JP7709472B2 - 液晶媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、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ので、特にLCディスプレイ、特にはIPS、FFS、VAまたはPS-VAディスプレイにおけるその使用とに関する。
現在使用されている液晶ディスプレイ(LCD:liquid-crystal display)モードの1つは、TN(「ツイストネマチック(twisted nematic)」)モードである。しかしながらTN LCDは、コントラストが視野角に強く依存するという不利を有する。
加えて、より広い視野角を有する所謂VA(「垂直配向(vertically aligned)」)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あるLC媒体層を有し、ここでLC媒体は通常、負の誘電異方性を有する。スイッチを切った状態でLC層の分子は、電極表面に対して垂線方向に配向しているか(ホメオトロピック状)、またはチルトホメオトロピック配向を有する。2つの電極に電圧を印加すると、LC分子の再配向が、電極表面に対して平行に起こる。
更にOCB(「光学的補償ベンド(optically compensated bend)」)ディスプレイは、複屈折効果に基づくことで知られており、所謂「ベンド」配向を有するLC層を備え、通常は正の誘電異方性を有する。電圧を印加すると、LC分子の再配向が、電極表面に対して垂線方向に起こる。加えてOCBディスプレイは通常、暗状態でのベンドセルの光に対する不所望の透明性を防止するために、1つ以上の複屈折光学的リタデーションフィルムを有する。OCBディスプレイはTNディスプレイと比べて、より広い視野角を有し、より短い応答時間を有する。
また2枚の基板の間にLC層を有する所謂IPS(「面内スイッチ(in-plane switching)」)ディスプレイも知られており、ここで2つの電極は、2枚の基板のうち一方にのみ配置されており、好ましくは噛み合ったくし形の構造を有する。電極に対して電圧を印加すると、これによって電極間にLC層に対して平行の有意な成分を有する電場が生じる。これにより、層平面におけるLC分子の再配向が起こる。
更には所謂FFS(「フリンジ場スイッチ(fringe-field switching)」)ディスプレイが報告されており(特に、S.H.Jungら著、Jpn.J.Appl.Phys.、第43巻、第3号、2004年、第1028頁(非特許文献1)参照)、このディスプレイは同じ基板上に2つの電極を有し、この2つの電極のうち1つはくし形に構造化され、もう一方は構造化されていない。これによって、強力な所謂「フリンジ場」、すなわち電極端部の近くで強力な電界が生じ、セルにわたって、強い垂直成分と強い水平成分の両方を有する電界が生じる。FFSディスプレイは、コントラストの視野角依存性が低い。FFSディスプレイは通常、正の誘電異方性を有するLC媒体と、配向層、通常はポリイミド配向層とを含有し、これにより、LC媒体の分子に対して平面的な配向がもたらされる。
FFSディスプレイは、アクティブマトリックスディスプレイまたはパッシブマトリックスディスプレイとして、稼動させることができる。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、一体化された非線形活性素子、例えばトランジスタ(例えば薄膜トランジスタ(「TFT(thin-film transistor)」))によってアドレスされ、その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、従来技術から公知のマルチプレックス法によってアドレスされる。
更にFFSディスプレイと似た電極設計および層厚を有するが、正の誘電異方性を有するLC媒体層ではなく、負の誘電異方性を有するLC媒体層を備えるFFSディスプレイが開示されている(例えばS.H.Leeら著、Appl.Phys.Lett.第73巻(第20号)、1998年、第2882~2883頁(非特許文献2)、およびS.H.Leeら著、Liquid Crystals 第39巻(第9号)、2012年、第1141~1148頁(非特許文献3)参照)。負の誘電異方性を有するLC媒体は、正の誘電異方性を有するLC媒体に比べて、チルトが小さいより好ましいダイレクター配向と、より高いツイスト配向性とを示し、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。このディスプレイは更に、配向層、好ましくは基板の少なくとも1つの上に設けられたポリイミド配向層を有し、この配向層はLC媒体と接触しており、LC媒体のLC分子の平面的な配向を引き起こすものである。これらのディスプレイは、「超輝度FFS(UB-FFS:Ultra Brightness FFS)」モードディスプレイとしても知られている。これらのディスプレイは、高い信頼性を備えたLC媒体を必要としている。
これ以降で使用するように「信頼性」という用語は、経時的な、また様々なストレス負荷(例えば光負荷、温度、湿度、電圧)を経たディスプレイの性能の質を意味し、これは例えば残像(面状および線状の残像)、ムラ、汚れといった、LCディスプレイ分野における当業者に知られたディスプレイ効果を包含する。信頼性を分類するための標準的なパラメータとしては通常、電圧保持率(VHR:voltage holding ration)の値が使用され、これは試験用ディスプレイにおいて一定の電圧を保持するための測定値である。他の要因のなかでも高いVHRは、LC媒体の高い信頼性の前提条件である。
より最近のタイプのVAディスプレイでは、LC分子の均一な配向が、LCセル内にある比較的小さな複数のドメインに限定されている。これらのドメインの間にディスクリネーションが存在することがあり、これはチルトドメインとしても知られる。チルトドメインを有するVAディスプレイは、従来のVAディスプレイと比較して、コントラストに依存しないより大きな視野角と、中間階調とを有する。加えてこのタイプのディスプレイは製造が容易であり、スイッチが入った状態で分子を均一に配向させるための、例えばラビングによる電極表面の更なる処理が、もはや必要ない。その代わり、チルト角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って制御される。
所謂MVA(「マルチドメイン垂直配向(multidomain vertical alignment)」)ディスプレイでは、これは通常、突出部を有する電極によって達成されるが、これにより局所的なプレチルトが起こる。その結果、LC分子は電圧印加の際、様々な方向に、セルの様々な規定の領域で、電極表面に対して平行に配向される。これによって、「制御された」スイッチが達成され、干渉性ディスクリネーション線の形成が防止される。この配置によってディスプレイの視野角が改善するものの、しかしながら、光に対する透過性が低下する結果となる。MVAの更なる開発は、一方の電極側にのみある突出部を使用し、その一方で反対側の電極はスリットを有し、これによって光に対する透過性が改善される。スリットが入った電極は、電圧印加の際にLCセル内に不均一な電界を発生させ、これは、制御されたスイッチングが依然として達成されることを意味する。光に対する透過性を更に改善させるためにスリットと突出部との間の間隔を増やすことができるが、これは一方で、応答時間が長くなる結果となる。所謂PVA(「パターン化VA(patterned VA)」)ディスプレイでは、両方の電極が反対側にあるスリットによって構造化されているという点で突出部は完全に余剰に付与されており、これによってコントラストが上昇し、および光に対する透過性が改善される結果となるが、技術的には困難であり、これによってディスプレイは、機械的な影響(「タッピング」など)に対してより敏感になってしまう。しかしながら多くの用途、例えばモニター、特にテレビスクリーンにとって、応答時間の短縮、およびディスプレイのコントラストおよび輝度(透過性)における改善が要求されている。
更なる開発は所謂PS(「ポリマー維持(polymer sustained)」)またはPSA(「ポリマー維持配向(polymer sustained alignment)」)型のディスプレイであり、これについては時に、「ポリマー安定化(polymer stabilised)」という用語も用いられる。これらのディスプレイでは、少量(例えば0.3重量%、典型的には1質量%未満)の1種類以上の重合性化合物(1種類または多種類)、好ましくは重合性モノマー化合物(1種類または多種類)を、LC媒体に添加し、LC媒体をディスプレイに充填後、これをその場で、通常は紫外線光重合により、任意でディスプレイの電極に電圧を印加しながら重合または架橋させる。この重合は、LC媒体が液晶相を示す温度で、通常は室温で行う。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は、特に適切であることが立証されている。
他に示さない限り以降において「PSA」という用語は、ポリマー維持配向型のディスプレイ全般について述べる際に用い、「PS」という用語は、特定のディスプレイモード、PS-VA、PS-TNなどについて述べる場合に用いる。
また他に示さない限り以降において「RM」という用語は、重合性メソゲンまたは液晶化合物について述べる場合に用いる。
その一方でPS(A)原理は、様々な従来のLCディスプレイモードで使用される。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。RMの重合は好ましくは、PS-VAおよびPS-OCBディスプレイの場合には電圧を印加しながら行い、PS-IPSディスプレイの場合には、電圧を印加しながら、または電圧を印加せずに、好ましくは電荷を印加せずに行う。試験用セルにおいて実証可能なように、PS(A)法は結果としてセル内にプレチルトをもたらす。PS-OCBディスプレイの場合には例えば、ベンド構造を安定化させることが可能であり、これによってオフセット電圧が不必要になるか、減少させることができる。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肯定的な影響を有する。PS-VAディスプレイのためには、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。しかしながら加えて、例えば一方のみが構造化された電極側で、突出部無しで間に合わせることも可能であり、これによって製造が著しく簡略化されると同時に結果として、非常に良好なコントラスト、また同時に非常に良好な光に対する透過性がもたらされる。
更にいわゆる正-VAディスプレイ(「正VA(positive VA)」)は、特に適切なモードであることが立証されている。従来のVAディスプレイと同様、電圧が印加されていない初期状態では、正VAディスプレイにおけるLC分子の初期配向はホメオトロピック、すなわち、基板に対して実質的に垂線方向にある。しかしながら従来のVAディスプレイとは対照的に正VAディスプレイでは、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、正VAディスプレイにおける2つの電極は、2つの基板の一方にのみ配置されており、好ましくは噛み合ったくし形(インターディジタル)構造を示す。インターディジタル電極に電圧を印加すると、これにより、LC媒体層に対して実質的に平行な電界が生じ、LC分子は、基板に対して実質的に平行な配向へと移る。正VAディスプレイにおいて、ディスプレイ内で重合されるLC媒体へとRMを添加することによるポリマー安定化もまた、それによりスイッチ時間の著しい減少を実現でき有利であることが立証されている。
PS-VAディスプレイは例えば、欧州特許出願公開第1170626号明細書(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号明細書(特許文献4)、米国特許出願公開第2006/0066793号明細書(特許文献5)および米国特許出願公開第2006/0103804号明細書(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ら著、Jpn.J.Appl.Phys.第45巻、2006年、第2702~2704頁(非特許文献4)およびS.H.Kim、L.-C-Chien、Jpn.J.Appl.Phys.第43巻、2004年、第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、第75巻(第21号)、第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、第12巻(第7号)、第1221頁(非特許文献7)に記載されている。
相分離して重合したRMによって形成され上述のプレチルト角を誘発する層の下にPSAディスプレイは典型的には配向相、例えばポリイミドを有しており、配向相はポリマー安定化工程の前にLC分子の初期配向を与える。
長らく配向層としては、ラビングされたポリイミド層が用いられてきた。しかしながらラビング工程では、ムラ、汚染、静電気の問題、破片など多くの問題が生じる。したがってラビングされたポリイミド層の代わりに、配向面に光によって誘起される配向秩序を利用する光配向によって調製されたポリイミド層を使用することが提案された。これは、偏光を利用した光分解、光二量化または光異性化によって達成できる。
しかしながら依然として、光反応性基を含む適切に誘導体化されたポリイミド層が必要である。一般的に、このようなポリイミド層の製造、ポリイミドの処理およびバンプまたはポリマー層による改良のための労力およびコストは、比較的大きい。
加えてポリイミド配向層とLC媒体の一定の化合物との好ましくない相互作用は、しばしばディスプレイの電気抵抗の低下につながることが観察された。よって適切で利用可能なLC化合物の数は著しく減少し、そのようなLC化合物の使用によって改善することを目的とした視野角依存性、コントラストおよび応答時間などのディスプレイパラメータが犠牲になる。したがって、ポリイミド配向層を省略することが望まれていた。
これはディスプレイモードによっては、その場で自己組織化機構により所望の配向、例えばホメオトロピックまたは平面配向を誘発する自己配向剤または添加剤をLC媒体に加えることで達成された。これにより、一方または両方の基板上の配向層を省略できる。これらのディスプレイモードは、「自己配向(elf-aligned)」または「自己配向(self-aligning)」(SA)モードとしても知られている。
