JP6929779B2 - 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

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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ける重合性化合物およびLC媒体の使用とに関する。
当面のところ広範な関心があり商業的な使用が見出されてきた液晶ディスプレイ・モードは、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」)モードであり、それらについては、用語「ポリマー安定化(polymer stabilised)」も使用することがある。PSAディスプレイにおいては、LC混合物(以降、「ホスト混合物」とも呼ぶ。)と、例えば0.3重量%で典型的には1重量%未満の少量の1種類以上の重合性化合物、好ましくは重合性単量体化合物とを含有するLC媒体を使用する。LC媒体をディスプレイに充填後、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、その場で重合性化合物を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ホスト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。
PS(A)モードは、当面のところ、さまざまな従来のタイプのLCディスプレイ中で使用されている。よって、例えば、PS−VA(「vertically aligned(垂直配向)」)、PS−OCB(「optically compensated bend(光学補償ベンド)」)、PS−IPS(「in−plane switching(面内スイッチング)」)、PS−FFS(「fringe field switching(フリンジ場スイッチング)」)、PS−UB−FFS(「超高輝度(Ultra Brightness)FFS」)およびPS−TN(「twisted nematic(ツイストネマチック)」)ディスプレイが既知である。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。結果として、ディスプレイセル中にLC分子のプレチルト角が生成する。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(「multi domain VA(マルチドメインVA)」)またはPVA(「patterned VA(パターン化VA)」)ピクセルおよび電極レイアウトを使用できる。突起を設けないで一方側のみが構造化された電極を使用することも可能で、製造が著しく簡略化され、コントラストおよび透明性が改良される。
更に、所謂、正−VA(「positive VA」)モードが、特に適切であることが証明されてきた。従来のVAおよびPS−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、従来のVAおよびPS−VAディスプレイとは対照的に、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。IPSおよびPS−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と、電極はLC媒体の層に実質的に平行な電界を生成し、LC分子は基板に対して実質的に平行な配向にスイッチされる。正−VAディスプレイにおいても、LC媒体にRMを加え、次いでディスプレイ内で重合するポリマー安定化が有利であることが証明されてきた。よって、スイッチ時間の著しい短縮を実現できる。
PS−VAディスプレイは、例えば、欧州特許出願公開第1170626号公報(特許文献1)、米国特許第6861107号明細書(特許文献2)、米国特許第7169449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1)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2)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6177972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3)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4)に記載されている。
欧州特許出願公開第1170626号公報 米国特許第6861107号明細書 米国特許第7169449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6177972号明細書 米国特許出願公開第2005/0192419号公報
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
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の一方として動作できる。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(薄膜トランジスタ(thin−film transistor)またはTFTなど))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。
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。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(そのような電極が存在する場合)。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、ラビングされていてもよく、光配向法で調製されてもよい。
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依然として望まれている。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重合性化合物として、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、不適切なチルト角を生成できるに過ぎないか、全くチルト角を生成できないため、または、例えば、電圧保持率(VHR: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ホスト混合物および重合性化合物の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課題が生じる。加えて、先行技術から既知のLC混合物および重合性化合物は、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ホスト混合物に可溶性の全ての既知の重合性化合物が、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、重合性化合物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光重合することが望ましい場合、特定の用途には好都合であるが、適切な重合性化合物の選択の余地は更に狭くなる。
加えて、LCホスト混合物/重合性化合物の選択された組み合わせは、低い回転粘度および良好な電気特性、特に高い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曝露が完成後のディスプレイを動作する際の通常の曝露として起こるのみならず、ディスプレイの製造工程において不可欠な部分であるため、UV光照射後の高いVHRが特に重要である。
特に小さいプレチルト角を生成するPSAディスプレイ用の改良された材料が入手可能となることが、特に望ましい。好ましい材料は、従来技術の材料と比較して、同じ曝露時間後に、より低いプレチルト角を生成できるもの、および/または、より短い曝露時間後に少なくとも同じプレチルト角を生成できるものである。これにより、ディスプレイ製造時間(「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。
先行技術で見られる他の課題は、PSAディスプレイ(しかしPSAタイプのディスプレイに限定されないが)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媒体の粘度および応答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重合性化合物の光重合が、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。
解決されるべき他の課題は、PSAディスプレイにおいて重合された化合物として使用される先行技術のRMが、しばしば高い融点を有し、一般的に使用される多くのLC混合物中において限られた溶解性を示すのみということである。この結果、これらのRMはLC混合物より自発的に結晶化して析出する傾向を有する。加えて、自発的に重合する危険性があるため、RMを更に溶解するためにLCホスト混合物を加温することはできず、室温においてすら高い溶解性が必要となる。加えて例えば、LCディスプレイ中にLC媒体を充填する際に相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媒体を低温でディスプレイに中に充填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。
PSAディスプレイの製造における他の課題は、ディスプレイ内にプレチルト角を生成するのに必要な重合工程の際の残存量の重合していないモノマーの存在および除去である。例えば、ディスプレイの動作の際に制御されていない態様で重合するために、これらの未重合のモノマーが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。
例えば、低いVHRを有するLCホスト混合物を使用すると、画像の固着を発生することがある。昼光またはディスプレイのバックライトのUV成分が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、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。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。
PSAディスプレイにおいて、未重合のモノマーが存在することによって生じる追加の画像固着の効果が、しばしば観察される。残存するモノマーの制御されていない重合が、環境から、または、ディスプレイのバックライトによるUV光によって開始され得る。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し得る。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、モノマー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モノマーの存在を排除できるか、最小限まで低減できることが望ましい。よって、高効率で完全な重合を可能とするか後押しする重合性モノマーおよびLCホスト混合物が要求される。加えて、モノマーの残存量が制御された反応が望ましい。これは、先行技術の材料よりも迅速で効果的に重合する改良された重合性化合物を提供すれば達成できるであろう。
PSAディスプレイにおいて観察されてきた更なる課題は、プレチルト角の不十分な安定性である。よって、ディスプレイ中に生成され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。
先行技術で観察された他の課題は、特に、液晶滴下工法(ODF:one drop filling)を使用してディスプレイに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。
PSAタイプのディスプレイを含むがこれに限定されないLCディスプレイで観察される他の課題は、所謂「フレーム・ムラ」である。これは、ディスプレイ・セルの2枚の基板を接続し、縁部を密封するために使用されるシーラント材料とLC媒体が接触するディスプレイ・セルの縁部で発生することがあり、LC層に配向欠陥を生じさせ得る。シーラント材料は、LC媒体がディスプレイ・セルに充填された後に適切な光開始剤を使用してUV光重合により硬化されるアクリレートを、典型的には含有する。従ってPSAディスプレイでは、LC媒体に含有される重合性化合物が、シーラント材料の硬化過程の際に望ましくない事前の重合を示すことがあるという課題もある。
PSAディスプレイ用のLC媒体中の重合性化合物の望ましくない事前の重合を抑制するために、LC媒体に小分子の阻害剤を添加することが可能である。しかしながら、これはディスプレイ中に望ましくない不純物を導入し得る。
よって改良された特性を有し、上記の通りの欠点を完全にまたは少なくとも部分的に回避するのに役立ち得るPSAディスプレイおよびLC媒体ならびにそのようなディスプレイに使用する重合性化合物に対する大きな需要が依然としてある。
特に、改良されたPSAディスプレイおよびLC媒体ならびにLCホスト混合物、その中で使用される重合性化合物または成分を提供することが望ましく、ここで重合性化合物は、低い融点およびLCホスト混合物中での高い溶解度を有さなければならず、LC媒体およびPSAディスプレイは、以下の1つ以上の改良点を示す:高い比抵抗、高いVHR値、特にUVおよび/または熱曝露後の高い信頼性、低い閾電圧、大きな動作温度範囲、低い粘度、低温においても短い応答時間、高い複屈折率、特に長波長での良好なUV吸収、重合性化合物の迅速かつ完全な重合、重合性化合物の望ましくない事前の重合の低減、低いプレチルト角の迅速な生成、長い操作時間後およびUVまたは熱曝露後であってもプレチルト角の高い安定性、画像固着の低減、ディスプレイでのODFムラの低減およびフレーム・ムラの低減、多数の灰色遮光、高いコントラストならびに広い視野角。
