(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
該液晶成分B)が、a=1である式CY、b=0である式PYおよびf=0である式LYから成る群より選択される1種類以上の化合物を、1〜60%の総濃度(LC媒体に対する)で含むことを特徴とする請求項5〜11のいずれか1項に記載のLC媒体。
該液晶成分B)が、a=2である式CYおよびb=1である式PYから成る群より選択される1種類以上の化合物を、1〜60%の総濃度(LC媒体に対する)で含むことを特徴とする請求項5〜12のいずれか1項に記載のLC媒体。
PS(polymer stabilised:ポリマー安定化)またはPSA(polymer sustained alignment:ポリマー維持配向)型の液晶(liquid−crystal:LC)ディスプレイ用のLC媒体であって、
−請求項1または2において定義される1種類以上の重合性化合物を含む重合性成分A)を重合して得ることができるポリマー、および
−請求項1〜15のいずれか1項において定義されるLC混合物から成る液晶成分B)
を含むLC媒体。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明は、PS(polymer stabilised:ポリマー安定化)またはPSA(polymer sustained alignment:ポリマー維持配向)型の液晶(liquid−crystal:LC)ディスプレイにおける、式Iの1種類以上の化合物を含むLC混合物の使用に関する。
【0018】
【化1】
式中、個々の基は以下の意味を有する:
R
1およびR
2は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH
2基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、好ましくは、1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、
A
1、A
2、A
3、A
4は、それぞれ互いに独立に、
【0019】
【化2】
を表し、
また、基A
1、A
2、A
3およびA
4の1個、2個または3個は、
【0020】
【化3】
を表してもよく、
L
1およびL
2は、それぞれ互いに独立に、H、F、Cl、OCF
3、CF
3、CH
2F、CHF
2を表し、
Z
1、Z
2、Z
3は、それぞれ互いに独立に、−COO−、−OCO−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CH
2O−、−OCH
2−、−SCH
2−、−CH
2S−、−CH
2CH
2−、−C
2F
4−、−CH
2−CF
2−、−CF
2CH
2−、−(CH
2)
z−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CHCH
2O−または単結合を表し、ただし、m=0の場合、Z
1およびZ
2は、同時には単結合を表さず、
zは、3、4、5または6を表し、
mは、0または1を表す。
【0021】
本発明は、更に、上および下に記載される通りの本発明によるLC混合物と、反応性メソゲンから成る群より好ましくは選択される1種類以上の重合性化合物とを含むLC媒体に関する。
【0022】
本発明は、更に、上および下に記載される通りの本発明によるLC混合物と、反応性メソゲンから成る群より好ましくは選択される1種類以上の重合性化合物を重合して得ることができるポリマーとを含むLC媒体に関する。
【0023】
本発明は、更に、
−重合性化合物、好ましくは反応性メソゲンより選択される重合性化合物の1種類以上含む重合性成分A)と、および
−上および下に記載される通りの式Iの1種類以上の化合物を含む本発明によるLC混合物から成り、下では「LCホスト混合物」とも呼ぶ液晶成分B)と
を含むLC媒体に関する。
【0024】
本発明は、更に、
−重合性化合物、好ましくは反応性メソゲンより選択される重合性化合物の1種類以上を含む重合性成分A)を重合して得ることができるポリマーと、および
−上および下に記載される通りの式Iの1種類以上の化合物を含む本発明によるLC混合物から成り、下では「LCホスト混合物」とも呼ぶ液晶成分B)と
を含むLC媒体に関する。
【0025】
本発明は、更に、電界または磁界を印加してPSAディスプレイ内で重合性化合物(1種類または多種類)をその場で重合することによってLC媒体中にチルト角を生成するための、PSおよびPSAディスプレイにおける本発明によるLC混合物およびLC媒体の使用、特に、LC媒体を含有するPSおよびPSAディスプレイにおける使用に関する。
【0026】
本発明は、更に、本発明によるLC媒体を含有するLCディスプレイ、特に、PSまたはPSAディスプレイ、特に好ましくは、PSA−VA、PS−IPSまたはPS−FFSディスプレイに関する。
【0027】
本発明は、更に、LCセルを含有するPSまたはPSA型のLCディスプレイに関し、LCセルは、2枚の基板(ただし、基板の少なくとも一方は光に対して透明であり、基板の少なくとも一方は電極層を有する)と、および、基板間に配置され、重合された成分および低分子量成分を含むLC媒体層(ただし、重合された成分は、1種類以上の重合性化合物を、LCセルの基板間においてLC媒体中で電圧を印加しながら重合することで得ることができ、ただし、低分子量成分は上および下で記載される通りの本発明によるLC混合物である)とから成る。
【0028】
本発明は、更に、1種類以上の低分子量液晶化合物または本発明によるLC混合物を1種類以上の重合性化合物と、および、任意成分として更なる液晶化合物および/または添加剤と混合することにより、本発明によるLC媒体を調製する方法に関する。
【0029】
本発明は、更に、本発明によるLC混合物を1種類以上の重合性化合物と、および、任意成分として更なる液晶化合物および/または添加剤と混合し、結果として生じる混合物を上および下で記載される通りのLCセル内に導入し、電圧を印加しながら重合性化合物(1種類または多種類)を重合することにより、本発明によるLCディスプレイを製造する方法に関する。
【0031】
他に示さない限り、用語「PSA」をPSディスプレイおよびPSAディスプレイを表すために使用する。
【0032】
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、PSまたは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するチルトした配向を言う。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)を表す。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、例に与えられている。他に示さない限り、上および下で開示される角度の値は、この測定方法に関するものである。
【0033】
用語「メソゲン基」は当業者には既知であり文献に記載されており、引力および斥力的相互作用の異方性により、低分子量または高分子物質中で液晶(LC)相の発生に本質的に寄与する基を表す。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単位である。メソゲンまたはLC化合物に関して使用される用語および定義の概説が、Pure Appl.Chem.73巻(5号)、888頁(2001年)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。
【0034】
用語「スペーサー基」は、上および下で「Sp」とも言われ、当業者には既知であり文献に記載されており、例えば、Pure Appl.Chem.73巻(5号)、888頁(2001年)およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁を参照。他に示さない限り、用語「スペーサー基」または「スペーサー」は、上および下において、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)を互いに連結している屈曲性基を表す。
【0035】
用語「反応性メソゲン」または「RM」は、メソゲン基および重合に適切な1個以上の官能基(重合性基または基Pとも言われる)を含有する化合物を表す。
【0036】
用語「低分子量化合物」および「非重合性化合物」は、通常、モノマー性で、当業者に既知の通常の条件下、特にRMの重合のために使用される条件下において重合に適切な官能基を含有しない化合物を表す。
【0037】
本発明の目的のために、用語「LC媒体」は、LC混合物および1種類以上の重合性化合物(例えば、反応性メソゲンなど)を含む媒体を表すことを意図する。用語「LC混合物」(または、「ホスト混合物」)は、非重合性で低分子量化合物、好ましくは、2種類以上の液晶化合物、および任意成分としての、例えば、キラルドーパントまたは安定剤などの更なる添加剤から排他的に成る液晶混合物を表すことを意図する。「非重合性」は、少なくとも重合性化合物を重合するために使用される条件下において、重合反応に対して化合物が安定または非反応性であることを意味する。
【0038】
ネマチック相、特には、室温においてネマチック相を有するLC混合物およびLC媒体が特に好ましい。
【0039】
LC混合物(即ち、重合性成分を含まない)における式Iの化合物の濃度は、好ましくは1%以上、特に好ましくは1〜25%、非常に特に好ましくは2〜10%である。
【0040】
1〜5種類、好ましくは、1種類、2種類または3種類の式Iの化合物を含むLC混合物およびLC媒体が特に好ましい。
【0041】
次の条件を満たす式Iの化合物が特に好ましい。
−L
1およびL
2が、H、FまたはClを表す;
−Z
1、Z
2およびZ
3が、−COO−、−OCO−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CH
2O−、−OCH
2−および単結合、特に、−COO−、−CH
2O−および単結合から成る群より選択される;
−Z
1および/またはZ
3が、単結合を表す;
−mが0であり、Z
1が単結合を表し、および、Z
2が単結合以外を表す;
−mが0であり、および、Z
2が−COO−表す;
−mが0であり、および、Z
2が−CH
2O−を表す;
−mが1であり、および、Z
2が−COO−を表す;
−mが1であり、および、Z
2が−CH
2O−を表す;
−mが1であり、および、Z
2が単結合を表す;
−mが1であり、および、Z
1、Z
2およびZ
3が、単結合を表す;
−A
1、A
2、A
3およびA
4が、
【0042】
【化4】
より選択され、ただし、L
1およびL
2は上で示される意味を有し、好ましくは、HまたはFを表す;
−基A
1、A
2、A
3およびA
4の1個以上、特に好ましくは少なくともA
