1、2或3，且R7具有針對R1所指明之含義之一。
尤其較佳的式IF化合物選自以下子式：
其中R7較佳表示直鏈烷基，且R9表示CH3、C2H5或n-C3H7。尤其較佳為式FI1、FI2及FI3之化合物。
m)另外包含一或多種下式之化合物的LC介質：
其中R8具有針對R1所指明之含義，且烷基表示具有1-6個C原子的直鏈烷基。
n)另外包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之化合物(例如選自下式的化合物)的LC介質：
其中R10及R11彼此獨立地各自具有針對R1所指明之含義之一，較佳表示直鏈烷基、直鏈烷氧基或直鏈烯基，且Z、Z1及Z2彼此獨立地各自表示-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-、-CH2-或單鍵。
o)另外包含較佳3至20wt%之量、尤其3至15wt%之量之一或多種下式之二氟二苯并色滿及/或色滿的LC介質：
其中R11及R12彼此獨立地各自具有上述含義，且c表示0或1。
尤其較佳之式BC及CR化合物選自以下子式：
其中烷基及烷基*彼此獨立地各自表示具有1-6個C原子的直鏈烷基，且烯基及烯基*彼此獨立地各自表示具有2-6個C原子的直鏈烯基。烯基及烯基*較佳表示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-。
極其較佳為包含一、二或三種式BC-2之化合物的混合物。
p)另外包含一或多種下式之氟化菲或二苯并呋喃的LC介質：
其中R11及R12彼此獨立地各自具有上述含義，b表示0或1，L表示F，且r表示1、2或3。
尤其較佳之式PH及BF化合物選自以下子式：
其中R及R'彼此獨立地各自表示具有1-7個C原子的直鏈烷基或烷 氧基。
q)包含一或多種下式之化合物、較佳用於PSA-OCB顯示器的LC介質：
其中：R0 各自出現時相同或不同地表示各自具有至多9個C原子的正烷基、烷氧基、氧雜烷基、氟烷基或烯基；X0 表示F、Cl，或各種情況下之各自具有至多6個C原子的鹵化烷基、烯基、烯氧基或烷氧基；Z0 表示-CF2O-或單鍵；Y1-6 彼此獨立地各自表示H或F。
X0較佳為F、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3或CH=CF2，尤其較佳為F或OCF3。
式AA化合物較佳選自以下式：
其中R0及X0具有上述含義，且X0較佳表示F。尤其較佳為式AA2及AA6之化合物。
式BB化合物較佳選自以下式：
其中R0及X0具有上述含義，且X0較佳表示F。尤其較佳為式BB1、BB2及BB5之化合物。
式CC化合物較佳選自以下式：
其中R0在各自出現時相同或不同地具有上述含義且較佳表示具有1至6個C原子的烷基。
r)除式I或其子式之可聚合化合物及共聚單體外，不包含含有末端乙烯基或乙烯氧基(-CH=CH2、-O-CH=CH2)之化合物的LC介質。
s)包含1至5種、較佳1、2或3種可聚合化合物的LC介質。
t)其中可聚合化合物在整個混合物中之比例為0.05至5%、較佳為0.1至1%的LC介質。
u)包含1至8種、較佳1至5種式CY1、CY2、PY1及/或PY2之化合物的LC介質。該等化合物在整個混合物中的比例較佳為5至60%，尤其較佳10至35%。在各種情況下，該等個別化合物之含量較佳為2至20%。
v)包含1至8種、較佳1至5種式CY9、CY10、PY9及/或PY10之化合物的LC介質。該等化合物在整個混合物中的比例較佳為5至60%， 尤其較佳10至35%。在各種情況下，該等個別化合物之含量較佳為2至20%。
w)包含1至10種、較佳1至8種式ZK化合物、尤其式ZK1、ZK2及/或ZK6之化合物的LC介質。該等化合物在整個混合物中的比例較佳為3至25%，尤其較佳5至45%。在各種情況下，該等個別化合物之含量較佳為2至20%。
x)其中式CY、PY及ZK之化合物在整個混合物中的比例大於70%、較佳大於80%的LC介質。
y)另外較佳以表B所提供之濃度範圍包含一或多種較佳低分子量且/或不可聚合之對掌性摻雜劑(選自表B極佳)的LC介質。
