TW202031878A - 可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於可聚合化合物、用於製備其之方法及中間體、包含其之液晶(LC)介質及該等可聚合化合物及LC介質用於光學、光電及電子目的、具體而言於LC顯示器中、尤其於聚合物持續配向(PS、PSA)及自配向(SA)型LC顯示器中的用途。

Description

可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途
本發明係關於可聚合化合物、用於製備其之方法及中間體、包含其之液晶(LC)介質及該等可聚合化合物及LC介質用於光學、光電及電子目的、具體而言於LC顯示器中、尤其於聚合物持續配向(PS、PSA)及自配向(SA)型LC顯示器中的用途。
目前所用之液晶顯示器(LCD)模式之一係TN (「扭曲向列型」)模式。然而,TN LCD具有對比度之強視角依賴性的缺點。
另外,已知具有更寬視角之所謂VA (「垂直配向」)顯示器。VA顯示器之LC單元含有介於兩個透明電極之間之LC介質層,其中LC介質通常具有負介電各向異性。在斷開狀態下,LC層之分子垂直於電極表面(垂面地)配向或具有傾斜的垂直配向。在施加電壓至兩個電極時,發生LC分子平行於電極表面之重新配向。
此外,已知基於雙折射效應之OCB (「光學補償彎曲」)顯示器,其含有具有所謂「彎曲」配向之LC層且通常為正介電各向異性。施加電壓時,發生LC分子垂直於電極表面之重新配向。另外,OCB顯示器通常含有一或多個雙折射光學延遲膜,以防止在黑暗狀態下彎曲單元對光之不期望透明性。與TN顯示器相比,OCB顯示器具有更寬視角及更短反應時間。
亦已知所謂IPS (「平面內切換型」)顯示器,其在兩個基板之間含有LC層,其中兩個電極僅佈置在兩個基板之一上,且較佳具有相互嚙合之梳狀結構。在向電極施加電壓時,由此在電極之間產生具有與LC層平行之顯著分量之電場。此引起LC分子在層平面中重新配向。
此外,已報導所謂FFS (「邊緣場切換」)顯示器(尤其參見S.H. Jung等人,Jpn. J. Appl. Phys., 第43 卷,第3期, 2004, 1028),其在同一基板上含有兩個電極,其中之一以梳狀方式結構化且另一者未結構化。由此產生強的所謂「邊緣場」,即靠近電極邊緣之強電場,且在整個單元中,產生既具有強的垂直分量亦具有強的水平分量之電場。FFS顯示器具有對比度之低視角依賴性。FFS顯示器通常含有具有正介電各向異性之LC介質及通常為聚醯亞胺之配向層,該配向層為LC介質之分子提供平面配向。
FFS顯示器可作為主動矩陣或被動矩陣顯示器進行操作。在主動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由積體非線性主動元件(例如電晶體(例如薄膜電晶體(「TFT」))定址,而在被動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由自先前技術已知之多工方法定址。
此外,已揭示FFS顯示器(參見S.H. Lee等人,Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883及S.H. Lee等人,Liquid Crystals 39(9), 2012, 1141-1148),其具有與FFS顯示器相似之電極設計及層厚度,但包含具有負介電各向異性之LC介質層,而非具有正介電各向異性之LC介質。與具有正介電各向異性之LC介質相比,具有負介電各向異性之LC介質具有更有利的指向矢定向,其具有更少傾斜度及更大扭曲定向,因此該等顯示器具有更高透射率。顯示器進一步包含在至少一個基板上提供之較佳聚醯亞胺的配向層,該配向層與LC介質接觸並誘導LC介質之LC分子的平面配向。該等顯示器亦稱為「超亮度FFS(UB-FFS)」模式顯示器。該等顯示器需要具有高可靠性之LC介質。
如下文所用術語「可靠性」係指在一段時間內且在不同應力負載(例如光負載、溫度、濕度、電壓)下顯示器之性能品質且包含LC顯示器領域之技術人員已知之顯示器效應,例如殘影(區域及線殘影)、色差(mura)、不均勻性(yogore)等。通常將電壓保持率(VHR)值作為用於對可靠性進行分類之標準參數,該值係在測試顯示器中維持恆定電壓之量度。除其他因素外,LC介質之高可靠性亦需要高VHR。
在最近類型之VA顯示器中,LC分子之均勻配向限於LC單元內之複數個相對小之域。該等域之間亦可存在向錯。與習用VA顯示器相比,具有傾斜域之VA顯示器具有更大對比度及灰階陰影之視角獨立性。另外,此類型之顯示器更容易生產,此乃因不再需要對電極表面進行額外處理以使處於接通狀態之分子藉由例如摩擦均勻配向。相反,藉由電極之特殊設計來控制傾斜或預傾斜角之優先方向。
在所謂MVA(「多域垂直配向」)顯示器中,此通常係藉由具有導致局部預傾斜之突起之電極來實現。結果,在施加電壓時,LC分子在單元之不同定義區中沿不同方向平行於電極表面配向。由此實現「受控」切換,且防止干擾向錯線之形成。儘管此佈置改良顯示器之視角,然而,其導致其對光之透明度降低。MVA之進一步發展僅在一個電極側上使用突起,而對置電極具有狹縫,此改良對光之透明度。切開之電極在施加電壓時會在LC單元中產生不均勻電場,此意味著仍可實現受控之切換。為了進一步改良對光之透明度,可增加狹縫與突起之間之間隔,但此進而導致反應時間延長。在所謂PVA(「圖案化VA」)顯示器中,使突起完全多餘,其中兩個電極藉助相對側上之狹縫而結構化,從而導致對比度增加及對光之透明度改良,但是在技術上存在困難且使得顯示器對機械影響(「敲擊」等)更敏感。然而,對於許多應用,例如監視器及尤其TV螢幕,要求縮短反應時間並改良顯示器之對比度及亮度(透射率)。
進一步發展係所謂PS(「聚合物持續」)或PSA(「聚合物持續配向」)類型之顯示器,對於其亦偶爾使用術語「聚合物穩定」。其中,將少量(例如0.3重量%、通常<1重量%)之一或多種可聚合化合物、較佳可聚合單體化合物添加至LC介質中,且在將LC介質填充至顯示器中後,視情況在將電壓施加至顯示器之電極的同時,通常藉由UV光聚合而原位聚合或交聯。在LC介質呈現液晶相之溫度下、通常在室溫下實施聚合。已證明,將可聚合液晶原或液晶化合物(亦稱為反應性液晶原或「RM」)添加至LC混合物中尤其適宜。
除非另有指示,否則在提及聚合物持續配向類型之顯示器時,通常在下文中使用術語「PSA」,且在提及具體顯示模式(如PS-VA、PS-TN及諸如此類)時使用術語「PS」。
另外,除非另有指示,否則在提及可聚合液晶原或液晶化合物時,在下文中使用術語「 RM」。
同時,PS(A)原理正在各種習用LC顯示器模式中使用。因此,PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS及PS-TN顯示器係已知的。較佳地在PS-VA及PS-OCB顯示器之情形下在施加電壓情況下且在PS-IPS顯示器之情形下在施加或不施加、較佳地不施加電壓情況下進行RM之聚合。如測試單元中可展現,PS(A)方法在單元中導致預傾斜。在PS-OCB顯示器之情形下,例如,可使彎曲結構穩定,以使得補償電壓係不必要的或可降低。在PS-VA顯示器之情形下,預傾斜對反應時間具有積極效應。對於PS-VA顯示器,可使用標準MVA或PVA像素及電極佈局。另外,然而,亦可(例如)僅使用一個結構化電極側而在突起之情形下進行管控,此顯著簡化了生產,同時產生極佳對比度及極佳對光之透明度。
此外,已證明,所謂posi-VA顯示器(「正VA」)係尤其適宜之模式。如在典型VA顯示器中一般,當不施加電壓時之初始狀態下,posi-VA顯示器中LC分子之初始定向係垂直的,即實質上垂直於基板。然而,與典型VA顯示器相比,在posi-VA顯示器中使用具有正介電各向異性之LC介質。如在通常使用之IPS顯示器中一般,將posi-VA顯示器中之兩個電極佈置於兩個基板中之僅一者上,且較佳地呈現相互嚙合之梳狀(交叉指形)結構。藉由將電壓施加至交叉指形電極從而產生實質上平行於LC介質之層之電場,LC分子轉移至實質上平行於基板之定向。在Posi-VA顯示器中,亦證明,藉由向在顯示器中聚合之LC介質中添加RM,聚合物穩定係有利的,此乃因由此可實現切換時間之顯著減少。
PS-VA顯示器闡述於(例如) 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。PS-OCB顯示器闡述於(例如) T.-J- Chen等人,Jpn. J. Appl. Phys. 45,  2006, 2702-2704及S. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43,  2004, 7643-7647中。PS-IPS顯示器闡述於(例如) US 6,177,972及Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264中。PS-TN顯示器闡述於(例如) Optics Express 2004, 12(7), 1221中。
在由誘導上文提及之預傾斜角之相分離及聚合之RM形成的層之下,PSA顯示器通常含有例如聚醯亞胺之配向層,其在聚合物穩定步驟之前提供LC分子之初始配向。
摩擦之聚醯亞胺層作為配向層已經使用了很長時間。然而,摩擦過程會引起許多問題,如色差、污染、靜電釋放問題、碎屑等。因此,代替摩擦之聚醯亞胺層,提出使用利用配向表面之光誘導之定向排序藉由光配向製備之聚醯亞胺層。此可經由光分解、光二聚化或光異構化藉助偏振光來實現。
然而,仍需要包含光反應性基團之適宜衍生之聚醯亞胺層。通常,生產該聚醯亞胺層、處理聚醯亞胺及改良凸起或聚合物層之努力及成本相對較大。
另外,觀察到聚醯亞胺配向層與LC介質之某些化合物之不利相互作用,通常會導致顯示器之電阻降低。因此,顯著減少適宜且可用之LC化合物之數量,但以顯示器參數(如視角依賴性、對比度及反應時間)為代價,該等參數旨在藉由使用該等LC化合物得以改良。因此,期望省略聚醯亞胺配向層。
對於一些顯示器模式,此係藉由向LC介質中添加自配向劑或添加劑來實現,該自配向劑或添加劑原位藉由自組裝機制誘導期望配向,例如垂面或平面配向。因此,可在一或兩個基板上省略配向層。該等顯示器模式亦稱為「自配向」(「self-aligned」或「self-aligning」) (SA)模式。
在SA顯示器中,通常向LC介質中添加0.1至2.5%之自配向添加劑。適宜自配向添加劑係(例如)具有有機核心基團且連接有一或多個極性錨定基團之化合物,其能夠與基板表面相互作用,使基板表面上之添加劑配向且亦在LC分子中誘導期望配向。較佳自配向添加劑包含(例如)液晶原基團及直鏈或具支鏈烷基側鏈,其經一或多個極性錨定基團(例如選自羥基、羧基、胺基或硫醇基團)封端。自配向添加劑亦可含有一或多個可聚合基團,該等可聚合基團可在與PSA方法中使用之RM類似之條件下聚合。
迄今已揭示SA-VA顯示器及SA-FFS顯示器。用以誘導垂直配向、尤其用於SA-VA模式顯示器之適宜自配向添加劑揭示於(例如) US 2013/0182202  A1、US 2014/0138581 A1、US 2015/0166890 A1及US 2015/0252265 A1中。
SA模式亦可與PSA模式組合使用。因此,用於該組合模式之顯示器中之LC介質含有一或多種RM及一或多種自配向添加劑。
與上述習用LC顯示器一樣,PSA顯示器可作為主動矩陣或被動矩陣顯示器進行操作。在主動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由積體非線性主動元件(例如電晶體(例如薄膜電晶體(「TFT」))定址,而在被動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由自先前技術已知之多工方法定址。
PSA顯示器亦可包含形成顯示器單元之基板中之一者或二者上的配向層。通常將配向層施加於電極上(在存在該等電極之情況下),以使得其與LC介質接觸並誘導LC分子之初始配向。配向層可包含(例如)聚醯亞胺或由其組成,該配向層亦可經摩擦或可藉由光配向方法製備。
具體而言,對於監視器且尤其TV應用而言,仍繼續要求最佳化LC顯示器之反應時間以及對比度及亮度(及因此透射率)。PSA方法在此可提供顯著優勢。具體而言,在PS-VA、PS-IPS、PS-FFS及PS-posi-VA顯示器之情形下,可在對其他參數無顯著不利影響下達成反應時間縮短,此與測試單元中之可量測預傾斜有關。
先前技術已建議視情況經氟化之二丙烯酸聯苯酯或二甲基丙烯酸聯苯酯作為用於PSA顯示器中之RM。
然而,產生如下問題:由LC混合物及一或多種RM組成之所有組合並非皆適用於PSA顯示器,此乃因(例如)確立傾斜不足或根本未傾斜,或由於(例如) VHR對於TFT顯示器應用不足。另外,已發現,在用於PSA顯示器時,自先前技術已知之LC混合物及RM仍具有一些缺點。因此,並非每一已知可溶於LC混合物中之RM皆適用於PSA顯示器中。另外,除直接量測PSA顯示器中之預傾斜以外,通常難以找到適於RM之選擇標準。若期望在不添加光起始劑之情況下藉助UV光進行聚合(此對於某些應用可為有利的),則適宜RM之選擇變得甚至更少。
另外,LC主體混合物/RM之選擇之組合應具有最低可能之旋轉黏度及最佳可能之電性質。具體而言,其應具有最高可能之VHR。在PSA顯示器中,在用UV光照射後之高VHR係必需的,此乃因UV暴露係顯示器生產過程中必不可少之部分,且在成品顯示器之操作期間中亦會作為正常暴露發生。
具體而言,將期望具有產生特別小的預傾斜角之可用於PSA顯示器之新穎材料。此處較佳材料係在聚合期間在相同暴露時間內產生比迄今已知材料更低之傾斜角、及/或藉由使用其可在更短暴露時間之後已經實現用已知材料可實現之(較高)傾斜角的彼等材料。因此,可縮短顯示器之生產時間(「節拍時間」),並降低生產過程之成本。
PSA顯示器生產中之又一問題係具體而言在顯示器中產生預傾斜角之聚合步驟後殘餘量之未聚合RM之存在或移除。舉例而言,此類型之未反應之RM可藉由(例如)在顯示器完成後之操作期間以不受控制之方式聚合而不利地影響顯示器之性質。
因此,自先前技術已知之PSA顯示器通常呈現所謂「殘影」或「影像燒傷」之不期望效應,即,在LC顯示器中藉由個別像素之臨時定址所產生之影像即使在已關閉該等像素中之電場後或在已對其他像素進行定址後仍然可見。
一方面,若使用具有低VHR之LC主體混合物,則可發生此「殘影」。日光或背光之UV組分可造成其中之LC分子之不期望分解反應並因此起始離子或自由基雜質之產生。具體而言,該等雜質可在電極或配向層處累積,其中其可減少有效施加電壓。亦可在無聚合物組分之習用LC顯示器中觀察到此效應。
另外,通常在PSA顯示器中觀察到因未聚合RM之存在造成之額外「殘影」效應。殘餘RM之不受控聚合在此係由來自環境之UV光或由背光起始。在切換顯示區域中,在多個定址循環後,此改變傾斜角。因此,切換區域中之透射率可發生變化,而在未切換區域中之透射率保持不變。
因此,期望在PSA顯示器生產期間RM之聚合儘可能完全地進行,且期望顯示器中未聚合之RM的存在儘可能地排除或減少至最少。因此,需要使能夠或支持RM高度有效且完全聚合之RM及LC混合物。另外,將期望殘餘RM量之受控反應。若RM比迄今已知之化合物更快速且有效地聚合,此將更簡單。
已在PSA顯示器操作中觀察到之又一問題係預傾斜角之穩定性。因此,觀察到在顯示器製造期間藉由使如上述RM聚合生成之預傾斜角未保持恆定,但可在顯示器操作期間使顯示器經受電壓應力後劣化。此可藉由(例如)增加黑色狀態透射率且由此降低對比度來消極地影響顯示器性能。
欲解決之另一問題在於先前技術之RM通常確實具有高熔點,且在許多當前常見之LC混合物中僅顯示有限溶解度,且因此通常往往自混合物結晶出。另外,自發聚合之風險會阻止LC主體混合物升溫,以溶解可聚合組分,此意味著甚至室溫下之最佳可能之溶解度係必需的。另外,當(例如)將LC介質引入LC顯示器中時存在相分離(層析效應)之風險,此可大大損害顯示器之均質性。此由以下事實進一步增加:通常在低溫下引入LC介質,以降低自發聚合之風險(參見上文),自發聚合進而對溶解度具有不利效應。
先前技術中所觀察到之另一問題係在LC顯示器(包括(但不限於) PSA類型之顯示器)中使用習用LC介質通常導致顯示器中出現色差,尤其當在使用單滴填充(ODF)方法將LC介質填充於顯示器中時亦如此。此現象亦稱為「ODF色差」。因此,期望提供導致ODF色差降低之LC介質。
在先前技術所觀察到之另一問題係用於PSA顯示器(包括(但不限於) PSA類型之顯示器)中之LC介質通常呈現高黏度及因此高切換時間。為減少LC介質之黏度及反應時間,先前技術已建議添加具有烯基之LC化合物。然而,觀察到含有烯基化合物之LC介質尤其在暴露至UV輻射後通常顯示可靠性及穩定性降低及VHR降低。尤其對於在PSA顯示器中使用而言,此係重大缺點,此乃因PSA顯示器中RM之光聚合通常係藉由暴露至UV輻射來實施,該暴露可引起LC介質中之VHR下降。
因此,仍極其需要PSA顯示器、及用於該等顯示器中之LC介質及可聚合化合物,其不顯示上文所述缺點或僅呈現少量上文所述缺點且具有經改良性質。
具體而言,極其需要PSA顯示器、及用於該等PSA顯示器中之LC介質及可聚合化合物,其能夠在大的工作溫度範圍同時具有高比電阻、甚至在低溫下之短反應時間、及低臨限電壓、低傾斜角、灰階陰影之多樣性、高對比度及寬視角,在UV暴露後具有高可靠性及高的VHR值,且在可聚合化合物之情形下,具有低熔點及在LC主體混合物中之高溶解度。在用於移動應用之PSA顯示器中,尤其期望具有顯示低臨限電壓及高雙折射率之可用LC介質。
在先前技術中,已報導若干類型之RM用於PSA顯示器,例如具有聯苯或聯三苯基液晶原核且連接有兩個或三個可聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團之RM。顯示聯苯RM展現有限聚合速度,但展現良好可靠性參數,如高VHR或傾斜穩定性,而顯示聯三苯基RM展現快速聚合速度,但展現有限可靠性參數。因此,期望具有展現快速聚合速度及良好可靠性參數之可用RM。
本發明係基於提供用於PSA顯示器中之新穎適宜材料、具體而言包含其之RM及LC介質之目標,其沒有上文所示之缺點或具有少量上文所示之缺點。
具體而言,本發明係基於提供用於PSA顯示器中之RM及包含其LC介質之目標,該RM及LC介質具有極高比電阻值、高VHR值、高可靠性、低臨限電壓、短反應時間、高雙折射率,尤其在更長波長下顯示良好UV吸收,能夠使RM快速且完全地聚合,允許較佳儘可能快地產生低傾斜角,能夠甚至在更長時間後及/或在UV暴露後具有傾斜角之高穩定性,減少或防止在顯示器中出現「殘影」及「ODF色差」,且在RM之情形下儘可能快速且完全地聚合且顯示在通常用作PSA顯示器之主體混合物的LC介質中具有高溶解度。
本發明之另一目標係提供用於PSA顯示器之RM,其既展現快速聚合速度,亦展現良好可靠性參數,如高VHR或傾斜穩定性。
本發明之另一目標係提供具體而言用於光學、光電及電子應用之新穎RM,以及用於其製備之適宜方法及中間體。
該等目標已根據本發明藉由如本申請案中所闡述之材料及方法來實現。具體而言,已令人驚訝地發現,如下文所述之式I之RM之使用允許實現如上文提及之有利效應。該等化合物之特徵在於其含有芳香族液晶原核,其包含一或多個稠合或非稠合苯環,且由至少一個烯基及一或多個與其連接之可聚合反應性基團取代。
令人驚訝地發現,在PSA顯示器中使用該等RM及包含其之LC介質具體而言在300-380 nm範圍內且尤其高於320 nm之更長UV波長下促進快速且完全的UV-光聚合反應,甚至在不添加光引發劑之情況下,導致快速產生大且穩定之傾斜角,減少顯示器中之殘影及ODF色差,尤其在含有具有烯基之LC化合物之LC主體混合物情形下,在UV光聚合後導致高可靠性及高VHR值,且能夠實現快速反應時間、低臨限電壓及高雙折射率。
另外,本發明之RM具有低熔點,在寬範圍之LC介質中、尤其在用於PSA使用之市售LC主體混合物中之良好溶解度,及低結晶趨勢。此外,其在具體而言300-380 nm之範圍內之更長UV波長下顯示良好吸收,且能夠快速且完全聚合,而在單元中具有少量殘餘未反應之RM。
亦驚人地發現,本發明之RM組合快速聚合速度(如聯三苯RM之聚合速度)與良好可靠性參數(如聯苯RM之彼等)。與當前最佳技術之RM相比,此產生優異整體性能。
US 8,355,110 B2揭示包含液晶化合物及至少兩個反應性液晶原之液晶顯示器,該兩個反應性液晶原之一包含經乙烯基取代之苯基,且進一步揭示化合物2-乙烯基-聯苯-4,4'-二甲基丙烯酸酯,但既不揭示亦不表明如下文揭示及主張之RM。