1が、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン−1,4−ジイルまたはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルを表す;
−R
1およびR
2が、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または2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す。
【0043】
式Iの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
【0045】
【化6】
式中、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、1〜12個、好ましくは1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は酸素原子または単結合を表し、(CH=CH)はエテニレン基または単結合を表し、LはHまたはFを表す。
【0046】
式I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7、I8およびI9から成る群より選択される化合物、特に式I1、I2、I3またはI4が特に好ましい。
【0047】
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、n−ヘキシル、2−エチルヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシルである。
【0048】
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、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニルである。
【0049】
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−ドデコキシである。
【0050】
特に好ましいLC混合物、LC媒体およびLCディスプレイを下に示す。
【0051】
1)式CYおよび/またはPYの1種類以上の化合物を追加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0052】
【化7】
式中、個々の基は、以下の意味を有する:
aは、1または2を表し、
bは、0または1を表し、
【0053】
【化8】
R
1およびR
2は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH
2基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、好ましくは、1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、
Z
xおよびZ
yは、それぞれ互いに独立に、−CH
2CH
2−、−CH=CH−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CH
2O−、−OCH
2−、−COO−、−OCO−、−C
2F
4−、−CF=CF−、−CH=CHCH
2O−または単結合を表し、好ましくは、単結合であり、
L
1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF
3、CF
3、CH
3、CH
2F、CHF
2を表す。
【0054】
好ましくは、基L
1およびL
2の両方がFを表すか、または、基L
1およびL
2の一方がFを表し、他方がClを表すか、または、基L
3およびL
4の両方がFを表すか、または、基L
3およびL
4の一方がFを表し、他方がClを表す。
【0055】
式CYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0059】
【化12】
式中、aは1または2を表し、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylは、直鎖状で2〜6個のC原子を有する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
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0060】
式PYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0063】
【化15】
式中、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylは、直鎖状で2〜6個のC原子を有する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
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0064】
LC混合物における式CYまたはPYの個々の化合物の濃度は、好ましくは、2〜20%である。
【0065】
LC混合物における式CYおよびPYの化合物の総濃度は、好ましくは1〜90%、特に好ましくは10〜70%である。
【0066】
2)以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0067】
【化16】
式中、個々の基は、以下の意味を有する:
【0069】
【化18】
R
3およびR
4は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH
2基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
Z
yは、−CH
2CH
2−、−CH=CH−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CH
2O−、−OCH
2−、−COO−、−OCO−、−C
2F
4−、−CF=CF−、−CH=CHCH
2O−または単結合を表し、好ましくは、単結合である。
【0070】
式ZKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0071】
【化19】
式中、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylは、直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニル基を表す。alkenylは、好ましくは、CH
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0072】
LC混合物における式ZKの個々の化合物の濃度は、好ましくは、2〜20%である。
【0073】
3)以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0074】
【化20】
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一または異なって、以下の意味を有する:
R
5およびR
6は、それぞれ互いに独立に、上でR
1に示される意味の1つを有し、
【0076】
【化22】
式DKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0077】
【化23】
式中、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylおよびalkenyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenyl
*は、好ましくは、CH
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0078】
式DK1、DK2、DK4およびDK5の化合物が特に好ましい。
【0079】
4)以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0080】
【化24】
式中、個々の基は以下の意味を有する:
【0081】
【化25】
fは、0または1を表し、
R
1およびR
2は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH
2基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−で置き換えられていてもよく、
Z
xおよびZ
yは、それぞれ互いに独立に、−CH
2CH
2−、−CH=CH−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CH
2O−、−OCH
2−、−COO−、−OCO−、−C
2F
4−、−CF=CF−、−CH=CHCH
2O−または単結合を表し、好ましくは単結合であり、
L
1およびL
2は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF
3、CF
3、CH
3、CH
2F、CHF
2を表す。
【0082】
好ましくは、基L
1およびL
2の両方がFを表すか、または、基L
1およびL
2の一方がFを表し、他方がClを表す。
【0083】
式LYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0086】
【化28】
式中、R
1は上で示される意味を有し、alkylは直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、(O)は酸素原子または単結合を表し、vは1〜6の整数を表す。R
1は、好ましくは、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキルまたは直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニルを表し、特に、CH
3、C
2H
5、n−C
3H
7、n−C
4H
9、n−C
5H
11、CH
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−である。
【0087】
LC混合物における式LYの個々の化合物の濃度は、好ましくは、2〜20%である。
【0088】
5)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0089】
【化29】
式中、alkylはC
1〜6アルキルを表し、L
xはHまたはFを表し、Xは、F、Cl、OCF
3、OCHF
2またはOCH=CF
2を表す。XがFを表す式G1の化合物が特に好ましい。
【0090】
6)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0092】
【化31】
式中、R
