(57)【要約】【課題】応答時間が非常に短く、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）液晶ディスプレイを実現する。【解決手段】式Ｉの少なくとも１種の化合物を含む液晶混合物を使用する。    【化１】2004339479.tif 000065但し、式中、Ｒaは炭素原子を２から９個を有するアルケニル基であり；Ｒbは置換されていてもよい炭素原子を１から１２個を有するアルキル基であり；ＬはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシ、ハロゲン化アルケニルまたはハロゲン化アルケニルオキシ基かであり；ｒは０〜４である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ
【化１】
2004339479.tif 000057
（式中、
Ｒaは、炭素原子を２から９個を有するアルケニル基であり、
Ｒbは、炭素原子を１から１２個を有するアルキル基であり、無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ3で一置換されているか、ハロゲンで少なくとも一置換されているかであり、１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
2004339479.tif 000058
−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で、Ｏ原子が互いに直接連結しないように置換されていてもよく、
Ｌは、出現するごとに独立に、Ｆか、Ｃｌか、ＣＮか、３個までの炭素原子を有する一ハロゲン化もしくは多ハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ基かであり、
ｒは、０、１、２、３または４である）
の１種または複数の化合物を含むことを特徴とする液晶媒質。
【請求項２】
フェニル環が、２位および３位か、３位および５位か、２位および６位かにおいてＬで置換されているか、
Ｒbが、炭素原子を２から９個を有するアルケニルであるか
の少なくとも何れか一方である式Ｉの少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶媒質。
【請求項３】
Ｌが、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ3、ＯＣＦ3またはＯＣＨ3である式Ｉの少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶媒質。
【請求項４】
次式
【化３】
2004339479.tif 000059
（式中、ＲaaおよびＲbbは、互いに独立に、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7であり、ａｌｋｙｌは、炭素原子を１から８個を有するアルキル基である）
から選択される式Ｉの少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の液晶媒質。
【請求項５】
式ＩＩ
【化４】
2004339479.tif 000060
（式中、
Ａ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、
Ｒ3は、炭素原子を２から９個を有するアルケニル基であり、
Ｒ4は、請求項１のＲbの１つを意味する）
の少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の液晶媒質。
【請求項６】
式ＩＩ*
【化５】
2004339479.tif 000061
（式中、
Ｒ3は、炭素原子を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、
Ｌ1およびＬ2は、互いに独立にＨまたはＦである）
の少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の液晶媒質。
【請求項７】
次式
【化６】
2004339479.tif 000062
（式中、
Ｒは、炭素原子を１から１２個を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、これらの基の１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で、Ｏ原子が互いに直接連結しないように置換されていてもよく、
Ｌ1およびＬ2は、互いに独立にＨまたはＦである）
から選択される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至６何れか記載の液晶媒質。
【請求項８】
次式
【化７】
2004339479.tif 000063
（式中、Ｒ3aは、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7であり、ａｌｋｙｌは、炭素原子を１から８個を有するアルキル基である）
から選択される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至７何れか記載の液晶媒質。
【請求項９】
次式
【化８】
2004339479.tif 000064
（式中、
Ｒ1およびＲ2は、互いに独立に、炭素原子を１から１２個を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、これらの基の１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で、Ｏ原子が互いに直接連結しないように置換されていてもよい）
から選択される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至８何れか記載の液晶媒質。
【請求項１０】
−式Ｉの１種または複数の化合物と、
−式ＩＩから選択される１種または複数の化合物と、
−場合により式ＩＩ*の１種または複数の化合物と、
−式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｈから選択される１種または複数の化合物と、
−式Ｔａ〜Ｔｈから選択される１種または複数の化合物と、
−場合により式ＩＶ２４の１種または複数の化合物と
を含むことを特徴とする請求項１乃至９何れか記載の液晶媒質。
【請求項１１】
−式Ｉの化合物を５から３０質量％、好ましくは６から２０質量％と、
