TW202302819A - 包含可聚合化合物之經染料摻雜的液晶介質 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種包含一或多種染料及一或多種可聚合化合物之液晶(LC)介質、其用於光學、電光學及電子目的,特定言之在LC顯示器中,尤其在包含量子點濾色器(quantum dot colour filter;QDCF)的PSA (聚合物持續配向)或SA (自配向)模式之彩色LC顯示器中的用途、包含該LC介質且包含QDCF的PSA或SA模式之LC顯示器,及製造該LC顯示器之方法。
Description
本發明係關於一種包含一或多種染料及一或多種可聚合化合物之液晶(LC)介質、其用於光學、電光學及電子目的,特定言之在LC顯示器中,尤其在包含量子點濾色器(quantum dot colour filter;QDCF)的PSA (聚合物持續配向)或SA (自配向)模式之彩色LC顯示器中的用途、包含該LC介質且包含QDCF的PSA或SA模式之LC顯示器,及製造該LC顯示器之方法。
8K及遊戲監視器的普及性使得對具有較高再新率的LC顯示器(LCD)面板之需求增加,且因此對具有較快回應時間的LC介質之需求增加。許多此等LCD面板正在使用聚合物穩定(PS)或聚合物持續配向(PSA)模式,如PS-VA (豎直配向)、PS-IPS (共平面切換)或PS-FFS (邊緣場切換)模式或自其衍生之模式;或自配向(SA)模式,如聚合物穩定之SA-VA。
在PS或PSA模式下,向LC介質中添加少量(通常0.1%至1%)一或多種可聚合液晶原基化合物,亦稱為反應性液晶原基(reactive mesogen;RM)。在將LC介質填充至顯示器中之後,RM接著藉由UV光聚合進行原位聚合,同時向顯示器之電極施加電壓。藉此,在LC介質之LC分子中產生小傾斜角,其藉由聚合之RM穩定。UV聚合製程(亦稱為「PSA製程」)通常在兩個步驟中進行:在施加電壓之情況下產生傾斜角的第一UV曝光步驟(「UV1步驟」),及在不施加電壓之情況下完成RM之聚合的第二UV曝光步驟(「UV2步驟」)。
在SA-VA模式下,在顯示器中省略配向層。替代地,向LC介質中添加少量(通常為0.1%至2.5%)自配向(SA)添加劑,其藉由自組裝機制原位誘導所需配向,例如垂直或平面配向。SA添加劑通常含有有機液晶原基核基團及與其連接之一或多種極性錨定基團(例如羥基、羧基、胺基或硫醇基),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。SA添加劑亦可含有一或多個可在與用於PSA製程中之RM類似之條件下聚合的可聚合基團。LC介質亦可含有除SA添加劑以外的一或多種RM。
PSA及SA-VA模式亦用於有色LCD中。此等有色LCD確實通常含有RGB濾色器(CF),其通常包含光阻材料之圖案。光阻材料吸收由背光發射之入射光之特定波帶且透射與所吸收波帶互補之顏色的光。然而,此類CF之製造通常為複雜的,此係因為各顏色需要單獨沈積及圖案化,隨後使光阻劑硬化。
最近,已提出使用CF用於基於量子點(QD)之LCD。此等量子點濾色器(QDCF)含有紅色、綠色及藍色QD且提供若干益處,諸如製造製程更容易、層厚度降低、視角更寬以及產生較高亮度及效率之色域改良。此外,QDCF不藉由阻擋特定波長的如習知CF之光操作。替代地,QD含有藉由自背光發射之藍光激發且將此轉化為所需顏色之光的半導電材料。QDCF可因此用作主動組件而非被動組件。
然而,QDCF之缺點係其在所有方向上發射光,亦即亦進入LC層。此可由於在LC層與背光之間的界面處QD對光之非所要反射而導致色純度降低。
因此,本發明之一目標為提供允許克服LC顯示器,尤其PSA或之SA-VA模式之彼等顯示器中所使用的QDCF之缺點的方法及材料。
已發現,此目標可藉由提供如下文中所揭示及主張之LC介質達成。此等LC介質之特徵在於其另外含有藍色染料及/或紅色染料。選擇藍色染料以使得其吸收由QDCF發射進入LC層之紅光,而選擇紅色染料以使得其吸收由QDCF發射進入LC層之綠光。此將減少LC層與背光之間的界面處之非所要反射且藉此實現較高色純度。此外,選擇藍色及紅色染料以使得其並不吸收由顯示器之藍色背光反射的光,且因此並不影響QD之激發,藉此避免非所要之亮度損失。
本發明係關於一種具有負介電各向異性之LC介質,其特徵在於其包含一或多種式I之可聚合化合物
P-Sp-A
a-(Z
a-A
b)
z-R
bI
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:
R
bP-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CH
2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、CR
0=CR
00-、-C≡C-、
置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl或P-Sp-置換,
P 可聚合基團,
Sp 視情況經P取代之間隔基團,或單鍵,
A
a、A
b具有4至20個環原子之脂環基、雜環基、芳族基或雜芳族基,其為單環或多環且其視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代,
Z
a-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH
2-、-CH
2O-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-(CH
2)
n1-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-(CF
2)
n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH
2-CH
2-CO-O-、-O-CO-CH
2-CH
2-、-CR
0R
00-或單鍵,
R
0、R
00H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,其中一或多個不相鄰CH
2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、CR
0=CR
00-、-C≡C-、
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、3或4,
n1 1、2、3或4,
且該LC介質進一步包含一或多種式II化合物
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:
R
1、R
2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CH
2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、CR
0=CR
00-、-C≡C-、
置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換,較佳為具有1至6個C原子之烷基或烷氧基,
A
1、A
2選自下式
較佳選自式A1、A2、A3、A4、A5、A6、A9及A10,極佳選自式A1、A2、A3、A4、A5、A9及A10的基團,
Z
1、Z
2-CH
2CH
2-、-CH=CH-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-CO-O-、-O-CO-、-C
2F
4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH
2O-或單鍵,較佳為單鍵,
L
1、L
2、L
3、L
4F、Cl、OCF
3、CF
3、CH
3、CH
2F或CHF
2,較佳為F或Cl,極佳為F,
Y H、F、Cl、CF
3、CHF
2或CH
3,較佳為H或CH
3,極佳為H,
L
CCH
3或OCH
3,較佳為CH
3,
a1 1或2,
a2 0或1,
且該LC介質進一步包含至少一種吸收綠光之染料及/或至少一種吸收紅光之染料。
本發明進一步關於一種如上文及下文所描述之LC介質之用途,其用於PSA或SA模式之LC顯示器中,尤其用於包含量子點濾色器(QDCF)之顯示器中。
在一較佳實施例中,該LC介質進一步包含一或多種選自由自配向添加劑及穩定劑組成之群的添加劑。
本發明此外係關於一種用於製備如上文及下文所描述之LC介質的方法,其包含將一或多種式I之可聚合化合物與一或多種式II化合物及一或多種吸收綠光之染料及/或一或多種吸收紅光之染料混合且視情況與其他LC化合物及/或添加劑混合的步驟。
本發明此外係關於一種LC顯示器,其包含如上文及下文所描述之根據本發明之LC介質及量子點濾色器(QDCF),其中該顯示器較佳為PSA或SA顯示器,極佳為PS-VA、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS或SA-VA顯示器。
本發明此外係關於一種包含如上文及下文所描述之LC介質及QDCF的LC顯示器,其中該等可聚合化合物以聚合形式存在,該顯示器較佳為PSA或SA顯示器,極佳為PS-VA、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS或SA-VA顯示器。
本發明此外係關於一種PSA類型之LC顯示器,其包含兩個基板(該等基板中之至少一者為透光的)、提供於各基板上之電極或提供於基板中僅一者上的兩個電極、QDCF及位於基板之間的如上文及下文所描述之LC介質層,其中可聚合化合物在顯示器之基板之間藉由UV光聚合聚合。
本發明此外係關於一種用於製造如上文及下文所描述之LC顯示器的方法,其包含以下步驟:在顯示器之基板之間填充或以其他方式提供如上文及下文所描述之LC介質,及較佳藉由用UV光照射使聚合可聚合化合物,較佳同時向顯示器之電極施加電壓。
本發明此外係關於一種用於製造如上文及下文所描述之LC顯示器的方法,其中使用UV-LED燈進行該等可聚合化合物之照射。
根據本發明之LC介質當用於包含QDCF之彩色LC顯示器中時提供若干優點。LC介質含有選擇性地吸收紅光之藍色染料及選擇性地吸收綠光之紅色染料。選擇性反射由QDCF發射進入LC層之可見光的部分減少LC層與背光之間的界面處之反射,且藉此實現較高色純度。較佳選擇藍色及紅色染料以使得其並不吸收由顯示器之藍色背光反射之光,以免影響QD之激發且避免亮度損失。
另外,根據本發明之LC介質當用於PSA顯示器時展示以下有利特性中之一或多者:
- 在某一製程窗內產生適合的傾斜,
- 在UV處理之後產生RM之最小殘餘的快速聚合,
- UV處理之後的高電壓保持率,
- 良好的傾斜穩定性,
- 足夠的抗熱穩定性,
- 在通常用於顯示器製造中之有機溶劑中之充分溶解度。
另外,根據本發明之LC介質有助於解決以下問題中之一或多者:
- 在暴露於UV光之後產生所需程度之傾斜角,
- 提供較高傾斜穩定性,
- 展示良好的UV吸收,尤其在較長UV波長下,較佳在340至400 nm之範圍內,更佳在340至380 nm之範圍內,極佳在350至<370 nm之範圍內,最佳在355至368 nm之範圍內,且實現RM在此等波長下之快速及完全聚合,
- 適合用於藉由使用UV-LED燈之聚合製程製備之PSA顯示器中,
- 能夠控制第一UV步驟之時間範圍,其中在UV處理期間產生傾斜角,
- 使第二UV步驟之時間範圍儘可能地短,以使生產成本降至最低,
- 在第一及第二UV曝光步驟之後,降低或避免殘餘RM對LC混合物效能參數,諸如VHR、傾斜穩定性等之任何負面影響,
- 在廣泛溫度範圍,較佳-40℃至約140℃內在LC主體混合物中提供良好的溶解度及穩定性。
如下文所揭示之LC介質之式II化合物或其他組分中的烯基不被視為在如本文中所使用之術語「可聚合基團」之含義內。較佳選擇用於聚合LC介質之可聚合化合物之條件以使得烯基取代基不參與聚合反應。較佳地,本申請案中所揭示及主張之LC介質不含有引發或增強烯基參與聚合反應的添加劑。
除非另外陳述,否則可聚合化合物及式II化合物較佳選自非對掌性化合物。
如本文中所使用,表述「具有後跟給定波長範圍(以nm為單位)或給定波長下限或上限(以nm為單位)的波長之UV光」意謂各別輻射源之UV發射光譜在給定波長範圍或高於給定波長下限或低於給定波長上限內具有發射峰,該發射峰較佳為各別光譜中之最高峰;及/或各別化學化合物之UV吸收光譜具有延伸至給定波長範圍內或高於給定波長下限或低於給定波長上限的長或短波長拖尾。
如本文中所使用,術語「半高全寬」或「FWHM」意謂作為最大幅值之一半的
y軸上之彼等點之間所量測的光譜曲線之寬度。
如本文中所使用,術語「實質上透射」意謂濾光片透射所需波長之入射光之相當大的部分,較佳為至少50%之強度。如本文中所使用,術語「實質上阻擋」意謂濾光片不透射非所需波長之入射光之相當大的部分,較佳為至少50%之強度。如本文中所使用,術語「所需(非所需)波長」例如在帶通濾波器之情況下意謂λ之給定範圍內(外)之波長,且在截止濾波器之情況下,意謂高於(低於)λ之給定值之波長。
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),其在如電場或磁場之外部刺激後改變其定向,從而導致層對偏振或非偏振光之透射率改變。
如本文中所使用,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,且應理解為包括「預傾斜」及「預傾斜角」。此處的傾斜角指示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°)。在此處,傾斜角之低絕對值(亦即,與90°角之較大偏差)對應於較大傾斜。用於量測傾斜角之適合方法提供於實例中。除非另外指示,否則上文及下文所揭示之傾斜角值係關於此量測方法。
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構架或液晶構架及一或多個與其連接之官能基的化合物,該等官能基適用於聚合且亦稱為「可聚合基團」或「P」。
除非另外陳述,否則如本文中所使用,術語「可聚合化合物」應理解為意謂可聚合單體化合物。
根據本發明之SA-VA顯示器將具有聚合物穩定模式,此係因為其含有含式I及II之RM的LC介質或藉由使用其來製造。因此,如本文中所使用,當提及根據本發明之顯示器時,即使未明確提及,術語「SA-VA顯示器」應理解為指代聚合物穩定的SA-VA顯示器。
如本文中所使用,術語「低分子量化合物」應理解為意謂其為與「聚合化合物」或「聚合物」相反,為單體及/或並非由聚合反應製備之化合物。
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」為熟習此項技術者所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相行為。典型的液晶原基基團為例如剛性棒狀或圓盤狀單元。與液晶原基或LC化合物結合使用之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。
