JP6908369B2 - 重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるそれらの使用 - Google Patents

重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるそれらの使用 Download PDF

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Description

本発明は、重合性化合物と、それらを調製するための方法および中間体と、それらを含む液晶(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で、特にLCディスプレイ中、とりわけポリマー維持配向タイプのLCディスプレイ中において、またはLC媒体およびLCディスプレイにおける安定剤として重合性化合物およびLC媒体を使用することとに関する。
現在使用されている液晶ディスプレイ(LCD:liquid−crystal display)の一つのモードは、TN(「twisted nematic:ツイストネマチック」)モードである。しかしながら、TN LCDは、コントラストの視野角依存性が強い不都合を有する。
加えて、より広い視野角を有する所謂VA(「vertical alignment:垂直配向」)ディスプレイが知られている。VAディスプレイのLCセルは2つの透明電極の間にLC媒体の層を含有しており、そこでは、通常、LC媒体は負の誘電異方性を有する。スイッチオフ状態で、LC層の分子は電極表面に垂直に配向しているか(ホメオトロピック的)、または、チルトホメオトロピック配向を有している。2つの電極に電圧を印加すると、電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
更に、複屈折効果に基づいており、所謂「ベンド(bend)」配向で通常は正の誘電異方性のLC層を有しているOCB(「optically compensated bend:光学補償ベンド」)ディスプレイが知られている。電圧を印加すると、電極表面に垂直なLC分子の再配向が起きる。加えて、暗状態においてベンドセルの光に対する望ましくない透明性を防ぐために、通常、OCBディスプレイは1枚以上の複屈折光学的リターデーションフィルムを含む。OCBディスプレイは、TNディスプレイと比較して、より広い視野角および、より短い応答時間を有する。
また、2枚の基板の間にLC層を含有し、2つの電極が2枚の基板の一方のみの上に配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の構造を有する所謂IPS(in−plane switching:面内スイッチング)ディスプレイも知られている。電極に電圧を印加すると、LC層に平行な有意な成分を有する電界が電極間に生成される。このため、層面内においてLC分子の再配向が生じる。
更に、所謂FFS(「fringe field switching:フリンジ場スイッチング」)ディスプレイが報告されており(とりわけ、S.H.Jungら、Jpn.J.Appl.Phys.、43巻、3号、2004年、1028頁を参照;非特許文献1)、同一の基板上に2つの電極を含有し、2つの電極の一方が櫛形の態様に構造化されており、他方は構造化されていない。それにより、強力な所謂「フリンジ場」、即ち、電極端の近傍における強力な電界およびセル全体にわたって強力な垂直成分および強力な水平成分の両者ともを有する電界が生成される。FFSディスプレイは、コントラストの低い視野角依存性を有する。通常、FFSディスプレイは正の誘電異方性を有するLC媒体および通常ポリイミドの配向層を含有し、配向層はLC媒体の分子に平面配向を付与する。
FFSディスプレイは、アクティブマトリックスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。アクティブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、例えばトランジスタ(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT(thin−film transistor)」))などの集積非線形アクティブ素子でアドレスされる一方で、パッシブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、従来技術から知られる通りのマルチプレックス法でアドレスされる。
更に、FFSディスプレイと同様の電極設計および層厚を有しているが、正の誘電異方性を有するLC媒体の代わりに負の誘電異方性を有するLC媒体の層を含むFFSディスプレイが開示されている(S.H.Leeら、Appl.Phys.Lett.73巻(20号)、1998年、2882〜2883頁(非特許文献2)およびS.H.Leeら、Liquid Crystals 39巻(9号)、2012年、1141〜1148頁(非特許文献3)を参照)。正の誘電異方性を有するLC媒体と比較して、負の誘電異方性を有するLC媒体はチルトがより少なく、よりツイストした配向を有する好ましいダイレクター配向を示し、その結果、これらのディスプレイは、より高い透過性を有する。ディスプレイは、更に、少なくとも一方の基板上に提供された好ましくはポリイミドの配向層を含み、配向層はLC媒体と接触してLC媒体のLC分子の平面配向を誘発する。これらのディスプレイは「超高輝度FFS(UB−FFS:Ultra Brightness−FFS)」モードディスプレイとしても知られる。これらのディスプレイは、高い信頼性を有するLC媒体を必要とする。
本明細書において使用する場合、用語「信頼性」は、照光による負荷、温度、湿度、電圧などの種々のストレスを負荷した際のディスプレイの性能品位を意味し、画像固着(ある領域および線状の画像固着)、ムラ、汚れなどのディスプレイに影響を与えるものを含み、LCディスプレイ分野の当業者に知られている。信頼性を分類する標準的なパラメータとしては、通常、電圧保持率(VHR:voltage holding ration)が使用され、電圧保持率は試験用ディスプレイにおいて一定電圧を維持する尺度である。VHR値が高いほど、LC媒体の信頼性は良好となる。
より最近のタイプのVAディスプレイにおいて、LC分子の均一な配向は、LCセル内の複数の比較的小さなドメインに限定されている。チルトドメインとしても知られるこれらのドメイン間には、ディスクリネーションが存在する場合がある。従来のVAディスプレイと比較して、チルトドメインを有するVAディスプレイは、より大きなコントラストおよび中間調(灰色遮光)の視野角非依存性を有する。加えて、スイッチオン状態での分子の均一配向のための電極表面の追加処理、例えばラビングなどが、もはや必要ないため、このタイプのディスプレイの製造は、より簡便である。代わりに、チルトまたはプレチルト角の優先方向は、電極の特別な設計により制御される。
所謂MVA(「multidomain vertical alignment:マルチドメイン垂直配向」)ディスプレイにおいては、これは通常、局所的なプレチルトを生じる突起を有する電極によって達成される。結果として、電圧を印加すると、LC分子は電極表面に平行に、セルで異なって定義される領域中で異なる方向に配向する。それによって「制御された」スイッチングが達成され、干渉するディスクリネーション線の形成が予防される。この配向によってディスプレイの視野角が改良されるが、しかしながら、光に対する透明性が低下する結果となる。MVAの更なる開発のために片方の電極側のみの突起が使用され、一方で反対側の電極はスリットを有しており、光に対する透明性が改良されている。電圧を印加するとスリットが施された電極はLCセル内に不均質な電界を生じ、制御されたスイッチングがそれでも達成されることを意味する。光に対する透明性を更に改良するためにスリットと突起との間隔を大きくすることもできるが、これにより応答時間が長くなる結果となる。所謂PVA(patterned VA:パターン化VA)においては、突起は完全に不要なものとなり、両電極は対向する側のスリットによって構造化されており、コントラストの増加および光に対する透明性が改良される結果となるが、技術的に困難でありディスプレイが機械的影響(「タッピング」など)により敏感となる。しかしながら、例えばモニターおよび特にTVスクリーンなどの多くの用途においては、ディスプレイの応答時間を短縮し、コントラストおよび輝度(透過性)を改良することが要求されている。
更なる開発は、所謂PS(「polymer sustained:ポリマー維持」)またはPSA(「polymer sustained alignment:ポリマー維持配向」)タイプのディスプレイであり、それらについては、用語「ポリマー安定化(polymer stabilised)」も使用されることがある。これらにおいては、少量(例えば、0.3重量%、典型的には1重量%未満)の1種類以上の重合性化合物(1種類または多種類)、好ましくは重合性単量体化合物(1種類または多種類)をLC媒体に添加し、ディスプレイにLC媒体を充填後、ディスプレイの電極に電圧を任意に印加しながら、通常UV光重合により、その場で重合または架橋する。重合は、LC媒体が液晶相を示す温度、通常、室温において行われる。反応性メソゲンまたは「RM(reactive mesogen)」としても知られる重合性メソゲンまたは液晶化合物をLC混合物に添加することが、特に適切であることが証明されてきた。
他に示さない限り、下では、一般にポリマー維持配向タイプのディスプレイを指す際に用語「PSA」を使用し、PS−VA、PS−TNなどの具体的なディスプレイのモードを指す際に用語「PS」を使用する。
また、他に示さない限り、下では、重合性メソゲンまたは液晶化合物を指す際に用語「RM」を使用する。
当面のところ、PS(A)の原理は、さまざまな従来のLCディスプレイのモード中で使用されている。よって、例えば、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFSおよびPS−TNディスプレイが知られている。PS−VAおよびPS−OCBディスプレイの場合、好ましくは、電圧を印加しながら、PS−IPSディスプレイの場合は、電圧を印加するか印加せず、好ましくは、印加せずに、RMの重合を行う。試験用セルにおいて示される通り、PS(A)法は、結果としてセル中にプレチルトを生じる。例えば、PS−OCBディスプレイの場合、ベンド構造を安定化することが可能であり、オフセット電圧が不必要となるか低減できる。PS−VAディスプレイの場合、プレチルトは応答時間に対して正の効果を有する。PS−VAディスプレイに対しては、標準的なMVAまたはPVAピクセルおよび電極レイアウトを使用できる。加えて、しかしながら、また、例えば、電極の一方側のみを構造化して突起を設けないで操作することも可能であり、製造が著しく簡略化され、同時に結果としてコントラストが非常に良好となり、同時に光に対する透明性が非常に良好となる。
更に、所謂、正−VA(「positive VA」)ディスプレイが、特に適切なモードであることが証明されてきた。古典的なVAディスプレイと同様に、電圧が印加されていない初期状態において、正−VAディスプレイ中のLC分子の初期配向はホメオトロピックであり、即ち、基板に対して実質的に垂直である。しかしながら、古典的なVAディスプレイとは対称的に、正−VAディスプレイにおいては、正の誘電異方性を有するLC媒体が使用される。通常使用されるIPSディスプレイと同様に、正−VAディスプレイにおける2つの電極は2枚の基板の一方のみに配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の(インターデジタル)構造を示す。インターデジタル電極に電圧を印加することで、電極はLC媒体の層に実質的に平行な電界を生成し、LC分子は基板に実質的に平行な配向に転換される。また、正−VAディスプレイにおいても、LC媒体にRMを加え、ディスプレイ内で重合するポリマー安定化によって、スイッチ時間の著しい短縮を実現でき、有利であることが証明されてきた。
PS−VAディスプレイは、例えば、欧州特許出願公開第1 170 626号公報(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号公報(特許文献4)、米国特許出願公開第2006/0066793号公報(特許文献5)および米国特許出願公開第2006/0103804号公報(特許文献6)に記載されている。PS−OCBディスプレイは、例えば、T.−J−Chenら、Jpn.J.Appl.Phys.45巻、2006年、2702〜2704頁(非特許文献4)およびS.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7643〜7647頁(非特許文献5)に記載されている。PS−IPSディスプレイは、例えば、米国特許第6,177,972号明細書(特許文献7)およびAppl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)、3264頁(非特許文献6)に記載されている。PS−TNディスプレイは、例えば、Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁(非特許文献7)に記載されている。
上記従来のLCディスプレイと同様に、PSAディスプレイは、アクティブマトリクスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。アクティブマトリクスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、例えば、トランジスタ(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT(thin−film transistor)」))などの集積非線形アクティブ素子によってアドレスされ、一方、先行技術より既知の通り、パッシブマトリクスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、マルチプレックス法によってアドレスされる。
また、PSAディスプレイも、ディスプレイセルを形成する基板の一方または両方に配向層を含んでよい。電極が存在する場合、配向層はLC媒体と接触してLC分子の初期配を誘発するように、通常、電極上に塗工される。配向層は、例えばポリイミドを含むかポリイミドから成ってよく、また、ラビングされていてもよく、光配向法で調製できる。
特に、モニターおよび特にはテレビ用途向けには、LCディスプレイの応答時間のみならずコントラストおよび輝度(よって、透過性)も最適化することが引き続き要求されている。ここで、PSA法は重要な利点を提供できる。特に、PS−VA、PS−IPS、PS−FFSおよびPS−正−VAディスプレイの場合、他のパラメータに著しい悪影響を及ぼすことなく、試験用セルにおける測定可能なプレチルトと相関して、応答時間の短縮を達成できる。
PSAディスプレイにおいて使用するためのRMとして、フッ素化されていてもよいビフェニルジアクリレートまたはビフェニルジメタクリレートが先行技術において示唆されてきた。
しかしながら、例えば、不適切なチルトが確立されるようになるか、全くチルトが確立されないようになるため、または、例えば、所謂「電圧保持率」(VHRまたはHR(voltage holding ratio))がTFTディスプレイ用途にとって不適切であるため、LC混合物および1種類以上のRMから成る全ての組み合わせがPSAディスプレイにおける使用に適しているわけではないという問題が生じる。加えて、先行技術から既知のLC混合物およびRMは、PSAディスプレイにおいて使用する際に、幾つかの不都合を依然として有することが見出されてきた。よって、LC混合物に可溶性の全ての既知のRMが、PSAディスプレイにおける使用に適しているわけではない。加えて、PSAディスプレイにおけるプレチルトを直接測定することに加え、RMに関する適切な選択要件を見出すことは、しばしば困難である。光開始剤を添加することなくUV光を用いて重合することが望ましい場合、特定の用途に好都合のことがあるが、適切なRMの選択の余地は更に狭くなる。
加えて、LCホスト混合物/RMの選択された組み合わせは、可能な限り低い回転粘度および可能な限り良好な電気特性を有していなければならない。特に、組み合わせは、可能な限り高いVHRを有していなければならない。PSAディスプレイにおいては、UV曝露がディスプレイの製造工程において不可欠な部分であるばかりでなく、また、完成後のディスプレイを動作する際にも通常の曝露としてUV曝露が起こるため、UV光照射後の高いVHRが特に必要である。
特に、小さいプレチルト角を生成するPSAディスプレイ用の新規な材料が入手可能となれば、特に望ましい。ここで、好ましい材料は、同一の曝露時間での重合の際に、今日までに既知の材料よりも低いプレチルト角を生成するもの、および/または、それを使用して、既知の材料で達成できる(より高い)プレチルト角を、より短い曝露時間後に既に達成できるものである。よって、ディスプレイの製造時間(タクトタイム)を短縮でき、製造プロセスのコストを低減できる。
PSAディスプレイの製造における更なる問題は、特に、ディスプレイ内にプレチルト角を生成するための重合工程後における、残存量の未重合のRMの存在または除去である。例えば、ディスプレイの製造終了後の動作の際に、制御されていない態様で重合するために、例えば、このタイプの未反応のRMは、ディスプレイの特性に悪影響を及ぼすことがある。
よって、先行技術より既知のPSAディスプレイは、しばしば、望ましくない効果である所謂「画像の固着」または「画像の焦付き」を示し、即ち、個々のピクセルの一時的なアドレスによってLCディスプレイ内に生成された画像が、これらのピクセル内の電界のスイッチが切られた後、または、他のピクセルがアドレスされた後においてすら、依然として視ることができ、残存する。
一方で、低いVHRを有するLCホスト混合物を使用すると、この「画像の固着」を発生することがある。昼光またはバックライトのUV成分が混合物中のLC分子の望ましくない分解反応を引き起こすことがあり、よって、イオン性またはフリーラジカルの不純物の生成が開始されることがある。これらは、特に、電極または配向層において蓄積されることがあり、そこで、それらのために、有効印加電圧が低下することがある。また、この効果は、ポリマー成分を有さない従来のLCディスプレイにおいても観察されることがある。
加えて、PSAディスプレイにおいて、未重合のRMが存在することによって生じる追加の「画像の固着」の効果が、しばしば観察される。ここでは、残存するRMの制御されていない重合が、環境から、または、バックライトによるUV光によって開始される。このため、スイッチが入っているディスプレイ領域において、多数のアドレスサイクル後にチルト角が変化する。その結果、スイッチが入っている領域において、透過率の変化が生じることがあり、一方、スイッチが入っていない領域においては、透過率は不変のままである。
従って、PSAディスプレイを製造する際には、RMの重合が可能な限り完全に進むこと、および、ディスプレイにおける未重合のRMの存在が可能な限り排除されているか最小限まで低減されていることが望ましい。よって、RMの高効率で完全な重合を可能とするか後押しするRMおよびLC混合物が要求される。加えて、残存量のRMの制御された反応が望ましいであろう。今日までに既知の化合物よりも迅速で効果的にRMが重合するのであれば、この制御された反応は、より簡便であろう。
PSAディスプレイの動作において観察されてきた更なる問題は、プレチルト角の安定性である。よって、上記の通りRMを重合してディスプレイを製造する際に生成したプレチルト角が一定のままではなく、ディスプレイが動作する際の電圧ストレスをディスプレイに与えた後にプレチルト角が低下することがあることが観察された。このため、例えば、暗状態での透過が増加し、従ってコントラストが低下することで、ディスプレイの性能に悪影響を与える可能性がある。
