TW202045694A - 包含具可聚合化合物之液晶介質的液態顯示器之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種包含LC介質之液晶(LC)顯示器之製造方法,該LC介質包含尤其用於聚合物持續配向(PS、PSA)或自配向(SA)類型之LC顯示器的一或多種可聚合化合物。該方法包含兩個或更多個聚合步驟,一個步驟利用施加至該顯示器之電極之電勢且一個步驟不利用施加至該顯示器之電極之電勢。

Description

包含具可聚合化合物之液晶介質的液態顯示器之製造方法
本發明係關於一種包含LC介質之液晶(LC)顯示器之製造方法,該LC介質包含尤其用於聚合物持續配向(PS、PSA)或自配向(SA)類型之LC顯示器的一或多種可聚合化合物。該方法包含兩個或更多個利用或不利用施加至該顯示器之電極之電勢的聚合步驟。
目前所使用之液晶顯示器(liquid-crystal display;LCD)模式中之一者為扭曲向列(「twisted nematic;TN」)模式。然而,TN LCD之缺點為對比度對視角具有強依賴性。
另外,所謂具有較寬視角之豎直配向(「vertically aligned;VA」)顯示器為已知的。VA顯示器之LC單元在兩個透明電極之間含有LC介質層,其中LC介質通常具有負介電各向異性。在切斷狀態下,LC層之分子垂直於電極表面(垂直地)配向或具有傾斜之垂直配向。在對兩個電極施加電壓後,發生與電極表面平行之LC分子之重新配向。
此外,已知光學補償彎曲(「optically compensated bend;OCB」)顯示器,其係基於雙折射效應且具有具備所謂「彎曲」配向及通常正介電各向異性之LC層。在施加電壓後,發生垂直於電極表面之LC分子之重新配向。另外,OCB顯示器通常含有一或多個雙折射光阻滯膜以防止在黑暗狀態下彎曲單元之不合需要的透光度。相較於TN顯示器,OCB顯示器具有較寬視角及較短回應時間。
亦已知所謂共平面切換(「in-plane switching;IPS」)顯示器,其在兩個基板之間含有LC層,其中兩個電極配置於兩個基板中之僅一者上且較佳具有互相嚙合之梳狀結構。在對電極施加電壓後,藉此在其間產生具有與LC層平行之顯著分量的電場。此引起層平面中LC分子之重新配向。
此外,已報導所謂的邊緣場切換(「fringe-field switching;FFS」)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,該等電極中之一者以梳形方式結構化且另一者為非結構化的。藉此產生強的所謂「邊緣場」,亦即接近電極之邊緣的強電場,及遍及單元的具有強豎直分量以及強水平分量兩者的電場。FFS顯示器之對比度具有低視角依賴性。FFS顯示器通常含有具有正介電各向異性之LC介質,及通常聚醯亞胺之配向層,其向LC介質之分子提供平面配向。
FFS顯示器可作為主動矩陣式(active-matrix)或被動矩陣式(passive-matrix)顯示器操作。在主動矩陣式顯示器之情況下,個別像素通常由整合式非線性主動元件,諸如電晶體(諸如(例如)薄膜電晶體(「thin-film transistor;TFT」))定址;而在被動矩陣式顯示器之情況下,個別像素通常由如自先前技術已知之多工方法(multiplex method)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顯示器類似的電極設計及層厚度,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介質層。相比於具有正介電各向異性之LC介質,具有負介電各向異性之LC介質展示較有利的引向器定向,即傾斜較小且扭曲定向較大,因此此等顯示器具有較高的透射率。顯示器進一步包含設置於基板中之至少一者上的配向層,較佳聚醯亞胺之配向層,該配向層與LC介質接觸且誘導LC介質之LC分子的平面配向。此等顯示器亦已知為「超亮度FFS (Ultra Brightness FFS;UB-FFS)」模式顯示器。此等顯示器需要具有高可靠性之LC介質。
如下文中所使用之術語「可靠性」意謂顯示器在時間及具有不同應力負載,諸如光負載、溫度、濕度、電壓期間顯示器之效能質量,且包含在LC顯示器之領域中為熟習此項技術者已知的顯示器效應,諸如影像殘留(image sticking) (區域及行影像殘留)、斑紋、污漬(yogore)等。作為用於對可靠性進行分類之標準參數,通常使用電壓保持率(voltage holding ration;VHR)值,其為使測試顯示器中之電壓保持恆定之量度。在其他因素中,較高VHR為LC介質之較高可靠性的前提條件。
在較新類型之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較小域中。向錯(disclination)可存在於亦已知為傾斜域之此等域之間。相較於習知VA顯示器,具有傾斜域之VA顯示器之對比度及灰度具有更大視角獨立性。另外,此類型之顯示器更易製造,此係由於不再需要諸如(例如)藉由摩擦對電極表面進行額外處理以使分子在接通狀態下均勻配向。相反,傾斜或預傾斜角之較佳方向由電極之特殊設計控制。
在所謂的多域豎直配向(「multidomain vertical alignment;MVA」)顯示器中,此通常由具有造成局部預傾斜之突起的電極實現。因此,在施加電壓後LC分子在單元之不同限定區域中在不同方向上平行於電極表面配向。藉此實現「受控」切換,且防止干擾性向錯行之形成。儘管此配置改良顯示器之視角,然而,其使得其透光度降低。MVA之另一發展在僅一個電極側上使用突起,而相對電極具有狹縫,其改良透光度。在施加電壓後狹縫電極在LC單元中產生不均一電場,其意謂仍實現受控切換。就對透光度之進一步改良而言,可增大狹縫與突起之間的間隔,但此又會引起回應時間延長。在所謂的圖案化VA (「 patterned VA;PVA」)顯示器中,使突起變得完全多餘,因為兩個電極均藉助於相對側上之狹縫來結構化,其產生增加的對比度及改良的透光度,但技術上較困難且使得顯示器對機械影響(「輕拍(tapping)」等)較敏感。然而,就許多應用(諸如(例如)監視器且尤其TV螢幕)而言,需要縮短顯示器之回應時間且改良對比度及亮度(透射率)。
另一發展為所謂的聚合物持續(「polymer sustained;PS」)或聚合物持續配向(「polymer sustained alignment;PSA」)型顯示器,就其而言,亦間或使用術語「聚合物穩定化(polymer stabilised)」。在此等顯示器中,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(較佳為可聚合單體化合物)添加至LC介質,且在將LC介質填充至顯示器中之後,該一或多種可聚合化合物通常藉由UV光聚合原位聚合或交聯,視情況同時向顯示器之電極施加電壓。聚合在LC介質展現液晶相所處之溫度下(通常在室溫下)進行。已證實向LC混合物中添加可聚合液晶原基或液晶化合物(亦已知為反應性液晶原基或「RM」)尤為適合。
除非另外指示,否則一般而言當提及聚合物持續配向型顯示器時,在下文中使用術語「PSA」,且當提及特定顯示模式,如PS-VA、PS-TN及其類似模式時,使用術語「PS」。
同樣,除非另外指示,否則當提及可聚合液晶原基或液晶化合物時,在下文中使用術語「RM」。
同時,PS(A)原理用於多種習知LC顯示模式中。因此,已知例如PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS及PS-TN顯示器。較佳地利用所施加電壓在PS-VA及PS-OCB顯示器之情況下及利用或不利用(較佳不利用)所施加電壓在PS-IPS顯示器之情況下發生RM之聚合。如測試單元中可顯示,PS(A)方法引起單元之預傾斜。舉例而言,在PS-OCB顯示器之情況下,彎曲結構可能經穩定化,使得不需要或可降低偏移電壓。在PS-VA顯示器之情況下,預傾斜對回應時間具有正效應。對於PSA-VA顯示器,可使用標準MVA或PVA像素及電極佈局。然而,另外,亦有可能例如用僅一個結構化電極側且無突起進行管理,其顯著簡化製造且同時產生極佳對比度及極佳透光度。
此外,已證實所謂的正VA (positive VA;posi-VA)顯示器為尤其適合的模式。如在經典VA顯示器中,在不施加電壓時之初始狀態下,posi-VA顯示器中LC分子之初始定向為垂直的,亦即實質上垂直於基板。然而,與經典VA顯示器對比,在posi-VA顯示器中,使用具有正介電各向異性之LC介質。如在通常所使用之IPS顯示器中,posi-VA顯示器中之兩個電極配置於兩個基板中之僅一者上,且較佳地展現互相嚙合且梳狀(交叉指)之結構。藉由向交叉指電極施加電壓,其產生實質上平行於LC介質層之電場,LC分子轉移至實質上平行於基板之定向。在posi-VA顯示器中,藉由向LC介質中添加在顯示器中聚合之RM,聚合物穩定化亦經證實為有利的,如藉此可實現切換時間之顯著減少。
PS-VA顯示器描述於例如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顯示器描述於例如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顯示器描述於例如US 6,177,972及Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264中。PS-TN顯示器描述於例如Optics Express 2004, 12(7), 1221中。
在由誘導上述預傾斜角之相分離及經聚合RM形成的層下方,PSA顯示器通常含有配向層,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。
經摩擦之聚醯亞胺層已長期用作配向層。然而,摩擦製程引起多個問題,如斑紋、污染、靜電排出口問題、殘渣等。大體而言,用於製造此種聚醯亞胺層之工作及成本相對較大。因此,代替經摩擦聚醯亞胺層,提議使用藉由光配向,利用配向表面之光誘導定向排序製備之聚醯亞胺層。此可藉助於偏光,經由光分解、光二聚(photodimerisation)或光異構化(photoisomerisation)來實現。
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使得顯示器之電阻降低。在損害旨在藉由使用此等LC化合物改良如視角依賴性、對比度及回應時間之顯示參數的情況下,適合且可用的LC化合物之數目因此顯著地減小。因此需要省略聚醯亞胺配向層。
對於一些顯示模式,此藉由將自配向劑或添加劑添加至LC介質來實現,其藉由自組裝機制誘導所需配向,例如原位垂面或平面配向。因而,可省略基板中之一者或兩者上之配向層。此等顯示模式亦已知為「自配向(self-aligned/self-aligning/self-alignment)」(SA)模式。
在SA顯示器中,將少量(通常0.1至2.5%)之自配向添加劑添加至LC介質。適合的自配向添加劑為例如具有有機核基團且與其連接之一或多個極性錨定基團的化合物,其能夠與基板表面相互作用,從而使得基板表面上之添加劑配向且亦在LC分子中誘導所需配向。較佳的自配向添加劑包含例如液晶原基基團及經一或多個極性錨定基團封端之直鏈或分支鏈烷基側鏈,該一或多個極性錨定基團例如選自羥基、羧基、胺基或硫醇基。自配向添加劑亦可含有可在與用於PSA製程中之RM類似之條件下聚合的一或多個可聚合基團。
迄今已揭示SA-VA顯示器。尤其用於VA模式顯示器之誘導垂直配向的適合自配向添加劑揭示於例如US 2013/0182202 A1、US 2014/0138581 A1、US 2015/0166890 A1、US 2015/0252265 A1及US 2018/0142152 A1中。
SA模式亦可與PSA模式組合使用。用於此種組合模式之顯示器之LC介質因此含有一或多種RM及一或多種自配向添加劑兩者。
組合SA及PSA模式兩者之顯示器在下文中亦簡稱為「PS-SA」顯示器。同樣,除非另外陳述,否則如下文中所使用之術語「PSA模式」或「PSA顯示器」應理解為包括SA及PS-SA模式及顯示器。
包括PSA及SA模式之彼等的LC顯示器可作為主動矩陣式或被動矩陣式顯示器操作。在主動矩陣式顯示器之情況下,個別像素通常由整合式非線性主動元件,諸如電晶體(諸如(例如)薄膜電晶體(「TFT」))定址;而在被動矩陣式顯示器之情況下,個別像素通常由如自先前技術已知之多工方法定址。
若顯示器不為SA模式中之一者,則其亦可包含在基板中之一或兩者上形成顯示器單元之配向層。配向層通常應用於電極上(在存在此等電極之情況下)以使得其與LC介質接觸且誘導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,其亦可經摩擦,或可藉由光配向方法製備。間或,組合SA模式及單側配向層。
特定言之,對於監測器且尤其TV應用,仍需要最佳化LC顯示器之回應時間以及對比度及亮度(因此,亦透射率)。本文之PSA方法可提供顯著優勢。特定言之,在PS-VA、PS-IPS或PS-FFS顯示器之情況下,可實現回應時間之縮短(其與測試單元中之可量測預傾斜相關)而不對其他參數產生顯著不良影響。
先前技術已提出視情況經氟化之聯苯二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯作為用於PSA顯示器中之RM。
然而,產生並非由LC混合物及一或多種RM組成之所有組合適用於PSA顯示器之問題,因為例如不充分傾斜或沒有完全變得確立或因為例如VHR對於TFT顯示器應用而言不充分。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,並非可溶於LC混合物中之每一已知RM均適合用於PSA顯示器中。另外,通常難以找到除直接量測PSA顯示器中之預傾斜之外的對RM之適合選擇準則。若需要在不添加光引發劑之情況下藉助於UV光進行聚合,其就某些應用而言為有利的,則適合RM之選擇甚至更少。
另外,所選擇之LC主體混合物/RM之組合應具有最低可能旋轉黏度及最佳可能電學特性。特定言之,其應具有最高可能VHR。在PSA顯示器中,用UV光輻射之後的高VHR尤為必需,此係因為UV曝露為顯示器製造過程之必需部分,而且在成品顯示器操作期間以正常曝露形式出現。
通常,在兩個步驟中進行PSA顯示器製造製程中之UV光聚合。在第一步驟(在下文中亦被稱作「UV1步驟」)中,LC介質曝露於由輻射源(在下文中亦被稱作「光源」)發射之UV輻射,同時將電壓施加至電極結構,以產生預傾斜角。在第二步驟(在下文中亦被稱作「UV2步驟」)中,LC介質在無電壓之情況下曝露於UV照射,以便確保完全聚合(末端固化)未在UV1步驟中聚合之任何殘餘RM分子。如上文所描述,完全聚合為重要的,此係因為殘餘未反應之RM分子可引起非所需效果,如降低的可靠性、降低的傾斜角穩定性或顯示器中之影像殘留。
包括UV1步驟及UV2步驟之習知UV光聚合製程在下文中亦簡稱為「PSA製程」。
製造PSA顯示器之另一問題為殘餘量之未聚合RM之存在或移除,尤其在用於產生顯示器中之預傾斜角的聚合步驟之後。舉例而言,此類型之未反應RM可藉由例如在顯示器完工之後的操作期間以不受控方式聚合而不利地影響顯示器之特性。
因此,自先前技術已知之PSA顯示器通常展現所謂的「影像殘留」或「影像燒損」之非所需效果,亦即LC顯示器中藉由暫時性定址個別像素製造之影像即使在已切斷此等像素中之電場之後或在已定址其他像素之後仍保持可見。
在一方面,若使用具有低VHR之LC主體混合物,則可出現此「影像殘留」。日光或背光之UV組分可引起其中之LC分子之非所需分解反應,且因此引發離子或自由基雜質之產生。此等雜質可積聚於尤其電極或配向層上,在電極或配向層上,其可降低有效施加電壓。此效應亦可在不具有聚合物組分之習知LC顯示器中觀測到。
另外,通常在PSA顯示器中觀測到由未聚合之RM之存在引起的額外「影像殘留」效果。殘餘RM之不受控聚合在此藉由來自環境之UV光或藉由背光引發。在切換顯示器區域中,此改變在多個定址循環之後的傾斜角。因此,透射率在切換區域中可能出現變化,而其在非切換區域中保持不變。
因此,需要在PSA顯示器之製造期間儘可能完全地進行RM聚合,且將顯示器中未聚合RM之存在儘可能排除或減至最少。因此,需要RM及LC混合物,其實現或支持RM之高效及完全聚合。另外,殘餘RM量之受控反應將為合乎需要的。若RM比迄今已知之化合物更快及有效地聚合,則此將更簡單。
在PSA顯示器之操作中已觀測到之另一問題為預傾斜角之穩定性。因此,觀測到在藉由聚合如上文所描述之RM製造顯示器期間產生之預傾斜角並不保持恆定,但可在使顯示器在其操作期間經受電壓應力之後降低。此可例如藉由增加黑色狀態透射率且因此降低對比度而不利地影響顯示器效能。
先前技術中觀測到之另一問題為在LC顯示器(包括但不限於SA及PSA型顯示器)中使用習知LC介質常常在顯示器中引起斑紋之出現,尤其當將LC介質填充於使用滴下式填充(one drop filling;ODF)方法製造之顯示器單元中時。此現象亦已知為「ODF斑紋」。因此需要提供使得ODF斑紋減少之LC介質。
特定言之,若顯示模式為VA型模式,如MVA、PVA或PS-VA,則小液滴之印記在製造後常常為可見的,此係因為小液滴不均勻地分散於整個顯示區域上方。在習知VA模式中,如(例如) MVA或PVA,不均勻性通常隨著時間流逝而消失。然而,在PSA顯示器中,不均勻性保持且小液滴印記藉由聚合製程「固定」。
