(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・１組の基板であって、
・それぞれが１つ以上の電極を有し、および
・それらの少なくとも１つが液晶の平面配列のための配向層を有するか、または液晶の平面配列のために別の方法で処理されている基板と、
・コレステリック液晶材料であって、
・１種類以上のビメソゲン性化合物を含む成分Ａと、
・１種類以上の化合物よりなるキラル成分である成分Ｂと、および
・５Ｈｚの気泡周波数において４５ｍＮ／ｍ以下の動的表面張力を有する１種類以上のフッ素系界面活性剤からなる添加成分である成分Ｃとを含む液晶材料と
を備える液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記フッ素系界面活性剤の動的表面張力は、５Ｈｚの気泡周波数において４０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記フッ素系界面活性剤の動的表面張力は、５Ｈｚの気泡周波数において３５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記フッ素系界面活性剤の動的表面張力は、１０Ｈｚの気泡周波数において４５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記フッ素系界面活性剤の動的表面張力は、１０Ｈｚの気泡周波数において４０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記フッ素系界面活性剤の動的表面張力は、１０Ｈｚの気泡周波数において３５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記フッ素系界面活性剤は、非イオン性フッ素系界面活性剤であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記非イオン性フッ素系界面活性剤は、非イオン性重合体フッ素系界面活性剤であることを特徴とする請求項７に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記フッ素系界面活性剤は、オリゴフッ化アルコールであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記オリゴフッ化アルコールは、式ＩＶで表される化合物であることを特徴とする請求項９に記載の液晶ディスプレイ。
【化１】
0005496660.tif 000025
（式中、
ｐは、１〜１５の範囲内の整数であり、
ｑは、０〜８の範囲内の整数である。）
【請求項１１】
前記式ＩＶで表される化合物は、以下の化合物であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶ディスプレイ。
【化２】
0005496660.tif 000026
【請求項１２】
該液晶材料の該成分Ａは、対称構造であって２個のメソゲン性単位の間のスペーサー基中に奇数個の原子を有する１種類以上のビメソゲン性化合物と、および／または非対称構造の１種類以上のビメソゲン性化合物とを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
該液晶材料中の該成分Ｃの濃度は０．０１％以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
該液晶材料の該成分Ａは式Ｉ：
【化３】
0005496660.tif 000027
の１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
（上記式中、
ＳＰ１１およびＳＰ１２は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、より好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｃ≡Ｃ−であり、最も好ましくは、−Ｏ−または−Ｃ≡Ｃ−であり、
ｎは、２〜１８の範囲内の整数であり、好ましくは、３〜１７、より好ましくは、５〜１３であり、
【化４】
0005496660.tif 000028
式中、
【化５】
0005496660.tif 000029
【化６】
0005496660.tif 000030
Ｘ１１およびＸ１２は、それぞれ互いに独立に、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌまたは１〜４個のＣ原子のアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシであり、好ましくは、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌまたはアルキルであり、最も好ましくはＣＮまたはＦであり、
Ｚ１１およびＺ１２は、それぞれ互いに独立に、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｎ＝ＣＨ−または単結合であり、好ましくは単結合である。）
【請求項１５】
該液晶材料の該成分Ａは、式Ｉ−１〜Ｉ３の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【化７】
0005496660.tif 000031
（式中、
Ｘ１１、Ｘ１２およびｎは、式Ｉにおいて請求項１４で与えられるそれぞれの意味を有する。）
【請求項１６】
ビデオイメージをディスプレイするために使用されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイを備えることを特徴とする液晶装置。
【請求項１８】
電気光学的ディスプレイ装置であることを特徴とする請求項１７に記載の液晶装置。
【請求項１９】
液晶装置中における請求項１〜１６のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイの使用。
【請求項２０】