−式ＩＩおよびＩＩ*の化合物を１０から５０質量％、好ましくは１０から４０質量％と、
−式Ｔａ、ＴｂおよびＴｈの化合物を７から４５質量％、好ましくは１０から３０質量％と、
−式ＩＶ２４ａおよびＩＶ２４ｂの化合物を２から２５質量％、好ましくは３から２０質量％と、
−式ＩＩＩａからＩＩＩｈの化合物を８から４０質量％、好ましくは１０から３０質量％と
を含むことを特徴とする請求項１乃至１０何れか記載の液晶媒質。
【請求項１２】
請求項２又は３で定義した通りの式Ｉの化合物。
【請求項１３】
電気光学な目的のために使用する請求項１乃至１２何れか記載の液晶媒質。
【請求項１４】
電気光学な目的のために使用する請求項１乃至１２何れか記載の化合物。
【請求項１５】
請求項１乃至１２何れか記載の液晶媒質または化合物を含む電気光学液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
−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１５〜７５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２５〜８５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約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し、
該ネマチック液晶混合物が請求項１乃至１１何れかに定義した通りであることを特徴とするＴＮまたはＳＴＮ液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１，４−ジ−（トランス−４−シクロヘキシル）ベンゼン誘導体ならびに液晶媒質および液晶デバイスでのその使用に関する。本発明はさらに、１，４−ジ−（トランス−４−シクロヘキシル）ベンゼン誘導体を含む液晶媒質および液晶ディスプレイデバイス、特にねじれネマチック（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およびそれに関連するより良いコントラスト値、ならびにコントラストのかなり低い角度依存性により特徴付けられる。
【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】ドイツ国特許第４４  ２６  ７９９
【特許文献７】ドイツ国特許第１０２  １７２  ７３
【特許文献８】国際公開第０２／９３２４４号パンフレット
【特許文献９】米国公開第２００１／００１２０８０号公報
【特許文献１０】ドイツ国公開第３８  ０７  ８０１号公報
【特許文献１１】ドイツ国公開第３８  ０７  ８６１号公報
【特許文献１２】ドイツ国公開第３８  ０７  ８６３号公報
【特許文献１３】ドイツ国公開第３８  ０７  ８６４号公報
【特許文献１４】ドイツ国公開第３８  ０７  ９０８号公報
【特許文献１５】国際出願第ＰＣＴ／ＤＥ８８／００１３３号
【特許文献１６】ドイツ国公開第３２  ３１  ７０７号公報
【特許文献１７】ドイツ国公開第３４  ０７  ０１３号公報
【特許文献１８】国際公開第９２／１９６９５号パンフレット
【特許文献１９】米国特許第５３８４０６７号
【特許文献２０】米国特許第５４５３８６３号
【特許文献２１】米国特許第６１７２７２０号
【特許文献２２】米国特許第５６６１５３３号
【特許文献２３】国際公開第９８／００４２８号パンフレット
【特許文献２４】英国特許第２３２８２０７号
【特許文献２５】国際公開第０２／９４８０５号パンフレット
【特許文献２６】国際公開第０２／３４７３９号パンフレット
【特許文献２７】国際公開第０２／０６２６５号パンフレット
【特許文献２８】国際公開第０２／０６１９６号パンフレット
【特許文献２９】国際公開第０２／０６１９５号パンフレット
【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著、ＳＩＤ  ８７  Ｄｉｇｅｓｔ  ３９１（２０．６）
【非特許文献１６】Ｈ．Ｙｏｋｏｙａｍａら著、Ｎａｔｕｒｅ、第４２０巻、１５９頁、２００２年刊
【非特許文献１７】Ｇ．Ｐ．Ｂｒｙａｎ−Ｂｒｏｗｎら著、ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  第ＸＸＶＩＩＩ巻、３７頁、１９９７年刊
【非特許文献１８】Ｓ．ＫｉｔｓｏｎおよびＡ．Ｇｅｉｓｏｗ著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第８０巻、第１９号、３６３５頁、２００２年刊
【非特許文献１９】Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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単変的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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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の範囲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から相反する様式で影響を受けているという事実に部分的に起因している。
【０００８】
したがって、ＴＮおよびＳＴＮディスプレイ、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。
【０００９】
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な特にＴＮおよびＳＴＮディスプレイのための新規な化合物および液晶媒質を提供するという目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は今回、本発明による１，４−ジ−（トランス−４−シクロヘキシル）ベンゼン誘導体およびこれを含む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。
【００１１】
特許文献６は、１，４−ジ−（トランス−４−シクロヘキシル）ベンゼン誘導体に言及しているが、本発明の化合物または組成物は開示していない。
【００１２】
本発明は、式Ｉの１種または複数の化合物を含む液晶混合物に関する。
【００１３】
【化１】