5はR
1に上で示される意味の1つを有し、alkylはC
1〜6アルキルを表し、dは0または1を表し、zおよびmは、それぞれ互いに独立に、1〜6の整数を表す。これらの化合物においてR
5は、特に好ましくは、C
1〜6−アルキルまたはアルコキシまたはC
2〜6−アルケニルであり、dは、好ましくは、1である。本発明によるLC媒体は、好ましくは、上で与えられる式の1種類以上の化合物を5質量%以上の量で含む。
【0093】
7)以下の式から成る群より選択される1種類以上のビフェニル化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0094】
【化32】
式中、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylおよびalkenyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenyl
*は、好ましくは、CH
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0095】
LC混合物における式B1〜B3のビフェニル類の割合は、好ましくは、少なくとも3質量%、特に5質量%以上である。
【0097】
式B1〜B3の化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0098】
【化33】
式中、alkyl
*は、1〜6個のC原子を有するアルキル基を表す。本発明による媒体は、特に好ましくは、式B1aおよび/またはB2cの1種類以上の化合物を含む。
【0099】
8)以下の式の1種類以上のターフェニル化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0100】
【化34】
式中、R
5およびR
6は、それぞれ互いに独立に、上でR
1に示される意味の1つを有し、
【0101】
【化35】
式中、L
5はFまたはCl、好ましくは、Fを表し、L
6はF、Cl、OCF
3、CF
3、CH
3、CH
2FまたはCHF
2、好ましくはFを表す。
【0102】
式Tの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0105】
【化38】
式中、Rは直鎖状で1〜7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、R
*は直鎖状で2〜7個のC原子を有するアルケニル基を表し、(O)は酸素原子または単結合を表し、mは1〜6の整数を表す。R
*は、好ましくは、CH
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0106】
Rは、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシまたはペントキシを表す。
【0107】
本発明によるLC媒体は、好ましくは、式Tおよびそれの好ましいサブ式のターフェニル類を、2〜50質量%、特には5〜20質量%の量で含む。
【0108】
式T1、T2、T3およびT21の化合物が特に好ましい。これらの化合物において、Rは好ましくはアルキルを表し、更にアルコキシであり、それぞれ1〜5個のC原子を有する。
【0109】
混合物のΔn値を0.1以上とする場合、本発明による混合物においてターフェニル類が好ましく使用される。好ましい混合物は2〜20質量%の1種類以上の式Tのターフェニル化合物類を含み、好ましくは、T1〜T22の化合物群より選択される。
【0110】
9)以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0111】
【化39】
式中、R
1およびR
2は上で示される意味を有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキルまたは直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニルを表す。
【0112】
好ましい媒体は、式O1、O3およびO4より選択される1種類以上の化合物を含む。
【0113】
10)以下の式の1種類以上の化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0115】
【化41】
R
9は、H、CH
3、C
2H
5またはn−C
3H
7を表し、(F)は任意のフッ素置換基を表し、qは1、2または3を表し、R
7はR
1に示される意味の1つを有し、好ましくは3質量%を超える量、特に5質量%以上、非常に特に好ましくは5〜30質量%で含む。
【0116】
式FIの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0117】
【化42】
式中、R
7は、好ましくは、直鎖状のアルキルを表し、R
9は、CH
3、C
2H
5またはn−C
3H
7を表す。式FI1、FI2およびFI3の化合物が特に好ましい。
【0118】
11)例えば以下の式から成る群より選択される化合物などのテトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含有する1種類以上化合物を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0120】
【化44】
式中、R
10およびR
11は、それぞれ互いに独立に、R
1に示される意味の1つを有し、好ましくは、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシまたは直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニルを表し、Z
1およびZ
2は、それぞれ互いに独立に、−C
2H
4−、−CH=CH−、−(CH
2)
4−、−(CH
2)
3O−、−O(CH
2)
3−、−CH=CHCH
2CH
2−、−CH
2CH
2CH=CH−、−CH
2O−、−OCH
2−、−COO−、−OCO−、−C
2F
4−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH
2−または単結合を表す。
【0121】
12)以下の式の1種類以上のジフルオロジベンゾクロマン類および/またはクロマン類を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0122】
【化45】
式中、R
11およびR
12は、それぞれ互いに独立に、上でR
1について示される意味を有し、cは0または1を表し、好ましくは3〜20質量%の量、特に3〜15質量%の量である。
【0123】
式BCおよびCR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:
【0125】
【化47】
式中、alkylおよびalkyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜6個のC原子を有するアルキル基を表し、alkenylおよびalkenyl
*は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で2〜6個のC原子を有するアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenyl
*は、好ましくは、CH
2=CH−、CH
2=CHCH
2CH
2−、CH
3−CH=CH−、CH
3−CH
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
2−CH=CH−、CH
3−(CH
2)
3−CH=CH−またはCH
3−CH=CH−(CH
2)
2−を表す。
【0126】
1種類、2種類または3種類の式BC−2の化合物を含む混合物が、非常に特に好ましい。
【0127】
13)以下の式の1種類以上のフッ素化されたフェナントレン類および/またはジベンゾフラン類を付加的に含むLC混合物またはLC媒体:
【0128】
【化48】
式中、R
11およびR
12は、それぞれ互いに独立に、上で示される意味を有し、bは0または1を表し、LはFを表し、rは1、2または3を表す。
【0129】
式PHおよびBFの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される:
【0130】
【化49】
式中、RおよびR’は、それぞれ互いに独立に、直鎖状で1〜7個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表す。
【0131】
14)1個以上のアルケニル基を含有するか、または1個以上のCH
2基がCH=CHおよび任意に追加的に他の基で置き換えられたアルキル基を1個以上含有する化合物、特にメソゲンまたは液晶化合物を含まないLC混合物。
【0132】
15)a=1である式CY、b=0である式PYおよびf=0である式LYから成る群より選択される1種類以上の化合物を1〜60%の総濃度で含むLC混合物。
【0133】
16)a=2である式CYおよびb=1である式PYから成る群より選択される1種類以上の化合物を1〜60%の総濃度で含むLC混合物。
【0134】
17)a=2であり、R
1、R
2がアルキルまたはアルケニル基を表す式CYと、および式Tとから成る群より選択される1種類以上の化合物を1〜50%の総濃度で含むLC混合物。
【0135】
18)式ZK1、ZK2、ZK5、ZK6、DK1、DK2、DK4、DK5、B1およびT1から成る群より選択される1種類以上の化合物を1〜60%の総濃度で含むLC混合物。
【0136】
19)式ZK1および/またはZK2の1種類以上の化合物を1〜40%の総濃度で含むLC混合物。
【0137】
20)式ZK3、ZK4、B2およびB3から成る群より選択される1種類以上の化合物を1〜70%の総濃度で含むLC混合物。
【0138】
21)式FIの1種類以上の化合物を1〜25%の総濃度で含むLC混合物。
【0139】
22)重合性成分または成分A)の濃度が5%以下、好ましくは1%以下、特に好ましくは0.5%以下、および、好ましくは0.01%以上、特に好ましくは0.1%以上であるLC媒体。
【0140】
23)液晶成分(LC混合物)または成分B)の濃度が95%以上、特に好ましくは99%以上であるLC媒体。
【0141】
24)成分Aの重合性化合物を別とすれば、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH
2)を含有する化合物を含まないLC媒体。
【0142】
25)プレチルト角が好ましくは85°以下、特に好ましくは80°以下であるPSA−VAディスプレイ。
【0143】
