JP2020002121A - シリコン含有化合物、これを用いる液晶組成物および液晶ディスプレイ - Google Patents

シリコン含有化合物、これを用いる液晶組成物および液晶ディスプレイ Download PDF

Info

Publication number
JP2020002121A
JP2020002121A JP2019087391A JP2019087391A JP2020002121A JP 2020002121 A JP2020002121 A JP 2020002121A JP 2019087391 A JP2019087391 A JP 2019087391A JP 2019087391 A JP2019087391 A JP 2019087391A JP 2020002121 A JP2020002121 A JP 2020002121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
branched
linear
diyl
alkylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019087391A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6926144B2 (ja
Inventor
忠憲 ▲呉▼
忠憲 ▲呉▼
zhong xian Wu
清田 李
Ching-Tien Lee
清田 李
致遠 羅
Chih-Yuan Lo
致遠 羅
俊智 王
Ching-Chun Wang
俊智 王
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daxin Materials Corp
Original Assignee
Daxin Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daxin Materials Corp filed Critical Daxin Materials Corp
Publication of JP2020002121A publication Critical patent/JP2020002121A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6926144B2 publication Critical patent/JP6926144B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/081Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/081Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
    • C07F7/0812Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/40Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals
    • C09K19/406Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/46Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56Aligning agents
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0448Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/122Ph-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3004Cy-Cy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3009Cy-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/301Cy-Cy-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3016Cy-Ph-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3027Compounds comprising 1,4-cyclohexylene and 2,3-difluoro-1,4-phenylene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/542Macromolecular compounds
    • C09K2019/546Macromolecular compounds creating a polymeric network

Abstract

【課題】配向層を備えない液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶分子が垂直配向し、かつ、高電圧保持率を兼ね備える液晶組成物の提供。【解決手段】メソゲン構造、および、末端OH基を含有する、シリコン含有化合物、該シリコン含有化合物を用いた液晶組成物。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年5月7日に出願された台湾特許出願第107115434号の優先権を主張するもので、その全体が参照することにより本明細書に援用される。
本開示はシリコン含有化合物に関し、より詳細には、このシリコン含有化合物を用いる液晶組成物および液晶ディスプレイに関する。
液晶ディスプレイデバイスは、多数の利点を備えることから、パーソナルコンピューター、パーソナルデジタルアシスタント(PDAs)、モバイルフォン、テレビなどの各種用途に用いられるようになっている。これらの利点には、軽量、低消費電力、および放射線を発しないことが含まれる。
液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶分子の配向はポリイミドフィルムにより達成され得る。従来の液晶配向層は一般に、ポリイミドを基板上に塗布してフィルムを形成してから、それを機械的にラビングして所望の液晶配向溝をポリイミドフィルムの表面に形成することによって製造される。しかし、配向フィルムをラビングした後、不均一な配向が生じる可能性があるか、または深刻なブラシの跡がついてしまう可能性がある。結果として、液晶ディスプレイデバイスの製品収率が悪くなる。
また、配向層が無いと工程を簡略化することもできる。よって、製造メーカーは、配向層を備えない液晶ディスプレイデバイスを開発し始めている。かかる液晶ディスプレイデバイスの液晶組成物は極性化合物(polar compounds)を含み、極性化合物の機能によって液晶分子が垂直配向する。しかしながら、かかる極性化合物に垂直配向能および高電圧保持率を兼ね備えさせることは難しい。
したがって、この技術分野においては、優れた垂直配向能および高電圧保持率を有する液晶組成物が依然求められている。
本開示の一実施形態において、シリコン含有化合物が提供される。シリコン含有化合物は式(I)で表される。
Figure 2020002121
式中、Kは、
Figure 2020002121

または-OHを表す。
は、フッ素、塩素、水素、C−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、またはC−C20分岐アルコキシ基を表し、C−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、もしくはC−C20分岐アルコキシ基は非置換である、またはC−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、もしくはC−C20分岐アルコキシ基の少なくとも1つの-CH-が-SiR -、-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、もしくはC−C20分岐アルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、かつRはC−C10直鎖アルキル基またはC−C10分岐アルキル基を表し、同じSi原子に結合している2つのR基は、互いに同じであるか、または互いに異なる。
、A、AおよびAの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基は非置換である、または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-N-もしくは-S-で置換されており、かつ-O-、-N-、および-S-は互いに直接結合しない。
、Z、およびZの各々は独立に、単結合、-CH-CH-、-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-OOC-、-CF-CF-、または-CF=CF-を表す。
、L、L、L、L、L、L、LおよびLの各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-,もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、かつL、L、L、LおよびLは非置換であるか、またはL、L、L、LおよびLの少なくとも1つの炭素原子がケイ素原子で置換されている。
、X、X、X、X、X、およびXの各々は独立に、水素、-OH、
Figure 2020002121
または下記のいずれか1つを表す。
Figure 2020002121
は-OH、水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHもしくは下記のいずれか1つで置換されている。
Figure 2020002121
およびYの各々は独立に、水素、ハロゲン、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
、R、およびRの各々は独立に、フッ素、塩素、水素、C−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、またはC−C10分岐アルコキシ基を表し、C−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基は非置換である、またはC−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基の少なくとも1つの-CH-が-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つは、-OHまたは下記のいずれか1つを表す。
Figure 2020002121
は、-OH、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基またはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子は、-OHまたは下記のいずれか1つで置換されている。
Figure 2020002121
、X、X、X、X、X、およびXのうちの最大で2つが-OHを表し、Rがケイ素を含まないとき、Kは、
Figure 2020002121
を表す。
、n、n、およびnの各々は独立に0または1を表し、n、n、n、およびnのうちの少なくとも1つは0を表さない。
式(I)中、ケイ素原子と別のケイ素原子とは直接結合せず、かつケイ素原子と酸素原子とは直接結合しない。
本開示の別の実施形態では液晶組成物が提供される。液晶組成物は第1の成分および第2の成分を含む。第1の成分は、上述した少なくとも1つのシリコン含有化合物を含み、第2の成分は、式(II)によって表される少なくとも1つの化合物を含む。
Figure 2020002121
式中、RおよびRの各々は独立に、水素、ハロゲン、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換である、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ-O-と別の-O-とは直接結合しない。
、B、およびBの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはテトラヒドロピラン−2,5−ジイル基は非置換である、または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはテトラヒドロピラン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはテトラヒドロピラン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-N-もしくは-S-で置換されており、かつ-O-、-N-、および-S-は互いに直接結合しない。
およびZの各々は独立に、単結合、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、またはC−Cアルキニレン基を表し、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、もしくはC−Cアルキニレン基は非置換である、またはC−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、もしくはC−Cアルキニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/またはC−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、もしくはC−Cアルキニレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-S-で置換されており、かつ-O-は-O-または-S-とは直接結合せず、-S-と-S-とは直接結合しない。
は0、1、または2を表し、nが2を表すとき、2つのB基は互いに同じであるかまたは互いに異なる。
本開示の別の実施形態では液晶ディスプレイデバイスが提供される。液晶ディスプレイデバイスは、第1の基板と、第1の基板に対向して配置された第2の基板とを含む。液晶ディスプレイデバイスはまた、第1の基板と第2の基板との間に配置された液晶層も含む。液晶層は上述したシリコン含有化合物を含む。
シリコン含有化合物、これを用いる液晶組成物および液晶ディスプレイが提供される。
本開示の前述の内容およびその他の目的、特徴、ならびに利点をさらに簡略かつ明確にするため、添付の図面を参照にしながら以下の実施形態において詳細な説明を行う。業界の標準的な慣例に基づき、多くの特徴は縮尺に合わせて描かれていないという点が強調されなければならない。つまり、各種構成要素の寸法は、記載の明確さのために任意に増大または縮小され得る。
本開示のいくつかの実施形態による液晶ディスプレイデバイスの断面図である。
本明細書において、用語“約”または“およそ”は、所定値または範囲の20%、好ましくは10%、より好ましくは5%の範囲内にあることを意味する。本明細書において、特に説明がなければ、所定値または範囲は、“約”または“およそ”の意味を含み得る近似値を意味する。
本開示はシリコン含有化合物を提供する。いくつかの実施形態において、シリコン含有化合物は、優れた垂直配向能を有すると同時に、高電圧保持率も有する。本明細書において、用語“シリコン含有化合物の垂直配向能”とは、シリコン含有化合物が液晶組成物に添加されているときの液晶組成物中における液晶分子の垂直配向の程度を意味する。より具体的には、本開示のシリコン含有化合物を添加剤として液晶組成物に加えることにより、従来の配向膜(例えばポリイミドフィルム)を用いることなく、ほとんどの液晶分子が良好に垂直配向できるようになる。さらに、本開示のシリコン含有化合物を用いる液晶ディスプレイデバイスは高い電圧保持率を備える。
いくつかの実施形態においてシリコン含有化合物が提供される。シリコン含有化合物は式(I)で表される。
Figure 2020002121
式中、Kは、
Figure 2020002121

