JP2019527224A - 液晶化合物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、式I[式中、R、A、n、L1、L2、L3およびXは、請求項1に示す意味を有する]の化合物、その製造方法、および該式Iの少なくとも1種の化合物を含む液晶媒体、およびかかる液晶媒体を含む電気光学的表示装置に関する。
Description
本発明は、以下に定義する式Iの化合物、その製造方法、式Iの化合物を少なくとも1種含む液晶媒体、および液晶媒体における成分としての該化合物の使用に関する。さらに本発明は、本発明による液晶媒体を含む液晶および電気光学的表示素子に関する。本発明による化合物は、特徴的な置換が行われたビフェニル基を構造要素として有する。
近年、液晶化合物の適用分野は、表示装置、電気光学的機器、電子部品、センサなど様々な種類へと大幅に広がった。この理由から、特にネマチック液晶の分野において一連の様々な構造が提案された。ネマチック液晶混合物は、これまで平面型表示装置において非常に広範に使用されてきた。該混合物は、特にパッシブマトリクス方式のTNまたはSTN型表示装置やアクティブマトリクス方式のTFT型システムにおいて使用されている。
本発明による液晶化合物は、特に、ねじれセルの原理、ゲスト・ホスト効果、整列相の変形DAPまたはECB(electrically controlled birefringence、電界制御複屈折)の効果、IPS効果(in−plane switching、面内スイッチング)または動的散乱効果に基づくディスプレイ向けの液晶媒体の成分として使用することができる。
極性ビフェニル誘導体を液晶物質として使用することは、当業者に公知である。例えば独国特許出願公開第102006033886号明細書(DE 102006033886 A1)には、液晶またはメソゲン材料としてのビフェニル系を有する様々な化合物およびその製造がすでに記載されている。
本発明は、液晶媒体の成分として好適である新規でかつ安定な化合物を見出すという課題に基づいていた。特に該化合物は、比較的低粘度であると同時に光学異方性が高いことが望まれていた。液晶分野での混合物についての現行の多くの構想に関して、誘電率異方性Δεが正であるとともに光学異方性が高い化合物を使用することが好ましい。
Δnが高いこうした化合物の多種多様な使用範囲に鑑み、それぞれの用途に厳密に適合された特性を示す、さらなる、好ましくはネマトゲン性の高い化合物を利用できることが望まれていた。
したがって本発明は、例えばTN型、STN型、IPS型およびTN−TFT型ディスプレイ向けの液晶媒体の成分として好適である新規かつ安定な化合物を見出すという課題に基づいていた。
本発明のもう1つの課題は、単独の状態でまたは混合した状態で、光学異方性Δnが高く、澄明点が高く、かつ回転粘度γ1が低い化合物を提供することであった。さらに本発明による化合物は、適用分野において優勢である条件下で熱的または光化学的に安定であることが望まれていた。さらに本発明による化合物は、可能な限り広いネマチック相を有することが望まれていた。メソゲンとして、本発明による化合物は、液晶補助成分と混合した状態で広いネマチック相を可能にするとともに、ネマチックベース混合物と特に低温で抜群に混和し得ることが望まれていた。同様に好ましいのは、融点が低くかつ融解エンタルピーがわずかな物質である。なぜならば、これらのパラメーターもまた、例えば溶解性が高く、液晶相が広く、かつ低温で混合した状態で自発的結晶化傾向が低いといった上記の望ましい特性の表れであるためである。自動車および航空機や屋外での表示装置のより確実な動作および輸送にはまさに、いかなる結晶化をも回避しつつ低温で溶解性を示すことが重要である。
驚くべきことに、本発明による化合物は、液晶媒体の成分として抜群に好適であることが判明した。本発明による化合物を用いることにより、特に高い誘電率異方性が必要とされるディスプレイ向けの液晶媒体を得ることができ、特にTN−TFT型およびSTN型ディスプレイ向けの、そしてさらにはIPS型システムや最新の構想物向けの液晶媒体を得ることができる。本発明による化合物は、十分に安定でかつ無色である。さらに本発明による化合物は、光学異方性Δnが高いことを特徴とし、それに基づいて、光学スイッチング素子における使用時に必要な層厚がよりわずかで済み、ひいては必要な閾値電圧がより低くて済む。本発明による化合物は、同等の特性を示す化合物に対して良好な可溶性を示す。さらに本発明による化合物は、澄明点が比較的極めて高く、それと同時に回転粘度値が低い。該化合物は、融点が比較的低い。