2004339479.tif 000002
【００１４】
但し、式中、
Ｒaは、炭素原子を２から９個を有するアルケニル基であり、
Ｒbは、炭素原子を１から１２個を有するアルキル基であり、無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ3で一置換されているか、ハロゲンで少なくとも一置換されているかであり、１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、
【００１５】
【化２】
2004339479.tif 000003
【００１６】
−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で、Ｏ原子が互いに直接連結しないように置換されていてもよく、
Ｌは、出現するごとに独立に、Ｆか、Ｃｌか、ＣＮか、３個までの炭素原子を有する一ハロゲン化もしくは多ハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ基かであり、
ｒは、０、１、２、３または４である。
【００１７】
さらに、本発明は、式Ｉの新規な化合物に関する。
【００１８】
さらに、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１５〜７５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２５〜８５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約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し、
該ネマチック液晶混合物が上記および以降の定義通りである式Ｉの化合物を少なくとも一つ含むことを特徴とするＴＮまたはＳＴＮ液晶ディスプレイに関する。
【００１９】
また、本発明は、本発明による液晶混合物を含むＴＮおよびＳＴＮディスプレイ、特に中および低マルチプレックスＳＴＮディスプレイに関する。
【００２０】
式Ｉの化合物は、液晶ディスプレイデバイス、例えば、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：電気制御複屈折）、ＣＳＨ（Ｃｏｌｏｕｒ  Ｓｕｐｅｒ  Ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ：カラースーパーホメオトロピック）、ＶＡまたはＶＡＣ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ：垂直配向コレステリック）ディスプレイ、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ：マルチドメイン垂直配向）またはＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ：パターン垂直配向）ディスプレイなどのＤＡＰ（Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｐｈａｓｅｓ：配向相の変形）またはＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ：垂直配向）モードの従来のＬＣＤ、ベンドモードのディスプレイまたは、例えば、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ  ＣｅｌｌまたはＯｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：光学的複屈折補償）、Ｒ−ＯＣＢ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＯＣＢ：反射ＯＣＢ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ：ハイブリッド配向ネマチック）またはπセルディスプレイなどのハイブリッド型ディスプレイ、さらにＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ：ねじれネマチック）、ＨＴＮ（Ｈｉｇｈｌｙ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ：高ねじれネマチック）またはＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ：超ねじれネマチック）ディスプレイ、ＡＭＤ−ＴＮ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｄｒｉｖｅｎ  ＴＮ：アクティブマトリックス駆動ＴＮ）ディスプレイの、「スーパーＴＦＴ」ディスプレイとしても知られるＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：横電界）モードのディスプレイ、または以下で簡単に「等方性モードディスプレイ」と言及する、例えば、特許文献７および８で記載の等方性状態の液晶を使用するディスプレイ、さらにＳＳＣＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ：表面安定化コレステリックテクスチャー）、ＰＳＣＴ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ：ポリマー安定化コレステリックテクスチャー）などの相転移、ゲストホスト、強誘電性、フレキソエレクトリックまたはコレステリックディスプレイまたは「ブルー相」に基づくディスプレイのための液晶混合物の成分として使用することができる。
【００２１】
さらに、本発明による化合物および液晶混合物は、例えば非特許文献１６〜１８または特許文献９で記載のように、例えば配向制御した、または表面格子、微細柱、もしくは他の手段により液晶材料を表面固定したディスプレイなどの双安定ネマチックディスプレイに使用することができる。
【００２２】
ＴＮおよびＳＴＮディスプレイが特に好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
式Ｉの化合物を使用することにより、複屈折率、回転粘度、および弾性定数などの液晶混合物の多くの物理特性を変更してディスプレイデバイスの光学性能を向上させることができる。特に、末端基ＲaまたはＲbにＣ＝Ｃ二重結合が存在することにより、スメクチック相の挙動を低減する。Ｌで側方置換することによってもスメクチック相を抑制し、融点を下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００２５】