本発明によるLC混合物の好ましい実施形態1)〜25)の個々の成分は既知であるか、それらの調製方法は、文献に記載されている標準的な方法に基づいているため、当業者により先行技術から容易に誘導できる。式CYに対応する化合物は、例えば、欧州特許出願公開第0 364 538号公報に記載されている。式ZKに対応する化合物は、例えば、ドイツ国特許出願公開第26 36 684号公報およびドイツ国特許出願公開第33 21 373号公報に記載されている。
【0144】
上で示される好ましい実施形態1)〜25)のLC混合物を上および下で示される重合された化合物と組み合わせることで、本発明によるLC媒体において閾電圧が低下し、回転粘度が低下し、低温安定性が非常に良好となり、高い透明点および高いHR値を保つと同時に、PSAディスプレイにおいて特に低いプレチルト角を迅速に確立できる。特に、先行技術からの媒体と比べ、PSAディスプレイにおいて、LC媒体は非常に短縮された応答時間、また、特に中間調(灰色遮光)の応答時間を示す。
【0145】
LC混合物は、好ましくは少なくとも80K、特に好ましくは少なくとも100Kのネマチック相範囲、および20℃において250mPa・s以下、好ましくは200mPa・s以下の回転粘度を有する。
【0146】
本発明によるVA型のディスプレイにおいては、スイッチが切れている状態で、LC媒体層における分子が電極表面に垂直に配向しているか(ホメオトロピック)、または、チルトホメオトロピック配向を有している。電極に電圧を印加すると、分子長軸が電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
【0147】
VA型のディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC混合物は負の誘電異方性Δεを有し、20℃および1kHzで、好ましくは−0.5〜−10、特には−2.5〜−7.5である。
【0148】
VA型のディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC混合物の複屈折Δnは、好ましくは0.16未満であり、特に好ましくは0.06および0.14の間であり、特には0.07および0.12の間である。
【0149】
また、本発明によるLC混合物およびLC媒体は、当業者に既知で文献に記載されている更なる添加剤を含んでもよく、例えば、重合開始剤、禁止剤、安定剤、表面活性化物質またはキラルドーパントなどである。これらは、重合性でも非重合性でも構わない。従って、重合性添加剤は重合性成分または成分A)に分類される。従って、非重合性添加剤はLC混合物(ホスト混合物)または非重合性成分または成分B)に分類される。
【0150】
LC混合物およびLC媒体は、例えば、1種類以上のキラルドーパントを含んでもよく、好ましくは、下の表Bからの化合物から成る群より選択される。
【0151】
しかしながら、キラルまたは光学的活性成分を含まないLC媒体が一般に好ましい。
【0152】
更に、多色性色素、ナノ粒子、導電性塩、錯塩、ネマチック相の誘電異方性、粘度および/または配向を改変するための物質を含む群より選択され、0〜15%、好ましくは0〜10%の1種類以上の添加剤をLC媒体に添加できる。適切で好ましい導電性塩は、例えば、エチルジメチルドデシルアンモニウム4−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテル類の錯塩(例えば、Hallerら、Mol.Cryst.Liq.Cryst.24巻、249〜258頁(1973年)参照)である。この型の物質は、例えば、独国特許出願公開第22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430および28 53 728号公報に記載されている。
【0153】
PSAディスプレイを製造するために、電圧を印加しながらLCディスプレイの基板間でLC媒体中において、その場での重合により、重合性化合物を重合または架橋(化合物が2個以上の重合性基を含有しているのであれば)する。重合は一段階で行える。また、プレチルト角を生成するために電圧を印加して第1工程において最初に重合を行い、引き続いて、第1工程において反応しなかった化合物を電圧を印加せずに重合または架橋(最終硬化)するために、第2の重合工程において重合を行うことも可能である。
【0154】
適切で好ましい重合方法は、例えば、熱または光重合で、好ましくは光重合であり、特にはUV光重合である。ここで、必要に応じて、1種類以上の開始剤を加えることもできる。重合の適切な条件および開始剤の適切な型および量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、商業的に入手可能な光重合開始剤Irgacure651(登録商標)、Irgacure184(登録商標)、Irgacure907(登録商標)、Irgacure369(登録商標)またはDarocure1173(登録商標)(Ciba社)はフリーラジカル重合に適する。開始剤を使用するのであれば、それの割合は、好ましくは0.001〜5%、特に好ましくは0.001〜1%である。しかしながら、開始剤を添加することなく、重合を行うこともできる。更なる好ましい実施形態において、LC媒体は重合開始剤を含まない。
【0155】
また、例えば、保存または輸送中におけるRMの好ましくない自発的な重合を防止するために、重合性成分A)またはLC媒体は1種類以上の安定剤を含むこともできる。安定剤の適切な型および量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、Irganox(登録商標)1076などのIrganox(登録商標)シリーズ(Ciba社)より商業的に入手可能な安定剤が特に適切である。安定剤を使用する場合、RMまたは重合性成分A)の総量に基づく安定剤の割合は、好ましくは10〜10,000ppm、非常に好ましくは50〜500ppmである。
【0156】
また、重合性化合物は開始剤のない重合にも適しており、例えば材料費がより低く、開始剤またはそれの分解生成物の残存し得る量によるLC媒体の不純物が特により少ないなどの特筆すべき利点を伴う。
【0157】
PSAディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体は、好ましくは5%以下、特に好ましくは1%以下、非常に特に好ましくは0.5%以下、および、好ましくは0.01%以上、特に好ましくは0.1%以上の重合性化合物、特に上および下で与えられる式の重合性化合物を含む。
【0158】
1種類、2種類または3種類の重合性化合物を含むLC媒体が特に好ましい。
【0159】
更に、成分A)および/またはB)の化合物がアキラルな化合物から成る群より排他的に選択されるアキラルな重合性化合物およびLC媒体が好ましい。
【0160】
更に、重合性成分または成分A)が、1個の重合性基を含有する(一反応性の)1種類以上の重合性化合物、および2個以上、好ましくは2個の重合性基を含有する(二反応性または多反応性の)1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体が好ましい。
【0161】
更に、重合性成分または成分A)は、2個の重合性基を含有する(二反応性の)重合性化合物を排他的に含むPSAディスプレイおよびLC媒体が好ましい。
【0162】
重合性化合物を個別にLC媒体に加えることができるが、本発明による2種類以上の重合性化合物を含む混合物を使用することも可能である。そのような混合物を重合する場合、共重合体が形成される。更に、本発明は、上および下で述べられる重合性混合物に関する。重合性化合物は、メソゲンでも非メソゲンでも構わない。反応性メソゲン(RM)としても既知の重合性メソゲン化合物が特に好ましい。
【0163】
本発明によるLC媒体およびPSAディスプレイにおいて使用するのに適切で好ましいRMを下に記載する。
【0164】
本発明の好ましい実施形態において、重合性化合物は式I
*より選択される。
【0165】
【化50】
式中、個々の基は以下の意味を有する:
R
aおよびR
bは、それぞれ互いに独立に、P、P−Sp−、H、ハロゲン、SF
5、NO
2、炭素基または炭化水素基を表し、ただし、基R
aおよびR
bの少なくとも一方は基PまたはP−Sp−を表すか、または含有し、ただし、B
1および/またはB
2が飽和C原子を含有しているのであれば、R
aおよび/またはR
bは、この飽和C原子にスピロ連結されている基を表してもよく、
Pは、それぞれの出現において同一または異なって、重合性基を表し、
Spは、それぞれの出現において同一または異なって、スペーサー基または単結合を表し、
B
1およびB
2は、それぞれ互いに独立に、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、縮合環を含有していてもよく、Lで単置換または多置換されていてもよく、
Lは、P−Sp−、H、OH、CH
2OH、ハロゲン、SF
5、NO
2、炭素基または炭化水素基を表し、
Z
bは、それぞれの出現において同一または異なって、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−OCO−、−O−CO−O−、−OCH
2−、−CH
2O−、−SCH
2−、−CH
2S−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CF
2S−、−SCF
2−、−(CH
2)
n1−、−CF
2CH
2−、−CH
2CF
2−、−(CF
2)
n1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、CR
0R
00または単結合を表し、
R
0およびR
00は、それぞれ互いに独立に、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
mは、0、1、2、3または4を表し、
n1は、1、2、3または4を表す。
【0166】
式I
*の特に好ましい化合物は、
R
aおよびR
bは、それぞれ互いに独立に、P、P−Sp−、H、F、Cl、Br、I、−CN、−NO
2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、SF
5、または直鎖状または分岐状で1〜25個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH
2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
0)=C(R
00)−、−C≡C−、−N(R
00)−、−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、Br、I、CN、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよく、ただし、基R
aおよびR
bの少なくとも一方は基PまたはP−Sp−を表すか含有しており、ただし、B