本發明係關於式I化合物 P-Sp-A1 -(Z1 -A2 )z -Rb I 其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義: Rb P-Sp-或R, R      F、Cl、-CN、或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH2 -基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況由F或Cl置換, P      可聚合基團, Sp    間隔基團,其視情況由P取代,或單鍵, A1 、A2 具有4至20個環原子之單環或多環芳香族或雜芳香族基團,其視情況由一或多個基團L、A或P-Sp-取代, Z1 -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-(CH2 )n1 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-(CF2 )n1 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2 -CH2 -CO-O-、-O-CO-CH2 -CH2 -、-CR0 R00 -或單鍵, R0 、R00 H或具有1至12個C原子之烷基, A 具有2至7個、較佳3至7個C原子之烯基,較佳-CH=CH2 、-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 , L F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況由P-Sp-、F或Cl置換, z      0、1、2或3, n1    1、2、3或4, 其特徵在於該化合物含有至少一個由至少一個基團A取代之基團A1 至A2 ,且特徵進一步在於 a) 該化合物含有至少兩個取代基A,及/或 b) 該化合物含有至少一個取代基A,其係具有至少3個C原子之烯基,及/或 c) 該化合物含有至少三個非稠合或稠合苯環,及/或 d)     該化合物含有至少三個、較佳恰好三個基團P-Sp-,及/或 e) 該化合物含有至少一個取代基A及至少一個取代基L。
本發明進一步係關於式I化合物作為LC介質及LC顯示器中、尤其LC介質、LC顯示器之作用層或配向層中之可聚合化合物的用途,其中LC顯示器較佳係PSA顯示器。
本發明進一步係關於製備式I化合物之方法、及該等方法中使用或獲得之新穎中間體。
此外,本發明係關於包含一或多種式I化合物之LC介質。
此外,本發明係關於包含一或多種可聚合化合物之LC介質,該等可聚合化合物中之至少一者係式I化合物。
此外,本發明係關於包含以下之LC介質: - 可聚合組分A),其包含一或多種可聚合化合物、較佳地由其組成,該等可聚合化合物中之至少一者係式I化合物,及 - 液晶組分B),下文亦稱為「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原或液晶化合物、較佳地由其組成。
本發明之LC介質的液晶組分B)在下文中亦稱為「LC主體混合物」,且較佳包含一或多種、較佳至少兩種選自不可聚合之低分子量化合物的液晶原或LC化合物。
此外,本發明係關於如上下文所述之LC介質,其中LC主體混合物或組分B)包含至少一種包含烯基之液晶原或LC化合物。
此外,本發明係關於如上文所述之LC介質或LC顯示器,其中使式I化合物或組分A)之可聚合化合物聚合。
此外,本發明係關於製備如上下文所述之LC介質的方法,其包含混合如上下文所述之一或多種液晶原或LC化合物、或LC主體混合物或LC組分B)與一或多種式I化合物及視情況其他LC化合物及/或添加劑的步驟。
此外,本發明係關於本發明之式I化合物及LC介質於PSA顯示器中之用途、具體而言於含有LC介質之PSA顯示器中之用途,其用於在顯示器中、較佳在電或磁場中藉由原位聚合式I化合物在LC介質中產生傾斜角。
此外,本發明係關於包含本發明之一或多種式I化合物或LC介質的LC顯示器,具體而言PSA顯示器,尤佳PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA或PS-TN顯示器。
此外,本發明係關於本發明之式I化合物及LC介質在聚合物穩定之SA-VA及SA-FFS顯示器中的用途,及包含本發明之一或多種式I化合物或LC介質的聚合物穩定之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器。
此外,本發明係關於包含可藉由使一或多種式I化合物或如上文所述之可聚合組分A)聚合獲得之聚合物或包含本發明之LC介質的LC顯示器,其較佳為PSA顯示器、極佳地為PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN、或聚合物穩定之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器。
此外,本發明係關於PSA類型之LC顯示器,其包含兩個基板,其至少一者係透光的;提供於每一基板上之電極或提供於該等基板中之僅一者上之兩個電極;及位於基板間之包含如上下文所述之一或多種可聚合化合物及LC組分的LC介質之層,其中使可聚合化合物在顯示器之基板間聚合。
此外,本發明係關於用於製造如上下文所述之LC顯示器之方法,其包含將包含如上下文所述之一或多種可聚合化合物的LC介質填充或以其他方式提供於顯示器之基板之間並使可聚合化合物聚合的步驟。
本發明之PSA顯示器具有兩個較佳呈透明層形式之電極,將其施加至該等基板中之一或兩者。在一些顯示器中(例如在PS-VA、PS-OCB、PS-TN或聚合物穩定之SA-VA顯示器中),將一個電極施加至兩個基板中之每一者。在其他顯示器中(例如在PS-posi-VA、PS-IPS或PS-FFS、PS-UB-FFS或聚合物穩定之SA-FFS顯示器中),將兩個電極施加至兩個基板中之僅一者。
在較佳實施例中,使可聚合組分在LC顯示器中聚合,同時將電壓施加至顯示器之電極。
較佳地藉由光聚合、極佳地藉由UV光聚合使可聚合組分之可聚合化合物聚合。
認為如本申請案中揭示且主張之式I化合物的烯基A不在如本文所用之術語「可聚合基團」之含義內。較佳地,本申請案中揭示且主張之LC介質不含起始或增強烯基A參與聚合反應之添加劑。
此外,本發明係關於式II化合物 Pg-Sp-A1 -(Z1 -A2 )z -Rb1 II 其中Pg係OH、或經保護或掩蔽之羥基,Rb1 係R或Pg-Sp-,且Sp、A1 、A2 、R、Z及z具有式I之含義或上下文之較佳含義,且A1 及A2 中之至少一者由如式I中所定義之至少一個烯基A取代。
此外,本發明係關於式II化合物作為可聚合化合物、尤其式I之彼等之合成中的中間體的用途。
此外,本發明係關於藉由使用含有可聚合基團P之相應酸、酸衍生物或鹵化化合物酯化或醚化式II化合物合成式I化合物之方法,其中Pg表示OH。
式I化合物在用於PSA顯示器中時顯示以下有利性質: -在某個過程窗內之適宜之傾斜產生, -在UV過程後導致RM之最少殘餘的快速聚合, -在UV過程後高電壓保持率, -良好傾斜穩定性, - 足夠耐熱穩定性, -在通常用於顯示器製造中之有機溶劑中的足夠溶解度。
具體而言,式I化合物組合類似於聯三苯RM之快速聚合速度與類似於聯苯RM之良好可靠性參數。在用於PSA顯示器中時,與當前最佳技術之RM相比,此產生化合物之優異整體性能。
認為如本申請案中揭示且主張之式之化合物的烯基A不在如本文所用之術語「可聚合基團」之含義內。式I化合物之聚合條件較佳經選擇使得烯基取代基A不參與聚合反應。較佳地,本申請案中揭示且主張之LC介質不含起始或增強烯基A參與聚合反應之添加劑。
除非另外陳述,否則式I化合物較佳選自非對掌性化合物。
本文中所用之術語「作用層」及「可切換層」意指電光顯示器、例如LC顯示器中包含一或多種具有結構及光學各向異性之分子(如例如LC分子)之層,該一或多種分子在外部刺激(如電場或磁場)時改變其定向,從而導致層對偏光或非偏光之透射率改變。
本文中所用之術語「傾斜」及「傾斜角」應理解為意指LC介質之LC分子相對於LC顯示器(在此較佳為PSA顯示器)中之單元表面的傾斜配向,且應理解為包括「預傾斜」及「預傾斜角」。傾斜角在此表示LC分子之分子縱軸(LC指向矢(director))與形成LC單元之平面平行外板之表面間的平均角(<90°)。此處低傾斜角之低絕對值(即,與90°角較大偏離)對應於大傾斜。用於量測傾斜角之適宜方法在實例中給出。除非另有所示,否則上下文所揭示之傾斜角值係關於此量測方法。
本文中所用之術語「反應性液晶原」及「RM」將理解為意指含有液晶原或液晶骨架及一或多個連接至其之適於聚合且亦稱為「可聚合基團」或「P」之官能基的化合物。
除非另外陳述,否則本文中所用之術語「可聚合化合物」將理解為意指可聚合單體化合物。
本發明之SA-VA或SA-FFS將為聚合物穩定之模式,此乃因其含有包含式I之RM的LC介質或係藉由使用該LC介質來製造。因此,如本文所用術語「SA-VA顯示器」及「SA-FFS顯示器」在提及本發明之顯示器時,即使未明確提及,亦應理解為指聚合物穩定之SA-VA或SA-FFS顯示器。
本文中所用之術語「低分子量化合物」將理解為意指為單體及/或並非藉由聚合反應製備之化合物,如與「聚合化合物」或「聚合物」相對。
本文中所用之術語「不可聚合化合物」將理解為意指不含適於在通常施加用於RM聚合之條件下聚合之官能基之化合物。
本文中所用之術語「液晶原基團」為熟習此項技術者所已知且係闡述於文獻中,且意指由於其吸引及排斥相互作用之各向異性基本上有助於在低分子量或聚合物質中產生液晶(LC)相之基團。含有液晶原基團之化合物(液晶原化合物)本身不必具有LC相。液晶原化合物亦可僅在與其他化合物混合後及/或在聚合後呈現LC相特性。典型液晶原基團係(例如)剛性棒形或碟形單元。與液晶原或LC化合物結合使用之術語及定義之概述係在Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele,Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368給出。
本文中所用之術語「間隔基團」 (在下文中亦稱為「Sp’’)已為熟習此項技術者所已知且闡述於文獻中,參見(例如)Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele,Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368。本文中所用之術語「間隔基團」或「間隔基」意指連結可聚合液晶原化合物中之液晶原基團及可聚合基團之撓性基團,例如伸烷基。
在上下文中,
Figure 02_image003
表示反式-1,4-伸環己基環, 且
Figure 02_image005
表示1,4-伸苯基環。
在基團
Figure 02_image007
中,兩個環原子之間所示之單鍵可連接至苯環之任何游離位置。
在上下文中,「有機基團」表示碳或烴基團。
「碳基團」表示含有至少一個碳原子之單價或多價有機基團,其中此不含其他原子(例如,-C≡C-)或視情況含有一或多個其他原子(例如,N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge) (例如,羰基等)。術語「烴基團」表示另外含有一或多個H原子且視情況含有一或多個雜原子(例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge)之碳基團。
「鹵素」表示F、Cl、Br或I,較佳F或Cl。 -CO-、-C(=O)-及-C(O)-表示羰基,即
Figure 02_image009
碳基或烴基可為飽和或不飽和基團。不飽和基團係(例如)芳基、烯基或炔基。具有3個以上C原子之碳基或烴基可為直鏈、具支鏈及/或環狀且亦可含有螺連接或稠合環。
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」表示芳香族碳基團或自其衍生之基團。如上文所定義之術語「雜芳基」表示含有一或多個較佳地選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子的「芳基」。
較佳碳及烴基團係具有1至40個、較佳地1至20個、極佳地1至12個C原子之視情況經取代、直鏈、具支鏈或環狀之烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基及烷氧基羰基氧基;具有5至30個、較佳地6至25個C原子之視情況經取代之芳基或芳基氧基;或具有5至30個、較佳地6至25個C原子之視情況經取代之烷基芳基、芳基烷基、烷基芳基氧基、芳基烷基氧基、芳基羰基、芳基氧基羰基、芳基羰基氧基及芳基氧基羰基氧基,其中一或多種C原子亦可由較佳地選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子置換。
進一步較佳之碳及烴基團係C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C3 -C20 烯丙基、C4 -C20 烷基二烯基、C4 -C20 多烯基、C6 -C20 環烷基、C4 -C15 環烯基、C6 -C30 芳基、C6 -C30 烷基芳基、C6 -C30 芳基烷基、C6 -C30 烷基芳基氧基、C6 -C30 芳基烷基氧基、C2 -C30 雜芳基、C2 -C30 雜芳基氧基。
尤佳者係C1 -C12 烷基、C2 -C12 烯基、C2 -C12 炔基、C6 -C25 芳基及C2 -C25 雜芳基。
進一步較佳之碳及烴基團係具有1至20個、較佳1至12個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其未經取代或由F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-C(Rx )=C(Rx )-、-C≡C-、-N(Rx )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換。
Rx 較佳表示H、F、Cl、CN、具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基鏈,另外,其中一或多個非毗鄰C原子可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換且其中一或多個H原子可由F或Cl置換,或表示視情況經取代之具有6至30個C原子之芳基或芳基氧基、或視情況經取代之具有2至30個C原子之雜芳基或雜芳基氧基。
較佳烷基係(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。
較佳烯基係(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。
較佳炔基係(例如)乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳烷氧基係(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、正十一烷基氧基、正十二烷基氧基等。
較佳胺基係(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,即,其可含有一個環(例如,苯基)或兩個或更多個環,其亦可經稠合(例如,萘基)或共價鍵結(例如,聯苯),或含有稠合及連接環之組合。雜芳基含有一或多個較佳選自O、N、S及Se之雜原子。
尤佳者係具有6至25個C原子之單環、二環或三環芳基、及具有5至25個C原子之單環、二環或三環雜芳基,其視情況含有稠合環且視情況經取代。此外,較佳者係5、6或7員芳基及雜芳基,另外,其中一或多個CH基團可由N、S或O以使O原子及/或S原子彼此不直接連接之方式置換。
較佳芳基係(例如)苯基、聯苯基、聯三苯基、[1,1':3',1'']聯三苯-2’-基、萘基、蒽基、聯萘基、菲基、芘基、9,10-二氫菲、芘基、二氫芘基、䓛基、苝基、并四苯基、并五苯基、苯并芘基、茀基、茚基、茚并茀基、螺二茀基等。
較佳雜芳基係(例如)5員環,例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、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,例如吡啶、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,例如吲哚、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、喹喔啉并咪唑、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、蝶啶、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、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮雜咔唑、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、苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩或該等基團之組合。
上下文所提及之芳基及雜芳基亦可由烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。
(非芳香族)脂環族及雜環基團涵蓋飽和環(即,僅含有單鍵之彼等)以及部分不飽和環(即,亦可含有多重鍵之彼等)。雜環含有一或多個較佳選自Si、O、N、S及Se之雜原子。
(非芳族)脂環及雜環基團可為單環(亦即僅含有一個環(例如環己烷))或多環(亦即含有複數個環(例如十氫化萘或二環辛烷))。尤佳者係飽和基團。此外,較佳者係具有5至25個環原子之單環、二環或三環基團,其視情況含有稠合環且視情況經取代。此外,較佳者係5、6、7或8員碳環基團,另外,其中一或多個C原子可由Si置換及/或一或多個CH基團可由N置換及/或一或多個非毗鄰CH2 基團可由-O-及/或-S-置換。
較佳之脂環族及雜環基團係(例如) 5員基團,例如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫呋喃、吡咯啶;6員基團,例如環己烷、矽雜環己烷(silinane)、環己烯、四氫吡喃、四氫硫吡喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、六氫吡啶;7員基團,例如環庚烷;及稠合基團,例如四氫化萘、十氫化萘、二氫茚、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-亞甲基二氫茚-2,5-二基。
較佳取代基係(例如)促進溶解之基團(例如烷基或烷氧基)、拉電子基團(例如氟、硝基或腈)、或用於增加聚合物中之玻璃轉換溫度(Tg)的取代基,具體而言巨大基團,例如第三丁基或視情況經取代之芳基。
較佳取代基(在下文中亦稱為「LS 」)係(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個C原子之直鏈或具支鏈烷基、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,其中一或多個H原子可視情況由F或Cl;具有1至20個Si原子之視情況經取代之矽基、或具有6至25個、較佳6至15個C原子之視情況經取代之芳基。
其中Rx 表示H、F、Cl、CN、或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況由F、Cl、P-或P-Sp-置換,且
Y1 表示鹵素。
「經取代之矽基或芳基」較佳意指由鹵素、-CN、R0 、-OR0 、-CO-R0 、-CO-O-R0 、-O-CO-R0 或-O-CO-O-R0 取代,其中R0 表示H或具有1至20個C原子之烷基。
尤佳取代基LS 係(例如) F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 ,進而言之苯基。
Figure 02_image011
較佳係
Figure 02_image013
Figure 02_image015
Figure 02_image017
Figure 02_image019
其中L具有上文所指示含義中之一者。
可聚合基團P係適於聚合反應(例如,自由基或離子鏈聚合、聚加成或縮聚)或適於聚合物類似物反應(例如,加成或稠合至主聚合物鏈上)之基團。尤佳者係用於鏈聚合之基團(具體而言含有C=C雙鍵或-C≡C-三鍵之彼等)及適於開環聚合之基團(例如,氧雜環丁烷或環氧化物基團)。
較佳基團P係選自由以下組成之群: CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、
Figure 02_image021
Figure 02_image023
、CH2 =CW2 -(O)k3 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH3 -CH=CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、HO-CW2 W3 -、HS-CW2 W3 -、HW2 N-、HO-CW2 W3 -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W4 W5 W6 Si-,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,具體而言H、F、Cl或CH3 ,W2 及W3 各自彼此獨立地表示具有1至5個C原子之H或烷基,具體而言H、甲基、乙基或正丙基,W4 、W5 及W6 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,Phe表示1,4-伸苯基,其視情況由一或多個如上文所定義之除P-Sp-外之基團L取代,k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1,k3 較佳表示1,且k4 表示1至10之整數。
