TWI595078B - 可聚合化合物及其用於液晶顯示器之用途 - Google Patents
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Description
本發明關於可聚合化合物、用於其製備之方法與中間物、包含彼等之液晶(LC)介質、及該可聚合化合物和LC介質用於光學、電光及電子目的之用途,特別是用於LC顯示器之用途,尤其是用於PS(“聚合物穩定化(polymer sustained)”)或PSA(“聚合物穩定配向(polymer sustained alignment)”)型的LC顯示器之用途。
目前所使用之液晶顯示器(LC顯示器)通常為彼等TN(“扭轉向列”)型液晶顯示器。然而,該等顯示器具有強的對比度之視角依賴性的缺點。
此外,已知具有較廣視角之所謂的VA(“垂直配向”)顯示器。VA顯示器之LC單元含有介於兩個透明電極之間的LC介質層,其中LC介質通常具有負值的介電(DC)各向異性。在關閉狀態下,LC層之分子垂直於電極表面(直列式)配向或具有傾斜垂直配向。在對兩個電
極施加電壓時,發生該等LC分子平行於該等電極表面之再配向。
再者,已知OCB(“光學補償彎曲”)顯示器,其以雙折射效應為基礎且具有所謂“彎曲”配向及通常為正(DC)各向異性之LC層。在施加電壓時,發生LC分子垂直於電極表面的再配向。此外,OCB顯示器通常含有一或多種雙折射光學延遲膜,俾以防止彎曲單元在黑暗狀態下的非所欲透光。與TN顯示器相較,OCB顯示器具有較寬的視角及較短的反應時間。
亦已知所謂的IPS(“平面轉換”)顯示器,其含有介於兩個基板之間的LC層,其中兩個電極僅配置在兩個基板中之一者上且較佳地具有互相交錯之梳狀結構。在電壓施加於電極時,從而在該等電極之間產生具有平行於LC層之顯著分量(significant component)的電場。此引起層平面中之LC分子再配向。
再者,已提出所謂FFS(“邊緣電場轉換”)顯示器(尤其參見S.H.Jung等人之Jpn.J.Appl.Phys.,第43冊,第3,2004號,1028),其同樣含有兩個在相同基板上的電極,但對照於IPS顯示器,該等電極中僅一個具有以梳狀方式結構化之電極形式,及另一電極未結構化。藉此產生強的所謂“邊緣電場”,亦即靠近電極邊緣的強電場,及,貫穿單元,具有強的垂直分量與亦強的水平分量二者之電場。IPS顯示器及FFS顯示器二者具有低的對比之視角依賴性。
在更新類型的VA顯示器中,均勻配向之LC分子被限定於LC單元中的複數個較小的域中。向錯可存在於該等域之間,亦稱為傾斜域。與習知VA顯示器相較,具有傾斜域之VA顯示器具有較大的對比之視角獨立性及灰階。此外,此類型顯示器的製造更簡單,因為不再需要用於接通狀態之分子均勻配向的額外電極表面處理,諸如藉由摩擦。反而,藉由特殊設計之電極控制優先選擇之傾斜角或預傾斜角的方向。
在所謂的MVA(“多區域垂直配向”)顯示器中,此通常係藉由具有引起局部預傾斜之突起的電極來達成。因此,在施加電壓時,LC分子在單元(cell)之不同界定區域中以不同方向與電極表面平行配向。藉此達成"受控"切換,且防止干擾性向錯線之形成。雖然此配置改良顯示器之視角,然而,其導致顯示器透光度降低。MVA之另一發展僅在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。在施加電壓時,開槽電極在LC單元中產生非均勻電場,此意謂仍達成受控切換。為進一步改良透光度,可增加狹縫與突起之間的間隔,但此繼而會造成回應時間延長。在所謂的PVA("圖案化VA")顯示器中,藉助於相對側上之狹縫對兩個電極進行結構化會使得突起完全多餘,此結構化使對比度增強且使透光度改良,但在技術上困難且使得顯示器對機械影響("輕敲"、等等)更敏感。然而,對於許多應用(諸如,例如監視器及尤其TV螢幕)而言,要求縮短回應時間且改良顯示器之對比
度及亮度(透射)。
進一步發展為所謂的PS(聚合物穩定化)或PSA(聚合物穩定配向)顯示器,對此偶爾亦使用術語"聚合物穩定化"。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加至LC介質中,且在引入LC單元中之後,在電極之間在有或沒有施加電壓下,通常藉由UV光聚合使該一或多種可聚合化合物原位聚合或交聯。聚合係在其中LC介質呈現液晶相之溫度下(通常在室溫下)進行。可聚合液晶原或液晶化合物(亦稱為反應性液晶原或“RMs”)加至LC混合物中已經證實特別適合。
除非另有指示,否則術語"PSA"在下文中用於代表PS顯示器及PSA顯示器。
在此期間,在不同傳統LC顯示器中使用PS(A)原理。因此,已知例如PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS及PSA-TN顯示器。在PSA-VA及PSA-OCB顯示器之狀況下,可聚合化合物之聚合較佳以施加電壓進行;且在PSA-IPS顯示器之狀況下,在有或沒有(較佳為沒有)施加電壓下進行。如可在測試單元中證實,PS(A)方法在單元中產生預傾斜。在PSA-OCB顯示器之狀況下,例如,有可能使彎曲結構穩定,從而並不需要或可降低偏移電壓。在PSA-VA顯示器之狀況下,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,此外,亦有可能例
如僅使用一個結構化電極側且沒有突起處理,其顯著簡化生產且同時產生極佳對比度,同時產生極佳之透光度。
再者,所謂的正-VA顯示器("正-VA")經證實為特別適合的模式。如同傳統的VA顯示器,在正-VA顯示器中的LC分子之初始配向在未施加電壓的初始狀態下為直列式,亦即實質上與基板垂直。然而,與傳統的VA顯示器成對比,在正-VA顯示器中使用具有正介電各向異性之LC介質。如同在通常所使用之IPS顯示器中,在正-VA顯示器中的兩個電極係配置在兩個基板中之僅一者之上且較佳地展現互相交錯及梳形(叉指式)結構。藉由將電壓施加於叉指式電極,其產生實質上平行於LC介質層之電場,使LC分子轉移成實質上平行於基板之配向。在正-VA顯示器中,聚合物穩定(PSA)亦證實是有利的,亦即添加在單元中聚合之RM至LC介質中,從而能實現顯著縮短的切換時間。
PSA-VA顯示器係描述於(例如)JP 10-036847 A、EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1中。PSA-OCB顯示器係描述於(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。PSA-IPS顯示器係描述於(例如)US 6,177,972及Appl.Phys.Lett.1999,75(21),3264中。PSA-TN顯示器係描述於(例如)Optics Express 2004,12(7),1221中。
如同上述習知LC顯示器,PSA顯示器可以主動矩陣或被動矩陣顯示器操作。在主動矩陣式顯示器之情形中,個別像素通常藉由整合之非線性主動元件(諸如電晶體,例如薄膜電晶體("TFTs"))來定址,而在被動矩陣式顯示器之情形中,個別像素通常藉由如先前技藝已知的多路傳輸方法來定址。
特別對監視器及尤其TV應用而言,持續要求LC顯示器之最優化回應時間以及對比度和亮度(因此亦為透射)。PSA方法在此可提供至關重要的優勢。特別在PSA-VA、PSA-IPS、PSA-FFS及PSA-正-VA顯示器之情況中,可達成與試驗單元中可量測之預傾斜相關聯之回應時間的縮短,而對其他參數沒有顯著不利的影響。
在先前技術中,使用例如下式之可聚合化合物:
其中P表示可聚合基團,通常為丙烯酸酯基團或甲基丙烯酸酯基團,如例如US 7,169,449中所述。
然而,出現以下問題:並非所有由LC混合物(下文亦稱為"LC主體混合物")+可聚合成分(通常為RM)所組成的組合皆適合於PSA顯示器,因為例如變為建立不足傾斜或根本無傾斜,或因為例如所謂的"電壓保持率"(VHR或HR)不足用於TFT顯示器應用。此外,已發現:使用在PSA顯示器中時,從先前技術已知的LC混合物及RM仍具有一些缺點。因此,並非每種已知可溶於
LC混合物中之RM皆適合用於PSA顯示器中。此外,除了直接量測PSA顯示器中之預傾斜以外,常難以找到適合用於RM之選擇準則。若希望利用UV光而不添加光引發劑進行聚合(其可能有利於某些應用),則適合的RM之選擇變得甚至更少。
此外,LC主體混合物/RM之選擇組合應具有最低可能的旋轉黏度及最佳可能的電學性質。特別地,應具有最高可能的VHR。在PSA顯示器中,在以UV光照射後的高VHR特別有必要,因為UV曝光為顯示器製造方法之必要部分,但是在操作成品顯示器期間的正常曝光時亦發生。
特別地,想要以製造特別小的預傾斜角之用於PSA顯示器的可用新穎材料。在此較佳的材料為彼等在聚合期間以相同的曝光時間產生比迄今已知的材料更低的預傾斜角之材料,及/或透過其之使用,在較短的曝光時間後已可達成以已知的材料可達成之(較高)預傾斜的材料。因此可縮短顯示器的製造時間("產距時間(tact time)")且降低製程成本。
製造PSA顯示器的另一問題為未聚合之RM的殘餘量存在或移除,特別在顯示器中產生預傾斜角的聚合步驟之後。例如,此類型的未反應之RM可藉由例如在顯示器完成之後於操作期間以不受控制之方式聚合而不利地影響顯示器的性質。
因此,從先前技術已知的PSA顯示器常展現所謂的"
殘影(image sticking)"或"殘像(image burn)"的不良效應,亦即經由個別像素之臨時定址而於LC顯示器中產生之影像仍保持可見,即使在已關閉此等像素中的電場之後或在其他像素已定址之後。
另一方面,若使用具有低VHR之LC主體混合物,則可能發生此"殘影"。日光或背光之UV成分可造成其中的LC分子之不想要的分解反應,且因此引發離子或游離基雜質的產生。此等雜質可特別積聚在電極或配向層,彼等可降低積聚處的有效施加電壓。亦可在沒有聚合物成分之習知LC顯示器中觀察到此效應。
此外,亦常在PSA顯示器中觀察到由未聚合之RM存在所造成的額外"殘影"效應。殘餘RM的不受控制之聚合反應在此係由來自環境的UV光或由背光而引發。在切換顯示區中,此在數個定址週期之後改變傾斜角。因此,可發生切換區中的透射改變,而在未切換區中維持不變。
因此,希望在製造PSA顯示器期間儘可能完全地進行RM之聚合且儘可能排除未聚合之RM存在於顯示器中或使其減至最低。為此,需要能夠非常有效且完全聚合之材料。此外,希望該等殘餘量之受控反應。若RM比迄今已知的材料更快速且有效地聚合,則此將會更簡單。
因此,仍對PSA顯示器(特別是VA及OCB型)及用於該等顯示器之LC介質及可聚合化合物有極大的需求,該等顯示器不呈現上文所述之缺點或僅至很小的程度,且具有改良的性質。特別地,對PSA顯示器及用於
PSA顯示器之材料有極大的需求,該PSA顯示器允許在具有大工作溫度範圍的同時有高比電阻、短回應時間(即使在低溫下)、及低臨界電壓、低預傾斜角、多重灰階、高對比度及寬視角,且在UV曝光後具有高"電壓保持率"(VHR)之值。
本發明係以提供適合用於PSA顯示器中之新穎材料(特別為RM及包含其之LC介質)的目的為基礎,該等材料不具有或具有減低程度的上文所指示之缺點、儘可能快速且完全地聚合、能夠儘可能快地建立低預傾斜角、減少或防止"殘影"出現在顯示器中,且較佳地同時允許非常高比電阻值、低臨界電壓及短回應時間。
本發明之另一目的係提供特別是用於光學、電光學及電子學應用之新穎RM,及適合於製備其之方法及中間物。
特別地,本發明係基於提供光聚合之後產生較大最大值預傾斜的可聚合化合物之目的,其導致更快達成所要的預傾斜且因此顯著縮短製造LC顯示器的時間。
根據本發明藉由如本申請案中所述之材料和方法已達成此目的。特別地,已驚訝地發現:在PSA顯示器中,根據本發明之多反應性可聚合化合物(其係以下列結構之[1,1':3'1"]聯三苯核心或其衍生物為基礎,
且其含有至少三個可聚合基團)特別有助於低預傾角和快速建立所要的傾角。利用預傾斜測量。此關於LC介質者已被證明。特別地,在沒有添加光引發劑下已達成預傾斜。此外,相較於從先前技術得知的材料,根據本發明之化合物呈現預傾角的顯著更快的產生,如已藉由預傾角之曝露時間相關測量證明的。此外,根據本發明之可聚合化合物呈現顯著較高聚合率,造成較小未反應殘餘量保持在單元中。單元之電光特性因此被改良,及此外此等殘餘量之受控反應變得變得更簡單。化合物因此適合於在PSA型顯示器中產生高預傾斜。相較於先前技術之可聚合化合物,彼等顯示更加快速和完整的聚合反應,且在LC介質中具有較高溶解度和允許更高VHR值。
WO 2008/112452 A1揭示使用於微結構光學膜之包含三苯基或聯三苯核心,及一或多個連接至其之(甲基)丙烯酸酯基團的可聚合化合物,但其沒有提及如下文所揭示或主張之反應性液晶原,或彼等用於LC顯示器的活性可切換LC層之LC介質的用途。
本發明係關於式I化合物用於液晶(LC)介質和LC顯示器之用途,尤其是用於LC顯示器的活性或可切換LC層之LC介質的用途,
其中個別基團具有下列意義:A1、A3彼此獨立地表示1,4-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基,其中在所有這些基團中一個或多個CH基團可隨意地經N置換,A2表示1,4-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基(其中在所有這些基團中一個或多個CH基團可隨意地經N置換)、環己烷-1,4-二基(其中一個或多個非相鄰CH2-基團係隨意地經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、二氫茚-2,5-二基或八氫-4,7-橋亞甲基-二氫茚-2,5-二基,其中所有這些基團係未經取代或經L單或多取代,L表示P-、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、隨意取代之矽烷基、具有5至20個環原子的隨意取代之芳基或雜芳基、或具有1至25個C原子(特佳為1至10個C原子)之直鏈或支鏈烷基,此外其中一或多個非相鄰CH2基團可以O及/或S原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地各自經-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-
