雙介晶化合物的制作方法
【專利摘要】本發明涉及式I所示雙介晶化合物，R1-MG1-Sp-MG2-R2--I其中，R1、R2、MG1、MG2和Sp具有權利要求1中給出的定義，涉及式I所示雙介晶化合物在液晶介質中的用途，特別涉及包含根據本發明的液晶介質的撓曲電液晶器件。而且，本發明涉及在向列相混合物中誘導第二向列相的，沒有式I所示化合物就不顯示出該另外相的式I所示的雙介晶化合物。
【專利說明】雙介晶化合物
[0001]本發明涉及式I所示的雙介晶化合物，
[0002]R1-MG1-Sp-MG2-R2 I
[0003]其中，R^R2JG1JG2和Sp具有權利要求1中給出的定義，涉及式I所示的雙介晶化合物在液晶介質中的用途，特別涉及包含根據本發明的液晶介質的撓曲電液晶器件。
[0004]而且，本發明涉及在向列相混合物中誘導第二向列相的，且沒有式I所示化合物就不顯示該另外相的式I所示的雙介晶化合物。 [0005]液晶顯示器(IXD)被廣泛用于信息顯示。IXD被用于直觀式顯示以及投影式顯示。用于大多數顯示器的電光模式還是具有各種變化的扭曲向列(TN)模式。除了該模式，超扭曲向列(STN)模式和更新的光學補償彎曲(OCB)模式和具有其各種變化的電控雙折射(ECB)模式，例如垂直配向向列相(VAN)模式、帶圖案的ITO垂直配向向列相(PVA)模式、聚合物穩定化的垂直取向向列相(PSVA)模式和多域垂直配向向列相(MVA)模式，以及其它的模式已經被越來越多地使用。所有這些模式都使用實質上垂直于基板，分別垂直于液晶層的電場。除了這些模式，還有使用實質上平行于基板，分別平行于液晶層的電場的電光模式，像例如平面切換(短IPS)模式(如例如DE4000451和EP0588568中公開的)和邊緣場切換(FFS)模式。特別是在后提及的電光模式具有良好的視角特性和改善的響應時間，被越來越多地用于現代桌面監視器，甚至用于TV的顯示器和用于多媒體應用，因此與TN-LCD競爭。
[0006]繼這些顯示器之后，使用具有相對短的膽留醇相螺距的膽留醇型液晶的新型顯示模式已經被提議用于利用所謂的“撓曲電”效應的顯示器中。術語“液晶”、“介晶基元(mesomorphic)化合物”或“介晶化合物”(也被簡稱為“介晶”)是指在合適的溫度、壓力和濃度條件下可以以介晶相(向列相、近晶相等)，或者特別是作為LC相存在的化合物。非兩性介晶化合物包含例如一種或多種棒狀、香蕉形或碟形的介晶基團。
[0007]接曲電液晶材料是本領域已知的。Chandrasekhar, "Liquid Crystals", 2ndedition, Cambridge University Press(1992)and P.G.deGennes 等，〃The Physics ofLiquid crystals",第 2 版，Oxford Science Publications (1995)尤其描述了接曲電效應。
[0008]在這些顯示器中，膽甾醇型液晶以“均勻地橫放的螺旋”設置(ULH)定向，也由此給該顯示類型命名。出于該目的，與向列相材料混合的手性物質誘導螺旋扭曲轉化，將材料轉化成為手性向列相材料，其相當于膽留醇型材料。術語“手性”通常用于描述不可與其鏡像疊加的對象。“非手性的”(無手性的)對象是與其鏡像相同的對象。除非另外明確地指出，術語手性向列相和膽留醇型在本申請中以相同的意義使用。由手性物質誘導的螺距(匕)處在與使用的手性材料的濃度成反比的第一近似值中。這種關系的比例常數被稱為手性物質的螺旋扭曲力(HTP )，并由公式(I)定義。
[0009]HTP = l/(c.P0) (I)
[0010]其中，
[0011]c為手性化合物的濃度。[0012]使用具有一般范圍在0.2μπι至Ιμπι，優選為1.0 μ m或更小，特別是0.5 μ m或更
小的短螺距的手性向列相液晶實現了均一橫放的螺旋織構，其以其螺旋軸平行于液晶盒的基板，例如玻璃板單向配向。在這種構型中，手性向列相液晶的螺旋軸等同于雙折射板的光軸。
[0013]如果向該正交于螺旋軸的構型施用電場，那么光軸在盒平面內旋轉，類似于鐵電液晶的指向矢在表面穩定化的鐵電液晶顯示器中旋轉。撓曲電效應的特征在于一般范圍在6μ s至100μ s的快速響應時間。其另外的特征是出色的灰度等級能力。
[0014]場誘導了指向矢中的展開彎曲結構，其與光軸中的傾角相適應。軸的旋轉角處于與電場強度成線性正比的第一近似值中。當液晶盒位于交叉偏振光鏡之間且在未啟動狀態下光軸與偏光鏡之一的吸收軸成22.5°角時，見到最佳的光學效應。這個22.5°的角也是理想的電場旋轉角，這樣通過反轉電場，光軸旋轉45°，并且通過適當的選擇螺旋軸的優選方向的相對取向、偏光鏡的吸收軸和電場的方向，光軸可以由平行于一個偏光鏡切換至兩個偏光鏡之間的中心角。然后當光軸切換的總角度為45°時，達到最佳的對比度。在這種情況下，如果光延遲，即液晶和盒間隙的有效雙折射的結果被選擇作為波長的四分之一，那么設置可以用作可切換的四分之一波片。除非另外明確地指出，在該情況下，波長是指550nm，就該波長而言，人眼的敏感度最高。
[0015]光軸的旋轉角(Φ )由公式(2)很近似地給出，
[0016]
【權利要求】
1.式I所示的雙介晶化合物，