本発明は、上記の通りの先行技術のLC媒体およびディスプレイで観察される不具合および欠点を有さず、上述の望ましい改良点を1つ以上示し、PSAディスプレイでの使用に適切な新規の材料、特に重合性化合物または成分、LCホスト混合物、およびこれらを含むLC媒体を提供する目的に基づく。
また本発明は重合性化合物の迅速かつ完全な重合を可能にしながら、高い比抵抗値、低い粘度および高いVHRを可能にし、PSAディスプレイで使用するためのLC媒体を提供する目的にも基づく。
本発明の更なる目的は、光学的、電気光学的および電子的用途に特に適する新規で改良された重合性化合物と、前記新規な重合性化合物を調製するのに適する合成プロセスおよび中間体とを提供することである。
上記の目的は以降に記載され特許請求される材料およびプロセスにより、本発明に従い達成された。
驚くべきことに、以降に記載され特許請求される重合性化合物および/またはLC媒体を使用し、特に、LCホスト混合物および重合性成分(ただし、重合性成分は下記の通りの式Iの1種類以上の化合物を含むかまたはそれから成り、好ましくは1種類以上のRMを含む。)を含むLC媒体を使用することで、上述の課題の少なくとも幾つかを解決でき、上述の1つ以上の改良を達成できることが見出された。
式Iの化合物はフリーラジカルを捕捉できる安定化官能基を含有し、加えて1個以上の重合性官能基を含有することをで特徴付けられる。安定化基は例えば、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、または2,2,6,6−テトラアルキルピペリジニル−オキシ(NO−HALS)、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジニル−ヒドロキシもしくは2,2,6,6−テトラアルキルピペリジニルなどのヒンダードアミン光安定化(HALS:hindered amine light stabiliser)基である。先行技術から知られる通りの非重合性安定剤と比較して、式Iの重合性安定剤は、重合の遅延、PSAプロセス後のより高い信頼性およびより高いVHR値などの利点を提供する。
驚くべきことに以降に特許請求され記載される通り、PSAディスプレイにおいて重合性成分およびそれを含むLC媒体を使用することで、重合およびチルト生成プロセスを良好に制御し得ることが見出された。よって、式Iの化合物が重合プロセスを開始するフリーラジカルを捕捉する阻害剤として作用するので、式Iの化合物を任意成分として従来のRMと共に使用することで、重合およびプレチルト生成プロセスの遅延に至ることが見出された。遅延段階後は、式Iの安定化化合物を含まないLC媒体に匹敵する最終的に達成される所望の低いプレチルトおよび低量の残留モノマーに著しい悪影響を与えることなく、重合およびチルト生成が進行する。
またPSAディスプレイにおいて以降に記載され特許請求される通りの重合性成分およびそれを含むLC媒体を使用することで、例えばシーラント材料の硬化プロセスの際の望ましくないプロセスが誘発する事前の重合を抑制でき、フレーム・ムラが低減すると期待される。
また本発明の重合性成分およびLC媒体は、例えばモノマー濃度、LCホスト混合物の組成、UV照射強度、照射時間、ランプスペクトル、温度、電圧または配向層材料に関し、プロセス条件の変更およびプロセス範囲の幅を広げる点において、より広範な柔軟性を可能にする。
また加えて、式Iの化合物は、例えば貯蔵または輸送中の重合性成分の望ましくない自発的な重合を防止するためにLC媒体にしばしば添加される小分子の阻害剤を置き換えるために使用できる。
最後に、PSAディスプレイにおいて本発明による重合性成分およびLC媒体を使用することで、完全なUV−光重合反応、大きく安定なプレチルト角を制御して生成でき、ディスプレイにおける画像固着およびムラが低減され、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VHR値が可能となり、速い応答時間、低い閾電圧および高い複屈折が可能となる。
米国特許出願公開第2005/0192419号公報(特許文献8)には、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシアクリレートおよび2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシメタクリレートならびに焼付防止組成物におけるそれらの使用が開示されているが、これらの化合物をLC媒体またはPSAディスプレイで使用することはを開示も示唆もされていない。
本発明は、式Iの1種類以上の化合物を含むLC媒体に関する。
Figure 0006929779
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:
Tは、以下の式から選択される基であり、
Figure 0006929779
a〜fは、1〜10個のC原子、好ましくは1〜6個のC原子、非常に好ましくは1〜4個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルであり、
は、Hもしくは1〜10個のC原子、好ましくは1〜6個のC原子、非常に好ましくは1〜4個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルまたはベンジル、最も好ましくはHであり、
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、オキセタンまたはエポキシ、好ましくはアクリレートまたはメタクリレートであり、
Spは、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、また該基は縮合環を含有してもよく、1個以上の基LまたはR−(A−Zm2−で置換されていてもよく、またAおよびAの一方は単結合も表してよく、
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、また該基は縮合環を含有してもよく、1個以上の基L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−、−(CH−、−CFCH−、−CHCF−、−(CF−、−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−、−CR00000−または単結合であり、
ただしm1が0でSpが単結合の場合、Zは単結合であることを条件とし、
、Zは、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CH−、−CFCH−、−CHCF−、−(CF−、−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−、−CR00000−または単結合であり、
00、R000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、P−Sp−、H、F、Cl、CNもしくは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、ただし1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/もしくは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もしくはP−Sp−で置き換えられていてもよく、またはRは、式1、2、3および4から選択される基であり、
Lは、P−Sp−、F、Cl、CNもしくは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、ただし1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/もしくは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もしくはP−Sp−で置き換えられていてもよく、またはLは、式1、2、3および4から選択される基であり、
m1は、0、1、2、3または4であり、
m2は、0、1、2、3または4であり、
nは、1、2、3または4である。
本発明は更に式Iの化合物と、式Iと異なり、好ましくは反応性メソゲンから選択される重合性化合物とを含む重合性材料に関する。重合性材料は、例えばLC媒体で重合性成分として使用できる。
本発明は更に1種類以上の重合性化合物を含み、それらの少なくとも1種類は式Iの化合物であるLC媒体に関する。
本発明は更に2種類以上の重合性化合物を含むか、または2種類以上の重合性化合物を含む重合性成分を含むLC媒体に関し、ただし、前記2種類以上の重合性化合物の少なくとも1種類は式Iの化合物であり、前記2種類以上の重合性化合物の他の少なくとも1種類は式Iと異なる。
本発明は更にLC媒体およびLCディスプレイ、特にLCディスプレイのLC媒体、活性層または配向層で重合性化合物として式Iの化合物を使用することに関し、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。
本発明は更に、好ましくはm1が0とは異なりおよび/またはTが式(1)、(2)または(3)の基である式Iの新規な化合物に関する。
本発明は更に式Iの化合物を調製する方法、およびこれらの方法で使用または得られる新規な中間体に関する。
本発明は更に、
・1種類以上の重合性化合物を含み、それらの少なくとも1種類は式Iの化合物である重合性成分A)と、および
・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含み、好ましくはこれ(ら)から成り、以降で「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。
本発明は更に、
・2種類以上の重合性化合物を含み、それらの少なくとも1種類は式Iの化合物であり、それらの他の少なくとも1種類は式Iと異なる重合性成分A)と、および
・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含み、好ましくはこれ(ら)から成り、以降で「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される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、上および下に記載される通りの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、上および下に記載される通りのLC媒体またはLCディスプレイに関する。
本発明は、更に、上および下に記載される通りのLC媒体を調製する方法であって、上および下に記載される通りの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され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、上および下に記載される通りのLCディスプレイを製造する方法であって、上および下に記載される通りの1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体を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。
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、上および下で開示され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され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 0006929779
は、トランス−1,4−シクロヘキシレン環を表し、
Figure 0006929779
は、1,4−フェニレン環を表す。
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 0006929779
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より選択される。)を含有し、上で定義される通りの「アリール」を表す。
好ましい炭素および炭化水素基は、置換されていてもよく、1〜40個、好ましくは1〜20個、特に好ましくは1〜12個のC原子を有し、直鎖状、分岐状または環状のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシおよびアルコキシカルボニルオキシ、置換されていてもよく、5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアリールまたはアリールオキシ、または、置換されていてもよく、5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアルキルアリール、アリールアルキル、アルキルアリールオキシ、アリールアルキルオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシであり、ただし、1個以上のC原子は、好ましくはN、O、S、Se、Te、SiおよびGeより選択され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より選択される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より選択される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。
脂環式、ヘテロ環式、芳香族およびヘテロ芳香族基について好ましい置換基は、式I中で定義される通りのLである。