1および/またはB
2が飽和C原子を含有しているのであれば、R
aおよび/またはR
bは、この飽和C原子にスピロ連結されている基を表してもよく、
B
1およびB
2は、それぞれ互いに独立に、1,4−フェニレン、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイル、アントラセン−2,7−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、クマリン、フラボン(ただし加えて、これらの基における1個以上のCH基はNで置き換えられていてもよく)、シクロヘキサン−1,4−ジイル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH
2基はOおよび/またはSで置き換えられていてもよく)、1,4−シクロヘキセニレン、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、ピペリジン−1,4−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、インダン−2,5−ジイルまたはオクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイルを表し、ただし、これら全ての基は無置換であっても、Lにより単置換または多置換されていてもよく、
Lは、P、P−Sp−、OH、CH
2OH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO
2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R
x)
2、−C(=O)Y
1、−C(=O)R
x、−N(R
x)
2、置換されていてもよいシリル、置換されていてもよく6〜20個のC原子を有するアリール、または直鎖状または分岐状で1〜25個のC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、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を表し、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよく、
PおよびSpは、上で示される意味を有しており、
Y
1はハロゲンを表し、
R
xは、P、P−Sp−、H、ハロゲン、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(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH
2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して−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよく)、置換されていてもよい6〜40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い2〜40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ものである。
【0167】
式I
*の特に好ましい化合物は、以下のサブ式より選択される:
【0171】
【化54】
式中、個々の基は以下の意味を有する:
P
1およびP
2は、それぞれ互いに独立に、重合性基を表し、好ましくは、上および下でPに対して示される意味の1つを有し、特に好ましくは、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、オキセタン、ビニルオキシまたはエポキシ基であり、
Sp
1およびSp
2は、それぞれ互いに独立に、単結合またはスペーサー基を表し、好ましくは、上および下でSpに対して示される意味の1つを有し、特に好ましくは、(CH
2)
p1−、−(CH
2)
p1−O−、−(CH
2)
p1−CO−O−または−(CH
2)
p1−O−CO−O−であり、ただし、p1は1〜12の整数であり、ただし、最後に述べた基において隣接する環への連結はO原子を介しており、
ただし、存在している基P
1−Sp
1−およびP
2−Sp
2−の少なくとも一方がR
aaを表さないとの条件において、基P
1−Sp
1−およびP
2−Sp
2−の1個以上はR
aaを表してもよく、
R
aaは、H、F、Cl、CN、または直鎖状または分岐状で1〜25個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH
2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
0)=C(R
00)−、−C≡C−、−N(R
0)−、−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
1−Sp
1−で置き換えられていてもよく、特に好ましくは、直鎖状または分岐状で1〜12個のC原子を有し単フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、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)であり、
R
0、R
00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、
R
yおよびR
zは、それぞれ互いに独立に、H、F、CH
3またはCF
3を表し、
Z
1は、−O−、−CO−、−C(R
yR
z)−または−CF
2CF
2−を表し、
Z
2およびZ
3は、それぞれ互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CH
2O−、−OCH
2−、−CF
2O−、−OCF
2−または−(CH
2)
n−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1〜12個のC原子を有し単フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、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を表し、好ましくは、Fであり、
L’およびL”は、それぞれ互いに独立に、H、FまたはClを表し、
rは、0、1、2、3または4を表し、
sは、0、1、2または3を表し、
tは、0、1または2を表し、
xは、0または1を表す。
【0172】
好ましい実施形態において、LC媒体は、SpまたはSp
1またはSp
2が単結合を表す基P−Sp−またはP
1−Sp
1またはP
2−Sp
2を1個のみと、SpまたはSp
1またはSp
2が単結合ではない基P−Sp−またはP
1−Sp
1またはP
2−Sp
2を1個のみとを含有する(「モノスペーサー化合物」)式I
*またはそれのサブ式の化合物から成る群より選択される1種以上のRMを好ましくは排他的に含む。
【0173】
本発明の更に好ましい実施形態において、重合性化合物は、式II
*より選択されるキラルまたは光学的に活性な化合物(キラルRM)である。
【0174】
【化55】
式中、B
1、Z
bおよびmは、それぞれの出現において同一または異なって、式I
*において示される意味の1つを有し、
R
*は、それぞれの出現において同一または異なって、式I
*においてR
aに示される意味の1つを有し、ただし、R
*はキラルでもアキラルでもよく、
Qは、式I
*において定義される通りのLにより単置換または多置換されていてもよいk価のキラル基を表し、
kは、1、2、3、4、5または6であり、
ただし、化合物は、上で定義される通りの基PまたはP−Sp−を表すか含有する基R
*またはLを少なくとも1個含有する。
【0175】
特に好ましい式II
*の化合物は、式III
*の1価基Qを含有する。
【0176】
【化56】
式中、Lおよびrは、それぞれの出現において同一または異なって、上で示される意味を有し、
A
*およびB
*は、それぞれ互いに独立に、縮合されたベンゼン、シクロヘキサンまたはシクロヘキセンを表し、
tは、それぞれの出現において同一または異なって、0、1または2を表し、および
uは、それぞれの出現において同一または異なって、0、1または2を表す。
【0177】
uが1を表す式III
*の基が特に好ましい。
【0178】
式II
*の更に好ましい化合物は、式IV
*の、1価基Qまたは1個以上の基R
*を含有する。
【0179】
【化57】
式中、
Q
1は、1〜9個のC原子を有するアルキレンまたはアルキレンオキシまたは単結合を表し、
Q
2は、1〜10個のC原子を有するフッ素化されていてもよいアルキルまたはアルコキシを表し、ただし加えて、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないように、1個または2個の隣接していないCH
2基は、−O−、−S−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−O−COO−、−S−CO−、−CO−S−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、
Q
3は、F、Cl、CNまたはQ
2で定義される通りであるがQ
2とは異なるアルキルまたはアルコキシを表す。
【0180】
式IV
*の好ましい基は、例えば、2−ブチル(即ち、1−メチルプロピル)、2−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、特に、2−メチルブチル、2−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−ヘキシル、2−オクチル、2−ノニル、2−デシル、2−ドデシル、6−メトキシオクトキシ、6−メチルオクトキシ、6−メチルオクタノイルオキシ、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−メチルバレロイルオキシ、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−オキサペンチル、2−メチル−3−オキサヘキシル、1−メトキシプロピル−2−オキシ、1−エトキシプロピル−2−オキシ、1−プロポキシプロピル−2−オキシ、1−ブトキシプロピル−2−オキシ、2−フルオロオクチルオキシ、2−フルオロデシルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチル、2−フルオロメチルオクチルオキシである。
【0181】
式II
*の更に好ましい化合物は、式V
*の2価基Qを含有する。
【0182】
【化58】
式中、L、r、t、A
*およびB
*は、上に示される意味を有する。
【0183】
式II
*の更に好ましい化合物は、以下の式より選択される2価基Qを含有する。