如本文中所使用,術語「間隔基團」 (在下文中亦被稱作「Sp」)為熟習此項技術者所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。如本文中所使用,術語「間隔基團」或「間隔基」意謂連接可聚合液晶原基化合物中之液晶原基基團及可聚合基團之可撓性基團,例如伸烷基。
若在上文及下文所展示之式中,基團R
1-12、R
Q、R或L表示烷基及/或烷氧基,則此可為直鏈或分支鏈的。其較佳為直鏈的,具有2、3、4、5、6或7個C原子,且因此較佳表示乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基,此外表示甲基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。
若在上文及下文所展示之式中,基團R
1-13、R
51、R
52、R
Q、R、R
2A、R
2B、R
IIIA、R
1N、R
2N、R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R或L表示烷基及/或烷氧基,則此可為直鏈或分支鏈的。其較佳為直鏈的,具有2、3、4、5、6或7個C原子,且因此較佳表示乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基,此外表示甲基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、甲氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。
若在上文及下文所展示之式中,基團R
1-13、R
51、R
52、R
Q、R、R
2A、R
2B、R
IIIA、R
1N、R
2N、R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R或L表示其中一或多個CH
2基團經S置換之烷基,則此可為直鏈或分支鏈的。其較佳為直鏈的,具有1、2、3、4、5、6或7個C原子,且因此較佳表示硫基甲基、硫基乙基、硫基丙基、硫基丁基、硫基戊基、硫基己基或硫基庚基。
氧雜烷基較佳表示直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基)、2-氧雜丁基(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基)、2-氧雜戊基、3-氧雜戊基或4-氧雜戊基、2-氧雜己基、3-氧雜己基、4-氧雜己基或5-氧雜己基、2-氧雜庚基、3-氧雜庚基、4-氧雜庚基、5-氧雜庚基或6-氧雜庚基、2-氧雜辛基、3-氧雜辛基、4-氧雜辛基、5-氧雜辛基、6-氧雜辛基或7-氧雜辛基、2-氧雜壬基、3-氧雜壬基、4-氧雜壬基、5-氧雜壬基、6-氧雜壬基、7-氧雜壬基或8-氧雜壬基、2-氧雜癸基、3-氧雜癸基、4-氧雜癸基、5-氧雜癸基、6-氧雜癸基、7-氧雜癸基、8-氧雜癸基或9-氧雜癸基。
若在上文及下文所展示之式中,基團R
1-13、R
51、R
52、R
Q、R、R
2A、R
2B、R
IIIA、R
1N、R
2N、R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R或L表示烷氧基或氧雜烷基,則其亦可含有一或多個額外氧原子,其限制條件為氧原子彼此不直接連接。
在另一較佳實施例中,R
1-13、R
51、R
52、R
Q、R、R
2A、R
2B、R
IIIA、R
1N、R
2N、R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R或L中之一或多者係選自由以下組成之群:
、-S
1-F、-O-S
1-F、-O-S
1-O-S
2,其中S
1為C
1-12伸烷基或C
2-12伸烯基且S
2為H、C
1-12烷基或C
2-12烯基,且極佳選自由以下組成之群:
、-OCH
2OCH
3、-O(CH
2)
2OCH
3、-O(CH
2)
3OCH
3、-O(CH
2)
4OCH
3、-O(CH
2)
2F、-O(CH
2)
3F及-O(CH
2)
4F。
若在上文及下文所展示之式中,基團R
1-13、R
51、R
52、R
Q、R、R
2A、R
2B、R
IIIA、R
1N、R
2N、R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R或L表示其中一個CH
2基團已經-CH=CH-置換之烷基,則此可為直接鏈或分支鏈的。其較佳為直鏈的且具有2至10個C原子。因此,其尤其表示乙烯基、丙-1-烯基或丙-2-烯基、丁-1-烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯基、戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基或戊-4-烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基或己-5-烯基、庚-1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基或庚-6-烯基、辛-1-烯基、辛-2-烯基、辛-3-烯基、辛-4-烯基、辛-5-烯基、辛-6-烯基或辛-7-烯基、壬-1-烯基、壬-2-烯基、壬-3-烯基、壬-4-烯基、壬-5-烯基、壬-6-烯基、壬-7-烯基或壬-8-烯基、癸-1-烯基、癸-2-烯基、癸-3-烯基、癸-4-烯基、癸-5-烯基、癸-6-烯基、癸-7-烯基、癸-8-烯基或癸-9-烯基。
若在上文及下文所展示之式中,基團R
1-13、R
51、R
52、R
Q、R、R
2A、R
2B、R
IIIA、R
1N、R
2N、R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R或L表示至少經鹵素單取代之烷基或烯基,則此基團較佳為直鏈的,且鹵素較佳為F或Cl。在多取代之情況下,鹵素較佳為F。所得基團亦包括全氟化基團。在單取代之情況下,氟或氯取代基可位於任何理想位置,但較佳位於ω位置。
鹵素較佳為F或Cl,極佳為F。
基團-CR
0=CR
00-較佳為-CH=CH-。
較佳取代基L為例如F、Cl、Br、I、-CN、-NO
2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R
x)
2、-C(=O)Y
1、-C(=O)R
x、-N(R
x)
2、各自具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一或多個H原子可視情況經F或Cl、具有1至20個Si原子之視情況經取代的矽基或具有6至25個,較佳6至15個C原子之視情況經取代的芳基置換,
其中R
x表示H、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CH
2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-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、Cl、P-或P-Sp-置換,且
Y
1表示鹵素。
尤其較佳之取代基L為例如F、Cl、CN、NO
2、CH
3、C
2H
5、OCH
3、OC
2H
5、COCH
3、COC
2H
5、COOCH
3、COOC
2H
5、CF
3、OCF
3、OCHF
2、OC
2F
5,此外為苯基。
可聚合基團P為適用於聚合反應(諸如自由基或離子鏈聚合、加成聚合或聚縮合)或聚合物類似反應(例如加成或縮合至主聚合物鏈上)的基團。尤其較佳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,諸如氧呾(oxetane)或環氧基。
較佳基團P係選自由以下組成之群:
CH
2=CW
1-CO-O-、CH
2=CW
1-CO-、
、CH
2=CW
2-(O)
k3-、CW
1=CH-CO-(O)
k3-、CW
1=CH-CO-NH-、CH
2=CW
1-CO-NH-、CH
3-CH=CH-O-、(CH
2=CH)
2CH-OCO-、(CH
2=CH-CH
2)
2CH-OCO-、(CH
2=CH)
2CH-O-、(CH
2=CH-CH
2)
2N-、(CH
2=CH-CH
2)
2N-CO-、HO-CW
2W
3-、HS-CW
2W
3-、HW
2N-、HO-CW
2W
3-NH-、CH
2=CW
1-CO-NH-、CH
2=CH-(COO)
k1-Phe-(O)
k2-、CH
2=CH-(CO)
k1-Phe-(O)
k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W
4W
5W
6Si-,其中W
1表示H、F、Cl、CN、CF
3、苯基或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、F、Cl或CH
3,W
2及W
3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,W
4、W
5及W
6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,W
7及W
8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表示視情況經一或多個除P-Sp-以外的如上文所定義之基團L取代的1,4-伸苯基,k
1、k
2及k
3各自彼此獨立地表示0或1,k
3較佳表示1,且k
4表示1至10之整數。
極佳之基團P係選自由以下組成之群:
CH
2=CW
1-CO-O-、CH
2=CW
1-CO-、
、CH
2=CW
2-O-、CH
2=CW
2-、CW
1=CH-CO-(O)
k3-、CW
1=CH-CO-NH-、CH
2=CW
1-CO-NH-、(CH
2=CH)
2CH-OCO-、(CH
2=CH-CH
2)
2CH-OCO-、(CH
2=CH)
2CH-O-、(CH
2=CH-CH
2)
2N-、(CH
2=CH-CH
2)
2N-CO-、CH
2=CW
1-CO-NH-、CH
2=CH-(COO)
k1-Phe-(O)
k2-、CH
2=CH-(CO)
k1-Phe-(O)
k2-、Phe-CH=CH-及W
4W
5W
6Si-,其中W
1表示H、F、Cl、CN、CF
3、苯基或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、F、Cl或CH
3,W
2及W
3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,W
4、W
5及W
6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,W
7及W
8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,k
1、k
2及k
3各自彼此獨立地表示0或1,k
3較佳表示1,且k
4表示1至10之整數。
極尤佳之基團P係選自由以下組成之群:CH
2=CW
1-CO-O-,特定言之CH
2=CH-CO-O-、CH
2=C(CH
3)-CO-O-及CH
2=CF-CO-O-,此外CH
2=CH-O-、(CH
2=CH)
2CH-O-CO-、
、(CH
2=CH)
2CH-O-、
。
更佳的可聚合基團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、氧呾及環氧化物,最佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
極佳地,可聚合化合物中之所有可聚合基團具有相同含義。
若間隔基團Sp不同於單鍵,則其較佳具有式Sp"-X",使得各別基團P-Sp-與式P-Sp"-X"-符合,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CH
2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(R
0)-、-Si(R
0R
00)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R
00)-CO-O-、-O-CO-N(R
0)-、-N(R
0)-CO-N(R
00)-、-CH=CH-或-C≡C-置換,
X" 表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R
0)-、-N(R
0)-CO-、-N(R
0)-CO-N(R
00)-、-OCH
2-、-CH
2O-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR
0-、-CY
2=CY
3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵,
R
0及R
00各自彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基,且
Y
2及Y
3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-NR
0-、-NR
0-CO-、-NR
0-CO-NR
00-或單鍵。
典型的間隔基團Sp及-Sp"-X"-為例如-(CH
2)
p1-、-(CH
2)
p1-O-、-(CH
2)
p1-O-CO-、-(CH
2)
p1-CO-O-、-(CH
2)
p1-O-CO-O-、-(CH
2CH
2O)
q1-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-S-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-NH-CH
2CH
2-或-(SiR
0R
00-O)
p1-,其中p1為1至12之整數,q1為1至3之整數,且R
0及R
00具有上文所指示之含義。
尤其較佳之基團Sp及-Sp"-X"-為-(CH
2)
p1-、-(CH
2)
p1-O-、-(CH
2)
p1-O-CO-、-(CH
2)
p1-CO-O-、-(CH
2)
p1-O-CO-O-,其中p1及q1具有上文所指示之含義。
在各情況下,尤其較佳之基團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。
在本發明之一較佳實施例中,式I及其子式之化合物含有經一或多個可聚合基團P取代之間隔基團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化合物含有選自下式之基團:
-X-alkyl-CHPP S1
-X-alkyl-CH((CH
2)
aaP)((CH
2)
bbP) S2
-X-N((CH
2)
aaP)((CH
2)
bbP) S3
-X-alkyl-CHP-CH
2-CH
2P S4
-X-alkyl-C(CH
2P)(CH
2P)-C
aaH
2aa+1S5
-X-alkyl-CHP-CH
2P S6
-X-alkyl-CPP-C
aaH
2aa+1S7
-X-alkyl-CHPCHP-C
aaH
2aa+1S8
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CH
2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(R
0)=C(R
0)-、-C≡C-、-N(R
0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,其中R
0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、SO
2、O-CO-、CO-O或單鍵。
較佳之間隔基團Sp(P)
2係選自式S1、S2及S3。
極佳之間隔基團Sp(P)
2係選自以下子式:
-CHPP S1a
-O-CHPP S1b
-CH
2-CHPP S1c
-OCH
2-CHPP S1d
-CH(CH
2-P)(CH
2-P) S2a
-OCH(CH
2-P)(CH
2-P) S2b
-CH
2-CH(CH
2-P)(CH
2-P) S2c
-OCH
2-CH(CH
2-P)(CH
2-P) S2d
-CO-NH((CH
2)
2P)((CH
2)
2P) S3a
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、氧呾及環氧化物,極佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,最佳選自甲基丙烯酸酯。
更佳地,存在於同一化合物中之所有可聚合基團P具有相同含義,且極佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,最佳為甲基丙烯酸酯。
Sp較佳表示單鍵或-(CH
2)
p1-、-(CH
2)
p2-CH=CH-(CH
2)
p3-、-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,其中p1為2、3、4、5或6,較佳為2或3,p2及p3彼此獨立地為0、1、2或3,且若Sp為-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
更佳地,至少一個基團Sp為單鍵。
更佳地,至少一個基團Sp不同於單鍵,且較佳選自-(CH
2)
p1-、-(CH
2)
p2-CH=CH-(CH
2)
p3-、-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,其中p1為2、3、4、5或6,較佳為2或3,p2及p3彼此獨立地為0、1、2或3,且若Sp為-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
極佳地,Sp不同於單鍵,且係選自-(CH
2)
2-、-(CH
2)
3-、-(CH
2)
4-、-O-(CH
2)
2-、-O-(CH
2)
3-、-O-CO-(CH
2)
2及-CO-O-(CH)
2-,其中O原子或CO基團連接至苯環。
在如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物中,P較佳選自由以下組成之群:乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸脂、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧呾及環氧化物,極佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸脂,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,且極佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂,最佳為甲基丙烯酸脂。
更佳的為如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物,其含有一個、兩個、三個或四個基團P-Sp,極佳為兩個或三個基團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R
b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-(CH
2)
p1-、-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,其中p1為2、3、4、5或6,且若Sp為-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
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,且係選自-(CH
2)
p1-、-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,其中p1為2、3、4、5或6,且若Sp為-O-(CH
2)
p1-、-O-CO-(CH
2)
p1或-CO-O-(CH
2)
p1,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
極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,且係選自-(CH
2)
2-、-(CH
2)
3-、-(CH
2)
4-、-O-(CH
2)
2-、-O-(CH
2)
3-、-O-CO-(CH
2)
2及-CO-O-(CH)
2-,其中O原子或CO基團連接至苯環。
較佳地,式I中之A
a及A
b係選自由以下組成之群:1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氫-菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、茀-2,7-二基、香豆素、黃酮,其中另外,此等基團中之一或多個CH基團可經N置換、環己烷-1,4-二基,其中另外,一或多個不相鄰CH
2基團可經O及/或S置換、1,4-伸環己烯基、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、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、茚烷-2,5-二基或八氫-4,7-甲橋茚烷-2,5-二基,其均視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代。
極佳地,式I中之A
a及A
b係選自由以下組成之群:苯、萘、菲、蒽、二苯并呋喃或二苯并噻吩,其均視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代。
較佳地,式I中之z為0、1或2,極佳為1或2。
較佳地,式I中之-A
a-(Z
a-A
b)
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,其均視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代。
更佳的為式I及其子式之化合物,其含有至少一個不經L取代之基團A
a或A
b。
較佳的式I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:
- 化合物含有至少一個經一或多個基團L取代之基團A
a或A
b,
- 化合物含有兩個未稠合或稠合,較佳未稠合的苯環,
- 化合物含有三個或更多個,較佳三個或四個未稠合或稠合的苯環,
- 化合物含有至少一個不經L取代之苯環,
- 化合物恰好含有一個可聚合基團(由基團P表示),
- 化合物恰好含有兩個可聚合基團(由基團P表示),
- 化合物恰好含有三個可聚合基團(由基團P表示),
- 化合物恰好含有四個可聚合基團(由基團P表示),
- P係選自由以下組成之群:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及氧呾,極佳為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,
- P為甲基丙烯酸酯,
- Pg為羥基,
- 基團Sp中之每一者表示單鍵,
- 基團Sp中之至少一者不同於單鍵,
- 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,
- Sp在不同於單鍵時選自-(CH
2)
p2-、-(CH
2)
p2-O-、-(CH
2)
p2-CO-O-、-(CH
2)
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在不同於單鍵時選自-(CH
2)
2-、-(CH
2)
3-、-(CH
2)
4-、-O-(CH
2)
2-、-O-(CH
2)
3-、-O-CO-(CH
2)
2及-CO-O-(CH)
2-,其中O原子或CO基團連接至苯環,
- Sp為單鍵或表示-(CH
2)
p2-、-(CH
2)
p2-O-、-(CH
2)
p2-CO-O-、-(CH
2)
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係選自子式Sp1a至Sp3a,
- R
b表示P-Sp-,
- R
b不表示或含有可聚合基團,
- R
b表示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CH
2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-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,
- R表示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CH
2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-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,
- Z
1為單鍵,
- z為0、1、2或3,極佳為0或1,
- L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、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧羰基-氧基,其中一或多個H原子視情況經F或Cl置換,較佳為F、Cl、CN或OCH
3,極佳為F。
極佳的式I及其子式之化合物係選自以下子式:
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:
P
1、P
2、P
3可聚合基團,較佳選自乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧呾及環氧基,
Sp
1、Sp
2、Sp
3單鍵或間隔基團,其中另外,基團P
1-Sp
1-、P
2-Sp
2-及P
3-Sp
3-中之一或多者可表示R
aa,其限制條件為存在的基團P
1-Sp
1-、P
2-Sp
2及P
3-Sp
3-中之至少一者不同於R
aa,較佳為-(CH
2)
p1-、-(CH
2)
p1-O-、-(CH
2)
p1-CO-O-或-(CH
2)
p1-O-CO-O-,其中p1為1至12之整數,
R
aaH、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CH
2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(R
0)=C(R
00)-、-C≡C-、-N(R
0)-、-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P
1-Sp
1-置換,尤其較佳為具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈、視情況單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中該烯基及該炔基具有至少兩個C原子且該等分支鏈基團具有至少三個C原子),且其中R
aa不表示或含有基團P
1、P
2或P
3,
R
0、R
00H或具有1至12個C原子之烷基,
R
y及R
zH、F、CH
3或CF
3,
X
1、X
2、X
3-CO-O-、-O-CO-或單鍵,
Z
M1-O-、-CO-、-C(R
yR
z)-或-CF
2CF
2-,
Z
M2、Z
M3-CO-O-、-O-CO-、-CH
2O-、-OCH
2-、-CF
2O-、-OCF
2-或-(CH
2)
n-,其中n為2、3或4,
L F、Cl、CN或具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈、視情況單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
L'、L" H、F或Cl,
k 0或1,
r 0、1、2、3或4,
s 0、1、2或3,
t 0、1或2,
x 0或1。
極佳的為式M2及M13之化合物,尤其為恰好含有兩個可聚合基團P
1及P
2之二反應性化合物。
更佳的為選自式M17至M32,尤其選自式M20、M22、M24、M27、M30及M32之化合物,尤其為恰好含有三個可聚合基團P
1、P
2及P
3之三反應性化合物。
在式M1至M32之化合物中,基團
較佳為
,
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、NO
2、CH
3、C
2H
5、C(CH
3)
3、CH(CH
3)
2、CH
2CH(CH
3)C
2H
5、OCH
3、OC
2H
5、COCH
3、COC
2H
5、COOCH
3、COOC
2H
5、CF
3、OCF
3、OCHF
2、OC
2F
5或P-Sp-,極佳為F、Cl、CN、CH
3、C
2H
5、OCH
3、COCH
3、OCF
3或P-Sp-,更佳為F、Cl、CH
3、OCH
3、COCH
3或OCF
3,最佳為F或OCH
3。
較佳的式M1至M32之化合物為其中P
