(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式Ｉａの少なくとも１種の化合物と、下記式ＩＩｅの少なくとも１種の化合物とを含むことを特徴とする液晶混合物。
【化１】
0005554768.tif 000039
［式中、
Ｒ１１ａ及びＲ１２ａは、それぞれ独立して、ＨまたはＣＨ３を表す。］
【化２】
0005554768.tif 000040
［式中、Ｒ２１ａは、ＨまたはＣＨ３を、alkylは炭素数１〜８のアルキル基を表す。］
【請求項２】
下記式ＩＩＡの少なくとも１種の化合物を更に含む、請求項１に記載の液晶混合物。
【化３】
0005554768.tif 000041

［式中、
Ｒ21Aは、炭素原子２から７個を有するアルケニル基であり、
Ｑは、ＣＦ2、ＯＣＦ2、ＣＦＨ、ＯＣＦＨまたは単結合であり、
Ｙは、ＦまたはＣｌであり、
Ｌ21AおよびＬ22Aは、それぞれ互いに独立にＨまたはＦである。］
【請求項３】
前記式ＩａにおけるＲ１１ａ及びＲ１２ａがいずれもＨである、請求項１または２に記載の液晶混合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な液晶混合物、液晶ディスプレイでのその使用、特に応答時間が非常に短く、良好な急峻性および角度依存性が良好なねじれネマチック（ＴＮ）および超ねじれネマチック（ＳＴＮ）液晶ディスプレイ、ならびに新規な混合物を含む液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＮディスプレイは、例えば、非特許文献１に記載されている。ＳＴＮディスプレイは、例えば、特許文献１〜３及び非特許文献２〜１０に記載されている。ＳＴＮという用語は、本明細書では、たとえばＷａｔｅｒｓ等によるディスプレイ要素（非特許文献１１及び１２）、ＳＴＮ−ＬＣＤ（特許文献４）、ＳＢＥ−ＬＣＤ（非特許文献１３）、ＯＭＩ−ＬＣＤ（非特許文献１４）、ＤＳＴ−ＬＣＤ（特許文献５）又はＢＷ−ＳＴＮ−ＬＣＤ（非特許文献１５）などの１６０°〜３６０°の間の値を持つ捩れ角を有する任意の比較的高度に捩れたディスプレイ要素を包含する。
【０００３】
標準のＴＮディスプレイと比較すると、ＳＴＮディスプレイは、電気光学特性線のかなり良好な急峻性、中程度および比較的高いマルチプレックス比、例えば３２から６４以上での良好なコントラスト値により特徴付けられる。対照的に、ＴＮディスプレイのコントラストはその良好な暗値のため一般により高く、コントラストについての角度依存性は、例えば３２未満の低マルチプレックス比を有するＳＴＮディスプレイより低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第０，１３１，２１６号
【特許文献２】ドイツ国公開第３４ ２３ ９９３号公報
【特許文献３】欧州公開第０，０９８，０７０号公報
【特許文献４】ドイツ国公開第３５ ０３ ２５９号公報
【特許文献５】欧州公開第０，２４６，８４２号公報
【特許文献６】ドイツ国公開第３８ ０７ ８０１号公報
【特許文献７】ドイツ国公開第３８ ０７ ８６１号公報
【特許文献８】ドイツ国公開第３８ ０７ ８６３号公報
【特許文献９】ドイツ国公開第３８ ０７ ８６４号公報
【特許文献１０】ドイツ国公開第３８ ０７ ９０８号公報
【特許文献１１】国際公開第８８／０７５１４号パンフレット
【特許文献１２】ドイツ国公開第３２ ３１ ７０７号公報
【特許文献１３】ドイツ国公開第３４ ０７ ０１３号公報
【特許文献１４】ドイツ国公開第４４ １４ ６４７号公報
【特許文献１５】国際公開第９２／１９６９５号パンフレット
【特許文献１６】米国特許第５３８４０６７号
【特許文献１７】米国特許第５４５３８６３号
【特許文献１８】米国特許第６１７２７２０号
【特許文献１９】米国特許第５６６１５３３号
【特許文献２０】国際公開第９８／００４２８号パンフレット
【特許文献２１】英国特許第２３２８２０７号
【特許文献２２】国際公開第０２／９４８０５号パンフレット
【特許文献２３】国際公開第０２／３４７３９号パンフレット
【特許文献２４】国際公開第０２／０６２６５号パンフレット
【特許文献２５】国際公開第０２／０６１９６号パンフレット
【特許文献２６】国際公開第０２／０６１９５号パンフレット
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ及びＷ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第１８巻、第１２７頁、１９７１年刊
【非特許文献２】Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ及びＦ．Ｌｅｅｎｈｏｕｔｓ著、１７ｔｈ Ｆｒｅｉｂｕｒｇ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ（８−１０．０４．８７）
【非特許文献３】Ｋ．Ｋａｗａｓａｋｉら著、ＳＩＤ ８７ Ｄｉｇｅｓｔ ３９１（２０．６）
【非特許文献４】Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ及びＦ．Ｌｅｅｎｈｏｕｔｓ著、ＳＩＤ ８７ Ｄｉｇｅｓｔ ３７２（２０．１）
【非特許文献５】Ｋ．Ｋａｔｏｈら著、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第２６巻、第１１号、Ｌ１７８４−Ｌ１７８６、１９８７年刊
【非特許文献６】Ｆ．Ｌｅｅｎｈｏｕｔｓら著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第５０巻、第２１号、第１４６８頁、１９８７年刊
