化合物和液晶介质的制作方法_5

文档序号:9627157阅读:来源:国知局
>[0318] 对于本发明而言,术语"正介电化合物"指Δ ε > 1. 5的化合物,术语"中性介电化 合物"是指其中-1. 5 < Δ ε < 1. 5的那些,以及术语"负介电化合物"是指其中Δ ε〈-1. 5 的那些。化合物的介电各向异性在此通过以下方式测定:在液晶主体中溶解10%的所述化 合物,并在各个情况下,在IkHz下在具有垂面的和具有沿面的表面配向的盒厚度为20 μ m 的至少一个测试盒中测定所得混合物的电容。测量电压通常为0. 5V至I. 0V,但总是低于所 研究的各个液晶混合物的电容阈值。
[0319] 用于介电正性和介电中性化合物的主体混合物为ZLI-4792以及用于介电负性化 合物的主体混合物为ZLI-2857,二者均来自Merck KGaA,德国。待研究的各个化合物的值 由在加入待研究的化合物之后所述主体混合物的介电常数的变化并且外推至100%的所用 化合物而获得。将待研究的化合物以10%的量溶解在主体混合物中。如果对于此目的而 言,物质的溶解度过低,则将浓度逐步减半直至研究可以在期望的温度下进行。
[0320] 为了本发明的目的,所有的浓度,除非另外明确说明都以重量百分比表示,并且除 非另外明确说明,都与相应的混合物或混合物组分相关。
[0321] 在本申请中所述的所有温度值,例如,熔点T(C,N),近晶相(S)到向列相(N)的转 变T (S,N)和清亮点T (N,I),均以摄氏度(°C )表示,并且所有的温度差都相应地以差示度 (°或度)表示,除非另外明确说明。
[0322] 对于本发明,术语"阈值电压"涉及的是电容阈值(V。),也被称为Freedericks阈 值,除非另外明确说明。
[0323] 所有的物理性质都根据和已根据"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status Nov. 1997,Merck KGaA,德国,进行测定,并应用于 20°C的温 度,以及Δ η在589nm下测定,以及Δ ε在I kHz下测定,除非在不同情况下另外明确说明。
[0324] 除非另外说明,手性掺杂剂不加入到所使用的液晶混合物中,但后者也特别适用 于其中需要这类掺杂的应用。
[0325] 在Merck Japan生产的测试盒中测定VHR。所述测量盒具有由钠钙玻璃制成的基 板,并采用层厚为50nm的聚酰亚胺配向层(AL-16301,来自Japan Synthetic Rubber,日 本)来构造,所述层已经彼此垂直摩擦。所述层厚度为一致的6.0 μm。透明ITO电极的表 面积为lcm2。
[0326] 在20°C下(VHR2q)以及在100°C下在烘箱中5分钟后(VHR 1J在商购得到的 Autronic Melchers,德国的仪器中测定VHR。所用电压具有60Hz的频率。
[0327] VHR测量值的精确度取决于各个VHR值。精确度随降低值而降低。通常在不同数 量级范围内值的情况下观察到的偏差按其数量级顺序总结列于下表中。
[0329] 对UV辐射的稳定性在"Suntest CPS",来自Heraeus,德国的商业仪器中研究。 将密封的测试盒辐射2. 0小时而不另外进行加热。300nm至800nm范围波长内的辐射能为 765ff/m2V〇
[0330] 除VHR外,可以表征液晶混合物导电性的另一个特征量是离子密度。高离子密度 值经常导致出现显示器故障例如图像粘滞和闪烁。离子密度优选在Merck Japan Ltd生产 的测试盒中测定。所述测试盒具有由钠钙玻璃制成的基板,并用具有40nm聚酰亚胺层厚的 聚酰亚胺配向层(AL-3046,得自Japan Synthetic Rubber,日本)设计。液晶混合物的层 厚度为一致的5.8 μπι。另外装有保护环的环形透明ITO电极的面积为Icm2。测量方法的 精确度约为±15%。在装填相关的液晶混合物前,将盒在烘箱中在120°C干燥过夜。
[0331] 使用商购得到的来自Τ0Υ0,日本的仪器测量离子密度。该测量方法基本 上类似于如在 M. Inoue, "Recent Measurement of Liquid Crystal Material Characteristics",Proceedings IDW 2006, LCT-7-1, 647 中所述的循环伏安法的测量方 法。在该方法中,施加的直流电压根据预先设定的三角形分布型而在正与负最大值之间变 化。通过该分布型的完整运行从而形成一个测量循环。如果施加的电压足够大以使得电 场中离子能够移动到相应的电极,则会因为离子放电而形成离子电流。此处转移的电荷量 通常为几个PC至几个nC。这使得高灵敏度的检测成为必要,这可以通过上述仪器来实现。 结果在电流/电压曲线中描述。此处在小于液晶混合物的阈值电压的电压下出现峰而使得 离子电流得以证实。通过对峰面积积分,得到所研究混合物的离子密度值。每个混合物测 量四个测试盒。三角形电压的重复频率为0.033Hz,测量温度为60°C,最大电压为±3V至 ± 10V,取决于相关混合物介电各向异性的大小。
[0332] 利用旋转永磁体法测定旋转粘度以及在改进的Ubbelohde粘度计中测定流动粘 度。对于液晶混合物ZLI-2293、ZLI-4792和MLC-6608而言,所有产品来自Merck KGaA, Darmstadt,德国,在20°C下测定的旋转粘度值分别为161mPa · s,133mPa · s和186mPa · s 以及流动粘度值(v )分别为21mm2 · s \ 14mm2 · s 1和27mm 2 · s、
[0333] 使用以下符号,除非另外明确说明:
[0334] V。阈值电压,电容性,20°C下[V],
[0335] 1在20°C和589nm下测得的非寻常光折射率,
[0336] η。在20°C和589nm下测得的寻常光折射率,
[0337] Δ n在20°C和589nm下测得的光学各向异性,
[0338] ε ±在20°C和IkHz下垂直于指向矢的电介质极化率,
[0339] ε u在20°C和IkHz下平行于指向矢的电介质极化率,
[0340] Δ ε在20°C和IkHz下的介电各向异性,
[0341] cl.p.或
[0342] T(N,I)清亮点[°C ],
[0343] V在20°C测得的流动粘度[mm2 · s 1,
[0344] γ在20°C测得的旋转粘度[mPa · s],
[0345] K丨弹性常数,在20°C下的"斜展"变形[pN],
[0346] K 2弹性常数,在20 °C下的"扭曲"变形[pN],
[0347] 仄3弹性常数,在20°C下的"弯曲"变形[pN],以及
[0348] LTS相的低温稳定性,在测试盒中测定,
[0349] VHR电压保持率,
[0350] 下面的实施例用于解释本发明而不是限制它。然而,它们使用优选使用的化合物 以及各自浓度以及其彼此之间组合向本领域技术人员显示了优选的混合物构思。另外,所 述实施例阐释了可获得的性能以及性能组合。
[0351] 在本申请和下述实施例中,液晶化合物的结构通过首字母缩略词来描述,根据表A 进行化学式的转换。所有基团CnH2n+1和CniH2lri为分别具有η和m个C原子直链烷基;n、m和 k是整数,优选表示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。表8中的编码是不言而喻的。在 表A中,仅显示了母体结构。在各个情况下,用于母体结构的缩写,由破折号分开,随后是用 于取代基R 1' R2' L1*和L w的代码。
[0352]
[0354] 优选的混合物组分示于表A和B中。
[0355] 表 A
[0356]












