JPH11302652A - 液晶組成物、抵抗値調整方法及び置換フェノ―ル - Google Patents
液晶組成物、抵抗値調整方法及び置換フェノ―ルInfo
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Abstract
供する。液晶の比抵抗が再現可能に調整される物質を選
択又は提供する。 【解決手段】10ppmから10%の濃度の、式I; 【化1】 (式中、A1、A2、Z1、Z2、R、R’、m、n、
o、X、Y、p1、p2、q1及びq2は、明細書中で
定義の通り)の酸性化合物を含む特定の比抵抗を有する
液晶混合物。
Description
する液晶混合物、及び液晶混合物の比抵抗を予め特定さ
れた値、典型的には109Ωcmから数1012Ωcm
の範囲に調整する方法に関するものである。本発明は、
特に末端でフッ化された化合物又は末端でフッ化された
置換基を持つ化合物を含むか又はそれらからなる液晶混
合物、一般的には低極性の高抵抗液晶混合物に関するも
のである。
はフェノールを使用して調整される。本発明はまた,新
規な置換フェノールに関するものである。本発明はさら
に、本発明による液晶混合物を含有する液晶表示体に関
するものである。
タイプの液晶表示体に問題を引き起こす。これらの高抵
抗液晶混合物の大部分の問題は静電荷の発生である。こ
れは例えば、偏光子又は補償フィルムの例では、表示体
の生産中に保護膜の剥離工程で時々簡単に生ずる。しか
しながら、静電荷帯電はこのような表示体の作動中例え
ば、プラスチック部品又は衣服との接触及び摩擦又はそ
のいずれかによっても生ずる。例えば、自動車用ラジオ
表示体では、この種類の静電荷帯電は手が表示体に接触
しても生ずることがある。最も簡単な場合では、この静
電荷はスイッチオフ表示又は表示体の一部の望ましくな
いスイッチオンを生ずることがある。
逆変化が観測される。例えば、これらは静電荷による配
向膜に対する変化により引き起こされる。この現象は特
にTN及びSTN表示体において観測される。この種類
の表示体では、液晶混合物の高い比抵抗値により、表示
体がスイッチオフされた後でも、しばしば長期間にわた
って表示された情報が残ってしまう。液晶混合物の比抵
抗値が高いと、蓄積電荷キャリアが分散することは困難
であり、いわゆる「残像」又は「ゴーストイメージ」、
しばしば「ステイッキング(焼付き)効果」又は「画像ス
テイッキング(焼付き)効果」とも称される、)の発生を
引き起こす。アクテイブマトリクスアドレシング方式
(例えば、TN−AMD又はIPS−AMD)の表示で
は、アクテイブマトリクスの非線形スイッチ(例えば、
TFT)は特に、損傷又は破損さえ起こす。「画像ステ
イッキング(焼付き)効果」もAMD方式で生ずる。
において行われてきた。例えば、液晶表示体の生産にお
ける静電荷帯電の発生を防止ようとする装置対策のほ
か、液晶混合物を最適化する多数の示唆がなされてき
た。これらの示唆の殆どが望ましい抵抗値を得るため各
種ドーパントの使用を提案している。しかしながら、液
晶混合物におけるドーパントの溶解度がこの場合問題で
ある。さらに、例えば、クリアリングポイントの低下及
び他の物理的特性の変化などの望ましくない効果がしば
しば生ずる。望ましい抵抗値の設定値の再現性はおうお
うにして好適でないか,又は達成可能な抵抗値の範囲は
比較的狭い。
ため使用される化合物のさらに必須な特性はそれらの蒸
気圧である。さもないと組成の変化が生じ、この場合ま
さに望ましくない抵抗変化を生ずるため,液晶混合物の
他の成分の蒸気圧がそうでなければならないようにこの
蒸気圧は高すぎてはならない。表示体製造における真空
充填用装置の極めて広範な用途で特に重要なものであ
る。生ずる変化は生ずる圧力の持続時間及び大きさによ
ると考えられる。
設定するため最近使用された化合物の代表的な例はクラ
ウンエーテルであり、WO97−03164に記載され
たように使用されている。しかしながら、少量使用した
場合でも、これらは抵抗値のかなりの低下をもたらす。
さらに、各種不純物を含有するクラウンエーテルの相互
作用により、液晶混合物内部及び内部表示面上の両方
で、即ち、本質的には配向膜で、達成された結果は使用
した材料にかなり強く依存し、かつ再現性はしばしば不
十分になる。このように、容易に液晶混合物に溶解しか
つ多くの配向膜に対して汎用性を示す、比抵抗の再現可
能な調整用物質に対する要求が存在した。
クト(ChemicalAbstracts)CAS−
2894−87−3及びCAS−2200−70−6を
参照されたい。
物の比抵抗を低下させるのにトリ(ポリオキシアルキレ
ン)アミンを提案している。JP−A08−337 7
78はSTN表示体に使用するため過酸化物−破壊化合
物を含有する液晶混合物を記載している。
定された比抵抗を有する液晶混合物を提供することであ
る。本発明の別の目的は液晶の比抵抗が再現可能に調整
される物質を選択又は提供することである。
的が酸性化合物、特に酸性フェノール、とりわけ一般式
I;
回生ずる場合にも互いに独立して、それぞれ a)1,4−シクロヘキシレン又はトランス−1,4シク
ロヘキセニレンであり、式においてさらに、1個又は多
数の非−隣接CH2基がO及び/又はSで交換でき、 b)1,4−フェニレン、その中でさらに、1個又は2
個のCH2基がNで交換でき、 c)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