、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外其中一或多個H原子可經F、Cl、CN、P-或P-Sp-置換,R00和R000彼此獨立地各自表示H或具有1至12個C原子之烷基,P1、P2、P3彼此獨立地表示可聚合基團,Sp1、Sp2、Sp3彼此獨立地表示間隔基團或單鍵,Y1為鹵素,Rx表示P-,P-Sp-,H,鹵素,具有1至25個C原子之直鏈、支鏈或環狀烷基(其中一個或多個非相鄰CH2-基團係以O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式隨意地經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,及其中一或多個H原子可隨意地經F、Cl、P-或P-Sp-置換),具有5至20個環原子的隨意取代之芳基、芳基氧基、雜芳基或雜芳基氧基,X1、X2、X3彼此獨立地表示O、S、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-CF2O-、或單鍵,n為0、1或2,m和o彼此獨立地為1或2,t為0、1、2或3。
較佳地式I之化合物和含有彼等之LC介質係使用於PS(聚合物穩定化)或PSA(聚合物穩定配向)型之LC顯示器。
本發明另外係關於包含與O和S不同之基團X1、X2或X3中至少一者的式I之新穎化合物。
本發明另外係關於製備式I化合物之新穎方法,及關於在此方法中所使用和獲得之新穎中間物。
本發明此外係關於一種包含一或多種式I之可聚合化合物及一或多種額外化合物之LC介質,該額外化合物亦可為液晶原、液晶及/或可聚合。
本發明此外係關於一種LC介質,其包含:- 可聚合之成分A),其包含一或多種式I之可聚合化合物,及- 液晶成分B)(在下文亦稱為"LC主體混合物"),其包含一或多種,較佳為二或多種如上下文所述之低分子量(單體和不可聚合之)化合物。
本發明此外係關於一種LC介質,其包含可藉由聚合一或多種式I之可聚合化合物或藉由聚合如上所述之可聚合成分A)獲得之聚合物,且另外包含一或多種額外化合物,其亦可為液晶原、液晶及/或可聚合,或如上所述之成分B)。
本發明此外係關於一種如上下文所述之LC介質,其中該式I之可聚合化合物或該可聚合成分A)係經聚合。
本發明此外係關於一種製備如上下文所述之LC介質的方法,其中包含下列步驟:將一或多種低分子量液晶化合物、或如上下文所述之LC主體混合物或液晶成分B)與一或多種式I之可聚合化合物及隨意地與另外的液晶化合物及/或添加劑混合。
本發明此外係關於根據本發明之式I可聚合化合物和
LC介質用於PS和PSA顯示器之用途,特別是於含有LC介質之PS和PSA顯示器之用途,其係藉由式I化合物於PSA顯示器中(較佳地在電場或磁場中)之原位聚合在LC介質中產生傾角。
本發明此外係關於一種包含有一或多種根據本發明之可聚合化合物或LC介質之LC顯示器,特別是PS或PSA顯示器,特佳為PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS、PSA-正-VA或PSA-TN顯示器。
本發明此外係關於一種LC顯示器,其包含可藉由聚合一或多種式I之可聚合化合物或如上所述之可聚合成分A)獲得之聚合物,或包含根據本發明之LC介質,特別是PS或PSA顯示器,特佳為PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PS-FFS、PSA-正-VA或PSA-TN顯示器。
本發明此外係關於一種PS或PSA型的LC顯示器,其含有具有兩個基板及兩個電極之LC單元(其中至少一個基板為透光及至少一個基板具有一或兩個電極)及位於基板之間的LC介質層,該LC介質包含經聚合之成分和低分子量成分,其中該經聚合之成分可藉由在LC單元的基板之間於LC介質內聚合一或多種的可聚合化合物,較佳地同時將電壓施加於電極而獲得,其中可聚合化合物中之至少一者係選自如上下文所述之式I可聚合化合物,及/或其中該LC介質為如上下文所述之LC介質。
本發明此外係關於一種製造如上下文所述之LC顯示器的方法,其包含下列步驟:將LC介質填充於如上下文
所述之具有兩個基板及兩個電極的LC單元中,該LC介質包含一或多種如上下文所述之低分子量液晶化合物或LC主體混合物及液晶成分B),及一或多種如上下文所述之式I可聚合化合物或可聚合成分A),及將可聚合化合物予以聚合,較佳地同時將電壓施加於電極。
根據本發明之PS和PSA顯示器具有兩個較佳於透明層形式的電極,其施用於形成LC單元的基板中之一者或兩者上。在任一各情況下,將一個電極施用於兩個基板中之每一者,如例如在根據本發明之PSA-VA、PSA-OCB或PSA-TN顯示器中;或將兩個電極僅施用於兩個基板中之一者,而另一基板沒有電極,如例如在根據本發明之PSA-正-VA、PSA-IPS或PSA-FFS顯示器中。
如使用在本文中,術語"傾斜(tilt)"和"傾角"表示LC介質的LC分子相對於LC顯示器(在此較佳為PS或PSA顯示器)中之單元的表面之傾斜配向。傾角在此表示LC分子之縱向分子軸(LC導向體(director))與形成LC單元之平面平行外板表面之間的平均角度(<90°)。低傾角值(即大幅偏離90°角)在此對應於大傾斜。在實例中給予用於量測傾角之適合方法。除非另有指示,否則上下文所揭示之傾角值係關於此量測方法。
術語"液晶原基團"如使用在本文中為熟習此項技術者所已知且闡述於文獻中,並表示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)相之基團。含有液晶原基團之化合物(液晶原化合物)本身不必具有LC相。液晶原化合物亦可能僅在與其他化合物混合後及/或在聚合後展現LC相特性。典型液晶原基團係(例如)剛性棒形或圓盤形單元。與液晶原或LC化合物結合使用之術語及定義的綜述給予於Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中。
術語"間隔基團"(下文亦稱為"Sp")為熟習該項技術者已知且闡述於文獻中,參見例如Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)及C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。如使用在本文中,術語"間隔基團"或"間隔基"表示連接可聚合液晶原化合物中之液晶原基團與可聚合基團的可撓性基團,例如伸烷基。
如使用在本文中,術語"反應性液晶原"和"RM"表示含有一個液晶原基團及一或多個適合於聚合的官能基之化合物,後者亦稱為"可聚合基團"或"P"。
如使用在本文中,術語"低分子量化合物"及"不可聚合化合物"表示通常為單體的化合物,其不含適合於在熟習該項技術者已知之常用條件下(特別是在用於聚合RM之條件下)聚合的官能基。
如使用在本文中,術語"活性層"和"可切換層"表示電光顯示器(例如LC顯示器)中之層,其包含一或多個具有結構和光學各向異性的分子(像例如LC分子),其在
外部刺激像電場或磁場時更改彼等位向,導致用於偏振或非偏振光的層之傳輸的改變。
上下中文的"有機基團"表示碳或烴基團。
"碳基團"表示含有至少一個碳原子之單-或多價有機基團,其中此不含另外原子(諸如,例如,-C≡C-)或隨意地含有一或多個另外的原子(諸如,例如、N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)(例如羰基、等等)。術語"烴基團"表示另外含有一或多個H原子且隨意地含有一或多個雜原子(諸如,例如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)之碳基團。
"鹵素"表示F、Cl、Br或I。
"共軛基"或"共軛基團"表示主要含有經sp2-混成(或亦可能經sp-混成)之碳原子的基(radical)或基團(group),其亦可經對應雜原子置換。在最簡單情形中,此意謂雙鍵及單鍵之交替存在。"主要"就此而言表示導致共軛中斷之自然(非隨機)出現的缺陷不貶抑術語"共軛"。而且,若例如芳基胺單元或特定雜環(亦即經由N、O、P或S原子共軛)係位於基或基團中,則術語"共軛"同樣地使用於本申請案文本中。
碳或烴基團可為飽和或不飽和基團。不飽和基團為例如芳基、烯基或炔基基團。具有超過3個C原子之碳或烴基團可為直鏈、分支及/或環狀且亦可含有螺連結或縮合
環。
術語"烷基"、"芳基"、"雜芳基"、等等亦包含多價基團,例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基、等等。
術語"芳基"表示芳族碳基團或從其所衍生之基團。術語"雜芳基"表示含有一或多個雜原子之如上文所定義之"芳基"。
較佳碳和烴基團為具有1至40個(較佳1至25個,特佳1至18個C原子)的隨意取代之烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基和烷氧羰氧基,具有6至40(較佳地6至25)個C原子的隨意取代之芳基或芳基氧基,或具有6至40(較佳6至25個C原子)個的隨意取代之烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳羰基、芳基氧羰基、芳基羰氧基和芳氧基羰氧基。
另外較佳碳和烴基團為C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C3-C40烯丙基、C4-C40烷基二烯基、C4-C40多烯基、C6-C40芳基、C6-C40烷基芳基、C6-C40芳基烷基、C6-C40烷基芳氧基、C6-C40芳基烷氧基、C2-C40雜芳基、C4-C40環烷基、C4-C40環烯基、等等。特佳者為C1-C22烷基、C2-C22烯基、C2-C22炔基、C3-C22烯丙基、C4-C22烷基二烯基、C6-C12芳基、C6-C20芳基烷基和C2-C20雜芳基。
另外較佳碳和烴基團為具有1至40(較佳地1至25)個C原子的直鏈、分支或環狀烷基,其未經取代或經單-或多
F、Cl、Br、I或CN取代且其中一或多個非相鄰CH2基團可以O及/或S原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地各自經-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-所置換。
Rx較佳表示H,鹵素,具有1至25個C原子之直鏈、分支或環狀烷基(此外,其中一或多個非相鄰C原子可經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換且其中一或多個H原子可經氟置換),具有6至40個C原子的隨意取代之芳基或芳基氧基基團、或具有2至40個C原子隨意取代之的雜芳基或雜芳基氧基基團。
較佳烷氧基為(例如)甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、等等。
較佳烷基為(例如)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟-正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基、等等。
較佳烯基為(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、等等。
較佳炔基為(例如)乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基、等等。
較佳烷氧基為(例如)甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、等等。
較佳胺基為(例如)二甲胺基、甲胺基、甲基苯胺基、苯胺基、等等。
芳基及雜芳基可為單環或多環,即,彼等可含有一個環(例如,苯基)或二或多個環,彼等亦可經稠合(諸如,例如,萘基)或共價鍵結(諸如,例如,聯苯基),或含有稠合及連接環之組合。雜芳基基團含有一或多個雜原子,較佳選自O、N、S及Se。
特佳者為具有6至25個C原子之單環、二環或三環芳基及具有5至25個環原子之單環、二環或三環雜芳基,其隨意地含有稠合環且隨意地經取代。較佳者再者為5-、6-或7-員芳基及雜芳基,此外,其中一或多個CH基團可以O原子及/或S原子彼此不直接連接之方式經N、S或O置換。
較佳芳基為(例如)苯基、聯苯基、聯三苯基、[1,1':3',1"]聯三苯-2'-基、萘基、蒽、聯萘基、菲、芘、二氫芘、、苝、稠四苯、稠五苯、苯并芘、茀、茚、茚
并茀、螺二茀、等等。
較佳雜芳基為(例如)5-員環,諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑、6-員環,諸如吡啶、嗒、嘧啶、吡、1,3,5-三、1,2,4-三、1,2,3-三、1,2,4,5-四、1,2,3,4-四、1,2,3,5-四、或稠合基團,諸如吲哚、異吲哚、吲、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡并咪唑、喹噁啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、啡噻、啡噁、苯并嗒、苯并嘧啶、喹噁啉、啡、啶、氮雜咔唑、苯并咔啉、啡啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩、或該等基團之組合。
上述及下述芳基和雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。
(非芳族)脂環及雜環基團包括飽和環(即,彼等只含單鍵者)以及部分不飽和環(即,彼等亦可含多重鍵者)二者。雜環含有一或多個雜原子,較佳選自Si、O、
N、S及Se。
(非芳族)脂環及雜環基團可為單環(即,僅含有一個環(諸如,例如環己烷))或多環(即,含有複數個環(諸如,例如,十氫化萘或二環辛烷))。特佳者為飽和基團。此外較佳者為具有5至25個C原子之單環、二環或三環基團,其隨意地含有稠合環且隨意地經取代。此外較佳者為5-、6-、7-或8-員碳環基團,此外,其中一或多個C原子可經Si置換及/或一或多個CH基團可經N置換及/或一或多個非相鄰CH2基團可經-O-及/或-S-置換。
