可聚合化合物及其在液晶显示器中的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种混合物，其包含不完全芳族的可聚合化合物和可聚合光引发剂，包含它们的液晶(LC)介质，以及可聚合化合物和LC介质在光学、电光学和电子目的中，特别是在LC显示器中，尤其在聚合物稳定配向型LC显示器中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可聚合化合物及其在液晶显示器中的用途本专利技术涉及包含不完全芳族的可聚合化合物和可聚合光引发剂的混合物，涉及包含它们的液晶(LC)介质，以及所述可聚合化合物和LC介质在光学、电光学和电子目的中，特别是在LC显示器中，尤其在聚合物稳定配向型LC显示器中的用途。专利技术背景目前使用的一种液晶显示器(LCD)模式为TN(“扭曲向列”)模式。然而，TNLCD的缺点为对比度对视角具有强依赖性。另外，已知所谓的具有更宽视角的VA(垂直配向)显示器。VA显示器的LC盒在两个透明电极之间含有LC介质的层，其中LC介质通常具有负的介电各向异性。在断电状态下，LC层的分子垂直于电极表面面地(垂面地)配向或者具有倾斜的垂面配向。当将电压施加到两个电极上时，发生LC分子平行于电极表面的重配向。另外，已知OCB(“光学补偿弯曲”)显示器，其基于双折射效应且具有LC层(其具有所谓的“弯曲”配向和通常正的介电各向异性)。施加电压时，发生LC分子垂直于电极表面的重配向。另外，OCB显示器通常含有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。OCB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。还已知的是所谓的IPS(“面内切换”)显示器，其含有在两个基板之间的LC层，其中两个电极只是布置在两个基板中的一个上，和优选具有互相啮合的梳状结构。在施加电压到电极时，由此在它们之间产生具有平行于LC层的显著分量的电场。这样导致LC分子在层平面内重配向。另外，已经报导了所谓的FFS(边缘场切换)显示器(尤其参见S.H.Jung等，Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷，第3期，2004,1028)，其在相同基板上含有两个电极，其中的一个以梳状的方式结构化，且另一个是非结构化的。由此产生强的所谓的“边缘场”，即接近于电极边缘处的强电场，并且在整个盒中的这样的电场，其具有强的垂直分量以及强的水平分量两者。FFS显示器具有小的对比度视角依赖性。FFS显示器通常含有具有正介电各向异性的LC介质，和配向层，通常是聚酰亚胺的配向层，其提供对LC介质的分子的平面配向。FFS显示器可以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，单个像素通常通过集成的非线性有源元件如晶体管(例如薄膜晶体管或“TFT”)来进行寻址，而在无源矩阵显示器的情况下，单个像素通常根据如现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。此外，FFS显示器已经被公开(参照S.H.Lee等，Appl.Phys.Lett.73(20)，1998，2882-2883和S.H.Lee等，LiquidCrystals39(9)，2012，1141-1148)，其具有与FFS显示器相似的电极设计和层厚度，但包括具有负介电各向异性的LC介质的层，而不是具有正介电各向异性的LC介质的层。与具有正介电各向异性的LC介质相比，具有负的介电各向异性的LC介质显示出更有利的指向矢取向，其具有更少倾斜和更多扭转的取向，其结果是这些显示器具有更高的透射率。显示器还包括配向层，优选提供在至少一个基板上的聚酰亚胺，其与LC介质接触并诱导LC介质的LC分子的平面配向。这些显示器也被称为“超亮度FFS(UB-FFS)”模式显示器。这些显示器需要具有高可靠性的LC介质。下文中使用的术语“可靠性”意指在时间期间和在不同应力负载(stressload)，如光负载、温度、湿度、电压下显示器的性能的品质，并且包括显示效果如图像粘滞(面和线图像粘滞)、色差(mura)、不均匀性(yogore)等，这些是LC显示器领域的技术人员已知的。作为用于对可靠性进行分类的标准参数，通常使用电压保持比(VHR)值，其是用于在测试显示器中维持恒定电压的量度。在其他因素中，高VHR为LC介质的高可靠性的前提条件。在较新类型的VA显示器中，LC分子的均一配向限于在LC盒之内的多个相对小的畴上。这些畴之间可以存在向错(disclination)，也称为倾斜畴。具有倾斜畴的VA显示器，相对于常规的VA显示器，具有更大的对比度和灰阶(greyshade)的视角不依赖性。另外，这种类型的显示器更容易生产，因为不再需要用于在接通状态下使分子均一配向的额外的电极表面处理(例如通过摩擦)。替换此地，通过电极的特殊设计来控制倾角或预倾角的优先指向。在所谓的MVA(多畴垂直配向)显示器中，这通常通过具有导致局部预倾斜的突出物(protrusion)的电极来实现。由此，在施加电压时在不同的、限定的盒区域内以不同的方向使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，然而这导致其透光性的降低。MVA的进一步改进使用了仅在一个电极侧上的突出物，而相对的电极具有狭缝(slit)，这改进了透光性。该狭缝电极在施加电压时在LC盒中产生不均匀的电场，意味着仍然实现了受控切换。为进一步改进透光性，可以扩大狭缝与突出物之间的间隔，但是这反之导致响应时间的延长。在所谓的PVA(“图案化VA”)中，使得突出物是完全多余的，因为两个电极在相对侧上通过狭缝来结构化，这导致增加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(tapping)”等)更敏感。然而，对于许多应用，例如监视器且尤其是TV屏幕，要求缩短显示器的响应时间以及改进显示器的对比度和亮度(透射率)。另一种发展是所谓的PS(“聚合物稳定”)或PSA(“聚合物稳定配向”)显示器，对其偶尔也采用术语“聚合物稳定化”。在这些中，将少量(例如0.3重量％、典型地<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加到LC介质中，并在将LC介质充入显示器之后，使其原位聚合或交联(通常通过UV光聚合)，同时任选地向显示器的电极施加电压。聚合在LC介质显示液晶相的温度下进行，通常在室温。将可聚合介晶或液晶化合物(也称为反应性介晶或“RM”)加到LC混合物中已证实是特别适宜的。除非另有说明，当涉及大体的聚合物稳定配向类型的显示器时下文使用术语“PSA”，和当涉及特定显示器模式(如PS-VA、PS-TN等)时使用“PS”。此外，除非另有说明，当涉及可聚合介晶或液晶化合物时，下文使用术语“RM”。同时，PS(A)原理正用于各种常规的LC显示器模式。因此，例如已知PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS和PS-TN显示器。RM的聚合，在PS-VA和PS-OCB显示器的情况下，优选在施加的电压下发生，在PS-IPS显示器的情况下在有或者没有、优选没有施加电压的情况下发生。如在测试盒中可以验证的那样，PS(A)方法导致在盒中预倾斜。在PS-OCB显示器的情况下，例如可以使得弯曲结构被稳定化，从而使得失调电压是不需要的或者可被降低。在PS-VA显示器的情况下，该预倾斜对响应时间有积极的作用。对于PS-VA显示器，可使用标准的MVA或PVA像素和电极布局。然而，另外，例如仅采用一个结构化的电极侧而没有突出物也可以应对(manage)，这显著简化生产且同时产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合物，其包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式II的化合物/nP-Sp-(A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 EP 17194216.21.一种混合物，其包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式II的化合物
P-Sp-(A1-Z1)a-(A2-Z2)b-(A3-Z3)c-(A4-Z4)d-RI



