TW201720912A - 具有垂直配向的液晶介質 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於液晶介質(LC介質)，其等包含低分子量組分、包含硫醇基之自配向添加劑及視需要的可聚合組分。該等自配向添加劑實現該LC介質在液晶顯示器(LC顯示器)之表面或胞元壁之垂直(垂面)配向。因此，本發明亦包含具有該液晶介質(LC介質)之垂直配向而無配向層之LC顯示器。本發明揭示具有硫醇官能基之自配向添加劑之新穎結構。

Description

具有垂直配向的液晶介質
本發明係關於液晶介質(LC介質)，其等包含低分子量組分、包含硫醇基之自配向添加劑及視需要可聚合組分。該等自配向添加劑實現該LC介質在液晶顯示器(LC顯示器)之表面或胞元表面之垂直(垂面)配向。因此，本發明亦包含具有該液晶介質(LC介質)之垂直配向而無配向層之LC顯示器。本發明揭示具有硫醇官能基之自配向添加劑之新穎結構。
電控雙折射(ECB效應或亦DAP(配向相之變形)效應)之原理係首次描述於1971(M.F.Schieckel及K.Fahrenschon，「Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields」,Appl.Phys.Lett.19(1971),3912)中。此後係描述於J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972),1193)及G.Labrunie及J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973),4869)之論文中。
J.Robert及F.Clerc(SID 80 Digest Techn.Papers(1980),30),J.Duchene(Displays 7(1986),3)及H.Schad(SID 82 Digest Techn.Papers(1982),244)之論文顯示液晶相必須具有高彈性常數比率K3/K1值、高光學各向異性△n值及△ε-0.5之介電各向異性值以適用於基於ECB效應之高資訊顯示器元件。基於ECB效應之電光學顯示器元件具有垂直邊緣配向(VA技術=垂面配向)。
使用ECB效應之顯示器諸如所謂之VAN(垂面配向向列型)顯示器例如於MVA(多域垂面配向，例如：Yoshide,H.等人，論文3.1：「MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...」,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I，第6至9頁，及Liu,C.T.等人，論文15.1：「A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...」,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II，第750至753頁)，PVA(圖案化垂面配向，例如：Kim、Sang Soo，論文15.4：「Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV」,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II，第760至763頁)及ASV(先進超視角，例如：Shigeta、Mitzuhiro及Fukuoka,Hirofumi，論文15.2：「Development of High Quality LCDTV」,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II，第754至757頁)模式下，已將其等建立為三種最新型之液晶顯示器中之一者，該等液晶顯示器係目前最重要的，特定言之，用於電視應用，除IPS(平面內切換)顯示器外(例如：Yeo,S.D.，論文15.3：「An LC Display for the TV Application」,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book II，第758及759頁)及已知TN(扭曲向列型)顯示器。以一般形式比較技術，例如，於Souk,Jun,SID Seminar 2004,seminar M-6：「Recent Advances in LCD Technology」,Seminar Lecture Notes,M-6/1至M-6/26，及Miller、Ian，SID Seminar 2004,seminar M-7：「LCD-Television」,Seminar Lecture Notes,M-7/1至M-7/32中。儘管現代ECB顯示器之回應時間已藉由使用超速驅動之定址方法顯著改善，例如：Kim、Hyeon Kyeong等人，論文9.1：「A 57-in.Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application」,SID 2004 International Symposium,Digest of Technical Papers,XXXV,Book I， 第106至109頁，但視訊可相容回應時間(特定言之關於灰度之切換)之達成係仍未滿意解決之問題。
相當大工作已投入於生產兩個或更多個具有不同優先方向之域之VA顯示器。本發明之目的係簡化生產過程及顯示器裝置本身而不放棄VA技術之優點，諸如相對短回應時間及良好視角依賴性。
包含具有正介電各向異性之LC介質之VA顯示器係描述於S.H.Lee等人，Appl.Phys.Lett.(1997),71,2851-2853中。此等顯示器使用配置於基板表面上之交叉指形電極(具有梳形結構之平面內定址電極組態)(如用於(尤其)市售IPS(平面內切換)顯示器中(如揭示(例如)於DE 40 00 451及EP 0 588 568中))，及具有液晶介質之垂直配置，其一經施加電場即變化至平面配置。
上文提及之顯示器之其他發展可發現(例如)於K.S.Hun等人，J.Appl.Phys.(2008),104,084515(DSIPS：'double-side in-plane switching' for improvements of driver voltage and transmission)；M.Jiao等人，App.Phys.Lett(2008),92,111101(DFFS：'dual fringe field switching' for improved response times)及Y.T.Kim等人，Jap.J.App.Phys.(2009),48,110205(VAS：'viewing angle switchable' LCD)中。另外，VA-IPS顯示器亦稱為正VA及HT-VA。
在所有此等顯示器(下文中一般稱為VA-IPS顯示器)中，將配向層施加至兩個基板表面以使LC介質垂直配向；迄今為止，此層之生產已投入相當大工作。
本發明之目的係簡化生產過程本身而不放棄VA-IPS技術之優點，諸如相對較短回應時間、良好視角依賴性及高對比度。
此等效應於電光學顯示器元件中之工業應用需要必須滿足多種需求之LC相。本文特別重要係對水分、空氣、基板表面中之材料之耐化學性及物理影響(諸如熱、紅外、可見及紫外輻射及直流及交流 電場)。
此外，要求工業可用LC相在合適溫度範圍及低黏度下具有液晶中間相。
VA及VA-IPS顯示器係通常意欲具有非常高比電阻且同時具有大工作溫度範圍、短回應時間及低臨限值電壓，在其等幫助下可產生各種灰度。
在習知VA及VA-IPS顯示器中，基板表面上之聚醯亞胺層確保液晶之垂直配向。顯示器中之合適配向層之產生需要相當大工作。另外，配向層與LC介質之相互作用可損害顯示器之電阻。由於此類型之可能相互作用，因此合適之液晶組分之數量顯著減少。因此，需要在無聚醯亞胺之情況下達成LC介質之垂直配向。
常用主動矩陣TN顯示器之缺點係由於其等相對低對比度、相對高視角依賴性及此等顯示器中產生灰度之困難。
VA顯示器具有顯著更佳視角依賴性及因此主要用於電視及監視器中。
另一發展係所謂之PS(聚合物持續型)或PSA(聚合物持續型配向)顯示器，針對其等亦偶爾使用術語「聚合物穩定型」。該等PSA顯示器之特徵在於回應時間縮短且不對其他參數(諸如，特定言之，對比度之有利視角依賴性)造成顯著不利影響。
在此等顯示器中，將少量(例如0.3重量%，通常<1重量%)之一或更多種可聚合化合物添加至LC介質中，及在引入LC胞元內後，使該等可聚合化合物在施加或未施加電壓下於電極之間原位聚合或交聯(通常藉由UV光聚合)。已證實向LC混合物中添加可聚合液晶原或液晶化合物(亦稱為反應性液晶原或「RM」)尤其適合。迄今為止，PSA技術已主要用於具有負介電各向異性之LC介質中。
除非另有指示，否則術語「PSA」於下文中用作PS顯示器及PSA 顯示器之代表。
同時，PSA原理一直被用於各種典型LC顯示器中。因此，例如，已知PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS及PSA-TN顯示器。可聚合化合物之聚合在PSA-VA及PSA-OCB顯示器之情況下較佳在施加電壓之情況下進行，及在PSA-IPS顯示器之情況下在施加或不施加電壓之情況下進行。如可於測試胞元中證實，PS(A)方法於胞元中導致「預傾」。在PSA-OCB顯示器之情況下，例如，可使彎曲結構穩定使得無需或可減小偏移電壓。在PSA-VA顯示器之情況下，預傾對回應時間具有積極影響。可對PSA-VA顯示器使用標準MVA或PVA像素及電極佈局。另外，然而，亦可能(例如)使用僅一側結構化電極側及無突出物完成，此顯著簡化生產且同時導致非常良好之對比度及同時導致非常良好之光透射。
