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TWI910295B - 可聚合化合物及其在液晶顯示器中之用途 - Google Patents

可聚合化合物及其在液晶顯示器中之用途

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羅可 佛特
理奧 威吉爾斯
索斯頓 科狄
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德商馬克專利公司
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Abstract

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

Description

可聚合化合物及其在液晶顯示器中之用途
本發明係關於可聚合化合物、用於製備其之方法及中間體、包含其之液晶(LC)介質、以及該等可聚合化合物及LC介質用於光學、光電及電子目的、具體而言在LC顯示器中、尤其在聚合物持續配向(PS、PSA)及自配向(SA)類型之LC顯示器中的用途。
目前使用之液晶顯示器(LCD)模式中之一者係TN (「扭曲向列型」)模式。然而,TN LCD具有強對比度視角依賴性之缺點。
此外,已知具有更寬視角之所謂VA (「垂直配向」)顯示器。VA顯示器之LC單元在兩個透明電極之間含有一層LC介質,其中LC介質通常具有負介電各向異性。在關閉狀態下,LC層之分子垂直於電極表面(垂面)配向或具有傾斜之垂直配向。當向兩個電極施加電壓時,LC分子發生平行於電極表面之重新配向。
此外,OCB (「光學補償彎曲」)顯示器係已知的,其基於雙折射效應且含有具有所謂「彎曲」配向且通常具有正介電各向異性之LC層。在施加電壓時,LC分子發生垂直於電極表面之重新配向。此外,OCB顯示器通常含有一或多個雙折射光學延遲膜,以防止黑暗狀態下彎曲單元對光之不期望之透明度。與TN顯示器相比,OCB顯示器具有更寬之視角及更短之反應時間。
亦已知所謂的IPS (「平面內切換」)顯示器,其在兩個基板之間含有LC層,其中兩個電極佈置於兩個基板中之僅一者上且較佳地具有互相嚙合之梳形結構。在向電極施加電壓時,由此在該等電極之間生成具有平行於LC層之極大分量之電場。此使得LC分子在層平面中發生重新配向。
另外,已報導所謂的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期,2004, 1028),其在同一基板上含有兩個電極,一個電極以梳形方式發生結構化且另一電極未經結構化。由此生成較的所謂「邊緣場」,亦即靠近電極邊緣之強電場及貫穿單元的具有強垂直分量亦及強水平分量的電場。FFS顯示器具有低對比度視角依賴性。FFS顯示器通常含有具有正介電各向異性之LC介質及配向層,配向層通常係聚醯亞胺且提供LC介質分子之平面配向。
FFS顯示器可作為主動矩陣或被動矩陣顯示器進行操作。在主動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由積體非線性主動元件(如例如電晶體(例如薄膜電晶體(「TFT」)))定址,而在被動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由如自先前技術已知之多工方法定址。
此外,已揭示FFS顯示器(參見S.H. Lee等人,Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883及S.H. Lee等人,Liquid Crystals 39(9), 2012, 1141-1148),其具有與FFS顯示器相似之電極設計及層厚度,但包含具有負介電各向異性之LC介質層,而非具有正介電各向異性之LC介質層。與具有正介電各向異性之LC介質相比,具有負介電各向異性之LC介質顯示具有較小傾斜及更大扭轉定向之更有益指向矢定向,由此該等顯示器具有較高透射。顯示器進一步包含較佳為聚醯亞胺之配向層,該配向層提供於與LC介質接觸並誘導LC介質之LC分子之平面配向的至少一個基板上。該等顯示器亦稱為「超亮度FFS (UB-FFS)」模式顯示器。該等顯示器需要具有高可靠性之LC介質。
下文中使用之術語「可靠性」意指顯示器在時間及不同應力負載(例如光負載、溫度、濕度、電壓)下之性能之品質,且包含顯示效應,例如熟習LC顯示器領域之技術者已知之殘影(區域及線殘影)、亮度不均勻(mura)、污垢等。作為對可靠性進行分類之標準參數,通常使用電壓保持率(VHR)值,此係在測試顯示器中維持恆定電壓之量度。在其他因素中,高VHR係LC介質之高可靠性之先決條件。
在更近類型之VA顯示器中,LC分子之均勻配向限於LC單元內之複數個相對較小之域。該等域之間可存在向錯,亦稱為傾斜域。與習用VA顯示器相比,具有傾斜域之VA顯示器具有對比度及灰色陰影之更大視角獨立性。此外,此類型之顯示器更容易製造,此乃因不再需要對電極表面進行額外處理來使處於接通狀態之分子均勻配向,例如藉由摩擦。相反,傾斜或預傾角之優先方向由電極之特殊設計控制。
在所謂的MVA(「多域垂直配向」)顯示器中,此通常藉由具有引起局部預傾斜之突起之電極來實現。結果,在施加電壓時,LC分子在電池之不同限定區域中以不同方向平行於電極表面配向。由此實現「受控」切換,且防止干擾向錯線之形成。儘管此佈置改良顯示器之視角,然而,其導致其對光之透明度降低。MVA之進一步發展僅在一個電極側使用突起,而相對電極具有狹縫,此改良對光之透明度。當施加電壓時,帶狹縫之電極在LC單元中產生不均勻電場,意味著仍然實現受控之切換。為了進一步改良對光之透明度,可增加狹縫與突起之間之間隔,但此進而導致反應時間之延長。在所謂的PVA (「圖案化VA」)顯示器中,使得突起完全係多餘的,此乃因兩個電極藉助相對側上之狹縫來結構或,此導致對比度增加及對光之透明度改良,但在技術上係困難的且使得顯示器對機械影響(「敲擊」等)更加敏感。然而,對於許多應用(例如監視器,且尤其TV螢幕),需要縮短反應時間並改良顯示器之對比度及亮度(透射率)。
進一步發展係所謂的PS(「聚合物持續」)或PSA(「聚合物持續配向」)類型之顯示器,其中亦偶爾使用術語「聚合物穩定」。在該等中,將少量(例如0.3重量%,通常< 1重量%)之一或多種可聚合化合物、較佳可聚合單體化合物添加至LC介質中,且在將LC介質填充至顯示器中之後,通常藉由UV光聚合進行原位聚合或交聯,視情況地同時向顯示器之電極施加電壓。在LC介質呈現液晶相之溫度下、通常在室溫下實施聚合。已證明,將可聚合液晶原或液晶化合物(亦稱為反應性液晶原或「RM」)添加至LC混合物中尤其適宜。
除非另外指示,否則通常在提及聚合物持續配向類型之顯示器時,在下文中使用術語「PSA」,且在提及具體顯示模式(如PS-VA、PS-TN及諸如此類)時,使用術語「PS」。
此外,除非另外指示,否則在提及可聚合液晶原或液晶化合物時,在下文中使用術語「RM」。
同時,PS(A)原理正以各種習用LC顯示器模式使用。因此,例如,PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS及PS-TN顯示器係已知的。較佳地在PS-VA及PS-OCB顯示器之情形下在施加電壓情況下且在PS-IPS顯示器之情形下在施加或不施加、較佳地不施加電壓情況下進行RM之聚合。正如可在測試單元中所展現,PS(A)方法導致單元中之預傾斜。在PS-OCB顯示器之情形下,例如,可使彎曲結構穩定,以使得補償電壓係不必要的或可降低。在PS-VA顯示器之情形下,預傾斜對反應時間具有積極效應。對於PS-VA顯示器,可使用標準MVA或PVA像素及電極佈局。然而,此外,例如,亦可僅利用一個結構化電極側而無突起來管控,此顯著簡化生產且同時導致極佳對比度及對光極佳透明度。
此外,已證明所謂的posi-VA顯示器(「正VA」)尤其適宜。如在典型VA顯示器中一般,當不施加電壓時之初始狀態下,posi-VA顯示器中LC分子之初始定向係垂直的,即實質上垂直於基板。然而,與典型VA顯示器相比,在posi-VA顯示器中使用具有正介電各向異性之LC介質。如在通常使用之IPS顯示器中一般,將posi-VA顯示器中之兩個電極僅佈置於兩個基板中之一者上,且較佳地呈現相互嚙合之梳狀(交叉指形)結構。藉由將電壓施加至交叉指形電極,從而產生實質上平行於LC介質之層之電場,LC分子轉移至實質上平行於基板之定向。在posi-VA顯示器中,亦證明藉由向在顯示器中聚合之LC介質中添加RM之聚合物穩定係有利的,此乃因藉此可實現切換時間之顯著減少。
PS-VA顯示器闡述於(例如) EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1及US 2006/0103804 A1中。PS-OCB顯示器闡述於(例如) T.-J- Chen等人,Jpn. J. Appl. Phys. 45,  2006, 2702-2704及S. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43,  2004, 7643-7647中。PS-IPS顯示器闡述於(例如) US 6,177,972及Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264中。PS-TN顯示器闡述於(例如) Optics Express 2004, 12(7), 1221中。
在由誘導上述預傾角之相分離及聚合之RM形成之層下面,PSA顯示器通常含有(例如)聚醯亞胺之配向層,其在聚合物穩定步驟之前提供LC分子之初始配向。
摩擦之聚醯亞胺層作為配向層已使用很長時間。然而,摩擦製程會導致許多問題,如亮度不均勻、污染、靜電放電問題、碎屑等。因此,建議使用藉由利用配向表面之光誘導定向排序之光配向製備之聚醯亞胺層代替摩擦之聚醯亞胺層。此可藉助偏振光經由光分解、光二聚化或光異構化來實現。
然而,仍需要包含光反應基團之適宜衍生之聚醯亞胺層。通常,生產該聚醯亞胺層、處理聚醯亞胺以及用凸起或聚合物層進行改良之努力及成本相對較大。
此外,觀察到聚醯亞胺配向層與LC介質之某些化合物之不利相互作用經常導致顯示器之電阻降低。因此,適宜且可用之LC化合物之數量顯著減少,以諸如視角依賴性、對比度及反應時間等顯示器參數為代價,該等參數旨在藉由使用該等LC化合物得以改良。因此,期望省略聚醯亞胺配向層。
對於一些顯示模式,此係藉由向LC介質添加自配向劑或添加劑來實現,該自配向劑或添加劑藉由自組裝機制原位誘導期望配向,例如垂直或平面配向。因此,可在一個或兩個基板上省略配向層。該等顯示模式亦稱為「自配向(self-aligned)」或「自配向(self-aligning)」模式。
在SA顯示器中,向LC介質中添加少量、通常0.1-2.5%之自配向添加劑。適宜自配向添加劑係(例如)具有有機核心基團並連接有一或多個極性錨定基團之化合物,其能夠與基板表面相互作用,從而導致基板表面上之添加劑配向,並亦在LC分子中誘導期望配向。較佳自配向添加劑包含(例如)液晶原基團及以一或多個極性錨定基團(例如選自羥基、羧基、胺基或硫醇基團)封端之直鏈或支鏈烷基側鏈。自配向添加劑亦可含有一或多個可聚合基團,該等可聚合基團可在與PSA製程中使用之RM類似之條件下聚合。
迄今為止,尚未揭示SA-VA顯示器及SA-FFS顯示器。用以誘導垂直配向、尤其用於SA-VA模式顯示器中之適宜自配向添加劑揭示於(例如) US 2013/0182202 A1、US 2014/0138581 A1、US 2015/0166890 A1及US 2015/0252265 A1中。
SA模式亦可與PSA模式組合使用。因此,用於該組合模式之顯示器中之LC介質含有一或多種RM及一或多種自配向添加劑。
與上述習用LC顯示器一樣,PSA顯示器可作為主動矩陣或被動矩陣顯示器進行操作。在主動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由積體非線性主動元件(如例如電晶體(例如薄膜電晶體(「TFT」))定址,而在被動矩陣顯示器之情形下,個別像素通常係藉由如自先前技術已知之多工方法定址。
PSA顯示器亦可在形成該顯示單元之基板中之一者或兩者上包含配向層。通常將配向層施加於電極上(在存在該等電極之情況下),以使得其與LC介質接觸並誘導LC分子之初始配向。配向層可包含(例如)聚醯亞胺或由其組成,其亦可經摩擦或藉由光配向方法製備。
具體而言,對於監視器且尤其TV應用而言,繼續要求最佳化LC顯示器之反應時間以及對比度及亮度(因此亦透射率)。PSA方法在此可提供顯著優勢。具體而言,在PS-VA、PS-IP、PS-FFS及PS-posi-VA顯示器之情形下,可在對其他參數無顯著不利效應下實現反應時間縮短,此與測試單元中之可量測預傾斜有關。
先前技術已建議視情況經氟化之二丙烯酸聯苯酯或二甲基丙烯酸聯苯酯作為用於PSA顯示器中之RM。
然而,出現之問題係,並非所有由LC混合物及一或多種RM組成之組合皆適用於PSA顯示器,此乃因(例如)確立傾斜不充分或根本沒有傾斜,或者由於(例如) VHR不適合TFT顯示器應用。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仍然具有一些缺點。因此,並非每一已知可溶於LC混合物中之RM皆適用於PSA顯示器中。另外,除直接量測PSA顯示器中之預傾斜以外,通常難以找到適於RM之選擇準則。若期望在不添加光起始劑之情況下藉助UV光進行聚合(此對於某些應用而言可為有利的),則適宜RM之選擇變得甚至更少。
此外,LC主體混合物/RM之選擇之組合應具有儘可能低之旋轉黏度及儘可能好之電性質。具體而言,其應具有最高可能之VHR。在PSA顯示器中,用UV光輻照後之高VHR係特別必要的,此乃因UV暴露係顯示器生產製程中必不可少之部分,但在成品顯示器之操作期間亦作為正常暴露出現。
具體而言,可期望具有產生特別小的傾斜角之可用於PSA顯示器之新穎材料。此處較佳之材料係如下彼等材料:在相同之暴露時間下,在聚合期間產生比迄今已知之材料更低之預傾角;及/或藉由使用該等材料,可利用已知材料達成(更高)預傾角已經可在更短之暴露時間後達成。因此,可縮短顯示器之生產時間(「生產時間(tact time)」),並降低生產製程之成本。
PSA顯示器生產中之又一問題係特別係在在顯示器中產生預傾斜角之聚合步驟後殘餘量之未聚合RM之存在或去除。舉例而言,此類型之未反應之RM可藉由(例如)在顯示器完成後之操作期間以不受控之方式聚合而不利地影響顯示器之性質。
因此,自先前技術已知之PSA顯示器經常呈現所謂的「殘影」或「影像燒傷」之不期望效應,即,在LC顯示器中藉由個別像素之臨時定址所產生之影像即使在已關閉該等像素之電場後或在已對其他像素進行定址後仍然可見。
一方面,若使用具有低VHR之LC主體混合物,則此「殘影」可發生。日光或背光之UV組分可造成其中之LC分子之不期望分解反應並因此起始離子或自由基雜質之產生。具體而言,該等雜質可在電極或配向層處累積,其中其可減少有效施加電壓。亦可在無聚合物組分之習用LC顯示器中觀察到此效應。
另外,通常在PSA顯示器中觀察到因未聚合RM之存在造成之另外「殘影」效應。殘餘RM之不受控聚合在此係由來自環境之UV光或由背光起始。在切換顯示區域中,在多個定址循環後,此可改變傾斜角。因此,切換區域中之透射率可發生變化,而在未切換區域中之透射率保持不變。
因此,期望在PSA顯示器之生產期間,RM之聚合儘可能完全進行,並儘可能排除顯示器中存在之未聚合之RM或將其降至最低。因此,需要使能夠或支撐RM高效且完全聚合之RM及LC混合物。另外,可期望殘餘RM量之受控反應。若RM比目前已知之化合物聚合得更快且更有效,則此將更簡單。
已在PSA顯示器之操作中觀察到之又一問題係傾斜角之穩定性。因此,觀察到在顯示器製造期間藉由如上文所述使RM聚合生成之傾斜角未保持恆定,但可在其操作期間使顯示器經受電壓應力後劣化。此可藉由(例如)增加黑色狀態透射率且由此降低對比度來消極地影響顯示器性能。
另一個欲解決之問題係,先前技術之RM通常具有高熔點,且在許多目前常見之LC混合物中僅顯示有限溶解度,且因此經常傾向於自發地自混合物中結晶出來。此外,自發聚合之風險阻止LC主體混合物被加熱以溶解可聚合組分,這意味著即使在室溫下亦需要最佳可能之溶解度。另外,例如在將LC介質引入LC顯示器中時存在分離之風險(層析效應),此可極大損害顯示器之均質性。此風險因以下事實進一步增加:通常在低溫下引入LC介質以減少自發聚合之風險(參見上文),這進而對溶解度具有不利效應。
先前技術中所觀察到之另一問題係在LC顯示器(包括(但不限於) PSA類型之顯示器)中使用習用LC介質經常導致顯示器中出現亮度不均勻,尤其當在使用單滴填充(ODF)方法製造之顯示器中填充LC介質時亦如此。此現象亦稱為「ODF亮度不均勻」。因此,期望提供導致ODF亮度不均勻降低之LC介質。
在先前技術中所觀察到之另一問題係用於PSA顯示器(包括(但不限於) PSA類型之顯示器)中之LC介質經常呈現高黏度及因此高切換時間。為減少LC介質之黏度及切換時間,先前技術已建議添加具有烯基之LC化合物。然而,已觀察到含有烯基化合物之LC介質經常顯示尤其在暴露於UV輻射後可靠性及穩定性降低及VHR降低。尤其對於在PSA顯示器中使用而言,此係重大缺點,此乃因PSA顯示器中RM之光聚合通常係藉由暴露於UV輻射來實施,該暴露可引起LC介質中之VHR下降。
因此,仍極其需要PSA顯示器及用於該等顯示器中之LC介質及可聚合化合物,其不顯示如上文所述缺點或僅呈現少量如上文所述缺點且具有改良之性質。
具體而言,業內極其需要PSA顯示器及用於該等PSA顯示器中之LC介質及可聚合化合物,其能夠在大工作溫度範圍、短反應時間(即使在低溫下)以及低臨限電壓、低預傾斜角、多種灰色陰影、高對比度及寬視角的同時實現高比電阻,在UV暴露後具有高可靠性及高VHR值,且在可聚合化合物之情形下,在LC主體混合物中具有低熔點及高溶解度。在用於移動應用之PSA顯示器中,尤其期望具有顯示低臨限電壓及高雙折射率之可用LC介質。
在先前技術中,已報導用於PSA顯示器中之若干類型之RM,例如具有聯苯或聯三苯基液晶原核且其上連接有兩個或三個可聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團的RM。顯示聯苯RM展現有限聚合速度,但可靠性參數良好,如高VHR或傾斜穩定性,而顯示聯三苯基RM展現快速聚合速度,但可靠性參數有限。因此,期望具有展現快速聚合速度及良好可靠性參數二者之可用RM。
本發明係基於提供用於PSA顯示器中之新穎適宜材料、具體而言包含其之RM及LC介質之目的,其沒有上文所指示之缺點或具有少量上文所指示之缺點。
具體而言,本發明係基於提供用於PSA顯示器中之RM及包含其之LC介質之目的,其能夠實現極高比電阻值、高VHR值、高可靠性、低臨限電壓、短反應時間、高雙折射率;尤其在較長波長下顯示良好UV吸收;能夠實現RM之快速及完全聚合;允許產生低預傾角,較佳儘可能快地產生;即使在較長時間之後及/或UV暴露之後,亦能實現傾斜角之高穩定性;減少或防止顯示器中發生「殘影」及「ODF亮度不均勻」;且在RM之情形下,儘可能快速及完全地聚合;且在通常用作PSA顯示器中之主體混合物LC介質中顯示高溶解度。
本發明之另一目標係提供展現快速聚合速度及良好可靠性參數(如高VHR或傾斜穩定性)之用於PSA顯示器中之RM。
本發明之另一目標係提供具體而言用於光學、光電及電子應用之新穎RM,以及用於其製備之適宜方法及中間體。
本發明之另一目標係提供顯示以下有利效應中之一或多者之RM: -    能夠在暴露於UV光之後在期望程度上產生穩定預傾角, -    產生預傾角之第一UV步驟之時間範圍可在UV處理期間得到良好控制, -    第二UV步驟之時間範圍可保持儘可能短,以最小化生產成本, -    在第一及第二UV暴露步驟之後,殘餘RM對LC混合物之性能參數(即VHR、傾斜穩定性等)沒有任何負面效應, -    在通常為-40℃至140℃之寬溫度範圍內,在LC混合物中具有良好溶解度及穩定性, -    當用於SA-VA模式之顯示器中時,RM可與SA-VA添加劑一起在UV處理後形成具有低反射率之聚合物層。
根據本發明,該等目標中之一或多者已藉由如本申請案中闡述之材料及方法實現。具體而言,令人驚訝地發現,使用下文所述之式I之RM允許實現如上文所提及之有利效應。該等化合物之特徵在於其含有芳香族液晶原晶核,該核包含伸烷基-茀基團及一或多個與其連接之可聚合反應基團。
令人驚訝地發現,在PSA顯示器中使用該等RM及包含其之LC介質有助於快速及完全UV-光聚合反應,具體而言在300-380 nm範圍內且尤其320 nm以上之更長UV波長下,即使不添加光起始劑,亦能快速產生低且穩定的傾斜角,減少顯示器中之殘影及ODF亮度不均勻,導致UV光聚合後之高可靠性及高VHR值,尤其在LC主體混合物含有具有烯基之LC化合物之情形下,且能夠實現快速反應時間、低臨限電壓及高雙折射率。
此外,根據本發明之RM具有低熔點、在寬範圍之LC介質中、尤其在用於PSA用途之市售LC主體混合物中之良好溶解度、以及低結晶傾向。此外,其在較長UV波長下、具體而言在300-380 nm之範圍內顯示良好吸收,且能夠快速及完全聚合,在單元中具有少量殘留之未反應之RM。
此外,令人驚訝地發現,根據本發明之RM組合如聯三苯基RM之快速聚合速度之快速聚合速度與如聯苯RM之良好可靠性參數之良好可靠性參數。與現有技術之RM相比,此產生優異整體性能。
本發明係關於式I化合物, 其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義: A 具有10至30個環原子之單環、二環或多環芳香族或雜芳香族基團,其亦可含有稠合環, P 在每次出現時相同或不同地為可聚合基團, Sp    在每次出現時相同或不同地為視情況由一或多個基團P取代之間隔基團、或單鍵, L a具有4至30個環原子之芳香族或雜芳香族基團,其亦可含有稠合環,且視情況由一或多個基團L取代, L      F、Cl、Br、-CN或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH 2-基團以O-及/或S原子彼此不直接連接之方式視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-N(R 0)-、-Si(R 0R 00)-、-CH=CH-或-C≡C-置換,且其中一或多個H原子各自視情況由F或Cl置換, R 0及R 00各自彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基, a            1、2、3或4,較佳1或2, b           0、1、2、3、4、5或6,較佳0、1或2, 前提係若A係伸聯苯基,a係2,b係0且Sp係單鍵,則L a不同於未經取代之苯。
本發明進一步係關於式I化合物作為可聚合化合物在LC介質及LC顯示器中、尤其在LC顯示器之LC介質、作用層或配向層中之用途,其中LC顯示器較佳係PSA顯示器。
本發明進一步係關於製備式I化合物之方法及該等方法中使用或獲得之新穎中間體。
本發明進一步係關於包含一或多種式I化合物之LC介質。
本發明進一步係關於包含一或多種可聚合化合物之LC介質,該等可聚合化合物中之至少一者係式I化合物。
本發明進一步係關於包含以下之LC介質: - 可聚合組分A),其包含一或多種可聚合化合物、較佳由其組成,該等可聚合化合物中之至少一者係式I化合物,及 - 液晶組分B),下文亦稱為「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原或液晶化合物,較佳由其組成。
根據本發明之LC介質之液晶組分B)下文亦稱為「LC主體混合物」,且較佳包含一或多種、較佳至少兩種選自不可聚合之低分子量化合物之液晶原或LC化合物。
本發明進一步係關於如上文及下文所述之LC介質,其中LC主體混合物或組分B)包含至少一種包含烯基之液晶原或LC化合物。
本發明進一步係關於如上文所述之LC介質或LC顯示器,其中使組分A)之式I化合物或可聚合化合物聚合。
本發明進一步係關於用於製備如上文及下文所述之LC介質之方法,其包含將一或多種液晶原或LC化合物或如上文及下文所述之LC主體混合物或LC組分B)與一或多種式I化合物且視情況與其他LC化合物及/或添加劑混合之步驟。
本發明進一步係關於式I化合物及根據本發明之LC介質在PSA顯示器中之用途、具體而言在含有LC介質之PSA顯示器中之用途,藉由在顯示器中、較佳在電場或磁場中式I化合物之原位聚合用於在LC介質中產生傾斜角。
本發明進一步係關於包含一或多種式I化合物或根據本發明之LC介質之LC顯示器,具體而言PSA顯示器,尤佳地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式I化合物及根據本發明之LC介質在聚合物穩定之SA顯示器中、尤其在聚合物穩定之SA-VA及SA-FFS顯示器中的用途,以及包含一或多種式I化合物或根據本發明之LC介質之聚合物穩定之SA、SA-VA或SA-HB-FFS顯示器。
本發明進一步係關於LC顯示器,其包含可藉由一或多種式I化合物或如上文所述之可聚合組分A)之聚合獲得之聚合物、或包含根據本發明之LC介質,該LC顯示器較佳係PSA或聚合物穩定之SA顯示器、極佳地PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN、或聚合物穩定之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器。
本發明進一步係關於PSA類型之LC顯示器,其包含兩個基板,其中之至少一者係透光的;提供於每一基板上之一電極或提供於該等基板中之僅一者上並位於基板間之兩個電極;如上文及下文所述之包含一或多種可聚合化合物及LC組分之LC介質之層,其中使可聚合化合物在顯示器之基板間聚合。
本發明進一步係關於用於製造如上文及下文所述之LC顯示器之方法,其包含將如上文及下文所述之包含一或多種可聚合化合物之LC介質填充或以其他方式提供於顯示器之基板之間並使可聚合化合物聚合之步驟。
根據本發明之PSA顯示器具有兩個較佳呈透明層形式之電極,其施加至該等基板中之一或兩者。在一些顯示器中(例如在PS-VA、PS-OCB、PS-TN或聚合物穩定之SA-VA顯示器中),將一個電極施加至兩個基板中之每一者。在其他顯示器中(例如在PS-posi-VA、PS-IPS或PS-FFS、PS-UB-FFS或聚合物穩定之SA-FFS顯示器中),將兩個電極施加至兩個基板中之僅一者。
在較佳實施例中,使可聚合組分在LC顯示器中聚合,同時將電壓施加至顯示器之電極。
較佳地藉由光聚合、極佳地藉由UV光聚合使可聚合組分之可聚合化合物聚合。
如本申請案中揭示及主張之式I化合物之烯基不被視為在如本文所用術語「可聚合基團」之含義內。較佳地,本申請案中揭示及主張之LC介質不含起始或增強烯基參與聚合反應之添加劑。
本發明進一步係關於式IN化合物, 其中Pg在每次出現時相同或不同地表示OH或經保護或遮蔽之OH基團,且A、Sp、L a、L、a及b具有式I之含義或上文及下文之較佳含義中之一者。
本發明進一步係關於式IN化合物在可聚合化合物、尤其式I之彼等之合成中作為中間體之用途。
本發明進一步係關於藉由使用含有可聚合基團P之相應酸、酸衍生物或鹵化化合物使式IN化合物酯化或醚化來合成式I化合物之方法,其中Pg表示OH。
式I化合物在用於PSA顯示器中時顯示以下有利性質: -在某一製程窗內之適宜之傾斜產生, - UV製程後導致最少RM殘留物之快速聚合, - UV製程後之高電壓保持率, - 良好傾斜穩定性, -足夠的耐熱穩定性, -在顯示器製造中通常使用之有機溶劑中之足夠溶解度。
此外,式I化合物可解決以下問題中之一或多者: - 在暴露於UV光之後產生期望程度之穩定傾斜角, - 在UV處理期間,控制產生預傾角之第一UV步驟之時間範圍, - 使第二UV步驟之時間範圍儘可能短以使生產成本最小化, - 在第一及第二UV暴露步驟之後,減少或避免殘留RM對LC混合物性能參數(例如VHR、傾斜穩定性等)之任何負面效應, - 在寬溫度範圍內、較佳-40℃至約140℃,提供在LC主體混合物中之良好溶解度及穩定性, - 對於用於SA-VA顯示器,提供可與SA-VA添加劑一起在UV處理後形成具有低反射率之聚合物層之RM。
具體而言,式I化合物組合類似於聯三苯基RM之快速聚合速度與類似於聯三苯基RM之良好可靠性參數。當用於PSA顯示器中時,與現有技術之RM相比,此產生化合物之優異整體性能。
如本申請案中揭示及主張之式之化合物之烯基不被視為在如本文所用術語「可聚合基團」之含義內。較佳選擇式I化合物之聚合條件,使得烯基取代基不參與聚合反應。較佳地,本申請案中揭示及主張之LC介質不含起始或增強烯基參與聚合反應之添加劑。
除非另有所述,否則式I化合物較佳選自非對掌性化合物。
如本文所用術語「作用層」及「可切換層」意指電光顯示器、例如LC顯示器中包含一或多種具有結構及光學各向異性之分子(如例如LC分子)之層,該一或多種分子在外部刺激(如電場或磁場)時改變其定向,從而導致層對偏光或非偏光之透射率改變。
如本文所用術語「傾斜」及「傾斜角」將理解為意指LC介質之LC分子相對於LC顯示器(在此較佳為PSA顯示器)中之單元表面的傾斜配向,且將理解為包括「預傾斜」及「預傾角」。傾斜角在此表示LC分子之分子縱軸(LC指向矢(director))與形成LC單元之平面平行外板之表面間的平均角(<90°)。在此低傾斜角絕對值(即,與90°角較大偏離)對應於大傾斜。用於量測傾斜角之適宜方法在實例中給出。除非另有指示,否則上文及下文所揭示之傾斜角值係關於此量測方法。
如本文所用術語「反應性液晶原」及「RM」將理解為意指含有液晶原或液晶骨架及一或多個連接至其之適於聚合且亦稱為「可聚合基團」或「P」之官能基的化合物。
除非另有所述,否則如本文所用術語「可聚合化合物」將理解為意指可聚合單體化合物。
根據本發明之SA-VA或SA-FFS將為聚合物穩定之模式,此乃因其含有包含式I之RM之LC介質或藉由使用包含式I之RM之LC介質來製造。因此,如本文所用術語「SA-VA顯示器」及「SA-FFS顯示器」在提及根據本發明之顯示器時,即使沒有明確提及,亦將理解為指聚合物穩定之SA-VA或SA-FFS顯示器。
