JP6510419B2 - 液晶ディスプレイ、およびホメオトロピック配列を有する液晶媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも1つの二官能性基または多官能性アンカー基を有する自己配列添加剤を含む、負または正の誘電異方性を有する液晶媒体(LC媒体)であって、液晶ディスプレイ(LCディスプレイ)の表面またはセル壁において、LC媒体のホメオトロピック(垂直)配列をもたらす、該LC媒体に関する。それゆえ本発明はまたは、慣用のイミド配列層なしで液晶媒体(LC媒体)のホメオトロピック配列を有するLCディスプレイを包含する。該LC媒体には、配列の安定化のための、ティルト角の調節のための、および/またはパッシベーション層としての役割をする、重合性成分または重合した成分を補ってもよい。
電気的に制御された複屈折の原理、ECB効果、またはDAP(配列相の変形(deformation of aligned phases))効果もまた、1971年に初めて記載された(M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912)。これに、J.F. Kahn(Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193)による、ならびにG. LabrunieおよびJ. Robert(J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869)による論文が続いた。
J. RobertおよびF. Clerc(SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30)、J. Duchene(Displays 7 (1986), 3)ならびにH. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244)による論文により、液晶相は、ECB効果に基づく高度情報表示素子における使用に好適であるために、弾性定数の比率K/Kに関する高い値、光学異方性Δnに関する高い値およびΔε≦0.5の誘電異方性に関する値を有しなければならないことが示された。ECB効果に基づく電気光学表示素子は、ホメオトロピック端部配列を有する(VA技術=垂直配列(vertically aligned))。例えばMVA(マルチドメイン垂直配列(multi-domain vertical alignment)、例えば:Yoshide, H. et al., paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6 to 9、およびLiu, C.T. et al., paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750 to 753)、PVA(パターン化垂直配列(patterned vertical alignment)、例えば:Kim, Sang Soo, paper 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760 to 763)、ASV(アドバンストスーパービュー(advanced super view)、例えばShigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, paper 15.2: "Development of High Quality LCDTV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754 to 757)方式における、いわゆるVAN(垂直配列ネマティック(vertically aligned nematic)ディスプレイとしての、ECB効果を用いるディスプレイが、IPS(平面内切り替え(in-plane switching))ディスプレイ(例えば:Yeo, S.D., paper 15.3: "An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 & 759)および長期に公知なTN(ねじれネマティック(twisted nematic))ディスプレイに加えての、特にはテレビ用途に、現行で最も重要である液晶ディスプレイの3つのここ近年のタイプの1つとして、自体確立した。
かかる技術は、例えばSouk, Jun, SID Seminar 2004, seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26およびMiller, Ian, SID Seminar 2004, seminar M-7: "LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32において、一般的な様式で比較されている。近代のECBディスプレイの応答時間は既に、オーバードライブでのアドレス方法、例えば:Kim, Hyeon Kyeong et al., paper 9.1: "A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106 to 109により顕著に改善されているが、特にグレー階調の切替の際の、映像適応の応答時間の達成は未だに、満足には解決されていない課題である。
2つまたは3つ以上のドメインの異なる優先方向を有するVAディスプレイの生産には、かなりの努力が伴う。VA技術の利点、例えば相対的に短い応答時間および良好な視野角依存性などをあきらめることなく、製造方法およびディスプレイデバイス自体を単純化することが、本発明の目的である。
正の誘電異方性を有するLC媒体を含むVAディスプレイが、S.H. Lee et al. Appl. Phys. Lett. (1997), 71, 2851-2853に記載されている。これらのディスプレイは、とりわけ商業的に利用可能なIPS(平面内スイッチング(in-plane switching))ディスプレイ(例えば、DE 40 00 451およびEP 0 588 568において開示されている)において用いられる、基板表面に配置された櫛形電極を使用し、電界印加に際しプラナー配置へと変化する、液晶媒体のホメオトロピック配置を有する(VA−IPS)。
上述のディスプレイのさらなる開発は、例えばK.S. Hun et al. J. Appl. Phys. (2008), 104, 084515(DSIPS:「両面平面内切り替え(double-side in-plane switching)」、駆動電圧および透過の改善のための)、M. Jiao et al. App. Phys. Lett (2008), 92, 111101(DFFS:「デュアルフリンジ領域切り替え(dual fringe field switching)」、改善された応答時間のための)およびY.T. Kim et al. Jap. J. App. Phys. (2009), 48, 110205(VAS:「視野角切り替え(viewing angle switchable)」LCD)において見出すことができる。
加えて、VA−IPSディスプレイはまた、正のVAおよびHT−VAの名称で公知である。
全てのかかるディスプレイ(以下で一般的にVA−IPSディスプレイと言及する)において、配列層がLC媒体のホメオトロピック配列のために、両方の基板へと適用されるが;この層の製造は今まではかなりの努力が伴ってきた。
VA−IPS技術の利点、例えば相対的に短い応答時間、良好な視野角依存性および高コントラストなどをあきらめることなく、製造方法自体を単純化することが、本発明の目的である。
電気光学ディスプレイ素子におけるこれらの効果の産業上の利用には、複数の要件を満足しなければならない、LC相を必要とする。ここでは、湿度、空気、基板表面内の物質に対する耐化学性ならびに物理的影響、例えば熱、赤外線、可視光線および紫外線照射ならびに直流および交流電界などが、とくに重要である。
さらに、産業上利用可能なLC相は、好適な温度範囲における液晶性メソ相および低粘度を有することが必要とされている。
VAおよびVA−IPSディスプレイは一般的に、広範な作動温度範囲、短い応答時間および低い閾値電圧と同時に、非常に高い比抵抗を有することが意図されおり、それを用いてさまざまなグレー階調を作り出すことができる。
慣用のVAおよびVA−IPSディスプレイにおいて、基板上のポリイミド層により、液晶のホメオトロピック配列が確保される。ディスプレイにおける好適な配列層の製造には、かなりの努力を要する。加えて、配列層のLC媒体との相互作用により、ディスプレイの電気抵抗が損なわれる。この種の見込まれる相互作用のため、多数の好適な液晶成分がかなり減少する。それゆえ、ポリイミドなしでLC媒体のホメオトロピック配列を達成することが望ましい。
頻繁に用いられるアクティブマトリクスTNディスプレイの不利は、幾分低いコントラスト、相対的に高い視野角依存性およびこれらのディスプレイにおいてグレー階調を作り出す困難に起因する。
VAディスプレイはかなり良好な視野角依存性を有し、それゆえ主にテレビおよびモニターに対して用いられる。
さらなる開発は、いわゆるPS(ポリマー維持(polymer sustained))またはPSA(ポリマー維持配列(polymer sustained alignment))ディスプレイであり、それに対し用語「ポリマー維持(polymer stabilised)」もまた、時に用いられる。PSAディスプレイは、他のパラメーター、例えば、特に、コントラストの好ましい視野角依存性などに顕著な悪影響のない、応答時間の短縮により識別される。
これらのディスプレイにおいて、少量(例えば0.3重量%、典型的には<1重量%)の1種または2種以上の重合性化合物がLC媒体に添加され、LCセルへの注入後、通常はUV光重合により、印加電圧ありで、またはなしで、電極の間で、in situで重合または架橋される。反応性メソゲンまたは「RM」としても公知である、重合性メソゲン性または液晶性化合物の、LC混合物への添加はまた、とくに好適であると証明されてきている。PSA技術は今までは主に、負の誘電異方性を有するLC媒体に対して用いられてきた。
他に示さない限り、用語「PSA」は以下において、PSディスプレイおよびPSAディスプレイを表すものとして用いられる。
一方で、PSA原理は、多様な古典的なLCディスプレイにおいて用いられている。このようには、例えば、PSA−VA、PSA−OCB、PSA−IPS、PSA−FFSおよびPSA−TNディスプレイが公知である。重合性化合物の重合は好ましくは、PSA−VAおよびPSA−OCBディスプレイに場合には印加電圧ありで、PSA−IPSディスプレイの場合には印加電圧ありでまたはなしで、起こる。テストセルにおいて実証できるように、PS(A)方法により、セルにおいて「プレティルト」が生じる。PSA−OCBディスプレイの場合において、例えば、オフセット電圧が不要であるかまたは低減させることができるように、安定化させることができる。PSA−VAディスプレイの場合において、プレティルトは応答時間に好影響を有する。標準的なMVAおよびPVA画素および電極設計を、PSA−VAに対して用いることができる。しかし、加えて、例えば、1つの構造化電極サイドのみで、突起なしで成し遂げることも可能であり、これは製造を著しく単純化し、非常に良好な光透過と同時に、非常に良好なコントラストを同時に生じさせる。
PSA−VAディスプレイは、例えば、JP 10-036847 A、 EP 1 170 626 A2、US 6,861,107、US 7,169,449、US 2004/0191428 A1、US 2006/0066793 A1およびUS 2006/0103804 A1に記載されている。PSA−OCBディスプレイは、例えば、T.-J- Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704およびS. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647に記載されている。PSA−IPSディスプレイは、例えば、US 6,177,972およびAppl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264に記載されている。PSA−TNディスプレイは、例えば、Optics Express 2004, 12(7), 1221に記載されている。PSA−VA−IPSディスプレイは、例えば、WO 2010/089092 A1に開示されている。
上記の慣用のLCディスプレイのように、PSAディスプレイはアクティブマトリクスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして作動させることができる。アクティブマトリクスディスプレイの場合において、個々の画素は通常は、集積非線形能動素子、例えばトランジスタ(例えば薄膜トランジスタまたは「TFT」)によりアドレスされるが、パッシブマトリクスディスプレイの場合において、個々の画素は通常は、多重方式によりアドレスされ、両方の方法とも先行技術から公知である。
特にモニター、および殊にTV用途に対し、LCディスプレイの応答時間の、ならびにコントラストおよび輝度(つまり、透過もまた)の最適化が、なお求められている。PSA法はここで、重大な利点を提供することができる。PSA−VAディスプレイの場合において特に、テストセルにおいて測定できるプレティルトと相関する、応答時間の短縮が、他のパラメーターに対する著しい悪影響なく達成することができる。
