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
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
P1、P2、P3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、
A1、A2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、
Z1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−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−(CH2)n−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−(CF2)n−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH2−CH2−CO−O−、−O−CO−CH2−CH2−、−CR00R000−、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、
Y1は、ハロゲンであり、
Rxは、P1、P1−Sp1−、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CH2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、P1−またはP1−Sp1−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。
− 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、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、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。
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。
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。
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。
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。
「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。
−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、すなわち、
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。
さらに好ましい炭素基および炭化水素基は、C1〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、C2〜C20アルキニル、C3〜C20アリル、C4〜C20アルキルジエニル、C4〜C20ポリエニル、C6〜C20シクロアルキル、C4〜C15シクロアルケニル、C6〜C30アリール、C6〜C30アルキルアリール、C6〜C30アリールアルキル、C6〜C30アルキルアリールオキシ、C6〜C30アリールアルキルオキシ、C2〜C30ヘテロアリール、C2〜C30ヘテロアリールオキシである。
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CH2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(Rx)=C(Rx)−、−C≡C−、−N(Rx)−、−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。
Rx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。
(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CH2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。
ここでRx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CH2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
Y1はハロゲンを示す。
特に好ましい置換基Lは、例えばF、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5、さらにフェニルである。
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。
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Pi−Spi−、例えばP1−Sp1−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Sp4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−A2−Sp4−は、式−A2−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。
X’’は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−N(R00)−、−N(R00)−CO−、−N(R00)−CO−N(R00)−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CF2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR0−、−CY2=CY3−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、または単結合を示し、
R0、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
Y2およびY3はそれぞれ、互いに独立して、H、F、ClまたはCNを示す。
典型的なスペーサー基−Sp’’−X’’−は、例えば、−(CH2)p1−、−(CH2CH2O)q1−CH2CH2−、−CH2CH2−S−CH2CH2−、−CH2CH2−NH−CH2CH2−または−(SiR00R000−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、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−(CH2)p1−O−CO−、−(CH2)p1−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、−(CH2)p1−、−O−(CH2)p1−、−CO−O−(CH2)p1−、−O−CO−O−(CH2)p1−であり、式中、p1は上記の意味を有する。
式Iの好ましい化合物は、A1およびA2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CH2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。
− P1、P2、およびP3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、
− Sp1が、単結合である、
− Sp1が、−(CH2)p2−または−(CH2)p1−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、
− Sp2およびSp3が−(CH2)p2−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、
− Sp4が−(CH2)p4−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、
− Sp1が単結合であり、Sp2、Sp3およびSp4がメチレンである、
− Sp1とSp4が単結合であり、Sp2とSp3がメチレンである、
− Sp1、Sp2およびSp3が単結合であり、Sp4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、
− Z1が、−O−、−CO−O−、−OCO−、−OCH2−、−CH2O−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−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、
− Z1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CH2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。
Pg1-Sp1-(A1-Z1)n-A2-O-Sp4-CH(Sp2-Pg2)(Sp3-Pg3) II
式中、Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、A1、A2、Z1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Pg1、Pg2およびPg3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。
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(CH2−Pg2)(CH2−Pg3)のための好ましいマスキング基は、マロン酸基−CH(CO2Et)2である。
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P1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。
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。
− 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。
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。
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。
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。
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。
− 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。
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/cm2〜10mW/cm2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。
「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。
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。
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。
Sp1、Sp2およびSp3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Sp1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、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−(CH2)p1−CO−O−、−(CH2)p1−O−CO−または−(CH2)p1−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P1−Sp1−、P2−Sp2−およびP3−Sp3−は、Raaを示し、ただし、存在するラジカルP1−Sp1−、P2−Sp2−およびP3−Sp3−の少なくとも1つはRaaとは異なり、
R0、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、
RyおよびRzはそれぞれ、互いに独立して、H、F、CH3またはCF3を示し、
X1、X2、およびX3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、
Z2およびZ3はそれぞれ、互いに独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−または−(CH2)n−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:
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。
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。
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。
RA2:1〜12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CH2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、
ZX:−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CH−CH2O−、または単結合、好ましくは単結合、
L1〜4:それぞれ、互いに独立して、H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、またはCHF2H、好ましくはH、FまたはCl、
x:1または2、
z:0または1。
LC媒体は、好ましくは、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH2)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=CH2)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、L1およびL2はFを表すか、またはL1およびL2の一方はFを表し他方はClを表し、およびL3およびL4はFを表すか、またはL3およびL4の一方はFを表し他方はClを表す。
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:
aは、1または2を示し、
bは、0または1を示し、
ZxおよびZyはそれぞれ、互いに独立して、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CH−CH2O−または単結合を、好ましくは単結合を示し、
L1〜4はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2FまたはCHF2を示す。
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:
Zyは、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CH−CH2O−または単結合を、好ましくは単結合を示す。
特に好ましいのは、式ZK1の化合物である。
最も好ましいのは、式ZK1aの化合物である。
R5およびR6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CH2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、
eは、1または2を示す。
fは、1または2を示し、
Zxは、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CH−CH2O−または単結合を、好ましくは単結合を示し、
L1およびL2はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2を示す。
好ましくはL1およびL2の両方のラジカルはFを示し、またはラジカルL1およびL2の一方はFを示し、他方はClを示す。
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:
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。
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。
R10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CH2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、
Z1およびZ2それぞれ、互いに独立して、−C2H4−、−CH=CH−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2CH2−、−CH2CH2CH=CH−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH2−または単結合を示す。
Z1およびZ2それぞれ、互いに独立して、−C2H4−、−CH=CH−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2CH2−、−CH2CH2CH=CH−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH2−または単結合を示す。
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、
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、
Zmは、−C2H4−、−CH2O−、−OCH2−、−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。
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。
R1およびR2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CH2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、
L1およびL2はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2を示す。
好ましくはL1およびL2の両方はFを示し、またはラジカルL1およびL2の一方はFを示し、他方はClを示す。
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CH2=CH−、CH2=CHCH2CH2−、CH3−CH=CH−、CH3−CH2−CH=CH−、CH3−(CH2)2−CH=CH−、CH3−(CH2)3−CH=CH−またはCH3−CH=CH−(CH2)2−を示す。
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。
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。
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、R1およびR2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、R3およびR4の一方または両方またはR5およびR6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。
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。
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:
式中、個々のラジカルは次の意味を有する:
Z31は、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CH2O−または単結合、好ましくは−CH2CH2−、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、
Z41、Z42は、−CH2CH2−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CH2O−、−CF2O−、−C≡C−または単結合、好ましくは単結合、
L21、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。
X0は、好ましくはF、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3またはCH=CF2、非常に好ましくはFまたはOCF3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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
V0 :20℃での容量閾値電圧[V]、
ne :20℃および589nmでの異常光屈折率、
no :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[℃]、
γ1 :20℃での回転粘度[mPa・s]
K1 :20℃での弾性定数[pN]、「スプレイ」変形、
K2 :20℃での弾性定数[pN]、「ツイスト」変形、
K3 :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。
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(V0)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、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。
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)。
重合性メソゲン化合物(RM)(1)を、次のようにして製造する。
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)。
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℃)。
重合性メソゲン化合物(RM)(2)を、次のようにして製造する。
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)。
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)。
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℃)。
重合性メソゲン化合物(RM)(3)を、次のようにして製造する。
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)。
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)。
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。
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℃)。
重合性メソゲン化合物(RM)(4)を、次のようにして製造する。
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)。
重合性メソゲン化合物(RM)(5)を、次のようにして製造する。
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℃)。
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。
ネマチックLC混合物N2は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N3は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N4は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N5は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N6は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N7は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N8は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N9は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N10は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N11は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N12は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N13は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N14は、次のように配合される。
ネマチックLC混合物N15は、次のように配合される。
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。
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。
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/cm2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。
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。
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/cm2+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。
Claims (20)
- 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:
P1、P2、P3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、
A1、A2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、
Z1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−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−(CH2)n−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−(CF2)n−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH2−CH2−CO−O−、−O−CO−CH2−CH2−、−CR00R000−、または単結合を示し、
Lは、P1−、P1−Sp1−、F、Cl、Br、I、−CN、−NO2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(Rx)2、−C(=O)Y1、−C(=O)Rx、−N(Rx)2、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CH2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、P1−またはP1−Sp1−により置き換えられていてもよく、
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、
Y1は、ハロゲンであり、
Rxは、P1−、P1−Sp1−、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CH2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、P1−またはP1−Sp1−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。 - 請求項1に記載の化合物であって、A1、A2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CH2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。
- 以下を特徴とする、請求項1または2に記載の化合物:Sp1が単結合である;Sp1が−(CH2)p2−または−(CH2)p1−O−であり、式中p1は1、2または3である;Sp2およびSp3が−(CH2)p2−を示し、式中p2は1、2または3である;または、Sp4が−(CH2)p4を示し、式中p4は1、2または3である。
- P1、P2、およびP3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。
- 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:
から選択されることを特徴とする、前記化合物。 - 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。
- 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。 - 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:
aは、1または2を示し、
bは、0または1を示し、
ZXは、−CH=CH−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−O−、−CH2−、−CH2CH2−、または単結合を示し、
L1〜4はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2を示す、
を含むことを特徴とする、前記LC媒体。 - 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:
RA2:1〜12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CH2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、
ZX:−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−CO−O−、−O−CO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CH−CH2O−、または単結合、
L1〜4:それぞれ、互いに独立して、H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、またはCHF2H、好ましくはH、FまたはCl、
x:1または2、
z:0または1。 - 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:
Zyは、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C2F4−、−CF=CF−または単結合を示す。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 式IIの化合物:
Pg1-Sp1-(A1-Z1)n-A2-O-Sp4-CH(Sp2-Pg2)(Sp3-Pg3) II
式中、Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、A1、A2、Z1およびnは、請求項1に与えられた意味を有し、Pg1、Pg2およびPg3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。 - 次の従属式から選択される、請求項17に記載の化合物:
- 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P1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。
- 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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