【非特許文献７】Ｈ．Ａ．ｖａｎ Ｓｐｒａｎｇ及びＨ．Ｇ．Ｋｏｏｐｍａｎ著、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、第６２巻、第５号、第１７３４頁、１９８７年刊
【非特許文献８】Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｅｆｆｅｒ及びＪ．Ｎｅｈｒｉｎｇ著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第４５巻、第１０号、第１０２１頁、１９８４年刊
【非特許文献９】Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ及びＦ．Ｌｅｅｎｈｏｕｔｓ著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第５０巻、第５号、第２３６頁、１９８７年刊
【非特許文献１０】Ｅ．Ｐ．Ｒａｙｎｅｓ著、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｅｔｔｅｒｓ、第４巻、第１号、第１〜８頁、１９８６年刊
【非特許文献１１】Ｃ．Ｍ．Ｗａｔｅｒｓら著、Ｐｒｏｃ．Ｓｏｃ．Ｉｎｆ．Ｄｉｓｐ．、ニューヨーク、１９８５年刊
【非特許文献１２】３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎ．Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、神戸、日本
【非特許文献１３】Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｅｆｆｅｒ及びＪ．Ｎｅｈｒｉｎｇ著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第４５巻、第１０２１頁、１９８４年刊
【非特許文献１４】Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ及びＦ．Ｌｅｅｎｈｏｕｔｓ著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第５０巻、第２３６頁、１９８７年刊
【非特許文献１５】Ｋ．Ｋａｗａｓａｋｉ等、ＳＩＤ ８７ Ｄｉｇｅｓｔ ３９１（２０．６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特に興味があるのは、特に比較的低温で応答時間が非常に短いＴＮおよびＳＴＮディスプレイである。短い応答時間を実現するために、液晶混合物の回転粘度はこれまで、蒸気圧が比較的高いほぼモノトロピークな添加剤を使用して最適化されてきた。しかし、得られた応答時間はすべての応用に十分であるわけではなかった。
【０００７】
本発明によるディスプレイにおいて急峻な電気光学特性線を実現するために、液晶混合物は、弾性定数の比Ｋ33／Ｋ11が比較的大きく、Δε／ε⊥の値が比較的小さくなければならず、ここでΔεは誘電異方性であり、ε⊥は長軸である分子軸に垂直な方向の誘電率である。
【０００８】
コントラストおよび応答時間を最適化することに加え、この種の混合物にはさらに以下の重要な要件がある；
１．ｄ／ｐウィンドウが広いこと、
２．長期の化学的安定性が高いこと、
３．電気抵抗性が高いこと、
４．しきい値電圧の周波数および温度依存性が低いこと。
【０００９】
実現したパラメータの組合せは、特に高マルチプレックスＳＴＮディスプレイ（約１／４００のマルチプレックス比を有する）、さらに中マルチプレックスおよび低マルチプレックスＳＴＮディスプレイ（それぞれ約１／６４および１／１６のマルチプレックス比を有する）、ならびにＴＮディスプレイに関して依然十分からは程遠い。これは、種々の要件が重要なパラメータと相反する影響を受けているという事実に部分的に起因している。
【００１０】
したがって、液晶混合物、特に上記の要件を満たす、応答時間が非常に短く、同時に使用温度範囲が広く、特性線急峻性が高く、コントラストの角度依存性が良好で、しきい値電圧が低い中マルチプレックスおよび低マルチプレックスＳＴＮディスプレイが強く求められ続けている。
【００１１】
ＴＮ、および特にＳＴＮディスプレイの特に重要な要件は、特に携帯電話およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、携帯情報端末）での使用に際する応答時間の短縮である。動作温度範囲、層厚、および電気光学的要件の所与の値を得るためには、その使用により液晶混合物の回転粘度が低下し、したがって液晶ディスプレイの応答時間を短縮する材料が課題となる。
【００１２】
本発明は、上記の欠点がない、またはあっても程度が低く、同時に特に低温で応答時間が短く、急峻性が非常に良好で、誘電率の周波数依存性が改善されているために動作電圧の温度依存性が改善された液晶ディスプレイ、特にＴＮおよびＳＴＮディスプレイで使用するための液晶混合物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
今回、この目的は、式Ｉの１種または複数の化合物を含むネマチック液晶混合物を使用することにより達成できることが分かった。
【００１４】
【化１】
0005554768.tif 000002
【００１５】
但し、式中、Ｒ11は、炭素原子２から７個を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ基である。
【００１６】