如本文所用術語「低分子量化合物」將理解為意指與「聚合化合物」或「聚合物」相對,為單體及/或並非藉由聚合反應製備之化合物。
如本文所用術語「不可聚合化合物」將理解為意指不含適於在通常施加用於RM聚合之條件下聚合之官能基之化合物。
如本文所用術語「液晶原基團」為熟習此項技術者所知且闡述於文獻中,且意指由於其吸引及排斥相互作用之各向異性基本上有助於在低分子量或聚合物質中產生液晶(LC)相之基團。含有液晶原基團之化合物(液晶原化合物)本身不必具有LC相。液晶原化合物亦可僅在與其他化合物混合後及/或在聚合後呈現LC相特性。典型液晶原基團係(例如)剛性棒形或碟形單元。與液晶原或LC化合物結合使用之術語及定義之概述係在 Pure Appl. Chem.2001, 73(5), 888及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368中給出。
如本文所用術語「間隔基團」 (在下文中亦稱為「Sp」)已為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中,參見(例如) Pure Appl. Chem.2001, 73(5), 888及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368。如本文所用術語「間隔基團」或「間隔基」意指連結可聚合液晶原化合物中之液晶原基團及可聚合基團之撓性基團,例如伸烷基。
上文及下文, 表示反式-1,4-伸環己基環, 且 表示1,4-伸苯基環。
在基團 中,兩個環原子之間顯示之單鍵可連接至苯環之任何自由位置。
「鹵素」表示F、Cl、Br或I,較佳F或Cl。
-CO-、-C(=O)-及-C(O)-表示羰基,即
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。
若在上文及下文顯示之式中,基團R 1-13、R 21、R 31、R 41、R 51、R 52、R Q、R、R 2A、R 2B、R IIIA、R 1N、R 2N、R B1、R B2、R CR1、R CR2、R或L表示烷基及/或烷氧基,則此可為直鏈或具支鏈。其較佳係直鏈,具有2個、3個、4個、5個、6個或7個C原子且因此較佳表示乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基,此外甲基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基、辛基氧基、壬基氧基、癸基氧基、十一烷基氧基、十二烷基氧基、十三烷基氧基或十四烷基氧基。
若在上文及下文顯示之式中,基團R 1-13、R 51、R 52、R Q、R、R 2A、R 2B、R IIIA、R 1N、R 2N、R B1、R B2、R CR1、R CR2、R或L表示其中一或多個CH 2基團由S置換之烷基,則此可為直鏈或具支鏈。其較佳係直鏈,具有1、2、3、4、5、6或7個C原子且因此較佳表示硫代甲基、硫代乙基、硫代丙基、硫代丁基、硫代戊基、硫代己基或硫代庚基。
氧雜烷基較佳表示直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基);2-氧雜丁基(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基);2-、3-或4-氧雜戊基;2-、3-、4-或5-氧雜己基;2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基;2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基;2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
若在上文及下文顯示之式中,基團R 1-13、R 51、R 52、R Q、R、R 2A、R 2B、R IIIA、R 1N、R 2N、R B1、R B2、R CR1、R CR2、R或L表示烷氧基或氧雜烷基,則其亦可含有一或多個額外氧原子,條件係氧原子彼此不直接連接。
在另一較佳實施例中,R 1-13、R 51、R 52、R Q、R、R 2A、R 2B、R IIIA、R 1N、R 2N、R B1、R B2、R CR1、R CR2、R或L中之一或多者選自由以下組成之群: 、-S 1-F、-O-S 1-F、-O-S 1-O-S 2,其中S 1係C 1-12-伸烷基或C 2-12-伸烯基且S 2係H、C 1-12-烷基或C 2-12-烯基,且極佳地選自由以下組成之群: 、-OCH 2OCH 3、-O(CH 2) 2OCH 3、-O(CH 2) 3OCH 3、-O(CH 2) 4OCH 3、-O(CH 2) 2F、-O(CH 2) 3F、-O(CH 2) 4F。
若在上文及下文顯示之式中,基團R 1-13、R 51、R 52、R Q、R、R 2A、R 2B、R IIIA、R 1N、R 2N、R B1、R B2、R CR1、R CR2、R或L表示其中一個CH 2基團由-CH=CH-置換之烷基,此可為直鏈或具支鏈。其較佳係直鏈且具有2個至10個C原子。因此,具體而言,其表示乙烯基、丙-1-或-2-烯基、丁-1-、-2-或-3-烯基、戊-1-、-2-、-3-或-4-烯基、己-1-、-2-、-3-、-4-或-5-烯基、庚-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或-6-烯基、辛-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或-7-烯基、壬-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-烯基、癸-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或-9-烯基。
若在上文及下文顯示之式中,基團R 1-13、R 51、R 52、R Q、R、R 2A、R 2B、R IIIA、R 1N、R 2N、R B1、R B2、R CR1、R CR2、R或L表示至少由鹵素單取代之烷基或烯基,則此基團較佳係直鏈,且鹵素較佳係F或Cl。在多取代之情形下,鹵素較佳係F。所得基團亦包括全氟化基團。在單取代之情形下,氟或氯取代基可在任何期望位置,但較佳在ω位。
較佳烷基係(例如)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟-正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
較佳烯基係(例如)乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基等。
較佳炔基係(例如)乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳烷氧基係(例如)甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷基氧基、正十二烷基氧基。
芳香族及雜芳香族基團可為單環或多環,即,其可含有一個環(例如,苯基)或兩個或更多個環,其亦可經稠合(例如,萘基)或共價鍵結(例如,聯苯),或含有稠合及連接環之組合。雜芳香族基團含有一或多個較佳選自O、N、S及Se之雜原子。
尤佳者係具有6至25個C原子之單環、二環或三環芳香族基團、及具有5至25個環原子之單環、二環或三環雜芳基,其視情況含有稠合環且視情況經取代。進一步較佳者係5-、6-或7員芳香族及雜芳香族基團,此外其中一或多個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由N、S或O置換。
較佳芳香族基團係(例如)苯基、聯苯、聯三苯、[1,1':3',1'']聯三苯-2'-基、萘基、蒽基、聯萘、菲、9,10-二氫-菲、芘、二氫芘、苯并菲、苝、稠四苯、稠五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺二茀等。
較佳雜芳香族基團係(例如) 5員環,例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑;6員環,例如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪;或縮合基團,例如吲哚、異吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮雜咔唑、苯并哢啉、菲啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩或該等基團之組合。
上文及下文提及之芳香族及雜芳香族基團亦可由烷基、烷氧基、硫代烷基、氟或氟烷基或由脂環族、雜環、芳香族或雜芳香族基團取代。
較佳之(非芳香族)脂環族及雜環基團涵蓋飽和環(即,排他性地含有單鍵之彼等)亦及部分不飽和環(即,亦可含有多重鍵之彼等)。雜環含有一或多個較佳選自Si、O、N、S及Se之雜原子。
較佳之(非芳香族)脂環族及雜環基團可為單環(即,僅含有一個環(例如,環己烷))或多環(即,含有複數個環(例如,十氫萘或二環辛烷))。尤佳者係飽和基團。進一步較佳者係具有5至25個環原子之單環、二環或三環基團,其視情況含有稠合環且視情況經取代。進一步較佳者係5員、6員、7員或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/或一或多個非毗鄰CH 2基團可經-O-及/或-S-置換。
較佳之脂環族及雜環基團係(例如) 5員基團,例如環戊烷、四氫呋喃、四氫噻吩、吡咯啶;6員基團,例如環己烷、矽雜環己烷(silinane)、環己烯、四氫吡喃、四氫硫吡喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、六氫吡啶;7員基團,例如環庚烷;及稠合基團,例如四氫化萘、十氫化萘、二氫茚、二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-亞甲基二氫茚-2,5-二基。
芳香族及雜芳香族基團上之較佳取代基(下文亦稱為「L S」)係(例如) F、Cl、Br、I、-CN、-NO 2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R x) 2、-C(=O)Y 1、-C(=O)R x、-N(R x) 2;各自具有1至25個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子可視情況由F或Cl置換;具有1至20個Si原子之視情況取代基之矽基;或具有6至25、較佳6至15個C原子之視情況經取代之芳基, 其中R x表示H、F、Cl、CN、或具有1至25個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基,其中一或多個非毗鄰CH 2-基團以使得O-及/或S原子彼此不直接連接之方式視情況由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子各自視情況由F、Cl、P-或P-Sp-置換,且 Y 1表示鹵素。
「經取代之矽基或芳基」較佳意指由鹵素、-CN、R 0、-OR 0、-CO-R 0、-CO-O-R 0、-O-CO-R 0或-O-CO-O-R 0取代,其中R 0表示H或具有1至20個C原子之烷基。
尤佳取代基L S係(例如) F、Cl、CN、NO 2、CH 3、C 2H 5、OCH 3、OC 2H 5、COCH 3、COC 2H 5、COOCH 3、COOC 2H 5、CF 3、OCF 3、OCHF 2、OC 2F 5,進而言之苯基。
較佳係
其中L具有上文所指示含義中之一者。
可聚合基團P係適於聚合反應(例如,自由基或離子鏈聚合、聚加成或縮聚)或適於聚合物類似反應(例如,加成或縮合至主聚合物鏈上)之基團。尤佳者係用於鏈聚合之基團(具體而言含有C=C雙鍵或-C≡C-三鍵之彼等)及適於開環聚合之基團(例如,氧雜環丁烷或環氧化物基團)。
較佳基團P選自由以下組成之群: CH 2=CW 1-CO-O-、CH 2=CW 1-CO-、 CH 2=CW 2-(O) k3-、CW 1=CH-CO-(O) k3-、CW 1=CH-CO-NH-、CH 2=CW 1-CO-NH-、CH 3-CH=CH-O-、(CH 2=CH) 2CH-OCO-、(CH 2=CH-CH 2) 2CH-OCO-、(CH 2=CH) 2CH-O-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-CO-、HO-CW 2W 3-、HS-CW 2W 3-、HW 2N-、HO-CW 2W 3-NH-、CH 2=CW 1-CO-NH-、CH 2=CH-(COO) k1-Phe-(O) k2-、CH 2=CH-(CO) k1-Phe-(O) k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W 4W 5W 6Si-,其中W 1表示H、F、Cl、CN、CF 3,苯基或具有1至5個C原子之烷基、具體而言H、F、Cl或CH 3,W 2及W 3各自彼此獨立地表示H或具有1至5個C原子之烷基,具體而言H、甲基、乙基或正丙基,W 4、W 5及W 6各自彼此獨立地表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基,W 7及W 8各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,Phe表示1,4-伸苯基,其視情況由一或多個如上文所定義除P-Sp-外之基團L取代,k 1、k 2及k 3各自彼此獨立地表示0或1,k 3較佳表示1,且k 4表示1至10之整數。
極佳之基團P選自由以下組成之群: CH 2=CW 1-CO-O-、CH 2=CW 1-CO-、 CH 2=CW 2-O-、CH 2=CW 2-、CW 1=CH-CO-(O) k3-、CW 1=CH-CO-NH-、CH 2=CW 1-CO-NH-、(CH 2=CH) 2CH-OCO-、(CH 2=CH-CH 2) 2CH-OCO-、(CH 2=CH) 2CH-O-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-、(CH 2=CH-CH 2) 2N-CO-、CH 2=CW 1-CO-NH-、CH 2=CH-(COO) k1-Phe-(O) k2-、CH 2=CH-(CO) k1-Phe-(O) k2-、Phe-CH=CH-及W 4W 5W 6Si-,其中W 1表示H、F、Cl、CN、CF 3、苯基或具有1至5個C原子之烷基,具體而言H、F、Cl或CH 3,W 2及W 3各自彼此獨立地表示H或具有1至5個C原子之烷基,具體而言H、甲基、乙基或正丙基,W 4、W 5及W 6各自彼此獨立地表示Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基,W 7及W 8各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,Phe表示1,4-伸苯基,k 1、k 2及k 3各自彼此獨立地表示0或1,k 3較佳表示1,且k 4表示1至10之整數。
極佳之基團P選自由以下組成之群:CH 2=CW 1-CO-O-,具體而言CH 2=CH-CO-O-、CH 2=C(CH 3)-CO-O-及CH 2=CF-CO-O-,進而言之CH 2=CH-O-、(CH 2=CH) 2CH-O-CO-、(CH 2=CH) 2CH-O-、
其他較佳之可聚合基團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,極佳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-符合式P-Sp''-X''-,其中 Sp''   表示具有1至20個、較佳1至12個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其視情況由F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且此外其中一或多個非毗鄰CH 2基團可各自彼此獨立地以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式由-O-、-S-、-NH-、-N(R 0)-、-Si(R 0R 00)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R 00)-CO-O-、-O-CO-N(R 0)-、-N(R 0)-CO-N(R 00)-、-CH=CH-或-C≡C-置換, X''    表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R 0)-、-N(R 0)-CO-、-N(R 0)-CO-N(R 00)-、-OCH 2-、-CH 2O-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR 0-、-CY 2=CY 3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵, R 0及R 00各自彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基,且 Y 2及Y 3各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X''較佳係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR 0-、-NR 0-CO-、-NR 0-CO-NR 00-或單鍵。
典型間隔基團Sp及-Sp''-X''-係(例如) -(CH 2) p1-、-(CH 2) p1-O-、-(CH 2) p1-O-CO-、-(CH 2) p1-CO-O-、-(CH 2) p1-O-CO-O-、-(CH 2CH 2O) q1-CH 2CH 2-、-CH 2CH 2-S-CH 2CH 2-、-CH 2CH 2-NH-CH 2CH 2-或-(SiR 0R 00-O) p1-,其中p1係1至12之整數,q1係1至3之整數,且R 0及R 00具有上文所指示之含義。
尤佳之基團Sp及-Sp''-X''-係-(CH 2) p1-、-(CH 2) p1-O-、-(CH 2) p1-O-CO-、-(CH 2) p1-CO-O-、-(CH 2) p1-O-CO-O-,其中p1及q1具有上文所指示之含義。
尤佳基團Sp''在每一情形下係直鏈伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫代伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。
在本發明之較佳實施例中,式I及其子式之化合物含有由一或多個可聚合基團P取代之間隔基團Sp,使得基團Sp-P對應於Sp(P) s,其中s ≥2 (具支鏈可聚合基團)。
根據此較佳實施例之較佳式I化合物係以下之彼等:其中s係2,即含有基團Sp(P) 2之化合物。根據此較佳實施例之極佳式I化合物含有選自下式之基團: -X-alkyl-CHPP                                     S1 -X-alkyl-CH((CH 2) aaP)((CH 2) bbP)            S2 -X-N((CH 2) aaP)((CH 2) bbP)                      S3 -X-alkyl-CHP-CH 2-CH 2P                       S4 -X-alkyl-C(CH 2P)(CH 2P)-C aaH 2aa+1S5 -X-alkyl-CHP-CH 2P                              S6 -X-alkyl-CPP-C aaH 2aa+1S7 -X-alkyl-CHPCHP-C aaH 2aa+1S8 其中P係如式I中所定義, alkyl       表示單鍵或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其未經取代或由F、Cl或CN單取代或多取代且其中一或多個非毗鄰CH 2基團可各自彼此獨立地以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式由-C(R 0)=C(R 0)-、-C≡C-、-N(R 0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,其中R 0具有上文所指示之含義, aa及bb    各自彼此獨立地表示0、1、2、3、4、5或6, X           具有針對X''指示之含義中之一者,且較佳係O、CO、SO 2、O-CO-、CO-O或單鍵。
較佳間隔基團Sp(P) 2選自式S1、S2及S3。
極佳之間隔基團Sp(P) 2選自以下子式: -CHPP                                                S1a -O-CHPP                                             S1b -CH 2-CHPP                                         S1c -OCH 2-CHPP                                       S1d -CH(CH 2-P)(CH 2-P)                              S2a -OCH(CH 2-P)(CH 2-P)                            S2b -CH 2-CH(CH 2-P)(CH 2-P)                       S2c -OCH 2-CH(CH 2-P)(CH 2-P)                     S2d -CO-NH((CH 2) 2P)((CH 2) 2P)                    S3a 在如上文及下文所述之式I及其子式之化合物中,P較佳選自由以下組成之群:乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物,最佳地丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
進一步較佳者係如上文及下文所述之式I及其子式之化合物,其中化合物中存在之所有可聚合基團P具有相同含義,且極佳地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,最佳地甲基丙烯酸酯。
在如上文及下文所述之式I及其子式之化合物中,Sp較佳表示單鍵或-(CH 2) p1-、-(CH 2) p2-CH=CH-(CH 2) p3-、-O-(CH 2) p1-、-O-CO-(CH 2) p1或-CO-O-(CH 2) p1,其中p1係2、3、4、5或6,p2及p3彼此獨立地係0、1、2或3,且若Sp係-O-(CH 2) p1-、-O-CO-(CH 2) p1或-CO-O-(CH 2) p1,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
進一步較佳者係如上文及下文所述之式I及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp係單鍵。
進一步較佳者係如上文及下文所述之式I及其子式之化合物,其中至少一個基團Sp不同於單鍵,且較佳選自-(CH 2) p1-、-(CH 2) p2-CH=CH-(CH 2) p3-、-O-(CH 2) p1-、-O-CO-(CH 2) p1或-CO-O-(CH 2) p1,其中p1係2、3、4、5或6,p2及p3彼此獨立地係0、1、2或3,且若Sp係-O-(CH 2) p1-、-O-CO-(CH 2) p1或-CO-O-(CH 2) p1,則O-原子或CO-基團分別連接至苯環。
在如上文及下文所述之式I及其子式之化合物中,L a較佳選自由苯、呋喃、噻吩、吡啶、嘧啶、吡嗪及萘組成之群,極佳地選自由苯、呋喃及噻吩組成之群,其視情況由一或多個基團L取代且較佳未經取代。
尤佳者係式I化合物,其中a係1或2、極佳地1。
進一步較佳者係式I化合物,其中b係0、1或2、極佳地0。
進一步較佳者係選自子式IA之式I化合物 P-Sp-A 1-(A 2) c-Sp-P                               IA 其中A 1、A 2彼此獨立地表示伸苯基、萘、菲、蒽、二苯并呋喃、二苯并噻吩或咔唑,較佳地伸苯基或萘,極佳地1,4-伸苯基,所有皆視情況由一個或兩個如上文及下文定義之基團L取代,且c係0、1、2或3,較佳地1或2,且其中A 1及A 2中之至少一者由一個或兩個如上文及下文定義之基團L a取代。
進一步較佳者係式I或IA化合物,其中A或A 1-(A 2) c分別選自由以下組成之群:1,4-伸苯基、伸聯苯基(苯基苯)、對-伸聯三苯基(1,4-二苯基苯)、間-伸聯三苯基(1,3-二苯基苯)、伸萘基、2-苯基-伸萘基、菲或蒽、二苯并呋喃或二苯并噻吩,極佳地伸聯苯基或對-伸聯三苯基,最佳地伸聯苯基,所有皆由一個或兩個基團L a取代且視情況由一個或兩個如上文及下文定義之基團L取代。
式I之進一步較佳之化合物係選自以下子結構 其中P、Sp及L具有式I中給出之含義或如上文及下文給出之其較佳含義中之一者,a係1或2,b係0、1或2,Ar具有式I中給出之L a之含義中之一者或如上文及下文給出之其較佳含義中之一者,a1、a2、a3、a4及a5彼此獨立地係0、1或2,其中a1+a2>0且較佳地a1+a2=1或2、a3+a4+a5>0且較佳a3+a4+a5=1或2,b1、b2、b3、b4及b5彼此獨立地係0、1或2,其中較佳地b1+b2=0、1或2且較佳地b3+b4+b5=0、1或2。
式I之進一步較佳之化合物係選自以下子結構 其中Ar、P、Sp、L、b、b1、b3、b4及b5彼此獨立地具有式I、I1、I2、I3或I4中給出之含義中之一者或如上文及下文給出之其較佳含義中之一者,且b6具有b3之含義中之一者。
極佳者係式I2-1至I2-6化合物,最佳者係式I2-1、I2-2及I2-4化合物。
進一步較佳之式I、IA、I1、I2、I3、I1-1、I1-2、I2-1至I2-6、I3-1至I3-11及I4-1至I4-16化合物係選自以下實施例中之一或多者之彼等: -    若在式I中A係聯苯,則a係1及/或L a不同於未經取代之苯且較佳不同於苯, -    若在式IA中c係1且A 1及A 2係伸苯基,則A 1及A 2中僅一者由L a取代及/或L a不同於未經取代之苯且較佳不同於苯, -    在式I2中,a1+a2=1及/或b1+b2>0及/或Ar不同於未經取代之苯且較佳不同於苯, -    在式I2-4中,Ar不同於未經取代之苯且較佳不同於苯, -    基團P彼此獨立地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、極佳地甲基丙烯酸酯, -    Sp係單鍵, -    基團Sp中至少一者、較佳恰好一者係單鍵且其他基團Sp不同於單鍵, -    Sp在不同於單鍵時表示具有2至6個C原子之伸烷基或具有2至6個C原子之伸烯基, -    Sp由至少一個基團P取代,且-Sp-P選自如上文定義之式S1至S8或S1a至S3a, -    基團Ar彼此獨立地表示苯、呋喃或噻吩、極佳地苯,其視情況由一或多個如上文及下文定義之基團L取代, -    b、或b1+b2之和或b3+b4+b5之和分別為0或1、較佳0, -    b、或b1+b2之和或b3+b4+b5之和分別為1或2、較佳1,且L選自F、Cl、Br、CN、各自具有1至6個C原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基或具有2至6個C原子之烯基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳F、Cl、CN或OCH 3、極佳F置換。
表示如本申請案中揭示及主張之式I及其子式之化合物中之烯基之取代基L不被視為在如本文所用術語「可聚合基團」(或基團P)之含義內。較佳地,本申請案中揭示及主張之LC介質不含起始或增強烯基L參與聚合反應之添加劑。
較佳之式I、IA、I1、I2、I3、I1-1、I1-2、I2-1至I2-6、I3-1至I3-11及I4-1至I4-16、IN及其子式之化合物選自以下較佳實施例,包括其任何組合: - a=1且b=0、1或2, - a=2且b=0, - a1+a2=1或2、較佳1 - a3+a4+a5=1或2、較佳1, - b1+b2=0, - b1+b2=1或2, - b3+b4+b5=0, - b3+b4+b5=1或2, - c係1或2、較佳1, - 化合物含有恰好兩個可聚合基團(由基團P表示), - 化合物含有恰好三個可聚合基團(由基團P表示), - P選自由以下組成之群:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及氧雜環丁烷、極佳丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯, - P係甲基丙烯酸酯, - Pg係羥基, - 所有基團Sp皆係單鍵, - 基團Sp中之至少一者係單鍵且基團Sp中之至少一者不同於單鍵, - Sp在不同於單鍵時係-(CH 2) p1-、-(CH 2) p2-CH=CH-(CH 2) p3-、-O-(CH 2) p1-、-O-CO-(CH 2) p1或-CO-O-(CH 2) p1,其中p1係2、3、4、5或6,p2及p3彼此獨立地係0、1、2或3且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, - Sp係單鍵或表示-(CH 2) p1-、-(CH 2) p2-CH=CH-(CH 2) p3-、-O-(CH 2) p1-、-O-CO-(CH 2) p1或-CO-O-(CH 2) p1,其中p1係2、3、4、5或6,p2及p3彼此獨立地係0、1、2或3且O-原子或CO-基團分別連接至苯環, - 一或多個、較佳一個基團-Sp-P選自式S1至S8及S1a至S3a, - A 1、A 2彼此獨立地表示伸苯基、萘、菲或蒽,較佳1,4-伸苯基、1,3-伸苯基或2,6-萘,極佳地1,4-伸苯基, - Ar表示苯、呋喃或噻吩、極佳苯,其視情況由一或多個如上文及下文定義之基團L取代,且較佳未經取代, - L選自由以下組成之群:F、Cl、Br、CN、各自具有1至6個C原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基或具有2至6個C原子之烯基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳F、Cl、CN或OCH 3、極佳F置換。
