含可聚合化合物的液晶介质的制作方法

文档序号:13985093

发明背景

最近,已开发液晶(LC)混合物用于实现基于柔性基板的LC显示器。这些LC混合物含有反应性聚合物前体,其允许在显示器中形成聚合物壁,这有助于维持LC层的间隙距离。该技术因此使得能够通过使用LC材料生产自由形式和稳固的显示器。

自由形式的LC显示器可具有除刚性平板显示器之外的永久形状,或可为柔性的。第一种类型的最简单形式为已在近期开发并向观看者提供增强的观看体验的曲面TV。由此,可提供不仅以一维,还可以二维成形的显示器,并可用作例如汽车仪表盘或广告屏。

柔性显示器,另一种类型的自由形式显示器,也已开发,并已提出例如利用柔性优势用于移动电话或智能手表。其他潜在应用为可折叠或可卷曲移动电话,以及用于演示或家庭娱乐的超大型屏幕,其因其尺寸而需要可卷曲或可折叠以进行运输或收起。有利地,该装置基于塑料基板,替代用于传统、非柔性的LC显示器的刚性玻璃基板。

另一显示器概念,’不易破损’显示器,也基于塑料基板和指特征为特定稳固性、持久性、和抗机械冲击性的显示器设计。应解决的一个问题在于移动装置具有在其正常使用期间升高的偶然掉落或变得损坏的风险。鉴于这些装置的高价值,该问题的解决方案将是高度需要的。

因此极大需要自由形式或不易破损的LC显示器。

带有柔性基板的LC显示器的主要技术挑战之一为LC层厚度对于恰当装置操作而言至关重要。所界定的LC层厚度和LC材料特性的恰当组合确保了像素可在黑态和光传输状态之间切换。在改变层厚度的情况下,基板之间间隙距离的不想要的干扰可导致可见光学缺陷。因此应确保LC层厚度不被柔性塑料基板的弯曲或刚度缺乏的影响。

在传统的带有刚性玻璃基板的LC显示器中,通常将间隔颗粒加入至LC层以界定并维持恒定的层厚度。对于自由形式的显示器而言可能的解决方案为通过并入可抵抗压力和将两个基板结合在一起的支撑结构,例如聚合物壁来适应该理念。一种适合的生产方法为预制聚合物壁结构,将LC混合物扩散于基板之上,和随后使用顶部基板闭合面板。该方法潜在的问题为例如LC混合物的扩散受支撑结构阻挡,且与顶部基板的结合可能不充分。

一个替代的解决方案为在显示器组装之后通过光刻方法制造聚合物壁结构。这示意性地阐述于显示了聚合物壁形成方法的图1中。图1(a)显示了由LC主体分子(棒)、可聚合单体(点)、和光引发剂(未显示)组成的LC混合物。如图1(b)所示,LC混合物填充入显示器,或LC混合物在第一基板和施加于顶部的第二基板上散布,并通过光掩膜施加UV辐射(通过箭头阐明)。发生聚合诱导相分离,作为结果其中根据如图1(c)所示的掩膜图案在辐射区域形成聚合物壁,而像素区域中LC主体分子(棒)的LC相被复原。

用于LC显示器应用的该方法产生聚合物壁的原理为已知技术,其已描述于文献中并已被建议用于多种显示器模式。

例如,US6130738和EP2818534 A1公开了包含在LC主体混合物中包含由一种或两种可聚合单体形成的聚合物壁的LC显示器。

然而,目前用于具有聚合物壁形成的柔性LC显示器中使用的LC混合物和单体仍然具有多种缺点并为进一步改进留有余地。

例如,观察到现有技术中使用的可聚合化合物和LC介质经常显示出LC主体混合物的聚合物壁与LC分子之间的不充分相分离。这导致一方面在聚合物壁中包括了不想要的LC分子,和另一方面增加量的聚合物分子溶于或分散于LC主体混合物中,其均可负面影响显示器的性能。

因此,聚合物壁中残留的LC分子可导致显示器的透明度和对比度降低、因形成具有不同切换速度的域而带来的电光响应的劣化、以及聚合物壁与基板的粘结变差。另一方面,LC主体混合物中不想要量的聚合物分子可负面影响LC混合物的特性。

此外,观察到聚合物壁的厚度经常不恒定而是变化的,这可导致不均一的像素尺寸。除此之外,聚合物壁仍然经常在一方面显示出不足的机械压力稳定性,和在另一方面显示出不足的弹性。并且,聚合物壁经常太厚,这降低了显示器的透明度和对比度。

因此需要具有用于柔性LC显示器的可用改进的LC混合物和单体,其可克服如上所述现有技术中使用的材料的缺点。

本发明基于以下目的:提供新颖适用的材料,特别是包含可聚合单体的LC主体混合物,用于具有聚合物壁的柔性LC显示器,其不具有或者仅以降低的程度具有如上所述的缺点。

具体而言,本发明基于以下目的:提供包含可聚合单体的LC介质,其能够以时间核成本有效的方式形成聚合物壁,且其适用于批量制备。所形成的聚合物壁应显示出自LC主体混合物清楚的相分离,不具有或者具有降低量的缺陷或残留于聚合物壁中的LC分子,并不具有或具有降低量的溶于LC主体混合物中的聚合物分子。并且,聚合物壁应显示出恒定厚度、高弹性、高抗机械压力稳定性、和良好的与基板粘结性。

本发明的另一目的在于提供改进的用于柔性显示器的LC主体混合物,其应显示出高比电阻值、高VHR值、高可靠性、低阈值电压、短响应时间、高双折射,显示出良好的UV吸收,尤其是在较长波长处,允许其中所含单体的快速和彻底聚合,和降低或防止显示器的图像粘滞的发生。

本发明的另一目的在于提供带有聚合物壁的LC显示器,其在寻址状态显示出高透明度、良好的对比度、高切换速度和大的操作温度范围。

本发明的另一目的在于提供能够使用于自由形式和不易破损塑料基板基的LC显示器的LCD技术改进的技术方案。

以上目的已根据本发明通过下文所述和所要求保护的材料和方法实现。

因此,已令人惊讶地发现至少某些以上所述目的可通过使用包含如下文所述和所要求保护的LC主体混合物和一种或多种可聚合单体的LC介质实现。

已令人惊讶地发现LC介质中所含的可聚合化合物也可用于形成间隔基以维持LC显示器基板之间的恒定单元间隙。这可支撑或甚至替换现有技术中通常使用的间隔材料。

发明概述

本发明涉及包含可聚合组分A)和液晶组分B)的液晶(LC)介质,所述可聚合组分A)包含一种或多种可聚合化合物并优选由一种或多种可聚合化合物组成,所述液晶组分B)在下文中也称作“LC主体混合物”,其包含一种或多种介晶或液晶化合物并优选由一种或多种介晶或液晶化合物组成,其中

该可聚合组分A)包含

一种或多种第一可聚合化合物,其包含,优选确切的一个可聚合基团和双环或多环烃基,优选桥接双环或多环烃基,和

一种或多种第二可聚合化合物,其包含,优选确切的一个可聚合基团和直链、支链或单环烃基,和

该液晶组分B)包含一种或多种选自式CY和PY的化合物

其中

a表示1或2,

b表示0或1,

表示

R1和R2各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,优选具有1-6个C原子的烷基或烷氧基,

Zx和Zy各自彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选单键,

L1-4各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2

根据本发明的LC介质的液晶组分B)在下文中也称作“LC主体混合物”,并优选含有LC化合物,所述LC化合物仅选自不可聚合的低分子量化合物,如式CY和/或PY的那些,并任选进一步含有添加剂如光引发剂、稳定剂或手性掺杂剂。

本发明另外涉及如上下文所述的LC介质或LC显示器,其中可聚合化合物、或组分A)化合物为经聚合的。

本发明另外涉及制备如上下文所述的LC介质的方法,包括将一种或多种如上下文所述的式A和/或B化合物、或LC主体混合物或LC组分B)与一种或多种如上下文所述的可聚合化合物、以及任选地与另外的LC化合物和/或添加剂混合的步骤。

本发明进一步涉及LC介质在LC显示器,优选是在柔性LC显示器中的用途。

本发明另外涉及包含如上下文所述的LC介质的LC显示器。

本发明另外涉及包含可通过如上下文所述的一种或多种可聚合化合物或可聚合组分A)聚合获得的聚合物壁、或包含如上下文所述的LC介质的LC显示器。

本发明另外涉及包含可通过如上下文所述一种或多种可聚合化合物或可聚合组分A)的聚合获得的间隔基或包含如上下文所述LC介质的LC显示器。

根据本发明的LC显示器优选为柔性LC显示器,并优选VA、IPS、FFS或UB-FFS显示器或使用Δε<0的LC材料的相关模式。

本发明另外涉及包含两个基板、提供于每个基板上的电极或仅提供于其中一个基板上的两个电极、和位于基板之间的如上下文所述LC介质的层的LC显示器,其中两个基板中的至少一个对光透明,显示器基板之间的可聚合化合物为经聚合的。