先行技術において、例えばUS 7,169,449において記載される、例えば、以下の化学式:
式中、Pは重合性基、通常はアクリレートまたはメタクリレート基を示す、
で表される重合性化合物が、PSA−VAに対して用いられている。
ポリイミド層の製造、層の処理ならびに隆起およびポリマー層での改善に対する努力は、相対的に多大である。それゆえ、一方で製造コストを低減し、他方で画質(視野角依存性、コントラスト、応答時間)を最適化するのに役立つ(PSA−)VA/VA−IPSに適合可能な単純化技術が、望まれるであろう。
文書WO 2012/038026 A1は、2つまたは3つ以上の環を含むメソゲン性コア構造に結合する水酸基を有する自己配列性メソゲン(SAMs(self-aligning mesogens))を開示している。
ポリイミド層なしのディスプレイ用途を達成するための既存のアプローチは、なお改善することができるであろう。
本発明はまず、低分子量液晶成分および式I
−A−(Z−Am1−R (I)
式中、
は、基
を示し、
Sp、Sp、Spは、互いに独立して、スペーサー基または単結合を示し、
Spは、三価の、非環状スペーサー基、好ましくは基CH、CRまたはNを示し、
Spは、四価の、非環状スペーサー基、好ましくは炭素原子を示し、
Yは互いに独立して、O、S、(CO)、NRまたは単結合であり、
およびXは互いに独立して、基
11はそれぞれの場合において独立して、1〜15個のC原子を有するハロゲン化または非置換アルキル、ここで、加えて、このアルキルにおける1つまたは2つ以上のCH基はそれぞれ、互いに独立して、−C≡C−、−CH=CH−、−(CO)O−、−O(CO)−、−(CO)−または−O−により、OまたはN原子が互いに直接結合しないように置き換えられてもよく、およびここで2つのラジカルR11は互いにへと任意に結合して環を形成してもよい、を示し、
好ましくはR11は、1〜7個のC原子を有するアルキル、より好ましくはCHまたはCHCHであり、
Bは、1つ、2つまたは3つの置換基Rにより任意に置換されていてもよい、任意の環または縮合環、好ましくは6員環、特に好ましくはベンゼン、ここで該ベンゼンの該任意の置換基は任意の位置の水素原子の場所にある、
pは、2、3、4または5、好ましくは2または3、
およびAはそれぞれ、互いに独立して、好ましくは4〜25個のC原子を有する、芳香族、複素芳香族、非環式または複素環式基、これはまた縮合環も含んでもよく、およびこれはまたRにより単置換または多置換されていてもよい、を示し、
はそれぞれの場合において、互いに独立して、OH、SH、SR、−(CHn1−OH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)R、−N(R、―(CHn1−N(R、任意に置換されていてもよいシリル、6〜20個のC原子を有する任意に置換されていてもよいアリールまたはシクロアリール、または1〜25個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキル、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、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子は、FまたはClにより置き換えられていてもよく、および2つの隣接のRはともに任意に=O(カルボニルO)であってもよい、を示し、
n1は、1、2、3または4を示し、
はそれぞれの場合において、互いに独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−,−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−またはCR00を、好ましくは単結合または−CHCH−を示し、
およびR00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
は、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基は、−C≡C−、−CH=CH−、−NR−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、N、Oおよび/S原子が互いに直接的に結合しないように置き換えられていてもよい、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の三価の炭素原子(CH基)はNにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよい、を示し、および
m1は、0、1、2、3、4または5を、好ましくは1または2を示す、
で表される1種または2種以上の自己配列添加剤を含む、LC媒体に関する。
液晶成分またはLC媒体は、正または負の誘電異方性のいずれかを有することができる。本発明によるLC媒体は好ましくは、ネマチックである。
加えて、LC媒体は好ましくは、重合したまたは重合性の成分を含み、該重合した成分は重合性成分の重合により獲得可能である。
このポリマー成分はLC媒体、特にその配列を安定化させることができ、パッシベーション層を構築することができ、所望のプレティルトを確立させることができる。
本発明はさらに、低分子量液晶成分を1種または2種以上の該自己配列添加剤と混合し、および1種または2種以上の重合性化合物および/または補助物質を任意に添加する、LC媒体の調製方法に関する。LC媒体の液晶成分は、正または負の誘電異方性のいずれかを有することができる。
本発明はさらに、2つの平行、平面基板および少なくとも2つの電極、ここで少なくとも1つの基板は光に対して透明であり、かつ少なくとも1つの基板は1つまたは2つの電極を有する、および、低分子量液晶成分および、基板に対してLC媒体のホメオトロピック(垂直)配列を生じさせるのに好適な1種または2種以上の該自己配列添加剤を含む、該基板の間に配置されてなる液晶媒体(LC媒体)の層を有する、液晶セル(LCセル)を含む、液晶ディスプレイ(LCディスプレイ)に関する。
加えて、LCディスプレイのLC媒体は好ましくは、重合したまたは重合性の成分、ここで該重合した成分は、LCセルの基板間のLC媒体中の1種または2種以上の重合性化合物の、任意にセルの電極に電圧を印加することによる、または他の電界の作用下の、重合により得ることができる、を含む。
本発明はさらに、2つの基板および少なくとも1つの電極、ここで少なくとも1つの基板は光に対して透明でありかつ少なくとも1つの基板は1つまたは2つ以上の電極を有する、を有するLCセルを含む、好ましくはPSA−VA(−IPS)タイプの、LCディスプレイの製造方法であって、以下のステップ:
− 基板表面に対するLC媒体のホメオトロピック(垂直)配列をもたらすのに好適な1種または2種以上の自己配列添加剤を含む、本明細書または特許請求の範囲に記載されるLC媒体でセルを満たすこと、および任意に
− 任意に存在する重合性成分を、任意にセルの電極に電圧を印加して、または他の電界の作用下で重合すること、
を含む、前記方法に関する。
本発明はさらに、本明細書において式Iのもので概説される、特には好ましい置換基の意味を有する、新規化合物に関する。
前述の自己配列添加剤は、液晶混合物に溶解されるかまたは分散される。それは、基板表面(例えば、SiNx、またはガラス表面またはITOもしくはポリイミドもしくはフォトレジスト被覆表面など)に対する、液晶のホメオトロピック配列をもたらす。本発明の調査を考慮すると、極性アンカー基が基板表面と相互作用するようである。基板表面との相互作用後に、添加剤は結果的には混合物の境界に対して配列し、液晶のホメオトロピック配列を誘導する。
自己配列添加剤は好ましくは、<5重量%の、より好ましくは<3重量%の、および特には<1重量%のおよび最も好ましくは<0.5重量%の濃度で用いられる。0.1〜0.5重量%の自己配列添加剤の使用により、一般的には、慣用のセル厚(3〜4μm)のためのおよびディスプレイ産業において用いられる基板材料のための、LC層の完全なホメオトロピック配列がもたらされる。例えば特別な処理によるなど、他の表面も、配列を保持しながら、添加剤の量をさらに低減することを許容し得(<0.1重量%)、もしくはディスプレイの性能に影響を及ぼさずに、添加剤の量を増加する(>5重量%)こともまた許容する。
自己配列添加剤の極性アンカー基Rは好ましくは、推定するにガラス、金属酸化物またはポリマー表面との非共有性の相互作用を受ける、水酸基またはアミノ基を含む。該基は同時に、LC媒体としての使用のために、十分に安定であるべきである。加えてそれらは、LC媒体のVHR値(電圧保持比('voltage holding ratio'))に少ない影響のみを有するべきである。それゆえ、水酸基が好ましい。
極性基Rは好ましくは、2つまたは3つ、特には2つのOH基または2つまたは3つ、特には2つのN原子、ここで該N原子は一級、二級または三級アミノ基である、を含有する。
それゆえ式Iのアンカー基Rは、例えば、好ましくは、1対の水酸基または1対のアミノ基、これは、さらに基Rに関して記載される、多価性スペーサーSp、Spまたは環Bにより提供される分枝部分からなる多価性有機基、およびこれらの構造要素のそれぞれの間に任意にさらなる二価スペーサー(Sp、Sp、−Y−Sp)により、互いにかつメソゲン性コア(基R−A−(Z−Am1−)へと、接続される、を包含する。このため、アンカー基Rの構造は、分枝、環状またはそれらの組み合わせであり得る。
本明細書で用いられる、用語「スペーサー基」、または「Sp」は、当業者に公知であり、および文献に記載され、例えば、Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001) and C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368を参照されたい。他に示さない限り、本明細書で用いられる、用語「スペーサー基」または「スペーサー」は、分子の2つまたは3つ以上の異なる部分に接続する基を意味するものと理解されるであろう。
本明細書で用いられる、式SpまたはSpまたはSpの二価のスペーサーは、独立して、好ましくは、基Spに関して示される意味の1つを示し、ここで
Spは、1〜20個の、好ましくは1〜12個の、より好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキレン、これは任意に、F、Cl、Br、IまたはCNにより単置換または多置換されていてもよく、かつここで、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基はそれぞれ、互いに独立して、−O−、−S−、−NH−、−N(R)−、−Si(R00)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、-CO−S−、−N(R)−CO−O−、−O−CO−N(R)−、−N(R)−CO−N(R)−、−CH=CH−または−C≡C−により、O、Nおよび/またはS原子が互いにへと直接的に接続しないように置き換えられていてもよい、を示し、
およびR00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示す。
上の式における基Rは好ましくは、上に示される式(A1)、(A2)または(A3)で表される基を示し、ここで独立して以下の定義が好ましい:
Spは、−(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−O−、−S−、−NR−、−C≡C−、−C≡C−(CH−、−CH=CH−または−CH=CH−(CH−、ここでnは1〜6である、または単結合、
より好ましくは−CH−、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CHCHCH−、−CHCHO−、−OCHCH−、−C≡C−(CH−、−O−、または単結合、
最も好ましくは構造(A1)および(A2)に関しては単結合ではなく、および
好ましくは構造(A3)に関しては単結合、を示し
Spは、CHまたはNであり、
Spは、−(CH−、−(CHCHO)q1−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CHCH−NH−CHCH−または−(SiR00−O)p1−、ここでnは1〜12の整数であり、q1は1〜3の整数であり、およびRおよびR00は上に示される意味を有する、
より好ましくは−(CH−、であり、
Spは、四価の炭素原子であり、
Spは、−(CH−、−(CH−O−(CH−、ここでnは1〜6、好ましくは1であり、およびmは1、2、3、4、5または6である、であり、より好ましくはSpは−CH−であり、
pは、2または3、好ましくは2であり、および両方の鎖は独立した組成を有し得、
、Xは独立して、基−OH、−NH、−NHR11、−R11 、−(CO)OHまたは式
の基を示し、
ここで、Rは上に定義されるとおりであり、および好ましくはHを示し、
より好ましくはX、Xは−OHまたは−NH、特にはOHを示し、および
nは独立して、1、2、3または4である。
式中Rが基(A1)または(A2)である、式Iで表される化合物に関し、スペーサーSpは好ましくは、単結合ではない。
さらに、式Iおよびそのごく近傍に定義される式において、
は好ましくは、ベンゼン環を示す。環Bはより好ましくは、以下の式から選択される置換ベンゼンを示し、ここで結合は置換位置を示す
本明細書における式における基Rは特に好ましくは、副次式(A1a)、(A2a)、(A3a)または(A3b)