先前技術中已嘗試例如藉由最佳化製程條件、面板設計及/或LC材料(如LC主體混合物或RM),例如藉由降低RM濃度來最小化ODF液滴斑紋。然而,即使在藉由增加照射光譜之短波部分之強度來減少聚合製程之節拍時間(tact time)之後,已觀測到ODF斑紋之脫離。同樣,RM濃度之降低可不利地影響預傾角產生。
因此,仍需要改良之方式或方法以減少PSA顯示器中之ODF斑紋。
先前技術中觀測到之另一問題為用於LC顯示器(包括(但不限於) PSA型顯示器)之LC介質確實常常展現出高黏度,且因此展現高切換時間。為降低LC介質之黏度及切換時間,已在先前技術中提出添加具有烯基之LC化合物。然而,觀測到,含有烯基化合物之LC介質尤其在曝露於UV輻射之後通常展示可靠性及穩定性降低及VHR減小。尤其對於在PSA顯示器中使用,此為相當大的缺點,此係因為PSA顯示器中RM之光聚合通常藉由曝露於UV輻射來進行,其可引起LC介質中之VHR下降。
因此仍對LC顯示器(尤其SA及PSA模式之彼等顯示器)以及不展示如上文所描述之缺點或僅較小程度地展示如上文所描述之缺點且具有經改良特性的用於此等顯示器中之LC介質及可聚合化合物存在較大需求。
特定言之,對SA及/或PSA顯示器及用於此等顯示器中之LC介質及可聚合化合物存在較大需求,此能夠實現高比電阻(大工作溫度範圍)、短回應時間(即使在低溫下)及低臨限電壓、小傾斜角、灰度之多重性、高對比度及寬視角、良好反射率且亦在日光下的高對比度。另外,化合物及LC介質在UV曝露之後應展示較高可靠性及較高VHR值,且在可聚合化合物之情況下,在LC主體混合物中具有低熔點及高溶解度。在用於移動應用之顯示器中,尤其需要具有展示低臨限電壓及高雙折射率之可用LC介質。
在先前技術中,已報導用於SA及PSA顯示器中之若干類型之RM,例如具有聯苯或聯三苯液晶原基核且與其連接之兩個或三個可聚合丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的RM。聯苯RM經展示以展現有限聚合速度但良好可靠性參數,如較高VHR或傾斜穩定性,而聯三苯RM經展示以展現較快聚合速度但有限可靠性參數。因此,需要具有展現較快聚合速度及良好可靠性參數兩者之可用RM。
本發明係基於提供基於適合LC介質及RM之LC顯示器(尤其SA及PSA顯示器)的目標,其並不具有或在較低程度上具有上文所指示之缺點。
特定言之,本發明係基於提供SA及PSA顯示類型之LC顯示器的目標,其能夠實現極高比電阻值、高VHR值、高可靠性、低臨限電壓、短回應時間、高雙折射率、高對比度,尤其在較長波長下展示良好UV吸收,能夠實現RM之快速及完全聚合,使低傾斜角較佳地儘可能快速地產生,即使在更長時間後及/或在UV曝露後能夠實現預傾斜之高穩定性,減少或防止顯示器中之「影像殘留」及「ODF斑紋」之出現,且在RM之情況下,儘可能快速地且完全地聚合並在通常用作PSA顯示器中之主體混合物的LC介質中展示高溶解度。
此等目標已根據本發明藉由如在本申請案中所描述之材料及方法來實現。特定言之,已意外地發現,如下文中所描述的LC顯示器之製造方法使得實現如上文所提及之有利效果。
意外地發現,PSA顯示器之製造方法即使在不添加光引發劑之情況下有助於快速及完全的UV光聚合反應,引起小且穩定傾斜角之快速產生,減少顯示器中之影像殘留及ODF斑紋,在UV光聚合之後產生高可靠性及高VHR值(尤其在含有具有烯基之LC化合物之LC主體混合物的情況下),且能夠達成快速回應時間、低臨限電壓及高雙折射率。
亦意外地發現,如下文在SA-PSA顯示器中所揭示且所主張的LC顯示器之製造方法允許更精確控制傾斜角產生且有助於使用通常快速產生極大預傾斜(小傾斜角)之LC混合物。
本發明之第一態樣係指一種用於製造LC顯示器之方法, 其中該LC顯示器包含在一個或兩個基板上供應電極之一對基板及位於該等基板之間的LC介質層, 且該LC介質包含 -  可聚合組分A),其由一或多種可聚合化合物組成, -  液晶組分B),在下文中亦被稱作「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原基或液晶化合物,較佳由其組成, 其中該方法包含以下步驟: 在該LC顯示器之該等基板之間提供該LC介質, 在第一UV方法步驟(UV1-a)中在不利用施加至該等電極之電勢之情況下聚合該LC介質之該可聚合組分A),其中該LC介質之配向狀態較佳地未經改變,隨後 在第二UV方法步驟(UV1-b)中在施加於該等電極或電場上之電勢之存在下聚合該LC介質之可聚合組分A)。
在該第二UV方法步驟中,該LC介質較佳地在施加至該等電極之該電勢之作用下,在該LC顯示器之切換操作期間在順應其傾斜方向之方向上採用預傾斜。然而,由於前述第一UV步驟,傾斜產生之細節及結果與習知PSA製程完全不同。
LC介質之液晶組分B)在下文中亦被稱作「LC主體混合物」,且較佳地包含一或多種,較佳地至少兩種選自不可聚合且不為聚合產物之化合物的液晶原基或LC化合物。
PSA顯示器具有兩個電極,較佳地呈透明層形式,其施加至基板中之一或兩者。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SA-FFS顯示器中,將兩個電極施加至兩個基板中之僅一者。
根據本發明的LC顯示器之製造方法在用於PSA及PS-SA顯示器中時展示以下有利特性: -  LC介質相對於圍封介質之基板的穩定傾斜豎直定向, -  相對低含量的ODF斑紋, -  在某一製程窗(process window)內產生適合的傾斜, -  UV處理之後產生RM之最小殘基之較快聚合, -  UV處理之後的高電壓保持率, -  良好傾斜穩定性及抵抗熱量之足夠穩定性,且 -  耐受可變量之可聚合添加劑,尤其較高量之此等可聚合添加劑。
第一及第二UV方法步驟較佳地以LC介質在第一步驟之後並未完全聚合之方式進行。在一較佳方法中,第一UV方法步驟結束且在第一UV步驟完全聚合LC介質之前較佳地立即經第二UV方法步驟置換。較佳地,第一方法步驟及第二方法步驟獨立地具有10至200 s,更佳地20至150 s之持續時間。此第一及第二方法步驟中UV光之強度獨立地自0.1至5 mW/cm2 之金屬鹵化物燈光(入射UV,在約313 nm處量測)或等效物較佳地選擇。
較佳地,LC介質之第一及第二UV方法步驟後接不利用施加於電極上之電勢及不利用電場再次進行的第三聚合步驟。此第三步驟類似於用於末端固化之習知第二UV步驟(UV2步驟)。在此第三方法步驟中,任何殘餘可聚合單體藉由進一步照射減少至儘可能少。此步驟較佳地延長直至已實現殘餘RM之某一低值。可耗時2分鐘至5小時,通常超過一個小時。光源較佳為UV-C螢光燈。
LC介質之可聚合組分A)包含一或多種可聚合單體,較佳地選自單甲基丙烯酸酯及雙甲基丙烯酸酯。可聚合組分A)之量較佳為0.1至5重量%,更佳為0.2至3重量%。
較佳地,LC介質包含一或多種選自式I之可聚合化合物: 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,較佳為P-Sp-, R      F、Cl、-CN或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換, P      可聚合基團, Sp    視情況經P取代之間隔基,或單鍵, A1 、A2 具有4至20個環原子之單環或多環芳族基或雜芳族基,其視情況經一或多個基團L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, L      F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或烯基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經P-Sp-、F或Cl置換, z      0、1、2或3, 且 n1    1、2、3或4。
式I之可聚合化合物之量較佳為0.2至0.8重量%,更佳為0.25至0.5%。
較佳地藉由光聚合,極佳藉由UV光聚合來聚合可聚合組分之可聚合化合物。
在PSA製程之兩個光聚合步驟中,應選擇UV燈及RM以使得RM在UV燈發射光譜之波長範圍中具有最大吸收,以便確保有效及完全聚合。
舉例而言,先前技術中用於製造PSA顯示器之典型RM為亦可經氟化之聯苯二丙烯酸酯或聯苯二甲基丙烯酸酯。聯苯二甲基丙烯酸酯具有在UV光譜之短端處,尤其在低於300 nm之波長處具有強吸收之吸收光譜。因此,應選擇UV燈以使得其發射光譜展示與RM之吸收光譜之充分重疊以使得能夠在PSA製程中充分聚合。
如目前所使用之PSA製程具有可不利地影響顯示器效能及操作之一些缺點。
LC介質較佳地包含用於豎直配向之自配向添加劑(進一步亦被稱作SA添加劑),其可為可聚合的或非可聚合的。此處,SA添加劑主要為可聚合種類且將算作LC介質之可聚合組分A)之部分。SA添加劑之量較佳為0.1至2.5重量%,更佳為0.2至2%且最佳為0.3%或更大至1.5%或更小。
SA添加劑為此項技術中已知的。尤其用於VA模式顯示器中的用於垂直配向之適合自配向添加劑揭示於例如US 2013/0182202 A1、US 2015/0252265 A1及US 2018/0142152 A1中。
較佳地,SA添加劑係選自一或多種式II化合物: MES-R2 MES 包含兩個或多於兩個環之棒狀液晶原基基團,該等環彼此直接地或間接地連接或彼此縮合,該等環視情況經取代,且該液晶原基基團視情況另外經一或多個可聚合基團取代,該等可聚合基團直接地或經由間隔基連接至MES,及 Ra 駐存於該棒狀液晶原基基團MES之末端位置中之極性錨定基團,其包含至少一個碳原子及選自以下之至少一個基團:-OH、-SH、-COOH、-CHO、一級或二級胺官能基或具有三個或更多個O原子之基團,較佳為具有一個或兩個OH基團之基團,且其視情況含有一個或兩個可聚合基團P。
如本文中所使用,術語棒狀係指分子或其中心環基團之細長圓柱形或桿狀形狀,其構成所謂的液晶原基基團。棒狀液晶原基為本文中較佳使用之所需液晶向列相之一個前提條件。
如本文中所使用,術語「主動層」及「可切換層」意謂電光顯示器(例如LC顯示器)中之層,該層包含一或多個具有結構及光學各向異性之分子,如(例如) LC分子,其在外部刺激(如電場或磁場)後改變其定向,從而引起層對偏振或非偏振光之透射率改變。
如本文所使用,術語「傾斜」及「傾斜角」應理解為意謂LC介質之LC分子相對於LC顯示器(此處較佳為PSA顯示器)中之單元之表面的傾斜配向。此處傾斜角表示LC分子(LC引向器)之縱向分子軸與形成LC單元之平面平行外部板之表面之間的平均角度(<90°)。低傾斜角值(亦即,與90°角之大偏差)對應於此處之大預傾斜。量測傾斜角之適合方法在實例中給出。除非另外指示,否則上文及下文所揭示之傾斜角值與此量測方法有關。
如本文中所使用,術語「反應性液晶原基」及「RM」應理解為意謂含有液晶原基或液晶構架及一或多個與其連接的適用於聚合之官能基的化合物,且亦被稱作「可聚合基團」或「P」。
除非另外陳述,否則如本文中所使用之術語「可聚合化合物」應理解為意謂可聚合單體化合物。
根據本發明製造之SA-VA或SA-FFS顯示器將具有聚合物穩定模式,因為其含有或藉由使用以下製造:含有式I之RM的LC介質。因此,如本文中所使用,當提及根據本發明製造之顯示器時,即使未明確提及,術語「SA-VA顯示器」及「SA-FFS顯示器」應理解為係指聚合物穩定SA-VA或SA-FFS顯示器。
如本文中所使用,術語「低分子量化合物」應理解為意謂為單體及/或與「聚合化合物」、寡聚物或「聚合物」相反並非由聚合反應製備的化合物。
如本文中所使用,術語「不可聚合化合物」應理解為意謂不含有適用於在RM聚合通常所應用之條件下聚合之官能基的化合物。
如本文中所使用之術語「液晶原基基團」為熟習此項技術者已知且描述於文獻中,且意謂由於其吸引及排斥相互作用之各向異性而基本上有助於在低分子量或聚合物質中產生液晶(LC)相的基團。含有液晶原基基團之化合物(液晶原基化合物)自身不必一定具有LC相。液晶原基化合物亦可能僅在與其他化合物混合之後及/或在聚合之後展現LC相特性。典型液晶原基基團為例如硬質桿狀或盤狀單元。與液晶原基或LC化合物結合使用的術語及定義之概述在Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888及C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele,Angew. Chem. 2004 , 116, 6340-6368中給出。
如本文所使用之術語「間隔基」 (在下文中亦被稱作「Sp」)為熟習此項技術者已知且描述於文獻中,參見例如Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888及C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele,Angew. Chem. 2004 , 116, 6340-6368。如本文所使用,術語「間隔基(spacer group/spacer)」意謂在可聚合液晶原基化合物中連接液晶原基基團及可聚合基團的可撓性基團,例如伸烷基。
在上文及下文中,
Figure 02_image001
表示反式-1,4-伸環己基環, 且
Figure 02_image003
表示1,4-伸苯基環。
在基團
Figure 02_image005
中,展示於兩個環原子之間的單鍵可連接至苯環之任何游離位置。
上文及下文中之「有機基團」表示碳基或烴基。
「碳基」表示含有至少一個碳原子之單價或多價有機基團,其中此基團不含有其他原子(諸如(例如) -C≡C-)或視情況含有一或多個其他原子,諸如(例如) N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge (例如,羰基等)。術語「烴基」表示另外含有一或多個H原子及視情況一或多個雜原子(諸如(例如) N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge)之碳基。
「鹵素」表示F、Cl、Br或I,較佳為F或Cl。
-CO-、-C(=O)-及-C(O)-表示羰基,亦即
Figure 02_image007
碳基或烴基可為飽和或不飽和基團。不飽和基團為例如芳基、烯基或炔基。具有超過3個C原子之碳基或烴基可為直鏈、分支鏈及/或環狀的且亦可含有螺鍵聯或縮合環。
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」表示芳族碳基或自其衍生之基團。術語「雜芳基」表示如上文所定義之「芳基」,其含有一或多個較佳選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子。
較佳的碳基及烴基為視情況經取代之具有1至40個,較佳1至20個,極佳1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基;視情況經取代之具有5至30個,較佳6至25個C原子之芳基或芳氧基;或視情況經取代之具有5至30個,較佳6至25個C原子之烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基,其中一或多個C原子亦可經較佳地選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子置換。
更佳的碳基及烴基為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 聚烯基、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 烷基芳氧基、C6 -C30 芳基烷氧基、C2 -C30 雜芳基、C2 -C30 雜芳氧基。
尤佳的為C1 -C12 烷基、C2 -C12 烯基、C2 -C12 炔基、C6 -C25 芳基及C2 -C25 雜芳基。
更佳的碳基及烴基為具有1至20個,較佳1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其未經取代或經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且其中一或多個不相鄰CH2 基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-C(Rx )=C(Rx )-、-C≡C-、-N(Rx )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換。
Rx 較佳地表示H、F、Cl、CN、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基鏈,其中另外,一或多個不相鄰C原子可經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子可經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氧基。
較佳的烷基為例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、環戊基甲基、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、正十一基、正十二基、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,及其組合。
