JP2020055997A - チオフェン化合物、液晶媒体、およびそれを含む液晶ディスプレイ - Google Patents

チオフェン化合物、液晶媒体、およびそれを含む液晶ディスプレイ Download PDF

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Abstract

【課題】液晶媒体の透過性及び/又は応答時間を改善するための化合物、液晶媒体及び電気光学的ディスプレイの提供。【解決手段】1種類以上の式Tの化合物を含む、好ましくはネマチック相および0.5以上の誘電異方性を有する液晶媒体と、電気光学的ディスプレイ、特にIPSまたはFFS効果に基づくアクティブ・マトリクス・ディスプレイにおけるその使用と、このタイプの液晶媒体を含有するこのタイプのディスプレイ。(環AT1は2,5−チエニレン基;環AT2は1,4−フェニレン基等;nは1又は2;RSはC1−7のアルキル基等;XSはF、Cl等)【選択図】なし

Description

本発明は、新規化合物、新規液晶媒体、特には液晶ディスプレイで使用するためのものと、それらの液晶ディスプレイ、特に、IPS(in plane switching(インプレーン・スイッチング))または好ましくは誘電的に正の液晶を使用するFFS(fringe field switching(フリンジ・フィールド・スイッチング))効果を使用する液晶ディスプレイとに関する。最後の誘電的に正の液晶を使用するFFS効果は、しばしばSB−FFS(super brightness FFS(超輝度FFS))効果とも呼ばれる。この効果では誘電的に正の液晶が使用され、この液晶は分子ダイレクターに平行な高い誘電定数と分子ダイレクターに垂直な高い誘電定数を同時に有し、それにより大きな平均誘電率および高い誘電比、ならびに好ましくは同時に、比較的小さい誘電異方性を有する。液晶媒体は、追加して、誘電的に負の化合物、誘電的に中性の化合物、または両者を含んでよい。液晶媒体は、均一な(即ち、平面的な)初期配向で使用される。本発明による液晶媒体は正の誘電異方性を有し、同時に分子ダイレクターに平行および垂直な大きな誘電定数を有する化合物を含む。
媒体は、それぞれのディスプレイにおける特に高い透過率および短縮された応答時間で区別され、これらは物理的特性の独自の組み合わせで引起され、特に媒体の誘電的特性、特に媒体の(ε/εav.)の高い比および媒体の誘電比(ε/Δε)の個々の高い値で引起される。またこれにより、本発明のディスプレイにおいて優れた媒体の性能がもたらされる。
誘電的に正の液晶を使用するIPSおよびFFSディスプレイは当該技術分野でよく知られており、例えばデスクトップ・モニターおよびTVセットなど、また携帯用途向けの種々のタイプのディスプレイで広く採用されてきた。
しかしながら、最近では、誘電的に負の液晶を使用するIPSおよび特にFFSディスプレイが広く採用されている。誘電的に負の液晶を使用するFFSディスプレイは、UB−FFS(ultra bright FFS(超高輝度FFS))と呼ばれることもある。そのようなディスプレイは、米国特許出願公開第2013/0207038号明細書(特許文献1)に開示されている。これらのディスプレイは、誘電的に正の液晶であったこれまでに使用されてきたIPSおよびFFSディスプレイと比較して、透過率が著しく増加していることを特徴とする。しかしながら、誘電的に負の液晶を使用するこれらのディスプレイには、誘電的に正の液晶を使用する個々のディスプレイよりも高い動作電圧を必要とするという極めて不利な点がある。UB−FFSで使用する液晶媒体は−0.5以下、好ましくは−1.5以下の誘電異方性を有する。
HB−FFS(high brightness FFS(高輝度FFS))に使用される液晶媒体は、0.5以上、好ましくは1.5以上の誘電異方性を有する。それぞれメソゲン化合物である誘電的に負の液晶化合物および誘電的に正の液晶化合物の両者を含むそれぞれの媒体は、例えば、米国特許出願公開第2013/0207038号明細書(特許文献1)に開示されている。これらの媒体はεおよびεav.の値が既にかなり大きいという特徴を有するが、それらの比(ε/Δε)は比較的小さい。
しかしながら、本願によれば、ホモジニアス配向で誘電的に正の液晶媒体によるIPSまたはFFS効果が好ましい。
この効果を電気光学的ディスプレイ素子中で工業的に応用するには、多数の要求を満足するLC相が必要となる。ここで特に重要なものは、水分、空気、ならびに、熱、赤外線、可視および紫外線領域の放射、直流(DC)および交流(AC)電界などの物理的影響に対する化学的耐性である。
更に、工業的に使用できるLC相は、適切な温度範囲内での液晶中間相および低粘度を有することが要求される。
液晶中間相を有する現在までに開示された一連の化合物には、単一の化合物でこれら全ての要求を満たすものは含まれていない。従って、LC相として使用できる物質を得るには、一般に、2〜25種類、好ましくは3〜18種類の化合物の混合物を調製する。
マトリクス液晶ディスプレイ(MLCディスプレイ:matrix liquid−crystal display)は既知である。個々のピクセルをそれぞれスイッチングするために使用できる非線形素子は、例えば、アクティブ素子(即ち、トランジスター)である。なお、一般に薄膜トランジスター(TFT:thin−film transistor)を使用する場合に用語「アクティブ・マトリクス」を使用し、TFTは一般に基板としてのガラス板上に配置される。
2つの技術に区別される:例えばCdSeなどの化合物半導体またはZnOなどの金属酸化物を含むTFTと、多結晶シリコン、とりわけアモルファス・シリコンに基づくTFTとである。後者の技術が、現在、全世界で最大の商業的重要性を持っている。
ディスプレイの一方のガラス板の内側にTFTマトリクスを施す一方で、他のガラス板はその内側に透明対向電極を保持する。ピクセル電極の大きさと比較して、TFTは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。また、この技術は、フルカラー対応のディスプレイにも拡張でき、フルカラー・ディスプレイにおいては、フィルター素子がスイッチ可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置されている。
これまで最も使用されてきたTFTディスプレイは、通常、透過で交差偏光子により動作し、バックライトで照らされる。テレビ用途には、ECB(またはVAN)セルまたはFFSセルが使用される一方で、モニターには通常IPSセルまたはTN(twisted nematic(ツイスト・ネマチック))セルを使用し、ノートブック、ラップトップおよび携帯用途には、通常、TN、VAまたはFFSセルを使用する。
MLCディスプレイとの用語は、本明細書において、集積非線形素子を有する任意のマトリクスディスプレイ、即ち、アクティブ・マトリクスに加えて、バリスターまたはダイオード(MIM、即ち、metal−insulator−metal:金属−絶縁体−金属)などのパッシブ素子を備えるディスプレイも包含する。
このタイプのMLCディスプレイは、テレビ用途、モニターおよびノートブック、または、例えば自動車製造または航空機内での高密度情報ディスプレイに特に適している。コントラストの角度依存性および応答時間に関する問題に加えて、MLCディスプレイには、液晶混合物の比抵抗が十分に高くないことに起因する問題もある[TOGASHI、S.、SEKIGUCHI、K.、TANABE,H.、YAMAMOTO、E.、SORIMACHI、K.、TAJIMA、E.、WATANABE、H.、SHIMIZU、H.、Proc.Eurodisplay、第84巻、1984年9月、A210〜288、「Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings」、第141ff頁、パリ(非特許文献1);STROMER、M.、Proc.Eurodisplay、第84巻、1984年9月、「Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays」、第145ff頁、パリ(非特許文献2)]。抵抗の低下に伴い、MLCディスプレイのコントラストが劣化する。液晶混合物の比抵抗は、ディスプレイの内部表面との相互作用のために、一般に、MLCディスプレイの寿命にわたって低下するので、長期の動作期間を通して許容される抵抗値を有しなければならないディスプレイには高い(初期)抵抗が非常に重要である。
IPSディスプレイ(例えば、Yeo、S.D.、論文15.3:「An LC Display for the TV Application」SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第758および759頁(非特許文献3))および長く知られてきたTNディスプレイに加えて、より最近で特にテレビ用途向けで現在最も重要な液晶ディスプレイの3つのタイプの1つとして、ECB効果を使用するディスプレイが、所謂VAN(Vertically Aligned Nematic(垂直配向ネマチック))ディスプレイとして確立されてきた。
ここで、最も重要な設計を述べることができる:MVA(multi−domain vertical alignment(マルチドメイン垂直配向)、例えば:Yoshide、H.ら、論文3.1:「MVA LCD for Notebook or Mobile PCs(以下省略)」SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book I、第6〜9頁(非特許文献4)およびLiu、C.T.ら、論文15.1:「A 46−inch TFT−LCD HDTV Technology(以下省略)」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第750〜753頁(非特許文献5))、PVA(patterned vertical alignment(パターン化垂直配向)、例えば:Kim、Sang Soo、論文15.4:「Super PVA Sets New State−of−the−Art for LCD−TV」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第760〜763頁(非特許文献6))、およびASV(advanced super view(先進スーパーヴュー)、例えば:Shigeta、MitzuhiroおよびFukuoka、Hirofumi、論文15.2:「Development of High Quality LCDTV」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第754〜757頁(非特許文献7))。VA効果のより最近のものは、所謂PAVA(photo−alignment VA(光配向VA))およびPSVA(polymer−stabilized VA(ポリマー安定化VA))である。
一般的な形で、例えば、Souk Jun、SIDセミナー 2004、セミナーM−6:「Recent Advances in LCD Technology」、セミナー講義ノート、M−6/1〜M−6/26(非特許文献8)およびMiller、Ian、SIDセミナー 2004、セミナーM−7:「LCD−Television」、セミナー講義ノート、M−7/1〜M−7/32(非特許文献9)において技術が比較されている。オーバードライブによるアドレス方法、例えば:Kim、Hyeon Kyeongら、論文9.1:「A57−in.Wide UXGA TFT−LCD for HDTV Application」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book I、第106〜109頁(非特許文献10)によって、近年のECBディスプレイの応答時間は既に著しく改良されてきたが、ビデオに対応できる応答時間を達成することは、特に中間調(灰色遮光)のスイッチングにおいて、依然として未だに満足いくほどには解決されていない問題である。
ASVディスプレイなどのECBディスプレイは負の誘電異方性(Δε)を有する液晶媒体を使用する一方で、TNおよび今日までの全ての従来のIPSディスプレイは正の誘電異方性を有する液晶媒体を使用する。しかしながら、現在のところ、誘電的に負の液晶媒体を用いるIPSおよびFFSディスプレイに対する需要が増加している。
このタイプの液晶ディスプレイにおいて、液晶は電圧を印加するとその光学的特性が可逆的に変化する誘電体として使用される。
一般にディスプレイにおいて、即ち、これらの既述の効果によるディスプレイにおいても、動作電圧は可能な限り低くなければならないため、全てが同一の符号の誘電異方性を有し可能な限り高い値の誘電異方性を有する液晶化合物から一般に主に成る液晶媒体が使用される。一般に、相対的に最も少量の中性化合物が用いられ、媒体と反対の符号の誘電異方性を有する化合物は可能な限り用いない。よって、例えばECBまたはUB−FFSディスプレイ向けの負の誘電異方性の液晶媒体の場合、負の誘電異方性を有する化合物が主に用いられる。用いられる個々の液晶媒体は、一般に、負の誘電異方性を有する液晶化合物より主に成り、更に通常、実質的に成る。
本願によって使用される媒体において、一般に液晶ディスプレイは可能な限り低いアドレス電圧を有するように意図されるため、著しい量の誘電的に正の液晶化合物と、一般に非常に少量のみの誘電的に負の化合物とが典型的には用いられるか、または更に誘電的に負の化合物は一切用いない。同時に、場合によっては、少量の誘電的に中性の化合物を有益に使用できる。
米国特許出願公開第2013/0207038号明細書(特許文献1)にはHB−FFSディスプレイ用の液晶媒体が開示されており、誘電的に負の液晶を追加的に取込むことで正の誘電異方性を有する液晶を使用するFFSディスプレイの性能を改良することが提案されている。しかしながら、この方法では、追加された化合物が得られる媒体の全体としての誘電異方性の値を負とする寄与を埋め合わせる必要が生じる。このためには誘電的に正の材料の濃度を増加する必要があるが、これでは混合物中の希釈剤としての誘電的に中性の化合物を使用できる量が少なくなってしまい、あるいは別法として、より強力な正の誘電異方性の化合物を使用しなければならない。これらの方法はいずれも、ディスプレイ中の液晶の応答時間が長くなるという重大な欠点を有する。
IPSおよびFFSディスプレイ用の正の誘電異方性を有する液晶媒体は、既に開示されてきた。以下に例を幾つか与える。
中国特許出願公開第104232105号明細書(特許文献2)には、0.7までの誘電比(ε/Δε)を有する正の誘電異方性の液晶媒体が開示されている。
また国際公開第2014/192390号(特許文献3)にも、かなり高い値のεを有するが、誘電比(ε/Δε)がわずか約0.5である正の誘電異方性の液晶媒体が開示されている。
国際公開第2015/007173号(特許文献4)には、正の誘電異方性を有する液晶媒体が開示されており、それらの幾つかは約0.7およびわずかに高い0.88までの誘電比(ε/Δε)を有する。
独国特許出願公開第102016003902.3号明細書(特許文献5)、欧州特許出願公開第3 081 620号明細書(特許文献6)および欧州特許出願公開第3 095 834号明細書(特許文献7)は、液晶化合物、およびそれぞれのディスプレイにおける用途向けの各液晶媒体に関する。
また本願の出願人の係属中で未公開の欧州特許出願第17164891.8号(特許文献8)、欧州特許出願第16190393.5号(特許文献9)、欧州特許出願第16194162.0号(特許文献10)、欧州特許出願第16197206.2号(特許文献11)および欧州特許出願第16199580.8号(特許文献12)も、液晶化合物、およびそれぞれのディスプレイにおける用途向けの各液晶媒体に関する。
独国特許出願公開第10 2010 027 099 A1号明細書(特許文献13)には、下記式:
Figure 2020055997
の化合物が開示されている。この文献ではまた、下記式:
Figure 2020055997
の化合物も開示されており、一方、欧州特許第2 265 692号(特許文献14)には、下記式:
Figure 2020055997
の化合物が開示されている。
明らかに、ディスプレイの意図される用途にとって、液晶混合物のネマチック相範囲は十分広くなければならない。
また、ディスプレイ中の液晶媒体の応答時間は改良、即ち、短縮されなければならない。このことは、テレビおよびマルチメディアの用途向けのディスプレイにおいて、特に重要である。応答時間を改良するために、液晶媒体の回転粘度(γ)を最適化すること、即ち、可能な限り低い回転粘度を有する媒体を達成することが過去に繰り返し提案されてきた。しかしながら、ここで達成された結果は多くに用途にとっては不適切で、従って、更なる最適化手法を見出すことが望まれていると見受けられる。
極端な負荷、特にUV曝露および熱に対する媒体の適切な安定性が、非常に特に重要である。例えば、携帯電話など特に携帯機器中のディスプレイ用途の場合、このことは極めて重要なことがある。
MLCディスプレイの比較的劣った透過性および比較的長い応答時間に加え、これまでに開示されたMLCディスプレイは更なる不具合を有する。例えば、MLCディスプレイの比較的低いコントラスト、比較的高い視野角依存性、およびこれらのディスプレイ中で中間調(灰色遮光)を再生することが特に斜めの視野角から見る時に困難なこと、ならびにMLCディスプレイの不適切なVHRおよび不適切な寿命である。MLCディスプレイのエネルギー効率を改良し、個々のMLCディスプレイの高速移動画像に対応する能力を改良するには、ディスプレイの透過性および応答時間の望ましい改良が必要である。
よって、非常に高い比抵抗を有すると同時に、広い動作温度範囲、短い応答時間および低い閾電圧を有しており、これらのおかげで各種の中間調(灰色遮光)を生じさせることができ、特に、良好および安定なVHRを有するMLCディスプレイが引き続き強く要求されている。
本発明は、モニターおよびテレビ用途のみならず、例えば電話およびナビゲーション・システムなどの携帯用途向けで、ECB、IPSまたはFFS効果に基づいており、上で示した不具合を有していないか軽減されており、同時に非常に高い比抵抗値を有しているMLCディスプレイを提供することを目的とする。特に、携帯電話およびナビゲーションシステム向けには、これらが極端に高い温度および極端に低い温度においても動作することが確実でなければならない。
米国特許出願公開第2013/0207038号明細書 中国特許出願公開第104232105号明細書 国際公開第2014/192390号 国際公開第2015/007173号 独国特許出願公開第102016003902.3号明細書 欧州特許出願公開第3 081 620号明細書 欧州特許出願公開第3 095 834号明細書 欧州特許出願第17164891.8号 欧州特許出願第16190393.5号 欧州特許出願第16194162.0号 欧州特許出願第16197206.2号 欧州特許出願第16199580.8号 独国特許出願公開第10 2010 027 099 A1号明細書 欧州特許第2 265 692号
TOGASHI、S.、SEKIGUCHI、K.、TANABE,H.、YAMAMOTO、E.、SORIMACHI、K.、TAJIMA、E.、WATANABE、H.、SHIMIZU、H.、Proc.Eurodisplay、第84巻、1984年9月、A210〜288、「Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings」、第141ff頁、パリ STROMER、M.、Proc.Eurodisplay、第84巻、1984年9月、「Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays」、第145ff頁、パリ Yeo、S.D.、論文15.3:「An LC Display for the TV Application」SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第758および759頁 Yoshide、H.ら、論文3.1:「MVA LCD for Notebook or Mobile PCs(以下省略)」SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book I、第6〜9頁 Liu、C.T.ら、論文15.1:「A 46−inch TFT−LCD HDTV Technology(以下省略)」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第750〜753頁) Kim、Sang Soo、論文15.4:「Super PVA Sets New State−of−the−Art for LCD−TV」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第760〜763頁 Shigeta、MitzuhiroおよびFukuoka、Hirofumi、論文15.2:「Development of High Quality LCDTV」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book II、第754〜757頁 Souk Jun、SIDセミナー 2004、セミナーM−6:「Recent Advances in LCD Technology」、セミナー講義ノート、M−6/1〜M−6/26 Miller、Ian、SIDセミナー 2004、セミナーM−7:「LCD−Television」、セミナー講義ノート、M−7/1〜M−7/32 Kim、Hyeon Kyeongら、論文9.1:「A57−in.Wide UXGA TFT−LCD for HDTV Application」、SID 2004 International Symposium、Digest of Technical Papers、XXXV、Book I、第106〜109頁
驚くべきことに、1種類以上の化合物、好ましくは2種類以上の式Tの化合物、好ましくはサブ式T−1およびT−2の化合物群から選択されるものと、任意成分として、式Iの化合物、好ましくはI−1、I−2、I−3およびI−4ならびにI−S−1および/またはI−S−2から選択されるもの、特に好ましくはサブ式I−2および/またはI−3および/またはI−4および/またはI−S−1および/またはI−S−2、より好ましくはI−2および/またはI−4および/またはI−S−1および/またはI−S−2の化合物と、好ましくは追加的に、式IIおよびIIIの化合物群から選択される少なくとも1種類の化合物、好ましくは2種類以上の化合物(式IIの化合物は、好ましくは、II−1および/またはII−2である。)、ならびに/または、式IVおよび/またはVの化合物群から選択される少なくとも1種類の化合物、好ましくは2種類以上の化合物と、好ましくは、式VII〜IXの群から選択される少なくとも1種類以上の化合物と、を含む(式は、全て、以降で定義する)ネマチック液晶混合物をディスプレイ素子中で使用することにより、特にIPSおよびFFSディスプレイにおいて、短い応答時間と共に低い閾電圧、十分に広いネマチック相、好ましい比較的低い複屈折(Δn)を有し、同時に、高い透過性、熱およびUV曝露による分解に対する良好な安定性、安定で高いVHRを有する液晶ディスプレイを達成可能なことが見出された。
このタイプの媒体は、特に、IPSまたはFFSディスプレイ用でアクティブ・マトリクス・アドレスを有する電気光学的ディスプレイ向けに使用できる。
本発明による媒体は、好ましくは追加的に、式IIおよびIIIの化合物群から選択される1種類以上の化合物、好ましくは、1種類以上の式IIの化合物と、より好ましくは追加して、1種類以上の式IIIの化合物と、最も好ましくは追加して、式IVおよびVの化合物群から選択される1種類以上の化合物と、これもまた好ましくは、式VI〜IXの化合物群から選択される1種類の化合物と、を含む(式は、全て、以降で定義する)。
本発明による混合物は、70℃以上の透明点を有する非常に広いネマチック相範囲、非常に好ましい値の容量閾値、比較的高い値の保持率、同時に、−20℃および−30℃における良好な低温安定性および非常に低い回転粘度を示す。本発明による混合物は、更に、透明点と回転粘度の良好な比および比較的高い正の誘電異方性で区別される。
ここで、驚くべきことに、特定の選択された液晶媒体を使用することで、正の誘電異方性の液晶を使用するFFSタイプのLCを実現できることが見出された。これらの媒体は、物理的特性の特定の組合せを特徴とする。これらの中で最も決定的なものは媒体の誘電的特性であり、ここでは、平均誘電定数(εav.)が高く、液晶分子のダイレクターに垂直な誘電定数(ε)が高く、誘電異方性(Δε)の値が高く、かつ特に、これらの後者の2つの値の比(ε/Δε)が比較的高いことである。
本発明による液晶媒体は、好ましくは1.5以上〜20.0以下の範囲内、より好ましくは3.0以上〜8.0以下の範囲内、最も好ましくは4.0以上〜7.0以下の範囲内の正の誘電異方性を好ましくは有する。
本発明による液晶媒体は、液晶分子のダイレクターに垂直な誘電定数(ε)として、好ましくは5.0以上、より好ましくは6.0以上、より好ましくは7.0以上、より好ましくは8.0以上、より好ましくは9.0以上、最も好ましくは10.0以上の値を有する。
本発明による液晶媒体は、好ましくは0.65以上、より好ましくは0.75以上、最も好ましくは1.0以上の誘電比(ε/Δε)を有する。
本発明の好ましい実施形態において、好ましくは0.5以上の誘電異方性(Δε)を有する液晶媒体は、好ましくは以下を含む。
a)ダイレクターに垂直なおよびダイレクターに平行な両者とも高い誘電定数を有する式Tの1種類以上の化合物を、好ましくは1%〜60%の範囲内、より好ましくは5%〜40%の範囲内、特に好ましくは8%〜35%の範囲内の濃度で含む。
Figure 2020055997
式中、
Figure 2020055997
Figure 2020055997
好ましくは、
Figure 2020055997
より好ましくは、
Figure 2020055997
最も好ましくは、
Figure 2020055997
nが2の場合は、代替的に、
Figure 2020055997
好ましくは
Figure 2020055997
式中、それぞれの環、好ましくはフェニレン環は、任意に、1個または2個のアルキル基によって、好ましくはメチルおよび/またはエチル基によって、好ましくは1個のメチル基によって、それぞれ置換されていてもよく、
nは、1または2、好ましくは2を表し、
は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレン、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレン、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)を表す。
1,3−シクロペンテニレンは、以下の式の群から選択される部分構造である。
Figure 2020055997
は、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個、好ましくは1個または2個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCF、より好ましくはF、CFまたはOCF、最も好ましくはOCFまたはCFを表す。
b)式IIおよびIIIの化合物群から選択される1種類以上の化合物であって、誘電的に正であり、それぞれ好ましくは3以上の誘電異方性を有する化合物を含む。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
式中、
は、1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル、好ましくは、アルキルまたはアルケニルを表し、
Figure 2020055997
21およびL22は、互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくは、L21がFを表し、
は、ハロゲン、1〜3個のC原子を有するハロゲン化されたアルキルもしくはアルコキシ、または2個もしくは3個のC原子を有するハロゲン化されたアルケニルもしくはアルケニルオキシ、好ましくは、F、Cl、−OCF、−O−CHCF、−O−CH=CH、−O−CH=CFまたは−CF、非常に好ましくはF、Cl、−O−CH=CFまたは−OCFを表し、
mは、0、1、2または3、好ましくは1または2、特に好ましくは1を表し、
は、1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル、好ましくは、アルキルまたはアルケニルを表し、
Figure 2020055997
31およびL32は、互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくは、L31がFを表し、
は、ハロゲン、1〜3個のC原子を有するハロゲン化されたアルキルもしくはアルコキシ、または2個もしくは3個のC原子を有するハロゲン化されたアルケニルもしくはアルケニルオキシで、F、Cl、−OCF、−OCHF、−O−CHCF、−O−CH=CF、−O−CH=CHまたは−CF、非常に好ましくはF、Cl、−O−CH=CF、−OCHFまたは−OCFを表し、
は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−または単結合、好ましくは、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−または単結合、非常に好ましくは、−COO−、トランス−CH=CH−または単結合を表し、
nは、0、1、2または3、好ましくは、1、2または3、特に好ましくは1を表す。
c)任意成分として、好ましくは誘電的に中性の、式IVおよびVの化合物群から選択される1種類以上を含む。
Figure 2020055997
式中、
41およびR42は、互いに独立に、式IIにおいてRについて上で示される意味を有し、好ましくは、R41がアルキルを表し、R42がアルキルまたはアルコキシを表すか、またはR41がアルケニルを表し、R42がアルキルを表し、
Figure 2020055997
41およびZ42は、互いに独立に、そしてZ41が2回出現する場合はこれらも互いに独立に、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、−CFO−、−C≡C−または単結合を表し、好ましくは、それらの1つ以上は単結合を表し、
pは、0、1または2、好ましくは0または1を表し、
51およびR52は、互いに独立に、R41およびR42について与えられる意味の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、または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、または2〜7個のC原子を有する、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、
Figure 2020055997
好ましくは
Figure 2020055997
好ましくは
Figure 2020055997
そして、存在するのであれば
Figure 2020055997
51〜Z53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、
iおよびjは、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、
(i+j)は、好ましくは、0、1または2、より好ましくは0または1、最も好ましくは1を表す。
d)これも任意成分として、以上の化合物に代えるか追加して、式VI〜IXの化合物群から選択される1種類以上の好ましくは誘電的に負の化合物も含む。
Figure 2020055997
式中、
61は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、好ましくは直鎖状のアルキル基、より好ましくはn−アルキル基、最も好ましくはプロピルもしくはペンチル、または2〜7個のC原子を有するアルケニル基、好ましくは直鎖状のアルケニル基、特に好ましくは2〜5個のC原子を有する基、または1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
62は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
lは、0または1を表し、
71は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、好ましくは直鎖状のアルキル基、より好ましくはn−アルキル基、最も好ましくはプロピルもしくはペンチル、または2〜7個のC原子を有する非置換のアルケニル基、好ましくは直鎖状のアルケニル基、特に好ましくは2〜5個のC原子を有する基を表し、
72は、1〜7個のC原子を有し、好ましくは2〜5個のC原子を有する非置換のアルキル基、1〜6個のC原子を有し、好ましくは、1個、2個、3個もしくは4個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有し、好ましくは、2個、3個もしくは4個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
Figure 2020055997
81は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、好ましくは直鎖状のアルキル基、より好ましくはn−アルキル基、最も好ましくはプロピルもしくはペンチル、または2〜7個のC原子を有するアルケニル基、好ましくは直鎖状のアルケニル基、特に好ましくは2〜5個のC原子を有する基を表し、
82は、1〜7個のC原子を有し、好ましくは2〜5個のC原子を有する非置換のアルキル基、1〜6個のC原子を有し、好ましくは、1個、2個、3個もしくは4個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有し、好ましくは、2個、3個もしくは4個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
Figure 2020055997
は、−(C=O)−O−、−CH−O−、−CF−O−または−CH−CH−、好ましくは、−(C=O)−O−または−CH−O−を表し、
oは、0または1を表し、
91およびR92は、互いに独立に、上でR72について与えられる意味を有し、
91は、好ましくは、2〜5個のC原子を有し、好ましくは3〜5個のC原子を有するアルキル基を表し、
92は、好ましくは、2〜5個のC原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、より好ましくは2〜4個のC原子を有するアルコキシ基、または2〜4個のC原子を有するアルケニルオキシ基を表し、
Figure 2020055997
pおよびqは、互いに独立に、0または1を表し、
(p+q)は、好ましくは、0または1を表すが、
Figure 2020055997
を表す場合は、代替的に、好ましくは、p=q=1である。
e)これも任意成分として、ダイレクターに垂直なおよびダイレクターに平行な両者とも高い誘電率を有する式Iの1種類以上の化合物を、好ましくは1%〜60%の範囲内、より好ましくは5%〜40%の範囲内、特に好ましくは8%〜35%の範囲内の濃度で含む。
Figure 2020055997
式中、
Figure 2020055997
Figure 2020055997
nは、0または1を表し、
11およびR12は、互いに独立に、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル、好ましくはアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ、最も好ましくはアルキル、アルコキシまたはアルケニルオキシを表し、あるいはまたR11がRを表し、あるいはまたR12がXを表し、
は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、
1,3−シクロペンテニレンは、以下の式
Figure 2020055997
の群から選択される部分構造であり、
は、F、Cl、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCF、特に、式I−1およびI−2では好ましくはF、式I−4では好ましくはOCFを表す。
f)これも任意成分として、ダイレクターに垂直なおよびダイレクターに平行な両者とも高い誘電率を有する式I−S0の1種類以上の化合物を、好ましくは1%〜60%の範囲内、より好ましくは5%〜40%の範囲内、特に好ましくは8%〜35%の範囲内の濃度で含む。
Figure 2020055997
式中、
Figure 2020055997
Figure 2020055997
S1およびRS2は、互いに独立に、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ、最も好ましくはアルキル、アルコキシまたはアルケニルオキシを表し、あるいはまたRS1がRを表し、あるいはまたRS2がXを表し、
およびXは、上で式Iにおいて与えられる意味を有し、
nは0を表すが、RS2がXを表す場合は、代替的に1を表してもよい。
本出願による液晶媒体は、好ましくはネマチック相を有する。
本発明はまた、上に示されるとおりの式Tの化合物にも関し、
ここで式中、パラメーターは上に与えられるそれぞれの意味を有し、
は、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCFを表し、
存在する少なくとも1つのフェニル環がアルキル基を有し、かつ/または存在する少なくとも1つのフェニル環が2個以上のF原子を有し、かつ/またはnが2であり、かつ両方のフェニル環が1つ以上のF原子を有する場合はまた、XがFを表してもよい。
本出願による液晶媒体において使用される式Tの化合物は、好ましくは、式T−1およびT−2の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、
は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ、最も好ましくはアルコキシまたはアルケニルオキシを表し、
は、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCF、より好ましくはCFまたはOCFを表す。
好ましくは、本出願による液晶媒体において使用される式T−1の化合物は、式T−1−1〜T−1−4の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上に与えられるそれぞれの意味を有する。
好ましくは式T−2の化合物は、式T−2−1〜T−2−4の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上に与えられる意味を有する。
式T、例えば式PGU−n−X、PUS−n−XおよびPYS−n−Xの化合物は、スキーム1に示されるような以下の合成経路に従って調製される。重要な反応工程は、フッ素化ビフェニル誘導体のオルト位におけるメタル化および臭素化、それに続く極性チオフェンボロン酸またはチオフェンボロン酸のエステルそれぞれへの付加であり、鈴木カップリングを経て3つの環式(すなわち、環)部分構造を有する対応するビスアリールチオフェン化合物を与える。
Figure 2020055997
スキーム1:フッ素化ビスアリールチオフェン型の化合物の一般的合成スキーム。
ここで、RはRのそれぞれの意味を有し、Rは、各出現において互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくはRのうちの一方がHを表し、もう一方がFを表す。あるいは、Rのうちの1つがアルキル基、好ましくは1〜3個のC原子を有する基、より好ましくはメチルまたはエチル、最も好ましくはメチルを表してもよい。
あるいは、式Tの化合物は、スキーム2に示される以下の合成経路に従って調製される。ここでもまた、重要な反応工程は鈴木カップリングである。
Figure 2020055997
スキーム2:フッ素化ビスアリールチオフェン型の化合物の代替の一般的合成スキーム。
ここで、RはRのそれぞれの意味を有する。
したがって、本発明はまた、スキーム1に示すような式Tの化合物の調製のための方法も包含し、該方法は、フッ素で置換されたビフェニルのオルトメタル化/臭素化のプロセス工程、およびそれに続くチオフェンボロン酸との、もしくは場合によりチオフェンボロン酸のエステルとの(鈴木)カップリングを含むことによって特徴づけられる。
好ましくはジベンゾフェノン部分構造を有する式Iの化合物は、式I−S−1およびI−S−2の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、
は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ、最も好ましくはアルコキシまたはアルケニルオキシを表し、
は、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCF、より好ましくはCFまたはOCFを表す。
ジベンゾフェノン部分構造を含む式Iの化合物、特に式I−S−1およびI−S−2の化合物は、種々の合成経路で調製できる。全ての場合において本質的な工程は、一連の右田カップリングおよび塩基により誘導される閉環を介したS−複素環式環系の形成である。これらの反応は、任意に、また多くの場合、「ワンポット」(または「シングルポット」)反応として有利に実施できる。
式I−S−1の化合物は、国際公開第02/055463号による式I−3の化合物の合成と同様に調製され、式I−S−1の化合物は2個のアルコキシ基を含有する(スキームC1)。
Figure 2020055997
スキームC1:一般的合成スキーム
備考:
=F、CFまたはOCF;R=エチルまたは2−エチルヘキシル;R=アルキル、また1,4−シクロヘキセニレン化合物の場合はまた代替的にアルケニル。
当然、シクロヘキサノン化合物に代えて、それぞれのシクロヘキシルシクロヘキサノン誘導体を使用してもよい。
代替の合成経路を以下の式I−S−1のプロピルホモログについて例示する。
Figure 2020055997
スキームC2:代替の一般的合成スキーム
備考:
=F、CFまたはOCF;R=エチルまたは2−エチルヘキシル;R=アルキルまたはアルケニル。
Tf=トリフルオロメタンスルホニル=−SO−CF
ここでまた、生成物を水素化して対応する1,4−シクロヘキシレン化合物に導いてもよく、またシクロヘキサノン化合物に代えてそれぞれのシクロヘキシルシクロヘキサノン誘導体を使用してもよい。
本発明に従って使用される式I−S−1およびI−S−2の化合物への特に好適な合成経路をスキームC3を参照して以下に説明する。
Figure 2020055997
スキームC3:式I−Sの化合物の合成。基R、A、Z、X、X、Yおよび指数mは、式I−Sにおいて環AS1、R、Xについて示したそれぞれの意味を有する。
スキーム3は、単に例示であるとみなすべきである。当業者であれば、式I−S−1およびI−S−2の化合物を得るために、提示した合成の対応する変形を実施することができ、また他の適切な合成経路に従うことができる。
上および下に図示する合成に従い、一実施形態では、本発明はまた、式I−S−1およびI−S−2の化合物を調製する1つ以上のプロセスを包含する。
よって本発明は、ジベンゾフェノン部分構造を含む式Iの化合物を調製する方法を包含し、該方法は、スキームC3に示すとおり塩基の存在下で式IIの化合物を式I−S−1およびI−S−2の化合物に変換するプロセス工程を含むことを特徴とし、ここで、R、A、Z、X、X、Wおよびmは上で示される意味を有し、Gは−OH、−SHまたはSG’を表し、G’はチオールのための塩基不安定性保護基を表す。好ましい保護基は、アセチル、ジメチルアミノカルボニル、2−テトラヒドロピラニル、エトキシカルボニルエチル、tert−ブチル、メチルおよび2−エチルヘキシルオキシカルボニルエチル、特に好ましくはエトキシカルボニルエチルまたは2−エチルヘキシルオキシカルボニルエチルである。
Figure 2020055997
スキームC4:式I−S−1およびI−S−2の化合物の調製のための方法
該プロセスおよびそれに続く反応混合物の後処理は、基本的にバッチ反応または連続的な反応手順で実施できる。連続的な反応手順は、例えば、連続撹拌タンク反応器、撹拌反応器カスケード、ループまたはクロスフロー反応器、フローチューブまたはマイクロリアクター中での反応を包含する。必要に応じて反応混合物を、固相による濾過、クロマトグラフィー、不混和相間の分離(例えば抽出)、固体担体への吸着、溶媒および/または共沸混合物の蒸留による除去、選択的蒸留、昇華、結晶化、共結晶化またはメンブレンナノ濾過により後処理をしてもよい。
本発明は、更に、本発明による液晶混合物および液晶媒体をIPSおよびFFSディスプレイ中で使用すること、特に、応答時間および/または透過性を改良するために、液晶媒体を含有するSG−FFSディスプレイ中で使用することに関する。
本発明は、更に、本発明による液晶媒体を含有する液晶ディスプレイ、特にIPSまたはFFSディスプレイ、特に好ましくはFFSまたはSG−FFSディスプレイに関する。
本発明は、更に、2枚の基板(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電極層を有する。)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とから成る液晶セルを含むIPSまたはFFSタイプの液晶ディスプレイに関し、ただし、重合された成分は、1種類以上の重合性化合物を液晶セルの基板間で液晶媒体中で、好ましくは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、上および下に記載されるとおりの本発明による液晶混合物である。
本発明によるディスプイは、好ましくは、アクティブ・マトリクス(active matrix LCD、略して、AMD)、好ましくは薄膜トランジスタ(thin−film transistor:TFT)のマトリクスでアドレスされる。しかしながら、本発明による液晶はまた、他の既知のアドレス方法を有するディスプレイでも有利な態様で使用できる。
本発明は、更に、ジベンゾフェノン部分構造を含む式Iの1種類以上の化合物、好ましくは式I−S−1およびI−S−2の化合物群から選択されるものを、1種類以上の低分子量液晶化合物または液晶混合物、ならびに任意成分として、更なる液晶化合物および/または添加剤と混合することで、本発明による液晶媒体を調製する方法に関する。
上および下で、以下の意味を適用する。
他に示さない限り、用語「FFS」は、FFSおよびSG−FFSディスプレイを表すために使用する。
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、メソゲン化合物が液晶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。メソゲンまたは液晶化合物に関して使用される用語および定義の概説は、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頁に与えられている。
用語「スペーサー基」または略して「スペーサー」は、上および下では「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.、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、上および下で用語「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を表す。
本発明の目的において、用語「液晶媒体」は、液晶混合物および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「液晶混合物」(または「ホスト混合物」)は、非重合性の低分子量化合物、好ましくは、2種類以上の液晶化合物および任意に更なる添加剤(例えば、キラルドーパントまたは安定剤など)のみから成る液晶混合物を表すことを意図する。
特に室温でネマチック相を有する液晶混合物または液晶媒体が、特に好ましい。
本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは式I−1〜I−4ならびにI−S−1およびI−S−2の化合物群から選択される1種類以上の式Iの化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で与えられる意味を有し、好ましくは
11およびR12は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ、最も好ましくはアルコキシまたはアルケニルオキシを表し、
およびRは、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロ−プロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロ−プロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、
およびXは、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCF、特に、式I−1およびI−2では好ましくはF、また式I−4では好ましくはOCFを表す。
本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは式S0−1およびS−20の化合物群から選択される、1種類以上の式I−S0の化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で与えられる意味を有し、好ましくは
S1およびRS2は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、好ましくはアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ、最も好ましくはアルコキシまたはアルケニルオキシを表し、
は、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、Cl、CFまたはOCF、より好ましくはCFまたはOCFを表す。
本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは誘電的に正の、好ましくは3以上の誘電異方性を有する1種類以上の化合物であって、式II−1およびII−2の化合物群から選択されるもの、ならびに/または、式III−1およびIII−2の化合物群から選択されるものを含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式IIにおいて上で示されるそれぞれの意味を有し、かつL23およびL24は、互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくは、L23はFを表し、
Figure 2020055997
式II−1およびII−2の場合、Xは、好ましくはFまたはOCF、特に好ましくはFを表し、また式II−2の場合、
Figure 2020055997
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式IIIにおいて与えられる意味を有する。
本発明による媒体は、式III−1および/またはIII−2の化合物に代えてか加えて、1種類以上の式III−3の化合物を含んでもよい。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で示されるそれぞれの意味を有し、パラメーターL31およびL32は、互いにおよび他のパラメーターとは独立に、HまたはFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、L21およびL22ならびに/またはL23およびL24の両者がFを表す式II−1およびII−2の化合物群から選択される化合物を含む。
好ましい実施形態において、液晶媒体は、L21、L22、L23およびL24の全てがFを表す式II−1およびII−2の化合物群から選択される化合物を含む。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式II−1の化合物を含む。式II−1の化合物は、好ましくは式II−1a〜II−1eの化合物群から選択され、好ましくは式II−1aおよび/またはII−1bおよび/またはII−1dの1種類以上の化合物であり、好ましくは式II−1aおよび/もしくはII−1dまたはII−1bおよび/もしくはII−1d、最も好ましくは式II−1dの化合物である。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で示されるそれぞれの意味を有し、L25およびL26は、互いにおよび他のパラメーターとは独立に、HまたはFを表し、好ましくは
式II−1aおよびII−1bにおいて、
21およびL22の両者がFを表し、
式II−1cおよびII−1dにおいて、
21およびL22の両者がFを表し、かつ/またはL23およびL24の両者がFを表し、
式II−1eにおいて、
21、L22およびL25がFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式II−2の化合物であって、好ましくは式II−2a〜II−2kの化合物群から選択されるもの、好ましくは式II−2aおよび/またはII−2hおよび/またはII−2jのそれぞれ1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で示されるそれぞれの意味を有し、かつL25〜L28は、互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくは、L27およびL28の両者がHを表し、特に好ましくは、L26がHを表す。
液晶媒体は、好ましくは、L21およびL22の両者がFを表し、かつ/またはL23およびL24の両者がFを表す式II−1a〜II−1eの化合物群から選択される化合物を含む。
好ましい実施形態において、液晶媒体は、L21、L22、L23およびL24の全てがFを表す式II−2a〜II−2kの化合物群から選択される化合物を含む。
式II−2の特に好ましい化合物は以下の式の化合物であり、特に好ましい化合物は式II−2a−1および/またはII−2h−1および/またはII−2k−2の化合物である。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
式中、RおよびXは上で示される意味を有し、かつXは好ましくはFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1の化合物を含む。式III−1の化合物は、好ましくは、式III−1a〜III−1jの化合物から成る群、好ましくは式III−1c、III−1f、III−1gおよびIII−1jから選択される。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で与えられる意味を有し、好ましくは式中、パラメーターは上で示されるそれぞれの意味を有し、パラメーターL35およびL36は、互いにおよび他のパラメーターとは独立に、HまたはFを表し、パラメーターL35およびL36は、互いにおよび他のパラメーターとは独立に、HまたはFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1cの化合物で、好ましくは、式III−1c−1〜III−1c−5の化合物群、好ましくは式III−1c−1および/またはIII−1c−2の化合物群、最も好ましくは式III−1c−1の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、Rは上で示される意味を有する。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1fの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−1f−1〜III−1f−6の化合物群、好ましくは式III−1f−1および/またはIII−1f−2および/またはIII−1f−3および/またはIII−1f−6の化合物群、より好ましくは式III−1f−3および/またはIII−1f−6の化合物群、より好ましくは式III−1f−6の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、Rは上で示される意味を有する。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1gの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−1g−1〜III−1g−5の化合物群、好ましくは式III−1g−3の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、Rは上で示される意味を有する。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1hの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−1h−1〜III−1h−3の化合物群、好ましくは式III−1h−3の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で与えられる意味を有し、Xは好ましくはFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1iの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−1i−1およびIII−1i−2の化合物群、好ましくは式III−1i−2の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で与えられる意味を有し、Xは好ましくはFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−1jの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−1j−1およびIII−1j−2の化合物群、好ましくは式III−1j−1の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で与えられる意味を有する。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−2の化合物を含む。式III−2の化合物は、好ましくは、式III−2aおよびIII−2bの化合物群、好ましくは式III−2bの化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは上で示されるそれぞれの意味を有し、パラメーターL33およびL34は、互いにおよび他のパラメーターとは独立に、HまたはFを表す。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−2aの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−2a−1〜III−2a−6の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、Rは上で示される意味を有する。
液晶媒体は、好ましくは、1種類以上の式III−2bの化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式III−2b−1〜III−2b−4の化合物群、好ましくは式III−2b−4の化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、Rは上で示される意味を有する。
式III−1および/またはIII−2の化合物に代えるか加えて、本発明による媒体は、1種類以上の式III−3の化合物を含んでもよい。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式IIIにおいて上で示されるそれぞれの意味を有する。
これらの化合物は、好ましくは、式III−3aおよびIII−3bの化合物群から選択される。
Figure 2020055997
式中、Rは上で示される意味を有する。
本発明による液晶媒体は、好ましくは、式VI、VII、VIIIおよびIXの化合物群から好ましくは選択され、好ましくは−1.5〜3の範囲内の誘電異方性を有する誘電的に中性の1種類以上の化合物を含む。
本願においては、元素は全てそれらそれぞれの同位体を包含する。特に、化合物中の1個以上のHをDで置き換えてよく、これも実施形態によって特に好ましい。対応する化合物を対応して高度に重水素化することで、例えば、当該化合物の検出および認識が可能となる。これは、場合により、特に式Iの化合物の場合非常に有用である。
本願において、
アルキルは、特に好ましくは、直鎖状のアルキル、特に、CH−、C−、n−C−、n−C−またはn−C11−を表し、
アルケニルは、特に好ましくは、CH=CH−、E−CH−CH=CH−、CH=CH−CH−CH−、E−CH−CH=CH−CH−CH−またはE−(n−C)−CH=CH−を表す。
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、式VI−1およびVI−2の化合物群から選択される式VIの1種類以上の化合物、好ましくは式VI−1のそれぞれ1種類以上の化合物および式VI−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式VIにおいて上で与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
式VI−1において、
61およびR62は、それぞれ互いに独立に、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、好ましくは、エトキシ、ブトキシまたはペントキシ、より好ましくはエトキシまたはブトキシ、最も好ましくはブトキシを表し、
式VI−2において、
61は、好ましくは、ビニル、1−E−プロペニル、ブタ−4−エン−1−イル、ペンタ−1−エン−1−イルまたはペンタ−3−エン−1−イルおよびn−プロピルまたはn−ペンチルを表し、
62は、1〜7個のC原子、好ましくは2〜5個のC原子を有する非置換のアルキル基、または、好ましくは、1〜6個のC原子、特に好ましくは2個もしくは4個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、最も好ましくはエトキシ基を表す。
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、式VII−1〜VII−3の化合物群から選択される式VIIの1種類以上の化合物、好ましくは、式VII−1のそれぞれ1種類以上の化合物および式VII−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式VIIにおいて上で与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
71は、ビニル、1−E−プロペニル、ブタ−4−エン−1−イル、ペンタ−1−エン−1−イルまたはペンタ−3−エン−1−イル、n−プロピルまたはn−ペンチルを表し、
72は、1〜7個のC原子、好ましくは2〜5個のC原子を有する非置換のアルキル基、または、好ましくは、1〜6個のC原子、特に好ましくは2個もしくは4個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、最も好ましくはエトキシ基を表す。
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、以下の式の化合物群から選択される式VI−1の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、以下の式の化合物群から選択される式VI−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、以下の式の化合物群から選択される式VII−1の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、以下の式の化合物群から選択される式VII−2の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
式Iまたはその好ましいサブ式の化合物に加えて、本発明による媒体は、好ましくは、式VIおよびVIIの化合物群から選択される好ましくは誘電的に中性の1種類以上の化合物を、好ましくは、5%以上〜90%以下、好ましくは10%以上〜80%以下、特に好ましくは20%以上〜70%以下の範囲内の総濃度で含む。
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、それぞれの場合に、式VIII−1〜VIII−3の化合物群から選択される式VIIIの1種類以上の化合物、好ましくは、式VIII−1それぞれの1種類以上の化合物および/または式VIII−3の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式VIIIにおいて上で与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
81は、ビニル基、1−E−プロペニル、ブタ−4−エン−1−イル、ペンタ−1−エン−1−イルまたはペンタ−3−エン−1−イル、エチル、n−プロピルまたはn−ペンチル、アルキル、好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ペンチルを表し、
82は、1〜7個のC原子、好ましくは1〜5個のC原子を有する非置換のアルキル基、または1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基を表す。
式VIII−1およびVIII−2において、R82は、好ましくは、2個または4個のC原子を有するアルコキシ、最も好ましくはエトキシを表し、式VIII−3においては、好ましくは、アルキル、好ましくはメチル、エチルまたはn−プロピル、最も好ましくはメチルを表す。
更に好ましい実施形態において、媒体は、1種類以上の式IVの化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、
41は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、または2〜7個のC原子を有する非置換のアルケニル基を表し、好ましくはn−アルキル基、特に好ましくは2個、3個、4個または5個のC原子を有する基を表し、
42は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、2〜7個のC原子を有する非置換のアルケニル基、または1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基を表し、両者は好ましくは2〜5個のC原子を有し、非置換のアルケニル基は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原子を有し、より好ましくはビニル基または1−プロぺニル基、特にはビニル基を表す。
特に好ましい実施形態において、媒体は、式IV−1〜IV−4、好ましく式IV−1の化合物群から選択される1種類以上の式IVの化合物を含む。
Figure 2020055997
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およびalkenyl’は、互いに独立に、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。
特に好ましい実施形態において、本発明による媒体は、1種類以上の式IV−1の化合物および/または1種類以上の式IV−2の化合物を含む。
更に好ましい実施形態において、媒体は、1種類以上の式Vの化合物を含む。
本発明による媒体は、好ましくは、以下の化合物を以下に示す総濃度で含む:
・式Tの化合物群から選択される1種類以上の化合物を0〜60重量%、および
・式Iの化合物群から選択される1種類以上の化合物を0〜60重量%、好ましくは1〜60重量%、および/または
・式II、好ましくは式II−1およびII−2の化合物群から選択される1種類以上の化合物を5〜60重量%、および/または
・式IIIの1種類以上の化合物を5〜25重量%、および/または
・式IVの1種類以上の化合物を5〜45重量%、および/または
・式Vの1種類以上の化合物を5〜25重量%、および/または
・式VIの1種類以上の化合物を5〜25重量%、および/または
・式VIIの1種類以上の化合物を5〜20重量%、および/または
・好ましくは式VIII−1およびVIII−2の化合物群から選択される式VIIIの1種類以上の化合物を5〜30重量%、および/または
・式IXの1種類以上の化合物を0〜60重量%。
ただし、媒体中に存在する式TおよびI〜IXの全ての化合物の総含有量は、好ましくは95%以上、より好ましくは100%である。
後者の条件は、本出願による全ての媒体に好ましい。
更に好ましい実施形態において、本発明による媒体は、式Tもしくはその好ましいサブ式、および/または式Iもしくはその好ましいサブ式の化合物に加え、ならびに式VIおよび/またはVIIおよび/またはVIIIおよび/またはIXの化合物に加え、好ましくは、式IVおよびVの化合物群から選択される好ましくは誘電的に中性の1種類以上の化合物を、好ましくは5%以上〜90%以下、好ましくは10%以上〜80%以下、特に好ましくは20%以上〜70%以下の範囲内の総濃度で含む。
本発明による媒体は、特に好ましい実施形態において、
・式IIの1種類以上の化合物を、5%以上〜50%以下の範囲内、好ましくは10%以上〜40%以下の範囲内の総濃度で、および/または
・式VII−1の1種類以上の化合物を、5%以上〜30%以下の範囲内の総濃度で、および/または
・式VII−2の1種類以上の化合物を、3%以上〜30%以下の範囲内の総濃度で含む。
好ましくは、本発明による媒体における式Tの化合物の濃度は、1%以上〜60%以下、より好ましくは5%以上〜40%以下、最も好ましくは8%以上〜35%以下の範囲内である。
好ましくは、式Iの化合物、好ましくは式I−1〜I−4、好ましくは式I−3および/またはI−4および/またはジベンゾフェノン部分構造を含むIの群から選択される化合物の濃度は、存在するのであれば、本発明による媒体中、1%以上〜60%以下、より好ましくは5%以上〜40%以下、最も好ましくは8%以上〜35%以下の範囲内である。
本発明の好ましい実施形態において、媒体は、ジベンゾフェノン部分構造を含む式Iの1種類以上の化合物、好ましくは式I−S−1およびI−S−2の群から選択される化合物と、式Iの1種類以上の化合物、好ましくは式I−1〜I−4、好ましくは式I−3および/またはI−4の群から好ましくは選択される化合物とを含む。
好ましくは、ジベンゾフェノン部分構造を含む式Iの化合物の本発明による媒体中の濃度は、1%以上〜60%以下、より好ましくは5%以上〜40%以下、最も好ましくは8%以上〜35%以下の範囲内である。
本発明の好ましい実施形態において、媒体中の式IIの化合物の濃度は、3%以上〜60%以下、より好ましくは5%以上〜55%以下、より好ましくは10%以上〜50%以下、最も好ましくは15%以上〜45%以下の範囲内である。
本発明の好ましい実施形態において、媒体中の式VIIの化合物の濃度は、2%以上〜50%以下、より好ましくは5%以上〜40%以下、より好ましくは10%以上〜35%以下、最も好ましくは15%以上〜30%以下の範囲内である。
本発明の好ましい実施形態において、媒体中の式VII−1の化合物の濃度は、1%以上〜40%以下、より好ましくは2%以上〜35%以下、あるいは15%以上〜25%以下の範囲内である。
本発明の好ましい実施形態において、媒体中の式VII−2の化合物の濃度は、存在しているのであれば、1%以上〜40%以下、より好ましくは5%以上〜35%以下、最も好ましくは10%以上〜30%以下の範囲内である。
本発明はまた、本発明による液晶媒体を含有する電気光学的ディスプレイまたは電気光学的部品にも関する。VA、ECB、IPSまたはFFS効果に基づき、好ましくは、VA、IPSまたはFFS効果に基づく電気光学的ディスプレイで、特に、アクティブ・マトリクス・アドレス装置でアドレスされるものが好ましい。
よって同様に、本発明は、電気光学的ディスプレイまたは電気光学的部品における本発明による液晶媒体の使用に関し、更に、1種類以上の式Iの化合物を、1種類以上の式IIの化合物、好ましくは1種類以上の式II−1および/もしくはII−2の化合物、ならびに/または1種類以上の式VIIの化合物、好ましくは1種類以上の式VII−1および/もしくはVII−2の化合物、特に好ましくは、式II−1、II−2、VII−1およびVII−2の2つ以上、好ましくは3つ以上の異なる式から、非常に好ましくは、これら4つ全ての式からの1種類以上の化合物と、好ましくは式IVおよびVの化合物群から選択される1種類以上の更なる化合物、より好ましくは式IVおよび式Vの両方の1種類以上の化合物と混合することを特徴とする本発明による液晶媒体を調製する方法に関する。
更に好ましい実施形態において、媒体は、式IV−2およびIV−3の化合物群から選択される式IVの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
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、
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。
更に好ましい実施形態において、媒体は、式V−1およびV−2、好ましくは式V−1の化合物群から選択される式Vの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式Vにおいて上で与えられる意味を有し、好ましくは、
51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、
52は、1〜7個のC原子を有するアルキル、2〜7個のC原子を有するアルケニル、または1〜6個のC原子を有するアルコキシ、好ましくはアルキルまたはアルケニル、特に好ましくはアルキルを表す。
更に好ましい実施形態において、媒体は、式V−1aおよびV−1bの化合物群から選択される式V−1の1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
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、2〜7個のC原子を有し、好ましくは2〜5個のC原子を有するアルケニルを表す。
加えて、本発明は、1種類以上の式IIの化合物を含み、任意で、式VII−1およびVII−2の化合物群から選択される1種類以上の化合物および/または1種類以上の式IVの化合物および/または1種類以上の式Vの化合物を含んでもよい液晶媒体の波長分散性を低減する方法であって、1種類以上の式Iの化合物を媒体において使用することを特徴とする方法に関する。
式I〜Vの化合物に加え、他の構成成分も、例えば、混合物全体の45%まで、しかし好ましくは35%まで、特に10%までの量で存在してよい。
本発明による媒体はまた、誘電的に正の成分を含んでもよく、その合計濃度は全媒体に基づき好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下である。
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、混合物全体に基づき総量で、
・1%以上〜50%以下、好ましくは2%以上〜35%以下、特に好ましくは3%以上〜25%以下の式Tの化合物と
・1%以上〜20%以下、好ましくは2%以上〜15%以下、特に好ましくは3%以上〜12%以下の式Iの化合物と
・1%以上〜50%以下、好ましくは2%以上〜35%以下、特に好ましくは3%以上〜25%以下のジベンゾフェノン部分構造を含む式Iの化合物と
・20%以上〜50%以下、好ましくは25%以上〜45%以下、特に好ましくは30%以上〜40%以下の式IIおよび/またはIIIの化合物と、
・0%以上〜35%以下、好ましくは2%以上〜30%以下、特に好ましくは3%以上〜25%以下の式IVおよび/またはVの化合物と、
・5%以上〜50%以下、10%以上〜45%以下、好ましくは15%以上〜40%以下の式VIおよび/またはVIIおよび/またはVIIIおよび/またはIXの化合物
を含む。
本発明による液晶媒体は、1種類以上のキラル化合物を含んでもよい。
本発明の特に好ましい実施形態は、以下の1つ以上の条件を満たし、
ここで、頭字語(略語)は、表A〜Cにおいて説明され、表Dに例示されている。
本発明の好ましい実施形態において、式Tの化合物は、それ自体好ましく、かつ液晶媒体中で好ましく使用されるが、以下から選択される1個以上の環、好ましくは1個の環:
Figure 2020055997
から選択され、好ましくは、
Figure 2020055997
から選択され、最も好ましくは
Figure 2020055997
を含む。
好ましくは、本発明による媒体は、以下の1つ以上の条件を満たす。
i)液晶媒体は、0.060以上、特に好ましく0.070以上の複屈折を有する。
ii)液晶媒体は、0.200以下、特に好ましくは0.180以下の複屈折を有する。
iii)液晶媒体は、0.090以上〜0.120以下の範囲内の複屈折を有する。
iv)液晶媒体は、1種類以上の式Tの化合物、好ましくは式CCS−n−T、CLS−n−T、CGS−n−T、CUS−n−T、CYS−n−TおよびLGS−n−Tの化合物群から選択されるものを含む。
v)液晶媒体は、1種類以上の式I−4の特に好ましい化合物を含む。
vi)混合物全体における式IVの化合物の総濃度は25%以上、好ましくは30%以上であり、好ましくは25%以上〜49%以下の範囲内、特に好ましくは29%以上〜47%以下の範囲内、非常に特に好ましくは37%以上〜44%以下の範囲内である。
vii)液晶媒体は、CC−n−Vおよび/またはCC−n−Vmおよび/またはCC−V−Vおよび/またはCC−V−Vnおよび/またはCC−nV−Vnの化合物群から選択される1種類以上の式IVの化合物、特に好ましくはCC−3−Vの化合物を、好ましくは60%以下まで、特に好ましくは50%以下までの濃度で含み、任意で追加的に、CC−3−V1を好ましくは15%以下までの濃度で、および/またはCC−4−Vを好ましくは24%以下まで、特に好ましくは30%以下までの濃度で含んでよい。
viii)媒体は、式CC−n−V、好ましくはCC−3−Vの化合物を、好ましくは1%以上〜60%以下の濃度で、より好ましくは3%以上〜35%以下の濃度で含む。
混合物全体における式CC−3−Vの化合物の総濃度は、好ましくは、15%以下、好ましくは10%以下であるか、または20%以上、好ましくは25%以上である。
ix)混合物全体における式Y−nO−Omの化合物の総濃度は、2%以上〜30%以下、好ましくは5%以上〜15%以下である。
x)混合物全体における式CY−n−Omの化合物の総濃度は、5%以上〜60%以下、好ましくは15%以上〜45%以下である。
xi)混合物全体における式CCY−n−Omおよび/またはCCY−n−m、好ましくはCCY−n−Omの化合物の総濃度は、5%以上〜40%以下、好ましくは1%以上〜25%以下である。
xii)混合物全体における式CLY−n−Omの化合物の総濃度は、5%以上〜40%以下、好ましくは10%以上〜30%以下である。
xiii)液晶媒体は、式IV、好ましくは式IV−1および/またはIV−2の1種類以上の化合物を、好ましくは1%以上、特に2%以上、非常に特に好ましくは3%以上〜50%以下、好ましくは35%以下の総濃度で含む。
xiv)液晶媒体は、式V、好ましくは式V−1および/またはV−2の1種類以上の化合物を、好ましくは1%以上、特に2%以上、非常に特に好ましくは15%以上〜35%以下、好ましくは30%以下の総濃度で含む。
xv)混合物全体における式CCP−V−n、好ましくはCCP−V−1の化合物の総濃度は、好ましくは5%以上〜30%以下、好ましくは15%以上〜25%以下である。
xvi)混合物全体における式CCP−V2−n、好ましくはCCP−V2−1の化合物の総濃度は、好ましくは、1%以上〜15%以下、好ましくは2%以上〜10%以下である。
本発明は、更に、VA、ECB、IPS、FFSまたはUB−FFS効果に基づくアクティブ・マトリクス・アドレスを有する電気光学的ディスプレイであって、本発明による液晶媒体を誘電体として含有することを特徴とする電気光学的ディスプレイに関する。
液晶混合物は、好ましくは、少なくとも70℃の温度幅を有するネマチック相範囲を有する。
回転粘度γは、好ましくは200mPa・秒以下、好ましくは150mPa・秒以下、特に120mPa・秒以下である。
本発明による混合物は、例えばSG−FFS(super grip FFS、スーパーグリップFFS)などの誘電的に正の液晶媒体を使用する全てのIPSおよびFFS−TFT用途に適している。
本発明による液晶媒体は、好ましくは実質的に完全に、4〜18種類、特に5〜15種類、特に好ましくは12種類以下の化合物から成る。これらは、好ましくは、式S、I、II、III、IV、V、VI、VII、VIIIおよびIXの化合物群から選択される。
本発明による液晶媒体は、18種類より多くの化合物も含んでよい。この場合、媒体は、好ましくは、18〜25種類の化合物を含む。
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、シアノ基を含まない化合物から大部分が成り、好ましくは本質的に成り、最も好ましくは実質的に完全に成る。
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、式T、I、IIおよびIII、IVおよびVならびにVI〜IXの化合物群から選択される化合物を含み、該化合物は、好ましくは、式T(好ましくはT−1およびT−2から選択される)、I(好ましくはI−1、I−2、I−3およびI−4、ジベンゾフェノン部分構造を含むIから選択され、ここで後者は好ましくはI−S−1、I−S−2、I−S0から選択され、好ましくはS0−1およびI−S0−2から選択される)、II(好ましくはII−1およびII−2から選択される)、III(好ましくはIII−1およびIII−2から選択される)、IV、V、VII(好ましくはVII−1およびVII−2から選択される)、VIIIおよびIXの化合物群から選択され;媒体は、該式の化合物から好ましくは大部分が成り、特に好ましくは本質的に成り、非常に特に好ましくは実質的に完全に成る。
本発明による液晶媒体は、好ましくは、それぞれの場合で、少なくとも−10℃以下〜70℃以上、特に好ましくは−20℃以下〜80℃以上、非常に特に好ましくは−30℃以下〜85℃以上、最も好ましくは−40℃以下〜90℃以上のネマチック相を有する。
本明細書において、表現「ネマチック相を有する」は、一方で、対応する温度における低温においてスメクチック相および結晶化が確認されず、他方で、ネマチック相から加熱しても依然として透明化が起きないことを意味する。低温における検討は対応する温度において流動粘度計中で行なわれ、電気光学的な用途に対応する層厚を有する試験用セル中で少なくとも100時間保存して確認する。対応する試験用セル中で−20℃の温度における保存安定性が1000時間以上の場合、媒体はこの温度において安定であるとする。−30℃および−40℃の温度において、対応する時間は、それぞれ500時間および250時間である。高温においては、毛細管中で従来法によって透明点を測定する。
好ましい実施形態にいて、本発明による液晶媒体は、中程度〜低い範囲の光学異方性の値で特徴付けられる。複屈折値は、好ましくは0.075以上〜0.130以下の範囲内、特に好ましくは0.085以上〜0.120以下の範囲内、非常に特に好ましくは0.090以上〜0.115以下の範囲内である。
この実施形態において、本発明による液晶媒体は、正の誘電異方性および比較的高い誘電異方性Δεの絶対値を有し、Δεは、0.5以上、好ましくは1.0以上、より好ましくは2.0以上〜20以下、より好ましくは15以下で、より好ましくは3.0以上〜10以下、特に好ましくは4.0以上〜9.0以下、非常に特に好ましくは4.5以上〜8.0以下の範囲内である。
本発明による液晶媒体は、好ましくは、1.0V以上〜2.7V以下、好ましくは1.2V以上〜2.5V以下、特に好ましくは1.3V以上〜2.2V以下の範囲内の比較的低い値の閾電圧(V)を有する。
更に好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、好ましくは、比較的高い値の平均誘電定数(εav.≡(ε+2ε)/3)を有し、該値は、好ましくは、4.0以上〜25.0以下、好ましくは5.0以上〜20.0以下、より更に好ましくは6.0以上〜19.0以下、特に好ましくは10.0以上〜18.0以下、非常に特に好ましくは9.0以上〜16.5以下の範囲内である。
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VHRを有する。
20℃で新たにセル充填したセルにおいて、これらのVHR値は95%より大きいか等しく、好ましくは97%より大きいか等しく、特に好ましくは98%より大きいか等しく、非常に特に好ましくは99%より大きいか等しく、100℃においてセル中でオーブン内5分後では、VHRは90%より大きいか等しく、好ましくは93%より大きいか等しく、特に好ましくは96%より大きいか等しく、非常に特に好ましくは98%より大きいか等しい。
ここで一般に、アドレス電圧または閾電圧が低い液晶媒体は、アドレス電圧または閾電圧がより高い液晶媒体よりも低いVHRを有し、その逆も同様である。また、個々の物理的特性のこれらの好ましい値は、好ましくはそれぞれの場合で、本発明による媒体により互いの組み合わせで維持される。
本願において、用語「化合物」は「化合物(1種類または多種類)」とも記載し、特に他に明記しない限り、1種類の化合物および多種類の化合物の両者を意味する。
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、
・式Sの1種類以上の化合物、および
・式Iの1種類以上の化合物、および/または
・式IIの、好ましくは式PUQU−n−F、CDUQU−n−F、APUQU−n−FおよびPGUQU−n−Fの1種類以上の化合物、および/または、
・式IIIの、好ましくは式CCP−n−OT、CLP−n−T、CGG−n−FおよびCGG−n−ODの1種類以上の化合物、および/または、
・式IVの、好ましくは式CC−n−V、CC−n−Vm、CC−n−mおよびCC−V−Vの1種類以上の化合物、および/または、
・式Vの、好ましくは式CCP−n−m、CCP−V−n、CCP−V2−n、CLP−V−n、CCVC−n−VおよびCGP−n−nの1種類以上の化合物、および/または、
・式VIの、好ましくは式Y−n−Om、Y−nO−Omおよび/またはCY−n−Omの1種類以上の化合物で、式Y−3−O1、Y−4O−O4、CY−3−O2、CY−3−O4、CY−5−O2およびCY−5−O4の化合物群から選択されるもの、および/または、
・任意成分として、好ましくは必須成分として、式VII−1の1種類以上の化合物、好ましくは式CCY−n−mおよびCCY−n−Om、好ましくは式CCY−n−Omの化合物群から選択されるもの、好ましくは式CCY−3−O2、CCY−2−O2、CCY−3−O1、CCY−3−O3、CCY−4−O2、CCY−3−O2およびCCY−5−O2の化合物群から選択されるもの、および/または、
・任意成分として、好ましくは必須成分として、式VII−2、好ましくは式CLY−n−Omの1種類以上の化合物、好ましくは式CLY−2−O4、CLY−3−O2、CLY−3−O3の化合物群から選択されるもの、および/または、
・式VIIIの、好ましくは式CZY−n−OnおよびCCOY−n−mの1種類以上の化合物、および/または、
・式IXの、好ましくは式PYP−n−mの1種類以上の化合物、および/または、
・任意成分として、好ましくは必須成分として、1種類以上の式IVの化合物、好ましくは式CC−n−V、CC−n−VmおよびCC−nV−Vm、好ましくはCC−3−V、CC−3−V1、CC−4−V、CC−5−VおよびCC−V−Vの化合物群から選択されるもの、特に好ましくはCC−3−V、CC−3−V1、CC−4−VおよびCC−V−Vの化合物群から選択されるもの、非常に特に好ましくは化合物CC−3−V、ならびに任意成分として追加的に、式CC−4−Vおよび/またはCC−3−V1および/またはCC−V−V、および/または、
・任意成分として、好ましくは必須成分として、式Vの、好ましくは式CCP−V−1および/またはCCP−V2−1の1種類以上の化合物
を含む。
本発明の特定の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、1種類以上の式IXの化合物を含む。
式IXの化合物は、特にp=q=1であり、環Aが1,4−フェニレンの場合、液晶混合物における安定剤としても非常に適している。特に、式IXの化合物は、UV曝露に対する混合物のVHRを安定化する。
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、式IX−1〜IX−4、非常に特に好ましくは式IX−1〜IX−3の化合物群から選択される1種類以上の式IXの化合物を含む。
Figure 2020055997
式中、パラメーターは式IXで与えられる意味を有する。
更に好ましい実施形態において、媒体は、式IX−3、好ましくは式IX−3−aの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
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す。
本願による液晶媒体中で式IXの化合物を使用する場合、式IXの化合物は、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、最も好ましくは5%以下の濃度で存在し、式IXの個々の同属化合物はそれぞれ好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下の濃度で存在する。
本発明においては個々の場合で他に示さない限り、組成物の構成成分の特定に関連して以下の定義を適用する。
・「含む」:組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは5%以上、特に好ましくは10%以上、非常に特に好ましくは20%以上である。
・「大部分が成る」:組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは50%以上、特に好ましくは55%以上、非常に特に好ましくは60%以上である。
・「本質的に成る」:組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上、非常に特に好ましくは95%以上である。
・「実質的に完全に成る」:組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上、非常に特に好ましくは100.0%である。
以上の定義は、組成物の成分および化合物であり得る構成成分を有する組成物としての媒体と、またそれらの構成成分および化合物を有する成分との両者に適用する。媒体全体に対する個々の化合物の濃度に関する限り、用語「含む」は、対象となる化合物の濃度が、好ましくは1%以上、特に好ましくは2%以上、非常に特に好ましくは4%以上であることを意味する。
本発明において、「≦」は未満または等しいこと、好ましくは未満を意味し、「≧」はより大きいか等しいこと、好ましくは大きいことを意味する。
本発明において、
Figure 2020055997
は、トランス−1,4−シクロヘキシレンを表し、
Figure 2020055997
は、1,4−シクロヘキシレン、好ましくはトランス−1,4−シクロヘキシレンを表し、
Figure 2020055997
は、1,4−フェニレンを表す。
本発明において、表現「誘電的に正の化合物」はΔε>1.5である化合物を意味し、表現「誘電的に中性の化合物」は一般に−1.5≦Δε≦1.5である化合物を意味し、表現「誘電的に負の化合物」はΔε<−1.5である化合物を意味する。化合物の誘電異方性は、本明細書においては、液晶ホストに10%の化合物を溶解し、それぞれの場合で、セル厚20μm、ホメオトロピック表面配向およびホモジニアス表面配向を有する少なくとも1個の試験用セル中で20℃の温度および1kHzの周波数において得られた混合物の容量を決定することにより決定する。測定電圧は典型的には1.0Vであるが、検討されるそれぞれの液晶混合物の容量閾値よりも常に低くくする。
誘電的に正および誘電的に中性の化合物に使用されるホスト混合物はZLI−4792で、誘電的に負の化合物に使用されるホスト混合物はZLI−2857であり、両者ともドイツ国メルク社製である。検討されるそれぞれの化合物の値は、検討される化合物を添加した後のホスト混合物の誘電定数の変化から得られ、用いられる化合物を100%に外挿する。検討される化合物を10%の量でホスト混合物中に溶解する。この目的にとって物質の溶解度が低すぎる場合は、所望の温度で検討が行えるまで段階的に濃度を半減する。
本発明による液晶媒体はまた、必要に応じて、例えば、安定剤および/または多色性、例えば二色性色素および/またはキラルドーパントなどの更なる添加剤を通常の量で含んでよい。これらの用いられる添加剤の量は、混合物全体の量に基づいて好ましくは総量で、0%以上〜10%以下、特に好ましくは0.1%以上〜6%以下である。用いられる個々の化合物の濃度は、好ましくは0.1%以上〜3%以下である。これらおよび同様の添加剤の濃度は、液晶媒体中の液晶化合物の濃度および濃度範囲を特定する際には一般に考慮しない。
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体はポリマー前駆体を含み、該ポリマー前駆体は、1種類以上の反応性化合物、好ましくは反応性メソゲンと、必要に応じて例えば重合開始剤および/または重合減速剤などの更なる添加剤を、通常の量で含む。これらの用いられる添加剤の量は、混合物全体の量に基づいて好ましくは総量で、0%以上〜10%以下、特に好ましくは0.1%以上〜2%以下である。これらおよび同様の添加剤の濃度は、液晶媒体中の液晶化合物の濃度および濃度範囲を特定する際には一般に考慮しない。
組成物は多種類の化合物、好ましくは3種類以上〜30種類以下、特に好ましくは6種類以上〜20種類以下、非常に特に好ましくは10種類以上〜16種類以下の化合物から成り、これらの化合物は従来法で混合される。一般に、より少量で使用される成分の所望の量を、混合物の主な構成成分を構成する成分に溶解する。これは有利には昇温して行われる。選択された温度が主な構成成分の透明点より上の場合、溶解操作の完了を観察することは特に簡単である。しかしながら、例えばプレ混合物を使用するか所謂「マルチ・ボトル・システム」からの他の従来法でも液晶混合物を調製することが可能である。
本発明による混合物は、65℃以上の透明点を有する非常に広いネマチック相範囲、非常に好ましい値の容量閾値および比較的高い値の電圧保持率(VHR;voltage holding ratio)と、同時に−30℃および−40℃における非常に良好な低温安定性を示す。更に、本発明による混合物は、低い回転粘度γで区別される。
VA、IPS、FFSまたはPALCディスプレイにおいて使用するための本発明による媒体はまた、例えば、H、N、O、ClまたはFが対応する同位体に置き換えられた化合物も含んでよいことは当業者に言うまでもない。
本発明による液晶ディスプレイの構造は、例えば、欧州特許出願公開第0 240 379号公報に記載されるとおりの通常の構成に対応する。
本発明による液晶相は、適切な添加剤によって、今日までに開示された任意のタイプのディスプレイ、例えば、IPSおよびFFS LCDディスプレイにおいて用いることができるよう改変できる。
下の表Eに、本発明による混合物に添加することが可能なドーパントの候補を示す。混合物が1種類以上のドーパントを含む場合、ドーパントは0.01%〜4%、好ましくは0.1%〜1.0%の量で用いる。
本発明による混合物に好ましくは0.01%〜6%、特には0.1%〜3%の量で添加することができる安定剤を下の表Fに示す。
本発明の目的において、他に明らかに記さない限り全ての濃度は重量%で示され、他に明らかに示さない限り対応する混合物全体またはそれぞれの混合物成分全体に関する。この文意において、用語「混合物」は液晶媒体を表す。
他に明らかに示さない限り、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)などの本願で示される全ての温度の値は摂氏度(℃)で示され、全ての温度差はそれぞれ差異度(°または度)で示される。
本発明において、他に明示的に示さない限り、用語「閾電圧」は、フレデリクス閾値としても既知の容量閾値(V)に関する。
それぞれの場合に他に明示的に示さない限り、全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals、Physical Properties of Liquid Crystals」、1997年11月刊、ドイツ国メルク社に従って決定されまたは決定されたものであり、20℃の温度が適用され、Δnは、436nm、589nmおよび633nmで決定され、Δεは1kHzで決定される。
電気光学的特性、例えば閾電圧(V)(容量的測定)は、スイッチ挙動と同様に、メルク・ジャパンで製造された試験用セル中で決定される。測定用セルはソーダ石灰ガラス基板を有し、ポリイミド配向層(SE−1211および希釈剤**26(混合比1:1)いずれも日本国日産化学社製)を有するECBまたはVA構成で構築されており、配向層は互いに直交してラビングされており、液晶がホメオトロピック配向となる効果を生じる。透過の実質的に正方形のITO電極の表面積は、1cmである。
他に示さない限り、使用する液晶混合物にキラルドーパントは添加しないが、このタイプのドーピングが必要な用途にも、この液晶混合物は特に適している。
回転粘度は回転永久磁石法を使用して決定し、流動粘度は改良ウベローデ粘度計中で決定する。液晶混合物ZLI−2293、ZLI−4792およびMLC−6608は全てドイツ国メルク社の製品で、20℃で決定した回転粘度の値は、それぞれ161mPa・s、133mPa・sおよび186mPa・sで、流動粘度(ν)は、それぞれ21mm・s−1、14mm・s−1および27mm・s−1である。
実用的目的のために、材料の屈折率の分散性は、従来、次のとおり特徴付けられ、他に明示的に述べない限り、本出願を通じてこれを使用する。複屈折の値は20℃の温度で幾つかの固定波長において、プリズムの材料と接触する側にホメオトロピック配向表面を有する改良アッベ屈折計を使用して決定する。複屈折の値は、特定の値の波長436nm(低圧水銀ランプのそれぞれ選択されたスペクトル線)、589nm(ナトリウムD線)および633nm(He−Neレーザー)に、観察者の目の損傷を防止するために減衰器/拡散器を組み合わせて使用し決定する。以下の表で、Δnは589nmで与えられ、Δ(Δn)は、Δ(Δn)=Δn(436nm)−Δn(633nm)で与えられる。
他に明記しない限り、以下の記号を使用する:
20℃における容量閾電圧[V]
20℃および589nmにおける異常屈折率
20℃および589nmにおける通常屈折率
Δn 20℃および589nmにおける光学的異方性
λ 波長λ[nm]
Δn(λ) 20℃および波長λで測定された光学的異方性
Δ(Δn) 以下のとおり定義される光学的異方性の変化
Δn(20℃、436nm)−Δn(20℃、633nm)
Δ(Δn) 以下のとおり定義される「光学的異方性の相対変化」
Δ(Δn)/Δn(20℃、589nm)
ε 20℃および1kHzにおけるダイレクターに垂直な誘電率
ε 20℃および1kHzにおけるダイレクターに平行な誘電率
Δε 20℃および1kHzにおける誘電異方性
T(N,I)またはcl.p. 透明点[℃]
ν 20℃で測定される流動粘度[mm・s−1
γ 20℃で測定される回転粘度[mPa・s]
11 20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数[pN]
22 20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]
33 20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]
LTS 試験用セルにおいて決定される相の低温安定性
VHR 電圧保持率(voltage holding ratio)
ΔVHR 電圧保持率の低下
rel VHRの比安定性
以下の例は、本発明を制限することなく説明する。しかしながら、以下の例は当業者に、好ましく用いられる化合物、それらそれぞれの濃度およびそれらの互いの組合せと共に好ましい混合の考え方を示す。加えて、以下の例は、実現可能な特性および特性の組合せを例示する。
本発明および以下の例において液晶化合物の構造は頭文字で示され、化学式への変換は下の表A〜Cに従って行う。全ての基C2n+1、C2m+1およびC2l+1またはC2n、C2mおよびC2lは、それぞれn、mおよびl個のC原子を有する直鎖状のアルキル基またはアルケニル基である。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は化合物の核構造の環要素のためのコードを示し、表Bには架橋基が列記されており、表Cには、分子の左側または右側の末端基のためのコードの意味が列記されている。頭文字は、任意に存在する連結基と共に環要素のコードと、それに続く第1のハイフンおよび左側の末端基のコード、ならびに第2のハイフンおよび右側の末端基のコードから成る。表Dには、それらのそれぞれの略号と共に化合物の例示的構造が示されている。
<表A:環要素>
Figure 2020055997
Figure 2020055997
<表B:架橋単位>
Figure 2020055997
<表C:末端基>
Figure 2020055997
式中、nおよびmはそれぞれ整数を表し、3つの点「...」は、この表からの他の略号のためのスペースである。
式Iの化合物に加えて本発明による混合物は好ましくは、以下に述べる1種類以上の化合物を含む。
以下の略号を使用する:
(n、mおよびlは、それぞれ互いに独立に、整数、好ましくは1〜6であり、また、lは0も可能で、好ましくは0または2である。)
<表D>
例示的な好ましく使用される式Tの化合物
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
チオフェン環を含む追加的な化合物
Figure 2020055997
例示的な好ましい高いεを有するジベンゾフェノンを含む式Iの化合物
Figure 2020055997
例示的な好ましい高いεを有する式I−S−01の化合物
Figure 2020055997
例示的な好ましい高いεを有する式I−S−02の化合物
Figure 2020055997
例示的な好ましい高いεを有する式Iの化合物
Figure 2020055997
Figure 2020055997
、さらに、
Figure 2020055997
Figure 2020055997
例示的な好ましい誘電的に正の化合物
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
例示的な好ましい誘電的に中性の化合物
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
例示的な好ましい誘電的に負の化合物
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
表Eに、本発明による混合物において好ましく用いられるキラルドーパントを示す。
<表E>
Figure 2020055997
Figure 2020055997
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、表Eの化合物群から選択される1種類以上の化合物を含む。
表Fに、式Iの化合物に加えて本発明による混合物において好ましく用いることができる安定剤を示す。表Fにおいて、パラメーターnは1〜12の範囲内の整数を表す。特に以下に示すフェノール誘導体は抗酸化剤として作用するため、追加の安定剤として用いることができる。
<表F>
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、表Fの化合物群から選択される1種類以上の化合物、特に以下の2つの式の化合物群から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020055997
下の例は、本発明を一切制限することなく本発明を説明する。しかしながら物理的特性は、当業者に実現可能な特性およびそれらを改変できる範囲を明確にする。よって、特に、好ましくは達成可能な各種特性の組み合わせが、当業者のために十分規定される。
以下の略語を本出願の合成例に使用する。
BuLi n−ブチルリチウム
MTBエーテル tert−ブチルメチルエーテル
THF テトラヒドロフラン、および
dist. 蒸留
<合成例1(PUS−3−T)>
2−[2,6−ジフルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−5−(トリフルオロ−メチル)チオフェンの合成
Figure 2020055997
工程1.1:1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン
Figure 2020055997
(4−プロピルフェニル)ボロン酸(1)(7.0g、42mmol)、1−ブロモ−3,5−ジフルオロ−ベンゼン(2)(8.1g、40mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)−パラジウム(0)(50mg、0.87μmol)およびトリス−(o−トリル)ホスフィン(130mg、42μmol)のアセトン(120mL)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いて水酸化ナトリウム溶液(2N、42mL、84mmol)を滴下する。反応混合物を還流温度で2時間加熱する。次いで周囲温度に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製して、1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン(3)を無色の油状物として得る。
工程1.2:2−ブロモ−1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン
Figure 2020055997
BuLi(26.0mL、n−ヘキサン中15%、41mmol)を、1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン(3)(8.3g、35mmol)のTHF(60mL)中の溶液に−70℃で窒素雰囲気下、ゆっくり添加する。反応混合物を−70℃で1時間撹拌する。次いで臭素(6.5g、40mmol)を−70℃でシリンジを介してゆっくり添加する。反応混合物を30分後に室温まで温める。亜硫酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止させる。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製して、2−ブロモ−1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン(4)を無色の油状物として得る。
工程1.3:[2,6−ジフルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−5−(トリフルオロメチル)チオフェンの合成
Figure 2020055997
2−ブロモ−1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン(4)(2.3g、7.4mmol)、炭酸カリウム(1.7g、12mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)−ジパラジウム(0)(35mg、38μmol)およびCataCXium A(25mg、69μmol)のTHF(40ml)および蒸留水(8ml)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いてTHF(10mL)中の[5−(トリフルオロメチル)−2−チエニル]ボロン酸(5)の溶液(CAS 958451−91−7)(1.5g、7.7mmol)を添加する。反応混合物を還流温度で90分間加熱する。次に、室温に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製する。続いてイソプロピルアルコールおよびヘプタンから粗生成物を再結晶すると、2−[2,6−ジフルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−5−(トリフルオロメチル)チオフェン(6)の無色結晶が得られる。
化合物(6)は以下の相特性を有する:
K 39℃ SmA 137℃ I。
<合成例2(PUS−3−F)>
2−[2,6−ジフルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−5−フルオロ−チオフェンの合成
Figure 2020055997
工程2.1:2−[2,6−ジフルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−5−フルオロ−チオフェン
Figure 2020055997
2−ブロモ−1,3−ジフルオロ−5−(4−プロピルフェニル)ベンゼン(4)(5.3g、17mmol)、炭酸カリウム(3.5g、25mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)−ジパラジウム(0)(80mg、87μmol)およびCataCXium A(55mg、153μmol)のTHF(80mL)および蒸留水(18mL)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いて2−(5−フルオロ−2−チエニル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3−ジオキサボロラン(7)(4.1g、18mmol)のTHF(20ml)中の溶液を滴下する。反応混合物を還流温度で2時間加熱する。次に周囲温度に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製する。続いてイソプロピルアルコールおよびヘプタンから粗生成物を再結晶すると、2−[2,6−ジフルオロ−4−(4−プロピルフェニル)フェニル]−5−フルオロ−チオフェン(8)の無色の結晶が得られる。
化合物(8)は以下の相特性を有する:
K 67℃ S 76℃ N 102℃ I。
<合成例C−1(LB(S)−3−OT)>
4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェンの合成:
Figure 2020055997
Figure 2020055997
工程C−1.1:3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−オール
Figure 2020055997
6−ブロモ−2−フルオロ−3−トリフルオロメトキシフェノール(2、CAS 1805580−01−1)(68.0g、0.25mol)、炭酸カリウム(50.0g、0.36mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)−ジパラジウム(0)(1.2g、1.25mmol)およびCataCXium A(1.4g、3.71mmol)のTHF(500mL)および蒸留水(100mL)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いて2,3−ジフルオロ−4−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)フェニルボロン酸(1、CAS 947607−78−5)(70.6g、0.25mol)のTHF(200mL)中の溶液を滴下する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。本出願を通して他に明示的に述べない限り、室温と周囲温度は同義的に使用され、約20℃の温度、典型的には(20±1)℃を表す。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒1−クロロブタン/ヘプタン1:1)により精製する。3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−オール(3)を褐色固体として単離する。
工程C−1.2:トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−イルエステル
Figure 2020055997
トリフルオロメタンスルホン酸無水物(31mL、0.19mol)を、3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−オール(3)(66g、0.15mol)、TEA(32mL、0.23mol)およびDMAP(560mg、4.58mmol)のジクロロメタン(500mL)中の溶液に5℃で窒素雰囲気下ゆっくりと添加する。溶液を室温で一晩撹拌する。反応混合物をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ジクロロメタン)により精製して、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−イルエステル(4)を褐色の油状物として得る。
工程C−1.3:4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェン
Figure 2020055997
この反応はワンポット反応として行われる。第1工程で、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−イルエステル(4)(87g、0.15mol)、3−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシルエステル(45mL、0.19mol)、N−エチルジイソプロピルアミン(40mL、0.24mol)およびトルエン(350mL)の溶液をアルゴンで1時間脱気する。この溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.5g、1.56mmol)および(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)(1.6g、2.91mmol)を素早く添加し、反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで、室温に冷却する。第2工程で、カリウムtert−ブチレート(22g、0.20mol)のTHF(200mL)中の溶液を中間体(5)を含有する反応混合物にin situで添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱し、続いてカリウムtert−ブチレート(11g、0.1mol)のTHF(100mL)中の溶液の2回目の分を添加する。反応混合物を還流温度で一晩再び加熱する。次いで、室温に冷却し、0℃で蒸留水および塩酸(25%)で反応を停止し、MTBエーテルで希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製して、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェン(6)を白色の結晶として得る。
化合物(6)は以下の相特性を有する:
K 66℃ SmA 181℃ I。
<合成例C−2(LB(S)−3−T)>
4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェンの合成:
Figure 2020055997
工程C−2.1:3,2’,3’−トリフルオロ−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−オール
Figure 2020055997
6−ブロモ−2−フルオロ−3−トリフルオロメチルフェノール(2、CAS 1804908−52−8)(100g、0.38mol)、炭酸カリウム(80g、0.58mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)−ジパラジウム(0)(1.9g、2.0mmol)およびCataCXium A(2.2g、5.8mmol)のTHF(500mL)および蒸留水(200mL)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いて2,3−ジフルオロ−4−フェニルボロン酸(1、CAS 121219−16−7)(70g、0.43mol)のTHF(300mL)中の溶液を滴下する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。本出願を通して他に明示的に述べない限り、室温と周囲温度は同義的に使用され、約20℃の温度、典型的には(20±1)℃を表す。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ジクロロメタン)で精製する。3,2’,3’−トリフルオロ−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−オール(3)を褐色固体として単離する。
工程C−2.2:トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−イルエステル
Figure 2020055997
トリフルオロメタンスルホン酸無水物(30.0mL、0.18mol)を、3,2’,3’−トリフルオロ−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−オール(3)(46.8g、0.15mol)、TEA(32mL、0.23mol)およびDMAP(600mg、4.9mmol)のジクロロメタン(300mL)中の溶液に5℃で窒素雰囲気下ゆっくりと添加する。溶液を室温で一晩撹拌する。反応混合物をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ジクロロメタン)により精製して、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−イルエステル(4)を黄色の油状物として得る。
工程C−2.3:4,6−ジフルオロ−3−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン
Figure 2020055997
この反応はワンポット反応として行われる。第1工程で、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−イルエステル(4)(66g、0.15mol)およびエチル3−メルカプトプロピオネート(24mL、0.18mol)のトルエン(500mL)中の溶液を窒素雰囲気下で80℃に加熱する。この溶液に、炭酸カリウム(50g、0.36mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(7.0g、7.3mmol)および(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)(8.0g、14.6mmol)を素早く添加し、反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで、室温に冷却させる。第2工程で、THF(150mL)中カリウムtert−ブチレート(18g、0.16mol)の溶液を中間体(5)を含有する反応混合物にin situで添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、0℃で蒸留水および塩酸(25%)で反応を停止し、MTBエーテルで希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)で精製して、4,6−ジフルオロ−3−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン(6)を黄色の結晶として得る。
工程C−2.4:1−(4,6−ジフルオロ−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン−3−イル)−4−プロピル−シクロヘキサノール
Figure 2020055997
リチウムジイソプロピルアミド(6mL、シクロヘキサン/エチルベンゼン/THF中2M、12mmol)を、4,6−ジフルオロ−3−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン(6)(3.2g、10mmol)のTHF(100mL)中の溶液に、−70℃で窒素雰囲気下で添加する。4−プロピルシクロヘキサノン(1.7g、12mmol)のTHF(10mL)中の溶液を1時間後に添加し、反応混合物を−70℃で2時間撹拌する。次いで放置して室温に温め、一晩撹拌する。0℃で蒸留水および塩酸(25%)で反応を停止し、MTBエーテルで希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ジクロロメタン)により精製し、1−(4,6−ジフルオロ−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン−3−イル)−4−プロピル−シクロヘキサノール(7)を黄色の結晶として得る。
工程C−2.5:4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン
Figure 2020055997
1−(4,6−ジフルオロ−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン−3−イル)−4−プロピル−シクロヘキサノール(7)(1.2g、2.5mmol)およびトルエン−4−スルホン酸一水和物(50mg、0.3ミリモル)のトルエン(50mL)中の溶液をディーンスタークトラップ中で還流温度において一晩加熱する。次いで室温に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒1−クロロブタン)により精製する。続いて、ヘプタンから粗生成物を再結晶させると、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェンの無色の結晶が得られる。
化合物(7)は以下の相特性を有する:
K 121℃ SmA 162℃ I
<合成例C−3(CB(S)−3−T)>
4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェンの合成:
Figure 2020055997
工程3.1:3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−オール
Figure 2020055997
6−ブロモ−2−フルオロ−3−トリフルオロメチルフェノール(2、CAS 1804908−52−8)(7.1g、26.9mol)、炭酸カリウム(5.6g、40.5mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)−ジパラジウム(0)(130mg、0.14mmol)およびCataCXium A(150mg、0.40mmol)のTHF(50mL)および蒸留水(15mL)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いて2,3−ジフルオロ−4−(4−プロピル−シクロヘキシル)−フェニルボロン酸(1、CAS 183438−45−1)(7.8g、27.2mmol)のTHF(25mL)中の溶液を滴下する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。本出願を通して他に明示的に述べない限り、室温と周囲温度は同義的に使用され、約20℃の温度、典型的には(20±1)℃を表す。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒1−クロロブタン/ヘプタン1:1)により精製する。3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−オール(3)を黄色の固体として単離する。
工程C−3.2:トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−イルエステル
Figure 2020055997
トリフルオロメタンスルホン酸無水物(2.8mL、17.0mmol)を、3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−オール(3)(5.5g、13.2mol)、TEA(2.8mL、20.2mmol)およびDMAP(50mg、0.41mmol)のジクロロメタン(50mL)中の溶液に5℃で窒素雰囲気下ゆっくりと添加する。溶液を室温で一晩撹拌する。反応混合物をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ジクロロメタン)により精製して、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−イルエステル(4)を黄色の油状物として得る。
工程C−3.3:4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン
Figure 2020055997
この反応はワンポット反応として行われる。第1工程で、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメチル−ビフェニル−2−イルエステル(4)(7.3g、13.1mmol)およびエチル3−メルカプトプロピオネート(2.2mL、16.7mmol)のトルエン(70mL)中の溶液を窒素雰囲気下で80℃に素早く加熱する。この溶液に、炭酸カリウム(5.0g、36.2mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.7g、0.73mmol)および(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)(0.8g、1.46mmol)を素早く添加し、反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで、室温に冷却させる。第2工程で、カリウムtert−ブチレート(1.8g、16.0mmol)のTHF(20mL)中の溶液を中間体(5)を含有する反応混合物にin situ添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱し、続いてカリウムtert−ブチレート(1.8g、16.0mmol)のTHF(20mL)中の溶液の2回目の分を添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、0℃で蒸留水および塩酸(25%)で反応を停止させ、MTBエーテルで希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製して、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェン(6)を帯黄色の結晶として得る。
化合物(6)は以下の相特性を有する:
K 150℃ N(139℃)I
<合成例C−3a(CB(S)−3−T)>
別法として、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェンを水素化して、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメチル−ジベンゾチオフェンを得る:
Figure 2020055997
<合成例C−4(CB(S)−3−OT)>
4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェンの合成:
Figure 2020055997
工程C−4.1:3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−オール
Figure 2020055997
6−ブロモ−2−フルオロ−3−トリフルオロメトキシフェノール(2、CAS 1805580−01−1)(33.0g、0.12mol)、炭酸カリウム(25.0g、0.18mol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)−ジパラジウム(0)(600mg、0.6mmol)およびCataCXium A(700mg、1.9mmol)のTHF(250mL)および蒸留水(75mL)中の混合物を窒素雰囲気下で加熱還流し、続いて2,3−ジフルオロ−4−(4−プロピル−シクロヘキシル)−フェニルボロン酸(1、CAS 183438−45−1)(34.4g、0.12mol)のTHF(100mL)中の溶液を滴下で添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、MTBエーテルおよび蒸留水で希釈する。本出願を通して他に明示的に述べない限り、室温と周囲温度は同義的に使用され、約20℃の温度、典型的には(20±1)℃を表す。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒1−クロロブタン/ヘプタン1:1)で精製する。3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−オール(3)を黄色の固体として単離する。
工程C−4.2:トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−イルエステル
Figure 2020055997
トリフルオロメタンスルホン酸無水物(6.0mL、36.4mmol)を、ジクロロメタン(100mL)中3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−オール(3)(12.6g、29.0mmol)、TEA(6.3mL、45.4mmol)およびDMAP(110mg、0.9mmol)の溶液に5℃で窒素雰囲気下ゆっくりと添加する。溶液を室温で一晩撹拌する。反応混合物をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ジクロロメタン)で精製して、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−イルエステル(4)を黄色の油状物として得る。
工程C−4.3:4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェン
Figure 2020055997
この反応はワンポット反応として行われる。第1工程で、トリフルオロメタンスルホン酸3,2’,3’−トリフルオロ−4’−(4−プロピル−シクロヘキシル)−4−トリフルオロメトキシ−ビフェニル−2−イルエステル(4)(16.3g、28.1mmol)およびエチル3−メルカプトプロピオネート(5.0mL、37.9mmol)のトルエン(150mL)中の溶液を窒素雰囲気下で80℃に素早く加熱する。この溶液に、炭酸カリウム(10g、72.4mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.4g、1.5mmol)および(オキシジ−2,1−フェニレン)ビス(ジフェニルホスフィン)(1.6g、2.9mmol)を素早く添加し、反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却させる。第2工程で、カリウムtert−ブチレート(3.5g、31.2mmol)のTHF(50mL)中の溶液を中間体(5)を含有する反応混合物にin situで添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱し、続いてカリウムtert−ブチレート(3.5g、31.2mmol)のTHF(50mL)中の溶液の2回目の分を添加する。反応混合物を還流温度で一晩加熱する。次いで室温に冷却し、0℃で蒸留水および塩酸(25%)で反応を停止し、MTBエーテルで希釈する。水相を分離し、MTBエーテルで抽出する。合わせた有機相を蒸留水およびブラインで洗浄し、乾燥させ(硫酸ナトリウム)、減圧濃縮する。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒ヘプタン)により精製して、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェン(6)を無色の結晶として得る。
化合物(6)は以下の相特性を有する:
K 108℃ SmA 141℃ N 169℃ I
<合成例C−4a(CB(S)−3−OT)>
別法として、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキサ−1−エニル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェンを水素化して、4,6−ジフルオロ−3−(4−プロピル−シクロヘキシル)−7−トリフルオロメトキシ−ジベンゾチオフェンを得る:
Figure 2020055997
<化合物例>
ダイレクターに垂直な高い誘電定数(ε)および高い平均誘電定数(εav.)を有する例示化合物を、以下の化合物例に例示する。
化合物例1〜6
式Tの化合物は、例えば、以下の化合物である。
Figure 2020055997
この化合物(PGS−3−T)は、61℃の融点、172℃の透明点、K 61℃ S 98℃ N 172℃ Iの相範囲、および+13.7のΔεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(PYS−3−T)は、63℃の融点、146℃の透明点、K 63℃ S 146℃ Iの相範囲、および+7.7のΔεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(PUS−3−T)は、67℃の融点、102℃の透明点、K 67℃ N 102℃ Iの相範囲、および+17.4のΔεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(PUS−3−F)は、67℃の融点、102℃の透明点、K 67℃ Sa 76℃ N 102℃ Iの相範囲、および+10.6のΔεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(PS−3−T)は、69℃の融点、−62℃の外挿透明点、K 69℃ Iの相範囲、および+9.1のΔε(5%溶液から外挿)を有する。
Figure 2020055997
この化合物(YS−2O−T)は、68℃の融点、−36℃の外挿透明点、K 66℃ Iの相範囲、および+5.5のΔεを有する。
同様にして、以下の式T−1−1の化合物を調製する。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
同様にして、以下の式T−1−2の化合物を調製する。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
同様にして、以下の式T−1−3の化合物を調製する。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
同様にして、以下の式T−1−4の化合物を調製する。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
同様にして、以下の式T−2−2の化合物を調製する。
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
さらなる化合物例
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
比較用の追加化合物1〜6
式I−S−1の化合物は、例えば以下である。
Figure 2020055997
この化合物(LB(S)−3−F)は、133℃の融点、155.3℃の透明点、K 133℃ N 155.3℃ Iの相範囲、および+1.3のΔεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(LB(S)−3−OT)、すなわち合成例2の化合物は、66℃の融点、181℃の透明点、K 66℃ S 181℃ Iの相範囲、および+4.7のΔεを有する。
Figure 2020055997
式I−S−2の化合物は、例えば以下である。
この化合物 (LB(S)−3−T)は、121℃の融点、162℃の透明点、121℃ S 162℃ Iの相範囲、および+7.8Δεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(CB(S)−3−F)は、157℃の融点、170.3℃の透明点、K 157℃ N 170.3 Iの相範囲を有する。
Figure 2020055997
この化合物(CB(S)−3−OT)、すなわち合成例2の化合物は、108℃の融点、168.5℃の透明点、K 108℃ S 141℃ N 168.5℃ Iの相範囲、および+4.5のΔεを有する。
Figure 2020055997
この化合物(CB(S)−3−T)は、150℃の融点、138.8℃の(モノトロピック)透明点、K 150℃ N(138.8℃)Iの相範囲、および+8.1のΔεを有する。
同様にして、ジベンゾフェノン部分構造を含む以下の式Iの化合物を調製する。
Figure 2020055997
この化合物(DB(S)−3−OT)は、153℃の融点、174.1℃の透明点、K 153℃ S 165℃ N 174.1℃ Iの相範囲を有する。
Figure 2020055997
この化合物(DB(S)−3−OT)は、146℃の融点、168℃の透明点、K 146℃ S 168℃ Iの相範囲を有する。
さらなる比較用の追加化合物例
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
Figure 2020055997
<混合物例>
以下は、開示された例示的混合物である。
<例1>
以下の混合物(M−1)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
この混合物、すなわち混合物M−1は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例2>
以下の混合物(M−2)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
この混合物、すなわち混合物M−2は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例3>
以下の混合物(M−3)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
この混合物、すなわち混合物M−3は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例4>
以下の混合物(M−4)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−4は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例5>
以下の混合物(M−5)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−5は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例6>
以下の混合物(M−6)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−6は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例7>
以下の混合物(M−7)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−7は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例8>
以下の混合物(M−8)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−8は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例9>
以下の混合物(M−9)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−9は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<例10>
以下の混合物(M−10)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この混合物、すなわち混合物M−10は、FFSディスプレイにおける良好な透過性を特徴とし、短い応答時間を示す。
<比較例A>
以下の混合物(CE−A)を調製して検討する。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
この比較混合物、すなわち混合物Aは、誘電比(ε/Δε)が0.50、γ/k11の比が4.81mPa・s/pNであり、FFSディスプレイにおける中程度に良好な透過性を特徴とし、最も良くても許容可能な短い応答時間を示す。
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定
Figure 2020055997
備考: 全ての値(透明点を除く)は20℃の値である。
:[mPa・s/pN]
t.b.d.:未測定

Claims (17)

  1. 1種類以上の式Tの化合物を含むことを特徴とする、液晶媒体。
    Figure 2020055997
    (式中、
    Figure 2020055997
    式中、それぞれの環、好ましくはフェニレン環は、任意に、1個または2個のアルキル基によって、好ましくはメチルおよび/またはエチル基によって、好ましくは1個のメチル基によって、それぞれ置換されていてもよく、
    nは、1または2を表し、
    は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)を表し、
    は、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は、好ましくは1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはF、CFまたはOCFを表す。)
  2. 式T−1およびT−2の化合物群から選択される1種類以上の式Sの化合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載の媒体。
    Figure 2020055997
    (式中、
    は、アルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニルを表し、
    は、F、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシを表す。)
  3. 1種類以上の式T−1の化合物を含むことを特徴とする、請求項2に記載の媒体。
  4. 式IIおよびIIIの化合物群から選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の媒体。
    Figure 2020055997
    (式中、
    は、1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニルを表し、
    Figure 2020055997
    21およびL22は、HまたはFを表し、
    は、ハロゲン、1〜3個のC原子を有するハロゲン化されたアルキルもしくはアルコキシ、または2個または3個のC原子を有するハロゲン化されたアルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
    mは、0、1、2または3を表し、
    は、1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニルを表し、
    Figure 2020055997
    31およびL32は、互いに独立に、HまたはFを表し、
    は、ハロゲン、1〜3個のC原子を有するハロゲン化されたアルキルもしくはアルコキシ、または2個もしくは3個のC原子を有するハロゲン化されたアルケニルもしくはアルケニルオキシ、F、Cl、−OCF、−OCHF、−O−CHCF、−O−CH=CF、−O−CH=CHまたは−CFを表し、
    は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、または単結合を表し、
    nは、0、1、2または3を表す。)
  5. 式IVおよびVの化合物群から選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶媒体。
    Figure 2020055997
    (式中、
    41およびR42は、互いに独立に、式IIにおいてRについて請求項4に与えられる意味を有し、
    Figure 2020055997
    41およびZ42は、互いに独立に、そしてZ41が2回出現する場合、これらも互いに独立に、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、−CFO−、−C≡C−または単結合を表し、
    pは、0、1または2を表し、
    51およびR52は、互いに独立に、R41およびR42について請求項4に与えられる意味のうちの1つを有し、
    Figure 2020055997
    51〜Z53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、
    iおよびjは、それぞれ互いに独立に、0または1を表す。)
  6. 式VI〜IXの群から選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項5に記載の液晶媒体。
    Figure 2020055997
    (式中、
    61は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、2〜7個のC原子を有する非置換のアルケニル基、1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
    62は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
    lは、0または1を表し、
    71は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、または2〜7個のC原子を有する非置換のアルケニル基を表し、
    72は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
    Figure 2020055997
    81は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、または2〜7個のC原子を有する非置換のアルケニル基を表し、
    82は、1〜7個のC原子を有する非置換のアルキル基、1〜6個のC原子を有する非置換のアルコキシ基、または2〜6個のC原子、好ましくは2個、3個または4個のC原子を有する非置換のアルケニルオキシ基を表し、
    Figure 2020055997
    は、−(C=O)−O−、−CH−O−、−CF−O−または−CH−CH−を表し、
    oは、0または1を表し、
    91およびR92は、互いに独立に、上でR72について与えられる意味を有し、
    Figure 2020055997
    pおよびqは、互いに独立に、0または1を表す。)
  7. 1種類以上の式Iの化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の媒体。
    Figure 2020055997
    (式中、
    Figure 2020055997
    Figure 2020055997
    nは、0または1を表し、
    11およびR12は、互いに独立に、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロ−プロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)を表すか、あるいはまたR11がRを表し、あるいはまたR12がXを表し、
    は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロ−プロピレンもしくは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレン、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)を表し、
    は、F、Cl、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシを表す。)
  8. 媒体全体における式Sの化合物の総濃度が、1%以上60%以下、好ましくは30%以下である、請求項7に記載の媒体。
  9. 1種類以上のキラル化合物を追加的に含むことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の媒体。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、電気光学的ディスプレイまたは電気光学的部品。
  11. IPS−、FFS、HB−FFSおよびXB−FFSモードに基づくことを特徴とする、請求項10に記載のディスプレイ。
  12. アクティブ・マトリクス・アドレスデバイスを含むことを特徴とする、請求項10または11に記載のディスプレイ。
  13. 電気光学的ディスプレイまたは電気光学的部品における、請求項1〜9のいずれか1項に記載の媒体の使用。
  14. 携帯ディスプレイであることを特徴とする、請求項10〜12のいずれか1項に記載のディスプレイ。
  15. 1種類以上の式Sの化合物を、1種類以上の追加のメソゲン化合物と混合することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶媒体の調製のための方法。
  16. 式Tの化合物。
    Figure 2020055997
    (式中、
    Figure 2020055997
    式中、それぞれの環、好ましくはフェニレン環は、任意に、1個または2個のアルキル基によって、好ましくはメチルおよび/またはエチル基によって、好ましくは1個のメチル基によって、それぞれ置換されていてもよく、
    nは、1または2を表し、
    は、好ましくは1〜7個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシ(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)、または2〜7個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルもしくはフッ素化アルケニル(ただし、1個の−CH−基は、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロペンテニレンにより、好ましくはシクロプロピレンまたは1,3−シクロペンチレンにより置き換えられていてもよい。)を表し、
    は、Cl、CN、NCS、フッ素化アルキル、フッ素化アルケニル、フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルケニルオキシ(後者の4つの基は好ましくは、1〜4個のC原子を有する。)、好ましくはCl、CFまたはOCFを表し、
    そして、存在する少なくとも1つのフェニル環がアルキル基を有し、かつ/または存在する少なくとも1つのフェニル環が2個以上のF原子を有し、かつ/またはnが2であり、かつ両方のフェニル環が1つ以上のF原子を有する場合はまた、XがFを表してもよい。)
  17. フッ素化ビフェニルハロゲン化物、好ましくは臭化物またはヨウ化物を、極性チオフェンボロン酸またはチオフェンボロン酸のエステルとカップリングすることを特徴とする、式Tの化合物の調製方法。
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