カハイドロナフタレン−3,6−ジイル、又は1,2,3,
4−テトラハイドロナフタレン−2,6−ジイルであ
り、この一般式において(a)及び(b)はF原子によ
る一置換体又は二置換体であることができ;Z1及びZ
2は、互いに独立して、かつZ1が多数回生ずる場合に
も互いに独立して、それぞれ-CO-O-、-O-CO-、-CO-CH
2-、-CH2-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH 2-、-CH=CH-、-
C≡C-であるか又は単結合であり、又はZ1及びZ2基
の1つは、-(CH2)4-、-(CH2)3CO-、-(CH2)2-O-CO-、-(C
H2)2-(CO-O)-、CH=CH-CH2CH2-、-CH 2-CH2-CH=CH-又はCH
2-CH=CH-CH2-であり、RはH、それぞれ1又は2から1
5の炭素原子を有するアルキル又はアルケニルであり、
それらは未置換であるか、CN又はCF3により一置換
されているか、又はハロゲン、特にF又はClで一置換さ
れるか又は多置換され、さらにこれらのラジカルの1個
又は多数のCH2基が互いに独立して、-O-、-S-、
子が直接互いに結合されない条件で交換でき、Rは又、
CN、F、Cl又はCOOR’、適当であればOHであ
り、R’はH又はRであり、(ここでCN、F、OH又
はCOOR’は除かれる)nは0、1又は2であり、m
は0又は1であり、oは1、2又は3であり、n+m+
oは2、3又は4であり;X及びYはそれぞれ互いに独
立して、X及び/又はYが多数回存在する場合にも、そ
れぞれ互いに独立して、F、Cl、COOR’、N
O2、又はCNであり、ここで、XはFであることが好
ましくかつYはCNであることが好ましく;p1、
p2、q1及びq2はそれぞれ0、1、2、3又は4で
あり、oが1、q2が0の場合、p2は3又は4であ
り、oが1、q2が1、2又は3の場合、p2+q2は
1、2、3又は4、好ましくはq2は1でp2は1又は
2であり、oが2又は3の場合、p1+p2+q1+q
2は1、2、3、4、5、6、7又は8であり、q1+
q2が1又は2の場合、p1+p2は1、2、3又は
4、好ましくは、q1+q2が1で、p1+p2が1又
は2であり、q1+q2が0の場合、p1+p2は3、
4、5、6、7又は8、好ましくは、6、7又は8であ
る、で示される酸性化合物を使用することによって達成
された。
回生ずる場合にも互いに独立して、それぞれ a)1,4−シクロヘキシレン又はトランス−1,4シク
ロヘキセニレンであり、式においてさらに、1個又は多
数の非−隣接CH2基がO及び/又はSで交換でき、 b)1,4−フェニレン、その中でさらに、1個又は2
個のCH2基がNで交換でき、 c)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
カハイドロナフタレン−3,6−ジイル、又は1,2,3,
4−テトラハイドロナフタレン−2,6−ジイルであ
り、この一般式において(a)及び(b)はF原子によ
る一置換体又は二置換体であることができ;Z1及びZ
2は、互いに独立して、かつZ1が多数回生ずる場合に
も互いに独立して、それぞれ-CO-O-、-O-CO-、-CO-CH
2-、-CH2-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH 2-、-CH=CH-、-
C≡C-であるか又は単結合であり、又はZ1及びZ2基
の1つは、-(CH2)4-、-(CH2)3CO-、-(CH2)2-O-CO-、-(C
H2)2-(CO-O)-、CH=CH-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH=CH-又は-
CH2-CH=CH-CH2-であり、RはH、それぞれ1又は2から
15の炭素原子を有するアルキル又はアルケニルであ
り、それらは未置換であるか、CN又はCF3により一
置換されているか、又はハロゲン、特にF又はClで一置
換されるか又は多置換され、さらにこれらのラジカルの
1個又は多数のCH2基が互いに独立して、-O-、-S-、
子が直接互いに結合されない条件で交換でき、Rは又、
CN、F、Cl又はCOOR’、適当であればOHであ
り、R’はH又はRであり、(ここでCN、F、OH又
はCOOR’は除かれる)nは0、1又は2であり、m
は0又は1であり、oは1、2又は3であり、n+m+
oは2、3又は4であり;X及びYはそれぞれ互いに独
立して、X及び/又はYが多数回存在する場合にも、そ
れぞれ互いに独立して、F、Cl、COOR’、N
O2、又はCNであり、ここで、XはFであることが好
ましくかつYはCNであることが好ましく;p1、
p2、q1及びq2はそれぞれ0、1、2、3又は4で
あり、oが1、q2が0の場合、p2は3又は4であ
り、oが1、q2が1、2又は3の場合、p2+q2は
1、2、3又は4、好ましくはq2は1でp2は1又は
2であり、oが2又は3の場合、p1+p2+q1+q
2は1、2、3、4、5、6、7又は8であり、q1+
q2が1又は2の場合、p1+p2は1、2、3又は
4、好ましくは、q1+q2が1で、p1+p2が1又
は2であり、q1+q2が0の場合、p1+p2は3、
4、5、6、7又は8、好ましくは、6、7又は8であ
る、で示される化合物が使用される。
数回存在する場合にも互いに独立して、 a)1,4−シクロヘキシレン又はトランス−1,4シク
