[发明专利]可聚合介晶化合物、液晶介质和液晶显示器

说明书

技术领域

本发明涉及包含具有弯曲形状的可聚合介晶化合物的液晶介质，并且涉及包含这些介质作为光调制介质的电光显示器。特别是，根据本发明的电光显示器是在所述液晶调制介质处于光学各向同性相，优选处于蓝相的温度下操作的显示器。

背景

已知电光显示器和介晶光调制介质，当在显示器中操作时，其处于各向同性相(下文中称为“各向同性模式显示器”)。这样的显示器和介质例如描述于DE 102 17 273 A中。此外，已知电光显示器和介晶光调制介质，当在显示器中操作时，其处于光学各向同性蓝相(下文中称为“蓝色模式显示器”)。这样的显示器和介质例如描述于WO 2004/046 805中。

与熟知的和广泛使用的采用在向列相中的液晶的显示器(如例如以扭转向列(TN)模式、超扭转向列(STN)模式、电控双折射(ECB)模式与其各种变体及面内切换(IPS)模式操作的液晶显示器(LCD))相比，蓝色模式和各向同性模式显示器提供了多种显著的优势。在这些优势中最显著的是其快得多的切换时间和显著更宽的光学视角。

然而，与使用在另一种液晶相中(如例如在表面稳定铁电液晶显示器(SSF LCD)中的近晶相中)的介晶介质的显示器相比，DE 102 17 273 A和WO 2004/046 805的蓝色模式和各向同性模式显示器更易于制造。例如，它们不需要非常窄的盒间距和此外电光效应对盒间距的小变化不是非常敏感。

然而，通常用于所提及的这些蓝色模式和各向同性模式显示器中的液晶介质仍然需要对于某些应用而言不足够低的操作电压。进一步这些介质的操作电压随温度变化，并且通常观察到，在一定温度下电压随温度升高大幅升高。这限制了在蓝相中的液晶介质对显示器应用的适用性。在上文引用的文献中所描述的液晶介质的进一步缺点是对于非常苛刻的应用而言不足的中等可靠性。该中等可靠性可以例如以电压保持率(VHR)参数表示，其在如上文所述的液晶介质中可以是90％以下。

已经报道了一些化合物和组合物，其具有通常可以通过光学显微镜观察到的胆甾醇相和各向同性相之间的蓝相。观察到蓝相的这些化合物或组合物通常是显示高手性的单一介晶化合物或混合物。然而，通常观察到的蓝相仅在非常小的温度范围内延伸，所述温度范围通常小于1摄氏度宽，和/或所述蓝相位于相当不方便的温度。

然而，为了操作WO 2004/046 805的新型快速切换显示模式，要使用的光调制介质必须在包括室温在内的宽的温度范围内处于蓝相。因此，需要具有尽可能宽并且所处温度方便的光调制介质。

因此，存在对具有宽的相范围的蓝相的调制介质的强烈需求，所述调制介质可以通过介晶化合物本身合适的混合物实现，或者优选通过将具有合适的介晶性能的主体混合物与使蓝相在宽的温度范围内稳定化的单一掺杂剂或掺杂剂混合物混合实现。

总而言之，存在对可以在液晶显示器中操作的液晶介质的需求，所述液晶显示器在所述介质处于蓝相的温度下操作，其提供了以下技术改进：

-降低的操作电压，

-降低的操作电压的温度依赖性，和

-改进的可靠性，例如VHR。

本发明的目标是提供适合于在蓝色模式或各向同性模式显示器中使用的液晶介质和提供上文提及的技术改进中的一种或多种。本发明的另一个目标是扩展专业人员可用的液晶介质库。由以下详细的描述本发明的其他目标对于专业人员是显而易见的。

本发明的发明人已经发现以上目标中的一个或多个可以通过提供下文所描述和要求保护的液晶介质实现，所述液晶介质包含一种或多种具有弯曲核的可聚合介晶化合物或反应性介晶(RM)。

具有弯曲核的这样的化合物，也被称为“香蕉形状的”化合物，在现有技术中例如在US 6,596,193中已经被公开作为聚合物分散的LC显示器的组分。然而，迄今为止它们还没有被公开或暗示用于蓝色模式或各向同性模式显示器中。

令人惊奇地，已经发现向显示蓝相的介晶介质中加入具有弯曲核的这样的可聚合介晶化合物或RM导致具有宽加工窗口>1.5℃(在所述加工窗口内聚合可以发生)的蓝相和具有低切换滞后<2V的蓝相的形成。

Z.Zheng等人，Journal of Physics 12(2010)，113018已经报道了用具有蓝相的采用弯曲形状的分子掺杂的向列液晶。

在T.Iwata等人，Mol.Cryst.Liq.Cryst.470，11-18中已经报道了使用聚合物稳定化以提高蓝相的温度范围。