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WO2009015744A1 - Flüssigkristallanzeige - Google Patents

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WO2009015744A1
WO2009015744A1 PCT/EP2008/005427 EP2008005427W WO2009015744A1 WO 2009015744 A1 WO2009015744 A1 WO 2009015744A1 EP 2008005427 W EP2008005427 W EP 2008005427W WO 2009015744 A1 WO2009015744 A1 WO 2009015744A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
atoms
compounds
independently
replaced
alkyl
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2008/005427
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Bremer
Georg Bernatz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to US12/671,288 priority Critical patent/US8940375B2/en
Publication of WO2009015744A1 publication Critical patent/WO2009015744A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C09K2019/0448—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
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    • C09K19/542—Macromolecular compounds
    • C09K2019/548—Macromolecular compounds stabilizing the alignment; Polymer stabilized alignment
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    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition

Definitions

  • the present invention relates to liquid crystal (FK) displays of the PS (polymer stabilized) or PSA (polymer sustained alignment) type, as well as novel polymerizable compounds and novel FK media for
  • the currently used liquid crystal displays are usually those of the TN type (twisted nematic). However, these have the disadvantage of a strong viewing angle dependence of the contrast.
  • VA vertical alignment
  • the FK cell of a VA display contains a layer of FK medium between two transparent electrodes, the FK medium usually having a negative value of dielectric (DK) anisotropy.
  • DK dielectric
  • the molecules of the FK layer are orientated in the off state perpendicular to the electrode surfaces (homeotropic) or tilted homeotropic (English, "tilted”). When an electrical voltage is applied to the electrodes, a reorientation of the FK molecules takes place parallel to the electrode surfaces.
  • OCB displays optical compensated bend
  • OCB displays which are based on a birefringence effect and have an FK layer with a so-called "bend” orientation and usually positive (DK) anisotropy.
  • DK positive
  • OCB displays typically contain one or more birefringent optical retardation films to avoid unwanted transmittance of the "bend" cell in the dark state.
  • OCB displays have a wider viewing angle and shorter switching times than TN displays.
  • IPS displays in-plane switching
  • FK layer between two substrates, of which only one has an electrode layer with a usually comb-shaped structure.
  • Substrate include, however, in contrast to IPS displays, only one is formed as a structured (comb-shaped) electrode, and the other electrode is unstructured. This creates a strong "fringe field", a strong electric field near the edge of the electrodes and an electric field throughout the cell that has both a strong vertical and a strong horizontal component, both IPS and FFS Displays show a low viewing angle dependence of the contrast.
  • VA displays In more recent VA displays, the uniform alignment of the FK molecules is confined to several smaller domains within the FK cell. Between these domains, also called tilt domains, there are disclinations. VA displays with tilt domains have greater viewing angle independence of contrast and grayscale compared to traditional VA displays. In addition, such displays are easier to manufacture, since additional treatment of the electrode surface for uniform orientation of the molecules in the on state, such as, e.g. by rubbing, is no longer necessary. Instead, the preferred direction of the tilt or tilt angle (English, "pretilt") by a special
  • the distances between the slits and protrusions can be increased, which in turn leads to an extension of the switching times.
  • the so-called PVA (patterned VA) can be done without any protrusions by structuring both electrodes on the opposite sides through slits, which leads to increased contrast and improved light transmission, but is technologically difficult and makes the display more sensitive to mechanical influences (knocking , English, "tapping", etc.)
  • a shortening of the switching times and an improvement of the contrast and the luminance (transmission) of the display is required.
  • PS displays polymer stabilized
  • PSA polymer-sustained alignment
  • a small amount (for example 0.3% by weight, typically ⁇ 1% by weight) of a polymerizable compound is added to the LC medium, which, after being charged into the FK cell, is polymerized or crosslinked in situ with applied electrical voltage between the electrodes is, usually by UV photopolymerization.
  • the addition of polymerisable mesogenic or liquid-crystalline compounds, also referred to as "reactive mesogens" (RM), to the LC mixture has proved particularly suitable.
  • PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS and PS-TN displays are known.
  • the PSA method leads to a pretilt in the cell.
  • PSA OCB displays it is therefore possible to stabilize the bend structure so that it can do without offset voltage or reduce it.
  • this pretilt has a positive effect on the switching times.
  • PSA VA ads can be a Standard MVA or PVA pixel and electrode layouts are used.
  • PSA-VA displays are described, for example, in JP 10-036847 A, EP 1 170 626 A2, EP 1 378 557 A1, EP 1 498 468 A1, US 2004/0191428 A1, US 2006/0066793 A1 and US 2006/0103804 A1
  • PSA-OCB displays are described, for example, in T. J. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704 and S.H. Kim, L.-C-Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647.
  • PS-I PS displays are described, for example, in US 6,177,972 and Appl. Phys. Lett. 1999, 75 (21), 3264.
  • PS-TN displays are described, for example, in Optics Express 2004, 12 (7), 1221.
  • PS (A) displays especially of the VA and OCB type, as well as LC media and polymerizable compounds for use in such displays, which do not or only slightly show the disadvantages described above and have improved properties.
  • PS (A) displays with high resistivity coupled with a large operating temperature range, short switching times even at low temperatures and low threshold voltage, which have a large number of gray levels, a high level of gray scale Contrast and a wide viewing angle, as well as high levels of voltage holding ratio (HR) after UV exposure have.
  • HR voltage holding ratio
  • the invention had the object of providing PS (A) displays that do not have the disadvantages mentioned above, or only to a lesser extent, allow the setting of a pretilt angle and preferably at the same time have very high resistivities, low threshold voltages and low switching times.
  • No. 5,707,545 A describes chiral liquid-crystalline oxiranemethyl compounds with N-heterocycles, and their use in FK ferroelectric media and displays.
  • polymerizable compounds, or use in PS (A) displays are neither disclosed nor suggested by US 5,707,545 A.
  • a possible polymerization of the compounds via the oxirane group or optionally present terminal vinyl groups is neither desired nor intended according to the teaching of US Pat. No. 5,707,545 A, since otherwise the chirality of the compounds or their suitability for ferroelectric displays would be impaired with fast switching times.
  • US Pat. No. 5,723,066 describes light-scattering polymer dispersed liquid crystal (PDLC) -displays containing phase-separated droplets of an FK medium dispersed in a polymer matrix and also polymerizable compounds for their preparation which may also contain N-heterocycles.
  • PDLC light-scattering polymer dispersed liquid crystal
  • new polymerizable compounds according to the present invention, or the use of polymerizable compounds in PS (A) displays are neither disclosed nor suggested by US 5,723,066.
  • No. 6,778,237 B2 describes a polarization film for LC displays containing a polymerized FK material with a chirally smectic texture, and also chiral and achiral polymerizable compounds for their preparation.
  • the polymerizable compounds may also contain N-heterocycles.
  • new polymerizable compounds according to the present invention, or the use of polymerizable compounds in PS (A) displays are neither disclosed nor suggested
  • the invention thus relates to a liquid crystal (FK) display of the PS (polymer stabilized) or PSA (polymer sustained alignment) type, comprising an FK cell consisting of two substrates, wherein at least one substrate is translucent and at least one substrate is a Having an electrode layer, and a located between the substrates of a FK medium containing a polymerized component and a low molecular weight component, wherein the polymerized component is obtainable by polymerization of one or more polymerizable compounds between the substrates of FK ZeIIe in the LC medium by applying a electrical voltage, characterized in that at least one of the polymerizable compounds having one or more aromatic hydrocarbon rings, which may also be fused, wherein in at least one of these rings at least one CH group is replaced by N (N-heterocycles).
  • FK liquid crystal
  • Another object of the invention are novel polymerizable compounds as described above and below.
  • Another object of the invention is an LC medium containing one or more polymerizable compounds as described above and below.
  • Another object of the invention is an LC medium containing a liquid-crystalline component A), hereinafter also referred to as a "host mixture” containing one or more, preferably two or more low molecular weight (ie, monomeric or unpolymerized) compounds, and a polymerizable component B) containing one or more polymerizable compounds having N-heterocycles as described above and below.
  • a host mixture containing one or more, preferably two or more low molecular weight (ie, monomeric or unpolymerized) compounds, and a polymerizable component B) containing one or more polymerizable compounds having N-heterocycles as described above and below.
  • Another object of the invention is the use of polymerizable compounds with N-heterocycles as described above and below in PS and PSA displays.
  • the invention further provides an LC display comprising one or more polymerizable compounds as described above and below or an LC medium according to the invention, in particular a PS or PSA display, particularly preferably a PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS, PS-FFS or PS-TN display.
  • a PS or PSA display particularly preferably a PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS, PS-FFS or PS-TN display.
  • LC media containing one, two or three polymerizable compounds with N-heterocycles as described above and below.
  • LC media in which the polymerizable component B) contains exclusively polymerizable compounds with N-heterocycles as described above and below.
  • LC media in which component A) is an FK compound or an LC mixture having a nematic liquid crystal phase.
  • Hydrocarbon rings preferably selected from five- or six-membered rings, which may also be fused, wherein in at least one of these rings one or more, preferably one or two CH groups are replaced by N.
  • polymerizable compounds as described above and below, wherein one or more of the aromatic rings are attached at one or more positions, optionally via a spacer group, to one or more, preferably one or two, polymerizable groups.
  • polymerizable compounds wherein only one of the aromatic rings is attached at one position directly (i.e., without a spacer group) to only one polymerizable group.
  • polymerizable compounds wherein one or more of the aromatic rings are attached at two or more positions directly (i.e., without a spacer group) to a polymerizable group.
  • polymerizable compounds wherein one or more of the aromatic rings are attached at one, two or more than two positions via a spacer group having a polymerizable group.
  • achiral polymerizable compounds as well as containing FK media, preferably exclusively consisting of, achiral compounds.
  • the polymerisable compounds are selected from formula I.
  • a 1 and A 2 are each independently 1, 4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl, wherein also one or more, preferably one, two or three CH groups may be replaced by N, and wherein also one or more H -
  • Atoms may be replaced by L, with the compounds contain at least one radical A 1 or A 2 , preferably a radical A 1 , in which one or more, preferably one, two or three CH groups are replaced by N,
  • R a and R b are each independently H, halogen, SF 5 , NO 2 , one
  • Carbon group or hydrocarbon group said compounds containing at least one of L, R a and R b containing a polymerizable group,
  • R 0 and R 00 are each independently H or alkyl of 1 to 12 C atoms
  • Particularly preferred compounds of the formula I are those in which A 1 , A 2 , Z 1 and m have the abovementioned meaning, and
  • P is a polymerizable group
  • Sp is a spacer group or a single bond
  • Y 1 is halogen
  • R x P-Sp-, H halogen, straight-chain, branched or cyclic alkyl having 1 to 25 C atoms, in which also one or more non-adjacent CH 2 groups is represented by -O-, -S-, -
  • CO, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- can be replaced so that O and / or S atoms are not directly linked to one another, and in which also one or more H- Atoms may be replaced by F, Cl or P-Sp-, or an optionally substituted aryl, aryloxy, heteroaryl or
  • R a and R b are each independently of one another P-Sp-, H, L as defined above, or straight-chain or branched alkyl having 1 to 25 C atoms, in which one or more non-adjacent CH 2 -
  • radical A 1 or A 2 preferably one radical A 1 and / or one or two radicals A 2 , denotes 1, 4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl, which are optional mono- or polysubstituted by L as defined above and below.
  • radical A 1 or A 2 preferably a radical A 1 and / or one or two radicals A 2 , selected from the group consisting of pyridine-2,5-diyl, pyridazine-3, 6-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyrazine-2,5-diyl, 1, 2,4-triazine, 3,6-diyl, quinoline-3,7-diyl, isoquinoline-3,7-diyl, cinnoline 3,7-diyl, quinazoline-2,6-diyl, quinoxaline-2,6-diyl, benzo [1, 2,4] triazine-3,7-diyl, [1, 5] naphthyridine-2,6-diyl , [1, 5] Naphthyridine-3,7-diyl, [1'-nap
  • R has one of the meanings given for R a
  • L has one of the meanings given above and below, and preferably F, r 0, 1, 2, 3 or 4 and s 0, 1, 2 or 3.
  • Another object of the invention are new polymerizable
  • R c is P or P-Sp
  • O-CO-, -O-CO-O- can be replaced so that O and / or S atoms are not directly linked.
  • the compounds of the formula I, II and their sub-formulas contain one or more branched radicals L, R ⁇ or R having two or more polymerizable groups P-Sp- (multifunctional polymerizable radicals).
  • Suitable radicals of this type, as well as polymerizable compounds containing them, are described, for example, in US Pat. No. 7,060,200 B1 or US 2006/0172090 A1.
  • Particularly preferred are multifunctional polymerizable radicals P-Sp- selected from the following formulas
  • aa and bb are each independently 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6,
  • X has one of the meanings given for X ', and
  • P 1 "5 each independently have one of the meanings given above for P.
  • PSA PS displays and PSA displays unless otherwise specified.
  • polymerizable compound refers to a compound containing one or more functional groups suitable for polymerization (also referred to as polymerizable group or group P).
  • low molecular weight compound and “unpolymerizable compound” mean, usually monomeric, compounds which do not have a functional group suitable for polymerization under the usual conditions known to those skilled in the art, especially under the conditions used to polymerize the RMs.
  • organic group means a carbon or hydrocarbon group.
  • carbon group means a monovalent or polyvalent organic group containing at least one carbon atom, which either contains no further atoms (such as -C ⁇ C-), or optionally one or more further atoms such as N, O, S, Contains P, Si, Se, As, Te or Ge (eg carbonyl, etc.).
  • hydrocarbon group means a carbon group which additionally contains one or more H atoms and optionally one or more heteroatoms such as, for example, N, O, S, P, Si, Se, As, Te or Ge.
  • Halogen means F, Cl, Br or I.
  • a carbon or hydrocarbon group may be a saturated or unsaturated group. Unsaturated groups are, for example, aryl, alkenyl or alkynyl groups.
