JP2015183188A - 重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるその使用 - Google Patents

重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるその使用 Download PDF

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Abstract

【課題】光学的、電気光学的および電子的目的のための、具体的にはLCディスプレイにおける、特にPSA(「ポリマー維持配向」)タイプのLCディスプレイにおける、重合性化合物を提供する。【解決手段】この課題は、重合性化合物、その製造のための方法および中間体、それらを含む液晶(LC)媒体、および本発明の重合性化合物およびLC媒体の使用であって、光学的、電気光学的および電子的目的のための、具体的にはLCディスプレイにおける、特にPSA(「ポリマー維持配向」)タイプのLCディスプレイにおける前記使用を、提供することによって、解決される。【選択図】なし

Description

本発明は、重合性化合物、その製造のための方法および中間体、それらを含む液晶(LC)媒体、および重合性化合物およびLC媒体の、光学的、電気光学的および電子的目的のための、具体的にはLCディスプレイにおける、特にポリマー維持配向タイプのLCディスプレイにおける使用に関する。
発明の背景
現在使用されている液晶ディスプレイ(LCディスプレイ)は、通常はTN(「ねじれネマチック」)タイプのものである。しかしこれらは、強い視野角依存性のコントラストという欠点を有する。
また、より広い視野角を有するいわゆるVA(「垂直配向」)ディスプレイも知られている。VAディスプレイのLCセルは、2つの透明電極間にLC媒体の層を含み、ここでLC媒体は通常、負の誘電異方性を有する。スイッチオフ状態では、LC層の分子は電極表面に垂直に整列するか(ホメオトロピック)、または傾いたホメオトロピック配向を有する。2つの電極に電圧を印加すると、電極表面に平行な、LC分子の再配向が生じる。
さらに、OCB(「光学補償ベンド」)ディスプレイが知られており、これは複屈折効果に基づいており、いわゆる「ベンド」配向で通常は正の誘電異方性のLC層を有している。電圧を印加すると、電極表面に垂直なLC分子の再配向が生じる。さらにOCBディスプレイは、通常、暗状態におけるベンドセルの、光に対する望ましくない透過性を防止するために、1または2以上の複屈折光学位相差フィルムを含む。OCBディスプレイはTNディスプレイに比べて、より広い視野角と短い応答時間を有する。
さらに知られているのは、2つの基板の間にLC層を含む、いわゆるIPS(「面内スイッチング」)ディスプレイであり、ここでは、2つの電極が2つの基板の一方のみに配置され、好ましくは噛合する櫛形構造を有する。電圧を電極に印加することにより、LC層に平行な重要成分を有する電界がそれらの間に生成される。これは、層の面内のLC分子の再配向を引き起こす。
さらに、いわゆるFFS(「フリンジフィールドスイッチング」)ディスプレイが報告されており(特にS.H. Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 102(非特許文献1)を参照)、これは同一基板上に2つの電極を含み、その1つは櫛形に構成され、他方は非構造化である。これにより、強い、いわゆる「フリンジ場」、すなわち電極の端部近くに強い電場が生成され、セル全体に、強い垂直成分と強い水平成分の両方を有する電場が生成される。FFSディスプレイは、低い視野角依存性のコントラストを有する。FFSディスプレイは、通常、正の誘電異方性のLC媒体および、LC媒体の分子に平面配向を提供する、通常はポリイミドの配向層を含む。
FFSディスプレイは、アクティブマトリックスまたはパッシブマトリックスディスプレイとして動作させることができる。アクティブマトリックスディスプレイの場合には、個々の画素は通常、集積された非線形能動素子、例えばトランジスタ(例えば薄膜トランジスタ(TFT))によってアドレスされ、一方パッシブマトリックスディスプレイの場合は、個々の画素は通常、従来技術から知られているように多重方法によってアドレスされる。
さらに、FFSディスプレイが開示されており(S.H. Lee et al., Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883(非特許文献2)およびS.H. Lee et al., Liquid Crystals 39(9), 2012, 1141-1148(非特許文献3)を参照)、これらはFFSディスプレイと同様の電極設計および層厚さを有するが、正の誘電異方性を有するLC媒体の代わりに負の誘電異方性を有するLC媒体の層を含む。負の誘電異方性のLC媒体は、正の誘電異方性のLC媒体と比較してティルトが少なくよりツイスト配向を有する、より良好なダイレクタ配向を示し、その結果、これらのディスプレイは、より高い透過率を有する。ディスプレイはさらに配向層を含み、これは好ましくはポリイミドの配向層であって、LC媒体と接触している少なくとも1つの基板上に設けられ、LC媒体のLC分子の平面配向を誘導する。これらのディスプレイは、「超高輝度FFS(UB−FFS)方式」ディスプレイとしても知られている。これらのディスプレイは、信頼性の高いLC媒体を必要とする。
本明細書で使用される用語「信頼性」とは、期間内のおよび異なるストレス負荷、例えば軽負荷、温度、湿度、電圧などでの、ディスプレイの性能の質を意味し、例えば残像(image sticking)(領域および線の残像)、ムラ、ヨゴレ等の、LCディスプレイの分野において当業者に知られているディスプレイの影響を含む。信頼性を分類するための標準的なパラメータとして、通常は電圧保持比(VHR)の値が用いられ、これは、試験ディスプレイにおいて一定電圧を維持するための測度である。VHR値が高いほど、LC媒体の信頼性は良好である。
より最近のタイプのVAディスプレイにおいて、LC分子の均一な配向は、LCセル内の比較的小さな複数のドメインに限定されている。これらのドメインの間には回位(disclination)も存在し得て、これらはティルトドメインとしても知られている。ティルトドメインを有するVAディスプレイは、従来のVAディスプレイと比較して、より高い視野角独立性のコントラストとグレー階調を有する。さらに、このタイプのディスプレイは製造が簡単であり、その理由は、スイッチオン状態での分子の均一配向のための電極表面の追加の処理、例えばラビングなどが不要だからである。代わりに、ティルトまたはプレティルト角の優先方向が、電極の特別な設計によって制御される。
いわゆるMVA(「複数ドメイン垂直配向」)ディスプレイにおいて、これは通常、局所的なプレティルトを引き起こす突起を有する電極によって達成される。その結果LC分子は、電圧が印加されると、電極表面に平行に、セルの異なる規定領域において異なる方向に整列される。これにより「制御された」スイッチングが達成され、干渉回位線の形成が防止される。この配置はディスプレイの視野角を改善するが、しかし光に対する透過性の低下をもたらす。MVAのさらなる発展は、1つの電極側のみに突起を使用し、一方対向電極は、光への透過性を向上させるスリットを有する。スリット電極は、電圧の印加によりLCセル内に不均一な電界を発生させ、これは、制御されたスイッチングが依然として達成されていることを意味する。光への透過性のさらなる改善のために、スリットと突起との間の分離を増加させることができるが、しかしこれは、応答時間を延長させる。いわゆるPVA(「パターンVA」)ディスプレイでは、対向の側のスリットにより両電極が構造化されているため、突起は完全に不要となり、これによりコントラストの増加と光への透過性の改善がもたらされるが、これは技術的には困難であり、ディスプレイは機械的影響(例えば、「タッピング」など)にさらに敏感となる。多くの用途、例えばモニター、特にテレビ画面などに対してはしかし、ディスプレイの応答時間の短縮とコントラストと輝度(透過性)の改善が求められる。
さらなる発展は、いわゆるPS(「ポリマー維持」)またはPSA(「ポリマー維持配向」)タイプのディスプレイであり、これらに対しては用語「ポリマー安定化」も用いられる場合がある。これらにおいて、少量(例えば0.3重量%、典型的には<1重量%)の1種または2種以上の重合性化合物、好ましくは重合性モノマー化合物をLC媒体に添加し、LC媒体をディスプレイに充填した後に、通常は光重合により、任意にディスプレイの電極に電圧を印加しつつ、in situで重合または架橋する。重合は、LC媒体が液晶相を示す温度で、通常は室温で、行われる。反応性メソゲンまたは「RM」として知られている重合性メソゲン化合物または液晶化合物の、LC混合物への添加は、特に好適であることが証明された。
特に断らない限り、用語「PSA」は本明細書において、一般的にポリマー維持配向タイプのディスプレイに言及する場合に使用され、用語「PS」は、例えばPS−VA、PS−TNなどの特定のディスプレイ方式に言及する場合に使用される。
また、特に断らない限り、用語「RM」は、本明細書において、重合性メソゲン化合物または液晶化合物に言及する場合にも使用される。
一方、PS(A)原理は、様々な従来のLCディスプレイ方式で使用されている。したがって例えば、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFSおよびPS−TNディスプレイが知られている。RMの重合は好ましくは、PS−VAおよびPS−OCBディスプレイの場合には、電圧を印加して行い、PS−IPSディスプレイの場合には、電圧印加有りまたはなしで、好ましくはなしで行う。試験セルにおいて実証されるように、PS(A)法はセルにプレティルトをもたらす。PS−OCBディスプレイの場合、例えば、ベンド構造を安定化させて、オフセット電圧が不要であるかまはた低下できるようにすることが可能である。PS−VAディスプレイの場合、プレティルトは応答時間に正の効果を有する。PS−VAディスプレイに対し、標準的なMVAまたはPVA画素および電極レイアウトを使用することができる。しかしさらに、1つのみの構造化電極および突起なしで管理することも可能であり、これは生産をかなり簡単にすると共に、非常に良好なコントラストおよび、同時に非常に良好な光に対する透過性をもたらす。
さらに、いわゆるポジ型VAディスプレイ(「正のVA」)は、特に適した方式であることが証明された。古典的なVAディスプレイのように、電圧が印加されない初期状態において、ポジ型VAディスプレイにおけるLC分子の初期配向はホメオトロピックであり、すなわち基板に対して実質的に垂直である。しかし、古典的なVAディスプレイとは対照的に、ポジ型VAディスプレイにおいては、正の誘電異方性を有する液晶媒体が使用される。通常使用されるIPSディスプレイのように、ポジ型VAディスプレイの2つの電極は2つの基板の一方のみに配置され、好ましくは噛合櫛形(インターデジタル)の構造を示している。LC媒体の層に実質的に平行な電場を作り出す、インターデジタル電極に電圧を印加することにより、LC分子は、基板に対して実質的に平行な配向に動かされる。ポジ型VAディスプレイにおいて、ディスプレイで重合されるLC媒体へのRMの添加による、ポリマー安定化が、有利であることが証明され、何故ならば、これによりスイッチング時間の顕著な減少が実現できるからである。
PS−VAディスプレイは、例えば、EP 1 170 626 A2(特許文献1)、US 6,861,107(特許文献2)、US 7,169,449(特許文献3)、US 2004/0191428 A1(特許文献4)、US 2006/0066793 A1(特許文献5)、およびUS 2006/0103804 A1(特許文献6)に記載されている。PS−OCBディスプレイは、例えば、T.-J- Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704(非特許文献4)およびS. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647(非特許文献5)に記載されている。PS−IPSディスプレイは、例えば、US 6,177,972(特許文献7)およびAppl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264(非特許文献6)に記載されている。PS−TNディスプレイは、例えば、Optics Express 2004, 12(7), 1221(非特許文献6)に記載されている。
上記の従来のLCディスプレイと同様に、PSAディスプレイは、アクティブマトリックスディスプレイまたはパッシブマトリックスディスプレイとして動作させることができる。アクティブマトリックスディスプレイの場合には、個々の画素は通常、例えばトランジスタ(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT」))などの集積非線形能動素子によってアドレスされ、一方パッシブマトリックスディスプレイの場合は、個々の画素は通常、従来技術から知られているように、多重方法によってアドレスされる。
PSAディスプレイはまた、表示セルを形成する基板の一方または両方の上に配向層を含んでもよい。配向層は通常、電極上に(かかる電極が存在する場合)、LC媒体と接触し、LC分子の初期配向を誘導するように適用される。配向層は、例えばポリイミドを含むかまたはこれからなることができ、これはラビング処理されてもよく、または光配向法により調製することができる。
特にモニター用、特にテレビ用途において、LCディスプレイの応答時間、さらにコントラストと輝度(ひいては透過性)の最適化は、要求され続けている。PSA法は、ここで重要な利点を提供することができる。特にPS−VA、PS−IPS、PS−FFSおよびPS−ポジ型VAディスプレイの場合、試験セルにおいて測定可能なプレティルトと相関する応答時間の短縮は、他のパラメータに対して著しく悪影響を及ぼすことなく達成することができる。
従来技術によれば、PSAディスプレイで使用するためのRMとして任意にフッ素化された、ビフェニルジアクリレートまたはジメタクリレートが提案されている。
しかし、LC混合物と1種または2種以上のRMからなる全ての組み合わせが、PSAディスプレイでの使用に適しているわけではないという問題が生じ、その理由は、例えば、不十分なティルトが確立されるかまたはティルトが全くないか、または例えばいわゆる「電圧保持率」(VHRまたはHR)がTFTディスプレイの用途に不十分だからである。さらに、PSAディスプレイで用いる際に、従来技術から知られているLC混合物およびRMは、今もなおいくつかの欠点を有することが見出された。したがって、LC混合物中で可溶性であるすべての既知のRMが、PSAディスプレイでの使用に適してはいない。また、PSAディスプレイにおけるプレティルトの直接測定に加えて、RMに適した選択基準を見つけることは、しばしば困難である。光開始剤添加なしでのUV光による重合が所望される場合には適切なRMの選択はなお狭くなるが、これはある用途に対しては有利であり得る。
さらに、LCホスト混合物/RMの選択された組み合わせは、可能な限り低い回転粘度および最善の電気的特性を有するべきである。特に、可能な限り高いVHRを有するべきである。PSAディスプレイにおいて、UV照射後の高いVHRは特に必要であり、何故ならばUV露光は、ディスプレイ製造工程の必須要素であるだけでなく、完成したディスプレイの動作中に通常の露光としても生じるからである。
特に、非常に小さいプレティルト角を生成するPSAディスプレイに利用可能な新規な材料を有することは、望ましいであろう。ここでの好ましい材料は、これまでに知られている材料よりも、同じ露光時間での重合中により小さいプレティルト角を生成するものであり、および/または、その使用を介して、周知の材料を用いて達成することができる(より高い)プレティルト角が、より短い露光時間の後に実現できるものである。こうしてディスプレイの製造時間(「タクトタイム」)を短縮することができ、製造プロセスのコストが低減される。
PSAディスプレイの製造におけるさらなる問題は、特にディスプレイのプレティルト角を生成するための重合ステップの後の、未重合のRM残留量の存在または除去である。例えば、このタイプの未反応のRMは、ディスプレイの特性に対して、ディスプレイ仕上げ後の動作中に制御されない様式で重合するなどによって、悪影響を及ぼし得る。
したがって、従来技術で知られているディスプレイは、多くの場合いわゆる「残像」または「画像焼付け(image burn)」などの望ましくない効果を示し、すなわちここで、個々の画素の一時的アドレシングによりLCディスプレイに生成される画像は、これらの画素の電場が切り替えられた後も、または別の画素がアドレスされた後も、可視のままで残る。
この「残像」は一方で、低いVHRを有するLC媒体ホスト混合物を使用する場合に起こり得る。日光またはバックライトのUV成分は、LC分子のその中での望ましくない分解反応を引き起こすことができ、したがって、イオン性不純物またはフリーラジカル不純物の生成が開始される。これらは、特に電極または配向層に蓄積して、そこで実効印加電圧を減少させ得る。この効果はまた、ポリマー成分なしの従来のLCディスプレイにおいても観察される。
さらに、未重合のRMの存在に起因する追加の「残像」効果は、PSAディスプレイにおいてもしばしば観察される。残留したRMの制御されていない重合は、ここでは環境からのUV光により、またはバックライトにより開始される。切り替えられた表示領域において、これは、多数のアドレスサイクルの後にティルト角を変化させる。その結果、切替領域において透過率の変化が生じ、一方で切替なしの領域においては不変のままである。
したがって、RMの重合がPSAディスプレイの製造時に可能な限り完全に進行すること、およびディスプレイにおける未重合のRMの存在が、可能な限り除外されるかまたは最小限に低減されることが望ましい。したがって、RMの大いに効果的かつ完全な重合を可能にするか支援する、RMおよびLC混合物が必要とされる。さらに、残留RM量の制御された反応も望ましいであろう。これは、RMが、これまでに知られている化合物よりも迅速かつ効果的に重合すれば簡単であろう。
PSAディスプレイの動作において観察されているさらなる問題は、プレティルト角の安定性である。したがって、上記のようにRMを重合することにより、ディスプレイ製造中に生成されたプレティルト角は、一定のままではなく、ディスプレイがその動作中に電圧ストレスに供された後に悪化し得ることが観察された。これはディスプレイの性能に負の影響を及ぼし、例えば黒状態の透過を増加させることにより、コントラストを低下させる。
解決すべき別の問題は、従来技術のRMは多くの場合に高い融点を有し、多くの現在の一般的なLC混合物中で限られた溶解性のみを示し、そのため頻繁に、混合物から自発的に晶出する傾向があることである。さらに、自発的重合のリスクは、LCホスト混合物が重合性成分を溶解するために温められることを阻み、これは室温においても可能な限り最高の溶解度が必要であることを意味する。さらに、例えばLC媒体のLCディスプレイへの導入の際に分離のリスクもあり(クロマトグラフィー効果)、これはディスプレイの均一性を大幅に損なうおそれがある。これはさらに、LC媒体が通常は自発的重合のリスク(上記参照)を低減するために低温で導入されるという事実によって増強され、ひいては溶解性に悪影響を及ぼす。
従来技術において観察される別の問題は、限定することなくPSAタイプのディスプレイを含むPSAディスプレイで使用するためのLC媒体が、多くの場合高い粘度を示し、その結果高いスイッチング時間を示すことである。LC媒体の粘度およびスイッチング時間を低減するためには、従来技術では、アルケニル基を有するLC化合物を添加することが提唱されている。しかし、アルケニル化合物を含有するLC媒体は、多くの場合、信頼性と安定性の低下、および、特にUV照射への露光後にVHRの低下を示すことが観察された。特にPSAディスプレイで使用するためには、これは相当な欠点であり、何故ならば、PSAディスプレイにおけるRMの光重合は通常、UV照射への露光により行われ、これはLC媒体中でのVHRの低下を引き起こし得るからである。