較佳的烯基為例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基等。
較佳的炔基為例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳的烷氧基為例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
較佳的胺基為例如二甲胺基、甲胺基、甲基苯基胺基、苯基胺基等。
芳基及雜芳基可為單環或多環,亦即其可含有一個環(諸如(例如)苯基)或兩個或更多個環,該等環亦可經稠合(諸如(例如)萘基)或經共價鍵結(諸如(例如)聯二苯),或含有稠環及鍵聯環之組合。雜芳基含有一或多個較佳地選自O、N、S及Se之雜原子。
尤佳的為具有6至25個C原子之單環、雙環或三環芳基及具有5至25個環原子之單環、雙環或三環雜芳基,其視情況含有稠環且視情況經取代。此外,較佳的為5員、6員或7員芳基及雜芳基,其中另外,一或多個CH基團可以使得O原子及/或S原子彼此不直接連接之方式經N、S或O置換。
較佳的芳基為例如苯基、聯苯、聯三苯、[1,1':3',1'']聯三苯-2'-基、萘基、蒽、聯萘、菲、9,10-二氫-菲、芘、二氫芘、䓛、苝、稠四苯、稠五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺二茀等。
較佳的雜芳基為例如5員環,諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑;6員環,諸如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪;或縮合基團,諸如吲哚、異吲哚、吲哚嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘咪唑、菲咪唑、吡啶咪唑、吡嗪咪唑、喹喏啉咪唑、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、啡噻嗪、啡噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喏啉、吩嗪、萘啶、氮雜咔唑、苯并咔啉、啡啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩,或此等基團之組合。
上文及下文所提及之芳基及雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。
(非芳族)脂環族基及雜環基涵蓋飽和環(亦即僅含有單鍵之彼等環)以及部分不飽和環(亦即,亦可含有多個鍵之彼等環)兩者。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)脂環族基及雜環基可為單環,亦即,僅含有一個環(諸如(例如)環己烷);或為多環,亦即,含有複數個環(諸如(例如)十氫萘或二環辛烷)。尤佳的為飽和基團。此外,較佳的為具有5至25個環原子之單環、雙環或三環基團,其視情況含有稠合環且視情況經取代。此外,較佳的為5員、6員、7員或8員碳環基,其中另外,一或多個C原子可經Si置換,且/或一或多個CH基可經N置換,且/或一或多個不相鄰CH2 基可經-O-及/或-S-置換。
較佳的脂環族基及雜環基為例如5員基團,諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫代呋喃、吡咯啶;6員基團,諸如環己烷、環己矽烷、環己烯、四氫哌喃、四氫硫代哌喃、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]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-甲橋茚烷-2,5-二基。
較佳的取代基為例如可溶性促進基團,諸如烷基或烷氧基;拉電子基團,諸如氟、硝基或腈;或用於增加聚合物之玻璃轉變溫度(Tg)之取代基,特定言之龐大基團,諸如(例如)第三丁基或視情況經取代之芳基。
尤佳的取代基為例如F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 ,此外為苯基。
Figure 02_image009
較佳為
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
Figure 02_image017
其中L具有上文所指示之含義中之一者。
可聚合基團P為適用於聚合反應,諸如(例如)自由基或離子鏈聚合的基團。尤佳的為用於鏈聚合之基團,特定言之含有C=C雙鍵或-C≡C-參鍵之彼等基團;及適用於開環聚合之基團,諸如(例如)氧雜環丁烷或環氧基。
較佳的基團P係選自由以下組成之群 CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、
Figure 02_image019
Figure 02_image021
、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,特定言之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,特定言之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 較佳地表示1,且k4 表示1至10之整數。
尤佳的基團P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-;此外為CH2 =CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-O-CO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、
Figure 02_image023
,最佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
若間隔基Sp不同於單鍵,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原子之直鏈或分支鏈伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且其中另外,一或多個不相鄰CH2 基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-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-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,及 Y2 及Y3 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X"較佳為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR00 -或單鍵。
典型的間隔基Sp及-Sp"-X"-為例如-(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為1至12之整數,q1為1至3之整數,且R0 及R00 具有上文所指示之含義。
尤佳的基團Sp及-Sp"-X"-為-(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。
在各情況下,尤佳的基團Sp"為直鏈伸乙基、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、伸乙基硫基伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。
在本發明之一個實施例中,式I及其子式之化合物含有經一或多個可聚合基團P取代之間隔基Sp,使得基團Sp-P對應於Sp(P)s ,其中s≥2 (分支鏈可聚合基團)。
根據此較佳實施例之較佳式I化合物為其中s為2之彼等化合物,亦即含有基團Sp(P)2 之化合物。根據此較佳實施例之極佳式I化合物含有選自以下式之基團: -X-alkyl-CHPP                                     S1 -X-alkyl-CH((CH2 )aa P)((CH2 )bb P)          S2 -X-N((CH2 )aa P)((CH2 )bb P)                     S3 -X-alkyl-CHP-CH2 -CH2 P                       S4 -X-alkyl-C(CH2 P)(CH2 P)-Caa H2aa+1 S5 -X-alkyl-CHP-CH2 P                              S6 -X-alkyl-CPP-Caa H2aa+1 S7 -X-alkyl-CHPCHP-Caa H2aa+1 S8 其中P如式I中所定義, alkyl 表示單鍵或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈伸烷基,其未經取代或經F、Cl或CN單取代或多取代,且其中一或多個不相鄰CH2 基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-C(R0 )=C(R0 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-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,且較佳為O、CO、SO2 、O-CO-、CO-O或單鍵。
較佳的間隔基Sp(P)2 選自式S1、S2及S3。
極佳的間隔基Sp(P)2 選自以下子式: -CHPP                                                S1a -O-CHPP                                             S1b -CH2 -CHPP                                         S1c -OCH2 -CHPP                                       S1d -CH(CH2 -P)(CH2 -P)                             S2a -OCH(CH2 -P)(CH2 -P)                           S2b -CH2 -CH(CH2 -P)(CH2 -P)                      S2c -OCH2 -CH(CH2 -P)(CH2 -P)                    S2d -CO-NH((CH2 )2 P)((CH2 )2 P)                  S3a 在如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物中,P較佳地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,最佳地選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
更佳的為如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物,其中存在於化合物中之所有可聚合基團P具有相同含義,且極佳地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,最佳為甲基丙烯酸酯。
更佳的為如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物,其中Rb 為P-Sp-。
更佳的為如上文及下文所描述之式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為2、3、4、5或6,且若Sp為-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。
更佳的為如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp為單鍵。
更佳的為如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp不同於單鍵,且較佳選自-(CH2 )p1 -、-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,其中p1為2、3、4、5或6,且若Sp為-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,其皆視情況經一或多個基團L或P-Sp-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,其皆視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代。
更佳的為如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物,其中-A1 -(Z-A2 )z -係選自下式
Figure 02_image025
Figure 02_image027
其中苯環視情況進一步經如式I中所定義之一或多個基團L或P-Sp-取代。
較佳的式I化合物係選自以下子式:
Figure 02_image029
Figure 02_image031
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 P、Sp    式I中所給出之含義中之一者或如上文及下文所給出的較佳含義中之一者, Rb 式I中所給出之含義中之一者或如上文及下文所給出的較佳含義中之一者,較佳為-Sp-P, L11 、L12 、L13 獨立地為如上文之基團L,較佳為F、Cl、烷基或烯基, r1、r2、r3   0、1、2、3或4,較佳為0、1或2,極佳為0或1, r4、r5    0、1、2或3,較佳為0、1或2,極佳為0或1。
較佳的為式I及I1至I6之化合物,其中Rb 為P-Sp。
更佳的為式I及I1至I6之化合物,其中Rb 不同於P-Sp。
極佳的為式I1、I2及I5之化合物。
適合且較佳的式I之液晶原基單體係選自下式:
Figure 02_image033
Figure 02_image035
Figure 02_image037
Figure 02_image039
Figure 02_image041
Figure 02_image043
其中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, Sp1 、Sp2 及Sp3 各自彼此獨立地表示單鍵或具有上文及下文針對Sp所指示之含義中之一者的間隔基,且尤佳地表示-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )P1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-或-(CH2 )p1 -O-CO-O-,其中p1為1至12之整數,其中另外,基團P1 -Sp1 -、P1 -Sp2 -及P3 -Sp3 -中之一或多者可表示Raa ,其限制條件為所存在基團P1 -Sp1 -、P2 -Sp2 及P3 -Sp3 -中之一者不同於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,一或多個不相鄰CH2 基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經C(R0 )=C(R00 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中另外,一或多個H原子可經F、Cl、CN或P1 -Sp1 -置換,尤佳為具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈、視情況單氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基及炔基具有至少兩個C原子且分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為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原子之直鏈或分支鏈、視情況單氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,較佳為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。
尤佳的為式M2、M13、M17、M22、M23、M24、M30、M31及M32之化合物。
更佳的為三反應性化合物M15至M30,特定言之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_image045
   較佳為
Figure 02_image047
Figure 02_image049
Figure 02_image051
Figure 02_image053
Figure 02_image055
Figure 02_image057
  