ｒが０、１または２の式Ｉの化合物が特に好ましい。
【００２６】
ｒが２であり、フェニル環が、２位および３位か、３位および５位か、２位および６位かにおいてＬで置換された式Ｉの化合物がさらに好ましい。
【００２７】
Ｒbが炭素原子を２から９個を有するアルケニルである式Ｉの化合物がさらに好ましい。
【００２８】
式ＩのＬは、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ3、ＯＣＦ3またはＯＣＨ3であり、特に好ましくはＦである。
【００２９】
次式ＩａからＩｅから選択される式Ｉの化合物がさらに好ましい。
【００３０】
【化３】
2004339479.tif 000004
【００３１】
但し、式中、ＲaaおよびＲbbは、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。
【００３２】
特にＲaaおよびＲbbがＨまたはＣＨ3である式ＩａおよびＩｃの化合物ならびに特にＲaaがＨまたはＣＨ3である式Ｉｅの化合物が特に好ましい。
【００３３】
また、式Ｉおよび式Ｉａ〜Ｉｅにおいて、
【００３４】
【化４】
2004339479.tif 000005
【００３５】
が
【００３６】
【化５】
2004339479.tif 000006
【００３７】
であることが好ましい。但し、Ｌは上記定義の通りであり、特に好ましくはＦである。
【００３８】
式ＩのＲbがアルキルまたはアルコキシ基である、すなわち末端のＣＨ2基が−Ｏ−で置換されている場合、これは直鎖状または分枝鎖状であることができる。それは好ましくは直鎖状で炭素原子２、３、４、５、６、７または８個を有し、したがって例えばエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシまたはオクトキシであり、さらにメチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノンオキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシであることが好ましい。
【００３９】
オキサアルキル（すなわち、１個のＣＨ2基が−Ｏ−で置換されている）は、例えば直鎖状２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−（＝エトキシメチル）または３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−、３−または４−オキサペンチル、２−、３−、４−または５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−または６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−または７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−または８−オキサノニルまたは２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−または９−オキサデシルであることが好ましい。
【００４０】
ＲaまたはＲbが、１個または複数のＣＨ2基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されたアルキル基である場合、これは直鎖状または分枝鎖状であることができる。これは直鎖状で炭素原子２から１０個を有することが好ましく、したがってビニル、プロパ−１−またはプロパ−２−エニル、ブト−１−、２−またはブト−３−エニル、ペント−１−、２−、３−またはペント−４−エニル、ヘキサ−１−、２−、３−、４−またはヘキサ−５−エニル、ヘプト−１−、２−、３−、４−、５−またはヘプト−６−エニル、オクト−１−、２−、３−、４−、５−、６−またはオクト−７−エニル、ノン−１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−またはノン−８−エニルまたはデス−１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−またはデス−９−エニルであることが好ましい。
【００４１】
特に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。特に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。炭素原子５個までを有する基が一般に好ましい。
【００４２】
Ｒbが、１個のＣＨ2基が−Ｏ−で置換され別の１個が−ＣＯ−で置換されたアルキル基である場合、これらの基は隣接していることが好ましい。したがって、これらの基は一緒にカルボニルオキシ基−ＣＯ−Ｏ−またはオキシカルボニル基−Ｏ−ＣＯ−を形成する。この基は直鎖状で炭素原子２から６個を有することが好ましい。したがって、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセチルオキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、２−アセチルオキシエチル、２−プロピオニルオキシエチル、２−ブチリルオキシエチル、３−アセチルオキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセチルオキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、２−（メトキシカルボニル）エチル、２−（エトキシカルボニル）エチル、２−（プロポキシカルボニル）エチル、３−（メトキシカルボニル）プロピル、３−（エトキシカルボニル）プロピル、４−（メトキシカルボニル）ブチルであることが好ましい。
【００４３】
