CN103154197B - 光学等向性液晶媒体以及光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有对热及光等的稳定性、广泛的液晶相温度范围、大的折射率异向性、大的介电异向性,且具有光学等向性液晶相的液晶媒体以及光学元件。本发明的液晶组成物的特征在于:包含含有选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第一成分的非手性成分T以及手性剂,而且表现出光学等向性液晶相。其中,R1例如为碳数1~20的烷基,L1、L2、L3、L4、L5及L6独立地为氢或氟,X1例如为卤素。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为光学元件用材料而有用的液晶媒体。详细而言,本发明涉及一种具有广泛的液晶相温度范围、大的介电异向性、折射率异向性的液晶媒体。此外,本发明涉及一种使用此液晶媒体的光学元件。更详细而言,本发明涉及一种可在广泛的温度范围内使用,可进行低电压驱动,且可获得高速的电光学响应的液晶媒体以及使用此液晶媒体的光学元件。
背景技术
使用液晶组成物的液晶显示元件被广泛用于钟表、计算器、文字处理器等的显示器。这些液晶显示元件是利用液晶化合物的折射率异向性、介电异向性等。液晶显示元件中的运作模式主要已知:利用1片以上的偏光板来显示的相变(phase change,PC)、扭转向列(twisted nematic,TN)、超扭转向列(super twisted nematic,STN)、双稳态扭转向列(bistable twisted nematic,BTN)、电控双折射(electrically controlled birefringence,ECB)、光学补偿弯曲(optically compensated bend,OCB)、横向电场切换(in-plane switching,IPS)、垂直配向(vertical alignment,VA)等。进而,近年来,亦盛行研究对光学等向性液晶相施加电场而使其表现出电致双折射的模式(专利文献1~专利文献16、非专利文献1~非专利文献3)。
进而,提出有利用作为光学等向性液晶相之一的蓝相中的电致双折射的可调滤波器、波前控制元件、液晶透镜、相差修正元件、开口控制元件、光学头装置等(专利文献10~专利文献12)。
基于元件的驱动方式的分类为被动矩阵(passive matrix,PM)及主动矩阵(active matrix,AM)。被动矩阵(passive matrix,PM)分类为静态(static)与多工(multiplex)等,AM分类为薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal,MIM)等。
这些液晶显示元件包含具有适当物性的液晶组成物。为了提高液晶显示 元件的特性,较佳为此液晶组成物具有适当的物性。作为液晶组成物的成分的液晶化合物所必需的一般物性如下所述。
(1)化学性稳定、及物理性稳定;
(2)具有高透明点(液晶相-等向相的相转移温度);
(3)液晶相(向列相、胆固醇相、层列相、蓝相等光学等向性液晶相等)的下限温度低;
(4)于其他液晶化合物的相容性优异;
(5)具有适当大小的介电异向性;
(6)具有适当大小的折射率异向性。
尤其于光学等向性液晶相中,就驱动电压降低的观点而言,较佳为介电异向性及折射率异向性均大的液晶化合物。
若将包含如(1)所述化学性、物理性稳定的液晶化合物的液晶组成物用于液晶显示元件,则可提高电压保持率。
另外,若为包含如(2)及(3)所述具有高透明点或液晶相的低下限温度的液晶化合物的液晶组成物,则可扩大向列相或光学等向性液晶相的温度范围,可在广泛的温度范围内用作显示元件。液晶化合物为了表现出单一的化合物所难以发挥的特性,通常作为与其他很多液晶化合物混合而制备的液晶组成物来使用。因此,液晶显示元件所使用的液晶化合物较佳为如(4)所述与其他液晶化合物等的相容性良好。近年来,尤其要求显示性能,例如对比度、显示容量、响应时间特性等更高的液晶显示元件。进而对所使用的液晶材料要求驱动电压低的液晶组成物。另外,为了以低电压来驱动以光学等向性液晶相所驱动的光学元件,较佳为使用介电异向性及折射率异向性大的液晶化合物。
专利文献15及专利文献16中存在关于使用本案化合物的液晶组成物的记载。然而,专利文献15及专利文献16中所记载的液晶组成物为向列液晶,并无关于光学等向性液晶的记载。
另一方面,包含本案通式(1)的化合物的光学等向性液晶组成物具有以低电压驱动的特征。除了本案通式(1)以外,还包含通式(2)或通式(3)所表示的化合物的组成物亦以低电压驱动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2003-327966号公报
专利文献2:国际公开2005/90520号小册子
专利文献3:日本专利特开2005-336477号公报
专利文献4:日本专利特开2006-89622号公报
专利文献5:日本专利特开2006-299084号公报
专利文献6:日本专利特表2006-506477号公报
专利文献7:日本专利特表2006-506515号公报
专利文献8:国际公开2006/063662号小册子
专利文献9:日本专利特开2006-225655号公报
专利文献10:日本专利特开2005-157109号公报
专利文献11:国际公开2005/80529号小册子
专利文献12:日本专利特开2006-127707号公报
专利文献13:国际公开1998/023561号小册子
专利文献14:日本专利特愿2008-295842号公报
专利文献15:日本专利2959526号公报
专利文献16:国际公开2009-103495号小册子
非专利文献
非专利文献1:Nature Materials,1,64,(2002)
非专利文献2:Adv.Mater.,17,96,(2005)
非专利文献3:Journal ofthe SID,14,551,(2006)
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明的第一目的是提供一种具有对热及光等的稳定性、广泛的液晶相温度范围、大的折射率异向性、大的介电异向性,且具有光学等向性液晶相的液晶媒体。第二目的是提供一种包含此液晶媒体,可在广泛的温度范围内使用,且具有短的响应时间、大的对比度以及低的驱动电压的各种光学元件。
解决技术课题的手段
本发明提供一种包含如以下所述的液晶媒体(液晶组成物或者高分子/液 晶复合体)以及液晶媒体的光学元件等。
[1]一种液晶组成物,其特征在于:包含含有选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第一成分的非手性成分T以及手性剂,而且表现出光学等向性液晶相:
其中,R1为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;L1、L2、L3、L4、L5及L6独立地为氢或氟;X1为氢、卤素、-SF5或碳数1至10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
[2]如[1]所述的液晶组成物,其中上述第一成分是选自式(1-1)至式(1-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R1A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12 的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;L2、L4、L5及L6独立地为氢或氟;XLA为氟、氯、-CF3或-OCF3。
[3]如[2]所述的液晶组成物,其中上述第一成分是选自式(1-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[4]如[1]所述的液晶组成物,其中上述第一成分是选自式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)~式(1-2-4)、式(1-3-1)及式(1-3-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,RLA为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;XLA为氟、氯或-OCF3。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第一成分的比例为0.5重量百分率(wt%)至50wt%的范围。
[6]如[1]至[5]中任一项所述的液晶组成物,其中还包含选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第二成分:
其中,R2为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;环A1、环A2、环A3、环A4及环A5独立地为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、1个或2个氢经氟所取代的1,4-亚苯基、2个氢分别经氟及氯所取代的1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基;Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6独立地为单键或者碳数1~4的亚烷基,此亚烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-COO-或-CF2O-所取代;L7、L8及L9独立地为氢或氟;X2为氟、氯、-CF3或-OCF3;l、m、n、o及p独立地为0或1,2≤l+m+n+o+p≤3。
[7]如[6]所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)及式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R2A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;(F)独立地为氢或氟;X2A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
[8]如[7]所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[9]如[7]所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[10]如[7]所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物以及选自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物的混合物。
[11]如[6]至[10]中任一项所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第二成分的比例为5wt%至70wt%的范围。
[12]如[1]至[11]中任一项所述的液晶组成物,其中还包含选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第三成分:
式(3)中,R3为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;环A6为1个以上的氢经氟所取代的1,4-亚苯基或1,3-二恶烷-2,5-二基;Z7、Z8及Z9独立地为单键、-COO-或-CF2O-,但至少1个为-CF2O-;L11、L12、L13及L14独立地为氢或氟;X3为氢、卤素、-SF5或碳数1~10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
[13]如[12]所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-2)至式(3-5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R3A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2 至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基,X3A为氟、氯、-CF3或-OCF3,L11~L14独立地为氢或氟。
[14]如[13]所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[15]如[13]所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[16]如[13]所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-4)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[17]如[13]所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[18]如[12]至[17]中任一项所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第三成分的比例为5wt%至70wt%的范围。
[19]如[12]至[18]中任一项所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第一成分的比例为1wt%至30wt%的范围,上述第二成分的比例为10wt%至50wt%的范围,上述第三成分的比例为10wt%至50wt%的范围。
[20]如[1]至[19]中任一项所述的液晶组成物,其中还包含选自式(4)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第四成分:
其中,R4为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环B独立地为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基或者嘧啶-2,5-二基;Z10独立地为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-;L23及L24独立地为氢或氟;X4为氟、氯、-CF3或-OCF3;q为1、2、3或4,其中,于q为3或4的情况,一个Z10为-CF2O-或-OCF2-;于q为3的情况,并无环B为1,3-二恶烷 -2,5-二基的情况,另外,并无环B全部为经氟所取代的1,4-亚苯基的情况。
[21]如[20]所述的液晶组成物,其中上述第四成分是选自式(4-1)至式(4-9)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R4A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基,X4A为氟、氯、-CF3或-OCF3,L15~L24独立地为氢或氟。
[22]如[1]至[21]中任一项所述的液晶组成物,其中还包含选自式(5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第五成分:
其中,R5及R6独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环C及环D独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基;Z11独立地为单键、亚乙基、-COO-或-OCO-;r为1、2或3。
[23]如[22]所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-1)至式(5-13)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R5及R6独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。