ロヘキセニレンであり、式においてさらに、1個又は多
数の非−隣接CH2基がO及び/又はSで交換でき、 b)1,4−フェニレン、その中でさらに、1個又は2
個のCH2基がNで交換でき、 c)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
カハイドロナフタレン−3,6−ジイル、又は1,2,3,
4−テトラハイドロナフタレン−2,6−ジイルもまた
独立であり,この式において(a)及び(b)はF原子
による一置換体又は二置換体であることができ;Z1及
びZ2は、互いに独立して、かつZ1が多数回存在する
場合にも互いに独立なそれぞれ互いに独立で、かつZ1
が多数回生ずる場合にも互いに独立して、それぞれ-CO-
O-、-O-CO-、-CO-CH2-、-CH2-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C
H2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-であるか又は単結合であり、
又はZ1及びZ2基の1つは、-(CH2)4-、-(CH2)3CO-、
-(CH2)2-O-CO-、-(CH2)2-(CO-O)-、CH=CH-CH2CH2-、-CH
2-CH2-CH=CH-又はCH2-CH=CH-CH2-であり、RはH、それ
ぞれ1又は2から15の炭素原子を有するアルキル又は
アルケニルであり、それらは未置換であるか、CN又は
CF3により一置換されているか、又はハロゲン、特に
F又はClで一置換又は多置換され、さらにこれらの基
の1個又は多数のCH2基が互いに独立して、-O-、-S
-、
子が直接互いに結合されない条件で交換でき、Rは又は
CN、F、Cl又はCOOR’、適当であればOHであ
り、R’はH又はRであり、(ここでCN、F又はCO
OR’は除く)nは0、1又は2であり、mは0又は1
であり、oは1、2又は3であり、n+m+oは2、3
又は4であり;X及びYはそれぞれ互いに独立して、か
つX及び/又はYが多数回存在する場合にも、これらの
化合物もまた独立して、F、Cl、COOR’、NO2
又はCNであり、ここで、XはFであることが好ましく
かつYはCNであることが好ましく;p及びqはそれぞ
れ0、1、2又は3であり、p+qは1、2、3,4、
5、6、7又は8であり、qは0又は1であり、かつq
=0の場合、pは3、4、5、6、7又は8であり、q
=1の場合、pは1、2、3,4、5、6又は7であ
り、かつXはFであることが好ましくかつYはCNであ
ることが好ましい、で示される化合物が使用される。
式Iaで上記に定義された通りである。
くはFであり、YはCN、又はNO2、好ましくはCN
であり、p及びqはそれぞれ0、1、2又は3であり、
かつp+qは2又は3であり、R=CN、F、Cl、O
H又はCOOR’の場合には、それに代わり1である。
りである。Xは好ましくはFであり、Yは好ましくはC
Nである。
6の化合物;
Z2、n、m、X及びYは式Iaで上記に定義された通
りである。Yは好ましくはCNであり、Xは好ましくは
Fであり、nは好ましくは0であり、かつRは好ましく
はCN、F又はOHである。
5の化合物;
Yは式Ibで上記に定義された通りである。Yは好まし
くはCNであり、Xは好ましくはFである。
4a、Ia−5a及びIa−6aの化合物;
に定義された通りである。
a及びIa−6aでは、
2a及びIb−2bの化合物;
れた通りである。
2bでは、
合物:
であり、Fであることが好ましい。
1、Ib−2a1及びIb−3a1の化合物;
れた通りである。式Ib−1a1の化合物の場合、Rは
1から7の炭素原子を有するアルキル又はアルケニルで
あることが好ましく、エチル、プロピル、ブチル又はペ
ンチルであることが格別に好ましい。式Ib−2a1の
化合物の場合、Rは1から7の炭素原子を有するアルキ
ル又はアルコキシであることが好ましく、メトキシ、エ
トキシ、プロポキシ又はブトキシであることが極めて好
ましい。
物のほか、本願は、それらがなお未知である限りこれら
の化合物自体にも関するものである。これらの液晶混合
物は液晶表示体、特にSTN及びIPS表示体に使用す
るのに特に適当である。
うな表示体用に好適な液晶混合物の概念はEP 0 3
94 417に記載されており、かつAMD、表示体の
概念はEP 0 394 419に記載されている。
シアノ置換化合物を誘電的に正の化合物として有するこ
とが好ましい。それらは式II;
て、A3が多数回存在する場合には、これらA3は互い
に独立して、 a)1,4−シクロヘキシレン又はトランス−1,4シク
ロヘキセニレン、式においてさらに、1個又は多数の非
−隣接CH2基がO及び/又はSで交換でき、 b)1,4−フェニレン、その中でさらに、1個又は2
個のCH2基がNで交換でき、 c)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
カハイドロナフタレン−3,6−ジイル、又は1,2,3,
4−テトラハイドロナフタレン−2,6−ジイルであ
り、この一般式において(a)及び(b)はF原子によ
る一置換体又は二置換であることができ、Z3は、Z3
が多数存在する場合には、これらZ3は互いに独立し
て、-CO-O-、-O-CO-、-CO-CH2-、-CH2-CO-、-CH2O-、-O