解決されるべき他の問題は、先行技術のRMが、しばしば高い融点を有し、現在において一般的である多くのLC混合物中において限られた溶解性を示すのみであり、よって、しばしば、混合物より自発的に結晶化して析出する傾向を有することである。加えて、自発的に重合する危険性があるため、重合性成分を溶解するためにLCホスト混合物を加温することはできず、これは、室温において可能な限り良好な溶解性が必要であることを意味する。加えて例えば、LCディスプレイ中にLC媒体を導入する際に分離する危険性があり(クロマトグラフィー効果)、ディスプレイの均一性が著しく損なわれることがある。自発的な重合の危険性を低減するために(上記参照)、通常、LC媒体を低温で導入するという事実のため、この分離の危険性は更に増大し、溶解性に対して悪影響となる。
先行技術で観察された他の問題は、特に、一滴充填(ODF:one drop filling)法を使用して製造したディスプレイ・セルにLC媒体を充填する場合、LCディスプレイ(PSAタイプのディスプレイが挙げられるが、これらに限定されない。)内で従来のLC媒体を使用すると、しばしば、ディスプレイ内にムラの発生がもたらされることである。この現象は、「ODFムラ」としても知られる。よって、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。
先行技術で見られる他の問題は、PSAタイプのディスプレイが挙げられるが、これに限定されることなくPSAディスプレイにおいて使用するためのLC媒体は、しばしば、高い粘度を示し、結果として、高いスイッチ時間を示すことである。LC媒体の粘度およびスイッチ時間を低下するために、アルケニル基を有するLC化合物を添加することが先行技術で示唆されてきた。しかしながら、アルケニル化合物を含有するLC媒体は、しばしば信頼性および安定性の低下を示し、特にUV放射に曝露した後にVHRが低下することが観察された。特にPSAディスプレイで使用するには、PSAディスプレイにおけるRMの光重合が、通常、UV放射に曝露して行われ、よって、LC媒体においてVHRの低下が生じることがあり、UV放射に曝露した後にVHRが低下することは多大な不利益である。
よって、上記の欠点を示さないか僅かな程度にのみ示し改良された特性を有するPSAディスプレイと、その様なディスプレイにおいて使用するための重合性化合物に対する強い要求が依然としてある。
特に、高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、低温においてすら短い応答時間、および、低い閾電圧、低いプレチルト角、複数の中間調(灰色遮光)、高いコントラストおよび広い視野角を可能とし、UV曝露後の高い信頼性および高い値の「電圧保持率(VHR:voltage holding ratio)」を有し、および、重合性化合物の場合、低い融点およびLCホスト混合物中における高い溶解性を有するPSAディスプレイと、その様なPSAディスプレイにおいて使用するためのLC媒体および重合性化合物に対する強い要求がある。携帯用途向けのPSAディスプレイにおいては、低い閾電圧および高い複屈折を示すLC媒体が入手可能となることが特に望まれている。
本発明は、上に示される不都合を有していないか、または、低減された程度にのみ有しており、PSAディスプレイにおいて使用するための新規で適切な材料、特にRM、およびRMを含むLC媒体を提供する目的に基づく。
特に本発明は、非常に高い比抵抗値、高いVHR値、高い信頼性、低い閾電圧、短い応答時間、高い複屈折を可能とし、特により長い波長において良好なUV吸収を示し、RMの迅速および完全な重合を可能とし、可能な限り迅速に低いチルト角の生成させ、長時間のUV曝露後においてすらおよび/またはUV曝露後のプレチルトの高い安定性を可能とし、ディスプレイにおける「画像の固着」および「ODFムラ」の発生を低減するか防止し、RMの場合は可能な限り迅速で完全に重合し、典型的にはPSAディスプレイにおけるホスト混合物として使用されるLC媒体における高い溶解性を示し、PSAディスプレイにおいて使用するためのRMおよびそれらを含むLC媒体を提供する目的に基づく。
本発明の更なる目的は、特に光学的、電気光学的および電子的用途のための新規なRMと、それらの調製に適した方法および中間体とを提供することである。
この目的は、本願において記載される通りの材料および方法により、本願発明に従って達成された。特に驚くべきことに、以降に記載され特許請求される通りの式Iの化合物をLC媒体において使用することで、上述の通りの有利な効果を達成できることが見出された。これらの化合物は、1個以上の重合性反応性基と、メソゲン核に連結している1個以上の第三級ヒドロキシ置換基とを有するメソゲン核を含有することで特徴付けられる。
驚くべきことに、これらの化合物およびそれらを含むLC媒体をPSAディスプレイで使用することで、光開始剤を添加しなくとも300〜380nm、好ましくは320〜360nmの範囲内のUV波長において迅速で完全なUV光重合反応を促進でき、大きくて安定なプレチルト角の早急な生成につながり、ディスプレイにおける画像の固着およびODFムラが低減され、特にアルケニル基を有するLC化合物を含有するLCホスト混合物の場合にUV光重合後の高い信頼性および高いVHR値につながり、速い応答時間、低い閾電圧および高い複屈折の達成が可能となることが見出された。
加えて、式Iの化合物は、低い融点、広範なLC媒体、特にPSAで使用するための商業的に入手可能なLCホスト混合物中で良好な溶解性を有し、結晶化する傾向が低い。加えて、本発明によるRMは、特に300〜380nm、好ましくは320〜360nmの範囲内の長いUV波長において良好な吸収性を示し、少量の残存物、即ちセル中の少量の未反応モノマーで、迅速および完全な重合が可能となる。
式Iの化合物は、これまでのところ先行技術において開示されていない。先行技術、例えばP.M.Cullis、S.Langman、I.D.PodmoreおよびM.C.R.Symons、J.Chem.Sci.Trans.1990年、86巻、3267頁(非特許文献8)には、ラジカルスカベンジャーとして使用するための第3級ヒドロキシ基を有する他の化合物が記載されている。従って、以降に開示され特許請求される通りの第三級ヒドロキシ基を含む化合物を、LC媒体中での迅速および完全なUV光重合およびPSAディスプレイにおけるプレチルト角の生成のための重合性モノマーとして使用できることは驚くべきことであった。
本発明の別の態様は、LC媒体およびLCディスプレイのための安定剤として以降に開示され特許請求される通りの式Iの化合物の使用に関する。よって、先行技術で使用されているようなLC媒体では、しばしば十分に高い信頼性を有さないことが観察された。
本明細書において使用する場合、用語「信頼性」は、照光による負荷、温度、湿度、電圧などの種々のストレスを負荷した際のディスプレイの性能品位を意味し、画像固着(ある領域および線状の画像固着)、ムラ、汚れなどのディスプレイに影響を与えるものを含み、LCディスプレイ分野の当業者に知られている。信頼性を分類する標準的なパラメータとしては、通常、電圧保持率(VHR:voltage holding ration)が使用され、電圧保持率は試験用ディスプレイにおいて一定電圧を維持する尺度である。VHR値が高いほど、媒体の信頼性は良好となる。
例えば、負の誘電異方性を有するLC媒体を使用するUB−FFSディスプレイの場合、信頼性の低下はLC分子と配向層のポリイミドとの相互作用によって説明することができ、その結果、ポリイミド配向層からイオンが抽出され、負の誘電率異方性を有するLC分子がそのようなイオンをより効果的に抽出する。
この結果、LC媒体をUB−FFSディスプレイで使用するための新たな要件が生じている。特に、LC媒体は、UV曝露後に高い信頼性および高いVHR値を示さなければならない。更なる要件は、高い比抵抗、広い動作温度範囲、低温においてすら短い応答時間、低い閾電圧、多数の中間調(灰色遮光)レベル、高いコントラストおよび広い視野角ならびに画像固着の低減である。
先行技術において観察される別の問題は、UB−FFSディスプレイを含むがこれに限定されないディスプレイで使用するLC媒体が、しばしば高粘度を示し、結果として高いスイッチ時間を示すことである。LC媒体の粘度およびスイッチ時間を短縮するために、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提案されてきた。しかしながら、アルケニル化合物を含有するLC媒体は、特にUV放射、また通常UV光を発しないディスプレイのバックライトからの可視光への暴露後にも信頼性および安定性の低下ならびにVHRの低下を示すことが、しばしば観察された。
信頼性および安定性の低下を低減するために、例えばHALS(hindered amine light stabiliser:ヒンダードアミン光安定剤)タイプなどの安定剤の使用が、例えば欧州特許第2 514 800号明細書(特許文献8)および国際特許出願公開第2009/129911号公報(特許文献9)に開示される通り提案された。典型的な例はTinuvin770で、下式の化合物である。
Figure 0006908369
それにもかかわらず例えば、典型的なCCFL−(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極蛍光ランプ)バックライトを照射すると、これらのLC混合物は、ディスプレイの動作中に依然として不十分な信頼性を示すことがある。
液晶の安定化に使用される異なる種類の化合物は、例えばドイツ国特許出願公開第19539141号公報(特許文献10)に記載される通りの下の化合物などのフェノールから誘導される酸化防止剤である。
Figure 0006908369
このような安定剤は、熱または酸素の影響に対してLC混合物を安定化させるために使用できるが、典型的な光のストレス下では利点を示さない。
それ自身も多くの異なるタイプの化合物の複雑な混合物である液晶がポリイミドを含む多種多様なものと相互作用するという、異なる種類の安定剤およびディスプレイにおける微小効果の複雑な動作モードのために、最良の材料の組み合わせを特定するために正しい安定剤を選択することは当業者にとっても困難な課題である。よって、適用可能な材料の範囲を広げるために、異なる特性を有する新しいタイプの安定剤に対する大きな需要が依然としてある。
欧州特許出願公開第1 170 626号公報 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号公報 米国特許出願公開第2006/0066793号公報 米国特許出願公開第2006/0103804号公報 米国特許第6,177,972号明細書 欧州特許第2 514 800号明細書 国際特許出願公開第2009/129911号公報 ドイツ国特許出願公開第19539141号公報
S.H.Jungら、Jpn.J.Appl.Phys.、43巻、3号、2004年、1028頁 S.H.Leeら、Appl.Phys.Lett.73巻(20号)、1998年、2882〜2883頁 S.H.Leeら、Liquid Crystals 39巻(9号)、2012年、1141〜1148頁 T.−J−Chenら、Jpn.J.Appl.Phys.45巻、2006年、2702〜2704頁 S.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7643〜7647頁 Appl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)、3264頁 Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁 P.M.Cullis、S.Langman、I.D.PodmoreおよびM.C.R.Symons、J.Chem.Sci.Trans.1990年、86巻、3267頁
従って本発明の他の目的は、上記の欠点を示さないか僅かな程度でのみ示し改良された特性を有するLCディスプレイ、特にVAディスプレイ、IPSディスプレイまたはUB−FFSディスプレイにおいて使用するための改良されたLC媒体を提供する方法を提供することである。本発明の更なる目的は、良好な透過率、高い信頼性、特にバックライト曝露後の高いVHR値、高い比抵抗、広い動作温度範囲、低温においてすら短い応答時間、低い閾電圧、多数の中間調(灰色遮光)レベル、高いコントラストおよび広い視野角ならびに画像の固着が低減されたLCディスプレイを提供することである。
この目的は、以降に記載され特許請求される通りの負の誘電異方性を有するLC媒体を含むLCディスプレイ、特にVAディスプレイ、IPSディスプレイまたはUB−FFSディスプレイにおいて使用するためのLC混合物を安定化する方法を提供することで本発明に従って達成された。特に本発明の発明者らは、安定剤として以降に記載され特許請求される通りの式Iの1種類以上の化合物を含み、好ましくは1種類以上のアルケニル化合物を含むLC媒体をVAディスプレイ、IPSディスプレイまたはUB−FFSディスプレイにおいて使用することで上の目的を達成できることを見い出した。また、そのような安定剤をUB−FFSディスプレイにおいて使用するためのLC媒体において使用する際に、驚くべきことに本発明による安定剤を含まないLC媒体と比較して、バックライト負荷後の信頼性およびVHR値が高いことも見い出された。
また上記の通り本発明による化合物は、例えばPS−VAなどのPSAディスプレイモードにおけるRMとしての使用にも適している。また驚くべきことに、1個以上の重合性基を含有するそのような化合物はLCの信頼性の点で有害であるのとは全く反対で、光によるストレス下でLC混合物を安定化するのにも適していることが見い出された。
また以降に記載する通りの安定剤を含むLC媒体を使用することで、粘度の低減およびより速いスイッチ時間などのアルケニルを含有するLC媒体の既知の利点を利用でき、同時にバックライト曝露後の改良された安定性および高いVHR値に至る。
<発明の概要>
本発明は、式Iの重合性化合物に関する。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現で同一または異なって以下の意味を有する:
Pは、重合性基であり、
Spは、1個以上の基PもしくはLで置換されていてもよいスペーサー基、または単結合であり、
、Aは、4〜30個の環原子を有する脂環式、ヘテロ環式、芳香族またはヘテロ芳香族基であり、また該基は縮合環を含有していてもよく、1個以上の基LまたはRで置換されていてもよく、
は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00−または単結合であり、
、R00は、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルであり、
Rは、H、L、P−Sp−またはL−Sp−であり、
Lは、F、Cl、−CN、P−Sp−、L、L−Sp−、または1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキルであり、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、−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P、F、ClまたはLで置き換えられていてもよく、
は、−C(Raa)(Rbb)OHであり、
aa、Rbbは、1〜20個のC原子を有する直鎖状のアルキル、3〜20個のC原子を有する分岐状のアルキルもしくは3〜12個のC原子を有する環状のアルキルであり、好ましくは4〜6個のC原子を有するか、またはRaa、Rbbは、それらが連結されているC原子と共に、3〜12個、好ましくは4〜6個のC原子を有する環状アルキル基を形成しており、ただし全ての前記基において、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−で置き換えられていてもよく、ただし、1個以上のH原子は、それぞれFまたはClで置き換えられていてもよく、
zは、1、2または3であり、
n1は、1、2、3または4であり、
ただし、化合物は少なくとも1個の基LまたはL−Sp−を含有することを特徴とする。
本発明は、更に、LC媒体およびLCディスプレイ、特にLC媒体、LCディスプレイの活性層または配向層(ただし、LCディスプレイは、好ましくは、PSAディスプレイである。)における重合性化合物またはRMとしての式Iの化合物の使用に関する。
本発明は、更に、LC媒体およびLCディスプレイ、特にLC媒体、LCディスプレイの活性層または配向層における安定剤としての式Iの化合物の使用に関する。
本発明は、更に、式Iの化合物を調製する方法と、これらの方法で使用されるか入手される新規な中間体とに関する。
本発明は、更に、1種類以上の式Iの化合物を含むLC媒体に関する。
本発明は、更に、1種類以上の安定剤を含むLC媒体に関し、安定剤の少なくとも1種類は式Iの化合物である。
本発明は、更に、1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体に関し、重合性化合物の少なくとも1種類は式Iの化合物である。
本発明は、更に、
・1種類以上の重合性化合物(それらの少なくとも1種類は式Iの化合物である。)を含み、好ましくはそれらより成る重合性成分A)と、
・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含み、好ましくはそれらより成り、以下では「LCホスト混合物」とも呼ぶ液晶成分B)と
を含むLC媒体に関する。
以降、本発明によるLC媒体の液晶成分B)を「LCホスト混合物」とも呼び、非重合性の低分子量化合物より選択する1種類以上、好ましくは少なくとも2種類のメソゲンまたはLC化合物を好ましくは含む。
本発明は、更に、LCホスト混合物または成分B)が、アルケニル基を含む少なくとも1種類のメソゲンまたは液晶化合物を含む、上および下に記載する通りのLC媒体に関する。
本発明は、更に、式Iの化合物または成分A)の重合性化合物が重合されている、上および下に記載する通りのLC媒体またはLCディスプレイに関する。
本発明は、更に、上および下に記載する通りのLC媒体を調製する方法であって、上および下に記載する通りの1種類以上のメソゲンまたはLC化合物、またはLCホスト混合物またはLC成分B)を、式Iの1種類以上の化合物と、および、任意成分として更なるLC化合物および/または添加剤と混合する工程を含む方法に関する。
本発明は、更に、電界または磁界を好ましくは印加しながら、PSAディスプレイにおいて、式Iの化合物(1種類または多種類)をその場で重合することによって、LC媒体中にチルト角を生成するために、PSAディスプレイにおいて本発明による式Iの化合物およびLC媒体を使用すること、特に、LC媒体を含有するPSAディスプレイにおいて使用することに関する。
本発明は、更に、本発明による1種類以上の式Iの化合物またはLC媒体を含むLCディスプレイ、特に、PSAディスプレイ、特に好ましくは、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VAまたはPS−TNディスプレイに関する。
本発明は、更に、1種類以上の式Iの化合物または上に記載する通りの重合性成分A)を重合することで得られるポリマーを含むか、または、本発明によるLC媒体を含むLCディスプレイに関し、それらは好ましくはPSAディスプレイ、非常に好ましくは、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VAまたはPS−TNディスプレイである。
本発明は、更に、2枚の基板(それらの少なくとも一方は光に対して透明である。)と、それぞれの基板上に提供された電極または基板の一方のみ上に提供された2つの電極と、上および下に記載する通りの1種類以上の重合性化合物およびLC成分を含み基板間に配置されたLC媒体の層(ただし、重合性化合物はディスプレイの基板間で重合されている。)とを含むPSAタイプのLCディスプレイに関する。
本発明は、更に、上および下に記載する通りのLCディスプレイを製造する方法であって、上および下に記載する通りの1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体をディスプレイの基板間に充填または他の方法で提供する工程と、重合性化合物を重合する工程とを含む方法に関する。