SAディスプレイにおいては、少量、典型的には0.1~2.5%の自己配向添加剤がLC媒体に添加される。適切な自己配向添加剤は例えば、有機コア基と、基板表面と相互作用でき、基板表面上の添加剤の配向を引き起こし、LC分子にも所望の配向を誘発でき、有機コア基に連結した1個以上の極性アンカー基とを有する化合物である。好ましい自己配向添加剤は例えば、メソゲン基と、例えばヒドロキシ、カルボキシ、アミノまたはチオール基から選択される1個以上の極性アンカー基が末端である直鎖状または分岐状のアルキル側鎖とを含む。また自己配向添加剤は、PSA工程で使用されるRMと同様の条件下で重合可能な1個以上の重合性基を含んでもよい。
これまでに、SA-VAディスプレイおよびSA-FFSディスプレイが開示されてきた。特にSA-VAモードディスプレイで使用するためにホメオトロピック配向を誘発する適切な自己配向添加剤は例えば、米国特許出願公開第2013/0182202号明細書(特許文献8)、米国特許出願公開第2014/0138581号明細書(特許文献9)、米国特許出願公開第2015/0166890号明細書(特許文献10)および米国特許出願公開第2015/0252265号明細書(特許文献11)に開示されている。
またSAモードは、PSAモードと組み合わせて使用することもできる。よって、このような組み合わせモードのディスプレイに使用するLC媒体は1個以上のRMと1個以上の自己配向添加剤との両方を含む。
上記従来のLCディスプレイと同様、PSAディスプレイは、アクティブマトリックスディスプレイまたはパッシブマトリックスディスプレイとして稼動させることができる。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)」))などの集積非線形活性素子によってアドレスされ、その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、従来技術から公知の通りのマルチプレックス法によってアドレスされる。
またPSAディスプレイは、ディスプレイセルを形成する基板の一方または両方にある配向層を有してもよい。配向層は通常、LC媒体と接触してLC分子の初期配向を誘発するように、電極上に適用される(こ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、またラビングされていてもよく、または光配向法によって調製されてもよい。
特にモニター、特にはテレビ用途のためには、LCディスプレイの応答時間しかし、またコントラストおよび輝度(よって透過性も)の最適化が引き続き要求されている。ここでPSA法は、著しい利点を提供できる。特にPS-VA、PS-IPS、PS-FFSおよびPS-正-VAディスプレイの場合、試験用セルにおいて測定可能なプレチルトと相関関係にある応答時間の短縮を、その他のパラメータに対して有意な悪影響なしに達成できる。
欧州特許出願公開第1170626号明細書 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号明細書 米国特許出願公開第2006/0066793号明細書 米国特許出願公開第2006/0103804号明細書 米国特許第6,177,972号明細書 米国特許出願公開第2013/0182202号明細書 米国特許出願公開第2014/0138581号明細書 米国特許出願公開第2015/0166890号明細書 米国特許出願公開第2015/0252265号明細書
S.H.Jungら著、Jpn.J.Appl.Phys.、第43巻、第3号、2004年、第1028頁 S.H.Leeら著、Appl.Phys.Lett.第73巻(第20号)、1998年、第2882~2883頁 S.H.Leeら著、Liquid Crystals 第39巻(第9号)、2012年、第1141~1148頁 T.-J-Chenら著、Jpn.J.Appl.Phys.第45巻、2006年、第2702~2704頁 S.H.Kim、L.-C-Chien、Jpn.J.Appl.Phys.第43巻、2004年、第7643~7647頁 Appl.Phys.Lett.1999年、第75巻(第21号)、第3264頁 Optics Express 2004年、第12巻(第7号)、第1221頁
本発明は、ディスプレイに使用するためで反応性メソゲン(RM:reactive mesogen)を含んでよく、上で示した不利益を持たないか、またはその程度が軽減されたLC媒体において新規で適切な材料を提供するという目的に基づいている。特に当該技術分野では、高い信頼性を有する液晶媒体が依然として必要とされている。
更に本発明の目的は、特定のディスプレイを、より特定に最適化する利用可能な材料の範囲を広げるために、当業者に知られている既存の媒体に加えて代替媒体を提供することである。
高いコントラストのためには散乱を低減する高い弾性定数が必要となるが、これは応答時間が遅くなる結果となるため、特に問題となるのは高いコントラストのディスプレイが望まれる場合である。本発明の目的は、速い応答速度の液晶媒体を提供することである。
これらの目的は、本発明に従って本明細書に記載される通りの材料および方法によって達成された。特に驚くべきことに、以降に記載する通りの液晶ホストを使用することで、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。
本発明は式Iの1種類以上の化合物を含む液晶媒体に関し、媒体は更に式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む。
式中
は、H、1~15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アルコキシ基を表し、ただし、これらの基における1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、好ましくは7個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニルを表し、
はHまたはCH、好ましくはHを表し、
nは0または1、好ましくは1であり、
vは、1、2、3、4、5または6である。
式中、
2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ互いに独立にH、15個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、CNまたはCFで一置換されているか、、ハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし加えて、これらの基における1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、-O-、-S-、
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、
~Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、
Yは、H、F、Cl、CF、CHFまたはCH、好ましくはHまたはCH、特に好ましくはHを表し、
、Z2BおよびZ2Dは、それぞれ互いに独立に単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C-、-CF=CF-、-CH=CHCHO-を表し、
pは、0、1または2を表し、
qは、0または1を表し、および
vは、1~6を表す。
驚くべきことに、式IIA、IIB、IICおよび/またはIIDの1種類以上の化合物と組み合わせて式Iの化合物を媒体中で使用することで、著しく小さい応答時間、パラメータγ/Kを達成でき、結果として前記媒体を含むディスプレイのスイッチがより速くなり、一方で前記ディスプレイのコントラストは悪影響を受けないか、むしろ改善される。
式Iの化合物は、特開第2006-037054号公報および欧州特許第2691490号明細書に記載されている。
式Iの好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
好ましい実施形態において、媒体は式IAの1種類以上の化合物を含む。
式中、出現する基およびパラメータは式Iにおいて上で与えられる意味を有し、および
は、
を表し、式中rは0、1、2、3、4、5または6であり、sは1、2または3である。
式IAの好ましい化合物は、化合物IA-1~IA-15である。
式IIA、IIBおよびIIDの化合物においてZは、同一または異なる意味を有してよい。式IIBの化合物においてZおよびZ2Bは、同一または異なる意味を有してよい。式IIDの化合物においてZおよびZ2Dは、同一または異なる意味を有してよい。
式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物において、R2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ好ましくは1~6個のC原子を有するアルキル、特にCH、C、n-C、n-C、n-C11を表す。
式IIA、IIBおよびIIDの化合物においてL、L、LおよびLは好ましくは、L=L=FおよびL=L=F、更にL=FおよびL=Cl、L=ClおよびL=F、L=FおよびL=Cl、L=ClおよびL=Fを表す。式IIAおよびIIBにおいてZおよびZ2Bは好ましくは、それぞれ互いに独立に単結合、更に-C-架橋を表す。
式IIBにおいてZ=-C-または-CHO-の場合、Z2Bは好ましくは単結合であり、Z2B=-C-または-CHO-の場合、Zは好ましくは単結合である。
式IIDにおいてZ2Dは好ましくは、単結合である。
式IIA、IIBおよびIIDの化合物において(O)C2v+1は好ましくは、OC2v+1を表す。式IICの化合物において(O)C2v+1は好ましくは、C2v+1を表す。
式IICの化合物においてLおよびLは好ましくは、それぞれFを表す。
式IIA、IIB、IICおよびIIDの好ましい化合物を下に示す。
式中パラメータ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。
本発明による特に好ましい混合物は、式IIA-2、IIA-8、IIA-10、IIA-16、II-18、IIA-40、IIA-41、IIA-42、IIA-43、IIB-2、IIB-10、IIB-16、IIC-1およびIID-4の1種類以上の化合物を含む。
混合物全体における式IIAおよび/またはIIBの化合物の割合は好ましくは、少なくとも20重量%である。
本発明による特に好ましい媒体は式IIC-1の少なくとも1種類の化合物を、好ましくは3重量%より多く、特に5重量%より多く、特に好ましくは5~25重量%の量で含む。
式中、alkylおよびalkylは上で示される意味を有する。
好ましい実施形態において本発明による媒体は、式IIIの1種類以上の化合物を含む。
式中
11およびR12は、それぞれ互いに独立にHまたは1~15個のC原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基を表し、ただし、これらの基における1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
は、それぞれの出現で互いに独立に、
a)1,4-シクロヘキセニレンまたは1,4-シクロヘキシレン基、該基において1個または2個の隣接しないCH基は-O-または-S-で置き換えられてよく、
b)1,4-フェニレン基、該基において1個または2個のCH基はNで置き換えられてよく、または
c)スピロ[3.3]ヘプタン-2,6-ジイル、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、フェナントレン-2,7-ジイルおよびフルオレン-2,7-ジイルの群からの基
を表し、
ただし、基a)、b)およびc)はハロゲン原子で一置換または多置換されてよく、
nは0、1または2、好ましくは0または1を表し、
は、それぞれの出現で互いに独立に-CO-O-、-O-CO-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-CH-、-CHCH-、-(CH-、-CH=CH-CHO-、-C-、-CHCF-、-CFCH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-または単結合を表し、および
11およびL12は、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHF、好ましくはFを表し、および
WはOまたはS、好ましくはSを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式III-1および/またはIII-2の1種類以上の化合物を含む。
式中、出現する基は上で式IIIにおいて与えられるのと同じ意味を有し、このましくは、
11およびR12は、それぞれ互いに独立に15個までのC原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシ基を表し、より好ましくは、それらの一方または両方はアルコキシ基を表し、
11およびL12は、それぞれFを表す。
好ましい実施形態において媒体は、式III-1-1~III-1-10の化合物の群から選択される式III-1の、好ましくは式III-1-6の1種類以上の化合物を含む。
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し、alkoxyおよびalkoxy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コキル基を表し、ならびにL11およびL12は、それぞれ互いに独立にFまたはCl、好ましくは両者ともFを表す。
好ましい実施形態において媒体は、式III-2-1~III-2-10の化合物の群から選択される式III-2の、好ましは式III-2-6の1種類以上の化合物を含む。
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し、alkoxyおよびalkoxy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コキル基を表し、ならびにLおよびLは、それぞれ互いに独立にFまたはCl、好ましくは両者ともFを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式IIIA-1および/またはIIIA-2の1種類以上の化合物を含む。
