JP5230368B2 - ドープ剤 - Google Patents
ドープ剤 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5230368B2 JP5230368B2 JP2008293699A JP2008293699A JP5230368B2 JP 5230368 B2 JP5230368 B2 JP 5230368B2 JP 2008293699 A JP2008293699 A JP 2008293699A JP 2008293699 A JP2008293699 A JP 2008293699A JP 5230368 B2 JP5230368 B2 JP 5230368B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- group
- mixture
- liquid crystal
- compounds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 0 CC(CC*(C)C1F)C1F Chemical compound CC(CC*(C)C1F)C1F 0.000 description 5
- XZSZBXAPAWVKSD-UHFFFAOYSA-N CC(CCC12)CCC1C2c(cc1)ccc1I Chemical compound CC(CCC12)CCC1C2c(cc1)ccc1I XZSZBXAPAWVKSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMXBTUVHCAMVQL-UHFFFAOYSA-N Cc1cc(Cl)c(C)c(Cl)c1 Chemical compound Cc1cc(Cl)c(C)c(Cl)c1 DMXBTUVHCAMVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZNRNQGTVRTDPN-UHFFFAOYSA-N Cc1cc(Cl)c(C)cc1 Chemical compound Cc1cc(Cl)c(C)cc1 KZNRNQGTVRTDPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBXFIXSFKULBOG-UHFFFAOYSA-N Cc1cc(F)c(C)c(F)c1 Chemical compound Cc1cc(F)c(C)c(F)c1 HBXFIXSFKULBOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJAVYWPXOXAOBS-UHFFFAOYSA-N Cc1cc(F)c(C)cc1 Chemical compound Cc1cc(F)c(C)cc1 WJAVYWPXOXAOBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
- C09K19/46—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
- C07C255/49—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
- C07C255/54—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton containing cyano groups and etherified hydroxy groups bound to the carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
- C07C255/49—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
- C07C255/55—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton containing cyano groups and esterified hydroxy groups bound to the carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/20—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C43/225—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/58—Dopants or charge transfer agents
- C09K19/586—Optically active dopants; chiral dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
- C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
- C07C2601/14—The ring being saturated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
- C09K2019/3021—Cy-Ph-Ph-Cy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
クラーク(Clark)およびラガーウォル(Lagerwall)は、非常に薄いセルで強誘電性液晶系を使用すると、慣用のTN(「ねじれネマティック」)セルに比較して、1000までのファクターで迅速な応答時間を有する光電気切換え素子または表示素子が得られることを証明することができている[例えば、ラガーウォル等による“Ferroelectric Liquid Crystals for Displays"、SID Symposium、 October Meeting 1985, San Diego,CA.,USA参照]。
これらのおよびその他の好ましい性質故に、例えば双安定性切換えおよびコントラストが視野角からほとんど独立していることによって、FLC(強誘電性液晶)は原則的に、上記用途分野、例えばマトリックス アドレス法による用途分野に格別に適している。
