JP2007197731A - 安定化した液晶材料およびこれを用いた液晶素子 - Google Patents
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Abstract
Description
また、液晶組成物は有機化合物から構成されている。これが精密な電気製品に組み込まれていることは液晶組成物に次のことを要求する。液晶組成物は、液晶ディスプレイの製造工程の苛酷な条件に耐え得ることが出来る安定性を有し、また、製造された液晶ディスプレイが長期にわたってその優れた性能を安定に示すためには、液晶組成物もその使用期間に於て物性が変化しない長期安定性を有することが必要である。即ち、液晶組成物は、液晶ディスプレイの製造工程にある100℃以上の熱に数時間耐えなければならず、さらに数千時間から数万時間に及ぶ使用期間にわたって安定である必要がある。この条件は、有機化合物である液晶組成物にとって非常に苛酷であり、優れた特性を有していてもこの安定性の条件を満足できないために、実際に液晶ディスプレイに使用することの出来る液晶化合物は限られたものになっている。
一方、情報社会の到来に伴い、液晶表示素子の高性能化が不可欠になっており、例えば、液晶表示素子の高速化に対しては、屈折率異方性に優れた液晶材料が必要とされ、例えば、特開平7−53417号公報には、
すなわち、下記一般式(1)
で示される化合物又はそれらを少なくとも1種含有する組成物と、酸化防止剤を少なくとも1種及び/又は光安定剤を少なくとも1種を混合することを特徴とする液晶材料の安定化方法及びそれを用いて安定化された液晶材料、並びに該液晶材料を一対の電極板間に挟持してなる液晶素子を提供する。
以下に本発明について詳しく説明する。
式1
好ましい具体例としては、
2,6―ジ―t―ブチル―4―メチルフェノール、
オクタデシル―3―(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオネート、
2,2’―メチレンビス(6―t―ブチル―4―メチルフェノール)、
2―t―ブチル―6―(3―t―ブチル―2―ヒドロキシ―5―メチルベンジル)―4―メチルフェニルアクリレート、
2―[1―(2―ヒドロキシ―3,5―ジ―t―ペンチルフェニル)エチル]―4,6―ジ―t―ペンチルフェニルアクリレート、
4,4’―ブチリデンビス(6―t―ブチル―3―メチルフェノール)、
3,9’―ビス[2―{3―(3―t―ブチル―4―ヒドロキシ―5―メチルフェニル)プロピオニルオキシ}―1,1―ジメチルエチル]―2,4,8,10―テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、
2―(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシアニリノ)―4,6―ビス(n―オクチルチオ)―1,3,5―トリアジン、
2,2’―エチリデンビス(4,6―ジ―t―ブチルフェノール)、
2,2’―エチリデンビス(4―sec―ブチル―6―t―ブチルフェノール)、
1,1,3―トリス(5―t―ブチル―4―ヒドロキシ―2―メチルフェニル)ブタン、
ビス[2―t―ブチル―4―メチル―6―(3―t―ブチル―2―ヒドロキシ―5―メチルベンジル)フェニル]テレフタレート、
テトラキス[メチレン―3―(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、
2,2’―チオジエチレンビス[3―(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、
トリエチレングリコールビス[3―(3―t―ブチル―4―ヒドロキシ―5―メチルフェニル)プロピオネート]、
1,6―ヘキサンジオールビス[3―(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、
1,3,5―トリス(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、
1,3,5―トリス[2―{3―(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]イソシアヌレート、
1,3,5―トリス(4―t―ブチル―3―ヒドロキシ―2,6―ジメチルベンジル)イソシアヌレート、
1,3,5―トリス(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシベンジル)―2,4,6―トリメチルベンゼン
等が挙げられる。
式2
〔式中、R3 はアルキル基を、好ましくは、C12〜C18のアルキル基を表す。〕
式3
好ましい具体例としては、
ジラウリル 3,3’―チオジプロピオネート、
ジミリスチル 3,3’―チオジプロピオネート、
ジステアリル 3,3’―チオジプロピオネート、
テトラキス(3―ラウリルチオプロピオニルオキシメチル)メタン
等が挙げられる。
さらに、本発明においてホスファイト系酸化防止剤及びホスフォオイト系酸化防止剤としては、特に限定されないが、下記の式4乃至式9の化合物が例示される。
式4
P−(OR5)3 (式4)
〔式中、R5 は置換されていてもよいアルキル基又はアリール基を表す。〕
式5及び式6
好ましい具体例としては、
トリス(ノニルフェニル) ホスファイト、
トリス(2,4―ジ―t―ブチルフェニル) ホスファイト、
テトラキス(2,4―ジ―t―ブチルフェニル) 4,4’―ビフェニレンジホスフォナイト、
ビス(2,4―ジ―t―ブチルフェニル) ペンタエリスリトール ジホスファイト、
ビス(2,6―ジ―t―ブチルフェニル) ペンタエリスリトール ジホスファイトジステアリル ペンタエリスリトール ジホスファイト、
フェニル ジイソオクチル ホスファイト、
フェニル ジイソデシル ホスファイト、
フェニル ジ(トリデシル) ホスファイト、
ジフェニル イソオクチル ホスファイト、
ジフェニル イソデシル ホスファイト、
ジフェニル トリデシル ホスファイト、
4,4’―イソプロピリデンビス(フェニルジアルキル ホスファイト)、
2,2’―メチレンビス(4,6―ジ―t―ブチルフェニル)オクチル ホスファイト、
2,2’―エチリデンビス(4,6―ジ―t―ブチルフェニル)フルオロホスフォナイト