式中、L11およびL12は式IIIにおいて与えられるのと同じ意味を有し、mおよびnは同一または異なって0、1、2、3、4、5または6、好ましくは1、2または3、非常に好ましくは1であり、(O)はOまたは単結合を表し、
Cyは、それぞれ3個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニルまたはハロゲンもしくはCNで置換されてもよい、3個、4個または5個の環原子を有する脂環式基を表し、好ましくはシクロプロピル、シクロブチルまたはシクロペンチルを表す。
式IIIA-1および/またはIIIA-2の化合物は、式IIIの化合物と代替的または追加的に、好ましくは追加的に媒体に含まれる。
式IIIA-1およびIIIA-2の非常に好ましい化合物は、以下である。
式中、alkoxyは1~6個のC原子を有する直鎖状のアルコキシ基である。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式III-3の1種類以上の化合物を含む。
式中、
11、R12は同一または異なってH、1~15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし、これらの基における1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、
-O-、-CO-O-または-O-CO-で互いに独立に置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよい。
式III-3の化合物は好ましくは、式III-3-1~III-3-11の化合物の群から選択される。
式中、R12は1~7個のC原子を有するアルキル、好ましくはエチル、n-プロピルもしくはn-ブチル、または代わりにシクロプロピルメチル、シクロブチルメチルもしくはシクロペンチルメチルを表す。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、式III-4~III-6の、好ましくは式III-5の1種類以上の化合物を含む。
式中パラメータは上で与えられる意味を有し、R11は好ましくは直鎖状のアルキルを表し、R12は好ましくはアルコキシを表し、それぞれ1~7個のC原子を有する。
好ましい実施形態において媒体は、式III-7~III-9の化合物の群から選択される式Iの、好ましくは式III-8の1種類以上の化合物を含む。
式中パラメータは上で与えられる意味を有し、R11は好ましくは直鎖状のアルキルを表し、R12は好ましくはアルコキシを表し、それぞれ1~7個のC原子を有する。
好ましい実施形態において媒体は、式IVの1種類以上の化合物を含む。
式中、
41は1~7個のC原子を有する無置換のアルキル基または2~7個のC原子を有する無置換のアルケニル基、好ましくはn-アルキル基を表し、特に好ましくは2個、3個、4個または5個のC原子を有し、
42は1~7個のC原子を有する無置換のアルキル基または1~6個のC原子を有する無置換のアルコキシ基(両者とも好ましくは2~5個のC原子を有する。)、2~7個のC原子を有し、好ましくは2個、3個または4個のC原子を有する無置換のアルケニル基、より好ましくはビニル基または1-プロペニル基、特にビニル基を表す。
式IVの化合物は好ましくは、式IV-1~IV-4の化合物の群から選択される。
式中、
alkylおよびalkyl’は互いに独立に1~7個のC原子を有し、好ましくは2~5個のC原子を有するアルキルを表し、
alkenylは2~5個のC原子を有し、好ましくは2~4個のC原子、特に好ましくは2個のC原子を有するアルケニル基を表し、
alkenyl’は2~5個のC原子を有し、好ましくは2~4個のC原子を有し、特に好ましくは2~3個のC原子を有するアルケニル基を表し、
alkoxyは1~5個のC原子を有し、好ましくは2~4個のC原子を有するアルコキシを表す。
好ましくは媒体は、式IV-1-1~IV-1-4の化合物から選択される1種類以上の化合物を含む。
非常に好ましくは本発明による媒体は、式IV-2-1および/またはIV-2-2の1種類以上の化合物を含む。
非常に好ましくは本発明による媒体は、特に式IV-3-1~IV-3-5の化合物から選択される式IV-3の化合物を含む。
非常に好ましくは本発明による媒体は、特に式IV-4-1およびIV-4-2の化合物から選択される式IV-4の化合物を含む。
液晶媒体は好ましくは追加して、式IVaの1種類以上の化合物を含む。
式中、
41およびR42は、それぞれ互いに独立に12個までのC原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を表し、および
は、単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C-、-C-、-CF=CF-を表す。
式IVaの好ましい化合物を下に示す。
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す。
本発明による媒体は好ましくは、式IVa-1および/または式IVa-2の少なくとも1種類の化合物を含む。
混合物全体における式IVaの化合物の割合は好ましくは、少なくとも5重量%である。
好ましくは媒体は、式IVb-1~IVb-3の1種類以上の化合物を含む。
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、および
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。
混合物全体における式IV-1~IV-3のビフェニル類の割合は、好ましくは少なくとも3重量%、特に5重量%以上である。
式IVb-1~IVb-3の化合物のうち、式IVb-2の化合物が特に好ましい。
特に好ましいビフェニル類である。
式中、alkylは1~6個のC原子を有するアルキル基を表し、好ましくはn-プロピルを表す。本発明による媒体は特に好ましくは、式IVb-1-1および/またはIVb-2-3の1種類以上の化合物を含む。
特に好ましい実施形態において媒体は、式Vの1種類以上の化合物を含む。
式中、
51およびR52は互いに独立にR41およびR42に与えられる意味の1つを有し好ましくは、1~7個のC原子を有するアルキル、好ましくはn-アルキル、特に好ましくは1~5個のC原子を有するn-アルキル、1~7個のC原子を有するアルコキシ、好ましくはn-アルコキシ、特に好ましくは2~5個のC原子を有するn-アルコキシ、2~7個のC原子を有し、好ましくは2~4個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはアルケニルオキシを表し、
ただし、
51、Z52は、それぞれ互いに独立に-CH-CH-、-CH-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-または単結合、好ましくは-CH-CH-、-CH-O-または単結合、特に好ましくは単結合を表し、
nは、1または2である。
式Vの化合物は好ましくは、式V1~V17の化合物から選択される。
式中、RおよびRは上でR2Aに示される意味を有する。RおよびRは好ましくは、それぞれ互いに独立に直鎖状のアルキルまたはアルケニルを表す。
好ましい媒体は、式V-1、V-3、V-4、V-6、V-7、V-10、V-11、V-12、V-14、V-15および/またはV-16の1種類以上の化合物を含む。
本発明による混合物は非常に特に好ましくは、式V-10、V-12、V-16および/またはIV-1の化合物を特に5~30%の量で含む。
式V-10の好ましい化合物を下に示す。
本発明による媒体は特に好ましくは式IV-1の1種類以上のビシクロヘキシル化合物と組み合わせて、式V-10aおよび/または式V-10bの三環式化合物を含む。式IV-1のビシクロヘキシル化合物から選択される1種類以上の化合物と組み合わせて式V-10aおよび/またはV-10bの化合物の合計割合は、5~40%、非常に特に好ましくは15~35%である。
非常に特に好ましい混合物は、化合物V-10aおよびCC-2-3を含む。
化合物V-10aおよびIV-1-1は好ましくは混合物中に混合物全体を基準にして15~35%、特に好ましくは15~25%、特に好ましくは18~22%の濃度で存在する。
非常に特に好ましい混合物は、化合物V-10bおよびIV-1-1を含む。
化合物V-10bおよびIV-1-1は好ましくは混合物中に混合物全体を基準にして15~35%、特に好ましくは15~25%、特に好ましくは18~22%の濃度で存在する。
非常に特に好ましい混合物は、以下の3種類の化合物を含む。
化合物V-10a、V-10bおよびIV-1-1は好ましくは混合物中に混合物全体を基準にして15~35%、特に好ましくは15~25%、特に好ましくは18~22%の濃度で存在する。
好ましい混合物は、化合物V-6、V-7およびIV-1の群から選択される少なくとも1種類の化合物を含む。
式中、R41およびR42ならびにR51およびR52は、上で示される意味を有する。好ましくは化合物V-6、V-7およびIV-1においてR41およびR51は、それぞれ1~6個または2~6個のC原子を有するアルキルまたはアルケニルを表し、R42およびR52は2~6個のC原子を有するアルキルを表す。
好ましい混合物は、式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3aおよびIV-3bの少なくとも1種類の化合物を含む。
式中alkylは1~6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylは2~6個のC原子を有するアルケニル基を表す。
式V-6a、V-6b、V-7a、V-7b、IV-4-1、IV-4-2、IV-3aおよびIV-3bの化合物は好ましくは本発明による混合物中に1~40重量%、好ましくは5~35重量%、非常に特に好ましくは10~30重量%の量で存在する。
好ましい実施形態において媒体は、式Vaの1種類以上の化合物を含む。
式中
は、H、1~15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アルコキシ基を表し、ただし、これらの基における1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、
-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で、それぞれ互いに独立に置き換えられてよく、該基において加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
は、F、Cl、CN、CHF、CF、OCFを表すか、同一または異なってRの意味の1つを有し、
は、H、F、ClまたはCHを表す。
式Vaの化合物は好ましくは、式Va-1およびVa-2の化合物の群から選択される。
式中
L1は上で式Iに与えられる意味を有し、好ましくは1~7個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、該基中CH基はシクロプロパン-1,2-ジイルで置き換えられてよい。
好ましい実施形態において媒体は、以下のサブ式から選択される式Vbの1種類以上の化合物を含む。
式中、RL1は上で式Vaに与えられる意味を有する。
非常に好ましくは媒体は、RL1が7個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル、特にビニルを表す化合物Vb-2を含む。
本発明の好ましい実施形態において媒体は追加して、式VI-1~VI-9の1種類以上の化合物を含む。
式中、
は、それぞれ互いに独立に請求項5においてR2Aに示される意味の1つを有し、
wおよびxは、それぞれ互いに独立に1~6を表す。
式V-9の少なくとも1種類の化合物を含む混合物が特に好ましい。
本発明の好ましい実施形態において媒体は追加して、式VII-1~VII-21の1種類以上の化合物を含む。
式中、
Rは1~6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基を表し、(O)は-O-または単結合を表し、mは0、1、2、3、4、5または6であり、nは1、2、3または4である。
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、ペントキシを表す。
本発明による媒体は好ましくは式VII-1~VII-21のターフェニル類を2~30重量%、特に5~20重量%の量で含む。
式VII-1、VII-2、VII-4、VII-20およびVII-21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。式VII-20の化合物においてRは好ましくはアルキルまたはアルケニル、特にアルキルを表す。式VII-21の化合物においてRは好ましくは、アルキルを表す。
混合物のΔnの値を0.1以上とする場合、ターフェニル類は好ましくは本発明による混合物において採用される。好ましい混合物は、化合物VII-1~VII-21の群から選択される1種類以上のターフェニル化合物を2~20重量%含む。
更に好ましい実施形態を下に列記する。
a)式Z-1~Z-7の少なくとも1種類の化合物を含む液晶媒体。
式中、Rおよびalkylは上で式IIIに示される意味を有する。
b)本発明による好ましい液晶媒体は例えば、式N-1~N-5の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む1種類以上の物質を含む。
式中R1NおよびR2Nは、それぞれ互いに独立にR2Aに示される意味を有し、好ましくは直鎖状のアルキル、直鎖状のアルコキシまたは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=CHCHCH-、-CHCHCH=CH-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CFO-、-OCF-、-CH-または単結合を表す。
c)好ましい混合物は、式BCのジフルオロジベンゾクロマン化合物、式CRのクロマン類、式PH-1およびPH-2のフッ素化フェナントレン類、式BF-1およびBF-2のフッ素化ジベンゾフラン類の群から選択される1種類以上の化合物を含む。
式中、