また、Ｒ12は、炭素原子１から１２個を有するアルキルまたはアルコキシ基か、炭素原子２から１２個を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ基かであり、さらに、これらの基の中の１個または複数のＣＨ2基は、ヘテロ原子（−Ｏ−および−Ｓ−）が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置換されてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
式Ｉの化合物は特に、同時に透明点、複屈折、または電気光学特性線の急峻性を著しく損なうことなくＴＮおよびＳＴＮ混合物の粘度および応答時間を減少させる。さらに意外にも、本発明による混合物は、式Ｉの化合物を含まない参照混合物と比較して、さらにしきい値電圧および動作電圧が低下し、同時に応答時間がかなり速いことが分かった。本発明による混合物はさらに、低温でのＬＣディスプレイ中で保存寿命が長い。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本出願は式Ｉの少なくとも１種の化合物を含む液晶混合物に関する。
【００１９】
【化２】
0005554768.tif 000003
【００２０】
但し、式中、Ｒ11は、炭素原子２から７個を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ基である。
【００２１】
また、Ｒ12は、炭素原子１から１２個を有するアルキルまたはアルコキシ基か、炭素原子２から１２個を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ基かであり、さらに、これらの基の中の１個または複数のＣＨ2基は、ヘテロ原子（−Ｏ−および−Ｓ−）が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置換されてもよい。
【００２２】
また、本発明は、液晶ディスプレイ、特にＴＮおよびＳＴＮディスプレイ、特に好ましくは中マルチプレックスおよび低マルチプレックスＳＴＮディスプレイで使用する対応の液晶混合物に関する。
【００２３】
また、本発明は、
−フレームと一緒にセルを形成する２枚の外板と、
−セル内に位置する正の誘電異方性のネマチック液晶混合物と、
−外板の内側に配向膜を有する電極層と、
−外板表面上の分子の長軸と外板との間の０度から３０度のチルト角と、
−セル中の液晶混合物の配向膜間の２２．５°から６００°の値のねじれ角と、
−ａ）誘電異方性が＋１．５より大きい１種または複数の化合物からなる液晶成分Ａを１５〜８０質量％と、
ｂ）誘電異方性が−１．５から＋１．５である１種または複数の化合物からなる液晶成分Ｂを２０〜８５質量％と、
ｃ）誘電異方性が−１．５より小さい１種または複数の化合物からなる液晶成分Ｄを０〜２０質量％と、
ｄ）所望により、層厚（外板間の離隔）とキラルネマチック液晶混合物の本来のピッチとの間の比が０．２から１．３である量の光学活性成分Ｃと
からなるネマチック液晶混合物と
を有する液晶ディスプレイ（ＬＣディスプレイ）に関し、この液晶ディスプレイは液晶混合物が式Ｉの少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする。
【００２４】
式Ｉの好ましい化合物は、Ｒ11およびＲ12が炭素原子２から７個を有するアルケニルであるものである。以下の式から選択される式Ｉの化合物がさらに好ましい。
【００２５】
【化３】
0005554768.tif 000004
【００２６】
但し、式中、Ｒ11aおよびＲ12aは、それぞれ互いに独立にＨ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7であり、ａｌｋｙｌは、炭素原子１から８個を有するアルキル基である。
【００２７】
特にＲ11aおよびＲ12aがＨまたはＣＨ3である式Ｉａの化合物、ならびに特にＲ11aがＨまたはＣＨ3である式Ｉｅの化合物が特に好ましい。
【００２８】
式Ｉの化合物は、１から２５質量％、好ましくは２から２０質量％、特に３から１５質量％の量で本発明による液晶混合物中に存在する。
【００２９】
本発明による混合物は、式Ｉの化合物以外に式ＩＩの１種または複数のアルケニル化合物を含むことが好ましい。
【００３０】
【化４】
0005554768.tif 000005
【００３１】
但し、式中、
Ｒ21は、Ｒ11で定義した通りであり、
Ｒ22は、Ｒ12で定義した通りであり、
環Ａ2は、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、
ａは、０または１であり、
ただし、基Ｒ21およびＲ22の少なくとも一方はアルケニル基である。
【００３２】
式ＩＩの特に好ましい化合物は、式ＩＩａからＩＩｇから選択される。
【００３３】
【化５】
0005554768.tif 000006
【００３４】
【化６】
0005554768.tif 000007
【００３５】
但し、式中、Ｒ21aおよびＲ22aは、それぞれ互いに独立にＨ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7であり、ａｌｋｙｌは、炭素原子１から８個を有するアルキル基である。
【００３６】
特にＲ21aおよびＲ22aがＣＨ3である式ＩＩａの化合物、ならびに特にＲ21aがＨまたはＣＨ3である式ＩＩｅ、ＩＩｆ、ＩＩｇ、ＩＩｈ、およびＩＩｉの化合物が特に好ましい。
【００３７】
式ＩＩの化合物を本発明による液晶混合物中で使用すると、特に低い回転粘度が得られ、特に低温で急峻性が高く、応答時間が速いＴＮおよびＳＴＮディスプレイが得られる。
【００３８】
誘電異方性が−１．５から＋１．５の式ＩおよびＩＩの化合物（誘電中性の化合物）は、上記定義の成分Ｂである。
【００３９】