  • a carbon or hydrocarbon radical having more than 3 C atoms may be straight-chain, branched and / or cyclic, and may also have spiro-linkages or fused rings.
  • alkyl also include polyvalent groups, for example alkylene, arylene, heteroarylene, etc.
  • aryl means an aromatic carbon group or a group derived therefrom.
  • heteroaryl means "aryl” as defined above containing one or more heteroatoms.
  • Preferred carbon and hydrocarbon groups are optionally substituted alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl, alkylcarbonyloxy and alkoxycarbonyloxy having from 1 to 40, preferably 1 to 25, particularly preferably 1 to 18 carbon atoms, optionally substituted aryl or aryloxy having 6 to 40, preferably 6 to 25 C. Atoms, or optionally substituted alkylaryl, arylalkyl, alkylaryloxy, arylalkyloxy,
  • carbon and hydrocarbon groups are C 1 -C 40 alkyl, C 2 -C 40 alkenyl, C 2 -C 40 alkynyl, C 3 -C 40 allyl, C 4 -C 40 alkyl dienyl, C 4 -C 40 polyenyl, C 6 - C 40 aryl, C 6 -C 40 alkylaryl, C 6 -C 40 arylalkyl, C 6 -C 40 alkylaryloxy, C 6 -C 40 arylalkyloxy, C 6 -C 40 heteroaryl, C 4 -C 40 cycloalkyl, C 4 -C 40 cycloalkenyl, etc.
  • C 1 -C 22 alkyl Particularly preferred are C 1 -C 22 alkyl, C 2 -C 22 alkenyl, C 2 -C 22 alkynyl, C 3 -C 22 allyl, C 4 -C 22 alkyl dienyl, C 6 -C 2 aryl, C 6 - C 20 arylalkyl and C 6 -C 20 heteroaryl.
  • R x is preferably H, halogen, a straight-chain, branched or cyclic alkyl chain having 1 to 25 C atoms, in which one or more nonadjacent C atoms are represented by -O-, -S-, -CO-, -CO- O-, -O-CO-, -O-CO- O- may be replaced, wherein also one or more H atoms may be replaced by fluorine, or an optionally substituted aryl, aryloxy, heteroaryl or heteroaryloxy group with 5 up to 40 carbon atoms.
  • alkyl groups are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, 2-methylbutyl, n-pentyl, s-pentyl, cyclopentyl, n-hexyl, cyclohexyl, 2- Ethylhexyl, n-heptyl,
  • Preferred alkenyl groups are, for example, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, cyclopentenyl, hexenyl, cyclohexenyl, heptenyl,
  • Preferred alkynyl groups are, for example, ethynyl, propynyl, butynyl,
  • Pentynyl Pentynyl, hexynyl, octynyl etc.
  • Preferred alkoxy groups are, for example, methoxy, ethoxy, 2-
  • Preferred amino groups are, for example, dimethylamino,
  • Aryl and heteroaryl groups can be mononuclear or polynuclear, i. they may have a ring (such as phenyl) or two or more rings, which may also be fused (such as naphthyl) or covalently linked (such as biphenyl), or a combination of fused and linked rings.
  • Heteroaryl groups contain one or more heteroatoms, preferably selected from O, N, S and Se.
  • aryl and heteroaryl groups having 4 to 25 C atoms, which optionally contain fused rings and are optionally substituted.
  • 5-, 6- or 7-membered aryl and heteroaryl groups wherein also one or more CH groups can be replaced by N, S or O so that O atoms and / or S atoms do not directly linked are.
  • Preferred aryl groups are, for example, phenyl, biphenyl, triphenyl, [i.r-.SM'TTerphenyW-yl, naphthyl, anthracene, binaphthyl, phenanthrene, Pyrene, dihydropyrene, chrysene, perylene, tetracene, pentacene, benzpyrene, fluorene, indene, indenofluorene, spirobifluorene, etc.
  • Preferred heteroaryl groups are, for example, 5-membered rings such as pyrrole, pyrazole, imidazole, 1, 2,3-triazole, 1, 2,4-triazole, tetrazole, furan,
  • heteroaryl groups may also be substituted by alkyl, alkoxy, thioalkyl, fluorine, fluoroalkyl or other aryl or heteroaryl groups.
  • the aryl, heteroaryl, carbon and hydrocarbon radicals optionally have one or more substituents which are preferably selected from the group consisting of SiIyI, sulfo, sulfonyl, formyl, amine, imine, nitrile, mercapto, nitro, halogen, Ci-12 Alkyl, C ⁇ -12 aryl, d. 12 alkoxy, hydroxy, or combinations of these groups.
  • Preferred substituents are, for example, solubility-promoting groups such as alkyl or alkoxy, electron-withdrawing groups such as fluoro, nitro or nitrile, or substituents for increasing the glass transition temperature (Tg) in the polymer, in particular bulky groups such as t-butyl or optionally substituted aryl groups.
  • Substituted SiIyI or aryl is preferably substituted by halogen, - CN, R 0 , -OR 0 , -CO-R 0 , -CO-OR 0 , -O-CO-R 0 or -O-CO-OR 0 , wherein R 0 has the meaning given above.
  • substituents L are, for example, F, Cl, CN, NO 2 , CH 3 , C 2 H 5 , OCH 3 , OC 2 H 5 , COCH 3 , COC 2 H 5 , COOCH 3 , COOC 2 H 5 , CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , OC 2 F 5 , furthermore phenyl.
  • the polymerizable group P is a group suitable for a polymerization reaction such as radical or ionic chain polymerization, polyaddition or polycondensation, or for a polymer-analogous reaction, for example, addition or condensation to a polymer main chain.
  • a polymerization reaction such as radical or ionic chain polymerization, polyaddition or polycondensation, or for a polymer-analogous reaction, for example, addition or condensation to a polymer main chain.
  • groups suitable for polymerization with ring opening for example oxetane or epoxy groups
  • W 1 is H, F, Cl, CN 1 CF 3 , phenyl or alkyl having 1 to 5 C atoms, in particular H, F, Cl or CH 3
  • W 2 and W 3 are each independently H or alkyl having 1 to 5 C atoms, in particular H, methyl, ethyl or n-propyl
  • W 4 , W 5 and W 6 are each independently Cl, oxaalkyl or oxacarbonylalkyl having 1 to 5 C atoms
  • W 7 and W 8 are each independently H, Cl or alkyl having 1 to 5 carbon atoms
  • Phe is 1, 4-phenylene, which is optionally substituted with one or more radicals L as defined above
  • ki , k 2 and k 3 are each independently O or 1
  • k 3 is preferably 1.
  • W 2 HC 1 especially vinyl, acrylate
  • Methacrylate, fluoroacrylate, chloroacrylate, oxetane and epoxy Methacrylate, fluoroacrylate, chloroacrylate, oxetane and epoxy.
  • spacer group hereinafter also referred to as "Sp"
  • spacer group is known to the person skilled in the art and described in the literature, see, for example, Pure Appl. Chem. 73 (5), 888 (2001).
  • Preferred spacer groups Sp are selected from the formula Sp'-X ', so that the radical "P-Sp-" corresponds to the formula "P-Sp'-X 1 -", where Sp 'is alkylene of 1 to 20, preferably 1 to 12, C atoms, which is optionally mono- or polysubstituted by F, Cl, Br, I or CN, and wherein one or more non-adjacent CH 2 groups are each independently each other by -O-, -S-, - NH-, -NR 0 -, -SiR 0 R 00 -, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- , -CO-, -CO-
  • S-, -NR ° -CO-O-, -O-CO-NR 0 -, -NR ° -CO-NR ° -, -CH CH- or -C ⁇ C- may be replaced by O- and / or S atoms are not directly linked,
  • R 0 and R 00 are each independently H or alkyl of 1 to 12 carbon atoms
  • Y 2 and Y 3 are each independently H, F, Cl or CN.
  • X 1 is preferably -O-, -S-CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR 0 -, -NR ° -CO-, -NR ° -CO-NR ° - or a single bond.
  • Typical spacer groups Sp 1 are, for example, - (CH 2 ) P -, - (CH 2 CH 2 O) q - CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 -S-CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 - NH-CH 2 CH 2 - or - (SiR ° R 00 -O) p - wherein p is an integer from 1 to 12, q is an integer from 1 to 3, and R 0 and R 00 are those given above Own meanings.
  • Particularly preferred groups -X'-Sp'- are - (CH 2 ) P -, -O- (CH 2 ) P -, -OCO- (CH 2 ) p-, -OCO- (CH 2 ) p-.
  • Particularly preferred groups Sp 1 are each straight-chain, for example, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, nonylene, decylene, undecylene, dodecylene, octadecylene, ethyleneoxyethylene, methyleneoxybutylene, ethylenethioethylene, ethylene-N methyl-iminoethylene, 1-methylalkylene, ethenylene, propenylene and butenylene.
  • Epoxy compounds of the formula I can be carried out in analogy to the methods described in US Pat. No. 5,707,545. Further, particularly preferred methods can be found in the examples.
  • the synthesis is carried out by esterification or
  • the polymerizable compounds are polymerized or crosslinked in FK medium between the substrates of the LC display by applying a voltage by in-situ polymerization (if a compound contains two or more polymerizable groups).
  • Suitable and preferred polymerization methods are, for example, thermal or photopolymerization, preferably photopolymerization, in particular UV photopolymerization.
  • one or more initiators can also be added.
  • Suitable conditions for the polymerization, as well as suitable types and amounts of initiators, are known in the art and described in the literature.
  • the commercially available photoinitiators Irgacure651®, Irgacure184®, Irgacure907® are suitable for free-radical polymerization.
  • the LC medium contains no polymerization initiator.
  • the polymerizable component A) or the LC medium may also contain one or more stabilizers to prevent unwanted spontaneous polymerization of the RMs, for example during storage or transport.
  • stabilizers Suitable types and amounts of stabilizers are known to those skilled in the art and described in the literature. Particularly suitable are, for example, the commercially available stabilizers Irganox® series (Ciba AG), such as Irganox® 1076. If stabilizers are used, their proportion, based on the total amount of RMs or the polymerizable component A), preferably 10 - 10,000 ppm, more preferably 50-500 ppm.
  • the polymerizable compounds according to the invention are particularly suitable for polymerization without initiator, which brings considerable advantages, such as lower material costs and in particular a lower contamination of the LC medium by possible residual amounts of the initiator or its degradation products.
  • the LC media according to the invention preferably comprise ⁇ 5%, more preferably ⁇ 1%, very preferably ⁇ 0.5% of polymerisable compounds, in particular polymerisable compounds of the abovementioned formulas.
  • the polymerizable compounds according to the invention can be added individually to the LC media, but it is also possible to use mixtures containing two or more polymerizable compounds according to the invention, or mixtures comprising one or more polymerizable compounds according to the invention and one or more additional polymerizable compounds (comonomers) become.
  • the comonomers may be mesogenic or non-mesogenic. Upon polymerization of such mixtures, copolymers are formed.
  • the polymerizable mixtures mentioned above and below are a further subject of the invention.
  • Suitable and preferred mesogenic comonomers are, for example, those selected from the following formulas:
  • P 1 and P 2 have one of the meanings given for P and are preferably acrylate or methacrylate,
  • Sp 1 and Sp 2 have one of the meanings given for Sp or denote a single bond
  • Z 2 and Z 3 are each independently of one another -COO- or -OCO,
  • L 1 and L are each, independently of one another, H, F or Cl, r is 0, 1, 2, 3 or 4, s is 0, 1, 2 or 3, t is 0, 1 or 2, x is 0 or 1, and
  • R y and R z are each independently H or CH 3 .
  • the LC media for use in the LC displays according to the invention contain, in addition to the polymerizable compounds described above, an LC mixture ("host mixture") comprising one or more, preferably two or more low molecular weight (ie monomeric or unpolymerized) compounds , The latter are stable or unreactive to a polymerization reaction under the conditions used for the polymerization of the polymerizable compounds.
  • the host mixture can be any FK mixture suitable for use in conventional VA and OCB displays.
  • Suitable LC mixtures are known to the person skilled in the art and described in the literature, for example mixtures in VA displays in EP 1 378 557 A1 and mixtures for OCB displays in EP 1 306 418 A1 and DE 102 24 046 A1.
  • L 1 and L 2 are each independently F or Cl, R 1 and R 2 each independently of one another alkyl with 1 to 12 C
  • L 3 and L 4 are each independently H, F or Cl 1
  • L 1 and L 2 denote F or L 1 Cl and L 2 F, and L 3 and L 4 F or L 3 Cl and L 4 F.
  • the compounds of formula II are preferably selected from the following formulas
  • alkyl is Ci -6- alkyl and o is O or 1.
  • L 3 and L 4 are each independently H, F or Cl,
  • R 3 alkenyl having 2 to 9 C atoms
  • R 4 alkyl having 1 to 12 carbon atoms, wherein also one or two non-adjacent CH 2 groups can be replaced by -O-, -CH CH-, - CO-, -OCO- or -COO- so that O-
  • R 4 is preferably straight-chain alkyl or alkoxy having 1 to 8 C atoms, more preferably methoxy, ethoxy, n-propoxy or n-
  • L 3 and L 4 are F, or L 3 is Cl and L 4 is F.
  • the compounds of formula III are preferably selected from the following formulas:
  • R 1 and R 2 each independently have one of the meanings given in formula II, and
  • L 5 and L 6 are F or Cl, preferably F.
  • the terphenyls of formula IV are preferably selected from the following formulas
  • alkyl is d- 6- alkyl
  • R and R independently of one another have one of the meanings given for R 1 i • n formula II,
  • the compounds of formula VII are preferably selected from the following formulas:
  • alkyl Vf wherein "alkyl” d- 6 alkyl, R Ci -6 alkyl or -alkoxy, "alkenyl” C 2 - 7 - alkenyl and denote H or F.
  • alkyl Ci -6 alkyl, H or F, and X is F or Cl. Particular preference is given to compounds of the formula VIa in which X is F.
  • R 9 is CH 3 , C 2 H 5 or nC 3 H 7 and q is 1 or 2.
