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JP2020511446A - 重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるその使用 - Google Patents

重合性化合物および液晶ディスプレイにおけるその使用 Download PDF

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JP2020511446A JP2019548592A JP2019548592A JP2020511446A JP 2020511446 A JP2020511446 A JP 2020511446A JP 2019548592 A JP2019548592 A JP 2019548592A JP 2019548592 A JP2019548592 A JP 2019548592A JP 2020511446 A JP2020511446 A JP 2020511446A
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Abstract

本発明は、重合性化合物と、それらを調製するための方法および中間体と、それらを含む液晶(LC:liquid crystal)媒体と、光学的、電気光学的および電子的目的のための、特にLCディスプレイにおける、とりわけ、ポリマー維持配向タイプのLCディスプレイにおける重合性化合物およびLC媒体の使用とに関する。【選択図】なし

Description

本発明は、重合性化合物と、それを調製するための方法および中間体と、それらを含む液晶(LC:liquid crystal)媒体と、光学的、電気光学的および電子的目的のための、特にLCディスプレイにおける、とりわけポリマー維持配向型のLCディスプレイにおける重合性化合物およびLC媒体の使用とに関する。
現在使用されている液晶ディスプレイ(LCD:liquid−crystal display)モードの1つは、TN(「twisted nematic:ツイストネマチック」)モードである。しかしながら、TN LCDは、コントラストの視野角依存性が強いという不都合を有する。
加えて、より広い視野角を有する所謂VA(「vertical alignment:垂直配向」)ディスプレイが知られている。VAディスプレイのLCセルは2つの透明電極の間にLC媒体の層を含み、ここで、該LC媒体は、通常負の誘電異方性を有する。スイッチオフ状態で、LC層の分子は電極表面に垂直に配向している(ホメオトロピック的)か、またはチルトホメオトロピック配向を有している。2つの電極に電圧を印加すると、電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
さらに、複屈折効果に基づいており、かつ、所謂「ベンド(bend)」配向で、通常正の誘電異方性のLC層を有するOCB(「optically compensated bend:光学補償ベンド」)ディスプレイが知られている。電圧を印加すると、電極表面に垂直なLC分子の再配向が起きる。加えて、ベンドセルの暗状態における望ましくない光透過性を防ぐために、OCBディスプレイは、通常、1枚以上の複屈折光学的リターデーションフィルムを含む。OCBディスプレイは、TNディスプレイと比較して、より広い視野角、および、より短い応答時間を有する。
また、2枚の基板の間にLC層を含み、2つの電極が2枚の基板の一方のみの上に配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の構造を有する所謂IPS(in−plane switching:面内スイッチング)ディスプレイも知られている。電極に電圧を印加すると、それにより、LC層に平行な有意な成分を有する電界が電極間に生成される。このため、層面内においてLC分子の再配向が生じる。
さらに、所謂FFS(「fringe field switching:フリンジ場スイッチング」)ディスプレイが報告されており(とりわけ、S.H.Jungら、Jpn.J.Appl.Phys.、43巻、3号、2004年、1028頁(非特許文献1)を参照)、ここで該ディスプレイは、同一の基板上に2つの電極を含み、2つの電極の一方が櫛形の態様に構造化されており、他方は構造化されていない。それにより、強力な所謂「フリンジ場」、即ち、電極端の近傍における強力な電界、ならびにセル全体にわたり強力な垂直成分および強力な水平成分の両者を有する電界が生成される。FFSディスプレイは、コントラストの低い視野角依存性を有する。通常、FFSディスプレイは正の誘電異方性を有するLC媒体、および通常ポリイミドの配向層を含み、配向層はLC媒体の分子に平面配向をもたらす。
FFSディスプレイは、アクティブマトリックスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。アクティブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、例えばトランジスタ(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT(thin−film transistor)」))などの集積非線形アクティブ素子でアドレスされ、一方、パッシブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、従来技術から知られるとおりのマルチプレックス法でアドレスされる。
さらに、FFSディスプレイと同様の電極設計および層厚を有しているが、正の誘電異方性を有するLC媒体の代わりに負の誘電異方性を有するLC媒体の層を含むFFSディスプレイが開示されている(S.H.Leeら、Appl.Phys.Lett.73巻(20号)、1998年、2882〜2883頁(非特許文献2)およびS.H.Leeら、Liquid Crystals 39巻(9号)、2012年、1141〜1148頁(非特許文献3)を参照)。正の誘電異方性を有するLC媒体と比較して、負の誘電異方性を有するLC媒体はチルトがより少なく、よりツイストした配向を有する好ましいダイレクタ配向を示し、その結果、これらのディスプレイは、より高い透過性を有する。ディスプレイは、更に、少なくとも一方の基板上に提供された好ましくはポリイミドの配向層を含み、配向層はLC媒体と接触してLC媒体のLC分子の平面配向を誘発する。これらのディスプレイは「超高輝度FFS(UB−FFS:Ultra Brightness−FFS)」モードディスプレイとしても知られる。これらのディスプレイは、高い信頼性を有するLC媒体を必要とする。
本明細書において以下で使用する場合、用語「信頼性」は、時間経過における、また照光による負荷、温度、湿度、電圧などの種々のストレスを負荷した際のディスプレイの性能品位を意味し、LCディスプレイ分野の当業者に知られている画像固着(ある領域および線状の画像固着)、ムラ、汚れなどのディスプレイに影響を与えるものを含む。信頼性を分類する標準的なパラメータとしては、通常、電圧保持率(VHR:voltage holding ration)値が使用され、電圧保持率は試験用ディスプレイにおいて一定電圧を維持する尺度である。因子の中でもとりわけ、高いVHR値は、LC媒体の信頼性が良好であることの前提条件となる。
より最近のタイプのVAディスプレイにおいて、LC分子の均一な配向は、LCセル内の複数の比較的小さなドメインに限定されている。チルトドメインとしても知られるこれらのドメイン間には、ディスクリネーションが存在する場合がある。従来のVAディスプレイと比較して、チルトドメインを有するVAディスプレイは、より大きなコントラストおよび中間調(灰色遮光)の視野角非依存性を有する。加えて、スイッチオン状態での分子の均一配向のための電極表面の追加処理、例えばラビングなどがもはや必要ないため、このタイプのディスプレイの製造は、より簡便である。代わりに、チルトまたはプレチルト角の優先方向は、電極の特別な設計により制御される。
所謂MVA(「multidomain vertical alignment:マルチドメイン垂直配向」)ディスプレイにおいては、これは通常、局所的なプレチルトを生じる突起を有する電極によって達成される。結果として、電圧を印加すると、LC分子は、電極表面に平行に、セルの異なる規定の領域で異なる方向に配向する。それによって「制御された」スイッチングが達成され、干渉するディスクリネーション線の形成が予防される。この配向によってディスプレイの視野角が改良されるが、しかしながら、光に対する透明性が低下する結果となる。MVAの更なる開発のために片方の電極側のみの突起が使用され、一方で反対側の電極はスリットを有しており、光に対する透明性が改良されている。電圧を印加するとスリットが施された電極はLCセル内に不均質な電界を生じ、制御されたスイッチングが依然として達成されることを意味する。光に対する透明性を更に改良するためにスリットと突起との間隔を大きくすることもできるが、これにより応答時間が長くなる結果となる。所謂PVA(patterned VA:パターン化VA)においては、突起は完全に不要なものとなり、両電極は対向する側のスリットによって構造化されており、コントラストの増加および光に対する透明性が改良される結果となるが、これは技術的に困難でありディスプレイが機械的影響(「タッピング」など)により敏感となる。しかしながら、例えばモニターおよび特にTVスクリーンなどの多くの用途においては、ディスプレイの応答時間を短縮し、コントラストおよび輝度(透過性)を改良することが要求されている。
更なる開発は、所謂PS(「polymer sustained:ポリマー維持」)またはPSA(「polymer sustained alignment:ポリマー維持配向」)タイプのディスプレイであり、それらについては、用語「ポリマー安定化(polymer stabilised)」も使用されることがある。これらにおいては、少量(例えば、0.3重量%、典型的には1重量%未満)の1種類以上の重合性化合物(1種類または多種類)、好ましくは重合性単量体化合物(1種類または多種類)をLC媒体に添加し、ディスプレイにLC媒体を充填後、ディスプレイの電極に電圧を任意に印加しながら、通常UV光重合により、その場で重合または架橋する。重合は、LC媒体が液晶相を示す温度、通常、室温において行われる。反応性メソゲンまたは「RM(reactive mesogen)」としても知られる重合性メソゲンまたは液晶化合物をLC混合物に添加することが、特に適切であることが証明されてきた。
他に示さない限り、以下では、一般にポリマー維持配向タイプのディスプレイを指す際に用語「PSA」を使用し、PS−VA、PS−TNなどの具体的なディスプレイのモードを指す際に用語「PS」を使用する。
また、他に示さない限り、下では、重合性メソゲンまたは液晶化合物を指す際に用語「RM」を使用する。
当面のところ、PS(A)の原理は、さまざまな従来のLCディスプレイのモード中で使用されている。よって、例えば、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFSおよびPS−TNディスプレイが知られている。PS−VAおよびPS−OCBディスプレイの場合、好ましくは、電圧を印加しながら、PS−IPSディスプレイの場合は、電圧を印加するか印加せず、好ましくは、印加せずに、RMの重合を行う。試験用セルにおいて示されるとおり、PS(A)法は、結果としてセル中にプレチルトを生じる。例えば、PS−OCBディスプレイの場合、ベンド構造を安定化することが可能であり、これによりオフセット電圧が不必要となるか低減できる。PS−VAディスプレイの場合、プレチルトは応答時間に対して正の効果を有する。PS−VAディスプレイに対しては、標準的なMVAまたはPVAピクセルおよび電極レイアウトを使用できる。しかしながら、さらに、例えば、電極の一方側のみを構造化して突起を設けないで操作することもまた可能であり、これにより製造が著しく簡略化され、同時に結果としてコントラストが非常に良好となり、光に対する透明性が非常に良好となる。
更に、所謂正−VA(「positive VA」)ディスプレイが特に適切なモードであることが証明されてきた。古典的なVAディスプレイと同様に、電圧が印加されていない初期状態において、正−VAディスプレイ中のLC分子の初期配向はホメオトロピックであり、即ち、基板に対して実質的に垂直である。しかしながら、古典的なVAディスプレイとは対称的に、正−VAディスプレイにおいては、正の誘電異方性を有するLC媒体が使用される。通常使用されるIPSディスプレイと同様に、正−VAディスプレイにおける2つの電極は2枚の基板の一方のみに配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の(インターデジタル)構造を示す。インターデジタル電極に電圧を印加することで、電極はLC媒体の層に実質的に平行な電界を生成し、LC分子は基板に実質的に平行な配向に転換される。また、正−VAディスプレイにおいても、LC媒体にRMを加え、ディスプレイ内で重合するポリマー安定化は、スイッチ時間の著しい短縮を実現できるため、有利であることが証明されてきた。
PS−VAディスプレイは、例えば、欧州特許出願公開第1 170 626号明細書(特許文献1)、米国特許第6,861,107号明細書(特許文献2)、米国特許第7,169,449号明細書(特許文献3)、米国特許出願公開第2004/0191428号明細書(特許文献4)、米国特許出願公開第2006/0066793号明細書(特許文献5)および米国特許出願公開第2006/0103804号明細書(特許文献6)に記載されている。PS−OCBディスプレイは、例えば、T.−J−Chenら、Jpn.J.Appl.Phys.45巻、2006年、2702〜2704頁(非特許文献4)およびS.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7642〜7647頁(非特許文献5)に記載されている。PS−IPSディスプレイは、例えば、米国特許第6,177,972号明細書(特許文献7)およびAppl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)、3264頁(非特許文献6)に記載されている。PS−TNディスプレイは、例えば、Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁(非特許文献7)に記載されている。
上述のプレチルト角を誘起する相分離し重合したRMによって形成された層の下に、PSAディスプレイは典型的にはポリマー安定化工程の前にLC分子の初期配向を提供する、例えばポリイミドの配向層を含む。
ラビングポリイミド層は配向層として長い間使用されてきた。しかしながら、ラビングプロセスは、ムラ、汚染、静電気放電の問題、ごみなどのような数多くの問題を引き起こす。そのため、ラビングポリイミド層の代わりに、配向表面の光誘起配向配列(orientational ordering)を利用する光配向により調製されたポリイミド層を使用することが提案された。これは、光分解、光二量化、または偏光による光異性化によって達成することができる。
しかしながら、光反応性基を含む適切に誘導体化されたポリイミド層が未だ必要である。一般に、そのようなポリイミド層の製造、ポリイミドの処理、およびバンプまたはポリマー層による改良のための労力およびコストは比較的大きい。
さらに、ポリイミド配向層とLC媒体のある種の化合物との好ましくない相互作用がしばしばディスプレイの電気抵抗の低下をもたらすことが観察された。したがって、適切で利用可能なLC化合物の数は大幅に減り、そのようなLC化合物の使用による改善が目的とされている視野角依存性、コントラスト、および応答時間などのディスプレイパラメータが犠牲となる。したがって、ポリイミド配向層を省くことが望まれていた。
いくつかのディスプレイモードでは、これは、自己配向メカニズムによりin situで所望の配向、例えばホメオトロピックまたは平面配向を誘導する自己配向剤または添加剤をLC媒体に添加することによって達成された。それによって、一方または両方の基板上の配向層を省略することができる。これらのディスプレイモードは「自己配向」(self−alignedまたはself−aligning)(SA)モードとしても知られている。
SAディスプレイでは、少量、典型的には0.1〜2.5%の自己配向添加剤がLC媒体に添加される。好適な自己配向添加剤は、例えば、有機コア基を有し、これに1個以上の極性アンカー基が結合している化合物であり、これが、基板表面と相互作用して、基板表面上の添加剤を整列させて、LC分子においても所望の配向を誘導することができる。好適な好ましい自己配向添加剤は、例えばメソゲン基と、例えばヒドロキシ、カルボキシ、アミノまたはチオール基から選択される1つ以上の極性アンカー基で終結する直鎖状または分枝状のアルキル側鎖とを含む。自己配向添加剤はまた、PSAプロセスにおいて使用されるRMと同様の条件下で重合することができる1つ以上の重合性基を含有してもよい。
ここまで、SA−VAディスプレイとSA−FFSディスプレイを開示してきた。ホメオトロピック配向を誘導するのに好適な自己配向添加剤、特にSA−VAモードのディスプレイにおいて使用するためのものは、例えば米国特許出願公開第2013/0182202号A1(特許文献8)、米国特許出願公開第2014/0838581号A1(特許文献9)、米国特許出願公開第2015/0166890号A1(特許文献10)および米国特許出願公開第2015/0252265号A1(特許文献11)に開示されている。
SAモードはまたPSAモードと組み合わせて使用することもできる。したがって、そのような複合モードのディスプレイにおける使用のためのLC媒体は、1種類以上のRMと1種類以上の自己配向添加剤との両方を含有する。
上記従来のLCディスプレイと同様に、PSAディスプレイは、アクティブマトリクスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。アクティブマトリクスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、例えば、トランジスタ(例えば、薄膜トランジスタ(「TFT(thin−film transistor)」))などの集積非線形アクティブ素子によってアドレスされ、一方、先行技術より既知のとおり、パッシブマトリクスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、マルチプレックス法によってアドレスされる。
また、PSAディスプレイも、ディスプレイセルを形成する基板の一方または両方に配向層を含んでよい。電極が存在する場合、配向層はLC媒体と接触してLC分子の初期配を誘発するように、通常、電極上に塗工される。配向層は、例えばポリイミドを含むかポリイミドから成ってよく、また、ラビングされていても、または光配向法で調製されてもよい。
特に、モニターおよび特にはテレビ用途向けには、LCディスプレイの応答時間のみならずコントラストおよび輝度(よって、透過性)も最適化することが引き続き要求されている。ここで、PSA法は重要な利点を提供できる。特に、PS−VA、PS−IPS、PS−FFSおよびPS−正−VAディスプレイの場合、他のパラメータに著しい悪影響を及ぼすことなく、試験用セルにおける測定可能なプレチルトと相関して、応答時間の短縮を達成できる。
PSAディスプレイにおいて使用するためのRMとして、任意にフッ素化されていてもよいビフェニルジアクリレートまたはビフェニルジメタクリレートが先行技術において示唆されてきた。
しかしながら、例えば、不適切なチルトが確立されるようになるか、全くチルトが確立されないようになるため、または、例えば、VHRがTFTディスプレイ用途にとって不適切であるため、LC混合物および1種類以上のRMから成る全ての組み合わせがPSAディスプレイにおける使用に適しているわけではないという問題が生じる。加えて、先行技術から既知のLC混合物およびRMは、PSAディスプレイにおいて使用する際に、幾つかの不都合を依然として有することが見出されてきた。よって、LC混合物に可溶性の全ての既知のRMが、PSAディスプレイにおける使用に適しているわけではない。加えて、PSAディスプレイにおけるプレチルトの直接測定の他、RMに関する適切な選択要件を見出すことは、しばしば困難である。光開始剤を添加することなくUV光を用いて重合することが望ましい場合、このことは特定の用途に好都合であり得るが、適切なRMの選択の余地は更に狭くなる。
加えて、LCホスト混合物/RMの選択された組み合わせは、可能な限り低い回転粘度および可能な限り良好な電気特性を有していなければならない。特に、組み合わせは、可能な限り高いVHRを有していなければならない。PSAディスプレイにおいては、UV曝露がディスプレイの製造工程において不可欠な部分であるばかりでなく、また、完成後のディスプレイの動作中にも通常の曝露としてUV曝露が起こるため、UV光照射後の高いVHRが特に必要である。
特に小さいプレチルト角を生成するPSAディスプレイ用の新規な材料が入手可能となれば、特に望ましい。ここで、好ましい材料は、同一の曝露時間での重合の際に、今日までに既知の材料よりも低いプレチルト角を生成するもの、および/または、既知の材料で達成できる(より高い)プレチルト角が、その材料を使用するとより短い曝露時間後に既に達成されるものである。それにより、ディスプレイの製造時間(タクトタイム)を短縮でき、製造プロセスのコストを低減できる。
PSAディスプレイの製造における更なる問題は、特にディスプレイ内にプレチルト角を生成するための重合工程後の、残存量の未重合のRMの存在または除去である。例えば、このタイプの未反応のRMは、例えばディスプレイの完成後の動作中に制御されていない態様で重合することにより、ディスプレイの特性に悪影響を及ぼすことがある。
よって、先行技術より既知のPSAディスプレイは、しばしば、望ましくない効果である所謂「画像の固着」または「画像の焦付き」を示し、即ち、個々のピクセルの一時的なアドレスによってLCディスプレイ内に生成された画像が、これらのピクセル内の電界のスイッチが切られた後、または、他のピクセルがアドレスされた後においても、依然として見えたまま残る。
一方で、低いVHRを有するLCホスト混合物を使用すると、この「画像の固着」を発生することがある。昼光またはバックライトのUV成分が混合物中のLC分子の望ましくない分解反応を引き起こすことがあり、それによりイオン性またはフリーラジカルの不純物の生成が開始される。これらは、特に電極または配向層に蓄積されることがあり、そこで、有効印加電圧を低下させ得る。また、この効果は、ポリマー成分を有さない従来のLCディスプレイにおいても観察されることがある。
加えて、PSAディスプレイでは、未重合のRMの存在によって生じる追加の「画像の固着」の効果がしばしば観察される。ここでは、残存するRMの制御されていない重合が、環境からの、または、バックライトによるUV光によって開始される。このため、スイッチが入っているディスプレイ領域において、多数のアドレスサイクル後にチルト角が変化する。その結果、スイッチが入っている領域において透過率の変化が生じることがあり、一方、スイッチが入っていない領域においては、透過率は不変のままである。
従って、PSAディスプレイを製造する際には、RMの重合が可能な限り完全に進むこと、および、ディスプレイにおける未重合のRMの存在が可能な限り排除されているか最小限まで低減されていることが望ましい。よって、RMの高効率で完全な重合を可能とするか後押しするRMおよびLC混合物が要求される。加えて、残存量のRMの制御された反応が望ましいであろう。今日までに既知の化合物よりも迅速で効果的にRMが重合するのであれば、この制御された反応は、より簡便であろう。