本発明によるPSAディスプレイは、好ましくは透明層の形態で基板の一方または両方に設ける2つの電極を有する。幾つかのディスプレイ、例えば、PS−VA、PS−OCBまたはPS−TNディスプレイにおいては、2枚の基板のそれぞれに1つの電極を設ける。他のディスプレイ、例えば、PS−正−VA、PS−IPSまたはPS−FFSまたはPS−UB−FFSディスプレイにおいては、2枚の基板の一方のみに両方の電極を設ける。
好ましい実施形態において、ディスプレイの電極に電圧を印加しながらLCディスプレイ内で重合性成分を重合する。
重合性成分の重合性化合物は、好ましくは光重合で重合し、非常に好ましくはUV光重合で重合する。
本発明は、更に、イオン性不純物および/または酸素および/または湿度に起因する望まない化学反応または劣化に対してLC媒体を安定化するために、本発明による式Iの化合物およびLC媒体のLCディスプレイにおける安定剤としての使用、特に、LC媒体を含むLCディスプレイにおける使用に関する。
本発明は、更に、安定剤として式Iの1種類以上の化合物または本発明によるLC媒体を含むLCディスプレイ、特にVA、IPSもしくはUB−FFSディスプレイ、またはTN、OCB、FFSもしくは正VAディスプレイに関する。
<発明の詳細な説明>
他に述べない限り、用語「紫外(ultraviolet、UV)光」は、電磁スペクトルの310〜400nmの波長領域内の光を意味する。
他に述べない限り、式Iの化合物は、アキラル化合物より選択する。
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「スペーサー基」は、以降では「Sp」とも呼ばれ、当業者に既知で文献に記載されており、例えば、Pure Appl.Chem.2001年、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁を参照。本明細書で使用する場合、用語「スペーサー基」または「スペーサー」は、重合性メソゲン化合物中でメソゲン基および重合性基(1個または複数)を連結している屈曲性の基、例えばアルキレン基を意味する。
上および下において、
Figure 0006908369
は、トランス−1,4−シクロヘキシレン環を表し、
Figure 0006908369
は、1,4−フェニレン環を表す。
Figure 0006908369
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を表す。
−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、即ち、
Figure 0006908369
を表す。
Figure 0006908369
は、酸素フリーラジカルを表す。
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、上で定義する通りの「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、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い。
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。
Figure 0006908369
式中、Lは上に示す意味の1つを有する。
重合性基Pは、例えば、フリーラジカルまたはイオン性連鎖重合、重付加または重縮合などの重合反応に適するか、または、例えば、ポリマー主鎖上への付加または縮合といったポリマー類似反応に適する基である。連鎖重合のための基、特に、C=C二重結合またはC≡C三重結合を含有するもの、および、例えば、オキセタンまたはエポキシド基などの開環重合に適する基が特に好ましい。
好ましい基Pは、CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 0006908369
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−以外の上で定義する通りの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 0006908369
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 0006908369
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P−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を表し、
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I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I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I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 0006908369
式中、Pは式Iで定義する通りであり、
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 0006908369
上記および下記の通りの式I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I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Iおよびそれのサブ式の化合物において、RaaおよびRbbは好ましくは、1〜12個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたは3〜12個のC原子を有する分岐状のアルキルを表す。より好ましくはRaaおよびRbbは、それぞれ互いに独立に、メチル、エチル、プロピルおよびブチル、非常に好ましくはメチルまたはエチル、最も好ましくはメチルを表す。
aaおよびRbbが、それらが連結されているC原子と共に、3〜12個のC原子を有する環状アルキル基、非常に好ましくはシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルまたはシクロヘキシル基を形成している上記および下記の通りの式Iおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
非常に好ましくは、式Iの化合物は、以下の式から選択される基Lまたは−Sp−Lを含有する。
Figure 0006908369
式中、アスタリスクは式Iの化合物における隣接する基への連結を表す。
本発明の他の好ましい実施形態において式Iおよびそのサブ式の化合物は、1個以上の基Lで置換されている直鎖状または分岐状のアルキレンスペーサー基Spを含有する。この好ましい実施形態による式Iの好ましい化合物は、以下の式から選択される基P−Sp−を含有する。
Figure 0006908369
式中、PおよびLは式Iで定義される通りであるか、または上および下で与えられる意味の1つを有し、ccは1、2、3、4、5または6、好ましくは1、2または3である。
式Iの好ましい化合物は、式SL1、SL2およびSL3から選択され、非常に好ましくは式SL1である1個以上の基P−Sp−を含有する。
式Iの化合物において、Zは好ましくは単結合である。
式Iの化合物においてAおよびAは、好ましくは、1個以上の基L、P−Sp−、LまたはL−Sp−で置換されていてもよいベンゼン、ナフタレン、フェナントレンまたはアントラセンを表す。
好ましくは式Iにおける−A−(Z−A−は、ベンゼン、ビフェニレン、p−ターフェニレン(1,4−ジフェニルベンゼン)、m−ターフェニレン(1,3−ジフェニルベンゼン)、ナフチレン、2−フェニル−ナフチレン、フェナントレン、アントラセン、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンを表し、これらは全て1個以上の基L、P−Sp−、LまたはL−Sp−で置換されていてもよい。
式I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 0006908369
Figure 0006908369
式中、ベンゼン環は1個以上の基L、P−Sp−、LまたはL−Sp−で置換されていてもよい。
上記および下記の通りの式Iおよびそのサブ式の化合物において、−A−(Z−A−は、好ましくは式A1、A2、A5、A8およびA9から、非常に好ましくは式A1、A2およびA5から選択される。
式Iの好ましい化合物は、以下のサブ式から選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、P、Sp、RおよびLは、式Iで与える意味を有し、
r1、r3、r7は、それぞれ互いに独立に、0、1、2または3であり、
r2は、0、1、2、3または4であり、
r4、r5、r6は、それぞれ互いに独立に、0、1または2であり、
ただし、r1+r7は1以上であり、r1+r2+r3は1以上であり、r4+r5は1以上であり、r1+r3+r4は1以上であり、少なくとも1個のLはLまたはL−Spを表し、ただし、Lは式Iで定義される通りであり、および/または
ただし、化合物は、Lで置換された少なくとも1個の基Spを含有する。
2個の基Rの一方がHであり、他方がP−Spである式I1〜I7の化合物が好ましい。
両方の基RがHを表す式I1〜I7の化合物が更に好ましい。
両方の基RがP−Spを表す式I1〜I7の化合物が更に好ましい。
式I1、I2およびI5の化合物が非常に好ましい。
以下のサブ式から選択する式IおよびI1〜I7の化合物が更に好ましい。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、P、Sp、Sp(P)、Lおよびr1〜r7は、式Iで与える意味または上および下で与える通りの好ましい意味の1つを有し、および
r1+r7は1以上であり、r1+r2+r3は1以上であり、r4+r5は1以上であり、r1+r3+r4は1以上であり、少なくとも1個のLはLまたはL−Spを表し、ただし、Lは式Iで定義される通りであり、および/または
化合物は、Lで置換された少なくとも1個の基Spを含有する。
好ましくは、式I1−2、I2−2、I3−2、I4−2、I5−2、I6−2、I6−4およびI7−2において、基−Sp(Sp)は、上で定義する通りの式S1〜S8またはS1a〜S3aから選択する。
式Iの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から選択する。
Figure 0006908369
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式中、P、Sp、Sp(P)およびLは上および下に与える意味を有し、
ただし、Spは好ましくは単結合と異なり、
Sp’は基Lで置換されたスペーサー基で、好ましくは式SL1〜SL4から選択され、
は上および下でLに与える意味の1つを有し、好ましくはLと異なる。
サブ式I1−1−1〜I9−1−1の非常に好ましい化合物は、全ての基Pが同一でアクリレートまたはメタクリレート、好ましくはメタクリレートを表すものであり、更に、Spが、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−または−(CHp1−CO−O−であり、ただし、p1は1〜12、好ましくは1〜6の整数であり、O−またはCO−基がベンゼン環に連結しているものであり、更に、Sp(P)がS1〜S8、非常に好ましくはサブ式S1a〜S3aから選択するものであり、更にSp’が式SL1から選択されるものであり、更にLがFであるかL−Sp−を表し、好ましくはFであるものであり、更にLが式1〜5から選択され、最も好ましくは式1であるものである。
式Iおよびそれのサブ式の更に好ましい化合物は、以下の好ましい実施形態(それらの任意の組合せを含む。)から選択する。
・化合物中の全ての基Pは、同一の意味を有する。
・−A−(Z−A−は式A1、A2、A5、A8およびA9、非常に好ましくは式A1、A2およびA5から選択される。
・化合物は、2個のみの重合性基(基Pで表される。)を含有する。
・化合物は、3個のみの重合性基(基Pで表される。)を含有する。
・Pは、アクリレート、メタクリレートおよびオキセタン、非常に好ましくはアクリレートまたはメタクリレートから成る群より選択される。
・化合物は、少なくとも1個、好ましくは1個のみの基P−Sp−を含有し、ただし、SpはLで置換されており、好ましくは式SL1〜SL4から、非常に好ましくは式SL1、SL2およびSL3から選択される。
・Spは、単結合と異なる場合、−(CHp2−、−(CHp2−O−、−(CHp2−CO−O−、−(CHp2−O−CO−であり、ただし、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(P)は、サブ式S11〜S31から選択する。
・Sp’は、式SL1から選択する。
・Rは、P−Sp−を表す。
・Rは、重合性基を表さず含有しない。
・Rは重合性基を表さず含有せず、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキルを表し、ただし、1個以上の隣接していないCH基は、O−および/または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またはLで置き換えられていてもよい。
・Lは、L−Sp−と異なる場合、F、ClまたはCNを表す。
・L’は、Fである。
・Lは、−C(CH−OH、−C(C−OHまたは−C(CH)(C)OH、非常に好ましくは−C(CH−OHを表す。
・Lは、式1〜5から選択される。
・r1、r2およびr3は、0または1を表す。
・r1、r2、r3、r4、r5およびr6は、0または1を表す。
・r1およびr7の一方は0であり、他方が1である。
・r1は1であり、r2およびr3は0である。
・r3は1であり、r1およびr2は0である。
・r4およびr5の一方は0であり、他方が1である。
・r4およびr6は0であり、r5は1である。
・r1およびr4は0であり、r3は1である。
・r1およびr3は0であり、r4は1である。
・r3およびr4は0であり、r1は1である。
式Iおよびそのサブ式の非常に好ましい化合物は、以下のリストから選択される。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、「Met」はメチルであり、「Et」はエチルである。
本発明は、更に、式II1〜II9の化合物に関する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、
Sp、L、r1〜6およびqは、式I1〜I9で定義する通りであり、
Rは、HまたはPg−Spを表し、
Pgは、OH、保護されたヒドロキシ基またはマスクされたヒドロキシ基を表す。
式II1〜II9の好ましい化合物は、PがPgで置き換えられた上で定義するサブ式I1−1〜I9−2およびI1−1−1〜I9−1−1から選択する。
適切な保護されたヒドロキシ基Pgは、当業者に既知である。ヒドロキシ基のための好ましい保護基は、アルキル、アルコキシアルキル、アシル、アルキルシリル、アリールシリルおよびアリールメチル基、特に、2−テトラヒドロピラニル、メトキシメチル、メトキシエトキシメチル、アセチル、トリイソプロピルシリル、tert−ブチルジメチルシリルまたはベンジルである。
用語「マスクされたヒドロキシ基」は、化学的にヒドロキシ基に転化できる任意の官能基を意味すると理解される。適切なマスクされたヒドロキシ基Pgは、当業者に既知である。
式IIの化合物は、式Iおよびそれのサブ式の化合物を調製するための中間体に適している。
本発明は、更に、式Iおよびそれのサブ式の化合物を調製するための中間体としての式IIの化合物の使用に関する。
式IおよびIIおよびそれらのサブ式の化合物および中間体は、当業者に既知で、例えば、Houben−Weyl、Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry]、Thieme−Verlag、Stuttgartなどの有機化学の標準的な著作に記載される方法に類似して調製できる。
例えば、重合性基Pを含有する対応する酸、酸誘導体またはハロゲン化された化合物を使用して、PgがOHを表す式IIの中間体をエステル化またはエーテル化することで、式Iの化合物を合成できる。
例えば、ピリジンまたはトリエチルアミンおよび4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP:4−(N,N−dimethylamino)pyridine)などの塩基の存在下において、例えば、塩化(メタ)アクリルまたは(メタ)アクリル酸無水物などの酸誘導体で対応するアルコールをエステル化して、アクリル酸またはメタアクリル酸エステルを調製できる。あるいは、脱水試薬、例えばステグリッヒによるジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC:dicyclohexylcarbodiimide)、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(EDC:N−(3−dimethylaminopropyl)−N’−ethylcarbodiimide)またはN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド塩酸塩およびDMAPの存在下において、(メタ)アクリル酸でアルコールをエステル化して、エステルを調製できる。
更なる適切な方法は、例に示す。
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される通りの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、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通常の電極層、および任意の第2配向層を含む第2基板と;
・上および下に記載する通りの重合性成分Aおよび液晶成分B(ただし、重合性成分Aは重合されていてもよい。)を含むLC媒体を含み、第1および第2基板間に配置されたLC層と
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く、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A)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Iの化合物は、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工程で使用し、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、UV1工程でも使用できる。);
・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、一般的に6〜100Jであり、製造工程の条件による。
好ましくは、PSAディスプレイで使用するための本発明によるLC媒体は、重合性成分A)または式Iの1種類以上の重合性化合物と、上および下に記載する通りのLC成分B)またはLCホスト混合物とから本質的になる。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。
1種類、2種類または3種類の式Iの化合物を含むLC媒体が特に好ましい。
更に、重合性成分A)が式Iの化合物を排他的に含むLC媒体が好ましい。
更に、液晶成分B)またはLCホスト混合物がネマチック液晶相を有し、好ましくはキラル液晶相を有さないLC媒体が好ましい。
LC成分B)またはLCホスト混合物は、好ましくは、ネマチックLC混合物である。