上述較佳實施例a)-x)之化合物與上述聚合化合物之組合使本發明之LC介質在維持高清晰點及高HR值的同時、達成低臨限電壓、低旋轉黏度及優良的低溫穩定性，且容許在PS(A)顯示器中設定預傾角。特定而言，與先前技術的介質相比，PS(A)顯示器中的LC介質呈現大大縮短的響應時間，尤其亦呈現大大縮短的灰影響應時間。
液晶混合物較佳具有至少80K、尤其較佳至少100K之向列相範圍，及在20℃下不大於250mPa．s、較佳不大於200mPa．s的旋轉黏度。
用於VA型顯示器的本發明之LC介質在20℃及1kHz下具有負介電各向異性Δε，較佳約-0.5至-7.5、尤其約-2.5至-5.5之Δε。
用於OCB型顯示器之本發明之LC介質在20℃及1kHz下具有正介電各向異性Δε，較佳約+7至+17之Δε。
用於VA型顯示器之本發明之LC介質之雙折射率Δn較佳小於0.16，尤其較佳介於0.06與0.14之間，尤其介於0.07與0.12之間。
用於OCB型顯示器之本發明之LC介質之雙折射率Δn較佳介於0.14與0.22之間，尤其介於0.16與0.22之間。
電介質亦可包含熟習此項技術者已知且描述於文獻中的其他添加劑。舉例而言，可添加0至15wt%之多向色染料，此外可添加奈米顆粒、傳導性鹽(較佳乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸銨、四丁基四苯基硼酸銨或冠醚之錯合鹽)(參見例如Haller等人，Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973))以便改良傳導性，或可添加物質以便修改介電各向異性、黏度及/或向列相之對準。此類物質描述於例如DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728。
本發明之LC介質之較佳實施例a)-x)之個別組分已知，或其製備方式易由相關技術者依據先前技術獲得，因為該等製備方式係基於文獻中所述的標準方法。式CY之相應化合物描述於例如EP-A-0 364 538中。式ZK之相應化合物描述於例如DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
可根據本發明使用的LC介質以本來習知的方式(例如將一或多種上述化合物與一或多種如上定義的可聚合化合物混合且視需要與其他液晶化合物及/或添加劑混合)製備。一般而言，最好在高溫下，將所要量之以較少量使用的組分溶於構成主成分的組分中。亦可將該等組分於有機溶劑(例如丙酮、氯仿或甲醇)中之溶液混合，並在充分混合後，藉由例如蒸餾再將溶劑移除。本發明此外係關於製備本發明之LC介質的方法。
對於熟習此項技術者顯而易見的是，本發明之LC介質亦可包含其中例如H、N、O、Cl、F已經相應同位素置換的化合物。
本發明之LC顯示器之結構類似於如開篇所引用之先前技術中所述之PS(A)顯示器的習知幾何結構。較佳為無突起的幾何結構，此外，尤其較佳為其中位於濾色器側之電極非結構化且僅位於TFT側之電極具有狹縫的彼等幾何結構。PSA-VA顯示器之尤其適當且較佳的 電極結構描述於例如US 2006/0066793 A1中。
以下實例說明本發明而非限定其。然而，其向熟習此項技術者展示具有使用起來較佳之化合物的較佳混合物概念及其相應濃度及其彼此間之組合。此外，該等實例說明可達成哪些特性及特性組合。
使用以下縮寫及簡稱：(n、m、z彼此獨立地各自表示1、2、3、4、5或6)
在本發明之一較佳實施例中，本發明之LC介質包含一或多種選自由表A之化合物組成之群的化合物。
表B表B指明可添加至本發明之LC介質中的可能摻雜劑。
LC介質較佳包含0至10wt%、尤其0.01至5wt%且尤其較佳0.1至3wt%之摻雜劑。LC介質較佳包含一或多種選自由表B之化合物組成之群的摻雜劑。
LC介質較佳包含0至10wt%、尤其0.01至5wt%且尤其較佳0.1至3wt%之穩定劑。LC介質較佳包含一或多種選自由表C之化合物組成之群的穩定劑。
此外：Vo 表示在20℃下的電容式臨限電壓；ne 表示在20℃及589nm下的非尋常折射率；no 表示在20℃及589nm下的尋常折射率；Δn 表示在20℃及589nm下的光學各向異性；ε⊥ 表示在20℃及1kHz下垂直於引向器的電介質電納係 數；ε|| 表示在20℃及1kHz下平行於引向器的電介質電納係數；Δε 表示在20℃及1kHz下的介電各向異性；cl.p.,T(N,I)表示清晰點[℃]；γ1 表示在20℃下的旋轉黏度[mPa．s]；K1 表示在20℃下之"展曲"形變的彈性常數[pN]；K2 表示在20℃下之"扭曲"形變的彈性常數[pN]；K3 表示在20℃下之"彎曲"形變的彈性常數[pN]；LTS 表示在測試單元中測定的低溫穩定性(相)；HR20 表示在20℃下的電壓保持比[%]，且HR100 表示在100℃下的電壓保持比[%]。