極佳基團P係選自由以下組成之群: CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、
Figure 02_image025
Figure 02_image027
、CH2 =CW2 -O-、 CH2 =CW2 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、CH2 =CW1 -CO-NH-、 CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-及W4 W5 W6 Si-,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,具體而言H、F、Cl或CH3 ,W2 及W3 各自彼此獨立地表示H或具有1至5個C原子之烷基,具體而言H、甲基、乙基或正丙基,W4 、W5 及W6 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示0或1,k3 較佳表示1,且k4 表示1至10之整數。
極佳基團P係選自由以下組成之群:CH2 =CW1 -CO-O-,具體而言CH2 =CH-CO-O-、CH2 =C(CH3 )-CO-O-及CH2 =CF-CO-O-,進而言之CH2 =CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-O-CO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、
Figure 02_image029
Figure 02_image031
進一步較佳之可聚合基團P係選自由以下組成之群:乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物,最佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
若間隔基團Sp不為單鍵,則其較佳具有式Sp’’-X’’,使得各別基團P-Sp-符合式P-Sp’’-X’’-,其中 Sp’’  表示具有1至20個、較佳1至12個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其視情況由F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且另外,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-O-、-S-、-NH-、-N(R0 )-、-Si(R0 R00 )-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00 )-CO-O-、-O-CO-N(R0 )-、-N(R0 )-CO-N(R00 )-、-CH=CH-或-C≡C-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換, 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 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-CY2 =CY3 -、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵, R0 及R00 各自彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基,且 Y2 及Y3 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。 X’’較佳係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR00 -或單鍵。
典型間隔基團Sp及-Sp’’-X’’-係(例如) -(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -O-CO-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-O-、-(CH2 CH2 O)q1 -CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -S-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -NH-CH2 CH2 -或-(SiR0 R00 -O)p1 -,其中p1係1至12之整數,q1係1至3之整數,且R0 及R00 具有上文所指示之含義。
尤佳基團Sp及-Sp’’-X’’-係-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -O-CO-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-O-,其中p1及q1具有上文所指示之含義。
尤佳基團Sp’’在每一情形下係直鏈伸乙基、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、伸乙基硫代伸乙基、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。
在本發明之較佳實施例中,式I化合物及其子式含有間隔基團Sp,其由一或多個可聚合基團P取代,使得基團Sp-P對應於Sp(P)s ,其中s ≥2 (具支鏈可聚合基團)。
根據此較佳實施例之較佳式I化合物係其中s為2之彼等,即含有基團Sp(P)2 之化合物。根據此較佳實施例之極佳式I化合物含有選自下式之基團: -X-烷基-CHPP                                     Sp1 -X-烷基-CH((CH2 )aa P)((CH2 )bb P)           Sp2 -X-N((CH2 )aa P)((CH2 )bb P)                     Sp3 -X-烷基-CHP-CH2 -CH2 P                       Sp4 -X-烷基-C(CH2 P)(CH2 P)-Caa H2aa+1 Sp5 -X-烷基-CHP-CH2 P                              Sp6 -X-烷基-CPP-Caa H2aa+1 Sp7 -X-烷基-CHPCHP-Caa H2aa+1 Sp8 其中P係如式I中所定義, 烷基       表示單鍵或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其未經取代或由F、Cl或CN單取代或多取代,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-C(R0 )=C(R0 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,其中R0 具有上文所指示之含義, aa及bb    各自彼此獨立地表示0、1、2、3、4、5或6, X  具有針對X’’所指示之含義中之一者,且較佳係O、CO、SO2 、O-CO-、CO-O或單鍵。
較佳間隔基團Sp(P)2 係選自式Sp1、Sp2及Sp3。
極佳間隔基團Sp(P)2 係選自以下子式: -CHPP                                                Sp1a -O-CHPP                                             Sp1b -CH2 -CHPP                                         Sp1c -OCH2 -CHPP                                       Sp1d -CH(CH2 -P)(CH2 -P)                             Sp2a -OCH(CH2 -P)(CH2 -P)                           Sp2b -CH2 -CH(CH2 -P)(CH2 -P)                      Sp2c -OCH2 -CH(CH2 -P)(CH2 -P)                    Sp2d -CO-NH((CH2 )2 P)((CH2 )2 P)                  Sp3a
在如上下文所述之式I及其子式之化合物中,P較佳選自由以下組成之群:乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物,最佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
進一步較佳者係如上下文所述之式I及其子式之化合物,其中化合物中存在之所有可聚合基團P具有相同含義,且極佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,最佳甲基丙烯酸酯。
進一步較佳者係如上下文所述之式I及其子式之化合物,其中Rb 係P-Sp-。
進一步較佳者係如上下文所述之式I及其子式之化合物,其中Sp表示單鍵或-(CH2 )p1 -、-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,其中p1係2、3、4、5或6,且若Sp係-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
進一步較佳者係如上下文所述之式I及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp係單鍵。
進一步較佳者係如上下文所述之式I及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp不為單鍵,且較佳選自-(CH2 )p1 -、-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,其中p1係2、3、4、5或6,且若Sp係-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
較佳地,式I中之A1 及A2 表示苯、萘、菲、蒽、二苯并呋喃或二苯并噻吩,所有皆視情況由一或多個基團A、L或P-Sp-取代,且其中至少一個基團A1 或A2 由至少一個基團A取代。
較佳地,式I中之-A1 -(Z1 -A2 )z -表示苯、伸聯苯基、對-伸聯三苯基(1,4-二苯基苯)、間-伸聯三苯基(1,3-二苯基苯)、伸萘基、2-苯基-伸萘基、菲或蒽、二苯并呋喃或二苯并噻吩,所有皆視情況由一或多個基團A、L或P-Sp-取代且至少由A單取代。
進一步較佳者係如上下文所述之式I及其子式之化合物,其中-A1 -(Z1 -A2 )z -係選自下式
Figure 02_image033
其中該等苯環視情況進一步由一或多個如式I中所定義之基團A、L或P-Sp-取代,且至少一個苯環由至少一個基團A取代。
較佳式I化合物係選自以下子式
Figure 02_image035
其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義 A、P、Sp、Rb 式I中給出之含義中之一者或如上下文中給出之較佳含義中之一者, L11 、L12 、L13 L或A,較佳F、Cl或A, r1、r2、r3   0、1、2、3或4,較佳0、1或2,極佳0或1,其中r1+r2+r3 ≥1, r4、r5    0、1、2或3,較佳0、1或2,極佳0或1,其中在式I3中r4+r5 ≥1且在式I4a及I4b中r1+r4+r5≥1, 其中該等化合物至少含有為A之基團L11 、L12 或L13
較佳者係式I及I1-I5之化合物,其中Rb 係P-Sp。
進一步較佳者係式I及I1-I5之化合物,其中Rb 不為P-Sp。
極佳者係式I1、I2及I5之化合物。
較佳式I及I1至I5之化合物係選自以下子式:
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其中P、Sp、L11-13 及r1-r5具有式I中給出之含義或如上下文所給出之較佳含義中之一者,c係1或2,Sp(P)2 表示間隔基團Sp,其在相同或不同位置處由兩個可聚合基團P取代,其中r1+r2+r3≥1,在式I3中,r4+r5≥1,且在式I4A至I4E中,r1+r4+r5≥1,且其中該等化合物至少含有為A之基團L11 、L12 或L13
(包括四反應物) 進一步較佳之式I及I1-I5之化合物係選自以下子式
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其中P、Sp、Sp(P)2 、L11-13 及r1-r3具有式I2D中給出之含義或如上下文所給出之較佳含義中之一者,c係0或1,該等化合物含有x個基團L11 、L12 或L13 ,其表示Cm -烯基,其中x係1、2、3或4且m係2至7之整數, 且其中在式I*A中,較佳在式I*A、I*B、I*C及I*D中,c+x+m ≥4、,較佳為4、5、6、7或8,極佳為4、5或6。
進一步較佳之式I、I1至I5、I*A至I*D及I1A-I5D之化合物係選自以下子式:
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其中A'係具有3至7個C原子之烯基,且P、Sp、Sp(P)2 、A及L具有式I中給出之含義或如上下文所給出之較佳含義中之一者,L較佳係F、Cl或CN,A較佳係-CH=CH2 、-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 ,且A'較佳係-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2
進一步較佳之式I、I1至I5、I*A至I*D、I1A至I5D及I1A-1至I5D-5之化合物係選自以下子式:
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其中A、A'、L、P、Sp及Sp(P)2 具有式I中給出之含義或上下文所給出之較佳含義中之一者,A較佳係-CH=CH2 、-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 且A'較佳係-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2
較佳之式I1A-1-1至I1B-8-6、I1D-1-1至I2C-15-4、I5A-1-1至I5B-9-4及I5D-1-1至I5D-5-3之化合物係其中所有基團Sp皆係單鍵之彼等。進一步較佳之式I1A-1-1至I1B-8-6、I1D-1-1至I2C-15-4、I5A-1-1至I5B-9-4及I5D-1-1至I5D-5-3之化合物係其中基團Sp中之一者係單鍵且其他基團Sp不為單鍵之彼等。
較佳之式I1C-1-1至I1C-13-3、I2D-1-1至I2D-30-4及I5C-1-1至I5C-28-2之化合物係其中在P-Sp中基團Sp係單鍵之彼等。進一步較佳之式I1C-1-1至I1C-13-3、I2D-1-1至I2D-30-4及I5C-1-1至I5C-28-2之化合物係其中所有基團Sp皆不為單鍵之彼等。
進一步較佳之式I1A-2-1至I5D-5-3之化合物係其中A表示-CH=CH2 、-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 之彼等。
進一步較佳之式I1A-1-1至I5D-5-3之化合物係其中A表示C3-7 烯基、較佳-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 之彼等。
進一步較佳之式I1A-1-1至I5D-5-3之化合物係其中L表示F、Cl、CN或OCH3 、極佳F之彼等。
進一步較佳之式I1A-1-1至I5D-5-3之化合物係其中P表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、極佳甲基丙烯酸酯之彼等。
進一步較佳之式I1A-1-1至I5D-5-3之化合物係其中Sp在不為單鍵時表示具有2至6個C原子之伸烷基的彼等。
較佳之式I及II及其子式之化合物係選自以下較佳實施例,包括其任何組合: - 該等化合物含有兩個或更多個基A, - 該等化合物含有一或多個基團A及一或多個基團L, - 該等化合物含有三個或更多個、較佳三個或四個未稠合或稠合苯環, - A係具有3至7、較佳3、4或5個C原子之烯基,較佳-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 , - A係具有2至4個C原子之烯基,較佳-CH=CH2 、-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 , - 該等化合物含有恰好兩個可聚合基團(由基團P表示), - 該等化合物含有恰好三個可聚合基團(由基團P表示), - P係選自由以下組成之群:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及氧雜環丁烷,極佳丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯, - P係甲基丙烯酸酯, - Pg係羥基, - 所有基團Sp皆係單鍵, - 基團Sp中之至少一者係單鍵且基團Sp中之至少一者不為單鍵, - Sp在不為單鍵時係-(CH2 )p2 -、-(CH2 )p2 -O-、 -(CH2 )p2 -CO-O-、-(CH2 )p2 -O-CO-,其中p2係2、3、4、5或6,且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, - Sp係單鍵或表示-(CH2 )p2 -、-(CH2 )p2 -O-、-(CH2 )p2 -CO-O-、-(CH2 )p2 -O-CO-,其中p2係2、3、4、5或6,且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, - Sp(P)2 係選自子式Sp1a-Sp3a, - Rb 表示P-Sp-, - Rb 不表示或含有可聚合基團, - Rb 不表示或含有可聚合基團且表示具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況由F或Cl置換, - L及L14-16 係選自由以下組成之群:F、Cl、CN、各自具有1至6個C原子之烷基、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,其中一或多個H原子可視情況由F或Cl、較佳F、Cl、CN或OCH3 、極佳F置換。
極佳之式I及其子式之化合物係選自以下子式:
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(包括四反應物)
進一步較佳者係式I-1至I-46之化合物,其中一個、兩個或全部甲基丙烯酸酯由丙烯酸酯置換。
極佳之式II化合物係選自上述子式I1至I5、I1A至I5D、I1A-1至I5D-5及I1A-1-1至I5D-5-3之彼等,其中每一P由如式II中所定義之Pg置換。
用於式II及其子式之化合物之適宜保護之羥基Pg為熟習此項技術者者已知。羥基之較佳保護基團係烷基、烷氧基烷基、醯基、烷基矽基、芳基矽基及芳基甲基、尤其2-四氫吡喃基、甲氧基甲基、甲氧基乙氧基甲基、乙醯基、三異丙基矽基、第三丁基-二甲基矽基或苄基。
術語「經掩蔽羥基」應理解為意指可化學轉化成羥基之任何官能基。適宜經掩蔽之羥基Pg為熟習此項技術者者已知。
式II化合物適用作製備式I及其子式化合物之中間體。
本發明進一步係關於式II化合物作為製備式I及其子式化合物之中間體的用途。
式I及II及其子式之化合物及其中間體可以與熟習此項技術者已知之方法類似之方法製備且闡述於有機化學之標準著作中,例如Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart。
舉例而言,式I化合物可藉由使用含有可聚合基團P之相應酸、酸衍生物或鹵化化合物酯化或醚化式II之中間體來合成,其中Pg表示OH。