PSAディスプレイ、およびかかるディスプレイで使用するためのLC媒体および重合性化合物であって、上記のような欠点を示さないか、または欠点をわずかな程度にのみ示し、かつ特性が改善されたものに対する大きな要求は、未だに存在している。特に、PSAディスプレイ、およびかかるPSAディスプレイで使用するためのLC媒体および重合性化合物であって、高い比抵抗と、同時に広い動作温度範囲、短い応答時間を低温であっても可能にし、低閾値電圧、低プレティルト角、グレー階調の多重性、高コントラストおよび広視野角を示し、UV露光後に高い信頼性および「電圧保持比」(VHR)の高い値を有し、重合性化合物の場合は、低融点およびLCホスト混合物中で高い溶解性を有するものが、強く求められている。
本発明は、PSAディスプレイにおいて使用するための、新規の好適な材料、特にRMおよびこれを含むLC媒体であって、上記の欠点を有しないか、または低減した程度でのみ有し、可能な限り迅速かつ完全に重合し、低いプレティルト角を可能な限り迅速に確立させ、ディスプレイにおける「残像」が生じるのを低減または防ぎ、好ましくは同時に、非常に高い比抵抗値、高いVHR値、低閾値電圧および短い応答時間を可能とし、かつ一般的にPSAディスプレイにおけるホスト混合物として使用されるLC媒体中での高い溶解性を有する、前記材料を提供するという目的に基づく。
本発明のさらなる目的は、特に光学的、電気光学的および電子的用途のための新規なRMを提供すること、およびそれらの製造に適した方法および中間体を提供することである。
特に本発明は、RMなどの重合性化合物であって、重合の後に低いプレティルトを生成し、これが所望のプレティルトをより迅速に実現させ、ひいてはLCディスプレイの製造時間を大幅に短縮し、LC混合物中で容易に加工可能な、前記化合物を提供するとの目的に基づく。
この目的は、本発明に従って、本出願に記載の化合物、混合物、および方法により達成された。特に、驚くべきことには、本明細書に記載の式Iの多反応性の重合性化合物であって、少なくとも3つの重合性基を含み、少なくとも1つの分枝状重合性基を含む前記化合物を、PSAディスプレイにおいて使用すると、特に低いプレティルト角および、所望のティルト角の迅速な確立が促進されることが、見出された。
これは、プレティルトの測定によりLC媒体との関連で実証された。特に、プレティルトは、光開始剤を添加することなく達成された。さらに、本発明の重合性化合物は、先行技術から知られている化合物に比べて、プレティルト角の露光時間依存性測定によって実証されるように、プレティルト角の顕著に迅速な生成を示す。
また、本発明の重合性化合物は、アルケニル基を有するメソゲン化合物またはLC化合物を含有するLCホスト混合物で使用するのに、特に適していることが実証されている。かかるLCホスト混合物における、本発明による重合性化合物の使用は、高いVHR値と高い信頼性のLC媒体を可能にする。
さらに、本発明による重合性化合物は高い重合速度を示し、セル中に残存する、より少ない未反応の残留量をもたらす。セルの電気光学的特性はこうして改善され、さらに、これらの残留量の制御された反応はより簡単になる。したがって本重合性化合物は、PSAタイプのディスプレイにおいて、高いプレティルトを作成するのに適している。
また、本発明の重合性化合物は、一般的な市販のLCホスト混合物中で結晶化傾向の低下および高い溶解度を示す。
US 7,060,200 B1(特許文献8)およびUS 2006/0172090 A1(特許文献9)は、重合性LC材料およびLCポリマーに使用するための分枝状重合性基を有する多反応性化合物を開示するが、本明細書に開示または特許請求された重合性化合物、またはPSAタイプのLCディスプレイのためのLC媒体におけるそれらの使用については、開示していない。
S.H. Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028 S.H. Lee et al., Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883 S.H. Lee et al., Liquid Crystals 39(9), 2012, 1141-1148 T.-J- Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704 S. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647 Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264 Optics Express 2004, 12(7), 1221
欧州特許第1170626号明細書 米国特許第6,861,107号明細書 米国特許第7,169,449号明細書 米国特許出願公開第2004/0191428号明細書 米国特許出願公開第2006/0066793号明細書 米国特許出願公開第2006/0103804号明細書 米国特許第6,177,972号明細書 米国特許第7,060,200号明細書 米国特許出願公開第2006/0172090号明細書
本発明は、式Iで表される化合物に関する:
P1-Sp1-(A1-Z1)n-A2-O-Sp4-CH(Sp2-P2)(Sp3-P3) I
式中、個々のラジカルは次の意味を有する:
、P、Pは、互いに独立して、重合性基を示し、
Sp1〜4は、互いに独立して、スペーサー基または単結合を示し、
、Aは、互いに独立して、および各出現において同一であるかまたは異なって、4〜25個のC原子を有する芳香族基、複素芳香族基、脂環式基または複素環基を示し、これは縮合環を含有してもよく、および任意にLによって単置換もしくは多置換されており、
は、各出現において同一であるかまたは異なって、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CH−、−CFCH−、−CHCF−、−(CF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00000−、または単結合を示し、
Lは、P−、P−Sp−、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、任意に置換されたシリル、5〜20個の環原子を有する任意に置換されたアリールもしくはヘテロアリール、または1〜25個の、特に好ましくは1〜10個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキルを示し、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基はそれぞれ、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−C(R00)=C(R000)−、−C≡C−、−N(R00)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、およびここでさらに、1または2個以上のH原子は、F、Cl、CN、P−またはP−Sp−により置き換えられていてもよく、
00およびR000はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
は、ハロゲンであり、
は、P、P−Sp−、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分枝状もしくは環式アルキル、ここで1または2個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により任意に置き換えられていており、およびここで、1または2個以上のH原子は、F、Cl、CN、P−またはP−Sp−より任意に置き換えられている、5〜20個の環原子を有し任意に置換されたアリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、もしくはヘテロアリールオキシ、を示し、
nは、1、2、3または4である。
本発明はさらに、式Iの化合物の、LC媒体およびLCディスプレイにおける、特に、LCディスプレイが好ましくはPSAディスプレイであるところのLCディスプレイのLC媒体、活性層または配向層における、重合性化合物としての使用に関する。
本発明はさらに、式Iの化合物の製造方法、およびこれらの方法において使用されるかまたは得られる新規な中間体に関する。
本発明はさらに、式Iの1種または2種以上の化合物を含むLC媒体に関する。
本発明はさらに、1種または2種以上の重合性化合物であって、それらの少なくとも1つが式Iの化合物である、前記重合性化合物を含む、LC媒体に関する。
本発明はさらに、以下:
− 1種または2種以上の重合性化合物であって、それらの少なくとも1つが式Iの化合物である、前記重合性化合物を含む、好ましくはこれらからなる、重合性成分A)、および
− 1種または2種以上のメソゲン化合物または液晶化合物を含む、好ましくはこれらからなる、本明細書では「LCホスト混合物」とも称する、液晶成分B)、
を含む、LC媒体に関する。
本発明のLC媒体の液晶成分B)は、本明細書では「LCホスト混合物」とも称され、好ましくは、非重合性の低分子量化合物から選択される、1種または2種以上の、好ましくは少なくとも2種の、メソゲン化合物または液晶化合物を含むか、またはこれらからなる。
本発明はさらに、本明細書に記載のLC媒体であって、LCホスト混合物または成分Bが、アルケニル基を含む少なくとも1種のメソゲン化合物またはLC化合物を含む、前記LC媒体に関する。
本発明はさらに、式Iの化合物が重合された、上記のLC媒体またはLCディスプレイに関する。
本発明はさらに、本明細書に記載のLC媒体の調製方法であって、本明細書に記載の1種または2種以上のメソゲン化合物もしくはLC化合物、またはLCホスト混合物もしくはLC成分B)を、式Iの1種または2種以上の化合物と、および任意にさらなるLC化合物および/または添加剤と、混合するステップを含む、前記方法に関する。
本発明はさらに、本発明による式Iの化合物およびLC媒体の、PSAディスプレイにおける使用、特にLC媒体を含有するPSAディスプレイにおける使用であって、PSAディスプレイにおける、好ましくは電界または磁界における、式Iの化合物(単数または複数)のin situ重合による、LC媒体中でのティルト角の生成のための、使用に関する。
本発明は、さらに、本発明による式Iの1種または2種以上の化合物またはLC媒体を含むLCディスプレイ、特にPSAディスプレイ、特に好ましくはPS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−ポジ型VAまたはPS−TNディスプレイに関する。
本発明はさらに、式Iの1種または2種以上の化合物の、または上記の重合性成分A)の重合により得ることができるポリマーを含む、または本発明によるLC媒体を含むLCディスプレイに関し、これは好ましくはPSAディスプレイ、非常に好ましくはPS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−ポジ型VAまたはPS−TNディスプレイである。
本発明はさらに、以下を含むPSAタイプのLCディスプレイに関する:2つの基板であってそのうちの少なくとも1つは光に対して透過性である前記基板、各基板に設けられた1つの電極または一方の基板のみに設けられた2つの電極、および基板の間に位置する、本明細書に記載の1種または2種以上の重合性化合物およびLC成分を含むLC媒体の層、ここで前記重合性化合物は、ディスプレイの基板の間で重合される。
本発明はさらに、本明細書に記載のLCディスプレイの製造方法であって、本明細書に記載の1種または2種以上の重合性化合物を含むLC媒体を、ディスプレイの基板の間に充填するか、そうでなければ提供すること、および該重合性化合物を重合すること、のステップを含む、前記方法に関する。
本発明のPSAディスプレイは、2つの電極を、好ましくは透明層の形で有し、これらは1つまたは両方の基板に適用される。一部のディスプレイにおいては、例えばPS−VA、PS−OCBまたはPS−TNディスプレイにおいては、1つの電極が2つの基板のそれぞれに適用される。別のディスプレイにおいては、例えばPS−ポジ型VA、PS−IPSまたはPS−FFSまたはPS−UB−FFSディスプレイにおいては、両方の電極が2つの基板の一方のみに適用される。
好ましい態様において、重合性成分は、LCディスプレイにおいて電圧をディスプレイの電極に印加しつつ、重合される。
重合性成分の重合性化合物は、好ましくは光重合により、非常に好ましくはUV光重合により、重合される。
発明の詳細な説明
本明細書で使用する用語「活性層」および「スイッチャブル層」とは、例えばLCディスプレイなどの電気光学ディスプレイにおける層であって、例えばLC分子などの、構造的および光学的な異方性を有する1または2個以上の分子を含み、電界または磁界などの外部刺激によりその配向を変化させ、その結果偏光または非偏光に対する層の透過の変化をもたらす、前記の層を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「ティルト」および「ティルト角」とは、LCディスプレイ(ここでは好ましくは、PSAディスプレイ)におけるセルの表面に対する、LC媒体のLC分子のティルトした配向を意味すると理解される。ここでティルト角は、LC分子の分子長軸(LCダイレクタ)とLCセルを形成する平行平面外板の表面との間の平均角度(<90°)を示す。ティルト角の低値(すなわち、90°の角度からの大きな偏り)は、ここでは大きなティルトに対応する。ティルト角を測定するための適切な方法は、実施例において与えられている。特に断りのない限り、本明細書に開示されたティルト角の値は、この測定法に関連する。
本明細書で使用する用語「反応性メソゲン」および「RM」は、メソゲンもしくは液晶骨格と、これに付着して重合に適する、「重合性基」または「P」とも称される1または2以上の官能基とを含有する化合物を意味するものと理解される。
特に明記しない限り、本明細書で使用される用語「重合性化合物」は、重合性モノマー化合物を意味すると理解される。
本明細書で使用する用語「低分子量化合物」は、モノマーであり、および/または「重合性化合物」または「ポリマー」とは対照的に、重合反応により製造されない化合物を意味すると理解される。
本明細書で使用する用語「非重合性化合物」とは、RMの重合に通常使用される条件下で、重合に適した官能基を含まない化合物を意味すると理解される。
本明細書で使用する用語「メソゲン基」は、当業者に知られ文献に記載されており、その引力および反発相互作用の異方性のために、低分子量またはポリマー物質において液晶(LC)相をもたらすことに本質的に寄与する基を意味する。メソゲン基を含有する化合物(メソゲン化合物)は必ずしもそれ自体がLC相を有する必要はない。メソゲン化合物は、他の化合物と混合した後に、および/または重合の後にのみ、LC相挙動を示すことも可能である。典型的なメソゲン基は、例えば、剛直な棒状または円盤状ユニットである。メソゲン化合物またはLC化合物に関連して使用される用語および定義の概説は、Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)およびC. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368に与えられている。
用語「スペーサー基」は、以下では「Sp」とも称され、当業者に知られており、参照文献に記載されている;例えばPure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)およびC. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368を参照。本明細書において、用語「スペーサー基」または「スペーサー」は、メソゲン基と重合性メソゲン化合物中の重合性基(単数または複数)を接続する、例えばアルキレン基などのフレキシブルな基を意味する。
本明細書において、
本明細書において、「有機基」は、炭素基または炭化水素基を示す。
「炭素基」は、少なくとも1個の炭素原子を含有する1価または多価の有機基であって、それ以外の原子を含有しないか(例えば−C≡C−)、または例えばN、O、S、B、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの1もしくは2個以上のさらなる原子を任意に含有する(例えばカルボニル等)、前記の有機基を示す。用語「炭化水素基」は、1または2個以上のH原子および任意に1または2個以上のヘテロ原子、例えばN、O、S、B、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどをさらに含有する、炭素基を示す。
「ハロゲン」は、F、Cl、BrまたはIを示す。
−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、すなわち、
を示す。
炭素基または炭化水素基は、飽和または不飽和の基であることができる。不飽和基は、例えば、アリール基、アルケニル基またはアルキニル基である。3個以上のC原子を有する炭素または炭化水素ラジカルは、直鎖状、分枝状および/または環状であることができ、また、スピロ結合または縮合環を含有してもよい。
用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」等はまた、多価の基、例えばアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン等も包含する。
用語「アリール」は、芳香族炭素基またはそれから誘導される基を表す。用語「ヘテロアリール」は、1または2個以上のヘテロ原子を含有する、上記で定義した「アリール」を表し、ここで該ヘテロ原子は、好ましくはN、O、S、Se、Te、SiおよびGeから選択される。
好ましい炭素基および炭化水素基は、任意に置換された、直鎖状、分枝状または環状の、1〜40個の、好ましくは1〜20個の、特に好ましくは1〜12個のC原子を有する、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシおよびアルコキシカルボニルオキシ、任意に置換された、5〜30個の、好ましくは6〜25個のC原子を有するアリールまたはアリールオキシ、または任意に置換された、5〜30個の、好ましくは6〜25個のC原子を有する、アルキルアリール、アリールアルキル、アルキルアリールオキシ、アリールアルキルオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシであり、ここで1または2個以上のC原子はまた、ヘテロ原子により、好ましくはN、O、S、Se、Te、SiおよびGeから選択されたヘテロ原子により置き換えられてもよい。
さらに好ましい炭素基および炭化水素基は、C〜C20アルキル、C〜C20アルケニル、C〜C20アルキニル、C〜C20アリル、C〜C20アルキルジエニル、C〜C20ポリエニル、C〜C20シクロアルキル、C〜C15シクロアルケニル、C〜C30アリール、C〜C30アルキルアリール、C〜C30アリールアルキル、C〜C30アルキルアリールオキシ、C〜C30アリールアルキルオキシ、C〜C30ヘテロアリール、C〜C30ヘテロアリールオキシである。
特に好ましいのは、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C12アルキニル、C〜C25アリール、およびC〜C25ヘテロアリールである。