除非另明確說明，否則本申請案中的所有濃度以wt%指明且係關於相應混合物或混合物組分，除非另明確指明。
除非另明確說明，否則本申請案中所指明的所有溫度值(諸如熔點T(C,N)、近晶相至向列相T(S,N)轉移溫度及清晰點T(N,I))皆以攝氏溫度(℃)指明。
所有物理特性皆根據以下文獻測定"Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals",Status Nov.1997,Merck KGaA,Germany，且適於20℃之溫度，且Δn係在589nm下測定且Δε係在1kHz下測定，除非在各種情況下另明確指明。
對於本發明，術語"臨限電壓"係關於電容式臨限值(V0)，亦稱Freedericksz臨限值，除非另明確指明。在該等實例中，正如通常所用，亦可指明10%相對對比度之光學臨限值(V10)。
供量測電容式臨限電壓用的顯示器具有間距為4μm的兩個平面平行外板及位於外板內部、上覆摩擦聚醯亞胺之對準層的電極層，從 而產生液晶分子之各向同性邊緣對準。
可聚合化合物係在藉由UV照射預定時間的同時、經由對顯示器施加電壓(一般為10V至30V交流電，1kHz)而在顯示器中聚合。在該等實例中，除非另外指明，否則使用28mW/cm2汞汽燈，使用裝配有365nm帶通濾波器的標準UV儀(Ushio UNI型儀)量測強度。
藉由旋轉結晶實驗(Autronic-Melchers TBA-105)測定傾角。小值(亦即與90°角偏離較大)在此處對應於大的傾角。
實例1
4'-[3-(2-甲基丙烯醯氧基)丙氧基]聯苯-4-基2-甲基丙烯酸酯(1)如下製備：
1.1. 4'-(3-羥基丙氧基)聯苯-4-醇
將20.0g(0.107mol)之4,4'-二羥基聯苯、10.0g(0.070mol)之3-溴-1-丙醇及15.0g(0.109mol)碳酸鉀在回流下、於300ml丙酮中加熱16小時。隨後將該批料過濾，且將濾液蒸發。將殘餘物溶解於MTB醚中，用水洗滌且經硫酸鈉乾燥。將溶劑真空移除，且使用甲苯/乙酸乙酯(1：1)將粗產物經由二氧化矽凝膠層析。自甲苯/乙酸乙酯中結晶，得到無色固體狀之4'-(3-羥基丙氧基)聯苯-4-醇。
1.2. 4'-[3-(2-甲基丙烯醯氧基)丙氧基]聯苯-4-基2-甲基丙烯酸酯
首先將4.50g(18.4mmol)之4'-(3-羥基丙氧基)聯苯-4-醇、6.5ml(0.766mol)甲基丙烯酸及0.5g之N,N-二甲基胺基吡啶(DMAP)引入250ml甲苯中，在冰冷卻下添加16.0g(0.775mol)N,N'-二環己基碳化二醯亞胺之溶液，且將混合物在室溫下攪拌隔夜。添加6.5g草酸二水合物之後，將該批料攪拌1小時且過濾，且將濾液蒸發。使用庚烷/乙酸乙酯(2：1)將殘餘物經由二氧化矽凝膠過濾，且自乙醚中再結晶，得到102℃熔點之無色晶體狀之3'-(2-甲基丙烯醯氧基)聯苯-3-基2-甲基丙烯酸酯。
實例2
4'-(2-甲基丙烯醯氧基甲基)聯苯-4-基2-甲基丙烯酸酯(2)如下製備：
2.1. 4'-羥基甲基-4-聯苯酚
將15.0g(60.7mmol)之4-羥基聯苯-4-甲酸乙酯溶於500ml THF中，且在-70℃下添加二異丁基氫化鋁於甲苯中之1M溶液200ml。隨 後移除冷卻浴，且將該批料在室溫下攪拌2小時。添加5ml異丙醇之後，將該溶液添加至水中，用MTB醚萃取三次，且將所組合之有機相用水洗滌且經硫酸鈉乾燥。將溶劑真空移除，且使用甲苯/乙酸乙酯將殘餘物經由二氧化矽凝膠過濾，得到無色固體狀之4'-羥基甲基-4-聯苯酚。
1H-NMR(DMSO-d6,300MHz)：δ=4.51ppm(s,2 H,-CH2OH),5.13(s,br.，可交換，1 H,OH),6.83(AB-mc,2 H,Ar-H),7.34(AB-d,J=8.3Hz,2 H,Ar-H),7.46(AB-mc,2 H,Ar-H),7.52(AB-mc,2 H,Ar-H),9.51(s,br.，可交換，1 H,OH)。