PSA-VA顯示器係描述(例如)於JP 10-036847 A、EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1中。PSA-OCB顯示器係描述(例如)於T.-J-Chen等人，Jpn.J.Appl.Phys.(2006),45,2702-2704及S.H.Kim,L.-C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys.(2004),43,7643-7647中。PSA-IPS顯示器係描述(例如)於US 6,177,972及Appl.Phys.Lett.(1999),75(21),3264中。PSA-TN顯示器係描述(例如)於Optics Express(2004),12(7),1221中。PSA-VA-IPS顯示器係描述(例如)於WO 2010/089092 A1中。
諸如上文描述之習知LC顯示器，PSA顯示器可作為主動矩陣或被動矩陣(PM)顯示器操作。在主動矩陣顯示器之情況下，個別像素係通常藉由積體非線性主動元件諸如例如電晶體(例如薄膜電晶體或「TFT」)定址，而在被動矩陣顯示器之情況下，個別像素係通常藉由多路傳輸方法定址，兩種方法均自先前技術已知。
特定言之，就監視器及尤其TV應用而言，仍需尋求LC顯示器之回應時間及對比度及亮度(即，亦透射)之最佳化。本文之PSA方法可提供至關重要之優點。特定言之，在PSA-VA顯示器之情況下，可達成可於測試胞元中量測之與預傾相關之回應時間之縮短而不對其他參數造成顯著不利影響。
在先前技術中，下式可聚合化合物係(例如)用於PSA-VA：
其中P表示可聚合基團，通常為丙烯酸酯基團或甲基丙烯酸酯基團，如描述(例如)於US 7,169,449中。
產生聚醯亞胺層、處理該層及改善隆起物或聚合物層需要相當大工作。因此，需要一方面減少生產成本及另一方面助於最佳化影像品質(視角依賴性、對比度、回應時間)之簡化技術。
文獻WO 2012/038026 A1描述含有位於包含兩個或更多個環之液晶原基礎結構上之羥基或其他錨定基團之自配向液晶原(自配向添加劑)。
然而，用於獲得無聚醯亞胺層之VA顯示器應用之現存方法引起其他改善。
本發明係關於LC介質，其包含低分子量不可聚合液晶組分及一或更多種包含硫醇基之化合物，該等化合物係式I，R1-[A3-Z3]m-[A2-Z2]n-A1-Ra (I)
其中A1、A2、A3各彼此獨立地表示芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團，其亦可含有稠環，及其亦可經基團L或-Sp-P單取代或多取代，L在各情況下彼此獨立地表示H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0)2、-C(=O)R0、視需要經取 代之甲矽烷基、視需要經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基、或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、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(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl置換，P表示可聚合基團，Sp表示間隔基團(亦稱為間隔)或單鍵，Z2、Z3在各情況下彼此獨立地表示單鍵，-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)n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-，n1表示1、2、3或4，R0在各情況下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，R00在各情況下彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，m表示0、1、2、3、4、5或6，較佳0、1、2或3，n表示0或1，較佳1，R1彼此獨立地表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl或基團-Sp-P置換，Ra表示下式錨定基團 或 p表示1或2，q表示2或3，B表示經取代或未經取代之環系統或縮合環系統，較佳選自苯、吡啶、環己烷、二噁烷或四氫哌喃之環基團，Y彼此獨立地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11-或單鍵，o表示0或1，較佳0，X1彼此獨立地表示-SH、H、烷基或氟烷基，其中至少一個基團X1表示-SH，R11表示具有1至12個C原子之烷基，Spa、Spc、Spd各彼此獨立地表示間隔基團或單鍵，及Spb表示三價或四價基團，較佳CH、N或C。
另外，LC介質較佳包含聚合或可聚合組分，其中該聚合組分係可藉由可聚合組分之聚合獲得。此組分可實現該LC介質及特定言之穩定其配向及視需要建立所需預傾。該可聚合組分較佳包含一或更多種可聚合化合物。下文稍後揭示合適之可聚合化合物。較佳利用彼等適用於PSA原理之可聚合化合物。
此外，本發明係關於液晶顯示器(LC顯示器)，其包含具有兩個基 板及至少兩個電極(其中至少一個基板係對光透明的及至少一個基板具有一或兩個電極)及位於該等基板之間之根據本發明之LC介質之層之LC胞元。該LC顯示器係較佳PSA型中之一者。
此外，本發明係關於如上下文所揭示之新穎式I化合物，其等特徵在於其等具有三個或更多個環，例如其中n=1及m1之式I化合物。
此外，本發明係關於用於實現LC介質相對於定界LC介質之表面之垂直配向之方法，其包括向該介質中添加一或更多種式(I)化合物。
本發明之另一態樣係用於製備根據本發明之LC介質之方法，其特徵在於混合一或更多種自配向添加劑(式I化合物)與低分子量液晶組分，及添加視需要一或更多種可聚合化合物及視需要其他自配向添加劑(參見下文，例如式IX自配向添加劑)及/或任何其他額外之所需添加劑。
此外，本發明係關於用於生產包含具有兩個基板及至少兩個電極之LC胞元之LC顯示器之方法，其中至少一個基板係對光透明的及至少一個基板具有一或兩個電極，該方法包括下列方法步驟：-用根據本發明之LC介質填充該胞元，-視需要加熱，及-使任何可選可聚合組分聚合，此視需要向該胞元施加電壓或在電場之作用下於一或更多個方法步驟中進行。
自配向添加劑作為LC介質之添加劑之根據本發明之用途非依賴於特定LC介質。該LC介質或存在於其中之不可聚合組分可具有正或負介電各向異性，較佳其具有負介電各向異性。該LC介質係較佳向列型LC介質，因為基於VA原理之大多數顯示器包含向列型LC介質。
自配向添加劑係作為添加劑引入LC介質中。自配向添加劑實現該液晶相對於基板表面(諸如，例如，較佳經ITO塗覆之表面，或金屬表面)之垂直配向。該自配向係藉由加熱基板及LC介質來支持。同時 添加劑及LC混合物之組合在高溫下係非常穩定的。加熱方法係常見於LCD面板之處理中之方法，例如用於最終固化密封件。無需額外方法步驟。鑒於與本發明相關之研究，硫醇錨定基團似乎會與基板表面相互作用。此引起配向添加劑於基板表面上配向及誘發液晶之垂直配向。鑒於此，該錨定基團應空間上可接近，即，未被第三丁基圍繞。
根據本發明之LC顯示器之LC胞元較佳無配向層，特定言之無用於LC介質之垂直配向之聚醯亞胺層。LC介質之聚合組分係就此而言不視為配向層。在其中LC胞元仍然具有配向層或相當層之情況下，根據本發明，此層非引起垂直配向之原因。根據本發明，例如，聚醯亞胺層之磨擦非達成LC介質相對於基板表面之垂直配向所必需。根據本發明之LC顯示器係較佳包含具有負介電各向異性之LC介質及配置於相對基板上之電極之VA顯示器。或者，其係包含具有正介電各向異性之LC介質及配置於至少一個基板上之交叉指形電極之VA-IPS顯示器。
根據本發明之自配向添加劑選擇性提供相對於ITO表面或金屬表面之垂直配向，但顯示對玻璃基板無此影響。可藉由用ITO將玻璃結構化為所需形狀而僅於所選表面上達成配向。相較於其他自配向添加劑，包含根據本發明之自配向添加劑之LC介質在低溫(LTS)下具有有利穩定性。
本發明之添加劑之使用提供避免LCD胞元中之ODF(滴下式填充)不均勻之可行解決方案。最終配向可藉由填充後加熱達成，此導致甚至較少ODF不均勻。添加劑之有利性質亦在將混合物遞送至其等所用之處期間防止自配向添加劑預吸附在玻璃瓶內部。
式I自配向添加劑係較佳以小於10重量%，特別佳5重量%及非常特定言之3重量%之濃度採用。其較佳以至少0.05重量%，較佳至少0.2重量%之濃度採用。在具有習知基板材料之常用胞元厚度(3至4 μm)之情況下及在LC顯示器之生產方法之習知條件下，使用0.1至2.5重量%之自配向添加劑通常已導致LC層之完全垂直配向。
除式I自配向添加劑外，根據本發明之LC介質亦可包含具有不同於硫醇基之錨定基團之其他自配向添加劑。在一較佳實施例中，LC介質因此包含一或更多種具有極性基團之自配向添加劑(習知自配向添加劑)。自配向添加劑之組合濃度係較佳上文指示之值，即，例如，0.1至5重量%。
該等其他自配向添加劑可具有式IX結構：R12-[A31-Z31]m-[A21Z21]n-A11-Ra1 (IX)