または-OHを表す。
は、フッ素、塩素、水素、C−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、またはC−C20分岐アルコキシ基を表し、C−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、もしくはC−C20分岐アルコキシ基は非置換である、またはC−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、もしくはC−C20分岐アルコキシ基の少なくとも1つの-CH-が-SiR -、-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、もしくはC−C20分岐アルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、かつRはC−C10直鎖アルキル基またはC−C10分岐アルキル基を表し、同じSi原子に結合している2つのR基は、互いに同じであるか、または互いに異なる。
、A、AおよびAの各々は独立に1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基は非置換である、または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-N-もしくは-S-で置換されており、かつ-O-、-N-、および-S-は互いに直接結合しない。
、Z、およびZの各々は独立に、単結合、-CH-CH-、-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-OOC-、-CF-CF-、または-CF=CF-を表す。
、L、L、L、L、L、L、LおよびLの各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、かつL、L、L、LおよびLは非置換であるか、またはL、L、L、LおよびLの少なくとも1つの炭素原子がケイ素原子で置換されている。
、X、X、X、X、X、およびXの各々は独立に、水素、-OH、
Figure 2020002121
または下記のいずれか1つを表す。
Figure 2020002121
は-OH、水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基またはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHもしくは下記のいずれか1つで置換されている。
Figure 2020002121
およびYの各々は独立に、水素、ハロゲン、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子はハロゲン原子で置換されている。
、R、およびRの各々は独立に、フッ素、塩素、水素、C−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基を表し、C−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基は非置換である、またはC−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基の少なくとも1つの-CH-が-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-,もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、もしくはC−C10分岐アルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つは、-OHまたは下記のいずれか1つを表す。
Figure 2020002121
は、-OH、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基またはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子は、-OHまたは下記のいずれか1つで置換されている。
Figure 2020002121
、X、X、X、X、X、およびXのうちの最大で2つは-OHを表す。Rがケイ素を含まないとき、Kは、
Figure 2020002121
を表す。
、n、n,およびnの各々は独立に0または1を表し、n、n、n、およびnのうちの少なくとも1つは0を表さない。
式(I)中、ケイ素原子と別のケイ素原子とは直接結合せず、かつケイ素原子と酸素原子とは直接結合しない。
式(I)で表される構造は実質的に棒状構造(rod-shaped structure)である。この棒状構造は第1の軸方向および第2の軸方向を有する。第1の軸方向は棒状構造の長軸方向である、つまり、官能基R1と官能基Kとがつながる方向である。第2の軸方向は棒状構造の短軸方向である、つまり第1の軸方向に垂直な方向である。式(I)中、官能基X、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つは固定基(anchoring group)として用いられ、シリコン含有化合物を基板(例えば図1に示される第1の基板110または第2の基板120)に固定することができる。固定基は、より高い極性を有する官能基であり得る。固定基は基板(例えばガラスまたはITO)と結合または水素結合を生じることができるため、シリコン含有化合物は基板に吸収(または固定)され得るようになる。例えば、固定基には-OHまたは下記の官能基のうちのいずれか1つが含まれ得る。
Figure 2020002121
液晶分子が良好に垂直配向する状態を実現するために、第1の軸方向が基板の上面に垂直となるような方式で、シリコン含有化合物を基板に固定することができる。いくつかの実施形態において、第1の軸が基板の上面と垂直となるよう、固定基は、式(I)の分子の右端に最も近いX、X、X、X、X、X、およびXのうちの1つである。
いくつかの実施形態において、シリコン含有化合物のそれぞれは固定基を1つだけ有する。よって、各シリコン含有化合物は基板上で同じ配向方向を有する。換言すると、それぞれ異なるシリコン含有基板の第1の軸方向は互いに平行である。このようであると、液晶分子は均一な状態で配向できるようになり、欠陥(例えば暗状態において生じる局部の輝点)が生じにくくなる。他の実施形態では、シリコン含有化合物のそれぞれは2つの固定基を有する。よって、基板へのシリコン含有化合物の固定に役立ち、容易に脱離しない。 このようであると、欠陥の発生が同じく低減され得る。かかる実施形態では、それぞれ異なるシリコン含有化合物の向きが過度に違ってしまう(例えばそれぞれ異なるシリコン含有化合物の第1の軸方向の角度が45〜90度)のを回避するため、2つの固定基間の距離を可能な限り短くすることができる。例えば、2つの固定基が、同じ炭素鎖の2つの炭素上に位置するようにすることができる。加えて、それぞれ異なるシリコン含有化合物の配列方向が違ってしまうことを回避すると共に、シリコン含有化合物の極性が過度に高く液晶組成物に溶解しなくなることを回避するため、1つのシリコン含有化合物中の固定基の数を2以下とする。
式(I)中、環状官能基(つまりA、A、A、およびA)は脂肪族環または芳香族環であり得る。環状官能基は液晶分子の配向に貢献する。より具体的には、芳香族環状官能基はπ−πスタッキングを生じさせて、棒状液晶分子が特定の方向に配向するようにできる。脂肪族環状官能基は、立体障害により、特定の方向に棒状液晶分子を配列させることができる。いくつかの実施形態において、シリコン含有化合物の第1の軸方向は基板の上面に垂直であり、かつ棒状液晶分子の長軸はシリコン含有化合物の第1の軸方向に平行である。故に、棒状液晶分子の長軸はシリコン含有化合物によって基板に平行となり得る。換言すると、液晶分子の垂直配向が達成され得る。
一部の陰イオン(例えば、フッ素イオン)は液晶組成物中に残り得る。ディスプレイの動作中にそれらイオンが残余電流を引き起こし、電圧保持率を低下させる可能性がある。より具体的には、陰イオンの濃度がより高いと、電圧保持率がより低くなってしまう。ケイ素原子は炭素原子よりも電子に欠けており(electron-poor)、よってケイ素原子は液晶組成物中の陰イオンを引き付ける(捉える)ことができる。その結果、液晶組成物中の陰イオンの濃度が低下し得ると共に、液晶ディスプレイデバイスの電圧保持率が高まり得る。換言すると、式(I)の分子において、ケイ素原子は電圧保持率を高める機能を有する。さらに、陰イオンを引き付けるために、式(I)の分子中のケイ素原子は酸素原子と直接結合しない。加えて、ケイ素原子は少なくとも2つのメチル基と結合し、液晶組成物中の式(I)の分子の溶解度も改善され得る。
式(I)中、官能基X、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つは重合性基(polymerizable group)として用いられ得る。重合性基は、照射または加熱により別の重合性基と重合反応することができ、それら2つの重合性基は互いに結合し得る。複数のシリコン含有化合物が基板に固定されると、シリコン含有化合物の重合性基は、隣接するシリコン含有化合物の重合性基と重合反応する。よって、複数の垂直配向したシリコン含有化合物がネットワーク構造を形成し得る。このネットワーク構造は、シリコン含有化合物の傾きを回避することができる。結果として、液晶分子の垂直配向がより一層改善される。重合性基にはアクリル基、メタクリル基、またはその誘導体が含まれ得る。いくつかの実施形態において、官能基X、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つは、
Figure 2020002121
の構造を有する重合性基である。
いくつかの実施形態によれば、ケイ素原子は式(I)の分子の左端に位置していてよい。かかる実施形態では、式(I)中、RはC−C18アルキル基またはC−C18アルコキシ基であり、C−C18アルキル基またはC−C18アルコキシ基の1つの-CH-は-SiR -で置換されており、RはC−C10直鎖アルキル基またはC−C10分岐アルキル基であり、Kは、
Figure 2020002121

または-OHである。
いくつかの実施形態によれば、固定基に直接結合している連結基の鎖長は、他の2つの連結基の鎖長よりも長い。かかる実施形態では、他の2つの連結基に起因する立体障害が回避され、よって固定基が基板の表面に固定され得るようになる。例えば、Xが固定基であるとき、固定基Xに直接結合した連結基Lの鎖長は他の2つの連結基LおよびLの鎖長よりも長い。いくつかの実施形態において、LはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基またはC−C15分岐アルキレンオキシ基であり、LおよびLの各々は独立に単結合、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、またはC−Cアルキニレン基であり、Lの鎖長はLの鎖長よりも短く、かつLの鎖長はLの鎖長よりも短い。
いくつかの実施形態によれば、上述した式(I)のシリコン含有化合物は、式(I’)で表される構造を有する。
Figure 2020002121
式中、Rがケイ素を含まないとき、K’は、
Figure 2020002121
を表す。
がケイ素を含むとき、K’は、
Figure 2020002121
を表す。
、A、A、A、A、Z、Z、Z、L、L、L、L、L、L、L、L、L、X、X、X、X、Y、Y、n、n、およびnの定義はそれぞれ、先の段落で定義したR、A、A、A、A、Z、Z、Z、L、L、L、L、L、L、L、L、L、X、X、X、X、Y、Y、Y、n、n、およびnの定義と同じである。
、X、およびXの各々は独立に、-OHまたは下記のいずれか1つを表す。
Figure 2020002121
1’は水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHで置換されている。
いくつかの実施形態によれば、上述した式(I’)のシリコン含有化合物は、式(I−A−1)、式(I−B−1)、式(I−C−1)、式(I−D−1)または式(I−D−2)で表される構造を有する。
Figure 2020002121
、L、L、L、L、L、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義はそれぞれ、先の段落で定義したR、L、L、L、L、L、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義と同じである。
、A、AおよびAの各々は独立に1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、または1,4−シクロヘキシレン基を表し、1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは1,4−シクロヘキシレン基は非置換である、または1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ-O-と別の-O-とは直接結合しない。
、X、およびXの定義はそれぞれ、先の段落で定義したX、X、およびXの定義と同じである。
およびXの各々は独立に、水素、
Figure 2020002121
を表す。
1’は単結合、C−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/またはC−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
10およびL11の各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
およびnの各々は独立に0から10の整数を表し、nとnの和は10以下である。
1’は水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHで置換されている。
いくつかの実施形態によれば、上述した式(I’)のシリコン含有化合物は、式(I−A−2)、式(I−B−2)、式(I−C−2)、式(I−D−3)、または式(I−D−4)で表される構造を有する。
Figure 2020002121
式中、R、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義は、先の段落で定義したR、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義とそれぞれ同じである。
、A、AおよびAの各々は独立に、1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、または1,4−シクロヘキシレン基を表し、1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは1,4−シクロヘキシレン基は非置換である、または1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ-O-と別の-O-とは直接結合しない。
、X、およびXの定義は、先の段落で定義したX、X、およびXの定義とそれぞれ同じである。
およびXの各々は独立に、水素、
Figure 2020002121
を表す。
1’は単結合、C−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/またはC−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
10およびL11の各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
12は単結合、C−C18直鎖アルキレン基、C−C18分岐アルキレン基、C−C18直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C18分岐アルキレンオキシ基を表し、C−C18直鎖アルキレン基、C−C18分岐アルキレン基、C−C18直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C18分岐アルキレンオキシ基は非置換である、またはC−C18直鎖アルキレン基、C−C18分岐アルキレン基、C−C18直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C18分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/またはC−C18直鎖アルキレン基、C−C18分岐アルキレン基、C−C18直鎖アルキレンオキシ基、もしくはC−C18分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
およびnの各々は独立に0から10の整数を表し、nとnの和は10以下である。
1’は水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHで置換されている。
具体的な例のシリコン含有化合物が以下の表1〜6に示されている。式(I−A−1)および式(I−A−2)のシリコン含有化合物は表1〜3に示されている。式(I−B−1)および式(I−B−2)のシリコン含有化合物は表4に示されている。式(I−C−1)および式(I−C−2)のシリコン含有化合物は表5に示されている。式(I−D−1)、式(I−D−2)、式(I−D−3)および式(I−D−4)のシリコン含有化合物が表6に示されている。表1中のシリコン含有化合物はケイ素原子および固定基を含んでいるため、良好な垂直配向能が備わると共に、電圧保持率が高まる。ケイ素原子および固定基に加え、表2および表3中のシリコン含有化合物は、環状基に結合した少なくとも1つの重合性基をさらに含むため、液晶分子の垂直配向の程度がより一層改善される。表4中のシリコン含有化合物は2つの固定基を含むため、欠陥の発生が低減され得る。表5および表6中のシリコン含有化合物は、連結基(非環状基(acyclic group))に直接結合した固定基および重合性基を含むため、液晶分子の垂直配向の程度がより一層改善され得る。
Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121
Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121
Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121
Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121
Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121
Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121