[24]如[23]所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[25]如[23]所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-8)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[26]如[23]所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-13)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[27]如[22]至[26]中任一项所述的液晶组成物,其中基于液晶组成物的总重量,上述第五成分的比例为1wt%至20wt%的范围。
[28]如[1]至[27]中任一项所述的液晶组成物,其中上述手性剂包含选自式(K1)至式(K5)分别所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,RK独立地为氢、卤素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或者碳数1至20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-或-OCO-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中的任意的氢可经卤素所取代;A独立地为芳香族性或非芳香族性的3员环至8员环或碳数9以上的缩合环,这些环的任意的氢可经卤素、碳数1至3的烷基或卤烷基所取代,环的-CH2-可经-O-、-S-或-NH-所取代,-CH=可经-N=所取代;B独立地为氢、卤素、碳数1至3的烷基、碳数1至3的卤烷基、芳香族性或非芳香族性的3员环至8员环或碳数9以上的缩合环,这些环的任意的氢可经卤素、碳数1至3的烷基或卤烷基所取代,-CH2-可经-O-、-S-或-NH-所取代,-CH=可经-N=所取代;Z独立地为单键、碳数1至8的亚烷基,任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N- 或-N=CH-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,任意的氢可经卤素所取代;X为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2CH2-;mK为1至4的整数。
[29]如[28]所述的液晶组成物,其中上述手性剂包含选自式(K4-1)至式(K4-6)以及式(K5-1)至式(K5-3)分别所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,RK独立地为碳数3至10的烷基,此烷基中的邻接于环的-CH2-可 经-O-所取代,烷基中或者烷基中的邻接于环的-CH2-经-O-所取代的基团中的任意的-CH2-可经-CH=CH-所取代。
[30]如[1]至[29]中任一项所述的液晶组成物,其中相对于液晶组成物的总重量,上述手性剂的比例为1wt%至40wt%的范围。
[31]如[1]至[30]中任一项所述的液晶组成物,其于70℃至-20℃的任一温度下表现出手性向列相,且于所述温度范围的至少一部分,螺旋节距为700nm以下。
[32]如[1]至[31]中任一项所述的液晶组成物,其中包含至少1种抗氧化剂和/或紫外线吸收剂。
[33]一种混合物,包含如[1]至[32]中任一项所述的液晶组成物、及聚合性单体。
[34]一种高分子/液晶复合材料,将如[33]所述的混合物聚合而获得,且用于以光学等向性液晶相所驱动的元件。
[35]如[34]所述的高分子/液晶复合材料,其是使如[33]所述的混合物以非液晶等向相或者光学等向性液晶相进行聚合而获得。
[36]一种光学元件,于一面或两面配置有电极,且包括配置于基板间的液晶媒体以及经由电极而对液晶媒体施加电场的电场施加机构,并且上述液晶媒体为如[1]至[32]中任一项所述的液晶组成物或者如[34]或[35]所述的高分子/液晶复合材料。
[37]一种光学元件,于一面或两面配置有电极,包括至少一块为透明的一组基板、配置于基板间的液晶媒体以及配置于基板外侧的偏光板,且包括经由电极而对液晶媒体施加电场的电场施加机构,并且上述液晶媒体为如[1]至[32]中任一项所述的液晶组成物或者如[34]或[35]所述的高分子/液晶复合材料。
[38]如[36]或[37]所述的光学元件,其中于一组基板的至少一块基板上,以可在至少2个方向施加电场的方式构成电极。
[39]如[36]或[37]所述的光学元件,其中于相互平行配置的一组基板的一块或两块上,以可在至少2个方向施加电场的方式构成电极。
[40]如[36]或[37]所述的光学元件,其中电极配置为矩阵状而构成像素电极,各像素包括主动元件,且此主动元件为薄膜晶体管(TFT)。
本发明中,所谓液晶化合物是表示具有液晶元的化合物,并不限定于具有液晶相的化合物。所谓液晶媒体是液晶组成物及高分子/液晶复合体的总称。另外,所谓光学元件是指利用电光学效果而发挥光调变或光切换等功能的各种元件,例如可列举显示元件(液晶显示元件)、光通信系统、光信息处理或各种感测器系统中使用的光调变元件。关于利用由于对光学等向性液晶媒体施加电压而引起的折射率变化的光调变,已知克尔效应(Kerr effect)。所谓克尔效应是指电致双折射值Δn(E)与电场E的平方成比例的现象,表现出克尔效应的材料中Δn(E)=KλE2成立(K:克尔系数(克尔常数),λ:波长)。其中,所谓电致双折射值是指对等向性媒体施加电场时引起的折射率异向性值。
本说明书中的用语的使用方法如下所述。液晶化合物是具有向列相、层列相等液晶相的化合物以及虽不具有液晶相但作为液晶组成物的成分有用的化合物的总称。手性剂是光学活性化合物,是为了对液晶组成物赋予所需的扭转分子排列而添加。液晶显示元件是液晶显示面板及液晶显示模组的总称。有时将液晶化合物、液晶组成物、液晶显示元件分别简称为化合物、组成物、元件。另外,例如液晶相的上限温度为液晶相-等向相的相转移温度,而且有时仅简称为透明点或上限温度。有时将液晶相的下限温度仅简称为下限温度。有时将式(1)所表示的化合物简称为化合物(1)。此简称有时亦应用于式(2)等所表示的化合物。式(2)至式(5)中,由六角形包围的A1、B、C等记号分别与环A1、环B、环C等对应。以百分率表示的化合物的量是基于组成物总重量的重量百分率(wt%)。将环A1、Y1、B等多个相同记号记载于同一化学式或不同化学式中,这些记号可分别相同,或者亦可不同。
“任意的”是指不仅位置为任意,而且个数亦为任意,但不包括个数为0的情况。任意的A可经B、C或D所取代的表述,是指除了任意的A经B所取代的情况、任意的A经C所取代的情况以及任意的A经D所取代的情况以外,亦包括多个A经B~D中至少2个所取代的情况。例如,“任意的-CH2-可经-O-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-所取代的烷基”中,包括烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基等。此外,本发明中,连续2个-CH2-经-O-所取代而成为-O-O-的情况欠佳。而且,烷基中的末端的-CH2-经-O-所取代的情况亦欠佳。以下,对本发明进行进一 步说明。关于式(1)所表示的化合物中的末端基、环及结合基等,亦列出较佳例子。
发明的效果
本发明的液晶组成物表现出对热及光等的稳定性、光学等向性液晶相的高上限温度、低下限温度,且于以光学等向性液晶相所驱动的元件中具有低驱动电压。本发明的高分子/液晶复合材料中具有光学等向性液晶相的液晶组成物表现出光学等向性液晶相的高上限温度、低下限温度,且于以光学等向性液晶相所驱动的元件中具有低驱动电压。
本发明的以光学等向性液晶相所驱动的光学元件具有可使用的广泛温度范围、短的响应时间、大的对比度比以及低的驱动电压。
附图说明
图1表示实例中使用的梳型电极基板。
图2表示实例中使用的光学系统。
具体实施方式
主要元件符号说明
1:电极
2:电极
3:光源
4:偏光镜
5:液晶胞
6:检偏器
7:光侦测器
1-1化合物(1)
本发明的具有光学等向性液晶相的液晶组成物包含非手性成分T及手性剂,非手性成分T包含上述式(1)所表示的化合物作为第一成分。本发明的液晶组成物的第1态样是包含第一成分及本说明书中并未特别列出成分名的其他成分的组成物。首先,对式(1)所表示的化合物进行说明。
式(1)中,R1为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;L1、L2、L3、L4、L5及L6独立地为氢或氟;X1为氢、卤素、-SF5或碳数1~10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中,较佳为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中,较佳为顺式构型。具有较佳立体构型的烯基化合物具有高的上限温度或者液晶相的广泛温度范围。于分子晶体和液体晶体,1985,131,109(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109)及分子晶体和液体晶体,1985,131,327(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327)中有详细说明。
烷基的具体例子为:-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-C7H15、-C8H17、-C9H19、-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29及-C15H31。
烷氧基的具体例子为:-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13及-OC7H15、-OC8H17、-OC9H19、-OC10H21、-OC11H23、-OC12H25、-OC13H27及-OC14H29。
烷氧基烷基的具体例子为:-CH2OCH3、-CH2OC2H5、-CH2OC3H7、-(CH2)2-OCH3、-(CH2)2-OC2H5、-(CH2)2-OC3H7、-(CH2)3-OCH3、-(CH2)4-OCH3及-(CH2)5-OCH3。
烯基的具体例子为:-CH=CH2、-CH=CHCH3、-CH2CH=CH2、-CH=CHC2H5、-CH2CH=CHCH3、-(CH2)2-CH=CH2、-CH=CHC3H7、-CH2CH=CHC2H5、-(CH2)2-CH=CHCH3及-(CH2)3-CH=CH2。
烯氧基的具体例子为:-OCH2CH=CH2、-OCH2CH=CHCH3及-OCH2CH=CHC2H5。
炔基的具体例子为:-C≡CH、-C≡CCH3、-CH2C≡CH、-C≡CC2H5、-CH2C≡CCH3、-(CH2)2-C≡CH、-C≡CC3H7、-CH2C≡CC2H5、-(CH2)2-C≡CCH3 及-C≡C(CH2)5。
式(1)中,X1为氢、卤素、-SF5或碳数1~10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟或氯所取代。
任意的氢经氟或氯所取代的烷基的具体例子为:-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3及-CHFCF2CF3。
任意的氢经氟或氯所取代的烷氧基的具体例子为:-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3及-OCHFCF2CF3。
任意的氢经氟或氯所取代的烯基的具体例子为:-CH=CF2、-CF=CHF、-CH=CHCH2F、-CH=CHCF3、-(CH2)2-CH=CF2、-CH2CH=CHCF3及-CH=CHCF2CF3。
较佳的X1的具体例子为氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2。更佳的X1的例子为氟、氯、-CF3及-OCF3。于X1为氯、氟的情况,熔点低,且与其他液晶化合物的相容性特别优异。于X1为-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2的情况,表现出特别大的介电异向性。
式(1)中,较佳为式(1-1)~式(1-4)。
(式(1-1)~式(1-4)中,R1A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;L2、L4、L5及L6独立地为氢或氟;X1A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
式(1-1)~式(1-4)所表示的化合物中,更佳为式(1-1)~式(1-3),尤佳为下述式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)~式(1-2-4)、式(1-3-1)及式(1-3-2)。这些化合物中,更佳为式(1-2-1)、式(1-2-2)及式(1-3-2)。
其中,R1A及X1A的定义与上述相同。
1-2化合物(1)的性质
对本发明中使用的化合物(1)进行更详细的说明。化合物(1)是具有二恶烷环及3个苯环的液晶化合物。此化合物在元件通常所使用的条件下物理性及化学性极其稳定,而且虽然透明点高,但与其他液晶化合物的相容性比较良好。包含此化合物的组成物在元件通常所使用的条件下稳定。因此,组成物中可扩大光学等向性液晶相的温度范围,可在广泛的温度范围内作为显示元件来使用。进而此化合物作为用以降低以光学等向性液晶相所驱动的组成物的驱动电压的成分而有用。另外,若使由化合物(1)及手性剂所制备的组成物表现出蓝相,则容易形成不存在与N*相或等向相的共存的均匀蓝相。即,化合物(1)是容易表现出均匀蓝相的化合物。
当右末端基X1为氟、氯、-SF5、-CF3、-OCF3或-CH=CH-CF3时,介电异向性大。当X1为氟、-CF3或-OCF3时,化学性稳定。
1-4化合物(1)的合成
接着,对化合物(1)的合成进行说明。化合物(1)可藉由将有机合成化学的方法适当组合来合成。向起始物中导入目标末端基、环及结合基的方法记载于有机合成,约翰威立出版社(Organic Syntheses,John Wiley&Sons,Inc)、有机反应,约翰威立出版社(Organic Reactions,John Wiley&Sons,Inc)、综合有机合成,培格曼出版公司(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新实验化学讲座(丸善)等中。
例如,适用专利文献15的方法,亦可合成本案式(1)的化合物。
2-1化合物(2)
本发明的液晶组成物的第2态样是含有包含选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物的第二成分及第一成分的组成物。
对式(2)所表示的化合物进行说明。
式(2)中,R2为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C- 所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;环A1、环A2、环A3、环A4及环A5独立地为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、1个或2个氢经氟所取代的1,4-亚苯基、2个氢分别经氟及氯所取代的1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基;Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6独立地为单键或者碳数1~4的亚烷基,此亚烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-COO-或-CF2O-所取代;L7、L8及L9独立地为氢或氟;X2为氟、氯、-CF3、-OCF3;l、m、n、o及p独立地为0或1,2≤l+m+n+o+p≤3。
R2较佳为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。
考虑到化合物的稳定性或介电异向性,环A1、环A2、环A3、环A4及环A5较佳为1,4-亚苯基、1个或2个氢经氟所取代的1,4-亚苯基。