【0184】
【化59】
式中、Pheは、Lにより単置換または多置換されていてもよいフェニルを表し、および、R
xは、Fまたは1〜4個のC原子を有するフッ素化されていてもよいアルキルを表す。
【0185】
適切なキラルRMは、例えば、英国特許出願公開第2 314 839号公報、米国特許第6,511,719号明細書、米国特許第7,223,450号明細書、国際特許出願公開第02/34739号パンフレット、米国特許第7,041,345号明細書、米国特許第7,060,331号明細書または米国特許第7,318,950号明細書に記載されている。ビナフチル基を含有する適切なRMは、例えば、米国特許第6,818,261号明細書、米国特許第6,916,940号明細書、米国特許第7,318,950号明細書および米国特許第7,223,450号明細書に記載されている。
【0186】
上および下で示されるキラル構造要素、および、そのようなキラル構造要素を含有する重合性および重合された化合物を光学的に活性な形態において、即ち、純粋なエナンチオマーとして、または、2種類のエナンチオマーの任意で所望の混合物として、あるいは、ラセミ体として使用できる。ラセミ体の使用が好ましい。ラセミ体の使用には純粋なエナンチオマーの使用に勝る幾つかの利点があり、例えば、重合の複雑さが著しく低いおよび材料費が低いなどである。加えて、ラセミ体を使用することで、LCディスプレイにおけるLC分子の望ましくないツイストを避けることができる。
【0187】
特に好ましい式II
*の化合物は、以下のサブ式より選択される。
【0190】
【化62】
式中、L、P、Sp、m、rおよびtは、上に示される意味を有し、ZまたはAは、それぞれの出現において同一または異なって、それぞれZ
1およびA
1に示される意味の1つを有し、t1は、それぞれの出現において同一または異なって、0または1を表す。
【0191】
用語「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、これは更なる原子を含有していない(例えば、−C≡C−など)か、例えば、N、O、S、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの更なる1個以上の原子を含有してもよい(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原子を付加的に含有し、例えば、N、O、S、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの1個以上ヘテロ原子を含有してもよい炭素基を表す。
【0192】
「ハロゲン」は、F、Cl、BrまたはIを表す。
【0193】
炭素基または炭化水素基は、飽和基または不飽和基のいずれでも構わない。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原子を有する炭素基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、スピロ結合または縮合環を含有していてもよい。
【0194】
用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などは多価の基も包含し、例えば、アルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなどである。
【0195】
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を含有する上の定義される通りの「アリール」を表す。
【0196】
好ましい炭素基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1〜25個、特に好ましくは1〜18個のC原子を有するアルキル、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、6〜40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、6〜40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る。
【0197】
更に好ましい炭素基および炭化水素基は、C
1〜C
40アルキル、C
2〜C
40アルケニル、C
2〜C
40アルキニル、C
3〜C
40アリル、C
4〜C
40アルキルジエニル、C
4〜C
40ポリエニル、C
6〜C
40アリール、C
6〜C
40アルキルアリール、C
6〜C
40アリールアルキル、C
6〜C
40アルキルアリールオキシ、C
6〜C
40アリールアルキルオキシ、C
2〜C
40ヘテロアリール、C
4〜C
40シクロアルキル、C
4〜C
40シクロアルケニルなどである。特に好ましくは、C
1〜C
22アルキル、C
2〜C
22アルケニル、C
2〜C
22アルキニル、C
3〜C
22アリル、C
4〜C
22アルキルジエニル、C
6〜C
12アリール、C
6〜C
20アリールアルキルおよびC
2〜C
20ヘテロアリールである。
【0198】
更に好ましい炭素基および炭化水素基は、1〜40個、好ましくは1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状アルキル基であり、無置換であるか、F、Cl、Br、IまたはCNで単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
2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
x)=C(R
x)−、−C≡C−、−N(R
x)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられていてもよい。
【0199】
R
xは、好ましくは、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状アルキル鎖(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原子はフッ素により置き換えられていてもよく)、6〜40個のC原子を有する置換されていてもよいアリールまたはアリールオキシ基、または2〜40個のC原子を有する置換されていてもよいヘテロアリールまたはヘテロアリールオキシ基を表す。
【0200】
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。
【0201】
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。
【0202】
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。
【0203】
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。
【0204】
アリールおよびヘテロアリール基は単環であってもまたは多環であってよく、即ち、1個の環(例えば、フェニルなど)または2個以上の環を含有することができ、それは、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結合されていてもよく(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1個以上のヘテロ原子を含有し、好ましくはO、N、SおよびSeより選択される。
【0205】
特に、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2〜25個のC原子を有する単環式、二環式または三環式へテロアリール基が好ましく、これら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されないようにして、N、SまたはOで置き換えられていてもよい。
【0206】
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、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。
【0207】
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(naphthimidazole)、フェナントライミダゾール(phenanthrimidazole)、ピリダイミダゾール(pyridimidazole)、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、ヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フルオリン、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。
【0208】
(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1個以上のヘテロ原子を含有しており、好ましくは、Si、O、N、SおよびSeより選択される。
【0209】
(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)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)していてもよい。飽和基が、特に好ましい。更に、3〜25個のC原子を有する単環式、二環式または三環式基が好ましく、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
2基は−O−および/または−S−で置き換えられていてもよい。
【0210】
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。
【0211】
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)を上昇させる基で、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。
【0212】
上および下で「L」とも言われる好ましい置換基は、例えば、F、Cl、Br、I、−CN、−NO
2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R
x)
2、−C(=O)Y
1、−C(=O)R
x、−N(R
x)
2(ここまでの式中、R
xは上で示される意味を有し、Y
1はハロゲンを表す)、6〜40個、好ましくは6〜20個のC原子を有する置換されていてもよいシリルまたはアリール、および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を表し、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。
【0213】