さらに好ましい炭素基および炭化水素基は、直鎖状、分枝状または環状の、1〜20個の、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキルであり、これは非置換であるか、またはF、Cl、Br、IまたはCNによって単置換もしくは多置換されており、ここで1または2個以上の隣接していないCH基はそれぞれ、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよい。
は好ましくは、H、ハロゲン、1〜15個のC原子を有する直鎖状、分枝状または環状のアルキル鎖、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないC原子は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−によって置き換えられていてもよく、およびここで1または2個以上のH原子はフッ素によって置き換えられていてもよく、6〜30個のC原子を有する任意に置換されたアリール基もしくはアリールオキシ基、または2〜30個のC原子を有する任意に置換されたヘテロアリール基もしくはヘテロアリールオキシ基、を示す。
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、2−メチルブトキシ、n−ペントキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、n−ノノキシ、n−デコキシ、n−ウンデコキシ、n−ドデコキシ等である。
好ましいアルキル基は、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、2−メチルブチル、n−ペンチル、s−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、2−エチルヘキシル、n−ヘプチル、シクロヘプチル、n−オクチル、シクロオクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、ドデカニル、トリフルオロメチル、パーフルオロ−n−ブチル、2,2,2−トリフルオロエチル、パーフルオロオクチル、パーフルオロヘキシル等である。
好ましいアルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニル等である。
好ましいアルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、オクチニル等である。
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、2−メチルブトキシ、n−ペントキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、n−ノノキシ、n−デコキシ、n−ウンデコキシ、n−ドデコキシ等である。
好ましいアミノ基は、例えば、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノ等である。
アリール基およびヘテロアリール基は単環式または多環式であることができ、すなわち1個の環を含むか(例えばフェニルなど)、または2もしくは3個以上の環を含むことができ、これはまた縮合していてもよく(例えばナフチルなど)、または共有結合していてもよく(例えばビフェニル)、または縮合環および結合環の組み合わせを含んでもよい。ヘテロアリール基は、1または2個以上のヘテロ原子、好ましくはO、N、SおよびSeから選択されるヘテロ原子を含む。
特に好ましいのは、6〜25個のC原子を有する、単環式、二環式または三環式アリール基、および5〜25個の環原子を有する、単環式、二環式または三環式ヘテロアリール基であって、任意に縮合環を含有し、および任意に置換されているものである。
好ましいのは、さらには、5、6または7員のアリール基およびヘテロアリール基であって、ここでさらに、1または2個以上のCH基が、O原子および/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、N、S、またはOにより置き換えられていてもよいものである。
好ましいアリール基は、例えば、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、[1,1’:3’,1’’]ターフェニル−2’−イル、ナフチル、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、9,10−ジヒドロ−フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレン等である。
好ましいヘテロアリール基は、例えば、5員環、例えばピロール、ピラゾール、イミダゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソオキサゾール、1,2−チアゾール、1,3−チアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−オキサジアゾール、1,2,5−オキサジアゾール、1,3,4−オキサジアゾール、1,2,3−チアジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、1,2,5−チアジアゾール、1,3,4−チアジアゾールなど、6員環、例えばピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,3,5−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,3,5−テトラジンなど、または縮合環、例えばインドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール(phenanthrimidazole)、ピリジイミダゾール(pyridimidazole)、ピラジンイミダゾール(pyrazinimidazole)、キノキサリンイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロキサゾール(anthroxazole)、フェナントロキサゾール(phenanthroxazole)、イソキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−5,6−キノリン、ベンゾ−6,7−キノリン、ベンゾ−7,8−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ[2,3b]チオフェン、チエノ[3,2b]チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェンなど、またはこれらの基の組み合せである。
本明細書に記載のアリール基およびヘテロアリール基はまた、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキルまたはさらなるアリール基もしくはヘテロアリール基により、置換されていてもよい。
(非芳香族)脂環式基および複素環基は、飽和環、すなわち単結合を専ら(exclusively)含むもの、およびまた部分的に不飽和の環、すなわち多重結合を含んでいてもよいもの、の両方を包含する。複素環は、1または2個以上のヘテロ原子、好ましくはSi、O、N、SおよびSeから選択されるヘテロ原子を含む。
(非芳香族)脂環式基および複素環基は、単環式、すなわち唯一つの環を含むか(例えばシクロヘキサンなど)、または多環式、すなわち複数の環を含むことができる(例えばデカヒドロナフタレンまたはビシクロオクタンなど)。特に好ましいのは、飽和した基である。好ましいのは、さらには、5〜25個の環原子を有する、任意に縮合環を含有し、および任意に置換されている単環式、二環式または三環式基である。好ましいのは、さらには、5、6、7または8員の炭素環基であって、ここでさらに、1または2個以上のC原子が、Siによって置き換えられていてもよく、および/または1または2個以上のCH基が、Nによって置き換えられていてもよく、および/または1または2個以上の隣接していないCH基が、−O−および/または−S−によって置き換えられていてもよいものである。
好ましい脂環式基および複素環基は、例えば、5員基、例えばシクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジンなど、6員基、例えばシクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、1,3−ジオキサン、1,3−ジチアン、ピペリジンなど、7員基、例えばシクロヘプタンなど、および縮合基、例えばテトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ[1.1.1]−ペンタン−1,3−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、オクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイルなどである。
好ましい置換基は、例えば、アルキルまたはアルコキシなどの溶解性促進基、フッ素、ニトロまたはニトリルなどの電子求引性基、またはポリマー内でガラス転移温度(Tg)を増加させるための置換基、特に、例えばt−ブチルまたは任意に置換されたアリール基などの嵩高い基である。
本明細書において「L」とも称される好ましい置換基は、例えば、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、それぞれが1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、またはアルコキシカルボニルオキシ、ここで1または2個以上のH原子は、任意にFまたはClにより置き換えられていてもよい、1〜20個のSi原子を有する任意に置換されたシリル、または6〜25個の、好ましくは6〜15個のC原子を有する任意に置換されたアリールであり、
ここでRは、H、F、Cl、CN、または1〜25個のC原子を有する直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキルを示し、ここで1または2個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により任意に置き換えられており、および1または2個以上のH原子はそれぞれ、F、Cl、P−またはP−Sp−により任意に置き換えられており、および
はハロゲンを示す。
「置換されたシリルまたはアリール」とは、好ましくは、ハロゲン、−CN、R、−OR、−CO−R、−CO−O−R、−O−CO−Rまたは−O−CO−O−Rにより置換されていることを意味し、ここでRは、Hまたは1〜20個のC原子を有するアルキルを示す。
特に好ましい置換基Lは、例えばF、Cl、CN、NO、CH、C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OC、さらにフェニルである。
式中、Lは上記の意味の1つを有する。
重合性基P1〜3は、例えばフリーラジカルもしくはイオン連鎖重合、重付加または重縮合などの重合反応に、または例えばポリマー主鎖上への付加または縮合などの重合類似反応に、適している基である。特に好ましいのは、連鎖重合のための基、特にC=C二重結合または−C≡C−三重結合を含有するもの、および、開環重合に適した基、例えばオキセタン基またはエポキシド基である。
好ましい基P1〜3は、
およびWSi−からなる群から選択され、式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特にH、F、ClまたはCHを示し、WおよびWはそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特にH、メチル、エチルまたはn−プロピルを示し、W、W、およびWはそれぞれ、互いに独立して、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを示し、WおよびWはそれぞれ、互いに独立して、H、Clまたは1〜5個のC原子を有するアルキルを示し、Pheは1,4−フェニレンを示し、これはP−Sp−以外の上に定義された1または2以上のラジカルLで任意に置換されており、k、k、およびkはそれぞれ、互いに独立して、0または1を示し、kは好ましくは1を示し、およびkは1〜10の整数を示す。
特に好ましい基P1〜3は、
およびWSi−からなる群から選択され、式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特にH、F、ClまたはCHを示し、WおよびWはそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特にH、メチル、エチルまたはn−プロピルを示し、W、W、およびWはそれぞれ、互いに独立して、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを示し、WおよびWはそれぞれ、互いに独立して、H、Clまたは1〜5個のC原子を有するアルキルを示し、Pheは1,4−フェニレンを示し、k、k、およびkはそれぞれ、互いに独立して、0または1を示し、kは好ましくは1を示し、およびkは1〜10の整数を示す。
極めて特に好ましい基P1〜3は、CH=CW−CO−O−、特にCH=CH−CO−O−、CH=C(CH)−CO−O−およびCH=CF−CO−O−、さらに
からなる群から選択される。
さらに好ましい重合性基P1〜3は、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、フルオロアクリレート基、クロロアクリレート基、オキセタン基およびエポキシド基からなる群から選択され、非常に好ましくはアクリレート基およびメタクリレート基から選択される。
スペーサー基Sp1〜3が単結合とは異なる場合、それらは好ましくは、式Sp’’−X’’で表され、したがってそれぞれのラジカルP−Sp−、例えばP−Sp−などは、式P−Sp’’−X’’−に適合し、ここでSp’’およびX’’は以下に示す意味を有する。
スペーサー基Spが単結合とは異なる場合、これは好ましくは、式X’’−Sp’’で表され、したがってそれぞれのラジカル−A−Sp−は、式−A−X’’−Sp’’−に適合し、ここでSp’’およびX’’は以下に示す意味を有する。
Sp’’は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキレンを示し、これは任意にF、Cl、Br、IまたはCNにより単置換または多置換されており、およびここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基はそれぞれ、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−S−、−NH−、−N(R)−、−Si(R00000)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−N(R00)−CO−O−、−O−CO−N(R00)−、−N(R00)−CO−N(R00)−、−CH=CH−または−C≡C−により置き換えられていてもよく、
X’’は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−N(R00)−、−N(R00)−CO−、−N(R00)−CO−N(R00)−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR−、−CY=CY−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、または単結合を示し、
、R00およびR000はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、および
およびYはそれぞれ、互いに独立して、H、F、ClまたはCNを示す。
X’’は好ましくは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−NR−CO−NR−、または単結合を示す。
典型的なスペーサー基−Sp’’−X’’−は、例えば、−(CHp1−、−(CHCHO)q1−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CHCH−NH−CHCH−または−(SiR00000−O)p1−であり、式中、p1は1〜12の整数であり、q1は、1〜3の整数であり、およびR00およびR000は、上記の意味を有する。
特に好ましい−Sp’’−X’’−は、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−、−(CHp1−O−CO−O−であり、式中、p1は上記の意味を有する。
特に好ましい−X’’−Sp’’−は、−(CHp1−、−O−(CHp1−、−CO−O−(CHp1−、−O−CO−O−(CHp1−であり、式中、p1は上記の意味を有する。
特に好ましい基Sp’’は、例えば、それぞれの場合において直鎖状のエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン−N−メチルイミノエチレン、1−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
式Iの好ましい化合物は、AおよびAがそれぞれ、互いに独立して、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,4−ジイルまたはナフタレン−2,6−ジイル、ここでこれらの基中1または2個以上のCH基は、任意にNにより置き換えられている、シクロヘキサン−1,4−ジイル、ここでさらに、1ま
たは2個以上の隣接していないCH基は、任意にOおよび/またはSにより置き換えられている、1,4−シクロヘキセニレン、ビシクロ[1.1.1]ペンタン−1,3−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、インダン−2,5−ジイル、オクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイル、アントラセン−2,7−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルまたは9,10−ジヒドロフェナントレン−2,7−ジイル、を示すものであり、ここでこれらの全ての基は、非置換であるか、またはLにより単置換もしくは多置換されている。
さらに好ましい式Iの化合物は、以下である:
− P、P、およびPが、アクリレート、メタクリレート、およびオキセタンからなる群から選択される、
− Spが、単結合である、
− Spが、−(CHp2−または−(CHp1−O−であり、式中p1は1〜6の整数であり、好ましくは1、2または3である、
− SpおよびSpが−(CHp2−を示し、式中p2は1〜6の整数、好ましくは1、2または3であり、非常に好ましくはメチレンである、
− Spが−(CHp4−であり、式中p4は1〜6の整数、好ましくは1、2または3であり、非常に好ましくはメチレンである、
− Spが単結合であり、Sp、SpおよびSpがメチレンである、
− SpとSpが単結合であり、SpとSpがメチレンである、
− Sp、SpおよびSpが単結合であり、Spがエチレンである、
− Lが、重合性基を示さないか、またはこれを含まない、
− AおよびAが、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルおよび9,10−ジヒドロフェナントレン−2,7−ジイルからなる群から選択され、ここでさらに、これらの環における1または2個のCH基は、任意にNで置き換えられ、およびここでこれらの環は、本明細書に記載のように、Lによって任意に単置換または多置換されている、
− Zが、−O−、−CO−O−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、および単結合からなる群から選択される、
− Zが単結合である、
− nが、1または2である、