其中A11、A21、A31各彼此獨立地表示芳族、雜芳族、脂環族或雜環基，其亦可含有稠環，及其等亦可經基團L或-Sp-P單取代或多取代，L在各情況下彼此獨立地表示H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0)2、-C(=O)R0、視需要經取代之甲矽烷基、視需要經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基、具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、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(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl置換，P表示可聚合基團，Sp表示間隔基團或單鍵，Z21、Z31在各情況下彼此獨立地表示單鍵，-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)n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp- P)CH(-Sp-P)-，n1表示1、2、3或4，R0在各情況下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，R00在各情況下彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，m表示0、1、2、3、4、5或6，較佳0、1、2或3，n表示0或1，較佳1，R12表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl或基團-Sp-P置換，Ra1表示下式錨定基團 或 p表示1或2，q表示2或3，B表示經取代或未經取代之環系統或縮合環系統，較佳選自苯、吡啶、環己烷、二噁烷或四氫哌喃之環系統，Y彼此獨立地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11-或單鍵，o表示0或1，X11彼此獨立地表示H、烷基、氟烷基、OH、NH2、NHR11、 NR11 2、C(O)OH或-CHO，其中至少一個基團X11表示選自-OH、-NH2、NHR11、C(O)OH及-CHO之基團，R11表示具有1至12個C原子之烷基，Spa、Spc、Spd、Sp各彼此獨立地表示間隔基團或單鍵，及Spb表示三價或四價基團，較佳CH、N或C。
相比於式I，式IX包含其他習知錨定基團，其等不含有硫醇基，較佳具有羥基或胺基。
自配向添加劑I及IX之較佳結構係揭示於下列部分中。
根據定義，錨定基團Ra或Ra1分別含有一、二或三個基團X1或X11，其等意欲充當結合至表面之結合元件。間隔基團係意欲於具有環及基團X1之液晶原基團間形成可撓性鍵。因此，間隔基團之結構係非常可變的及在式I之最一般情況下未經明確定義。熟習此項技術者將知曉鏈之可能變化多樣性及甚至與環組合在此處成為問題。
下式錨定基團 如上下文定義，較佳表示選自下式之錨定基團： 或-Spa-X1,其中在各情況下該等基團獨立地係如上下文定義，特定言之，較佳表示下式基團 -Spa-X1或 或
其中在各情況下該等基團獨立地係如上下文定義，及X1亦可分別代替式IX中之錨定基團Ra1之X11。
就式(I)化合物而言，下式錨定基團-Spa-X1係最佳。
在上文繪示之錨定基團中，較佳基團Spa及Spc中之至少一者存在且不為單一基團。就此意義而言，較佳不使用無間隔基團之式Ra=-SH之錨定基團。
特別佳之式Ra之含有硫醇基之錨定基團係選自下列部分式，其中基團Ra係經由虛線鍵結合至式I之基團A1：
上式及子式中之錨定基團Ra較佳含有一個SH基團。
本文中通常藉由「Sp」(或Spa/c/d/1/2)表示之術語「間隔基團」或 「間隔」係熟習此項技術者已知及係描述於參考文獻中，例如於Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)及C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.(2004),116,6340-6368中。在本發明中，術語「間隔基團」或「間隔」表示連接基團，例如伸烷基，其將液晶原基團連接至可聚合基團。然而該液晶原基團通常含有環，該間隔基團係通常無環系統，即，係以鏈形式，其中該鏈亦可為分支鏈。術語鏈係適用(例如)於伸烷基。通常包括鏈上及鏈中(例如)藉由-O-或-COO-之取代。在功能術語中，間隔(間隔基團)係連接之功能結構部分之間之橋，該橋促進彼此間之某一空間可撓性。
基團Spb較佳表示-選自CH、C(Me)、C(CH2CH3)或N之式之三價基團，或-四價基團C(四價碳原子)。
基團Spa較佳表示選自下式之基團：-CH2-、-CH2CH2-、-OCH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-OCH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-OCH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2-、-OCH2CH2OCH2CH2-。
基團Spc或Spd較佳表示選自下式之基團：-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2-。
下式之上文定義之錨定基團 較佳表示 其中Y、Spd及X1係如針對式I定義。
環基團A1、A2、A3、A11、A21、A31各獨立地較佳表示1,4-伸苯 基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基，其中(另外)此等基團中之一或更多個CH基團可各經N置換；環己烷-1,4-二基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經O或S置換；3,3'-雙環亞丁基、1,4-伸環己烯基、雙環[1.1.1]戊-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、螺[3.3]庚-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、茚烷-2,5-二基或八氫-4,7-甲橋基茚烷-2,5-二基、全氫環戊并[a]菲-3,17-二基(特定言之性脂烷-3,17-二基)，其中所有此等基團可未經取代或經基團L或-Sp-P單取代或多取代。
特別佳地，基團A1、A2、A3、A11、A21、A31各獨立地表示選自以下之基團：a)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群，其中(另外)一或更多個H原子可經L或-Sp-P置換，b)由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4'-伸雙環己基組成之群，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-或-S-置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F、L或-Sp-P置換。基團A1及A2或A11及A21分別尤其較佳表示來自上文子群a)之基團。基團A1及A2或A11及A21分別獨立地極特別佳表示1,4-伸苯基或環己烷-1,4-二基，其等可經基團L或-Sp-P單取代或多取代。A1或A11較佳表示選自針對定義a)之子群之基團，更佳1,4-伸苯基。
在式I或XI自配向添加劑中，環數量係較佳2、3或4，例如在式I或式IX中在n係1及m係1、2或3之情況下。
LC介質包含較佳一或更多種式I1化合物， 及更佳式IA、IB、IC、ID或IE化合物：
其中在各情況下R1、Ra、A1、A2、A3、Z2、Z3、L、m及n獨立地係如針對I定義，及r1、r2、r3獨立地表示0、1、2或3，較佳0、1或2。
在上式中，數字r1+r2+r3係較佳1、2、3或4，更佳1、2或3。 更佳地，數字r1+r2係1、2或3。
包含式I化合物之較佳LC介質係藉由下式重現及繪示：
其中L、n及Ra獨立地係如針對式I定義，r1、r2、r3獨立地表示0、1、2或3，及Z2/Z3獨立地係如上文定義，及其中Z3較佳表示單鍵或-CH2CH2-及非常特定言之單鍵。較佳之本發明之化合物係IA、IB及IC及其等子式。
極特別佳之式I化合物係藉由下式繪示：
其中R1、L及Ra獨立地係如針對式I定義，r1、r2、r3獨立地表示0、1、2或3。L係較佳除H外之基團。
式IX化合物(習知非硫醇自配向添加劑)較佳包含式IXA、IXB、IXC、IXD或IXE化合物：
其中R12、Z21、Z31、L及n獨立地係如針對上式IA至IE定義，Ra1係極性錨定基團，及r1、r2、r3獨立地表示0、1、2、3或4，較佳0、1或2。
習知自配向添加劑之製法係揭示(例如)於說明書WO 2012/038026 A1中。
術語「芳基」表示芳族碳基或自其衍生之基團。術語「雜芳基」表示含有一或更多個雜原子之如上文定義之「芳基」。
芳基及雜芳基可為單環或多環的，即其等可含有一個環(諸如，例如，苯基)或兩個或更多個稠環。本文之該等環中之至少一者具有 芳族構形。雜芳基含有一或更多個雜原子，該等雜原子較佳選自O、N、S及Se。
特別佳係具有6至25個C原子之單環、雙環或三環芳基及具有2至25個C原子之單環、雙環或三環雜芳基，其視需要含有稠環。此外，較佳係5員、6員或7員芳基及雜芳基，其中(另外)一或更多個CH基團可各經N、S或O以O原子及/或S原子非彼此直接連接之方式置換。
較佳之芳基係(例如)苯基、萘基、蒽、菲、芘、二氫芘、、苝、稠四苯、稠五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺雙茀等。
較佳之雜芳基係(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)、或縮合基團(諸如吲哚、異吲哚、吲哚嗪、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、喹噁啉咪唑、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、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹噁啉、吩嗪、萘啶、氮雜哢唑、苯并哢啉、菲啶、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、香豆素或此等基團之組合。
(非芳族)脂環族及雜環基團包含飽和環(即彼等僅含有單鍵者)及亦部分不飽和環(即彼等亦可含有多個鍵)兩者。雜環性環含有一或更多個雜原子，該等雜原子較佳選自Si、O、N、S及Se。
