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公開番号2025088766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2024208088
出願日2024-11-29
発明の名称反射型液晶パネル
出願人メルクパテントゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,Merck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung
代理人弁理士法人葛和国際特許事務所
主分類G02F 1/13 20060101AFI20250604BHJP(光学)
要約【課題】本発明は、負の誘電異方性を有する液晶(LC)媒体を使用するLCoSパネルおよびそれに含まれるLC媒体に関する。
【解決手段】開示された液晶媒体(LC媒体)は、高い光学異方性を有する負の誘電異方性液晶材料である。これは、垂直配向(VA)ネマチックパネルに基づく投影システムを包含する電気光学ディスプレイにおいて特に有用である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数の反射電極を有する半導体基板、半導体基板とともにアセンブリ化された透明電極を有する透明基板、および半導体基板と透明基板との間に配置された液晶層を含む、シリコン上液晶(LCoS)パネルであって、
液晶層は、
a) 式IVで表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000231.jpg
15
114
その式中、
R
41
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカルまたは2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカルを表し、および
R
42
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカル、または1～6個のC原子を有する非置換アルコキシラジカル、2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカルを表し、
ここで、式IVで表される1以上の化合物は、式IV-2から選択され、
JPEG
2025088766000232.jpg
15
114
ここで、
アルキルは、1～7個のC原子を有するアルキルを表し、および
アルコキシは、1～5個のC原子を有するアルコキシを表す、
を含む液晶媒体を含む、前記LCoSパネル。
続きを表示（約 5,300 文字）【請求項２】
1以上の無機配向層を含む、請求項1に記載のLCoSパネル。
【請求項３】
液晶媒体が、90℃以上の透明点を有する、請求項1または2に記載のLCoSパネル。
【請求項４】
液晶媒体が、基板に対して垂直に配向されている、請求項1～3のいずれか一項に記載のLCoSパネル。
【請求項５】
a) 式IVで表される1以上の化合物
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2025088766000233.jpg
17
112
その式中、
R
41
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカルまたは2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカルを表し、および
R
42
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカル、1～6個のC原子を有する非置換アルコキシラジカル、または2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカルを表し、
ここで、式IVで表される1以上の化合物は、式IV-2から選択され、
JPEG
2025088766000234.jpg
16
114
ここで、
アルキルは、1～7個のC原子を有するアルキルを表し、
アルコキシは、1～5個のC原子を有するアルコキシを表す、
b) 式Iで表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000235.jpg
16
111
その式中、
R
11
は、1～7個のC原子を有するアルキル、1～7個のC原子を有するアルコキシ、または2～7個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニル、またはアルケニルオキシを表し、ここで、加えて、これらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、互いに独立して、
JPEG
2025088766000236.jpg
22
142
によって各々置き換えられてもよく、
R
12は
、1～7個のC原子を有するアルキル、1～7個のC原子を有するアルコキシ、または2～7個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシを表す、
ならびに、
c) 0.1％～0.9％の、式ST-1で表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000237.jpg
28
111
式中
R
ST
は、H、1～15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを表し、ここで、加えて、これらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、互いに独立して、-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH=CH-、
JPEG
2025088766000238.jpg
14
119
-O-、-CO-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で各々置き換えられてもよく、かつここで、加えて、1個以上のH原子は、ハロゲンで置き換えられてもよく、
JPEG
2025088766000239.jpg
12
24
は、各出現において、
同一または異なって、