1、P
2及P
3表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氧呾基或環氧基,極佳丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,最佳甲基丙烯酸酯基之彼等化合物。
更佳的式M1至M32之化合物為其中Sp
1、Sp
2及Sp
3為單鍵之彼等化合物。
更佳的式M1至M32之化合物為其中Sp
1、Sp
2及Sp
3中之一者為單鍵且Sp
1、Sp
2及Sp
3中之另一者不同於單鍵之彼等化合物。
更佳的式M1至M32之化合物為其中不同於單鍵之彼等基團Sp
1、Sp
2及Sp
3表示-(CH
2)
s1-X"-之彼等化合物,其中s1為1至6之整數,較佳為2、3、4或5,且X"為與苯環之鍵聯且為-O-、-O-CO-、-CO-O、-O-CO-O-或單鍵。
更佳之式M化合物為選自下表D之彼等化合物,尤其選自由以下組成之群的彼等化合物:式RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-149、RM-156至RM-162、RM-168、RM-169及RM-170至RM-182。
尤其較佳的為包含一種、兩種或三種式M之可聚合化合物的LC介質。
更佳的為包含兩種或更多種式M,較佳選自式M1至M16,極佳選自式M2及M13之二反應性可聚合化合物的LC介質。
更佳的為包含一或多種式M,較佳選自式M1至M16,極佳選自式M2及M13之二反應性可聚合化合物及一或多種式M,較佳選自式M17至M32,極佳選自式M20、M22、M24、M27、M30及M32之三反應性可聚合化合物的LC介質。
更佳的為包含一或多種式M之可聚合化合物(其中至少一個r不為0,或s及t中之至少一者不為0)的LC介質,該等可聚合化合物極佳選自式M2、M13、M22、M24、M27、M30及M32,且其中L係選自上文所展示之較佳基團,最佳選自F及OCH
3。
更佳的為包含一或多種展示320至380 nm之波長範圍內之吸收的可聚合化合物之LC介質,該等可聚合化合物較佳選自式M,極佳選自式M1至M32。
更佳的為包含一或多種選自表D之可聚合化合物的LC介質。其中,化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-150至RM-156、RM-162、RM-163及RM-164至RM-176尤其較佳。
更佳的式MT化合物係選自下表D。
LC介質中之式I及其子式之可聚合化合物的濃度較佳為0.01重量%至3.0重量%,極佳為0.05重量%至1重量%,最佳為0.1重量%至0.5重量%。
對於PSA顯示器中之使用,LC介質中之式I及其子式之可聚合化合物的總濃度較佳為0.01重量%至2.0重量%,極佳為0.1重量%至1.0重量%,最佳為0.2重量%至0.5重量%。
對於SA-VA顯示器中之使用,LC介質中之式I及其子式之可聚合化合物的總濃度較佳為0.01重量%至3重量%,極佳為0.01重量%至2重量%,更佳為0.05重量%至2.0重量%,最佳為0.05重量%至1.0重量%。
根據本發明之LC介質進一步包含至少一種吸收綠光之染料及/或至少一種吸收紅光之染料。較佳地,吸收綠光之染料為紅色染料,且吸收紅光之染料為藍色染料。
染料較佳選自二向色染料。極佳地,LC介質中所含有之二向色染料係選自在可見光譜之紅色部分中具有吸收最大值之藍色染料,及在可見光譜之綠色部分中具有吸收最大值之紅色染料。
更佳地,LC介質中所含有之藍色及紅色染料經選擇以使得其實質上不吸收由顯示器之藍色背光反射之光。
較佳地,藍色染料或吸收紅光之染料的吸收最大值在580至680 nm之範圍內,更佳在590至650 nm之範圍內,最佳在600至630 nm之範圍內。
較佳地,紅色染料或吸收綠光之染料的吸收最大值在480至580 nm之範圍內,更佳在500至570 nm之範圍內,最佳在520至560 nm之範圍內。
根據本發明之極佳LC介質包含一或多種選自式I*之染料
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:
Z
11及Z
12表示-N=N-、-OCO-或-COO-,較佳Z
11為-N=N-或-COO-且Z
12為-OCO-或單鍵,
R
11及R
12表示具有1至20個、較佳具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基,具有2至20個、較佳具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,或具有3至20個、較佳3至10個C原子之烷基胺基、二烷基胺基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,或具有8至25個、較佳8至15個C原子之烷基環己基烷基,且較佳為R
01、R
01NH、R
01(R
02)N、R
01CO、R
01OCO、R
01COO或R
01OCOO、烷基、烯基或烷基環己基烷基,其中
R
01及R
02彼此獨立地為具有1至7個C原子之烷基、氧雜烷基、氟化烷基或氟化氧雜烷基、具有2至7個C原子之烯基、烷氧基烷基、氟化烯基或氟化烷氧基烷基,較佳為烷基,更佳為正烷基或異烷基,
i及j 彼此獨立地為1、2、3或4,較佳為1、2或3,且
(i + j) 較佳為2、3、4或5,更佳為2、3或4,且
在式I*中,環
在式I*中,更佳地
至 | ||
彼此獨立地為 | ||
, | ||
且在i為2或大於2之情況下,末端 | ||
亦可為 | ||
, | ||
且在j為2或大於2之情況下,末端 | ||
亦可為 | ||
, |
至 | |||
較佳選自 | |||
及 | , | ||
且在m為2或大於2之情況下,末端環 | |||
亦可為 | |||
, | |||
且在n為2或大於2之情況下,末端 | |||
亦可為 | |||
。 |
至 | 中之至少一者, | |
較佳地 | ||
至 | 中之至少一者,最佳地 | |
為 | 。 |
較佳地,LC介質中之染料之濃度在0.01重量%至5重量%、更佳0.02重量%至3重量%、甚至更佳0.05重量%至1重量%、最佳0.1重量%至0.8重量%之範圍內。
下表展示尤其較佳之式I*1a1、I*6a1及I*4a1之染料及其光譜特徵。
*) OD =光學密度= log
10(I
i/I
t),其中
Ii =入射光之強度,
It =透射光之強度,
**):可購自Merck KGaA, Germany之ZLI-混合物,
***):DR =主體LC中之染料之二向色比率
****):S =主體LC中之染料之級數參數。
染料 | I*1a1 | I*6a1 | I*4a1 |
F593 | F503 | F355 | |
藍色染料 | 藍色染料 | 紅色染料 | |
λ max/ nm | 621 | 601 | 536 |
Δλ max/ nm | ± 2 | ± 2 | ± 2 |
OD* | 0.620 | 0.645 | 0.785 |
ΔOD* | ± 0.020 | ± 0.020 | ± 0.020 |
顏色 | 藍色 | 藍色 | 紅色 |
主體LC* | 2903 | 3021-000 | 2452 |
DR*** | 16.2 | 10.9 | 13.7 |
S**** | 0.83 | 0.77 | 0.81 |
尤其較佳的為根據本發明之包含選自F593及F503之二向色染料及/或選自F355之二向色染料的LC介質。
除上文所描述之可聚合化合物及二向色染料以外,用於根據本發明之LC顯示器之LC介質包含LC混合物(「主體混合物」),該LC混合物包含一或多種、較佳兩種或更多種選自不可聚合的低分子量化合物之LC化合物,且其中之至少一者為式II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為穩定及/或無反應。
下文展示此類LC介質之尤其較佳實施例。
較佳之LC介質包含一或多種選自由式IIA、IIB、IIC及IID之化合物組成之群的式II化合物
其中
R
2A及R
2B各自彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子之烷基或烯基,其未經取代、經CN或CF
3單取代或至少經鹵素單取代,其中另外,此等基團中之一或多個CH
2基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、
、-C≡C-、-CF
2O-、-OCF
2-、-OC-O-或-O-CO-置換,
L
1至L
4各自彼此獨立地表示F、Cl、CF
3或CHF
2,
Y 表示H、F、Cl、CF
3、CHF
2或CH
3,較佳為H或CH
3,尤其較佳為H,
Z
2、Z
2B及Z
2D各自彼此獨立地表示單鍵、-CH
2CH
2-、-CH=CH-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-C
2F
4-、-CF=CF-、-CH=CHCH
2O-,
p 表示0、1或2,且
q 在每次出現時相同或不同地表示0或1。
較佳的式IIA、IIB、IIC及IID之化合物為其中R
2B表示具有至多15個C原子之烷基或烷氧基,且極佳表示(O)C
vH
2v+1(其中(O)為氧原子或單鍵,且v為1、2、3、4、5或6)的彼等化合物。
更佳的式IIA、IIB、IIC及IID之化合物為其中R
2A或R
2B表示或含有環烷基或環烷氧基之彼等化合物,該等化合物較佳選自由以下組成之群:
,
其中S
1為C
1-5伸烷基或C
2-5伸烯基且S
2為H、C
1-7烷基或C
2-7烯基,且極佳選自由以下組成之群:
。
在一較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自由式IIA-1至IIA-75組成之群的式IIA化合物,
其中下標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CH
2=CH-、CH
2=CHCH
2CH
2-、CH
3-CH=CH-、CH
3-CH
2-CH=CH-、CH
3-(CH
2)
2-CH=CH-、CH
3-(CH
2)
3-CH=CH-或CH
3-CH=CH-(CH
2)
2-。
根據本發明之尤其較佳的LC介質包含一或多種選自由以下組成之群的化合物:式IIA-2、IIA-8、IIA-10、IIA-16、II-18、IIA-40、IIA-41、IIA-42及IIA-43。
根據本發明之尤其較佳的LC介質包含一或多種選自由式IIB-2、IIB-10及IIB-16組成之群的化合物。
根據本發明之尤其較佳的LC介質包含一或多種式IID-4化合物。
式IIA及/或IIB之化合物在整個混合物中之比例較佳為至少20重量%。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式III化合物
其中
R
11及R
12各自彼此獨立地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH
2基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經
、-O-、-S-、-C≡C-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH=CH-、-OC-O-或-O-CO-置換,且其中另外,一或多個H原子可經鹵素置換,
A
3在每次出現時彼此獨立地表示
a) 1,4-伸環己烯基或1,4-伸環己基,其中一或兩個不相鄰CH
2基團可經-O-或-S-置換,
b) 1,4-伸苯基,其中一或兩個CH基團可經N置換,或
c) 選自由以下組成之群的基團:螺[3.3]庚烷-2,6-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基及茀-2,7-二基,
其中基團a)、b)及c)可經鹵素原子單取代或多取代,
n 表示0、1或2,較佳為0或1,
Z
1在每次出現時彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-CH
2-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
4-、-CH=CH-CH
2O-、-C
2F
4-、-CH
2CF
2-、-CF
2CH
2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,及
L
11及L
12各自彼此獨立地表示F、Cl、CF
3或CHF
2,較佳為H或F,最佳為F,且
W 表示O或S。
在本發明之一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式III-1及/或III-2之化合物
其中存在之基團具有與上文根據式III所給出相同之含義,且較佳地
R
11及R
12各自彼此獨立地表示具有至多15個C原子之烷基、烯基或烷氧基,更佳地,其中之一者或兩者表示烷氧基,且
L
11及L
12各自較佳表示F。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自由式III-1-1至III-1-10,較佳式III-1-6組成之群的式III-1化合物,
,
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,「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,「alkoxy」及「alkoxy*」各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,且L
11及L
12各自彼此獨立地表示F或Cl,較佳均為F。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自由式III-2-1至III-2-10,較佳式III-2-6組成之群的式III-2化合物,
,
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,「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,「alkoxy」及「alkoxy*」各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,且L
11及L
12各自彼此獨立地表示F或Cl,較佳均為F。
在本發明之另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式IIIA-1及/或IIIA-2之化合物
其中L
11及L
12具有與根據式III所給出相同之含義,(O)表示O或單鍵,
R
IIIA表示具有至多7個C原子之烷基或烯基或基團Cy-C
mH
2m+1-,