(非芳族)脂環族及雜環基團可為單環(即含有僅一個環(諸如，例如，環己烷))或多環(即含有複數個環(諸如，例如，十氫萘或二環辛烷))。特別佳係飽和基團。此外，較佳係具有3至25個C原子之單環、雙環或三環基團。此外，較佳係5員、6員、7員或8員碳環基團，其中(另外)一或更多個C原子可各經Si置換及/或一或更多個CH基團可各經N置換及/或一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-或-S-置換。
較佳之脂環族及雜環基團係(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、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、茚烷、雙環[1.1.1]戊-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、螺[3.3]庚-2,6-二基、八氫-4,7-甲橋基茚烷-2,5-二基)。
與本發明相關之術語「烷基」表示具有1至15(即1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15)個碳原子之直鏈或分支鏈、飽和或不飽和(較佳飽和)之脂族羰基。
術語「環烷基」包含具有至少一個碳環部分之烷基，即，例如，亦環烷基烷基、烷基環烷基及烷基環烷基烷基。碳環基團包含(例如)環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。
與本發明相關之「鹵素」表示氟、氯、溴或碘，較佳代表氟或氯。
式I化合物可原則上藉由下列繪示性合成途徑(方案1至2)來製備：
方案1.將相應之醇轉化為硫醇。合適之條件：步驟a)吡啶、4-二甲基胺基吡啶，步驟b)DMF，步驟c)甲醇。
式I硫醇之一般途徑係將相應之醇轉化為硫醇(方案1)。各種相應之醇及其等製法係揭示於WO 2012/038026中。
於硫醇基與液晶原結構之第一環間引入間隔之便利合成係提供於下列方案(方案2)中。
方案2.藉由合成經取代之醇，接著轉化為硫醇以製備附接間隔之硫醇。
LC介質之可聚合組分較佳包含其他可聚合或(部分)聚合化合物。此等係較佳習知可聚合化合物，較佳液晶原化合物，特定言之彼等適用於PSA技術者。較佳用於此目的之可聚合化合物係下文針對式M及其子式M1、M2等指示之結構。藉此形成之聚合物可穩定LC介質之配向，視需要形成鈍化層及視需要產生預傾。
因此，根據本發明之LC介質較佳包含>0至<5重量%，特別佳0.05至1重量%及極特別佳0.2至1重量%之可聚合化合物(無錨定基團Ra 或Ra1)，特定言之具有如下文定義之式M及其較佳子式之化合物。
可聚合組分之聚合係在不同聚合條件下一起或以部分步驟形式進行。該聚合係較佳在UV光之作用下進行。一般而言，該聚合係在聚合引發劑及UV光之幫助下開始。在較佳丙烯酸酯之情況下，幾乎完全聚合係以此方式達成。在聚合期間，可視需要向胞元之電極施加電壓或可施加另一電場以額外地影響LC介質之配向。
特別佳係除式I化合物外亦包含其他自配向添加劑及視需要其他可聚合或(部分)聚合化合物(無錨定基團)之根據本發明之LC介質。此等其他自配向添加劑係較佳彼等如上文參考式IX、IXA、IXB、IXC、IXD、IXE描述者。
LC介質之可聚合組分之視需要存在之其他單體係較佳藉由下式M描述：P1-Sp1-A2-(Z1-A1)n-Sp2-P2 M
其中個別基團具有下列含義：P1、P2各彼此獨立地表示可聚合基團，
Sp1、Sp2在每次出現時相同或不同地表示間隔基團或單鍵，A1、A2各彼此獨立地表示選自下列群之基團：a)由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4'-伸雙環己基組成之群，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-或-S-置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經基團L置換，或為下式基團 b)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群，其中(另外)一或兩個CH基團可各經N置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經基團L或-Sp3-P置換， c)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群，其等中之各者亦可經L單取代或多取代，d)由具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和及視需要經取代之多環基團組成之群，其等中之一或更多者可另外經雜原子置換，其等較佳選自由雙環[1.1.1]戊-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、螺[3.3]庚-2,6-二基組成之群， 其中(另外)此等基團中之一或更多個H原子可各經基團L或-Sp3-P置換及/或一或更多個雙鍵可各經單鍵置換及/或一或更多個CH基團可各經N置換，P3表示可聚合基團，Sp3表示間隔基團， n表示0、1、2或3，較佳1或2，Z1在各情況下彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-(CH2)n-(其中n係2、3或4)、-O-、-CO-、-C(RcRd)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或單鍵，L在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、在各情況下視需要氟化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-，及Y1及Y2各彼此獨立地表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個H原子可各經F置換，或表示Cl或CN，及較佳表示H、F、Cl、CN、OCF3或CF3，W1、W2各彼此獨立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2-O-、-O-CH2-、-C(RcRd)-或-O-，Rc及Rd各彼此獨立地表示H、F、CF3或具有1至6個C原子之烷基，較佳H、甲基或乙基。
其中基團P1-Sp1-、-Sp2-P2及-Sp3-P3中之一或更多者可表示基團Raa，限制條件為存在之基團P1Sp1-、-Sp2-P2及-Sp3-P3中之至少一者不表示Raa，Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可彼此獨立地各經C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，及其中(另外)一或更多個H原子可各經F、Cl、CN或P1-Sp1-置換，特別佳具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、視需要單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基(其中該烯基及炔基含有至少兩個C原子及分支鏈基團含有至少三個C原子)，其中基團-OH、- NH2、-SH、-NHR、-C(O)OH及-CHO係不存在於Raa中，及R0、R00各彼此獨立地表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個H原子可各經F置換。
上下文之式中之可聚合基團P、P1、P2或P3係適用於聚合反應(諸如，例如，自由基或離子鏈聚合、加聚或聚縮合)之基團，或適用於聚合物類似反應(例如，加成或縮合至主要聚合物鏈上)之基團。特別佳係用於鏈聚合之基團，特定言之彼等含有C=C雙鍵或-C≡C-三鍵者，及適用於伴有開環之聚合之基團，諸如例如氧雜環丁烷或環氧化物基團。
較佳之基團P/P1/P2/P3係選自由以下組成之群：CH2=CW1-CO-O- 、CH2=CW1-CO-、、、、 、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、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-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-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，特定言之H、F、Cl或CH3，W2表示H或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5及W6各彼此獨立地表示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各彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe表示1,4-伸苯基，其係視需要經一或更多個如上文定義之基團L(除P-Sp-外)取代，k1、k2及k33各彼此獨立地表示0或1，k3較佳 表示1，及k4表示1至10之整數。
特別佳之基團P/P1/P2/P3係選自由以下組成之群：CH2=CW1-CO- O-、CH2=CW1-CO-、、、、 、CH2=CW2-O-、CW1=CH-CO-(O)k3-、(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-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，特定言之H、F、Cl或CH3，W2表示H或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、甲基、乙基或正丙基，W4、W5及W6各彼此獨立地表示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各彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe表示1,4-伸苯基，k1、k2及k3各彼此獨立地表示0或1，k3較佳表示1，及k4表示1至10之整數。
