專(zhuān)利名稱：：氯苯衍生物、光學(xué)等向性液晶媒體及光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及可用作光元件用材料的液晶化合物、液晶媒體。詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種具有大的介電常數(shù)異向性(permittivityanisotropy)、折射率異向性(refractiveindexanisotropy)，且熔點(diǎn)低的化合物；以及一種具有廣的液晶相溫度范圍、大的介電常數(shù)異向性、折射率異向性的液晶媒體。另外，本發(fā)明還涉及一種使用該液晶媒體的光元件。詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種可于廣泛的溫度范圍內(nèi)使用，可低電壓驅(qū)動(dòng)，且可獲得高速的光電口向應(yīng)(electro-opticalresponse)的光元件。
背景技術(shù)：
：使用了液晶組成物的液晶顯示元件被廣泛用于時(shí)鐘、計(jì)算器(calculator)、文字處理機(jī)(wordprocessor)等的顯示器(display)中。所述液晶顯示元件利用了液晶化合物的折射率異向性、介電常數(shù)異向性等。液晶顯示元件的運(yùn)作模式(operationmode)已知主要有利用1枚以上偏光板進(jìn)行顯示的相變化型(Phasechange，簡(jiǎn)稱為PC)、扭轉(zhuǎn)向列型(twistednematic，簡(jiǎn)稱為T(mén)N)、超扭轉(zhuǎn)向列(supertwistednematic，簡(jiǎn)稱為STN)、雙穩(wěn)態(tài)扭轉(zhuǎn)型(Bistabletwistednematic，簡(jiǎn)稱為BTN)、電控雙折射(electricallycontrolledbirefringence，簡(jiǎn)稱為ECB)、光學(xué)補(bǔ)償雙折射(opticallycompensatedbend，簡(jiǎn)稱為0CB)、橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)(in-planeswitching，簡(jiǎn)稱為IPS)、垂直配向(verticalalignment,簡(jiǎn)稱為VA)等。另外，近年來(lái)開(kāi)始廣泛研究于光學(xué)等向性液晶相中施加電場(chǎng)，使其表現(xiàn)出電致雙折射的模式(專(zhuān)利文獻(xiàn)1專(zhuān)利文獻(xiàn)9、非專(zhuān)利文獻(xiàn)1非專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。另外，還提出利用了光學(xué)等向性液晶相的一的藍(lán)相(bluephase)的電致雙折射的可調(diào)式濾波器(tunablefilter)、波前控制元件、液晶透鏡、像差修正元件、孔徑控制元件、光學(xué)頭裝置等(專(zhuān)利文獻(xiàn)10專(zhuān)利文獻(xiàn)12)。基于元件的驅(qū)動(dòng)方式的分類(lèi)有被動(dòng)矩陣式(passivematrix，簡(jiǎn)稱為PM)與主動(dòng)矩陣式(activematrix，簡(jiǎn)稱為AM)。PM(passivematrix)可分類(lèi)為靜態(tài)式(static)與多工式(multiplex)等，AM可分類(lèi)為薄膜晶體管(thinfilmtransistor，簡(jiǎn)稱為T(mén)FT)、金屬-絕緣層-金屬(metalinsulatormetal，簡(jiǎn)稱為MIM)等。所述液晶顯示元件含有具適當(dāng)?shù)奈镄缘囊壕ЫM成物。為了提高液晶顯示元件的特性，較佳的是該液晶組成物具有適當(dāng)?shù)奈镄?。作為液晶組成物的成分的液晶化合物所必須的一般物性如下所示(1)化學(xué)性穩(wěn)定且物理性穩(wěn)定、(2)具有高的透明點(diǎn)(液晶相-等向性相的相轉(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)與其他液晶化合物的相溶性優(yōu)異、(5)具有適當(dāng)大小的介電常數(shù)異向性、(6)具有適當(dāng)大小的折射率異向性。特別是于光學(xué)等向性液晶相中，自減低驅(qū)動(dòng)電壓的觀點(diǎn)考慮，較佳的是介電常數(shù)異向性與折射率異向性大的液晶化合物。若于液晶顯示元件中使用包含如(1)所示那樣的化學(xué)性、物理性穩(wěn)定的液晶化合物的液晶組成物，則可提高電壓保持率(voltageholdingratio)。而且，藉由包含如⑵及(3)所示那樣的具有高的透明點(diǎn)或液晶相的低的下限溫度的液晶化合物的液晶組成物，可擴(kuò)寬向列相或光學(xué)等向性液晶相的溫度范圍，可于廣泛的溫度范圍內(nèi)作為顯示元件而使用。