請求項１〜１６のいずれか１項中で定義される通りのコレステリック液晶材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビメソゲン性化合物と、１種類以上のビメソゲン性化合物、１種類以上のキラルドーパントおよび１種類以上のフッ素系界面活性剤を含む液晶媒体と、これらの媒体を備える液晶ディスプレイ、特にフレキソエレクトリック効果を利用するディスプレイと、そのようなディスプレイの応答時間を改良する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は情報をディスプレイするために広く使用されている。用いられる電気光学的モードの例は、捩れネマチック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、超捩れネマチック（ＳＴＮ：Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、光学補償ベンド（ＯＣＢ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）および電界効果復屈折（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードとそれらの種々の変法であり、他も知られている。基板と液晶層にそれぞれ実質的に直角な電界を使用している全てのこれらのモードに加え、基板と液晶層にそれぞれ実質的に平行な電界を用いる電気光学的モードもあり、例えば、独国特許第４０００４５１号（特許文献１）および欧州特許第０５８８５６８号（特許文献２）で開示され通りの、例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードである。とりわけ、この電気光学的モードは、最新のデスクトップモニター用のＬＣＤに使用されている。強誘電性液晶ディスプレイ（ＦＬＣＤ：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）と同じように、ＩＰＳディスプレイでは、液晶はディスプレイの面内で好ましい配向の分子軸にスイッチする。よって、スイッチングの間に複屈折変化は殆どなく、結果的に光学的効果は色彩的に中性である。
【０００３】
フレキソエレクトリック化合物およびフレキソエレクト−オプティック効果は、例えば、Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ、「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、２版、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ（非特許文献１）、Ｒ．Ｂ．ＭｅｙｅｒおよびＪ．Ｓ．Ｐａｔｅｌ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔ．、１９８７年、５８巻（１５号）１５３８頁（非特許文献２）およびＰ．ＲｕｄｑｕｉｓｔおよびＳ．Ｔ．Ｌａｇｅｒｗａｌｌ、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．、１９９７年、２３巻（４号）、５０３頁（非特許文献３）より既知である。
【０００４】
均一に横たわるへリックステクスチャー（Ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ  Ｌｙｉｎｇ  Ｈｅｌｉｘ  ｔｅｘｔｕｒｅ）にあるコレステリック液晶でのフレキソエレクトリック効果を用いるディスプレイが提案されている（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５８巻（１５号）、１５３８〜１５４０（１９８７年、非特許文献４）。本出願を通して、用語キラルネマチックおよびコレステリックは、他に明示的に述べられてない場合、同意語として用いられる。フレキソエレクトリック効果それ自体は、Ｍｅｙｅｒ（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．２２巻、９１８ｆｆ頁（１９６９年）、非特許文献５）より既知であり、Ｒｕｄｑｕｉｓｔら（Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．２２巻（４号）、４４５〜４４９頁（１９９７年）、非特許文献６）により、最近概説された。
【０００５】
フレキソ電気光学的効果を使用するディスプレイには準ミリ秒のスイッチング時間による利点があり、即ち、優れた視野角およびアナログスイッチングを与える面内スイッチングであり、真正グレイスケールを与える。加えて、応答時間は印加された電界よりもむしろ材料の特性に依存し、４５°スイッチングには低い電界が必要とされる。「オン」および「オフ」の時間は等しい。
【０００６】
フレキソエレクトリック装置用の短いコレステリックピッチの液晶組成物は、欧州特許第０９７１０１６号（特許文献３）、英国特許第２３５６６２９号（特許文献４）およびＣｏｌｅｓら、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．、１１巻、２７０９〜２７１６頁（２００１年）（非特許文献７）から既知である。欧州特許第０９７１０１６号（特許文献３）より、高いフレキソエレクトリック係数などを有するメソゲン性エストラジオール類が教示される。
【０００７】
英国特許第２３５６６２９号（特許文献４）より、ビメソゲン性化合物およびフレキソエレクトリック装置でのそれらの使用が教示される。ビメソゲン類は通常のモノメソゲン類よりも幾つかの利点を示し、より高いフレキソエレクトリック係数が挙げられ、単位電界当たりのチルトは最大で従来のメソゲン類よりも一桁大きくなる。ビメソゲン類を分子設計することで、螺旋が解けることを低減させる誘電カップリングを最小とでき、一方で、より速いスイッチングおよびより低い電界を可能とするフレキソエレクトリック応答を最大とできる。
【０００８】
モノメソゲン類は、１ミクロン当たり典型的には５〜１０ボルトの電界で典型的には５〜１０°の低角にわたってスイッチする一方で、ビメソゲン類は、１ミクロン当たり３ボルトで２２．５°に渡ってスイッチし、温度と殆ど独立にスイッチする。
【０００９】
均一に横たわるへリックス（ＵＬＨ）テクスチャーにおいて、短いピッチを有するコレステリック液晶は、液晶セルの基板、例えばガラスプレートに平行な単一方向に螺旋軸を配向させる。コレステリック液晶の螺旋軸は、複屈折プレートの光軸に相当する。均一に横たわるへリックステクスチャーは、典型的には０．２μｍ〜１．０μｍの範囲内、好ましくは１．０μｍ以下、特には０．５μｍ以下の短いピッチを有するキラルネマチック液晶を用いて、一般的に実現される。
【００１０】
基板上の、好ましくはそれらの内部表面の電極に、この構成において、即ち、螺旋軸に垂直に電界を印加すると、光軸がセル面内で回転する。この回転は、表面が安定化された強誘電性液晶ディスプレイ中の強誘電性液晶のダイレクターの回転と同様である。フレキソエレクトリック効果は、典型的には６０μｓ〜１００μｓの範囲の速い応答時間で特徴づけられる。それは更に、優れたグレイスケール性能で特徴づけられる。
【００１１】
