JP2021105162A - 液晶媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い信頼性を有する液晶媒体を提供する。【解決手段】式Iの1種類以上の化合物、及び他の特定構造の化合物群から選択される1種類以上の化合物とを含む液晶媒体である。(RLは、H、C1〜15の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はC1〜15の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基(但し1個以上のCH2基は、各々独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、−C≡C−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−O−、−CO−O−又は−O−CO−等で置き換えられてよい);XLは、F、Cl、CN、CHF2、CF3、OCF3;YLは、H、F、Cl又はCH3)【選択図】なし

Description

本発明は、光学的、電気光学的および電子的目的のためで、特にLCディスプレイ中、とりわけIPS、FFS、VAまたはPS−VAディスプレイ中における液晶(LC:liquid crystal)媒体と、LC媒体の使用とに関する。
現在使用されている液晶ディスプレイ(LCD:liquid−crystal display)の一つのモードは、TN(「twisted nematic:ツイストネマチック」)モードである。しかしながら、TN LCDは、コントラストの視野角依存性が強い不都合を有する。
加えて、より広い視野角を有する所謂VA(「vertical alignment:垂直配向」)ディスプレイが知られている。VAディスプレイのLCセルは2つの透明電極の間にLC媒体の層を含有しており、そこでは、通常、LC媒体は負の誘電異方性を有する。スイッチオフ状態で、LC層の分子は電極表面に垂直に配向しているか(ホメオトロピック的)、または、チルトホメオトロピック配向を有している。2つの電極に電圧を印加すると、電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
更に、複屈折効果に基づいており、所謂「ベンド(bend)」配向で通常は正の誘電異方性のLC層を有しているOCB(「optically compensated bend:光学補償ベンド」)ディスプレイが知られている。電圧を印加すると、電極表面に垂直なLC分子の再配向が起きる。加えて、暗状態においてベンドセルの光に対する望ましくない透明性を防ぐために、通常、OCBディスプレイは1枚以上の複屈折光学的リターデーションフィルムを含む。OCBディスプレイは、TNディスプレイと比較して、より広い視野角および、より短い応答時間を有する。
また、2枚の基板の間にLC層を含有し、2つの電極が2枚の基板の一方のみの上に配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の構造を有する所謂IPS(in−plane switching:面内スイッチング)ディスプレイも知られている。電極に電圧を印加すると、LC層に平行な有意な成分を有する電界が電極間に生成される。このため、層面内においてLC分子の再配向が生じる。
更に、所謂FFS(「fringe field switching:フリンジ場スイッチング」)ディスプレイが報告されており(とりわけ、S.H.Jungら、Jpn.J.Appl.Phys.、43巻、3号、2004年、1028頁を参照;非特許文献1)、同一の基板上に2つの電極を含有し、2つの電極の一方が櫛形の態様に構造化されており、他方は構造化されていない。それにより、強力な所謂「フリンジ場」、即ち、電極端の近傍における強力な電界およびセル全体にわたって強力な垂直成分および強力な水平成分の両者ともを有する電界が生成される。FFSディスプレイは、コントラストの低い視野角依存性を有する。通常、FFSディスプレイは正の誘電異方性を有するLC媒体および通常ポリイミドの配向層を含有し、配向層はLC媒体の分子に平面配向を付与する。
FFSディスプレイは、アクティブマトリックスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。アクティブマトリッ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(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT(thin−film transistor)」))などの集積非線形アクティブ素子でアドレスされる一方で、パッシブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、従来技術から知られる通りのマルチプレックス法でアドレスされる。
更に、FFSディスプレイと同様の電極設計および層厚を有しているが、正の誘電異方性を有するLC媒体の代わりに負の誘電異方性を有するLC媒体の層を含むFFSディスプレイが開示されている(S.H.Leeら、Appl.Phys.Lett.73巻(20号)、1998年、2882〜2883頁(非特許文献2)およびS.H.Leeら、Liquid Crystals 39巻(9号)、2012年、1141〜1148頁(非特許文献3)を参照)。正の誘電異方性を有するLC媒体と比較して、負の誘電異方性を有するLC媒体はチルトがより少なく、よりツイストした配向を有する好ましいダイレクター配向を示し、その結果、これらのディスプレイは、より高い透過性を有する。ディスプレイは、更に、少なくとも一方の基板上に提供された好ましくはポリイミドの配向層を含み、配向層はLC媒体と接触してLC媒体のLC分子の平面配向を誘発する。これらのディスプレイは「超高輝度FFS(UB−FFS:Ultra Brightness−FFS)」モードディスプレイとしても知られる。これらのディスプレイは、高い信頼性を有するLC媒体を必要とする。
本明細書において使用する場合、用語「信頼性」は、照光による負荷、温度、湿度、電圧などの種々のストレスを負荷した際のディスプレイの性能品位を意味し、画像固着(ある領域および線状の画像固着)、ムラ、汚れなどのディスプレイに影響を与えるものを含み、LCディスプレイ分野の当業者に知られている。信頼性を分類する標準的なパラメータとしては、通常、電圧保持率(VHR:voltage holding ration)が使用され、電圧保持率は試験用ディスプレイにおいて一定電圧を維持する尺度である。他の要因の中でも、高いVHRはLC媒体の高い信頼性の必須条件である。
より最近のタイプのVAディスプレイにおいて、LC分子の均一な配向は、LCセル内の複数の比較的小さなドメインに限定されている。チルトドメインとしても知られるこれらのドメイン間には、ディスクリネーションが存在する場合がある。従来のVAディスプレイと比較して、チルトドメインを有するVAディスプレイは、より大きなコントラストおよび中間調(灰色遮光)の視野角非依存性を有する。加えて、スイッチオン状態での分子の均一配向のための電極表面の追加処理、例えばラビングなどが、もはや必要ないため、このタイプのディスプレイの製造は、より簡便である。代わりに、チルトまたはプレチルト角の優先方向は、電極の特別な設計により制御される。
所謂MVA(「multidomain vertical alignment:マルチドメイン垂直配向」)ディスプレイにおいては、これは通常、局所的なプレチルトを生じる突起を有する電極によって達成される。結果として、電圧を印加すると、LC分子は電極表面に平行に、セルで異なって定義される領域中で異なる方向に配向する。それによって「制御された」スイッチングが達成され、干渉するディスクリネーション線の形成が予防される。この配向によってディスプレイの視野角が改良されるが、しかしながら、光に対する透明性が低下する結果となる。MVAの更なる開発のために片方の電極側のみの突起が使用され、一方で反対側の電極はスリットを有しており、光に対する透明性が改良されている。電圧を印加するとスリットが施された電極はLCセル内に不均質な電界を生じ、制御されたスイッチングがそれでも達成されることを意味する。光に対する透明性を更に改良するためにスリットと突起との間隔を大きくすることもできるが、これにより応答時間が長くなる結果となる。所謂PVA(patterned VA:パターン化VA)においては、突起は完全に不要なものとなり、両電極は対向する側のスリットによって構造化されており、コントラストの増加および光に対する透明性が改良される結果となるが、技術的に困難でありディスプレイが機械的影響(「タッピング」など)により敏感となる。しかしながら、例えばモニターおよび特にTVスクリーンなどの多くの用途においては、ディスプレイの応答時間を短縮し、コントラストおよび輝度(透過性)を改良することが要求されている。
更なる開発は、所謂PS(「polymer sustained:ポリマー維持」)またはPSA(「polymer sustained alignment:ポリマー維持配向」)タイプのディスプレイであり、それらについては、用語「ポリマー安定化(polymer stabilised)」も使用されることがある。これらにおいては、少量(例えば、0.3重量%、典型的には1重量%未満)の1種類以上の重合性化合物(1種類または多種類)、好ましくは重合性単量体化合物(1種類または多種類)をLC媒体に添加し、ディスプレイにLC媒体を充填後、ディスプレイの電極に電圧を任意に印加しながら、通常UV光重合により、その場で重合または架橋する。重合は、LC媒体が液晶相を示す温度、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。
他に示さない限り、下では、一般にポリマー維持配向タイプのディスプレイを指す際に用語「PSA」を使用し、PS−VA、PS−TNなどの具体的なディスプレイのモードを指す際に用語「PS」を使用する。
また、他に示さない限り、下では、重合性メソゲンまたは液晶化合物を指す際に用語「RM」を使用する。
当面のところ、PS(A)の原理は、さまざまな従来のLCディスプレイのモード中で使用されている。よって、例えば、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFSおよびPS−TNディスプレイが知られている。PS−VAおよびPS−OCBディスプレイの場合、好ましくは、電圧を印加しながら、PS−IPSディスプレイの場合は、電圧を印加するか印加せず、好ましくは、印加せずに、RMの重合を行う。試験用セルにおいて示される通り、PS(A)法は、結果としてセル中にプレチルトを生じる。例えば、PS−OCBディスプレイの場合、ベンド構造を安定化することが可能であり、オフセット電圧が不必要となるか低減できる。PS−VAディスプレイの場合、プレチルトは応答時間に対して正の効果を有する。PS−VAディスプレイに対しては、標準的なMVAまたはPVAピクセルおよび電極レイアウトを使用できる。加えて、しかしながら、また、例えば、電極の一方側のみを構造化して突起を設けないで操作することも可能であり、製造が著しく簡略化され、同時に結果としてコントラストが非常に良好となり、光に対する透明性が非常に良好となる。
更に、所謂、正−VA(「positive VA」)ディスプレイが、特に適切なモードであることが証明されてきた。古典的な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、古典的な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。通常使用される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ことで、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転換される。また、正−VAディスプレイにおいても、LC媒体にRMを加え、ディスプレイ内で重合するポリマー安定化によって、スイッチ時間の著しい短縮を実現でき、有利であることが証明されてきた。
PS−VAディスプレイは、例えば、欧州特許出願公開第1 170 626号明細書(特許文献1)、米国特許第6,861,107号明細書(特許文献2)、米国特許第7,169,449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4)およびS.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7643〜7647頁(非特許文献5)に記載されている。PS−IPSディスプレイは、例えば、米国特許第6,177,972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6)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7)に記載されている。
上記のプレチルト角を誘発し、相分離および重合されたRMによって形成される層の下に、PSAディスプレイは通常、ポリマー安定化工程の前にLC分子の初期配向を提供する例えば、ポリイミドの配向層を含む。
ラビングされたポリイミド層は長い間、配向層として使用されてきた。しかしラビング工程は、ムラ、汚染、静電気放電に伴う問題、デブリなど多くの問題を引き起こす。よってラビングされたポリイミド層の代わりに、配向表面の光誘発配向秩序化を利用し光配向によって調製されたポリイミド層を使用することが提案された。これは、偏光による光分解、光二量化または光異性化を通して達成できる。
しかしながら、光反応性基を含む適切に誘導体化されたポリイミド層が依然として必要である。一般に、そのようなポリイミド層の製造、ポリイミドの処理およびバンプまたはポリマー層による改良のための労力および費用は比較的大きい。
加えて、ポリイミド配向層とLC媒体の特定の化合物との好ましくない相互作用は、しばしばディスプレイの電気抵抗の低下をもたらすことが観察された。よって、そのようなLC化合物の使用により視野角依存性、コントラスト、応答時間などのディスプレイパラメータを改良することを目的とすると、適切で入手可能なLC化合物の数は著しく減少する。したがって、ポリイミド配向層を省くことが望まれた。
幾つかのディスプレイモードでは自己組織化機構により、その場で例えばホメオトロピックまたは平面の所望の配向を誘発する自己配向剤または自己配向添加剤をLC媒体に添加することで、これを実現した。それにより基板の一方または両方の配向層を省くことができる。これらのディスプレイモードは、「自己配向化(self−aligned)」または「自己配向(self−aligning)」(SA)モードとも呼ばれる。
SAディスプレイでは、通常0.1〜2.5%の少量の自己配向添加剤がLC媒体に追加される。適切な自己配向添加剤は例えば、有機コア基と、これに連結され基板表面と相互作用し得て基板表面上の添加剤に配向を生じさせLC分子中にも所望の配向を誘発する1個以上の極性アンカー基とを有する化合物である。好ましい自己配向添加剤は例えば、メソゲン基と、例えばヒドロキシ、カルボキシ、アミノまたはチオール基から選択される1個以上の極性アンカー基が末端である直鎖状または分岐状のアルキル側鎖とを含む。また自己配向添加剤は、PSAプロセスで使用されるRMと同様の条件下で重合できる1個以上の重合性基も含んでもよい。
これまで、SA−VAディスプレイおよびSA−FFSディスプレイは開示されてきた。特にSA−VAモードディスプレイで使用するためのホメオトロピック配向を誘発する適切な自己配向添加剤は例えば、米国特許出願公開第2013/0182202号明細書(特許文献8)、米国特許出願公開第2014/0138581号明細書(特許文献9)、米国特許出願公開第2015/0166890号明細書(特許文献10)および米国特許出願公開第2015/0252265号明細書(特許文献11)に開示されている。
またSAモードは、PSAモードと組み合わせても使用できる。よって、そのような複合モードのディスプレイで使用するLC媒体は、1種類以上のRMおよび1種類以上の自己配向添加剤の両者を含む。
上記従来のLCディスプレイと同様に、PSAディスプレイは、アクティブマトリクスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。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(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT(thin−film transistor)」))などの集積非線形アクティブ素子によってアドレスされ、一方、先行技術より既知の通り、パッシ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、マルチプレックス法によってアドレスされる。
また、PSAディスプレイも、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成ってよく、また、ラビングされていてもよく、光配向法で調製できる。
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。
欧州特許出願公開第1 170 626号明細書 米国特許第6,861,107号明細書 米国特許第7,169,449号明細書 米国特許出願公開第2004/0191428号明細書 米国特許出願公開第2006/0066793号明細書 米国特許出願公開第2006/0103804号明細書 米国特許第6,177,972号明細書 米国特許出願公開第2013/0182202号明細書 米国特許出願公開第2014/0138581号明細書 米国特許出願公開第2015/0166890号明細書 米国特許出願公開第2015/0252265号明細書
S.H.Jungら、Jpn.J.Appl.Phys.、43巻、3号、2004年、1028頁 S.H.Leeら、Appl.Phys.Lett.73巻(20号)、1998年、2882〜2883頁 S.H.Leeら、Liquid Crystals 39巻(9号)、2012年、1141〜1148頁 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、7643〜7647頁 Appl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)、3264頁 Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁
本発明はディスプレイにおいて使用するための反応性メソゲン(RM:reactive mesogen)を含んでよいLC媒体において新規で適切な材料を提供する目的に基づいており、該材料は上に示した欠点を有さないか、低減された程度に有する。特に当該技術分野では、高い信頼性を有する液晶媒体が依然として必要とされている。
更に本発明の目的は特定のディスプレイをより特異的にに最適化することを可能にする入手可能な材料の範囲を広げるために、当業者に知られている既存の媒体に加えて代替の媒体を提供することである。
これらの目的は本願に記載される通りの材料および方法によって、本発明により達成された。特に驚くべきことに以下に記載される通りの液晶ホストを使用することで、上述の通りの有利な効果を得ることができることがわかった。
本発明は、
式Iの1種類以上の化合物と、
および式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物とを含み、
ただし以下の組成を有する混合物X−1およびX−2は除かれる
液晶媒体に関する。
Figure 2021105162
式中、
は、H、1〜15個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は、それぞれ互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、
Figure 2021105162
−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−O−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
は、F、Cl、CN、CHF、CF、OCFを表し、または同一または異なってRの意味の1つを有し、
は、H、F、ClまたはCHを表す。