− Lが非重合性基であり、好ましくはF、Cl、−CN、および1〜25個、特に好ましくは1〜10個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキルから選択され、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基はそれぞれ、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−C(R00)=C(R000)−、−C≡C−、−N(R00)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、およびここでさらに、1または2個以上のH原子は、F、Cl、Br、I、またはCNにより置き換えられていてもよい。
非常に好ましい式Iの化合物は、以下の従属式から選択され:
式中、P、P、PおよびLは、式Iに定義されるとおりであり、rは、0、1、2、3または4である。
本発明はさらに、式IIの化合物:
Pg1-Sp1-(A1-Z1)n-A2-O-Sp4-CH(Sp2-Pg2)(Sp3-Pg3) II
式中、Sp、Sp、Sp、Sp、A、A、Zおよびnは、式Iまたは本明細書に示された意味を有し、およびPg、PgおよびPgは、互いに独立してOH、保護ヒドロキシル基、またはマスクされたヒドロキシル基を示す、
に関する。
式IIの化合物は、式Iおよびその従属式の化合物の製造のための中間体として適している。
本発明はさらに、式IIの化合物の、式Iおよびその従属式の化合物の製造のための、中間体としての使用に関する。
適切な保護されたヒドロキシル基Pg1〜3は、当業者に知られている。ヒドロキシル基のための好ましい保護基は、アルキル基、アルコキシアルキル基、アシル基、アルキルシリル基、アリールシリル基およびアリールメチル基、特に2−テトラヒドロピラニル、メトキシメチル、メトキシエトキシメチル、アセチル、トリイソプロピルシリル、tert−ブチルジメチルシリルまたはベンジルである。
用語「マスクされたヒドロキシル基」は、化学的にヒドロキシル基に変換することができる任意の官能基を意味すると理解される。適切なマスクされたヒドロキシル基Pg1〜3は、当業者に知られている。CH(CH−Pg)(CH−Pg)のための好ましいマスキング基は、マロン酸基−CH(COEt)である。
好ましい式IIの化合物は、以下の従属式から選択され:
式中、Pg、PgおよびPgは、式IIで定義された通りであるか、または上記の好ましい意味の1つを有し、およびLおよびrは、式I1で定義された通りである。
式IおよびIIおよびそれらの従属式の化合物および中間体は、当業者に知られた方法および、例えば次のような有機化学の標準的な著作に記載された方法と同様にして、製造することができる:例えば、Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart。
式IおよびIIの化合物および中間体の製造に特に適し、かつ好ましい方法は、以下のスキームに例として示されており、好ましくは以下に記載のステップの1または2以上を含む。
例えば、式Iの化合物は、式IIの中間体(式中Pg1〜3はOHを示す)の、重合性基Pを含有する対応する酸、酸誘導体、またはハロゲン化化合物を用いたエステル化またはエーテル化によって合成することができる。
スキーム1に例示されるように、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル(ここでSp1〜4、A1〜2、Zおよびnは上記の意味を有し、「Acr」は、アクリレート基またはメタクリレート基を示す)は、対応するアルコールの、例えば(メタ)アクリロイルクロリドもしくは(メタ)アクリル酸無水物などの酸誘導体との、ピリジンまたはトリエチルアミン、および4−(N、N−ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)などの塩基の存在下でのエステル化により製造することができる。代替的に、エステルは、アルコールと、(メタ)アクリル酸との、脱水剤の存在下でのエステル化により製造することができ、脱水剤としては、例えばSteglichによれば、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(EDC)、またはN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド塩酸塩およびDMAPなどがある。
スキーム1
式Iの化合物の合成のための好適な反応スキームを、以下に例示的に示す。異なるメソゲンコアおよび/または異なるスペーサー基を有する式Iの他の化合物は、これと同様にして、発明的貢献なしに当業者によって製造することができる。
スキーム2
PSAディスプレイの製造には、LC媒体中に含有された重合性化合物を、LCディスプレイの基板の間のLC媒体でのin situ重合により、任意に電圧を電極に印加しつつ、重合または架橋(1つの化合物が2または3以上の重合性基を含有する場合)する。
本発明によるPSAディスプレイの構造は、冒頭で引用した従来技術において説明したように、PSAディスプレイの通常の形状大きさに対応する。突起なしの形状が好ましく、特に、それに加えて、カラーフィルター側の電極が非構造化され、TFT側の電極のみがスロットを有するものが好ましい。PS−VAディスプレイに特に適切で好ましい電極構造は、例えばUS2006/0066793 A1に記載されている。
本発明の好ましいPSAタイプのLCディスプレイは、以下を含む:
− 画素領域を規定する画素電極を含む第1基板であって、画素電極が、各画素領域内に配置されたスイッチング素子に接続され、任意にマイクロスリットパターンを含む、前記第1基板、および任意には画素電極上に配置された第1配向層、
− 共通電極層を含む第2基板、共通電極層は第1基板と対向する第2基板の全体部分に配置されていてもよい、および任意に第2配向層、
− 第1基板と第2基板との間に配置され、本明細書に記載の重合性成分Aおよび液晶成分Bを含むLC媒体を含む、LC層、ここで重合性成分Aも重合されてもよい。
第1および/または第2配向層は、液晶層のLC分子の配向方向を制御する。例えば、PS−VAディスプレイにおいて、配向層は、LC分子に対して、ホメオトロピック(または垂直)配向(すなわち、表面に対して垂直)、またはティルトした配向を付与するように選択される。かかる配向層は例えばポリイミドを含み、これはラビングされてもよく、または光配向法により調製されてもよい。
LC媒体を有するLC層は、ディスプレイの基板の間に、従来のディスプレイ製造業者で使用されている方法により、例えばいわゆるワンドロップフィリング(ODF)法などにより、堆積することができる。LC媒体の重合性成分はその後、例えばUV光重合などによって重合される。重合は、1ステップまたは2もしくは3ステップ以上で行うことができる。
PSAディスプレイは、さらなる素子、例えばカラーフィルター、ブラックマトリックス、不動態化層、光学リタデーション層、個々の画素をアドレスするためのトランジスタ素子などを含んでいてもよく、これらの全ては当業者によく知られており、本発明の技能を要することなく用いることができる。
電極構造は、個々のディスプレイの種類に応じて当業者が設計することができる。例えば、PS−VAディスプレイのために、LC分子のマルチドメイン配向を、スリットおよび/または隆起または突起を有する電極を提供することによって誘導することができ、これにより2つ、4つまたはそれ以上の異なるティルト配向方向を生成する。
重合の際に、重合性化合物は架橋ポリマーを形成し、これはLC媒体中のLC分子の一定(certain)のプレティルトをもたらす。特定の理論に束縛されることは望まないが、重合性化合物によって形成される架橋ポリマーの少なくとも一部は、LC媒体から相分離または沈殿し、基板もしくは電極の上、またはその上に設けられた配向層の上に、ポリマー層を形成すると考えられる。顕微測定データ(SEMおよびAFMなど)により、形成されたポリマーの少なくとも一部が、LC/基板界面に蓄積することが確認された。
重合は、1ステップで行うことができる。また、最初に重合を、第1ステップにおいてプレティルト角を生成するために、任意に電荷を印加しつつ行い、次に印加電圧なしの第2の重合ステップにおいて、第1ステップで反応しなかった化合物を重合または架橋する(「最終硬化」)。
適切かつ好ましい重合方法は、例えば、熱または光重合、好ましくは光重合であり、特にUV放射への重合性化合物の露光によって達成することができる、UV誘発性光重合である。
任意に、1種または2種以上の重合開始剤を、重合性化合物に添加する。重合に適した条件および開始剤の適切な種類および量は、当業者に周知であり、文献に記載されている。フリーラジカル重合に適するのは、例えば、市販の光開始剤Irgacure651(登録商標)、Irgacure184(登録商標)、Irgacure907(登録商標)、Irgacure369(登録商標)またはDarocure1173(登録商標)(Ciba AG)である。重合開始剤を用いる場合、その割合は、好ましくは0.001〜5重量%、特に好ましくは0.001〜1重量%である。
本発明の重合性化合物はまた、開始剤なしでの重合にも適しており、これには、例えばより低い材料コストおよび、特に開始剤またはその分解産物の見込まれる残留量によるLC媒体の汚染の減少などの、かなりの利点が伴う。重合はこのようにして、開始剤を添加せずに実施することができる。好ましい態様において、LC媒体は、このように重合開始剤を含まない。
重合性成分(成分A)またはLC媒体は、例えば保管または輸送中に、RMの望ましくない自発的重合を防止するために、1種または2種以上の安定剤を含んでもよい。安定剤の適切な種類および量は当業者に周知であり、文献に記載されている。例えば、Irganox(登録商標)シリーズ(チバAG)からの市販の安定剤、例えばIrganox(登録商標)1076が、特に適している。安定剤が使用される場合、RMまたは重合性成分(成分A)の総量に基づくそれらの割合は、好ましくは10〜500,000ppm、特に50〜50,000ppmである。
式Iの重合性化合物は、次の1または2以上の特徴を含むPSAディスプレイを製造する方法において特に良好なUV吸収を示し、したがってこれに特に適している:
− 重合性媒体が、ティルト角を生成する第1のUV露光ステップ(「UV−1ステップ」)、および重合を終了する第2のUV露光ステップ(「UV−2ステップ」)を含む2ステッププロセスにおいて、ディスプレイ内でUV光に露光される、
− 重合性媒体が、省エネUVランプ(「グリーンUVランプ」としても知られている)によって生成されたUV光に、ディスプレイ内で露光される。これらのランプは、それらの吸収スペクトル300〜380nmにおける比較的低い強度(従来のUV1ランプの1/100〜1/10)を特徴とし、好ましくはUV2ステップで使用されるが、プロセスにおいて高強度を回避する必要がある場合には、UV1ステップでも任意に用いられる。
− 重合性媒体が、PS−VAプロセスにおける短いUV光露光を回避するために、好ましくは340nm以上のより長い波長にシフトした放射スペクトルを有するUVランプによって生成されたUV光に、ディスプレイ内で露光される。
より低い強度およびより長い波長へのUVシフトの両方を用いて、UV光によって引き起こされ得る損傷から有機層を保護する。
本発明の好ましい態様は、次の特徴の1または2以上を含む、本明細書に記載のPSAディスプレイを製造する方法に関する:
− 重合性LC媒体が、ティルト角を生成する第1のUV露光ステップ(「UV−1ステップ」)、および重合を終了する第2のUV露光ステップ(「UV−2ステップ」)を含む2ステッププロセスにおいて、UV光に露光される、
− 重合性LC媒体が、300〜380nmの波長範囲において0.5mW/cm〜10mW/cmの強度を有するUVランプにより生成されるUV光に露光され、これは好ましくはUV2ステップにおいて用いられ、および任意にUV1ステップにおいても用いられる。
− 重合性LC媒体が、340nm以上の、および好ましくは400nm以下の波長を有するUV光に、露光される。
この好ましい方法は、例えば所望のUVランプを使用して、またはバンドパスフィルターおよび/またはカットオフフィルターを使用して実施され、これらはそれぞれの所望の波長(単数または複数)を有するUV光に対しては実質的に透過性であり、それぞれの望ましくない波長の光に対しては実質的にブロックするものである。例えば、300〜400nmの波長λのUV光による照射が望まれる場合、UV露光は、300nm<λ<400nmの波長に対して実質的に透過性であるワイドバンドパスフィルターを用いて行うことができる。340nmより長い波長λのUV光による照射が望まれる場合、UV露光は、λ>340nmの波長に対して実質的に透過性であるカットオフフィルターを用いて行うことができる。
「実質的に透過性」とは、フィルターが、所望の波長(単数または複数)の入射光のかなりの部分、好ましくは少なくとも50%の強度を、透過することを意味する。「実質的に遮断する」とは、フィルターが、望ましくない波長の入射光のかなりの部分、好ましくは少なくとも50%の強度を、透過しないことを意味する。例えば、バンドパスフィルターの場合、「望ましい(望ましくない)波長」は、λの所与の範囲内の(範囲外の)波長を意味し、カットオフフィルターの場合は、与えられたλの値より上(下)の波長を意味する。
この好ましい方法は、より長いUV波長を用いたディスプレイの製造を可能にし、これにより短いUV光成分の有害なおよび損傷効果を低減または回避する。
UV照射エネルギーは一般に、製造方法の条件に応じて、6〜100Jである。
好ましくは、本発明によるLC媒体は、式Iの1種または2種以上の重合性化合物および本発明に記載のLCホスト混合物から本質的になる。しかし、LC媒体またはLCホスト混合物はさらに、1種または2種以上のさらなる成分または添加剤を含んでよく、これらは好ましくは、限定はされないが以下を含むリストから選択される:コモノマー、キラルドーパント、重合開始剤、阻害剤、安定剤、界面活性剤、湿潤剤、潤滑剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応性希釈剤、補助剤、着色剤、染料、顔料およびナノ粒子。
特に好ましいのは、式Iの1、2、または3種の重合性化合物を含むLC媒体である。
好ましいのは、さらには、重合性成分(成分A)が、式Iの重合性化合物を専ら含む、LC媒体である。
好ましいのは、さらには、液晶成分(成分B)またはLCホスト混合物がネマチックLC相を有し、かつ好ましくはキラル液晶相を有さない、LC媒体である。
好ましいのは、さらには、式Iのアキラルな化合物であり、および成分Aおよび/またはBの化合物がアキラル化合物からなる群から専ら選択されるLC媒体である。
好ましくは、LC媒体中の重合性成分または成分A)の割合は、0>〜<5%、非常に好ましくは0>〜<1%、最も好ましくは0.01〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体中の式Iの化合物の割合は、0>〜<5%、非常に好ましくは0>〜<1%、最も好ましくは0.01〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体中の液晶成分または成分B)の割合は、95〜<100%、非常に好ましくは99〜<100%である。
好ましい態様において、重合性成分(成分B)の重合性化合物は、式Iから専ら選択される
別の好ましい態様において、重合性成分(成分B)は、式Iの化合物に加えて、1種または2種以上のさらなる重合性成分(「コモノマー」)を、好ましくはRMから選択して含む。
適切で好ましいメソゲンコモノマーは、以下の式から選択される:
式中、個々のラジカルは次の意味を有する:
、P、およびPはそれぞれ、互いに独立して、アクリレート基またはメタクリレート基を示し、
Sp、SpおよびSpはそれぞれ、互いに独立して、単結合または本明細書においてSpについて示された意味の1つを有するスペーサー基を示し、特に好ましくは、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−または−(CHp1−O−CO−O−を示し、ここでp1は1〜12の整数であり、ここでさらに、1または2以上のラジカルP−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−は、Raaを示し、ただし、存在するラジカルP−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−の少なくとも1つはRaaとは異なり、
aaは、H、F、Cl、CN、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキルを示し、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基はそれぞれ、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、C(R)=C(R00)−、−C≡C−、N(R)、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、およびここでさらに、1または2個以上のH原子は、F、Cl、CN、またはP−Sp−により置き換えられていてもよく、特に好ましくは、直鎖状または分枝状、任意に一フッ素化または多フッ素化された、1〜12個のC原子を有する、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、またはアルコキシカルボニルオキシを示し(ここで、アルケニルおよびアルキニルラジカルは少なくとも2個のC原子を有し、分枝状ラジカルは少なくとも3個のC原子を有する)、
、R00はそれぞれ、互いに独立して、各出現において同一であるかまたは異なって、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
およびRはそれぞれ、互いに独立して、H、F、CHまたはCFを示し、
、X、およびXはそれぞれ、互いに独立して、−CO−O−、−O−CO−または単結合を示し、
は、−O−、−CO−、−C(R)−または−CFCF−を示し、
およびZはそれぞれ、互いに独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−を示し、ここでnは2、3または4であり、
Lは、各出現において同一であるかまたは異なって、F、Cl、CNまたは直鎖状もしくは分枝状の、任意に一フッ素化もしくは多フッ素化された、1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを示し、好ましくはFを示し、
LおよびL’’はそれぞれ、互いに独立して、H、FまたはClを示し、
rは、0、1、2、3または4を示し、
sは、0、1、2または3を示し、
tは、0、1または2を示し、
xは、0または1を示す。
式M2、M13、M17、M23およびM29の化合物が、特に好ましい。
式M15〜M30の、特にM17、M18、M19、M23、M24、M25、M29、およびM30の三反応性化合物が、さらに好ましい。
式M1〜M30の化合物において、基:
式中、Lは各出現において同一であるかまたは異なって、本明細書で与えられた意味の1つを有し、これは好ましくはF、Cl、CN、NO、CH、C、C(CH、CH(CH、CHCH(CH)C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCまたはP−Sp−であり、非常に好ましくはF、Cl、CN、CH、C、OCH、COCH、OCFまたはP−Sp−であり、より好ましくはF、Cl、CH、OCH、COCHまたはOCF、特にFまたはCHである。