本发明另外涉及生产如上下文所述LC显示器的方法,包含在显示器基板之间填充或者提供如上下文所述LC介质,和聚合可聚合化合物的步骤。

根据本发明的显示器具有两个电极,优选为透明层的形式,其应用于基板之一或者两个基板上。在某些显示器中,例如在VA显示器中,电极应用于两个基板的每一个。在其他显示器中,例如在IPS或UB-FFS显示器中,两个电极仅应用于两个基板之一。

可聚合组分的可聚合化合物优选通过光聚合而聚合,非常优选通过UV光聚合。

附图简要说明

图1示意性地阐明了根据现有技术和根据本发明的显示器中聚合物壁的形成方法。

发明详述

上下文中,术语“双或多环基”将理解为意指由两个或更多个稠合环组成的基团,即共享至少一个共通原子的环(与经由归属不同环的原子之间的共价键连接的环相反),其中环的稠合通过以下发生:

a)穿过一系列原子(桥头),例如在双环[2.2.1]庚烷(降莰烷)或三环[3.3.3.1]癸烷(金刚烷)中,在下文中也称作“桥接双或多环基”,

b)穿过两个原子之间的键,例如在双环[4.4.0]癸烷(十氢化萘)中,在下文中也称作“稠合双或多环基”

c)在单原子处(螺原子),例如在螺[4.5]癸烷中,在下文中也称作“螺环基”。

除非另有说明,上下文中当指代反应性介晶时使用缩写"RM"。

上下文中,带有一个可聚合反应性基团的可聚合化合物或RM也称作"单反应性",带有两个可聚合反应性基团的可聚合化合物或RM也称作"双反应性",和带有三个可聚合反应性基团的可聚合化合物或RM也称作"三反应性"。

除非另有说明,当指代LC主体混合物(即没有RM或可聚合化合物)时,使用表述"LC混合物",而当指代LC主体混合物外加RM或可聚合化合物时,使用表述"LC介质"。

除非另有说明,可聚合化合物和RM优选选自非手性化合物。

如本文所用,术语"活性层"和"可切换层"意指光电显示器中,例如LC显示器中的层,其包含一种或多种具有结构和光学各向异性的分子,例如LC分子,其在受到如电场或磁场的外部刺激时改变它们的取向,这导致层对极化或非极化光的透射性的改变。

如本文所用,术语"反应性介晶"和"RM"将理解为意指含介晶或液晶骨架、和一个或多个与其连接的适于聚合并也称作"可聚合基团"或"P"的官能团的化合物。

除非另有说明,如本文所用的术语"可聚合化合物"将理解为意指可聚合的单体化合物。

如本文所用,术语"低分子量化合物"将理解为意指单体的和/或不通过聚合反应制备的化合物,与"聚合的化合物"或"聚合物"相对。

如本文所用,术语"不可聚合化合物"将理解为意指不含适用于在通常用于RM或可聚合化合物聚合的条件下聚合的官能团的化合物。

如本文所用的术语"介晶基团"为本领域技术人员已知且描述于文献中,并且意指由于其吸引和排斥相互作用的各向异性而主要有助于在低分子量或聚合物质中产生液晶(LC)相的基团。含介晶基团的化合物(介晶化合物)并不必然地本身具有LC相。对于介晶化合物而言,也有可能仅在与其它化合物混合之后和/或在聚合之后表现出LC相行为。典型的介晶基团为例如刚性的小棒状或小盘状单元。Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出了有关介晶或LC化合物所使用的术语和定义的综述。

术语"间隔基团",在下文中也称作"Sp",如本文所用,为本领域技术人员已知且描述于文献中,参见,例如,Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368。如本文所用,术语"间隔基团"或"间隔基"意指在可聚合介晶化合物中连接介晶基团和一个或多个可聚合基团的柔性基团,例如亚烷基。

上下文中,

表示反式-1,4-亚环己基环,和

表示1,4-亚苯基环。

上下文中"有机基团"表示碳基或烃基。

"碳基"表示单或多价有机基团,含至少一个碳原子,其中其或者不含有另外的原子(例如-C≡C-)或任选地含有一个或多个另外的原子,例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰基等)。术语"烃基"表示额外含有一个或多个H原子和任选地一个或多个杂原子,例如N、O、S、B、P、Si、Se、As、Te或Ge的碳基团。

"卤素"表示F、Cl、Br或I。

-CO-、-C(=O)-和-C(O)-表示羰基,即

碳基或烃基可为饱和或不饱和基团。不饱和基团为例如芳基、烯基或炔基。具有多于3个C原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状的并也可含有螺连接或稠环。

术语"烷基"、"芳基"、"杂芳基"等也包含多价基团,例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。

术语"芳基"表示芳族碳基或其衍生基团。术语"杂芳基"表示如上所定义的"芳基",含一个或多个杂原子,优选选自N、O、S、Se、Te、Si和Ge。

优选的碳基和烃基为具有1-40个,优选1-20个,非常优选1-12个C原子的,任选取代的,直链、支链或环状的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基和烷氧基羰基氧基,具有5-30个,优选6-25个C原子,任选取代的芳基或芳基氧基,或者具有5-30个,任选6-25个C原子,任选取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳基氧基、芳基烷基氧基、芳基羰基、芳基氧基羰基、芳基羰基氧基和芳基氧基羰基氧基,其中一个或多个C原子也可被杂原子优选选自N、O、S、Se、Te、Si和Ge的杂原子替代。

进一步优选的碳基和烃基为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多烯基、C6-C20环烷基、C4-C15环烯基、C6-C30芳基、C6-C30烷基芳基、C6-C30芳基烷基、C6-C30烷基芳基氧基、C6-C30芳基烷基氧基、C2-C30杂芳基、C2-C30杂芳基氧基。

特别优选的是C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C6-C25芳基和C2-C25杂芳基。

进一步优选的碳基和烃基为具有1-20个,优选1-12个C原子的直链、支链或环状烷基,其为未取代或被F、Cl、Br、I或CN单或多取代的和其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和

Rx表示H、F、Cl、CN,具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基链,其中,另外,一个或多个不相邻的C原子可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代和其中一个或多个H原子可被F或Cl替代,或者表示具有6-30个C原子的任选取代的芳基或芳基氧基,或具有2-30个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳基氧基。

优选的烷基,例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基(dodecyl)、十二烷基(dodecanyl)、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。

优选的烯基为,例如,乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基等。

优选的炔基为,例如,乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。

优选的烷氧基为,例如,甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、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。

优选的氨基为例如,二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。

芳基和杂芳基可为单环或多环的,即其可含有一个环(例如,苯基)或者两个或更多个环,其也可为稠合的(例如,萘基)或共价键合的(例如,二苯基),或含有稠合环和连接环的组合。杂芳基含有一个或多个杂原子,优选选自O、N、S和Se。

特别优选的是具有6-25个C原子的单环、双环或三环芳基和具有5-25个环原子的单环、双环或三环杂芳基,其任选含有稠合环并为任选取代的。另外优选的是5-、6-或7-元芳基和杂芳基,其中,另外,一个或多个CH基团可被N、S或O以O原子和/或S原子不彼此直接连接的方式替代。

优选的芳基为例如,苯基、二苯基、三苯基、[1,1':3',1”]三苯基-2'-基、萘基、蒽、二萘基、菲、9,10-二氢-菲、芘、二氢芘、二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺双芴等。

优选的杂芳基为例如,5-元环,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、异噁唑、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-元环,例如吡啶、哒嗪、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,或稠合基团,例如吲哚、异吲哚、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、喹喔啉咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、苯并噻嗪、苯并噁嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩,或者这些基团的组合。

上下文中提及的芳基和杂芳基也可被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或其它芳基或杂芳基取代。

(非芳族)脂环基和杂环基既包含饱和的环,即仅含有单键的那些环,又包含部分不饱和的环,即也可包含多重键的那些环。杂环含有一个或多个杂原子,优选选自Si、O、N、S和Se。

(非芳族)脂环基和杂环基可为单环的,即仅含一个环(例如环己基),或者是多环的,即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛烷)。特别优选的是饱和的基团。进一步优选的是具有5-25个环原子的单环、双环或三环基团,其任选含有稠合环且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基,其中,另外,一个或多个C原子可被Si替代和/或一个或多个CH基团可被N替代和/或一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-和/或-S-替代。

优选的脂环和杂环基团为例如,5-元基团,例如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷,6-元基团例如环己烷、甲硅烷、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶,7-元基团,例如环庚烷和稠合基团,例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基。

优选的取代基为例如,溶解促进性基团,例如烷基或烷氧基,吸电子基团例如氟、硝基或腈,或者是用于提高聚合物玻璃化转变温度(Tg)的取代基,特别是大体积基团,例如叔丁基或任选取代的芳基。