式ＩＩの誘電中性アルケニル化合物の他に、またはその代わりとして、本発明による混合物は、式ＩＩＡの１種または複数の誘電的に正のアルケニル化合物を含むことが好ましい。
【００４０】
【化７】
0005554768.tif 000008
【００４１】
但し、式中、
Ｒ21Aは、炭素原子２から７個を有するアルケニル基であり、
Ｑは、ＣＦ2、ＯＣＦ2、ＣＦＨ、ＯＣＦＨまたは単結合であり、
Ｙは、ＦまたはＣｌであり、
Ｌ21AおよびＬ22Aは、それぞれ互いに独立にＨまたはＦである。
【００４２】
式ＩＩＡの好ましい化合物は、Ｌ21Aおよび／またはＬ22AがＦであり、Ｑ−ＹがＦまたはＯＣＦ3である。
【００４３】
Ｒ21Aが炭素原子２から７個、特に２、３または４個を有する１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニルである式ＩＩＡの化合物がさらに好ましい。
【００４４】
式ＩＩＡａの化合物が特に好ましい。
【００４５】
【化８】
0005554768.tif 000009
【００４６】
但し、式中、Ｒ21Aaは、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、またはｎ−Ｃ3Ｈ7、特にＨまたはＣＨ3である。
【００４７】
誘電異方性が＋１．５より大きい式ＩＩＡの極性化合物は、上記定義の成分Ａである。成分Ａは、以下の式の１種または複数のシアノ化合物を含むことが好ましい。
【００４８】
【化９】
0005554768.tif 000010
【００４９】
【化１０】
0005554768.tif 000011
【００５０】
但し、式中、Ｒは、炭素原子１から１２個を有するアルキルまたはアルコキシ基か、炭素原子２から１２個を有するアルケニル基かであり、さらに、これらの基の１個または複数のＣＨ2基は、ヘテロ原子（−Ｏ−および−Ｓ−）が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置換されていてもよい。
【００５１】
また、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦである。
【００５２】
これらの化合物のＲは、炭素原子１から８個を有するアルキルまたはアルコキシあるいは炭素原子２から７個を有するアルケニルであることが特に好ましい。
【００５３】
式ＩＩＩｂおよび／またはＩＩＩｃ、さらにＩＩＩｆの１種または複数の化合物、特にＬ1および／またはＬ2がＦであるものを含む混合物が特に好ましい。
【００５４】
Ｒは炭素原子２から７個を有するアルケニルであり、Ｌ1およびＬ2はＨまたはＦであり、特に両方がＨである１種または複数の式ＩＩＩｂの化合物、ならびに／あるいはＲは炭素原子１から７個を有するアルキルまたは炭素原子２から７個を有するアルケニルであり、Ｌ1およびＬ2は互いに独立にＨまたはＦ、特に置換基Ｌ1およびＬ2の少なくとも一方はＦである式ＩＩＩｃの化合物を含む混合物が特に好ましい。以下の式の化合物が特に好ましい。
【００５５】
【化１１】
0005554768.tif 000012
【００５６】
但し、式中、Ｒ31aはＨ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7、式ＩＩＩｂ−１およびＩＩＩｂ−２では、好ましくはＨまたはＣＨ3、式ＩＩＩｃ−１およびＩＩＩｃ−２では、好ましくはＨまたはＣ2Ｈ5であり、式ＩＩＩｃ−３のＲ31bは、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、ｎ−Ｃ3Ｈ7、ｎ−Ｃ4Ｈ9、ｎ−Ｃ5Ｈ11またはｎ−Ｃ6Ｈ13、特にＣ2Ｈ5、ｎ−Ｃ3Ｈ7、ｎ−Ｃ4Ｈ9またはｎ−Ｃ5Ｈ11である。Ｌ2がＨであり、Ｌ1がＨまたはＦ、特にＦである式ＩＩＩｈの１種または複数の化合物を含む混合物がさらに好ましい。
【００５７】
具体的な実施形態では、成分Ａは、以下の式の１種または複数の３，４，５−トリフルオロフェニル化合物を含むことが好ましい。
【００５８】
【化１２】
0005554768.tif 000013
【００５９】
【化１３】
0005554768.tif 000014
【００６０】
【化１４】
0005554768.tif 000015
【００６１】
【化１５】
0005554768.tif 000016
【００６２】
場合により、以下の式の極性末端基を有する１種または複数の化合物を含むことが好ましい。
【００６３】
【化１６】
0005554768.tif 000017
【００６４】
【化１７】
0005554768.tif 000018
【００６５】
【化１８】
0005554768.tif 000019
【００６６】
【化１９】
0005554768.tif 000020
【００６７】
但し、式中、Ｒは式ＩＩＩで上記定義の通りであり、Ｌ4およびＬ5はそれぞれ互いに独立にＨまたはＦである。これらの化合物のＲは、炭素原子１から８個を有するアルキルまたはアルコキシであることが特に好ましい。
【００６８】
式ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃ、ＩＶｄ、ＩＶｍおよびＶｍの化合物、特に式ＩＶａ、ＩＶｍおよびＶｍの化合物が特に好ましい。
【００６９】
好ましい液晶混合物は、好ましくは１５質量％から８０質量％、特に好ましくは２０質量％から７０質量％の割合で成分Ａの１種または複数の化合物を含む。これらの化合物は、Δε≧＋３、特にΔε≧＋８、特に好ましくはΔε≧＋１２の誘電異方性を有する。
【００７０】
好ましい液晶混合物は、好ましくは２０から８５質量％の割合、特に好ましくは３０から７５質量％の割合で成分Ｂの１種または複数の化合物を含む。グループＢの化合物、特にアルケニル基を含むものは、特に回転粘度γ1の値が低いことによって特徴付けられる。
