(57)【要約】【課題】ＥＣＢ、ＩＰＳ効果等に基づくＭＬＣディスプレイ用途で、高い比抵抗値、低温安定性に優れた液晶媒体を提供する。【解決手段】式Ｉで示される少なくとも１種の化合物を含有する液晶媒体。2014167125.tif 000058（式中、Ｒ１１およびＲ１２は、アルキルまたはアルケニル基、環Ａは、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−フェニレン基等を表し、Ｌ１−６は、ＨまたはＦであり、その少なくとも２つの基がＦを示す。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、
下記式Ｉで示される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする液晶媒体。
【化１】
2014167125.tif 000048
（式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、Ｈ、または無置換、ＣＮもしくはＣＦ３によるモノ置換またはハロゲンによる少なくともモノ置換された１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
2014167125.tif 000049
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、
【化３】
2014167125.tif 000050
は、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロへキシレン基（ここで、１または２個の非隣接ＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−で置換されていてもよい）、
ｂ）１，４−フェニレン基（ここで、１または２個のＣＨ基は、Ｎで置換されていてもよい）、または
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群より選ばれる基
を表し、ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）はハロゲン原子によってモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
Ｌ１−６は、互いに独立して、Ｌ１からＬ６の少なくとも２つの基がＦを示すということを条件として、ＨまたはＦを表す。）
【請求項２】
下記式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の１種または２種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１記載の液晶媒体。
【化４】
2014167125.tif 000051
（式中、
Ｒ２は、無置換、ＣＮもしくはＣＦ３によるモノ置換またはハロゲンによる少なくともモノ置換された１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、互いに独立して、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化５】
2014167125.tif 000052
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されていても良く、
ｐは、１または２を表し、
ｖは、１から６を表す。）
【請求項３】
下記式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１または２記載の液晶媒体。
【化６】
2014167125.tif 000053
（式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、互いに独立して、１２個までの炭素原子を有する直鎖アルキル、アルケニル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基を表し、
【化７】
2014167125.tif 000054
は、
【化８】
2014167125.tif 000055
を表す。）
【請求項４】
式Ｉの化合物の１、２、３、４種またはそれより多くを含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項５】
混合物全体の中で、式Ｉの化合物の割合が少なくとも２重量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項６】
混合物全体の中で、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合が少なくとも２０重量％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項７】
混合物全体の中で、式ＩＩＩの化合物の割合が少なくとも３重量％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項８】
下記式Ｉ１〜Ｉ１９から選ばれる少なくとも１つの化合物を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化９】
2014167125.tif 000056
【化１０】
2014167125.tif 000057
（式中、Ｒ１１およびＲ１２は請求項１で示した意味を有する。）
【請求項９】
実質的に、
２〜２０重量％の１または２種以上の式Ｉの化合物、および
２０〜８０重量％の１または２種以上の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物
からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項１０】
ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックス駆動の電気光学ディスプレイであって、誘電体として請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする電気光学ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体、およびこの液晶媒体を含む液晶ディスプレイ、特にアクティブマトリクス駆動の電気光学ディスプレイ、とりわけＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックス駆動ディスプレイおよびＩＰＳ（インプレーンスイッチング）ディスプレイに関する。本発明の液晶媒体は、好ましくは負の誘電異方性を有する。