上記の重合性化合物に加えて、本発明によるLCディスプレイにおいて使用するためのLC媒体は、1種または2種以上の、好ましくは2種または3種以上の、非重合性である低分子量化合物から選択されるLC化合物を含む、LC混合物(「ホスト混合物」)を含む。これらのLC化合物は、重合性化合物の重合に適用される条件の下で、安定であるか、および/または重合反応に反応しないように、選択される。
原理的には、従来のディスプレイでの使用に適した任意のLC混合物が、ホスト混合物として好適である。適切なLC混合物は当業者に知られており、文献に記載されており、例えば、VAディスプレイにおける混合物はEP 1378557 A1に、OCBディスプレイにおける混合物はEP 1306418 A1およびDE10224046 A1に記載されている。
重合性化合物に加えて、本発明によるLC媒体は、アルケニル基を含む1種または2種以上のメソゲン化合物または液晶化合物(「アルケニル化合物」)を含み、ここでこのアルケニル基は、好ましくは、式Iの重合性化合物またはLC媒体中に含有された他の重合性化合物の重合に用いられる条件下での重合反応に安定である。
式Iの重合性化合物は、アルケニル基を含む1種または2種以上のメソゲン化合物または液晶化合物(以下では「アルケニル化合物」ともいう)を含むLCホスト混合物中での使用に特に適しており、ここで前記アルケニル基は、好ましくは、式Iの重合性化合物またはLC媒体中に含有された他の重合性化合物の重合に用いられる条件下での重合反応に安定である。従来技術から知られているRMと比較して、式Iの化合物は、かかるLCホスト混合物中において、改善された特性を、例えば溶解性、反応性またはティルト角を生成する能力を示す。
LCホスト混合物は、好ましくは、ネマチックLC混合物である。
アルケニル化合物中のアルケニル基は、好ましくは、特に2〜25個のC原子、特に好ましくは2〜12個のC原子を有する、直鎖状、分岐状または環状のアルケニルから選択され、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、およびここでさらに、1または2個以上のH原子は、Fおよび/またはClにより置き換えられていてもよい。
好ましいアルケニル基は、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルおよびシクロヘキセニル、特に、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、1,4−シクロヘキセン−1−イル、および1,4−シクロヘキセン−3−イルである。
LCホスト混合物(すなわち、いかなる重合性化合物も含まない)中におけるアルケニル基を含有する化合物の濃度は、好ましくは5%〜100%、非常に好ましくは20%〜60%である。
アルケニル基を有する1〜5種の、好ましくは1、2または3種の化合物を含有するLC混合物が特に好ましい。
アルケニル基を含むメソゲン化合物およびLC化合物は、好ましくは、以下の式から選択され:
式中、個々のラジカルは、各出現において同一であるかまたは異なって、それぞれ互いに独立して、次の意味を有する:
A1:2〜9個のC原子を有するアルケニル、または、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを示す場合は、RA2の意味の1つも可能、
A2:1〜12個のC原子を有するアルキル、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により置き換えられていてもよく、
:−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−、または単結合、好ましくは単結合、
1〜4:それぞれ、互いに独立して、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、またはCHFH、好ましくはH、FまたはCl、
x:1または2、
z:0または1。
A2は好ましくは、1〜8個のC原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ、または2〜7個のC原子を有する直鎖アルケニルである。
LC媒体は、好ましくは、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含有する化合物を含まず、特に、RA1またはRA2が末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を表すかまたはこれを含有する、式ANもしくはAYで表される化合物を含まない。
好ましくは、LおよびLはFを表すか、またはLおよびLの一方はFを表し他方はClを表し、およびLおよびLはFを表すか、またはLおよびLの一方はFを表し他方はClを表す。
式ANの化合物は、好ましく次の従属式から選択され:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylおよびalkenyl*はそれぞれ、互いに独立して、2〜7個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示す。alkenylおよびalkenyl*は好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
式AYの化合物は、好ましく次の従属式から選択され:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylおよびalkenyl*はそれぞれ、互いに独立して、2〜7個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示す。alkenylおよびalkenyl*は好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
式ANの非常に好ましい化合物は、次の従属式から選択され:
式中、mは1、2、3、4、5または6を示し、iは0、1、2または3を示し、およびRb1は、H、CH、またはCを示す。
式ANの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式から選択される。
最も好ましいのは、式AN1a2およびAN1a5の化合物である。
式AYの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式から選択され:
式中、mおよびnはそれぞれ、互いに独立して、1、2、3、4、5または6を示し、およびalkenylは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
第1の好ましい態様において、LC媒体は、負の誘電異方性の化合物に基づくLCホスト混合物を含む。かかるLC媒体は、PS−VAおよびPS−UB−FFSディスプレイにおける使用に特に適している。かかるLC媒体の特に好ましい態様は、次のセクションa)〜z)のものである:
a)式CYおよび/またはPYで表される1種または2種以上の化合物を含む、LC媒体:
式中、
aは、1または2を示し、
bは、0または1を示し、
およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを示し、
およびZはそれぞれ、互いに独立して、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合を、好ましくは単結合を示し、
1〜4はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFを示す。
好ましくは、LおよびLの両方はFを表すか、またはLおよびLの一方はFを表し他方はClを表し、またはLおよびLの両方はFを表すか、またはLおよびLの一方はFを表し他方はClを表す。
式CYの化合物は好ましくは、次の従属式からなる群から選択され:
式中、aは1または2を示し、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylは、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示し、および(O)は、酸素原子または単結合を示す。alkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
式PYの化合物は好ましくは、次の従属式からなる群から選択され:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylは、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示し、および(O)は、酸素原子または単結合を示す。alkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
b)次の式で表される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、個々のラジカルは、次の意味を有する:
およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−で置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合を、好ましくは単結合を示す。
式ZKの化合物は好ましくは、次の従属式からなる群から選択され:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylは、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示す。alkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
特に好ましいのは、式ZK1の化合物である。
式ZKの特に好ましい化合物は、次の従属式から選択され:
式中、プロピル基、ブチル基およびペンチル基は直鎖基である。
最も好ましいのは、式ZK1aの化合物である。
c)次の式で表される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、個々のラジカルは各出現において、同一であるかまたは異なって、次の意味を有する:
およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを示し、
および
eは、1または2を示す。
式DKの化合物は、好ましくは次の従属式からなる群から選択され:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylは、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示す。alkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
d)次の式で表される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、個々のラジカルは、次の意味を有する:
ここで少なくとも1つの環Fはシクロヘキレンとは異なり、
fは、1または2を示し、
およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合を、好ましくは単結合を示し、
およびLはそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを示す。
好ましくはLおよびLの両方のラジカルはFを示し、またはラジカルLおよびLの一方はFを示し、他方はClを示す。
式LYの化合物は、好ましくは次の従属式からなる群から選択され:
式中、Rは上記の意味を有し、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、(O)は、酸素原子または単結合を示し、およびvは、1〜6の整数を示す。Rは好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルまたは2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルを示し、特にCH、C、n−C、n−C、n−C11、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
e)次の式からなる群から選択される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、alkylは、C1〜6アルキルを示し、Lは、HまたはFを示し、およびXは、F、Cl、OCF、OCHFまたはOCH=CFを示す。特に好ましいのは、XがFを示す、式G1の化合物である。
f)次の式からなる群から選択される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、Rは、Rに対する上記の意味の1つを有し、alkylは、C1〜6−アルキルを示し、dは、0または1を示し、およびzおよびmはそれぞれ、互いに独立して、1〜6の整数を示す。これらの化合物におけるRは、特に好ましくはC1〜6−アルキルまたは−アルコキシまたはC2〜6−アルケニルであり、dは好ましくは1である。本発明のLC媒体は好ましくは、上記の式の1種または2種以上の化合物を、≧5重量%の量で含む。
g)次の式からなる群から選択される1種または2種以上のビフェニル化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、alkenylおよびalkenyl*はそれぞれ、互いに独立して、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示す。alkenylおよびalkenyl*は好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
式B1〜B3のビフェニルのLC混合物中での割合は、好ましくは少なくとも3重量%、特に≧5重量%である。
式B2の化合物が特に好ましい。
式B1〜B3の化合物は、好ましくは、次の従属式からなる群から選択され:
式中、alkyl*は、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示す。本発明の媒体は、特に好ましくは式B1aおよび/またはB2cで表される1種または2種以上の化合物を含む。
h)次の式で表される1種または2種以上のターフェニル化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、RおよびRはそれぞれ、互いに独立して、上記の意味の1つを有し、および、
はそれぞれ、互いに独立して、
を示し、式中Lは、FまたはClを、好ましくはFを示し、Lは、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、またはCHFを、好ましくはFを示す。
式Tの化合物は、好ましくは、次の従属式からなる群から選択され:
式中、Rは、1〜7個のC原子を有する直鎖状アルキルまたはアルコキシラジカルを示し、Rは、2〜7個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示し、(O)は、酸素原子または単結合を示し、およびmは、1〜6の整数を示す。Rは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
Rは、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシまたはペントキシを示す。
本発明によるLC媒体は、好ましくは、式Tおよびその好ましい従属式のターフェニルを、0.5〜30重量%、特に1〜20重量%の量で含む。
特に好ましいのは、式T1、T2、T3およびT21の化合物である。これらの化合物において、Rは好ましくは、それぞれが1〜5個のC原子を有する、アルキル、さらにアルコキシを示す。
本発明による混合物において、混合物のΔn値が≧0.1である場合、ターフェニルが好ましくは使用される。好ましい混合物は、式Tの1種または2種以上のターフェニル化合物、好ましくはT1〜T22の化合物の群から選択されたものを、2〜20重量%含む。
i)次の式からなる群から選択される、1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、RおよびRは上記の意味を有し、好ましくはそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキル、または2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルを示す。
好ましい媒体は、式O1、O3およびO4から選択される1種または2種以上の化合物を含む。
k)次の式で表される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、
は、H、CH、C、またはn−Cを示し、(F)は、任意のフッ素置換基を示し、qは、1、2、または3を示し、およびRは、Rについて示された意味の1つを有し、化合物は好ましくは>3重量%、特に≧5重量%、および非常に特に好ましくは5〜30重量%の量である。
特に好ましい式FIの化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、Rは、好ましくは直鎖状アルキルを示し、およびRは、CH、C、またはn−Cを示す。特に好ましいのは、式FI1、FI2およびFI3の化合物である。
l)次の式からなる群から選択される1種または2種以上の化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、Rは、Rについて示された意味の1つを有し、およびalkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示す。
m)テトラヒドロナフチル単位またはナフチル単位を含む1種または2種以上の化合物、例えば次の式からなる群から選択される化合物を、さらに含む、LC媒体:
式中、
10およびR11はそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを示し、
およびR10およびR11は好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルを示し、および、
およびZそれぞれ、互いに独立して、−C−、−CH=CH−、−(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−CH=CH−CHCH−、−CHCHCH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH−または単結合を示す。
およびR10およびR11は好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルを示し、および、
およびZそれぞれ、互いに独立して、−C−、−CH=CH−、−(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−CH=CH−CHCH−、−CHCHCH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH−または単結合を示す。
n)次の式で表される1種または2種以上のジフルオロジベンゾクロマンおよび/またはクロマンをさらに含む、LC媒体:
式中、
11およびR12はそれぞれ、互いに独立して、R11についての上記の意味の1つを有し、
環Mは、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、
は、−C−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−または−O−CO−であり、
cは、0、1、または2であり、
これを好ましくは3〜20重量%の量で、特に3〜15重量%の量で含む。