B1、RB2、RCR1、RCR2、R、Rは、それぞれ互いに独立にR2Aの意味を有し、cは0、1または2であり、dは1または2を表す。RおよびRは好ましくは互いに独立に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す。式BF-1およびBF-2の化合物は式Iの1種類以上の化合物と同一であってはならない。
本発明による混合物は好ましくは、式BC、CR、PH-1、PH-2および/またはBFの化合物を3~20重量%の量で、特に3~15重量%の量で含む。
式BCおよびCRの特に好ましい化合物は、化合物BC-1~BC-7およびCR-1~CR-5である。
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。
式BC-2の1種類、2種類または3種類の化合物を含む混合物が非常に特に好ましい。
d)好ましい混合物は、式Inの1種類以上のインダン化合物を含む。
式中、
11、R12、R13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、アルコキシ、アルコキシアルキルまたはアルケニル基を表し、
12およびR13はハロゲン、好ましくはFを追加して表し、
を表し、
iは0、1または2を表す。
式Inの好ましい化合物は、下に示す式In-1~In-16の化合物である。
式In-1、In-2、In-3およびIn-4の化合物が特に好ましい。
式Inおよびサブ式In-1~In-16の化合物は好ましくは本発明による混合物において、5重量%以上、特に5~30重量%、非常に特に好ましくは5~25重量%の濃度で採用される。
e)好ましい混合物は、式L-1~L-11の1種類以上の化合物を追加して含む。
式中、
RおよびRは、それぞれ互いに独立に上式IIAにおいてR2Aに示す意味を有し、alkylは1~6個のC原子を有するアルキル基を表す。パラメータsは1または2を表す。
式L1~L5の化合物は好ましくは、5~50重量%、特に5~40重量%、非常に特に好ましくは10~40重量%の濃度で使用される。
f)好ましい混合物は、式IIA-Yの1種類以上の化合物を追加して含む。
式中R11およびR12は上式Iで与えられる意味の1つを有し、LおよびLは同一または異なってFまたはClを表す。
式IIA-Yの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
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。
式IIA-Y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。
式中AlkoxyおよびAlkoxyは上で定義される意味を有し、好ましくはメトキシ、エトキシ、n-プロピルオキシ、n-ブチルオキシまたはn-ペンチルオキシを表す。
本発明による液晶媒体は本明細書では液晶ホスト混合物とも呼ばれ、ポリマー安定化ディスプレイでの使用に適している。この目的のために本発明による媒体は、式Pの1種類以上の重合性化合物を含んでよい。
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は重合性基であって、
Spはスペーサー基または単結合であって、
、Aは芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基で、好ましくは4~25個の環原子を有し、該基は縮合環も含んでよく、該基は非置換であるか、Lで一置換または多置換されており、
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またはP-Sp-であり、
LはF、Cl、-CN、P-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って、ただし1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子がそれぞれ互いに独立に直接連結しないようにして-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-で置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれP-Sp-、FまたはClで置き換えられてよく、
zは0、1、2または3であり、
n1は1、2、3または4である。
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「光学活性」および「キラル」はネマチックホスト材料にらせん状のピッチを誘発することができる材料の同義語であり、「キラルドーパント」とも呼ぶ。
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、
は、トランス-1,4-シクロヘキシレン環を表す。

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、好ましくはFまたはCl、非常に好ましくはFを表す。
-CO-、-C(=O)-および-C(O)-は、カルボニル基、即ち、
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。
好ましい置換基は以降で「L」とも呼び、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く、およびY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L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。
およびAは非常に好ましくは
を表し、式中Lは上に示す意味の1つを有し、rは0、1、2、3または4を表し、特に
である。
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-、
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-以外の上で定義される通りの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-、
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-、
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R-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を表す。
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P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P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P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。
式中、Pは式Pで定義される通りであり、
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。
上記および下記の通りの式P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P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Pおよびそれのサブ式の化合物においてRは、好ましくはP-Spを表す。
Spが単結合または-(CHp1-、-O-(CHp1-、-O-CO-(CHp1もしくは-CO-O-(CHp1を表し、ただしp1は2、3、4、5または6であり、Spが-O-(CHp1-、-O-CO-(CHp1または-CO-O-(CHp1の場合、そのO原子またはCO基がそれぞれベンゼン環に連結されている上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
少なくとも1個の基Spが単結合である上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
少なくとも1個の基Spが単結合と異なり、好ましくは-(CHp1-、-O-(CHp1-、-O-CO-(CHp1または-CO-O-(CHp1から選択され、ただしp1は2、3、4、5または6であり、Spが-O-(CHp1-、-O-CO-(CHp1または-CO-O-(CHp1の場合、そのO原子またはCO基がそれぞれベンゼン環に連結されている上記および下記の通りの式Pおよびそれのサブ式の化合物が更に好ましい。
式P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。
式中、少なくとも1個のベンゼン環は少なくとも1個の基Lで置換されており、ベンゼン環は1個以上の基LまたはP-Sp-で更に置換されてよい。
式Pおよびそれらのサブ式の好ましい化合物は、以下の好ましい実施形態(それらの任意の組み合わせを含む)から選択される:
・化合物における全ての基Pが同じ意味を有する。
・-A-(Z-A-がA1、A2およびA5から選択される。
・化合物がちょうど2個の重合性基(基Pで表される)を有する。
・化合物がちょうど3個の重合性基(基Pで表される)を有する。
・Pが、アクリレート、メタクリレート、およびオキセタンからなる群より選択され、非常に好ましくはアクリレートまたはメタクリレートである。
・Pがメタクリレートである。
・全ての基Spが単結合である。
・基Spのうちの少なくとも1個が単結合であり、基Spのうちの少なくとも1個が単結合とは異なる。
・Spが単結合とは異なる場合、-(CHp2-、-(CHp2-O-、-(CHp2-CO-O-、-(CHp2-O-CO-であり、式中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が単結合であるか、または-(CHp2-、-(CHp2-O-、-(CHp2-CO-O-、-(CHp2-O-CO-を表し、式中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。
・RがP-Sp-を表す。
・Rが、重合性基を表さないか含まない。
・Rが重合性基を表さないか含まず、直鎖状、分岐状または環状の1~25個のC原子を有するアルキルを表し、ただし1個以上の隣接しない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で置き換えられてよい。
・LまたはL‘が、F、ClまたはCNを表す。
・LがFである。
式Pの適切で好ましい化合物は、以下の式から選択される。
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、
kは、0または1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P2、P13、P17、P22、P23、P24、P30、P31およびP32の化合物が特に好ましい。
更に、三反応性化合物P15~P30、特に、P17、P18、P19、P22、P23、P24、P25、P26、P30、P31およびP32が好ましい。
式P1~P32の化合物において、基
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。
本発明による媒体は、1種以上のキラルドーパントを含む。好ましくは、これらのキラルドーパントは、1μm-1~150μm-1の範囲、好ましくは10μm-1~100μm-1の範囲のらせんツイスト力(HTP:helical twisting power)の絶対値を有する。媒体が2種以上のキラルドーパントを含む場合、これらは、それらのHTP値の反対の符号を有し得る。この条件は、それぞれの化合物のキラリティーをある程度補償することを可能にし、ひいてはデバイスにおいて得られる媒体の様々な温度依存特性を補償するために使用することができるので、いくつかの特定の実施形態にとって好ましい。しかしながら、一般的に、本発明による媒体中に存在するキラル化合物の大部分、好ましくはすべてが、それらのHTP値の同じ符号を有していることが好ましい。
好ましくは、本出願による媒体中に存在するキラルドーパントはメソゲン性化合物であり、最も好ましくは、それらは単独でメソ相を示す。
本発明の好ましい実施形態では、媒体は、すべてHTPの同じ算術符号を有する2種以上のキラル化合物を含む。
個々の化合物のHTPの温度依存性は高くても低くてもよい。媒体のピッチの温度依存性は、HTPの異なる温度依存性を有する化合物を対応する比率で混合することによって補償できる。
光学活性成分については、例えば、コレステリルノナノエート、R-およびS-811、R-およびS-1011、R-およびS-2011、R-およびS-3011、R-およびS-4011、またはCB15(すべてMerck社、ダルムシュタット市)などの、いくつかは市販されている多数のキラルドーパントが当業者に利用可能である。
特に適切なドーパントは、1個以上のキラル基および1個以上のメソゲン基、またはキラル基と共にメソゲン基を形成する1個以上の芳香族もしくは脂環式基を含む化合物である。
適切なキラル基は、例えば、キラル分岐状炭化水素基、キラルエタンジオール、ビナフトールまたはジオキソラン、さらに糖誘導体、糖アルコール、糖酸、乳酸、キラル置換グリコール、ステロイド誘導体、テルペン誘導体、アミノ酸または数個、好ましくは1~5個のアミノ酸の配列からなる群から選択される一価または多価のキラル基である。
好ましいキラル基は、糖誘導体、例えばグルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、アラビノースおよびデキストロース;糖アルコール、例えばソルビトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトールまたはそれらのアンヒドロ誘導体、特に、ジアンヒドロヘキシトール、例えばジアンヒドロソルビド(1,4:3,6-ジアンヒドロ-D-ソルビド、イソソルビド)、ジアンヒドロマンニトール(イソソルビトール)またはジアンヒドロイジトール(イソイジトール)など;糖酸、例えばグルコン酸、グロン酸およびケトグロン酸など;キラル置換グリコール基、例えば1個以上のCH基がアルキルまたはアルコキシで置換されているモノ-もしくはオリゴエチレンまたはプロピレングリコールなど;アミノ酸、例えばアラニン、バリン、フェニルグリシンもしくはフェニルアラニン、またはこれらのアミノ酸の1~5個の配列;ステロイド誘導体、例えばコレステリルまたはコール酸基など;テルペン誘導体、例えばメンチル、ネオメンチル、カンフェイル、ピネイル、テルピネイル、イソロンギホリル、フェンチル、カレイル、ミルテニル、ノピル、ゲラニル、リナロイル、ネリル、シトロネリルまたはジヒドロシトロネリルである。