電気光学デバイスに良好なコントラスト比を得るためには、液晶の均一で平坦な配向が要求される。S* A およびS* C 相における良好な配向は、液晶混合物の温度の低下を伴う相配列が下記のとおりである場合に達成することができる:
アイソトロピック→N* →S* A →S* C
JP-A03/193740A2には、光学活性を有する類似の置換アルキニルフェニルエーテル化合物およびアルキニルベンゾエート化合物が記載されている。
本発明のもう一つの課題は、傾斜配向のスメクティック液晶相に少量で添加しても、コレステリック相に非常に強いねじれを生じさせる新規ドープ剤を提供することにある。
本発明のもう一つの課題は、しきい値電圧およびアドレス電圧の温度依存性が少ない液晶混合物の調製を可能にする新規ドープ剤を提供することにある。
Yは、a)Hであるか、または炭素原子1〜15個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、置換基として1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、−O−、−CO−または−CO−O−により置き換えられていてもよく、あるいは
b)フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個のCH基はNにより置き換えられていてもよく、そしてこの基は未置換であるか、またはCN、Cl、またはFにより、あるいは炭素原子1〜8個を有するアルキル基、アルケニル基またはアルコキシ基により置換されていてもよく、これらの基中の1個または2個以上のH原子はF原子により置き換えられていてもよく、
R1はHであるか、または炭素原子1〜15個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、置換基として1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、
a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個以上のCH2基は−O−および(または)−S−により置き換えられていてもよく、
b)1,4−シクロヘキセニレン基であり、
c)1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個のCH基はNにより置き換えられていてもよく、
d)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、および1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基であり、上記基a)、b)およびc)は、CN、ClまたはFにより、あるいは炭素原子1〜5個を有するアルキル基またはアルケニル基により置換されていてもよく、
nは、0、1、2または3である、
ただし、A2 が未置換の1,4−フェニレン基であり、そしてXがC≡CHである場合には、A1はその分子中に存在する1個または2個のCH基がまた、Nにより置き換えられていてもよい1,4−フェニレン基ではない。
式Iで表わされる光学活性化合物は傾斜配向のスメクティック液晶相のドープ剤として、少量添加された場合でも、コレステリィック相に非常に強力なねじれを生じさせることが見出された。
式Iで表わされる化合物は純粋な状態で無色であり、かつまた多くの場合に、それら自体で、電気光学用途に対して好ましい位置にある温度範囲で液晶中間相を形成する。これらの化合物は化学的に、熱に対して、およびまた光に対して安定である。
本明細書の全体をとおして、R1、A1、Z1、n、A2 およびWは、別段の記載がないかぎり、上記定義の意味を有する。
簡潔にするために、以下の記載において、Cycは1,4−シクロヘキシレン基を表わし、Cheは1,4−シクロヘキセニレン基を表わし、Dioは1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表わし、Ditは1,3−ジチアン−2,5−ジイル基を表わし、Pheは1,4−フェニレン基を表わし、Pydはピリジン−2,5−ジイル基を表わし、Pyrはピリミジン−2,5−ジイル基を表わし、そしてBcoはビシクロ[2.2.2]オクチレン基を表わすものとする。このCycおよび(または)Pheは未置換であることができ、あるいは置換基として1個または2個以上のCl、FまたはCNを有していてもよい。
R1−A1−W Ia
下記付属式Ib〜Icのメソゲン基R1−(A1−Z1)n−A2−内に2個の環を含有する化合物を包含し:
R1−A1−A2−W Ib
R1−A1−Z1−A2−W Ic
そして下記付属式Id〜Igのメソゲン基R1−(A1−Z1)n−A2−内に3個の環を含有する下化合物を包含する:
R1−A1−A1−A2−W Id
R1−A1−Z1−A1−A2−W Ie
R1−A1−A1−Z1−A2−W If
R1−A1−Z1−A1−Z1−A2−W Ig
付属式Iaで表わされる好適化合物は、下記の付属式IaaおよびIabで表わされる化合物を包含する:
R1−Phe−W Iaa
R1−Cyc−W Iab
付属式Ibで表わされる好適化合物は、下記の付属式Iba〜Ibgで表わされる化合物を包含する:
R1−Cyc−Cyc−W Iba
R1−Cyc−Phe−W Ibb
R1−Phe−Phe−W Ibc
R1−Pyd−Phe−W Ibd
R1−Phe−Cyc−W Ibe
R1−Dio−Phe−W Ibf
R1−Pyr−Phe−W Ibg
付属式Icで表わされる好適化合物は、下記の付属式Ica〜Ichで表わされる化合物を包含する:
R1−Cyc−Z1−Cyc−W Ica
R1−A1−CH2CH2−A2−W Icb
R1−Cyc−Z1−Phe−W Icc
R1−A1−OCO−Phe−W Icd
R1−Phe−Z1−Phe−W Ice
R1−Pyr−Z1−A2−W Icf
R1−Pyd−Z1−A2−W Icg
R1−Dio−Z1−A2−W Ich
付属式Id〜Igで表わされる好適化合物は、下記の付属式Ih〜Ioで表わされる化合物を包含する:
R1−A1−Cyc−Cyc−W Ih
R1−A1−Cyc−Phe−W Ii
R1−A1−CH2CH2−A1−Phe−W Ij
R1−Cyc−Z1−A1−Z1−Phe−W Ik