舉例而言,丙烯酸或甲基丙烯酸酯可在鹼(如吡啶或三乙胺及4-(N,N -二甲基胺基)吡啶(DMAP))存在下藉由用酸衍生物(例如(甲基)丙烯醯氯或(甲基)丙烯酸酐)酯化相應醇來製備。或者,酯可在去水試劑存在下藉由用(甲基)丙烯酸、例如根據Steglich用二環己基碳二亞胺(DCC)、N -(3-二甲基胺基丙基)-N’ -乙基碳二亞胺(EDC)或N -(3-二甲基胺基丙基)-N’ -乙基碳二亞胺鹽酸鹽及DMAP酯化醇來製備。
式I及II化合物之其他適宜且較佳之合成方法於下文示於反應圖1中。其中X表示Br、OH或Opg,Pg表示如式II中所定義之保護基團,如TBDMS,m係0或1,n係0、1、2或3,R11 及R12 彼此獨立地表示H、較佳具有1至12個C原子之烷基、或較佳具有2至10個C原子之烯基,且R係H或CH3
反應圖 1
Figure 02_image383
威悌反應(Wittig reeaction)亦闡述於Tetrahedron 2010 ,66 , 6826-6831中。具有具支鏈烯基或聚烯基之化合物可經由相應威悌試劑(例如烯基-三苯基溴化鏻)或藉由下文實例中所述之方法來製備。
具有經取代聯二苯或聯三苯基團或具有不為聯二苯或聯三苯之液晶原基團的式I及II或其子式之化合物可類似於反應圖1來製備。
其他適宜方法示於下文實例中。
此外,本發明係關於包含一或多種式I化合物之LC介質。較佳地,LC介質包含一或多種可聚合化合物,其中之至少一者係式I化合物。
進一步較佳地,LC介質包含 - 可聚合組分A),其包含一或多種可聚合化合物、較佳地由其組成,該等可聚合化合物中之至少一者係式I化合物, - 液晶組分B),下文亦稱為「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原或液晶化合物、較佳地由其組成。
此外,本發明係關於如上文所述之LC介質或LC顯示器,其中使式I化合物或組分A)之可聚合化合物聚合。
此外,本發明係關於式I化合物及如上下文中所述之LC介質在PSA顯示器或聚合物穩定之SA-VA或HB-SA-FFS顯示器中的用途、及包含一或多種式I化合物或本發明之LC介質的LC顯示器,具體而言PSA顯示器、尤佳PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN顯示器、聚合物穩定之SA-VA或聚合物穩定之SA-HB-FFS顯示器。
對於PSA或聚合物穩定之SA顯示器之生產,LC介質中所含之可聚合化合物係視情況在將電壓施加至電極時藉由在LC顯示器之基板間之LC介質中原位聚合來聚合或交聯(若一種化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。
本發明之顯示器之結構對應於PSA顯示器之常見幾何結構,如在開篇處所引用先前技術中所闡述。無突出之幾何結構較佳,具體而言其中另外濾色器側上之電極未經結構化且僅在TFT側上之電極具有狹槽之彼等。用於PS-VA顯示器之尤其適宜且較佳之電極結構闡述於(例如) US 2006/0066793 A1中。
本發明之較佳PSA類型LC顯示器包含: -  第一基板,其包括界定像素區域之像素電極及視情況安置於像素電極上之第一配向層,該像素電極連結至安置於每一像素區域中之切換元件且視情況包括微裂縫圖案, -  第二基板,其包括普通電極層及視情況第二配向層,該普通電極層可安置於第二基板之面向第一基板之整個部分上, -  LC層,其安置於第一與第二基板之間且包括包含如上下文所述之可聚合組分A及液晶組分B之LC介質,其中可聚合組分A亦可聚合。
第一及/或第二配向層控制LC層之LC分子之配向方向。舉例而言,在PS-VA顯示器中,配向層經選擇使得其向LC分子賦予垂直(homeotropic或vertical)配向(即垂直於表面)或傾斜配向。此一配向層可(例如)包含聚醯亞胺,其亦可經摩擦或可藉由光配向方法來製備。
具有LC介質之LC層可藉由顯示器製造商常用之方法(例如所謂單滴填充(ODF)方法)沈積於顯示器之基板間。然後藉由(例如) UV光聚合使LC介質之可聚合組分聚合。可在一個步驟中或在兩個或更多個步驟中實施聚合。
PSA顯示器可包含其他元件,如濾色器、黑矩陣、鈍化層、光學延遲層、對個別像素進行定址之電晶體元件等,其所有皆為熟習此項技術者所熟知且可不利用發明性技能來採用。
電極結構可由熟習此項技術者視個別顯示器類型來設計。舉例而言,對於PS-VA顯示器而言,LC分子之多域定向可藉由提供具有裂縫及/或凸起或突出之電極來誘導以建立兩個、四個或更多個不同傾斜配向方向。
在聚合時,可聚合化合物形成交聯聚合物,此造成LC介質中之LC分子之某一傾斜。不希望受具體理論限制,據信由可聚合化合物形成之交聯聚合物之至少一部分將自LC介質相分離或沈澱並在基板或電極或其上所提供之配向層上形成聚合物層。顯微量測數據(如SEM及AFM)已證實所形成聚合物之至少一部分累積在LC/基板界面處。
可在一個步驟中實施聚合。亦可首先在第一步驟中視情況在施加電壓時實施聚合以產生傾斜角,且隨後在不施加電壓之第二聚合步驟中使第一步驟中未反應之化合物聚合或交聯(「末端固化」)。
適宜且較佳之聚合方法係(例如)熱或光聚合、較佳地光聚合、具體而言UV誘導之光聚合,該UV誘導之光聚合可藉由將可聚合化合物暴露至UV輻射來達成。
視情況將一或多種聚合起始劑添加至LC介質中。聚合之適宜條件及起始劑之適宜類型及量為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中。適用於自由基聚合者係(例如)市售光起始劑Irgacure651®、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173® (Ciba AG)。若採用聚合起始劑,則其比例較佳為0.001重量%至5重量%,尤佳為0.001重量%至1重量%。
本發明之可聚合化合物亦適於無起始劑之聚合,其伴隨有大量優點,例如較低材料成本及(具體而言)較少由可能殘留量之起始劑或其降解產物造成的LC介質污染。因此,亦可在不添加起始劑情況下實施聚合。在較佳實施例中,LC介質由此不含聚合起始劑。
LC介質亦可包含一或多種穩定劑以防止RM在(例如)儲存或運輸期間發生不期望之自發聚合。穩定劑之適宜類型及量為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中。尤其適宜者係(例如)來自Irganox®系列(Ciba AG)之市售穩定劑,例如Irganox® 1076。若採用穩定劑,則其比例基於RM或可聚合組分(組分A)之總量較佳為10 ppm至50,000 ppm,尤佳為50 ppm至5,000 ppm。
在較佳實施例中,液晶介質較佳以0.01重量%至1重量%、極佳地0.05重量%至0.5重量%之濃度含有一或多種對掌性摻雜劑。對掌性摻雜劑較佳選自由來自下表B之化合物組成之群、極佳地由R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011及R-或S-5011組成之群。
在另一較佳實施例中,液晶介質含有一或多種對掌性摻雜劑之外消旋體,該一或多種對掌性摻雜劑較佳地選自上一段落中所提及之對掌性摻雜劑。
在本發明之另一較佳實施例中,液晶介質含有一或多種其他穩定劑。適宜且較佳之穩定劑於下文列示於表C中。較佳LC介質含有選自下式之穩定劑
Figure 02_image385
   S
其中n係1至6之整數,較佳為3。
較佳地,液晶介質中穩定劑(如式S之彼等)之比例係10 ppm至100 ppm、極佳20 ppm至500 ppm。
在另一較佳實施例中,本發明之LC介質含有較佳濃度為0.1至2.5 %之自配向(SA)添加劑。此較佳實施例之LC介質尤其適用於SA-VA及SA-HB-FFS顯示器。
在較佳實施例中,本發明之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器不含聚醯亞胺配向層。在另一較佳實施例中,較佳實施例之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器含有聚醯亞胺配向層。
用於此較佳實施例之較佳SA添加劑係選自包含液晶原基團及直鏈或具支鏈烷基側鏈之化合物,其經一或多個選自羥基、羧基、胺基或硫醇基團之極性錨定基團封端。
進一步較佳之SA添加劑含有一或多個可聚合基團,其視情況經由間隔基團連接至液晶原基團。該等可聚合SA添加劑可在如應用於PSA過程中之RM之類似條件下在LC介質中聚合。
用以誘導垂直配向、尤其用於SA-VA模式顯示器中之適宜SA添加劑揭示於(例如) US 2013/0182202 A1、US 2014/0838581 A1、US 2015/0166890 A1及US 2015/0252265 A1中。
在另一較佳實施例中,本發明之LC介質或聚合物穩定之SA-VA或SA-FFS顯示器含有一或多種選自下表E之自配向添加劑。
具體而言,式I之可聚合化合物在製備PSA顯示器之製程顯示良好UV吸收,且因此尤其適宜於該製程,該製程包括以下特性中一或多者: -在2步驟製程中將可聚合介質暴露至顯示器中之UV光,該製程包括第一UV暴露步驟(「UV-1步驟」)以生成傾斜角及第二UV暴露步驟(「UV-2步驟」)以完成聚合, -將可聚合介質暴露至在顯示器中由節能UV燈(亦稱為「綠色UV燈」)生成之UV光。該等燈之特徵在於在其自300 nm至380 nm之吸收光譜中之相對低強度(習用UV1燈之1/100至1/10),且較佳在UV2步驟中使用,但視情況在該製程必需避免高強度時亦在UV1步驟中使用。 -將可聚合介質暴露至顯示器中由具有位移至較長波長(較佳地340 nm或更多)之輻射光譜之UV燈生成之UV光,以在PS-VA製程中避免短UV光暴露。
使用較低強度及UV位移至較長波長二者皆保護有機層免於可由UV光造成之損害。
本發明之較佳實施例係關於用於製備如上下文所述之PSA顯示器之製程,該製程包含以下特性中之一或多者: -在2步驟製程中將可聚合LC介質暴露至UV光,該製程包括第一UV暴露步驟(「UV-1步驟」)以生成傾斜角及之第二UV暴露步驟(「UV-2步驟」)以完成聚合, -將可聚合LC介質暴露至由UV燈生成之UV光,該UV燈在300 nm至380 nm之波長範圍內具有0.5 mW/cm2 至10 mW/cm2 之強度,較佳地在UV2步驟中且視情況亦在UV1步驟中使用, -將可聚合LC介質暴露至具有340 nm或更多、且較佳地400 nm或更少之波長之UV光。
可(例如)藉由使用期望UV燈或藉由使用帶通濾波器及/或截止濾波器來實施此較佳製程,該等帶通濾波器及/或截止濾波器實質上透射具有各別期望波長之UV光且實質上阻擋具有各別不期望波長之光。例如,當期望用波長λ為300 nm至400 nm之UV光輻照時,可使用實質上透射300 nm < λ < 400 nm之波長之寬帶通濾波器來實施UV暴露。當期望用波長λ超過340 nm之UV光輻照時,可使用實質上透射> 340 nm之波長λ之截止濾波器來實施UV暴露。
「實質上透射」意指該濾波器傳遞實質上一部分、較佳地至少50%之期望波長之入射光之強度。「實質上阻擋」意指該濾波器不傳遞大部分、較佳地至少50%之不期望波長之入射光之強度。「期望(不期望)波長」在(例如)帶通濾波器之情形下意指在λ之給定範圍內(外)之波長,且在截止濾波器之情形下意指高於(低於) λ之給定值之波長。
此較佳製程使能夠藉由使用較長UV波長製造顯示器,藉此減少或甚至避免短UV光組分之危險及損害效應。
UV輻射能通常係6 J至100 J,此取決於生產製程條件。
較佳地,本發明之LC介質基本上由如上下文所述之可聚合組分A)、或式I之一或多種可聚合化合物及LC組分B)、或LC主體混合物組成。然而,LC介質可另外包含一或多種其他組分或添加劑,較佳地選自包括(但不限於)以下之清單:共單體、對掌性摻雜劑、聚合起始劑、抑制劑、穩定劑、表面活性劑、潤濕劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏合劑、流動改良劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、輔助劑、著色劑、染料、顏料及奈米粒子。
尤佳者係包含式I之一種、兩種或三種可聚合化合物的LC介質。
此外,較佳者係其中可聚合組分A)僅包含式I之可聚合化合物之LC介質。
此外,較佳者係其中液晶組分B)或LC主體混合物具有向列型LC相且較佳地無對掌性液晶相的LC介質。
LC組分B)或LC主體混合物較佳地為向列型LC混合物。
此外,較佳者係非對掌性式I化合物及其中組分A及/或B之化合物排他性地選自由非對掌性化合物組成之群之LC介質。
較佳地,LC介質中可聚合組分A)之比例係>0至<5%、極佳>0至<1%、最佳0.01至<0.5%。
較佳地,LC介質中式I化合物之比例係>0至<5%、極佳>0至< 1%、最佳0.01至0.5%。
在另一較佳實施例中,LC介質中可聚合組分A)之比例係> 0至< 5%、極佳> 0至< 3%、最佳0.01至2.0。
較佳地,LC介質中LC組分B)之比例係95至<100 %、極佳99至<100%。
在另一較佳實施例中,LC介質中LC組分B)之比例係95至<100 %、極佳96.5至<100%、最佳98至<100%。
在較佳實施例中,可聚合組分B)之可聚合化合物排他地選自式I。
在另一較佳實施例中,除式I化合物之外,可聚合組分B)亦包含一或多種較佳選自RM之其他可聚合化合物(「共單體」)。
適宜且較佳之液晶原共單體係選自下式:
Figure 02_image387
Figure 02_image389
Figure 02_image391
Figure 02_image393
Figure 02_image395
Figure 02_image397
其中該等個別基團具有以下含義: P1 、P2 及P3 各自彼此獨立地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團, Sp1 、Sp2 及Sp3 各自彼此獨立地表示單鍵或具有上下文針對Sp指示之含義中之一者的間隔基團,且尤佳表示-(CH2 )p1 -、 -(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-或-(CH2 )p1 -O-CO-O-,其中p1係1至12之整數,另外,其中基團P1 -Sp1 -、P1 -Sp2 -及P3 -Sp3 -中之一或多者可表示Raa ,前提係存在之基團P1 -Sp1 -、P2 -Sp2 及P3 -Sp3 -中之至少一者不為Raa , Raa 表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或具支鏈烷基,另外,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由C(R0 )=C(R00 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且另外,其中一或多個H原子可由F、Cl、CN或P1 -Sp1 -置換;尤佳具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈、視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基(其中烯基及炔基具有至少兩個C原子且具支鏈基團具有至少三個C原子), R0 、R00 各自彼此獨立地且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, Ry 及Rz 各自彼此獨立地表示H、F、CH3 或CF3 , X1 、X2 及X3 各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-或單鍵, Z1 表示-O-、-CO-、-C(Ry Rz )-或-CF2 CF2 -, Z2 及Z3 各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -或-(CH2 )n -,其中n係2、3或4, L      在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈、視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,較佳F, L'及L''       各自彼此獨立地表示H、F或Cl, k               表示0或1, 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。
尤佳者係式M2、M13、M17、M22、M23、M24、M30、M31及M32之化合物。
進一步較佳者係三反應性化合物M15至M30,具體而言M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30、M31及M32。
在式M1至M32之化合物中,基團
Figure 02_image399
   較佳係
Figure 02_image401
Figure 02_image403
Figure 02_image405
Figure 02_image407
Figure 02_image409
   或
Figure 02_image411
  
其中L每次出現時相同或不同地具有上文或下文所給出含義中之一者,且較佳係F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、C(CH3 )3 、CH(CH3 )2 、CH2 CH(CH3 )C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 或P-Sp-,極佳F、Cl、CN、CH3 、C2 H5 、OCH3 、COCH3 、OCF3 或P-Sp-,更佳F、Cl、CH3 、OCH3 、COCH3 或OCF3 3 ,尤其F或CH3
除上述可聚合化合物外,用於本發明之LC顯示器中之LC介質包含LC混合物(「主體混合物」),其包含一或多種、較佳兩種或更多種選自不可聚合之低分子量化合物的LC化合物。該等LC化合物經選擇使得其在施加至可聚合化合物之聚合之條件下對於聚合反應係穩定的及/或不具反應性。
原則上,適用於習用顯示器中之任何LC混合物適用作主體混合物。適宜LC混合物為熟習此項技術者且闡述於文獻中,例如EP 1 378 557 A1中之VA顯示器中之混合物及EP 1 306 418 A1及DE 102 24 046 A1中之OCB顯示器之混合物。
式I之可聚合化合物尤其適用於包含一或多種包含烯基之液晶原或LC化合物(在下文中亦稱為「烯基化合物」)的LC主體混合物,其中該烯基在用於式I化合物及LC介質中所含之其他可聚合化合物之聚合的條件對聚合反應穩定。與自先前技術已知之RM相比,該LC主體混合物中之式I化合物展現改良之性質,如溶解度、反應性或生成傾斜角之能力。
因此,除式I之可聚合化合物之外,本發明之LC介質包含一或多種包含烯基之液晶原或液晶化合物(「烯基化合物」),其中此烯基較佳在用於式I化合物或LC介質中所含之其他可聚合化合物之聚合的條件對聚合反應穩定。
烯基化合物中之烯基較佳選自具體而言具有2至25個C原子、尤佳具有2至12個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烯基,另外,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且另外,其中一或多個H原子可由F及/或Cl置換。
較佳烯基係具有2至7個C原子之直鏈烯基及環己烯基,具體而言乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、1,4-環己烯-1-基及1,4-環己烯-3-基。
LC主體混合物(即無任何可聚合化合物)中含有烯基之化合物之濃度係5%至100%、極佳20%至60%。
尤佳者係含有1至5種、1、2或3種具有烯基之化合物的LC混合物。
含有烯基之液晶原及LC化合物較佳選自如下文所定義之式AN及AY。
除上文所述之可聚合組分A)以外,本發明LC介質包含LC組分B)或LC主體混合物,其包含一或多種、較佳地兩種或更多種選自不可聚合之低分子量化合物之LC化合物。該等LC化合物經選擇使得其在施加至可聚合化合物之聚合之條件下對於聚合反應係穩定的及/或不具反應性。
在第一較佳實施例中,LC介質含有基於具有負介電各向異性之化合物之LC組分B)或LC主體混合物。該等LC介質尤其適用於PS-VA、SA-VA及PS-UB-FFS顯示器中。該LC介質之尤佳實施例係下文部分a)-z3)之彼等: a)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式CY及PY之化合物:
Figure 02_image413
其中 a      表示1或2, b      表示0或1,
Figure 02_image415
表示
Figure 02_image417
R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳為具有1至6個C原子之烷基或烷氧基, Zx 及Zy 各自彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳單鍵, L1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