較佳之脂環及雜環基團為(例如)5-員基團,諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫噻吩、吡咯啶;6-員基團,諸如環己烷、芹子烷(silinane)、環己烯、四氫哌喃、四氫噻喃、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、二氫茚、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-橋亞甲基二氫茚-2,5-二基。
較佳取代基為(例如)促進溶解度之基團(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化轉移溫度(Tg)的取代基,尤其是龐大基團(諸如,例如第三丁基或隨意經取代之芳基)。
較佳取代基(上下文中亦稱作"L")為(例如)F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-、NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2,其中Rx具有上示之意義,且Y1表示鹵素、具有6至40(較佳6
至20)個C原子的隨意經取代之甲矽基或芳基,及具有1至25個C原子之直鏈或支鏈烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基或烷氧羰氧基,其中一或多個H原子可隨意經F或Cl置換。
"經取代之矽烷基或芳基"較佳表示經鹵素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0取代,其中R0具有上示之意義。
特佳取代基L為(例如)F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5,此外為苯基。
較佳為或
其中L具有上示之意義中中之一者。
可聚合基團P為適合於聚合反應(例如自由基或離子鏈聚合、加聚或縮聚)或適於聚合物類似反應(例如加成或縮合至主聚合物鏈上)之基團。特佳者為用於鏈聚合之基團(尤其是彼等含有C=C雙鍵或C≡C三鍵者)及適合於用開環的聚合之基團(例如,環氧丙烷基或環氧基)。
較佳基團P係選自由下列所組成之群組:CH2=CW1-
CO-O-、CH2=CW1-CO-、 、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-
CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5個C原子之烷基(特別是H、F、Cl或CH3),W2和W3彼此獨立地各自表示H或具有1至5個C原子之烷基(特別是H、甲基、乙基或正丙基),W4、W5和W6彼此獨立地各自表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基,W7和W8彼此獨立地各自表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,Phe表示1,4-伸苯基,其隨意地經一或多個除P-Sp-以外的如上定義之L基取代,k1、k2和k3彼此獨立地各自表示0或1,k3較佳表示1,且k4表示1至10之整數。
特佳基團P係選自由下列所組成之群組:CH2=CW1-
CO-O-、CH2=CW1-CO-、 、CH2=CW2-O-、CH2=CW2-、
CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、
(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5個C原子之烷基(特別是H、F、Cl或CH3),W2和W3彼此獨立地各自表示H或具有1至5個C原子之烷基(特別是H、甲基、乙基或正丙基),W4、W5和W6彼此獨立地各自表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基,W7和W8彼此獨立地各自表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,Phe表示1,4-伸苯基,k1、k2和k3彼此獨立地各自表示0或1,k3較佳表示1,且k4表示1至10之整數。
極特佳基團P係選自由下列所組成之群組:CH2=CW1-CO-O-,特別是CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-和CH2=CF-CO-O-,此外CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、
(CH2=CH)2CH-O-、和
其他極特佳基團P係選自由下列所組成之群組:乙烯基、乙烯氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、環氧丙烷、及環氧基團,且特佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團。
除單鍵以外之較佳間隔基團Sp選自式Sp"-X",以使基團P-Sp-符合式P-Sp"-X"-,其中Sp"表示具有1至20(較佳1至12)個C原子之伸烷
基,其隨意地經F、Cl、Br、I或CN單或多取代,且此外,其中一或多個非相鄰CH2基團可以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(R00R000)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00)-CO-O-、-O-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-CH=CH-或-C≡C-置換,X"表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R00)-、-N(R00)-CO-、-N(R00)-CO-N(R00)-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵,R00和R000彼此獨立地各自表示H或具有1至12個C原子之烷基,及Y2和Y3彼此獨立地各自表示H、F、Cl或CN。
X'較佳為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR0-或單鍵。
典型間隔基團Sp"為(例如)-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR00R000-O)p1-,其中p1係1至12之整數,q1係1至3之整數且R00和R000具有上示之意義。
特佳基團-Sp”-X”-為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1和q1具有
上示之意義。
特佳基團Sp”在各情況下為(例如)直鏈伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫基伸乙基、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。
在本發明之一進一步較佳具體實例中,式I中之Ra及/或Rb表示含有兩或多個可聚合基團之基(多官能可聚合基團)。此類型之適當基團及含有彼等之可聚合化合物及其製備係描述於(例如)US 7,060,200 B1或US 2006/0172090 A1中。特佳者為選自下式之多官能可聚合基團:-X-烷基-CHP1-CH2-CH2P2 I*a
-X-烷基-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2P3 I*b
-X-烷基-CHP1CHP2-CH2P3 I*c
-X-烷基-C(CH2P1)(CH2P2)-CaaH2aa+1 I*d
-X-烷基-CHP1-CH2P2 I*e
-X-烷基-CHP1P2 I*f
-X-烷基-CP1P2-CaaH2aa+1 I*g
-X-烷基-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2OCH2-C(CH2P3)(CH2P4)CH2P5 I*h
-X-烷基-CH((CH2)aaP1)((CH2)bbP2) I*i
-X-烷基-CHP1CHP2-CaaH2aa+1 I*k
-X'-烷基-C(CH3)(CH2P1)(CH2P2) I*m
其中烷基表示單鍵或具有1至12個C原子之直鏈或支鏈伸烷基,其中一或多個非相鄰CH2基團可以O及/或S原子不直接彼此連接之方式彼此獨立地各自經-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換且此外,其中一或多個H原子可經F、Cl或CN置換,其中R00和R000具有上示之意義,aa和bb彼此獨立地各自表示0、1、2、3、4、5或6,X具有對X'所指示之意義中的一者,及P1-5彼此獨立地各自具有對P所指示之意義中的一者。
尤佳者為選自下列子式之式I化合物
其中個別基團係如式I中所定義且n1為1或2。
式I、I1和I2之另外較佳化合物為該等化合物,其中- n為0,- n1為1,
- m為1,- o為1,- n為0,m為1和o為1,- n為1,- n為1,m為1和o為1,- t為0,- t為1,- P1、P2和P3係選自由下列所組成之群組:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和環氧丙烷,- 一或多個基團Sp1、Sp2和Sp3表示單鍵,- 一或多個基團Sp表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-OCO-或-(CH2)p1-OCOO-,其中p1表示從1至12的整數和r1表示從1至8的整數,- Sp2表示單鍵,及Sp1和Sp3係與單鍵不同,- Sp2係與單鍵不同,及Sp1和Sp3表示單鍵,- Sp1、Sp2和Sp3表示單鍵,- X1、X2和X3彼此獨立地表示O、OC(O)、C(O)O或單鍵,- X1、X2和X3中之至少一者表示OC(O)、C(O)O或單鍵,- X1、X2和X3彼此獨立地表示OC(O)、C(O)O或單鍵,- A1和A3係選自由下列所組成之群組:1,4-伸苯基、萘-1,4-二基和萘-2,6-二基,非常較佳地為1,4-伸苯基,其
中此等環係隨意經如上下文中所述之L單或多取代,- Z1、Z2和Z3係選自由下列所組成之群組:-O-、-CO-O-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、單鍵,- Z1、Z2和Z3表示單鍵,- L不表示或含有可聚合基團,- L為不可聚合基團,較佳選自F、Cl、-CN及具有1至25(特佳為1至10)個C原子之直鏈或支鏈烷基,此外,其中一或多個非相鄰CH2基團可以O及/或S原子彼此不直接連接之方式彼此獨立地各自經-C(R00)=C(R000)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外,其中一或多個H原子可經F、Cl、Br、I或CN置換,- L係選自由下列所組成之群組:F、-CN和具有1至10個C原子之直鏈或支鏈烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基或烷氧羰氧基,其中一或多個H原子隨意地經F置換。
特佳式I化合物係選自下列子式:
其中個別基團係如上下文中述所定義。
本發明此外係關於式I、I1、I2和彼等的子式之新穎化合物,其包含至少一個與O和S不同之基團X1、X2及/或X3,較佳地其中X1、X2和X3彼此獨立地表示OC(O)、C(O)O或單鍵。
本發明此外係關於用於製備式I化合物之新穎中間物,其係選自下式:
其中Sp1,2,3、A1,2,3、Z1,2,3、X1,2,3、L、m、n、o和t具有式I中或上下文中所示之意義,且Sg表示H、或保護基,及其中較佳地至少一個基團X1、X2及/或X3與O和
S不同,且較佳地X1、X2和X3彼此獨立地表示OC(O)、C(O)O或單鍵。
適當保護基Sg為熟習該項技術者已知的。較佳保護基為烷基、醯基、烷基矽烷基和芳基矽烷基,特別是2-四氫哌喃基或甲氧基甲基。
尤佳之式II化合物係選自下列子式
其中個別基團係如式II中所定義且n1為1或2。
特佳之式II化合物係選自由下列子式所組成之群組:
尤佳之式II、II1和II2化合物和彼等之子式為彼等其中Sg表示H者。
若在II、II1和II2式和彼等之子式中Sg表示H,及Sp1、Sp2或Sp3分別為單鍵,則相鄰基團X1、X2或X3分別與O和S及*-C(O)O-不同,其中"*"表示至A1-3之苯環的鍵聯。
式I及式II與其子式之化合物和中間物可以類似於熟習該項技術者已知且說明於有機化學之標準作業中(諸如,例如於Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart中所述)的方法製備。
製備式I和II之化合物和中間物的特別適當且較佳方法係藉下列流程中之實例描述且較佳地包含一或多個下述步驟。
例如,式I化合物係藉由使用含有可聚合基P之對應酸、酸衍生物或鹵化化合物將式II之中間物酯化或醚化而合成。
如流程1中所示例性地顯示,丙烯酸丙烯酸或甲基丙烯酸酯類(3)(其中R為H或CH3)可藉由對應醇類
(2)與酸衍生物像例如(甲基)丙烯醯基氯或(甲基)丙烯酸酐在鹼像吡啶或三乙胺,及4-(N,N-二甲胺基)吡啶(DMAP)存在下之酯化製備。或者酯類(3)可藉由醇類(2)與(甲基)丙烯酸在脫水劑存在下之酯化製備,例如根據Steglich與環己基碳二醯亞胺(DCC)或1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二醯亞胺(EDC)和DMAP製備。
合成中間物2之適當市售的起始原料為例如3,5-二溴酚或3,5-二溴大茴香醚,其可在偶合反應(像例如Suzuki、Kumada或Negishi偶合)中,在過渡金屬觸媒存在下反應成聯三苯衍生物,如流程2中所示。此使得酚基控制修改成例如成醚類,酯類或在反應成三氟甲磺酸酯之後,藉由另一個交叉偶合反應而反應成另外烷基或芳基化合物。
從具有混合鹵素取代之1,3,5-三鹵素苯由於彼等之較
高選擇性而為較佳,像例如1-溴-3,5-二氯苯或1-碘-3,5-二溴苯。
