JP2020041131A - 液晶媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】RMの迅速かつ完全な重合および迅速かつ強力なプレチルト生成を可能にしながら、低減された粘度及び高いVHRを示すPSAディスプレイ用のLC混合物及びLC媒体の提供。【解決手段】1種類以上の重合性化合物を含み、及び1種類以上のメソゲン又は液晶化合物から成る液晶成分Bを含む液晶(LC)媒体。ただし、成分Bは、1種類以上の下記式B1で表される化合物等からなる。【選択図】なし

Description

本発明は、重合性化合物を含む液晶(LC:liquid crystal)媒体、その調製方法、光学的、電気光学的、および電気的目的のための、特にポリマー維持配向(PSA)タイプのLCディスプレイにおけるその使用、ならびに、それを含むLCディスプレイ、特にPSAディスプレイに関する。
一方で幅広い関心とともに商業用途が見出されている液晶ディスプレイモードは、いわゆるPS(「polymer sustained:ポリマー維持」)またはPSA(「polymer sustained alignment:ポリマー維持配向」)モードであり、これらについては、時として用語「ポリマー安定化(polymer stabilised)」も使用される。PSAディスプレイでは、LC混合物(以下、「ホスト混合物」とも呼ぶ)および少量、典型的には1重量%未満、例えば0.2〜0.4重量%の1種類以上の重合性化合物、好ましくは重合性モノマー化合物を含有するLC媒体が使用される。ディスプレイにLC媒体を充填後、通常UV光重合によって、任意でディスプレイの電極に電圧を印加しながら、重合性化合物をin situで重合または架橋させる。重合は、LC媒体が液晶相を示す温度、通常室温において行われる。反応性メソゲンまたは「RM:reactive mesogen」としても知られる重合性メソゲンまたは液晶化合物をLC混合物に添加することが特に適切であることが証明されてきた。
一方、PS(A)モードは、様々な従来のLCディスプレイタイプで使用されている。したがって、たとえばPS−VA(「vertically aligned:垂直配向)、PS−OCB(「optically compensated bend:光学補償ベンド」)、PS−IPS(「in−plane switching:インプレーンスイッチング」)、PS−FFS(「fringe−field switching:フリンジフィールドスイッチング」)、PS−UB−FFS(「ultra brightness FFS:超輝度FFS」)、PS−TN(「twisted nematic:ツイストネマチック」)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は電圧を印加して、そしてPS−IPSディスプレイの場合は、電圧を印加してまたは印加しないで、好ましくは印加しないで行われる。その結果、LC分子のプレチルト角がディスプレイセル内に生成する。PS−OCBディスプレイの場合、例えば、オフセット電圧が不要となるかまたは低減できるように、ベンド構造を安定化することが可能である。PS−VAディスプレイの場合、プレチルトは応答時間にプラスの効果をもたらす。PS−VAディスプレイについては、標準的なMVA(「multidomain VA:マルチドメインVA」)またはPVA(「patterned VA:パターン化VA」)ピクセルおよび電極のレイアウトを用いることができる。また突起のない1つの構造化電極のみを使用することも可能であり、これにより製造が著しく単純化され、コントラストおよび透過性が改善される。
更に、所謂、正−VAモード(「positive VA」)が特に適切であることが証明されてきた。従来のVAおよびPS−VAディスプレイと同様に、電圧が印加されていない初期状態において、正−VAディスプレイ中のLC分子の初期配向はホメオトロピックであり、即ち、基板に対して実質的に垂直である。しかしながら、従来のVAおよびPS−VAディスプレイとは対称的に、正−VAディスプレイにおいては、正の誘電異方性を有するLC媒体が使用される。IPSおよびPS−IPSディスプレイと同様に、正−VAディスプレイにおける2つの電極は2枚の基板の一方のみに配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の(インターデジタル)構造を示す。インターデジタル電極に電圧を印加すると、電極はLC媒体の層に実質的に平行な電界を生成し、LC分子は基板に実質的に平行な配向にスイッチされる。また、正−VAディスプレイでは、LC媒体にRMを加え、次いでディスプレイ内で重合するポリマー安定化が有利であることが証明されてきた。これによって、スイッチ時間の著しい短縮を実現できる。
PS−VAディスプレイは、例えば、欧州特許出願公開第1170626号明細書(特許文献1)、米国特許第6861107号明細書(特許文献2)、米国特許第7169449号明細書(特許文献3)、米国特許出願公開第2004/0191428号明細書(特許文献4)、米国特許出願公開第2006/0066793号明細書(特許文献5)および米国特許出願公開第2006/0103804号明細書(特許文献6)に記載されている。PS−OCBディスプレイは、例えば、T.−J−Chenら、Jpn.J.Appl.Phys.45巻、2006年、2702〜2704頁(非特許文献1)およびS.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7642〜7647頁(非特許文献2)に記載されている。PS−IPSディスプレイは、例えば、米国特許第6177972号明細書(特許文献7)およびAppl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)、3264頁(非特許文献3)に記載されている。PS−TNディスプレイは、例えば、Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁(非特許文献4)に記載されている。
PSAディスプレイは、アクティブマトリクスディスプレイおよびパッシブマトリクスディのいずれとしても作動することができる。アクティブマトリクスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、例えばトランジスタ(薄層トランジスタあるいは“TFT(thin−film transistor)”など)のような集積非線形素子によってアドレスされ、一方、パッシブマトリクスディスプレイでは個々のピクセルは通常、従来技術から既知のマルチプレックス法によってアドレスされる。
また、PSAディスプレイは、ディスプレイセルを形成する基板の一方または両方に配向層を含んでもよい。電極が存在する場合、配向層はLC媒体と接触してLC分子の初期配向を誘発するように、通常電極上に塗工される。配向層は、例えばポリイミドを含むかポリイミドから構成されてよく、該ポリイミドはまた、ラビングされていてもよく、光配向法で調製されてもよい。
特に、モニターおよび特にはテレビ用途向けには、LCディスプレイの応答時間のみならずコントラストおよび輝度(よって、透過性)も最適化することが引き続き要求されている。ここで、PSA法は重要な利点を提供できる。特に、PS−VA、PS−IPS、PS−FFSおよびPS−正−VAディスプレイの場合、他のパラメータに著しい悪影響を及ぼすことなく、試験用セルにおける測定可能なプレチルトと相関して、応答時間の短縮を達成できる。
PSAディスプレイにおいて使用するためのRMとして、任意にフッ素化されていてもよいビフェニルジアクリレートまたはビフェニルジメタクリレートが先行技術において示唆されている。
しかしながら、例えば、不充分なチルトしか確立されないかチルトが全く確立されないため、あるいは、例えば、電圧保持率(VHR:voltage holding ratio)がTFTディスプレイ用途に不適切であるために、LC混合物とRMの組み合わせの全てがPSAディスプレイにおける使用に適しているわけではないという問題が生じる。加えて、先行技術から既知のLC混合物およびRMは、PSAディスプレイにおいて使用する際に、幾つかの不都合を依然として有することが見出されてきた。よって、LC混合物に可溶性の全ての既知のRMが、PSAディスプレイにおける使用に適しているわけではない。加えて、PSAディスプレイにおけるプレチルトの直接測定の他に、RMの適切な選択基準を見出すことはしばしば困難である。光開始剤を添加しないUV光重合が望まれる場合、このことは特定の用途には好都合であるが、適切なRMの選択の余地は更に狭くなる。
さらに、LCホスト混合物/RMの選択された組み合わせは、低い回転粘度および良好な電気的性質、特に高いVHRを有するべきである。PSAディスプレイでは、UV光による照射後の高いVHRが特に重要であるが、これは、UVばく露が完成したディスプレイの動作中に通常の露光として起こるためだけでなく、ディスプレイ製造プロセスに必要な工程であるためである。
特には、特に小さいプレチルト角を生成するPSAディスプレイ用の入手可能な改良された材料を有することが望ましい。好ましい材料は、先行技術の材料と比較すると、同じ露光時間後により小さいプレチルト角を生成することができ、かつ/またはより短い露光時間後に少なくとも同じプレチルト角を生成することができるものである。これにより、ディスプレイ製造時間(「タクトタイム」)および製造コストを削減することが可能になるであろう。
PSAディスプレイの製造における更なる問題は、特に、ディスプレイ内にプレチルト角を生成するために必要な重合工程後に残存する未重合のRMの存在または除去である。未反応のRMは、例えば、ディスプレイの動作中に制御されていない態様で重合することにより、ディスプレイの特性に悪影響を及ぼすことがある。
よって、先行技術より既知のPSAディスプレイは、しばしば、望ましくない効果である所謂「画像の固着」または「画像の焦付き」を示し、即ち、個々のピクセルの一時的なアドレッシングによってLCディスプレイ内に生成された画像が、これらのピクセル内の電界のスイッチが切られた後、または、他のピクセルがアドレスされた後でも、依然として見えたまま残る。
画像の固着は、低いVHRを有するLCホスト混合物を使用したときに発生し得る。昼光またはディスプレイのバックライトのUV成分が混合物中のLC分子の望ましくない分解反応を引き起こすことがあり、よって、イオン性またはフリーラジカル不純物の生成を開始することがある。これらは、特に、電極または配向層に蓄積されることがあり、そこで有効印加電圧を低下させる。また、この作用は、ポリマー成分を有さない従来のLCディスプレイにおいても観察されることがある。
加えて、PSAディスプレイでは、未重合のRMの存在によって起こる追加の「画像の固着」の作用がしばしば観察される。ここでは、環境またはバックライトからのUV光により残存RMの制御されていない重合が開始される。このため、スイッチが入っているディスプレイ領域では多数のアドレスサイクル後にチルト角が変化する。その結果、スイッチが入っている領域において透過率の変化が起こることがあり、一方、スイッチが入っていない領域では、透過率は不変のままである。
したがって、PSAディスプレイの製造中にRMの重合が可能な限り完全に進行し、ディスプレイ中の未重合のRMの存在を排除または最小限に低減できることが望ましい。従って、RMの迅速かつ完全な重合を可能にするかまたは支持するRMおよびLCホスト混合物が必要とされる。さらに、残存RM量の反応が制御されることが望ましい。これは、先行技術のRMよりも速くそしてより効率的に重合する改善されたRMを提供することによって達成することができる。
PSAディスプレイの動作において観察されてきた更なる問題は、プレチルト角の安定性である。よって、RMの重合によりディスプレイを製造する際に生成したプレチルト角が一定のままではなく、ディスプレイが動作する際の電圧ストレスをディスプレイに与えた後にプレチルト角が低下することがあることが観察された。このため、例えば、暗状態での透過が増加し、従ってコントラストが低下することで、ディスプレイの性能に悪影響を与える可能性がある。
解決されるべき他の問題は、先行技術のRMが、しばしば高い融点を有し、一般的に使用されている多くのLC混合物において限られた溶解性を示すのみであることである。その結果、RMは、LC混合物から自発的に結晶化して析出する傾向にある。加えて、自発的に重合する危険性があるため、RMをより良く溶解するためにLCホスト混合物を加温することができなくなり、室温においてさえ高い溶解性が必要となる。加えて、例えばLCディスプレイ中にLC媒体を導入する際の相分離の危険性もあり(クロマトグラフィー効果)、これによりディスプレイの均一性が著しく損なわれることがある。自発的な重合の危険性を低減するために(上記参照)、通常、LC媒体を低温で導入するという事実のため、この相分離の危険性は更に増大し、このことは溶解性に対して悪影響となる。
先行技術で観察された他の問題は、LCディスプレイ(PSAタイプのディスプレイが挙げられるが、これらに限定されない。)内で従来のLC媒体を使用すると、特に、液晶滴下(ODF:one drop filling)工法を使用してディスプレイ・セルにLC媒体を充填する場合、しばしば、ディスプレイ内にムラの発生がもたらされることである。この現象は、「ODFムラ」としても知られている。よって、ODFムラの低減につながるLC媒体を提供することが望まれる。
先行技術で見られる他の問題は、PSAディスプレイ(PSAタイプのディスプレイが挙げられるが、これに限定されない。)において使用するためのLC媒体は、しばしば、高い粘度を示し、結果として、高いスイッチ時間を示すことである。LC媒体の粘度およびスイッチ時間を低下させるために、アルケニル基を有するLC化合物を添加することが先行技術で示唆されてきた。しかしながら、アルケニル化合物を含有するLC媒体は、しばしば信頼性および安定性の低下を示し、特にUV放射にばく露した後にVHRが低下することが観察された。特にPSAディスプレイで使用するには、PSAディスプレイにおけるRMの光重合が通常UV放射へのばく露により行われるため、LC媒体においてVHRの低下を起こし得るため、多大な不利益である。
また、特に、8Kおよび4KのTVセットのような高解像度デバイスにおける使用のために、速い応答時間および低い回転粘度を有する利用可能なPSAディスプレイおよびLC媒体を有することも望ましい。
したがって、別の課題は、低い粘度、良好な信頼性および高いVHRを示し、同時に、RMの迅速かつ完全な重合および迅速かつ強いプレチルト生成を可能にするPSAディスプレイのためのLC混合物およびLC媒体を提供することである。
よって、上記の欠点を示さないか僅かな程度にのみ示し、改良された特性を有するPSAディスプレイと、その様なディスプレイにおいて使用するためのLC媒体および重合性化合物に対する強い要求が依然としてある。
特に、高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、低温においてすら短い応答時間、低い閾電圧、低いプレチルト角、複数の中間調(灰色遮光)、高いコントラストおよび広い視野角、UVばく露後のVHRの高い信頼性および高い値を可能とし、また、RMの場合、低い融点およびLCホスト混合物における高い溶解性を有するPSAディスプレイと、その様なPSAディスプレイにおいて使用するためのLC混合物およびRMに対する強い要求がある。携帯用途向けのPSAディスプレイにおいては、低い閾電圧および高い複屈折を示すLC媒体が入手可能となることが特に望まれている。
本発明は、上に示される不都合を有していないか、または、低減された程度にのみ有しており、PSAディスプレイにおいて使用するための新規で適切な材料、特にRM、LCホスト混合物、およびそれらを含むLC媒体を提供する目的に基づく。
特に本発明は、非常に高い比抵抗値、高いVHR値、高い信頼性、低い閾電圧、短い応答時間、高い複屈折を可能とし、特により長い波長において良好なUV吸収を示し、その中に含まれるRMの迅速かつ完全な重合を可能とし、可能な限り迅速に低いチルト角を生成させ、長時間の後および/またはUVばく露後においてもプレチルトの高い安定性を可能とし、ディスプレイにおける画像の固着の発生を低減または抑制し、またディスプレイにおけるODFムラの発生を低減または抑制する、PSAディスプレイにおいて使用するためのLC媒体を提供するという目的に基づく。
本発明の別の目的は、RMの迅速かつ完全な重合および迅速かつ強力なプレチルト生成を可能にしながら、低減された粘度および高いVHRを示すPSAディスプレイ用のLC混合物およびLC媒体を提供するという課題を解決することである。
上記の目的は、本発明に従って、本明細書に記載され特許請求されている材料および方法により達成される。
