超分子是一种至少部分位于同 一平面内——优选基本位于同 一平面内——的7I-共轭分子的堆叠式締合物。締合分子数优选根据形成条件如 温度、压力、添加剂等来限定，而并不按照分子结构或者官能团的组成来 精确地限定。
在本发明的一个优选实施方案中，所述超分子含有至少一种具有共轭 TT体系以及能够在所述超分子之间形成非共价键的官能团的多环有机化 合物。 一个分子中的各官能团优选设计为使它们可通过形成相互堆叠的非 共价结合而相互作用，形成一个完全饱和的三维空间的非共价键网络。延 迟层可能只对部分可见波长范围内的电磁辐射而言是透明的，而不是在整 个范围内都透明，且这部分所述波长带#皮称为附属区。可以通过实验测定 每种具有共轭7T体系以及官能团的多环有机化合物的附属区。
在本发明的再一个优选实施方案中，至少一种有机化合物的分子含有 杂环。在本发明的又一个优选实施方案中，所述延迟层中至少一个是水不溶性的。
在本发明的另 一个优选实施方案中，所述延迟层中至少一个是双光轴 的。在本发明的另一个优选实施方案中，超分子的取向与延迟层的表面基 本平行或垂直。在本发明的再一个优选实施方案中，所述非共价键中至少
一个是H-键。在本发明的又一个优选实施方案中，非共价键中至少一个 是配位键。
在本发明液晶显示器的一个实施方案中，所述有机化合物具有结构通
式I，其中如果边等于O,则/2和/7都不等于0。换言之，在g不存在 的情况下，该有机化合物含有至少一个磺酸基以及至少一个羧酸的酰胺 基。
在本发明液晶显示器的另 一个实施方案中，所述有机化合物具有结构
通式I，其中如果/z?等于0，则刀和r都不等于O。换言之，在g不存 在的情况下，该有机化合物含有至少一个磺酸基以及至少一个磺酸的酰胺 基。
在本发明液晶显示器的又一个实施方案中，所述有机化合物具有结构
通式I，其中如果/7等于0，则边不等于O。换言之，在磺^不存在的
情况下，该有机化合物含有至少一个氛基。
在本发明液晶显示器的一个实施方案中，所述液晶元件含有（i)相 互对立且基本相互平行的第一J41和第二基板；（ii)提供于所述第一基 板的第一表面上的第一电极，所述第一表面面对所述第二^1; (iii)提 供于所述第二基板的第二表面上的第二电级，所述第二表面面对所述第一 基板；（iv)提供于所述第一基板的所述第一表面上以覆盖所述第一电极 的第一分子排列膜；（v)提供于所述第二a的所述第二表面上以覆盖所 述第二电极的第二分子排列膜；以及（vi)限制在所述第一a和第二基 板之间的液晶层，所述液晶层含有具有负介电各向异性的液晶分子。
在本发明液晶显示器的一个实施方案中，所述补偿结构含有至少一个 第一型延迟层，其具有基本位于该第一型延迟层平面内的慢主轴和快主 轴；以及至少一个第二型延迟层，其具有基本垂直于该第二型延迟层平面 的光轴。
在本发明液晶显示器的另一个实施方案中，第一型延迟层是这样一种 单轴延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（刀尸和W)及一个法向的折射指数（朋）来表征，所述折射指数对于可见光
谱范围内的电磁辐射满足下列条件：/w-"s〉/7/。在本发明液晶显示器的 再一个实施方案中，第一型延迟层是这样一种轻度的双轴延迟层，其通过 两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/z尸和w)及一个法向 的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光镨范围内的电磁辐射
满足下列条件：/^〉"尸，/2/Z〉/z/"，且I/7/2-/^| / (iZ折"S) <0. 1。
在本发明液晶显示器的另 一个实施方案中，第 一型延迟层含有棒状超 分子，所述超分子的取向为其纵轴基本平行于快主轴。在本发明液晶显示 器的再一个实施方案中，所述棒状超分子在与其纵轴相垂直的平面内具有 近似各向同性的极化率。
在本发明液晶显示器的另一个实施方案中，第一型延迟层是一种双轴 延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（"尸和 M)和一个法向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光谞范
围内的电磁辐射满足下列条件：/L?〉朋〉/z/;在本发明液晶显示器的另一 个实施方案中，第一型延迟层含有纵轴与快主轴基本平行的棒状超分子， 其中所述棒状超分子在与其纵轴相垂直的平面内具有各向异性的极化率。 在本发明液晶显示器的再一个实施方案中，第一型延迟层以使所述延迟层 的快速轴基本垂直于相邻偏光片的透射轴的方式设置。在本发明液晶显示 器的一个实施方案中，第一型延迟层以使所述延迟层的快速轴基本平行于 相邻偏光片的透射轴的方式设置。
在本发明液晶显示器的一个实施方案中，第二型延迟层是这样一种单
轴延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/7尸 和M)及一个法向的折射指数（/2/7)来表征，所述折射指数对于可见光
谱范围内的电磁辐射满足下列条件：/7尸=/^;>/7/7。在本发明液晶显示器
的另一个实施方案中，第二型延迟层是这样一种轻度的双轴延迟层，其通 过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（"尸和及一个法
向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光谱范围内的电磁辐
射满足下列条件：/^〉/7/>/7/2，且（/7i?- i7/") / (力^" <0. 1。
在本发明液晶显示器的一个实施方案中，第二型延迟层含有片状超分 子，所述超分子的取向为其平面基本平行于所述延迟层的表面。在本发明 液晶显示器的另一个实施方案中，第二型延迟层含有棒状超分子，所述超分子的取向为其纵轴基本垂直于所述延迟层的表面。在本发明液晶显示器 的还有一个实施方案中，第二型延迟层含有平的多环有机化合物，所述平 的多环有机化合物的取向为它们的平面基本平行于所述延迟层的表面。在 本发明液晶显示器的再一个实施方案中，第二型延迟层含有三乙酰纤维素
(TAC )。
在本发明液晶显示器的一个实施方案中，所述补偿结构含有相对于第 一型延迟层而言更为靠近所述液晶元件的第二型延迟层。在本发明液晶显 示器的另一个实施方案中，所述补偿结构含有相对于第二型延迟层而言更 为靠近所述液晶元件的第一型延迟层。在本发明液晶显示器的还有一个实 施方案中，所述补偿结构含有设置于一个第一型延迟层的各侧的第二型的 第一和第二延迟层。在本发明的另一个实施方案中，液晶显示器含有至少 两个各自位于所述液晶元件和所述偏光片中的一个之间的补偿结构。
通过参考以下详细描述并考虑到附图和详细说明 一一所有这些均构 成公开内容的一部分，可对本发明及其优点进行更好地理解；从而可对本 发明及其优点进行更完整的评价。本发明的主题通过下列附图示例说明， 其中-.