【００７１】
成分Ｂは、式ＩおよびＩＩの１種または複数の化合物の他に、以下の式の二環式化合物からなる群から選択される１種または複数の化合物を含むことが好ましい。
【００７２】
【化２０】
0005554768.tif 000021
【００７３】
また、以下の式の三環式化合物からなる群から選択される１種または複数の化合物を含むことが好ましい。
【００７４】
【化２１】
0005554768.tif 000022
【００７５】
【化２２】
0005554768.tif 000023
【００７６】
また、以下の式の四環式化合物からなる群から選択される１種または複数の化合物を含むことが好ましい。
【００７７】
【化２３】
0005554768.tif 000024
【００７８】
以上、式中で、Ｒ61およびＲ62は、互いに独立に炭素原子１から１２個を有するアルキルまたはアルコキシ基か、炭素原子２から１２個を有するアルケニル基かであり、さらに、これらの基の１個または複数のＣＨ2基は、ヘテロ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置換されていてもよい。
【００７９】
また、Ｌは、ＨまたはＦである。
【００８０】
式ＶＩ１０からＶＩ１９およびＶ１２３からＶＩ３２の１，４−フェニレン基はまた、それぞれ互いに独立にフッ素で一置換または多置換されていてもよい。
【００８１】
Ｒ61はアルキルであり、Ｒ62は炭素原子１から７個を有するアルキルまたはアルコキシ、特にアルコキシである式ＶＩ２５からＶＩ３１の化合物が特に好ましい。Ｌ＝Ｆである式ＶＩ２５およびＶＩ３１の化合物がさらに好ましい。Ｒ61がアルケニルであり、Ｒ62がアルキルである、式ＶＩ１６の化合物も好ましい。
【００８２】
式ＶＩ２５およびＶＩ２７の化合物および式ＶＩ１６の化合物が特に好ましい。
【００８３】
式ＶＩ１からＶＩ３０の化合物のＲ61およびＲ62は、炭素原子１から１２個を有する直鎖状アルキルまたはアルコキシあるいは炭素原子２から７個を有する直鎖状アルケニルであることが特に好ましい。
【００８４】
液晶混合物は、層厚（外板間の離隔）とキラルネマチック液晶混合物の本来のピッチとの間の比が約０．２より大きい量の光学活性成分Ｃを含むことがある。例えばＣＢ１５、ノナン酸コレステリル、Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ（ダルムシュタット）製のＳ−８１１またはＳ−１０１１などの種々のキラルドーパント（いくつかは市販されている）は、成分として当業者に入手可能である。ドーパントの選択自体は重大ではない。
【００８５】
成分Ｃの化合物の割合は、好ましくは０から１０質量％、特に０から５質量％、特に好ましくは０から３質量％である。
【００８６】
本発明による混合物は、式Ｉの化合物の他に、１種または複数の液晶トラン化合物を含むことが好ましい。トラン化合物の複屈折率Δｎが高いため、比較的薄い層厚で応答時間をかなり短くすることが可能である。トラン化合物はＴａからＴｉからなる群から選択することが好ましい。
【００８７】
【化２４】
0005554768.tif 000025
【００８８】
【化２５】
0005554768.tif 000026
【００８９】
但し、式中、
Ｒ1は、Ｒ61で定義した通りであり、Ｒ2は、Ｒ62で定義した通りであり、
Ｚ1は、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、または単結合であり、
Ｌ6からＬ13は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦである。
【００９０】
式Ｔｅの好ましい化合物は、基Ｌ6からＬ11の１、２、または３個はＦであり、その他はＨであり、Ｌ6とＬ7またはＬ8とＬ9またはＬ10とＬ11は、両方が同時にＦであることはないものである。式Ｔｉの好ましい化合物は、Ｌ12およびＬ13がＨであるものである。
【００９１】
式Ｔａ、Ｔｂ、およびＴｈの化合物が特に好ましい。これらの式中、Ｒ1は好ましくはアルキルであり、Ｒ62は好ましくはアルキルまたはアルコキシ、式ＴａおよびＴｂの化合物では特にアルコキシ、式Ｔｈの化合物では特にアルキルであり、いずれの場合も炭素原子１から７個を有する。
【００９２】
ＴａおよびＴｂからなる群からの化合物の割合は、好ましくは５から５０質量％、特に１０から４０質量％である。式Ｔｈの化合物の割合は、好ましくは２から３５質量％、特に４から２５質量％である。
【００９３】
式ＴａからＴｈの化合物の割合は、好ましくは２から５５質量％、特に５から３５質量％である。
【００９４】
本発明による混合物は、誘電異方性が−２未満の１種または複数の化合物（成分Ｄ）を最大２０質量％含む場合もある。
【００９５】
混合物が成分Ｄの化合物を含む場合、これらは、構造単位２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、例えば、特許文献６〜１０に記載の化合物を含む１種または複数の化合物であることが好ましい。特許文献１１に記載のこの構造単位を含むトランが特に好ましい。
【００９６】
成分Ｄのさらに知られている化合物は、例えば特許文献１２または特許文献１３に記載の
【００９７】
【化２６】
0005554768.tif 000027
【００９８】
または
【００９９】
【化２７】
0005554768.tif 000028
【０１００】
の構造単位を含む２，３−ジシアノヒドロキノンの誘導体またはシクロヘキサン誘導体である。
【０１０１】
本発明による液晶ディスプレイは、成分Ｄの化合物を含まないことが好ましい。
【０１０２】