Figure 2021105162
式中、
2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ互いに独立にH、15個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、CNもしくはCFで一置換されているかまたはハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし加えてこれらの基において1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、
Figure 2021105162
−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、
〜Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、
Yは、H、F、Cl、CF、CHFまたはCH、好ましくはHまたはCH、特に好ましくはHを表し、
、Z2BおよびZ2Dは、それぞれ互いに独立に単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−を表し、
pは、0、1または2を表し、
qは、それぞれの出現で同一または異なって0または1を表し、および
vは、1〜6の整数である。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
混合物X−1およびX−2は欧州特許出願第19199422.7号に示されており、その中で混合物成分の指定に使用される頭字語は表1〜表3および表Aで説明されている。頭字語は、本明細書で使用され下の表A、B、CおよびDで説明される頭字語と同一である。
本発明による媒体は、式IIA、IIB、IICまたはIIDの1種類以上の化合物を含み、式Iの化合物を含まない現状水準から知られる媒体と比較して著しく改善された信頼性によって際立っている。特に、UV光負荷後の電圧保持率(VHR:voltage holding ratio)が改善される。
式Iの化合物は好ましくは、式I−1、I−2およびI−3の、好ましくはI−1およびI−2の化合物の群から選択される。
Figure 2021105162
式中
L1およびRL2は同一または異なって式Iに上で与えられる意味を有し、それぞれ好ましくは1〜7個のC原子または2〜7個のC原子を有するアルキルまたはアルケニルを表し、該基においてCH基はシクロプロパン−1,2−ジイルで置き換えられてよい。
式IIA、IIBおよびIIDの化合物において、Zは同一または異なる意味を有してよい。式IIBの化合物において、ZおよびZ2Bは同一または異なる意味を有してよい。式IIDの化合物において、ZおよびZ2Dは同一または異なる意味を有してよい。
式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物において、R2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキル、特にCH、C、n−C、n−C、n−C11を表す。
式IIA、IIBおよびIIDの化合物において、L、L、LおよびLは好ましくは、L=L=FおよびL=L=F、更にL=FおよびL=Cl、L=ClおよびL=F、L=FおよびL=Cl、L=ClおよびL=Fを表す。式IIAおよびIIBにおけるZおよびZ2Bは好ましくは、それぞれ互いに独立に単結合、更に−C−架橋を表す。
式IIBにおいてZ=−C−または−CHO−の場合、Z2Bは好ましくは単結合であり、または、Z2B=−C−または−CHO−の場合、Zは好ましくは単結合である。
式IIDにおいて、Z2Dは好ましくは単結合である。
式IIA、IIBおよびIIDの化合物において(O)C2v+1は好ましくは、OC2v+1を表す。式IICの化合物において(O)C2v+1は好ましくは、OC2v+1を表す。
式IICの化合物においてLおよびLは好ましくは、それぞれFを表す。
式IIA、IIB、IIC、IIDの好ましい化合物を下に示す。
Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

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Figure 2021105162

Figure 2021105162

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Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、パラメータ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、alkenylは2〜6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す。alkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
本発明による特に好ましい混合物は、式IIA−2、IIA−8、IIA−10、IIA−16、II−18、IIA−40、IIA−41、IIA−42、IIA−43、IIB−2、IIB−10、IIB−16、IIC−1、IID−4およびIID−10の1種類以上の化合物を含む。
混合物全体に占める式IIAおよび/またはIIBの化合物の割合は好ましくは、少なくとも20重量%である。
本発明による特に好ましい媒体は、式IIC−1の少なくとも1種類の化合物を好ましくは3重量%より多い、特に5重量%より多い、特に好ましくは5〜25重量%の量で含む。
Figure 2021105162
式中、alkylおよびalkylは上に示す意味を有する。
好ましい実施形態において本発明による媒体は、式IIIの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、
11およびR12は、それぞれ互いに独立にH、1〜15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は、それぞれ互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、
Figure 2021105162
−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−で、−O−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
は、それぞれの出現で互いに独立に、
a)1個または2個の隣接しないCH基が−O−または−S−で置き換えられてよい1,4−シクロヘキセニレンまたは1,4−シクロヘキシレン基、
b)1個または2個のCH基がNで置き換えられてよい1,4−フェニレン基、
c)スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、1,4ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ナフタレン−2,6−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、フェナントレン−2,7−ジイルおよびフルオレン−2,7−ジイルの群からの基
を表し、
ただし基a)、b)およびc)は、ハロゲン原子で一置換または多置換されてよく、
nは、0、1または2、好ましくは0または1を表し、
は、それぞれの出現で互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CH−、−CHCH−、−(CH−、−CH=CH−CHO−、−C−、−CHCF−、−CFCH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−CH=CH−、−C≡C−または単結合を表し、および
11およびL12は、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHF、好ましくはHまたはF、最も好ましくはFを表し、および
Wは、OまたはSを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式III−1および/またはIII−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、出現する基は上式IIIで与えられるのと同一の意味を有し、好ましくは
11およびR12は、それぞれ互いに独立にH、15個までののC原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシ基、より好ましくはそれらの一方または両方がアルコキシ基を表し、
11およびL12は、それぞれ好ましくはFを表す。
好ましい実施形態において媒体は式III−1−1〜III−1−11の、好ましくは式III−1−6の化合物の群から選択される式III−1の1種類以上の化合物を含む。

Figure 2021105162

Figure 2021105162
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し、alkoxyおよびalkoxy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コキシ基を表し、L11およびL12は、それぞれ互いにFまたはCl、好ましくは両者Fを表す。
好ましい実施形態において媒体は式III−2−1〜III−2−11の、好ましくは式III−2−6の化合物の群から選択される式III−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
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し、alkoxyおよびalkoxy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コキシ基を表し、L11およびL12は、それぞれ互いにFまたはCl、好ましくは両者Fを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式IIIA−1および/または式IIIA−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、L11およびL12は式IIIで与えられるのと同一の意味を有し、(O)はOまたは単結合を表し、
IIIAは、7個までのC原子を有するアルキルもしくはアルケニルまたは基−C2m+1Cyを表し、
mおよびnは同一または異なって、0、1、2、3、4、5または6、好ましくは1、2または3、非常に好ましくは1であり、
Cyは、それぞれ3個までのC原子を有するアルキルもしくはアルケニルで、またはハロゲンもしくはCNで置換されてよく、3個、4個または5個の環原子を有する脂環式基を表し、好ましくはシクロプロピル、シクロブチルまたはシクロペンチルを表す。
式IIIA−1および/またはIIIA−2の化合物は代替または追加のいずれかで、好ましくは追加して媒体に含まれる。
式IIIA−1およびIIIA−2の非常に好ましい化合物は以下である。

Figure 2021105162
式中、alkoxyは1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルコキシ基を表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式III−3の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、
11、R12は同一または異なって、H、1〜15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、
Figure 2021105162
−O−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよい。
式III−3の化合物は好ましくは、式III−3−1〜III−3−10の化合物の群から選択される。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、R12は1〜7個のC原子を有するアルキル基、好ましくはエチル、n−プロピルまたはn−ブチル、またはあるいはシクロプロピルメチル、シクロブチルメチルまたはシクロペンチルメチルを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は式III−4〜III−6の、好ましくは式III−5の1種類以上の化合物を含む。

Figure 2021105162
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、R11は好ましくは1〜7個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、R12は好ましくは1〜7個のC原子を有するアルコキシ基を表す。
好ましい実施形態において媒体は式III−7〜III−9の、好ましくは式III−8の化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、R11は好ましくは1〜7個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、R12は好ましくは1〜7個のC原子を有するアルコキシ基を表す。
好ましい実施形態において媒体は、式IVの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、
41は、1〜7個のC原子を有する無置換のアルキル基または2〜7個のC原子を有する無置換のアルケニル基、好ましくはn−アルキル基(特に好ましくは2個、3個、4個または5個のC原子を有する。)を表し、および
42は、1〜7個のC原子を有する無置換のアルキル基または1〜6個のC原子を有する無置換のアルコキシ基(好ましくは両者は2〜5個のC原子を有する。)、2〜7個のC原子を有する無置換のアルケニル基(好ましくは2個、3個または4個のC原子を有する。)、より好ましくはビニル基または1−プロペニル基、特にビニル基を表す。
式IVの化合物は好ましくは、式IV−1〜IV−4の化合物の群から選択される。
Figure 2021105162
式中、
alkylおよびalkyl’は互いに独立に1〜7個のC原子を有し、好ましくは2〜5個のC原子を有するアルキルを表し、
alkenylは2〜5個のC原子を有し、好ましくは2〜4個のC原子を有し、特に好ましくは2個のC原子を有するアルケニル基を表し、
alkenyl’は2〜5個のC原子を有し、好ましくは2〜4個のC原子を有し、特に好ましくは2〜3個のC原子を有するアルケニル基を表し、および
alkoxyは1〜5個のC原子を有し、好ましくは2〜4個のC原子を有するアルコキシを表す。
好ましくは媒体は、式IV−1−1〜IV−1−4の化合物から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
非常に好ましくは媒体は、式IV−2−1および/またはIV−2−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
非常に好ましくは本発明による媒体は、好ましくは式IV−3−1〜IV−3−5の化合物から選択される式IV−3の化合物を含む。
Figure 2021105162
非常に好ましくは本発明による媒体は、特に式IV−4−1およびIV−4−2の化合物から選択される式IV−4の化合物を含む。
Figure 2021105162
液晶媒体は好ましくは追加して、式IVaの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、
41およびR42は、それぞれ互いに独立に12個までのC原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を表し、
Figure 2021105162
は、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−C−、−CF=CF−を表す。
式IVaの好ましい化合物を下に示す。
Figure 2021105162
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。
本発明による媒体は好ましくは、式IVa−1および/または式IVa−2の少なくとも1種類の化合物を含む。
混合物全体における式IVaの化合物の割合は、好ましくは少なくとも5重量%である。
好ましくは媒体は、式IVb−1〜IVb−3の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
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、および
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。
混合物全体における式IVb−1〜IVb−3のビフェニル類の割合は、好ましくは少なくとも3重量%、特に5重量%以上である。
式IVb−1〜IVb−3の化合物のなかでも、式IVb−2の化合物が特に好ましい。
特に好ましいビフェニル類は下である。
Figure 2021105162
式中、alkylは1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、好ましくはn−プロピルを表す。本発明による媒体は特に好ましくは、式IVb−1−1および/またはIVb−2−3の1種類以上の化合物を含む。
好ましい実施形態において媒体は、式Vの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、
51およびR52は互いに独立にR41およびR42に与えられる意味の1つを有し、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、好ましくはn−アルキル、特に好ましくは1〜5個のC原子を有するn−アルキル、1〜7個のC原子を有するアルコキシ、好ましくはn−アルコキシ、特に好ましくは2〜5個のC原子を有するn−アルコキシ、2〜7個のC原子を有し、好ましくは2〜4個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはアルケニルオキシを表し、
Figure 2021105162
を表し、
ただし、
Figure 2021105162
を表し、
51、Z52は、それぞれ互いに独立に−CH−CH−、−CH−O−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−または単結合、好ましくは−CH−CH−、−CH−O−または単結合、特に好ましくは単結合を表し、および
nは、1または2である。
式Vの化合物は好ましくは、式V−1〜V−16の化合物から選択される。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、
およびRは、上でR2Aに示される意味を有する。RおよびRは好ましくは、それぞれ互いに独立に直鎖状のアルキルまたはアルケニルを表す。
好ましい媒体は、式V−1、V−3、V−4、V−6、V−7、V−10、V−11、V−12、V−14、V−15および/またはV−16の1種類以上の化合物を含む。
本発明による混合物は非常に特に好ましくは、式V−10、V−12、V−16および/またはIV−1の化合物を特に5〜30%の量で含む。
式V−10の好ましい化合物を下に示す。
Figure 2021105162
本発明による媒体は特に好ましくは式IV−1の1種類以上の化合物と組み合わせて、式V−10aおよび/または式V−10cの化合物を含む。式IV−1の化合物から選択される1種類以上の化合物と組み合わせて式V−10aおよび/または式V−10cの化合物の合計割合は5〜40%、非常に特に好ましくは15〜35%である。
非常に特に好ましい混合物は、化合物V−10aおよびIV−1−3および/またはIV−1−4を含む。
Figure 2021105162
化合物V−10aおよびIV−1−3および/またはIV−1−4は混合物中に好ましくは、混合物全体に対して15〜35%、特に好ましくは15〜25%、特に好ましくは18〜22%の濃度で存在する。
非常に特に好ましい混合物は、化合物V−10bおよびIV−1−3および/またはIV−1−4を含む。
Figure 2021105162
化合物V−10bおよびIV−1−3および/またはIV−1−4は混合物中に好ましくは、混合物全体に対して15〜35%、特に好ましくは15〜25%、特に好ましくは18〜22%の濃度で存在する。
非常に特に好ましい混合物は、以下の3種類の化合物を含む。
Figure 2021105162
化合物V−10a、V−10bおよびIV−1−1は混合物中に好ましくは、混合物全体に対して15〜35%、特に好ましくは15〜25%、特に好ましくは18〜22%の濃度で存在する。
好ましい混合物は、下の化合物の群から選択される少なくとも1種類の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、R41およびR42、ならびにR51およびR52は上で示される意味を有する。好ましくは化合物V−6、V−7およびIV−1においてR41およびR51は1〜6個または2〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルケニルを表し、R42およびR52は2〜6個のC原子を有するアルケニルを表す。
好ましい媒体は、式V−6a、V−6b、V−7a、V−7b、IV−4−1、IV−4−2、IV−3aおよびIV−3bの少なくとも1種類の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、alkylは1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylは2〜6個のC原子を有するアルケニル基を表す。
式V−6a、V−6b、V−7a、V−7b、IV−4−1、IV−4−2、IV−3aおよびIV−3bの化合物は本発明による混合物中に好ましくは、1〜40重量%、好ましくは5〜35重量%、非常に好ましくは10〜30重量%の量で存在する。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式VI−1〜VI−9の1種類以上の化合物を追加して含む。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、
は、それぞれ互いに独立に請求項5においてR2Aに示される意味の1つを有し、および
wおよびxは、それぞれ互いに独立に1〜6を表す。
式V−9の少なくとも1種類の化合物を含む混合物が特に好ましい。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式VII−1〜VII−21の1種類以上の化合物を追加して含む。

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中
Rは1〜6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、(O)は−O−または単結合を表し、mは0、1、2、3、4、5または6であり、nは0、1、2、3または4である。
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、ペントキシを表す。
本発明による媒体は好ましくは、式VII−1〜VII−21のターフェニル類を2〜30重量%、特に5〜20重量%の量で含む。
式VII−1、VII−2、VII−4、VII−20およびVII−21の化合物が特に好ましい。これらの化合物においてRは好ましくは、それぞれ1〜5個のC原子を有するアルキル、更にアルコキシを表す。式VII−20の化合物においてRは好ましくはアルキルまたはアルケニル、特にアルキルを表す。式VII−21の化合物においてRは好ましくはアルキルを示す。
混合物のΔn値を0.1以上とする場合、本発明による混合物においてターフェニル類を好ましくは採用する。好ましい混合物は、化合物VII−1〜VII−21の群から選択される1種類以上の2〜20重量%のターフェニル化合物を含む。
更に好ましい実施形態を下に列記する。
a)式Z−1〜Z−7の少なくとも1種類の化合物を含む液晶媒体。
Figure 2021105162
式中、Rおよびalkylは上で式IIIに示される意味を有する。
b)本発明による好ましい液晶媒体は、例えば式N−1〜N−5の化合物などのテトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含有する1種類以上の物質を含む。
Figure 2021105162
式中R1NおよびR2Nは、それぞれ互いに独立にR2Aに示される意味を有し、好ましくは直鎖状のアルキル、直鎖状のアルコキシまたは直鎖状のアルケニルを表し、および
およびZは、それぞれ互いに独立に−C−、−CH=CH−、−(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−CH=CHCHCH−、−CHCHCH=CH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CFO−、−OCF−、−CH−または単結合を表す。
c)好ましい混合物は、式BCのジフルオロジベンゾクロマン化合物、式CRのクロマン類、ならびに式PH−1およびPH−2のフッ素化フェナントレン類の群から選択された1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中
B1、RB2、RCR1、RCR2、R、Rは、それぞれ互いに独立にR2Aの意味を有する。cは0、1または2である。RおよびR好ましくは、それぞれ互いに独立に1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表す。
本発明による混合物は好ましくは式BC、CR、PH−1、PH−2の化合物を、3〜20重量%の量で、特に3〜15重量%の量で含む。
式BCおよびCRの特に好ましい化合物は、化合物BC−1〜BC−7およびCR−1〜CR−5である。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
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。
式BC−2、BF−1および/またはBF−2の1種類、2種類または3種類の化合物を含む混合物が非常に特に好ましい。
d)好ましい混合物は、式Inの1種類以上のインダン化合物を含む。
Figure 2021105162
式中、
11、R12、R13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、アルコキシ、アルコキシアルキルまたはアルケニル基を表し、
12およびR13はハロゲン、好ましくはFを追加して表し、
Figure 2021105162
iは、0、1または2を表す。
式Inの好ましい化合物は、下に示す式In−1〜In−16の化合物である。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
式In−1、In−2、In−3およびIn−4の化合物が特に好ましい。
式Inおよびサブ式In−1〜In−16の化合物は好ましくは本発明による混合物において、5重量%以上、特に5〜30重量%、非常に特に好ましくは5〜25重量%の濃度で採用される。
e)好ましい混合物は、式L−1〜L−5の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2021105162
式中
RおよびRは、それぞれ互いに独立に上式IIAでR2Aに示す意味を有し、alkylは1〜6個のC原子を有するアルキル基を表す。パラメータsは1または2を表す。
式L−1〜L−5の化合物は好ましくは、5〜50重量%、特に5〜40重量%、非常に特に好ましくは10〜40重量%の濃度で採用される。
f)好ましい混合物は、式IIA−Yの1種類以上の化合物を追加して含む。
Figure 2021105162
式中、R11およびR12は上式IIAでR2Aに示す意味の1つを有し、LおよびLは同一または異なってFまたはClを表す。
式IIA−Yの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
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し、Oは酸素原子または単結合を表す。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IIA−Yの化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2021105162
式中、AlkoxyおよびAlkoxyは上で定義される意味を有し、好ましくはメトキシ、エトキシ、n−プロピルオキシ、n−ブチルオキシまたはn−ペンチルオキシを表す。
本明細書では液晶ホスト混合物とも呼ぶ本発明による液晶媒体は、ポリマー安定化ディスプレイでの使用に適している。この目的のために本発明による媒体は、式Pの1種類以上の重合性化合物を含んでよい。
Figure 2021105162
式中、個々の基は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現で同一または異なって以下の意味を有する:
Pは、重合性基であり、
Spは、スペーサー基または単結合であり、
、Aは、好ましくは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であり、また該基は縮合環を含んでよく、該基は無置換であるか、またはLで一置換もしくは多置換されており、
は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00−または単結合であり、
、R00は、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルであり、
Rは、H、LまたはP−Sp−であり、
Lは、F、Cl、−CN、P−Sp−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であって、ただし1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子がそれぞれ互いに直接連結しないようにして−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれP−Sp−、FまたはClで置き換えられてよく、
zは、0、1、2または3であり、
n1は、1、2、3または4である。
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分子などの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は、例において与えられている。他に示さない限り、上および下で開示するチルト角度の値は、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、および/または重合反応で調製され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す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す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「光学活性」および「キラル」はネマチックホスト材料にらせん状のピッチを誘発することができる材料の同義語であり、「キラルドーパント」とも呼ぶ。
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および重合性基(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 2021105162
は、トランス−1,4−シクロヘキシレン環を表す。

Figure 2021105162
において2個の環原子の間に示される単結合は、ベンゼン環の結合していない任意の位置に連結できる。
上および下において、「有機基」は、炭素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、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、好ましくはFまたはClを表す。
−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、即ち、
Figure 2021105162
を表す。
炭素または炭化水素基は、飽和または不飽和基のいずれでもよい。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らより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より選択する。)を含有し、上で定義される通りの「アリール」を表す。
好ましい炭素および炭化水素基は、置換されていてもよく、1〜40個、好ましくは1〜20個、特に好ましくは1〜12個のC原子を有し、直鎖状、分岐状または環状のアルキル、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、置換されていてもよく、5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアリールまたはアリールオキシ、または、置換されていてもよく、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、好ましくはN、O、S、Se、Te、SiおよびGeより選択す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。
更に好ましい炭素および炭化水素基は、直鎖状、分岐状または環状で、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキルであり、該基は無置換であるか、F、Cl、Br、IまたはCNで一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、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(R)−、−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い。
は、好ましくは、H、F、Cl、CN、直鎖状、分岐状または環状で1〜25個のC原子を有するアルキル鎖(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、置換されていてもよく6〜30個のC原子を有するアリールまたはアリールオキシ基、または置換されていてもよく2〜30個のC原子を有するヘテロアリールまた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(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、該基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)、または、縮合および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より選択する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、これらの基は縮合された環を含有していてもよく、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、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、N、SまたはOで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またはヘテロアリール基で置換されてよい。
(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より選択する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、単環式、二環式または三環式で、5〜25個の環原子を有する基が好ましく、該基は縮合環を含有していてもよく、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、および/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、および/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、アルキルまたはアルコキシなどの溶解促進基、フッ素、ニトロまた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−ブチルまた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、例えば、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、それぞれ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FまたはClで置き換えられていてもよい。)、1〜20個のSi原子を有し置換されていてもよいシリル、または、6〜25個、好ましくは6〜15個のC原子を有し置換されていてもよいアリールである。
式中、Rは、H、F、Cl、CN、直鎖状、分岐状または環状で1〜25個のC原子を有するアルキル鎖を表し、ただし、1個以上の隣接していないCH基は、O−および/S−原子が互いに直接連結しないようにして、−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、1個以上のH原子は、それぞれF、Cl、P−またはP−Sp−で置き換えられていてもよく、およびY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。
およびAは非常に好ましくは
Figure 2021105162
を表し、式中Lは上に示す意味の1つを有し、rは0、1、2、3または4を表し、特に
Figure 2021105162
である。
重合性基Pは、例えば、フリーラジカルまたはイオン性連鎖重合、重付加または重縮合などの重合反応に適するか、または、例えば、ポリマー主鎖上への付加または縮合といったポリマー類似反応に適する基である。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する基が特に好ましい。
好ましい基Pは、CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 2021105162
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−から成る群より選択され、式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、F、ClまたはCHを表し、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−以外の上で定義される通りの1個以上の基L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、CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 2021105162
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−から成る群より選択され、式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、F、ClまたはCHを表し、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、CH=CH−CO−O−、CH=C(CH)−CO−O−およびCH=CF−CO−O−、更に、CH=CH−O−、(CH=CH)CH−O−CO−、(CH=CH)CH−O−、
Figure 2021105162
から成る群より選択する。
更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基から成る群より選択され、最も好ましくは、アクリレートおよびメタクリレートより選択する。
スペーサー基Spが単結合と異なる場合、それぞれの基P−Sp−が式R−Sp”−X”−に一致するように、Spは、好ましくは、式Sp”−X”であり、ただし、Sp”およびX”は以下の意味を有する。
Sp”は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキレンを表し、該基は、F、Cl、Br、IまたはCNで一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、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、−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−で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−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−O−、−(CHCHO)q1−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CHCH−NH−CHCH−または−(SiR00−O)p1−で、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は上に示す意味を有する。
特に好ましいスペーサー基Spおよび−Sp”−X”−は、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−O−で、ただし、p1およびq1は上に示す意味を有する。
特に好ましい基Sp”は、それぞれの直鎖状で、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。
本発明の好ましい実施形態において、式Pおよびそれのサブ式の化合物は、基Sp−PがSp(P)(ただし、sは2以上である。)に対応するように1個以上の重合性基Pで置換されたスペーサー基Sp(分岐状の重合性基)を含有する。
この好ましい実施形態による式Pの好ましい化合物はsが2のもの、即ち、基Sp(P)を含有する化合物である。この好ましい実施形態による式Pの非常に好ましい化合物は、以下の式から選択する基を含有する。

Figure 2021105162
式中、Pは式Pで定義される通りであり、
alkylは、単結合または1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキレンを表し、該基は無置換であるか、または、F、ClもしくはCNで一置換もしく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、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、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−で置き換えられていてもよく、ただし、Rは上に示す意味を有し、
aaおよびbbは、それぞれ互いに独立に、0、1、2、3、4、5または6を表し、
Xは、X”に示す意味の1つを有し、好ましくは、O、CO、SO、O−CO−、CO−Oまたは単結合である。
好ましいスペーサー基Sp(P)は、式S1、S2およびS3から選択する。
非常に好ましいスペーサー基Sp(P)は、以下のサブ式から選択する。

Figure 2021105162
上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物において、Pは、好ましくはビニルオキシ、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成る群、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。
化合物中に存在する全ての重合性基Pは同一の意味を有し、非常に好ましくはアクリレートまたはメタクリレート、最も好ましくはメタクリレートを表す上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物においてRは、好ましくはP−Spを表す。
Spが単結合または−(CHp1−、−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1もしくは−CO−O−(CHp1を表し、ただしp1は2、3、4、5または6であり、Spが−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1または−CO−O−(CHp1の場合、そのO原子またはCO基がそれぞれベンゼン環に連結されている上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
少なくとも1個の基Spが単結合である上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
少なくとも1個の基Spが単結合と異なり、好ましくは−(CHp1−、−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1または−CO−O−(CHp1から選択され、ただしp1は2、3、4、5または6であり、Spが−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1または−CO−O−(CHp1の場合、そのO原子またはCO基がそれぞれベンゼン環に連結されている上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
式Pにおいて非常に好ましい基−A−(Z−A−は、以下の式から選択される。
Figure 2021105162
式中、少なくとも1個のベンゼン環は少なくとも1個の基Lで置換されており、ベンゼン環は1個以上の基LまたはP−Sp−で更に置換されてよい。
式Pおよびそれらのサブ式の好ましい化合物は、以下の好ましい実施形態(それらの任意の組み合わせを含む)から選択される:
・化合物における全ての基Pが同じ意味を有する。
・−A−(Z−A−がA1、A2およびA5から選択される。
・化合物がちょうど2個の重合性基(基Pで表される)を有する。
・化合物がちょうど3個の重合性基(基Pで表される)を有する。
・Pが、アクリレート、メタクリレート、およびオキセタンからなる群より選択され、非常に好ましくはアクリレートまたはメタクリレートである。
・Pがメタクリレートである。
・全ての基Spが単結合である。
・基Spのうちの少なくとも1個が単結合であり、基Spのうちの少なくとも1個が単結合とは異なる。
・Spが単結合とは異なる場合、−(CHp2−、−(CHp2−O−、−(CHp2−CO−O−、−(CHp2−O−CO−であり、式中p2は、2、3、4、5または6であり、O原子またはCO基はそれぞれベンゼン環に連結している。
・Spが単結合であるか、または−(CHp2−、−(CHp2−O−、−(CHp2−CO−O−、−(CHp2−O−CO−を表し、式中p2は、2、3、4、5または6であり、O原子またはCO基はそれぞれベンゼン環に連結している。
・RがP−Sp−を表す。
・Rが、重合性基を表さないか含まない。
・Rが重合性基を表さないか含まず、直鎖状、分岐状または環状の1〜25個のC原子を有するアルキルを表し、ただし1個以上の隣接しないCH基はOおよび/またはS原子がそれぞれ互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれF、ClまたはLで置き換えられてよい。
・LまたはL‘が、F、ClまたはCNを表す。
・LがFである。
式Pの適切で好ましい化合物は、以下の式から選択される。

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、個々の基は以下の意味を有する:
、PおよびPは、それぞれ互いに独立に、アクリレートまたはメタクリレート基を表し、
Sp、SpおよびSpは、それぞれ互いに独立に、単結合またはSpに対して上および下で示される意味の1つを有するスペーサーを表し、特に好ましくは、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−または−(CHp1−O−CO−O−を表し、式中、p1は1〜12の整数であり、
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つがRaaと異なることを条件として、1個以上の基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−は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また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で一フッ素化または多フッ素化されていてもよく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、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現において同一または異なって、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
およびRは、それぞれ互いに独立に、H、F、CHまたはCFを表し、
、XおよびXは、それぞれ互いに独立に、−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、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−を表し、ただし、nは、2、3または4であり、
Lは、それぞれの出現において同一または異なって、F、Cl、CN、または、直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよく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、好ましくは、Fを表し、
L’およびL”は、それぞれ互いに独立に、H、FまたはClを表し、
kは、0または1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P2、P13、P17、P22、P23、P24、P30、P31およびP32の化合物が特に好ましい。
更に、三反応性化合物P15〜P30、特に、P17、P18、P19、P22、P23、P24、P25、P26、P30、P31およびP32が好ましい。
式P1〜P32の化合物において、基
Figure 2021105162
ただし、Lは、それぞれの出現において同一または異なって、上および下で与える意味の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−、非常に好ましくは、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。
本発明による媒体は、1種以上のキラルドーパントを含む。好ましくは、これらのキラルドーパントは、1μm−1〜150μm−1の範囲、好ましくは10μm−1〜100μm−1の範囲のらせんツイスト力(HTP:helical twisting power)の絶対値を有する。媒体が2種以上のキラルドーパントを含む場合、これらは、それらのHTP値の反対の符号を有し得る。この条件は、それぞれの化合物のキラリティーをある程度補償することを可能にし、ひいてはデバイスにおいて得られる媒体の様々な温度依存特性を補償するために使用することができるので、いくつかの特定の実施形態にとって好ましい。しかしながら、一般的に、本発明による媒体中に存在するキラル化合物の大部分、好ましくはすべてが、それらのHTP値の同じ符号を有していることが好ましい。
好ましくは、本出願による媒体中に存在するキラルドーパントはメソゲン性化合物であり、最も好ましくは、それらは単独でメソ相を示す。
本発明の好ましい実施形態では、媒体は、すべてHTPの同じ算術符号を有する2種以上のキラル化合物を含む。
個々の化合物のHTPの温度依存性は高くても低くてもよい。媒体のピッチの温度依存性は、HTPの異なる温度依存性を有する化合物を対応する比率で混合することによって補償できる。
光学活性成分については、例えば、コレステリルノナノエート、R−およびS−811、R−およびS−1011、R−およびS−2011、R−およびS−3011、R−およびS−4011、またはCB15(すべてMerck社、ダルムシュタット市)などの、いくつかは市販されている多数のキラルドーパントが当業者に利用可能である。
特に適切なドーパントは、1個以上のキラル基および1個以上のメソゲン基、またはキラル基と共にメソゲン基を形成する1個以上の芳香族もしくは脂環式基を含む化合物である。
適切なキラル基は、例えば、キラル分岐状炭化水素基、キラルエタンジオール、ビナフトールまたはジオキソラン、さらに糖誘導体、糖アルコール、糖酸、乳酸、キラル置換グリコール、ステロイド誘導体、テルペン誘導体、アミノ酸または数個、好ましくは1〜5個のアミノ酸の配列からなる群から選択される一価または多価のキラル基である。
好ましいキラル基は、糖誘導体、例えばグルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、アラビノースおよびデキストロース;糖アルコール、例えばソルビトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトールまたはそれらのアンヒドロ誘導体、特に、ジアンヒドロヘキシトール、例えばジアンヒドロソルビド(1,4:3,6−ジアンヒドロ−D−ソルビド、イソソルビド)、ジアンヒドロマンニトール(イソソルビトール)またはジアンヒドロイジトール(イソイジトール)など;糖酸、例えばグルコン酸、グロン酸およびケトグロン酸など;キラル置換グリコール基、例えば1個以上のCH基がアルキルまたはアルコキシで置換されているモノ−もしくはオリゴエチレンまたはプロピレングリコールなど;アミノ酸、例えばアラニン、バリン、フェニルグリシンもしくはフェニルアラニン、またはこれらのアミノ酸の1〜5個の配列;ステロイド誘導体、例えばコレステリルまたはコール酸基など;テルペン誘導体、例えばメンチル、ネオメンチル、カンフェイル、ピネイル、テルピネイル、イソロンギホリル、フェンチル、カレイル、ミルテニル、ノピル、ゲラニル、リナロイル、ネリル、シトロネリルまたはジヒドロシトロネリルである。
本発明による媒体は、好ましくは、既知のキラルドーパントの群から選択されるラルドーパントを含む。適切なキラル基およびメソゲン性キラル化合物は、例えば、独国特許第3425503号明細書、独国特許第3534777号明細書、独国特許第3534778号明細書、独国特許第3534779号明細書および独国特許第3534780号明細書、独国特許第4342280号明細書、欧州特許第01038941号明細書および独国特許第19541820号明細書に記載されている。また例は、下の表Fに列挙される化合物である。
本発明に従って好ましくは使用されるキラル化合物は、下に示される式から成る群より選択される。
以下の式A−I〜A−IIIおよびA−Chの化合物から成る群より選択されるキラルドーパントが特に好ましい。
Figure 2021105162
式中、
a11、Ra12およびRb12は、互いに独立して、1〜15個のC原子を有するアルキルを表し、ここでさらに、1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、互いに独立して、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−で置き換えられてよく、ここでさらに、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、IまたはCNで置き換えられていてもよく、
好ましくはアルキル、より好ましくはn−アルキルを表し、ただし、Ra12はRb12とは異なり、
a21およびRa22は、互いに独立して、1〜15個のC原子を有するアルキルを表し、ここでさらに、1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、互いに独立して、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−で置き換えられてよく、ここでさらに、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、IまたはCNで置き換えられていてもよく、
好ましくは両方ともアルキル、より好ましくはn−アルキルを表し、
a31、Ra32およびRb32は、互いに独立して、1〜15個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキルを表し、ここでさらに、1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、互いに独立して、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−で置き換えられてよく、ここでさらに、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、IまたはCNで置き換えられていてもよく、
好ましくはアルキル、より好ましくはn−アルキルを表し、ただし、Ra32はRb32とは異なり、
は、H、CH、F、Cl、またはCN、好ましくはHまたはFを表し、
は、上で与えられるRa11の意味の1つ、好ましくは1〜15個のC原子を有するアルキル、より好ましくはn−アルキルを有し、
は、−C(O)O−、−CHO−、−CFO−または単結合、好ましくは−C(O)O−を表し、
11は下でA12に定義される通りであり、あるいは
Figure 2021105162
を表し、
12は、
Figure 2021105162
好ましくは
Figure 2021105162
を表し、
式中、
12は、それぞれの出現で互いに独立して、ハロゲン、CN、または12個までのC原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシもしくはアルケニルオキシを表し、ただし1個以上のH原子はハロゲン、好ましくはメチル、エチル、ClまたはF、特に好ましくはFで置き換えられてよい。
21は、
Figure 2021105162
を表し、
22は、A12に与えられる意味を有し、
31は、A11に与えられる意味を有し、あるいは
Figure 2021105162
を表し、
32は、A12に与えられる意味を有し、
n2は、それぞれの出現で同一または異なって0、1または2であり、
n3は、1、2または3であり、
rは、0、1、2、3または4である。
以下の式の化合物から成る群より選択されるドーパントが特に好ましい。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、
mは、それぞれの出現で同一または異なって1〜9の整数であり、および
nは、それぞれの出現で同一または異なって2〜9の整数である。
式Aの特に好ましい化合物は、式A−IIIの化合物である。
更に好ましいドーパントは、以下の式A−IVのイソソルビド、イソマンニトールまたはイソイドイトールの誘導体である。
Figure 2021105162
式中、基
Figure 2021105162
は、
Figure 2021105162
であって、好ましくはジアンヒドロソルビトールである。
および、例えばジフェニルエタンジオール(ヒドロベンゾイン)などのキラルエタンジオール、特に以下の式A−Vのメソゲンヒドロベンゾイン誘導体であって、示していない(S,S)エナンチオマーを含む。
Figure 2021105162
式中、
Figure 2021105162
それぞれ互いに独立に、またLで一置換、二置換または三置換されてもよい1,4−フェニレン、または1,4−シクロヘキシレンであり、
Lは、H、F、Cl、CN、または1〜7個の炭素原子を有するハロゲン化されてよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシであり、
cは、0または1であり、
Xは、CHまたは−C(O)−であり、
は、−COO−、−OCO−、−CHCH−または単結合であり、
は、1〜12個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。
式IVの化合物の例である。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
式A−IVの化合物は、国際公開第98/00428号に記載されている。式A−Vの化合物は、英国特許出願公開第2,328,207号明細書に記載されている。
特に非常に好ましいドーパントは、国際公開第02/94805号に記載されているキラルビナフチル誘導体、国際公開第02/34739号に記載されているキラルビナフトールアセタール誘導体、国際公開第02/06265号に記載されているキラルTADDOL誘導体、ならびに国際公開第02/06196号および国際公開第02/06195に記載されている少なくとも1個のフッ素化架橋基および末端または中心キラル基を有するキラルドーパントである。
式A−VIのキラル化合物が特に好ましい。
Figure 2021105162
式中、
、X、YおよびYは、それぞれ互いに独立して、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF、1〜25個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル(これはF、Cl、Br、IまたはCNで一置換または多置換されていてもよく、ここでさらに、1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、それぞれ互いに独立して、−O−、−S−、−NH−、NR−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよい)、重合性基または20個までの炭素原子を有するシクロアルキルもしくはアリール(これはハロゲン、好ましくはFで、または重合性基で場合により一置換または多置換されていてもよい)であり、
およびxは、それぞれ互いに独立して、0、1または2であり、
およびyは、それぞれ互いに独立して、0、1、2、3または4であり、
およびBは、それぞれ互いに独立して、芳香族または部分飽和もしくは完全飽和脂肪族六員環であり、ここで、1個以上のCH基はN原子でそれぞれ置き換えられていてもよく、1個以上の隣接していないCH基はOおよび/またはSでそれぞれ置き換えられていてもよく、
およびWは、それぞれ互いに独立して、−Z−A−(Z−A−Rであり、あるいは2つのうちの一方は、RまたはAであるが、両方とも同時にHではなく、または
Figure 2021105162
は、
Figure 2021105162
であり、
およびUは、それぞれ互いに独立して、CH、O、S、COまたはCSであり、
およびVは、それぞれ互いに独立して、(CH(ここで、1〜4個の隣接していないCH基はOおよび/またはSで置き換えられていてもよい)であり、VおよびVのうちの一方は、
Figure 2021105162
が、
Figure 2021105162
である場合、両方とも単結合であり、
nは、1、2または3であり、
およびZは、それぞれ互いに独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−S−CH−、−CH−S−、−CF−O−、−O−CF−、−CF−S−、−S−CF−、−CH−CH−、−CF−CH−、−CH−CF−、−CF−CF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CH−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF=CF−、−C≡C−、これらの基の2つの組合せ(ここで、2個のOおよび/またはSおよび/またはN原子は、互いに直接結合していない)、(好ましくは−CH=CH−COO−、もしくは−COO−CH=CH−)、または単結合であり、
は、1〜6個のC原子を有するアルキルを表し、
、AおよびAは、それぞれ互いに独立して、1または2個の隣接していないCH基がNで置き換えられていてもよい1,4−フェニレン、1または2個の隣接していないCH基がOおよび/またはSで置き換えられていてもよい1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキソラン−4,5−ジイル、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイルまたは1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル(これらの各基はLで一置換または多置換されていてもよい)であり、さらにAは単結合であることができ、
Lは、ハロゲン原子、好ましくはF、CN、NO、1〜7個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ(ここで、1個以上のH原子はFまたはClで置き換えられていてもよい)であり、
mは、それぞれ独立して、0、1、2または3であり、
RおよびRは、それぞれ互いに独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF、1または3〜25個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル(これはF、Cl、Br、IまたはCNで一置換または多置換されていてもよく、1個以上の隣接していないCH基は、2個のOおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、−O−、−S−、−NH−、−NR−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよい)、または重合性基である。
式A−VI−1のキラルビナフチル誘導体が特に好ましい。
Figure 2021105162
式中、環B、RおよびZは、式A−IVおよびA−Vについて定義した通りであり、bは、0、1、または2である。
特に、以下の式A−VI−1a〜A−VI−1cから選択されるものである。
Figure 2021105162
式中、環B、RおよびZは、式A−VI−1について定義した通りであり、
は、式A−IVについて定義したとおりであるか、またはHもしくは1〜4個の炭素原子を有するアルキルであり、
bは、0、1または2であり、
は、特に−OC(O)−または単結合である。
LC媒体中の1種以上のキラルドーパント(1種類または多種類)の濃度は、好ましくは、0.001%〜20%、好ましくは0.05%〜5%、より好ましくは0.1%〜2%、最も好ましくは0.5%〜1.5%の範囲である。これらの好ましい濃度範囲は、特にキラルドーパントS−4011またはR−4011(両方ともMerck社製)および同じもしくは類似のHTPを有するキラルドーパントに適用される。S−4011と比較してHTPの絶対値がより高いかより低いキラルドーパントについて、これらの好ましい濃度は、S−4011のHTP値に対するそれらのHTP値の比に従ってそれぞれ比例して減少または増加させなければならない。
本発明によるLC媒体またはホスト混合物のピッチpは、好ましくは5〜50μm、より好ましくは8〜30μm、特に好ましくは10〜20μmの範囲である。
好ましくは本発明による媒体は、式ST−1〜ST−19の化合物の群から選択された安定剤を含む。
Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162

Figure 2021105162
式中、
STは、H、1〜15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、ここでさらに、これらの基における1個以上の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないように、それぞれ互いに独立して、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、
Figure 2021105162
−O−、−CO−O−または−O−CO−O−で置き換えられていてもよく、ここでさらに、1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられていてもよく、
Figure 2021105162
Figure 2021105162
を表し、
STは、それぞれ互いに独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CH−、−CHCH−、−(CH−、−CH=CH−CHO−、−C−、−CHCF−、−CFCH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−CH=CH−、−C≡C−または単結合を表し、
およびLは、それぞれ互いに独立して、F、Cl、CFまたはCHFを表し、
pは、1または2であり、
qは、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10である。
式STの化合物のうち、下式の化合物が特に好ましい。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
Figure 2021105162
式ST−3aおよびST−3bの化合物において、nは好ましくは3を表す。式ST−2aの化合物において、nは好ましくは7を表す。
本発明による特に非常に好ましい混合物は、式ST−2a−1、ST−3a−1、ST−3b−1、ST−8−1、ST−9−1およびST−12の化合物の群からの1種類以上の安定剤を含む。
Figure 2021105162

Figure 2021105162
式ST−1〜ST−19の化合物は好ましくは、それぞれ本発明による液晶混合物中に混合物を基準として0.005〜0.5%の量で存在する。
本発明による混合物が式ST−1〜ST−18の化合物の群からの2種以上の化合物を含む場合、それに対応して2種の化合物の場合、濃度は混合物を基準として0.01〜1%に増加する。
しかしながら本発明による混合物を基準とした式ST−1〜ST−18の化合物の合計割合は2%を超えるべきではない。
本発明による混合物は好ましくは、
・式Iの、好ましくは式I−1、I−2およびI−3の化合物から選択される1種類以上の化合物を、好ましくは0.1%〜10%、より好ましくは0.5%〜8%または1%〜5%、特に好ましくは2%〜4%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIAの1種類以上の化合物を、好ましくは5%〜30%、より好ましくは7%〜25%、特に好ましくは10%〜20%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIAおよびIIBの1種類以上の化合物を、好ましくは30%〜45%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式Iのおよび式IVの1種類以上の化合物を、好ましくは35%〜60%、より好ましくは40%〜55%、特に好ましくは45%〜50%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式Iのならびに式IVおよびIVbの1種類以上の化合物を、好ましくは35%〜70%、より好ましくは40%〜65%、特に好ましくは45%〜60%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIAおよびIIBおよびIII−2の1種類以上の化合物を、好ましくは30%〜65%、より好ましくは35%〜60%、特に好ましくは40%〜55%の範囲内の合計濃度で
を含む。
特に媒体は、
・1種類以上の化合物CY−n−Om、特にCY−3−O4、CY−5−Oおよび/またはCY−3−O2を、好ましくは5%〜30%、好ましくは10%〜20%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・CPY−n−Om、特にCPY−2−O2、CPY−3−O2および/またはCPY−5−O2を、混合物全体を基準にして好ましくは5%より多く、特に7%〜20%の濃度で、
および/または
・1種類以上の化合物CCY−n−Om、好ましくはCCY−4−O2、CCY−3−O2、CCY−3−O3、CCY−3−O1および/またはCCY−5−O2を、混合物全体を基準にして好ましくは3%より多く、特に5%〜15%の濃度で、
および/または
・CLY−n−Om、好ましくはCLY−2−O4、CLY−3−O2および/またはCLY−3−O3を、混合物全体を基準にして好ましくは5%より多く、特に10%〜30%の濃度で、
および/または
・CPY−n−OmおよびCY−n−Omを、混合物全体を基準にして好ましくは10%〜80%の濃度で、
および/または
・CPY−n−OmおよびPY−n−Om、好ましくはCPY−2−O2および/またはCPY−3−O2およびPY−3−O2またはPY−1−O2を、混合物全体を基準にして好ましくは5〜20%、より好ましくは10%〜15%の濃度で、
および/または
・CCVC−n−V、好ましくはCCVC−3−Vを、混合物全体を基準にして好ましくは2〜10%の濃度で、
および/または
・CC−V−Vを、混合物全体を基準にして好ましくは5〜50%の濃度で、
および/または
・式CC−3−V1および/またはCC−4−V1の化合物(1種類または多種類)を、好ましくは5〜40%、より好ましくは15%〜35%、特に好ましくは20%〜30%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式B−nO−Omおよび/またはB(S)−nO−Omの1種類以上の化合物、特に化合物B(S)−2O−O5を好ましくは2〜10%の範囲内の濃度で、および化合物CC−3−V1および/または化合物CC−4−V1を10〜30%、好ましくは15〜20%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・0.1%〜3%の化合物PPGU−3−Fを、
および/または
・化合物B(S)−(c5)1O−O2
Figure 2021105162
を含む。
本発明は更に請求項1に記載の液晶媒体を誘電体として含み、ディスプレイがVA、SA−VA、IPS、U−IPS、FFS、UB−FFS、SA−FFS、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VA、PS−TN、ポリマー安定化SA−VAまたはポリマー安定化SA−FFSディスプレイであることを特徴とするアクティブマトリクスアドレスを有する電気光学的ディスプレイに関する。
本発明による液晶媒体は好ましくは−20℃以下〜70℃以上、特に好ましくは−30℃以下〜80℃以上、非常に特に好ましくは−40℃以下〜90℃以上のネマチック相を有することが有利である。
本発明による媒体は、70℃以上、好ましくは74℃以上の透明化温度を有する。
「ネマチック相を有する」という表現は一方で対応する温度のより低温でスメクチック相および結晶化が観察されず、他方でネマチック相からの加熱時に透明化が依然として発生しないことを意味する。低温での検討は対応する温度で流動粘度計を用いて行われ、電気光学的用途に対応する層厚を有する試験用セルに少なくとも100時間保存することで確認される。−20℃の温度での試験用セルでの保存安定性が1000時間以上であれば、その媒体はこの温度で安定していると呼ばれる。温度が−30℃および−40℃の場合、対応する時間はそれぞれ500時間および250時間である。高温では、毛細管内で従来の方法で透明点を測定する。
液晶混合物は好ましくは、少なくとも60Kのネマチック相範囲および20℃における最大30mm・秒−1の流動粘度ν20を有する。
混合物は−20℃以下、好ましくは−30℃以下、非常に好ましくは−40℃以下の温度でネマチックである。
液晶混合物における複屈折Δnの値は、一般的に0.07および0.16の間、好ましくは0.08および0.15の間、非常に好ましくは0.09および0.14の間である。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.090〜0.110、好ましくは0.095〜0.105、特に0.100〜0.105の範囲内の複屈折を有する。
別の好ましい実施形態において本発明による媒体は0.120以上、好ましくは0.125〜0.145、より好ましくは0.130〜0.140の範囲内の複屈折を有する。
本発明による液晶混合物は−1.5〜−8.0、好ましくは−2.0〜−4.0、特に−2.5〜−3.5の誘電率異方性Δεを有する。
20℃における回転粘度γは好ましくは120mPa・秒以下、特に100mPa・秒以下である。
好ましい実施形態において20℃での回転粘度γは、100mPa・秒以下、特に95mPa・秒以下である。
本発明による液晶媒体は比較的低い値の閾電圧(V)を有する。それらは好ましくは1.7V〜3.0Vの範囲内、特に好ましくは2.7V以下、非常に特に好ましくは2.5V以下である。
本発明において「閾電圧」という用語は他に明示しない限り、フレデリックス閾値とも呼ばれる容量閾値(V)に関する。
加えて本発明による液晶媒体は液晶セルにおいて、高い値の電圧保持率を有する。
一般に低いアドレス電圧または閾電圧を有する液晶媒体は高いアドレス電圧または閾電圧を有するものよりも低い電圧保持率を示し、その逆もまた同様である。
本発明において用語「誘電的に正の化合物」とは1.5より大きいΔεを有する化合物を表し、用語「誘電的に中性の化合物」とは−1.5以上1.5以下のΔεを有するものを表し、用語「誘電的に負の化合物」とは−1.5より小さいΔεを有するものを表す。化合物の誘電異方性は、10%の化合物を液晶ホストに溶解し、それぞれ20μmの層厚を有するホメオトロピックおよびホモジニアス表面配向の少なくとも1個の試験用セルにおいて得られる混合物の静電容量を1kHzで測定して決定する。測定電圧は典型的には0.5V〜1.0Vであるが、それぞれ検討される液晶混合物の容量閾値よりも常に低くする。
本発明で示される温度の値は全て℃である。
本発明による混合物は例えば、VAN、MVA、(S)−PVA、ASV、PSA(polymer sustained VA:ポリマー維持VA)およびPS−VA((polymer stabilized VA:ポリマー安定化VA)などの全てのVA−TFT用途に適している。それらは更に負のΔεを有するIPS(in−plane−switching:面内スイッチ)やFFS(fringe field switching:フリンジ場スイッチ)用途に適する。
本発明によるディスプレイにおけるネマチック液晶混合物は、一般的に2種類の成分AおよびBを含み、それら自体は1種類以上の個々の化合物から成る。
成分Aは有意に負の誘電異方性を有し、ネマチック相に−0.5以下の誘電異方性を与える。式Iの1種類以上の化合物の他に成分Aは好ましくは、式IIA、IIBおよび/またはIICの化合物、更に式IV−1の1種類以上の化合物を含む。
成分Aの割合は、好ましくは45および100%の間、特に60および85%の間である。
成分Aのためには好ましくは、−0.8以下のΔεの値を有する1種類(またはそれ以上)の個々の化合物を選択する。この値はより負でなければならず、混合物全体におけるAの割合が小さいほど、より小さくなければならない。
成分Bは有意なネマトゲン性および20℃における30mm・秒−1以下、好ましくは25mm・秒−1以下の流動粘度を有する。
多数の適切な材料が、文献から当業者に知られている。式O−17の化合物が特に好ましい。
成分Bにおける特に好ましい個々の化合物は、20℃において18mm・秒−1以下、好ましくは12mm・秒−1以下の流動粘度を有する極低粘度ネマチック液晶である。
成分Bは単向性または鏡像異性的にネマチックであり、スメクチック相を有さず、液晶混合物において非常に低い温度までスメクチック相の発生を防ぐことができる。例えばスメクチック液晶混合物に高いネマトゲン性のさまざまな材料を追加した場合、これらの材料のネマトゲン性は達成されるスメクチック相の抑制の程度を通して比較され得る。
また混合物は1.5以上の誘電異方性Δεを有する化合物を含む成分Cを含んでよい。これらの所謂正の化合物は一般に混合物全体に基づき、20重量%以下の量で負の誘電異方性の混合物中に存在する。
式Iの1種以上の化合物の他に相は好ましくは、4〜15種類、特に5〜12種類、特に好ましくは10種類未満の式IIA、IIBおよび/またはIICの化合物、および任意で式IV−1の1種以上の化合物を含む。
式IBの化合物および式IIA、IIBおよび/またはIICの化合物ならびに任意にIV−1の他に、また他の成分が例えば混合物全体の45%まで、しかしながら好ましくは35%まで、特に10%までの量で存在してよい。
他の成分は好ましくは、アゾキシベンゼン、ベンジリデンアニリン、ビフェニル、ターフェニル、フェニルまたはシクロヘキシルベンゾエート、フェニルまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボキシレート、フェニルシクロヘキサン、シクロヘキシルビフェニル、シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシルナフタレン、1,4−ビスシクロヘキシルビフェニルまたはシクロヘキシルピリミジン、フェニルまたはシクロヘキシルジオキサン、任意にハロゲン化されたスチルベン、ベンジルフェニルエーテル、トランおよび置換ケイ皮酸エステルの部類からのネマチックまたはネマトゲン性物質、特に既知の物質から選択される。
このタイプの液晶相の成分として適している最も重要な化合物は、式IVで特徴付けられ得る。
Figure 2021105162
式中、LおよびEはそれぞれ、1,4−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、4,4’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン系、2,5−二置換ピリミジンおよび1,3−ジオキサン環、2,6−二置換ナフタレン、ジおよびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンにより形成される群からの炭素環系または複素環系を表し、
Gは、−CH=CH−、−N(O)=N−、−CH=CQ−、−CH=N(O)−、−C≡C−、−CH−CH−、−CO−O−、−CH−O−、−CO−S−、−CH−S−、−CH=N−、−COO−Phe−COO−、−CFO−、−CF=CF−、−OCF−、−OCH−、−(CH−、−(CHO−を表し、
またはC−C単結合を表し、Qはハロゲン、好ましくは塩素または−CNを表し、R20およびR21は、それぞれ最大18個、好ましくは8個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキルもしくはアルコキシカルボニルオキシを表し、または、これらの基の1個はCN、NC、NO、NCS、CF、SF、OCF、F、ClまたはBrを表す。
これらの化合物のほとんどにおいてR20とR21は互いに異なり、これらの基のうちの1個は通常、アルキルまたはアルコキシ基である。提案される置換基の他の変種も一般的である。多くのそのような物質またはその混合物が市販されている。これらの物質は全て、文献から知られる方法によって調製されうる。
本発明のVA、IPSまたはFFS混合物が、例えば、H、N、O、ClおよびFが対応するアイソトープで置換された化合物をも含み得ることは、当業者にとり言うまでもない。
式Pの化合物は任意で、混合物に基づき、好ましくは0.01〜5重量%、特に好ましくは0.2〜2重量%の濃度で本発明による混合物に添加される。これらの混合物は、例えば米国特許第6,781,665号明細書に記載されているように、任意で開始剤も含みうる。開始剤、例えばBASF製のIrganox−1076は、好ましくは、重合性化合物を含む混合物に0〜1%の量で添加される。この種の混合物は、いわゆるポリマー安定化VAモード(PS−VA:polymer−stabilised VA)またはPSA(ポリマー維持VA:polymer sustained VA)に使用されうるが、反応性メソゲンの重合はディスプレイパネルの充填後の液晶混合物中で行われることが意図される。これの前提条件はLCホストの液晶化合物が、反応性メソゲンの重合条件下で、すなわち一般に320〜360nmの波長範囲のUVへの暴露で反応しないことである。例えばCC−3−Vなどのアルケニル側鎖を含む液晶化合物は、RMの重合条件下(UV重合)において反応を示さないため、本明細書では、このような化合物はRMとはみなされない。
本発明による化合物は、文献(例えば、Houben−Weyl、Methoden der Organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry]、Georg−Thieme−Verlag、Stuttgartなどの標準的な著作物)に記載されている既知の方法によって、またはそれに類似した方法で、前記反応に適した既知の反応条件の下で合成することができる。また本明細書では言及しないが、それ自体既知のバリエーションを本明細書において使用できる。特に、それらは、以下の反応スキームに記載されているか、またはそれに類似した方法で調製できる。本発明の化合物を調製するための更なる方法は、実施例から得ることができる。
また上で明示的に言及されていない他のメソゲン化合物も、有利に本発明に従った媒体に使用できる。そのような化合物は、当業者に知られている。
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、それらは、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、例は、どのような特性および特性の組み合わせが入手可能であるかを例示する。
本発明および以下の実施例において、液晶化合物の構造は、頭字語によって示され、化学式への変換は下表A〜Cに従って行われる。それぞれ全ての基C2n+1、C2m+1およびCH2l+1またはC2nおよびC2mは、それぞれの場合でn個、m個およびl個のC原子を有する直鎖状アルキル基またはアルキレン基である。好ましくはn、mおよびlは、それぞれ互いに独立に1、2、3、4、5、6または7である。表Aは化合物の核の環要素のコードを示し、表Bは架橋単位を列記し、表Cは分子の左端基および右端基の記号の意味を列記する。頭字語は任意の連結基を有する環要素のコードに続いて第1ハイフンおよび左端基のコード、および第2ハイフンおよび右端基のコードから構成される。表Dは、それぞれの略称と共に化合物の構造例を示す。