m及n 相同或不同地為0、1、2、3、4、5或6,較佳為1、2或3,極佳為1,且
Cy 表示具有3、4或5個環原子之環脂族基,其視情況經各自具有至多3個C原子之烷基或烯基,或經鹵素或CN取代,且較佳表示環丙基、環丁基或環戊基。
代替式III化合物或除式III化合物以外,較佳除式III化合物以外,LC介質中含有式IIIA-1及/或IIIA-2之化合物。
在本發明之一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式III-3化合物
其中
R
11、R
12相同或不同地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH
2基團以使得O原子彼此不直接連接之方式視情況彼此獨立地經-C≡C-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH=CH-、
、-O-、-S-、-CO-O-或-O-CO-置換,且其中另外,一或多個H原子可經鹵素置換。
式III-3化合物較佳選自由式III-3-1至III-3-11組成之群:
其中R
12表示具有1至7個C原子之烷基,較佳為乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基,或者為環丙基甲基、環丁基甲基或環戊基甲基。
在本發明之另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式III-4至III-6,較佳式III-5之化合物,
其中參數具有上文所給出之含義,R
11較佳表示直鏈烷基且R
12較佳表示烷氧基,各自具有1至7個C原子。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自由式III-7至III-9,較佳式III-8組成之群的式I化合物,
其中參數具有上文所給出之含義,R
11較佳表示直鏈烷基且R
12較佳表示烷氧基,各自具有1至7個C原子。
在一較佳實施例中,介質包含一或多種式IV化合物,
其中
R
41表示具有1至7個C原子之未經取代之直鏈、分支鏈或環狀烷基,或具有2至7個C原子之未經取代之烯基,較佳為正烷基,尤其較佳為具有2、3、4或5個C原子之正烷基,且
R
42表示具有1至7個C原子的未經取代之直鏈、分支鏈或環狀烷基或具有1至6個C原子之未經取代之烷氧基,兩者較佳具有2至5個C原子;具有2至7個C原子,較佳具有2、3或4個C原子的未經取代之烯基,更佳為乙烯基或1-丙烯基且特定言之為乙烯基。
式IV化合物較佳選自由式IV-1至IV-6組成之群,
其中
「alkyl」及「alkyl*」 彼此獨立地表示具有1至7個C原子,較佳具有2至5個C原子之烷基,
「alkenyl」 表示具有2至5個C原子,較佳具有2至4個C原子,尤其較佳具有2個C原子之烯基,
「alkenyl*」 表示具有2至5個C原子,較佳具有2至4個C原子,尤其較佳具有2至3個C原子之烯基,及
「alkoxy」 表示具有1至5個C原子,較佳具有2至4個C原子之烷氧基。
LC介質較佳地另外包含一或多種式IVa化合物,
其中
R
41及R
42各自彼此獨立地表示具有至多12個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烯基、烷氧基烷基或烷氧基,且
Z
4表示單鍵、-CH
2CH
2-、-CH=CH-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-C
2F
4-、-C
4H
8-或-CF=CF-。
表示 | ||||
, | ||||
根據本發明之LC介質較佳地包含至少一種式IVa-1及/或式IVa-2之化合物。
式IVa化合物在整個混合物中之比例較佳為至少5重量%。
較佳地,LC介質包含一或多種式IVb-1至IVb-3之化合物
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。
式IV-1至IV-3之聯苯在整個混合物中之比例較佳為至少3重量%,特定言之≥ 5重量%。
在式IVb-1至IVb-3之化合物中,式IVb-2之化合物尤其較佳。
根據本發明之LC介質尤佳地包含一或多種式IVb-1-1及/或IVb-2-3之化合物。
在一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式V化合物
其中
R
51及R
52彼此獨立地具有針對R
41及R
42所給出的含義中之一者,且較佳表示具有1至7個C原子之烷基,較佳為正烷基,尤其較佳為具有1至5個C原子之正烷基;具有1至7個C原子之烷氧基,較佳為正烷氧基,尤其較佳為具有2至5個C原子之正烷氧基;具有2至7個C原子,較佳具有2至4個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯氧基,較佳為烯氧基,
其中
較佳表示
,
Z
51、Z
52各自彼此獨立地表示-CH
2-CH
2-、-CH
2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵,較佳為-CH
2-CH
2-、-CH
2-O-或單鍵,且尤其較佳為單鍵,及
n 為1或2。
、 | 相同或不同地表示 |
R
1及R
2較佳各自彼此獨立地表示直鏈烷基或烯基。
較佳的LC介質包含一或多種式V-1、V-3、V-4、V-6、V-7、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15及/或V-16之化合物。
根據本發明之LC介質極尤佳地包含式V-10、V-12、V-16及/或IV-1之化合物,特定言之其量為5%至30%。
根據本發明之LC介質尤佳地包含式V-10a及/或式V-10b之三環化合物以及一或多種式IV-1之雙環化合物。式V-10a及/或V-10b之化合物以及一或多種選自式IV-1之雙環己基化合物的化合物之總比例為5%至40%,極尤佳為15%至35%。
按整個混合物計,化合物V-10a及IV-1-1較佳以15%至35%,尤其較佳15%至25%且特佳18%至22%之濃度存在於混合物中。
按整個混合物計,化合物V-10b及IV-1-1較佳以15%至35%,尤其較佳15%至25%且特佳18%至22%之濃度存在於混合物中。
按整個混合物計,化合物V-10a、V-10b及IV-1-1較佳以15%至35%,尤其較佳15%至25%且特佳18%至22%之濃度存在於混合物中。
較佳之LC介質包含至少一種選自由下式組成之群的化合物:
其中R
41及R
42以及R
51及R
52具有上文所指示之含義。較佳在化合物V-6、V-7及IV-1中,R
41及R
51表示分別具有1至6個或2至6個C原子之烷基或烯基,且R
42及R
52表示具有2至6個C原子之烯基。
較佳之LC介質包含至少一種式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3a及IV-3b之化合物:
其中alkyl表示具有1至6個C原子之烷基,且alkenyl表示具有2至6個C原子之烯基。
式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3a及IV-3b之化合物較佳以1重量%至40重量%,較佳5重量%至35重量%且極尤佳10重量%至30重量%的量存在於根據本發明之LC介質中。
在本發明之一較佳實施例中,LC介質另外包含一或多種選自由式VI-1至VI-9組成之群的化合物
其中
R
7各自彼此獨立地具有針對式IIA中之R
2A所指出的含義中之一者,且
w及x 各自彼此獨立地表示1至6。
尤其較佳的為包含至少一種式V-9化合物之LC介質。
在本發明之一較佳實施例中,LC介質另外包含一或多種選自由式VII-1至VII-25組成之群的化合物,
其中
R表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基,(O)表示-O-或單鍵,X表示F、Cl、OCF
3或OCHF
2,L
x表示H或F,m為0、1、2、3、4、5或6,且n為0、1、2、3或4。
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、戊氧基。
X較佳表示F或OCH
3,極佳為F。
根據本發明之LC介質較佳以2重量%至30重量%,特定言之5重量%至20重量%之量包含式VII-1至VII-25之聯三苯。
尤其較佳的為式VII-1、VII-2、VII-4、VII-20、VII-21及VII-22之化合物,其中X表示F。在此等化合物中,R較佳表示烷基,此外表示烷氧基,其各自具有1至5個C原子。在式VII-20化合物中,R較佳表示烷基或烯基,特定言之烷基。在式VII-21化合物中,R較佳表示烷基。在式VII-22至VII-25之化合物中,X較佳表示F。
若混合物之Δn值≥ 0.1,則式VII-1至VII-25之聯三苯較佳用於根據本發明之LC介質中。較佳之LC介質包含2重量%至20重量%的一或多種選自式VII-1至VII-25之化合物之群的聯三苯化合物。
下文列舉更佳之實施例:
a) LC介質包含至少一種選自由式Z-1至Z-14組成之群的化合物,
其中R、(O)及「alkyl」具有上文針對式III所指示之含義。
b) 根據本發明之較佳LC介質包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之物質,諸如式N-1至N-5之化合物,
其中R
1N及R
2N各自彼此獨立地具有針對R
2A所指示之含義,較佳表示直鏈烷基、直鏈烷氧基或直鏈烯基,且
Z
1及Z
2各自彼此獨立地表示-C
2H
4-、-CH=CH-、-(CH
2)
4-、-(CH
2)
3O-、-O(CH
2)
3-、-CH=CHCH
2CH
2-、-CH
2CH
2CH=CH-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-C
2F
4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2-或單鍵。
c) 較佳的LC介質包含一或多種選自以下之群的化合物:式BC之二氟二苯并𠳭烷化合物、式CR之𠳭烷及式PH-1及PH-2之氟化菲,
其中
R
B1、R
B2、R
CR1、R
CR2、R
1、R
2各自彼此獨立地具有R
2A之含義。c為0、1或2。R
1及R
2較佳地彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基。
根據本發明之LC介質較佳以3重量%至20重量%之量,特定言之以3重量%至15重量%之量包含式BC、CR、PH-1、PH-2之化合物。
尤其較佳之式BC及CR之化合物為化合物BC-1至BC-7及CR-1至CR-5,
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。
極尤佳的為包含一種、兩種或三種式BC-2、BF-1及/或BF-2之化合物的LC介質。
d) 較佳之LC介質包含一或多種式In之茚烷化合物,
其中
R
11、R
12、R
13各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基,
R
12及R
13另外表示鹵素,較佳為F,
表示
,
i 表示0、1或2。
尤其較佳為式In-1、In-2、In-3及In-4之化合物。
式In及子式In-1至In-16之化合物較佳以≥ 5重量%,特定言之5重量%至30重量%且極尤佳5重量%至25重量%之濃度用於根據本發明之LC介質中。
e) 較佳之LC介質另外包含一或多種式L-1至L-5之化合物,
其中
R及R
1各自彼此獨立地具有上文針對式IIA中之R
2A所指示的含義,且alkyl表示具有1至6個C原子之烷基。參數s表示1或2。
較佳以5重量%至50重量%、特定言之5重量%至40重量%且極尤佳10重量%至40重量%之濃度採用式L-1至L-5之化合物。
較佳之式IIA-Y化合物係選自由以下子式組成之群:
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,Alkoxy表示具有1至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CH
2=CH-、CH
2=CHCH
2CH
2-、CH
3-CH=CH-、CH
3-CH
2-CH=CH-、CH
3-(CH
2)
2-CH=CH-、CH
3-(CH
2)
3-CH=CH-或CH
3-CH=CH-(CH
2)
2-。
g) LC介質另外包含一或多種選自下式之聯四苯化合物:
其中
R
Q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原子之烯基或烯基氧基,其均視情況經氟化,
X
Q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基氧基,
L
Q1至L
Q6彼此獨立地為H或F,其中L
Q1至L
Q6中之至少一者為F。
較佳之式Q化合物為其中R
Q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。
較佳之式Q化合物為其中L
Q3及L
Q4為F之彼等化合物。更佳之式Q化合物為其中L
Q3、L
Q4以及L
Q1及L
Q2中之一者或兩者均為F之彼等化合物。
較佳之式Q化合物為其中X
Q表示F或OCF
3,極佳表示F之彼等化合物。
尤其較佳的為式Q1化合物,特定言之其中R
Q為正丙基之彼等化合物。
較佳地,LC主體混合物中之式Q化合物之比例為>0至≤5重量%,極佳為0.05重量%至2重量%,更佳為0.1重量%至1重量%,最佳為0.1重量%至0.8重量%。
較佳地,LC介質含有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主體混合物中能夠減少ODF斑紋,同時維持高UV吸收,從而實現快速且完全的聚合,實現強且快速之傾斜角產生,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介質中允許更好地控制介電常數ε
||及ε
⊥之值,且尤其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。
根據本發明之LC介質較佳包含
- 一或多種式I或其子式之可聚合化合物,其總濃度較佳在0.01%至2.0%、更佳0.05%至1.0%、最佳0.2%至0.8%之範圍內,
及/或
- 一或多種式IIA化合物,其總濃度較佳在5%至30%、更佳7%至25%、尤其較佳10%至20%之範圍內;
及/或
- 一或多種式IIA及IIB之化合物,其總濃度較佳在30%至45%之範圍內;
及/或
- 一或多種式IV化合物,其總濃度較佳在35%至70%、更佳40%至65%、尤其較佳45%至60%之範圍內;
及/或