好ましい置換基Lは、P−Sp−、F、Cl、−CN、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から選択され、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。
特に好ましい置換基Lは、例えば、F、Cl、CN、CH、C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCである。
Figure 0006929779
式中、Lは上で示される意味の1つを有する。
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”より選択され、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−、−(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。
好ましくは式1〜3中のRa〜dは、それぞれ互いに独立に、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、t−ブチル、非常に好ましくはメチルから選択される。
好ましくは式1〜3中のR、R、RおよびRは、同じ意味を有する。
好ましくは式4中のRおよびRは、それぞれ互いに独立に、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、非常に好ましくはメチルから選択される。
好ましくは式4中のRおよびRは、同じ意味を有する。
本発明の好ましい実施形態において、式2中のRはHである。
本発明の他の好ましい実施形態において、式2中のRは、メチル、エチル、プロピルまたはブチル、非常に好ましくはメチルである。
本発明の好ましい実施態様において、式3中のRはHである。
本発明の他の好ましい実施形態において、式中3のRは、メチル、エチル、プロピルまたはブチル、非常に好ましくはメチルである。
好ましくは式I中のm1は、1、2または3である。
本発明の他の好ましい実施形態において、式I中のm1は0である。
好ましくは式I中のZは、−CO−O−、−O−CO−または単結合、非常に好ましくは−CO−O−を表す。
好ましくは式I中のZおよびZは、−CO−O−、−O−CO−または単結合、非常に好ましくは単結合を表す。
好ましくは式I中のPは、アクリレートまたはメタクリレート基である。
好ましくは式I中のSpは、単結合である。
好ましくは式I中のAは、6〜24個の環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族基を表し、該基は縮合環も含有してよく、1個以上の基Lで置換されていてもよい。
非常に好ましくは式I中のAは、ベンゼンまたはナフタレンを表し、該基は1個以上の基Lで置換されていてもよい。
好ましくは式I中のAおよびAは、6〜24個の環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族基を表し、該基は縮合環も含有してよく、1個以上の基LもしくはR−(A−Zm2−で置換されていてもよいか、またはAは単結合である。
非常に好ましくは式I中のAおよびAは、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレンもしくはアントラセンを表し、該基は1個以上の基LもしくはR−(A−Zm2−で置換されていてもよいか、またはAは単結合である。
好ましくは式I中の−(A−Z−Am1−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、フェナントレンまたはアントラセンを表し、該基の全ては1個以上の基Lで置換されていてもよい。
非常に好ましくは−(A−Z−Am1−は、ビフェニレン、p−ターフェニレンまたはm−ターフェニレンを表し、該基の全ては1個以上の基Lで置換されていてもよい。
好ましい基−(A−Z−Am1−は、以下の式から選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、
Lは式Iで定義される通りであるか、または上記および下記の通りの好ましい意味の1つを有し、
rは、0、1、2、3または4であり、
sは、0、1、2または3であり、
tは、0、1または2であり、および
uは、0、1、2、3、4または5である。
式A1、A2、A3、A4およびA5の基が特に好ましい。
他の好ましい実施形態において、−(A−Z−Am1−は単結合である。
式Iの好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、
P、Sp、Ra〜d、Z、LおよびRは式Iで定義される通りであるか、または上記および下記の通りの好ましい意味の1つを有し、
rは、0、1、2、3または4であり、および
sは、0、1、2または3である。
好ましくは式IおよびI1〜I4−11中のZは、−CO−O−、−O−CO−または単結合、非常に好ましくは−CO−O−である。
好ましくは式IおよびI1−11〜I4−11中のPは、アクリレートまたはメタクリレートである。
好ましくは式IおよびI1−11〜I4−11中のSpは、単結合である。
好ましくは式IおよびI1−11〜I4−11中のR、R、RおよびRは、メチルである。
好ましくは式IおよびI1−11〜I4−11中のRおよびRは、t−ブチルである。
好ましくは式I中のRは、Hである。
式Iおよびそのサブ式I1−11〜I4−11の更に好ましい化合物は、以下の好ましい実施形態からそれらの任意の組合せを含んで選択される。
・化合物は、1個のみの重合性基(基Pで表される)を含有する。
・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、アクリレートまたはメタクリレートである。
・Spは、単結合である。
・Spは単結合と異なる場合、−(CH−、−(CH−O−、−(CH−CO−O−、−(CH−O−CO−から選択され、ただしaは、2、3、4、5または6であり、O原子またはCO基は、それぞれベンゼン環に連結している。
・R、R、RおよびRは、メチルである。
・RおよびRは、t−ブチルである。
・Rは、Hである。
・Rは、メチルである。
・m1は、1または2である。
・m1は、0である。
・m2は、1または2である。
・m2は、0である。
・Zは、−CO−O−、−O−CO−または単結合、好ましくは−CO−O−を表す。
・Zは、−CO−O−、−O−CO−または単結合、好ましくは単結合を表す。
・Lは、F、Cl、CNまたは1〜6個のC原子を有しフッ素化されていてもよいアルキルもしくはアルコキシ、非常に好ましくは、F、Cl、CN、CH、OCH、OCF、OCFHまたはOCFH、最も好ましくはFを表す。
・1個以上のLは、P−Spを表す。
・1個以上のLは、式1、2、3および4から選択される基を表す。
・化合物は、少なくとも1個の基LまたはP−Spを表すRを含有する。
・rは、0または1である。
・sは、0である。
・tは、0である。
・uは、0、1または2である。
本発明は更に、式Iの新規な化合物、特にm1が0とは異なるおよび/またはTが式(2)、(3)および(4)から選択される基であるものに関する。式Iの新規な化合物は上記の好ましい実施形態のいずれかから選択でき、それらの任意の組み合わせである。
式Iの好ましい新規な化合物は、m1が0とは異なり、好ましくは1または2であるものである。
式Iの更に好ましい新規な化合物は、上記および下記の通りの好ましい実施形態から選択されるものである。
更に好ましい式Iの新規な化合物は、サブ式I1−1〜I1−10、I2−1〜I2−11、I3−1〜I3−11、14−1〜I4−11から選択されるものである。
更に好ましい式Iの新規な化合物は、サブ式I1−1〜I1−10、I2−1〜I2−10、I3−1〜I3−10、I4−1〜I4−10から選択されるものである。
本発明は更に、式IIの化合物に関する。
Figure 0006929779
式中、
T、Sp、A1、2、Z1、2およびm1は、式Iで定義される通りであり、
RおよびLの意味におけるPは、Pgで置き換えられており、および
Pgは、OH、保護されたヒドロキシル基またはマスクされたヒドロキシル基を表す。
式IIの好ましい化合物は、PがPgで置き換えられた上で定義されるサブ式I1−1〜I4−11より選択される。
適切な保護されたヒドロキシル基Pgは、当業者に既知である。ヒドロキシル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ル基」は、化学的にヒドロキシル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ル基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。
更なる適切な合成方法は、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、光配向法で調製されてもよい。
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、いわゆる一滴充填(ODF:one drop filling)法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および成分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。
好ましくは本発明によるLC媒体は、式Iの化合物以外に安定化基を有する化合物を一切含有しない。
本発明によるLC媒体中に含有される重合性成分は、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:
・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段階工程でディスプレイ内においてUV光に曝露する;
・LC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;
・PSA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、LC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:
・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;
・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。);
・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。
好ましくは本発明の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(好ましくは式I1−1〜I4−11、非常に好ましくは式I1−1〜I1−11から選択される。)と、任意成分として式Iと異なる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成る。
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。
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される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0.001%〜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。
本発明の好ましい実施形態においてLC媒体および/または重合性成分Aは、式Iの化合物以外の重合性化合物を一切含有しない。
この好ましい実施形態において好ましくは式Iの化合物は、Tが式(1)、(2)または(3)の基であるものから選択される。
更にこの好ましい実施形態において式Iの化合物は、少なくとも1個の基P−Sp−を含有するものから選択される。
本発明の他の好ましい実施形態においてLC媒体および/またはそれの重合性成分Aは、式Iの1種類以上の化合物と、式Iと異なる1種類以上の重合性化合物とを含有する。
この好ましい実施形態において好ましくは式Iの化合物は、Tが式(1)、(2)または(3)、非常に好ましくは式(1)の基であるものから選択される。
式Iと異なり以降「コモノマー」とも呼ぶ重合性化合物は、好ましくはRMから選択する。
式Iの化合物と共にLC媒体中での使用に適切で好ましいメソゲンコモノマーは、以下の式より選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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M1〜M14、特には、M2、M3、M10、M12、M13、M15およびM16、非常に好ましくはM2の二反応性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、M29およびM30が好ましい。
式M1〜M30の化合物において、
Figure 0006929779
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、上および下で与えられる意味の1つを有し、好ましくは、F、Cl、CN、NO、CH、C、C(CH、CH(CH、CHCH(CH)C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCまたはP−Sp−、非常に好ましくは、F、Cl、CN、CH、C、OCH、COCH、OCFまたはP−Sp−、より好ましくは、F、Cl、CH、OCH、COCHまたはOCF、特に、FまたはCHである。
式M1〜M30の特に好ましいコモノマーは、以下の式から選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式I、好ましくは式I1−1〜I4−11、非常に好ましくは式I1−1〜I1−11から選択される1種類、2種類または3種類の重合性化合物と、好ましくは式M1〜M30から、非常に好ましくは式RM−1からRM−71から選択され、最も好ましくは式M2から選択され、特に式RM−1から選択される1種類、2種類または3種類の式Iと異なる重合性化合物とを含む重合性成分またはLC媒体が特に好ましい。