上文对图1-4的描述是对现有技术的示例说明。 图5是本发明第一实施方案中液晶显示器的构造的示意图。 图6是本发明笫二实施方案中液晶显示器的构造的示意图。 图7是本发明笫三实施方案中液晶显示器的构造的示意图。 图8是本发明第四实施方案中液晶显示器的构造的示意图。 图9示出了含第一和第二型延迟层的补偿结构的结构。 图10a示出了在入射光波长为450nm处计算的非补偿液晶显示器的对 比度。
图10b示出了在入射光波长为450nm处计算的图5中所示的本发明实 施方案的液晶显示器的对比度。
图11a示出了在入射光波长为550nm处计算的非补偿液晶显示器的对 比度。
图llb示出了在入射光波长为550nm处计算的图5中所示的本发明实 施方案的液晶显示器的对比度。
42图12a示出了在入射光波长为650nm处计算的非补偿液晶显示器对比度。
图12b示出了在入射光波长为650mn处计算的图5中所示的本发明实 施方案中液晶显示器的对比度。
图13示出了在入射光波长为550nm处（第二型延迟层延迟参数 RTAC=180nm，且第一型延迟层延迟参数R产98nm)计算的图6中所示的本发 明实施方案中液晶显示器的对比度。
图14示出了在入射光波长为550nm处（第二型延迟层延迟参数 RTAC=60nm,且第一型延迟层延迟参数RA=424nm)计算的图6中所示的本发 明第二实施方案中液晶显示器的对比度。
图15-18示出了双轴延迟剂层的形成和本发明薄双折射片的折射指 数的波长依赖性。
图19是本发明一个实施方案中液晶显示器的构造的示意图。
图20示出了本发明第二型延迟层的折射指数的光脊农赖性。
图21示出了图19中所示的本发明第五实施方案的计算的视角性能。
图22是本发明一个实施方案中液晶显示器的构造的示意图。
图23示出了图22中所示的液晶显示器的翁?(t优化结果。
图24是本发明一个实施方案中液晶显示器的构造的示意图。
图25示出了图24中所示的液晶显示器的翁:值优化结果。
图26是示出本发明一个实施方案液晶显示器的构造的示意图。
图27示出了图26中所示的液晶显示器的数值优化结果。
图28示意出了多环有机化合物的平的分子。
图29示意出了平的分子的溶液。
图30示意出了导致负C-板形成的分子层叠。
图31是本发明一个实施方案中液晶显示器的构造的示意图。
图32示意出了溶液形成负A-板的一种棒状超分子。
图33示意出了导致负A-板形成的分子层叠。
图34示出了本发明负A型延迟层的折射指数的光语依赖性。
图5示意出了光束（1 )，以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、 一 对设置在该液晶元件两侧的偏光片（2和1Q)、以及分别置于所述液晶元件与第一偏光片（2)之间以及所述液晶元件与第二偏光片（IO)之间的 两个补偿结构（3和7)的液晶显示器。第一偏光片的透射轴（11)垂直 于第二偏光片的透射轴（18 )。第一补偿结构（3 )含有第一型延迟层（4 ), 所述延迟层（4)具有基本位于其平面内的快主轴（12)和慢主轴（13) (主轴对应于介电张量的主轴），以及作为负C-板的第二型延迟层（5)， 其光轴（14 )指向基本垂直于所述延迟层（5 )平面。延迟层（4 )设置为 使所述延迟层对应于最低电容率的快主轴（13)垂直于偏光片（2)的透 射轴（11 )。延迟层（4 )是一种单轴延迟层，其通过层厚度&两个分别 对应于快主轴和慢主轴的面内主折射指数（/7尸和M)以及一个法向的折 射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光i瞽范围内的电磁辐射满足 下列条件：/lo=/^〉/z/"。
在另一个实施方案中，延迟层（4)是一种轻度的双轴延迟层，其通 过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（"/"和/w)以及一个 法向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光语范围内的电磁 辐射满足下列条件：/^〉刀/*， /wz〉/7尸，且|力/2-/^|/ (/?^"iw) <0.1。
在还有一个实施方案中，第二型延迟层（5)是一个轻度的双轴延迟 层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/2尸和/W) 以及一个法向的折射指数（朋）来表征，所述折射指数对于可见光谱范围 内的电磁福射》蔼足下歹'J条件：/^〉/7/"〉iw，且（/zs—/?/)/(/^+刀/) <0.1。 第二补偿结构（7 )含有一个第一型延迟层（9 )，所述延迟层（9 )具有基 本位于其平面内的慢主轴（17)和快主轴（16)，以及作为负C-板的第二 型延迟层（8),其光轴（15)指向基本垂直于所述延迟层（8)平面。第 一型延迟层（9 )设置为使所述延迟层的快主轴（16 )垂直于偏光片（10 ) 的透射轴（18 )。第一型延迟层（9 )是一种单轴延迟层，其通过层厚度A 两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/7尸和w)以及一个法 向的折射指数（朋）来表征，所述折射指数对于可见光诿范围内的电磁辐 射满足下列条件：/?"=/^>/7/。
