JP5058432B2 - 側位に置換基を有する重合性シンナメート - Google Patents
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Description
用語の定義
本明細書中で用いられる‘メソゲン化合物’は、棒状、板状、円板状メソゲン性基、すなわちメソゲン性挙動を誘発させることができる基を有する化合物を示す。これらの化合物は、必ずしもそれら自身でメソゲン性挙動を示す必要はない。それはまた、これらの化合物が、他の化合物との混合物として、またはそのメソゲン化合物またはそれらを含む混合物が重合されるときにのみ、メソゲン性を示すことも可能である。棒状および板状メソゲン性基がとりわけ好ましい。
1つの重合可能な基を有する重合性化合物を‘1次反応性’化合物と称し、2つの重合可能な基を有する重合性化合物を‘2次反応性’化合物と称し、および2つ以上の重合可能な基を有する重合性化合物を‘マルチ反応性’化合物と称する。重合可能な基を有さない化合物は、‘非反応性’化合物と称する。
重合性メソゲン化合物、または重合性液晶化合物もまた“反応性メソゲン(RM)”と称する。
m1は0、1、2または3であり、
m2は1、2、3または4であり、
Z1〜Z4は、互いに独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−S−CO−、−CO−S−、−O−COO−、−CO−NR0−、−NR0−CO−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH2CH2−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CF2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR0−、−CY1=CY2−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または単結合であり、
Y1およびY2は、互いに独立して、H、F、ClまたはCNであり、
R0およびR00 は、互いに独立して、H、または1〜12個の炭素原子を有するアルキルであり、
R1およびR2は、互いに独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、NCS、SF5、または1〜30個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキルであり、それは無置換かまたは、F、Cl、Br、IもしくはCNで単置換または多置換され、およびここで1つまたは2つ以上の非隣接CH2基は、いずれに場合にもそれぞれから独立して、Oおよび/またはS原子が直接それぞれと結合しないように、−O−、−S−、−NH−、−NR0−、−SiR0R00−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−CY1=CY2−または−C≡C−で任意に置換され、またはP−Spを示し、ここでR1およびR2の少なくとも1つはP−Spであり、
Pは重合性基であり、
Spは、スペーサ基または単結合であり、
Lは、複数存在する場合にはそれぞれ独立して、Hとは異なるR1の意味の一つを有し、および
rは、1、2、3または4である、
で表される前記式Iの化合物に関する。
さらに本発明は、1種または2種以上の式Iの化合物、または少なくとも1種の式Iの化合物を含む重合性液晶材料から得られる、異方性ポリマーまたはポリマーフィルムに関する。
さらに本発明は、少なくとも1種の式Iの化合物、または少なくとも1種の式Iの化合物を含む液晶性混合物もしくはポリマーを、そのアクティブ層に含むディスプレイに関する。
− m1+m2=1または2であり、
− m1は0であり、
− m2は1または2であり、
− 好ましくはm1またはm2が1である場合、A1およびA2は芳香族基であり、
− m2は1であり、およびA1は、任意に置換された1,4−フェニレンであり、
− Z1およびZ2は、−COO−、−OCO−、−C≡C−および−CY1=CY2−から選択され、
− rは1または2であり、
− R1またはR2は、F、Cl、CN、または1〜12個の炭素原子を有し、任意にフッ素化されたアルキル、アルコキシ、スルファニルアルキル、チアカルボニル、アルキルスルホニル、またはアルケニルであり、
− R1はP−Sp−であり、
− R1およびR2はP−Spであり、
−Spは、1〜12個の炭素原子を有し、Fで任意に単置換または多置換されたアルキレンで、ここで1つまたは2つ以上の非隣接CH2は、各々の場合でそれぞれから独立して、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置換されることができ、
−Spは単結合である、
で表される式Iの化合物が特に好ましい。