電界は、誘発されたダイレクターのスプレイ−ベンド変形と本質的にフレキソエレクトリック的に連結していると見ることができる。第一次近似において、軸の回転の角度は、電界の強度に直接的および線形的に比例する。直交する偏光板の間に、電源が入っていない状態で、一方の偏光子の吸収軸に対して光軸が２２．５°の角度になるように液晶セルを置いた場合、光学的効果を最も良く観察できる。また、この２２．５°の角度も、電界における、螺旋軸の理想的な回転角度であり、よって、電界を逆転させることにより光軸は４５°回転し、螺旋軸、偏光子の吸収軸、電界の方向の好ましい方向の相対的配向を適切に選択することにより、１つの偏光子に平行から両方の偏光子の間の中央角に光軸をスイッチできる。光軸のスイッチングの全角度が４５°である場合、最適なコントラストが達成される。その場合、光学遅延、即ち、液晶の有効複屈折率およびセルの間隔の積を波長の１／４に選択するすることにより、この配置をスイッチ可能な１／４波長板として用いることができる。本明細書中、他で明示的に述べない場合、波長は５５０ｎｍ、即ち、ヒトの目の感度が最も高い波長を言う。
【００１２】
光軸の回転角（φ）は、式（１）による良好な近似で与えられる。
【００１３】
ｔａｎφ  ＝  ｅＰ０Ｅ／（２πＫ）          （１）
式中、
Ｐ０は、コレステリック液晶の非摂動ピッチであり、
ｅは、スプレイ・フレキソエレクトリック係数（ｅｓｐｌａｙ）と、ベンド・フレキソエレクトリック係数（ｅｂｅｎｄ）との平均［ｅ＝１／２（ｅｓｐｌａｙ＋ｅｂｅｎｄ）］であり、
Ｅは、電界の強度であり、および
Ｋは、スプレイ弾性定数（ｋ１１）と、ベンド弾性定数（ｋ３３）との平均［Ｋ＝１／２（ｋ１１＋ｋ３３）］であり、
および、ここで、比ｅ／Ｋは、フレキソ−弾性比とよばれる。
【００１４】
この回転角（φ）は、フレキソエレクトリックスイッチング素子において、スイッチング角の半分である。
【００１５】
この電気光学的効果の応答時間（τ）は、式（２）により良好な近似で与えられる。
【００１６】
τ  ＝  ［Ｐ０／（２π）］２・γ／Ｋ          （２）
式中、
γは、へリックスの歪に伴う有効粘度係数である。
【００１７】
へリックスを解く臨界電界（Ｅｃ）が存在し、式（３）から得ることができる。
【００１８】
Ｅｃ  ＝  （π２／Ｐ０）・［ｋ２２／（ε０・Δε）］１／２      （３）
式中、
ｋ２２は、捩れ弾性定数であり、
ε０は、真空の誘電率であり、および
Δεは、液晶の誘電異方性である。
【００１９】
ネマチック材料と混合されたキラルな物質は、へリカルツイストを誘発し、材料をキラルネマチック材料に変換し、それはコレステリック材料と等価である。用語キラルネマチックおよびコレステリックは、他に明示的に述べてない場合、本出願では同意語として用いるが、しかしながら、後者のコレステリックピッチの方が比較的容易に更に大きい範囲にわたって変化できるのは事実である。キラル物質により誘発されたピッチは、用いられるキラル材料の濃度に、第一次近似で反比例する。この関係の比例定数は、キラル物質のヘリカルツイスティングパワー（螺旋捩れ力）（ＨＴＰ：Ｈｅｌｉｃａｌ  Ｔｗｉｓｉｔｉｎｇ  Ｐｏｗｅｒ）と呼ばれ、式（４）で定義される。
【００２０】
ＨＴＰ  ≡  １／（ｃ・Ｐ０）                （４）
式中、
ｃは、キラル化合物の濃度である。
【００２１】
これらのディスプレイのために、改善された性質を有する新規な液晶媒体が要求される。とりわけ、複屈折（Δｎ）は光学的モードのために最適化されるべきであり、即ち、光学的位相差（ｄ・Δｎ）が、好ましくは式（５）を満足するようにすべきである。
【００２２】
ｓｉｎ２（π・ｄ・Δｎ／λ）  ＝  １        （５）
式中、
ｄは、セルの間隔であり、および
λは、光の波長である。
【００２３】
式（４）の右辺の偏差許容範囲は、＋／−３％である。
【００２４】
本出願において、光の波長は、他に特に特定してない場合は、一般的に５５０ｎｍである。
【００２５】
ＵＬＨモードを用いるフレキソエレクトリックディスプレイは、面内スイッチングおよび強誘電性ディスプレイ中のように、本質的に非常に広い視野角を伴う黒および白の応答を有する。よって、カラー表現は、ほとんど観察角度に依存しない。この事実は、ＴＮ、ＳＴＮおよびＥＣＢディスプレイなどの複屈折効果を活用するディスプレイに対する状況とは肯定的に対照的である。
【００２６】
ＩＰＳディスプレイと比較して、フレキソエレクトリックディスプレイは、それらの極端に速い応答時間で特徴付けられる一方で、ＦＬＣＤと比較してグレイスケールの直接表現が可能となるため、フレキソエレクトリックディスプレイは電圧依存スイッチング角度を有し、ＦＬＣＤの場合のように双安定応答を示さないので好ましい。
【００２７】
しかしながら、現在までのところ、単軸的に横たわるへリックステクスチャー（ｕｎｉａｘｉａｌｌｙ  ｌｙｉｎｇ  ｈｅｌｉｘ  ｔｅｘｔｕｒｅ）にあるコレステリック液晶の配向を再現性のある方法で達成するには問題があった。上記のＣｏｌｅｓら、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．、２００１年、１１巻、２７０９〜２７１６頁（非特許文献７）において、キラル添加剤を含有し、ブルー層を示すモノメソゲン性液晶は、単軸的に横たわるへリックステクスチャーの容易な形成を促進することが報告されている。そのような材料を少なくとも一方が面配向のための配向層と共に提供されている２枚の壁の間の液晶セルに封入すると、それがブルー層中にある際には、交流電界を材料と交差して印加すると、材料は均一に横たわるへリックステクスチャーを自発的に形成する。引続いて、電界を印加しながら、試料を冷却してコレステリック層とする。この場合、均一配向を得るために、液晶試料を剪断するなどの機械的な操作は必要ない。しかしながら、この文献は、モノメソゲン性液晶材料に基づくコレステリック液晶材料のみを開示しており、ビメソゲン性液晶には言及すらしていない。
【００２８】
更に、Ｂｌａｔｃｈら、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．、１９９７年、７巻（１号）、９〜１７頁（非特許文献８）によれば、スペーサー基に奇数個の原子を有するビメソゲン性液晶を含み、５００ｎｍ以下の螺旋ピッチを達成するのに十分なキラル中心を更に含む液晶材料が、一般的にブルー相を示すことが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】独国特許第４０００４５１号
【特許文献２】欧州特許第０５８８５６８号
【特許文献３】欧州特許第０９７１０１６号
【特許文献４】英国特許第２３５６６２９号
【非特許文献】
【００３０】
【非特許文献１】Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ、「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、２版、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ
【非特許文献２】Ｒ．Ｂ．ＭｅｙｅｒおよびＪ．Ｓ．Ｐａｔｅｌ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔ．、１９８７年、５８巻（１５号）１５３８頁