【背景技術】
【０００２】
電気的制御複屈折率の原理、ＥＣＢ（電気制御複屈折率）効果、またはＤＡＰ（整列相の変形：ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｐｈａｓｅｓ）効果は、１９７１年に最初に記載された（Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｓ  ｗｉｔｈ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｆｉｅｌｄｓ」，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  １９  （１９７１），  ３９１２）。その後、Ｊ．  Ｆ．  カーン  （Ｊ．  Ｆ．  Ｋａｈｎ、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ２０  （１９７２），  １１９３）  およびＧ．ラブルニーおよびＪ．ロバート  （Ｇ．Ｌａｂｒｕｎｉｅ  ａｎｄ  Ｊ．Ｒｏｂｅｒｔ、Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ４４  （１９７３），  ４８６９）による報文が発行された。
【０００３】
Ｊ．ロバートおよびＦ．クラーク（Ｊ．  Ｒｏｂｅｒｔ  ａｎｄ  Ｆ．  Ｃｌｅｒｃ  、ＳＩＤ  ８０  Ｄｉｇｅｓｔ  Ｔｅｃｈｎ．  Ｐａｐｅｒｓ  （１９８０），  ３０），  Ｊ．ダシェーネ（Ｊ．  Ｄｕｃｈｅｎｅ、Ｄｉｓｐｌａｙｓ  ７  （１９８６），  ３）  およびＨ．シャット（Ｈ．  Ｓｃｈａｄ  、ＳＩＤ  ８２  Ｄｉｇｅｓｔ  Ｔｅｃｈｎ．  Ｐａｐｅｒｓ  （１９８２），  ２４４）の報文では、ＥＣＢ効果に基づく高情報量の表示装置に使用可能なためには、液晶相が、高い弾性定数比Ｋ３／Ｋ１値、高い光学異方性値Δｎ、−０．５以下の誘電異方性Δε値を有していなければならないことが示された。ＥＣＢ効果に基づく電気光学表示素子はホメオトロピックのエッジ配向を有している（ＶＡテクノロジー＝垂直配向）。誘電的に負の液晶媒体はまた、いわゆるＩＰＳ効果を使用するディスプレイ中で使うことができる。
【０００４】
電気光学表示素子中でのこの効果の工業的応用のためには、ＬＣ相は時分割駆動の要求を満たさなければならない。ここで特に重要なものは、水分、空気、並びに熱、赤外線、可視および紫外領域の放射線並びに直流および交流電界などの物理的影響に対する化学的安定性である。さらに、工業的に使用できる液晶相は、適切な温度範囲の液晶メソフェーズ相と低粘度が必要である。
【０００５】
現在まで開示された液晶メソフェーズを有する多数の化合物の中で、単一化合物でこれらのすべての要求を見たすものはなかった。従って、ＬＣ相として使用できる材料を得るためには、一般に、２から２５種類、好ましくは３から１８種類の化合物の混合物が調製される。しかし、従来は著しく負の誘電異方性および適切な長期安定性を有する液晶材料を入手できなかったので、理想的な相は、このように容易には達成できなかった。
【０００６】
マトリックス型液晶ディスプレイは公知である。個々のピクセルのそれぞれのスイッチングに使用することができる非線形素子としては、アクティブ素子（つまりトランジスター）がある。この用語「アクティブマトリックス」は、２つの区別されるタイプに分けられる。
【０００７】
１．  基板としてのシリコンウエハー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体）トランジスター。
【０００８】
２．  基板としてのガラス板上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）。
【０００９】
このタイプ１の場合、使用される電気光学効果は、通常、動的散乱またはゲストホスト効果である。基板材料として単結晶シリコンを使用すると、色々な部品ディスプレイのモジュール組み立てでさえ、接続部での問題が生じるので、ディスプレイ・サイズが制限される。
【００１０】
好適であってより有望なタイプ２の場合には、通常ＴＮ効果が電気光学効果として使用される。ここには、区別される２つの技術がある。即ち、例えばＣｄＳｅのように、化合物半導体を含むＴＦＴと、多結晶かアモルファスシリコンに基づいたＴＦＴである。後者の技術に関して、集中的な研究が世界的に行われている。
【００１１】
ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１つのガラス板の内面に形成され、もう一方のガラス板は、内面に透明な対向電極を有する。ピクセル電極のサイズと比較して、ＴＦＴは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。この技術は、フルカラー表示可能なディスプレイにも適用できる。そこでは、フィルタ素子がスイッチング可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置される。
【００１２】
現在までに開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対してクロスした偏光板を備えたＴＮセルで作動し、背面から照らされる。
【００１３】
ここで用語ＭＬＣは、集積非線形素子を備えたどのようなマトリックスディスプレイも含む。即ち、アクティブマトリックスに加えて、バリスターやダイオード（ＭＩＭ＝ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）のような受動素子を備えたディスプレイも含む。
【００１４】