R1−Phe−Phe−Phe−W Il
R1−Phe−Z1−A1−Phe−W Im
R1−A1−Phe−Z1−Phe−W In
R1−A1−Z1−Cyc−Phe−W Io
A1およびA2は相互に独立して、好ましくはPhe、Cyc、Che、Pyd、PyrまたはDioである。 式(I)で表わされる化合物は好ましくは、1個よりも多くない数で、Boc、Pyd、Pyr、DipおよびDitを含有する。
2個の環A1が存在する場合に、これらは同一または相違する意味を有することができる。同じことが架橋Z1にもあてはまる。
その分子中に存在するA2が1個または2個のClおよび(または)Fにより置換されている1,4−フェニレンである式Iおよびすべての付属式で表わされる化合物は好適化合物として挙げられる。
A1およびA2は好ましくは、下記式の基である:
nは好ましくは、0、1または2であり、特に好ましくは、2である。Z1は好ましくは、−CH2CH2−、−CO−O−、−O−CO−または単結合であり、特に好ましくは、単結合である。
構造単位Wにおいて、Xは好ましくは、下記の基である:
式(1)〜(3)は、構造単位Wの特に好ましい意味を表わす:
前記および後記の式中に存在するR1がアルキル基および(または)アルコキシ基である場合に、この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。この基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子2個、3個、4個、5個、6個または7個を有し、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、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシまたはヘプトキシであり、さらにまたメチル、オクチル、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、メトキシ、オクトキシ、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ことができる。
この種の分枝鎖状基は一般に、1つよりも少ない鎖分枝を有する。好適な分枝鎖状基R1 は、イソプロピル、2−ブチル(=1−メチルプロピル)、イソブチル(=2−メチルプロピル)、2−メチルブチル、イソペンチル(=3−メチルブチル)、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、イソプロポキシ、2−メチルプロポキシ、2−メチルブトキシ、3−メチルブトキシ、2−メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソキシ、1−メチルヘキソキシおよび1−メチルヘプトキシである。
式Iにはまた、光学対掌体およびその混合物が包含される。
これらの式Iおよび付属式で表わされる化合物の中で、その分子中に存在する基の少なくとも1つが上記の好ましい意味の1つを有する化合物は好ましい化合物として挙げられる。
式Iで表わされる化合物において、その環Cycおよびピペリジンがトランス−1,4−ジ置換されている立体異性体は好ましい化合物として挙げられる。1個または2個以上の基、Pyd、Pyrおよび(または)Dioを含有する上記式で表わされる化合物にはそれぞれ、両方の2,5−位置異性体が包含される。
式Iで表わされる化合物の中で非常に特に好ましい比較的狭い群の若干の化合物は、下記付属式I1〜16で表わされる化合物である:
基L1およびL2の少なくとも1個がFである化合物は好適化合物として挙げられる。基L1およびL2の一方がFであり、そして他方がClであり、同時にL3およびL4がHである化合物はまた、好適化合物として挙げられる。L1およびL2がFであり、同時にL3およびL4がHである化合物あるいはL2およびL3がFであり、同時にL1およびL4がHである化合物は特に好ましい化合物として挙げられる。
付属式I2およびI6で表わされる好適化合物は、式I2a、I2b、I2c、I6aおよびI6bで表わされる化合物である:
q=1、2、3または4である。
AM用途の場合には、エステル基を含有していない式Iで表わされるキラル化合物が好ましい。
式Iで表わされる化合物は、刊行物(例えばHouben- WeylによるMethoden derOrganischen Chemie[有機化学の方法],Georg- Thieme出版社、Stuttgartなどの標準的学術書)に記載されているようなそれ自体公知の方法により、当該反応に適する公知の反応条件の下に製造することができる。
それ自体は公知であるが、本明細書には詳細に記載されていない変法を使用することもできる。
所望により、出発物質はまた、これらを反応混合物から単離せずに、これらを式Iで表わされる化合物に直ちに変換することによって、その場で生成させることもできる。
一例として、式Iで表わされる化合物は下記の反応経路に従い製造することができる:
式Iで表わされる好適化合物は同様に、下記の反応経路に従い製造することができる:
エステル基を含有していない式Iで表わされる化合物の1種または2種以上を含有する液晶媒体は好ましいものとして挙げられる。
本発明の好適態様において、式Iで表わされる化合物の少なくとも1種を含有する液晶媒体のコレステリックピッチは、しきい値電圧またはアドレス電圧の影響によって、しきい値電圧またはアドレス電圧の小さい温度依存性をもたらすような温度依存性を有する。しきい値電圧のこの0.1%/℃よりも小さい温度依存性は好適である。しきい値電圧の0.05%/℃の温度依存性、特にしきい値電圧の0.01〜0.05%/℃の範囲の温度依存性は、特に好適なものとして挙げられる。
本発明のもう一つの態様は液晶媒体に関し、この液晶媒体は式Iで表わされる化合物の少なくとも1種を含有し、かつまたT=0℃〜50℃の範囲で、好ましくは0.1%/℃より小さい、特に0.05%/℃よりも小さいコレステリックピッチの温度依存性を有する。この態様において、0.02%/℃よりも小さい温度依存性が特に好ましいものとして挙げられ、0.001〜0.05%/℃の温度依存性はまた好ましい。上記温度依存性は絶対値である。ピッチそれ自体の温度依存性は、本発明によって正または負のどちらかであることができる。