更に、式Iのアキラル化合物が好ましく、成分Aおよび/またはBの化合物がアキラル化合物から成る群より排他的に選択するLC媒体が好ましい。
好ましくは、LC媒体中における重合性成分A)の割合は0%より多く5%未満、非常に好ましくは0%より多く1%未満、最も好ましくは0.01%〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体中における式Iの化合物の割合は0%より多く5%未満、非常に好ましくは0%より多く1%未満、最も好ましくは0.01%〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体中におけるLC成分B)の割合は、95%〜100%未満、非常に好ましくは99%〜100%未満である。
好ましい実施形態において、重合性成分A)の重合性化合物は式Iより排他的に選択する。
他の好ましい実施形態においては、式Iの化合物に加えて、重合性成分A)は1種類以上の更なる重合性化合物(「コモノマー」)を含み、それらは、好ましくはRMより選択する。
適切で好ましいメソゲンコモノマーは、以下の式より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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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、
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M2、M13、M17、M22、M23、M24およびM30の化合物が特に好ましい。
更に、三反応性化合物M15〜M30、特に、M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30およびM31が好ましい。
式M1〜M31の化合物において、
Figure 0006908369
ただし、Lは、それぞれの出現において同一または異なって、上および下で与える意味の1つを有し、好ましくは、F、Cl、CN、NO、CH、C、C(CH、CH(CH、CHCH(CH)C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCまたはP−Sp−、非常に好ましくは、F、Cl、CN、CH、C、OCH、COCH、OCFまたはP−Sp−、より好ましくは、F、Cl、CH、OCH、COCHまたはOCF、特に、FまたはCHである。
本発明の他の好ましい実施形態において、LC媒体は、式Iの化合物以外の重合性化合物を一切含有しない。
式Iの化合物を安定剤として使用する場合、本発明によるLC媒体中の式Iの化合物の割合は、好ましくは0より多く1000ppmまで、特に好ましくは100〜750ppm、非常に特に好ましくは300〜600ppmである。
また式Iの化合物に加えて、LC媒体は1種類以上の追加の安定剤も含んでよい。適切な追加の安定剤は、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などや、下の表Cから選択される安定剤である。追加の安定剤を用いる場合、LC媒体中の安定剤の割合は、好ましくは10〜1000ppm、特に好ましくは50〜500ppmである。
式Iの化合物および任意成分である上記の更なる重合性化合物に加え、本発明によるLCディスプレイにおいて使用するためのLC媒体は、非重合性の低分子量化合物より選択する1種類以上、好ましくは2種類以上のLC化合物を含むLC混合物(「ホスト混合物」)を含む。これらのLC化合物は、重合性化合物の重合のために適用される条件下において重合反応に対して安定および/または非反応性となるようにに選択する。
原理的には、従来のディスプレイにおける使用に適する任意のLC混合物がホスト混合物として適する。適切なLC混合物は当業者に既知で文献に記載されており、例えば、欧州特許出願公開第1 378 557号公報におけるVAディスプレイ中の混合物、および、欧州特許出願公開第1 306 418号公報およびドイツ国特許出願公開第102 24 046号公報におけるOCBディスプレイ中の混合物である。
式Iの化合物は、アルケニル基を含む1種類以上のメソゲンまたはLC化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)を含むLCホスト混合物における使用に特に適しており、ただし、該アルケニル基は、式Iの化合物およびLC媒体中に含有される他の重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して安定である。先行技術より既知のRMと比較して、そのようなLCホスト混合物において、式Iの化合物は、溶解性、反応性またはチルト角を生成する能力などの改良された特性を示す。
よって、式Iの化合物に加え、本発明によるLC媒体は、アルケニル基を含む1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)を含み、ただし、このアルケニル基は、式Iの化合物およびLC媒体中に含有される他の重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して好ましくは安定である。
アルケニル化合物におけるアルケニル基は、好ましくは、特に2〜25個のC原子を有する、特に好ましくは2〜12個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルケニルより選択され、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、−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および/またはClで置き換えられていてもよい。
好ましいアルケニル基は、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルおよびシクロヘキセニルであり、特に、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、1,4−シクロヘキセン−1−イルおよび1,4−シクロヘキセン−3−イルである。
アルケニル基を含有する化合物のLCホスト混合物における濃度(即ち、重合性化合物は一切関与しない。)は、好ましくは5%〜100%、非常に好ましくは20%〜60%である。
アルケニル基を有する化合物を1〜5種類、好ましくは1種類、2種類または3種類含有するLC混合物が特に好ましい。
アルケニル基を含有するメソゲンおよびLC化合物は、好ましくは、下で定義する式ANおよびAYから選択する。
式Iの化合物または上記の重合性成分A)に加え、本発明によるLC媒体は、非重合性の低分子量化合物より選択する1種類以上、好ましくは2種類以上のLC化合物を含むLC成分B)またはLCホスト混合物を含む。これらのLC化合物は、重合性化合物の重合に適用される条件において、重合反応に対し安定でありおよび/または非反応性であるように選択する。
第1の好ましい実施形態において、LC媒体は、負の誘電異方性を有する化合物を基礎とするLC成分B)またはLCホスト混合物を含有する。その様なLC媒体は、特に、VA、IPS、UB−FFS、PS−VA、PS−IPSおよびPS−UB−FFSディスプレイにおける使用に適する。そのようなLC媒体の特に好ましい実施形態は、下の項目a)〜z3)のものである。
a)成分B)またはLCホスト混合物が、式CYおよびPYから選択する1種類以上の化合物を含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、
aは、1または2を表し、
bは、0または1を表し、
Figure 0006908369
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよい。)、好ましくは、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し、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合、好ましくは、単結合を表し、
1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、LおよびLの両方がFを表すか、または、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表すか、または、LおよびLの両方がFを表すか、または、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式CYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、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PYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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。
b)成分B)またはLCホスト混合物が、アルケニル基を含む1種類以上のメソゲンまたはLC化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)(ただし、該アルケニル基は、LC媒体中に含有される重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して安定である。)を含むLC媒体。
好ましくは、成分B)またはLCホスト混合物は、式ANおよびAYから選択する1種類以上のアルケニル化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一または異なって、それぞれ互いに独立に以下の意味を有する:
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルで、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合、RA2の意味の1つも表し、
A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルで、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合であり、好ましくは単結合であり、
1、2は、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFHであり、好ましくは、H、FまたはClであり、
xは、1または2であり、
zは、0または1である。
式ANおよびAYの好ましい化合物は、RA2が、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルおよびヘプテニルから選択するものである。
好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択する式ANの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。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。
好ましくは、成分B)またはLCホスト混合物は、式AN1、AN2、AN3およびAN6から選択する1種類以上の化合物、非常に好ましくは式AN1の1種類以上の化合物を含む。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択する式ANの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、
mは、1、2、3、4、5または6を表し、
iは、0、1、2または3を表し、
b1は、H、CHまたはCである。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択する1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式AN1a2およびAN1a5の化合物が最も好ましい。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択する式AYの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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、
「(O)」は、O−原子または単結合を表し、
alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。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。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択する式AYの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、
mおよびnは、それぞれ互いに独立に、1、2、3、4、5または6を表し、
alkenyl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。
好ましくは、LC媒体中の式ANおよびAYの化合物の割合は2〜70重量%、非常に好ましくは5〜60重量%、最も好ましくは10〜50重量%である。
好ましくは、LC媒体またはLCホスト混合物は、式ANおよびAYから選択する1〜5種類、好ましくは1種類、2種類または3種類の化合物を含有する。
本発明の他の好ましい実施形態において、LC媒体は、式AY14、非常に好ましくはAY14aの1種類以上の化合物を含む。LC媒体中の式AY14またはAY14aの化合物の割合は、好ましくは3〜20重量%である。
式ANおよび/またはAYのアルケニル化合物を添加することで、LC媒体の粘度を低下し、応答時間を短くすることが可能になる。
c)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、以下の意味を有する:
Figure 0006908369
Figure 0006908369
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−で置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−または単結合、好ましくは、単結合を表す。
式ZKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
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は、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。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ZK1の化合物が特に好ましい。
式ZKの特に好ましい化合物は、以下のサブ式より選択する。
Figure 0006908369
式中、プロピル、ブチルおよびペンチル基は直鎖状の基である。
式ZK1aの化合物が最も好ましい。
d)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一または異なって、以下の意味を有する:
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよい。)、好ましくは、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し、
Figure 0006908369
Figure 0006908369
および、
eは、1または2を表す。
式DKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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は、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。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。
e)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、個々の基は以下の意味を有する:
Figure 0006908369
少なくとも1個の環Fは、シクロヘキシレンと異なり、
fは、1または2を表し、
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−または単結合、好ましくは、単結合を表し、
およびLは、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、基LおよびLの両方がFを表すか、または、基LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式LYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、Rは上で示される意味を有し、alkylは1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は酸素原子または単結合を表し、vは1〜6の整数を表す。Rは、好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル、または、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル、特に、CH、C、n−C、n−C、n−C11、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。
f)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択する1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、alkylはC1〜6−アルキルを表し、LはHまたはFを表し、Xは、F、Cl、OCF、OCHFまたはOCH=CFを表す。XがFを表す式G1の化合物が特に好ましい。
g)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択する1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、RはRに上で示される意味の1つを有し、alkylはC1〜6−アルキルを表し、dは0または1を表し、zおよびmは、それぞれ互いに独立に、1〜6の整数を表す。これらの化合物におけるRは、特に好ましくは、C1〜6−アルキルまたは−アルコキシまたはC2〜6−アルケニルであり、dは、好ましくは、1である。本発明によるLC媒体は、好ましくは、上述の式の1種類以上の化合物を、5重量%以上の量で含む。
h)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択する1種類以上のビフェニル化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
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。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。
LCホスト混合物における式B1〜B3のビフェニルの割合は、好ましくは、少なくとも3重量%、特に5重量%以上である。
式B2の化合物が特に好ましい。
式B1〜B3の化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
式中、alkylは、1〜6個のC原子を有するアルキル基を表す。本発明による媒体は、特に好ましくは、式B1aおよび/またはB2cの1種類以上の化合物を含む。