CH2-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-であるか又は単結合
であり、R3はH、それぞれ1又は2から15の炭素原
子を有するアルキル又はアルケニルであり、それらは未
置換であるか、CN又はCF3により一置換され、又は
ハロゲン、特にF又はClで一置換又は多置換され、さ
らにこれらの基の1個又は多数のCH2基が互いに独立
して、-O-、-S-、
のO原子が直接互いに結合されない条件で交換でき;r
は1又は2であり、X3はH又はFであり、かつY3は
H又はFである。
−2;
であり、n−アルキル又は1−E−アルケニルであるこ
とが好ましい。
含む液晶混合物であり、ここでr=1、A3=1、4−
シクロヘキシレン、X3=H、Z3は単結合であり、Y
3=Hであり、かつR=1又は2から7の炭素原子をそ
れぞれ有するアルキル又はアルケニルである。特に、液
晶混合物は少なくともそれらの誘電的に正の成分に関す
るこれらの化合物に基づいている。特に、これはTN表
示体用及びSTN表示体用混合物にも適用される。r=
1、A3=1,4−フェニレン、Z3=-CO-O-、X3
=H、Y3=Fであり、かつR=1又は2から7の炭素
原子をそれぞれ有するアルキル又はアルケニルである場
合の式IIの化合物も好ましい液晶混合物中に存在す
る。しかしながら、式II−2の化合物濃度は一般に式
II−1の化合物の濃度より著しく低い。好ましい液晶
混合物のしきい値電圧は好ましくはTNセルで、好まし
くは1.5Vから4.0V、特に好ましくは1.8Vか
ら3.5V、特別に好ましくは2.0Vから3.0Vの
範囲である。
液晶混合物の概念について、上述の2つの特許出願を引
用することにより、これらが本出願に組込まれる。
よる特に好ましい液晶混合物は例えば、ベンゾニトリル
及びシアノ基に対してオルト位にフッ素により一置換又
は二置換されるベンゾニトリルなどの末端シアノ置換化
合物を有する混合物である。
端フッ化化合物及び/又は末端フッ素含有置換基を持つ
化合物を含む。本願によるSTN表示体用液晶混合物
は、特に好ましくはアルケニル側鎖を有する化合物を含
む。これらの化合物は誘電的に正でかつアルケニル側鎖
を有するか又は誘電的中性のいずれかである。後者にお
いて、その化合物は、一つ又は二つのアルケニル側鎖を
有することができる。
は本願において末端フッ化化合物及び末端フッ素含有置
換基を有する化合物又はそのいずれかである。これらの
混合物は約1%、特に約5%、格別には約1%のシアノ
置換化合物を含んでいることが好ましい。特に、式I及
びその付属式のそれらは別として、これらの混合物は非
シアノ置換化合物を任意に含む。
された化合物は、IPS表示体用混合物に使用するのが
特に好ましい。このようなIPS表示体に対しては、好
ましくは本願においてAMD表示体用混合物のような末
端フッ化化合物を含有する液晶混合物が挙げられる。し
かしながら、IPS表示体用混合物は、付加的に末端シ
アノ置換化合物を含んでいる。これらの末端シアノ置換
化合物濃度は広い限界範囲内で変化する。
るように低い上限値には制限されない。典型的には、1
から50%のシアノ置換化合物が使用される。好ましく
は5から35%、特に好ましくは7から25%のシアノ
置換化合物を含有する混合物である。
晶表示体用の混合物の概念は、GB 23 10 66
9、EP 0 807 153、DE 1952810
4、DE 19528107、EP 0 768 35
9、DE 19 611096及びDE 19 625
100に記載されている。IPS表示体用液晶混合物
及びそれらの混合物の概念については、これら7件の特
許出願を引用することにより、これらは本明細書に組込
まれる。
構造は公知のものであるか又は公知のルールに従うもの
である。ここでは、TN、STN、AMD及びIPSと
いう用語は本明細書では広い意味で引用され、かつそれ
らの典型的な変形をも網羅している。
070、EP 0 131 216,及びEP 0
260 450、中でもIPSの表示装置の構造は、U
S5、576、867及びEP 0588 568に記
載されている。STN及びIPS表示体の構造に関して
は、上述の5件の特許出願を引用することにより、ここ
に組込まれる。
定義された通りである。
mから典型的には50,000ppm、好ましくは10
ppmから10,000ppm、特に好ましくは50p
pmから5,000ppm(重量比による)の濃度で加
えられる。
り、「液晶の物理的特性」(「Physical Pr
operty of Liquid Crysta
l」),Merck KGaA、Ed.W.Becke
r、1997年11月に記載されているように決定され
る。
は「アクテイブマトリクス表示体用液晶」(「Liqu
id Crystals for active ma
trix displays」),G.Weber等,
Liquid Crystals,1989年,第5
編,第5巻,1381〜1388ページに従い、ステン
レス鋼製測定セル中の1mlを使用して決定される。
(SRZ)中でもさらに決定される。液晶表示体セルのよ
うなこれらの試験セルは、互いに平行に互いに一定距離
離して結合した2枚のガラス板から構成される。セルは
Merck KGaA社の試験セル製造装置で作製され
ている。それらのセルは配向膜のないインジウム−錫酸
化物(ITO)電極付の無アルカリガラスから構成され
る。層厚は20μmである。セルには反対側に2つの充
