JP2024002955A - 液晶媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】液晶媒体を提供する。【解決手段】本発明は、負の誘電異方性を有し請求項1に定義される通りの液晶(LC、liquid-crystal)材料と、光学的、電気光学的および電子的目的のためで、例えばLCディスプレイなど、特にECB、IPS、またはFFS効果に基づく省エネルギーディスプレイにおけるその使用とに関する。【選択図】なし

Description

本発明は負の誘電異方性を有する液晶(LC:liquid crystal)媒体と、光学的、電気光学的および電子的目的のためので、特にLCディスプレイにおけるそれらの使用とに関する。
現在使用されている液晶ディスプレイ(LCD:liquid-crystal display)モードの1つは、TN(「ツイストネマチック(twisted nematic)」)モードである。しかしながらTN LCDは、コントラストが視野角に強く依存するという不利を有する。
加えて、より広い視野角を有する所謂VA(「垂直配向(vertically aligned)」)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あるLC媒体層を有し、ここでLC媒体は通常、負の誘電異方性を有する。スイッチを切った状態でLC層の分子は、電極表面に対して垂線方向に配向しているか(ホメオトロピック状)、またはチルトホメオトロピック配向を有する。2つの電極に電圧を印加すると、LC分子の再配向が、電極表面に対して平行に起こる。
また2枚の基板の間にLC層を有する所謂IPS(「面内スイッチ(in-plane switching)」)ディスプレイも知られており、ここで2つの電極は、2枚の基板のうち一方にのみ配置されており、好ましくは噛み合ったくし形の構造を有する。電極に対して電圧を印加すると、これによって電極間にLC層に対して平行の有意な成分を有する電場が生じる。これにより、層平面におけるLC分子の再配向が起こる。
更には所謂FFS(「フリンジ場スイッチ(fringe-field switching)」)ディスプレイが報告されており(特に、S.H.Jungら著、Jpn.J.Appl.Phys.、第43巻、第3号、2004年、第1028頁(非特許文献1)参照)、このディスプレイは同じ基板上に2つの電極を有し、この2つの電極のうち1つはくし形に構造化され、もう一方は構造化されていない。これによって、強力な所謂「フリンジ場」、すなわち電極端部の近くで強力な電界が生じ、セルにわたって、強い垂直成分と強い水平成分の両方を有する電界が生じる。FFSディスプレイは、コントラストの視野角依存性が低い。FFSディスプレイは通常、正の誘電異方性を有するLC媒体と、配向層、通常はポリイミド配向層とを含有し、これにより、LC媒体の分子に対して平面的な配向がもたらされる。
FFSディスプレイは、アクティブマトリックスディスプレイまたはパッシブマトリックスディスプレイとして、稼動させることができる。アクティブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは通常、一体化された非線形活性素子、例えばトランジスタ(例えば薄膜トランジスタ(「TFT(thin-film transistor)」))によってアドレスされ、その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、従来技術から公知のマルチプレックス法によってアドレスされる。
更にFFSディスプレイと似た電極設計および層厚を有するが、正の誘電異方性を有するLC媒体層ではなく、負の誘電異方性を有するLC媒体層を備えるFFSディスプレイが開示されている(例えばS.H.Leeら著、Appl.Phys.Lett.第73巻(第20号)、1998年、第2882~2883頁(非特許文献2)、およびS.H.Leeら著、Liquid Crystals 第39巻(第9号)、2012年、第1141~1148頁(非特許文献3)参照)。負の誘電異方性を有するLC媒体は、正の誘電異方性を有するLC媒体に比べて、チルトが小さいより好ましいダイレクター配向と、より高いツイスト配向性とを示し、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。このディスプレイは更に、配向層、好ましくは基板の少なくとも1つの上に設けられたポリイミド配向層を有し、この配向層はLC媒体と接触しており、LC媒体のLC分子の平面的な配向を引き起こすものである。これらのディスプレイは、「超輝度FFS(UB-FFS:Ultra Brightness FFS)」モードディスプレイとしても知られている。これらのディスプレイは、高い信頼性を備えたLC媒体を必要としている。
より最近のタイプのVAディスプレイでは、LC分子の均一な配向が、LCセル内にある比較的小さな複数のドメインに限定されている。これらのドメインの間にディスクリネーションが存在することがあり、これはチルトドメインとしても知られる。チルトドメインを有するVAディスプレイは、従来のVAディスプレイと比較して、コントラストに依存しないより大きな視野角と、中間階調とを有する。加えてこのタイプのディスプレイは製造が容易であり、スイッチが入った状態で分子を均一に配向させるための、例えばラビングによる電極表面の更なる処理が、もはや必要ない。その代わり、チルト角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って制御される。
所謂MVA(「マルチドメイン垂直配向(multidomain vertical alignment)」)ディスプレイでは、これは通常、突出部を有する電極によって達成されるが、これにより局所的なプレチルトが起こる。その結果、LC分子は電圧印加の際、様々な方向に、セルの様々な規定の領域で、電極表面に対して平行に配向される。これによって、「制御された」スイッチが達成され、干渉性ディスクリネーション線の形成が防止される。この配置によってディスプレイの視野角が改善するものの、しかしながら、光に対する透過性が低下する結果となる。MVAの更なる開発は、一方の電極側にのみある突出部を使用し、その一方で反対側の電極はスリットを有し、これによって光に対する透過性が改善される。スリットが入った電極は、電圧印加の際にLCセル内に不均一な電界を発生させ、これは、制御されたスイッチングが依然として達成されることを意味する。光に対する透過性を更に改善させるためにスリットと突出部との間の間隔を増やすことができるが、これは一方で、応答時間が長くなる結果となる。所謂PVA(「パターン化VA(patterned VA)」)ディスプレイでは、両方の電極が反対側にあるスリットによって構造化されているという点で突出部は完全に余剰に付与されており、これによってコントラストが上昇し、および光に対する透過性が改善される結果となるが、技術的には困難であり、これによってディスプレイは、機械的な影響(「タッピング」など)に対してより敏感になってしまう。しかしながら多くの用途、例えばモニター、特にテレビスクリーンにとって、応答時間の短縮、およびディスプレイのコントラストおよび輝度(透過性)における改善が要求されている。
更なる開発は所謂PS(「ポリマー維持(polymer sustained)」)またはPSA(「ポリマー維持配向(polymer sustained alignment)」)型のディスプレイであり、これについては時に、「ポリマー安定化(polymer stabilised)」という用語も用いられる。これらのディスプレイでは、少量(例えば0.3重量%、典型的には1質量%未満)の1種類以上の重合性化合物(1種類または多種類)、好ましくは重合性モノマー化合物(1種類または多種類)を、LC媒体に添加し、LC媒体をディスプレイに充填後、これをその場で、通常は紫外線光重合により、任意でディスプレイの電極に電圧を印加しながら重合または架橋させる。この重合は、LC媒体が液晶相を示す温度で、通常は室温で行う。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は、特に適切であることが立証されている。
その一方でPS(A)原理は、様々な従来のLCディスプレイモードで使用される。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。RMの重合は好ましくは、PS-VAおよびPS-OCBディスプレイの場合には電圧を印加しながら行い、PS-IPSディスプレイの場合には、電圧を印加しながら、または電圧を印加せずに、好ましくは電荷を印加せずに行う。試験用セルにおいて実証可能なように、PS(A)法は結果としてセル内にプレチルトをもたらす。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肯定的な影響を有する。PS-VAディスプレイのためには、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。しかしながら加えて、例えば一方のみが構造化された電極側で、突出部無しで間に合わせることも可能であり、これによって製造が著しく簡略化されると同時に結果として、非常に良好なコントラスト、また同時に非常に良好な光に対する透過性がもたらされる。
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ら著、Jpn.J.Appl.Phys.第45巻、2006年、第2702~2704頁(非特許文献4)およびS.H.Kim、L.-C-Chien、Jpn.J.Appl.Phys.第43巻、2004年、第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、第75巻(第21号)、第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、第12巻(第7号)、第1221頁(非特許文献7)に記載されている。
相分離して重合したRMによって形成され上述のプレチルト角を誘発する層の下でディスプレイセルを形成している基板の一方または両方上にPSAディスプレイは典型的には配向層を有しており、配向層はポリマー安定化工程の前にLC分子の初期配向を与える。配向層は、通常、LC媒体と接触してLC分子の初期配向を誘導するように電極(そのような電極が存在する場合)上に適用される。配向層は例えばポリイミドを含むか構成されてよく、またラビングされてもよく、光配向法によって調製されてよい。
上記従来のLCディスプレイと同様、PSAディスプレイは、アクティブマトリックスディスプレイまたはパッシブマトリックスディスプレイとして稼動させることができる。アクティブマトリックスディスプレイの場合、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)」))などの集積非線形活性素子によってアドレスされ、その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、従来技術から公知の通りのマルチプレックス法によってアドレスされる。
特にモニター、特にはテレビ用途のためには、LCディスプレイの応答時間しかし、またコントラストおよび輝度(よって透過性も)の最適化が引き続き要求されている。ここでPSA法は、著しい利点を提供できる。特にPS-VA、PS-IPSおよびPS-FFSディスプレイの場合、試験用セルにおいて測定可能なプレチルトと相関関係にある応答時間の短縮を、その他のパラメータに対して有意な悪影響なしに達成できる。
先行技術において観察された別の問題は、PSAタイプのディスプレイを含むがこれに限定されないLCディスプレイにおいて従来のLC媒体を使用すると、特に1滴充填(ODF:one drop filling)法を用いて製造されたディスプレイセルにLC媒体が充填される場合、しばしばディスプレイにムラが発生することであった。この現象は、「ODFムラ」ともしても既知である。したがって、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。
先行技術において観察された別の問題は、PSAタイプのディスプレイを含むがこれに限定されないPSAディスプレイに使用するためのLC媒体が、しばしば高い粘度を示し、その結果、高いスイッチング時間を示すということである。LC媒体の粘度およびスイッチング時間を低減するために、先行技術において、アルケニル基を有するLC化合物を添加することが示唆されている。しかしながら、アルケニル化合物を含むLC媒体は、しばしば信頼性および安定性の低下ならびに特にUV放射への曝露後のVHRの低下を示すことが観察された。特に、PSAディスプレイにおけるRMの光重合は、通常、UV放射への曝露によって行われるため、これは、LC媒体におけるVHRの低下を引き起こす可能性があり、PSAディスプレイにおける使用にとってこれはかなり不利である。
加えてPSAディスプレイ、およびそのようなPSAディスプレイに使用するためのLC媒体および重合性化合物に対する大きな需要があり、それらは、大きな動作温度範囲と同時に高い比抵抗、低温でも短い応答時間、および低閾電圧、低プレチルト角、多数の中間階調、高コントラストおよび広い視野角、高い信頼性およびUV曝露後のVHRに対する高い値、および重合性化合物の場合には低融点およびLCホスト混合物への高い溶解性を可能とするものである。モバイル用途向けPSAディスプレイでは、低閾電圧および高複屈折を示すLC媒体を利用できることが特に望まれている。