【非特許文献３】Ｐ．ＲｕｄｑｕｉｓｔおよびＳ．Ｔ．Ｌａｇｅｒｗａｌｌ、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．、１９９７年、２３巻（４号）、５０３頁
【非特許文献４】Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５８巻（１５号）、１５３８〜１５４０（１９８７年）
【非特許文献５】Ｍｅｙｅｒ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．２２巻、９１８ｆｆ頁（１９６９年）
【非特許文献６】Ｒｕｄｑｕｉｓｔら、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．２２巻（４号）、４４５〜４４９頁（１９９７年）
【非特許文献７】Ｃｏｌｅｓら、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．、１１巻、２７０９〜２７１６頁（２００１年）
【非特許文献８】Ｂｌａｔｃｈら、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．、１９９７年、７巻（１号）、９〜１７頁
【非特許文献９】Ｇ．Ｐ．Ｂｒｙａｎ−Ｂｒｏｗｎ、Ｅ．Ｌ．ＷｏｏｄｓおよびＩ．Ｃ．Ｓａｇｅ、Ｎａｔｕｒｅ  １９９９年、３９９巻、３３８頁
【非特許文献１０】Ｂ．Ｍｕｓｇｒａｖｅ、Ｐ．ＬｅｈｍａｎおよびＨ．Ｊ．Ｃｏｌｅｓ、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．、１９９９年、２６巻（８号）１２３５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
よって、速いスイッチング、即ち、コンピューターモニター、テレビジョンセットおよび同種のもののためのスクリーン、マルチメディア用途のためのディスプレイ、携帯用テレコミュニケーション装置、自動現金預け払い機および光変調器などの実用的用途ための短い応答時間を有する液晶媒体に対して大きな需要がある。それらは、広いネマチック相範囲、低い粘度、低いΔε、高いフレキソエレクトリック係数、十分に高い抵抗値、および特に、用いられるディスプレイモードに依存する特定のセル厚さに対して最適化された光学異方性Δｎを有していなければならない。
【００３２】
Ｇ．Ｐ．Ｂｒｙａｎ−Ｂｒｏｗｎ、Ｅ．Ｌ．ＷｏｏｄｓおよびＩ．Ｃ．Ｓａｇｅ、Ｎａｔｕｒｅ  １９９９年、３９９巻、３３８頁（非特許文献９）には、フッ化脂肪族重合体エステルである米国３Ｍ社製のフッ素系界面活性剤Ｆｌｕｏｒａｄ４３０をネマチック液晶中で使用し、セル表面との相互作用を弱め、滑りやすい表面を形成することが記載されている。
【００３３】
しかしながら、フレキソ電気光学的効果を使用する商業的装置を上市するには、電界の低減およびスイッチ時間において、より更なる改良が必要である。例えば、Ｂ．Ｍｕｓｇｒａｖｅ、Ｐ．ＬｅｈｍａｎおよびＨ．Ｊ．Ｃｏｌｅｓ、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．、１９９９年、２６巻（８号）１２３５頁（非特許文献１０）において短い応答時間が観察されたが、７０℃〜１２０℃の範囲の高温においてのみであり、実用的に使用できるディスプレイの通常の動作温度範囲内ではない。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
驚くべきことに、１種類以上のビメソゲン類および１種類以上のキラルドーパント類の混合物にフッ素系界面活性剤を低濃度で加えることにより、フレキソエレクトリック効果を使用する本発明による液晶ディスプレイの応答時間を、約５０％改良できることが見い出された。加えて、最適な変調に必要な２２．５°のチルト角を誘発するのに必要な印加電界が、２０％を越えて低減される。このことは、より経済的な駆動の仕組みおよびエネルギー効率のより高い装置の実現に寄与する。
【００３５】
透明点が好ましくなく低下するなどの悪影響は観察されない。
【００３６】
混合物がフッ素系界面活性剤を含む場合、追加の有益な効果は、セルに液晶混合物を充填するのに必要な時間の短縮である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】６１℃において、キラルホスト混合物Ｍ１と比較した、混合物Ｍ２およびＭ３のフレキソ電気光学的スイッチ特性を示す図である。
【図２】６１℃において、６１℃におけるキラルホスト混合物１と比較した、混合物２および混合物３の応答時間を示す図である。
【図３】６１℃において、キラルホスト混合物１と比較した、混合物４の応答時間を示す図である。
【図４】３５℃において、キラルホスト混合物５と比較した、混合物６の応答時間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明による液晶ディスプレイは、ＵＬＨテクスチャーで配向しているキラルネマチック装置中のフレキソエレクトリック効果を使用する。それらは好ましくは、ディスプレイまたは光に対するスイッチなどの電気光学的装置中で使用されるか、または例えば光学的構成部品中で使用される。
【００３９】
セルのセルギャップは、好ましくは、１μｍ〜２０μｍの範囲、特に２．０μｍ〜１０μｍの範囲である。
【００４０】
好ましくは、本発明によるディスプレイは、アクティブマトリクス、即ち、非線形電流−電圧特性を有するアクティブ電気素子のマトリクスによりアドレスされる。これらのアクティブ素子は、好ましくは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。それらは、投影型ディスプレイだけでなく、ダイレクトビューの用途で用いることができる。しかしながら、本発明の液晶は、他の既知のアドレス手段によるディスプレイにおいても有利に用いることができる。
【００４１】
驚くべきことに、本質的に非対称な系を用いて交流の電界を印加することにより、キラルネマチック液晶媒体をＵＬＨテクスチャー中で配向できることを見出した。
【００４２】
この非対称は、以下の方法で容易に系に導入することができる。第１の好ましい実施形態においては、ディスプレイの基板の内部表面を液晶がハイブリッド配向するように処理する。これは、一方の表面がホモジニアス配向とも呼ばれる平面配向を誘発し、他の表面はホメオトロピック配向を誘発することを意味する。両者の配向では、明らかに、液晶が有限な表面チルト角を示すことができる。
【００４３】
本発明によるこれらのディスプレイは、先行技術のディスプレイの欠点を示さないか、少なくとも極めて小さい程度にそれらを示す。
【００４４】
好ましくは、本発明によるディスプレイに用いられる液晶材料は、誘発されたキラルネマチック相を有する。
【００４５】
