專利名稱：：光學(xué)等向性液晶媒體以及光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種作為光學(xué)元件用材料而有用的液晶媒體。詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種具有廣泛的液晶相溫度范圍、大的介電異向性、折射率異向性的液晶媒體。此外，本發(fā)明涉及一種使用此液晶媒體的光學(xué)元件。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種可在廣泛的溫度范圍內(nèi)使用，可進(jìn)行低電壓驅(qū)動(dòng)，且可獲得高速的電光學(xué)響應(yīng)的液晶媒體以及使用此液晶媒體的光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
：使用液晶組成物的液晶顯示元件被廣泛用于鐘表、計(jì)算器、文字處理器等的顯示器。這些液晶顯示元件是利用液晶化合物的折射率異向性、介電異向性等。液晶顯示元件中的運(yùn)作模式主要已知:利用I片以上的偏光板來(lái)顯示的相變(phasechange,PC)、扭轉(zhuǎn)向列(twistednematic,TN)、超扭轉(zhuǎn)向列(supertwistednematic,STN)、雙穩(wěn)態(tài)扭轉(zhuǎn)向列(bistabletwistednematic,BTN)、電控雙折射(electricallycontrolledbirefringence,ECB)、光學(xué)補(bǔ)償彎曲(opticallycompensatedbend,OCB)、橫向電場(chǎng)切換(in-planeswitching,IPS)、垂直配向(verticalalignment,VA)等。進(jìn)而，近年來(lái),亦盛行研究對(duì)光學(xué)等向性液晶相施加電場(chǎng)而使其表現(xiàn)出電致雙折射的模式(專利文獻(xiàn)I專利文獻(xiàn)16、非專利文獻(xiàn)I非專利文獻(xiàn)3)。進(jìn)而，提出有利用作為光學(xué)等向性液晶相之一的藍(lán)相中的電致雙折射的可調(diào)濾波器、波前控制元件、液晶透鏡、相差修正元件、開(kāi)口控制元件、光學(xué)頭裝置等(專利文獻(xiàn)10專利文獻(xiàn)12)。基于元件的驅(qū)動(dòng)方式的分類為被動(dòng)矩陣(passivematrix,PM)及主動(dòng)矩陣(activematrix,AM)。被動(dòng)矩陣(passivematrix,PM)分類為靜態(tài)(static)與多工(multiplex)等，AM分類為薄膜晶體管(thinfilmtransistor,TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metalinsulatormetal,MIM)等。這些液晶顯示元件包含具有適當(dāng)物性的液晶組成物。為了提高液晶顯示元件的特性，較佳為此液晶組成物具有適當(dāng)?shù)奈镄浴Ｗ鳛橐壕ЫM成物的成分的液晶化合物所必需的一般物性如下所述。(I)化學(xué)性穩(wěn)定、及物理性穩(wěn)定；(2)具有高透明點(diǎn)(液晶相-等向相的相轉(zhuǎn)移溫度);(3)液晶相(向列相、膽固醇相、層列相、藍(lán)相等光學(xué)等向性液晶相等)的下限溫度低；(4)于其他液晶化合物的相容性優(yōu)異；(5)具有適當(dāng)大小的介電異向性；(6)具有適當(dāng)大小的折射率異向性。尤其于光學(xué)等向性液晶相中，就驅(qū)動(dòng)電壓降低的觀點(diǎn)而言，較佳為介電異向性及折射率異向性均大的液晶化合物。若將包含如(I)所述化學(xué)性、物理性穩(wěn)定的液晶化合物的液晶組成物用于液晶顯示元件，則可提高電壓保持率。另外，若為包含如⑵及(3)所述具有高透明點(diǎn)或液晶相的低下限溫度的液晶化合物的液晶組成物，則可擴(kuò)大向列相或光學(xué)等向性液晶相的溫度范圍，可在廣泛的溫度范圍內(nèi)用作顯示元件。液晶化合物為了表現(xiàn)出單一的化合物所難以發(fā)揮的特性，通常作為與其他很多液晶化合物混合而制備的液晶組成物來(lái)使用。因此，液晶顯示元件所使用的液晶化合物較佳為如(4)所述與其他液晶化合物等的相容性良好。近年來(lái)，尤其要求顯示性能，例如對(duì)比度、顯示容量、響應(yīng)時(shí)間特性等更高的液晶顯示元件。進(jìn)而對(duì)所使用的液晶材料要求驅(qū)動(dòng)電壓低的液晶組成物。另外，為了以低電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)以光學(xué)等向性液晶相所驅(qū)動(dòng)的光學(xué)元件，較佳為使用介電異向性及折射率異向性大的液晶化合物。專利文獻(xiàn)15及專利文獻(xiàn)16中存在關(guān)于使用本案化合物的液晶組成物的記載。然而，專利文獻(xiàn)15及專利文獻(xiàn)16中所記載的液晶組成物為向列液晶，并無(wú)關(guān)于光學(xué)等向性液晶的記載。另一方面，包含本案通式(I)的化合物的光學(xué)等向性液晶組成物具有以低電壓驅(qū)動(dòng)的特征。除了本案通式(I)以外，還包含通式(2)或通式(3)所表示的化合物的組成物亦以低電壓驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2003-327966號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)2005/90520號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)3:日本專利特開(kāi)2005-336477號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本專利特開(kāi)2006-89622號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利特開(kāi)2006-299084號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本專利特表2006-506477號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本專利特表2006-506515號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8:國(guó)際公開(kāi)2006/063662號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)9:日本專利特開(kāi)2006-225655號