TWI793182B - 可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種混合物,其包含非完全芳族可聚合化合物及可聚合光引發劑;包含其之液晶(LC)介質;及該等可聚合化合物及LC介質用於光學、電光學及電子目的,特定言之於LC顯示器、尤其於聚合物持續對準型LC顯示器中之用途。

Description

可聚合化合物及其於液晶顯示器之用途
本發明係關於一種混合物,其包含非完全芳族可聚合化合物及可聚合光引發劑;包含其之液晶(LC)介質;及該等可聚合化合物及LC介質用於光學、電光學及電子目的,特定言之於LC顯示器、尤其於聚合物持續對準型LC顯示器中之用途。
目前使用之一種液晶顯示器(LCD)模式為TN (「扭轉向列」)模式。然而,TN LCD之缺點為對比度對視角具有強依賴性。
另外,已知所謂VA(「垂直對準」)顯示器具有較寬視角。VA顯示器之LC單元在兩個透明電極之間含有LC介質層,其中LC介質通常具有負介電各向異性。在切斷狀態下,LC層之分子與電極表面正交(垂直地)對準或具有傾斜之垂直對準。在對兩個電極施加電壓後,發生與電極表面平行之LC分子之再對準。
此外,已知OCB (「光學補償彎曲」)顯示器,其係基於雙折射效應且具有具備所謂「彎曲」對準及通常正介電各向異性之LC層。在施加電壓後,發生與電極表面正交之LC分子之再對準。另外,OCB顯示器通常含有一或多個雙折射光阻滯膜以防止在黑暗狀態下彎曲單元之透光度不合需要。相較於TN顯示器,OCB顯示器具有較寬視角及較短回應時間。
亦已知所謂IPS (「共平面切換」)顯示器,其在兩個基板之間含有LC層,其中兩個電極配置於兩個基板中之僅一者上且較佳具有互相嚙合之梳狀結構。在對電極施加電壓後,從而在其之間產生具有與LC層平行之顯著分量的電場。此導致層平面中之LC分子之再對準。
此外,已報告所謂的FFS(「邊緣場切換」)顯示器(尤其參見S.H. Jung等人, Jpn. J. Appl. Phys., 第43 卷, 第3, 2004, 1028號),其在同一基板上含有兩個電極,該等電極中之一者以梳形方式經結構化且另一者為非結構化。從而產生強的所謂「邊緣場」,亦即接近電極之邊緣的強電場,及遍及單元之具有強垂直分量以及強水平分量兩者的電場。FFS顯示器之對比度具有低視角依賴性。FFS顯示器通常含有具有正介電各向異性之LC介質,及通常聚醯亞胺之對準層,其向LC介質之分子提供平面對準。
FFS顯示器可作為主動矩陣式或被動矩陣式顯示器操作。如自先前技術已知,在主動矩陣式顯示器之情況下,個別像素通常藉由諸如電晶體(例如薄膜電晶體(「TFT」))之整合式非線性主動元件來定址;而在被動矩陣式顯示器之情況下,個別像素通常藉由多工方法來定址。
此外,已揭示FFS顯示器(參見S.H. Lee等人,Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883及S.H. Lee等人,Liquid Crystals 39(9), 2012, 1141-1148),具有與FFS顯示器相似的電極設計及層厚度,但包含具有負介電各向異性之LC介質層而非具有正介電各向異性之LC介質層。相較於具有正介電各向異性之LC介質,具有負介電各向異性之LC介質展示更有利的指向矢定向,即傾斜更小且扭轉定向更大,因此此等顯示器具有更高的透射率。顯示器進一步包含設置於基板中之至少一者上之對準層,較佳聚醯亞胺之對準層,其與LC介質接觸且誘導LC介質之LC分子的平面對準。此等顯示器亦稱為「超亮度FFS (UB-FFS)」模式顯示器。此等顯示器需要具有高可靠性之LC介質。
如下文中所使用之術語「可靠性」意謂顯示器在時間期間及不同應力負荷,諸如光負荷、溫度、濕度、電壓下之效能品質,且包含在LC顯示器領域中為技術人員已知之顯示器效應,諸如影像殘留(image sticking) (區域及線影像殘留)、雲紋、yogore等。作為用於對可靠性進行區分之標準參數,通常使用電壓保持率(voltage holding ration;VHR)值,其為使測試顯示器中之電壓保持恆定之量度。在其他因素中,較高VHR為LC介質之較高可靠性的前提條件。
在較新類型之VA顯示器中,LC分子之均一對準限於LC單元內之複數個相對較小區域中。向錯(disclination)可存在於亦稱為傾斜域之此等域之間。相較於習知VA顯示器,具有傾斜域之VA顯示器之對比度及灰度具有更大視角獨立性。此外,此類型之顯示器更易於製造,此係由於不再需要(諸如)藉由摩擦對電極表面進行額外處理以使分子在接通狀態下均一對準。相反,傾斜或預傾斜角之較佳方向係由電極之特殊設計來控制。
在所謂MVA(「多區域垂直對準」)顯示器中,此通常係藉由具有造成局部預傾斜之突起的電極來達成。因此,在施加電壓後LC分子在單元之不同限定區域中在不同方向上平行於電極表面對準。由此達成「可控」切換,且防止形成干擾性向錯線。儘管此配置改良顯示器之視角,但其使得其對光之透明度降低。MVA之另一發展在僅一個電極側上使用突起,而相對電極具有狹縫,其改良透光度。在施加電壓後狹縫電極在LC單元中產生不均一電場,其意謂仍達成受控切換。就對透光度之進一步改良而言,可增加狹縫與突起之間的間隔,但此又會造成回應時間延長。在所謂PVA (「圖案化VA」)顯示器中,使突起變得完全多餘,因為兩個電極均藉助於相對側上之狹縫來結構化,其產生增加之對比度及改良之透光度,但技術上較困難且使得顯示器對機械影響(「輕拍(tapping)」等)更敏感。然而,就許多應用(諸如監視器及尤其TV螢幕)而言,需要縮短顯示器之回應時間且改良對比度及亮度(透射)。
另一發展為所謂PS (「聚合物持續」)或PSA (「聚合物持續對準」)型顯示器,就其而言,亦間或使用術語「聚合物穩定化」。在此等中,視情況在向顯示器之電極施加電壓的同時,將少量(例如0.3重量%,通常<1重量%)之一或多種可聚合化合物、較佳地可聚合單體化合物添加至LC介質且在將LC介質填充至顯示器中之後,其通常藉由UV光聚合經原位聚合或交聯。聚合在LC介質呈現液晶相所處之溫度下(通常在室溫下)進行。已證明向LC混合物中添加可聚合液晶原基或液晶化合物(亦稱為反應性液晶原基或「RM」)尤為適合。
除非另外指示,否則一般而言當提及聚合物持續對準型顯示器時,在下文中使用術語「PSA」,且當提及特定顯示模式如PS-VA、PS-TN及其類似模式時,使用術語「PS」。
此外,除非另外指示,否則當提及可聚合液晶原基或液晶化合物時,在下文中使用術語「RM」。
同時,PS(A)原理用於多種習知LC顯示器模式。因此,已知例如PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS及PS-TN顯示器。RM之聚合,就PS-VA及PS-OCB顯示器而言,較佳地利用施加電壓來進行,且就PS-IPS顯示器而言,利用或不利用施加電壓(較佳地,不利用)來進行。如測試單元中可證實,PS(A)方法導致單元之預傾斜。舉例而言,在PS-OCB顯示器之情況下,彎曲結構可能經穩定化,以使得不需要或可降低偏移電壓。就PS-VA顯示器而言,預傾斜對回應時間具有正效應。就PSA-VA顯示器而言,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)用僅一個結構化電極面且無突起來控制,其顯著簡化生產且同時產生極佳對比度,同時得到極佳透光度。
此外,已證實所謂posi-VA顯示器(「正VA」)為尤其適合模式。如在經典VA顯示器中,在不施加電壓時之初始狀態下,posi-VA顯示器中LC分子之初始定向為垂直的,亦即實質上與基板正交。然而,與經典VA顯示器對比,在posi-VA顯示器中,使用具有正介電各向異性之LC介質。如在通常所用之IPS顯示器中,posi-VA顯示器中之兩個電極配置於兩個基板中僅一者上,且較佳展現互相嚙合且梳狀(交叉指)之結構。藉由對交叉指電極施加電壓,其產生實質上平行於LC介質層之電場,LC分子轉移至實質上平行於基板之定向。在posi-VA顯示器中,藉由向LC介質中添加在顯示器中聚合之RM,聚合物穩定化亦經證實為有利的,如藉此可實現切換次數之顯著減少。
PS-VA顯示器描述於例如EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1中。PSA-OCB顯示器描述於例如T.-J- Chen等人, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704及S. H. Kim, L.-C-Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647中。PS-IPS顯示器描述於例如US 6,177,972及Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264中。PS-TN顯示器描述於例如Optics Express 2004, 12(7), 1221中。
在由引起上述預傾斜角之相分離且聚合之RM形成的層下,PSA顯示器典型地含有對準層,例如聚醯亞胺之對準層,其在聚合物穩定步驟之前提供LC分子之初始對準。
摩擦聚醯亞胺層已長期用作為對準層。然而,摩擦製程引起多種問題:斑紋、污染、靜電排出口問題、殘渣等。因此,代替摩擦聚醯亞胺層,提議使用藉由光對準,利用對準表面之光誘發性定向次序製備之聚醯亞胺層。此可藉助於偏光經由光分解、光二聚(photodimerisation)或光異構化(photoisomerisation)來達成。
然而,仍需要包含光反應性基團之經合適衍生之聚醯亞胺層。大體而言,用於生產此類聚醯亞胺層,處理聚醯亞胺及改良凸塊或聚合物層之工作量及成本相對較大。
此外,觀察到聚醯亞胺對準層與LC介質之某些化合物之不利相互作用通常使得顯示器之電阻降低。合適且可用的LC化合物之數目因此顯著地減小,在損害旨在藉由使用該等LC化合物改良類似於視角依賴性、對比度及回應時間之顯示參數的情況下。因此需要省略聚醯亞胺對準層。
對於一些顯示模式而言,此藉由將自對準劑或添加劑添加至LC介質來達成,其藉由自組裝機構誘導所需對準,例如原位垂面或平面對準。因而,可省略基板中之一者或兩者上之對準層。此等顯示模式亦稱為「自對準(self-aligned或self-aligning)」(SA)模式。
在SA顯示器中,將少量(典型地0.1至2.5%)之自對準添加劑添加至LC介質。合適的自對準添加劑為例如具有有機核基團及附接至其上之一或多種極性錨定基團之化合物,其能夠與基板表面相互作用,使得基板表面上之添加劑對準且亦在LC分子中引起所需對準。較佳自對準添加劑包含例如液晶原基基團及經一或多種極性錨定基團封端之直鏈或分支鏈烷基側鏈,該一或多種極性錨定基團例如選自羥基、羧基、胺基或硫醇基。自對準添加劑亦可含有可在類似於用於PSA製程之RM的條件下聚合之一或多種可聚合基團。
迄今已揭示SA-VA顯示器及SA-FFS顯示器。尤其用於SA-VA型顯示器之引發垂直對準的適合自對準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。
SA模式亦可與PSA模式組合使用。用於此類組合模式之顯示器之LC介質因此含有一或多種RM及一或多種自對準添加劑兩者。
如同上文所描述之習知LC顯示器,PSA顯示器可作為主動矩陣式或被動矩陣式顯示器操作。在主動矩陣式顯示器之情況下,通常由整合式非線性主動元件(諸如電晶體,例如薄膜電晶體或「TFT」)對個別像素定址,而在被動矩陣式顯示器之情況下,通常利用多工方法對個別像素定址,兩種方法均已自先前技術獲知。
PSA顯示器亦可包含形成顯示器單元之基板中之一或兩者上的對準層。對準層通常應用於電極上(在存在該等電極之情況下)以使得其與LC介質接觸且誘導LC分子之初始對準。對準層可包含例如聚醯亞胺或由其組成,其亦可藉由光對準方法摩擦或製備。
特定言之,就監視器及尤其TV應用而言,持續需要最佳化LC顯示器之回應時間以及對比度及亮度(因此,亦透射率)。此處PSA方法可提供顯著的優勢。特定言之,在PS-VA、PS-IPS、PS-FFS及PSA-posi-VA顯示器之情況下,可達成回應時間之縮短(其與測試單元中之可量測預傾斜相關)而不對其他參數產生顯著不良作用。
先前技術已提出視情況經氟化之二丙烯酸聯苯酯或二甲基丙烯酸酯作為用於PSA顯示器之RM。
然而,產生並非由LC混合物及一或多種RM組成之所有組合適用於PSA顯示器之問題,因為例如不充分傾斜或沒有完全變得確立或因為例如VHR對於TFT顯示器應用而言不充分。此外,已發現,在用於PSA顯示器時,自先前技術已知之LC混合物及RM仍具有一些缺點。因此,並非可溶於LC混合物中之每一已知RM均適合用於PSA顯示器中。另外,通常難以找到除直接量測PSA顯示器中之預傾斜之外的對RM之適合選擇準則。若需要在不添加光引發劑之情況下藉助於UV光進行聚合,其就某些應用而言為有利的,則適合RM之選擇甚至更少。
另外,所選擇之LC主體混合物/RM之組合應具有最低可能旋轉黏度及最佳可能電學特性。特定言之,其應具有最高可能VHR。在PSA顯示器中,用UV光輻射之後之高VHR尤為需要,此係因為UV曝露為顯示器製造過程之必需部分,而且在成品顯示器操作期間以正常曝露形式出現。
特定言之,將需要具有產生特別小的預傾斜角之用於PSA顯示器之可用新穎材料。此處較佳之材料為在聚合持續相同曝光時間期間產生比迄今已知之材料更低之預傾斜角及/或經由使用其可在更短曝光時間之後已達成用已知材料可達成之(較高)預傾斜角的材料。因此可縮短顯示器之製造時間(「節拍時間」),且降低製造過程之成本。
製造PSA顯示器之另一問題為特定言之在用於產生顯示器中之預傾斜角的聚合步驟之後,殘餘量之未聚合RM的存在或移除。舉例而言,此類型之未反應RM可藉由例如在顯示器完工之後的操作期間以不受控方式聚合而不利地影響顯示器之特性。
因此,自先前技術已知之PSA顯示器通常展現出不合需要之所謂「影像殘留」或「影像燒損」效應,亦即LC顯示器中藉由暫時性定址個別像素製造之影像即使在已關斷此等像素中之電場之後或在已定址其他像素之後仍保持可見。
在一方面,若使用具有低VHR之LC主體混合物,則可出現此「影像殘留」。日光或背光之UV組分會導致其中之LC分子之不合需要之分解反應,且因此引發離子或自由基雜質之產生。此等雜質會積聚於尤其電極或對準層上,其中其會降低有效施加電壓。此效應亦可在不具有聚合物組分之習知LC顯示器中觀測到。
另外,往往在PSA顯示器中觀測到由存在未聚合之RM引起的另一「影像殘留」效應。此處殘餘RM之不受控聚合係藉由來自環境之UV光或藉由背光引發。在切換顯示器區域中,此改變在多個定址循環之後的傾斜角。因此,透射在切換區域中可能出現變化,而在非切換區域中其保持不變。
因此,需要RM聚合在PSA顯示器製造期間儘可能完全地進行,且將顯示器中未聚合之RM的存在儘可能排除或減少至最少。因此,需要RM及LC混合物,其使得或支持RM非常有效地且完全地聚合。此外,將需要殘餘RM量之受控反應。若RM比迄今已知之化合物更快速且有效聚合,則此將更容易。
在PSA顯示器之操作中已觀測到之另一問題為預傾斜角之穩定性。因此,觀測到在藉由聚合如上文所描述之RM製造顯示器期間產生之預傾斜角不保持恆定,但在顯示器在其操作期間經受電壓壓力之後可降低。此可例如藉由增加黑色狀態透射率負面地影響顯示器效能且因此降低對比度。
待解決之另一問題在於,先前技術之RM確實通常具有高熔點且確實在許多當前常見LC混合物中僅顯示有限溶解性,且因此時常傾向於自發地自混合物結晶出來。另外,自發性聚合之風險阻止LC主體混合物被升溫以使可聚合組分溶解,意謂需要即使在室溫下之最佳可能溶解性。另外,例如在將LC介質引入至LC顯示器中時,存在分離之風險(層析效應),其會大大削弱顯示器之均一性。此因以下事實而進一步增加:通常在低溫下引入LC介質以便降低自發性聚合之風險(參見上文),其又對溶解性具有不利作用。
先前技術中觀測到之另一問題為在LC顯示器(包括但不限於PSA型顯示器)中使用習知LC介質常常導致在顯示器中出現斑紋,尤其當將LC介質填充於使用滴下式填充(one drop filling;ODF)方法製造之顯示器單元中時。此現象亦稱為「ODF斑紋」。因此需要提供使得ODF斑紋減少之LC介質。
在先前技術中觀測到之另一問題在於用於PSA顯示器之LC介質常常展現高黏度及因此高切換次數。為了降低LC介質之黏度且減少切換次數,已在先前技術中提出添加具有烯基之LC化合物。然而,觀測到,含有烯基化合物之LC介質尤其在曝露於UV輻射之後通常顯示安全性及穩定性降低及VHR減小。尤其適用於PSA顯示器中此為相當大的缺點,因為PSA顯示器中RM之光聚合通常係藉由曝露於UV輻射來進行,其可導致LC介質中之VHR下降。
為了克服由殘餘之未反應RM (其在施加電壓下進行UV光聚合以產生預傾斜角而仍存在於顯示器中)引起之上文所提及的問題,商業顯示器製造製程通常包括第二UV曝光步驟,在該步驟中,通常在不施加電壓之情況下聚合任何剩餘的殘餘RM。因為額外的處理步驟顯著增加生產成本,所以需要省略第二UV曝光步驟。然而,此將需要使用RM,在第一UV曝光步驟之後,該RM之殘餘量存在對LC混合物效能參數不具有顯著負面作用。
因此,仍非常需要不展示或僅較小程度地展示如上文所描述之缺點且具有改良之特性的PSA顯示器及適用於該等顯示器中之LC介質及可聚合化合物。
特定言之,非常需要PSA顯示器及用於該等PSA顯示器之LC介質及可聚合化合物,其實現高比電阻、同時實現大工作溫度範圍、短回應時間(即使在低溫下)及低臨限電壓、低預傾斜角、灰度之多重性、高對比度及寬視角,在UV曝露後具有高可靠性及高「電壓保持率」(VHR)值,且在可聚合化合物之情況下,在LC主體混合物中具有低熔點及高溶解性。在用於移動應用之PSA顯示器中,尤其需要具有可用LC介質,其展示低臨限電壓及高雙折射率。
目前先進技術商業PS-VA混合物通常由具有負介電各向異性之LC主體混合物及通常具有芳族核之RM構成,以得到用於起始光聚合之在UV-A範圍內之足夠吸收。RM應滿足以下需求: 1. 亦在缺失任何光引發劑之情況下,在曝露於UV光(通常為如當前LC顯示器生產製程中使用之具有在315-400 nm範圍內之波長的UV-A光)之後應具有反應性。 2. 在UV曝露之後,應能夠在所需範圍及時間間隔內產生穩定的預傾斜角。 3. 在第一及第二UV曝光步驟之後,殘餘RM不應對諸如VHR、傾斜產生或傾斜穩定性之LC混合物效能參數具有任何負面影響。 4. 在廣泛溫度範圍(通常-40至約120℃)下,其應展現在LC主體混合物中之良好溶解度及穩定性。
此外,需要具有可用RM及LC介質,其能夠省略顯示器製造製程中之第二UV曝光步驟,且其中在第一UV曝光步驟之後殘餘量之RM對顯示器中之LC介質之效能參數(諸如VHR、傾斜產生或傾角穩定性)不具有顯著負面影響。
本發明係基於提供用於PSA顯示器之新穎的適合材料,特定言之,RM及包含其之LC介質的目的,其不具有上文所指示之缺點或在較小程度上具有上文所指示之缺點。
特定言之,本發明係基於提供用於PSA顯示器之RM及包含其之LC介質的目標,其實現極高的比電阻值、高VHR值、高可靠性、低臨限電壓、短回應時間、高雙折射率,尤其在較長波長下展示良好的UV吸收,實現RM之快速且完全聚合,使得能夠儘可能快速地產生低預傾斜角,實現預傾斜之高穩定性(即使在較長時間後及/或UV曝露後),減少或防止顯示器中「影像殘留」及「ODF斑紋」之出現,及在RM之情況下儘可能快速且完全地聚合,在PSA顯示器中典型地用作主體混合物之LC介質中展示高溶解性
本發明之另一目標為提供用於PSA顯示器之RM,其呈現較快聚合速度及良好可靠性參數,如同較高VHR或傾斜穩定性兩者。
本發明之另一目標為提供(特定言之)用於光學、電光學及電子應用中之新穎RM;及用於其製備之適合製程及中間物。
本發明之另一目的為提供用於PSA顯示器之RM及LC介質,其能夠省略顯示器製造製程中之第二UV曝光步驟,且其中在第一UV曝光步驟之後的殘餘量之RM對顯示器中之LC介質之效能參數(諸如VHR、傾角產生或傾角穩定性)不具有顯著負面影響。
本發明之另一目的為提供用於PSA顯示器之RM及LC介質,其滿足如上文所列之需求1-4中之一或多者。
意外地發現以上目標可藉由使用LC混合物來達成,該LC混合物含有在UV-A光下不具有反應性之非芳族RM,且進一步含有允許實現非芳族RM之聚合反應之UV-A敏感性可聚合光引發劑。
本發明係關於一種混合物,其包含一或多種式I化合物及一或多種式II化合物
Figure 02_image003
Figure 02_image005
