可聚合化合物和其在液晶显示器中的用图
【专利说明】可聚合化合物和其在液晶显示器中的用途
[0001] 本发明涉及可聚合化合物，制备其的方法和中间体，包含其的液晶（LC)介质，以 及可聚合化合物和LC介质用于光学、光电学和电子目的的用途，特别是用在LC显示器，尤 其是在PSA( "聚合物稳定配向"）型LC显示器中的用途。
[0002] 发明背景
[0003] 目前使用的液晶显示器（LC显示器）通常是TN(扭曲向列）型的那些。然而，这 些具有强烈的对比度视角依赖性的缺陷。
[0004] 另外，已知所谓的VA( "垂直配向"）显示器具有更宽的视角。VA显示器的LC盒 在两个透明电极之间含有LC介质层，其中该LC介质经常具有负的介电（DC)各向异性值。 在断电状态下，LC层的分子垂直于电极表面（垂面地）配向或者具有倾斜垂面配向。将电 压施加到两个电极上时，会发生LC分子平行于电极表面的再配向。
[0005] 此外，已知0CB("光学补偿弯曲"）显示器，其基于双折射效应且具有有所谓的"弯 曲"配向和通常正的0)0各向异性的LC层。施加电压时，发生LC分子垂直于电极表面的 再配向。另外，0CB显示器通常包含一个或多个双折射光学延迟膜，以防止在黑暗状态下弯 曲盒的不期望的光透过性。0CB显示器相对于TN显示器具有更宽的视角和更短的响应时 间。
[0006] 还已知的是所谓的IPS( "面内切换"）显示器，其包含在两个基板之间的LC层，其 中两个电极仅布置在两个基板中的一个上并且优选具有彼此交错的梳形结构。在向电极施 加电压时，由此在它们之间产生具有平行于LC层的显著分量的电场。这导致LC分子在层 面内再配向。
[0007] 此外，已报道了所谓的FFS( "边缘场切换"）显示器（尤其参见S.H.Jung等人， Jpn.J.Appl.Phys.，第43卷，第3期，2004,1028)，其同样在相同的基板上含有两个电极，但 是，与IPS显示器相比，这些中仅有一个为以梳形的方式结构化的电极形式，而另一个电极 是未结构化的。由此产生强的所谓的"边缘场"，即紧挨电极边缘处的强电场，且在整个盒之 中产生同时具有强的垂直分量和强的水平分量的电场。IPS显示器和FFS显示器均具有低 对比度视角依赖性。
[0008] 在较新近类型的VA显示器中，LC分子的均一配向局限于LC盒内多个较小的畴 上。这些畴之间可以存在向错，也称为倾斜畴。具有倾斜畴的VA显示器，相对于传统VA显 示器，具有更大的对比度和灰阶的视角不依赖性。另外，这种类型的显示器更容易制备，因 为不再需要用于在接通状态下使分子均一配向的额外电极表面处理（例如通过摩擦）。替 代地，通过电极的特殊设计来控制倾斜角或预倾角的优先方向。
[0009] 在所谓的MVA( "多域垂直配向"）显示器中，这点通常通过使电极具有导致局部预 倾斜的凸起而实现。由此，在施加电压时在不同的、特定的盒区域内在不同方向上使LC分 子平行于电极表面配向。由此实现"受控的"切换，且防止干扰性的向错线的形成。虽然这 种布置改进了显示器的视角，但是它导致其透光性的降低。MVA的进一步开发使用了仅在一 个电极侧上的凸起，而对置的电极具有切口，这改进了透光性。该切口的电极在施加电压时 在LC盒中产生不均匀的电场，意味着仍实现了受控切换。为进一步改进透光性，可以扩大 切口与凸起之间的间距，但是这又导致响应时间的延长。在所谓的PVA("图案化VA"）显示 器中，不用凸起也完全可行，因为两个电极通过在对置侧上的切口来结构化，这导致增高的 对比度和改进的透光性，但是这在技术上是困难的并且使显示器对机械影响（"拍打"等） 更敏感。然而，对于许多应用，例如监视器且尤其是TV屏幕，期望缩短响应时间以及改进显 示器的对比度和亮度（透射率）。
[0010] 另一种发展是所谓的PS( "聚合物稳定的"）或PSA( "聚合物稳定配向"）显示器， 对其有时也使用术语"聚合物稳定化"。其中，将少量（例如0. 3重量％、通常〈1重量％ ) 的一种或多种可聚合化合物，优选可聚合单体化合物添加到LC介质中，并在引入LC盒之 后，在电极之间施加电压或不施加电压下，通常通过UV光聚合而原位聚合或交联。聚合在 LC介质显示出液晶相的温度下进行，通常在室温下进行。已证实将可聚合的介晶或液晶化 合物（还称为反应性介晶或"RM"）添加到LC混合物中是特别适宜的。
[0011] 除非另有说明，以下使用术语"PSA"表示PS显示器和PSA显示器。
[0012] 同时，PS⑷原理正用在各种传统的LC显示器中。因此，例如，已知PSA-VA、 PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS和PSA-TN显示器。在PSA-VA和PSA-0CB显示器的情况下，可 聚合化合物的聚合优选在施加电压下进行，而在PSA-IPS显示器的情况下，施加或不施加 电压，优选不施加电压。如在测试盒中可以证实的那样，PS(A)方法导致盒中的预倾斜。在 PSA-0CB显示器的情形下，例如，弯曲结构可以被稳定化，从而使得偏置电压是不必要的或 者可以将偏置电压降低。在PSA-VA显示器的情况下，预倾斜对响应时间有积极的作用。对 于PSA-VA显示器，可以使用标准MVA或PVA像素和电极布局。然而，另外，例如，也可以仅使 用一个结构化电极侧且不使用凸起来操控，这显著简化了制备，且同时获得了极佳对比度， 并且同时还获得了极佳的透光性。