このタイプのＭＬＣディスプレイは、特にテレビ用途(例えばポケット・テレビ)、またはコンピュータ用(ラップトップ)および自動車もしくは航空機内で使用される高度情報表示装置用途に適している。コントラストの角度依存性と応答時間の問題に加えて、ＭＬＣディスプレイにおいては、液晶混合物の不十分な比抵抗に起因する問題がある（ＴＯＧＡＳＨＩ，  Ｓ．，  ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，  Ｋ．，  ＴＡＮＡＢＥ，  Ｈ．，  ＹＡＭＡＭＯＴＯ，  Ｅ．，  ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，  Ｋ．，  ＴＡＪＩＭＡ，  Ｅ．，  ＷＡＴＡＮＡＢＥ，  Ｈ．，  ＳＨＩＭＩＺＵ，  Ｈ．，  Ｐｒｏｃ．  Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ  ８４，  Ｓｅｐｔ．  １９８４：  Ａ  ２１０‐２８８  Ｍａｔｒｉｘ  ＬＣＤ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｙ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｔａｇｅ  Ｄｉｏｄｅ  Ｒｉｎｇｓ，  ｐ．  １４１  ｆｆ，  Ｐａｒｉｓ；および  ＳＴＲＯＭＥＲ，  Ｍ．，  Ｐｒｏｃ．  Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ  ８４，  Ｓｅｐｔ．  １９８４：  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｍａｔｒｉｘ  Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ，  ｐ．１４５  ｆｆ，  Ｐａｒｉｓ）。抵抗が低下するほど、ＭＬＣディスプレイのコントラストが劣化する。液晶混合物の比抵抗は、ディスプレイの内部表面との相互作用のために、一般に、ＭＬＣディスプレイの寿命の全体に渡って低下するので、長期にわたり許容される抵抗値を有さなければならないディスプレイにとっては、高い（初期）抵抗を有することが非常に重要である。
【００１５】
現在までに開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの不利益は、これらのディスプレイにおいて、コントラストが比較的低いこと、視野角度依存性が比較的大きいこと、および中間調の表現が困難であることに起因している。
【００１６】
したがって、非常に高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、短い応答時間および低いしきい電圧を有し、それらにより色々な中間調が再現できるＭＬＣディスプレイが、引き続き強く要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】ヨーロッパ特許第０４７４０６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、モニターおよびＴＶ用途だけではなく、携帯電話用およびナビゲーションシステム用途のＭＬＣディスプレイであって、それらがＥＣＢまたはＩＰＳ効果に基づき、前述の不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であり、そして同時に、非常に高い比抵抗値を有するものを提供するという目的を有する。特に、それらは極端な高温および極端な低温で働く携帯電話およびナビゲーションシステム用途として保証されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
驚くべきことに、式Ｉの化合物の少なくとも１つを含むネマチック液晶混合物がこれらの液晶ディスプレイ素子中で使用されることにより、この目的が達成できることが見出された。
【００２０】
本発明は、極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、式Ｉの化合物の少なくとも１種を含有する液晶媒体に関する。
【００２１】
【化１】
2014167125.tif 000002
（式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、Ｈ、または無置換、ＣＮもしくはＣＦ３によるモノ置換またはハロゲンによる少なくともモノ置換された１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【００２２】
【化２】
2014167125.tif 000003
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、
【００２３】
【化３】
2014167125.tif 000004
は、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロへキシレン基（ここで、１または２個の非隣接ＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−で置換されていてもよい）、
ｂ）１，４−フェニレン基（ここで、１または２個のＣＨ基は、Ｎで置換されていてもよい）、または
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群より選ばれる基
を表し、ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）はハロゲン原子によってモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
Ｌ１−６は、互いに独立して、Ｌ１からＬ６の少なくとも２つの基がＦを示すということを条件として、ＨまたはＦを表す。）
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、このように式Ｉの化合物の少なくとも１種を含有する極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体に関する。
【００２５】
本発明の混合物は、８５℃以上の透明点を有する非常に広いネマチック相、容量しきい値の非常に好ましい値、電圧保持率の比較的高い値、同時に−３０℃および−４０℃における非常によい低温安定性、さらに加えて非常に低い回転粘度を示す。本発明の混合物は、さらに、透明点および回転粘度および高い負の誘電異方性の非常によい比率において際だっている。
【００２６】
本発明の混合物のいくつかの好ましい実施形態を下に示す。
【００２７】
ａ）式Ｉの中のＲ１１および／またはＲ１２は、好ましくは、Ｈ、６個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシを表し；好ましくはＲ１１およびＲ１２が、同一または異なるアルキル基を表す。