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6独立地为单键或者碳数1~4的亚烷基,此亚烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-COO-或-CF2O-所取代。Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6较佳为全部为单键或至少一个为-COO-或-CF2O-。于重视与其他液晶化合物的相容性的情况,较佳为至少一个为-CF2O-。特佳为n=1且Z4为-CF2O-。
X2为氟、氯、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F、-OCF2CFHCF3或-CH=CHCF3。更佳为氟、氯、-CF3及-OCF3。
式(2)的化合物中,更佳的化合物为式(2-1)的化合物。
式(2-1)中,式(2)的R2、Z1~Z6、m、n、o、p及X2表示与上述式(2)相同的含义,1≤m+n+o+p≤2,(F)独立地表示氢或氟。R2较佳为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;X2较佳为氟、氯或-CF3、-OCF3。
烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中,较佳为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中,较佳为顺式构型。具有较佳立体构型的烯基化合物具有高的上 限温度或者液晶相的广泛温度范围。于分子晶体和液体晶体,1985,131,109(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109)及分子晶体和液体晶体,1985,131,327(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327)中有详细说明。
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6独立地为单键或-CF2O-,于重视与其他液晶化合物的相容性的情况,Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6较佳为至少一个为-CF2O-。特佳为n=1且Z4为-CF2O-。
式(2-1)中较佳为式(2-1-1)~式(2-1-5)所表示的结构。
其中,Z1~Z6的定义与上述相同。
R2A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;(F)独立地为氢或氟;X2A为氟、氯或-CF3、-OCF3。
式(2-1-1)~式(2-1-5)的化合物中,尤佳为下述式(2-1-1-1)~式(2-1-1-3)、式(2-1-2-1)~式(2-1-2-3)、式(2-1-3-1)~式(2-1-3-3)、式(2-1-4-1)~式(2-1-4-3)、式(2-1-5-1)~式(2-1-5-3)。这些化合物中,尤佳为式(2-1-1-1)、式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-2-2)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)、式(2-1-4-3)及式(2-1-5-3) 所表示的化合物。
这些式中,R2A、(F)、及X2A具有与上述式(2-1-1)~式(2-1-5)相同的含义。
2-2化合物(2-1)的性质
对本发明中使用的化合物(2-1)进行更详细的说明。化合物(2-1)为具有氯苯环的液晶化合物。此化合物于元件通常所使用的条件下物理性及化学性极其稳定,而且与其他液晶化合物的相容性良好。进而难以表现出层列相。包含此化合物的组成物于元件通常所使用的条件下稳定。因此,组成物中可扩大胆固醇相的温度范围,可在广泛的温度范围内用作显示元件。进而此化合物由于介电异向性及折射率异向性大,故而作为用以降低以胆固醇相所驱动的组成物的驱动电压、且用以提高反射率的成分而有用。
藉由适当选择化合物(2-1)的m、n、o及p的组合,左末端基R2、最右侧的苯环上的基团及其取代位置((F)及X2)或者结合基Z1~Z6,可任意的调整透明点、折射率异向性、介电异向性等物性。以下对m、n、o及p的组合,左末端基R2、右末端基X2、结合基Z1~Z6、(F)的种类对化合物(2-1)的物性带来的效果进行说明。
通常,m+n+o+p=2的化合物的透明点高,m+n+o+p=1的化合物的熔点低。
当R2为烯基时,较佳的立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中,较佳为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中,较佳为顺式构型。具有较佳立体构型的烯基化合物具有高的上限温度或者液晶相的广泛温度范围。于分子晶体和液体晶体,1985,131,109(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109)及分子晶体和液体晶体,1985,131,327(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327)中有详细说明。
由于结合基Z1~Z6为单键或-CF2O-,故而化学性比较稳定,比较难以产生劣化。进而当结合基为单键时,粘度小。另外,当结合基为-CF2O-时,介电异向性大。
当右末端基X2为氟、氯、-CF3、-OCF3或-CH=CH-CF3时,介电异向性大。当X2为氟、-OCF3或-CF3时,化学性稳定。
当(F)为氢时,熔点低,当(F)为氟时,介电异向性大。
如上所述,可藉由适当选择环结构、末端基、结合基等的种类来获得具有目标物性的化合物。
3-1化合物(3)
本发明的液晶组成物的第3态样是含有包含选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物的第三成分及第一成分的组成物。除了第三成分及第一成分以外,亦可还包含第二成分。
对式(3)所表示的化合物进行说明。
式(3)中,R3为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及 烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;环A6为1个以上的氢经氟所取代的1,4-亚苯基或者1,3-二恶烷-2,5-二基;Z7、Z8及Z9独立地为单键、-COO-或-CF2O-,但至少一个为-CF2O-;L11、L12、L13及L14独立地为氢或氟;X3为氢、卤素、-SF5或碳数1~10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中,较佳为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中,较佳为顺式构型。具有较佳立体构型的烯基化合物具有高的上限温度或者液晶相的广泛温度范围。于分子晶体和液体晶体,1985,131,109(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109)及分子晶体和液体晶体,1985,131,327(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327)中有详细说明。
烷基的具体例子为:-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-C7H15、-C8H17、-C9H19、-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29及-C15H31。
烷氧基的具体例子为:-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13及-OC7H15、-OC8H17、-OC9H19、-OC10H21、-OC11H23、-OC12H25、-OC13H27及-OC14H29。
烷氧基烷基的具体例子为:-CH2OCH3、-CH2OC2H5、-CH2OC3H7、-(CH2)2-OCH3、-(CH2)2-OC2H5、-(CH2)2-OC3H7、-(CH2)3-OCH3、-(CH2)4-OCH3及-(CH2)5-OCH3。
烯基的具体例子为:-CH=CH2、-CH=CHCH3、-CH2CH=CH2、-CH=CHC2H5、-CH2CH=CHCH3、-(CH2)2-CH=CH2、-CH=CHC3H7、-CH2CH=CHC2H5、-(CH2)2-CH=CHCH3及-(CH2)3-CH=CH2。
烯氧基的具体例子为:-OCH2CH=CH2、-OCH2CH=CHCH3及-OCH2CH=CHC2H5。
炔基的具体例子为:-C≡CH、-C≡CCH3、-CH2C≡CH、-C≡CC2H5、 -CH2C≡CCH3、-(CH2)2-C≡CH、-C≡CC3H7、-CH2C≡CC2H5、-(CH2)2-C≡CCH3及-C≡C(CH2)5。
式(3)中,环A6为1个以上的氢经氟所取代的1,4-亚苯基或者1,3-二恶烷-2,5-二基。为了增大折射率异向性,较佳为1个以上的氢经氟所取代的1,4-亚苯基,为了提高与其他液晶化合物的相容性,较佳为1,3-二恶烷-2,5-二基。
式(3)中,Z7、Z8及Z9独立地为单键、-COO-或-CF2O-,但至少一个为-CF2O-,Z7、Z8及Z9的较佳例子为单键及-CF2O-。
式(3)中,L11、L12、L13及L14独立地为氢或氟。于Z8为-COO-或-CF2O-的情况,较佳为L11、L13及L14为氟,于Z9为-COO-或-CF2O-的情况,较佳为L12、L13及L14为氟。
式(3)中,X3为氢、卤素、-SF5或碳数1~10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
任意的氢经卤素所取代的烷基的具体例子为:-CH2F、-CHF2、-CF3、-(CH2)2-F、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、-CHFCF2CF3、-(CH2)4-F、-(CF2)4-F、-(CH2)5-F及-(CF2)5-F。
任意的氢经卤素所取代的烷氧基的具体例子为:-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、-O-(CH2)2-F、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CH2)3-F、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、-OCHFCF2CF3、-O(CH2)4-F、-O-(CF2)4-F、-O-(CH2)5-F及-O-(CF2)5-F。
任意的氢经卤素所取代的烯基的具体例子为:-CH=CHF、-CH=CF2、-CF=CHF、-CH=CHCH2F、-CH=CHCF3、-(CH2)2-CH=CF2、-CH2CH=CHCF3、-CH=CHCF3及-CH=CHCF2CF3。
较佳的X3的例子为氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2。最佳的X3的例子为氟、氯、-CF3及-OCF3。
式(3)中较佳为式(3-1)~式(3-5)所表示的结构。更佳为式(3-2)~式(3-5)。
这些式中,R3A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基,X3A为氟、氯、-CF3、-OCF3,L10~L14独立地为氢或氟。
3-2化合物(3)的性质
对本发明中使用的化合物(3)进行更详细的说明。化合物(3)是具有4个苯环或1个二恶烷环及3个苯环,且具有至少1个-CF2O-连结基的化合物。此化合物于元件通常所使用的条件下物理性及化学性极其稳定,而且与其他液晶化合物的相容性良好。包含此化合物的组成物于元件通常所使用的条件下稳定。因此,组成物中可扩大胆固醇相的温度范围,可于广泛的温度范围内用作显示元件。进而此化合物由于介电异向性及折射率异向性大,故而作为用以降低以胆固醇相所驱动的组成物的驱动电压以及用以提高反射率的成分而有用。
藉由适当选择化合物(3)的左末端基R3、苯环上的基团(L10~L14及X3)或结合基Z7~Z9,可任意的调整透明点、折射率异向性、介电异向性等物性。以下,对左末端基R3、苯环上的基团(L10~L14及X3)或结合基Z7~ Z9的种类对化合物(3)的物性带来的效果进行说明。
当R3为烯基时,烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中,较佳为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中,较佳为顺式构型。具有较佳立体构型的烯基化合物具有高的上限温度或者液晶相的广泛温度范围。于分子晶体和液体晶体,1985,131,109(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109)及分子晶体和液体晶体,1985,131,327(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327)中有详细说明。
当结合基Z7、Z8及Z9为单键或-CF2O-时,粘度小。当结合基Z7、Z8及Z9为-CF2O-时,介电异向性大。当Z1、Z2及Z3为单键、-CF2O-时,化学性比较稳定,比较难以产生劣化。
当右末端基X3为氟、氯、-SF5、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F时,介电异向性大。X1为氟、-OCF3或-CF3时,化学性稳定。
当L10~L14中的氟的数量多时,介电异向性大。当L10为氢时,与其他液晶的相容性优异。于L13及L14均为氟的情况,介电异向性特别大。
如上所述,可藉由适当选择末端基、结合基等的种类而获得具有目标物性的化合物。
3-3化合物(3)的具体例
化合物(3)的较佳例子为式(3-1)~式(3-5)。更佳的例子可列举:式(3-2A)~式(3-2H)、式(3-3A)~式(3-3D)、式(3-4A)~式(3-4F)、式(3-5A)~式(3-5F)。尤佳的例子可列举:式(3-2A)~式(3-2D)、式(3-3A)、式(3-3B)、式(3-4A)~式(3-4E)、式(3-5A)~式(3-5C)、式(3-5E)。最佳的例子可列举:式(3-2A)、式(3-2C)、式(3-3A)、式(3-4A)、式(3-4D)、式(3-5B)。
这些式中,R3A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基,X3A为氟、氯、-CF3、-OCF3。
4化合物(4)
本发明的第4态样是含有以下成分的组成物:成分A,包含上述式(1)以及作为加成成分的上述式(2)及式(3)所表示的化合物;以及第四成分,包含选自上述式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物。
对式(4)所表示的化合物进行说明。
式(4)中,R4为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2 至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环B独立地为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基或者嘧啶-2,5-二基;Z10独立地为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-;L23及L24独立地为氢、氟或氯;X4为氟、氯、-CF3或-OCF3;q为1、2、3或4,其中,于q为3或4的情况,一个Z10为-CF2O-或-OCF2-;于q为3的情况,并无环B为1,3-二恶烷-2,5-二基的情况,另外,并无环B全部为经氟所取代的1,4-亚苯基的情况。
第四成分适合于制备具有大的介电异向性的组成物。此第四成分的较佳含量相对于成分T的总重量,为了提高介电异向性而为约5wt%以上,为了降低液晶相的下限温度而为约40wt%以下。尤佳的比例为约5wt%至约30wt%的范围。特佳的比例为约5wt%至约20wt%的范围。
R4为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。为了提高对紫外线的稳定性或者为了提高对热的稳定性,较佳的R4为碳数1至12的烷基。为了降低粘度,较佳的R4为碳数2至12的烯基,为了提高对紫外线的稳定性或者为了提高对热的稳定性,较佳的R4为碳数1至12的烷基。