極特別佳之基團P/P1/P2/P3係選自由以下組成之群：CH2=CW1-CO-O-，特定言之CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-及CH2=CF-CO-O-，此外CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、(CH2=CH)2CH-O-
極特別佳之基團P/P1/P2/P3係因此選自由以下組成之群：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、此外乙烯氧基、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物基團，及在此等中進一步較佳丙烯酸酯或甲基丙烯 酸酯基團。
較佳之間隔基團Sp、Sp1或Sp2係單鍵或選自式Sp"-X"，使得基團P1/2-Sp1/2-符合P1/2-Sp"-X"-，其中Sp"表示具有1至20，較佳1至12個C原子之伸烷基，其係視需要經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代及其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可彼此獨立地各經-O-、-S-、-Si(R00R000)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00)-CO-O-、-O-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-CH=CH-或-C≡C-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，R0在各情況下獨立地表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個H原子可各經F置換，R00在各情況下獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，R000在各情況下獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，及Y2及Y3各彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X”係較佳-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-或單鍵。
典型之間隔基團Sp”係(例如)單鍵，-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-或-(SiR00R000-O)p1-，其中p1係1至12之整數，q1係1至3之整數，及R00及R000具有上文指示之含義。
特別佳之基團-Sp”-X”係-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1及q1具有上文指示之含義。
特別佳之基團Sp”在各情況下係(例如)直鏈伸乙基、伸丙基、伸 丁基、伸戊基、伸己基、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、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫伸乙基、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。
式M物質較佳不含有-OH、-NH2、-SH、-NHR11、-C(O)OH及-CHO基團。
用於根據本發明之顯示器之合適且較佳之(共)單體係選自(例如)下式：
其中個別基團具有下列含義：P1、P2及P3各彼此獨立地表示可聚合基團，其較佳具有上下文針對P指示之含義中之一者，較佳丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氧雜環丁烷、乙烯氧基或環氧化物基團，Sp1、Sp2及Sp3各彼此獨立地表示單鍵或間隔基團，其較佳具有上下文針對式M指示之含義中之一者，及特別佳-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1係1至12之整數，及其中基團-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-及-(CH2)p1-O-CO-O-與相鄰環間之結合係經由O原子發生，其中(另外)基團P1-Sp1-、P2-Sp2-及P3-Sp3-中之一或更多者可表示基團Raa，限制條件為存在之基團P1-Sp1-、P2-Sp2-及P3-Sp3-中之至少一者不表示Raa，Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可彼此獨立地各經C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO- O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，及其中(另外)一或更多個H原子可各經F、Cl、CN或P1-Sp1-置換，較佳具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、視需要單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基(其中該等烯基及炔基具有至少兩個C原子及分支基團具有至少三個C原子)，其中-OH、-NH2、-SH、-NHR、-C(O)OH及-CHO係不存在於基團Raa中，R0、R00各彼此獨立及在每次出現時相同或不同地表示H或具有1至12個C原子之烷基，X1、X2及X3各彼此獨立地表示-CO-O-、O-CO-或單鍵，Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-，Z2及Z3各彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n係2、3或4，Ry及Rz各彼此獨立地表示H、F、CH3或CF3，L在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、視需要單氟化或多氟化之烷基、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，較佳F,L'及L”各彼此獨立地表示H、F或Cl，r表示0、1、2、3或4，s表示0、1、2或3，t表示0、1或2，x表示0或1。
在式M1至M37化合物中，環基團 較佳指示、、、 其中L在每次出現時相同或不同地具有上文含義中之一者及較佳表示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-，特別佳F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-，極特別佳F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3，特定言之F或CH3。
LC介質或可聚合組分較佳包含一或更多種選自式M1至M28之群之化合物，特別佳選自式M2至M15之群之化合物，極特別佳選自式M2、M3、M9、M14及M15之群之化合物。該LC介質或可聚合組分較佳不包含式M10化合物，其中Z2及Z3中之任何一者表示-(CO)O-或-O(CO)-。
就生產PSA顯示器而言，可聚合化合物係藉由位於LC顯示器之基板之間之LC介質中，視需要施加電壓下的原位聚合而聚合或交聯(若可聚合化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。該聚合可於一個步驟中進行。亦可首先在第一步驟中藉由施加電壓進行聚合以產生預傾角，及接著，在第二聚合步驟中，在不施加電壓之情況下使尚未於第一步驟中完全反應之化合物聚合或交聯(「最終固化」)。
合適且較佳之聚合方法係(例如)熱或光聚合，較佳光聚合，特定言之UV光聚合。本文中亦可視需要添加一或更多種引發劑。適用於聚合之條件及引發劑之合適類型及量係熟習此項技術者已知且描述於參考文獻中。適用於自由基聚合之引發劑係(例如)市售光引發劑 Irgacure651®、Irgacure184®、Irgaeure907®、Irgacure369®或Darocure1173®(Ciba AG)。若採用引發劑，則其比例係較佳0.001至5重量%，特別佳0.001至1重量%。
可聚合組分或LC介質亦可包含一或更多種穩定劑以防止RM(例如在儲存或運輸期間)之非所需自發聚合。穩定劑之合適類型及量係熟習此項技術者已知且描述於參考文獻中。特別合適者係(例如)來自Irganox®系列(Ciba AG)之市售穩定劑，諸如例如Irganox® 1076。若採用穩定劑，則其等基於RM或可聚合組分之總量之比例係較佳10至10,000ppm，特別佳50至500ppm。
除上文描述之自配向添加劑及上文描述之可選可聚合化合物(M)外，用於根據本發明之LC顯示器之LC介質包含LC混合物(「主體混合物」)，其包含一或更多種(較佳兩種或更多種)低分子量(即，單體或未經聚合之)化合物。後者係穩定的或在用於可聚合化合物之聚合條件下相對於聚合反應係不反應的。原則上，適用於習知VA顯示器中之任何負介電異向LC混合物係適合作為主體混合物。用於液晶顯示器之主體混合物之比例係通常95重量%或以上，較佳97重量%或以上。
合適之LC混合物係熟習此項技術者已知及係描述於參考文獻中。用於VA顯示器之具有負介電各向異性之LC介質係描述於EP 1 378 557 A1或WO 2013/004372中。
下文指示根據本發明之具有負介電各向異性之液晶介質之較佳實施例：額外包含一或更多種選自式A、B及C化合物之群之化合物之LC介質，