在另一个实施方案中，延迟层（9)是一个轻度的双轴延迟层，并且 其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/2/和/wO以及 一个法向的折射指数（朋）来表征，所述折射指数对于可见光镨范围内的
电磁辐射满足下列条件：iZS〉i7/， /Z/7〉/z/,且I/W2-/2Sl/ ("/^i2S) <0. 1。在还有一个实施方案中，第二型延迟层（8)是一个轻度的双轴延迟
层，并且其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/7/和 以及一个法向的折射指数（朋）来表征，所述折射指数对于可见光谞
范围内的电磁辐射满足下列条件：/2/^,且（";?-/2/) / (/^+/7/) <0. 1。
图6示意出了类似图5所示显示器的液晶显示器。不同之处在于第一 型延迟层（4和9 )的主轴（快和慢）的取向。延迟层（4 )设置为使所述 延迟层的慢主轴（12 )垂直于偏光片（2 )的透射轴（11 )，且第一型延迟 层（9)设置为使所述延迟层的慢主轴（17)垂直于偏光片（10)的透射 轴（18)。在另一个实施方案中，延迟层（4和9)为轻度的双轴延迟层， 其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（力尸和M)以及 一个法向的折射指数（朋）来表征，所述折射指数对于可见光谱范围内的
电》兹辐射满足下列条件：/ZS〉/7尸，/7/?〉/7尸，且|刀/2-/^|/ (/W^/7S) <0.1。
图7示意出了光束（1 )，以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、 一 对设置于该液晶元件两侧的偏光片（2和10)、以及置于该液晶元件与第 二偏光片（10)之间的一个补偿结构（7)的液晶显示器。补偿结构（7) 含有第一型延迟层（9 )，所述延迟层具有基本位于层平面内的快轴（16 ) 和慢轴（17 )，以及作为负C-板的第二型延迟层（8 ),其光轴（15 )指向 基本垂直于层平面。延迟层（9)设置为使所述延迟层的快主轴（16)垂 直于偏光片（10 )的透射轴（18 )。延迟层（9 )是一种单轴延迟层，其通 过层厚度A两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/2尸和力s) 以及一个法向的折射指数（/m)来表征，所述折射指数对于可见光语范围 内的电磁辐射满足下列条件：加-iW〉i7/"。在另一个实施方案中，延迟层
(9)是一种轻度的双轴延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主轴 的面内折射指数（"/"和/Z50以及一个法向的折射指数（加）来表征，所 述折射指数对于可见光镨范围内的电磁辐射满足下列条件：w〉/7/,朋
〉i?/;且|/2/7-/^|/(/w^w) <0.1。在还有一个实施方案中，第二型延迟 层（8)是一种轻度的双轴延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主 轴的面内折射指数（/2/和w)以及一个法向的折射指数（M)来表征， 所述折射指数对于可见光语范围内的电磁辐射满足下列条件：w〉/2/〉 ""，且（"i?一/z尸）/ (/^+/?/) <0.1。图8示意出了光束（1),以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、 一 对设置于该液晶元件两侧的偏光片（2和10)、以及置于所述液晶元件与 第一偏光片（2)之间的一个补偿结构（3)的液晶显示器。第一偏光片的 透射轴（11)垂直于第二偏光片的透射轴（18 )。第一补偿结构（3 )含有 第一型延迟层（4 )，所述延迟层具有基本位于层平面内的快轴（13 )和慢 轴（12 )，以及作为负C-板的第二型延迟层（5 ),其光轴（14 )指向基本 垂直于所述延迟层平面。延迟层（4 )设置为使所述延迟层的快主轴（13 ) 垂直于偏光片（2)的透射轴（11)。延迟层（4)是一种单轴延迟层，其 通过层厚度A两个分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/7/和
力S)以及一个法向的折射指数（Z7/?)来表征，所述折射指数对于可见光谱
范围内的电磁辐射满足下列条件：加=/^>"/。在另一个实施方案中，延 迟层（4)是一种轻度的双轴延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和十曼 主轴的面内折射指数（/z/和w)以及一个法向的折射指数（加）来表征，