− フレームとともにセルを形成している2枚の面平行の外側基板、
− セル中に存在する正の誘電異方性を有するネマティック液晶混合物、
− 上記外側基板の内側面上に積層されている配向膜により被覆されている電極層、
を備えており、
− 上記外側基板の表面上の分子の長軸と外側基板表面との間のチルト角は約1度〜30度であり、そして− 配向膜から配向膜までのセル内の液晶混合物のねじれ角は60〜600゜の数値を有し、好ましくはSTNディスプレイでは120〜360゜、そしてAMディスプレイでは70〜110゜の数値を有し、
a)+1.5〜+40の誘電異方性を有する化合物の1種または2種以上からなる液晶成分Aを基材とし、
b)−1.5〜+1.5の誘電異方性を有する化合物の1種または2種以上からなる液晶成分Bの0〜40重量%を含有し、
c)−1.5よりも小さい誘電異方性を有する化合物の1種または2種以上からなる液晶成分Cの0〜20重量%を含有し、
d)層厚さ(面平行外側基板の隔たり)とキラルネマティック液晶混合物のナチュラルピッチとの比が、STNディスプレイでは約0.2〜1.3であり、そしてAMディスプレイでは約0.01〜0.45であるような量で光学活性成分Dを含有し、
この光学活性成分Dは式Iで表わされる化合物の少なくとも1種を包含しており、かつまた
AMディスプレイ用の液晶媒体は末端フッ素化液晶化合物を基材とし、かつまたSTNディスプレイ用の媒体は好ましくは、成分Aとして、少なくとも10%のシアノ置換化合物を含有する。このような媒体は好ましくは、エステル基を含有する化合物を5%よりも少ない量で含有する。AMディスプレイの場合に、この混合物はエステル基を含有していない化合物を基材とするものであると特に好ましい。かなりのこのような用途において、媒体は独占的に、エステル基を含有していない化合物からなる。
− 少なくとも1種の非キラルスメクティック液晶化合物を包含する非キラルスメクティック成分S、および
− キラルドープ剤の1種が式Iで表わされる化合物であるキラルドープ剤の少なくとも1種を包含するキラル成分D、
を含有する。
本発明はさらにまた、このような相を含む電気光学表示素子に関し、特に強誘電性媒体、外側基板、電極、少なくとも1枚の配向膜および所望により、追加の配向膜を備えており、式Iで表わされる化合物の少なくとも1種を含有する強誘電性媒体が請求項13による媒体である液晶切換え素子および表示素子に関する。
本発明はさらにまた、式Iで表わされる化合物の少なくとも1種を含有するネマティックまたはコレステリック相を含むアクティブ−マトリックスアドレス式の電気光学表示素子に関する。
新規強誘電性媒体は好ましくは、少なくとも1種の非キラルスメクティック化合物を包含する非キラルスメクティック成分Sを含有し、かつまたキラル成分Dが少なくとも1種のキラルドープ剤であって、その少なくとも1種のキラル化合物が式Iで表わされる化合物である。
新規液晶媒体中における式Iで表わされる化合物の使用によるもう一つの利点は、ネマティック液晶とのそれらの良好な適応性にあり、これによって、式Iで表わされる化合物を通常量で使用した場合でも、液晶混合物の透明点を非常に僅かに変えるのみであるか、または全く変えない結果が得られ、この使用量は数重量%(例えば、10またはそれ以上)まで増量することができる。
HTPが正の温度依存性を有する場合には、すなわちピッチが、特に0.1%/℃〜10%/℃またはそれ以上の範囲の数値で、温度の上昇に従い減少する場合には、式Iで表わされる化合物はまた、新規液晶媒体において、しきい値電圧の温度補償に適しており、従ってTNおよびSTNディスプレイの動作電圧の温度補償に適している。
これらの化合物はまた、小さいコレステリックピッチを有する、例えば転移型のゲスト−ホストディスプレイで使用するのに特に適している。
さらにまた、新規キラル化合物はまた、相転移型ディスプレイ(例えば、Y.Yabe等によるSID,1991,Digest,261〜264)用の液晶媒体の調製に使用することもできる。
Rb−L−G−E−Rc I´
この式において、LおよびEはそれぞれ、1,4−ジ置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、4,4−ジ置換ジフェニル、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−ジ置換ピリミジンおよび1,3−ジオキサン環、2,6−ジ置換ナフタレン、ジヒドロナフタレン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からなる群からの炭素環状環系および複素環状環系であり、
−CH=CY− −CH=N(O)−
−C≡C− −CH2 −CH2 −
−CO−O− −CH2 −O−
−CO−S− −CH2 −S−
−CH=N− −COO−Phe−COO−
またはC−C単結合であり;
Yは、ハロゲン、好ましくは塩素、または−CNであり、そして
RbおよびRcは、炭素原子1〜18個、好ましくは5〜12個を有するアルキル、アルコキシ、アルカノイルオキシ、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であり、あるいはこれらの基の一方はまた、F、−CF3、−OCF3または−CNであることができる。
これらの新規媒体は、それ自体慣用の方法で製造される。一般に、諸成分を、有利には高められた温度で、相互に溶解させる。強誘電性媒体用の好適混合物の成分には、下記式で表わされる化合物がある:
適当な添加剤を使用することによって、本発明の液晶媒体は、これらの媒体を従来開示されている、全部の型式の液晶表示素子、特に山形または本棚形形状のSSFLC型の液晶表示素子で使用することができるように、修飾することができる。
C:結晶固体状態
S:スメクティック相(記号は相タイプを示し、例えばSC =スメクティックC、SA=スメクティックAである)
N:ネマティック状態
Ch:コレステリック相
I:アイソトロピック相。
2つの記号間の数値は変換温度を摂氏度で示すものである。
下記の略語を使用する:
PPh3 トリフェニルホスフィン
DEAD ジエチルアゾジカルボキシレート
THF テトラヒドロフラン
B(OMe3 トリメチルボレート
BuLi ブチルリチウム