Figure 2020002121
本開示の他の実施形態において、液晶組成物が提供される。液晶組成物は第1の成分および第2の成分を含む。第1の成分は、上述した少なくとも1つのシリコン含有化合物を含み、第2の成分は、式(II)によって表される少なくとも1つの化合物を含む。
Figure 2020002121
式中、RおよびRの各々は独立に、水素、ハロゲン、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、C−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基は非置換である、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ-O-と別の-O-は直接結合しない。
、B、およびBの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはテトラヒドロピラン−2,5−ジイル基は非置換である、または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはテトラヒドロピラン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはテトラヒドロピラン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-N-もしくは-S-で置換されており、かつ-O-、-N-、および-S-は互いに直接結合しない。
およびZの各々は独立に、単結合、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、またはC−Cアルキニレン基を表し、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、もしくはC−Cアルキニレン基は非置換である、またはC−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、もしくはC−Cアルキニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/またはC−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、もしくはC−Cアルキニレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-S-で置換されており、かつ-O-は-O-または-S-とは直接結合せず、-S-と-S-とは直接結合しない。
は0、1、または2を表し、nが2を表すとき、2つのB基は互いに同じであるかまたは互いに異なる。
いくつかの実施形態によれば、上述した第2の成分は、式(II−1)または式(II−2)で表される少なくとも1つの化合物を含む。
Figure 2020002121
、R、B、B、Z、およびnの定義は先の段落で定義したR、R、B、B、Z、およびnの定義とそれぞれ同じである。
式(II−1)の化合物の環状基がフッ素原子を有さないため、液晶組成物の粘度が低下し得、電圧が印加されたときの液晶分子の応答速度が改善され得る。式(II−2)の化合物は、少なくとも1つのフェニレン基を含み、かつこのフェニレン基の同じ側における2つの水素原子がフッ素原子で置換されている。式(II−2)の化合物は、液晶組成物の誘電率異方性(△ε)を調整するのに用いることができる。
いくつかの実施形態によれば、上述の第2の成分は第3の成分をさらに含み、第3の成分は、少なくとも1つの式(III)、式(IV)、または式(V)で表される化合物を含む。
Figure 2020002121
式中、K、K、K、およびKの各々は独立に水素またはメチル基を表す。
およびZの各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、またはC−C15分岐アルケニレン基を表し、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、もしくはC−C15分岐アルケニレン基は非置換であるか、またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、もしくはC−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、もしくはC−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-CO-、-COO-、もしくは-OCO-で置換されており、かつ-O-、-CO-、-COO-、および-OCO-は互いに直接結合しない。
、Z10、Z11、およびZ12の各々は独立に、単結合、-C≡C-、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、またはC−C15分岐アルケニレン基を表し、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、もしくはC−C15分岐アルケニレン基は非置換である、またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、もしくはC−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/またはC−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、もしくはC−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの-CH-が-SiR -、-S-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-NR-、もしくは-NR-CO-で置換されており、かつSiR -、-S-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-NR-、および-NR-CO-は互いに直接結合せず、Rは水素、C−C直鎖アルキル基、またはC−C分岐アルキル基を表し、同じSi原子に結合している2つのR基は互いに同じであるか、または互いに異なる。
、B、BおよびBの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくはインダン−2,5−ジイル基は非置換であるか、または少なくとも1つの置換基で置換されており、少なくとも1つの置換基は、フッ素、塩素、CN基、C−C12直鎖アルキル基、C−C12分岐アルキル基、C−C12直鎖アルケニル基、C−C12分岐アルケニル基、C−C12直鎖アルキニル基、またはC−C12分岐アルキニル基から選択され、C−C12直鎖アルキル基、C−C12分岐アルキル基、C−C12直鎖アルケニル基、C−C12分岐アルケニル基、C−C12直鎖アルキニル基、もしくはC−C12分岐アルキニル基は非置換である、またはC−C12直鎖アルキル基、C−C12分岐アルキル基、C−C12直鎖アルケニル基、C−C12分岐アルケニル基、C−C12直鎖アルキニル基、もしくはC−C12分岐アルキニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/またはC−C12直鎖アルキル基、C−C12分岐アルキル基、C−C12直鎖アルケニル基、C−C12分岐アルケニル基、C−C12直鎖アルキニル基、もしくはC−C12分岐アルキニル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-CO-、-COO-、もしくは-OCO-で置換されており、かつ-O-、-CO-、-COO-、および-OCO-は互いに直接結合しない。
は単結合、-CHO-、-OCH-、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH-、-C(CH-、-C(CF-、-SiH-、-Si(CH-、または-Si(CF-を表す。
およびRの各々は独立に、C−C70直鎖アルキル基またはC−C70分岐アルキル基を表し、C−C70直鎖アルキル基もしくはC−C70分岐アルキル基は非置換である、またはC−C70直鎖アルキル基もしくはC−C70分岐アルキル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/またはC−C70直鎖アルキル基もしくはC−C70分岐アルキル基の少なくとも1つの-CH-が-Si-、-O-、-CO-、-COO-、もしくは-OCO-で置換されており、かつ-Si-、-O-、-CO-、-COO-、および-OCO-は互いに直接結合しない。
およびnの各々は独立に0から3の整数を表し,nが2より大きいとき、BおよびMを含む2つの基は互いに同じであるか、または互いに異なり、かつnが2より大きいとき、BおよびZ11を含む2つの基は互いに同じであるか、または互いに異なる。
第3の成分の化合物は少なくとも1つの重合性基を含み、重合性基はアクリル基、メタクリル基、またはその誘導体を含み得る。より具体的には、式(IV)および式(V)の化合物の各々は、分子の一端に重合性基を有する。式(III)の化合物の各々は、分子の両端に重合性基を有する。第3の成分の重合性基は、照射または加熱により、上述したシリコン含有化合物の別の重合性基と重合反応することができる。このようであると、上述したネットワークを形成する助けとなり、かつ液晶分子の垂直配向の程度がより一層改善され得るようになる。
当業者には、液晶組成物が、上述した式(I)、式(II)、もしくは式(III)の分子以外に他の液晶化合物をさらに含み得ること、または他の添加剤を適した量でさらに含み得ることが理解されるはずである。いくつかの実施形態において、それらの他の添加剤には、例えばカイラルドーパント(chiral dopants)、UV安定剤、抗酸化剤、フリーラジカル消去剤、ナノ粒子などが含まれ得る。
第1の成分の含有量が低すぎると、液晶組成物の垂直配向の程度および電圧保持率が有効に改善され得なくなる。一方、第1の成分の含有量が高すぎると、液晶組成物中によく溶解できなくなり、沈殿する可能性がある。このような液晶組成物は使用することができない。また、第1の成分が特定の含有量をこえると、たとえ第1の成分をさらに増やしたとしても、液晶組成物の垂直配向の程度はより一層改善され得ないようになる。また、第1の成分は、比較的高い極性を有する基(例えば固定基)を備える。故に、第1の成分の含有量が高すぎると、液晶組成物の電圧保持率が低下し得る。上述したように、液晶組成物の垂直配向の程度と電圧保持率とのバランスを取るために、第1の成分の含有量を適した範囲内に制御することができる。
第1の成分の含有量は、液晶組成物の総重量100wt%をベースとして0.01〜40wt%、より好ましくは0.01〜25wt%であってよい。第2の成分の含有量は、液晶組成物の総重量100wt%をベースとして30〜99.99wt%、より好ましくは50〜99.99wt%であってよい。第3の成分の含有量は、液晶組成物の総重量100wt%をベースとして0〜50wt%、より好ましくは0〜25wt%であってよい。いくつかの実施形態において、第1の成分の含有量は0.01〜40wt%であり、第2の成分の含有量は60〜99.99wt%である。他の実施形態では、第1の成分の含有量は1〜20wt%であり、第2の成分の含有量は80〜99wt%である。また他の実施形態では、第1の成分含有量は2〜10wt%であり、第2の成分の含有量は90〜98wt%である。いくつかの実施形態において、液晶組成物は第3の成分をさらに含む。かかる実施形態では、第1の成分の含有量は0.01〜40wt%であり、第2の成分の含有量は30〜99.99wt%であり、第3の成分の含有量は0.01〜50wt%である。他の実施形態では、第1の成分の含有量は5〜30wt%であり、第2の成分の含有量は50〜90wt%であり、第3の成分の含有量は1〜40wt%である。また他の実施形態では、第1の成分の含有量は10〜15wt%であり、第2の成分の含有量は60〜70wt%であり、第3の成分の含有量は10〜30wt%である。
本開示では、液晶組成物を用いた液晶ディスプレイデバイスも提供される。図1は、本開示のいくつかの実施形態による液晶ディスプレイデバイス100を示す断面図である。
図1を参照すると、液晶ディスプレイデバイス100は、第1の基板110と、第1の基板110に対向して配置された第2の基板120とを含む。液晶ディスプレイデバイス100はまた、第1の基板110と第2の基板120との間に配置された液晶層130も含む。液晶層130は、上述したシリコン含有化合物を含む。第1の基板110および第2の基板120はそれぞれ従来の薄膜トランジスタ基板および従来のカラーフィルター基板である。記載を簡潔にするため、第1の基板110および第2の基板120の材料、構造および製造方法はここでは詳細に説明しない。
本開示の液晶ディスプレイデバイス100の液晶層130は上述した液晶組成物を用い、液晶組成物は式(I)のシリコン含有化合物を含む。上述したように、式(I)のシリコン含有化合物は、優れた垂直配向能を備える一方で、高い電圧保持率を有する。式(I)のシリコン含有化合物を液晶組成物に加えることにより、従来の配向膜を用いることなく、液晶分子が良好に垂直配向することができる。また、本開示のシリコン含有化合物を用いた液晶ディスプレイデバイス100は、高電圧保持率、節電、および改善された応答速度という長所を有する。本開示の液晶組成物は、すべてのタイプの液晶ディスプレイデバイスに適用可能である。
本開示の前述の内容およびその他の目的、特徴、ならびに利点をより簡潔かつ明らかとするため、いくつかの実施例を挙げて本開示のシリコン含有化合物および液晶組成物を説明する。実施例の液晶組成物に用いられる式(II)および式(III)の化合物に対応する化学構造および含有量が以下の表7に示されている。実施例のシリコン含有化合物および参考例の分子が以下の表8に示されている。
Figure 2020002121
Figure 2020002121
Figure 2020002121
表8のシリコン含有化合物および参考例で用いられた分子の合成方法を以下に記載する。
作製例1 シリコン含有化合物Exp−1の作製
Figure 2020002121
化合物1(6.0g、19.4mmol)および無水テトラヒドロフラン(50mL)を250mLの反応フラスコに入れ攪拌して溶解させた。次いで、n−ブチルリチウム(2.5M、8.5mL、21.3mmol)を−78℃でその反応フラスコにゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、ジメチルクロロシラン(2.48g、26.2mmol)を−78℃でその反応フラスコに加え、室温(20〜30℃)で2時間反応を進行させた。反応が完了した後、希塩酸(1N、30mL)を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物2を得た。
化合物2(2.5g、8.7mmol)、トルエン(30mL)および白金含有触媒(Pt/C、5% on carbon、0.25g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコの中に窒素ガスを導入した。次いで、アリルアルコール(0.76g、13.02mmol)を加え、80℃で5時間加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−1(白色の固体)を得た。
シリコン含有化合物Exp−1を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.26(s,6H),0.71−0.75(m,2H),0.90(t,J=7.2Hz,3H),1.05−1.60(m,16H),1.84−1.90(m,4H),2.43−2.47(m,1H),3.58(t,J=6.8Hz,2H),7.20(d,J=8.0Hz,2H),7.43(d,J=8.0Hz,2H)。
作製例2 シリコン含有化合物Exp−2の作製
Figure 2020002121
化合物2(2.5g、8.7mmol)、トルエン(30mL)および白金含有触媒(Pt/C、5% on carbon、0.25g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコ中に窒素ガスを導入した。次いで、4−ペンテン−1−オール(1.12g、13.0mmol)を加え、5時間80℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−2(無色の液体)を得た。
シリコン含有化合物Exp−2を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.26(s,6H),0.71−0.75(m,2H),0.90(t,J=7.2Hz,3H),1.05−1.60(m,20H),1.84−1.91(m,4H),2.41−2.49(m,1H),3.60(t,J=6.8Hz,2H),7.20(d,J=8.0Hz,2H),7.42(d,J=8.0Hz,2H)。
作製例3 シリコン含有化合物Exp−3の作製
Figure 2020002121
化合物3(6.0g、15.4mmol)および無水テトラヒドロフラン(120mL)を250mLの反応フラスコに入れ攪拌して溶解させた。次いで、n−ブチルリチウム(2.5M、6.8mL、16.9mmol)を−78℃でその反応フラスコにゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、ジメチルクロロシラン(1.89g、19.95mmol)を−78℃でその反応フラスコに加え、室温(20〜30℃)で2時間反応を進行させた。反応が完了した後、希塩酸(1N、20mL)を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物4を得た。
化合物4(2.5g、6.7mmol)、トルエン(30mL)および白金含有触媒(Pt/C、5% on carbon、0.20g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコ中に窒素ガスを導入した。次いで、アリルアルコール(0.59g、10.1mmol)を加え、5時間80℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−3(白色の固体)を得た。
シリコン含有化合物Exp−3を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.26(s,6H),0.70−0.75(m,2H),0.85−1.93(m,33H),2.36−2.48(m,1H),3.57(t,J=6.8Hz,2H),7.19(d,J=7.6Hz,2H),7.42(d,J=7.6Hz,2H)。
作製例4 シリコン含有化合物Exp−4の作製
Figure 2020002121
化合物5(6.0g、22.7mmol)、1,4−ジブロモベンゼン(8.0g、34.1mmol)、テトラヒドロフラン(100mL)、水(20mL)および炭酸カリウム(14.1g、102.3mmol)を250mLの反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。その反応フラスコに窒素ガスを導入し、30分脱酸素化を行った。次いで、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.79g、0.681mmol)を加え、その混合物を5時間加熱還流して反応を進行させた。反応が完了した後、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物6を得た。
化合物6(5.0g、13.3mmol)および無水テトラヒドロフラン(120mL)を250mLの反応フラスコに入れ攪拌して溶解させた。次いで、n−ブチルリチウム(2.5M、6.4mL、16mmol)を−78℃でその反応フラスコにゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、ジメチルクロロシラン(1.77g、18.67mmol)を−78℃でその反応フラスコに加え、室温(20〜30℃)で2時間反応を進行させた。反応が完了した後、希塩酸(1N、20mL)を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物7を得た。
化合物7(2.0g、5.6mmol)、トルエン(25mL)および白金含有触媒(Pt/C、5% on carbon、0.16g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコの中に窒素ガスを導入した。次いで、アリルアルコール(0.65g、11.3mmol)を加え、5時間80℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−4(白色の固体)を得た。
シリコン含有化合物Exp−4を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.31(s,6H),0.76−0.80(m,2H),0.91(t,J=7.2Hz,3H),1.08−1.63(m,12H),1.82−1.95(m,4H),2.43−2.57(m,1H),3.60(t,J=6.8Hz,2H),6.98−7.06(m,2H),7.34(t,J=8.0Hz,1H),7.51−7.58(m,4H)。
作製例5 シリコン含有化合物Exp−5の作製
Figure 2020002121
化合物1(9.8g、31.6mmol)、化合物8(5.0g、31.6mmol)、テトラヒドロフラン(125mL)、水(25mL)および炭酸カリウム(19.7g、142.4mmol)を500mL反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。その反応フラスコに窒素ガスを導入し、30分脱酸素化を行った。次いで、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.1g、0.949mmol)を加え、その混合物を5時間加熱還流して反応を進行させた。反応が完了した後、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物9を得た。続いて、化合物9(8.77mmol)3.0gを無水テトラヒドロフラン20mL中に溶解して化合物9の溶液を得た。
カリウムtert−ブトキシド(1.3g、11.4mmol)および無水テトラヒドロフラン(60mL)を250mLの反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。溶解が完了したら、その反応フラスコを−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(2.5M、4.9mL,12.28mmol)をゆっくり加え、0.5時間反応を進行させた。次いで、上記の化合物9の溶液を−78℃で加え、反応を1時間進行させた。次に、ジメチルクロロシラン(2.5g、26.32mmol)を−78℃で反応フラスコに入れ、その反応フラスコ中の混合物を20℃から30℃で2時間反応させた。反応が完了した後、その反応混合物を、酢酸エチルおよび水を用いて抽出し、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去し、粗生成物を得た。次いで、その粗生成物をカラムクロマトグラフィーで生成し、化合物10を得た。