PSAディスプレイの動作において観察されてきた更なる問題は、プレチルト角の安定性である。よって、上記のとおりRMの重合によりディスプレイを製造する際に生成したプレチルト角が一定のまま維持されず、ディスプレイが動作する際の電圧ストレスをディスプレイに与えた後にプレチルト角が低下することがあることが観察された。このことは、例えば、暗状態での透過率が増加し、従ってコントラストが低下することにより、ディスプレイの性能に悪影響を与える可能性がある。
解決されるべき他の問題は、先行技術のRMが、しばしば高い融点を有し、現在において一般的である多くのLC混合物中において限られた溶解性を示すのみであり、よって、しばしば、混合物より自発的に結晶化して析出する傾向を有することである。加えて、自発的に重合する危険性があるため、重合性成分を溶解するためにLCホスト混合物を加温することはできず、これは、室温において可能な限り良好な溶解性が必要であることを意味する。加えて、例えばLCディスプレイ中にLC媒体を導入する際に分離する危険性があり(クロマトグラフィー効果)、ディスプレイの均一性が著しく損なわれることがある。自発的な重合の危険性を低減するために(上記参照)、通常、LC媒体を低温で導入するという事実のため、この分離の危険性は更に増大し、溶解性に対して悪影響となる。
先行技術で観察された他の問題は、特に、製造されたディスプレイ・セルに液晶滴下(ODF:one drop filling)工法を使用してLC媒体を充填する場合、LCディスプレイ(PSAタイプのディスプレイが挙げられるが、これらに限定されない。)内で従来のLC媒体を使用すると、しばしば、ディスプレイ内にムラの発生がもたらされることである。この現象は、「ODFムラ」としても知られる。よって、ODFムラの低減につながるLC媒体を提供することが望まれる。
先行技術で見られる他の問題は、PSAディスプレイ(PSAタイプのディスプレイが挙げられるが、これに限定されない。)において使用するためのLC媒体は、しばしば高い粘度を示し、結果として、高いスイッチ時間を示すことである。LC媒体の粘度およびスイッチ時間を低下させるために、アルケニル基を有するLC化合物を添加することが先行技術で示唆されてきた。しかしながら、アルケニル化合物を含有するLC媒体は、しばしば信頼性および安定性の低下を示し、特にUV放射に曝露した後にVHRが低下することが観察された。特にPSAディスプレイで使用するには、このことは多大な不利益であり、これは、PSAディスプレイにおけるRMの光重合が、通常、UV放射への曝露により行われ、よって、LC媒体においてVHRの低下を起こし得るためである。
よって、上記の欠点を示さないか僅かな程度にのみ示し改良された特性を有するPSAディスプレイと、その様なディスプレイにおいて使用するためのLC媒体および重合性化合物に対する強い要求が依然としてある。
特に、高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、低温においてすら短い応答時間、および、低い閾電圧、低いプレチルト角、複数の中間調(灰色遮光)、高いコントラストおよび広い視野角を可能とし、UV曝露後の高い信頼性および高い値のVHRを有し、かつ、重合性化合物の場合、低い融点およびLCホスト混合物中における高い溶解性を有する、PSAディスプレイと、その様なPSAディスプレイにおいて使用するためのLC媒体および重合性化合物に対する強い要求がある。携帯用途向けのPSAディスプレイにおいては、低い閾電圧および高い複屈折を示すLC媒体が入手可能となることが特に望まれている。
先行技術において、PSAディスプレイに使用するためのいくつかのタイプのRM、例えば、ビフェニルまたはターフェニルメソゲンコアと、それに結合した2個または3個の重合性アクリレートまたはメタクリレート基を有するRMが報告されている。ビフェニルRMは限られた重合速度を示すが高いVHRまたはチルト安定性のような良好な信頼性パラメータを示すことが示され、一方、ターフェニルRMは速い重合速度を示すが限られた信頼性パラメータを示すことが示された。そのため、速い重合速度と良好な信頼性パラメーターの両方を示す入手可能なRMを有することが望ましい。
本発明は、上に示される不都合を有していないか、または、低減された程度にのみ有する、PSAディスプレイにおいて使用するための新規で適切な材料、特にRM、およびRMを含むLC媒体を提供する目的に基づく。
特に本発明は、非常に高い比抵抗値、高いVHR値、高い信頼性、低い閾電圧、短い応答時間、高い複屈折を可能とし、特により長い波長において良好なUV吸収を示し、RMの迅速および完全な重合を可能とし、好ましくは可能な限り迅速に低いチルト角を生成させ、長時間の経過後、および/またはUV曝露後においてもプレチルトの高い安定性を可能とし、ディスプレイにおける「画像の固着」および「ODFムラ」の発生を低減するか防止し、RMの場合は可能な限り迅速で完全に重合し、典型的にはPSAディスプレイにおけるホスト混合物として使用されるLC媒体における高い溶解性を示す、PSAディスプレイにおいて使用するためのRMおよびそれらを含むLC媒体を提供する目的に基づく。
本発明のさらなる目的は、速い重合速度と高いVHRまたはチルト安定性のような良好な信頼性パラメータの両方を示すPSAディスプレイに使用するためのRMを提供することである。
本発明の更なる目的は、特に光学的、電気光学的および電子的用途のための新規なRMと、それらの調製に適した方法および中間体とを提供することである。
これらの目的は、本願において記載されるとおりの材料および方法により、本願発明に従って達成された。特に驚くべきことに、以降に記載されるとおりの式IのRMを使用することで、上述のとおりの有利な効果を達成できることが見出された。これらの化合物は、1個以上のベンゼンまたはナフタレン環を有するメソゲンコア、これに連結された1個以上の重合性反応性基、およびこれに連結された1個以上のメトキシメチル置換基を含有することで特徴付けられる。
驚くべきことに、これらのRMおよびそれらを含むLC媒体をPSAディスプレイで使用することで、光開始剤を添加しなくとも、300〜380nmの範囲、特には320nm超のより長いUV波長において、迅速で完全なUV光重合反応を促進でき、大きくて安定なプレチルト角の早急な生成につながり、ディスプレイにおける画像の固着およびODFムラが低減され、特にアルケニル基を有するLC化合物を含有するLCホスト混合物の場合にUV光重合後の高い信頼性および高いVHR値をもたらし、速い応答時間、低い閾電圧および高い複屈折の達成が可能となることが見出された。
加えて本発明によるRMは、低い融点、広範なLC媒体中、特にPSAで使用するための商業的に入手可能なLCホスト混合物中で良好な溶解性を有し、結晶化する傾向が低い。加えて、本発明によるRMは、特に300〜380nmの範囲内の長いUV波長において良好な吸収性を示し、迅速および完全な重合が可能となり、セル中の残存、未反応RMの量が少ない。
また、驚くべきことに、本発明によるRMは、ターフェニルRMと同様の速い重合速度と、ビフェニルRMと同様の良好な信頼性パラメータとを併せ持つことが見出された。これにより、最新技術のRMと比較して優れた全体的なパフォーマンスが得られる。
国際公開第2014/142168号A1(特許文献12)は、光反応性基を有する架橋性化合物を含有するLC配向剤を開示しており、以下の化合物を明示的に開示している。
Figure 2020511446
しかしながら、この文献は、以下に開示および請求されるようなRM、またはPSAディスプレイにおけるそれらの使用およびそれによって達成される利点を開示も示唆もしていない。
欧州特許出願公開第1 170 626号明細書 米国特許第6,861,107号明細書 米国特許第7,169,449号明細書 米国特許出願公開第2004/0191428号明細書 米国特許出願公開第2006/0066793号明細書 米国特許出願公開第2006/0103804号明細書 米国特許第6,177,972号明細書 米国特許出願公開第2013/0182202号明細書 米国特許出願公開第2014/0838581号明細書 米国特許出願公開第2015/0166890号明細書 米国特許出願公開第2015/0252265号明細書 国際公開第2014/142168号
S.H.Jungら、Jpn.J.Appl.Phys.、43巻、3号、2004年、1028頁 S.H.Leeら、Appl.Phys.Lett.73巻(20号)、1998年、2882〜2883頁 S.H.Leeら、Liquid Crystals 39巻(9号)、2012年、1141〜1148頁 T.−J−Chenら、Jpn.J.Appl.Phys.45巻、2006年、2702〜2704頁 S.H.Kim、L.−C−Chien、Jpn.J.Appl.Phys.43巻、2004年、7642〜7647頁 Appl.Phys.Lett.1999年、75巻(21号)3264頁 Optics Express 2004年、12巻(7号)、1221頁
本発明は、式Iの化合物に関する。
Figure 2020511446
式中、個々の基は、互いに独立に、それぞれの出現において同一にまたは異なって以下の意味を有する。
Pは、重合性基を表し、
Spは、スペーサー基または単結合を表し、
、Aは、任意に1個以上の基L、L11またはP−Sp−で置換されていてもよい、ベンゼンまたはナフタレンを表し、
は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00−、または単結合を表し、
、R00は、H、または1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
Rは、H、L、L11またはP−Sp−を表し、
11は、−CH−O−CHを表し、
Lは、F、Cl、−CN、P−Sp−、または1〜25個のC原子を有する直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキルを表し、ただし1個以上の隣接していないCH基は、任意に、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれ任意にP−Sp−、FまたはClで置き換えられていてもよく、
zは、0、1、2または3を表し、
n1は、1、2、3または4を表し、
化合物は、少なくとも1個の置換基L11で置換された少なくとも1個の基AまたはAを含むことを特徴とするが、
ただし、A−(Z−Aがビフェニルを表し、化合物が2個以上の基P−Sp−を含む場合、化合物中に存在する基Spの少なくとも1個は単結合である。
本発明は、さらに、LC媒体およびLCディスプレイ、特にLCディスプレイのLC媒体、活性層または配向層(ただし、LCディスプレイは、好ましくは、PSAディスプレイである。)における重合性化合物としての式Iの化合物の使用に関する。
本発明は、さらに、式Iの化合物を調製する方法と、これらの方法で使用されるか得られる新規な中間体とに関する。
本発明は、さらに、1種類以上の式Iの化合物を含むLC媒体に関する。
本発明は、さらに、1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体に関し、該重合性化合物の少なくとも1種類は式Iの化合物である。
本発明は、さらに、
・1種類以上の重合性化合物(それらの少なくとも1種類は式Iの化合物である。)を含み、好ましくはそれらより成る重合性成分A)、および
・1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物を含み、好ましくはそれらより成る液晶成分B)(以下では「LCホスト混合物」とも呼ぶ。)
を含むLC媒体に関する。
本発明によるLC媒体の液晶成分B)は、以下では「LCホスト混合物」とも呼び、非重合性の低分子量化合物より選択される1種類以上、好ましくは少なくとも2種類のメソゲンまたはLC化合物を好ましくは含む。
本発明は、さらに、LCホスト混合物または成分B)が、アルケニル基を含む少なくとも1種類のメソゲンまたは液晶化合物を含む、上および下に記載されるとおりのLC媒体に関する。
本発明は、さらに、式Iの化合物または成分A)の重合性化合物が重合されている、上および下に記載されるとおりのLC媒体またはLCディスプレイに関する。
本発明は、さらに、上および下に記載されるとおりのLC媒体を調製する方法であって、上に記載されるとおりの1種類以上のメソゲンもしくはLC化合物、またはLCホスト混合物もしくはLC成分B)を、1種類以上の式Iの化合物と、および、任意にさらなるLC化合物および/または添加剤と混合する工程を含む方法に関する。
本発明は、さらに、好ましくは電界または磁界を印加しながら、PSAディスプレイにおいて、式Iの化合物(1種類または多種類)をin−situ重合することによってLC媒体中にチルト角を生成するための、PSAディスプレイにおける本発明による式Iの化合物およびLC媒体の使用、特に、LC媒体を含有するPSAディスプレイにおける使用に関する。
本発明は、さらに、本発明による1種類以上の式Iの化合物またはLC媒体を含むLCディスプレイ、特に、PSAディスプレイ、特に好ましくは、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VA、またはPS−TNディスプレイに関する。
本発明は、さらに、ポリマー安定化SA−VAおよびSA−FFSディスプレイにおける本発明による式Iの化合物およびLC媒体の使用と、本発明による1種類以上の式Iの化合物またはLC媒体を含むポリマー安定化SA−VAおよびSA−FFSディスプレイとに関する。
本発明は、さらに、上に記載されるとおりの1種類以上の式Iの化合物または重合性成分A)の重合によって得ることができるポリマーを含むか、または、本発明によるLC媒体を含むLCディスプレイに関し、該LCディスプレイは、好ましくはPSAディスプレイ、非常に好ましくは、PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VA、PS−TN、またはポリマー安定化SA−VAもしくはSA−FFSディスプレイである。
本発明は、さらに、2枚の基板(それらの少なくとも一方は光に対して透明である。)と、それぞれの基板上に提供された電極または基板の一方のみの上に提供された2つの電極と、上および下に記載されるとおりの1種類以上の重合性化合物およびLC成分を含み、基板間に配置されたLC媒体の層(ただし、重合性化合物はディスプレイの基板間で重合されている。)とを含むPSAタイプのLCディスプレイに関する。
本発明は、更に、上および下に記載されるとおりのLCディスプレイを製造する方法であって、上および下に記載されるとおりの1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体をディスプレイの基板間に充填または他の方法で提供する工程と、重合性化合物を重合する工程とを含む方法に関する。
本発明によるPSAディスプレイは、好ましくは透明層の形態で基板の一方または両方に設けられた2つの電極を有する。幾つかのディスプレイ、例えば、PS−VA、PS−OCB、PS−TNまたはポリマー安定化SA−VAディスプレイにおいては、2枚の基板のそれぞれに1個の電極を設ける。他のディスプレイ、例えば、PS−正−VA、PS−IPSまたはPS−FFS、PS−UB−FFSまたはポリマー安定化SA−FFSディスプレイにおいては、2枚の基板の一方のみに両方の電極を設ける。
好ましい実施形態において、ディスプレイの電極に電圧を印加しながらLCディスプレイ内で重合性成分を重合する。
重合性成分の重合性化合物は、好ましくは光重合で重合し、非常に好ましくはUV光重合で重合する。
先行技術文献の国際公開第2014/142168号A1は、架橋性で光反応性であり、かつ架橋性基として指定されるベンジルオキシメチル基を含有するLC配向剤を開示している。しかしながら、そのようなベンジルオキシメチル基の架橋反応を開始するためには、フェノールホルムアルデヒド樹脂と同様に、強酸の存在が必要とされる。しかしながら、そのようなベンジルオキシメチル基は、本発明による式Iの化合物に使用されるような重合条件下では反応しない。したがって、本出願におけるCHOCH基は、本明細書で使用される「重合性基」という用語の意味の範囲内にあるとは見なされない。
式Iの化合物の重合条件は、CHOCH置換基が重合反応に関与しないように選択されるのが好ましい。好ましくは、本出願において開示および請求されているLC媒体は、CHOCH基の架橋反応への参加を可能にする光酸または他の添加剤を含有しない。
本発明は、さらに、式IIの化合物に関する。
Figure 2020511446
式中、Pgは、OH、保護されたヒドロキシル基、またはマスクされたヒドロキシル基を表し、Rは、RまたはPg−Sp−を表し、そしてSp、A、A、R、Zおよびzは、式Iで与えられる意味または上および下に示した好ましい意味のうちの1つを有する。
本発明は、さらに、重合性化合物、特に式Iの化合物の合成における中間体としての式IIの化合物の使用に関する。
本発明は、さらに、重合性基Pを含有する対応する酸、酸誘導体またはハロゲン化化合物を使用して、PgがOHを表す式IIの化合物をエステル化またはエーテル化することにより式Iの化合物を合成する方法に関する。
式Iの化合物はPSAディスプレイで使用する場合、以下の有利な特性を示す:
・一定のプロセスウィンドウ内にある好適なチルト生成、
・UVプロセス後のRMの残留物を最小限にする速い重合、
・UV処理後の高い電圧保持率、
・良好なチルト安定性、
・熱に対する十分な安定性、
・ディスプレイ製造において典型的に使用される有機溶媒における十分な溶解性。
特に、式Iの化合物は、ターフェニルRMと同様の速い重合速度と、ビフェニルRMと同様の良好な信頼性パラメータとを兼ね備える。これは、PSAディスプレイに使用された場合、最新水準のRMと比較して、化合物の優れた全体的性能をもたらす。
式Iの化合物において、ベンゼンまたはナフチレン環上の1個以上のメトキシメチレン置換基L11の存在は、速い重合速度および良好な信頼性のような化合物の優れた性質を高めることが見出された。しかしながら、置換基L11は、化合物の重合反応に関与するべき重合性または架橋性基としては指定されていない。
したがって、本発明の好ましい実施形態は、メトキシメチレン置換基、または基L11が重合反応に関与しないように基Pの重合条件が選択される重合反応における式Iの化合物の使用に関する。
他に述べない限り、式Iの化合物は、好ましくはアキラル化合物より選択される。
本明細書において使用する場合、用語「活性層」および「可スイッチ層」は、電界または磁界などの外部からの刺激で分子の配向が変化し、結果として偏光または非偏光に対する層の透過性の変化をもたらす、例えばLC分子のような構造的および光学的異方性を有する1種類以上の分子を含む電気光学的ディスプレイ、例えばLCディスプレイにおける層を意味する。
本明細書において使用する場合、用語「チルト」および「チルト角」は、LCディスプレイ(本明細書において、好ましくは、PSAディスプレイ)におけるLC媒体のLC分子のセル表面に対してチルトした配向を意味すると解する。本明細書において、チルト角は、LC分子の分子長軸(LCダイレクタ)と、LCセルを形成する平坦で平行な外板の表面との間の平均角(90°未満)を意味する。本明細書においては、低い値のチルト角(即ち、角度90°から大きく外れている)は、大きいチルトに対応する。チルト角を測定する適切な方法は、例において与えられている。他に示さない限り、上および下で開示するチルト角度の値は、この測定方法に関する。
本明細書で使用する場合、用語「反応性メソゲン」および「RM(reactive mesogen)」は、メソゲンまたは液晶骨格と、その骨格に連結され重合に適切な1個以上の官能基とを含有する化合物を意味すると解し、また、その官能基を「重合性基」または「P」とも呼ぶ。
他に述べない限り、本明細書において使用する場合、用語「重合性化合物」は重合性モノマー化合物を意味すると解する。
本発明によるSA−VAまたはSA−FFSは、式IのRMを含有するLC媒体を含有するか、またはそれを使用することによって製造されるので、ポリマー安定化モードとなる。したがって、本明細書において、本発明によるディスプレイを指す場合、用語「SA−VAディスプレイ」および「SA−FFSディスプレイ」は、明示的に言及されていなくてもポリマー安定化SA−VAまたはSA−FFSディスプレイを指すと理解されるであろう。
本明細書において使用する場合、用語「低分子量化合物」は「ポリマー化合物」または「ポリマー」に対する用語で、モノマーであり、および/または重合反応で調製されない化合物を意味すると解する。
本明細書において使用する場合、用語「非重合性化合物」は、RMの重合のために通常適用する条件下における重合に適する官能基を含有しない化合物を意味すると解する。
本明細書において使用する場合、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意味する。メソゲン基を含有する化合物(メソゲン化合物)は、それ自身では必ずしもLC相を有する必要はない。また、他の化合物と混合後および/または重合後のみに、メソゲン化合物がLC相挙動を示すことも可能である。典型的なメソゲン基は、例えば、剛直な棒状または円盤状の形状のユニットである。メソゲンまたはLC化合物に関して使用する用語および定義の概説は、Pure Appl.Chem.2001年、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁において与えられている。
本明細書において使用する場合、用語「スペーサー基」は、以降では「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.2001年、73巻(5号)、888頁およびC.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele、Angew.Chem.2004年、116巻、6340〜6368頁を参照。本明細書で使用する場合、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、例えばアルキレン基を意味する。
上および下において、
Figure 2020511446
は、トランス−1,4−シクロヘキシレン環を表し、
Figure 2020511446
は、1,4−フェニレン環を表す。
Figure 2020511446
において、2個の環原子の間に示される単結合は、ベンゼン環の任意の自由な位置に連結できる。
上および下において、「有機基」は、炭素または炭化水素基を表す。
「炭素基」は、少なくとも1個の炭素原子を含有する一価または多価の有機基を表し、ただし、これは、更なる種類の原子を含有しない(例えば、−C≡C−など)か、または、任意に、例えば、N、O、S、B、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの1種類以上の更なる原子を含有していてもよい(例えば、カルボニルなど)かのいずれかである。用語「炭化水素基」は、1個以上のH原子を追加的に含有しており、かつ、任意に、例えば、N、O、S、B、P、Si、Se、As、TeまたはGeなどの1種類以上のヘテロ原子を含有していてもよい炭素基を表す。
「ハロゲン」は、F、Cl、BrまたはI、好ましくはFまたはClを表す。