较佳的烷基为:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。为了降低粘度,尤佳的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基或庚基。
较佳的烷氧基为:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。为了降低粘度,尤佳的烷氧基为甲氧基或者乙氧基。
较佳的烯基为:乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基或5-己烯基。为了降低粘度,尤佳的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基或3-戊烯基。这些烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型依存于双键的位置。为了降低粘度,如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之类的烯基中,较佳为反式构型。如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中,较佳为顺式构型。这些烯基中,直链的烯基优于分枝的烯基。
任意的氢经氟所取代的烯基的较佳例子为2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2- 丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度,尤佳的例子为2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
烷基不包括环状烷基。烷氧基不包括环状烷氧基。烯基不包括环状烯基。任意的氢经氟所取代的烯基不包括任意的氢经氟所取代的环状烯基。
环B独立地为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基或者嘧啶-2,5-二基,当q为2以上时,其中的任意的2个环B可相同,亦可不同。为了提高光学异向性,较佳的环B为1,4-亚苯基或者3-氟-1,4-亚苯基,为了降低粘度,较佳的环B为1,4-亚环己基。
Z10独立地为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-,其中,于q为3或4的情况,一个Z10为-CF2O-。当q为2以上时,其中的任意的2个Z10可相同,亦可不同。为了降低粘度,较佳的Z10为单键。为了提高介电异向性以及为了使相容性良好,较佳的Z10为-CF2O-。
L23及L24独立地为氢或氟,为了提高介电异向性,L23及L24均较佳为氟,为了提高透明点,L23及L24均较佳为氢。
X4为氟、氯、-CF3或-OCF3。为了提高介电异向性,较佳为-CF3,为了使相容性良好,较佳为氟、-OCF3,为了提高折射率异向性,较佳为氯。
式(4)的化合物中,较佳为式(4-1)~式(4-9)。
上述式(4-1)~式(4-9)中,R4A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12 的烯基,X4A为氟、氯、-CF3、-OCF3,L15~L24独立地为氢或氟。
式(4-1)~式(4-3)的透明点高,作为5环而相容性优异。式(4-4)~式(4-6)的透明点高,式(4-7)~式(4-9)的相容性优异。此外,L15~L24中,氟的数量越多,介电异向性越大。
5化合物(5)
本发明的第5态样是含有以下成分的组成物:成分A,包含上述式(1)以及作为加成成分的上述式(2)及式(3)所表示的化合物;以及第五成分,包含选自上述式(5)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物。此外,亦可还包含第四成分。
对式(5)所表示的化合物进行说明。
式(5)中,R5及R6独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环C及环D独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或者2,5-二氟-1,4-亚苯基;Z11独立地为单键、亚乙基或-COO-、-OCO-;r为1、2或3。
第五成分是介电异向性值的绝对值小,接近中性的化合物。式(5)中r为1的化合物主要具有调整粘度或者调整折射率异向性值的效果,另外,式(5)中r为2或3的化合物具有提高透明点等扩大光学等向性液晶相的温度范围的效果或者调整折射率异向性值的效果。
若使式(5)所表示的化合物的含量增加,则液晶组成物的驱动电压提高,黏度降低,因此只要满足液晶组成物的粘度的要求值,则就驱动电压的观点而言,含量越少越好。相对于成分T的总重量,第五成分的含量较佳为40wt%以下,更佳为20wt%以下。
R5为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。为了提高对紫外线的稳定性或者为了对热的稳定性,较佳的R5为碳数1至12的烷基。为了降低粘度,较 佳的R5为碳数2至12的烯基,为了提高对紫外线的稳定性或者为了提高对热的稳定性,较佳的R5为碳数1至12的烷基。
较佳的烷基为:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。为了降低粘度,尤佳的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基或庚基。
较佳的烷氧基为:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。为了降低粘度,尤佳的烷氧基为甲氧基或乙氧基。
烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中,较佳为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中,较佳为顺式构型。具有较佳立体构型的烯基化合物具有高的上限温度或者液晶相的广泛温度范围。于分子晶体和液体晶体,1985,131,109(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109)及分子晶体和液体晶体,1985,131,327(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327)中有详细说明。
任意的氢经氟所取代的烯基的较佳例子为2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度,尤佳的例子为2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
环C及环D独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或者2,5-二氟-1,4-亚苯基,当r为2以上时,其中的任意的2个环C可相同,亦可不同。为了提高光学异向性,较佳的环C及环D为1,4-亚苯基或者3-氟-1,4-亚苯基,为了降低粘度,较佳的环C及环D为1,4-亚环己基。
Z11独立地为单键、亚乙基或-COO-、-OCO-,当r为2以上时,其中的任意的2个Z11可相同,亦可不同。为了降低粘度,较佳的Z11为单键。
式(5)的化合物中,较佳为式(5-1)~式(5-13)。
上述式(5-1)~式(5-13)中,R5及R6独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。
式(5-1)~式(5-3)的黏度低,式(5-4)~式(5-8)的透明点高,式(5-9)~式(5-13)的透明点极高。
本发明的液晶组成物的制备通常是利用公知的方法,例如使必需的成分在高温下溶解的方法等来制备。
6具有光学等向性液晶相的组成物
6.1具有光学等向性液晶相的组成物的组成
本发明的第6态样是包含非手性成分T及手性剂的组成物,是可用于以光学等向性液晶相所驱动的光学元件的液晶组成物。非手性成分T含有包含式(1)以及作为加成成分的式(2)、式(3)所表示的化合物的成分A。非手性成分T视需要除了含有成分A以外,还含有选自由式(4)所表示的第四成分以及式(5)所表示的第五成分所组成的群组中的化合物。液晶组成物是表现出光学等向性液晶相的组成物。
式(1)所表示的化合物由于透明点高,且具有大的介电异向性及大的折射率异向性,故而相对于成分T的总重量,其含量可为0.5wt%~50wt%,较佳为1wt%~30wt%,更佳为5wt%~20wt%。
式(2)所表示的化合物具有良好的相容性、大的介电异向性及大的折射率异向性,故而相对于成分T的总重量,其含量可为0.5wt%~90wt%,较佳为5wt%~70wt%,更佳为10wt%~50wt%。
式(3)所表示的化合物由于透明点比较高,且具有大的介电异向性及大的折射率异向性,故而相对于成分T的总重量,其含量可为0.5wt%~90wt%,较佳为5wt%~70wt%,更佳为10wt%~50wt%。
式(4)所表示的第四成分以及式(5)所表示的第五成分的较佳含量如上所述。
相对于液晶组成物的总重量,较佳为包含1wt%~40wt%的手性剂,尤佳为包含3wt%~25wt%的手性剂,最佳为包含5wt%~15wt%的手性剂。在这些范围内含有手性剂的液晶组成物容易变得具有光学等向性液晶相,故而较佳。
液晶组成物中所含的手性剂可为1种,亦可为2种以上。
6.2手性剂
光学等向性液晶组成物所含有的手性剂为光学活性化合物,手性剂较佳 为扭转力(Helical Twisting Power)大的化合物。扭转力大的化合物由于可减少为了获得所需间距而必需的添加量,故而抑制驱动电压的上升,在实用上有利。具体而言,较佳为下述式(K1)~式(K5)所表示的化合物。
式(K1)~式(K5)中,RK独立地为氢、卤素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或者碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-或-OCO-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中的任意的氢可经卤素所取代;A独立地为芳香族性或非芳香族性的3员环~8员环或碳数9以上的缩合环,这些环的任意的氢可经卤素、碳数1~3的烷基或卤烷基所取代,-CH2-可经-O-、-S-或-NH-所取代,-CH=可经-N=所取代;B独立地为氢、卤素、碳数1~3的烷基、碳数1~3的卤烷基、芳香族性或非芳香族性的3员环至8员环或碳数9以上的缩合环,这些环的任意的氢可经卤素、碳数1~3的烷基或卤烷基所取代,-CH2-可经-O-、-S-或-NH-所取代,-CH=可经-N=所取代;Z独立地为单键、碳数1~8的亚烷基,任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-或-N=CH-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,任意的氢可经卤素所取代;X为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2CH2-;mK为1~4。
这些式中,添加于液晶组成物中的手性剂更佳为式(K2)中所包含的式(K2-1)~式(K2-8)、式(K4)中所包含的式(K4-1)~式(K4-6)以及式(K5)中所包含的式(K5-1)~式(K5-3),尤佳为式(K4-1)~式(K4-6) 以及式(K5-1)~式(K5-3)。
(式中,RK独立地为碳数3~10的烷基,此烷基中的邻接于环的-CH2-可经-O-所取代,任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-所取代。)
6.3光学等向性液晶相
所谓液晶组成物具有光学等向性是指在宏观上由于液晶分子排列为等向而表现出光学等向性,但在微观上存在液晶秩序。“基于液晶组成物在微观上所具有的液晶秩序的间距(以下,有时称为间距)”较佳为700nm以下,尤佳为500nm以下,最佳为350nm以下。
其中,所谓“非液晶等向相”是指通常所定义的等向相,即无秩序相,是即便产生局部的秩序参数不为零的区域,其原因亦是由于摇动的等向相。例如在向列相的高温侧表现出的等向相在本说明书中符合非液晶等向相。对于本说明书中的手性液晶,同样的定义亦适用。而且,本说明书中所谓“光学等向性液晶相”,是表示不摇动而表现出光学等向性液晶相的相,例如表现出血小板组织的相(狭义的蓝相)为其一例。
本发明的光学等向性液晶组成物中,是光学等向性液晶相,但在偏光显微镜观察下,有时在蓝相中观测不到典型的血小板组织。因此,本说明书中,将表现出血小板组织的相称为蓝相,将包含蓝相的光学等向性液晶相称为光 学等向性液晶相。即蓝相包含于光学等向性液晶相中。
通常,蓝相被分类为蓝相I、蓝相II、蓝相III这3种,这些3种蓝相全部为光学活性,且为等向性。蓝相I或蓝相II的蓝相中观测到由来自不同晶格面的布拉格(Bragg)反射所引起的2种以上的绕射光。蓝相通常在非液晶等向相及手性向列相之间观测到。
所谓光学等向性液晶相并不显示二色以上的绕射光的状态,是指未观测到在蓝相I、蓝相II中所观测到的血小板组织,大致为一面单色。不显示二色以上的绕射光的光学等向性液晶相中,不需要达到色的明暗在面内均匀的程度。
不显示二色以上的绕射光的光学等向性液晶相具有布拉格反射的反射光强度得到抑制,或位移至低波长侧的优点。
另外,将可见光的光反射的液晶材料中,于作为显示元件来利用的情况存在色调成为问题的情况,但不显示二色以上的绕射光的液晶中,由于反射波长向低波长位移,故而可以比狭义的蓝相(表现出血小板组织的相)更长的间距使可见光的反射消失。
本发明的光学等向性液晶组成物可向具有向列相的组成物中添加手性剂而获得。此时,手性剂较佳为以间距成为700nm以下的浓度来添加。此外,具有向列相的组成物包含式(1)所表示的化合物及视需要的其他成分。另外,本发明的光学等向性液晶组成物亦可向具有手性向列相且不具有光学等向性液晶相的组成物中添加手性剂而获得。此外,具有手性向列相且不具有光学等向性液晶的组成物包含式(1)所表示的化合物、光学活性化合物及视需要的其他成分。此时,光学活性化合物为了不表现出光学等向性液晶相,较佳为以间距成为700nm以上的浓度来添加。其中,所添加的光学活性化合物可使用上述扭转力大的化合物即式(K1)~式(K5),更佳为式(K2-1)~式(K2-8)、式(K4-1)~式(K4-6)或者式(K5-1)~式(K5-3)所表示的化合物。另外,所添加的光学活性化合物亦可为扭转力并非如此大的化合物。此种光学活性化合物可列举添加于以向列相所驱动的元件(TN方式、STN方式等)用的液晶组成物中的化合物。
扭转力并非如此大的光学活性化合物的例子可列举以下的光学活性化合物(Op-1)~光学活性化合物(Op-13)。
此外,本发明的光学等向性液晶组成物的温度范围可藉由在向列相或手性向列相及等向相的共存温度范围广泛的液晶组成物中添加手性剂,使其表现出光学等向性液晶相而扩大。例如,藉由将透明点高的液晶化合物与透明点低的液晶化合物混合,制备在广泛的温度范围内向列相与等向相的共存温 度范围广泛的液晶组成物,再向其中添加手性剂,可制备在广泛的温度范围内表现出光学等向性液晶相的组成物。
向列相或手性向列相与等向相的共存温度范围广泛的液晶组成物较佳为手性向列相与非液晶等向相共存的上限温度与下限温度的差为3℃~150℃的液晶组成物,尤佳为差为5℃~150℃的液晶组成物。另外,较佳为向列相与非液晶等向相共存的上限温度与下限温度的差为3℃~150℃的液晶组成物。
若于光学等向性液晶相中对本发明的液晶媒体施加电场,则产生电致双折射,但未必需要为克尔效应。
光学等向性液晶相中的电致双折射由于间距越长则越大,故而只要满足其他光学特性(穿透率、绕射波长等)的要求,可藉由调整手性剂的种类及含量,将间距设定为较长,来增大电致双折射。
6.4其他成分
本发明的光学等向性液晶组成物亦可在不对此组成物的特性造成影响的范围内,进一步添加高分子物质等其他化合物。本发明的液晶组成物除了包含高分子物质以外,亦可包含例如二色性色素(dichroic dye)、光致变色化合物(photochromic compound)。二色性色素的例子可列举:部花青素(merocyanine)系、苯乙烯基(styryl)系、偶氮(azo)系、偶氮次甲基(azomethine)系、氧偶氮基(azoxy)系、喹酞酮(quinophthalone)系、蒽醌(anthraquinone)系、四嗪(tetrazine)系等。
