JP2017048394A - 液晶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
R1およびR1*は、それぞれ互いに独立に、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、ただし加えて、これらの基における1個以上のCH2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−、−CF2O−、−CH=CH−、
Z1は、−CH2O−または−OCH2−を表し、
aは、0、1または2を表し、
bは、1または2を表し、
1.基板としてのシリコンウエハー上のMOS(metal oxide semiconductor:金属酸化物半導体)トランジスター、
2.基板としてのガラス板上の薄膜トランジスター(TFT:thin−film transistor)。
・好ましくは、反応性メソゲンより選択される1種類以上の重合性化合物を含む重合性成分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」とも呼ばれる液晶成分B)と
を含むLC媒体に関する。
・好ましくは、反応性メソゲンより選択される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」とも呼ばれる液晶成分B)と
を含むLC媒体に関する。
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は2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。
(alkyl:1〜14個のC原子を有する直鎖状のアルキル基)
R2A、R2BおよびR2C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基を表し、該基は無置換であるか、CNまたはCF3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、これらの基における1個以上のCH2基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、
L1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、CF3またはCHF2を表し、
Z2およびZ2’は、それぞれ互いに独立に、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−COO−、−OCO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CHCH2O−を表し、
pは、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。
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
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す。
Z1およびZ2は、それぞれ互いに独立に、−C2H4−、−CH=CH−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CHCH2CH2−、−CH2CH2CH=CH−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2−または単結合を表す。
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。
R11、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、
R12およびR13は、追加してハロゲン、好ましくはFを表し、
R1およびR2は、それぞれ互いに独立に、請求項1におけるR1の意味を有し、好ましくは、直鎖状のアルキル、アルコキシまたはアルケニル、特に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルを表し、
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、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は2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。
好ましい混合物の考え方は、好ましくは、以下を含む。
・CY−n−Om、好ましくは、CY−3−O2、CY−3−O4、CY−5−O2および/またはCY−5−O4を、混合物全体を基礎として、好ましくは5%より多く、特に15〜50%の濃度で、
および/または
・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、混合物全体を基礎として、好ましくは5%より多く、特に10〜30%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、混合物全体を基礎として、好ましくは5%より多く、特に10〜30%の濃度で、
および/または
・CK−n−F、好ましくは、CK−3−F、CK−4−Fおよび/またはCK−5−Fを、混合物全体を基礎として、好ましくは5%より多く、特に5〜25%の濃度で含む。
・CPY−n−OmおよびCY−n−Omを、混合物全体を基礎として、好ましくは、10〜80%の濃度で、
および/または
・CPY−n−OmおよびCK−n−Fを、混合物全体を基礎として、好ましくは、10〜70%の濃度で、
および/または
・CPY−n−OmおよびCLY−n−Omを、混合物全体を基礎として、好ましくは、10〜80%の濃度。
Gは、−CH=CH−、−N(O)=N−、−CH=CQ−、−CH=N(O)−、−C≡C−、−CH2−CH2−、−CO−O−、−CH2−O−、−CO−S−、−CH2−S−、−CH=N−、−COO−Phe−COO−、−CF2O−、−CF=CF−、−OCF2−、−OCH2−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−またはC−C単結合であり、Qはハロゲン、好ましくは塩素、または、−CNを表し、および、R20およびR21は、それぞれ、18個までの、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またはアルコキシカルボニルオキシを表し、あるいは、これらの基の1つは、CN、NC、NO2、NCS、CF3、SF5、OCF3、F、ClまたはBrを表す。
・混合物全体を基礎として、重合性成分の濃度は、0.01〜5重量%、特に0.01〜1重量%、特に好ましくは0.01〜0.5重量%である、
・液晶媒体は、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH2)を含有する化合物を含まない。
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、
A1およびA2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、また、該基は縮合環を含有してもよく、また、該基はLにより一置換または多置換されていてもよく、
Lは、P−Sp−、H、OH、CH2OH、ハロゲン、SF5、NO2、炭素基または炭化水素基を表し、
Z1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−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−(CH2)n1−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−(CF2)n1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、CR0R00または単結合を表し、
R0およびR00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。
RaおよびRbが、それぞれ互いに独立に、P、P−Sp−、H、F、Cl、Br、I、−CN、−NO2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、SF5、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CH2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(R0)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R00)−、−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い。)を表し、ただし、基RaおよびRbの少なくとも一方は基PまたはP−Sp−を表すか含み、
A1およびA2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、2−オキソ−2H−クロメン−3,6−ジイル、2−オキソ−2H−クロメン−3,7−ジイル、4−オキソ−4H−クロメン−2,6−ジイル、4−オキソ−4H−クロメン−3,6−ジイル、4−オキソ−4H−クロメン−3,7−ジイル(慣用名は、クマリンまたはフラボン)、(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い。)、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CH2基は、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、これらの全ての基は無置換でもLで一置換または多置換されていてもよく、
Lは、P、P−Sp−、OH、CH2OH、F、Cl、Br、I、−CN、−NO2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(Rx)2、−C(=O)Y1、−C(=O)Rx、−N(Rx)2、置換されていてもよいシリル、6〜20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、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(ただし加えて、これらの基において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い。)を表し、
Pは、重合性基を表し、
Y1は、ハロゲンを表し、
Rxは、P、P−Sp−、H、ハロゲン、1〜25個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH2基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、PまたはP−Sp−で置き換えられていてもよい。)、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
ものである。
P1およびP2は、Pに対して示される意味の1つを有し、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を表し、
Sp1およびSp2は、それぞれ互いに独立に、Spに対して示される意味の1つを有するか、単結合を表し、ただし、また、1個以上の基P1−Sp1−およびP2−Sp2はRaaを表してもよく、ただし、基P1−Sp1−およびP2−Sp2の少なくとも一方はRaaと異なり、
Raaは、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を表し、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH2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(R00)=C(R000)−、−C≡C−、−N(R00)−、−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、ただし加えて、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、
R0、R00は、式I*において示される意味を有し、
Z1は、−O−、−CO−、−C(RyRz)−または−CF2CF2−を表し、
Z2およびZ3は、それぞれ互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−または−(CH2)n−を表し、ただし、nは、2、3または4であり、
Lは、式Iに対して上で示される意味を有し、
L’およびL”は、それぞれ互いに独立に、H、FまたはClを表し、
rは、0、1、2、3または4を表し、
sは、0、1、2または3を表し、
tは、0、1または2を表し、
xは、0または1を表し、および
RyおよびRzは、それぞれ互いに独立に、H、CH3またはCF3を表す。
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Raに示される意味の1つを有し、ただし、R*はキラルまたはアキラルでよく、
Qは、式I*において定義される通りのLにより一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、上に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の少なくとも一方を含有する。
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。
Q1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、
Q2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、1個または2個の隣接していないCH2基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、−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、
Q3は、F、Cl、CNまたはQ2で定義される通りであるがQ2とは異なるアルキルまたはアルコキシを表す。
Sp’は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキレンを表し、該基は、F、Cl、Br、IまたはCNで一置換または多置換されていてもよく、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH2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−、−NR0−、−SiR00R000−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−NR00−CO−O−、−O−CO−NR00−、−NR00−CO−NR00−、−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−NR00−、−NR00−CO−、−NR00−CO−NR00−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CF2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR0−、−CY2=CY3−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または単結合を表し、
R00およびR000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
Y2およびY3は、それぞれ互いに独立に、H、F、ClまたはCNを表す。
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、1個以上の隣接していないCH2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(R00)=C(R000)−、−C≡C−、−N(R00)−、−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、R00およびR000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
P1〜5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。
以下の略称を使用する:
(n、m、m’、z:それぞれ互いに独立に、1、2、3、4、5または6;(O)CmH2m+1はOCmH2m+1またはCmH2m+1を意味する)。
(n=1〜12)
V0は20℃における容量閾電圧[V]を表し、
neは20℃および589nmにおける異常光屈折率を表し、
n0は20℃および589nmにおける常光屈折率を表し、
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、
γ1は20℃における回転粘度[mPa・s]を表し、磁界中で回転法で決定され、
K1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、
K3は20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]を表し、
LTSは低温安定性(ネマチック相)を表し、試験用セル中で決定され、
HR20は20℃における電圧保持率[%]を表し、および
HR100は100℃における電圧保持率[%]を表す。
PS−VA混合物を調製するために、0.3%のRM1(ビフェニル4,4’−ジメタクリレート)を、例M3による液晶混合物に添加する。
R1およびR2は、それぞれ互いに独立に、式IにおけるR1の意味を有し、好ましくは、直鎖状のアルキル、アルコキシまたはアルケニル、特に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルを表し、
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、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は2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。
Claims (19)
- 式Iの少なくとも1種類の化合物を含むことを特徴とする極性化合物の混合物を基礎とする液晶媒体。
R1およびR1*は、それぞれ互いに独立に、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、ただし加えて、これらの基における1個以上のCH2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−、−CF2O−、−CH=CH−、
Z1は、−CH2O−または−OCH2−を表し、
aは、0、1または2を表し、
bは、1または2を表し、
- 式IIA、IIBおよびIICの化合物群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶媒体。
R2A、R2BおよびR2C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基を表し、該基は無置換であるか、CNまたはCF3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、これらの基における1個以上のCH2基は、O原子が互いに直接連結しないようにして、−O−、−S−、
L1〜4は、それぞれ互いに独立に、FまたはClを表し、
Z2およびZ2’は、それぞれ互いに独立に、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CH=CHCH2O−を表し、
pは、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。) - 混合物全体における式Iの化合物の割合は1重量%以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 1種類以上の重合性化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 重合性化合物(1種類または多種類)の濃度は、媒体を基礎として、0.01〜5重量%であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 重合性化合物(1種類または多種類)は、式I*の化合物より選択されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の液晶媒体。
RaおよびRbは、それぞれ互いに独立に、P、P−Sp−、H、ハロゲン、SF5、NO2、炭素基または炭化水素基を表し、ただし、基RaおよびRbの少なくとも一方は、基PまたはP−Sp−を表すか含有し、
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、
A1およびA2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、また、該基は縮合環を含有してもよく、また、該基はLにより一置換または多置換されていてもよく、
Lは、P−Sp−、H、OH、CH2OH、ハロゲン、SF5、NO2、炭素基または炭化水素基を表し、
Z1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−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−(CH2)n1−、−CF2CH2−、−CH2CF2−、−(CF2)n1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、CR0R00または単結合を表し、
R0およびR00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。) - 式Iの少なくとも1種類の化合物を、少なくとも1種類の更なるメソゲン化合物と混合し、任意成分として1種類以上の添加剤および/または1種類以上の安定剤および/または1種類以上の重合性化合物を添加することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶媒体を調製する方法。
- 電気光学的ディスプレイにおける請求項1〜13のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
- VA、PVAおよびPS−VA、IPS、PS−IPS、FFS、PS−FFSまたはPALCディスプレイにおける請求項1〜14のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
- 電界または磁界を印加しながらPSAディスプレイにおいて重合性化合物(1種類または多種類)を、その場で重合することにより液晶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請求項10〜12のいずれか1項に記載の液晶媒体の使用。
- 誘電体として請求項1〜12のいずれか一項に記載の液晶媒体を含有す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。
- VA、PSA、PS−VA、PALC、FFS、PS−FFSまたはPS−IPSディスプレイであることを特徴とする請求項17に記載の電気光学的ディスプレイ。
- 2枚の基板および2個の電極(ただし、少なくとも一方の基板は光に対して透明であり、少なくとも一方の基板は1個または2個の電極を有する。)と、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液晶媒体層(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液晶媒体中で、電極に電圧を好ましくは印加しながら重合することで得ることができ、ただし、低分子量成分は請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶媒体である。)とから成るLCセルを含有する請求項17または18に記載の電気光学的ディスプレイ。
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