化合物10(1.5g、3.74mmol)、トルエン(30mL)および白金含有触媒(Pt/C、5% on carbon、0.11g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコ中に窒素ガスを導入した。次いで、4−ペンテン−1−オール(0.64g、7.49mmol)を加え、5時間80℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−5(白色の粘稠液)を得た。
シリコン含有化合物Exp−5を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.34(s,6H),0.84−0.92(m,5H),1.09−1.59(m,20H),1.85−1.97(m,4H),2.45−2.58(m,1H),3.62(t,J=6.8Hz,2H),7.13−7.17(m,2H),7.29(d,J=8.0Hz,2H),7.47(d,J=8.0Hz,2H)。
作製例6 シリコン含有化合物Exp−6の作製
Figure 2020002121
化合物11(3.9g、17.0mmol)、1,4−ジブロモベンゼン(4.0g、17.0mmol)、テトラヒドロフラン(100mL)、水(20mL)および炭酸カリウム(10.6g、76.81mmol)を250mLの反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。その反応フラスコに窒素ガスを導入し、30分脱酸素化を行った。次いで、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.98g、0.848mmol)を加え、その混合物を5時間加熱還流して反応を進行させた。反応が完了した後、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物12を得た。
化合物12(6.0g、17.6mmol)および無水テトラヒドロフラン(130mL)を500mLの反応フラスコに入れた。次いで、−78℃でその反応フラスコにn−ブチルリチウム(2.5M、8.5mL、21.2mmol)をゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、−78℃でその反応フラスコにジメチルクロロシラン(2.5g、26.39mmol)を加え、室温(20〜30℃)で2時間反応を進行させた。反応が完了した後、希塩酸(1N、30mL)を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物13を得た。
化合物13(1.5g、3.77mmol)、トルエン(10mL)および白金含有触媒(Pt/C、5% on carbon、0.15g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコ中に窒素ガスを導入した。次いで、4−ペンテン−1−オール(0.48g、5.62mmol)を加え、5時間80℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−6(白色の固体)を得た。
シリコン含有化合物Exp−6を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.28(s,6H),0.76−0.80(m,2H),0.99(t,J=7.6Hz,3H),1.36−1.55(m,9H),1.81−1.84(m,2H),3.61(t,J=6.4Hz,2H),4.08(t,J=6.4Hz,2H),6.79−6.81(m,1H),7.07−7.10(m,1H),7.48(d,J=8.0Hz,2H),7.57(d,J=8.0Hz,2H)。
作製例7 シリコン含有化合物Exp−7およびシリコン含有化合物Exp−8の作製
Figure 2020002121
化合物13(30g、9.38mmol)、トルエン(10mL)および白金含有触媒(Pt/C,5% on carbon、0.37g)を100mL二口フラスコ中に入れた。その二口フラスコ中に窒素ガスを導入した。次いで、アリルマロン酸ジエチル(2.81g、14.06mmol)を加え、5時間80℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、ろ過により白金含有触媒を除去した。次いで、トルエンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物14を得た。
水素化リチウムアルミニウム(LAH、0.4g、11.5mmol)および無水テトラヒドロフラン(80mL)を250mLの反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。次いで、化合物14(3.0g、5.7mmol)を0℃でその反応フラスコにゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、室温(20〜30℃)で4時間反応を進行させた。反応が完了した後、水を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−7を得た。
シリコン含有化合物Exp−7を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.29(s,6H),0.75−0.79(m,2H),0.99(t,J=7.2Hz,3H),1.25−1.84(m,9H),2.20(br,2H),3.60−3.64(m,2H),3.76−3.79(m,2H),4.08(t,J=6.4Hz,2H),6.79−6.81(m,1H),7.07−7.10(m,1H),7.48(d,J=8.0Hz,2H),7.56(d,J=8.0Hz,2H)。
シリコン含有化合物Exp−7(0.5g、1.15mmol)、トリエチルアミン(0.12g、1.15mmol)および無水テトラヒドロフラン(20mL)を100mL反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。次いで、メチルプロピオニルクロリド(methylpropionyl chloride)(0.12g、1.15mmol)を0℃で反応フラスコにゆっくり加え、2時間反応を進行させた。反応が完了した後、水を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−8を得た。
シリコン含有化合物Exp−8を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった。:H NMR(CDCl,400MHz):0.28(s,6H),0.73−0.80(m,2H),0.99(t,J=7.2Hz,3H),1.12−1.93(m,12H),2.20−2.30(m,1H),3.47−3.60(m,2H),4.06−4.27(m,4H),5.56(s,1H),6.09(s,1H),6.77−6.82(m,1H),7.07−7.11(m,1H),7.48(d,J=8.0Hz,2H),7.56(d,J=8.0Hz,2H)。
作製例8 シリコン含有化合物Exp−9の作製
Figure 2020002121
作製例1の手順に従って化合物15を合成した。次いで、化合物15を出発物質として用い作製例7の手順に従ってシリコン含有化合物Exp−9を合成した。
シリコン含有化合物Exp−9を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):0.24(s,6H),0.72−0.75(m,2H),0.90(t,J=7.2Hz,3H),1.06−1.90(m,19H),1.94(s,3H),2.4−2.5(m,1H),3.45−3.60(m,2H),4.11−4.27(m,2H),5.56(s,1H),6.09(s,1H),7.19(d,J=8.0Hz,2H),7.41(d,J=8.0Hz,2H)。
作製例9 シリコン含有化合物Exp−10の作製
Figure 2020002121
化合物17(15.0g、86.7mmol)、tert‐ブチルジメチルシリルクロリド(15.0g、99.7mmol)およびジクロロメタン(200mL)を500mLの二口フラスコに入れた。その二口フラスコに窒素ガスを導入した。次いで、イミダゾール(14.2g、208.1mmol)を加え、室温(20〜30℃)で12時間反応を進行させた。反応が完了した後、ジクロロメタンおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物18を得た。
化合物18(15.0g、52.3mmol)および無水テトラヒドロフラン(120mL)を500mL二口フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。次いで、n−ブチルリチウム(2.5M、25.1mL、62.7mmol)を−78℃でその二口フラスコにゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、トリメチルシリルクロリド(9.1g、83.6mmol)を−78℃でその反応フラスコに加え、室温(20〜30℃)で2時間反応を進行させた。反応が完了した後、希塩酸(1N、70mL)を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物19を得た。
化合物19(23.0g、82.1mmol)およびメタノール(60mL)を250mLの二口フラスコに入れた。その二口フラスコに窒素ガスを導入した。次いで、水酸化カリウム溶液(水酸化カリウム10gを水20mLと混合)を加え、4時間70℃に加熱して反応を進行させた。反応が完了した後、水および酢酸エチルを用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物20を得た。
化合物20(10g、60.2mmol)、テトラヒドロフラン(120mL)、トリエチルアミン(21.3g、210.8mmol)および塩化マグネシウム(8.6g、90.5mmol)を500mL反応フラスコに入れて攪拌した。パラホルムアルデヒド(11.8g、392mmol)を加え、5時間加熱還流して反応を進行させた。反応が完了した後、希塩酸(1N、300mL)を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物21を得た。
化合物21(2.0g、8.1mmol)、テトラヒドロフラン(10mL)およびメタノール(20mL)を100mL反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。氷浴下、その反応フラスコに水素化ホウ素ナトリウム(0.93g、24.4mmol)をゆっくり加え、室温で4時間反応を進行させた。反応が完了した後、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って化合物22を得た。
化合物22(0.9g、4.6mmol)、トリエチルアミン(0.46g、4.6mmol)および無水テトラヒドロフラン(20mL)を100mL反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。次いで、その反応フラスコに0℃でメチルプロピオニルクロリド(0.58g、5.5mmol)をゆっくり加え、2時間反応を進行させた。反応が完了した後、水を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−10を得た。
シリコン含有化合物Exp−10を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):δ0.24(s,9H),1.94(s,3H),5.21(s,2H),5.63(s,1H),6.21(s,1H),6.92(d,J=7.6Hz,1H),7.41−7.44(m,2H)),8.22(br,1H)。
作製例10 シリコン含有化合物Exp−11の作製
Figure 2020002121
化合物20(2.0g、12.1mmol)、化合物23(2.4g、18.1mmol)、トリフェニルホスフィン(6.3g、24.1mmol)およびテトラヒドロフラン(40mL)を250mLの反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。次いで、アゾジカルボン酸ジイソプロピル(DIAD、4.9mL、24.1mmol)をその反応フラスコに加え、4時間反応を進行させた。反応が完了した後に水を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行ってシリコン含有化合物Exp−11を得た。
シリコン含有化合物Exp−11を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):δ0.25(s,9H),0.90−0.97(m,3H),1.31−1.37(m,2H),1.80−1.84(m,2H),4.09(s,2H),4.5(d,J=6.0Hz,2H),4.7(d,J=6.0Hz,2H),6.94(d,J=6.8Hz,2H),7.46(d,J=6.8Hz,2H)。
作製例11 シリコン含有化合物Exp−12および参考化合物Ref−4の作製
Figure 2020002121
シリコン含有化合物Exp−1*を作製例1の手順に従って合成した。次いで、水素化ナトリウム(NaH、0.1g)、ジメチルホルムアミド(DMF、15mL)、およびシリコン含有化合物Exp−1*(1.0g)を加え30分攪拌した。次に、化合物24(0.9g)を加えて90℃に加熱した。18時間後に反応の度合を薄層クロマトグラフィー(TLC、溶離液:5%ヘキサン/酢酸エチル(Hex/EA))で確認した。反応が完了した後、水(30mL)を加えて反応を終了させた。次いで、酢酸エチルを用いて抽出を行い、有機相を収集し、無水硫酸マグネシウムで脱水した。次に、その有機相を回転式濃縮装置で濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:5%Hex/EA)で精製してシリコン含有化合物Exp−12を得た。参考化合物Ref−4は、参考化合物Ref−3および化合物30を出発物質として用い、シリコン含有化合物Exp−12を作製した手順に従って合成することができる。
シリコン含有化合物Exp−12を核磁気共鳴スペクトル測定法により分析した。得られたスペクトル情報は次のとおりであった:H NMR(CDCl,400MHz):δ0.24(s,6H),0.74(t,J=7.2Hz,2H),0.90(t,J=7.2Hz,2H),1.05−1.57(m,21H),1.39(s,3H),1.40(s,3H),1.83−1.90(m,4H),2.41−2.49(m,1H),3.36−3.39(m,4H),3.57(d,J=12Hz,2H),3.68(d,J=12Hz,2H),7.23(d,J=8.8Hz,2H),7.22(d,J=8.8Hz,2H)。
作製例12 参考化合物Ref−1の作製
Figure 2020002121
水素化リチウムアルミニウム(0.4g、11.5mmol)および無水テトラヒドロフラン(80mL)を250mLの反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。次いで、化合物25(1.27g、5.7mmol)を0℃でその反応フラスコにゆっくり加え、反応を1時間進行させた。次に、室温(20〜30℃)で4時間反応を進行させた。反応が完了した後、その反応フラスコに水を加えた。次いで、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って参考化合物Ref−1を得た。
作製例13 参考化合物Ref−2および参考化合物Ref−3の作製
Figure 2020002121
化合物26(10g、25.6mmol)および無水テトラヒドロフラン(150mL)を500mL反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。溶解が完了した後、その反応フラスコを−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(2.5M、12.3mL,30.7mmol)をゆっくり加え、反応を0.5時間進行させた。次に、ほう酸トリイソプロピル(7.2g、38.4mmol)を−78℃で加え、その反応フラスコ中の混合物を0℃で1時間反応させた。反応が完了した後、その反応フラスコに希塩酸(1N、40mL)を加えて20℃から30℃で0.5時間攪拌した。その反応混合物を、酢酸エチルおよび水を用いて抽出し、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去し、粗生成物を得た。次いで、その粗生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物27(白色の固体)を得た。
化合物27(10g、30.5mmol)およびテトラヒドロフラン(120mL)を500mL反応フラスコに入れ、攪拌して溶解させた。氷浴下、その反応フラスコに過酸化水素(30〜35%,120mL)をゆっくり加え、室温で2時間反応を進行させた。反応が完了した後、酢酸エチルおよび水を用いて抽出を行い、有機相を収集した。収集した有機相の溶媒を回転式濃縮装置を用いて除去した。次いで、カラムクロマトグラフィーを行って参考化合物Ref−2を得た。
化合物28は、参考化合物Ref−2を作製する手順に従って合成することができる。参考化合物Ref−3は、化合物28を出発物質として用いて合成することができ、その合成ステップは上記のフロー図に示されるとおりである。
以下の実施例および参考例において、すべての液晶組成物を表7により式(II)の分子からなる母液を形成することにより作製してから、表7に示された式(III)の0.3wt%の分子を加えた。次いで、表8に示される分子を、必要に応じて上記液晶組成物にさらに加えた。例えば、表9において、実施例1の液晶組成物は、表7に示される式(II)の分子から形成された母液100wt%であり、式(III)の0.3wt%の分子および1.5wt%のシリコン含有化合物Exp−1をさらに加える。また、ブランク実験例(Blank Experimental Example)の液晶組成物を、式(III)の0.3wt%の分子を表7に示される式(II)の分子から形成された母液100wt%に加えることにより得た。言い換えると、ブランク実験例の液晶組成物には、表8に挙げられたいずれの分子も加えなかった。
液晶ディスプレイデバイスの製造
式(II)の分子から形成された母液100wt%中に、表7に示される式(III)の0.3wt%の分子および表8に示される参考化合物またはシリコン含有化合物を加え、その混合物を均一に混合し、透明点(clearing point)まで加熱した。次いで、それを室温まで冷却し、ブランク実験例、参考例または実施例の液晶組成物を形成した。ブランク実験例、参考例または実施例の液晶組成物を、3.5μmの間隔を有し、かつ配向層の無い2枚の酸化インジウムスズ(ITO)基板の間に注入し、ブランク実験例、参考例または実施例の液晶ディスプレイ素子をそれぞれ形成する。12VのDC電圧および紫外線照射(ピーク波長:313nm)を液晶ディスプレイ素子に印加して、ブランク実験例、参考例または実施例の液晶ディスプレイデバイスを形成した。
液晶組成物の特性
[垂直配向]
液晶ディスプレイデバイスを、偏光素子およびアナライザが直交するように配置されている偏光顕微鏡中に配した。素子に下方から光を照射し、光漏れの有無を観察して垂直配向について判断した。
O:光が素子のどの部分も透過しない(一枚全体が均一で光の透過がない)。この結果は、デバイスが良好な垂直配向を有することを示す。
Δ:光が素子の一部を透過する。この結果は、デバイスは垂直配向を有するが、その垂直配向の程度が比較的低いことを示す。
X:光が素子の全ての部分を透過する(一枚全体に均一に光が透過する)。この結果は、デバイスが垂直配向を有さないことを示す。
[電圧保持率]
DC電圧(充電電圧1Vまたは5V、動作周波数60Hz、パルス幅60μsec)を周囲温度60℃でブランク実験例、参考例または実施例の液晶ディスプレイに印加する。印加を解除して16.67msecに至った後の電圧値V2を液晶物理パラメータ計測装置(製品番号:ALCT-IV1、INSTEC社製)で測定した。液晶ディスプレイデバイスの電圧保持率(VHR)を計算する式は次のとおりである。
VHR=(V2/印加電圧値)×100%
Figure 2020002121
Figure 2020002121
表9のブランク実験例を参照すると、式(II−1)の分子、式(II−2)の分子、および式(III)の分子が上記したような固定基を備えないため、液晶分子は垂直配向し得ない。
表9の実施例1〜14を参照すると、実施例1〜14はすべて式(I)のシリコン含有化合物を含み、かつそれら式(I)のシリコン含有化合物は少なくとも1つの固定基を含んでいる。結果より、実施例1〜14の液晶分子はすべて垂直に配向し、特に、実施例1、3、4、6、9、10、および11の液晶分子は良好に配向したことが示されている。したがって、式(I)のシリコン含有化合物は液晶分子の垂直配向の程度を著しく改善させ得る、ということが理解されるべきである。
さらに、表9の実施例2、3、10および11を参照すると、これら実施例はいずれも、添加量が相違するシリコン含有化合物Exp−2を用いたものである。結果より、添加量が特定の値(例えば、実施例3の2.0wt%)を超えている限り、液晶分子は良好に垂直配向したことが示されている。したがって、式(I)のシリコン含有化合物は非常に少量が添加されるだけで、液晶分子の垂直配向の程度を改善する。
表9の参考例4および実施例1を参照すると、参考化合物Ref−4およびシリコン含有化合物Exp−1が参考例4および実施例1にそれぞれ用いられた。参考化合物Ref−4の構造は、参考化合物Ref−4がケイ素原子を含まないことを除いて、シリコン含有化合物Exp−1と同じ様である。結果より、実施例1の電圧保持率(印加電圧1Vまたは5V)は参考例4の電圧保持率よりも優れていることが示されている。同様に、表9の参考例4および実施例2を参照すると共に、表9の参考例2および実施例4を参照すると、実施例の電圧保持率は参考例の電圧保持率よりも優れている。したがって、式(I)のシリコン含有化合物は液晶組成物の電圧保持率を著しく改善させ得る、ということが理解されるべきである。
加えて、表9の実施例1〜6を参照すると、実施例1〜6はいずれも式(I)のシリコン含有化合物を含み、かつ式(I)のシリコン含有化合物は少なくとも1つのケイ素原子を含んでいる。結果より、実施例1〜6の液晶組成物がいずれも優れた電圧保持率を備えていたことが示されている。
まとめると、本開示のシリコン含有化合物は、優れた垂直配向能を備える一方で、高い電圧保持率を備えることができるものである。上述のシリコン含有化合物を添加材として液晶組成物に加えることにより、従来の配向膜を用いることなく、液晶分子の大部分が良好に垂直に配向するという状態を実現することが可能となる。さらに、本開示のシリコン含有化合物を用いた液晶ディスプレイデバイスは、欠陥の発生を低減できると同時に、高い電圧保持率を備えることができる。加えて、シリコン含有化合物の含有量を調整して、液晶組成物の垂直配向の程度と電圧保持率とのバランスを取ることができる。
実施例の方式により、かつ好ましい実施形態の観点から本開示を説明したが、添付の特許請求の範囲に定義された本開示の精神および範囲から逸脱することなく、(当業者には明らかであろう)各種変更および類似の配置を本明細書に加え得るということが、理解されなければならない。
100…液晶ディスプレイデバイス
110…第1の基板
120…第2の基板
130…液晶層