重合性成分Aが、式Iで、好ましくは式I1−1〜I4−11、非常に好ましくは式I1−1〜I1−11から選択される重合性化合物と、式M2の重合性化合物、特に式RM−1のものとから成るLC媒体が更に好ましい。
重合性成分Aが、式Iで、好ましくは式I1−1〜I4−11、非常に好ましくは式I2−1〜I1−11から選択される重合性化合物のみから成るLC媒体が更に好ましい。
LC媒体中の式Iの重合性化合物の割合は、好ましくは0%より多く3%未満、非常に好ましくは0%より多く1%以下、最も好ましくは0.001%〜0.5%である。
LC媒体または重合性成分Aが式Iのもの以外の他の重合性化合物を一切含有しない好ましい実施形態において、LC媒体中における式Iの化合物の割合は、好ましくは0%より多く3%未満、非常に好ましくは0%より多く1%以下、最も好ましくは0.001%〜0.5%である。
LC媒体または重合性成分Aが式Iの1種類以上の化合物および式Iと異なる1種類以上の重合性化合物を含有する好ましい実施形態において、LC媒体中における式Iの化合物の割合は、好ましくは0%より多く1%未満、非常に好ましくは0%より多く0.3%以下、最も好ましくは0.001%〜0.15%である。
式Iと異なり好ましくは式M1〜M30から選択される重合性化合物のLC媒体中での割合は、好ましくは0%より多く3%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0.05%〜0.5%である。
上記の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される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される。
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。
本発明の重合性化合物および成分は、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、本発明の重合性化合物および成分は、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。
よって本発明の好ましい実施形態において、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の重合性化合物および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、以下の式から選択される。
Figure 0006929779
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 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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。
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また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。
LC媒体は、好ましくは、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含有する化合物を含まず、特に、RA1またはRA2が末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を表すか含有する式ANまたはAYの化合物を含まない。
好ましくは、LおよびL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を表し、および、LおよびL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ANの化合物は、好ましくは、以下のサブ式より選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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ANの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式より選択される。
Figure 0006929779
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。
式ANの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式より選択される。
Figure 0006929779
式AN1a2およびAN1a5の化合物が最も好ましい。
式AYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式より選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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AYの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式より選択される。
Figure 0006929779
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。
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される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される。
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、PS−VA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)〜z)のものである。
a)式CYおよび/またはPYの1種類以上の化合物を含むLC媒体。
Figure 0006929779
式中、
aは、1または2を表し、
bは、0または1を表し、
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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)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 0006929779
式中、個々の基は、以下の意味を有する:
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
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。
c)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 0006929779
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 0006929779
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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。
d)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 0006929779
式中、個々の基は以下の意味を有する:
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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。
e)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006929779
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。
f)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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。
g)以下の式から成る群より選択される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 0006929779
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される。
Figure 0006929779
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。
h)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 0006929779
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 0006929779
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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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媒体は、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、本発明による混合物中においてターフェニルを用いる。好ましい混合物は、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。
i)以下の式から成る群より選択される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 0006929779
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される。
Figure 0006929779
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媒体における式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媒体は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媒体混合物に式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。
k)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006929779
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より選択される1種類以上の化合物を含む。
l)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 0006929779
式中、
Figure 0006929779
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される。
Figure 0006929779
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。
m)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 0006929779
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。
n)例えば、以下の式から成る群より選択され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 0006929779
Figure 0006929779
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。
o)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 0006929779
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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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の化合物を含む混合物が、非常に特に好ましい。
p)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 0006929779
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される。
Figure 0006929779
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。
q)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 0006929779
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される。
Figure 0006929779