  • Medium additionally containing one or more compounds having a tetrahydronaphthyl or naphthyl moiety, such as e.g. the compounds selected from the following formulas:
  • R 5 and "alkyl" have the meanings given above, d is O or 1, and w, x and z are each independently an integer from 1 to 6.
  • R 5 is particularly preferably C 1 -6 -alkyl or -alkoxy in these compounds, d is preferably 1.
  • R 1 and R 2 each independently of one another alkyl with 1 to 12 C
  • L 1 and L 2 are each independently F, Cl, OCF 3 , CF 3 , CH 3 , CH 2 F, CHF 2 .
  • both radicals L and LF or one of the radicals L 1 and L 2 denote F and the other Cl.
  • the compounds of formula XV are preferably selected from the following sub-formulas
  • R has the meaning given above and v is an integer from 1 to 6.
  • R 1 is preferably straight-chain alkyl or alkenyl.
  • Total mixture is preferably 5 to 60%, particularly preferably 10 to 35%.
  • the content of these individual compounds is preferably 2 to 20% in each case.
  • n) medium which 1 to 8, preferably 1 to 5 compounds of
  • Formula Mc and / or Me contains.
  • the proportion of these compounds in the total mixture is preferably 5 to 60%, particularly preferably 10 to 35%.
  • the content of these individual compounds is preferably 2 to 20% in each case.
  • Total mixture is preferably 2 to 70%, particularly preferably 5 to 60%.
  • Formula III is preferably 1 to 60% each.
  • the proportion of compounds of formula Me 1 IVa and IVb in the total mixture is preferably 5 to 50%, particularly preferably 10 to 35%.
  • the content of the individual compounds of the formula He is preferably in each case from 2 to 15%.
  • the content of the individual compounds of the formula IVa is preferably in each case from 2 to 10%.
  • the content of the individual compounds of the formula IVb is preferably in each case from 2 to 20%.
  • Va and Vb are preferably 2 to 12%, respectively.
  • Tetrahydronaphthyl or naphthyl unit (for example of the formula VIIIa-VIIIe) in the total mixture is preferably up to 30%, particularly preferably up to 20%.
  • the content of each compound of this type is preferably 2 to 20% each.
  • v) medium containing 1 to 5, preferably 1, 2 or 3 polymerizable compounds.
  • x) medium for use in OCB displays which contains one or more compounds of the following formulas:
  • R u in each occurrence identically or differently n-alkyl, alkoxy, oxaalkyl, fluoroalkyl or alkenyl, each having up to 9 C atoms,
  • X u is F, Cl or in each case halogenated alkyl, alkenyl, alkenyloxy or alkoxy having in each case up to 6 C atoms,
  • 1-6 are each independently H or F
  • the compounds of the formula XVI are preferably selected from the following formulas:
  • R 0 and X 0 have the abovementioned meaning, and X 0 is preferably F. Particular preference is given to compounds of the formulas XVIb and XVIf.
  • the compounds of formula XVII are preferably selected from the following formulas:
  • R 0 and X 0 have the abovementioned meaning, and X 0 is preferably F. Particular preference is given to compounds of the formulas XVIIa, XVIIb and XVIIe.
  • the compounds of the formula XVIII are preferably selected from the following formulas:
  • the liquid-crystal mixture preferably has a nematic phase range of at least 80 K, particularly preferably of at least 100 K, and a rotational viscosity of not more than 250, preferably not more than 200 mPa s, at 20 ° C.
  • LC media according to the invention for use in displays of the VA type have a negative dielectric anisotropy ⁇ , preferably from about -0.5 to -7.5, in particular from about -2.5 to -5.5 at 20 0 C and 1 kHz.
  • FK media according to the invention for use in displays of the OCB type have a positive dielectric anisotropy ⁇ , preferably from about +7 to +17 at 20 ° C and 1 kHz.
  • the birefringence ⁇ n in FK media according to the invention for use in displays of the VA type is preferably below 0.16, more preferably between 0.06 and 0.14, in particular between 0.07 and 0.12.
  • the birefringence ⁇ n in FK media according to the invention for use in displays of the OCB type is preferably between 0.14 and 0.22, in particular between 0.16 and 0.22.
  • the dielectrics may also contain further additives known to the person skilled in the art and described in the literature.
  • 0 to 15 wt .-% pleochroic dyes may be added, also nanoparticles, conductive salts, preferably ethyl-dimethyldodecylammonium-4-hexoxy- benzoate, tetrabutylammonium tetraphenylborate or complex salts of crown ethers (cf., for example, Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., 24, 249-258 (1973)) for improving the conductivity, or substances for changing the dielectric anisotropy, the viscosity and / or the orientation of the nematic phases.
  • Such substances are eg in
  • the preparation of the FK media which can be used according to the invention is carried out in a conventional manner, for example by mixing one or more compounds of the formula II-XVIII with one or more polymerizable compounds as defined above, and optionally with further liquid-crystalline compounds and / or additives.
  • the desired amount of used in lesser quantity is carried out in a conventional manner, for example by mixing one or more compounds of the formula II-XVIII with one or more polymerizable compounds as defined above, and optionally with further liquid-crystalline compounds and / or additives.
  • the LC media according to the invention can also contain compounds, wherein, for example, H, N, O, Cl, F are replaced by the corresponding isotopes.
  • the construction of the FK displays according to the invention corresponds to the geometry customary for PS (A) displays, as described in the cited prior art. Geometries without protrusions are preferred, especially those in which, moreover, the electrode on the color filter side is unstructured and only the electrode on the TFT side has slots. Particularly suitable and preferred electrode structures for PSA-VA displays are described, for example, in US 2006/0066793 A1.
  • V 0 threshold voltage V 0 threshold voltage
  • capacitive [V] at 20 0 C capacitive [V] at 20 0 C
  • threshold voltage refers to the capacitive threshold (Vo), also referred to as the Freedericksz threshold, unless explicitly stated otherwise.
  • the optical threshold for 10% relative contrast can also be used (as usual).
  • the display used to measure the capacitive threshold voltage has two plane-parallel carrier plates at a distance of 4 microns and electrode layers with overlying oriented layers of rubbed polyimide on the inner sides of the carrier plates, which cause a homeotropic edge orientation of the liquid crystal molecules.
  • the polymerizable compounds are polymerized in the display by UV irradiation, eg at 28 mW / cm 2 , for a given time, with a voltage being applied to the display (typically 10V to 30V AC).
  • the tilt angle is determined by a rotary crystal experiment (Autronic-Melcher's TBA-105). A small value (i.e., a large deviation from the 90 ° angle) corresponds to a large TiIt.
  • the dihydroxyquinoline is suspended in 100 ml of dichloromethane, the DMAP and the triethylamine added (still no clear solution). It is cooled to about 2 ° C, added dropwise a solution of the acrylic acid chloride in 20 ml of dichloromethane, and stirred overnight at RT. The mixture is mixed with 100 ml of water and made approximately neutral with about 6 ml of 2N HCl. The organic phase is separated, dried and concentrated by rotary evaporation. After filtration over silica gel, Recrystallization from heptane (with 5% isopropanol) and two times recrystallization from THF gives colorless crystals. Melting point: 122 ° C.
  • the nematic FK-host mixture N1 is formulated as follows

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall (FK)-Anzeige des PS- (polymer stabilized) oder PSA- (polymer sustained alignment) Typs, sowie polymerisierbare Verbindungen und FK-Medien zur Verwendung in PS- (polymer stabilized) und PSA-Anzeigen.

Description

Flüssigkristallanzeige
Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristall (FK)-Anzeigen des PS- (polymer stabilized) oder PSA- (polymer sustained alignment) Typs, sowie neue polymerisierbare Verbindungen und neue FK-Medien zur
Verwendung in PS(A)-Anzeigen.
Die derzeit verwendeten Flüssigkristallanzeigen (FK-Anzeigen) sind meist solche des TN-Typs (twisted nematic). Diese weisen allerdings den Nachteil einer starken Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes auf.
Daneben sind sogenannte VA-Anzeigen (vertical alignment) bekannt, die einen breiteren Blickwinkel aufweisen. Die FK-ZeIIe einer VA-Anzeige enthält eine Schicht eines FK-Mediums zwischen zwei transparenten Elektroden, wobei das FK-Medium üblicherweise einen negativen Wert der dielektrischen (DK-) Anisotropie aufweist. Die Moleküle der FK-Schicht sind im ausgeschalteten Zustand senkrecht zu den Elektrodenflächen (homöotrop) oder gekippt homöotrop (engl, "tilted") orientiert. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden findet eine Umorientierung der FK-Moleküle parallel zu den Elektrodenflächen statt.
Weiterhin sind OCB-Anzeigen (optically compensated bend) bekannt, die auf einem Doppelbrechungseffekt beruhen und eine FK-Schicht mit einer sogenannten "bend"-Orientierung und üblicherweise positiver (DK-) Anisotropie aufweisen. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung findet eine Umorientierung der FK-Moleküle senkrecht zu den Elektrodenflächen statt. Darüber hinaus enthalten OCB-Anzeigen normalerweise einen oder mehrere doppelbrechende optische Retardationsfilme, um unerwünschte Lichtdurchlässigkeit der "bend"-Zelle im dunklen Zustand zu vermeiden. OCB-Anzeigen besitzen gegenüber TN-Anzeigen einen weiteren Blickwinkel und kürzere Schaltzeiten.
Weiterhin sind IPS-Anzeigen (In-Plane-Switching) bekannt, die eine FK- Schicht zwischen zwei Substraten enthalten, wovon nur eines eine Elektrodenschicht mit üblicherweise kammförmiger Struktur aufweist.
Dadurch wird bei Anlegen einer Spannung ein elektrisches Feld erzeugt, welches eine signifikante Komponente parallel zur FK-Schicht aufweist. Dies bewirkt eine Umorientierung der FK-Moleküle in der Schichtebene. Des weiteren wurden sogenannte FFS-Anzeigen (Fringe-Field-Switching) vorgeschlagen (siehe u.a. S. H. Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Band 43, No. 3, 2004, 1028), die ebenfalls zwei Elektroden auf dem gleichen
Substrat beinhalten, wovon jedoch im Gegensatz zu IPS-Anzeigen nur eine als strukturierte (kammförmige) Elektrode ausgebildet ist, und die andere Elektrode unstrukturiert ist. Dadurch wird ein starkes sogenanntes „fringe field" erzeugt, also ein starkes elektrisches Feld nahe am Rand der Elektroden und in der gesamten Zelle ein elektrisches Feld, welches sowohl eine starke vertikale als auch eine starke horizontale Komponente aufweist. Sowohl IPS-Anzeigen als auch FFS-Anzeigen weisen eine geringe Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes auf.
In VA-Anzeigen des neueren Typs ist die einheitliche Ausrichtung der FK- Moleküle auf mehrere kleinere Domänen innerhalb der FK-ZeIIe beschränkt. Zwischen diesen Domänen, auch als Tilt-Domänen (engl, "tilt domains") bezeichnet, existieren Disklinationen. VA-Anzeigen mit Tilt- Domänen weisen, verglichen mit herkömmlichen VA-Anzeigen, eine größere Blickwinkelunabhängigkeit des Kontrastes und der Graustufen auf. Außerdem sind solche Anzeigen einfacher herzustellen, da eine zusätzliche Behandlung der Elektrodenoberfläche zur einheitlichen Orientierung der Moleküle im eingeschalteten Zustand, wie z.B. durch Reiben, nicht mehr notwendig ist. Stattdessen wird die Vorzugsrichtung des Kipp- oder Tiltwinkels (engl, "pretilt") durch eine spezielle
Ausgestaltung der Elektroden kontrolliert. In den sogenannten MVA- Anzeigen (multidomain vertical alignment) wird dies üblicherweise dadurch erreicht, dass die Elektroden Erhebungen oder Vorsprünge (engl, "protrusions") aufweisen, die einen lokalen pretilt verursachen. Als Folge werden die FK-Moleküle beim Anlegen einer Spannung in verschiedenen, definierten Regionen der Zelle in unterschiedliche Richtungen parallel zu den Elektrodenflächen orientiert. Dadurch wird ein "kontrolliertes" Schalten erreicht und das Entstehen störender Disklinationslinien vermieden. Diese Anordnung verbessert zwar den Blickwinkel der Anzeige, führt aber zu einer Verringerung ihrer Lichtdurchlässigkeit. Ein Weiterentwicklung von MVA verwendet Protrusions nur auf einer Elektroden-Seite, die gegenüberliegende Elektrode weist hingegen Schlitze (engl, "slits") auf, was die Lichtdurchlässigkeit verbessert. Die geschlitzten Elektroden erzeugen beim Anlegen einer Spannung ein inhomogenes elektrisches Feld in der FK-ZeIIe, so dass weiterhin ein kontrolliertes Schalten erreicht wird. Zur weiteren Verbesserung der
Lichtdurchlässigkeit können die Abstände zwischen den slits und protrusions vergrößert werden, was jedoch wiederum zu einer Verlängerung der Schaltzeiten führt. Beim sogenannten PVA (Patterned VA) kommt man ganz ohne Protrusions aus, indem man beide Elektroden auf den gegenüberliegenden Seiten durch Schlitze strukturiert, was zu einem erhöhten Kontrast und verbesserter Lichtdurchlässigkeit führt, aber technologisch schwierig ist und das Display empfindlicher gegen mechanische Einflüsse macht (Klopfen, engl, „tapping", etc.). Für viele Anwendungen, wie beispielsweise Monitore und vor allem TV-Bildschirme, ist jedoch eine Verkürzung der Schaltzeiten sowie eine Verbesserung des Kontrastes und der Luminanz (Transmission) der Anzeige gefragt.
Eine Weiterentwicklung stellen die sogenannten PS-Anzeigen (polymer stabilized) dar, die auch unter dem Begriff "PSA" (polymer sustained alignment) bekannt sind. Darin wird dem FK-Medium eine geringe Menge (zum Beispiel 0.3 Gew.%, typischerweise <1 Gew.%) einer polymerisierbaren Verbindung zugesetzt, welche nach Einfüllen in die FK- ZeIIe bei angelegter elektrischer Spannung zwischen den Elektroden in situ polymerisiert bzw. vernetzt wird, üblicherweise durch UV- Photopolymerisation. Als besonders geeignet hat sich der Zusatz von polymerisierbaren mesogenen oder flüssigkristallinen Verbindungen, auch als "reaktive Mesogene" (RM) bezeichnet, zur FK-Mischung erwiesen.