ディスプレイのトレンドの1つは、最高の動画品質を得るために可能な限り速い応答時間を達成することである。この点において負の誘電率異方性を持つ媒体は、正の誘電率異方性を持つLC媒体に比べて本質的に不利である。一方、負の誘電率異方性を有する混合物は、標準的なFFSセルレイアウトにおいて、より高い透過率を可能にし、従って、その使用は消費電力および環境に好影響を与える。当技術分野では、速い応答時間および高い透過率の両方を達成する必要がある。特に携帯デバイスにおいて使用するには、高い透過率を有するディスプレイが求められ、それによって、より低い強度のバックライトの使用が可能となり、従って、より長いバッテリーの寿命、よって、より持続可能な製品に至る。あるいは、特に周囲光下において向上されたコントラストを有し、より高い輝度を有するディスプレイが達成され得る。また、8Kおよびゲーム用モニターの人気は、より高いリフレッシュ・レートを有するLCディスプレイパネル、よって、より速い応答時間を有するLC媒体への需要の高まりに至る。
欧州特許出願公開第1170626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
S.H.Jungら著、Jpn.J.Appl.Phys.、第43巻、第3号、2004年、第1028頁 S.H.Leeら著、Appl.Phys.Lett.第73巻(第20号)、1998年、第2882~2883頁 S.H.Leeら著、Liquid Crystals 第39巻(第9号)、2012年、第1141~1148頁 T.-J-Chenら著、Jpn.J.Appl.Phys.第45巻、2006年、第2702~2704頁 S.H.Kim、L.-C-Chien、Jpn.J.Appl.Phys.第43巻、2004年、第7643~7647頁 Appl.Phys.Lett.1999年、第75巻(第21号)、第3264頁 Optics Express 2004年、第12巻(第7号)、第1221頁
よってVA、FFSまたはPSAディスプレイおよびVA、FFSまたはPSAディスプレイに使用するための任意に重合性化合物を含むLC媒体であって、上記のような欠点を示さず、またはその程度が小さく、特性が改善されているものに対する大きな需要が依然存在する。
本発明は、上に示される欠点を有さないか、または低減された程度に有する新規で適切なLC媒体を提供する目的に基づく。
驚くべきことに、下に定義される1種類以上の式Iの化合物を含む液晶媒体を使用することで、先行技術の材料の欠点を示さないか、少なくともそれらを著しく小さい程度に示し、好適に高い負のΔε、好適な相範囲およびΔnならびに高いLTSを有する液晶媒体が実現され得ることが見出された。
本発明は、a)1種類以上の式Iの化合物、ならびにb)式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む液晶媒体に関する。
Figure 2024002955000001
式中、
およびRは、同一または異なってH、ハロゲン、CN、SCN、1~15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、2~15個のC原子を有する直鎖状のアルケニルもしくはアルケニルオキシまたは3~15個のC原子を有する分岐状のアルキル、アルコキシ、アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、ただし、これらの基における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、
Figure 2024002955000002
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
、AおよびAは、それぞれ互いに独立にフェニレン-1,4-ジイル(該基において1個または2個のCH基はNで置き換えられてよく、1個以上のH原子はハロゲン、CN、CH、CHF、CHF、CF、OCH、OCHFまたはOCFで置き換えられてよい。)、シクロヘキサン-1,4-ジイル(該基において1個または2個の隣接しないCH基は互いに独立にOおよび/またはSで置き換えられてよく、1個以上のH原子はFで置き換えられてよい。)、シクロヘキセン-1,4-ジイル、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、テトラヒドロピラン-2,5-ジイルまたは1,3-ジオキサン-2,5-ジイルを表し;
およびZは、それぞれ互いに独立に-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-CO-O-、-O-CO-、-C-、-C-、-CFCH-、-CHCF-、-CFHCFH-、-CFHCH-、-CHCFH-、-CFCFH-、-CFHCF-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-または単結合を表し;
nは、0、1、2または3、好ましくは0、1または2、非常に好ましくは0または1、特に好ましくは0を表し;および
mは、0、1、2または3、好ましくは0、1または2、非常に好ましくは1または2、特に1を表す。
Figure 2024002955000003
式中、
2A、R2B、R2CおよびR2Dは、同一または異なってH、1~15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、2~15個のC原子を有する直鎖状のアルケニルもしくはアルケニルオキシまたは3~15個のC原子を有する分岐状のアルキル、アルコキシ、アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、ただし、これらの基における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、
Figure 2024002955000004
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
、L、Lおよび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、1~6の整数を表す。
式Iの化合物は、例えば国際公開第2010/099853号およびドイツ国特許出願公開第10 2010 027 099号明細書から知られる。
本発明は更に、式Iの1種類以上の化合物を、式IIA、IIB、IICおよび/またはIIDの1種類以上の化合物と、任意に1種類以上のキラルドーパントと、任意に1種類以上の重合性化合物と、任意に更なるLC化合物および/または添加剤と混合する工程を含む、上および下に記載される通りのLC媒体を調製する方法に関する。
本発明は更に、電気光学的目的のためで、好ましくはディスプレイ、非常に好ましくはVA、IPSまたはFFSタイプ、特にUB-FFSタイプのディスプレイにおける、本発明によるLC媒体の使用に関する。
本発明は更に、PSAディスプレイにおける本発明によるLC媒体の使用、好ましくは電界または磁界中で、PSAディスプレイにおける重合性反応性メソゲン(RM、reactive mesogen)のその場重合によるLC媒体中のチルト角の生成のためにLC媒体を含むPSAディスプレイにおける使用に特に関する。
本発明は更に、本発明によるLC媒体を含むLCディスプレイ、特にVA、IPS、FFSもしくはUB-FFSまたはPSAディスプレイ、特に好ましくはFFS、UB-FFS、VAまたはPS-VAディスプレイに関する。
本発明は更に、ポリマー安定化SA-VAディスプレイにおける本発明によるLC媒体の使用と、本発明によるLC媒体を含むポリマー安定化SA-VAディスプレイとに関する。
本発明の別の態様によれば、上および下で定義される液晶媒体を含むゲーム用省エネルギーディスプレイが提供される。好ましい実施形態においてゲーム用省エネルギーディスプレイの媒体は、0.125~0.155の範囲内の複屈折を有する。
本発明は更に、上および下に記載される通りのLCディスプレイの製造方法であって、ディスプレイの基板間に、任意に上および下に記載される通りの1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体を充填またはその他の方法で提供する工程と、任意に重合性化合物を重合する工程とを含む製造方法に関する。
本発明によるLC媒体は、特にUB-FFSディスプレイにおいて使用される場合、以下の有利な特性を示す:
・優れた低温安定性(LTS、low-temperature stability)、
・ディスプレイの改良されたコントラスト比、
・ディスプレイの高い透過性、
・高い透明化温度、
・高い電圧保持率、
・低い回転粘度、
・速いスイッチ、
・携帯デバイス用のバッテリー寿命を延ばす低消費電力のLCDを可能にする速い応答時間、
・特に屋外で使用される場合、熱および/またはUVに対する十分な安定性、
・ゲーム向け用途における使用するために、速い応答時間と組み合わせて適切に高い複屈折。
がフェニレン-1,4-ジイルを表し、該基において1個または2個のCH基はNで置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲン、CN、CH、CHF、CHF、OCH、OCHF、CFまたはOCFで置き換えられてよい式Iの化合物を含むLC媒体が好ましい。

Figure 2024002955000005
を表す化合物が特に好ましい。
非常に特に好ましくはA
Figure 2024002955000006
を表す。
式IにおけるAおよびAは好ましくは、フェニレン-1,4-ジイル(また該基はFで一置換または多置換されてもよい。)、更にシクロヘキサン-1,4-ジイル、シクロヘキセニレン-1,4-ジイル、テトラヒドロピラン-2,5-ジイルまたは1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、非常に好ましくはフェニレン-1,4-ジイル(また該基はFで一置換または多置換されてもよい。)またはシクロヘキサン-1,4-ジイルを表す。
式IにおけるZおよびZは好ましくは、-CFO-、-OCF-または単結合、非常に好ましくは単結合を表す。
式IにおけるAおよびAは特に好ましくは、
Figure 2024002955000007
を表し、式中、Lはハロゲン、CFまたはCN、好ましくはFを表す。
およびRは、それぞれ互いに独立にH、Fまたは1~8個、好ましくは1~5個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニルもしくはアルキニルを表し、それぞれの該基はハロゲン、特にFで置き換えられてよい式Iの化合物が更に好ましい。
およびRは好ましくは、H、1~7個のC原子を有するフッ素化されてよいアルキルまたはアルコキシ、2~7個のC原子を有するフッ素化されてよいアルケニルまたはアルキニル、3~12個のC原子を有するフッ素化されてよいシクロアルキルを表す。
好ましくはRおよびRの少なくとも一方はHではなく、特に好ましくはRおよびRの両者がHではない。Rは非常に特に好ましくはアルキルである。Rは更に好ましくは、H、アルキルまたはフッ素である。非常に特に好ましくはRはアルキルであり、RはHまたはアルキルである。R、Rは、それぞれ互いに独立に非常に特に好ましくは、1~5個のC原子を有する非分岐状のアルキルを表す。RおよびRが置換されたアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルキニルを表す場合、2個の基RおよびR中のC原子の合計数は好ましくは10未満である。
式Iの好ましい化合物は以下のサブ式から、より好ましくは式I-3の化合物から選択される。
Figure 2024002955000008
式中、RおよびRは上に示される意味を有し、r、sおよびtは独立に0、1、2、3または4である。rは好ましくは1または2、非常に好ましくは2であり、sおよびtは独立に好ましくは0または1、非常に好ましくは0である。RおよびRは特に独立に1~5個のC原子を有するn-アルキルを表す。
第1の非常に好ましい実施形態において式I-1~I-6の化合物は式I-1a~I-6aの、特に式I-3aの化合物から選択される。
Figure 2024002955000009
式中、R、R、rおよびsは上で定義される意味を有する。
第2の非常に好ましい実施形態において式I-1~I-6の化合物は式I-1b~I-6bの、特に式I3-bの化合物から選択される。
Figure 2024002955000010
式中、R、R、rおよびsは上で定義される意味を有する。
第2の非常に好ましい実施形態において式I-1~I-6の化合物は式I-1c~I-6cの、特に式I3-cの化合物から選択される。
Figure 2024002955000011
式中、R、R、rおよびsは上で定義される意味を有する。
第4の非常に好ましい実施形態において式I-1~I-6の化合物は式I-1d~I-6dの、特に式I-3dの化合物から選択される。
Figure 2024002955000012
式中、R、R、rおよびsは上で定義される意味を有する。
特に好ましい実施形態において本発明による媒体は、式I-1a~I-6aの群から選択される1種類以上の化合物および式I-1b~I-6bの群から選択される1種類以上の化合物を含む。
非常に特に好ましくは媒体は、式I-3a、I-3b、I-3cおよびI-3d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 2024002955000013
式中、R、R、Lおよびrは上で定義される意味を有し、好ましくはrは0である。
加えて以下の式Iの化合物を含むLC媒体が特に好ましい。