其中R2A、R2B及R2C各彼此獨立地表示H、具有多達15個C原子之烷基，其係未經取代或經CN或CF3單取代或至少經鹵素單取代，其中(另外)此等基團中之一或更多個CH2基團可各經-O-、-S-、C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-OC-O-或-O-CO-以O原子非彼此直接連接之方式置換，L1-4各彼此獨立地表示F、Cl、CF3或CHF2，Z2及Z2’各彼此獨立地表示單鍵，-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-或-CH=CHCH2O-，(O)表示-O-或單鍵，p表示1或2，較佳1，q表示0或1，及v表示1至6。
在式B化合物中，Z2可具有相同或不同之含義。在式B化合物中，Z2及Z2'可具有相同或不同之含義。在式A、B及C中，R2A、R2B及 R2C各較佳表示具有1至6個C原子之烷基，特定言之CH3、C2H5、正C3H7、正C4H9、正C5H11。
在式A及B化合物中，L1、L2、L3及L4較佳表示L1=L2=F及L3=L4=F、此外L1=F及L2=Cl、L1=Cl及L2=F、L3=F及L4=Cl、L3=Cl及L4=F。式A及B中之Z2及Z2'較佳各彼此獨立地表示單鍵、此外-C2H4-橋。
若於式B中Z2=-C2H4-，則Z2'係較佳單鍵，或若Z2'=-C2H4-，則Z2係較佳單鍵。在式A及B化合物中，(O)CvH2v+1較佳表示OCvH2v+1、此外CVH2V+1。在式C化合物中，(O)CVH2v+1較佳表示CVH2V+1。在式C化合物中，L3及L4較佳各表示F。
較佳之式A、B及C化合物係(例如)：
其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
LC介質較佳具有-1.5至-8.0之△ε，特定言之-2.5至-6.0之△ε。
液晶混合物之雙折射△n之值係通常於0.07與0.16之間，較佳於0.08與0.12之間。在聚合前，20℃下之旋轉黏度γ1係較佳165mPa．s，特定言之140mPa．s。
下文指示根據本發明之具有負介電各向異性之液晶介質之較佳實施例：額外地包含一或更多種式II及/或III化合物之LC介質：
其中環A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，a係0或1，R3在各情況下彼此獨立地表示具有1至9個C原子之烷基或具有2至9個C原子之烯基，較佳具有2至9個C原子之烯基，及R4在各情況下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之未經取代或鹵化之烷基，其中(另外)一或兩個非相鄰CH2基團可各經-O-、-CH=CH-、-CH=CF-、-(CO)-、-O(CO)-或-(CO)O-以O原子非彼此直接連接之方式置換，及較佳表示具有1至12個C原子之烷基或具有2至9個C原子之烯基。
式II化合物係較佳選自由下式組成之群：
其中R3a及R4a各彼此獨立地表示H、CH3、C2H5或C3H7，及「烷基」表示具有1至8，較佳1、2、3、4或5個C原子之直鏈烷基。特別佳係式IIa及IIf化合物(特定言之彼等其中R3a表示H或CH3者，較佳H) 及式IIc化合物(特定言之彼等其中R3a及R4a表示H、CH3或C2H5者)。
根據本發明之LC介質之向列相較佳在自10℃或以下至60℃或以上，特別佳自0或以下至70℃或以上之溫度範圍內具有向列相。
出於本申請案之目的，用於經取代之苯環 及之兩種式係相同的。1,4-經取代之環 己烷係藉由或表示，其係較佳呈1,4-反式-構形。
使用下列縮寫：(n、m、z：在各情況下彼此獨立地係1、2、3、4、5或6)
在本發明之一較佳實施例中，根據本發明之LC介質包含一或更多種選自由來自表A之化合物組成之群之化合物。
表B表B顯示可添加至根據本發明之LC介質中之可能對掌性摻雜劑。
LC介質較佳包含0至10重量%，特定言之0.01至5重量%，特別佳0.1至3重量%之摻雜劑。該等LC介質較佳包含一或更多種選自由來自表B之化合物組成之群之摻雜劑。
LC介質較佳包含0至10重量%，特定言之1ppm至5重量%，特別佳1ppm至1重量%之穩定劑。該等LC介質較佳包含一或更多種選自由來自表C之化合物組成之群之穩定劑。
在本發明之一較佳實施例中，液晶原介質包含一或更多種選自來自表D之化合物之群之化合物。
表E表E顯示可用於根據本發明之LC介質中之說明性化合物，較佳作
在本申請案中，除非另有明確指示，否則術語「化合物(compounds)」(亦寫作「化合物(compound(s))」)表示一種及亦複數種化合物兩者。相反地，若此係根據該定義可能的及未有指示，則術語「化合物」通常亦包含複數種化合物。同樣適用於術語LC介質(LCmedia)及LC介質(LC medium)。術語「組分」在各情況下包含一或更多種物質、化合物及/或粒子。
另外，使用下列縮寫及符號：
除非另有明確說明，否則本申請案中之所有濃度係以重量百分率引用及係關於作為整體之包含所有固體或液晶組分而無溶劑之相應混合物。
除非在各情況下另有明確指示，否則所有物理性質係及已根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,Status Nov.1997,Merck KGaA,Germany測定，且適用於20℃之溫度，及△n係於589nm下測定及△ε於1kHz下測定。
可聚合化合物係藉由使用具有指定強度之UVA光(通常365nm)照射預定時間，及視需要向顯示器同時施加電壓(通常10至30V之交流電，1kHz)而於該顯示器或測試胞元中聚合。在該等實例中，除非另有指示，否則使用100mW/cm2汞蒸氣燈，及該強度係使用配備320nm(視需要340nm)帶通濾波器之標準UV儀(Ushio UNI儀)量測。
下列實例闡述本發明而無意以任何方式限制本發明。然而，熟習此項技術者明瞭可自該等物理性質達成何種性質及其等可在何種範圍內修改。特定言之，可較佳達成之各種性質之組合因此為熟習此項技術者明確定義。
根據本說明之本發明之實施例及變體之其他組合亦源自申請專利範圍。
實例
採用之化合物若非市售，則係藉由標準實驗室程序合成。LC介質源自Merck KGaA,Germany。
A)合成實例
實例1
2-{4-[4-(4-乙基環己基)環己基]-2,3-二氟苯氧基}乙-1-硫醇1之合成
1)1-[2-(苄氧基)乙氧基]-4-[4-(4-乙基環己基)-環己基]-2,3-二氟苯A之合成
將23.0g(71.3mmol)4-[4-(4-乙基環己基)環己基]-2,3-二氟-苯 酚、20.0g(90.0mmol)(2-溴-乙氧基甲基)苯及25.0g(181mmol)K2CO2溶解於500mL甲基乙基酮中及回流16h。過濾反應混合物及進一步藉由管柱層析術使用甲苯於500mL矽膠上純化。在真空下濃縮反應產物及進一步自400mL乙醇結晶出以產生呈無色晶體之產物(27.5g)。
2)2-{4-[4-(4-乙基環己基)環己基]-2,3-二氟苯氧基}乙-1-醇之合成
將27.4g(59.9mmol)A溶解於300mL四氫呋喃中，添加2.70g(Pd-C-5% E101 R[54%水])及在室溫下在1bar氫氣氣氛下將反應混合物攪拌16h。過濾該反應混合物及在真空下蒸發以產生呈無色晶體之反應產物(21.2g)。
3)甲磺酸2-{4-[4-(4-乙基環己基)環己基]-2,3-二氟苯氧基}乙酯C之合成
將17.0g(46.4mmol)醇B及500mg(4.10mmol)之4-(二甲基胺基)-吡啶溶解於200mL二氯甲烷中及在17至18℃下滴加8.0mL(99.1mmol)吡啶。將反應混合物冷卻至3至4℃及緩慢滴加4.0mL(51.6mmol)甲磺醯氯。在室溫下將該反應混合物攪拌16h及用2N HCl小心處理及進一步攪拌1h。將層分離，水層用二氯甲烷萃取及將經組合之有機層於Na2SO2上乾燥，過濾及在真空下蒸發。所得之產物藉由管柱層析術使用二氯甲烷於400g矽膠上純化。所得之產物係在真空下蒸發及在-20℃下自乙腈結晶出以產生呈無色晶體之產物(20.6g)。
4)1-[(2-{4-[4-(4-乙基環己基)環己基]-2,3-二氟苯氧基}乙基)硫基]乙-1-酮之合成
將5.0g(11.2mmol)C及10.0g(87.6mmol)之硫代乙酸鉀溶解於100mL N,N-二甲基甲醯胺中及在室溫下攪拌1h。將反應混合物小心倒入水中及用甲苯萃取。經組合之有機層用鹽水清洗，於Na2SO4上乾燥，過濾及在真空下蒸發。獲得之產物在5℃下自100mL乙腈結晶出以產生呈微黃色晶體之產物(3.5g)。
5)2-{4-[4-(4-乙基環己基)環己基]-2,3-二氟苯氧基}乙-1-硫醇1之合成
將3.40g(8.01mmol)D懸浮於150mL甲醇中，冷卻至2至3℃及滴加7.0ml甲醇鈉(溶於甲醇中之30%溶液)。將反應混合物攪拌30min及用冰醋酸小心中和。該混合物用甲基第三丁基醚萃取，用鹽水清洗，於Na2SO4上乾燥，過濾及在真空下蒸發。產物係經由管柱層析術使用庚烷/甲苯(8：2)於150mL矽膠上純化。獲得之產物係在真空下蒸發及在-25℃下自庚烷結晶出以產生呈無色晶體之產物(1.8g)。
階段：Tm 58℃/SmB 59℃/N 60.0℃各向異性。
MS(EI)：M+=382.3
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)： δ=0.85(t(與多重態重疊),7.51Hz,5 H,CH3,CH2),0.92-1.09(m,4 H,CH2),1.21-1.10(m,5 H,CH2,CH),1.43(mc,2 H,CH2),1.84-1.68(m,8 H,CH2),2.49(t,8.27Hz(與DMSO重疊),1H,SH),2.67(mc,1 H,CH),2.84(m,2 H,CH2S),4.14(t,6.63Hz,2 H,OCH2),6.48(dt,8.30,1.23Hz,1H,arom.-H),7.01(dt,8.20,1.57Hz,1 H,arom.-H)。
B)混合物實例
根據本發明之LC介質係使用由以重量百分率指示之低分子量組分組成之下列液晶混合物製得。