<表A:環要素>
Figure 2021105162
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Figure 2021105162
<表B:架橋単位>
Figure 2021105162
<表C:末端基>
Figure 2021105162
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表中、nおよびmはそれぞれ整数であり、3つの点「...」はこの表からの他の略語のための場所である。
式I、IIA、IIB、IICおよび/またはIIDの化合物とは別に、本発明による混合物は好ましくは、下に述べる化合物の1種類以上の化合物を含む。
以下の略語を使用する:
(n、m、kおよびlは、それぞれ互いに独立に整数であり、好ましくは1〜9、好ましくは1〜7であり、またkおよびlは0でもよく、好ましくは0〜4、より好ましくは0または2、最も好ましくは2であり、nは好ましくは1、2、3、4または5であり、組合わせ「−nO−」において、好ましくは1、2、3または4、より好ましくは2または4であり、mは好ましくは1、2、3、4または5であり、組合わせ「−Om」において、好ましくは1、2、3または4、より好ましくは2または4である。組合わせ「−lVm」は、好ましくは「2V1」である。)
<表D>
Figure 2021105162
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<表E>
表Eは、本発明によるLC媒体に添加できるキラルドーパントを示す。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
Figure 2021105162
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Figure 2021105162
<表F>
表Fは、本発明によるLC媒体で使用できる例示的反応性メソゲン化合物(RM:reactive mesogenic compound)を示す。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
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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−144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−48、RM−52、RM−54、RM−57、RM−64、RM−74、RM−76、RM−88、RM−102、RM−103、RM−109、RM−117、RM−120、RM−121、RM−122およびRM−145〜RM−153が特に好ましい。
別の好ましい実施形態において本発明による混合物は、式RM−145〜RM−152から、非常に好ましくは式RM−147〜RM−152から選択される1種類以上の重合性化合物を含む。
<表G>
表Gは、式Pの重合性化合物と共に本発明によるSA−VAおよびSA−FFSディスプレイ向けLC媒体で使用できる垂直配向用の自己配向性添加剤を示す。
Figure 2021105162
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Figure 2021105162
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好ましい実施形態において本発明によるLC媒体、SA−VAおよびSA−FFSディスプレイは式Pの1種類以上のRMと組合わせて、式SA−1〜SA−48から、好ましくは式SA−14〜SA−48から、非常に好ましくは式SA−20〜SA−34およびSA−44から選択される1種類以上のSA添加剤を含む。
以下の例は、本発明を限定することなく説明することを意図する。例においてm.p.は融点を表し、T(N,I)は液晶物質の透明点を摂氏で表す。更にCは結晶性固体状態を表し、Sはスメクチック相(添字は相の種類を表す。)を表し、Nはネマチック状態を表し、Chはコレステリック相を表し、Iは等方相を表し、Tはガラス転移温度を表す。2つの記号の間の数字は転化温度を摂氏で示す。
単一化合物の光学異方性Δnの測定に使用されるホスト混合物は、市販の混合物ZLI−4792(メルク社)である。誘電率異方性Δεは、市販の混合物ZLI−2857を用いて決定される。検討する化合物の物理的データは、検討する化合物を添加した後のホスト混合物の誘電率の変化と、採用した化合物の100%への外挿から得られる。一般的には溶解度に応じて、10%の検討する化合物をホスト混合物に溶解する。
他に示さない限り、部またはパーセントのデータは重量部または重量パーセントを表す。
上および下で:
は20℃における容量閾電圧[V]を表し、
は20℃および589nmにおける異常屈折率を表し、
は20℃および589nmにおける通常屈折率を表し、
Δnは20℃および589nmにおける光学的異方性を表し、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率を表し、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率を表し、
Δεは20℃および1kHzにおける誘電異方性を表し、
cl.p.、T(N,I)は透明点[℃]を表し、
γは20℃における回転粘度[mPa・s]であり、
は20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数[pN]を表し、
は20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]を表し、
は20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]を表し、および
LTS(low−temperature stability)は低温安定性(ネマチック相)を表し、試験用セルまたはバルクにおいて決定するかが特定される。
他に明記しない限り、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摂氏度(℃)で示される。
本発明については、用語「閾電圧」は、他に明示しない限り、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。
容量閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは20μm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UV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、強度100mW/cmのメタルハライドランプを使用する。強度は、標準メーター(UVセンサーを備える高域Hoenle UVメーター)を使用して測定する。
チルト角は、Axometrics社製ミューラーマトリックス偏光計「AxoScan」を使用して決定する。ここで、低い値(即ち、角度90°からの大きな外れ)が大きなチルトに対応する。
他に明言しない限り、用語「チルト角」はLCダイレクタおよび基板の間の角度を意味し、「LCダイレクタ」は均一に配向するLC分子の層におけるLC分子の光学的主軸の優先配向方向を意味し、カラミチック、即ち、単軸的で正の複屈折性LC分子の場合、「LCダイレクタ」はLC分子の分子長軸に対応する。
他に明らかに述べない限りVHRは、20℃(VHR20)および100℃のオーブン中で5分後(VHR100)に、日本国・株式会社東陽テクニカから商業的に入手可能な機器モデルLCM−1(O0004)において決定する。より精密に明らかに述べない限り、使用する電圧は1Hz〜60Hzの範囲内の周波数を有する。
VHR測定の精度は、VHRの個々の値に依存する。値の減少に伴い、精度は低下する。種々の寸法範囲内の値で一般に観測される偏差を、VHRの大きさの順に以下の表に編集する。
Figure 2021105162
UV照射に対する安定性は,キセノンランプNXE1500Bを用いたドイツ国・ヘレウス社製の「サンテストCPS+」で検討する。密封された試験用セルは明示的な指示がない限り、追加の加熱を行わずに2.0時間照射される。300nmから800nmの波長範囲での照射パワーは765W/mVである。いわゆる窓ガラスモードをシミュレートするために、310nmのエッジ波長を持つUV「カットオフ」フィルターを使用する。それぞれ一連の実験では各条件について、少なくとも4個の試験用セルが検討され、それぞれの結果は対応する個々の測定値の平均値として示される。
例えばUV照射またはLCDバックライトによる曝露によって通常引き起こされる電圧保持率(voltage holding ratio)の低下(ΔVHR)は、以下の式(1)に従って決定される。
Figure 2021105162
「LTS(low−temperature stability)」としても既知の低温安定性、即ち低温での個々の成分の自発的な結晶化またはスメクチック相の発生に対するバルク中のLC混合物の安定性を検討するために、それぞれが約1gの材料を含むいくつかの密封ボトルを、1つ以上の所定の温度、典型的には−10℃、−20℃、−30℃および/または−40℃で保存し、相転移が観察されるかどうかを一定の間隔で目視で検査する。所定の温度で最初の1つのサンプルが変化を示した時点で、時間を記録する。変化が観察されなかった最後の検査までの時間は、それぞれのLTSとして記録される。
比抵抗を算出するためのイオン密度は、日本国・株式会社東陽テクニカから商業的に入手可能なLC材料特性測定システムモデル6254を用いて、AL16301ポリイミド(日本国・JSR株式会社)を用いたVHR試験用セル(セルギャップ3.2μm)を用いて測定する。測定は、60℃または100℃のオーブンで5分間保存した後に行う。
所謂「HTP」は、LC媒体中での光学活性物質またはキラル物質のらせんツイスト力を表す(単位はμm)。別段の指示がない限り、HTPは市販のネマティックLCホスト混合物MLD−6260(Merck社)中で温度20℃で測定される。
透明点は、メトラー社Thermosystem FP900を用いて測定する。光学異方性(n)は、アッベ屈折計H005(ナトリウムスペクトルランプNa10、589nm、20℃において)を用いて測定する。誘電率異方性(Δε)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096−R1を備えるε−パラレルセル)。起動電圧(V)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096−R1を備えるε−パラレルセル)。回転粘度(γ)は東陽テクニカ社LCM−2(0002)を用いて、20℃で測定する(JALS−2096−R1を備えるガンマ1ネガティブセル)。弾性定数(K、スプレイ)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096−R1を備えるε−パラレルセル)。K:弾性定数(K、ベンド)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096−R1を備えるε−パラレルセル)。
特に明示しない限り本願明細書の全ての濃度は、溶媒を含まない全ての固体または液晶成分からなる対応する混合物全体に関する重量パーセントで示される。全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals、Physical Properties of Liquid Crystals」、1997年11月刊、Merck社、ドイツ国に従って決定され、他に明示的に示されない限り20℃の温度が適用される。
負の誘電率異方性を有する以下の混合物例は特に、例えばIPSおよびFFSディスプレイ、特にUB−FFS(:超高輝度FFS)などの少なくとも1つの平面配向層を有する液晶ディスプレイ、ならびにVAディスプレイに適している。
<混合物例および比較例>
以下の表に与える通り、比較混合物C1〜C4および混合物例M1〜M95を調製および検討する。
<比較混合物C1>
Figure 2021105162
<比較混合物C2>
Figure 2021105162
<比較混合物C3>
Figure 2021105162
<比較混合物C4>
Figure 2021105162
<混合物例M1>
Figure 2021105162
<混合物M2>
Figure 2021105162
<混合物M3>
Figure 2021105162
<混合物M4>
Figure 2021105162
<混合物M5>
Figure 2021105162
例示の混合物M1〜M5と媒体C1との比較は、本発明による液晶媒体のVHRが著しく改善されていることを示している。
<混合物M6>
Figure 2021105162
<混合物M7>
Figure 2021105162
<混合物M8>
Figure 2021105162
<混合物M9>
Figure 2021105162
<混合物M10>
Figure 2021105162
<混合物M11>
Figure 2021105162
<混合物M12>
Figure 2021105162
<混合物M13>
Figure 2021105162
<混合物M14>
Figure 2021105162
<混合物M15>
Figure 2021105162
<混合物M16>
Figure 2021105162
<混合物M17>
Figure 2021105162
本発明による媒体中の式Iの化合物の驚くべき安定化効果にもかかわらず媒体の安定性は、安定剤を使用することによって特に熱および光が組合された負荷に対して更に改善することができる。
以下の混合物M18〜M54は上に示される安定剤を追加して含む。表で与えられるホスト混合物の量および安定剤の量は100重量%になるよう加算される。
<表1:安定剤を含む混合物>
Figure 2021105162
Figure 2021105162
キラルネマチック混合物M55は、99.20%の混合物M18および0.80%のキラルドーパントS−2011から成る。
Figure 2021105162
混合物M55はUV負荷下における非常に高い安定性で際立っており、改善されたスイッチ時間を示す。
<混合物M56>
Figure 2021105162
<混合物M57>
Figure 2021105162
<混合物M58>
Figure 2021105162
<混合物M59>
Figure 2021105162
<混合物M60>
Figure 2021105162
<混合物M61>
Figure 2021105162
<混合物M62>
Figure 2021105162
<混合物M63>
Figure 2021105162
<混合物M64>
Figure 2021105162
<混合物M65>
Figure 2021105162
<混合物M66>
Figure 2021105162
<混合物M67>
Figure 2021105162
<混合物M68>
Figure 2021105162
<混合物M69>
Figure 2021105162
<混合物M70>
Figure 2021105162
<混合物M71>
Figure 2021105162
<混合物M72>
Figure 2021105162
<混合物M73>
Figure 2021105162
<混合物M74>
Figure 2021105162
<混合物M75>
Figure 2021105162
<混合物M76>
Figure 2021105162
<混合物M77>
Figure 2021105162
<混合物M78>
Figure 2021105162
<混合物M79>
Figure 2021105162
<混合物M80>
Figure 2021105162
<混合物M81>
Figure 2021105162
<混合物M82>
Figure 2021105162
<混合物M83>
Figure 2021105162
<混合物M84>
Figure 2021105162
<混合物M85>
Figure 2021105162
<混合物M86>
Figure 2021105162
<混合物M87>
Figure 2021105162
<混合物M88>
Figure 2021105162
<混合物M89>
Figure 2021105162
<混合物M90>
Figure 2021105162
<混合物M91>
Figure 2021105162
<混合物M92>
Figure 2021105162
<混合物M93>
Figure 2021105162
<混合物M94>
Figure 2021105162
<混合物M95>
Figure 2021105162
本発明による媒体は以下の使用例で示す通り、PS−VAディスプレイにおける用途に特に適している。
<重合性混合物例>