2.2. 4'-(2-甲基丙烯醯氧基甲基)聯苯-4-基2-甲基丙烯酸酯
使4'-羥基甲基-4-聯苯酚與甲基丙烯酸發生類似1.2.項下所述的酯化反應，得到71℃熔點之無色固體狀之4'-(2-甲基丙烯醯氧基甲基)聯苯-4-基2-甲基丙烯酸酯。
實例3
類似於實例2製備4'-(丙烯醯氧基甲基)聯苯-4-基丙烯酸酯(3)
獲得62℃熔點之無色晶體狀之4'-(丙烯醯氧基甲基)聯苯-4-基丙烯酸酯。
以下化合物由可市購前驅物、類似於實例1獲得。
實例4
類似於實例1製備3-[4-(2-甲基丙烯醯氧基)苯氧基]丙基2-甲基丙烯酸酯(4)
得到58℃熔點之無色晶體。
實例5
類似於實例1製備6-[3-(2-甲基丙烯醯氧基)丙氧基]萘-2-基2-甲基丙烯酸酯(5)
得到68℃熔點之無色晶體。
實例6
類似於實例2製備3-[4'-(2-甲基丙烯醯氧基)聯苯-4-基]丙基2-甲基丙烯酸酯(6)
得到69℃熔點之無色晶體。
實例7
類似於實例2製備2-[4'-(2-甲基丙烯醯氧基)聯苯-4-基]乙基2-甲基丙烯酸酯(7)
得到108℃熔點之無色晶體。
實例8
將化合物(1)及(5)之溶解度與獲知於先前技術(例如EP 1 498 468 A1)之不含間隔基之結構類似化合物(A)及(B)之溶解度相比：
為此，在50℃攪拌(1/2小時)下將各種化合物以5wt%之濃度溶於可市購的向列型LC混合物LCT-06-441(Merck KGaA,Darmstadt)中，且接著不攪拌而冷卻至室溫。結果：
(1)：在室溫下隔夜結晶析出
(5)：在室溫下隔夜稍微結晶析出
(A)：冷卻至室溫時立刻結晶析出
(C)：冷卻至室溫時立刻結晶析出。
與先前技術不含間隔基的化合物相比，含有間隔基之本發明之化合物呈現明顯更佳的溶解度。
實例9-混合物實例
向列型LC主體混合物N1如下調配：
將0.3%之獲自實例1至6之可聚合單體化合物添加至LC混合物N1中，且將所得混合物引入VA-e/o測試單元(在90°下摩擦，對準層VA-聚醯亞胺，層厚度d4μm)。在施加10V電壓(交流電)下，將各單元用具有28mW/cm2強度的UV光照射20分鐘，促使單體化合物聚合。在第二組實驗中，另將0.006%之光引發劑Irgacure 651添加至LC/單體混合物中，且將曝光時間縮短至2分鐘。UV照射之前及之後，經由旋轉晶體實驗(Autronic-Melchers TBA-105)測定傾角。
為對比目的，用獲知於先前技術之不含間隔基的結構類似可聚合化合物(A)、(B)及(C)進行上述實驗。
結果總結於表1中。
如由表1可見，與本發明之單體(1)-(6)聚合之後、尤其在不使用光引發劑的情況下，亦可達成足夠大的傾斜(亦即小傾角)。
本發明之化合物(1)-(6)因其優良溶解度(參見實例8)而特別適用於PS(A)顯示器中。
實例10-混合物實例
由99.00%向列型LC主體混合物N2組成的LC介質
0.25%之獲自實例6之可聚合單體化合物，及0.75%之對掌性摻雜劑S-4011適用於PS-VA顯示器中。
實例11-混合物實例
由99.00%向列型LC主體混合物N2(參見實例10)、0.25%之獲自實例7之可聚合單體化合物及0.75%對掌性摻雜劑S-4011組成的LC介質適用於PS-VA顯示器中。
實例12-混合物實例
由99.50%向列型LC主體混合物N2(參見實例10)、0.25%之獲自實例6之可聚合單體化合物及0.25%對掌性摻雜劑S-5011組成的LC介質適用於PS-VA顯示器中。
實例13-混合物實例
由99.50%向列型LC主體混合物N2(參見實例10)、0.25%之獲自實例7之可聚合單體化合物及0.25%對掌性摻雜劑S-5011組成的LC介質適用於PS-VA顯示器中。

Claims (10)

  1. 一種可聚合化合物在PS(聚合物穩定化)或PSA(聚合物持續對準)型液晶(LC)顯示器中的用途，其中該等可聚合化合物係選自式I：Pa-Sp-A1-(Z1-A2)m1-Pb I其中該等個別基團具有以下含義：Pa及Pb 彼此獨立地各自表示可聚合基團；Sp 表示間隔基；A1及A2 彼此獨立地各自表示較佳具有4至25個C原子、亦可含有稠環且亦可經L單取代或多取代的芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團；L 表示H、OH、鹵素、SF5、NO2、碳基團或烴基團；Z1 表示單鍵；且m1 表示0、1、2、3或4。