填開口を設けられる。電極は円形で、それぞれが1cm
2の面積を有している。電磁輻射除去のため、セルにリ
ング形状の保護電極を設ける。(SR)などの比抵抗の
ように、試験セルの液晶混合物の比抵抗(SRZ)は感
度エレクトロメータ(ケースレー(Keithley)
社製6517高抵抗装置)を使用して測定する。(S
R)などの比抵抗の測定時には、ケースレー617を使
用する。乾燥セルの充填や抵抗値の測定はすべてエアー
ロックで接続されたグローブボックス装置の中で行われ
る。乾燥窒素の流れを継続的にこれらのグローブボック
スから通過させる。セルを収容するボックス内部の相対
大気湿度は、特にセルの充填中及び測定中は10%以下
でなければならない。抵抗値はアルミニウムハウジング
内で測定されるが、ハウジング内で試験セルを加熱媒体
としての水を有する2つの黄銅ブロックにより20℃に
保持する。漏出磁場からの遮蔽のため、測定セルの防護
リングをアルミニウムハウジングと共に接地する。
しては別々にかつアルミニウムハウジングの接地と共
に、接地ループを形成しない方法で実施する。放電状態
のセル容量は充填前に別途測定する。それは代表的には
εempty=45pFである。
流定電圧で測定する。これが終了するまで、試験セルを
次のように扱わなければならない。20秒間待った後、
交互の極性の4回の20Vパルスを印可する。4回のパ
ルスはすべてパルス幅20秒でありかつ互いに0Vの2
0秒間隔で分離される。4回のパルスの最後には0Vの
180秒間隔が続きその後、最初のパルスの極性で20
Vを180秒間再び印可する。この最終パルスの終点
で、10回の測定読みが5秒以内に得られる:これらの
読みは平均抵抗値を与える。
クスで行う。加熱後、典型的には120℃で1時間、セ
ルを冷却させその後、グローブボックス内に温度維持セ
ル保持器と共に移す。
れた比抵抗(SR)値は該当面積及び仕様によって、1
09Ωcmから1012Ωcmの範囲にある。TN及び
STN表示体用液晶混合物は1010Ωcmから10
13Ωcm、特別には5・10 10Ωcmから2・10
11Ωcmの比抵抗値を有することが好ましく、かつI
PS表示体用液晶混合物は5・1011Ωcmから8・
101Ωcm、好ましくは1012Ωcmから3・10
12Ωcmの比抵抗値を有する。
トの濃度が使用されることが特に好ましくかつ5・10
11Ωcmから1・1013Ωcmのセル(SRZ)の
比抵抗が得られる。相対的に小さなドーパント濃度が好
ましい。
物理的特性は明確に述べられていない限り20℃の温度
に対して与えられる。
晶の物理的特性」、VIII、電圧保持率(「Phys
ical Property of Liquid C
rystal」,VIII,Voltage Hold
ing Ratio)、Merck KGaA、Ed.
W.Becker、1997年11月に記載されている
ように測定される。約5μmの層厚及び1cm2の電極
面積を有する試験セルが使用された。電圧保持率はアン
トニック−メルカー(Antonic−McLche
r)、ドイツによる市場で入手可能な計測を使用して測
定された。測定電圧は1Vであった。
はMerck KGaAで作製された試験セルで測定さ
れた。しきい値電圧Vth又はV10は相対コントラス
トの10%の変化、即ち、完全飽和状態のアドレスセル
と非アドレスセル間に対して決定された。この急峻性は
V90/V10として決定された。
された。セルは通常ホワイトモードで作動された。液晶
混合物はカイラルドーパントをドープしていなかった。
セルの層厚は光学的リターデーションが0.50μmに
なるように選択された。使用された計測器は市場で入手
可能なオーツカ、日本の計器及びMerckKGaAに
よる適合計測器であった。
好ましくは適切に置換されたフェノールにより液晶混合
物のある一定の比抵抗を達成又は調整する方法に関す
る。本願は液晶混合物の抵抗値を酸性の、メソゲン形成
性の又は液晶状の化合物を使用して望ましい値に調整す
る方法に関する。特に好ましくは十分高いpKa値を有
する酸性化合物が挙げられる。pKaの最小値は液晶混
合物の抵抗値及び極性(特に、誘電異方性)に依存す
る。例えば1010Ωcmから1011Ωcmの低抵抗
値を有する液晶混合物の場合、より大きな抵抗値を有す
る液晶混合物の場合よりも、より大きなpKa値を有す
る酸性化合物を使用することが必要である。
化合物)のpKa値は少なくとも実施例2c(物質例
5)による化合物CCU−3−CN.OH−FのpKa
値と同じ位大きくなければならない(例10参照)。使
用される化合物のpKa値は、CCU−3−CN.OH
−FのpKa値より大きいことが好ましい。好ましく使
用されるべき化合物は、OH置換リングに3つ以上のフ
ッ素置換基を、又はビフェニル化合物の場合、各リング
に2つ以上のフッ素置換基を有する。
換ビフェニル系を含有する限り7、8又は9個のフッ素
置換基を有する。化合物は、特に好ましくは1個のCN
及び少なくとも1個のF置換基をOH置換ベンゼン環に
含んでいる。CN基はOHに対してオルト位又はパラ
位、特に好ましくはオルト位にある。
物をどこでも使用することがさらに必要である。好まし
くは蒸気圧が通常使用される液晶化合物の蒸気圧より高
くない化合物、例えば、
の式I及びその付属式の化合物である。本発明によれ
ば、偏光子、電極基板及び電極、その表面が隣接する液
晶分子の好ましい配向(デイレクタ)が通常、一方の電
極から他方の電極まで約90°の(特に、80°から1