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)10:日本專利特開(kāi)2005-157109號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)11:國(guó)際公開(kāi)2005/80529號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)12:日本專利特開(kāi)2006-127707號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)13:國(guó)際公開(kāi)1998/023561號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)14:日本專利特愿2008-295842號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)15:日本專利2959526號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)16:國(guó)際公開(kāi)2009-103495號(hào)小冊(cè)子非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I:NatureMaterials,1,64,(2002)非專利文獻(xiàn)2:Adv.Mater.，17，96，(2005)非專利文獻(xiàn)3JournaloftheSID,14,551,(2006)
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的技術(shù)課題本發(fā)明的第一目的是提供一種具有對(duì)熱及光等的穩(wěn)定性、廣泛的液晶相溫度范圍、大的折射率異向性、大的介電異向性，且具有光學(xué)等向性液晶相的液晶媒體。第二目的是提供一種包含此液晶媒體，可在廣泛的溫度范圍內(nèi)使用，且具有短的響應(yīng)時(shí)間、大的對(duì)比度以及低的驅(qū)動(dòng)電壓的各種光學(xué)元件。解決技術(shù)課題的手段本發(fā)明提供一種包含如以下所述的液晶媒體(液晶組成物或者高分子/液晶復(fù)合體)以及液晶媒體的光學(xué)元件等。[I]一種液晶組成物，其特征在于:包含含有選自式⑴所表示的化合物的群組中的至少I種化合物作為第一成分的非手性成分T以及手性劑，而且表現(xiàn)出光學(xué)等向性液晶相:權(quán)利要求1.一種液晶組成物，其特征在于，包括:含有選自式(I)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物作為第一成分的非手性成分T以及手性劑，而且表現(xiàn)出光學(xué)等向性液晶相:2.如權(quán)利要求1所述的液晶組成物，其中上述第一成分是選自式(1-1)至式(1-3)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:3.如權(quán)利要求2所述的液晶組成物，其中上述第一成分是選自式(1-2)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。4.如權(quán)利要求1所述的液晶組成物，其中上述第一成分是選自式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)式(1-2-4)、式(1-3-1)及式(1-3-2)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中基于非手性成分T的總重量，上述第一成分的比例為0.5wt%至50wt%的范圍。6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中還包含選自式(2)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物作為第二成分:7.如權(quán)利要求6所述的液晶組成物，其中上述第二成分是選自式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)及式(2-1-4-3)所表不的化合物的群組中的至少I種化合物:8.如權(quán)利要求7所述的液晶組成物，其中上述第二成分是選自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。9.如權(quán)利要求7所述的液晶組成物，其中上述第二成分是選自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。10.如權(quán)利要求7所述的液晶組成物，其中上述第二成分是選自式(2-1-1-2)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物以及選自式(2-1-4-3)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物的混合物。11.如權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中基于非手性成分T的總重量，上述第二成分的比例為5被％至70被％的范圍。12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中還包含選自式(3)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物作為第三成分:13.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其中上述第三成分是選自式(3-2)至式(3-5)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:14.如權(quán)利要求13所述的液晶組成物，其中上述第三成分是選自式(3-2)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。15.如權(quán)利要求13所述的液晶組成物，其中上述第三成分是選自式(3-3)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。16.如權(quán)利要求13所述的液晶組成物，其中上述第三成分是選自式(3-4)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。17.如權(quán)利要求13所述的液晶組成物，其中上述第三成分是選自式(3-5)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。18.如權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中基于非手性成分T的總重量，上述第三成分的比例為5wt%至70wt%的范圍。19.