i)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上のターフェニル化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、RおよびRは、それぞれ互いに独立に、上でに示される意味の1つを有し、および
Figure 0006908369
式中、Lは、FまたはCl、好ましくは、Fを表し、Lは、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHF、好ましくは、Fを表す。
式Tの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、Rは1〜7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、Rは2〜7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し、mは1〜6の整数を表す。R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。
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、ブトキシまたはペントキシを表す。
本発明によるLCホスト混合物は、好ましくは、式Tおよびその好ましいサブ式のターフェニルを、0.5〜30重量%、特に、1〜20重量%の量で含む。
式T1、T2、T3およびT21の化合物が特に好ましい。これらの化合物において、Rは、好ましくは、それぞれ1〜5個のC原子を有するアルキル、更に、アルコキシを表す。
混合物のΔnの値が0.1以上となる場合、好ましくは、本発明によるLC媒体中においてターフェニルを用いる。好ましいLC媒体は、好ましくは、化合物T1〜T22の群より選択され、2〜20重量%の1種類以上の式Tのターフェニル化合物を含む。
k)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択する1種類以上のクオーターフェニル化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、
は、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシもしくはオキサアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシであり、Rは全てフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化されたアルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有するハロゲン化されたアルケニルもしくはアルケニルオキシであり、
Q1〜LQ6は、それぞれ互いに独立にHまたはFであり、ただし、LQ1〜LQ6の少なくとも1つはFである。
式Qの好ましい化合物は、Rが2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル、非常に好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルを表すものである。
式Qの好ましい化合物は、LQ3およびLQ4がFのものである。式Qの更に好ましい化合物は、LQ3、LQ4ならびにLQ1およびLQ2の1個または2個がFのものである。
式Qの好ましい化合物は、XがFまたはOCF、非常に好ましくはFを表すものである。
式Qの化合物は、好ましくは、以下のサブ式より選択する。
Figure 0006908369
式中、Rは式Qの意味の1つまたは上および下で与える好ましい意味の1つを有し、好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルである。
式Q1の化合物、特にRがn−プロピルである化合物が特に好ましい。
好ましくは、LCホスト混合物における式Qの化合物の割合は0重量%より多く〜5重量%以下、非常に好ましくは0.1〜2重量%、最も好ましくは0.2〜1.5重量%である。
好ましくは、LCホスト混合物は1〜5種類、好ましくは1または2種類の式Qの化合物を含有する。
LCホスト混合物に式Qのクオーターフェニル化合物を添加することで、高いUV吸収を維持しながらODFムラを低減でき、迅速および完全な重合が可能となり、チルト角の強力および迅速な生成が可能となり、LC媒体のUV安定性が増加する。
加えて、負の誘電異方性を有するLC媒体に式Qの化合物を添加すると、式Qの化合物は正の誘電異方性を有しているため、誘電定数εおよびεの値をより良好に制御でき、特に、誘電異方性Δεを一定に保ちながら誘電定数εの高い値を達成することが可能となり、よって、キックバック電圧を低減し、画像の固着を低減する。
l)成分B)またはLCホスト混合物が、式Cの1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、
は、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキルまたは2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、該基はフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化されたアルキルもしくはアルコキシまたは2〜6個のC原子を有するハロゲン化されたアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、
C1、LC2は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、ただし、LC1およびLC2の少なくとも一方はFである。
式Cの好ましい化合物は、Rが2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル、非常に好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルを表すものである。
式Cの好ましい化合物は、LC1およびLC2がFであるものである。
式Cの好ましい化合物は、XがFまたはOCF、非常に好ましくはFを表すものである。
式Cの好ましい化合物は、以下の式から選択する。
Figure 0006908369
式中、Rは式Cの意味の1つまたは上および下に与える式Cの好ましい意味の1つを有し、好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチル、非常に好ましくはn−プロピルである。
好ましくは、LCホスト混合物中における式Cの化合物の割合は、0より大きく〜10重量%以下、非常に好ましくは0.1〜8重量%、最も好ましくは0.2〜5重量%である。
好ましくは、LCホスト混合物は、1〜5種類、好ましくは1種類、2種類または3種類の式Cの化合物を含有する。
加えて、負の誘電異方性を有するLC媒体に式Cの化合物を添加すると、式Cの化合物は正の誘電異方性を有しているため、誘電定数εおよびεの値をより良好に制御でき、特に、誘電異方性Δεを一定に保ちながら誘電定数εの高い値を達成することが可能となり、よって、キックバック電圧を低減し、画像の固着を低減する。加えて、式Cの化合物を添加することで、LC媒体の粘度を低下させ、応答時間の短縮が可能となる。
m)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択する1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、RおよびRは上で示される意味を有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す。
好ましい媒体は、式O1、O3およびO4より選択する1種類以上の化合物を含む。
n)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を追加的に、好ましくは3重量%より多く、特には5重量%以上、非常に特に好ましくは5〜30重量%の量で含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、
Figure 0006908369
は、H、CH、Cまたはn−Cを表し、(F)は任意のフッ素置換基を表し、qは、1、2または3を表し、RはRに示される意味の1つを有する。
式FI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する。
Figure 0006908369
式中、Rは、好ましくは、直鎖状のアルキルを表し、Rは、CH、Cまたはn−Cを表す。式FI1、FI2およびFI3の化合物が特に好ましい。
o)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択する1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、RはRに示される意味を有し、alkylは1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。
p)成分B)またはLCホスト混合物が、例えば、以下の式から成る群より選択する化合物などのテトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含有する1種類以上化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、
10およびR11は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよい。)、好ましくは、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し、
および、R10およびR11は、好ましくは、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または2〜6個のC原子を有する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=CH−CHCH−、−CHCHCH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH−または単結合を表す。
q)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上のジフルオロジベンゾクロマンおよび/またはクロマンを追加的に、好ましくは3〜20重量%の量、特に3〜15重量%の量で含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、
11およびR12は、それぞれ互いに独立に、R11に対して上で示される意味の1つを有し、
環Mは、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、
は、−C−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−または−O−CO−であり、
cは、0、1または2である。
式BC、CRおよびRC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する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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、(O)は酸素原子または単結合を表し、cは1または2であり、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。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。
1種類、2種類または3種類の式BC−2の化合物を含むLCホスト混合物が、非常に特に好ましい。
r)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上のフッ素化されたフェナントレンおよび/またはジベンゾフランを追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、R11およびR12は、それぞれ互いに独立に、R11に対して上で示される意味の1つを有し、bは0または1を表し、LはFを表し、rは1、2または3を表す。
式PHおよびBF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する。
Figure 0006908369
式中、RおよびR’は、それぞれ互いに独立に、1〜7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す。
s)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の単環化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006908369
式中、
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよい。)、好ましくは、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し、
およびLは、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFを表す。
好ましくは、LおよびLの両方がFを表すか、LおよびLの一方がFで他方がClを表す。
式Yの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
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す。AlkenylおよびAlkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
特に好ましい式Yの化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
式中、Alkoxyは、好ましくは、3個、4個または5個のC原子を有する直鎖状のアルコキシを表す。
t)上および下に記載する通りの重合性化合物は別として、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含有する化合物を含有しないLC媒体。
u)成分B)またはLCホスト混合物が、1〜8種類、好ましくは1〜5種類の式CY1、CY2、PY1および/またはPY2の化合物を含むLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物全体における割合は、好ましくは5〜60%、特に好ましくは10〜35%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれの場合で2〜20%である。
v)成分B)またはLCホスト混合物が、1〜8種類、好ましくは1〜5種類の式CY9、CY10、PY9および/またはPY10の化合物を含むLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物全体における割合は、好ましくは5〜60%、特に好ましくは10〜35%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれの場合で2〜20%である。
w)成分B)またはLCホスト混合物が、1〜10種類、好ましくは1〜8種類の式ZKの化合物、特に、式ZK1、ZK2および/またはZK6の化合物を含むLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物全体における割合は、好ましくは3〜25%、特に好ましくは5〜45%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれの場合で2〜20%である。
x)LCホスト混合物全体における式CY、PYおよびZKの化合物の割合は70%を超え、好ましくは、80%を超えるLC媒体。
y)LCホスト混合物が、好ましくは式ANおよびAYから選択し、非常に好ましくは式AN1、AN3、AN6およびAY14から選択し、最も好ましくは式AN1a、AN3a、AN6aおよびAY14から選択するアルケニル基を含有する1種類以上の化合物を含有するLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物中における濃度は、好ましくは、2〜70%、非常に好ましくは、3〜55%である。
z)成分B)またはLCホスト混合物が、式PY1〜PY8、非常に好ましくは式PY2より選択する1種類以上、好ましくは1〜5種類の化合物を含有するLC媒体。LCホスト混合物全体におけるこれらの化合物の割合は、好ましくは1〜30%、特に好ましくは2〜20%である。これらの個々の化合物の割合は、好ましくは、それぞれの場合で1〜20%である。
z1)成分B)またはLCホスト混合物が、式T1、T2およびT5から、非常に好ましくは式T2から選択する1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の化合物を含有するLC媒体。LCホスト混合物全体におけるこれらの化合物の割合は、好ましくは1〜20%である。
z2)LCホスト混合物が、式CYおよびPYから選択する1種類以上の化合物と、式ANおよびAYから選択する1種類以上の化合物と、式TおよびQから選択する1種類以上の化合物とを含有するLC媒体。
z3)LCホスト混合物が、1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式BF1の化合物ならびに1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式AY14、AY15およびAY16から選択する化合物、非常に好ましくは式AY14の化合物を含有するLC媒体。LCホスト混合物中における式AY14〜AY16の化合物の比率は、好ましくは2〜35%、非常に好ましくは3〜30%である。LCホスト混合物中における式BF1の化合物の比率は、好ましくは0.5〜20%、非常に好ましくは1〜15%である。更に好ましくは、この好ましい実施形態によるLCホスト混合物は、1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式Tの化合物、好ましくは式T1、T2およびT5から選択する化合物、非常に好ましくはT2およびT5から選択する化合物を含有する。LCホスト混合物中における式Tの化合物の比率は、好ましくは0.5〜15%、非常に好ましくは1〜10%である。
第2の好ましい実施形態において、LC媒体は、正の誘電異方性を有する化合物を基礎とするLCホスト混合物を含有する。そのようなLC媒体は、特に、TN、OCB、正−VA、IPS、FFS、PS−OCB、PS−TN、PS−正−VA、PS−IPSまたはPS−FFSディスプレイにおける使用に適している。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現で同一または異なって、以下の意味を有する:
Figure 0006908369
Figure 0006908369
21、R31は、それぞれ互いに独立に、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルまたはアルコキシアルキル、または、2〜9個のC原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシを表し、これらの基は全てフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または、2〜6個のC原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
31は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−または単結合、好ましくは、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−または単結合、特に好ましくは、−COO−、トランス−CH=CH−または単結合を表し、