驚くべきことに、以下に開示および特許請求されるとおり、重合性成分と、式CLYの化合物および少量の式Bの化合物を含有するLCホスト混合物とを含むLC媒体を使用することによって、上記問題の少なくともいくつかを解決できることが見い出された。
したがって、以下に開示および特許請求されるLC媒体をPSAディスプレイにおいて使用する場合、高いVHR、高いUV吸収を依然として維持しながらLCホスト混合物の粘度を下げることが可能であり、これは、迅速かつ完全な重合および強いチルト角生成に必要である。
本発明によるLC媒体の使用は、迅速かつ完全なUV光重合反応を、とりわけ低いUVエネルギー、および/または300〜380nm、特に340nmを超える範囲のより長波長のUV波長での反応を促進し、このことは、ディスプレイ製造工程にとってかなりの利点である。それに加えて、本発明によるLC媒体の使用は、大きく安定なプレチルト角の迅速な生成を可能にし、ディスプレイにおける固着およびODFムラを低減し、UV光重合後の高いVHR値をもたらし、また速い応答時間、低い閾電圧、および高い複屈折の達成が可能となる。
欧州特許第3284803号A1明細書(特許文献8)は、式Bの化合物を含有するPSAディスプレイに使用するためのLC媒体を開示している。国際公開第2016/146245号A1(特許文献9)は、式Bの化合物を含有するVAディスプレイに使用するためのLC媒体を開示している。しかしながら、これらの文献は、以下に記載および特許請求されるLC媒体またはPSAディスプレイを開示していない。
欧州特許出願公開第1170626号明細書 米国特許第6861107号明細書 米国特許第7169449号明細書 米国特許出願公開第2004/0191428号明細書 米国特許出願公開第2006/0066793号明細書 米国特許出願公開第2006/0103804号明細書 米国特許第6177972号明細書 欧州特許第3284803号明細書 国際公開第2016/146245号
T.−J−Chenら、Jpn.J.Appl.Phys.45巻、2006年、2702〜2704頁 S.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7642〜7647頁 Appl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)、3264頁 Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁
本発明は、液晶(LC)媒体であって、
・1種類以上の重合性化合物を含み、好ましくは1種類以上の重合性化合物から成る重合性成分A)、および
・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含み、好ましくは1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物から成る液晶成分B)(以下では「LCホスト混合物」とも呼ぶ。)
を含み、
ただし、成分B)は、下記で定義されるとおりの1種類以上の式Bの化合物および1種類以上の式CLYの化合物を含み、
ただし、LC媒体の成分B)における式Bの化合物の割合は、5重量%以下である、液晶(LC)媒体に関する。
Figure 2020041131
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
、Rは、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、これらの基は全て任意でフッ素化されていてもよく、
、Lは、FまたはCl、好ましくはFを表す。
本発明によるLC媒体の液晶成分B)は、以下では「LCホスト混合物」とも称し、好ましくは、式BおよびCLYの化合物のような非重合性の低分子量化合物から選択されるLC化合物のみを含有し、かつ任意で、重合開始剤、抑制剤等のような添加剤を含む。
本発明は、更に、成分A)の重合性化合物が重合されている、上および下に記載されるとおりのLC媒体またはLCディスプレイに関する。
本発明は、更に、上および下に記載されるとおりのLC媒体を調製する方法であって、上および下に記載されるとおりの1種類以上の式Bの化合物および1種類以上の式CLYの化合物、またはLCホスト混合物もしくはLC成分B)を、1種類以上の重合性化合物と、また任意成分として更なるLC化合物および/または添加剤と混合する工程を含む方法に関する。
本発明は、更に、LCディスプレイ、特にPSAディスプレイにおけるLC媒体の使用に関する。
本発明は、更に、電界または磁界を好ましくは印加しながら、PSAディスプレイにおいて、式B)の重合性化合物(1種類または多種類)のin situ重合によって、LC媒体中にチルト角を生成するために、PSAディスプレイにおいて本発明によるLC媒体を使用すること、特に、LC媒体を含有するPSAディスプレイにおいて使用することに関する。
本発明は、更に、本発明による1種類以上の式Iの化合物またはLC媒体を含むLCディスプレイ、好ましくは、PSAディスプレイ、非常に好ましくは、PS−VA、PS−IPS、またはPS−UB−FFSディスプレイに関する。
本発明は、更に、上に記載されるとおりの1種類以上の式Iの化合物または重合性成分A)の重合により得ることができるポリマーを含むか、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、該LCディスプレイは、好ましくはPSAディスプレイ、非常に好ましくは、PS−VA、PS−IPS、またはPS−UB−FFSである。
本発明は、更に、2枚の基板(それらの少なくとも一方は光に対して透明である。)と、それぞれの基板上に提供された電極または基板の一方のみの上に提供された2つの電極と、上および下に記載されるとおりの1種類以上の重合性化合物およびLC成分を含み基板間に配置されたLC媒体の層(ただし、重合性化合物はディスプレイの基板間で重合されている。)とを含むPSAタイプのLCディスプレイに関する。
本発明は、更に、上および下に記載されるとおりのLCディスプレイを製造する方法であって、上および下に記載されるとおりの1種類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間に充填または他の方法で提供する工程と、重合性化合物を重合する工程とを含む方法に関する。
本発明によるPSAディスプレイは、好ましくは透明層の形態で基板の一方または両方に設けられた2つの電極を有する。幾つかのディスプレイ、例えば、PS−VAディスプレイにおいては、2枚の基板のそれぞれに1つの電極を設ける。他のディスプレイ、例えば、PS−IPSまたはPS−UB−FFSディスプレイにおいては、2枚の基板の一方のみに両方の電極を設ける。
好ましい実施形態において、重合性成分は、ディスプレイの電極に電圧を印加しながらLCディスプレイ内で重合される。
重合性成分の重合性化合物は、好ましくは光重合で重合され、非常に好ましくはUV光重合で重合される。
他に述べない限り、重合性化合物は、好ましくはアキラル化合物から選択される。
本明細書において使用する場合、用語「活性層」および「可スイッチ層」は、電界または磁界などの外部からの刺激で分子の配向が変化し、結果として偏光または非偏光に対する層の透過性が変化する、例えばLC分子のような構造的および光学的異方性を有する1種類以上の分子を含む電気光学的ディスプレイ、例えばLCディスプレイにおける層を意味する。
本明細書において使用する場合、用語「チルト」および「チルト角」は、LCディスプレイ(本明細書において、好ましくは、PSAディスプレイ)においてLC媒体のLC分子のセル表面に対してチルトした配向を意味すると解する。本明細書において、チルト角は、LC分子の分子長軸(LCダイレクタ)と、LCセルを形成する平坦で平行な外板の表面との間の平均角(90°未満)を意味する。本明細書においては、低い値のチルト角(即ち、角度90°から大きく外れている)は、大きいチルトに対応する。チルト角を測定する適切な方法を例に示す。他に示さない限り、上および下に開示されるチルト角の値は、この測定方法に関する。
本明細書で使用する場合、用語「反応性メソゲン」および「RM(reactive mesogen)」は、メソゲンまたは液晶骨格と、その骨格に連結された重合に適切な1個以上の官能基とを含有する化合物を意味すると解し、また、その官能基を「重合性基」または「P」とも呼ぶ。
他に述べない限り、本明細書において使用する場合、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解する。
本明細書において使用する場合、用語「低分子量化合物」は「ポリマー化合物」または「ポリマー」に対する用語で、モノマーであり、かつ/または重合反応で調製されたものではない化合物を意味すると解する。
本明細書において使用する場合、用語「非重合性化合物」は、RMの重合のために通常適用される条件下において重合に適する官能基を含有しない化合物を意味すると解する。
本明細書において使用する場合、用語「メソゲン基」は当業者に既知で文献に記載されており、その引力および斥力的相互作用の異方性によって、低分子量または高分子物質中で液晶(LC:liquid−crystalline)相の発生に本質的に寄与する基を意味する。メソゲン基を含有する化合物(メソゲン化合物)は、それ自身では必ずしもLC相を有する必要はない。また、他の化合物と混合後および/または重合後のみに、メソゲン化合物がLC相挙動を示すことも可能である。典型的なメソゲン基は、例えば、剛直な棒状または円盤状の形状のユニットである。メソゲンまたはLC化合物に関して使用される用語および定義の概説は、Pure Appl.Chem.2001年、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁において与えられている。
本明細書において使用する場合、用語「スペーサー基」は、以降では「Sp」とも呼ばれ、当業者に既知で文献に記載されており、例えば、Pure Appl.Chem.2001年、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁を参照。本明細書で使用する場合、用語「スペーサー基」または「スペーサー」は、重合性メソゲン化合物中でメソゲン基と重合性基(1個または複数)を連結している屈曲性の基、例えばアルキレン基を意味する。
上および下において、
Figure 2020041131
は、トランス−1,4−シクロヘキシレン環を表し、
Figure 2020041131
は、1,4−フェニレン環を表す。
上および下において、「有機基」は、炭素基または炭化水素基を表す。
「炭素基」は、少なくとも1個の炭素原子を含有する一価または多価の有機基を表し、ただし、これは、更なる種類の原子を含有しない(例えば、−C≡C−など)か、または、例えば、N、O、S、B、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの1種類以上の更なる原子を任意で含有していてもよい(例えば、カルボニルなど)かのいずれかである。用語「炭化水素基」は、1個以上のH原子を追加的に含有しており、かつ、例えば、N、O、S、B、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの1種類以上のヘテロ原子を任意で含有していてもよい炭素基を表す。
「ハロゲン」は、F、Cl、BrまたはIを表す。
−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、即ち、以下を表す。
Figure 2020041131
炭素基または炭化水素基は、飽和であっても不飽和基であってもよい。不飽和基は、例えば、アリール、アルケニルまたはアルキニル基である。3個より多いC原子を有する炭素基または炭化水素基は、直鎖状、分岐状および/または環状のいずれでもよく、また、スピロ連結または縮合環を含有していてもよい。
また、用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などは、多価の基、例えば、アルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなども包含する。
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個以上のヘテロ原子(好ましくは、N、O、S、Se、Te、SiおよびGeから選択される。)を含有する、上で定義されるとおりの「アリール」を表す。
好ましい炭素基および炭化水素基は、任意で置換されていてもよい1〜40個、好ましくは1〜20個、特に好ましくは1〜12個のC原子を有する直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシおよびアルコキシカルボニルオキシ、任意で置換されていてもよい5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアリールもしくはアリールオキシ、または任意で置換されていてもよい5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアルキルアリール、アリールアルキル、アルキルアリールオキシ、アリールアルキルオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシであり、ただし、1個以上のC原子はまた、好ましくはN、O、S、Se、Te、SiおよびGeから選択されるヘテロ原子で置き換えられてもよい。
更に好ましい炭素基および炭化水素基は、C〜C20アルキル、C〜C20アルケニル、C〜C20アルキニル、C〜C20アリル、C〜C20アルキルジエニル、C〜C20ポリエニル、C〜C20シクロアルキル、C〜C15シクロアルケニル、C〜C30アリール、C〜C30アルキルアリール、C〜C30アリールアルキル、C〜C30アルキルアリールオキシ、C〜C30アリールアルキルオキシ、C〜C30ヘテロアリール、C〜C30ヘテロアリールオキシである。
〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C12アルキニル、C〜C25アリールおよびC〜C25ヘテロアリールが特に好ましい。
更に好ましい炭素基および炭化水素基は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、該基は無置換であるか、F、Cl、Br、IまたはCNで単置換または多置換されており、ただし、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。
は、好ましくは、H、F、Cl、CN、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキル鎖(ただし加えて、1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、ただし、1個以上のH原子は、FまたはClにより置き換えられていてもよい。)を表すか、または、任意で置換されていてもよい6〜30個のC原子を有するアリールもしくはアリールオキシ基、または任意で置換されていてもよい2〜30個のC原子を有するヘテロアリールもしくはヘテロアリールオキシ基を表す。
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、ペルフルオロ−n−ブチル、2,2,2−トリフルオロエチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロヘキシルなどである。
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、シクロオクテニルなどである。
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、オクチニルなどである。
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、2−メチルブトキシ、n−ペントキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、n−ノノキシ、n−デコキシ、n−ウンデコキシ、n−ドデコキシなどである。
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、フェニルアミノなどである。
アリールおよびヘテロアリール基は単環でも多環でもよく、即ち、それらは1個の環を含有しても(例えば、フェニルなど)、または2個以上の環を含有してもよく、また、これらは縮合されていてもよく(例えば、ナフチルなど)または共有結合によって連結されていてもよく(例えば、ビフェニルなど)、あるいは縮合された環と連結された環の組み合わせを含有していてもよい。ヘテロアリール基は、好ましくは、O、N、SおよびSeから選択される1個以上のヘテロ原子を含有する。