Mittlerweile wird das PS- bzw. PSA-Prizip in diversen klassischen FK- Anzeigen angenwendet. So sind beispielsweise PSA-VA-, PSA-OCB-, PS- IPS- und PS-TN-Anzeigen bekannt. Wie man in Testzellen nachweisen kann, führt das PSA-Verfahren zu einem pretilt in der Zelle. Bei PSA- OCB-Anzeigen kann man daher erreichen, dass die Bend-Struktur stabilisiert wird, so dass man ohne Offset-Spannung auskommt oder diese reduzieren kann. Im Falle von PSA-VA-Anzeigen wirkt sich dieser Pretilt positiv auf die Schaltzeiten aus. Für PSA-VA-Anzeigen kann ein Standard-MVA- bzw -PVA Pixel- und Elektroden-Layout verwendet werden. Darüber hinaus kann man aber beispielsweise mit nur einer strukturierten Elektrodenseite und ohne Protrusions auskommen, was die Herstellung wesentlich vereinfacht und gleichzeitig zu einem sehr guten Kontrast bei sehr guter Lichtdurchlässigkeit führt.
PSA-VA-Anzeigen sind beispielsweise in JP 10-036847 A, EP 1 170 626 A2, EP 1 378 557 A1 , EP 1 498 468 A1 , US 2004/0191428 A1 , US 2006/0066793 A1 und US 2006/0103804 A1 beschrieben. PSA-OCB- Anzeigen sind beispielsweise in T. -J- Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704 und S. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647 beschrieben. PS-I PS-Anzeigen sind zum Beispiel in US 6,177,972 und Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21 ), 3264 beschrieben. PS-TN- Anzeigen sind zum Beispiel in Optics Express 2004, 12(7), 1221 beschrieben.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Verwendung in PS(A)-Anzeigen die aus dem Stand der Technik bekannten FK-Mischungen und RMs noch einige Nachteile aufweisen. So eignet sich bei weitem nicht jedes beliebige lösliche Monomer für PS(A)-Anzeigen, und es erscheint schwierig, geeignetere Auswahlkriterien als eben das direkte PSA- Experiment mit pretilt-Messung zu finden. Noch kleiner wird die Auswahl, wenn eine Polymerisation mittels UV-Licht ohne den Zusatz von Photoinitiatoren gewünscht ist, was für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein kann, wie etwa in US 2006/0066793 A1 beschrieben.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach PS(A)-Anzeigen, insbesondere vom VA- und OCB-Typ, sowie FK-Medien und polymerisierbaren Verbindungen zur Verwendung in solchen Anzeigen, welche die oben beschriebenen Nachteile nicht oder nur in geringem Maße zeigen und verbesserte Eigenschaften besitzen. Insbesondere besteht ein großer Bedarf nach PS(A)-Anzeigen bzw. -Materialien mit einem hohen spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellenspannung, die eine Vielzahl von Graustufen, einen hohen Kontrast und einen weiten Blickwinkel ermöglichen, sowie hohe Werte der "voltage holding ratio" (HR) nach UV-Belastung aufweisen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, PS(A)-Anzeigen bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße aufweisen, die Einstellung eines Pretilt-Winkels ermöglichen und vorzugsweise gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände, niedrige Schwellenspannungen und niedrige Schaltzeiten besitzen.
Überraschend wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, indem man erfindungsgemäße PS(A)-Anzeigen verwendet, die eine polymerisierte Verbindung mit einem N-Heterocyclus gemäß Anspruch 1 enthalten. Dies konnte in Verbindung mit einem FK-Medium mittels Pretilt- Messungen in VA-Tilt-Messzellen nachgewiesen werden. Insbesondere konnte ein Pretilt ohne den Zusatz von Photoinitiator erreicht werden.
US 5,707,545 A beschreibt chirale flüssigkristalline Oxiranmethylverbindungen mit N-Heterocyclen, sowie deren Verwendung in ferroelektrischen FK-Medien und -Anzeigen. Polymerisierbare Verbindungen, oder die Verwendung in PS(A)-Anzeigen, werden durch US 5,707,545 A jedoch weder offenbart noch nahegelegt. Eine mögliche Polymerisation der Verbindungen über die Oxirangruppe oder ggf. vorhandene endständige Vinylgruppen ist gemäß der Lehre von US 5,707,545 A auch weder gewünscht noch beabsichtigt, da sonst die Chiralität der Verbindungen bzw. ihre Eignung für ferroelektrische Anzeigen mit schnellen Schaltzeiten beeinträchtigt würde.
US 5,723,066 beschreibt lichtstreuende FK-Anzeigen des PDLC-Typs ("polymer dispersed liquid crystal"), enthaltend phasenseparierte Tröpfchen eines FK-Mediums dispergiert in einer Polymermatrix, sowie polymerisierbare Verbindungen zu ihrer Herstellung, welche auch N- Heterocyclen enthalten können. Neue polymerisierbare Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung, oder die Verwendung von polymerisierbaren Verbindungen in PS(A)-Anzeigen, sind durch US 5,723,066 jedoch weder offenbart noch nahegelegt. US 6,778,237 B2 beschreibt einen Polarisationsfilm für FK-Anzeigen enthaltend ein polymerisiertes FK-Material mit chiral smektischer Textur, sowie chirale und achirale polymerisierbare Verbindungen zu ihrer Herstellung. Die polymerisierbaren Verbindungen können auch N- Heterocyclen enthalten. Neue polymerisierbare Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung, oder die Verwendung von polymerisierbaren Verbindungen in PS(A)-Anzeigen, sind durch US 6,778,237 B2 jedoch weder offenbart noch nahegelegt.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Flüssigkristall (FK)-Anzeige des PS- (polymer stabilized) oder PSA (polymer sustained alignment)-Typs, enthaltend eine FK-ZeIIe bestehend aus zwei Substraten, wobei mindestens ein Substrat lichtdurchlässig ist und mindestens ein Substrat eine Elektrodenschicht aufweist, sowie einer zwischen den Substraten befindlichen Schicht eines FK-Mediums enthaltend eine polymerisierte Komponente und eine niedermolekulare Komponente, wobei die polymerisierte Komponente erhältlich ist durch Polymerisation einer oder mehrerer polymerisierbarer Verbindungen zwischen den Substraten der FK-ZeIIe im FK-Medium unter Anlegen einer elektrischen Spannung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der polymerisierbaren Verbindungen einen oder mehrere aromatische Kohlenwasserstoffringe aufweist, welche auch anelliert sein können, wobei in mindestens einem dieser Ringe mindestens eine CH-Gruppe durch N ersetzt ist (N- Heterocyclen).
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind neue polymerisierbare Verbindungen wie vor- und nachstehend beschrieben.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein FK-Medium enthaltend eine oder mehrere polymerisierbare Verbindungen wie vor- und nachstehend beschrieben.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein FK-Medium enthaltend eine flüssigkristalline Komponente A), im Folgenden auch als "Host- Mischung" bezeichnet, enthaltend eine oder mehrere, vorzugsweise zwei oder mehr niedermolekulare (d.h. monomere bzw. unpolymerisierte) Verbindungen, sowie eine polymerisierbare Komponente B), enthaltend eine oder mehrere polymerisierbare Verbindungen mit N-Heterocyclen wie vor- und nachstehend beschrieben.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von polymerisierbaren Verbindungen mit N-Heterocyclen wie vor- und nachstehend beschrieben in PS- und PSA-Anzeigen.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine FK-Anzeige enthaltend eine oder mehrere polymerisierbaren Verbindungen wie vor- und nachstehend beschrieben oder ein erfindungsgemäßes FK-Medium, insbesondere eine PS- oder PSA-Anzeige, besonders bevorzugt eine PSA-VA-, PSA-OCB-, PS-IPS-, PS-FFS- oder PS-TN-Anzeige.
Besonders bevorzugt sind FK-Medien enthaltend eine, zwei oder drei polymerisierbare Verbindungen mit N-Heterocyclen wie vor- und nachstehend beschrieben.
Ferner bevorzugt sind FK-Medien, worin die polymerisierbare Komponente B) ausschließlich polymerisierbare Verbindungen mit N- Heterocyclen wie vor- und nachstehend beschrieben enthält.
Ferner bevorzugt sind FK-Medien, worin Komponente A) eine FK- Verbindung oder eine FK-Mischung ist, die eine nematische Flüssigkristallphase aufweist.
Besonders bevorzugt sind polymerisierbare Verbindungen enthaltend zwei oder mehr, vorzugsweise zwei, drei oder vier, aromatische
Kohlenwasserstoffringe, vorzugsweise ausgewählt aus fünf- oder sechsgliedrigen Ringen, welche auch anelliert sein können, worin in mindestens einem dieser Ringe eine oder mehrere, vorzugsweise eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sind. Ferner bevorzugt sind polymerisierbare Verbindungen wie vor- und nachstehend beschrieben, worin einer oder mehrere der aromatischen Ringe an einer oder mehreren Positionen, optional über eine Abstandsgruppe, mit einer oder mehreren, vorzugsweise einer oder zwei polymerisierbaren Gruppen verknüpft sind.
Ferner bevorzugt sind polymerisierbare Verbindungen, worin nur einer der aromatischen Ringe an nur einer Position direkt (d.h. ohne Abstandsgruppe) mit nur einer polymerisierbaren Gruppe verknüpft ist.
Ferner bevorzugt sind polymerisierbare Verbindungen, worin einer oder mehrere der aromatischen Ringe an zwei oder mehr Positionen direkt (d.h. ohne Abstandsgruppe) mit einer polymerisierbaren Gruppe verknüpft sind.
Ferner bevorzugt sind polymerisierbare Verbindungen, worin einer oder mehrere der aromatischen Ringe an einer, zwei oder mehr als zwei Positionen über eine Abstandsgruppe mit einer polymerisierbaren Gruppe verknüpft sind.
Ferner bevorzugt sind achirale polymerisierbare Verbindungen, sowie FK- Medien enthaltend, vorzugsweise ausschließlich bestehend aus, achiralen Verbindungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die polymerisierbaren Verbindungen ausgewählt aus Formel I
Ra-A1-(Z1-A2)m-Rb I
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung haben
A1 und A2 jeweils unabhängig voneinander 1 ,4-Phenylen oder Naphthalin-2,6-diyl, worin auch eine oder mehrere, vorzugsweise eine, zwei oder drei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, und worin auch ein oder mehrere H-
Atome durch L ersetzt sein können, wobei die Verbindungen mindestens einen Rest A1 oder A2 enthalten, vorzugsweise einen Rest A1, worin eine oder mehrere, vorzugsweise eine, zwei oder drei CH-Gruppen durch N ersetzt sind,
L, Ra und Rb jeweils unabhängig voneinander H, Halogen, SF5, NO2, eine
Kohlenstoffgruppe oder Kohlenwasserstoffgruppe, wobei die Verbindungen mindestens einen Rest L, Ra und Rb enthalten, der eine polymerisierbare Gruppe enthält,
Z1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden -O-, -S-, -CO-, -
CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, - CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH- COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 oder eine Einfachbindung,
R0 und R00 jeweils unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 12 C- Atomen,
m O, 1 , 2, 3 oder 4.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind solche, worin A1, A2, Z1 und m die oben angegebene Bedeutung haben, und
L P-Sp-, F, Cl, Br, I1 -CN, -NO2 , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, - C(=O)N(RX)2, -C(=O)Y1, -C(=O)RX, -N(RX)2, optional substituiertes SiIyI, optional substituiertes Aryl mit 4 bis 20 C Atomen, oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylcarbonlyoxy oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl oder P-Sp- ersetzt sein können,
P eine polymerisierbare Gruppe,
Sp eine Abstandsgruppe oder eine Einfachbindung, Y1 Halogen,
Rx P-Sp-, H, Halogen, gerad kettiges, verzweigtes oder cyclisches Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -S-, -
CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl oder P-Sp- ersetzt sein können, oder eine optional substituierte Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl- oder
Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 20 C-Atomen,
Ra und Rb jeweils unabhängig voneinander P-Sp-, H, L wie oben definiert, oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C- Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-
Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C(RX)=C(RX)-, ■ C≡C-, -N(Rx)-( -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H- Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder P-Sp- ersetzt sein können,
bedeuten, wobei mindestens einer der Reste Ra, Rb und L mindestens eine Gruppe P-Sp- enthält.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin einer oder beide Reste Ra und Rb P-Sp- bedeuten.
Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin m O, 1 oder 2 bedeutet.
Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin mindestens ein Rest A1 oder A2, vorzugsweise ein Rest A1 und/oder ein oder zwei Reste A2, 1 ,4-Phenylen oder Naphthalin-2,6-diyl bedeuten, welche optional ein- oder mehrfach mit L wie vor- und nachstehend definiert substituiert sind. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel I enthaltend mindestens einen Rest A1 oder A2, vorzugsweise einen Rest A1 und/oder einen oder zwei Reste A2, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyridin-2,5- diyl, Pyridazin-3,6-diyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyrazin-2,5-diyl, 1 ,2,4- Triazin3,6-diyl, Chinolin-3,7-diyl, lsochinolin-3,7-diyl, Cinnolin-3,7-diyl, Chinazolin-2,6-diyl, Chinoxalin-2,6-diyl, Benzo[1 ,2,4]triazin-3,7-diyl, [1 ,5]Naphthyridin-2,6-diyl, [1 ,5]Naphthyridin-3,7-diyl, [1.θlNaphthyridin-SJ- diyl, [1 ,7]Naphthyridin-2,6-diyl, [1 ,8]Naphthyridin-2,6-diyl, [2,6]Naphthyridin-3,7-diyl, Pyridoß.S-φyridazin-SJ-diyl, Pyrido[4,3- c]pyridazin-3,7-diyl, Pyrido[3,2-c]pyridazin-3,7-diyl, Pyrido[2,3-d]pyrimidin- 2,6-diyl, Pyridoß^-dlpyrimidin^.e-diyl, Pyrido[2,3-b]pyrazin-2,6-diyl, Pyrido[2,3-b]pyrazin-3,7-diyl und Pyrido[3,4-b]pyrazin-2,6-diyl, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Py rid i n-2 , 5-d iy I , Pyrimidin-2,5-diyl, Chinolin-3,7-diyl und lsochinolin-3,7-diyl, wobei alle diese Reste optional ein- oder mehrfach mit L wie vor- und nachstehend definiert substituiert sind.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind aus folgenden Unterformeln ausgewählt
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
worin P und Sp die oben angegebene Bedeutung besitzen, R eine der für Ra angegebenen Bedeutungen besitzt, L eine der vor- und nachstehend angegebenen Bedeutungen hat, und vorzugsweise F bedeutet, r 0, 1 , 2, 3 oder 4 und s 0, 1 , 2 oder 3 ist.