其中L在每次出現時相同或不同地具有上文或下文所給出之含義中之一者,且較佳為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-,極佳為F、Cl、CN、CH3 、C2 H5 、OCH3 、COCH3 、OCF3 或P-Sp-,更佳為F、Cl、CH3 、OCH3 、COCH3 或OCF3 ,尤其為F或CH3
較佳的式I及II以及其子式之化合物選自以下較佳實施例,包括其任何組合: -  P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,極佳為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯, -  P為甲基丙烯酸酯, -  所有基團Sp為單鍵, -  基團Sp中之至少一者為單鍵且基團Sp中之至少一者不同於單鍵, -  當不同於單鍵時,Sp為-(CH2 )p2 -、-(CH2 )p2 -O-、-(CH2 )p2 -CO-O-、-(CH2 )p2 -O-CO-,其中p2為2、3、4、5或6,且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, -  Sp為單鍵或表示-(CH2 )p2 -、-(CH2 )p2 -O-、-(CH2 )p2 -CO-O-、-(CH2 )p2 -O-CO-,其中p2為2、3、4、5或6,且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, -  Sp(P)2 選自子式S11-S31, -  Rb 表示P-Sp-, -  Rb 並不表示或含有可聚合基團, -  Rb 並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、分支鏈或環狀烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換, -  L及L14-16 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、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一或多個H原子可視情況經F或Cl,較佳F、Cl、CN或OCH3 ,極佳F置換。
極佳的式I及其子式之化合物選自本發明中之下表D,特定言之式RM-1、RM-17、RM-19、RM-35或RM-37。
較佳地,根據本發明使用之LC介質含有式II之自配向添加劑中之一或多者 MES-R2 II 如上文所定義。
含有可聚合基團之自配向添加劑可在與應用於PSA製程中之RM類似的條件下在LC介質中聚合。
較佳地,在式II之自配向添加劑中,基團MES含有兩個或多於兩個選自如上所定義之芳族、脂環族及雜環基的環,包括其較佳含義。最佳的環為1,4-伸苯基,其可經如下文所定義之L12 及P-Sp-取代;或為1,4-伸環己基。
在式II中,基團MES較佳為選自以下結構之基團,其可經取代基L12 及P-Sp-中之任一者單取代或多取代:
Figure 02_image059
Figure 02_image061
Figure 02_image063
其中 L12 在各情況下,彼此獨立地表示F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0 )2 、-C(=O)R0 、視情況經取代之矽烷基、視情況經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基或具有至多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,一或多個H原子可各自經F或Cl置換, P      表示可聚合基團,及 Sp    表示間隔基或單鍵, 且虛線指示極性錨定基團Ra 之連接點。
較佳地,用於豎直配向之自配向添加劑經選擇具有式IIa R21 -[A22 -Z22 ]m2 -A22 -Ra IIa 其中 A21 、A22 各自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,且其亦可經基團L12 或-Sp-P單取代或多取代,較佳地獨立表示1,4-伸苯基、2,6-伸萘基或1,4-伸環己基,其可經基團L12 或-Sp-P取代, L12 在各情況下,彼此獨立地表示F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0 )2 、-C(=O)R0 、視情況經取代之矽烷基、視情況經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基或具有至多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,一或多個H原子可各自經F或Cl置換, P      表示可聚合基團, Sp    表示間隔基或單鍵, Z22 在各情況下,彼此獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-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-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CR0 R00 )n1 -、-CH(-Sp-P)-、-CH2 CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-, n1    表示1、2、3或4, m2    表示1、2、3、4、5或6,較佳為2、3或4,更佳為3, 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, R21 彼此獨立地表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其中另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換,且其中另外,一或多個H原子可各自經F或Cl或基團P-Sp-置換,及 Ra 如上文所定義,較佳地表示由至少一個具有選自以下之基團進一步定義之極性錨定基團:-OH、-NH2 、NHR22 、C(O)OH及-CHO或具有三個或更多個O原子之基團,其中 R22 表示具有1至12個C原子之烷基。
在另一較佳實施例中,LC介質或聚合物穩定SA-VA顯示器含有一或多種選自下表E之自配向添加劑。
自配向添加劑之錨定基團Ra 更佳地定義為 Ra 具有下式之錨定基團
Figure 02_image065
Figure 02_image067
Figure 02_image069
Figure 02_image071
Figure 02_image073
其中 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,較佳為選自苯、吡啶、環己烷、二噁烷或四氫哌喃之環系統, R21 彼此獨立地表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其中另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換,且其中另外,一或多個H原子可各自經F或Cl或基團P-Sp-置換,及 Y 在每次出現時相同或不同地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11 -或單鍵, o 表示0或1, X1 在每次出現時相同或不同地表示H、烷基、氟烷基、OH、NH2 、NHR22 、NR22 2 、OR22 、C(O)OH或-CHO,其中至少一個基團X1 表示選自-OH、-NH2 、NHR22 、C(O)OH及-CHO之基團, R22 表示具有1至12個C原子之烷基, Spa 、Spc 、Spd 各自彼此獨立地表示間隔基或單鍵,及 Spb 表示三價或四價基團,較佳為CH、N或C。
式II及IIa視情況包括可聚合化合物。在本發明內,「包含式II/IIa化合物之介質」係指包含式II/IIa化合物之介質且替代地包含呈聚合形式之化合物之介質兩者。
在一或多種式II化合物經一或多個可聚合基團(-Sp-P)取代之情況下,根據本發明之LC介質較佳地包含 - 可聚合組分A),其包含可聚合化合物,較佳由其組成,該等可聚合化合物中之至少一者為式I化合物且該等可聚合化合物中之至少一者具有式II, - 液晶組分B),在下文中亦被稱作「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原基或液晶化合物,較佳由其組成。
在式IIa及其子式之化合物中,Z22 較佳地表示單鍵、-C2 H4 -、-CF2 O-或-CH2 O-。在一具體較佳實施例中,Z22 表示單鍵。
在式IIa化合物中,基團L12 在各情況下獨立地較佳表示F或烷基,較佳為CH3 、C2 H5 或C3 H7
藉由以下子式II-A至II-D說明較佳的式IIa化合物
Figure 02_image075
其中R21 、Ra 、A22 、Z22 、Sp、P及L12 具有如上文針對式IIa所定義之含義, m2    獨立地為1、2、3或4,及 r1     獨立地為0、1、2、3或4,較佳為0、1或2。
式II-A、II-B及II-C之化合物為可聚合的且為較佳的,最佳為式II-B化合物。
在式II-A至II-D之化合物中,L12 較佳地表示F或烷基,較佳為CH3 、C2 H5 或C3 H7
在一較佳實施例中,r1表示0。
式II、IIa、II-A至II-D之可聚合基團P較佳為甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或另一經取代之丙烯酸酯,最佳為甲基丙烯酸酯。基團Sp較佳為-(CH2 )n -,其中n為2、3或4。
在上式及下式IIa或II-A至II-D及其子式中,Z22 較佳地獨立表示單鍵或-CH2 CH2 -,且極尤其表示單鍵。
Ra 較佳表示
Figure 02_image077
其中 p為1、2、3、4、5或6,較佳為1、2或3, x為1或0,較佳為1,及 R23 為H、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正戊基或-CH2 CH2 -第三丁基。
Ra 極佳地表示-O(CH2 )2 -OH、-O(CH2 )3 -OH,
Figure 02_image079
Figure 02_image081
Figure 02_image083
在式IIa中及在式IIa之子式中,R21 較佳地表示具有1-8個C原子之直鏈烷基或分支鏈烷基,較佳為直鏈烷基。在式IIa或II-A至II-D之化合物中,R21 更佳地表示CH3 、C2 H5 、正C3 H7 、正C4 H9 、正C5 H11 、正C6 H13 或CH2 CH(C2 H5 )C4 H9 。此外,R21 可表示烯氧基,特定言之OCH2 CH=CH2 、OCH2 CH=CHCH3 、OCH2 CH=CHC2 H5 ;或烷氧基,特定言之OC2 H5 、OC3 H7 、OC4 H9 、OC5 H11 及OC6 H13 。尤佳的R21 表示直鏈烷基殘基,較佳為C5 H11
在本發明之一較佳實施例中,LC介質包含式II化合物,其為可聚合的。式I及II之可聚合添加劑之組合為較佳的。尤佳的為 - LC介質包含一或多種選自子式M1至M32,較佳選自子式M2或M13之式I化合物及一或多種式II化合物; - LC介質包含一或多種選自其子式A1至A6,較佳來自子式A1之式I化合物及一或多種式IIa之化合物; - LC介質包含一或多種選自式I之化合物及一或多種選自式II-A至II-D,較佳選自II-A及II-B,更佳選自式II-B之化合物。
式I及II以及其子式之化合物及中間物可類似於所公開之方法或熟習此項技術者已知且描述於諸如(例如)以下之標準有機化學著作中之方法來製備:Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart。
舉例而言,式I及II之化合物可適宜地藉由使用對應酸、酸衍生物或含有可聚合基團P之鹵化化合物,使中間物酯化或醚化來合成,其中基團Sp-P或P單獨表示OH。
舉例而言,丙烯酸或甲基丙烯酸酯可藉由在如吡啶或三乙胺及4-(N,N -二甲胺基)吡啶(DMAP)之鹼的存在下,用如(例如) (甲基)丙烯醯氯或(甲基)丙烯酸酐使對應醇酯化來製備。替代地,酯可藉由在脫水試劑(例如根據Steglich用二環己基碳化二亞胺(DCC)、N -(3-二甲胺基丙基)-N' -乙基碳化二亞胺(EDC)或N -(3-二甲胺基丙基)-N' -乙基碳化二亞胺鹽酸鹽)及DMAP之存在下用(甲基)丙烯酸使醇酯化來製備。
根據本發明之PSA顯示器之結構對應於如在開始時引用之先前技術中所描述之PSA顯示器常見的幾何結構。不具有突起之幾何結構為較佳的,特定言之,其中另外,濾色器側邊上之電極為非結構化的且僅TFT側邊上之電極具有狹槽之彼等幾何結構。PS-VA顯示器之尤其適合且較佳的電極結構描述於例如US 2006/0066793 A1中。
對於根據本發明之方法,具有至少一個結構化電極之顯示器為較佳的,其中結構化部分較佳包括狹縫。更佳地,顯示器在相對基板側邊上具有一個結構化電極及一個連續電極。
本發明之較佳PSA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,該像素電極連接至安置於各像素區域中之切換元件且視情況包括微狹縫圖案及安置於像素電極上之視情況選用之第一配向層, -  第二基板,其包括共同電極層,該等共同電極層可安置於面對第一基板的第二基板之整個部分上;及視情況選用之配向層, -  LC層,其安置於第一基板與第二基板之間且包括包含如上文及下文所描述之可聚合成分A及液晶成分B之LC介質,其中可聚合成分A亦可經聚合。
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,選擇配向層以使得其賦予LC分子垂直(或豎直)配向(亦即垂直於表面)或傾斜配向。此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製備。
具有LC介質之LC層可藉由顯示器製造商習知使用之方法,例如所謂的滴下式填充(ODF)方法沈積於顯示器之基板之間。LC介質之可聚合組分隨後例如藉由UV光聚合來聚合。根據本發明在至少兩個,較佳三個步驟中進行聚合。
PSA顯示器可包含其他元件,如濾色器、黑矩陣、鈍化層、光阻滯層、用於定址個別像素之電晶體元件等,其皆為熟習此項技術者所熟知且可在無需本發明技術之情況下採用。
電極結構可由熟習此項技術者根據個別顯示器類型來設計。舉例而言,對於PS-VA顯示器,LC分子之多域定向可藉由提供具有狹縫及/或凸塊或突起之電極來誘導以形成兩個、四個或更多個不同傾斜配向方向。
在聚合後,可聚合化合物形成交聯聚合物,其造成LC介質中LC分子之一定預傾斜。在不希望受特定理論束縛之情況下,咸信由可聚合化合物形成的交聯聚合物之至少一部分將相分離或自LC介質沈澱且在基板或電極或設置於其上之配向層上形成聚合物層。顯微量測資料(如SEM及AFM)已確證,所形成的聚合物之至少一部分積聚於LC/基板界面處。
適合且較佳的聚合方法為例如熱或光聚合,較佳為光聚合,特定言之,UV誘導之光聚合,其可藉由使可聚合化合物曝露於UV輻射來達成。
視情況,將一或多種聚合引發劑添加至LC介質。適合的聚合條件及適合的引發劑類型及量為熟習此項技術者已知且描述於文獻中。適用於自由基聚合的為例如可商購之光引發劑Irgacure651®、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173® (Ciba AG)。若採用聚合引發劑,則其比例較佳為0.001至5重量%,尤佳為0.001至1重量%。
可聚合化合物較佳地適合在無引發劑之情況下聚合,此伴隨相當大的優點,諸如(例如)較低的材料成本且特定言之較少的由可能殘餘量之引發劑或其降解產物所致的LC介質之污染。因此,聚合亦可在不添加引發劑之情況下進行。在一較佳實施例中,LC介質因此不含有聚合引發劑。
LC介質亦可包含一或多種穩定劑,以便防止RM例如在儲存或運輸期間之非所需自發聚合。穩定劑之適合類型及量為熟習此項技術者已知且描述於文獻中。尤其適合的為例如來自Irganox®系列(Ciba AG),諸如(例如) Irganox® 1076的可商購穩定劑。若採用穩定劑,則以RM或可聚合組分(組分A)之總量計,其比例較佳為10-50,000 ppm,尤佳為50-5,000 ppm。
在另一實施例中,液晶介質含有一或多種對掌性摻雜劑,較佳呈0.01至1重量%,極佳0.05至0.5重量%之濃度。對掌性摻雜劑較佳選自由來自下表B之化合物組成之群,極佳地選自由以下組成之群:R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011及R-或S-5011。
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,該等對掌性摻雜劑較佳選自前述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,較佳選自由下式組成之群:
Figure 02_image085
Figure 02_image087
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 Ra-d 具有1至10個、較佳地1至6個、極佳地1至4個C原子之直鏈或分支鏈烷基,最佳為甲基, XS H、CH3 、OH或O , AS 具有1至20個C原子之直鏈、分支鏈或環狀伸烷基,其視情況經取代, n      1至6之整數,較佳為3。
較佳的式S3之穩定劑係選自式S3A
Figure 02_image089
其中n2為1至12之整數,且其中基團(CH2 )n2 中之一或多個H原子視情況經甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基置換。
極佳的穩定劑係選自由下式組成之群
Figure 02_image091
Figure 02_image093
Figure 02_image095
在一較佳實施例中,液晶介質包含一或多種選自由以下組成之群的穩定劑:式S1-1、S2-1、S3-1、S3-1及S3-3。
在一較佳實施例中,液晶介質包含一或多種選自表D之穩定劑。
較佳地,液晶介質中穩定劑(如式S1至S3之彼等穩定劑)之比例為10至500 ppm,極佳為20至100 ppm。
在另一較佳實施例中,用於本發明中之LC介質含有一或多種選自式II或其子式之SA添加劑。LC介質中SA添加劑之濃度較佳為0.1至5%,極佳為0.2至3%,最佳為0.2至1.5%。
在一較佳實施例中,根據本發明之LC介質或顯示器含有一或多種選自下表F之SA添加劑。
在另一較佳實施例中,根據本發明製造之SA-VA或SA-FFS顯示器不含有聚醯亞胺配向層。
特定言之,式I及/或II之可聚合化合物在製備PSA顯示器之方法中確實展示良好UV吸收,且因此尤其適用於該方法,該PSA顯示器包括以下特徵中之一或多者: -  可聚合介質在顯示器中曝露於藉由節能UV燈(亦已知為「綠色UV燈」)產生的UV光。此等燈之特徵在於在其300-380 nm之吸收光譜中之相對較低強度(習知UV1燈之1/100-1/10)且較佳用於UV2步驟中,但在避免較高強度為該製程所需時視情況亦用於UV1-a或UV1-b步驟中。 -  可聚合介質在顯示器中曝露於由具有向較長波長(較佳340 nm或更長)偏移之輻射光譜之UV燈產生的UV光,以在PS-VA製程中避免短UV曝光。
使用較低強度及UV偏移至較長波長均保護有機層不受可能由UV光引起之損壞。
本發明之一較佳實施例係關於一種用於製備如上文及下文所描述之PSA顯示器之方法,該PSA顯示器包含以下特徵中之一或多者: -  可聚合LC介質曝露於藉由在300-380 nm之波長範圍內具有0.5 mW/cm2 至10 mW/cm2 之強度之UV燈產生的UV光,較佳地用於第三方法步驟(UV2步驟)中,且視情況亦用於第一及第二方法步驟(UV1-a/b步驟)中, -  可聚合LC介質曝露於波長為340 nm或更大且較佳為400 nm或更小的UV光。
此較佳方法可例如藉由使用所需UV燈或藉由使用帶通濾波器及/或截止濾波器進行,該等濾波器實質上透射具有各別所需波長之UV光且實質上阻斷具有各別非所需波長之光。舉例而言,當需要用波長λ為300-400 nm之UV光照射時,UV曝露可使用實質上透射波長300 nm< λ <400 nm之寬帶通濾波器進行。當需要用波長λ超過340 nm之UV光照射時,UV暴露可使用實質上透射波長λ >340 nm之截止濾波器進行。
「實質上透射」意謂濾波器透射實質性部分,較佳地至少50%強度之具有所需波長之入射光。「實質上阻斷」意謂濾波器未透射實質性部分,較佳地至少50%強度之具有非所需波長之入射光。「所需(非所需)波長」例如在帶通濾波器之情況下意謂λ之既定範圍內(外)之波長,且在截止濾波器之情況下,意謂超過(低於) λ之既定值之波長。
此較佳方法使得能夠藉由使用較長UV波長製造顯示器,藉此減少或甚至避免較短UV光組分之有害及損害作用。
UV輻射能量一般為6至100 J,視製造製程條件而定。
較佳地,用於本發明中之LC介質確實基本上由以下組成:可聚合組分A)或一或多種式I之可聚合化合物,以及如上文及下文所描述之LC組分B)或LC主體混合物。然而,LC介質可另外包含一或多種其他組分或添加劑,較佳選自包括(但不限於)以下之清單:共聚單體、對掌性摻雜劑、聚合引發劑、抑制劑、穩定劑、界面活性劑、濕潤劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏附劑、流動改良劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染料、顏料及奈米粒子。
尤佳的為包含一種、兩種或三種式I之可聚合化合物的LC介質。
此外,較佳的為其中可聚合組分A)含有一種、兩種或三種式II之可聚合化合物的LC介質。
此外,較佳的為其中液晶組分B)或LC主體混合物具有向列型LC相(在20℃下)且較佳不具有對掌性液晶相的LC介質。
LC組分B)或LC主體混合物較佳為向列型LC混合物。
另外,較佳為非對掌性式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的LC介質。
較佳地,LC介質中可聚合組分A)之比例為>0%至<5%,極佳為<3%,更佳為0.1至2.0且最佳為0.2%至1.0%。
較佳地,LC介質中式I化合物之比例為>0%至<5%,極佳為>0%至<3%,更佳為0.05%至2.0%,最佳為0.1%至0.6%。
較佳地,LC介質中式II化合物之比例為0.1%至<5%,極佳為>0.1%至<3%,最佳為0.2%至1.5%。
較佳地,LC介質中LC組分B)之比例為95%至<100%,極佳為96.5%至<100%,最佳為99%至<100%。組分B)並非為可聚合的。
除上文所描述之可聚合化合物以外,用於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。選擇此等LC化合物以使得其在應用於可聚合化合物之聚合的條件下對聚合反應穩定及/或無反應。
原則上,適用於習知顯示器之任何LC混合物適用作主體混合物。適合LC混合物為熟習此項技術者已知且描述於文獻中,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液晶原基或LC化合物之LC主體混合物中,該一或多種液晶原基或LC化合物包含烯基(在下文中亦被稱作「烯基化合物」),其中該烯基在用於聚合式I化合物及含於LC介質中之其他可聚合化合物的條件下對聚合反應穩定。與自先前技術已知之RM相比,式I化合物在此LC主體混合物中確實展現改良之特性,如溶解性、反應性或產生傾斜角之能力。
因此,除式I之可聚合化合物以外,用於本發明之LC介質較佳地包含一或多種包含烯基(「烯基化合物」)之液晶原基或液晶化合物,其中此烯基較佳地在用於聚合式I之可聚合化合物或含於LC介質中之其他可聚合化合物的條件下對聚合反應穩定。
烯基化合物中之烯基較佳地選自特定言之具有2至25個C原子,尤佳具有2至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烯基,其中另外,一或多個不相鄰CH2 基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中另外,一或多個H原子可經F及/或Cl置換。
較佳的烯基為具有2至7個C原子之直鏈烯基及環己烯基,特定言之乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、1,4-環己-1-基及1,4-環己-3-基。
LC主體混合物(亦即,不含任何可聚合化合物)中含有烯基之化合物之濃度較佳為5%至100%,極佳為20%至60%。
尤佳的為含有1至5種,較佳1、2或3種具有烯基之化合物的LC混合物。
含有烯基之液晶原基及LC化合物較佳地選自如下文所定義之式AN及AY。
除如上文所描述之可聚合組分A)以外,用於本發明之LC介質包含LC組分B)或LC主體混合物,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。選擇此等LC化合物以使得其在應用於可聚合化合物之聚合的條件下對聚合反應穩定及/或無反應。
在第一較佳實施例中,基於具有負介電各向異性之化合物,LC介質含有LC組分B)或LC主體混合物。此等LC介質尤其適用於PS-VA及PS-UB-FFS顯示器。此LC介質之尤佳實施例為下文章節a)-z3)之彼等LC介質: a)     其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式CY及PY之化合物的LC介質:
Figure 02_image097
其中 a      表示1或2, b      表示0或1,
Figure 02_image099
表示
Figure 02_image101
R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-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,較佳為單鍵, 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 二者均表示F,或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl,或L3 及L4 二者均表示F,或L3 及L4 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式CY化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image103
Figure 02_image105
Figure 02_image107
Figure 02_image109
Figure 02_image111
其中a表示1或2,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2-6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。alkenyl較佳地表示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化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image113
Figure 02_image115
Figure 02_image117
Figure 02_image119
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2-6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。alkenyl較佳地表示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) 其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種包含烯基之液晶原基或LC化合物(在下文中亦被稱作「烯基化合物」)的LC介質,其中該烯基在用於聚合含於LC介質中之可聚合化合物的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_image121
其中個別基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義:
Figure 02_image123
Figure 02_image125
 
