(57)【要約】      （修正有）【課題】低いしきい値電圧、低い回転粘度、迅速な応答時間および同時に高い比抵抗値、高い熱安定性、高いＵＶ安定性並びに特にＵＶ暴露および加熱の際の電圧保持率（ＶＨＲ）の高い値を有する、ＭＬＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡまたはＩＰＳディスプレイ、特にＴＮ−ＴＦＴディスプレイのための媒体を提供する。【解決手段】１種または２種以上の一般式Ｉ2004315819.tif 000075で表される化合物および１種または２種以上のＵＶ安定化剤を含む液晶媒体。（式中、Ｚ１は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−等、Ｚ２は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−等である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶媒体であって、これが、１種または２種以上の一般式Ｉ
【化１】
2004315819.tif 000054
で表される化合物および
１種または２種以上のＵＶ安定化剤、
式中、
Ｒは、１〜１５個の炭素原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
2004315819.tif 000055
−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置換されていることができ、
【化３】
2004315819.tif 000056
は、
【化４】
2004315819.tif 000057
であり、
Ｙ１〜Ｙ９は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、
Ｚ１は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＯＯ−であり、
Ｚ２は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、１〜６個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、
ｒは、０または１である、
を含むことを特徴とする、液晶媒体。
【請求項２】
以下の式：
【化５】
2004315819.tif 000058
式中、Ｘ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４、Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｚ１、Ｚ２およびｒは、請求項１において定義した通りであり、Ｒ０は、各々９個までの炭素原子を有する、ｎ−アルキル、ｎ−アルコキシ、ｎ−オキサアルキル、ｎ−フルオロアルキル、ｎ−フルオロアルコキシまたはｎ−アルケニルである、
から選択された１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の媒体。
【請求項３】
以下の式：
【化６】
2004315819.tif 000059
【化７】
2004315819.tif 000060
【化８】
2004315819.tif 000061
【化９】
2004315819.tif 000062
【化１０】
2004315819.tif 000063
【化１１】
2004315819.tif 000064
式中、Ｒ０は、請求項２において定義した通りである、
から選択された１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の媒体。
【請求項４】
式ＩＩ
【化１２】
2004315819.tif 000065
式中、
Ｒ１およびＲ２は、各々、互いに独立して、Ｈあるいは、１〜２５個の炭素原子を有し、非置換であるか、またはＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、または、ハロゲンにより少なくとも単置換されており、ここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化１３】
2004315819.tif 000066
−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置換されていることができる、直鎖状または分枝状アルキル、あるいは３〜２５個の炭素原子を有し、この各々が、非置換であるか、またはＲもしくはＸ０により単置換もしくは多置換されている、アリール、ヘテロアリールまたはアルキルアリールであり、
Ｘは、Ｈ、ＦまたはＣｌである、
で表される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の媒体。
【請求項５】
以下の式：
【化１４】
2004315819.tif 000067
【化１５】
2004315819.tif 000068
【化１６】
2004315819.tif 000069
から選択された少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、請求項４に記載の媒体。
【請求項６】
以下の式：
【化１７】
2004315819.tif 000070
【化１８】
2004315819.tif 000071
から選択された少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の媒体。
【請求項７】
さらに、一般式ＩＩＩ〜ＶＩＩＩ：
【化１９】
2004315819.tif 000072
【化２０】
2004315819.tif 000073
式中、ｒ、Ｘ０、Ｙ１〜Ｙ４およびＲ０は、請求項１および２において定義した通りであり、
Ｚ０は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−であり、
Ｚ３は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−である、
で表される化合物からなる群から選択された１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の媒体。
【請求項８】
さらに、式ＸＸＩＩＩ
【化２１】
2004315819.tif 000074
式中、Ｘ０、Ｙ１、Ｙ２およびＲ０は、請求項１および２において定義した通りである、
で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の媒体。
【請求項９】
全体としての混合物中の式Ｉで表される化合物の比率が、２〜３０重量％の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の媒体。
【請求項１０】
少なくとも０．４重量％のＵＶ安定化剤を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の媒体。
【請求項１１】
１００℃／５分において加熱した後に、＞９０％の電圧保持率（ＶＨＲ）を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の媒体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶媒体の、電気光学的目的のための使用。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶媒体を含む、電気光学的液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
ＴＮ、ＳＴＮ、ＴＮ−ＴＦＴ、ＩＰＳまたはＶＡディスプレイであることを特徴とする、請求項１３に記載の電気光学的液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ安定化剤を含む液晶媒体、この電気光学的目的のための使用およびこの媒体を含むディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、このような物質の光学的特性が印加される電圧により改変され得るため、主に、ディスプレイデバイスにおける誘電体として用いられる。液晶に基づく電気光学的デバイスは、当業者に極めてよく知られており、種々の効果に基づくことができる。このようなデバイスの例は、ねじれネマティック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（「スーパーツイストネマティック」）セル、ＥＣＢ（「電気的に制御された複屈折」）セル、ＶＡ（「垂直配向」）セルおよびＩＰＳ（「面内切換」）セルである。