【００２８】
ｂ）式ＩのＲ１１が好ましくは次の意味を有している液晶媒体：直鎖アルキル、ビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニル。
もし、Ｒ１１がアルケニルを表すとき、それは好ましくはＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ、Ｃ３Ｈ７−ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５またはＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５である。
【００２９】
ｃ）式Ｉの化合物の１、２、３、４種またはそれより多く、好ましくは１または２種を含有する液晶媒体。
【００３０】
ｄ）混合物全体の中で、式Ｉの化合物の割合が少なくとも２重量％、好ましくは少なくとも４重量％、特に好ましくは２〜２０重量％である液晶媒体。
【００３１】
ｅ）式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。
【００３２】
【化４】
2014167125.tif 000005
【００３３】
式中、Ｒ２はＲ１１に定義されたものと同じ意味を有し、ｐは、１または２を表し、そしてｖは、１〜６を表す。
【００３４】
ｆ）式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。
【００３５】
【化５】
2014167125.tif 000006
式中、Ｒ３１およびＲ３２は、互いに独立して、１２個までの炭素原子を有する直鎖アルキル、アルケニル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基を表し、
【００３６】
【化６】
2014167125.tif 000007
は、
【００３７】
【化７】
2014167125.tif 000008
【００３８】
を表す。
【００３９】
ｇ）混合物全体の中で、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合が少なくとも２０重量％である液晶媒体。
【００４０】
ｈ）混合物全体の中で、式ＩＩＩの化合物の割合が少なくとも５重量％である液晶媒体。
【００４１】
ｉ）下記サブ式Ｉ１〜Ｉ１９から選ばれる少なくとも１つの化合物を含有する液晶媒体。
【００４２】
【化８】
2014167125.tif 000009
【００４３】
【化９】
2014167125.tif 000010
特に好ましい媒体は、下記式の化合物からなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する。
【００４４】
【化１０】
2014167125.tif 000011
【００４５】
【化１１】
2014167125.tif 000012
ｊ）式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｆから選ばれる化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。
【００４６】
【化１２】
2014167125.tif 000013
【００４７】
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子を有する直鎖アルキル基を表し、
「ａｌｋｅｎｙｌ」および「ａｌｋｅｎｙｌ＊」は、互いに独立して、２〜６個の炭素原子を有する直鎖アルケニル基を表す。
【００４８】
本発明の媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂおよび／または式ＩＩＩｅの化合物の少なくとも１種を含有する。
【００４９】
好ましい媒体は、式ＩＩＩｅの化合物を、２０重量％より多く、好ましくは３０重量％より多く、特に４０重量％より多くを含む。
【００５０】
式ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆの特に好ましい化合物を下に示す。
【００５１】
【化１３】
2014167125.tif 000014
【００５２】
ｋ）式Ｉの化合物の１種または２種以上を２〜２０重量％、および式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の１種または２種以上を２０〜８０重量％を実質的に含有するかまたは、実質的にそれらからなる液晶媒体。
【００５３】
ｌ）下記式の４環の化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。
【００５４】
【化１４】
2014167125.tif 000015
【００５５】
式中、Ｒ７およびＲ８は、互いに独立して、Ｒ１１に定義されたものと同じ意味を有し、ｗおよびｘは、互いに独立して１〜６を表す。
【００５６】
ｍ）下記式の化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。
【００５７】
【化１５】
2014167125.tif 000016
【００５８】
【化１６】
2014167125.tif 000017
【００５９】
【化１７】
2014167125.tif 000018
【００６０】
式中、Ｒ１３〜Ｒ３２は、互いに独立して、Ｒ１１に定義されたものと同じ意味を有し、ｚおよびｍは、互いに独立して、１〜６を表し、ｎは０、１、２または３を表す。ＲＥは、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７を表す。
【００６１】
ｎ）下記式の化合物の１種または２種以上を、好ましくは３重量％より多く、特に５重量％以上、非常に好ましくは５〜２５重量％の量にて、さらに含む液晶媒体。
【００６２】
【化１８】
2014167125.tif 000019
【００６３】
式中、Ｒ３３はＲ１１に定義されたものと同じ意味を有し、ｍは１〜６を表す。
【００６４】
ｏ）下記式の化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。
【００６５】
【化１９】
2014167125.tif 000020
【００６６】
式中、Ｒは、１〜または２〜６個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルキルアルコキシまたはアルケニルオキシ を表し、アルケニルは前述の意味を有する。