液晶化合物為了表現(xiàn)出以單一化合物而難以發(fā)揮的特性，通常與其他眾多液晶化合物混合而調(diào)制為液晶組成物使用。因此，較佳的是液晶顯示元件中所使用的液晶化合物如(4)所示那樣與其他液晶化合物等的相溶性良好。近年來(lái)，開(kāi)始要求特別是顯示性能例如對(duì)比度(contrast)、顯示容量、響應(yīng)時(shí)間(responsetime)特性等更高的液晶顯示元件。另外，所使用的液晶材料要求驅(qū)動(dòng)電壓低的液晶組成物。而且，為了以低電壓驅(qū)動(dòng)以光學(xué)等向性液晶相進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的光元件，較佳的是使用介電常數(shù)異向性及折射率異向性大的液晶化合物。雖然存在關(guān)于與本案化合物類(lèi)似的氯苯衍生物具有大的介電常數(shù)異向性及大的折射率異向性的報(bào)告(專(zhuān)利文獻(xiàn)13)，但并無(wú)可想起本案發(fā)明的具有氯苯部位的化合物的記述，亦無(wú)可想起本案化合物的優(yōu)異的特性的記述。而且，專(zhuān)利文獻(xiàn)1專(zhuān)利文獻(xiàn)3及非專(zhuān)利文獻(xiàn)1非專(zhuān)利文獻(xiàn)3中所揭示的光學(xué)等向性的高分子/液晶復(fù)合材料中，元件運(yùn)作所需的電壓高。于專(zhuān)利文獻(xiàn)4專(zhuān)利文獻(xiàn)9中，雖然揭示了與上述相比可降低運(yùn)作電壓的光學(xué)等向性液晶組成物及高分子/液晶復(fù)合材料，但并無(wú)關(guān)于可想起含有本申請(qǐng)案的具有氯苯部位的化合物的光學(xué)等向性液晶組成物及高分子/液晶復(fù)合材料的記述。發(fā)明要解決的技術(shù)課題本發(fā)明的第一目的在于提供一種具有對(duì)熱、光等的穩(wěn)定性、大的折射率異向性、大的介電常數(shù)異向性，且熔點(diǎn)低的液晶化合物。本發(fā)明的第二目的在于提供一種具有對(duì)熱、光等的穩(wěn)定性、廣的液晶相溫度范圍、大的折射率異向性、大的介電常數(shù)異向性，且具有光學(xué)等向性液晶相的液晶媒體。本發(fā)明的第三目的在于提供含有所述液晶媒體，可于廣的溫度范圍內(nèi)使用，具有短的響應(yīng)時(shí)間、大的對(duì)比度及低的驅(qū)動(dòng)電壓的各種光元件。解決課題的技術(shù)手段本發(fā)明提供如下的液晶化合物、液晶媒體(液晶組成物或高分子/液晶復(fù)合物)及含有液晶媒體的光元件等。[1]一種化合物，其以式(1)所表示權(quán)利要求1.一種化合物，其以式(1)所表示(于式(1)中，R1為氫或碳數(shù)120的烷基，該烷基中的任意-CH2-亦可經(jīng)-0-、-S-、-coo-、-0C0-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代，該烷基中以及烷基中的任意-CH2-經(jīng)-0-、-S-、-COO-、-0C0-、-CH=CH-,-CF=CF-或-C三C-取代而成的基中的任意氫亦可經(jīng)鹵素或碳數(shù)13的烷基所取代(l}、TJ、TJ、T\f及Z6獨(dú)立為單鍵或-CF2O-,其中至少一個(gè)為-CF2O-；L1、L2、L3、L4及L5獨(dú)立為氫或氟；X1為鹵素、-C三N、-N=C=S、-SF5或者任意的氫原子經(jīng)氟原子取代的碳數(shù)13的烷基，該烷基中任意的-CH2-亦可經(jīng)-0-、-S-、-CH=CH-或-C三C-取代；l、m、n、o及ρ獨(dú)立為0或1，1彡l+m+η+ο+ρ彡2)。2.如權(quán)利要求1所述的液晶化合物，其中，于式⑴中，R1為碳數(shù)120的烷基、碳數(shù)221的烯基、碳數(shù)221的炔基、碳數(shù)119的烷氧基、碳數(shù)220的烯氧基、碳數(shù)119的烷硫基、碳數(shù)219的烯硫基或-(CH2)v-CH=CF2,此處ν為0或119的整數(shù)；X1為鹵素、-SF5、-CH2F、-CHF2、-CF3(CH2)2-F,-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3_F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、-CHFCF2CF3、-(CH2)4_F、_(CF2)4_F、_(CH2)5_F、_(CF2)5-F,-OCH2F,-OCHF2、-0CF3、-0-(CH2)2-F,-OCF2CH2F,-OCF2CHF2,-OCH2CF3^-O-(CH2)3_F、-0-(CF2)3-F,-0CF2CHFCF3,-OCHFCF2CF3、-0(CH2)4-F、-0-(CF2)4-F、-0-(CH2)5-F、-0-(CF2)5-F、-CH=CHF、-CH=CF2、-CF=CHF,-CH=CHCH2F,-CH=CHCF3^-(CH2)2-CH=CF2,-CH2CH=CHCF3或-CH=CHCF2CF303.