本発明に関し、用語「ａｌｋｙｌ」は、この明細書または特許請求の範囲で別段の定義がない限り、炭素原子１から１２個（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２個）を有する直鎖状または分枝鎖状脂肪族炭化水素基を表す。このアルキル基が飽和基である場合、それも「ａｌｋａｎｙｌ」と呼ぶ。アルキル基中の１個または複数のＣＨ2基は、ヘテロ原子（ＯおよびＳ）が互いに直接連結しないように−Ｏ−（「オキサアルキル」または「アルコキシ」）、−Ｓ−（「チオアルキル」）、−Ｃ≡Ｃ−（「アルキニル」）、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていることも可能である。アルキルは、炭素原子１、２、３、４、５、６、７または８個を有する直鎖状の基、特にメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチルまたはｎ−オクチルであることが好ましい。
【０１０３】
用語アルコキシは、酸素原子がアルコキシ基で置換された基または置換された環に直接結合し、アルキルが上記定義の通りであり好ましくは分枝鎖状ではないＯ−アルキル基を意味する。好ましいアルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシおよびオクトキシである。アルコキシは、−ＯＣＨ3、−ＯＣ2Ｈ5、−Ｏ−ｎ−Ｃ3Ｈ7、−Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9または−Ｏ−ｎ−Ｃ5Ｈ11であることが特に好ましい。
【０１０４】
用語「アルケニル」は、少なくとも１個のＣ＝Ｃ二重結合を有する脂肪族炭化水素基を表し、本発明に関しては、それぞれ炭素原子２から７個（すなわち、２、３、４、５、６または７個）あるいは２から１２個（すなわち、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２個）を有する直鎖状および分枝鎖状アルケニル基、特に直鎖状の基を包含する。用語「アルケニル」はまた、２個以上のＣ＝Ｃ二重結合を有する基を包含する。好ましいアルケニル基は、Ｃ2〜Ｃ7−１Ｅ−アルケニル、Ｃ4〜Ｃ7−３Ｅ−アルケニル、Ｃ5〜Ｃ7−４−アルケニル、Ｃ6〜Ｃ7−５−アルケニルおよびＣ7−６−アルケニル、特にＣ2〜Ｃ7−１Ｅ−アルケニル、Ｃ4〜Ｃ7−３Ｅ−アルケニルおよびＣ5〜Ｃ7−４−アルケニルである。好ましいアルケニル基としては、ビニル、１Ｅ−プロペニル、１Ｅ−ブテニル、１Ｅ−ペンテニル、１Ｅ−ヘキセニル、１Ｅ−ヘプテニル、３−ブテニル、３Ｅ−ペンテニル、３Ｅ−ヘキセニル、３Ｅ−ヘプテニル、４−ペンテニル、４Ｚ−ヘキセニル、４Ｅ−ヘキセニル、４Ｚ−ヘプテニル、５−ヘキセニル、６−ヘプテニルなどが挙げられる。最大５個の炭素原子を有する基が一般に好ましい。
【０１０５】
用語「アルケニルオキシ」基は、酸素原子がアルケニルオキシ基で置換された基または置換された環に直接結合し、アルケニルが上記定義の通りであり好ましくは分枝鎖状ではないＯ−アルケニル基を意味する。
【０１０６】
アルキル基中の１個または複数のＣＨ2基は、本発明に従えば−Ｏ−で置換されていてもよいので、「アルキル」はまた「オキサアルキル」基を包含する。本発明に関し、用語「オキサアルキル」は、少なくとも１個の非末端ＣＨ2基が隣接するヘテロ原子（ＯおよびＳ）が存在しないように−Ｏ−で置換されているアルキル基を表す。オキサアルキルは、式−ＣaＨ2a+1−Ｏ−（ＣＨ2）b−（ａおよびｂはそれぞれ互いに独立に１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０であり、ａは１から６の整数であることが特に好ましく、ｂは１または２である）の直鎖状の基を包含することが好ましい。
【０１０７】
上記定義のアルキル基中の１個または複数のＣＨ2基がイオウで置換されている場合、「チオアルキル」基が存在する。「チオアルキル」は、式ＣaＨ2a+1−Ｓ−（ＣＨ2）b−（ａは１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０であり、ｂは０、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０であり、ａは１から６の整数であることが特に好ましく、ｂは０、１または２である）の直鎖状の基を包含することが好ましい。
【０１０８】
アルキル基またはアルケニル基中の１個または複数のＣＨ2基が−Ｃ≡Ｃ−で置換されている場合、アルキニル基またはアルケニル基が存在する。１個または複数のＣＨ2基が−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていることも可能である。
【０１０９】
式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＡ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＴ、またはそれらの部分式の個々の化合物ならびに本発明に記載のＴＮディスプレイおよびＳＴＮディスプレイで使用することができる他の化合物は、既知であるか既知の化合物と同様に調製することができる。したがって、式Ｉの化合物の調製方法は、例えば特許文献１４から既知である。
【０１１０】
特に好ましい実施形態では、混合物は、
−式ＩａからＩｅから選択される、特にＩａおよび／またはＩｅの１種または複数の化合物、
−式ＩＩａからＩＩｉ、特にＩＩｅ、ＩＩｆ、およびＩＩｇの１種または複数の化合物、
−式ＩＩＡ、特に好ましくは式ＩＩＡａ、特にＲ21AaがＨまたはＣＨ3である１種または２種の化合物、