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が特に好ましく、これらの基は任意で縮合された環を含有していてもよく、また任意で置換されていてもよい。更に、5員、6員または7員のアリールおよびヘテロアリール基が好ましく、ただし加えて、1個以上のCH基は、N、SまたはOにより、O原子および/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。
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などである。
好ましいヘテロアリール基は、例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソキサゾール、1,2−チアゾール、1,3−チアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−オキサジアゾール、1,2,5−オキサジアゾール、1,3,4−オキサジアゾール、1,2,3−チアジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、1,2,5−チアジアゾール、1,3,4−チアジアゾールなどの5員環;ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,3,5−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,3,5−テトラジンなどの6員環;またはインドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフタイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリダイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾキサゾール、ナフトキサゾール、アントロキサゾール、フェナントロキサゾール、イソキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−5,6−キノリン、ベンゾ−6,7−キノリン、ベンゾ−7,8−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ[2,3b]チオフェン、チエノ[3,2b]チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェンなどの縮合基;またはこれらの基の組み合わせである。
また、上および下で述べるアリールおよびヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキル、または更なるアリールもしくはヘテロアリール基で置換されていてもよい。
(非芳香族)脂環式およびヘテロ環式基は、飽和環、即ち、排他的に単結合のみを含有するものと、また、部分的に不飽和な環、即ち、多重結合も含有してもよいものとの両者を包含する。ヘテロ環式環は、好ましくはSi、O、N、SおよびSeから選択される1個以上のヘテロ原子を含有する。
(非芳香族)脂環式およびヘテロ環式基は、単環式、即ち、1個のみの環を含有(例えば、シクロヘキサンなど)していてもよく、または、多環式、即ち、複数の環を含有(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)していてもよい。飽和基が特に好ましい。更に、5〜25個の環原子を有する単環式、二環式または三環式基が好ましく、該基は、任意で縮合環を含有していてもよく、また任意で置換されていてもよい。更に、5員、6員、7員または8員の炭素環式基が好ましく、ただし加えて、1個以上のC原子はSiで置き換えられていてもよく、かつ/または、1個以上のCH基はNで置き換えられていてもよく、かつ/または、1個以上の隣接していないCH基は−O−および/または−S−で置き換えられていてもよい。
好ましい脂環式およびヘテロ環式基は、例えば、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジンなどの5員基、シクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、1,3−ジオキサン、1,3−ジチアン、ピペリジンなどの6員基、シクロヘプタンなどの7員基、および、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ[1.1.1]ペンタン−1,3−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、オクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイルなどの縮合基である。
好ましい置換基は、例えば、アルキルもしくはアルコキシなどの溶解促進基、フッ素、ニトロもしくはニトリルなどの電子吸引基、または、ポリマーにおいてガラス転移温度(Tg)を上昇させるための置換基、特に、例えば、t−ブチルもしくは置換されていてもよいアリール基などの嵩高い基である。
好ましい置換基は以降で「L」とも呼び、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、それぞれ1〜25個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ(ただし、1個以上のH原子は任意でFまたはClで置き換えられていてもよい。)、任意で置換されていてもよい1〜20個のSi原子を有するシリル、または任意で置換されていてもよい6〜25個、好ましくは6〜15個のC原子を有するアリールである。
式中、Rは、H、F、Cl、CN、または1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル鎖を表し、ただし、1個以上の隣接していないCH基は、任意で、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、O−および/またはS−原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし、1個以上のH原子は、任意で、それぞれF、Cl、P−またはP−Sp−により置き換えられていてもよい。
はハロゲンを表す。
「置換されたシリルまたはアリール」は、好ましくは、ハロゲン、−CN、R、−OR、−CO−R、−CO−O−R、−O−CO−Rまたは−O−CO−O−Rによる置換を意味し、ただし、RはHまたは1〜20個のC原子を有するアルキルを表す。
特に好ましい置換基Lは、例えば、F、Cl、CN、NO、CH、C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OC、更に、フェニルである。
Figure 2020041131
式中、Lは上に示した意味のうちの1つを有する。
重合性基Pは、例えば、フリーラジカルまたはイオン連鎖重合、重付加または重縮合などの重合反応、または、高分子類似反応、例えば、主鎖上への付加または縮合に適切な基である。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、例えば、オキセタンまたはエポキシド基などの開環重合に適切な基が特に好ましい。
好ましい基Pは、以下からなる群から選択される:CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 2020041131
CH=CW−(O)k3−、CW=CH−CO−(O)k3−、CW=CH−CO−NH−、CH=CW−CO−NH−、CH−CH=CH−O−、(CH=CH)CH−OCO−、(CH=CH−CHCH−OCO−、(CH=CH)CH−O−、(CH=CH−CHN−、(CH=CH−CHN−CO−、HO−CW−、HS−CW−、HWN−、HO−CW−NH−、CH=CW−CO−NH−、CH=CH−(COO)k1−Phe−(O)k2−、CH=CH−(CO)k1−Phe−(O)k2−、Phe−CH=CH−、HOOC−、OCN−およびWSi−、ただし式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、F、ClまたはCHを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、メチル、エチルまたはn−プロピルを表し、W、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、H、Cl、または1〜5個のC原子を有するアルキルを表し、Pheは、P−Sp−以外の1個以上の上で定義されるとおりの基Lで任意で置換されていてもよい1,4−フェニレンを表し、k、kおよびkは、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、kは、好ましくは、1を表し、kは1〜10の整数を表す。
非常に好ましい基Pは、以下からなる群から選択される:CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 2020041131
CH=CW−O−、CH=CW−、CW=CH−CO−(O)k3−、CW=CH−CO−NH−、CH=CW−CO−NH−、(CH=CH)CH−OCO−、(CH=CH−CHCH−OCO−、(CH=CH)CH−O−、(CH=CH−CHN−、(CH=CH−CHN−CO−、CH=CW−CO−NH−、CH=CH−(COO)k1−Phe−(O)k2−、CH=CH−(CO)k1−Phe−(O)k2−、Phe−CH=CH−およびWSi−、ただし式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、F、ClまたはCHを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、メチル、エチルまたはn−プロピルを表し、W、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、H、Cl、または1〜5個のC原子を有するアルキルを表し、Pheは1,4−フェニレンを表し、k、kおよびkは、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、kは、好ましくは、1を表し、kは1〜10の整数を表す。
非常に特に好ましい基Pは、CH=CW−CO−O−、特には、CH=CH−CO−O−、CH=C(CH)−CO−O−およびCH=CF−CO−O−、更には、CH=CH−O−、(CH=CH)CH−O−CO−、(CH=CH)CH−O−、
Figure 2020041131
から選択される。
さらに好ましい重合性基Pは、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンおよびエポキシドからなる群から選択され、最も好ましくはアクリレートおよびメタクリレートから選択される。
Spは、単結合とは異なる場合、好ましくは式Sp”−X”であり、その結果それぞれの基P−Sp−は式P−Sp”−X”−に一致し、式中、
Sp”は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキレンを表し、該基は、任意でF、Cl、Br、IまたはCNで単置換または多置換されていてもよく、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−O−、−S−、−NH−、−N(R)−、−Si(R00)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−N(R00)−CO−O−、−O−CO−N(R)−、−N(R)−CO−N(R00)−、−CH=CH−または−C≡C−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
X”は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−N(R)−、−N(R)−CO−、−N(R)−CO−N(R00)−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR−、−CY=CY−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−または単結合を表し、
およびR00は、それぞれ互いに独立に、H、または1〜20個のC原子を有するアルキルを表し、
およびYは、それぞれ互いに独立に、H、F、ClまたはCNを表す。
X”は好ましくは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−NR−CO−NR00−または単結合である。
典型的なスペーサー基Spおよび−Sp”−X”−は、例えば、−(CHp1−、−(CHCHO)q1−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CHCH−NH−CHCH−または−(SiR00−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、RおよびR00は上に示した意味を有する。
特に好ましい基Spおよび−Sp”−X”−は、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−O−であり、式中、p1およびq1は上に示した意味を有する。
特に好ましい基Sp”は、それぞれの場合で、直鎖状のエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン−N−メチルイミノエチレン、1−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
式Bの化合物は、好ましくは、式B1から選択される。
Figure 2020041131
式中、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表す。両方の基(O)が酸素原子を表し、アルキルがメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルまたはヘキシルであり、これらが好ましくは直鎖状である式B1の化合物が非常に好ましい。非常に好ましくは、一方のアルキルがエチルであり、他方がn−ペンチルである。
LC媒体の成分B)における式BまたはB1の化合物の割合はそれぞれ、0重量%を超え5重量%以下、好ましくは0.05〜5重量%、非常に好ましくは0.1〜4重量%、より好ましくは0.1重量%〜4重量%未満、最も好ましくは0.5〜3.5重量%である。
好ましくはLC媒体は、1、2または3種類の式BまたはB1の化合物を含む。
好ましくはLC媒体は、式B0の化合物を含有しない。
Figure 2020041131
式中、R、R、LおよびLは、上及び下において定義されるとおりである。
式CLYの好ましい化合物は、式中、LおよびLがFである化合物である。
さらに好ましい式CLYの化合物は、式中、Rが(O)C2v+1(式中、(O)はO原子または単結合であり、vは1、2、3、4、5または6である。)である化合物である。
式CLYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
式中、Rおよびvは、上で与えられる意味か、上および下で与えられるその好ましい意味の1つを有し、Rは、好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルである。
式CLY1の化合物、特に、式中、Rがn−プロピルであり、vが2である化合物が特に好ましい。
好ましくは、LC媒体の成分B)における式CLYの化合物の割合は、0重量%より多く10重量%以下、より好ましくは0.05〜5重量%、非常に好ましくは0.1〜3重量%、最も好ましくは0.1〜1.5重量%である。
好ましくは、LC媒体は、1〜5種類、好ましくは1または2種類の式CLYの化合物を含有する。
本発明によるLC媒体では、式BおよびCLYの化合物を含むLCホスト混合物を使用すると共に、好ましくは二反応性および/または三反応性のRMを含む重合性成分を使用することにより、PSAディスプレイにおいて有利な特性がもたらされる。特に、以下の利点のうちの1つ以上が達成され得る。
・より長波長においても良好なUV吸収性
・RMの迅速かつ完全な重合
・特に既に低いUVエネルギーおよび/またはより長波長のUV波長において、低いプレチルト角の迅速な生成
・高いUV吸収
・UV安定性の向上