式中、可変基は独立して、本明細書に定義されるとおりであり、および
nは独立して、1、2、3または4、好ましくは1を示す、
で表される基を示し、一方で、式(A1a)および(A3a)が特に好ましい。
用語「アリール」または「芳香族基」は、芳香族炭素基またはそれから誘導される基を示す。用語「ヘテロアリール」は、1つまたは2つ以上のヘテロ原子を含有する、上に定義される「アリール」を示す。
アリール基およびヘテロアリール基は、単環性または多環性であり得、つまりそれらは1つの環(例えば、フェニルなど)または2つもしくは3つ以上の環、これらはまた縮合(例えば、ナフチルなど)または共有結合(例えば、ビフェニルなど)し得る、を含有し得るか、または縮合および結合した環の組み合わせを含有し得る。ヘテロアリール基は、好ましくはO、N、SおよびSeから選択される、1つまたは2つ以上のヘテロ原子を含有する。
特に好ましいのは、6〜25個のC原子を有する単環式、二環式または三環式のアリール基、および2〜25個のC原子を有する単環式、二環式または三環式のヘテロアリール基、これらは任意に縮合環を含有してもよく、および任意に置換されていてもよい、である。好ましいのはさらには、5員、6員または7員のアリール基またはヘテロアリール基、ここで、加えて、1つまたは2つ以上のCH基は、N、SまたはOにより、O原子および/またはS原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられ得る、である。
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、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、5員環、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、イソオキサゾール、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、6員環、例えばピリジン、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、または縮合環、例えばインドール、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、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリドイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソオキサゾール、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、またはこれらの基の組み合わせである。ヘテロアリール基はまた、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さらなるアリール基もしくはヘテロアリール基により、置換され得る。
(非芳香族)脂環式基および複素環式基は、飽和環、つまり専ら単結合を含有するもの、および部分的に不飽和の環、つまり多重結合もまた含有し得るもの、もまた、両方を包含する。複素環式環は、好ましくはSi、O、N、SおよびSeから選択される、1つまたは2つ以上のヘテロ原子を含有する。
非芳香族である、脂環式基および複素環式基は、単環式、つまり1つの環のみを含有する(例えば、シクロヘキサンなど)、または多環式、つまり複数の環を含有する(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)で有り得る。特に好ましいのは、飽和環である。好ましいのはさらには、任意に縮合環を含有してもよくおよび任意に置換されていてもよい、3〜25個のC原子を有する単環式、二環式または三環式の基である。好ましいのはさらには、5員、6員、7員または8員の炭素環式基、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のC原子がSiにより置き換えられ得る、および/または1つまたは2つ以上のCH基がNにより置き換えられ得る、および/または1つまたは2つ以上の非隣接のCHが−O−および/または−S−により置き換えられ得る、である。
好ましい脂環式および複素環式の基は、例えば、5員の基、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、6員の基、シクロヘキサン、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、7員の基、シクロペンタンなど、および縮合環、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−ジイルおよびパーヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,7−ジイルなどである。
本明細書における式Iにおける環AおよびAは好ましくはそれぞれ、互いに独立して、以下の群から選択されるラジカルを示す:
a)1,4−フェニレンおよび1,3−フェニレンからなる群、ここにおいて、加えて、1つまたは2つのCH基はNにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はRにより置き換えられていてもよい、
b)トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレンおよび1.4’−ビシクロヘキシレンからなる群、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH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、および、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよい、
c)テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロフラン−2,5−ジイル、シクロブタン−1,3−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、チオフェン−2,5−ジイルおよびセレノフェン−2,5−ジイルからなる群、これらの夫々は、加えて、Rにより単置換または多置換されていてもよい、
d)5〜20個の環状C原子、これらの1つまたは2つ以上はまたヘテロ原子により置換されていてもよい、を有する、飽和、部分的に不飽和または完全に不飽和の、および任意に置換されていてもよい、多環式のラジカルからなる群、好ましくは3,3’−ビシクロブチリデン、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、インダン−2、5−ジイル、パーヒドロシクロペンタ[a]フェナントレン−3,17−ジイル(特にゴナン−3,17−ジイル)、
ここで、加えて、これらのラジカルにおける1つまたは2つ以上のH原子はRにより置き換えられていてもよく、および/または1つまたは2つ以上の二重結合は単結合により置き換えられていてもよく、および/または1つまたは2つ以上のCH基はNにより置き換えられていてもよく、
、Rはそれぞれ、互いに独立して、H、Fまたは1〜12個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFにより置き換えられていてもよく、またはともに炭素環式環系を形成する、を示し、
Mは、−O−、−S−、−CH−、−CHY−または−CY−を示し、および
およびYはそれぞれ、互いに独立して、Rに対して上で示される意味の1つを有するか、またはClまたはCNを示し、基YおよびYの1つは代わりにまた−OCFを示し、好ましくはH、F、Cl、CNまたはCFを示す、
から選択される。
環AおよびAは特に好ましくは、以下を示す
それぞれ、互いに独立して、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、ここで、加えて、これらの基における1つまたは2つ以上のCH基はNにより置き換えられていてもよい、またはシクロヘキサン−1,4−ジイル、またはシクロヘキサン−1,3−ジイル、ここで、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基はOにより置き換えられていてもよい、ここで、全てのこれらの基は、非置換であるか、または基Rにより単置換または多置換されていてもよい、
最も好ましくは、AおよびAは、任意にRにより置換されていてもよい1,4フェニレンまたはシクロヘキサン−1,4−ジイルを示す。
本明細書において、
は好ましくはそれぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、F、Cl、CN、または1〜12個のC原子を有する直鎖または分枝の、それぞれの場合において任意にフッ素化されていてもよい、アルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、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を示す。
式Iにおいてより好ましくは、それぞれの出現において互いに独立して、
m1は、脂環式アンカー基に対しては1、2または3を、および環Bを含む式(A2)で表されるアンカー基に対しては1または2を示し、および
およびAは互いに独立して、1,4−フェニレン、1,3−フェニレンまたはシクロヘキサン−1,4−ジイルを示す。
本発明に関連して、用語「アルキル」は、1〜15(つまり、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15)個の炭素原子を有する、直鎖または分枝の、飽和または不飽和の、好ましくは飽和の、脂環式炭化水素ラジカルを示す。
用語「環状アルキル」は、少なくとも1つの炭素環式部分を有するアルキル基、つまり、例えば、シクロアルキルアルキル、アルキルシクロアルキル、およびアルキルシクロアルキルアルキルもまた、包含する。炭素環式は、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどを包含する。
本発明に関連して「ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素を、好ましくはフッ素または塩素を表す。
式Iで表される特に好ましい化合物は、以下の説明的な化合物から選択され、これは同時に、特に好ましい基A、A、ZおよびR、ならびに自己配列添加剤のこれらの基(例えば、基−A−(Z−Am1−)の2つまたは3つ以上の好ましい組み合わせを表す:
式中、Rは本明細書で示される意味を有し、および
は独立して、式Iに対して本明細書において定義されるとおりであり、好ましくは、独立して、F、Cl、CHまたはCHCHを示し、および
pは独立して、0、1、3または4、好ましくは0、1または2、より好ましくは0または1を示す。
式I−1〜I−35の好ましい態様を、以下の構造例において示す:
本発明のさらに好ましい態様において、極性アンカーに加えて、さらなる官能化としての1つまたは2つ以上の重合性基を含有する、式Iで表される自己配列添加剤の使用がなされる(以下の基PまたはPを比較されたい)。好ましい重合性基は、アクリラート、メタクリラート、フルオロアクリラート、オキセタン、ビニルオキシまたはエポキシド基、特に好ましくはアクリラートおよびメタクリラートなどの基である。重合において式Iで表される化合物を含ませることにより、化合物を恒久的に固定化し、それらが機能を保持するようにさせる。
本発明によるLCディスプレイの利点は、慣用のポリイミド配列層なしで、ディスプレイが所望のホメオトロピック配列を達成することである。既知の配列添加剤と比較して、所望の水平配列が、添加剤のより低い濃度において既に、達成される。本発明による配列添加剤は0.1〜0.5重量%もの低い濃度において既に、セルの完全な配列を示す。この配列は一般的にまた、高温においても保持され、このことにより、添加剤はディスプレイ生産プロセス、例えば封止剤の熱硬化に対する抵抗性に、適合可能とする。LC媒体の透明点より上でさえの、熱負荷に耐用される。
ポリマー安定化を適用する場合(例えば、PS−VA)、ホメオトロピック配列が追加的に安定化される;このようにして、電気光学切替の改善された温度安定性が達成される。本発明によるポリマー安定化ディスプレイは、改善された応答時間およびより良好なコントラスト比(プレティルト角およびコントラストの温度依存性)により識別される。任意に存在してもよい、重合性成分は同時に、ディスプレイの信頼性を増加させる、パッシベーション層としての役割をする。
式Iで表される化合物は、その構造のおかげで、LC媒体のネマティック相を不安定にはせず、しかしそれどころか、安定性に貢献する。加えて、相対的に少量の式Iで表される化合物は、実質的には、LC媒体の特性に対する影響を有しない。それゆえ、LC媒体において広汎な液晶成分を使用することが可能である。
それゆえ本発明によるLC媒体は好ましくは、LCセルの表面にホメオトロピック配列のための配列層を有さず、つまりそれらはポリイミドフリーである。それにもかかわらずLCディスプレイが片側または両側に配列層を有する場合、これらは好ましくはポリイミドからなる。そしてラビングが必要でないため、配列層は好ましくはラビングされていない。それゆえ、今までは必要であった、生産において特に時間のかかるステップである、配列層のラビングは、余分である。ラビングなしのポリイミド層は、パッシベーション層としての役割をすることができる。