【０００３】
最も一般的なディスプレイデバイスは、シャット−ヘルフリッヒ(Schadt-Helfrich)効果に基づいており、例えばＴＮおよびＳＴＮセルにおいて、ねじれネマティック構造を有する。これらを、マルチプレックスとして、またはアクティブマトリックスディスプレイ（ＡＭＤ−ＴＮ、ＡＭＤ＝アクティブマトリックス駆動）として動作させることができる。
【０００４】
ＴＮディスプレイの場合において、セルにおいて以下の利点を可能にする液晶媒体が、望ましい：拡大されたネマティック相範囲（特に低温まで）、極めて低い温度における切換可能性（野外での使用、自動車、航空機）およびＵＶ照射線に対する増大された耐性（一層長い有効寿命）。しかし、従来技術から入手可能な媒体について、これらの利点を達成し、同時に他のパラメーターを維持することは、可能ではない。
【０００５】
一層高度にねじれたＳＴＮディスプレイの場合において、一層大きい時分割特性および／または一層低いしきい値電圧および／または一層広いネマティック相範囲（特に低い温度において）を可能にする液晶媒体が、望ましい。このために、利用できるパラメーター幅（透明点、スメクティック−ネマティック転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）のさらなる拡大が、早急に望まれている。
【０００６】
ＥＣＢディスプレイおよび一層最近のＶＡディスプレイは、２つの透明な電極の間に、液晶媒体の層を含み、ここで、液晶媒体は、誘電（ＤＣ）異方性Δεについての負の値を有する。スイッチオフ状態において、液晶分子は、ホメオトロピックであり、即ち、電極表面にほぼ垂直に配向しているか、またはホメオトロピック的に傾斜している。負の誘電異方性のために、スイッチオン状態において電極表面に平行な液晶分子の再配向が、起こる。
【０００７】
ＶＡディスプレイにおいて、スイッチオン状態における液晶分子の均一な平行な配向は、通常、セル内の小さい領域にのみ制限される。これらの領域の間に、またティルト領域として知られるディスクリネーションが存在する。ＥＣＢおよびＶＡディスプレイが、比較的短い応答時間を有するが、特にグレーシェード応答時間において、さらに短縮する必要がある。液晶の側から、これに対する寄与を、原理的に、液晶（ＬＣ）混合物の回転粘度の減少によりなすことができる。
【０００８】
再配向のための電場が、本質的に液晶層に垂直に生じる、既知の液晶ディスプレイ（ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢおよびＶＡ）に加えて、また、電気的信号が、電場が液晶層に平行な顕著な成分を有するように生じるディスプレイが、存在する。ＩＰＳ（「面内切換」）ディスプレイとして知られている、このタイプのディスプレイは、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００９】
既知の液晶媒体を含むＩＰＳディスプレイは、不適切な長い応答時間およびしばしば過剰に高い動作電圧を特徴とする。従って、これらの欠点を有しないかまたは一層低い程度に有するのみである、ＩＰＳディスプレイ用の液晶媒体に対する要求がある。このために、適切な相範囲、低温での低い結晶化傾向、低い複屈折および適切な電気抵抗に加えて、特に、応答時間に決定的である、低いしきい値電圧（Ｖ１０）および低い回転粘度（γ１）を有する液晶材料に対する特別の要求がある。
【００１０】
ＴＮディスプレイと同様に、ＥＣＢ、ＶＡおよびＩＰＳディスプレイはまた、マトリックスディスプレイとして動作することができる。
マトリックス液晶ディスプレイは、知られている。個別の画素を個別に切り換えるために用いることができる非線型素子は、例えば能動的素子（即ちトランジスタ）である。次に、用語「アクティブマトリックス」を用い、ここで、２つのタイプの間で区別をすることができる：
１．基板としてのシリコンウエファー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体）または他のダイオード。
２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。
【００１１】
基板材料としての単結晶シリコンの使用は、ディスプレイの大きさを制限する。この理由は、種々の部分表示をモジュラー集合させてさえも、接合部分に問題が生じるからである。
好ましく、さらに有望なタイプ２の場合において、用いられる電気光学効果は、通常ＴＮ効果である。２つの技術の間で、区別がなされる：化合物半導体、例えばＣｄＳｅを含むＴＦＴ、または多結晶形もしくは無定形シリコンを基材とするＴＦＴ。後者の技術に関しては、世界中で格別に研究努力がなされている。
【００１２】
ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１枚のガラス板の内側に施され、一方他方のガラス板は、この内側に、透明な対向電極を担持している。画素電極の大きさと比較すると、ＴＦＴは極めて小さく、像に対する悪影響をほとんど有していない。この技術はまた、フィルター素子が各々の切換可能な画素に対向するように、モザイク状の赤色、緑色および青色フィルターを配列した全色可能なディスプレイに拡張することができる。
【００１３】
ＴＦＴディスプレイは、通常、透過光内に交差偏光板を備えたＴＮセル（ＴＮ−ＴＦＴ）として動作し、背面照射される。
用語ＭＬＣディスプレイは、ここで、集積非線型素子を有するすべてのマトリックスディスプレイを含み、即ちアクティブマトリックスに加えて、受動素子、例えばバリスターまたはダイオード（ＭＩＭ＝金属−絶縁体−金属）を有するディスプレイをも含む。
【００１４】
個別の画素を切り換えるための集積非線型素子を有するマトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）について、例えば、大きい正の誘電異方性、広いネマティック相、比較的低い複屈折、極めて高い比抵抗、良好なＵＶおよび温度安定性並びに低い蒸気圧を有する媒体が、望ましい。
【００１５】
このタイプのＭＬＣディスプレイは、特に、ＴＶ用途に（例えば、ポケット型ＴＶ）、並びにコンピューター用途（ラップトップ）および自動車および航空機構築用の高度情報ディスプレイ用に適する。コントラストの角度依存性および応答時間に関する問題に加えて、また、ＭＬＣディスプレイでは、液晶混合物の不適切に高い比抵抗値による困難が生じる[非特許文献１；非特許文献２]。
【００１６】
抵抗値が減少するに従って、ＭＬＣディスプレイのコントラストは低下し、残像消去の問題が生じ得る。液晶混合物の比抵抗値は一般に、ディスプレイの内部表面との相互作用によって、ＭＬＣディスプレイの寿命全般を通じて減少するため、許容し得る有効寿命を得るためには、高い（初期）抵抗値は極めて重要である。特に、低電圧混合物の場合、極めて高い比抵抗値を達成することは、従来不可能であった。さらに、温度上昇に伴って、並びに熱暴露および／またはＵＶへの暴露の後に、比抵抗値が、可能な限り小さい上昇を有することが重要である。従来技術からの混合物の低温特性もまた、特に不利である。低温でさえも、結晶化および／またはスメクティック相が生じず、かつ粘度の温度依存性が可能な限り低いことが要求される。既知のＭＬＣディスプレイは、これらの要求を満たさない。
【００１７】
従って、前述の欠点を有しないか、または有しても小さい程度のみである、極めて高い比抵抗値および同時に大きい動作温度範囲、低温においても短い応答時間および低いしきい値電圧を有するＭＬＣディスプレイに対する多大の要求が継続している。
【００１８】
背面照射を用いる、即ち透過的に、および随意に半透過反射的に(transflectively)動作する、液晶ディスプレイに加えて、反射性液晶ディスプレイもまた、特に興味深い。これらの反射型液晶ディスプレイは、周囲光を情報ディスプレイに用いる。従って、これらは、対応する大きさおよび解像度を有する背面照射された液晶ディスプレイよりも顕著に低いエネルギーを消費する。ＴＮ効果は、極めて良好なコントラストにより特徴づけられるため、このタイプの反射型ディスプレイは、明るい周囲条件下でさえも容易に読みとり可能である。これは、すでに、例えば腕時計およびポケット型計算機において用いられるように、単純な反射型ＴＮディスプレイとして知られている。
【００１９】