[0372] 除了式I的化合物之外,特别优选的是液晶混合物还包含至少一种、两种、三种、 四种或更多种来自表B的化合物。
[0373] 表 C
[0374] 表C表明通常可向本发明的混合物加入的可能的掺杂剂。混合物优选包含 0-10¥丨%、特别是0.01-5¥丨%和特别优选0.01-3¥丨%的掺杂剂。

[0377]
[0378] 例如可以O-IOwt %的量加入到根据本发明的混合物的稳定剂如下所示:




[0389] 表 E
[0390] 表E显示可用于根据本发明的LC介质中的示例性化合物,优选作为反应性介晶 化合物。如果根据本发明的混合物包含一种或多种反应性化合物,则优选以〇. 01-5wt% 的量采用它们。可能需要加入引发剂或者两种或更多种引发剂的混合物用于聚合。引发 剂或引发剂混合物优选以〇. 〇〇l_2wt%的量加入,基于所述混合物。合适的引发剂例如为 Irgacure (BASF)或 Irganox (BASF)〇










[0402] 在一个优选的实施方案中,根据本发明的混合物包含一种或多种可聚合化合物, 优选选自式RM-I至RM-83的可聚合化合物。这类介质特别适合于PS-VA、PS-FFS和PS-IPS 应用。在表E所示的反应性介晶中,特别优选化合物RM-1、RM-2、RM-3、RM-4、RM-5、RM-11、 RM-17、RM-35、RM-41、RM-61 和 RM-80。
【具体实施方式】
[0403] 实施例
[0404] 下面的实施例用于解释本发明而不是以任何方式限制它。
[0405] 合成实施例
[0406] 〃常规后处理〃是指:如果需要则加入水;将该混合物用二氯甲烷、二乙醚、甲基叔 丁基醚(MTBE)或甲苯萃取;进行相分离;将有机相干燥和蒸发;并通过减压蒸馏或结晶和 /或色谱纯化产物。
[0407] 2-乙基癸二酸双(2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-4-基)酯⑴的合成
[0409] 1) 2-乙氧基羰基-2-乙基癸二酸二乙酯A的合成
[0411] 首先将194. 0ml(l. 035mol)丙二酸二乙酯引入775. Oml四氢呋喃(THF)中,并在 室温(RT)下滴加497. 7ml(0.995mol)二异丙基胺基锂。在该滴加过程中,将反应溶液温热 至45°C。并允许其冷却至30°C,并滴加溶于515. Oml THF的200. 0g(796. 3mmol)8-溴辛酸 乙酯。然后将反应混合物温热至60°C并搅拌56小时。将其冷却至RT,小心加入水,并随后 使用稀盐酸小心中和混合物。用甲基叔丁基醚(MTB醚)萃取反应产物,用硫酸钠干燥,过 滤并蒸发。所形成的粗产物不经进一步纯化直接进一步反应。
[0412] 2) 2-羧基-2-乙基癸二酸B的合成
[0414] 将358. Og(676. Immol,67 % )羧酸酯粗产物A溶于2300ml乙醇,并加入 363. Oml (3. 92mol,32% )氢氧化钠溶液。将反应混合物在回流下搅拌16小时。当反应完 成后,将反应混合物(形成沉淀)缓慢用水处理(沉淀溶解)并使用10% HCl小心酸化至 pH= 1。用MTB醚萃取反应产物。蒸发合并的有机相,用甲苯共沸分离掉仍存在的水。所 形成的粗产物无需进一步纯化即用于下一合成步骤。
[0415] 3) 2-乙基癸二酸C的合成
[0416]
[0417] 在油栗真空(12mbar)下,在具有蒸馏桥和接收器的圆底烧瓶中,在没有溶剂下将 242. 0g(68. 3%,602. 5mmol)羧酸B小心加热至250°C的浴温。从160°C,油栗真空下降至 约7
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1