7.光学等向性高分子/液晶复合材料
本发明的第7态样是包含式(1)所表示的化合物及手性剂的液晶组成物与高分子的复合材料,表现出光学等向性。此光学等向性高分子/液晶复合材料可用于以光学等向性液晶相所驱动的光学元件。此种高分子/液晶复合材料例如是由如项[1]至项[31]所述的液晶组成物(液晶组成物CLC)及高分子所构成。
本发明的所谓“高分子/液晶复合材料”,只要是包含液晶材料及高分子的化合物这两者的复合材料,则并无特别限定,可为高分子的一部分或者全部未溶解于液晶材料中的状态,亦可为高分子与液晶材料出现相分离的状态。此外,本说明书中,只要未特别提及,则向列相是指不包括手性向列相的狭义向列相。
本发明的较佳态样的光学等向性高分子/液晶复合材料可在广泛的温度范围内表现出光学等向性液晶相。另外,本发明的较佳态样的高分子/液晶复合材料的响应速度极其迅速。另外,本发明的较佳态样的高分子/液晶复合材料可基于这些效果而适宜用于显示元件等光学元件等。
7.2高分子
本发明的复合材料亦可将光学等向性液晶组成物、与预先聚合而获得的高分子加以混合而制造,但较佳为藉由将成为高分子材料的低分子量单体、巨单体、寡聚物等(以下归纳而称为“单体等”)及液晶组成物CLC混合后,在此混合物中进行聚合反应而制造。本案说明书中,将包含单体等及液晶组成物的混合物称为“聚合性单体/液晶混合物”。“聚合性单体/液晶混合物”中,可视需要,在不损及本发明效果的范围内包含后述的聚合起始剂、硬化剂、触媒、稳定剂、二色性色素或光致变色化合物等。例如,本案发明的聚合性单体/液晶混合物中,可视需要,相对于聚合性单体100重量份而包含0.1重量份~20重量份的聚合起始剂。
聚合温度较佳为高分子/液晶复合材料表现出高透明性及等向性的温度。更佳为在单体与液晶材料的混合物表现出等向相或蓝相的温度下,且以等向相或光学等向性液晶相来结束聚合。即,较佳为设为聚合后高分子/液晶复合材料实质上不散射比可见光线更长波长侧的光且表现出光学等向性状态的温度。
构成本发明的复合材料的高分子原料例如可使用低分子量的单体、巨单体、寡聚物,本说明书中所谓高分子的原料单体,是以包含低分子量的单体、巨单体、寡聚物等的含义来使用。另外,较佳为所获得的高分子具有三维交联结构的单体,因此,较佳为使用具有2个以上聚合性官能基的多官能性单体作为高分子的原料单体。聚合性的官能基并无特别限定,可列举:丙烯酰基、甲基丙烯酰基、缩水甘油基、环氧基、氧杂环丁基、乙烯基等,就聚合速度的观点而言,较佳为丙烯酰基及甲基丙烯酰基。高分子的原料单体中,若使单体中包含10wt%以上的具有两个以上具聚合性的官能基的单体,则本发明的复合材料中容易表现出高度的透明性及等向性,故而较佳。
另外,为了获得较佳的复合材料,高分子较佳为具有液晶元部位,可将具有液晶元部位的原料单体作为高分子的原料单体而用于其一部分或全部。
7.2.1具有液晶元部位的单官能性、二官能性单体
具有液晶元部位的单官能性或二官能性单体在结构上并无特别限定,例如可列举下述式(M1)或者式(M2)所表示的化合物。
Ra-y-(AM-ZM)m1-AM-Y-Rb (M1)
Rb-y-(AM-ZM)m1-AM-y-Rb (M2)
式(M1)中,Ra为氢、卤素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳数1~20的烷基,这些烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,这些烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,这些烷基中任意的氢可经卤素或者-C≡N所取代。Rb分别独立地为式(M3-1)~式(M3-7)的聚合性基。
较佳的Ra为氢、卤素、-C≡N、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、碳数1~20的烷基、碳数1~19的烷氧基、碳数2~21的烯基以及碳数2~21的炔基。特佳的Ra为-C≡N、碳数1~20的烷基以及碳数1~19的烷氧基。
式(M2)中,Rb分别独立地为式(M3-1)~式(M3-7)的聚合性基。
其中,式(M3-1)~式(M3-7)中的Rd分别独立地为氢、卤素或者碳数1~5的烷基,这些烷基中任意的氢可经卤素所取代。较佳的Rd为氢、卤素及甲基。特佳的Rd为氢、氟及甲基。
另外,式(M3-2)、式(M3-3)、式(M3-4)、式(M3-7)较佳为以自由基聚合来聚合。式(M3-1)、式(M3-5)、式(M3-6)较佳为以阳离子聚合来聚合。由于均为活性聚合,故而若于反应系统内产生少量的自由基或者阳离子活性种,则聚合开始。为了加速活性种的产生,可使用聚合起始剂。 为了产生活性种,例如可使用光或热。
式(M1)及式(M2)中,AM分别独立地为芳香族性或非芳香族性的5员环、6员环或者碳数9以上的缩合环,环中的-CH2-可经-O-、-S-、-NH-或-NCH3-所取代,环中的-CH=可经-N=所取代,环上的氢原子可经卤素、及碳数1~5的烷基或卤化烷基所取代。较佳的AM的具体例为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、四氢萘-2,6-二基、芴-2,7-二基或双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基,这些环中任意的-CH2-可经-O-所取代,任意的-CH=可经-N=所取代,这些环中任意的氢可经卤素、碳数1~5的烷基或者碳数1~5的卤化烷基所取代。
考虑到化合物的稳定性,和氧与氧邻接的-CH2-O-O-CH2-相比,较佳为氧与氧不邻接的-CH2-O-CH2-O-。对硫亦同样。
这些中,特佳的AM为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、2-甲基-1,4-亚苯基、2-三氟甲基-1,4-亚苯基、2,3-双(三氟甲基)-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、四氢萘-2,6-二基、芴-2,7-二基、9-甲基芴-2,7-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、及嘧啶-2,5-二基。此外,上述1,4-亚环己基及1,3-二恶烷-2,5-二基的立体构型是反式构型优于顺式构型。
2-氟-1,4-亚苯基与3-氟-1,4-亚苯基在结构上相同,因此后者未例示。此规则亦适用于2,5-二氟-1,4-亚苯基与3,6-二氟-1,4-亚苯基的关系等。
式(M1)及式(M2)中,Y分别独立地为单键或者碳数1~20的亚烷基,这些亚烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或-OCO-所取代。较佳的Y为单键、-(CH2)m2-、-O(CH2)m2-及-(CH2)m2O-(上述式中,m2为1~20的整数)。特佳的Y为单键、-(CH2)m2-、-O(CH2)m2-及-(CH2)m2O-(上述式中,m2为1~10的整数)。考虑到化合物的稳定性,-Y-Ra及-Y-Rb较佳为这些基团中不具有-O-O-、-O-S-、-S-O-或-S-S-。
式(M1)及式(M2)中,ZM分别独立地为单键、-(CH2)m3-、-O(CH2)m3-、-(CH2)m3O-、-O(CH2)m3O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF2)2-、-(CH2)2-COO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-CH=CH-、 -CH=CH-C≡C-、-OCF2-(CH2)2-、-(CH2)2-CF2O-、-OCF2-或-CF2O-(上述式中,m3为1~20的整数)。
较佳的ZM为单键、-(CH2)m3-、-O(CH2)m3-、-(CH2)m3O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CH2)2-COO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-OCF2-及-CF2O-。
式(M1)及式(M2)中,m1为1~6的整数。较佳的m1为1~3的整数。当m1为1时,是具有2个6员环等环的二环的化合物。当m1为2及3时,分别为三环及四环的化合物。例如当m1为1时,2个AM可相同,或者亦可不同。另外,例如当m1为2时,3个AM(或者2个ZM)可相同,或者亦可不同。对于m1为3~6时亦同样。对于Ra、Rb、Rd、ZM、AM及Y亦同样。
式(M1)所表示的化合物(M1)及式(M2)所表示的化合物(M2)即便包含比同位素相对丰度的量更多的2H(重氢)、13C等同位素,亦具有同样的特性,因此可较佳使用。
化合物(M1)及化合物(M2)的尤佳例子为式(M1-1)~式(M1-41)以及式(M2-1)~式(M2-27)所表示的化合物(M1-1)~化合物(M1-41)以及化合物(M2-1)~化合物(M2-27)。这些化合物中,Ra、Rb、Rd、ZM及Y的含义与本发明的态样中记载的式(M1)及式(M2)中的含义相同。
对化合物(M1-1)~化合物(M1-41)以及化合物(M2-1)~化合物(M2-27)中的下述部分结构进行说明。部分结构(a1)表示任意的氢经氟所取代的1,4-亚苯基。部分结构(a2)表示任意的氢可经氟所取代的1,4-亚苯基。部分结构(a3)表示任意的氢可经氟或甲基中任一个所取代的1,4-亚苯基。部分结构(a4)表示9位的氢可经甲基所取代的芴。
可视需要使用上述不具有液晶元部位的单体以及具有液晶元部位的单体(M1)及式(M2)以外的聚合性化合物。
为了使本发明的高分子/液晶复合材料的光学等向性最佳化,亦可使用具有液晶元部位且具有3个以上聚合性官能基的单体。具有液晶元部位且具有3个以上聚合性官能基的单体可适宜使用公知的化合物,例如式(M4-1)~式(M4-3),更具体的例子可列举日本专利特开2000-327632号、日本专利特开2004-182949号、日本专利特开2004-59772号中记载的化合物。其中,式(M4-1)~式(M4-3)中,Rb、ZM、Y及(F)表示与上述相同的含义。
7.2.2不含有液晶元部位且含有具聚合性的官能基的单体
不含有液晶元部位且含有具聚合性的官能基的单体例如可列举:碳数1~30的直链或分枝丙烯酸酯、碳数1~30的直链或分枝二丙烯酸酯,具有三个以上聚合性官能基的单体可列举:甘油-丙氧基化物(1PO/OH)三丙烯酸酯、季戊四醇-丙氧基化物-三丙烯酸酯、季戊四醇-三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷-乙氧基化物-三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷-丙氧基化物-三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷-三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇-四丙烯酸酯、二(季戊四醇)五丙烯酸酯、二(季戊四醇)六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷-三丙烯酸酯等,但并不限定于这些单体。
7.2.3聚合起始剂
构成本发明的复合材料的高分子的制造中的聚合反应并无特别限定,例如进行光自由基聚合、热自由基聚合、光阳离子聚合等。
光自由基聚合中可使用的光自由基聚合起始剂的例子为:DAROCUR(注册商标)1173及DAROCUR4265(均为商品名,巴斯夫(BASF)日本(股)),IRGACURE(注册商标)184、IRGACURE369、IRGACURE500、IRGACURE651、IRGACURE784、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE1300、IRGACURE1700、IRGACURE1800、IRGACURE1850、及IRGACURE2959(均为商品名,巴斯夫(BASF)日本(股))等。
热自由基聚合中可使用的藉由热的自由基聚合的较佳起始剂的例子为:过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化-2-乙基己酸第三丁酯、过氧化特戊酸第三丁酯、过氧化二异丁酸第三丁酯、过氧化月桂酰、2,2′-偶氮双 异丁酸二甲酯(dimethyl2,2′-azobisisobutyrate,MAIB)、二第三丁基过氧化物(di-t-butyl peroxide,DTBPO)、偶氮双异丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)、偶氮双环己烷甲腈(azobiscyclohexanecarbonitrile,ACN)等。
光阳离子聚合中可使用的光阳离子聚合起始剂可列举:二芳基錪盐(diaryliodonium salt,以下称为“DAS”)、三芳基锍盐(triarylsulfonium salt,以下称为“TAS”)等。
DAS可列举:二苯基錪四氟硼酸盐、二苯基錪六氟膦酸盐、二苯基錪六氟砷酸盐、二苯基錪三氟甲磺酸盐、二苯基錪三氟乙酸盐、二苯基錪-对甲苯磺酸盐、二苯基錪四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基錪四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基錪六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基苯基錪六氟砷酸盐、4-甲氧基苯基苯基錪三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基苯基錪三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基苯基錪-对甲苯磺酸盐等。
DAS中,亦可藉由添加噻吨酮(thioxanthone)、吩噻嗪(phenothiazine)、氯噻吨酮(chlorothioxanthone)、氧杂蒽酮(xanthone)、蒽、二苯基蒽、红萤烯(rubrene)等光增感剂来提高感度。
TAS可列举:三苯基锍四氟硼酸盐、三苯基锍六氟膦酸盐、三苯基锍六氟砷酸盐、三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍三氟乙酸盐、三苯基锍-对甲苯磺酸盐、三苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍六氟砷酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍-对甲苯磺酸盐等。
光阳离子聚合起始剂的具体商品名的例子为:Cyracure(注册商标)UVI-6990、Cyracure UVI-6974、Cyracure UVI-6992(分别为商品名,悠诗诗(UCC)(股)),Adeka Optomer SP-150、Adeka Optomer SP-152、Adeka Optomer SP-170、Adeka Optomer SP-172(分别为商品名,(股)艾迪科(ADEKA)),Rhodorsil Photoinitiator2074(商品名,罗地亚日本(Rhodia Japan)(股)),IRGACURE(注册商标)250(商品名,巴斯夫(BASF)日本(股)),UV-9380C(商品名,通用电气东芝有机硅(GE Toshiba Silicone)(股))等。
7.2.4硬化剂等
构成本发明的复合材料的高分子的制造中,除了上述单体等及聚合起始 剂以外,亦可进而添加1种或2种以上的其他较佳成分,例如硬化剂、触媒、稳定剂等。
硬化剂可使用通常作为环氧树脂的硬化剂来使用的先前公知的潜在性硬化剂。潜在性环氧树脂用硬化剂可列举胺系硬化剂、酚醛树脂系硬化剂、咪唑系硬化剂、酸酐系硬化剂等。胺系硬化剂的例子可列举:二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、间苯二甲胺、三甲基六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺、二乙基胺基丙基胺等脂肪族聚胺,异佛尔酮二胺、1,3-双胺基甲基环己烷、双(4-胺基环己基)甲烷、降冰片烯二胺、1,2-二胺基环己烷、Laromin等脂环式聚胺,二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯基乙烷、间亚苯基二胺等芳香族聚胺等。