H1：向列型主體混合物(△ε<0)
H2：向列型主體混合物(△ε<0)
H3：向列型主體混合物(△ε<0)
H4：向列型主體混合物(△ε<0)
H5：向列型主體混合物(△ε<0)
H6：向列型主體混合物(△ε<0)
H7：向列型主體混合物(△ε<0)
H8：向列型主體混合物(△ε<0)
H9：向列型主體混合物(△ε<0)
H10：向列型主體混合物(△ε<0)
H11：向列型主體混合物(△ε：<0)
H12：向列型主體混合物(△ε<0)
H13：向列型主體混合物(△ε<0)
H14：向列型主體混合物(△ε<0)
特別使用下列自配向添加劑：
化合物2係購買自Angene(England)。
使用下列可聚合化合物：
混合物實例1
將自配向添加劑1(2.0重量%)添加至VA型(△ε<0)之向列型LC介質H1中及使混合物均勻。
玻璃燒瓶(-20℃,1000h)中之低溫穩定性(LTS)：合格。
LTS值係於摻雜經羥基取代之當量添加劑之混合物上經顯著改善。
用於無預配向層之測試胞元中：
將形成之混合物引入測試胞元(無聚醯亞胺配向層，層厚度d4.0μm，經ITO塗覆之中心位於兩側上，無鈍化層)內。LC介質最初具有相對於基板表面之部分自發垂直(垂面)配向。在120℃下將該胞元熱處理1h後，在該胞元之經ITO塗覆之區(黑暗區)之間可見完全垂面配向，而具有純玻璃基板之剩餘部分仍保持平面配向(明亮區)。此配向保持穩定直至清亮點，及形成之VA胞元可藉由施加電壓而可逆切換。
不同溫度下之V-T-曲線：
電壓相對於透射率(0至10V)係在各種溫度(20、40、60℃)下量測。切換係穩定的直至60℃及甚至在較高溫度下未觀察到曲線之滯後。性能於熱應力或電應力後未減弱，其指示良好之長期穩定性。
混合物實例2
將自配向添加劑2(5.0重量%)及RM-1(0.2重量%)添加至VA型(△ε<0)之向列型LC介質H7中及使混合物均勻。
玻璃燒瓶(-25℃,120h)中之低溫穩定性(LTS)：合格。
用於無預配向層之測試胞元中：
將形成之混合物引入測試胞元(如於混合物實例1中)中。LC介質最初無相對於基板表面之自發垂直(垂面)配向。在120℃下將該胞元熱處理1h後，在該胞元之經ITO塗覆之區(黑暗區)之間可見完全垂面配向，而具有純玻璃基板之剩餘部分仍保持平面配向(明亮區)。此配向保持穩定直至清亮點，及形成之VA胞元可藉由施加電壓而可逆切換。
混合物實例3：混合物實例2之聚合物穩定
將自配向添加劑2(5.0重量%)及RM-1(0.2重量%)添加至VA型(△ε<0)之向列型LC介質H7中及使混合物均勻。
聚合物穩定：
將形成之混合物引入測試胞元(如於混合物實例2中)中。LC介質最初無相對於基板表面之自發垂直(垂面)配向。在120℃下將該胞元熱處理1h後，在該胞元之經ITO塗覆之區(黑暗區)間之可見完全垂面配向。UV固化過程係藉由在施加14Vpp 60Hz之電場下施加6J之UV光(50mW/cm2,120s)進行。垂面配向之品質不受UV步驟影響。
不同溫度下之V-T-曲線：
電壓相對於透射率(0至30V)係在各種溫度(20、40、60、70℃)下量測。切換係穩定的直至70℃及甚至在較高溫度下未觀察到曲線之滯後。

Claims (24)

  1. 一種液晶(LC)介質，其包含低分子量不可聚合液晶組分及一或更多種式I化合物R1-[A3-Z3]m-[A2-Z2]n-A1-Ra (I)其中A1、A2、A3各彼此獨立地表示芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團，其亦可含有稠環，及其亦可經基團L或-Sp-P單取代或多取代，L在各情況下彼此獨立地表示H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0)2、-C(=O)R0、視需要經取代之甲矽烷基、視需要經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基、或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、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(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl置換，P表示可聚合基團，Sp表示間隔基團或單鍵，Z2、Z3在各情況下彼此獨立地表示單鍵，-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)n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-，n1表示1、2、3或4，m表示0、1、2、3、4、5或6， n表示0或1，R0在各情況下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，R00在各情況下彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，R1表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl或基團-Sp-P置換，Ra表示下式錨定基團 或 p表示1或2，q表示2或3，B表示經取代或未經取代之環系統或縮合環系統，Y彼此獨立地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11-或單鍵，o表示0或1，X1彼此獨立地表示-SH、H、烷基或氟烷基，其中至少一個基團X1表示-SH，R11表示具有1至12個C原子之烷基， Spa、Spc、Spd各彼此獨立地表示間隔基團或單鍵，及Spb表示三價或四價基團。
  2. 如請求項1之LC介質，其中其額外地包含可聚合或聚合組分，其中該聚合組分係可藉由可聚合組分之聚合獲得。
  3. 如請求項1或2之介質，其中，在式I中，A1、A2、A3各彼此獨立地表示1,4-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基，其中(另外)此等基團中之一或更多個CH基團可各經N置換；環己烷-1,4-二基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經O或S置換；3,3'-雙環亞丁基、1,4-伸環己烯基、雙環[1.1.1]戊-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、螺[3.3]庚-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、茚烷-2,5-二基或八氫-4,7-甲橋基茚烷-2,5-二基、全氫環戊并[a]菲-3,17-二基(特定言之，性脂烷-3,17-二基)，其中所有此等基團可未經取代或經基團L或-Sp-P單取代或多取代。
  4. 如請求項1或2之介質，其中式I化合物係式I1化合物， 其中R1、Ra、A1、A2、A3、Z2、Z3、L、m及n獨立地係如定義，及r1、r2、r3獨立地表示0、1、2或3。
  5. 如請求項1或2之介質，其中該一或更多種式I化合物係選自式IA、IB、IC、ID及IE化合物： 其中R1、Ra、Z2、Z3、L獨立地係如定義，及r1、r2、r3獨立地表示0、1、2或3。
  6. 如請求項1或2之介質，其中除該等一或更多種式I化合物外，該介質進一步包含一或更多種式IX化合物，R12-[A31-Z31]m-[A21-Z21]n-A11-Ra1 (IX)其中A11、A21、A31各彼此獨立地表示芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團，其亦可含有稠環，及其亦可經基團L或-Sp-P單取代或多取代，P表示可聚合基團，Sp表示間隔基團或單鍵， Z21、Z31在各情況下彼此獨立地表示單鍵、-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)n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-，n1表示1、2、3或4，L在各情況下彼此獨立地表示H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0)2、-C(=O)R0、視需要經取代之甲矽烷基、視需要經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基、或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、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(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl置換，R0在各情況下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，及R00在各情況下彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，m表示0、1、2、3、4、5或6，n表示0或1，R12表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl或基團-Sp-P置換，Ra1表示下式錨定基團 或 p表示1或2，q表示2或3，B表示經取代或未經取代之環系統或縮合環系統，Y彼此獨立地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11-或單鍵，o表示0或1，X11彼此獨立地表示H、烷基、氟烷基、OH、NH2、NHR11、NR11 2、OR11、C(O)OH或-CHO，其中至少一個基團X11表示選自-OH、-NH2、NHR11、C(O)OH及-CHO之基團，R11表示具有1至12個C原子之烷基，Spa、Spc、Spd各彼此獨立地表示間隔基團或單鍵，及Spb表示三價或四價基團，較佳CH、N或C。