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 P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5 或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中,另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由 -C(R0 )=C(R00 )-、-CºC-、-N(R00 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中,另外,一或多個H原子可由F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-置換, P 可聚合基團, Sp 間隔基團或單鍵, A1 、A3 具有1至20個、較佳地1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀伸烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況由-CR0 =CR00 -、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式置換且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換,且其視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代, A2 、A4 具有5至20個環原子之伸芳基或伸雜芳基,其視情況含有稠合環,且視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代, Z1-4 -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-(CH2 )n1 -、 -CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-(CF2 )n1 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、 -CF=CH-、-CºC-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、 -CH2 -CH2 -CO-O-、-O-CO-CH2 -CH2 -、-CR0 R00 -或單鍵, R0 、R00 H或具有1至12個C原子之烷基, L F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況由-CR0 =CR00 -、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況經P-Sp-、F或Cl置換, R1 、R2 具有1至6個C原子之直鏈或分支鏈烷基,較佳地甲基, R3 OH、甲基、甲氧基、視情況經一或多個基團L、R、P或P-Sp-取代之苯基,或嗎啉-1-基, a、b、c、d 0、1、2或3,其中a+c≥1,且較佳地a+b+c+d≤4, g 1、2、3或4, n1 1、2、3或4, r 0、1、2、3或4, p 1、2或3,其中p+r ≤5, 其中在式II中,在g≥2之情況下,基團(P-Sp)p 及-C(=O)-CR1 R2 R3 與不同末端苯環連接,且在g≥3之情況下,所有苯環均經由對位位置彼此連接。
本發明進一步係關於如上文及下文所描述之混合物於LC介質及LC顯示器中、尤其於LC顯示器之LC介質、作用層或對準層中的用途,其中LC顯示器較佳為PSA顯示器。
本發明進一步係關於LC介質,其包含一或多種式I化合物及一或多種式II化合物。
本發明此外係關於一種LC介質,其包含 - 可聚合組分A),其包含一或多種可聚合化合物,較佳地由其組成,且包含一或多種式I化合物及一或多種式II化合物, - 液晶組分B),下文中亦稱作「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原基或液晶化合物,較佳由其組成。
根據本發明之LC介質之液晶組分B)在下文中亦稱作「LC主體混合物」,且較佳包含一或多種、較佳至少兩種選自不可聚合之低分子量化合物之液晶原基或LC化合物。
本發明此外係關於一種如上文及下文所描述之LC介質,其中LC主體混合物或組分B)包含至少一種包含烯基之液晶原基或LC化合物。
本發明此外係關於一種如上文所描述之LC介質或LC顯示器,其中組分A)之式I及式II之化合物,或可聚合化合物經聚合。
本發明進一步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,其包含以下步驟:使一或多種液晶原基或LC化合物、或如上文及下文所描述之LC主體混合物或LC組分B),與一或多種式I化合物及一或多種式II化合物,及視情況與其他LC化合物及/或添加劑混合。
本發明進一步係關於根據本發明之式I及式II之化合物及混合物及LC介質於PSA顯示器中之用途,尤其於含有LC介質之PSA顯示器中之用途,以用於藉由在PSA顯示器中原位聚合式I及式II之化合物,較佳地在電場或磁場中在LC介質中產生傾斜角。
本發明進一步係關於一種LC顯示器,其包含一或多種根據本發明之式I及式II化合物或LC介質;尤其PSA顯示器;尤其較佳PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA或 PS-TN顯示器。
本發明進一步係關於根據本發明之式I及式II化合物及LC介質於經聚合物穩定之SA-VA顯示器中之用途;及經聚合物穩定之SA-VA顯示器,其包含根據本發明之一或多種式I及式II之化合物或LC介質,較佳地經聚合物穩定之SA-VA或SA-FFS顯示器。
本發明進一步係關於一種LC顯示器,其包含可藉由聚合如上文所述之可聚合組分A)之一或多種式I及式II的化合物獲得之聚合物,或包含根據本發明之LC介質,其較佳地係PSA顯示器、極佳地係PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA或PS-TN顯示器、或經聚合物穩定之SA-VA或SA-FFS顯示器。
本發明進一步係關於一種PSA類型之LC顯示器,其包含兩個基板(其至少一個為透光的)、提供於各基板上之電極或提供於基板中僅一者上之兩個電極,及位於基板之間的LC介質層,其包含如上文及下文所描述之一或多種可聚合化合物及LC組分,其中該等可聚合化合物在顯示器之基板之間聚合。
本發明進一步係關於一種用於製造如上文及下文所描述之LC顯示器之方法,其包含在顯示器之基板之間填充或以其他方式提供包含如上文及下文所描述之一或多種可聚合化合物的LC介質及使可聚合化合物聚合之步驟。
根據本發明之PSA顯示器具有兩個電極,較佳呈透明層形式,其施加至基板中之一或兩者上。在一些顯示器中,例如在PS-VA、PS-OCB、PS-TN或SA-VA顯示器中,一個電極施加至兩個基板中之每一者上。在其他顯示器中,例如在PS-posi-VA、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS或SA-FFS顯示器中,兩個電極均施加至兩個基板中僅一者上。
在一較佳實施例中,在LC顯示器中聚合可聚合組分,同時在聚合期間至少部分地向顯示器之電極施加電壓。
可聚合組分之可聚合化合物較佳藉由光聚合、極佳藉由UV光聚合來聚合。
含有式I化合物及式II化合物之LC介質在用於經PSA或聚合物穩定之SA-VA顯示器中時展示以下有利特性: - 在某一程序窗內產生合適的傾斜, - UV處理之後產生RM之最小殘基之較快聚合, - -UV處理之後高電壓保持率, - 良好的傾斜穩定性, - 對熱量之足夠穩定性, - 在通常用於顯示器製造之有機溶劑中之充分溶解度。
另外,根據本發明之LC介質允許將非芳族RM用於PSA技術,其提供以下優勢: - 因為非芳族RM在當前標準UV-A曝露下不具有反應性,所以在處理之後殘餘RM之存在對LC混合物效能參數(諸如VHR、傾斜產生或傾斜穩定性)不具有負面影響, - 有可能減少及較佳地消除通常在第一UV曝光步驟之後應用以移除殘餘RM之第二UV曝光步驟, - 聚合及傾斜產生速率可易於藉由改變可聚合光引發劑之量(例如在10至500 ppm範圍內)來控制, - 非芳族RM在LC混合物中之溶解度比芳族RM更高。
除非另外說明,否則式I及式II之化合物較佳選自非對掌性化合物。
如本文所使用,術語「作用層」及「可切換層」意謂電光學顯示器(例如LC顯示器)中之層,該層包含一或多種具有結構及光學各向異性之分子,如(例如)LC分子,其在外部刺激(如電場或磁場)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對準。此處傾斜角指示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°)。此處低傾斜角值(亦即與90°角之大偏差)對應於大傾斜。量測傾斜角之適合方法在實例中給出。除非另外指示,否則上文及下文所揭示之傾斜角值係關於此量測方法。
如本文所使用,術語「反應性液晶原基」及「RM」應理解為意謂一種化合物,其含有液晶原基或液晶構架及一或多個適用於聚合且亦稱為「可聚合基團」或「P」之與該化合物連接的官能基。
除非另外說明,否則如本文所用之術語「可聚合化合物」應理解為意謂可聚合單體化合物。
如本文所使用,術語「低分子量化合物」應理解為意謂為單體及/或並非藉由聚合反應製備之化合物,與「聚合化合物」或「聚合物」相反。
如本文所使用,術語「不可聚合化合物」應理解為意謂不含有適用於在通常應用於RM聚合之條件下聚合之官能基的化合物。
如本文所使用之術語「液晶原基基團」為熟習此項技術者已知且描述於文獻中,且意謂由於其吸引及排斥相互作用之各向異性而實質上有助於使低分子量或聚合物質中液晶(LC)相產生的基團。含有液晶原基基團之化合物(液晶原基化合物)自身不必必須具有LC相。對於液晶原基化合物而言,亦有可能僅在與其他化合物混合之後及/或在聚合之後展現出LC相特性。典型液晶原基基團為(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。
如本文所用,術語「間隔基團」(下文亦稱為「Sp」)為熟習此項技術者已知且描述於文獻中,參見例如Pure Appl . Chem . 2001, 73(5), 888及C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele,Angew . Chem . 2004 , 116, 6340-6368。如本文所用,術語「間隔基團」或「間隔基」意謂可撓性基團,例如伸烷基,其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。
上文及下文中之
Figure 02_image007
表示反-1,4-伸環己基環, 且
Figure 02_image009
表示1,4-伸苯基環。
在基團
Figure 02_image011
Figure 02_image013
中,展示於兩個環原子之間的單鍵可連接至環之任何游離位置。
上文及下文中之「有機基團」表示碳或烴基。
「碳基」表示含有至少一個碳原子之單價或多價有機基團,其中此不含其他原子(諸如-C≡C-)或視情況含有一或多個其他原子,諸如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge (例如羰基等)。術語「烴基」指示另外含有一或多個H原子及視情況選用之一或多個雜原子(諸如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge)之碳基團。
「鹵素」表示F、Cl、Br或I,較佳地F或Cl。 -CO-、-C(=O)-及-C(O)-表示羰基,亦即
Figure 02_image015
碳或烴基可為飽和或不飽和基團。不飽和基團係(例如)芳基、烯基或炔基。具有超過3個C原子之碳或烴基可為直鏈、分支鏈及/或環狀基團且亦可含有螺鍵聯或縮合環。
術語「烷基」、「芳基」、「雜芳基」等亦涵蓋多價基團,例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基等。
術語「芳基」表示芳族碳基或自其衍生之基團。術語「雜芳基」表示如上文所定義之「芳基」,其含有一或多個較佳選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子。
較佳之碳基團及烴基為視情況經取代之具有1至40、較佳1至20、極佳1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基;視情況經取代之具有5至30、較佳6至25個C原子之芳基或芳氧基;或視情況經取代之具有5至30、較佳6至25個C原子之烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基,其中一或多個C原子亦可由較佳選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子置換。
更佳之碳基團及烴基係C1 -C20 烷基、C2 -C20 烯基、C2 -C20 炔基、C3 -C20 烯丙基、C4 -C20 烷基二烯基、C4 -C20 聚烯基、C6 -C20 環烷基、C4 -C15 環烯基、C6 -C30 芳基、C6 -C30 烷基芳基、C6 -C30 芳基烷基、C6 -C30 烷基芳氧基、C6 -C30 芳基烷氧基、C2 -C30 雜芳基、C2 -C30 雜芳氧基。
尤其較佳為C1 -C12 烷基、C2 -C12 烯基、C2 -C12 炔基、C6 -C25 芳基及C2 -C25 雜芳基。
更佳之碳基團及烴基係具有1至20個、較佳1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基,其未經取代或經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且其中一或多個不相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-C(Rx )=C(Rx )-、-CºC-、-N(Rx )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換。
Rx 較佳表示H、F、Cl、CN、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其中,另外,一或多個不相鄰C原子可經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子可經F或Cl置換,或表示視情況經取代之具有6至30個C原子之芳基或芳氧基或視情況經取代之具有2至30個C原子之雜芳基或雜芳氧基。
較佳烷基係例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
較佳烯基係例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基等。
較佳炔基係例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳之烷氧基係例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
較佳之胺基係例如二甲胺基、甲胺基、甲基苯胺基、苯胺基等。
芳基及雜芳基可係單環或多環,亦即其可含有一個環(諸如苯基)或兩個或更多個環,其亦可經稠合(諸如萘基)或共價鍵結(諸如聯二苯),或含有稠合環及鏈接環之組合。雜芳基含有一或多個較佳選自O、N、S及Se之雜原子。
尤佳為具有6至25個C原子之單環、雙環或三環芳基及具有5至25個環原子之單環、雙環或三環雜芳基,其視情況含有稠環且視情況經取代。此外,較佳為5員、6員或7員芳基及雜芳基,其中,另外一或多個CH基團可以使得O原子及/或S原子彼此不直接連接之方式經N、S或O置換。
較佳芳基為例如苯基、聯二苯、聯三苯、[1,1':3',1'']聯三苯-2'-基、萘基、蒽、聯萘、菲、9,10-二氫-菲、芘、二氫芘、屈、苝、稠四苯、稠五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺二茀等。
較佳雜芳基係例如 5員環,諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑;6員環,諸如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪;或稠合基團,諸如吲哚、異吲哚、吲哚嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘咪唑、菲咪唑、吡啶咪唑、吡嗪咪唑、喹喏啉咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、喋啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、啡噻嗪、啡噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喏啉、吩嗪、萘啶、氮雜咔唑、苯并咔啉、啡啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩或此等基團之組合。
上文及下文所提及之芳基及雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。
(非芳族)脂環基及雜環基涵蓋飽和環(亦即僅含有單鍵之彼等環)以及部分不飽和環(亦即,亦可含有複鍵之彼等環)兩者。雜環含有一或多個較佳地選自Si、O、N、S及Se之雜原子。
(非芳族)脂環族基及雜環基可為單環的,亦即,僅含有一個環(諸如環己烷);或為多環的,亦即,含有複數個環(諸如十氫萘或二環辛烷)。尤其較佳為飽和基團。此外,較佳為具有5至25個環原子之單環、雙環或三環基團,其視情況含有稠合環且視情況經取代。此外,較佳為5員、6員、7員或8員碳環基團,其中,另外,一或多個C原子可經Si置換且/或一或多個CH基團可經N置換且/或一或多個不相鄰CH2 基團可經-O-及/或-S-置換。
較佳脂環基及雜環基係例如5員基團,諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫代呋喃、吡咯啶;6員基團,諸如環己烷、環己矽烷、環己烯、四氫哌喃、四氫硫代哌喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶;7員基團,諸如環庚烷;及稠合基團,諸如四氫萘、十氫萘、茚滿、雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-甲橋茚滿-2,5-二基。
較佳取代基係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;或用於增加聚合物中之玻璃轉移溫度(Tg)之取代基,特定言之龐大基團,例如第三丁基或視情況經取代之芳基。
下文中亦稱作「LS 」之較佳取代基係例如F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx )2 、-C(=O)Y1 、-C(=O)Rx 、-N(Rx )2 、各具有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、視情況經取代之具有1至20個Si原子之矽烷基、或視情況經取代之具有6至25個、較佳地6至15個C原子之芳基置換, 其中Rx 表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式置換且其中一或多個H原子各自視情況經F、Cl、P-或P-Sp-置換且Y1 表示鹵素。
「經取代之矽烷基或芳基」較佳意謂經鹵素、-CN、R0 、-OR0 、-CO-R0 、-CO-O-R0 、-O-CO-R0 或-O-CO-O-R0 取代,其中R0 表示H或具有1至20個C原子之烷基。
尤其較佳取代基LS 係例如F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 ,另外為苯基。
Figure 107134342-A0304-0001
其中L具有上文所指示之意義中之一者。
可聚合基團P係適用於聚合反應(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,尤其含有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,諸如氧雜環丁烷或環氧基。
較佳基團P選自由以下組成之群: CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、
Figure 02_image027
Figure 02_image029