例如L.H.Heitman等人,J.Med.Chem.2009,52(7),2036-2042,描述4,4”-二甲氧基-[1,1’:3’,1”]-聯三苯]-5’-醇(8),其可在醚裂解後與HBr在冰醋酸或與三溴化硼進行反應至三丙烯酸酯,如流程3中所示例性地顯示。
與其類似,對應經取代之硼酸類或硼酸酯類的使用使獲得具有間隔基團之化合物,如流程4中所示。
從文獻得知的適當且較佳之硼酸類和硼酸酯類的例子係列於表1中。
獲得經取代之3,5-二芳基酚係說明於例如Alan R.Katritzky等人,J.Org.Chem.1997,62,8215-8217,參見流程5。類似的反應係揭示於K.Eichinger,Synthesis 1987,1061-1064中。
為了製造PSA顯示器,可聚合化合物係藉由在LC顯示器的基板之間於LC介質中施予電壓的原位聚合作用而聚合或交聯(若一種化合物含有二或多個可聚合基團)。聚合作用以一個步驟進行。亦可能先在第一步驟中以施予電壓進行聚合作用,以便產生預傾角,且接著,在不施予電壓的第二聚合步驟中,以將在第一步驟中不反應的化合物聚合或交聯("末端固化")。
適合且較佳的聚合方法為(例如)熱或光聚合,較佳為光聚合,特別是UV光聚合。在此亦可隨意地添加一或多種引發劑。適合於聚合的條件及引發劑的適合類型與量為熟習該項技術者已知且說明於文獻中。適合於自由基聚合法者為例如市售光引發劑Irgacure651®、Irgacure184®
、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173®(Ciba AG)。若使用引發劑,則其比例較佳為0.001至5重量%,特佳為0.001至1重量%。
根據本發明之可聚合化合物亦適合於沒有引發劑的聚合,其伴隨相當多的優點,諸如,例如較低的材料成本且特別是較少的LC介質因可能殘餘量的引發劑或其降解產物之污染。聚合因此亦可以不添加引發劑來進行。在一較佳具體實例中,LC介質因此不包含聚合引發劑。
可聚合成分A)或LC介質也可包括一或多種穩定劑以便防止RM(例如)在儲存或運輸期間發生不要的自發聚合。穩定劑之適當類型及量為熟習該項技術者已知且闡述於文獻中。特別適合者為(例如)來自Irganox®系列(Ciba AG)之市售穩定劑,諸如,例如,Irganox®1076。若採用穩定劑,則彼等之比例以RM或可聚合成分A)之總量計,較佳為10-500,000ppm,特佳為50-50,000ppm。
用於PSA顯示器的根據本發明之LC介質較佳地包含從>0至<5重量%(特佳從>0至<1重量%,非常特佳從0.01至0.5重量%)的可聚合化合物,特別是上示式子之可聚合化合物。
特佳者為包含一種、二種或三種的根據本發明之可聚合化合物的LC介質。
此外較佳者為其中可聚合成分(成分A)只包含根據本發明之可聚合化合物的LC介質。
此外較佳者為其中成分B)為LC化合物或具有向列液晶相之LC混合物的LC介質。
此外較佳者為根據本發明之非手性可聚合化合物和LC介質,其中成分A)及/或B)之化合物只選自非手性化合物所組成之群組。
此外較佳者為其中該可聚合成分或成分A)包含一或多種含有一個可聚合基團(單反應性)的根據本發明之可聚合化合物及一或多種含有兩個或更多個(較佳兩個)可聚合基團(二或多反應性)的根據本發明之可聚合化合物的LC介質。
此外較佳者為PSA顯示器和LC介質,其中可聚合成分或成分A)只包含含有兩個可聚合基團(二反應性)的根據本發明之可聚合化合物。
可聚合成分或成分A)在根據本發明之LC介質中的比例較佳為從>0至<5%,特佳從>0至<1%,非常特佳從0.01至0.5%。
液晶成分或成分B)在根據本發明之LC介質中的比例較佳為從95至<100%,特佳從99至<100%。
根據本發明之可聚合化合物可個別地經聚合,但亦可能聚合包含兩種或多種根據本發明之可聚合化合物之混合物、或包含一或多種根據本發明之可聚合化合物及一或多種較佳為液晶原或液晶之另外可聚合化合物(共單體)之混合物。在聚合該等混合物之情形下,共聚物形成。本發明進一步係關於上下文中所提及之可聚合混合物。可聚合
化合物及共單體為液晶原或非液晶原,較佳為液晶原或液晶。
特別用於PSA顯示器之適當且較佳的液晶原共單體係選自(例如)下式:
尤佳者為式M1至M28之化合物。
在式M1至M42之化合物中
較佳為 或
其中L在每次出現時相同或不同地具有上文或下文中所給予的意義中之一者,且較佳為F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-,非常佳為F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-,更佳為F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3,尤其是F或CH3。
除上述可聚合化合物之外,用於根據本發明之LC顯示器中所使用的LC介質包含含有一或多種(較佳兩種或多種)低分子量(亦即,單體或未聚合)化合物之LC混合物(“主體混合物”)。後者在用於聚合該等可聚合化合
物之條件下係穩定的或對聚合反應不反應。原則上,適用於習用VA及OCB顯示器之任何LC混合物適合作為主體混合物。適當LC混合物為熟習該項技術者已知且闡述於文獻中,例如EP 1 378 557 A1中之VA顯示器中的混合物及EP 1 306 418 A1和DE 102 24 046 A1中之用於OCB顯示器的混合物。
式I之可聚合化合物特別適合使用於包含一或多種具有末端烯基之化合物的LC主體混合物,其中相較於先前技術得知的反應性液晶原,彼等顯示改良的性質,如溶解度,反應性或產生一傾角的能力。
在第一個較佳具體實例中,LC介質含有以具有負介電各向異性之化合物為主的LC主體混合物。該等LC介質尤其適用於PSA-VA顯示器。該類LC介質之特佳具體實例為彼等下述a)-x)部分中所提及者:a)LC介質,其包含一或多種式CY及/或PY之化合物:
其中a表示1或2,b表示0或1,
表示或
R1和R2彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子之烷基,此外,其中一或二個非相鄰CH2基團可以O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換,較佳表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基,Zx和Zy彼此獨立地各自表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或單鍵,較佳為單鍵,L1-4彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
較佳地,L1和L2皆表示F或L1和L2中之一者表示F及另一者表示Cl,或L3和L4皆表示F或L3和L4中之一者表示F和另一者表示Cl。
式CY之化合物較佳地選自由下列子式所組成之群組:
其中a表示1或2,烷基和烷基*彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,及烯基表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,及(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
式PY之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
其中烷基和烷基*彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,及烯基表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,及(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
b)LC介質,其額外包含一或多種下式之化合物:
其中個別基團具有下列意義:
表示 或 表示或
R3和R4彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子之烷基,此外,其中一或二個非相鄰CH2基團可以O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-置換,Zy表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或單鍵,較佳為單鍵。
式ZK之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
其中烷基和烷基*彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,及烯基表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
c)LC介質,其額外包含一或多種下式之化合物:
其中個別基團在每次出現時相同或不同地具有下列意義:R5和R6彼此獨立地各自具有上示對於R1之意義
表示或 表示或,及
e表示1或2。
式DK之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
其中烷基和烷基*彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,及烯基和烯基*彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基和烯基*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
d)LC介質,其額外包含一或多種下式之化合物:
其中個別基團具有下列意義:
表示
或
f表示0或1,R1和R2彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子之烷基,此外,其中一或二個非相鄰CH2基團可以O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換,Zx和Zy彼此獨立地各自表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或單鍵,較佳為單鍵,L1和L2彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
較佳地,基團L1和L2皆表示F或L1和L2中之一者表示F和另一者表示Cl。
式LY之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
其中R1具有上示的意義,烷基表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,(O)表示氧原子或單鍵,及v表示從1至6之整數。R1較佳表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基,特別是CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
e)LC介質,其額外包含一或多種選自由下式所組成群組之化合物:
其中烷基表示C1-6-烷基,Lx表示H或F,及X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。特佳者為式G1之化合物,其中X表示F。
f)LC介質,其額外包含一或多種選自由下式所組成群組之化合物:
其中R5具有上示對於R1之意義,烷基表示C1-6-烷基,d表示0或1,及z和m彼此獨立地各自表示從1至6之整數。在此等化合物中R5特佳為C1-6-烷基或-烷氧基或C2-6-烯基,d較佳為1。根據本發明之LC介質較佳地包含量為5重量%的一或多種上述式子之化合物。
g)LC介質,其額外包含一或多種選自由下式所組成群組之聯苯化合物:
其中烷基和烷基*彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,及烯基和烯基*彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基和烯基*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
式B1至B3之聯苯在LC混合物中之比例較佳為至少3重量%,特別是5重量%。
式B2之化合物為特佳。
式B1至B3之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
其中烷基*表示具有1至6個C原子之烷基。根據本發明之介質特佳包含一或多種式B1a及/或B2c之化合物。
h)LC介質,其額外包含一或多種下式之聯三苯化合物:
其中R5和R6彼此獨立地各自具有上示對於R1的意義中之一者,且
及
彼此獨立地各自表示
或
其中L5表示F或Cl,較佳表示F,及L6表示F、
Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2,較佳表示F。
式T之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
其中R表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基,R*表示具有2至7個C原子之直鏈烯基,(O)表示氧原子或單鍵,及m表示從1至6之整數。R*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
R較佳表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
根據本發明之LC介質較佳地包含量為0.5-30重量%(特別是1-20重量%)的式T及其較佳子式之聯三苯。
特佳者為式T1、T2、T3及T21之化合物。在此等化合物中,R較佳表示各自具有1-5個C原子之烷基以及烷氧基。
若混合物之Δn值欲為0.1,則在根據本發明之混合物中較佳採用聯三苯。較佳混合物包含2-20重量%的一或多種式T之聯三苯化合物,較佳地選自T1至T22的群組化合物。
i)LC介質,其額外包含一或多種選自由下式所組成群組之化合物:
其中R1和R2具有上示之意義且較佳地彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基。