优选的取代基,在下文中也称作LS,为,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、具有1-25个C原子的直链或支链烷基、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,其中一个或多个H原子可任选地被F或Cl替代,具有1-20个Si原子的任选取代的硅烷基,或具有6-25个,优选6-15个C原子的任选取代的芳基。

其中Rx表示H、F、Cl、CN、或具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O-和/或S-原子不彼此直接连接的方式替代,和其中一个或多个H原子各自任选地被F、Cl、P-或P-Sp-替代,和

Y1表示卤素。

"取代的硅烷基或芳基"优选意指被卤素、-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1-20个C原子的烷基。

特别优选的取代基L为例如,F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5、以及苯基。

优选为

其中L具有以上所述含义之一。

可聚合基团P为适用于聚合反应,例如自由基或离子链聚合、加聚或缩聚的基团,或者适用于聚合物相似的反应,例如在聚合物主链上加成或缩合的基团。特别优选的是用于链式聚合的基团,特别是含C=C双键或-C≡C-三键的那些,和适用于开环聚合的基团,例如氧杂环丁烷或环氧基。

优选的基团P选自由以下组成的基团:CH2=CW1-CO-O-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、HO-CW2W3-、HS-CW2W3-、HW2N-、HO-CW2W3-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1-5个C原子的烷基,特别是H、F、Cl、CH3或C2H5,W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1-5个C原子的烷基,特别是H、甲基、乙基或正丙基,W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1-5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基,W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1-5个C原子的烷基,Phe表示1,4-亚苯基,其任选被一个或多个如上所定义、不同于P-Sp-的基团L取代,k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1,和k4表示1-10的整数。

非常优选的基团P选自由以下组成的基团:CH2=CW1-CO-O-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-O-、CH2=CW2-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-和W4W5W6Si-,其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1-5个C原子的烷基,特别是H、F、Cl、CH3或C2H5,W2和W3各自彼此独立地表示H或具有1-5个C原子的烷基,特别是H、甲基、乙基或正丙基,W4、W5和W6各自彼此独立地表示Cl、具有1-5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基,W7和W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1-5个C原子的烷基,Phe表示1,4-亚苯基,k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1,和k4表示1-10的整数。

非常特别优选的基团P选自由以下组成的基团:CH2=CW1-CO-O-,特别是CH2=CH-CO-O-、CH2=C(CH3)-CO-O-和CH2=CF-CO-O-,以及CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、(CH2=CH)2CH-O-、

进一步优选的可聚合基团P选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁基和环氧基,最优选丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。

如果Sp不同于单键,则其优选为式Sp"-X",以便各基团P-Sp-符合式P-Sp"-X"-,其中

Sp"表示具有1-20个,优选1-12个C原子的亚烷基,其任选地被F、Cl、Br、I或CN单或多取代,并且其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-N(R0)-、-Si(R0R00)-、-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-C≡C-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,

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-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0-、-CY2=CY3-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或单键,

R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1-20个C原子的烷基,和

Y2和Y3各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。

X"优选为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-NR0-CO-NR00-或单键。

典型的间隔基团Sp和-Sp"-X"-为例如,-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR0R00-O)p1-,其中p1为1-12的整数,q1为1-3的整数,和R0和R00具有以上所述含义。

特别优选的基团Sp和-Sp”-X”-为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1和q1具有以上所述含义。

特别优选的基团Sp"在各自情况下为直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。

根据本发明的LC介质含有可聚合组分A),其包含一种或多种含可聚合基团和双环或多环烃基的第一可聚合化合物,和一种或多种含可聚合基团和直链、支链或单环烃基的第二可聚合化合物。

在第一和第二可聚合化合物中所含的烃基优选为非芳香基团。

在本发明第一优选实施方案中,在第一可聚合化合物中的双环或多环烃基为桥接双环或多环烃基,即其由稠合烃环组成,优选稠合环烷基环,其中稠合跨越一系列原子(桥头)发生,优选双足桥,如双环[2.2.1]庚烷(降莰烷)、双环[2.2.2]辛烷或三环[3.3.3.1]癸烷(金刚烷)。

在本发明的第二优选实施方案中,在第一可聚合化合物中的双环或多环烃基为稠合双环或多环烃基,即其由稠合烃环组成,优选稠合环烷基环,其中稠合跨越两个原子之间的键发生,如双环[3.2.0]庚烷或双环[4.4.0]癸烷(十氢化萘)。

在本发明的第三优选实施方案中,在第一可聚合化合物中的双环或多环烃基为螺环基,即其由稠合烃环组成,优选稠合环烷基环,其中稠合在单原子(螺原子)处发生,如螺[3.3]庚烷或螺[4.5]癸烷。

双环或多环基团任选被一个或多个取代基取代。优选的取代基为如上下文所定义的基团L和LS

优选双环或多环基团选自双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[2.2.1]庚基(降莰基)、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.2.2]壬基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.3.2]癸基、双环[3.3.3]十一烷基、三环[3.3.3.1]癸基(金刚烷基)、三环[5.2.1.0]癸基(四氢二环戊二基)、双环[2.1.0]戊基、双环[2.2.0]己基、双环[3.2.0]庚基、双环[4.2.0]辛基、双环[3.3.0]辛基、双环[4.3.0]壬基、双环[4.4.0]癸基(十氢化萘)、螺[2.2]戊基、螺[3.2]己基、螺[3.3]庚基、螺[4.3]辛基、螺[4.4]壬基、螺[4.5]癸基,其全部任选被一个或多个如上下文所定义的基团L或LS取代。

非常优选地,双环或多环基团选自双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[2.2.1]庚基(降莰基)、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.2.2]壬基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.3.2]癸基、双环[3.3.3]十一烷基、三环[3.3.3.1]癸基(金刚烷基),其全部任选被一个或多个如上下文所定义的基团L或LS取代。

最优选地,双环或多环基团选自双环[2.2.1]庚基(降莰基)、双环[2.2.2]辛基、三环[3.3.3.1]癸基(金刚烷基),其全部任选被一个或多个如上下文所定义的基团L或LS取代。

优选地,LC介质的组分A)包含一种或多种选自式I的第一可聚合化合物

P-Sp-G1I

其中

P为可聚合基团,

Sp为间隔基团或单键,

G1为双环、三环或四环烃基,优选桥接或稠合双环、三环或四环烷基,具有6-20个环原子,其任选被一个或多个基团L取代,

L为F、Cl、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、任选取代的硅烷基、具有5-20个环原子的任选取代的芳基或杂芳基、或具有1-25个,优选1-10个C原子的直链或支链烷基,其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中,另外,一个或多个H原子可被F、Cl、-CN替代,

Rx为H、F、Cl、CN、或具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O-和/或S-原子不彼此直接连接的方式替代,和其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代,

R0、R00为H或具有1-20个C原子的烷基,

Y1为卤素,优选F或Cl。

P优选为丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或氧杂环丁基,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

Sp优选为式Sp"-X",以便各基团P-Sp-符合式P-Sp"-X"-,其中Sp”和X”如上所定义。

Sp"-非常优选为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1为1-12的整数。

L优选选自F、Cl、-CN和具有1-25个,优选1-10个C原子的直链或支链烷基,其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中,另外,一个或多个H原子可被F、Cl、Br、I或CN替代。

L非常优选选自F、-CN、和具有1-6个C原子并任选氟代的烷基或烷氧基,优选F、Cl、CN、CH3、OCH3、OCF3、OCF2H或OCFH2,非常优选F。

G1优选选自双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[2.2.1]庚基(降莰基)、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.2.2]壬基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.3.2]癸基、双环[3.3.3]十一烷基、三环[3.3.3.1]癸基(金刚烷基)、三环[5.2.1.0]癸基(四氢二环戊二基)、双环[2.1.0]戊基、双环[2.2.0]己基、双环[3.2.0]庚基、双环[4.2.0]辛基、双环[3.3.0]辛基、双环[4.3.0]壬基、双环[4.4.0]癸基(十氢化萘)、螺[2.2]戊基、螺[3.2]己基、螺[3.3]庚基、螺[4.3]辛基、螺[4.4]壬基、螺[4.5]癸基,其全部任选被一个或多个基团L取代。

G1非常优选选自双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[2.2.1]庚基(降莰基)、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.2.2]壬基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.3.2]癸基、双环[3.3.3]十一烷基、三环[3.3.3.1]癸基(金刚烷基),其全部任选被一个或多个基团L取代。

G1最优选选自双环[2.2.1]庚基(降莰基)、双环[2.2.2]辛基、三环[3.3.3.1]癸基(金刚烷基),其全部任选被一个或多个基团L取代。

优选的式I化合物选自以下式

其中R每次出现时相同或不同地表示P-Sp-或具有以上对于Rx所给出的含义之一,和各式IA-IC中至少一个基团R表示P-Sp-。

进一步优选的式I化合物选自以下式

其中P和Sp具有式I中所给出的含义或以上所给出的优选含义之一,W11、W12和W13彼此独立地为H、F或C1-C12-烷基,优选甲基,和任选被一个或多个如上所定义的基团L取代的环烷基。