本発明による媒体は、好ましくは、既知のキラルドーパントの群から選択されるラルドーパントを含む。適切なキラル基およびメソゲン性キラル化合物は、例えば、独国特許第3425503号明細書、独国特許第3534777号明細書、独国特許第3534778号明細書、独国特許第3534779号明細書および独国特許第3534780号明細書、独国特許第4342280号明細書、欧州特許第01038941号明細書および独国特許第19541820号明細書に記載されている。また例は、下の表Fに列挙される化合物である。
本発明に従って好ましくは使用されるキラル化合物は、下に示される式から成る群より選択される。
以下の式A-I~A-IIIおよびA-Chの化合物から成る群より選択されるキラルドーパントが特に好ましい。
式中、
a11、Ra12およびRb12は、互いに独立して、1~15個のC原子を有するアルキルを表し、ここでさらに、1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、互いに独立して、-C(R)=C(R)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-または-O-CO-O-で置き換えられてよく、ここでさらに、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、IまたはCNで置き換えられていてもよく、
好ましくはアルキル、より好ましくはn-アルキルを表し、ただし、Ra12はRb12とは異なり、
a21およびRa22は、互いに独立して、1~15個のC原子を有するアルキルを表し、ここでさらに、1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、互いに独立して、-C(R)=C(R)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-または-O-CO-O-で置き換えられてよく、ここでさらに、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、IまたはCNで置き換えられていてもよく、
好ましくは両方ともアルキル、より好ましくはn-アルキルを表し、
a31、Ra32およびRb32は、互いに独立して、1~15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、ここでさらに、1個以上の隣接しないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、互いに独立して、-C(R)=C(R)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-または-O-CO-O-で置き換えられてよく、ここでさらに、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、IまたはCNで置き換えられていてもよく、
好ましくはアルキル、より好ましくはn-アルキルを表し、ただし、Ra32はRb32とは異なり、
は、H、CH、F、Cl、またはCN、好ましくはHまたはFを表し、
は、上で与えられるRa11の意味の1つ、好ましくは1~15個のC原子を有するアルキル、より好ましくはn-アルキルを有し、
は、-C(O)O-、-CHO-、-CFO-または単結合、好ましくは-C(O)O-を表し、
11は下でA12に定義される通りであり、あるいは
を表し、
12は、
好ましくは
を表し、
式中、
12は、それぞれの出現で互いに独立して、ハロゲン、CN、または12個までのC原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシもしくはアルケニルオキシを表し、ただし1個以上のH原子はハロゲン、好ましくはメチル、エチル、ClまたはF、特に好ましくはFで置き換えられてよい。
21は、
を表し、
22は、A12に与えられる意味を有し、
31は、A11に与えられる意味を有し、あるいは
を表し、
32は、A12に与えられる意味を有し、
n2は、それぞれの出現で同一または異なって0、1または2であり、
n3は、1、2または3であり、
rは、0、1、2、3または4である。
以下の式の化合物から成る群より選択されるドーパントが特に好ましい。
式中、
mは、それぞれの出現で同一または異なって1~9の整数であり、および
nは、それぞれの出現で同一または異なって2~9の整数である。
式Aの特に好ましい化合物は、式A-IIIの化合物である。
更に好ましいドーパントは、以下の式A-IVのイソソルビド、イソマンニトールまたはイソイドイトールの誘導体である。
式中、基
は、
であって、好ましくはジアンヒドロソルビトールである。
および、例えばジフェニルエタンジオール(ヒドロベンゾイン)などのキラルエタンジオール、特に以下の式A-Vのメソゲンヒドロベンゾイン誘導体であって、示していない(S,S)エナンチオマーを含む。
式中、
それぞれ互いに独立に、またLで一置換、二置換または三置換されてもよい1,4-フェニレン、または1,4-シクロヘキシレンであり、
Lは、H、F、Cl、CN、または1~7個の炭素原子を有するハロゲン化されてよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシであり、
cは、0または1であり、
Xは、CHまたは-C(O)-であり、
は、-COO-、-OCO-、-CHCH-または単結合であり、
は、1~12個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。
式IVの化合物の例である。
式A-IVの化合物は、国際公開第98/00428号に記載されている。式A-Vの化合物は、英国特許出願公開第2,328,207号明細書に記載されている。
特に非常に好ましいドーパントは、国際公開第02/94805号に記載されているキラルビナフチル誘導体、国際公開第02/34739号に記載されているキラルビナフトールアセタール誘導体、国際公開第02/06265号に記載されているキラルTADDOL誘導体、ならびに国際公開第02/06196号および国際公開第02/06195に記載されている少なくとも1個のフッ素化架橋基および末端または中心キラル基を有するキラルドーパントである。
式A-VIのキラル化合物が特に好ましい。
式中、
、X、YおよびYは、それぞれ互いに独立して、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF、1~25個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル(これは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、ここでさらに、1個以上の隣接していないCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、それぞれ互いに独立して、-O-、-S-、-NH-、NR-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられていてもよい)、重合性基または20個までの炭素原子を有するシクロアルキルもしくはアリール(これはハロゲン、好ましくはFで、または重合性基で場合により一置換または多置換されていてもよい)であり、
およびxは、それぞれ互いに独立して、0、1または2であり、
およびyは、それぞれ互いに独立して、0、1、2、3または4であり、
およびBは、それぞれ互いに独立して、芳香族または部分飽和もしくは完全飽和脂肪族六員環であり、ここで、1個以上のCH基はN原子でそれぞれ置き換えられていてもよく、1個以上の隣接していないCH基はOおよび/またはSでそれぞれ置き換えられていてもよく、
およびWは、それぞれ互いに独立して、-Z-A-(Z-A-Rであり、あるいは2つのうちの一方は、RまたはAであるが、両方とも同時にHではなく、または
は、
であり、
およびUは、それぞれ互いに独立して、CH、O、S、COまたはCSであり、
およびVは、それぞれ互いに独立して、(CH(ここで、1~4個の隣接していないCH基はOおよび/またはSで置き換えられていてもよい)であり、VおよびVのうちの一方は、
が、
である場合、両方とも単結合であり、
nは、1、2または3であり、
およびZは、それぞれ互いに独立して、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CH-、-CH-O-、-S-CH-、-CH-S-、-CF-O-、-O-CF-、-CF-S-、-S-CF-、-CH-CH-、-CF-CH-、-CH-CF-、-CF-CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、これらの基の2つの組合せ(ここで、2個のOおよび/またはSおよび/またはN原子は、互いに直接結合していない)、(好ましくは-CH=CH-COO-、もしくは-COO-CH=CH-)、または単結合であり、
は、1~6個のC原子を有するアルキルを表し、
、AおよびAは、それぞれ互いに独立して、1または2個の隣接していないCH基がNで置き換えられていてもよい1,4-フェニレン、1または2個の隣接していないCH基がOおよび/またはSで置き換えられていてもよい1,4-シクロヘキシレン、1,3-ジオキソラン-4,5-ジイル、1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイルまたは1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル(これらの各基はLで一置換または多置換されていてもよい)であり、さらにAは単結合であることができ、
Lは、ハロゲン原子、好ましくはF、CN、NO、1~7個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ(ここで、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)であり、
mは、それぞれ独立して、0、1、2または3であり、
RおよびRは、それぞれ互いに独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF、1または3~25個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル(これは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、1個以上の隣接していないCH基は、2個のOおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、-O-、-S-、-NH-、-NR-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられていてもよい)、または重合性基である。
式A-VI-1のキラルビナフチル誘導体が特に好ましい。
式中、環B、RおよびZは、式A-IVおよびA-Vについて定義した通りであり、bは、0、1、または2である。
特に、以下の式A-VI-1a~A-VI-1cから選択されるものである。
式中、環B、RおよびZは、式A-VI-1について定義した通りであり、
は、式A-IVについて定義したとおりであるか、またはHもしくは1~4個の炭素原子を有するアルキルであり、
bは、0、1または2であり、
は、特に-OC(O)-または単結合である。
LC媒体中の1種以上のキラルドーパント(1種類または多種類)の濃度は、好ましくは、0.001%~20%、好ましくは0.05%~5%、より好ましくは0.1%~2%、最も好ましくは0.5%~1.5%の範囲である。これらの好ましい濃度範囲は、特にキラルドーパントS-4011またはR-4011(両方ともMerck社製)および同じもしくは類似のHTPを有するキラルドーパントに適用される。S-4011と比較してHTPの絶対値がより高いかより低いキラルドーパントについて、これらの好ましい濃度は、S-4011のHTP値に対するそれらのHTP値の比に従ってそれぞれ比例して減少または増加させなければならない。
本発明によるLC媒体またはホスト混合物のピッチpは、好ましくは5~50μm、より好ましくは8~30μm、特に好ましくは10~20μmの範囲である。
好ましくは本発明による媒体は、式ST-1~ST-19の化合物の群から選択された安定剤を含む。
式中、
STは、H、1~15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、ここでさらに、これらの基における1個以上の隣接していないCH基は、O原子が互いに直接結合しないように、それぞれ互いに独立して、-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、
-O-、-CO-O-または-O-CO-O-で置き換えられていてもよく、ここでさらに、1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられていてもよく、
を表し、
STは、それぞれ互いに独立して、-CO-O-、-O-CO-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-CH-、-CHCH-、-(CH-、-CH=CH-CHO-、-C-、-CHCF-、-CFCH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CH=CH-、-C≡C-または単結合を表し、
およびLは、それぞれ互いに独立して、F、Cl、CFまたはCHFを表し、
pは、1または2であり、
qは、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10である。
式STの化合物のうち、下式の化合物が特に好ましい。
式ST-3aおよびST-3bの化合物において、nは好ましくは3を表す。式ST-2aの化合物において、nは好ましくは7を表す。
本発明による特に非常に好ましい混合物は、式ST-2a-1、ST-3a-1、ST-3b-1、ST-8-1、ST-9-1およびST-12の化合物の群からの1種類以上の安定剤を含む。