、CH2 =CW2 -(O)k3 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH3 -CH=CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、HO-CW2 W3 -、HS-CW2 W3 -、HW2 N-、HO-CW2 W3 -NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W4 W5 W6 Si-,其中W1 表示H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、F、Cl或CH3 ;W2 及W3 各自彼此獨立地表示H或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、甲基、乙基或正丙基;W4 、W5 及W6 各自彼此獨立地表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基;W7 及W8 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基;Phe表示1,4-伸苯基,其視情況經除P-Sp-以外之一或多個如上文所定義之基團L取代;k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1,k3 較佳表示1且k4 表示1至10之整數。
極佳基團P係選自由以下組成之群: CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、
Figure 02_image031
Figure 02_image033
、CH2 =CW2 -O-、CH2 =CW2 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-及W4 W5 W6 Si-,其中W1 表示H、F、Cl、CN、CF3 苯基或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、F、Cl或CH3 ;W2 及W3 各自彼此獨立地表示H或具有1至5個C原子之烷基,特定言之H、甲基、乙基或正丙基;W4 、W5 及W6 各自彼此獨立地表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基;W7 及W8 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基;Phe表示1,4-伸苯基;k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1,k3 較佳表示1且k4 表示1至10之整數。
極尤其較佳基團P係選自由以下組成之群:CH2 =CW1 -CO-O-,尤其CH2 =CH-CO-O-、CH2 =C(CH3 )-CO-O-及CH2 =CF-CO-O-,另外CH2 =CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-O-CO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、
Figure 02_image035
更佳可聚合基團P選自由以下組成之群:乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物,最佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
若間隔基團Sp不同於單鍵,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、較佳地1至12個C原子之直鏈或分支鏈伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且其中,另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-O-、-S-、-NH-、-N(R0 )-、-Si(R0 R00 )-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00 )-CO-O-、-O-CO-N(R0 )-、-N(R0 )-CO-N(R00 )-、-CH=CH-或-CºC-以使得O及/或S原子彼此不直接連接的方式置換, X" 表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R0 )-、-N(R0 )-CO-、-N(R0 )-CO-N(R00 )-、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-CY2 =CY3 -、-CºC-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵, R0 及R00 各自彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基,且 Y2 及Y3 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X"較佳係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR00 -或單鍵。
典型的間隔基團Sp及-Sp"-X"-係例如-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -O-CO-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-O-、-(CH2 CH2 O)q1 -CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -S-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -NH-CH2 CH2 -或-(SiR0 R00 -O)p1 -,其中p1係1至12的整數,q1係1至3的整數,且R0 及R00 具有上文所述之含義。
尤其較佳之基團Sp及-Sp''-X''-係-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -O-CO-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-O-,其中p1及q1具有上文所指定之含義。
在各情況下,尤其優選之基團Sp''係直鏈伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫基伸乙基、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及式II及其子式之化合物含有間隔基團Sp,其經一或多個可聚合基團P取代,使得基團Sp-P對應於Sp(P)s ,其中s ≥2 (分支鏈可聚合基團)。
根據此較佳實施例之較佳的式I及式II之化合物係其中s為2之彼等,亦即含有基團Sp(P)2 之化合物。根據此較佳實施例之極較佳式I化合物含有選自下式之基團: -X-烷基-CHPP S1 -X-烷基-CH((CH2 )aa P)((CH2 )bb P) S2 -X-N((CH2 )aa P)((CH2 )bb P) S3 -X-烷基-CHP-CH2 -CH2 P S4 -X-烷基-C(CH2 P)(CH2 P)-Caa H2aa+1 S5 -X-烷基-CHP-CH2 P S6 -X-烷基-CPP-Caa H2aa+1 S7 -X-烷基-CHPCHP-Caa H2aa+1 S8 其中P如式I中所定義, 烷基 表示單鍵或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈伸烷基,其未經取代或經F、Cl或CN單取代或多取代,且其中一或多個不相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-C(R0 )=C(R0 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,其中R0 具有上文所指示之含義, aa及bb 各自彼此獨立地表示0、1、2、3、4、5或6, X 具有針對「X」所指示之含義中之一者,且較佳係O、CO、SO2 、O-CO-、CO-O或單鍵。
較佳之間隔基團Sp(P)2 選自式S1、S2及S3。
極較佳之間隔基團Sp(P)2 選自以下子式: -CHPP S1a -O-CHPP S1b -CH2 -CHPP S1c -OCH2 -CHPP S1d -CH(CH2 -P)(CH2 -P) S2a -OCH(CH2 -P)(CH2 -P) S2b -CH2 -CH(CH2 -P)(CH2 -P) S2c -OCH2 -CH(CH2 -P)(CH2 -P) S2d -CO-NH((CH2 )2 P)((CH2 )2 P) S3a
在如上文及下文所描述之式I及及式II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、氧雜環丁烷及環氧化物,最佳地選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸脂。
更佳係如上文及下文所描述之式I及式II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酯,最佳地為甲基丙烯酸酯。
在如上文及下文所描述之式I及其子式之化合物中,R較佳地表示P-Sp-。
更佳係式I化合物,其中R係選自F、Cl或CN。
更佳的係式I化合物,其中R係選自具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中,另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由(R0 )=C(R00 )-、-CºC-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接的方式置換,且其中,另外,一或多個H原子可經F置換,且極佳地R係選自具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈,視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基及炔基基團具有至少2個C原子且分支鏈基團具有至少3個C原子)。
更佳的係如上文及下文所描述之式I及式II其子式之化合物,其中Sp表示單鍵或-(CH2 )p1 -、-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,其中p1為2、3、4、5或6,且若Sp係-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,則O-原子或CO-基團各別地與苯環連接。
更佳的係如上文及下文所描述之式I及式II及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp係單鍵。
更佳的係如上文及下文所描述之式I及式II及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp不同於單鍵,且較佳選自-(CH2 )p1 -、-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,其中p1為2、3、4、5或6,且若Sp係-O-(CH2 )p1 -、-O-CO-(CH2 )p1 或-CO-O-(CH2 )p1 ,則O-原子或CO-基團分別地與苯環連接。
式I中之極佳基團-(A1 -Z1 )a -(A2 -Z2 )b -(A3 -Z3 )c -(A4 -Z4 )d -係選自下式
Figure 02_image037
其中i係1至12之整數,且該伸環己基及苯環視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代。
較佳之式I化合物選自以下子式:
Figure 02_image039
Figure 02_image041
Figure 02_image043
其中P、Sp及L彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有式I中所給出之含義中之一者或如上文及下文所給出之較佳含義中之一者,i係如式A4中所定義,r為0、1、2、3或4,較佳地為0、1或2,且s為0、1、2或3,較佳地0或1。
極佳之式I化合物選自下式:
Figure 02_image045
Figure 02_image047
Figure 02_image049
Figure 02_image051
Figure 02_image053
Figure 02_image055
Figure 02_image057
其中i係如上文所定義且較佳為3、4、5或6。
式II化合物較佳選自下式
Figure 02_image059
Figure 02_image061
其中P、Sp、L、R1 - 3 及r具有式II中所給出之含義,h為0、1或2,p1為0或1,p2為0、1或2、較佳地0或1,其中p1+p2 ≥1且p1+p2+r ≤5。
在式II、IIA及IIB之化合物中,基團-C(=O)-CR1 R2 R3 較佳選自以下基團
Figure 02_image063
Figure 02_image065
,其中Me係甲基,星號*表示與式II、IIA及IIB中之末端苯環連接之鍵,P及Sp具有上文及下文所給出之含義,P較佳地係丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、極佳甲基丙烯酸酯,且Sp較佳係單鍵。
較佳之式II、IIA及IIB之化合物係選自下式
Figure 02_image067
Figure 02_image069
Figure 02_image071
其中P、Sp、L、R1 - 3 、r及h具有式II中所給出之含義。
較佳之式II、IIA、IIB、IIA1-IIA3及IIB1-IIB5之化合物係選自以下子式
Figure 02_image073
Figure 02_image075
Figure 02_image077
Figure 02_image079
Figure 02_image081
Figure 02_image083
Figure 02_image085
Figure 02_image087
Figure 02_image089
其中P、Sp、L及r具有式II中所給出之含義且Me係甲基,P較佳係丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、極佳甲基丙烯酸酯,且Sp較佳係單鍵。
極佳之式II、IIA、IIB、IIA1-IIA3及IIB1-IIB5之化合物係選自下式
Figure 02_image091
Figure 02_image093
Figure 02_image095
Figure 02_image097
Figure 02_image099
Figure 02_image101
Figure 02_image103
其中Me係甲基。
較佳之式I、II、IIA、IIB、IIA1-IIA3及IIB1-IIB5及其子式之化合物係選自以下較佳實施例,其包括其任何組合: - a、b、c及d為0、1或2,較佳0或1,其中a+c≥1且a+b+c+d≤3, - a+b+c+d ≤4,較佳≤3, - a+b+c+d為1或2, - a為1或2且c為0, - b=d=0, - b+d=1, - c=d=0, - A1 係具有1至20個、較佳1至12個C原子之直鏈或分支鏈伸烷基,其中一或多個不相鄰CH2 -基團視情況由-CR0 =CR00 -、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況經F或Cl置換,且其視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代,a為1且b=c=d=0, - Z1 、Z2 、Z3 及Z4 係單鍵, - A1 及A3 係反-1,4-伸環己基,其視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代, - A2 及A4 係選自1,4-伸苯基、吡啶及噻吩,其皆視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代, - R係P-Sp-, - R1 及R2 係甲基或甲氧基, - R3 係OH,視情況較佳地在對位位置經L或P-Sp-取代之苯基、或N-嗎啉, - i為3、4、5或6,較佳為3, - g為1, - g為2或3, - h為0, - h為1, - p為1, - p為2, - p1及p2中之一者為0且另一者為1, - p1為1且p2為1, - 化合物中之所有基團P具有相同含義, - 化合物準確地含有兩個可聚合基團(由P表示), - 化合物準確地含有三個可聚合基團(由P表示), - p選自由以下組成之群:丙烯酸酯、甲基丙烯酸脂及氧雜環丁烷,極佳為丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂, - P係甲基丙烯酸酯, - 所有基團Sp均係單鍵, - 基團Sp中之至少一者係單鍵且基團Sp中之至少一者不同於單鍵, - Sp不同於單鍵時係-(CH2 )p2 -、-(CH2 )p2 -O-、-(CH2 )p2 -CO-O-、-(CH2 )p2 -O-CO-,其中p2為2、3、4、5或6,且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, - Sp係單鍵或指示-(CH2 )p2 -、-(CH2 )p2 -O-、-(CH2 )p2 -CO-O-、-(CH2 )p2 -O-CO-,其中p2為2、3、4、5或6,且O-原子或CO-基團各別地連接至苯環, - Sp(P)2 選自子式S11-S31。
式I及II及其子式之化合物及中間物可類似於熟習此項技術者已知且描述於諸如以下之標準有機化學著作中之方法來製備:Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart。
舉例而言,丙烯酸或甲基丙烯酸酯可藉由在鹼(如吡啶或三乙胺)及4-(N, N-二甲胺基)吡啶(DMAP)存在下用酸衍生物酯化對應醇(例如(甲基)丙烯醯基氯化物或(甲基)丙烯酸酐)來製備。可替代地,酯可藉由在脫水試劑(例如根據Steglich用二環己基碳化二亞胺(DCC)、N -(3-二甲基胺基丙基)-N ' -乙基碳化二亞胺(EDC)或N -(3-二甲基胺基丙基)-N ' -乙基碳化二亞胺鹽酸鹽)及DMAP存在下用(甲基)丙烯酸使醇酯化來製備。
具有氟取代基之化合物可根據以下合成流程或類似於以下合成流程製備。
Figure 02_image105
其他適合之方法在實例中展示。
為了生產PSA顯示器,藉由在LC顯示器之基板之間的LC介質中原位聚合,視情況同時向電極施加電壓,使LC介質中所含有之可聚合化合物聚合或交聯(若一種化合物含有兩個或大於兩個之可聚合基團)。
根據本發明之PSA顯示器之結構對應於如在開始時引用之如先前技術中所描述之PSA顯示器的常見幾何結構。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之幾何結構。PS-VA顯示器之尤其適合且較佳之電極結構描述於例如US 2006/0066793 A1中。
本發明之較佳PSA類型LC顯示器包含: - 第一基板,其包括界定像素區域之像素電極,該像素電極連接至安置於各像素區域中之切換元件且視情況包括微狹縫圖案及安置於該像素電極上之視情況選用之第一對準層, - 第二基板,其包括共同電極層,該共同電極層可安置於面對該第一基板之該第二基板之整個部分上;及視情況選用之第二對準層, - LC層,其安置於第一基板與第二基板之間,且包括包含如上文及下文所描述之可聚合組分A及液晶組分B之LC介質,其中該可聚合組分A亦可經聚合。
第一及/或第二對準層控制LC層之LC分子之對準方向。舉例而言,在PS-VA顯示器中,選擇對準層以使得其賦予LC分子垂直(或豎直)對準(亦即與表面正交)或傾斜對準。此類對準層可例如包含聚醯亞胺,其亦可摩擦或可藉由光對準方法製備。
藉由顯示器製造商習知使用之方法,例如所謂的滴下式填充(ODF)方法,可使具有LC介質之LC層沈積於顯示器之基板之間。LC介質之可聚合組分隨後例如藉由UV光聚合來聚合。聚合可在一個步驟中或在兩個或超過兩個步驟中進行。
PSA顯示器可包含其他元件,如濾色器、黑色基質、鈍化層、光阻滯層、用於定址個別像素之電晶體元件等,其皆為熟習此項技術者所熟知且可採用而無需本發明技術。