Ｒbが、２個以上のＣＨ2基が−Ｏ−および／または−ＣＯＯ−で置換されているアルキル基である場合、それは直鎖状または分枝鎖状であることができる。直鎖状で炭素原子３から１２個を有することが好ましい。したがって、ビス−カルボキシ−メチル、２，２−ビス−カルボキシ−エチル、３，３−ビス−カルボキシ−プロピル、４，４−ビス−カルボキシ−ブチル、５，５−ビス−カルボキシ−ペンチル、６，６−ビス−カルボキシ−ヘキシル、７，７−ビス−カルボキシ−ヘプチル、８，８−ビス−カルボキシ−オクチル、９，９−ビス−カルボキシ−ノニル、１０，１０−ビス−カルボキシ−デシル、ビス−（メトキシカルボニル）−メチル、２，２−ビス−（メトキシカルボニル）−エチル、３，３−ビス−（メトキシカルボニル）−プロピル、４，４−ビス−（メトキシカルボニル）−ブチル、５，５−ビス−（メトキシカルボニル）−ペンチル、６，６−ビス−（メトキシカルボニル）−ヘキシル、７，７−ビス−（メトキシカルボニル）−ヘプチル、８，８−ビス−（メトキシカルボニル）−オクチル、ビス−（エトキシカルボニル）−メチル、２，２−ビス−（エトキシカルボニル）−エチル、３，３−ビス−（エトキシカルボニル）−プロピル、４，４−ビス−（エトキシカルボニル）−ブチル、５，５−ビス−（エトキシカルボニル）−ヘキシルであることが好ましい。
【００４４】
Ｒbが、ＣＮまたはＣＦ3で一置換されたアルキルまたはアルケニル基である場合、直鎖状であることが好ましい。ＣＮまたはＣＦ3による置換は任意の所望の位置にあることができる。
【００４５】
Ｒbが、ハロゲンで少なくとも一置換されたアルキルまたはアルケニル基である場合、直鎖状であることが好ましい。ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌであり、多置換の場合は好ましくはＦである。得られる基はペルフルオロ化基も含む。一置換の場合、ＦまたはＣｌ置換基は任意の所望の位置にあることができるが、好ましくはω位にある。末端にＦ置換基を有する特に好ましい直鎖状の基としては、フルオルメチル、２−フルオルエチル、３−フルオルプロピル、４−フルオルブチル、５−フルオルペンチル、６−フルオルヘキシル、および７−フルオルヘプチルが挙げられる。ただし、他の位置にあるＦを除外するものではない。
【００４６】
ハロゲンはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩを意味し、好ましくはＦまたはＣｌである。
【００４７】
式Ｉの化合物は、それ自体既知の方法、および例えば非特許文献１９などの有機化学の標準的な出版物に記載の方法に従って、またはこれらの方法と同様に合成することができる。いくつかの具体的な好ましい方法を以下の反応スキームに記載する。さらなる方法は実施例から導くことができる。
【００４８】
【化６】
2004339479.tif 000007
【００４９】
【化７】
2004339479.tif 000008
【００５０】
本発明の別の目的は、式Ｉの１種または複数の化合物を含む液晶混合物である。式Ｉの化合物を本発明による液晶混合物中で使用すると結果として、スメクチック相の挙動を低減し、融点を下げ、ならびに急峻性が高く、応答時間が速い（特に低温で）ＴＮおよびＳＴＮディスプレイが得られる。
【００５１】
式Ｉの化合物の以外に、本発明による液晶混合物は追加的に式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。
【００５２】
【化８】
2004339479.tif 000009
【００５３】
但し、式中、
Ａ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、
Ｒ3は、炭素原子を２から９個を有するアルケニル基であり、
Ｒ4は、請求項１のＲbの１つを意味する。
【００５４】
式ＩＩの特に好ましい化合物は、次式から選択される化合物である。
【００５５】
【化９】
2004339479.tif 000010
【００５６】
【化１０】
2004339479.tif 000011
【００５７】
但し、式中、Ｒ3aおよびＲ4aは、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。
【００５８】
特にＲ3aおよびＲ4aがＨまたはＣＨ3である式ＩＩａの化合物、特にＲ3a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。
【００５９】
誘電異方性が−１．５から＋１．５（「誘電中性」）の式ＩおよびＩＩの化合物は、上記定義の成分Ｂの一部である。
【００６０】
式ＩおよびＩＩの化合物以外に、本発明による液晶混合物は、正の誘電異方性を有する式ＩＩ*の１種または複数の化合物を追加的に含むことが好ましい。
【００６１】
【化１１】
2004339479.tif 000012
【００６２】
但し、式中、
Ｒ3は、炭素原子を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、
Ｌ1およびＬ2は、互いに独立にＨまたはＦである。
【００６３】
特に、Ｌ1および／またはＬ2がＦであり、Ｑ−ＹがＦまたはＯＣＦ3である式ＩＩ*の化合物が好ましい。
【００６４】
さらに、Ｒ3が炭素原子２から７個、好ましくは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ＩＩ*の化合物が好ましい。
【００６５】
中でも、式ＩＩ*ａの化合物が好ましい。
【００６６】
【化１２】
2004339479.tif 000013
【００６７】
式中、Ｒ3aは、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7、特にＨまたはＣＨ3である。
【００６８】
誘電異方性が＋１．５より大きい式ＩＩ*の極性化合物は、上記定義の成分Ａの一部である。
【００６９】
本発明によるＴＮおよびＳＴＮディスプレイのための混合物に式Ｉ、ＩＩおよびＩＩ*の化合物を使用すると、結果として、
・電気光学特性線の高い急峻性、
・しきい値電圧の低い温度依存性、
・特に低温での非常に速い応答時間
が得られる。
【００７０】
式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩ*の化合物は、特にＴＮおよびＳＴＮ混合物の応答時間をかなり短縮し、同時に急峻性を増大し、しきい値電圧の温度依存性を下げる。
【００７１】
本発明による混合物は、以下の利点によりさらに特徴付けられる；
−粘性が低く、
−しきい値電圧および動作電圧が低く、
−低温におけるディスプレイでの長い有効寿命を実現する。
【００７２】
成分Ａは、以下の式から選択される１種または複数のシアノ化合物を含むことが好ましい。
【００７３】
【化１３．１】
2004339479.tif 000014
【００７４】
【化１３．２】
2004339479.tif 000015
【００７５】
但し、式中、