式ST-1~ST-19の化合物は好ましくは、それぞれ本発明による液晶混合物中に混合物を基準として0.005~0.5%の量で存在する。
本発明による混合物が式ST-1~ST-18の化合物の群からの2種以上の化合物を含む場合、それに対応して2種の化合物の場合、濃度は混合物を基準として0.01~1%に増加する。
しかしながら本発明による混合物を基準とした式ST-1~ST-18の化合物の合計割合は2%を超えるべきではない。
本発明による混合物は、
・式Iの、好ましくは式I-1~I-14、非常に好ましくはI-1~I-5の化合物から選択される1種類以上の化合物を、好ましくは0%より多く~20%、より好ましくは2%~16%または3%~15%、特に好ましくは5%~14%の範囲内の合計濃度で含む。
本発明による混合物は好ましくは、
・式IIAの1種類以上の化合物を、好ましくは3%~25%、より好ましくは6%~20%、特に好ましくは8%~15%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式IIAおよびIIBの1種類以上の化合物を、好ましくは5%~30%、より好ましくは8%~25%、特に好ましくは10%~20%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式IIDの1種類以上の化合物を、好ましくは5%~30%、より好ましくは8%~25%、特に好ましくは10%~20%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式IIAおよびIIDの1種類以上の化合物を、好ましくは8%~35%、より好ましくは12%~30%、特に好ましくは15%~26%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式IIAの1種類以上の化合物および式IIBの1種類以上の化合物およびIIDの1種類以上の化合物を、好ましくは30%~60%、より好ましくは35%~55%、特に好ましくは40%~50%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式IIAの1種類以上の化合物および式IIBの1種類以上の化合物および式IICの1種類以上の化合物およびIIDの1種類以上の化合物を、好ましくは30%~60%、より好ましくは35%~55%、特に好ましくは40%~50%の範囲内の合計濃度で;
・式IIIおよび/またはIIIA-1および/またはIIIA-2、好ましくは式III-2および/またはIII-3の1種類以上の化合物を、好ましくは2%~25%、より好ましくは6%~23%、特に好ましくは8%~20%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式Iのおよび式IVの1種類以上の化合物を、好ましくは35%~75%、より好ましくは40%~65%、特に好ましくは45%~55%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式Iのならびに式IVおよびIVbの1種類以上の化合物を、好ましくは35%~70%、より好ましくは40%~65%、特に好ましくは45%~60%の範囲内の合計濃度で
を含む。
特に媒体は、
・式CCOY-n-Omおよび/またはCOY-n-Omの1種類以上の化合物を、
・1種類以上の化合物CY-n-Om、特にCY-3-O4、CY-5-Oおよび/またはCY-3-O2を、好ましくは1%~20%、好ましくは2%~15%、非常に好ましくは3~10%または3~8%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・CPY-n-Om、特にCPY-2-O2、CPY-3-O2および/またはCPY-5-O2を、好ましくは0.5%より多く、特に7%~20%の濃度で;
および/または
・1種類以上の化合物CCY-n-Om、好ましくはCCY-4-O2、CCY-3-O2、CCY-3-O3、CCY-3-O1および/またはCCY-5-O2を、好ましくは3%より多く、特に5%~15%の濃度で;
および/または
・CLY-n-Om、好ましくはCLY-2-O4、CLY-3-O2および/またはCLY-3-O3を、混合物全体を基準にして好ましくは5%より多く、特に15%~30%、非常に好ましくは20~25%の濃度で;
および/または
・CLY-n-OmおよびCY-n-Omを、混合物全体を基準にして好ましくは10%~80%の濃度で、
および/または
・CLY-n-OmおよびPY-n-Om、好ましくはCLY-3-O2および/またはCLY-3-O3および/またはCLY-4-O2およびPY-3-O2および/またはPY-1-O2を、混合物全体を基準にして好ましくは5~35%、より好ましくは15%~33%の濃度で、
および/または
・CC-V-Vを、混合物全体を基準にして好ましくは5~50%の濃度で、
および/または
・式CC-3-V1および/またはCC-4-V1の化合物(1種類または多種類)を、好ましくは5~40%、より好ましくは15%~35%、特に好ましくは20%~30%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・式B-nO-Omおよび/またはB(S)-nO-Omの1種類以上の化合物、特に化合物B(S)-2O-O4および/またはB(S)-2O-O5を、好ましくは2~10%の範囲内の濃度で;
および/または
・式B-nO-Omおよび/もしくはB(S)-nO-Omの1種類以上の化合物、特に化合物B(S)-2O-O4および/もしくはB(S)-2O-O5ならびに/または式COB(S)-n-Om、特にCO(B)S-2-O4の化合物を、5~20%、好ましくは7~17%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式B-nO-Omおよび/またはB(S)-nO-Omの1種類以上の化合物、特に化合物B(S)-2O-O5を好ましくは2~10%の範囲内の濃度で、および化合物CC-3-V1および/または化合物CC-4-V1を、10~30%、好ましくは15~20%の範囲内の合計濃度で、
および/または
・0.1%~3%の化合物PPGU-3-Fを、
および/または
・0%より多く~10%の化合物PGIY-nO-Omを、
および/または
・0.1~1%の化合物CCQU-n-Fを、
および/または
・0~5%の式Va、特にVa-2の化合物を
含む。
好ましくは媒体は追加して、
・式IVa-2の1種類以上の化合物を、1~20%、好ましくは8~18%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式IVb-1の1種類以上の化合物を、1~10%、好ましくは2~9%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式V-16の1種類以上の化合物を、1~12%、好ましくは2~10%の範囲内の合計濃度で;
および/または
・式V-10の1種類以上の化合物を、4~30%、好ましくは5~25%の範囲内の合計濃度で
を含む。
本発明は更に請求項1に記載の液晶媒体を誘電体として含み、ディスプレイがVA、SA-VA、IPS、U-IPS、FFS、UB-FFS、SA-FFS、PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、PS-正-VA、PS-TN、ポリマー安定化SA-VAまたはポリマー安定化SA-FFSディスプレイであることを特徴とするアクティブマトリクスアドレスを有する電気光学的ディスプレイに関する。
本発明による液晶媒体は好ましくは-20℃以下~70℃以上、特に好ましくは-30℃以下~80℃以上、非常に特に好ましくは-40℃以下~90℃以上のネマチック相を有することが有利である。
本発明による媒体は、70℃以上、好ましくは74℃以上の透明化温度を有する。
「ネマチック相を有する」という表現は一方で対応する温度のより低温でスメクチック相および結晶化が観察されず、他方でネマチック相からの加熱時に透明化が依然として発生しないことを意味する。低温での検討は対応する温度で流動粘度計を用いて行われ、電気光学的用途に対応する層厚を有する試験用セルに少なくとも100時間保存することで確認される。-20℃の温度での試験用セルでの保存安定性が1000時間以上であれば、その媒体はこの温度で安定していると呼ばれる。温度が-30℃および-40℃の場合、対応する時間はそれぞれ500時間および250時間である。高温では、毛細管内で従来の方法で透明点を測定する。
液晶混合物は好ましくは、少なくとも60Kのネマチック相範囲および20℃における最大30mm・秒-1の流動粘度ν20を有する。
混合物は-20℃以下、好ましくは-30℃以下、非常に好ましくは-40℃以下の温度でネマチックである。
液晶混合物における複屈折Δnの値は、一般的に0.07および0.16の間、好ましくは0.08および0.15の間、非常に好ましくは0.09および0.14の間である。
本発明の好ましい実施形態において媒体は、0.085~0.105、好ましくは0.090~0.100、特に0.092~0.094の範囲内の複屈折を有する。
本発明による液晶混合物は-1.5~-8.0、好ましくは-3.0~-5.0、特に-3.5~-4.5の誘電率異方性Δεを有する。
20℃における回転粘度γは好ましくは160mPa・秒以下、特に130mPa・秒以下である。
本発明による媒体は15以上、好ましくは15.3以上、非常に好ましくは15.4以上、特に15.5または15.6以上の平均弾性定数Kavgを有する。
本発明による媒体は7.5または7.4または7.3または7.2以下、好ましくは6.7以下、より好ましくは6.5以下、特に6.3以下の値γ/Kを有する。
加えて本発明による液晶媒体は液晶セルにおいて、高い値の電圧保持率を有する。
一般に低いアドレス電圧または閾電圧を有する液晶媒体は高いアドレス電圧または閾電圧を有するものよりも低い電圧保持率を示し、その逆もまた同様である。
本発明において用語「誘電的に正の化合物」とは1.5より大きいΔεを有する化合物を表し、用語「誘電的に中性の化合物」とは-1.5以上1.5以下のΔεを有するものを表し、用語「誘電的に負の化合物」とは-1.5より小さいΔεを有するものを表す。化合物の誘電異方性は、10%の化合物を液晶ホストに溶解し、それぞれ20μmの層厚を有するホメオトロピックおよびホモジニアス表面配向の少なくとも1個の試験用セルにおいて得られる混合物の静電容量を1kHzで測定して決定する。測定電圧は典型的には0.5V~1.0Vであるが、それぞれ検討される液晶混合物の容量閾値よりも常に低くする。
本発明で示される温度の値は全て℃である。
本発明による混合物は例えば、VAN、MVA、(S)-PVA、ASV、PSA(polymer sustained VA:ポリマー維持VA)およびPS-VA((polymer stabilized VA:ポリマー安定化VA)などの全てのVA-TFT用途に適している。それらは更に負のΔεを有するIPS(in-plane-switching:面内スイッチ)やFFS(fringe field switching:フリンジ場スイッチ)用途に適する。
本発明によるディスプレイにおけるネマチック液晶混合物は、一般的に2種類の成分AおよびBを含み、それら自体は1種類以上の個々の化合物から成る。
成分Aは有意に負の誘電異方性を有し、ネマチック相に-0.5以下の誘電異方性を与える。式Iの1種類以上の化合物の他に成分Aは好ましくは、式IIA、IIBおよび/またはIICの化合物、更に式IV-1の1種類以上の化合物を含む。
成分Aの割合は、好ましくは45および100%の間、特に60および85%の間である。
成分Aのためには好ましくは、-0.8以下のΔεの値を有する1種類(またはそれ以上)の個々の化合物を選択する。この値はより負でなければならず、混合物全体におけるAの割合が小さいほど、より小さくなければならない。
成分Bは有意なネマトゲン性および20℃における30mm・秒-1以下、好ましくは25mm・秒-1以下の流動粘度を有する。
多数の適切な材料が、文献から当業者に知られている。式O-17の化合物が特に好ましい。
成分Bにおける特に好ましい個々の化合物は、20℃において18mm・秒-1以下、好ましくは12mm・秒-1以下の流動粘度を有する極低粘度ネマチック液晶である。
成分Bは単向性または鏡像異性的にネマチックであり、スメクチック相を有さず、液晶混合物において非常に低い温度までスメクチック相の発生を防ぐことができる。例えばスメクチック液晶混合物に高いネマトゲン性のさまざまな材料を追加した場合、これらの材料のネマトゲン性は達成されるスメクチック相の抑制の程度を通して比較され得る。
また混合物は1.5以上の誘電異方性Δεを有する化合物を含む成分Cを含んでよい。これらの所謂正の化合物は一般に混合物全体に基づき、20重量%以下の量で負の誘電異方性の混合物中に存在する。
式Iの1種以上の化合物の他に相は好ましくは、4~15種類、特に5~12種類、特に好ましくは10種類未満の式IIA、IIBおよび/またはIICの化合物、および任意で式IV-1の1種以上の化合物を含む。
式IBの化合物および式IIA、IIBおよび/またはIICの化合物ならびに任意にIV-1の他に、また他の成分が例えば混合物全体の45%まで、しかしながら好ましくは35%まで、特に10%までの量で存在してよい。
他の成分は好ましくは、アゾキシベンゼン、ベンジリデンアニリン、ビフェニル、ターフェニル、フェニルまたはシクロヘキシルベンゾエート、フェニルまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボキシレート、フェニルシクロヘキサン、シクロヘキシルビフェニル、シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシルナフタレン、1,4-ビスシクロヘキシルビフェニルまたはシクロヘキシルピリミジン、フェニルまたはシクロヘキシルジオキサン、任意にハロゲン化されたスチルベン、ベンジルフェニルエーテル、トランおよび置換ケイ皮酸エステルの部類からのネマチックまたはネマトゲン性物質、特に既知の物質から選択される。
このタイプの液晶相の成分として適している最も重要な化合物は、式IVで特徴付けられ得る。