R1-MG1-Sp-MG2-R2 I 其中， R1和R2各自獨立地為H，F，Cl，CN, NCS或具有I至25個C原子的可以是未取代的、被鹵素或CN單或多取代的直鏈或支鏈烷基，其中一個或多個不鄰近的CH2基團在每種情況下也可以彼此獨立地被-O-、-S-、-NH-、-N (CH3) _、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-或-C = C-以氧原子彼此不直接連接的方式替代， MG1和MG2各自彼此獨立地為介晶基團， Sp為包含5至40個C原子的間隔基團，其中一個或多個不鄰近的和非末端的CH2基團也可以被 _0_、_S_、_NH_、_N (CH3)_、_C0_、_0_C0_、_S_C0_、_0_C00_、_C0_S_、_C0_0_、_CH (鹵素)_、-CH(CN) -、-CH=CH-或-C Ξ C-替代， 條件是:如果R1和R2均為-CN， 那么MG1和MG2不都是
2.根據權利要求1所述的雙介晶化合物，其特征在于，MG1和MG2彼此獨立地選自式II， -A1-(Z1-A2)m-1I 其中，
Z1 為-coo-、-0C0-、-0-C0-0-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2' - (CH2) 4-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C = C-或單鍵， A1和A2在每次出現時各自獨立地為1，4-亞苯基，其中此外，一個或多個CH基團可以被N替代，反式-1，4-亞環己基，其中此外，一個或兩個不鄰近的CH2基團可以被O和/或S替代，I, 4-亞環己烯基，I, 4-雙環-(2，2，2)-亞辛基，哌啶-1，4- 二基，萘-2，6- 二基，十氫萘-2，6- 二基，I, 2，3，4-四氫萘-2，6- 二基，環丁烷-1，3- 二基，螺[3.3]庚烷-2，6- 二基或二螺[3.1.3.1]癸烷_2，8-二基，所有這些基團可以是未取代的，被F、C1、CN或具有I至7個C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基單、雙、三或四取代，其中一個或多個H原子可以被F或Cl取代，m 為 0、1、2 或 3。
3.根據權利要求1或2所述的雙介晶化合物，其特征在于，MG1和MG2各自獨立地選自以下式和它們的鏡像，
4.根據權利要求1至3中至少一項所述的雙介晶化合物，其特征在于，R1和R2選自H、F、Cl、CN、NO2, OCH3> COCH3> COC2H5, C00CH3、COOC2H5, CF3> C2F5, OCF3> OCHF2 和 0C2F5。
5.根據權利要求1至4中至少一項所述的雙介晶化合物，其特征在于，Sp為-(CH2)。-且ο為5至15的整數。
6.根據權利要求1至5中至少一項所述的雙介晶化合物在液晶介質中的用途。
7.液晶介質，其特征在于，其包含一種或多種根據權利要求1至5中至少一項或多項所述的雙介晶化合物。
8.根據權利要求7所述的液晶介質，其特征在于，其還包含一種或多種選自式III所示化合物的化合物，
R3-MG3-X3-Sp1-X4-MG4-R4 III 其中， R3和R4各自獨立地為H，F，Cl，CN, NCS或具有I至25個C原子的可以是未取代的、被鹵素或CN單或多取代的直鏈或支鏈烷基，其中一個或多個不鄰近的CH2基團在每種情況下也可以彼此獨立地被-O-、-S-、-NH-、-N (CH3) _、-CO-、-COO-、-0C0-、-0-C0-0-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-或-C = C-以氧原子彼此不直接連接的方式替代， MG3和MG4各自獨立地為介晶基團， Sp1為包含5至40個C原子的間隔基團，其中一個或多個不鄰近的CH2基團還可以被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-' -CO-、-0-C0-、-S-CO-, -0-C00-、-CO-S-, -C0-0-, -CH (鹵素)_、-CH(CN) -、-CH=CH-或-C Ξ C-替代，以及
X3 和 X4 各自獨立地為 _0_、_S_、_C0_、_C00_、_0C0_、_0_C0_0_、_C0_NH_、_NH_C0_、-CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S' -CH=CH-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -C = C-。
9.根據權利要求7或8所述的液晶介質，其特征在于，其表現出第二向列相。
10.根據權利要求7至9中至少一項所述的液晶介質在液晶器件中的用途。
11.包含含有兩種或更多種組分的液晶介質的液晶器件，所述組分的一種或多種為根據權利要求1至5中至少一項所述的雙介晶化合物。
12.根據權利要求11所述的液晶器件，其特征在于，其為撓曲電器件。
13.根據權利要求11或12所述的液晶器件，其特征在于，其包含兩個面平行的電極，所述電極的內表面表現出混雜的配向條件。
【文檔編號】C09K19/02GK103619992SQ201280032364
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月12日 優先權日:2011年7月5日
【發明者】K·阿德萊姆, D·韋爾克斯, P·E·薩克斯頓, B·斯諾, R·杜芬, O·L·帕里, G·盧克霍斯特 申請人:默克專利股份有限公司