本発明による化合物が提供されることにより、総じて、多岐にわたる応用技術的観点から液晶混合物の製造に好適である液晶物質の幅が非常に広がる。
本発明による化合物は、広範な適用範囲を有する。置換基の選択に応じて、該化合物を、液晶媒体の主要部分を構成するベース材料として利用することができる。しかし、本発明による化合物に他の化合物クラスの液晶ベース材料を添加することで、例えばかかる誘電体の誘電率異方性および/もしくは光学異方性に影響を与えかつ/またはその閾値電圧および/もしくはその粘度を最適化することも可能である。
したがって本発明の対象は、式I
[式中、
Xは、CN、CF3、SCN、−C≡C−CF3、−CH=CH−CF3を表し、
Rは、炭素原子を1〜15個有するハロゲン化されたまたは非置換のアルキル基を表し、前記基において、1つまたは複数のCH2基が、それぞれ互いに独立して、−C≡C−または−CH=CH−で置き換えられていてもよく、
Aは、1,4−フェニレンまたは2,6−ナフチルを表し、
該1,4−フェニレンにおいて、1つまたは2つのCH−基がNで置き換えられていてもよく、かつ1つまたは複数の水素原子が、Cl、F、CN、メチル、メトキシまたは1箇所もしくは複数箇所フッ素化されたメチルもしくはメトキシ基で置き換えられていてもよく、
該2,6−ナフチルにおいて、1つまたは複数の水素原子が、Cl、F、CN、メチル、メトキシまたは1箇所もしくは複数箇所フッ素化されたメチルもしくはメトキシ基で置き換えられていてもよく、
L1、L2およびL3は、互いに独立して、HまたはFを表し、かつ
nは、0、1、2または3を表す]の化合物である。
Xは、CN、CF3、SCN、−C≡C−CF3、−CH=CH−CF3を表し、
Rは、炭素原子を1〜15個有するハロゲン化されたまたは非置換のアルキル基を表し、前記基において、1つまたは複数のCH2基が、それぞれ互いに独立して、−C≡C−または−CH=CH−で置き換えられていてもよく、
Aは、1,4−フェニレンまたは2,6−ナフチルを表し、
該1,4−フェニレンにおいて、1つまたは2つのCH−基がNで置き換えられていてもよく、かつ1つまたは複数の水素原子が、Cl、F、CN、メチル、メトキシまたは1箇所もしくは複数箇所フッ素化されたメチルもしくはメトキシ基で置き換えられていてもよく、
該2,6−ナフチルにおいて、1つまたは複数の水素原子が、Cl、F、CN、メチル、メトキシまたは1箇所もしくは複数箇所フッ素化されたメチルもしくはメトキシ基で置き換えられていてもよく、
L1、L2およびL3は、互いに独立して、HまたはFを表し、かつ
nは、0、1、2または3を表す]の化合物である。
本発明の対象はさらに、液晶媒体における式Iの化合物の使用である。
少なくとも2種の液晶成分を含む液晶媒体であって、式Iの化合物を少なくとも1種含む液晶媒体も、同様に本発明の対象である。
式Iの化合物は、広範な適用範囲を有する。置換基の選択に応じて、該化合物を、液晶媒体の主要部分を構成するベース材料として利用することができる。しかし、式Iの化合物に他の化合物クラスの液晶ベース材料を添加することで、例えばかかる誘電体の誘電率異方性および/もしくは光学異方性に影響を与えかつ/またはその閾値電圧および/もしくはその粘度を最適化することも可能である。
式Iの化合物は、純粋な状態では無色であり、単独の状態でまたは混合した状態で、電気光学的な使用に有利な温度範囲で液晶メソ相を形成する。本発明による化合物を用いることにより、広いネマチック相範囲を達成することができる。液晶混合物においては、本発明による物質によって光学異方性が明らかに高まり、かつ/または誘電率異方性の高い同等の混合物に対して低温での貯蔵安定性が向上する。それと同時に、該化合物は、UV安定性が良好であることを特徴とする。
基Rは、好ましくは、炭素原子を8個まで有するアルキルまたはアルケニルを表す。Rは、特に好ましくは、炭素原子を1〜7個有する非分岐状アルキルを表す。
基Xは、好ましくは、CF3、−SCN、−C≡C−CF3または−CH=CH−CF3を表し、特に好ましくはCF3を表す。基−CH=CH−CF3は、好ましくはトランス位を占める。
分岐状のまたは置換されたウィング基Rを有する式Iの化合物は、時として、通常の液晶ベース材料への溶解性がより良好であるため、重要である場合がある。好ましくは、基Rは、直鎖状である。
式I[式中、L3は、フッ素を表す]の化合物が好ましい。さらに、式I[式中、L1は、Fを表し、特にL1およびL2は、Fを表す]の化合物が好ましい。
式I[式中、nは、0または1であり、特に好ましくは、nは0である]の化合物が好ましい。
式Iの特に好ましい化合物は、式I1〜I5
[式中、
