光等向性的液晶介质与光元件制造技术

一种液晶介质，其具有较广的液晶相温度范围、较大的折射率异向性、较大的介电异向性，且具有光等向性的液晶相。该液晶介质的特征在于：含有具有４个苯环与二氟亚甲氧基的液晶化合物以及手性剂，且表现出光等向性的液晶相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种可用作光元件用的材料的液晶介质。详细而言，本专利技术是有关于一种具有较广的液晶相温度范围、较大的介电异向性以及折射率异向性的液晶介质。 除此以外，本专利技术是有关于一种使用该液晶介质的光元件。详细而言，本专利技术是有关于一种可在较广的温度范围内使用、可实现低电压驱动、且可获得高速的电光响应的光元件。所谓光元件，是指利用电光效应而发挥光调变或光交换(optical switching)等的功能的各种元件，例如可列举显示元件(液晶显示元件)，光通讯系统、光信息处理或各种感测系统 (sensor system)中所使用的光调变元件。
技术介绍
使用液晶组成物的液晶显示元件被广泛应用于钟表、计算器、文字处理机(word processor)等的显示器(display)。所述液晶显示元件是利用液晶化合物的折射率异向性、介电异向性等的液晶显示元件。液晶显示元件的运作模式主要已知有禾_一片以上的偏光板进行显示的相转变(Phase Change，PC)、扭转向列(Twisted Nemat ic，TN)、超扭转向歹Ij (Super Twisted Nematic, STN)(Bistable Twisted Nematic, BTN)、 电控双折射(Electrically Controlled Birefringence, ECB)、光学补偿弯曲(Optically Compensated Bend, 0CB) Ml^i^MlW^ (In-Plane Switching, IPS) >111 ^ (Vertical Alignment, VA)等。此外，近年来对光等向性的液晶相施加电场而使其表现出电致双折射 (electric birefringence)的模式的研究亦正在盛行(专利文献1 专利文献9、非专利文献1 非专利文献3)。此外，提出有利用作为光等向性的液晶相的一的蓝相(blue phase)的电致双折射的可调式滤波器(tunable filter)、波前控制元件(wavefront controller)、液晶透镜、像差修正元件(aberration-corrective device)、孔径控制元件、光学头装置等(专利文献 10 专利文献12)。根据元件的驱动方式而将元件分为被动矩阵(Passive Matrix, PM)与主动矩阵 (Active Matrix,AM) ο被动矩阵可分为静态(static)与多工(multiplex)等，主动矩阵可分为薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)、金属-绝缘体-金属(Metal Insulator Metal, MIM)等。所述液晶显示元件含有具有适当物性的液晶组成物。为了提高液晶显示元件的特性，较好的是该液晶组成物具有适当的物性。作为液晶组成物的成分的液晶化合物所必需的一般物性如下。(1)化学性质较稳定及物理性质较稳定；(2)具有较高的透明点(液晶相-等向相的相转变温度)；(3)液晶相(向列相(nematic phase)、胆固醇相(cholesteric phase)、层列相 (smectic phase)、蓝相等的光等向性的液晶相等)的下限温度较低；(4)与其他液晶化合物的相容性优异；(5)具有适当大小的介电异向性；以及(6)具有适当大小的折射率异向性。尤其，于光等向性的液晶相中，介电异向性与折射率异向性较大的液晶化合物就驱动电压下降的观点而言较好。若将包含如(1)般化学性质、物理性质稳定的液晶化合物的液晶组成物用于液晶显示元件，则可提高电压保持率。另外，包含如(2)及(3)般具有较高的透明点或液晶相的较低下限温度的液晶化合物的液晶组成物，可扩大向列相或光等向性的液晶相的温度范围，从而可在较广的温度范围内用作显示元件。为了使液晶化合物表现出其为单一化合物时难以发挥的特性，通常与其他多种液晶化合物混合而制备成液晶组成物来使用。因此，液晶显示元件中所使用的液晶化合物较好的是如(4)般与其他液晶化合物等的相容性良好。近年来，特别需求显示性能例如对比度、显示容量、响应时间特性等更高的液晶显示元件。此外，对于所使用的液晶材料，要求驱动电压较低的液晶组成物。另外，为了于低电压下驱动以光等向性的液晶相驱动的光元件，较好的是使用介电异向性及折射率异向性较大的液晶化合物。