【００６７】
ｐ）下記式の化合物の１種または２種以上を、好ましくは３重量％より多く、特に５重量％以上、非常に好ましくは５〜２５重量％の量にて、さらに含む液晶媒体。
【００６８】
【化２０】
2014167125.tif 000021
【００６９】
式中、Ｒ３４−３５は、Ｒ１１に定義されたものと同じ意味を有し、Ｒ３６は、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７を表し、ｑは１または２を表す。
【００７０】
ｑ）下記式の化合物の１種または２種以上を、さらに含む液晶媒体。
【００７１】
【化２１】
2014167125.tif 000022
【００７２】
式中、ＲＮ１からＲＮ１０は、Ｒ１１に定義されたものと同じ意味を有し、混合物全体の中で、ナフチレン化合物の割合が、２〜４０重量％である。
【００７３】
さらに本発明は、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックス駆動の電気光学ディスプレイであって、誘電体として上述の液晶媒体（特に特許請求の範囲で規定される液晶媒体）を含有することを特徴とするディスプレイに関する。
【００７４】
液晶混合物は、好ましくは少なくとも６０Ｋのネマチック相範囲および高くても３０ｍｍ２・ｓ−１までの２０℃における流動粘度ν２０を有する。
【００７５】
本発明の液晶混合物は、約−０．５から−８．０、特に約−３．０から−６．０のΔεを有する（但し、Δεは誘電異方性である。）。回転粘度γ１は、好ましくは２００ｍＰａ・ｓより小さく、特に１７０ｍＰａ・ｓより小さい。
【００７６】
液晶混合物の複屈折Δｎは、一般には０．０７から０．１６の間で、好ましくは０．０８から０．１２の間である。
【００７７】
本発明の混合物は、例えばＶＡＮ、ＭＶＡ、（Ｓ）−ＰＶＡおよびＡＳＶ等のすべての種類のＶＡ−ＴＦＴ用途に適している。それらは、さらに、負のΔεを備えたＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＰＡＬＣ用途に適している。
【００７８】
本発明のディスプレイ中のネマチック液晶混合物は、一般に２つの成分ＡおよびＢを含有し、それら自身は１または２種以上の個別の化合物からなる。
【００７９】
成分Ａは、著しく負の誘電異方性を有し、ネマチック相に≦−０．５の誘電異方性を与える。それは好ましくは式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物を含有する。
【００８０】
成分Ａの割合は、好ましくは４５から１００％の間であり、特に６０から１００％の間である。
【００８１】
成分Ａについては、≦−０．８のΔεの値を有する１（または２以上）の個別の化合物が好ましく選ばれる。この値は、混合物全体の中で、成分Ａの割合が少ないほど、より負の値でなければならない。
【００８２】
成分Ｂは、明確なネマトゲン性と２０℃にて３０ｍｍ２・ｓ−１以下、好ましくは２５ｍｍ２・ｓ−１以下の流動粘度を有する。
【００８３】
成分Ｂの中の特に好ましい個別の化合物は、２０℃にて１８ｍｍ２・ｓ−１以下、好ましくは１２ｍｍ２・ｓ−１以下の極度の低粘度のネマチック液晶である。
【００８４】
成分Ｂは、モノトロピック的にまたはエナンチオトロピック的にネマチックであり、スメクチック相を有さず、液晶混合物の中で、非常に低温までスメクチック相の発現を抑制することができる。例えば、もしネマトゲン性の高いいろいろな物質が、スメクチック液晶混合物に添加されるとすると、達成されるスメクチック相抑制の程度を通して、これらの物質のネマトゲン性が比較できる。
【００８５】
多くの好ましい物質が文献から当業者に知られている。特に好ましいものは式ＩＩＩの化合物である。
【００８６】
加えて、これら液晶相はまた１８を超えた、好ましくは１８から２５の成分を含んでもよい。
【００８７】
相は、式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ、任意にＩＩＩの化合物を、好ましくは４から１５種、特に５から１２種を含む。
【００８８】
式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよびＩＩＩの化合物に加えて、その他の構成成分が、例えば混合物全体の４５％まで存在していてもよいが、好ましくは３５％まで、特に１０％までである。
【００８９】
その他の構成成分として、好ましくはネマチックまたはネマトジェニック物質から選ばれる。特に好ましくは、アゾキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル類、ターフェニル類、フェニルもしくはシクロヘキシルベンゾエート類、フェニルもしくはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボキシレート類、フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル類、シクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルナフタレン類、１，４−ビス−シクロヘキシルビフェニル類またはシクロヘキシルピリミジン類、フェニル−もしくはシクロヘキシルジオキサン類、ハロゲン化されていてもよいスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および置換されたケイ皮酸エステル類から成る群から選択される。
【００９０】
このタイプの液晶性相の成分として適当な最も重要な化合物は式ＩＶによって特徴付けられる。
【００９１】
Ｒ９−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ１０          ＩＶ
式中、ＬおよびＥはそれぞれ、１，４−ジ置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−ジ置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン環系、２，５−ジ置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−ジ置換ナフタレン、ジ−およびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンからなる群より選ばれる炭素環またはヘテロ環であり、