10°の)値又は160°から720°の値でねじられ
るように処理が施された電極からなる、液晶表示体部品
の構造はこの種類の表示体部品の通常の設計に対応する
ものである。通常設計用語は本明細書では広く引用され
かつTN及びSTNセル、特にマトリクス表示体部品及
び補足的に磁石を含む表示体部品のすべての派生物及び
変形例をも網羅している。
一でも又は異なるものであってもよい。同一チルト角が
好ましい。好ましいTN表示体は外側プレート表面での
分子の長軸と外側プレート間が0°から7°、好ましく
は0.01°から5°、特に0.1°から2°のチルト
角を有する。STN表示体では、チルト角は1°から3
0°、好ましくは1°から12°、特に3°から8°で
ある。
°から170°、好ましくは45°から130°、特に
80°から115°の値を有する。表示体では、配向膜
から配向膜のSTN混合物のねじれ角は100°から6
00°、好ましくは170°から270°、特に180
°から250°の値を有する。本願のIPS表示体はね
じれのないスタート状態を有しかつ基板に対して平行な
電場成分により基板に対して垂直軸にねじられる。チル
ト角は0°から又は僅か0°以上(例えば、0.01
°)15°、特に0.2°から6°の範囲であることが
好ましい。
れ自体通常の方法で作成される。一般に、微量で使用さ
れる所望量の成分を主要成分を構成する成分に昇温させ
て適宜に溶解させる。成分溶液を有機溶剤、例えばアセ
トン、クロロフォルム又はメタノールに混合し、混合
後、溶剤を例えば蒸留により再び除去することも可能で
ある。液晶混合物は当業者にとって公知のかつ文献に記
載されている別の添加物を含有することがもきる。例え
ば、0から15%の多色性染料を加えることができる。
本発明を限定するものではない。次の略号を使用する: T(S,N) スメクチック−ネマチック相転移温度 T(N,I) ネマチック−アイソトロピック相転移
温度 cl.p. クリアリングポイント ton スイッチオンから最大コントラスト
の90%に達するまでの時間 toff スイッチオフから最大コントラスト
の10%に達するまでの時間 V90/V10 急峻性 tave (ton+toff)/2(平
均応答時間) Δ ε 誘電異方性 Δn 光学異方性 SR バルクの比抵抗 SRZ 試験セルの比抵抗
ての温度は℃で示され、百分率は重量パーセントであ
り、かつ物性値は20℃での値である。本願及び以下の
実施例において、液晶成分の構造は略号で表示し、式へ
の変換は以下の表A及びBによって行われる。すべての
CnH2n+1及びCmH2m+1基はn又はm個の炭
素原子をそれぞれ有する直鎖アルキル基である。アルケ
ニル基はトランス−構造を有する。表Bのコードは自明
である。表Aには、親構造の頭字語のみを示す。それぞ
れの場合、親構造の頭字語の次に、ハイフンで分離され
た置換基R1、R 2、L1、L2及びL3のコードが続
く。
Bの1つ又は多数の化合物から構成された液晶混合物を
含有することが好ましい。
となく説明しようとするものである。本明細書中、百分
率は重量パーセントで示す。m.p.は融点、cl.
p.=クリアリングポイントを示し、すべて温度は摂氏
℃で示す。さらに、C=結晶状態、N=ネマチック相、
S=スメクチック相、及びI=アイソトロピック相であ
る。これらの記号間のデータは転移温度である。Δnは
光学異方性(589nm、20℃)を示し、Δεは誘電
異方性(1kHz、20℃)を示す。
ル−トランス−シクロヘキシル)ベンゾニトリル
の4ネックフラスコに入れた。1.75gのカリウム第
3−ブトオキシドを30mlのTHFに溶解し、その溶
液をゆっくりと滴下し温度が30℃を超えないような速
さで攪拌しながら加えた。赤みをおびた反応混合物を1
2時間攪拌し,その後、約40mlの濃縮HClを使用
して加水分解し,その結果、混合物は黄色に変色した。
加水分解中、温度が30℃を超えないことを確認した。
混合物を3回50mlのメチル第3ブチルエーテル(M
TB)を用いてそれぞれの場合に抽出した。その後、有
機相を50mlの水で2回洗浄し、乾燥し、蒸発させ、
残渣をクロマトグラフィによりシリカゲル上でMTB/
ヘキサン(1:1)中でフリットを介して精製した。そ
の後、分留分を蒸散させ、その固形分2.5gを得、それ
をn−ヘプタンから再結晶し、1.7gの化合物2−シ
アノ−3−フルオロ−5−(4−n−フェニル−トラン
ス−シクロヘキシル)フェノール
は138.6℃であった。
して、次のスキームにより調製した。
定義された通りである。
と略称);
量による)の化合物PLH−3N.F.OHを液晶混合
物A−0に加えた。液晶混合物A−0の組成及び物理的
特性を以下の表(表1)に示す。本願のすべての濃度デ
ータのような個々の化合物の濃度データは明確に述べら
れていない限り重量による。
000の比抵抗を測定した。結果を下表(表2)に示
す:表2: PCN−3N.F.OHを含有する液晶混合物
Aの比抵抗
H−3N.F.OHを実施例3の液晶混合物A−0に加
え,その結果得られた液晶混合物A−1000を2つの
部分に分割し、その1つをミリポアフィルター(テフロ
ン40μm)で濾過した(A−1000F)。
−0、A−1000,A−10,000及び実施例3の
化合物A−10,000の特性を別の試験セルで測定し
た。これらの試験セルはMerck KGaA社の試験
セル製造装置で作製されたものである。試験セルは6.