式中、AlkylおよびAlkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、Alkoxyは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルコキシ基を表し、AlkenylおよびAlkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、Oは酸素原子または単結合を表す。AlkenylおよびAlkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
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される。
Figure 0006929779
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。
r)特に、式Iまたはそのサブ式の本発明による重合性化合物およびコモノマーは別として、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含有する化合物を含まないLC媒体。
s)好ましくは、特に、式Iまたはそのサブ式の本発明による重合性化合物より選択され、1〜5種類、好ましくは、1、2または3種類の重合性化合物を含むLC媒体。
t)特に、式Iまたはそのサブ式の重合性化合物の割合は、混合物全体において、0.05〜5%、好ましくは、0.1〜1%であるLC媒体。
u)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)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)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)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、アルケニル基を含有する1種類以上の化合物、好ましくは、RおよびRの一方または両方が2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す式CY、PYおよびLY;RおよびRの一方もしくは両方またはRおよびRの一方もしくは両方が2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す式ZKおよびDK;および式B2およびB3から成る群より選択される化合物、非常に好ましくは、式CY15、CY16、CY24、CY32、PY15、PY16、ZK3、ZK4、DK3、DK6、B2およびB3より選択される化合物、最も好ましくは、式ZK3、ZK4、B2およびB3より選択される化合物を含有する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)式PY1〜PY8、非常に好ましくは式PY2より選択される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。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)1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式T2の化合物を含有するLC媒体。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、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から選択される化合物、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から選択される化合物、非常に好ましくはT2およびT5から選択され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、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。
式AAおよびBB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有し、任意成分として、式AAおよび/またはBBの化合物に加え、式CCの1種類以上の化合物を含有する、この第2の好ましい実施形態のLC媒体が特に好ましい。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、個々の基は以下の意味を有する:
Figure 0006929779
Figure 0006929779
21、R31、R41、R42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、
41、Z42は、−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、
21、L22、L31、L32は、HまたはFを表し、
gは、0、1、2または3を表し、
hは、0、1、2または3を表し、
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である。
式AAの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、A21、R21、X、L21およびL22は、式AAにおいて与えられる意味を有し、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AA1およびAA2の化合物が特に好ましい。
式AA1の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、R21、X、L21およびL22は、式AA1において与えられる意味を有し、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AA1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される。
Figure 0006929779
式中、R21は式AA1で定義される通りである。
式AA2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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、R21、X、L21およびL22は式AA2で与えられる意味を有し、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AA2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される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、R21およびXは式AA2で定義される通りである。
式AA3の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、R21、X、L21およびL22は式AA3で与えられる意味を有し、Xは、好ましくは、Fである。
式AA4の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、R21は式AA4で定義される通りである。
式BB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される。
Figure 0006929779
式中、g、A31、A32、R31、X、L31およびL32は、式BBにおいて与えられる意味を有し、Xは、好ましくは、Fである。式BB1およびBB2の化合物が特に好ましい。
式BB1の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、R31、X、L31およびL32は、式BB1で与えられる意味を有し、Xは、好ましくは、Fをである。
式BB1a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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB1で定義される通りである。
式BB1b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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB1で定義される通りである。
式BB2の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、R31、X、L31およびL32は式BB2で与えられる意味を有し、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BB2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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB2で定義される通りである。
式BB2b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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB2で定義される通りである。
式BB2c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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB2で定義される通りである。
式BB2dおよびBB2e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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB2で定義される通りである。
式BB2f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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB2で定義される通りである。
式BB2g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される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB2で定義される通りである。
式BB2h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される。
Figure 0006929779
式中、R31およびXは式BB2で定義される通りである。
式BB2i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される。
Figure 0006929779
式中、R31およびXは式BB2で定義される通りである。
式BB2k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される。
Figure 0006929779
式中、R31およびXは式BB2で定義される通りである。
式BB1および/またはBB2の化合物に代えるか加えて、LC媒体は、また、上で定義される通りの式BB3の1種類以上の化合物を含んでもよい。
式BB3の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、R31は式BB3で定義される通りである。
好ましくは、この第2の好ましい実施形態によるLC媒体は、式AAおよび/またはBBの化合物に加えて、−1.5〜+3の範囲内の誘電異方性を有し、好ましくは、上で定義される通りの式CCの化合物群より選択される1種類以上の誘電的に中性の化合物を含む。
式CCの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
式中、R41およびR42は式CCにおいて与えられる意味を有し、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し、LはHまたはFである。
好ましくは、この第2の好ましい実施形態によるLC媒体は、式CCの誘電的に中性の化合物に加えるか代えて、−1.5〜+3の範囲内の誘電異方性を有し、式DDの化合物群より選択される1種類以上の誘電的に中性の化合物を含む。
Figure 0006929779
式中、A41、A42、Z41、Z42、R41、R42およびhは、式CCにおいて与えられる意味を有する。
式DDの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 0006929779
式中、R41およびR42は式DDにおいて与えられる意味を有し、R41は、好ましくは、アルキルを表し、式DD1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DD2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。
本発明によるLC媒体において、式AAおよびBBの化合物は、好ましくは、混合物全体中の2%〜60%、より好ましくは、3%〜35%、非常に特に好ましくは、4%〜30%の濃度において使用する。
本発明によるLC媒体において、式CCおよびDDの化合物は、好ましくは、混合物全体中の2%〜70%、より好ましくは、5%〜65%、更により好ましくは、10%〜60%、非常に特に好ましくは、10%〜、好ましくは、15%〜55%の濃度において使用する。
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、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。
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。
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。
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。