非常优选的式I化合物选自以下式

其中n为0或1-8的整数,W为H、CH3或C2H5和W11、W12和W13为H、F或C1-C12-烷基,优选甲基。

进一步优选的式I化合物选自以下式

优选地,LC介质的组分A)包含一种或多种选自式II的第二可聚合化合物

P-Sp-G2II

其中

P和Sp具有式I中所给出的含义或上下文所给出的优选含义之一,和

G2为具有1-20个C原子的直链、支链或单环烷基,其任选单、多或全氟代并任选被一个或多个如式I中所定义的基团L取代,和其中一个或多个CH2-基团任选地被-O-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以O-原子不彼此直接连接的方式替代。

优选的式II化合物选自以下式

P-Sp-(CHW11)n2-(CH2)n1-(CHW12)n3-CH3 II1

P-Sp-(CH2)n2-(CF2)n1-CFW13W14 II2

P-Sp-(CH2)n6-(CH2CH2O)n5-(CH2)n7-CH3 II5

其中各基团,彼此独立且每次出现时相同或不同地,具有以下含义

P、Sp具有式I中所给出的含义或上下文所给出的优选含义之一,

W11、W12 为H、F或C1-C12-烷基,

W13、W14 为H或F,

n1 为2-15的整数,

n2、n3 为0或1-3的整数,

n5 为1-5的整数,

n6、n7 为0或1-15的整数。

非常优选的式II化合物选自以下式

CH2=CW-CO-O-(CHW11)n2-(CH2)n1-(CHW12)n3-CH3 II1a

CH2=CW-CO-O-(CH2)n2-(CF2)n1-CFW13W14 II2a

CH2=CW-CO-O-(CH2)n6-(CH2CH2O)n5-(CH2)n7-CH3 II5a

其中W为H、CH3或C2H5,和W11、W12、W13、W14、n1、n2和n3如式II1和II2中所定义,n4为0或1-15的整数,s为0或1,和如果s为1则n4不为0。

进一步优选的式II化合物选自以下式

在本发明的另一优选实施方案中,替代或除了式I的第一可聚合化合物,LC介质的组分A)还包含一种或多种含有两个或更多个可聚合基团和双环或多环烃基的第一可聚合化合物。

这些化合物优选选自式III

P1-Sp1-G1-Sp2-P2 III

其中

P1、P2具有式I中所给出P含义之一或以上所给出的其优选含义,

Sp1、Sp2具有式I中所给出的Sp含义之一或以上所给出的其优选含义,

G1具有式I中所给出的含义之一或以上所给出的其优选含义,其任选被一个或多个基团L和/或P-Sp-取代。

其中P和Sp具有式I中所给出的含义或以上所给出的优选含义之一,和环烷基任选被一个或多个基团L取代。

在本发明的另一优选实施方案中,替代或除了式II的第二可聚合化合物,LC介质的组分A)还包含一种或多种含有两个或更多个可聚合基团和直链、支链或单环烃基的第二可聚合化合物。

这些化合物优选选自式IV

P1-Sp1-G2-Sp2-P2 IV

其中

P1、P2具有式II中所给出的P含义之一或以上所给出的其优选含义,

Sp1、Sp2具有式II中所给出的Sp含义之一或以上所给出的其优选含义,

G2具有式II中所给出的含义之一或以上所给出的其优选含义,其任选被一个或多个基团L和/或P-Sp-取代。

优选的式IV化合物选自以下式

P1-Sp1-(CHW11)n2-(CH2)n1-(CHW12)n3-Sp2-P2 IV1

P1-Sp1-(CH2)n2-(CF2)n1-(CH2)n3-Sp2-P2 IV3

其中P1、P2、Sp1、Sp2如式IV中所定义,和W11、W12、W13、n1、n2和n3如式II1和II2中所定义,和式IV2中的亚环己基环任选被一个或多个相同或不同的基团W11取代。

非常优选的式IV化合物选自以下式

CH2=CW-CO-O-(CHW11)n2-(CH2)n1-(CHW12)n3-O-CO-CW=CH2 IV1a

CH2=CW-CO-O-(CH2)n2-(CF2)n1-(CH2)n3-O-CO-CW=CH2 IV3a

其中W、W11、W12、W13、W14、n1、n2和n3如式II1和II2中所定义,n4为1-6的整数,和式IV2a中的亚环己基环任选被一个或多个相同或不同的基团W11取代。

进一步优选的式IV化合物选自以下式

进一步优选的式IV化合物选自以下式

LC介质中第一和第二可聚合化合物、或式I、II、III和IV化合物的浓度优选为1-30wt%,非常优选1-25wt%。

在本发明的第一优选实施方案中,LC介质中第一和第二可聚合化合物、或式I、II、III和IV化合物的浓度为10-20wt%。

在本发明的第二优选实施方案中,LC介质中第一和第二可聚合化合物、或式I、II、III和IV化合物的浓度为5-10wt%。

在本发明的第三优选实施方案中,LC介质中第一和第二可聚合化合物、或式I、II、III和IV化合物的浓度为1-5wt%。

在本发明的第四优选实施方案中,LC介质中第一和第二可聚合化合物、或式I、II、III和IV化合物的浓度为15-25wt%。

LC介质中第一可聚合化合物或式I和III化合物与第二可聚合化合物或式II和IV化合物的比例优选为50:1-1:50,非常优选10:1-1:10,最优选4:1-1:4。

LC介质中(仅)具有一个可聚合基团的第一和第二可聚合化合物、或式I和II化合物的浓度优选为5-30wt%。

LC介质中(仅)具有两个可聚合基团的第一和第二可聚合化合物、或式II和IV化合物的浓度优选为0.1-10wt%,非常优选0.1-5wt%,最优选0.1-2wt%。

特别优选的是其中可聚合组分A)包含一种、两种或三种第一可聚合化合物或式I和/或III化合物,和一种、两种或三种第二可聚合化合物或式II和/或IV化合物的LC介质。

在本发明的另一优选实施方案中,除如上所述第一和第二可聚合化合物之外,LC介质的可聚合组分A)还包含一种或多种包含芳香或杂芳环的可聚合化合物,优选选自反应性介晶。

优选的反应性介晶选自式M

Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb M

其中各基团,每次出现时相同或不同地,和各自彼此独立地具有以下含义:

Ra和Rb为P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5或具有1-25个C原子的直链或支链烷基,其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R00)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中,另外,一个或多个H原子可被F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-替代,其中,如果B1和/或B2含饱和C原子,则Ra和/或Rb也可表示螺连接于该饱和C原子的基团,

其中基团Ra和Rb中的至少一个表示或含有基团P或P-Sp-,

P为可聚合基团,

Sp为间隔基团或单键,

B1和B2芳族、杂芳族、脂环族或杂环族基团,优选具有4-25个环原子,其也可含稠合环,且其为未取代的、或被L单或多取代的,其中B1和B2的至少一个表示芳族或杂芳族基团,

Zb为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n11-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0R00或单键,

R0和R00各自彼此独立地表示H或具有1-12个C原子的烷基,

m表示0、1、2、3或4,

n11表示1、2、3或4,

L为P、P-Sp-、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-N(Rx)2、任选取代的硅烷基、具有6-20个C原子的任选取代的芳基、或具有1-25个C原子的直链或支链烷基、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,另外,一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代,

P和Sp具有以上所述含义,

Y1表示卤素,

Rx表示P、P-Sp-、H、卤素、具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基,其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中,另外,一个或多个H原子可被F、Cl、P或P-Sp-替代,具有6-40个C原子的任选取代的芳基或芳基氧基、或具有2-40个C原子的任选取代的杂芳基或杂芳基氧基。

特别优选的式M化合物为那些,其中B1和B2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氢-菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、芴-2,7-二基、香豆素、黄酮,其中,另外,这些基团中的一个或多个CH基团可被N替代,环己烷-1,4-二基,其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可被O和/或S替代,1,4-亚环己烯基、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、哌啶-1,4-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基,其中全部这些基团可为未取代的或被如上所定义的L单或多取代。

非常特别优选的式M化合物为那些,其中B1和B2各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基。

进一步优选的式M化合物选自以下式:

其中各基团,每次出现时相同或不同地,和各自彼此独立地具有以下含义:

P1、P2、P3为乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁基或环氧基,

Sp1、Sp2、Sp3单键或间隔基团,其中,另外,基团P1-Sp1-、P1-Sp2-和P3-Sp3-的一个或多个可表示Raa,条件是所存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2和P3-Sp3-的至少一个不同于Raa