特別な態様において、本発明によるLCディスプレイは、負の誘電異方性(Δε≦−1.5)を有するLC媒体を使用する。一般的に、ディスプレイは、LCセルの対向する側(つまり基板)に配置された電極を有する、好ましくは基板表面に専ら垂直に並んだ電界を作り出すことができるように配置された電極を有する、VAディスプレイである。用いられる典型的な基板は、VAN方式およびPSA−VAから用いられるものである(それゆえ、電極の構造化が可能である)。
特別な態様において、本発明によるLCディスプレイは、正の誘電異方性(Δε≧1.5)を有するLC媒体を用いる。一般的に、かかるディスプレイは、LCセルの片側(つまり一基板)に配置された電極を有する、好ましくは電極表面、例えばインターデジタル電極(櫛形構造を有する平面内アドレス電極構成)に対して専ら平面に並んだ電界を作り出すことができるように配置された電極を有する、VA−IPSディスプレイである。
LCディスプレイは、慣用の様式で、LC媒体切替動作を可視とする、偏光板(単数または複数)を備える。
式Iで表される化合物は、以下に報告される方法により、または文献から得られる類似の化合物と同様にして、製造することができる。式R−A−(Z−Am1−(式Iの部分構造)の液晶骨格を有する数々の化合物が、既に専門家に周知である。アンカー基Rの終末端への導入は、公知の化学により達成することができる。これは、以下の反応スキーム1、2および3により説明される。
式Iで表される典型的な添加剤は、マロン酸から誘導可能な、式4
式中、R、A、A、nおよびm1は本明細書において式Iにおいて定義されるとおりである、
で表されるジオールである。n=0である式4で表される化合物は、液晶化学において公知の中間体である(下の例1および2、またはWO 2006/015683 A1を参照)。n>0かつm1=1である式4で表される化合物は、文書DD 269856 A1において刊行されている。n>0かつm1>1である式4で表される化合物は新規であり、塩基(NaOEt、NaHなど)の存在におけるマロン酸のアルキル化、次いで、例えば水酸化アルミニウムリチウムでの、還元により、合成することができる(スキーム1)。
式(A3)
のアンカー基を有する化合物は、式(7)で表されるアルコールまたはフェノールから、任意に保護されていてもよいヒドロキシアルキルハロゲン化物(またはハロゲン化物のかわりに他の脱離基)でのアルキル化により、またはフェノール(10)の場合は代替的に一保護ジオールでのミツノブ反応により製造することができる(スキーム2)。共通の商業的に利用可能な試薬は、2−クロロ−エタノールまたは2−ブロモ−エタノール、または3−ベンジルオキシ−1−プロパノールである。
上述のアルコールから、相応するアミンが、例えば、スキーム3において例示されるガブリエル合成により、入手可能である。
任意にLCセルに存在してもよい、重合した成分(ポリマー)は、重合性化合物、つまり1種または2種以上のモノマーの重合により獲得可能である。重合性成分は、1種または2種以上の重合性化合物からなる。かかる重合性化合物は、1つ〜5つ、好ましくは2つまたは3つの重合性基(好ましくは、本明細書に示される基P1/2)を有する。一般的に、1種または2種以上のモノマーをまずLC媒体に溶解させ、LC媒体のホメオトロピック配列または高度なティルト角のLC媒体が確立されたあとに、LCセル中で重合される。所望の配列を支持するために、電圧をLCセルへと印加することができる。しかし、最も単純な場合、かかる電圧は余分であり、所望の配列は単に、LC媒体の性質およびセル配置により確立されるようになる。
LC媒体のための好適なモノマー(重合性成分)は、PSA−VAディスプレイに関する先行技術からのもの、特にはおよび好ましくは、下の式M1〜M42で表される重合性化合物である。PSAディスプレイにおける使用のための本発明によるLC媒体は好ましくは、<5重量%、特に好ましくは<1重量%および非常に特に好ましくは<0.5重量%の、重合性化合物、特には下に述べる式で表される重合性化合物を含む。適切な効果を達成するために、0.2重量%以上が好ましくは用いられる。最適な量は、セル厚に依存する。
特にPSAディスプレイにおける使用のための、適切かつ好ましい重合性化合物(メソゲン性モノマー)は、例えば、以下の式から選択される:
式中、個々のラジカルは、以下の意味を有する:
およびPはそれぞれ、互いに独立して、重合性基、好ましくはアクリラート、メタクリラート、フルオロアクリラート、オキセタン、ビニルオキシまたはエポキシド基を示し、
SpおよびSpはそれぞれ、互いに独立して、単結合または、好ましくはSpに関して上に示す意味の1つを有する、2価のスペーサー基、および特に好ましくは、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−CO−O−または−(CHp1−O−CO−O−、ここでp1は1〜12の整数であり、およびここで前述の基における隣接する環への接続はO原子を介して起こる、であり、
ここで、加えて、ラジカルP−Sp−およびP−Sp−の1つまたは2つ以上はラジカルRaaを示してもよく、但し存在するラジカルP−Sp−およびP−Sp−の少なくとも1つはRaaを示さず、
aaは、H、F、Cl、CNまたは1〜25個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基はそれぞれ、互いに独立して、C(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子は、F、Cl、CNまたはP−Sp−、特に好ましくは直鎖または分枝の、任意に一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、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またはアルキルカルボニルオキシ(ここで該アルキルおよびアルキニルラジカルは少なくとも2つのC原子を有し、および該分枝ラジカルは少なくとも3つのC原子を有する)により置き換えられていてもよい、を示し、
、R00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
およびRはそれぞれ、互いに独立して、H、F、CHまたはCFを示し、
は、−O−、−CO−、−C(R)−または−CFCF−を示し、
およびZはそれぞれ、互いに独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−、ここでnは2、3または4である、を示し、
Lはそれぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、F、Cl、CN、SCN、SFまたは1〜12個のC原子を有する、直鎖または分枝の、任意に一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、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を、好ましくはFを示し、
L’およびL’’はそれぞれ、互いに独立して、H、FまたはClを示し、
rは、0、1、2、3または4を示し、
sは、0、1、2または3を示し、
tは、0、1または2を示し、および
xは、0または1を示す。
LC媒体または重合性成分は、好ましくは、式M1〜M42の群から、特に好ましくは式M2〜M26の群から、非常に特に好ましくは式M2、M3、M9、M14およびM15の群から選択される1種または2種以上の化合物を含む。
LC媒体または重合性成分は、好ましくは、式中ZおよびZが−(CO)O−または−O(CO)−を示す、式M10で表される化合物を含まない。
PSAディスプレイの製造のために、重合性化合物を、LCディスプレイの基板間のLC媒体中でのin-situ重合により、任意に電圧を印加して、重合させるかまたは架橋させる(重合性化合物が2つまたは3つ以上の重合性基を含有する場合)。重合は、ワンステップで実行することができる。まず第1のステップにおいて電圧を印加して重合を実行してプレティルト角を作り出し、次いで第2の重合ステップにおいて、第1のステップにおいて完全に反応しなかった化合物を、印加電圧なしで、重合または架橋する(「最終硬化」)こともまた可能である。
適切かつ好ましい重合方法は、例えば、熱的または光重合、好ましくは光重合、特にUV光重合である。補助物質としての1種または2種以上の開始剤を任意にまたここに添加することができる。重合のための好適な条件ならびに開始剤の好適なタイプおよび量は、当業者に公知であり、および文献に記載されている。例えば、商業的に利用可能な光開始剤、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 AG)が、フリーラジカル重合に好適である。開始剤が用いられる場合、その割合は好ましくは、0.001〜5重量%、特に好ましくは0.001〜1重量%である。
本発明による重合性化合物はまた、かなりの利点、例えばより低い材料コストおよび、特に、開始剤の見込まれる残量およびその分解産物によるLC媒体の混入物の低減に関連する、開始剤なしの重合に好適である。それゆえ重合を、開始剤を添加せずに実施することができる。それゆえLC媒体は、好ましい態様において、重合開始剤を含まない。
重合性成分またはLC媒体はまた、例えば貯蔵または輸送の間の、RMの所望されない自発的な重合を回避するために、補助物質としての1種または2種の安定剤も含んでもよい。安定剤の好適なタイプおよび量は当業者に公知であり、および文献に記載されている。例えば、所業的に利用可能なIrganox(登録商標)シリーズ(Ciba AG)からの安定剤、例えばIrganox(登録商標)1076が、特に好適である。安定剤が用いられる場合、それらの割合は、RMまたは重合性成分の合計量に基づき、好ましくは10〜10,000ppm、特に好ましくは50〜500ppmである。
上に記載される自己配列添加剤および上に記載される任意の重合性化合物に加えて、本発明によるLCディスプレイにおける使用のためのLC媒体は、1種または2種以上、好ましくは2種または3種以上の、低分子量(つまり、非重合性)化合物を含むLC混合物(「ホスト混合物」)を含む。後者は重合性化合物の重合のために用いられる条件下における重合反応に関して、安定または非反応性である。原則として、好適なホスト混合物は、慣用のVAおよびVA−IPSディスプレイにおける使用に好適な、任意の誘電的に負または正のLC混合物である。
好適なLC混合物は当業者に公知であり、文献に記載されている。負の誘電異方性を有するVAディスプレイのためのLC媒体は、EP 1 378 557 A1に記載されている。
LCDに、および特にIPSディスプレイに好適である、正の誘電異方性を有する好適なLC混合物が、例えばJP 07-181 439 (A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 195 28 107、WO 96/23 851およびWO 96/28 521から公知である。
本発明による負の誘電異方性を有する液晶媒体の好ましい態様を、以下に示す:
加えて、式A、BおよびCで表される化合物の群から選択される1種または2種以上の化合物を含む、LC媒体、
式中、
2A、R2BおよびR2Cはそれぞれ、互いに独立して、H、1〜15個のC原子を有するアルキルラジカル、これは、非置換であるか、CNまたはCFにより単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されており、ここで、加えてこれらのラジカルにおける1つまたは2つ以上のCH基は
または−O−CO−により、O原子が互いに直接的に接続しないように置き換えれていてもよい、を示し、
1〜4はそれぞれ、互いに独立して、F、Cl、CFまたはCHFを示し、
およびZ2’はそれぞれ、互いに独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−を示し、
pは、1または2を示し、
qは、0または1を示し、および
vは、1〜6を示す。
式AおよびBで表される化合物において、Zは同一であるか、または異なる意味を有することができる。式Bで表される化合物において、ZおよびZ2’は同一であるかまたは異なる意味を有することができる。
式A、BおよびCで表される化合物において、R2A、R2BおよびR2Cはそれぞれ好ましくは、1〜6個のC原子を有するアルキル、特にCH、C、n−C、n−C、n−C11を示す。
式AおよびBで表される化合物において、L、L、LおよびLは好ましくはL=L=FかつL=L=F、さらにはL=FかつL=Cl、L=ClかつL=F、L=FかつL=Cl、L=ClかつL=Fを示す。式AおよびBにおけるZおよびZ2’は好ましくはそれぞれ、互いに独立して、単結合、さらに−C−架橋を示す。
式BにおいてZ=−C−である場合、Z2’は好ましくは単結合であるか、またはZ2’=−C−である場合、Zは好ましくは単結合である。式AおよびBで表される化合物において、(O)C2v+1は好ましくはOC2v+1、さらにはC2v+1を示す。式Cで表される化合物において、(O)C2v+1は好ましくはC2v+1を示す。式Cで表される化合物において、LおよびLは好ましくはそれぞれFを示す。
混合物全体における、式Aおよび/またはBで表される化合物の比率は、好ましくは少なくとも20重量%である。
液晶混合物における複屈折率Δnの値は一般的に、0.07〜0.16、好ましくは0.08〜0.12である。重合前の20℃における回転粘度γは好ましくは、≦165mPa・s、特に≦140mPa・sである。