酚醛树脂系硬化剂的例子可列举苯酚酚醛树脂、双酚酚醛树脂等。咪唑系硬化剂可列举:2-甲基咪唑、2-乙基己基咪唑、2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓-偏苯三甲酸盐等。
酸酐系硬化剂的例子可列举:四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯四甲酸二酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐等。
另外,亦可进而使用用来促进具有缩水甘油基、环氧基、氧杂环丁基的聚合性化合物与硬化剂的硬化反应的硬化促进剂。硬化促进剂例如可列举:苄基二甲基胺、三(二甲基胺基甲基)苯酚、二甲基环己基胺等三级胺类,1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑,2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类,三苯基膦等有机磷系化合物,四苯基溴化鏻等四级鏻盐类,1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7等或其有机酸盐等二氮杂双环烯烃类,四乙基溴化铵、四丁基溴化铵等四级铵盐类,三氟化硼、三苯基硼酸盐等硼化合物等。这些硬化促进剂可单独或者将2种以上混合使用。
另外,例如为了防止储存中的不期望的聚合,较佳为添加稳定剂。可使用业者所知的所有化合物作为稳定剂。稳定剂的代表例可列举:4-乙氧基苯酚、对苯二酚、丁基化羟基甲苯(butylated hydroxy toluene,BHT)等。
7.3液晶组成物等的含有率
本发明的高分子/液晶复合材料中的液晶组成物的含有率只要是复合材料可表现出光学等向性液晶相的范围,则较佳为尽量为高含有率。其原因在 于,液晶组成物的含有率高,则本发明的复合材料的电致双折射值变大。
本发明的高分子/液晶复合材料中,相对于复合材料,液晶组成物的含有率较佳为60wt%~99wt%,尤佳为60wt%~95wt%,特佳为65wt%~95wt%。相对于复合材料,高分子的含有率较佳为1wt%~40wt%,尤佳为5wt%~40wt%,特佳为5wt%~35wt%。
7.4其他成分
本发明的高分子/液晶复合材料亦可在不损及本发明效果的范围内包含例如二色性色素、光致变色化合物。
以下,藉由实例来对本发明进行更详细的说明,但本发明不受这些实例的限制。此外,只要无特别说明,则“%”是指“wt%”。
8光学元件
本发明的第8态样是包含液晶组成物或者高分子/液晶复合材料(以下,有时将本发明的液晶组成物及高分子/液晶复合材料总称为液晶媒体)的以光学等向性液晶相所驱动的光学元件。
不施加电场时,液晶媒体为光学等向性,若施加电场,则液晶媒体产生光学异向性,可利用电场来光调变。
液晶显示元件的结构例可列举:如图1所示,梳型电极基板的电极是从左侧的连接用电极部朝向右方延伸的电极1与从右侧的连接用电极部朝向左方延伸的电极2交替配置的结构。于在电极1与电极2之间存在电位差的情况,可在如图1所示的梳型电极基板上,提供若注视1个电极,则存在图式上的上方向与下方向这2个方向的电场的状态。
[实例]
所获得的化合物是根据藉由1H-核磁共振(1H-nuclear magnetic resonance, 1H-NMR)分析所得的核磁共振光谱、藉由气相层析法(gas chromatography,GC)分析所得的气相层析图等来鉴定,因此首先对分析方法进行说明。
1H-NMR分析:测定装置是使用DRX-500(布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)(股)公司制造)。测定是将实例等中制造的样品溶解于CDCl3等样品可溶的重氢化溶剂中,于室温下以500MHz、累计次数为24次的条件进行。此外,所得的核磁共振光谱的说明中,s是指单重峰,d是指双重峰,t是指三重峰,q是指四重峰,m是指多重峰。另外,化学位移δ值的零点的 基准物质是使用四甲基硅烷(tetramethyl silane,TMS)。
GC分析:测定装置是使用岛津制作所制造的GC-14B型气相层析仪。管柱是使用岛津制作所制造的毛细管柱CBP1-M25-025(长度为25m,内径为0.22mm,膜厚为0.25μm);固定液相是使用二甲基聚硅氧烷(无极性)。载体气体是使用氦气,流量调整为1ml/min。将试料气化室的温度设定为300℃,将检测器(火焰离子检测器,flame ionization detector,FID)部分的温度设定为300℃。
试料是溶解于甲苯中,制备成1wt%的溶液,将所得的溶液1μl注入至试料气化室中。
记录计是使用岛津制作所制造的C-R6A型色谱仪组件(Chromatopac)(商品名)或其同等品。所得的气相层析图中显示与成分化合物对应的峰值的保持时间及波峰的面积值。
此外,试料的稀释溶剂例如可使用氯仿、己烷。另外,管柱亦可使用安捷伦科技(股)公司(Agilent Technologies Inc.)制造的毛细管柱DB-1(长度为30m,内径为0.32mm,膜厚为0.25μm)、安捷伦科技(股)公司(Agilent Technologies Inc.)制造的HP-1(长度为30m,内径为0.32mm,膜厚为0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)制造的Rtx-1(长度为30m,内径为0.32mm,膜厚为0.25μm)、SGE国际公司(SGE International Pty.Ltd)制造的BP-1(长度为30m,内径为0.32mm,膜厚为0.25μm)等。
气相层析图中的波峰的面积比相当于成分化合物的比例。通常,分析样品的成分化合物的重量百分率与分析样品的各波峰的面积百分率并不完全相同,但于本发明中使用上述管柱的情况,由于实质上修正系数为1,故而分析样品中的成分化合物的重量百分率与分析样品中的各波峰的面积百分率大致对应。其原因在于,成分的液晶化合物中的修正系数并无大的差异。为了根据气相层析图来更正确地求出液晶组成物中的液晶化合物的组成比,而使用藉由气相层析图的内部标准法。对经正确秤量一定量的各液晶化合物成分(被检成分)及成为基准的液晶化合物(基准物质)同时进行气相层析测定,预先算出所得被检成分的波峰与基准物质的波峰的面积比的相对强度。若使用各成分相对于基准物质的波峰面积的相对强度来修正,则可根据气相层析分析来更正确地求出液晶组成物中的液晶化合物的组成比。
液晶化合物等的物性值的测定试料
作为测定液晶化合物的物性值的试料,有将化合物其本身作为试料的情况、将化合物与母液晶混合而作为试料的情况这2种。
于使用将化合物与母液晶混合而成的试料的后者情况,是利用以下方法进行测定。首先,将所得的液晶化合物15wt%与母液晶85wt%加以混合而制作试料。而且,根据所得的试料的测定值,依据基于下述计算式的外推法来计算出外推值。将此外推值作为此化合物的物性值。
<外推值>=(100×<试料的测定值>-<母液晶的重量百分率>×<母液晶的测定值>)/<液晶化合物的重量百分率>
即便液晶化合物与母液晶的比例为上述比例,亦于层列相或结晶在25℃下析出的情况,将液晶化合物与母液晶的比例以10wt%:90wt%、5wt%:95wt%、1wt%:99wt%的顺序变更,以层列相或结晶在25℃下不析出的组成来测定试料的物性值,依据上述式来求出外推值,将其作为液晶化合物的物性值。
用于测定的母液晶存在各种种类,例如,母液晶A的组成(wt%)为如下所述。
母液晶A:
液晶化合物等的物性值的测定方法
物性值的测定是利用后述方法来进行。这些测定方法多为日本电子机械工业会规格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ·ED-2521A中记载的方法或者将其修饰而成的方法。另外,用于测定的TN元件上并未安装TFT。
测定值中,于将液晶化合物其本身作为试料的情况,将所得的值记载为实验资料。于将液晶化合物与母液晶的混合物用作试料的情况,将以外推法获得的值记载为实验资料。
相结构及相转移温度(℃):利用以下(1)、及(2)的方法进行测定。
(1)于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板(梅特勒(Mettler)公司,FP-52型加热台)上放置化合物,一边以3℃/min的速度加热,一边以偏光显微镜观察相状态及其变化,来确定液晶相的种类。
(2)使用珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司制造的扫描热量计DSC-7系统或者钻石(Diamond)DSC系统,以3℃/min的速度升降温,藉由外推来求出伴随试料的相变化的吸热波峰或者发热波峰的起始点(on set),来决定相转移温度。
以下,结晶表示为K,于进一步区分结晶的情况,分别表示为K1或K2。另外,层列相表示为Sm,向列相表示为N。液体(等向性)表示为I。层列相中,于区分层列B相或层列A相的情况,分别表示为SmB或SmA。BP表示蓝相或者光学等向性液晶相。2相的共存状态有时以(N*+I)、(N*+BP)的形式表述。具体而言分别为,(N*+I)表示非液晶等向相与手性向列相共存的相,(N*+BP)表示BP相或者光学等向性液晶相与手性向列相共存的相。Un表示不为光学等向性的未确认的相。作为相转移温度的表述,例如所谓“K50.0N100.0I”,表示由结晶至向列相的相转移温度(KN)为50.0℃,由向列相至液体的相转移温度(NI)为100.0℃。其他表述亦同样。
向列相的上限温度(TNI;℃):于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板(Mettler公司,FP-52型加热台)上放置试料(液晶化合物与母液晶的混合物),一边以1℃/min的速度加热一边观察偏光显微镜。将试料的一部分由向列相变化为等向性液体时的温度作为向列相的上限温度。以下,有时将向列相的上限温度仅简称为“上限温度”。
低温相容性:制作以液晶化合物成为20wt%、15wt%、10wt%、5wt%、3wt%、及1wt%的量的方式将母液晶与液晶化合物混合而成的试料,将试料放入玻璃瓶中。将此玻璃瓶在-10℃或-20℃的冷冻器中保管一定期间后,观察结晶或层列相是否析出。
黏度(η;于20℃下测定;mPa·s):使用E型粘度计来测定液晶化合物 与母液晶的混合物。
折射率异向性(Δn):测定是在25℃的温度下,使用波长589nm的光,利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行。将主棱镜的表面向一方向摩擦后,将试料(液晶化合物与母液晶的混合物)滴下至主棱镜上。折射率(n//)是在偏光的方向与摩擦的方向平行时测定。折射率(n⊥)是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定。折射率异向性(Δn)的值是根据Δn=n//-n⊥的式子来计算。
介电异向性(Δε;于25℃下测定):向2块玻璃基板的间隔(间隙)约为9μm、扭转角为80度的液晶单元中放入试料(液晶化合物与母液晶的混合物)。对此单元施加20伏特,测定液晶分子的长轴方向的介电常数(ε//)。施加0.5伏特,测定液晶分子的短轴方向的介电常数(ε⊥)。介电异向性的值是根据Δε=ε//-ε⊥的式子来计算。
间距(P;于25℃下测定;nm)
间距长是使用选择反射来测定(液晶便览第196页,2000年发行,丸善)。关于选择反射波长λ,关系式<n>p/λ=1成立。此处,<n>表示平均折射率,是由下式获得。<n>={(n// 2+n⊥ 2)/2}1/2。选择反射波长是以显微分光光度计(日本电子(股),商品名MSV-350)来测定。藉由将所得的反射波长除以平均折射率而求出间距。在比可见光更长波长区域具有反射波长的胆固醇液晶的间距,在光学活性化合物浓度低的区域与光学活性化合物的浓度的倒数成比例,因此测定数点在可见光区域具有选择反射波长的液晶的间距长,利用直线外推法来求出。“光学活性化合物”相当于本发明中的手性剂。
[合成例1]
式(S1-4)的合成
将合成流程示于下图。
化合物(S1-2)的合成
向氮气环境下的反应器中,添加1.3mol/L的异丙基氯化镁氯化锂盐的四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)溶液100ml,向其中于室温下缓缓添加化合物(S1-1)41.6g。于此状态的温度下搅拌90分钟,将反应液冷却至0℃,滴下二甲基甲酰胺15.2g的THF(30ml)溶液,于室温下搅拌12小时。向反应液中滴下2N-盐酸(200ml),向其中添加甲苯/二乙醚=1/1(体积比)的混合溶剂1L,萃取产物,将有机层以水清洗。以硫酸镁干燥后,于减压下蒸馏去除溶剂。以甲苯/乙酸乙酯=5/1(体积比)作为展开溶剂,利用硅胶管柱层析法进行纯化,于减压下蒸馏去除溶剂而获得化合物(S1-2)19.9g。化合物(S1-2)的来自化合物(S1-1)的产率为55%。
化合物(S1-4)的合成
向氮气环境下的反应器中,添加化合物(S1-2)10.0g、2-丙基-1,3-丙二醇(S1-3)4.14g、对甲苯磺酸一水合物0.30g、甲苯80ml,使用迪安-斯塔克(Dean-Stark)一边去除所生成的水,一边回流2小时。将反应液冷却至室温,以甲苯萃取产物,将有机层以水、碳酸氢钠水、水加以清洗。以硫酸镁干燥后,于减压下蒸馏去除溶剂。以甲苯作为展开溶剂,利用硅胶管柱层析法将残分纯化,进而自溶剂混合液(Solmix)/乙酸乙酯=1/1(体积比)中再结晶,获得化合物(S1-4)4.9g。此化合物(S1-4)的来自化合物(S1-2)的产率为38%。
所得化合物(S1-4)的相转移温度为如下所述。
相转移温度(℃):K109.2SB115.4SA162.3N182.7I。
液晶化合物(S1-4)的物性
将上述记载为母液晶A的4种化合物加以混合,制备具有向列相的母液 晶A。此母液晶A的物性为如下所述。
上限温度(TNI)=71.7℃;介电异向性(Δε)=11.0;折射率异向性(Δn)=0.137。
制备包含85wt%的母液晶A、及15wt%的实例1中获得的化合物(S1-4)的液晶组成物Z。测定所得液晶组成物Z的物性值,外推出测定值,藉此算出液晶化合物(S1-4)的物性的外推值。其值为如下所述。
上限温度(TNI)=136.4℃;介电异向性(Δε)=32.6;折射率异向性(Δn)=0.197。
根据上述情况可知,液晶化合物(S1-4)是透明点高,介电异向性(Δε)、折射率异向性(Δn)大的化合物。
本发明中,液晶组成物的特性值的测定可依据下述方法来进行。这些方法多为日本电子机械工业会规格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ·ED-2521A中记载的方法或者将其修饰而成的方法。用于测定的TN元件上未安装TFT。
向列相的上限温度(NI;℃):于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板上放置试料,以1℃/min的速度加热。测定试料的一部分由向列相变化为等向性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。
向列相的下限温度(TC;℃):将具有向列相的试料在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷冻器中保管10天后,观察液晶相。例如,当试料于-20℃下为向列相的状态,而于-30℃下变化为结晶(或者层列相)时,将TC记载为≤-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
光学等向性液晶相的转移温度:于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板上放置试料,于正交尼科耳(crossed nicol)的状态下,首先升温至试料成为非液晶等向相的温度后,以1℃/min的速度降温,使其完全表现出手性向列相或者光学等向性液晶相。测定此降温过程中的的相转移的温度,接着以1℃/min的速度升温,测定此升温过程中的相转移的温度。本发明中,只要无特别说明,则将升温过程中的相转移的温度作为相转移温度。于光学等向性液晶相中在正交尼科耳下以暗视野难以判别相转移温度的情况,将偏光板自正交尼科耳的状态偏移1°~10°而测定相转移温度。
黏度(η;于20℃下测定;mPa·s):测定时使用E型粘度计。