式中、LおよびEはそれぞれ、1,4-二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、4,4’-二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン系、2,5-二置換ピリミジンおよび1,3-ジオキサン環、2,6-二置換ナフタレン、ジおよびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンにより形成される群からの炭素環系または複素環系を表し、
Gは、-CH=CH-、-N(O)=N-、-CH=CQ-、-CH=N(O)-、-C≡C-、-CH-CH-、-CO-O-、-CH-O-、-CO-S-、-CH-S-、-CH=N-、-COO-Phe-COO-、-CFO-、-CF=CF-、-OCF-、-OCH-、-(CH-、-(CHO-を表し、
またはC-C単結合を表し、Qはハロゲン、好ましくは塩素または-CNを表し、R20およびR21は、それぞれ最大18個、好ましくは8個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキルもしくはアルコキシカルボニルオキシを表し、または、これらの基の1個はCN、NC、NO、NCS、CF、SF、OCF、F、ClまたはBrを表す。
これらの化合物のほとんどにおいてR20とR21は互いに異なり、これらの基のうちの1個は通常、アルキルまたはアルコキシ基である。提案される置換基の他の変種も一般的である。多くのそのような物質またはその混合物が市販されている。これらの物質は全て、文献から知られる方法によって調製されうる。
本発明のVA、IPSまたはFFS混合物が、例えば、H、N、O、ClおよびFが対応するアイソトープで置換された化合物をも含み得ることは、当業者にとり言うまでもない。
式Pの化合物は任意で、混合物に基づき、好ましくは0.01~5重量%、特に好ましくは0.2~2重量%の濃度で本発明による混合物に添加される。これらの混合物は、例えば米国特許第6,781,665号明細書に記載されているように、任意で開始剤も含みうる。開始剤、例えばBASF製のIrganox-1076は、好ましくは、重合性化合物を含む混合物に0~1%の量で添加される。この種の混合物は、いわゆるポリマー安定化VAモード(PS-VA:polymer-stabilised VA)またはPSA(ポリマー維持VA:polymer sustained VA)に使用されうるが、反応性メソゲンの重合はディスプレイパネルの充填後の液晶混合物中で行われることが意図される。これの前提条件はLCホストの液晶化合物が、反応性メソゲンの重合条件下で、すなわち一般に320~360nmの波長範囲のUVへの暴露で反応しないことである。例えばCC-3-Vなどのアルケニル側鎖を含む液晶化合物は、RMの重合条件下(UV重合)において反応を示さないため、本明細書では、このような化合物はRMとはみなされない。
本発明による化合物は、文献(例えば、Houben-Weyl、Methoden der Organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry]、Georg-Thieme-Verlag、Stuttgartなどの標準的な著作物)に記載されている既知の方法によって、またはそれに類似した方法で、前記反応に適した既知の反応条件の下で合成することができる。また本明細書では言及しないが、それ自体既知のバリエーションを本明細書において使用できる。特に、それらは、以下の反応スキームに記載されているか、またはそれに類似した方法で調製できる。本発明の化合物を調製するための更なる方法は、実施例から得ることができる。
また上で明示的に言及されていない他のメソゲン化合物も、有利に本発明に従った媒体に使用できる。そのような化合物は、当業者に知られている。
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。
本発明および以下の実施例において、液晶化合物の構造は、頭字語によって示され、化学式への変換は下表A~Cに従って行われる。それぞれ全ての基C2n+1、C2m+1およびCH2l+1またはC2nおよびC2mは、それぞれの場合でn個、m個およびl個のC原子を有する直鎖状アルキル基またはアルキレン基である。好ましくはn、mおよびlは、それぞれ互いに独立に1、2、3、4、5、6または7である。表Aは化合物の核の環要素のコードを示し、表Bは架橋単位を列記し、表Cは分子の左端基および右端基の記号の意味を列記する。頭字語は任意の連結基を有する環要素のコードに続いて第1ハイフンおよび左端基のコード、および第2ハイフンおよび右端基のコードから構成される。表Dは、それぞれの略称と共に化合物の構造例を示す。
<表A:環要素>
<表B:架橋単位>
<表C:末端基>
表中、nおよびmはそれぞれ整数であり、3つの点「...」はこの表からの他の略語のための場所である。
式I、IIA、IIB、IICおよび/またはIIDの化合物とは別に、本発明による混合物は好ましくは、下に述べる化合物の1種類以上の化合物を含む。
以下の略語を使用する:
(n、m、kおよびlは、それぞれ互いに独立に整数であり、好ましくは1~9、好ましくは1~7であり、またkおよびlは0でもよく、好ましくは0~4、より好ましくは0または2、最も好ましくは2であり、nは好ましくは1、2、3、4または5であり、組合わせ「-nO-」において、好ましくは1、2、3または4、より好ましくは2または4であり、mは好ましくは1、2、3、4または5であり、組合わせ「-Om」において、好ましくは1、2、3または4、より好ましくは2または4である。組合わせ「-lVm」は、好ましくは「2V1」である。)
<表D>
<表E>
表Eは、本発明によるLC媒体に添加できるキラルドーパントを示す。
<表F>
表Fは、本発明によるLC媒体で使用できる例示的反応性メソゲン化合物を示す。
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-144の重合性化合物から選択される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-39、RM-40、RM-41、RM-48、RM-52、RM-54、RM-57、RM-64、RM-74、RM-76、RM-88、RM-102、RM-103、RM-109、RM-117、RM-120、RM-121、RM-122およびRM-145~RM-152が特に好ましい。
別の好ましい実施形態において本発明による混合物は、式RM-145~RM-152から、非常に好ましくは式RM-147~RM-152から選択される1種類以上の重合性化合物を含む。
<表G>
表Gは、式Pの重合性化合物と共に本発明によるSA-VAおよびSA-FFSディスプレイ向けLC媒体で使用できる垂直配向用の自己配向性添加剤を示す。
好ましい実施形態において本発明によるLC媒体、SA-VAおよびSA-FFSディスプレイは式Pの1種類以上のRMと組合わせて、式SA-1~SA-48から、好ましくは式SA-14~SA-48から、非常に好ましくは式SA-20~SA-34およびSA-44から選択される1種類以上のSA添加剤を含む。
以下の例は、本発明を限定することなく説明することを意図する。例においてm.p.は融点を表し、Cは液晶物質の透明点を摂氏で表し、沸点はm.p.で表される。更にCは結晶性固体状態を表し、Sはスメクチック相(添字は相の種類を表す。)を表し、Nはネマチック状態を表し、Chはコレステリック相を表し、Iは等方相を表し、Tはガラス転移温度を表す。2つの記号の間の数字は転化温度を摂氏で示す。
単一化合物の光学異方性Δnの測定に使用されるホスト混合物は、市販の混合物ZLI-4792(メルク社)である。誘電率異方性Δεは、市販の混合物ZLI-2857を用いて決定される。検討する化合物の物理的データは、検討する化合物を添加した後のホスト混合物の誘電率の変化と、採用した化合物の100%への外挿から得られる。一般的には溶解度に応じて、10%の検討する化合物をホスト混合物に溶解する。
他に示さない限り、部またはパーセントのデータは重量部または重量パーセントを表す。
上および下で:
は20℃における容量閾電圧[V]を表し、
は20℃および589nmにおける異常屈折率を表し、
は20℃および589nmにおける通常屈折率を表し、
Δnは20℃および589nmにおける光学的異方性を表し、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率を表し、
εは20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率を表し、
Δεは20℃および1kHzにおける誘電異方性を表し、
cl.p.、T(N,I)は透明点[℃]を表し、
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]を表し、
は20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]を表し、
は20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]を表し、
avgは20℃において、Kavg=1/3×(1.5K+K)の通り定義される平均弾性定数[pN]を表し、および
LTS(low-temperature stability)は低温安定性(ネマチック相)を表し、試験用セルまたはバルクにおいて決定するかが特定される。
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.は融点を表す。更にTgはガラス状態、Cは結晶状態、Nはネマチック相、Sはスメクチック相およびIは等方相である。これらの記号の間の数字は転移温度を表す。
本発明について用語「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。
容量閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは20μm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。
他に明らかに述べない限りVHRは、20℃(VHR20)および100℃のオーブン中で5分後(VHR100)に、日本国・株式会社東陽テクニカから商業的に入手可能な機器モデルLCM-1(O0004)において決定する。より精密に明らかに述べない限り、使用する電圧は1Hz~60Hzの範囲内の周波数を有する。
UV照射に対する安定性は,キセノンランプNXE1500Bを用いたドイツ国・ヘレウス社製の「サンテストCPS+」で検討する。密封された試験用セルは明示的な指示がない限り、追加の加熱を行わずに2.0時間照射される。300nmから800nmの波長範囲での照射パワーは765W/mVである。いわゆる窓ガラスモードをシミュレートするために、310nmのエッジ波長を持つUV「カットオフ」フィルターを使用する。それぞれ一連の実験では各条件について、少なくとも4個の試験用セルが検討され、それぞれの結果は対応する個々の測定値の平均値として示される。
例えばUV照射またはLCDバックライトによる曝露によって通常引き起こされる電圧保持率(voltage holding ratio)の低下(ΔVHR)は、以下の式(1)に従って決定される。
「LTS(low-temperature stability)」としても既知の低温安定性、即ち低温での個々の成分の自発的な結晶化またはスメクチック相の発生に対するバルク中のLC混合物の安定性を検討するために、それぞれが約1gの材料を含むいくつかの密封ボトルを、1つ以上の所定の温度、典型的には-10℃、-20℃、-30℃および/または-40℃で保存し、相転移が観察されるかどうかを一定の間隔で目視で検査する。所定の温度で最初の1つのサンプルが変化を示した時点で、時間を記録する。変化が観察されなかった最後の検査までの時間は、それぞれのLTSとして記録される。
比抵抗を算出するためのイオン密度は、日本国・株式会社東陽テクニカから商業的に入手可能なLC材料特性測定システムモデル6254を用いて、AL16301ポリイミド(日本国・JSR株式会社)を用いたVHR試験用セル(セルギャップ3.2μm)を用いて測定する。測定は、60℃または100℃のオーブンで5分間保存した後に行う。
所謂「HTP」は、LC媒体中での光学活性物質またはキラル物質のらせんツイスト力を表す(単位はμm)。別段の指示がない限り、HTPは市販のネマティックLCホスト混合物MLD-6260(Merck社)中で温度20℃で測定される。
透明点は、メトラー社Thermosystem FP900を用いて測定する。光学異方性(n)は、アッベ屈折計H005(ナトリウムスペクトルランプNa10、589nm、20℃において)を用いて測定する。誘電率異方性(Δε)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096-R1を備えるε-パラレルセル)。起動電圧(V)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096-R1を備えるε-パラレルセル)。回転粘度(γ)は東陽テクニカ社LCM-2(0002)を用いて、20℃で測定する(JALS-2096-R1を備えるガンマ1ネガティブセル)。弾性定数(K、スプレイ)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096-R1を備えるε-パラレルセル)。K:弾性定数(K、ベンド)はLCRメータE4980A/アジレント社(G005)を用いて、20℃で測定する(JALS2096-R1を備えるε-パラレルセル)。弾性定数の測定は当業者に知られており、論文M.J.BradshawおよびE.P.Raynes著、Mol.Cryst.Liq.Cryst.1983年、第91巻、第145~155頁の第147頁に記載されている。
特に明示しない限り本願明細書の全ての濃度は、溶媒を含まない全ての固体または液晶成分からなる対応する混合物全体に関する重量パーセントで示される。全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals、Physical Properties of Liquid Crystals」、1997年11月刊、Merck社、ドイツ国に従って決定され、他に明示的に示されない限り20℃の温度が適用される。
負の誘電率異方性を有する以下の混合物例は特に、例えばIPSおよびFFSディスプレイ、特にUB-FFS(:超高輝度FFS)などの少なくとも1つの平面配向層を有する液晶ディスプレイ、ならびにVAディスプレイに適している。
<混合物例および比較例>