Figure 2024002955000014
Figure 2024002955000015
最も好ましい式Iの化合物としては、特に以下の1種類以上が挙げられる。
Figure 2024002955000016
Figure 2024002955000017
Figure 2024002955000018
代替または追加して、以下の式Iの化合物が使用され得る。
Figure 2024002955000019
Figure 2024002955000020
Figure 2024002955000021
式IIA、IIB、IICおよびIIDの好ましい化合物を下に示す。
Figure 2024002955000022
Figure 2024002955000023
Figure 2024002955000024
Figure 2024002955000025
Figure 2024002955000026
Figure 2024002955000027
Figure 2024002955000028
Figure 2024002955000029
Figure 2024002955000030
Figure 2024002955000031
Figure 2024002955000032
Figure 2024002955000033
Figure 2024002955000034
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。
式IID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 2024002955000035
Figure 2024002955000036
Figure 2024002955000037
Figure 2024002955000038
Figure 2024002955000039
Figure 2024002955000040
好ましい実施形態では、媒体は、式IID-10aの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000041
式中、出現する基およびパラメータは、式IIDの下で上に与えられる意味を有し、および
は、
Figure 2024002955000042
を表し、式中、rは0、1、2、3、4、5または6であり、sは1、2または3である。
式IID-10aの好ましい化合物は、化合物IID-10a-1~IID-10a-14である。
Figure 2024002955000043
Figure 2024002955000044
Figure 2024002955000045
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、IIA-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種以上の化合物を含む。
本発明による好ましい媒体は、式IIC-1の少なくとも1種類の化合物を含む。
Figure 2024002955000046
式中、alkylおよびalkylは、上に示す意味を有する。
特に媒体は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式IIA-2の化合物を含む。
Figure 2024002955000047
あるいは好ましくは式IIA-2-1~IIA-2-5の化合物に加えて、媒体は式IIA-2a-1~IIA-2a-5の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000048
特に媒体は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式IIA-10の化合物を含む。
Figure 2024002955000049
あるいは好ましくは式IIA-10-1~IIA-10-5の化合物に加えて、媒体は式IIA-10a-1~IIA-10a-5の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000050
特に媒体は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式IIB-10の化合物を含む。
Figure 2024002955000051
あるいは好ましくは式IIB-10-1~IIB-10-5の化合物に加えて、媒体は式IIB-10a-1~IIB-10a-5の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000052
本発明による媒体は好ましくは、1種類以上の式IIIの化合物を含む。
Figure 2024002955000053
式中、
31およびR32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、これらの基における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、
Figure 2024002955000054
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
31は、それぞれの出現で互いに独立に、
a)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、該基において1個または2個の隣接しないCH基は-O-または-S-で置き換えられてよく、
b)1,4-フェニレン基、該基において1個または2個のCH基はNで置き換えられてよく、または
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、
31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
31およびL32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。
式IIIの化合物は好ましくは、式III-1および/またはIII-2の化合物から選択される。
Figure 2024002955000055
式中、出現する基は上で式IIIにおいて与えられるのと同じ意味を有し、好ましくは
31およびR32は、それぞれ互いに独立に15個までの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であり、より好ましくは、それらの一方または両者は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。
好ましくは式III-1の化合物は、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。
Figure 2024002955000056
Figure 2024002955000057
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ル基を表し、L31およびL32は、それぞれ互いに独立にFまたはCl、好ましくは両者ともFを表す。
好ましくは式III-2の化合物は、式III-2-1~III-2-10の、好ましくは式III-2-6の化合物の群から選択される。
Figure 2024002955000058
Figure 2024002955000059
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ル基を表し、L31およびL32は、それぞれ互いに独立にFまたはCl、好ましくは両者ともFを表す。
媒体は1種類以上の式IIIA-1および/またはIIIA-2の化合物を含んでよい。
Figure 2024002955000060
式中、L31およびL32は上で式IIIにおいて与えられるのと同じ意味を有し、(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Cy-C2m+1-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またはアルケニルまたはハロゲンもしくはCNで置換されてよい、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、式IIIの化合物と代替的または追加的のいずれかで、好ましくは追加的に媒体に含まれる。
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 2024002955000061
Figure 2024002955000062
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、またあるいは-(CHF(式中、nは2、3、4または5である。)、好ましくはCFを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、1種類以上の式III-3の化合物を含む。
Figure 2024002955000063
式中
31、R32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、これらの基における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、-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、
Figure 2024002955000064
-O-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、該基において加えて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 2024002955000065
Figure 2024002955000066
式中、R32は1~7個のC原子を有するアルキル、好ましくはエチル、n-プロピルもしくはn-ブチル、または代替してシクロプロピルメチル、シクロブチルメチルもしくはシクロペンチルメチルまたは代替して-(CHF(式中nは、2、3、4または5である。)、好ましくはCFを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、1種類以上の式III-4~III-6の、好ましくは式III-5の化合物を含む。
Figure 2024002955000067
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、R31は好ましくは直鎖アルキルを表し、R32は好ましくはアルコキシを表し、それぞれ1~7個のC原子を有する。
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式Iの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000068
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、R31は好ましくは直鎖アルキルを表し、R32は好ましくはアルコキシを表し、それぞれ1~7個のC原子を有する。
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 2024002955000069
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-アルキル基を表し、特に好ましくは2個、3個、4個または5個のC原子を有し、
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(両者とも好ましくは2~5個のC原子を有する。)、2~7個のC原子を有し、好ましくは2個、3個または4個のC原子を有する無置換のアルケニル基、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 2024002955000070
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、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、
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。
式IV-1の化合物は好ましくは、式IV-1-1~IV-1-5の化合物の群から選択される。
Figure 2024002955000071
式IV-2の化合物は好ましくは、式IV-2-1およびIV-2-2の化合物から選択される。
Figure 2024002955000072
式IV-3の化合物は好ましくは、式IV-3-1およびIV-3-2の化合物の群から選択される。
Figure 2024002955000073
式中、alkylは上で定義される意味を有する。
式IV-3-1およびIV-3-2の化合物は好ましくは、以下の化合物から選択される。
Figure 2024002955000074
非常に好ましくは本発明による媒体は、式IV-4、特に式IV-4-1~IV-4-3の化合物から選択される化合物を含む。
Figure 2024002955000075
ある実施形態において本発明による媒体は、式I-1~I-4の化合物から選択される1種類以上の式Iの化合物を、式IA-1~IA-9の化合物の群から選択される1種類以上の化合物と組み合わせて含む。
Figure 2024002955000076
Figure 2024002955000077
式中、alkylはメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチルまたはn-ペンチルを表す。