旋转粘度(γ1;于25℃下测定;mPa·s):
1)介电异向性为正的试料:测定是依据M.金井等人,分子晶体和液体晶体,第259卷,第37页(1995)(M.Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol.259,37(1995))中记载的方法。向扭转角为0°且2块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中放入试料。在16伏特至19.5伏特的范围内以0.5伏特为单位对TN元件阶段性地施加。不施加电压0.2秒后,以仅1个矩形波(矩形脉波,0.2秒)及不施加(2秒)的条件反复施加。测定藉由此施加而产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)。根据这些测定值及M.Imai等人的论文第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。此计算所必需的介电异向性的值是利用此旋转粘度的测定所使用的元件,以下述介电异向性的测定方法来求出。
2)介电异向性为负的试料:测定是依据M.金井等人,分子晶体和液体晶体,第259卷,第37页(1995)(M.Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol.259,37(1995))中记载的方法。向2块玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的VA元件中放入试料。在30伏特至50伏特的范围内以1伏特为单位对此元件阶段性地施加。于0.2秒的不施加后,以仅1个矩形波(矩形脉波,0.2秒)及不施加(2秒)的条件反复施加。测定藉由此施加而产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)。根据这些测定值及M.Imai等人的论文第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。此计算所必需的介电异向性是使用下述介电异向性中测定的值。
折射率异向性(Δn;于25℃下测定):测定是使用波长为589nm的光,利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行。将主棱镜的表面向一方向摩擦(rubbing)后,将试料滴下至主棱镜上。折射率(n//)是在偏光的方向与摩擦的方向平行时测定。折射率(n⊥)是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定。折射率异向性的值是由Δn=n//-n⊥的式子来计算。当试料为组成物时,利用此方法来测定折射率异向性。
介电异向性(Δε;于25℃下测定):
1)介电异向性为正的组成物:向2块玻璃基板的间隔(间隙)约为9μm、且扭转角为80度的液晶单元中放入试料。对此单元施加20伏特,测定液晶 分子的长轴方向的介电常数(ε//)。施加0.5伏特,测定液晶分子的短轴方向的介电常数(ε⊥)。介电异向性的值是根据Δε=ε//-ε⊥的式子来计算。
2)介电异向性为负的组成物:向经处理为垂直配向的液晶单元中放入试料,施加0.5伏特,测定介电常数(ε//)。向经处理为平行配向的液晶单元中放入试料,施加0.5伏特,测定介电常数(ε⊥)。介电异向性的值是根据Δε=ε//-ε⊥的式子来计算。
临界值电压(Vth;于25℃下测定;V):
1)介电异向性为正的组成物:向2块玻璃基板的间隔(间隙)为(0.5/Δn)μm、且扭转角为80度的正常显白模式(normally white mode)的液晶显示元件中放入试料。Δn是利用上述方法测定的折射率异向性的值。对此元件施加频率为32Hz的矩形波。使矩形波的电压上升,测定通过元件的光的穿透率达到90%时的电压的值。
2)介电异向性为负的组成物:向2块玻璃基板的间隔(间隙)约为9μm、且经处理为垂直配向的正常显黑模式(normally black mode)的液晶显示元件中放入试料。对此元件施加频率为32Hz的矩形波。使矩形波的电压上升,测定通过元件的光的穿透率达到10%时的电压的值。
电压保持率(VHR;于25℃下测定;%):用于测定的TN元件具有聚酰亚胺配向膜,而且2块玻璃基板的间隔(单元间隙)为6μm。此元件是在放入试料后,以利用紫外线进行聚合的接着剂来密封。对此TN元件施加脉波电压(5V,60微秒)来充电。以高速电压计在16.7毫秒之间测定所衰减的电压,求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B是未衰减时的面积。电压保持率是面积A相对于面积B的百分率。
螺旋间距(于20℃下测定;μm):测定螺旋间距时使用Cano楔型单元法。向Cano楔型单元中注入试料,测定由单元观察到的向错线的间隔(a;单位为μm)。螺旋间距(P)是根据式P=2·a·tanθ来算出。θ是楔型单元中的2块玻璃板之间的角度。
或者,间距长是使用选择反射来测定(液晶便览第196页,2000年发行,丸善)。关于选择反射波长λ,关系式<n>p/λ=1成立。此处,<n>表示平均折射率,是由下式获得。<n>={(n//2+n⊥2)/2}1/2。选择反射波长是以显微分光光度计(日本电子(股),商品名MSV-350)来测定。藉由将所得的反射 波长除以平均折射率来求出间距。
在比可见光更长波长区域具有反射波长的胆固醇液晶的间距,由于在手性剂浓度低的区域与手性剂的浓度的倒数成比例,故而测定数点在可见光区域具有选择反射波长的液晶的间距长,利用直线外推法来求出。
成分或者液晶化合物的比例(百分率)是基于液晶化合物总重量的重量百分率(wt%)。组成物是藉由测定液晶化合物等成分的重量后加以混合而制备。因此,容易算出成分的重量百分率。
(实例1)
藉由将下图所示的液晶化合物以下述比例加以混合来制备液晶组成物A。于结构式的右侧标记与通式的对应。
液晶组成物A
此液晶组成物A的相转移温度(℃)为N98.7I。
接着,获得液晶组成物A(93.9wt%)、及包含下述式所表示的手性剂BN-H4(3.05wt%)及BN-H5(3.05wt%)的液晶组成物B。
此液晶组成物B的相转移温度(℃)为N*87.4BP89.3I。
此外,BN-H4、BN-H5是使用二环己基碳二酰亚胺(dicyclohexyl carbodiimide,DCC),由(R)-(+)-1,1′-联(2-萘酚)及所对应的羧酸进行酯化而获得。
BN-H4
BN-H5
(实例2)
单体与液晶组成物的混合物的制备
制备将88.8wt%的液晶组成物B、6.0wt%的丙烯酸正十二烷基酯、4.8wt%的1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)、及0.4wt%作为光聚合起始剂的2,2′-二甲氧基苯基苯乙酮混合而成的液晶组成物B-1M,来作为液晶组成物与单体的混合物。此液晶组成物B-1M的相转移温度(℃)为N*50.0BP55.4BP+I58.5I、I53.6BP44.8N*。冷却过程中亦表现出BP。
LCA-6
高分子/液晶复合材料的制备
将液晶组成物B-1M夹持于未经配向处理的梳型电极基板与对向玻璃基板(未赋予电极)之间(单元厚度为10μm),将所得的单元加热至52.3℃的蓝相。于此状态下,照射紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))1分钟,进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子/液晶复合材料B-1P即便冷却至室温,亦维持光学等向性液晶相。
此外,如图1所示,梳型电极基板的电极是自左侧延伸的电极1与自右侧延伸的电极2交替配置。因此,于在电极1与电极2之间存在电位差的情况,在如图1所示的梳型电极基板上,可提供若注视1个电极,则存在图式上的上方向与下方向2个方向的电场的状态。
(实例3)
将实例2中获得的夹持有高分子/液晶复合材料B-1P的梳型电极单元5设置于图2所示的包含光源3、偏光镜(Polarizer)4、检偏器(Analyzer)6与光侦测器7的光学系统上,测定电光学特性。使用偏光显微镜(尼康(Nikon)制造的Eclipse LV100POL(商品名))的白色光源作为光源3,以使对单元5的入射角度相对于单元面而垂直的方式,且以使梳型电极的线方向相对于偏光镜(Polarizer)4与检偏器6(Analyzer)而分别成为45°的方式,将上述单元5设置于光学系统上。于室温下调查施加电压与穿透率的关系。若施加52V的矩形波,则穿透率达到87%,穿透光强度饱和。光源3也可以使用例如He-Ne雷射。
(比較例1)
藉由将下图所示的液晶化合物以下述比例加以混合来制备液晶组成物C。液晶组成物C是从液晶组成物A中去除了式(1-2-2)的组成物。
于结构式的右侧标记与通式的对应。
液晶组成物C
此液晶组成物C的相转移温度(℃)为N90.5I。
接着,获得液晶组成物C(93.9wt%)、及包含下述式所表示的手性剂BN-H4(3.05wt%)及BN-H5(3.05wt%)的液晶组成物D。
此液晶组成物B的相转移温度(℃)为N*76.4BP79.9I。
(比较例2)
单体与液晶组成物的混合物的制备
制备将88.8wt%的液晶组成物D、6.0wt%的丙烯酸正十二烷基酯、4.8wt%的1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)、0.4wt%作为光聚合起始剂的2,2′-二甲氧基苯基苯乙酮加以混合而成的液晶组成物D-1M,来作为液晶组成物与单体的混合物。此液晶组成物D-1M的相转移温度(℃)为N*37BP45.9I、I44.0N*。如此,在冷却过程中未表现出BP。
高分子/液晶复合材料的制备
将液晶组成物D-1M夹持于未经配向处理的梳型电极基板与对向玻璃基板(未赋予电极)之间(单元厚度为10μm),将所得的单元加热至37.5℃的蓝相。于此状态下,照射紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))1分钟,进行聚合反应。
以如上所述的方式获得的高分子/液晶复合材料D-1P即便冷却至室温,亦维持光学等向性液晶相。
此外,如图1所示,梳型电极基板的电极是自左侧延伸的电极1与自右侧延伸的电极2交替配置。因此,于在电极1与电极2之间存在电位差的情况,在如图1所示的梳型电极基板上,可提供若注视1个电极,则存在图式上的上方向与下方向2个方向的电场的状态。
(比较例3)
将比较例2中获得的夹持有高分子/液晶复合材料D-1P的梳型电极单元5设置于图2所示的包含光源3、偏光镜(Polarizer)4、检偏器(Analyzer)6与光侦测器7的光学系统上,测定电光学特性。使用偏光显微镜(尼康(Nikon)制造的Eclipse LV100POL(商品名))的白色光源作为光源3,以使对单元5的入射角度相对于单元面而垂直的方式,且以使梳型电极的线方向相对于偏光镜4(Polarizer)及检偏器6(Analyzer)而分别成为45°的方式,将上述单元5设置于光学系统上。于室温下调查施加电压与穿透率的关系。若施加61V的矩形波,则穿透率达到83%,穿透光强度饱和。光源3也可以使用例如He-Ne雷射。
如上所述,在可低电压驱动、在冷却过程中表现出BP的方面,本发明的光学元件比现有技术优异。此外,所谓在冷却过程中表现出BP,是指在光学元件的制造步骤中容易调整高分子/液晶复合材料,表现出本发明的光学元件的有用性。
产业上的可应用性
本发明例如可以使用于液晶材料以及使用液晶材料的液晶元件等。
Claims (40)
1.一种液晶组成物,其特征在于,包括:
含有选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第一成分的非手性成分T以及手性剂,而且表现出光学等向性液晶相,其中所述手性剂的浓度使间距成为700nm以下:
其中,R1为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;L1、L2、L3、L4、L5及L6独立地为氢或氟;X1为氢、卤素、-SF5或碳数1至10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
2.如权利要求1所述的液晶组成物,其中上述第一成分是选自式(1-1)至式(1-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R1A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;L2、L4、L5及L6独立地为氢或氟;X1A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
3.如权利要求2所述的液晶组成物,其中上述第一成分是选自式(1-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
4.如权利要求1所述的液晶组成物,其中上述第一成分是选自式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)~式(1-2-4)、式(1-3-1)及式(1-3-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R1A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;X1A为氟、氯或-OCF3。
5.如权利要求1所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第一成分的比例为0.5wt%至50wt%的范围。
6.如权利要求1所述的液晶组成物,其中还包含选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第二成分:
其中,R2为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;环A1、环A2、环A3、环A4及环A5独立地为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、1个或2个氢经氟所取代的1,4-亚苯基、2个氢分别经氟及氯所取代的1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基;Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及Z6独立地为单键或者碳数1~4的亚烷基,此亚烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-COO-或-CF2O-所取代;L7、L8及L9独立地为氢或氟;X2为氟、氯、-CF3或-OCF3;1、m、n、o及p独立地为0或1,2≤1+m+n+o+p≤3。
7.如权利要求6所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)及式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R2A为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;(F)独立地为氢或氟;X2A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
8.如权利要求7所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
9.如权利要求7所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
10.如权利要求7所述的液晶组成物,其中上述第二成分是选自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物以及选自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物的混合物。
11.如权利要求6所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第二成分的比例为5wt%至70wt%的范围。
12.如权利要求6所述的液晶组成物,其中还包含选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第三成分:
式(3)中,R3为氢或碳数1~20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经卤素所取代;环A6为1个以上的氢经氟所取代的1,4-亚苯基或1,3-二恶烷-2,5-二基;Z7、Z8及Z9独立地为单键、-COO-或-CF2O-,但至少1个为-CF2O-;L11、L12、L13及L14独立地为氢或氟;X3为氢、卤素、-SF5或碳数1~10的烷基,此烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-CH=CH-或-C≡C-所取代,而且此烷基中及烷基中的任意的-CH2-经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代的基团中的任意的氢可经氟所取代。
13.如权利要求12所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-2)至式(3-5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R3A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基,X3A为氟、氯、-CF3或-OCF3,L11~L14独立地为氢或氟。
14.如权利要求13所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
15.如权利要求13所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
16.如权利要求13所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-4)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
17.如权利要求13所述的液晶组成物,其中上述第三成分是选自式(3-5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
18.如权利要求12所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第三成分的比例为5wt%至70wt%的范围。
19.如权利要求18所述的液晶组成物,其中基于非手性成分T的总重量,上述第一成分的比例为1wt%至30wt%的范围,上述第二成分的比例为10wt%至50wt%的范围,上述第三成分的比例为10wt%至50wt%的范围。
20.如权利要求12所述的液晶组成物,其中还包含选自式(4)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第四成分:
其中,R4为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环B独立地为1,4-亚环己基、1,3-2二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-2二氯-1,4-亚苯基或者嘧啶-2,5-二基;Z10独立地为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-;L23及L24独立地为氢或氟;X4为氟、氯、-CF3或-OCF3;q为1、2、3或4,其中,于q为3或4的情况,一个Z10为-CF2O-或-OCF2-;于q为3的情况,并无环B为1,3-二恶烷-2,5-二基的情况,另外,并无环B全部为经氟所取代的1,4-亚苯基的情况。
21.如权利要求20所述的液晶组成物,其中上述第四成分是选自式(4-1)至式(4-9)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R4A独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基,X4A为氟、氯、-CF3或-OCF3,L15~L24独立地为氢或氟。
22.如权利要求20所述的液晶组成物,其中还包含选自式(5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物作为第五成分:
其中,R5及R6独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基;环C及环D独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或者2,5-二氟-1,4-亚苯基;Z11独立地为单键、亚乙基、-COO-或-OCO-;r为1、2或3。
23.如权利要求22所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-1)至式(5-13)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,R5及R6独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或者任意的氢经氟所取代的碳数2至12的烯基。
24.如权利要求23所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
25.如权利要求23所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-8)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
26.如权利要求23所述的液晶组成物,其中上述第五成分是选自式(5-13)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
27.如权利要求22所述的液晶组成物,其中基于液晶组成物的总重量,上述第五成分的比例为1wt%至20wt%的范围。
28.如权利要求22所述的液晶组成物,其中上述手性剂包含选自式(K1)至式(K5)分别所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,RK独立地为氢、卤素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或者碳数1至20的烷基,此烷基中的任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-或-OCO-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,此烷基中的任意的氢可经卤素所取代;A独立地为芳香族性或非芳香族性的3员环至8员环或碳数9以上的缩合环,这些环的任意的氢可经卤素、碳数1至3的烷基或卤烷基所取代,环的-CH2-可经-O-、-S-或-NH-所取代,-CH=可经-N=所取代;B独立地为氢、卤素、碳数1至3的烷基、碳数1至3的卤烷基、芳香族性或非芳香族性的3员环至8员环或碳数9以上的缩合环,这些环的任意的氢可经卤素、碳数1至3的烷基或卤烷基所取代,-CH2-可经-O-、-S-或-NH-所取代,-CH=可经-N=所取代;Z独立地为单键、碳数1至8的亚烷基,任意的-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-或-N=CH-所取代,此烷基中的任意的-CH2-CH2-可经-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,任意的氢可经卤素所取代;X为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2CH2-;mK为1至4的整数。
29.如权利要求28所述的液晶组成物,其中上述手性剂包含选自式(K4-1)至式(K4-6)以及式(K5-1)至式(K5-3)分别所表示的化合物的群组中的至少1种化合物:
其中,RK独立地为碳数3至10的烷基,此烷基中的邻接于环的-CH2-可经-O-所取代,烷基中或者烷基中的邻接于环的-CH2-经-O-所取代的基团中的任意的-CH2-可经-CH=CH-所取代。
30.如权利要求28所述的液晶组成物,其中相对于液晶组成物的总重量,上述手性剂的比例为1wt%至40wt%的范围。
31.如权利要求28所述的液晶组成物,其中于70℃至-20℃的任一温度下表现出手性向列相,且于所述温度范围的至少一部分,螺旋节距为700nm以下。
32.如权利要求1至31中任一项所述的液晶组成物,其中包含至少1种抗氧化剂和/或紫外线吸收剂。
33.一种混合物,包含如权利要求1至32中任一项所述的液晶组成物及聚合性单体。
34.一种高分子/液晶复合材料,将如权利要求33所述的混合物聚合而获得,且用于以光学等向性液晶相所驱动的元件。
35.如权利要求34所述的高分子/液晶复合材料,其是使如权利要求33所述的混合物以非液晶等向相或光学等向性液晶相进行聚合而获得。
36.一种光学元件,于一面或两面配置有电极,包括:
配置于基板间的液晶媒体;以及
经由电极而对液晶媒体施加电场的电场施加机构,并且上述液晶媒体是如权利要求1至32中任一项所述的液晶组成物或者如权利要求34或35所述的高分子/液晶复合材料。
37.一种光学元件,于一面或两面配置有电极,包括:
至少一块为透明的一组基板;
配置于基板间的液晶媒体;
配置于基板外侧的偏光板;以及
经由电极而对液晶媒体施加电场的电场施加机构,并且上述液晶媒体为如权利要求1至32中任一项所述的液晶组成物或者如权利要求34或35所述的高分子液晶复合材料。
38.如权利要求36或37所述的光学元件,其中于一组基板的至少一块基板上,以可在至少2个方向施加电场的方式构成电极。
39.如权利要求36或37所述的光学元件,其中于相互平行配置的一组基板的一块或两块上,以可在至少2个方向施加电场的方式构成电极。
40.如权利要求36或37所述的光学元件,其中电极配置为矩阵状而构成像素电极,各像素包括主动元件,且所述主动元件为薄膜晶体管。
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TWI599641B (zh) * | 2012-12-14 | 2017-09-21 | 捷恩智股份有限公司 | 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件 |
CN104854217B (zh) * | 2012-12-17 | 2017-06-23 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物、混合物、复合材料、液晶元件及手性化合物 |
JP6760257B2 (ja) * | 2015-02-17 | 2020-09-23 | Jnc株式会社 | アルコキシ基又はアルコキシアルキル基、及び飽和6員環を有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
CN104726108B (zh) * | 2015-03-13 | 2017-06-16 | 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 | 一种含1,3‑二氧六环液晶化合物的液晶组合物及应用 |
TWI737728B (zh) * | 2016-06-27 | 2021-09-01 | 日商捷恩智股份有限公司 | 液晶組成物、混合物、液晶複合材料、光元件及其用途 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008090780A1 (ja) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Chisso Corporation | 液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2959526B2 (ja) | 1996-07-15 | 1999-10-06 | チッソ株式会社 | フェニルジオキサン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 |
EP0959060A1 (en) | 1996-11-28 | 1999-11-24 | Chisso Corporation | Chlorobenzene derivatives, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display elements |
JP3779937B2 (ja) | 2002-05-08 | 2006-05-31 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 光学変調素子用液晶材料 |
DE10253325A1 (de) | 2002-11-14 | 2004-05-27 | Merck Patent Gmbh | Elektrooptisches Lichtsteuerelement, elektrooptische Anzeige und Steuermedium |
ATE350684T1 (de) | 2002-11-15 | 2007-01-15 | Merck Patent Gmbh | Elektrooptisches lichtsteuerelement, elektrooptische anzeige und steuermedium |
JP4075781B2 (ja) | 2003-11-27 | 2008-04-16 | 旭硝子株式会社 | 波長可変フィルタ |
WO2005080529A1 (ja) | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Asahi Glass Company, Limited | 光学素子用液晶材料および光変調素子 |
WO2005090520A1 (ja) | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Japan Science And Technology Agency | 液晶表示素子 |
JP5269284B2 (ja) | 2004-04-30 | 2013-08-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 高分子とキラリティーを有する液晶材料とからなる複合材料、該複合材料の製造方法、および該複合材料を用いる光素子 |
JP4972858B2 (ja) | 2004-09-24 | 2012-07-11 | Jnc株式会社 | 高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体 |
JP2006127707A (ja) | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Asahi Glass Co Ltd | 開口制御素子および光ヘッド装置 |
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ATE410497T1 (de) | 2005-02-14 | 2008-10-15 | Merck Patent Gmbh | Mesogene verbindungen, flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeigevorrichtung |
JP5082202B2 (ja) | 2005-04-20 | 2012-11-28 | Jnc株式会社 | 重合体とキラリティーを有する液晶とからなる複合体 |
JP5871445B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2016-03-01 | 国立大学法人九州大学 | 液晶組成物および液晶素子 |
JP5544695B2 (ja) * | 2007-11-20 | 2014-07-09 | Jnc株式会社 | 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子 |
US7722783B2 (en) * | 2007-11-20 | 2010-05-25 | Chisso Corporation | Optically isotropic liquid crystal medium and optical device |
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