較佳地,L1 及L2 二者皆表示F,或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl,或L3 及L4 二者皆表示F,或L3 及L4 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式CY化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image419
Figure 02_image421
Figure 02_image423
Figure 02_image425
Figure 02_image427
其中a表示1或2,alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
式PY化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image429
Figure 02_image431
Figure 02_image433
Figure 02_image435
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 b)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物含有一或多種包含烯基之液晶原或LC化合物(下文亦稱為「烯基化合物」),其中該烯基在用於LC介質中所含之可聚合化合物之聚合之條件下對聚合反應穩定。
較佳地,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式AN及AY之烯基化合物
Figure 02_image437
Figure 02_image439
其中該等個別基團在每次出現時相同或不同且各自彼此獨立地具有以下含義:
Figure 02_image441
RA1 具有2至9個C原子之烯基,或若環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則RA1 亦具有RA2 之含義中之一者, RA2 具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子彼此不直接連接之方式置換, Zx -CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳單鍵, L1-4 H、F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F或CHF2 H,較佳H、F或Cl, x      1或2, z      0或1。
較佳之式AN及AY之化合物係其中RA2 係選自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基及庚烯基之彼等。
在較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AN化合物:
Figure 02_image443
Figure 02_image445
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至7個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
較佳地,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式AN1、AN2、AN3及AN6之化合物、極佳一或多種式AN1之化合物。
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AN化合物:
Figure 02_image447
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,且Rb1 表示H、CH3 或C2 H5
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之化合物:
Figure 02_image449
最佳者係式AN1a2及AN1a5之化合物。
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AY之化合物:
Figure 02_image451
Figure 02_image453
Figure 02_image455
Figure 02_image457
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,「(O)」表示O原子或單鍵,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至7個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AY之化合物:
Figure 02_image459
Figure 02_image461
其中m及n各自彼此獨立地表示1、2、3、4、5或6,且alkenyl表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
較佳地,LC介質中式AN及AY化合物之比例係2至70重量%、極佳5至60重量%、最佳10至50重量%。
較佳地,LC介質或LC主體混合物含有1至5種、較佳1、2或3種選自式AN及AY之化合物。
在本發明之另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式AY14、極佳AY14a之化合物。LC介質中式AY14或AY14a之化合物之比例較佳係3至20重量%。
添加式AN及/或AY之烯基化合物能夠降低LC介質之黏度及反應時間。 c)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種下式之化合物:
Figure 02_image463
其中該等個別基團具有以下含義:
Figure 02_image465
表示
Figure 02_image467
Figure 02_image469
Figure 02_image471
表示
Figure 02_image473
R3 及R4 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以O原子彼此不直接連接之方式置換, Zy 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-,-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳單鍵。
式ZK化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image475
Figure 02_image477
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤佳者係式ZK1之化合物。
尤佳之式ZK之化合物係選自以下子式:
Figure 02_image479
Figure 02_image481
其中丙基、丁基及戊基係直鏈基團。 最佳者係式ZK1a之化合物。 d)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式化合物:
Figure 02_image483
其中個別基團在每次出現時相同或不同地具有以下含義: R5 及R6 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基,
Figure 02_image485
表示
Figure 02_image487
Figure 02_image489
表示
Figure 02_image491
,且
e 表示1或2。 式DK化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image493
Figure 02_image495
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。alkenyl較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 e)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式化合物:
Figure 02_image497
LY
其中該等個別基團具有以下含義:
Figure 02_image499
Figure 02_image501
其中至少一個環F不為伸環己基, f      表示1或2, R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換, Zx 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳為單鍵, L1 及L2 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
較佳地,基團L1 及L2 二者皆表示F,或基團L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式LY化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image503
Figure 02_image505
Figure 02_image507
Figure 02_image509
其中R1 具有上文所指示之含義,alkyl表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,(O)表示氧原子或單鍵,且v表示1至6之整數。R1 較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基,具體而言CH3 、C2 H5 、n-C3 H7 、n-C4 H9 、n-C5 H11 、CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 f)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:
Figure 02_image511
其中alkyl表示C1-6 -烷基,Lx 表示H或F,且X表示F、Cl、OCF3 、OCHF2 或OCH=CF2 。尤佳者係式G1化合物,其中X表示F。 g)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:
Figure 02_image513
Figure 02_image515
Figure 02_image517
其中R5 具有上文針對R1 所指示含義中之一者,alkyl表示C1-6 -烷基,d表示0或1,且z及m各自彼此獨立地表示1至6之整數。該等化合物中之R5 尤佳為C1-6 -烷基或-烷氧基或C2-6 -烯基,d較佳為1。本發明之LC介質較佳包含≥5重量%之量之一或多種上文提及之式的化合物。 h)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之聯苯化合物:
Figure 02_image519
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 LC主體混合物中式B1至B3之聯苯之比例較佳為至少3重量%、具體而言≥5重量%。 式B2化合物尤佳。 式B1至B3之化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image521
Figure 02_image523
其中alkyl*表示具有1至6個碳原子之烷基。本發明之介質尤佳包含一或多種式B1a及/或B2c之化合物。 i)           LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之聯三苯基化合物:
Figure 02_image525
其中R5 及R6 各自彼此獨立地具有上文所指示含義中之一者,且
Figure 02_image527
各自彼此獨立地表示
Figure 02_image529
其中L5 表示F或Cl、較佳F,且L6 表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F或CHF2 ,較佳F。 式T化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image531
Figure 02_image533
Figure 02_image535
Figure 02_image537
其中R表示具有1-7個C原子之直鏈烷基或烷氧基,R*表示具有2-7個C原子之直鏈烯基,(O)表示氧原子或單鍵,且m表示1至6之整數。R*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、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主體混合物較佳包含0.5-30重量%、具體而言1-20重量%之量的式T及較佳其子式的聯三苯基。
尤佳者係式T1、T2、T3及T21之化合物。在該等化合物中,R較佳表示烷基,進而言之烷氧基,其各自具有1-5個C原子。
若欲混合物之Δn值≥ 0.1,則在本發明之LC介質中較佳採用聯三苯基。較佳LC介質包含2-20重量%之一或多種式T之聯三苯基化合物,其較佳選自化合物T1至T22之群。 k)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之聯四苯基化合物:
Figure 02_image539
其中 RQ 係具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, XQ 係F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯氧基, LQ1 至LQ6 彼此獨立地係H或F,其中LQ1 至LQ6 中之至少一者係F。
較佳之式Q化合物係其中RQ 表示具有2至6個C原子之直鏈烷基、極佳乙基、正丙基或正丁基的彼等。
較佳之式Q化合物係其中LQ3 及LQ4 係F之彼等。進一步較佳之式Q化合物係其中LQ3 、LQ4 以及LQ1 及LQ2 中之一者或二者為F的彼等。
較佳之式Q化合物係其中XQ 表示F或OCF3 、極佳F之彼等。
式Q化合物較佳選自以下子式
Figure 02_image541
其中RQ 具有式Q之含義中之一者或上下文給出之其較佳含義中之一者,且較佳係乙基、正丙基或正丁基。
尤佳者係式Q1化合物,具體而言其中RQ 係正丙基之彼等。
較佳地,LC主體混合物中式Q化合物之比例係>0至≤5重量%、極佳0.1至2重量%、最佳0.2至1.5重量%。
較佳地,LC主體混合物含有1至5種、較佳1或2種式Q化合物。
將式Q聯四苯基化合物添加至LC主體混合物中使能夠減少ODF色差,同時維持高UV吸收,使能夠快速且完全聚合,使能夠強烈且快速生成傾斜角,並增加LC介質之UV穩定性。
此外,將具有正介電各向異性之式Q化合物添加至具有負介電各向異性之LC介質中允許更好地控制介電常數ε|| 及ε 之值,且具體而言使能夠達成高介電常數ε|| 值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此減少回踢電壓(kick-back voltage)並減少殘影。 l) LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種式CC化合物:
Figure 02_image543
其中 RC 表示具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, XC 表示F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯氧基, LC1 、LC2 彼此獨立地表示H或F,其中LC1 及LC2 中之至少一者為F。
較佳之式CC化合物係其中RC 表示具有2至6個C原子之直鏈烷基、極佳乙基、正丙基或正丁基的彼等。
較佳之式CC化合物係其中LC1 及LC2 係F之彼等。
較佳之式CC化合物係其中XC 表示F或OCF3 、極佳F之彼等。
較佳之式CC化合物係選自下式
Figure 02_image545
其中RC 具有式CC之含義中之一者或上下文給出之其較佳含義中之一者,且較佳係乙基、正丙基或正丁基、極佳正丙基。
較佳地,LC主體混合物中式CC化合物之比例係>0至≤ 10重量%、極佳0.1至8重量%、最佳0.2至5重量%。
較佳地,LC主體混合物含有1至5種、較佳1、2或3種式CC化合物。
將具有正介電各向異性之式CC化合物添加至具有負介電各向異性之LC介質允許更好地控制介電常數ε|| 及ε 之值,且具體而言使能夠達成高介電常數ε|| 值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此減少回踢電壓並減少殘影。此外,添加式CC化合物使能夠降低LC介質之黏度及反應時間。 m)    LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:
Figure 02_image547
Figure 02_image549
其中R1 及R2 具有上文所指示之含義且較佳各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基。
較佳介質包含一或多種選自式O1、O3及O4之化合物。 n)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式化合物:
Figure 02_image551
其中
Figure 02_image553
R9 表示H、CH3 、C2 H5 或n-C3 H7 ,(F)表示可選氟取代基,且q表示1、2或3,且R7 具有針對R1 指示之含義中之一者,其之量較佳為> 3重量%、具體而言≥ 5重量%且極佳5-30重量%。
尤佳式FI化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image555
Figure 02_image557
其中R7 較佳表示直鏈烷基,且R9 表示CH3 、C2 H5 或n-C3 H7 。尤佳者係式FI1、FI2及FI3之化合物。 o)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:
Figure 02_image559
其中R 8 具有針對R1 指示之含義,且alkyl表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。 p)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物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,選自由下式組成之群之化合物:
Figure 02_image561
Figure 02_image563
其中 R10 及R11 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基, 且R10 及R11 較佳地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之直鏈烯基,且 Z1 及Z2 各自彼此獨立地表示-C2 H4 -、 -CH=CH-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )3 O-、-O(CH2 )3 -、-CH=CH-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CH=CH-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2 -或單鍵。 q)              LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之二氟二苯并二氫苯并哌喃及/或二氫苯并哌喃:
Figure 02_image565
其中 R11 及R12 各自彼此獨立地具有上文針對R11 指示之含義中之一者, 環M  係反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基, Zm -C2 H4 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-或-O-CO-, c      係0、1或2, 較佳地其之量為3至20重量%,具體而言其之量為3至15重量%。 尤佳之式BC、CR及RC化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image567