本発明による正の誘電異方性を有する好ましい態様の液晶媒体を、以下に示す:
− 追加して、式IIおよび/またはIIIで表される1種または2種以上の化合物を含む、LC媒体:
式中、
環Aは、1,4−フェニレンまたはトランス−1,4−シクロヘキシレンを示し、
aは、0または1を示し、
はそれぞれの場合において、互いに独立して、1〜9個のC原子を有するアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニル、好ましくは2〜9個のC原子を有するアルケニルを示し、および
はそれぞれの場合において、互いに独立して、1〜12個のC原子有する、非置換の、またはハロゲン化されたルキルラジカル、ここで、加えて、1つまたは2つの非隣接のCH基は−O−、−CH=CH−、−CH=CF−、−(CO)−、−O(CO)−または−(CO)O−により、O原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられていてもよい、を示し、および好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキルまたは2〜9個のC原子を有するアルケニルを示す。
式IIで表される化合物は、好ましくは、以下の式からなる群から選択される:
式中、R3aおよびR4aはそれぞれ、互いに独立して、H、CH、CまたはCを示し、および「alkyl」は1〜8個、好ましくは1、2、3、4または5個のC原子を有する直鎖のアルキル基を示す。特に好ましいのは、式IIaおよびIIfで表される化合物、特には式中R3aがHまたはCH、好ましくはHを示すもの、および式IIcで表される化合物、特には式中R3aおよびR4aがH、CHまたはCを示すものである。
− 追加して、以下の式で表される1種または2種以上の化合物を含む、LC媒体:
式中、
は、1〜15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカル、ここで、加えて、これらの基における1つまたは2つ以上のCH基はそれぞれ、互いに独立して、−C≡C−、
または−O(CO)−により、O原子が互いに直接的に接続しないように置き換えれていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はハロゲンにより置き換えられていてもよい、を示し、
環Aは、
環Bは、それぞれ互いに独立して、1つまたは2つのFまたはClにより任意に置換されていてもよい1,4−フェニレン、
を示し、
は、F、Cl、CN、SF、SCN、NCS、それぞれ6個までのC原子を有する、ハロゲン化アルキルラジカル、ハロゲン化アルケニルラジカル、ハロゲン化アルコキシラジカルまたはハロゲン化アルケニルオキシラジカルを示し、
1〜4はそれぞれ、互いに独立して、HまたはFを示し、
は、−CFO−または単結合を示し、および
cは、0、1または2、好ましくは1または2を示す。
− Rは一般的に好ましくは、2〜7個のC原子を有する、直鎖のアルキルまたはアルケニルである;
− Xは好ましくは、F、さらにはOCF、ClまたはCFである;
− 媒体は好ましくは、式IVまたはVで表される化合物の群から選択された1種または2種以上の化合物を含む;
− 混合物全体における式II〜Vで表される化合物の比率は、好ましくは30〜99重量%である;
本発明による誘電的に負または正のLC媒体のネマチック相は好ましくは、10℃以下〜60℃以上、特に好ましくは0℃以下〜70℃以上の温度範囲のネマチック相を有する。
本願をとおして、基
は、1,4−トランス−シクロヘキサン−1,4−ジイルを示す。
本願において、および以下の実施例において、液晶化合物の構造を略号により示し、化学式への変形は以下の表Aに従って行われる。全ての基CnH2n+1およびCmH2m+1は、それぞれn個またはm個のC原子を有する直鎖のアルキルラジカルである;n、m、zおよびkは好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12を示す。表Aにおけるコード化は自体自明である。
表A
n、m、zは互いに独立して、好ましくは1、2、3、4、5または6を示す。
本発明の好ましい態様において、本発明によるLC媒体は、表Aからの化合物からなる群から選択される1種または2種以上の化合物を含む。
表B
表Bは、本発明によるLC媒体に添加することができる、可能なキラルドーパントを示す。
表C
表Cは、本発明によるLC媒体に添加することができる、補助物質としての、可能な安定剤を示す。
(nはここで、1〜12の整数、好ましくは1、2、3、4、5、6、7または8個を示し、末端メチル基は示されていない)。
LC媒体は好ましくは、0〜10重量%、特には1ppm〜5重量%の、特に好ましくは1ppm〜1重量%の安定剤を含む。LC媒体は好ましくは、表Cからの化合物からなる群から選択される1種または2種以上の安定剤を含む。
本願において、用語「化合物(compounds)」は、「化合物(compound(s))」ともまた記載され、他に明示的に示さない場合、1つおよび複数の化合物もまた示す。逆に、用語「化合物(compound)」は一般的にまた、定義に従って可能でありかつ他に示さない場合、複数の化合物もまた包含する。同じことが、LC媒体(LC media)およびLC媒体(LC medium)にもあてはまる。用語「成分(component)」は、それぞれの場合において、1つまたは2つ以上の物質、化合物および/または粒子を包含する。
加えて、以下の略号および符号を用いる:
Δn 光学異方性、20℃および589nmにおける、
ε││ ダイレクタに平行な誘電体誘電率、20℃および1kHzにおける、
Δε 誘電異方性、20℃および1kHzにおける、
cl.p.、T(N,I) 透明点[℃]、
弾性定数、「スプレイ」変形、20℃における[pN]、
弾性定数、「ベンド」変形、20℃における[pN]。
明確に他に注記しなければ、本願におけるすべての濃度は重量パーセントで値を付け、全ての固体および液晶成分を含み、溶媒を含まない、対応する混合物に関する。
明確に他に注記しなければ、本願において示される全ての温度値、例えば融点T(C,N)、スメクチック(S)からネマチック(N)相への転移T(S,N)および透明点T(N,I)などは、摂氏度(℃)で値を付ける。m.p.は融点を示し、cl.p=透明点。さらに、C=結晶相、N=ネマチック相、S=スメクチック相およびI=等方相。これらの符号の間のデータは、転移温度を表す。
それぞれの場合において他に明示的に示さなければ、全ての物性は、"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, ドイツ国、に従い、およびそれに従って決定したものであり、20℃の温度に関して適用し、Δnは589nmで、およびΔεは1kHzで決定した。
他に述べなければ、本明細書に記載のPSAディスプレイにおける重合性化合物の重合のプロセスは、LC媒体が液晶相、好ましくはネマチック相を呈する温度で実行し、最も好ましくは室温で実行する。透明点の下の温度においてもまた、本発明による添加剤の使用のため、良好な水平配列が観察される。
他に述べなければ、テストセルの製造方法および電気光学の、および他の特性の測定方法は、以下に記載するまたはその同様な方法により実行する。
重合性化合物は、規定された強度のUVA光(通常は365nm)で既定した時間、同時にディスプレイに任意に電圧を印加して(通常は10〜30V交流、1kHz)、重合する。実施例において、他に示さなければ、100mW/cmの水銀灯を用い、強度は320nmの帯域通過フィルタを用いて、標準的なUVメーター(Ushio UNIメーター)を用いて測定する。
以下の実施例は、いかようにも限定することを意図することなく、本発明を説明する。しかし、物性は、どのような物性を達成することができるか、およびどのような範囲でそれらを修正することができるかを、当業者に明らかにする。特に、好ましくは達成することができるさまざまな物性の組み合わせは、このようにして、当業者には明確に定義される。
明細書に従って、本発明の態様および変化形のさまざまな組み合わせもまた、特許請求の範囲から生じる。
用いられる化合物は、商業的に利用可能でなければ、標準的なラボ手順により合成することができる。LC媒体はMerck KGaA, ドイツ国に由来する。
化合物 − 合成例
例1. 2−(トランスー4−プロピルーシクロヘキシル)−プロパン−1,3−ジオール(CAS番号 132310−86−2)は、商業的に利用可能である。
例2. 2−(トランス−トランス−4’−プロピル−ビシクロヘキシル−4−イル)−プロパン−1,3−ジオール(CAS番号 188660−24−4)は、DE 19531135 A1に記載されるように製造する。
例3. 2−[4−(2−ヒドロキシ−エチル)−4’−プロピル−ビシクロヘキシル−4−イル]−エタノール(1315986−27−6)は、WO 2011/088882 A1に記載されるように製造する。
例4. 2−[5−(2−ヒドロキシ−エトキシ)−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ]−エタノール
4.1 3,5−ジメトキシ−4’−ペンチルビフェニル
45.4g(0.326mol)のメタホウ酸ナトリウム四水和物および8.25g(12mmol)のビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)塩化物)を、水(150ml)に溶解させる。ヒドラジン水和物(1ml)の添加後に、THF(900ml)中の40.0g(0.206mol)4−ペンチルベンゼンボロン酸および69.1g(0.227mol)3,5−ジメトキシフェニルトリフラートを添加し、反応物を終夜還流し、室温へと冷ます。酢酸エチルを添加し、水性相を酢酸エチルで抽出し、混ぜ合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させる。溶媒を蒸発させ、残渣をシリカ上のクロマトグラフィ(ヘプタン/トルエン 1:1、そして1:9)で精製する。3,5−ジメトキシ−4’−ペンチルビフェニルを無色結晶として得る。
4.2 4’−ペンチルビフェニル−3.5−ジオール
5.00g(17.4mmol)3,5−ジメトキシ−4’−ペンチルビフェニルをジクロロメタン(70ml)に溶解させ、ジクロロメタン(10ml)中の三臭化ホウ素を氷冷下で、滴下で添加する。反応物を同じ温度で3h撹拌し、氷へと注ぎ、水性相を3回、酢酸エチルで抽出する。混ぜ合わせた有機相を蒸発させ、残渣をトルエン/ヘプタン(1:2)から再結晶させ、4’−ペンチルビフェニル−3,5−ジオールを無色結晶として産生する。
4.3 (5−エトキシカルボニルメトキシ−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ)−酢酸エチルエステル
300mlエチルメチルケトン中の28.0g(109mmol)4’−ペンチルビフェニル−3,5−ジオールおよび107g(328mmol)炭酸セシウムに、54.7g(328mmol)ブロモ酢酸エチルを50℃で添加する。反応物を還流下で4h加熱し、冷却し、200ml酢酸エチルで希釈する。200ml水の添加後、混合物を2M塩酸で注意深く酸性化する。水層を分離し、酢酸エチルで3回抽出する。混ぜ合わせた有機層をブラインで洗浄し、硫酸トリウム上で乾燥させ、溶媒を蒸発させる。残渣をシリカをとおしてトルエン/酢酸エチル(92:8)でろ過し、生成物をさらなる精製なしに次のステップで用いる。
4.4 2−[5−(2−ヒドロキシ−エトキシ)−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ]−エタノール
37.4g(86.8mmol)(5−エトキシカルボニルメトキシ−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ)−酢酸エチルエステルを200mlTHFにおよび氷での冷却下で溶解し、86.8ml(172mmol)の、THF中の水酸化アルミニウムリチウムの2M溶液を、温度が30℃を超えないように添加する。3h後、反応物を氷水へと注ぎ、2M塩酸で酸性化し、酢酸エチルで3回抽出する。混ぜ合わせた有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶媒を蒸発させる。残渣をシリカゲルをとおして、酢酸エチル/トルエン(2:1)でろ過し、トルエン 酢酸エチル(8:2)から再結晶し、2−[5−(2−ヒドロキシ−エトキシ)−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ]−エタノールを無色の結晶として得る、m.p. 94℃。
例5. 3−[5−(3−ヒドロキシ−プロポキシ)−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ]−プロパン−1−オール
2.70g(10.5mmol)4’−ペンチルビフェニル−3,5−ジオール、5.86g(42.1mmol)3−ブロモ−1−プロパノールおよび6.11g(44.1mmol)炭酸カリウムを、60mlエチルメチルケトン中でオーバーナイトで加熱する。反応物をろ過し、蒸発させ、粗製生成物をシリカ上のクロマトグラフィにより精製し(酢酸エチル/トルエン(7:3))、ヘプタン/酢酸エチル(9:1)から再結晶し、3−[5−(3−ヒドロキシ−プロポキシ)−4’−ペンチル−ビフェニル−3−イルオキシ]−プロパン−1−オールを無色結晶として得る、m.p. 90℃。