PS−TN、PS−正−VA、PS−IPSまたは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。
PS−TN、PS−正−VA、PS−IPSまたは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される。
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される。
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、上で定義される通りの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。
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。
以下の略称を使用する:
(n、m、z:それぞれの場合において互いに独立に、1、2、3、4、5または6。)
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
本発明の好ましい実施形態において、本発明によるLC媒体は、表A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。
表Bに、本発明によるLC媒体に添加できる可能なキラルドーパントを示す。
Figure 0006929779
LC媒体は、好ましくは0〜10重量%、特には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。
表Cに、本発明によるLC媒体に添加できる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を表し、末端のメチル基は示していない)。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
LC媒体は、好ましくは0〜10重量%、特には1ppm〜5重量%、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からの化合物から成る群より選択される1種類以上の安定剤を含む。
表Dに、本発明によるLC媒体において、好ましくは、反応性メソゲン化合物として使用できる例示的な化合物を示す。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
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Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
本発明の好ましい実施形態において、メソゲン媒体は、表Dからの化合物群より選択される1種類以上の化合物を含む。
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UVA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、標準的なUVAメーター(UVAセンサーを備える高域Hoenle UVメーター)を使用して強度を測定する。
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。
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6μm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 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
1a:1,4−ジオキサン250ml中の4−ベンジルオキシ−フェニルボロン酸(16.29g、71.45mmol)および3,5−ジブロモ安息香酸(10.0g、35.7mmol)の溶液に、160mlの蒸留水および炭酸ナトリウム(37.8g、357.25mmol)を加えた。アルゴンで注意深く脱気後、次いで塩化ビス(トリフェニルホスフィン)−パラジウム(II)(1.00g、1.43mmol)、追ってトリフェニルホスフィン(0.38g、1.43mmol)およびトリエチルアミン(0.15ml、1.43mmol)を加える。反応混合物を還流するまで加熱し、3時間撹拌する。室温まで冷却後、反応混合物を6M HCl酸で注意深くpH約7まで冷却しながら中和する。沈殿した粗生成物を濾過し、ヘプタン/トルエン1:1から再結晶して、灰色固体(18.0g)として1aを得た。
1b:ジクロロメタン(DCM:dichloromethane)100ml中の1a(4.0g、8.2mmol)の溶液に、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシル(TEMPO:4−hydroxy−2,2,6,6−tetramethylpiperidine1−oxyl)(1.42g、8.22)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP:4−(dimethylamino)pyridine、0.20g、1.64mmol)を加えた。この黄色味がかった溶液に次いで、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:N−(3−dimethylaminopropyl)−N’−ethylcarbodiimidhydrochlorid)(2.2g、11.0mmol)を数回に分けて室温で加える。反応混合物を3時間撹拌する。50mlの蒸留水水を加える。水相をDCMで抽出する。有機相を足し合わせて、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、濾過する。真空中で溶媒を除去後、油状残留物を溶離液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーで精製して、1bをオレンジ色の結晶(3.9g)として得る。
1c:テトラヒドロフラン(40ml)中の1b(3.9g、6.09mmol)の溶液を活性炭(1.5g)上パラジウム(5%)で処理し、15時間水素化する。触媒を濾別し、溶媒を除去後、粗生成物をDCMから再結晶して、1dをオレンジ色の結晶(2.4g)として得る。
1:100mlのジクロロメタン中の1c(2.0g、4.3mmol)の懸濁液に、メタクリル酸(0.86g、10.0mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.053g、0.43mmol)を加える。反応混合物を0℃で30mlのDCM中N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(1.55g、10.0mmol)の溶液で滴下処理し、室温で20時間撹拌する。反応混合物を真空中で濃縮し、ヘプタン/酢酸エチルを溶出液とするシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーで油状残渣を精製し、オレンジ色の無定形固体(0.34g)として1を得る。
Figure 0006929779
<例2>
化合物2を、例1で記載した方法に類似して調製する。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
2をオレンジ色の結晶(融点139℃)として得る。
Figure 0006929779
<例3>
化合物3を以下の通り調製する。
Figure 0006929779
3:4−ヒドロキシルTEMPO(8.00g、45.5mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.30g、2.46mmol)を100mlのDCMに加える。2℃まで冷却後、トリエチルアミン(25.00ml、180.35mmol)を上記溶液に加え、追って50ml DCM中の塩化3−ブロモ−プロピオニル(6.00ml、50.6mmol)を滴下で加える。添加が完了後、反応混合物を放置して室温まで温める。TLCで示される転化完了後、塩化アンモニウム水溶液を加える。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し、濾過する。真空中で溶媒を除去後、溶離液としてDCM/メチルt−ブチルエーテル(MTBE:methyl t−butyl ether)95:5を用いるシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーで固体残渣を精製し、更にヘプタン/MTBEから再結晶して、赤色結晶として3(4.2g、融点102℃)を得る。
Figure 0006929779
<例4>
化合物4を以下の通り調製する。
Figure 0006929779
Figure 0006929779
Figure 0006929779
4a:300mlの1,4−ジオキサン中の5−ブロモ−ビフェニル−3,4’−ジオール(10.00g、37.0mmol)およびビス(ピナコラト)ジボロン(9.10g、36.0mmol)の溶液に、酢酸ナトリウム(14.81g、151.0mmol)を加えた。アルゴンで完全に脱気後、[1,1’−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)(0.84g、1.13mmol)を加える。反応混合物を還流するまで加熱し、4時間撹拌する。室温まで冷却後、100mlの蒸留水を加える。水相を分離し、MTBE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、シリカゲルを通して濾過する。真空中で溶媒を除去後、溶離液としてDCM/MTBEを用いるシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーで油状残渣を精製して、4a(7.0g)を得る。
4b:150ml蒸留水中のメタホウ酸ナトリウム四水和物(9.27g、33.6mmol)溶液に、150mlTHF中の4a(7.00g、22.4mmol)および4−ブロモ−2,6−ジ−tert−ブチル−フェノール(6.40g、22.4mmol)の溶液を加える。アルゴンで完全に脱気後、[1,1’−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)(0.37g、0.45mmol)を加える。反応混合物を還流するまで加熱し、一晩撹拌する。室温まで冷却後、反応混合物を2M HCl酸で注意深く中和する。水相を分離し、MTBE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、シリカゲルを通して濾過する。真空中で溶媒を除去後、溶離剤としてDCM/MTBEを用いたシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーで油状残留物を精製して、4b(5.4g)を得る。
4:230mlのDCM中の4b(5.3g、13.0mmol)の懸濁液に、メタクリル酸(2.69g、31.0mmol)および4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.16g、1.3mmol)を加える。30mlのDCM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(4.84g、31.0mmol)の溶液で0℃において、反応混合物を滴下処理し、室温で20時間撹拌する。反応混合物を真空中で濃縮し、溶出液としてヘプタン/酢酸エチルを用いるシリカゲルカラムクロマトグラフィーで油状残渣を精製する。得られた生成物をヘプタン/MTBEから再結晶して、黄色味がかった結晶4(2.4g、融点171℃)を得る。
Figure 0006929779
<混合物例>
<例1>
ネマチックLCホスト混合物N1を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N1に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P11を調製する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N1に加え、得られた混合物に例2の重合性化合物75ppm(0.0075%)を加えて、重合性混合物P12を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N1に加え、得られた混合物に例3の重合性化合物40ppm(0.0040%)を加えて、重合性混合物P13を調製する。
<例2>
ネマチックLCホスト混合物N2を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N2に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P21を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N2に加え、得られた混合物に例2の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P22を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N2に加え、得られた混合物に例3の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P23を調製する。
<例3>
ネマチックLCホスト混合物N3を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N3に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P31を調製する。
<例4>
ネマチックLCホスト混合物N4を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N4に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P41を調製する。