所述折射指数对于可见光语范围内的电磁辐射满足下列条件：W〉/2尸，/Z/7
且l加-wl/U/^/w) <0.1。在还有一个实施方案中，第二型延迟 层（5)是一种轻度的双轴延迟层，其通过两个分别对应于快主轴和慢主 轴的面内折射指数（i7/和/W)以及一个法向的折射指数（朋）来表征， 所述折射指数对于可见光谱范围内的电磁辐射满足下列条件：/^〉/7/>
/7"，且(/^-/7/") / (/2"/7/") < 0.1。
为了可使本发明更易于被理解，参考以下实施例；这些实施例意欲用
来解释说明本发明，但不意欲对其范围进行限制。 实施例1
本实施例描述了图9中所示的有机延迟层（27 )的制备。将6-氧-3-硫5,6-二氢苯并咪唑[l，2-c]喹唑啉-10-羧酸和6-氧-3-硫-5， 6-二氢苯 并咪唑[1，2-c]喹唑啉-9-羧酸的混合物（lg)在20'C的温度下与添加 0. 6ml 10%的氨水溶液的15. Oml去离子水混合搅拌一小时至形成溶致液 晶溶液。将所获得的溶液在20X:的温度及65 %的相对湿度下用Mayer棒 #2. 5以15mm/s的线速度沿着如图9中a6所指的方向移动而涂于^i41^ 面上。Wl (28)由三乙酰纤维素（TAC)制成。接着，将有机延迟层在
46同样温度和湿度下干燥。为了测定有机延迟层的光学特征，在波长大约
400-700nm范围内分别用Dectak3ST、 Axometrics和Cary 500扫描分光 光度计测量厚度、光学延迟和透射光语。用平行和垂直于涂层方向（分别
为Tpar和Tp6r)的线偏振光束测量有机延迟层的光学透射。获得的数据用
来计算图9中所示的折射指数（"/, m和朋)。所获得的延迟层为各向异 性的（刀/
= △刀/" = 0. 338 ， 其中△ = "s-/?/， △ = /w7"fl尸。效i]量值显示在
380-780 nm的可见光谱范围内有机延迟层吸收系数的值很小。 实施例2
本实施例描述本发明液晶显示器的一个优选实施方案。所述液晶显示 器的示意图见图5。该液晶显示器基于垂直排列类型的液晶元件（6)，其 代表了延迟等于275nm的液晶层。在该液晶元件的两侧设置有成对的偏光 片（2和10 )，且形成两个补偿结构（3和7 )——一个位于液晶元件和第 一偏光片（2)之间，另一个位于液晶元件和第二偏光片（IO)之间。第 一偏光片的透射轴（11)垂直于第二偏光片的透射轴（18)。第一补偿结 构（3 )含有第一型延迟层（4 )，所述延迟层具有基本位于层（4 )平面内 的快轴（13)和慢轴（12),以及代表负C-板的第二型延迟层（5),其光 轴（14 )指向基本垂直于层（5 )平面。延迟层（4 )被设置为使其快主轴 (13 )垂直于偏光片（2 )的透射轴（11 )。延迟层（4 )使用实施例1中 描述的方法制成。该延迟层的特征在于延迟参数ra- 250nm。由三乙酰纤 维素（TAC)制成的第二型延迟层（5)的延迟参数IU-Rc有两个最佳设 定值：130nm和790nm。第二补偿结构（7 )含有第一型延迟层（9 )，所述 延迟层具有基本位于层（9 )平面内的快轴（16 )和慢轴（17 )，以及代表 负C-板的第二型延迟层（8 )，其光轴（15 )指向基本垂直于层（8 )平面。 第一型延迟层（9)被设置为使该层的快主轴（16)垂直于偏光片（10) 的透射轴（18 )。第一型延迟层（9 )以及延迟层（4 )使用实施例1中描 述的方法制成。延迟层（9)的特征在于延迟参数ra- 250nm。第二型延迟层（8 )也由TAC制成。延迟层（8 )的延迟参数IU;与延迟层（5 )的延 迟参数相同。第二型延迟层（5和8 )比第一型延迟层（4和9 )更靠近液 晶元件（6)。图10a所示为对于非补偿液晶显示器，计算得到的波长为 450nm的光的对比度与视角的关系，而图10b所示为对于本发明液晶显示 器（VA-LCD)的计算结果。图lla和llb示出了入射光波长为550nm时计 算得到的对比度。对非补偿液晶显示器以及本发明的液晶显示器分别进行 计算（分别见图lla和llb)。对非补偿和补偿液晶显示器在入射光波长 为650nm时计算得到的对比度分别示于图12a和12b中。在+ 45。方位角 大角的对比度较低是单域LC元件在+ 45°方位角具有导向再定位平面 (director reorientation plane )的结果。如果是多域元件(MVA模式)， 则不会出现这种对比度的劣化。本发明液晶显示器的视角颜色变化特征见 表8中。液晶显示器在U-5V时处于视场开（发亮）状态。对-45°方位 角的视角进行计算。
表8.在发亮状态、U-5V条件下，视角为-45°方位角的VA-LCD视角颜色
变化特征
table see original document page 48表10给出了视角为0度方位角时计算出的本发明液晶显示器的视角
颜色变化特征。
表10.在发亮状态、U-5V条件下，视角为0。方位角的VA-LCD的视角颜