Vorzugsweise bedeutet R in den oben gezeigten Unterformeln P-Sp- oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, welches unsubstituiert oder durch F, Cl, CN oder P-Sp- ein- oder mehrfach substituiert ist, und worin ein mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -S-, -CO-, - CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S- Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind.
Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel I und deren Unterformeln, worin Sp eine Einfachbindung bedeutet. Femer bevorzugt sind Verbindungen der Formel I und deren Unterformeln, worin in einem oder mehreren Ringe ein- oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sind.
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind neue polymerisierbare
Verbindungen der Formell
Rc-A1-(Z1-A2)m-Rd M
worin A1, A2, Z1, P, Sp, Rx, L und m die oben angegebene Bedeutung besitzen,
Rc P oder P-Sp-, und
Rd P, P-Sp-, H, L, oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte Ch^-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C(RX)=C(RX)-, -C≡C-, -N(RX)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O- CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S- Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder P-Sp- ersetzt sein können,
bedeutet, worin mindestens einer der Reste Ra und Rb P bedeutet, und/oder mindestens einer der Ringe ein-oder mehrfach durch F substituiert ist.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel 11 sind aus folgenden Unterformeln ausgewählt
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
worin P die oben angegebene Bedeutung besitzt, R eine der für Rd angegebenen Bedeutungen besitzt, L eine der vor- und nachstehend angegebenen Bedeutungen hat, und vorzugsweise F bedeutet, r θ, 1 , 2, 3 oder 4 und s 0, 1 , 2 oder 3 ist. Vorzugsweise bedeuten Rd und R in Formel 11 und deren Unterformeln P oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, welches unsubstituiert oder durch F, Cl, CN oder P ein- oder mehrfach substituiert ist, und worin ein mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -
O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind.
Femer bevorzugt sind Verbindungen der Formel 11 und deren Unterformeln, worin in einem oder mehreren Ringe ein- oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Verbindungen der Formel I, 11 und deren Unterformeln einen oder mehrere verzweigte Reste L, R^ oder R mit zwei oder mehreren polymerisierbaren Gruppen P-Sp- (multifunktionelle polymerisierbare Reste). Geeignete Reste dieses Typs, sowie diese enthaltende polymerisierbare Verbindungen sind beispielsweise in US 7,060,200 B1 oder US 2006/0172090 A1 beschrieben. Besonders bevorzugt sind multifunktionelle polymerisierbare Reste P-Sp- ausgewählt aus folgenden Formeln
-X-alkyl-CHP1-CH2-CH2P2 ' l*a
-X-alkyl-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2P3 l*b
-X-alkyl-CHP1CHP2-CH2P3 l*c
-X-alkyl-C(CH2P1)(CH2P2)-CaaH2aa+i l*d
-X-alkyl-CHP1-CH2P2 l*e
-X-alkyl-CHP1P2 l*f
-X-alkyl-CP1P2-CaaH2aa+i l*g -X-alkyl-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2OCH2-C(CH2P3)(CH2P4)CH2P5 l*h
-X-alkyl-CH((CH2)aaP1X(CH2)bbP2) H
-X-alkyl-CHP1CHP2-CaaH2aa+i l*k
worin
alkyl eine Einfachbindung oder geradkettiges oder verzweigtes Alkylen mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet, worin ein mehrere nicht benachbarte CHfe-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C(RX)=C(RX)-F -C≡C-, -N(RX)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O- CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S- Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, wobei Rx die oben angegebene Bedeutung hat und vorzugsweise R0 wie oben definiert bedeutet,
aa und bb jeweils unabhängig voneinander O, 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeuten,
X eine der für X' angegebenen Bedeutungen besitzt, und
P1"5 jeweils unabhängig voneinander eine der oben für P angegebenen Bedeutungen besitzen.
In den vor- und nachstehend angegebenen Formeln gelten folgende Bedeutungen:
Der Begriff "PSA" wird, falls nicht anders angegeben, stellvertretend für PS-Anzeigen und PSA-Anzeigen verwendet.
Der Begriff "polymerisierbare Verbindung" bezeichnet eine Verbindung enthaltend eine oder mehrere funktionelle Gruppen, die zur Polymerisation geeignet sind (auch als polymerisierbare Gruppe oder Gruppe P bezeichnet). Die Begriffe "niedermolekulare Verbindung" und "unpolymerisierbare Verbindung" bezeichnen, üblicherweise monomere, Verbindungen, die keine funktionelle Gruppe aufweisen, welche zur Polymerisation unter den üblichen dem Fachmann bekannten Bedingungen, insbesondere unter den zur Polymerisation der RMs verwendeten Bedingungen, geeignet ist.
Der Begriff "organische Gruppe" bedeutet eine Kohlenstoff- oder Kohlenwasserstoffgruppe.
Der Begriff "Kohlenstoffgruppe" bedeutet eine ein- oder mehrbindige organische Gruppe enthaltend mindestens ein Kohlenstoffatom, wobei diese entweder keine weiteren Atome enthält (wie z.B. -C≡C-), oder gegebenenfalls ein oder mehrere weitere Atome wie beispielsweise N, O, S, P, Si, Se, As, Te oder Ge enthält (z.B. Carbonyl etc.). Der Begriff "Kohlenwasserstoffgruppe" bedeutet eine Kohlenstoffgruppe, die zusätzlich ein oder mehrere H-Atome und gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome wie beispielsweise N, O, S, P, Si, Se, As, Te oder Ge enthält.
"Halogen" bedeutet F, Cl, Br oder I.
Eine Kohlenstoff- oder Kohlenwasserstoffgruppe kann eine gesättigte oder ungesättigte Gruppe sein. Ungesättigte Gruppen sind beispielsweise Aryl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppen. Ein Kohlenstoff- oder Kohlenwasserstoffrest mit mehr als 3 C-Atomen kann geradkettig, verzweigt und/oder cyclisch sein, und kann auch Spiroverküpfungen oder kondensierte Ringe aufweisen.
Die Begriffe "Alkyl", "Aryl", "Heteroaryl" etc. umfassen auch mehrbindige Gruppen, beispielsweise Alkylen, Arylen, Heteroarylen etc.
Der Begriff "Aryl" bedeutet eine aromatische Kohlenstoffgruppe oder eine davon abgeleitete Gruppe. Der Begriff "Heteroaryl" bedeutet "Aryl" gemäß vorstehender Definition, enthaltend ein oder mehrere Heteroatome.
Bevorzugte Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffgruppen sind gegebenfalls substituiertes Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylcarbonyloxy und Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 40, vorzugsweise 1 bis 25, besonders bevorzugt 1 bis 18 C-Atomen, gegebenfalls substituiertes Aryl oder Aryloxy mit 6 bis 40, vorzugsweise 6 bis 25 C-Atomen, oder gegebenfalls substituiertes Alkylaryl, Arylalkyl, Alkylaryloxy, Arylalkyloxy,
Arylcarbonyl, Aryloxycarbonyl, Arylcarbonyloxy und Aryloxycarbonyloxy mit 6 bis 40, vorzugsweise 6 bis 25 C-Atomen.
Weitere bevorzugte Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffgruppen sind Cr C40 Alkyl, C2-C40 Alkenyl, C2-C40 Alkinyl, C3-C40 AIIyI, C4-C40 Alkyldienyl, C4-C40 Polyenyl, C6-C40 Aryl, C6-C40 Alkylaryl, C6-C40 Arylalkyl, C6-C40 Alkylaryloxy, C6-C40 Arylalkyloxy, C6-C40 Heteroaryl, C4-C40 Cycloalkyl, C4- C40 Cycloalkenyl, etc. Besonders bevorzugt sind Ci-C22 Alkyl, C2-C22 Alkenyl, C2 -C22 Alkinyl, C3-C22 AIIyI, C4-C22 Alkyldienyl, C6-Ci2 Aryl, C6- C20 Arylalkyl und C6-C20 Heteroaryl.
Weitere bevorzugte Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffgruppen sind geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylreste mit 1 bis 40, vorzugsweise 1 bis 25 C-Atomen, welche unsubstituiert oder durch F, Cl1 Br, I oder CN ein- oder mehrfach substituiert sind, und worin ein mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch - C(RX)=C(RX)-, -C≡C-, -N(RX)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, daß O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind.
Rx bedeutet vorzugsweise H, Halogen, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylkette mit 1 bis 25 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO- O- ersetzt sein können, wobei auch ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können, oder eine optional substituierte Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 40 C-Atomen.
Bevorzugte Alkylgruppen sind beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s- Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, 2-Ethylhexyl, n-Heptyl,
Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, Dodecanyl, Trifluoromethyl, Perfluoro-n-butyl, 2,2,2-Trifluoroethyl, Perfluorooctyl, Perfluorohexyl etc.
Bevorzugte Alkenylgruppen sind beispielsweise Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl,
Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl etc.
Bevorzugte Alkinylgruppen sind beispielsweise Ethinyl, Propinyl, Butinyl,
Pentinyl, Hexinyl, Octinyl etc.
Bevorzugte Alkoxygruppen sind beispielsweise Methoxy, Ethoxy, 2-
Methoxyethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-
Butoxy, 2-Methylbutoxy, n-Pentoxy, n-Hexoxy, n-Heptoxy, n-Octoxy, n-
Nonoxy, n-Decoxy, n-Undecoxy, n-Dodecoxy, etc.
Bevorzugte Aminogruppen sind beispielsweise Dimethylamino,
Methylamino, Methylphenylamino, Phenylamino, etc.
Aryl- und Heteroarylgruppen können einkernig oder mehrkernig sein, d.h. sie können einen Ring (wie z.B. Phenyl) oder zwei oder mehr Ringe aufweisen, welche auch anelliert (wie z.B. Naphthyl) oder kovalent verknüpft sein können (wie z.B. Biphenyl), oder eine Kombination von anellierten und verknüpften Ringen beinhalten. Heteroarylgruppen enthalten ein oder mehrere Heteroatome, vorzusgweise ausgewählt aus O, N, S und Se.
Besonders bevorzugt sind ein-, zwei- oder dreikernige Aryl- und Heteroarylgruppen mit 4 bis 25 C-Atomen, welche optional anellierte Ringe enthalten und optional substiuiert sind. Ferner bevorzugt sind 5-, 6- oder 7-gliedrige Aryl- und Heteroarylgruppen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N, S oder O so ersetzt sein können, dass O- Atome und/oder S-Atome nicht dirket miteinander verknüpft sind.
Bevorzugte Arylgruppen sind beispielsweise Phenyl, Biphenyl, Triphenyl, [i .r-.SM'TTerphenyW-yl, Naphthyl, Anthracen, Binaphthyl, Phenanthren, Pyren, Dihydropyren, Chrysen, Perylen, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Fluoren, Inden, Indenofluoren, Spirobifluoren, etc.
Bevorzugte Heteroarylgruppen sind beispielsweise 5-gliedrige Ringe wie Pyrrol, Pyrazol, Imidazol, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Tetrazol, Furan,
Thiophen, Selenophen, Oxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, 1 ,2,3- Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,3,4-Oxadiazol, 1 ,2,3- Thiadiazol, 1 ,2,4-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 6-gliedrige Ringe wie Pyridin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, 1 ,3,5-Triazin, 1 ,2,4- Triazin, 1 ,2,3-Triazin, 1 ,2,4,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin, 1 ,2,3,5-Tetrazin, oder kondensierte Gruppen wie Indol, Isoindol, Indolizin, Indazol, Benzimidazol, Benzotriazol, Purin, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, Benzothiazol, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Chinolin, Isochinolin, Pteridin, Benzo-5,6-chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Benzoisochinolin, Acridin, Phenothiazin, Phenoxazin, Benzopyridazin, Benzopyrimidin, Chinoxalin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthridin, Phenanthrolin, Thieno[2,3b]thiophen, Thieno[3,2b]thiophen, Dithienothiophen, Isobenzothiophen,
Dibenzothiophen, Benzothiadiazothiophen, oder Kombinationen dieser Gruppen. Die Heteroarylgruppen können auch mit Alkyl, Alkoxy, Thioalkyl, Fluor, Fluoralkyl oder weiteren Aryl- oder Heteroarylgruppen substituiert sein.
Die Aryl-, Heteroaryl-, Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffreste weisen gegebenfalls einen oder mehrere Substituenten auf, welche vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe enthaltend SiIyI, Sulfo, Sulfonyl, Formyl, Amin, Imin, Nitril, Mercapto, Nitro, Halogen, Ci-12 Alkyl, Cβ-12 Aryl, d.12 Alkoxy, Hydroxy, oder Kombinationen dieser Gruppen.