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 2024002955000078
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、および
Figure 2024002955000079
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 2024002955000080
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5重量%未満、非常に好ましくは2重量%未満である。
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 2024002955000081
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。
式IVb-1~IVb-3の化合物のうち、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である。
Figure 2024002955000082
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。
特に好ましい実施形態において本発明による媒体は、式Vの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000083
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 2024002955000084
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であり、
ただし、式CLの化合物は除外される。
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 2024002955000085
Figure 2024002955000086
式中、R51およびR52は上で式Vに示される意味を有する。R51およびR52は好ましくは、それぞれ互いに独立に直鎖状の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す。
好ましい媒体は、式V-1、V-5、V-6、V-8、V-9、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15および/またはV-16、非常に好ましくはV-5またはV-6の1種類以上の化合物を含む。
好ましいは本発明による媒体は、式CLの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000087
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もしくはアルコキシ基または2~15個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルケニル基を表し、ただし、これらの基における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、
Figure 2024002955000088
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において加えて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を表すか、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。
式CLの化合物は好ましくは、式CL-1、CL-2およびCL-3の化合物の群から選択される。
Figure 2024002955000089
式中、
L1およびRL2は同一または異なって上で式Iに与えられる意味を有し、好ましくは、それぞれ1~7個または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。
非常に好ましい式Iの化合物は、式CL-3-1~CL-3-12の化合物から選択される。
Figure 2024002955000090
Figure 2024002955000091
好ましい実施形態において本発明による媒体は、化合物CL-3-1を含む。
本発明の好ましい実施形態において媒体は追加して式VI-1~VI-21の、好ましくは式VI-4の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000092
Figure 2024002955000093
Figure 2024002955000094
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、および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。
本発明の好ましい実施形態では、媒体は追加して式VII-1~VII-9の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000095
Figure 2024002955000096
式中、
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基または2~6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、および
wは、1~6の整数である。
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 2024002955000097
式中、Rおよびalkylは上で式IIIに示される意味を有る。
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む1種類以上の物質を含む。
Figure 2024002955000098
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る1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000099
式中、
B1、RB2、RCR1、RCR2、R、Rは、それぞれ互いに独立にR2Aの意味を有し、cは0、1または2である。RおよびRは好ましくは互いに独立に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。
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 2024002955000100
Figure 2024002955000101
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 2024002955000102
式中、
11、R12および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を代替して表し、
Figure 2024002955000103
を表し、
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 2024002955000104
Figure 2024002955000105
Figure 2024002955000106
式In-1、In-2、In-3およびIn-4の化合物が特に好ましい。
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追加して含む。
Figure 2024002955000107
Figure 2024002955000108
Figure 2024002955000109
式中、
R、RおよびRは、それぞれ互いに独立に上式IIAにおいて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L1~L9の化合物は好ましくは、5~15重量%、特に5~12重量%、非常に特に好ましくは8~10重量%の濃度で使用される。
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 2024002955000110
式中R11およびR12は上式IIAでR2Aに与えられる意味の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 2024002955000111
Figure 2024002955000112
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。
式IIA-Yの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2024002955000113
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。
好ましくは、本発明による媒体は、式ST-1~式ST-18の、非常に好ましくは式ST-3の化合物の群から選択される化合物を含む。
Figure 2024002955000114
Figure 2024002955000115
Figure 2024002955000116
Figure 2024002955000117
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基を表し、ただし加えて、これらの基における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、-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、
Figure 2024002955000118
-O-、-CO-O-、-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
Figure 2024002955000119
は、それぞれの出現で同一または異なって、
Figure 2024002955000120
を表し、
STは、それぞれ互いに独立に-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Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CH、CFまたはCHFを表し、
pは、0、1または2を表し、
qは、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10を表す。
式STの化合物のうち、式ST-3の化合物および特に下が特に好ましい。
Figure 2024002955000121
Figure 2024002955000122
Figure 2024002955000123
Figure 2024002955000124
Figure 2024002955000125
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。
本発明による非常に特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、ST-12の化合物の群からの1種類以上の安定剤を含む。
Figure 2024002955000126
Figure 2024002955000127
好ましくは媒体は、式Sの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2024002955000128
式中、
Arは、メチレン基または6~40個のC原子を有する芳香族炭化水素基または4~40個のC原子を有するヘテロ芳香族炭化水素基;好ましくは6~40個のC原子を有する芳香族炭化水素基を表し;
Spは、スペーサー基を表し;
は、H、1~12個のC原子を有するアルキルまたは2~12個のC原子を有するアルケニルを表し;
は、-O-、-C(O)O-、-(CH-もしくは-(CHO-、または単結合を表し;
HAは、
Figure 2024002955000129
を表し;
は、H、O、CH、OHまたはORを表し;
S1、RS2、RS3およびRS4は、同一または異なって1~6個のC原子、好ましくは1~3個のC原子を有するアルキル、非常に好ましくはCHを表し;
Gは、HもしくはRまたは基Z-HAを表し;
zは、1~6の整数であり;および
qは、2、3または4、好ましくは3または4である。
式Sにおいてアリールは4~40個のC原子数を有する芳香族またはヘテロ芳香族炭化水素基を表し、直接または1~12個のC原子数を有するアルキレン連結基を介して結合してもよい縮合環を含む1個、2個、3個または4個の芳香環を含み、該基において1個以上のH原子は1~6個のC原子有するアルキルもしくはアルコキシまたは2~6個のC原子を有するアルケニルで、またはCN、CFまたはハロゲンで置き換えられてよく、該基において1個以上のCH基はそれぞれ互いに独立にOまたはS原子が互いに直接結合しないようにして-O-、-S-、-NH-、-N(C~C-アルキル)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてよい。
好ましいアリール基は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニル、m-ターフェニル、p-ターフェニルおよび(フェニルアルキル)ベンゼンであり、該基においてアルキルは1~12個のC原子を有する直鎖状のアルキルである。