しかし、原理はまた、高品質、高解像度アクティブマトリックスアドレスディスプレイ、例えばＴＦＴディスプレイに適用することができる。ここで、すでに、一般的に慣用の透過型ＴＦＴ−ＴＮディスプレイにおける場合のように、低い複屈折（Δｎ）を有する液晶を用いることは、低い光学的遅延（ｄ・Δｎ）を達成するために必要である。この低い光学的遅延により、コントラストの通常は許容し得る低い視野角依存性がもたらされる（特許文献２参照）。反射型ディスプレイにおいて、低い複屈折を有する液晶を用いることは、透過型ディスプレイにおけるよりもはるかに一層重要である。その理由は、反射型ディスプレイにおいて、光が通過する有効な層の厚さが、同一の層の厚さを有する透過型ディスプレイの約２倍大きいからである。
【００２０】
一層低い電力消費（背面照射が不必要であるため）に加えて、反射型ディスプレイの透過型ディスプレイにまさる利点は、極めて小さい物理的深さが得られる省スペース型であること、および、背面照射による種々の程度の加熱により生じる温度勾配による問題が低減されることである。
【００２１】
一般的に、前述のディスプレイタイプのための液晶材料は、良好な化学的および熱的安定性並びに電場および電磁放射線に対する良好な安定性を有していなければならない。さらに、液晶材料は、低い粘度を有し、セルにおいて短いアドレス時間、低いしきい値電圧および高いコントラストを付与しなければならない。
【００２２】
さらに、これらは、通常の動作温度において、即ち室温より低い、および高い、可能な限り広い範囲において、好適な中間相、例えば前述のセルについてのネマティックまたはコレステリック中間相を有しなければならない。液晶は、一般的に、多数の成分の混合物の形態において用いられるため、成分が、互いに容易に混和可能であるのが重要である。他の特性、例えば導電性、誘電異方性および光学異方性は、セルのタイプおよび適用の領域に依存して、種々の要求を満たさなければならない。例えば、ねじれネマティック構造を有するセルのための材料は、正の誘電異方性および低い導電性を有しなければならない。
【００２３】
ＴＮ（シャット−ヘルフリッヒ）セルにおいて、このセルには以下の利点を容易にする媒体が望ましい：
−拡大したネマティック相範囲（特に、低温の方向に）、
−超低温における切換能力（野外での使用、自動車、航空機）、
−ＵＶ照射線に対する増大した抵抗性（一層長い有効寿命）、
−低いしきい値（駆動）電圧、
−小さい層の厚さおよび迅速な応答時間を達成するのに十分に高い複屈折。
【００２４】
従来技術から利用できた媒体は、これらの利点を達成し、同時に他のパラメーターを維持することを可能にしない。
特に、液晶媒体の、加熱またはＵＶ暴露に対するＵＶ安定性および電圧保持率（ＶＨＲ）［非特許文献３；非特許文献４；非特許文献５］並びに比抵抗（ＳＲ）［非特許文献６］は、しばしば不適切である。比抵抗は、液晶混合物の重要な品質特徴である。低いＳＲ値により、ＶＨＲの許容し得ない低下が生じ得る。
【００２５】
【特許文献１】国際公開第９１／１０９３６号パンフレット
【非特許文献１】トガシ・エス、セキグチ・ケー、タナベ・エイチ、ヤマモト・イー、ソリマチ・ケー、タジマ・イー、ワタナベ・エイチ、シミズ・エイチ（TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H.）、プロク・ユーロディスプレイ（Proc. Eurodisplay）84, １９８４年９月：A210-288 マトリックス・エルシーディー・コントロールド・バイ・ダブル・ステージ・ダイオード・リングズ（Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings）、１４１頁以降、Paris
【非特許文献２】ストロマー・エム（STROMER, M.）、プロク・ユーロディスプレイ（Proc. Eurodisplay）84, １９８４年９月: デザイン・オブ・シン・フィルム・トランジスタズ・フォア・マトリックス・アドレシング・オブ・テレビジョン・リキッド・クリスタル・ディスプレイズ（Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays）、１４５頁以降、Paris
【特許文献２】ドイツ国特許第３０  ２２  ８１８号明細書
【非特許文献３】エス・マツモトら(S. Matsumoto et al.)、リキッド・クリスタルズ(Liquid Crystals)、5, 1320 (1989)
【非特許文献４】ケイ・ニワら(K. Niwa et al.)、プロク・エスアイディー・コンファランス・サンフランシスコ(Proc. SID Conference, San Francisco)、１９８４年６月、３０４頁(1984)
【非特許文献５】ティー、ヤコブ(T. Jacob)およびユー・フィンケンゼラー(U. Finkenzeller)、「メルク・リキッド・クリスタルズ−フィジカル・プロパティズ・オブ・リキッド・クリスタルズ(Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals)」、1997中
【非特許文献６】ジー・ウェバーら(G. Weber et al.)、リキッド・クリスタルズ(Liquid Crystals)、5, 1381 (1989)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
従って、本発明は、前述の欠点を有しないか、または有していても低下された程度のみの、好ましくは低いしきい値電圧、低い回転粘度、迅速な応答時間および同時に高い比抵抗値、高い熱安定性、高いＵＶ安定性並びに特にＵＶ暴露および加熱の際の電圧保持率（ＶＨＲ）の高い値を有する、このタイプのＭＬＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡまたはＩＰＳディスプレイ、特にＴＮ−ＴＦＴディスプレイのための媒体を提供する目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
ここで、この目的は、本発明の媒体をディスプレイにおいて用いる場合に達成することができることが見出された。
【００２８】
本発明は、特に正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、これが、１種または２種以上の式Ｉ
【化１】
2004315819.tif 000002
で表される化合物および１種または２種以上のＵＶ安定化剤、
【００２９】
式中、
Ｒは、１〜１５個の炭素原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
2004315819.tif 000003
−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置換されていることができ、
【化３】
2004315819.tif 000004
は、
【化４】
2004315819.tif 000005
であり、
【００３０】
Ｙ１〜Ｙ９は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、
Ｚ１は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＯＯ−であり、
Ｚ２は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、１〜６個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、
ｒは、０または１である、
を含むことを特徴とする、液晶媒体に関する。
【００３１】
好適なＵＶ安定化剤は、従来技術から知られている。これらの化合物の多くは、商業的に入手できる。特に好ましいのは、式ＩＩ
【化５】
2004315819.tif 000006
【００３２】
式中、
Ｒ１およびＲ２は、各々、互いに独立して、Ｈあるいは、１〜２５個の炭素原子を有し、非置換であるか、またはＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、または、ハロゲンにより少なくとも単置換されており、ここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化６】
2004315819.tif 000007
−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置換されていることができる、直鎖状または分枝状アルキル、あるいは３〜２５個の炭素原子を有し、この各々が、非置換であるか、またはＲもしくはＸ０により単置換もしくは多置換されている、アリール、ヘテロアリールまたはアルキルアリールであり、
Ｘは、Ｈ、ＦまたはＣｌである、
で表されるＵＶ安定化剤である。
【００３３】
本発明は、さらに、本発明の媒体の、電気光学的目的への使用に関する。
本発明は、さらに、本発明の液晶媒体を含む電気光学的液晶ディスプレイに関する。
【００３４】