  
Figure 02_image127
 
 
Figure 02_image129
Figure 02_image131
 
    
Figure 02_image127
 
 
Figure 02_image134
Figure 02_image136
    
Figure 02_image138
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,則亦為RA2 之含義中之一者, RA2 具有1至12個C原子之烷基,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-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,較佳為單鍵, L1 2 H、F、Cl、OCF3 CF3 CH3 CH2 F或CHF2 H,較佳為H、F或Cl, x      1或2, z      0或1。
較佳的式AN及AY之化合物為其中RA2 選自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基及庚烯基的彼等化合物。
在一較佳實施例中,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_image140
Figure 02_image142
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及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2-7個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳地表示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,極佳地一或多種式AN1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_image144
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_image146
最佳為式AN1a2及AN1a5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化合物:
Figure 02_image148
Figure 02_image150
Figure 02_image152
Figure 02_image154
Figure 02_image156
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O-原子或單鍵,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2-7個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳地表示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化合物:
Figure 02_image158
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之化合物之比例為2重量%至70重量%,極佳為5重量%至60重量%,最佳為10重量%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為3重量%至20重量%。
添加式AN及/或AY之烯基化合物使得能夠降低LC介質之黏度及回應時間。
c) 其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image160
其中個別基團具有以下含義:
Figure 02_image162
表示
Figure 02_image164
Figure 02_image127
Figure 02_image166
表示
Figure 02_image168
 
R3 及R4 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-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,較佳為單鍵。
式ZK化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image170
Figure 02_image172
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2-6個C原子之直鏈烯基。alkenyl較佳地表示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 -。
尤佳的為式ZK1化合物。
尤佳的式ZK化合物選自以下子式:
Figure 02_image174
其中丙基、丁基及戊基為直鏈基團。
最佳的為式ZK1a化合物。
d) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image176
其中個別自由基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,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換,較佳為具有1至6個C原子之烷基或烷氧基,
Figure 02_image178
表示
Figure 02_image180
 
Figure 02_image182
表示
Figure 02_image184
,且
e 表示1或2。
式DK化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image186
Figure 02_image188
Figure 02_image190
Figure 02_image192
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2-6個C原子之直鏈烯基。alkenyl較佳地表示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) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image194
其中個別基團具有以下含義:
Figure 02_image196
表示
Figure 02_image198
  