色变化特征
table see original document page 48table see original document page 49因此，本发明的液晶显示器在非常广阔的视角范围内提供了整个可见 光语范围内的高对比度。本设计的特性使得可以用滚动条式
(roll-to-roll)制作程序在一个步骤中制作延迟层和偏光片。
实施例3
本实施例描述了本发明液晶显示器的另一个优选实施方案。所述液晶 显示器的示意图见图6。该液晶显示器基于垂直排列类型的液晶元件（6 )， 其代表延迟等于275nm的液晶层。在该液晶元件的两侧^1置有成对的偏光 片（2和10 ),且形成两个补偿结构（3和7 )——一个位于液晶元件和第 一偏光片（2)之间，另一个位于液晶元件和第二偏光片（IO)之间。第 一偏光片的透射轴（11)垂直于第二偏光片的透射轴（18)。第一补偿结 构（3 )含有第一型延迟层（4 ),所述延迟层具有基本位于层（4 )平面内 的快轴（13 )和慢轴（12 )，以及代表负C-板的第二型延迟层（5 ),其光 轴（14 )指向基本垂直于层（5 )平面。延迟层（4 )被设置为使其慢主轴
(12 )垂直于偏光片（2 )的透射轴（11 )。延迟层（4 )使用实施例1中 描述的方法制成。该延迟层的特征在于延迟参数RA-98nm,而由TAC制成 的第二型延迟层（5)的延迟参数值为RTA^Rc-180nm。在本实施方案的 另一个变形中，延迟层（4)的特征在于延迟参数RA = 424nm，而由TAC 制成的第二型延迟层（5 )的延迟参数值为RTAC == 60 nm。第二补偿结构（7 ) 含有第一型延迟层（9)，所述延迟层具有基本位于层（9)平面内的快轴
(16 )和慢轴（17 )，以及代表负C-板的第二型延迟层（8 ),其光轴（15 ) 指向基本垂直于层（8 )平面。第一型延迟层（9 )被设置为使该层的慢主 轴（17 )垂直于偏光片（10 )的透射轴（18 )。第一型延迟层（9 )以M 迟层（4 )使用实施例1中描述的方法制成。延迟层（9 )的特征在于延迟 参数RA = 98nm或者"化m。第二型延迟层（8 )也由TAC制成。延迟层（8 ) 的延迟参数R^等于延迟层（5 )的IU:值。第二型延迟层（5和8 )比第 一型延迟层（4和9 )更靠近液晶元件（6 )。对于具有延迟参数= 180nm 的第二型延迟层（5和8 )以M迟参数为RA- 98nm的第一型延迟层（4 和9)的体系，在入射光波长为550nm的情况下，计算得到的对比度见图 13。图14示出了对于具有延迟参数为Ruc-60nm的第二型延迟层（S和8)以及延迟参数RA= 424nm的第一型延迟层（4和9 )的本发明液晶显示器， 在入射光波长为550nm情况下，计算得到的对比度。
实施例4
本实施例描述了具有表2中所示结构通式1的有机化合物的制备。 4，4，-(5，5-二氧二苯并[b，d]蓉吩-3，7-二基）二苯磺酸由1， l，： 4，， 1": 4", 1"，-对四联苯磺化制备而成。
将l，l，： 4，， 1": 4"， l"，-四联苯（10g )加到20 %的发烟硫酸（100ml) 中。在环境条件下搅动反应物5h。之后将反应混合物用水（170ml)稀释。 最终的硫酸浓度变为约55%。过滤沉淀物并用乙酸（约200ml)冲洗。将 滤饼于约IIOX:下烘干。该过程产出8g4，4'-(5，5-二氧二苯并[b,d]瘗吩 -3， 7-二基）二^t酸。^NMR(Brucker Avance—600, DMSO-d6， 5,卯m): 7. 735 ( d， 4H， 4CHAr (3， 3， ， 5， 5， ） ）； 7. 845 ( d， 4H, 4CHAr (2， 2， ， 6， 6，））； 8.165(dd， 2H, 2CHAr (2， 8) ); 8. 34(m， 4H, 4CHAr (1, 9， 4， 6))。电子光 语（Spectrometer UV/VISVarianCary 500 Scan,水溶液）：入鹏,218nm
(s = 3. 42*104 );入鹏2 = 259nm ( s = 3, 89*104 );入mx3 = 314nm ( s = 4. 20*104 )。质语(Brucker Daltonics Ultraflex T0F/T0F):分子离子
(M"=529 )， FW=528. 57。
实施例5
该实施例说明了由溶致液晶溶液制成的有机薄双轴层的制备。按照实 施例4描述的方法制备4，4，-(5，5-二氧二苯并[b，d]噢吩-3，7-二基）二 苯磺酸，然后将其与3. 8ml蒸馏水和1. lml 10-重量％的钠水溶液混合， 接着在室温（23°C )下搅拌直到溶致液晶溶液形成（大约lh)。
制备LCD-级钠钙玻璃基板用于涂层。将该M放于用Na0H(重量/ 重量10% )和KMN04 (重量/重量0.1% )的水溶液的超声浴中30分钟，然后用去离子水冲洗，并用压缩空气流干燥。用Mayer才奉^. 5以200mm/s 的线速度移动将溶致液晶涂层在经预处理的玻璃基板上（湿度=30%，温度 =23°C)。涂层溶液用压缩空气流干燥，最后形成薄的第一型延迟层。