Bevorzugte Substituenten sind beispielsweise löslichkeitsfördernde Gruppen wie Alkyl oder Alkoxy, elektronenziehende Gruppen wie Fluor, Nitro oder Nitril, oder Substituenten zur Erhöhung der Glastemperatur (Tg) im Polymer, insbesondere voluminöse Gruppen wie z.B. t-Butyl oder gegebenfalls substituierte Arylgruppen. Bevorzugte Substituenten, im Folgenden auch als "L" bezeichnet, sind beispielsweise F, Cl, Br, I, -CN, -NO2 , -NCO, -NCS1 -OCN, -SCN, - C(=O)N(RX)2, -C(=O)Y1, -C(=O)RX, -N(RX)2> worin Rx die oben angegebene Bedeutung hat und Y1 Halogen bedeutet, optional substituiertes SiIyI oder
Aryl mit 4 bis 40, vorzugsweise 6 bis 20 C Atomen, und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylcarbonyloxy oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 25 C-Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome gegebenfalls durch F oder Cl ersetzt sein können.
"Substituiertes SiIyI oder Aryl" bedeutet vorzugsweise durch Halogen, - CN, R0, -OR0, -CO-R0, -CO-O-R0, -O-CO-R0 oder -O-CO-O-R0 substituiert, worin R0 die oben angegebene Bedeutung hat.
Besonders bevorzugte Substituenten L sind beispielsweise F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, ferner Phenyl.
Figure imgf000022_0001
worin L eine der oben angegebenen Bedeutungen hat.
Die polymerisierbare Gruppe P ist eine Gruppe, die für eine Polymerisationsreaktion, wie beispielsweise die radikalische oder ionische Kettenpolymerisation, Polyaddition oder Polykondensation, oder für eine polymeranaloge Umsetzung, beispielsweise die Addition oder Kondensation an eine Polymerhauptkette, geeignet ist. Besonders bevorzugt sind Gruppen für die Kettenpolymerisation, insbesondere solche enthaltend eine C=C-Doppelbindung oder -C≡C-Dreifachbindung, sowie zur Polymerisation unter Ringöffnung geeignete Gruppen wie beispielsweise Oxetan- oder Epoxygruppen
Figure imgf000023_0001
(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-CHs)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)ki-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-,
OCN-, und W4W5W6Si-, worin W1 H, F, Cl, CN1 CF3, Phenyl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere H, F, Cl oder CH3 bedeutet, W2 und W3 jeweils unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere H, Methyl, Ethyl oder n-Propyl bedeuten, W4, W5 und W6 jeweils unabhängig voneinander Cl, Oxaalkyl oder Oxacarbonylalkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, W7 und W8 jeweils unabhängig voneinander H, Cl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, Phe 1 ,4-Phenylen bedeutet, welches optional mit ein oder mehreren Resten L wie oben definiert substiuiert ist, k-i, k2 und k3 jeweils unabhängig voneinander O oder 1 bedeuten, k3 vorzugsweise 1 bedeutet.
Besonders bevorzugte Gruppen P sind CH2=CH-COO-, CH2=C(CH3)- COO-, CH2=CH-, CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-,
W2HC
Figure imgf000023_0002
1 insbesondere Vinyl, Acrylat,
Methacrylat, Fluoracrylat, Chloracrylat, Oxetan und Epoxy.
Der Begriff "Abstandsgruppe" (engl, "spacer" oder "spacer group"), im Folgenden auch als "Sp" bezeichnet, ist dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, siehe beispielsweise Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001 ).
Bevorzugte Abstandsgruppen Sp sind ausgewählt aus der Formel Sp'-X', so daß der Rest "P-Sp-" der Formel "P-Sp'-X1-" entspricht, wobei Sp' Alkylen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bedeutet, welches optional durch F, Cl, Br, I oder CN ein- oder mehrfach substituiert ist, und worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, - NH-, -NR0-, -SiR0R00-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-
S-, -NR°-CO-O-, -O-CO-NR0-, -NR°-CO-NR°-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt sein können, daß O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
X1 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR°-CO-, -NR0- CO-NR0-, -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-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeutet,
R0 und R00 jeweils unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 12 C- Atomen bedeuten, und
Y2 und Y3 jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl oder CN bedeuten.
X1 ist vorzugsweise -O-, -S -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, - NR°-CO-, -NR°-CO-NR°- oder eine Einfachbindung.
Typische Abstandsgruppen Sp1 sind beispielsweise -(CH2)P-, -(CH2CH2O)q - CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- oder -(SiR°R00-O)p-, worin p eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, q eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, und R0 und R00 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Besonders bevorzugte Gruppen -X'-Sp'- sind -(CH2)P-, -O-(CH2)P-, -OCO- (CH2)p-, -OCOO-(CH2)p-.
Besonders bevorzugte Gruppen Sp1 sind beispielsweise jeweils geradkettiges Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Nonylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxyethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N- methyl-iminoethylen, 1-Methylalkylen, Ethenylen, Propenylen und Butenylen.
Die Herstellung der polymerisierbaren Verbindungen erfolgt in Analogie zu dem Fachmann bekannten und in Standardwerken der organischen
Chemie beschriebenen Verfahren, wie beispielsweise in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart. Die Synthese von polymerisierbaren Acrylaten und Methacrylaten der Formel I kann in Analogie zu den in US 5,723,066 beschriebenen Methoden durchgeführt werden. Die Synthese von polymerisierbaren
Epoxyverbindungen der Formel I kann in Analogie zu den in US 5,707,545 A beschriebenen Methoden durchgeführt werden. Weitere, besonders bevorzugte Methoden finden sich in den Beispielen.
Im einfachsten Fall erfolgt die Synthese durch Veresterung oder
Veretherung von kommerziell erhältlichen Diolen der allgemeinen Formel HO-A1 -(Z-A2)m-OH, worin A1, A2, Z1 und m die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, wie z.B. 2,6-Dihydroxychinolin (Chinolin-2,6-diol), oder 2-(4-Hydroxyphenyl)-pyrimidin-5-ol, mit entsprechenden Säuren, Säurederivaten, oder halogenierten Verbindungen enthaltend eine Gruppe P, wie z.B. (Meth)acrylsäurechlorid oder (Meth)acrylsäure in Gegenwart von einem wasserentziehenden Reagenz wie z.B. DCC (Dicyclohexylcarbodiimid).
Die polymerisierbaren Verbindungen werden im FK-Medium zwischen den Substraten der FK-Anzeige unter Anlegen einer Spannung durch in-situ- Polymerisation polymerisiert bzw. vernetzt (falls eine Verbindung zwei oder mehr polymerisierbare Gruppen enthält). Geeignete und bevorzugte Polymerisationsmethoden sind beispielsweise die thermische oder Photopolymerisation, vorzugsweise Photopolymerisation, insbesondere UV- Photopolymerisation. Dabei können ggf. auch ein oder mehrere Initiatoren zugesetzt werden. Geeignete Bedingungen für die Polymerisation, sowie geeignete Arten und Mengen der Initiatoren, sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Für die radikalische Polymerisation eignen sich z.B. die kommerziell erhältlichen Photoinitiatoren Irgacure651®, Irgacure184®, lrgacure907®, Irgacure369®, oder Darocurei 173® (Ciba Geigy AG). Falls ein Initiator eingesetzt wird, beträgt dessen Anteil im Gesamtgemisch vorzugsweise 0,001 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 1 Gew.-%. Die Polymerisation kann aber auch ohne Zusatz eines Initiators erfolgen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das FK-Medium keinen Polymerisationsinitiator.
Die polymerisierbare Komponente A) oder das FK-Medium können auch einen oder mehrere Stabilisatoren enthalten, um eine unerwünschte spontane Polymerisation der RMs, beispielsweise während der Lagerung oder des Transports, zu verhindern. Geeignete Arten und Mengen der Stabilisatoren sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Besonders geeignet sind zum Beispiel die kommerziell erhältlichen Stabilisatoren der Serie Irganox® (Ciba AG), wie beispielsweise Irganox® 1076. Falls Stabilisatoren eingesetzt werden, beträgt deren Anteil, bezogen auf die Gesamtmenge der RMs beziehungsweise der polymerisierbaren Komponente A), vorzugsweise 10 - 10,000 ppm, besonders bevorzugt 50 - 500 ppm.
Die erfindungsgemäßen polymerisierbaren Verbindungen eignen sich besonders für die Polymerisation ohne Initiator, was erhebliche Vorteile mit sich bringt, wie beispielsweise geringere Materialkosten und insbesondere eine geringere Verunreinigung des FK-Mediums durch mögliche Restmengen des Initiators oder dessen Abbauprodukte.
Die erfindungsgemäßen FK-Medien enthalten vorzugsweise < 5%, besonders bevorzugt < 1 %, ganz besonders bevorzugt < 0.5 % an polymerisierbaren Verbindungen, insbesondere polymerisierbaren Verbindungen der oben genannten Formeln.
Die erfindungsgemäßen polymerisierbaren Verbindungen können einzeln den FK-Medien zugesetzt werden, es können aber auch Mischungen enthaltend zwei oder mehr erfindungsgemäße polymerisierbare Verbindungen, oder Mischungen enthaltend eine oder mehrere erfindungsgemäße polymerisierbare Verbindungen und eine oder mehrere zusätzliche polymerisierbare Verbindungen (Comonomere) verwendet werden. Die Comonomere können mesogen oder nicht-mesogen sein. Bei Polymerisation solcher Mischungen entstehen Copolymere. Die vor- und nachstehend genannten polymerisierbaren Mischungen sind ein weiterer Gegenstand der Erfindung.
Geeignete und bevorzugte mesogene Comonomere sind beispielsweise solche ausgewählt aus den folgenden Formeln:
Figure imgf000027_0001
SP 2-P2 l*7
Figure imgf000027_0002
Figure imgf000028_0001
worin
P1 und P2 eine der für P angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise Acrylat oder Methacrylat bedeuten,
Sp1 und Sp2 eine der für Sp angegebenen Bedeutungen besitzen oder eine Einfachbindung bedeuten,
Z2 und Z3 jeweils unabhängig voneinander -COO- oder -OCO bedeuten,
L P-Sp-, F, Cl1 Br, I, -CN, -NO2 , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -
C(=O)N(RX)2, -C(=O)Y1, -C(=O)RX, -N(RX)2, optional substituiertes SiIyI, optional substituiertes Aryl mit 6 bis 20 C Atomen, oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylcarbonlyoxy oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl oder P-Sp- ersetzt sein können, bedeutet,
L1 und L" jeweils unabhängig voneinander H, F oder Cl bedeuten, r 0, 1 , 2, 3 oder 4 bedeutet, s 0, 1 , 2 oder 3 bedeutet, t 0, 1 oder 2 bedeutet, x 0 oder 1 , und
Ry und Rz jeweils unabhängig voneinander H oder CH3 bedeuten.
Die FK-Medien zur Verwendung in den erfindungsgemäßen FK-Anzeigen enthalten, neben den oben beschriebenen polymerisierbaren Verbindungen, eine FK-Mischung ("Host-Mischung") enthaltend eine oder mehr, vorzugsweise zwei oder mehr niedermolekulare (d.h. monomere bzw. unpolymerisierte) Verbindungen. Letztere sind stabil bzw. unreaktiv gegenüber einer Polymerisationsreaktion unter den zur Polymerisation der polymerisierbaren Verbindungen verwendeten Bedingungen. Prinzipiell eignet sich als Host-Mischung jede zur Verwendung in herkömmlichen VA- und OCB-Anzeigen geeignete FK-Mischung. Geeignete FK-Mischungen sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, beispielsweise Mischungen in VA-Anzeigen in EP 1 378 557 A1 und Mischungen für OCB-Anzeigen in EP 1 306 418 A1 und DE 102 24 046 A1.
Besonders bevorzugte FK-Medien werden im Folgenden genannt:
a) FK-Medium, welches eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
Figure imgf000029_0001
worin L 1 und L 2 jeweils unabhängig voneinander F oder Cl, R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 12 C-
Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2- Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
a O oder 1 ,
Figure imgf000030_0001
L3 und L4 jeweils unabhängig voneinander H, F oder Cl1
bedeuten. Vorzugsweise bedeuten L1 und L2 F oder L1 Cl und L2 F, bzw. L3 und L4 F oder L3 Cl und L4 F.
Die Verbindungen der Formel Il sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln
alkyl IIa
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0003
alkyl Mc
Figure imgf000030_0004
alkyl Md
alkyl Me
alkyl Hf
Figure imgf000031_0001
alkyl
alkyl
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
worin "alkyl" Ci-6-alkyl bedeutet und o O oder 1 ist.
Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
Figure imgf000032_0001
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung besitzen
Figure imgf000032_0002
0 oder 1 ,
L3 und L4 jeweils unabhängig voneinander H, F oder Cl,
R3 Alkenyl mit 2 bis 9 C-Atomen,
R4 Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, worin auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, - CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-
Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder, falls a=0 ist und der Ring A Cyclohexylen bedeutet, auch R1.
R4 ist vorzugsweise geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C- Atomen, besonders bevorzugt Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder n-
Butoxy. Vorzugsweise bedeuten L3 und L4 F, oder L3 Cl und L4 F.
Die Verbindungen der Formel III sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln:
alkyl MIa
R iiib
Figure imgf000032_0003
R~ (O) -alkyl IMc
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000033_0002
worin R bei jedem Auftreten gleich oder verschieden die oben angegebene Bedeutung besitzt, o 0 oder 1 ist, und "alkyl" C1-6-alkyl, welches vorzugsweise geradkettig ist, bedeutet.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IHa, IHb, IHd und Ulf.
Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält (Terphenyle):
Figure imgf000033_0003
IV worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine der in Formel Il angegebenen Bedeutungen besitzen und
und jeweils unabhängig voneinander
Figure imgf000034_0001
Figure imgf000034_0002
Figure imgf000034_0003
bedeuten, worin L5 und L6 F oder Cl, vorzugsweise F, bedeuten.
Die Terphenyle der Formel IV sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln
alkyl IVa
alkyl IVb
Figure imgf000034_0004
worin "alkyl" d-6-alkyl bedeutet.
Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
Figure imgf000034_0005
worin R und R unabhängig voneinander eine der für R 1 i •n Formel Il angegebenen Bedeutungen haben,
Figure imgf000035_0001
0 oder 1 bedeuten.