較佳介質包含一或多種選自式O1、O3和O4之化合物。
k)LC介質其額外包含一或多種下式之化合物:
其中
表示
R9表示H、CH3、C2H5或正-C3H7、(F)表示隨意氟取代基,且q表示1、2或3,及R7具有對於R1所示意義中之一者,較佳地於>3重量%,特別是5重量%和非常特佳5-30重量%之量。
式FI之特佳化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R7較佳表示直鏈烷基,及R9表示CH3、C2H5或
n-C3H7。特佳者為式FI1、FI2和FI3之化合物。
m)LC介質其額外包含一或多種選自由下式所組成群組之化合物:
其中R8具有對於R1所示之意義,及烷基表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
n)LC介質,其額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,選自由下式所組成群組之化合物:
其中R10和R11彼此獨立地各自具有對於R1所示的意義中之一者,較佳表示具有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和Z2彼此獨立地各自表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CH-CH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2-或單鍵。
o)LC介質,其額外包含一或多種下式之二氟二苯并烷及/或烷化合物:
其中R11和R12彼此獨立地各自具有上示之意義,環M為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,Zm-C2H4-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-或-O-CO-,c為0或1,其量較佳為3重量%至20重量%,特別是量為3重量%至15重量%。
式BC、CR和RC之特佳化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中烷基和烷基*彼此獨立地各自表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,(O)表示氧原子或單鍵,c為1或2,及烯基和烯基*彼此獨立地各自表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基和烯基*較佳表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。
極特佳者為包含一、二或三種之式BC-2化合物的混合物。
p)LC介質,其額外包含一或多種下式之氟化菲及/或二苯并呋喃:
其中R11和R12彼此獨立地各自具有上示之意義,b表示0或1,L表示F,及r表示1、2或3。
特佳之式PH和BF化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R和R'彼此獨立地各自表示具有1至7個C原子之直鏈烷基或烷氧基。
q)LC介質,其額外包含一或多種下式之單環化合物:
其中R1和R2彼此獨立地各自表示具有1至12個C原子之烷基,此外,其中一或二個非相鄰CH2基團可以O原子彼此不直接連接的方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換,較佳地具有1至6個C原子之烷基或烷氧基,L1和L2彼此獨立地各自表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。
較佳地,L1和L2皆表示F或L1和L2中之一者表示F和另一者表示Cl,式Y之化合物較佳係選自由下列子式所組成之群組:
式Y之特佳化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中烷氧基較佳表示具有個3、4或5個C原子之直鏈烷氧基。
r)LC介質,除根據本發明之可聚合化合物,特別是式I或其子式之可聚合化合物及共單體外,其不包含含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2)之化合物。
s)LC介質,其包含1至5種(較佳地1、2或3種)可聚合化合物,較佳地選自根據本發明之可聚合化合物,特別是式I或其子式之可聚合化合物。
t)LC介質,其中特別是式I或其子式之可聚合化合物在整個合混合物中之比例為0.05至5%,較佳0.1至1%。
u)LC介質,其包含1至8種(較佳1至5種)的式CY1、CY2、PY1及/或PY2之化合物。此等化合物在整體混合物中之比例較佳為5%至60%,特佳為10%至35%。此等個別化合物之含量在各情況下較佳為2%至20%。
v)LC介質,其包含1至8種(較佳1至5種)的式CY9、CY10、PY9及/或PY10之化合物。此等化合物在整
體混合物中之比例係較佳為5%至60%,特佳為10%至35%。此等個別化合物之含量在各情況下較佳為2至20%。
w)LC介質,其包含1至10種(較佳1至8種)的式ZK之化合物、特別是式ZK1、ZK2及/或ZK6之化合物。此等化合物在整體混合物中之比例較佳為3%至25%,特佳5%至45%。此等個別化合物之含量在各情況下較佳為2%至20%。
x)LC介質,其中式CY、PY及ZK之化合物在整體混合物中的比例大於70%,較佳大於80%。
y)LC介質,其中LC主體混合物含有一或多種含有烯基之化合物,較佳地選自由下列所組成之群組:式CY、PY和LY(其中R1和R2中之一或二者表示具有2-6個C原子之直鏈烯基)、式ZK和DK(其中R3和R4中之一或二者表示具有2-6個C原子之直鏈烯基)、及式B2和B3,非常較佳地選自式CY15、CY16、CY34、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2和B3,最佳地選自式ZK3、ZK4、B2和B3。此等化合物在LC主體混合物中之濃度較佳為從2至70%,非常較佳地從3至55%。
z)PSA-VA顯示器,其中預傾角較佳為85°,特佳80°。
在本發明之第二個較佳具體實例中,該LC介質含有以具有正介電各向異性之化合物為主的LC主體混合物。
該等LC介質尤其適用於PSA-OCB、PSA-TN、PSA-正-VA、PSA-IPS及PSA-FFS顯示器。
特佳者為此第二個較佳具體實例之LC介質,其含有一或多種化合物選自由式AA和BB之化合物所組成之群組
且除式AA及/或BB之化合物以外,隨意地含有一或多種式CC之化合物
其中個別基團具有下列意義:
彼此各自獨立且在每次出現時相同或不同地表示
彼此各自獨立且在每次出現時相同或不同地表示
R21、R31、R41、R42彼此獨立地各自為具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或氟烷基或具有2至9個C原子之烯基,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 -CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-或單鍵,較佳-CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-或單鍵,特佳-COO-、反式-CH=CH-或單鍵,Z41、Z42 -CH2CH2-、-COO-、反式-CH=CH-、反式-CF=CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或單鍵,較佳為單鍵,L21、L22、L31、L32 H或F,g 1、2或3,
h 0、1、2或3。
X0較佳為F、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3或CH=CF2,非常較佳為F或OCF3。
式AA之化合物較佳地選自由下式所組成之群組:
其中A21、R21、X0、L21和L22具有於式AA中所給予的意義,L23和L24彼此獨立地各自為H或F,及X0較佳
為F。特佳為式AA1和AA2之化合物。
特佳式之AA1化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式AA1中之R21所給予的意義中之一者,X0、L21和L22具有對於式AA1所給予的意義,L23、L24、L25和L26彼此獨立地各自為H或F,及X0較
佳為F。
非常特式之AA1佳化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式AA1中之R21所給予的意義。
非常特佳之式AA2化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式AA1中之R21所給予的意義,X0、L21和L22具有對於式AA中所給予的意義,L23、L24、L25和L26彼此獨立地各自為H或F,及X0較佳為F。
非常特佳之式AA2化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式AA1中之R21所給予的意義。
特佳之式AA3化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式AA1中之R21所給予的意義,X0、L21和L22具有對於式AA3中所給予的意義,及X0較佳為F。
特佳之式AA4化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式AA1中之R21所給予的意義。
式BB之化合物較佳係選自由下式所組成之群組:
其中A31、A32、R31、X0、L31和L32具有對於式BB中所給予的意義,及X0較佳為F。特佳為式BB1和BB2之化合物。
特佳之式BB1化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB1中之R31所給予的意義,X0、L31和L32具有對於式BB1中所給予的意義,及X0較佳為F。
非常特佳之式BB1a化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB1中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB1b化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB1中之R31所給予的意義。
特佳式之BB2化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R0具有對於式BB2中之R21所給予的意義中之一者,X0、L31和L32具有對於式BB2中所給予的意義,L33、L34、L35和L36彼此獨立地各自為H或F、和X0較佳為F。
非常特佳之式BB2化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2b化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2c化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2d和BB2e化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2f化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
式BB2g之非常特佳化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2h化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2i化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
非常特佳之式BB2k化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB2中之R31所給予的意義。
替代或除了BB1及/或BB2之化合物以外,該LC介質也可包含一或多種如上述所定義的式BB3之化合物。
特佳之式BB3化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R3具有對於式BB3中之R31所給予的意義。
較佳地根據此第二個較佳具體實例之LC介質,除了式AA及/或BB之化合物以外,包含一或多種具有從-1.5至+3之範圍內的介電各向異性之介電中性化合物,較佳地選自如上述所定義的式CC之化合物的群組。
特佳之式CC化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R41和R42具有式CC中所給予的意義,且較佳地彼此獨立地各自表示具有1至7個C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、或具有2至7個C原子的烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基,及L4為H或F。
較佳地根據此第二個較佳具體實例之LC介質,除了或替代式CC之介電中性化合物以外,包含一或多種具有從-1.5至+3之範圍內的介電各向異性之介電中性化合物,其係選自式DD之化合物的群組。
其中A41、A42、Z41、Z42、R41、R42和h具有式CC中所給予的意義。
特佳之式DD化合物係選自由下列子式所組成之群組:
其中R41和R42具有式DD中所給予的意義和R41較佳表示烷基,及在式DD1中R42較佳表示烯基,特佳-(CH2)2-CH=CH-CH3,及在式DD2中R42較佳表示烷基、-(CH2)2-CH=CH2或-(CH2)2-CH=CH-CH3。
式AA和BB之化合物較佳係以整體混合物之從2%至60%(更佳地從3%至35%,及非常特佳從4%至30%)之濃度使用於根據本發明之LC介質中。
式CC和DD之化合物較佳係以整體混合物之從2%至70%(更佳地從5%至65%,甚至更佳地從10%至60%,及非常特佳從10%,較佳地15%,至55%)之濃度使用於根據本發明之LC介質中。