Figure 02_image569
Figure 02_image571
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,(O)表示氧原子或單鍵,c係1或2,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
極佳者係包含一種、兩種或三種式BC-2化合物之LC主體混合物。 r)  LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之氟化菲及/或二苯并呋喃:
Figure 02_image573
其中R11 及R12 各自彼此獨立地具有上文針對R11 所指示之含義中之一者,b表示0或1,L表示F,且r表示1、2或3。 尤佳之式PH及BF化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image575
Figure 02_image577
其中R及R’各自彼此獨立地表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基。 s) LC介質,其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之單環化合物
Figure 02_image579
Y
其中 R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳為具有1至6個C原子之烷基或烷氧基, L1 及L2 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
較佳地,L1 及L2 二者皆表示F,或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl,
式Y化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image581
Figure 02_image583
Figure 02_image585
其中Alkyl及Alkyl*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,Alkoxy表示具有1-6個C原子之直鏈烷氧基,Alkenyl及Alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,且O表示氧原子或單鍵。Alkenyl及Alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤佳之式Y化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image587
其中Alkoxy較佳表示具有3、4或5個C原子之直鏈烷氧基。 t)     LC介質,除如上下文所述之可聚合化合物外,其不含含有末端乙烯基氧基(-O-CH=CH2 )之化合物。 u)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物包含1至8種、較佳1至5種式CY1、CY2、PY1及/或PY2之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例作為整體較佳為5至60%、尤佳地10至35%。在每一情形下,該等個別化合物之含量較佳為2至20%。 v)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物包含1至8種、較佳1至5種式CY9、CY10、PY9及/或PY10之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例作為整體較佳為5至60%、尤佳地10至35%。在每一情形下,該等個別化合物之含量較佳為2至20%。 w)    LC介質,其中組分B)或LC主體混合物包含1至10種、較佳1至8種式ZK化合物、具體而言式ZK1、ZK2及/或ZK6化合物。LC主體混合物中之該等化合物之比例作為整體較佳為3至25%、尤佳地5至45%。在每一情形下,該等個別化合物之含量較佳為2至20%。 x)     LC介質,其中LC主體混合物中式CY、PY及ZK化合物之比例作為整體大於70%、較佳大於80%。 y)     LC介質,其中LC主體混合物含有一或多種含有烯基之化合物,其較佳選自式AN及AY,極佳選自式AN1、AN3、AN6及AY14,最佳選自式AN1a、AN3a、AN6a及AY14。LC主體混合物中該等化合物之濃度係較佳2至70%、極佳3至55%。 z)     LC介質,其中組分B)或LC主體混合物含有一或多種、較佳1至5種經選擇具有式PY1-PY8、極佳式PY2之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例作為整體較佳為1至30%、尤佳地2至20%。在每一情形下,該等個別化合物之含量較佳為1至20%。 z1)   LC介質,其中組分B)或LC主體混合物含有一或多種、較佳1、2或3中選自式T1、T2及T5、極佳式T2之化合物。LC主體混合物中該等化合物之含量作為整體較佳為1至20%。 z2)   LC介質,其中LC主體混合物含有一或多種選自式CY及PY之化合物、一或多種選自式AN及AY之化合物及一或多種選自式T及Q之化合物。 z3)   LC介質,其中LC主體混合物含有一或多種、較佳1、2或3種式BF1化合物、及一或多種、較佳1、2或3種選自式AY14、AY15及AY16、極佳式AY14之化合物。LC主體混合物中式AY14-AY16化合物之比例較佳係2至35%、極佳3至30%。LC主體混合物中式BF1化合物之比例較佳係0.5至20%、極佳1至15%。進一步較佳地,根據此較佳實施例之LC主體混合物含有一或多種、較佳1、2或3種較佳選自式T1, T2及T5、極佳式T2或T5之式T化合物。LC主體混合物介質中式T化合物之比例較佳係0.5至15%、極佳1至10%。
在第二較佳實施例中,LC介質含有基於具有正介電各向異性之化合物的LC主體混合物。該等LC介質尤其適用於PS-OCB、PS-TN、PS-Posi-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-HB-FFS顯示器。
Figure 02_image589
Figure 02_image591
其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義:
Figure 02_image593
  
各自彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地表示  
  
Figure 02_image595
Figure 02_image597
R21 、R31 各自彼此獨立地具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, X0 F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯氧基, Z31 -CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反式- CH=CH-、反式- CF=CF-、-CH2 O-或單鍵,較佳-CH2 CH2 -、-COO-、反式- CH=CH-或單鍵,尤佳-COO-、反式- CH=CH-或單鍵, L21 、L22 、L31 、L32 各自彼此獨立地為H或F, g                     0、1、2或3。
在式A及B之化合物中,X0 較佳係F、Cl、CF3 、CHF2 、OCF3 、OCHF2 、OCFHCF3 、OCFHCHF2 、OCFHCHF2 、OCF2 CH3 、OCF2 CHF2 、OCF2 CHF2 、OCF2 CF2 CHF2 、OCF2 CF2 CHF2 、OCFHCF2 CF3 、OCFHCF2 CHF2 、OCF2 CF2 CF3 、OCF2 CF2 CClF2 、OCClFCF2 CF3 或CH=CF2 ,極佳F或OCF3 ,最佳F。
在式A及B之化合物中,R21 及R31 較佳選自具有1、2、3、4、5或6個C原子之直鏈烷基或烷氧基及具有2、3、4、5、6或7個C原子之直鏈烯基。
在式A及B之化合物中,g較佳係1或2。
在式B化合物中,Z31 較佳係COO、反式-CH=CH或單鍵,極佳COO或單鍵。
較佳地,LC介質之組分B)包含一或多種選自由下式組成之群之式A化合物:
Figure 02_image599
Figure 02_image601
其中A21 、A22 、R21 、X0 、L21 及L22 具有式A中給出之含義,L23 及L24 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。尤佳係式A1及A2化合物。
尤佳之式A1化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image603
Figure 02_image605
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A1中給出之含義,L23 、L24 、L25 及L26 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
尤佳之式A1化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image607
Figure 02_image609
其中R21 係如式A1中所定義。
尤佳之式A2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image611
Figure 02_image613
Figure 02_image615
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A2中給出之含義,L23 、L24 、L25 及L26 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
極佳之式A2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image617
Figure 02_image619
其中R21 及X0 係如式A2中所定義。
尤佳之式A3化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image621
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A3中給出之含義,且X0 較佳係F。
尤佳之式A4化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image623
其中R21 係如式A4中所定義。
較佳地,LC介質之組分B)包含一或多種選自由下式組成之群之式B化合物:
Figure 02_image625
其中g、A31 、A32 、R31 、X0 、L31 及L32 具有式B中給出之含義,且X0 較佳係F。尤佳者係式B1及B2化合物。
尤佳之式B1化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image627
其中R31 、X0 、L31 及L32 具有式B1中給出之含義,且X0 較佳係F。
極佳之式B1a化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image629
其中R31 係如式B1中所定義。
極佳之式B1b化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image631
其中R31 係如式B1中所定義。
尤佳之式B2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image633
Figure 02_image635
Figure 02_image637
其中R31 、X0 、L31 及L32 具有式B2中給出之含義,L33 、L34 、L35 及L36 各自彼此獨立地H或F,且X0 較佳係F。
極佳之式B2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image639
Figure 02_image641
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2b化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image643
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2c化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image645
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2d及B2e化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image647
Figure 02_image649
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2f化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image651
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2g化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image653
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2h化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image655
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2i化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image657
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2k化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image659
其中R31 係如式B2中所定義。
極佳之式B2l化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image661
其中R31 係如式B2中所定義。
作為式B1及/或B2化合物之替代或除其之外,LC介質之組分B)亦可包含一或多種如上文所定義之式B3化合物。
尤佳之式B3化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image663
其中R31 係如式B3中所定義。
較佳地,除了式A及/或B化合物之外,LC介質之組分B)亦包含一或多種式C化合物
Figure 02_image665
其中該等個別基團具有以下含義:
Figure 02_image667
各自彼此獨立地且
在每次出現時相同或不同地表示
  
Figure 02_image669
  
Figure 02_image671
R41 、R42 各自彼此獨立地具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, Z41 、Z42 各自彼此獨立地-CH2 CH2 -、-COO-、反式- CH=CH-、反式- CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-、-C≡C-或單鍵,較佳單鍵, h                     0、1、2或3。
在式C化合物中,R41 及R42 較佳選自具有1、2、3、4、5或6個C原子之直鏈烷基或烷氧基及具有2、3、4、5、6或7個C原子之直鏈烯基。
在式C化合物中,h較佳係0、1或2。
在式C化合物中,Z41 及Z42 較佳選自COO、反式-CH=CH及單鍵,極佳COO及單鍵。
較佳之式C化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image673
Figure 02_image675
Figure 02_image677
其中R41 及R42 具有式C中所給出之含義,且較佳地各自彼此獨立地表示具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基。
進一步較佳地,除式A及/或B化合物之外,LC介質之組分B)亦包含一或多種式D化合物
Figure 02_image679
其中A41 、A42 、Z41 、Z42 、R41 、R42 及h具有式C中所給出之含義或上文給出之較佳含義中之一者。
較佳之式D化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image681
其中R41 及R42 具有式D中所給出之含義且R41 較佳表示烷基,且在式D1中,R42 較佳表示烯基、尤佳-(CH2 )2 -CH=CH-CH3 ,且在式D2中,R42 較佳表示烷基、-(CH2 )2 -CH=CH2 或-(CH2 )2 -CH=CH-CH3
進一步較佳地,除式A及/或B化合物之外,LC介質之組分B)亦包含一或多種含有烯基之式E化合物
Figure 02_image683
其中該等個別基團在每次出現時相同或不同且各自彼此獨立地具有以下含義:
Figure 02_image685
RA1 具有2至9個C原子之烯基,或若環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則RA1 亦具有RA2 之含義中之一者, RA2 具有1至12個C原子之烷基,另外,其中一或兩個非毗鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子彼此不直接連接之方式置換, x 1或2。 RA2 較佳係具有1至8個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至7個C原子之直鏈烯基。
較佳之式E化合物係選自以下子式:
Figure 02_image687
Figure 02_image689
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至7個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
極佳之式E化合物係選自以下子式:
Figure 02_image691
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,且Rb1 表示H、CH3 或C2 H5
極佳之式E化合物係選自以下子式:
Figure 02_image693
Figure 02_image695
最佳者係式E1a2、E1a5、E3a1及E6a1之化合物。
進一步較佳地,除式A及/或B化合物之外,LC介質之組分B)亦包含一或多種式F化合物
Figure 02_image697
其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義:
Figure 02_image699
R21 、R31 各自彼此獨立地具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, X0 F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯氧基, Z21 -CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反式- CH=CH-、反式- CF=CF-、-CH2 O-或單鍵,較佳-CH2 CH2 -、-COO-、反式- CH=CH-或單鍵,尤佳-COO-、反式- CH=CH-或單鍵, L21 、L22 、L23 、L24 各自彼此獨立地為H或F, g                     0、1、2或3。
尤佳之式F化合物係選自由下式組成之群:
Figure 02_image701
Figure 02_image703
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式F中給出之含義,L25 及L26 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