極佳之式I及其子式之化合物選自以下子式: 進一步較佳者係式I2-1-1至I2-4-3之化合物,其中甲基丙烯酸酯基團中之一者或二者由丙烯酸酯基團置換。
較佳之式IN化合物係選自子式IA、I1、I2、I3、I1-1、I1-2、I2-1至I2-6、I3-1至I3-11、I4-1至I4-16及I2-1-1至I2-4-2中之彼等,其中每一基團P或每一甲基丙烯酸酯基團分別由如式IN中定義之基團Pg、較佳由OH置換。
適用於式IN及其子式之化合物中之經保護之羥基Pg為熟習此項技術者已知。羥基之較佳保護基團係烷基、烷氧基烷基、醯基、烷基矽基、芳基矽基及芳基甲基,尤其2-四氫吡喃基、甲氧基甲基、甲氧基乙氧基甲基、乙醯基、三異丙基矽基、 第三丁基-二甲基矽基或苄基。
術語「經掩蔽之羥基」應理解為意指任何可化學轉化成羥基之官能基。適宜經掩蔽之羥基Pg為熟習此項技術者已知。
式IN化合物適宜作為用於製備式I及其子式之化合物之中間體。
本發明進一步係關於式IN化合物作為用於製備式I及其子式之化合物之中間體的用途。
式I及IN及其子式之化合物及中間體可以與熟習此項技術者已知之方法類似之方法製備且闡述於有機化學之標準著作中,例如Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart。
舉例而言,式I化合物可藉由使用相應酸、酸衍生物或含有可聚合基團P之鹵代化合物使式IN之中間體酯化或醚化來合成,其中Pg表示羥基。
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-二甲基胺基)吡啶(DMAP))存在下用酸衍生物(如例如(甲基)丙烯醯氯或(甲基)丙烯酸酐)酯化相應醇來製備。或者,酯可藉由在去水試劑存在下例如根據與二環己基碳二亞胺(DCC)、 N-(3-二甲基胺基丙基)- N’-乙基碳二亞胺(EDC)或 N-(3-二甲基胺基丙基)- N’-乙基碳二亞胺鹽酸鹽及DMAP之Steglich用(甲基)丙烯酸酯化醇來製備。
式I及IN化合物之適宜且較佳之合成方法示於實例中。
本發明進一步係關於包含一或多種式I或其子式之化合物的LC介質。較佳地,LC介質包含一或多種可聚合化合物,其中之至少一種係化合物具有式I或其子式。
進一步較佳地,LC介質包含 - 可聚合組分A),其包含一或多種可聚合化合物、較佳由其組成,該等可聚合化合物中之至少一者係式I化合物,及 - 液晶組分B),下文亦稱為「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原或液晶化合物,較佳由其組成。
本發明進一步係關於如上文所述之LC介質或LC顯示器,其中使組分A)之式I化合物或可聚合化合物聚合。
本發明進一步係關於式I化合物及如上文及下文所述之LC介質在PSA顯示器或聚合物穩定之SA-VA或HB-SA-FFS顯示器中之用途、及包含一或多種式I化合物或根據本發明之LC介質的LC顯示器,具體而言PSA顯示器、尤佳PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN顯示器、聚合物穩定之SA-VA或聚合物穩定之SA-HB-FFS顯示器。
對於PSA或聚合物穩定之SA顯示器之生產,視情況在將電壓施加至電極的同時,LC介質中所含之可聚合化合物藉由在LC顯示器之基板間之LC介質中原位聚合來聚合或交聯(若一種化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。
根據本發明之顯示器之結構對應於PSA顯示器之常見幾何結構,如在開篇處所引用先前技術中所闡述。無突出之幾何結構較佳,具體而言其中另外濾色器側上之電極未經結構化且僅在TFT側上之電極具有狹槽之彼等。用於PS-VA顯示器之尤其適宜且較佳之電極結構闡述於(例如) US 2006/0066793 A1中。
本發明之較佳PSA類型LC顯示器包含: -  第一基板,其包括界定像素區域之像素電極及視情況安置於像素電極上之第一配向層,該像素電極連結至安置於每一像素區域中之切換元件且視情況包括微裂縫圖案, -  第二基板,其包括普通電極層及視情況第二配向層,該普通電極層可安置於第二基板之面向第一基板之整個部分上, -  LC層,其安置於第一與第二基板之間且包括包含如上文及下文所述之可聚合組分A及液晶組分B之LC介質,其中可聚合組分A亦可聚合。
第一及/或第二配向層控制LC層之LC分子之配向方向。舉例而言,在PS-VA顯示器中,配向層經選擇使得其向LC分子賦予垂面或垂直配向(即垂直於表面)或傾斜配向。此一配向層可(例如)包含聚醯亞胺,其亦可經摩擦或可藉由光配向方法來製備。
具有LC介質之LC層可藉由顯示器製造商常用之方法(例如所謂單滴填充(ODF)方法)沈積於顯示器之基板間。然後藉由(例如) UV光聚合使LC介質之可聚合組分聚合。可在一個步驟中或在兩個或更多個步驟中實施聚合。
PSA顯示器可包含其他元件,如濾色器、黑矩陣、鈍化層、光學延遲層、對個別像素進行定址之電晶體元件等,其所有皆為熟習此項技術者所熟知且可不利用發明性技能來採用。
電極結構可由熟習此項技術者端視個別顯示器類型來設計。舉例而言,對於PS-VA顯示器而言,LC分子之多域定向可藉由提供具有裂縫及/或凸起或突出之電極來誘導以建立兩個、四個或更多個不同傾斜配向方向。
在聚合時,可聚合化合物形成交聯聚合物,此造成LC介質中之LC分子之某一傾斜角。不希望受具體理論限制,據信由可聚合化合物形成之交聯聚合物之至少一部分將自LC介質相分離或沈澱並在基板或電極或其上所提供之配向層上形成聚合物層。顯微量測數據(如SEM及AFM)已確認所形成聚合物之至少一部分累積在LC/基板介面處。
可在一個步驟中實施聚合。亦可首先在第一步驟中視情況在施加電壓的同時實施聚合以產生傾斜角,且隨後在不施加電壓之第二聚合步驟中使第一步驟中未反應之化合物聚合或交聯(「末端固化」)。
適宜且較佳之聚合方法係(例如)熱或光聚合、較佳地光聚合、具體而言UV誘導之光聚合,其可藉由將可聚合化合物暴露於UV輻射來實現。
視情況將一或多種聚合起始劑添加至LC介質中。聚合之適宜條件及起始劑之適宜類型及量為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中。適用於自由基聚合者係(例如)市售光起始劑Irgacure651®、Irgacure184®、Irgacure907®、Irgacure369®或Darocure1173® (Ciba AG)。若採用聚合起始劑,則其比例較佳為0.001重量%至5重量%,尤佳為0.001重量%至1重量%。
根據本發明之可聚合化合物亦適於無起始劑之聚合,其伴隨有大量優點,例如較低材料成本及(具體而言)較少由可能殘留量之起始劑或其降解產物造成的LC介質污染。因此,亦可在不添加起始劑情況下實施聚合。在較佳實施例中,LC介質由此不含聚合起始劑。
LC介質亦可包含一或多種穩定劑以防止RM在(例如)儲存或運輸期間發生不期望之自發聚合。穩定劑之適宜類型及量為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中。尤其適宜者係(例如)來自Irganox®系列(Ciba AG)之市售穩定劑,例如Irganox® 1076。若採用穩定劑,則其比例基於RM或可聚合組分(組分A)之總量較佳為10-50,000 ppm、尤佳50-5,000 ppm。
在較佳實施例中,液晶介質較佳以0.01重量%至1重量%、極佳地0.05重量%至0.5重量%之濃度含有一或多種對掌性摻雜劑。對掌性摻雜劑較佳選自由來自下表B之化合物組成之群、極佳地由R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011及R-或S-5011組成之群。
在另一較佳實施例中,液晶介質含有一或多種對掌性摻雜劑之外消旋體,該一或多種對掌性摻雜劑較佳地選自上一段落中所提及之對掌性摻雜劑。
在本發明之另一較佳實施例中,液晶介質含有一或多種較佳選自由下式組成之群之其他穩定劑: 其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義: R a-d具有1至10、較佳1至6、極佳1至4個C原子之直鏈或具支鏈烷基,最佳甲基, X SH、CH 3、OH或O , A S具有1至20個C原子之視情況經取代之直鏈、具支鏈或環狀伸烷基, n       1至6之整數、較佳3。
式S3之較佳穩定劑選自式S3A 其中n2係1至12之整數,且其中基團(CH 2) n2中之一或多個H原子視情況由甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基置換。
極佳之穩定劑選自由以下式組成之群: 在較佳實施例中,液晶介質包含一或多種選自由式S1-1、S2-1、S3-1、S3-1及S3-3組成之群之穩定劑。
在較佳實施例中,液晶介質包含一或多種選自下表C之穩定劑。
較佳地,液晶介質中穩定劑(如式S1-S3之彼等)之比例係10至500 ppm、極佳地20至100 ppm。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質含有較佳地0.1至2.5 %之濃度之自配向(SA)添加劑。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質含有較佳地0.1至2.5 %之濃度之自配向(SA)添加劑。根據此較佳實施例之LC介質尤其適用於SA-VA及SA-HB-FFS顯示器。
在較佳實施例中,根據本發明之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器不含聚醯亞胺配向層。在另一較佳實施例中,根據較佳實施例之SA-VA或SA-HB-FFS顯示器含有聚醯亞胺配向層。
用於此較佳實施例中之較佳SA添加劑選自包含液晶原基團及以選自羥基、羧基、胺基或硫醇基團之一或多個極性錨定基團封端之直鏈或具支鏈烷基側鏈的化合物。
進一步較佳之SA添加劑含有一或多個視情況經由間隔基團連接至液晶原基團之可聚合基團。該等可聚合SA添加劑可在與針對PSA方法中之RM所施加類似之條件下在LC介質中聚合。
誘導垂直配向、尤其用於SA-VA模式顯示器中之適宜SA添加劑揭示於(例如) US 2013/0182202 A1、US 2014/0838581 A1、US 2015/0166890 A1及US 2015/0252265 A1中。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質包含一或多種選自式A之SA添加劑 MES-R aII 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: MES 包含兩個或更多個環之棒狀液晶原基團,該等環彼此直接或間接連接或彼此縮合,其視情況經取代且該液晶原基團視情況另外由一或多個可聚合基團取代,該可聚合基團直接或經由間隔體連接至MES,及 R a極性錨定基團,位於棒狀液晶原基團MES之末端位置,其包含至少一個碳原子及至少一個選自選自-OH、-SH、-COOH、-CHO或一級或二級胺官能基之基團、較佳一個或兩個OH基團,且其視情況含有一個或兩個可聚合基團P, P 式I中給出之含義中之一者或上文及下文給出之較佳含義中之一者。
含有可聚合基團之自配向添加劑可在與針對PSA方法中之RM所施加類似之條件下在LC介質中聚合。
較佳地,在式II之自配向添加劑中,基團MES含有兩個或更多個選自如上文定義之芳香族、脂環族及雜環基團之環,包括其較佳含義。最佳之環係1,4-伸苯基,其可由如下文定義之L 12及P-Sp-取代;或1,4-伸環己基。
在式II中,基團MES較佳係選自以下結構之基團,其可由取代基L 12及P-Sp-中之任一者單取代或多取代: 其中 L 12在每一情形下彼此獨立地表示F、Cl、Br、I、-CN、-NO 2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R 0) 2、-C(=O)R 0、視情況經取代之矽基、視情況經取代之芳基或具有3至20個C原子之環烷基、或具有最多25個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,此外其中一或多個H原子可各自由F或Cl置換, P         表示可聚合基團,且 Sp       表示間隔基團或單鍵, 且虛線指示極性錨定基團R a之連接點。
較佳地,垂直配向之自配向添加劑經選擇具有式IIa R 21-[A 22-Z 22] m2-A 22-R aIIa 其中 A 21、A 22各自彼此獨立地表示芳香族、雜芳香族、脂環族或雜環基,其亦可含有稠合環,且其亦可由基團L 12或-Sp-P單取代或多取代, L 12在每一情形下彼此獨立地表示F、Cl、Br、I、-CN、-NO 2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R 0) 2、 -C(=O)R 0、視情況經取代之矽基、具有3至20個C原子之視情況經取代之芳基或環烷基、或具有最多1至25個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,此外其中一或多個H原子可各自由F或Cl置換, P         表示可聚合基團, Sp       表示間隔基團或單鍵, Z 22在每一情形下彼此獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH 2-、-CH 2O-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-(CH 2) n1-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-(CF 2) n1-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-(CR 0R 00) n1-、-CH(-Sp-P)-、-CH 2CH(-Sp-P)-或-CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-, n1       表示1、2、3或4, m2      表示1、2、3、4、5或6, R 0在每一情形下彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基, R 00在每一情形下彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基, R 21彼此獨立地表示H、鹵素、直鏈、具有1至25個C原子之具支鏈或環狀烷基,此外其中一或多個非毗鄰CH 2基團可各自以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-或-O-CO-O-置換,且此外其中一或多個H原子可各自由F或Cl或基團P-Sp-置換,且 R a如上文定義,較佳表示進一步藉由具有至少一個選自-OH、-NH 2、NHR 22、C(O)OH及-CHO之基團定義之極性錨定基團,其中R 22表示具有1至12個C原子之烷基。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質或聚合物穩定之SA-VA顯示器含有一或多種選自下表E之自配向添加劑。
自配向添加劑之錨定基團R a更佳定義為 R a下式之錨定基團 其中 p         表示1或2, q         表示2或3, B         表示經取代或未經取代之環系統或稠合環系統,較佳地選自苯、吡啶、環己烷、二噁烷或四氫吡喃之環系統, Y        在每次出現時相同或不同地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR 11-或單鍵, o         表示0或1, X 1在每次出現時相同或不同地表示H、烷基、氟烷基、OH、NH 2、NHR 22、NR 22 2、OR 22、C(O)OH或-CHO,其中至少一個基團X 1表示選自-OH、-NH 2、NHR 22、C(O)OH及-CHO之基團, R 22表示具有1至12個C原子之烷基, Sp a、Sp c、Sp d各自彼此獨立地表示間隔基團或單鍵,且 Sp b表示三價或四價基團、較佳CH、N或C。
式II及IIa視情況包括可聚合化合物。在本揭示內容內,「包含式II/IIa化合物之介質」係指包含式II/IIa化合物之介質及或者包含呈其聚合形式之化合物之介質二者。
對於一或多種式II化合物經一或多個可聚合基團(-Sp-P)取代之情形,根據本發明之LC介質包含 - 可聚合組分A),其包含可聚合化合物、較佳由其組成,其中之至少一者係式I化合物且其中之至少一者具有式II, - 液晶組分B),下文亦稱為「LC主體混合物」,其包含一或多種液晶原或液晶化合物,較佳由其組成。
在式IIa及其子式之化合物中,Z 22較佳表示單鍵、-C 2H 4-、-CF 2O-或-CH 2O-。在尤佳實施例中,Z 22表示單鍵。
在式IIa化合物中,基團L 12在每一情形下獨立地較佳表示F或烷基,較佳CH 3、C 2H 5或C 3H 7
較佳式IIa化合物係由以下子式II-A至II-D闡釋 其中R 21、R a、A 22、Z 22、Sp、P及L 12具有如針對上述式IIa定義之含義, m2    獨立地係1、2或3,且 r1 獨立地係0、1、2、3或4,較佳0、1或2。
在式II-A至II-D之化合物中,L 12較佳表示F或烷基,較佳CH 3、C 2H 5或C 3H 7
在較佳實施例中,r1表示0。
式II、IIa、II-A至II-D之可聚合基團P較佳係甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或另一經取代之丙烯酸酯,最佳甲基丙烯酸酯。
在上文及下文中,式IIa或II-A至II-D及其子式Z 22較佳獨立地表示單鍵或-CH 2CH 2-,且極佳為單鍵。
R a較佳表示 其中 p係1、2、3、4、5或6, x係1或0、較佳1,且 R 23係H、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正戊基或-CH 2CH 2-第三丁基 R a極佳地表示-O(CH 2) 2-OH、-O(CH 2) 3-OH、
在式IIa中及在式IIa之子式中,R 21較佳表示具有1至8個C原子之直鏈烷基或具支鏈烷基、較佳直鏈烷基。在式IIa或II-A至II-D之化合物中,R 1更佳地表示CH 3、C 2H 5、n-C 3H 7、n-C 4H 9、n-C 5H 11、n-C 6H 13或CH 2CH(C 2H 5)C 4H 9。此外,R 21可表示烯氧基、具體而言OCH 2CH=CH 2、OCH 2CH=CHCH 3、OCH 2CH=CHC 2H 5或烷氧基、具體而言OC 2H 5、OC 3H 7、OC 4H 9、OC 5H 11及OC 6H 13。尤佳地,R 21表示直鏈烷基殘基、較佳C 5H 11
在本發明之較佳實施例中,LC介質包含可聚合之式II化合物。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質或聚合物穩定之SA-VA或SA-FFS顯示器含有一或多種選自下表E之自配向添加劑。
在另一較佳實施例中,根據本發明之LC介質含有0.1至5%、極佳0.2至3%、最佳0.2至1.5%之濃度之一或多種較佳選自式II或其子式或選自表E之SA添加劑。
具體而言,式I之可聚合化合物在製備PSA顯示器之製程中顯示良好UV吸收,且因此尤其適宜於該製程,該製程包括以下特徵中一或多者: -可聚合介質在顯示器中以2步製程暴露於UV光,包括施加電壓以產生傾斜角之第一UV暴露步驟(「UV1步驟」),以及不施加電壓以完成聚合之第二UV暴露步驟(「UV2步驟」), -可聚合介質較佳至少在UV2步驟中、更較佳在UV1及UV2步驟中在顯示器中暴露於由UV-LED燈產生之UV光。 -可聚合介質在顯示器中暴露於由UV燈產生之UV光,該UV燈之輻射光譜位移至更長波長,較佳≥340nm、更佳350 nm至<370 nm、極佳355 nm至368 nm,以避免在PS-VA製程中短UV光暴露。
使用較低強度及UV位移至較長波長二者皆保護有機層免於可由UV光造成之損害。
本發明之較佳實施例係關於用於製備如上文及下文所述之PSA顯示器之方法,其包含以下特徵中之一或多者: -可聚合LC介質以2步製程由UV光輻照,包括施加電壓以產生傾斜角之第一UV暴露步驟(「UV1步驟」),以及不施加電壓以完成聚合之第二UV暴露步驟(「UV2步驟」), -較佳地在UV2步驟中且視情況亦在UV1步驟中,可聚合LC介質由UV燈產生之UV光輻照,該UV燈在300 nm至380 nm之波長範圍內具有0.5 mW/cm 2至10 mW/cm 2之強度, -可聚合LC介質由UV光輻照,該UV光之波長≥340 nm且≤420 nm、較佳>350 nm、較佳在340 nm至400 nm範圍內、更佳在350 nm至390 nm範圍內、極佳在360 nm至380 nm範圍內、最佳在360 nm至368 nm範圍內, -可聚合LC介質由UV光輻照,同時將電壓施加至顯示器之電極上, -使用UV-LED燈實施由UV光之輻照。
可(例如)藉由使用期望UV燈或藉由使用帶通濾波器及/或截止濾波器來實施此較佳製程,該等帶通濾波器及/或截止濾波器實質上透射具有各別期望波長之UV光且實質上阻擋具有各別不期望波長之光。舉例而言,當期望用波長λ為300 nm至400 nm之UV光輻照時,可使用實質上透射300 nm < λ < 400 nm之波長之寬帶通濾波器來實施UV暴露。當期望用波長λ超過340 nm之UV光輻照時,可使用實質上透射> 340 nm之波長λ之截止濾波器來實施UV輻照。
此較佳製程使能夠藉由使用較長UV波長製造顯示器,藉此減少或甚至避免短UV光分量之危險及損害效應。
「實質上透射」意指該濾波器傳遞一大部分、較佳地至少50%之期望波長之入射光之強度。「實質上阻擋」意指該濾波器不傳遞一大部分、較佳地至少50%之不期望波長之入射光之強度。「期望(不期望)波長」在(例如)帶通濾波器之情形下意指在λ之給定範圍內(外)之波長,且在截止濾波器之情形下意指高於(低於) λ之給定值之波長。
較佳地,使用UV-LED燈實施UV輻照。
在PSA製程中使用僅具有一個窄發射峰之UV-LED燈提供若干優點,如例如至LC介質中之可聚合化合物之更有效之光能傳遞,此取決於在LED燈之發射波長下顯示吸收之適宜可聚合化合物之選擇。此允許減少UV強度及/或UV輻照時間,從而能夠減少生產時間並節省能量及生產成本。另一優點係燈之窄發射光譜允許更容易地選擇光聚合之適當波長。
極佳地,UV光源係發射在340 nm至400 nm範圍內、更佳在350 nm至390 nm範圍內、極佳在360 nm至380 nm範圍內、最佳在360 nm至368 nm範圍內之波長的UV-LED燈。發射波長為365 nm之UV光之UV-LED燈尤佳。
端視生產製程條件而定,UV輻射能量較佳地為6 J至100 J。
較佳地,本發明LC介質基本上由如上文及下文所述之可聚合組分A)或一或多種式I之可聚合化合物、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,其較佳地選自包括(但不限於)以下之清單:共單體、對掌性摻雜劑、聚合起始劑、抑制劑、穩定劑、表面活性劑、潤濕劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏合劑、流動改良劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、輔助劑、著色劑、染料、顏料及奈米粒子。
尤佳者係包含一種、兩種或三種式I之可聚合化合物之LC介質。
此外,較佳者係其中可聚合組分A)排他地包含式I之可聚合化合物的LC介質。
此外,較佳者係其中液晶組分B)或LC主體混合物具有向列型LC相且較佳地無對掌性液晶相之LC介質。
LC組分B)或LC主體混合物較佳地為向列型LC混合物。
此外,較佳者係非對掌性式I化合物及其中組分A及/或B之化合物排他性地選自由非對掌性化合物組成之群之LC介質。
較佳地,尤其對於在SA-VA顯示器中之使用,LC介質中之可聚合組分A)之比例係> 0至< 5%、極佳> 0至< 3%、更佳0.01至2.0。在另一較佳實施例中,尤其對於在PSA顯示器中之使用,LC介質中之可聚合組分A)之比例係0.01%至1.0%、最佳0.01%至0.5%。
較佳地,尤其對於在SA-VA顯示器中之使用,LC介質中之式I化合物之比例係> 0至< 5%、極佳> 0至< 3%、更佳0.01至2.0。在另一較佳實施例中,尤其對於在PSA顯示器中之使用,LC介質中之式I化合物之比例係0.01%至1.0%、最佳0.01%至0.5%。
較佳地,LC介質中之LC組份B)之比例為95%至<100%、極佳地96.5%至<100%、最佳地98%至100%。在另一較佳實施例中,LC介質中LC組分B)之比例係99%至<100%。
在較佳實施例中,可聚合組分B)之可聚合化合物排他地選自式I。
在另一較佳實施例中,除了式I化合物之外,可聚合組分B)亦包含一或多種較佳選自RM之其他可聚合化合物(「共單體」)。
適宜且較佳之液晶原共單體選自下式: 其中個別基團具有以下含義: P 1、P 2及P 3各自彼此獨立地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團, Sp 1、Sp 2及Sp 3各自彼此獨立地表示單鍵或具有上文及下文針對Sp所指示之含義中之一者的間隔基團,且尤佳表示-(CH 2) p1-、 -(CH 2) p1-O-、-(CH 2) p1-CO-O-、-(CH 2) p1-O-CO-或-(CH 2) p1-O-CO-O-,其中p1係1至12之整數,此外其中基團P 1-Sp 1-、P 2-Sp 2-及P 3-Sp 3-中之一或多者可表示R aa,前提係存在之基團 P 1-Sp 1-、P 2-Sp 2-及P 3-Sp 3-中之至少一者不同於R aa, R aa表示H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或具支鏈烷基,此外其中一或多個非毗鄰CH 2基團可各自彼此獨立地以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式由C(R 0)=C(R 00)-、-C≡C-、-N(R 0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外其中一或多個H原子可由F、Cl、CN或P 1-Sp 1-置換,尤佳地具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈、視情況單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基(其中烯基及炔基具有至少兩個C原子且具支鏈基團具有至少三個C原子), R 0、R 00各自彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地表示H或具有1至12個C原子之烷基, R y及R z各自彼此獨立地表示H、F、CH 3或CF 3, X 1、X 2及X 3各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-或單鍵, Z 1表示-O-、-CO-、-C(R yR z)-或-CF 2CF 2-, Z 2及Z 3各自彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CF 2O-、-OCF 2-或-(CH 2) n-,其中n係2、3或4, L         在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈、視情況單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,較佳F, L'及L'' 各自彼此獨立地表示H、F或Cl, k         表示0或1, r         表示0、1、2、3或4, s         表示0、1、2或3, t          表示0、1或2, x         表示0或1。 尤佳者係式M2、M13、M17、M22、M23、M24、M30、M31及M32化合物。
進一步較佳者係M15至M30、具體而言M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30、M31及M32之三反應性化合物。
在另一較佳實施例中,除了式I化合物之外,可聚合組分B)亦包含一或多種選自式M2及M13之共聚單體,其中至少一個r係1且L係具有2至7個C原子之烯基。
在另一較佳實施例中,除了式I化合物之外,可聚合組分B)亦包含一或多種選自下表D之共單體。
在式M1至M32之化合物中,基團
較佳係
  