Ｇは、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−ＣＨ−ＣＱ−、−ＣＨ＝Ｎ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ２−Ｓ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＯＯ−Ｐｈｅ−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）３Ｏ−またはＣ−Ｃ単結合であり、
Ｑはハロゲン、好ましくはＣｌ、または−ＣＮであり、
Ｒ９およびＲ１０は、炭素数１８まで、好ましくは８までのアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルカノイルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであるが、これらの基の一つは、ＣＮ、ＮＣ、ＮＯ２、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、Ｆ、ＣｌまたはＢｒを表してもよい。
【００９２】
これらの化合物の大部分では、Ｒ９およびＲ１０は互いに異なっており、これらの基の１つは通常アルキルまたはアルコキシ基である。提案されている置換基の他の異種のものも公知である。これらの物質、混合物の多くは、それ自身、商業的に入手可能である。これらすべての物質は文献公知の方法によって合成可能である。
【００９３】
当業者にとっては言うまでもなく、本発明のＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳまたはＰＡＬＣ混合物は、例えばＨ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体で置換されている化合物を含有してもよい。
【００９４】
本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えば、ヨーロッパ特許ＥＰ−Ａ−０２４０３７９に記載されている従来の構成に対応する。
【００９５】
下記の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。上および下において、パーセンテージは重量パーセントである。温度はすべて摂氏で示される。
【００９６】
式Ｉの化合物の他に、本発明の混合物は好ましくは下に示す化合物の１種または２種以上を含有する。
【００９７】
次の略号を使用する（ｎおよびｍ＝１〜６、ｚ＝１〜６）。
【００９８】
【化２２】
2014167125.tif 000023
【００９９】
【化２３】
2014167125.tif 000024
【０１００】
【化２４】
2014167125.tif 000025
【０１０１】
【化２５】
2014167125.tif 000026
【０１０２】
【化２６】
2014167125.tif 000027
【０１０３】
【化２７】
2014167125.tif 000028
【０１０４】
本発明に従って使用できる液晶混合物は、それ自体公知の方法で合成される。一般に、より少ない量で使用される成分が、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは加温されて溶解される。さらに、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール等の有機溶媒の液晶成分溶液を混合して、完全に混合した後、例えば蒸留によって溶媒を再度除去することも可能である。
【０１０５】
誘電体は、当業者に公知で文献記載の添加剤、例えばＵＶ吸収剤、酸化防止剤およびフリーラジカル捕捉剤等をさらに含んでもよい。例えば０〜１５％で、多色性染料、安定剤またはキラルドーパントを加えることができる。
【０１０６】
例えば０〜１５％で多色性染料を添加することができる。さらに加えて、導電性を改良するために、導電性塩、好ましくはエチルジメチルドデシルアンモニウム４−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテル（例えば  Ｈａｌｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｍｏｌ．  Ｃｒｙｓｔ．  Ｌｉｑ．  Ｃｒｙｓｔ．  Ｖｏｌｕｍｅ  ２４，  ｐａｇｅｓ  ２４９‐２５８  （１９７３）を参照のこと）を添加することができる。あるいは、誘電異方性、粘度および／またはネマチック相の配向性を変更・改良するために物質が添加されてもよい。そのような物質は、ドイツ特許ＤＥ−Ａ２２０９１２７、２２４０８６４、２３２１６３２、２３３８２８１、２４５００８８、２６３７４３０および２８５３７２８に記載されている。
【０１０７】
表Ａは、本発明の混合物に添加可能なドーパントを示す。もし混合物がドーパントを含有するときは、それは０．０１から４重量％、好ましくは０．１から１．０重量％の量で使用される。
【０１０８】
表  Ａ
【０１０９】
【化２８】
2014167125.tif 000029
【０１１０】
【化２９】
2014167125.tif 000030
【０１１１】
本発明の混合物に、好ましくは０．０１から１０重量％の量で添加可能な安定剤およびＵＶ吸収剤を表Ｂに示す。
【０１１２】
表  Ｂ  （ｎ＝１〜１２）
【０１１３】
【化３０】
2014167125.tif 000031
【０１１４】
【化３１】
2014167125.tif 000032
【０１１５】
【化３２】
2014167125.tif 000033
【０１１６】
【化３３】
2014167125.tif 000034
【０１１７】
次の例は、制限することなく本発明を説明することを意図するものである。上記および下記において、
Ｖ０は、２０℃におけるしきい電圧、容量性（Ｖ）を表し、
Δｎは、２０℃にて５８９ｎｍで測定された光学異方性を表し、
Δεは、２０℃、１ｋＨｚでの誘電異方性を表し、
ｃｐ．は、透明点（℃）を表し、
γ１は、２０℃で測定した回転粘度（ｍＰａ・ｓ）を表し、
ＬＴＳは、テストセルの中で試験された低温安定性（ネマチック相）を表す。
【０１１８】
しきい電圧の測定に使用したディスプレイは、２０μｍギャップで離された２枚の平行外板を有しており、これら外板の内側には、液晶がその表面でホメオトロピック配向するようにＳＥ−１２１１（日産化学）の配向層を有する電極層が設けられている