JPEG
2025088766000240.jpg
13
51
を表し、
Z
ST
は、各々、互いに独立して、-CO-O-、-O-CO-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH
2
O-、-OCH
2
-、-CH
2
-、-CH
2
CH
2
-、-(CH
2
)
4
-、-CH=CH-、-CH
2
O-、-C
2
F
4
-、-CH
2
CF
2
-、-CF
2
【請求項６】
請求項５に記載の液晶媒体であって、
d)およびe)における式の群：
d) 式IIA、IIB、IIC、IIDおよびIIE
JPEG
2025088766000241.jpg
143
127
その式中、
R
2A
、R
2B
、R
2C
、R
2D
、R
2E1
およびR
2E2
は、各々、互いに独立して、H、1～7個のC原子を有するアルキルラジカル、または2～7個のC原子を有するアルケニルラジカルを表し、その各々は非置換であるか、少なくともハロゲンで一置換されており、ここでこれらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、-O-、-S-、
JPEG
2025088766000242.jpg
14
126
-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-OC-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で各々置き換えられてもよく；
L
1
およびL
2
は、各々、互いに独立して、F、Cl、CF
3
またはCHF
2
を表し；
Yは、H、F、Cl、CF
3
、CHF
2
またはCH
3
を表し；
Z
2
、Z
2B
およびZ
2D
は、各々、互いに独立して、単結合、-CH
2
CH
2
-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH
2
O-、-OCH
2
-、-COO-、-OCO-を表し、
pは、0、1、または2を表し、
qは、0または1を表し、および
vは、1、2、3、4、5、または6を表す；
e) 式III
JPEG
2025088766000243.jpg
23
123
その式中、
R
31
およびR
32
は、各々、互いに独立して、H、1～7個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを表し、ここでこれらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、互いに独立して、
JPEG
2025088766000244.jpg
12
120
-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH=CH-によって、-O-、-CO-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で各々置き換えられてもよく、かつここで、1個以上のH原子は、ハロゲンで置き換えられてもよく、
A
3
は、各出現において互いに独立して、1もしくは2のCH基がNによって置き換えられてもよい1,4-フェニレンラジカル、または1もしくは2の隣接していないCH
2
【請求項７】
請求項5または6に記載の液晶媒体であって、式IIEで表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000245.jpg
24
116
その式中、
R
2E1
は、独立して、H、1～7個のC原子を有するアルキルラジカル、または2～7個のC原子を有するアルケニルラジカルを表し、その各々は非置換であるか、少なくともハロゲンで一置換されており、ここでこれらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、-O-、-S-、
JPEG
2025088766000246.jpg
19
125
-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-OC-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で置き換えられてもよく；
R
2E2
は、独立して、1～7個のC原子を有するアルコキシまたはアルキルラジカル、または2～7個のC原子を有するアルケニルラジカルを表し、その各々は非置換であるか、少なくともハロゲンで一置換されており、ここでこれらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、
JPEG
2025088766000247.jpg
17
101
によって置き換えられてもよく、
Yは、H、F、Cl、CF
3
、CHF
2
またはCH
3
を表し；
L
1
およびL
2
は、各々、互いに独立して、F、Cl、CF
3
またはCHF
2
を表す、
を含む、前記液晶媒体。
【請求項８】
請求項5～7のいずれか一項に記載の液晶媒体であって、式Hで表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000248.jpg
23
89
その式中
Aは、q価の脂肪族、芳香族または複素芳香族炭化水素基であって、1～40個のC原子、好ましくは6～30個のC原子を有するもの；または、q=2の結合を表し；
Spは、スペーサー基または結合を表し；
R
S
は、H、1～12個のC原子を有するアルキル、または2～12個のC原子を有するアルケニルを表し；
HAは、
JPEG
2025088766000249.jpg
30
30
を表し；
Z
S
は、-O-、-C(O)O-、-(CH
2
)
z
-または-(CH
2
)
z
O-、または単結合を表し；好ましくは-C(O)O-であり、
R
H
は、H、O・、CH
3
、OHまたはOR
S
を表し、好ましくはHまたはO・であり；
R
S1
、R
S2
、R
S3
およびR
S4
は、同一または異なって、1～6個のC原子を、好ましくは1～3個のC原子を有するアルキルを表し、極めて好ましくはCH
3
であり、
Gは、HまたはR
S
または基Z
S
-HAを表し、
基zは、1から6までの整数であり、
qは、1、2、3または4であり、好ましくは2である、
を含む、前記液晶媒体。
【請求項９】
