(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１種または複数の化合物と、    【化１．１】2004339483.tif 000063式Ｔ１の１種または複数の化合物と    【化１．２】2004339483.tif 000064を含むことを特徴とする液晶媒質を使用する。但し、Ｒ1およびＲ2は炭素原子を１から１２個有するアルキル基であり、Ｒ3は炭素原子を２から９個有するアルケニル基であり、Ｌ1からＬ4は互いに独立にＨまたはＦであり、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4の少なくとも１個はＦである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉの１種または複数の化合物と、
【化１．１】
2004339483.tif 000054
式Ｔ１の１種または複数の化合物と
【化１．２】
2004339483.tif 000055
を含むことを特徴とする液晶媒質
（但し、式中、
Ｒ1およびＲ2は、炭素原子を１から１２個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−、−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、
Ｒ3は、炭素原子を２から９個有するアルケニル基であり、
Ｌ1からＬ4は、互いに独立にＨまたはＦであり、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4の少なくとも１個はＦである）。
【請求項２】
以下の式より選択される式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記載の液晶媒質
【化２．１】
2004339483.tif 000056
【化２．２】
2004339483.tif 000057
【化２．３】
2004339483.tif 000058
（但し、式中、Ｒ3は請求項１で定義された通りである）。
【請求項３】
式ＩＩ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
【化３】
2004339483.tif 000059
（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個有するアルケニル基であり、
Ｒ4は、請求項１で定義されるＲ1の意味の１つである）。
【請求項４】
式ＩＩ*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
【化４】
2004339483.tif 000060
（但し、式中、
Ｒ3は、炭素原子を２から７個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）。
【請求項５】
次式より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４何れか記載の液晶媒質
【化５】
2004339483.tif 000061
（但し、式中、
Ｒは、炭素原子を１から１２個有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、１個または複数のＣＨ2基は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−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）。
【請求項６】
次式より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５何れか記載の液晶媒質
【化６】
2004339483.tif 000062
（但し、式中、
Ｒ1およびＲ2は、請求項１で定義した通りであり、
Ｌは、ＨまたはＦである）。
【請求項７】
−式Ｉａから式Ｉｈより選択される１種または複数の化合物と、
−式ＩＩａから式ＩＩｉより選択される１種または複数の化合物と、
−必要に応じて式ＩＩ*ａの１種または複数の化合物と、
−式ＩＩＩｂ、式ＩＩＩｃおよび式ＩＩＩｆより選択される１種または複数の化合物と、
−式ＩＶ２７および式ＩＶ３２の少なくとも何れか一方の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６何れか記載の液晶媒質。
【請求項８】
−式Ｉの化合物を４から３０質量％と、
−式Ｔ１の化合物を２から３５質量％と、
−式ＩＩおよび式ＩＩ*の少なくとも何れか一方の化合物を１０から５５質量％と、
−式ＩＶ２７および式ＩＶ３２の少なくとも何れか一方の化合物を５から３０質量％と、
−式ＩＩＩａから式ＩＩＩｈより選択される少なくとも１種の化合物を１５から５０質量％と
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】
電気光学的な目的のために使用する請求項１乃至８何れか記載の液晶媒質または化合物。
【請求項１０】
請求項１乃至８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１１】
−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°から３０°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）必要に応じて、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し、
該ネマチック液晶混合物が請求項１乃至８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、液晶媒質およびそれを含む液晶ディスプレイ、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って特徴付けられる。
【０００４】
【特許文献１】欧州特許０，１３１，２１６号
【特許文献２】ドイツ国公開３４  ２３  ９９３号公報
【特許文献３】欧州公開０，０９８，０７０号公報
【特許文献４】ドイツ国公開３５  ０３  ２５９号公報
【特許文献５】欧州公開０，２４６，８４２号公報
【特許文献６】ドイツ国公開３８  ０７  ８０１号公報
【特許文献７】ドイツ国公開３８  ０７  ８６１号公報
【特許文献８】ドイツ国公開３８  ０７  ８６３号公報
【特許文献９】ドイツ国公開３８  ０７  ８６４号公報
【特許文献１０】ドイツ国公開３８  ０７  ９０８号公報
【特許文献１１】国際公開８８／０７５１４号パンフレット
【特許文献１２】ドイツ国公開３２  ３１  ７０７号公報
【特許文献１３】ドイツ国公開３４  ０７  ０１３号公報
【特許文献１４】国際公開９２／１９６９５号パンフレット
【特許文献１５】米国特許５３８４０６７号、
【特許文献１６】米国特許５４５３８６３号
【特許文献１７】米国特許６１７２７２０号
【特許文献１８】米国特許５６６１５３３号
【特許文献１９】国際公開９８／００４２８号パンフレット
【特許文献２０】英国特許２３２８２０７号
【特許文献２１】国際公開０２／９４８０５号パンフレット
【特許文献２２】国際公開０２／３４７３９号パンフレット