液晶媒体の基礎混合物は、好ましくは、セルの面内で螺旋軸の配向を促進させるために、正の誘電異方性を有する。しかしながら、同時に、基礎混合物の誘電異方性には限界があるべきで、そうでなければ、へリックス軸の所望のフレキソエレクトリックスイッチングの代わりに、電界を印加するとへリックスが誘電的に解けてしまう望ましくないこととなってしまう。
【００４６】
液晶混合物の誘電異方性は、好ましくは０以上〜１０以下、特に０．１以上〜５以下の範囲内である。
【００４７】
混合物のへリックス構造を解く電圧は、典型的には、動作温度において５μｍ厚のセルに対し、３０Ｖ以上、好ましくは５０Ｖ以上である。
【００４８】
液晶混合物に対するスイッチング角は、動作温度において、典型的には１０Ｖ以上の電圧で、５μｍ厚のセルに対し、典型的には、５°以上、好ましくは少なくとも１０°以上、より好ましくは少なくとも１５°以上、とりわけ２２．５°である。
【００４９】
本出願による改善された液晶ディスプレイは、以下の条件を満たす。それらは、
−１組の基板で、
−それぞれが１つ以上の電極を有し、および
−それらの少なくとも１つが液晶の平面配列のための配向層を有する、または液晶の平面配列のために別の方法で処理されているものと、
−コレステリック液晶材料で、
−好ましくは対称構造であって２個のメソゲン性単位の間のスペーサー基中に奇数個の原子を有する１種類以上のビメソゲン性化合物、および／または好ましくは非対称構造であって２個のメソゲン性単位の間のスペーサー基中に奇数個の原子を有する１種類以上のビメソゲン性化合物を含む成分Ａと、
−１種類以上の化合物よりなるキラル成分である成分Ｂと、および
−好ましくは１種類以上のフッ素系界面活性剤からなる添加成分である成分Ｃとを含むものと
を備える。
【００５０】
好ましくは、コレステリック液晶材料は、好ましくは５００ｎｍ未満、より好ましくは４００ｎｍ未満、最も好ましくは３００ｎｍ以下の螺旋ピッチで、均一に横たわるへリックス構造で配向している。
【００５１】
更に好ましくは、
−両方の基体が液晶の面配列のための配向層を有する、または液晶の面配列のために別の方法で処理されている、および／または
−成分Ａは１種以上の非対称構造のビメソゲン性化合物を含む。
【００５２】
好ましくは、キラル成分である成分Ｂは１種類以上のキラル化合物よりなる。
【００５３】
好ましくは、ビメソゲン性成分である成分Ａは、式Ｉ：
【００５４】
【化１】
0005496660.tif 000002
の１種類以上の化合物を含む。
式中、
ＳＰ１１およびＳＰ１２は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、より好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｃ≡Ｃ−であり、最も好ましくは、−Ｏ−または−Ｃ≡Ｃ−であり、
ｎは、２〜１８の範囲内の整数であり、好ましくは、３〜１７、より好ましくは、５〜１３であり、
【００５５】
【化２】
0005496660.tif 000003
式中、
【００５６】
【化３】
0005496660.tif 000004
【００５７】
【化４】
0005496660.tif 000005
Ｘ１１およびＸ１２は、それぞれ互いに独立に、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌまたは１〜４個のＣ原子のアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシであり、好ましくは、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌまたはアルキルであり、最も好ましくはＣＮまたはＦであり、
Ｚ１１およびＺ１２は、それぞれ互いに独立に、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｎ＝ＣＨ−または単結合であり、好ましくは単結合である。
【００５８】
好ましくは、ｎは奇数である。
【００５９】
好ましい実施形態において、ビメソゲン性成分である成分Ａは、ＭＧ１１およびＭＧ１２が互いに同一である式Ｉの１種類以上の化合物を含む。
【００６０】
異なる好ましい実施形態において、ビメソゲン性成分である成分Ａは、ＭＧ１１およびＭＧ１２が互いに異なる式Ｉの１種類以上の化合物を含む。
【００６１】
好ましくは、ビメソゲン性成分である成分Ａは、式Ｉ−１〜Ｉ３の群より選択される１種類以上の化合物を含む。
【００６２】
【化５】
0005496660.tif 000006
式中、
Ｘ１１、Ｘ１２およびｎは、式Ｉにおいて与えられるそれぞれの意味を有する。
【００６３】
好ましくは、キラル成分である成分Ｂは、式ＩＩおよびＩＩＩの群より選択される１種類以上の化合物を含む。
【００６４】
【化６】
0005496660.tif 000007
式中、
【００６５】
【化７】
0005496660.tif 000008
【００６６】
【化８】
0005496660.tif 000009
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１およびＲ３２は、それぞれ互いに独立に、それぞれ１〜１７個のＣ原子のアルキルまたはアルコキシ、またはそれぞれ２〜１７個のＣ原子のアルケニル、アルケニルオキシまたはオキサアルキルであり、それら全てはフッ素化されていてもよく、好ましくは、Ｒ２１およびＲ２２は互いに同一であり、最も好ましくは、それらはｎ−アルキルであり、
Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ３１およびＺ３２は、それぞれ互いに独立に、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または単結合であり、
ｖ、ｗ、ｒおよびｓは、それぞれ互いに独立に０または１であり、
式ＩＩＩ中に示されるフェニル環の１個以上はフッ素化されていてもよい。
【００６７】
好ましくは、以下の４組のパラメーターの要素
【００６８】
【化９】
0005496660.tif 000010
は、相互に互いに同一であるか、互いに鏡像であり、好ましくは、それらは互いに鏡像であり、
以下の２組のパラメーターの要素
【００６９】
【化１０】
0005496660.tif 000011
は、相互に互いに同一であり、
ｖおよびｗは、互いに同一であり、
ｒおよびｓは、互いに同一である。
【００７０】
本出願によるフッ素系界面活性剤は、フッ素原子によって囲まれている炭素原子鎖を含む、および殆どの場合より基本的にフッ素原子によって囲まれている炭素原子鎖よりなる化合物である。界面活性剤として、それらは両親媒性構造を有しており、即ち、異なる媒体、例えば水および油において反対の溶解性の傾向を有する基を含んでなる。それらは、好ましくは、非常に低い表面張力で特徴付けられ、５Ｈｚの気泡周波数において、好ましくは４５ｍＮ／ｍ以下の動的表面張力、好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下、より好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下である。