Claims (15)

  1. 式(I)で表されるシリコン含有化合物。
    Figure 2020002121
    (式中、Kは、
    Figure 2020002121
    または-OHを表す。
    は、フッ素、塩素、水素、C−C20直鎖アルキル基、C−C20分岐アルキル基、C−C20直鎖アルコキシ基、またはC−C20分岐アルコキシ基を表し、前記C−C20直鎖アルキル基、前記C−C20分岐アルキル基、前記C−C20直鎖アルコキシ基、もしくは前記C−C20分岐アルコキシ基は非置換である、または前記C−C20直鎖アルキル基、前記C−C20分岐アルキル基、前記C−C20直鎖アルコキシ基、もしくは前記C−C20分岐アルコキシ基の少なくとも1つの-CH-が-SiR -、-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/または前記C−C20直鎖アルキル基、前記C−C20分岐アルキル基、前記C−C20直鎖アルコキシ基、もしくは前記C−C20分岐アルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、かつRはC−C10直鎖アルキル基またはC−C10分岐アルキル基を表し、同じSi原子に結合している2つのR基は互いに同じであるか、または互いに異なる。
    、A、AおよびAの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記インダン−2,5−ジイル基は非置換である、または前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記インダン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記インダン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-N-もしくは-S-で置換されており、かつ前記-O-、-N-、および-S-は互いに直接結合しない。
    、Z、およびZの各々は独立に、単結合、-CH-CH-、-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-OOC-、-CF-CF-、または-CF=CF-を表す。
    、L、L、L、L、L、L、LおよびLの各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、または前記C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-C≡C-、-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-,もしくは-OOC-で置換されている、および/または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、かつL、L、L、LおよびLは非置換であるか、またはL、L、L、LおよびLの少なくとも1つの炭素原子がケイ素原子で置換されている。
    、X、X、X、X、X、およびXの各々は独立に、水素、-OH、
    Figure 2020002121
    または下記のいずれか1つを表す。
    Figure 2020002121
    は-OH、水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基は非置換であるか、またはC−C15アルキル基もしくはC−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHもしくは下記のいずれか1つで置換されている。
    Figure 2020002121