RおよびXは、独立して、上記の意味、特に好ましい意味またはその組合せを有する]の化合物である。式I1〜I5の化合物のうち、式I1、I2、I3およびI4の化合物が好ましく、式I1およびI3の化合物が特に好ましい。
RおよびXは、独立して、上記の意味、特に好ましい意味またはその組合せを有する]の化合物である。式I1〜I5の化合物のうち、式I1、I2、I3およびI4の化合物が好ましく、式I1およびI3の化合物が特に好ましい。
式Iの化合物は、文献に(例えばHouben−Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg−Thieme−Verlag, Stuttgartなどの基本文献に)記載の自体公知の方法により、上記反応に関して知られておりかつ該反応に好適な反応条件下で製造することができる。その際、本明細書では詳説しない自体公知の変形形態を用いることもできる。
スキーム1. 式Iの化合物を製造するための包括的な合成スキーム。出発化合物は、式Iと同様に基Aまたは(A)nの分だけ拡張されていてもよい。Xは、式Iと同様の基Xか、または(適宜ケタール保護基を有する)アルデヒド基を表す。
スキーム2. 末端基X=−CH=CH−CF3および−C≡C−CF3の合成;Arは、式Iの化合物の置換ビフェニル基を表す。第1のステップで、吸水のために好ましくは分子ふるいを加える。
当業者は、相応する出発生成物を、通常は文献公知の合成方法により容易に製造することができる。ボロン酸誘導体の合成は、例えば相応するハロゲン化合物の金属化およびそれに続く適切な求電子性ホウ素化合物、例えばホウ酸トリアルキルエステルとの反応により行われる。加水分解後にボロン酸が得られ、これが臭化アリールとの鈴木カップリング反応に用いられる。
概説した臭化アリールの代わりに、ヨウ化物、塩化物または同等の反応性を有する脱離基を使用することもできる(例えばトリフラート基)。
したがって本発明は、式Iの化合物の製造方法であって、式IIAのボロン酸または式IIBの開環もしくは環状ボロン酸エステル
[式中、
X、L1およびL2は、式Iについて定義したとおりであり、かつ
R3、R4は、炭素原子を1〜12個有するアルキルを表すか、またはR3+R4がまとまって、C2〜C10アルキレン、特に式−CH2−(CH2)p−CH2−および−C(CH3)2C(CH3)2−のアルキレン(ここで、pは、0または1である)もしくは1,2−フェニレンを表し、ここで、フェニレン、R3、R4およびR3+R4は、置換されていてもよい]と、式III
[式中、
R、A、L3およびnは、独立して、式Iについて定義したとおりであり、かつ
Halは、Cl、Br、IまたはO(SO2)CF3を表す]の化合物とを、遷移金属触媒の存在下で反応させる方法ステップを含む方法も対象とする。その際、式Iの化合物またはその前駆体が生じる。
X、L1およびL2は、式Iについて定義したとおりであり、かつ
R3、R4は、炭素原子を1〜12個有するアルキルを表すか、またはR3+R4がまとまって、C2〜C10アルキレン、特に式−CH2−(CH2)p−CH2−および−C(CH3)2C(CH3)2−のアルキレン(ここで、pは、0または1である)もしくは1,2−フェニレンを表し、ここで、フェニレン、R3、R4およびR3+R4は、置換されていてもよい]と、式III
R、A、L3およびnは、独立して、式Iについて定義したとおりであり、かつ
Halは、Cl、Br、IまたはO(SO2)CF3を表す]の化合物とを、遷移金属触媒の存在下で反応させる方法ステップを含む方法も対象とする。その際、式Iの化合物またはその前駆体が生じる。
遷移金属触媒は、好ましくは、酸素段階0、IIまたはIVのパラジウム錯体である。反応は、好ましくは可溶性触媒を含む均一相で行われる。この錯体は、特に好ましくは、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリドである。使用される反応方法および試薬は、原則的に文献公知である。実施例から、さらなる反応条件を得ることができる。
記述された方法の一代替法は、反応パートナー(ボロン酸およびハロゲン化物)の反応性基を交換することである。
実施例または請求項から、上記で挙げられていない好ましいさらなる変法を得ることができる。
本発明による式Iの化合物を1種または複数種含む液晶媒体も本発明の対象である。該液晶媒体は、少なくとも2種の成分を含む。該液晶媒体は、好ましくは該成分を互いに混合することによって得られる。したがって、液晶媒体の本発明による製造方法は、式Iの少なくとも1種の化合物と少なくとも1種のさらなるメソゲン化合物とを混合し、必要に応じて添加剤を加えることを特徴とする。