【特許文献２３】国際公開０２／０６２６５号パンフレット
【特許文献２４】国際公開０２／０６１９６号パンフレット
【特許文献２５】国際公開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等、ＳＩＤ  ８７  Ｄｉｇｅｓｔ  ３９１（２０．６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に興味があるのは、特に比較的低温でも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なわけではなかった。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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の領域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の領域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。
【０００９】
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。
【００１０】
さらに、遠隔通信などの現代の応用では、必要な低いしきい値電圧を実現するために、誘電異方性Δεが高い正の値である液晶混合物が求められている。しかし、しきい値電圧が減少すると応答時間がしばしば増大する。このため、Δεが高い正の値であり、同時に応答時間が速い液晶混合物を提供することが必要である。
【００１１】
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Δεが高い正の値であり、しきい値電圧が低く、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】
【００１２】
この目的は今回、本発明による液晶媒質を使用することにより達成できることが分かった。
【００１３】
本発明によれば、式Ｉの１種または複数の化合物と、
【００１４】
【化１．１】
2004339483.tif 000002
【００１５】
式Ｔ１の１種または複数の化合物と
【００１６】
【化１．２】
2004339483.tif 000003
【００１７】
を含むことを特徴とする液晶媒質が提供される。
【００１８】
但し、式中、
Ｒ1およびＲ2は、炭素原子を１から１２個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−、−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、
Ｒ3は、炭素原子を２から９個有するアルケニル基であり、
Ｌ1からＬ4は、互いに独立にＨまたはＦであり、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4の少なくとも１個はＦである。
【発明の効果】
【００１９】
式ＩおよびＴ１の化合物を本発明のＴＮおよびＳＴＮディスプレイ用の混合物中で使用すると、結果として、
・電気光学特性線のより高い急峻性、
・改良された周波数依存性による動作電圧のより低い温度依存性、
・特に低温でのより速い応答時間、
が得られる。
【００２０】
式Ｉ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、同時に誘電異方性および急峻性を増大し、しきい値電圧の温度依存性を下げる。
【００２１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
更に本発明によれば、
−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°から３０°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）必要に応じて、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し、
該ネマチック液晶混合物が上記および下記の式Ｉの少なくとも１種の化合物および式Ｔ１の少なくとも１種の化合物を含む液晶ディスプレイが提供される。
【００２３】
更に、本発明によれば、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ディスプレイが提供される。
【００２４】
式ＩおよびＴ１の化合物を本発明による液晶混合物に使用すると、結果として回転粘度の値が特に低くなり、急峻性が高く、特に低温で応答時間が速いＴＮおよびＳＴＮディスプレイとなる。
【００２５】
Ｌ1およびＬ2の一方または両方がＦである式Ｉの化合物が特に好ましい。
【００２６】
式Ｉのさらに好ましい化合物は、次式から選択される化合物である。
【００２７】
【化２．１】
2004339483.tif 000004
【００２８】
【化２．２】
2004339483.tif 000005
【００２９】
【化２．３】
2004339483.tif 000006
【００３０】
但し、式中、Ｒ3は式Ｉで定義された通りである。
【００３１】
特に、式Ｉｂ、Ｉｄ、Ｉｅ、ＩｇおよびＩｈの化合物が好ましい。
【００３２】
式Ｉ、特に上記の式ＩａからＩｈ（Ｒ3は、１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニル、より好ましくはビニル、１Ｅ−プロペニル、１Ｅ−ブテニル、３Ｅ−ブテニルまたは３Ｅ−ペンテニル、最も好ましくは１Ｅ−ブテニルである）の化合物が特に好ましい。
【００３３】
式Ｔ１の特に好ましい化合物は、Ｒ1およびＲ2が炭素原子１から８個を有するアルキルまたはアルコキシ、特に炭素原子１から５個を有するアルキルである化合物である。
【００３４】
式ＩおよびＴ１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。
【００３５】
【化３】
2004339483.tif 000007
【００３６】
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個有するアルケニル基であり、
Ｒ4は、式Ｔ１のＲ1で定義した通りである。
【００３７】
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。
【００３８】
【化４．１】
2004339483.tif 000008
【００３９】
【化４．２】
2004339483.tif 000009
【００４０】
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、炭素原子を１から８個有するアルキル基である。
【００４１】
特にＲ3aおよびＲ4aがＨまたはＣＨ3である式ＩＩａの化合物、ならびに特に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。
【００４２】
誘電異方性が−１．５から＋１．５（「誘電中性」）の式Ｔ１およびＩＩの化合物は、上記定義の成分Ｂの一部である。
【００４３】
式ＩおよびＴ１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。
【００４４】
【化５．１】
2004339483.tif 000010