電極結構可由技術人員根據個別顯示器類型而進行設計。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分子之多結構域定向以形成兩個、四個或多於四個的不同傾斜對準方向。
在另一較佳實施例中,基板中之至少一者,較佳地兩個基板未配備有對準層。較佳地,根據此較佳實施例之LC介質含有自對準(SA)添加劑,較佳地濃度為0.1至2.5%。
根據此較佳實施例之較佳顯示器係SA-VA及SA-FFS顯示器。
用於此較佳實施例之較佳SA添加劑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種選自羥基、羧基、胺基或硫醇基之極性錨定基團封端。更佳SA添加劑含有一或多種視情況經由間隔基團附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方法中的RM之類似條件下在LC介質中聚合。
尤其用於SA-VA型顯示器之引發垂直對準的適合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。
在聚合後,可聚合化合物形成交聯聚合物,其導致LC介質中之LC分子之一定預傾斜。不希望受特定理論束縛,咸信由可聚合化合物形成之交聯聚合物之至少一部分將相分離或自LC介質沈澱出且在基板或電極上形成聚合物層或設置於其上之對準層。顯微量測資料(如SEM及AFM)已確證,所形成之聚合物之至少一部分積聚於LC/基板界面處。
聚合可在一個步驟中進行。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,以便產生預傾斜角,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係例如熱或光聚合,較佳光聚合,特定言之UV誘導光聚合,其可藉由使可聚合化合物曝露於UV輻射來實現。
式II化合物充當光起始劑,其可吸收UV光,尤其在UV-A範圍內之UV光,且可起始式I之可聚合化合物之聚合,該等式I之可聚合化合物現在或僅展示在UV-A範圍內之低吸收。
由於存在可聚合基團,式II之光引發劑亦可形成藉由式II化合物形成之聚合物之部分。進而,減少在聚合之後LC介質中之光引發劑之游離裂解產物的存在且抑制或甚至避免對LC混合物效能參數(諸如VHR、傾斜產生或傾斜穩定性)之負面影響。
除了式II之可聚合引發劑之外,視情況可將一或多種其他聚合引發劑添加至LC介質。聚合之適合條件及引發劑之適合類型及量為熟習此項技術者已知且描述於文獻中。適用於自由基聚合的係例如市售光引發劑Irgacure651®、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173® (Ciba AG)。若採用聚合引發劑,則其比例較佳為0.001至5重量%,尤其較佳為0.001至1重量%。
在本發明之一較佳實施例中,LC介質不含有除式II之彼等以外的任何光引發劑。
LC介質亦可包含一或多種穩定劑以便防止例如在儲存或運輸期間RM之非所需自發聚合。穩定劑之適合類型及量為熟習此項技術者已知的且描述於文獻中。尤其適合的係例如Irganox®系列(Ciba AG),諸如Irganox® 1076之市售穩定劑。若採用穩定劑,則以RM或可聚合組分(組分A)之總量計,其比例較佳為10-500,000 ppm,尤其較佳為50-50,000 ppm。
式I之可聚合化合物尤其展示良好的UV吸收,且因此尤其適用於製備PSA顯示器之方法,該PSA顯示器包括以下特徵中之一或多者: - 僅在一個步驟(「UV-1步驟」)中進行聚合以產生傾斜角,且不需要且較佳忽略用以完全聚合之第二UV曝光步驟(「UV-2步驟」), - 將可聚合LC介質曝露於藉由UV燈產生之顯示器中之UV光,該UV燈發射在UV-a範圍內之輻射。
UV輻射能量一般為6至100 J,視製造製程條件而定。
較佳地,根據本發明之LC介質基本上由如上文及下文所描述之可聚合組分A)、或式I及式II之一或多種可聚合化合物,及LC組分B),或LC主體混合物組成。然而,LC介質可另外包含一或多種其他組分或添加劑,較佳選自包括但不限於以下之清單:共聚單體、對掌性摻雜劑、聚合引發劑、抑制劑、穩定劑、界面活性劑、濕潤劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏附劑、流動改良劑、消泡劑、脫氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染料、顏料及奈米粒子。
尤其較佳為包含一種、兩種或三種式I及式II之可聚合化合物的LC介質。
此外,較佳為其中可聚合組分A)排他地包含式I及式II之可聚合化合物之LC介質。
此外,較佳為其中液晶組分B)或LC主體混合物具有向列型LC相且較佳並不具有對掌性液晶相之LC介質。
LC組分B)或LC主體混合物較佳為向列型LC混合物。
另外,較佳為非對掌性式I及式II之化合物及其中組分A及/或B之化合物排他性地選自由非對掌性化合物組成之群的LC介質。
較佳地,LC介質中可聚合組分A)之比例為> 0%至< 5%,極佳> 0%至< 1%,最佳0.01%至0.5%。
較佳地,LC介質中式I化合物之比例為> 0至< 5%,極佳> 0至< 1%,最佳為0.01至0.5%。
較佳地,LC介質中式II化合物之比例為10至500 ppm,極佳50至200 ppm。
較佳地,LC介質中之LC組分B)之比例為95%至<100%,極佳地為99%至<100%。
在一較佳實施例中,可聚合組分B)之可聚合化合物排他地選自式I及式II。
在另一較佳實施例中,可聚合組分B)除了式I及式II之化合物之外亦包含一或多種其他可聚合化合物(「共聚單體」),較佳地選自RM。
適合且較佳之液晶原基共聚單體選自下式:
Figure 02_image107
Figure 02_image109
Figure 02_image111
Figure 02_image113
Figure 02_image115
其中個別基團具有以下含義: P1 、P2 及P3 各自彼此獨立地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基, Sp1 、Sp2 及Sp3 各自彼此獨立地表示單鍵或具有上文及下文關於Sp所指示含義中之一者的間隔基團,且尤其較佳表示-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-或-(CH2 )p1 -O-CO-O-,其中p1係1至12之整數,其中此外,基團P1 -Sp1 -、P1 -Sp2 -及P3 -Sp3 -中之一或多者可表示Raa ,其限制條件為所存在基團P1 -Sp1 -、P2 -Sp2 及P3 -Sp3 -中之至少一者不同於Raa , Raa 表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中另外,一或多個不相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由C(R0 )=C(R00 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中另外,一或多個H原子可經F、Cl、CN或P1 -Sp1 -;尤其較佳經具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基、或烷氧基羰氧基(其中,烯基及炔基基團具有至少兩個C原子且分支鏈基團具有至少三個C原子)置換, R0 、R00 在每次出現時各自彼此獨立地且相同或不同地表示H或具有1至12個C原子之烷基, Ry 及Rz 各自彼此獨立地表示H、F、CH3 或CF3 , X1 、X2 及X3 各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-或單鍵, Z1 表示-O-、-CO-、-C(Ry Rz )-或-CF2 CF2 -, Z2 及Z3 各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -或-(CH2 )n -,其中n為2、3或4, L 在每次出現時,相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,較佳F, L'及L" 各自彼此獨立地表示H、F或Cl, r 表示0、1、2、3或4, s 表示0、1、2或3, t 表示0、1或2, x 表示0或1。
尤其較佳係式M2、M13、M17、M22、M23、M24及M30之化合物。
更佳係三反應性化合物M15至M30,尤其M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30及M31。
在式M1至M31之化合物中,基團
Figure 107134342-A0304-0002
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,且較佳係F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、C(CH3 )3 、CH(CH3 )2 、CH2 CH(CH3 )C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 或P-Sp-,極佳F、Cl、CN、CH3 、C2 H5 、OCH3 、COCH3 、OCF3 或P-Sp-,更佳F、Cl、CH3 、OCH3 、COCH3 或OCF3 ,尤其F或CH3
除了上文所描述之可聚合化合物以外,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、較佳兩種或多於兩種選自不可聚合之低分子量化合物的LC化合物。選擇此等LC化合物以使得其在應用於可聚合化合物之聚合之條件下對聚合反應為穩定及/或無反應。
原則上,適用於習知顯示器之任何LC混合物均適合作為主體混合物。適合LC混合物為熟習此項技術者所知的且在文獻中有描述,例如EP 1 378 557 A1中之VA顯示器中之混合物及EP 1 306 418 A1及DE 102 24 046 A1中之OCB顯示器之混合物。
式I及式II之可聚合化合物尤其適用於包含一或多種包含烯基之液晶原基或LC化合物(在下文中亦稱作「烯基化合物」)之LC主體混合物,其中該烯基在用於聚合式I及式II之化合物及聚合包含於LC介質中之其他可聚合化合物的條件下對聚合反應為穩定的。相比於自先前技術已知之RM,此類LC主體混合物中之式I及式II之化合物展現改良之特性,如溶解度、反應性或產生傾斜角之能力。
因此,除了式I及式II之可聚合化合物之外,根據本發明之LC介質包含一或多種包含烯基之液晶原基或液晶化合物(「烯基化合物」),其中此烯基較佳在用於聚合式I及式II之可聚合化合物或聚合包含於LC介質中之其他可聚合化合物之條件下對聚合反應為穩定的。
烯基化合物中之烯基較佳選自直鏈、分支鏈或環狀烯基,其尤其具有2至25個C原子、尤其較佳地具有2至12個C原子,其中,另外,一或多個不相鄰CH2 基團可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接的方式置換,且其中,另外,一或多個H原子可經F及/或Cl置換。
較佳之烯基係具有2至7個C原子之直鏈烯基及環己烯基,尤其係乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、1,4-環己-1-基及1,4-環己-3-基。
LC主體混合物中含有烯基之化合物(亦即無任何可聚合化合物)的濃度較佳為5%至100%、極佳20%至60%。
尤其較佳係含有1至5種、較佳1、2或3種具有烯基之化合物的LC混合物。
含有烯基之液晶原基及LC化合物較佳選自如下所定義之式AN及AY。
除如上文所描述之可聚合組分A)以外,根據本發明之LC介質包含LC組分B)或LC主體混合物,其包含一或多種,較佳地兩種或多於兩種選自不可聚合之低分子量化合物之LC化合物。選擇此等LC化合物以使得其在應用於可聚合化合物之聚合之條件下對聚合反應為穩定及/或無反應。
在第一較佳實施例中,基於具有負介電各向異性之化合物,LC介質含有LC組分B)或LC主體混合物。此類LC介質尤其適用於PS-VA及PS-UB-FFS顯示器。此類LC介質之尤其較佳實施例為下文區段a)-z3)之彼等LC介質: a) 組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式CY及PY之化合物的LC介質:
Figure 02_image131
其中 a 表示1或2, b 表示0或1,
Figure 107134342-A0304-0003
R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基, Zx 及Zy 各自彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳地單鍵, L1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
較佳地,L1 及L2 兩者均表示F或L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl,或L3 及L4 兩者均表示F或L3 及L4 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式CY化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image137
Figure 02_image139
Figure 02_image141
Figure 02_image143
Figure 02_image145
其中a表示1或2,烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2-CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
式PY之化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image147
Figure 02_image149
Figure 02_image151
其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 b) 其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種包含烯基之液晶原基或LC化合物(在下文中亦稱作「烯基化合物」)之LC介質,其中該烯基在用於聚合包含於LC介質中之可聚合化合物的條件下對於聚合反應為穩定的。
較佳地,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式AN及AY之烯基化合物
Figure 02_image153
其中單獨基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義:
Figure 02_image155
RA1 具有2至9個C原子之烯基,或若環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則亦為RA2 之含義中之一者, RA2 具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換, Zx -CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳為單鍵, L1 2 H、F、Cl、OCF3 CF3 CH3 CH2 F或CHF2 H,較佳地H、F或Cl, x 1或2, z 0或1。
較佳之式AN及AY化合物係其中RA2 選自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基及庚烯基之彼等化合物。
在一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AN化合物:
Figure 02_image157
Figure 02_image159
其中烷基及烷基* 各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且烯基及烯基* 各自彼此獨立地表示具有2-7個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2-CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
較佳地,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自式AN1、AN2、AN3及AN6之化合物,極佳地一或多種式AN1化合物。
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AN化合物:
Figure 02_image161
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,且Rb1 表示H、CH3 或C2 H5
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之化合物:
Figure 02_image163
Figure 02_image165
最佳係式AN1a2及AN1a5化合物。
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AY化合物:
Figure 02_image167
Figure 02_image169
Figure 02_image171
Figure 02_image173
Figure 02_image175
其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,「(O)」表示O-原子或單鍵,且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2-7個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 - CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
在另一較佳實施例中,組分B)或LC主體混合物包含一或多種選自以下子式之式AY化合物:
Figure 02_image177
Figure 02_image179
其中m及n各自彼此獨立地表示1、2、3、4、5或6,且烯基表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2-CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -
較佳地,LC介質中式AN及AY化合物之比例為2重量%至70重量%,極佳地為5重量%至60重量%,最佳地為10重量%至50重量%。
較佳地,LC介質或LC主體混合物含有1至5種,較佳1、2或3種選自式AN及AY之化合物。
在本發明之一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式AY14、極佳AY14a之化合物。LC介質中式AY14或AY14a化合物之比例較佳為3至20重量%。
添加式AN及/或AY之烯基化合物使得LC介質之黏度及回應時間降低。 c) 其中組分B)或LC主體混合物包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image181
其中個別基團具有以下含義:
Figure 02_image183
R3 及R4 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換, Zy 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳為單鍵。
式ZK之化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image185
Figure 02_image187
其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳係式ZK1化合物。
尤其較佳之式ZK化合物選自以下子式:
Figure 02_image189
其中丙基、丁基及戊基係直鏈基團。
最佳係式ZK1a化合物。 d) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image191
其中該等個別基團在每次出現時相同或不同地具有以下含義: R5 及R6 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基,