【００７１】
好ましくは、添加成分である成分Ｃは、以下の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。
【００７２】
フッ素系界面活性剤類、好ましくは非イオン性フッ素系界面活性剤類、最も好ましくは非イオン性重合体フッ素系界面活性剤類、およびオリゴフッ化アルコール類、好ましくは式ＩＶである。
【００７３】
【化１１】
0005496660.tif 000012
式中、
ｐは、１〜１５、好ましくは２〜１２、最も好ましくは４〜１０の範囲内の整数であり、
ｑは、０〜８、好ましくは１〜３の範囲内の整数である。
【００７４】
フッ素系界面活性剤類としては３つの型の化合物が挙げられ、同時に本発明によって好ましく使用されるものは、ＦＣ−４３０（Ｍｎが４８９およびＭｗが１３６５）、ＦＣ−４４３０およびＦＣ−４４３２であり、全て米国３Ｍ社製である。
【００７５】
好ましくは、添加成分である成分Ｃは、５Ｈｚの気泡周波数、好ましくは１０Ｈｚの気泡周波数においてすら、４５ｍＮ／ｍ以下の動的表面張力、好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下、より好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下の化合物を１種類以上含む。
【００７６】
参考のため、上記フッ素系界面活性剤の３つの例の動的表面張力を、以下の表に示す。
【００７７】
【表１】
0005496660.tif 000013
ＭＧ１１およびＭＧ１２が互いに同一である式ＩＩの特に好ましい化合物は、以下である。
【００７８】
【化１２】
0005496660.tif 000014
【００７９】
【化１３】
0005496660.tif 000015
【００８０】
【化１４】
0005496660.tif 000016
ＭＧ１１およびＭＧ１２が互いに異なる式Ｉの特に好ましい化合物は、以下である。
【００８１】
【化１５】
0005496660.tif 000017
【００８２】
【化１６】
0005496660.tif 000018
式Ｉ−２の特に好ましい化合物は、以下である。
【００８３】
【化１７】
0005496660.tif 000019
式Ｉ−３の特に好ましい化合物は、以下である。
【００８４】
【化１８】
0005496660.tif 000020
この化合物の合成は、例えば、Ｃｈｏ、Ｙ．博士論文、ケンブリッジ大学（２００５年）中に開示されている。
【００８５】
式ＩＩの特に好ましい化合物は、以下である。
【００８６】
【化１９】
0005496660.tif 000021
式中、Ｒ２１およびＲ２２は上の式ＩＩで与えられる意味をそれぞれ有し、式中、１個以上のフェニル環はフッ素により置換されていてもよい。
【００８７】
式ＩＶの特に好ましい化合物は、以下である。
【００８８】
【化２０】
0005496660.tif 000022
本発明の好ましい実施形態による改善された液晶ディスプレイは、５００ｎｍ以下、好ましくは４５０ｎｍ以下、とりわけ好ましくは４００ｎｍ以下の液晶材料のコレステリックピッチを誘発する、キラル成分（成分Ｂ）を含む。
【００８９】
上記の実施形態と異なる場合もある本発明の更に好ましい実施形態においては、液晶材料を配向させるために印加する交流電界は、好ましくは、螺旋を解くための臨界電界より小さい。実用上の理由で、それは好ましくは、１２Ｖ／ｍ以下で、最も好ましくは、４Ｖ／ｍ以下である。
【００９０】
上記の実施形態と異なる場合もある本発明の更に好ましい実施形態においては、面配向のために処理された表面を有する液晶セルを用いる。この実施形態では、液晶材料を配向させるための好ましい開始条件は、グランジャン（Ｇｒａｎｄｊｅａｎ）テクスチャーである。前記の２つの実施形態とは独立したこの実施形態においては、螺旋を解くためのみの臨界電界において、配向電界強度を印加し、一定の比率で上昇、および／または徐々に上昇させる。これにより、液晶材料が本出願とりわけ本実施形態で一般に好ましい正の誘電異方性を有する場合に、真性ホメオトロピック配向が可能となる。次いで、均一に位置する良好な螺旋配向が達成されるまで、決められた時間の間、配向電界を、その最高値、好ましくは臨界電界から徐々に減少させる。この時間は好ましくは、１秒から２時間の範囲、より好ましくは１秒から６００秒の範囲、最も好ましくは１秒から６０秒の範囲である。適切な配向を確保するために充分な時間を与えなければならないが、生産性の理由から、その時間は可能な限り短くすべきである。
【００９１】
２０Ｖ／（μｍ・ｍｉｎ）の掃引速度が、殆どの場合で有用であることが見い出された。
【００９２】
液晶材料のキラルネマチック相は、好ましくは、摂氏１０℃以上の範囲、好ましくは摂氏２０℃以上の範囲、最も好ましくは摂氏３０℃以上の範囲にわたって生じる。
【００９３】
電界を印加した際に本媒体のサンプルで典型的に観察されるテクスチャーの順序は、以下の通である：
【００９４】
【化２１】
0005496660.tif 000023
本出願において「含む」とは、全体が言及する組成物、例えば、媒体または成分の文意において、問題となっている１種類の成分または複数種類の成分または１種類の化合物または複数種類の化合物を含有することを意味し、好ましくは１０％以上、最も好ましくは２０％以上の全濃度である。
【００９５】
本文意において、「主に・・・からなる」とは、言及する全体が、８０％以上、好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の問題となっている１種類の成分または複数種類の成分または１種類の化合物または複数種類の化合物を含有することを意味する。
【００９６】
本文意において、「完全に・・・からなる」とは、言及する全体が、９８％以上、好ましくは９９％以上、最も好ましくは１００．０％の問題となっている１種類の成分または複数種類の成分または１種類の化合物または複数種類の化合物を含有することを意味する。
【００９７】
また、本発明による媒体中において、上で明らかには述べられていない非メソゲン性のみならず他のメソゲン性化合物も任意におよびある場合には有利に使用できる。そのような化合物は、当該分野の専門家に既知である。
【００９８】
成分Ａは、好ましくは、９０％〜９９．９％、好ましくは９０％〜９５％の濃度で使用される。
【００９９】
成分Ｂは、好ましくは、０．１％〜１０％、好ましくは１％〜５％の全混合物の濃度で使用される。
【０１００】
成分Ｃは、好ましくは、０．０１％〜８％、好ましくは０．１％〜６％、特には０．５％〜４％の全混合物の濃度で使用される。
【０１０１】