其中各个基团彼此独立并且在每次出现时相同或不同地具有以下含义：
R表示P,P-Sp-,H,F,Cl,Br,I,-CN,-NO2,-NCO,-NCS,-OCN,-SCN,SF5或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中，此外，一个或多个不相邻的CH2基团可以各自彼此独立地被-C(R0)＝C(R00)-,-C≡C-,-N(R00)-,-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以使得O和/或S原子不彼此直接相连的方式替代，并且其中此外，一个或多个H原子可以被F,Cl,Br,I,CN,P或P-Sp-替代,
P表示可聚合基团，
Sp表示间隔基团或单键，
A1,A3表示具有1至20，优选1至12个C原子的直链、支链或环状亚烷基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-CR0＝CR00-,-C≡C-,-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以使得O和/或S原子不彼此直接相连的方式替代，并且其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代,
A2,A4表示具有5至20个环原子的亚芳基或亚杂芳基，其任选地包含稠环，优选选自苯、吡啶和噻吩，其全部任选地被一个或多个基团L或P-Sp-取代，
Z1-4表示-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-,-OCH2-,-CH2O-,-SCH2-,-CH2S-,-CF2O-,-OCF2-,-CF2S-,-SCF2-,-(CH2)n1-,-CF2CH2-,-CH2CF2-,-(CF2)n1-,-CH＝CH-,-CF＝CF-,-CH＝CF-,-CF＝CH-,-C≡C-,-CH＝CH-CO-O-,-O-CO-CH＝CH-,-CH2-CH2-CO-O-,-O-CO-CH2-CH2-,-CR0R00-或单键，
R0,R00表示H或具有1至12个C原子的烷基，
L表示F,Cl,-CN,P-Sp-或具有1至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基团可以任选地被-CR0＝CR00-,-C≡C-,-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以使得O和/或S原子不彼此直接相连的方式替代，并且其中一个或多个H原子各自任选地被P-Sp-、F或Cl替代,
R1,R2表示具有1至6个C原子的直链或支链烷基，优选甲基，
R3表示OH,甲基，甲氧基，任选地被一个或多个基团L,R,P或P-Sp-取代的苯基,或吗啉-1-基，
a,b,c,d表示0,1,2或3,其中a+c≥1,
g表示1,2,3或4,
n1表示1,2,3或4,
r表示0,1,2,3或4,
p表示1,2或3,其中p+r≤5,
并且其中在式II中，在g≥2的情况下，基团(P-Sp)p和-C(＝O)-CR1R2R3连接至不同的末端苯环，并且在g≥3的情况下，所有苯环通过对位彼此连接。