Figure 107134342-A0304-0004
e 表示1或2。
式DK化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image201
Figure 02_image203
其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 e) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image205
其中個別基團具有以下含義:
Figure 107134342-A0304-0005
其中至少一個環F不同於伸環己基, f 表示1或2, R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換, Zx 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵,較佳為單鍵, L1 及L2 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
較佳地,L1 及L2 兩者表示F,或基團L1 及L2 中之一者表示F且另一者表示Cl。
式LY化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image213
Figure 02_image215
Figure 02_image217
其中R1 具有上文所指示之含義,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,且v表示1至6之整數。R1 較佳地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基,特定言之CH3 、C2 H5 、n-C3 H7 、n-C4 H9 、n-C5 H11 、CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。 f) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質:
Figure 02_image219
其中烷基表示C1 - 6 烷基,Lx 表示H或F,且X表示F、Cl、OCF3 、OCHF2 或OCH=CF2 。尤其較佳為其中X表示F之式G1化合物。 g) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質:
Figure 02_image221
Figure 02_image223
Figure 02_image225
其中R5 具有上文針對R1 所指示之含義中之一者,烷基表示C1 - 6 烷基,d表示0或1,且z及m各自彼此獨立地表示1至6之整數。此等化合物中之R5 尤其較佳地係C1 - 6 烷基或烷氧基或C2 - 6 烯基,d較佳地為1。根據本發明之LC介質較佳包含一或多種量≥ 5重量%之上文所提及式之化合物。 h) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之聯二苯化合物的LC介質:
Figure 02_image227
其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
LC主體混合物中式B1至B3之聯二苯之比例較佳地為至少3重量%,尤其≥ 5重量%。
式B2化合物尤其較佳。
式B1至B3化合物較佳地選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image229
其中烷基* 表示具有1-6個C原子之烷基。根據本發明之介質尤其較佳包含一或多種式B1a及/或B2c之化合物。 i) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之聯三苯化合物之LC介質:
Figure 02_image231
其中R5 及R6 各自彼此獨立地具有上文所指示之含義中之一者,且
Figure 107134342-A0304-0006
各自彼此獨立地表示
Figure 02_image235
其中L5 表示F或Cl,較佳F,且L6 表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F或CHF2 ,較佳F。
式T之化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image237
Figure 02_image239
Figure 02_image241
Figure 02_image243
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,且m表示1至6之整數。R*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
R較佳地表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
根據本發明之LC主體混合物較佳地包含呈0.5重量%至30重量%,尤其1重量%至20重量%之量的式T及其較佳子式之聯三苯。
尤其較佳為式T1、T2、T3及T21化合物。在此等化合物中,R較佳地表示各自具有1至5個C原子之烷基,此外係烷氧基。
若混合物之Δn值≥ 0.1,則聯三苯較佳用於根據本發明之LC介質中。較佳之LC介質包含2-20重量%之一或多種式T之聯三苯化合物,較佳選自化合物T1至T22之群。 k) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之對聯四苯化合物的LC介質:
Figure 02_image245
其中 RQ 係具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其皆視情況經氟化, XQ 係F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯基氧基, LQ1 至LQ6 彼此獨立地係H或F,其中LQ1 至LQ6 中之至少一者係F。
較佳式Q化合物係其中RQ 表示具有2至6個C原子之直鏈烷基,極佳表示乙基、正丙基或正丁基之彼等化合物。
較佳之式Q化合物係其中LQ3 及LQ4 係F之彼等化合物。更佳之式Q化合物係其中LQ3 、LQ4 及LQ1 及LQ2 中之一或兩者係F之彼等化合物。
較佳之式Q化合物係其中XQ 表示F或OCF3 、極佳表示F之彼等化合物。
式Q化合物較佳選自以下子式
Figure 02_image247
其中RQ 具有上文及下文所給出之式Q之含義中之一者或其較佳含義中之一者,且較佳係乙基、正丙基或正丁基。
尤其較佳係式Q1化合物,尤其係其中RQ 係正丙基之彼等化合物。
較佳地,LC主體混合物中式Q化合物之比例為> 0至≤ 5重量%,極佳為0.1至2重量%,最佳為0.2至1.5重量%。
較佳地,LC主體混合物含有1至5種、較佳地1或2種式Q化合物。
將式Q之對聯四苯化合物添加至LC主體混合物中使得能夠減少ODF斑紋,同時保持高UV吸收,能夠快速且徹底的聚合,能夠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,且尤其使得能夠獲得高介電常數ε|| 值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此降低反沖電壓且減少影像殘留。 l) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種式C化合物之LC介質:
Figure 02_image249
其中 RC 表示具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其皆視情況經氟化, XC 表示F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯基氧基, LC1 、LC2 彼此獨立地表示H或F,其中LC1 及LC2 中之至少一者係F。
較佳式C化合物係其中RC 表示具有2至6個C原子之直鏈烷基、極佳地表示乙基、正丙基或正丁基之彼等化合物。
較佳之式C化合物係LC1 及LC2 係F之彼等化合物。
較佳之式C化合物係XC 表示F或OCF3 、極佳F之彼等化合物。
較佳之式C化合物選自下式
Figure 02_image251
其中RC 具有上文及下文所給出之式C之含義中之一者或其較佳含義中之一者,且較佳地係乙基、正丙基或正丁基,極佳地係正丙基。
較佳地,LC主體混合物中式C化合物之比例為> 0至≤ 10重量%,極佳為0.1至8重量%,最佳為0.2至5重量%。
較佳地,LC主體混合物含有1至5種、較佳地1、2或3種式C化合物。
將具有正介電各向異性之式C化合物添加至具有負介電各向異性之LC介質中允許更好地控制介電常數ε|| 及ε 之值,且尤其使得能夠獲得高介電常數ε|| 值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此降低反沖電壓且減少影像殘留。此外,添加式C化合物使得能夠降低LC介質之黏度且減少LC介質之響應時間。 m) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質:
Figure 02_image253
Figure 02_image255
其中R1 及R2 具有上文所指示之含義且較佳地各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或具有2至6個C原子之直鏈烯基。
較佳之介質包含一或多種選自式O1、O3及O4之化合物。 n) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之化合物的LC介質:
Figure 02_image257
其中
Figure 107134342-A0304-0007
R9 表示H、CH3 、C2 H5 或正C3 H7 ,(F)表示視情況選用之氟取代基,且q表示1、2或3,且R7 具有針對R1 所指示之含義中之一者,較佳地呈> 3重量%,尤其≥ 5重量%且極其尤佳地5重量%至30重量%之量。
尤其較佳之式FI化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image267
Figure 02_image269
其中R7 較佳地表示直鏈烷基,且R9 表示CH3 、C2 H5 或正C3 H7 。尤其較佳為式FI1、FI2及FI3之化合物。 o) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種選自由下式組成之群之化合物的LC介質:
Figure 02_image271
其中R8 具有針對R1 所指示之含義,且烷基表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。 p) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之化合物,諸如選自由下式組成之群之化合物的LC介質:
Figure 02_image273
Figure 02_image275
其中 R10 及R11 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基, 且R10 及R11 較佳地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之直鏈烯基,且 Z1 及Z2 各自彼此獨立地表示-C2 H4 -、-CH=CH-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )3 O-、-O(CH2 )3 -、-CH=CH-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CH=CH-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2 -或單鍵。 q) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之二氟二苯并𠳭烷及/或𠳭烷的LC介質:
Figure 02_image277
其中 R11 及R12 各自彼此獨立地具有上文針對R11 所指示之含義中之一者, 環M 係反-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基, Zm -C2 H4 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-或-O-CO-, c 為0、1或2, 較佳呈3至20重量%之量,尤其呈3至15重量%之量。
尤其較佳式BC、CR及RC之化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image279
Figure 02_image281
Figure 02_image283
其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,(O)表示氧原子或單鍵,c為1或2,且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
極尤其較佳為包含一種、兩種或三種式BC-2化合物之LC主體混合物。 r) 組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之經氟化菲及/或二苯并呋喃的LC介質:
Figure 02_image285
其中R11 及R12 各自彼此獨立地具有上文針對R11 所指示之含義中之一者,b表示0或1,L表示F,且r表示1、2或3。
尤其較佳之式PH及BF之化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image287
Figure 02_image289
其中R及R'各自彼此獨立地表示具有1-7個C原子之直鏈烷基或烷氧基。 s) 其中組分B)或LC主體混合物另外包含一或多種下式之單環化合物的LC介質
Figure 02_image291
其中 R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,較佳表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基, L1 及L2 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2
較佳地,L1 與L2 均表示F或L1 及L2 中之一者表示F而另一者表示Cl。
式Y化合物較佳選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image293
Figure 02_image295
其中,烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,烷氧基表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,烯基及烯基*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。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳之式Y化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image297
其中烷氧基較佳地表示具有3、4或5個C原子之直鏈烷氧基。 t) 除如上文及下文所描述之可聚合化合物之外,LC介質不含有含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2 )之化合物。 u) 組分B)或LC主體混合物包含1至8種、較佳1至5種式CY1、CY2、PY1及/或PY2之化合物之LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為5至60%,尤其較佳為10至35%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為2至20%。 v) 其中組分B)或LC主體混合物包含1至8種、較佳1至5種式CY9、CY10、PY9及/或PY10之化合物的LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為5至60%,尤其較佳為10至35%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為2至20%。 w) 組分B)或LC主體混合物包含1至10種、較佳1至8種式ZK化合物、尤其式ZK1、ZK2及/或ZK6之化合物之LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為3%至25%,尤其較佳為5至45%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為2至20%。 x) 作為整體之LC主體混合物中式CY、PY及ZK之化合物之比例大於70%,較佳大於80%的LC介質。 y) LC主體混合物含有一或多種含有烯基、較佳選自式AN及AY、極佳選自式AN1、AN3、AN6及AY14、最佳選自式AN1a、AN3a、AN6a及AY14之化合物的LC介質。LC主體混合物中此等化合物之濃度較佳為2至70%,極佳為3至55%。 z) 組分B)或LC主體混合物含有一或多種、較佳1至5種式PY1-PY8、極佳式PY2之所選擇化合物之LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之比例較佳為1至30%,尤其較佳為2至20%。在各情況下,此等個別化合物之含量較佳為1%至20%。 z1) 組分B)或LC主體混合物含有一或多種、較佳1、2或3種選自式T1、T2及T5、極佳選自式T2之化合物之LC介質。此等化合物在作為整體之LC主體混合物中之含量較佳為1%至20%。 z2) LC主體混合物含有一或多種選自式CY及PY之化合物、一或多種選自式AN及AY之化合物及一或多種選自式T及Q之化合物的LC介質。 z3) LC主體混合物含有一或多種、較佳1、2或3種式BF1化合物及一或多種、較佳1、2或3種選自式AY14、AY15及AY16、極佳式AY14之化合物的LC介質。LC主體混合物中式AY14-AY16之化合物之比例較佳為2至35%,極佳為3至30%。LC主體混合物中之式BF1化合物之比例較佳為0.5%至20%,極佳為1%至15%。更佳地,根據此較佳實施例之LC主體混合物含有一或多種、較佳1、2或3種式T、較佳選自式T1、T2及T5、極佳選自式T2或T5之化合物。LC主體混合物介質中式T化合物之比例較佳為0.5至15%,極佳為1至10%。
在第二較佳實施例中,LC介質含有基於具有正介電各向異性之化合物的LC主體混合物。此類LC介質尤其適用於PS-OCB、PS-TN、PS-Posi-VA、PS-IPS或PS-FFS顯示器中。
Figure 02_image299
Figure 02_image301
其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義:
Figure 107134342-A0304-0008
R21 、R31 各自彼此獨立地係具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其皆視情況經氟化, X0 F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯基氧基, Z31 -CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2 O-或單鍵,較佳係-CH2 CH2 -、-COO-、反-CH=CH-或單鍵,尤其較佳係-COO-、反-CH=CH-或單鍵, L21 、L22 、L31 、L32 各自彼此獨立地係H或F, g 0、1、2或3。
在式A及B化合物中,X0 較佳係F、Cl、CF3 、CHF2 、OCF3 、OCHF2 、OCFHCF3 、OCFHCHF2 、OCFHCHF2 、OCF2 CH3 、OCF2 CHF2 、OCF2 CHF2 、OCF2 CF2 CHF2 、OCF2 CF2 CHF2 、OCFHCF2 CF3 、OCFHCF2 CHF2 、OCF2 CF2 CF3 、OCF2 CF2 CClF2 、OCClFCF2 CF3 或CH=CF2 ,極佳係F或OCF3 ,最佳係F。