所形成延迟层的厚度在420-450um之间，但取决于想要的光学功能且 可通过控制水溶液中化合物的浓度而改变。所形成的延迟层在光i普范围内 是清澈（无色）透明的。
基于实施例4中所示物质的延迟层特征在于快主轴位于层平面内沿 着涂层的方向。慢主轴也位于层平面内且指向垂直于涂层方向。发现沿着 快主轴（nf)方向、沿着慢主轴（ns)方向、以及沿着与层平面垂直的方 向（nn)的折射指数是不同的。图15-17示出了分子和超分子在溶液中以 及在双轴延迟层情形中在基板平面上的干膜中层叠的简图。在溶液中，图 15中所示的分子组装于图16中所示的棒状超分子中，且可形成向列相的 溶致液晶（LLC)。所述棒状超分子在垂直于其沿着Ov轴指向的纵轴的平 面（uOw)内具有各向异性的极化率。在沉积的过程中，所述超分子在剪 切应力下定向。结果是形成了超分子沿着涂层方向排列在基&平面内的延 迟层，如图17所示。图18示出了薄双轴板折射指数的波长依赖性。
实施例6
本实施例描述了本发明液晶显示器的另一个优选实施方案。图19示 意出了光束（1 )，以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、设置于该液晶 元件两侧的一对偏光片（2和10)、以及分别置于所述液晶元件与第一偏 光片（2)之间及所述液晶元件与第二偏光片（10)之间的两个补偿结构
(30和40)的液晶显示器。第一偏光片的透射轴（11)垂直于第二偏光 片的透射轴（18 )。第一补偿结构（30 )含有第一型延迟层（35 )，所述延 迟层具有基本位于层（35 )平面内的快轴（13 )和慢轴（12 )，以及作为 负C-板的第二型延迟层（5)，其光轴（14)指向基本垂直于所述延迟层
(5 )平面。延迟层（35 )被设置为使所述延迟层的快主轴（13 )垂直于 偏光片（2 )的透射轴（11 )。延迟层（35 )是一种双轴延迟层，其通过两 个面内折射指数（/?尸和w)及一个法向的折射指数（朋）来表征，所述 折射指数对于可见光镨范围内的电磁辐射满足下列条件：力》加〉i2/"。第 二补偿结构（40 )含有第一型延迟层（9 )，所述延迟层具有基本位于层（45 )
51平面内的快轴（16)和慢轴（17)，以及作为负C-板的第二型延迟层（8), 其光轴（15 )指向基本垂直于所述延迟层（8 )平面。第一型延迟层（45 ) 被设置为使所述延迟层的快主轴（16 )垂直于偏光片（IO)的透射轴（18 )。 第一型延迟层（45)是一种双轴延迟层，其通过两个面内折射指数 和m)及一个法向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光
语范围内的电》兹辐射满足下列条件：j35"〉/2/7〉/7/。第一型延迟层可由实施
例4制备的有机化合物（4， 4，- （5, 5-二氧二苯并[b， d]噻吩-3， 7-二基）二 苯磺酸）通过实施例5中所述方法制成。对于第一型延迟层（35和45 )， 所有三个主折射指数都是不同的（见图18)。最低值（在入-550nm处 n产1.496 )和最高值（在入=550咖处ns=l. 777 )分别对应快主轴和'匱主 轴，这两个主轴都在延迟层平面内。法向的折射指数（朋）在X-550nm 处等于1.663。单轴的第二型延迟层（-C-板）的主折射指数的光谱依赖 性见图20。第二型延迟剂的最佳延迟Rc为50nm。如此小的延迟值使得可 以用便宜的聚合体TAC膜替代负C型延迟层。发现单晶体VA LC的最佳延 迟和第一型延迟层的厚度分别为250nm和450nm。这种设计的计算的视角 性能示于图21。
实施例7
本实施例描述了本发明液晶显示器的再一个优选实施方案。图22示 意出了光束（1 )，以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、设置于该液晶 元件两侧的一对偏光片（2和10)、以及置于所述液晶元件与第一偏光片 (2 )之间的一个补偿结构（30 )的液晶显示器。第一偏光片的透射轴（11) 垂直于第二偏光片的透射轴（18)。第一补偿结构（30)含有第一型延迟 层（35 )，所述延迟层具有基本位于层平面内的快轴（13 )和慢轴（12 )， 以及作为负C-板的第二型延迟层（5)，其光轴（14)指向基本垂直于所 述延迟层平面。延迟层（35 )被设置为使所述延迟层的快主轴（13 )垂直 于偏光片（2 )的透射轴（11 )。延迟层（35 )是一种双轴延迟层，其通过 两个面内折射指数（力/和w)及一个法向的折射指数（加）来表征，所 述折射指数对于可见光语范围内的电磁辐射满足下列条件：m〉 /w>刀尺 对于第一型延迟层（35)，所有三个主折射指数/?A w和加都是不同的， 并且在？^550nm处分别等于1. 595、 2. 005和1. 826。第二型延迟剂的延迟层由延迟等于50nm的多聚体TAC膜制成。数值优化结果见图23。对在 视场关的状态、入-550nm时、视角6 =70°的光漏进行优化。最小光漏是 在第一型延迟层的厚度等于0.65nm且TAC延迟为230nm处。