・UVばく露後の高いプレチルト角安定性
・画像固着の低減
・ODFムラの低減
・UVばく露および/または熱処理後の高い信頼性および高いVHR値
・高い複屈折
・回転粘度の低減
・より速い応答時間
特に、少量の式Bの化合物と、好ましくは少量の式CLYの化合物との組み合わせは、UVばく露後の高いVHR値と低回転粘度とを有するLC媒体をもたらし、そのため高い信頼性および速い応答時間を有するPSAディスプレイが可能となる。
さらに、本発明による液晶媒体は、より長波長のUV波長で高い吸収を示し、そのためより長波長のUV波長を重合に使用できるようになり、このことは、ディスプレイ製造プロセスに有利である。
重合性化合物は、好ましくは式Iから選択される。
Figure 2020041131
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
およびRは、P、P−Sp−、H、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、SF、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、C(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R00)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CN、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよい。)を表し、ただし、Bおよび/またはBが飽和C原子を含む場合、Rおよび/またはRはまた、この飽和C原子にスピロ連結されている基を表してもよく、
ただし、基RおよびRのうちの少なくとも1個は、基PまたはP−Sp−を表すか含み、
Pは、重合性基を表し、
Spは、スペーサー基または単結合を表し、
およびBは、4〜25個の環原子を有する芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環基を表し、ただし該基はまた縮合環を含有していてもよく、また該基は非置換であるか、またはLで単置換もしくは多置換されており、
は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH≡CF−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、CR00または単結合であり、
およびR00は、それぞれ互いに独立に、H、または1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
mは、0、1、2、3または4を表し、
n1は、1、2、3または4を表し、
Lは、P、P−Sp−、OH、CHOH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、任意で置換されていてもよいシリル、任意で置換されていてもよい6〜20個のC原子を有するアリール、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシを表し、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよく、
PおよびSpは、上に示される意味を有し、
は、ハロゲンを表し、
は、P、P−Sp−、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよい。)、任意で置換されていてもよい6〜40個のC原子を有するアリールもしくはアリールオキシ基、または任意で置換されていてもよい2〜40個のC原子を有するヘテロアリールもしくはヘテロアリールオキシ基を表す。
特に好ましい式Iの化合物は、式中、BおよびBが、それぞれ互いに独立に、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、9,10−ジヒドロ−フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,7−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、クマリン、フラボン(ただし加えて、これらの基における1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(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはSで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−ジイルまたはオクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイルを表し、ただし、これらの全ての基は、非置換であっても、上に定義されるとおりのLで単置換または多置換されていてもよい化合物である。
特に好ましい式Iの化合物は、式中、BおよびBが、それぞれ互いに独立して、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイルを表す化合物である。
非常に好ましい式Iの化合物は、以下の式から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
、P、Pは、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンまたはエポキシ基を表し、
Sp、Sp、Spは、単結合またはスペーサー基を表し、ただし加えて、存在する基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−のうちの少なくとも1個がRaaとは異なることを条件として、基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−のうちの1個以上がRaaを表してもよく、
aaは、H、F、Cl、CN、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれ互いに独立に、C(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、CNまたはP−Sp−で置き換えられていてもよい。)、特に好ましくは、直鎖状または分岐状の任意で一フッ素化または多フッ素化されていてもよい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(ただし、アルケニルおよびアルキニル基は少なくとも2個のC原子を有し、分岐状の基は少なくとも3個のC原子を有する。)を表し、
、R00は、H、または1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
およびRは、H、F、CHまたはCFを表し、
、X、Xは、−CO−O−、−O−CO−または単結合を表し、
は、−O−、−CO−、−C(R)−または−CFCF−を表し、
、Zは、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−(式中、nは、2、3または4である。)を表し、
Lは、F、Cl、CN、または直鎖状もしくは分岐状の任意で一フッ素化もしくは多フッ素化されていてもよい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もしくはアルコキシカルボニルオキシを表し、
L’、L”は、H、FまたはClを表し、
rは、0、1、2、3または4を表し、
sは、0、1、2または3を表し、
tは、0、1または2を表し、
xは、0または1を表す。
式M2およびM13の化合物、特に、ちょうど2個の重合性基PおよびPを含有する二反応性化合物が非常に好ましい。
化合物M15〜M31、特に、M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30およびM31、特に、ちょうど3個の重合性基P、Pおよび/またはPを含有する三反応性化合物がさらに好ましい。
式M1〜M31の化合物において、基:
Figure 2020041131
式中、Lは、それぞれの出現において同一にまたは異なって、上または下で与えられる意味のうちの1つを有し、好ましくは、F、Cl、CN、NO、CH、C、C(CH、CH(CH、CHCH(CH)C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCまたはP−Sp−、特に好ましくはF、Cl、CN、CH、C、OCH、COCH、OCFまたはP−Sp−、より好ましくはF、Cl、CH、OCH、COCHまたはOCF、特にFまたはCHである。
式M1〜M30の好ましい化合物は、式中、P、PおよびPが、アクリレート、メタクリレート、オキセタン、またはエポキシ基、非常に好ましくは、アクリレートまたはメタクリレート基を表す化合物である。
式M1〜M31のさらに好ましい化合物は、式中、Sp、SpおよびSpが単結合である化合物である。
式M1〜M31のさらに好ましい化合物は、式中、Sp、SpおよびSpのうちの1個が単結合であり、Sp、SpおよびSpのうちの別の1個が単結合とは異なる化合物である。
式M1〜M31のさらに好ましい化合物は、式中、単結合とは異なるこれらの基Sp、SpおよびSpが−(CHs1−X”−(式中、s1は1〜6の整数、好ましくは2、3、4または5であり、X”はベンゼン環への連結であり、かつ−O−、−O−CO−、−CO−O、−O−CO−O−または単結合である。)を表す化合物である。
1種類、2種類または3種類の式Iの重合性化合物を含むLC媒体が特に好ましい。
好ましくは、LC媒体における式Iの化合物の割合は0.01〜5%、非常に好ましくは0.05〜1%、最も好ましくは0.1〜0.5%である。
式M1〜M31の重合性化合物と式BおよびCLYの化合物の組み合わせは、迅速かつ完全な重合、UVばく露後に安定な低いプレチルト角の迅速な生成、同時にUVばく露の高い信頼性および高いVHR値を、高い複屈折と共に達成することができるという、LC媒体の有利な挙動をもたらすことが認められた。さらに、LC媒体は、より長波長のUV波長で高い吸収を示すので、そのような長波長のUV波長を重合に使用することが可能となり、このことはディスプレイ製造プロセスに有利である。
PSAディスプレイの製造のために、LC媒体に含有される重合性化合物は、任意に電極に電圧を印加しながら、LCディスプレイの基板間でLC媒体中でのin situ重合により、重合または(1つの化合物が2個以上の重合性基を含有する場合)架橋される。
本発明によるPSAディスプレイの構造は、冒頭で引用した先行技術に記載されるとおりのPSAディスプレイの通常の構成に対応している。突起のない構成が好ましく、特に、さらに、カラーフィルター側の電極が構造化されておらず、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ディスプレイ用に特に適切で好ましい電極構造は、例えば、米国特許出願公開第2006/066793号明細書に記載されている。
本発明の好ましいPSAタイプLCディスプレイは、
・ピクセル領域を画定するピクセル電極であって、各ピクセル領域に配置されたスイッチ素子に連結されており、かつ任意でマイクロスリットパターンが施されていてもよいピクセル電極と、ピクセル電極上に配置された任意の第1配向層とを含む第1基板と;
・第1基板に面している第2基板の全体上に配置されていてもよい通常の電極層と、任意の第2配向層とを含む第2基板;
・第1基板と第2基板の間に配置され、かつ上および下に記載されるとおりの重合性成分Aおよび液晶成分B(ただし、重合性成分Aは重合されていてもよい。)を含むLC媒体を含むLC層
を含む。
第1および/または第2配向層は、LC層のLC分子の配向方向を制御する。例えば、PS−VAディスプレイにおいては、配向層がLC分子をホメオトロピック(または垂直)配向(即ち、表面に垂直)またはチルト配向とするように配向層が選択される。そのような配向層は、例えば、ポリイミドを含み、該ポリイミドはラビングされていてもよく、また光配向法で調製してもよい。
LC媒体を有するLC層は、ディスプレイ製造業者により通常使用されている方法、例えば、いわゆる液晶滴下(ODF:one drop filling)工法でディスプレイの基板間に配置できる。次いで、LC媒体の重合性成分を、例えばUV光重合で重合する。重合は、1つの工程または2つ以上の工程で行うことができる。
PSAディスプレイは、カラーフィルター、ブラックマトリクス、パッシベーション層、光学レタデーション層、個々のピクセルをアドレスするためのトランジスタ素子などの更なる構成要素を含んでよく、これらは全て当業者に既知で、特許性のある技量を発揮することなく用いることができる。
電極構造は、個々のディスプレイのタイプに応じて当業者が設計できる。例えば、PS−VAディスプレイ用には、2個、4個またはそれ以上の異なるチルト配向方向を生成するために、スリットおよび/または隆起もしくは突起を有する電極を提供することで、LC分子のマルチドメイン配向性を誘発できる。
重合性化合物は重合すると架橋ポリマーを形成し、LC媒体中にLC分子の一定のプレチルトが生じる。特定の理論に縛られることを望むものではないが、重合性化合物により形成される架橋ポリマーの少なくとも一部分が、LC媒体から相分離または沈殿し、基板もしくは電極またはそれらの上に提供された配向層上でポリマーの層を形成すると考えられる。顕微鏡測定データ(SEMおよびAFMなど)で、形成されたポリマーの少なくとも一部がLC/基板の界面に蓄積していることを確認した。
重合は単一の工程で行うことができる。また、最初に、プレチルト角を生成するために第1工程において任意に電圧を印加しながら重合を行い、続いて、第2重合工程において電圧を印加せずに、第1工程において反応しなかった化合物を重合または架橋する(「最終硬化」)ことも可能である。
適切で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、特にはUV誘発光重合であり、これは重合性化合物をUV照射にばく露することで達成できる。
任意に、1種類以上の重合開始剤をLC媒体に添加してもよい。重合に適切な条件および開始剤の適切なタイプおよび量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、フリーラジカル重合に適した開始剤は、商業的に入手可能な光重合開始剤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社)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。
また、本発明による重合性化合物は開始剤を用いない重合にも適しており、このことは、例えば、材料費がより低く、特に、残存し得る量の開始剤またはその分解生成物によるLC媒体の汚染がより少ないなどの特筆すべき利点を伴う。このように、開始剤を加えることなく、重合を行うこともできる。よって、好ましい実施形態において、LC媒体は重合開始剤を含まない。
LC媒体はまた、例えば保存または輸送中におけるRMの望ましくない自発的な重合を防止するために、1種類以上の安定剤を含んでもよい。安定剤の適切なタイプおよび量は当業者に既知であり、文献に記載されている。特に適切な安定剤は、例えば、Irganox(登録商標)シリーズ(Ciba社)から商業的に入手可能な安定剤、例えばIrganox(登録商標)1076などである。安定剤を用いる場合、その割合は、好ましくは、10〜500,000ppm、より好ましくは50〜5,000ppm、非常に好ましくは50〜1,000ppmである。好ましくはLC媒体は、下記表Cから選択される1種類以上の安定剤、非常に好ましくは化合物S1を、0.0005〜0.05重量%、より好ましくは0.001〜0.01重量%、最も好ましくは0.002〜0.006重量%の濃度で含有する。
Figure 2020041131
式Iの重合性化合物は、以下の1個以上の特徴を含むPSAディスプレイの調製方法において特に良好なUV吸収性を示し、よって、その方法に特に適する:
・重合性媒体を、チルト角を生成するための第1UVばく露工程(「UV−1工程」)と、重合を完結するための第2UVばく露工程(「UV−2工程」)とを含む2段階プロセスでディスプレイ内でUV光にばく露する;
・重合性媒体を、エネルギー節約型UVランプ(「グリーンUVランプ」としても知られている。)で生成したUV光にディスプレイ内でばく露する。これらのランプは300〜380nmの吸収スペクトルにおける比較的低い強度(従来のUVランプの1/100〜1/10である。)で特徴付けられ、好ましくはUV2工程で使用されるが、該方法が高い強度を避ける必要がある場合は任意でUV1工程においても使用できる;