好ましい実施形態において本発明による媒体は、パラメータqが3でGが基Z-HAを表す式Sの化合物を含む。
別の好ましい実施形態において本発明による媒体は、パラメータqが4でGがHまたはRを表す式Sの化合物を含む。
式Sの化合物は好ましくは、式S-1、S-2およびS-3の化合物から選択される。
Figure 2024002955000130
Figure 2024002955000131
式中、
は、上で与えられる意味を有し、好ましくは、HまたはOを表し;
Spは、それぞれの出現で同一または異なってスペーサー基を表し、
Wは、直鎖状または分岐状で任意に無置換で1~12個のC原子を有するアルキレンを表し、該基において1個以上の隣接しない-CH-基は-O-で置き換えられてよい。
式S-1の好ましい化合物は、式S-1-1の化合物から選択される。
Figure 2024002955000132
式中、Rは上で与えられる意味を有し、好ましくはHまたはOを表し、およびnは0~12の整数、好ましくは5、6、7、8または9、非常に好ましくは7である。
式S-2の好ましい化合物は、式S-2-1の化合物から選択される。
Figure 2024002955000133
式中、Rは上で与えられる意味を有し、好ましくはHまたはOを表し、およびn2は、それぞれの出現で同一または異なって、好ましくは同一で0~12の整数、好ましくは2、3、4、5または6、非常に好ましくは3であり、およびRは、それぞれの出現で同一または異なって、好ましくは同一で1~6個のC原子を有するアルキル、好ましくはn-ブチルを表す。
式S-3の好ましい化合物は、式S-3-1の化合物から選択される。
Figure 2024002955000134
式中、Rは上で与えられる意味を有し、好ましくはHまたはOを表し、およびnは0~12の整数、好ましくは5、6、7、8または9、非常に好ましくは7である。
式SおよびST-1~ST-18の化合物は好ましくは、それぞれ混合物を基準として0.005~0.5%の量で本発明による液晶混合物中に存在する。
本発明による混合物が式SおよびST-1~ST-18の化合物の群から2種類以上の化合物を含んでいる場合、濃度はそれに対応して混合物を基準にして2種類の化合物の場合、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SおよびST-1~ST-18の化合物の合計割合は、2%を超えないことが好ましい。
本発明による液晶媒体は、また本明細書では液晶ホスト混合物とも呼ばれ、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 2024002955000135
式中、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、
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、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基で、好ましくは4~25個の環原子を有し、該基は縮合環も含んでよく、該基は非置換であるか、Lで一置換また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、
Rは、H、LまたはP-Sp-を表し、
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独立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、および
n1は1、2、3または4である。
本書で使用する「信頼性」という用語は、時間経過とともに、光負荷、温度、湿度、電圧などの異なるストレス負荷、および液晶ディスプレイの分野で当業者に知られている画像の固着(エリアおよびライン画像の固着)、ムラ、ヨゴレなどのディスプレイ効果からなるディスプレイの性能の品質を意味する。
信頼性を分類するための標準的なパラメータとして、通常、電圧保持率(VHR:voltage holding ration)値が使用されるが、これは試験用ディスプレイにおいて一定の電気電圧を維持するための尺度である。VHRが高いことは、LC媒体の信頼性が高いことの前提条件である。
以下、特に断らない限り、ポリマー維持配向型ディスプレイ全般を指す場合は「PSA」という用語を使用し、PS-VA、PS-TNなどの特定の表示モードを指す場合は「PS」という用語を使用する。
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」は上および下で「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。
同様に式Iの化合物においてスペーサー基は光学活性を有する中心炭化水素基に連結し、ヒンダードアミン官能基を安定化する。
上および下において、
Figure 2024002955000136
は、トランス-1,4-シクロヘキシレン環を表す。

Figure 2024002955000137
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 2024002955000138
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 2024002955000139
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 2024002955000140
を表す。
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 2024002955000141
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 2024002955000142
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 2024002955000143
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 2024002955000144
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 2024002955000145
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 2024002955000146
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 2024002955000147
Figure 2024002955000148
Figure 2024002955000149
Figure 2024002955000150
Figure 2024002955000151
Figure 2024002955000152
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 2024002955000153
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。
式Pの非常に特に好ましい化合物は下表Eから選択され、特に式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-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-149、RM-156~RM-163、RM-169、RM-170およびRM-171~RM-183から成る群より選択される
PSAディスプレイを製造するために、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媒体中において、その場での重合により、LC媒体に含有される重合性化合物を重合または架橋(1つの化合物が2個以上の重合性基を含有する場合)する。
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する通りの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、特に加えて、カラーフィルター側の電極が構造化されておらず、TFT側の電極のみがスリ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2006/0066793号公報に記載されている。
本発明の好ましいPSAタイプLCディスプレイは、
・ピクセル領域を定義するピクセル電極であって、それぞれの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マイクロスリットパターンを施してもよいピクセル電極、および任意にピクセル電極上に配置された第1配向層を含む第1基板と;
・第1基板に面している第2基板の全体部分上に配置してもよい共通電極層、および任意の第2配向層を含む第2基板と;
・第1基板と第2基板との間に配置され、式Rの1種類以上の化合物を含む重合性成分と、上および下に記載のものを含む液晶ホストとを含むLC媒体層を含むLC層(ただし重合性成分は重合されてもよい。)と
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を選択する。そのような配向層は、例えば、ポリイミドを含み、ポリイミドはラビングされていてもよいか、または光配向法で調製できる。
LC媒体を有するLC層は、ディスプレイの製造で通常使用される方法、例えば、いわゆる液晶滴下工法(ODF:one-drop-filling)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つ以上の工程で行える。
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。
重合すれば重合性化合物は架橋されたポリマーを形成し、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、重合性化合物で形成される架橋されたポリマーの少なくとも一部分が、LC媒体より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、熱または光重合で、好ましくは光重合であり、特にはUV誘発光重合で、UV照射に光重合性化合物を曝露することで達成できる。
1種類以上の重合開始剤をLC媒体に添加できる。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、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)がフリーラジカル重合に適する。重合開始剤を用いる場合、開始剤の割合は、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伴わ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、開始剤またはその劣化生成物の残存し得る量による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。
また、例えば、保存または輸送中におけるRMの好ましくない自発的な重合を防止するために、LC媒体は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。例えば、Irganox(登録商標)シリーズ(Ciba社)からの商業的に入手可能な安定剤、例えば、Irganox(登録商標)1076などが特に適切である。安定剤を用いる場合、安定剤の割合は、RMまたは重合性成分(成分P)の総量を基礎として、好ましくは、10~500,000ppm、特に好ましくは、50~50,000ppmである。
式Pの重合性化合物は、PSAディスプレイを調製する1個以上の以下の特徴を含む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曝露工程(「UV-1工程」)と、重合を完結するための第2UV曝露工程(「UV-2工程」)とを含む2段階工程でディスプレイ内においてUV光に曝露する;
・重合性媒体を、エネルギー節約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曝露する。これらのランプは300~380nmの吸収スペクトルにおいて比較的低い強度(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、UV1工程においても高い強度を避ける必要がある場合は使用できる;
・PS-VA工程において短い波長のUV光に曝露するのを避けるために、重合性媒体を、より長い波長(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曝露する。
より低い強度を使用するか、より長い波長のUVへシフトするかの何れによっても、UV光で引き起こされ得る損傷から有機層を保護する。
本発明の好ましい実施形態は、上および下に記載するPSAディスプレイを調製する方法に関し、1個以上の以下の特徴を含む:
・重合性LC媒体を、チルト角を生成するための第1UV曝露工程(「UV-1工程」)と、重合を完結するための第2UV曝露工程(「UV-2工程」)とを含む2段階でUV光に曝露する;
・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光に曝露する(好ましくは、このUVランプをUV2工程で使用し、任意にUV1工程でも使用する。);
・重合性LC媒体を、340nm以上で、好ましくは400nm以下の波長を有するUV光に曝露する。