如權(quán)利要求1或2所述的液晶化合物，其中，于式(1)中，R1為碳數(shù)120的烷基或碳數(shù)221的烯基。4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液晶化合物，其以式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-5)或式(1-6)所表示5.如權(quán)利要求4所述的液晶化合物，其以式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)、式(1-2-2)、式(1-3-1)、式(1-3-2)、式(1-4-2)、式(1-4-3)、式(1-5-3)或式(1-6-2)所表6.如權(quán)利要求5所述的液晶化合物，其以式(1-1-2)、式(1-2-2)、式(1-4-3)或式(1-5-3)所表示。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，L1為氫。8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，L1為氟。9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，L4及L5均為氟，X1為氟、氯、-OCF3或-CF3。10.一種液晶化合物，其以式(1-4-3-1)、式(1-1-2-1)、式(1-5-3-1)、式(1-2-2-1)或式(1-6-2-1)所表示11.一種液晶組成物，其特征在于含有如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的化合物及手性劑，表現(xiàn)出光學(xué)等向性的液晶相。12.如權(quán)利要求11所述的液晶組成物，其還含有選自式O)、式C3)及式(4)各自所表示的化合物的群組的至少一種化合物13.如權(quán)利要求11所述的液晶組成物，其還含有選自以式(所表示的化合物的群組的至少一種化合物14.如權(quán)利要求11所述的液晶組成物，其還含有選自以式(6)所表示的化合物的群組的至少一種化合物(6)于所述式中，R4及R5獨(dú)立為碳數(shù)ι10的烷基或碳數(shù)210的烯基，于該烷基及烯基中，任意的氫亦可經(jīng)氟取代，任意的-CH2-亦可經(jīng)-0-取代；環(huán)D1、環(huán)D2及環(huán)D3獨(dú)立為1，4-亞環(huán)己基、嘧啶-2，5-二基、1，4-亞苯基、2-氟-1，4-亞苯基、3-氟_1，4-亞苯基、或2，5-二氟-1，4-亞苯基；Z10為-C三C-,-COO-,-(CH2)2-,-CH=CH-或單鍵。15.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其還含有選自權(quán)利要求13中所述的以式(5)所表示的化合物的群組的至少一種化合物。16.如權(quán)利要求12所述的液晶組成物，其還含有選自以式(6)所表示的化合物的群組的至少一種化合物。17.如權(quán)利要求13所述的液晶組成物，其還含有選自以式(6)所表示的化合物的群組的至少一種化合物。18.如權(quán)利要求11所述的液晶組成物，其還含有選自式(7)、式(8)、式(9)及式(10)各自所表示的化合物的群組的至少一種化合物19.如權(quán)利要求11所述的液晶組成物，其還含有選自以式(11)所表示的化合物的群組的至少一種化合物20.如權(quán)利要求11至19中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其包含至少一種抗氧化劑及/或紫外線吸收劑。21.如權(quán)利要求11至20中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中，光學(xué)等向性液晶相并不顯示二色以上的繞射光。22.如權(quán)利要求11至20中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中，光學(xué)等向性液晶相顯示二色以上的繞射光。23.如權(quán)利要求21或22所述的液晶組成物，其中，液晶組成物是于手性向列相與非液晶等向性相共存且上限溫度與下限溫度之差為3°C150°C的組成物中添加手性劑而所得的液晶組成物。24.如權(quán)利要求21或22所述的液晶組成物，其中，液晶組成物是于手性向列相與非液晶等向性相共存且上限溫度與下限溫度之差為5°C150°C的組成物中添加手性劑而所得的液晶組成物。25.如權(quán)利要求21或22所述的液晶組成物，其中，液晶組成物是于向列相與非液晶等向性相共存且上限溫度與下限溫度之差為3°C150°C的組成物中添加手性劑而獲得的液晶組成物。