    およびYの各々は独立に、水素、ハロゲン、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基は非置換であるか、または前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    、R、およびRの各々は独立に、フッ素、塩素、水素、C−C10直鎖アルキル基、C−C10分岐アルキル基、C−C10直鎖アルコキシ基、またはC−C10分岐アルコキシ基を表し、前記C−C10直鎖アルキル基、前記C−C10分岐アルキル基、前記C−C10直鎖アルコキシ基、もしくは前記C−C10分岐アルコキシ基は非置換である、または前記C−C10直鎖アルキル基、前記C−C10分岐アルキル基、前記C−C10直鎖アルコキシ基、もしくは前記C−C10分岐アルコキシ基の少なくとも1つの-CH-が-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/または前記C−C10直鎖アルキル基、前記C−C10分岐アルキル基、前記C−C10直鎖アルコキシ基、もしくは前記C−C10分岐アルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つは、-OHまたは下記のいずれか1つを表す。
    Figure 2020002121
    は、-OH、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基または前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHまたは下記のいずれか1つで置換されている。
    Figure 2020002121
    、X、X、X、X、X、およびXのうちの最大で2つが-OHを表す。
    がケイ素を含まないとき、Kは、
    Figure 2020002121
    を表す。
    、n、n、およびnの各々は独立に0または1を表し、n、n、n、およびnのうちの少なくとも1つは0を表さない。
    前記式(I)中、ケイ素原子は別のケイ素原子とは直接結合せず、かつケイ素原子と酸素原子とは直接結合しない。)
  2. 、X、X、X、X、X、およびXのうちの少なくとも1つが、
    Figure 2020002121
    を表す、請求項1に記載のシリコン含有化合物。
  3. はC−C18アルキル基またはC−C18アルコキシ基を表し、前記C−C18アルキル基もしくは前記C−C18アルコキシ基の1つの-CH-が-SiR -で置換されており、RはC−C10直鎖アルキル基またはC−C10分岐アルキル基を表し、Kが、
    Figure 2020002121
    または-OHを表す、請求項1に記載のシリコン含有化合物。
  4. Kが、
    Figure 2020002121
    を表すとき、Lの鎖長はLの鎖長より短く、かつLの鎖長はLの鎖長より短い、請求項1に記載のシリコン含有化合物。
  5. およびLの各々が独立に、単結合、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、またはC−Cアルキニレン基を表す、請求項4に記載のシリコン含有化合物。
  6. 前記シリコン含有化合物が式(I’)で表される請求項1に記載のシリコン含有化合物。
    Figure 2020002121

    (式中、Rがケイ素を含まないとき、K’は、
    Figure 2020002121
    を表す。
    がケイ素を含むとき、K’は、
    Figure 2020002121

    を表す。
    、A、A、A、A、Z、Z、Z、L、L、L、L、L、L、L、L、L、X、X、X、X、Y、Y、Y、n、n、およびnの定義はそれぞれ、請求項1で定義したR、A、A、A、A、Z、Z、Z、L、L、L、L、L、L、L、L、L、X、X、X、X、Y、Y、Y、n、n、およびnの定義と同じである。
    、X、およびXの各々は独立に、-OHまたは下記のいずれか1つを表す。
    Figure 2020002121
    1’は水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基は非置換であるか、または前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHで置換されている。)
  7. 前記シリコン含有化合物が、式(I−A−1)、式(I−B−1)、式(I−C−1)、式(I−D−1)または式(I−D−2)で表される請求項6に記載のシリコン含有化合物。
    Figure 2020002121