Ｒは、炭素原子を１から１２個を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、これらの基の１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で、Ｏ原子が互いに直接連結しないように置換されていてもよく、
Ｌ1、Ｌ2およびＬ3は、互いに独立に、ＨまたはＦである。
【００７６】
これらの化合物のＲは、炭素原子１から８個のアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子２から７個のアルケニルであることが特に好ましい。
【００７７】
特にＬ1および／またはＬ2がＦである式ＩＩＩｂおよび／またはＩＩＩｃ、さらにＩＩＩｆの１種あるいは複数の化合物を含む混合物が非常に好ましい。
【００７８】
好ましい液晶混合物は、好ましくは１５質量％から７５質量％、特に好ましくは２０質量％から６５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。
【００７９】
好ましい液晶混合物は、好ましくは２５から８５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からの化合物は、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。
【００８０】
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。
【００８１】
【化１４．１】
2004339479.tif 000016
【００８２】
【化１４．２】
2004339479.tif 000017
【００８３】
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。
【００８４】
【化１５．１】
2004339479.tif 000018
【００８５】
【化１５．２】
2004339479.tif 000019
【００８６】
【化１５．３】
2004339479.tif 000020
【００８７】
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。
【００８８】
【化１６．１】
2004339479.tif 000021
【００８９】
【化１６．２】
2004339479.tif 000022
【００９０】
以上、式中で、Ｒ1およびＲ2は、互いに独立に、炭素原子を１から１２個を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、これらの基の１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で、Ｏ原子が互いに直接連結しないように置換されていてもよく、
Ｌは、ＨまたはＦであり、
式ＩＶ１０からＩＶ１９ならびに式ＩＶ２３からＩＶ３３の１，４−フェニレン基は場合によりＦで一置換または多置換されている。
【００９１】
Ｒ1がアルキルであり、Ｒ2がアルキルまたはアルコキシ、特にアルコキシである（それぞれ炭素原子を１から７個を有する）式ＩＶ２７からＩＶ３３の化合物が特に好ましい。さらに、ＬがＦである、式ＩＶ２７およびＩＶ３３の化合物が好ましい。
【００９２】
式ＩＶ２７およびＩＶ２９の化合物が特に好ましい。
【００９３】
式ＩＶ１からＩＶ３３の化合物のＲ1およびＲ2は、炭素原子を１から１２個を有する直鎖状アルキルまたはアルコキシであることが特に好ましい。
【００９４】
式ＩＶ２４ａおよび／またはＩＶ２４ｂの１種または複数の化合物を含む本発明による組成物が特に好ましい。
【００９５】
【化１７】
2004339479.tif 000023
【００９６】
但し、式中、Ｒ3aは、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7であり、ａｌｋｙｌは、炭素原子を１から８個を有するアルキル基である。
【００９７】
この混合物は、式ＩＶ２４ａおよび／またはＩＶ２４ｂの化合物を２から２５質量％、特に２から１５質量％含むことが好ましい。
【００９８】
さらに好ましい実施形態では、液晶混合物は式ＴａからＴｉを含む群から選択される１種または複数のトラン化合物を含む。
【００９９】
【化１８．１】
2004339479.tif 000024
【０１００】
【化１８．２】
2004339479.tif 000025
【０１０１】
但し、式中、Ｒ1およびＲ2は、上式ＩＶで定義した通りであり、
Ｚ4は、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−または単結合であり、
Ｌ1からＬ6は、互いに独立にＨまたはＦである。
【０１０２】
式Ｔａ、ＴｂおよびＴｈの化合物が特に好ましい。
【０１０３】
式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２から３０質量％、特に好ましくは３から２０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％、特に好ましくは４から２５質量％である。
【０１０４】
ＴａからＴｉからなる群からの化合物の割合は、好ましくは２から５５質量％、非常に好ましくは５から３５質量％である。
【０１０５】
さらに好ましい実施形態では、成分Ａまたは本発明による液晶混合物は、次式から選択される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追加的に含むことが好ましい。
【０１０６】
【化１９．１】
2004339479.tif 000026
【０１０７】
【化１９．２】
2004339479.tif 000027
【０１０８】
【化１９．３】
2004339479.tif 000028
【０１０９】
【化１９．４】
2004339479.tif 000029
【０１１０】
また、次式から選択される極性末端基を有する１種または複数の化合物を追加的に含むことが好ましい。
【０１１１】
【化２０．１】
2004339479.tif 000030
【０１１２】
【化２０．２】
2004339479.tif 000031
【０１１３】
【化２０．３】
2004339479.tif 000032
【０１１４】
【化２０．４】
2004339479.tif 000033
【０１１５】
但し、式中、Ｒは式ＩＩＩで定義した通りであり、Ｌ3およびＬ4は互いに独立にＨまたはＦである。
【０１１６】