−式ＩＩＩｂ−１、ＩＩＩｂ−２、ＩＩＩｃ−１、ＩＩＩｃ−２、およびＩＩＩｃ−３、特に式ＩＩＩｃ−１、ＩＩＩｃ−２、およびＩＩＩｃ−３の１種または複数の化合物、
−式Ｉの１種または複数の化合物１から２５質量％、特に好ましくは２から２０質量％、特に３から１５質量％、
−式ＩＩの１種または複数の化合物３から６０質量％、特に好ましくは６から５０質量％、特に８から４０質量％、
−式ＩＩＡの１種または複数のアルケニル化合物５から４５質量％、特に好ましくは１０から４０質量％、特に１５から３５質量％、
−式ＩＩＩの１種または複数の化合物５から５５質量％、特に好ましくは１０から５０質量％、特に１５から４５質量％、
−Ｒ61は炭素原子２から７個を有するアルケニルであり、Ｒ62は上記定義の通りである式ＶＩ９および／またはＶＩ２４の１種または複数の化合物、
−式ＶＩ２５のＬがＨまたはＦ、特にＦである式ＶＩ２５および／またはＶＩ２７の１種または複数の化合物、
−Ｒ61は非分枝鎖状アルケニル基であり、Ｒ62は非分枝鎖状アルキル基である式ＶＩ１６の１種または複数の化合物、
−式Ｔａ、Ｔｂ、および／またはＴｈの１種または複数の化合物、
−正の誘電異方性、特にΔε≧＋１２を有する化合物２０質量％超
を含む。
【０１１１】
本発明による混合物は、特に層厚の高いＴＮおよびＳＴＮディスプレイで使用するとき、非常に低い総応答時間（ｔtot＝ｔon＋ｔoff）で特徴付けられる。
【０１１２】
本発明によるＴＮおよびＳＴＮセルで使用する液晶混合物は、誘電的に正であり、Δε≧１である。Δε≧３、特にΔε≧５の液晶混合物が特に好ましい。
【０１１３】
本発明による液晶混合物は、好ましい値のしきい値電圧Ｖ10/0/20および回転粘度γ1を有する。光路差ｄ・Δｎの値が予め特定されている場合、層厚ｄの値は光学異方性Δｎによって決定される。特に比較的高い値のｄ・Δｎでは、光学異方性の値が比較的高い本発明による液晶混合物の使用が一般に好ましい。というのは、ｄの値を比較的小さく選択することができるため、より好ましい値の応答時間が得られるからである。しかし、Δｎの値がより小さい本発明による液晶混合物を含む本発明による液晶ディスプレイもまた、有利な値の応答時間により特徴付けられる。
【０１１４】
本発明による液晶混合物はさらに、有利な値の電気光学特性線の急峻性により特徴付けられ、特に２０℃を超える温度において高いマルチプレックス比で動作することができる。さらに、本発明による液晶混合物は安定性が高く、電気抵抗性およびしきい値電圧の周波数依存性の値が好ましい。本発明による液晶ディスプレイは作動温度範囲が広く、コントラストの角度依存性が良好である。
【０１１５】
各場合にそこに隣接する液晶分子の好ましい配向（配向子）が通常、一方の電極から他方の電極に対して１６０°から７２０°の値でねじれているように表面が処理されている、偏光子、電極基板、電極からの本発明による液晶ディスプレイ素子の構成は、このタイプのディスプレイ素子の通常の構造に対応している。本明細書中の用語「通常の構造」は広い意味を有し、ＴＮおよびＳＴＮセルの誘導体および変形のすべて、特にマトリックスディスプレイ素子ならびに追加の磁石を含むディスプレイ素子も包含する。
【０１１６】
２枚の外板の表面のチルト角は同一でも異なってもよい。同一のチルト角が好ましい。好ましいＴＮディスプレイは、外板の表面上の分子の長軸と外板との間のプレチルト角が、０°から７°、好ましくは０．０１°から５°、特に０．１°から２°である。ＳＴＮディスプレイでは、プレチルト角は、１°から３０°、好ましくは１°から１２°、特に３°から１０°である。
【０１１７】
セル内のＴＮ混合物のねじれ角の値は、２２．５°から１７０°、好ましくは４５°から１３０°、特に８０°から１１５°である。配向膜からのセル中のＳＴＮ混合物の配向膜間のねじれ角の値は、１００°から６００°、好ましくは１７０°から３００°、特に１８０°から２７０°である。
【０１１８】
本発明に従って使用することができる液晶混合物は、それ自体慣用の方法で調製する。一般に、より少ない量で使用する成分の所望の量を、有利には高温で主要な構成要素を構成する成分中に溶解させる。有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルム、またはメタノール中の成分の溶液を混合し、例えば蒸留で完全に混合した後に再び溶媒を除去することも可能である。
【０１１９】
本発明による液晶混合物はまた、例えば、特許文献１５〜１９に記載のコレステリック液晶（ＣＬＣ）ディスプレイ、特にＳＳＣＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ Ｔｅｘｔｕｒｅ）およびＰＳＣＴ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ Ｔｅｘｔｕｒｅ）ディスプレイの液晶（ＬＣ）媒体として使用することにも適している。ＣＬＣディスプレイは、ネマチック成分ならびにＴＮおよびＳＴＮディスプレイと比較してかなり高いらせんねじれを有し、円偏光した光を選択的に反射する光学活性成分からなるコレステリックＬＣ媒体を通常含む。この反射波長は、コレステリックらせんのピッチとＣＬＣ媒体の平均屈折率の積に対応する。
【０１２０】
この目的で、１種または複数のキラルドーパントを本発明のＬＣ混合物に加え、そのねじれ力と濃度は、ＬＤ媒体が室温でコレステリック相を有し、電磁スペクトルの可視、ＵＶ、またはＩＲ領域、特に４００から８００ｎｍにあることが好ましい反射波長を有するように選択する。
【０１２１】
