JPH06507987A - 電気光学液晶システム - Google Patents

電気光学液晶システム

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気光学液晶システム 本発明は電気光学液晶システムに関し、・このシステムは光学的に等方性の、透 明なポリマーマトリックスの中でミクロ液滴を形成している液晶混合物から成る PDLCフィルムを2層の電極層の間に含有しており、 ・このシステムでは液晶混合物の屈折率の−がポリマーマトリックスの屈折率に マツチしており、・入射光の偏光とは実質的に独立した電気的にスイッチできる 透明性を有しており、 ・1種又はそれ以上の千ツマ−、オリゴマーおよび/またはプレポリマーおよび 光開始剤から成り、しかも光ラヂカルによって硬化しているPDLCフィルムの 前駆体および ・1種またはそれ以上の式■の化合物から成る液晶混合物 ただしこの式においては Zlおよびz2はおたがいに独立しており、単結合、−CH2CH,−1−CO O+、−oco−5あるいは一〇=C−であり、 トランス−1,4−シクロヘキシレン、1.4−フェニレン、2−フルオロ−1 ,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ− 1,4−フェニレンあるいは3.5−ジフルオロ−1イル、ピリジン−2,5− ジイルあるいはトランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、xl及 びX2はおたがいに独立であり、水素あるいは弗素であり、 QはCFx 、0CFz 、Ct Fs 、QCs R4あZrいは単結合であ り、 Yは水素、弗素、塩素あるいはCNであり、nはOll、あるいは2であり、 Rは13個までの炭素原子までのアルキル基であり、そのなかでは1個または2 個の隣り合ってないCH。
グループが一〇−および/または−CH=CH−で置換されていることもある。
例えばUS 4.688,900.分子性結晶液晶非線形光学(Mo1. Cr yst、 Liq、 Cryst、 Non1in、 0ptic)、157, 1988.427−441.WO39106264およびEP O,272,5 85にPDLC(ポリマー分散液晶)フィルムの製造が記載されている。いわゆ るPIPS(重合誘導相分離)技術では液晶混合物は先ず均一にマトリックス形 成素材のモノマーとおよび/またはオリゴマーと混合される。相分離はその後に 重合によって誘導される0分類はさらにTIPS(温度誘導相分離)と5IPS (溶媒誘導相分離)間で行われなければならな((Mo1. Cryst。
Liq、 Cryst、 Inc、 Non1in、 Opt、157 (19 88)427)、両者ともPDLCフィルム製造のための方法である。
その製造方法は良好な電気光学特性を持つシステムを得るために極めて注意深く 制御しなければならない。
F、G ヤマギシ(Yamagishi)等は5PIE1080巻、液晶化学、 物理および応用(LiquidCrystal Chemistry、 Phy sics and Applications )、1989 24頁で「スイ スチーズ」形態および「ポリマーボール」形態の間を区別している。後者では、 ポリマーマトリックスは小さなポリマー粒子、あるいはお互いに結合しているあ るいは没入している「ボール」から成り立っており、一方スイスチーズシステム では、ポリマーマトリックスは連続的であり、よく定義された、液晶を含有する 多かれ少なかれ球形の欠損を示している。スイスチーズ形態が可逆的な電気光学 特性線を示すので、好ましいが、一方ポリマーボールシステムは最初のランと第 2のランを比較した場合には、一般的には電気光学特性曲線の急激な破壊に導く ような明白なヒステリシスを示す。
ヤマギシ等によると(上記引用文中)、スイスチーズ形態は重合反応がステップ メカニズムで進行する場合には促進され、Wo 89106264においては、 ステップメカニズムはポリマーマトリックスの前駆体が多官能性のアクリルレー トおよび多官能性のメルカプタンから成り立っている場合には好ましいことが指 摘されている。
PDLCフィルムでは、液晶混合物の屈折率の一つ、通常常光線屈折率と呼ばれ ているnoはこれが多かれ少なかれポリマーマトリックスの屈折率n、に一致す るような方法で選択されている。電極に全く電圧が印加されてないならば、微小 液滴中の液晶分子がゆがんだ配列をとり、さらに入射光がポリマー相と液晶相の 間の相境界において散乱される。
電圧を掛けると液晶分子は電場に平行に、透過光のEベクトルに垂直な方向に配 列する。垂直の入射光(視角θ=0°)は光学等方媒体を観察し、しかも透明に 現われる。
偏光子はPDLCシステムを操作するために要求されなく、その結果としてこれ らのシステムは高1/)透過を持っている。アクチブマトリックスアドレツシン グイ寸きのPDLCシステムはこれらの好ましい透過特性に基いて、特に投影用 用途に提案されているが、さらGこ加えて高度情報内容を有するディスプレイお よびその他の応用用にも提案されている。
PDLCシステムを製造するために使用してし)る液晶混合物は広範囲の要求に 合致しなければならなしλ、液晶混合物の屈折率の−がポリマーマトリックスの 屈折率にマツチするように液晶混合物の屈折率の−が選択されている。ここに使 用している用語「屈折率のマツチング」はno(液晶混合物の他の屈折率でも同 様に)〜n、の場合のみならず、no (液晶混合物の他の屈折率でも同様に) くn、の場合をカバーしており、これは時にはオフ−軸かすみを減少させるよう に、さらに例えば、EP O,409,442に記載されているように視角を拡 大するように選択されている。
液晶混合物は好ましくは正の誘電異方性を持っているが、誘電的には負の液晶混 合物(例えば、WO91101511参照)の使用、あるいは2周波数液晶混合 物の使用(例えば、N、A、バーズ(Vaz)等、応用物理学雑誌(J、App l、Phys、)65゜1989.5043)も議論されている。
更に、液晶混合物は高い透明点、広範囲のネマチック範囲を持っており、低温ま でスメクチック相を持ってはならず、高い安定性、特殊な用途に関して最適化し つる光学異方性Δnおよび流動活用ηおよび高い電気異方性に優れていなけばな らない。
一連のマトリックス素材および重合工程が今迄にPDLCシステムを製造するた めに提案されている。PIPS、5IPSおよびTIPS技術はもっと詳細にM at、 Cryst、 Liq、 Cryst、 Inc、 Non1in、  0ptics 15−ヱ 1988 427に記載されている。 Mol。
Cryst、Liq、Cryst、Inc、Non1in、0ptics 1  571988 427に記載されているPDLCシステムはエポキシフィルムに 基いており、一方 EP 0゜272.585ではアクリレートシステムが示さ れている。WO39106264のPDLcシステムは多官能性のアクリレート および多官能性のチオールに基いており、Y、ヒライ(Hirai)などは5P IE1257巻、液晶ディスプレイおよび応用(LiquidCrystals  Displays and Applications ) 1990 、そ の2頁にはPDLCシステムを記載し、しかもそのPDLCシステムのポリマー マトリックスの前駆体がモノマーおよびオリゴマーに基いている。さらに妥当な マトリックス素材は例えば、US 3,935,337、WO91/13126 およびその他の文献に記載されている。
PDLCフィルムを含有している電気光学システムはパッシブにも、アクチブに もアドレスすることが出来る0例えば画像点に組み込まれているTFTI−ラン シスターのような非線形アドレッシング素子を持つアクチブマトリックスを使用 したアクチブ駆動方式は特に高度情報内容を有するディスプレイには有用である 。
PDLCシステムがアクチブマトリックスによってアドレスされたときには、更 に遥か遠くにまで見通した考え方が現在迄にリストされた要求条件に追加され、 この要求条件は硬化ずみのポリマーによって達成されなければならず、液晶混合 物はミクロ液滴の中に埋れている。このことは各画像点が特別なアクチブ非線形 素子に関しては容量性の負荷を代表しているという事実に関係しており、この特 殊なアクチブ非線形素子はアドレッシングサイクルのリズムで充電されている。
このサイクルでは、アドレスされた画像点に印加されている電圧は画像点が再び 次のアドレッシングサイクルにおいて充電されるまで、少しだけ下降することは 極めて重要である0画像点に印加された電圧の降下の定量的な測定はいわゆる保 持率(HR)であり、この保持率はアドレスされてない状態中の画像点を越えた 電圧降下と印加された電圧との率として定義されている。HRをめる方法は、例 えばB、リーガー(Rieger)等の液晶のフライブルク(Freiburg  )作業部会(Freiburger Arbeitstagung Flue ssigkristalle )の会議報告(液晶に関するフライブルクシンポ ジウム)フライブルク、1989年に記載されている。低いあるいは比較的低い HRを有する電気光学システムは不十分なコントラストを示す。
その他の真剣な問題は液晶混合物が往々にしてマトリックスを形成するために使 用されたポリマーのモノマー、オリゴマーおよび/またはプレポリマーとは不十 分な混和性を有することであり、特にミクロ液滴マトリックスシステム内でPI PS技術の使用を限定していることである。
その他の不利な点は特に液晶混合物あるいは液晶混合物の個々の成分が多くの場 合に硬化済みのマトリックスを形成するポリマー中に過剰に高いおよび/または かなりの温度依存性のある溶解度で傑出していることである0例えば、1種ある いは数種の成分の溶解度あるいは溶解度の温度依存性が残余の成分のこれらの特 性と全く異なっているならば、混合物の物理特性および特に屈折率n、およびn oの物理特性が大幅に影響を受けることが起り、このことがnoあるいはn、あ るいは液晶混合物の他の屈折率をnMに対して調整することを攪乱し、その結果 システムの光学特性の破壊を引き起こすことになる。EP O,357,234 に記載されている「ブリーディング」は硬化済みポリマー中の液晶混合物の高い 溶解度によって歓迎されており、この特許によると液晶微小液滴の少なくとも一 部はマトリックスフィルムが機械的なストレスを受けたならば、フィルム表面に あるいはマトリックスの中に液晶の拡散をともなって溶解する傾向を持っている ことである。
請求項1の前文による電気光学システムの極めて重要な電気光学パラメーターは スイッチング電圧とスイッ過を20℃の温度でおよび視角θ= Q Oで観測し たその電圧VIO,。1゜として定義されており、他方飽和電圧はマキシマム透 過を20℃の温度でおよび視角QOで観測したその最低電圧である。スイッチン グオンタイムt0゜は通常は飽和電圧を印加かしたときに、マキシマム透過の0 %から90%にまで上昇するのに必要とする時間と報告されており、他方j a ftは電圧をスイッチオフしたときに100%から10%にまで透過が降下する のに必要とする時間である。
US 4,673,255では一方ではマイクロ液滴の平均サイズと他方ではシ ステムのスイッチング電圧およびスイッチング時間の間に相関関係が存在するこ とが示されている。一般的には、比較的小さいミクロ液滴は比較的高い、スイッ チング電圧、しかし比較的短いスイッチング時間の原因になり、その逆も又真で ある。
平均の液滴サイズに影響を及ぼす実験的な方法は例えば、US 4,673,2 55およびJ、L、ウェスト (West) Mo1. Cryst、 1 i q、 Cry88.427に記載されている。US 4,673゜255では、 0.1μmと8μmの間の平均の液直径が示されており、他方、例えばガラス製 の単一体に基づくマトリックスは15オングストロームおよび2゜000オング ストロ一ム間の直径を有する細孔を持っている。PNシステムのネットワークの 網目広さについては、EP O,313,053では0.5および2μm間の好 ましい範囲が示されている。
スイッチング電圧はしかしながら種々の理由(電力消費、操作の安全性、マイク ロエレクトロエックスの通常のモジュールとの適合性)から余りにも高く選択し てはならない。
他方、高いスイッチング時間は一般的には容認されなく、このことはディスプレ イ利用の場合に明らかになり、しかし多くのその他の利用ではこのことは真実で ある。低いスイッチングタイムはより低い温度でしばしば要求され、前文による システムも屋外の利用用にも議論されているからである。
使用した液晶混合物およびポリマーシステムに関してPDLCシステムを最適化 するために、今迄に多くの努力が行われたことは真実である。しかしながら、他 方では、低いスイッチングタイム、特に低温において特徴を有し、同時にスイッ チング電圧の有利な値に特徴を有するPDLCフィルムをいかにして実用化する かという問題が尚残った問題である。現在までにスイッチング電圧およびスイッ チングタイムを目的とする利用面で多かれ少なかれおたがいに独立して調整でき る方法は未知である。
さらにアクチブマトリックスアドレッシングを有するPDLCシステムの極く僅 かの検討が文献中に発見され、以下の3点を有する電気光学システムを提供する ためのいかなる概念も今迄には提案されていない。
・高いHRおよびHRの低い温度依存性・スイッチング電圧の有利な値および ・低いスイッチングタイム、特に低温における低いスイッチングタイム。
当然のこととして、上述の要求条件を大幅に満足させてしかもスイッチング電圧 の有利な値および、特に低温において特に低いスイッチングタイムを示すPDL Cシステムのための高い要求が存在している。さらに、低いスイッチングタイム に加えて高いHRおよびHRの低い温度依存性を示すアクチブにアドレスされた PDLCシステムのための高い要求も存在している。
本発明の目的は使用されるポリマーのモノマー、オリゴマーおよび/またはプレ ポリマーおよび液晶混合物を含有するこのタイプのPDLCシステム及びこれら のPDLCシステムの前駆体を提供することにある。
本発明の他の目的は以下の詳細な記載から当業者には直ちに明らかである。
低スイッチングタイムを特徴とするPDLCシステムは1種またはそれ以上の反 応性のある液晶性の化合物本発明は従って電気光学液晶システムに関し、・この システムは光学的に等方性の、透明なポリマーマトリックスの中でミクロ液滴を 形成している液晶混合物から成るPDLCフィルムを2層の電極層の間に含有し ており、 ・このシステムでは液晶混合物の屈折率の−がポリマーマトリックスの屈折率に マツチしており、・入射光の偏光とは芙質的に独立した電気的にスイッチできる 透明性を有しており、 ・1種又はそれ以上の千ツマ−、オリゴマーおよび/またはプレポリマーおよび 光開始剤から成り、しかも光ラヂカルによって硬化しているるPDLCフィルム の前駆体および ・1種またはそれ以上の式Iの化合物から成る液晶混合物 ただしこの式においては zlおよびz2はおたがいに独立しており、単結合、−CH2CH,+、−co o−1−oco−1あルイは−C=C−であり、 (◇−および () はたがいに独立であり、トランス−1,4−シクロヘキシ レン、1.4〜フエニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ −1,4−フェニレン、2.3−ジフルオロ−1,4−フェニレンあるいは3, 5−ジフルオロ−1,4−フェニレンおよびこれらの 0 および℃)のうちの いずれかはピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルあるいはト ランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、XI及びX2はおたがい に独立であり、水素あるいは弗素であり、 QはCFs 、0CFs 、CI R4、OCRR4あるいは単結合であり、 Yは水素、弗素、塩素あるいはCNであり、nは0、l、あるいは2であり、 Rは13個までの炭素原子のアルキル基であり、そのなかでは1個または2個の 隣り合ってないCHmグループが一〇−および/または−CH=CH−で置換さ れていることもあり、 その特徴とするところは液晶混合物が更に1種またはそれ以上の反応性のある液 晶性の化合物を改善されたスイッチングタイム特に、低温での改善されたスイッ チングタイムを得るために含有していることである。
本発明による電気光学システムの中で使用することができる反応性のある液晶性 の化合物の一部は新規であり、しかもそのような新規な反応性のある化合物も特 許請求の範囲で請求されている。
特異的には本発明は式IIIの反応性のある液晶性の化合物にも関し、 R’ −P−X−A’ −Z−A’ −R” I I Iただしこの式において は R1はCH,t = CW−CO0−1CH,=CH−1HW−C−C−1HW N−1HS −CH雪−(CHx)、−coo−であって、WはH1塩素、炭素 原子l−5個を有するアルキルであり、mは1−7であり、Pは12個迄の炭素 を持つアルキレンであり、しかも1個あるいはそれ以上のC84基が0で置換さ れている可能性もあり、 Xは一〇−1−S−1−COO−1−OCO−あルイは単結合であり、 R2は置換してないあるいはハロゲンで一置換しているあるいは多置換している 炭素数15個迄のアルキル基であり、この基の中の1個またはそれ以上のCH。
グループが一〇−1−S−1−GO−1−OCO−1−CO−O−あるいは−o −co−o−で置換されていることも可能であり、各々の場合おたがいに独立で あり、ただし酸素原子がおたがいに直接結合してなく−CN、−F、−CI、あ るいはあるいはR2がR1−P−Xに示した意味の一つを有する様な方法で置換 されていることも可能であり、 A3は置換されていないあるいは1ないし4個のハロゲン原子で置換されている 1、4−フェニレンあるいはナフタレン−2,6−ジイル基であり、れている可 能性もあり、しかも(a)および(b)中の1.4−フェニレングループの一つ が1あるいは2個のCHグループがNで置換されているような1.4−フェニレ ンで置換されていることも可能であって、Zは−CO−O−1−0−GO−1− CH,CH,−あるいは単結合である。
本発明による電気光学システムの構造はこのタイプのシステム用の通常の構造モ ードに対応している。この用語「通常の構造モード」はこの場合広く解釈され、 その中には全ての適正化と変更を含むものとする。
したがって、例えば液晶混合物がミクロ分散されている、あるいはミクロカプセ ル化されているような透明な媒体によって形成されているマトリックスはサンド イッチのように伝導性のある電極間に配置されている。
なかでも電極は、例えばガラス、プラスチックなどの基体シートに付けられてい る。希望すれば、しかしながら、マトリックスは電極に直接付けることも可能で あって、その結果基体の使用が避けつるのである。電極の−はアクチブマトリク スを形成し、他の電極はカウンター電極の役を果している。
マトリックスの前駆体から成るPDLCフィルムの前駆体、液晶混合物および1 種またはそれ以上の反応性のある液晶性の化合物を電極層付きの2電極間にキャ ピラリー充填することも可能であり、PDLCフィルムの前駆体が実質的には例 えばUV光の照射で硬化されている。他の技術は基体上のPDLCフィルムの前 駆体のコーティング、その後に硬化することから成っている。フィルムははがし ても良く電極層付きの2電極間に配置してもよい、PDLCフィルムの前駆体を そのうえに適用しているその基体が電極層に成ること電極層に適用することによ って得られ、場合によっては、コーティングしたしかも破孔した第二の基体に適 用することによっても得られる。
本発明による電気光学システムは少なくとも1電極が、およびもし存在するなら ば、関連する基体が透明であるように反射的にあるいは透過的に作動することカ イできる。少なくとも1電極が、およびもし存在するならば、関連する基体が透 明である0両システムは通常は偏光子を含有せず、その結果極めて高5を光透過 カイ起るのである。さらに配向層は必要ではなく、例えばTN、STNセルのよ うな従来の液晶システムに比較して、これらのシステムの生産におしAては、力 )なりの技術的な簡略化になっている。
PDLCフィルムの生産方法は例えば US4.688.900.US4,673.255、US4,671.618、 WO3510426、US4,435.047、EPo、272.595、Mo 1.Cryst、Liq、Cryst、Inc。
Non1 in、Opt、157 (1988)427、リキッド クリスタル ズ(Liquid Crystals )旦(1988)1543、EPo、1 65,063、EPo、345.029、EPo、357,234、EPo、2 05,261に記載されている。PDLCフィルムの形成は一般的には基本的な 3方法で達成されているる、PIPS技術では(PIPSとは重合誘導相分離) 液晶混合物、場合によってはさらに添加剤をマトリックス素材の前駆体中に溶解 し、その後に重合を開始する。TIPS (熱的誘導相分離)は液晶混合物をポ リマーの溶融体に溶解し、その後に冷却し、他方5IPS(溶媒誘導相分離)は ポリマーおよび液晶混合物を溶媒中に溶解することによって開始し、その後に溶 媒を蒸発させることを意味している。しかしながら本発明はこれらの特殊な技術 に限定されずに、改良方法あるいは他の方法によって得られた電気光学システム をもカバーしている。PIPS技術の使用が通常は好ましい。
電気光学システムの厚さdは通常は出来るだけ低い閾電圧Vthを達成するため に小さく選択する。したがって例えばUS 4,435,047では層厚さ0. 8mmおよび1.6mmの厚さが報告されており、一方US 4,688,90 0では層厚さの値は10と300umの間の値、EP 0.313.053では 5と30μmの間の値が与えられている1本発明による電気光学システムは例外 的な場合には数mmより大きな層厚さdを有しているに過ぎない、200μm以 下の、特に1100LL以下の層厚さが好ましい、特に層厚さは2と1100u の間、特に3と25μm間の値が好ましい。
本発明による電気光学液晶システムと今迄の通常のシステムとの間の基本的な相 違はしかしながら液晶混合物が1種又はそれ以上の反応性のある液晶性の化合物 を含有することから成っていることである。
用語[反応性のある液晶性の化合物」は式IIの棒状化合物を示し、 R’ −G’ −R” II ただしこの式においては末端基R゛およびR”の内のH3W’ 、C−、アミノ 基HW’ N−、カルボキシル基、エポキサイド基W’*CCW’ −あるいは イソシアネート基0=C−N−のような1つの反応部位を示す反応性のある基で あり、あるいはビニルタイプ基w、’ c=cw’−1(メタ)アクリレートタ イスチレンタイプ基−o−cw’ =cw’ 、 、ここではW゛はおたがいに 独立であって、水素あるいは1−5個の炭素を有するアルキル基であるような2 あるいはそれ以上の反応性のある部位を示す重合可能な反応性のある基であり、 その他の末端基も最初の末端基とは独立であり、その末端基はlあるいはそれ以 上の反応性のある部位を有する反応性のある基であり、あるいは15個までの炭 素原子を有するアルキル基であり、しかもそのアルキル基は置換してなくあるい はハロゲン原子で一置換あるいは多置換していても良く、これらの基のなかの1 あるいはそれ以上のCH,グループが各々の場合におたがいに独立しており、− 〇−1−S−2−co−1−OCO−2−CO−O−1あるいは−o−co−。
−で酸素原子はおたがいに直接結合していない様な方法で置換されていても良い 。
Gは以下の式の棒状ジイル基であり、 −3l −(A@−Z’ )@ −A” −3” −3+およびS2おたがいに は独立であり、0−20個の炭素原子を有する直鎖あるいは枝別れしたアルキレ ン基であり、lあるいはそれ以上のCH,グループが各々の場合におたがいに独 立しており、−〇−1−S−1−C〇−あるいは−NW’ −で置換されていて も良く、ただし酸素原子はおたがいに直接結合していないという条件付きであり 、 AIおよびAIはおたがいに独立であり、a) シクロヘキシレングループを示 し、ただし1あるいは2個の非隣接のCHI基が酸素あるいは硫黄で置換されて いても良く、 b) 置換されていないフェニレングループを示し、ただし工ないし3個のCH 基が−N−で置換されていてもよくあるいは弗素、塩素および/またはCHsで 一置換あるいは多置換されていても良い1.4−フニレレン基を示し、 C) ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、ネフタレンー2.6−ジイル基、 デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、あるいは1,2.3.4−テトラヒ ドロナフタレン基を示し、 z3はおたがいに独立であって、−co−o−1−〇−co−1−CH,CH, −1 CHzO−1−ocHz−1−C=C−あるいは単結合およびmは1.2 .3あるいは4であることを示す。
今までも今後も、用語「反応性のある液晶性化合物」は例えば式IIIの分子よ うな反応性のある棒状の分子あるいはその他の棒状の反応性のある化合物を意味 し、これらはエナチオトロビック、モノトロピック、アイソトロピックであって も良く、シかしながら好ましくはエナチオトロビックまたはモノトロピックであ る。
本発明による電気光学システムの好ましい実施態様では、RoおよびR”の内の 少なくとも1個が好ましPDLCフィルムの前駆体を熱エネルギーあるいは照射 のショックによって、通常はイオン重合開始剤あるいはラジカル重合開始剤の存 在下に重合させるならば、相分離が始まったときには液晶性の化合物中に含まれ ている反応性のある液晶性の化合物がお互いに反応し、かくして液晶性のミクロ 液滴の中で内部構造を明らかに形成している。この構造は液晶性のミクロ液滴を おたがいに接触しているあるいはおだがI/Xに離れていることもあるいくつか のより小さなサブコンノ\−トメントに分割しているネットワークの1種である と考えても良い。用語[ネットワークの1種」を広(X意味に理解し、内部構造 の広い範囲の幾何学的構造h)ら成っている0周りのポリマーマトリ・ンクスお よび内部の構造は結合していても、してなくてもよい。
本発明による電気光学システムの他の実施態様ではRoおよびR”の内の少なく とも1個が反応性の部位を示す反応性のある基であり、しかも特に水酸基、チオ ール基、カルボキシル基、アミノ基あるいはイソシアナート基である。このタイ プの反応性のある液晶性化合物はカップリング反応中に周囲のポリマー性のマト リックスに接触していることも可能であり、あるし)はこれらはおたがいに反応 することも可能であり、とくに式IIの妥当な選択をした相手側の反応化合物の 場合には反応することも可能である。カップ1ノング反応は周囲のマトリックス の重合中にあるし)はその後Gこポリマー類似反応として起ることもある。1個 の反応部位タイプの唯一の反応性のある基を示す式IIの反応性のある液晶性の 化合物の場合には、反応性のある基はポリマー性のマトリックスの内部表面に液 晶性のミクロ液滴中にアレンジされている分子の残りの部分とカップリングして おり、その結果同種の内部亭薄造を誘発している。
2個の反応性のある基R゛およびR”を示す式IIの1種又はそれ以上の反応性 のある液晶性の化合物を液晶性の化合物に添加することが一般的も二に子ましI /X0式IIによる少なくとも2種の異なった反応性のある液晶性の化合物を含 有するあるいは少なくともこれらのうちの1が2個の反応性のあるRoおよびR “を含有する反応性のある液晶性の成分の添加も好ましい、1個の反応性のある 基R°を持つ少なくとも1種の液晶性の化合物を含有する反応性のある液晶性の 成分(l官能性の反応性のある液晶性の化合物)および2個の反応性のある化合 物を持つ少なくとも1種の液晶性の化合物を含有する反応性のある液晶性の成分 (2官能性の反応性のある液晶性の化合物)がしばしば特に好まれ、他方1種あ るいはそれ以上の1官能性の反応性のある液晶性の化合物から成る反応性のある 液晶性の成分は通常はあまり好ましくない。
特に好ましい2官能性の反応性のある液晶性の化合物はジビニル、ジアクリレー ト、あるいはジメタクリレートのようなジエンタイプの化合物であり、さらにジ オール、ジチオールおよびジイソシナネートがあり、しかしながらエン−オール 、エン−チオール、ビニルアクリレートのような異なった反応性のある化合物も ある。
反応性のある基R゛およびR”間の挿入基として作用する基S1およびS2およ びメソーゲン性のコアー(A S z 2 ) 、A 11はおたがいに独立し ており、直鎖のあるいは枝別れしている、0−20個の炭素原子を有するアルキ レン基である可能性もある。1あるいはそれ以上のCHtがそれぞれの場合にお 互いに独立であり、−0−1−CO−、−S−或は−NW’ −置換されている ことも可能であり、ただし酸素原子がお互いに直接結合していないという条件付 きである。
基SlおよびS2の長さと構造はメソーゲン性の基が多かれ少なかれ柔軟性の度 合を示しているかによって定まる。妥当な基S1およびS8の以下のリストは説 明のためを目的としており、限定を目的にするものではない。
エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘブチレン、オク チレン、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−オキシ)メチレンオイルオキシ、(2−オキシ) エチレンオイルオキシ、(3−オキシ)プロピレンオイルオキシ、(4−オキシ )ブチレンオイルオキシ、(5−オキシ)ベンチレンオイルオキシ、(6−オキ シ)ヘキシレンオイルオキシ、(7−オキシ)へブチレンオイルオキシ、(8− オキシ)オクチレンオイルオキシ、(l−オキシ)メチレンオキシカルボニル、 (2−オキシ)エチレンオキシカルボニル、(3−オキシ)プロピレンオキシカ ルボニル、(4−オキシ)ブチレンオキシカルボニル、(5−オキシ)ペンチレ ンオキシカルボニル、(6−オキシ)ヘキシレンオキシカルボニル、(7−オキ シ)ヘキシレンオキシカルボニルおよび(8−オキシ)オクチレンオキシ力ルボ ニル。
反応性のある液晶性の化合物のメソーゲン性のコアー(AI 7.3 ) 、、 −AIは2.3.4あるいは5個の環を含有することも可能である。
本発明による電気光学システム中での使用に特に好ましいのは式(1)−(3) による2−13−あるいは4−環のメソーゲン性の基を示す反応性のある液晶性 の化合物および特に式(1)あるいは(2)による2−あるいは3−環のメソー ゲン性の基を示す反応性のある液晶性の化合物である。
以下では簡単化のために、Cycは1.4−シクロヘキシレン基、Pheは置換 されてないかあるいは一弗素置換、二弗素置換あるいは三弗素置換されている1 、4−フェニレン基、Dioは1.3−ジオキサン−2,5−ジイル基、pyc iはピリジン−1,5−ジイル基、Pyrはピリミジン−2,5−ジイル基、P ipはピペリジン−1,4−ジイル基、Bioは1.4−ビシクロ(2,2,2 )オクチレン基、Napはナフタレン−2,6−ジイル基およびThnは1.2 ゜3.4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基である。略語Dio、P yd、PyrおよびPiPは全ての可能な位置異性体から成る。
特に好ましいのは式(2)による以下のメソーゲン性のコアのより小さな基であ る。
−Phe−Zl−Phe−(2) a 式(2)a−(2)fによる構造では、z3は好ましくは一〇〇〇−5−OCO −1CHzCHi−あるいは単結合である6式(2)a−(2)cによる2環の メソーゲン性の構造を含有する1種またはそれ以上の反応性のある液晶性の化合 物を含有する本発明による電気光学システムは特に有利な特性を示す。
特に好ましいのは式(3)a−(3)fによる3環をもつメソーゲン性の基を含 有する式IIによる反応性のある液晶性の化合物の便溜でもある。
−Phe−Zl−Phe−Zl−Phe−(3) a−Cyc−Zl−Phe− Zl−Phe−(31b−Pyr−Zl−Phe−Zl−Phe−(3)e−P yd−Zl−Phe−Zl−Phe−(3) f式(2)a−(2)fによるメ ソーゲン性の基を有する少なくとも1個の2−環の反応性のある液晶性の化合物 および式(3)a−(3)fによるメソーゲン性の基を有する少なくとも1個の 3−環の反応性のある液晶性の化合物両者を含有す電気光学システムが好ましい 。
式(3)a−(3)fのメソーゲン性の構造ではZ′は好ましくはおたがいに独 立であり、単結合、−C00−1−OCO−あるいは−CHI CH衾−である 。
特に好ましいのは単結合を示す−の付いた以下の組み合わせである。
最初の結合基 第二の結合基 HtCHi CH,CH,CH,CHI oco oc。
の構造を含有する式IIによる1種またはそれ以上の反応性のある液晶性の化合 物を含有する電気光学システムは有利な特性を示す。
<yc−Zl−Phe−Zl−Phe−Zl−Phe−(4)a−Cyc−Zl −Cyc−Zl−Phe−Zl−Phe−(4)b−Cyc−Zl−(:yc− Zl−Cyc−Zl−Phe−(4)c−(’yc−23−Phe−Z3−Ph e−23−Cyc−(4)d−Phe−Zl−Phe−Zl−Phe−23−P he−(4)e−Cyc−Zl(yc−Zl−eye−Zl−Cyc−(4)  f低分子量液晶および液晶性のジアクリレートの混合物式(4)a−(4)fに よる構造では、Zlの少なくとも1種は単結合である。その他の2本の結合基は 好ましくはおたがいに独立であり、単結合、−COO−、−0CO−あるいは− CH冨CH* −である。
反応性のある液晶性の化合物は現在迄に公知である。
例えば、EPo、261.712は式 の液晶性のジアクリレートを記載しており、ただしRは水素原子あるいはメチル 基であり、2°はおたがいに独立であり、−COO−1あるいは一〇〇〇−(=  −00C)、Bは柔軟性のある挿入基であり、−(CH2)−一、−(CHI  )、、−0−1−(Si(CH,)2−0)、−、ただしXは1−5であり、 あルイは−(CHI −cHt−0)、−0であり、ただしyは1−8であり、 LCDの配向層に使用するためである。
ヒクメット(Hikmet)はMo1.Cryst。
Liq、Cryst、198.357−70において4−ペンチル−4゛−シア ノターフw −n、Ω ^6/を硬化することによって得られた異方性のあるゲ ルを加削が無くても通常のシステムで得られた値に比肩できる(比較実験1)、 最も有りえそうなその理由は非液晶性の反応性のある添加剤がポリマーマトリッ クスの中に吸収されて、液晶性のミクロ液滴の内部構造を生じさせなかったから であろう。
これと対照的に、実験1−4は反応性のある液晶性の化合物なPDLCフィルム の前駆体に添加したときにはスイッチングタイムを劇的に減少させたことを示し ている。特に0℃の低い温度でのスイッチングタイムの減少が顕著である。比較 実験1の通常のPDLCシステムはスイッチングタイムで(0℃)が283m5 を示すにもかかわらず、実験2−4にしたがって作製した本発明によるシステム のスイッチングタイムは0℃で10および47m5の間の値を示した。
表 1/第1部 PDLCフィルムの前駆体の組成 実験 NOAの百分率 E7の百分率 比較実験1 40% 60% 比較実験2 40% 58% 比較実験3 40% 58% 実験1 40% 58% 実験2 40% 58% 実験3 40% 59.5% 実験4 40% 59.9% 表 1/第2部 PDLCフィルムの前X躯体の組成 実験 反応性のある添加剤 比較実験1 比較実験2 ビフェノールへジアクリレート比較実験3F 実験1 CH2’aCHCo2 (CH216−6−0OCOOC2H400COO(C H2)600CCH=CH2CH2=CHCOO(C1600COO−■=OO COO(CH21600cc)ICH2実験3 CH2=CHCoo(CH2)600CooOOOCOO(CH21600CC H=CH2実験4 C)+2=CHCoo(CH21600C00O00C00(Ci(21600 CCH−CH2表 l/第3部 PDLCフ ィルムの前 電 気 光 学 特 性 躯体の組成 □ 実験 ネ で(20℃) で(0’C) v 、、tms ms V 比較実験1 33 283 19 比較実験22% 48 193 24 比較実験32% 4] 326 17 実験1 2% 10 30 70 実験2 2% 3 10 80 実験3 0.5% 16 28 43 実験4 0.1% 31 47 28 * 反応性のある添加剤の百分率 実験2−4を比較するならば、ジアクリレート成分の添加はスイッチングタイム およびスイッチング電圧に関しては逆の効果を有していることが結論として導か れる。ジアクリレート化合物 の濃度がPDLCフィルムの前駆体の量に関して2%であるように選択するなら ば、20℃およびO℃両者におけるスイッチングタイムは極めて低く、他方飽和 電圧は比較的に高く、しかも比較実験1による通常のシステムの飽和電圧よりも 遥かに高い。
ジアクリレートの濃度を0.1%の程度に低くするならば飽和電圧は28Vにな り、比較実験1による通常のシステムの飽和電圧に比肩できる値であるが、しか し特に0℃における遥かに小さいスイッチングタイムを示している1表1に示し た全ての実験では製造方法は同一であって(PDLCマトリックスの前駆体混合 温度、冷却速度等)、その結果ミクロ液滴直径のの分布は多かれ少なかれ同じで あると考えられる。
表2はシステムの電気光学特性をまとめたのであり、その各々は1種の1官能性 の反応性のある液晶性の化合物を含有しているに過ぎない0表2から指摘できる ことはl官能性の反応性のある液晶性の化合物の添加のみはしばしば有利ではな いことである。実験5および6両者においては、少なくとも0℃でのスイッチン グタイム比較実験1による通常のPDLCシステムのスイッチングタイムよりは 劣っている0反応性のない末端基がニトリル基であるよりなl官能性の反応性の ある液晶性の化合物の添加は往々にして特に不利である。弗素、塩素、CFs  、0CFs 、0CHF鵞、フルキルあるいはアルコキシのような極性の少ない あるいは極性のない反応性のない末端基を有するl官能性の反応性のある液晶性 の化合物の使用はしかしながら及び/または少なくとも1種の2官能性のおよび 少なくとも1種の1官能性の液晶性の化合物を含有している反応性のある液晶性 の成分の使用は往々にして好ましい。
表 2/第1部 PDLCフィルムの前駆体の組成 実験 NOAの百分率 E7の百分率 実験5 40% 58% 実験6 40% 58% 表 2/第2部 PDLCフィルムの前駆体の組成 実験 反応性のある添加剤 実験6 CH2=CHCOO(CH217−C00%CN表 2/第3部 PDLCフ ィルムの前 電 気 光 学 特 性 躯体の組成 実験 * て(20℃) で(0”C) V、、tas ms V 実験5 2% 31 >50050 実験6 2% 500 13 表1および2にまとめた実験並びにさらに拡大実験の結果に基すいて、本発明者 たちは反応性のある液晶性の化合物をPDLCフィルムの前駆体に添加したとき に観測される効果を説明するために、以下の様なアイデアを展開した。
液晶混合物に完全に可溶性の(すなわち液晶混合物および反応性のある添加剤の 如何なる濃度比でも溶解可能である)あるいは少なくとも非常に溶は易い反応性 のある液晶性の化合物を重合し、微小液滴内にネットワークあるいは他のある種 の構造を作製する。スイッチングタイムは下部構造が細かい網目になればなるほ ど低くなる0反応性のある液晶性の化合物はポリマー性のマトリックスおよび液 晶ミクロ液滴の境界面に結合しており、このことは液晶混合物の成分上で増大し た定着する力、従って保持する力になって表われている。このことは反応性のあ る液晶性の化合物の濃度が高くなるほどますます顕著になるスイッチング電圧の 増加につながる0反応性のある液晶性の成分の濃度は従ってスイッチング電圧の 増加が全く無い、あるいは許される程度の増加と関連してスイッチングタイムの 劇的な低下を実現するために妥当なように調整する必要がある。
概要を記載した説明は本発明に限ることなく、仮説として考えるべきである。
拡大実験では1種又はそれ以上の反応性のある液晶性の化合物から成る反応性の ある液晶性の成分の濃度はは余り高くには選択しては成らず、好ましくはPDL Cフィルムの前駆体の量に関して5%より多くなく、特に2.5%より少ないこ とが見出された。特に、好ましいのは本発明による電気光学システムは1%より 多くない量迄の反応性のある液晶性の成分である。
反応性のある液晶性の化合物は式IIを包括する膨大な数の既知のおよび新規な 反応性のある液晶性の化合物から選択することができる0反応性のある液晶性の 化合物は好ましくは液晶混合物中に高い、あるいは極めて高い溶解度を持ってい ることである。
反応性のある液晶性の成分は好ましくは1oより多くない、しかも特に5より多 くない反応性のある液晶性の化合物を含有している。二官能性の反応性のある液 晶性の化合物が一般的には好ましく、しかもこれらの化合物の場合には反応性の ある液晶性の成分は好ましくは1−6、特に1−3、特に2より多くない反応性 のある液晶性の化合物を含有している。更に好ましいのは少なくとも1種の二官 能性のおよび1種の一官能性の反応性のある液晶性の化合物から成る反応性のあ る液晶性の成分である。更に好ましいのは第二の末端基が弗素、塩素、CFs  、0CFs %0CHFx 、あるいはアルキル基あるいはアルコキシ基の様な 非極性基を持つ少なくとも1種の一官能性の反応性のある液晶性の化合物から成 る反応性のある液晶性の成分である。
本発明者たちはさらに本発明による電気光学システムが有利な電気光学特性に特 徴がありさらに特にこれらが記憶効果を持たないかあるいは操く僅かにのみ持つ ことを観測した。
この記憶効果は液晶混合物が反応性のある液晶性の化合物を含有しない通常の電 気光学システムでしばしば観測され、この記憶効果は図1−3に見られ、通常の システム用の電気工学特性線を示しており、そのシステムの前駆体は下記の組成 を持っている。
液晶混合物 BLO3660% マトリックスの前駆体 TMPTMP 3.96%EHA、 18.0% HDDA 4.8% E 270 12.24% D 1173 1.0% (光開始剤) BLO36は英国、プール(Poole)市のML社から入手できる液晶混合物 である。TMPTMPはトリメチロールプロパントリ(3−メルカプトプロピオ ネート)である、EHAは2−エチルヘキサノールアクリレートである。HDD Aはヘキサンジオールジアクリレートである。E 270は市販で入手できるオ リゴマーであって、(エベクリル(Ebecryl)270 アリファティック ウレタンジアクリレート、分子量約1.200)D 1173はダロキュアー( Darocur)1173であって、E、メルクダルムシュタット(Darms tadt)から入手できる。
図1は20℃におけるこのシステムの電気工学特性線゛(d = 20μm)を 示している。これは優れた電気工学挙動を示しており、また記憶効果のないこと を示している。スイッチオンおよびスイッチオフすると、システムは初期の未ス イッチ状態と同じオフ−状態の透過(あるいはより良い透明性)になる。
高温になると状態は変化する。このことは図2から明らかである。この図は電気 工学曲線および70℃における同一システムについてオフ状態の透過を示してい る。スイッチオフにすると、透過は初期の未スイッチ状態と同じように低くには 成らない、特に高温で大抵の通常のシステムで観測されるこの効果は記憶効果と 呼ばれている。
図3は図2のオフ−スイッチングした後に記録された70℃でのこのシステムの ための電気光学曲線を示している。再スイッチしたときには、透過は図2の高い レベルで始まり、その後の操作中にはこのレベルで止まっている。
例えば20℃の低温に下げたときにのみ、システムは完全に回復することが可能 になるが、しかし操作の高温に戻ったときには、その効果は再び出現する。
もしも電気光学システムが例えば戸外ディスプレイの場合に、運搬可能なコンピ ューターのような広範囲の温度に亙って操作するようになれば、この効果は特に 不利である。
本発明者たちは本発明による電気光学システムが図4から明らかなように劇的に 減少した記憶効果に特徴があり、その図4は本発明によるシステムについて電気 光学特性線を示し、本発明の前駆体はBLO38を59.8%、下記の化合物を 0.2% および図1−3の通常のシステムに使用した同一のマトリックスの前駆体を含有 している。d=20μmである。図5は20℃におけろ本発明によるこのシステ ムのための電気光学特性線を示しており、極めて優れており、図1のシステムと 比較するならば、■、−に関しては僅かの増加を示しているに過ぎない0図1と 図5のシステムの特性はT asおよびT @ffオンー状態の透過およびオフ −状態の透過に関して以下の表で比較する。
V mat V ollV m11 図1のシステム 23.60.185 0.004図5のシステム 30.1  0.874 0.005反応性のある液晶成分の濃度を図6から明らかなように 高く選択するならば、記憶効果を完全に抑制することができる。この図はBLO 3658%、図4に使用した反応性のある液晶性の化合物 2%および図4のシ ステムと同一のマトリックスの前駆体を含有している本発明によるシステムにつ いて70℃における電気光学曲線を示している。
記憶効果は観察されなかったが、しかしすでに記載したように図1のシステムの 飽和電圧に比較してその飽和電圧は同時にかなり増加している0本発明による電 ′<(光学システムの反応性のある液晶性の成分の量が1%より多くなく、本発 明による電気光学システムが全く一般的に一方では極めて低い記憶効果を示し、 他方では飽和電圧の小さいしかも如何なる割合でも許容出来る増加を示している 。
纏めとして言えることは本発明による電気光学システムは有利な電気光学特性に 特徴を有し、しかも特に低いスイッチングタイム、特に低温においてしかもかな り減少した記憶効果に特徴を有している。
本発明による電気光学システムに使用されている液晶性の混合物は少なくとも2 種類の反応性のない液晶性の化合物を含有しており、簡単のためにこれら反応性 のない液晶性の化合物を液晶性の化合物と呼ぶことにする。液晶性の混合物は好 ましくは少なくとも1種の式■の化合物から成り、 ただしこの式においては z′およびz2はおたがいに独立しており、単結合、−CH2CH,−9−Co o−、−0CO−5あるいは一〇=C−であり、 0 および 会 はたがいに独立であり、トランス−1,4−シクロヘキシレン 、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1 ,4−フェニレン、2.3−ジフルオロ−1,4−フェニレンあるいは3.5− ジフルオロ−1,4−フェニレンおよびこれらの 0 および0のうちのいずれ かはピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルあるいはトランス −1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、XI及びX2はおたがいに独立 であり、水素あるいは弗素であり、 QはCFt 、0CFx 、Cm Fa 、OCs F4あるいは単結合であり 、 Yは水素、弗素、塩素あるいはCNであり、Rは13個の炭素原子までのアルキ ル基であり、そのなかでは1個または2個の隣り合ってないCHxグループが− 0−および/または−CH=CH−で置換されていることもある。
これ以降では簡単のために、Pheは1.4−)ニレレン、Phe、2Fは2− フルオロ−1,4−フェニレン、Phe、3Fは3−フルオロ−1,4−フェニ レン、Cycはトランス−1,4−シクロヘキシレン、Pyrはピリミジン−2 ,5−ジイル、pyciはピリジン−2,5−ジイルであり、2種の略号Pyr およびPydはそれぞれの場合に2種の可能な位置異性体からなる。さらにPh e、(F)は置換していないあるいは2あるいは3位を弗素原子で一置換した1 ゜4−フェニレン基を示すこととする。Phe、2F3FおよびPhe、3F5 Fはそれぞれ2と3位および3と5位をジフルオロ化した1、4−フェニレング ループを示す0式Iによる液晶化合物の中ではYが水素、弗素、塩素である化合 物はこれ以降式IによるSFM化合物(スーパーフルオロ化素材)と記載する。
液晶混合物が1種またはそれ以上の式I2の2環式化合物を含有している電気光 学システムが好ましい。
式I2の化合物では、Rは好ましくは1−10、特にシであり、しかも直鎖の基 が好ましい、さらに、n −アルコキシアルキル化合物、特にn−アルコキシメ チルおよびn−アルコキシエチル化合物が好ましい。
Z2は好ましくは−CH,CH,−5−COO−あるいは単結合であり、特に単 結合か−CH1CHs−1さらに特に単結合が好ましい、Yは−F、−CI、− CN、 OCHF t 、 −OCF sあるいは一〇F。
であり、好ましくは−F、−CIあるいは一〇Nである0本発明によるアクチブ にアドレスされたPDLCシステムの場合には、Yは好ましくは−F、−CIあ るいは−OCF sである。
式I2の化合物の中でxlおよびx2の少なくとも1方が水素とは異なっている 式■2の化合物が特に好ましい。
分 は好ましくはCyc、Phe、(F)、Phe、3F5F、Phe、2F3 F%Pyr%PydあるいはDioおよび、特にCyc、Phe、(F)、Ph e、3F5F、Phe、2F3F、PyrあるいはPydが好ましい。
さらに、電気光学システムの液晶混合物が1種またはそれ以上の式I3の3環式 化合物を含有している電気光学システムが好ましい。
式I3の化合物にあっては、Rは1−10の炭素原子を有するn−アルキルある いはn−アルコキシ、更に1−8の炭素原子を有するn−アルコキシエチルある いはn−アルコキシエチル化合物も、7個までの炭素原子を有するn−アルケニ ルも好ましい。
式13の化合物のなかではRがメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、 ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、メトキシ、エトキシ、プロポ キシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、オクトキシ、メトキシ メチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ブトキシメチル、メトキシエチル 、エトキシエチルあるいはプロポキシエチルである式I3の化合物が特に好まし い0式13の化合物の中のZlおよびz2はお互いに独立であって、好ましくは CHx CHz−1−C00−あるいは単結合であり、特に−〇HxCH雪−あ るいは単結合である Zl及びz2の少なくとも−が単結合である式13の化合 物が特に好ましい。Yは−F、−CI、−CN、−OCHF x 、 −〇 C F sあるいは−CF!であり、好ましくは−F、−C1,−CN、−0CHF !あるいは0CFsである0本発明によるアクチブにアドレスされたPDLCシ ステムの場合には、Yは特に−F、−C1、−0CHFaおよび一0CFsであ る。
Cyc、Phe、(F)、Phe、2F3F、Phe、3F5F% Phe、2 F3F5F、Pyr、°PydおよびDioであり、特にCyc、Phe、(F )、Phe、2F3F、Phe、3F5F% Phe、2F3F5F、Pyrお よびPydである。
さらに、電気光学システムの液晶混合物が1種またはそれ以上の式I4の4環式 化合物を含有している電気光学システムが好ましい。
式I4の化合物にあっては、Rは1−10の炭素原子を有するn−アルキルある いはn−アルコキシ、さらに1−8の炭素原子を有するn−アルコキシメチルあ るいはn−アルコキシエチルも好ましい。
式I4の化合物の中ではRがメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘ キシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、メトキシ、エトキシ、プロポキ シ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシあるいはオクトキシである 式I4の化合物が特に好ましい。
式I4の化合物の中では、ブリッジであるZlおよびz2のうちで2より多くな く、特に唯一つだけは単結合と異なっていることが好ましい、夕ト およびソ)  は互いに独立であって、好ましくはCyc、Phe、2F、Phe、3F、P he、PyrあるあるいはPhe、3Fである化合物が好ましい0本発明による 電気光学システムの液晶混合物中の式I4の化合物の重量割合は好ましくは余り 高くはなく、しかも特に20%より少なく、式I4のラテラルに弗素化した化合 物の使用が多くの場合好ましい。
本発明による液晶混合物中で使用されるの式1の化合物の割合は好ましくは余り 小さくはなく、特に15%より多く、特に20%より多い1式Iの化合物を40 %より多く、しかも特に50%より少なくなく含有している液晶混合物が特に好 ましい。
本発明による液晶混合物は好ましくはネマチックあるいはネマチック形成(モノ トロピックあるいは等方性)物質から選択されたその他の成分を含有することが でき、特にアゾキシベンゼン、ベンジリデンアニリン、ビフェニール、ターフェ ニール、フェニールあるいはシクロへキシルベンゾエート、フェニールあるいは シクロへキシルシクロヘキサンヵーボキシレート、フェニールあるいはシクロへ キシルシクロへキシルベンゾエート、フェニールあるいはシクロへキシルシクロ へキシルシクロヘキサンカーボキシレート、シクロへキシルフェニールベンゾエ ート、シクロへキシルフェニールシクロヘキサンカーボキシレートあるいはシク ロへキシルフェニールシクロへキシルシクロヘキサンカーボキシレート、フェニ ールシクロヘキサン、シクロへキシルビフェニール、フェニールシクロへキシル シクロヘキサン、シクロへキシルシクロヘキサン、シクロへキシルシクロヘキセ ン、シクロへキシルシクロへキシルシクロヘキセン、1.4−ビス(シクロヘキ シル)ベンゼン、4.4°−ビス(シクロヘキシル)ビフェニール、フェニール −あるいはシクロへキシルピリミジン、フェニール−あるいはシクロへキシルピ リジン、フェニール−あるいはシクロへキシルジオキサン、フェニール−あるい はシクロへキシル−1゜3−ジチアン、1.2−ディフェニルエタン、1.2− ジシクロヘキシルエタン、1−フェニル−2−シクロヘキシルエタン、1−シク ロへキシル−2−(4−フェニルシクロヘキシル)エタン、■−シクロへキシル −2−ビフェニールエタン、1−フェニル−2−シクロへキシルフェニールエタ ン、ハロゲン化したあるいはハロゲン化していないスチルベン、ベンジルフェニ ールエーテル、トラン、および置換されているケイ皮酸からなるグループから・ の物質から選択されたその他の成分を含有することができる。これらの化合物中 の1.4−フェニレン基は弗素化されていてもよい。
本発明による電気光学システムの中で使用される液晶混合物は好ましくは式1− 5の誘電的に中性の1種またはそれ以上の化合物を含有する。
式1および2において、LおよびEは同一であるか、あるいは異なっていても良 く、それぞれ互いに独立であって、−Phe−1−Cyc−1−Phe−Phe −1−Phe−Cyc−1−Cyc−Cyc−5−Pyr−1−Dio−1−G ’ −Phe−および−01−Cyc−2さらにこれらの鏡像体から成る基から の2価の基であり、Pheは置換されてないあるいは弗素置換されている1、4 −フェニレン、Cycはトランス−1,4−シクロヘキシレンあるいは1.4− ヘキセニレン、Pyrはピリミジン−2,5−ジイルあるいはピリジン−2,5 −ジイル、Dioは1.3−ジオキサン−2,5−ジイルおよびG1は2−(ト ランス−1,4−シクロヘキシル)エチル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリ ジン−2,5−ジイルあるいは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルである。
基りおよびEの−は好ましくはCyc%PheあるいはPyrである。Eは好ま しくはCyc、PheあるいはPhe−Cycである0本発明による液晶は好ま しくは式lおよび2の化合物から選択された1種またはそれ以上の成分を含有し 、そのなかでLおよびEはCyc、PheおよびPyrからなる基から選択され 、しかも同時に1種またはそれ以上の成分が式lおよび2の化合物から選択され 、この両式の中で基りおよびEの−はCyc%PheおよびPyrからなる基か ら選択され、他の基は−Phe−Phe−1−Phe−Cyc−1−Cyc−C yc−1−G−Phe−および−G”−Cyc−から成る基から選択され、しか も、もし希望するならば、1種またはそれ以上の成分は式lおよび2の化合物か ら選択され、その式のなかで基りおよびEは−Phe−Cyc−1−Cyc−C yc−1−G″−Phe−および−G’ −Cyc−からなる基から選択される 。
式Iおよび2の化合物の中のR″およびR°″はそれぞれ、お互いに独立であっ て、好ましくは炭素原子8個までを有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、 アルケニルオキシあるいはアルカノイルオキシである。
これらの大部分の化合物では、R1およびR”はお互いに異なっており、これら の基の−が特にアルキル、アルコキシ、アルケニルである。
特に好ましいのが誘電的に中性な式3および4の化合(F) ただしこの式の中で R1およびR″”の意味は式1および2に示した意味と同じであり、 Z“は互いに独立であって、単結合あるいは−CH5CH2−であり、 lおよびmは互いに独立であって、0あるいは1であり、 は1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレンあるいは3−フルオ ロ−1,4−フェニレンを示している。
本発明によって使用される液晶の中で式1−4の化合物の重量割合は好ましくは 0−50%、特に0−40%である。
本発明による電気光学システムに使用される液晶混合物は好ましくは式Iの化合 物を1−98%、特に5−05%含有する。液晶は好ましくは式Iの化合物を1 −20、しかしながら特に1−15、しかも極めて特別には1−12化合物を含 有する。
当業者はネマチックあるいはネマチック形成物質の大量のプールから記載された 液晶混合物用の添加剤を、複屈折Δnおよび/または常光線屈折率n、および/ または他の屈折率および/または粘性および/または誘電異方性および/または 液晶の他のパラメーターが特殊な利用に最適化するという方法で選択することが できる。
液晶混合物は例えばキーラル化合物のような他の添加剤およびさらに他の通常の 添加剤を含有することも出来る。そのような添加剤の濃度は好ましくは7.5% より多くなく、特に5%より少ない。
式IIは既知の及び新規な反応性のある液晶性の化合物を包括し、しかも本発明 も式IIの新規な反応性のある液晶性の化合物に関する。
特に、今までの既知の反応性のある液晶性の化合物はしばしば高い、あるいは極 めて高い融点におよび多くの利用にはなお十分には高くない複屈折の値に特徴が ある。
本発明者たちは広範囲な検討中に式IIIによる化合物 R’ −P−X−A’ −Z−A’ −R” I I Iが好ましい特性を有し 、しかも特に複屈折および融点の特異な値を持っていることを見出した。
ただしこの式においては R1はCH,=CW−COO−1CH2= CH−1> 、−coo−t”あり 、W ハH、塩素あ6イ4!1−5個の炭素をもつアルキル基であり、mは1− 7であるPは12個迄の炭素原子を有するアルキレンであり、1あるいはそれ以 上のCH,基が酸素で置換されていても良く、 x バー o−1−s−1−coo−1−oco−あるいは単結合であり、 R2は置換していない、あるいはハロゲンで一置換あるいは多置換している15 個迄の炭素原子を有するアルキルであり、この基のなかの1個あるいはそれ以上 のCH,基が各々の場合におたがいに独立して、−0−1−S−1−CO−1− OCO−1−CO−O−あるいは−o−co−o−で、しかも酸素原子がお互い に直接結合しないような方法で、あるいは−〇N、−F、−CIで置換されても 良く、あるいはR2がR1−Q−Xに示した意味を有しており、 A3は置換してないないあるいは1ないし4個のハロゲン原子で置換している可 能性のある1、4−フェニレンあるいはナフタレン−2,6−ジイル基であり、 A4は るいはハロゲンで置換されていることも可能であり、(a)および(b)の中の 1.4−フェニレン基の1が1あるいは2個のCH基が窒素で置換しても良いよ うな1.4−フェニレン基で置換している可能性もあり、 Zは−CO−O−1−O−CO−1−CH冨CH冨−あるいは単結合である。
本発明による電気光学システムの反応性のある液晶性の成分が少なくとも1種の 式IIIによる化合物を含有しており、その電気光学システムが特別に有利な特 性を持っている。
式IIIは式ll1l−III20の3環を持つ反応性のある液晶性の化合物を 包含する。
R1−P−X−Phe’−Z−Phe”−phe”−R2IIIIRl−P−X −Phe’ −Z−Pyd−Phe” −R2lll2R1−P−X−Phe’  −Z−Pyr−Phe” −R2lll3R1−P−X−Phe’ −Z−P he” −Pycl−R2(lll4R1−P−X−Phe’ −Z−Phe”  −Pyr−R2工115R1−P−X−Phe’ −Z−Phe” −CH2 CH2−Phe” −R2HI6R1−P−X−Phe’ −Z−Pyd−CH 2CH2−Phe” −R2III 7R1−P−X−Phe’ −Z−Pyr −CH2CH2−Phe” −R2lll8R1−P−X−Phe’ −Z−P he” −C4(2CH;−Pyd−R2l119R1−P −X−P he  ’ −Z P he ” −1:H2CH; −P y r−R2I I I  10R1−P−X−Nap’−Z−Phe”−Phe”−R2rlll1R1− P−X−Nap’ −Z−Pyd−Phe” −R2Illl2R1−P−X− Nap’ −Z−Pyr−Phe” −R2Illl3R1−P−X−Nap’  −Z−Phe” −Pyd−R2エエエ14R1−P−X−Nap’ −Z− Phe” −P、yr−R2Illl5R1−P−X−Nap’ −Z−Phe ” −CH2CH2−Phe” −R2Illl6R1−P−X−Nap’ − Z−Pyd−CH2CH2−Phe” −R2ll117R1−P−X−Nap ’ −Z−Pyr−CH2CH2−Phe ” −R2I I I 18R1− P−X−Nap’ −Z−Phe” −CH2CH2−Pyd−R2ll119 R1−P−X−Nap’ −Z−Phe” −CH2CH2−Pyr−R2Iエ エ20式I I I 1−I I I 10の化合物中では、Phe’は1.4 −〕二ニレングループを示し、 ただしこの式のなかではx s x 8はおだが1/)に独立であり、Hあるい はハロゲンを示し、 が好ましい。
式I I I 11.7I I I22の中では、Phe” Gよ1.4−フェ ニレン基であり、置換されてなし1、あるI/1はCNであるいはハロゲンで一 置換あるし1は多置換されており、 式I I I 15−I I I20の中では、Nap’はナフタレン−2,6 −ジイル基であり、 置換されてない、あるいはX t −X +xのうちの4個までがお互いに独立 してハロゲンであり、その他が水素を示している。
式ll1l−III20の化合物が好ましい、特に好ましいのは式1111−1 113、lll6−IIllo、ll113−I1115.ll118−lll 20、llI21およびllI22であり、特に化合物ll11、lll8、l l115およびllI20が好ましい。
式I I I 1−I I I20(7)化合物ノナカテ、RIはCH霊=CW −COO−1CH,=CH−5)、−COO−であり、WはH1塩素或は1−5 個の炭素をもつアルキル基であり、mは1−7である。
好ましくはR1はビニル基、アクリレート基、アミノ基、あるいはメルカプト基 であり、特に好ましいのはR1の以下の意味である、 CH3 CI C)(2=C)(−RL−4 H2N−R1−5 H(alkyl) N−R1−6 H5−CH2−(CH2)、−COO−R1−7ここでアルキルとは(,1−C s−アルキルは1−5である。
式II11−I1120の化合物のなめ)で、挿入基−タイプの基Pは24個ま での炭素原子を有するアルキレンであり、1個あるいはそれ以上の814接のC  I( z基が酸素で置換されていることもありうる。
Pがアルキレンの場合には、Pcよ直鎖、あるl/)cよ枝″A11れしていて もよい。特に好ましりNP+よエチレン、プロピレン、ブチレン、1−メチル− プロピレン、2−メチルプロピレン、ペンチレン、l−メチルブチレン、2−メ チル−ブチレン、ヘキシレン、2−エチル−ブチレン、1.3−ジメチル−ブチ レン、ヘブチレン、1−メチルヘキシレン、2−メチルヘキシレン、3−メチル ヘキシレン、4−メチルヘキシレン、5−メチルヘキシレン、6−メチルヘキシ レン、オクチレン、3−エチル−ヘキシレン、ノニレン、1−メチルオクチレン 、2−メチルオクチレン、7−メチルオクチレン、ブチレン、ウンデシレン、ド デシレン、2−メチルウンデシレン、2,7.5−トリメチルーノニレンあるい は3−プロビルーノニレンである。
Pがモノ−あるいはポリオフサアルキレンである場合には、Pは直鎖、あるいは 枝別れしていてもよい.特に、Pは1−オフサ−エチレン、l−オクサーブロビ レン、2−オクサブロビレン、1−オフサ−ブチレン、2−オフサブチレン、1 .3−ジオフサブチレン、1−オクサーペンチレン,2ーオクサーペンチレン、 3−オキシーペンチレン、2−オフサ−3−メチル−ブチレン、1−オフサヘキ シレン、2−オフサ−ヘキシレン、3−オフサ−ヘキシレン、1,3−ジオフサ −ヘキシレン、1.4−ジオキシ−ヘキシレン、l。
5−ジオフサ−ヘキシレン、l−オキシ−へブチレン、2−オフサ−へブチレン 、1.3−ジオフサ−へブチレン、1.4−ジオフサ−へブチレン、1.5−ジ オフサ−へブチレン、1.6−シオクサーへブチレン、1,3.5−トリオクサ ーヘブチレン、1−オクサーオクチレン、2−オクサーオクチレン、3−オクサ ーオクチレン、4−オクサーオクチレン、1.3−ジオクサーオクチレン、1. 4−ジオクサーノニレン、1、4−ジオクサーデシレン、1.4−ジオクサーウ ンデシレン、1,3.5−)リオクサードデシレンである。
Xは一〇−、−s−、−c.oo−、−oco−、あるいは単結合であり、およ び特に−〇−、−COO−、−occ−あるいは単結合である.Xが一〇−、− S−−OC○−である場合には、Qの隣接するCH宜基は酸素原子で置換されて ない。
z +i − c o o−、−oco−、−cHtc’Ha−、あるいは単結 合である.式I I I 1−I 117およびII I 15−I I I  19(7)化合物にあッテハ、zCヨ好ましくは−000−、−oco−、−  C H * C H x−・ある単結合であり、しかも特にーC00−、−oc o−、あるいは単結合である.式1118−II114およびI I I20− T I I24の化合物では、Zは好ましくは一C 8 2 C H x−ある いは単結合である。
R2は置換されてないあるいはハロゲンで一置換あるいは多置換されている15 個までの炭素原子を有するアルキル基である可能性があり、これらの基の中の1 個あるいはそれ以上のCH2基がおたがいに独立してそれぞれの場合に一〇−、 −S−、−CO−、−〇CO−、−COO−あるいは−o−coo−で酸素原子 R2がアルキル基あるいはアルコキシ基であるならば、それは直鎖あるいは枝別 れしていてもよい.好ましくは直鎖であり、2、3、4、5、6、7あるいは8 個の炭素原子を持ち、従って、好ましくはエチル、プロピル、ブチル、ペンチル 、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキ シ、ヘキソキシ、ヘプトキシあるいはオクトキシであり、さらにメチル、ノニル 、デシル、ウンデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、メトキシ、 ツノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシあるいはテトラ デシルシである。
R2がオフサアルキルであるならば、好ましくは直鎖状の2−オクサブロビル( =メトキシメチル)、2−オフサブチル(=エトキシメチル)あるいは3−オク サブチル(=2−メトキシエチル)、2−13−あるいは4−オフサペンチル、 2−.3−14−あるいは5−オフサヘキシル、2−13−14−15−あるい は6−オフサペンチル、2−13−54−15−56−あるいは7−オフサオク チル、2−13−14−15−16−17−あるいは8−オフサノニル、2−1 3−14−15−16−17−18−あるいは9−オフサデシルである。
好ましい枝別れした基R3はイソプロピル、2−ブチル(=1−メチルプロピル )、イソブチル(=2−メ=3−メチルブチル)、2−メチルペンチル、3−メ チルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロビルペブロボキシ、2−メチルブ トキシ、3−メチルブトキシ、2−メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、 2−エチルヘキソキシ、1−メチルヘキソキシ、2−オクチルオキシ、2−オフ サ−3−メチルブチル、3−オフサ−4−メチルペンチル、4−メチルヘキシル 、2−ノニル、2−デシル、2−ドデシル、6−メチルオクトキシ、6−メチル オクタノイルオキシ、5−メチルへブチルオキシカルボニル52−メチルブチリ ルオキシ、3−メチルバレリルオキシ、4−メチルヘキサノイルオキシ、2−ク ロロプロピオニルオキシ、2−クロロ−3−メチルブチリルオキシ、2−クロロ −4−メチルバレリルオキシ、2 クロロ−3−メチルバレリルオキシ、2−メ チル−3−オキシペンチル、2−メチル−3−オフサヘキシルである。
R2は極性の末端基であることも出来、また特に−CN、−C1、−Fであるこ とも可能である。R3はまた−(L)−C,H,F口、l−6であることも出来 て、ただしここでLは単結合、−0−あるいは−S−でありdは1あるいは2で あり、eは0.1.2.3.4あるいは5である。
R2は上記のR’ −Q−Xで示した意味の−を有することもある。R2が一場 合によっては置換されていることもあるが−アルキル基である場合には、R1は 好ましくはビニル基あるいはアクリレート基であり、他方R2がR’−Q−Xの 場合には、上でR1に示した全ての意味が好ましい。
特に好ましいのは式IIIによる以下の反応性のある液晶性の化合物の小さい基 である。
ただしこの式においては Ylは互いに独立であり、CH≧=CW’ COO−1CH,=CH−あるいは HS CH2(CH* ) −CoO−であり、 ■菫は互いに独立であり、−0−1−COO−1−〇〇C−1−3−あるいは単 結合であり、Wlは互いに独立であり、水素、塩素あるいはCHsであり、 nは互いに独立であり、2−12であり、mは互いに独立であり、1−7であり 、さらにレン、2.6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2.3.ロートリフ ルオロ−1,4−フェニレンである。
式I I I−1による化合物はラテラルには置換されてレンを意味する)ある いは1.2あるいは3個の1゜4−フェニレン基が互いに独立に1.2あるいは 3個の弗素原子で置換されていても良い、ラテラルに弗素化した化合物が好まし い。
特に好ましいのは式I I I 1−1による化合物であって、ただしこの式の 中では YlはCHt=CHCOOであり、 ■1は酸素原子であり、 フェニレン、あるいは3−フルオロ− 1,4−フェニレンである0式I I I 1−1によるこの小さな従属クラス の化合物は複屈折の有利な値および低い融点に特徴を有している。
特に好ましいのは式l118による以下の化合物の小さな基である。
ただしこの式においては Y2は互イニ独立であり、CH,=CHCOO−1CH2= C(CHs )  −COO−あルイはCH,=CHv2は互いに独立であり、−〇−あるいは単結 合であり、 nは互いに独立であり、2−12であり、さらにこの式による化合物はラテラル には置換されてなくて味する)あるいは1.2あるいは3個の1.4−フェニレ ン基が互いに独立に1.2あるいは3個の弗素原子で置換されていても良い、ラ テラルに弗素化した化合物が好ましい。
特に好ましいのは式lll8−1による化合物であって、ただし YIはCH□=CHCOO−であり、 ■2は一〇−である。
式I I l8−1による化合物は特に有利な融点を示している。
特に好ましいのは以下の式によるその他の化合物である。
ただしこの式においては Y3は互いに独立であり、CHz =(Ws coo−1CH,=CH−あるい はHSCHt (CH2,)−000−であり、 v3は互イニ独立であり、−0−5−COO−1−〇0C−1−8−あるいは単 結合であり、aはOあるいは1であり、 nは互いに独立であり、2−12であり、さらにrは1あるいは2であり、 mは互いに独立であり、1−7であり このタイプの化合物を式ll111(r =2)が部分的に力゛パー している 、特に好ましいのはこのタイプの化合物であり、 ただしこの式においては Y3はCHz =cw” coo−であり、nは互いに独立であって、3−11 であり、特に4.5.6.7あるいは8であり、 v3は一〇−あるいは単結合であり、 rは1である。
この特異的な従属基の化合物は融点および複屈折の有利な値に特徴を有している 。
特に好ましいのは以下の式による反応性のある液晶性の化合物の以下の小さい群 である。
ただしこの式においては Y4は互いに独立であり、CH,=CW’ COO−1CHt = CH−ある いはHSCHt (CHz )−COO−であり、 ■4は互いに独立であり、−〇−1−COO−1−〇0C−1−8−あるいは単 結合であり、W4は互いに独立であり、水素、CHsあるいは塩素であり、 mは互いに独立であり、1−7であり、nは互いに独立であり、1−12であり 、tはOllあるいは2でありさらに のタイプの化合物を式ll11が部分的にカバーしている。
この式による化合物はラテラルには置換されてなくて味する)あるいはl、2あ るいは3個の1.4−フェニレン基が互いに独立に1.2あるいは3個の弗素原 子で置換されていても良い、ラテラルに弗素化した化合物が好ましい。
特に好ましいのは以下の化合物のやや小さい群であるこの特異的な従属群の化合 物は融点および複屈折の有利な値に特徴を有している。
特に好ましいのは以下の式による反応性のある液晶性の化合物の以下の小さい群 である。
ただしこの式においては Ysは互いに独立テアリ、CH* = CW ’ CO0−1cHt =CH− あるいはHSCHt (CHz )−C0Oであり、 Vl′は互いに独立であり、−〇−1−COO−1−〇C0−1−8−あるいは 単結合であり、W5は互いに独立であり、水素、CH3あるいは塩素であり、 nは互いに独立であり、2−12であり、mは1−7であり、 tおよびUはおたがいに独立であり、0.1あるいは2であり、ただしt+u= 1.2あるいは3であるという条件付きであり、 式I I I−1による化合物はラテラルには置換されて味する)あるいは1. 2あるいは3個の1.4−フェニレン基が互いに独立に1.2あるいは3個の弗 素原子で置換されていても良い、ラテラルに弗素化した化合物が好ましい。
このタイプの化合物を式ll11が部分的にカバーしている。
特に好ましいのは以下の化合物の以下のやや小さし)群特に好ましいのは以下の 化合物の以下のやや小さい群である。
Yll −”re −vs −us + ys −Ts ysただしこの式にお いては Y6は互イニ独立であり、CHt = CW ’ CO0−1cHt =CH− あるいはHSCH宜 (CI(s ) 、 C0W6は互いに独立であり、水素 、CH,あるいは塩素であり、 T6は互いに独立であり、直鎖の(CH3)。あるいは CH。
CCHx ) v (0)−−(CHs )−CH−であり、 mは互いに独立であり、1−7であり、nは互いに独立であり、1−12であり 、■は互いに独立であり、1−8であり、Wは互いに独立であり、Oあるいは1 であり、Zは互いに独立であり、0−4であり、v6は互いに独立であり、−0 −1−S−1−COO−1−OCO−1−3−あるいは単結合であり、特に−〇 −あるいは−S−であり、 Cおよびdは互いに独立であり、0、lあるいは2であり、 c+dは0,1あるいは2であわ、 Xは窒素あるいはCHであり、 この特異的な従属群の化合物は融点および複屈折の有利な値に特徴を有している  T6が 特に好ましいのは以下の式による反応性のある液晶性の化合物の以下の小さい群 である。
+Fl ただしこの式においては Y7はCH,=CW’ COO−1CHz ’= CH−あるいはHSCH*  (CHs )−Coo−であり、Y8はY7とは独立であり、Y7の意味を有し 、1−12個の炭素原子をもつアルキルであり、そのアルキル基は場合によって は弗素および/または塩素で一置換あるいは多置換されていることもあり、およ び/または1あるいは2個の非隣接CH8基が−CH=CH+、−o−、−co −,−coo−1−0CO−あるいは−S−で置換されていても良く、 V7は互いに独立であり、−0−5−COO−1−〇0C−1−3−あるいは単 結合であり、W7は互いに独立であり、水素、塩素あるいはCHsであり、 mは互いに独立であり、1−7であり、bは互いに独立であり、0−11であり 、ただしY7およびY8両者がCHz = CW ’ COO−(Fl 件付きである。
式Iによる反応性のある液晶性の化合物および特に式IIIによる特に好ましい 化合物および好゛ましい従属クラスによる好ましい化合物はそれ自身公知の方法 で、しかも例えばホウベンーヴアイル(Houben−Weyl)著、有機化学 の方法、テイーメ(Thieme)−出版社 シュツットガルト(Stuttg art)の様な標準的な著作に記載されている方法によって合成することができ る。一部の特異な方法番ま実施例から得ることができる。
これ以降およびこれ以前では、記載したすべての百分率表示は重量%である。温 度はすべてセツシ温度である。
以下の実施例は発明を説明するためであって、これを制限するものではない。
LL別」2 ダイアグラムlに示したl連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 1)を合成した。
CH,−CH−Co2− fCH,)6o(jcc、H,%、H,−$0− + Cl−121、−02C−CH=CH2PD (Ph)sはテトラキストリフェ ニルフォスフインパラジウムを示し、Δは加熱を意味する。
ダイアグラムlの工程6では、工程5で得たフェニルエーテル1モルおよびアク リロイルクロライド1.1モルをジクロールメタン11に溶解する。トリエチル アミン1.1モルを添加し、その混合物を3時間室温で攪拌する。水による加工 処理作業およびカラムクロマトグラフィーの結果(1)が得られた。
艮1上ユ ダイアグラム2に示したl連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 2)を合成した。
TEAはトリエチルアミン、DCMはジクロロメタンrtは室温を意味する。
ダイアグラム2の工程4では、工程3で得たアルコール1モルとアクリロイルク ロライド2.1モルをジクロールメタン21に溶解した混合物にトリエチルアミ ン2,2モルを滴下添加した。24時間後に反応混合物を水で洗浄し、カラムク ロマトグラフィーの結果(2)が得られた。
ダイアグラム2a示したl連の反応工程を経て、以下の化合物を合成した。
K 80.I S (66,3)SA111.9 IK 60.5 r K 80.8 5A113.8 1 K 65(SA 61.lN 63) IIL皿ユ ダイアグラム3に示したl連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 3)を合成した。
K 70 S A 140 I DMEはジメトキシエタンを示す。
ダイアグラム3の工程5では、ダイアグラム3の工程4で得たヒドロキシターフ ェニル1モルとアクリロイルクロライド2.1モルをジクロールメタン21に溶 解した溶液にトリエチルアミン2.2モルを滴下添加した。室温で4時間攪拌し た。水による加工処理作業およびカラムクロマトグラフィーの結果(3)が得ら れた。
以下の化合物が同様にして得られた。
(3,1)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 82.3 1 ・を付けた炭素原子は不斉炭素原子であり、(R)(−)である。
(3,2)は以下の相シーケンスを持ってしAた。
K 76.9 S 122.7 I (3,3)の融点 K 93 S (3,4)は以下の相シーケンスを持ってl/)だ。
K 62 N 81.9 I (3,5)は以下の相シーケンスを1寺ってしAた。
K 36.2 S S 54.6 N 79.6 1(36)は以下の相シーケ ンスを持ってし)だ。
K 94 N 106 1 (3,7)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 75.3 S 96.9 N 104.9 I(3,8)は以下の相シーケ ンスを持っていた。
K 99.3 N 102.8 I (3,9)は以下の相シーケンスを持っていた。
(3,10)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 45.6 I 及1且A ダイアグラム4に示した1連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 4)を合成した。
ダイアグラム4の工程4では、ダイアゲラA4の工程3で得たエステルとアクリ ロイルクロライド2.1モルをジクロールメタン21に溶解した溶液にトリエチ ルアミン2.2モルを滴下添加した。室温で4時間攪拌した。水による加工処理 作業およびカラムクロマトグラフィーの結果(4)が得られた。
以下の化合物が同様にして得られた。
(4,1)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 87 SA 145 N 170 I(42)は以下の相シーケンスを持っ ていた。
K 44.4 SA 70.2 N 104.5 I(4,3)は以下の相シー ケンスを持っていた。
K 68 N 133 I (4,4)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 45.7 N 75.4 I (4,5) (4,5)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 49.9 N 89.7 I 及1■1 ダイアグラム5に示した1連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 5)を合成した。
工程4ではダイアグラム5の工程3で得た置換したビリミジン1モルとアクリロ イルクロライド2,1モルをジクロールメタン21に溶解した溶液にトリエチル アミン2.2モルを滴下添加した。室温で4時間攪拌した。水による加工処理作 業およびカラムクロマトグラフィーの結果(5)が得られた。
支立且ヱ ダイアグラム6に示した1連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 6)を合成した。
Buffはブチルリチウムであり、B(OMe)sはトリメチルボレートである 。
工程4ではダイアグラム6の工程3で得られた置換したピリミジン1モルとアク リロイルクロライド2.1モルをジクロールメタン21に溶解した溶液にトリエ チルアミン2.2モルを滴下添加し、室温で4時間攪拌した。水による加工処理 作業およびカラムクロマトグラフィーの結果(6)が得られた。
及監皿ユ ダイアグラム7に示した1連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 7)を合成し、この物は以下の相シーケンスを持っていた。
K 39 S 58 S’ 85 1(スメクティック相の対称は未決定である 。) 工程4ではダイアグラム4の工程3で得られたエチレン結合の化合物1モルとア クリロイルクロライド2゜1モルをジクロールメタン21に溶解した溶液にトリ エチルアミン2.2モルを滴下添加した。室温で4時間攪拌した。水による加工 処理作業およびカラムクロマトグラフィーの結果(7)が得られた。
以下の化合物が同様に得られた。
(7,1)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 58 S 80 S’ 107 I(スメクティック相の対称は未決定であ る。) (72)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 53 5a79.4 I (7,3)は以下の相シーケンスを持ってし)た。
K 55 S 57 N 62 I 支I亘1 ダイアグラム8に示したl連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 8)を合成した。
THFはテトラヒドロフランであり、B r CH* −CH* THPは2− ブロモ−1−(テトラヒドロピラニル)−エタノールであり、A、ホップマン( H。
ppmann)著、テトラヘドロン(Tetrahedron)34 (197 8)1723に記載されてし)る方法によって合成した。
工程5ではダイアグラム8の工程4で得られたジオール1モルとアクリロイルク ロライド2.1モルをジクロールメタン21に溶解した溶液にトリエチルアミン 2.2モルを滴下添加した。室温で4時間攪拌した。
水による加工処理作業およびカラムクロマトグラフィーの結果(8)が得られた 。
11五上 ダイアグラム9に示したl連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物( 9)を合成した。
化合物(9)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 112 N 150 I L1且上辺 ダイアグラム10に示したl連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物 (10)を合成した。
化合物(10)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 58 (S 39) I 叉JJLユ」2 ダイアグラム11に示した1連の反応工程を経て、反応性のある液晶性の化合物 (11)を合成した。
化合物(11)は以下の相シーケンスを持っていた。
K 4B、7 I ダイアグラムI Ho@−c、H,つ−c2+、(9−oHHO(CH2)、、−00C284つ −C2H,%o−(CH2)、−OHダイアグラム2 ダイアグラム2a ダイアグラム3 ダイアグラム4 ダイアグラム5 ダイアグラム6 ダイアグラム7 l血乙aL互 工程3 ↓ NaH/Br−CH2CH2−THP↓ 工程5 ダイアグラム9 − CH2=CH2=CH−C−0−(CH2)、+C−○()o−cH2−○ C2H3−C−0− (CH2)6−0%→−σOHタヱヱ之之△上旦 0−CH20−(CH2)6÷O−B (OH)2ダイアグラム11 (D、J、ブリョア(Broer)、J、ボーベン(Boven)、G、N、モ ル(Mo 11) 、G、チャラ(Cha 11 a) 、マクロモレキュラー レ ヒエミー(Makromol、Chem、)(1982)+83 2311 に記載されている方法によって合成した。) 第11 電圧(V) 第2図 電圧(V) 国際調査報告 、 m1A−&++++ PCT/EP 93100989フロントページの続 き (51) Inl C1,5識別記号 庁内整理番号C09K 19/34 9 279−4HGO2F 1/13 500 (72)発明者 パーリー、オーウェイン リアイギリス国 ビーエイチ152 エルエヌドーセツト プール ホールトン ロード(72)発明者 グリーンフ ィールド、サイモンイギリス国 ビーエイチ177ワイエープール クリークム ア ブラックバードクロース 2 I (72)発明者 ティリン、マーティン デヴイッドイギリス国 ビーエイチ4 9エーゼツトドーセツト ポーンマス ウェストポーン エルトン ブレイス  7 フラット(72)発明者 グールディング、マーク ジョンイギリス国 ビ ーエイチ148テイーピープール ロウアー パークストーン フラット ロー ド 20 フラット 3 (72)発明者 ノーラン、パトリックイギリス国 ピーエイチ151ニーエフ プール ベイター パーク コルポーンクロース 16

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 請求項1 電気光学液晶システム、 ・このシステムは光学的に等方性の、透明なポリマーマトリックスの中でミクロ 液滴を形成している液晶混合物から成るPDLCフィルムを2層の電極層の間に 含有しており、 ・このシステムでは液晶混合物の屈折率のーがポリマーマトリックスの屈折率に マッチしており、・入射光の偏光とは実質的に独立した電気的にスイッチできる 透明性を有しており、 ・1種又はそれ以上のモノマー、オリゴマーおよび/またはブレポリマーおよび 光開始剤から成り、しかも光ラヂカルによって硬化しているるPDLCフィルム の前駆体および ・1種またはそれ以上の式Iの化合物から成る液晶混合物 ▲数式、化学式、表等があります▼I ただしこの式においては Z1およびZ2はおたがいに独立しており、単結合、−CH2CH2−、−CO O−、−OCO−、あるいは−C≡C−であり、 ▲数式、化学式、表等があります▼および▲数式、化学式、表等があります▼は たがいに独立であり、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレ ン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、 2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンあるいは3,5−ジフルオロ−14− フェニレンおよびこれらの▲数式、化学式、表等があります▼および▲数式、化 学式、表等があります▼のうちのいずれかはビリミジン−2,5−ジイル、ビリ ジン−2,5−ジイルあるいはトランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジイル であり、X1及びX2はおたがいに独立であり、水素あるいは弗素であり、 QはCF2、OCF2、C2F4、OC2F4あるいは単結合であり、 Yは水素、弗素、塩素あるいはCNであり、nは0、1、あるいは2であり、 Rは13個までの炭素原子のアルキル基であり、そのなかでは1個または2個の 隣り合ってないCH2グルーブが−O−および/または−CH=CH−で置換さ れていることもあり、 その特徴とするところは液晶混合物が更に1種またはそれ以上の反応性の液晶性 の化合物を改善されたスイッチングタイム特に、低温での改善されたスイッチン グタイムを得るために含有していることである。 請求項2 請求項2による少なくとも1種の反応性のある液晶性の化合物を含有 している請求項1による電気光学システム。 請求項3 反応性のある液晶性の化合物あるいは化合物なとの量比が液晶性の混 合物の量に対して0.01−5重量%になっている請求項1あるいは2による電 気光学システム。 請求項4 液晶混合物が請求項1によるSFM化合物に基いている請求項1−3 によるアクティブにアドレスされている電気光学システム。 請求項5 液晶混合物が少なくとも6種の化合物を含有しておりおよび/または 3環および4環化合物の2環化合物に対する比が0.18より少なくないことと 云う条件付きで液晶混合物がカーポニトリルに基いている請求項1−3による電 気光学システム。 請求項6 以下のa)、b)およびc)から成るPDLCフィルムの前駆体 a)PDLCフィルムの光ラジカル的に硬化可能な前駆体 b)1種またはそれ以上の式Iの化合物から成る液晶性の混合物および c)1種またはそれ以上の反応性のある液晶性の化合物。 請求項7 場合によっては透明な溶液を作製するために加熱した請求項5の前駆 体を電極層付きの2基体間にキャピラリー充填し、前駆体を硬化するために妥当 な波長の光でその後に照射することあるいは前駆体を場合によってはその後に硬 化する電極層付きの基体上にコーティングすること、および電極付きの他の基体 が硬化したフィルムに付着していること、あるいは硬化したフィルムを基体から 除去し、しかも電極付きの他の基体間に配置することを特徴とする本発明による 電気光学システムを製造する方法。 請求項8 式IIIの反応性のある液晶性化合物、R1−P−X−A3−Z−A 4−R2IIIこの式においては R1はCH2=CW−COO−、▲数式、化学式、表等があります▼、HWN− 、CH2=CH−あるいはHS−CH2−(CH2)m−COO−であって、W はH、塩素、炭素原子1−5個のアルキルであり、mは1−7であり、Pは12 個迄の炭素を持つアルキレンであり、しかも1個あるいはそれ以上の非隣接のC H2基が−O−で置換されている可能性もあり、 Xは−O−、−S−、−COO−、−OCO−あるいは単結合であり、 R2は置換してないあるいはハロゲンで一置換あるいは多置換している炭素数1 5個までのアルキル基であり、この基の中の1個またはそれ以上のCH2グルー ブが−O−、−S−、−CO−、−OCO−あるいは−O−CO−O−で置換し ていることも可能であり、各々の場合おたがいに独立であり、ただし酸素原子が おたがいに直接結合してなく、−CN、−F、−ClあるいはR2がR1−Q− Xに示した意味を有する様な方法で置換されていることも可能であり、A3は置 換されていないあるいは1ないし4個のハロゲンで置換されている1,4−フェ ニレンあるいはナフタレン−2,6−ジイル基であり、 A4は(a)▲数式、化学式、表等があります▼あるいは▲数式、化学式、表等 があります▼あるいは(b)▲数式、化学式、表等があります▼であり、(a) および(b)の中の1,4フェニレン基はCNあるいはハロゲンで置換されてい る可能性もあり、しかも(a)および(b)中の1,4−フェニレングルーブの 1が1あるいは2個のCHグループがNで置換されているような1,4−フェニ レンで置換されていることも可能であって、 Zは−CO−O−、−O−CO−、−CH2CH2−あるいは単結合である。
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