其中L每次出現時相同或不同地具有上文或下文所給出含義中之一者,且較佳係F、Cl、CN、NO 2、CH 3、C 2H 5、C(CH 3) 3、CH(CH 3) 2、CH 2CH(CH 3)C 2H 5、OCH 3、OC 2H 5、COCH 3、COC 2H 5、COOCH 3、COOC 2H 5、CF 3、OCF 3、OCHF 2、OC 2F 5或P-Sp-,極佳地F、Cl、CN、CH 3、C 2H 5、OCH 3、COCH 3、OCF 3或P-Sp-,更佳地F、Cl、CH 3、OCH 3、COCH 3或OCF 3,尤其F或CH 3
除了上述可聚合化合物之外,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」),其包含一或多種、較佳兩種或更多種選自不可聚合之低分子量化合物之LC化合物。該等液晶化合物經選擇使得其在適用於可聚合化合物聚合之條件下對於聚合反應穩定及/或不反應。
原則上,任何適用於習用顯示器之LC混合物皆適合作為主體混合物。適宜LC混合物為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中,例如EP 1 378 557 A1中之VA顯示器中之混合物及EP 1 306 418 A1及DE 102 24 046 A1中之OCB顯示器之混合物。
式I之可聚合化合物尤其適用於包含一或多種包含烯基之液晶原或LC化合物(以下亦稱為「烯基化合物」)之LC主體混合物,其中該烯基在用於式I化合物及包含於LC介質中之其他可聚合化合物聚合之條件下對聚合反應穩定。與自先前技術已知之RM相比,式I化合物在該LC主體混合物中展現改良之性質,如溶解度、反應性或產生傾斜角之能力。
因此,除了式I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或液晶化合物(「烯基化合物」),其中該烯基較佳在用於式I之可聚合化合物或LC介質中包含之其他可聚合化合物聚合之條件下對聚合反應穩定。
烯基化合物中之烯基較佳選自具體而言具有2至25個C原子、尤佳具有2至12個C原子之直鏈、具支鏈或環狀烯基,此外其中一或多個非毗鄰CH 2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且此外其中一或多個H原子可由F及/或Cl置換。
較佳烯基係具有2至7個C原子之直鏈烯基及環己烯基,具體而言乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、1,4-環己烯-1-基及1,4-環己烯-3-基。
LC主體混合物(即無任何可聚合化合物)中含有烯基之化合物之濃度較佳係5%至100%、極佳20%至60%。
尤佳者係含有1至5種、較佳1、2或3種具有烯基之化合物之LC混合物。
含有烯基之較佳液晶原及LC化合物亦示於下述較佳實施例中。
除上文所述之可聚合組分A)之外,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、較佳兩種或更多種選自不可聚合之低分子量化合物之LC化合物。該等LC化合物經選擇使得其在適用於可聚合化合物聚合之條件下對於聚合反應穩定及/或不反應。
在第一較佳實施例中,LC介質含有基於具有負介電各向異性之化合物之LC組分B)或LC主體混合物。該等LC介質尤其適用於PS-VA、SA-VA及PS-UB-FFS顯示器中。下文闡述該LC介質之尤佳實施例。
較佳地,根據第一較佳實施例,LC介質含有一或多種選自由式IIA、IIB、IIC及IID化合物組成之群之化合物 其中 R 2A及R 2B各自彼此獨立地表示H、未經取代、經CN或CF 3單取代或至少經鹵素單取代之具有最多15個C原子之烷基或烯基,此外其中該等基團中之一或多個CH 2基團可以使得O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、 -C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-OC-O-或-O-CO-置換, L 1至L 4各自彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2, Y           表示H、F、Cl、CF 3、CHF 2或CH 3,較佳H或CH 3,尤佳H, Z 2、Z 2B及Z 2D各自彼此獨立地表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-CF=CF-、-CH=CHCH 2O-, p 表示0、1或2,且 q 在每次出現時相同或不同地表示0或1。
式IIA、IIB、IIC及IID之較佳化合物係以下之彼等:其中R 2B表示具有最多15個C原子之烷基或烷氧基,且極佳表示(O)C vH 2v+1,其中(O)係氧原子或單鍵且v係1、2、3、4、5或6。
進一步較佳之式IIA、IIB、IIC及IID化合物係以下之彼等:其中R 2A或R 2B表示或含有環烷基或環烷氧基,其較佳選自由以下組成之群: 其中S 1係C 1-5-伸烷基或C 2-5-伸烯基且S 2係H, C 1-7-烷基或C 2-7-烯基,且極佳選自由以下組成之群:
進一步較佳之式IIA、IIB、IIC及IID化合物於下文指示:
IIA-1
     