本発明は、さらに、ＴＮ、ＳＴＮ、ＴＮ−ＴＦＴ、ＩＰＳまたはＶＡディスプレイであることを特徴とする、本発明の液晶媒体を含む電気光学的液晶ディスプレイに関する。
本発明は、さらに、反射型または半透過反射型ディスプレイであることを特徴とする、本発明の液晶媒体を含む電気光学的液晶ディスプレイに関する。
【００３５】
式Ｉで表される化合物は、広範囲の用途を有する。これらの化合物は、液晶媒体が主に構成されるベース材料として作用することができるか、またはこれらを、他の群の化合物からの液晶ベース材料に加えて、例えばこのタイプの誘電体の誘電異方性および／または光学異方性を修正し、および／またはこのしきい値電圧および／またはこの粘度および／またはこの低温挙動を最適化することができる。
【００３６】
式Ｉで表される化合物は、特に、本発明の液晶混合物のしきい値電圧および応答時間を減少させる。
ＵＶ安定化剤、特に式ＩＩで表されるものを加えると、ＵＶに暴露した際の本発明の液晶媒体のＶＨＲが増大する一方、加熱後の液晶媒体のＶＨＲは、ほとんど、または全く損なわれないに過ぎない。これは、特に、マトリックスディスプレイ、例えばＴＮ−ＴＦＴディスプレイについて、決定的な利点である。
【００３７】
従って、式Ｉで表される化合物とＵＶ安定化剤との組み合わせにより、ＵＶ暴露および加熱の際の高いＶＨＲ並びに改善されたしきい値電圧および応答時間を同時に有する、液晶媒体およびディスプレイを提供することが可能になる。
式Ｉで表される特に好ましい化合物は、少なくとも１つの基Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４およびＹ５がＦであり、Ｙ３およびＹ６が、好ましくはＨであるものである。
【００３８】
式Ｉで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化７】
2004315819.tif 000008
式中、Ｘ０、Ｙ１〜Ｙ８、Ｚ１、Ｚ２およびｒは、式Ｉにおいて定義した通りであり、Ｒ０は、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、ｎ−アルコキシ、ｎ−オキサアルキル、ｎ−フルオロアルキル、ｎ−フルオロアルコキシまたはｎ−アルケニルである、
から選択される。
【００３９】
特に好ましいのは、式Ｉ１で表される化合物である。
特に好ましいのは、式Ｉ、Ｉ１およびＩ２で表される化合物であり、ここで、基Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４、Ｙ５、Ｙ７およびＹ８の少なくとも１つ、特に基Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４およびＹ５の１つは、Ｆである。
【００４０】
好ましいのは、さらに、式Ｉ、Ｉ１およびＩ２で表される化合物であり、ここで、Ｚ１は、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−、特に好ましくは−ＣＦ２Ｏ−である。
好ましいのは、さらに、式Ｉ、Ｉ１およびＩ２で表される化合物であり、ここで、Ｚ１は、−ＣＯＯ−である。
好ましいのは、さらに、式Ｉ、Ｉ１およびＩ２で表される化合物であり、ここで、Ｚ２は、単結合である。
【００４１】
特に好ましいのは、以下の化合物：
【化８】
2004315819.tif 000009
【００４２】
【化９】
2004315819.tif 000010
【００４３】
【化１０】
2004315819.tif 000011
【００４４】
【化１１】
2004315819.tif 000012
【００４５】
【化１２】
2004315819.tif 000013
式中、Ｒ０は、前に定義した通りである、
である。特に好ましいのは、式Ｉ１ａ、Ｉ２ｎおよびＩ２ｗで表される化合物である。
【００４６】
式ＩＩで表される特に好ましい化合物は、基Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、１〜１５個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキルであり、ここで、さらに、１つまたは２つ以上のＣＨ２基が、−ＣＯＯ−または−Ｏ−ＣＯ−、５〜１５個の炭素原子を有するアリールまたはアルキルアリールにより置換されていることができ、Ｘが好ましくはＨまたはＣｌである化合物である。極めて特に好ましい基Ｒ１およびＲ２は、メチル、ｔｅｒｔ−ブチル、２−ブチル、１，１−ジメチルプロピル、１，１，２，２−テトラメチルプロピルおよび１−メチル−１−フェニルエチルである。
【００４７】
特に好ましいのは、以下の式（末端のメチル基は示していない）：
【化１３】
2004315819.tif 000014
【００４８】
【化１４】
2004315819.tif 000015
【００４９】
【化１５】
2004315819.tif 000016
またはこれらの化合物の混合物から選択された式ＩＩで表される化合物群である。
【００５０】
特に好ましいのは、式ＩＩ１で表される化合物である。
式ＩＩおよびＩＩ１〜ＩＩ１２で表される化合物のいくつかは、チヌビン(Tinuvin)（登録商標）(Ciba Spezialitaeten-chemie AG, Basel, Switzerland)の名称の下で、ＵＶ安定化剤として商業的に入手できる。式ＩＩ１で表される化合物は、例えば、チヌビンＰ（登録商標）の名称の下で入手できる。
【００５１】
さらに好適なＵＶ安定化剤は、以下の式：
【化１６】
2004315819.tif 000017
で表されるものである。
【００５２】
化合物１および２は、ABCR GmbHから入手でき、化合物３は、Merck KGaAから入手でき、化合物４は、Aldrichから入手でき、化合物５は、Ciba AGから入手できる。
【００５３】
式Ｉで表される化合物は、文献（例えば標準的な学術書、例えばHouben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie［有機化学の方法］、Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart）に記載されているように、正確には知られており、前述の反応に好適な反応条件下で、自体公知の方法により調製する。また、ここで、自体公知であるが、ここでは一層詳細には述べない変法を用いることができる。
【００５４】
純粋な状態において、式Ｉで表される化合物は無色であり、電気光学的使用に対して好ましく位置する温度範囲で液晶中間相を形成する。これらは、化学的、熱的および光に対して安定である。
【００５５】
本明細書中の式における基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、アルキル基および／またはアルコキシ基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であることができる。これは、好ましくは、直鎖状であり、２、３、４、５、６または７個の炭素原子を有し、従って特に好ましくはエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキシルオキシまたはヘプチルオキシ、さらにメチル、オクチル、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、メトキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシまたはテトラデシルオキシである。
【００５６】
オキサアルキルは、好ましくは、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）もしくは３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−、３−もしくは４−オキサペンチル、２−、３−、４−もしくは５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−もしくは６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−もしくは７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−もしくは８−オキサノニル、または２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−もしくは９−オキサデシルである。
【００５７】