<比較混合物例CP1>
比較混合物例CP1は、99.595%の比較混合物C2、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
<比較混合物例CP2>
比較混合物例CP2は、99.595%の比較混合物C3、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
Figure 2021105162
Figure 2021105162

<比較混合物例CP3>
比較混合物例CP3は、99.595%の比較混合物C4、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
<混合物例P1>
混合物例P1は、99.595%の混合物M−10、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
<混合物例P2>
混合物例P2は、99.595%の混合物M−11、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
<混合物例P3>
混合物例P3は、99.595%の混合物M−12、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
<混合物例P4>
混合物例P4は、99.595%の混合物M−13、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
<混合物例P5>
混合物例P5は、99.595%の混合物M−14、0.40%の化合物RM−1および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
<混合物例P6>
混合物例P6は、99.595%の混合物M−14、0.40%の化合物RM−19および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
Figure 2021105162
<混合物例P7>
混合物例P7は、99.595%の混合物M−14、0.40%の化合物RM−19および0.005%の化合物ST−3b−1から成る。
Figure 2021105162
Figure 2021105162

<混合物例P8>
混合物例P8は、99.595%の混合物M−14、0.40%の化合物RM−35および0.005%の化合物ST−3a−1から成る。
Figure 2021105162
Figure 2021105162
<使用例A>
これらの媒体をVA型のポリマー安定化ディスプレイ(PS−VA)への適用性について検討する。
上に示す重合性混合物をPSA試験用セルに充填し、電圧印加下でRMを重合し、残留RM含有量、負荷後のVHR、チルト角生成などの幾つかの特性を測定する。
<VHR測定>
重合性混合物CP1、CP2およびP5のVHR値は蛍光UVランプタイプC(305nm〜355nm)を用いて室温で80分間のUV曝露を行い、続いて12日までCCFLバックライト(BL)負荷をかける前後においてVA−VHR試験用セル中60℃で測定される。結果を表2に示す。
<表2−VHR値>
Figure 2021105162
媒体CP1、CP2およびP5の組成は物理的パラメータおよび混合物成分の点で非常に類似しており、化合物CLP−3−Tの存在においてのみ異なる。表2から重合性混合物CP1、CP2およびP5の初期VHR値は、ほぼ同レベルであることが分かる。UV曝露後、混合物CP1およびCP2はVHRの著しい低下を示すが、媒体P5はバックライト負荷12日後においてすら高いVHRを維持している。
よってUV曝露後により高いVHRを有する混合物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。
<プレチルト>
PS−VAプロセスでは、反応性メソゲンのUV開始重合によってチルト角が発生する。重合性混合物CP3およびP5のそれぞれが、VA e/o試験用セルに挿入される。試験用セルは、反平行にラビングされたVA−ポリイミド配向層(JALS−2096−R1)を含む。LC層の厚さdは約4μmである。
プレチルト角は50mW/cmで120秒までのUV照射(エネルギー量6J)後に、結晶回転実験(Autronic−Melchers社TBA−105)で決定される。結果を表3に示す。
<表3−UV負荷後のチルト角>
Figure 2021105162
媒体P5で生成されたチルト角は、最新鋭の比較媒体CP3で観察された値と同等であることが分かる。
<重合速度>
重合速度は、所定のUV曝露時間後の所定の強度およびランプスペクトルでUV曝露した後、混合物中の未重合RMの残留含有量(重量%)を決定することで測定される。所定の時間間隔後の残留RM含有量が小さいほど、重合が速くなる。この目的のために、約200nmの厚さのITO層および30nmのVaritronix社製VA−ポリイミド層でコーティングされたソーダライムガラスで作製され、6〜7μmのセルギャップを有する電気光学試験用セルに重合性混合物を充填する。試験用セルは蛍光UVランプタイプC(305nm〜355nm)で照射され、RMの重合を引き起こす。照射時間は下表に与えられる。
重合後に試験用セルを開け、2mlのエチルメチルケトンで混合物を溶解して試験用セルから洗い流し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC:High Performance Liquid Chromatography)で分析する。結果を表4に示す。
<表4−残留RM>
Figure 2021105162
表4から本発明による媒体P5の重合速度は有利に高く、工業的応用に適していることが分かる。

Claims (15)

  1. 式Iの1種類以上の化合物と、および
    式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物とを含み、
    ただし以下の組成を有する混合物X−1およびX−2は除かれる
    液晶媒体。
    Figure 2021105162
    (式中、
    は、H、1〜15個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は、それぞれ互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、
    Figure 2021105162
    −C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−O−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    は、F、Cl、CN、CHF、CF、OCFを表し、または同一または異なってRの意味の1つを有し、
    は、H、F、ClまたはCHを表す。)


    Figure 2021105162
    (式中、
    2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ互いに独立にH、15個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、CNもしくはCFで一置換されているかまたはハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし加えてこれらの基において1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、
    Figure 2021105162
    −C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、
    〜Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、
    Yは、H、F、Cl、CF、CHFまたはCHを表し、
    、Z2BおよびZ2Dは、それぞれ互いに独立に単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−または−CH=CHCHO−を表し、
    pは、0、1または2を表し、
    qは、0または1を表し、および
    vは、1、2、3、4、5または6を表す。)
    Figure 2021105162
    Figure 2021105162
  2. 式IIIの1種類以上の化合物を含む請求項1に記載の媒体。
    Figure 2021105162
    (式中、
    11およびR12は、それぞれ互いに独立にH、1〜15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は、それぞれ互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、
    Figure 2021105162
    −C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−で、−O−、−CO−O−または−O−CO−で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    は、それぞれの出現で独立に、
    a)1個または2個の隣接しないCH基が−O−または−S−で置き換えられてよい1,4−シクロヘキセニレンまたは1,4−シクロヘキシレン基、
    b)1個または2個のCH基がNで置き換えられてよい1,4−フェニレン基、
    c)スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、1,4ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ナフタレン−2,6−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、フェナントレン−2,7−ジイルおよびフルオレン−2,7−ジイルの群からの基
    を表し、
    ただし基a)、b)およびc)は、ハロゲン原子で一置換または多置換されてよく、
    nは、0、1または2であり、
    は、それぞれの出現で独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CH−、−CHCH−、−(CH−、−CH=CH−CHO−、−C−、−CHCF−、−CFCH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−CH=CH−、−C≡C−または単結合を表し、および
    11およびL12は、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、および
    Wは、OまたはSを表す。)
  3. 式IVの1種類以上の化合物を含む請求項1または2に記載の媒体。
    Figure 2021105162
    (式中、
    41は、1〜7個のC原子を有するアルキルまたは2〜7個のC原子を有するアルケニルを表し、および
    42は、1〜7個のC原子を有するアルキルまたは1〜6個のC原子を有するアルコキシまたは2〜7個のC原子を有するアルケニル基を表す。)
  4. 以下の式の化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の媒体。
    Figure 2021105162
  5. 式IVb−1〜IVb−3の1種類以上の化合物を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の媒体。
    Figure 2021105162
    (式中、
    alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に1〜6個のC原子を有するアルキルを表し、および
    alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に2〜6個のC原子を有するアルケニルを表す。)
  6. 式Vの1種類以上の化合物を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載の媒体。
    Figure 2021105162
    (式中、
    51、R52は、1〜7個のC原子を有するアルキル、1〜7個のC原子を有するアルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、
    Figure 2021105162
    を表し、
    51、Z52は、それぞれ互いに独立に−CH−CH−、−CH−O−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−または単結合を表し、および
    nは、1または2である。)
  7. キラルドーパントを含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の媒体。
  8. 式Pの1種類以上の重合性化合物を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の媒体。
    Figure 2021105162
    (式中、
    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、
    、Aは同一または異なって、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基を表し、また該基は縮合環を含んでよく、該基は無置換であるか、またはLで一置換もしくは多置換されており、
    Lは、F、Cl、−CN、P−Sp−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を表し、ただし1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子がそれぞれ互いに直接連結しないようにして−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれP−Sp−、FまたはClで置き換えられてよく、
    は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00−または単結合を表し、
    、R00は同一または異なって、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
    Rは、H、LまたはP−Sp−を表し、
    zは、0、1、2または3であり、
    n1は、1、2、3または4である。)
  9. 式Pの重合性化合物は重合されている請求項8に記載のLC媒体。
  10. 請求項1〜9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の式I、IIA、IIB、IIC、IIDから成る群より選択される1種類以上の化合物を、1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物と、および任意に請求項7に記載の重合性化合物と、および任意に1種類以上の添加剤と混合する工程を含む方法。
  11. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の媒体を含むLCディスプレイ。
  12. PSAディスプレイである請求項11に記載のLCディスプレイ。
  13. PS−VA、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、重合安定化SA−VAまたは重合安定化SA−FFSディスプレイである請求項12に記載のLCディスプレイ。
  14. VA、IPS、U−IPS、FFS、UB−FFS、SA−FFSまたはSA−VAディスプレイである請求項11に記載のLCディスプレイ。
  15. 電気光学的ディスプレイにおける請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶媒体の使用。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210077615A (ko) * 2019-12-17 2021-06-25 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질
EP4166628A1 (en) * 2021-10-18 2023-04-19 Merck Patent GmbH Liquid crystal medium
CN118103480A (zh) 2021-10-18 2024-05-28 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN116064049A (zh) * 2021-11-01 2023-05-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及包含其的液晶显示器件
CN116064051A (zh) * 2021-11-01 2023-05-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及包含其的液晶显示器件
CN116064053A (zh) * 2021-11-01 2023-05-05 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN116162466A (zh) * 2021-11-24 2023-05-26 安庆飞凯新材料有限公司 一种液晶组合物及包含其的液晶显示器件
EP4261267A1 (en) * 2022-04-11 2023-10-18 Merck Patent GmbH Liquid-crystal medium
CN115287083B (zh) * 2022-09-01 2024-03-01 烟台显华科技集团股份有限公司 负介电各向异性液晶组合物及液晶显示器件
CN118165737A (zh) * 2022-12-09 2024-06-11 江苏和成显示科技有限公司 一种液晶组合物及液晶显示器件
CN118165739A (zh) * 2022-12-09 2024-06-11 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其液晶显示器件
CN118165742A (zh) * 2022-12-09 2024-06-11 江苏和成显示科技有限公司 一种液晶组合物及液晶显示器件
CN118165740A (zh) * 2022-12-09 2024-06-11 江苏和成显示科技有限公司 一种液晶组合物及液晶显示器件

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534777A1 (de) 1985-09-30 1987-04-02 Hoechst Ag Fluessigkristall-phase mit eine temperaturkompensation bewirkenden dotierstoffen
DE3534780A1 (de) 1985-09-30 1987-04-02 Hoechst Ag Chirale phenolester mesogener carbonsaeuren, ein verfahren zu deren herstellung und ihre verwendung als dotierstoff in fluessigkristall-phasen
DE3534778A1 (de) 1985-09-30 1987-04-02 Hoechst Ag Chirale ester mesogener carbonsaeuren, ein verfahren zu deren herstellung und ihre verwendung als dotierstoff in fluessigkristall-phasen
DE4342280A1 (de) 1993-12-11 1995-06-14 Basf Ag Polymerisierbare chirale Verbindungen und deren Verwendung
DE19541820A1 (de) 1995-11-09 1997-05-15 Consortium Elektrochem Ind Chirale Dianhydrohexit-Derivate enthaltende flüssigkristalline Organosiloxane
CN1103776C (zh) 1996-07-01 2003-03-26 默克专利股份有限公司 手性掺杂剂和包含它的液晶材料和聚合物膜
DE19834162A1 (de) 1997-08-13 1999-02-18 Merck Patent Gmbh Chirale Verbindungen
US6177972B1 (en) 1999-02-04 2001-01-23 International Business Machines Corporation Polymer stabilized in-plane switched LCD
JP2002023199A (ja) 2000-07-07 2002-01-23 Fujitsu Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
EP1299335B1 (en) 2000-07-13 2007-09-05 MERCK PATENT GmbH Chiral compounds ii
DE60105032T2 (de) 2000-07-13 2005-08-18 Merck Patent Gmbh Chirale verbindungen iii
EP1299334B1 (en) 2000-07-13 2008-01-16 MERCK PATENT GmbH Chiral compounds i
WO2002034739A1 (en) 2000-10-20 2002-05-02 Merck Patent Gmbh Chiral binaphthol derivatives
JP4425545B2 (ja) 2001-05-21 2010-03-03 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング キラルな化合物
CN1204445C (zh) 2002-02-04 2005-06-01 富士通显示技术株式会社 液晶显示装置及其制造方法
JP4175826B2 (ja) 2002-04-16 2008-11-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
EP1378557B1 (de) 2002-07-06 2007-02-21 MERCK PATENT GmbH Flüssigkristallines Medium
JP2004294605A (ja) 2003-03-26 2004-10-21 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶パネル
JP4387276B2 (ja) 2004-09-24 2009-12-16 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2006139047A (ja) 2004-11-12 2006-06-01 Sharp Corp 液晶表示装置およびその製造方法
EP2292720A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-09 Merck Patent GmbH Liquid-crystal display
DE102011108708A1 (de) 2010-09-25 2012-03-29 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallanzeigen und flüssigkristalline Medien mit homöotroper Ausrichtung
KR102082361B1 (ko) 2011-07-07 2020-04-14 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질
KR20150070027A (ko) 2013-12-16 2015-06-24 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질
EP2918658B1 (de) 2014-03-10 2020-05-13 Merck Patent GmbH Flüssigkristalline Medien mit homöotroper Ausrichtung
EP3048159B1 (en) 2015-01-22 2019-08-07 Merck Patent GmbH Liquid crystal medium
CN104927877A (zh) 2015-07-13 2015-09-23 石家庄诚志永华显示材料有限公司 液晶组合物
JP6953120B2 (ja) * 2015-08-05 2021-10-27 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 液晶媒体
EP3228681B1 (en) 2016-04-07 2018-11-14 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium and liquid-crystal display comprising the same
WO2018193859A1 (ja) * 2017-04-17 2018-10-25 Dic株式会社 液晶表示素子
US11008515B2 (en) 2017-11-24 2021-05-18 Merck Patent Gmbh Liquid-crystalline medium
DE102018009037A1 (de) * 2017-11-24 2019-05-29 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium
EP3628721B1 (en) * 2018-09-27 2023-03-01 Merck Patent GmbH Liquid-crystal medium
EP3870671B1 (en) * 2018-10-25 2023-08-09 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium
EP3666853B1 (en) * 2018-12-10 2021-06-16 Merck Patent GmbH Liquid-crystal medium
KR20210077615A (ko) * 2019-12-17 2021-06-25 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질

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