【００４５】
但し、式中、
Ｒ3は、炭素原子を２から７個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。
【００４６】
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*の化合物が特に好ましい。
【００４７】
Ｒ3が炭素原子を２から７個、好ましくは２、３または４個有する１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニルである、式ＩＩ*の化合物がさらに好ましい。
【００４８】
式ＩＩ*ａの化合物が非常に好ましい。
【００４９】
【化５．２】
2004339483.tif 000011
【００５０】
但し、式中、Ｒ3aは、Ｈ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7、特にＨまたはＣＨ3である。
【００５１】
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。
【００５２】
好ましい液晶混合物は、好ましくは１５質量％から７５質量％、より好ましくは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、誘電異方性がΔε≧＋３、より好ましくはΔε≧＋８、最も特に好ましくはΔε≧＋１２であることが好ましい。
【００５３】
成分Ａは、次式から選択される１種または複数のシアノ化合物を含むことが好ましい。
【００５４】
【化６．１】
2004339483.tif 000012
【００５５】
【化６．２】
2004339483.tif 000013
【００５６】
但し、式中、
Ｒは、炭素原子を１から１２個有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、１個または複数のＣＨ2基はまた、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置換されていてもよく、
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4は、互いに独立に、ＨまたはＦである。
【００５７】
これらの化合物のＲは、炭素原子が１から８個のアルキルまたはアルコキシか、炭素原子が２から７個のアルケニルかが好ましい。
【００５８】
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種または複数の化合物を含む混合物が非常に好ましい。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
【化７．１】
2004339483.tif 000014
【００６２】
【化７．２】
2004339483.tif 000015
【００６３】
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。
【００６４】
【化８．１】
2004339483.tif 000016
【００６５】
【化８．２】
2004339483.tif 000017
【００６６】
【化８．３】
2004339483.tif 000018
【００６７】
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。
【００６８】
【化９．１】
2004339483.tif 000019
【００６９】
【化９．２】
2004339483.tif 000020
【００７０】
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個有し、置換されていない、ＣＮもしくはＣＦ3で一置換されている、またはハロゲンで少なくとも一置換されているアルキル基であり、これらの基の１個または複数のＣＨ2基はまた、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で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。
【００７１】
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。
【００７２】
式ＩＶ２７およびＩＶ２９の化合物が特に好ましい。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
【化１０】
2004339483.tif 000021
【００７６】
但し、式中、Ｒ3aは先の定義通りである。
【００７７】
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。
【００７８】
さらに好ましい実施形態では、液晶混合物は式Ｔ１の化合物の他に、式ＴａからＴｈからなる群から選択される１種または複数のトラン化合物を含む。
【００７９】
【化１１．１】
2004339483.tif 000022
【００８０】
【化１１．２】
2004339483.tif 000023
【００８１】
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。
【００８２】
式ＴａおよびＴｂの化合物が特に好ましい。
【００８３】
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１から３０質量％、特に好ましくは３から２０質量％である。式ＴａからＴｈよりなる群からの化合物の割合は、好ましくは２から５５質量％、特に好ましくは３から３５質量％である。
【００８４】
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。
【００８５】
【化１２．１】
2004339483.tif 000024
【００８６】
【化１２．２】
2004339483.tif 000025
【００８７】
【化１２．３】
2004339483.tif 000026
【００８８】
【化１２．４】
2004339483.tif 000027
【００８９】
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。
【００９０】
【化１３．１】
2004339483.tif 000028
【００９１】
【化１３．２】
2004339483.tif 000029
【００９２】
【化１３．３】
2004339483.tif 000030
【００９３】
【化１３．４】
2004339483.tif 000031
【００９４】
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。これらの化合物のＲは炭素原子を１から８個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。
【００９５】
式Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｍ、ＶｎおよびＶＩｍの化合物、特に式Ｖａ、Ｖｍ、ＶｎおよびＶＩｍの化合物が特に好ましい。
【００９６】
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。
【００９７】
【化１４】
2004339483.tif 000032