＜混合物の例＞
【０１１９】
【表１】
2014167125.tif 000035
【０１２０】
【表２】
2014167125.tif 000036
【０１２１】
【表３】
2014167125.tif 000037
【０１２２】
【表４】
2014167125.tif 000038
【０１２３】
【表５】
2014167125.tif 000039
【０１２４】
【表６】
2014167125.tif 000040
【０１２５】
【表７】
2014167125.tif 000041
【０１２６】
【表８】
2014167125.tif 000042
【０１２７】
【表９】
2014167125.tif 000043
【０１２８】
【表１０】
2014167125.tif 000044
【０１２９】
【表１１】
2014167125.tif 000045
【０１３０】
【表１２】
2014167125.tif 000046
【０１３１】
【表１３】
2014167125.tif 000047
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月13日(2014.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、
下記式Ｉで示される少なくとも１種の化合物と、
下記式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上と
を含有することを特徴とする液晶媒体。
【化１】
2014167125.tif 000059
（式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、Ｈ、または無置換、ＣＮもしくはＣＦ３によるモノ置換またはハロゲンによる少なくともモノ置換された１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、但し、これらの基において１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
2014167125.tif 000060
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていても良く、
【化３】
2014167125.tif 000061
は、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロへキシレン基（ここで、１個または２個の非隣接ＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−置き換えられていてもよい）、
ｂ）１，４−フェニレン基（ここで、１個または２個のＣＨ基は、Ｎで置き換えられていてもよい）、または
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群より選ばれる基
を表し、ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）はハロゲン原子によってモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
Ｌ１−６は、互いに独立して、Ｌ１からＬ６の少なくとも２つの基がＦを示すということを条件として、ＨまたはＦを表す。）
【化４】
2014167125.tif 000062
（式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、互いに独立して、１２個までの炭素原子を有する直鎖アルキル、アルケニル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基を表し、
【化５】
2014167125.tif 000063
は、
【化６】
2014167125.tif 000064
を表す。）
【請求項２】
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、Ｈ、または、無置換で１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、但し、これらの基において１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化７】
2014167125.tif 000065
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていても良いことを特徴とする請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
式Ｉにおいて、
【化８】
2014167125.tif 000066
は、
【化９】
2014167125.tif 000067
を表すことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
Ｒ１１は、Ｈ、または、無置換で１５個までの炭素原子を有するアルキル基であり、但し、これらの基において１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化１０】
2014167125.tif 000068
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていても良いことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶媒体。
【請求項５】
Ｒ１１は、Ｈ、無置換で１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基、または、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして１個または２個以上のＣＨ２基が−Ｏ−で置き換えられている無置換で１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基であることを特徴とする請求項４に記載の液晶媒体。
【請求項６】
Ｒ１１は、無置換で１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基であることを特徴とする請求項５記載の液晶媒体。
【請求項７】
Ｒ１１は、無置換で直鎖状のエチル基またはプロピル基であることを特徴とする請求項６記載の液晶媒体。