Raa为H、F、Cl、CN或具有1-25个C原子的直链或支链烷基,其中,另外,一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O和/或S原子不彼此直接连接的方式替代,和其中,另外,一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1-Sp1-替代,特别优选具有1-12个C原子的直链或支链、任选单或多氟代的烷基、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(其中烯基和炔基具有至少两个C原子和支链的基团具有至少三个C原子),

R0、R00为H或具有1-12个C原子的烷基,

Ry和Rz为H、F、CH3或CF3

X1、X2、X3为-CO-O-、-O-CO-或单键,

Z1为-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,

Z2、Z3为-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n11-,其中n11为2、3或4,

L为F、Cl、CN或具有1-12个C原子的直链或支链、任选单或多氟代的烷基、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,

L'、L"为H、F或Cl,

r为0、1、2、3或4,

s为0、1、2或3,

t为0、1或2,

x为0或1。

尤其优选的为式M1-M14的双反应性化合物,特别是式M2和M13的那些。

进一步优选的为三反应性化合物M15-M30,特别是式M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30和M31的那些。

在式M1-M31化合物中,基团

优选

其中L每次出现时相同或不同地具有上下文所给出的含义之一,并优选为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-,非常优选为F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-,更优选F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3,尤其是F或CH3

优选的式M1-M31化合物为其中P1、P2和P3表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氧杂环丁基或环氧基的那些,非常优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

进一步优选的式M1-M31化合物为其中Sp1、Sp2和Sp3为单键的那些。

进一步优选的式M1-M31化合物为其中Sp1、Sp2和Sp3之一为单键和Sp1、Sp2和Sp3的另一个不为单键的那些。

进一步优选的式M1-M31化合物为其中Sp1、Sp2和Sp3不同于单键的那些基团,表示为-(CH2)s1-X"-,其中s1为1-6的整数,优选2、3、4或5,和X"为与苯环的链接并为-O-、-O-CO-、-CO-O、-O-CO-O-或单键。

特别优选的是包含一种、两种或三种式M的可聚合化合物的LC介质。

LC介质中优选的式M的可聚合化合物的比例优选为0.01-5%,非常优选0.05-1%,最优选0.1-0.5%。

除了如上所述的可聚合组分A)之外,根据本发明的LC介质还包含LC组分B)或LC主体混合物,其包含一种或多种,优选两种或更多种选自不可聚合的低分子量化合物的LC化合物,且其至少一种选自式CY和PY。选择这些LC化合物以便它们在施用于可聚合化合物聚合的条件下对聚合的反应稳定的和/或无反应性的。

这样的化合物的实例为上下文的式CY和PY化合物和式T、AN、AY、ZK和DK化合物。

优选的是其中LC组分B)或LC主体混合物具有向列LC相并优选不具有手性液晶相的LC介质。LC组分B)或LC主体混合物优选为向列LC混合物。进一步优选LC组分B)或LC主体混合物,且LC介质具有负性介电各向异性Δε。

另外优选的是非手性可聚合化合物,和其中组分A)和/或B)化合物仅选自非手性化合物的LC介质。

优选LC介质中LC组分B)的比例为70-95wt%。

本发明的LC介质和LC主体混合物在20℃下优选具有向列相范围≥80K,非常优选≥100K,和优选旋转粘度≤250mPa·s,非常优选≤200mPa·s。

根据本发明的LC介质和LC主体混合物的双折射Δn优选低于0.16,非常优选0.06-0.14,最优选0.07-0.12。

根据本发明的LC介质和LC主体混合物在20℃和1kHz下优选具有负性介电各向异性Δε是-0.5至-10,特别是-2.5至-7.5。

在式CY和PY化合物中,优选L1和L2均表示F或L1和L2之一表示F且另一个表示Cl,或L3和L4均表示F或L3和L4之一表示F且另一个表示Cl。

式CY化合物优选选自以下子式:

其中a表示1或2,alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基,和(O)表示氧原子或单键。烯基优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

尤其优选的化合物选自式CY2、CY8、CY10和CY16。

式PY化合物优选选自以下子式:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基,和(O)表示氧原子或单键。烯基优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

尤其优选的化合物选自式PY2、PY8、PY10和PY16。

优选LC介质中式CY和PY和其子式化合物的浓度为10-70wt%,非常优选15-50wt%。

优选LC介质中式CY和其子式化合物的浓度为2-50wt%,非常优选3-30wt%。

优选LC介质中式PY和其子式化合物的浓度为2-50wt%,非常优选3-30wt%。

在本发明的另一优选实施方案中,LC介质的LC组分B)或LC主体混合物包含一种或多种包含直链、支链或环状烯基的介晶或LC化合物(在下文中也称作"烯基化合物"),其中所述烯基在用于LC介质中所含可聚合化合物聚合的条件下对于聚合反应是稳定的。

这些烯基化合物优选选自式AN和AY

其中各基团,每次出现时相同或不同,且各自彼此独立地具有以下含义:

表示

表示

表示

RA1为具有2-9个C原子的烯基,或如果环X、Y和Z的至少一个表示环己烯基,则RA1也为RA2含义之一,

RA2为具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,

Zx为-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-、或单键,优选单键,

L1-4为H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2H,优选H、F或Cl,

x为1或2,

z为0或1。

优选的式AN和AY化合物为其中RA2选自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基和庚烯基的那些。

进一步优选的式AN和AY化合物为其中L1和L2表示F、或L1和L2之一表示F而另一个表示Cl,和L3和L4表示F、或L3和L4之一表示F而另一个表示Cl的那些。

式AN化合物优选选自以下子式:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-7个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

非常优选的式AN化合物选自以下子式:

其中m表示1、2、3、4、5或6,i表示0、1、2或3,和Rb1表示H、CH3或C2H5

非常特别优选的式AN化合物选自以下子式:

最优选式AN1a2和AN1a5化合物。

式AY化合物优选选自以下子式:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-7个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

在本发明的优选实施方案中,LC主体混合物或组分B)含有一种或多种选自式AY14、AY15和AY16的化合物,非常优选一种或多种式AY14化合物。

非常优选的式AY化合物选自以下子式:

其中m和n各自彼此独立地表示1、2、3、4、5或6,和alkenyl表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

LC介质中式AN和AY化合物的比例优选为2-60wt%,非常优选5-45wt%,最优选10-40wt%。

优选地,LC介质或LC主体混合物含有1-5种,优选1、2或3种选自式AN和AY的化合物。

添加式AN和/或AY烯基化合物能够降低LC介质的粘度和响应时间。

在另一优选实施方案中,LC主体混合物或组分B)包含一种或多种式T化合物

其中各基团,每次出现时相同或不同地,和各自彼此独立地具有以下含义:

R1、R2为具有1-9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2-9个C原子的烯基或烯基氧基,其全部为任选氟代的,

LT1-LT6为H、F或Cl,优选H或F,其中优选LT1-LT6的至少一个为F或Cl,优选F,

式T化合物优选选自以下子式:

其中R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基,R*表示具有2-7个C原子的直链烯基,(O)表示氧原子或单键,和m表示1-6的整数。R*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

R和R*优选表示甲基、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。

非常优选的是式T1、T2、T3、T5和T21化合物,尤其是式T1和T2和T5的那些。

非常优选的是式T1-T24化合物,其中(O)表示氧原子,m为1、2、3、4或5和R为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基或己基,其优选为直链的。

优选地,LC介质不含有多于15%的式T或T1-T24化合物或任何其他带有三联苯基的化合物。

优选地,LC介质中式T或T1-T24化合物或任何其他带有三联苯基的化合物的比例为5-15%,非常优选5-10%。

优选地,LC介质含有1-5种,非常优选1或2种的式T或T1-T24化合物。

本发明进一步优选的实施方案列于下,包括其任意组合。

优选地,LC介质含有基于具有负性介电各向异性的化合物的LC组分B)或LC主体混合物。该LC介质尤其适用于PS-VA和PS-UB-FFS显示器。该LC介质的特别优选的实施方案为以下部分a)-z)的那些:

a)LC介质,其额外包含一种或多种以下式的化合物:

其中各基团具有以下含义:

表示

表示

R3和R4各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-以O原子不彼此直接相连的方式替代,

Zy表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选单键。

式ZK化合物优选选自以下子式:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

尤其优选的是式ZK1化合物。

特别优选的式ZK化合物选自以下子式:

其中丙基、丁基和戊基为直链基团。

最优选的为式ZK1a化合物。

b)LC介质,其额外包含一种或多种以下子式化合物:

其中各基团每次出现时相同或不同地具有以下含义:

R5和R6各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,优选具有1-6个C原子的烷基或烷氧基,

表示

表示和

e表示1或2。

式DK化合物优选选自以下子式:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

c)LC介质,其中额外包含一种或多种以下子式化合物:

其中各基团具有以下含义:

表示

其中至少一个环F不同于亚环己基,

f表示1或2,

R1和R2各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,

Zx表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CH=CH-CH2O-或单键,优选单键。

L1和L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2

优选地,基团L1和L2均表示F或基团L1和L2之一表示F而另一个表示Cl。

式LY化合物优选选自以下子式:

其中R1具有以上所述含义,alkyl表示具有1-6个C原子的直链烷基,(O)表示氧原子或单键,和v表示1-6的整数。R1优选表示具有1-6个C原子的直链烷基或具有2-6个C原子的直链烯基,特别是CH3、C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

d)LC介质,其额外包含一种或多种选自以下式的化合物:

Anmerkung:T1/Seite 67)und G1sind identisch

其中alkyl表示C1-6-烷基,Lx表示H或F,和X表示F、Cl、OCF3、OCHF2或OCH=CF2。特别优选的是式G1化合物,其中X表示F。

e)LC介质,其额外包含一种或多种选自以下式的化合物:

其中R5具有以上对于R1所述含义之一,alkyl表示C1-6-烷基,d表示0或1,和z和m各自彼此独立地表示1-6的整数。这些化合物中的R5特别优选C1-6-烷基或-烷氧基或C2-6-烯基,d优选为1。根据本发明的LC介质优选以≥5wt%的量包含一种或多种以上所述式化合物。

f)LC介质,其额外包含一种或多种选自以下式的联二苯化合物:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

LC混合物中式B1-B3联二苯的比例优选为至少3wt%,特别是≥5wt%。

式B2化合物是特别优选的。

式B1-B3化合物优选选自以下子式:

其中alkyl*表示具有1-6个C原子的烷基。根据本发明的介质特别优选包含一种或多种式B1a和/或B2c化合物。

g)LC介质,其额外包含一种或多种选自以下式的四联苯基化合物:

其中

RQ为具有1-9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2-9个C原子的烯基或烯基氧基,其全部为任选氟代的,

XQ为F、Cl、具有1-6个C原子的卤代烷基或烷氧基或具有2-6个C原子的卤代烯基或烯基氧基,

LQ1-LQ6彼此独立地为H或F,其中LQ1-LQ6的至少一个为F。

优选的式Q化合物为其中RQ表示具有2-6个C原子的直链烷基,非常优选乙基、正丙基或正丁基的那些。

优选的式Q化合物为其中LQ3和LQ4为F的那些。进一步优选的式Q化合物为其中LQ3、LQ4和LQ1和LQ2的一个或两个为F的那些。

优选的式Q化合物为其中XQ表示F或OCF3的那些,非常优选F。

式Q化合物优选选自以下子式

其中RQ具有上下文所给出的式Q含义之一或其优选含义之一,和优选为乙基、正丙基或正丁基。

尤其优选的是式Q1化合物,特别是其中RQ为正丙基的那些。

LC介质中式Q化合物的比例优选为>0至≤5wt%,非常优选0.1-2wt%,最优选0.2-1.5wt%。

优选地,LC介质含有1-5种,优选1或2种的式Q化合物。

向LC介质混合物添加式Q四联苯基化合物能够降低ODF的色差,同时维持高UV吸收、能够快速并完全聚合、能够实现强且快速的倾斜角产生,并增加LC介质的UV稳定性。

除此之外,向具有负性介电各向异性的LC介质添加式Q化合物(其具有正性介电各向异性)使得更好地控制介电常数值ε||和ε,并特别能够实现高的介电常数值ε||同时保持介电各向异性Δε恒定,从而降低反冲电压并降低图像粘滞。

h)LC介质,其额外包含一种或多种式C化合物:

其中

RC表示具有1-9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2-9个C原子的烯基或烯基氧基,其全部为任选氟代的,

XC表示F、Cl、具有1-6个C原子的卤代烷基或烷氧基或具有2-6个C原子的卤代烯基或烯基氧基,

LC1、LC2彼此独立地表示H或F,其中LC1和LC2的至少一个为F。

优选的式C化合物为其中RC表示具有2-6个C原子的直链烷基的那些,非常优选乙基、正丙基或正丁基。

优选的式C化合物为其中LC1和LC2为F的那些。

优选的式C化合物为其中XC表示F或OCF3的那些,非常优选F。

优选的式C化合物选自以下式

其中RC具有上下文所给出的式C含义之一或其优选含义之一,并优选为乙基、正丙基或正丁基,非常优选正丙基。

LC介质中式C化合物的比例优选为>0-≤10wt%,非常优选0.1-8wt%,最优选0.2-5wt%。

优选地,LC介质含有1-5种,优选1、2或3种式C化合物。

向具有负性介电各向异性的LC介质添加具有正性介电各向异性的式C化合物使得更好地控制介电常数值ε||和ε,并特别能够实现高的介电常数值ε||同时保持介电各向异性Δε恒定,从而降低反冲电压并降低图像粘滞。除此之外,添加式C化合物能够降低LC介质的粘度和响应时间。

i)LC介质,其额外包含一种或多种选自以下式的化合物:

其中R1和R2具有以上所述含义和优选各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基或具有2-6个C原子的直链烯基。

优选的介质包含一种或多种选自式O1、O3和O4的化合物。

k)LC介质,其额外包含一种或多种以下子式化合物:

其中

表示

R9表示H、CH3、C2H5或n-C3H7,(F)表示任选氟取代,和q表示1、2或3,和R7具有对于R1所述含义之一,优选量为>3wt%,特别是≥5wt%和非常特别优选5-30wt%。

特别优选的式FI化合物选自以下子式:

其中R7优选表示直链烷基,和R9表示CH3、C2H5或n-C3H7。特别优选的是式FI1、FI2和FI3化合物。

l)LC介质,其额外包含一种或多种选自以下式的化合物:

其中R8具有对于R1所述含义,和alkyl表示具有1-6个C原子的直链烷基。

m)LC介质,其额外包含一种或多种含有四氢萘基或萘基单元的化合物,例如,选自以下式的化合物:

其中

R10和R11各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,优选具有1-6个C原子的烷基或烷氧基,

和R10和R11优选表示具有1-6个C原子的直链烷基或烷氧基或具有2-6个C原子的直链烯基,和

Z1和Z2各自彼此独立地表示-C2H4-、-CH=CH-、-(CH2)4-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CH-CH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2-或单键。

n)LC介质,其额外包含一种或多种二氟代二苯并色满和/或以下式的色满:

其中

R11和R12各自彼此独立地具有以上对于R11所述含义之一,

环M为反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,

Zm为-C2H4-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-或-O-CO-,

c为0、1或2,

优选量为3-20wt%,特别地量为3-15wt%。

特别优选的式BC、CR和RC化合物选自以下子式:

其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,(O)表示氧原子或单键,c为1或2,和alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

非常特别优选的是包含一种、两种或三种式BC-2化合物的混合物。

o)LC介质,其额外包含一种或多种以下式的氟代菲和/或二苯并呋喃:

其中R11和R12各自彼此独立地具有以上对于R11所述含义之一,b表示0或1,L表示F,和r表示1、2或3。

特别优选的式PH和BF化合物选自以下子式:

其中R和R'各自彼此独立地表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基。

p)LC介质,其额外包含一种或多种以下子式的单环化合物

其中

R1和R2各自彼此独立地表示具有1-12个C原子的烷基,其中,另外,一个或两个不相邻的CH2基团可被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-以O原子不彼此直接相连的方式替代,优选具有1-6个C原子的烷基或烷氧基,

L1和L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2

优选地,L1和L2均表示F或L1和L2之一表示F而另一个表示Cl,

式Y化合物优选选自以下子式:

其中,alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基,alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基,alkenyl和alkenyl*各自彼此独立地表示具有2-6个C原子的直链烯基,和O表示氧原子或单键。alkenyl和alkenyl*优选表示CH2=CH-、CH2=CHCH2CH2-、CH3-CH=CH-、CH3-CH2-CH=CH-、CH3-(CH2)2-CH=CH-、CH3-(CH2)3-CH=CH-或CH3-CH=CH-(CH2)2-。

特别优选的式Y化合物选自以下子式:

其中alkoxy优选表示具有3、4或5个C原子的直链烷氧基。

q)LC介质,除根据本发明的可聚合化合物,特别是式I或其子式化合物和共聚单体之外,不包含含有末端乙烯氧基(-O-CH=CH2)的化合物。

r)LC介质,其中LC主体混合物包含1-8种,优选1-5种式CY1、CY2、PY1和/或PY2化合物。在整个LC主体混合物中这些化合物的比例优选为5-70%,特别优选10-35%。这些单个化合物的含量在各自情况下优选为2-20%。

s)LC介质,其中LC主体混合物包含1-8种,优选1-5种式CY9、CY10、PY9和/或PY10化合物。在整个LC主体混合物中这些化合物的比例优选为5-60%,特别优选10-35%。这些单个化合物的含量在各自情况下优选为2-20%。

t)LC介质,其中LC主体混合物包含1-10种,优选1-8种式ZK化合物,特别是式ZK1、ZK2和/或ZK6化合物。在整个LC主体混合物中这些化合物的比例优选为3-25%,特别优选5-45%。这些单个化合物的含量在各自情况下优选为2-20%。

u)LC介质,其中在整个LC主体混合物中式CY、PY和ZK化合物的比例大于70%,优选大于80%。

v)LC介质,其中LC主体混合物含有一种或多种含烯基的化合物,优选选自式AN和AY,非常优选选自式AN1、AN3、AN6和AY14,最优选自式AN1a、AN3a、AN6a和AY14。LC主体混合物中这些化合物的浓度优选为2-70%,非常优选3-55%。

w)LC介质,其中LC主体混合物含有一种或多种,优选1-5种选自式PY1-PY8的化合物,非常优选式PY2。在整个LC主体混合物中这些化合物的比例优选为1-30%,特别优选2-20%。这些单个化合物的含量在各自情况下优选为1-20%。

x)LC介质,其中组分B)或LC主体混合物含有一种或多种,优选1、2或3种选自式T1、T2、T3、T5和T21的化合物,非常优选自式T2。在整个LC主体混合物中这些化合物的含量优选为1-20%。

z)LC介质,其中LC主体混合物含有一种或多种,优选1、2或3种式BF1化合物,和一种或多种,优选1、2或3种选自式AY14、AY15和AY16的化合物,非常优选式AY14。在LC主体混合物中,式AY14-AY16化合物的比例优选为2-35%,非常优选3-30%。LC主体混合物中式BF1化合物的比例优选为0.5-20%,非常优选1-15%。进一步优选地,根据该优选实施方案的LC主体混合物含有一种或多种,优选1、2或3种式T化合物,优选选自式T1、T2、T3和T5,非常优选自式T1或T2。LC主体混合物介质中式T化合物的比例优选为0.5-15%,非常优选1-10%。

在根据本发明的介质中,使用包含式CY和/或PY化合物的LC主体混合物连同使用包含如上所述第一和第二可聚合化合物的可聚合组分导致LC显示器中的有利特性。具体而言,可实现以下优点中的一个或多个:

-通过由第一和第二可聚合化合物形成的聚合物的聚合诱导相分离而简单和快速形成聚合物壁,

-形成具有高界定形状和恒定厚度的聚合物壁,

-恒定的单元间隙,

-在使用塑料基板的情况下显示器单元的高柔性,

-显示器单元高抗机械压力性,和压力下单元间隙低变化,

-聚合物壁与基板的良好粘附,

-低缺陷数目,

-具有不同电光特性如响应时间或对比度的域的形成减少,

-高透明度,

-良好的对比度,

-快速响应时间。

显示器生产方法为本领域技术人员已知并描述于文献中,例如US6130738和EP2818534A1中。

本发明还涉及生产如上下文所述LC显示器的方法,包含向显示器提供如上下文所述LC介质,和在显示器的规定区域中聚合可聚合化合物的步骤。

优选地,可聚合化合物暴露于UV辐射而光聚合。

进一步优选地,可聚合化合物通过经由光掩膜暴露于UV辐射而光聚合。

光掩膜优选设计以使其包含对用于光聚合的UV辐射透明的区域,和对用于光聚合的UV辐射不透明的区域,和其中透明区域形成对应于聚合物壁所需形状的图案或图像。作为结果,可聚合化合物仅在显示器被光掩膜透明区域覆盖的那些部分聚合,由此形成所需形状的聚合物壁。

在本发明的优选实施方案中,在如上所述第一UV辐射之后,显示器经受第二UV辐射步骤,优选不使用光掩膜。从而其可使得第一步骤中未聚合或仅部分聚合的单体完全聚合。

例如,根据本发明的LC显示器可如下生产。将如上下文所述的可聚合化合物与适合的LC主体混合物结合。这样所得的LC介质可随后通过传统的生产方法而被包含于显示器中。所得LC介质可例如使用毛细管力填充入由两个基板形成的单元间隙中。

替代地,LC介质可作为层沉积于基板之上,而另一基板于真空下置于LC层的顶部以防止掺杂气泡。LC介质在任一情况下位于由两个基板形成的单元间隙中,如图1a所示例性说明的。这些基板通常通过直接接触LC介质的配向层覆盖。基板自身可携带其他功能性组分如TFT、黑矩阵、滤色器或类似物。

随后,聚合诱导相分离通过LC介质(其处于向列相或各向同性相)经由光掩膜以准直光暴露于UV辐射而引发,如图1b所示例性说明的。这导致聚合物壁结构的形成、LC主体的复原、以及LC相与配向层的配向,如图1c所示例性说明的。

在LC介质中的可聚合化合物的聚合优选在室温下进行。在聚合温度下,LC介质可处于向列相或各向同性相,取决于可聚合化合物的浓度。例如,如果可聚合化合物以较高的浓度,例如大于10-15%存在,则LC介质可以在室温下处于各向同性相。

该方法可有利地利用工业中已确立的显示器生产方法。因此,显示器填充方法(例如通过滴下式填充(one-drop-filling(ODF)),和密封显示器之后的辐射引发聚合步骤(其为已知的,例如来自聚合物稳定化或PS-型显示器模式如PS-VA)均为传统LCD生产中已确立的技术。

优选的本发明LC显示器包含:

-第一基板,包括界定像素区域的像素电极,该像素电极连接至设置于各像素区域的切换元件和任选包括微狭缝图案,和任选的设置于像素电极上的第一配向层,

-第二基板,包括共通电极层,其可设置于面向第一基板的第二基板的整个部分上,和任选的第二配向层,

-设置于第一和第二基板之间并包括包含如上下文所述可聚合组分A)和液晶组分B)的LC介质的LC层,其中该可聚合组分A)为经聚合的。

LC显示器可包含其他元件,如滤色器、黑矩阵、钝化层、光延迟层、用于寻址各像素的晶体管元件等,其全部为本领域技术人员所熟知的并可无创造性技能地使用。

电极结构可由技术人员依据各显示器类型来设计。例如对于VA显示器,LC分子的多域取向可通过提供具有狭缝和/或突块或凸起的电极来诱导以形成两个、四个或更多个不同的倾斜角配向方向。

第一和/或第二配向层控制LC层的LC分子的配向方向。例如,在TN显示器中,选择配向层以便其赋予LC分子平行于表面的取向方向,而在VA显示器中,选择配向层以便其赋予LC分子垂面配向,即垂直于表面的取向方向。该配向层可例如包含聚酰亚胺,其也可为摩擦的或可通过光配向方法制备。

基板可为玻璃基板。在具有玻璃基板的LC显示器中使用根据本发明的LC介质可提供多种优点。例如,LC介质中聚合物壁的形成帮助防止所谓的“池效应”(其中压力施加于玻璃基板造成不想要的光学缺陷)。聚合物壁结构的稳定化效应也使得进一步最小化了面板厚度。此外,在具有玻璃基板的弯曲面板中,聚合物壁结构能够使得曲率半径较小。

对于柔性LC显示器而言,优选使用塑料基板。这些塑料基板优选具有低双折射率。实例为聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、多环烯烃(PCO)、聚芳酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)或无色聚酰亚胺(CPI)基板。

带有LC介质的LC层可通过显示器生产中所使用的传统方法沉积于显示器的基板之间,例如滴下式填充(ODF)方法。LC介质的可聚合组分随后例如通过UV光聚合而聚合。

聚合可在一个步骤或在两个或更多个步骤中进行。也可在一系列多个UV辐射和/或加热或冷却步骤中进行聚合。例如,显示器生产方法可包括室温下的第一UV辐射步骤以开始聚合,并随后,在第二聚合步骤中以聚合或交联第一步骤中未反应的化合物("最终固化")。

聚合之后,可聚合化合物彼此反应成经历自LC主体混合物宏观相分离并在LC介质中形成聚合物壁的聚合物。

适合和优选的聚合方法为例如热或光聚合,优选光聚合,特别是UV诱导光聚合,其可通过将可聚合化合物暴露于UV辐射来实现。

任选地将一种或多种聚合引发剂加入至LC介质中。适合的聚合条件和适合的引发剂类型及用量为本领域技术人员已知并描述于文献中。适用于自由基聚合的为例如可商购的光引发剂或(Ciba AG)。如果使用聚合引发剂,则其比例优选为0.001-5wt%,特别优选0.001-1wt%。

根据本发明的可聚合化合物也适用于无引发剂聚合,其伴有可观优势,例如,较低的材料成本和特别是较少的通过可能的引发剂残留量或其降解产物而带来的LC介质污染。聚合因此也可在不添加引发剂下进行。在优选的实施方案中,LC介质含有聚合引发剂。