・PS−VA工程において短波長のUV光へのばく露を避けるために、重合性媒体を、より長波長(好ましくは340nm以上である。)にシフトした放射スペクトルを有するUVランプで生成したUV光にディスプレイ内でばく露する。
より低い強度の使用、および、より長波長へのUVシフトの何れによっても、UV光により引き起こされ得る損傷から有機層が保護される。
本発明の好ましい実施形態は、以下の1個以上の特徴を含む、上および下に記載されるとおりのPSAディスプレイの調製方法に関する:
・重合性LC媒体を、チルト角を生成するための第1UVばく露工程(「UV−1工程」)と、重合を完結するための第2UVばく露工程(「UV−2工程」)とを含む2段階プロセスでUV光にばく露する;
・重合性LC媒体を、300〜380nmの波長範囲内で0.5mW/cm〜10mW/cmの強度を有するUVランプで生成したUV光にばく露する(好ましくは、このUVランプをUV2工程で使用し、任意でUV1工程でも使用できる。);
・重合性LC媒体を、340nm以上、かつ好ましくは400nm以下の波長を有するUV光にばく露する。
この好ましい方法は、例えば、所望のUVランプを使用するか、それぞれ所望の波長を有するUV光を実質的に透過し、それぞれ望ましくない波長を有する光を実質的に遮断するバンドパスフィルターおよび/またはカットオフフィルターを使用することで実施することができる。例えば、300〜400nmの波長λのUV光で照射が望ましい場合、λが300nm超400nm未満の波長を実質的に透過するワイドバンドパスフィルターを使用して、UVばく露を実施することができる。340nm超の波長λのUV光で照射することが望ましい場合、340nm超の波長λを実質的に透過するカットオフフィルターを用いて、UVばく露を実施することができる。
「実質的に透過する」とは、フィルターが、所望の波長の入射光の大部分、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」は、フィルターが、望ましくない波長の入射光の大部分、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。「所望の(望ましくない)波長」とは、例えば、バンドパスフィルターの場合は、与えられるλの範囲内(外)の波長を意味し、カットオフフィルターの場合は、与えられるλの値の上(下)の波長を意味する。
この好ましい方法は、より長い波長のUVを用いたディスプレイの製造を可能にし、これにより、UV光の短波長成分の有害作用および損傷作用を低減または回避できる。
UV照射エネルギーは、一般的に6〜100Jであるが、製造工程の条件による。
好ましくは、本発明によるLC媒体は、上および下に記載されるとおりの重合性成分A)およびLC成分B)(またはLCホスト混合物)から本質的になる。しかしながら、LC媒体は、コモノマー、キラルドーパント、重合開始剤、禁止剤、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、助剤、着色剤、色素、顔料およびナノ粒子を含むがこれらに限定されないリストから好ましくは選択される1種類以上の更なる成分または添加剤を追加的に含んでもよい。
重合性成分A)が排他的に式Iの重合性化合物のみからなるLC媒体が好ましい。
他の好ましい実施形態においては、重合性成分A)は、式Iの化合物に加えて、好ましくはRMから選択される1種類以上の更なる重合性化合物(「コモノマー」)を含む。
好ましくは、LC媒体における重合性成分A)の割合は0%より多く5%未満、非常に好ましくは0%より多く1%以下、最も好ましくは0.01%〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体におけるLC成分B)の割合は、95%から100%未満、非常に好ましくは99%から100%未満である。
上記の重合性成分A)に加え、本発明によるLC媒体は、非重合性の低分子量化合物から選択される1種類以上、好ましくは2種類以上のLC化合物を含むLC成分B)またはLCホスト混合物を含む。これらのLC化合物は、重合性化合物の重合に適用される条件下では、重合反応に対して安定でありかつ/または非反応性であるように選択される。
これらの化合物の例は、上述の式BおよびCLYの化合物である。
LC成分B)またはLCホスト混合物がネマチック液晶相を有し、好ましくはキラル液晶相を有さないLC媒体が好ましい。
更に、式Iのアキラル化合物が好ましく、成分Aおよび/またはBの化合物がアキラル化合物から成る群のみから排他的に選択されるLC媒体が好ましい。
LC成分B)または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。
本発明の好ましい実施形態において、LC媒体のLC成分B)またはLCホスト混合物は、式CLYの化合物に加えて、直鎖状、分岐状、または環状のアルケニル基を含む1種類以上のさらなるメソゲンまたはLC化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)(ただし、該アルケニル基は、LC媒体中に含有される重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して安定である。)を含む。
これらのさらなるアルケニル化合物は、好ましくは式ANおよびAYから選択され、かつ式CLYとは異なっている。
Figure 2020041131
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルを表すが、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合はまた、RA2の意味の1つも表し、
A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−、または単結合、好ましくは単結合を表し、
1〜4は、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFH、好ましくはH、FまたはClを表し、
xは、1または2を表し、
zは、0または1を表す。
式ANおよびAYの好ましい化合物は、式中、RA2が、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルおよびヘプテニルから選択される化合物である。
式ANおよびAYのさらに好ましい化合物は、式中、LおよびLがFを表すか、またはLおよびLの一方がFを表し、他方がClを表し、また、LおよびLの両方がFを表すか、またはLおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す化合物である。
式ANの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
式ANの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
式中、mは、1、2、3、4、5または6を表し、iは、0、1、2または3を表し、Rb1は、H、CHまたはCを表す。
式ANの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
式AN1a2、AN1a5、AN6a1およびAN6a2の化合物が最も好ましい。
式AYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
式AYの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
式中、mおよびnは、互いに独立に、1、2、3、4、5または6を表し、alkenylは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
LC媒体は、好ましくは、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含む化合物を含まず、特には、RA1またはRA2が末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を表すか含む式ANまたはAYの化合物を含まない。
好ましい実施形態において、LC媒体は、負の誘電異方性を有する化合物を基礎とするLC成分B)またはLCホスト混合物を含有する。そのようなLC媒体は、特にPS−VAおよびPS−UB−FFSディスプレイにおける使用に適する。そのようなLC媒体、および対応するLC成分B)またはLCホスト混合物の特に好ましい実施形態は、下記の項目a)〜y)のものである。
a)LC媒体またはLCホスト混合物は、式CYおよび/またはPYの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、
aは、1または2を表し、
bは、0または1を表し、
Figure 2020041131
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、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表し、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−、または単結合、好ましくは単結合を表し、
1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、LおよびLの両方がFを表すか、または、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表すか、または、LおよびLの両方がFを表すか、または、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式CYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、aは、1または2を表し、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表す。
式PYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表す。
b)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、個々の基は以下の意味を有する:
Figure 2020041131
Figure 2020041131
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−または単結合、好ましくは単結合を表す。
式ZKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。
式ZK1の化合物が特に好ましい。
式ZKの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020041131
式中、プロピル、ブチルおよびペンチル基は直鎖状の基である。
式ZK1aの化合物が最も好ましい。
c)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、以下の意味を有する:
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、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表し、
Figure 2020041131
Figure 2020041131
eは、1または2を表す。
式DKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。
d)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式DYの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、個々の基は以下の意味を有する:
Figure 2020041131
ただし、少なくとも1個の環Fは、シクロヘキシレンとは異なり、
fは、1または2を表し、
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合、好ましくは、単結合を表す。
およびLは、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、基LおよびLの両方がFを表すか、または、基LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式DYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、Rは上で示したのと同じ意味を有し、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表し、vは、1〜6の整数を表す。Rは、好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基、特に、CH、C、n−C、n−C、n−C11、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
e)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
、Rは、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、これらの基は全て任意にフッ素化されていてもよく、
T1〜LT6は、H、FまたはClを表し、ただし、LT1〜LT6の少なくとも1つはFまたはClである。
式Tの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、Rは、1〜7個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、Rは、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表し、mは1〜6の整数を表す。Rは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
RおよびRは、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシまたはペントキシを表す。
式T1、T2、およびT3の化合物、特にT1およびT2の化合物が非常に好ましい。
(O)が酸素原子を表し、mが1、2、3、4または5であり、そしてRが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、またはペンチル、またはヘキシルのブチル(これらは好ましくは直鎖である。)である式T1〜T24の化合物が非常に好ましい。
好ましくは、LC媒体は、15%を超える式TもしくはT1〜T24の化合物またはターフェニル基を有する他の化合物を含まない。
好ましくは、LC媒体における式TもしくはT1〜T24の化合物またはターフェニル基を有する他の化合物の割合は、少なくとも5%、非常に好ましくは5〜15%、最も好ましくは5〜10%である。
好ましくは、LC媒体は1〜5種類、非常に好ましくは1または2種類の式TまたはT1〜T24の化合物を含有する。
f)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、alkylは、C1−6アルキルを表し、Lは、HまたはFを表し、Xは、F、Cl、OCF、OCHFまたはOCH=CFを表す。XがFを表す式G1の化合物が特に好ましい。
g)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、Rは、Rについて上に示される意味のうちの1つを有し、alkylは、C1−6−アルキルを表し、dは0または1を表し、zおよびmは、それぞれ互いに独立に、1〜6の整数を意味する。これらの化合物におけるRは、特に好ましくはC1−6−アルキルもしくは−アルコキシまたはC2−6−アルケニルであり、dは、好ましくは1である。本発明によるLC媒体は、好ましくは1種類以上の上述の式の化合物を、5重量%以上の量で含む。
h)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式からなる群から選択される1種類以上のビフェニル化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
LC混合物における式B1〜B3のビフェニルの割合は、好ましくは、少なくとも3重量%、特に5重量%以上である。
式B2の化合物が特に好ましい。
式B1〜B3の化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
式中、alkylは、1〜6個のC原子を有するアルキル基を表す。本発明による媒体は、特に好ましくは、式B1aおよび/またはB2cの1種類以上の化合物を含む。