比較混合物C-1および混合例N-1~N-64は、以下の表に与える組成および特性を有する。
<比較混合物C1>
<混合物N-1>
<混合物N-2>
<表1>
比較例C-1は、組成、透明温度、誘電異方性および複屈折の点で混合物N-1およびN-2と非常に類似しているが、式Iの化合物を含んでいない。混合物例N-1およびN-2をC-1と比較することにより予想外にも式Iの化合物を使用することで、本発明による液晶媒体のγ/K値が著しく改善(低下)し、その結果、当該媒体を含むディスプレイのスイッチが、より速くなることが示される(表1)。加えてKavgの値は特に変わらないか、むしろ向上し、変わらないか、むしろ向上した高コントラストに対応する。
<混合物N-3>
<混合物N-4>
<混合物N-5>
<混合物N-6>
<混合物N-7>
<混合物N-8>
<混合物N-9>
<混合物N-10>
<混合物N-11>
以下の混合物N-11~N-40は、上に示した安定剤を追加して含む。表に示したホスト混合物の量および安定剤の量は、100重量%を与えるために加算される。
<表1:安定剤を含む混合物>
キラルネマチック混合物N-45は、99.20%の混合物N-11および0.80%のキラルドーパントS-2011から成る。
混合物N-45はUV負荷下における非常に高い安定性で際立っており、改善されたスイッチ時間を示す。

Claims (18)

  1. 式Iの1種類以上の化合物と、および
    式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物と、および
    式III-3の1種類以上の化合物と
    を含む液晶媒体。
    (式中、
    は、H、1~15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アルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は、それぞれ互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    は、HまたはCHを表し、
    nは、0または1であり、
    vは、1、2、3、4、5または6である。)
    (式中、
    2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ互いに独立にH、15個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、CNもしくはCFで一置換されているかまたはハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし加えてこれらの基において1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、-O-、-S-、
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、
    ~Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、
    Yは、H、F、Cl、CF、CHFまたはCHを表し、
    、Z2BおよびZ2Dは、それぞれ互いに独立に単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C-、-CF=CF-または-CH=CHCHO-を表し、
    pは、0、1または2を表し、
    qは、0または1を表し、および
    vは、1~6の整数を表し、
    ただし、式Iの化合物は式IIDから除外される。)
    (式中、
    11 、R 12 は同一または異なってH、1~15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし、これらの基における1個以上のCH 基はO原子が互いに直接連結しないようにして-C≡C-、-CF O-、-OCF -、-CH=CH-、
    -O-、-CO-O-または-O-CO-で互いに独立に置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよい。)
  2. 式Iにおいて、
    および、nは1である請求項1に記載の媒体。
  3. 1種類以上の式Iの化合物の合計濃度は20重量%以下であり、1種類以上の式III-3の化合物の合計濃度は2重量%~25重量%である、請求項1または2に記載の媒体。
  4. 1種類以上の式Iの化合物を20重量%以下の合計濃度で、および
    式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物と、および
    1種類以上の式III-2の化合物を2重量%~25重量%の範囲内の合計濃度で、および
    1種類以上の式III-3の化合物を2重量%~25重量%の範囲内の合計濃度で
    含む液晶媒体。
    (式中、
    は、H、1~15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アルコキシ基を表し、ただしこれらの基において1個以上のCH基は、それぞれ互いに独立にO原子が互いに直接連結しないようにして、
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、ただし加えて1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよく、
    は、HまたはCHを表し、
    nは、0または1であり、
    vは、1、2、3、4、5または6である。)
    (式中、
    2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ互いに独立にH、15個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、CNもしくはCFで一置換されているかまたはハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし加えてこれらの基において1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、-O-、-S-、
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、
    ~Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、
    Yは、H、F、Cl、CF、CHFまたはCHを表し、
    、Z2BおよびZ2Dは、それぞれ互いに独立に単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C-、-CF=CF-または-CH=CHCHO-を表し、
    pは、0、1または2を表し、
    qは、0または1を表し、および
    vは、1~6の整数を表し、
    ただし、式Iの化合物は式IIDから除外される。)
    (式中、
    11 およびR 12 は、それぞれ互いに独立に15個までのC原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシ基を表し、
    11 およびL 12 は、それぞれFを表す。)
    (式中、
    11 、R 12 は同一または異なってH、1~15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし、これらの基における1個以上のCH 基はO原子が互いに直接連結しないようにして-C≡C-、-CF O-、-OCF -、-CH=CH-、
    -O-、-CO-O-または-O-CO-で互いに独立に置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子はハロゲンで置き換えられてよい。)
  5. 1種類以上の式COY-n-Omの化合物および1種類以上の式CCOY-n-Omの化合物を20重量%以下の合計濃度で、ならびに
    式IIA、IIB、IICおよびIIDの化合物の群から選択される1種類以上の化合物と、ならびに
    1種類以上の式B(S)-nO-Omの化合物を2重量%~25重量%の範囲内の合計濃度で、ならびに
    1種類以上の式COB(S)-n-Omの化合物を2重量%~25重量%の範囲内の合計濃度で
    含む液晶媒体。
    (式中、nおよびmは、それぞれ互いに独立に1~9の整数である。)
    (式中、
    2A、R2B、R2CおよびR2Dは、それぞれ互いに独立にH、15個までのC原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、CNもしくはCFで一置換されているかまたはハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし加えてこれらの基において1個以上のCH基はO原子が互いに直接連結しないようにして、-O-、-S-、
    -C≡C-、-CFO-、-OCF-、-CO-O-または-O-CO-で置き換えられてよく、
    ~Lは、それぞれ互いに独立にF、Cl、CFまたはCHFを表し、
    Yは、H、F、Cl、CF、CHFまたはCHを表し、
    、Z2BおよびZ2Dは、それぞれ互いに独立に単結合、-CHCH-、-CH=CH-、-CFO-、-OCF-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C-、-CF=CF-または-CH=CHCHO-を表し、
    pは、0、1または2を表し、
    qは、0または1を表し、および
    vは、1~6の整数を表し、
    ただし、式Iの化合物は式IIDから除外される。)
    (式中、nおよびmは、それぞれ互いに独立に1~9の整数である。)
    (式中、nおよびmは、それぞれ互いに独立に1~9の整数である。)
  6. 20℃において15pNより大きい平均弾性定数Kavg(ただし、Kavgは下の通り定義される。)を有する請求項1~5のいずれか1項に記載の媒体。
    (式中、KおよびKは、それぞれスプレイ(splay)およびベンド(bend)弾性定数である。)
  7. 式IVの1種類以上の化合物を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の媒体。
    (式中、
    41は、1~7個のC原子を有するアルキルまたは2~7個のC原子を有するアルケニルを表し、および
    42は、1~7個のC原子を有するアルキルまたは1~6個のC原子を有するアルコキシまたは2~7個のC原子を有するアルケニル基を表す。)
  8. 以下の式の化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む請求項1~7のいずれか1項に記載の媒体。
  9. 式Vの1種類以上の化合物を含む請求項1~8のいずれか1項に記載の媒体。
    (式中、
    51、R52は、同一または異なって1~7個のC原子を有するアルキル、1~7個のC原子を有するアルコキシ、または2~7個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、
    を表し、
    51、Z52は、それぞれ互いに独立に-CH-CH-、-CH-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-または単結合を表し、および
    nは、1または2である。)
  10. キラルドーパントを含む請求項1~9のいずれか1項に記載の媒体。
  11. 式Pの1種類以上の重合性化合物を含む請求項1~10のいずれか1項に記載の媒体。
    (式中、
    Pは、重合性基を表し、
    Spは、スペーサー基または単結合を表し、
    、Aは同一または異なって、好ましくは4~25個の環原子を有する芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基を表し、また該基は縮合環を含んでよく、該基は無置換であるか、またはLで一置換もしくは多置換されており、
    Lは、F、Cl、-CN、P-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を表し、ただし1個以上の隣接しない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-で置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれP-Sp-、FまたはClで置き換えられてよく、
    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-または単結合を表し、
    、R00は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、
    Rは、H、LまたはP-Sp-を表し、
    zは、0、1、2または3であり、
    n1は、1、2、3または4である。)
  12. 式Pの重合性化合物は重合されている請求項11に記載の媒体。
  13. 請求項1~11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、
    式Iの1種類以上の化合物を、請求項1のIIA、IIB、IICおよびIIDから成る群より選択される1種類以上の化合物と、および任意に1種類以上のメソゲンもしくは液晶化合物および/もしくは請求項11に記載の重合性化合物と、ならびに/または1種類以上の添加剤と混合する工程を含む方法。
  14. 請求項1~12のいずれか1項に記載の媒体を含むLCディスプレイ。
  15. PSAディスプレイである請求項14に記載のディスプレイ。
  16. PS-VA、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS、重合安定化SA-VAまたは重合安定化SA-FFSディスプレイである請求項15に記載のディスプレイ。
  17. VA、IPS、U-IPS、FFS、UB-FFS、SA-FFSまたはSA-VAディスプレイである請求項14に記載のディスプレイ。
  18. 電気光学的ディスプレイにおける請求項1~12のいずれか1項に記載の液晶媒体の使用。
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