上述較佳具體實例之化合物與上述聚合化合物之組合在根據本發明之LC介質中產生低閾值電壓、低旋轉黏度及極佳低溫穩定性,同時產生恆定高清亮點及高HR值,且允許在PSA顯示器中快速建立特別低的預傾斜角。具
體而言,相較於來自先前技術之介質,在PSA顯示器中LC介質呈現顯著縮短之回應時間,特別是灰色陰影回應時間。
液晶混合物在20℃下較佳具有至少80K(尤佳至少100K)之向列相範圍、及不大於250mPa‧s(較佳不大於200mPa‧s)之旋轉黏度。
在根據本發明之VA-型顯示器中,處於關閉狀態之LC介質層中的分子垂直於電極表面配向(直列式)或具有傾斜直列配向。在對電極施加電壓時,LC分子發生再配向,其中分子縱軸平行於該等電極表面。
特別用於PSA-VA型顯示器中的根據第一個較佳具體實例之以具有負介電各向異性的化合物為主之根據本發明的LC介質在20℃及1kHz下具有負介電各向異性Δε,較佳地從約-0.5至-10,特別為從約-2.5至7.5。
在用於PSA-VA型顯示器中的根據本發明之LC介質中的雙折射Δn較佳為小於0.16,特佳從0.06至0.14,非常特佳從0.07至0,12。
在根據本發明之OCB型顯示器中,在LC介質層中的分子具有“彎曲”配向。在施予電壓時,則發生LC分子再配向,其中分子縱軸垂直於電極表面。
用於PSA-OCB型顯示器中之根據第二個較佳具體實例的根據本發明之LC介質較佳為彼等以在20℃及1kHz下具有正介電各向異性,且較佳地具有約+4至+17之正介電各向異性Δε之化合物為主者。
在用於PSA-OCB型顯示器中的根據本發明之LC介質中的雙折射Δn較佳為從0.14至0.22,特佳從0.16至0.22。
用於PSA-TN、PSA-正-VA、PSA-IPS或PSA-FFS型之顯示器中之根據第二個較佳具體實例的以具有正介電各向異性之化合物為主的根據本發明之LC介質於20℃和1kHz下較佳地具有從+2至+30(特佳從+3至+20)之正介電各向異性。
在用於PSA-TN、PSA-正-VA、PSA-IPS或PSA-FFS型之顯示器中的根據本發明之LC介質中的雙折射Δn較佳為從0.07至0.15,特佳從0.08至0.13。
根據本發明之LC介質亦可包含熟習該項技術者已知且說明於文獻中的另外添加劑,諸如,例如聚合引發劑、抑制劑、穩定劑、表面活性物質或手性摻雜劑。此等添加劑可為可聚合的或非可聚合的。可聚合添加劑因此屬於可聚合成分或成分A)。非可聚合添加劑因此屬於非可聚合成分或成分B)。
在一較佳具體實例中該LC介質含有一或多個旋光性摻合劑,較佳地於從0.01至1%,非常較佳地從0.05至0.5%之濃度。旋光性摻合劑較佳係選自由下表B之化合物所組成群組,非常較佳地由R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011和R-或S-5011所組成群組之化合物。
在另一較佳具體實例中該LC介質含有一或多種個旋
光性摻合劑之消旋物,其較佳係選自上段中所提及之旋光性摻合劑。
再者,LC介質中可能添加例如0至15重量%之多色性染料、用於改進導電性之另外的奈米粒子、導電鹽(較佳為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(參照,例如Haller等人之Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973))或修改向列相之介電各向異性、黏度及/或配向的物質。此類型之物質說明於例如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介質的較佳具體例a)-z)之個別成分為已知的,或其製備方法可由熟習相關技術者容易地自先前技術獲得,因為彼等係以文獻中所述之標準方法為基準。式CY之對應化合物說明於例如EP-A-0 364 538中。式ZK之對應化合物說明於例如DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
可根據本發明使用之LC介質係以其本身習知的方式製備,例如藉由將一或多種上述化合物與一或多種如上述所定義的可聚合化合物及隨意地與另外的液晶化合物及/或添加劑混合。通常,將所要量的所使用之成分以較少量溶解在構成主要組分的成分中,有利地在高溫下。亦有可能混合成分在有機溶劑中(例如在丙酮、氯仿或甲醇中)的溶液且在徹底混合之後再移除溶劑,例如藉由蒸餾。本發明此外關於製備根據本發明之LC介質的方法。
對熟習該項技術者不言可喻的是根據本發明之LC介質亦可包含其中(例如)H、N、O、Cl、F已經對應的同位素置換之化合物。
根據本發明之LC顯示器的結構對應於PSA顯示器常見的幾何形狀,如在一開始所引用之先前技藝中所述。以無突起結構之幾何形狀較佳,此外特別為彼等其中在濾色鏡側上之電極未結構化且僅在TFT側上之電極有狹縫者。用於PSA-VA顯示器之特別適合且較佳的電極結構係描述於例如US 2006/0066793 A1中。
下列實例解釋本發明而非限制本發明。然而,該等實例係以較佳地欲使用之化合物與其各自濃度及與彼此之組合對熟習該項技術者顯示出較佳的混合物概念。此外,該等實例說明可獲取之性質及性質組合。
使用下列縮寫:(n、m、z:在各情況下彼此獨立為1、2、3、4、5或6)
在本發明之較佳具體實例中,根據本發明之LC介質包含一或多種選自由表A之化合物所組成之群組的化合物。
LC介質較佳地包含0至10重量%,特別為0.01至5重量%,特佳為0.1至3重量%之摻雜劑。LC介質較佳地包含一或多種選自由選自表B的化合物所組成之群組的摻雜劑。
LC介質較佳地包含0至10重量%,特別為1ppm至5重量%,特佳為1ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳地包含一或多種選自由表C之化合物所組成之群組的穩定劑。
在本發明之較佳具體實例中,液晶原介質包含一或多種選自表D之化合物的群組之化合物。
此外,使用下列縮寫及符號:V0 在20℃下之電容性閾值電壓[V],ne 在20℃及589nm下之異常折射率,no 在20℃及589nm下之尋常折射率,Δn 在20℃及589nm下之光學各向異性,ε⊥ 在20℃及1kHz下垂直於指向矢之介電容率,ε|| 於20℃及1kHz下平行於指向矢之介電容率,Δε 在20℃及1kHz下之介電各向異性,cl.p.,T(N,I) 清亮點[℃],γ1 在20℃下之旋轉黏度[mPa‧s]K1 在20℃下之彈性常數,“延展”變形[pN],K2 在20℃下之彈性常數,“扭轉”變形[pN],K3 在20℃下之彈性常數,“彎曲”變形[pN]。
除非另有明確指出,否則本申請案中的所有濃度皆以重量百分比引用且關於包含所有固體或液晶成分而無溶劑之整個對應混合物。
除非另有明確指出,否則本申請案中所指示之所有溫度值(諸如,例如熔點T(C,N)、從層列(S)至向列(N)相之轉變T(S,N)及清亮點T(N,I))皆以攝氏
度(℃)引用。M.p.表示熔點,cl.p.=清亮點。再者,C=晶態,N=向列相,S=層列相及I=各向同性相。該等符號之間的數據表示轉變溫度。
除非另有明確指出,否則在各情況下所有物理性質皆且已根據"Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals",Status Nov.1997,Merck KGaA,Germany測定,並適用於20℃之溫度,且Δn係在589nm下測定及Δε係在1kHz下測定。
除非另有明確指示,否則用於本發明的術語“閾值電壓”係關於電容閾值(V0,亦稱為弗德瑞克茲(Freedericks)閾值。在實例中,光學閾值亦可如常以10%之相對對比率(V10)引用。
除非另有說明,否則製備如上下文所述之PSA顯示器中的可聚合化合物之方法係在該LC介質在其中呈現液晶相(較佳地向列相)之溫度下進行,及最佳地係在室溫下進行。
除非另有說明,否則製備試驗單元和測量彼等的電光和其他性質的方法係藉由如下文所述的方法或與其類似者進行。
測量電容閾值電壓所使用之顯示器係由兩個間隔25μm之平面平行的玻璃外板組成,其每一者在內部具有電極層且在頂部具有未經摩擦之聚醯亞胺配向層,其產生液晶分子之直列邊緣配向。
用於測量傾斜角之顯示器或試驗單元係由兩個間隔4
微米之平面平行的玻璃外板組成,在各自中部具有電極層及在頂部具有聚醯亞胺配向層,其中該兩個聚醯亞胺層彼此係反平行地摩擦且產生液晶分子之直列邊緣配向。
可聚合化合物係在顯示器或試驗單元中藉由以限定強度之UVA光照射經指定時間,同時以電壓施予顯示器(通常為10V至30V之交流電,1kHz)而聚合。在實例中,除非另有指示,否則金屬鹵化物燈和100mW/cm2之強度係使用於聚合。該強度係使用標準UV計(高端具有UVA感測器之Hoenle UV-計)測量。
傾斜角係藉由晶體旋轉實驗(Autronic-Melchers TBA-105)測定。低值(亦即嚴重偏離90°角)在此對應大傾斜。
VHR值係如下測量:將0.3%可聚合單體化合物加至LC主體混合物中且將所得混合物引入VA-VHR試驗單元中(沒摩擦,VA-聚醯亞胺配向層,LC-厚度d6μm)。HR值係在在1V、60Hz、64μs脈衝下UV曝光之前及之後於100℃下5分鐘之後測定(測量儀器:Autronic-Melchers VHRM-105)。
將11.0g(41.6mmol)2-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷-2-基)-苯氧基]-乙醇、5.25g(20.8mmol)3,5-二溴酚和34.4g(125mmol)偏硼酸鈉-四水合物懸浮於60ml THF和60ml水中並添加1.36g(2mmol)鈀(dppf)。將混合物在回流下加熱過夜。添加100ml水和100ml MTB醚之後,用2M鹽酸將混合物酸化。分離有機層並用MTB醚萃取水層三次。將合併之有機層經過硫酸鈉乾燥及在真空中移除溶劑。粗製產物通過矽凝膠用甲苯/乙酸乙酯(1:1至0:1)過濾以產生黃色油,其從二氯甲烷結晶。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6):δ=3,72ppm(t,J=5,0Hz,4H,-CH 2OH),4,00(t,J=5,0Hz,4H,-OCH 2CH2OH),6,92(d,J=1,6Hz,2H,Ar-H),6,97(AB-mc,darin:J=8,8Hz,4H,Ar-H),7,19(t,J=1,6Hz,1H,Ar-H),7,56(AB-mc,darin:J=8,8Hz,4H,Ar-H)。
將4.00g(10.9mmol)4,4"-雙-(3-羥-丙氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇與3.48g(40.4mmol)甲基丙烯酸和130mg DMAP懸浮於140ml二氯甲烷中,及在冷卻下逐滴添加6.27g(40.4mmol)EDC在10ml二氯甲烷中之溶液。1h之後移除冷卻並將混合物在RT下攪拌過夜。在真空中移除溶劑並將殘餘物通過矽凝膠過濾。從乙腈結晶產生呈無色固體之具有m.p.99℃的2-甲基丙烯酸-4,4"-雙-[2-(2-甲基-丙烯醯氧基)-乙氧基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯。
將12.2g(32.9mmol)2-{3-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷-2-基)-苯氧基-丙氧基]-四氫-2H-吡喃、5.66g(16.5mmol)1,3-二溴-5-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-苯和27.2g(98.7mmol)偏硼酸鈉-四水合物懸浮於60ml THF和60ml水中並添加1.07g(1mmol)鈀(dppf)。將混合物在回流下加熱過夜。添加100ml水和100ml MTB醚之後,用2M鹽酸將混合物酸化。分離有機層並用MTB醚將水層萃取三次。將合併之有機層經過硫酸鈉乾燥及在真空中移除溶劑。粗製產物通過矽凝膠用甲苯/乙酸乙酯(7:3)過濾以產生呈黃色油之3,3'-[5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-[1,1':3',1"-聯三苯]-4,4"-二基雙(氧基-3,1-丙烷二基氧基)]雙(四氫-2H-吡喃),其使用於下一個步驟而沒有進一步純化。
將7.90g(12.1mmol)3'-[5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-[1,1':3',1"-聯三苯]-4,4"-二基雙(氧基-3,1-丙烷二基氧基)]雙(四氫-2H-吡喃)溶解在60ml甲醇中,及,添加9ml濃鹽酸之後,在RT下攪拌過夜,將混合物用水稀釋並用MTB醚萃取三次。將合併之有機層用飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。獲得呈黃色油之4,4"-雙-(3-羥-丙氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇。
將2.00g(5.07mmol)4,4"-雙-(3-羥-丙氧基)-
[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇與2.18ml(25.4mmol)甲基丙烯酸和60mg DMAP溶解在100ml二氯甲烷中,並在冷卻下逐滴添加3.94g(25.4mmol)EDC在30ml二氯甲烷中之溶液。1h之後移除冷卻並將混合物在RT下攪拌過夜。在真空中移除溶劑和藉層析純化殘餘物。從乙醇結晶產生呈無色結晶之2-甲基-丙烯酸-4,4"-雙-[3-(2-甲基-丙烯醯氧基)-丙氧基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯,具有m.p.49℃。
類似於實例1和2製備實例3、4、5和6之化合物。
具有m.p.74℃之無色晶體。
具有m.p.66℃之無色晶體。
具有m.p.77℃之無色晶體。
具有m.p.144℃(分解)之無色晶體。