基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、１つのＣＨ２基が−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であることができる。これは、好ましくは直鎖状であり、２〜１０個の炭素原子を有する。従って、これは、特に好ましくは、ビニル、プロプ−１−もしくは−２−エニル、ブト−１−、−２−もしくは−３−エニル、ペント−１−、−２−、−３−もしくは−４−エニル、ヘクス−１−、−２−、−３−、−４−もしくは−５−エニル、ヘプト−１−、−２−、−３−、−４−、−５−もしくは−６−エニル、オクト−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−もしくは−７−エニル、ノン−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−もしくは−８−エニル、またはデク−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−、−８−もしくは−９−エニルである。
【００５８】
基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、１つのＣＨ２基が−Ｏ−により置換されており、１つが−ＣＯ−により置換されているアルキル基である場合には、これらは、好ましくは隣接している。従って、これらは、アシルオキシ基−ＣＯ−Ｏ−またはオキシカルボニル基−Ｏ−ＣＯ−を含む。これらは、好ましくは直鎖状であり、２〜６個の炭素原子を有する。
【００５９】
従って、これらは、特に好ましくは、アセトキシ、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、アセトキシメチル、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−アセトキシエチル、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−アセトキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセトキシブチル、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）プロピルまたは４−（メトキシカルボニル）ブチルである。
【００６０】
基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、２つまたは３つ以上のＣＨ２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−により置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であることができる。これは、好ましくは分枝状であり、３〜１２個の炭素原子を有する。従って、これは、特に好ましくは、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）ブチルまたは５，５−ビス（エトキシカルボニル）ペンチルである。
【００６１】
基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、１つのＣＨ２基が非置換または置換−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されており、隣接するＣＨ２基が、ＣＯ、ＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯにより置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であることができる。これは、好ましくは、直鎖状であり、４〜１３個の炭素原子を有する。従って、これは、特に好ましくは、アクリロイルオキシメチル、２−アクリロイルオキシエチル、３−アクリロイルオキシプロピル、４−アクリロイルオキシブチル、５−アクリロイルオキシペンチル、６−アクリロイルオキシヘキシル、７−アクリロイルオキシヘプチル、８−アクリロイルオキシオクチル、９−アクリロイルオキシノニル、１０−アクリロイルオキシデシル、メタクリロイルオキシメチル、２−メタクリロイルオキシエチル、３−メタクリロイルオキシプロピル、４−メタクリロイルオキシブチル、５−メタクリロイルオキシペンチル、６−メタクリロイルオキシヘキシル、７−メタクリロイルオキシヘプチル、８−メタクリロイルオキシオクチルまたは９−メタクリロイルオキシノニルである。
【００６２】
基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、ＣＮまたはＣＦ３により単置換されたアルキルまたはアルケニル基である場合には、この基は、好ましくは直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ３による置換は、任意の所望の位置において可能である。
基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２の１つが、少なくともハロゲンにより単置換されたアルキルまたはアルケニル基である場合には、この基は、好ましくは直鎖状であり、ハロゲンは、好ましくはＦまたはＣｌである。多置換の場合において、ハロゲンは、好ましくはＦである。得られた基はまた、過フッ素化基を含む。単置換の場合において、フッ素または塩素置換基は、任意の所望の位置であることができるが、好ましくはω位においてである。
【００６３】
分枝した翼基Ｒを含む化合物は、慣用の液晶基材への一層良好な溶解性により、重要であり得るが、これらが光学的に活性である場合には、特にキラルなドーパントとして重要である。このタイプのスメクティック化合物は、強誘電材料の成分として好適である。
【００６４】
このタイプの分枝基は、好ましくは、１つより多くない鎖分枝を含む。好ましい分枝基Ｒ、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２は、イソプロピル、２−ブチル（＝１−メチルプロピル）、イソブチル（＝２−メチルプロピル）、２−メチルブチル、イソペンチル（＝３−メチルブチル）、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、イソプロポキシ、２−メチルプロポキシ、２−メチルブトキシ、３−メチルブトキシ、２−メチルペントキシ、３−メチルペントキシ、２−エチルヘキシルオキシ、１−メチルヘキシルオキシおよび１−メチルヘプチルオキシである。
【００６５】
本発明はまた、本発明の液晶媒体の、電気光学的目的への使用並びに、フレームと共にセルを形成する２枚の面平行外板、外板上の個別の画素を切り換えるための集積非線型素子および、セル中に配置され、本発明の液晶媒体を含む、高い比抵抗値を有するネマティック液晶混合物を有する、電気光学的ディスプレイ、特にＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイに関する。
【００６６】
本発明の液晶媒体は、利用できるパラメーター幅の顕著な拡大を可能にする。特に、透明点、低温における粘度、熱およびＵＶ安定性並びに光学異方性の達成できる組み合わせは、従来技術から以前の材料にはるかにまさる。
【００６７】
本発明の液晶媒体は、好ましくは−２０℃まで、特に好ましくは−３０℃まで、および特に−４０℃までのネマティック相並びに、７０℃を超える、特に好ましくは７５℃を超える、特に８０℃を超える透明点を有する。これらのネマティック相範囲は、好ましくは、少なくとも９０℃および特に好ましくは少なくとも１００℃にわたる。この範囲は、好ましくは、少なくとも−３０℃〜＋８０℃に及ぶ。
【００６８】
本発明の液晶媒体の誘電異方性Δεは、好ましくは≧５、特に好ましくは≧８および特に≧１０である。
ＴＮおよびＳＴＮディスプレイ用の本発明の液晶媒体は、好ましくは、Δｎ＞０．０７、特に好ましくは≧０．０８および好ましくは≦０．２、特に好ましくは≦０．１６、特に０．０８５〜０．１５の間の複屈折値を有する。反射型および半透過反射型ディスプレイ用の本発明の液晶媒体は、好ましくは≦０．０８、特に好ましくは≦０．０７および特に≦０．０６５の複屈折値を有する。
【００６９】
本発明の液晶媒体のＴＮしきい値は、一般的に、１．７Ｖ、好ましくは１．５Ｖより低い。
２０℃における本発明の液晶媒体の回転粘度γ１は、好ましくは＜２００ｍＰａｓおよび特に好ましくは＜１５０ｍＰａｓである。
【００７０】