21、L22、L31、L32は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、
gは、0、1、2または3を表す。
式AおよびBの化合物において、Xは、好ましくは、F、Cl、CF、CHF、OCF、OCHF、OCFHCF、OCFHCHF、OCFHCHF、OCFCH、OCFCHF、OCFCHF、OCFCFCHF、OCFCFCHF、OCFHCFCF、OCFHCFCHF、OCFCFCF、OCFCFCClF、OCClFCFCFまたはCH=CF、非常に好ましくはFまたはOCF、最も好ましくはFである。
式AおよびBの化合物において、R21およびR31は、好ましくは、1個、2個、3個、4個、5個または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およ2個、3個、4個、5個、6個または7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルから選択する。
式AおよびBの化合物において、gは、好ましくは、1または2である。
式Bの化合物において、Z31は、好ましくは、COO、トランス−CH=CHまたは単結合、非常に好ましくはCOOまたは単結合である。
好ましくは、LC媒体の成分B)は、以下の式から成る群より選択する式Aの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、A21、R21、X、L21およびL22は、式Aにおいて与える意味を有し、L23およびL24は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくは、Fである。式A1およびA2の化合物が特に好ましい。
式A1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する。
Figure 0006908369
式中、R21、X、L21およびL22は、式A1において与える意味を有し、L23、L24、L25およびL26は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくは、Fである。
式A1の非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R21は式A1で定義する通りである。
式A2の非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、R21、X、L21およびL22は式A2で与える意味を有し、L23、L24、L25およびL26は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくは、Fである。
式A2の非常に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する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、R21およびXは式A2で定義する通りである。
式A3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する。
Figure 0006908369
式中、R21、X、L21およびL22は式A3で与える意味を有し、Xは、好ましくは、Fである。
式A4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する。
Figure 0006908369
式中、R21は式A4で定義する通りである。
好ましくは、LC媒体の成分B)は、以下の式から成る群より選択する式Bの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、g、A31、A32、R31、X、L31およびL32は、式Bにおいて与える意味を有し、Xは、好ましくは、Fである。式B1およびB2の化合物が特に好ましい。
式B1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する。
Figure 0006908369
式中、R31、X、L31およびL32は、式B1で与える意味を有し、Xは、好ましくは、Fである。
式B1aの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B1で定義する通りである。
式B1bの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B1で定義する通りである。
式B2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する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、R31、X、L31およびL32は式B2で与える意味を有し、L33、L34、L35およびL36は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくは、Fである。
式B2の非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2bの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2cの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2dおよびB2eの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2fの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2gの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2hの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2iの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2kの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B2lの非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B2で定義する通りである。
式B1および/またはB2の化合物に代えるか加えて、LC媒体の成分B)は、また、上で定義する通りの式B3の1種類以上の化合物を含んでもよい。
式B3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する。
Figure 0006908369
式中、R31は式B3で定義する通りである。
好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、式Cの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、個々の基は以下の意味を有する。
Figure 0006908369
41、R41は、それぞれ互いに独立に、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルまたはアルコキシアルキル、または、2〜9個のC原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシを表し、これらの基は全てフッ素化されていてもよく、
41、Z41は、それぞれ互いに独立に、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、−CFO−、−C≡C−または単結合、好ましくは単結合を表し、
hは、0、1、2または3を表す。
式Cの化合物において、R41およびR41は、好ましくは、1個、2個、3個、4個、5個または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およ2個、3個、4個、5個、6個または7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルから選択する。
式Cの化合物において、hは、好ましくは、0、1または2である。
式Cの化合物において、Z41およびZ41は、好ましくは、COO、トランス−CH=CHまたは単結合、非常に好ましくはCOOまたは単結合から選択する。
式Cの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、R41およびR42は式Cにおいて与える意味を有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、または、2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニルを表す。
更に好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、式Dの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、A41、A42、Z41、Z42、R41、R42およびhは、式Cにおいて与える意味または上に与える好ましい意味の1つを有する。
式Dの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
式中、R41およびR42は式Dにおいて与える意味を有し、R41は、好ましくは、アルキルを表し、式D1において、R42は、好ましくは、アルケニル、特に好ましくは、−(CH−CH=CH−CHを表し、式D2において、R42は、好ましくは、アルキル、−(CH−CH=CHまたは−(CH−CH=CH−CHを表す。
更に好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、式Eの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、それぞれの出現で同一または異なって、それぞれ互いに独立に、以下の意味を有する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルを表し、また、環X、YおよびZの少なくとも1個がシクロヘキセニルを表す場合、RA2の意味の1つも有し、
A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
xは、1または2を表す。
A2は、好ましくは、1〜8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または2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルである。
式Eの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
Figure 0006908369
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、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。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Eの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
式中、mは、1、2、3、4、5または6を表し、iは、0、1、2または3を表し、Rb1は、H、CHまたはCを表す。
式Eの非常に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する。
Figure 0006908369
式E1a2、E1a5、E3a1およびE6a1の化合物が最も好ましい。
更に好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、式Fの1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
式中、個々の基は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現で同一または異なって、以下の意味を有する:
Figure 0006908369
21、R31は、それぞれ互いに独立に、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルまたはアルコキシアルキル、または、2〜9個のC原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシを表し、これらの基は全てフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または、2〜6個のC原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
21は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、−CFO−、−C≡C−または単結合、好ましくは−CFO−を表し、
21、L22、L23、L24は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、
gは、0、1、2または3を表す。
式Fの特に好ましい化合物は、以下の式から成る群より選択する。
Figure 0006908369
式中、R21、X、L21およびL22は、式Fで与える意味を有し、L25およびL26は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、X0は、好ましくはFである。
式F1〜F3の非常に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する。
Figure 0006908369
式中、R21は式F1で定義する通りである。
LCホスト混合物中の式AおよびBの化合物の濃度は、好ましくは2〜60%、非常に好ましくは3〜45%、最も好ましくは4〜35%である。
LCホスト混合物中の式CおよびDの化合物の濃度は、好ましくは2〜70%、非常に好ましくは5〜65%、最も好ましくは10〜60%である。
LCホスト混合物中の式Eの化合物の濃度は、好ましくは5〜50%、非常に好ましくは5〜35%である。
LCホスト混合物中の式Fの化合物の濃度は、好ましくは2〜30%、非常に好ましくは5〜20%である。
この本発明の第2の好ましい実施形態の更に好ましい実施形態を下に列挙するが、それらの任意の組み合わせも含む。
2a)LCホスト混合物は、高い正の誘電異方性、好ましくは15より高いΔεを有する式Aおよび/またはBの1種類以上の化合物を含む。
2b)LCホスト混合物は、式A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2h3、B2l1から成る群より選択する1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは4〜40%、非常に好ましくは5〜35%である。
2c)LCホスト混合物は、式B2c1、B2c4、B2f4、C14から成る群より選択する1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは4〜40%、非常に好ましくは5〜35%である。
2d)LCホスト混合物は、式C3、C4、C5、C9およびD2から成る群より選択する1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは8〜70%、非常に好ましくは10〜60%である。
2e)LCホスト混合物は、式G1、G2およびG5、好ましくはG1a、G2aおよびG5aから成る群より選択する1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは4〜40%、非常に好ましくは5〜35%である。
2f)LCホスト混合物は、式E1、E3およびE6、好ましくはE1a、E3aおよびE6a、非常に好ましくはE1a2、E1a5、E3a1およびE6a1から成る群より選択する1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは5〜60%、非常に好ましくは10〜50%である。
上述の好ましい実施形態の化合物を、上記の重合された化合物と組み合わせることにより、本発明によるLC媒体において、低い閾電圧、低い回転粘度および非常に良好な低温安定性と、同時に、常に高い透明点および高いHR値とが生じ、PSAディスプレイにおいて特に低いプレチルト角を迅速に確立できる。特に、先行技術からの媒体と比較し、PSAディスプレイにおいて、LC媒体は、著しく短縮された応答時間、また、特に、短縮された中間調(灰色遮光)応答時間を示す。
本発明のLC媒体およびLCホスト混合物は、好ましくは、少なくとも80K、特に好ましくは、少なくとも100Kのネマチック相範囲、および、20℃において、250mPa・s以下、好ましくは、200mPa・s以下の回転粘度を有する。
本発明によるVAタイプのディスプレイにおいては、スイッチオフ状態で、LC媒体層における分子は電極表面に垂直に配向しているか(ホメオトロピック的)、または、チルトホメオトロピック配向を有している。電極に電圧を印加すると、分子長軸が電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
特に、VA、UB−FFS、PS−VAおよびPS−UB−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するためで、第1の好ましい実施形態による負の誘電異方性を有する化合物を基礎とする本発明によるLC媒体は、20℃および1kHzにおいて、好ましくは、−0.5〜−10、特に、−2.5〜−7.5の負の誘電異方性Δεを有する。
VA、UB−FFS、PS−VAおよびPS−UB−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するためで、本発明によるLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは、0.16未満、特に好ましくは、0.06〜0.14、非常に特に好ましくは、0.07〜0.12である。
本発明によるOCBタイプのディスプレイにおいては、LC媒体層における分子は「ベンド(bend)」配向を有している。電圧を印加すると、分子長軸が電極表面に垂直なLC分子の再配向が起きる。
OCB、TN、IPS、正−VA、FFS、PS−OCB、PS−TN、PS−IPS、PS−正−VAおよびPS−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体は、好ましくは、第2の好ましい実施形態による正の誘電異方性を有する化合物を基礎とするものであり、20℃および1kHzにおいて、好ましくは、+4〜+17の正の誘電異方性Δεを有するのものである。
OCBおよびPS−OCBタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは、0.14〜0.22、特に好ましくは、0.16〜0.22である。
TN、正−VA、IPS、FFS、PS−TN、PS−正−VA、PS−IPSおよびPS−FFSタイプタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは、0.07〜0.15、特に好ましくは、0.08〜0.13である。
TN、正−VA、IPS、FFS、PS−TN、PS−正−VA、PS−IPSおよびPS−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するためで、第2の好ましい実施形態による正の誘電異方性を有する化合物を基礎とする本発明によるLC媒体は、20℃および1kHzにおいて、好ましくは、+2〜+30、特に好ましくは、+3〜+20の正の誘電異方性Δεを有する。