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、それぞれ所望で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可能である。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曝露を実施可能である。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曝露を実施可能である。
「実質的に透過する」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%の強度で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、所望でない波長の入射光の大部分、好ましくは少なくとも50%の強度で透過しないことを意味する。「所望(所望でない)波長」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を用いての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、一般に6~100Jであり、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、上および下に記載する通りの式Rの重合性化合物を含む重合性成分P)または式Pの1種類以上の重合性化合物と、LCホスト混合物と、および1種類以上のキラルドーパントを含む光学活性成分から本質的になる。しかしながら、LC媒体は、好ましくは、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が挙げられるリストより限定することなく選ばれる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よい。
式Pの1種類、2種類または3種類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媒体中の式Pの化合物の割合は、0%超~5%未満、非常に好ましくは0%超~1%未満、最も好ましくは0.01~0.5%である。
好ましい実施形態において本発明による媒体は式Sの1種類以上の化合物を好ましくは10ppm~2000ppm、より好ましくは100ppm~1000ppm、より更に好ましくは150ppm~500ppm、非常に好ましくは200ppm~400ppm、特に250~300ppmの範囲内の合計濃度で含む。
別の好ましい実施形態において本発明による媒体は式Sの1種類以上の化合物を好ましくは1000ppm~5000ppm、より好ましくは1000ppm超~5000ppm、より更に好ましくは1200ppm~4500ppm、非常に好ましくは2000ppm~4000ppm、特に2500~3500ppmの範囲内の合計濃度で含む。
本発明による媒体は好ましくは、負の誘電率異方性を有する。
本発明による媒体は式Iの1種類以上の化合物を0%超~20%、好ましくは1%~15%、より好ましくは2%~13%、非常に好ましくは3%~12%の範囲内の合計濃度で含む。
本発明による媒体は好ましくは
・式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物を9%~70%、より好ましくは10%~65%、非常に好ましくは11%~64%、特に28%~42%または9%~20%または50%~64%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物ならびに加えて式IIIの1種類以上の化合物を20%~60%、より好ましくは25%~55%、非常に好ましくは27%~52%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIAの、好ましくは式IIA-10の1種類以上の化合物を1%~30%、より好ましくは2%~28%、非常に好ましくは3%~27%の範囲内の合計濃度で、
または
・式IIAの、好ましくは式IIA-10の1種類以上の化合物を好ましくは1%~10%、より好ましくは2%~9%、非常に好ましくは3%~8%の範囲内の合計濃度で、
・または2%未満、好ましくは0~1%の1種類以上の式IIAの化合物を、
および/または
・式IIBの、好ましくは式IIB-2および/またはIIB-10の1種類以上の化合物を1%~30%、より好ましくは2%~28%、非常に好ましくは3%~25%、特に10%または15%~25%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IICの1種類以上の化合物を好ましくは1%~20%、より好ましくは2%~18%、非常に好ましくは3%~16%、特に4%~15%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIDの、好ましくは式IID-4の1種類以上の化合物を好ましくは5%~25%、より好ましくは7%~20%、非常に好ましくは8%~18%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIBおよびIIDの1種類以上の化合物を18%~45%、より好ましくは22%~38%、非常に好ましくは25%~35%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIBおよびIICの1種類以上の化合物を5%~28%、より好ましくは8%~23%、非常に好ましくは10%~20%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIIの、好ましくは式III-2の、より好ましくは式III-2-6の1種類以上の化合物を好ましくは3%~20%、より好ましくは5%~17%、非常に好ましくは6%~15%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式III-2の、より好ましくは式III-2-6の1種類以上の化合物および式III-3の1種類以上の化合物を10%~30%、より好ましくは15%~27%、非常に好ましくは18%~24%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IVの1種類以上の化合物を20%~65%、より好ましくは28%~58%、より更に好ましくは30%~55%、非常に好ましくは32%~50%、特に35%~48%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IVの1種類以上の化合物ならびに式IVaおよび/またはIVbの1種類以上の化合物を好ましくは28%~70%、より好ましくは30%~65%、より更に好ましくは35%~62%、非常に好ましくは40%~60%、特に42%~58%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IV-1の1種類以上の化合物を好ましくは1%~15%、より好ましくは2%~12%、より更に好ましくは3%~10%、非常に好ましくは3%~8%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IV-2の1種類以上の化合物を好ましくは0.2%~5%、より好ましくは0.5%~3%、より更に好ましくは1%~2%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・好ましくは式IV-3-1およびIV-3-2、非常に好ましくは式IV-3-1aおよび/またはIV-3-1cおよび/またはIV-3-2aおよび/またはIV-3-2bから選択される式IV-3の1種類以上の化合物を好ましくは25%~55%、より好ましくは28%~50%、より更に好ましくは32%~47%、非常に好ましくは38%~45%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IV-3-2aおよび/またはIV-3-2bの1種類以上の化合物を好ましくは16%~32%、より好ましくは18%~30%、より更に好ましくは20%~28%、非常に好ましくは22%~26%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IVb、好ましくはIVb-2-3の1種類以上の化合物を1%~20%、より好ましくは2%~18%、より更に好ましくは4%~16%、非常に好ましくは5%~15%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式Vの1種類以上の化合物を3%~15%、より好ましくは4%~14%、より更に好ましくは5%~13%、非常に好ましくは6%~12%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式IIA-Y、好ましくは式IIA-Y6の1種類以上の化合物を0.5%~10%、より好ましくは1%~8%、非常に好ましくは2%~5%の範囲内の合計濃度で
含む。
非常に好ましい実施形態において本発明による媒体は
・1種類以上の式I-3aの化合物を、および
・式IIBの、好ましくは式IIB-2および/またはIIB-10の1種類以上の化合物を12%~32%、より好ましくは14%~30%、非常に好ましくは15%~27%の範囲内の合計濃度で
および
・式IIDの、好ましくは式IID-4の1種類以上の化合物を好ましくは5%~20%、より好ましくは7%~18%、非常に好ましくは8%~16%の範囲内の合計濃度で
および
・1種類、2種類または3種類の式III-2-6の化合物を3%~20%、より好ましくは5%~17%、非常に好ましくは7%~15%の範囲内の合計濃度で
および
・式IV-1の1種類以上の化合物を1%~15%、より好ましくは2%~12%、より更に好ましくは3%~10%、非常に好ましくは3%~8%の範囲内の合計濃度で、
および
・式IV-3-1aおよび/またはIV-3-1bの1種類以上の化合物を12%~25%、より好ましくは14%~22%、非常に好ましくは16%~20%の範囲内の合計濃度で、
および
・式IV-3-2aおよび/またはIV-3-2bの1種類以上の化合物を16%~32%、より好ましくは18%~30%、より更に好ましくは20%~28%、非常に好ましくは22%~26%の範囲内の合計濃度で
含む。
別の非常に好ましい実施形態において本発明による媒体は
・1種類以上の式I-3bの化合物を、および
・式IIBの、好ましくは式IIB-2および/またはIIB-10の1種類以上の化合物を6%~32%、より好ましくは9%~30%、非常に好ましくは10%~22%の範囲内の合計濃度で
および
・式IIDの、好ましくは式IID-4の1種類以上の化合物を好ましくは5%~25%、より好ましくは7%~22%、非常に好ましくは8%~20%の範囲内の合計濃度で
および
・1種類、2種類または3種類の式III-2-6の化合物を3%~20%、より好ましくは5%~17%、非常に好ましくは7%~15%の範囲内の合計濃度で
および
・式IV-1の1種類以上の化合物を1%~20%、より好ましくは2%~18%、より更に好ましくは3%~15%、非常に好ましくは4%~13%の範囲内の合計濃度で、
および
・式IV-3-1aおよび/またはIV-3-1bおよび/またはIV-3-1cの1種類以上の化合物を12%~40%、より好ましくは14%~35%、非常に好ましくは16%~30%の範囲内の合計濃度で、
および
・式IV-3-2aおよび/またはIV-3-2bの1種類以上の化合物を3%~35%、より好ましくは5%~30%、より更に好ましくは6%~26%、非常に好ましくは7%~24%の範囲内の合計濃度で
含む。
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~72℃以上、非常に特に好ましくは-40℃以下~74℃以上のネマチック相を有することが有利である。
第1の好ましい実施形態において本発明による媒体は、70℃以上、好ましくは72℃以上、より好ましくは73℃以上、特に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、他方で所与の温度でネマチック相の加熱時に透明化(等方相への転移)が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20℃における最大30mm・秒-1の流動粘度ν20を有する。
本発明による液晶混合物は好ましくは-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。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.105以上の複屈折を有する。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.1050~0.155、より好ましくは0.1055~0.150、非常に好ましくは0.110~0.145、特に0.115~0.143の範囲内の複屈折を有する。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.125~0.155、より好ましくは0.130~0.150、非常に好ましくは0.135~0.145、特に0.137~0.143の範囲内の複屈折を有する。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.100~0.113、好ましくは0.105~0.109の範囲内の複屈折を有する。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.115~0.128、好ましくは0.118~0.122の範囲内の複屈折を有する。