非常に好ましくは、−(A1−Z1)m1−および−(Z2−A2)m2−は、互いに独立して、以下の式およびそれらの鏡像体から選択され、それらはZ基を介して式Iのトラン基に結合し、
これらの好ましい式中の
好ましいキラル基A1/2およびA1/2−R1/2は、例えば、コレステリル、例えばWO 96/17901に開示されるようなテルペノイド基であり、好ましくは、メンチル、ネオメンチル、カンフェイル(campheyl)、ピネイル(pineyl)、ターピネイル(terpineyl)、イソロンギホレイル(isolongifolyl)、フェンチル(fenchyl)、カレリル(carreyl)、ミテニル(myrthenyl)、ノピル(nopyl)、ゲラニイル(geraniyl)、リナロイル、ネリル、シトロネリルおよびジヒドロシトロネリル、特に、メンチルもしくはメントン誘導体、または例えばWO 95/16007に開示されるキラルな糖から誘導される基のようなピラノース、もしくはフラノース環を有する単環式または二環式基を有する末端がキラルな糖誘導体である。
式IのR1またはR2がアルキル、またはアルコキシ基、すなわち末端CH2 基が−O−で置換されている場合、これは直鎖状でも分枝状でもよい。それは好ましくは直鎖状で、2、3、4、5、6、7または8個の炭素原子を有し、従って好ましくは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシまたはオクトキシ、さらに例えば、メチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシである。
ハロゲンは、好ましくは、FまたはClである。
Q1は、1〜9個の炭素原子を有するアルキレンもしくはアルキレン−オキシ基、または単結合であり、
Q2が、1〜10個の炭素原子を有し、無置換かまたは、F、Cl、BrまたはCNにより単置換もしくは多置換されているアルキルまたはアルコキシ基であり、また1つまたは2つ以上の非隣接CH2基が、それぞれの場合で独立して、酸素原子がそれぞれと直接に結合しないように、−C≡C−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−または−CO−S−で置換されることも可能であり、
Q3は、F、Cl、Br、CN、またはQ2に対して定義したようなアルキルまたはアルコキシであるが、Q2とは異なっている、
で表される前記式IIIである。
式IIIの好ましいキラルな基は、2−アルキル、2−アルコキシ、2−メチルアルキル、2−メチルアルコキシ、2−フルオロアルキル、2−フルオロアルコキシ、2−(2−エチン(ethin))−アルキル、2−(2−エチン(ethin))−アルコキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルおよび1,1,1−トリフルオロ−2−アルコキシである。
Sp’は、30個までの炭素原子を有し、無置換かまたは、F、Cl、Br、IまたはCNにより単置換か、もしくは多置換されるアルキレンであり、1つまたは2つ以上の非隣接CH2基が、それぞれの場合それぞれから独立して、Oおよび/またはS原子がそれぞれと直接結合しないように、−O−、−S−、−NH−、−NR0−、−SiR0R00−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−または−C≡C−により置換されることが可能であり、
Xは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR0−、−NR0−CO−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CF2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR0−、−CY1=CY2−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または単結合であり、および
R0、R00、Y1およびY2は、上記した意味の一つを有する。
Q1およびQ3は、式IIIで挙げた意味を有し、および
Q4は、1〜10個の炭素原子を有するアルキレンまたはアルキレン−オキシ基、または単結合で、Q1とは異なっており、
Q1は、重合性基Pに結合している、
で表される前記式IVのキラルな基である。
2つのP−Sp基を有する化合物の場合、2つの重合性基Pおよび2つのスペーサ基Spのそれぞれは同一でも異なってもよい。
で表される前記式の化合物である。
で表される前記式である。
異方性ポリマーフィルムの製造のために、本発明の液晶混合物は、式Iの化合物、または付加的な重合性メソゲン化合物もしくは重合性液晶化合物であり得る少なくとも1種の重合性化合物を含むべきである。
本発明の他の好ましい態様には、重合性材料は、少なくとも2種の1次反応性のアキラルな重合性メソゲン化合物を含む。
本発明の他の好ましい態様には、重合性材料は、少なくとも1種の1次反応性のキラルな重合性メソゲン化合物、および少なくとも1種の1次、2次、またはマルチ反応性のアキラルな重合性メソゲン化合物を含む。