在式A及B之化合物中,R21 及R31 較佳選自具有1、2、3、4、5或6個C原子之直鏈烷基或烷氧基,及具有2、3、4、5、6或7個C原子之直鏈烯基。
在式A及B之化合物中,g較佳為1或2。
在式B化合物中,Z31 較佳係COO、反-CH=CH或單鍵,極佳係COO或單鍵。
較佳地,LC介質之組分B)包含一或多種選自由下式組成之群之式A化合物:
Figure 02_image309
Figure 02_image311
其中A21 、R21 、X0 、L21 及L22 具有式A中所給出之含義,L23 及L24 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。尤其較佳係式A1及A2之化合物。
尤其較佳之式A1化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image313
Figure 02_image315
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A1中所給出之含義,L23 、L24 、L25 及L26 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
極尤其較佳之式A1化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image317
Figure 02_image319
其中R21 如式A1中所定義。
尤其較佳之式A2化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image321
Figure 02_image323
Figure 02_image325
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A2中所給出之含義,L23 、L24 、L25 及L26 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
極尤其較佳之式A2化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image327
Figure 02_image329
其中R21 及X0 如式A2中所定義。
尤其較佳之式A3化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image331
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式A3中所給出之含義,且X0 較佳係F。
尤其較佳之式A4化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image333
其中R21 如式A4中所定義。
較佳地,LC介質之組分B)包含一或多種選自由下式組成之群之式B化合物:
Figure 02_image335
其中g、A31 、A32 、R31 、X0 、L31 及L32 具有式B中給出之含義,且X0 較佳係F。尤其較佳係式B1及B2化合物。
尤其較佳之式B1化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image337
其中R31 、X0 、L31 及L32 具有式B1中所給出之含義,且X0 較佳係F。
極尤其較佳之式B1a化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image339
其中R31 如式B1中所定義。
極尤其較佳之式B1b化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image341
其中R31 如式B1中所定義。
尤其較佳之式B2化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image343
Figure 02_image345
Figure 02_image347
其中R31 、X0 、L31 及L32 具有式B2中所給出之含義,L33 、L34 、L35 及L36 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
極尤其較佳之式B2化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image349
Figure 02_image351
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2b化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image353
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2c化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image355
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2d及B2e化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image357
Figure 02_image359
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2f化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image361
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2g化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image363
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2h化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image365
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2i化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image367
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2k化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image369
其中R31 如式B2中所定義。
極尤其較佳之式B2l化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image371
其中R31 如式B2中所定義。
作為B1及/或B2之化合物的替代或除式B1及/或B2之化合物以外,LC介質之組分B)亦可包含一或多種如上文所定義之式B3化合物。
尤其較佳之式B3化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image373
其中R31 如式B3中所定義。
較佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種式C化合物
Figure 02_image375
其中個別基團具有以下含義:
Figure 107134342-A0304-0009
R41 、R42 各自彼此獨立地係具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其皆視情況經氟化, Z41 、Z42 各自彼此獨立地係-CH2 CH2 -、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2 O-、-CF2 O-、-C≡C-或單鍵,較佳地係單鍵, h 0、1、2或3。
在式C化合物中,R41 及R42 較佳選自具有1、2、3、4、5或6個C原子之直鏈烷基或烷氧基,及具有2、3、4、5、6或7個C原子之直鏈烯基。
在式C化合物中,h較佳為0、1或2。
在式C化合物中,Z41 及Z42 較佳地選自COO、反-CH=CH及單鍵,極佳選自COO及單鍵。
較佳之式C化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image383
Figure 02_image385
Figure 02_image387
其中R41 及R42 具有式C中所給出之含義,且較佳地各自彼此獨立地表示具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基,或具有2至7個C原子之烯基、烯基氧基、烷氧基烷基或氟化烯基。
更佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種式D化合物
Figure 02_image389
其中A41 、A42 、Z41 、Z42 、R41 、R42 及h具有式C中所給出之含義或上文給出之較佳含義中之一者。
較佳之式D化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image391
其中R41 及R42 具有式D中所給出之含義,且R41 較佳表示烷基,且在式D1中,R42 較佳表示烯基,尤其較佳-(CH2 )2 -CH=CH-CH3 ,且在式D2中,R42 較佳表示烷基、-(CH2 )2 -CH=CH2 或-(CH2 )2 -CH=CH-CH3
更佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種含有烯基之式E化合物
Figure 02_image393
其中個別基團在每次出現時相同或不同地各自彼此獨立地具有以下含義:
Figure 107134342-A0304-0010
Figure 107134342-A0304-0011
RA1 具有2至9個C原子之烯基,或若環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則亦為RA2 之含義中之一者, RA2 具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2 基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換, x 1或2。
RA2 較佳係具有1至8個C原子之直鏈烷基或烷氧基,或具有2至7個C原子之直鏈烯基。
較佳之式E化合物選自以下子式:
Figure 02_image407
Figure 02_image409
其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基,且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2-7個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 - CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
極佳之式E化合物選自以下子式:
Figure 02_image411
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,且Rb1 表示H、CH3 或C2 H5
極尤其較佳之式E化合物選自以下子式:
Figure 02_image413
Figure 02_image415
最佳係式E1a2、E1a5、E3a1及E6a1化合物。
更佳地,除式A及/或B之化合物以外,LC介質之組分B)包含一或多種式F化合物
Figure 02_image417
其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義:
Figure 107134342-A0304-0012
R21 、R31 各自彼此獨立地係具有1至9個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基或烷氧基烷基或具有2至9個C原子之烯基或烯基氧基,其皆視情況經氟化, X0 F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯基氧基, Z21 -CH2 CH2 -、-CF2 CF2 -、-COO-、反-CH=CH-、反-CF=CF-、-CH2 O-或單鍵,較佳係-CH2 CH2 -、-COO-、反-CH=CH-或單鍵,尤其較佳係-COO-、反-CH=CH-或單鍵, L21 、L22 、L23 、L24 各自彼此獨立地係H或F, g 0、1、2或3。
尤其較佳之式F化合物選自由下式組成之群:
Figure 02_image425
Figure 02_image427
其中R21 、X0 、L21 及L22 具有式F中所給出之含義,L25 及L26 各自彼此獨立地係H或F,且X0 較佳係F。
極尤其較佳之式F1-F3之化合物選自由以下子式組成之群:
Figure 02_image429
Figure 02_image431
其中R21 如式F1中所定義。
LC主體混合物中式A及B之化合物之濃度較佳為2至60%,極佳為3至45%,最佳為4至35%。
LC主體混合物中式C及D之化合物之濃度較佳為2至70%,極佳為5至65%,最佳為10至60%。
LC主體混合物中式E化合物之濃度較佳為5至50%,極佳為5至35%。
LC主體混合物中式F化合物之濃度較佳為2至30%,極佳為5至20%。
本發明之此第二較佳實施例之更佳實施例在下文列出,包括其任何組合。 2a) LC主體混合物包含一或多種具有高正介電各向異性、較佳Δε > 15之式A及/或B之化合物。 2b) LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2h3、B2l1、F1a。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為4至40%,極佳為5至35%。 2c) LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:B2c1、B2c4、B2f4、C14。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為4至40%,極佳為5至35%。 2d) LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:C3、C4、C5、C9及D2。LC主體混合物中之此等化合物之比例較佳為8%至70%,極佳為10%至60%。 2e) LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:G1、G2及G5,較佳G1a、G2a及G5a。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為4至40%,極佳為5至35%。 2f) LC主體混合物包含一或多種選自由下式組成之群之化合物:E1、E3及E6,較佳E1a、E3a及E6a,極佳E1a2、E1a5、E3a1及E6a1。LC主體混合物中此等化合物之比例較佳為5至60%,極佳為10至50%。
上文所提及之較佳實施例的化合物與上文所描述之聚合化合物的組合導致根據本發明之LC介質的低臨限電壓、低旋轉黏度及極好低溫穩定性,同時連續高清澈點及高HR值,且使得可在PSA顯示器中快速建立尤其較低之預傾角。特定言之,與來自先前技術之介質相比,在PSA顯示器中LC介質展現顯著縮短之回應時間,尤其亦顯著縮短之灰影回應時間。
本發明之LC介質及LC主體混合物較佳具有至少80 K,尤其較佳至少100 K之向列相範圍及在20℃下≤ 250 mPa·s,較佳≤ 200 mPa·s之旋轉黏度。
在根據本發明之VA型顯示器中,關斷狀態下之LC介質層中之分子與電極表面垂直對準(垂直地)或具有傾斜的垂直對準。在向電極施加電壓後,LC分子發生再對準,其中縱向分子軸與電極表面平行。
根據第一較佳實施例基於具有負介電各向異性之化合物的根據本發明之LC介質(尤其適用於PS-VA及PS-UB-FFS型顯示器中),在20℃及1 kHz下具有較佳-0.5至-10、尤其-2.5至-7.5之負介電各向異性Δε。
適用於PS-VA及PS-UB-FFS型顯示器之根據本發明之LC介質中的雙折射率Δn較佳低於0.16,尤其較佳為0.06至0.14,極尤其較佳為0.07至0.12。
在根據本發明之OCB型顯示器中,LC介質層中之分子具有「彎曲」對準。在施加電壓後,發生LC分子之再對準,其中縱向分子軸垂直於電極表面。
適用於PS-OCB、PS-TN、PS-IPS、PS-posi-VA及PS-FFS型顯示器之根據本發明之LC介質較佳為根據第二較佳實施例基於具有正介電各向異性之化合物之彼等LC介質且較佳具有在20℃及1 kHz下+4至+17之正介電各向異性Δε。
適用於PS-OCB型顯示器中之根據本發明之LC介質的雙折射率Δn較佳為0.14至0.22,尤其較佳為0.16至0.22。
用於PS-TN、PS-posi-VA、PS-IPS或PS-FFS型顯示器中之根據本發明之LC介質的雙折射率Δn較佳為0.07至0.15,尤其較佳為0.08至0.13。
用於PS-TN、PS-posi-VA、PS-IPS或PS-FFS型顯示器中之根據第二較佳實施例的基於具有正介電各向異性之化合物的根據本發明之LC介質在20℃及1 kHz下較佳具有+2至+30,尤其較佳+3至+20之正介電各向異性Δε。
本發明之LC介質亦可進一步包含為熟習此項技術者已知且描述於文獻中之添加劑,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或不可聚合的。可聚合添加劑因此歸屬於可聚合組分或組分A)。不可聚合添加劑因此歸屬於不可聚合組分或組分B)。
在一較佳實施例中,LC介質含有較佳濃度為0.01%至1%,極佳0.05%至0.5%之一或多種對掌性摻雜劑。對掌性摻雜劑較佳地選自由來自下表B之化合物組成之群,極佳地選自由以下組成之群:R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-4011或S-及R-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,該等一或多種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。
此外,有可能向LC介質添加例如0至15重量%之多色染料,此外奈米粒子、導電鹽(較佳4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基銨、四苯基硼酸四丁銨或冠醚之錯合鹽) (參見例如Haller等人, Mol. Cryst. Liq. Cryst.24 , 249-258 (1973))以用於改良導電性;或添加用於修改介電各向異性、黏度及/或向列相之對準的物質。此類型之物質描述於例如DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728中。
根據本發明之LC介質之較佳實施例a)至z)的個別組分為已知的;或其製備方法因為其基於描述於文獻中之標準方法而可容易由熟習相關技術者自先前技術衍生。相應式CY化合物描述於例如EP-A-0 364 538中。相應式ZK化合物描述於例如DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
以本身習知之方式(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及視情況與其他液晶化合物及/或添加劑混合來製備可根據本發明使用之LC介質。一般而言,宜在高溫下將以較少量使用之所要量之組分溶解於構成主要成分之組分中。亦有可能在有機溶劑中,例如在丙酮、氯仿或甲醇中混合各組分之溶液,且例如藉由在充分混合後蒸餾來再次移除溶劑。本發明進一步係關於製備根據本發明之LC介質之製程。
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已經如氘等之對應同位素置換之化合物。
以下實例解釋本發明而不對其限制。然而,其向熟習此項技術者展示較佳混合物概念與較佳使用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合。此外,實例說明可獲得的特性及特性組合。