i)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、RおよびRは上で示される意味を有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す。
好ましい媒体は、式O1、O3およびO4から選択される1種類以上の化合物を含む。
k)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上の化合物:
Figure 2020041131
(式中、
Figure 2020041131
は、H、CH、Cまたはn−Cを表し、(F)は、任意のフッ素置換基を表し、qは、1、2または3を表し、Rは、Rについて示される意味の1つを有する。)を、好ましくは3重量%より多く、特には5重量%以上、非常に特に好ましくは5〜30重量%の量で含む。
式FIの特に好ましい化合物は、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、Rは、好ましくは直鎖状のアルキルを表し、Rは、CH、Cまたはn−Cを表す。式FI1、FI2およびFI3の化合物が特に好ましい。
l)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式からなる群から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、Rは、Rについて示される意味を有し、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。
m)LC媒体またはLCホスト混合物は、テトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含む1種類以上の化合物、例えば以下の式からなる群から選択される化合物などを含む。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、
10およびR11は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、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表し、
10およびR11は、好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状の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のアルケニルを表し、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−C−、−CH=CH−、−(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−CH=CH−CHCH−、−CHCHCH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH−または単結合を表す。
n)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上のジフルオロジベンゾクロマンおよび/またはクロマン:
Figure 2020041131
(式中、
11およびR12は、それぞれ互いに独立に、R11について上で示される意味の1つを有し、
環Mは、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、
は、−C−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−または−O−CO−であり、
cは、0、1または2である。)
を、好ましくは3〜20重量%の量、特に3〜15重量%の量で含む。
式BC、CRおよびRCの特に好ましい化合物は、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表し、cは、1または2であり、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
1種類、2種類または3種類の式BC−2の化合物を含む混合物が、非常に特に好ましい。
о)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上のフッ素化されたフェナントレンおよび/またはジベンゾフランを含む。
Figure 2020041131
式中、R11およびR12は、それぞれ互いに独立に、R11について上で示される意味の1つを有し、bは0または1を表し、LはFを表し、rは1、2または3を表す。
式PHおよびBFの特に好ましい化合物は、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
式中、RおよびR’は、それぞれ互いに独立に、1〜7個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表す。
p)LC媒体またはLCホスト混合物は、以下の式の1種類以上の単環式化合物を含む。
Figure 2020041131
式中、
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、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表し、
およびLは、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、LおよびLの両方がFを表すか、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式Yの化合物は、好ましくは、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
式中、AlkylおよびAlkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、Alkoxyは、1〜6個のC原子を有するを有する直鎖状のアルコキシ基を表し、AlkenylおよびAlkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。AlkenylおよびAlkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
特に好ましい式Yの化合物は、以下のサブ式からなる群から選択される。
Figure 2020041131
式中、Alkoxyは、好ましくは、3個、4個または5個のC原子を有する直鎖状のアルコキシを表す。
q)LC媒体は、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含む化合物を含有しない。
r)LC媒体は、1〜5個、好ましくは1、2または3個の、好ましくは式Iまたはそのサブ式から選択される重合性化合物を含む。
s)LC媒体中、重合性化合物、特に式Iまたはそのサブ式の重合性化合物の混合物中の割合は、全体として、0.05〜5%、好ましくは0.1〜1%である。
t)LC媒体は、1〜8種類、好ましくは1〜5種類の式CY1、CY2、PY1および/またはPY2の化合物を含む。これらの化合物の混合物中の割合は、全体として、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有量は、好ましくは、それぞれ2〜20%である。
u)LC媒体は、1〜8種類、好ましくは1〜5種類の式CY9、CY10、PY9および/またはPY10の化合物を含む。これらの化合物の混合物中の割合は、全体として、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有量は、好ましくはそれぞれ2〜20%である。
v)LC媒体は、1〜10種類、好ましくは1〜8種類の式ZKの化合物、特に式ZK1、ZK2および/またはZK6の化合物を含む。これらの化合物の混合物中の割合は、全体として、好ましくは3〜25%、特に好ましくは5〜45%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれ2〜20%である。
w)LC媒体中、式CY、PYおよびZKの化合物の混合物中の割合は、全体として、70%超であり、好ましくは80%超である。
x)LC媒体またはLCホスト混合物は、アルケニル基を含む1種類以上の化合物、好ましくは、式CY、PY、およびDY(式中、RおよびRの一方または両方が2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す。)、式ZKおよびDK(式中、RおよびRの一方もしくは両方、またはRおよびR一方もしくは両方が、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す。)ならびに式B2およびB3からなる群から選択される化合物、非常に好ましくは、式CY15、CY16、CY24、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2およびB3から選択される化合物を含む。LCホスト混合物中のこれらの化合物の濃度は、好ましくは2〜70%、非常に好ましくは3〜55%である。
y)LC媒体は、式PY1〜PY8、非常に好ましくは式PY2から選択される1種類以上、好ましくは1〜5種類の化合物を含む。これらの化合物の混合物中の割合は、全体として、好ましくは1〜30%、特に好ましくは2〜20%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれ1〜20%である。
上述の好ましい実施形態の化合物を、上記の重合された化合物と組み合わせることにより、本発明によるLC媒体において、低い閾電圧、低い回転粘度および非常に良好な低温安定性と、同時に、常に高い透明点および高いHR値とが生じ、PSAディスプレイにおいて特に低いプレチルト角の迅速な確立が可能となる。特に、先行技術からの媒体と比較して、LC媒体は、PSAディスプレイにおいて、著しく短縮された応答時間、また特には中間調(灰色遮光)応答時間を示す。
本発明のLC媒体およびLCホスト混合物によると、一方で−20℃、好ましくは−30℃、特に好ましくは−40℃に及ぶネマチック相、および70℃以上、好ましくは74℃以上の透明点を保持しながら、同時に120mPa・s以下、好ましくは110mPa・s以下の回転粘度γが可能となり、速い応答時間を有する優れたMLCディスプレイを実現することができる。
本発明のLC媒体およびLCホスト混合物は、好ましくは、少なくとも80K、特に好ましくは少なくとも100Kのネマチック相範囲、および20℃において、130mPa・s以下、好ましくは110mPa・s以下の回転粘度を有する。
本発明によるVAタイプのディスプレイでは、スイッチオフ状態のLC媒体層における分子は電極表面に垂直に配向している(ホメオトロピック的)か、またはチルト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、分子長軸が電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
本発明によるLC媒体、特にPS−VAおよびPS−UB−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するためのLC媒体は、好ましくは、20℃および1kHzにおいて、負の誘電異方性Δε、非常に好ましくは−0.5〜−10、最も好ましくは−2.5〜−7.5の誘電異方性Δεを有する。
本発明によるLC媒体、特にPS−VAおよびPS−UB−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するためのLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは0.16未満、非常に好ましくは0.06〜0.14、最も好ましくは0.07〜0.12である。
また、結合力(anchoring force)を増大させるために、重合性化合物、いわゆる「反応性メソゲン」を本発明による混合物に追加的に添加してもよい。好ましい重合性化合物を表Dに列挙する。
本発明によるLC媒体はまた、当業者に既知で文献に記載されている、例えば、重合開始剤、禁止剤、安定剤、表面活性化物質またはキラルドーパントなどの更なる添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は重合性であっても非重合性であってもよい。従って、重合性の添加剤は重合性成分または成分A)に属すると見なされる。従って、非重合性の添加剤は非重合性成分または成分B)に属すると見なされる。
本発明によるLC媒体はまた、例えば、1種類以上のUV安定剤、例えばCiba ChemicalsからのTinuvin(登録商標)、特にTinuvin(登録商標)770、抗酸化剤、フリーラジカル捕捉剤、ナノ粒子などを含んでもよい。適切な安定剤を下記表Cに述べる。
本発明によるLC媒体はまた、例えば、1種類以上のキラルドーパントを、好ましくは0.01〜1%、非常に好ましくは0.05〜0.5%の濃度で含んでもよい。適切なキラルドーパントを下記表Bに述べる。好ましいキラルドーパントは、例えば、R−もしくはS−1011、R−もしくはS−2011、R−もしくはS−3011、R−もしくはS−4011、またはR−もしくはS−5011から選択される。
別の好ましい実施形態において、LC媒体は、1種類以上のキラルドーパントのラセミ体を含有し、該キラルドーパントは、好ましくは、先の段落で述べたキラルドーパントから選択される。
更に、例えば、0〜15重量%の多色性色素、更に、ナノ粒子、導電性を向上するための導電性塩、好ましくは、エチルジメチルドデシルアンモニウム4−ヘキソキシベンゾエート、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(例えば、Hallerら、Mol.Cryst.Liq.Cryst.24巻、249〜258頁(1973年)参照)、またはネマチック相の誘電異方性、粘度および/または配向を改変するための物質をLC媒体に加えることも可能である。このタイプの物質は、例えば、独国特許出願公開第22 09 127号明細書、独国特許出願公開第22 40 864号明細書、独国特許出願公開第23 21 632号明細書、独国特許出願公開第23 38 281号明細書、独国特許出願公開第24 50 088号明細書、独国特許出願公開第26 37 430号明細書および独国特許出願公開第28 53 728号明細書に記載されている。
本発明によるLC媒体の好ましい実施形態a)〜y)の個々の成分は既知であるか、あるいは、それらを調製する方法は文献に記載されている標準的な方法に基づいているため、それらを調製する方法は当業者であれば先行技術より容易に導くことができる。式CYの化合物は、例えば、欧州特許出願公開第0 364 538号明細書に記載されている。式ZKの化合物は、例えば、独国特許出願公開第26 36 684号明細書および独国特許出願公開第33 21 373号明細書に記載されている。
また、本発明によるLC媒体が、例えば、H、N、O、Cl、Fが対応する重水素などの同位体に置き換えられた化合物を含んでもよいことは、当業者に言うまでもない。
本発明に従って使用できるLC媒体は、例えば、1種類以上の式BおよびCLYの化合物を、上述の好ましい実施形態の1種類以上の化合物と、および/または、重合性化合物またはRMのような更なる液晶化合物および/または添加剤と混合することで、それ自身は従来の様式によって調製される。一般に、より少量で使用される成分の所望量を、主要な構成成分を構成する成分に、有利には昇温して、溶解する。また、有機溶媒中、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール中の成分の溶液を混合し、完全に混合後、例えば蒸留により、溶媒を再び除去することも可能である。
言うまでもなく、本発明によるLC混合物の成分の適切な選択を通して、他の有利な特性を保持しながら、より高い閾電圧においてより高い透明点(例えば、100℃を超える)を達成すること、あるいは、より低い閾電圧においてより低い透明点を達成することも可能である。対応してわずかにのみ増加した粘度で、より高いΔε、ひいては低い閾値を有する混合物を得ることも同様に可能である。本発明によるMLCディスプレイは、好ましくは、GoochおよびTarryの第1次透過極小で動作し(the first Gooch and Tarry transmission minimum)[C.H.Gooch and H.A.Tarry,Electron.Lett.10,2−4,1974;C.H.Gooch and H.A.Tarry,Appl.Phys.,Vol.8,1575−1584,1975]、この場合、例えば特性線の高い急峻性およびコントラストの低い角度依存性(独国特許第30 22 818号)などの特に好ましい電気光学特性に加え、第2次極小で類似するディスプレイと同じ閾電圧を得るのに、より低い誘電異方性で十分である。このため、第1次極小で本発明による混合物を使用することにより、混合物がシアノ化合物を含む場合よりも著しく高い比抵抗値を達成することが可能になる。個々の成分およびそれらの重量割合の適切な選択を通して、当業者は簡便な常法を用いてMLCディスプレイの予め指定された層厚に必要な複屈折を設定することができる。