−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、即ち、以下を表す。
Figure 2020511446
炭素または炭化水素基は、飽和または不飽和基のいずれでもよい。不飽和基は、例えば、アリール、アルケニルまたはアルキニル基である。3個より多いC原子を有する炭素または炭化水素基は、直鎖状、分岐状および/または環状のいずれでもよく、また、スピロ連結または縮合環を含有していてもよい。
また、用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などは、多価の基、例えば、アルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなども包含する。
用語「アリール」は、芳香族炭素基またはそれらより誘導される基を表す。用語「ヘテロアリール」は、1個以上のヘテロ原子(好ましくは、N、O、S、Se、Te、SiおよびGeより選択される。)を含有する、上に定義されるとおりの「アリール」を表す。
好ましい炭素および炭化水素基は、任意で置換されていてもよい、1〜40個、好ましくは1〜20個、特に好ましくは1〜12個のC原子を有する、直鎖状、分岐状または環状のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシおよびアルコキシカルボニルオキシ、任意で置換されていてもよい、5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアリールまたはアリールオキシ、または、置換されていてもよい、5〜30個、好ましくは6〜25個のC原子を有するアルキルアリール、アリールアルキル、アルキルアリールオキシ、アリールアルキルオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシであり、ただし、1個以上のC原子はまた、好ましくはN、O、S、Se、Te、SiおよびGeより選択されるヘテロ原子で置き換えられてもよい。
更に好ましい炭素および炭化水素基は、C〜C20アルキル、C〜C20アルケニル、C〜C20アルキニル、C〜C20アリル、C〜C20アルキルジエニル、C〜C20ポリエニル、C〜C20シクロアルキル、C〜C15シクロアルケニル、C〜C30アリール、C〜C30アルキルアリール、C〜C30アリールアルキル、C〜C30アルキルアリールオキシ、C〜C30アリールアルキルオキシ、C〜C30ヘテロアリール、C〜C30ヘテロアリールオキシである。
〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C12アルキニル、C〜C25アリールおよびC〜C25ヘテロアリールが特に好ましい。
更に好ましい炭素および炭化水素基は、直鎖状、分岐状または環状で、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有するアルキルであり、該基は無置換であるか、F、Cl、Br、IまたはCNで一置換または多置換されており、ただし、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして、置き換えられていてもよい。
は、好ましくは、H、F、Cl、CN、直鎖状、分岐状または環状で1〜25個のC原子を有するアルキル鎖(ただし加えて、1個以上の隣接していないC原子は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、ただし、1個以上のH原子は、FまたはClにより置き換えられていてもよい。)を表すか、または、任意で置換されていてもよい6〜30個のC原子を有するアリールもしくはアリールオキシ基、または任意で置換されていてもよい2〜30個のC原子を有するヘテロアリールもしくはヘテロアリールオキシ基を表す。
好ましいアルキル基は、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、2−メチルブチル、n−ペンチル、s−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、2−エチルヘキシル、n−ヘプチル、シクロヘプチル、n−オクチル、シクロオクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、ドデカニル、トリフルオロメチル、ペルフルオロ−n−ブチル、2,2,2−トリフルオロエチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロヘキシルなどである。
好ましいアルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニルなどである。
好ましいアルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、オクチニルなどである。
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、2−メチルブトキシ、n−ペントキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、n−ノノキシ、n−デコキシ、n−ウンデコキシ、n−ドデコキシなどである。
好ましいアミノ基は、例えば、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノなどである。
アリールおよびヘテロアリール基は単環でも多環でもよく、即ち、それらは1個の環(例えば、フェニルなど)または2個以上の環を含有してもよく、また、該基は縮合されていてもよく(例えば、ナフチルなど)または共有結合によって連結されていてもよく(例えば、ビフェニルなど)、または、縮合および連結された環の組み合わせを含有していてもよい。ヘテロアリール基は、好ましくは、O、N、SおよびSeより選択される1個以上のヘテロ原子を含有する。
6〜25個のC原子を有する単環式、二環式または三環式アリール基および5〜25個の環原子を有する単環式、二環式または三環式ヘテロアリール基が特に好ましく、これらの基は、任意で縮合された環を含有していてもよく、また任意で置換されていてもよい。更に、5員、6員または7員のアリールおよびヘテロアリール基が好ましく、ただし加えて、1個以上のCH基は、N、SまたはOにより、O原子および/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。
好ましいアリール基は、例えば、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、[1,1’:3’,1”]ターフェニル−2’−イル、ナフチル、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、9,10−ジヒドロフェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレンなどである。
好ましいヘテロアリール基は、例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソキサゾール、1,2−チアゾール、1,3−チアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−オキサジアゾール、1,2,5−オキサジアゾール、1,3,4−オキサジアゾール、1,2,3−チアジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、1,2,5−チアジアゾール、1,3,4−チアジアゾールなどの5員環;ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,3,5−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,3,5−テトラジンなどの6員環;またはインドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフタイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリダイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾキサゾール、ナフトキサゾール、アントロキサゾール、フェナントロキサゾール、イソキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−5,6−キノリン、ベンゾ−6,7−キノリン、ベンゾ−7,8−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ[2,3b]チオフェン、チエノ[3,2b]チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェンなどの縮合基;またはこれらの基の組み合わせである。
また、上および下で述べるアリールおよびヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキルまたは更なるアリールまたはヘテロアリール基で置換されていてもよい。
(非芳香族)脂環式およびヘテロ環式基は、飽和環、即ち、ただ単結合のみを含有するものと、また、部分的に不飽和な環、即ち、多重結合も含有してよいものとの両者を包含する。ヘテロ環式環は、好ましくはSi、O、N、SおよびSeより選択される1個以上のヘテロ原子を含有する。
(非芳香族)脂環式およびヘテロ環式基は、単環式、即ち、1個のみの環を含有(例えば、シクロヘキサンなど)してもよく、または、多環式、即ち、複数の環を含有(例えば、デカヒドロナフタレンまたはビシクロオクタンなど)していてもよい。飽和基が、特に好ましい。更に、単環式、二環式または三環式で、5〜25個の環原子を有する基が好ましく、該基は任意で縮合環を含有していてもよく、また任意で置換されていてもよい。更に、5員、6員、7員または8員の炭素環式基が好ましく、ただし加えて、1個以上のC原子はSiで置き換えられていてもよく、および/または、1個以上のCH基はNで置き換えられていてもよく、および/または、1個以上の隣接していないCH基は−O−および/または−S−で置き換えられていてもよい。
好ましい脂環式およびヘテロ環式基は、例えば、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジンなどの5員基、シクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、1,3−ジオキサン、1,3−ジチアン、ピペリジンなどの6員基、シクロヘプタンなどの7員基、および、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ[1.1.1]ペンタン−1,3−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、オクタヒドロ−4,7−メタノインダン−2,5−ジイルなどの縮合基である。
好ましい置換基は、例えば、アルキルもしくはアルコキシなどの溶解促進基、フッ素、ニトロもしくはニトリルなどの電子吸引基、または、ポリマーにおいてガラス転移温度(Tg)を上昇させるための置換基、特に、例えば、t−ブチルまたは置換されていてもよいアリール基などの嵩高い基である。
好ましい置換基(以降で「L」とも呼ぶ。)は、例えば、F、Cl、Br、I、−CN、−NO、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)N(R、−C(=O)Y、−C(=O)R、−N(R、それぞれ1〜25個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ(ただし、1個以上のH原子は任意にFまたはClで置き換えられていてもよい。)、1〜20個のSi原子を有する任意で置換されていてもよいシリル、または6〜25個、好ましくは6〜15個のC原子を有する任意で置換されていてもよいアリールであり、
式中、Rは、H、F、Cl、CN、または、直鎖状、分岐状もしくは環状の1〜25個のC原子を有するアルキル鎖を表し、ただし、1個以上の隣接していないCH基は、任意に、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、O−および/S−原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし、1個以上のH原子は、それぞれ任意に、F、Cl、P−またはP−Sp−で置き換えられていてもよく、
はハロゲンを表す。
「置換されたシリルまたはアリール」は、好ましくは、ハロゲン、−CN、R、−OR、−CO−R、−CO−O−R、−O−CO−Rまたは−O−CO−O−Rによる置換を意味し、ただし、RはHまたは1〜20個のC原子を有するアルキルを表す。
特に好ましい置換基Lは、例えば、F、Cl、CN、NO、CH、C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OC、更に、フェニルである。
Figure 2020511446
式中、Lは上に示した意味の1つを有する。
重合性基Pは、例えば、フリーラジカルまたはイオン連鎖重合、重付加または重縮合などの重合反応、または、高分子類似反応、例えば、主鎖上への付加または縮合に適切な基である。連鎖重合のための基、特に、C=C二重結合または−C≡C−三重結合を含有するもの、および、例えばオキセタンまたはエポキシド基などの開環重合に適切な基が特に好ましい。
好ましい基Pは、CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 2020511446
CH=CW−(O)k3−、CW=CH−CO−(O)k3−、CW=CH−CO−NH−、CH=CW−CO−NH−、CH−CH=CH−O−、(CH=CH)CH−OCO−、(CH=CH−CHCH−OCO−、(CH=CH)CH−O−、(CH=CH−CHN−、(CH=CH−CHN−CO−、HO−CW−、HS−CW−、HWN−、HO−CW−NH−、CH=CW−CO−NH−、CH=CH−(COO)k1−Phe−(O)k2−、CH=CH−(CO)k1−Phe−(O)k2−、Phe−CH=CH−、HOOC−、OCN−およびWSiからなる群から選択され、式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、F、ClまたはCHを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に、H、メチル、エチルまたはn−プロピルを表し、W、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、H、Cl、1〜5個のC原子を有するアルキルを表し、Pheは、P−Sp−以外の、上に定義されるとおりの1個以上の基Lで任意で置換されていてもよい1,4−フェニレンを表し、k、kおよびkは、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、kは、好ましくは1を表し、kは、1〜10の整数を表す。
非常に好ましい基Pは、CH=CW−CO−O−、CH=CW−CO−、
Figure 2020511446
CH=CW−O−、CH=CW−、CW=CH−CO−(O)k3−、CW=CH−CO−NH−、CH=CW−CO−NH−、(CH=CH)CH−OCO−、(CH=CH−CHCH−OCO−、(CH=CH)CH−O−、(CH=CH−CHN−、(CH=CH−CHN−CO−、CH=CW−CO−NH−、CH=CH−(COO)k1−Phe−(O)k2−、CH=CH−(CO)k1−Phe−(O)k2−、Phe−CH=CH−およびWSi−からなる群から選択され、式中、Wは、H、F、Cl、CN、CF、フェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特にH、F、ClまたはCHを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特にH、メチル、エチルまたはn−プロピルを表し、W、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを表し、WおよびWは、それぞれ互いに独立に、H、Clまたは1〜5個のC原子を有するアルキルを表し、Pheは1,4−フェニレンを表し、k、kおよびkは、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、kは好ましくは1を表し、kは好ましくは1〜10の整数を表す。
非常に特に好ましい基Pは、CH=CW−CO−O−、特には、CH=CH−CO−O−、CH=C(CH)−CO−O−およびCH=CF−CO−O−、さらには、CH=CH−O−、(CH=CH)CH−O−CO−、(CH=CH)CH−O−、
Figure 2020511446
からなる群より選択される。
さらに好ましい重合性基Pは、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンおよびエポキシドからなる群から選択され、最も好ましくはアクリレートおよびメタクリレートから選択される。
スペーサー基Spが単結合とは異なる場合、それは好ましくは式Sp”−X”のものであり、その結果それぞれの基P−Sp−は式P−Sp”−X”−に一致し、式中、
Sp”は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキレンを表し、該基は、任意にF、Cl、Br、IまたはCNで一置換または多置換されていてもよく、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−O−、−S−、−NH−、−N(R)−、−Si(R00)−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−S−CO−、−CO−S−、−N(R00)−CO−O−、−O−CO−N(R)−、−N(R)−CO−N(R00)−、−CH=CH−または−C≡C−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
X”は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−N(R)−、−N(R)−CO−、−N(R)−CO−N(R00)−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−CH=CR−、−CY=CY−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−または単結合を表し、
およびR00は、それぞれ互いに独立に、H、または、1〜20個のC原子を有するアルキルを表し、
およびYは、それぞれ互いに独立に、H、F、ClまたはCNを表す。
X”は好ましくは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−NR−CO−NR00−または単結合である。
典型的なスペーサー基Spおよび−Sp”−X”−は、例えば、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−O−、−(CHCHO)q1−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CHCH−NH−CHCH−または−(SiR00−O)p1−であり、式中、p1は1〜12の整数であり、q1は1〜3の整数であり、RおよびR00は上に示した意味を有する。
特に好ましい基Spおよび−Sp”−X”−は、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−O−CO−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−O−であり、式中、p1およびq1は上で示される意味を有する。
特に好ましい基Sp”は、それぞれ、直鎖状のエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン−N−メチルイミノエチレン、1−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
本発明の好ましい実施形態では、式Iおよびそのサブ式の化合物は、1個以上の重合性基Pで置換されたスペーサー基Spを含み、その結果、基Sp−PはSp(P)に対応し、sは≧2である(分岐状の重合性基)。
この好ましい実施形態による式Iの好ましい化合物は、sが2であるもの、即ち基Sp(P)を含む化合物である。この好ましい実施形態による式Iの非常に好ましい化合物は、以下の式から選択される基を含む。
Figure 2020511446
式中、Pは式Iにおいて定義されるとおりである。
alkylは、単結合、または1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を表し、ただし該基は、非置換であるか、F、ClまたはCNで一置換または多置換されており、かつ、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、−C(R)=C(R)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし、Rは、上に示した意味を有し、
aaおよびbbは、それぞれ互いに独立に、0、1、2、3、4、5または6を表し、
Xは、X”について示した意味のうちの1つを有し、好ましくはO、CO、SO、O−CO−、CO−Oまたは単結合である。
好ましいスペーサー基Sp(P)は、式S1、S2およびS3から選択される。
非常に好ましいスペーサー基Sp(P)は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020511446
上および下に記載されるとおりの式Iおよびそのサブ式の化合物において、Pは、好ましくは、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンおよびエポキシドからなる群から選択され、最も好ましくはアクリレートおよびメタクリレートから選択される。
化合物中に存在する全ての重合性基Pが同じ意味を有し、非常に好ましくはアクリレートまたはメタクリレート、最も好ましくはメタクリレートを表す、上および下に記載されるとおりの式Iおよびそのサブ式の化合物がさらに好ましい。
上および下に記載されるとおりの式Iおよびそのサブ式の化合物において、Rは好ましくはP−Sp−を表す。
Spが、単結合、または−(CHp1−、−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1もしくは−CO−O−(CHp1(ただし、p1は、2、3、4、5または6である。)を表し、Spが−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1または−CO−O−(CHp1である場合、O原子またはCO基がそれぞれベンゼン環に連結している、上および下に記載されるとおりの式Iおよびそのサブ式の化合物がさらに好ましい。
少なくとも1個の基Spが単結合である、上および下に記載されるとおりの式Iおよびそのサブ式の化合物がさらに好ましい。
少なくとも1個の基Spが、単結合ではなく、好ましくは−(CHp1−、−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1または−CO−O−(CHp1(ただし、p1は、2、3、4、5または6であり、Spが−O−(CHp1−、−O−CO−(CHp1または−CO−O−(CHp1である場合、O原子またはCO基がそれぞれベンゼン環に連結している。)から選択される、上および下に記載されるとおりの式Iおよびそのサブ式の化合物がさらに好ましい。
式Iにおける非常に好ましい基−A−(Z−A−は、以下の式から選択される。
Figure 2020511446
式中、少なくとも1個のベンゼン環は、少なくとも1個の基L11で置換され、ベンゼン環は、任意にさらに1個以上の基LまたはP−Sp−で置換されていてもよい。
式Iの好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020511446
式中、P、Sp、R、およびLは、式Iで与えられる意味を有し、
r1およびr3は、互いに独立に、0、1、2または3を表し、
r2は、0、1、2、3または4であり、
r4、r5およびr6は、互いに独立に、0、1または2であり、
式中、r1+r6≧1、r1+r2+r3≧1、r4+r5≧1、r1+r3+r4≧1であり、少なくとも1個の基Lは、−CH−O−CHを表し、かつ
式中、式I1において、少なくとも1個の基Spは単結合である。
2つの基Rのうちの一方がHであり、他方がP−Spである、式I1〜I5の化合物が好ましい。
両方の基RがHを表す、式I1〜I5の化合物がさらに好ましい。
両方の基RがP−Spを表す、式I1〜I5の化合物がさらに好ましい。
式I1、I2およびI5の化合物が非常に好ましい。
式IおよびI1−I5の非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、P、Sp、P(Sp)、L、r1〜r6は、式Iおよび式I1〜I5において与えられる意味を有し、少なくとも1個の基Lは、−CH−O−CHを表し、ただし、式I1−1〜I1−4において、少なくとも1個の基Spは単結合である。
非常に好ましい式Iの化合物は、以下のサブ式から選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
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式中、Lは、−CH−O−CHであり、P、SpおよびSp(P)は、上および下で与えた意味を有し、ここで、Spは、好ましくは単結合とは異なり、L’は、上および下においてLについて与えた意味のうちの1つを有し、好ましくはLとは異なる。
式I1〜I5、I1−1〜I5−5およびI1−1−1〜I5−5−7の好ましい化合物は、全ての基Spが単結合を表すものである。
I1〜I5、I1−1〜I5−5およびI1−1−1〜I5−5−7のさらに好ましい化合物は、基Spのうちの少なくとも1個が単結合であり、基Spのうちの少なくとも1個が単結合とは異なるものである。
式IおよびIIおよびそれらのサブ式の好ましい化合物は、以下の好ましい実施形態(それらの任意の組み合わせを含む)から選択される:
・化合物における全ての基Pが同じ意味を有する。
・−A−(Z−A−がA1、A2およびA5から選択される。
・化合物がちょうど2個の重合性基(基Pで表される)を有する。
・化合物がちょうど3個の重合性基(基Pで表される)を有する。
・Pが、アクリレート、メタクリレート、およびオキセタンからなる群より選択され、非常に好ましくはアクリレートまたはメタクリレートである。
・Pがメタクリレートである。
・全ての基Spが単結合である。
・基Spのうちの少なくとも1個が単結合であり、基Spのうちの少なくとも1個が単結合とは異なる。
・Spが単結合とは異なる場合、−(CHp2−、−(CHp2−O−、−(CHp2−CO−O−、−(CHp2−O−CO−であり、式中、p2は2、3、4、5または6であり、O原子またはCO−基はそれぞれベンゼン環に連結している。
・Spが単結合であるか、または、−(CHp2−、−(CHp2−O−、−(CHp2−CO−O−、−(CHp2−O−CO−を表し、式中、p2は2、3、4、5または6であり、O原子またはCO基はそれぞれベンゼン環に連結している。
・Sp(P)がサブ式S11〜S31から選択される。
・RがP−Sp−を表す。
・Rが、重合性基を表さないか含まない。
・Rが、重合性基を表さないか含まず、かつ、直鎖状、分岐状または環状の1〜25個のC原子を有するアルキル(ただし、1個以上の隣接していないCH基は、任意に、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、また、1個以上のH原子は、それぞれ任意にF、Cl、またはLで置き換えられていてもよい。)を表す。
・LまたはLが、L11と異なる場合、F、ClまたはCNを表す。
・L’がFである。
・r1、r2およびr3が、0または1を表す。
・r1、r2、r3、r4、r5およびr6が、0または1を表す。
・r1およびr6のうちの一方が0であり、他方が1である。
・r1が1であり、r2およびr3が0である。
・r3が1であり、r1およびr2が0である。
・r4およびr5のうちの一方が0であり、他方が1である。
・r1およびr4が0であり、r3が1である。
・r1およびr3が0であり、r4が1である。
・r3およびr4が0であり、r1が1である。
式IIの好ましい化合物は、Pが式IIにおいて定義されるとおりのPgで置き換えられた、上の好ましいサブ式I1〜I5、I1−1〜I5−5およびI1−1−1〜I5−5−7から選択されるものである。
式IIおよびそのサブ式の化合物で使用するのに適切な保護されたヒドロキシ基Pgは、当業者に既知である。ヒドロキシル基のための好ましい保護基は、アルキル、アルコキシアルキル、アシル、アルキルシリル、アリールシリルおよびアリールメチル基、特に、2−テトラヒドロピラニル、メトキシメチル、メトキシエトキシメチル、アセチル、トリイソプロピルシリル、tert−ブチルジメチルシリルまたはベンジルである。
用語「マスクされたヒドロキシ基」は、化学的にヒドロキシ基に転化できる任意の官能基を意味すると理解される。適切なマスクされたヒドロキシ基Pgは、当業者に既知である。
式IIの化合物は、式Iおよびそのサブ式の化合物を調製するための中間体に適している。
本発明は、更に、式Iおよびそのサブ式の化合物を調製するための中間体としての式IIの化合物の使用に関する。
式IおよびIIおよびそれらのサブ式の化合物および中間体は、当業者に既知で、例えば、Houben−Weyl、Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry]、Thieme−Verlag、Stuttgartなどの有機化学の標準的な著作に記載される方法に類似して調製できる。
例えば、重合性基Pを含有する対応する酸、酸誘導体またはハロゲン化された化合物を使用して、PgがOHを表す式IIの中間体をエステル化またはエーテル化することで、式Iの化合物を合成できる。
例えば、ピリジンまたはトリエチルアミンおよび4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP:4−(N,N−dimethylamino)pyridine)などの塩基の存在下において、例えば、塩化(メタ)アクリルまたは(メタ)アクリル酸無水物などの酸誘導体で対応するアルコールをエステル化して、アクリル酸またはメタアクリル酸エステルを調製できる。あるいは、脱水試薬、例えばステグリッヒによるジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC:dicyclohexylcarbodiimide)、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド(EDC:N−(3−dimethylaminopropyl)−N’−ethylcarbodiimide)またはN−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−エチルカルボジイミド塩酸塩およびDMAPの存在下において、(メタ)アクリル酸でアルコールをエステル化して、エステルを調製できる。
更なる適切な方法は、例に示す。
PSAディスプレイを製造するために、任意に電極に電圧を印加しながら、LCディスプレイの基板間でLC媒体中において、in situ重合により、LC媒体に含有される重合性化合物を重合または架橋(1つの化合物が2個以上の重合性基を含有する場合)する。
本発明によるPSAディスプレイの構造は、冒頭で引用した先行技術に記載されるとおりのPSAディスプレイの通常の構成に対応している。突起のない構成が好ましく、特に加えて、カラーフィルター側の電極が構造化されておらず、TFT側の電極のみがスロットを有するものが好ましい。PS−VAディスプレイ用に特に適切で好ましい電極構造は、例えば、米国特許出願公開第2006/066793号明細書に記載されている。
本発明の好ましいPSAタイプLCディスプレイは、
・ピクセル領域を定義するピクセル電極であって、それぞれのピクセル領域に配置されたスイッチ素子に連結されており、マイクロスリットパターンを施してもよいピクセル電極、および任意にピクセル電極上に配置された第1配向層を含む第1基板と;
・第1基板に面している第2基板の全体部分上に配置してもよい通常の電極層、および任意の第2配向層を含む第2基板と;
・上および下に記載されるとおりの重合性成分Aおよび液晶成分B(ただし、重合性成分Aは重合されていてもよい。)を含むLC媒体を含み、第1および第2基板間に配置されたLC層と
を含む。
第1および/または第2配向層は、LC層のLC分子の配向方向を制御する。例えば、PS−VAディスプレイにおいては、配向層がLC分子をホメオトロピック(または垂直)配向(即ち、表面に垂直)またはチルト配向とするように配向層を選択する。そのような配向層は、例えば、ポリイミドを含み、ポリイミドはラビングされていてもよく、あるいは光配向法で調製してもよい。
LC媒体を有するLC層は、ディスプレイ製造業者に従来使用されている方法、例えば、所謂液晶滴下工法(ODF:one drop filling)でディスプレイの基板間に配置できる。次いで、LC媒体の重合性成分を、例えばUV光重合で重合する。重合は、1つの工程または2つ以上の工程で行うことができる。
PSAディスプレイは、カラーフィルター、ブラックマトリクス、パッシベーション層、光学レタデーション層、個々のピクセルをアドレスするためのトランジスタ素子などの更なる要素を含んでよく、これらは全て当業者に既知で、特許性のある技量を発揮することなく用いることができる。
電極構造は、個々のディスプレイのタイプに応じて当業者が設計できる。例えば、PS−VAディスプレイ用に2個、4個またはそれ以上の異なるチルト配向方向を生成するために、スリットおよび/または隆起もしくは突起を有する電極を提供することで、LC分子のマルチドメイン配向性を誘発できる。
重合すれば重合性化合物は架橋されたポリマーを形成し、LC媒体中にLC分子の一定のプレチルトが生じる。特定の理論に縛られることを望むものではないが、重合性化合物で形成される架橋されたポリマーの少なくとも一部分が、LC媒体より相分離または沈殿し、基板もしくは電極またはそれらの上に提供された配向層上でポリマーの層を形成すると考えられる。顕微鏡測定データ(SEMおよびAFMなど)で、形成されたポリマーの少なくとも一部がLC/基板の界面に蓄積していることを確認した。
重合は単一の工程で行うことができる。また、最初に、プレチルト角を生成するために第1工程において任意に電圧を印加しながら重合を行い、続いて、第2重合工程において電圧を印加せずに、第1工程において反応しなかった化合物を重合または架橋する(「最終硬化」)ことも可能である。
適切で好ましい重合方法は、例えば、熱または光重合で、好ましくは光重合であり、特にはUV誘発光重合で、重合性化合物をUV照射に曝露することで達成できる。
任意に1種類以上の重合開始剤をLC媒体に添加できる。重合に適切な条件および開始剤の適切なタイプおよび量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、商業的に入手可能な光開始剤Irgacure651(登録商標)、Irgacure184(登録商標)、Irgacure907(登録商標)、Irgacure369(登録商標)またはDarocure1173(登録商標)(Ciba社)がフリーラジカル重合に適する。重合開始剤を用いる場合、開始剤の割合は、好ましくは、0.001〜5重量%、特に好ましくは、0.001〜1重量%である。
また、本発明による重合性化合物は開始剤を伴わない重合にも適しており、このことは、例えば、材料費がより低く、特に、開始剤またはその劣化生成物の残存し得る量によるLC媒体の汚染がより少ないなどの特筆すべき利点を伴う。このように、開始剤を加えることなく、重合を行うこともできる。よって、好ましい実施形態において、LC媒体は重合開始剤を含まない。
また、例えば、保存または輸送中におけるRMの好ましくない自発的な重合を防止するために、LC媒体は1種類以上の安定剤を含んでもよい。安定剤の適切なタイプおよび量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、Irganox(登録商標)シリーズ(Ciba社)からの商業的に入手可能な安定剤、例えば、Irganox(登録商標)1076などが特に適切である。安定剤を用いる場合、安定剤の割合は、RMまたは重合性成分(成分A)の総量を基礎として、好ましくは、10〜500,000ppm、特に好ましくは、50〜50,000ppmである。
式Iの重合性化合物は、PSAディスプレイを調製するための1個以上の以下の特徴を含む方法において特に良好なUV吸収性を示し、よって、その方法に特に適する:
・重合性媒体を、チルト角を生成するための第1UV曝露工程(「UV−1工程」)と、重合を完結するための第2UV曝露工程(「UV−2工程」)とを含む2段階工程でディスプレイ内においてUV光に曝露する;
・重合性媒体を、エネルギー節約UVランプ(「グリーンUVランプ」としても知られている。)で生成したUV光にディスプレイ内で曝露する。これらのランプは300〜380nmの吸収スペクトルにおいて比較的低い強度(従来のUV1ランプの1/100〜1/10である。)で特徴付けられ、好ましくはUV2工程で使用し、UV1工程においても高い強度を避ける必要がある場合は使用できる;
・PS−VA工程において短い波長のUV光に曝露するのを避けるために、重合性媒体を、より長い波長(好ましくは340nm以上である。)にシフトした放射スペクトルを有するUVランプで生成したUV光にディスプレイ内で曝露する。
より低い強度を使用するか、より長い波長のUVへシフトするかの何れによっても、UV光で引き起こされ得る損傷から有機層を保護する。
本発明の好ましい実施形態は、上および下に記載されるとおりのPSAディスプレイを調製する方法に関し、該方法は1個以上の以下の特徴を含む:
・重合性LC媒体を、チルト角を生成するための第1UV曝露工程(「UV−1工程」)と、重合を完結するための第2UV曝露工程(「UV−2工程」)とを含む2段階でUV光に曝露する;
・重合性LC媒体を、300〜380nmの波長範囲内で0.5mW/cm〜10mW/cmの強度を有するUVランプで生成したUV光に曝露する(好ましくは、このUVランプをUV2工程で使用し、場合によりUV1工程でも使用できる。);
・重合性LC媒体を、340nm以上で、好ましくは400nm以下の波長を有するUV光に曝露する。
この好ましい方法は、例えば、所望のUVランプを使用するか、それぞれ所望の波長を有するUV光を実質的に透過し、それぞれ所望でない波長を有する光を実質的に遮断するバンドパスフィルターおよび/またはカットオフフィルターを使用することで実施可能である。例えば、300〜400nmの波長λのUV光で照射が望ましい場合、λが300nm超400nm未満の波長を実質的に透過するワイドバンドパスフィルターを使用して、UV曝露を実施可能である。340nm超の波長λのUV光で照射することが望ましい場合、340nm超の波長λを実質的に透過するカットオフフィルターを用いて、UV曝露を実施可能である。
「実質的に透過する」は、フィルターが、所望の波長の入射光の大部分、好ましくは少なくとも50%の強度で透過することを意味する。「実質的に遮断する」は、フィルターが、所望でない波長の入射光の大部分、好ましくは少なくとも50%の強度を透過しないことを意味する。「所望の(所望でない)波長」は、例えば、バンドパスフィルターの場合は、与えられるλの範囲内(外)の波長を意味し、カットオフフィルターの場合は、与えられるλの値の上(下)の波長を意味する。
この好ましい方法は、より長い波長のUVを用いたディスプレイの製造を可能にし、これにより、UV光の短波長成分の有害作用および損傷作用を低減できまたは回避することもできる。
UV照射エネルギーは、一般的に6〜100Jであり、製造工程の条件による。
好ましくは、本発明によるLC媒体は、上および下に記載されるとおりの、重合性成分A)または1種類以上の式Iの重合性化合物と、LC成分B)またはLCホスト混合物とから本質的になる。しかしながら、LC媒体は、好ましくは、コモノマー、キラルドーパント、重合開始剤、阻害剤、安定剤、界面活性剤、湿潤剤、潤滑剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応性希釈剤、助剤、着色剤、色素、顔料およびナノ粒子を含むがこれらに限定されないリストより選ばれる1種類以上の更なる成分または添加剤を追加的に含んでよい。
1種類、2種類または3種類の式Iの重合性化合物を含むLC媒体が特に好ましい。
更に、重合性成分A)が式Iの重合性化合物を排他的に含むLC媒体が好ましい。
更に、液晶成分B)またはLCホスト混合物がネマチックLC相を有し、好ましくはキラル液晶相を有さないLC媒体が好ましい。
LC成分B)またはLCホスト混合物は、好ましくは、ネマチックLC混合物である。
更に、式Iのアキラル化合物が好ましく、成分Aおよび/またはBの化合物がアキラル化合物から成る群より排他的に選択されるLC媒体が好ましい。
好ましくは、LC媒体中における重合性成分A)の割合は0%より多く5%未満、非常に好ましくは0%より多く1%未満、最も好ましくは0.01%〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体中における式Iの化合物の割合は0%より多く5%未満、非常に好ましくは0%より多く1%未満、最も好ましくは0.01%〜0.5%である。
好ましくは、LC媒体中におけるLC成分B)の割合は、95%〜100%未満、非常に好ましくは99%〜100%未満である。
好ましい実施形態において、重合性成分B)の重合性化合物は式Iより排他的に選択される。
他の好ましい実施形態においては、式Iの化合物に加えて、重合性成分B)は1種類以上の更なる重合性化合物(「コモノマー」)を含み、それらは、好ましくはRMより選択される。
適切で好ましいメソゲンコモノマーは、以下の式より選択される。
Figure 2020511446
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式中、個々の基は以下の意味を有する:
、PおよびPは、それぞれ互いに独立に、アクリレートまたはメタクリレート基を表し、
Sp、SpおよびSpは、それぞれ互いに独立に、単結合、または、上および下でSpについて示される意味の1つを有するスペーサー基を表し、特に好ましくは、−(CHp1−、−(CHp1−O−、−(CHp1−CO−O−、−(CHp1−O−CO−または−(CHp1−O−CO−O−(式中、p1は1〜12の整数であり、ただし加えて、存在する基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−のうちの少なくとも1個がRaaと異なることを条件として、1個以上の基P−Sp−、P−Sp−およびP−Sp−はRaaを表してもよい。)を表し、
aaは、H、F、Cl、CN、または、1〜25個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルを表し、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、それぞれ互いに独立に、C(R)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子は、F、Cl、CNまたはP−Sp−で置き換えられていてもよく、特に好ましくは、直鎖状または分岐状で任意で一フッ素化または多フッ素化されていてもよい1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ(ただし、アルケニルおよびアルキニル基は少なくとも2個のC原子を有し、分岐状の基は少なくとも3個のC原子を有する)を表し、
、R00は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現において同一にまたは異なって、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
およびRは、それぞれ互いに独立に、H、F、CHまたはCFを表し、
、XおよびXは、それぞれ互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−または単結合を表し、
は、−O−、−CO−、−C(R)−または−CFCF−を表し、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−または−(CH−を表し、ただし、nは、2、3または4であり、
Lは、それぞれの出現において同一にまたは異なって、F、Cl、CN、または直鎖状または分岐状で、任意に一フッ素化または多フッ素化されていてもよい1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、好ましくは、Fを表し、
L’およびL”は、それぞれ互いに独立に、H、FまたはClを表し、
rは、0、1、2、3または4を表し、
sは、0、1、2または3を表し、
tは、0、1または2を表し、
xは、0または1を表す。
式M2、M13、M17、M22、M23、M24およびM30の化合物が特に好ましい。
更に、三反応性化合物M15〜M30、特に、M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30およびM31が好ましい。
式M1〜M31の化合物において、基
Figure 2020511446
式中、Lは、それぞれの出現において同一にまたは異なって、上または下に与える意味の1つを有し、好ましくは、F、Cl、CN、NO、CH、C、C(CH、CH(CH、CHCH(CH)C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCまたはP−Sp−、特に好ましくはF、Cl、CN、CH、C、OCH、COCH、OCFまたはP−Sp−、より好ましくはF、Cl、CH、OCH、COCHまたはOCF、特にFまたはCHである。
上記の重合性化合物に加え、本発明によるLCディスプレイにおいて使用するためのLC媒体は、非重合性の低分子量化合物より選択される1種類以上、好ましくは2種類以上のLC化合物を含むLC混合物(「ホスト混合物」)を含む。これらのLC化合物は、重合性化合物の重合のために適用される条件下において重合反応に対して安定および/または非反応性となるように選択される。
原理的には、従来のディスプレイにおける使用に適する任意のLC混合物がホスト混合物として適する。適切なLC混合物は当業者に既知で文献に記載されており、例えば、欧州特許出願公開第1 378 557号明細書におけるVAディスプレイ中の混合物、および、欧州特許出願公開第1 306 418号明細書およびドイツ国特許出願公開第102 24 046号明細書におけるOCBディスプレイ用の混合物である。
式Iの重合性化合物は、アルケニル基を含む1種類以上のメソゲンまたはLC化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)を含むLCホスト混合物における使用に特に適しており、ただし、該アルケニル基は、式Iの化合物およびLC媒体中に含有される他の重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して安定である。先行技術より既知のRMと比較して、そのようなLCホスト混合物において、式Iの化合物は、溶解性、反応性またはチルト角を生成する能力などの改良された特性を示す。
よって、式Iの重合性化合物に加え、本発明によるLC媒体は、アルケニル基を含む1種類以上のメソゲンまたは液晶化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)を含み、ただし、このアルケニル基は、式Iの重合性化合物およびLC媒体中に含有される他の重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して好ましくは安定である。
アルケニル化合物におけるアルケニル基は、好ましくは、特に2〜25個のC原子を有する、特に好ましくは2〜12個のC原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルケニルより選択され、ただし加えて、1個以上の隣接していないCH基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子はFおよび/またはClで置き換えられていてもよい。
好ましいアルケニル基は、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルおよびシクロヘキセニルであり、特に、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、1,4−シクロヘキセン−1−イルおよび1,4−シクロヘキセン−3−イルである。
アルケニル基を含有する化合物のLCホスト混合物における濃度(即ち、重合性化合物は一切関与しない。)は、好ましくは5%〜100%、非常に好ましくは20%〜60%である。
アルケニル基を有する化合物を1〜5種類、好ましくは1種類、2種類または3種類含有するLC混合物が特に好ましい。
アルケニル基を含有するメソゲンおよびLC化合物は、好ましくは、下で定義される式ANおよびAYから選択される。
上記の重合性成分A)に加え、本発明によるLC媒体は、非重合性の低分子量化合物より選択される1種類以上、好ましくは2種類以上のLC化合物を含むLC成分B)またはLCホスト混合物を含む。これらのLC化合物は、重合性化合物の重合に適用される条件において、重合反応に対し安定でありおよび/または非反応性であるように選択される。
第1の好ましい実施形態において、LC媒体は、負の誘電異方性を有する化合物を基礎とするLC成分B)またはLCホスト混合物を含有する。その様なLC媒体は、特にPS−VAおよびPS−UB−FFSディスプレイにおける使用に適する。そのようなLC媒体の特に好ましい実施形態は、下の項目a)〜z3)のものである。
a)成分B)またはLCホスト混合物が、式CYおよびPYから選択される1種類以上の化合物を含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、
aは、1または2を表し、
bは、0または1を表し、
Figure 2020511446
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、好ましくは、1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−または単結合、好ましくは、単結合を表し、
1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、LおよびLの両方がFを表すか、または、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表すか、または、LおよびLの両方がFを表すか、または、LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式CYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、aは1または2を表し、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、(O)は酸素原子または単結合を表す。alkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
式PYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、(O)は酸素原子または単結合を表す。alkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
b)成分B)またはLCホスト混合物が、アルケニル基を含む1種類以上のメソゲンまたはLC化合物(以降、「アルケニル化合物」とも呼ぶ。)(ただし、該アルケニル基は、LC媒体中に含有される重合性化合物を重合するために使用される条件下における重合反応に対して安定である。)を含むLC媒体。
好ましくは、成分B)またはLCホスト混合物は、式ANおよびAYから選択される1種類以上のアルケニル化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に以下の意味を有する:
Figure 2020511446
A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルを表し、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合はまた、RA2の意味の1つも表し、
A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合、好ましくは単結合を表し、
1、2は、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFH、好ましくは、H、FまたはClを表し、
xは、1または2を表し、
zは、0または1を表す。
式ANおよびAYの好ましい化合物は、RA2が、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルおよびヘプテニルから選択されるものである。
好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式ANの化合物を含む。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
好ましくは、成分B)またはLCホスト混合物は、式AN1、AN2、AN3およびAN6から選択される1種類以上の化合物、非常に好ましくは1種類以上の式AN1の化合物を含む。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式ANの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、mは、1、2、3、4、5または6を表し、iは、0、1、2または3を表し、Rb1は、H、CHまたはCを表す。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択される1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020511446
式AN1a2およびAN1a5の化合物が最も好ましい。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式AYの化合物を含む。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、「(O)」は、O原子または単結合を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
他の好ましい実施形態において、成分B)またはLCホスト混合物は、以下のサブ式から選択される1種類以上の式AYの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、mおよびnは、互いに独立に、1、2、3、4、5または6を表し、alkenylは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
好ましくは、LC媒体中の式ANおよびAYの化合物の割合は2〜70重量%、非常に好ましくは5〜60重量%、最も好ましくは10〜50重量%である。
好ましくは、LC媒体またはLCホスト混合物は、式ANおよびAYから選択される1〜5種類、好ましくは1種類、2種類または3種類の化合物を含有する。
本発明の他の好ましい実施形態において、LC媒体は、式AY14、非常に好ましくはAY14aの1種類以上の化合物を含む。LC媒体中の式AY14またはAY14aの化合物の割合は、好ましくは3〜20重量%である。
式ANおよび/またはAYのアルケニル化合物を添加することで、LC媒体の粘度を低下させ、応答時間を短縮することが可能になる。
c)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、個々の基は以下の意味を有する。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CHCHO−または単結合、好ましくは、単結合を表す。
式ZKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylは、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
式ZK1の化合物が特に好ましい。
式ZKの特に好ましい化合物は、以下のサブ式より選択される。
Figure 2020511446
式中、プロピル、ブチルおよびペンチル基は直鎖状の基である。
式ZK1aの化合物が最も好ましい。
d)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、以下の意味を有する。
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、
Figure 2020511446
Figure 2020511446
eは、1または2を表す。
式DKの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylは、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
e)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、個々の基は以下の意味を有する。
Figure 2020511446
少なくとも1個の環Fは、シクロヘキシレンとは異なり、
fは、1または2を表し、
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合、好ましくは単結合を表し、
およびLは、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、基LおよびLの両方がFを表すか、または、基LおよびLの一方がFを表し、他方がClを表す。
式LYの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、Rは上で示したのと同じ意味を有し、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表し、そしてvは、1〜6の整数を表す。Rは好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基、特に、CH、C、n−C、n−C、n−C11、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
f)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、alkylは、C1−6アルキルを表し、Lは、HまたはFを表し、Xは、F、Cl、OCF、OCHFまたはOCH=CFを表す。XがFを表す式G1の化合物が特に好ましい。
g)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、Rは、Rについて上に示した意味のうちの1つを有し、alkylは、C1−6アルキルを表し、dは、0または1を表し、そしてzおよびmは、それぞれ互いに独立に、1〜6の整数を表す。これらの化合物におけるRは、特に好ましくはC1−6アルキルもしくはアルコキシ、またはC2−6アルケニルであり、dは好ましくは1である。本発明によるLC媒体は、好ましくは、1種類以上の上述の式の化合物を、5重量%以上の量で含む。
h)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択される1種類以上のビフェニル化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
LCホスト混合物における式B1〜B3のビフェニルの割合は、好ましくは、少なくとも3重量%、特に5重量%以上である。
式B2の化合物が特に好ましい。
式B1〜B3の化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、alkylは、1〜6個のC原子を有するアルキル基を表す。本発明による媒体は、特に好ましくは、式B1aおよび/またはB2cの1種類以上の化合物を含む。
i)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上のターフェニル化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、RおよびRは、それぞれ互いに独立に、上に示される意味の1つを有し、
Figure 2020511446
は、それぞれ互いに独立に、
Figure 2020511446
を表し、式中、Lは、FまたはCl、好ましくは、Fを表し、Lは、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHF、好ましくは、Fを表す。
式Tの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、Rは、1〜7個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、Rは、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、(O)は、酸素原子または単結合を表し、mは、1〜6の整数を表す。Rは、好ましくはCH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
Rは、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシまたはペントキシを表す。
本発明によるLCホスト混合物は、好ましくは、式Tおよびその好ましいサブ式のターフェニルを、0.5〜30重量%、特に、1〜20重量%の量で含む。
式T1、T2、T3およびT21の化合物が特に好ましい。これらの化合物において、Rは、好ましくは、それぞれ1〜5個のC原子を有するアルキル、更に、アルコキシを表す。
混合物のΔnの値が0.1以上となる場合、好ましくは、本発明によるLC媒体中においてターフェニルを用いる。好ましいLC媒体は、好ましくは化合物T1〜T22の群より選択される1種類以上の式Tのターフェニル化合物を2〜20重量%含む。
k)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択される1種類以上のクオーターフェニル化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、
は、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシであり、これらは全て任意でフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6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2〜6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あり、
Q1〜LQ6は、互いに独立にHまたはFであり、ただし、LQ1〜LQ6の少なくとも1個はFである。
式Qの好ましい化合物は、Rが2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル、非常に好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルを表すものである。
式Qの好ましい化合物は、LQ3およびLQ4がFのものである。式Qの更に好ましい化合物は、LQ3、LQ4と、LQ1およびLQ2のうちの1個または2個とがFのものである。
式Qの好ましい化合物は、XがFまたはOCF、非常に好ましくはFを表すものである。
式Qの化合物は、好ましくは、以下のサブ式より選択される。
Figure 2020511446
式中、Rは式Qの意味の1つ、または上および下で与える好ましい意味の1つを有し、好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルである。
式Q1の化合物、特にRがn−プロピルである化合物が特に好ましい。
好ましくは、LCホスト混合物における式Qの化合物の割合は0重量%より多く〜5重量%以下、非常に好ましくは0.1〜2重量%、最も好ましくは0.2〜1.5重量%である。
好ましくは、LCホスト混合物は1〜5種類、好ましくは1種類または2種類の式Qの化合物を含有する。
LCホスト混合物に式Qのクオーターフェニル化合物を添加することで、高いUV吸収を維持しながらODFムラを低減でき、迅速および完全な重合が可能となり、チルト角の強力および迅速な生成が可能となり、LC媒体のUV安定性が増大する。
加えて、負の誘電異方性を有するLC媒体に、正の誘電異方性を有する式Qの化合物を添加すると、誘電定数εおよびεの値をより良好に制御でき、特に、誘電異方性Δεを一定に保ちながら誘電定数εの高い値を達成し、それにより、キックバック電圧を低減し、画像の固着を低減することが可能となる。
l)成分B)またはLCホスト混合物が、1種類以上の式Cの化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、
は、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、該基は全て任意でフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6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2〜6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を表し、
C1、LC2は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、ただし、LC1およびLC2の少なくとも一方はFである。
式Cの好ましい化合物は、Rが2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル、非常に好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルを表すものである。
式Cの好ましい化合物は、LC1およびLC2がFであるものである。
式Cの好ましい化合物は、XがFまたはOCF、非常に好ましくはFを表すものである。
式Cの好ましい化合物は、以下の式から選択される。
Figure 2020511446
式中、Rは式Cの意味の1つ、または上および下に与えるその好ましい意味の1つを有し、好ましくは、エチル、n−プロピルまたはn−ブチル、非常に好ましくはn−プロピルである。
好ましくは、LCホスト混合物中における式Cの化合物の割合は、0重量%より大きく〜10重量%以下、非常に好ましくは0.1〜8重量%、最も好ましくは0.2〜5重量%である。
好ましくは、LCホスト混合物は、1〜5種類、好ましくは1種類、2種類または3種類の式Cの化合物を含有する。
負の誘電異方性を有するLC媒体に、正の誘電異方性を有する式Cの化合物を添加すると、誘電定数εおよびεの値をより良好に制御でき、特に、誘電異方性Δεを一定に保ちながら誘電定数εの高い値を達成し、それによりキックバック電圧を低下させ、画像の固着を低減することが可能となる。加えて、式Cの化合物を添加することで、LC媒体の粘度の低下および応答時間の短縮が可能となる。
m)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、RおよびRは上で示される意味を有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたは2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表す。
好ましい媒体は、式O1、O3およびO4より選択される1種類以上の化合物を含む。
n)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、
Figure 2020511446
は、H、CH、Cまたはn−Cを表し、(F)は、任意であるフッ素置換基を表し、qは、1、2または3を表し、Rは、Rについて示される意味の1つを有し、該化合物を、好ましくは3重量%を超え、特には5重量%以上、非常に特に好ましくは5〜30重量%の量で含む。
式FIの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、Rは、好ましくは、直鎖状のアルキルを表し、Rは、CH、Cまたはn−Cを表す。式FI1、FI2およびFI3の化合物が特に好ましい。
o)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式から成る群より選択される1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、Rは、Rについて示される意味を有し、alkylは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。
p)成分B)またはLCホスト混合物が、例えば、以下の式から成る群より選択される化合物などの、テトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含有する1種類以上の化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、
10およびR11は、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、好ましくは1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、
10およびR11は、好ましくは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニルを表し、
およびZは、それぞれ互いに独立に、−CHCH−、−CH=CH−、−(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−CH=CH−CHCH−、−CHCHCH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH−または単結合を表す。
q)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上のジフルオロジベンゾクロマンおよび/またはクロマンを追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、
11およびR12は、それぞれ互いに独立に、R11について上で示される意味の1つを有し、
環Mは、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、
は、−C−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−または−O−CO−であり、
cは、0、1または2であり、
該化合物を、好ましくは3〜20重量%の量、特に3〜15重量%の量で含む。
式BC、CRおよびRCの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、(O)は、O原子または単結合を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
1種類、2種類または3種類の式BC−2の化合物を含むLCホスト混合物が、非常に特に好ましい。
r)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上のフッ素化されたフェナントレンおよび/またはジベンゾフランを追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、R11およびR12は、それぞれ互いに独立に、R11について上で示される意味の1つを有し、bは0または1を表し、LはFを表し、rは1、2または3を表す。
式PHおよびBFの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、RおよびR’は、それぞれ互いに独立に、1〜7個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表す。
s)成分B)またはLCホスト混合物が、以下の式の1種類以上の単環化合物を追加的に含むLC媒体。
Figure 2020511446
式中、
およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキル(ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよい。)、好ましくは、1〜6個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシを表し、
およびLは、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。
好ましくは、LおよびLの両方がFを表すか、LおよびLの一方がFを表し他方がClを表す。
式Yの化合物は、好ましくは、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、AlkylおよびAlkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、Alkoxyは、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルコキシを表し、AlkenylおよびAlkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜6個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表し、そしてOは、酸素原子または単結合を表す。AlkenylおよびAlkenylは好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
特に好ましい式Yの化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、Alkoxyは、好ましくは、3個、4個または5個のC原子を有する直鎖状のアルコキシを表す。
t)上および下に記載されるとおりの重合性化合物の他には、末端ビニルオキシ基(−O−CH=CH)を含有する化合物を含有しないLC媒体。
u)成分B)またはLCホスト混合物が、1〜8種類、好ましくは1〜5種類の式CY1、CY2、PY1および/またはPY2の化合物を含むLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は全体として、好ましくは5〜60%、特に好ましくは10〜35%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれの場合で2〜20%である。
v)成分B)またはLCホスト混合物が、1〜8種類、好ましくは1〜5種類の式CY9、CY10、PY9および/またはPY10の化合物を含むLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は全体として、好ましくは5〜60%、特に好ましくは10〜35%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれの場合で2〜20%である。
w)成分B)またはLCホスト混合物が、1〜10種類、好ましくは1〜8種類の式ZKの化合物、特に、式ZK1、ZK2および/またはZK6の化合物を含むLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は全体として、好ましくは3〜25%、特に好ましくは5〜45%である。これらの個々の化合物の含有量は、好ましくは、それぞれの場合で2〜20%である。
x)LCホスト混合物における式CY、PYおよびZKの化合物の割合が全体として70%を超え、好ましくは、80%を超えるLC媒体。
y)LCホスト混合物が、好ましくは式ANおよびAYから選択され、非常に好ましくは式AN1、AN3、AN6およびAY14から選択され、最も好ましくは式AN1a、AN3a、AN6aおよびAY14から選択されるアルケニル基を含有する1種類以上の化合物を含有するLC媒体。これらの化合物のLCホスト混合物中における濃度は、好ましくは2〜70%、非常に好ましくは、3〜55%である。
z)成分B)またはLCホスト混合物が、式PY1〜PY8、非常に好ましくは式PY2より選択される1種類以上、好ましくは1〜5種類の化合物を含有するLC媒体。LCホスト混合物におけるこれらの化合物の割合は全体として、好ましくは1〜30%、特に好ましくは2〜20%である。これらの個々の化合物の割合は、好ましくは、それぞれの場合で1〜20%である。
z1)成分B)またはLCホスト混合物が、式T1、T2およびT5から、非常に好ましくは式T2から選択される1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の化合物を含有するLC媒体。LCホスト混合物におけるこれらの化合物の割合は全体として、好ましくは1〜20%である。
z2)LCホスト混合物が、式CYおよびPYから選択される1種類以上の化合物と、式ANおよびAYから選択される1種類以上の化合物と、式TおよびQから選択される1種類以上の化合物とを含有するLC媒体。
z3)LCホスト混合物が、1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式BF1の化合物、ならびに1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式AY14、AY15およびAY16から選択される化合物、非常に好ましくは式AY14の化合物を含有するLC媒体。LCホスト混合物における式AY14〜AY16の化合物の割合は、好ましくは2〜35%、非常に好ましくは3〜30%である。LCホスト混合物における式BF1の化合物の割合は、好ましくは0.5〜20%、非常に好ましくは1〜15%である。更に好ましくは、この好ましい実施形態によるLCホスト混合物は、1種類以上、好ましくは1種類、2種類または3種類の式Tの化合物、好ましくは式T1、T2およびT5から選択される化合物、非常に好ましくはT2およびT5から選択される化合物を含有する。LCホスト混合物における式Tの化合物の割合は、好ましくは0.5〜15%、非常に好ましくは1〜10%である。
第2の好ましい実施形態において、LC媒体は、正の誘電異方性を有する化合物を基礎とするLCホスト混合物を含有する。そのようなLC媒体は、特に、PS−OCB、PS−TN、PS−正−VA、PS−IPSまたはPS−FFSディスプレイにおける使用に適している。
Figure 2020511446
式中、個々の基は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現において同一にまたは異なって、以下の意味を有する。
Figure 2020511446
21、R31は、それぞれ互いに独立に、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、これらの基は全てフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有するハロゲン化アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、
31は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、trans−CH=CH−、trans−CF=CF−、−CHO−または単結合、好ましくは−CHCH−、−COO−、trans−CH=CH−または単結合、特に好ましくは−COO−、trans−CH=CH−または単結合を表し、
21、L22、L31、L32は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、
gは、0、1、2または3を表す。
式AおよびBの化合物において、Xは、好ましくは、F、Cl、CF、CHF、OCF、OCHF、OCFHCF、OCFHCHF、OCFHCHF、OCFCH、OCFCHF、OCFCHF、OCFCFCHF、OCFCFCHF、OCFHCFCF、OCFHCFCHF、OCFCFCF、OCFCFCClF、OCClFCFCFまたはCH=CF、非常に好ましくはFまたはOCF、最も好ましくはFである。
式AおよびBの化合物において、R21およびR31は、好ましくは、1個、2個、3個、4個、5個または6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ、および2個、3個、4個、5個、6個または7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルから選択される。
式AおよびBの化合物において、gは、好ましくは、1または2である。
式Bの化合物において、Z31は、好ましくは、COO、トランス−CH=CHまたは単結合、非常に好ましくはCOOまたは単結合である。
好ましくは、LC媒体の成分B)は、以下の式から成る群より選択される1種類以上の式Aの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、A21、R21、X、L21およびL22は、式Aにおいて与える意味を有し、L23およびL24は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくはFである。式A1およびA2の化合物が特に好ましい。
式A1の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R21、X、L21およびL22は、式A1において与える意味を有し、L23、L24、L25およびL26は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくはFである。
式A1の非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R21は式A1において定義されるとおりである。
式A2の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、R21、X、L21およびL22は式A2で与える意味を有し、L23、L24、L25およびL26は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくはFである。
式A2の非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、R21およびXは式A2において定義されるとおりである。
式A3の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R21、X、L21およびL22は式A3で与える意味を有し、Xは、好ましくはFである。
式A4の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R21は式A4において定義されるとおりである。
好ましくは、LC媒体の成分B)は、以下の式から成る群より選択される1種類以上の式Bの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、g、A31、A32、R31、X、L31およびL32は、式Bにおいて与える意味を有し、Xは、好ましくはFである。式B1およびB2の化合物が特に好ましい。
式B1の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31、X、L31およびL32は式B1で与える意味を有し、Xは、好ましくはFである。
式B1aの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B1において定義されるとおりである。
式B1bの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B1において定義されるとおりである。
式B2の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、R31、X、L31およびL32は、式B2において与える意味を有し、L33、L34、L35およびL36は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくはFである。
式B2の非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2bの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2cの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2dおよびB2eの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2fの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2gの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2hの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2iの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2kの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B2lの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B2において定義されるとおりである。
式B1および/またはB2の化合物に代えるか加えて、LC媒体の成分B)はまた、上に定義されるとおりの1種類以上の式B3の化合物を含んでもよい。
式B3の特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R31は式B3において定義されるとおりである。
好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、1種類以上の式Cの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、個々の基は以下の意味を有する。
Figure 2020511446
41、R42は、それぞれ互いに独立に、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、これらの基は全て任意でフッ素化されていてもよく、
41、Z41は、それぞれ互いに独立に、−CHCH−、−COO−、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−CHO−、−CFO−、−C≡C−または単結合、好ましくは単結合を表し、
hは、0、1、2または3を表す。
式Cの化合物において、R41およびR42は、好ましくは、1個、2個、3個、4個、5個または6個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ、および2個、3個、4個、5個、6個または7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルから選択される。
式Cの化合物において、hは、好ましくは、0、1または2である。
式Cの化合物において、Z41およびZ42は、好ましくは、COO、トランス−CH=CHおよび単結合、非常に好ましくはCOOおよび単結合から選択される。
式Cの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、R41およびR42は式Cにおいて与える意味を有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、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す。
更に好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、1種類以上の式Dの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、A41、A42、Z41、Z42、R41、R42およびhは、式Cにおいて与える意味または上に与える好ましい意味の1つを有する。
式Dの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R41およびR42は式Dにおいて与える意味を有し、R41は、好ましくはアルキルを表し、式D1において、R42は、好ましくはアルケニル、特に好ましくは−(CH−CH=CH−CHを表し、式D2において、R42は、好ましくは、アルキル、−(CH−CH=CHまたは−(CH−CH=CH−CHを表す。
更に好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、アルケニル基を含む式Eの1種類以上の化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に以下の意味を有する。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルを表し、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合はまた、RA2の意味の1つも表し、
A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
xは、1または2を表す。
A2は、好ましくは、1〜8個のC原子を有する直鎖状のアルキルもしくはアルコキシ、または2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニルである。
式Eの好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
式中、alkylおよびalkylは、それぞれ互いに独立に、1〜6個のC原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、alkenylおよびalkenylは、それぞれ互いに独立に、2〜7個のC原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。alkenylおよびalkenylは、好ましくは、CH=CH−、CH=CHCHCH−、CH−CH=CH−、CH−CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−、CH−(CH−CH=CH−またはCH−CH=CH−(CH−を表す。
式Eの非常に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、mは、1、2、3、4、5または6を表し、iは、0、1、2または3を表し、Rb1は、H、CHまたはCを表す。
式Eの非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式E1a2、E1a5、E3a1およびE6a1の化合物が最も好ましい。
更に好ましくは、LC媒体の成分B)は、式Aおよび/またはBの化合物に加えて、1種類以上の式Fの化合物を含む。
Figure 2020511446
式中、個々の基は、それぞれ互いに独立に、それぞれの出現で同一にまたは異なって、以下の意味を有する。
Figure 2020511446
21、R31は、それぞれ互いに独立に、1〜9個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキルもしくはアルコキシアルキル、または2〜9個のC原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、これらの基は全て任意でフッ素化されていてもよく、
は、F、Cl、1〜6個のC原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個のC原子を有するハロゲン化アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し、
21は、−CHCH−、−CFCF−、−COO−、trans−CH=CH−、trans−CF=CF−、−CHO−または単結合、好ましくは−CHCH−、−COO−、trans−CH=CH−または単結合、特に好ましくは−COO−、trans−CH=CH−または単結合を表し、
21、L22、L23、L24は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、
gは、0、1、2または3を表す。
式Fの特に好ましい化合物は、以下の式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R21、X、L21およびL22は、式Fで与える意味を有し、L25およびL26は、それぞれ互いに独立に、HまたはFであり、Xは、好ましくはFである。
式F1〜F3の非常に特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択される。
Figure 2020511446
式中、R21は、式F1において定義されるとおりである。
LCホスト混合物中の式AおよびBの化合物の濃度は、好ましくは2〜60%、非常に好ましくは3〜45%、最も好ましくは4〜35%である。
LCホスト混合物中の式CおよびDの化合物の濃度は、好ましくは2〜70%、非常に好ましくは5〜65%、最も好ましくは10〜60%である。
LCホスト混合物中の式Eの化合物の濃度は、好ましくは5〜50%、非常に好ましくは5〜35%である。
LCホスト混合物中の式Fの化合物の濃度は、好ましくは2〜30%、非常に好ましくは5〜20%である。
この本発明の第2の好ましい実施形態の更に好ましい実施形態を下に列挙するが、それらの任意の組み合わせも含む。
2a)LCホスト混合物は、高い正の誘電異方性、好ましくは15より高いΔεを有する式Aおよび/またはBの1種類以上の化合物を含む。
2b)LCホスト混合物は、式A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2h3、B2l1、F1aから成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは4〜40%、非常に好ましくは5〜35%である。
2c)LCホスト混合物は、式B2c1、B2c4、B2f4、C14から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは4〜40%、非常に好ましくは5〜35%である。
2d)LCホスト混合物は、式C3、C4、C5、C9およびD2から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは8〜70%、非常に好ましくは10〜60%である。
2e)LCホスト混合物は、式G1、G2およびG5、好ましくはG1a、G2aおよびG5aから成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは4〜40%、非常に好ましくは5〜35%である。
2f)LCホスト混合物は、式E1、E3およびE6、好ましくはE1a、E3aおよびE6a、非常に好ましくはE1a2、E1a5、E3a1およびE6a1から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。これらの化合物のLCホスト混合物における割合は、好ましくは5〜60%、非常に好ましくは10〜50%である。
上述の好ましい実施形態の化合物を、上記の重合された化合物と組み合わせることにより、本発明によるLC媒体において、低い閾電圧、低い回転粘度および非常に良好な低温安定性と、同時に、常に高い透明点および高いHR値とが生じ、PSAディスプレイにおいて特に低いプレチルト角を迅速に確立できる。特に、先行技術からの媒体と比較し、PSAディスプレイにおいて、LC媒体は、著しく短縮された応答時間、また、特に、短縮された中間調(灰色遮光)応答時間を示す。
本発明のLC媒体およびLCホスト混合物は、好ましくは、少なくとも80K、特に好ましくは、少なくとも100Kのネマチック相範囲、および、20℃において、250mPa・s以下、好ましくは200mPa・s以下の回転粘度を有する。
本発明によるVAタイプのディスプレイにおいては、スイッチオフ状態で、LC媒体層における分子は電極表面に垂直に配向しているか(ホメオトロピック的)、または、チルトホメオトロピック配向を有している。電極に電圧を印加すると、分子長軸が電極表面に平行なLC分子の再配向が起きる。
特にPS−VA、PS−UB−FFS、およびSA−VAタイプのディスプレイにおいて使用するためで、第1の好ましい実施形態による負の誘電異方性を有する化合物を基礎とする本発明によるLC媒体は、20℃および1kHzにおいて、好ましくは−0.5〜−10、特に−2.5〜−7.5の負の誘電異方性Δεを有する。
PS−VA、PS−UB−FFSおよびSA−VAタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは0.16未満、特に好ましくは0.06〜0.14、非常に特に好ましくは0.07〜0.12である。
本発明によるOCBタイプのディスプレイにおいては、LC媒体層における分子は「ベンド(bend)」配向を有している。電圧を印加すると、分子長軸が電極表面に垂直なLC分子の再配向が起きる。
PS−TN−、PS−正−VA−、PS−IPS−、PS−FFSおよびSA−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するための、第2の好ましい実施形態による正の誘電異方性を有する化合物を基礎とする本発明によるLC媒体は、20℃および1kHzにおいて、好ましくは+2〜+30、特に好ましくは+3〜+20の正の誘電異方性Δεを有する。
PS−OCBタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは0.14〜0.22、特に好ましくは0.16〜0.22である。
PS−TN−、PS−正−VA−、PS−IPS−、PS−FFSおよびSA−FFSタイプのディスプレイにおいて使用するための本発明によるLC媒体における複屈折率Δnは、好ましくは0.07〜0.15、特に好ましくは0.08〜0.13である。
また、本発明によるLC媒体は、当業者に既知で文献に記載されている、例えば、重合開始剤、禁止剤、安定剤、表面活性化物質またはキラルドーパントなどの更なる添加剤を含んでもよい。これらは重合性でも非重合性でもよい。従って、重合性の添加剤は重合性成分または成分A)に属すると見なす。従って、非重合性の添加剤は非重合性成分または成分B)に属すると見なす。
好ましい実施形態において、LC媒体は、1種類以上のキラルドーパントを、好ましくは、0.01〜1%、非常に好ましくは、0.05〜0.5%の濃度で含有する。キラルドーパントは、好ましくは、下の表Bからの化合物から成る群より選択され、非常に好ましくは、R−またはS−1011、R−またはS−2011、R−またはS−3011、R−またはS−4011およびR−またはS−5011から成る群より選択される。
別の好ましい実施形態において、LC媒体は、1種類以上のキラルドーパントのラセミ体を含有し、キラルドーパントは、好ましくは、先の段落で述べたキラルドーパントより選択される。
別の好ましい実施形態では、本発明によるLC媒体は、自己配向(SA)添加剤を、好ましくは0.1〜2.5%の濃度で含有する。この好ましい実施形態によるLC媒体は、ポリマー安定化SA−VAおよびSA−FFSディスプレイにおける使用に特に適している。
好ましい実施形態では、本発明によるSA−VAまたはSA−FFSディスプレイはポリイミド配向層を含まない。別の好ましい実施形態では、好ましい実施形態によるSA−VAまたはSA−FFSディスプレイはポリイミド配向層を含む。
この好ましい実施形態で使用するための好ましいSA添加剤は、メソゲン基と、ヒドロキシ、カルボキシ、アミノまたはチオール基から選択される1個以上の極性アンカー基で終結する直鎖状または分岐状のアルキル側鎖とを含む化合物から選択される。
さらに好ましいSA添加剤は、メソゲン基に任意でスペーサー基を介して結合している1個以上の重合性基を含有する。これらの重合性SA添加剤は、PSAプロセスにおいてRMに適用されるのと同様の条件下でLC媒体中で重合することができる。
ホメオトロピック配向を誘導するのに好適なSA添加剤、特にSA−VAモードのディスプレイにおける使用のためのものは、例えば米国特許出願公開第2013/0182202号A1、米国特許出願公開第2014/0838581号A1、米国特許出願公開第2015/0166890号A1および米国特許出願公開第2015/0252265号A1に開示されている。
他の好ましい実施形態では、本発明によるLC媒体またはポリマー安定化SA−VAもしくはSA−FFSディスプレイは、下記表Eから選択される1種類以上の自己配向添加剤を含有する。
更に、例えば、0〜15重量%の多色性色素、更に、導電性を向上するために、ナノ粒子、導電性塩、好ましくは、エチルジメチルドデシルアンモニウム4−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテルの錯塩(例えば、Hallerら、Mol.Cryst.Liq.Cryst.24巻、249〜258頁(1973年)参照)、または、ネマチック相の誘電異方性、粘度および/または配向を改変するための物質をLC媒体に加えることも可能である。このタイプの物質は、例えば、独国特許出願公開第22 09 127号明細書、独国特許出願公開第22 40 864号明細書、独国特許出願公開第23 21 632号明細書、独国特許出願公開第23 38 281号明細書、独国特許出願公開第24 50 088号明細書、独国特許出願公開第26 37 430号明細書および独国特許出願公開第28 53 728号明細書に記載されている。
本発明によるLC媒体の好ましい実施形態a)〜z)の個々の成分は既知であるか、それらを調製する方法は文献に記載されている標準的な方法に基づいているため、それらを調製する方法は当業者によって先行技術より容易に導くことができるかの何れかである。式CYの対応する化合物は、例えば、欧州特許出願公開第0 364 538号明細書に記載されている。式ZKの対応する化合物は、例えば、独国特許出願公開第26 36 684号明細書および独国特許出願公開第33 21 373号明細書に記載されている。
本発明に従って使用できるLC媒体は、例えば、1種類以上の上述の化合物を、上に定義されるとおりの1種類以上の重合性化合物と、および、任意成分として、更なる液晶化合物および/または添加剤と混合することで、それ自身は従来の様式によって調製される。一般に、より少量で使用される成分の所望量を、主要な構成成分を構成する成分に、有利には昇温して、溶解する。また、有機溶媒中、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール中の成分の溶液を混合し、完全に混合後、例えば蒸留により、溶媒を再び除去することも可能である。本発明は、更に、本発明によるLC媒体を調製する方法に関する。
また、本発明によるLC媒体が、例えば、H、N、O、Cl、Fが重水素のような対応する同位体に置き換えられた化合物も含んでもよいことは、当業者に言うまでもない。
以下の例は、本発明を限定することなく本発明を説明する。しかしながら、それらは、当業者に対して、好ましく用いられる化合物、それらのそれぞれの濃度およびそれらの互いの組み合わせと共に、好ましい混合の考え方を示す。加えて、例は、どのような特性および特性の組み合わせが入手可能であるかを例示する。
好ましい混合物成分を下の表A1およびA2に示す。表A1に示す化合物は、正の誘電異方性を有するLC混合物での使用に特に適している。表A2に示す化合物は、負の誘電異方性を有するLC混合物での使用に特に適している。
<表A1>
表A1において、mおよびnは、互いに独立に1〜12の整数、好ましくは1、2、3、4、5または6であり、kは0、1、2、3、4、5または6であり、(O)C2m+1はC2m+1またはOC2m+1を意味する。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
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Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
Figure 2020511446
<表A2>
表A2において、mおよびnは、互いに独立に1〜12の整数、好ましくは1、2、3、4、5または6であり、kは0、1、2、3、4、5または6であり、(O)C2m+1はC2m+1またはOC2m+1を意味する。
Figure 2020511446
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本発明の第1の好ましい実施形態において、本発明によるLC媒体、特に正の誘電異方性を有するものは、表A1からの化合物から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。
本発明の第2の好ましい実施形態において、本発明によるLC媒体、特に負の誘電異方性を有するものは、表A2からの化合物から成る群より選択される1種類以上の化合物を含む。
<表B>
表Bは、本発明によるLC媒体に添加できる可能なドーパントを表す。
Figure 2020511446
Figure 2020511446
LC媒体は、好ましくは0〜10重量%、特に0.01〜5重量%、特に好ましくは0.1〜3重量%のドーパントを含む。LC媒体は、好ましくは、表Bからの化合物から成る群より選択される1種類以上のドーパントを含む。
<表C>
表Cは、本発明によるLC媒体に添加できる可能な安定剤を表す。表中、nは1〜12の整数、好ましくは1、2、3、4、5、6、7または8を表し、末端のメチル基は示していない。
Figure 2020511446
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LC媒体は、好ましくは0〜10重量%、特に1重量ppm〜5重量%、特に好ましくは1重量ppm〜1重量%の安定剤を含む。LC媒体は、好ましくは、表Cからの化合物から成る群より選択される1種類以上の安定剤を含む。
<表D>
表Dは、本発明によるLC媒体中で使用できる例示の反応性メソゲン化合物を表す。
Figure 2020511446
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好ましい実施形態において、本発明による混合物は、好ましくは式RM−1〜RM−140の重合性化合物より選択される1種類以上の重合性化合物を含む。これらのうち、化合物RM−1、RM−4、RM−8、RM−17、RM−19、RM−35、RM−37、RM−39、RM−40、RM−41、RM−48、RM−52、RM−54、RM−57、RM−64、RM−74、RM−76、RM−88、RM−102、RM−103、RM−109、RM−117、RM−120、RM−121およびRM−122が特に好ましい。
<表E>
表Eに、本発明によるSA−VAおよびSA−FFSディスプレイ用のLC媒体において、式Iの重合性化合物と一緒に使用することができる垂直配向用の自己配向添加剤を示す。
Figure 2020511446
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好ましい実施形態では、本発明によるLC媒体、SA−VAおよびSA−FFSディスプレイは、式SA−1〜SA−34から、好ましくは式SA−14〜SA−34から、非常に好ましくは式SA−20〜SA−28から選択される、最も好ましくはSA−20の1種類以上のSA添加剤を、1種類以上の式IのRMと組み合わせて含む。下記例1の重合性化合物1、2または3、非常に好ましくは例1の重合性化合物3と、式SA−20〜SA−28、非常に好ましくは式SA−20との組み合わせが非常に好ましい。
以下の例は、本発明を限定することなく本発明を説明する。しかしながら、それらは、当業者に対して、好ましく用いられる化合物、それらのそれぞれの濃度およびそれらの互いの組み合わせと共に、好ましい混合の考え方を示す。加えて、例は、どのような特性および特性の組み合わせが入手可能であるかを例示する。
加えて、以下の略称および記号を使用する:
は、20℃における容量閾電圧[V]であり、
は、20℃および589nmにおける異常屈折率であり、
は、20℃および589nmにおける通常屈折率であり、
Δnは、20℃および589nmにおける光学的異方性であり、
εは、20℃および1kHzにおけるダイレクタに垂直な誘電率であり、
εは、20℃および1kHzにおけるダイレクタに平行な誘電率であり、
Δεは、20℃および1kHzにおける誘電異方性であり、
cl.p.、T(N,I)は、透明点[℃]であり、
γは、20℃における回転粘度[mPa・s]であり、
は、20℃における「スプレイ(splay)」変形に対する弾性定数[pN]であり、
は、20℃における「ツイスト(twist)」変形に対する弾性定数[pN]であり、
は、20℃における「ベンド(bend)」変形に対する弾性定数[pN]である。
他に明記しない限り、本出願において全ての濃度は重量パーセントで示され、対応する混合物全体に関し、全ての固体または液晶成分を含み、溶媒を含まない。
他に明記しない限り、例えば、融点T(C,N)、スメクチック(S)からネマチック(N)相への転移T(S,N)および透明点T(N,I)などの本出願において示される全ての温度の値は摂氏度(℃)で示される。m.p.は融点を表し、cl.p.は透明点である。更に、Cは結晶状態であり、Nはネマチック相であり、Sはスメクチック相であり、Iは等方相である。これらの記号の間のデータは、転移温度を表す。
全ての物理的特性は「メルク液晶、液晶の物理的特性」1997年11月、ドイツ国メルク社に従って決定されるか決定されたものであり、それぞれの場合で他に明示しない限り、20℃の温度が適用され、Δnは589nmで決定され、Δεは1kHzで決定される。
本発明については、用語「閾電圧」は、他に明示しない限り、フレデリックス閾値としても既知の容量閾値(V)に関する。また、例において、一般的に通常であるが、10%相対コントラスト(V10)に対する光学的閾値も示す場合がある。
他に明記しない限り、上および下に記載されるとおり、PSAディスプレイ内で重合性化合物を重合するプロセスは、LC媒体が液晶相、好ましくは、ネマチック相を示す温度において行われ、最も好ましくは、室温において行われる。
他に明記しない限り、試験用セルを調製し、それらの電気光学的および他の特性を測定する方法は、以降に記載されるとおりの方法またはそれらに類似して行う。
容量閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは25μmの間隔で離れている2枚の平坦で平行なガラス製外板から成り、それぞれの外板は内側に電極層および上部にラビングされていないポリイミド配向層を有しており、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を生じる。
チルト角の測定用に使用されるディスプレイまたは試験用セルは4μmの間隔で離れている2枚の平坦で平行なガラス製外板から成り、それぞれの外板は内側に電極層および上部にポリイミド配向層を有しており、ただし、2つのポリイミド層は互いに逆平行にラビングされており、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向を生じる。
重合性化合物は、同時に電圧をディスプレイに印加(通常、10V〜30Vの交流、1kHz)しながら、所定の時間、規定の強度のUV光を照射することによって、ディスプレイまたは試験用セル内で重合する。例においては、他に示さない限り、重合のために、メタルハライドランプおよび100mW/cmの強度を使用する。強度は、標準メーター(UVセンサーを備える高域Hoenle UVメーター)を使用して測定する。
チルト角は、Axometrics社製ミューラーマトリックス偏光計「AxoScan」を使用して決定する。ここで、低い値(即ち、角度90°からの大きな外れ)が大きなチルトに対応する。
他に明言しない限り、用語「チルト角」はLCダイレクタと基板との間の角度を意味し、「LCダイレクタ」は均一に配向するLC分子の層におけるLC分子の光学的主軸の優先配向方向を意味し、カラミチック、即ち、単軸的で正の複屈折性LC分子の場合、「LCダイレクタ」はLC分子の分子長軸に対応する。
<例1:重合性化合物>
重合性化合物1(または「RM」)1を以下のとおり調製する。
Figure 2020511446
1.4:水素化ナトリウム(5.4g、鉱油中60%、135.6mmol)の懸濁液を、THF(20mL)中のベンジルアルコール1.3(20.0g、113.0mmol)の撹拌溶液に0℃で加えた。得られた混合物を同じ温度で10分間撹拌した後、ヨウ化メチル(8.7mL、135.6mmol)で処理した。反応混合物を周囲温度で4時間撹拌し、水で注意深くクエンチし、そして酢酸エチルで抽出した。水相を分離し、酢酸エチルで抽出した(2回)。合わせた有機相を飽和NaCl溶液で洗浄し、NaSOで乾燥し、濾過し、そして減圧濃縮した。残渣をフラッシュクロマトグラフィー(ヘプタン)で精製して1.4を無色油状物として得た(21.0g、97%;GC:99.9%)。
Figure 2020511446
1.6:ヒドラジン水和物(0.2mL、80%、0.004mol)を、THF中(5mL)/水(60mL)のメタホウ酸ナトリウム四水和物(43.3g、0.314mol)およびPdCl[P(cy)(3.1g、0.004mol)の撹拌溶液に室温で添加した。得られた混合物を周囲温度で5分間撹拌した後、THF(520mL)中の1.4(20.0g、0.105mol)および1.5(74.9g、0.199mol)の溶液で処理した。反応混合物を70℃で一晩撹拌し、相を分離しそして水相をメチルtert−ブチルエーテルで抽出した(2回)。合わせた有機物を水で洗浄し、NaSOで乾燥し、濾過し、そして減圧濃縮した。残渣(67.0g、103%)をさらに精製することなく次の工程に使用した。
Figure 2020511446
1.7:TBAF(THF中、1.0M、158mL、158mmol)の溶液を、THF(500mL)中の1.6(42.0g、67.8mmol)の撹拌溶液に5℃で滴下した。得られた混合物を3℃で30分間、続いて周囲温度で1時間撹拌した後、40mLの氷上に注ぎ、pH=6になるまでHCl(2.0M)で酸性化し、酢酸エチルで抽出した(3回)。合わせた有機相を飽和NaCl溶液で洗浄し、NaSOで乾燥し、濾過し、そして減圧濃縮した。残渣をフラッシュクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール)で精製して1.7を白色結晶として得た(9.6g、46%)。
Figure 2020511446
1:メタクリル酸(6.7g、78.3mmol)および4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、0.38g、3.1mmol)を、ジクロロメタン(150mL)中のビフェノール1.7(9.6g、31.1mmol)の撹拌溶液に室温で添加した。得られた混合物を3℃に冷却し、続いてジクロロメタン(20mL)中の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(12.2g、78.3mmol)を滴下した。反応混合物を放置して室温に温め、1晩撹拌した後、減圧濃縮した。残渣をフラッシュクロマトグラフィー(ヘプタン/酢酸エチル)で精製し、ヘプタン/エタノール(2:1)から再結晶し、1を白色結晶として得た(10.2g、74%;HPLC:99.7%)。H NMR(CDCl):2.12−2.13(m,6H),3.41(s,3H),4.43(s,2H),5.80−5.82(m,2H),6.41−6.42(m,2H),7.27−7.21(m,4H),7.40(d,J=7.9Hz,1H),7.45−7.49(m,2H),7.60(dd,J=7.9,2.0Hz,1H),7.74−7.65(m,2H),7.78(d,J=1.9Hz,1H);EI−MS:442.0.
DSC:Tg 0 K 117 I。
重合性化合物1と同様にして、以下の化合物を合成した。
Figure 2020511446
2:融点:117°C。H NMR(CDCl):δ7.76(d,J=2.3Hz,1H),7.72−7.66(m,6H),7.62(dd,J=8.3,2.4Hz,1H),7.27−7.22(m,3H),6.42(dt,J=8.0,1.2Hz,2H),5.82(dp,J=7.9,1.6Hz,2H),4.51(s,2H),3.43(s,3H),2.13(t,J=1.2Hz,3H),2.12(t,J=1.3Hz,3H).EI−MS:442.2
Figure 2020511446
3:融点:74℃。H NMR(CDCl):δ7.69(d,J=2.3Hz,1H),7.65−7.61(m,2H),7.55(dd,J=8.3,2.4Hz,1H),7.26−7.19(m,3H),6.41(dt,J=8.3,1.2Hz,2H),5.81(dt,J=8.3,1.6Hz,2H),4.49(s,2H),3.42(s,3H),2.12(t,J=1.3Hz,3H),2.11(t,J=1.2Hz,3H).EI−MS:366.0
<例2:重合性化合物>
ネマチックLCホスト混合物N1を、以下のとおり調合する。
Figure 2020511446
ネマチックLCホスト混合物N2を、以下のとおり調合する。
Figure 2020511446
ネマチックLCホスト混合物N3を、以下のとおり調合する。
Figure 2020511446
例1の重合性化合物RM1を、ネマチックLCホスト混合物N1、N2またはN3にそれぞれ添加することによって、本発明による重合性混合物P11、P21およびP31を調製する。
比較目的で、RMC1(ビフェニルコアを有し、置換基を有しない)またはRMC2(ターフェニルコアを有し、フッ素置換基を有する)を、ネマチックLCホスト混合物N1、N2またはN3にそれぞれ添加することによって、重合性混合物C11、C12、C21、C22、C31およびC32を調製する。
Figure 2020511446
重合性混合物中のRMの濃度は、モル量が、それぞれの場合で混合物10g当たり0.093mmolとなるように選択する。個々の重合性混合物の組成を表1に示す。
Figure 2020511446
<例3:使用例>
個々の重合性混合物をPSA試験用セルに充填し、電圧の印加下でRMを重合し、残存RM含量、UVストレス下のVHR、チルト角生成およびチルト角安定性などの幾つかの特性を測定する。
<残存RMの測定>
UV曝露後の混合物中の残存未重合RMの残存量(重量%)を所定のUV曝露時間後に所定の強度およびランプスペクトルで決定することにより重合速度を測定する。所定の時間間隔後の残存RM含有量が小さいほど、重合が速い。
この目的のために、重合性混合物を、6〜7μmのセルギャップを有する、Varitronix製のおよそ200nm厚のITO層および30nmのVA−ポリイミドの
層でコートされたソーダ石灰ガラス製の電気光学的試験用セル中に充填する。
試験用セルを、MHランプ(UV−Cube 2000)により、320nmロングパスフィルター(N−WG320)および100mW/cmの光強度を使用して照射して、RMの重合を引き起こす。下表に照明時間を示す。
重合後に試験用セルを開き、混合物を2mlのエチルメチルケトンを用いて溶解して試験用セルから洗い出し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析する。より良く比較するために、結果を初期RM量に対する%で与える。したがって、0分の照明時間ではまだ100%のRMが存在しており、一方x分の照明時間後にはy%のRMが依然として存在している。結果を表2に示す。
Figure 2020511446
表2から、本発明によるRM1を用いた重合性混合物では、ビフェニルRMC1を用いた重合性混合物と比較すると残存RM量が顕著に少なく、重合が顕著に速く、一方、フッ素化ターフェニルRMC2を用いた重合性混合物と比較すると、残存RM量はわずかに高いだけであり、重合はわずかに遅いことがわかる。
<電圧保持率(VHR)>
VHRを測定するために、重合性混合物を、およそ20nm厚のITO層および100nm厚のポリイミド層を有する2枚のAFガラス基板からなる電気光学試験セルに充填する。
照射の前後に1V/60Hzの電圧を印加して100℃でVHRを測定する。日照試験は、キセノンランプ型Atlas Suntest CPS+による765W/mの光強度を用いた20℃での2時間の照射から構成される。UV試験は、メタルハライドランプ(UVcube 2000)による320nmロングパスフィルター(N−WG320)および100mW/cmの光強度を用いた20℃での10分間の照射から構成される。
異なるRM間のVHRの違いを、RMC1を基準として次式で表す。
Figure 2020511446
正の値は、基準のRMC1に対するVHRの改善に対応し、負の値は、基準に対するVHRの低下を表す。
結果を表3に示す。
Figure 2020511446
表3から、本発明によるRM1は、基準RMC1のVHRレベルを維持することができ、かつ、フッ素化ターフェニルRMC2に比べて高いVHRをもたらすことができることが分かる。
<チルト角の生成>
チルト角の生成を測定するために、およそ200nm厚のITO電極層および30nm厚で逆平行にラビングされたVAポリイミド配向層(JALS−2096−R1)でコートされた2枚のソーダ石灰ガラス基板からなる電気光学的試験用セルに重合性混合物を充填する。セルギャップは、およそ4μmである。
試験用セルを、MHランプ(UV−Cube 2000)により、320nmロングパスフィルター(N−WG320)および100mW/cmの光強度を使用して、20℃で、24VRMSの矩形波電圧(交流、1khz)を印加しながら照射して、RMの重合およびチルト角の生成を引き起こす。照明時間をそれぞれの表に示す。生成したチルト角を、12時間後にAxometrics社製ミューラーマトリックス偏光計「AxoScan」を使用して測定した。結果を表4に示す。
Figure 2020511446
表4から、本発明によるRM1を用いたLCホストN1では、ビフェニルRMC1を用いたLCホストN1と比較するとチルト角の生成が最初は迅速に進むが高い角が維持され、しかしこれはフッ素化ターフェニルRMC2を用いたLCホストN1と同程度であることが分かる。
本発明によるRM1を用いたLCホストN2では、フッ素化ターフェニルRMC2を用いたLCホストN1と比較するとチルト角の生成は最初は迅速に進むが高い角が維持され、しかしこれはビフェニルRMC1を用いたLCホストN1と同程度であることが分かる。
<チルト安定性>
チルト安定性測定のために、上記表1に示すように、RMC2およびRM1を、ホスト混合物N3が10g当たり0.087mmolに対応する濃度で使用する。
200nmのITO層および30nmのポリイミド層でコートされたソーダ石灰ガラスからなる試験用セル(JALS−2096−R1)中に充填した混合物を使用した。ポリイミド層は、互いに逆平行にラビングされている。セルギャップはおよそ4μmである。
チルトは、メタルハライドランプ(UV−Cube 2000)により、320nmロングパスフィルター(N−WG320)および100mW/cmの光強度を用いて、20℃で、10VRMS(1khz)の矩形波電圧を印加しながら、照射することにより生成させる。生成したチルトを、12時間経過後に、Axometrics製のMueller Matrix偏光計「AxoScan」を使用して測定する。
RMC2の場合、N3において84.8°のプレチルトが生成し、RM1の場合、N3において87.5°のチルト角が生成した。その後、セルに40℃で168時間、1khzの周波数で10VRMSの矩形波で電気的応力をかけた。10〜20分の緩和時間の後、チルト角を再び測定した。結果を以下の式に従って下記表5に示す。
Figure 2020511446
この値が0に近づくほど、生成されたチルトはより安定である。高いチルト安定性はまた、ディスプレイにおける画像固着の低減の指標でもある。
Figure 2020511446
表5から、生成したチルトは、フッ素化ターフェニルRMC2と比較して、RM1の場合により安定であることが分かる。
上記の結果は全体として、本発明によるRMによれば、UV処理後の混合物中の低イオン含量および高VHRを維持しながら完全な重合で迅速なUV硬化が可能となり、かつ電気的応力後に、高いチルト安定性を有する迅速かつ強いチルト角の生成が可能となることを示す。
したがって、本発明によるRMは、ターフェニルRMと同様の非常に速い重合速度とビフェニルRMと同様の信頼性パラメータとを両立させ、それにより従来技術のRMと比較して優れた全体性能を示す。

Claims (20)

  1. 式Iの化合物。
    Figure 2020511446
    (式中、個々の基は、互いに独立に、それぞれの出現において同一にまたは異なって、以下の意味を有する:
    Pは、重合性基を表し、
    Spは、スペーサー基または単結合を表し、
    、Aは、任意に1個以上の基L、L11またはP−Sp−で置換されていてもよい、ベンゼンまたはナフタレンを表し、
    は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−OCH−、−CHO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−(CHn1−、−CFCH−、−CHCF−、−(CFn1−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CF−、−CF=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−、−CH−CH−CO−O−、−O−CO−CH−CH−、−CR00−または単結合を表し、
    、R00は、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、
    11は、−CH−O−CHを表し、
    Rは、H、LまたはP−Sp−を表し、
    Lは、F、Cl、−CN、P−Sp−、または1〜25個のC原子を有する直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキルを表し、ただし1個以上の隣接していないCH基は、任意に、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−により、Oおよび/またはS原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられてよく、ただし1個以上のH原子は、それぞれ任意に、P−Sp−、FまたはClで置き換えられてよく、
    zは、0、1、2または3を表し、
    n1は、1、2、3または4を表し、
    化合物が、少なくとも1個の置換基L11で置換された少なくとも1個の基AまたはAを含むことを特徴とするが、
    ただし、A−(Z−Aがビフェニルを表し、化合物が2個以上の基P−Sp−を含む場合、化合物中に存在する基Spの少なくとも1個は単結合である。)
  2. −(Z−Aが、以下の式から選択される、請求項1に記載の化合物。
    Figure 2020511446
    (式中、少なくとも1個のベンゼン環は、少なくとも1個の基L11で置換され、かつ、ベンゼン環は任意に、請求項1において定義されるとおりの1個以上の基LまたはP−Sp−でさらに置換されていてもよい。)
  3. 以下のサブ式から選択される、請求項1または2に記載の化合物。
    Figure 2020511446
    (式中、
    r1、r3、r6は、互いに独立に、0、1、2または3を表し、
    r2は、0、1、2、3または4であり、
    r4、r5、r6は、互いに独立に、0、1または2であり、
    式中、r1+r6≧1、r1+r2+r3≧1、r4+r5≧1、r1+r3+r4≧1であり、少なくとも1個の基Lは、−CH−O−CHを表し、かつ
    式中、式I1において、少なくとも1個の基Spは単結合である。)
  4. 以下のサブ式から選択される請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
    Figure 2020511446
    Figure 2020511446
    Figure 2020511446
    Figure 2020511446
    Figure 2020511446
    (式中、P、Sp、P(Sp)、L、r1〜r6は、請求項1〜3において与えた意味を有し、少なくとも1個の基は−CH−O−CHを表し、式中、式I1−1〜I1−4において、少なくとも1個の基Spは単結合である。)
  5. Pがアクリレートまたはメタクリレートを表す、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
  6. Spが単結合であるか、−(CHp2−、−(CHp2−O−、−(CHp2−CO−O−、−(CHp2−O−CO−を表し、ただし、p2は2、3、4、5または6であり、O原子またはCO基はそれぞれベンゼン環に連結している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項において定義されるとおりの式Iの重合性化合物を1種類以上含む液晶(LC)媒体。
  8. ・請求項1〜6のいずれか1項において定義されるとおりの式Iの重合性化合物を1種類以上含む重合性成分A)、および
    ・メソゲンまたは液晶化合物を1種類以上含む液晶LC成分B)
    を含むことを特徴とする、請求項7に記載のLC媒体。
  9. 1種類以上の式CYおよび/またはPYの化合物を含むことを特徴とする、請求項7または8に記載のLC媒体。
    Figure 2020511446
    (式中、個々の基は以下の意味を有する:
    aは、1または2を表し、
    bは、0または1を表し、
    Figure 2020511446
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
    は、−CH=CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−O−、−CH−、−CHCH−または単結合、好ましくは単結合を表し、
    1〜4は、それぞれ互いに独立に、F、Cl、OCF、CF、CH、CHF、CHFを表す。)
  10. 以下の式より選択される1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項7〜9のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 2020511446
    (式中、個々の基は、それぞれの出現において同一にまたは異なって、それぞれ互いに独立に以下の意味を有する:
    Figure 2020511446
    A1は、2〜9個のC原子を有するアルケニルを表し、環X、YおよびZの少なくとも1つがシクロヘキセニルを表す場合はまた、RA2の意味の1つも表し、
    A2は、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−CO−O−、−O−CO−、−C−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−または単結合、好ましくは単結合を表し、
    1〜4は、それぞれ互いに独立に、H、F、Cl、OCF、CF、CH、CHFまたはCHFH、好ましくは、H、FまたはClを表し、
    xは、1または2を表し、
    zは、0または1を表す。)
  11. 以下の式の1種類以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項7〜10のいずれか1項に記載のLC媒体。
    Figure 2020511446
    (式中、個々の基は以下の意味を有する:
    Figure 2020511446
    およびRは、それぞれ互いに独立に、1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個または2個の隣接していないCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により、O原子が互いに直接連結しないようにして置き換えられていてもよく、
    は、−CHCH−、−CH=CH−、−CFO−、−OCF−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C−、−CF=CF−または単結合を表す。)
  12. 式Iの重合性化合物が重合されていることを特徴とする、請求項7〜11のいずれか1項に記載のLC媒体。
  13. 1種類以上のメソゲンもしくは液晶化合物または請求項8において定義されるとおりの液晶成分B)を、請求項1〜6のいずれか1項において定義されるとおりの1種類以上の式Iの化合物と、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工程を含む、請求項7〜11のいずれか1項に記載のLC媒体を調製する方法。
  14. 請求項1〜6のいずれか1項において定義されるとおりの1種類以上の式Iの化合物を含むか、請求項7〜12のいずれか1項に定義されるとおりのLC媒体を含むLCディスプレイ。
  15. PSAディスプレイである請求項14に記載のLCディスプレイ。
  16. PS−VA、PS−OCB、PS−IPS、PS−FFS、PS−UB−FFS、PS−正−VA、PS−TN、ポリマー安定化SA−VAまたはポリマー安定化SA−FFSディスプレイである請求項15に記載のLCディスプレイ。
  17. 2枚の基板(それらの少なくとも一方は光に対して透明である。)と、それぞれの基板上に提供された電極または基板の一方のみ上に提供された2つの電極と、請求項7〜12のいずれか1項において定義されるとおりの1種類以上の重合性化合物を含み基板間に配置されたLC媒体の層とを含み、重合性化合物がディスプレイの基板の間で重合されることを特徴とする、請求項15または16に記載のLCディスプレイ。
  18. 請求項7〜12のいずれか1項において定義されるとおりの1種類以上の重合性化合物を含むLC媒体をディスプレイの基板間に提供する工程と、重合性化合物を重合する工程とを含む、請求項17に記載のLCディスプレイを製造する方法。
  19. 式IIの化合物。
    Figure 2020511446
    (式中、Pgは、OH、保護されたヒドロキシル基、またはマスクされたヒドロキシル基を表し、Rは、RまたはPg−Sp−を表し、そしてSp、A、A、R、Zおよびzは、請求項1または6で与えられる意味を有する。)
  20. 基Pを含有する対応する酸、酸誘導体またはハロゲン化された化合物を使用し、脱水試薬の存在下において、PgがOHを表す請求項18に記載の化合物をエステル化することにより、請求項1〜6のいずれか1項に記載の式Iの化合物を調製する方法。
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