LC介质也可包含一种或多种稳定剂或抑制剂以防止不需要的RM自聚合,例如储存或运输期间。适合的稳定剂类型和用量为本领域技术人员已知并描述于文献中。特别适合的为例如来自系列(Ciba AG)的可商购稳定剂例如1076。如果使用稳定剂,则其比例,基于RM或可聚合组分(组分A)的总量计,优选为10-500,000ppm,特别优选50-50,000ppm。

优选地,根据本发明的LC介质的确基本上由如上下文所述的可聚合组分A)和LC组分B)(或LC主体混合物)组成。然而,LC介质可额外包含一种或多种其他组分或添加剂。

根据本发明的LC介质也可包含其他本领域技术人员已知并描述于文献中的添加剂,例如,聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性物质或手性掺杂剂。这些可为可聚合或不可聚合的。可聚合添加剂相应地归属于可聚合组分或组分A)。不可聚合添加剂相应地归属于不可聚合组分或组分B)。

优选的添加剂选自(包括但不限于)共聚单体、手性掺杂剂、聚合引发剂、抑制剂、稳定剂、表面活性剂、润湿剂、润滑剂、分散剂、疏水剂、粘结剂、流动改进剂、消泡剂、除气剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着色剂、染料、颜料和纳米颗粒。

在优选的实施方案中,LC介质含有一种或多种手性掺杂剂,优选浓度为0.01-1wt%,非常优选0.05-0.5wt%。手性掺杂剂优选选自以下表B化合物,非常优选R-或S-1011、R-或S-2011、R-或S-3011、R-或S-4011、和R-或S-5011。

在另一优选实施方案中,LC介质含有一种或多种手性掺杂剂的外消旋物,所述手性掺杂剂优选选自之前段落所述的手性掺杂剂。

此外,可向LC介质加入,例如,0-15wt%的多色性染料,以及纳米颗粒、导电盐,优选4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基铵、四苯基硼酸四丁基铵或冠醚配合盐(参见,例如,Haller等,Mol.Cryst.Liq.Cryst.24,249-258(1973)),用于改善导电性或用于改变向列相介电各向异性、粘度和/或物质的配向。该类型物质描述于,例如,DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430和28 53 728中。

可依照本发明使用的LC介质以本身传统的方式制备,例如通过将一种或多种上述化合物与一种或多种如上所定义的可聚合化合物、和任选地与其他液晶化合物和/或添加剂混合。通常,所需量的所用组分以较小量溶于构成主要组分的组分中,有利地在升高的温度下。也可将溶于有机溶剂中,例如溶于丙酮、氯仿或甲醇中的组分溶液混合,并在混合之后再次移除溶剂,例如通过蒸馏。本发明另外涉及制备根据本发明的LC介质的方法。

对本领域技术人员不言而喻的是根据本发明的LC介质也可包含其中,例如,H、N、O、Cl、F已被相应的同位素如氘等替代的化合物。

以下实施例解释本发明而非对其进行限制。然而,其向本领域技术人员显示了优选的混合物概念及优选使用的化合物和其各自浓度及其与彼此的组合。另外,实施例阐明了可获得的特性和特性组合。

使用以下缩写:

(n、m、z:在各自情况下,彼此独立地为1、2、3、4、5或6)

表A

AIK-n-F

AIY-n-Om

AY-n-Om

B-nO-Om

B-n-Om

B-nO-O5i

CB-n-m

CB-n-Om

PB-n-m

PB-n-Om

BCH-nm

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

CCC-n-m

CCC-n-V

CY-n-m

CCH-nm

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(CH3)=CH2

CCN-nm

CY-n-OV

CCPC-nm

CCY-n-zOm

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

PCH-nOm

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-OmVm'

YG-n-Om

YG-nO-Om

YGI-n-Om

YGI-nO-Om

YY-n-Om

YY-nO-Om

在本发明的优选实施方案中,根据本发明的LC介质包含一种或多种选自表A化合物的化合物。

表B

表B显示了可能的手性掺杂剂,其可加入至根据本发明的LC介质。

LC介质优选包含0-10wt%,特别是0.01-5wt%,特别优选0.1-3wt%的掺杂剂。LC介质优选包含一种或多种选自表B化合物的掺杂剂。

表C

表C显示了可能的稳定剂,其可加入至根据本发明的LC介质。

(n在此表示1-12的整数,优选1、2、3、4、5、6、7或8,末端甲基未显示)。

LC介质优选包含0-10wt%,特别是1ppm-5wt%,特别优选1ppm-1wt%的稳定剂。LC介质优选包含一种或多种选自表C化合物的稳定剂。

另外,使用以下缩写和符号:

V0 阈值电压,20℃下电容[V],

ne 20℃和589nm下非寻常折射率,

no 20℃和589nm下寻常折射率,

△n 20℃和589nm下光学各向异性,

ε 20℃和1kHz下垂直于指向矢的电介质极化率,

ε|| 20℃和1kHz下平行于指向矢的电介质极化率,

△ε 20℃和1kHz下介电各向异性,

cl.p.,T(N,I) 清亮点[℃],

γ1 20℃下旋转粘度[mPa·s],

K1 弹性常数,20℃下"斜展"变形[pN],

K2 弹性常数,20℃下"扭曲"变形[pN],

K3 弹性常数,20℃下"弯曲"变形[pN]。

除非另有明确说明,本申请中全部浓度以重量百分数引用,并优选相对于作为整体的相应混合物,包含全部固体或液晶组分,不包括溶剂。

除非另有明确说明,本申请中所示的全部温度值,例如,对于熔点T(C,N)、近晶相(S)向向列相(N)的转变T(S,N)和清亮点T(N,I),以摄氏度(℃)记录。m.p.表示熔点,cl.p.=清亮点。此外,C=结晶态,N=向列相,S=近晶相和I=各向同性相。这些符号之间的数据表示转变温度。

所有物理性能是并已经依据"Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals",Status 1997年11月,Merck KGaA(德国)测定,并适用于温度20℃,且△n在589nm下测定和Δε在1kHz下测定,除非每种情形下另有明确说明。

用于本发明的术语"阈值电压"涉及电容阈值(V0),也称作Freedericks阈值,除非另有明确说明。实施例中,光学阈值也可如通常使用的对于10%的相对对比度(V10)来记录。

实施例1

向列LC主体混合物N1如下配制。

实施例2

向列LC主体混合物N2如下配制。

实施例3

向列LC主体混合物N3如下配制。

实施例4

向列LC主体混合物N4如下配制。

应用实施例

混合物的制备:用于聚合物壁的形成的LC混合物通过将LC主体、单体和光引发剂混合并随后通过加热至大于清亮点以将所得混合物均质化来制备。单体结构(包括其于组成表中的式和名称)列于下。混合物的组成示于表1。

表1-混合物组成

单体/引发剂:式IIa1单体甲基丙烯酸乙基己基酯(EHMA,Aldrich,290807),式IIa2丙烯酸乙基己基酯(EHA,Aldrich,290815)和式I1a1甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA,Aldrich,392111)通过柱色谱纯化。光引发剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(IRG-Aldrich,196118)以原样使用。

测试盒:测试盒包含两个涂覆有ITO的玻璃基板,其通过间隔颗粒或层厚度为3-4微米的箔片保持分离并通过粘结剂(通常为Norland,NEA 123)粘合在一起。在电极层的顶部施用聚酰亚胺配向层(Nissan SE-6514或SE2414),其为摩擦平行或反向平行的。

壁的形成:测试盒用LC介质填充并置于黑色、不反射表面上。将光掩膜置于测试盒的顶部并使样品经受30min的UV辐射(Hg/Xe拱形灯,LOT QuantumDesign Europe,LS0205,样品强度4mW/cm2,365+/-10nm FWHM下测量)。低于320nm的发射光谱辐射通过双色镜移除。

表征:在偏光显微镜下分析样品。各向同性聚合物壁的明显特征可以在于含有双折射LC的区域。观察到壁的宽度和LC包括于聚合物壁中,以及通过聚合物污染所引起的像素区域缺陷,或通过壁形成方法所引起的LC未配向。

机械应力测试:测试盒通过使用0.5mm2的尖以持续10s的10N力向顶部基板施加压力而经受机械应力。使用偏光显微镜评价聚合物壁结构的损坏。

观察到聚合物壁结构未显示出由机械应力引起的显著损坏。

电子显微照片:聚合物壁的结构和像素区域被聚合物的污染通过拍摄电子显微照片来研究。通过如下制备样品:对于俯视图影像,揭开顶部基板,或者对于观看壁的截面,将载玻片截成两半。LC通过使用环己烷冲洗样品而移除,随后基板于空气流中干燥并溅镀导电层(金)。

电光表征:液晶主体的电光特性通过以0.05V的步骤施加0-10V之间的电势来表征。所得响应通过测量正交偏光器(DMS 301,装配有累计球)之间样品的透射率变化来记录。

观察到液晶主体的电光特性不受聚合物壁结构的显著影响。

再多了解一些
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