「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
0、−OR
0、−CO−R
0、−CO−O−R
0、−O−CO−R
0または−O−CO−O−R
0による置換を意味し、ただし、R
0は上で示される意味を有する。
【0214】
特に好ましい置換基Lは、例えば、F、Cl、CN、NO
2、CH
3、C
2H
5、OCH
3、OC
2H
5、COCH
3、COC
2H
5、COOCH
3、COOC
2H
5、CF
3、OCF
3、OCHF
2、OC
2F
5、更にフェニルである。
【0215】
【化63】
式中、Lは上で示される意味の1つを有する。
【0216】
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。特に好ましくは、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である。
【0217】
好ましい基Pは、CH
2=CW
1−COO−、CH
2=CW
1−CO−、
【0218】
【化64】
CH
2=CW
2−(O)
k3−、CW
1=CH−CO−(O)
k3−、CW
1=CH−CO−NH−、CH
2=CW
1−CO−NH−、CH
3−CH=CH−O−、(CH
2=CH)
2CH−OCO−、(CH
2=CH−CH
2)
2CH−OCO−、(CH
2=CH)
2CH−O−、(CH
2=CH−CH
2)
2N−、(CH
2=CH−CH
2)
2N−CO−、HO−CW
2W
3−、HS−CW
2W
3−、HW
2N−、HO−CW
2W
3−NH−、CH
2=CW
1−CO−NH−、CH
2=CH−(COO)
k1−Phe−(O)
k2−、CH
2=CH−(CO)
k1−Phe−(O)
k2−、Phe−CH=CH−、HOOC−、OCN−およびW
4W
5W
6Si−より選択され、式中、W
1は、H、F、Cl、CN、CF
3、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキルを表し、特に、H、F、ClまたはCH
3であり、W
2およびW
3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を表し、特に、H、メチル、エチルまたはn−プロピルであり、W
4、W
5およびW
6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
7およびW
8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、上で定義される通りでP−Spとは異なる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
1、k
2およびk
3は、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、k
3は、好ましくは、1を表す。
【0219】
特に好ましい重合性基PはCH
2=CW
1−COO−であり、特に、CH
2=CH−COO−、CH
2=C(CH
3)−COO−およびCH
2=CF−COO−、更に、CH
2=CH−O−、(CH
2=CH)
2CH−OCO−、(CH
2=CH)
2CH−O−、
【0221】
非常に特に好ましい基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、特に、アクリレートおよびメタクリレートである。
【0222】
好ましいスペーサー基Spは、基P−Sp−が式P−Sp’−X’−に対応するように式Sp’−X’より選択され、ただし、
Sp’は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキレンを表し、ただし、F、Cl、Br、IまたはCNで単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
2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−、−NR
0−、−SiR
00R
000−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−NR
00−CO−O−、−O−CO−NR
00−、−NR
00−CO−NR
00−、−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−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR
00−、−NR
00−CO−、−NR
00−CO−NR
00−、−OCH
2−、−CH
2O−、−SCH
2−、−CH
2S−、−CF
2O−、−OCF
2−、−CF
2S−、−SCF
2−、−CF
2CH
2−、−CH
2CF
2−、−CF
2CF
2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR
0−、−CY
2=CY
3−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または単結合を表し、
R
00およびR
000は、それぞれ互いに独立に、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
Y
2およびY
3は、それぞれ互いに独立に、H、F、ClまたはCNを表す。
【0223】
X’は、好ましくは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR
0−、−NR
0−CO−、−NR
0−CO−NR
0−または単結合である。
【0224】
典型的なスペーサー基Sp’は、例えば、−(CH
2)
p1−、−(CH
2CH
2O)
q1−CH
2CH
2−、−CH
2CH
2−S−CH
2CH
2−、−CH
2CH
2−NH−CH
2CH
2−または−(SiR
00R
000−O)
p1−であり、式中、p1は1〜12の整数、q1は1〜3の整数、およびR
00およびR
000は上で示される意味を有する。
【0225】
特に好ましい基−X’−Sp’−は、−(CH
2)
p1−、−O−(CH
2)
p1−、−OCO−(CH
2)
p1−、−OCOO−(CH
2)
p1−である。
【0226】
特に好ましい基Sp’は、例えば、それぞれの場合で直鎖状のエチレン、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。
【0227】
本発明の更に好ましい実施形態において、P−Sp−は、2個以上の重合性基を含有する基(多官能重合性基)を表す。この型の適切な基、それらを含有する重合性化合物およびそれらの調製は、例えば、米国特許第7,060,200号明細書または米国特許出願公開第2006/0172090号公報に記載されている。以下の式より選択される多官能重合性基P−Sp−が特に好ましい。
【0228】
【化66】
式中、
alkylは、単結合または直鎖状または分岐状で1〜12個のC原子を有するアルキレンを表し、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH
2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
00)=C(R
000)−、−C≡C−、−N(R
00)−、−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またはCNで置き換えられていてもよく、ただしR
00およびR
000は上で示される意味を有し、
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’に示される意味の1つを有し、および
P
1〜5は、それぞれ互いに独立に、Pに示される意味の1つを有する。
【0229】
更に、B
1および/またはB
2が少なくとも部分的に飽和された基、好ましくは、シクロヘキシレンを表し、R
aおよび/またはR
bがP−またはP−Spを表し、且つこの基B
1またはB
2のsp
3混成C原子に連結されており、このsp
3混成C原子は更なる置換基として基P(またはP
1、P
2)またはP−Sp−(またはP
1−Sp
1−またはP
2−Sp
2−)を含有しており、それが、好ましくは、同一のsp
3混成C原子に連結されている基R
aまたはR
bと同一の意味を有する式I
*およびそのサブ式の化合物が好ましい。特に好ましい化合物は、以下の式の構造単位を含有する。
【0230】
【化67】
式中、C
spは、基B
1またはB
2におけるsp
3混成C原子を表し、P
1、P
2、aaおよびbbは、上で示される意味を有する。
【0231】
重合性化合物およびRMは、当業者に既知で、例えば、Houben−Weyl編、Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry]、Thieme−Verlag社、Stuttgart市などの有機化学の標準的な著作に記載される方法に類似して調製できる。更なる合成方法は、上および下で引用する文献において与えられる。最も単純な場合、例えば、そのようなRMの合成は、例えば、(メタ)アクリロイルクロライドまたは(メタ)アクリル酸などの基Pを含有する対応する酸、酸誘導体またはハロゲン化された化合物を使用し、例えば、DCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)などの脱水剤存在下において、2,6−ジヒドロキシナフタレンまたは4,4’−ジヒドロキシビフェニルをエステル化またはエーテル化することで行う。
【0232】
本発明によって使用できるLC媒体の調製は、それ自身は従来の方法で行われ、例えば、1種類以上の上述の化合物を、上で定義される通りの1種類以上の重合性化合物と、および、任意成分として更なる液晶化合物および/または添加剤と混合する。一般に、より少量で使用される成分の所望量を、主要構成成分を構成する成分に、有利には昇温して、溶解する。また、成分の溶液を、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノールといった有機溶媒に混合し、完全に混合後、例えば蒸留により、溶媒を再び除去することも可能である。本発明は、更に、本発明によるLC媒体を調製するための方法にも関する。
【0233】
また、本発明によるLC媒体が、例えば、H、N、O、Cl、Fが対応する同位体に置き換えられた化合物も含んで構わないことは、当業者に言うまでもない。
【0234】
本発明によるLCディスプレイの構成は、冒頭で引用した先行技術に記載される通りのPSAディスプレイの通常の構造に対応している。突起のない構造が好ましく、特に加えて、カラーフィルター側の電極が構造化されておらず、TFT側の電極のみがスリットを有するものが好ましい。PSA−VAディスプレイ用に特に適切で好ましい電極構造は、例えば、米国特許出願公開第2006/0066793号公報に記載されている。
【0235】
本発明によるLC混合物およびLC媒体は、原則として、任意の型のPSまたはPSAディスプレイ、特に負の誘電異方性のLC媒体に基づくもの、特に好ましくはPSA−VA、PSA−IPSまたはPS−FFSディスプレイ用に適している。しかしながら、当業者ならば、PSまたはPSA型の他のディスプレイ、例えば、PS−TNまたはPS−OCBディスプレイにおいて、進歩性を伴わず、本発明による適切なLC混合物およびLC媒体を利用でき、それらのディスプレイは、例えば、それらの基本的な構造において、または使用される個々の成分の性質、配向または構造、例えば、基板、配向層、電極、アドレス素子、バックライト、偏光子、カラーフィルター、任意の補償フィルムなどにおいて上述のディスプレイと異なる。
【0236】
以下の例は、本発明を限定することなく説明する。しかしながら、それらは、当業者に対して、好ましく使用される化合物、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に関する好ましい混合の考え方を示す。加えて、例は、達成可能な特性および特性の組み合わせを例示する。
【0237】
以下の略称を使用する:
(n、m、z:それぞれの場合において、互いに独立に、1、2、3、4、5または6)
【0241】
【表4】
本発明の好ましい実施形態において、本発明によるLC媒体は、表Aから成る化合物群より選択される1種類以上の化合物を含む。
【0242】
表Bに、本発明によるLC媒体に添加できる使用可能なドーパントを示す。
【0243】
【表5】
LC媒体は、好ましくは0〜10%、特には0.01〜5%、特に好ましくは0.1〜3%のドーパントを含む。LC媒体は、好ましくは、表Bから成る化合物群より選択される1種類以上のドーパントを含む。
【0244】
表Cに、本発明によるLC媒体に添加できる使用可能な安定剤を示す(nは、ここで、1〜12の整数を表す)。
【0248】
【表9】
LC媒体は、好ましくは0〜10%、特には1ppm〜5%、特に好ましくは1ppm〜1%の安定剤を含む。LC媒体は、好ましくは、表Cから成る化合物群より選択される1種類以上の安定剤を含む。
【0249】
表Dは、本発明によるLC媒体において、好ましくは反応性メソゲン化合物として使用できる例示化合物を示す。
【0254】
【表14】
本発明の好ましい実施形態において、メソゲン媒体は表Dから成る化合物群より選択される1種類以上の化合物を含む。
【0255】
加えて、以下の略称および記号を使用する:
V
0は20℃における容量閾電圧(V)であり、
n
eは20℃および589nmにおける異常光屈折率であり、
n
0は20℃および589nmにおける正常光屈折率であり、
Δnは20℃および589nmにおける光学的異方性であり、
ε
⊥は20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率であり、
ε
‖は20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率であり、
Δεは20℃および1kHzにおける誘電異方性であり、
cl.p.、T(N,I)は透明点(℃)であり、
γ
1は20℃における回転粘度(mPa・s)であり、
K
1は20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数(pN)であり、
K
2は20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数(pN)であり、
K
3は20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数(pN)であり、
LTSは試験用セル中で決定される低温安定性(相)であり、
HR
20は20℃における電圧保持率(%)であり、および
HR
100は100℃における電圧保持率(%)である。
【0256】
他に明記しない限り、本出願において全ての濃度および%値(HR、コントラストおよび透過率に対する値は除く)は質量パーセントで示されており、全ての固形分または液晶成分を含み、溶媒を含まない対応する混合物全体に関する。
【0257】
他に明記しない限り、例えば、融点T(C,N)、スメクチック(S)からネマチック(N)相への転移T(S,N)および透明点T(N,I)などの本出願において示される全ての温度の値は摂氏度(℃)で示される。m.p.は融点を表し、cl.p.は透明点である。更に、Cは結晶状態、Nはネマチック相、Sはスメクチック相、Iは等方相である。これらの記号の間のデータは、転移温度を表す。
【0258】
全ての物理的特性は「メルク液晶、液晶の物理的特性」1997年11月、ドイツ国メルク社に従って決定されるか決定されたものであり、それぞれの場合で他に明らかに示さない限り温度は20℃が適用され、Δnは589nmで決定され、Δεは1kHzで決定される。
【0259】
本発明において、用語「閾電圧」は、他に明らかに示さない限り、フレデリックス閾値とも呼ばれる容量閾値(V
0)に関する。例において、一般的に通常であるが、10%相対コントラストに対する光学的閾値(V
10)も示される場合がある。
【0260】
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表面にラビングされていないポリイミド配向層を有し、配向層は液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を達成する。
【0261】
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表面にポリイミド配向層を有し、ただし、2つのポリイミド配向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達成する。
【0262】
重合性化合物は、所定の時間のUVA光照射により、同時に電圧をディスプレイに印加(通常、10V〜30Vの交流、1kHz)しながら、ディスプレイまたは試験用セル中で重合する。例において他に示さない限り、28mW/cm
2の水銀蒸気ランプを使用し、365nm帯域通過フィルターが装着された標準的なUVメーター(Ushio UNIメーター)を使用して強度を測定する。
【0263】
チルト角は、回転結晶実験(Autronic−Melchers TBA−105)によって決定される。ここで、低い値(即ち、角度90°から大きく外れている)が大きなチルトに対応する。
【0264】
VHR値は次の通り測定する:0.3%の重合性単量体化合物をLCホスト混合物に添加し、生じる混合物をTN−VHR試験用セル(90°でラビング、TNポリイミド配向層、層厚dは約4μm)に導入する。2時間のUV曝露(日照試験)の前後において、100℃で5分後に、1V、60Hz、64μ秒パルスにてHR値を決定する(測定装置:Autronic−Melchers VHRM−105)。
【実施例】
【0265】
<例1>
4%の式Iの化合物(CPGP−4−3)を含む、本発明によるネマチックLC混合物N1を以下の通り調合する。
【0266】
【表15】
<例2>
5%の式Iの化合物(CPYP−3−2)を含む、本発明によるネマチックLC混合物N2を以下の通り調合する。
【0267】
【表16】
<例3>
7%の式Iの化合物(CCOC−3−3、CCOC−4−3、CBC−33F)を含む、本発明によるネマチックLC混合物N3を以下の通り調合する。
【0268】
【表17】
<例4>
4%の式Iの化合物(CCOC−3−3、CCOC−4−3)を含む、本発明によるネマチックLC混合物N4を以下の通り調合する。
【0269】
【表18】
<比較例1>
ネマチックLC混合物C1を以下の通り調合する。
【0270】
【表19】
<例5>
それぞれの場合において、0.3%のRM1(ビフェニル4,4’−ジメタクリレート)を本発明によるLC混合物N1〜N4および比較混合物C1に加える。
【0271】
【化68】
生じるLC媒体を、それぞれ、上記の通りのVA e/o試験用セルに導入する。24V(交流)の電圧を印加し、50mW/cm
2の強度を有するUV光(365nm)を種々の時間セルに照射し、RMを重合させる。
【0272】
重合速度を決定するために、HPLC法を使用して、種々の曝露時間後の試験用セル内の未重合RM1の残存含有量(質量%)を測定する。このために、それぞれの混合物を示される条件下で試験用セル内において重合する。次いで、MEK(メチルエチルケトン)を使用して試験用セルより混合物を洗い出し、測定する。結果を表1にまとめる。
【0273】
【表20】
表1から理解されるように、本発明によるLC混合物N1〜N4の場合、短時間後のみでもセル内に僅かな未重合RM1のみが依然として存在している一方、比較混合物C1の場合、それぞれ同一の曝露時間後、より多い相当量の未重合RM1が依然として存在している。それより、本発明によるLC混合物N1〜N4において、RM1は極めて高い重合速度を有すると結論できる。
【0274】
従って、例えば、6分の曝露時間後、本発明によるLC媒体N1+RM1は比較媒体C1+RM1よりも30%低いRM残存含有量を有する。本発明によるLC媒体N2+RM1、N3+RM1およびN4+RM1の場合、比較媒体C1+RM1と比べ、RM残存含有量を半分とすることすら可能であった。
【0275】
<例6>
LC混合物N1〜N4またはC1において0.3%のRM1を含む例5で記載されるLC媒体を、上記の通りのVA e/o試験用セルに導入する。24V(交流)の電圧を印加し、365nmの波長および50mW/cm
2の強度を有するUV光を種々の時間セルに照射し、RMを重合させる。
【0276】
それぞれの試験用セルについて、上で示される通りプレチルト角を決定する。種々の曝露時間につて、それぞれの場合で達成されるプレチルト角を表2にまとめる。
【0277】
【表21】
表2から理解されるように、本発明によるLC混合物N1、N2、N3またはN4を含む本発明によるLC媒体によって、比較混合物C1を含むLC媒体よりも、より低いチルト角を達成できる。また、本発明によるLC混合物N1〜N4によって、比較混合物C1を含むLC媒体よりも極めて短い曝露時間の後において、匹敵するプレチルト角を既に達成できることを表2は示す。
【0278】
従って、例えば、120秒の曝露時間後に、比較媒体C1+RM1は82.7°のチルト角を示す。対照的に、本発明によるLC媒体N1+RM1の場合、60秒のみで同様のチルト角の82.3°が達成され、即ち、比較媒体と比べ、曝露時間を半分とすることが可能であった。
【0279】
360秒の曝露時間後において、比較媒体C1+RM1の場合、74.1°のチルト角が達成される。対照的に、本発明によるLC媒体N2+RM1、N3+RM1およびN4+RM1の場合、120秒、即ち1/3の時間のみで匹敵する値が達成される。