<例5>
ネマチックLCホスト混合物N5を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N5に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P51を調製する。
<例6>
ネマチックLCホスト混合物N6を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N6に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P61を調製する。
<例7>
ネマチックLCホスト混合物N7を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N7に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P71を調製する。
<例8>
ネマチックLCホスト混合物N8を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N8に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P81を調製する。
<例9>
ネマチックLCホスト混合物N9を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N9に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P91を調製する。
<例10>
ネマチックLCホスト混合物N10を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N10に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P101を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N10に加え、得られた混合物に例2の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P102を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N10に加え、得られた混合物に例3の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P103を調製する。
<例11>
ネマチックLCホスト混合物N11を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N11に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P111を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N11に加え、得られた混合物に例3の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P113を調製する。
<例12>
ネマチックLCホスト混合物N12を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N12に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P121を調製する。
<例13>
ネマチックLCホスト混合物N13を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N13に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P131を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N13に加え、得られた混合物に例3の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P133を調製する。
<例14>
ネマチックLCホスト混合物N14を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N14に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P141を調製する。
<例15>
ネマチックLCホスト混合物N15を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N15に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P151を調製する。
<例16>
ネマチックLCホスト混合物N16を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N16に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P161を調製する。
<例17>
ネマチックLCホスト混合物N17を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N18に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P181を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N18に加え、得られた混合物に例3の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P183を調製する。
<例18>
ネマチックLCホスト混合物N18を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N18に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P181を調製する。
<例19>
ネマチックLCホスト混合物N19を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N19に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P191を調製する。
<例20>
ネマチックLCホスト混合物N20を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N20に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P201を調製する。
<例21>
ネマチックLCホスト混合物N21を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N21に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P211を調製する。
<例22>
ネマチックLCホスト混合物N22を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N22に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P221を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N22に加え、得られた混合物に例2の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P222を調製する。
<例23>
ネマチックLCホスト混合物N23を、以下の通り配合する。
Figure 0006929779
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N23に加え、得られた混合物に例1の重合性化合物100ppm(0.01%)を加えて、重合性混合物P231を調製する。
<使用例1>
ネマチックLCホスト混合物N1に0.3重量%の濃度で二反応性モノマーRM−1を加えて、重合性参照混合物C11を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N1に加え、得られた混合物に例1、2または3の重合性化合物100ppm(0.01%)をそれぞれ加えて、上の混合物例1で記載する通りに本発明による重合性混合物P11〜P13を調製する。
重合性混合物の組成を、下の表1に示す。
Figure 0006929779
それぞれの重合性混合物を、VA e/o試験用セルに挿入する。試験用セルは、逆平行にラビングされたVAポリイミド配向層(JALS−2096−R1)を備える。LC層厚dは、およそ4μmである。
それぞれの試験用セルに24Vrms(交流)の電圧を印加して表中に示す時間で100mW/cmの強度を有するUV光を照射し、重合性モノマー化合物の重合を起こす。
チルト角は、結晶回転実験(Autronic−Melchers TBA−105)でUV照射の前後で決定する。
チルト角を、表2に示す。
Figure 0006929779
短い曝露時間(2分)でより高い値で示される表2から、NO−HALS安定化基を有する式Iの化合物および従来のRM(RM−1)を含有する本発明による混合物P11〜P13においてはRM−1のみを含有する混合物C11と比較して、チルト角の発生が遅れていることが分かる。
しかしながら、より長い曝露時間(5分)後には、本発明による混合物P11〜P13において低いプレチルト角も達成できる。
このことは、本発明による混合物P11〜P13が、低い最終的なプレチルト角を依然として達成しながら、事前の重合が抑制されている(チルト生成の遅延で示される。)の利点を提供することを示す。
重合速度を決定するために、試験用セル中の未重合モノマーの残留含有量(重量%)を、様々な曝露時間後でHPLCによって測定する。この目的のために、それぞれの混合物を明記の条件下で試験用セル中で重合する。次いで、混合物をMEK(メチルエチルケトン)を用いて試験用セルから洗い流し、測定する。
異なるUV曝露時間後の混合物中のそれぞれのモノマーの残留濃度を、表3に示す。
加えて式Iの化合物およびLC媒体の熱安定性を、所謂「熱負荷試験」(HLT:)で試験する。ここではLC媒体をUV放射に曝露しないが、高温にさらす。この目的のために、LC媒体の試料を試験用バイアルに充填し、次いで密封し、120℃に240分間曝露する。その後、LC媒体中のRM濃度を測定する。HLTの結果も、表3に示す。
Figure 0006929779
短い曝露時間(1分)でより高い残留モノマーで示される表3から、NO−HALS安定化基を有する式Iの化合物および従来のRM(RM−1)を含有する本発明による混合物P11〜P13においてはRM−1のみを含有する混合物C11と比較して、重合が遅れていることが分かる。
しかしながら、長い曝露時間(21分)後には、本発明による混合物P11〜P13は混合物C11に匹敵し得る程度の重合および低量の残留モノマーを示す。
このことは、本発明による混合物P11〜P13が、より長い曝露時間後に依然として低量の残留モノマーを達成しながら、事前の重合が抑制されている(短い曝露時間後のより高い量の残留モノマーで示される。)の利点を提供することを示す。
高い反応性のフリーNO−ラジカル基を有する式Iの化合物を含有する混合物P11〜P13の場合においてすら、HLT後のLC媒体中のモノマー濃度が一定に保たれていることをHLT試験の結果は示しているが、当該フリーNO−ラジカル基は高温においてすらLC媒体の他成分と当該フリーNO−ラジカル基が相互作用しないよう十分に2,2,6,6−テトラメチルピペリジル基で立体的に保護されている。
UV曝露前後の重合性混合物のVHR値を上記の通り測定する。異なる曝露時間後のVHR値を表4に示す。加えてHLTの前後で、VHRは測定する。結果も表4に示す。
Figure 0006929779
NO−HALS安定化基を有する式Iの化合物および従来のRM(RM−1)を含有する本発明による混合物P11〜P13は、RM−1のみを含有する混合物C11のそれよりも僅かに低いのみのVHR値を示すことが表4から分かる。
加えて、HLT後の混合物P11〜P13のVHR値は殆ど変化していないことが分かり、フリーNOラジカルを有する式Iの化合物を加えても高温に曝露後においてすら、LC媒体の信頼性が著しく影響を受けることはないことが確認される。
<使用例2>
ネマチックLCホスト混合物N1に0.3重量%の濃度で二反応性モノマーRM−1を加えて、重合性参照混合物C11を調製する。
ネマチックLCホスト混合物N1に0.3重量%の濃度で二反応性モノマーRM−1および50ppmの濃度で光開始剤Irgacure651を加えて、重合性参照混合物C12を調製する。
0.3%の重合性化合物RM−1をLCホスト混合物N1に加え、得られた混合物に例1、2または3の重合性化合物100ppm(0.01%)をそれぞれ加えて、上の混合物例1で記載する通りに本発明による重合性混合物P11〜P13を調製する。
重合性混合物の組成を、下の表1に示す。
Figure 0006929779
それぞれの重合性混合物を、VA e/o試験用セルに挿入する。試験用セルは、逆平行にラビングされたVAポリイミド配向層(JALS−2096−R1)を備える。LC層厚dは、およそ4μmである。
それぞれの試験用セルに24Vrms(交流)の電圧を印加して表中に示す時間で100mW/cmの強度を有するUV光を照射し、重合性モノマー化合物の重合を起こす。
チルト角は、結晶回転実験(Autronic−Melchers TBA−105)でUV照射の前後で決定する。
チルト角を、表2に示す。
Figure 0006929779
短い曝露時間(2分)でより高い値で示される表2から、NO−HALS安定化基を有する式Iの化合物および従来のRM(RM−1)を含有する本発明による混合物P11〜P13においてはRM−1のみを含有する混合物C11と比較して、チルト角の発生が遅れていることが分かる。