特に好ましい式BC、CRおよびRCの化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、alkylおよびalkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、(O)は、酸素原子または単結合を示し、cは、1または2であり、およびalkenylおよびalkenyl*はそれぞれ、互いに独立して、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示す。alkenylおよびalkenyl*は好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
非常に好ましいのは、式BC−2の1、2、または3種の化合物を含む混合物である。
o)次の式で表される1種または2種以上のフッ素化フェナントレンおよび/またはジベンゾルフランをさらに含む、LC媒体:
式中、R11およびR12はそれぞれ、互いに独立して、R11についての上記の意味の1つを有し、bは0または1を示し、LはFを示し、およびrは1、2または3を示す。
式PHおよびBFの特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、RおよびR’はそれぞれ、互いに独立して、1〜7個のC原子を有する直鎖状アルキルまたはアルコキシラジカルを示す。
p)次の式で表される1種または2種以上の単環式化合物をさらに含む、LC媒体:
式中、
およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを示し、
およびLはそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを示す。
好ましくはLおよびLの両方はFを示し、またはラジカルLおよびLの一方はFを示し、他方はClを示す。
式Yの化合物は好ましくは、次の従属式からなる群から選択され:

式中、AlkylおよびAlkyl*はそれぞれ、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキルラジカルを示し、Alkoxyは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルコキシラジカルを示し、AlkenylおよびAlkenyl*はそれぞれ、互いに独立して、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルラジカルを示し、およびOは、酸素原子または単結合を示す。AlkenylおよびAlkenyl*は好ましくはCH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を示す。
式Yの特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、Alkoxyは好ましくは、3、4または5個のC原子を有する直鎖状アルコキシを示す。q)特に式Iまたはその従属式の、本発明による重合性化合物およびコモノマーは以外には、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含んでいる化合物を含まない、LC媒体。
r)1〜5種の、好ましくは1、2または3種の重合性化合物、好ましくは本発明の、特に式Iまたはその従属式の重合性化合物から選択されたもの、を含む、LC媒体。
s)混合物全体における、重合性化合物、特に式Iまたはその従属式の重合性化合物の割合が、0.05〜5%、好ましくは0.1〜1%である、LC媒体。
t)1〜8種の、好ましくは1〜5種の、式CY1、CY2、PY1および/またはPY2の化合物を含む、LC媒体。混合物全体におけるこれらの化合物の割合は、好ましくは5〜60%、特に好ましくは10〜35%である。これらの個々の化合物の含量は、好ましくはそれぞれの場合に2〜20%である。u)1〜8種の、好ましくは1〜5種の、式CY9、CY10、PY9および/またはPY10の化合物を含む、LC媒体。混合物全体におけるこれらの化合物の割合は、好ましくは5〜60%、特に好ましくは10〜35%である。これらの個々の化合物の含量は、好ましくはそれぞれの場合に2〜20%である。
v)1〜10種の、好ましくは1〜8種の、式ZKの化合物、特に式ZK1、ZK2および/またはZK6の化合物を含む、LC媒体。混合物全体におけるこれらの化合物の割合は、好ましくは3〜25%、特に好ましくは5〜45%である。これらの個々の化合物の含量は、好ましくはそれぞれの場合に2〜20%である。
w)式CY、PYおよびZKの化合物の混合物全体における割合が、70%より大きい、好ましくは80%より大きい、液晶媒体。
x)LCホスト混合物が、アルケニル基を含有する1または2以上の化合物を含むところのLC媒体であって、該化合物が好ましくは、式CY、PY、およびLY、式中、RおよびRの一方または両方は、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルを示す、式ZKおよびDK、式中、RおよびRの一方または両方またはRおよびRの一方または両方は、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニルを示す、および式B2およびB3、からなる群から選択され、非常に好ましくは式CY15、CY16、CY24、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2およびB3から選択され、最も好ましくはZK3、ZK4、B2およびB3から選択される、前記LC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物中の濃度は、好ましくは2〜70%、非常に好ましくは3〜55%である。
y)1または2種以上の、好ましくは1〜5種の、式PY1〜PY8から選択された化合物を、非常に好ましくは式PY2の化合物を含む、LC媒体。これらの化合物の混合物全体における濃度は、好ましくは1〜30%、特に好ましくは2〜20%である。これらの個々の化合物の含量は、好ましくはそれぞれの場合に1〜20%である。
z)1または2種以上の、好ましくは1、2または3種の、式T2の化合物を含むLC媒体。これらの化合物の混合物全体における濃度は、好ましくは1〜20%である。
第2の好ましい態様において、LC媒体は正の誘電異方性を有する化合物に基づくLCホスト混合物を含む。かかるLC媒体は、PS−OCB、PS−TN、PS−ポジ型VA、PS−IPSまたはPS−FFSディスプレイでの使用に特に適している。
特に好ましいのは、この第2の態様のLC媒体であって、式AAおよびBBの化合物:

からなる群から選択される1種または2種以上の化合物を含み、および任意に、式AAおよび/またはBBの化合物に加えて、式CC:
で表される1種または2種以上の化合物を含む前記LC媒体であり、
式中、個々のラジカルは次の意味を有する:
はそれぞれ、互いに独立して、各出現において同一であるかまたは異なって、
はそれぞれ、互いに独立して、各出現において同一であるかまたは異なって、
21、R31、R41、R42はそれぞれ、互いに独立して、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ、ここでこれらの全ては任意にフッ素化されており、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有するハロゲン化アルケニルもしくはアルケニルオキシ、
31は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−または単結合、好ましくは−CHCH−、トランス−CH=CH−または単結合、特に好ましくは−COO−、トランス−CH=CH−または単結合、
41、Z42は、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、−CFO−、−C≡C−または単結合、好ましくは単結合、
21、L22、L31、L32は、HまたはF、
gは、0、1、2または3、
hは、0、1、2または3。
は、好ましくはF、Cl、CF、CHF、OCF、OCHF、OCFHCF、OCFHCHF、OCFHCHF、OCFCH、OCFCHF、OCFCHF、OCFCFCHF、OCFCFCHF、OCFHCFCF、OCFHCFCHF、OCFCFCF、OCFCFCClF、OCClFCFCFまたはCH=CF、非常に好ましくはFまたはOCFである。
式AAの化合物は好ましくは、次の式からなる群から選択され:
式中、A21、R21、X、L21およびL22は、式AAで与えられた意味を有し、L23およびL24はそれぞれ、互いに独立して、HまたはFであり、およびXは好ましくはFである。特に好ましいのは、式AA1およびAA2の化合物である。
式AA1の特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R21、X、L21およびL22は、式AA1で与えられた意味を有し、L23、L24、L25およびL26はそれぞれ、互いに独立して、HまたはFであり、およびXは好ましくはFである。
式AA1の極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R21は式AA1に定義されるとおりである。
式AA2の非常に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R21、X、L21およびL22は、式AA2で与えられた意味を有し、L23、L24、L25およびL26はそれぞれ、互いに独立して、HまたはFであり、およびXは好ましくはFである。
式AA2の極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R21およびXは、式AA2に定義されるとおりである。
式AA3の特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R21、X、L21およびL22は、式AA3で与えられた意味を有し、およびXは好ましくはFである。
式AA4の特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R21は、式AA4に定義されるとおりである。
式BBの化合物は好ましくは、次の式からなる群から選択され:
式中、g、A31、A32、R31、X、L31およびL32は、式BBで与えられた意味を有し、およびXは好ましくはFである。式BB1およびBB2の化合物が、特に好ましい。
式BB1の特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31、X、L31およびL32は、式BB1で与えられた意味を有し、およびXは好ましくはFである。
式BB1aの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB1に定義されるとおりである。
式BB1bの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB1に定義されるとおりである。
式BB2の特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31、X、L31およびL32は、式BB2で与えられた意味を有し、L33、L34、L35およびL36はそれぞれ、互いに独立して、HまたはFであり、およびXは好ましくはFである。
式BB2の極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2bの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2cの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2dおよびBB2eの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2fの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2gの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2hの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31およびXは、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2iの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31およびXは、式BB2に定義されるとおりである。
式BB2kの極めて特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31およびXは、式BB2に定義されるとおりである。
式BB1および/またはBB2の化合物の代わりに、またはこれに加えて、LC媒体はまた、上記定義の式BB3の1種または2種以上の化合物も含んでよい。
式BB3の特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R31は、式BB3に定義されるとおりである。
好ましくは、この第2の好ましい態様による好ましいLC媒体は、式AAおよび/またはBBの化合物に加えて、−1.5〜+3の範囲の誘電異方性を有する1種または2種以上の誘電的に中性の化合物を、好ましくは上記定義の式CCの化合物の群から選択して、含む。
式CCの特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R41およびR42は、式CCで与えられた意味を有し、好ましくはそれぞれ、互いに独立して、1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニルを示し、およびLは、HまたはFである。
好ましくは、この第2の態様によるLC媒体は、式CCの誘電的に中性の化合物に加えて、またはこれの代わりに、−1.5〜+3の範囲の誘電率異方性を有する1種または2種以上の誘電的に中性の化合物を含み、該化合物は、式DDの化合物の群から選択され:
式中、A41、A42、Z41、Z42、R41、R42およびhは、式CCで与えられた意味を有する。
式DDの特に好ましい化合物は、次の従属式からなる群から選択され:
式中、R41およびR42は、式DDで与えられた意味を有し、R41は好ましくはアルキルを示し、および式DD1において、R42は好ましくはアルケニルを、特に好ましくは−(CH−CH=CH−CHを示し、および式DD2において、R42は好ましくはアルキル、−(CH−CH=CHまたは−(CH−CH=CH−CHを示す。
式AAおよびBBの化合物は好ましくは、本発明のLC媒体において、全体としての混合物中2%〜60%、より好ましくは3%〜35%、極めて特に好ましくは4%〜30%の濃度で、使用される。
式CCおよびDDの化合物は好ましくは、本発明のLC媒体において、全体としての混合物中2%〜70%、より好ましくは5%〜65%、さらにより好ましくは10%〜60%、および極めて特に好ましくは10%から、好ましくは15%から、55%までの濃度で、使用される。
上述した好ましい態様の化合物の、上記の重合された化合物との組み合わせは、本発明によるLC媒体における、低閾値電圧、低い回転粘度および非常に良好な低温安定性を、定常的に高い透明点および高いHR値と同時にもたらし、PSAディスプレイにおける、特に低プレティルト角の迅速な確立を可能にする。特に、LC媒体は、PSAディスプレイにおいて、従来技術からの媒体と比較して顕著に短縮された応答時間、特にグレー階調応答時間を示す。
本発明のLC媒体およびLCホスト混合物は、好ましくは、少なくとも80K、特に好ましくは少なくとも100Kのネマチック相範囲を有し、また20℃において≦250mPa・sの、好ましくは≦200mPa・sの回転粘度を有する。
本発明のVAタイプディスプレイにおいて、スイッチオフ状態におけるLC媒体の層中の分子は、電極表面に対して垂直に配向するか(ホメオトロピック)、またはティルトしたホメオトロピック配向を有している。電極に電圧を印加すると、電極表面に平行な分子長軸を有する、LC分子の再配向が生じる。
第1の好ましい態様による負の誘電異方性を有する化合物に基づく本発明のLC媒体、特に、PS−VAおよびPS−UB−FFSタイプのディスプレイで使用するためのものは、20℃および1kHzにおいて、好ましくは−0.5〜−10、特に−2.5〜−7.5の負の誘電異方性Δεを有する。
PS−VAおよびPS−UB−FFSタイプのディスプレイで使用するための、本発明によるLC媒体の複屈折Δnは、好ましくは0.16未満、特に好ましくは0.06〜0.14、極めて特に好ましくは0.07〜0.12である。
本発明によるOCBタイプディスプレイにおいて、LC媒体の層中の分子は「ベンド」配向を有する。電圧を印加すると、電極表面に垂直な分子長軸を有する、LC分子の再配向が生じる。
PS−OCB、PS−TN、PS−IPS、PS−ポジ型VAおよびPS−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体は、好ましくは、第2の好ましい態様による正の誘電異方性を有する化合物に基づくものであり、好ましくは、20℃および1kHzにおいて+4〜+17の正の誘電異方性Δεを有する。
PS−OCBタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折Δnは、好ましくは0.14〜0.22、特に好ましくは0.16〜0.22である。
PS−TN、PS−ポジ型VA、PS−IPS、またはPS−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折Δnは、好ましくは0.07〜0.15、特に好ましくは0.08〜0.13である。
本発明によるLC媒体であって、第2の好ましい態様による正の誘電異方性を有する化合物に基づき、PS−TN、PS−ポジ型VA、PS−IPS、またはPS−FFSタイプのディスプレイで使用するためのものは、好ましくは、20℃および1kHzにおいて、+2〜+30の、特に好ましくは+3〜+20の正の誘電異方性Δεを有する。
本発明によるLC媒体はまた、当業者に知られ文献に記載されているさらなる添加剤を含んでもよく、添加剤は例えば、重合開始剤、阻害剤、安定剤、界面活性物質またはキラルドーパントである。これらは、重合性または非重合性であってもよい。重合性添加剤は、重合性成分または成分A)と同様とみなされる。非重合性添加剤は、非重合性成分または成分B)と同様とみなされる。
好ましい態様において、LC媒体は、1種または2種以上のキラルドーパントを、好ましくは0.01〜1%、非常に好ましくは0.05〜0.5%の濃度で含む。キラルドーパントは、好ましくは、次の表Bの化合物からなる群から、非常に好ましくはR−またはS−1011、R−またはS−2011、R−またはS−3011、R−またはS−4011、およびR−またはS−5011からなる群から選択される。
別の好ましい態様において、LC媒体は、1種または2種以上のキラルドーパントのラセミ化合物を含み、これは好ましくは、前の段落で述べたキラルドーパントから選択される。
さらに、LC媒体に対して、例えば0〜15重量%の多色性染料、さらにナノ粒子、導電性塩、好ましくはエチルジメチルドデシルアンモニウム4−ヘキシオキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテルの錯塩(参照:例えば、Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973))を導電率の改善のために、または誘電異方性、粘度および/またはネマチック相の配向を改変するための物質を、添加することも可能である。この種類の物質は、例えばDE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430および28 53 728に記載されている。