例6. 2−[2−(2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオール
6.1 2−[2−(2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−マロン酸ジエチルエステル
24ml(0.063mol)の、エタノール中の20%溶液のエタン酸ナトリウムを10mlのエタノールで希釈し、9.5ml(0.062mol)のマロン酸エチル、次いで10.0g(0.031mol)4−(2−ブロモ−エチル)−2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニルを還流下で添加する。反応物を2h還流し、水を添加し、溶液を3回、MTB−エーテルで抽出する。混ぜ合わせた有機層をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させる。溶媒を蒸発させ、生成物をシリカ上のカラムクロマトグラフィにより、ヘプタン/酢酸エチル(9:1)で精製し、過剰のマロン酸エチルをバルブ・ツー・バルブ蒸留により除去する。2−[2−(2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−マロン酸ジエチルエステルを黄色油として得る。
6.2 2−[2−(2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオール
550mg(14.5mmol)水酸化アルミニウムリチウムを4mlトルエンに懸濁させ、20mlTHF中の4.80g(12mmol)2−[2−(2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−マロン酸ジエチルエステルを滴下で添加する。反応物を1h還流し、氷水へと注ぎ、2N塩酸で酸性化する。水性層を分離し、MTB−エーテルで3回抽出する。混ぜ合わせた有機層をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶媒を蒸発させる。ヘプタンからの結晶化により、2−[2−(2−フルオロ−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオールを白色固体で得る、m.p. 66℃。相:K 66 SmC 73 I。
例7. 2−[2−(2−エチル−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオール

例6に同様に、2−[2−(2−エチル−4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオールを、無色結晶として得る。m.p.=70℃。
例8. 2−[2−(4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオール
例6に同様に、2−[2−(4’−プロピル−ビフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオールを無色結晶として得る。
例9. 5−[2−(2−ヒドロキシ−エトキシ)−エトキシ]−4’−ペンチル−ビフェニル−3−オール
2.90g(11.3mmol)4’−ペンチルビフェニル−3,5−ジオールおよび1.41g(11.3mmol)2−(2−クロロ−エトキシ)−エタノールを30ml DMFに溶解し、1.56g(11.3mmol)炭酸カリウムを添加し、反応物を100℃で2d加熱した。室温へと冷ましたのちに、溶液を注意深く1M塩酸で酸性化し、MTB−エーテルで希釈し、ブラインで洗浄する。溶媒を蒸発させ、粗製生成物をシリカ上のクロマトグラフィにより精製し(酢酸エチル/トルエン 7:3)、ヘプタン/酢酸エチルから−30℃で結晶化する。
5−[2−(2−ヒドロキシ−エトキシ)−エトキシ]−4’−ペンチル−ビフェニル−3−オールを無色結晶として得る、m.p. 64℃。
例10 2−[2−(2’−エチル−4’’−ペンチル−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオール
10.1 2−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−フェニル]−エタノール Aの合成
20.0g(99.5mmol)2−(4−ブロモ−フェニル)−エタノール、28.4g(109.4mmol)ビス−(ピナコラート)−ジボロラン、32.3g(330mmol)酢酸カリウムおよび2.5g(3.4mmol)PdCldppfを355ml 1,4−ジオキサンに溶解させ、オーバーナイトで還流させる。反応混合物を室温へと冷まし、300mlの水を添加する。混合物を4回、メチル−tert−ブチルエーテルで抽出し、ブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ろ過し、吸引下で蒸発させる。粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィ(トルエン/酢酸エチル 4:1)を介して精製し、22g(87%収率)の生成物を黄色油として得る。
10.2 2−(4’−ブロモ−2’−エチル−ビフェニル−4−イル)−エタノール Bの合成
25g(236mmol)の炭酸ナトリウムを175ml水および75mlエタノールに溶解させる。29.6(95.2mmol)4−ブロモ−2−エチル−1−ヨード−ベンゼン、23.6g(95mmol)ボロン酸エステルAを375mlトルエンに、反応物を添加して溶解させる。Pd(PPhを混合物に添加させた後、それを5.5h還流させ、室温へと冷ます。有機相を分離し、水層を2回、酢酸エチルで抽出する。混ぜ合わせた有機相をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ろ過し、吸引下で蒸発させる。粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィを介して精製し(ヘプタン/酢酸エチル 8:2)および(トルエン/酢酸エチル 95:5)、24.5g(80%収率)の生成物を得る。
10.3 2−(2’−エチル−4’’−ペンチル−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル−4−イル)−エタノール Cの合成
14.2g(101mmol)メタホウ酸ナトリウム四水和物を215ml水に溶解させ、960mg(1.34mmol)Pd(PPhCl、0.065ml水酸化ヒドラジン、21.5g(67.0mmol)の臭素Bおよび25ml THFを添加する。混合物を5分間撹拌し、そして50ml THF中の12.9g(67.2mmol)4−(ペンチルフェニル)ボロン酸を添加する。反応混合物を16h還流し、室温へと冷ます。反応生成物をメチル−tert−ブチルエーテルで抽出し、有機相をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ろ過し、吸引下で蒸発させる。粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィ(トルエン/ヘプタン 1:1)を介して精製し、そののちにヘプタンから結晶化し、17.8g(71%収率)の生成物を白色結晶として得る。
10.4 4−(2−ブロモ−エチル)−2’−エチル−4’’−ペンチル−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル D
17.8g(48.0mmol)のアルコールCを93.0ml(0.81mol)の臭化水素酸に溶解させる。反応混合物を16h還流し、室温へと冷ます。50mlの水を添加し、相を分離する。生成物相をブラインで洗浄し、ろ過し、吸引下でろ過し、ヘプタン/酢酸エチル(9:1)でのシリカゲルクロマトグラフィを介して精製し、15.6g(73%収率)の生成物を油として得る。
10.5 2−[2−(2’−エチル−4’’−ペンチル−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル−4−イル)−エチル]−マロン酸ジエチルエステル Eの合成
45ml(0.77mol)エタノールに、1.5g(65mmol)ナトリウム金属を小分割で添加する。(注意:Hが形成する) そののちに、5mlエタノール中の16.7ml(109mmol)マロン酸ジエチルおよび29.6g(69mmol)臭化物Dを添加する。そして反応混合物を2.5h還流し、室温へと冷まし、蒸発させる。それに水およびメチル−tert−ブチルエーテルおよび酢酸エチルを添加する。混ぜ合わせた有機相をブラインで洗浄し、硫酸水素ナトリウムで乾燥させ、ろ過し、吸引下で乾燥させる。粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィ(ヘプタン/酢酸エチル 9:1)を介し、15.5g(44%収率)の生成物を得る。
10.6 2−[2−(2’−エチル−4’’−ペンチル−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル−4−イル)−エチル]−プロパン−1,3−ジオール F
0.66g(17.4mmol)LiAlH粉末を3.6mlトルエンに添加する。そののちに、15ml THFを注意深く添加し、0〜10℃で、30ml THFに溶解させた7.5g(0.14mmol)のマロン酸エステルEをゆっくりと加える。完全な添加後に、反応混合物を65℃で3.5h撹拌し、そして5℃に冷却し、10mlTHF−水(1:1)混合物で非常に注意深く停止させる(H発生!)。白色懸濁液を2N HClで1のpH値に達するまで処理する。50mlの水を添加し、混合物を100mlのエチルエーテルで抽出する。有機層を分離し、水、ブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させる。それぞれろ過し、吸引下で蒸発させる。粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィを介して、ヘプタンおよびヘプタン/酢酸エチル(8:2)で精製する。得られた生成物をヘプタンから最終的に再結晶し、生成物を白色結晶として、3.5g(58%収率)で得る。
相:Tg −25 K 79 SmA 96 I
例11. 2−[2−(4’−プロピル−ビシクロヘキシル−4−イル)−エトキシ]−プロパン−1,3−ジオール
11.1 4’−[2−(2−ベンジルオキシ−1−ベンジルオキシメチル−エトキシ)−エチル]−4−プロピル−ビシクロヘキシル
9.9g(35mmol)1,3−ジベンジルオキシプロパン−2−オールを20ml DMFに溶解させ、0℃で30mlのDMF中の1.8g(44mmol)水酸化ナトリウム(60%、パラフィン油中)に滴下で添加する。沸騰が停止したのちに、冷却槽を除去し、50ml DMF中の9.3g(29mmol)4’−(2−ブロモ−エチル)−4−プロピル−ビシクロヘキシルの溶液を添加する。反応物をオーバーナイトで撹拌し、氷水へと注ぎ、2M塩酸で酸性化し、MTB−エーテルで3回抽出する。混ぜ合わせた有機層をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、蒸発させる。粗製4’−[2−(2−ベンジルオキシ−1−ベンジルオキシメチル−エトキシ)−エチル]−4−プロピル−ビシクロヘキシルを無色油で得、これを次のステップでさらなる精製なしに用いる。
11.2 2−[2−(4’−プロピル−ビシクロヘキシル−4−イル)−エトキシ]−プロパン−1,3−ジオール
THF中の5.00g(9.87mmol)4’−[2−(2−ベンジルオキシ−1−ベンジルオキシメチル−エトキシ)−エチル]−4−プロピル−ビシクロヘキシルを、活性炭中で、パラジウムの存在下で、反応が停止するまで水素化する。溶液をろ過し、蒸発させ、粗製生成物をエタノールから再結晶化し、2−[2−(4’−プロピル−ビシクロヘキシル−4−イル)−エトキシ]−プロパン−1,3−ジオールを無色結晶で得る。
例12. 2−(2−{2−エチル−2’−フルオロ−4’−[2−(4−ペンチル−フェニル)−エチル]−ビフェニル−4−イル}−エチル)−プロパン−1,3−ジオール
12.1 1−ブロモ−2−フルオロ−4−(4−ペンチル−フェニルエチニル)−ベンゼン A
86.0g(0.286mmol)の4−ブロモ−2−フルオロ−1−ヨード−ベンゼン、4.5g(6.41mmol)Pd(PPhClおよび1.20g(6.30mmol)のCuIをRTで500mlトリエチルアミンに溶解させ、適切に脱気する。50.0g(0.290mol)の1−エチニル−4−ペンチル−ベンゼンを100mlトリエチルアミンに溶解し、滴下で混合物に添加する。反応温度はアルキンの添加の間に上昇し、反応混合物を室温で18h撹拌する。反応混合物を水で希釈し、メチルtert−ブチルエーテルで抽出し、NaSO上で乾燥させる。溶媒の蒸発後、粗製精製物をヘプタンでのカラムクロマトグラフィを介して精製し、組成物を黄色固体で得る。
12.2 ボロン酸Bの合成
139.5g(0.404mol)の生成物Aを1000ml THFに溶解させ、−78℃へと冷却し、260ml(ヘプタン中1.6M、0.42mol)のn−ブチルリチウムを滴下で室温で添加する。15mol、−78℃での撹拌後、50.0ml(0.44mol)のホウ酸トリメチルを滴下で添加し、得られた反応混合物をオーバーナイト(18h)で撹拌し、この時間の間に温度が室温にまで上昇する。反応混合物を0℃、2N HClで酸性化させ、有機層を分離し、ブライン上で乾燥させ、吸引下で蒸発させ、生成物Bをわずかに黄色の結晶として得る。