0μmの層厚であった。5つの異なる配向膜を有する試
験セルを使用した。
種類の混合物の特性を以下の表(表4)に示す。与えら
た値すべては全応用例におけるように、特に述べられて
いない限り少なくとも2つの個々の測定値の平均値であ
る。表4: 異なる配向膜を有するPCN−3N.F.OHを
含有する混合物Aの物性
施例1の化合物PCH−3N.F.OHを3分割分に1
00ppm、1000ppm及び10、000ppmの
濃度で加えた。異なる濃度B−100、B−1000及
びB−10,000の、その結果得られた3種類の混合
物及びPCH−3N.F.OHを含有しない源混合物B
−0をそれらの物理的特性に関して、特にそれらの比抵
抗に関して調べた。その結果を下記表(表6)に示す。
液晶混合物B−0は下記表(表5)に示した組成及び物
性を有する。
抵抗値を下記表(表6)に示す。表6: PCN−3N.F.OHを含有する混合物Bの比
抵抗
使用したが、ここでは液晶混合物C−0から開始した。
混合物の組成及び物性を下記表(表7)に示す。表7: 混合物C−0組成
す。表8: 混合物Cの比抵抗
晶相からアイソトロピック相への転移)は120℃であ
る。10、100又は1000ppmの物質BF9−O
Hをスタート混合物B−0の3つのサンプルに加え、そ
の結果得られたBB−10、BB−100及びBB−1
000の比抵抗をスタート混合物B−0の比抵抗と比較
した。20℃での試験セルの比抵抗値に加えて、120
℃で1時間加熱後の20℃での試験セルの比抵抗値の測
定した。
比抵抗
た。これを液晶混合物D−0において調べ、その組成及
び特性を下記表10に示す。表10: 混合物D−0の組成組成
試験セルで測定した。その結果を下記表11に示す。表11: 試験セルにPCH−3N.F.OHを含有する
混合物Dの比抵抗
ではBF9−OHを、例2におけるように加えた。試験
セルにおける比抵抗の結果を下記表12に示す。表12: BF9−OHを含有する混合物Dの比抵抗
例2c(物質実施例5)の化合物番号11
は使用した。試験セルにおける比抵抗値の結果を下記表
13に示す。
有する混合物Dの比抵抗
値の範囲で明らかであり、いくつかの応用に十分であ
る。
−4’−ハイドロオキシビフェニルの1000ppm、
た。対応する混合物を分割し、それぞれの場合におい
て、一部を実施例4で説明したように濾過しかつある場
合では、繰返し濾過した。下記表(表14)は抵抗測定
の結果を示す。
液晶混合物の抵抗を低減するのに適当であるが、しかし
ながら、結果には再現性がない。まず、結果はOCBの
源状態及び前プロセス(例えば、精製方法)に依存し、
次に、混合物が標準作業,例えば濾過、処理を受ける
と、結果は著しく変化する。
トランス−シクロヘキシル)フェノール
えた。混合物E−0は下記(表15)に示した組成を有
し、かつそこに記載されている特性を有する。
持率が例4におけるように測定された。配向膜はここで
はPI−1(日本合成ゴムの1051)であった。結果
を下記表(表16)に示す。表16: TBCPを含有する混合物Eの電圧保持率
混合物の比抵抗又は電圧保持率を低減させるのに適当で
はない。これは多分その低いpka値、即ち、その低い
酸性度による。
シアノ−3−フルオロフェノール
解させ、
抗
を有する化合物CFPは液晶混合物の比抵抗を低減させ
るのに使用される。その後、電圧保持比をPI−1を含
有する液晶セルで測定した。結果を表18に示す。
保持率
効果であるということが解る。さらに、種々の時間を置
いて,窒素ガス中で容器を開放した状態で種々の時間を
置いて、かつ真空セル充填装置で種々の時間を置いてサ
ンプルを調べた。CFPを含有する混合物の抵抗値は特
に窒素中で容器を開放した状態で増大し、特に真空セル
充填装置で増大しかつ電圧保持率も同様に増大するとい
うことが解った。この挙動は多分化合物CFPの高蒸気
圧によるものである。これはセルを実用的には不適当に
し、表12に示すように、ある場合には、液晶混合物の
抵抗について望ましい効果を持たせる。
−フルオロフェノール、
に類似した結果が得られた。CFPと同様に,ECFP
でも比抵抗の著しい低下を生じ,これは明らかに使用し
た濃度に依存している。効果はCFPの場合におけるよ
りもECFPの場合の方が幾分大きい。しかしながら、
過剰蒸気圧の問題もECFPでは生ずるが、CFPの場
合より幾分その程度は小さい。従って、CFPと同様に
ECFPは実用的応用には特別には適当ではない。
法で作成した化合物2−シアノ−4−(4−n−プロピ
ル−トランス−シクロヘキシル)フェノール、
る。例1におけるように、PCH−3N.OHの比抵抗
を混合物A−0で測定した。結果を下記表19に示す。
合物Aの比抵抗
−3N.F.OHの1000ppmは混合物A−0の比
抵抗を1.9・1013Ωcmから1.0・1012Ω
cmへ低下させるのみであるのに対して、同一濃度の例
1の化合物PCH−3N.OHは1.0・1011Ωc
mまで低下させることが解る。PCH−3N.F.OH
と比較してより低い酸度のため、従ってPCH−3N.