Figure 02_image200
其中至少一個環F與伸環己基不同, 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,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-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,L1 及L2 均表示F,或基團L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式LY之化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image202
Figure 02_image204
Figure 02_image206
Figure 02_image208
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,特定言之CH3 、C2 H5 、正C3 H7 、正C4 H9 、正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) 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的LC介質:
Figure 02_image210
Figure 02_image212
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 。尤佳的為其中X表示F之式G1化合物。
g) 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的LC介質:
Figure 02_image214
Figure 02_image216
Figure 02_image218
其中R5 具有上文針對R1 所指示之含義中之一者,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。此等化合物中之R5 尤佳為C1-6 烷基或C1-6 烷氧基或C2-6 烯基,d較佳為1。根據本發明之LC介質較佳以≥5重量%之量包含一或多種上述式之化合物。
h) 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的LC介質:
Figure 02_image220
Figure 02_image222
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及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2-6個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳地表示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%,特定言之≥5重量%。
式B2化合物為尤佳的。
式B1至B3之化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image224
其中alkyl*表示具有1-6個C原子之烷基。根據本發明之介質尤其較佳地包含一或多種式B1a及/或B2c之化合物。
i) 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化合物之LC介質:
Figure 02_image226
其中R5 及R6 各自彼此獨立地具有上文所指示之含義中之一者,且
Figure 02_image228
各自彼此獨立地表示
Figure 02_image230
其中L5 表示F或Cl,較佳為F,且L6 表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F或CHF2 ,較佳為F。
式T化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image232
Figure 02_image234
Figure 02_image236
Figure 02_image238
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*較佳地表示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。
根據本發明之LC主體混合物較佳地包含式T及其較佳子式之聯三苯,呈0.5重量%至30重量%,特定言之1重量%至20重量%之量。
尤佳的為式T1、T2、T3及T21之化合物。在此等化合物中,R較佳地表示各自具有1-5個C原子之烷基(此外烷氧基)。
若混合物之Δn值≥0.1,則聯三苯較佳用於根據本發明之LC介質中。較佳的LC介質包含2-20重量%的一或多種式T之聯三苯化合物,較佳地選自化合物T1至T22之群。
k) 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化合物的LC介質:
Figure 02_image240
其中 RQ 為具有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原子之烯基或烯氧基,其皆視情況經氟化, XQ 為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 彼此獨立地為H或F,其中LQ1 至LQ6 中之至少一者為F。
較佳的式Q化合物為其中RQ 表示具有2至6個C原子之直鏈烷基,極佳表示乙基、正丙基或正丁基之彼等化合物。
較佳的式Q化合物為其中LQ3 及LQ4 為F之彼等化合物。更佳的式Q化合物為其中LQ3 、LQ4 以及LQ1 及LQ2 中之一者或兩者為F之彼等化合物。
較佳的式Q化合物為其中XQ 表示F或OCF3 ,極佳表示F之彼等化合物。
式Q化合物較佳地選自以下子式
Figure 02_image242
其中RQ 具有上文及下文所給出之式Q之含義中之一者或其較佳含義中之一者,且較佳為乙基、正丙基或正丁基。
尤佳的為式Q1化合物,特定言之其中RQ 為正丙基之彼等化合物。
較佳地,LC主體混合物中式Q化合物之比例為>0重量%至≤5重量%,極佳為0.1重量%至2重量%,最佳為0.2重量%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之聯四苯化合物添加至LC主體混合物能夠減少ODF斑紋,同時維持高UV吸收,從而實現快速且完全聚合,實現強且快速的傾斜角產生,且增加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介質允許更好地控制介電常數ε|| 及ε 之值,且特定言之能夠獲得高介電常數ε|| 值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此降低反沖電壓且減少影像殘留。
l) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種式C化合物的LC介質:
Figure 02_image244
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原子之烯基或烯氧基,其皆視情況經氟化, 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。
較佳的式C化合物為其中RC 表示具有2至6個C原子之直鏈烷基,極佳表示乙基、正丙基或正丁基之彼等化合物。
較佳的式C化合物為LC1 及LC2 為F之彼等化合物。
較佳的式C化合物為其中XC 表示F或OCF3 、極佳表示F之彼等化合物。
較佳之式C化合物係選自下式
Figure 02_image246
其中RC 具有上文及下文所給出之式C之含義中之一者或其較佳含義中之一者,且較佳為乙基、正丙基或正丁基,極佳為正丙基。
較佳地,LC主體混合物中式C化合物之比例為>0重量%至≤10重量%,極佳為0.1重量%至8重量%,最佳為0.2重量%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C化合物。
將具有正介電各向異性之式C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,且特定言之能夠獲得高介電常數ε|| 值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此降低反沖電壓且減少影像殘留。此外,添加式C化合物使得能夠降低LC介質之黏度及回應時間。
m)     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的LC介質:
Figure 02_image248
Figure 02_image250
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。
較佳的介質包含一或多種選自式O1、O3及O4之化合物。
n) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image252
其中
Figure 02_image254
表示
Figure 02_image256
  
Figure 02_image258
  
Figure 02_image260
R9 表示H、CH3 、C2 H5 或正C3 H7 ,(F)表示視情況選用之氟取代基,且q表示1、2或3,且R7 具有針對R1 所指示之含義中之一者,較佳呈>3重量%,特定言之≥5重量%且極尤佳為5-30重量%之量。
尤佳的式FI化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image262
Figure 02_image264
其中R7 較佳地表示直鏈烷基,且R9 表示CH3 、C2 H5 或正C3 H7 。尤佳的為式FI1、FI2及FI3之化合物。
o) 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的LC介質:
Figure 02_image266
其中R8 具有針對R1 所指示之含義,且alkyl表示具有1-6個C原子之直鏈烷基。
p) 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,諸如(例如)選自由下式組成之群之化合物的LC介質:
Figure 02_image268
Figure 02_image270
Figure 02_image272
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,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換,較佳為具有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) 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𠳭烷及/或𠳭烷的LC介質:
Figure 02_image274
Figure 02_image276
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, 環M  為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基, Zm -C2 H4 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-或-O-CO-, c      為0、1或2, 其較佳呈3重量%至20重量%之量,特定言之呈3重量%至15重量%之量。
r) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之經氟化菲、二苯并呋喃及/或二苯并噻吩的LC介質:
Figure 02_image278
Figure 02_image280
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。
尤佳的式PH、BF及BS之化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image282
其中R及R'各自彼此獨立地表示具有1-7個C原子之直鏈烷基或烷氧基。
s) 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的LC介質
Figure 02_image284
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,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-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 均表示F,或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式Y化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image286
Figure 02_image288
, 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2-6個C原子之直鏈烯基,且O表示氧原子或單鍵。Alkenyl及Alkenyl*較佳地表示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 -。
尤佳的式Y化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image290
其中Alkoxy較佳地表示具有3、4或5個C原子之直鏈烷氧基。
t) 除如上文及下文所描述之可聚合化合物以外不含有含末端乙烯基氧基(-O-CH=CH2 )之化合物的LC介質。
u) 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之化合物的LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為5至60%,尤佳為10至35%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為2至20%。
v) 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之化合物的LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為5至60%,尤佳為10至35%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為2至20%。
w)     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,特定言之式ZK1、ZK2及/或ZK6之化合物的LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為3至25%,尤佳為5至45%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為2至20%。
x) 其中式CY、PY及ZK之化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例大於70%,較佳大於80%的LC介質。
y) 其中LC主體混合物含有一或多種含有烯基之化合物,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之化合物的LC介質。LC主體混合物中此等化合物之濃度較佳為2至70%,極佳為3至55%。
z) 其中組分B)或LC主體混合物含有一或多種,較佳1至5種選自式PY1至PY8,極佳式PY2之化合物的LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為1至30%,尤佳為2至20%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為1至20%。
z1)    其中組分B)或LC主體混合物含有一或多種,較佳1、2或3種選自式T1、T2及T5,極佳選自式T2之化合物的LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之含量較佳為1至20%。
z2)    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之化合物的LC介質。
z3)    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之化合物的LC介質。LC主體混合物中式AY14至AY16之化合物之比例較佳為2至35%,極佳為3至30%。LC主體混合物中式BF1化合物之比例較佳為0.5至20%,極佳為1至15%。更佳地,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種式T,較佳選自式T1、T2及T5,極佳選自T2或T5之化合物。LC主體混合物介質中式T化合物之比例較佳為0.5至15%,極佳為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。此等LC介質尤其適用於PS-OCB顯示器、PS-TN顯示器、PS-Posi-VA顯示器、PS-IPS顯示器或PS-FFS顯示器中。
Figure 02_image292
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_image294
各自彼此獨立地
且在每次出現時相同或不同地為  
  
Figure 02_image296
Figure 02_image298
R21 、R31 各自彼此獨立地為具有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原子之烯基或烯氧基,其皆視情況經氟化, 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,較佳為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-或單鍵,尤佳為-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 較佳為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 ,極佳為F或OCF3 ,最佳為F。
在式A及B之化合物中,R21 及R31 較佳地選自具有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較佳為1或2。
在式B化合物中,Z31 較佳為COO、反式-CH=CH或單鍵,極佳為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_image300
Figure 02_image302
其中A21 、A22 、R21 、X0 、L21 及L22 具有式A中所給出之含義,L23 及L24 各自彼此獨立地為H或F,且X0 較佳為F。尤佳的為式A1及A2之化合物。
尤佳的式A1化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image304
Figure 02_image306
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A1中所給出之含義,L23 、L24 、L25 及L26 各自彼此獨立地為H或F,且X0 較佳為F。
極尤佳的式A1化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image308
Figure 02_image310
其中R21 如式A1中所定義。
尤佳的式A2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image312
Figure 02_image314
Figure 02_image316
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A2中所給出之含義,L23 、L24 、L25 及L26 各自彼此獨立地為H或F,且X0 較佳為F。
極尤佳的式A2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image318
Figure 02_image320
Figure 02_image322
其中R21 及X0 如式A2中所定義。
尤佳的式A3化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image324
Figure 02_image326
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A3中所給出之含義,且X0 較佳為F。
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_image328
其中g、A31 、A32 、R31 、X0 、L31 及L32 具有式B中所給出之含義,且X0 較佳為F。尤佳的為式B1及B2之化合物。
尤佳的式B1化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image330
其中R31 、X0 、L31 及L32 具有式B1中所給出之含義,且X0 較佳為F。
極尤佳的式B1a化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image332
Figure 02_image334
其中R31 如式B1中所定義。
極尤佳的式B1b化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image336
其中R31 如式B1中所定義。
尤佳的式B2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image338
Figure 02_image340
其中R31 、X0 、L31 及L32 具有式B2中所給出之含義,L33 、L34 、L35 及L36 各自彼此獨立地為H或F,且X0 較佳為F。
極尤佳的式B2化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image342
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2b化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image344
Figure 02_image346
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2c化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image348
Figure 02_image350
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2d及B2e之化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image352
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2f化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image354
Figure 02_image356
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2g化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image358
Figure 02_image360
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2i化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image362
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2k化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image364
Figure 02_image366
其中R31 如式B2中所定義。
極尤佳的式B2l化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image368
其中R31 如式B2中所定義。
作為B1及/或B2之化合物的替代或除其以外,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。
較佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種式C化合物
Figure 02_image370
其中個別基團具有以下含義:
Figure 02_image372
各自彼此獨立地,且
在每次出現時相同或不同地為
  
Figure 02_image374
  
Figure 02_image376
R41 、R42 各自彼此獨立地為具有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原子之烯基或烯氧基,其皆視情況經氟化, Z41 、Z42 各自彼此獨立地為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-、-C≡C-或單鍵,較佳為單鍵, h 0、1、2或3。
在式C化合物中,R41 及R42 較佳地選自具有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較佳為0、1或2。
在式C化合物中,Z41 及Z42 較佳地選自COO、反式-CH=CH及單鍵,極佳選自COO及單鍵。
較佳的式C化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image378
Figure 02_image380
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。
更佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種式D化合物
Figure 02_image382
其中A41 、A42 、Z41 、Z42 、R41 、R42 及h具有式C中所給出之含義或上文所給出之較佳含義中之一者。
較佳的式D化合物係選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image384
其中R41 及R42 具有式D中所給出之含義,且R41 較佳地表示烷基,且在式D1中,R42 較佳地表示烯基,尤佳為-(CH2 )2 -CH=CH-CH3 ,且在式D2中,R42 較佳地表示烷基、-(CH2 )2 -CH=CH2 或-(CH2 )2 -CH=CH-CH3
更佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種含有烯基之式E化合物
Figure 02_image386
其中個別基團在每次出現時相同或不同地各自彼此獨立地具有以下含義:
Figure 02_image388
Figure 02_image390
  
Figure 02_image392
Figure 02_image394
Figure 02_image396
  
Figure 02_image392
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,則亦為RA2 之含義中之一者, RA2 具有1至12個C原子之烷基,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換, x 1或2。
RA2 較佳為具有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。
較佳的式E化合物係選自以下子式:
Figure 02_image399
Figure 02_image401
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及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2-7個C原子之直鏈烯基。alkenyl及alkenyl*較佳地表示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 -。
極佳的式E化合物係選自以下子式:
Figure 02_image403
Figure 02_image405
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
極尤佳的式E化合物係選自以下子式:
Figure 02_image407
最佳的為式E1a2、E1a5、E3a1及E6a1之化合物。
更佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種式F化合物
Figure 02_image409
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_image411
表示
Figure 02_image413
 