澄明点と、低温時の粘度と、熱安定性と、UV安定性と、誘電率異方性とから構成される達成可能な組合せは、従来技術から得られる広範な従来の材料よりも優れている。
本発明による液晶媒体は、好ましくは、本発明による1種または複数種の化合物に加え、さらなる構成要素として2〜40種の、特に有利には4〜30種の成分を含む。特に該媒体は、本発明による1種または複数種の化合物に加え、7〜25種の成分を含む。これらのさらなる構成要素は、好ましくは、ネマチックまたはネマトゲン性(単変性または等方性)の物質から選択され、特にアゾキシベンゼン、ベンジリデンアニリン、ビフェニル、ターフェニル、安息香酸のフェニル−またはシクロヘキシルエステル、シクロヘキサンカルボン酸のフェニル−またはシクロヘキシルエステル、シクロヘキシル安息香酸のフェニル−またはシクロヘキシルエステル、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のフェニル−またはシクロヘキシルエステル、安息香酸またはシクロヘキサンカルボン酸またはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル、フェニルシクロヘキサン、シクロヘキシルビフェニル、フェニルシクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキサン、1,4−ビスシクロヘキシルベンゼン、4,4’−ビスシクロヘキシルビフェニル、フェニル−またはシクロヘキシルピリミジン、フェニル−またはシクロヘキシルピリジン、フェニル−またはシクロヘキシルジオキサン、フェニル−またはシクロヘキシル−1,3−ジチアン、1,2−ジフェニルエタン、1,2−ジシクロヘキシルエタン、1−フェニル−2−シクロヘキシルエタン、1−シクロヘキシル−2−(4−フェニルシクロヘキシル)エタン、1−シクロヘキシル−2−ビフェニルエタン、1−フェニル−2−シクロヘキシルフェニルエタン、ハロゲン化されていてもよいスチルベン、ベンジルフェニルエーテル、トランおよび置換されたケイ皮酸のクラスの物質から選択される。また、これらの化合物における1,4−フェニレン基は、フッ素化されていてもよい。
これらの式1、2、3、4および5において、LおよびEは、同一でも異なっていてもよく、それぞれ互いに独立して、構造要素−Phe−、−Cyc−、−Phe−Phe−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−Pyr−、−Dio−、−Py−、−G−Phe−、−G−Cyc−およびそれらの鏡像体から形成される群からの2価の基を表し、ここで、Pheは、非置換のまたはフッ素で置換された1,4−フェニレンを表し、Cycは、トランス−1,4−シクロヘキシレンを表し、Pyrは、ピリミジン−2,5−ジイルまたはピリジン−2,5−ジイルを表し、Dioは、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを表し、Pyは、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルを表し、Gは、2−(トランス−1,4−シクロヘキシル)エチルを表す。
好ましくは、基LおよびEのうちの一方は、Cyc、PheまたはPyrである。Eは、好ましくはCyc、PheまたはPhe−Cycである。好ましくは、本発明による媒体は、式1、2、3、4および5[式中、LおよびEは、群Cyc、PheおよびPyrから選択される]の化合物から選択される1種または複数種の成分を含むと同時に、式1、2、3、4および5[式中、基LおよびEのうちの一方は、群Cyc、Phe、PyおよびPyrから選択され、他方の基は、群−Phe−Phe−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−G−Phe−および−G−Cyc−から選択される]の化合物から選択される1種または複数種の成分を含み、かつ適宜、式1、2、3、4および5[式中、基LおよびEは、群−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−G−Phe−および−G−Cyc−から選択される]の化合物から選択される1種または複数種の成分を含む。
R’および/またはR”は、それぞれ互いに独立して、炭素原子を8個まで有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニルオキシまたはアルカノイルオキシ、−F、−Cl、−CN、−NCSまたは−(O)iCH3−kFkを表し、ここで、iは、0または1であり、かつkは、1、2または3である。