如權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中基于非手性成分T的總重量，上述第一成分的比例為^^%至30wt%的范圍，上述第二成分的比例為50wt%的范圍，上述第三成分的比例為10被％至50被％的范圍。20.如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中還包含選自式(4)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物作為第四成分:21.如權(quán)利要求20所述的液晶組成物，其中上述第四成分是選自式(4-1)至式(4-9)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:22.如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中還包含選自式(5)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物作為第五成分:23.如權(quán)利要求22所述的液晶組成物，其中上述第五成分是選自式(5-1)至式(5-13)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:24.如權(quán)利要求23所述的液晶組成物，其中上述第五成分是選自式(5-3)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。25.如權(quán)利要求23所述的液晶組成物，其中上述第五成分是選自式(5-8)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。26.如權(quán)利要求23所述的液晶組成物，其中上述第五成分是選自式(5-13)所表示的化合物的群組中的至少I種化合物。27.如權(quán)利要求22至26中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中基于液晶組成物的總重量，上述第五成分的比例為lwt%至20wt%的范圍。28.如權(quán)利要求1至27中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中上述手性劑包含選自式(Kl)至式(K5)分別所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:29.如權(quán)利要求28所述的液晶組成物，其中上述手性劑包含選自式(K4-1)至式(K4-6)以及式(K5-1)至式(K5-3)分別所表示的化合物的群組中的至少I種化合物:30.如權(quán)利要求1至29中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中相對(duì)于液晶組成物的總重量，上述手性劑的比例為1wt%至40被％的范圍。31.如權(quán)利要求1至30中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中于70°C至_20°C的任一溫度下表現(xiàn)出手性向列相，且于所述溫度范圍的至少一部分，螺旋節(jié)距為700nm以下。32.如權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中包含至少I種抗氧化劑和/或紫外線吸收劑。33.一種混合物，包含如權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)所述的液晶組成物及聚合性單體。34.一種高分子/液晶復(fù)合材料，將如權(quán)利要求33所述的混合物聚合而獲得，且用于以光學(xué)等向性液晶相所驅(qū)動(dòng)的元件。35.如權(quán)利要求34所述的高分子/液晶復(fù)合材料，其是使如權(quán)利要求33所述的混合物以非液晶等向相或光學(xué)等向性液晶相進(jìn)行聚合而獲得。36.一種光學(xué)元件，于一面或兩面配置有電極，包括:配置于基板間的液晶媒體；以及經(jīng)由電極而對(duì)液晶媒體施加電場(chǎng)的電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)，并且上述液晶媒體是如權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)所述的液晶組成物或者如權(quán)利要求34或35所述的高分子/液晶復(fù)合材料。37.一種光學(xué)元件，于一面或兩面配置有電極，包括:至少一塊為透明的一組基板；配置于基板間的液晶媒體；配置于基板外側(cè)的偏光板；以及經(jīng)由電極而對(duì)液晶媒體施加電場(chǎng)的電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)，并且上述液晶媒體為如權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)所述的液晶組成物或者如權(quán)利要求34或35所述的高分子/液晶復(fù)合材料。38.如權(quán)利要求36或37所述的光學(xué)元件，其中于一組基板的至少一塊基板上，以可在至少2個(gè)方向施加電場(chǎng)的方式構(gòu)成電極。39.如權(quán)利要求36或37所述的光學(xué)元件，其中于相互平行配置的一組基板的一塊或兩塊上，以可在至少2個(gè)方向施加電場(chǎng)的方式構(gòu)成電極。40.如權(quán)利要求36至39中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其中電極配置為矩陣狀而構(gòu)成像素電極，各像素包括主動(dòng)元件，且所述主動(dòng)元件為薄膜晶體管(TFT)。全文摘要本發(fā)明提供一種具有對(duì)熱及光等的穩(wěn)定性、廣泛的液晶相溫度范圍、大的折射率異向性、大的介電異向性，且具有光學(xué)等向性液晶相的液晶媒體。本發(fā)明的液晶組成物的特征在于包含含有選自式(1)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物作為第一成分的非手性成分T以及手性劑，而且表現(xiàn)出光學(xué)等向性液晶相。其中，R1例如為碳數(shù)1～20的烷基，L1、L2、L3、L4、L5及L6獨(dú)立地為氫或氟，X1例如為鹵素。文檔編號(hào)C09K19/12GK103154197SQ20118004624公開(kāi)日2013年6月12日申請(qǐng)日期2011年9月5日優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日發(fā)明者山本真一,國(guó)信隆史,佐郷弘毅,長(zhǎng)谷場(chǎng)康宏申請(qǐng)人:捷恩智株式會(huì)社,捷恩智石油化學(xué)株式會(huì)社