將17.0g(50.0mmol)1,3-二溴-5-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-苯,19.3g(50.0mmol)2-[4-(3-苯甲氧基-丙氧基)-3-氟-苯基]-4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷和41.3g(150mmol)偏硼酸鈉-四水合物懸浮於200ml THF和200ml水中並添加1.6g(2mmol)鈀(dppf)。將混合物在回流下加熱過夜。部分移除溶劑和添加100ml
MTB醚後,用2M鹽酸酸化混合物。分離有機層並用MTB醚將水層萃取三次。將合併之有機層用氯化鈉飽和水溶液洗滌,經過硫酸鈉乾燥及在真空中移除溶劑。將粗製產物通過矽凝膠用甲苯/乙酸乙酯(7:3至1:1)過濾以產生呈黃色油之4-(3-苯甲氧基-丙氧基)-3'-溴-3-氟-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-聯苯。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)
δ=2,04(五重峰,J=6,3Hz,2H,-OCH2CH 2CH2O-),3,23(s,3H,MeO-),3,48(mc,2H,CH 2OCH3),3,61(t,J=6,3Hz,2H,BnOCH 2-),3,75(mc,2H,-CH 2CH2OCH3),4.18(t,J=6,3Hz,2H,-CH 2OAr),4,49(s,-OCH 2Ph),5,34(s,2H,-OCH2O-),7,19-7,35(m,11H,Ar-H)。
類似於步驟1,使2-[4-(2-甲氧基甲氧基-乙氧基)-苯基]-4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷和4-(3-苯甲氧
基-丙氧基)-3'-溴-3-氟-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-聯苯反應以產生呈黃色油之4"-(3-苯甲氧基-丙氧基)-3"-氟-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-4-(2-乙氧基甲氧基-乙氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯。
將2.60g(4.20mmol)4"-(3-苯甲氧基-丙氧基)-3"-氟-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-4-(2-乙氧基甲氧基-乙氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯在50ml THF中在1.0g Pd/活性炭上氫化直到反應完全。濾出觸媒並在真空中移除溶劑。獲得呈無色油之3-{3"-氟-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-4-[2-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-乙氧基]-[1 1';3',1"]聯三苯-4"-基氧基}-丙烷-1-醇,其無需另外純化而用於下一個步驟。
將2.20g(4.15mmol)3-{3"-氟-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-4-[2-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-乙氧基]-[1,1';3',1"]聯三苯-4"-基氧基}-丙烷-1-醇溶解在25ml甲醇中和添加3ml濃鹽酸之後在50℃下加熱。在真空中移除溶劑,將粗製產物溶解在MTB醚中,用水和氯化鈉飽和水溶液洗滌,及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑和從二氯甲烷結晶粗製產物。獲得到呈無色結晶之3"-氟-4-(2-羥-乙氧基)-4"-(3-羥-丙氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6):δ=1,90(quint.,J=6,3Hz,2H,-OCH2CH 2CH2O-),3,58(dt,J=5,6Hz,J=6,2Hz,2H,-CH 2OH),3,73(q,J=5.1Hz,2H,-CH 2OH),4.03(t,J=5.0Hz,2H,-CH 2OAr),4,16(t,J=6,4Hz,2H,-CH 2OAr),4,56(t,J=5,1Hz,1H,-OH),4,86(t,J=5,6Hz,1H,-OH),6,93(mc,2H,Ar-H),7,01(AB-d,J=8,8Hz,2H,Ar-H),7,22(t,J=8,9Hz,1H,Ar-H),7,25(mc,1H,Ar-H),7,44(mc,darin
:J=8,5Hz,1H,Ar-H)7,56(dd,J=2,2Hz,J=12,9Hz,1H,Ar-H),7,62(AB-d,J=8,8Hz,2H,Ar-H),9,60(s,1H,Ar-OH)。
類似於實例1之步驟2,使3"-氟-4-(2-羥-乙氧基)-4"-(3-羥-丙氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇和甲基丙烯酸反應以產生呈無色結晶之2-甲基-丙烯酸-3-{3"-氟-5'-(2-甲基-丙烯醯氧基)-4-[2-(2-甲基-丙烯醯氧基)-乙氧基]-[1,1';3',1"]聯三苯-4"-基氧基}-丙酯,具有m.p.70℃。
在氬氛圍下將2.63g(10.0mmol)3-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷-2-基)-苯基]-丙烷-1-醇、1.26g(5.00mmol)3,5-二溴酚和3.49g(60.0mmol)氟化鉀溶解在30ml THF中,添加92mg(0,100mmol)參(二苯甲亞基丙酮)二-鈀(0)和58mg(0,20mmol)四氟硼酸三-三級丁基鏻之後,在RT下攪拌過夜。將混合物用MTB醚稀釋,用水洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑,粗製產物通過矽凝膠用MTB醚過濾並從二氯甲烷結晶所得油。獲得呈無色結晶之4,4"-雙-(3-羥-丙基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6):δ=1,75(mc,4H,CH2CH 2CH2),2,65(t,J=7,5Hz,4H,Ar-CH 2-),3,44(t,J=5,7Hz,4H,-CH 2OH),4,45(s,br.2H,-OH),6,98(d,J=1,3Hz,2H,Ar-H),7,28(d,J=8,1Hz,4H,Ar-H),7,27(s,1H,Ar-H)7,28(d,J=8,1Hz,4H,Ar-H),7,58(d,J=8,1Hz,4H,Ar-H),9,60(s,br.1H,Ar-OH)。
類似於實例1之步驟2,使4,4"-雙-(3-羥-丙基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇和甲基丙烯酸反應以產生呈無色油之2-甲基-丙烯酸-4,4"-雙-[3-(2-甲基-丙烯醯氧基)-丙基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯。
DSC:Tg-26 I。
類似於實例1步驟2,使5'-(4-羥苯基)-[1,1':3',1"-聯三苯]-4,4"-二醇(CAS 15797-52-1)和甲基丙烯酸反應以產生呈無色黏稠油之5'-(4-(2-甲基丙烯醯基)氧基苯基)-[1,1':3',1"-聯三苯]-4,4"-二基-雙(甲基丙烯酸酯)。
DSC:Tg 38 I。
將4.00g(14.4mmol)偏硼酸鈉-八水合物和250mg(0.349mmol)雙(三苯膦)氯化鈀(II)在50ml THF和50ml水中攪拌15min,及添加5.00g(21.3mmol)4-苯甲氧基苯硼酸、3.00g(9.37mmol)3,5-二溴肉桂酸甲酯並將混合物在回流下攪拌過夜。用2M鹽酸將混合物酸化,將沈澱產物濾出,懸浮在熱乙醇中,濾出和使用於下
一個步驟而沒有進一步純化。
將得自步驟1之粗製產物溶解在THF中並在THF中在Pd/活性炭上氫化直到反應完全。濾出觸媒,在真空中移除溶劑,及將粗製產物使用於下一個步驟而沒有進一步純化。
將2.90g(8.32mmol)3-(4,4"-二羥-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基)-丙酸甲酯溶解在THF中,並在冷卻下逐滴添加55ml(55mmol)的DIBAL-H在甲苯中之1M溶液。移除冷卻並將混合物在RT下攪拌過夜。3ml異丙醇添加之後,將混合物倒在冰/水上,用2M鹽酸酸化並用MTB
醚萃取三次。將合併之有機層用飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑並將殘餘物通過矽凝膠用甲苯/乙酸乙酯(2:1)過濾。獲得呈無色固體之5'-(3-羥-丙基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4,4"-二醇。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)
δ=1.98ppm(mc,2H,-CH2CH 2CH2-),2,82(t,J=7,6Hz,2H,Ar-CH 2-),3,75(dt,J=5,1Hz,J=6,1Hz,2H,-CH 2OH),4,93(s,2H,Ar-OH),6,91(AB-d,J=8,7Hz,4H,Ar-H),7,32(d,J=1,6Hz,2H,Ar-H),7,52(AB-d,J=8,7Hz,4H,Ar-H,darin:7,53,1H,Ar-H)。
類似於實例1之步驟2,使5'-(3-羥-丙基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4,4"-二醇和甲基丙烯酸反應以產生呈無色黏稠油之2-甲基-丙烯酸-3-[4,4"-雙-(2-甲基-丙烯醯氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基]-丙酯。
DSC:Tg-11 I。
類似於8.1中所述之合成,使2-{4-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-苯基}-4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷和3,5-二溴酚反應以產生呈無色油之4,4"-雙-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-5'-羥-[1,1';3',1"]聯三苯。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)
δ=1,85ppm(mc,4H,-CH2CH 2CH2-),2,68(dd,J=7,3Hz,J=8,0Hz,4H,Ar-CH 2-),3,24(s,6 H,-OCH3),4,63(s,4H,-OCH2O-),6,98(d,J=1,6Hz,2H,Ar-H),7,28(t,J=1,6Hz,1H,Ar-H),7,30(AB-d,J=8,2Hz,4H,Ar-H),7,59(AB-d,J=8,2Hz,4H,Ar-H)。
將3.40g(6.31mmol)4,4"-雙-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-5'-羥-[1,1';3',1"]聯三苯溶解在30ml二氯甲烷中,及在冷卻下添加16mg DMAP;1.1ml(8.0mmol)三乙胺和1.4ml(8.0mmol)三氟甲磺酸酐。移除冷卻並將混合物在RT下攪拌4h。將混合物倒在冰/水上,將水層分離和用二氯甲烷洗滌三次。將合併之有機層用水洗滌,經過硫酸鈉乾燥,及在真空中移除溶劑。粗製產物通過矽凝膠用庚烷/乙酸乙酯(7:3至1:1)過濾以產生呈無色油之三氟甲磺酸-4,4"-雙-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯。
將3.30g(4.29mmol)三氟甲磺酸-4,4"-雙-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯、1.16g(5.10mmol)4-苯甲氧基苯硼酸、2.1g(7mmol)偏硼酸鈉-八水合物、70mg(0.098mmol)雙(三苯膦)-氯化鈀(II)和5μl水合肼溶解在15ml THF和6ml水中並在回流下加熱6h。用MTB醚稀釋混合物,分離有機層並用MTB醚將水層萃取三次。將合併之有機層用飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑並將殘餘物通過矽凝膠用二氯甲烷/MTB醚(0-10%)過濾以產生呈無色油之4,4"-雙-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-5'-(4-苯甲氧基苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯。
將2.50g(3.55mmol)4,4"-雙-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-5'-(4-苯甲氧基苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯在70ml THF中在Pd/活性炭上氫化直到反應完全。濾出觸媒,在真空中移除溶劑,將殘餘物溶解在20ml THF中,在冷卻下逐滴添加5ml 25%鹽酸並將混合物在RT下攪拌過夜。添加100ml MTB醚之後,將該溶液用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑並將殘餘物通過矽凝膠用二氯甲烷/MTB醚(9:1)過濾,以產生呈無色油之3-[4"-(3-羥-丙基)-5'-(4-羥苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基]-丙烷-1-醇。