OHは混合物A−0などの液晶混合物の比抵抗の調整に
は適当でない。
ながら、今回は
験化合物での比抵抗値の結果を下記表20に示す。
有する混合物Dの抵抗
F.Fは抵抗値の調整には適当ではない。これはその不
適当なpka値によるものであると見られる。
ながら、今回は
21に示す。
物Dの抵抗
うに、LUU−3−OHも抵抗値の調整には適当ではな
い。
Claims (11)
- 【請求項1】 10ppmから10%の濃度の酸性化合
物を含むことを特徴とする、特定の比抵抗を有する液晶
混合物。 - 【請求項2】 酸性化合物が、フェノールであることを
特徴とする、請求項1に記載の液晶混合物。 - 【請求項3】 酸性化合物が、式Iのフェノール; 【化1】 式中、A1及びA2は互いに独立して、かつA1が多数
回生ずる場合にも互いに独立して、それぞれ a)1,4−シクロヘキシレン又はトランス−1,4シク
ロヘキセニレンであり、式においてさらに、1個又は多
数の非−隣接CH2基がO及び/又はSで交換でき、 b)1,4−フェニレン、その中でさらに、1個又は2
個のCH2基がNで交換でき、 c)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
カハイドロナフタレン−3,6−ジイル、又は1,2,3,
4−テトラハイドロナフタレン−2,6−ジイルであ
り、この一般式において(a)及び(b)はF原子によ
る一置換体又は二置換体であることができ;Z1及びZ
2は、互いに独立して、かつZ1が多数回生ずる場合に
も互いに独立して、それぞれ-CO-O-、-O-CO-、-COCH
2-、-CH2-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-
C≡C-であるか又は単結合であり、又はZ1及びZ2基
の1つは、-(CH2)4-、-(CH2)3CO-、-(CH2)2-O-CO-、-(C
H2)2-(CO-O)-、CH=CH-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH=CH-又は-
CH2-CH=CH-CH2-であり、RはH、それぞれ1又は2から
15の炭素原子を有するアルキル又はアルケニルであ
り、それらは未置換であるか、CN又はCF3により一
置換されているか、又はハロゲン、特にF又はClで一置
換されるか又は多置換され、さらにこれらの基の1個又
は多数のCH2基が互いに独立して、-O-、-S-、 【化2】 、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-により2つのO原子
が直接互いに結合されない条件で交換でき、Rは又、C
N、F、Cl又はCOOR’、適当であればOHであ
り、R’はH又はRであり、(ここでCN、F、OH又
はCOOR’は除かれる)nは0、1又は2であり、m
は0又は1であり、oは1、2又は3であり、n+m+
oは2、3又は4であり;X及びYはそれぞれ互いに独
立して、又X及び/又はYが多数回存在する場合には、
それぞれ互いに独立して、F、Cl、COOR’、NO
2、又はCNであり、ここで、XはFであることが好ま
しくかつYはCNであることが好ましく;p1、p2、
q1及びq2はそれぞれ0、1、2、3又は4であり、
oが1、q2が0の場合、p2は3又は4であり、oが
1、q2が1、2又は3の場合、p2+q2は1、2、
3又は4、好ましくはq2は1でp2は1又は2であ
り、oが2又は3の場合、p1+p2+q1+q2は
1、2、3、4、5、6、7又は8であり、q1+q2
が1又は2の場合、p1+p2は1、2、3又は4、好
ましくは、q1+q2が1で、p1+p2が1又は2で
あり、q1+q2が0の場合、p1+p2は3、4、
5、6、7又は8、好ましくは、6、7又は8である、
ことを特徴とする、請求項1に記載の液晶混合物。 - 【請求項4】 液晶表示体における請求項1に記載の液
晶混合物の使用。 - 【請求項5】 請求項1に記載の液晶混合物を含有する
液晶表示体。 - 【請求項6】 液晶表示体が、STN、AMD、TN又
はIPS表示体であることを特徴とする、請求項5に記
載の液晶表示体。 - 【請求項7】 酸性化合物が液晶混合物に加えられるこ
とを特徴とする液晶混合物の比抵抗の調整方法。 - 【請求項8】 酸性化合物が、適当な低蒸気圧かつ適当
な高酸度(pka)のメソゲン形成性化合物であること
を特徴とする、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 酸性化合物が、請求項3に記載の式Iの
化合物であることを特徴とする、請求項8に記載の方
法。 - 【請求項10】 下記式の化合物; 【化3】 を除く、請求項3に記載の式Iの化合物。
- 【請求項11】 フェノール系OH基が、例えば、ハロ
ゲンなどの置換基の求核性置換により導入されることを
特徴とする、請求項10に記載の式Iの化合物の製造方
法。
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