26.如權(quán)利要求11至25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，手性劑的比例為Iwt%40wt%。27.如權(quán)利要求11至25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，手性劑的比例為5wt%15wt%。28.如權(quán)利要求沈或27所述的液晶組成物，其中，于70°C-20°C的任意溫度下顯示出手性向列相，且于該溫度范圍的至少一部分下螺旋節(jié)距為700nm以下。29.如權(quán)利要求沈至觀中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中，手性劑包含選自式(Kl)式0)各自所表示的化合物的群組的至少一種化合物30.如權(quán)利要求沈至28中任一項(xiàng)所述的液晶組成物，其中，手性劑包含選自式(K2-1)式(K2-8)、式(K4-1)式(K4-6)及式(K5-1)式(K5-3)各自所表示的化合物的群組的至少一種化合物31.一種混合物，其含有如權(quán)利要求11至30中任一項(xiàng)所述的液晶組成物、與聚合性單體。32.如權(quán)利要求31所述的混合物，其中，所述聚合性單體為光聚合性單體或熱聚合性單體。33.一種高分子/液晶復(fù)合材料，其是使如權(quán)利要求31或32所述的混合物聚合而所得，用于以光學(xué)等向性液晶相驅(qū)動(dòng)的元件中。34.如權(quán)利要求33所述的高分子/液晶復(fù)合材料，其是使如權(quán)利要求31或32所述的混合物于非液晶等向性相或光學(xué)等向性液晶相下聚合而所得。35.如權(quán)利要求33或34所述的高分子/液晶復(fù)合材料，其中，高分子/液晶復(fù)合材料所含的高分子具有液晶原基部位。36.如權(quán)利要求33至35中任一項(xiàng)所述的高分子/液晶復(fù)合材料，其中，高分子/液晶復(fù)合材料所含的高分子具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)。37.如權(quán)利要求33至36中任一項(xiàng)所述的高分子/液晶復(fù)合材料，其中，液晶組成物的比例為60wt%99wt%，高分子的比例為Iwt%40wt%。38.一種光元件，其是于其中一個(gè)面或者兩個(gè)面配置電極，且包含配置在基板間的液晶媒體、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)的光元件，液晶媒體是如權(quán)利要求沈至30中任一項(xiàng)所述的液晶組成物或者如權(quán)利要求33至37中任一項(xiàng)所述的高分子/液晶復(fù)合材料。39.一種光元件，其是于其中一個(gè)面或者兩個(gè)面配置電極，至少一個(gè)為透明的一組基板、配置在基板間的液晶媒體、及配置在基板外側(cè)的偏光板，且包含經(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)的光元件，所述液晶媒體是如權(quán)利要求26至30中任一項(xiàng)所述的液晶組成物或者如權(quán)利要求33至37中任一項(xiàng)所述的高分子/液晶復(fù)合材料。40.如權(quán)利要求39所述的光元件，其中，于一組基板的至少一個(gè)基板上，以可對(duì)至少2個(gè)方向施加電場(chǎng)的方式構(gòu)成電極。41.如權(quán)利要求39所述的光元件，其中，于互相平行配置的一組基板的一個(gè)或兩個(gè)中，以可對(duì)至少2個(gè)方向施加電場(chǎng)的方式構(gòu)成電極。42.如權(quán)利要求38至41中任一項(xiàng)所述的光元件，其中，電極配置為矩陣狀，構(gòu)成像素電極，各像素包含主動(dòng)元件，該主動(dòng)元件是薄膜晶體管(TFT)。全文摘要提供一種具有大的折射率異向性、大的介電常數(shù)異向性，且熔點(diǎn)低的化合物；以及一種具有廣的液晶相溫度范圍、大的折射率異向性、大的介電常數(shù)異向性，且具有光學(xué)等向性液晶相的液晶媒體。本發(fā)明是一種具有氯苯環(huán)的液晶化合物，以及一種其特征在于含有所述液晶化合物及手性劑且表現(xiàn)出光學(xué)等向性液晶相的液晶媒體。文檔編號(hào)C09K19/12GK102388013SQ20108001611公開(kāi)日2012年3月21日申請(qǐng)日期2010年5月7日優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日發(fā)明者國(guó)信隆史,長(zhǎng)谷場(chǎng)康宏申請(qǐng)人:Jnc株式會(huì)社,智索石油化學(xué)株式會(huì)社