化合物4に対するエナンチオマーである化合物5を、例2と同様にして、(S)−(−)−1−オクチン−3−オールおよびDEADの代わりにジイソプロピルアゾジカルボキシレートを使用して製造する;C 51 SB (27.3)N92.2 I;[α]D 20=80.1゜(CH2Cl2 )。
T(S−N) <−40℃
透明点T(N,I)=103℃
粘度(20℃)=20mm2 /秒
誘電異方性(1kHz、20℃)=4.0
光学異方性(20℃;589nm)=0.088
混合物Bの組成:
T(S−N) <−40℃
透明点T(N,I)=92℃
光学異方性(20℃;589nm)=0.097
混合物Cの組成:
T(S−N) <−40℃
透明点T(N,I)=100℃
光学異方性(20℃;589nm)=0.123
混合物Dの組成:
T(S−N) <−40℃
透明点T(N,I)=98℃
光学異方性(20℃;589nm)=0.095
T(S−N) <−40℃
透明点T(N,I)=102℃
光学異方性(20℃;589nm)=0.096
混合物F、G、HおよびIの組成は使用例AB6に示されている。
T(S−N) <−40℃
透明点T(N,I)=109.0℃
光学異方性(20℃;589nm)=0.100
混合物KおよびLの組成は使用例AB5に示されている。
混合物Mの組成は使用例AB7に示されている。
透明点T(N,I)=89℃
光学異方性(20℃;589nm)=0.137
混合物O、P、Q、RおよびSの組成は使用例AB8に示されている。
新規化合物3〜7、11、12、31、34、49および57を、表Iにそれぞれ示されている重量%で液晶混合物Aに溶解する。
生成したドーピングされた混合物のラセンピッチを測定し(Hochgesand等により"HTP of Chiral Dopants in Nematic LCs",Merck,1989年10月に記載されているGrand-Jean Canoに従う)、次いでこの測定値からHTPを計算する:
HTP=[c・p]−1
このようにして得られた数値を下記の表Iに示す:
AB1−2の場合:HTP(10℃)=−0.63μm−1 ;HTP(30℃)=−1.12μm−1 ;HTP(40℃)=−1.36μm−1
比較例VB1
使用例AB1と同一の方法で、混合物A中における5種の公知化合物、CB15、CN、CPU−W**、S−811およびS−1011のHTPを測定した。化合物、CB 15、CN、S−811およびS−1011はMerckKGaA,Damrstadtからの市販製品である。CPU−W**はDE19542849.8に記載されている。この測定結果を表IIに示す。
表IおよびIIから見ることができるように、新規化合物4、5、31および57は最大の温度依存性を有する。化合物3、7、11、34および49はまた、この例で試験した比較化合物の中で最大の温度依存性を有するキラル物質であるS−1011またはCB 15に比較して大きい温度依存性を有する。化合物6は、CN、CPU−W**およびS−811に比較して、HTPの非常に小さい温度依存性を有する。
新規化合物4を8%の割合で液晶混合物Bに溶解し、ピッチ測定用の楔形セルで、そのHTPを測定した(AB2−1)。この混合物を次いで、Heraeus社からのSUNTEST装置で100時間UV光に露光し(照射強度:35mW/cm2)、次いでHTPを温度の関数として再測定した(AB2−2)。UV光露光の前および後に測定された結果を表IIIに示す。
使用例AB3
さらにまた、化合物4の光化学的および熱に対する安定性を、透明点の測定によって試験した。この目的には、混合物B中に被験物質として10%溶液を試験した。光化学的安定性を測定するためには、混合物の透明点を20℃に温度調節したセルに充填する前に測定し、さらにUV露光の完了後に再測定した(AB3−1)。露光前の91.4℃の初期値から100時間露光後の89.7℃に極く僅かに低下した。熱にさらすことに対する安定性は、シールした融点毛細管で100時間、150℃に加熱した後の混合物の透明点を測定することによって試験した(AB3−2)。この透明点はまた、加熱後に89.1℃に極く僅かに低下した。これらの測定結果を表IVに示す。
新規化合物4のHTPを混合物C、DおよびE中で測定した。これらの結果を使用例AB1−2およびAB2−1からの結果とともに表Vに示す。
以下の記載において、被験液晶セルの電気光学特性曲線の特性電圧はV(contr.,θ、T)で示され、ここでcontr.は特定の相対コントラストをパーセントで表わすものであり、θは好適な四分円における視野角を度で表わすものであり、そしてTは温度を摂氏度で表わすものである。以下の記載において、垂直視野での10%相対コントラストにおける電気光学特性曲線のしきい値をV10で表わす。
しきい値電圧V10の温度依存性を、混合物Jについて(AB5−0)および混合物J中の新規ドープ剤4の2種の相違する濃度について測定した(AB5−1:混合物K=混合物J+0.5重量%の化合物4; AB5−2:混合物L=混合物J+1.0重量%の化合物4)。これらの結果を図1に示す。図1は、ドープ剤を含有していない混合物Jが、全温度範囲にわたりしきい値電圧V10の負の温度依存性を有することを示している。しきい値電圧V10の温度依存性は、混合物J中のドープ剤濃度が増加するのに従い低下する。この温度依存性は、全温度範囲にわたり負のままである。
使用例AB5と同様にして、しきい値電圧V10の温度依存性を混合物Eについて(AB6−0)、および比較のために、混合物E中従来技術から公知のドープ剤S−1011およびCB 15の各種濃度比について(AB6−V1:混合物F=混合物E+0.14重量%のS−1011+0.43重量%のCB 15;AB6−V2:混合物G=混合物E+0.23重量%のS−1011+0.76重量%のCB 15)および混合物E中の新規化合物4の各種濃度について(AB6−1:混合物H=混合物E+1.0重量%の化合物4;AB6−2:混合物I=混合物E+1.5重量%の化合物4)測定した。これらの結果を図2にグラフの形で示す。
図2から見ることができるように、混合物Eはしきい値電圧V10の大きい負の温度依存性を有する。
新規化合物4にかかわる低温におけるしきい値電圧V10の正の温度依存性故に、しきい値電圧V10の温度補償性は化合物4を別種のドープ剤と混合することによってさらに増すことができるということがわかる。