本発明によるLC媒体の好ましい態様a)〜z)の個々の成分は、周知であるか、またはその製造方法は、文献に記載の標準的な方法に基づいているために、関連技術の当業者により従来技術から容易に導くことができる。式CYの対応する化合物は、例えば、EP-A-0 364 538に記載されている。式ZKの対応する化合物は、例えばDE-A-26 36 684およびDE-A-33 21 373に記載されている。
本発明に従って使用することができるLC媒体は、それ自体慣用の様式で調製され、例えば、1種または2種以上の上述の化合物を、上記で定義した1種または2種以上の重合性化合物と、および任意にさらなる液晶化合物および/または添加剤と共に混合することにより、調製される。一般的に、より少ない量で使用される化合物の所望の量を、主要成分を構成する成分中に、有利には高温で溶解する。成分の混合溶液を有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノールに混合し、完全に混合した後、例えば蒸留によって溶媒を再び除去することも可能である。本発明はさらに、本発明のLC媒体の調製方法に関する。
本発明によるLC媒体は、例えば、H、N、O、Cl、Fが重水素等の対応する同位体によって置き換えられている化合物を含んでもよいことは、当業者には言うまでもないことである。
以下の実施例は、限定することなく本発明を説明する。しかしながらこれらは、当業者に対して、好ましく採用される化合物と好ましい混合の概念、およびそれぞれの濃度、およびそれらのお互いの組み合わせを示す。さらに実施例は、どの特性および特性の組み合わせがアクセス可能であるかを示す。
次の略号を使用する:
(n、m、z:それぞれの場合、互いに独立して、1、2、3、4、5または6)
表A
本発明の好ましい態様において、本発明のLC媒体は、表Aの化合物からなる群から選択される1種または2種以上の化合物を含む。
表B
表Bは、本発明のLC媒体に添加することができる、可能なキラルドーパントを示す。
LC媒体は好ましくは、ドーパントを、0〜10重量%、特に0.01〜5重量%、特に好ましくは0.1〜3重量%含む。LC媒体は好ましくは、表Bの化合物からなる群から選択される1種または2種以上のドーパントを含む。
表C
表Cは、本発明のLC媒体に添加することができる可能な安定剤を示す。
(nはここで、1〜12の整数を、好ましくは1、2、3、4、5、6、7または8を示し、末端メチル基は示されていない)。
LC媒体は好ましくは、安定剤を、0〜10重量%、特に1ppm〜5重量%、特に好ましくは1ppm〜1重量%含む。LC媒体は好ましくは、表Cの化合物からなる群から選択される1種または2種以上の安定剤を含む。
表D
表Dは、本発明によるLC媒体において、好ましくは反応性メソゲン化合物として使用することができる、実例の化合物を示す。
本発明の好ましい態様において、メソゲン媒体は、表Dの化合物の群から選択される1種または2種以上の化合物を含む。
さらに、以下の略号および記号を用いる:
:20℃での容量閾値電圧[V]、
:20℃および589nmでの異常光屈折率、
:20℃および589nmでの常光屈折率、
Δn :20℃および589nmでの光学異方性、
ε :20℃および1kHzでの、ダイレクタに垂直な誘電率、
ε││:20℃および1kHzでの、ダイレクタに平行な誘電率、
Δε :20℃および1kHzでの誘電異方性、
cl.p、T(N,I):透明点[℃]、
γ :20℃での回転粘度[mPa・s]
:20℃での弾性定数[pN]、「スプレイ」変形、
:20℃での弾性定数[pN]、「ツイスト」変形、
:20℃での弾性定数[pN]、「ベンド」変形。
明示的に断りのない限り、本出願における全ての濃度は重量パーセントで記載され、溶媒を除く全ての固体結晶成分または液晶成分を含む、全体としての対応する混合物に関する。
明示的に断りのない限り、本出願における全ての温度の値、例えば融点T(C,N)、スメクチック相(S)からネマチック相(N)への遷移T(S,N)、および透明点T(N,I)は、摂氏で記載される(℃)。m.p.は融点を表し、cl.p.=透明点である。さらに、C=結晶状態、N=ネマチック相、S=スメクティック相およびI=等方相である。これらの記号の間のデータは転移温度を表す。
全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germanyに従ってこれまでも現在も決定されており、20℃の温度に対して適用され、Δnは589nmにて、およびΔεは1kHzにて決定されるが、ただし、それぞれの場合に明示的に別に規定される場合を除く。
明示的に断りのない限り、本発明について用語「閾値電圧」は、フレデリクス閾値としても知られている容量閾値(V)に関する。実施例において、光学閾値はまた、一般的に使用されるように、10%の相対コントラスト(V10)に対して記載されてもよい。
特に明記しない限り、本明細書中に記載した、PSAディスプレイにおいて重合性化合物を重合するプロセスは、LC媒体が液晶相を、好ましくはネマチック相を示す温度で行われ、最も好ましくは室温で行われる。
特に明記しない限り、試験セルを製造してそれらの電気光学的およびその他の特性を測定する方法は、以下に記載の方法またはそれに準じた方法により実施される。
容量閾値電圧の測定のために使用されるディスプレイは、25μm離された2枚の平行平面ガラス外板で構成され、それぞれの外板は内側に電極層と、その上に液晶分子の末端ホメオトロピック配向をもたらすラビングされていないポリイミド配向層とを有する。
ティルト角の測定に使用されるディスプレイまたは試験セルは、4μm離された2枚の平行平面ガラス外板で構成され、それぞれの外板は内側に、電極層とその上のポリイミド配向層を有し、ここで2つのポリイミド層は、お互いに逆平行にラビングされて、液晶分子の末端ホメオトロピック配向をもたらす。
重合性化合物はディスプレイまたは試験セルにおいて、電圧を同時にディスプレイに印加しつつ(通常は10V〜30Vの交流、1kHz)、予め決められた時間、規定強度のUVA光を照射することにより重合される。実施例では、特に断らない限り、重合にはメタルハライドランプおよび100mW/cmの強度を使用する。強度は、標準的なUVA計(UVAセンサー付ハイエンドHoenle UV計)を用いて測定される。
ティルト角は、結晶回転実験(Autronic-Melchers TBA-105)により決定する。低い値(すなわち、90°からの大きな偏り)は、ここでは大きなティルトに対応する。
VHR値は以下のように測定される:0.3%の重合性モノマー化合物をLCホスト混合物に添加し、得られた混合物を、ラビングされていないVA−ポリイミド配向層を含むVA−VHR試験セルに導入する。特に断らない限り、LC層の厚さdは約6μmである。VHR値は、1V、60Hz、64μsパルスのUV露光の前後5分に100℃にて決定する(測定器:Autronic-Melchers VHRM-105)。
例1
重合性メソゲン化合物(RM)(1)を、次のようにして製造する。
1.1 2−(4’−ヒドロキシ−ビフェニル−4−イルオキシメチル)−プロパン−1,3−ジオール
THF(100ml)中のビフェニル−4,4’−ジオール(7.02g、37.7mmol)、2−ヒドロキシプロパン−1,3−ジオール(4.00g、37.7mmol)およびトリフェニルホスフィン(11.22g、42.8mmol)の溶液に、ジイソプロピルアゾジカルボキシレート(8.72ml、44.4mmol)を室温で滴下する。得られた懸濁液を室温で2時間撹拌する。次に溶媒を真空で除去する。油状の残渣を、溶離剤としてジクロロメタン/メチル−t−ブチルエーテルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた粗生成物をアセトニトリルで再結晶化し、2−(4’−ヒドロキシ−ビフェニル−4−イルオキシメチル)−プロパン−1,3−ジオールを白色固体として得る(1.0g)。
1.2 2−メチル−アクリル酸4’−[3−(2−メチル−アクリロイルオキシ)−2−(2−メチル−アクリロイルオキシメチル)−プロポキシ]−ビフェニル−4−イルエステル
メタクリル酸(1.79g、20.8mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.045g、0.36mmol)を、ジクロロメタン(40ml)中の2−(4’−ヒドロキシ−ビフェニル−4−イルオキシメチル)−プロパン−1,3−ジオール(1.0g、3.6mmol)の懸濁液に加える。反応混合物を1滴ずつ、ジクロロメタン(10ml)中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(3.23g、20.8mmol)の溶液により0℃で処理し、室温で20時間撹拌する。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、ジクロロメタンを用いたシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた生成物を、アセトニトリルから再結晶化して、2−メチル−アクリル酸4’−[3−(2−メチル−アクリロイルオキシ)−2−(2−メチル−アクリロイルオキシメチル)−プロポキシ]−ビフェニル−4−イルエステルの白色結晶を得る(0.38g、m.p.104℃)。
例2
重合性メソゲン化合物(RM)(2)を、次のようにして製造する。
2.1 4’−(2−ベンジルオキシ−1−ベンジルオキシメチル−エトキシ)−ビフェニル−4−オール
THF(50ml)中の4’−ベンゾイルオキシ−ビフェニル−4−オール(5.00g、18.1mmol)、1,3−ビス−ベンジルオキシ−プロパン−2−オール(4.93g、18.1mmol)、およびトリフェニルホスフィン(5.39g、20.5mmol)の溶液に、ジイソプロピルアゾジカルボキシレート(4.19ml、21.3mmol)を室温で滴下する。得られた懸濁液を室温で一晩撹拌する。次いで、溶媒を真空で除去する。油状の残渣を、溶離剤としてトルエンを用いたシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた粗生成物を、ヘプタン/酢酸エチル溶媒混合物で再結晶化して、4’−(2−ベンジルオキシ−1−ベンジルオキシメチル−エトキシ)−ビフェニル−4−オールを白色固体として得る(5.2g)。
2.2 2−(4’−ヒドロキシ−ビフェニル−4−イルオキシ)−プロパン−1,3−ジオール
テトラヒドロフラン(50ml)中の4’−(2−ベンジルオキシ−1−ベンジルオキシメチル−エトキシ)−ビフェニル−4−オール(5.2g、9.8mmol)の溶液を、活性炭(1.0g)上のパラジウム(5%)で処理し、22時間水素化に供する。次いで、触媒を濾別し、残った溶液を真空で濃縮する。残渣をアセトニトリルから再結晶化して、2−(4’−ヒドロキシ−ビフェニル−4−イルオキシ)−プロパン−1,3−ジオールの白色結晶を得る(2.0g)。
2.3 2−メチル−アクリル酸4’−[2−(2−メチル−アクリロイルオキシ)−1−(2−メチル−アクリロイルオキシメチル)−エトキシ]−ビフェニル−4−イルエステル
メタクリル酸(3.78g、43.8mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.094g、0.77mmol)を、ジクロロメタン(60ml)中の2−(4’−ヒドロキシ−ビフェニル−4−イルオキシ)−プロパン−1,3−ジオール(2.0g、7.7mmol)の懸濁液に添加する。反応混合物を1滴ずつ、ジクロロメタン(20ml)中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(6.80g、43.8mmol)の溶液により0℃で処理し、室温で20時間撹拌する。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた生成物をエタノールから再結晶化して、2−メチル−アクリル酸4’−[3−(2−メチル−アクリロイルオキシ)−2−(2−メチル−アクリロイルオキシメチル)−プロポキシ]−ビフェニル−4−イルエステルの白色結晶を得る(0.60g、m.p.50℃)。
例3
重合性メソゲン化合物(RM)(3)を、次のようにして製造する。
3.1 4’−(2,2−ジエトキシ−エトキシ)−ビフェニル−4−オール
水素化ナトリウム(パラフィン油中60%懸濁液、5.08g、127.0mmol)を、乾燥DMF(270mL)中のビフェニル−4,4’−ジオール(21.5g、115.5mmol)の溶液に数回に分けて10℃にて添加する。得られた懸濁液を室温で1時間攪拌し、次いで60℃に加熱する。30mlの乾燥DMF中の2−ブロモ−1,1−ジエトキシ−エタン(26.2g、132.8mmol)の溶液を、60℃で滴下する。次いで、反応混合物を95℃に加熱し、4時間撹拌する。室温に冷却後、反応混合物を水600mlに添加し、2×150mlの酢酸エチルで抽出する。有機相を合わせる。溶媒を真空で除去した後、粗生成物を4:1のトルエン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、4’−(2,2−ジエトキシ−エトキシ)−ビフェニル−4−オールを白色の固体として得る(13.5g)。
3.2 2−メチル−アクリル酸4’−(2,2−ジエトキシ−エトキシ)−ビフェニル−4−イルエステル
メタクリル酸(6.02g、69.8mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.36g、2.91mmol)を、ジクロロメタン(130mL)中の4’−(2,2−ジエトキシ−エトキシ)−ビフェニル−4−オール(17.7g、58.2mmol)の懸濁液に添加する。反応混合物を1滴ずつ、ジクロロメタン(20ml)中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(11.3g、72.8mmol)の溶液により0℃で処理し、室温で一晩撹拌する。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、溶離液としてジクロロメタンを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた生成物を、ヘプタン/エタノール溶媒混合物から再結晶化して、2−メチル−アクリル酸4’−(2,2−ジエトキシ−エトキシ)−ビフェニル−4−イルエステルの白色結晶を得る(19.4g)。
3.3 2−メチル−アクリル酸4’−(2−オキソ−エトキシ)−ビフェニル−4−イルエステル
60mlのアセトン/120mlのTHF溶媒混合物中の、2−メチル−アクリル酸4’−(2,2−ジエトキシ−エトキシ)−ビフェニル−4−イルエステル(9.0g、24.3mmol)の溶液に、180mlの2MのHClを5℃で滴下する。反応混合物を室温で一晩撹拌する。有機溶媒を真空で除去した後、得られた懸濁液を5℃に冷却する。沈殿した粗生成物をアセトニトリルから再結晶化して、2−メチル−アクリル酸4’−(2−オキソ−エトキシ)−ビフェニル−4−イルエステルを、白色結晶(7.1g)として得る。
3.4 2−メチル−アクリル酸4’−[2,2−ビス−(2−メチル−アクリロイルオキシ)−エトキシ]−ビフェニル−4−イルエステル
20mlのジクロロメタン中のメタクリル酸無水物(3.12g、20.2mmol)の懸濁液に、0.1mlの濃HClを0℃で滴下する。次に、20mlのジクロロメタン中の2−メチル−アクリル酸4’−(2−オキソ−エトキシ)−ビフェニル−4−イルエステル(3.0g、10.1mmol)の溶液を滴下する。反応混合物を室温で48時間撹拌する。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた生成物をヘプタンから再結晶化して、2−メチル−アクリル酸4’−[2,2−ビス−(2−メチル−アクリロイルオキシ)−エトキシ]−ビフェニル−4−イルエステルの白色結晶を得る(0.6g、m.p.85℃)。
例4
重合性メソゲン化合物(RM)(4)を、次のようにして製造する。
4a: 600mlの1,4−ジオキサン中の4−ベンジルオキシ−フェニルボロン酸(20.42g、89.5mmol)および3−ベンジルオキシ−プロピオン酸4−ブロモフェニルエステル(29.00g、86.5mmol)の溶液に、65.7g(447.0mmol)のリン酸カリウムを添加した。得られた懸濁液をアルゴンでゆっくり脱気する。次にトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.64g、1.8mmol)および2−ジシクロヘキシルホスフィン−2’,6’−ジメトキシルビフェニル(SPhos)(3.03g、7.2mmol)を添加する。反応混合物を還流温度に加熱し、一晩撹拌する。室温に冷却した後、800mlの蒸留水および400mlの酢酸エチルを添加し、混合物を6MのHClで冷却しつつ、pH約〜4にゆっくり中和する。水相を酢酸エチルで抽出する。有機相を合わせ、飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させる。溶媒を真空で除去した後、固体残渣を、エタノールでの再結晶化により精製して、4aを白色の固体として得る(16g)。
4b: 40mlのTHF中の、4a(5.5g、12.0mmol)、1,3−ビス−ベンジルオキシ−プロパン−2−オール(3.27g、12.0mmol)、およびトリフェニルホスフィン(3.57g、13.6mmol)の溶液に、ジイソプロピルアゾジカルボキシレート(2.78ml、14.1mmol)を室温で滴下する。得られた懸濁液を室温で一晩撹拌する。次いで、溶媒を真空で除去する。油状の残渣を、溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、4bを無色の油状物として得る(6.5g)。
4c: テトラヒドロフラン(70ml)中の4b(6.3g、9.0mmol)の懸濁液を、活性炭(2.0g)上のパラジウム(5%)で処理し、18時間水素化に供する。次いで触媒を濾別する。溶媒を真空で除去した後、固体残渣をジクロロメタンで再結晶化して、4cを白色固体として得る(2.5g)。
4: メタクリル酸(2.75g、32.0mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.087g、32.0mmol)を、100mlのジクロロメタン中の4c(2.5g、7.1mmol)の懸濁液に添加する。反応混合物を1滴ずつ、25mlのジクロロメタン中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(4.96g、32.0mmol)の溶液により0℃で処理し、室温で20時間撹拌する。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた生成物をエタノールから再結晶化して、4の白色結晶を得る(2.5g、m.p.79℃)。
例5
重合性メソゲン化合物(RM)(5)を、次のようにして製造する。
5a: 200mlのトルエン中の、4−ベンジルオキシ−フェニルボロン酸(22.67g、99.4mmol)および5−ブロモ−2−クロロピリジン(19.13グラム、99.4mmol)の溶液に、100mlの蒸留水および100mlのエタノールを添加した。炭酸ナトリウム(35.00g、330.0mmol)を添加する。得られた懸濁液を、アルゴンでゆっくり脱気する。次にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.10g、0.95mmol)を添加する。反応混合物を加熱して還流させ、4時間撹拌する。室温に冷却後、反応混合物を6MのHCl酸で冷却しつつ、pH約7にゆっくり中和する。水相を酢酸エチルで抽出する。有機相を合わせ、飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させる。溶媒を真空で除去した後、固体残渣を酢酸エチルから再結晶化により精製して、5aを白色固体として得る(18.0g)。