Die Verbindungen der Formel VII sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln:
alkyl R Va
Figure imgf000035_0002
Figure imgf000035_0003
alkenyl Vc
Figure imgf000035_0004
alkyl alkyl Vd
Figure imgf000035_0005
alkyl Ve
alkyl Vf
Figure imgf000035_0006
worin "alkyl" d-6-alkyl, R Ci-6-alkyl oder -alkoxy, "alkenyl" C2-7- alkenyl und L H oder F bedeuten.
e) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln enthält:
alkyl
Figure imgf000036_0001
alkyl VIb
alkyl VIc
alkyl VId
Figure imgf000036_0002
worin "alkyl" Ci-6-alkyl, L H oder F und X F oder Cl bedeuten. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel VIa, worin X F bedeutet.
f) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln enthält:
Figure imgf000036_0003
Figure imgf000037_0001
worin R und R jeweils unabhängig voneinander eine der für R aannggeeggeebbeenneenn BBeedd(eutungen haben, R9 CH3, C2H5 oder n-C3H7 und q 1 oder 2 bedeutet.
Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen enthält, die eine Tetrahydronaphthyl- oder Naphthyl-Einheit aufweisen, wie z.B. die Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
Villa
VIlIb
VIIIc
VIIId
Figure imgf000037_0002
VIIIe
Figure imgf000038_0001
worin R10 und R11 jeweils unabhängig voneinander eine der für R1 angegebenen Bedeutungen haben, vorzugsweise geradkettiges Alkyl, geradkettiges Alkoxy oder geradkettiges Alkenyl bedeuten, und Z, Z1 und Z2 jeweils unabhängig voneinander -C2H4-, -CH=CH-, - (CH2J4-, -(CHs)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CHCH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, - CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF- , -CH2- oder eine Einfachbindung bedeuten.
Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln enthält:
Figure imgf000038_0002
(O)d-alkyl IXb
Figure imgf000038_0003
Figure imgf000038_0004
Figure imgf000039_0001
(O)d-alkyl XIb
Figure imgf000039_0002
(O)d-alkyl XIc
Figure imgf000039_0003
Figure imgf000039_0004
Figure imgf000039_0005
Figure imgf000039_0006
Figure imgf000040_0001
RD XIIIa
FC XIIIb
Figure imgf000040_0002
Figure imgf000040_0003
worin R5 und "alkyl" die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, d O oder 1 bedeutet, und w, x und z jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten. R5 ist in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Ci-6-alkyl oder -alkoxy, d ist vorzugsweise 1.
FK-Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
XV
Figure imgf000040_0004
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung besitzen
Figure imgf000041_0001
0 oder 1 ,
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 12 C-
Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2- Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2.
Vorzugsweise bedeuten beide Reste L und L F oder einer der Reste L1 und L2 F und der andere Cl.
Die Verbindungen der Formel XV sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln
Figure imgf000041_0002
Figure imgf000042_0001
Figure imgf000043_0001
1 worin R die oben angegebene Bedeutung hat und v eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet. R1 bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl oder Alkenyl.
k) Medium, welches außer den polymerisierbaren Verbindungen der Formel 11 oder deren Unterformeln keine Verbindungen enthält, die eine Seitenkette mit einer endständigen Vinyloxygruppe (-O- CH=CH2) aufweisen.
m) Medium, welches 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 5 Verbindungen der
Formel IIa und /oder IIb enthält. Der Anteil dieser Verbindungen im
Gesamtgemisch beträgt vorzugsweise 5 bis 60 %, besonders bevorzugt 10 bis 35 %. Der Gehalt dieser einzelnen Verbindungen beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 20 %.
n) Medium, welches 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 5 Verbindungen der
Formel Mc und/oder Me enthält. Der Anteil dieser Verbindungen im Gesamtgemisch beträgt vorzugsweise 5 bis 60 %, besonders bevorzugt 10 bis 35 %. Der Gehalt dieser einzelnen Verbindungen beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 20 %.
o) Medium, welches 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 5 Verbindungen der Formel III enthält, insbesondere Verbindungen der Formel IMa, IMb, IMd, IMe oder MIf. Der Anteil an Verbindungen der Formel III im
Gesamtgemisch beträgt vorzugsweise 2 bis 70 %, besonders bevorzugt 5 bis 60 %. Der Gehalt der einzelnen Verbindungen der
Formel III beträgt vorzugsweise jeweils 1 bis 60 %.
p) Medium, welches 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 8 Verbindungen der Formel Vc enthält. q) Medium, welches 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 8 Verbindungen der Formel V enthält, insbesondere Verbindungen der Formel Va und/oder Vd.
r) Medium, worin der Anteil an Verbindungen der Formel Me1 IVa und IVb im Gesamtgemisch vorzugsweise 5 bis 50 %, besonders bevorzugt 10 bis 35 % beträgt. Der Gehalt der einzelnen Verbindungen der Formel He beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 15 %. Der Gehalt der einzelnen Verbindungen der Formel IVa beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 10 %. Der Gehalt der einzelnen Verbindungen der Formel IVb beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 20 %.
s) Medium, worin der Anteil an Verbindungen der Formel Va und Vb im Gesamtgemisch vorzugsweise bis zu 30 %, besonders bevorzugt bis zu 20 % beträgt. Der Gehalt der einzelnen Verbindungen der Formel
Va und Vb beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 12 %.
t) Medium, worin der Anteil an Verbindungen mit einer
Tetrahydronaphthyl- oder Naphthyleinheit (z.B. der Formel VIIIa- VIIIe) im Gesamtgemisch vorzugsweise bis zu 30 %, besonders bevorzugt bis zu 20 % beträgt. Der Gehalt der einzelnen Verbindungen dieses Typs beträgt vorzugsweise jeweils 2 bis 20 %.
u) Medium, worin der Anteil an Verbindungen der Formel V bis XV im Gesamtgemisch 10 bis 70 %, vorzugsweise 10 bis 60 % beträgt.
v) Medium, welches 1 bis 5, vorzugsweise 1 , 2 oder 3 polymerisierbare Verbindungen enthält.
w) Medium, worin der Anteil an polymerisierbaren Verbindungen im Gesamtgemisch 0,05 bis 5 %, vorzugsweise 0,1 bis 1 % beträgt.
x) Medium zur Anwendung in OCB-Anzeigen, welches eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formeln enthält:
Figure imgf000045_0001
XVIII
Figure imgf000045_0002
worin
Ru bei jedem Auftreten gleich oder verschieden n-Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen,
Xu F, Cl oder jeweils halogeniertes Alkyl, Alkenyl, Alkenyloxy oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 C-Atomen,
-CF2O- oder eine Einfachbindung,
,1-6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
bedeuten.
X0 ist vorzugsweise F, Cl, CF3, CHF2, OCF3, OCHF2, OCFHCF3, OCFHCHF21 OCFHCHF2, OCF2CH3, OCF2CHF2, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCF2CF2CF3, OCF2CF2CCIF2, OCCIFCF2CF3 oder CH=CF2, besonders bevorzugt F oder OCF3.
Die Verbindungen der Formel XVI sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln:
Figure imgf000046_0001
Figure imgf000047_0001
worin R0 und X0 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und X0 vorzugsweise F bedeutet. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln XVIb und XVIf.
Die Verbindungen der Formel XVII sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln:
XVIIa
Figure imgf000047_0002
XVIIb XVIlC
XVIId
XVIIe
XVIIf
Figure imgf000048_0001
worin R0 und X0 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und X0 vorzugsweise F bedeutet. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln XVIIa, XVIIb und XVIIe.
Die Verbindungen der Formel XVIII sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln:
XVIIIa
Figure imgf000048_0002
worin R bei jedem Auftreten gleich oder verschieden die oben angegebene Bedeutung besitzt, und vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 A-Atomen bedeutet. Die Kombination von Verbindungen der Formel II-XVIII mit den oben beschriebenen polymerisierten Verbindungen bewirkt in den erfindungsgemäßen FK-Medien niedrige Schwellenspannungen, niedrige Rotationsviskositäten und sehr gute Tieftemperaturstabilitäten bei gleichbleibend hohen Klärpunkten und hohen HR-Werten, und erlaubt die
Einstellung eines Pretilt-Winkels in PS(A)-Anzeigen. Insbesondere zeigen die FK-Medien in PS(A)-Anzeigen im Vergleich zu den Medien aus dem Stand der Technik deutlich verringerte Schaltzeiten, insbesondere auch der Graustufenschaltzeiten.
Vorzugsweise weist die Flüssigkristallmischung einen nematischen Phasenbereich von mindestens 80 K, besonders bevorzugt von mindestens 100 K, und eine Rotationsviskosität von nicht mehr als 250, vorzugsweise nicht mehr als 200 mPa s, bei 200C auf.
Erfindungsgemäße FK-Medien zur Verwendung in Anzeigen des VA-Typs weisen eine negative dielektrische Anisotropie Δε auf, vorzugsweise von etwa -0,5 bis -7,5, insbesondere von etwa -2,5 bis -5,5 bei 200C und 1 kHz.
Erfindungsgemäße FK-Medien zur Verwendung in Anzeigen des OCB- Typs weisen eine positive dielektrische Anisotropie Δε auf, vorzugsweise von etwa +7 bis +17 bei 20°C und 1 kHz.
Die Doppelbrechung Δn in erfindungsgemäßen FK-Medien zur Verwendung in Anzeigen des VA-Typs liegt vorzugsweise unter 0,16, besonders bevorzugt zwischen 0,06 und 0,14, insbesondere zwischen 0,07 und 0,12.
Die Doppelbrechung Δn in erfindungsgemäßen FK-Medien zur Verwendung in Anzeigen des OCB-Typs liegt vorzugsweise zwischen 0,14 und 0,22, insbesondere zwischen 0,16 und 0,22.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0 bis 15 Gew.-% pleochroitische Farbstoffe zugesetzt werden, ferner Nanopartikel, Leitsalze, vorzugsweise Ethyl-dimethyldodecylammonium-4-hexoxy- benzoat, Tetrabutylammoniumtetraphenylborat oder Komplexsalze von Kronenethern (vgl. z.B. Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973)) zur Verbesserung der Leitfähigkeit, oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Orientierung der nematischen Phasen. Derartige Substanzen sind z.B. in
DE-A 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281 , 24 50 088, 26 37 430 und 28 53 728 beschrieben.
Die einzelnen Komponenten der Formel Il bis XVIII der erfindungsgemäßen FK-Mischungen sind entweder bekannt, oder ihre
Herstellungsweisen sind für den einschlägigen Fachmann aus dem Stand der Technik ohne weiteres abzuleiten, da sie auf in der Literatur beschriebenen Standardverfahren basieren. Entsprechende Verbindungen der Formel Il werden beispielsweise in EP-A-O 364 538 beschrieben. Entsprechende Verbindungen der Formel IM werden beispielsweise in EP-A-O 122 389 beschrieben. Entsprechende Verbindungen der Formel VII werden beispielsweise DE-A-26 36 684 und DE-A-33 21 373 beschrieben.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren FK-Medien erfolgt in an sich üblicher Weise, beispielsweise indem man eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-XVIII mit einer oder mehreren polymerisierbaren Verbindungen wie oben definiert, und ggf. mit weiteren flüssigkristallinen Verbindungen und/oder Additiven mischt. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten
Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z.B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch
Destillation. Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen FK- Medien ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, daß die erfindungsgemäßen FK-Medien auch Verbindungen enthalten können, worin beispielsweise H, N, O, Cl, F durch die entsprechenden Isotope ersetzt sind.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen FK-Anzeigen entspricht der für PS(A)-Anzeigen üblichen Geometrie, wie er im eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben ist. Es sind Geometrien ohne Protrusions bevorzugt, insbesondere diejenigen, bei denen darüber hinaus die Elektrode auf der Colour Filter-Seite unstrukturiert ist und lediglich die Elektrode auf der TFT-Seite Schlitze aufweist. Besonders geeignete und bevorzugte Elektrodenstrukturen für PSA- VA-Anzeigen sind beispielsweise in US 2006/0066793 A1 beschrieben.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung ohne sie zu begrenzen. Sie zeigen dem Fachmann jedoch bevorzugte Mischungs- konzepte mit bevorzugt einzusetzenden Verbindungen und deren jeweiligen Konzentrationen sowie deren Kombinationen miteinander. Außerdem illustrieren die Beispiele, welche Eigenschaften und Eigen- schftskombinationen zugänglich sind.
Folgende Abkürzungen und Acronyme werden verwendet:
CnH2n+1- ( (O)-(O)CA,
Figure imgf000051_0001
PCH-n(O)m CCH-n(O)m
Figure imgf000051_0002
CY-n-Om CCY-n-(O)m
Figure imgf000051_0003
CPY-n-Om
Weiterhin werden die folgenden Symbole verwendet: V0 Schwellenspannung, kapazitiv [V] bei 200C, ne außerordentlicher Brechungsindex gemessen bei 200C und
589 nm, no ordentlicher Brechungsindex gemessen bei 2O0C und
589 nm, Δn optische Anisotropie gemessen bei 200C und 589 nm, εx dielektrische Suszeptibilität senkrecht zum Direktor bei 200C und 1 kHz, ε|| dielektrische Suszeptibilität parallel zum Direktor bei 200C und 1 kHz, Δε dielektrische Anisotropie bei 200C und 1 kHz,
Kp., T(N1I) Klärpunkt [0C], γi Rotationsviskosität gemessen bei 200C [mPa-s],
Ki elastische Konstante, "splay"-Deformation bei 200C [pN],
K2 elastische Konstante, "twist"-Deformation bei 200C [pN], K3 elastische Konstante, "bend"-Deformation bei 200C [pN],
LTS „low temperature stability" (Phase), bestimmt in Testzellen,
HR20 „voltage holding ratio" bei 2O0C [%] und
HR100 "voltage holding ratio" bei 100°C [%].
Alle Konzentrationen sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, soweit nicht explizit anders vermerkt, in Massenprozent angegeben und beziehen sich auf die entsprechende Mischung oder Mischungskomponente, soweit nicht explizit anders angegeben. Alle angegebenen Werte für Temperaturen in der vorliegenden Anmeldung, wie z. B. der Schmelzpunkt T(C1N), der Übergang von der smektischen (S) zur nematischen (N) Phase T(S1N) und der Klärpunkt T(N1I)1 sind in Grad Celsius (0C) und alle Temperaturdifferenzen entsprechend Differenzgrad (° oder Grad) angegeben, sofern nicht explizit anders angegeben.