    (式中、R、L、L、L、L、L、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義はそれぞれ、請求項1で定義したR、L、L、L、L、L、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義と同じである。
    、A、AおよびAの各々は独立に1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、または1,4−シクロヘキシレン基を表し、前記1,4−フェニレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記1,4−シクロヘキシレン基は非置換である、または前記1,4−フェニレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記1,4−フェニレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ前記-O-は別の-O-とは直接結合しない。
    、X、およびXの定義はそれぞれ、請求項6で定義したX、X、およびXの定義と同じである。
    およびXの各々は独立に、水素、
    Figure 2020002121
    を表す。
    1’は単結合、C−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C分岐アルキレンオキシ基を表し、前記C−C直鎖アルキレン基、前記C−C分岐アルキレン基、前記C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C分岐アルキレンオキシ基は非置換である、または前記C−C直鎖アルキレン基、前記C−C分岐アルキレン基、前記C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/または前記C−C直鎖アルキレン基、前記C−C分岐アルキレン基、前記C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    10およびL11の各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    およびnの各々は独立に0から10の整数を表し、nとnの和は10以下である。
    1’は水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基は非置換であるか、または前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHで置換されている。)
  8. 前記シリコン含有化合物が、式(I−A−2)、式(I−B−2)、式(I−C−2)、式(I−D−3)、または式(I−D−4)で表される請求項6に記載のシリコン含有化合物。
    Figure 2020002121

    (式中、R、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義は、請求項1で定義したR、L、Y、Y、Y、n、およびnの定義とそれぞれ同じである。
    、A、AおよびAの各々は独立に、1,4−フェニレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、または1,4−シクロヘキシレン基を表し、前記1,4−フェニレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記1,4−シクロヘキシレン基は非置換である、または前記1,4−フェニレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記1,4−フェニレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記1,4−シクロヘキシレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ前記-O-は別の-O-とは直接結合しない。
    、X、およびXの定義は、請求項6で定義したX、X、およびXの定義とそれぞれ同じである。
    およびXの各々は独立に、水素、
    Figure 2020002121
    を表す。
    1’は単結合、C−C直鎖アルキレン基、C−C分岐アルキレン基、C−C直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C分岐アルキレンオキシ基を表し、前記C−C直鎖アルキレン基、前記C−C分岐アルキレン基、前記C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C分岐アルキレンオキシ基は非置換である、または前記C−C直鎖アルキレン基、前記C−C分岐アルキレン基、前記C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/または前記C−C直鎖アルキレン基、前記C−C分岐アルキレン基、前記C−C直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    10およびL11の各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C15分岐アルキレンオキシ基を表し、前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基は非置換である、または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-COO-で置換されている、および/または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C15分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    12は単結合、C−C18直鎖アルキレン基、C−C18分岐アルキレン基、C−C18直鎖アルキレンオキシ基、またはC−C18分岐アルキレンオキシ基を表し、前記C−C18直鎖アルキレン基、前記C−C18分岐アルキレン基、前記C−C18直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C18分岐アルキレンオキシ基は非置換である、または前記C−C18直鎖アルキレン基、前記C−C18分岐アルキレン基、前記C−C18直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C18分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの-CH-が-CH=CH-、-CFO-、-O-、-COO-、-OCO-、もしくは-OOC-で置換されている、および/または前記C−C18直鎖アルキレン基、前記C−C18分岐アルキレン基、前記C−C18直鎖アルキレンオキシ基、もしくは前記C−C18分岐アルキレンオキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている。
    およびnの各々は独立に0から10の整数を表し、nとnの和は10以下である。
    1’は水素、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基は非置換であるか、または前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子が-OHで置換されている。)
  9. 第1の成分および第2の成分を含む液晶組成物であって、前記第1の成分が、少なくとも1つの請求項1に記載のシリコン含有化合物を含み、前記第2の成分が、式(II)によって表される少なくとも1つの化合物を含む、液晶組成物。
    Figure 2020002121

    (式中、RおよびRの各々は独立に、水素、ハロゲン、C−C15アルキル基、またはC−C15アルケニル基を表し、前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基は非置換である、または前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記C−C15アルキル基もしくは前記C−C15アルケニル基の少なくとも1つの-CH-が-O-で置換されており、かつ前記-O-は別の-O-とは直接結合しない。
    、B、およびBの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、前記ベンゾフラン−2,5−ジイル基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基は非置換である、または前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、前記ベンゾフラン−2,5−ジイル基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、前記ベンゾフラン−2,5−ジイル基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-N-もしくは-S-で置換されており、かつ前記-O-、-N-、および-S-は互いに直接結合しない。
    およびZの各々は独立に、単結合、C−Cアルキレン基、C−Cアルケニレン基、またはC−Cアルキニレン基を表し、前記C−Cアルキレン基、前記C−Cアルケニレン基、もしくは前記C−Cアルキニレン基は非置換である、または前記C−Cアルキレン基、前記C−Cアルケニレン基、もしくは前記C−Cアルキニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子もしくはCN基で置換されている、および/または前記C−Cアルキレン基、前記C−Cアルケニレン基、もしくは前記C−Cアルキニレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-もしくは-S-で置換されており、かつ前記-O-は-O-または-S-とは直接結合せず、-S-と-S-とは直接結合しない。
    は0、1、または2を表し、nが2を表すとき、2つのB基は互いに同じであるかまたは互いに異なる。)
  10. 前記第2の成分が、式(II−1)または式(II−2)で表される少なくとも1つの化合物を含む、請求項9に記載の液晶組成物。
    Figure 2020002121

    (式中、R、R、B、B、Z、およびnの定義は、請求項9で定義されたR、R、B、B、Z、およびnの定義とそれぞれ同じである。)
  11. 前記液晶組成物の総重量100wt%をベースとして、前記第1の成分が0.01〜40wt%である、請求項9に記載の液晶組成物。
  12. 前記液晶組成物の総重量100wt%をベースとして、前記第2の成分が30〜99.99wt%である、請求項9に記載の液晶組成物。
  13. 第3の成分をさらに含み、前記第3の成分が、式(III)、式(IV)、または式(V)で表される少なくとも1つの化合物を含む、請求項9に記載の液晶組成物。
    Figure 2020002121

    (式中、K、K、K、およびKの各々は独立に水素またはメチル基を表す。
    およびZの各々は独立に、単結合、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、またはC−C15分岐アルケニレン基を表し、前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルケニレン基、もしくは前記C−C15分岐アルケニレン基は非置換であるか、または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルケニレン基、もしくは前記C−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルケニレン基、もしくは前記C−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-CO-、-COO-、もしくは-OCO-で置換されており、かつ前記-O-、-CO-、-COO-、および-OCO-は互いに直接結合しない。
    、Z10、Z11、およびZ12の各々は独立に、単結合、-C≡C-、C−C15直鎖アルキレン基、C−C15分岐アルキレン基、C−C15直鎖アルケニレン基、またはC−C15分岐アルケニレン基を表し、前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルケニレン基、もしくは前記C−C15分岐アルケニレン基は非置換である、または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルケニレン基、もしくは前記C−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記C−C15直鎖アルキレン基、前記C−C15分岐アルキレン基、前記C−C15直鎖アルケニレン基、もしくは前記C−C15分岐アルケニレン基の少なくとも1つの-CH-が-SiR -、-S-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-NR-、もしくは-NR-CO-で置換されており、かつ前記SiR -、-S-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-NR-、および-NR-CO-は互いに直接結合せず、Rは水素、C−C直鎖アルキル基、またはC−C分岐アルキル基を表し、同じSi原子に結合している2つのR基は互いに同じであるか、または互いに異なる。
    、B、BおよびBの各々は独立に、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、二価ジオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、二価トリオキサビシクロ[2.2.2]オクチレン基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、またはインダン−2,5−ジイル基を表し、前記1,4−フェニレン基、前記1,4−シクロヘキシレン基、前記テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、もしくは前記インダン−2,5−ジイル基は非置換であるか、または少なくとも1つの置換基で置換されており、前記少なくとも1つの置換基は、フッ素、塩素、CN基、C−C12直鎖アルキル基、C−C12分岐アルキル基、C−C12直鎖アルケニル基、C−C12分岐アルケニル基、C−C12直鎖アルキニル基、またはC−C12分岐アルキニル基から選択され、前記C−C12直鎖アルキル基、前記C−C12分岐アルキル基、前記C−C12直鎖アルケニル基、前記C−C12分岐アルケニル基、前記C−C12直鎖アルキニル基、もしくは前記C−C12分岐アルキニル基は非置換である、または前記C−C12直鎖アルキル基、前記C−C12分岐アルキル基、前記C−C12直鎖アルケニル基、前記C−C12分岐アルケニル基、前記C−C12直鎖アルキニル基、もしくは前記C−C12分岐アルキニル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記C−C12直鎖アルキル基、前記C−C12分岐アルキル基、前記C−C12直鎖アルケニル基、前記C−C12分岐アルケニル基、前記C−C12直鎖アルキニル基、もしくは前記C−C12分岐アルキニル基の少なくとも1つの-CH-が-O-、-CO-、-COO-、もしくは-OCO-で置換されており、かつ前記-O-、-CO-、-COO-、および-OCO-は互いに直接結合しない。
    は単結合、-CHO-、-OCH-、-CHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH-、-C(CH-、-C(CF-、-SiH-、-Si(CH-、または-Si(CF-を表す。
    およびRの各々は独立に、C−C70直鎖アルキル基またはC−C70分岐アルキル基を表し、前記C−C70直鎖アルキル基もしくは前記C−C70分岐アルキル基は非置換である、または前記C−C70直鎖アルキル基もしくは前記C−C70分岐アルキル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子で置換されている、および/または前記C−C70直鎖アルキル基もしくは前記C−C70分岐アルキル基の少なくとも1つの-CH-が-Si-、-O-、-CO-、-COO-、もしくは-OCO-で置換されており、かつ前記-Si-、-O-、-CO-、-COO-、および-OCO-は互いに直接結合しない。
    およびnの各々は独立に0から3の整数を表し,nが2より大きいとき、BおよびMを含む2つの基は互いに同じであるか、または互いに異なり、かつnが2より大きいとき、BおよびZ11を含む2つの基は互いに同じであるか、または互いに異なる。
  14. 前記液晶組成物の総重量100wt%をベースとして、前記第3の成分が0.01〜50wt%である、請求項13に記載の液晶組成物。
  15. 第1の基板と、
    前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、
    前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置され、請求項1に記載のシリコン含有化合物を含む液晶層と、
    を含む液晶ディスプレイデバイス。
JP2019087391A 2018-05-07 2019-05-07 シリコン含有化合物、これを用いる液晶組成物および液晶ディスプレイ Active JP6926144B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107115434 2018-05-07
TW107115434A TWI679207B (zh) 2018-05-07 2018-05-07 含矽化合物、使用此含矽化合物的液晶組成物及液晶顯示裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020002121A true JP2020002121A (ja) 2020-01-09
JP6926144B2 JP6926144B2 (ja) 2021-08-25