5b: 40mlの乾燥THF中の水素化ナトリウム(2.22g、55.4mmol、パラフィン油中60%懸濁液)の懸濁液に、1,3−ビス−ベンジルオキシ−プロパン−2−オール(14.01g、51.4mmol)の溶液を冷却しつつ滴下した。反応混合物を室温までゆっくりと温まるようにし、さらに30分間攪拌した。次に40mlの乾燥THF中の5a(13.7g、46.3mmol)の溶液を、室温で加える。反応混合物を室温で1時間撹拌し、次に300mlの氷水混合物に注ぐ。水相を酢酸エチルで抽出する。有機相を合わせ、飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させる。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、5bを無色の油状物として得る(6.5g)。
5c: 150mlのメタノール/20mlのTHF溶媒混合物中の、5b(6.5g、12.3mmol)および0.4mlの濃HCl酸の溶液を、活性炭(6.5g)上のパラジウム(5%)で処理し、30℃で4時間、2barにて水素化に供する。次いで触媒を濾別し、残った溶液を真空で濃縮する。油状残留物を、溶離剤としてDCM/メタノール溶媒混合物を用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、5bを黄色がかった油状物として得る(2.4g)。
5:メタクリル酸(1.13g、13.0mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.028g、0.23mmol)を、50mlのジクロロメタン中の5c(0.6g、2.3mmol)の懸濁液に添加する。反応混合物を1滴ずつ、10mlのジクロロメタン中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(2.03g、13.1mmol)の溶液により0℃で処理し、室温で20時間撹拌する。溶媒を真空で除去した後、油状の残渣を、溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルクロマトグラフィーにより精製する。得られた生成物をエタノールから再結晶化して、5を白色結晶として得る(0.15g、m.p.68℃)。
混合物例
A)ホスト混合物
例1
ネマチックLC混合物N1は、次のように配合される。
例2
ネマチックLC混合物N2は、次のように配合される。
例3
ネマチックLC混合物N3は、次のように配合される。
例4
ネマチックLC混合物N4は、次のように配合される。
例5
ネマチックLC混合物N5は、次のように配合される。
例6
ネマチックLC混合物N6は、次のように配合される。
例7
ネマチックLC混合物N7は、次のように配合される。
例8
ネマチックLC混合物N8は、次のように配合される。
例9
ネマチックLC混合物N9は、次のように配合される。
例10
ネマチックLC混合物N10は、次のように配合される。
例11
ネマチックLC混合物N11は、次のように配合される。
例12
ネマチックLC混合物N12は、次のように配合される。
例13
ネマチックLC混合物N13は、次のように配合される。
例14
ネマチックLC混合物N14は、次のように配合される。
例15
ネマチックLC混合物N15は、次のように配合される。
B)重合性混合物
例P1.1〜P3.15
本発明による重合性混合物P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P1.8、P1.9、P1.10、P1.11、P1.12、P1.13、P1.14およびP1.15は、例1のRM1を、各LC混合物N1〜N15にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製する。
本発明による重合性混合物P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7、P2.8、P2.9、P2.10、P2.11、P2.12、P2.13、P2.14およびP2.15は、例2のRM2を、各LC混合物N1〜N15にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製する。
本発明による重合性混合物P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7、P3.8、P3.9、P3.10、P3.11、P3.12、P3.13、P3.14およびP3.15は、例3のRM3を、各LC混合物N1〜N15にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製する。
本発明による重合性混合物P4.1、P4.2、およびP4.3は、例4のRM4を、各LC混合物N1〜N3にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製する。
本発明による重合性混合物P5.1、P5.2、およびP5.3は、例5のRM5を、各LC混合物N1〜N3にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製する。
混合物の組成を、次の表1に示す。
比較例C1.1〜C2.3
比較目的のために、重合性混合物C1.1、C1.2、およびC1.3は、従来技術のRM C1を、各LC混合物N1、N2、N3にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製し、重合性混合物C2.1、C2.2、およびC2.3は、従来技術のRM C2を、各LC混合物N1、N2、N3にそれぞれ、0.3重量%の濃度で添加することにより調製する。
混合物の組成を、次の表2に示す。
使用例
本発明の重合性混合物および比較用重合性混合物をそれぞれ、VA e/o試験セルに挿入する。試験セルは、VA−ポリイミド配向層(JALS-2096-R1)を含み、これは逆平行にラビングされる(ホスト混合物N3を有する試験セルには、ポリイミドAL64101を使用した)。LC層の厚さdは約4μmである。
各試験セルは、100mW/cmの強度のUV光で指示された時間、24Vrms(交流)の電圧を印加して照射し、これによりRMの重合を引き起こす。
UV露光前後の重合性混合物のVHR値を、上記のように測定する。「サンテスト」は、第1ステップより低い強度だがより長い露光時間による、第2の露光ステップを意味する。
試験セルにおける未重合RMの残留含量(重量%)は、種々の露光時間後にHPLCによって測定する。この目的のために、それぞれの混合物は、試験セルにおいて上記の条件下で重合される。次いで混合物を試験セルから取出してMEK(メチルエチルケトン)を用いてすすぎ、測定する。
ティルト角は、結晶回転実験(Autronic-Melchers TBA-105)によりUV照射前および後に測定する。
結果を以下に示す。
アルケニル化合物を含まないホスト混合物N1において、すべてのRMは、サンテスト後に高いVHR値を示す。アルケニル化合物(CC−3−V)を含むホスト混合物N2において、本発明によるRM1〜5は、RMC1に比べてサンテスト後に高いVHR値を示す。RM1およびRM2についてのVHR値も高いレベルに保たれ、RM3〜5はUV負荷後に最大のVHR値を有し、従来技術のRM C2と同様のまたはより高い値を有する。アルケニル化合物(CC−3−V)を含むホスト混合物N3において、三反応性RM3〜5およびRM C2は、サンテスト後に二反応性のRM1よりも高いVHR値を示す。
全てのホスト混合物N1、N2およびN3において、本発明によるRM1〜5は、従来技術のRM C1およびC2と比べて、より低い残留RM含量でより速い重合を示す。
ティルト角の測定は、残留RM含量の測定結果を確認する。したがって、全てのホスト混合物N1、N2およびN3において、本発明によるRM1〜5は、従来技術のRM C1およびC2と比べて、より大きなティルト角のより速い生成を示す。
ティルト安定性の検討のために、ティルトの生成を2ステッププロセス(2分間のUV光、100mW/cm+2時間サンテスト)で行った。次に試験セルに10VRMS(1kHz)の電圧を40℃で7日間印加した。10〜20分の緩和時間の後、ストレス後のティルト角を測定した。
各個々の試料についての、プレティルト角の値およびストレス後のプレティルト角の変化を、表6にまとめる。
ストレス後のプレティルトの変化は、RM C1に比べて、本発明によるRM1〜4でより小さい。また、本発明によるRM1〜4は、RM C1よりもよい良好なティルト安定性を示す。

Claims (20)

  1. 式Iで表される化合物:
    P1-Sp1-(A1-Z1)n-A2-O-Sp4-CH(Sp2-P2)(Sp3-P3) I
    式中、個々のラジカルは次の意味を有する:
    、P、Pは、互いに独立して、重合性基を示し、
    Sp1〜4は、互いに独立して、スペーサー基または単結合を示し、
    、Aは、互いに独立して、および各出現において同一であるかまたは異なって、4〜25個のC原子を有する芳香族基、複素芳香族基、脂環式基または複素環基を示し、これは縮合環を含有してもよく、および任意にLによって単置換もしくは多置換されており、
    は、各出現において同一であるかまたは異なって、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CH−、−CFCH−、−CHCF−、−(CF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00000−、または単結合を示し、
    Lは、P−、P−Sp−、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、置換されていてもよいシリル、5〜20個の環原子を有する置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキルを示し、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基はそれぞれ、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−C(R00)=C(R000)−、−C≡C−、−N(R00)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、およびここでさらに、1または2個以上のH原子は、F、Cl、CN、P−またはP−Sp−により置き換えられていてもよく、
    00およびR000はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
    は、ハロゲンであり、
    は、P−、P−Sp−、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分枝状もしくは環式アルキル、ここで1または2個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、およびここで、1または2個以上のH原子は、F、Cl、P−またはP−Sp−より置き換えられていてもよい、5〜20個の環原子を有し置換されていてもよいアリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、もしくはヘテロアリールオキシ、を示し、
    nは、1、2、3または4である。
  2. 請求項1に記載の化合物であって、A、Aがそれぞれ互いに独立して、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,4−ジイルまたはナフタレン−2,6−ジイル、ここでこれらの基における1または2個以上のCH基は、Nで置き換えられていてもよい、シクロヘキサン−1,4−ジイル、ここでさらに、1または2個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはSにより置き換えられていてもよい、1,4−シクロヘキセニレン、ビシクロ[1.1.1]ペンタン−1,3−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、インダン−2,5−ジイル、オクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイル、アントラセン−2,7−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルまたは9,10−ジヒドロフェナントレン−2,7−ジイルを示すことを特徴とし、ここでこれらの基のすべては、非置換であるか、または請求項1に定義されたLによって単置換もしくは多置換されている、前記化合物。
  3. 以下を特徴とする、請求項1または2に記載の化合物:Spが単結合である;Spが−(CHp2−または−(CHp1−O−であり、式中p1は1、2または3である;SpおよびSpが−(CHp2−を示し、式中p2は1、2または3である;または、Spが−(CHp4を示し、式中p4は1、2または3である。
  4. 、P、およびPが、互いに独立して、ビニルオキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、フルオロアクリレート基、クロロアクリレート基、オキセタン基またはエポキシド基を示すことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物であって、以下の従属式からなる群:
    式中、P、P、PおよびLは、請求項1に定義されるとおりであり、およびrは、0、1、2、3または4である、
    から選択されることを特徴とする、前記化合物。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に定義された式Iの1種または2種以上の重合性化合物を含む、液晶(LC)媒体。
  7. 請求項6に記載のLC媒体であって、以下:
    − 請求項1〜5のいずれか一項に定義された式Iの1種または2種以上の重合性化合物を含む、重合性成分A)、および
    − 1種または2種以上のメソゲン化合物または液晶化合物を含む、液晶LC成分B)、
    を含むことを特徴とする、前記LC媒体。
  8. 請求項6または7に記載のLC媒体であって、式CYおよび/またはPYで表される1種または2種以上の化合物:
    式中、個々のラジカルは次の意味を有する:
    aは、1または2を示し、
    bは、0または1を示し、
    およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により置き換えられていてもよく、
    は、−CH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−O−、−CH−、−CHCH−、または単結合を示し、
    1〜4はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを示す、
    を含むことを特徴とする、前記LC媒体。
  9. 次の式の1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一項に記載のLC媒体:
    式中、個々のラジカルは、各出現において同一であるかまたは異なって、それぞれ互いに独立して、次の意味を有する:
    A1:2〜9個のC原子を有するアルケニル、または、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを示す場合は、RA2の意味の1つも可能、
    A2:1〜12個のC原子を有するアルキル、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により置き換えられていてもよく、
    :−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−、または単結合、
    1〜4:それぞれ、互いに独立して、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、またはCHFH、好ましくはH、FまたはCl、
    x:1または2、
    z:0または1。
  10. 次の式から選択される1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項6〜9のいずれか一項に記載のLC媒体:
    式中、個々のラジカルは、次の意味を有する:
    およびRはそれぞれ、互いに独立して、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、ここでさらに、1または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないような様式で、−O−、CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により置き換えられていてもよく、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−または単結合を示す。
  11. 式Iの重合性化合物が重合されることを特徴とする、請求項6〜10のいずれか一項に記載のLC媒体。
  12. 請求項1〜5のいずれか一項に定義された式Iの1種または2種以上の化合物を含む、または請求項6〜11のいずれか一項に定義されたLC媒体を含む、LCディスプレイ。
  13. PSAタイプディスプレイである、請求項12に記載のLCディスプレイ。
  14. PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−ポジ型VAまたはPS−TNディスプレイである、請求項13に記載のLCディスプレイ。
  15. 以下を含むことを特徴とする、請求項13または14に記載のLCディスプレイ:2つの基板であってそのうちの少なくとも1つは光に対して透過性である前記基板、各基板に設けられた1つの電極または前記基板の一方のみに設けられた2つの電極、および前記基板の間に位置する、請求項1〜5のいずれか一項に定義された1種または2種以上の重合性化合物を含むLC媒体の層、ここで前記重合性化合物は、前記ディスプレイの前記基板の間で重合される。
  16. 請求項1〜5のいずれか一項に定義された1種または2種以上の重合性化合物を含むLC媒体を、ディスプレイの基板の間に充填するか、またはそうでなければ提供する、および該重合性化合物を重合するステップを含む、請求項15に記載のLCディスプレイの製造方法。
  17. 式IIの化合物:
    Pg1-Sp1-(A1-Z1)n-A2-O-Sp4-CH(Sp2-Pg2)(Sp3-Pg3) II
    式中、Sp、Sp、Sp、Sp、A、A、Zおよびnは、請求項1に与えられた意味を有し、Pg、PgおよびPgは、互いに独立してOH、保護ヒドロキシル基、またはマスクされたヒドロキシル基を示す。
  18. 次の従属式から選択される、請求項17に記載の化合物:
    式中、Pg、PgおよびPgは、請求項17で定義された通りであり、およびLおよびrは、請求項5で定義された通りである。
  19. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の式Iの化合物の製造方法であって、請求項17または18に記載の化合物、この式中Pg1〜3はOHを示す、の、基Pを含有する対応する酸、酸誘導体、またはハロゲン化化合物を用いた、脱水試薬の存在下における、エステル化またはエーテル化による、前記方法。
  20. 請求項6〜11のいずれか一項に記載のLC媒体の調製方法であって、1種または2種以上のメソゲン化合物もしくは液晶化合物、または請求項7に定義された液晶成分B)を、請求項1〜5のいずれか一項に定義された式Iで表される1種または2種以上の化合物と、および任意にさらなる液晶化合物および/または添加剤と、混合するステップを含む、前記方法。
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