IIA-2
     
IIA-3
     
IIA-4
     
IIA-5
     
IIA-6
     
IIA-7
     
IIA-8
     
IIA-9
     
IIA-10
     
IIA-11
     
IIA-12
     
IIA-13
     
IIA-14
     
IIA-15
     
IIA-16
     
IIA-17
     
IIA-18
     
IIA-19
     
IIA-20
     
IIA-21
     
IIA-22
     
IIA-23
     
IIA-24
     
IIA-25
     
IIA-26
     
IIA-27
     
IIA-28
     
IIA-29
     
   IIA-30
     
   IIA-31
     
   IIA-32
     
   IIA-33
     
IIA-34
     
IIA-35
     
IIA-36
     
IIA-37
     
IIA-38
     
IIA-39
     
   IIA-40
     
   IIA-41
     
   IIA-42
     
   IIA-43
     
   IIA-44
     
   IIA-45
     
   IIA-46
IIB-1
     
IIB-2
     
IIB-3
     
IIB-4
     
IIB-5
     
IIB-6
     
IIB-7
     
IIB-8
     
IIB-9
     
IIB-10
     
IIB-11
     
IIB-12
     
IIB-13
     
IIB-14
     
IIB-15
     
IIB-16
     
IIB-17
     
IIB-18
     
IIB-19
     
IIB-20
     
IIB-21
     
IIB-22
     
IIB-23
     
   IIB-24
     
IIC-1
     
IID-1
     
IID-2
     
IID-3
     
IID-4
     
IID-5
     
IID-6
     
IID-7
其中參數a表示1或2,alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,且(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳表示CH 2=CH-、CH 2=CHCH 2CH 2-、CH 3-CH=CH-、CH 3-CH 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 3-CH=CH-或CH 3-CH=CH-(CH 2) 2-。
根據本發明之尤佳LC介質包含一或多種式IIA-2、IIA-8、IIA-10、IIA-16、II-18、IIA-40、IIA-41、IIA-42、IIA-43、IIB-2、IIB-10、IIB-16、IIC-1及IID-4之化合物。
式IIA及/或IIB之化合物在整體混合物中之比例較佳為至少20重量%。
在另一較佳實施例中,根據第一較佳實施例之LC介質包含一或多種式III化合物
   III
其中 R 11及R 12各自彼此獨立地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,此外其中該等基團中之一或多個CH 2基團可各自彼此獨立地以使得O原子彼此不直接連接之方式經 、-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換,且此外其中一或多個H原子可經鹵素置換, A 3在每次出現時彼此獨立地表示 a)        1,4-伸環己烯基或1,4-伸環己基,其中一或兩個非毗鄰CH 2基團可經-O-或-S-置換, b)        1,4-伸苯基,其中一個或兩個CH基團可經N置換,或 c)        選自由以下組成之群之基團:螺[3.3]庚烷-2,6-二基、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、菲-2,7-二基及茀-2,7-二基, 其中基團a)、b)及c)可由鹵素原子單取代或多取代, n         表示0、1或2、較佳0或1, Z 1在每次出現時彼此獨立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CF 2O- 、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-CH 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-CH=CH-CH 2O-、-C 2F 4-、-CH 2CF 2-、-CF 2CH 2-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,且 L 11及L 12各自彼此獨立地表示F、Cl、CF 3或CHF 2、較佳H或F、最佳F,且 W        表示O或S。
較佳地,LC介質包含一或多種選自式III-1及III-2之式III化合物
III-1
III-2
其中出現之基團具有與式III下所給出相同之含義,且較佳地 R 11及R 12各自彼此獨立地為具有最多15個C原子之烷基、烯基或烷氧基,更佳地其中孩子一者或二者表示烷氧基且 L 11及L 12各自較佳表示F。
在較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自式III-1-1至III-1-11、較佳式III-1-6化合物之式III-1化合物,
III-1-1
     
III-1-2
     
III-1-3
     
III-1-4
III-1-5
     
III-1-6
     
III-1-7
     
III-1-8
     
III-1-9
     
III-1-10,
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,alkoxy及alkoxy*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,且L 11及L 12各自彼此獨立地表示F或Cl,較佳二者皆為F。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自式III-2-1至III-2-11、較佳式III-2-6化合物之式III-2化合物,
III-2-1
     
III-2-2
     
III-2-3
     
III-2-4
III-2-5
     
III-2-6
     
III-2-7
     
III-2-8
     
III-2-9
     
III-2-10,
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,alkoxy及alkoxy*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,且L 1及L 2各自彼此獨立地表示F或Cl,較佳二者皆為F。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式IIIA-1及/或IIIA-2化合物
IIIA-1
IIIA-2
其中L 11及L 12具有與式III下所給出相同之含義,(O)表示O或單鍵, R IIIA表示具有最多7個C原子之烷基或烯基或基團Cy-C mH 2m+1-, m及n   相同或不同地為0、1、2、3、4、5或6、較佳1、2或3、極佳1,且 Cy       表示具有3、4或5個環原子之環脂肪族基團,其視情況經各自具有最多3個C原子之烷基或烯基、或鹵素或CN取代,且較佳表示環丙基、環丁基或環戊基。
作為式III化合物之替代或除式III化合物以外、較佳除式III化合物以外,LC介質中亦含有式IIIA-1及/或IIIA-2化合物。
極佳之式IIIA-1及IIIA-2化合物係以下:
   IIIA-1-1
     
   IIIA-1-2
     
   IIIA-1-3
     
   IIIA-1-1
     
   IIIA-1-2
     
   IIIA-1-3
其中alkoxy表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式III-3化合物
III-3
其中 R 11、R 12相同或不同地表示H、具有1至15個C原子之烷基或烷氧基,其中該等基團中之一或多個CH 2基團以使得O原子彼此不直接連接之方式視情況彼此獨立地經-C≡C-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH=CH-、 -O-、-CO-O-或-O-CO-置換,且此外其中一或多個H原子可由鹵素置換。
式III-3化合物較佳選自式III-3-1至III-3-10化合物之群:
III-3-1
     
III-3-2
     
III-3-3
     
III-3-4
     
III-3-5
     
III-3-6
     
III-3-7
     
III-3-8
     
III-3-9
     
III-3-10
其中R 12表示具有1至7個C原子之烷基,較佳乙基、正丙基或正丁基,或另一選擇為環丙基甲基、環丁基甲基或環戊基甲基。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種式III-4至III-6、較佳式III-5化合物,
III-4
     
III-5
     
III-6
其中參數具有上文給出之含義,R 11較佳表示直鏈烷基且R 12較佳表示烷氧基,各自具有1至7個C原子。
在另一較佳實施例中,LC介質包含一或多種選自式III-7至III-9、較佳式III-8化合物之式I化合物,
III-7
     
III-8
     
III-9
其中參數具有上文給出之含義,R 11較佳表示直鏈烷基且R 12較佳表示烷氧基,各自具有1至7個C原子。
在另一較佳實施例中,根據第一較佳實施例之LC介質包含一或多種式IV化合物,
IV
其中 R 41表示具有1至7個C原子之未經取代之烷基或具有2至7個C原子之未經取代之烯基、較佳地正烷基,尤佳地具有2、3、4或5個C原子,且 R 42表示具有1至7個C原子之未經取代之烷基或具有1至6個C原子之未經取代之烷氧基,二者較佳具有2至5個C原子;具有2至7個C原子、較佳具有2、3或4個C原子之未經取代之烯基;更佳地乙烯基或1-丙烯基且具體而言乙烯基。
式IV化合物較佳選自式IV-1至IV-4化合物之群
   IV-1
   IV-2
   IV-3
   IV-4
其中 alkyl及alkyl’ 彼此獨立地表示具有1至7個C原子、較佳具有2至5個C原子之烷基, alkenyl          表示具有2至5個C原子、較佳具有2至4個C原子、尤佳2個C原子之烯基, alkenyl’        表示具有2至5個C原子、較佳具有2至4個C原子、尤佳具有2至3個C原子之烯基,且 alkoxy          表示具有1至5個C原子、較佳具有2至4個C原子之烷氧基。
較佳地,LC介質包含一或多種選自式IV-1-1至IV-1-4化合物之化合物
IV-1-1
     
IV-1-2
     
IV-1-3
     
IV-1-4
     
IV-1-5
     
IV-1-6
極佳地,LC介質包含一或多種式IV-2-1及/或IV-2-2化合物
IV-1-1
     
IV-1-2
進一步較佳地,LC介質包含具體而言選自式IV-3-1至IV-3-4化合物之式IV-3化合物,
   IV-3-1
     
   IV-3-2
     
   IV-3-3
     
   IV-3-4
進一步較佳地,LC介質包含具體而言選自式IV-4-1至IV-4-2化合物之式IV-4化合物,
   IV-4-1
     
   IV-4-2
根據第一較佳實施例之LC介質較佳另外包含一或多種式IVa化合物,
IVa
其中 R 41及R 42各自彼此獨立地表示具有最多12個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烯基、烷氧基烷基或烷氧基,且 表示 , Z 4表示單鍵、-CH 2CH 2-、-CH=CH-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-C 4H 8-或-CF=CF-。
下文指示較佳之式IV化合物: IVa-1 IVa-2 IVa-3 IVa-4 其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
較佳地,LC介質包含至少一種式IVa-1及/或式IVa-2化合物。
式IVa化合物在整體混合物中之比例較佳為至少5重量%。
進一步較佳地,LC介質包含一或多種式IVb-1至IVb-3化合物
IVb-1
     
IVb-2
     
IVb-3
其中 alkyl及alkyl*             各自彼此獨立地表示具有1個至6個C原子之直鏈烷基,且 alkenyl及alkenyl*      各自彼此獨立地表示具有2個至6個C原子之直鏈烯基。
式IV-1至IV-3之聯苯在整體混合物中之比例較佳為至少3重量%、具體而言≥ 5重量%。
在式IVb-1至IVb-3化合物中,式IVb-2化合物尤佳。
尤佳之聯苯係
   IVb-1-1
     
   IVb-2-1
     
   IVb-2-2
     
   IVb-2-3
其中alkyl*表示具有1至6個C原子之烷基且較佳表示正丙基。
LC介質尤佳包含一或多種式IVb-1-1及/或IVb-2-3化合物。
在另一較佳實施例中,根據第一較佳實施例之LC介質包含一或多種式V化合物
   V
其中 R 51及R 52彼此獨立地具有針對R 41及R 42給出之含義中之一者且較佳表示具有1至7個C原子之烷基、較佳正烷基、尤佳具有1至5個C原子之正烷基;具有1至7個C原子之烷氧基、較佳正烷氧基、尤佳具有2至5個C原子之正烷氧基;具有2至7個C原子、較佳具有2至4個C原子之烷氧基烷基、烯基或烯氧基、較佳烯氧基,
相同或不同地表示
     
  
     
  
其中
較佳表示
Z 51、Z 52各自彼此獨立地表示-CH 2-CH 2-、-CH 2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或單鍵,較佳-CH 2-CH 2-、-CH 2-O-或單鍵,且尤佳單鍵,且 n 為1或2。
式V化合物較佳選自式V-1至V-16化合物:
V-1
V-2
V-3
V-4
V-5
V-6
V-7
V-8
V-9
V-10
V-11
V-12
V-13
V-14
V-15
V-16
其中R 1及R 2具有針對上述R 2A指示之含義。
R 1及R 2較佳各自彼此獨立地表示直鏈烷基或烯基。
較佳之LC介質包含一或多種式V-1、V-3、V-4、V-6、V-7、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15及/或V-16化合物。
根據第一較佳實施例之LC介質極佳地包含式V-10、V-12、V-16及/或IV-1e化合物,具體而言其之量為5至30 %。
下文指示較佳之式V-10化合物:
V-10a
     
V-10b
     
   V-10c
根據第一較佳實施例之LC介質尤佳包含式V-10a及/或式V-10b之三環化合物與一或多種式IV-1之二環化合物的組合。式V-10a及/或V-10b化合物與一或多種選自式IV-1之二環己基化合物之化合物之組合的總比例為5至40 %、極佳地15至35 %。
極佳之LC介質包含化合物V-10a及CC-2-3
V-10a
     
IV-1-1
基於整體混合物,化合物V-10a及IV-1-1較佳以15%至35%、尤佳15%至25%且特別較佳18%至22%之濃度存於混合物中。
極佳之LC介質包含化合物V-10b及IV-1-1:
V-10b
     
IV-1-1。
基於整體混合物,化合物V-10b及IV-1-1較佳以15%至35%、尤佳15%至25%且特別較佳18%至22%之濃度存於混合物中。
極佳之LC介質包含以下三種化合物:
V-10a
     
V-10b
     
IV-1-1。
基於整體混合物,化合物V-10a、V-10b及IV-1-1較佳以15%至35%、尤佳15%至25%且特別較佳18%至22%之濃度存於混合物中。
較佳LC介質包含至少一種選自以下化合物之群之化合物
V-6
V-7
IV-1
其中R 41及R 42、及R 51及R 52具有上文所指示之含義。較佳地,在化合物V-6、V-7及IV-1中,R 41及R 51分別表示具有1至6或2至6個C原子之烷基或烯基,且R 42及R 52表示具有2至6個C原子之烯基。
進一步較佳之LC介質包含至少一種式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3a及IV-3b化合物:
V-6a
     
V-6b
     
V-7a
     
V-7b
     
IV-4-1
     
IV-4-2
     
IV-3a
     
IV-3b
其中alkyl表示具有1至6個C原子之烷基且烯基表示具有2至6個C原子之烯基。
式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3a及IV-3b化合物較佳以1至40重量%、較佳5至35重量%且極佳地10至30重量%之量存在於根據本發明之LC介質中。
在另一較佳實施例中,根據第一較佳實施例之LC介質另外包含一或多種式VI-1至VI-9化合物
VI-1
     
VI-2
     
VI-3
     
VI-4
     
VI-5
     
VI-6
     
VI-7
     
VI-8
     
VI-9
其中 R 7各自彼此獨立地具有式IIA中針對R 2A所指示含義中之一者,且 w及x      各自彼此獨立地表示1至6。
尤佳者係包含至少一種式V-9化合物之LC介質。
在另一較佳實施例中,根據第一較佳實施例之LC介質另外包含一或多種式VII-1至VII-25之化合物,
VII-1
     