極佳之式F1-F3化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image705
Figure 02_image707
其中R21 係如式F1中所定義。
LC主體混合物中式A及B化合物之濃度較佳係2至60%、極佳3至45%、最佳4至35%。
LC主體混合物中式C及D化合物之濃度較佳係2至70%、極佳5至65%、最佳10至60%。
LC主體混合物中式E化合物之濃度較佳係5至50%、極佳5至35%。
LC主體混合物中式F化合物之濃度較佳係2至30%、極佳5至20%。
下文列示本發明之此第二較佳實施例之進一步較佳之實施例,包括其任何組合。 2a)   LC主體混合物包含一或多種具有高正介電各向異性、較佳Δε > 15之式A及/或B化合物。 2b)   LC主體混合物包含一或多種選自由式A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2h3、B2l1、F1a組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係4至40%、極佳5至35%。 2c)   LC主體混合物包含一或多種選自由式B2c1、B2c4、B2f4、C14組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係4至40%、極佳5至35%。 2d)   LC主體混合物包含一或多種選自由式C3、C4、C5、C9及D2組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係8至70%、極佳10至60%。 2e)   LC主體混合物包含一或多種選自由式E1、E3及E6、較佳E1a、E3a及E6a、極佳E1a2、E1a5、E3a1及E6a1組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係5至60%、極佳10至50%。
上文所提及之較佳實施例之化合物與上述聚合化合物之組合在本發明LC介質中造成低臨限電壓、低旋轉黏度及極佳低溫穩定性,同時造成持續高之澄清點及高HR值,且允許在PSA顯示器中快速建立尤其低之傾斜角。具體而言,在PSA顯示器中LC介質與來自先前技術之介質相比呈現顯著縮短之反應時間、具體而言亦呈現灰階陰影反應時間。
本發明之LC介質及LC主體混合物於20℃下較佳具有至少80 K、尤佳至少100 K之向列相範圍、及≤ 250 mPa·s、較佳≤ 200 mPa. s之旋轉黏度。
在本發明之VA類型顯示器中,處於關閉狀態之LC介質層中之分子垂直於電極表面配向(垂直地)或具有傾斜垂直配向。在將電壓施加至電極時,LC分子發生再配向,其中分子縱軸平行於電極表面。
基於根據第一較佳實例之具有負介電各向異性之化合物、具體而言用於PS-VA、PS-UB-FFS及SA-VA類型之顯示器中之本發明LC介質在20℃及1 kHz下具有較佳地-0.5至-10、具體而言-2.5至-7.5之負介電各向異性Δε。
用於PS-VA、PS-UB-FFS及SA-VA類型顯示器中之本發明之LC介質中的雙折射率Δn較佳低於0.16、尤佳0.06至0.14、極佳0.07至0.12。
在本發明之OCB類型顯示器中,LC介質層中之分子具有「彎曲」配向。在施加電壓時,LC分子發生再配向,其中分子縱軸垂直於該等電極表面。
基於根據第二較佳實例之具有正介電各向異性之化合物、具體而言用於PS-TN-、PS-posi-VA-、PS-IPS-、PS-FFS及SA-FFS類型之顯示器中之本發明LC介質在20℃及1 kHz下較佳具有+2至+30、尤佳+3至+20之正介電各向異性Δε。
用於PS-OCB類型顯示器中之本發明之LC介質中的雙折射率Δn較佳係0.14至0.22、尤佳0.16至0.22。
用於PS-TN-、PS-posi-VA-、PS-IPS-、PS-FFS及SA-FFS類型顯示器中之本發明之LC介質中的雙折射率Δn較佳係0.07至0.15、尤佳0.08至0.13。
本發明LC介質亦可包含熟習此項技術者已知之其他添加劑且闡述於文獻中,例如聚合起始劑、抑制劑、穩定劑、表面活性物質或對掌性摻雜劑。該等添加劑可聚合或不可聚合。將可聚合添加劑相應地歸屬於可聚合組分或組分A)。將不可聚合添加劑相應歸屬為不可聚合組分或組分B)。
此外,可向LC介質中添加(例如) 0重量%至15重量%之多色染料、此外奈米粒子、用以改良導電性之導電鹽(較佳為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複鹽(例如,參見Haller等人,Mol. Cryst. Liq. Cryst.24 , 249-258 (1973)))或用於改變介電各向異性、黏度及/或向列相之配向之物質。此類物質闡述於(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中。
本發明LC介質之較佳實施例a)至z)之個別組分為已知,或其製備方法可由熟習此項技術者容易地自先前技術推導出,此乃因其係基於文獻中所述標準方法。式CY之相應化合物闡述於(例如) EP-A-0 364 538中。式ZK之相應化合物闡述於(例如) DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
可根據本發明使用之LC介質係以本身習用之方式、例如藉由使一或多種上文提及之化合物與一或多種上文所定義之可聚合化合物、且視情況與其他液晶化合物及/或添加劑混合來製備。一般而言,有利地在高溫下,將期望量之以較少量使用的組分溶於構成主要成分之組分中。亦可在有機溶劑中混合該等組分之溶液,例如在丙酮、氯仿或甲醇中,且在徹底混合後再藉由(例如)蒸餾來去除溶劑。此外,本發明係關於製備本發明LC介質之方法。
對於熟習此項技術者不言而喻的是,本發明LC介質亦可包含其中(例如) H、N、O、Cl、F已由相應同位素(如氘等)置換之化合物。
以下實例解釋本發明而非對其加以限制。然而,其對熟習此項技術人員顯示關於較佳地欲採用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合的較佳混合物概念。另外,實例闡釋可得到何種性質及性質組合。
較佳混合物組分顯示於下表A1及A2中。表A1中所示之化合物尤其適用於具有正介電各向異性之LC混合物。表A2中所示之化合物尤其適用於具有負介電各向異性之LC混合物。
表A1 在表A1中,m及n彼此獨立地係1至12、較佳1、2、3、4、5或6之整數,k係0、1、2、3、4、5或6,且(O)Cm H2m+1 意指Cm H2m+1 或OCm H2m+1
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A2 在表A2中,m及n彼此獨立地係1至12、較佳1、2、3、4、5或6之整數,k係0、1、2、3、4、5或6,且(O)Cm H2m+1 意指Cm H2m+1 或OCm H2m+1
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在本發明之第一較佳實施例中,本發明LC介質、尤其具有正介電各向異性之彼等包含一或多種選自由來自表A1之化合物組成之群之化合物。
在本發明之第二較佳實施例中,本發明LC介質、尤其具有負介電各向異性之彼等包含一或多種選自由來自表A2之化合物組成之群之化合物。
B 表B顯示可添加至本發明LC介質中之可能對掌性摻雜劑。
Figure 02_image765
Figure 02_image767
LC介質較佳包含0重量%至10重量%、具體而言0.01重量%至5重量%、尤佳0.1重量%至3重量%之摻雜劑。LC介質較佳地包含一或多種選自由來自表B之化合物組成之群之摻雜劑。
C 表C顯示可添加至本發明LC介質中之可能穩定劑。其中n表示1至12、較佳1、2、3、4、5、6、7或8之整數,且未顯示末端甲基。
Figure 02_image769
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Figure 02_image781
LC介質較佳包含0重量%至10重量%、具體而言1 ppm至5重量%、尤佳1 ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳地包括一或多種選自由來自表C之化合物組成之群之穩定劑。
D 表D顯示可用於本發明LC介質中之闡釋性反應性液晶原化合物。
Figure 02_image783
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Figure 02_image825
在較佳實施例中,本發明之混合物包含一或多種可聚合化合物,其較佳選自式RM-1至RM-144之可聚合化合物。在該等中,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-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-102、RM-103、RM-109、RM-117、RM-120、RM-121及RM-122尤佳。
E 表E顯示用於垂直配向之自配向添加劑,其可與式I之可聚合化合物一起用於LC介質中用於本發明之SA-VA及SA-FFS顯示器:
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Figure 02_image829
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Figure 02_image847
Figure 02_image849
在較佳實施例中,本發明之LC介質、SA-VA及SA-FFS顯示器包含一或多種選自式SA-1至SA-48、較佳式SA-14至SA-48、極佳式SA-20至SA-34及SA-44之SA添加劑與一或多種式I之RM的組合。
實例 以下實例解釋本發明而非對其加以限制。然而,其對熟習此項技術人員顯示關於較佳地欲採用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合的較佳混合物概念。另外,實例闡釋可得到何種性質及性質組合。 另外,使用以下縮寫及符號: V0 20℃下之臨限電壓,電容[V], ne 20℃及589 nm下之非常折射率, no 20℃及589 nm下之尋常折射率, Δn             20℃及589 nm下之光學各向異性, ε 20℃及1 kHz下之垂直於指向矢之介電容率, ε|| 20℃及1 kHz下之平行於指向矢之介電容率, Δε             20℃及1 kHz下之介電各向異性, cl.p., T(N,I)                        澄清點[℃], γ1 20℃下之旋轉黏度[mPa·s], K1 20℃下之彈性常數,「展曲」變形[pN], K2 20℃下之彈性常數,「扭曲」變形[pN], K3 20℃下之彈性常數,「彎曲」變形[pN]。
除非另外明確說明,否則本申請案中所有濃度皆係以重量百分比引述且係關於相應整體混合物,即包含所有固體或液晶組分而無溶劑。
除非另外明確註明,否則本申請案中所指示之所有溫度值(例如,熔點T(C,N)、自層列(S)相至向列(N)相之轉變點T(S,N)及澄清點T(N,I))皆以攝氏度(℃)引述。M.p.表示溶點,cl.p. =澄清點。另外,C=晶態,N=向列相,S=層列相且I=各向同性相。該等符號間之數據代表轉變溫度。
除非另有明確說明,否則在每一情形下所有物理性質皆係且已根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」(Status 1997年11月, Merck KGaA, Germany)測定並適用於20℃之溫度,且Δn係在589 nm下測定且Δε係在1 kHz下測定。
除非另有明確指示,否則對於本發明而言,術語「臨限電壓」係指電容性臨限值(V0 ),亦稱作弗雷德裡克臨限值(Freedericks threshold)。在該等實例中,按通常習慣,亦可引述10%相對對比度之光學臨限值(V10 )。
除非另外陳述,否則使如上下文所述在PSA顯示器中之可聚合化合物聚合之製程係在LC介質呈現液晶相、較佳向列相之溫度下實施,且最佳在室溫下實施。
除非另外陳述,否則製備測試單元及量測其光電性質及其他性質之方法係藉由下文所述方法或以與其類似之方式實施。
用於量測電容性臨限電壓之顯示器由兩個間隔為25 µm之平面平行玻璃外板組成,其每一者在內部具有電極層且在頂部具有未經摩擦之聚醯亞胺配向層,其實現液晶分子之垂直邊緣配向。
除非另外陳述,否則用於量測傾斜角之PSVA顯示器或PSVA測試單元由兩個間隔為4 µm之平面平行玻璃外板組成,其每一者在內部具有電極層且在頂部具有聚醯亞胺配向層,其中該兩個聚醯亞胺層彼此反平行地摩擦且實現液晶分子之垂直邊緣配向。SAVA顯示器或測試單元具有相同結構,但其中省略一或兩個聚醯亞胺層。
在顯示器或測試單元中藉由用界定強度之UV光輻照預定時間來使可聚合化合物聚合,其中同時對顯示器施加電壓(通常為10 V至30 V交流電,1 kHz)。在該等實例中,除非另外指示,否則使用金屬鹵化物燈及100 mW/cm²強度進行聚合。強度係使用標準計(具有UV感測器之Hoenle UV計高端)來量測。
傾斜角係使用來自Axometrics之Mueller Matrix Polarimeter 「AxoScan」測定。此處之低值(即,與90°角較大偏離)對應於大傾斜。
除非另外陳述,否則術語「傾斜角」意指LC指向矢與基板之間之角,且「LC指向矢」意指具有均勻定向之LC分子層中LC分子之光主軸線的較佳定向方向,在棒狀單軸正雙折射LC分子之情形下,其對應於其分子長軸。
可聚合化合物 實例 1 化合物1 (2-甲基丙-2-烯酸[4-[4-[4-(2-甲基丙-2-烯醯基氧基)苯基]-3-乙烯基-苯基]苯基]酯)係如下製備。
Figure 02_image851
1
1.1 1,4- 二溴 -2- 乙烯基 - A 之合成
Figure 02_image853
A 將150.2 g (421.0 mmol)甲基三苯基溴化鏻溶解於400 mL冷卻至0℃之四氫呋喃(THF)中且於最高10℃下逐滴添加49.89 g (436.0 mmol)溶解於300 mL THF中之第三丁酸鉀。混合物變為黃色且將其於5℃下攪拌1小時。於最高10℃下向混合物中逐滴添加100.0 g (378.9 mmol) 1,4-二溴-苯甲醛於300 mL THF中之溶液且將反應混合物於RT下攪拌1.5小時(顏色變為綠色及深藍色)。然後將混合物小心地倒入1000 mL水中且用戊烷萃取兩次。相分離後,合併有機層,經Na2 SO4 乾燥,過濾且在真空下乾燥。將粗產物經具有戊烷及甲基-第三丁醚(MTBE) (95:5)之矽膠過濾,合併含有產物之各部分且在真空下蒸發,從而產生無色油狀產物。1 H NMR (300 MHz, 氯仿-d ) δ 7.63 (d,J = 2.4 Hz, 1H), 7.37 (d,J = 8.4 Hz, 1H), 7.20 (dd,J = 8.5, 2.4 Hz, 1H), 6.94 (dd,J = 17.4, 10.9 Hz, 1H), 5.68 (dd,J = 17.3, 0.8 Hz, 1H), 5.39 (dd,J = 11.0, 0.8 Hz, 1H)。
1.2 4-[4-(4- 羥基苯基 )-3- 乙烯基 - 苯基 ] 苯酚 B 之合成
Figure 02_image855
B 將74.28 g (537.5 mmol) K2 CO3 溶解於220.0 mL水中且向溶液中添加溶解於370 mL THF中之38.90 g (282.0 mmol) 4-羥基苯酉朋酸及35.20 g (134.4 mmol)二溴化物A 。將混合物用氬氣脫氣3次且添加202.8 mg (5.375 mmol) catacxium A (二丁基二-1-金剛烷基膦)及246.1 mg (2.688 mmol)參(二亞苄基丙酮)-二鈀(0)。將反應混合物回流1小時,冷卻至室溫(RT)且用水及MTBE稀釋。將混合物經Diolen過濾器過濾且分離各層。用MTBE萃取水層且將合併之有機層用氯化銨溶液、鹽水洗滌,經Na2 SO4 乾燥且在真空下蒸發,從而產生米色固體狀產物。用乙酸乙基酯(EE)及庚烷(3:1至1:1)經矽膠過濾粗產物且合併含有產物之各部分,且在真空下蒸發,從而得到淺黃色固體狀產物。1 H NMR (400 MHz, 氯仿-d ) δ 7.78 (d,J = 2.0 Hz, 1H), 7.58 - 7.52 (m, 2H), 7.49 (dd,J = 8.0, 2.0 Hz, 1H), 7.32 (d,J = 7.9 Hz, 1H), 7.30 - 7.23 (m( 與氯仿重疊) , 2H), 6.96 - 6.85 (m, 4H), 6.78 (dd,J = 17.5, 11.0 Hz, 1H), 5.76 (dd,J = 17.6, 1.4 Hz, 1H), 5.23 (dd,J = 11.0, 1.4 Hz, 1H), 4.84 (d,J = 3.7 Hz, 2H)。
1.3 2- 甲基丙 -2- 烯酸 [4-[4-[4-(2- 甲基丙 -2- 烯醯基氧基 ) 苯基 ]-3- 乙烯基 - 苯基 ] 苯基 ] 1 之合成
Figure 02_image857
將32.60 g (113.1 mmol)二醇B 溶解於720 mL二氯甲烷中。添加29.90 g (248.2 mmol)甲基丙烯酸及2.760 g (122.17 mmol) 4-(二甲基胺基)-吡啶且將混合物冷卻至5℃。現在於最高10℃下與53.01 g (341.4 mmol) 1-(3-二甲基胺基丙基)-3-乙基碳化二亞胺一起逐滴添加且然後將混合物於RT下攪拌16h。在真空下蒸發混合物,溶解於2L二氯甲烷中且經矽膠過濾。合併含有產物之各部分且在真空下蒸發,從而產生白色粉末狀產物。 熔點:138℃1 H NMR (400 MHz, 氯仿-d ) δ 7.83 (d,J = 1.8 Hz, 1H), 7.76 - 7.61 (m, 2H), 7.54 (dd,J = 7.9, 1.9 Hz, 1H), 7.47 - 7.31 (m, 3H), 7.30 - 7.09 (m( 與氯仿重疊 ) , 4H), 6.78 (dd,J = 17.5, 11.0 Hz, 1H), 6.48 - 6.27 (m, 2H), 5.88 - 5.70 (m, 3H), 5.26 (dd,J = 11.0, 1.2 Hz, 1H), 2.09 (s( ) ,6H)。
實例 2 化合物2 (2-甲基丙-2-烯酸[4-[4-[4-(2-甲基丙-2-烯醯基氧基)苯基]-3-[(E)-丙-1-烯基]苯基]苯基]酯)係以類似於反應圖1及實例1中所述之方法(威悌反應、鈴木偶合(Suzuki coupling)及用甲基丙烯酸酯化)製備。
Figure 02_image859
熔點:113℃1 H NMR (500 MHz, 氯仿-d ) δ 7.75 (d,J = 1.8 Hz, 1H), 7.70 - 7.60 (m, 2H), 7.47 (dd,J = 8.0, 1.9 Hz, 1H), 7.43 - 7.36 (m, 2H), 7.32 (d,J = 8.0 Hz, 1H), 7.24 - 7.13 (m, 4H), 6.44 (dq,J = 15.6, 1.7 Hz, 1H), 6.38 (dt,J = 2.4, 1.1 Hz, 2H), 6.24 (dq,J = 15.6, 6.6 Hz, 1H), 5.78 (q,J = 1.8 Hz, 2H), 2.09 (dt,J = 2.6, 1.2 Hz, 6H), 1.83 (dd,J = 6.6, 1.7 Hz, 3H)。
實例 3 化合物3 ([2-甲基丙-2-烯酸4-[3-[(1E)-丁-1,3-二烯基]-4-[4-(2-甲基丙-2-烯醯基氧基)苯基]苯基]苯基]酯)係以類似於反應圖1及實例1中所述之方法(威悌反應、鈴木偶合及用甲基丙烯酸酯化)製備。
Figure 02_image861
熔點:119℃1 H NMR (400 MHz, 氯仿-d ) δ 7.87 (d,J = 1.9 Hz, 1H), 7.80 - 7.64 (m, 2H), 7.54 (dd,J = 7.9, 2.0 Hz, 1H), 7.49 - 7.33 (m, 3H), 7.33 - 7.16 (m, 4H), 6.85 (dd,J = 15.6, 10.4 Hz, 1H), 6.65 (d,J = 15.6 Hz, 1H), 6.56 - 6.32 (m, 3H), 5.81 (p,J = 1.6 Hz, 2H), 5.37 (dd,J = 16.9, 1.5 Hz, 1H), 5.19 (dd,J = 9.9, 1.5 Hz, 1H), 2.13 (s, 6H)。
實例 4 化合物4 ( [2-甲基丙-2-烯酸4-[3-異丙烯基-4-(2-甲基丙-2-烯醯基氧基)苯基]苯基]酯)係如下製備.