また、本発明によるLC媒体は、当業者に既知で文献に記載されている、例えば、重合開始剤、禁止剤、安定剤、表面活性化物質またはキラルドーパントなどの更なる添加剤を含んでもよい。これらは重合性でも非重合性でもよい。従って、重合性の添加剤は重合性成分または成分A)に属すると見なす。従って、非重合性の添加剤は非重合性成分または成分B)に属すると見なす。
好ましい実施形態において、LC媒体は、例えば、1種類以上のキラルドーパントを、好ましくは、0.01〜1%、非常に好ましくは、0.05〜0.5%の濃度において含有する。キラルドーパントは、好ましくは、下の表Bからの化合物から成る群より選択され、非常に好ましくは、R−またはS−1011、R−またはS−2011、R−またはS−3011、R−またはS−4011およびR−またはS−5011から成る群より選択する。
もう一つの好ましい実施形態において、LC媒体は、1種類以上のキラルドーパントのラセミ体を含有し、キラルドーパントは、好ましくは、先の段落で述べたキラルドーパントより選択する。
更に、例えば、0〜15重量%の多色性色素、更に、導電性を向上するために、ナノ粒子、導電性塩、好ましくは、エチルジメチルドデシルアンモニウム4−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテルの錯塩(例えば、Hallerら、Mol.Cryst.Liq.Cryst.24巻、249〜258頁(1973年)参照)、または、ネマチック相の誘電異方性、粘度および/または配向を改変するための物質をLC媒体に加えることも可能である。このタイプの物質は、例えば、独国特許出願公開第22 09 127号公報、独国特許出願公開第22 40 864号公報、独国特許出願公開第23 21 632号公報、独国特許出願公開第23 38 281号公報、独国特許出願公開第24 50 088号公報、独国特許出願公開第26 37 430号公報および独国特許出願公開第28 53 728号公報に記載されている。
本発明によるLC媒体の好ましい実施形態a)〜z)の個々の成分は既知であるか、それらを調製する方法は文献に記載されている標準的な方法に基づいているため、それらを調製する方法は当業者によって先行技術より容易に導くことができるかの何れかである。式CYの対応する化合物は、例えば、欧州特許出願公開第0 364 538号公報に記載されている。式ZKの対応する化合物は、例えば、独国特許出願公開第26 36 684号公報および独国特許出願公開第33 21 373号公報に記載されている。
本発明に従って使用できるLC媒体は、例えば、1種類以上の上述の化合物を、上で定義する通りの1種類以上の重合性化合物と、および、任意成分として、更なる液晶化合物および/または添加剤と混合することで、それ自身は従来の様式によって調製される。一般に、より少量で使用される成分の所望量を、主要な構成成分を構成する成分に、有利には昇温して、溶解する。また、有機溶媒中、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール中における成分の溶液を混合し、完全に混合後、例えば蒸留により、溶媒を再び除去することも可能である。本発明は、更に、本発明によるLC媒体を調製する方法に関する。
好ましい実施形態において本発明によるLC媒体を安定化する方法は、1種類以上の上記化合物を式Iの1種類以上の安定剤と、任意成分として更なる液晶化合物および/または添加剤と混合することを含む。特に好ましい実施形態では、より少量で使用される所望量の成分を主成分を構成する成分に溶解する。
安定剤として式Iの化合物を使用する場合、不活性雰囲気下、好ましくは窒素またはアルゴン下で式Iの化合物をLC混合物に添加することが更に好ましい。
有利には昇温して、好ましくは20℃より高く120℃未満、より好ましくは30℃より高く100℃未満、最も好ましくは40℃より高く80℃未満で混合プロセスを行う。
また、有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール中の成分の溶液に混合し、十分に混合した後、例えば蒸留により溶媒を再び除去することも可能である。本発明は更に、本発明によるLC媒体を調製する方法に関する。
本発明による安定化プロセスは、典型的にはLCディスプレイの動作中に、LCDバックライトに曝露されるLC媒体に特に有用である。そのようなバックライトは好ましくは、冷陰極蛍光ランプ(CCFL:cold cathode fluorescent lamp)またはLED(light−emitting diode:発光ダイオード)光源である。これらのタイプの光源の利点はUV光を発しないか、発したとしても無視できる程度であるという事実である。よって、光化学反応を引き起こし得るUV光が存在しないため、LC混合物が暴露される光ストレスは比較的小さい。
式Iの安定剤は、UV領域に非常に小さいか好ましくは一切スペクトルがない光に暴露される場合で、LC混合物中で1000ppm以下の濃度で使用される場合に特に有効である。
本発明は更に、上記および下記のLC混合物を含むLCディスプレイに関する。液晶ディスプレイパネルは、第1および第2基板と、第1基板上の活性領域(活性領域は、複数の薄膜トランジスタおよびピクセル電極を含む。)と、活性領域の周辺に沿い第2基板の対応する領域に沿うシール領域と、第1の基板および第2の基板を互いに接着し、それらの間にギャップを維持するシーラントと、ギャップ内でシーラントの活性領域側にある液晶層とを含む。
本発明の他の態様において、LCDパネルを製造する方法は、第1基板上の活性領域内に複数のピクセル電極を形成することと、活性領域の周辺に沿って位置するシール領域にUV硬化型シーラントを塗工することと、第1基板および第2基板を互いに合わせることと、UV線をシーラントに照射してシーラントを硬化させることとを含む。
本発明の更に他の態様において、LCDパネルを製造する方法は、第1基板の第1シール領域内でUV硬化型シーラントを形成することと、第1基板の表面上に液晶を滴下することとを含む。第1および第2シール領域において第1基板および第2基板を互いに合わせ、シーラントを硬化するためにUV線を使用する。
本発明による好ましい実施形態において、ディスプレイの活性領域、即ちスイッチ可能なLC分子を含有するディスプレイ領域は、LCディスプレイを製造するプロセス中にUV光に暴露されず、少なくとも周囲光のUV部分を除くUV光に暴露されない。例えばパネルのUV硬化型シーラントを硬化させる場合、活性領域、即ち情報を表示するために使用されるフレーム内のディスプレイパネルの部分は、好ましくはシャドウマスクで覆われる。
本発明の他の好ましい実施形態において、LCディスプレイを製造する方法は、例えばPSAディスプレイを製造するプロセスで適用される通りのLC媒体を熱または化学線放射に曝露することでLC媒体に含有される重合性化合物を重合する工程を含まない。
また、本発明によるLC媒体が、例えば、H、N、O、Cl、Fが対応する重水素などの同位体に置き換えられた化合物も含んでもよいことは、当業者に言うまでもない。
以下の例は、本発明を限定することなく本発明を説明する。しかしながら、それらは、当業者に対して、好ましく用いられる化合物、それらのそれぞれの濃度およびそれらの互いの組み合わせと共に、好ましい混合の考え方を示す。加えて、例は、どのような特性および特性の組み合わせが入手可能であるかを例示する。
本特許出願を通しておよび実施例において、液晶化合物の構造は、頭字語によって示される。他に示されない限り、化学式への変換は、表I〜IIIに従って行う。全ての基C2n+1、C2m+1、C2n、C2mおよびC2kは、それぞれの場合において、それぞれがn、mまたはk個のC原子を有する直鎖状のアルキル基またはアルケニル基である。nおよびmは、それぞれ互いに独立に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12、好ましくは1、2、3、4、5または6を表し、kは1、2、3、4、5または6である。表Iにおいて、それぞれの化合物の環要素はコード化されており、表IIに連結要素を列記し、表IIIに化合物の左側および右側の側鎖の記号の意味を示す。
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好ましい混合物成分を下の表A1およびA2に示す。表A1に示す化合物は、正の誘電異方性を有するLC混合物での使用に特に適している。表A2に示す化合物は、負の誘電異方性を有するLC混合物での使用に特に適している。
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本発明の第1の好ましい実施形態において、本発明によるLC媒体、特に正の誘電異方性を有するものは、表A1からの化合物から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。
本発明の第2の好ましい実施形態において、本発明によるLC媒体、特に負の誘電異方性を有するものは、表A2からの化合物から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 0006908369
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LC媒体は、好ましくは0〜10重量%、特に0.01〜5重量%、特に好ましくは0.1〜3重量%のドーパントを含む。LC媒体は、好ましくは、表Bからの化合物から成る群より選択される1種類以上のドーパントを含む。
Figure 0006908369
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LC媒体は、好ましくは0〜10重量%、特に1重量ppm〜5重量%、特に好ましくは1重量ppm〜1重量%の安定剤を含む。LC媒体は、好ましくは、表Cからの化合物から成る群より選択される1種類以上の安定剤を含む。
Figure 0006908369
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好ましい実施形態において、本発明による混合物は、好ましくは式RM−1〜RM−131の重合性化合物より選択される1種類以上の重合性化合物を含む。これらのうち、化合物RM−1、RM−4、RM−8、RM−17、RM−19、RM−35、RM−37、RM−43、RM−47、RM−49、RM−51、RM−59、RM−69、RM−71、RM−83、RM−97、RM−98、RM−104、RM−112、RM−115およびRM−116が特に好ましい。
加えて、以下の略称および記号を使用する:
は20℃における容量閾電圧[V]であり、
は20℃および589nmにおける異常屈折率であり、
は20℃および589nmにおける通常屈折率であり、
Δnは20℃および589nmにおける光学的異方性であり、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率であり、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率であり、
Δεは20℃および1kHzにおける誘電異方性であり、
cl.p.、T(N,I)は透明点[℃]であり、
γは20℃における回転粘度[mPa・s]であり、
は20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数[pN]であり、
は20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]であり、
は20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]である。
他に明記しない限り、本出願において全ての濃度は重量パーセントで示され、対応する混合物全体に関し、全ての固体または液晶成分を含み、溶媒を含まない。
他に明らかに注記しない限り、「x%の化合物Yを混合物に加える」との表現は最終混合物中における、即ち、化合物Yを添加後の化合物Yの濃度がx%であることを意味する。
他に明記しない限り、例えば、融点T(C,N)、スメクチック(S)からネマチック(N)相への転移T(S,N)および透明点T(N,I)などの本出願において示される全ての温度の値は摂氏度(℃)で示される。m.p.は融点を表し、cl.p.は透明点である。更に、Cは結晶状態であり、Nはネマチック相であり、Sはスメクチック相であり、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。
全ての物理的特性は「メルク液晶、液晶の物理的特性」1997年11月、ドイツ国メルク社に従って決定されるか決定されたものであり、それぞれの場合で他に明示しない限り、20℃の温度が適用され、Δnは589nmで決定され、Δεは1kHzで決定される。
本発明については、用語「閾電圧」は、他に明示しない限り、フレデリックス閾値としても既知の容量閾値(V)に関する。また、例において、一般的に通常であるが、10%相対コントラスト(V10)に対する光学的閾値も示す場合がある。
他に明記しない限り、上および下に記載される通り、PSAディスプレイ内で重合性化合物を重合するプロセスは、LC媒体が液晶相、好ましくは、ネマチック相を示す温度において行われ、最も好ましくは、室温において行われる。
他に明記しない限り、試験用セルを調製し、それらの電気光学的および他の特性を測定する方法は、以降に記載する通りの方法またはそれらに類似して行う。
容量閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは25μmの間隔で離れている2枚の平坦で平行なガラス製外板から成り、それぞれの外板は内側に電極層および最上部にラビングされていないポリイミド配向層を有しており、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を生じる。
チルト角の測定用に使用されるディスプレイまたは試験用セルは4μmの間隔で離れている2枚の平坦で平行なガラス製外板から成り、それぞれの外板は内側に電極層および最上部にポリイミド配向層を有しており、ただし、2つのポリイミド層は互いに逆平行にラビングされており、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を生じる。
重合性化合物は、同時に電圧をディスプレイに印加(通常、10V〜30Vの交流、1kHz)しながら、所定の時間で規定の強度のUV光での照射によって、ディスプレイまたは試験用セル内で重合する。例においては、他に示さない限り、重合のために、強度100mW/cmのメタルハライドランプを使用する。強度は、標準メーター(UVセンサーを備える高域Hoenle UVメーター)を使用して測定する。
チルト角は、結晶回転実験(Autronic−Melchers TBA−105)によって決定される。ここで、低い値(即ち、角度90°からの大きな外れ)が大きなチルトに対応する。
他に明言しない限り、用語「チルト角」はLCダイレクタおよび基板の間の角度を意味し、「LCダイレクタ」は均一に配向するLC分子の層におけるLC分子の光学的主軸の優先配向方向を意味し、カラミチック、即ち、単軸的で正の複屈折性LC分子の場合、「LCダイレクタ」はLC分子の分子長軸に対応する。
VHR値を以下の通り測定する:0.3%の重合性モノマー化合物をLCホスト混合物に加え、得られた混合物を、ラビングしていないVA−ポリイミド配向層を含むVA−VHR試験用セル中に導入する。他に述べない限り、LC層厚dは、およそ4μmである。1V、60Hz、64μ秒パルスにおいてUV曝露の前後における、100℃での5分後のVHR値を決定する(測定装置:Autronic−Melchers VHRM−105)。
<例1>
化合物1を以下の通り調製する。
Figure 0006908369
1a:120mlのTHF中のイソプロピル−トリフェニルホスホニウムヨージド (87.4g、0.2mol)の溶液に、カリウムtert−ブチレート(22.8g;0.2mol)の溶液に最高10℃で加える。1時間撹拌後、30mlのTHF中の4−ブロモ−ベンズアルデヒド(34.0g、0.18mol)の溶液を最高10℃で加える。反応混合物を放置して室温まで温め、一晩撹拌する。2MのHClで注意深く中和後、反応混合物をヘプタンで3回抽出する。有機相を足し合わせ、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、シリカゲルを通して濾過する。真空中で溶媒を除去後、無色のオイル(35.0g)で1aを得る。
1b:1a(35.0g、0.16mol)および4−ベンゾキシルフェニルボロン酸(37.8g、0.16mol)の200mlのTHF中溶液に、110mlの蒸留水および炭酸カリウム(14.0g、0.25mol)を加えた。得られた懸濁液をアルゴンで注意深く脱気し、次いで、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.84g、0.9mmol)およびCataCium A(0.91g、2.5mmol)を加える。反応混合物を加熱して還流し、3時間撹拌する。室温まで冷却後、反応混合物を2M塩酸で注意深く中和する。水相をメチルt−ブチルエーテルで抽出する。有機相を足し合わせ、飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥する。溶媒を除去後、酢酸エチルより固体の残渣を再結晶して、オフホワイトの固体(45.0g)として得る。
1c:700mlのアセトンおよび50mlの蒸留水中の1b(45.0g、0.14mol)、4−メチルモルホリン−4−オキシド(26.8g;0.2mol)の懸濁液に、4%四酸化オスミウム水溶液(17ml、2.7mmol)を室温で加えた。室温で48時間撹拌後、250mlの水を加え、混合物を2Mの塩酸で注意深く中和する。沈殿した粗生成物を酢酸エチルで再結晶し、1cをオフホワイトの固体(27.0g)として得る。
1d:270mlのテトラヒドロフラン中の1c(27.0g、77.5mmol)の溶液を活性炭(7.5g)上のパラジウム(5%)で処理し、12時間水素化する。次いで触媒を濾別し、残った溶液を真空中で濃縮する。残渣をアセトニトリルから再結晶し、1dを白色の固体として得る(16.0g)。
1:メタクリル酸(12.0ml、0.14mol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.75g、6.1mmol)を、400mlのジクロロメタン中の1d(16.0g、62.0mmol)の懸濁液に加える。ジクロロメタン(50ml)中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(22.1g、0.14mol)の溶液を0℃で滴下して反応混合物を処理し、室温で20時間撹拌する。真空中で溶媒を除去後、溶離液としてヘプタン/酢酸エチル7:3でシリカゲルクロマトグラフィーにより油状の残渣を精製する。得られた生成物をヘプタン/エタノール溶媒混合物から再結晶して、1の白色結晶(14.0g、融点111℃)を得る。
<例2>
例1の合成における中間工程1cより、以下の通り化合物2を調製する。
Figure 0006908369
2a:80mlのジクロロメタン中の1c(6.00g、17.2mmol)の溶液に、4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.16g、1.3mmol)およびN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミドヒドロクロリド(DAPECI)(4.1g、21.3mmol)を加える。反応混合物を室温で一晩撹拌する。100mlの水を加える。水相をジクロロメタンで抽出する。有機相を足し合わせ、無水硫酸ナトリウム上で乾燥する。真空中で溶媒を除去後、固体の残渣を溶出液としてジクロロメタンを用いるカラムクロマトグラフィーで精製し、2aを白色の固体(6.4g)として得る。
2b:70mlのTHF中の2a(6.4g、12.6mmol)の懸濁液を活性炭(1.5g)上のパラジウム(5%)で処理し、10時間水素添加する。次いで触媒を濾別する。 溶媒を除去後、粗生成物をヘプタン/トルエン溶媒混合物から再結晶し、2bを白色の固体(3.9g)として得る。