好ましい他の態様には、重合性材料は、少なくとも1種の非反応性のキラルな化合物、および少なくとも1種の1次、2次、またはマルチ反応性の重合性メソゲン化合物を含む。
2次およびマルチ反応性化合物の濃度を変化させることにより、ポリマーフィルムの架橋密度、および光学位相差フィルムの光学的性質の温度依存性に対しも重要なガラス転移温度などの物理的性質および化学的性質、熱的および機械的安定性、または溶媒抵抗が容易に調整できる。
−5〜100%の式Iの1種または2種以上の化合物
−0〜80%、好ましくは5〜50%の1種または2種以上の2次反応性のアキラルなメソゲン性化合物
−5〜80%、好ましくは5〜70%の1種または2種以上の1次反応性のアキラルなメソゲン性化合物
−0〜80%、好ましくは5〜50%の1種または2種以上の1次反応性または2次反応性のキラルなメソゲン性化合物、および/または0〜20%の1種または2種以上の非反応性で、メソゲン性であることもできるキラル化合物
−0〜15%、好ましくは0.1〜10%、非常に好ましくは、0.5〜5% の1種または2種以上の光開始剤、好ましくは少なくとも1種の液晶性光開始剤
−0〜10%の1種または2種以上の連鎖移動剤
−0〜3%の1種または2種以上の非反応性、1次反応性、2次反応性、またはマルチ反応性界面活性剤
を含む。
本明細書中、‘極性基’の用語は、F、Cl、CN、NO2、OH、OCH3、OCN、SCN、4個までの炭素原子を有し、任意にフッ素化される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基、または1〜4個の炭素原子を有し、モノフッ素化、オリゴフッ素化またはポリフッ素化されたアルキルまたはアルコキシ基から選択される基を意味する。‘非極性基’の用語は、1個または2個以上、好ましくは1〜12個の炭素原子を有し、任意にハロゲン化されたアルキル、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基を意味し、上記の‘極性基’で定義に含まれないものを意味する。
式Iの化合物の光異性化を起こすために用いられる光照射は、好ましくは、UV−A範囲(320〜400nm)の波長を有する、または365nmの波長を有するUV−放射線である。
R’−L’−G’−E−R’ ’
ここで同一でも異なってもよいL’およびEは、それぞれの場合、互いに独立して、−Phe−、−Cyc−、−Phe−Phe−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−Pyr−、−Dio−、−B−Phe−および−B−Cyc−から成る群から選択される二価の基、およびそれらの鏡像体であり、ここでPheは、無置換かまたは、フッ素置換された1,4−フェニレンであり、Cycはトランス−1,4−シクロヘキシレン、または1,4−シクロヘキセニレンであり、Pyrはピリミジン−2,5−ジイル、またはピリジン−2,5−ジイル、Dioは1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、およびBは、2−(トランス−1,4−シクロヘキシル)エチル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、または1,3−ジオキサン−2,5−ジイルである、
で表される前記式により特徴づけることができる。
a)少なくとも1種の式Iの光異性化化合物を含む重合性LC材料の層を基板上に用意し、
b)LC材料層を平面配向に配向させ、
c)層内のLC材料、またはそれらの選択される領域に光照射、好ましくはUV照射を施し、異性化化合物の異性化を引き起こし、
d)材料の露光された領域部分においては、LC材料を重合し、それにより、配向を固定して、および
e)任意に基板から重合されたフィルムを除去する、
ここで、LC材料の位相差および/または配向は、光異性化化合物の量および/またはタイプを変化させることにより、および/または光照射および/または露光時間を変化させることにより制御される。
A)少なくとも1種の式Iの光異性化化合物を含む重合性LC材料の第1層を基板上に用意し、
B)LC材料の第1層を平面配向に配向させ、材料を重合し、それにより配向を固定して、
C)A)およびB)のステップに記載されるように、LC材料の第2層を用意し、ここでは第1層が基板として機能する、
ここで、第1および第2層の少なくとも1種、またはそれらの選択された領域におけるLC材料は、重合前に、異性化化合物の異性化を引き起こす光照射、好ましくはUV照射に露光させる。
1)以下に挙げられる順序で、セルの端から中央まで以下の構成要素を含む液晶(LC)セル
11)少なくとも1つが入射光線に対し透明である、第1および第2の互いに平行な基板平面
12)LCセルの個々のピクセルをそれぞれ切り替えるために、用いることができる1つの該基板上にある非線形電気的素子であって、トランジスタ、非常に好ましくはTFTのようなアクティブ素子である前記素子の配列