また、本発明の混合物の成分の好適な選択により、他の有利な特性を維持しながら、一層高い透明点（例えば１１０℃を超える）を一層低い誘電異方性値において達成し、従って一層高いしきい値電圧または一層低い透明点を一層高い誘電異方性（例えば＞１２）において達成し、従って一層低いしきい値電圧（例えば＜１．５Ｖ）を達成することが可能であることは、言うまでもない。わずかにのみ対応して増大する粘度において、同様に、比較的大きいΔεおよび従って比較的低いしきい値を有する混合物を得ることが可能である。
【００７１】
また容量保持率として知られている、電圧保持率（ＶＨＲ）の測定［S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, １９８４年６月、 p. 304 (1984); T. JacobおよびU. Finkenzeller、"Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals"、1997中］により、式Ｉで表される化合物およびＵＶ安定化剤、特に式ＩＩで表されるものを含む本発明の液晶媒体は、ＭＬＣディスプレイに適切なＶＨＲを有することが示された。
【００７２】
特に、式Ｉで表される化合物を含む本発明の液晶媒体は、シアノ基または４−シアノフェニル基、例えば式
【化１７】
2004315819.tif 000018
で表されるシアノフェニルシクロヘキサンまたは式
【化１８】
2004315819.tif 000019
で表されるエステルを含む化合物を、式Ｉで表される化合物に変えて含む類似媒体よりも、温度の上昇に伴うＶＨＲの低下が顕著に小さい。
【００７３】
本発明の液晶媒体のＵＶ安定性はまた、顕著に良好である。即ち、これらは、ＵＶに暴露された場合におけるＶＨＲの低下が顕著に小さい。
１００℃／５分において加熱した後の、本発明の液晶媒体の電圧保持率ＶＨＲは、好ましくは＞９０％、特に好ましくは＞９４％、極めて特に好ましくは＞９６％および特に＞９８％である。
【００７４】
ＵＶ暴露（２時間）後の、本発明の液晶媒体の電圧保持率ＶＨＲは、好ましくは＞７５％、特に好ましくは＞８０％、極めて特に好ましくは＞８５％および特に＞９０％である。
１００℃／５分における加熱およびＵＶ暴露（２時間）後の、本発明の液晶媒体の電圧保持率ＶＨＲは、好ましくは＞６０％、特に好ましくは＞６５％、極めて特に好ましくは＞７０％および特に＞７７％である。
【００７５】
ＶＨＲ値は、他に述べない限り、T. JacobおよびU. Finkenzeller、"Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals"、1997中の測定方法に関する。
本発明の液晶媒体は、好ましくは、２５重量％より少ない、特に好ましくは１５重量％より少ない、および特に５重量％より少ない、１つまたは２つ以上のシアノ基を含む化合物、特にこのタイプのメソゲン性または液晶性化合物を含む。極めて特に好ましいのは、１つまたは２つ以上のシアノ基を有する化合物を含まない液晶媒体である。
【００７６】
本発明の透過型ＭＬＣディスプレイは、グーチおよびタリーの第一透過率極小値で好ましく動作し[C.H. GoochおよびH.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C.H. GoochおよびH.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975]、ここで、特に好ましい電気光学的特性、例えば特性曲線の高い急峻度およびコントラストの低い角度依存性（DE 30 22 818）に加えて、一層低い誘電異方性は、第二極小値において、類似ディスプレイにおけるのと同一のしきい値電圧において十分である。これにより、本発明の混合物を第一極小値において用いて、例えばシアノ化合物を含む混合物の場合よりも顕著に高い比抵抗値を達成することが可能である。
【００７７】
本発明の透過型または半透過反射型ＭＬＣディスプレイは、コントラスト比および光学的分散に関して最適化され、積ｄ・Δｎの値、液晶のねじれ角Φ、基板ラビング方向に関する遅延フィルムの固定軸方向および偏光板透過方向からなる、パラメーター幅において動作する。反射型ＭＬＣディスプレイの要件は、例えば、Digest of Technical Papers, SID Symposium 1998中に示されている。当業者は、ＭＬＣディスプレイの予め特定された層の厚さに必要な複屈折を、個別の成分およびこれらの重量比率を簡単で常習的な方法を用いることにより好適に選択することにより、設定することができる。
【００７８】
好ましい態様を、以下に示す：
−媒体は、１〜４種、特に１種、２種または３種の、式Ｉで表される化合物を含む。
−媒体は、１種または２種以上の式Ｉ１ａで表される化合物を含む。
−全体としての混合物中の式Ｉで表される化合物の比率は、好ましくは、２〜３０重量％、特に好ましくは３〜２５重量％および特に４〜２０重量％の範囲内である。
【００７９】
−媒体は、１種、２種、３種または４種、好ましくは１種または２種のＵＶ安定化剤、好ましくは式ＩＩまたは１〜４で表される、特に好ましくは式ＩＩで表される、および特に式ＩＩ１またはＩＩ２で表されるＵＶ安定化剤を含む。
−媒体は、≧０．１重量％、好ましくは≧０．３重量％および特に好ましくは≧０．４重量％のＵＶ安定化剤を含む。
−全体としての混合物中のＵＶ安定化剤の比率は、好ましくは０．０１〜５重量％、特に好ましくは０．１〜２重量％、極めて特に好ましくは０．３〜１重量％および特に０．４〜０．８重量％の範囲内である。
【００８０】
−媒体は、さらに、一般式ＩＩＩ〜ＶＩＩＩ：
【化１９】
2004315819.tif 000020
式中、ｒ、Ｘ０、Ｙ１〜Ｙ４およびＲ０は、式ＩおよびＩ１において定義した通りであり、
Ｚ０は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−であり、
Ｚ３は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−である、
からなる群から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
【００８１】
−式ＩＩＩで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化２０】
2004315819.tif 000021
式中、Ｒ０は、式Ｉ１において定義した通りであり、好ましくは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルである、
から選択される。
【００８２】
−式ＩＶで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化２１】
2004315819.tif 000022
式中、Ｒ０は、式Ｉ１において定義した通りであり、Ｘ０は、好ましくはＦまたはＯＣＦ３である、
から選択される。
【００８３】
−式Ｖで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化２２】
2004315819.tif 000023
式中、Ｒ０は、式Ｉ１において定義した通りであり、好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルである、
から選択される。
【００８４】
−媒体は、さらに、一般式ＩＸ〜ＸＶ：
【化２３】
2004315819.tif 000024
【００８５】
【化２４】
2004315819.tif 000025
式中、Ｒ０、Ｘ０およびＹ１〜Ｙ４は、式ＩおよびＩ１において定義した通りである、
からなる群から選択された１種または２種以上の化合物を含む。Ｘ０は、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＯＣＨＦ２である。Ｒ０は、好ましくは、各々６個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシまたはアルケニルである。
【００８６】
−媒体は、さらに、一般式ＸＶＩ〜ＸＸ：
からなる以下の群から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
【化２５】
2004315819.tif 000026
式中、Ｒ０およびＸ０は、式ＩおよびＩ１において定義した通りである、
１，４−フェニレン環は、さらに、ＣＮ、塩素またはフッ素により置換されていることができる。１，４−フェニレン環は、好ましくは、フッ素原子により単置換または多置換されている。
【００８７】
−媒体は、さらに、式ＸＸＩ
【化２６】
2004315819.tif 000027
式中、Ｒ５およびＲ６は、各々、互いに独立して、式Ｉ１におけるＲ０について定義した通りである、
で表される１種または２種以上の二環式化合物を含む。
【００８８】