請求項5～8のいずれか一項に記載の液晶媒体であって、式H-Aで表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000250.jpg
28
75
式中
A
a
は、1または2のCH
2
基が1,4-シクロヘキシレンで置き換えられてもよい1～12個の炭素原子を有するアルキレン基を表し、および
R
H
は、HまたはO・を表す、
を含む、前記液晶媒体。
【請求項１０】
請求項5～9のいずれか一項に記載の液晶媒体であって、式IV-1およびIV-3で表される化合物の1以上
JPEG
2025088766000251.jpg
27
122
その式中、
アルキルおよびアルキル’は、互いに独立して、1～7個のC原子を有する、好ましくは2～5個のC原子を有するアルキルを表し、
アルケニルは、2～5個のC原子、好ましくは2～4個のC原子を有するアルケニルラジカルを表す、
を含む、前記液晶媒体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、負の誘電異方性を有する液晶(LC)媒体を使用するシリコン上液晶パネル(LCoSパネル)およびそれに含まれるLC媒体に関する。
現在開示されている液晶媒体(LC媒体)は、負の誘電異方性および高い光学異方性を有し、および、垂直配向(VA)ネマチックパネルに基づく投影システムを包含する電気光学ディスプレイにおいて特に有用である。
続きを表示（約 5,200 文字）【背景技術】
【０００２】
LCoSパネルは、投影システム、近眼ディスプレイまたはビームステアリングアプリケーションのようなデバイスにおいて反射型マトリックスアレイとして使用される。最も一般的な様式において、ディスプレイは、ほとんどの従来のLCディスプレイのように偏光の方向を変調する(振幅変調)。LCoSのいくつかのアプリケーションでは、画像投影を含む光線の空間分布を制御するために、コヒーレント光の制御位相変調を利用する。新しいアプリケーションおよび光源を考慮すると、LCoSパネルの開発には多くの領域において改善の余地がある。
【０００３】
配向層は通常、LC媒体と接触するように電極上に(かかる電極が存在する場合)適用され、LC分子の初期配向を誘発する。LCoSパネルにおける配向層は、しばしば、デスクトップやテレビ用途のための他のLCパネルに主に使用されているポリイミド層よりも耐熱性に優れている無機配向材料からなる。これらの無機材料の可変配向特性には、慎重な試験が求められる。LCoSパネルについては、無機配向材料に対して高い配向特性を持つLC媒体に対する需要がある。加えて、これらのデバイスには通常、高光強度下での高い光安定性および長寿命が求められる。
【０００４】
従来技術において観察される別の問題は、LCoSパネルにおける従来のLC媒体の使用がしばしば、使用中の厳しい温度および照射に起因して気泡の発生および最終的にはディスプレイ内の暗欠陥をもたらすということである。したがって、継続使用後の変位欠陥の低減をもたらすLC媒体を提供することが望ましい。これは、それらがそのもの自体で安定し、および、隣接する材料、例として配向層と、うまく組み合わせられなければならないということを意味する。
【０００５】
従来技術において観察される別の問題は、LCoS型のディスプレイを含むがこれに限定されないディスプレイにおける使用のためのLC媒体が、しばしば高粘度を示し、およびその結果として、スイッチング時間が長くなるということである。
加えて、高い比抵抗と同時に広い動作温度範囲、短い応答時間、および低い閾値電圧、グレーシェードの多重性、高コントラストを可能にし、高い信頼性およびUV照射後のVHRの高い値を有するような、ディスプレイおよびかかるディスプレイにおける使用のためのLC媒体に対する大きな需要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上記の欠点を有しないか、または有しても程度が低減された、デバイスにおける使用のための新規の好適なLC媒体を提供するという目的に基づく。
本発明はさらに、上述の欠点を有しないか、または有しても程度が低減され、かつ同時に、低粘度、高い複屈折、負の誘電異方性、高透過率または高反射率、および高透明点を有するLCoSパネルを提供するという目的を有する。
【０００７】
特に、本発明は、ディスプレイにおける気泡および暗欠陥の発生を低減または防止するLC媒体を提供するという目的に基づく。
これらの目的は、本発明に従って、本出願に記載された材料およびプロセスによって達成された。特に、驚くべきことに、以下に記載される液晶ホストの使用により、上述したとおりの有利な効果を達成することが可能になるということが見出された。
【０００８】
一側面において、本発明は、
式IVで表される1以上の化合物を含むLC媒体を含むLCoSパネルに関し、
JPEG
2025088766000001.jpg
20
123
その式中、
R
41
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカルまたは2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカルを表し、好ましくはn-アルキルラジカルであり、特に好ましくは2、3、4または5個のC原子を有し、
R
42
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカル、1～6個のC原子を有する非置換アルコキシラジカル(両方とも好ましくは2～5個のC原子を有する)、または2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカル(好ましくは2、3または4個のC原子を有する)を表し、より好ましくはビニルラジカルまたは1-プロペニルラジカル、特にビニルラジカルであり、
ここで、式IVで表される1以上の化合物は、式IV-2から選択され、
JPEG
2025088766000002.jpg
19
122
ここで、
アルキルは、1～7個のC原子を有するアルキルを表し、および
アルコキシは、1～5個のC原子を有するアルコキシを表す。
【０００９】
本発明はさらに、以下を含む液晶媒体に関する：
a) 式IVで表される1以上の化合物
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2025088766000003.jpg