[0013] 此外，所谓的正性-VA显示器（"正性VA"）已经证明是特别合适的模式。与传统 的VA显示器类似，在正性-VA显示器中在无电压施加时的初始状态下LC分子的初始取向 是垂面的，即基本上垂直于基板。然而，与传统的VA显示器相反，正性-VA显示器中使用了 具有正性介电各向异性的LC介质。类似于在通常使用的IPS显示器中，在正性-VA显示器 中的两个电极仅布置在两炔基板中的一个上，并且优选具有彼此交错和梳状（交叉指形） 结构。通过向交叉指型电极施加电压，其产生了基本上平行于LC介质层的电场，将LC分子 转变为基本上与基板平行的取向。在正性-VA显示器中，也已证明聚合物的稳定化（PSA) 是有利的，即将RM添加到LC介质中，它们在盒中聚合，由此可以实现切换时间的显著缩短。
[0014]PSA-VA显示器例如描述于JP10-036847A，EP1 170 626A2，US6,861，107,US 7, 169,449,US2004/0191428Al,US2006/0066793A1 和US2006/0103804A1 中。 PSA-OCB显示器例如描述于T. -J-Chen等，Jpn.J.Appl.Phys. 45, 2006, 2702-2704 和 S.H.Kim,L. -C-Chien,Jpn.J.Appl.Phys. 43, 2004, 7643-7647 中。PSA-IPS显示器例如描 述于US6, 177, 972 和Appl.Phys.Lett. 1999, 75 (21)，3264 中。PSA-TN显示器例如描述于 OpticsExpress2004, 12(7)，1221 中。
[0015] 如上述的常规LC显示器一样，PSA显示器能作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操 作。在有源矩阵显示器的情况下，各个像素通常通过集成的非线性有源元件如晶体管（例 如薄膜晶体管（"TFT")）来进行寻址，而在无源矩阵显示器的情况下，各个像素通常通过如 现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。
[0016]PSA显示器也可以在形成显示器盒的基板中的一个或两个基板上包含配向层，其 中所述配向层与LC介质接触并且诱导LC分子的初始配向，和其中所述配向层通过光配向 获得。
[0017] 特别对于监控器和尤其是TV应用而言，继续需要响应时间的最优化，以及LC显示 器的对比度和亮度（由此还有透射性）的最优化。PSA方法在这里可以提供至关重要的优 点。特别是在PSA-VA、PSA-IPS、PSA-FFS和PSA-正性-VA显示器的情况下，与测试盒中可 测量的预倾斜相关的响应时间的缩短可以在对其他参数没有明显反作用的情况下获得。
[0018] 在现有技术中，使用例如下式的可聚合化合物：
【主权项】
1. 式I化合物在液晶（LC)介质或LC显示器中的用途 pl-Spl-(Al-Zl)n-A2-Sp4-CH(Sp2-p2) (Sp3-p3) J 其中各个基团具有w下含义： pl，P2,P3彼此独立地表示可聚合基团， SpW彼此独立地表示间隔基团或单键， 心，A2彼此独立地并且在每次出现时相同或不同地表示具有4-25个C原子的芳基、杂 芳基、脂环基或杂环基，其还可W包含稠环并且其任选被L单或多取代， L表示pi-、pi-Spi-、F、C1、Br、I、-CN、-N02、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C( = 0)N肥)2、-C( = 0)Y\-C( = 0化\-^巧2，任选取代的甲娃烷基，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、特别优选1-10个C原子的直链或支链烷基，此外，其 中一个或多个不相邻的邸2基团可W各自彼此独立地被-C化^)二Cor")-、-CSC-、-N0T) -、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-w0和/或s原子不直接彼此连接的方式代替， 且其中此外一个或多个H原子可W被F、C1、CN、pi-或pi-Spi-代替， RW和R各自彼此独立地表示H或具有1-12个C原子的烷基， 为面素， r表示Pi-、pi-Spi-、H、面素，具有1-25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中一个或 多个不相邻的邸2-基团任选被-0-、-S-、-C0-、-C0-0-、-0-C0-、-0-C0-0-W0和/或S原 子不直接彼此连接的方式代替，且其中一个或多个H原子任选被F、Cl、pi-或pi-Spi-代替， 具有5-20个环原子的任选取代的芳基、芳氧基、杂芳基或杂芳氧基， n为 1、2、3 或 4。
2. 根据权利要求1的用途，其特征在于在式I化合物中A1、A2各自彼此独立地表示 1，4-亚苯基，蒙-1，4-二基或蒙-2, 6-二基，其中在该些基团中一个或多个CH基团任选地 被N替代，环己烧-1，4-二基，另外其中一个或多个不相邻的邸2基团任选地被0和/或S 代替，1，4-亚环己締基、双环[1. 1.