对于专利文献1 专利文献3及非专利文献1 非专利文献3中所揭示的光等向性的高分子/液晶复合材料而言，元件的动作所需要的电压较高。虽然专利文献4 专利文献9中揭示有预计动作电压较上述电压有所下降的光等向性的液晶组成物及高分子/液晶复合材料，但关于本申请案的光等向性的液晶组成物及高分子/液晶复合材料并无记述。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2003-327966号公报专利文献2 国际公开2005/90520号手册专利文献3 日本专利特开2005-336477号公报专利文献4 日本专利特开2006-89622号公报专利文献5 日本专利特开2006-299084号公报专利文献6 日本专利特表2006-506477号公报专利文献7 日本专利特表2006-506515号公报专利文献8 国际公开2006/063662号手册专利文献9 日本专利特开2006-225655号公报专利文献10 日本专利特开2005-157109号公报专利文献11 国际公开2005/805 号手册专利文献12 日本专利特开2006-127707号公报非专利文献非专利文献1 =Nature Materials, 1,64, (2002)非专利文献2 :Adv. Mater.，17，96，(2005)非专利文献3 Journal of the SID, 14,551, (2006)
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题本专利技术的第一目的在于提供一种具有对热及光等的稳定性、较广的液晶相温度范围、较大的折射率异向性、较大的介电异向性，且具有光等向性的液晶相的液晶介质。本专利技术的第二目的在于提供包含该液晶介质，可在较广的温度范围内使用，且具有较短的响应时间、较大的对比度及较低的驱动电压的各种光元件。解决课题的技术方案本专利技术者等人发现，为了一方面具有实用的液晶相温度范围一方面表现出较大的折射率异向性与介电异向性，将式(1)所示的包含4个苯环(benzene ring)与至少一个-CF2O-连结基的化合物作为主成分、具有光等向性的液晶相的液晶组成物较为合适。本专利技术提供如下的液晶介质(液晶组成物或高分子/液晶复合物)以及含有液晶介质的光元件等。 一种液晶组成物，其特征在于其含有包含以式(1)所表示的化合物的非手性 (achiral)成分T以及手性剂，且表现出光等向性的液晶相。FFFL4(式(1)中，R1为氢或碳数1 20的烷基(alkyl)，该烷基中的任意的-CH2-可经-0-、-S-、-COO-、-0C0-、-CH = CH-、-CF = CF-或-C 三 C-取代，该烷基中以及烷基中的任意的-CH2-经-0-、-S-、-COO-, -0C0-, -CH = CH_、-CF = CF-或-C Ξ C-取代而成的基中的任意的氢可经卤素(halogen)或碳数1 3的烷基取代；Z1、Z2以及Z3独立为单本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种液晶组成物，其特征在于：其含有包含以式（１）所表示的化合物的非手性成分Ｔ以及手性剂，且表现出光等向性的液晶相，（于式（１）中，Ｒ１为氢或碳数１～２０的烷基，该烷基中的任意的－ＣＨ２－可经－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ以及烷基中的任意的－ＣＨ２－经－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＦ－或－Ｃ≡Ｃ－取代而成的基中的任意的氢可经氟取代）。为单键、－ＣＯＯ－或－ＣＦ２Ｏ－，至少一个为－ＣＦ２Ｏ－；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４以及Ｌ５独立为氢或氟；Ｘ１为氢、卤素、－ＳＦ５或碳数１～１０的烷基，于该烷基中，任意的－ＣＨ２－可经－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＨ＝ＣＨ－或－Ｃ≡Ｃ－取代，而且该烷基中＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＦ－或－Ｃ≡Ｃ－取代，该烷基中以及烷基中的任意的－ＣＨ２－经－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＦ－或－Ｃ≡Ｃ－取代而成的基中的任意的氢可经卤素或碳数１～３的烷基取代；Ｚ１、Ｚ２以及Ｚ３独立

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷场康宏，
申请(专利权)人：JNC株式会社，
类型：发明
国别省市：JP