−式ＸＸＩで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化２７】
2004315819.tif 000028
式中、Ｒ０は、式Ｉ１において定義した通りであり、Ｒ１ａおよびＲ２ａは、各々、互いに独立して、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７である、
から選択される。「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は、以下に定義する通りである。特に好ましいのは、式ＸＸＩａ、ＸＸＩｂ、ＸＸＩｅおよびＸＸＩｆで表される化合物である。
【００８９】
−媒体は、さらに、Ｒ０が２〜７個の炭素原子を有するアルケニルである、式ＩＩＩａで表される、好ましくは式ＩＩＩａ１
【化２８】
2004315819.tif 000029
式中、Ｒ１ａは、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７である、
から選択された１種または２種以上のアルケニル化合物を含む。
【００９０】
−媒体は、さらに、以下の式：
【化２９】
2004315819.tif 000030
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は、後に定義する通りである、
から選択された１種または２種以上、好ましくは１種、２種または３種の化合物を含む。
【００９１】
−媒体は、さらに、式ＸＸＩＩＩ
【化３０】
2004315819.tif 000031
式中、Ｘ０、Ｙ１、Ｙ２およびＲ０は、式ＩおよびＩ１において定義した通りである、
で表される１種または２種以上のエステル化合物を含む。
【００９２】
−式ＸＸＩＩＩで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化３１】
2004315819.tif 000032
式中、Ｒ０は、式Ｉ１において定義した通りである、
から選択される。
【００９３】
−媒体は、好ましくは、以下の式：
【化３２】
2004315819.tif 000033
で表される１種または２種以上、特に好ましくは１種または２種のジオキサン化合物を含む。
【００９４】
−媒体は、好ましくは、式ＸＸＶ
【化３３】
2004315819.tif 000034
式中、Ｒ６およびＲ７は、各々、互いに独立して、Ｒ０またはＸ０であり、Ｘ０、Ａ１、Ｚ１およびＲ０は、式ＩおよびＩ１において定義した通りである、
で表される１種または２種以上のデカリン化合物を含む。
【００９５】
−式ＸＸＶで表される化合物は、好ましくは、以下の式：
【化３４】
2004315819.tif 000035
式中、Ｘ０およびＲ０は、式ＩおよびＩ１において定義した通りであり、Ｚは、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）４−、好ましくは−Ｃ２Ｆ４−であり、（Ｆ）は、ＨまたはＦである、
から選択されている。
【００９６】
これらの好ましい式中のＲ０は、好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する直鎖状アルキルまたは２〜７個の炭素原子を有する直鎖状アルケニルである。
これらの好ましい式中のＸ０は、好ましくは、−ＣＦ３、−Ｃ２Ｆ５、−Ｃ３Ｆ７、−ＯＣＦ３、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＦ２、−（ＣＨ２）ｎ−ＣＦ＝ＣＦ２、−ＯＣＨ＝ＣＨＦ、−ＯＣＨ＝ＣＦ２または−ＯＣＦ＝ＣＦ２である。
【００９７】
−
【化３５】
2004315819.tif 000036
は、好ましくは、
【化３６】
2004315819.tif 000037
である。
【００９８】
−Ｒ０は、１〜８個の炭素原子を有する直鎖状アルキルまたは２〜７個の炭素原子を有するアルケニルである。
−媒体は、式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩおよび／またはＶＩＩＩで表される化合物を含む。
−媒体は、本質的に、式Ｉ〜ＶＩＩＩおよびＸＸＩ〜ＸＸＩＩＩで表される化合物からなる。
−全体としての混合物中の、式Ｉ〜ＶＩＩＩで表される化合物の合計の比率は、少なくとも５０重量％である。
−媒体は、本質的に、一般式Ｉ〜ＸＸＶからなる群から選択された化合物からなる。
【００９９】
式Ｉ〜ＸＸＶで表される化合物は、無色であり、安定であり、互いに、および他の液晶材料と容易に混和する。
本発明の媒体において用いることができる、式Ｉ〜ＸＸＶおよびこれらの従属式で表される個別の化合物は、知られているか、または既知の化合物と同様にして製造することができる。
【０１００】
「ａｌｋｙｌ」または「ａｌｋｙｌ＊」の用語は、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルキル基、好ましくは直鎖状基メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。しかし、２〜５個の炭素原子を有する基が、特に好ましい。
【０１０１】
「ａｌｋｅｎｙｌ」または「ａｌｋｅｎｙｌ＊」の用語は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルケニル基、好ましくは直鎖状基を包含する。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。好ましいアルケニル基の例は、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−ヘキセニルおよび６−ヘプテニルである。しかし、特に、５個までの炭素原子を有する基が好ましい。
【０１０２】
「フルオロアルキル」の用語は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖状基、即ちフルオロメチル、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチル、５−フルオロペンチル、６−フルオロヘキシルおよび７−フルオロヘプチルを包含する。しかし、他の位置のフッ素は、除外されない。
「オキサアルキル」の用語は、好ましくは、式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍで表され、式中、ｎおよびｍは、各々、互いに独立して１〜６である直鎖状基を包含する。好ましくは、ｎ＝１であり、ｍ＝１〜６である。
【０１０３】
本明細書中に述べた構造式の１つにおける基「（Ｆ）」は、ＦまたはＨである。
【０１０４】
Ｒ０およびＸ０の意味を好適に選択することにより、アドレス時間、しきい値電圧、透過特性曲線の急峻度などを、所望の方法で改変することができる。例えば、１Ｅ−アルケニル基、３Ｅ−アルケニル基および２Ｅ−アルケニルオキシ基は、一般的に、アルキル基およびアルコキシ基と比較して、短いアドレス時間、改善されたネマティック傾向および弾性定数ｋ３３（曲がり）とｋ１１（広がり）との高い比率をもたらす。４−アルケニル基および３−アルケニル基は、一般的に、アルキル基およびアルコキシ基と比較して、低いしきい値電圧および小さいｋ３３／ｋ１１値をもたらす。
【０１０５】
−ＣＨ２ＣＨ２−基は、一般的に、単共有結合と比較して高いｋ３３／ｋ１１の値をもたらす。ｋ３３／ｋ１１の一層大きい値は、例えば、９０°のねじれを有するＴＮセルにおいて、一層平坦な透過特性曲線を容易にし（グレーシェードを達成するために）、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセル（一層大きい時分割特性）において一層急峻な透過特性曲線を容易にし、その逆もまた同様である。
【０１０６】
式Ｉ〜ＸＸＶで表される化合物の最適な混合比は、実質的に、所望の特性、これらの式で表される個別の化合物の選択および存在できるすべての他の成分の選択に依存する。前述の範囲内の好適な混合比は、場合毎に容易に決定することができる。
【０１０７】
本発明の混合物中の式Ｉ〜ＸＸＶで表される化合物の総量は、決定的ではない。従って、この混合物は、種々の特性の最適化の目的のために、１種または２種以上の他の成分を含むことができる。しかし、アドレス時間およびしきい値電圧に関して観察可能な効果は、一般的に、式Ｉ〜ＸＸＶで表される化合物の総濃度が高いほど大きくなる。
【０１０８】