好ましい実施形態において本発明による液晶混合物は、-1.8~-5.0、好ましくは-1.9~-4.8、特に-2.0~-3.9の誘電率異方性Δεを有する。
好ましい実施形態において本発明による液晶混合物は、-2.0~-3.8、好ましくは-2.3~-3.4、特に-2.8~-3.2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60~120mPas、より好ましくは70~110mPa・sの範囲内である。
弾性定数Kは、好ましくは17.0~25.0、より好ましくは18.0~24.0、特に19.0~22.0の範囲内である。
弾性定数Kは、好ましくは16.0~24.0、より好ましくは17.0~23.0、特に18.0~21.0の範囲内である。
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、特にUB-FFSに適する。
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。
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。
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C2m+1、C2n+1、およびC2l+1またはC2m-1、C2n-1およびandC2l-1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 2024002955000154
Figure 2024002955000155
Figure 2024002955000156
Figure 2024002955000157
<表B:架橋単位>
Figure 2024002955000158
<表C:末端基>
Figure 2024002955000159
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、IVa、IVbおよびV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 2024002955000160
Figure 2024002955000161
Figure 2024002955000162
Figure 2024002955000163
Figure 2024002955000164
Figure 2024002955000165
Figure 2024002955000166
Figure 2024002955000167
Figure 2024002955000168
Figure 2024002955000169
Figure 2024002955000170
Figure 2024002955000171
Figure 2024002955000172
Figure 2024002955000173
Figure 2024002955000174
Figure 2024002955000175
Figure 2024002955000176
Figure 2024002955000177
Figure 2024002955000178
Figure 2024002955000179
Figure 2024002955000180
<表E>
表Eは、本発明によるLC媒体において使用され得る例示的な反応性メソゲン化合物を示す。
Figure 2024002955000181
Figure 2024002955000182
Figure 2024002955000183
Figure 2024002955000184
Figure 2024002955000185
Figure 2024002955000186
Figure 2024002955000187
Figure 2024002955000188
Figure 2024002955000189
Figure 2024002955000190
Figure 2024002955000191
Figure 2024002955000192
Figure 2024002955000193
Figure 2024002955000194
Figure 2024002955000195
Figure 2024002955000196
Figure 2024002955000197
Figure 2024002955000198
Figure 2024002955000199
Figure 2024002955000200
Figure 2024002955000201
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-182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。これらの中でも、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-58、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-91、RM-102、RM-103、RM-109、RM-116、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122、RM-139、RM-140、RM-142、RM-143、RM-145、RM-146、RM-147、RM-149、RM-156~RM-163、RM-169、RM-170およびRM-171~RM-183が特に好ましい。
本発明は、以下の非制限的な実施例によって詳細に説明される。
以下の略語および記号を使用する:
は20℃における容量閾電圧[V]、
は20℃および589nmにおける異常屈折率、
は20℃および589nmにおける通常屈折率、
Δnは20℃および589nmにおける光学的異方性、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率、
Δεは20℃および1kHzにおける誘電異方性、
cl.p.、T(N,I)は透明点[℃]、
γは20℃における回転粘度[mPa・s]、
は20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数[pN]、
は20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]、
は20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]。
明示的に別段の記載がない限り、本願における全ての濃度は重量パーセントで引用され、溶媒を含まない、全ての固体または液晶成分からなる全体として対応する混合物に関するものである。
明示的に別段の記載がない限り、例えば融点T(C,N)、スメクチック(S)相からネマチック(N)相への転移T(S,N)および透明点T(N,I)など、本願で示されるすべての温度値は、摂氏(℃)で引用される。M.p.は融点、cl.p.は透明点である。更に、Cは結晶状態、Nはネマチック相、Sはスメクチック相、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。
全ての物性は、「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」、1997年11月刊、メルク社、ドイツ国に従って決定されるか決定されたもので、20℃の温度について適用し、それぞれの場合で明示的に別の指示がない限りΔnは589nmおよびΔεは1kHzで決定される。
本発明について用語「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。
特に記載のない限り、上および下に記載したPSAディスプレイにおいて重合性化合物を重合する工程は、LC媒体が液晶相、好ましくはネマチック相を示す温度で実施され、最も好ましくは室温で実施される。
特に断らない限り試験用セルの作製方法、電気光学特性等の測定方法は、以降に述べる方法またはそれに類似して実施される。
容量閾電圧の測定に用いるディスプレイは、25μm間隔の2枚の平面平行ガラス外板から成り、それぞれの内側に電極層、上側に液晶分子のホメオトロピック配向をもたらすラビングされていないポリイミド配向層を有している。
チルト角の測定に使用されるディスプレイまたは試験用セルは、4μmの間隔で平行な2枚のガラス外板から成り、それぞれの内側に電極層とポリイミド配向層があり、2枚のポリイミド層は互いに反平行にラビングされ、液晶分子のホメオトロピックなエッジ配向に効果がある。
重合性化合物は、ディスプレイまたは試験用セル内で、決められた強度のUV光をあらかじめ決められた時間照射し、同時にディスプレイには電圧を印加する(通常10V~30Vの交流、1kHz)ことで重合させることができる。例では特に断りのない限り、重合には蛍光灯と0~20mW/cmの強度が使用される。強度は、標準的なメーター(ウシオアキュムレートUVメーター、中心波長313nm)を使用して測定される。
透過率測定はフィッシュボーン電極レイアウトを備える試験用セルで実行される(メル社製、日本国、1ピクセル・フィッシュボーン電極(ITO、10×10mm、3μmライン/3μmスペースのフィッシュボーン角47.7°)、3.2μmセルギャップ、AFガラス、チルト角1°)。
所与の温度Tにおける本発明による媒体のバルクにおける保存安定性(LTSbulk)は、目視検査で決定される。対象の媒体2gを適切なサイズの密閉ガラス容器(ボトル)に充填し、所定の温度の冷蔵庫に置く。ボトルはスメクチック相または結晶化の発生について、定義された時間間隔でチェックされる。それぞれの材料および温度ごとに、2個のボトルが保管される。対応する2個のボトルのうちの少なくとも一方で結晶化またはスメクチック相の出現が観察された場合、試験は終了され、より高次の相の発生が観察される1つ前の最後の検査の時間を、それぞれの保存安定性として記録する。
<混合物例>
混合物例M1~M75およびP1~P10は、以下の表で示される組成および物理的特性を有する。
<混合物M1>
Figure 2024002955000202
<混合物M2>
Figure 2024002955000203
<混合物M3>
Figure 2024002955000204
以下の表に混合物M1~M3の主要なパラメータをまとめる。
Figure 2024002955000205
負の誘電異方性を有する媒体中で式Iの化合物を使用することで驚くべきことに、好ましい低い回転粘度(γ)および同時に非常に低い比γ/Kが達成され得て、ディスプレイの応答時間を改善することが見出された。
<混合物M4>
Figure 2024002955000206
<混合物M5>
Figure 2024002955000207
<混合物M6>
Figure 2024002955000208
<混合物M7>
Figure 2024002955000209
<混合物M8>
Figure 2024002955000210
<混合物M9>
Figure 2024002955000211
<混合物M10>
Figure 2024002955000212
<混合物M11>
Figure 2024002955000213
<混合物M12>
Figure 2024002955000214
<混合物M13>
Figure 2024002955000215
<混合物M14>
Figure 2024002955000216
<混合物M15>
Figure 2024002955000217
<混合物M16>
Figure 2024002955000218
<混合物M17>
Figure 2024002955000219
<混合物M18>
Figure 2024002955000220
<混合物M19>
Figure 2024002955000221
<混合物M20>
Figure 2024002955000222
<混合物M21>
Figure 2024002955000223
<混合物M22>
Figure 2024002955000224
<混合物M23>
Figure 2024002955000225
<混合物M24>
Figure 2024002955000226
<混合物M25>
Figure 2024002955000227
<混合物M26>
Figure 2024002955000228
<混合物M27>
Figure 2024002955000229
<混合物M28>
Figure 2024002955000230
<混合物M29>
Figure 2024002955000231
<混合物M30>
Figure 2024002955000232
<混合物M31>
Figure 2024002955000233
<混合物M32>
Figure 2024002955000234
<混合物M33>
Figure 2024002955000235
<混合物M34>
Figure 2024002955000236
<混合物M35>
Figure 2024002955000237
<混合物M36>
Figure 2024002955000238
<混合物M37>
Figure 2024002955000239
<混合物M38>
Figure 2024002955000240
<混合物M39>
Figure 2024002955000241
<混合物M40>
Figure 2024002955000242
<混合物M41>
Figure 2024002955000243
<混合物M42>
混合物例M42は、99.98%の混合物例M1および0.02%の式ST-12b-1の化合物から成る。