Figure 02_image863
4.1 4- -2-(1- 羥基 -1- 甲基 - 乙基 ) 苯酚 A 之合成
Figure 02_image865
將3.50 g (16.28 mmol) 1-(5-溴-2-羥基-苯基)乙烯酮於RT下溶解於50.0 mL THF中且冷卻至-12℃。向溶液中逐滴添加30.0 mL (1.4 M THF/甲苯溶液, 42.00 mmol)甲基-氧化鎂-溴化物。將反應混合物於-5℃下攪拌1h且於RT下攪拌1h。將反應混合物冷卻至0℃且用HCl (0.5 N)小心地萃取。分離有機層,用MTB萃取水層,且將合併之有機層用鹽水洗滌且經Na2 SO4 乾燥,過濾且在真空下蒸發。產物係淺粉色固體。1 H NMR (500 MHz, 氯仿-d ) δ 8.92 (s, 1H), 7.31 - 7.24 (m, 1H), 7.20 (d,J = 2.5 Hz, 1H), 6.79 (d,J = 8.6 Hz, 1H), 1.69 (s, 7H)。
4.2 4- -2- 異丙烯基 - 苯酚 B 之合成
Figure 02_image867
將3.40 g (14.71 mmol)醇A溶於50 mL甲苯中且添加739.5 mg (2.94 mmol)甲苯-4-磺酸酯吡啶鎓鹽。用Dean-Stark分水器將混合物回流2h。將反應混合物冷卻至0℃且倒入稀釋之HCl溶液中。分離各層,用EE萃取水層且將合併之有機層用鹽水洗滌,經Na2 SO4 乾燥,過濾且在真空下蒸發。產物係油狀物質。1 H NMR (500 MHz, 氯仿-d ) δ 7.27 (m, 2H), 6.86 - 6.81 (m, 1H), 5.62 (s, 1H), 5.45 (t,J = 1.6 Hz, 1H), 5.17 (s, 1H), 2.12 (t,J = 1.2 Hz, 3H)。
4.3 (2- 甲基丙 -2- 烯酸 [4-[3- 異丙烯基 -4-(2- 甲基丙 -2- 烯醯基氧基 ) 苯基 ]- 苯基 ] ) 4 之合成 化合物4 係以類似於反應圖1及實例1.2及1.3中所述之方法(鈴木反應,隨後酯化)製備。 熔點:56℃1 H NMR (400 MHz, 氯仿-d ) δ 7.66 - 7.52 (m, 2H), 7.52 - 7.39 (m, 2H), 7.24 - 7.07 (m, 3H), 6.35 (dt,J = 16.9, 1.2 Hz, 2H), 5.76 (dp,J = 9.5, 1.5 Hz, 2H), 5.19 (p,J = 1.6 Hz, 1H), 5.13 - 4.96 (m, 1H), 2.16 - 1.98 (m, 9H)。
實例 5 化合物5 (2-甲基丙-2-烯酸[2-烯丙基-4-[3-烯丙基-4-(2-甲基丙-2-烯醯基氧基)苯基]苯基]酯)係以類似於反應圖1及實例1中所述之方法(威悌反應、鈴木偶合及用甲基丙烯酸酯化)製備。
Figure 02_image869
熔點:55℃1 H NMR (500 MHz, 氯仿-d ) δ 7.47 (d,J = 7.5 Hz, 4H), 7.25 - 7.05 (m, 2H), 6.41 (s, 2H), 5.96 (ddt,J = 18.8, 9.6, 6.6 Hz, 2H), 5.80 (t,J = 1.6 Hz, 2H), 5.22 - 4.86 (m, 4H), 3.39 (dt,J = 6.5, 1.5 Hz, 4H), 2.12 (s, 6H)。
實例 6 化合物6係類似於上述方法製備。
Figure 02_image871
6 熔點:119℃
實例 7 化合物7係類似於上述方法製備。
Figure 02_image873
7
Figure 108144616-A0101-11-0002-1

Claims (20)

  1. 一種式I化合物, P-Sp-A1 -(Z1 -A2 )z -Rb I 其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義: Rb P-Sp-或R, R      F、Cl、-CN、或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH2 -基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況由F或Cl置換, P      可聚合基團, Sp    間隔基團,其視情況由P取代,或單鍵, A1 、A2 具有4至20個環原子之單環或多環芳香族或雜芳香族基團,其視情況由一或多個基團L、A或P-Sp-取代, Z1 -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-(CH2 )n1 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-(CF2 )n1 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-、-CH2 -CH2 -CO-O-、-O-CO-CH2 -CH2 -、-CR0 R00 -或單鍵, R0 、R00 H或具有1至12個C原子之烷基, A     具有2至7個、較佳3至7個C原子之烯基,較佳-CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 , L      F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況由P-Sp-、F或Cl置換, z      0、1、2或3, n1    1、2、3或4, 其特徵在於該化合物含有至少一個由至少一個基團A取代之基團A1 或A2 ,且特徵進一步在於 a) 該化合物含有至少兩個取代基A,及/或 b) 該化合物含有至少一個取代基A,其係具有至少3個C原子之烯基,及/或 c) 該化合物含有至少三個非稠合或稠合苯環,及/或 d) 該化合物含有至少三個、較佳恰好三個基團P-Sp-,及/或 e) 該化合物含有至少一個取代基A及至少一個取代基L。
  2. 如請求項1之化合物,其中A1 及A2 表示苯、萘、菲、蒽、二苯并呋喃或二苯并噻吩,所有皆視情況由一或多個基團A、L或P-Sp-取代,且其中至少一個基團A1 或A2 由至少一個如請求項1中所定義之基團A取代。
  3. 如請求項1或2之化合物,其中-A1 -(Z1 -A2 )z -表示苯、伸聯苯基、對-伸聯三苯基(1,4-二苯基苯)、間-伸聯三苯基(1,3-二苯基苯)、伸萘基、2-苯基-伸萘基、菲或蒽、二苯并呋喃或二苯并噻吩,所有皆視情況由一或多個基團A、L或P-Sp-取代且至少由A單取代。
  4. 如請求項1至3中任一項之化合物,其中-A1 -(Z1 -A2 )z -係選自以下子式
    Figure 03_image875
    其中苯環視情況進一步由一或多個如請求項1中所定義之基團A、L或P-Sp-取代,至少一個苯環由至少一個基團A取代。
  5. 如請求項1至4中任一項之化合物,其中其係選自以下子式:
    Figure 03_image877
    Figure 03_image879
    其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義 A、P、Sp、Rb 請求項1中給出之含義中之一者或如上下文中給出之較佳含義中之一者, L11 、L12 、L13 L或A,較佳F、Cl或A, r1、r2、r3   0、1、2、3或4,較佳0、1或2,極佳0或1,其中r1+r2+r3 ≥1, r4、r5    0、1、2或3,較佳0、1或2,極佳0或1,其中在式I3中r4+r5 ≥1且在式I4a及I4b中r1+r4+r5≥1, 其中該等化合物至少含有為A之基團L11 、L12 或L13
  6. 如請求項1至5中任一項之化合物,其中其係選自以下子式:
    Figure 03_image881
    Figure 03_image883
    Figure 03_image885
    Figure 03_image887
    Figure 03_image889
    其中P、Sp、L11-13 及r1-r5具有請求項5中所給出之含義,Sp(P)2 表示在相同或不同位置由兩個可聚合基團P取代之間隔基團Sp,其中r1+r2+r3≥1,在式I3中r4+r5≥1,且在式I4A至I4E中r1+r4+r5≥1,且其中該等化合物至少含有為A之基團L11 、L12 或L13
  7. 如請求項1至6中任一項之化合物,其中其係選自以下子式:
    Figure 03_image891
    Figure 03_image893
    Figure 03_image895
    Figure 03_image897
    Figure 03_image899
    Figure 03_image901
    Figure 03_image903
    Figure 03_image905
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    Figure 03_image909
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    Figure 03_image913
    Figure 03_image915
    Figure 03_image917
    Figure 03_image919
    Figure 03_image921
    Figure 03_image923
    Figure 03_image925
    Figure 03_image927
    Figure 03_image929
    Figure 03_image931
    Figure 03_image933
    Figure 03_image935
    Figure 03_image937
    Figure 03_image939
    Figure 03_image941
    Figure 03_image943
    Figure 03_image945
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    Figure 03_image949
    Figure 03_image951
    Figure 03_image953
    Figure 03_image955
    Figure 03_image957
    Figure 03_image959
    Figure 03_image961
    Figure 03_image963
    Figure 03_image965
    Figure 03_image967
    Figure 03_image969
    Figure 03_image971
    Figure 03_image973
    Figure 03_image975
    Figure 03_image977
    Figure 03_image979
    Figure 03_image981
    Figure 03_image983
    Figure 03_image985
    Figure 03_image987
    其中A'係具有3至7個C原子之烯基,且P、Sp、Sp(P)2 、A及L具有請求項1、5及6中給出之含義。
  8. 如請求項1至7中任一項之化合物,其中A係-CH=CH2 、-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2 ,且A'係-CH2 -CH=CH2 、-CH=CH-CH3 、-CH=CH-CH=CH2 或-C(CH3 )=CH2
  9. 如請求項1至8中任一項之化合物,其中P係選自由以下組成之群:乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物。
  10. 如請求項1至9中任一項之化合物,其中Sp、Sp'及Sp''在不為單鍵時係選自-(CH2 )p1 -、-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,其中p1係2、3、4、5或6,且若Sp係-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,則O原子或CO-基團分別連接至該苯環。
  11. 一種液晶(LC)介質,其包含一或多種如請求項1至10中任一項之式I化合物。
  12. 如請求項11之LC介質,其中該等式I化合物經聚合。
  13. 一種製備如請求項11或12之LC介質的方法,其包含以下步驟:混合一或多種液晶原或液晶化合物與一或多種如請求項1至10中任一項之式I化合物、及視情況其他液晶化合物及/或添加劑,及視情況使該等式I化合物聚合。
  14. 一種LC顯示器,其包含一或多種如請求項1至10中任一項之式I化合物或包含如請求項11或12之LC介質。
  15. 如請求項14之LC顯示器,其係PSA或SA顯示器。
  16. 如請求項15之LC顯示器,其係PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN、聚合物穩定之SA-VA或聚合物穩定之SA-HB-FFS顯示器。
  17. 如請求項15或16之LC顯示器,其中其包含兩個基板,其至少一者係透光的;提供於每一基板上之電極或僅提供於該等基板中之一者上之兩個電極;及位於該等基板間之包含一或多種式I化合物的如請求項12之LC介質之層,其中可聚合化合物在該顯示器之該等基板間聚合。
  18. 一種用於產生如請求項17之LC顯示器之方法,其包含將包含一或多種式I化合物之如請求項11之LC介質提供於該顯示器之基板間並使該等化合物聚合之步驟。
  19. 一種式II化合物, Pg-Sp-A1 -(Z1 -A2 )z -Rb1 II 其中Pg係OH、或經保護或掩蔽之羥基,Rb1 係R或Pg-Sp-,且Sp、A1 、A2 、R、Z1 及z具有請求項1之含義,且A1 及A2 中之至少一者由至少一個基團A取代。
  20. 一種製備如請求項1至10中任一項之式I化合物的方法,其係在脫水試劑存在下藉由使用含有基團P之相應酸、酸衍生物或鹵化化合物酯化如請求項19之化合物來實現,其中Pg表示OH。
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