等が挙げられる。
本発明においてヒンダードアミン系光安定剤としては、特に限定されないが、下記の構造を部分構造として有する化合物が例示される。
式10
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル) セバケート、
ビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル) セバケート、
N,N’ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,6−ヘキサメチレンジアミン、
2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、
テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル) (1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、
ポリ〔{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチル{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、
ポリ〔(6−モルホリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル){(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、
コハク酸ジメチルと 1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、
N,N’4,7−テトラキス〔4,6−ビス{N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン
等が挙げられる。
本発明において、ベンゾフェノン系光安定剤としては、特に限定されないが、下記の構造を部分構造として有する化合物が例示される。
式11
式12
本発明において、ニッケル系消光剤としては、特に限定されないが、基本骨格として有機ニッケル系が挙げられ、具体例としては、ニッケルジブチルジチオカルバメート等が挙げられる。
さらに、下記の化合物を例示することができる。
本発明は、TN(捩れネマティック)型液晶素子、STN(超捩れネマティック)型液晶素子、FLCD(強誘電性液晶ディスプレイ)、PDLC(ポリマー分散型液晶)型液晶素子に代表される表示素子に用いられる液晶組成物の安定化法として有用である。また、当該安定化法を用いた、安定化された液晶組成物及びこれらの液晶組成物を用いた液晶素子を提供することが出来る。
実施例1〜 は、液晶化合物に、酸化防止剤を2重量%添加し、空気中、暗所で耐熱試験(150℃、2時間)を行った後、液体クロマトグラフィー(カラムSUMIPAX QSDA−212 6mmπX15cm,254nm,MeCNelution)を用いて化合物の純度を定量した。
4−(4−ペンチルシクロヘキシル)ベンズニトリル(5PCH)50mgに、フェノール系酸化防止剤であるテトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを2重量%添加し、空気中、暗所で耐熱試験(150℃、2時間)を行い、液体クロマトグラフィーによって回収率を求めた。比較として酸化防止剤を添加せずに同様の試験を行った。その結果を表1に示す。
4−ペンチル−シアノビフェニル(5CB)50mgに、フェノール系酸化防止剤であるテトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを2重量%添加し、空気中、暗所で耐熱試験(150℃、2時間)を行い、液体クロマトグラフィーにより求めた。比較として酸化防止剤を添加せずに同様の試験を行った。その結果を表2に示す。
4−(4−プロピルシクロヘキシル)ベンズニトリル(3PCH)50mgに、酸化防止剤を2重量%添加し、空気中、暗所で耐熱試験(150℃、2時間)を行い、液体クロマトグラフィーにより求めた。比較として酸化防止剤を添加せずに同様の試験を行った。その結果を表3に示す。また、実施例5と比較例の液体クロマトグラムを図1及び図2に示す。
A:ジミリスチル 3,3’−チオジプロピオネート
B:トリス(ノニルフェニル) ホスファイト(リン酸系酸化防止剤)2重量%
C/D:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(フェノール系酸化防止剤1重量%/トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル) ホスファイト(リン酸系酸化防止剤)1重量%
C/B:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(フェノール系酸化防止剤1重量%/トリス(ノニルフェニル) ホスファイト(リン酸系酸化防止剤)1重量%
4−ペンチル−シアノビフェニル(5CB)(300mg)に、ヒンダードアミン系安息香剤ビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジン)セバケートを0.2重量%添加した。これをサンプル管に入れ、島津製作所製耐光性試験機サンテスタXF−180にて16時間光照射し、液体クロマトグラフィーにより回収率を求めた。比較として光安定剤を添加せずに同様の試験を行った。その結果を表4に示す。
Claims (6)
- 下記一般式(1)
- 酸化防止剤及び/又は光安定剤の含有率が0.001〜5重量%である請求項1記載の方法。
- 酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、、ホスファイト系酸化防止剤、ホスフォイト系酸化防止剤又はイオウ系酸化防止剤である請求項1記載の方法。
- 光安定剤が、ヒンダードアミン系光安定剤、ベンゾフェノン系光安定剤、トリアゾール系光安定剤又はニッケル系消光剤である請求項1記載の方法。
- 請求項1乃至4記載の方法により安定化された液晶材料。
- 請求項5記載の液晶材料を一対の電極板間に挟持してなる液晶素子。
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