2:メタクリル酸(1.6g、18mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.10g、0.8mmol)を、ジクロロメタン(50ml)中の5b(2.50g、7.9mmol)の懸濁液に加える。ジクロロメタン(10ml)中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(2.9g、18mol)の溶液を0℃で滴下して反応混合物を処理し、室温で20時間撹拌する。真空中で反応混合物を濃縮し、溶離液としてヘプタン/酢酸エチル混合物でシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより油状の残渣を精製する。得られた生成物をヘプタン/メチルtert−ブチルエーテル3:1溶媒混合物から再結晶して、2を無色の固体(1.9g、融点26℃)として得る。
<例3>
化合物3を以下の通り調製する。
Figure 0006908369
3a:50mlのDCM中の5−ブロモ−2−ヒドロキシル−フェニル−酢酸メチルエステル(5.0g、20.4mmol)の溶液に、トリメチルアミン(3.4ml、24.4mmol)および4−ジメチルアミノ−ピリジン(0.13g、1.08mmol)を0℃で添加する。次いで、20mlのDCM中のクロロ−トリイソプロピルシラン(4.8ml、22.4mmol)の溶液を最高5℃で加える。室温で4時間撹拌後、100mlの蒸留水を加える。水相をDCMで抽出する。有機相を足し合わせ、無水硫酸ナトリウム上で乾燥する。真空中で溶媒を除去後、固体の残渣をヘプタン/クロロブタンを溶出液とするカラムクロマトグラフィーで精製し、3aを黄色味がかったオイル(7.3g)として得る。
3b:90mlの無水THF中3a(7.3g、18.2mmol)の溶液に、ヨウ化メチルマグネシウム(21.9ml、66mmol)を最高−5℃で滴下する。室温まで徐々に温め4時間撹拌後、1Lの氷水混合物に注意深く添加して反応を停止させた。2Mの塩酸で中和後、水相をメチルtert−ブチルエーテルで抽出する。有機相を足し合わせ、無水硫酸ナトリウム上で乾燥する。真空中で溶媒を除去後、ヘプタン/DCM混合物を溶出液とするカラムクロマトグラフィーで油状の残渣を精製し、3bを無色のオイル(6.1g)として得る。
3c:60mlのTHF中の3b(6.1g、15.2mmol)および4−ヒドロキシフェニルビス(ピナコラト)ジボロン酸エステル(3.2g、23.0mmol)の溶液に、60mlの蒸留水中メタホウ酸ナトリウム(3.2g、23mmol)の溶液を加える。アルゴンで完全に脱気後、ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)(0.25g、0.3mmol)を加える。反応混合物を加熱して還流し、4時間撹拌する。室温に冷却後、水相を分離し、酢酸エチルで抽出する。有機相を足し合わせ、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、シリカゲルに通して濾過する。真空中で溶媒を除去後、溶離剤としてクロロブタン/酢酸エチル混合物を用いるシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーで油状の残渣を精製し、3cを無色のオイル(5.8g)として得る。
3d:70mlの無水THF中の6c(5.8g、14.0mmol)の溶液に、THF中1Mのフッ化テトラブチルアンモニウム溶液(17.5ml、17.5mmol)を最高−5℃で滴下し、1時間撹拌した。次いで、100mlの蒸留水を慎重に0℃で添加して反応を停止させる。反応混合物を酢酸エチルで抽出する。水相を酢酸エチルで抽出する。有機相を足し合わせ、飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させる。真空中で溶媒を除去後、固体の残渣をジクロロメタンから再結晶することで精製して、3dを白色の固体(2.1g)として得る。
3:メタクリル酸(2.12ml、24.0mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.10g、0.81mmol)を、ジクロロメタン(60ml)中の3d(2.1g、8.1mmol)の懸濁液に加える。ジクロロメタン(20ml)中のN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(3.9g、25.0mmol)の溶液を0℃で滴下して反応混合物を処理し、室温で20時間撹拌する。真空中で反応混合物を濃縮し、溶離液としてヘプタン/酢酸エチル混合物でシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより油状の残渣を精製する。得られた生成物をヘプタン/メチルtert−ブチルエーテル混合物から再結晶して、3の無色の固体(2.2g、融点73℃)を得る。
<例4〜10>
以下の単量体化合物を、例1〜3に記載する方法に類似して調製する。
Figure 0006908369
<混合物例1>
ネマチックLCホスト混合物N1を、以下の通り調合する。
Figure 0006908369
<混合物例2>
ネマチックLCホスト混合物N2を、以下の通り調合する。
Figure 0006908369
<重合性混合物例>
重合性化合物1〜10の1種類を、それぞれネマチックLCホスト混合物N1に0.3重量%の濃度で加え、重合性混合物P11〜P110を調製する。
重合性化合物1〜10の1種類を、それぞれネマチックLCホスト混合物N2に0.3重量%の濃度で加え、重合性混合物P21〜P210を調製する。
比較の目的のために、先行技術の重合性化合物M1をネマチックLCホスト混合物N1に0.3重量%の濃度で加えて重合性混合物C11を調製し、先行技術の重合性化合物M1をネマチックLCホスト混合物N2に0.3重量%の濃度で加えて重合性混合物C21を調製する。
Figure 0006908369
<使用例>
先行技術のM1を含有する重合性混合物C11およびC21を、ヒドロキシ置換基を有する本発明によるRM1〜7の1種類を含有する重合性混合物P11〜P110およびP21〜P210と比較する。
<電圧保持率(VHR:Voltage Holding Ratio)>
VHRを測定するために、重合性混合物を電気光学的試験用セルに挿入する。試験用セルは、およそ20nm厚のITO電極層を有する2枚のAFガラス基板と、およそ100nm厚のVAポリイミド配向層(PI−4)とを含む。LC層厚は、およそ4μmである。
VHRを、1V/60Hzの電圧を印加して100℃で測定する。日照試験のためにキセノンランプ(アトラス社製サンテストCPS+)を使用し、750W/mの強度を有する光で20℃において2時間、試験用セルを照射する。UV試験のために、100mW/cmの強度を有するUV光(320nmのカットオフフィルターを有するFeドープHgランプ)で10分間、試験用セルを照射する。
結果を表1に示す。
Figure 0006908369
本発明によるヒドロキシ置換化合物1〜7を含有する重合性混合物P11〜P110およびP21〜P210は、日照試験および/またはUV試験後のVHRが先行技術の化合物M1を含有する重合性混合物C11およびC21よりも著しく高いことを示すことが分かる。
<残存RM>
所定の強度およびランプスペクトルでUV曝露後に、混合物中に残存している未重合のモノマーの残存量(重量%)を決定することで、重合速度を測定する。
この目的のために、重合性混合物を電気光学的試験用セルに挿入する。試験用セルは、およそ200nm厚のITO電極層を有する2枚のソーダライムガラス基板と、およそ30nm厚のVAポリイミド配向層(JALS−2096−R1)とを含む。LC層厚は、およそ25μmである。
試験用セルを、100mW/cmの強度を有するUV光(320nmのカットオフフィルターを有するメタルハライドランプ)で表示する時間の間照射して、試験用セルの底面の温度を20℃に保ちながらRMの重合を引き起こす。
次いでMEK(メチルエチルケトン)を使用して、混合物を試験用セルから濯ぎ出し、未反応モノマーの残留量をHPLCで測定する。結果を表2に示す。
Figure 0006908369
<チルト角の生成>
チルト角の生成を測定するために、重合性混合物を電気光学的試験用セルに挿入する。試験用セルは、およそ200nm厚のITO電極層を有する2枚のソーダライムガラス基板と、およそ30nm厚で逆平行にラビングされたVAポリイミド配向層(JALS−2096−R1)とを含む。LC層厚は、およそ4μmである。
試験用セルを、24VRMSの電圧(交流)を印加しながら、100mW/cmの強度を有するUV光(320nmのカットオフフィルターを有するメタルハライドランプ)で表示する時間の間照射して、RMの重合を引き起こす。
結晶回転実験(Autronic−Melchers TBA−105)により、UV照射の前後において、チルト角を決定する。結果を表3に示す。
Figure 0006908369
本発明による重合性化合物および重合性混合物は、十分なプレチルト角の生成およびディスプレイ用途における日照試験またはUV曝露後の十分なVHR値を維持しつつ、少量の残存モノマーで特に迅速な重合を示すことを使用例は示している。
<安定剤例>
<例S11〜S27>
安定剤として例1〜7の化合物の1種類を、ネマチックホスト混合物N1またはN2に加える。混合物の組成を表4に示す。
Figure 0006908369

Claims (23)

  1. 以下のサブ式から選択される化合物。
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    (式中、
    Pは、それぞれ互いに独立にビニルオキシ、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る重合性基であり、
    Spは、それぞれ互いに独立に−(CH p1 −、−(CH p1 −O−、−(CH p1 −O−CO−、−(CH p1 −CO−O−または−(CH p1 −O−CO−O−であって1個以上の基PもしくはL で置換されていてもよいスペーサー基、または単結合であり、
    p1は、1〜12の整数であり、
    Sp(P) は、それぞれ互いに独立に以下のサブ式S1a〜S3aから選択され1個以上の基L で置換されていてもよいスペーサー基であり、
    Figure 0006908369
    Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、−CN、P−Sp−、L 、L −Sp−、または1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキルであり、
    は、それぞれ互いに独立に−C(R aa )(R bb )OHであり、
    aa およびR bb は、それぞれ互いに独立に1〜20個のC原子を有する直鎖状のアルキル、3〜20個のC原子を有する分岐状のアルキルもしくは4〜6個のC原子を有する環状のアルキルであり、またはR aa およびR bb は、それらが連結されているC原子と共に4〜6個のC原子を有する環状アルキル基を形成しており、
    r1、r3、r7は、それぞれ互いに独立に、0、1、2または3であり、
    r2は、0、1、2、3または4であり、
    r4、r5、r6は、それぞれ互いに独立に、0、1または2であり、
    ただし化合物は、L またはL で置換されたSpもしくはSp(P) を少なくとも1個含有する。)
  2. aaおよびRbb、それぞれ互いに独立にメチル、エチル、プロピルもしくはブチルを表すか、またはRaaおよびRbbは、それらが連結されているC原子と共にシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルもしくはシクロヘキシル基を形成していることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
  3. 以下の式1〜5から選択される基L または−Sp−L を含有することを特徴とする請求項1に記載の化合物。
    Figure 0006908369
    (式中、アスタリスクは該化合物における隣接する基への連結を表す。)
  4. 化合物中に存在する全ての基Pは、同一の意味を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
  5. Pはアクリレートまたはメタクリレートを表すことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の化合物。
  6. 以下の式から選択される基P−Sp−を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure 0006908369
    (式中、
    Pは、それぞれ互いに独立にビニルオキシ、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る重合性基であり、
    は、それぞれ互いに独立に−C(R aa )(R bb )OHであり、
    aa およびR bb は、それぞれ互いに独立に1〜20個のC原子を有する直鎖状のアルキル、3〜20個のC原子を有する分岐状のアルキルもしくは4〜6個のC原子を有する環状のアルキルであり、またはR aa およびR bb は、それらが連結されているC原子と共に4〜6個のC原子を有する環状アルキル基を形成しており、
    ccは、1、2、3、4、5または6である。)
  7. 以下のサブ式から選択される化合物。
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    (式中、「Met」はメチルであり、「Et」はエチルである。)
  8. 以下のサブ式から選択される化合物。
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
  9. 請求項1〜のいずれか1項で定義する通りの化合物を1種類以上含む液晶(LC:liquid crystal)媒体。
  10. ・請求項1〜のいずれか1項で定義する通りの化合物を1種類以上含む重合性成分A)と、
    ・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含む液晶LC成分B)と
    を含むことを特徴とする請求項11に記載のLC媒体。
  11. 成分B)は式CYおよび/またはPYの1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項10に記載のLC媒体。
    Figure 0006908369
    (式中、個々の基は、以下の意味を有する:
    aは、1または2を表し、
    bは、0または1を表し、
    Figure 0006908369
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−で置き換えられていてもよく、
    は、−CH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−O−、−CH−、−CHCH−または単結合、好ましくは単結合を表し、
    1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。)
  12. 成分B)は以下の式より選択する1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項10または11に記載のLC媒体。
    Figure 0006908369
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一または異なって、それぞれ互いに独立に以下の意味を有する:
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルで、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合、RA2の意味の1つも表し、
    A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルで、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合であり、好ましくは単結合であり、
    1〜4は、それぞれ互いに独立に、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFHであり、好ましくは、H、FまたはClであり、
    xは、1または2であり、
    zは、0または1である。)
  13. 成分B)は以下の式の1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項1012のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 0006908369
    (式中、個々の基は、以下の意味を有する:
    Figure 0006908369
    Figure 0006908369
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−で置き換えられていてもよく、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−または単結合を表す。)
  14. 請求項1〜8のいずれか1項で定義する通りの化合物は重合されていることを特徴とする請求項13のいずれか1項に記載のLC媒体。
  15. 50〜1000ppmの1種類以上の請求項1〜8のいずれか1項で定義する通りの化合物を含有することを特徴とする請求項14のいずれか1項に記載のLC媒体。
  16. 請求項15のいずれか1項に記載のLC媒体を調製する方法であって、
    1種類以上のメソゲンもしくは液晶化合物または請求項10で定義する通りの液晶成分B)を、請求項1〜のいずれか1項で定義する通りの1種類以上の化合物と、任意成分として更なる液晶化合物および/または添加剤と混合する工程を含む方法。
  17. 請求項1〜のいずれか1項で定義する通りの1種類以上の化合物を含むか、請求項15のいずれか1項で定義する通りのLC媒体を含むLCディスプレイ。
  18. VA、IPS、UB−FFS、TN、OCB、FFSまたは正−VAディスプレイであるである請求項17に記載のLCディスプレイ。
  19. PSAタイプのディスプレイである請求項18に記載のLCディスプレイ。
  20. PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VAまたはPS−TNディスプレイである請求項19に記載のLCディスプレイ。
  21. 2枚の基板(それらの少なくとも一方は光に対して透明である。)と、それぞれの基板上に提供された電極または基板の一方のみ上に提供された2つの電極と、請求項1〜のいずれか1項で定義する通りの1種類以上の化合物と、任意成分として1種類以上の重合性の追加化合物とを含み基板間に配置されたLC媒体の層(ただし、式Iの化合物および追加の重合性化合物はディスプレイの基板間で重合されている。)とを含む
    ことを特徴とする請求項19または20に記載のLCディスプレイ。
  22. 請求項21に記載のLCディスプレイを製造する方法であって、
    請求項1〜のいずれか1項で定義する通りの1種類以上の化合物と、任意成分として1種類以上の重合性の追加化合物とを含むLC媒体をディスプレイの基板間に提供する工程と、
    請求項1〜8のいずれか1項で定義する通りの化合物および追加の重合性化合物を重合する工程とを含む方法。
  23. 請求項1〜のいずれか1項に記載の化合物を調製する方法であって、
    基Pを含有する対応する酸、酸誘導体またはハロゲン化された化合物を使用し、脱水試薬の存在下において、請求項1〜8のいずれか1項に記載の化合物においてPがOHを表す化合物をエステル化する方法。
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