Alle physikalischen Eigenschaften werden und wurden nach "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA1 Deutschland bestimmt und gelten für eine Temperatur von 200C und Δn wird bei 589 nm und Δε bei 1 kHz bestimmt, sofern nicht jeweils explizit anders angegeben. Der Begriff „Schwellenspannung" bezieht sich für die vorliegende Erfindung auf die kapazitive Schwelle (Vo), auch Freedericksz-Schwelle genannt, sofern nicht explizit anders angegeben. In den Beispielen kann auch, wie allgemein üblich, die optische Schwelle für 10 % relativen Kontrast (V1O) angegeben werden.
Die zur Messung der kapazitiven Schwellenspannung verwendete Anzeige weist zwei planparallele Trägerplatten im Abstand von 4 μm und Elektrodenschichten mit darüberliegenden Orientierungsschichten aus geriebenem Polyimid auf den Innenseiten der Trägerplatten auf, welche eine homöotrope Randorientierung der Flüssigkristallmoleküle bewirken.
Die polymerisierbaren Verbindungen werden in der Anzeige durch UV- Bestrahlung, z.B. mit einer Stärke von 28 mW/cm2, und vorgegebener Zeit polymerisiert, wobei gleichzeitig eine Spannung an die Anzeige angelegt wird (üblicherweise 10V bis 30V Wechselstrom).
Der Tiltwinkel wird per Drehkristall-Experiment (Autronic-Melchers TBA- 105) bestimmt. Ein kleiner Wert (d.h. eine große Abweichung vom 90°- Winkel) entspricht dabei einem großen TiIt.
Beispiel 1
Verbindung (1 ) wird wie folgt hergestellt
Figure imgf000053_0001
Das Pyrimidinol wird in 45 ml DCM suspendiert, auf 0 0C gekühlt, mit DMAP und anschließend mit NEtß versetzt. Dann wird das Methacrylsäurechlorid in 5 ml_ DCM zugegeben, und 2h bei 0 0C gerührt. Der Ansatz wird über Celite abgesaugt, gut mit DCM nachgewaschen und die erhaltene organische Lösung mit 0,5% Irganox 1076 = 43 mg versetzt (Angabe in Gew.-%, bezogen auf die theoretische Ausbeute). Sodann wird 1x mit 50 ml_ Wasser, 1x mit 0,5N HCl und 1x mit 50 mL NaCI- Lösung ausgeschüttelt, über Natriumsulfat getrocknet, abfiltriert, die erhaltenen Lösung bei 30 0C am Rotationsverdampfer eingeengt und mit N2 belüftet. Die Reinigung erfolgt durch mehrfaches Filtrieren und Waschen mit Heptan/MTB 1 :1 , MTB und Hexan. Schmelzpunkt: 135°C.
Beispiel 2
Verbindung (2) wird wie folgt hergestellt
Figure imgf000054_0001
In einer 250ml-Apparatur wird das Dihydroxychinolin in 100ml Dichlormethan suspendiert, das DMAP und das Triethylamin zugegeben (noch immer keine klare Lösung). Es wird auf ca. 2°C abgekühlt, eine Lösung des Acrylsäurechlorids in 20ml Dichlormethan zugetropft, und über Nacht bei RT gerührt. Der Ansatz wird mit 100ml Wasser versetzt und mit ca. 6ml 2N HCl annähernd neutral gestellt. Die organische Phase wird abgetrennt, getrocknet und einrotiert. Nach Filtration über Kieselgel, Umkristallisation aus Heptan (mit 5% Isopropanol) und zweimaliger Umkristallisation aus THF erhält man farblose Kristalle. Schmelzpunkt: 122°C.
Mischunqsbeispiel A
Die nematische FK-Host-Mischung N1 wird wie folgt formuliert
CCH-501 9,00 % Kp. + 70,0
CCH-35 14,00 % Δn 0,0825
PCH-53 8,00 % Δε - 3,5
CY-3-04 14,00 % εll 3,5
CY-5-04 13,00 % K3ZK1 1 ,00
CCY-3-O2 8,00 % YI 141
CCY-5-O2 8,00 % V0 2,06
CCY-2-1 9,00 %
CCY-3-1 9,00 %
CPY-2-O2 8,00 %
Zur FK-Mischung N1 werden 0.3% einer polymerisierbaren monomeren Verbindung aus den Beispielen 1 und 2 zugesetzt, und die dadurch entstandenenen Mischungen in VA-e/o-Testzellen gefüllt (90° gerieben, Orientierungsschicht VA-Polyimid, Schichtdicke d«4μm). Unter Anlegen einer Spannung von 10V (Wechselstrom) wird jede Zelle 20 Minuten lang mit UV-Licht der Intensität 28mW/cm2 bestrahlt, dadurch erfolgt Polymerisation der monomeren Verbindung. In einer zweiten Versuchsreihe wird der FK/Monomer-Mischung noch zusätzlich 0.006% des Photo initiators lrgacure-651 zugesetzt und die Belichtungszeit auf 2 Minuten verkürzt. Vor und nach der UV-Bestrahlung wird per Drehkristall- Experiment (Autronic-Melchers TBA-105) der Tiltwinkel bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
Figure imgf000055_0001
Figure imgf000056_0001
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, kann mit den erfindungsgemäßen Monomeren (1 ) und (2) ein ausreichend großer TiIt (d.h. kleiner Tiltwinkel) nach Polymerisation erreicht werden, insbesondere ohne Verwendung eines Photoinitiators.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von polymerisierbaren Verbindungen enthaltend einen oder mehrere aromatische Kohlenwasserstoffringe, welche auch anelliert sein können, wobei in mindestens einem dieser Ringe mindestens eine CH-Gruppe durch N ersetzt ist, in Flüssigkristall (FK)-Anzeigen des PS- (polymer stabilized) oder PSA- (polymer sustained alignment) Typs.
2. Verwendung von polymerisierbaren Verbindungen nach Anspruch 1 in FK-Anzeigen des PS- oder PSA-Typs enthaltend eine FK-ZeIIe bestehend aus zwei Substraten, wobei mindestens ein Substrat lichtdurchlässig ist und mindestens ein Substrat eine Elektrodenschicht aufweist, sowie einer zwischen den Substraten befindlichen Schicht eines FK-Mediums enthaltend eine polymerisierte Komponente und eine niedermolekulare Komponente, wobei die polymerisierte Komponente erhältlich ist durch Polymerisation einer oder mehrerer polymerisierbarer Verbindungen zwischen den Substraten der FK-ZeIIe im FK-Medium unter Anlegen einer elektrischen Spannung.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der polymerisierbaren Verbindungen zwei oder mehr sechsgliedrige aromatische Ringe aufweisen, welche auch anelliert sein können, worin in mindestens einem der Ringe eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sind.
4. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer oder mehreren der polymerisierbaren Verbindungen einer oder mehrere der aromatischen Ringe an einer oder mehreren Positionen, optional über eine Abstandsgruppe, mit einer, zwei oder mehr als zwei polymerisierbaren Gruppen verknüpft sind.
5. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisierbaren Verbindungen aus Formel I ausgewählt sind:
Ra-A1-(Z1-A2)m-Rb I
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung haben:
A1 und A2 jeweils unabhängig voneinander 1 ,4-Phenylen oder Naphthalin-2,6-diyl, worin auch eine oder mehrere, vorzugsweise eine, zwei oder drei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch L ersetzt sein können, wobei die Verbindungen mindestens einen Rest A1 oder A2 enthalten, vorzugsweise eine Rest A1, worin eine oder mehrere, vorzugsweise eine, zwei oder drei CH- Gruppen durch N ersetzt sind,
L, Ra und Rb jeweils unabhängig voneinander H, Halogen, SF5, NO2, eine Kohlenstoffgruppe oder Kohlenwasserstoffgruppe, wobei die Verbindungen mindestens einen Rest L, Ra und Rb enthalten, der eine polymerisierbare Gruppe enthält,
Z1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden -O-, -S-, - CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -
SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, - CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=CH-, - CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 oder eine Einfachbindung,
R0 und R00 jeweils unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen,
m O, 1 , 2, 3 oder 4.
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass A1, A2, Z1 und m die in Anspruch 5 angegebene Bedeutung haben, und
L P-Sp-, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2 , -NCO, -NCS, -OCN, - SCN, -C(=O)N(RX)2, -C(=O)Y1, -C(=O)RX, -N(RX)2, optional substituiertes SiIyI, optional substituiertes Aryl mit 4 bis 20 C Atomen, und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylcarbonlyoxy oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl oder P-Sp- ersetzt sein können,
P eine polymerisierbare Gruppe,
Sp eine Abstandsgruppe oder eine Einfachbindung,
Y1 Halogen,
Rx P-Sp-, H, Halogen, geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch - O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl oder P-Sp- ersetzt sein können, oder eine optional substituierte Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 20 C- Atomen,
Ra und Rb jeweils unabhängig voneinander P-Sp-, H, L wie oben definiert, oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C(RX)=C(RX)-, -C≡C-, -N(RX)-, -O-, -
S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder P-Sp- ersetzt sein können,
bedeuten, wobei mindestens einer der Reste Ra, Rb und L mindestens eine Gruppe P-Sp- enthält.
7. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisierbaren Verbindungen aus folgenden Unterformeln ausgewählt sind:
Figure imgf000060_0001
Figure imgf000061_0001
worin P und Sp die in Anspruch 5 und 6 angegebene Bedeutung besitzen, R eine der für Ra in Anspruch 5 und 6 angegebenen Bedeutungen besitzt, L eine der in Anspruch 5 und 6 angegebenen Bedeutungen besitzt, r O, 1 , 2, 3 oder 4 und s 0, 1 , 2 oder 3 ist.
Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
Figure imgf000061_0002
worin L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander F oder Cl,
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 12 C-
Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2- Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
0 oder 1 ,
Figure imgf000062_0001
L3 und L4 jeweils unabhängig voneinander H1 F oder Cl,
bedeuten.
9. FK-Anzeige nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das FK-Medium zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
Figure imgf000062_0002
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung besitzen
Figure imgf000062_0003
b O oder i ,
L3 und L4 jeweils unabhängig voneinander H, F oder Cl,
R3 Alkenyl mit 2 bis 9 C-Atomen,
R4 Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, worin auch ein oder zwei nicht benachbarte Chb-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, - CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O- Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder, falls a=0 ist und der Ring A Cyclohexylen bedeutet, auch R1.
10. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das FK-Medium zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält:
Figure imgf000063_0001
worin
R5 und R6 unabhängig voneinander eine der für R1 in Formel angegebenen Bedeutungen haben,
Figure imgf000063_0002
g 0 oder 1 bedeuten.
11. FK-Anzeige des PS- oder PSA-Typs wie in einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10 definiert.
12. FK-Anzeige nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie eine PSA-VA-, PSA-OCB-, PS-IPS-, PS-FFS- oder PS-TN-Anzeige ist.
13. FK-Medium enthaltend eine flüssigkristalline Komponente A) enthaltend eine oder mehrere niedermolekulare Verbindungen, sowie eine polymerisierbare Komponente B), enthaltend eine oder mehrere polymerisierbare Verbindungen wie in einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 definiert.
14. FK-Medium nach Anspruch 13, worin Komponente A) eine oder mehrere Verbindungen wie in einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10 definiert enthält.
15. Polymerisierbare Verbindungen der Formel 11
Rc-A1-(Z1-A2)m-Rd 11
worin A1, A2, Z1, P, Sp, Rx, L und m die in Anspruch 5 und 6 angegebene Bedeutung besitzen,
Rc P oder P-Sp-, und
Rd P, P-Sp-, H, L, oder gerad kettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C(RX)=C(RX)-, -C≡C-, -N(RX)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O- CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S- Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder P-Sp- ersetzt sein können,
bedeutet, worin mindestens einer der Reste Rc und Rd P- bedeutet, und/oder mindestens einer der Ringe ein-oder mehrfach durch F substituiert ist.
16. Polymerisierbare Verbindungen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Rd P oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen bedeutet, welches unsubstituiert oder durch F, Cl, CN oder P ein- oder mehrfach substituiert ist, und worin ein mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind.
17. Polymerisierbare Verbindungen nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus folgenden Unterformeln ausgewählt sind
Figure imgf000065_0001
Figure imgf000066_0001
worin P die in Anspruch 15 angegebene Bedeutung besitzt, R eine der für Rd in Anspruch 15 und 16 angegebenen Bedeutungen besitzt, L eine der in Anspruch 5 und 6 angegebenen Bedeutungen besitzt, r O, 1 , 2, 3 oder 4 und s 0, 1 , 2 oder 3 ist.
18. Verbindungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass P ausgewählt ist aus CH2=CW1-COO-,
Figure imgf000066_0002
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)ki-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN-, und W4W5W6Si-, worin W1 H, F, Cl1 CN, CF3, Phenyl oder Alkyl mit
1 bis 5 C-Atomen, insbesondere H, F, Cl oder CH3 bedeutet, W2 und W3 jeweils unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, W4, W5 und W6 jeweils unabhängig voneinander Cl, Oxaalkyl oder Oxacarbonylalkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, W7 und W8 jeweils unabhängig voneinander H, Cl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten,
Phe 1 ,4-Phenylen bedeutet, welches optional mit ein oder mehreren Resten L wie in Anspruch 6 definiert substiuiert ist, k-i, k2 und k3 jeweils unabhängig voneinander O oder 1 bedeuten.
19. Verfahren zur Herstellung eines FK-Mediums nach Anspruch 13 oder 14, indem man eine oder mehrere niedermolekulare flüssigkristalline Verbindungen mit einer oder mehreren polymerisierbaren Verbindungen wie in einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 17 definiert, und gegebenenfalls mit weiteren flüssigkristallinen Verbindungen und/oder Additiven, mischt.
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