R’およびR”は、式1、2、3、4および5の化合物のより小さな下位群において、それぞれ互いに独立して、炭素原子を8個まで有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニルオキシまたはアルカノイルオキシを表す。以下、このより小さな下位群を群Aと呼び、これらの化合物を、部分式1a、2a、3a、4aおよび5aで示す。これらの化合物の大半において、R’およびR”は互いに異なり、これらの基のうちの1つは大抵は、アルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキルである。
他の、群Bと称される式1、2、3、4および5の化合物のより小さな下位群において、R”は、−F、−Cl、−NCSまたは−(O)iCH3−kFkを表し、ここで、iは、0または1であり、かつkは、1、2または3である。R”がこれらの意味を有する化合物を、部分式1b、2b、3b、4bおよび5bと呼ぶ。特に好ましいのは、部分式1b、2b、3b、4bおよび5b[式中、R”は、−F、−Cl、−NCS、−CF3、−OCHF2または−OCF3の意味を有する]の化合物である。
部分式1b、2b、3b、4bおよび5bの化合物において、R’は、部分式1aから5aまでの化合物において示した意味を有し、好ましくはアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキルである。
式1、2、3、4および5の化合物のさらなるより小さな下位群において、R”は、−CNを表す。以下、この下位群を群Cと呼び、この下位群の化合物を、相応して部分式1c、2c、3c、4cおよび5cで記述する。部分式1c、2c、3c、4cおよび5cの化合物において、R’は、部分式1aから5aまでの化合物において示した意味を有し、好ましくはアルキル、アルコキシまたはアルケニルである。
群A、BおよびCの好ましい化合物に加えて、予定される置換基の他の変形形態を有する式1、2、3、4および5の他の化合物も慣用的である。これらの置換基はいずれも、文献公知の方法またはそれに類似する方法により得ることができる。
本発明による媒体は、本発明による式Iの化合物に加えて、好ましくは、群A、Bおよび/またはCから選択される1種または複数種の化合物を含む。本発明による媒体におけるこれらの群から構成される化合物の重量割合は、好ましくは、
群A:0〜90%、好ましくは20〜90%、特に好ましくは30〜90%;
群B:0〜80%、好ましくは10〜80%、特に好ましくは10〜65%;
群C:0〜80%、好ましくは0〜80%、特に好ましくは0〜50%;
であり、ここで、それぞれの本発明による媒体に含まれる、群A、Bおよび/またはCから構成される化合物の重量割合の合計は、好ましくは5〜90%であり、特に好ましくは10〜90%である。
群A:0〜90%、好ましくは20〜90%、特に好ましくは30〜90%;
群B:0〜80%、好ましくは10〜80%、特に好ましくは10〜65%;
群C:0〜80%、好ましくは0〜80%、特に好ましくは0〜50%;
であり、ここで、それぞれの本発明による媒体に含まれる、群A、Bおよび/またはCから構成される化合物の重量割合の合計は、好ましくは5〜90%であり、特に好ましくは10〜90%である。
本発明による媒体は、本発明による化合物を、好ましくは1〜40%、特に好ましくは5〜30%含む。
本発明による液晶混合物の製造は、通常の様式で行われる。通常は、主要な構成要素である成分に、よりわずかな量で使用される成分を所望の量だけ溶解させ、この溶解を好ましくは高めた温度で行う。該成分の有機溶媒溶液、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール溶液を混合し、混合後にこの溶媒を再度除去し、この除去を例えば蒸留により行うことも可能である。さらに、他の慣用的な様式で、例えば同族体混合物などのプレミックスを用いることにより、またはいわゆる「マルチボトル」システムを用いて、これらの混合物を製造することが可能である。
誘電体は、当業者に公知であるおよび文献に記載された、さらなる添加剤を含むこともできる。例えば、多色性色素、キラルドーパント、安定剤またはナノ粒子を、0〜15%、好ましくは0〜10%添加することができる。添加される個々の化合物は、0.01〜6%、好ましくは0.1〜3%の濃度で使用される。しかしその際、液晶混合物の、つまり液晶またはメソゲン化合物の、それ以外の構成要素の濃度データは、これらの添加剤の濃度を考慮せずに示される。本発明による液晶混合物によって、利用可能なパラメーター範囲の著しい拡張が可能となる。