VII-2
     
VII-3
     
VII-4
     
VII-5
     
VII-6
     
VII-7
     
VII-8
     
VII-9
     
VII-10
     
VII-11
     
VII-12
     
VII-13
     
VII-14
     
VII-15
     
VII-16
     
VII-17
     
VII-18
     
VII-19
     
VII-20
     
VII-21
     
VII-22
     
VII-23
     
VII-24
     
VII-25
其中 R表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基,(O)表示-O-或單鍵,X表示F、Cl、OCF 3或OCHF 2,L x表示H或F,m係0、1、2、3、4、5或6且n係0、1、2、3或4。
R較佳表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基。
X較佳表示F或OCH 3、極佳F。
LC介質較佳包含2重量%至30重量%、具體而言5重量%至20重量%之量之式VII-1至VII-25之聯三苯基。
尤佳者係式VII-1、VII-2、VII-4、VII-20、VII-21及VII-22化合物,其中X表示F。在該等化合物中,R較佳表示烷基,進而言之烷氧基,其各自具有1至5個C原子。在式VII-20化合物中,R較佳表示烷基或烯基,具體而言烷基。在式VII-21化合物中,R較佳表示烷基。在式VII-22至VII-25化合物中,X較佳表示F。
若混合物之Δn值≥ 0.1,則式VII-1至VII-25之聯三苯基較佳用於根據本發明之LC介質中。較佳LC介質包含2重量%至20重量%之一或多種選自式VII-1至VII-25化合物之群之聯三苯基化合物。
下文列示根據第一較佳實施例之進一步較佳之實施例: a)     包含至少一種式Z-1至Z-7之化合物之LC介質,
Z-1
     
Z-2
     
Z-3
     
Z-4
     
Z-5
     
Z-6
     
Z-7
其中R、(O)及alkyl具有上文針對式III所指示之含義。 b)     包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之物質、例如式N-1至N-5之化合物的LC介質,
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
其中R 1N及R 2N各自彼此獨立地具有針對R 2A所指示之含義,較佳表示直鏈烷基、直鏈烷氧基或直鏈烯基,且 Z 1及Z 2各自彼此獨立地表示-C 2H 4-、-CH=CH-、-(CH 2) 4-、-(CH 2) 3O-、-O(CH 2) 3-、-CH=CHCH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH=CH-、-CH 2O-、-OCH 2-、-COO-、-OCO-、-C 2F 4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2-或單鍵。 c)     包含一或多種選自以下之群之化合物的LC介質:式BC之二氟二苯并色滿化合物、式CR之色滿以及式PH-1及PH-2之氟化菲,
   BC   
     
   CR
     
   PH-1
     
PH-2
其中 R B1、R B2、R CR1、R CR2、R 1、R 2各自彼此獨立地具有R 2A之含義。c為0、1或2。R 1及R 2較佳彼此獨立地表示具有1至6個C原子之烷基或烷氧基。 LC介質較佳包含3重量%至20重量%之量、具體而言3重量%至15重量%之量的式BC、CR、PH-1、PH-2化合物。 尤佳之式BC及CR化合物係BC-1至BC-7及CR-1至CR-5之化合物, BC-1 BC-2 BC-3 BC-4 BC-5 BC-6 BC-7 CR-1 CR-2 CR-3 CR-4 CR-5 其中 alkyl及alkyl*    各自彼此獨立地表示具有1個至6個C原子之直鏈烷基,且 alkenyl及 alkenyl*     各自彼此獨立地表示具有2個至6個C原子之直鏈烯基。 極佳者係包含一種、兩種或三種式BC-2、BF-1及/或BF-2化合物之LC介質。 d)     包含一或多種式In之二氫茚化合物的LC介質, In 其中 R 11、R 12、R 13各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基、烷氧基、烷氧基烷基或烯基, R 12及R 13另外表示鹵素,較佳F, 表示 i 表示0、1或2。 較佳之式In化合物係下文所指示之式In-1至In-16之化合物: In-1 In-2 In-3 In-4 In-5 In-6 In-7 In-8 In-9 In-10 In-11 In-12 In-13 In-14 In-15 In-16。 尤佳者係式In-1、In-2、In-3及In-4之化合物。 式In及子式In-1至In-16之化合物較佳以≥ 5重量%、具體而言5重量%至30重量%且極佳5重量%至25重量%之濃度用於根據本發明之LC介質中。 e)     包含一或多種式L-1至L-5之化合物之LC介質, L-1 L-2 L-3 L-4 L-5, 其中 R及R 1各自彼此獨立地具有上文式IIA中針對R 2A所指示之含義,且alkyl表示具有1至6個C原子之烷基, 參數s表示1或2。 式L-1至L-5之化合物較佳以5重量%至50重量%、具體而言5重量%至40重量%且極佳10重量%至40重量%之濃度使用。 f)     包含一或多種式IIA-Y化合物之LC介質
   IIA-Y
其中R 11及R 12具有上文式IIA中針對R 2A所指示之含義,且L 1及L 2相同或不同地表示F或Cl。 較佳之式IIA-Y化合物選自由以下組成之群:以下子式
IIA-Y1
     
IIA-Y2
     
IIA-Y3
     
IIA-Y4
     
IIA-Y5
     
IIA-Y6
     
IIA-Y7
     
IIA-Y8
     
IIA-Y9
     
IIA-Y10
其中Alkyl及Alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,Alkoxy表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基,Alkenyl及Alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基,且O表示氧原子或單鍵。Alkenyl及Alkenyl*較佳表示CH 2=CH-、CH 2=CHCH 2CH 2-、CH 3-CH=CH-、CH 3-CH 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 3-CH=CH-或CH 3-CH=CH-(CH 2) 2-。 尤佳之式IIA-Y化合物選自由以下組成之群:以下子式
IIA-Y6a
     
IIA-Y6b
其中Alkoxy及Alkoxy*具有上文定義之含義且較佳表示甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁基氧基或正戊基氧基。 g)     包含一或多種選自下式之聯四苯基化合物的LC介質:
   Q
其中 R Q係具有1個至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個至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, X Q係F、Cl、具有1至6個C原子之鹵化烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之鹵化烯基或烯氧基, L Q1至L Q6彼此獨立地係H或F,其中L Q1至L Q6中之至少一者係F。 較佳之式Q化合物係其中R Q表示具有2至6個C原子之直鏈烷基、極佳乙基、正丙基或正丁基之彼等。 較佳之式Q化合物係其中L Q3及L Q4係F之彼等。進一步較佳之式Q化合物係其中L Q3、L Q4以及L Q1及L Q2中之一者或兩者係F之彼等。 較佳式Q之化合物係其中X Q表示F或OCF 3、極佳F之彼等。 式Q化合物較佳選自以下子式
   Q1
     
   Q2
其中R Q具有式Q之含義之一或上文及下文給出之其較佳含義,且較佳係乙基、正丙基或正丁基。 尤佳者係式Q1化合物,具體而言其中R Q係正丙基之彼等。 較佳地,LC主體混合物中式Q化合物之比例係>0重量%至≤5重量%、極佳0.05重量%至2重量%、更佳0.1重量%至1重量%、最佳0.1重量%至0.8重量%。 較佳地,LC介質含有1至5種、較佳1或2種式Q化合物。 將式Q之聯四苯基化合物添加至LC主體混合物中使能夠減少ODF亮度不均勻,同時維持高UV吸收,使能夠快速且完全聚合,使能夠強烈且快速生成傾斜角,並增加LC-介質之UV穩定性。 此外,將具有正介電各向異性之式Q化合物添加至具有負介電各向異性之LC介質中允許較好控制介電常數ε ||及ε 之值,且特定而言使能夠達成高介電常數ε ||值,同時保持介電各向異性Δε恆定,藉此減少回踢電壓(kick-back voltage)並減少影像殘留。
根據第一較佳實施例之LC介質較佳包含 - 一或多種式I、較佳式I1、極佳選自式I1-1至I1-10之化合物,較佳地總濃度在0.01%至2.0%、更佳0.1%至1.0%、最佳0.2%至0.8%之範圍內, 及/或 - 一或多種式IIA化合物,較佳地總濃度在5%至30%、更佳7%至25%、尤佳10%至20%之範圍內; 及/或 - 一或多種式IIA及IIB化合物,較佳地總濃度在30%至45%之範圍內; 及/或 - 一或多種式IV化合物,較佳地總濃度在35%至70%、更佳40 %至65%、尤佳45%至60%之範圍內; 及/或 - 一或多種式IV-3化合物,較佳地總濃度在35%至60%、更佳40 %至55%、尤佳45%至50%之範圍內; 及/或 - 一或多種式III-2、較佳式III-2-6化合物,較佳地總濃度在2%至25%、更佳5%至15%、尤佳5%至12%之範圍內; 具體而言,介質包含 -  一或多種化合物CY-n-Om、具體而言CY-3-O4、CY-5-O4及/或CY-3-O2,較佳地總濃度在5%至30%、較佳10%至20%之範圍內; 及/或 -  一或多種化合物PY-n-Om、具體而言PY-3-O2及/或PY-1-O2,較佳地總濃度在5%至30%、較佳5%至20%之範圍內; 及/或 - CPY-n-Om、具體而言CPY-2-O2、CPY-3-O2及/或CPY-5-O2,基於整體混合物,較佳地濃度> 5%、具體而言7%至20%, 及/或 -一或多種化合物CCY-n-Om、較佳CCY-4-O2、CCY-3-O2、CCY-3-O3、CCY-3-O1及/或CCY-5-O2,基於整體混合物,較佳地濃度> 3%、具體而言5%至15%, 及/或 - 一或多種化合物CPY-n-Om、較佳CPY-2-O2及/或CPY-3-O2,基於整體混合物,較佳地濃度> 3%、具體而言5%至15%; 及/或 -CLY-n-Om、較佳CLY-2-O4、CLY-3-O2及/或CLY-3-O3,基於整體混合物,較佳地濃度> 5%、具體而言10%至30%、極佳15%至20%; 及/或 -  CPY-n-Om及CY-n-Om,基於整體混合物,較佳地濃度為10%至80%, 及/或 - CPY-n-Om及PY-n-Om、較佳CPY-2-O2及/或CPY-3-O2及PY-3-O2,基於整體混合物,較佳地濃度為5%至20%、更佳10%至15%, 及/或 - CC-3-V,基於整體混合物,較佳地濃度為5%至50%, 及/或 -式CC-3-V1化合物,總濃度在5%至40%、更佳15%至35%、尤佳20%至30%之範圍內, 及/或 - 一或多種式B-nO-Om及/或B(S)-nO-Om化合物、具體而言化合物B(S)-2O-O4及/或B(S)-2O-O5,較佳地濃度在2%至12 %之範圍內, 及/或 - 0.1%至3%之化合物PPGU-3-F。
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之LC主體混合物。該等LC介質尤其適用於PS-OCB、PS-TN、PS-Posi-VA、PS-IPS、PS-FFS或SA-HB-FFS顯示器。
   A
     
   B
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:
各自彼此獨立地
且在每次出現時相同或不同地為  
  
R 21、R 31各自彼此獨立地為具有1個至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個至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, X 0F、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, Z 31-CH 2CH 2-、-CF 2CF 2-、-COO-、 反式 -CH=CH-、 反式 -CF=CF-、-CH 2O-或單鍵,較佳-CH 2CH 2-、-COO-、 反式 -CH=CH-或單鍵,尤佳-COO-、 反式 -CH=CH-或單鍵, L 21、L 22、L 31、L 32各自彼此獨立地為H或F, g         0、1、2或3。
在式A及B之化合物中,X 0較佳係F、Cl、CF 3、CHF 2、OCF 3、OCHF 2、OCFHCF 3、OCFHCHF 2、OCFHCHF 2、OCF 2CH 3、OCF 2CHF 2、OCF 2CHF 2、OCF 2CF 2CHF 2、OCF 2CF 2CHF 2、OCFHCF 2CF 3、OCFHCF 2CHF 2、OCF 2CF 2CF 3、OCF 2CF 2CClF 2、OCClFCF 2CF 3或CH=CF 2、極佳F或OCF 3、最佳F。
在式A及B之化合物中,R 21及R 31較佳選自具有1、2、3、4、5或6個C原子之直鏈烷基或烷氧基、及具有2、3、4、5、6或7個C原子之直鏈烯基。
在式A及B之化合物中,g較佳係1或2。
在式B之化合物中,Z 31較佳係COO、反式-CH=CH或單鍵、極佳COO或單鍵。
較佳地,LC介質之組分B)包含一或多種式A化合物,其選自由下式組成之群:
   A1
     
   A2
     
   A3
     
   A4
其中A 21、A 22、R 21、X 0、L 21及L 22具有式A中給出之含義,L 23及L 24各自彼此獨立地係H或F,且X 0較佳係F。尤佳者係式A1及A2之化合物。
尤佳之式A1化合物選自由以下子式組成之群:
   A1a
     
   A1b
     
   A1c
     
   A1d
     
   A1e
     
   A1f
其中R 21、X 0、L 21及L 22具有式A1中給出之含義,L 23、L 24、L 25及L 26各自彼此獨立地H或F,且X 0較佳係F。
極佳之式A1化合物選自由以下子式組成之群:
   A1a1
     
   A1a2
     
   A1b1
     
   A1d1
     
   A1e1
     
   A1f1
其中R 21係如式A1中所定義。
尤佳之式A2化合物選自由以下子式組成之群:
   A2a
     
   A2b
     
   A2c
     
   A2d
     
   A2e
     
   A2f
     
   A2g
     
   A2h
     
   A2i
     
   A2k
     
   A2l
其中R 21、X 0、L 21及L 22具有式A2中給出之含義,L 23、L 24、L 25及L 26各自彼此獨立地H或F,且X 0較佳係F。
極佳之式A2化合物選自由以下子式組成之群:
   A2a1
     
   A2c1
     
   A2d1
     
   A2e1
     
   A2f1
     
   A2h1
     
   A2i1
     
   A2i2
     
   A2k1
     
   A2k2
     
   A2l2
其中R 21及X 0係如式A2中所定義。
尤佳之式A3化合物選自由以下子式組成之群:
   A3a
     
   A3b
     
   A3c
其中R 21、X 0、L 21及L 22具有式A3中給出之含義,且X 0較佳係F。
尤佳之式A4化合物選自由以下子式組成之群:
   A4a
其中R 21係如式A4中所定義。
較佳地,LC介質之組分B)包含一或多種式B化合物,其選自由下式組成之群:
B1
     
B2
     
B3
其中g、A 31、A 32、R 31、X 0、L 31及L 32具有式B中給出之含義,且X 0較佳係F。尤佳者係式B1及B2之化合物。
尤佳之式B1化合物選自由以下子式組成之群:
   B1a
     
   B1b
其中R 31、X 0、L 31及L 32具有式B1中給出之含義,且X 0較佳係F。
極佳之式B1a化合物選自由以下子式組成之群:
   B1a1
     
   B1a2
     
   B1a3
     
   B1a4
     
   B1a5
     
   B1a6
其中R 31係如式B1中所定義。
極佳之式B1b化合物選自由以下子式組成之群:
   B1b1
     
   B1b2
     
   B1b3
   B1b4
其中R 31係如式B1中所定義。
尤佳之式B2化合物選自由以下子式組成之群:
   B2a
     
   B2b
     
   B2c
     
   B2d
     
   B2e
     
   B2f
     
   B2g
     
   B2h
     
   B2i
     
   B2k
     
   B2l
其中R 31、X 0、L 31及L 32具有式B2中給出之含義,L 33、L 34、L 35及L 36各自彼此獨立地H或F,且X 0較佳係F。
極佳之式B2化合物選自由以下子式組成之群:
   B2a1
     
   B2a2
     
   B2a3
     
   B2a4
     
   B2a5
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2b化合物選自由以下子式組成之群:
   B2b1
     
   B2b2
     
   B2b3
     
   B2b4
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2c化合物選自由以下子式組成之群:
   B2c1
     
   B2c2
     
   B2c3
     
   B2c4
     
   B2c5
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2d及B2e化合物選自由以下子式組成之群:
   B2d1
     
   B2e1
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2f化合物選自由以下子式組成之群:
   B2f1
     
   B2f2
     
   B2f3
     
   B2f4
     
   B2f5
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2g化合物選自由以下子式組成之群:
   B2g1
     
   B2g2
     
   B2g3
     
   B2g4
     
   B2g5
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2h化合物選自由以下子式組成之群:
   B2h1
     
   B2h2
     
   B2h3
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2i化合物選自由以下子式組成之群:
   B2i1
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2k化合物選自由以下子式組成之群:
   B2k1
     
   B2k2
其中R 31係如式B2中所定義。
極佳之式B2l化合物選自由以下子式組成之群:
   B2l1
     
   B2l2
其中R 31係如式B2中所定義。
替代式B1及/或B2化合物或除了式B1及/或B2化合物,LC介質之組分B)亦可包含一或多種如上文定義之式B3化合物。
尤佳之式B3化合物選自由以下子式組成之群:
   B3a
     
   B3b
其中R 31係如式B3中所定義。
較佳地,除了式A及/或B化合物,LC介質之組分B)亦包含一或多種式C化合物
   C
其中個別基團具有以下含義:
各自彼此獨立地且
在每次出現時相同或不同地為
  
  
R 41、R 42各自彼此獨立地為具有1個至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個至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, Z 41、Z 42各自彼此獨立地為-CH 2CH 2-、-COO-、 反式 -CH=CH-、 反式 -CF=CF-、-CH 2O-、-CF 2O-、-C≡C-或單鍵、較佳單鍵, h               0、1、2或3。
在式C化合物中,R 41及R 42較佳選自具有1、2、3、4、5或6個C原子之直鏈烷基或烷氧基、及具有2、3、4、5、6或7個C原子之直鏈烯基。
在式C化合物中,h較佳係0、1或2。
在式C化合物中,Z 41及Z 42較佳選自COO、反式-CH=CH及單鍵,極佳選自COO及單鍵。
尤佳之式C化合物選自由以下子式組成之群:
   C1
     
   C2
     
   C3
     
   C4
     
   C5
     
   C6
     
   C7
     
   C8
     
   C9
     
   C10
   C11
     
   C12
     
   C13
     
   C14
其中R 41及R 42具有式C中給出之含義,且較佳地各自彼此獨立地表示具有1至7個C原子之烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟化烯基。
進一步較佳地,除了式A及/或B化合物,LC介質之組分B)包含一或多種式D化合物
   D
其中A 41、A 42、Z 41、Z 42、R 41、R 42及h具有式C中給出之含義或上文給出之較佳含義中之一者。
尤佳之式D化合物選自由以下子式組成之群:
   D1
     
   D2
其中R 41及R 42具有式D中給出之含義且R 41較佳表示烷基,且在式D1中,R 42較佳表示烯基、尤佳-(CH 2) 2-CH=CH-CH 3,且在式D2中,R 42較佳表示烷基、-(CH 2) 2-CH=CH 2或-(CH 2) 2-CH=CH-CH 3
進一步較佳地,除了式A及/或B化合物,LC介質之組分B)亦包含一或多種含有烯基之式E化合物
E
其中該等個別基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義:
  
  
R A1具有2至9個C原子之烯基,若環X、Y及Z中之至少一者表示環己烯基,則亦具有R A2之含義中之一者, R A2具有1至12個C原子之烷基,此外其中一或兩個非毗鄰CH 2基團可以O原子彼此不直接連接之方式由-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換, x            1或2。
R A2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。
較佳地,式E化合物選自以下子式:
E1
     
E2
     
E3
     
E4
     
E5
     
E6
     
E7
     
E8
     
E9
     
E10
     
E11
     
E12
其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基,且alkenyl及alkenyl*各自彼此獨立地表示具有2至7個C原子之直鏈烯基。Alkenyl及alkenyl*較佳表示CH 2=CH-、CH 2=CHCH 2CH 2-、CH 3-CH=CH-、CH 3-CH 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 2-CH=CH-、CH 3-(CH 2) 3-CH=CH-或CH 3-CH=CH-(CH 2) 2-。
極佳之式E化合物選自以下子式:
E1a
     
E3a
     
E6a
其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,且R b1表示H、CH 3或C 2H 5
極佳之式E化合物選自以下子式:
E1a1
     
E1a2
     
E1a3
     
E1a4
     
E1a5
     
E3a1
     
E6a1
最佳者係式E1a2、E1a5、E3a1及E6a1化合物。
進一步較佳地,除了式A及/或B化合物,LC介質之組分B)包含一或多種式F化合物
   F
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:
表示
 