本発明のディスプレイで用いられる媒体は、物理的性質を調整するために、更なる液晶化合物を含むことができる。そのような化合物は、専門家には既知である。本発明による媒体中での、それらの濃度は、好ましくは、０％〜９９．９％である。
【０１０２】
好ましくは、本発明で用いられる液晶媒体は、成分Ａ、ＢおよびＣを、全体での５０％〜１００％、より好ましくは７０％〜１００％、および最も好ましくは８０％〜１００％、特に９０％〜１００％で含有し、それらは、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの群より選択される１種類以上の化合物と、米国３Ｍ社製ＦＣ−４３０などの重合体フッ化脂肪族エステル類などとを、それぞれ含むか、好ましくは主になる、最も好ましくは完全になる。
【０１０３】
本発明によって用いられる液晶媒体のΔｎは、０．２１５以上、好ましくは０．１００〜０．３００の範囲である。
【０１０４】
本発明によって用いられる液晶媒体の１ｋＨｚおよび２０℃におけるΔεは、０以上、好ましくは５以上で、好ましくは１２以下である。
【０１０５】
本発明によって用いられる液晶媒体は、典型的には、１００℃および１５０℃の間の透明点により特徴付けられる。
【０１０６】
本発明によって用いられる液晶媒体のネマチック相は、好ましくは、２０℃以下より低温まで、より好ましくは１５℃以下より低温まで、最も好ましくは１０℃以下より低温まで、とりわけ５℃以下より低温までにわたって存在する。
【０１０７】
好ましくは、本発明のディスプレイで用いられる媒体のネマチック相は少なくとも−５０℃〜１００℃にわたって存在し、ただし、「少なくとも」とは、好ましくは下限値が未満であり上限値は超えることを意味する。
【０１０８】
本出願において、用語「誘電的に正の化合物」はΔε＞３．０の化合物を記載し、誘電的に中性の化合物は−１．５≦Δε≦３．０の化合物であり、誘電的に負の化合物はΔε＜−１．５の化合物である。成分に対しても同じことが当てはまる。Δεは、１ｋＨｚおよび２０℃で決定される。化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中の個々の化合物の１０％溶液の結果から決定される。これらのテスト混合物の容量は、ホメオトロピックおよびホモジニアス配向を有する両方のセルで決定される。セルの両方のタイプのセル間隔は、約１０μｍである。印加される電圧は１ｋＨｚの周波数の矩形波で、二乗平均平方根の値は典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖのである。しかしながら、それは、それぞれのテスト混合物の容量閾値未満であるように必ず選択される。
【０１０９】
誘電的に正の化合物のためには混合物ＺＬＩ−４７９２が、誘電的に負の化合物のみならず誘電的に中性の化合物のためには混合物ＺＬＩ−３０８６が、それぞれホスト混合物として用いられ、両方ともドイツ国Ｍｅｒｃｋ社製である。化合物の誘電率は、対象の化合物を添加した際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定され、対象の化合物の濃度１００％に外挿する。２０℃の測定温度においてネマチック相を有する化合物が、そのように測定される。他のすべても、化合物同様に処理される。
【０１１０】
本出願中、両方に対して他に明示的に述べられてない場合、用語「閾値電圧」の用語は光学的閾値を言い、１０％相対的コントラスト（Ｖ１０）で与えられ、用語「飽和電圧」は光学的飽和を言い、９０％相対的コントラスト（Ｖ９０）で与えられる。明示的に述べられている場合にのみ、容量閾値電圧（Ｖ０、フレデリクス閾値ＶＦｒとも呼ばれる）が用いられる。
【０１１１】
本出願中で与えられるパラメーターの範囲は、他で明示的に述べてない場合、限界値を全て含むすべてである。
【０１１２】
本出願を通して、他で明示的に述べてない場合、全ての濃度は質量パーセントで与えられ、それぞれの完全な混合物に関し、すべての温度は摂氏（セルシウス）で、および全ての温度差は摂氏で与えられる。室温および周囲温度の２つの表現は、他で明示的に述べられてない場合、両者とも２０℃の温度を言う。全ての物理的性質は、「Ｍｅｒｃｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」Ｓｔａｔｕｓ  １９９７年１１月、ドイツ国メルク社に従って決定されたか決定され、他で明示的に述べられてない場合、２０℃の温度に対して与えられる。フレキソエレクトリック材料の性質は、それぞれの材料の透明点以下の摂氏１０℃で与えられる。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定される。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で決定される。全ての他の電気光学的性質のみでなく、閾値電圧も英国ＥＥＶ社で調製されたテストセルで決定された。Δεを決定するためのテストセルは、２２μｍのセル間隔を有していた。電極は、面積１．１３ｃｍ２および保護リングを有する円形ＩＴＯ電極であった。配向層はホメオトロピック配向（ε‖）のためのレシチン、およびホモジニアス配向（ε⊥）のための日本合成ゴム社製ポリイミドＡＬ−１０５４であった。容量は、電圧０．３Ｖｒｍｓの正弦波を用いて、周波数応答分析器Ｓｏｌａｔｒｏｎ１２６０で決定した。電気光学的測定に使用した光は白色光であった。用いられるセットは、商業的に入手可能な日本国大塚社の装置であった。特性電圧は垂直観察下で決定した。閾値（Ｖ１０）、中間グレイ（Ｖ５０）および飽和（Ｖ９０）電圧は、それぞれ１０％、５０％および９０％の相対的コントラストで決定した。
【０１１３】
本発明による液晶媒体は、通常の濃度において更なる添加剤およびキラルドーパントを含有できる。全混合物に基づく、これらの更なる構成成分の全濃度は、０％〜１０％、好ましくは、０．１％〜６％の範囲である。用いられる個々の化合物の濃度は、好ましくは、０．１％〜３％の範囲である。本出願において、これらおよび同様の添加剤の濃度は、液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲に考慮しない。
【０１１４】
本発明による本発明の液晶媒体は、幾つかの化合物、好ましくは３〜３０種、より好ましくは８〜２０種、最も好ましくは１０〜１６種の化合物からなる。
【０１１５】
これらの化合物は従来法により混合される。一般的に、より少量で用いられる化合物の所望量を、より多量で用いられる化合物に溶解させる。温度が、より高濃度で用いられる化合物の透明点以上である場合、溶解工程の完了を観測することは特に容易である。しかしながら、他の慣用の方法、例えば同族化合物混合物または共融混合物であることができる所謂プレ混合物の使用や、構成成分が使用可能な状態の混合物自身である所謂マルチ・ボトル・システムにより媒体を調製することもできる。
【０１１６】