  2. 如請求項1之可聚合化合物之用途，係用於含有一LC單元之PS型或PSA型LC顯示器中，該LC單元由以下各者組成：兩個基板，其中至少一基板可透光且至少一基板具有電極層；及一定位於該等基板之間、包含聚合組分及低分子量組分的LC介質層，其中該聚合組分可藉由在施加電壓下、使該LC介質中之一或多種可聚合化合物在該LC單元之該等基板之間聚合而獲得，其中該等可聚合化合物中至少一者為如請求項1之化合物。
  3. 如請求項1或2之用途，其特徵在於，該等可聚合化合物係選自以下子式： 其中Sp如請求項1中所指明之含義，r為0、1、2、3或4，s為0、1、2或3，t為0、1或2，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、視需要經取代之矽烷基、具有6至20個C原子之視需要經取代之芳基，或具有1至25個C原子之直鏈或支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，此外，其中一或多個H原子可經F、Cl、P-或P-Sp-置換；P 表示可聚合基團；Y1 表示鹵素；且Rx 表示P-、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、支鏈或環狀烷基，此外，其中一或多個非相鄰CH2基團可以O及/或S原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-S-、 -CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且此外，其中一或多個H原子可經以下基團置換：F、Cl、P-或P-Sp-、具有6至40個C原子之視需要經取代之芳基或芳氧基，或具有2至40個C原子之視需要經取代之雜芳基或雜芳氧基。
  4. 如請求項1或2之用途，其特徵在於，該LC介質包含一或多種下式化合物： 其中該等個別基團具有以下含義：a 表示1或2；b 表示0或1； 表示或R1及R2 彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子的烷基，此外，其中一或兩個非相鄰CH2基團可以O原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換；Zx 表示-CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或單鍵，較佳表示單鍵；L1-4 彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
  5. 如請求項1或2之用途，其特徵在於，該LC介質包含一或多種下 式化合物： 其中該等個別基團具有以下含義： 表示，，， 表示或，R3及R4 彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子的烷基，此外，其中一或兩個非相鄰CH2基團可以O原子彼此間不直接相連之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換；Zy 表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-或單鍵。
  6. 一種如請求項1至5中任一項所定義的LC顯示器。
  7. 如請求項6之LC顯示器，其特徵在於，其為PSA-VA、PSA-OCB、PS-IPS、PS-FFS或PS-TN顯示器。
  8. 一種LC介質，其包含：- 包含一或多種可聚合化合物的可聚合組分A)；及- 包含一或多種低分子量化合物的液晶組分B)，其中組分A)包含一或多種如請求項1或3所定義的可聚合化合物。
  9. 如請求項8之LC介質，其中組分B)包含一或多種如請求項4或5所定義的化合物。
  10. 一種用於製備如請求項8或9之LC介質的方法，其係將一或多種 低分子量液晶化合物與一或多種如請求項1或3所定義之可聚合化合物混合，且視需要與其他液晶化合物及/或添加劑混合。
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