偏光子、電極基板および表面処理電極からの本発明によるLCディスプレイの構築は、このタイプのディスプレイの通常の設計に対応する。通常の設計という用語はここでは広く描かれており、特にポリ−Si TFTsまたはMIMに基づくマトリクスディスプレイ素子を含めたLCディスプレイのすべての派生物および変更も包含する。
以下の例は本発明を限定することなく、本発明を説明することを意図する。上および下で、パーセントのデータは、重量パーセントを表し、全ての温度はセルシウス度で示される。
本特許出願全体および実施例を通して、液晶化合物の構造は頭字語によって示される。他に示されない限り、化学式の変換は、表I〜IIIに従って行われる。全ての基C2n+1、C2m+1、C2nおよびC2mおよびC2kは、それぞれ、n、m、またはk個のC原子をそれぞれ有する直鎖状のアルキル基またはアルキレン基であり、nおよびmは、それぞれ互いに独立に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12、好ましくは1、2、3、4、5または6を表し、kは、0、1、2、3、4、5または6である。表1に、それぞれの化合物の環要素を略号とし、表IIに架橋構成要素を列挙し、表IIIに化合物の左側または右側の鎖についての記号の意味を示す。
<表I:環要素>
Figure 2020041131
Figure 2020041131
<表II:架橋構成要素>
Figure 2020041131
<表III:側鎖>
Figure 2020041131
好ましい混合物成分を表Aに示す。
<表A>
下記式において、mおよびnは、それぞれ互いに独立に、1〜12の整数、好ましくは1、2、3、4、5または6であり、kは、0、1、2、3、4、5または6であり、(O)C2m+1は、C2m+1またはOC2m+1を意味する。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
少なくとも1、2、3、4種類またはそれ以上の表Aからの成分を含む液晶混合物が特に好ましい。
表Bに、本発明による混合物に一般的に添加されるドーパント候補を示す。混合物は、好ましくは0〜10重量%、特に0.001〜5重量%、特に好ましくは0.001〜3重量%のドーパントを含む。
<表B>
Figure 2020041131
Figure 2020041131
<表C>
例えば0〜10重量%の量で本発明による混合物に添加できる安定剤を下記に示す。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
<表D>
表Dは、本発明によるLC媒体中で使用できる例示の反応性メソゲン化合物を表す。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
好ましい実施形態において、本発明による混合物は、好ましくは式RM−1〜RM−140の重合性化合物から選択される1種類以上の重合性化合物を含む。これらのうち、化合物RM−1、RM−4、RM−8、RM−17、RM−19、RM−35、RM−37、RM−39、RM−40、RM−41、RM−42、RM−50、RM−53、RM−54、RM−56、RM−59、RM−66、RM−76、RM−78、RM−90、RM−93、RM−104、RM−105、RM−111、RM−119、RM−122、RM−123およびRM−124が特に好ましい。
<表E>
表Eに、本発明によるSA−VAおよびSA−FFSディスプレイ用のLC媒体において、式Iの重合性化合物と一緒に使用することができる垂直配向用の自己配向添加剤を示す。
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
Figure 2020041131
好ましい実施形態では、本発明によるLC媒体、SA−VAおよびSA−FFSディスプレイは、式SA−1〜SA−34から選択される1種類以上のSA添加剤を含む。
加えて、以下の略称および記号を使用する:
20℃における容量閾電圧[V]
20℃および589nmにおける異常屈折率
20℃および589nmにおける通常屈折率
Δn 20℃および589nmにおける光学的異方性
ε 20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率
ε 20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率
Δε 20℃および1kHzにおける誘電異方性
cl.p.、T(N,I) 透明点[℃]
γ 20℃における回転粘度[mPa・s]
20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数[pN]
20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]
20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]
他に明示的に記さない限り、本出願において全ての濃度は重量パーセントで示され、全ての固体または液晶成分を含むが、溶媒を含まない対応する混合物全体に関する。
他に明示的に記さない限り、例えば、融点T(C,N)、スメクチック(S)からネマチック(N)相への転移T(S,N)、および透明点T(N,I)などの本出願において示される全ての温度の値はセルシウス(℃)で示される。m.p.は融点を表し、cl.p.は透明点である。更に、Cは結晶状態であり、Nはネマチック相であり、Sはスメクチック相であり、Iは等方相である。これらの記号の間のデータは、転移温度を表す。
全ての物理的特性は「メルク液晶、液晶の物理的特性」1997年11月、ドイツ国メルク社に従って決定されるか決定されたものであり、それぞれの場合で他に明示的に示さない限り、20℃の温度が適用され、Δnは589nmで決定され、Δεは1kHzで決定される。
本発明については、用語「閾電圧」は、他に明示的に示さない限り、フレデリックス閾値としても既知の容量閾値(V)に関する。また、例において、一般的に通常であるが、10%相対コントラスト(V10)に対する光学的閾値も示す場合がある。
以下の例は、本発明を限定することなく本発明を説明する。しかしながら、以下の例は、当業者に対して、好ましく用いられる化合物、それらのそれぞれの濃度およびそれらの互いの組み合わせと共に、好ましい混合の考え方を示す。加えて、これらの例は、どのような特性および特性の組み合わせに到達可能であるかを例示する。
他に明示的に述べない限り、上および下に記載されるとおり、PSAディスプレイ内で重合性化合物を重合するプロセスは、LC媒体が液晶相、好ましくはネマチック相を示す温度において行われ、最も好ましくは、室温(「RT」とも略する。)において行われる。
他に明示的に述べない限り、試験用セルを調製し、それらの電気光学的および他の特性を測定する方法は、以降に記載されるとおりの方法またはそれらに類似の方法で行う。
容量閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは25μmの間隔で離れている2枚の平坦で平行なガラス製外板から成り、それぞれの外板は内側に電極層および最上部にラビングされていないポリイミド配向層を有しており、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を生じる。
チルト角の測定用に使用されるディスプレイまたは試験用セルは4μmの間隔で離れている2枚の平坦で平行なガラス製外板から成り、それぞれの外板は内側に電極層および最上部にポリイミド配向層を有しており、ただし、2つのポリイミド層は互いに逆平行にラビングされており、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を生じる。
重合性化合物は、同時に電圧をディスプレイに印加(通常、10V〜30Vの交流、1kHz)しながら、所定の時間で規定の強度のUVA光での照射によって、ディスプレイまたは試験用セル内で重合する。例においては、他に示さない限り、重合のために、メタルハライドランプおよび50mW/cmの強度を使用する。強度は、標準UVAメーター(UVAセンサーを備える高域Hoenle UVAメーター)を使用して測定する。
チルト角は、結晶回転実験(Autronic−Melchers TBA−105)で決定する。本明細書においては、低い値(即ち、角度90°から大きく外れている)が大きなチルトに対応する。
VHR値は、以下のとおり測定する:0.35%の重合性モノマー化合物をLCホスト混合物に添加し、結果として生じる混合物を、ラビングされていないVA−ポリイミド配向層を備えるVA−VHR試験用セル中に導入する。他に述べない限り、LC層の厚みdはおよそ6μmである。1V、60Hz、64μsパルスでのUV照射の前後にVHR値を決定する(測定装置:Autronic−Melchers VHRM−105)。
<例1>
ネマチックLCホスト混合物N1を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および1%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<比較例C1>
ネマチックLCホスト混合物C1を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、1%の式CLY(CLY−3−O2)の化合物、および4%の式BO(B−2O−O5)の化合物を含有するが、式Bの化合物は含有しない。
<比較例C2>
ネマチックLCホスト混合物C2を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、式CLYの化合物も、式Bの化合物も含まない。
<比較例C3>
ネマチックLCホスト混合物C3を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、1%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有するが、式Bの化合物は含有しない。
<比較例C4>
ネマチックLCホスト混合物C4を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)を含有するが、式CLYの化合物は含有しない。
<例2>
ネマチックLCホスト混合物N2を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および1%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<比較例C5>
ネマチックLCホスト混合物C5を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)を含有するが、式CLYの化合物は含有しない。
<例3>
ネマチックLCホスト混合物N3を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および3%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<例4>
ネマチックLCホスト混合物N4を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および5%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<例5>
ネマチックLCホスト混合物N5を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、4%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および10%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<比較例C6>
ネマチックLCホスト混合物C6を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、7%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および1%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<比較例C7>
ネマチックLCホスト混合物C7を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、7%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および3%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<比較例C8>
ネマチックLCホスト混合物C8を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、10%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および1%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<比較例C9>
ネマチックLCホスト混合物C9を以下のとおり調合する。
Figure 2020041131
混合物は、10%の式Bの化合物(B(S)−2O−O5)および10%の式CLYの化合物(CLY−3−O2)を含有する。
<使用例1>
比較の重合性LC媒体CP1、CP2、CP3およびCP4を、ネマチックLCホスト混合物C1、C2、C3およびC4のそれぞれに、反応性メソゲンRM−1を0.35重量%の濃度で、および安定剤S1を0.005重量%の濃度でそれぞれ添加することによって調製する(すなわち重合性混合物CP1はホスト混合物C1にRM−1およびS1を添加することによって調製され、重合性混合物CP2はホスト混合物C2にRM−1およびS1を添加することによって調製される、など)。
本発明による重合性LC媒体P1を、ネマチックLCホスト混合物N1に、反応性メソゲンRM−1を0.35重量%の濃度で、および安定剤S1を0.005重量%の濃度で添加することによって調製する。
Figure 2020041131
<1.1 回転粘度>
表1に、LCホスト混合物C1〜C4およびN1の回転粘度を示す。
Figure 2020041131
式BOまたはBの化合物を含有する混合物C1、C4およびN1は、式BOまたはBの化合物を含有しない混合物C2およびC3よりも低い回転粘度を有することが分かる。
したがって、低い回転粘度を有するホスト混合物C1、C4およびN1に基づく重合性混合物は、速い応答時間を有するPSAディスプレイに特に適している。
<1.2 VHR値>
重合性混合物CP1〜CP4およびP1のVHR値は、蛍光UVランプC型(305nm〜355nm)を使用して、室温における80分間および120分間のUV照射の前後に、VA−VHR試験用セルにおいて60℃で測定する。結果を表2に示す。
Figure 2020041131
表2から、重合性混合物CP1〜CP4およびP1の初期VHR値はほぼ同じレベルにあることが分かる。しかしながら、UV照射後は、高いVHRを維持している混合物CP2、CP3およびP1と比較すると、混合物CP1およびCP4は、VHRの低下を示す。
したがって、UVばく露後により高いVHRを有する混合物CP2、CP3およびP1が、高い信頼性およびUV安定性を有するPSAディスプレイに特に適している。
<1.3 プレチルト角>
重合性混合物CP1〜CP4およびP1のそれぞれをVAe/o試験用セルに挿入する。試験用セルは、逆平行にラビングされたVA−ポリイミド配向層(JALS−2096−R1)を備える。LC層の厚みdはおよそ4μmである。
プレチルト角は、結晶回転実験(Autronic−Melchers TBA−105)により、50mW/cmで120秒間(6J)のUVばく露後に決定する。結果を表3に示す。
Figure 2020041131
表3から、全ての混合物が良好なチルト角生成を示すことが分かる。
<1.4 残存RM量>