慣用の液晶材料、しかし特に式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩおよび／またはＶＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物と混合された、式ＩおよびＩＩで表される化合物の比較的小さい比率さえも、しきい値電圧および低い複屈折値の顕著な低下をもたらし、低いスメクティック−ネマティック転移温度を有する広いネマティック相が、同時に観察され、貯蔵寿命が改善されることが見出された。
【０１０９】
特に好ましい態様において、本発明の媒体は、Ｘ０がＦ、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣＨ＝ＣＦ２、ＯＣＦ＝ＣＦ２またはＯＣＦ２−ＣＦ２Ｈである、式ＩＩ〜ＸＶＩＩＩ（好ましくは式ＩＩ、ＩＩＩおよび／またはＩＶ）で表される化合物を含む。式Ｉで表される化合物との好ましい相乗効果は、特に有利な特性をもたらす。
【０１１０】
偏光子、電極基板および表面処理された電極からの本発明のＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイの構造は、このタイプのディスプレイに慣用の構造に相当する。ここで、慣用の構造の用語は、広く解釈され、また特にポリ−Ｓｉ  ＴＦＴまたはＭＩＭに基づくマトリックス表示素子を含むＭＬＣディスプレイ並びに極めて特に半透過反射型および反射型ディスプレイのすべての誘導型および改変型を包含する。
【０１１１】
しかし、本発明のディスプレイとねじれネマティックセルに基づく以前の慣用のディスプレイとの顕著な相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
本発明において用いることができる液晶混合物は、自体慣用の方法において製造される。一般的に、少ない方の量で用いる成分の所望の量を、好ましくは高温で、主要成分を構成する成分中に溶解する。有機溶剤、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、十分に混合した後に、例えば蒸留により溶剤を再び除去することも可能である。さらに、混合物を他の慣用の方法において、例えばプレミックス、例えば相当混合物を用いるかまたはいわゆる「マルチボトル(multibottle)」システムを用いることにより、製造することが可能である。
【０１１２】
誘電体はまた、当業者に知られており、文献中に記載されている他の添加剤を含むことができる。例えば、０〜１５％、好ましくは０〜１０％の多色性染料および／またはキラルなドーパントを加えることができる。加えられる個別の化合物は、０．０１〜６％、好ましくは０．１〜３％の濃度で用いる。しかし、液晶混合物、即ち液晶性またはメソゲン性化合物の他の構成成分の濃度データは、これらの添加物の濃度を考慮せずに示される。
【０１１３】
本出願および以下の例において、液晶化合物の構造を頭文字で示し、その化学式への変換は、以下の表ＡおよびＢに従って得られる。すべての基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、それぞれｎ個およびｍ個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である。ｎおよびｍは、各々、互いに独立して、好ましくは０、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の整数である。表Ｂにおけるコードは自明である。表Ａにおいて、基本構造にかかわる頭文字のみを示す。各場合において、基本構造にかかわる頭文字の後に、ダッシュで分離して、置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１およびＬ２に関するコードが示されている：
【０１１４】
【表１】
2004315819.tif 000038
【０１１５】
好ましい混合物成分を、表ＡおよびＢに示す。
表Ａ：
【化３７】
2004315819.tif 000039
【０１１６】
表Ｂ：
【化３８】
2004315819.tif 000040
【０１１７】
表Ｃ（ドーパント）：
【化３９】
2004315819.tif 000041
【０１１８】
【化４０】
2004315819.tif 000042
【０１１９】
表Ｄ
ＬＣ混合物のためのさらに好適な安定化剤および酸化防止剤を、以下に述べる（ｎ＝０〜１０、末端メチル基は、示していない）：
【化４１】
2004315819.tif 000043
【０１２０】
【化４２】
2004315819.tif 000044
【０１２１】
【化４３】
2004315819.tif 000045
【０１２２】
【化４４】
2004315819.tif 000046
【０１２３】
以下の例は、本発明を限定せずに、本発明を説明することを意図する。
本明細書中、パーセンテージは重量パーセントである。すべての温度を、摂氏度で示す。ｍ．ｐ．は融点を示し、ｃｌ．ｐ．＝透明点である。さらに、Ｃ＝結晶状態、Ｓ＝スメクティック相、Ｎ＝ネマティック相、Ｃｈ＝コレステリック相およびＩ＝アイソトロピック相である。これらの記号間のデータは、転移温度を示す。さらに、以下の略語を用いる：
【０１２４】
Δｎ  ５８９ｎｍおよび２０℃における光学異方性
ｎｅ  ５８９ｎｍおよび２０℃における異常光屈折率
Δε  ２０℃における誘電異方性
ε‖  分子の長軸に平行な誘電定数
γ１  他に述べない限りは２０℃における、回転粘度［ｍＰａ・ｓ］
Ｖ１０  しきい値電圧［Ｖ］＝１０％の相対的コントラストにおける特性電圧
Ｖ９０  ９０％の相対的コントラストにおける特性電圧［Ｖ］
ＶＨＲ  電圧保持率［％］
ＳＲ  室温でＵＶにＸ時間暴露した後の比抵抗値［Ω・ｃｍ］
【０１２５】
ＳＲは、G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)に記載されたようにして測定する。
ＶＨＲは、T. JacobおよびU. Finkenzellerにより"Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals"、1997に記載されたようにして測定する。
【０１２６】
例１
ネマティック液晶混合物Ｈ１は、以下のものからなる。
【表２】
2004315819.tif 000047
【０１２７】
混合物Ｍ１を、２０％の式Ｉ１ａで表される化合物ＰＵＱＵ−３−Ｆを前述のホスト混合物Ｈ１に加えることにより、調製する。
本発明の混合物Ｂ１を、２０％のＰＵＱＵ−３−Ｆおよび０．４％の式ＩＩ１で表されるＵＶ安定化剤チヌビンＰ（登録商標）を前述のホスト混合物Ｈ１に加えることにより、調製する。
【０１２８】
混合物Ｈ１、Ｍ１およびＢ１の比抵抗値を、ＵＶ照射の前および後に測定する。結果を、表１Ａに示す。
表１Ａ
【表３】
2004315819.tif 000048
【０１２９】
化合物ＰＵＱＵ−３−Ｆを混合物Ｈ１に加えた後、得られた混合物Ｍ１は、特にＵＶ暴露の際に、ＳＲの降下を示す。ＵＶ安定化剤を混合物Ｍ１に加えた後に、本発明に従って得られた混合物Ｂ１は、再び、特にＵＶ暴露の後に、Ｍ１より顕著に高いＳＲ値を示す。
混合物Ｈ１、Ｍ１およびＢ１のＶＨＲを、１００℃に加熱した後に、および／または２時間ＵＶで照射した後に測定する。結果を、表１Ｂに示す。
表１Ｂ
【表４】
2004315819.tif 000049
【０１３０】
ＰＵＱＵ−３−ＦおよびＵＶ安定化剤を含む本発明の混合物Ｂ１は、ＰＵＱＵ−３−Ｆを含むがＵＶ安定化剤を含まない混合物Ｍ１よりも、加熱およびＵＶ暴露の後に高いＶＨＲを示す。従って、ＵＶ安定化剤を加えると、混合物のＵＶ安定性のみならず、熱安定性もまた増大する。
【０１３１】
例２
ネマティック液晶混合物Ｍ２は、以下のものからなる。
【表５】
2004315819.tif 000050
【０１３２】
本発明の混合物Ｂ２を、０．４％の式ＩＩ１で表されるチヌビンＰ（登録商標）を混合物Ｍ２に加えることにより、調製する。１００℃において加熱した後のＭ２およびＢ２のＶＨＲ並びに２時間にわたるＵＶ照射の後のＶＨＲを、表２に示す。
表２
【表６】
2004315819.tif 000051
【０１３３】
ＵＶ安定化剤をＭ２に加えると、ＵＶ安定性が増大し、熱安定性は、一定に維持される。
【０１３４】
例３
ネマティック液晶混合物Ｍ３は、以下のものからなる。
【表７】
2004315819.tif 000052
【０１３５】
本発明の混合物Ｂ３を、０．４％の式ＩＩ１で表されるチヌビンＰ（登録商標）を混合物Ｍ３に加えることにより、調製する。１００℃において加熱した後のＭ３およびＢ３のＶＨＲ並びに２時間にわたるＵＶ照射の後のＶＨＲを、表３に示す。
表３
【表８】
2004315819.tif 000053
【０１３６】
ＵＶ安定化剤をＭ３に加えると、ＵＶ安定性が増大し、熱安定性は、一定に維持される。