【請求項８】
式ＩＩＩの化合物は、式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｆの化合物から選択されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１１】
2014167125.tif 000069
（式中、
「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子を有する直鎖アルキル基を表し、
「ａｌｋｅｎｙｌ」および「ａｌｋｅｎｙｌ＊」は、互いに独立して、２〜６個の炭素原子を有する直鎖アルケニル基を表す。）
【請求項９】
式ＩＩＩの化合物は、式ＩＩＩａ、ＩＩＩｂ、ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆの化合物から選択されることを特徴とする請求項８に記載の液晶媒体。
【請求項１０】
式ＩＩＩの化合物は、ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆの化合物から選択されることを特徴とする請求項９に記載の液晶媒体。
【請求項１１】
式ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆの化合物は、以下の化合物から選択されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶媒体。
【化１２】
2014167125.tif 000070
（式中、
「ａｌｋｙｌ」は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子を有する直鎖アルキル基を表す。）
【請求項１２】
式ＩＩＩの化合物は、ＩＩＩａ、ＩＩＩｂおよびＩＩＩｅの化合物から選択されることを特徴とする請求項９に記載の液晶媒体。
【請求項１３】
式ＩＩＩａ、ＩＩＩｂおよびＩＩＩｅの化合物は、以下の化合物から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶媒体。
【化１３】
2014167125.tif 000071
（式中、
ｎは、１〜６の整数であり、
ｍは、１〜６の整数である。）
【請求項１４】
式ＣＣＨ−ｎＯｍ、ＣＣＨ−ｎｍ、ＣＣ−ｎ−ＶおよびＣＣ−ｎ−Ｖ１から選択される化合物を２種類以上含有することを特徴とする請求項１３に記載の液晶媒体。
【請求項１５】
下記式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の１種または２種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１４】
2014167125.tif 000072
（式中、
Ｒ２は、無置換、ＣＮもしくはＣＦ３によるモノ置換またはハロゲンによる少なくともモノ置換された１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、但し、これらの基において１個または２個以上のＣＨ２基は、互いに独立して、Ｏ原子同士が直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化１５】
2014167125.tif 000073
、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられていても良く
ｐは、１または２を表し、
ｖは、１から６を表す。）
【請求項１６】
１種類以上の式ＩＩＡ（ただし、ｐは１である。）の化合物と、１種類以上の式ＩＩＡ（ただし、ｐは２である。）の化合物と、１種類以上の式ＩＩＢの化合物とを含有することを特徴とする請求項１５に記載の液晶媒体。
【請求項１７】
式Ｉの化合物の１、２、３、４種またはそれより多くを含有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項１８】
混合物全体の中で、式Ｉの化合物の割合が少なくとも２重量％であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項１９】
混合物全体の中で、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合が少なくとも２０重量％であることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項２０】
混合物全体の中で、式ＩＩＩの化合物の割合が少なくとも３重量％であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項２１】
式Ｉの化合物は、下記式Ｉ１〜Ｉ１９から選択されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１６】
2014167125.tif 000074
【化１７】
2014167125.tif 000075
（式中、Ｒ１１およびＲ１２は請求項１で示した意味を有する。）
【請求項２２】
１種類以上の下式の化合物を更に含有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１８】
2014167125.tif 000076
（式中、
Ｒ３６は、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７を表し、
ｑは、１または２を表し、
（Ｆ）は、ＦまたはＨを表す。）
【請求項２３】
２〜２０重量％の１または２種以上の式Ｉの化合物、および
２０〜８０重量％の１または２種以上の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物
からなることを特徴とする請求項１２〜２２のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項２４】
該液晶媒体は負の誘電異方性を有することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項２５】
ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックス駆動の電気光学ディスプレイであって、誘電体として請求項１〜２４のいずれか１項に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする電気光学ディスプレイ。