Figure 02_image415
R21 、R31 各自彼此獨立地為具有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原子之烯基或烯氧基,其皆視情況經氟化, 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,較佳為-CH2 CH2 -、-COO-、反式-CH=CH-或單鍵,尤佳為-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。
尤佳的式F化合物係選自由下式組成之群:
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其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式F中所給出之含義,L25 及L26 各自彼此獨立地為H或F,且X0 較佳為F。
LC主體混合物中式A及B之化合物之濃度較佳為2至60%,極佳為3至45%,最佳為4至35%。
LC主體混合物中式C及D之化合物之濃度較佳為2至70%,極佳為5至65%,最佳為10至60%。
LC主體混合物中式E化合物之濃度較佳為5至50%,極佳為5至35%。
LC主體混合物中式F化合物之濃度較佳為2至30%,極佳為5至20%。
本發明之此第二較佳實施例之更佳實施例在下文列出,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之化合物。
2b)    LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2h3、B2l1、F1a。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為4至40%,極佳為5至35%。
2c)    LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:B2c1、B2c4、B2f4、C14。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為4至40%,極佳為5至35%。
2d)    LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:C3、C4、C5、C9及D2。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為8%至70%,極佳為10%至60%。
2e)    LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:E1、E3及E6,較佳為E1a、E3a及E6a,極佳為E1a2、E1a5、E3a1及E6a1。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為5至60%,極佳為10至50%。
上文所提及之較佳實施例之化合物與上文所描述之聚合化合物的組合在根據本發明之LC介質中產生低臨限電壓、低旋轉黏度及極好低溫穩定性,同時產生恆定地高清澈點及高HR值,且允許在PSA顯示器中快速建立尤其低的傾斜角。特定言之,與來自先前技術之介質相比,LC介質在PSA顯示器中展現顯著縮短的回應時間,尤其亦顯著縮短的灰影回應時間。
本發明之LC介質及LC主體混合物較佳具有至少80 K,尤佳至少100 K之向列相範圍及在20℃下≤250 mPa·s,較佳≤200 mPa·s之旋轉黏度。
在根據本發明之VA型顯示器中,處於關斷狀態之LC介質層中之分子垂直於電極表面(垂直地)配向或具有傾斜之垂直配向。在向電極施加電壓後,發生LC分子之重新配向,其中縱向分子軸平行於電極表面。
根據第一較佳實施例之基於具有負介電各向異性之化合物的根據本發明之LC介質(特定言之用於PS-VA、PS-UB-FFS及SA-VA型顯示器中),在20℃及1 kHz下具有負介電各向異性Δε,較佳為-0.5至-10,特定言之-2.5至-7.5。
用於PS-VA、PS-UB-FFS及-VA型顯示器中的根據本發明之LC介質之雙折射率Δn較佳低於0.16,尤佳為0.06至0.14,極尤佳為0.07至0.13。
在根據本發明之OCB型顯示器中,LC介質層中之分子具有「彎曲」配向。在向電極施加電壓後,發生LC分子之重新配向,其中縱向分子軸垂直於電極表面。
用於PS-TN、PS-posi-VA、PS-IPS、PS-FFS及SA-FFS型顯示器中的根據第二較佳實施例的基於具有正介電各向異性之化合物的根據本發明之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型顯示器中的根據本發明之LC介質之雙折射率Δn較佳為0.14至0.22,尤佳為0.16至0.22。
用於PS-TN-、PS-posi-VA-、PS-IPS-、PS-FFS及SA-FFS型顯示器中的根據本發明之LC介質之雙折射率Δn較佳為0.07至0.15,尤佳為0.08至0.13。
根據本發明之LC介質亦可包含為熟習此項技術者所已知且描述於文獻中之其他添加劑,諸如(例如)聚合引發劑、抑制劑、穩定劑、界面活性物質或對掌性摻雜劑。此等添加劑可為可聚合或不可聚合的。因此,可聚合添加劑歸屬於可聚合組分或組分A)。因此,不可聚合添加劑歸屬於不可聚合組分或組分B)。
此外,有可能向LC介質添加例如用於改良導電性之0至15重量%之多向色染料,此外奈米粒子、導電鹽,較佳4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基銨、四苯基硼酸四丁銨或冠醚之複合鹽(參見例如Haller等人, Mol. Cryst. Liq. Cryst.24 , 249-258 (1973));或用於修改介電各向異性、黏度及/或向列相之配向的物質。此類型之物質描述於例如DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728中。
根據本發明之LC介質之較佳實施例a)-z)之個別組分為已知的,或其製備方法可容易地由熟習相關技術者自先前技術衍生,此係因為其基於描述於文獻中之標準方法。對應的式CY化合物描述於例如EP-A-0 364 538中。對應的式ZK化合物描述於例如DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
可根據本發明使用之LC介質係以本身習知之方式,例如藉由將上述化合物中之一或多者與如上文所定義之一或多種可聚合化合物混合且視情況與其他液晶化合物及/或添加劑混合來製備。大體而言,宜在高溫下將以較少量使用之所需量之組分溶解於構成主要成分之組分中。亦有可能混合組分於有機溶劑中(例如於丙酮、氯仿或甲醇中)之溶液,且在充分混合後例如藉由蒸餾再次移除溶劑。本發明此外係關於一種用於製備根據本發明之LC介質之方法。
熟習此項技術者不言而喻,根據本發明之LC介質亦可包含其中例如H、N、O、Cl、F經對應同位素(如氘等)置換之化合物。
以下實例解釋本發明而不對其進行限制。然而,其向熟習此項技術者展示較佳混合物概念與較佳待使用之化合物及其各別濃度以及其與彼此之組合。另外,實例說明可獲得的特性及特性組合。
較佳的混合物組分展示於下表A1及A2中。展示於表A1中之化合物尤其適用於具有正介電各向異性之LC混合物。展示於表A2中之化合物尤其適用於具有負介電各向異性之LC混合物。
A1 在表A1中,m及n彼此獨立地為1至12之整數,較佳為1、2、3、4、5或6,k為0、1、2、3、4、5或6,且(O)Cm H2m+1 意謂Cm H2m+1 或OCm H2m+1
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A2 在表A2中,m及n彼此獨立地為1至12之整數,較佳為1、2、3、4、5或6,k為0、1、2、3、4、5或6,且(O)Cm H2m+1 意謂Cm H2m+1 或OCm H2m+1
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在本發明之第一較佳實施例中,根據本發明之LC介質,尤其具有正介電各向異性之彼等LC介質包含一或多種選自由來自表A1之化合物組成之群的化合物。
在本發明之第二較佳實施例中,根據本發明之LC介質,尤其具有負介電各向異性之彼等LC介質包含一或多種選自由來自表A2之化合物組成之群的化合物。
B 表B展示可添加至根據本發明之LC介質之可能的對掌性摻雜劑。
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LC介質較佳包含0重量%至10重量%,特定言之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之化合物組成之群的摻雜劑。
C 表C展示可添加至根據本發明之LC介質之可能的穩定劑。其中n表示1至12之整數,較佳為1、2、3、4、5、6、7或8,且未展示末端甲基。
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LC介質較佳包含0至10重量%,特定言之1 ppm至5重量%,尤佳1 ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳地包含一或多種選自由來自表C之化合物組成之群的穩定劑。
D 表D展示可用作根據本發明之LC介質中之可聚合化合物的說明性反應性液晶原化合物。
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在一較佳實施例中,根據本發明之混合物包含一或多種可聚合化合物,較佳選自式RM-1至RM-144之可聚合化合物。在此等化合物中,化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-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為尤佳的。
E 表E展示可與式I之可聚合化合物一起用於根據本發明之LC製程中的用於豎直配向之自配向添加劑:
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在一較佳實施例中,LC介質及顯示器包含一或多種選自式SA-1至SA-48,較佳選自式SA-14至SA-48,極佳選自式SA-20至SA-34及SA-44至SA-47之SA添加劑以及一或多種式I之RM。極佳的為下文實例1之可聚合化合物1、2或3,極佳實例1之可聚合化合物3與選自式SA-20至SA-34及SA-44之SA添加劑的組合。
實例 以下實例解釋本發明而不對其進行限制。然而,其向熟習此項技術者展示較佳混合物概念與較佳待使用之化合物及其各別濃度以及其與彼此之組合。另外,實例說明可獲得的特性及特性組合。
另外,使用以下縮寫及符號: V0 在20℃下之臨限電壓,電容[V], ne 在20℃及589 nm下之異常折射率, no 在20℃及589 nm下之尋常折射率, Δn                在20℃及589 nm下之光學各向異性, ε 在20℃及1 kHz下垂直於引向器之介電電容率, ε|| 在20℃及1 kHz下平行於引向器之介電電容率, Δε                在20℃及1 kHz下之介電各向異性, cl.p., T(N,I)  清澈點[℃], γ1 在20℃下之旋轉黏度[mPa·s], K1 彈性常數,在20℃下之「展曲」變形[pN], K2 彈性常數,在20℃下之「扭曲」變形[pN], K3 彈性常數,在20℃下之「彎曲」變形[pN]。
除非另外明確指出,否則本申請案中之所有濃度均以重量百分比形式引述且與對應作為整體之混合物有關,該混合物包含所有固體或液晶組分而無溶劑。
除非另外明確指出,否則本申請案中諸如(例如)針對熔點T(C,N)、自近晶相(S)至向列相(N)之轉變T(S,N)及清澈點T(N,I)所指示之所有溫度值以攝氏度(℃)形式引述。M.p.表示熔點,cl.p.=清澈點。此外,C=結晶狀態,N=向列相,S=近晶相且I=各向同性相。此等符號之間的資料表示轉變溫度。
除非在各情況下另外明確指示,否則所有物理特性根據且已根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」, Status 1997年11月, Merck KGaA, Germany來測定,且適用於20℃之溫度,且在589 nm下測定Δn且在1 kHz下測定Δε。
除非另外明確指示,否則本發明之術語「臨限電壓」與電容臨限值(V0 ) (亦已知為弗雷德里克(Freedericks)臨限值)有關。在實例中,如一般常用,亦可關於10%相對對比度(V10 )引述光學臨限值。
除非另外陳述,否則聚合如上文及下文所描述之顯示器中之可聚合化合物的方法在其中LC介質展現液晶相(較佳向列相)之溫度下進行,且最佳在室溫下進行。
除非另外陳述,否則製備測試單元且量測其電光學及其他特性之方法藉由如下文中所描述或與其類似之方法來進行。
用於量測電容臨限電壓之顯示器由兩個間距為25 µm之平面平行玻璃外板組成,其中之每一者在內部具有電極層且在頂部上具有未摩擦之聚醯亞胺配向層,此實行液晶分子之垂直邊緣配向。
用於量測PSA-VA顯示器之傾斜角的顯示器或測試單元由兩個間距為4 µm之平面平行玻璃外板組成,其中之每一者在內部具有電極層且在頂部具有聚醯亞胺配向層,其中兩個聚醯亞胺層反向平行於彼此摩擦且實行液晶分子之垂直邊緣配向。用於量測SA-VA顯示器之傾斜角的顯示器或測試單元為相同的,但其中僅一者或無一者具有聚醯亞胺層。樹脂黑色矩陣(Black Matrix;BM)覆蓋LC不連續線及兩個基板上之ITO狹縫。
藉由用具有所定義強度之UV光照射預定時間而在顯示器或測試單元中聚合可聚合化合物,其中同時向顯示器施加電壓(通常10 V至30 V交流電或直流電)。在實例中,除非另外指示,否則使用金屬鹵化物燈及0.01~3 mW/cm²之強度以用於聚合。使用標準儀錶(具有UV感測器之UV儀錶,ORC)量測強度。
使用來自Axometrics之米勒矩陣偏光計(Mueller Matrix Polarimeter)「AxoScan」測定傾斜角。低值(亦即,與90°角之大偏差)對應於此處之大預傾斜。
除非另外陳述,否則術語「傾斜角」意謂LC引向器與基板之間的角度,且「LC引向器」意謂在具有均勻定向之LC分子層中,LC分子之光學主軸之較佳定向方向,在棒狀、單軸向正雙折射LC分子之情況下,其對應於其分子長軸。
實例 混合物實例 H1 :向列型主體混合物(Δε < 0)
BCH-32 10.0%    清澈點[℃]:            74.6
CC-3-V1 6.50%    Δn (589 nm, 20℃):  0.1113
CCH-34 8.00%    Δε (1 kHz, 20℃):     -3.3
CCH-35 8.00%    ε|| (1 kHz, 20℃):      3.5
CCY-3-O2 12.00%      
CPY-2-O2 6.50%    K3 /K1                       1.06
CPY-3-O2 11.00%      
CY-3-O2 15.0%    γ1 (20℃) [mPa∙s]:    128
CY-5-O2 13.0%    V0 (20℃) [V]:
PP-1-4 10.0%      
H2 :向列型主體混合物(Δε < 0)
BCH-32 6.00%    清澈點[℃]:            75.5
B(S)-2O-O4 4.50%    Δn (589 nm, 20℃):  0.1120
B(S)-2O-O5 5.00%    Δε (1 kHz, 20℃):     -4.1
CC-3-V 30.0%    ε|| (1 kHz, 20℃):      3.8
CC-3-V1 8.00%      
CCY-3-O1 7.50%    K3 /K1                       1.06
CCY-3-O2 11.00%      
CLY-3-O2 8.00%    γ1 (20℃) [mPa∙s]:    92
PY-1-O2 10.50%    V0 (20℃) [V]:         2.06
PY-2-O2 9.50%      
H3 :向列型主體混合物(Δε > 0)
CC-3-V 30.00%    清澈點[℃]:            79.4
CC-3-V1 4.50%    Δn (589 nm, 20℃):  0.1094
CCP-V-1 13.50%    Δε (1 kHz, 20℃):     5.2
CPGU-3-OT 6.00%    ε|| (1 kHz, 20℃):      8.1
PGP-2-2V 6.50%      
PGU-3-F 10.00%    γ1 (20℃) [mPa∙s]:    54
PGUQU-3-F 7.00%    V0 (20℃) [V]:         1.64
PPGU-3-F 1.00%      
PUQU-2-F 1.50%      
H4 :向列型主體混合物(Δε > 0)
CC-3-2V1 3.00%    清澈點[℃]:            76.7
CC-3-V 53.00%      
CC-3-V1 5.50%    Δn (589 nm, 20℃):  0.1167
CLP-3-T 5.00%    Δε (1 kHz, 20℃):     3.1
PGP-1-2V 6.00%    ε|| (1 kHz, 20℃):      5.8
PGP-2-2V 11.50%      
PGP-3-2V 5.00%    γ1 (20℃) [mPa∙s]:    57
PGU-2-F 4.00%    V0 (20℃) [V]:         2.26
PGUQU-3-F 3.50%      
PGUQU-4-F 3.50%      
H5 :向列型主體混合物(Δε > 0)
APUQU-2-F 6.00%    清澈點[℃]:            84.6
APUQU-3-F 6.00%      
CC-3-V 27.00%    Δn (589 nm, 20℃):  0.1103
CC-3-V1 5.50%    Δε (1 kHz, 20℃):     7.1
CCP-V-1 6.00%    ε|| (1 kHz, 20℃):      10.7
CCP-V2-1 7.00%      
CCY-3-O2 9.00%      
PGP-2-2V 2.50%    γ1 (20℃) [mPa∙s]:    83
PP-1-2V1 6.50%    V0 (20℃) [V]:         1.48
PPGU-3-F 1.00%      
PUQU-3-F 15.50%      
混合物實例A 藉由向向列型LC主體混合物H1 中添加0.3%之反應性液晶原基RM-1及0.6%之SA添加劑SA-23來製備可聚合混合物。
Figure 02_image559
混合物實例B 藉由向向列型LC主體混合物H1 中添加0.3%之反應性液晶原基RM-1及0.5%之SA添加劑SA-23以及0.2%之SA添加劑SA-35來製備可聚合混合物。
Figure 02_image561
測試單元之評估 將個別可聚合混合物填充至測試單元中。可聚合化合物藉由在施加0 V之電壓持續100 s下進行UV曝露(UV1-a),隨後在施加20 V DC之電壓持續另外100 s下進行UV曝露(UV1-b)來光聚合。
第二步驟UV1-b引起傾斜角之產生。在末端固化(UV2)之後,量測若干種特性,如在UV應力之前及之後的VHR、傾斜角產生及殘餘RM含量。
UV1-a/UV1-b 在0.4 mW/cm2 下進行UV照射(用ORC 313 nm感測器量測)。燈類型:Toshiba燈,金屬鹵化物燈;溫度25℃。
所施加之電極電壓: UV1-a:0 V,100 s UV1-b:20 V DC,100 s。
UV2 C型螢光UV燈,室溫,120 min。
比較實例如下進行輻射: UV1:20 V DC,100 s,UV2 C型螢光UV燈,室溫,120 min。
兩步聚合方法高度適合用於聚合物穩定SA-VA顯示器中。
液滴斑紋評估 藉由滴下式填充方法(ODF)填充測試單元。具有魚骨電極架構及VA聚醯亞胺塗層之基板供應有約0.3 mg之LC混合物之點且在真空下與平坦的經ITO塗佈之基板一起密封。在完成兩步UV1製程及UV2末端固化之後,在相同平均灰色水準(2.2-2.6 V)下檢查區域的黑暗區域及明亮區域。根據滴液區域及非滴液區域之亮度之最大差異來計算斑紋水準。
結果: 藉由目視檢查,兩步程序具有可接受的斑紋水準。根據習知製程之顯示器具有可見液滴斑紋。初始滴液區域比周圍區域更暗。推測上,此中心區域中較高量之SA添加劑引起較強的豎直定向及較小的預傾斜。根據灰色水準分析計算之液滴斑紋水準提供於表1中。 表1-液滴斑紋之水準
混合物 方法 液滴斑紋
混合物實例A 兩步UV1 22 %
混合物實例A 一步UV1 48 %
混合物實例B 兩步UV1 25 %
混合物實例B 一步UV1 40 %
VHR 評估 在完成UV1及UV2製程之後,在施加1 V/0.6 Hz之電壓之情況下在60℃下量測可聚合LC介質之電壓保持率(VHR)。結果展示於表2中。 表2-電壓保持率(VHR)
混合物 方法 初始 VHR(%)
混合物實例A 兩步UV1 97.4
混合物實例A 一步UV1 97.9
混合物實例B 兩步UV1 97.2
混合物實例B 一步UV1 98.1
電壓保持率在一步與兩步UV製程模式之間幾乎不變。
傾斜角評估 藉由在金屬鹵化物燈下照明使用320 nm長通濾波器及0.4 mW/cm2 之光強度(ORC 313 nm偵測器)進行UV光聚合。在量測最終傾斜角且用Axometrics AxoScan®計算之前,給定測試單元至少12小時以鬆弛。結果展示於表3中。 表3-傾斜角
混合物 方法 預傾斜 傾斜角
混合物實例A 兩步UV1 0.8° 89.2°
混合物實例A 一步UV1 1.2° 88.8°
混合物實例B 兩步UV1 1.1° 88.9°
混合物實例B 一步UV1 1.4° 88.6°
可見,對於兩步法,混合物中產生之傾斜角更小。此在趨向於極快地產生較高預傾斜的SA-PSA顯示器之情況下為有利的。兩步法得到更多時間且允許更精確地調整所需範圍內之傾斜角。
在無PI之測試單元上測試傾斜角穩定性。傾斜角穩定性隨著各自配向添加劑而變化。其可高於或低於一步法。謹慎選擇添加劑可產生傾斜穩定性之改良。