12.3 4’−ブロモ−2’−エチル−2−フルオロ−4−(4−ペンチル−フェニルエチニル)−ビフェニル Cの合成
28.2g(0.266mol)NaCOを100ml水に溶解させ、これに、207mlトルエンおよび33.2g(106.9mmol)の4−ブロモ−2−エチル−1−ヨード−ベンゼンを添加する。混合物を75℃へと加熱し、3.8g(3.3mmol)Pd(PPhを添加し、直ちに33.2mlエタノール中のボロン酸B(33.4g[0.107mol])の溶液を15分間で添加する。反応混合物を18h還流し、トルエンで希釈し、水で洗浄する。有機層をブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、吸引下で蒸発させる。原料Cをヘプタンおよびヘプタン/トルエン(10.:1)でカラムクロマトグラフィを介して精製し、生成物を白色固体として得る。
12.4 2−[2−エチル−2’−フルオロ−4’−(4−ペンチル−フェニルエチニル)−ビフェニル−4−イル]−エタノ Dの合成
35.9g(77.0mmol)の臭化物Cを100ml THFに溶解させ、−78℃へと冷却し、n−ブチル−リチウム(51ml、1.6M[82.0mmol])を滴下で添加する。反応混合物に、10mlの冷却(0℃)THF中の4.1g(93.0mmol)のエチレンオキシドを添加し、−78℃での30分間撹拌後、40ml THF中の10.1ml(80.0mmol)の三フッ化ホウ素エーテルを注意深く滴下で添加する(発熱反応)。反応混合物を5hの間に室温へと上昇するようにし、そして氷水へと注ぎ、メチル−tert−ブチルエーテルで抽出する。混ぜ合わせた有機層をブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、吸引下で乾燥させる。粗製生成物をカラムクロマトグラフィを介して精製し、生成物を固体材料として得る。
12.5 2−{2−エチル−2’−フルオロ−4’−[2−(4−ペンチル−フェニル)−エチル]−ビフェニル−4−イル}−エタノールの合成
21.8g(51.0mmol)のアルキンDを200ml THFに溶解させ、これに、4.40g Pd−C(5% / E101 R / 54% H2O, Degussa)を添加する。三重結合をH(3.0 PRAX Air GmbH)で標準圧およびRTで、16h後の4.4g Pd−Cのさらなる添加後32h内で還元する。反応混合物をシリカゲルで、トルエン/メチルtert−ブチルエーテル(9;1)でろ過し、吸引下で蒸発させ、アルコールEを得る。
12.6 メタンスルホン酸2−{2−エチル−2’−フルオロ−4’−[2−(4−ペンチル−フェニル)−エチル]−ビフェニル−4−イル}−エチルエステルFの合成
21.8g(52.0mmol)のアルコールEおよび600mg(4.91mmol)4−ジメチルアミノピリジンを100mlジクロロメタンに溶解させ、9.5ml(117.7mmol)ピリジンを添加する。反応混合物を0℃へと冷却し、4.80ml(62.0mmol)メタンスルホニル塩化物を添加する。混合物を18h撹拌し、その時間の間に温度が室温へと上昇するようにする。完全な変換後、混合物を水で希釈し、ジクロロメタンで抽出する。有機層を2N HClおよび水で洗浄し、NaSOで乾燥させ、吸引下で蒸発させる。粗製生成物をシリカゲル上でジクロロメタンでろ過し、生成物を無色油として得る。
12.7 2−(2−{2−エチル−2’−フルオロ−4’−[2−(4−ペンチル−フェニル)−エチル]−ビフェニル−4−イル}−エチル)−プロパン−1,3−ジオール(例12)
Fから出発してGを介する合成の変形が、合成例10.5および10.6に示したような同じ反応条件下でなされる。
掲題化合物が無色油として得られ、これは、−20℃での長期冷却後、白色固体へと結晶化する(mp.=35℃)。
相:Tg −34 Sm 21 K [35] I
LC媒体における使用のための以下の化合物を、文献の手順と同様にしてまたはそれに従って製造することができる。
例4および5に従って、以下の化合物を合成する:
例6または11に従って、以下の化合物を合成する:
上記のアルコールから、アミンが製造される。
例12に従って、以下の化合物を合成する:
混合物例
本発明によるLC媒体の調製のために、重量で述べられたパーセント比率での低分子量化合物からなる以下の液晶混合物を用いる。
以下の化合物1〜40を、自己配列添加剤として用いる:
以下の重合性メソゲンが用いられる:
混合物例1
化合物no.1(0.5重量%)をVAタイプのネマチックLC媒体M1(Δε<0、表1)へと添加し、混合物を均質化する。
プレ配列層なしのテストセルにおける使用:
得られた混合物をテストセルに導入する(ポリイミド配列層なし、LC層厚d≒4.0μm、両面にITOコーティング(マルチドメイン切り替えの場合には構造化ITO)、パッシベーション層なし)。LC媒体は基板表面に対し、自発的なホメオトロピック(垂直)配列を有する。温度安定範囲において、VAセルを、0〜30Vの電圧の印加により、交差した偏光板間で可逆的に切り替えることができる。
混合物例2
化合物1(0.5重量%)をVA−IPSタイプ(Δε>0、表3)ネマチックLC媒体M3に添加し、混合物を均質化する。
プレ配列層なしのテストセルにおける使用:
得られた混合物をテストセルへと導入する(ポリイミド配列層なし、層厚さd≒4μm、基板表面に配置されたITOインターレジタル電極、対向基板表面上のガラス、パッシベーション層なし)。LC媒体は、基板表面に対し自発的なホメオトロピック(垂直)配列を有する。温度安定範囲において、VA−IPSセルを、0〜20Vの電圧の印加により、交差した偏光板間で可逆的に切り替えることができる。
混合物例3〜41
化合物2〜40を混合物例1に同様にしてネマチックLC媒体M1(Δε<0)に添加し、混合物を均質化する。媒体における化合物の重量での比率を表4に示す。得られたLC媒体をそれぞれの場合において混合物例1におけるようにテストセルへと導入し(プレ配列層なし)、基板表面に対し自発的なホメオトロピック(垂直)配列を示す。温度安定範囲において、VAセルを、0〜30Vの電圧の印加により、交差した偏光板間で可逆的に切り替えることができる。
媒体M2に関する結果
混合物例1に従って、化合物1〜40でのさらなる混合物を、表4において報告した同じ重量比率を用いて、LC媒体M2で調製する。それぞれの得られたLC媒体を混合物例1に従って、プレ配列層なしのテストセルへと導入する。それは基板表面に対し、自発的なホメオトロピック(垂直)配列を有する。温度安定範囲において、VAセルを、0〜30Vの電圧の印加により、交差した偏光板間で可逆的に切り替えることができる。
添加剤no.1〜40は、負のΔεを有する両方のLC媒体、M1およびM2において、好ましい配列特性を示す。
混合物例42〜80
化合物2〜40を、混合物例2と同様にして、ネマチックLC媒体M3(Δε>3)に添加し、混合物を均質化する。媒体における化合物の重量での比率を表5に示す。得られたLC媒体はすべての場合において、プレ配列層なしのテストセルへと導入し、基板表面に対し自発的なホメオトロピック(垂直)配列を有する。温度安定範囲において、VA−IPSセルを、0〜20Vの電圧の印加により、交差した偏光板間で可逆的に切り替えることができる。
混合物例81〜88(前述の混合物例のポリマー安定化)
重合性化合物(RM−1、0.3重量%)および自己配列性化合物(5、0.25重量%、または6、0.25重量%、または19、0.15重量%、または21、0.15重量%、または26、0.15重量%、または34、0.20重量%または35、0.20重量%)をネマチックLC媒体M1(Δε<0)へと添加し、混合物を均質化する。
プレ配列層なしのテストセルにおける使用:
得られた混合物をテストセル(ポリイミド配列層なし、層厚さd≒4.0μm、両面にITOコーティング(マルチドメイン切り替えの場合は構造化ITO)、パッシベーション層なし)へと導入する。LC媒体は、基板表面に対し自発的なホメオトロピック(垂直)配列を有する。セルを100mW/cmの強度のUV光で、20℃で15分間、光学閾値電圧よりも大きな電圧を印加して、照射する。これによりモノマー性、重合性化合物の重合が引き起こされる。ホメオトロピック配列を追加的に安定化させ、プレティルトを合わせる。得られたPSA−VAセルを、透明点以下で、0〜30Vの電圧を印加して、可逆的に切り替えることができる。応答時間は、重合していないセルに比較して低減する。
Irganox(登録商標)1076(Ciba(登録商標) Specialty Chem.)を、自発的な重合を避けるために添加する(例えば0.001%)。混合物の損傷を避けるために、UVカットフィルタを重合の間に用いてもよい(例えば320または340nm UVカットフィルタ)。
重合はまた、印加電圧なしで実行することができる。重合後、プレティルトを変化させることなく、パッシベーション層が形成する。パッシベーション層は、自己配向の長期安定性を改善する。
同様な混合物例のポリマー安定化
混合物例81〜88と同様にして、RM−1およびLC媒体M2での混合物で、化合物5、6、19、26、34、および35で実行する。混合物例81〜88に匹敵する結果が得られる。
反応性メソゲンの変化形
RM−2、RM−3およびRM−4を、M1およびM2の両方とともに用いる(RM−1を置き換える)。混合物M81〜88に匹敵する結果が得られる。
熱負荷実験(混合物例3〜41の自己配向性の安定性)
混合物例3〜41のLC媒体をテストセル(ポリイミド配列層なし、層厚さd≒4.0μm、両面にITOコーティング(マルチドメイン切り替えの場合には構造化ITO)、パッシベーション層なし)に満たす。LC媒体は、基板表面に対し自発的なホメオトロピック(垂直)配列を有する。得られたVAセルを120℃で少なくとも1h処理する。熱ストレス後、全てのセルは未だ、高質な自己配向を示している。それゆえ化合物は、ディスプレイ産業において使用する製造プロセスの条件に適合可能である。

Claims (24)

  1. 重合反応に関して非反応性の化合物の低分子量液晶混合物および式Iで表される1種または2種以上の自己配列添加剤を含む、LC媒体:

    Sp、Sp、Spはそれぞれ独立して、スペーサー基または単結合を示し、
    Spは、CH、CR、またはNを示し、
    Spは、炭素原子を示し、
    Yは互いに独立して、O、S、(CO)または単結合を示し、
    およびXはそれぞれ独立して、基−OH、−NH2、−SHまたは−(CO)OHを示し、
    Bは、任意に1つ、2つまたは3つのRで置換されていてもよい、任意の環または縮合環、
    pは、2、3、4または5、
    およびAはそれぞれ、互いに独立して、芳香族、複素芳香族、脂環式または複素環式基、ここでまた縮合環を含有してもよく、およびこれはまたRにより単置換または多置換されていてもよい、を示し、
    はそれぞれの場合において、互いに独立して、OH、SH、SR、−(CHn1−OH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)R、−N(R、−(CHn1−N(R、任意に置換されていてもよいシリル、6〜20個のC原子を有する任意に置換されていてもよいアリールまたはシクロアルキル、1〜25個のC原子を有する、直鎖または分枝のアルキル、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、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよく、2つの隣接のRはともに任意に=Oであってもよく、
    n1は、1、2、3、4または5を示し、
    はそれぞれの場合において、互いに独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−またはCR00を示し、
    およびR00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
    は、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基は−C≡C−、−CH=CH−、−NR−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、N、Oおよび/またはS原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられていることができ、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の三価の炭素原子(CH基)はNにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよい、を示し、
    m1は、1、2、3、4または5を示す。
  2. 請求項1に記載のLC媒体であって、重合性または重合した成分、ここで該重合した成分は重合性成分の重合により得ることができる、をさらに含むことを特徴とする、前記LC媒体。