本発明のセルにおける本発明による液晶媒体の配向は、セル内で互いに対向しホモジニアス配向のための配向手段を伴う主要な内部表面を処理すること、および充填されたセルへ電界を印加することで典型的に達成される。ホメオトロピック配向のための手段は、例えば、斜めに蒸着されたＳｉＯＸなどの好ましい方向を有する無機層、または単一方向にラビングされたポリイミドまたはポリアミドフィルムなどの好ましい方向を有する有機層で典型的にはポリマー層である。
【０１１７】
液晶の融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクチック（Ｓ）からネマチック（Ｎ）相への遷移Ｔ（Ｓ，Ｎ）、および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、摂氏で与えられる。
【０１１８】
本出願およびとりわけ以下の例では、液晶化合物の構造は、頭文字とよばれる略記で表される。対応する構造への略記の変換は、以下の表Ａにより容易に行われる。ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１の全ての基は、それぞれｎおよびｍ個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基である。
【０１１９】
【表２】
0005496660.tif 000024
本発明による液晶媒体は、好ましくは、
−表Ａの式の化合物群より選択される好ましくは少なくも２種、好ましくは３種の異なる式の２種以上、好ましくは３種以上の化合物
を含有する。
【実施例】
【０１２０】
以下で与えられる例は、如何なる方法によっても本発明の範囲を限定することなく、本発明を説明することを意図する。
【０１２１】
しかしながら、それらは典型的な好ましい実施形態を説明する。更に、それらは典型的で好ましい構成成分の使用を説明し、それらの濃度を例示する。更に、それらはどの性質が達成でき、どの範囲まで改変できるのかを専門家に説明しながら、生成物および装置の物理的性質の可能な変化を示す。特にそれらは、好ましくは達成できる様々の性質の組み合わせを当業者に示す。
【０１２２】
サンプル材料のフレキソ電気光学的チルト角および応答時間を、５μｍ厚で反平行にラビングされたＬＣセルと交差して印加された方形波電界で測定する。
【０１２３】
ＬＣセルを挟持する１組の交差偏光子の一方の光軸に対して、非摂動、即ち、電界が存在していないとき、ＬＣサンプル混合物の光軸が２２．５°で位置している場合（Ψ＝２２．５）、フレキソ電気光学的チルト角の測定にとって最大の解像度が達成される。
【０１２４】
チルト角の測定は、従来的に、以下の工程を使用して行われる。
【０１２５】
１．光の透過が最小（Ψ＝０）となるまで、ＬＣサンプルセルを回転する。
【０１２６】
２．次いで、ＬＣセルを、最も暗い状態の位置から２２．５°（Ψ＝２２．５）回転する。光強度の方形波形応答を、オシロスコープを用いて観測し、方形波応答の中間点にカーソルで印を付ける。
【０１２７】
３．引続いて、光強度の応答の最高部がカーソルと一致するまでＬＣセルを回転し、それぞれの角度を記録する。
【０１２８】
４．次いで、光強度の応答の最低部がカーソルと一致するまでＬＣセルを正の方向に回転し、それぞれの角度を再び記録する。
【０１２９】
双極性の印加された電界のため、２つの記録された角度間の相違の半分としてＬＣサンプル材料のフレキソ電気光学的チルト角を決定する。
【０１３０】
ＵＬＨテクスチャーが不安定となり螺旋が解けないようにするため、印加された電界を十分に小さく保たなければならない。
【０１３１】
＜比較例１＞
９６．２５％の９（Ｏ−ＧＰ−Ｆ）（Ｏ−ＰＰ−Ｎ）と、３．７５％の（１Ｏ−ＰＺＰＺ）２Ｘ＊との混合物を調製する。この混合物Ｍ１は、Ｃｒ５０−Ｎ＊−１１１−Ｉの相順序を有する。コレステリックピッチは２８０ｎｍである。次いで、混合物Ｍ１をテストセル中に充填し、それのフレキソエレクトリックチルト角、およびそれのフレキソエレクトリック応答およびスイッチ速度を調べる。
【０１３２】
２．２Ｖ／μｍの電界を印加することで、この混合物を配向させる。螺旋が解ける臨界電界Ｅｃは、９．５Ｖ／μｍである。
【０１３３】
結果を図１および図２に示す。
【０１３４】
＜例１＞
例１においては、０．７％のＦＣ−４３０を比較例１の混合物Ｍ１の９９．３％に加える。得られる混合物Ｍ２を、比較例１で記載されるように調べる。結果を図１および図２に示す。
【０１３５】
図１に示される通り、比較例１の混合物Ｍ１と比較して、混合物Ｍ２の光軸のチルト角は約２０％改良されている。
【０１３６】
６１℃における混合物Ｍ１の応答時間と比較して、混合物Ｍ２の応答時間は３０％を超えて短縮されている。
【０１３７】
＜例２＞
例１の通りＦＣ−４３０を混合物Ｍ１に添加するが、ここでは２．４％の濃度である。この例の混合物Ｍ３に対する結果も、図１および２に示す。
【０１３８】
図１に示される通り、比較例１の混合物Ｍ１と比較して、混合物Ｍ２と同様に、混合物Ｍ３の光軸のチルト角も約２０％改良されている。
【０１３９】
図２に示される通り、混合物Ｍ３の応答時間は、混合物Ｍ２よりも更に短縮されている（即ち、６１℃における混合物Ｍ１の応答時間と比較して、３８％を超えている）。
【０１４０】
＜例３＞
この例においては、０．７％のＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２−ＯＨを９９．３％の混合物Ｍ１に加える。
【０１４１】
この例の混合物Ｍ４の光軸チルト角は、比較例１の混合物Ｍ１とほぼ同一である。
【０１４２】
この例の混合物Ｍ４に対する応答時間の結果を、混合物Ｍ１と比較して図３に示す。図２に示される通り、６１℃における混合物Ｍ１の応答時間と比較して、混合物Ｍ４の応答時間は３８％短縮されている。
【０１４３】
＜比較例２＞
４１％の９（ＧＰ−Ｆ）２および５９％の１１（ＧＰ−Ｆ）２の混合物を調製する。この混合物の９６．５９％に、３．４１％の（１Ｏ−ＰＺＰＺ）２Ｘ＊を加える。生じる混合物Ｍ５を、上の比較例１で記載される通り調べる。それは、Ｃｒ１８°−Ｎ＊−５６Ｉの相順序を有する。コレステリックピッチは２８６ｎｍであった。この混合物の応答時間に対する結果を、図４に示す。
【０１４４】
＜例４＞
この例においては、０．６％のＦＣ−４３０を比較例２の混合物Ｍ５の９９．４％に加える。
【０１４５】
この例の混合物Ｍ６の光軸チルト角は、比較例２の混合物Ｍ５とほぼ同一である。
【０１４６】
この例の混合物Ｍ６に対する応答時間の結果を、混合物Ｍ１と比較して図４に示す。図４に示される通り、３５℃における混合物Ｍ６の応答時間と比較して、混合物Ｍ６の応答時間は２０％を超えて短縮されている。
【図１】
0005496660.tif 000032
【図２】
0005496660.tif 000033
【図３】
0005496660.tif 000034
【図４】
0005496660.tif 000035