实施例8
本实施例描述了本发明液晶显示器的一个优选实施方案。图24示意 出了光束（1),以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、设置于该液晶元 件两侧的一对偏光片（2和10 )、以及置于所述液晶元件与第一偏光片（2 ) 之间的一个补偿结构（50)的液晶显示器。第一偏光片的透射轴（11)垂 直于第二偏光片的透射轴（18 )。补偿结构（50)含有第一型延迟层（55 ), 所述延迟层具有基本位于层平面内的快轴（22)和慢轴（21)，以及作为 负C-板的第二型延迟层（5)，其光轴（14)指向基本垂直于所述层平面。 延迟层（55 ) ^L设置为使所述延迟层的快主轴（22 )垂直于偏光片（2 ) 的透射轴（11)。延迟层（55)是一种双轴延迟层，其通过两个面内折射 指数（m和/z/)及一个法向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对 于可见光i普范围内的电磁辐射满足下列条件："i?>/7i7>/z/"。对于第一型延 迟层（55 )，所有三个主折射指数/2/、 w和朋都是不同的，并且在入=55Onm 处分别等于1. 595、 2. 005和1. 826。第二型延迟剂的延迟层由延迟dAnTAC =230咖的多聚体1人(:膜制成。数值优化结果见图25。最小光漏是在第一 型延迟层厚度为0.1-0.12 jn m处。
实施例9
本实施例描述了本发明液晶显示器的另一个优选实施方案。图26示 意出了光束（1),以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、设置于该液晶 元件两侧的一对偏光片（2和10)、以及分别置于所述液晶元件与第一偏 光片（2)之间及所述液晶元件与第二偏光片（10)之间的两个补偿结构 (60和70)的液晶显示器。第一偏光片的透射轴（11)垂直于第二偏光 片的透射轴（18 )。第一补偿结构（60 )含有第一型延迟层（65 )，所述延 迟层具有基本位于层（65)平面内的快轴（13)和慢轴（12)，以及两个 作为负C-板的第二型延迟层（5a和5b )，其光轴（15a和15b )指向基本 垂直于所述延迟层（5a和5b )平面。延迟层（65 )被设置为使所述延迟
53层的快主轴（13 )垂直于偏光片（2 )的透射轴（11 )。补偿结构（60 )含 有设置于一个笫一型延迟层（65 )两侧的第二型的第一 （5a )和第二 （ 5b ) 延迟层。延迟层（65)是一种双轴延迟层，其通过两个面内折射指数（/z;? 和及一个法向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光 谱范围内的电磁辐射满足下列条件：w〉/w〉力/"。第二补偿结构（70)含 有第一型延迟层（75 ),所述延迟层具有基本位于层（75 )平面内的快（16 ) 轴和慢轴（17 )，以及两个作为负C-板的第二型延迟层（8a和8b )，其光 轴（14a和14b)指向基本垂直于所述延迟层（8a和8b)平面。补偿结构
(70)含有设置于一个第一型延迟层（75)两侧的第二型的第一 （8a)和 第二 （ 8b)延迟层。第一型延迟层（75 )被设置为使所述延迟层的快主轴
(16 )垂直于偏光片（10 )的透射轴（18 )。第一型延迟层（75 )是一种 双轴延迟层，并且它通过两个面内折射指数（力/和/wO及一个法向的折 射指数（/7/7)来表征，所述折射指数对于可见光镨范围内的电磁辐射满足 下列条件：w>朋> /z/。对于第一型延迟层（65和75 ),所有三个主折射 指数"尸、/w和/w7都是不同的，并且在？^550nm处分别等于1. 595、 2. 005 和1.826。第二型延迟剂的延迟层由延迟dAnTA产50nm的多聚体TAC膜制 成。数值优化结果见图27。最小光漏是在第一型延迟层厚度为0.15 mm 处。
实施例10
本实施例描述了双苯并咪唑[1，， 2，: 3， 4; 1"， 2": 5， 6] [1， 3， 5]三嗪并 [1, 2-a]苯并咪唑-三羧酸混合物的合成：
A. 2-氧-2, 3-二氢-lH-苯并咪唑-6-羧酸曱酯的合成formula see original document page 54
将3, 4-二氨基苯甲酸曱酯二盐酸盐（20g， 0. 08mol)与尿素（6. Mg，0. llmol)混合。反应混合物在约150TC加热7小时。冷却后，将粉末悬 浮在水（400ml)中，并用盐酸将最终pH值调到0.45。过滤沉淀并用水 和盐酸（pH4. 5)冲洗。将获得的滤饼在约IOOX:干燥。产量15. 7g(97%)。
B. 2-氯-lH-苯并咪唑-6-羧酸曱酯的合成