【００９８】
但し、式中、Ｒ6およびＲ7は式ＩＩＩのＲで定義した通りであり、ＹはＦまたはＣｌである。
【００９９】
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。
【０１００】
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、Ｓ−３０１１、Ｓ−４０１１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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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
【０１０５】
【化１５】
2004339483.tif 000033
【０１０６】
または
【０１０７】
【化１６】
2004339483.tif 000034
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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、３Ｅ−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。
【０１１２】
特に好ましい実施形態では、液晶混合物は、
−式ＩａからＩｈ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ＩＶ２７および／またはＩＶ３２から選択される１種または複数の化合物、
−式Ｉの化合物４から３０質量％、好ましくは６から２０質量％、
−式Ｔ１の化合物２から３５質量％、好ましくは４から２５質量％、
−式ＩＩおよび／またはＩＩ*の化合物１０から５５質量％、好ましくは１５から４５質量％、
−式ＩＶ２７および／またはＩＶ３２の化合物５から３０質量％、好ましくは７から２５質量％、
−式ＩＩＩａからＩＩＩｈの化合物１５から５０質量％、好ましくは２５から４５質量％
を含む。
【０１１３】
式ＩからＶＩＩ、ＩＩ*、Ｔ１、Ｔａ〜Ｔｈ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もしくはＴＮ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。
【０１１４】
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（ｔsum＝ｔon＋ｔoff）で特徴付けられる。
【０１１５】
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≧５、より好ましくはΔε≧１０、最も好ましくはΔε≧１５、特にΔε≧２０の液晶混合物が好ましい。
【０１１６】
本発明による液晶混合物の透明点は、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上である。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
本発明による液晶混合物はまた、例えば特許文献１４〜１８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液晶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。
【０１２３】
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の領域にある反射波長を有するように選択する。
【０１２４】
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および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、またはイジトールの誘導体、非常に好ましくは特許文献１９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が特に好ましい。特許文献２０に記載のヒドロベンゾイン基、特許文献２１に記載のキラルビナフチル誘導体、特許文献２２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２３に記載のキラルＴＡＤＤＯＬ誘導体、および特許文献２４および２５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を含むドーパントがさらに好ましい。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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に従う。
【０１３０】
【表１】
2004339483.tif 000035
【０１３１】
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。
【０１３２】
【表２】
2004339483.tif 000036
【０１３３】
【表３．１】
2004339483.tif 000037
【０１３４】
【表３．２】
2004339483.tif 000038
【０１３５】
表Ｃは、本発明による混合物で好ましく使用されるドーパントを示す。
【０１３６】
【表４．１】
2004339483.tif 000039
【０１３７】
【表４．２】
2004339483.tif 000040
【０１３８】
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。
【０１３９】
【表５．１】
2004339483.tif 000041
【０１４０】
【表５．２】
2004339483.tif 000042
【０１４１】
【表５．３】
2004339483.tif 000043
【０１４２】
【表５．４】
2004339483.tif 000044
【０１４３】
【表５．５】
2004339483.tif 000045
【実施例】
【０１４４】
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。
【０１４５】
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、
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℃）。
【０１４６】
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１／７で検討する。
【０１４７】
【表６．１】
2004339483.tif 000046
【０１４８】
【表６．２】
2004339483.tif 000047
【０１４９】
【表６．３】
2004339483.tif 000048
【０１５０】
【表６．４】
2004339483.tif 000049
【０１５１】
【表６．５】
2004339483.tif 000050
【０１５２】
【表６．６】
2004339483.tif 000051
【０１５３】
【表６．７】
2004339483.tif 000052
【０１５４】
【表６．８】
2004339483.tif 000053