Claims (18)

  1. 一種用於製造LC顯示器之方法, 其中該LC顯示器包含在一個或兩個基板上供應電極之一對基板及位於該等基板之間的LC介質層, 其中該方法包含以下步驟: 在該LC顯示器之該等基板之間提供該LC介質, 該LC介質最初包含 可聚合組分A),其由一或多種可聚合化合物組成, 液晶組分B),其包含一或多種液晶原基或液晶化合物, 在第一UV方法步驟中在不利用施加至該等電極之電勢之情況下聚合該LC介質之該可聚合組分A),隨後 在第二UV方法步驟中在施加至該等電極或電場之電勢之存在下聚合該LC介質之可聚合組分A),其中該LC介質採用預傾斜。
  2. 如請求項1之方法,其中該LC介質之該第一及第二UV聚合步驟後接不利用施加至該等電極之電勢的第三聚合步驟。
  3. 如請求項1之方法,其中該LC介質之該第一UV方法步驟經進行10至200 s。
  4. 如請求項1之方法,其中該LC介質之該第一UV聚合步驟經進行20至150 s。
  5. 如請求項1之方法,其中該LC介質之該第二UV方法步驟經進行10至200 s。
  6. 如請求項1之方法,其中該LC介質之該第一UV方法步驟結束且在該第一UV步驟完全聚合該LC介質之前經該第二UV方法步驟置換。
  7. 如請求項1之方法,其中該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為式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、分支鏈或環狀烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換, P      可聚合基團, Sp    視情況經P取代之間隔基,或單鍵, A1 、A2 具有4至20個環原子之單環或多環芳族基或雜芳族基,其視情況經一或多個基團L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, L      F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或烯基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經P-Sp-、F或Cl置換, z      0、1、2或3, 及 n1    1、2、3或4。
  8. 如請求項1之方法,其中該LC介質包含 一或多種添加劑,其選自由式II之用於豎直配向之自配向添加劑組成之群 MES-Ra II 其中 MES 為包含兩個或更多個環之棒狀液晶原基基團,該等環彼此直接地或間接地連接或彼此縮合,該等環視情況經取代,且該液晶原基基團視情況另外經一或多個可聚合基團取代,該等可聚合基團直接地或經由間隔基連接至MES,及 Ra 為駐存於該棒狀液晶原基基團MES之末端位置中之極性錨定基團,其包含至少一個碳原子及選自以下之至少一個基團:-OH、-SH、-COOH、-CHO或一級或二級胺官能基或具有三個或更多個O原子之基團,較佳為具有一個或兩個OH基團之基團,且其視情況含有一個或兩個可聚合基團P。
  9. 如請求項1之方法,其中該LC介質包含 可聚合組分A),其包含至少一種式I化合物及至少一種式II之用於豎直配向之可聚合自配向添加劑, 液晶組分B),其包含一或多種液晶原基或液晶化合物,較佳地由其組成, P-Sp-A1 -(Z1 -A2 )z -Rb I MES-Ra II 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、分支鏈或環狀烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換, P      可聚合基團, Sp    視情況經P取代之間隔基,或單鍵, A1 、A2 具有4至20個環原子之單環或多環芳族基或雜芳族基,其視情況經一或多個基團L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, L      F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或烯基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況以使得O-原子及/或S-原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況經P-Sp-、F或Cl置換, z      0、1、2或3, n1    1、2、3或4, MES 包含兩個或更多個環之棒狀液晶原基基團,該等環彼此直接地或間接地連接或彼此縮合,該等環視情況經取代,且該液晶原基基團另外經一或多個可聚合基團取代,該等可聚合基團直接地或經由間隔基連接至MES,及 Ra 駐存於該棒狀液晶原基基團MES之末端位置中之極性錨定基團,其包含至少一個碳原子及選自以下之至少一個基團:-OH、-SH、-COOH、-CHO或一級或二級胺官能基,較佳為一個或兩個OH基團,且其視情況含有一個或兩個可聚合基團P。
  10. 如請求項7之方法,其中該等式I化合物係選自以下子式:
    Figure 03_image563
    Figure 03_image565
    Figure 03_image567
    Figure 03_image569
    其中 L11 、L12 、L13 獨立地如針對請求項9中之基團L所定義, r1、r2、r3   0、1、2、3或4, r4、r5    0、1、2或3, P      可聚合基團, Sp    視情況經P取代之間隔基,或單鍵, 其中Sp(P)2 表示間隔基Sp,其在相同或不同位置處經兩個可聚合基團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。
  11. 如請求項9之方法,其中該等式I及II之化合物中之該基團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。
  12. 如請求項8之方法,其中該用於豎直配向之自配向添加劑包含一或多個可聚合基團P-Sp-。
  13. 如請求項8之方法,其中該用於豎直配向之自配向添加劑係選自以下式
    Figure 03_image571
    Figure 03_image573
    其中 A22 各自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,且其亦可經基團L12 或-Sp-P單取代或多取代, L12 在各情況下,彼此獨立地表示F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R0 )2 、-C(=O)R0 、視情況經取代之矽烷基、視情況經取代之具有3至20個C原子之芳基或環烷基或具有至多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,一或多個H原子可各自經F或Cl置換, P 表示可聚合基團, Sp    表示間隔基或單鍵, Z22 在各情況下,彼此獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-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-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CR0 R00 )n1 -、-CH(-Sp-P)-、-CH2 CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-, n1    表示1、2、3或4, m2    表示1、2、3、4、5或6, 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, R21 彼此獨立地表示H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其中另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換,且其中另外,一或多個H原子可各自經F或Cl或基團P-Sp-置換,及 Ra 為如請求項9中之極性錨定基團,較佳為由具有至少一個選自以下之基團進一步定義之極性錨定基團:-OH、-NH2 、NHR22 、C(O)OH及-CHO或具有三個或更多個O原子之基團,其中 R22 表示具有1至12個C原子之烷基,及 r1     獨立地為0、1、2、3或4。
  14. 9及13中任一項之方法,其中在式II、IIa及II-A至II-B中,該極性錨定基團Ra 係選自下式
    Figure 03_image575
    其中 p      為1、2、3、4、5或6, x      為1或0,較佳為1,及 R23 為H、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正戊基或-CH2 CH2 -第三丁基。
  15. 如請求項1至13中任一項之方法,其中該LC介質包含一或多種式CY及/或PY之化合物:
    Figure 03_image577
    其中個別基團具有以下含義: a 表示1或2, b 表示0或1,
    Figure 03_image579
    表示
    Figure 03_image581
    R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,另外其中一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-置換, Zx 表示-CH=CH-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-O-、-CH2 -、-CH2 CH2 -或單鍵,較佳為單鍵, L1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
  16. 如請求項1至13中任一項之方法,其中該LC介質包含一或多種選自以下式之化合物:
    Figure 03_image583
    其中個別基團在每次出現時相同或不同地各自彼此獨立地具有以下含義:
    Figure 03_image585
    Figure 03_image587
      
    Figure 03_image589
    Figure 03_image591
    Figure 03_image593
      
    Figure 03_image589
    Figure 03_image596
    Figure 03_image598
      
    Figure 03_image600
    RA1 具有2至9個C原子之烯基,或若該等環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則亦具有RA2 之含義中之一者; RA2 具有1至12個C原子之烷基,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-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,較佳為單鍵, L1-4 各自彼此獨立地為H、F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F或CHF2 H,較佳為H、F或Cl, x      1或2, z      0或1。
  17. 如請求項1至13中任一項之方法,其中該LC介質包含一或多種下式之化合物:
    Figure 03_image602
    其中個別基團具有以下含義:
    Figure 03_image604
    表示
    Figure 03_image606
    Figure 03_image608
    Figure 03_image610
    表示
    Figure 03_image612
    R3 及R4 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中另外,一個或兩個不相鄰CH2 基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-置換, Zy 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-、-OCO-、-C2 F4 -、-CF=CF-或單鍵。
  18. 一種LC顯示器,其係根據請求項1至17中之任一項製得。
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