特性電圧V(contr.,θ、T)の温度依存性を測定するために、動作電圧Vopの温度補償なしで使用することができる条件および下記のパラメーターを有するTNディスプレイを使用した:
バイアス: 1:3
マルチプレックス比:1:4
選択された状態(条件:10゜の視野角における50%の最低コントラスト)
についての数値V(50,10,T)selおよび非選択的状態(条件:45゜の視野角における10%の最大コントラスト)についての数値V(10,45,T)nonselは、混合物Jについて図3に(AB7−0)および混合物M(=混合物J+1重量%の化合物4)について図4に(AB7−1)示されている。混合物Jにドープ剤を添加することによるディスプレイの物性にかかわる改良は、動作電圧Vopの僅かのみの増加に対し、動作許容性(マージン)の数値の格別の増加を見ることができる。
種々の濃度でドープ剤が溶解されている混合物Nのしきい値電圧V10の温度依存性を測定するために、下記のパラメーターを有するSTNディスプレイを使用した:
ねじれ角: 240゜
チルト角: 5゜
層厚さ d: 6.19μm
d・△n: 0.85(△n:光学異方性)
使用したドープ剤は従来技術から公知の物質S−811(AB8−1:混合物O=混合物N+0.73重量%のS−811)、新規化合物4(AB8−2:混合物P=混合物N+3.29重量%の化合物4;AB8−3:混合物Q=混合物N+3.16重量%の化合物4;AB8−4:混合物R=混合物N+3.05重量%の化合物4)およびこれら2種のドープ剤の組合わせ(AB8−5:混合物S=混合物N+0.36重量%のS−811+1.65重量%の化合物4)であった。−20℃から+60℃までの温度範囲におけるしきい値電圧V10の数値を表VIIに示す。
これに対して、新規混合物PおよびQは−20℃〜+60℃の温度範囲にわたり高度に適している。しかしながら、+60℃の高温においては、これらの混合物は縞模様領域(striped domains)現象を示す。この縞模様領域問題は、ドープ剤濃度を減少させることによりしきい値をほぼ一定の温度補償で実質的に減少させることができる(AB8−4参照)。
Claims (14)
- 下記式Iで表わされる化合物:
R1−(A1−Z1)n−A2−W I
式中、
Wは下記の基であり:
Raは炭素原子1〜15個を有する直鎖状アルキル基であり、
R1は、Hであるか、または炭素原子1〜15個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、置換基として1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、
A1およびA2はそれぞれ相互に独立して、
a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個以上のCH2基は−O−および(または)−S−により置き換えられていてもよく、
b)1,4−シクロヘキセニレン基であり、
c)1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個のCH基はNにより置き換えられていてもよく、
d)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−ジイルおよび1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基であり、
上記基a)、b)およびc)は、CN、ClまたはFにより、あるいは炭素原子1〜5個を有するアルキル基またはアルケニル基により置換されていてもよく、
ここで、少なくとも1つのA 1 が1,4−シクロヘキシレンであり、
Z1は、−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−O−CH2−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−あるいは単結合であり、そして
nは、1、2または3であり、
ただし、
A2が未置換の1,4−フェニレン基である場合には、A1はその分子中に存在する1個または2個のCH基がまた、Nにより置き換えられていてもよい1,4−フェニレン基ではない。 - nが2である、請求項1に記載の化合物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とするネマティック液晶媒体。
- 化合物の濃度が0.001重量%〜15重量%であることを特徴とする請求項11に記載の液晶媒体。
- 0℃〜50℃の範囲で、0.1%〜10%のコレステリックピッチの温度依存性を有することを特徴とする請求項11または12に記載の液晶媒体。
- 請求項11〜13のいずれか一項に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする電気光学ディスプレイ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19644043.2 | 1996-10-31 | ||
DE19644043 | 1996-10-31 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31467997A Division JP4414005B2 (ja) | 1996-10-31 | 1997-10-31 | ドープ剤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009108321A JP2009108321A (ja) | 2009-05-21 |
JP5230368B2 true JP5230368B2 (ja) | 2013-07-10 |
Family
ID=7809758
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31467997A Expired - Lifetime JP4414005B2 (ja) | 1996-10-31 | 1997-10-31 | ドープ剤 |