R 21、R 31各自彼此獨立地為具有1個至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個至9個C原子之烯基或烯基氧基,其所有皆視情況經氟化, X 0F、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, Z 21-CH 2CH 2-、-CF 2CF 2-、-COO-、 反式 -CH=CH-、 反式 -CF=CF-、-CH 2O-或單鍵,較佳-CH 2CH 2-、-COO-、 反式 -CH=CH-或單鍵,尤佳-COO-、 反式 -CH=CH-或單鍵, L 21、L 22、L 23、L 24各自彼此獨立地為H或F, g                     0、1、2或3。
尤佳之式F化合物選自由以下子式組成之群:
   F1
     
   F2
     
   F3
其中R 21、X 0、L 21及L 22具有式F中給出之含義,L 25及L 26各自彼此獨立地係H或F,且X 0較佳係F。
極佳之式F1-F3化合物選自由以下子式組成之群:
   F1a
     
   F1b
     
   F2a
     
   F2b
     
   F3a
     
   F3b
其中R 21係如式F1中所定義。
LC主體混合物中式A及B化合物之濃度較佳係2%至60%、極佳3%至45%、最佳4%至35%。
LC主體混合物中式C及D化合物之濃度較佳係2%至70%、極佳5%至65%、最佳10%至60%。
LC主體混合物中式E化合物之濃度較佳係5%至50%、極佳5%至35%。
LC主體混合物中式F化合物之濃度較佳係2%至30%、極佳5%至20%。
下文列舉本發明之此第二較佳實施例之進一步較佳之實施例,包括其任一組合。
2a)     LC主體混合物包含一或多種具有高正介電各向異性、較佳具有Δε > 15之式A及/或B化合物。
2b)    LC主體混合物包含一或多種選自由式A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2h3、B2l1、F1a組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係4%至40%、極佳5%至35%。
2c)     LC主體混合物包含一或多種選自由式B2c1、B2c4、B2f4、C14組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係4%至40%、極佳5%至35%。
2d)    LC主體混合物包含一或多種選自由式C3、C4、C5、C9及D2組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係8%至70%、極佳10%至60%。
2e)     LC主體混合物包含一或多種選自由式E1、E3及E6、較佳E1a、E3a及E6a、極佳E1a2、E1a5、E3a1及E6a1組成之群之化合物。LC主體混合物中該等化合物之比例較佳係5%至60%、極佳10%至50%。
上文所提及之較佳實施例之化合物與上文所述聚合化合物之組合在根據本發明之LC介質中造成低臨限電壓、低旋轉黏度及極好低溫穩定性,同時造成持續高之澄清點及高HR值,且允許在PSA顯示器中快速建立尤其低之傾斜角(即,大的傾斜)。具體而言,在PSA顯示器中LC介質與來自先前技術之介質相比呈現顯著縮短之反應時間、具體而言亦呈現灰色陰影反應時間。
本發明之LC介質及LC主體混合物較佳具有至少80 K、尤佳至少100 K之向列相範圍及20℃下旋轉黏度≤ 250 mPa·s、較佳≤ 200 mPa .s。
根據本發明之LC介質有利地較佳具有≤ -20℃至≥ 70℃、尤佳≤ -30℃至≥ 80℃、極佳≤ -40℃至≥ 90℃之向列相。
根據本發明之LC介質較佳具有70℃或更高、較佳74℃或更高之澄清溫度。
此處表達「具有向列相」意指,一方面在相應溫度之低溫下觀察不到層列相及結晶且另一方面在加熱時向列相仍不出現透明。在相應溫度下在流量式黏度計中實施低溫研究並藉由在具有對應於光電用途之層厚度的測試單元中儲存至少100小時來檢查。若在相應測試單元中在-20℃溫度下之儲存穩定性為1000 h或更長時間,則該介質稱為在此溫度下穩定。在-30℃及-40℃之溫度下,相應時間分別為500 h及250 h。在高溫下,在毛細管中藉由習用方法量測澄清點。
LC介質較佳具有至少60 K之向列相範圍且在20℃下具有至多30 mm 2• s -1之流動黏度ν 20
混合物在-20℃或更低、較佳-30℃或更低、極佳-40℃或更低之溫度下係向列型。
LC介質中雙折射率Δn之值通常介於0.07與0.16之間、較佳介於0.08與0.15之間、極佳介於0.09與0.14之間。
在本發明之較佳實施例中,LC介質具有在0.090至0.110、較佳0.095至0.105、具體而言0.100至0.105範圍內之雙折射率。
在本發明之另一較佳實施例中,LC介質具有0.120或更大、較佳在0.125至0.145、更佳0.130至0.140範圍內之雙折射率。
20℃下之旋轉黏度γ 1較佳≤ 120 mPa•s、具體而言≤ 100 mPa•s。
在較佳實施例中,20℃下之旋轉黏度γ 1係≤ 100mPa•s、具體而言≤ 95 mPa•s。
根據本發明之液晶介質具有相對較低之臨限電壓值(V 0)。其較佳在1.7 V至3.0 V範圍內、尤佳≤2.7 V且極佳≤2.5 V。
除非另有明確說明,否則對於本發明而言,術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V 0),亦稱為弗裡德裡克茲(Freedericks)臨限值。
另外,根據本發明之液晶介質在液晶單元內具有高電壓保持率值。
一般而言,具有低定址電壓或臨限電壓之液晶介質展現低於具有較高定址電壓或臨限電壓之彼等之電壓保持率,且反之亦然。
在根據本發明之VA類型顯示器中,處於關閉狀態之LC介質層中之分子垂直於電極表面配向(垂直地)或具有傾斜垂直配向。在將電壓施加至電極時,LC分子發生再配向,其中分子縱軸平行於電極表面。
基於根據第一較佳實例之具有負介電各向異性之化合物、具體而言用於PS-VA、PS-UB-FFS及SA-VA類型之顯示器中之根據本發明之LC介質在20℃及1 kHz下具有較佳地-0.5至-10、更佳地-1.5至-8.0、具體而言-2.5至-7.5、甚至更佳-2.0至-4.0、最佳-2.5至-3.5之負介電各向異性Δε。
用於PS-VA、PS-UB-FFS及SA-VA類型之顯示器中之根據本發明之LC介質中的雙折射率Δn較佳低於0.16、尤佳為0.06至0.14、極佳為0.07至0.12。
基於根據第一較佳實施例具有負介電各向異性之化合物之根據本發明之向列型LC介質較佳包含兩種組分A1及A2,其自身由一或多種個別化合物組成。
組分A1具有顯著的負介電各向異性並可得到介電各向異性≤-0.5之向列相。除一或多種式I化合物以外,其較佳包含式IIA、IIB及/或IIC之化合物,此外一或多種式IV-1化合物。
組分A1之比例較佳介於45%與100%之間,具體而言介於60%與85 %之間。
對組分A1而言,較佳選擇一種(或多種) Δε值≤ -0.8之個別化合物。該值必須愈負,則A1在整體混合物中之比例愈小。
組分A2具有顯著的向列性及在20℃下不大於30 mm 2• s -1、較佳地不大於25 mm 2• s -1之流動黏度。
熟習此項技術者可自文獻獲知多種適宜材料。尤佳者係式O-17化合物;
組分A2中尤佳之個別化合物係在20℃下具有不大於18 mm 2• s -1、較佳地不大於12 mm 2• s -1之流動黏度之極低黏度向列型液晶。
組分A2具有單變性或雙變性向列型、不具有層列相並能防止在降至極低溫度時在LC介質中出現層列相。舉例而言,若將各種高向列性材料添加至層列型LC混合物中,則該等材料之向列性可經由對所達成之層列相的抑制程度來進行比較。
基於根據第一較佳實施例具有負介電各向異性之化合物之根據本發明的向列型LC介質亦可視情況包含組分A3,其包含介電各向異性Δε ≥1.5之化合物。基於整體混合物,該等所謂的正性化合物通常以≤ 20重量%之量存在於負介電各向異性之混合物中。
除一或多種式I化合物以外,LC介質較佳包含4至15種、具體而言5至12種且尤佳< 10種式IIA、IIB及/或IIC化合物及視情況一或多種式IV-1化合物。
除式I化合物及式IIA、IIB及/或IIC及視情況式IV-1化合物以外,其他組分亦可以(例如)整體混合物之至多45 %、但較佳至多35 %、具體而言至多10 %之量存在。
其他組分較佳選自向列型或向列性物質,具體而言來自以下類別之已知物質:氧偶氮苯、亞苄基苯胺、聯苯、聯三苯、苯甲酸苯基酯或苯甲酸環己基酯、環己烷甲酸苯基酯或環己烷甲酸環己基酯、苯基環己烷、環己基聯苯、環己基環己烷、環己基萘、1,4-雙環己基聯苯或環己基嘧啶、苯基二噁烷或環己基二噁烷,視情況鹵化二苯乙烯、苄基苯基醚、二苯乙炔及經取代之肉桂酸酯。
適用作此類型之液晶相之成分之最重要化合物可由式OC表徵 R 20-L-G-E-R 21OC 其中L及E各自表示來自由以下形成之群之碳環或雜環系統:1,4-二取代苯及環己烷環、4,4’-二取代聯苯、苯基環己烷及環己基環己烷系統、2,5-二取代嘧啶及1,3-二噁烷環、2,6-二取代萘、二氫萘及四氫萘、喹唑啉及四氫喹唑啉, G表示      -CH=CH-          -N(O)=N- -CH=CQ-          -CH=N(O)- -C≡C-             -CH 2-CH 2- -CO-O-             -CH 2-O- -CO-S-             -CH 2-S- -CH=N-            -COO-Phe-COO- -CF 2O-             -CF=CF- -OCF 2-             -OCH 2- -(CH 2) 4-           -(CH 2) 3O- 或C-C單鍵,Q表示鹵素(較佳氯)或-CN,且R 20及R 21各自表示具有最多18個、較佳地最多8個碳原子之烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基或烷氧基羰氧基,或該等基團中之一者另一選擇為表示CN、NC、NO 2、NCS、CF 3、SF 5、OCF 3、F、Cl或Br。
在大部分該等化合物中,R 20及R 21彼此不同且該等基團中之一者通常係烷基或烷氧基。所提出取代基之其他變化形式亦很常見。許多此等物質亦或其混合物可自市面購得。所有該等物質均可藉由文獻已知之方法來製備。
在根據本發明之OCB類型顯示器中,LC介質層中之分子具有「彎曲」配向。在施加電壓時,LC分子發生再配向,其中分子縱軸垂直於該等電極表面。
基於根據第二較佳實施例之具有正介電各向異性之化合物且用於PS-TN-、PS-posi-VA-、PS-IPS-、PS-FFS及SA-FFS類型之顯示器中之根據本發明之LC介質於20℃及1 kHz下較佳具有+2至+30、尤佳+3至+20之正介電各向異性Δε。
用於PS-OCB類型之顯示器中之根據本發明之LC介質中之雙折射率Δn較佳係0.14至0.22、尤佳0.16至0.22。
用於PS-TN-、PS-posi-VA-、PS-IPS-、PS-FFS及SA-FFS類型之顯示器中之根據本發明之LC介質中之雙折射率Δn較佳係0.07至0.15、尤佳0.08至0.13。
根據本發明之LC介質亦可包含熟習此項技術者已知之其他添加劑且闡述於文獻中,例如聚合起始劑、抑制劑、穩定劑、表面活性物質或對掌性摻雜劑。該等添加劑可聚合或不可聚合。將可聚合添加劑相應地歸屬於可聚合組分或組分A)。將不可聚合添加劑相應地歸屬於不可聚合組分或組分B)。
此外,可向LC介質中添加(例如) 0重量%至15重量%之多色染料、此外奈米粒子、用以改良導電性之導電鹽(較佳為乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸銨、四丁基四苯基硼酸銨或冠醚之複鹽(例如,參見Haller等人,Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973)))或用於改變介電各向異性、黏度及/或向列相之配向之物質。此類物質闡述於(例如) DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728中。
根據本發明之LC介質之較佳實施例a)至z)之個別組分係已知的,或其製備方法可由熟習此項技術者自先前技術容易地推導出,此乃因其係基於文獻中所述標準方法。式CY之相應化合物闡述於(例如) EP-A-0 364 538中。式ZK之相應化合物闡述於(例如) DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
可根據本發明使用之LC介質係以本身習用之方式、例如藉由使一或多種上文提及之化合物與一或多種上文所定義之可聚合化合物、且視情況與其他液晶化合物及/或添加劑混合來製備。一般而言,有利地在升高溫度下,將期望量之以較少量使用之組分溶解於構成主要成分之組分中。亦可在有機溶劑中、例如在丙酮、氯仿或甲醇中混合該等組分之溶液,且在充分混合後藉由(例如)蒸餾再次去除溶劑。此外,本發明係關於製備根據本發明之LC介質之方法。
對於熟習此項技術者不言而喻的是,根據本發明之LC介質亦可包含(例如)其中H、N、O、Cl、F已經相應同位素(如氘等)置換之化合物。
以下實例解釋本發明而非對其加以限制。然而,其對熟習此項技術人員顯示關於較佳地欲採用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合的較佳混合物概念。另外,實例闡釋可得到何種性質及性質組合。
較佳混合物組分顯示於下表A1及A2中。表A1中所示化合物尤其適用於具有正介電各向異性之LC混合物. 表A2中所示之化合物尤其適用於具有負介電各向異性之LC混合物。
A1 在表A1中,m及n彼此獨立地係1至12之整數,較佳1、2、3、4、5或6,k係0、1、2、3、4、5或6,且(O)C mH 2m+1意指C mH 2m+1或OC mH 2m+1
APU-n-OXF ACQU-n-F
     
APUQU-n-F   
     
BCH-nF.F BCH-nF.F.F
     
BCH-n.Fm CFU-n-F
CBC-nm
CBC-nmF
  
CCOC-n-m
     
C-n-V C-n-XF
     
C-n-m CC-n-V
     
CC-n-Vm CC-n-kVm
     
CC-nV-Vm CCP-nV-m
     
CCP-Vn-m CCG-V-F
     
CCVC-n-V CCP-n-m
     
CP-nV-m CP-Vn-m
  
CPPC-nV-Vm
     
  
CVCP-1V-OT   
CLP-n-T CLP-n-OT
     
CLP-nV-T CLP-nV-OT
     
CLP-Vn-T CLP-Vn-OT
     
CLP-nVm-T CLP-nVm-OT
     
CLP-nVk-m   
CPGP-n-m
CCP-n0CF 3 CCP-nF.F.F
     
CGG-n-F CGU-n-F
     
CDU-n-F DCU-n-F
     
CCGU-n-F CPGU-n-F
     
CCPU-n-F CPGU-n-OT
     
CCQU-n-F CCQG-n-F
CUQU-n-F CQU-n-F
CCCQU-n-F
CDUQU-n-F
CLUQU-n-F
CPPQU-n-F
CGUQU-n-F
     
CCZU-n-F CGZP-n-OT
CPTU-n-F GPTU-n-F
CPU-n-VT CPU-n-AT
CPU-n-OXF
     
CWCG-n-F CWCU-n-F
CWCQU-n-F
Dec-U-n-F LPP-n-m
DPGU-n-F DPGU-n-OT
DGUQU-n-F
DUUQU-n-F
ECCP-nm ECCP-nOCF 3
GP-n-Cl GGP-n-Cl
GGP-n-F PGIGI-n-F
GPQU-n-F GUQGU-n-F
     
PGU-n-OXF MPP-n-F
     
MUQU-n-F NUQU-n-F
     
PGU-n-F PPGU-n-F
PQU-n-F PUQU-n-F
PGUQU-n-F
PGP-n-m PGP-n-kVm
PP-nV-Vm PP-n-kVm
PCH-nOm PCH-nCl
  
PYP-nF
A2 在表A2中,m及n彼此獨立地係1至12之整數,較佳地1、2、3、4、5或6,k係0、1、2、3、4、5或6,且(O)C mH 2m+1意指C mH 2m+1或OC mH 2m+1
AIK-n-F
  
AIY-n-Om
  
AY-n-Om
  
B-nO-Om
  
B-n-Om
  
B-nO-O5i
  
B(S)-nO-Om
  
CB-n-m
  
CB-n-Om
  
PB-n-m
  
PB-n-Om
  
BCH-nm, CPP-n-m
  
BCH-nmF
  
BCN-nm
  
C-1V-V1
  
CY-n-Om
  
CY(F,Cl)-n-Om
  
CY(Cl,F)-n-Om
  
CCY-n-Om
     
CCY(F,Cl)-n-Om
  
CCY(Cl,F)-n-Om
  
CCY-n-m
  
CCY-V-m
  
CCY-Vn-m
  
CCY-n-OmV
  
CBC-nmF
  
CBC-nm
  
CCP-V-m
  
CCP-Vn-m
  
CCP-nV-m
  
CCP-n-m
  
CPYP-n-(O)m
  
CYYC-n-m
  
CCYY-n-(O)m
  
CCY-n-O2V
  
CCH-nOm, CC-n-Om
  
CCC-n-m
  
CCC-n-V
  
CY-n-m
  
CCH-nm, CC-n-m
  
CC-n-V
  
CC-n-V1
     
CC-n-Vm
  
CC-V-V
  
CC-V-V1
  
CC-2V-V2
  
CVC-n-m
  
CC-n-mV
  
CCOC-n-m
  
CP-nOmFF
  
CH-nm
  
CEY-n-Om
  
CEY-V-n
CVY-V-n
  
CY-V-On
  
CY-n-O1V
  
CY-n-OC(CH 3)=CH 2
     
CCN-nm
  
CY-n-OV
  
CCPC-nm
  
CCY-n-kOm
  
CPY-n-Om
  
CPY-n-m
  
CPY-V-Om
     
CQY-n-(O)m
  
CQIY-n-(O)m
  
CCQY-n-(O)m
  
CCQIY-n-(O)m
  
CPQY-n-(O)m
  
CPQIY-n-(O)m
  
CPYG-n-(O)m
  
CCY-V-Om
  
CCY-V2-(O)m
  
CCY-1V2-(O)m
  
CCY-3V-(O)m
CCVC-n-V
  
CCVC-V-V
  
CPYG-n-(O)m
  
CPGP-n-m
  
CY-nV-(O)m
  
CENaph-n-Om
  
COChrom-n-Om
  
COChrom-n-m
  
CCOChrom-n-Om
  
CCOChrom-n-m
  
CONaph-n-Om
  
CCONaph-n-Om
  
CCNaph-n-Om
  
CNaph-n-Om
  
CETNaph-n-Om
  
CTNaph-n-Om
  
CK-n-F
  
CLY-n-Om
  
CLY-n-m
  
LYLI-n-m
  
CYLI-n-m
  
LY-n-(O)m
  
COYOICC-n-m
  
COYOIC-n-V
  
CCOY-V-O2V
  
CCOY-V-O3V
  
COY-n-Om
  
CCOY-n-Om
  
D-nOmFF
  
PCH-nm, CP-n-m
  
PCH-nOm, CP-n-Om
  
PGIGI-n-F
  
PGP-n-m
  
PP-n-m
  
PP-n-2V1
  
PYP-n-mV
  
PYP-n-m
  
PGIY-n-Om
  
PYP-n-Om
  
PPYY-n-m
  
PPGU-n-F
  
YPY-n-m
  
YPY-n-mV
  
PY-n-Om
  
PY-n-m
  
PY-V2-Om
  
DFDBC-n(O)-(O)m
  
Y-nO-Om
  
Y-nO-OmV
  
Y-nO-OkVm
  
YG-n-Om
  
YG-nO-Om
  
YGI-n-Om
  
YGI-nO-Om
  
YY-n-Om
  
YY-nO-Om
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包含一或多種選自由來自表A1之化合物組成之群之化合物。
在本發明之第二較佳實施例中,根據本發明之LC介質、尤其具有負介電各向異性之彼等包含一或多種選自由來自表A2之化合物組成之群之化合物。
B 表B顯示可添加至根據本發明之LC介質中之可能對掌性摻雜劑。
C 15 CB 15
     