- 一或多種式IV-3化合物,其總濃度較佳在35%至60%、更佳40%至55%、尤其較佳45%至50%之範圍內;
及/或
- 一或多種式III-2、較佳式III-2-6之化合物,其總濃度較佳在2%至25%、更佳5%至15%、尤其較佳5%至12%之範圍內。
特定言之,介質包含
- 一或多種化合物CY-n-Om,特定言之CY-3-O4、CY-5-O4及/或CY-3-O2,其總濃度較佳在5%至30%、較佳10%至20%之範圍內;
及/或
- 一或多種化合物PY-n-Om,特定言之PY-3-O2及/或PY-1-O2,其總濃度較佳在5%至30%、較佳5%至20%之範圍內;
及/或
- CPY-n-Om,特定言之CPY-2-O2、CPY-3-O2及/或CPY-5-O2,按整個混合物計,其濃度較佳> 5%,特定言之7%至20%,
及/或
- 一或多種化合物CCY-n-Om,較佳CCY-4-O2、CCY-3-O2、CCY-3-O3、CCY-3-O1及/或CCY-5-O2,按整個混合物計,其濃度較佳> 3%,特定言之5%至15%;
及/或
- 一或多種化合物CPY-n-Om,較佳CPY-2-O2及/或CPY-3-O2,按整個混合物計,其濃度較佳> 3%,特定言之5%至15%;
及/或
- CLY-n-Om,較佳CLY-2-O4、CLY-3-O2及/或CLY-3-O3,按整個混合物計,其濃度較佳> 5%,特定言之10%至30%,極佳15%至20%;
及/或
- CPY-n-Om及CY-n-Om,按整個混合物計,其濃度較佳為10%至80%,
及/或
- CPY-n-Om及PY-n-Om,較佳CPY-2-O2及/或CPY-3-O2及PY-3-O2或PY-1-O2,按整個混合物計,其濃度較佳為5%至20%,更佳為10%至15%,
及/或
- CC-3-V,按整個混合物計,其濃度較佳為5%至50%,
及/或
- CC-3-V1,其總濃度在5%至40%、更佳15%至35%、尤其較佳20%至30%之範圍內,
及/或
- 一或多種式B-nO-Om及/或B(S)-nO-Om之化合物,特定言之化合物B(S)-2O-O4及/或B(S)-2O-O5,其濃度較佳在2%至12%之範圍內,
及/或
- 0.1%至3%之化合物PPGU-3-F,
及/或
- 化合物B(S)-(c5)1O-O2:
。
根據本發明之LC介質具有負介電各向異性。
更佳地,除如下文所描述之式Q化合物以外,根據本發明之LC介質不含有具有正介電各向異性之化合物。最佳地,LC介質不含有具有正介電各向異性之化合物。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質不含有式G化合物
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:
R
0表示具有1至15個C原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH
2基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經
、-C≡C-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換,且其中另外,一或多個H原子可經鹵素,較佳經F置換,
X
0表示F、Cl、CN、SF
5、SCN、NCS、具有至多6個C原子之鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基,
Z
0表示-C
2H
4-、-CH
2O-、CF
2O、-CH=CH-或單鍵。
表示 |
本發明此外係關於一種具有主動矩陣定址之電光顯示器,其特徵在於其含有根據本發明之LC介質作為介電質,且其中該顯示器為VA、SA-VA、IPS、U-IPS、FFS、UB-FFS、SA-FFS、PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN、聚合物穩定的SA-VA或聚合物穩定的SA-FFS顯示器。
有利的係根據本發明之液晶介質較佳具有≤ -20℃至≥ 70℃、尤其較佳≤ -30℃至≥ 80℃、極佳≤ -40℃至≥ 90℃之向列相。
根據本發明之介質較佳具有70℃或更高,極佳74℃或更高之澄清溫度。
LC介質較佳具有向列LC相。
表述「具有向列相」在本文中意謂:一方面,在對應溫度下在低溫下未觀測到近晶相及結晶,且另一方面,在自向列相加熱時仍不會出現澄清。低溫下之研究在對應溫度下於流量式黏度計中進行,且藉由儲存於層厚度對應於電光用途之測試單元中持續至少100小時來進行檢驗。若在對應測試單元中在-20℃溫度下之儲存穩定性為1000小時或更長時間,則稱該介質在此溫度下穩定。在-30℃及-40℃之溫度下,對應時間分別為500 h及250 h。在高溫下,藉由習知方法在毛細管中量測澄清點。
LC介質較佳具有至少60 K之向列相範圍及在20℃下為至多30 mm
2·• s
-1之流動黏度ν
20。
LC介質較佳在-20℃或更低之溫度下,較佳在-30℃或更低溫度下,極佳在-40℃或更低溫度下為向列型的。
根據本發明之LC介質之雙折射率Δn值通常在0.07與0.16之間,較佳在0.08與0.15之間,極佳在0.09與0.14之間。
在一較佳實施例中,根據本發明之LC介質具有0.090至0.110,較佳0.095至0.105,特定言之0.100至0.105之範圍內的雙折射率。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質具有0.120或更大,較佳在0.125至0.145,更佳0.130至0.140之範圍內的雙折射率。
根據本發明之LC介質較佳具有-1.5至-8.0,較佳-2.0至-4.0,特定言之-2.5至-3.5的介電各向異性Δε。
根據本發明之LC介質在20℃下的旋轉黏度γ
1較佳≤ 120 mPa·s,特定言之≤ 100 mPa·s。
在一較佳實施例中,20℃下之旋轉黏度γ
1≤ 100 mPa·s,特定言之≤ 95 mPa·s。
根據本發明之LC介質較佳具有相對較低之臨限電壓(V
0)值。其較佳在1.7 V至3.0 V之範圍內,尤其較佳≤ 2.7 V且極尤佳≤ 2.5 V。
對於本發明,除非另外明確指示,否則術語「臨限電壓」與電容臨限值(V
0) (亦稱為弗雷德里克臨限值(Freedericks threshold))有關。
根據本發明之LC介質在液晶單元中較佳具有高的電壓保持率值。
一般而言,與具有較高定址電壓或臨限電壓之LC介質相比,具有較低定址電壓或臨限電壓之LC介質展現更低的電壓保持率,且反之亦然。
對於本發明,術語「正介電性化合物」表示Δε > 1.5之化合物,術語「中性介電性化合物」表示-1.5 ≤ Δε ≤ 1.5之化合物,且術語「負介電性化合物」表示Δε < -1.5之化合物。在本文中,化合物之介電各向異性係藉由將10%化合物溶解於液晶主體中且測定所得混合物在至少一個測試單元中之電容來測定,該測試單元之層厚度在各情況下為20 µm且在1 kHz下具有垂面及沿面的表面配向。量測電壓通常為0.5 V至1.0 V,但始終低於所研究之各別液晶混合物之電容臨限值。
針對本發明所指示之所有溫度值均以℃為單位。
根據本發明之LC介質適用於所有VA-TFT (豎直配向-薄膜電晶體)應用,諸如VAN (豎直配向向列型)、MVA (多域VA)、(S)-PVA (超級圖案化VA)、ASV (先進超視覺或軸向對稱VA)、PSA (聚合物持續VA)及PS-VA (聚合物穩定VA)。其此外適用於具有負Δε之IPS (共平面轉換型)及FFS (邊緣場切換型)應用。
對於熟習此項技術者不言而喻,根據本發明之VA、IPS或FFS混合物亦可包含其中例如H、N、O、Cl及F已經對應同位素置換之化合物。
上文所提及之較佳實施例的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、低旋轉黏度及極好的低溫穩定性,同時產生連續較高之澄清點及較高HR值,且允許在PSA顯示器中快速建立尤其較低之傾斜角(亦即,較大傾斜)。特定言之,在PSA顯示器中,與來自先前技術之LC介質相比,LC介質展現出顯著縮短之回應時間,特定言之亦顯著縮短之灰影回應時間。
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,諸如聚合引發劑、抑制劑、穩定劑、表面活性物質或對掌性摻雜劑。此等添加劑可為可聚合的或不可聚合的。
本發明此外係關於一種如上文所描述之LC顯示器,其中LC介質中所含有的式I或其子式之可聚合化合物及其他可聚合化合物以聚合形式存在。
LC顯示器較佳為PSA或SA顯示器,極佳為PS-VA、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS或SA-VA顯示器。
對於PSA或聚合物穩定的SA顯示器之生產,LC介質中所含有的可聚合化合物係藉由在LC顯示器之基板之間的LC介質中原位聚合,較佳同時向電極施加電壓來聚合。
根據本發明之顯示器之結構對應於如在開始時所引用之先前技術中所描述的PSA顯示器之常見幾何結構。不具有突起之幾何結構較佳,特定言之其中另外濾色器側上之電極未經結構化且僅TFT側上之電極具有狹縫的幾何結構。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。
本發明之較佳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安置於該像素電極上之視情況選用之第一配向層,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,
- 第二基板,其包括共同電極層及視情況選用之第二配向層,該共同電極層可安置於該第二基板之面對該第一基板的整個部分上,
- LC層,其安置於該第一基板與該第二基板之間且包括如上文及下文所描述之LC介質,其中該等可聚合化合物亦可以聚合形式存在,
- 含有紅色、綠色及藍色量子點(QD)之量子點濾色器(QDCF),其提供於LC層與第一或第二基板之間,較佳在LC層與面對觀測者之基板之間,
- 視情況選用之背光,較佳為藍色背光。
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。此類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(one-drop-filling;ODF)方法來沈積於顯示器之基板之間。隨後例如藉由UV光聚合對LC介質之可聚合組分進行聚合。聚合可在一個步驟中或在兩個或更多個步驟中進行。
LC顯示器進一步含有濾色器,含有紅色、綠色及藍色QD之量子點濾色器(QDCF)。QDCF較佳位於LC層與面對顯示器之觀測者的基板之間。QD較佳含有藉由自背光發射之藍光激發且將此轉化為所需顏色之光的半導電材料。
LC顯示器可包含其他元件,如黑矩陣、鈍化層、光延遲層、用於定址個別像素之電晶體元件等,其均為熟習此項技術者所熟知且可在無發明性技能的情況下採用。
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,可藉由提供具有狹縫及/或凸塊或突起之電極來誘導LC分子之多域定向,以便形成兩個、四個或更多個不同的傾斜配向方向。
在聚合後,可聚合化合物形成共聚物,其使LC介質中之LC分子產生某一傾斜角。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之交聯聚合物的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)已確認,所形成聚合物之至少一部分在LC/基板界面處積聚。
可在一個步驟中進行聚合。亦有可能首先在第一步驟中進行聚合,視情況同時施加電壓,以便產生傾斜角,且隨後在第二聚合步驟中,在無施加電壓之情況下使第一步驟中未反應之化合物聚合或交聯(「最終固化」)。
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暴露於UV輻射來達成。
視情況,將一或多種聚合引發劑添加至LC介質中。適合的聚合條件及適合的起始劑類型及量為熟習此項技術者所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重量%至5重量%,尤其較佳為0.001重量%至1重量%。
根據本發明之可聚合化合物亦適用於在無引發劑的情況下進行聚合,其帶來相當大的優點,諸如藉由可能的殘餘量的引發劑或其降解產物而使材料成本較低且尤其是LC介質之污染較少。因此,亦可在不添加引發劑之情況下進行聚合。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。適合的穩定劑類型及量為熟習此項技術者所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Irganox® 1076之可商購穩定劑。若採用穩定劑,則按可聚合化合物之總量計,其比例較佳為10至50,000 ppm,尤其較佳為50至5,000 ppm。
在一較佳實施例中,LC介質含有一或多種對掌性摻雜劑,其濃度較佳為0.01重量%至1重量%,極佳為0.05重量%至1.0重量%。對掌性摻雜劑較佳選自由來自下表B之化合物組成之群,極佳選自由以下組成之群:R-1011或S-1011、R-2011或S-2011、R-3011或S-3011、R-4011或S-4011及R-5011或S-5011。
在另一較佳實施例中,LC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,LC介質含有一或多種其他穩定劑,其較佳選自由下式組成之群:
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:
R
a 至 d具有1至10個、較佳1至6個、極佳1至4個C原子之直鏈或分支鏈烷基,最佳為甲基,
X
SH、CH
3、OH或O
●,
A
S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。
在一較佳實施例中,液晶介質包含一或多種選自由式S1-1、S2-1、S3-1、S3-1及S3-3組成之群的穩定劑。
在一較佳實施例中,液晶介質包含一或多種選自下表C之穩定劑。
較佳地,液晶介質中之穩定劑(如式S1至S3及其子式之彼等穩定劑)的比例為10至500 ppm,極佳為20至100 ppm。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質含有自配向(SA)添加劑,其濃度較佳為0.1%至2.5%。
在一較佳實施例中,根據本發明之SA-VA顯示器不含有聚醯亞胺配向層。在另一較佳實施例中,根據較佳實施例之SA-VA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基團及直鏈或分支鏈烷基側鏈之化合物,該直鏈或分支鏈烷基側鏈由一或多個選自羥基、羧基、胺基或硫醇基之極性錨定基團封端。