しかしながら、より長い曝露時間(5分)後には、本発明による混合物P11〜P13において低いプレチルト角も達成できる。
このことは、本発明による混合物P11〜P13が、低い最終的なプレチルト角を依然として達成しながら、事前の重合が抑制されている(チルト生成の遅延で示される。)の利点を提供することを示す。
重合速度を決定するために、試験用セル中の未重合モノマーの残留含有量(重量%)を、様々な曝露時間後でHPLCによって測定する。この目的のために、それぞれの混合物を明記の条件下で試験用セル中で重合する。次いで、混合物をMEK(メチルエチルケトン)を用いて試験用セルから洗い流し、測定する。
異なるUV曝露時間後の混合物中のそれぞれのモノマーの残留濃度を、表3に示す。
加えて式Iの化合物およびLC媒体の熱安定性を、所謂「熱負荷試験」(HLT:)で試験する。ここではLC媒体をUV放射に曝露しないが、高温にさらす。この目的のために、LC媒体の試料を試験用バイアルに充填し、次いで密封し、120℃に240分間曝露する。その後、LC媒体中のRM濃度を測定する。HLTの結果も、表3に示す。
Figure 0006929779
短い曝露時間(1分)でより高い残留モノマーで示される表3から、NO−HALS安定化基を有する式Iの化合物および従来のRM(RM−1)を含有する本発明による混合物P11〜P13においてはRM−1のみを含有する混合物C11と比較して、重合が遅れていることが分かる。
しかしながら、長い曝露時間(21分)後には、本発明による混合物P11〜P13は混合物C11に匹敵し得る程度の重合および低量の残留モノマーを示す。
このことは、本発明による混合物P11〜P13が、より長い曝露時間後に依然として低量の残留モノマーを達成しながら、事前の重合が抑制されている(短い曝露時間後のより高い量の残留モノマーで示される。)の利点を提供することを示す。
全体として本出願で特許請求される混合物は、事前重合が低減されている利点を、良好なプレチルト角の生成および信頼性を著しく低下させることなく制御可能で完全な重合の利点と組み合わせることを使用例は実証する。

Claims (21)

  1. 式Iの1種類以上の化合物を含む液晶媒体
    Figure 0006929779

    (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:
    Tは、以下の式から選択される基であり、
    Figure 0006929779
    a〜fは、1〜10個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルであり、
    は、Hもしくは1〜10個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル、またはベンジルであり、
    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、オキセタンまたはエポキシであり、
    Sp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、また該基は縮合環を含有してもよく、1個以上の基LまたはR−(A−Zm2−で置換されていてもよく、またAおよびAの一方は単結合も表してよく、
    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、また該基は縮合環を含有してもよく、1個以上の基L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−、−(CH−、−CFCH−、−CHCF−、−(CF−、−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−、−CR00000−または単結合であり
    、Zは、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CH−、−CFCH−、−CHCF−、−(CF−、−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−、−CR00000−または単結合であり、
    00、R000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、P−Sp−、H、F、Cl、CNもしくは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、ただし1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/もしくは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もしくはP−Sp−で置き換えられていてもよく、またはRは、式1、2、および3から選択される基であり、
    Lは、P−Sp−、F、Cl、CNもしくは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、ただし1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/もしくは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もしくはP−Sp−で置き換えられていてもよく、またはLは、式1、2、および3から選択される基であり、
    m1は、1、2、3または4であり、
    m2は、0、1、2、3または4であり、
    nは、1、2、3または4である。)
    であって、
    −(A−Z−Am1−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、フェナントレンまたはアントラセンを表し、該基の全ては1個以上の基Lで置換されていてもよいことを特徴とし、
    該液晶媒体は、非重合性の低分子量化合物より選択される1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含む、液晶媒体。
  2. a〜dは、それぞれ互いに独立に、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチルから選択されることを特徴とする請求項1に記載のLC媒体。
  3. LC媒体中の式Iの重合性化合物の割合は、0%より多く3%未満である、請求項1に記載のLC媒体。
  4. −(A−Z−Am1−は、単結合または以下の式から選択され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LC媒体。
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    (式中、
    Lは、請求項1で定義される通りで、
    rは、0、1、2、3または4であり、
    sは、0、1、2または3であり、
    tは、0、1または2であり、および
    uは、0、1、2、3、4または5である。)
  5. 式Iの化合物は、以下のサブ式から選択されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    (式中、
    P、Sp、Ra〜d、Z、LおよびRは、請求項1で定義される通りで、
    rは、0、1、2、3または4であり、
    sは、0、1、2または3である。)
  6. 、−CO−O−、−O−CO−または単結合を表すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のLC媒体。
  7. Pは、アクリレートまたはメタクリレートであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のLC媒体。
  8. 式Iと異なる1種類以上の重合性化合物を、追加的に含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のLC媒体。
  9. ・請求項1〜7のいずれか1項で定義される通りの式Iの1種類以上の重合性化合物と、任意成分として式Iと異なる1種類以上の重合性化合物とを含む重合性成分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8に記載のLC媒体。
  10. 式Iと異なる前記重合性化合物は、以下の式から選択されることを特徴とする請求項8または9に記載のLC媒体。
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779

    Figure 0006929779
    (式中、個々の基は以下の意味を有する:
    、P、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、Spは、それぞれ互いに独立に、単結合または請求項1でSpに示される意味の1つを有するスペーサー基を表し、
    aaは、H、F、Cl、CNまたは1〜25個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキルを表し、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く、
    、R00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、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、それぞれの出現で同一または異なって、F、Cl、CNまたは直鎖状もしくは分岐状で一フッ素化もしく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もしく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。)
  11. 式Iと異なる重合性化合物は、式M2から選択されることを特徴とする請求項10に記載のLC媒体。
  12. 式CYおよびPYから選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 0006929779
    (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 0006929779
    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。)
  13. 以下の式より選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 0006929779
    (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 0006929779
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    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、
    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、
    xは、1または2であり、
    zは、0または1である。)
  14. 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1〜13のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 0006929779
    (式中、個々の基は、以下の意味を有する:
    Figure 0006929779
    Figure 0006929779
    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。)
  15. 重合性化合物は重合されていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のLC媒体。
  16. 請求項1〜15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9で定義される通りの液晶成分B)を、請求項1〜7のいずれか1項で定義される通りの1種類以上の式Iの化合物と、任意成分として式Iと異なり請求項8〜11で定義される通りの1種類以上の重合性化合物と、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. 求項1〜15のいずれか1項で定義される通りのLC媒体を含むLCディスプレイ。
  18. PSAタイプのディスプレイである請求項17に記載のLCディスプレイ。
  19. 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17または18に記載のLCディスプレイ。
  20. 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1〜11のいずれか一項において定義される通りの1種類以上の重合性化合物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
    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。
  21. 請求項20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1〜15のいずれか一項において定義される通りの1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体をディスプレイの基板間に提供する工程と、
    重合性化合物を重合する工程とを含む方法。

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