重合速度を測定するために、試験用セル中の未重合の反応性メソゲンRM−1の残存含有量(重量%)を、蛍光UVランプC型(305nm〜355nm)を使用して60℃で80分および120分間UV照射することにより試験用セル中で重合後、HPLCにより測定する。この目的のために、次に、重合された混合物をMEK(メチルエチルケトン)を用いて試験用セルから洗い出して測定する。
80分および120分のUV照射後の混合物中の未重合のRM−1の残存濃度を表4に示す。
Figure 2020041131
表4より、式Bの化合物を含有しない混合物CP1〜CP3と比較すると、式Bの化合物を用いた混合物CP4およびP1は、残存RMがより少量でより迅速な重合を示すことが分かった。
<1.5 全体の特性>
上記1.1〜1.4において測定した特性を表5に要約する。
Figure 2020041131
式CLYの混合物および式Bの混合物を含有する混合物P1は、低粘度、UVばく露後の高いVHR、良好なプレチルト角生成、および残存RMが少ない良好かつ迅速な重合を兼ね備え、欠点がなく全体として最良の特性を示すことが分かった。
また、混合物CP1中に含まれるような式BOの化合物を、混合物P1中に含まれるような式Bの化合物に置き換えることにより、より高いVHRおよびより迅速な重合がもたらされることが分かった。
<使用例2>
比較の重合性LC媒体CP5を、ネマチックLCホスト混合物C5に、反応性メソゲンRM−1を0.35重量%の濃度で、および安定剤S1を0.005重量%の濃度で添加することによって調製する。
本発明による重合性LC媒体P2を、ネマチックLCホスト混合物N2に、反応性メソゲンRM−1を0.35重量%の濃度で、および安定剤S1を0.005重量%の濃度で添加することによって調製する。
重合性混合物のVHR値を上記使用例1に記載したように測定する。結果を表6に示す。
Figure 2020041131
表6から、重合性混合物の初期VHR値はほぼ同じであることが分かる。しかしながら、UV照射後、混合物P2と比較すると、混合物CP5はVHRのより大きな減少を示す。
したがって、混合物P2は、高い信頼性およびUV安定性を有するPSAディスプレイに特に適している。
<使用例3>
比較の重合性LC媒体CP6〜CP9を、ネマチックLCホスト混合物C6〜C9のそれぞれに、反応性メソゲンRM−1を0.35重量%の濃度で、および安定剤S1を0.005重量%の濃度でそれぞれ添加することによって調製する(すなわち、重合性混合物CP6はホスト混合物C6にRM−1およびS1を添加することによって調製される、など)。
本発明による重合性LC媒体P3〜P5を、ネマチックLCホスト混合物N3〜N5のそれぞれに、反応性メソゲンRM−1を0.35重量%の濃度で、および安定剤S1を0.005重量%の濃度でそれぞれ添加することによって調製する(すなわち、重合性混合物P3はホスト混合物N3にRM−1およびS1を添加することによって調製される、など)。
重合性混合物のVHR値を上記使用例1に記載したように測定する。
表7に、混合物P2〜P5およびCP6〜C9のVHR値を、それぞれのホスト混合物中の式Bおよび式CLYの化合物の割合とともに示す。
Figure 2020041131
表6から、全ての重合性混合物の初期VHR値はほぼ同じであることが分かる。しかしながら、UV照射後、式Bの化合物をより少ない量(5%未満)で含有する混合物P2〜P5と比較すると、式Bの化合物をより高い量(5%を超える)で含有する混合物CP6〜CP9は、VHRのより大きな減少を示す。
したがって、混合物P2〜P5は、高い信頼性およびUV安定性を有するPSAディスプレイに特に適している。

Claims (18)

  1. 液晶(LC)媒体であって、
    ・1種類以上の重合性化合物を含み、好ましくは1種類以上の重合性化合物から成る重合性成分A)、および
    ・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含み、好ましくは1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物から成る液晶成分B)(以下では「LCホスト混合物」とも称される。)
    を含み、
    ただし、成分B)は、上および下で定義されるとおりの1種類以上の式Bの化合物および1種類以上の式CLYの化合物を含み、
    LC媒体の成分B)中の式Bの化合物の割合は、5重量%未満である、液晶(LC)媒体。
    Figure 2020041131
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
    、Rは、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、これらの基は全て任意でフッ素化されていてもよく、
    、Lは、FまたはClを表す。)
  2. 式Bの化合物が以下の式から選択されることを特徴とする、請求項1に記載のLC媒体。
    Figure 2020041131
    (式中、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表す。)
  3. 式CLYの化合物が以下の式から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載のLC媒体。
    Figure 2020041131
    (式中、Rは、請求項1において与えられる意味を有し、vは、1、2、3、4、5または6である。)
  4. 式CLYの化合物が請求項3において定義されるとおりのCLY1から選択されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のLC媒体。
  5. 成分B)中の式Bの化合物の割合が、0.1〜4重量%であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のLC媒体。
  6. 成分B)中の式CLYの化合物の割合が、0重量%を超え10重量%以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のLC媒体。
  7. 重合性化合物が式Iから選択されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 2020041131
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
    およびRは、P、P−Sp−、H、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、SF、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−C(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R00)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−によって、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CN、PまたはP−Sp−によって置き換えられていてもよい。)を表し、ただし、Bおよび/またはBが飽和C原子を含む場合、Rおよび/またはRはまた、この飽和C原子にスピロ連結された基を表してもよく、
    ただし、基RおよびRの少なくとも一方は、基PまたはP−Sp−を表すか、または含み、
    Pは、重合性基を表し、
    Spは、スペーサー基または単結合を表し、
    およびBは、4〜25個の環原子を有する芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基を表し、ただし該基はまた、縮合環を含有していてもよく、かつ該基は、非置換であるか、またはLで単置換もしくは多置換されており、
    は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、CR00または単結合を表し、
    およびR00は、H、または1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
    mは、0、1、2、3または4を表し、
    n1は、1、2、3または4を表し、
    Lは、P、P−Sp−、OH、CHOH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、任意で置換されていてもよいシリル、任意で置換されていてもよい6〜20個のC原子を有するアリール、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシを表し、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよく、
    は、ハロゲンを表し、
    は、P、P−Sp−、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−により置き換えられていてもよい。)、任意で置換されていてもよい6〜40個のC原子を有するアリールもしくはアリールオキシ基、または任意で置換されていてもよい2〜40個のC原子を有するヘテロアリールもしくはヘテロアリールオキシ基を表す。)
  8. 重合性化合物が以下の式から選択されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 2020041131
    Figure 2020041131
    Figure 2020041131
    Figure 2020041131
    Figure 2020041131
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
    、P、Pは、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンまたはエポキシ基を表し、
    Sp、Sp、Spは、単結合またはスペーサー基を表し、ただし加えて、存在する基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−の少なくとも1個がRaaとは異なることを条件として、1つ以上の基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−はまたRaaを表してもよく、
    aaは、H、F、Cl、CN、または1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−C(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、CNまたはP−Sp−により置き換えられていてもよい。)を表し、
    、R00は、H、または1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
    およびRは、H、F、CHまたはCFを表し、
    、X、Xは、−CO−O−、−O−CO−または単結合を表し、
    は、−O−、−CO−、−C(R)−または−CFCF−を表し、
    、Zは、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−(式中、nは、2、3または4である。)を表し、
    Lは、F、Cl、CN、または直鎖状もしくは分岐状の任意で単フッ素化もしくは多フッ素化されていてもよい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もしくはアルコキシカルボニルオキシを表し、
    L’、L”は、H、FまたはClを表し、
    rは、0、1、2、3または4を表し、
    sは、0、1、2または3を表し、
    tは、0、1または2を表し、
    xは、0または1を表す。)
  9. 式ANおよびAYから選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のLC媒体。

    Figure 2020041131
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する:
    Figure 2020041131
    A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルであり、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合はまた、RA2の意味の1つをも表し、
    A2は、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)を表し、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合を表し、
    1〜4は、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFHであり、
    xは、1または2であり、
    zは、0または1である。)
  10. 式CYおよびPYから選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 2020041131
    (式中、個々の基は以下の意味を有する:
    aは、1または2を表し、
    bは、0または1を表し、
    Figure 2020041131
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)を表し
    は、−CH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−O−、−CH−、−CHCH−または単結合を表し、
    1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、またはCHFを表す。)
  11. 式ZKおよびDKから選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 2020041131
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、以下の意味を有する:
    Figure 2020041131
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)を表し、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−または単結合を表し、
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、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表し、
    eは、1または2を表す。)
  12. 重合性化合物が重合されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載のLC媒体。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項に定義されるとおりのLC媒体を含むLCディスプレイ。
  14. PSAタイプのディスプレイである、請求項13に記載のLCディスプレイ。
  15. PS−VA、PS−IPS、またはPS−UB−FFSディスプレイである、請求項14に記載のLCディスプレイ。
  16. 2枚の基板(それらの少なくとも一方は光に対して透明である。)と、それぞれの基板上に提供された電極または一方の基板上のみに提供された2つの電極と、基板間に配置された請求項1〜11のいずれか1項に定義されるとおりのLC媒体の層とを含み、重合性化合物がディスプレイの基板の間で重合されていることを特徴とする、請求項14または15に記載のLCディスプレイ。
  17. 請求項1〜11のいずれか1項に定義されるとおりのLC媒体をディスプレイの基板間に提供する工程と、重合性化合物を重合する工程とを含む、請求項16に記載のLCディスプレイを製造するための方法。
  18. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のLC媒体を調製する方法であって、請求項1または2に定義されるとおりの1種類以上の式Bの化合物を、請求項1、3または4のいずれか1項に定義されるとおりの1種類以上の式CLYの化合物、ならびに請求項1、7または8のいずれか1項に定義されるとおりの1種類以上の重合性化合物、ならびに任意にさらなるLC化合物および/または添加剤と混合する工程を含む、方法。
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