13)1つの該基板上に、好ましくは、非線形素子の配列を有する基板とは反対の基板上に置かれるカラーフィルターであって、平坦化層により任意に覆われている前記カラーフィルターの配列
14)第1基板の内側に置かれる第1電極
15)第2基板の内側に任意に置かれる第2電極
16)該第1および第2電極上に任意に置かれる第1および第2配向層
17)電界の適用により、少なくとも2種の異なる状態間でスイッチ可能なLC媒体
2)LCセルの片側に第1の直線偏光子
3)第1の直線偏光子側とは反対のLCセル側に任意に置かれた第2の線形偏
光子
4)本発明による少なくとも1種のパターン化された光学位相差フィルム
を含み、ここで、該光学位相差フィルム4)は、LCセルの第1および第2基板間、好ましくは、カラーフィルターと液晶媒体との間、非常に好ましくは空フィルターと1つの電極層の間に位置し、または平坦化層が存在する場合は、平坦化層と1つの電極層との間に位置することを特徴とする。
例1の化合物(1)および(2)を、光異性化位相差フィルムをつくるために用いる。比較のために、側位に置換されていない従来のシンナメートRM(3)を含有する類似の混合物も製造する。以下の組成を有する重合性ネマチックホスト混合物に、化合物(1)、(2)または(3)のそれぞれ15mol%を、それぞれの場合に添加する
Claims (14)
- 下記式
Pは、CH2=CW1−COO−であり、ここで、W1は、H、Cl、CN、または1〜5個の炭素原子を有するアルキルであり、
Spは、式Sp’−O−であり、さらにここで、
Sp’は、30個までの炭素原子を有し、無置換かまたは、F、Cl、Br、IまたはCNにより単置換か、もしくは多置換されるアルキレンであり、
L1およびL2は、互いに独立して、F、Cl、Br、I、CN、NO2または1〜20個の炭素原子を有し、1つまたは2つ以上のH原子がFまたはClで置換されることができるアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、もしくはアルコキシカルボニルオキシである、
から選択される化合物。 - Rが、F、Clまたは1〜12個の炭素原子を有するアルキルであることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- Sp’基は、−(CH2)p−であり、pは2〜12の整数である、請求項1または2に記載の化合物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の化合物を少なくとも1種含む重合性液晶材料。
- 請求項4に記載の重合性液晶材料から得られる異方性ポリマーまたはポリマーフィルム。
- ツイストセンス、反射波長、複屈折および位相差から選択される1種または2種以上の性質で異なる、少なくとも2つの領域のパターンを有することを特徴とする、請求項5に記載の異方性ポリマーフィルム。
- 異なる位相差を有する少なくとも2つの領域のパターンを有することを特徴とする、請求項6に記載の異方性ポリマーフィルム。
- パターン化された1/4波長フィルムであることを特徴とする、請求項7に記載の異方性ポリマーフィルム。
- パターン化された1/2波長フィルムであることを特徴とする、請求項8に記載の異方性ポリマーフィルム。
- 光学的二軸性フィルムであることを特徴とする、請求項5に記載の異方性ポリマーフィルム。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の化合物、重合性液晶材料、ポリマーまたはポリマーフィルムの使用であって、光学的フィルム、偏光子、補償板、2軸性フィルム、ビームスプリッタ、反射フィルム、配向層、カラーフィルター、ホログラフィー素子、ホットスタンピングホイル、カラーイメージ、装飾的またはセキュリティーマーキング、液晶性顔料、固着剤、異方性機械的性質を有する合成樹脂、化粧品、診断(ただし、ヒトの診断を除く)、非線形光学、光学式情報記憶における前記使用、キラルドーパントとしての前記使用、電気的デバイスにおける集積回路としての前記使用、フラットパネルディスプレイ用における、または無線ICタグ(RFID)のための薄膜トランジスタとしての前記使用、または有機発光ダイオード(OLED)用途のための、または液晶ディスプレイのバックライトのための半導体構成要素における前記使用、光起電デバイスまたはセンサーデバイスのための前記使用、バッテリーの電極材料としての前記使用、光伝導体としての前記使用、または電子写真用途のための前記使用。
- 電気的デバイスが、電解効果トランジスタ(FET)である、請求項11に記載の使用。
- 電子写真用途が、電子写真記録である、請求項11に記載の使用。
- 有機発光ダイオード(OLED)用途が、エレクトロルミネッセントディスプレイである、請求項11に記載の使用。
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