18
122
その式中、
R
41
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカルまたは2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカルを表し、好ましくはn-アルキルラジカルであり、特に好ましくは2、3、4または5個のC原子を有し、
R
42
は、1～7個のC原子を有する非置換アルキルラジカル、1～6個のC原子を有する非置換アルコキシラジカル(両方とも好ましくは2～5個のC原子を有する)、または2～7個のC原子を有する非置換アルケニルラジカル(好ましくは2、3または4個のC原子を有する)を表し、より好ましくはビニルラジカルまたは1-プロペニルラジカル、特にビニルラジカルであり、
ここで、式IVで表される1以上の化合物は、式IV-2から選択され、
JPEG
2025088766000004.jpg
19
122
ここで、
アルキルは、1～7個のC原子を有するアルキルを表し、および
アルコキシは、1～5個のC原子を有するアルコキシを表す、
ならびに、
b) 式Iで表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000005.jpg
16
116
その式中、
R
11
は、1～7個のC原子を有するアルキル、1～7個のC原子を有するアルコキシ、または2～7個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニル、またはアルケニルオキシを表し、ここで、加えて、これらのラジカル中の1以上のCH2基は、互いに独立して、
JPEG
2025088766000006.jpg
17
129
によって各々置き換えられてもよく、
R
12は
、1～7個のC原子を有するアルキル、1～7個のC原子を有するアルコキシ、または2～7個のC原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシを表す、
ならびに、
c) 0.1％～0.9％の、式ST-1で表される1以上の化合物
JPEG
2025088766000007.jpg
29
111
式中
R
ST
は、H、1～15個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを表し、ここで、加えて、これらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、互いに独立して、-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH=CH-、
JPEG
2025088766000008.jpg
18
131
-O-、-CO-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で各々置き換えられてもよく、かつここで、加えて、1個以上のH原子は、ハロゲンで置き換えられてもよく、
JPEG
2025088766000009.jpg
13
23
は、各出現において、
同一または異なって、
JPEG
2025088766000010.jpg
12
53
を表し、
Z
ST
は、各々、互いに独立して、-CO-O-、-O-CO-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH
2
O-、-OCH
2
-、-CH
2
-、-CH
2
CH
2
-、-(CH
2
)
4
-、-CH=CH-、-CH
2
O-、-C
2
F
4
-、-CH
2
CF
2
【００１０】
媒体は、さらに好ましくは、群d)およびe)から選択される1以上の化合物を含み得る：
d) 式IIA、IIB、IIC、IIDおよびIIE、
JPEG
2025088766000011.jpg
138
124
その式中、
R
2A
、R
2B
、R
2C
、R
2D
、R
2E1
およびR
2E2
は、各々、互いに独立して、H、1～7個のC原子を有するアルキルラジカル、または2～7個のC原子を有するアルケニルラジカルを表し、その各々は非置換であるか、少なくともハロゲンで一置換されており、ここでこれらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、-O-、-S-、
JPEG
2025088766000012.jpg
13
119
-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-OC-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で各々置き換えられてもよく；
L
1
およびL
2
は、各々、互いに独立して、F、Cl、CF
3
またはCHF
2
を表し；
Yは、H、F、Cl、CF
3
、CHF
2
またはCH
3
を表し；
Z
2
、Z
2B
およびZ
2D
は、各々、互いに独立して、単結合、-CH
2
CH
2
-、-CH=CH-、-CF
2
CF
2
-、-CF=CF-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH
2
O-、-OCH
2
-、-COO-、-OCO-を表し、
pは、0、1、または2を表し、
qは、0または1を表し、および
vは、1、2、3、4、5、または6を表す、
ならびに、
e) 式III、
JPEG
2025088766000013.jpg
23
117
その式中、
R
31
およびR
32
は、各々、互いに独立して、H、1～7個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを表し、ここでこれらのラジカル中の1以上のCH
2
基は、互いに独立して、
JPEG
2025088766000014.jpg
17
123
-C≡C-、-CF
2
O-、-OCF
2
-、-CH=CH-、-O-、-CO-O-または-O-CO-によって、O原子が互いに直接連結されないようなやり方で各々置き換えられてもよく、かつここで、1個以上のH原子は、ハロゲンで置き換えられてもよく、
（【００１１】以降は省略されています）

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