かかる媒体を含む電気光学的表示装置(特に、TFT型表示装置であって、フレームとともに1つのセルを形成する2枚の面平行キャリアプレートと、該キャリアプレート上の個々の画素のスイッチングのための集積型非線形素子と、該セル上に存在しかつ正の誘電率異方性および高い比抵抗を示すネマチック液晶混合物とを有するTFT型表示装置)および電気光学的な目的での該媒体の使用も本発明の対象である。
「アルキル」なる表現には、炭素原子を1〜9個有する非分岐状および分岐状のアルキル基が包含され、特に非分岐状の基であるメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルが包含される。総じて、炭素原子を2〜5個有する基が好ましい。
「アルケニル」なる表現には、炭素原子を9個まで有する非分岐状および分岐状のアルケニル基が包含され、特に非分岐状の基が包含される。特に好ましいアルケニル基は、C2〜C7−1E−アルケニル、C4〜C7−3E−アルケニル、C5〜C7−4−アルケニル、C6〜C7−5−アルケニルおよびC7−6−アルケニルであり、特にC2〜C7−1E−アルケニル、C4〜C7−3E−アルケニルおよびC5〜C7−4−アルケニルである。好ましいアルケニル基の例は、ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、4−ペンテニル、4Z−ヘキセニル、4E−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、5−ヘキセニル、6−ヘプテニルなどである。総じて、炭素原子を5個まで有する基が好ましい。
「ハロゲン化されたアルキル基」なる表現には、好ましくは1箇所または複数箇所フッ素化されたおよび/または塩素化された基が包含される。過ハロゲン化された基も包含される。特に好ましいのは、フッ素化されたアルキル基であり、特にCF3、CH2CF3、CH2CHF2、CHF2、CH2F、CHFCF3およびCF2CHFCF3である。「ハロゲン化されたアルケニル基」なる表現および関連する表現は、それに応じて説明され得る。
本発明による混合物における式Iの化合物の全量は、重要ではない。したがって該混合物は、様々な特性を最適化する目的で、1種または複数種のさらなる成分を含むことができる。
偏光子と電極基板と表面処理を行った電極とから構成される本発明によるマトリクス方式表示装置の構造は、かかる表示装置に関する通常の構造様式に応じたものである。その際、本明細書における通常の構造様式なる概念は広義に理解され、該概念には、マトリクス方式表示装置の変化形態および変更形態も包含され、特にポリシリコンTFTをベースとするマトリクス方式表示素子も包含される。
しかし、ねじれネマチックセルをベースとする従来慣用の表示装置に対する本発明による表示装置の本質的な相違点の1つは、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
以下の例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は、これらの例から、包括的な説明では詳説されていない実施の詳細を得て、該詳細を一般的な専門知識により一般化し、そして個別の課題に適用することができる。
上記および下記において、パーセント表記は、重量パーセントを意味する。温度はいずれも、摂氏で示されている。さらに、Kは、結晶状態を表し、Nは、ネマチック相を表し、Smは、スメクチック相を表し、Tgは、ガラス転移点を表し、Iは、等方相を表す。これらの記号の間のデータは、転移温度である。Δnは、光学異方性(589nm、20℃)を表し、Δεは、誘電率異方性(1kHz、20℃)を表し、かつγ1は、回転粘度(20℃;単位mPa・s)を表す。
物理的、物理化学的または電気光学的パラメーターの測定は、特にパンフレット”Merck Liquid Crystals − Licristal(登録商標) − Physical Properties of Liquid Crystals − Description of the Measurements Methods”, 1998, Merck KGaA, Darmstadtに記載されているような、一般に知られている方法により行われる。個々の物質の誘電率異方性Δεは、20℃、1kHzで測定される。このために、誘電率が正である混合物ZLI−4792(Merck KGaA)に、試験すべき物質5〜10重量%を溶解させて測定し、測定値を濃度100%に外挿する。光学異方性Δnは、20℃、波長589.3nmで測定され、回転粘度γ1は、20℃で測定され、双方とも同様に線形外挿法により求められる。