類似於實例1之步驟2,使3-[4"-(3-羥-丙基)-5'-(4-羥苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基]-丙烷-1-醇和甲基丙烯酸反應以產生無色黏稠油之2-甲基-丙烯酸-4,4"-雙-[3-(4-(2-甲基-丙烯醯氧基苯基))-丙基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯。
DSC:Tg-10 I。
類似於上述合成,獲得呈無色固體之2-甲基-丙烯酸-2-{3,3"-二乙基-5'-(4-(2-甲基丙烯醯氧基)苯基)-4"-[2-(2-甲基-丙烯醯氧基)-乙氧基]-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基氧基}-乙酯,具有m.p.158℃(分解)。
將8.85(64mmol)偏硼酸鈉-四水合物溶解在100ml水中,添加在100ml THF中之570mg(0.794mmol)雙(三苯膦)氯化鈀(II)、0.2ml水合肼和10.0g(39.7mmol)3,5-二溴酚,及5min之後添加24.0g(105mmol)4-苯甲氧基苯硼酸在200ml THF中的溶液。將混合物在回流下加熱過夜,添加MTB醚,將水層分離並用
MTB醚萃取三次。將合併之有機層用飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑並將殘餘物通過矽凝膠用庚烷/甲苯(8:2)過濾並從乙醇再結晶,以產生呈無色結晶之4,4"-雙-苯甲氧基-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)
δ=4,98ppm(s,4H,PhCH 2-),6,87(d,J=1,4Hz,2H,Ar-H),6,91(AB-d,J=8,7Hz,4H,Ar-H),7,08(t,J=1,3Hz,1H,Ar-H),7,20(t,J=7,3Hz,2H,Ar-H),7,27(t,J=7,3Hz,4H,Ar-H),7,33(d,J=7,3Hz,4H,Ar-H),7,42(AB-d,J=8,7Hz,4H,Ar-H),8,77(s,1H,OH)。
將3.80g(8.29mmol)4,4"-雙-苯甲氧基-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-醇溶解在50ml二氯甲烷和16mg DMAP中,在冷卻下添加1.5ml(11mmol)三乙胺和1.8ml(11mmol)三氟甲磺酸酐。移除冷卻並將混合物在RT下攪拌4h。將混合物倒入冰/水中,將水層分離並用二氯甲烷萃取三次。將合併之有機層用水洗滌,經過硫酸鈉乾
燥,及在真空中移除溶劑。粗製產物通過矽凝膠用庚烷/乙酸乙酯(7:3至1:1)過濾以產生呈無色固體之三氟甲磺酸-4,4"-雙-苯甲氧基-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯。
將4.00g(6.78mmol)三氟甲磺酸-4,4"-雙-苯甲氧基-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯,2.37g(6.78mmol)2-{4-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-丙基]-苯基}-4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二氧雜硼烷和2.85g(20mmol)偏硼酸鈉-四水合物溶解在8ml水和20ml THF中。添加97mg(0.135mmol)雙(三苯膦)-氯化鈀(II)和0.01ml水合肼並將混合物在回流下加熱5h。添加MTB醚,將水層分離和用MTB醚萃取三次。將合併之有機層用飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑並將殘餘物通過矽凝膠用二氯甲烷/MTB醚(95:5)過濾,以產生呈棕色油之4,4"-雙-苯甲氧基-5'-(4-[3-(2-甲氧基-乙氧基甲
氧基)-丙基]-苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯,其在下一個步驟中反應而沒有進一步純化。
類似於實例11步驟4將得自步驟3之粗製產物氫化,及水解,以產生呈無色固體之5'-(4-[3-羥丙基]-苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4,4"-二醇。
類似於實例1之步驟2,使5'-(4-[3-羥丙基]-苯基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4,4"-二醇反應以產生呈無色結晶之2-甲基-丙烯酸-3-(4-[4,4"-雙-(2-甲基-丙烯醯氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基]-苯基)丙酯,m.p.-(加熱時分解)
將4.00g(10.9mmol)5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4,4"-二醇(類似於實例2.1從1,3-二溴-5-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-苯和4-羥苯硼酸製備)溶解在100ml二氯甲烷中,添加5.11g(28.4mmol)3-苯甲氧基丙酸和267mg DMAP,及逐部分添加5.86g(30.6mmol)EDC鹽酸鹽。將混合物在RT下攪拌過夜,加水和分離有機層。用二氯甲烷萃取水相三次,將合併之有機相經過硫酸鈉乾燥並在真空中移除溶劑。通過矽凝膠用庚烷/乙酸乙酯(1:1)過濾粗製產物以產生呈無色油之3-苯甲氧基-丙酸-4"-(3-苯甲氧基-丙醯氧基)-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基酯。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)
δ=2,91(t,J=6,1Hz,4H,-CH 2C(O)O-),3,23(s,3H,MeO-),3,50(mc,2H,MeO-CH2CH2-O-),3,77-3,82(m,darin:t,J=6,1Hz,6 H,MeO-CH2CH2-O- und BnOCH 2-),4,55(s,4H,PhCH 2O-),5,40(s,2H,-OCH2O-),7,20(AB-d,J=8,6Hz,4H,Ar-H),7,28-7,39(m,12H,Ar-H),7,56(m,1H,Ar-H),7,81(AB-d,J=
8,6Hz,4H,Ar-H)。
將5.40g(7.82mmol)3-苯甲氧基-丙酸-4"-(3-苯甲氧基-丙醯氧基)-5'-(2-甲氧基-乙氧基甲氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基酯溶解在40ml異丙醇和10ml THF中並添加1.97g(7.82mmol)甲苯磺酸吡啶鎓之後,在70℃下攪拌60h。冷卻至RT之後,用MTB醚稀釋混合物,用飽和氯化鈉水溶液洗滌及經過硫酸鈉乾燥。在真空中移除溶劑並將殘餘物在40ml THF中在Pd/活性炭上氫化為直到反應完全。在真空中移除溶劑並從二氯甲烷再結晶粗製產物,以產生呈無色結晶之3-羥-丙酸-5'-羥-4"-(3-羥-丙醯氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基酯。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)
δ=2,74(t,J=6,1Hz,4H,-CH 2C(O)O-),3,80(dt,J=5,3Hz,J=6,1Hz,4H,-CH2CH 2OH),4,94(t,J=5,3Hz,2H,-OH),7,05(d,J=1,5Hz,2H,Ar-H),7,23(AB-d,J
=8,7Hz,4H,Ar-H),7,35(m,1H,Ar-H),7,76(AB-d,J=8,6Hz,4H,Ar-H),9,84(S,br.1H,Ar-OH)。
類似於實例1之步驟2,使3-羥-丙酸-5'-羥-4"-(3-羥-丙醯氧基)-[1,1';3',1"]聯三苯-4-基酯和甲基丙烯酸反應以產生呈無色結晶之2-甲基-丙烯酸-4,4"-雙-[3-(2-甲基-丙烯醯氧基)-丙醯氧基]-[1,1';3',1"]聯三苯-5'-基酯,m.p.88℃。
如下調配向列型LC混合物N1。
針對各測量樣品,將來自實例4、2或13的可聚合單體化合物分別以0.3重量%之濃度添加至LC混合物N1中,以分別形成可聚合混合物M1、M2和M3。將各所得可聚合混合物引入VA e/o試驗單元(經反向平行摩擦,VA-聚醯亞胺配向層,LC層厚度d4μm)中。為了比較,用包含LC混合物N1和0.3%的先前技術之可聚合化合物A的比較混合物C1製備VA e/o試驗單元。
將單元在施加24V電壓(交流電)下以具有100mW/cm2之強度的UV光照射經所指示之時間,造成單體化合物聚合。
傾角係在UV照射前及後以晶體旋轉實驗(Autronic-Melchers TBA-105)測定。
為了測定聚合速率,在試驗單元中的未聚合之RM的殘餘含量(以重量%計)係在不同的曝光時間後以HPLC
量測。為此目的,將各混合物在所述之條件下於試驗單元中聚合。接著使用MEK(甲基乙酮)將混合物自試驗單元中沖出且進行量測。
此外,可聚合LC混合物M1-M3和C1在UV曝光前和後的VHR值係如上文所述量測。
傾角結果係顯示於表1中。將個別單體在不同的曝光時間後於各混合物中的殘餘濃度係顯示表2中。混合物的VHR值係顯示於表3中。
從表1可看出,相較於含有來自先前技術之混合物C1的PSA顯示器,在含有根據本發明之混合物M1-M3的PSA顯示器內更快達成聚合後之小傾斜角。
從表2可看出,相較於含有來自先前技術之混合物C1的PSA顯示器,在含有根據本發明之混合物M1-M3的PSA顯示器內達成顯著更快速且完全的聚合。
從表3可看出,根據本發明之混合物M1-M3在UV曝光後的VHR值明顯著高於混合物C1的VHR值。
Claims (24)
- 一種式I化合物用於液晶(LC)介質和LC顯示器之用途,
- 根據申請專利範圍第1項之用途,其中該式I化合物係選自由下列子式所組成之群組:
- 根據申請專利範圍第1或2項之用途,其中式I化合物係選自由下列子式所組成之群組:
- 根據申請專利範圍第1項之用途,其中該LC顯示器為PS(聚合物穩定化)或PSA(聚合物穩定配向)型顯示器。
- 根據申請專利範圍第1項之用途,其中該LC介質,除式I化合物之外,還包含一或多種式CY及/或PY之化合物:
- 根據申請專利範圍第1項之用途,其中該LC介質,除式I化合物之外,還包含一或多種下式之化合物:
- 一種LC介質,其包含一或多種如申請專利範圍第 1至3項中之一或多項中所定義的式I化合物。
- 根據申請專利範圍第7項之LC介質,其包含- 可聚合成分A),其包含一或多種如申請專利範圍第1至3項中之一或多項中所定義的式I之可聚合化合物,及- 液晶成分B),其包含一或多種低分子量化合物。
- 根據申請專利範圍第8項之LC介質,其中成分B)包含一或多種選自如申請專利範圍第5或6項中所定義的式CY、PY及ZK之化合物。
- 根據申請專利範圍第7、8或9項之LC介質,其中式I化合物或成分A)係經聚合。
- 一種LC顯示器,其包含一或多種如申請專利範圍第1至3項中之一或多項中所定義的式I化合物或如申請專利範圍第7至10項中之一或多項中所定義的LC介質。
- 根據申請專利範圍第11項之LC顯示器,其係為PS或PSA型顯示器。
- 根據申請專利範圍第12項之LC顯示器,其係為PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS、PSA-正-VA或PSA-TN顯示器。
- 根據申請專利範圍第11或12項之LC顯示器,其含有具有兩個基板及兩個電極的LC單元,其中至少一個基板可透光且至少一個基板具有一或兩個電極;和位於基板之間的LC介質的層,該LC介質包含經聚合成分和 低分子量成分,其中該經聚合成分可藉由在LC單元的基板之間於LC介質中聚合一或多個可聚合化合物而獲得,其中該等可聚合化合物中之至少一者係選自如申請專利範圍第1至3項中之一或多項中所定義的式I之可聚合化合物,及/或其中該LC介質係為如申請專利範圍第7至10項中之一或多項中所定義之LC介質。
- 根據申請專利範圍第14項之LC顯示器,其中藉由同時將電壓施加於該等電極而在LC單元的基板之間於LC介質中聚合一或多個可聚合化合物而獲得該經聚合成分。
- 一種製造根據申請專利範圍第11至15項中之一或多項之LC顯示器之方法,其包含下列步驟:將根據申請專利範圍第7至10項中之一或多項之LC介質填充至如上下文所述之具有兩個基板及兩個電極的LC單元中,及將可聚合化合物聚合。
- 根據申請專利範圍第16項之方法,其中係同時將電壓施加於該等電極而聚合該等可聚合化合物。
- 一種如申請專利範圍第1至3項中之一或多項中所定義的式I化合物,其特徵在於其包含至少一個與O和S不同之基團X1、X2或X3。
- 一種式II化合物,
- 根據申請專利範圍第19項之化合物,其中至少一個基團X1、X2及/或X3係與O和S不同。
- 根據申請專利範圍第19項之化合物,其係選自下列子式
- 根據申請專利範圍第19至21項中任一項之化合物,其係選自由下列子式所組成之群組:
- 一種製備根據申請專利範圍第1、2、3和18項中之一或多項之化合物之方法,其係藉由使用含有可聚合基團P之對應酸、酸衍生物或鹵化化合物在脫水試劑的存在下將根據申請專利範圍第19至22項中之一或多項之化合物酯化或醚化來進行。
- 一種製備根據申請專利範圍第7至10項中之一或多項之LC介質之方法,其包含下列步驟:將一或多個低分子量液晶化合物,或如申請專利範圍第8項中所定義的液晶成分B),與一或多種如申請專利範圍第1至3項中之一或多項中所定義的式I可聚合化合物,及隨意地與另外的液晶化合物及/或添加劑混合。
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