将2-氧-2, 3-二氢-lH-苯并咪唑-6-羧酸甲酯（43g， 0. 22mol)加入 到三氯氧化磷（286ml)中。通过沸腾反应物12小时，鼓出干的氯化氢。 冷却后，将反应物倒入水水混合物（2kg)中。过滤出沉淀。用水（1.251) 和氨溶液（约800ml)稀释滤液。之后用氨水溶液将pH值调到5. 6。过滤 出沉淀并用水冲洗。产量39.5g (84%)。
C. 双苯并咪唑[r， 2，: 3， 4; 1"， 2": 5， 6〗[1， 3， 5]三療并[1， 2-a〗苯并 咪唑-三羧酸三曱酯的合成
将2-氯-1H-苯并咪唑-6-羧酸甲酯(38g, 0.18mol)在185-190。C加 热10小时。产量30. 3g (96%)。
D. 双苯并咪唑[l'， 2': 3， 4; 1"， 2": 5， 6〗[1, 3， 5〗三溱并[1， 2-a〗苯并 咪唑-三羧酸的合成
将双苯并咪唑[l，, 2，: 3， 4; 1"， 2": 5， 6] [1， 3， 5]三噢并[1， 2-a]苯并咪 唑-三羧酸三甲酯（30g， 0. 06mol)加入到5%的氢氧化钾溶液（2S0ml) 中，并沸腾l. 5小时。在冷却后将获得的溶液进行过滤，并用氯化氢溶液 中和。然后用盐酸将溶液pH值调到1. 25。滤出沉淀物，用水沖洗并在约 100。C干燥。质i普（Ultraflex T0F/T0F(Bruker Daltonics， Bremen, Germany) ) : M/Z-480 (FW=480. 39)。产量26. 3g (95%)。
实施例11
接下来的这实施例描述了从图28中所示多环有机化合物的溶液制备 延迟层。将按照实施例 10获得的10g双苯并咪唑 [r， 2，: 3， 4; 1"， 2": 5, 6] [1， 3， 5]三溱并[1， 2-a〗苯并咪唑-三羧酸混合物 溶解于90g 二曱基甲酰胺中，并在20'C搅拌直到固体物质全部溶解，且 在环境条件下搅拌混合物1小时。然后过滤得到的混合物。将钠钙LCD 质量载玻片用10。/。的NaOH溶液处理30分钟，用去离子水沖洗，并在压缩 机辅助下进行气流干燥，以备涂层之用。将获得的如图29所示的各向同 性的溶液用Mayer棒#2. 5在温度为20C、相对湿度为50%的条件下涂层于玻璃基板上。将所述涂层于相同湿度和温度下在轻柔的热空气流中干 燥。由于特定的分子间相互作用，剪切应力并非主要的排列动力。因此，
在干燥阶段，"平的"分子以它们的平面平行于^i4^面来取向，如图30
所示。某些类型的后处理程序（如退火）可用来改善分子排序。所获得延
迟层的折射指数范围示于图20中。所获得延迟层在平面内是光学各向同 性的（nf=ns)，且在垂直方向上表现出高延迟Rc。法向折射指数nn远低 于面内折射指数nf和ns。所述延迟层被指定为负C-板。这种板使得只对 倾斜的入射光产生光学延迟。双折射值（ns-nn)相对较大（在人-550nm 处为0.25)。
实施例12
本实施例描述了本发明液晶显示器的另一个优选实施方案。图31示 意出了光束（1 )，以及含有垂直排列模式的液晶元件（6 )、设置于该液晶 元件两侧的一对偏光片（2和10)、以及置于所述液晶元件与第一偏光片 (2 )之间的一个补偿结构（80 )的液晶显示器。笫一偏光片的透射轴（11) 垂直于第二偏光片的透射轴（18)。补偿结构（80)含有至少一个双轴延 迟层（85)，该延迟层通过两个分别对应于快主轴（95)和慢主轴（90) 的面内折射指数（/7尸和/w)及一个法向（100 )的折射指数（加）来表征， 所述折射指数对于可见光谱范围内的电磁辐射满足下列条件：/^>加> /7尺延迟层（85 )被设置为使所述延迟层的快主轴（95 )垂直于偏光片（2 ) 的透射轴（11)。对于双轴延迟层（85),所有三个主折射指数"《和 如都是不同的。在液晶显示器的还有一个实施方案中，含有至少一个双 轴延迟层的补偿结构可位于所述液晶元件和第二偏光片（IO)之间。在本 发明的再一个实施方案中，液晶显示器含有两个补偿结构。每个结构含有 至少一个双轴延迟层，且它们位于液晶元件的两侧。
实施例13
本实施例示意性地描述了由多环有机化合物溶液制备延迟层。图32 和33示出了分子和超分子在溶液中以及在一种单轴延迟层（负A-板）情 形中在基板平面上的延迟层中层叠的简图，其中所述单轴延迟层通过两个 分别对应于快主轴和慢主轴的面内折射指数（/z/和/w)及一个法向的折射指数（加）来表征，所述折射指数对于可见光谱范围内的电磁辐射满足
下列条件：/2"=^〉/7尸。在溶液中，如图32所示，分子组装于棒状超分子 中，且可形成向列相的溶致液晶（LLC)。所述棒状超分子在垂直于其沿着 Ov轴指向的纵轴的平面（uOw)内具有近似各向异性的极化率。在沉积过 程中，超分子在剪切应力下定向。结果是形成了超分子沿着涂层方向排列 在J4^平面内的规则的单轴延迟层，如图33所示。图34示出了所述单轴 薄负A-板的折射指数的波长依赖性。
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