適切なドーパントは当業者に知られており、例えばノナン酸コレステリル（ＣＮ）、ＣＢ１５、Ｒ／Ｓ−８１１、Ｒ／Ｓ−１０１１、Ｒ／Ｓ−２０１１、Ｒ／Ｓ−３０１１、またはＲ／Ｓ−４０１１（Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ、ダルムシュタット）などが市販されている。キラル糖基、特に、例えばイソソルビトール、イソマンニトール、またはイソイジトール、好ましくは特許文献２０に記載のソルビトール誘導体などのジアンヒドロヘキシトール誘導体を有する高度にねじれたドーパントが特に好ましい。さらに、ジフェニル−１，２−ジヒドロキシエタンの１，２−誘導体（ベンジレングリコールおよびヒドロベンゾイン）、好ましくは特許文献２１に記載の液晶性ヒドロベンゾイン誘導体などのキラルエタンジオール誘導体が好ましい。特に好ましいドーパントは、特許文献２２に記載のキラルビナフチル誘導体、特許文献２３に記載のキラルビナフチルアセタール誘導体、特許文献２４に記載のキラルＴＡＤＤＯＬ誘導体、および特許文献２５および２６に記載の少なくとも１個のフッ素化架橋基および末端または中心キラル基を含むキラルドーパントである。
【０１２２】
２種以上のドーパントが加えられる場合、これらは同じか反対の回転方向および同じか反対のねじれの温度依存性を有することができる。
【０１２３】
さらに、本発明は、ネマチック成分として本発明によるＬＣ混合物、および光学活性成分として１種または複数のキラルドーパントを含むＣＬＣ媒体に関する。さらに、本発明は、上記のＣＬＣ媒体を含むＣＬＣディスプレイ、特にＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイに関する。
【０１２４】
誘電体にはまた、当業者に知られ文献に記載のさらなる添加剤を含む。例えば、多色性染料０〜１５質量％を加えることができる。
【０１２５】
本出願および以下の実施例では、液晶化合物の構造は、以下の表ＡおよびＢに従って化学式に変換した略語で示す。基ＣnＨ2n+1およびＣmＨ2m+1すべては、それぞれ炭素原子ｎおよびｍ個を有する直鎖状アルキル基である。アルケニル基はトランス配置を有する。表Ｂのコードは自明である。表Ａでは、親構造の略語のみが与えられている。それぞれの場合、親構造の略語が続き、ダッシュで分離し、置換基Ｒ1、Ｒ2、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3の以下の表に示したコードに従う。
【０１２６】
【表１】
0005554768.tif 000029
【０１２７】
ＴＮおよびＳＴＮディスプレイは、表ＡおよびＢの１種または複数の化合物を含む液晶混合物を含むことが好ましい。
【０１２８】
【表２】
0005554768.tif 000030
【０１２９】
【表３】
0005554768.tif 000031
【０１３０】
【表４】
0005554768.tif 000032
【０１３１】
【表５】
0005554768.tif 000033
【０１３２】
表Ｃは、液晶混合物をドープするのに適したいくつかのドーパントを示す。
【０１３３】
【表６】
0005554768.tif 000034
【０１３４】
【表７】
0005554768.tif 000035
【実施例】
【０１３５】
以下の実施例は、本発明を限定することなく説明することを意図する。以下の略語を使用する；
ｃｌ．ｐ．：透明点（ネマチック等方性相転移温度）、
Ｓ−Ｎ：スメクチック−ネマチック相転移温度、
ｖｉｓｃ．：フロー粘度（別段の記載がない限り２０℃において）、
Δｎ：光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）、
ｎ0：通常の屈折率（５８９ｎｍ、２０℃）、
Δε：誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）、
ε⊥：長軸である分子軸に垂直な方向の誘電率（１ｋＨｚ、２０℃）、
γ1：回転粘度、
Ｓ：特性線急峻性＝Ｖ90／Ｖ10、
Ｖ10：しきい値電圧＝相対コントラスト１０％での特性電圧、
Ｖ90：相対コントラスト９０％での特性電圧、
ｔtot ：ｔon＋ｔoff、
ｔave ：（ｔon＋ｔoff）／２、平均応答時間、
ｔon：電源を入れてから最大コントラストの９０％に達するまでの時間、
ｔoff ：電源を切ってから最大コントラストの１０％に達するまでの時間、
Ｍｕｘ：マルチプレックス比、
ｔstore：数時間での低温貯蔵安定性（−２０℃、−３０℃、−４０℃）。
【０１３６】
パラメータは、小冊子「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ．Ｌｉｃｒｉｓｔａｌ（登録商標）．Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、Ｗ．Ｂｅｃｋｅｒ博士編、Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ、ダルムシュタット、１９９８で記載の通りに決定した。
【０１３７】
上記および下記において、すべての温度は℃で示している。パーセンテージは質量パーセントである。別段の記載がない限り、すべての値は２０℃を基準としている。別段の記載がない限り、ディスプレイはマルチプレックス比１／４８およびバイアス１／８で動作させる。別段の記載がない限り、ねじれは２４０°である。
【０１３８】
【表８】
0005554768.tif 000036
【０１３９】
【表９】
0005554768.tif 000037
【０１４０】
他の好ましい特性は保持したまま、比較例１と比較して応答時間が短縮し、しきい値電圧が低下している。
【０１４１】
【表１０】
0005554768.tif 000038
【０１４２】
他の好ましい特性は保持したまま、比較例１と比較して応答時間が短縮している。