更佳之SA添加劑含有一或多個視情況經由間隔基團連接至液晶原基基團之可聚合基團。此等可聚合SA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。
尤其用於SA-VA模式顯示器中的誘導垂直配向之適合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,根據本發明之LC介質或聚合物穩定的SA-VA顯示器含有一或多種選自下表E之自配向添加劑。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質含有一或多種較佳選自表E之SA添加劑,其濃度為0.1%至5%,極佳為0.2%至3%,最佳為0.2%至1.5%。
式I及其子式之可聚合化合物在製備PSA顯示器之方法中尤其展示良好的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在2步製程中暴露於UV光,該2步製程包括在施加電壓之情況下產生傾斜角之第一UV曝光步驟(「UV1步驟」),及在不施加電壓之情況下完成聚合之第二UV曝光步驟(「UV2步驟」),
- 可聚合介質在顯示器中暴露於由UV-LED燈產生之UV光,較佳至少在UV2步驟中,更佳在UV1及UV2步驟兩者中,
- 可聚合介質在顯示器中暴露於由具有向較長波長(較佳≥ 340 nm,更佳350至< 370 nm,極佳355至368 nm)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。
使用較低強度及向較長波長之UV偏移均保護有機層不受可由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顯示器的方法,該PSA顯示器包含以下特徵中之一或多者:
- 可聚合LC介質在2步製程中由UV光照射,該2步製程包括在施加電壓之情況下產生傾斜角之第一UV曝光步驟(「UV1步驟」),及在不施加電壓之情況下完成聚合之第二UV曝光步驟(「UV2步驟」),
- 可聚合LC介質藉由在300至380 nm之波長範圍內具有0.5 mW/cm
2至10 mW/cm
2之強度的UV燈產生之UV光照射,較佳在UV2步驟中,且視情況亦在UV1步驟中,
- 可聚合LC介質由波長≥ 340 nm,且較佳≤ 420 nm,極佳在340至380 nm之範圍內,更佳在350至< 370 nm之範圍內,最佳在355至368 nm之範圍內的UV光照射,
- 可聚合LC介質由UV光照射,同時向顯示器之電極施加電壓,
- 使用UV-LED燈進行藉由UV光進行之照射。
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光且實質上阻擋具有各別非所需波長之光。舉例而言,當需要用波長λ為300至400 nm之UV光照射時,UV曝光可使用實質上透射300 nm< λ <400 nm之波長的帶通濾波器進行。當需要用波長λ大於340 nm之UV光照射時,UV照射可使用實質上透射波長λ > 340 nm之截止濾波器進行。
較佳之UV照射係使用UV-LED燈進行。
在PSA製程中使用具有僅一個窄發射峰之UV-LED燈提供若干優點,如(例如)更有效將光能轉移至LC介質中之可聚合化合物,此視在LED燈之發射波長處展示吸收的適合可聚合化合物之選擇而定。此允許減少UV強度及/或UV照射時間,因此能夠減少節拍時間且節省能量及生產成本。另一優點為燈之窄發射光譜允許更容易地選擇用於光聚合之適當波長。
極佳之UV光源為發射在340至400 nm之範圍內、更佳在340至380 nm之範圍內、更佳在350至<370 nm之範圍內、最佳在355至368 nm之範圍內的波長之UV-LED燈。發射波長為365 nm之UV光的UV-LED燈尤其較佳。
較佳地,UV-LED燈發射具有半高全寬(FWHM)為30 nm或更小之發射峰的光。
UV-LED燈可商購自例如Dr. Hoenle AG, Germany或Primelite GmbH, Germany或IST Metz GmbH, Germany,其中發射波長例如為365、385、395及405 nm。
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短UV光分量之危險及有害作用。
UV輻射能量一般為6至100 J,視製造方法條件而定。
根據本發明之LC介質可另外包含一或多種其他組分或添加劑,其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、潤濕劑、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。
此外,有可能向LC介質中添加例如0至15重量%之多向色染料、此外奈米粒子、用於改良導電性之導電鹽(較佳4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基銨、四苯基硼酸四丁基銨或冠醚之錯合鹽) (參見例如Haller等人, Mol. Cryst. Liq. Cryst.
24, 249-258 (1973)),或添加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介質的上文所列出之較佳實施例的個別組分為已知的,或其製備方法可易於由熟習相關技術者自先前技術推導,此係由於其係基於文獻中所描述之標準方法。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製備,例如藉由將上文所提及之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。一般而言,宜在高溫下將以所需量的較少量使用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(例如丙酮、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該溶劑。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已經對應同位素(如氘等)置換之化合物。
以下實例解釋本發明而不限制本發明。然而,其向熟習此項技術者展示較佳混合物概念與較佳使用之化合物及其各別濃度以及其彼此之組合。另外,實例說明可獲得哪些特性及特性組合。
較佳之混合物組分展示於下表A中。
在本發明之一較佳實施例中,根據本發明之LC介質包含一或多種選自由來自表A之化合物組成之群的化合物。
LC介質較佳包含0至10重量%,特定言之0.01重量%至5重量%,尤其較佳0.1重量%至3重量%之摻雜劑。LC介質較佳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。
LC介質較佳包含0至10重量%,特定言之1 ppm至5重量%,尤其較佳1 ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳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。
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,其較佳選自式RM-1至RM-182之可聚合化合物。其中,化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-149、RM-156至RM-162、RM-168、RM-169及RM-170至RM-182尤其較佳。
在一較佳實施例中,根據本發明之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,較佳選自式SA-14至SA-48,極佳選自式SA-20至SA-34及SA-44的SA添加劑以及一或多種式I之RM。
實例以下實例解釋本發明而不限制本發明。然而,其向熟習此項技術者展示較佳混合物概念與較佳使用之化合物及其各別濃度以及其彼此之組合。另外,實例說明可獲得哪些特性及特性組合。
另外,使用以下縮寫及符號:
V
0在20℃下之臨限電壓,電容[V],
n
e在20℃及589 nm下之異常折射率,
n
o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) 澄清點[℃],
γ
1在20℃下之旋轉黏度[mPa·s],
K
1在20℃下之彈性常數,「傾斜」變形[pN],
K
2在20℃下之彈性常數,「扭轉」變形[pN],
K
3在20℃下之彈性常數,「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%引述且與包含所有固體或液晶組分而無溶劑之對應整個混合物有關。
除非另外明確指出,否則本申請案中諸如針對熔點T(C,N)、近晶(S)相至向列(N)相之轉變T(S,N)及澄清點T(N,I)所指示之所有溫度值均以攝氏度(℃)形式引述。M.p.表示熔點,cl.p.=澄清點。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移溫度。
除非在各情況下另外明確指示,否則所有物理特性根據並且已根據「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並且在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(V
0) (亦已知為弗雷德里克臨限值)有關。在實例中,如一般常用,亦可引述10%相對對比度(V
10)之光學臨限值。
除非另外陳述,否則聚合如上文及下文所描述之PSA顯示器中之可聚合化合物的方法係在其中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,否則製備測試單元及量測其電光特性及其他特性的方法藉由如下文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具有未經摩擦之聚醯亞胺配向層,此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測試單元由兩個間距大約3.3 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,且實現液晶分子之垂直邊緣配向。SAVA顯示器或測試單元具有一個或不具有聚醯亞胺定向層及圖案化電極結構,從而產生LC定向方向的兩個或更多個域。對於傾斜量測,單個域之光藉由使用光阻擋層或屏蔽物來傳輸。
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(通常為10 V至30 V之交流電,1 kHz)。在實例中,除非另外指示,否則使用金屬鹵化物燈及100 mW/cm
2之強度用於聚合。使用標準儀錶(具有UV感測器之高端Hoenle UV儀錶)量測強度。
使用來自Axometrics之米勒矩陣(Mueller Matrix)偏光計「AxoScan」測定傾斜角。低值(亦即,與90°角之大偏差)對應於此處之大傾斜。
亦可藉由來自Otsuka Electronics Co., Ltd.之偏光計RETS來測定傾斜角。對於VA模式情況,對於較小阻滯值,傾斜角較小,此意謂LC引向器接近豎直(垂直)配向。
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,其在棒狀、單軸向正雙折射LC分子之情況下對應於其分子長軸。
實例 1如下調配向列型LC主體混合物N1
B-2O-O5 | 4.00 | % | cl.p. | 74.2℃ |
BCH-32 | 8.00 | % | Δn | 0.1091 |
CC-3-V1 | 9.00 | % | n e | 1.5953 |
CCH-301 | 2.00 | % | n o | 1.4862 |
CCH-34 | 8.00 | % | Δε | -3.1 |
CCH-35 | 7.00 | % | ε || | 3.6 |
CCP-3-1 | 8.00 | % | ε ⊥ | 6.7 |
CCP-V2-1 | 5.00 | % | γ 1 | 108 mPa . s |
CCY-3-O2 | 10.50 | % | K 1 | 14.8 |
CLY-3-O2 | 1.00 | % | K 3 | 16.5 |
CPY-3-O2 | 2.50 | % | K 3/K 1 | 1.14 |
CY-3-O2 | 11.50 | % | V 0 | 2.41 V |
PCH-301 | 5.50 | % | ||
PY-3-O2 | 18.00 | % |
經染色之可聚合混合物P1R之UV-vis光譜展示在大約550 nm處之吸收峰。因此,經染色之可聚合混合物P1R適合於吸收由QDCF發射進入LC層之非所需綠光。
經染色之可聚合混合物P1B之UV-vis光譜展示在大約630 nm處之吸收峰。因此,經染色之可聚合混合物P1B適合於吸收由QDCF發射進入LC層之非所需紅光。
實例 2如下調配向列型LC主體混合物N2
B-(c5)1O-O2 | 4.00 | % | cl.p. | 74.1℃ |
BCH-32 | 8.00 | % | ||
CC-3-V1 | 9.00 | % | ||
CCH-301 | 2.00 | % | ||
CCH-34 | 8.00 | % | ||
CCH-35 | 7.00 | % | ||
CCP-3-1 | 8.00 | % | ||
CCP-V2-1 | 5.00 | % | ||
CCY-3-O2 | 10.50 | % | ||
CLY-3-O2 | 1.00 | % | ||
CPY-3-O2 | 2.50 | % | ||
CY-3-O2 | 11.50 | % | ||
PCH-301 | 5.50 | % | ||
PY-3-O2 | 18.00 | % |
藉由將0.3%之可聚合化合物RM-1與99.7%之混合物N2混合來製備可聚合混合物P2。
藉由將0.2%的式I*1a1之紅色染料F-355添加至可聚合混合物P2中來製備經染色之可聚合混合物P2R。
藉由將0.2%的式I*4a1之藍色染料F-593添加至可聚合混合物P2中來製備經染色之可聚合混合物P2B。
實例 3如下調配向列型LC主體混合物N3
B-(c3)1O-O2 | 2.00 | % | cl.p. | 74.1℃ |
B-2O-O5 | 2.00 | % | ||
BCH-32 | 8.00 | % | ||
CC-3-V1 | 9.00 | % | ||
CCH-301 | 2.00 | % | ||
CCH-34 | 8.00 | % | ||
CCH-35 | 7.00 | % | ||
CCP-3-1 | 8.00 | % | ||
CCP-V2-1 | 5.00 | % | ||
CCY-3-O2 | 10.50 | % | ||