  3. 請求項1または2に記載のLC媒体であって、m1が1、2、または3であることを特徴とする、前記LC媒体。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のLC媒体であって、式Iで表される化合物の基Rが、2つまたは3つの水酸基を含有することを特徴とする、前記LC媒体。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のLC媒体であって、基Rが2つの基Xまたは2つの基Xを含むことを特徴とする、前記LC媒体。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のLC媒体であって、式中、環状基AおよびAが独立して1,4−フェニレンおよび/またはシクロヘキサン−1,4−ジイル、これは全て任意に、請求項1に定義されるRにより置換されていてもよい、である、式Iで表される1種または2種以上の自己配列添加剤を含むことを特徴とする、前記LC媒体。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のLC媒体であって、式Iで表される化合物の式において、
    Spが、CHまたはCRであり、
    Spが、Cであり、

    がベンゼン環を示す、ことを特徴とする、前記LC媒体。
  8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のLC媒体であって、式Iにおいて、
    が、式(A1a)、(A2a)、(A3a)または(A3b)

    式中、Y、X、X、SpおよびSpは独立して、請求項1において定義されるとおりであり、および
    nは独立して、1、2、3または4を示す、
    の基を示すことを特徴とする、前記LC媒体。
  9. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のLC媒体であって、以下の式から選択される1種または2種以上の自己配列添加剤を含むことを特徴とする、前記LC媒体:





    式中、R、Rおよびpは独立して、請求項1に定義されるとおりである。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に定義されるLC媒体であって、式Iで表される化合物を1重量%未満の濃度で含むことを特徴とする、前記媒体。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のLC媒体であって、1種または2種以上の重合性化合物または重合形態の1種または2種以上の化合物を含む重合した成分、を含むことを特徴とし、該1種または2種以上の重合性化合物が以下の式から選択されることを特徴とする、前記LC媒体:






    式中、
    およびPは、それぞれ互いに独立して、重合性基を示し、
    SpおよびSpはそれぞれ、互いに独立して、単結合または二価のスペーサー基、ここで、加えて、ラジカルP−Sp−およびP−Sp−の1つまたは2つ以上はラジカルRaaを示してもよい、但し存在するラジカルP−Sp−およびP−Sp−の少なくとも1つはRaaを示さない、を示し、
    aaは、H、F,Cl、CNまたは1〜25個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基は互いに、独立してC(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が直接的に互いに接続しないように、置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はF、Cl、CNまたはP−Sp−により置き換えられていてもよい、を示し、
    、R00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
    およびRはそれぞれ、互いに独立して、H、F、CHまたはCFを示し、
    は、−O−、−CO−、−C(R)−または−CFCF−を示し、
    およびZはそれぞれ、互いに独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−、ここで、nは2、3または4である、を示し、
    Lは、それぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、F、Cl、CN、SCN、SFまたは1〜12個のC原子を有する直鎖または分枝の、任意に単置換または多置換されていてもよいアルキル、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を示し、
    L’およびL’’はそれぞれ、互いに独立して、H、FまたはClを示し、
    rは、0、1、2、3または4を示し、
    sは、0、1、2または3を示し、
    tは、0、1または2を示し、および
    xは、0または1を示す。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載のLC媒体であって、0.2重量%以上、<5重量%の範囲の重合性化合物を含むことを特徴とする、前記LC媒体。
  13. Δε≦−1.5の負の誘電率異方性を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載のLC媒体。
  14. 2つの基板および少なくとも2つの電極、ここで少なくとも1つの基板が光に対して透明であり、および少なくとも1つの基板が1つまたは2つの電極を有する、および該基板間に配置されてなる請求項1〜13のいずれか一項に記載のLC媒体の層を有する、LCセルを含む、前記LCディスプレイ。
  15. 請求項14に記載のLCディスプレイであって、基板がホメオトロピック配列のための配列層を有しないことを特徴とする、前記LCディスプレイ。
  16. 請求項14に記載のLCディスプレイであって、基板が片側または両側においてラビングされていない配列層を有することを特徴とする、請求項13に記載のLCディスプレイ。
  17. 請求項14〜16のいずれか一項に記載のLCディスプレイであって、負の誘電異方性を有するLC媒体および対向する基板に配置されてなる電極を含有するVAディスプレイであることを特徴とする、前記LCディスプレイ。
  18. 請求項14〜16のいずれか一項に記載のLCディスプレイであって、正の誘電異方性を有するLC媒体および少なくとも片側に配置されてなる2つの電極を含有するVA−IPSディスプレイであることを特徴とする、前記LCディスプレイ。
  19. 請求項1〜13のいずれか一項に記載のLC媒体の調製方法であって、式Iで表される1種または2種以上の化合物を低分子量液晶成分(単数)または成分(複数)と混合すること、および1種または2種以上の重合性化合物および/または補助物質を任意に添加することを特徴とする、前記調製方法。


  20. 式中、
    が、

    Sp、Spはそれぞれ独立して、スペーサー基または単結合を示し、
    nは独立して、1、2、3または4を示し、
    Yは互いに独立して、O、S、(CO)または単結合を示し、
    およびXはそれぞれ独立して、基−OH、−NH2、−SHまたは−(CO)OHを示し、
    Bは、任意に1つ、2つまたは3つのRで置換されていてもよい、任意の環または縮合環、
    pは、2、3、4または5、
    およびAはそれぞれ、互いに独立して、芳香族、複素芳香族、脂環式または複素環式基、ここでまた縮合環を含有してもよく、およびこれはまたRにより単置換または多置換されていてもよい、を示し、
    はそれぞれの場合において、互いに独立して、OH、SH、SR、−(CHn1−OH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)R、−N(R、−(CHn1−N(R、任意に置換されていてもよいシリル、6〜20個のC原子を有する任意に置換されていてもよいアリールまたはシクロアルキル、1〜25個のC原子を有する、直鎖または分枝のアルキル、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、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよく、2つの隣接のRはともに任意に=Oであってもよく、
    n1は、1、2、3、4または5を示し、
    はそれぞれの場合において、互いに独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−またはCR00を示し、
    およびR00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
    は、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基は−C≡C−、−CH=CH−、−NR−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、N、Oおよび/またはS原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられていることができ、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の三価の炭素原子(CH基)はNにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよい、を示し、
    m1は、1、2、3、4または5を示す
    で表される化合物の、LCセルの2つの基板間にホメオトロピック配列をもたらすための、LC媒体のための添加剤としての、使用
  21. 請求項20に記載の使用であって、
    m1が、1、2、3または4を示し、
    が、式(A1a)または(A2a)で表される基を示し、および
    Spが、単結合ではない、
    ことを特徴とする、前記使用
  22. 請求項20に記載の使用であって、
    m1が、1、2または3を示し、
    が、式

    で表される基を示し、
    およびSp、環B、Y、SpおよびXは請求項20に定義されるとおりである、
    ことを特徴とする、前記使用


  23. 式中、
    Sp、Sp、Spはそれぞれ独立して、スペーサー基または単結合を示し、
    Spは、CH、CR、またはNを示し、
    Spは、炭素原子を示し、
    Yは互いに独立して、O、S、(CO)または単結合を示し、
    およびXはそれぞれ独立して、基−OH、−NH2、−SHまたは−(CO)OHを示し、
    Bは、任意に1つ、2つまたは3つのRで置換されていてもよい、任意の環または縮合環、
    pは、2、3、4または5、
    およびAはそれぞれ、互いに独立して、芳香族、複素芳香族、脂環式または複素環式基、ここでまた縮合環を含有してもよく、およびこれはまたRにより単置換または多置換されていてもよい、を示し、
    はそれぞれの場合において、互いに独立して、OH、SH、SR、−(CHn1−OH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)R、−N(R、−(CHn1−N(R、任意に置換されていてもよいシリル、6〜20個のC原子を有する任意に置換されていてもよいアリールまたはシクロアルキル、1〜25個のC原子を有する、直鎖または分枝のアルキル、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、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよく、2つの隣接のRはともに任意に=Oであってもよく、
    n1は、1、2、3、4または5を示し、
    はそれぞれの場合において、互いに独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−またはCR00を示し、
    およびR00はそれぞれ、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、
    は、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の非隣接のCH基は−C≡C−、−CH=CH−、−NR−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、N、Oおよび/またはS原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられていることができ、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上の三価の炭素原子(CH基)はNにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、1つまたは2つ以上のH原子はFまたはClにより置き換えられていてもよい、を示し、
    m1は、2、3または4を示す
    で表される化合物の、LCセルの2つの基板間にホメオトロピック配列をもたらすための、LC媒体のための添加剤としての、使用
  24. 2つの基板および少なくとも2つの電極を有するLCセルを含むLCディスプレイの製造方法であって、少なくとも1つの基板が光に対して透明であり、および少なくとも1つの基板が1つまたは2つの電極を含み、以下のステップ:
    − 重合反応に関して非反応性の化合物の低分子量液晶成分、請求項1に記載の式Iで表される1種または2種以上の自己配列添加剤および任意に重合性成分を含む液晶媒体でセルを満たすこと、および任意に
    − 任意にセルへ電圧を印加して、または電界の作用下で、重合性成分を重合すること
    を含む、前記製造方法。
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