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好ましい。
【０１１７】
式Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｍ、ＶｎおよびＶＩｉの化合物、特に式Ｖａ、Ｖｍ、ＶｎおよびＶＩｉの化合物が特に好ましい。
【０１１８】
さらに好ましい実施形態では、液晶混合物は、式ＶＩＩａおよび／またはＶＩＩｂの１種または複数、特に好ましくは１、２または３個の複素環式化合物を含む。
【０１１９】
【化２１】
2004339479.tif 000034
【０１２０】
但し、式中、Ｒ6およびＲ7は上記定義の通りであり、ＹはＦまたはＣｌである。
【０１２１】
ＶＩＩａおよびＶＩＩｂからなる群からの化合物の割合は、２から３５質量％、特に５から２０質量％であることが好ましい。
【０１２２】
所望により、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。例えばノナン酸コレステリル、Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ（ダルムシュタット）製のＳ−８１１、Ｓ−１０１１、Ｓ−２０１１およびＣＢ１５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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
本発明による混合物は、所望により、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。
【０１２５】
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１０〜１４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１５に記載のこの構造単位を含むトランが特に好ましい。
【０１２６】
成分Ｄのさらに知られている化合物は、例えば特許文献１６または特許文献１７に記載の
【０１２７】
【化２２】
2004339479.tif 000035
【０１２８】
または
【０１２９】
【化２３】
2004339479.tif 000036
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
ＲおよびＲ1からＲ7の定義中の用語「ａｌｋｅｎｙｌ」は、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。特に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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
特に好ましい実施形態では、液晶混合物は、
−フェニル環が、２位および３位、または３位および５位、または２位および６位においてＬで置換されており、ならびに／あるいはＲbが炭素原子２から９個を有するアルケニルである式Ｉの１種または複数の化合物、
−Ｌが、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ3、ＯＣＦ3またはＯＣＨ3、非常に好ましくはＦである式Ｉの１種または複数の化合物、
−式ＩａからＩｅから選択される１種または複数の化合物、
−式ＩＩａからＩＩｉから選択される１種または複数の化合物、
−式ＩＩ*ａの１種または複数の化合物、
−式ＩＩＩｂ、ＩＩＩｃおよびＩＩＩｆから選択される１種または複数の化合物、
−式Ｔａ、ＴｂおよびＴｈから選択される１種または複数の化合物、
−式ＩＶ２４ａおよびＩＶ２４ｂから選択される１種または複数の化合物、
−式Ｉの化合物５から３０質量％、好ましくは６から２０質量％、
−式ＩＩおよびＩＩ*の化合物１０から５０質量％、好ましくは１０から４０質量％、
−式Ｔａ、ＴｂおよびＴｈの化合物７から４５質量％、好ましくは１０から３０質量％、
−式ＩＶ２４ａおよびＩＶ２４ｂの化合物２から２５質量％、好ましくは３から２０質量％、
−式ＩＩＩａからＩＩＩｈの化合物８から４０質量％、好ましくは１０から３０質量％
を含む。
【０１３５】
式ＩＩからＶＩＩ、ＩＩ*、Ｔａ〜Ｔｉおよびそれらの部分式の個々の化合物または本発明に記載の混合物または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も、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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
本発明による液晶混合物は、また、例えば、特許文献１８〜２２に記載のコレステリック液晶ディスプレイ、特にＳＳＣＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ」）およびＰＳＣＴ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ」）ディスプレイで使用する液晶（ＬＣ）媒質としても適している。コレステリック液晶ディスプレイは、ネマチック成分および光学活性成分からなるコレステリックＬＣ媒質を典型的に含み、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示し、円Ｖ偏光した光を選択的に反射する。この反射波長は、コレステリックらせんのピッチとコレステリック液晶媒質の平均屈折率の積である。
【０１４４】
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による液晶混合物に加え、ここで、そのドーパントのねじれ力と濃度は、得られた液晶媒質が室温でコレステリック相を有し、好ましくは電磁スペクトルの可視、ＵＶ、またはＩＲ領域内、特に４００から８００ｎｍにある反射波長を有するように選択する。
【０１４５】
適切なキラルドーパントは専門家に知られており、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、ソルビトール、マンニトール、またはイジトール、非常に好ましくは特許文献２３で開示のソルビトール誘導体を含む高いねじれ力を有するドーパント、特許文献２４に記載のヒドロベンゾイン基を含むドーパント、特許文献２５に記載のキラルビナフチル誘導体、特許文献２６に記載のキラルビナフトールアセタール誘導体、特許文献２７に記載のキラルＴＡＤＤＯＬ誘導体および特許文献２８および２９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有するキラルドーパントがさらに好ましい。