本出願において別段の明示がない場合には、ある概念の複数形は、単数形と複数形のいずれをも意味し、またその逆も該当する。付属の請求項からも、上記説明による本発明の実施形態および変形形態のさらなる組合せが生じる。
フェノール1、エタノールおよびトリフェニルホスフィン(1当量ずつ)をTHFに溶解させ、30℃未満の温度でこれらをジアゾ化合物2と混合する。次いで、この反応混合物を室温で12時間撹拌する。溶媒を除去し、残留物を、トルエンおよびn−ヘプタン(9/1)の混合物と共に撹拌する。生じる固形物を分離除去し、ろ液をシリカゲルに通す(トルエン/n−ヘプタン(9/1))。収率85%。
エーテル3およびボロン酸4(1当量ずつ)を、THF、触媒(0.01当量)および2当量のメタホウ酸ナトリウム四水和物の水溶液と混合する。この混合物を、水酸化ヒドラジン(0.03当量)の添加後に還流下に4時間加熱する。次いで、冷却したこの反応混合物を、MTBエーテルと混合する。分離除去した有機相を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮させる。残留物をシリカゲルに通す(クロロブタン)。収率:70%。
以下の請求項または複数の該請求項の組合せから、上記説明による本発明のさらなる実施形態および変形形態が生じる。
Claims (14)
- 式I
Xは、CN、CF3、SCN、−C≡C−CF3、−CH=CH−CF3を表し、
Rは、炭素原子を1〜15個有するハロゲン化されたまたは非置換のアルキル基を表し、前記基において、1つまたは複数のCH2基が、それぞれ互いに独立して、−C≡C−または−CH=CH−で置き換えられていてもよく、
Aは、それぞれ独立して、1,4−フェニレンまたは2,6−ナフチルを表し、
該1,4−フェニレンにおいて、1つまたは2つのCH−基がNで置き換えられていてもよく、かつ1つまたは複数の水素原子が、Cl、F、CN、メチル、メトキシまたは1箇所もしくは複数箇所フッ素化されたメチルもしくはメトキシ基で置き換えられていてもよく、
該2,6−ナフチルにおいて、1つまたは複数の水素原子が、Cl、F、CN、メチル、メトキシまたは1箇所もしくは複数箇所フッ素化されたメチルもしくはメトキシ基で置き換えられていてもよく、
L1、L2およびL3は、互いに独立して、HまたはFを表し、かつ
nは、0、1、2または3を表す]の化合物。 - L3は、Fを表すことを特徴とする、請求項1記載の化合物。
- Rは、炭素原子を8個まで有するアルキルまたはアルケニルを表すことを特徴とする、請求項1または2記載の化合物。
- Xは、CF3を表すことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の化合物。
- L1は、フッ素を表すことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の化合物。
- L1は、フッ素を表し、かつL2は、Hを表すことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の化合物。
- L1およびL2は、Fを表すことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の化合物。
- nは、0を表すことを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の化合物。
- 請求項1から9までのいずれか1項記載の式Iの化合物の製造方法であって、式IIAのボロン酸または式IIBの開環もしくは環状ボロン酸エステル
X、L1およびL2は、請求項1において定義したとおりであり、かつ
R3、R4は、炭素原子を1〜12個有するアルキルを表すか、またはR3+R4がまとまって、アルキレンもしくは1,2−フェニレンを表し、ここで、フェニレン、R3、R4およびR3+R4は、置換されていてもよい]と、式III
R、A、L3およびnは、独立して、式Iについて定義したとおりであり、かつ
Halは、O(SO2)CF3、Cl、BrまたはIを表す]の化合物とを、遷移金属触媒の存在下で反応させる方法ステップを含む方法。 - 液晶媒体における成分としての、請求項1から9までのいずれか1項記載の式Iの1種または複数種の化合物の使用。
- 少なくとも2種のメソゲン化合物を含む液晶媒体において、請求項1から9までのいずれか1項記載の式Iの化合物を少なくとも1種含むことを特徴とする、液晶媒体。
- 電気光学的な目的での、請求項12記載の液晶媒体の使用。
- 請求項12記載の液晶媒体を含む、電気光学的液晶表示装置。
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