JP2008293699A Expired - Lifetime JP5230368B2 (ja) | 1996-10-31 | 2008-11-17 | ドープ剤 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31467997A Expired - Lifetime JP4414005B2 (ja) | 1996-10-31 | 1997-10-31 | ドープ剤 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6056893A (ja) |
JP (2) | JP4414005B2 (ja) |
DE (1) | DE19746289B4 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102026950B (zh) * | 2008-03-12 | 2014-10-15 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 包含脂族和芳族基团的烯键式不饱和单体 |
JP7445382B2 (ja) | 2016-09-13 | 2024-03-07 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、樹脂、組成物及びパターン形成方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI239997B (en) * | 1998-02-04 | 2005-09-21 | Merck Patent Gmbh | Liquid-crystal composition, method of adjusting the resistance of a liquid-crystal composition, liquid-crystal display and substituted phenols |
US6468443B1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-10-22 | Raytheon Company | Colorless and low viscosity compounds for low voltage liquid crystal operation |
DE10248765A1 (de) | 2002-10-18 | 2004-05-06 | Merck Patent Gmbh | Chirale Dotierstoffe mit lateral alkyliertem Phenylbaustein |
EP1873134B1 (en) * | 2005-03-03 | 2013-02-13 | JNC Corporation | Chlorofluorobenzene liquid crystalline compound, liquid crystal composition, and liquid crystal display element |
ATE486113T1 (de) * | 2006-09-06 | 2010-11-15 | Chisso Corp | Chlorfluorbenzol-flüssigkristallverbindung, flüssigkristallzusammensetzung und flüssigkristallanzeigevorrichtung |
TWI349029B (en) * | 2007-03-30 | 2011-09-21 | Au Optronics Corp | Liquid crystalline medium, liquid crystal display panel using the same, and method for manufacturing liquid crystal display panel |
US9977294B2 (en) | 2012-06-25 | 2018-05-22 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Liquid crystal display device |
KR20140001071A (ko) * | 2012-06-25 | 2014-01-06 | 한양대학교 산학협력단 | 액정 조성물 |
US10093523B2 (en) | 2014-10-06 | 2018-10-09 | Warn Industries, Inc. | Programmable controls for a winch |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2589121B2 (ja) * | 1988-02-16 | 1997-03-12 | 旭電化工業株式会社 | 光学活性ピリミジン化合物 |
JP2789345B2 (ja) * | 1989-03-06 | 1998-08-20 | チッソ株式会社 | 液晶性アルケニルエーテル化合物 |
JP2699109B2 (ja) * | 1989-06-08 | 1998-01-19 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 光学活性化合物、その中間体、液晶組成物及び液晶表示素子 |
JPH03193740A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Lion Corp | 強誘電性液晶性化合物及びその製造方法 |
DE4212744C2 (de) * | 1992-04-16 | 1994-10-13 | Merck Patent Gmbh | TN-Zelle mit d. DELTAn zwischen 0,15 und 0,70 mum |
TW304203B (ja) * | 1994-04-28 | 1997-05-01 | Chisso Corp | |
JP3310461B2 (ja) * | 1994-06-14 | 2002-08-05 | シャープ株式会社 | 重合性化合物およびそれを用いた液晶表示素子 |
JPH08157409A (ja) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Dainippon Ink & Chem Inc | 5−置換−2−アルキニルオキシ基を有する光学活性化合物及び液晶組成物 |