Family

ID=68384752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019087391A Active JP6926144B2 (ja) 2018-05-07 2019-05-07 シリコン含有化合物、これを用いる液晶組成物および液晶ディスプレイ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190338190A1 (ja)
JP (1) JP6926144B2 (ja)
CN (1) CN110452709B (ja)
TW (1) TWI679207B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI719394B (zh) * 2019-01-25 2021-02-21 達興材料股份有限公司 添加劑及其應用

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2584751A (en) * 1951-01-08 1952-02-05 Dow Corning Silylphenoxyalcohols
US2687424A (en) * 1953-03-31 1954-08-24 Dow Corning Organosilicon nitriles and their derivatives
JPS5215829A (en) * 1975-04-21 1977-02-05 Cortial Medicine containing organosilicon compound as active agent
FR2389633A1 (en) * 1977-05-03 1978-12-01 Parcor Tri:methyl silyl phenoxy propanolamine(s) - having beta adrenergic blocking, hypocholesterolaemic, normolipaemic and antibacterial activity
JPS57205736A (en) * 1981-04-22 1982-12-16 Western Electric Co Solid state device produced by plasm development of resist
JPS60123491A (ja) * 1983-12-08 1985-07-02 Sumitomo Chem Co Ltd 有機ケイ素化合物、その製造法およびその化合物を有効成分とする殺虫剤
JPS61229883A (ja) * 1985-04-04 1986-10-14 Sumitomo Chem Co Ltd 有機ケイ素化合物、その製造法およびその化合物を有効成分とする殺虫剤
JPS61263988A (ja) * 1985-05-16 1986-11-21 Shionogi & Co Ltd シリル置換エ−テル類および殺虫・殺ダニ剤
JPS6263541A (ja) * 1984-12-18 1987-03-20 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd アクリル酸またはメタクリル酸エステルの製造方法
US4709068A (en) * 1986-06-02 1987-11-24 Fmc Corporation Substituted phenyltrialkylsilane insecticides
US4883789A (en) * 1986-06-02 1989-11-28 Fmc Corporation Substituted phenyltrialkylsilane insecticides
JPH02151873A (ja) * 1988-12-05 1990-06-11 Canon Inc 静電荷像現像用磁性トナー
WO1998005671A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-12 Oxford Asymmetry International Plc. Organosilicon compounds and their use in combinatorial chemistry
JPH1055066A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Fuji Photo Film Co Ltd ネガ型画像記録材料
JP2007262025A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Yuki Gosei Kogyo Co Ltd ジアルキルシラノール化合物およびその製造方法
KR20080069464A (ko) * 2007-01-23 2008-07-28 주식회사 엘지화학 새로운 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 이액정 조성물을 사용한 광학 필름
JP2008214314A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Central R&D Labs Inc 有機シラン化合物及びそれを用いて得られる有機シリカ
JP2009040763A (ja) * 2007-07-13 2009-02-26 Taiho Yakuhin Kogyo Kk シラノール化合物の製造方法
JP2011085954A (ja) * 2010-12-27 2011-04-28 Fujifilm Corp ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2011118401A (ja) * 2010-12-27 2011-06-16 Fujifilm Corp ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665259A (ja) * 1992-08-12 1994-03-08 Dainippon Ink & Chem Inc 含ケイ素光学活性テトラヒドロフラン誘導体、それを含有する液晶組成物及び液晶表示素子
JP4415456B2 (ja) * 2000-05-30 2010-02-17 チッソ株式会社 シリコン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子
US7700000B2 (en) * 2005-11-23 2010-04-20 Lg Chem, Ltd. Silicon derivative, liquid crystal composition comprising the same and compensation film using the same liquid crystal composition
KR100951311B1 (ko) * 2007-01-22 2010-04-05 주식회사 엘지화학 이축성 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 이액정 조성물을 사용한 광학 필름
KR101098648B1 (ko) * 2007-01-23 2011-12-23 주식회사 엘지화학 새로운 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 이액정 조성물을 사용한 광학 필름
WO2009154432A2 (ko) * 2008-06-20 2009-12-23 주식회사 엘지화학 신규의 겔화제, 이를 포함하는 겔액정, 및 상기 겔액정을 함유하는 액정 소자
EP2985334B1 (en) * 2014-08-15 2018-06-20 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium
EP3656757A1 (en) * 2015-01-14 2020-05-27 JNC Corporation Compound having polymerizable group, liquid crystal composition and liquid crystal display element
TWI612129B (zh) * 2016-07-01 2018-01-21 友達光電股份有限公司 液晶配向化合物、液晶面板以及製造液晶面板的方法
TWI640609B (zh) * 2018-05-07 2018-11-11 達興材料股份有限公司 Liquid crystal composition and liquid crystal display device

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2584751A (en) * 1951-01-08 1952-02-05 Dow Corning Silylphenoxyalcohols
US2687424A (en) * 1953-03-31 1954-08-24 Dow Corning Organosilicon nitriles and their derivatives
JPS5215829A (en) * 1975-04-21 1977-02-05 Cortial Medicine containing organosilicon compound as active agent
FR2389633A1 (en) * 1977-05-03 1978-12-01 Parcor Tri:methyl silyl phenoxy propanolamine(s) - having beta adrenergic blocking, hypocholesterolaemic, normolipaemic and antibacterial activity
JPS57205736A (en) * 1981-04-22 1982-12-16 Western Electric Co Solid state device produced by plasm development of resist
JPS60123491A (ja) * 1983-12-08 1985-07-02 Sumitomo Chem Co Ltd 有機ケイ素化合物、その製造法およびその化合物を有効成分とする殺虫剤
JPS6263541A (ja) * 1984-12-18 1987-03-20 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd アクリル酸またはメタクリル酸エステルの製造方法
JPS61229883A (ja) * 1985-04-04 1986-10-14 Sumitomo Chem Co Ltd 有機ケイ素化合物、その製造法およびその化合物を有効成分とする殺虫剤
JPS61263988A (ja) * 1985-05-16 1986-11-21 Shionogi & Co Ltd シリル置換エ−テル類および殺虫・殺ダニ剤
US4883789A (en) * 1986-06-02 1989-11-28 Fmc Corporation Substituted phenyltrialkylsilane insecticides
US4709068A (en) * 1986-06-02 1987-11-24 Fmc Corporation Substituted phenyltrialkylsilane insecticides
JPH02151873A (ja) * 1988-12-05 1990-06-11 Canon Inc 静電荷像現像用磁性トナー
WO1998005671A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-12 Oxford Asymmetry International Plc. Organosilicon compounds and their use in combinatorial chemistry
JPH1055066A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Fuji Photo Film Co Ltd ネガ型画像記録材料
JP2007262025A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Yuki Gosei Kogyo Co Ltd ジアルキルシラノール化合物およびその製造方法
KR20080069464A (ko) * 2007-01-23 2008-07-28 주식회사 엘지화학 새로운 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 이액정 조성물을 사용한 광학 필름
JP2008214314A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Central R&D Labs Inc 有機シラン化合物及びそれを用いて得られる有機シリカ
JP2009040763A (ja) * 2007-07-13 2009-02-26 Taiho Yakuhin Kogyo Kk シラノール化合物の製造方法
JP2011085954A (ja) * 2010-12-27 2011-04-28 Fujifilm Corp ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2011118401A (ja) * 2010-12-27 2011-06-16 Fujifilm Corp ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANGEWANDTE CHEMIE, INTERNATIONAL EDITION, vol. 52, no. 48, JPN6020023581, 2013, pages 12719 - 12722, ISSN: 0004474474 *
DATABASE REGISTRY, JPN7020001883, 1995, ISSN: 0004474471 *
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, vol. 114, no. 19, JPN6020023580, 2010, pages 6047 - 6054, ISSN: 0004474473 *
TETRAHEDRON LETTERS, vol. 32, no. 31, JPN6020023579, 1991, pages 3787 - 3790, ISSN: 0004474472 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110452709A (zh) 2019-11-15
TWI679207B (zh) 2019-12-11
TW201946927A (zh) 2019-12-16
JP6926144B2 (ja) 2021-08-25
US20190338190A1 (en) 2019-11-07
CN110452709B (zh) 2021-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2330173B1 (en) A radial type liquid crystal compound, and an optical film and liquid crystal display (lcd) device containing compound
JP5241505B2 (ja) シリコン誘導体、これを含む液晶組成物及びこの液晶組成物を用いた補償フィルム
JP5047808B2 (ja) 新規なシリコン含有化合物を含む液晶組成物及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置
JP4691893B2 (ja) トリフルオロナフタレン誘導体を含有する液晶組成物と表示素子及び化合物。
JP6926144B2 (ja) シリコン含有化合物、これを用いる液晶組成物および液晶ディスプレイ
TWI613277B (zh) 液晶化合物、液晶組成物及使用此液晶化合物的液晶顯示裝置
TWI385240B (zh) 液晶化合物及包括此化合物之液晶組合物
JP6971338B2 (ja) 添加剤およびその応用
JP5043678B2 (ja) 新規なシリコン含有化合物を含む液晶組成物及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置
US8263799B2 (en) Chiral binaphthyl compounds
JP6971337B2 (ja) 添加剤およびその応用
KR20160136118A (ko) 액정 화합물 및 이를 포함하는 액정 조성물
JP2005162755A (ja) 高い光学異方性を有する液晶化合物及びこれを含んだ液晶組成物
JP2788037B2 (ja) 液晶デバイス
TW201416420A (zh) 負介電異方性液晶化合物、液晶顯示器、與光電裝置
CN113527242B (zh) 液晶化合物及其液晶组合物和液晶显示器件
US8557141B2 (en) Gelling agent, a liquid crystal gel comprising the same, and a liquid crystal device comprising the liquid crystal gel
TWI640501B (zh) 液晶化合物、液晶組成物以及液晶顯示元件
CN116987509A (zh) 液晶化合物、组合物及其应用
CN115074138A (zh) 液晶组合物及液晶显示设备
CN113354537A (zh) 可聚合化合物、液晶组成物和液晶显示装置
JP2000226343A (ja) 非極性化合物、及びこれを含むネマチック液晶組成物、ならびにこれらを用いた液晶表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190507

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210623

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6926144

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150