2.根据权利要求1的混合物，其中在式I中Z1,Z2,Z3和Z4为单键。


3.根据权利要求1或2的混合物，其中在式I中A1和A3为反式-1,4-亚环己基，其任选地被一个或多个基团L或P-Sp-取代，并且A2和A4选自1,4-亚苯基、吡啶和噻吩，其任选地被一个或多个基团L或P-Sp-取代。


4.根据权利要求1至3中一项或多项的混合物，其中在式I和II中所有基团Sp为单键。


5.根据权利要求1至4中一项或多项的混合物，其中在式I中-(A1-Z1)a-(A2-Z2)b-(A3-Z3)c-(A4-Z4)d-选自下式



-(CH2)i-A4
其中i为1至12的整数，且亚环己基和苯环任选地被一个或多个基团L或P-Sp-取代。


6.根据权利要求1至5中一项或多项的混合物，其中式I的化合物选自以下子式






P-Sp(CH2)iSp-PI5



其中P，Sp和L各自彼此独立地在每次出现时相同或不同地具有权利要求1中给出的含义之一，i如权利要求5中所定义，r为0,1,2,3或4，且s为0,1,2或3。


7.根据权利要求1至6中一项或多项的混合物，其中式II的化合物选自下式



其中P，Sp，L，R1-3和r具有权利要求1中给出的含义，h为0,1或2，p1为0或1，p2为0,1或2，其中p1+p2≥1且p1+p2+r≤5。


8.根据权利要求1至7中一项或多项的混合物，其中在式II，IIA和IIB的化合物中基团-C(＝O)-CR1R2R3选自以下基团


其中Me为甲基，星号*表示与式II、IIA和IIB中的苯环的连接，并且P和Sp具有权利要求1中给出的含义。


9.根据权利要求1至8中一项或多项的混合物，其中式II，IIA和IIB的化合物选自下式









其中P，Sp，L和R1-3，r和h具有权利要求7中给出的含义。


10.根据权利要求1至9中一项或多项的混合物，其中式II，IIA，IIB，IIA1-IIA3和IIB1-IIB5的化合物选自以下子式

【专利技术属性】
技术研发人员：童琼，D·乌沙科夫，H·哈斯，S·格瑙克，T·拉霍尔，S·舒普弗，S·穆丁格，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE