(57)【要約】  本発明は式Ｉ、    【化８０】2019521088.tif 000102式中、Ｒ１１、Ｒ１２、ＭＧ１、ＭＧ２、Ｘ１１、Ｘ１２およびＳｐ１は請求項１において与えられる意味を有する、で表されるビメソゲン化合物、液晶媒体における式Ｉで表されるビメソゲン化合物の使用、および特に、本発明による液晶媒体を含むフレキソエレクトリック液晶デバイスに関する。
2019521088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ
【化１】
2019521088.tif 000098
式中
Ｒ１１およびＲ１２は各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、および１〜２５個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基から選択される末端基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基により任意に置換されていてもよく、および１以上のＣＨ２基は、各出現において互いに独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−によって、酸素原子が互いに直接結合しないように任意に置き換えられていてもよく、
ＭＧ１およびＭＧ２は各々独立して、芳香族、ヘテロ芳香族、非芳香族の炭素環および／または非芳香族のヘテロ環基を含むメソゲン基を示し、それらは互いに直接および／または連結基（単数または複数）を介して結合し、ここでそれぞれの末端基Ｒ１１またはＲ１２はメソゲン基の環状基に直接結合しており、
Ｓｐ１は１、３、または５〜４０個のＣ原子を有するアルキレン基を示し、ここで１以上のＣＨ２基が、任意に各々独立してＯ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、
ここでそれぞれ２つのＯ原子、２つの−ＣＨ＝ＣＨ−基、および−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−および−ＣＯ−Ｏ−から選択される２つの基は相互に直接結合せず、ならびに
Ｘ１１およびＸ１２は、互いに独立して、単結合、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＦ２、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＳ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＳ−、−Ｓ−ＣＳＳ−および−Ｓ−から選択され、ここで−Ｘ１１−Ｓｐ１−Ｘ１２−において、それぞれ２つのＯ原子、２つの−ＣＨ＝ＣＨ−基、および−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、および−ＣＯ−Ｏ−から選択される２つの基は互いに直接結合しない、
ただし、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つがＨであるか、
または、
ただし、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つが１〜２５Ｃ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基で任意に置換されていてもよく、および１以上のＣＨ２基が、各出現において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ、または−Ｃ≡Ｃ−によって、酸素原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよく、およびさらに、ＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも１つは、末端基に加えて、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄからそれぞれ独立して選択される１以上の置換基を提示し、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は任意に１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基で任意に置換されていてもよい、
で表されるビメソゲン化合物。
【請求項２】
請求項１に記載のビメソゲン化合物であって、ＭＧ１およびＭＧ２が、各々独立して少なくとも１つの６−原子環および任意に１または２以上の５−原子環を含み、ここで２以上の環を含む場合、これらの環の少なくとも２つは、２−原子結合基、好ましくは−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−、より好ましくは−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、および−Ｏ−ＣＦ２−から選択される、によって任意に結合されていてもよく、且つここでＭＧ１およびＭＧ２において、それぞれの末端基に直接連結されるそれぞれの環状基は各々独立して１、４−フェニレン、ここで１または２の非隣接のＣＨ基は各々Ｎ原子によって置き換えられていてもよく、およびそれは各々独立してＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される１以上の置換基によって任意に置換されていてもよく、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって、および／または各々が独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルキル基によって、および／または各々が独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルコキシ基によって任意に置換されていてもよい、であるか、あるいは、１、４−シクロヘキシレン、ここで１または２の非隣接のＣＨ２基はＯおよび／またはＳによって置き換えられていてもよく、およびそれは任意にそれぞれＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される１以上の置換基によって任意に置換されていてもよく、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって、および／または各々独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルキル基によって、および／または各々独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルコキシ基によって任意に置換されていてもよい、である、前記ビメソゲン化合物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のビメソゲン化合物であって、少なくとも１つのＭＧ１およびＭＧ２が、
【化２】
2019521088.tif 000099
およびその鏡像体によって表される構造から選択される環状基を含み、式中Ｌは、各出現において互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄを示し、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって置換されていてもよく、好ましくはＦまたはＣＮを示し、より好ましくはＣＮを示す、前記ビメソゲン化合物。
【請求項４】
【化３】
2019521088.tif 000100
式中、Ｒ１１は請求項１に記載のとおりの意味を有し、およびＬは請求項３に記載のとおりの意味を有し、および式中、Ｒ１１は請求項１に記載のとおりの意味を有するＲ１２によって任意に置き換えられ得る、
で表される構造の１つを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のビメソゲン化合物
【請求項５】
少なくとも１つのＭＧ１およびＭＧ２が
【化４】
2019521088.tif 000101
およびその鏡像体で表される構造から選択される環状基を含み、ここで、好ましくは前記環状基がそれぞれの末端基Ｒ１１またはＲ１２に直接連結している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のビメソゲン化合物。
【請求項６】
Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つがＨであり、好ましくはＲ１１およびＲ１２がＨである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のビメソゲン化合物。
【請求項７】
Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つが請求項１に記載のとおりのアルキル基であり、好ましくはＲ１１およびＲ１２が各出現において互いに独立して、請求項１に記載のとおりのアルキル基を示す、請求項１〜５のいずれか一項に記載のビメソゲン化合物。
【請求項８】
Ｓｐ１が−（ＣＨ２）ｋ−であり、式中ｋは１、３、または５〜１５の整数である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のビメソゲン化合物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の１以上のビメソゲン化合物の、液晶媒体における使用。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の１以上のビメソゲン化合物を含む液晶媒体。
【請求項１１】
さらにキラルドーパントを含む、請求項１０に記載の液晶媒体。
【請求項１２】
式ＩＩ
Ｒ２１−ＭＧ２１−Ｘ２１−Ｓｐ２−Ｘ２２−ＭＧ２２−Ｒ２２          ＩＩ
式中、
Ｒ２１およびＲ２２は、各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳまたは１〜２５個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって任意に置換されていてもよく、および各出現において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられている１以上の非隣接のＣＨ２基を任意に有していてもよく、
ＭＧ２１およびＭＧ２２は各々独立してメソゲン基であり、
Ｓｐ２は５〜４０個のＣ原子を含むスペーサー基で、ここで１以上の非隣接のＣＨ２基が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、および
Ｘ２１およびＸ２２は各々独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合である、
ただし、式Ｉで表される化合物は、式ＩＩで表される化合物から除かれる、
で表される化合物の群から選択される１以上の化合物をさらに含む、請求項１０または１１に記載の液晶媒体。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶媒体の、液晶デバイスにおける使用。
【請求項１４】
２以上の成分を含む液晶媒体を含む液晶デバイスであって、少なくとも１つの成分が請求項１〜８に記載のビメソゲン化合物である、前記液晶デバイス。
【請求項１５】
デバイスがフレキソエレクトリックデバイスである、請求項１４に記載の液晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、式Ｉ
【化１】
2019521088.tif 000003
式中、Ｒ１１、Ｒ１２、ＭＧ１、ＭＧ２、Ｘ１１、Ｘ１２およびＳｐ１は以下の本明細書において与えられる意味を有する、で表されるビメソゲン化合物、液晶媒体における式Ｉで表されるビメソゲン化合物の使用、および特に、本発明による液晶媒体を含むフレキソエレクトリック（flexoelectric）液晶デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、情報を表示するために広汎に用いられている。ＬＣＤは直視ディスプレイに対し、ならびに投射型ディスプレイに対し用いられる。ディスプレイのためのなお広く用いられる電気光学方式は、ねじれネマチック（ＴＮ）方式とそのさまざまな改変形である。
この方式に加え、超ねじれネマチック（ＳＴＮ）方式および直近においては光学補償ベンド（ＯＣＢ）方式および電気制御複屈折（ＥＣＢ）方式が、垂直配向ネマチック（ＶＡＮ）方式、パターン化ＩＴＯ垂直配向ネマチック（ＰＶＡ）方式、ポリマー安定化垂直配向ネマチック（ＰＳＶＡ）方式、およびマルチドメイン垂直配向ネマチック（ＭＶＡ）方式などのこれらの改変形、ならびに他のものとともに、ますます採用されてきている。全てのこれらの方式は、基板に対し実質的に垂直な電界を、それぞれの液晶相に対して使用する。
【０００３】
これらの方式に加え、基板、それぞれの液晶層に対し実質的に平行な電界を採用する電気光学方式も、例えば平面内切替（ＩＰＳ）方式、例えばDE 40 00 451およびEP 0 588 568において開示される、およびフリンジ電界切替（ＦＦＳ）方式などもまた存在する。
特に後者で述べられた電気光学方式は、良好な視野角特性および改善された応答時間を有し、近年のデスクトップモニターのＬＣＤのため、およびＴＶ用およびマルチメディア用のディスプレイのために、ますます用いられており、それゆえＴＮ−ＬＣＤと競合している。
【０００４】
これらのディスプレイ方式に加え、相対的に短いコレステリックピッチを有するコレステリック液晶を使用する新規の方式が、いわゆる「フレキソエレクトリック」効果を活用するディスプレイにおける使用に対して提唱されてきている。
【０００５】
フレキソエレクトリック効果は、とりわけ、Chandrasekhar, "Liquid Crystals", 2nd edition, Cambridge University Press (1992) andP.G. deGennes et al., "The Physics of Liquid Crystals", 2nd edition, Oxford Science Publications (1995)により記載される。
【０００６】
フレキソエレクトリック効果を使用するディスプレイにおいて、コレステリック液晶は「均質に位置するらせん」配置（uniform lying helix（ＵＬＨ））で典型的に配向され、この表示方式にその名前を与えている。その中で、ネマチック材料と混合されたキラル物質はらせんねじれを誘発し、この材料を、コレステリック材料と等価であるキラルネマチック材料へと変形させる。キラル物質により誘発されるピッチ（Ｐ０）は第１近似において、用いられるキラル材料の濃度（ｃ）と反比例である。この関係の比例定数はキラル物質のらせんねじれ力（ＨＴＰ）と呼ばれ、方程式（１）
ＨＴＰ≡１／（ｃ・Ｐ０）      （１）
式中
ｃは、キラル化合物の濃度である、
により定義される。
【０００７】
均質に位置するらせんテクスチャは、典型的には０．２μｍ〜１μｍの範囲の、特に０．５μｍ以下の、短いピッチのキラルネマチック液晶を用いていると解され、これはそのらせん軸を以って、液晶セルの、例えばガラス板などの基板に対して平行に、一定方向に配向する。この構成において、キラルネマチック液晶のらせん軸は、複屈折板の光学軸に等価である。
【０００８】
電界がらせん軸に垂直にこの構成へと印加されるとき、表面安定化強誘電性液晶ディスプレイにおいて回転する強誘電性液晶のディレクターに類似して、光学軸はセル平面において回転する。フレキソエレクトリック効果を使用するかかるディスプレイは、速い応答時間およびグレースケール能力の観点で潜在的に利点を提供し得る。
【０００９】
印加される電界は、光学軸における傾きにより順応されるディレクターにおけるスプレイベンド構造を誘発し得る。軸の回転角は、第１近似において、電解強さに正比例および線形比例する。液晶セルが交差偏光板の間に、電力なしの状態における前記偏光板の１つの吸収軸に対して２２．５°の角度の光学軸を以って配置される場合、光学効果は最も良好に見ることができる。２２．５°のこの角度はまた電界の回転の理想角でもある。すなわち、電界の反転により、光学軸は４５°回転し、らせん軸の優先方向の相対配向の適切な選択により、光学軸を１つの偏光板に平行から両方の偏光板の間の中心角へと切り替えることができる。および最適のコントラストは、光学軸の切替の合計角度が４５°であるときに達成される。かかる場合、切替可能な４分の１波長板としての配置を用いることができ、ただし光学遅延、すなわち液晶の有効複屈折およびセルギャップの積が所定の波長の４分の１であるように選択される。
【００１０】
光学軸の回転角度（Φ）は、式（２）により良好な近似で与えられる。
【数１】
2019521088.tif 000004
式中
Ｐ０は、コレステリック液晶の不攪乱（undisturbed）ピッチであり、
【数２】
2019521088.tif 000005
は、スプレイフレキソエレクトリック係数（ｅスプレイ）およびベンドフレキソエレクトリック係数（ｅベンド）の平均
【数３】
2019521088.tif 000006
ｅスプレイ
ｅベンド
であり、
Ｅは、電界強さであり、および
Ｋは、スプレイ弾性定数（ｋ１１）およびベンド弾性定数（Ｋ３３）の平均［Ｋ＝２／１（ｋ１１＋ｋ３３）］である。
比
【数４】
2019521088.tif 000007
は、フレキソ弾性比と称する。
【００１１】
この回転角は、フレキソエレクトリック切替素子における半分の切替角度である。
【００１２】
この電気光学効果の応答時間（τ）は、式（３）により良好な近似で与えられる。
τ＝［Ｐ０／（２π）］２・γ／Ｋ      （３）
式中
γは、らせんの変形に関連する有効粘性率である。
【００１３】
方程式（４）から得ることができる、らせんを解く臨界磁場（Ｅｃ）が存在する。
Ｅｃ＝（π２／Ｐ０）・［ｋ２２／（ε０・Δε）］１／２      （４）
式中
ｋ２２は、ねじれ弾性定数であり、
ε０は、真空の誘電率であり、および
Δεは、液晶の誘電異方性である。
【００１４】
しかしこの方式において、とりわけ、必要とされる均等な配向を獲得する際の困難、一般の駆動電圧と互換性のない、アドレスに要する不利に高い電圧、コントラストを悪化させる、あまり暗くない「オフ状態」、および電気光学特性における顕著なヒステリシスという、いくつかの問題が未だに解決されずにいる。
【００１５】
例えばＩＰＳ方式に対する代替の方式として、相対的に新しい表示方式、いわゆる均質起立（uniformly standing）らせん（ＵＳＨ）方式が考えられる。広い視野角を提供する他の表示方式（例えば、ＩＰＳ、ＶＡなど）と比較さえしても、改善された黒色レベルを示すことができる。
【００１６】
ＵＳＨ方式、例えばＵＬＨ方式のために、ビメソゲン液晶材料を用いる、フレキソエレクトリック切替が提唱されてきている。フレキソエレクトリック液晶材料、および特にビメソゲン化合物は、従来技術から一般に公知である、例えば、Hori, K., Iimuro, M., Nakao, A., Toriumi, H., J. Mol. Struc. 2004, 699, 23−29参照。
【００１７】
しかし、好ましくなく高い必要な駆動電圧、キラルネマチック材料の相対的に狭い相範囲、およびそれらの不可逆的な切替特性のため、従来技術からの材料は現行のＬＣＤ駆動スキームにおける使用にふさわしくない。
【００１８】
ＵＬＨおよびＵＳＨ方式のディスプレイのために、特に特徴およびパラメーターは機能、とりわけ複屈折（Δｎ）に寄与し得る。本明細書において複屈折Δｎは、方程式（５）において定義される。
Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ      （５）
式中、ｎｅは異常屈折率でありおよびｎｏは通常屈折率である。
有効または平均屈折率ｎａｖ．は以下の方程式（６）により与えられる。
ｎａｖ．＝［（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３］１／２      （６）
【００１９】
異常屈折率ｎｅおよび通常屈折率ｎｏは、Ａｂｂｅ屈折計を用いて測定することができる。Δｎは、方程式（５）から計算することができる。
【００２０】
さらに、ＵＬＨおよびＵＳＨ方式を利用するディスプレイのために、液晶媒体の光学遅延ｄ＊Δｎ（有効）は好ましくは以下の方程式（７）
ｓｉｎ２（π・ｄ・Δｎ／λ）＝１      （７）
式中
ｄは、セルギャップであり、および
λは、光の波長である
を充足するようにあるべきである。方程式（７）の右手側に関する偏差の許容は、典型的には＋／−３％である。
【００２１】
さらに、ＵＬＨ／ＵＳＨ方式のために、eav.が（e&frac12;&frac12;＋2e^）／3であり、（e&frac12;&frac12;−e^）として定義される誘電異方性（De）は、アドレス電圧の印加の際にらせんが解けるのを防ぐために、可能な限り小さくあるべきである。
【００２２】
フレキソエレクトリックデバイスのための短いコレステリックピッチを有する液晶組成物はEP0971016、GB2356629およびColes, H.J., Musgrave, B., Coles, M.J., and Willmott, J., J. Mater. Chem., 11, p. 2709−2716 (2001)から公知である。EP0971016はメソゲンエストラジオールを記載し、それはかかるように高いフレキソエレクトリック係数を有する。GB2356629はビメソゲン化合物の広い一般式、およびフレキソエレクトリックデバイスにおける、これらビメソゲン化合物の使用を記載する。ここでのフレキソエレクトリック効果はこれまで、純粋なコレステリック液晶化合物において、および均質な化合物のみの混合物において研究されてきた。これら化合物の大部分は、キラル添加剤および単純な従来のモノメソゲン材料であるかまたはビメソゲン材料であるネマチック液晶材料からなる二成分混合物において使用された。これら材料は、実際の用途のためには、キラルネマチックまたはコレステリック相の不十分な温度範囲、不十分なフレキソ弾性比、および不十分な小さい回転角度などの、いくつかの欠点を有する。
【００２３】
非対称に結合したビメソゲン化合物は、例えばWO2014/005672に提唱される。
EP0233688はベータアゴニストとして有用なビス（フェニルエタノールアミン）およびビス（フェノキシプロパノールアミン）を記載する。
Macro Rings. 11. Polynuclear Paracyclophanes' H. Steinberg, Donald J Cram, JACS, (1952), 74, p. 5388−91においてまた、関連化合物が記載される。
【００２４】
このように、ＵＬＨおよびＵＳＨのディスプレイのために、有利および改善された特性を有する新規液晶物質および媒体のための技術における必要性が存在する。
【発明の概要】
【００２５】
本発明の目的は、所望の特性を提示する好適なメソゲン化合物を提供すること、および液晶媒体において使用されるときに化合物および媒体が、特にスイッチ角および速い応答時間の観点で、改善された特徴を有するフレキソエレクトリックデバイスにおいて有用、および貢献するように利益を提供することである。特に、本発明の目的は、フレキソエレクトリックディスプレイにおける使用、およびその中で作用温度範囲のチューニングを可能にし、一方ディスプレイセルの全面積にわたる総合的な好ましくは均質な配向が、好ましくは機械的分断プロセスの使用なしで、ならびに良好なコントラスト、高いスイッチ角、およびまた低い温度で速い応答時間で得られる、例えば
【数５】
2019521088.tif 000008
の好適な比の有利な特性を提示する液晶材料を提供することである。さらに、低い融点、広いキラルネマチック相範囲、短いおよび温度非依存的ピッチ長、ならびに好適に大きいフレキソエレクトリック効果を提示する液晶材料を提供することは目的である。好適に広い範囲のネマチック相に加えて、媒体は非常に小さい回転粘度、および少なくとも適度に高い比抵抗を提示するべきである。さらに本発明の目的は、以下の詳細な説明から、当業者に直ちに明白である。
【００２６】
独立請求項において定義される対象事項によって目的は解決されるのに一方、それぞれの従属項に係る好ましい態様は以下にさらに記載される。
本発明は特に、主要な側面、好ましい態様、および特別な特性を包含する以下の項目を提供し、それぞれ単独でおよび組み合わせて、上記の目的を解決し、および最終的にはさらなる利点を提供する。
【００２７】
本発明の最初の態様は、式Ｉ
【化２】
2019521088.tif 000009
式中、
【００２８】
Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、および１〜２５個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基から選択される末端基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基により任意に置換されていてもよく、および任意に、各出現において互いに独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−によって、酸素原子が互いに直接結合しないように任意に置き換えられていてもよい１以上のＣＨ２基を有し、
【００２９】
ＭＧ１およびＭＧ２はそれぞれ独立して、芳香族、ヘテロ芳香族、非芳香族の炭素環および／または非芳香族のヘテロ環基から選択される１以上の環状基を含むメソゲン基を示し、それらは互いに直接および／または連結基（単数または複数）を介して結合し、ここでそれぞれの末端基Ｒ１１またはＲ１２はメソゲン基の環状基に直接結合しており、
【００３０】
Ｓｐ１は１、３、または５〜４０個のＣ原子を有するアルキレン基を示し、ここで任意に１以上のＣＨ２基が、それぞれ独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、ここでそれぞれ２つのＯ原子、２つの−ＣＨ＝ＣＨ−基、および−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、および−ＣＯ−Ｏ−から選択される２つの基は相互に直接結合せず、ならびに
【００３１】
Ｘ１１およびＸ１２は、互いに独立して、単結合、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＦ２、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＳ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＳ−、−Ｓ−ＣＳＳ−、および−Ｓ−から選択され、ここで−Ｘ１１−Ｓｐ１−Ｘ１２−において、それぞれ２つのＯ原子、２つの−ＣＨ＝ＣＨ−基、ならびに−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、および−ＣＯ−Ｏ−から選択される２つの基は互いに直接結合しない、
【００３２】
ただし、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つがＨであるか、
または、
ただし、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つが１〜２５Ｃ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基で任意に置換されていてもよく、および１以上のＣＨ２基が、各出現において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ、または−Ｃ≡Ｃ−によって、酸素原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよく、およびさらに、ＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも１つは、末端基に加えて、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄからそれぞれ独立して選択される１以上の置換基を提示し、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は任意に１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基により任意に置換されていてもよい、
で表されるビメソゲン化合物を提供する。
【００３３】
好ましくは、Ｒ１１、Ｒ１２およびＳｐ１のために定義されるとおりの、任意に置き換えられていてもよい１以上のＣＨ２基は、非隣接のＣＨ２基である。さらに、好ましくは、それぞれの基ＭＧ１、ＭＧ２、Ｘ１１およびＸ１２に直接隣接するＲ１１、Ｒ１２およびＳｐ１のためのそれぞれのＣＨ２基は置き換えられていない。
【００３４】
好ましくは、少なくとも１つの末端基として提供されるアルキル基は、１〜１５個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、より好ましくは、１〜９個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、なおより好ましくは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基である。アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって任意に置換されてもよい。
【００３５】
ある態様により、好ましくはＲ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、ＯＣ２Ｆ５、および１〜９個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基から選択される末端基を示し、ただしＲ１１およびＲ１２の少なくとも１つはＨまたはアルキル基である。
【００３６】
驚くことに、上記に記載のとおりの本願式Ｉによるビメソゲン化合物は、特に液晶媒体において提供されるとき、それ自体で所望の特性を提示し得ることが見出された。特に少なくとも１つの末端基としての上記に記載のとおりのハロゲンの条件、または代わりに、少なくとも１つの末端基としての上記に記載のとおりのアルキル基の条件は、アルキル基の場合においては上記に定義されるとおりの少なくとも１つのメソゲンコア基上にＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される少なくとも１つの極性置換基をさらに提供する一方で、メソゲン特性に好ましい影響を与え得る。本発明による化合物は、液晶材料の液晶相範囲が設定されおよび調節され得る一方同時に所望のフレキソエレクトリック特性を好ましく維持するという点で、特に有用である。それゆえこれら化合物は、例えばネマチックをねじれベンドネマチック（twist−bend nematic）転移温度に調節および最適化することによって、ならびにフレキソエレクトロオプティック（flexoelectro−optic）効果を使用するデバイスの作用温度範囲に好ましくは影響を与えることによって、好適に高いｅ／Ｋを有する混合物における使用のチューニングのために特に有利である。
【００３７】
さらにまた、本発明によるビメソゲン化合物の、特にキラルネマチック液晶混合物における条件は、低い融点および広いキラルネマチック相に導き、それは比較的高い値の弾性定数ｋ１１、低い値のベンド弾性定数ｋ３３、および好適なフレキソエレクトリック係数を提示する。
【００３８】
本発明において、ビメソゲン化合物および媒体の特性は、フレキソエレクトリック特性を包含し、分子形状および分子の双極子方向に高度に依存し得ることが有利に認識された。なかでも、極性だけでなく非極性基の位置、および、存在するかまたは存在しないかは、分極率、ならびに分子の双極子モーメントの方向および強さに影響を有し得る。これらの特性は、分子間相互作用、分子充填、および媒体の物理的特性に影響を有し得、および最終的にはとりわけフレキソエレクトリック特性に影響し得る。
【００３９】
本発明による、式Ｉで表される化合物の２つの末端基の少なくとも１つは、水素または定義されるとおりのアルキル基のいずれかであり、それはともに比較的非極性である。さらに、アルキル基の場合、２つのメソゲン基の少なくとも１つは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される少なくとも１つの極性置換基を含み、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって任意に置換されていてもよい。双極子誘発基（dipole inducing group）としてのこの極性置換基はまた、少なくとも１つの末端基として水素を有している場合においても存在するとき、特に有利である。驚くことに、係るとおりの少なくとも１つの末端基に加えて、横の双極子を含むことによって、ビメソゲン材料のフレキソエレクトリック応答は好ましくは影響され得る。
【００４０】
別の側面において本発明は、本発明による１以上のビメソゲン化合物を含む液晶媒体に関する。
【００４１】
本発明のさらなる側面は、２以上の成分を含む液晶媒体を含む液晶デバイスであり、ここで１以上の成分は、本発明によるビメソゲン化合物である。
【００４２】
本発明によると、所定の元素、特にＨ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓ、ＣｌおよびＢｒに対して、全ての可能な同位体が含まれると理解される。かかるように水素、特に末端基（単数または複数）としての水素は、全ての同位体、特に１Ｈおよび２Ｈを含む。
【００４３】
「液晶」、「メソモルフィック化合物」、または「メソゲン化合物」、短く「メソゲン」と称される用語は、温度、圧力、および濃度の好適な条件下で、メソ相（ネマチック、スメクチックなど）として、または特にＬＣ相として存在し得る化合物を意味する。非両親媒性化合物は、例えば、１以上の棒状の、バナナ形状の、または円盤状のメソゲン基を含む。
【００４４】
本明細書において使用される用語「ビメソゲン化合物」は分子において２つメソゲン基を含む化合物に関する。通常のメソゲンなど、それらはそれらの構造に依存して、多くのメソ相を形成し得る。特に、式Ｉで表される化合物は、ネマチック液晶媒体に添加されるとき、第２のネマチック相を誘発してもよい。
【００４５】
用語「メソゲン基」はこの文脈において、液晶（ＬＣ）相挙動を誘発する能力を有する基を意味する。本発明によるメソゲン基、特にビメソゲン化合物を含む化合物は、必ずしもＬＣ相自体を提示する必要はない。それらはまた、他の化合物との混合物においてのみ、ＬＣ相挙動を示すことが可能である。単純化のために、用語「液晶」は以下ではメソゲンおよびＬＣ材料のために使用される。
【００４６】
用語「キラル」は一般的に、その鏡像上に重ね合わせることのできない対象を記載するために使用される。「アキラル」（非キラル）対象は鏡像と同一の対象である。用語キラルネマチックおよびコレステリックは、他に明示的に記載されない限り、本出願において同義で使用される。
【００４７】
本願において言及される光の波長は、他に明示的に特定されない限り５５０ｎｍである。
セルのセルギャップは、好ましくは１μｍ〜２０μｍの範囲であり、特に２．０μｍ〜１０μｍの範囲内である。
【００４８】
ＵＬＨおよびＵＳＨ方式に対し、誘電異方性（Δε）は、アドレス電圧の印加の際にらせんが解けるのを防ぐために、好ましくはできるだけ小さくあるべきであることが見出されている。好ましくは、０よりわずかに大きく、より好ましくは０．１以上であり、しかし好ましくは１０以下、より好ましくは７以下、なおより好ましくは５以下である。本願において用語「誘電的に正」は、Δε＞３．０を有する化合物または成分に対して用いられ、「誘電的にニュートラル」は−１．５≦Δε≦３．０を有するもの、および「誘電的に負」はΔε＜−１．５を有するものである。Δεは、１ｋＨｚの周波数においておよび２０℃において決定される。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物におけるそれぞれの個々の化合物の１０％の結果から決定される。
【００４９】
ホスト媒体におけるそれぞれの化合物の溶解度が１０％未満である場合、その濃度を２の倍数で、得られる媒体が安定して、その特性を決定できるようになるまで、低減させる。しかしながら、好ましくは、結果の優位性をできるだけ高く保つために、濃度は少なくとも５％に保たれる。それぞれの試験混合物の容量は、ホメオトロピック配向を有するおよびホモジニアス配向を有するセルの両方で決定される。この測定のために両方のタイプのセルのセルギャップは、約２０μｍである。印加電圧は１ｋＨｚの周波数を有する矩形波で、二乗平均平方根値は典型的に０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、常にそれぞれの試験混合物の容量しきい値の下となるように選択される。
【００５０】
Δεは（ε││−ε⊥）で定義され、およびεａｖは（ε││＋２ε⊥）／３で定義される。化合物の誘電体誘電率は、対象の化合物を添加した際のホスト媒体のそれぞれの値の変化から決定される。値は、１００％の対象の化合物の濃度へと外挿される。典型的なホスト混合物はH.J. Coles et al., J. Appl. Phys. 2006, 99, 034104に開示され、以下の表１に示される組成を有する。
【００５１】
表１：ホスト混合物組成
【表１】
2019521088.tif 000010
【００５２】
以下において、それによって本発明を限定することなしに、本発明は、側面、態様、および特別な特性の詳細な説明によって本発明は説明され、および特別な態様はより詳細に記載される。
【００５３】
最初の側面において、発明は上記のとおりの式Ｉで表されるビメソゲン化合物に関する。驚くことに、式Ｉによる化合物は好適に高いフレキソ弾性比を有する混合物のチューニングにおいての使用のために、特に全体のフレキソ弾性比および成分の溶解度に否定的な影響を与えることなしに、作用温度範囲を設定するまたは調節するために特に有利であり得る。
【００５４】
好ましくは、本発明によるビメソゲン化合物において、メソゲン基ＭＧ１およびＭＧ２は、それぞれ独立して少なくとも１つの６−原子環および任意に１または２以上の５−原子環を含み、ここで２以上の環を含む場合、これらの環の少なくとも２つは、２−原子結合基、好ましくは−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−、より好ましくは−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、および−Ｏ−ＣＦ２−の基から選択される、によって任意に結合してもよく、ならびに
【００５５】
ここでＭＧ１およびＭＧ２において、それぞれの末端基に直接連結されるそれぞれの環状基はそれぞれ独立して１，４−フェニレン、ここで１または２の非隣接のＣＨ基は各々Ｎ原子によって置き換えられていてもよく、およびそれはそれぞれ独立してＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される１以上の極性置換基によって任意に置換されていてもよく、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって、および／または各々が独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルキル基によって、および／または各々が独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルコキシ基によって任意に置換されていてもよい、あるいは、１，４−シクロヘキシレン、ここで１または２の非隣接のＣＨ２基はＯおよび／またはＳによって置き換えられていてもよく、およびそれは任意にそれぞれＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される１以上の極性置換基によって任意に置換されていてもよく、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって、および／または各々独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルキル基によって、および／または各々独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルコキシ基によって任意に置換されていてもよい。
【００５６】
ある態様において、ＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも１つは、末端基に加えて、環状基の横の位置において、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３およびＣＦ３から選択される少なくとも１つの極性置換基を提示する。
【００５７】
ＭＧ１およびＭＧ２において、それぞれの末端基に直接連結されるそれぞれの環状基はそれぞれ独立して上記に記載のとおりの１、４−フェニレンであることが特に好ましい。この好ましい態様において、末端基Ｒ１１およびＲ１２はそれゆえ、それぞれのメソゲン基の末端環状環に、パラ位でつなげられている。
【００５８】
式Ｉで表される好ましい化合物は、−Ｘ１１−Ｓｐ１−Ｘ１２−が−Ｓｐ１−、−Ｓｐ１−Ｏ−、−Ｏ−Ｓｐ１−、−Ｏ−Ｓｐ１−Ｏ−、−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ１−、−Ｏ−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ１−Ｏ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−、好ましくは−Ｓｐ１−、−Ｓｐ１−Ｏ−、−Ｏ−Ｓｐ１−、−Ｏ−Ｓｐ１−Ｏ−、−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ１−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−、より好ましくは−Ｓｐ１−、−Ｏ−Ｓｐ１−Ｏ−、−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ１−ＣＯ−Ｏ−である化合物である。
【００５９】
Ｓｐ１は好ましくは１、３、または５〜４０個のＣ原子、より好ましくは１、３、または５〜２５個のＣ原子、なおより好ましくは１、３、または５〜１５個のＣ原子、および最も好ましくは５〜１５個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキレン基であり、ここで任意に、１以上のＣＨ２基が、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよい。
【００６０】
典型的なスペーサー基は、例えば−（ＣＨ２）ｏ−、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−ＣＨ２ＣＨ２−であり、５〜４０、好ましくは５〜２５、より好ましくは５〜１５の整数であるｏ、および１〜８の整数、特に１、２、３、または４であるｐを有する。
【００６１】
好ましいスペーサー基は、例えば、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、ジエチレンオキシエチレン、ジメチレンオキシブチレン、ペンテニレン、ヘプテニレン、ノネニレン、およびウンデセニレンである。
【００６２】
式Ｉ、式中Ｓｐ１は５〜１５個のＣ原子を有するアルキレンを示している、で表される本発明化合物は特に好ましい。直鎖アルキレン基は特に好ましい。
好ましいスペーサー基は、奇数のＣ原子を有する、好ましくは５、７、９、１１、１３、または１５個のＣ原子を有する直鎖アルキレン、より好ましくは、７、９、および１１個のＣ原子を有する直鎖アルキレンスペーサーである。
【００６３】
本発明の別の態様において、スペーサー基は、偶数のＣ原子を有する、好ましくは６、８、１０、１２および１４個のＣ原子を有する直鎖アルキレンである。この態様は、Ｘ１１およびＸ１２の１つが、１個の原子、すなわち−Ｓ−または−Ｏ−からなるか、あるいは３個の原子の結合、例えば−Ｓ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−Ｓ−、または−Ｓ−ＣＳ−Ｓ−であるからなり、その他が１または３個のＣ原子からならない場合において特に好ましい。
【００６４】
ある態様において、式Ｉで表される発明化合物は、５〜１５個のＣ原子を有する部分的にまたは完全に重水素化されたアルキレンを示すＳｐ１を含み、ここで重水素化された直鎖アルキレン基が好ましい。最も好ましいのは、部分的に重水素化された直鎖アルキレン基である。
特に好ましい態様により、Ｓｐ１は−（ＣＨ２）ｋ−であり、ｋは１、３、または５〜１５の整数、より好ましくは奇数すなわち偶数でない整数であり、および最も好ましくは７または９であり、ここで−（ＣＨ２）ｋ−における１以上のＨ原子は任意に、および互いに独立してＦまたはＣＨ３によって置き換えられていてもよい。
【００６５】
式Ｉで表されるさらに好ましい化合物は、式中Ｒ１１−ＭＧ１−が、（部分）式ＩＩＩ
Ｒ１１−Ａ１１−（Ｚ１１−Ａ１２）ｊ−                                ＩＩＩ
式中、
【００６６】
Ｒ１１は上記に記載のとおりであり、
Ｚ１１は各出現において互いに独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−、であり、任意に１以上のＦ、Ｓ、および／またはＳｉで置換されていてもよく、好ましくは単結合であり、
【００６７】
Ａ１１は１，４−フェニレン、ここで１または２の非隣接のＣＨ基は各々Ｎ原子によって任意に置き換えられていてもよく、およびそれはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄから選択される１以上の置換基によって任意に置換されていてもよく、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって、および／または各々が独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルキル基によって、および／または各々が独立して１〜９個のＣ原子を有する１以上のアルコキシ基によって任意に置換されていてもよい、あるいは、トランス−１，４−シクロヘキシレン、ここでさらに、１または２の非隣接のＣＨ２基はＯおよび／またはＳによって置き換えられていてもよく、
【００６８】
Ａ１２は、各出現において互いに独立して５−原子環であり、好ましくはチオフェン−２，５−ジイル、フラン−２，５−ジイル、チアゾール−ジイル、チアジアゾール−ジイルから選択され、これら全ての基は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、もしくはアルコキシカルボニル基で、非置換、１、２、３、もしくは４置換されることが可能である、ここで、１以上のＨ原子はＦまたはＣｌ、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＨ３、ＣＦ３によって置換されていてもよい、あるいは、
【００６９】
６−原子環であり、好ましくは１，４−フェニレン、ここでさらに１以上のＣＨ基はＮによって置き換えられていてもよい、トランス−１，４−シクロヘキシレン、ここでさらに１または２の非隣接のＣＨ２基はＯおよび／またはＳによって置き換えられていてもよい、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ−（２，２，２）−オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、またはジスピロ［３．１．３．１］デカン−２，８−ジイルから選択される、これら全ての基は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳまたは１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、もしくはアルコキシカルボニル基で、非置換、１−、２−、３−、もしくは４置換されることが可能である、ここで、１以上のＨ原子はＦまたはＣｌ、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃ、およびＮＲｃＲｄによって置換されていてもよく、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって置換されていてもよく、
ｊは０、１、２、３または４、好ましくは１、２、または３、最も好ましくは１または２である、
で表される化合物である。
【００７０】
Ｒ１１およびＭＧ１は、上記に記載されるとおりの意味を有するＲ１２およびＭＧ２によってそれぞれ置き換えられ得る。特に好ましいのは、Ｒ１１−ＭＧ１−およびＲ１２−ＭＧ２−が各々互いに独立して、（部分）式ＩＩＩで表される基であるときである。
【００７１】
６員環のみを含む好ましいメソゲン基に含まれる下位群は下記に列挙される。単純化の理由のため、これら群において、Ｐｈｅは１，４−フェニレンであり、ＰｈｅＬは１〜４個の基Ｌで置換される１，４−フェニレン基であり、Ｌはそれぞれ独立してＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄであり、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は任意に１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基で、好ましくはＦまたはＣＮで、より好ましくはＣＮで任意に置換されていてもよく、ならびにＣｙｃは１，４−シクロヘキシレン、好ましくはトランス−１，４−シクロヘキシレン、およびそれらの鏡像体である。
【００７２】
−Phe−Z−Phe−    IV−1
−Phe−Z−Cyc−    IV−2
−Cyc−Z−Cyc−     IV−3
−Phe−Z−PheL−    IV−4
−PheL−Z−Phe−    IV−5
−PheL−Z−Cyc−    IV−6
−PheL−Z−PheL−    IV−7
−Phe−Z−Phe−Z−Phe−    IV−8
−Phe−Z−Phe−Z−Cyc−    IV−9
−Phe−Z−Cyc−Z−Phe−    IV−10
【００７３】
−Cyc−Z−Phe−Z−Cyc−    IV−11
−Phe−Z−Cyc−Z−Cyc−    IV−12
−Cyc−Z−Cyc−Z−Cyc−    IV−13
−Phe−Z−Phe−Z−PheL−    IV−14
−Phe−Z−PheL−Z−Phe−    IV−15
−PheL−Z−Phe−Z−Phe−    IV−16
−PheL−Z−Phe−Z−PheL−    IV−17
−PheL−Z−PheL−Z−Phe−    IV−18
−PheL−Z−PheL−Z−PheL−    IV−19
−Phe−Z−PheL−Z−Cyc−    IV−20
【００７４】
−Cyc−Z−Phe−Z−Cyc−    IV−11
−Phe−Z−Cyc−Z−PheL−    IV−21
−Cyc−Z−Phe−Z−PheL−    IV−22
−PheL−Z−Cyc−Z−PheL−    IV−23
−PheL−Z−PheL−Z−Cyc−    IV−24
−PheL−Z−Cyc−Z−Cyc−    IV−25
−Cyc−Z−PheL−Z−Cyc−    IV−26
ここでＺは上記に記載のとおりのＺ１１の意味の１つを有し、好ましくは各出現において互いに独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−である。
【００７５】
好ましい態様において、式Ｉで表されるビメソゲン化合物のＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも１つは、
【化３】
2019521088.tif 000011
およびその鏡像体、
【００７６】
式中、
Ｌは各出現において互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃおよびＮＲｃＲｄを示し、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって置換されていてもよく、好ましくはＦまたはＣＮを示し、より好ましくはＣＮを示す、
によって表される構造から選択される環状基を含む。
【００７７】
ある態様において、ＭＧ１およびＭＧ２の両方は上記構造の１つを含む。
本発明によるビメソゲン化合物は、より好ましくは、
【化４】
2019521088.tif 000012
【化５】
2019521088.tif 000013
によって表される構造の１つを含み、なおより好ましくは、
【化６】
2019521088.tif 000014
式中、Ｒ１１、Ｒ１２、およびＬは上記に係るとおりの意味を有し、およびここで好ましくはＲ１１およびＲ１２はＨを示す、で表される構造の１つを含む。別の好ましい態様において、上記構造におけるＲ１１およびＲ１２は上記に定義されるとおりのアルキル基である。
【００７８】
ある態様において、本発明によるビメソゲン化合物の両末端はそれぞれ独立して、上記に表される構造の１つを提示する。
【００７９】
本発明によるビメソゲン化合物の好ましい態様において、ＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも１つは
【化７】
2019521088.tif 000015
で表される構造から選択される環状基、およびそれら鏡像体を含む。
【００８０】
好ましくは、前記環状基はそれぞれの末端基Ｒ１１またはＲ１２に直接連結している。
【００８１】
特に好ましい態様において、本発明によるビメソゲン化合物は、それゆえ
【化８】
2019521088.tif 000016
【化９】
2019521088.tif 000017
式中、Ｒ１１はＲ１２によって任意に置き換えられ得る、
で表される構造の１つを含む。
【００８２】
本発明によるビメソゲン化合物は、
【化１０】
2019521088.tif 000018
【化１１】
2019521088.tif 000019
で表される構造の１つを含むことが特に好ましく、
【化１２】
2019521088.tif 000020
で表される構造の１つを含むことがより好ましく、
【００８３】
式中、Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立して、上記で定義されるとおりのＨまたはアルキルを示し、ならびにＬは上記で定義されるとおりの意味を有する。Ｒ１１およびＲ１２の両方はＨであることが特に好ましい。
【００８４】
ある態様において、それぞれのメソゲン基のそれぞれの末端環状基につなげられた末端基Ｒ１１またはＲ１２をそれぞれ含む両末端は、上記の好ましい構造の１つから選択される。
【００８５】
特に好ましい態様において、本発明によるビメソゲン化合物は、
【化１３】
2019521088.tif 000021
【化１４】
2019521088.tif 000022
【００８６】
式中、Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立して、上記で定義されるとおりのＨまたはアルキルを示し、Ｌは上記で定義されるとおりの意味を有し、ならびにｒはそれぞれ独立して０、１、２、３、または４、好ましくは０、１、または２、より好ましくはｒは０または１である、
で表される構造の１つを含む。
【００８７】
本発明によるビメソゲン化合物は、
【化１５】
2019521088.tif 000023
【００８８】
【化１６】
2019521088.tif 000024
【００８９】
【化１７】
2019521088.tif 000025
【００９０】
式中、
Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立して、Ｈまたは上記で定義されるとおりのアルキルを示し、好ましくはＨを示す、
で表される構造の１つを含むことが、なおより好ましい。
【００９１】
ある態様において、それぞれのメソゲン基につなげられる末端基Ｒ１１またはＲ１２をそれぞれ含む両末端は、上記の特に好ましい構造の１つから選択される。
【００９２】
式Ｉで表される化合物におけるある態様によると、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つは水素である。特定の態様において、両末端基は水素である。この場合において、式Ｉによるビメソゲン化合物の両末端基が、末端基としてそれぞれ水素を含み、各々が、上記で定義されるとおりの１，４−フェニレン基に対し、それぞれのメソゲン基のパラ位でつなげられ、好ましくは上記で表されるとおりに置換され、ここで好ましくは少なくとも１つのメソゲン基は、横の位置に（単数または複数）、特にそれぞれの末端の１，４−フェニレン基の横の位置に（単数または複数）、上記に記載されるとおりの１以上の極性基を提示するときはなおより好ましい。
【００９３】
両末端基が水素であるこの場合において、ビメソゲン化合物の分子特性は、所望のフレキソエレクトリック効果、および特に好適なフレキソ弾性定数を実質的に維持するまたはそれぞれを得る一方、液晶媒体におけるそれらの使用が例えば所望の通りの相挙動に影響し得るように、特に好ましくは調整または設定され得る。
【００９４】
式Ｉで表される化合物における別の態様によると、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つは、上記に記載のとおりのアルキル基である。この場合において、式Ｉによるビメソゲン化合物の両末端基は、各出現において互いに独立して、上記で定義されるとおりのアルキル基であることは好ましくあり得る。両末端基が水素である場合に類似し、ビメソゲン化合物における末端基として、上記で定義されるとおりの２つのアルキル基を提供することによって、上述の特に好ましい効果はまた得られ得る。
【００９５】
さらなる態様において、Ｒ１１およびＲ１２のどちらかは水素であり、一方末端基はアルキル基であり、これは同様に化合物および媒体の特性の好ましい調節になり得る。
【００９６】
式Ｉで表される化合物におけるある態様において、それぞれの副構造Ｒ１１−ＭＧ１−Ｘ１１−およびＲ１２−ＭＧ２−Ｘ１２−は互いに異なる。別の態様において、式Ｉにおける前記副構造Ｒ１１−ＭＧ１−Ｘ１１−およびＲ１２−ＭＧ２−Ｘ１２−は互いに同一である。
【００９７】
式Ｉで表される特に好ましい化合物は、式ＩＡ〜ＩＯ
【化１８】
2019521088.tif 000026
【００９８】
【化１９】
2019521088.tif 000027
【００９９】
【化２０】
2019521088.tif 000028
【０１００】
式中、−（ＣＨ２）ｎ−が表すアルキレンスペーサーは単なる例示であり、および、ここでのｎは３または５〜１５の整数、好ましくは５、７、または９であり、ならびに式中、Ｒ１１およびＲ１２は互いに独立して上記で定義されるとおりの意味を有する、
で表される化合物の群から選択される。
ある態様において、Ｒ１１はＨであり、好ましくはＲ１１およびＲ１２はＨである。
【０１０１】
別の態様において、Ｒ１１は上記で記載されるとおりのアルキルであり、好ましくはＲ１１およびＲ１２はそれぞれ独立して、上記で記載されるとおりのアルキルである。化合物ＩＬに関して、Ｒ１１およびＲ１２は両方ｎ−プロピルであることが特に好ましい。
【０１０２】
式Ｉで表される化合物は、それ自体で公知であり、および例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔなどの有機化学の標準的な著作物に記載でれている方法に従って、または類似して合成され得る。好ましい調製方法は、以下の合成スキームから採用され得る。
【０１０３】
合成スキーム１：
【化２１】
2019521088.tif 000029
の調製
対象の化合物は以下の合成スキームに従って調製され得る。
【０１０４】
【化２２】
2019521088.tif 000030
式中、−（ＣＨ２）ｎ−が表すアルキレンスペーサーは単なる例示であり、および、ここでのｎは３および５〜１５から、好ましくは５、７、および９から選択される整数である。
【０１０５】
変換ステップにおいて、
ａ）Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｃｕ（Ｉ）Ｉ、ＤＩＰＡ、ＴＨＦ
ｂ）Ｈ２、Ｐｄ／Ｃ、ＴＨＦ
ｃ）Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｋ２ＣＯ３、Ｈ２Ｏ、ＴＨＦ
ｄ）ビスピナコラートジボロン、Ｐｄ［Ｐ（ｃｙ）３］２Ｃｌ２、ＫＯＡｃ、Ｈ２Ｏ、ＴＨＦ
ｅ）Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、ＮａＢＯ２、Ｈ２Ｏ、ＴＨＦ
が好ましく使用される。
【０１０６】
合成スキーム２：
【化２３】
2019521088.tif 000031
の調製
対象の化合物は以下の合成スキームに従って調製され得る。
【０１０７】
【化２４】
2019521088.tif 000032
式中、−（ＣＨ２）ｎ−が表すアルキレンスペーサーは単なる例示であり、および、ここでのｎは３および５〜１５から、好ましくは５、７、および９から選択される整数である。
【０１０８】
変換ステップにおいて、
ａ）Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｃｕ（Ｉ）Ｉ、ＤＩＰＡ、ＴＨＦ
ｂ）Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｎａ２ＣＯ３、Ｈ２Ｏ、ＴＨＦ
ｃ）Ｈ２、Ｐｄ／Ｃ、ＴＨＦ
が好ましく使用される。
【０１０９】
合成スキーム３：
【化２５】
2019521088.tif 000033
の調製
対象の化合物は以下の合成スキームに従って調製され得る。
【０１１０】
【化２６】
2019521088.tif 000034
式中、−（ＣＨ２）ｎ−が表すアルキレンスペーサーは単なる例示であり、および、ここでｎは３および５〜１５から、好ましくは５、７、および９から選択される整数である。
【０１１１】
変換ステップにおいて、
ａ）Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２、Ｃｕ（Ｉ）Ｉ、ＤＩＰＡ、ＴＨＦ
ｂ）Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２、Ｎａ２ＣＯ３、Ｈ２Ｏ、ジオキサン
ｃ）Ｈ２、Ｐｄ／Ｃ、ＴＨＦ．
が好ましく使用される。
【０１１２】
合成スキーム４：
【化２７】
2019521088.tif 000035
の調製
対象の化合物は以下の合成スキームに従って調製され得る。
【０１１３】
【化２８】
2019521088.tif 000036
式中、−（ＣＨ２）ｎ−が表すアルキレンスペーサーは単なる例示であり、および、ここでｎは３および５〜１５の整数、好ましくは５、７、および９である。
【０１１４】
変換ステップにおいて、
ａ）Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２、Ｎａ２ＣＯ３、Ｈ２Ｏ、ジオキサン
ｂ）ＤＣＣ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ
が好ましく使用される。
【０１１５】
式Ｉで表される化合物は、好ましくは例示した反応スキームに従って入手できる。
【０１１６】
本発明によるある態様において、好ましくは、式Ｉで表されるビメソゲン化合物が提供され、ここで化合物ＵＩＰ−ｎ−ＰＵ、５−ＵＩＰ−７−ＰＵ−５、ｍ−ＵＩＰ−Ｏ−ｎ−Ｏ−ＰＵ−ｋ、ｍ−ＣＰ−ｎ−Ｚ−ＧＰ−Ｎ、ｍ−ＣＰ−ｎ−Ｚ−ＰＧＰ−Ｎ、ｍ−ＣＰ−ｎ−Ｚ−ＰＵＵ−Ｎ、およびｍ−ＣＰＧＩ−Ｏ−ｎ−Ｏ−ＧＰＰ−ｋは式Ｉで表されるビメソゲン化合物から除かれる。使用される化合物の記号は表Ａ−Ｃに説明され、および以下の表Ｄに例示される。
【０１１７】
別の態様によると、ＭＧ１およびＭＧ２は好ましくは、環状基として芳香環のみを含み、ここで最初および２番目の末端基に加えて、メソゲン基上の置換基として全体でわずか１つのＦが提供される。
【０１１８】
別の態様において、好ましくは、それぞれＲ１１またはＲ１２に加えて、ＭＧ１およびＭＧ２の少なくとも１つ上に提供される少なくとも１つの置換基は、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、ＳＣＨ３、ＮＯ２、ＮＨ２、ＮＨＲｃ、およびＮＲｃＲｄから選択され、ここでＲｃおよびＲｄは各々独立して１〜６個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基を示し、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって置換されていてもよく、より好ましくはＣｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、ＣＦ３、およびＳＣＨ３から選択され、なおより好ましくはＣＮである。
【０１１９】
本発明によるビメソゲン化合物は、液晶媒体において有用であり、ここで前記化合物の１以上はそれぞれの媒体において使用されてもよい。
【０１２０】
式Ｉで表される化合物は、ネマチック液晶混合物へと添加されるとき、ネマチックの下の層を生産してもよい。ネマチック液晶混合物に対するビメソゲン化合物の影響の最初の示唆は、Barnes, P.J., Douglas, A.G., Heeks, S.K., Luckhurst, G.R., Liquid Crystals, 1993, Vol.13, No.4, 603− 613により報告された。特にこの参考文献は、高度に極性なアルキルスペーサー性二量体を例示し、およびネマチックの下の相、推定でスメクチックの１タイプであると認識している。
【０１２１】
ネマチック相の下に存在するメソ相の写真は、Henderson, P.A., Niemeyer, O., Imrie, C.T. in Liquid Crystals, 2001, Vol. 28, No.3, 463−472により刊行されたが、さらには調査されなかった。
【０１２２】
Liquid Crystals, 2005, Vol. 32, No. 11−12, 1499−1513 Henderson, P.A., Seddon, J.M. and Imrie, C.T.において、ネマチックの下の新しい相が、いくつかの特別な例において、スメクチックＣ相に属することが報告された。第１のネマチックの下の追加のネマチック相が、Panov, V.P., Ngaraj, M., Vij, J.K., Panarin, Y.P., Kohlmeier, A., Tamba, M.G., Lewis, R.A. and Mehl, G.H. in Phys.Rev.Lett. 2010, 105, 1678011 −1678014により報告された。
【０１２３】
式Ｉで表される進歩性のあるビメソゲン化合物を含む液晶混合物はまた、第２のネマチック相として割り当てられている新規のメソ相を表してよいことは注目される。このメソ相は、元のネマチック液晶相よりも下の温度において存在し、本願の混合物概念において観察されてもよい。
【０１２４】
したがって、本発明による式Ｉで表されるビメソゲン化合物は、第２のネマチック相が、通常はこの相を有しないネマチック混合物において誘発せしめることを許容してもよい。さらに、式Ｉで表される化合物の量を変化させることにより、第２のネマチックの相挙動を必要な温度へと合わせることを許容し得る。
【０１２５】
別の側面において、本発明はそれゆえ、本発明による１以上のビメソゲン化合物を含む液晶媒体に関する。
本発明による液晶組成および混合物の好ましい態様は以下に指摘される。
【０１２６】
本発明による媒体は、好ましくは、１、２、３、４以上の、好ましくは１、２、または３種の式Ｉで表される化合物を含む。
液晶媒体における式Ｉで表される化合物の量は、全混合物の、好ましくは１〜５０重量％、より好ましくは５〜４０重量％、なおより好ましくは１０〜３０重量％である。
【０１２７】
好ましい態様において、本発明による液晶媒体は加えて、ＧＢ  ２  ３５６  ６２９から公知であるもの、またはそれから公知であるものに類似するものなどの、式ＩＩ
Ｒ２１−ＭＧ２１−Ｘ２１−Ｓｐ２−Ｘ２２−ＭＧ２２−Ｒ２２      ＩＩ
【０１２８】
式中、
Ｒ２１およびＲ２２は、各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳまたは１〜２５個のＣ原子を有する直鎖または分岐のアルキル基であり、前記アルキル基は１以上のハロゲンおよび／またはＣＮ基によって任意に置換されていてもよく、各出現において互いに独立して、−Ｏ、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられている１以上の非隣接のＣＨ２基を任意に有していてもよく、
【０１２９】
ＭＧ２１およびＭＧ２２は各々独立してメソゲン基であり、
Ｓｐ２は５〜４０個のＣ原子を含むスペーサー基で、ここで１以上の非隣接のＣＨ２基はまた−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｘ２１およびＸ２２は各々独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合である、
ただし、式Ｉで表される化合物は、式ＩＩで表される化合物から除かれる、
で表される１以上の化合物をさらに含む。
【０１３０】
メソゲン基ＭＧ２１およびＭＧ２２は好ましくは（部分）式ＩＩＩにおいて定義されるとおりの構造から選択される。
ある態様において、式ＩＩ、式中Ｒ２１−ＭＧ２１−Ｘ２１−、およびＲ２２−ＭＧ２２−Ｘ２２は同一である、で表される化合物は好ましい。
本発明の別の態様は、式ＩＩ、式中Ｒ２１−ＭＧ２１−Ｘ２１−、およびＲ２２−ＭＧ２２−Ｘ２２は異なる、で表される化合物に関する。
【０１３１】
とりわけ好ましいのは、式ＩＩ、式中メソゲン基ＭＧ２１およびＭＧ２２は１、２、または３つの６員環を含む、で表される化合物である。特に好ましいのは、副式ＩＶ−１、ＩＶ−４、ＩＶ−６、ＩＶ−７、ＩＶ−１３、ＩＶ−１４、ＩＶ−１５、ＩＶ−１６、ＩＶ−１７、およびＩＶ−１８から選択されるメソゲン基である。これらの好ましい基において、Ｚは各々の場合において独立して、式ＩＩＩにおいて与えられるとおりのＺ１１の意味の１つを有する。好ましくは、Ｚは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合である。
【０１３２】
好ましくは、式ＩＩで表される化合物は極性末端基を有する。特に、Ｒ２１およびＲ２２は、好ましくはＣＮ、ＮＯ２、ハロゲン、ＯＣＨ３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＣＯＲｘ、またはＣＯＯＲｘから選択され、ここでＲｘは１〜４個のＣ原子、好ましくは１〜３個のＣ原子を有する、任意にフッ素化されていてもよいアルキルである。ハロゲンは、好ましくはＦまたはＣｌ、より好ましくはＦである。
【０１３３】
とりわけ好ましくは、式ＩＩにおけるＲ２１およびＲ２２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＣＨ３、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２，およびＯＣ２Ｆ５から、特にＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＨ３およびＯＣＦ３から選択される。
【０１３４】
式ＩＩにおけるスペーサー基Ｓｐ２に関し、この目的に関し技術分野において公知の全ての基が使用され得る。スペーサー基Ｓｐ２は、好ましくは５〜４０個のＣ原子、より好ましくは５〜２５個のＣ原子、なおより好ましくは５〜１５個のＣ原子を有する線状または分岐のアルキレン基、ここで、さらに、１以上の非隣接のＣＨ２基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよい、である。
【０１３５】
典型的なスペーサー基は例えば−（ＣＨ２）ｏ−、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−であり、ｏは５〜４０からの、好ましくは５〜２５からの、なおより好ましくは５〜１５からの整数であり、およびｐは１〜８からの整数、特に１、２、３または４である。
【０１３６】
好ましいスペーサー基は、例えば、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、ジエチレンオキシエチレン、ジメチレンオキシブチレン、ペンテニレン、ヘプテニレン、ノネニレン、およびウンデセニレンである。
【０１３７】
特に好ましくは式ＩＩ、式中Ｓｐ２は５〜１５個のＣ原子を有するアルキレンを示す、で表される化合物である。直鎖アルキレン基は特に好ましい。
本発明の別の好ましい態様において、式ＩＩで表されるキラル化合物は、キラル基である少なくとも１つのスペーサー基Ｓｐ１を含む。
式ＩＩにおけるＸ２１およびＸ２２は好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−または単結合を示す。
【０１３８】
式ＩＩ−１〜ＩＩ−４から選択される以下の化合物が特に好ましい：
【化２９】
2019521088.tif 000037
【化３０】
2019521088.tif 000038
【０１３９】
式中、Ｒ２１およびＲ２２は式ＩＩのもとで与えられる意味を有し、Ｚ２１、Ｚ２１−Ｉ、Ｚ２２およびＺ２２−Ｉは式ＩＩにおけるＸ２１およびＸ２２として定義される、あるいはそれぞれＸ２１およびＸ２２の置き換えた基であり、ならびにｏおよびｒは各々の出現において独立して上に定義されるとおりであり、これらの基の好ましい意味を包含し、ならびに式中Ｌは上記で定義されるとおりであり、ここで式Ｉで表される化合物は除かれる、
から選択される以下の化合物は特に好ましい。
【０１４０】
本発明による特に好ましい混合物は、式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｅおよびＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｂ
【０１４１】
【化３１】
2019521088.tif 000039
【０１４２】
【化３２】
2019521088.tif 000040
式中、Ｒ２１、Ｒ２２、およびｏは上に定義されるとおりである、
で表される１以上の化合物を含む。
【０１４３】
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は２〜２５種、好ましくは３〜１５種の式ＩＩで表される化合物を含有している。
液晶媒体における式ＩＩで表される化合物の量は、全体の混合物の、好ましくは１０〜９５重量％、より好ましくは１５〜９０重量％、なおより好ましくは２０〜８５重量％である。
【０１４４】
好ましくは、全体として媒体における式ＩＩ−１ａおよび／またはＩＩ−１ｂおよび／またはＩＩＩ−１ｃおよび／またはＩＩ−１ｅおよび／またはＩＩ−３ａおよび／またはＩＩ−３ｂで表される化合物の割合は、好ましくは少なくとも７０重量％である。
本発明による特に好ましい媒体は、少なくとも１以上のキラルドーパントを含み、自体は液晶相を表しても、または表さなくてもよく、および自体に良好な均質な配向を得てもよい、または得なくてもよい。
【０１４５】
それぞれの（Ｓ，Ｓ）エナンチオマーを包含する式Ｖ
【化３３】
2019521088.tif 000041
および式ＶＩ
【化３４】
2019521088.tif 000042
【０１４６】
式中ＥおよびＦは各々独立して１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、ｖは０または１であり、Ｚ０は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、または単結合であり、およびＲは１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルカノイルである、
から選択されるキラルドーパントが特に好ましい。
【０１４７】
式Ｖで表される化合物およびこれらの合成は、WO 98/00428に記載される。特に好ましいのは、以下の表Ｄに表される、化合物ＣＤ−１である。式ＶＩで表される化合物およびこれらの合成は、GB 2,328,207に記載される。
【０１４８】
とりわけ好ましいのは、高度ならせんねじれ力（ＨＴＰ）を有するキラルドーパント、特にWO 98/00428に開示されるものである。
さらに典型的に用いられるキラルドーパントは、例えば、商業的に利用可能なＲ／Ｓ−５０１１、ＣＤ−１、Ｒ／Ｓ−８１１およびＣＢ−１５である（Merck KGaA, Darmstadt, Germanyから）。
【０１４９】
上述のキラル化合物Ｒ／Ｓ−５０１１およびＣＤ−１ならびに式ＶおよびＶＩで提示される化合物は、極めて高度ならせんねじれ力（ＨＴＰ）を呈し、それゆえ本媒体において特に有用である。
【０１５０】
液晶媒体は、好ましくは上の式Ｖ、特にＣＤ−１、および／または式ＶＩおよび／またはＲ−５０１１またはＳ−５０１１から選択される、好ましくは１〜５個の、より好ましくは１〜３個の、なおより好ましくは１個または２個のキラルドーパントを含む。最も好ましくはキラルドーパントはＲ−５０１１、Ｓ−５０１１またはＣＤ−１である。
【０１５１】
液晶媒体におけるキラル化合物の量は、全体の混合物の好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは１〜１５重量％、なおより好ましくは１〜１０重量％である。
【０１５２】
以下の式ＶＩＩ
【化３５】
2019521088.tif 000043
【０１５３】
式中、
Ｒ５は１２個までのＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、またはアルケニルオキシであり、
【化３６】
2019521088.tif 000044
は
【化３７】
2019521088.tif 000045
または
【化３８】
2019521088.tif 000046
であり、
【０１５４】
Ｌ１〜Ｌ４は各々独立して、ＨまたはＦであり、
Ｚ２は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、および
ｍは、１または２である、
から選択される１以上の添加剤を含む液晶媒体が、さらに好ましい。
【０１５５】
式ＶＩＩで表される特に好ましい化合物は、以下の式
【０１５６】
【化３９】
2019521088.tif 000047
【０１５７】
式中、Ｒは上記のＲ５としての意味の１つを有し、ならびにＬ１、Ｌ２およびＬ３は上記の意味を有する、
から選択される。
【０１５８】
液晶媒体は式ＶＩＩ、好ましくは上記式ＶＩＩａ〜式ＶＩＩｆから選択される、で表される、好ましくは１〜５、より好ましくは１〜３、なおより好ましくは１または２種の化合物を含む。媒体は、特に好ましくは、式ＶＩＩｆから選択される１以上の化合物を含む。
【０１５９】
液晶媒体における式ＶＩＩで表される好適な添加剤の量は、好ましくは全体の混合物の１〜２０重量％、より好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは１〜１０重量％である。
【０１６０】
本発明による液晶媒体は、さらなる添加剤を通常の濃度で含有してもよい。これらのさらなる成分の総濃度は、全体の混合物に基づき、０．１％〜１０％の、好ましくは０．１％〜６％の範囲であり得る。各々用いられる個々の化合物の濃度は、好ましくは０．１％〜３％の範囲である。これらさらなる添加剤の濃度は、本願における液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲に対し考慮に入れない。これはまた、ホスト媒体の成分のそれぞれの化合物の濃度が特定される場合にカウントされない、混合物において用いられる二色性色素の濃度にもあてはまる。それぞれの添加剤の濃度は常に、最終的にドープされた混合物に対して与えられる。
【０１６１】
本発明による液晶媒体は各々、数種の化合物、好ましくは３〜３０の、より好ましくは４〜２０のおよび最も好ましくは４〜１６の化合物からなる。これらの化合物は、慣用の方式で混合される。原則として、より少量で用いられる化合物の必要量を、より大量で用いられる化合物へと溶解させる。温度が、より高い濃度で用いられる化合物の透明点よりも上である場合、溶解のプロセスの完了を観察することは、特に容易である。しかし、例えば、例えば化合物の均質なまたは共融混合物であることができる、いわゆる予混合物を用いる、またはそれ自体すぐに使える混合物である成分である、いわゆるマルチボトルシステムを用いる、他の慣用の方法により、媒体を調製することもまた可能である。
【０１６２】
ある態様において、液晶媒体は式Ｉで表される１以上の化合物、１以上のキラルドーパント、および１以上のさらなるビメソゲン化合物をブレンドすることによって調製される。
特に好ましい混合物概念を、以下に示す。：用いられる略号は、表Ａにおいて説明する。
【０１６３】
本発明による混合物は、好ましくは以下のもの：
−総濃度で全体の混合物の１〜５０重量％、より好ましくは５〜４０重量％、最も好ましくは１０〜３０重量％の範囲での式Ｉで表される１以上の化合物、
および／または
【０１６４】
−総濃度で全体の混合物の１０〜９５重量％、より好ましくは１５〜９０重量％、最も好ましくは２０〜８５重量％での式ＩＩで表される１以上の化合物、好ましくはこれらの化合物は式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｅおよびＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｂから選択され、より好ましくは、これらは以下のものを含む：
【０１６５】
−Ｎ−ＰＧＩ−ＺＩ−ｎ−Ｚ−ＧＰ−Ｎ、特に好ましくはＮ−ＰＧＩ−ＺＩ−７−Ｚ−ＧＰ−Ｎおよび／またはＮ−ＰＧＩ−ＺＩ−９−Ｚ−ＧＰ−Ｎ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、好ましくは＞５％、特に１０〜３０％の濃度であり、
および／または
【０１６６】
−Ｆ−ＵＩＧＩ−ＺＩ−ｎ−Ｚ−ＧＵ−Ｆ、好ましくはＦ−ＵＩＧＩ−ＺＩ−９−Ｚ−ＧＵ−Ｆ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、＞５％、特に１０〜３０％の濃度であり、
および／または
【０１６７】
−Ｆ−ＰＧＩ−Ｏ−ｎ−Ｏ−ＰＰ−Ｎ、特に好ましくはＦ−ＰＧＩ−Ｏ−９−Ｏ−ＰＰ−Ｎ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、≧１％、特に１〜２０％の濃度であり、
および／または
【０１６８】
−Ｎ−ＰＰ−Ｏ−ｎ−Ｏ−ＰＧ−ＯＴ、特に好ましくはＮ−ＰＰ−Ｏ−７−Ｏ−ＰＧ−ＯＴ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、≧５％、特に５〜３０％の濃度であり、
および／または
【０１６９】
−Ｎ−ＰＰ−Ｏ−ｎ−Ｏ−ＧＵ−Ｆ、特に好ましくはＮ−ＰＰ−Ｏ−９−Ｏ−ＧＵ−Ｆ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、≧１％、特に１〜２０％の濃度であり、
および／または
【０１７０】
−Ｆ−ＰＧＩ−Ｏ−ｎ−Ｏ−ＧＰ−Ｆ、特に好ましくはＦ−ＰＧＩ−Ｏ−７−Ｏ−ＧＰ−Ｆおよび／またはＦ−ＰＧＩ−Ｏ−９−Ｏ−ＧＰ−Ｆ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、≧１％、特に１〜２０％の濃度であり、および／または
【０１７１】
−Ｎ−ＧＩＧＩＧＩ−ｎ−ＧＧＧ−Ｎ、特にＮ−ＧＩＧＩＧＩ−９−ＧＧＧ−Ｎ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、好ましくは＞５％、特に１０〜３０％の濃度であり、
および／または
【０１７２】
−Ｎ−ＰＧＩ−ｎ−ＧＰ−Ｎ、特に好ましくはＮ−ＰＧＩ−９−ＧＰ−Ｎ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、好ましくは＞５％、特に１５〜５０％の濃度である、
ならびに／あるいは
【０１７３】
−総濃度で全体の混合物の１〜２０重量％、より好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは１〜１０重量％の範囲の式ＶＩＩで表される１以上の好適な添加剤、ここでこれらの化合物は好ましくは式ＶＩＩａ〜ＶＩＩｆから選択され、より好ましくは以下を含む：
【０１７４】
−ＰＰ−ｎ−Ｎ、好ましくは、全体としての混合物に基づいて、好ましくは≧１％、特に１〜２０％の濃度である、
ならびに／あるいは
【０１７５】
−１以上のキラル化合物、好ましくは総濃度で全体の混合物の好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは１〜１５重量％、なおより好ましくは１〜１０重量％の範囲であり、これらの化合物は好ましくは式Ｖ、ＶＩおよびＲ−５０１１またはＳ−５０１１から選択され、より好ましくは以下を含む：
−Ｒ−５０１１、Ｓ−５０１１またはＣＤ−１、好ましくは、全体の混合物に基づいて、≧１％、特に１〜２０％の濃度である、
を含む。
【０１７６】
式Ｉで表されるビメソゲン化合物およびこれらを含む液晶媒体は、液晶ディスプレイ、例えばＳＴＮ、ＴＮ、ＡＭＤ−ＴＮ、温度補償、ゲストホスト、相変化または表面安定化もしくはポリマー安定化コレステリックテクスチャ（ＳＳＣＴ、ＰＳＣＴ）ディスプレイなどにおいて、特にフレキソエレクトリックデバイスにおいて、能動および受動光学素子、例えば偏光板、補償板、反射板、配向層、カラーフィルターまたはホログラフィック素子において、接着剤、異方性機械特性を有する合成樹脂、化粧品、診断薬、液晶顔料において、装飾および保安用途のために、非線形光学、光学式情報ストレージにおいて、またはキラルドーパントとして用いることができる。
【０１７７】
式Ｉで表される化合物およびその得ることができる混合物は、フレキソエレクトリック液晶ディスプレイに特に有用である。
【０１７８】
それゆえ本発明のさらなる側面は、２以上の成分を含む液晶媒体を含む液晶デバイスであり、ここで１以上の成分は本発明によるビメソゲン化合物である。
好ましくは、デバイスはフレキソエレクトリックデバイスである。
【０１７９】
式Ｉで表される本発明のビメソゲン化合物およびそれらの混合物は、それらのコレステリック相において、当業者に公知の方法、例えば表面処理または電解により、配向の異なる状態へと整列させることができる。例えば、これらはプラナー（グラジャン（Grandjean））状態へと、フォーカルコニック状態へと、またはホメオトロピック状態へと整列させることができる。特に強力な双極子モーメントを有する、極性基を含む式Ｉで表される本発明の化合物はさらに、フレキソエレクトリック切り替えを施すことができ、それゆえ好ましくは電気光学スイッチまたは液晶ディスプレイにおいて用いることができる。
【０１８０】
本発明の好ましい態様による異なる配向状態の間の切り替えは、以下において詳細に、式Ｉで表される本発明の化合物を含む試料について、例示的に記載される。
【０１８１】
この好ましい態様によると、試料は電極層、例えばＩＴＯ層で被覆された２つの平面平行ガラス板を含むセルへと配置され、コレステリックらせんの軸がセル壁に垂直に配向されるプラナー状態へとそのコレステリック相中に整列される。この状態はグラジャン状態としてもまた、そして例えば偏光顕微鏡で観察される試料のテクスチャはグラジャンテクスチャとして公知である。プラナー配向は、例えばセル壁の表面処理により、例えばポリイミドなどの配向層でのラビングおよび／または被覆により達成することができる。
【０１８２】
高品質な配向およびわずかな欠陥のみを有するグラジャン状態はさらに、試料をアイソトロピック相へと加熱し、次いでキラルネマチック−アイソトロピック相転移近傍の温度でキラルネマチック相へと冷却し、そしてセルをラビングすることにより達成することができる。
【０１８３】
プラナー状態において、材料のらせんピッチおよび平均屈折率に依存して、試料は、反射の中心波長で、入射光の選択的反射を示す。
【０１８４】
電界が、例えば１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数、および１２Ｖｒｍｓ／μｍまでの振幅を有する電極へと印加されるとき、試料は、らせんが解かれ、分子が電界と平行に、つまり電極の平面と垂直に配向されるホメオトロピック状態へと切り替えられる。ホメオトロピック状態において、試料は通常の日光中で見るときは透過性であり、交差した偏光板の間に配置されるときは黒色に見える。
【０１８５】
ホメオトロピック状態において電界が低減または除去されると、試料は、らせん軸が電界と垂直に、つまり電極の平面と平行に配向する、らせん状にねじれた構造を呈する、フォーカルコニックテクスチャを採る。フォーカルコニック状態はまた、そのプラナー状態において試料に弱い電界のみを印加することにより達成することができる。フォーカルコニック状態において、通常の日光中で見る際に試料は散乱し、交差偏光板中で明るく見える。
【０１８６】
異なる配向状態における本発明の化合物を含む試料は、異なる光の透過を呈する。それゆえ、それぞれの配向状態、ならびにその配向の質は、印加する電界強さに依存して、試料の光透過を測定することにより、検査することができる。このようにして、特定の配向状態およびこれらの異なる状態の間の転移を達成するために要する電界強さもまた、決定することができる。
【０１８７】
式Ｉで表される本発明の化合物を含む試料において、上述のフォーカルコニック状態は多くの無秩序な複屈折小ドメインからなる。好ましくはセルの追加のせん断を有する、フォーカルコニックテクスチャの核生成のための電界よりも大きな電界を印加することにより、広大な、良好に配向された領域において、らせん軸が電極の平面に平行である、均質に配向されたテクスチャが得られる。最先端のキラルネマチック材料の文献、例えばP. Rudquist et al., Liq. Cryst. 23 (4), 503 (1997)などによると、このテクスチャはまた均質に位置するらせん（ＵＬＨ）テクスチャとも称する。このテクスチャは、本発明の化合物のフレキソエレクトリック特性を特徴付けるために適切である。
【０１８８】
電界を増加または低減させる際のラビングしたポリイミド基板上の式Ｉで表される本発明の化合物を含む試料において典型的に観察されるテクスチャの順序を、以下に示す：
【０１８９】
【化４０】
2019521088.tif 000048
【０１９０】
ＵＬＨテクスチャから開始して、本発明のフレキソエレクトリック化合物および混合物は、電界の印加によりフレキソエレクトリック切り替えに施すことができる。これにより、セル基板の平面における材料の光学軸の回転が引き起こされ、交差偏光板の間に材料を配置させる際に透過の変化を導き出す。本発明の材料のフレキソエレクトリック切り替えはさらに、上記の発明の背景および実施例において詳細に記載される。
【０１９１】
フォーカルコニックテクスチャから開始して、例えば１０ｋＨｚの、高周波数の電界を試料に印加し、一方でアイソトロピック相からコレステリック相へとゆっくりと冷却し、セルをせん断することにより、ＵＬＨテクスチャを獲得することもまた可能である。電界周波数は、異なる化合物に対し異なり得る。
【０１９２】
式Ｉで表されるビメソゲン化合物は、顕微鏡的に均質な配向で容易に整列させ、高値の弾性定数ｋ１１および高いフレキソエレクトリック係数ｅを液晶媒体中に導くことができるので、フレキソエレクトリック液晶ディスプレイにおいて特に有用である。
【０１９３】
液晶媒体は、好ましくは、
ｋ１１＜１×１０−１０Ｎ、好ましくは＜２×１０−１１Ｎ、およびフレキソエレクトリック係数ｅ＞１×１０−１１Ｃ／ｍ、好ましくは＞１×１０−１０Ｃ／ｍを呈する。
【０１９４】
フレキソエレクトリックデバイスにおける使用に加え、本発明のビメソゲン化合物ならびにその混合物はまた、他のタイプのディスプレイならびに他の光学および電気光学用途、例えば光学補償膜または偏向膜、カラーフィルター、反射コレステリック液晶（reflective cholesterics）、旋光パワーシステム（optical rotatory power system）および光学式情報ストレージなどに好適である。
【０１９５】
さらなる態様において、セル壁がハイブリッド配向条件を呈するディスプレイセルが提供される。用語「ハイブリッド配向」あるいはディスプレイセルにおけるまたは２つの基板の間の液晶またはメソゲン材料の配向（orientation）は、第１のセル壁に隣接するまたは第１の基板上のメソゲン基がホメオトロピック配向を呈し、第２のセル壁に隣接するまたは第２の基板状のメソゲン基がプラナー配向を呈することを意味する。
【０１９６】
用語「ホメオトロピック配向」あるいはディスプレイセルにおけるまたは基板上における液晶またはメソゲン材料の配向は、液晶またはメソゲン材料におけるメソゲン基がそれぞれ、セルまたは基板の平面に対して実質的に垂直に配向することを意味する。
【０１９７】
用語「プラナー配向」あるいはディスプレイにおけるまたは基板上の液晶またはメソゲン材料の配向は、液晶またはメソゲン材料におけるメソゲン基がそれぞれ、セルまたは基板の平面に対し実質的に平行に配向することを意味する。
【０１９８】
本発明の好ましい態様によるフレキソエレクトリックディスプレイは、２つの平面平行基板、好ましくは内側表面にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電層で被覆されたガラス基板、および前記基板の間に設けられてなるフレキソエレクトリック液晶媒体を含み、ここで、液晶媒体に関し、内側基板表面の１つがホメオトロピック配向状態を呈し、反対側の内側基板表面がプラナー配向状態を呈することを特徴とする。
【０１９９】
プラナー配向は、例えば、基板上に適用される、例えばラビングしたポリイミドまたはスパッタリングしたＳｉＯｘなどの配向層により、達成することができる。
【０２００】
代替的に、つまり追加の配向層を適用することなく、基板を直接的にラビングすることが可能である。例えば、ラビングは、ラビング布、例えばベルベット布により、またはラビング布で被覆した平棒で達成することが可能である。本発明の好ましい態様において、ラビングは少なくとも１つのラビングローラー、例えば基板にわたってブラシングする高速回転ローラーなどにより、または少なくとも２つのローラーの間に基板を置くことにより達成され、それぞれの場合においてローラーの少なくとも１つは任意にラビング布で被覆されている。本発明のもう１つの好ましい態様において、ラビングは、好ましくはラビング布で覆われているローラーの周りに、規定された角度で少なくとも部分的に基板を包むことにより達成される。
【０２０１】
ホメオトロピック配向は、例えば、基板の最上部(top)に被覆された配向層により達成することができる。ガラス基板上に用いられる好適な配向剤は、例えば、アルキルトリクロロシランまたはレクチンであり、一方プラスチック基板に対しては配向剤としてレクチンの薄膜、シリカまたは高傾斜ポリイミド配向膜が使用され得る。本発明の好ましい態様において、シリカ被覆プラスチック膜が基板として用いられる。
【０２０２】
プラナーまたはホメオトロピック配向を達成するためのさらなる好適な方法は、例えばJ. Cognard, Mol.Cryst.Liq.Cryst. 78, Supplement 1, 1−77 (1981) に記載される。
ハイブリッド配向状態を有するディスプレイセルを用いることにより、極めて高いフレキソエレクトリック切り替えスイッチ角、迅速な応答時間および良好なコントラストが得られる。
【０２０３】
本発明によるフレキソエレクトリックディスプレイはまた、ガラス基板の代わりにプラスチック基板を含み得る。プラスチック膜基板は、上述のラビングローラーによるラビング処理に対し特に好適である。
【０２０４】
式Ｉで表される化合物は、ネマチック液晶混合物へと添加されるときに、ネマチックの下の相を作り出し得る。したがって、本発明によるビメソゲン化合物は、第２のネマチック相を通常はこの相の兆候を示さないネマチック混合物において誘発させることを許容し得る。さらにまた、式Ｉで表される化合物の量を変化させることにより、第２のネマチック相の相挙動を要求される温度へと合わせることを許容してもよい。
【０２０５】
したがって、ある態様において、式Ｉで表される１以上の化合物を含む、および第２のネメチック相を提示する液晶媒体が提供される。これらの得られる混合物は、フレキソエレクトリック液晶ディスプレイのために特に有用である。
【０２０６】
本願による媒体における全ての化合物の総濃度は、１００％である。
前述のおよび以下の例において、他に指摘されない限り、全ての温度は未修整でセルシウス度で設定され、全ての部およびパーセントは重量によってである。
【０２０７】
以下の略号は、化合物の液晶相挙動を説明するために用いられる：Ｋ＝結晶；Ｎ＝ネマチック；Ｎ２＝第２のネマチック；ＳまたはＳｍ＝スメクチック；Ｃｈ＝コレステリック；Ｉ＝アイソトロピック；Ｔｇ＝ガラス転移温度。記号の間の数字は、℃での相転移温度を示す。
【０２０８】
本発明においておよび特に以下の例において、液晶化合物の構造は、「頭文字（acronym）」とも称される、略号により表される。略号の対応する構造への変換は、以下の３つの表Ａ〜Ｃにより単純明快である。
【０２０９】
全ての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１およびＣｌＨ２ｌ＋１は、好ましくはそれぞれｎ、ｍおよびｌ個のＣ原子を有する直鎖アルキル基であり、全ての基ＣｎＨ２ｎ、ＣｍＨ２ｍおよびＣｌＨ２ｌは、好ましくはそれぞれ（ＣＨ２）ｎ、（ＣＨ２）ｍおよび（ＣＨ２）ｌであり、ならびに−ＣＨ＝ＣＨ−は好ましくは、トランス−それぞれＥ−ビニレンである。
【０２１０】
表Ａは、環の要素に関して用いられる記号を、表Ｂは結合基に関するもの、および表Ｃは分子の左手側および右手側（末端）基に関する記号に関するものを列挙する。
表Ｄは、例示的な分子構造をそれらのそれぞれのコードとともに列挙する。
【０２１１】
表Ａ：環の要素
【化４１】
2019521088.tif 000049
【化４２】
2019521088.tif 000050
【化４３】
2019521088.tif 000051
【０２１２】
【表２】
2019521088.tif 000052
【０２１３】
【表３】
2019521088.tif 000053
【表４】
2019521088.tif 000054
【０２１４】
式中、ｎ、ｍ、およびｋはそれぞれ整数であり、および３つの点「…」はこの表の他の記号のためのスペースを示す。
【０２１５】
好ましくは、本発明による液晶は、式Ｉで表される化合物に加え、以下の表の式で表される化合物の群から選択される１以上の化合物を含む。
【０２１６】
表Ｄ
この表において、ｎは、他に明確に定義しない限り３および５〜１５から、好ましくは３、５、７および９から選択された整数であり、ならびにｍおよびｋは互いに独立して１〜９の整数、好ましくは１〜７の整数、より好ましくは３〜５の整数である。
【０２１７】
【化４４】
2019521088.tif 000055
【０２１８】
【化４５】
2019521088.tif 000056
【０２１９】
【化４６】
2019521088.tif 000057
【０２２０】
【化４７】
2019521088.tif 000058
【０２２１】
【化４８】
2019521088.tif 000059
【０２２２】
【化４９】
2019521088.tif 000060
【０２２３】
【化５０】
2019521088.tif 000061
【０２２４】
【化５１】
2019521088.tif 000062
【０２２５】
【化５２】
2019521088.tif 000063
【０２２６】
【化５３】
2019521088.tif 000064
【０２２７】
【化５４】
2019521088.tif 000065
【０２２８】
【化５５】
2019521088.tif 000066
【０２２９】
【化５６】
2019521088.tif 000067
【０２３０】
【化５７】
2019521088.tif 000068
【０２３１】
以下の例は本発明の単なる例示であり、および任意の方法で本発明の範囲を限定するよう解されるべきではない。例および他のそれら等価体の改変は、本開示の観点から当業者に明らかになるだろう。
【０２３２】
化合物および合成例
合成例１
【化５８】
2019521088.tif 000069
の調製
対象の化合物
【０２３３】
対象の化合物は以下のスキームにより調製する。
【化５９】
2019521088.tif 000070
【０２３４】
段階１
【化６０】
2019521088.tif 000071
テトラヒドロフラン（３０ｍＬ）を含有する丸底フラスコに、１−ブロモ−３−フルオロヨードベンゼン（２７．５ｇ、０．０９２ｍｏｌ）を加える。ジイソプロピルアミン（３０ｍＬ）を加え、および反応を超音波浴に１０分間設置する。触媒のビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（０．９ｇ、１．２８ｍｍｏｌ）およびヨウ化銅（Ｉ）（０．２ｇ、１．０５ｍｍｏｌ）を加え、および反応を水浴中で２０℃まで冷却する。１，８−ノナジイン（５．０ｇ、０．０４１ｍｍｏｌ）を反応へゆっくり加え、さらに２０時間撹拌する。反応を冷却し、および真空下でろ過し、沈殿物を除去する。ろ液を希塩酸で酸性にし、およびジエチルエーテルで抽出する。濃縮前に有機物を水で洗浄し、黒色固体として生成物を与える。ジクロロメタン／石油エーテルで溶出するカラムクロマトグラフィー後に純生成物を得る。
【０２３５】
段階２
【化６１】
2019521088.tif 000072
段階１の生成物（２１．５ｇ、０．０４０ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（６００ｍＬ）中に溶解させ、ターレスナノ水添器（Thalesnano hydrogenator）へ通す。７０バール圧および６０℃という条件を使用し、淡色の固体として生成物を生産する。
【０２３６】
段階３
【化６２】
2019521088.tif 000073
窒素下で、テトラヒドロフラン（４００ｍＬ）を含有するフラスコ中に、１−ブロモ−４−ヨード−ベンゼン（１７．３３ｇ；６１．２５ｍｍｏｌ）を入れる。２０ｍＬの水中の炭酸カリウム（１２．７０ｇ；９１．８７ｍｍｏｌ）。系を脱気し、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（０．９ｇ；１．２８ｍｍｏｌ；０．０２ｅｑ．）を加える。反応混合物を８０℃で終夜撹拌する。水（５０ｍＬ）および２０ｍＬの希塩酸を加える。有機相を分離し、および水相を酢酸エチル（３×１００ｍＬ）で抽出する。有機相を合わせ、硫酸マグネシウムで乾燥し、および減圧下で留去する。ジクロロメタンにより溶出するシリカゲルのプラグ（plug）による精製、続くＩＭＳからの晶析により純生成物を与える。
【０２３７】
段階４
【化６３】
2019521088.tif 000074
２００ｍＬの無水ジオキサンへ、４’−ブロモ−ビフェニル−３−カルボニトリル（１０．５０ｇ；４０．６８ｍｍｏｌ）、４，５，５，４’，４’，５’，５’−オクタメチル−［２，２’］ビ［［１，３，２］ジオキサボロラニル］（１１．３６ｇ；４４．７５ｍｍｏｌ）および酢酸カリウム（５．９４ｇ；６０．６５ｍｍｏｌ）を加える。系を脱気し、ジクロロビス（トリシクロヘキシルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）（１．５０ｇ；２．０３ｍｍｏｌ）を加え、反応混合物を８０℃で終夜撹拌する。水（３０ｍＬ）を加え、有機相を分離する。水相を酢酸エチルで３回抽出する。有機相を合わせ、ブラインで洗浄し、次いで水で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮する。石油エーテル／ジクロロメタン（５：１比）で溶出するシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーによる精製、続く石油エーテル／ＩＭＳからの再結晶により白色固体として純生成物を与える。
【０２３８】
段階５
【化６４】
2019521088.tif 000075
４’−（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン−２−イル）−ビフェニル−３−カルボニトリル（９．６５ｇ；３１．６３ｍｍｏｌ）および１−ブロモ−４−［９−（４−ブロモ−３−フルオロ−フェニル）ノニル］−２−フルオロ−ベンゼン（７．５０ｇ；１５．８２ｍｍｏｌ）の１００ｍＬテトラヒドロフラン溶液に、２０ｍＬの水中のメタホウ酸ナトリウム八水和物（６．８３ｇ；２４．７８ｍｍｏｌ）を加える。系を窒素でパージし、およびビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（０．２８ｇ；０．４０ｍｍｏｌ）を加え、反応混合物を８０℃で終夜撹拌する。水（２０ｍＬ）を加え、有機相を分離する。水相を酢酸エチルで抽出する。有機相を合わせ、希塩酸で、続いて水で洗浄し、減圧下で留去する。ジクロロメタン／アセトニトリルからの晶析は純生成物を与える。
相シーケンス：Ｋ１２４Ｉ、ｅ／Ｋ＝１．９６Ｖ−１。
【０２３９】
合成例２
合成例２ａ
【化６５】
2019521088.tif 000076
の調製
対象の化合物を以下のスキームにより調製する。
【化６６】
2019521088.tif 000077
【０２４０】
段階１
【化６７】
2019521088.tif 000078
１−ブロモ−４−ヨードベンゼン（２５．００ｇ；８８．３７ｍｍｏｌ）の８０ｍＬテトラヒドロフラン溶液に、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（０．２０ｇ；１．０５ｍｍｏｌ）およびジイソプロピルアミン（１４．００ｍｌ；９９．６１ｍｍｏｌ）を加える。反応混合物を窒素でパージする。次いで、ノナ−１，８−ジイン（５．００ｇ；４１．６０ｍｍｏｌ）の２０ｍＬテトラヒドロフラン溶液をゆっくり加える。反応を室温で終夜撹拌する。反応混合物をろ過し、固体をテトラヒドロフランで洗浄する。溶媒を減圧下で除去する。ジクロロメタンで溶出する粗生成物のシリカゲルカラムクロマトグラフィーは黄色固体として生成物を与える。
【０２４１】
段階２
【化６８】
2019521088.tif 000079
６００ｍｌのテトラヒドロフランを含有するフラスコに１−ブロモ−４−［９−（４−ブロモフェニル）ノナ−１，８−ジイニル］ベンゼン（３０．００ｇ；６９．７４ｍｍｏｌ）、（３，５−ジフルオロフェニル）ボロン酸（２４．２３ｇ；１５３．４３ｍｍｏｌ）、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（２．４５ｇ；３．４９ｍｍｏｌ）を入れる。炭酸ナトリウム水溶液（２Ｍ、１３９．４８ｍｌ；２７８．９６ｍｍｏｌ）を加える。反応混合物を脱気し、８０℃で終夜撹拌する。有機相を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥し、および減圧下で留去する。石油エーテル／ジクロロメタン（４：１比）で溶出する粗生成物のシリカゲルカラムクロマトグラフィーは生成物を与える。
相シーケンス：Ｋ１１５Ｉ、ｅ／Ｋ＝１．７２Ｖ−１。
【０２４２】
合成例２ｂ
【化６９】
2019521088.tif 000080
の調製
対象の化合物は以下のスキームにより調製する。
【化７０】
2019521088.tif 000081
段階１および２は例２ａのとおりに行われる。
【０２４３】
段階３
【化７１】
2019521088.tif 000082
１００ｍｌのメタノール／テトラヒドロフラン（１：１比）中の１−［４−［９−［４−（３，５−ジフルオロフェニル）フェニル］ノナ−１，８−ジイニル］フェニル］−３，５−ジフルオロ−ベンゼン（７．００ｇ；１．００ｅｑ．）を、触媒として１０％Ｐｄ／Ｃを使用し、H-Cube（登録商標）に４回ポンプで通す。系の圧力を１０バールに、流速を１０ｍＬ／ｍｉｎに、および温度を３０℃に設定する。減圧下で溶媒を除去し、生成物を白色結晶として与える。
相シーケンス：Ｋ４６Ｉ、ｅ／Ｋ＝２．０Ｖ−１。
【０２４４】
合成例３
【化７２】
2019521088.tif 000083
の調製
対象の化合物は以下のスキームにより調製する。
【化７３】
2019521088.tif 000084
段階１は例２ａのとおりに行われる。
【０２４５】
段階２
【化７４】
2019521088.tif 000085
１，４−ジオキサン（２００．００ｍＬ）を含有するフラスコ中に、１−ブロモ−４−［９−（４−ブロモフェニル）ノナ−１，８−ジイニル］ベンゼン（８．００ｇ；１８．６０ｍｍｏｌ）および（３−シアノフェニル）ボロン酸（５．８８ｇ；４０．００ｍｍｏｌ）を入れる。［１，１′−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム（ＩＩ）ジクロロメタン錯体（０．５０ｇ；０．６８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム（１０．６０ｇ；１００．００ｍｍｏｌ）、および水（５０．００ｍｌ）を加える。反応混合物を脱気し、および８０℃で３時間撹拌する。反応を室温まで冷却し、および１００ｍＬの酢酸エチルを加える。有機相を分離し、ブライン、次いで水で洗浄し、減圧下で留去する。石油エーテル／ジクロロメタン（７：３比）で溶出する粗生成物のシリカゲルカラムクロマトグラフィーは生成物を与える。
【０２４６】
段階３
【化７５】
2019521088.tif 000086
１００ｍＬメタノール中の３−［４−［９−［４−（３−シアノフェニル）フェニル］ノナ−１，８−ジイニル］フェニル］ベンゾニトリル（１．５０ｇ；１．００ｅｑ．）を、触媒として１０％Ｐｄ／Ｃを使用し、H-Cube（登録商標）にポンプで通す。系の圧力を３０バールに、流速を３ｍＬ／ｍｉｎに、および温度を３０℃に設定する。減圧下で溶媒を除去する。アセトニトリルからの晶析は純生成物を与える。
相シーケンス：Ｋ８４Ｉ。
【０２４７】
合成例４
【化７６】
2019521088.tif 000087
の調製
対象の化合物は以下のスキームにより調製する。
【化７７】
2019521088.tif 000088
【０２４８】
段階１
【化７８】
2019521088.tif 000089
１，４−ジオキサン（２００．００ｍＬ）を含有するフラスコ中に、４−ブロモ−フェノール（１１．７７ｇ；６８．０５ｍｍｏｌ；１．００ｅｑ．）、（３−シアノフェニル）ボロン酸（１０．００ｇ；６８．０６ｍｍｏｌ）を入れる。［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム（ＩＩ）ジクロロメタン錯体（０．５０ｇ；０．６８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム（１４．３１ｇ；０．１４ｍｏｌ）、および水（５０．００ｍｌ）を加える。反応混合物を脱気し、および８０℃で終夜撹拌する。酢酸エチル（１００ｍL）を加える。有機相を分離し、ブライン、次いで水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で留去する。ジクロロメタン／酢酸エチル（１：４比）からの再結晶は生成物を与える。
【０２４９】
段階２
【化７９】
2019521088.tif 000090
１００ｍＬのトルエンを含有するフラスコに、ウンデカン二酸（２．８８ｇ；１３．３０ｍｍｏｌ）酸を加える。４’−ヒドロキシ−ビフェニル−３−カルボニトリル（５．２０ｇ；２６．６４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（５．５７ｇ；２７．００ｍｍｏｌ）、および４−（ジメチルアミノ）−ピリジン（０．６１ｇ；５．００ｍｍｏｌ）を加え、室温で終夜撹拌する。水（５０ｍＬ）を加え、および有機相を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥し、および減圧下で留去する。石油エーテル／ジクロロメタン（３：２比）で溶出する粗生成物のシリカゲルカラムクロマトグラフィー、続く石油エーテル／酢酸エチルからの再結晶は純生成物を与える。
相シーケンス：Ｋ１２５（Ｎ８４）Ｉ、ｅ／Ｋ＝１．９Ｖ−１。
【０２５０】
上記化合物は好適な相挙動、およびフレキソ弾性比を有し、下記に表すとおりの液晶媒体において有用な成分であり得、ならびにフレキソ弾性効果に関する高いｅ／Ｋ混合物の作用温度の調整のために特に有用であり得る。
【０２５１】
使用例、混合物例
透明点を包含する相転移は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して最初に測定される。
さらにまた、典型的に、逆平行のラビングしたＰＩ整列層を有する厚さ５．６μｍのセルを、ホットプレート上に、フレキソエレクトリック(flexoelectric)混合物がアイソトロピック相にある温度で満たす。
【０２５２】
セルを満たした後、透明点を含む相転移を、光学的検査によって確認する。光学的相転移測定のために、ＦＰ８２ホットステージに接続したMettlerＦＰ９０ホットステージコントローラーを使用して、セルの温度を制御する。温度を、周囲温度から毎分５℃の速度で、アイソトロピック相の開始が観察されるまで上昇させる。テキスチャ変化を、交差させた偏光子によって、オリンパスＢＸ５１顕微鏡を使用して観察し、それぞれの温度を書き留める。
【０２５３】
ワイヤーを、次にセルのＩＴＯ電極に、インジウム金属を使用して取り付ける。セルを、Linkam TMS93ホットステージコントローラーに接続したLinkam THMS600ホットステージ中に固定する。ホットステージを、オリンパスBX51顕微鏡中の回転ステージに固定する。
【０２５４】
セルを、液晶が完全にアイソトロピックであるまで加熱する。セルを、次に試料が完全にネマチックであるまで印加した電場の下で冷却する。駆動波形を、Tektronix AFG3021B任意波形発生器によって供給し、それを、Newtons4th LPA400電力増幅器によって送り、その後セルに印加する。セル応答を、Thorlabs PDA55フォトダイオードでモニタリングする。入力波形および光学的応答の両方を、Tektronix TDS 2024Bデジタルオシロスコープを使用して測定する。
【０２５５】
材料のフレキソ弾性応答を測定するために、光学軸の傾きのサイズにおける変化が上昇する電圧の関数として測定される。この関係において、以下の方程式が使用され、
【数６】
2019521088.tif 000091
【０２５６】
式中、φは、もとの位置（つまりＥ＝０である場合）からの光学軸における傾斜であり、Ｅは印加した電界であり、Ｋは弾性定数（Ｋ１およびＫ３の平均）であり、ｅはフレキソエレクトリック係数、ここでｅ＝ｅ１＋ｅ３である。印加した電界を、HP 34401Aマルチメーターを使用してモニタリングする。傾斜角を、前述の顕微鏡およびオシロスコープを使用して測定する。影響を受けないコレステリックピッチ、Ｐ０を、コンピューターに付けられたOcean Optics USB4000分光計を使用して測定する。選択的反射バンドを得、距離をスペクトルデータから決定する。
【０２５７】
以下の例において表される発明による混合物はフレキソエレストリックディスプレイにおける使用に非常に好適である。好適なコレステリックピッチを達成するために、適切な濃度のキラルドーパント（単数）またはドーパント（複数）が使用され得る。
【０２５８】
引用混合例１
ホスト混合物Ｈ−０は調製および調査され、とりわけその配向のための特性を研究する。
【表５】
2019521088.tif 000092
【０２５９】
混合物の配向はプラナー配向のために、５５０ｎｍの波長で１０μｍのセルギャップを有する、逆平行のラビングしたＰＩ配列層を有する試験セルにおいて決定される。試料の光学遅延は、−６０°から＋４０°までの範囲に及ぶ様々な入射角に、エリプソメーター器を使用して決定される。
【０２６０】
Ｈ−０の結果は以下の表に編集され、ここで試料Ｈ−０は、垂直での観測下での、すなわち入射角０°での、２５ｎｍの光学遅延を表す。これはホモジニアス配向の存在をすでに示す。様々な入射角で、遅延の値は２ｎｍから５５ｎｍまでの範囲に及ぶ。入射角の関数として、散乱が極めて重要であるが、入射角を上昇させることに伴い、遅延が上昇する傾向があるよう見える。しかしながら、遅延の値の重要な散乱は、ホメオトロピック配向の非常に乏しい品質を示す。
【表６】
2019521088.tif 000093
【０２６１】
比較混合物例１
混合物Ｃ−１
混合物Ｈ−０において、２％のキラルドーパントＲ−５０１１を加え、混合物Ｃ−１を与え、その特性を調査する。
【表７】
2019521088.tif 000094
【０２６２】
混合物Ｃ−１を、ＵＳＨモードのために使用してもよい。それは、８２℃の透明点および３３℃のより低い遷移温度［Ｔ（Ｎ２，Ｎ）］を有する。それは、３５℃で３０１ｎｍのコレステリックピッチを有する。この混合物のｅ／Ｋは、３４．８℃の温度で１．９Ｃｍ−１・Ｎ−１である。
【０２６３】
混合物例１
混合物Ｈ−０に、１０％の合成例１の化合物、および２％のキラルドーパントを含め、混合物Ｍ−１を与え、調査する。
【表８】
2019521088.tif 000095
【０２６４】
本混合物Ｍ−１はＵＳＨモードに非常に好適である。
それは４０．２℃で３０７ｎｍのコレステリックピッチを有する。
この混合物のｅ／Ｋは３９．３℃の温度で１．９６Ｃｍ−１Ｎ−１である。
混合物例２
混合物Ｈ−０において、１０％の合成例２ａの化合物、および２％のキラルドーパントを含め、混合物Ｍ−２を与え、調査する。
【０２６５】
【表９】
2019521088.tif 000096
【０２６６】
本混合物Ｍ−２はＵＳＨモードに非常に好適である。それは４０℃で３１１ｎｍのコレステリックピッチを有する。この混合物のｅ／Ｋは３９．３℃の温度で１．７２Ｃｍ−１Ｎ−１である。
混合物例３
混合物Ｈ−０に、１０％の合成例２ｂの化合物、および２％のキラルドーパントを含め、混合物Ｍ−３を与え、調査する。
【０２６７】
【表１０】
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【０２６８】
本混合物Ｍ−３はＵＳＨモードに非常に好適である。それは３５℃で２７７ｎｍのコレステリックピッチを有する。この混合物のｅ／Ｋは３６．６℃の温度で２．００Ｃｍ−１Ｎ−１である。
【国際調査報告】
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