CM 21 R/S-811
     
CM 44 CM 45
     
CM 47 CN
     
R/S-2011 R/S-3011
     
R/S-4011 R/S-5011
     
  
R/S-1011   
LC介質較佳包含0重量%至10重量%、具體而言0.01重量%至5重量%、尤佳0.1重量%至重量3 %之摻雜劑。LC介質較佳包含一或多種選自由來自表B之化合物組成之群之摻雜劑。
C表C顯示可添加至本發明LC介質中之可能穩定劑。其中n表示1至12之整數,較佳地1、2、3、4、5、6、7或8,且末端甲基未顯示。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
LC介質較佳包含0重量%至10重量%、具體而言1 ppm至5重量%、尤佳1 ppm至1重量%之穩定劑。LC介質較佳包含一或多種選自由來自表C之化合物組成之群之穩定劑。
D表D顯示可用於根據本發明之LC介質中之反應性液晶原化合物。
RM-1
RM-2
RM-3
RM-4
RM-5
RM-6
RM-7
RM-8
RM-9
RM-10
RM-11
RM-12
RM-13
RM-14
RM-15
RM-16
RM-17
RM-18
RM-19
RM-20
RM-21
RM-22
RM-23
RM-24
RM-25
RM-26
RM-27
RM-28
RM-29
RM-30
RM-31
RM-32
RM-33
RM-34
RM-35
RM-36
RM-37
RM-38
RM-39
RM-40
RM-41
RM-42
RM-43
RM-44
RM-45
RM-46
RM-47
RM-48
RM-49
RM-50
RM-51
RM-52
RM-53
RM-54
RM-55
RM-56
RM-57
RM-58
RM-59
RM-60
RM-61
RM-62
RM-63
RM-64
RM-65
RM-66
RM-67
RM-68
RM-69
RM-70
RM-71
RM-72
RM-73
RM-74
RM-75
RM-76
RM-77
RM-78
RM-79
RM-80
RM-81
RM-82
RM-83
RM-84
RM-85
RM-86
RM-87
RM-88
RM-89
RM-90
RM-91
RM-92
RM-93
RM-94
RM-95
RM-96
RM-97
RM-98
RM-99
RM-100
RM-101
RM-102
RM-103
RM-104
RM-105
RM-106
RM-107
RM-108
RM-109
RM-110
RM-111
RM-112
RM-113
RM-114
RM-115
RM-116
RM-117
RM-118
RM-119
RM-120
RM-121
RM-122
RM-123
RM-124
RM-125
RM-126
RM-127
RM-128
RM-129
RM-130
RM-131
RM-132
RM-133
RM-134
RM-135
RM-136
RM-137
RM-138
RM-139
RM-140
RM-141
RM-142
RM-143
   RM-144
RM-145
RM-146
RM-147
RM-148
RM-149
RM-150
RM-151
RM-152
在較佳實施例中,根據本發明之混合物包含一或多種較佳選自式RM-1至RM-144之可聚合化合物之可聚合化合物。在該等化合物中,化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-102、RM-103、RM-109、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122及RM-145至RM-152尤佳。
在另一較佳實施例中,根據本發明之混合物包含一或多種選自式RM-145至RM-152、極佳選自式RM-147至RM-152之可聚合化合物。
E表E顯示可用於根據本發明之SA-VA及SA-FFS顯示器之LC介質中之用於垂直配向的自配向添加劑以及式I之可聚合化合物:
SA-1
SA-2
SA-3
SA-4
SA-5
SA-6
SA-7
SA-8
SA-9
SA-10
SA-11
SA-12
SA-13
SA-14
SA-15
SA-16
SA-17
SA-18
SA-19
SA-20
SA-21
SA-22
SA-23
SA-24
SA-25
SA-26
SA-27
SA-28
SA-29
SA-30
SA-31
SA-32
SA-33
SA-34
SA-35
SA-36
SA-37
SA-38
SA-39
SA-40
SA-41
SA-42
SA-43
SA-44
SA-45
SA-46
SA-47
SA-48
在較佳實施例中,根據本發明之LC介質、SA-VA及SA-FFS顯示器包含一或多種選自式SA-1至SA-48、較佳選自式SA-14至SA-48、極佳選自式SA-20至SA-34及SA-44之SA添加劑與一或多種式I之RM的組合。
實例以下實例解釋本發明而非對其加以限制。然而,其對熟習此項技術人員顯示關於較佳地欲採用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合的較佳混合物概念。另外,實例闡釋可得到何種性質及性質組合。
另外,使用以下縮寫及符號: V 020℃下之臨限電壓、電容[V] n e20℃及589 nm下之非常折射率, n o20℃及589 nm下之尋常折射率, Δn             20℃及589 nm下之光學各向異性, ε┴             20℃及1 kHz下垂直於指向矢之介電容率, ε ||20℃及1 kHz下平行於指向矢之介電容率 Δε             20℃及1 kHz下之介電各向異性, cl.p., T(N,I)                        澄清點[℃], γ 120℃下之旋轉黏度[mPa•s], K 120℃下之彈性常數,「張開」變形[pN] K 220℃下之彈性常數,「扭轉」變形[pN], K 320℃下之彈性常數,「彎曲」變形[pN], 除非另外明確說明,否則本申請案中所有濃度皆係以重量百分比引述且係關於相應整體混合物,即包含所有固體或液晶組分而無溶劑。
除非另外明確註明,否則本申請案中所指示之所有溫度值(例如,熔點T(C,N)、自層列(S)相至向列(N)相之轉變點T(S,N)及澄清點T(N,I))皆以攝氏度(℃)引述。M.p.表示溶點,cl.p. =澄清點。另外,C=晶態,N=向列相,S=層列相且I=各向同性相。該等符號間之數據代表轉變溫度。
除非另有明確說明,否則在每一情形下所有物理性質皆係且已根據「 Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」(Status 1997年11月, Merck KGaA, Germany)測定並適用於20℃之溫度,且Δn係在589 nm下測定且Δε係在1 kHz下測定。
除非另有明確指示,否則對於本發明而言,術語「臨限電壓」係關於電容性臨限值(V 0),亦稱作弗裡德裡克茲臨限值。在該等實例中,按通常習慣,亦可引述10%相對對比度之光學臨限值(V 10)。
除非另有說明,否則使如上文及下文所述在PSA顯示器中之可聚合化合物聚合之製程係在LC介質呈現液晶相、較佳向列相之溫度下實施,且最佳在室溫下實施。
除非另有說明,否則製備測試單元及量測其光電性質及其他性質之方法係藉由下文所述方法或以與其類似之方式實施。
用於量測電容性臨限電壓之顯示器係由兩個間隔為25 µm之平面平行玻璃外板組成,其每一者在內部具有電極層且在頂部具有未經摩擦聚醯亞胺配向層,其實現液晶分子之垂直邊緣配向。
除非另有說明,否則用於量測傾斜角之PSVA顯示器或PSVA測試單元係由兩個間隔為4 µm之平面平行玻璃外板組成,其每一者在內部具有電極層且在頂部具有聚醯亞胺配向層,其中該兩個聚醯亞胺層彼此反平行地摩擦且可實現液晶分子之垂直邊緣配向。SAVA顯示器或測試單元具有相同結構,但其中省略一個或兩個聚醯亞胺層。
在顯示器或測試單元中藉由用經界定強度之UV光輻照預定時間來使可聚合化合物聚合,其中同時對顯示器施加電壓(通常為10 V至30 V交流電,1 kHz)。在該等實例中,除非另外指示,否則使用金屬鹵化物燈及100 mW/cm²之強度進行聚合。強度係使用標準計(具有UV感測器之高端Hoenle UV計)來量測。
傾斜角係使用來自Axometrics之Mueller Matrix Polarimeter 「AxoScan」來測定。在此低值(即,偏離90°角較大之角)對應於大傾斜。
除非另外陳述,否則術語「傾斜角」意指LC指向矢與基板之間之角,且「LC指向矢」意指具有均勻定向之LC分子之層中之LC分子之光學主軸之較佳定向方向,在棒狀單軸正雙折射LC分子之情形下,其對應於其分子長軸。
實例 1化合物 1係如下製備: 熔點:102℃
實例 2化合物 2係類似於實例1之方法來製備。 2
實例 3化合物 3係如下製備 3
a) 溴化物 A之合成 將20.00 g (107.00 mmol) [1,1'-聯苯]-4,4'-二醇]溶解於二氯甲烷(1100 mL)中且冷卻至5℃ (懸浮液)。經45 min逐滴添加11.00 mL (214.82 mmol) Br 2(溶解於200 mL二氯甲烷(DCM)中)且於5℃下再攪拌4 hr。用NaHSO 3處理反應混合物且分離各層。水層用DCM萃取且合併之有機層用鹽水洗滌,經NaSO 4乾燥,過濾且在真空下蒸發。經由管柱過濾用DCM純化粗產物且合併且蒸發之產物部分產生無色固體狀產物。 MS TOF-MS EI+ 343.892 1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 10.31 (s, 2H), 7.70 (d, J= 2.2 Hz, 2H), 7.42 (dd, J= 8.4, 2.3 Hz, 2H), 6.99 (d, J= 8.4 Hz, 2H)。
b) 雙酚 B之合成 將12.86 g (93.02 mmol) K 2CO 3溶解於41.9 mL水中,添加8.00 g (23.00 mmol)溴化物 B、5.73 g (51.00 mmol) (呋喃-2-基)酸及94.2 mL THF。添加638.88 mg (0.698 mmol Pd 2(dba) 3及526.64 mg (1.40 mmol) CataCXium A且將反應混合物回流16 hr。將混合物冷卻至室溫(RT),添加MTB-醚且用HCl溶液調整pH=1。分離有機層且用MTB-醚萃取水層。合併之有機層用鹽水洗滌,經Na 2SO 4乾燥,過濾並在真空下蒸發。經由管柱層析(330 g Si管柱, 30 μm) CombiFlash利用DCM及MTB-醚純化粗產物,以產生黃色固體狀產物。 MS TOF-MS EI+ 318.098 1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 10.19 (s, 2H), 7.88 (d, J= 2.4 Hz, 2H), 7.75 (d, J= 1.7 Hz, 2H), 7.39 (dd, J= 8.4, 2.4 Hz, 2H), 7.08 - 6.88 (m, 4H), 6.60 (dd, J= 3.4, 1.8 Hz, 2H)。
c) 化合物 3之合成 3將7.40 g (23.00 mmol)二醇 1、5.92 mL (69.74 mmol)甲基丙烯酸(利用氫醌單甲基醚穩定)及4-(二甲基胺基)-吡啶(DMAP)溶解於178.14 mL DCM (懸浮液)中且冷卻至4℃。逐滴添加12.72 mL (69.74 mmol) 1-(3-二甲基胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺(EDC) (懸浮液變為溶液)且於室溫下攪拌2 hr。將反應混合物冷卻至7℃且用草酸小心地淬滅剩餘EDC。經300 g矽膠(63-200 μm)過濾反應混合物且合併產物部分並在真空下蒸發。於5℃下用丙酮使反應產物結晶,以產生橙色固體狀產物。 APCI-MS = 455.14837 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) δ 8.13 (d, J= 2.2 Hz, 2H), 7.58 (dd, J= 8.4, 2.3 Hz, 2H), 7.53 (d, J= 1.7 Hz, 2H), 7.25 (d, J= 8.3 Hz, 2H), 6.73 (d, J= 3.4 Hz, 2H), 6.58 - 6.41 (m, 4H), 5.89 (t, J= 1.6 Hz, 2H), 2.15 (d, J= 1.1 Hz, 6H)。
實例 4化合物 4係如下製備 4
a) 化合物 A之合成 將200.00 g (1.447 mol) K 2CO 3溶解於600.00 mL水中,添加75.00 g (358.00 mmol) 4-溴-2-氯苯酚及50.00 g (363.00 mmol) 4-羥基苯基-酸以及1000 mL THF。添加5.50 g (14.573 mmol) CataCXium A及6.60 g (7.21 mmol) Pd 2dba 3且將反應混合物回流16 hr。冷卻至RT後,添加MTB-醚及水且分離各層。用MTB-醚萃取水層且用Na 2SO 4乾燥合併之有機層,過濾且在真空下蒸發。藉由用DCM/MTB-醚(95:5及9:1)管柱過濾及用甲苯結晶純化產物,以產生作為固體材料之產物。 1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 10.11 (s, 1H), 9.47 (s, 1H), 7.51 (d, J= 2.3 Hz, 1H), 7.44 - 7.38 (m, 2H), 7.35 (dd, J= 8.4, 2.3 Hz, 1H), 7.00 (d, J= 8.4 Hz, 1H), 6.89 - 6.70 (m, 2H)。
b) 雙酚 B之合成 將5.00 g (22.59 mmol)雙酚 A、4.00 g (34.68 mmol)呋喃-3-酸溶解於75 mL THF中且添加10.00 g (43.42 mmol)於25 mL水中之K 3PO 4*H 2O。添加350.00 mg (0.927 mmol) CataCXium A及420.00 mg (0.459 mmol) Pd 2dba 3且將反應混合物回流18 hr。將反應混合物冷卻至RT,添加乙酸乙酯(EE)及水,分離有機層且用EE萃取水層。合併之有機層用鹽水洗滌,且用Na 2SO 4乾燥,過濾且在真空下蒸發,以產生深色油狀物。藉由於室溫下用甲苯結晶純化粗產物,以產生米色固體狀產物。 TOF-MS-EI+ = 252.079 H NMR (500 MHz, DMSO) δ 9.94 (s, 1H), 9.39 (s, 1H), 8.26 - 8.10 (m, 1H), 7.78 - 7.57 (m, 2H), 7.48 - 7.42 (m, 2H), 7.29 (dd, J= 8.4, 2.4 Hz, 1H), 7.13 (d, J= 1.9 Hz, 1H), 6.96 (d, J= 8.3 Hz, 1H), 6.85 - 6.76 (m, 2H)。
c) 化合物 4之合成 4將3.20 g (11.82 mmol)二醇 B、300.00 mg (2.46 mmol) DMAP及3.02 mL (35.47 mmol)甲基丙烯酸(利用氫醌單甲基醚穩定)溶解於100 mL DCM (懸浮液)中且冷卻至4℃。逐滴添加6.47 mL (35.47 mmol) 1-(3-二甲基胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺(EDC) (15 min.後,懸浮液變為溶液)且於室溫下攪拌2 hr。將反應混合物冷卻至7℃且用草酸小心地淬滅剩餘EDC。經由利用DCM之管柱層析純化粗產物且用甲苯使收集之蒸發產物部分結晶,以產生米色固體狀產物。 FTMS + p APCI = 389.13773 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) δ 7.77 - 7.72 (m, 1H), 7.71 (d, J= 2.2 Hz, 1H), 7.66 - 7.59 (m, 2H), 7.55 - 7.45 (m, 2H), 7.27 - 7.18 (m, 3H), 6.72 (d, J= 1.8 Hz, 1H), 6.41 (d, J= 4.3 Hz, 2H), 5.82 (dt, J= 16.5, 1.6 Hz, 2H), 2.15 - 2.02 (m, 6H)。
用途實例 A如下調配向列型LC主體混合物N1:
BCH-32 6.50 % cl.p. 74.7
CC-3-V1 8.00 % Δn 0.1039
CCH-23 17.00 % n e 1.5900
CCH-34 6.50 % n o 1.4861
CCY-3-O1 3.50 % Δε -3.0
CCY-3-O2 12.50 % ε || 3.4
CPY-2-O2 5.50 % ε┴ 6.3
CPY-3-O2 10.00 % γ 106
CY-3-O2 15.50 % K 1 14.8
PCH-301 4.50 % K 3 15.8
PP-1-2V1 5.00 % K 3/K 1 1.07
PY-3-O2 5.50 % V 0 2.43
可聚合混合物藉由將實例1及/或2之可聚合化合物及SA添加劑SA-23添加至向列型LC主體混合物N1中製備可聚合混合物P1至P3。
藉由將根據先前技術之可聚合化合物C1及SA添加劑SA-23添加至向列型LC主體混合物N1中製備可聚合混合物PC1。
   C1
測試單元將個別可聚合混合物填充至SA-VA測試單元中並暴露於UV光2h。
在UV暴露之前及之後用分光光度計CM-700d (Konica Minolta)量測測試單元之反射率。
可聚合混合物組成及反射率示於表1中。 1 - 可聚合混合物組成及反射率
混合物 PC1 P1 P2 P3
LC主體 N1 N1 N1 N1
第一RM C1 1 2 1
wt.%第一RM 0.3% 1.0% 1.0% 1.0%
第二RM - - - 2
wt.% 第二RM - - - 0.2%
wt. % SA-23 0.6% 0.6% 0.6% 0.6%
UV後之反射率 11.60 11.03 11.24 10.76
可看出,與含有根據先前技術之可聚合化合物C1之混合物PC1相比,含有式I之可聚合化合物1或2之根據本發明之混合物P1至P3在UV處理後顯示降低之反射率。
因此,可聚合混合物P1至P3尤其適用於聚合物穩定之SA-VA顯示器。

Claims (16)

  1. 一種化合物,其選自以下化學式 其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義:P彼此獨立地表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯, Sp係單鍵,Ar彼此獨立地表示苯、呋喃或噻吩,其視情況由一或多個基團L取代,L彼此獨立地表示F、Cl、Br、CN、各自具有1至6個C原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl置換,b1彼此獨立地係0、1或2,前提條件係若該化合物包含兩個基團Ar且不包含基團L,則Ar不同於未經取代之苯。
  2. 如請求項1之化合物,其中其選自以下子式
  3. 如請求項1之化合物,其中Ar表示未經取代之苯、呋喃或噻吩。
  4. 如請求項1之化合物,其中Ar表示未經取代之苯。
  5. 一種液晶(LC)介質,其包含一或多種如請求項1至4中任一項之化合物。
  6. 如請求項5之液晶介質,其中其包含自配向(SA)添加劑。
  7. 如請求項5之液晶介質,其中其另外包含一或多種其他組分或添加劑,其 選自共單體、對掌性摻雜劑、聚合起始劑、抑制劑、穩定劑、表面活性劑、潤濕劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏合劑、流動改良劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、輔助劑、著色劑、染料、顏料及奈米粒子。
  8. 如請求項5至7中任一項之液晶介質,其中該等化合物係經聚合。
  9. 一種製備如請求項5至8中任一項之液晶介質之方法,其包含以下步驟:混合一或多種液晶原或液晶化合物與一或多種如請求項1至4中任一項之化合物、及視情況其他液晶化合物及/或添加劑,及視情況聚合該等化合物。
  10. 一種LC顯示器,其包含一或多種如請求項1至4中任一項之化合物或包含如請求項5至8中任一項之液晶介質。
  11. 如請求項10之LC顯示器,其係PSA或聚合物穩定之SA顯示器。
  12. 如請求項11之LC顯示器,其係PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-posi-VA、PS-TN、聚合物穩定之SA-VA或聚合物穩定之SA-HB-FFS顯示器。
  13. 如請求項11或12之LC顯示器,其中其包含兩個基板,該兩個基板中之至少一者係透光的;提供於每一基板上之一電極或提供於該等基板中之 僅一者上之兩個電極;位於該等基板間之如請求項8之液晶介質之層,其中該等可聚合化合物係在該顯示器之該等基板間聚合。
  14. 一種用於生產如請求項13之LC顯示器之方法,其包含將如請求項5之液晶介質提供於該顯示器之基板間並使該等化合物聚合之步驟。
  15. 一種如請求項1至4中任一項所定義之化合物,其中每一基團P或每一甲基丙烯酸酯基團分別由OH置換。
  16. 一種製備如請求項1至4中任一項之化合物之方法,其係藉由在去水試劑存在下用相應酸、酸衍生物或含有基團P之鹵化化合物酯化如請求項15之化合物來達成。
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