較佳混合物組分展示於下文表A1及A2中。展示於表A1中之化合物尤其適用於具有正介電各向異性之LC混合物。展示於表A2中之化合物尤其適用於具有負介電各向異性之LC混合物。 A1
在表A1中,m及n彼此獨立地為1至12之整數,較佳地為1、2、3、4、5或6,k為0、1、2、3、4、5或6,且(O)Cm H2m + 1 意謂Cm H2m + 1 或OCm H2m + 1
Figure 02_image433
Figure 02_image435
Figure 02_image437
Figure 02_image439
Figure 02_image441
Figure 02_image443
Figure 02_image445
Figure 02_image447
A2
在表A2中,m及n彼此獨立地為1至12之整數,較佳地為1、2、3、4、5或6,k為0、1、2、3、4、5或6,且(O)Cm H2m + 1 意謂Cm H2m + 1 或OCm H2m + 1
Figure 02_image449
Figure 02_image451
Figure 02_image453
Figure 02_image455
Figure 02_image457
Figure 02_image459
Figure 02_image461
Figure 02_image463
Figure 02_image465
Figure 02_image467
Figure 02_image469
Figure 02_image471
Figure 02_image473
Figure 02_image475
Figure 02_image477
Figure 02_image479
Figure 02_image481
Figure 02_image483
Figure 02_image485
在本發明之第一較佳實施例中,根據本發明之LC介質,尤其具有正介電各向異性之彼等LC介質包含一或多種選自由自表A1之化合物組成的群之化合物。
在本發明之第二較佳實施例中,根據本發明之LC介質,尤其具有負介電各向異性之彼等LC介質,包含一或多種選自由自表A2之化合物組成的群之化合物。 B
表B展示可添加至根據本發明之LC介質之可能的對掌性摻雜劑。
Figure 02_image487
Figure 02_image489
LC介質較佳包含0至10重量%,尤其0.01至5重量%,尤其較佳0.1至3重量%之摻雜劑。LC介質較佳地包含選自由來自表B之化合物組成之群的一或多個摻雜劑。 C
表C展示可添加至根據本發明之LC介質之可能的穩定劑。其中n表示1至12之整數,較佳地為1、2、3、4、5、6、7或8,及未展示末端甲基。
Figure 02_image491
Figure 02_image493
Figure 02_image495
Figure 02_image497
Figure 02_image499
Figure 02_image501
LC介質較佳包含0至10重量%,尤其1 ppm至5重量%,尤其較佳1 ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳地包含一或多種選自由自表C之化合物組成之群的穩定劑。 D
表D展示可用於根據本發明之LC介質之說明性反應性液晶原基化合物。
Figure 02_image503
Figure 02_image505
Figure 02_image507
Figure 02_image509
Figure 02_image511
Figure 02_image513
Figure 02_image515
Figure 02_image517
Figure 02_image519
Figure 02_image521
Figure 02_image523
Figure 02_image525
Figure 02_image527
Figure 02_image529
Figure 02_image531
Figure 02_image533
Figure 02_image535
Figure 02_image537
Figure 02_image539
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,其較佳地選自式RM-1至RM-131之可聚合化合物。在此等化合物中,化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-43、RM-47、RM-49、RM-51、RM-59、RM-69、RM-71、RM-83、RM-97、RM-98、RM-104、RM-112、RM-115及RM-116係尤其較佳的。
實例 以下實例解釋本發明而不對其限制。然而,其向熟習此項技術者展示較佳混合物概念與較佳使用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合。此外,實例說明可獲得的特性及特性組合。
另外,使用以下縮寫及符號: V0 在20℃下之臨限電壓,電容[V] ne 在20℃及589 nm下之異常折射率, no 在20℃及589 nm下之尋常折射率, Dn 在20℃及589 nm下之光學各向異性, e^ 在20℃及1 kHz下,垂直於指向矢之介電電容率, e÷÷ 在20℃及1 kHz下,平行於指向矢之介電電容率, De 在20℃及1 kHz下之介電各向異性, cl.p.,T(N,I) 清澈點[℃], g1 在20℃下之旋轉黏度[mPa∙s], K1 彈性常數,在20℃下之「傾斜」變形[pN]; K2 彈性常數,在20℃下之「扭轉」變形[pN], K3 彈性常數,在20℃下之「彎曲」變形[pN]。
除非另外明確指出,否則本申請案中之所有濃度以重量百分比引述,且係關於包含所有固體或液晶組分之作為整體的相應混合物(不具有溶劑)。
除非另外明確指出,否則本申請案中所指示之(諸如)熔點T(C,N)、矩列(S)至向列(N)相之轉變T(S,N)及澄清點T(N,I)的所有溫度值以攝氏溫度(℃)形式經引述。M.p.表示熔點,cl.p.=澄清點。另外,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,否則所有物理特性均係或已根據「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Δn在589 nm下測定且Δε在1 kHz下測定。
對於本發明,除非另外明確指示,否則術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V0 ),亦稱為Freedericks臨限值。在實例中,光學臨限值亦可如一般常見地關於10%相對對比度(V10 )而引述。
除非另外說明,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製程係在其中LC介質展現為液晶相、較佳向列相之溫度下進行,且最佳係在室溫下進行。
除非另外說明,否則製備測試單元及量測其電光學及其他特性之方法係藉由如下文中所描述或與其類似之方法來進行。
用於量測電容臨限電壓之顯示器由兩個間距為25 µm之平面平行玻璃外板組成,其中之每一者在內部具有電極層且在頂部具有未摩擦之聚醯亞胺對準層,其實現液晶分子之垂直邊緣對準。
用於量測傾斜角之顯示器或測試單元由兩個間距4 µm之平面平行玻璃外部板組成,其中之每一者在內側上具有電極層且在頂部上具有聚醯亞胺對準層,其中兩個聚醯亞胺層經彼此反向平行地摩擦,且實現液晶分子之垂直邊緣對準。
藉由用具有經定義強度之UV光照射預定時間而在顯示器或測試單元中聚合可聚合化合物,其中同時向顯示器施加電壓(通常10 V至30 V交流電,1 kHz)。在實例中,除非另外指定,否則使用金屬鹵化物燈及100 mW/cm²之強度來聚合。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Axometrics之米勒矩陣偏光計(米勒)「AxoScan」來測定傾斜角。此處低值(亦即與90°角之大偏差)對應於大傾斜。
除非另外說明,否則術語「傾斜角」意謂LC指向矢與基板之間的角度,且「LC指向矢」意謂在具有均勻定向之LC分子層中,LC分子之光學主要軸之較佳定向方向,在棒狀、單軸向正雙折射LC分子之情況下,對應於其分子長軸。
實例 1 I 之可聚合化合物 可聚合化合物RM1如下製備
Figure 02_image541
RM1 :將甲基丙烯酸(9.98 g,116.0 mmol)及4-(二甲胺基)吡啶(0.616 g,5.04 mmol)添加至二環己基-4,4'-二醇(10.0 g,50.4 mmol)於150 ml DCM中之懸浮液。在0℃下用N-(3-二甲胺基丙基)-N'-乙基碳化二亞胺(18.02 g,116.0 mmol)在50 ml DCM中之溶液逐滴處理反應混合物且在室溫下攪拌20 hr。在真空中濃縮反應混合物,且藉由利用DCM作為溶離劑之矽膠管柱層析純化油性殘餘物且進一步自乙腈再結晶以得到呈白色晶體狀之RM1 (4.50 g,溶點114℃)。
類似地製備以下化合物:
Figure 107134342-A0304-0013
實例 2 II 之可聚合光引發劑 可聚合光引發劑PIn - 1 如下製備
Figure 02_image547
PIn - 1a :在0℃下向4-羥基苯基
Figure 107134342-A0304-12-01
酸四甲基乙二醇酯(50.0 g,0.23 mol)於320 ml無水二氯甲烷(DCM)之溶液添加三甲胺(37.8 ml,0.27 mol)及4-(二甲胺基)-吡啶(1.47 g,12.0 mmol)。在低於5℃下小心添加氯三異丙基矽烷(53.5ml,0.25 mol)於80 ml無水DCM中之溶液。隨後使反應混合物升溫達至RT且攪拌隔夜。在水性處理之後,藉由利用DCM作為溶離劑之矽膠管柱層析純化粗產物以得到呈無色油狀物之PIn - 1a (76.2 g)。
PIn - 1b PIn - 1a (16.56 g,44.0 mmol)及1-(3-溴-苯基)-2-甲基-丙-1-酮 (10.0 g,44.0 mmol)於160 ml THF中之溶液添加四水偏硼酸鈉(9.19 g,66.0 mmol)於60 ml蒸餾水中之溶液。在用氬氣小心脫氣之後,隨後添加氯化雙(三苯基膦)-鈀(II) (1.40 g,1.96 mmol),之後添加氫氧化肼(0.057 ml,1.17 mmol)。將反應混合物加熱至回流隔夜。在冷卻至室溫且水性處理後,藉由利用庚烷/氯丁烷溶劑混合物作為溶離劑之矽膠管柱層析純化粗產物以提供呈無色油狀物之PIn - 1b (14.0 g)
PIn - 1c :向PIn - 1b (7.00 g,17.6 mmol)於60 ml甲苯及30 ml四氯化碳中之懸浮液中添加四-正丁基溴化銨(0.89 ml,3.2 mmol)。在升溫達至50℃之後,極小心地添加氫氧化鉀(2.23 g,1.96 mmol)以將溫度保持在低於75℃下。在發熱停止之後,在65℃下將反應混合物攪拌隔夜。在冷卻至室溫之後,用1 M HCl水溶液小心中和且水性處理,藉由利用氯丁烷/乙酸乙酯溶劑混合物作為溶離劑之矽膠管柱層析純化粗產物以提供呈無色油狀物之PIn - 1c (1.2 g)。
PIn - 1d PIn - 1c (1.20 g,2.91 mmol)於18 ml無水甲苯中之溶液冷卻至-5℃,隨後逐滴添加THF (1 M,3.3 ml)中之四丁基氟化銨溶液。在-5℃下攪拌30 min之後,用1 M HCl水溶液小心中和反應混合物。在水性處理之後,藉由利用氯丁烷/乙酸乙酯溶劑混合物作為溶離劑之矽膠管柱層析純化粗產物以提供呈無色油狀物之PIn - 1d (0.8 g)
PIn - 1 :將甲基丙烯酸(0.40 g,4.7 mmol)及4-(二甲胺基)吡啶(0.038 g,0.30 mmol)添加至PIn - 1d (0.8 g,3.1 mmol)於30 ml二氯甲烷中之懸浮液。在0℃下用N-(3-二甲胺基丙基)-N'-乙基碳化二亞胺(0.73 g,4.7 mmol)在5 ml DCM中之溶液逐滴處理反應混合物且在室溫下攪拌20 hr。在真空中濃縮反應混合物,且藉由利用庚烷/乙酸乙酯作為溶離劑之矽膠管柱層析純化油狀殘餘物且進一步自甲基第三丁基醚/乙腈混合物再結晶以得到呈白色晶體狀之PIn - 1 (0.45 g,溶點88℃)。
類似於實例PIn - 1 ,獲得以下可聚合光引發劑。
Figure 107134342-A0304-0014
混合物實例 如下調配向列型LC主體混合物N1:
Figure 107134342-A0304-0015
如下調配向列型LC主體混合物N2:
Figure 107134342-A0304-0016
如下調配向列型LC主體混合物N3:
Figure 107134342-A0304-0017
可聚合混合物藉由分別將0.3%之可聚合非芳族單體RM1、RM2或RM3及分別視情況選用之100 ppm可聚合光引發劑PIn-1、Pn-2或PIn-3添加至向列型LC主體混合物N1、N2及N3中之每一者來製備。出於比較目的,可聚合混合物藉由分別將0.3%之可聚合芳族單體RMC1及視情況選用之100 ppm可聚合光引發劑PIn-1、PIn-2或PIn-3添加至向列型LC主體混合物N1、N2及N3中之每一者來製備。
Figure 107134342-A0304-0018
個別可聚合混合物之組成展示於下表1a及1b中。其中「P」表示根據本發明之可聚合混合物且「C」表示比較混合物。 1a - 可聚合混合物組成
Figure 107134342-A0304-0019
1b - 可聚合混合物組成
Figure 107134342-A0304-0020
用途實例 A 將表1a中之個別可聚合混合物填充至PSA測試單元中,在施加電壓下聚合RM,且量測若干特性,如殘餘RM含量、UV壓力下之VHR、傾斜角產生及傾斜角穩定性。
在標準PS-VA處理條件下不具反應性之RM1與極低量之光引發劑PIn-3 (混合物P1)一起使用以在曝露於標準金屬鹵化物燈下產生傾斜。RMC1係常用於PSA-VA顯示器中且因此用於比較之單體。
意外地,與具有芳族單體RMC1 (具有或不具有可聚合光引發劑PIn-3)之混合物C2及C3相比,具有非芳族單體RM1及可聚合光引發劑PIn-3之混合物P1展示相當或甚至更佳之特性。分別在下文描述用於PS-VA處理之最相關參數之特徵,該等參數包括傾斜產生、傾斜穩定性、殘餘RM及處理之後的VHR。
在PS-VA製程期間,藉由反應性液晶原基之UV引發之聚合產生傾斜角。用於傾斜產生之測試單元係具有特定VA-PI之PSVA單元。單元間隙在3.6 µm與4.1 µm之間變化。在單元填充有所需混合物之後,在120℃將該等單元退火10 min。在將單元輻射1、2、3或5分鐘之後,同時用200 Hz 40 Vpp 方波加壓力。在Hönle UVACube 2000 UV腔室中進行輻射。所使用之燈係Hönle Lamp-FOZFR 100 D24 U280 E2S9。將測試單元設定在UV腔室中之一定高度下,其中UV光之強度為100 mW/cm2 。在每次用連接至Hönle UV儀錶之Hönle UVA感測器量測之前量測此強度。之後再次在120℃下將測試單元退火10 min。將測試單元給定至少12小時以鬆弛,之後量測最終傾斜角且用Axometrics AxoScan®計算。結果展示於表2中。 2 - 傾斜角
Figure 107134342-A0304-0021
可發現,在含有非芳族單體RM1但不含可聚合光引發劑PIn-3之可聚合混合物C1中所產生之傾斜角顯著小於在含有非芳族單體RM1及可聚合光引發劑PIn-3之可聚合混合物P1中所產生之傾斜角。亦可發現混合物P1可產生與具有芳族單體RMC1之混合物C2及3相同之傾斜角。
可聚合光引發劑之加速效果亦藉由殘餘RM分析證實。對於殘餘RM分析,使用特定測試單元。測試單元填充有所需混合物。用UVFL燈源在UV腔室中輻射該等測試單元,該UVFL燈源與用於LCD大批量生產之目前先進技術燈源相當。輻射持續時間在約2.0 mW/cm2 下係60 min。為量測在處理之後的殘餘單體,切斷測試單元且藉由使用500 µl用於各單元之玻璃基板之乙基甲基酮沖洗。使用HPLC測定經沖洗LC混合物中殘餘量之RM。結果展示於表3中。 3 - 殘餘 RM 含量
Figure 107134342-A0304-0022
可發現,在含有非芳族單體RM1但不含可聚合光引發劑PIn-3之可聚合混合物C1中,在UV曝露60分鐘之後,僅約一半(54.1%)最初添加量之單體RM1已反應,且另一半之RM1仍保持未反應。與此相反,在具有非芳族單體RM1及可聚合光引發劑PIn-3之可聚合混合物P1中,殘餘量之RM1顯著降低至原始量之7.9%。
可聚合光引發劑之加速效果亦藉由分析混合物中之兩種殘餘反應物(RM及光引發劑)來證實。為此目的,類似於上文所述之方法分析殘餘量之RM及光引發劑分析,但其中使用MH燈進行UV輻射。結果展示於表4中。 4 - 殘餘含量之 RM 及光引發劑
Figure 107134342-A0304-0023
可發現,隨著完全消耗光引發劑PIn3,單體P之濃度保持近似常數,此顯著表明殘餘單體之聚合反應未進一步進行。
通常需要高VHR值以避免在LC顯示器中出現影響殘留。VHR值經量測如下:將所需LC混合物引入至包含未摩擦之VA-聚醯亞胺對準層之VA-VHR測試單元中。除非另外說明,否則LC層厚度d為大約6 µm。在100℃下5 min後在UV曝露之前及之後在1 V、60 Hz、64 µs脈衝(量測儀器:Autronic-Melchers VHRM-105)下測定VHR值。結果展示於表5中。 5 - VHR
Figure 107134342-A0304-0024
可發現,意外地,含有非芳族單體RM1及可聚合光引發劑PIn-3之可聚合混合物P1在UV處理之後展示比具有芳族RMC1及可聚合光引發劑之混合物C2甚至略微更高之VHR。
傾斜穩定性亦係極重要之參數,因為在處理之後傾斜之任何變化導致顯示器中透射率之立即變化。根據傾斜產生製程處理填充有所需混合物之測試單元。之後,將60Vpp 方波之高電壓施加於測試單元以對測試單元施壓超過48小時。在加壓時段之後直接量測傾斜角且與加壓之前的傾斜角相比。傾斜角之變化以∆傾斜角記錄。通常∆傾斜角愈低,傾斜穩定性愈佳。結果展示於表6中。 6 - 傾斜穩定性
Figure 107134342-A0304-0025
可發現,意外地,含有非芳族單體RM1及可聚合光引發劑PIn-3之可聚合混合物P1在電壓施壓之後展示比具有芳族RMC1及可聚合光引發劑之混合物C2甚至更佳之傾斜穩定性。
用途實例 B 將來自表1b之個別可聚合混合物填充於PSA測試單元中。在施加電壓下聚合RM,且如用途實例A中所描述量測數種特性,如殘餘RM含量、UV壓力下之VHR、傾斜角產生及傾斜角穩定性。結果展示於下表7-10中。 7 混合物 P1 之在利用縮短之第二 UV 步驟進行背光測試 ( back light test BLT ) 之後的傾斜角、傾斜穩定性及 VHR
Figure 107134342-A0304-0026
在當前之商業PS-VA顯示器製造製程中,第二UV處理步驟之持續時間通常施用90至120 min。可發現,在利用縮短之第二UV步驟之混合物P1中,所產生之傾斜角相對穩定。藉由甚至僅將第二UV步驟施加30 min,∆傾斜角可顯著保持低於1°。另外,在8天背光壓力之後的VHR值保持在高水準下。此等結果顯著表明可應用由非芳族單體與可聚合光引發劑組成之新系統以縮短在LC顯示器面板製造期間之總體UV處理時間。 8 混合物 P2 P3 P4 之傾斜角 *此處相對於垂直於基板之方向給定
Figure 107134342-A0304-0027
9 :混合物 P2 P3 之傾斜穩定性
Figure 107134342-A0304-0028
在含有主體N2及100 ppm可聚合光引發劑PIn-3之混合物P2中,發現傾斜產生顯著減少。然而,藉由提高可聚合光引發劑濃度且略微修改PIn-3至PIn-2之結構,混合物P3及P4中之傾斜產生恢復至與參考混合物C4相當之水準,而不對傾斜穩定性產生負面影響。全部三種混合物中之∆傾斜角保持顯著低於1°。此等結果證實,利用此新系統,有可能藉由調節可聚合光引發劑來調節傾斜角產生速度,而不必改變單體。 10 :利用 RM2 RM3 之傾斜角
Figure 107134342-A0304-0029
在含有主體N3及100 ppm可聚合光引發劑PIn-3之混合物P3中,觀測到RM1及RM3之傾斜產生較慢。然而,藉由使用RM2,可將傾斜產生提高至可接受之水準。
其他混合物實例 實例 P7
如下調配向列型LC主體混合物N4:
Figure 107134342-A0304-0030
可聚合混合物P7係藉由將0.3%之RM1及200 ppm可聚合光引發劑PIn-3添加至主體混合物N4來調配。
實例 P8 如下調配向列型LC主體混合物N5:
Figure 107134342-A0304-0031
可聚合混合物P8係藉由將0.3%之RM1及200 ppm可聚合光引發劑PIn-1添加至主體混合物N5來調配。
實例 P9 如下調配向列型LC主體混合物N6:
Figure 107134342-A0304-0032
可聚合混合物P9係藉由將0.3%之RM1及100 ppm可聚合光引發劑PIn-3添加至主體混合物N6來調配。
實例 P10 如下調配向列型LC主體混合物N7:
Figure 107134342-A0304-0033
可聚合混合物P10係藉由將0.3%之RM2及200 ppm可聚合光引發劑PIn-1添加至主體混合物N7來調配。
實例 P11 如下調配向列型LC主體混合物N8:
Figure 107134342-A0304-0034
可聚合混合物P11係藉由將0.3%之RM1及200 ppm可聚合光引發劑PIn-3添加至主體混合物N8來調配。
實例 P12 如下調配向列型LC主體混合物N9:
Figure 107134342-A0304-0035
可聚合混合物P12係藉由將0.3%之RM1及100 ppm可聚合光引發劑PIn-3添加至主體混合物N9來調配。
實例 P13 如下調配向列型LC主體混合物N10:
Figure 107134342-A0304-0036
可聚合混合物P13係藉由將0.3%之RM1及200 ppm可聚合光引發劑PIn-1添加至主體混合物N10來調配。
實例 P14 如下調配向列型LC主體混合物N11:
Figure 107134342-A0304-0037
可聚合混合物P14係藉由將0.3%之RM3及100 ppm可聚合光引發劑PIn-3添加至主體混合物N11來調配。
實例 P15 如下調配向列型LC主體混合物N12:
Figure 107134342-A0304-0038
可聚合混合物P15係藉由將0.3%之RM3及100 ppm可聚合光引發劑PIn-3添加至主體混合物N12來調配。
實例 P16 如下調配向列型LC主體混合物N13:
Figure 107134342-A0304-0039
可聚合混合物P16係藉由將0.3%之RM2及200 ppm可聚合光引發劑PIn-1添加至主體混合物N13來調配。
Figure 107134342-A0101-11-0002-1

Claims (28)

  1. 一種混合物,其包含一或多種式I化合物及一或多種式II化合物P-Sp-(A1-Z1)a-(A2-Z2)b-(A3-Z3)c-(A4-Z4)d-R I
    Figure 107134342-A0305-02-0241-1
    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 P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中,另外,一或多個不相鄰CH2基團可各自彼此獨立地由-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式置換,且其中,另外,一或多個H原子可由F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-置換,P 可聚合基團,Sp 間隔基團或單鍵,A1、A3 反-1,4-伸環己基,其視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代,A2、A4 選自1,4-伸苯基、吡啶及噻吩,其皆視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代,Z1-4 -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、- CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2-CH2-CO-O-、-O-CO-CH2-CH2-、-CR0R00-或單鍵,R0、R00 H或具有1至12個C原子之烷基,LF、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基,其中一或多個不相鄰CH2-基團視情況由-CR0=CR00-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O-及/或S-原子彼此不直接連接之方式置換,且其中一或多個H原子各自視情況經P-Sp-、F或Cl置換,R1、R2 甲基或甲氧基,R3 OH、甲基、甲氧基、視情況經一或多個基團L、R、P或P-Sp-取代之苯基,或嗎啉-1-基,a、b、c、d 0、1、2或3,其中a+c
    Figure 107134342-A0305-02-0242-98
    1,g 1、2、3或4,n1 1、2、3或4,r 0、1、2、3或4,p 1、2或3,其中p+r
    Figure 107134342-A0305-02-0242-99
    5,且其中在式II中,在g
    Figure 107134342-A0305-02-0242-100
    2之情況下,基團(P-Sp)p及-C(=O)-CR1R2R3與不同末端苯環連接,且在g
    Figure 107134342-A0305-02-0242-101
    3之情況下,所有苯環均經由對位位置彼此連接。
  2. 如請求項1之混合物,其中在式I中,Z1、Z2、Z3及Z4係單鍵。
  3. 如請求項1之混合物,其中在式I及II中,P係選自由乙烯基氧基、丙 烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物所組成之群。
  4. 如請求項1之混合物,其中在式I及II中,Sp表示單鍵或-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-、-O-CO-(CH2)p1或-CO-O-(CH2)p1,其中p1為2、3、4、5或6,且若Sp係-O-(CH2)p1-、-O-CO-(CH2)p1或-CO-O-(CH2)p1,則O-原子或CO-基團各別地與苯環連接。
  5. 如請求項1之混合物,其中在式I及II中,全部基團Sp均係單鍵。
  6. 如請求項1之混合物,其中在式I中,-(A1-Z1)a-(A2-Z2)b-(A3-Z3)c-(A4-Z4)d-係選自以下式:
    Figure 107134342-A0305-02-0243-2
    Figure 107134342-A0305-02-0243-3
    Figure 107134342-A0305-02-0243-4
    -(CH2)i- A4其中i係1至12之整數,且該伸環己基及苯環視情況經一或多個基團L或P-Sp-取代。
  7. 如請求項1之混合物,其中該等式I化合物係選自以下子式:
    Figure 107134342-A0305-02-0244-5
    Figure 107134342-A0305-02-0244-6
    Figure 107134342-A0305-02-0244-7
    Figure 107134342-A0305-02-0244-8
    P-Sp-(CH2)i-Sp-P I5
    Figure 107134342-A0305-02-0244-9
    Figure 107134342-A0305-02-0244-10
    Figure 107134342-A0305-02-0245-11
    Figure 107134342-A0305-02-0245-12
    Figure 107134342-A0305-02-0245-13
    其中P、Sp及L彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有請求項1中所給出之含義中之一者,i係如請求項6所定義,r為0、1、2、3或4,且s為0、1、2或3。
  8. 如請求項1至7中任一項之混合物,其中該等式II化合物係選自以下式:
    Figure 107134342-A0305-02-0245-14
    Figure 107134342-A0305-02-0245-15
    其中P、Sp、L、R1-3及r具有請求項1中所給出之含義,h為0、1或2,p1為0或1,p2為0、1或2,其中p1+p2
    Figure 107134342-A0305-02-0245-102
    1且p1+p2+r
    Figure 107134342-A0305-02-0245-103
    5。
  9. 如請求項1至7中任一項之混合物,其中在該等式II化合物中,該基團-C(=O)-CR1R2R3係選自以下基團:
    Figure 107134342-A0305-02-0246-16
    Figure 107134342-A0305-02-0246-17
    Figure 107134342-A0305-02-0246-18
    Figure 107134342-A0305-02-0246-19
    ,其中Me係甲基,該星號*表示與式II中之該苯環連接之鍵,且P及Sp具有請求項1中所給出之含義。
  10. 如請求項1至7中任一項之混合物,其中該等式II化合物係選自以下式
    Figure 107134342-A0305-02-0246-20
    Figure 107134342-A0305-02-0246-21
    Figure 107134342-A0305-02-0246-22
    Figure 107134342-A0305-02-0247-23
    Figure 107134342-A0305-02-0247-24
    Figure 107134342-A0305-02-0247-25
    Figure 107134342-A0305-02-0247-26
    Figure 107134342-A0305-02-0247-27
    其中P、Sp、L、R1-3、r及h具有請求項8中所給出之含義。
  11. 如請求項1至7中任一項之混合物,其中該等式II化合物係選自以下子式:
    Figure 107134342-A0305-02-0248-28
    Figure 107134342-A0305-02-0248-29
    Figure 107134342-A0305-02-0248-30
    Figure 107134342-A0305-02-0248-31
    Figure 107134342-A0305-02-0248-32
    Figure 107134342-A0305-02-0248-33
    Figure 107134342-A0305-02-0249-34
    Figure 107134342-A0305-02-0249-35
    Figure 107134342-A0305-02-0249-36
    Figure 107134342-A0305-02-0249-37
    Figure 107134342-A0305-02-0249-38
    Figure 107134342-A0305-02-0249-39
    Figure 107134342-A0305-02-0250-40
    Figure 107134342-A0305-02-0250-41
    Figure 107134342-A0305-02-0250-42
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    Figure 107134342-A0305-02-0250-44
    Figure 107134342-A0305-02-0250-45
    Figure 107134342-A0305-02-0250-46
    Figure 107134342-A0305-02-0251-47
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    Figure 107134342-A0305-02-0251-49
    Figure 107134342-A0305-02-0251-50
    Figure 107134342-A0305-02-0251-51
    Figure 107134342-A0305-02-0251-52
    Figure 107134342-A0305-02-0252-53
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    Figure 107134342-A0305-02-0253-60
    Figure 107134342-A0305-02-0253-61
    Figure 107134342-A0305-02-0253-62
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    Figure 107134342-A0305-02-0255-72
    Figure 107134342-A0305-02-0255-73
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    Figure 107134342-A0305-02-0256-76
    Figure 107134342-A0305-02-0256-77
    Figure 107134342-A0305-02-0256-78
    Figure 107134342-A0305-02-0256-79
    其中P、Sp、L及r具有請求項1中所給出之含義且Me係甲基。
  12. 一種液晶(LC)介質,其包含如請求項1至11中任一項所定義之一或多種式I之可聚合化合物及一或多種式II之可聚合化合物。
  13. 如請求項12之LC介質,其中其包含:可聚合組分A),其包含如請求項1至11中任一項所定義之一或多種式I化合物及一或多種式II化合物,及液晶LC組分B),其包含一或多種液晶原基或液晶化合物。
  14. 如請求項12或13之LC介質,其中其包含一或多種式CY及/或PY之化合物:
    Figure 107134342-A0305-02-0257-80
    Figure 107134342-A0305-02-0257-81
    其中個別基團具有以下含義:a 表示1或2,b 表示0或1,
    Figure 107134342-A0305-02-0257-82
    表示
    Figure 107134342-A0305-02-0257-83
    Figure 107134342-A0305-02-0257-84
    R1及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,Zx 表示-CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或單鍵,L1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2
  15. 如請求項12或13之LC介質,其中其包含一或多種選自以下式之化合物:
    Figure 107134342-A0305-02-0258-85
    Figure 107134342-A0305-02-0258-86
    其中個別基團在每次出現時相同或不同地各自彼此獨立地具有以下含義:
    Figure 107134342-A0305-02-0258-87
    RA1 具有2至9個C原子之烯基,或若環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則亦為RA2之含義中之一者,RA2 具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,Zx -CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、- CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或單鍵,L1-4 各自彼此獨立地係H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2H,x 1或2,z 0或1。
  16. 如請求項12或13之LC介質,其中其包含一或多種下式之化合物:
    Figure 107134342-A0305-02-0259-88
    其中個別基團具有以下含義:
    Figure 107134342-A0305-02-0259-89
    表示
    Figure 107134342-A0305-02-0259-90
    Figure 107134342-A0305-02-0259-93
    Figure 107134342-A0305-02-0259-92
    Figure 107134342-A0305-02-0259-94
    Figure 107134342-A0305-02-0259-95
    表示
    Figure 107134342-A0305-02-0259-96
    Figure 107134342-A0305-02-0259-97
    ,R3及R4 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其中,另外,一或兩個不相鄰CH2基團可由-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以使得O原子彼此不直接連接之方式置換,Zy 表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C2F4-、-CF=CF-或單鍵。
  17. 如請求項12或13之LC介質,其中該等式I及式II之可聚合化合物經聚合。
  18. 一種製備如請求項12至17中任一項之LC介質的方法,其包含以下步驟:使如請求項13中所定義之一或多種液晶原基或液晶化合物、或液晶組分B),與如請求項1至11中任一項所定義之一或多種式I及式II之化合物,及視情況與其他液晶化合物及/或添加劑混合。
  19. 一種LC顯示器,其包含如請求項1至11中任一項中所定義之一或多種式I化合物及一或多種式II化合物,或包含如請求項12至17中任一項中所定義之LC介質。
  20. 如請求項19之LC顯示器,其係PSA顯示器或經聚合物穩定之SA-VA顯示器。
  21. 如請求項20之LC顯示器,其係PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN、SA-VA或SA-FFS顯示器。
  22. 如請求項20或21之LC顯示器,其中其包含兩個基板,至少一個透光;提供於各基板上之電極或僅提供於該等基板中之一者上的兩個電極;及位於該等基板之間的LC介質層,該LC介質層包含如請求項1至11中任一項中所定義之一或多種式I及式II的可聚合化合物,其中該等可聚合化合物在該顯示器之該等基板之間聚合。
  23. 如請求項20或21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,該像素電極連接至安置於各像素區域中之切換元件且視情況包括微狹縫圖案,及安置於該像素電極上之視情況選用之第一對準層,第二基板,其包括共同電極層,該共同電極層可安置於面對該第一基板之該第二基板之整個部分上;及視情況選用之第二對準層,LC層,其安置在該第一基板與該第二基板之間且包括如請求項12至17中任一項中所定義之LC介質。
  24. 如請求項23之LC顯示器,其中其包含賦予LC分子垂直對準之第一及/或第二對準層。
  25. 如請求項24之LC顯示器,其中其包含第一及/或第二對準層,該第一及/或第二對準層包含聚醯亞胺,其視情況經摩擦或係藉由光對準方法製備。
  26. 一種用於製造如請求項22至25中任一項之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LC介質,該LC介質包含如請求項1至11中任一項中所定義之一或多種式I及式II之可聚合化合物,及聚合該等可聚合化合物,視情況同時在該聚合期間至少部分地向該等電極施加電壓。
  27. 如請求項26之方法,其中該聚合係以一個步驟進行。
  28. 如請求項27之方法,其中該聚合係在第一聚合步驟中在施加電壓的同時進行,及隨後在第二聚合步驟中在不施加電壓之情況下進行。
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