Figure 2024002955000244
<混合物M43>
混合物例M43は、99.985%の混合物例M1および0.015%の式S1-1aの化合物から成る。
Figure 2024002955000245
<混合物M44>
混合物例M44は、99.98%の混合物例M2および0.02%の式S2-1aの化合物から成る。
Figure 2024002955000246
<混合物M45>
Figure 2024002955000247
<混合物M46>
Figure 2024002955000248
<混合物M47>
Figure 2024002955000249
<混合物M48>
Figure 2024002955000250
<混合物M49>
Figure 2024002955000251
<混合物M50>
Figure 2024002955000252
<混合物M51>
Figure 2024002955000253
<混合物M52>
Figure 2024002955000254
<混合物M53>
Figure 2024002955000255
<混合物M54>
Figure 2024002955000256
<混合物M55>
Figure 2024002955000257
<混合物M56>
Figure 2024002955000258
<混合物M57>
Figure 2024002955000259
<混合物M58>
Figure 2024002955000260
<混合物M59>
Figure 2024002955000261
<混合物M60>
Figure 2024002955000262
<混合物M61>
Figure 2024002955000263
<混合物M62>
Figure 2024002955000264
<混合物M63>
Figure 2024002955000265
<混合物M64>
Figure 2024002955000266
<混合物M65>
Figure 2024002955000267
<混合物M66>
Figure 2024002955000268
<混合物M67>
Figure 2024002955000269
<混合物M68>
Figure 2024002955000270
<混合物M69>
Figure 2024002955000271
<混合物M70>
Figure 2024002955000272
<混合物M71>
Figure 2024002955000273
<混合物M72>
Figure 2024002955000274
<混合物M73>
Figure 2024002955000275
<混合物M74>
Figure 2024002955000276
<混合物M75>
Figure 2024002955000277
<混合物M76>
Figure 2024002955000278
<混合物M77>
Figure 2024002955000279
<混合物M78>
Figure 2024002955000280
<混合物M79>
Figure 2024002955000281
<混合物M80>
Figure 2024002955000282
<混合物M81>
Figure 2024002955000283
<混合物M82>
Figure 2024002955000284
<混合物M83>
Figure 2024002955000285
<混合物M84>
Figure 2024002955000286
<混合物M85>
Figure 2024002955000287
<混合物M86>
Figure 2024002955000288
<混合物M87>
Figure 2024002955000289
<混合物M88>
Figure 2024002955000290
<混合物M89>
Figure 2024002955000291
<混合物M90>
Figure 2024002955000292
<混合物M91>
Figure 2024002955000293
<混合物M92>
Figure 2024002955000294
<重合性混合物>
重合性混合物P1~P9は、式RM-1、RM-17、RM-35、RM-64およびRM-171の化合物の群から選択される反応性メソゲン(RM:reactive mesogen)を表1に与えられる量(%RM)で添加することによって、表1に与えられるネマチック混合物から調製される。
Figure 2024002955000295
Figure 2024002955000296
表1:重合性混合物
Figure 2024002955000297
<混合物例P10>
重合性混合物P10は、99.434%の混合例M1、0.300%のRM-1、0.200%のRM-145、0.050%のRM-163、0.001%のIrganox(登録商標)1076および0.015%の化合物ST-3a-1から成る。
Figure 2024002955000298

Claims (16)

  1. a)1種類以上の式Iの化合物、ならびにb)式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む、液晶媒体。
    Figure 2024002955000299
    (式中、
    およびRは、同一または異なってH、ハロゲン、1~15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、2~15個のC原子を有する直鎖状のアルケニルもしくはアルケニルオキシまたは3~15個のC原子を有する分岐状のアルキルもしくはアルコキシもしくはアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、ただし、これらの基における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、
    Figure 2024002955000300
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    、AおよびAは、それぞれ互いに独立にフェニレン-1,4-ジイル(該基において1個または2個のCH基はNで置き換えられてよく、1個以上のH原子はハロゲン、CN、CH、CHF、CHF、CF、OCH、OCHFまたはOCFで置き換えられてよい。)、シクロヘキサン-1,4-ジイル(該基において1個または2個の隣接しないCH基は互いに独立にOおよび/またはSで置き換えられてよく、1個以上のH原子はFで置き換えられてよい。)、シクロヘキセン-1,4-ジイル、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、テトラヒドロピラン-2,5-ジイルまたは1,3-ジオキサン-2,5-ジイルを表し、
    およびZは、それぞれ互いに独立に-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-CO-O-、-O-CO-、-C-、-C-、-CFCH-、-CHCF-、-CFHCFH-、-CFHCH-、-CHCFH-、-CFCFH-、-CFHCF-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-または単結合を表し、
    mは、0、1、2または3を表し、および
    nは、0、1、2または3を表す。)
    Figure 2024002955000301
    (式中、
    2A、R2B、R2CおよびR2Dは、同一または異なってH、1~15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、2~15個のC原子を有する直鎖状のアルケニルもしくはアルケニルオキシまたは3~15個のC原子を有する分岐状のアルキルもしくはアルコキシもしくはアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、ただし、これらの基における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、
    Figure 2024002955000302
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    、L、Lおよび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、1~6の整数を表す。)
  2. 式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物の合計量は9%~70%の範囲内である、請求項1に記載の液晶媒体。
  3. 式Iの1種類以上の化合物は式I-1~I-6の化合物の群から選択される、請求項1に記載の液晶媒体。
    Figure 2024002955000303
    (式中、RおよびRは請求項1で与えられる意味を有し、r、sおよびtは独立に0、1、2、3または4である。)
  4. 式I-1~I-6において基
    Figure 2024002955000304
    を表す、請求項3に記載の液晶媒体。
  5. 1種類以上の式IIIの化合物を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の液晶媒体。
    Figure 2024002955000305
    (式中、
    31およびR32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、これらの基における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、
    Figure 2024002955000306
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    31は、それぞれの出現で互いに独立に、
    a)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、該基において1個または2個の隣接しないCH基は-O-または-S-で置き換えられてよく、
    b)1,4-フェニレン基、該基において1個または2個のCH基はNで置き換えられてよく、または
    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を表し、
    31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
    31およびL32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。)
  6. 式IIIにおけるWはSを表す、請求項5に記載の液晶媒体。
  7. 1種類以上の式IVの化合物を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶媒体。
    Figure 2024002955000307
    (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を表し、
    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または2~7個のC原子を有する無置換のアルケニル基を表す。)
  8. 1種類以上の式IV-3-1およびIV-3-2の化合物を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の液晶媒体。
    Figure 2024002955000308
    (式中、alkylは1~7個のC原子を有するn-アルキルを表す。)
  9. 1種類以上の式Vの化合物を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の液晶媒体。
    Figure 2024002955000309
    (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 2024002955000310
    を表し、
    51およびZ52は、同一または異なって-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。)
  10. 0.105以上の複屈折率を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の液晶媒体。
  11. 重合性化合物を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の液晶媒体。
  12. 請求項1~11のいずれか1項に記載の液晶媒体を含む、液晶ディスプレイ。
  13. VA、IPS、FFS、PS-VA、PS-IPSまたはPS-FFSタイプのディスプレイである、請求項11に記載の液晶ディスプレイ。
  14. VA、IPS、FFS、PS-VA、PS-IPSまたはPS-FFSディスプレイにおける、請求項1~11のいずれか1項に記載の液晶媒体の使用。
  15. 請求項1~11のいずれか1項に記載の液晶媒体を含む、ゲーム向け省エネルギーディスプレイ。
  16. 請求項1~9のいずれか1項に記載の液晶媒体を調製する方法であって、
    1種類以上の式Iの化合物を、式IIA、IIB、IICおよびIIDの群から選択される1種類以上の化合物と、任意に重合性混合物または更なる液晶化合物または添加剤と混合する工程を含む、方法。
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