JP3563860B2 (ja) * | 1996-02-23 | 2004-09-08 | シャープ株式会社 | 重合性化合物およびそれを用いた液晶表示素子 |
-
1997
- 1997-10-20 DE DE19746289A patent/DE19746289B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-30 US US08/961,559 patent/US6056893A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-31 JP JP31467997A patent/JP4414005B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2008
- 2008-11-17 JP JP2008293699A patent/JP5230368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102026950B (zh) * | 2008-03-12 | 2014-10-15 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 包含脂族和芳族基团的烯键式不饱和单体 |
JP7445382B2 (ja) | 2016-09-13 | 2024-03-07 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、樹脂、組成物及びパターン形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10158652A (ja) | 1998-06-16 |
US6056893A (en) | 2000-05-02 |
DE19746289B4 (de) | 2012-04-19 |
JP2009108321A (ja) | 2009-05-21 |
DE19746289A1 (de) | 1998-05-07 |
JP4414005B2 (ja) | 2010-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5230368B2 (ja) | ドープ剤 | |
JP5550951B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP5421591B2 (ja) | 1,2−ジフルオロエテン化合物類を含む液晶媒体および液晶ディスプレイ | |
JP5058598B2 (ja) | モノフルオロターフェニル化合物を含む液晶媒体 | |
JP4777279B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP5031965B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP5784560B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP4596719B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP5551053B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP4738597B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP4275364B2 (ja) | 液晶化合物 | |
JP5726843B2 (ja) | 四環状および五環状化合物およびそれらの液晶媒体における使用 | |
JP4679805B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP2009138204A (ja) | 液晶媒体 | |
JP3742430B2 (ja) | 2−フルオロシクロヘキセン誘導体 | |
JP3981411B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP2001294863A (ja) | 液晶表示素子 | |
JP4347434B2 (ja) | アキシアルにフッ素置換基を有する1,3−ジオキサン誘導体 | |
JP4006037B2 (ja) | 1,3−ジオキサン化合物および液晶媒体 | |
JP4738718B2 (ja) | 液晶媒体 | |
JP4162055B2 (ja) | 液晶媒体 | |
US5230827A (en) | Derivatives of 2,3-difluorobenzoic acid | |
JP2001192357A (ja) | エステル化合物およびその液晶媒体における使用 | |
JP2000109840A (ja) | 液晶化合物及び液晶媒体 | |
JP2001207171A (ja) | 液晶媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120327 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120627 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120702 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120727 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120801 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120827 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120830 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120904 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130319 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |