JPH08239666A - テルペノイド化合物を含有する液晶材料 - Google Patents

テルペノイド化合物を含有する液晶材料

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JPH08239666A
JPH08239666A JP8035847A JP3584796A JPH08239666A JP H08239666 A JPH08239666 A JP H08239666A JP 8035847 A JP8035847 A JP 8035847A JP 3584796 A JP3584796 A JP 3584796A JP H08239666 A JPH08239666 A JP H08239666A
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JP
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liquid crystal
formula
crystal material
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JP8035847A
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David Coates
デービッド・コーツ
Alison Linda May
リンダ・メイ アリソン
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Merck Patent GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、有用な液晶材料を見出すことにあ
る。 【解決手段】 重合したモノトロピック性またはエナン
シオトロピック性液晶材料およびカイラルネマティック
低分子量液晶材料からなり、この重合した材料a)が、
この低分子量液晶材料b)中で永久的に配向されている
ネットワークを形成している、異方性ゲルの形態の液晶
材料であって、この低分子量液晶材料b)が少なくとも
1種のカイラル中間相形成性テルペノイド誘導体を含有
することを特徴とする、本発明による液晶材料により解
決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合したモノトロ
ピック性またはエナンシオトロピック性液晶材料および
カイラルネマティック低分子量液晶材料からなり、この
重合した材料a)が、この低分子量液晶材料b)中で永
久的に配向されているネットワークを形成している、異
方性ゲルの形態の液晶材料であって、この低分子量液晶
材料b)が少なくとも1種のカイラル中間相形成性テル
ペノイド誘導体を含有することを特徴とする液晶材料に
関する。本発明はまた、2枚の向い合っているプレート
を有し、これらのプレートは基板として光に対して透明
であり、これらのプレートは、相互に対面する側上に光
に対して透明である材料からなる電極を備えており、こ
の電極は上記プレートの側面間に具備されている封止材
料および配向層を担持しており、このプレートと封止材
料、例えばリングの形態の封鎖材料との間の空間に液晶
材料が導入されているディスプレイセルに関する。
【0002】
【従来技術】ヨーロッパ特許出願EP451905に
は、重合した液晶材料および低分子量ネマティック液晶
材料からなる異方性ゲルの形態の液晶材料が開示されて
いる。米国特許第5,210,630号には、カイラル性
アルキル基を有する光学活性ドーピング剤を含む硬化性
液晶組成物から製造されている、ラセン状秩序を有する
ポリマーネットワークを有する光学異方性材料の層を備
えた液晶ディスプレイが記載されている。テルペノイド
誘導体は、例えば M. F. Bone 等による Mol. Crystl.
Liq. Cryst. Letters, Vol. 3(6), 189〜195頁(1986)
およびWO86/04328から公知であり、ここで、
これらの誘導体は強誘電性液晶の成分として開示されて
いる。強誘電性液晶には小さいHTP値を有する材料が
必要であることは周知である[例えば、S. T. Lagerwal
l, I. Dahl による Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 11
4, 151〜1987頁(1984)参照]。従って、大きいHTP
値を有する本発明の化合物が、熱変色性コレステリック
相用の添加剤として適しており、かつまた光、特にUV
光に対して格別に大きい安定性を有することを認識でき
た当業者はいなかった。
【0003】類似化合物を含有する熱変色性相は、米国
特許第5,188,815号に記載されており、この特許
にはビス−メチルテレフタロエートおよびビス−メチル
ビフェニルカルボキシレートが開示されている。Mol. C
ryst. Liq. Cryst. Letter, Vol. 3(3〜4), 97〜102頁
(1986)において、G. S. Chilanja 等は、メチル4−ニ
トロベンゾエートが、ネマティック混合物と混合された
場合に、着色したコレステリック相を示すことを開示し
ている。使用できる場合に、これらの材料の格別の欠点
は、これらの化合物が比較的大きいHTP値を有するこ
と、およびまた熱変色用途に適するラセン状ねじれを生
じさせるためには、大量に使用しなければならないこと
にある。これらの化合物を基材とする相のもう一つの有
害な性質は、このドープしたネマティックホスト混合物
の透明点が非常に低い温度にまで低下されることにあ
る。
【0004】日本国特許JP861015には、熱変色
性組成物の成分として、或る種のメントールエステル化
合物の使用が記載されている。しかしながら、この特許
は、これらの組成物が異方性ゲルの調製に適しているこ
とを何ら示唆していない。いわゆる「棒状」(rod-lik
e)基を表わす、「中間相形成性基」の用語の意味は当
業者に周知であり、環状基、架橋基および末端基からな
る基であると定義される(J. Kelker, H. Hatz による
Handbook of Liquid Crystals 参照)。
【0005】
【発明の開示】本発明により、上記冒頭に記載の液晶材
料が提供される。この液晶材料は重合した材料a)が、
低分子量液晶材料b)中で永久的に配向されているネッ
トワークを形成しており、この低分子量液晶材料b)は
コレステリック相を示し、かつまた少なくとも1種のカ
イラル中間相形成性テルペノイド誘導体を含有すること
を特徴とするものである。好ましくは、上記材料b)
は、材料a)のネットワークの周囲で連続相を形成して
いる。
【0006】本発明の好適態様は下記の態様を包含す
る: a)材料b)が、少なくとも1種の下記式Iで表わされ
るテルペノイド誘導体を含有する液晶材料:
【化13】 式中、基
【化14】 は4個までのフッ素原子により置換されていてもよい
1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであ
り、
【0007】Tは、テルペノイド基であり、そしてMG
は、中間相形成性基または基
【化15】 とともに中間相形成性基を形成する基、特に式II: R1−(A1−Z1m−A2−Z2− (II) 式中、R1は、水素であるか、または16個までのC原
子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、または
アルケニル基であり、この基中に存在する1個のCH2
基または隣接していない2個のCH2基は、−O−、−
S−、−CO−O−および(または)−O−CO−によ
り置き換えられていてもよく、
【0008】A1およびA2はそれぞれ独立して、(a)
4個までのフッ素原子により置換されていてもよい1,
4−フェニレン基であり、この基中に存在する1個また
は2個のCH基は、Nにより置き換えられていてもよ
く、(b) −CNまたは−CH3により置換されていて
もよい1,4−シクロヘキシレン基であり、この基中に
存在する1個または2個のCH2基は、Oにより置き換
えられていてもよく、(c) ナフタレン−2,5−ジイ
ルまたはピペリジン−1,4−ジイル、を表わし、Z1
よびZ2はそれぞれ独立して、−CO−O−、−O−C
O−、−CH2O−、−OCH2−、−N=CH−、−C
H=N−、−CH2CH2−、−C≡C−または単結合で
あり、そしてmは、0、1または2である、で表わされ
る基である。
【0009】b) 材料a)が(メタ−)アクリレート
類、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物およびチオ
レン化合物から選択される液晶材料。 c) 材料b)が少なくとも2種の成分からなる液晶媒
体であり、その成分の少なくとも1種は、メンチル、ネ
オメンチル、イソロンギホリル、フェンチル、カレイル
(carreyl)、ミルテニル、ノピル、シトロネリルおよ
びジヒドロシトロネリルから選択される基を含有するカ
イラル中間相形成性化合物である液晶材料。
【0010】d) 材料b)が、少なくとも1種の下記
式IIIで表わされる非カイラル性化合物を含有する液晶
材料: R1−(A1−Z1o−A2−R2 (III) 式中、R1およびR2はそれぞれ独立して、16個までの
C原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基また
はアルケニル基であり、この基中に存在する1個のCH
2基または隣接していない2個のCH2基は、−O−、−
CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−によ
り置き換えられていてもよく、R1およびR2の一方はま
た、H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2Hまたは
CNであることもでき、R1は好ましくは、C原子1〜
7個を有するアルキルまたはアルコキシであり、そして
2は好ましくは、CN、ClまたはFであり、
【0011】A1およびA2はそれぞれ独立して、フッ素
化されていてもよい1,4−フェニレン基であり、この
基中に存在する1個または2個のCH基は、Nにより置
き換えられていてもよく、あるいは1,4−シクロヘキ
シレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基ま
たは隣接していない2個のCH2基は、Oにより置き換
えられていてもよく、好ましくはA1およびA2はそれぞ
れ、1〜2個のF原子により置換されていてもよい1,
4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであ
り、Z1およびZ2はそれぞれ独立して、−CO−O−、
−O−CO−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2
2−、−C≡C−、−C≡C−C≡C−または単結合
であり、好ましくは−CO−O−または単結合であり、
そしてoは、1、2または3である。
【0012】e) 材料a)が、下記式IVで表わされる
重合可能な棒状化合物である液晶材料: R4−P−X−A3−Z−A4−R5 (IV) 式中、R4は、CH2=CW−COO−、
【化16】 、HWN−、CH2=CH−またはS−CH2−(C
2m−COO−であり、ここでWはH、ClまたはC
原子1〜5個を有するアルキルであり、そしてmは1〜
7であり、Pは、12個までのC原子を有するアルキレ
ン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または
隣接していない2個以上のCH2基は−O−により置き
換えられていてもよく、
【0013】Xは、−O−、−S−、−COO−、−O
CO−または単結合であり、R5は、15個までのC原
子を有するアルキル基であり、この基は未置換である
か、または置換基として1個または2個以上のハロゲン
を有し、およびまたこの基中に存在する1個または2個
以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が
相互に直接結合しないものとして、−O−、−S−、−
CO−、−OCO−、−CO−O−または−O−CO−
O−により置き換えられていてもよく、あるいはR5
また、R4−P−X−について与えられている意味の一
つを有することもでき、A3は、1,4−フェニレンまた
はナフタレン−2,6−ジイル基であり、この基は未置
換であるか、または置換基として1〜4個のハロゲン原
子を有し、
【0014】A4は、下記の基(a)または(b)であ
り、
【化17】 ここで(c)
【化18】 は、下記の基であり、
【化19】 上記基(a)および基(b)は、CNまたはハロゲンに
より置換されていてもよく、およびまた基(a)および
基(b)中に存在する1,4−フェニレン基の1個はま
た、その分子中に存在する1個または2個のCH基がN
により置き換えられている1,4−フェニレン基により
置き換えられていてもよく、そしてZは、−CO−O
−、−O−CO−、−CH2CH2−または単結合であ
る。
【0015】f) 材料a)が下記式IVAで表わされる
ビス−(メト)−アクリレートまたはビスビニルエーテ
ルである液晶材料:
【化20】 式中、Aは、−O−、−CO−O−、−O−CO−また
は単結合であり、Bは、下記の基から選択され、
【0016】
【化21】 上記各式において、XはCH3またはFであり、そして
rは0、1または2であり、aは0または1であり、s
は1〜6の整数であり、そしてnおよびmは0〜20の
整数である。
【0017】g) 材料a)が、特に1〜50重量%の
量で、ゲル中に存在する液晶材料。 f) 材料b)が下記式IIIa〜IIIcから選択される少
なくとも1種の非カイラル性化合物を含有する液晶材
料:
【化22】
【0018】各式中、R1は上記の意味を有し、L1はH
またはFであり、X1はFまたはClであり、Z1は−C
OO−、−CH2CH2−または単結合であり、
【化23】 oは、0、1または2である、特に材料b)が下記式II
Ia1〜IIIa4、式IIIb1、式IIIc1および式IIIc
2から選択される少なくとも1種の非カイラル性化合物
を含有する液晶材料:
【0019】
【化24】 各式中、R1およびL1は上記意味を有する。
【0020】i) a)請求項7または8に記載の式IV
または式IVAで表わされる重合可能な材料、 b) 少なくとも1種の式Iで表わされるテルペノイド
誘導体または少なくとも1種のカイラル中間相形成性テ
ルペノイド誘導体を含有するカイラルネマティック低分
子量材料、および c) 光開始剤、を混合し、次いでUV光を照射するこ
とによって得られる材料。
【0021】j) 本発明のもう一つの態様は、 a) 請求項7または8に記載の式IVまたは式IVAで表
わされる重合可能な材料、 b) 少なくとも1種の式Iで表わされるテルペノイド
誘導体または少なくとも1種のテルペノイド誘導体を含
有するカイラルネマティック低分子量材料および c) 光開始剤、からなる、請求項14に記載の材料を
調製するためのカイラル配合物にある。
【0022】本発明はまた、2枚の向い合っているプレ
ートを有し、これらのプレートは基板として光に対して
透明であり、これらのプレートは、相互に対面する側に
光に対して透明である材料からなる電極を備えており、
この電極は上記プレートの側面間に具備されている封止
材料および配向層を担持しており、このプレートと封止
材料との間の空間に液晶材料が導入されているディスプ
レイセルであって、上記液晶材料が請求項1〜12に記
載のとおりの少なくとも2種の相違する液晶材料からな
るものであるディスプレイセルに関する。
【0023】本発明に係わるカイラルネマティック低分
子量材料は好ましくは、下記の成分からなる:50〜8
8%の式IIIで表わされる化合物の少なくとも1種、好
ましくは2〜15種、および12〜50%の式Iで表わ
される化合物の少なくとも1種、好ましくは1、2また
は3種。
【0024】本発明によるコレステリック液晶媒体は好
ましくは、少なくとも1種、好ましくは2〜15種の式
IIIで表わされる化合物を、式Iで表わされるカイラル
テルペノイド化合物と混合することによって得られる。
好適態様において、上記コレステリック混合物は基本的
に、50〜90%の少なくとも1種の式IIIで表わされ
る化合物、10〜50%の少なくとも1種の式Iで表わ
される化合物、からなる。
【0025】下記式IVA1で表わされるアクリレート化
合物は特に好適である:
【化25】 式中、rは0であり、そしてmは6である(式IVA
1)。
【0026】式IVは、下記式IV1〜IV20で表わされる
3環を有する反応性液晶化合物を包含する: R4-P-X-Phe′-Z-Phe″-Phe″-R5 IV1 R4-P-X-Phe′-Z-Pyd-Phe″-R5 IV2 R4-P-X-Phe′-Z-Pyr-Phe″-R5 IV3 R4-P-X-Phe′-Z-Phe″-Pyd-R5 IV4 R4-P-X-Phe′-Z-Phe″-Pyr-R5 IV5 R4-P-X-Phe′-Z-Phe″-CH2CH2-Phe″-R5 IV6 R4-P-X-Phe′-Z-Pyd-CH2CH2-Phe″-R5 IV7 R4-P-X-Phe′-Z-Pyr-CH2CH2-Phe″-R5 IV8 R4-P-X-Phe′-Z-Phe″-CH2CH2-Pyd-R5 IV9 R4-P-X-Phe′-Z-Phe″-CH2CH2-Pyr-R5 IV10 R4-P-X-Nap′-Z-Phe″-Phe″-R5 IV11 R4-P-X-Nap′-Z-Pyd-Phe″-R5 IV12 R4-P-X-Nap′-Z-Pyr-Phe″-R5 IV13 R4-P-X-Nap′-Z-Phe″-Pyd-R5 IV14 R4-P-X-Nap′-Z-Phe″-Pyr-R5 IV15 R4-P-X-Nap′-Z-Phe″-CH2CH2-Phe″-R5 IV16 R4-P-X-Nap′-Z-Pyd-CH2CH2-Phe″-R5 IV17 R4-P-X-Nap′-Z-Pyr-CH2CH2-Phe″-R5 IV18 R4-P-X-Nap′-Z-Phe″-CH2CH2-Pyd-R5 IV19 R4-P-X-Nap′-Z-Phe″-CH2CH2-Pyr-R5 IV20
【0027】上記各式において、R4、R5、P、Xおよ
びZは前記の意味を有し、Pydはピリミジン−2,5
−ジイルを表わし、そしてPyrはピリジン−2,5−
ジイルを表わす。式IV1〜IV10で表わされる化合物に
おいて、Phe′は下記の1,4−フェニレン基を表わ
す:
【化26】 式中、X3〜X6は相互に独立して、Hまたはハロゲンを
表わす。
【0028】式IV1〜IV20で表わされる化合物におい
て、Phe″は未置換の、または置換基として1個また
は2個以上のCNまたはハロゲンを有する1,4−フェ
ニレン基を表わし、そして式II15〜II20において、
Nap′は、下記式で表わされるナフタレン−2,6−
ジイル基であり、この基は未置換であるか、またはX7
〜X12のうちの4個までは相互に独立して、ハロゲンで
あり、そして他はHを表わす:
【化27】
【0029】式IV1〜IV20で表わされる化合物は好適
である。特に好適な化合物は式IV1〜IV3、式IV6〜IV
10、式IV13〜IV15、式IV18〜IV20で表わされ
る化合物、特に式IV1、式IV8、式IV15および式IV2
0で表わされる化合物である。式IV1〜IV20で表わさ
れる化合物において、R4は、CH2=CW−COO−、
【化28】 、HWN−、HS−CH2−(CH2m−COO−であ
り、ここでWはH、ClまたはC原子1〜5個を有する
アルキルであり、そしてmは1〜7である。
【0030】好ましくは、R4はビニル基、アクリレー
ト基、アミノ基またはメルカプト基であり、特に好まし
くは、R4は下記の意味を有する:
【化29】 上記各式において、alkylはC1〜C3−アルキルを表わ
し、そしてmは1〜5である。
【0031】式IV1〜IV20または式IVAで表わされる
化合物において、スペーサー型の基Pは、24個までの
C原子を有するアルキレンであり、この基中に存在する
1個のCH2基または隣接していない2個以上のCH2
はOにより置き換えられていてもよい。Pがアルキレン
である場合に、Pは直鎖状または分枝鎖状であることが
できる。Pは特に好ましくは、エチレン、プロピレン、
ブチレン、1−メチル−プロピレン、2−メチル−プロ
ピレン、ペンチレン、1−メチル−ブチレン、2−メチ
ル−ブチレン、ヘキシレン、2−エチル−ブチレン、
1,3−ジメチル−ブチレン、ヘプチレン、1−メチル
ヘキシレン、2−メチルヘキシレン、3−メチルヘキシ
レン、4−メチルヘキシレン、5−メチルヘキシレン、
6−メチルヘキシレン、オクチレン、3−エチル−ヘキ
シレン、ノニレン、1−メチルオクチレン、2−メチル
オクチレン、7−メチルオクチレン、デシレン、ウンデ
シレン、ドデシレン、2−メチルウンデシレン、2,5,
7−トリメチル−ノニレンまたは3−プロピル−ノニレ
ンである。
【0032】Pがモノ−またはポリ−オキサアルキレン
である場合に、Pは直鎖状または分枝鎖状であることが
できる。特に、Pは1−オキサ−エチレン、1−オキサ
−プロピレン、2−オキサ−プロピレン、1−オキサ−
ブチレン、2−オキサ−ブチレン、1,3−ジオキサブ
チレン、1−オキサ−ペンチレン、2−オキサ−ペンチ
レン、3−オキサ−ペンチレン、2−オキサ−3−メチ
ル−ブチレン、1−オキサ−ヘキシレン、2−オキサ−
ヘキシレン、3−オキサ−ヘキシレン、1,3−ジオキ
サ−ヘキシレン、1,4−ジオキサ−ヘキシレン、1,5
−ジオキサ−ヘキシレン、1−オキシ−ヘプチレン、2
−オキサ−ヘプチレン、1,3−ジオキサ−ヘプチレ
ン、1,4−ジオキサ−ヘプチレン、1,5−ジオキサ−
ヘプチレン、1,6−ジオキサ−ヘプチレン、1,3,5
−トリオキサ−ヘプチレン、1−オキサ−オクチレン、
2−オキサ−オクチレン、3−オキサ−オクチレン、4
−オキサ−オクチレン、1,3−ジオキサ−オクチレ
ン、1,4−ジオキサ−ノニレン、1,4−ジオキサ−デ
シレン、1,4−ジオキサ−ウンデシレンおよび1,3,
5−トリオキサ−ドデシレンである。
【0033】Xは、−O−、−S−、−COO−、−O
CO−または単結合であり、特に−O−、−COO−、
−OCC−または単結合である。Xが−O−、−S−ま
たは−OCO−である場合に、Q中に存在する、隣接す
るCH2基は−O−により置き換えられることはない。
Zは、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−または
単結合である。式II1〜II7および式II15〜II19で
表わされる化合物において、Zは好ましくは、−COO
−、−OCO−、−CH2CH2−または単結合であり、
特に−COO−、−OCO−または単結合である。式II
8〜II14および式II20〜II24で表わされる化合物
において、Zは好ましくは、−CH2CH2−または単結
合である。
【0034】R5は15個までのC原子を有するアルキ
ル基であることができ、この基は未置換であるか、また
は置換基として1個または2個以上のハロゲンを有し、
かつまたこれらの基中に存在する1個または2個以上の
CH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に
直接結合しないものとして、−O−、−S−、−CO
−、−OCO−、−COO−または−O−COO−によ
り置き換えられていてもよい。
【0035】R1、R2、R3および(または)R5がそれ
ぞれ独立して、アルキル基またはアルコキシ基である場
合に、この基は直鎖状または分枝鎖状であることができ
る。好ましくは、この基は直鎖状であって、2個、3
個、4個、5個、6個、7個または8個の炭素原子を有
する。従って、この基は好ましくは、エチル、プロピ
ル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘ
キソキシ、ヘプトキシまたはオクトキシであり、さらに
またメチル、ノニル、デシル、ウンデシル、トリデシ
ル、テトラデシル、ペンタデシル、メトキシ、ノノキ
シ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキ
シまたはテトラデコキシであることもできる。
【0036】R1、R2、R3および(または)R5がそれ
ぞれ独立して、オキサアルキル基である場合に、この基
は好ましくは、直鎖状の2−オキサプロピル(=メトキ
シメチル)、2−オキサブチル(=エトキシメチル)ま
たは3−オキサブチル(=2−メトキシエチル)、2
−、3−または4−オキサペンチル、2−、3−、4−
または5−オキサヘキシル、2−、3−、4−、5−ま
たは6−オキサヘプチル、2−、3−、4−、5−、6
−または7−オキサオクチル、2−、3−、4−、5
−、6−、7−または8−オキサノニル、2−、3−、
4−、5−、6−、7−、8−または9−オキサデシル
である。
【0037】好適な分枝鎖状基R1、R2、R3および
(または)R5はそれぞれ独立して、イソプロピル、2
−ブチル(=1−メチルプロピル)、イソブチル(=2
−メチルプロピル)、2−メチルブチル、イソペンチル
(=3−メチルブチル)、2−メチルペンチル、3−メ
チルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペン
チル、2−オクチル、イソプロポキシ、2−メチルプロ
ポキシ、2−メチルブトキシ、3−メチルブトキシ、2
−メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、2−エチ
ルヘキソキシ、1−メチルヘキソキシ、2−オクチルオ
キシ、2−オキサ−3−メチルブチル、3−オキサ−4
−メチルペンチル、4−メチルヘキシル、2−ノニル、
2−デシル、2−ドデシル、6−メチルオクトキシ、6
−メチルオクタニルオキシ、5−メチルヘプチルオキシ
カルボニル、2−メチルブチリルオキシ、3−メチルバ
レリルオキシ、4−メチルヘキサノイルオキシ、2−ク
ロロプロピオニルオキシ、2−クロロ−3−メチルブチ
リルオキシ、2−クロロ−4−メチルバレリルオキシ、
2−クロロ−3−メチルバレリルオキシ、2−メチル−
3−オキシペンチル、2−メチル−3−オキサヘキシル
である。
【0038】R5はまた、R4−P−X−について与えら
れている意味の一つを有することもできる。R5が置換
されていてもよいアルキル基である場合に、R4は好ま
しくはビニルまたはアクリレート基であり、他方R
5が、R4−P−X−である場合には、R4に関連して前
記した意味がいずれも好適である。本発明のディスプレ
イは、光に対して透明であり、以下の記載において基板
と称されている2枚の対面するプレートを備えている。
これらのプレートは、その向い合っている側面上に電極
を有し、この電極は、例えばIn23・SnO2から製
造されている。この電極は、その上に配向層を具備して
おり、この層は例えばラビングされたポリイミドまたは
ポリアミドからなり、この配向層によって、本発明の液
晶材料を電極間に均一に配列させることができる。この
ようにして形成され、例えばリング形状の部品により空
間を封止している電極を備えた基板を配置し、これらの
基板とリング状部品との間の空間に、本発明による液晶
材料を満たすことによってセルが製造される。実用上で
は、エポキシ化合物からなる結合層を、リング状部品の
代りに使用することもできる。
【0039】液晶材料は、電極層を備えた2枚の基板の
間に、毛細管現象を用いて充填することができ、次いで
好ましくは光開始剤、例えばイグラキュア(Igracure)
(登録商品名)またはダルキュア(Darcure)(登録商
品名)の存在の下に、例えばUV光を照射することによ
って硬化させる。魅力的な技術ではないが、もう一つの
方法として、基板上に当該LC材料を塗布し、次いで硬
化させる方法がある。この薄膜は、剥離することがで
き、そして電極層を備えた2枚の基板間に配置すること
ができる。その上にLC材料が施用されている基板が電
極層を示すこともでき、この場合には、この塗布し、硬
化させた薄膜上に、第二の電極層および任意に第二の基
板を適用することによって電気光学システムを得ること
もできる。
【0040】本発明による電気光学システムは、少なく
とも1個の電極および存在する場合に、付随する基板が
透明であることから、反射によりまたは透過により動作
させることができる。これらのシステムは両方ともに、
慣用の偏光子を備えておらず、その結果として、格別に
大きい光透過性が得られ、例えばTNセルまたはSTN
セルなどの慣用の液晶システムに比較して、これらのシ
ステムの製造を技術的に格別に簡単にする。
【0041】一般に、正の誘電異方性を有するネマティ
ック液晶が望ましい。何故ならこれらの混合物の薄膜を
ホメオトロピック配向(オン状態の場)に電気的に切り
換えるものであって、そのため清明ないし透明であるこ
とが必須であり、他方オフ状態は、通常平行配向である
セル内の配向によって通常決定され、これがフォーカル
コニック(僅かな散乱)またはグラジャン(着色)のど
ちらかをもたらすようなデバイスでその混合物が使用さ
れるからである。このデバイスは、どのように電圧を印
加するかまたは切るかによって、オフ状態の場で、着色
したグラジャン状態または僅かに散乱したフォーカルコ
ニック状態のどちらかにフリップすることができる。さ
らにまた、少量の反応性液晶を添加することによって、
各状態を安定化させて、着色した状態(グラジャン組
織)または実質的に透明の状態または僅かに光散乱した
状態(フォーカルコニック)である段階を備えた双安定
性デバイスを得ることができる。ブランク背景に対して
配置すると、着色と黒色との間のコントラストが明確に
見られる。
【0042】この色は下記の方程式に従いコレステリン
らせんのピッチ長さに依存する:
【数1】 ネマティックホストにカイラルドーピング剤を添加した
場合に得られるピッチ長さは、LC分子の分極能力に依
存する。分極能力が大きいほど、得られるピッチ長さは
縮められ(より大きいツイスト力)、従って非極性ホス
トを使用すると、一定の色を得るために必要とされるカ
イラルドーピング剤の量を著しく変えることができる。
【0043】式Iで表わされるカイラル性成分のもう一
つの用途では、この成分を反応性液晶(例えば式IVまた
は式IVAで表わされる液晶)と混合し、カイラル性着色
反応性LC混合物を生成させる。このカイラル性着色反
応性LC混合物は薄膜として塗布することができ、次い
でUV光により硬化させることによって、着色したポリ
マー薄膜を得ることができる。このポリマー薄膜は、1
0〜30%の前記非反応性カイラルLCを含有してお
り、従ってそのポリマー含有量は70〜90%である。
一般に、このようなカイラル性着色反応性LC混合物
は、1種、2種または3種以上の式IVAで表わされる化
合物75〜80%および1種の式Iで表わされるテルペ
ノイド化合物10〜25%およびまた光開始剤0.2〜
1.0%からなる。このようなコレステリック反応性組
成物は、分極ビームスプリッターおよび反射性偏光子の
製造に適している。
【0044】立上がり時間はセル厚さの増加にしたがい
増大するが、減衰時間は一定のまま変わらない。減衰時
間はネットワーク分子の含有量が増加するにしたがい、
急速に減少する。従って、考慮すべきことは、セルの厚
さではなく、ネットワーク分子間の平均距離である。こ
れは、通常のネマティックセルの減衰時間(数百ミリセ
カンド)に比較して、減衰時間が短いことを表わしてい
る。さらに特に、数ミリセカンドの減衰時間を得ること
ができる。本発明による液晶材料は、透明な固体材料お
よび電極層を備えた一対の基板の間に存在する当該液晶
材料から作られた調光層を有するショーウインドー用の
液晶デバイスに特に適している。これらのデバイスはリ
バースモードおよび低い印加電圧で動作することがで
き、小さい履歴現象および改良された電気−光学特性を
示す。この基板はその上に配向膜を有する。この液晶材
料は好ましくは、0.5〜5μmのラセン状ピッチを示
し、かつまたその調光層の厚さは2〜40μmである。
【0045】本発明のもう一つの好適態様は、液晶ディ
スプレイデバイスにあり、このデバイスは、米国特許第
5,210,630号に記載されているように、1個の偏
光子とセルとの間に、本発明の液晶材料が層を形成して
いるデバイスである。本発明による材料は、このような
液晶ディスプレイの低分子量液晶のd△nの温度依存性
を補償するのに特に適している。
【0046】
【実施例】本発明による液晶材料の製造に係わる下記の
例により、本発明をさらに詳細に説明する。 例1 下記の成分からなり、そしてK56N*80I、20℃
におけるλmax=509nmを示す混合物を調製する:
【化30】 この組成物を、20mW/cm2のUV光を用いて、10℃
で硬化させる。硬化後の20℃におけるλmax=592n
mである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591032596 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (72)発明者 デービッド・コーツ ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 アリソン リンダ・メイ ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合したモノトロピック性またはエナン
    シオトロピック性液晶材料およびカイラルネマティック
    低分子量液晶材料からなり、この重合材料a)が、この
    低分子量液晶材料b)中で永久的に配向されたネットワ
    ークを形成している、異方性ゲルの形態の液晶材料であ
    って、この低分子量液晶材料b)が少なくとも1種のカ
    イラル中間相形成性テルペノイド誘導体を含有すること
    を特徴とする上記液晶材料。
  2. 【請求項2】 上記材料b)が、式I: 【化1】 式中、 【化2】 は、1,4−フェニレン基であり、この基は4個までの
    フッ素原子により置換されていてもよく、あるいは1,
    4−シクロヘキシレン基であり、 Tは、テルペノイド基であり、そしてMGは、中間相形
    成性基であるか、または基 【化3】 とともに中間相形成性基を形成している、で表わされる
    テルペノイド誘導体を少なくとも1種含有することを特
    徴とする、請求項1に記載の液晶材料。
  3. 【請求項3】 MGが、式II: R1−(A1−Z1m−A2−Z2− (II) 式中、R1は、水素であるか、または16個までの炭素
    原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基または
    アルケニル基であり、この基中に存在する1個のCH2
    基または隣接していない2個のCH2基は、−O−、−
    S−、−CO−O−および(または)−O−CO−によ
    り置き換えられていてもよく、 A1およびA2は、それぞれ独立して、 (a) 4個までのフッ素原子により置換されていてもよ
    い1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する1
    個または2個のCH基は、Nにより置き換えられていて
    もよく、 (b) −CNまたは−CH3により置換されていてもよ
    い1,4−シクロヘキシレン基であり、この基中に存在
    する1個または2個のCH2基は、Oにより置き換えら
    れていてもよく、 (c) ナフタレン−2,5−ジイルまたはピペリジン−
    1,4−ジイル、であり、 Z1およびZ2は、それぞれ独立して、−CO−O−、−
    O−CO−、−CH2O−、−OCH2−、−N=CH
    −、−CH=N−、−CH2CH2−、−C≡C−または
    単結合であり、そしてmは、0、1または2である、で
    表わされる基であることを特徴とする、請求項2に記載
    の液晶材料。
  4. 【請求項4】 材料a)がアクリレート類、エポキシ化
    合物、ビニルエーテル化合物およびチオレン化合物から
    選択されることを特徴とする、請求項1に記載の液晶材
    料。
  5. 【請求項5】 材料b)が少なくとも2種の成分からな
    る液晶媒体であり、その成分の少なくとも1種は、メン
    チル、ネオメンチル、イソロンギホリル、フェンチル、
    カレイル(carreyl)、ミルテニル、ノピル、シトロネ
    リルおよびジヒドロシトロネリルから選択される基を含
    有するカイラル中間相形成性化合物であることを特徴と
    する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶材料。
  6. 【請求項6】 材料b)が、式III: R1−(A1−Z1o−A2−R2 (III) 式中、R1およびR2はそれぞれ独立して、16個までの
    C原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基また
    はアルケニル基であり、この基中に存在する1個のCH
    2基または隣接していない2個のCH2基は、−O−、−
    CO−O−、−O−CO−または−O−CO−O−によ
    り置き換えられていてもよく、R1およびR2の一方はま
    た、H、F、Cl、CF3、OCF3、OCF2Hまたは
    CNであることもでき、R1は好ましくは、C原子1〜
    7個を有するアルキルまたはアルコキシであり、そして
    2は好ましくは、CN、ClまたはFであり、 A1およびA2はそれぞれ独立して、フッ素化されていて
    もよい1,4−フェニレン基であり、この基中に存在す
    る1個または2個のCH基は、Nにより置き換えられて
    いてもよく、あるいは1,4−シクロヘキシレン基であ
    り、この基中に存在する1個のCH2基または隣接して
    いない2個のCH2基は、Oにより置き換えられていて
    もよく、好ましくはA1およびA2はそれぞれ独立して、
    1〜2個のF原子により置換されていてもよい1,4−
    フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、 Z1およびZ2はそれぞれ独立して、−CO−O−、−O
    −CO−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH
    2−、−C≡C−、−C≡C−C≡C−または単結合で
    あり、好ましくはZ1およびZ2はそれぞれ独立して、−
    CO−O−または単結合であり、そしてoは、1、2ま
    たは3である、で表わされる非カイラル性化合物の少な
    くとも1種を含有することを特徴とする、請求項4に記
    載の液晶材料。
  7. 【請求項7】 材料a)が、式IV: R4−P−X−A3−Z−A4−R5 (IV) 式中、R4は、CH2=CW−COO−、 【化4】 、HWN−、CH2=CH−またはS−CH2−(C
    2m−COO−であり、ここでWはH、ClまたはC
    原子1〜5個を有するアルキルであり、そしてmは1〜
    7であり、 Pは、12個までのC原子を有するアルキレンであり、
    この基中に存在する1個のCH2基または隣接していな
    い2個以上のCH2基は−O−により置き換えられてい
    てもよく、 Xは、−O−、−S−、−COO−、−OCO−または
    単結合であり、 R5は、15個までのC原子を有するアルキル基であ
    り、この基は未置換であるか、または置換基として1個
    または2個以上のハロゲンを有し、およびまたこの基中
    に存在する1個または2個以上のCH2基はそれぞれ相
    互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しないものと
    して、−O−、−S−、−CO−、−OCO−、−CO
    −O−または−O−CO−O−により置き換えられてい
    てもよく、あるいはR5はまた、R4−P−X−に与えら
    れている意味の一つを有することもでき、 A3は、1,4−フェニレン基またはナフタレン−2,6
    −ジイル基であり、この基は未置換であるか、または置
    換基として1〜4個のハロゲン原子を有し、 A4は、下記の基(a)または(b)であり、 【化5】 ここで(c) 【化6】 は、下記の基を表わし、 【化7】 上記基(a)および(b)は、CNまたはハロゲンによ
    り置換されていてもよく、およびまた基(a)および
    (b)中に存在する1,4−フェニレン基のうちの1個
    はまた、その分子中に存在する1個または2個のCH基
    がNにより置き換えられている1,4−フェニレン基に
    より置き換えられていてもよく、そしてZは、−CO−
    O−、−O−CO−、−CH2CH2−または単結合であ
    る、で表わされる重合可能な棒状化合物であることを特
    徴とする、請求項4に記載の液晶材料。
  8. 【請求項8】 材料a)が、式IVA: 【化8】 式中、Aは、−O−、−CO−O−、−O−CO−また
    は単結合であり、 Bは、下記の基から選択され、 【化9】 上記各式において、XはCH3またはFであり、そして
    rは0、1または2であり、 aは0または1であり、 sは1〜6の整数であり、そしてnおよびmは0〜20
    の整数である、で表わされるビス−(メト)−アクリレ
    ートまたはビスビニルエーテルであることを特徴とす
    る、請求項4に記載の液晶材料。
  9. 【請求項9】 材料a)が、1〜50重量%の量で、ゲ
    ル中に存在することを特徴とする、請求項1〜8に記載
    の液晶材料。
  10. 【請求項10】 材料a)が、2〜20重量%の量で、
    ゲル中に存在することを特徴とする、請求項9に記載の
    液晶材料。
  11. 【請求項11】 2枚の向い合っているプレートを備え
    ており、これらのプレートは基板として光に対して透明
    であり、これらのプレートは相互に対面する側上に光に
    対して透明である材料からなる電極を備えており、この
    電極は上記プレートの側面間に配置されている封止材料
    および配向層を担持しており、このプレートと封止材料
    との間の空間に液晶材料が導入されているディスプレイ
    セルであって、上記液晶材料が請求項1〜12に記載の
    とおりの、少なくとも2種の相違する液晶材料からなる
    ことを特徴とする上記ディスプレイセル。
  12. 【請求項12】 材料b)が、式IIIa〜IIIc: 【化10】 各式中、R1は上記の意味を有し、 L1は、HまたはFであり、 X1はFまたはClであり、 Z1は−COO−、−CH2CH2−または単結合であ
    り、 【化11】 oは0、1または2である、 から選択される少なくとも1種の非カイラル性化合物を
    含有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか
    1項に記載の液晶材料。
  13. 【請求項13】 式IIIa1〜IIIa4、式IIIb1、式I
    IIc1および式IIIc2: 【化12】 各式中、R1およびL1は上記意味を有する、から選択さ
    れる少なくとも1種の非カイラル性化合物を含有するこ
    とを特徴とする、請求項12に記載の液晶材料。
  14. 【請求項14】 a)請求項7または8に記載の式IVま
    たは式IVAで表わされる重合可能な材料、 b)少なくとも1種の式Iで表わされるテルペノイド誘
    導体または少なくとも1種のカイラル中間相形成性テル
    ペノイド誘導体を含有するカイラルネマティック低分子
    量材料、および c)光開始剤、を混合し、次いでUV光を照射すること
    によって得られる、請求項1〜10および請求項12〜
    13のいずれか1項に記載の液晶材料。
  15. 【請求項15】 a)請求項7または8に記載の式IVま
    たは式IVAで表わされる重合可能な材料、 b)少なくとも1種の式Iで表わされるテルペノイド誘
    導体または少なくとも1種のテルペノイド誘導体を含有
    するカイラルネマティック低分子量材料、および c)光開始剤、からなる、請求項14に記載の材料を製
    造するためのカイラル配合物。
JP8035847A 1995-01-31 1996-01-31 テルペノイド化合物を含有する液晶材料 Pending JPH08239666A (ja)

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