  7. 如請求項1或2之介質，其中該等一或更多種式I化合物包含選自下列式IA至IE之一或更多種化合物： 其中L、Ra及Z2獨立地係如請求項1所定義，及Z3表示單鍵或-CH2CH2-，r1、r2、r3獨立地表示0、1、2或3，及R1表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl置換。
  8. 如請求項1或2之介質，其中式I中之基團Ra含有一、二或三個SH基團。
  9. 如請求項1或2之介質，其中基團Ra表示選自以下之基團-Spa-X1及 其中Spa、Spb、Spc、p及X1具有如請求項1中定義之含義。
  10. 如請求項1或2之介質，其中基團Ra表示選自下列部分式之基團：
  11. 如請求項1或2之介質，其中，就式I化合物而言，Z2係單鍵。
  12. 如請求項1或2之介質，其中該介質包含濃度小於10重量%之式I化合物。
  13. 如請求項1或2之介質，其中該介質包含一或更多種式M之可聚合化合物或包含式M化合物之(共)聚合物：P1-Sp1-A2-(Z1-A1)n-Sp2-P2 M其中該等個別基團具有下列含義：P1、P2各獨立地表示可聚合基團，Sp1、Sp2各獨立地表示間隔基團，A1、A2各彼此獨立地表示選自下列群之基團：a)由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4'-伸雙環己基組成之群，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-或-S-置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經基團L置換，或選自 b)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群，其中(另外)一或兩個CH基團可各經N置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經基團L或-Sp3-P置換，c)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5- 二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群，其等中之各者亦可經基團L單取代或多取代，d)由具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和及視需要經取代之多環基團組成之群，另外，其等中之一或更多者可經雜原子置換，其等較佳選自由雙環[1.1.1]戊-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、螺[3.3]庚-2,6-二基組成之群， 其中，另外，此等基團中之一或更多個H原子可各經基團L或-Sp3-P置換及/或一或更多個雙鍵可各經單鍵置換及/或一或更多個CH基團可各經N置換，P3表示可聚合基團，Sp3表示間隔基團，n表示0、1、2或3，Z1在各情況下彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-(CH2)n-(其中n係2、3或4)、-O-、-CO-、-C(RcRd)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或單鍵，L在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、在各情況下視需要氟化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-，Y1及Y2各彼此獨立地具有上文針對R0指示之含義中之一者或表示Cl或CN，W1、W2各彼此獨立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2-O-、-O-CH2-、-C(RcRd)-或-O-，Rc及Rd各彼此獨立地表示H、F、CF3或具有1至6個C原子之烷基，其等較佳係H、甲基或乙基，其中基團P1-Sp1-、-Sp2-P2及-Sp3-P3中之一或更多者可表示基團Raa，限制條件為存在之該等基團P1-Sp1-、-Sp2-P2及-Sp3-P3中 之至少一者不表示Raa，Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各彼此獨立地經C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，及其中(另外)一或更多個H原子可各經F、Cl、CN或P1-Sp1-置換，其中Raa中不存在基團-OH、-NH2、-SH、-NHR、-C(O)OH及-CHO，及R0、R00各彼此獨立地表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中(另外)一或更多個H原子各可經F置換。
  14. 如請求項13之介質，其中該可聚合或聚合組分包含0.01至5重量%之一或更多種式M化合物。
  15. 一種液晶(LC)顯示器，其包含具有兩個基板及至少兩個電極之LC胞元，其中至少一個基板係對光透明的及至少一個基板具有一或兩個電極，及具有位於該等基板之間之如請求項1至14中任一項之LC介質之層，其中該式I化合物係適用於實現該LC介質相對於該等基板表面之垂直配向。
  16. 如請求項15之顯示器，其中該等基板不具有用於垂直配向之配向層。
  17. 如請求項15或16之顯示器，其中該等基板中之一或兩者係經氧化銦錫塗覆。
  18. 如請求項15至17中任一項之顯示器，其中該顯示器係含有具有負介電各向異性之LC介質及配置於相對基板上之電極之VA顯示器。
  19. 一種用於製備液晶介質之方法，該方法包括混合一或更多種如請求項1之式I化合物及低分子量液晶組分，及視需要添加一或更 多種可聚合化合物及/或一或更多種式IX化合物及/或其他添加劑。
  20. 一種式I化合物R1-[A3-Z3]m-[A2-Z2]n-A1-Ra (I)其中A1、A2、A3各彼此獨立地表示芳族、雜芳族、脂環族或雜環基團，其亦可含有稠環，及其亦可經基團L或-Sp-P單取代或多取代，L在各情況下彼此獨立地表示H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0)2、-C(=O)R0、視需要經取代之甲矽烷基、視需要經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基、或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、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(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl置換，P表示可聚合基團，Sp表示間隔基團或單鍵，Z2在各情況下彼此獨立地表示-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)n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-，Z3在各情況下彼此獨立地表示單鍵，-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)n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-，n1表示1、2、3或4，m表示1、2、3、4、5或6，n表示1，R0在各情況下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，R00在各情況下彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，R1彼此獨立地表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中(另外)一或更多個非相鄰CH2基團可各經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換及其中(另外)一或更多個H原子可各經F或Cl或基團-Sp-P置換，Ra表示下式錨定基團 或 p表示1或2，q表示2或3，B表示經取代或未經取代之環系統或縮合環系統，Y彼此獨立地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11-或單鍵， o表示0或1，X1彼此獨立地表示-SH、H、烷基、氟烷基、OH、NH2、NHR11、NR11 2、OR11、C(O)OH、-CHO，其中至少一個基團X1表示-SH，R11表示具有1至12個C原子之烷基，Spa、Spc、Spd各彼此獨立地表示間隔基團或單鍵，及Spb表示三價或四價基團。
  21. 如請求項20之化合物，其中m係1。
  22. 如請求項22或21之化合物，其中A1及A2獨立地表示1,4-伸苯基或環己烷-1,4-二基，其等中之各者可經基團L或-Sp-P單取代或多取代。
  23. 一種用於實現液晶介質相對於定界該液晶介質之表面之垂直配向之方法，其包括向該介質中添加一或更多種如請求項1至5中任一項之式I化合物。
  24. 一種用於產生LC顯示器之方法，該LC顯示器包括具有兩個基板及至少兩個電極之LC胞元，其中至少一個基板係對光透明的及至少一個基板具有一或兩個電極，該方法包括以下步驟：用如請求項1至14中任一項之液晶介質填充該胞元，其中建立該液晶介質相對於該等基板表面之垂直配向，視需要加熱該介質，及視需要使該(等)可聚合組分聚合，其視需要向該胞元施加電壓或在電場之作用下於一或更多個方法步驟中進行。
TW105129930A 2015-09-15 2016-09-14 具有垂直配向的液晶介質 TW201720912A (zh)

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