【０１４６】
２種以上のドーパントを使用する場合、これらは同じか反対のねじれ方向ならびにねじれの線形温度係数の同じか反対の符号を示すことができる。
【０１４７】
ネマチック成分として本発明による液晶混合物、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コレステリック液晶媒質は、本発明の別の目的である。本発明のさらに別の目的は、上記のコレステリック液晶媒質を含むコレステリック液晶ディスプレイ、特にＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイである。
【０１４８】
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は、有利には高温で主要構成要素を形成する成分中に溶解させる。成分の溶液を有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルム、またはメタノールに混合し、完全に混合した後、例えば蒸留により再び溶媒を除去することもできる。
【０１４９】
誘電体はまた、当業者に知られ文献に記載のさらなる添加剤を含んでもよい。例えば、多色性染料、安定化剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤などを０〜１５質量％加えてもよい。
【０１５０】
本出願および以下の実施例では、液晶化合物の構造は、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、親構造の略語のみを示す。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で分離する。
【０１５１】
【表１】
2004339479.tif 000037
【０１５２】
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。
【０１５３】
【表２．１】
2004339479.tif 000038
【０１５４】
【表２．２】
2004339479.tif 000039
【０１５５】
【表３．１】
2004339479.tif 000040
【０１５６】
【表３．２】
2004339479.tif 000041
【０１５７】
表Ｃは、本発明による混合物で通常使用するドーパントを示す。
【０１５８】
【表４．１】
2004339479.tif 000042
【０１５９】
【表４．２】
2004339479.tif 000043
【０１６０】
例えば本発明による混合物に加えることができる安定化剤を以下に示す。
【０１６１】
【表５．１】
2004339479.tif 000044
【０１６２】
【表５．２】
2004339479.tif 000045
【０１６３】
【表５．３】
2004339479.tif 000046
【０１６４】
【表５．４】
2004339479.tif 000047
【０１６５】
【表５．５】
2004339479.tif 000048
【実施例】
【０１６６】
以下の実施例は限定することなく本発明を説明することを意図する。
【０１６７】
以下の略語を使用する；
ｃｌｐ．    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、
ｖ20        フロー粘度（ｍｍ2／ｓ、別段の記載がない限り２０℃において）、
Δｎ        光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）、
Δε        誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）、
γ1         回転粘度（２０℃でのｍＰａ・ｓ）、
Ｓ          特性線急峻性＝（Ｖ90／Ｖ10−１）・１００［％］、
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、
ｔave     （ｔon＋ｔoff）／２、平均応答時間、
ｔsum       ｔon＋ｔoff、
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℃）。
【０１６８】
上記および下記において、すべての温度は℃で示す。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℃におけるものである。別段の記載がない限り、ディスプレイは２４０°のねじれを有し、マルチプレックス比１／６４およびバイアス１／９で検討する。
【０１６９】
（実施例１）
化合物（１）を反応スキーム２で示した通りに合成した。
【０１７０】
【化２４】
2004339479.tif 000049
【０１７１】
収率は７１．７％であった。ＨＰＬＣ後の純度は９９．９％であった；
Ｋ１２２Ｎ１２８．６ｌ、
Δｎ＝０．１０５０、
Δε＝１．２、
γ1＝９７．８。
【０１７２】
（実施例２）
化合物（２ａ）〜（２ｃ）を反応スキーム１で示した通りに合成することができる。これらの化合物の物理特性をシミュレートし、以下に示す。
【０１７３】
【化２５】
2004339479.tif 000050
【０１７４】
【化２６】
2004339479.tif 000051
【０１７５】
【化２７】
2004339479.tif 000052
【０１７６】
（比較例１）
以下の液晶混合物を配合した。
【０１７７】
【表６】
2004339479.tif 000053
【０１７８】
（実施例３）
以下の液晶混合物を配合した。
【０１７９】
【表７】
2004339479.tif 000054
【０１８０】
この混合物は、比較例１の混合物と比較して急峻性Ｓが向上している。
【０１８１】
（実施例４）
以下の液晶混合物を配合した。
【０１８２】
【表８】
2004339479.tif 000055
【０１８３】
この混合物は、比較例１の混合物と比較して向上した急峻性Ｓおよびより低いしきい値Ｖ10を有する。
【０１８４】
（実施例５）
以下の液晶混合物を配合した。
【０１８５】
【表９】
2004339479.tif 000056
【０１８６】
この混合物は、比較例１の混合物と比較して向上した急峻性Ｓおよびより速い切換時間を有する。