CLY-3-O2 | 1.00 | % | ||
CPY-3-O2 | 2.50 | % | ||
CY-3-O2 | 11.50 | % | ||
PCH-301 | 5.50 | % | ||
PY-3-O2 | 18.00 | % |
藉由將0.2%的式I*1a1之紅色染料F-355添加至可聚合混合物P3中來製備經染色之可聚合混合物P3R。
藉由將0.2%的式I*4a1之藍色染料F-593添加至可聚合混合物P3中來製備經染色之可聚合混合物P3B。
實例 4如下調配向列型LC主體混合物N4
B(S)-(c3)1O-O2 | 2.00 | % | cl.p. | 74.1℃ |
B(S)-2O-O5 | 2.00 | % | ||
BCH-32 | 8.00 | % | ||
CC-3-V1 | 9.00 | % | ||
CCH-301 | 2.00 | % | ||
CCH-34 | 8.00 | % | ||
CCH-35 | 7.00 | % | ||
CCP-3-1 | 8.00 | % | ||
CCP-V2-1 | 5.00 | % | ||
CCY-3-O2 | 10.50 | % | ||
CLY-3-O2 | 1.00 | % | ||
CPY-3-O2 | 2.50 | % | ||
CY-3-O2 | 11.50 | % | ||
PCH-301 | 5.50 | % | ||
PY-3-O2 | 18.00 | % |
藉由將0.2%的式I*1a1之紅色染料F-355添加至可聚合混合物P4中來製備經染色之可聚合混合物P4R。
藉由將0.2%的式I*4a1之藍色染料F-593添加至可聚合混合物P4中來製備經染色之可聚合混合物P4B。
實例 5如下調配向列型LC主體混合物N5
B(S)-2O-O5 | 4.00 | % | cl.p. | 74.3℃ |
BCH-32 | 8.00 | % | ||
CC-3-V1 | 9.00 | % | ||
CCH-301 | 2.00 | % | ||
CCH-34 | 8.00 | % | ||
CCH-35 | 7.00 | % | ||
CCP-3-1 | 8.00 | % | ||
CCP-V2-1 | 5.00 | % | ||
CCY-3-O2 | 10.50 | % | ||
CLY-3-O2 | 1.00 | % | ||
CPY-3-O2 | 2.50 | % | ||
CY-3-O2 | 11.50 | % | ||
PCH-301 | 5.50 | % | ||
PY-3-O2 | 18.00 | % |
藉由將0.2%的式I*1a1之紅色染料F-355添加至可聚合混合物P5中來製備經染色之可聚合混合物P5R。
藉由將0.2%的式I*4a1之藍色染料F-593添加至可聚合混合物P5中來製備經染色之可聚合混合物P5B。
Claims (15)
- 一種LC介質,其特徵在於其包含一或多種式I之可聚合化合物 P-Sp-A a-(Z a-A b) z-R bI 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: R bP-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CH 2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、CR 0=CR 00-、-C≡C-、 置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl或P-Sp-置換, P 可聚合基團, Sp 視情況經P取代之間隔基團,或單鍵, A a、A b具有4至20個環原子之脂環基、雜環基、芳族基或雜芳族基,其為單環或多環且其視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代, Z a-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH 2-、-CH 2O-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-(CH 2) n1-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-(CF 2) n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH 2-CH 2-CO-O-、-O-CO-CH 2-CH 2-、-CR 0R 00-或單鍵, R 0、R 00H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,其中一或多個不相鄰CH 2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、CR 0=CR 00-、-C≡C-、 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、3或4, n1 1、2、3或4, 且進一步包含一或多種式II化合物 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: R 1、R 2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CH 2-基團以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、CR 0=CR 00-、-C≡C-、 置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換, A 1、A 2選自下式之基團 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: Z 1、Z 2-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CO-O-、-O-CO-、-C 2F 4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH 2O-或單鍵, L 1、L 2、L 3、L 4F、Cl、OCF 3、CF 3、CH 3、CH 2F或CHF 2, Y H、F、Cl、CF 3、CHF 2或CH 3, L CCH 3或OCH 3, a1 1或2, a2 0或1, 且該LC介質進一步包含至少一種吸收綠光之染料及/或至少一種吸收紅光之染料。
- 如請求項1之LC介質,其中其包含一或多種選自下式的式I之可聚合化合物: 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: P 1、P 2、P 3可聚合基團,較佳選自乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧呾(oxetane)及環氧基, Sp 1、Sp 2、Sp 3單鍵或間隔基團,其中另外,基團P 1-Sp 1-、P 2-Sp 2-及P 3-Sp 3-中之一或多者可表示R aa,其限制條件為存在的基團P 1-Sp 1-、P 2-Sp 2及P 3-Sp 3-中之至少一者不同於R aa,較佳為-(CH 2) p1-、-(CH 2) p1-O-、-(CH 2) p1-CO-O-或-(CH 2) p1-O-CO-O-,其中p1為1至12之整數, R aaH、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CH 2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(R 0)=C(R 00)-、-C≡C-、-N(R 0)-、-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P 1-Sp 1-置換;尤其較佳為具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈、視情況單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中該烯基及該炔基具有至少兩個C原子且該等分支鏈基團具有至少三個C原子),且其中R aa不表示或含有基團P 1、P 2或P 3, R 0、R 00H或具有1至12個C原子之烷基, R y及R zH、F、CH 3或CF 3, X 1、X 2、X 3-CO-O-、-O-CO-或單鍵, Z M1-O-、-CO-、-C(R yR z)-或-CF 2CF 2-, Z M2、Z M3-CO-O-、-O-CO-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CF 2O-、-OCF 2-或-(CH 2) n-,其中n為2、3或4, L F、Cl、CN或具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈、視情況單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基, L'、L" H、F或Cl, k 0或1, r 0、1、2、3或4, s 0、1、2或3, t 0、1或2, x 0或1。
- 如請求項1或2之LC介質,其中其包含一或多種式I*之二向色染料 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:
至 彼此獨立地為 , 且在i為2或大於2之情況下,末端 亦可為 , 且在j為2或大於2之情況下,末端 亦可為 , - 如請求項1至5中任一項之LC介質,其中其包含一或多種選自由式IIA、IIB、IIC及IID之化合物組成之群的式II化合物 其中 R 2A及R 2B各自彼此獨立地表示H、具有至多15個C原子之烷基或烯基,其未經取代、經CN或CF 3單取代或至少經鹵素單取代,其中另外,此等基團中之一或多個CH 2基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、 、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-OC-O-或-O-CO-置換, L 1至L 4各自彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2, Y 表示H、F、Cl、CF 3、CHF 2或CH 3,較佳為H或CH 3,尤其較佳為H, Z 2、Z 2B及Z 2D各自彼此獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-CF=CF-、-CH=CHCH 2O-, p 表示0、1或2,且 q 在每次出現時相同或不同地表示0或1。
- 如請求項1至6中任一項之LC介質,其中其另外包含一或多種式III化合物 其中 R 11及R 12各自彼此獨立地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,其中此等基團中之一或多個CH 2基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經 、-O-、-S-、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH=CH-、-OC-O-或-O-CO-置換,且其中另外,一或多個H原子可經鹵素置換, A 3在每次出現時彼此獨立地表示 a) 1,4-伸環己烯基或1,4-伸環己基,其中一或兩個不相鄰CH 2基團可經-O-或-S-置換, b) 1,4-伸苯基,其中一或兩個CH基團可經N置換,或 c) 選自由以下組成之群的基團:螺[3.3]庚烷-2,6-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基及茀-2,7-二基, 其中該基團a)、b)及c)可經鹵素原子單取代或多取代, n 表示0、1或2,較佳為0或1, Z 1在每次出現時彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CH 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-CH=CH-CH 2O-、-C 2F 4-、-CH 2CF 2-、-CF 2CH 2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵, L 11及L 12各自彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2,較佳為H或F,最佳為F,且 W 表示O或S。
- 如請求項1至8中任一項之LC介質,其中其另外包含一或多種式V化合物 其中 R 51及R 52彼此獨立地具有針對R 41及R 42所給出的含義中之一者,且較佳表示具有1至7個C原子之烷基,較佳為正烷基,尤其較佳為具有1至5個C原子之正烷基;具有1至7個C原子之烷氧基,較佳為正烷氧基,尤其較佳為具有2至5個C原子之正烷氧基;具有2至7個C原子,較佳具有2至4個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯氧基,較佳為烯氧基,
、 相同或不同地表示 - 一種LC顯示器,其包含如請求項1至9中任一項中所定義之LC介質。
- 如請求項10之LC顯示器,其為PS-VA、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS或SA-VA顯示器。
- 如請求項10或11之LC顯示器,其中其包含量子點濾色器(quantum dot colour filter)。
- 如請求項10至12中任一項之LC顯示器,其中其包含: 第一基板,其包括界定像素區域之像素電極及安置於該像素電極上之視情況選用之第一配向層,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, 第二基板,其包括共同電極層及視情況選用之第二配向層,該共同電極層可安置於該第二基板之面對該第一基板的整個部分上, LC層,其安置於該第一基板與該第二基板之間且包括如請求項1至9中任一項之LC介質,其中該等式I之可聚合化合物視情況以聚合形式存在, 含有紅色、綠色及藍色量子點之量子點濾色器,其提供於該LC層與該第一基板或該第二基板之間, 視情況選用之背光。
- 如請求項10至13中任一項之LC顯示器,其中該等式I之可聚合化合物係以聚合形式存在。
- 一種用於產生如請求項13或14之LC顯示器的方法,其包含以下步驟:在該顯示器之該等基板之間提供如請求項1至9中任一項之LC介質,及藉由用UV光照射使該等式I之可聚合化合物聚合,同時向電極施加電壓。
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