(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    【化１】2004307862.tif 000041（式中、２個の基Ｒ1およびＲ2の少なくとも一方は炭素原子を最大１５個有し、無置換か、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のアルケニル基であり；他方の基は追加的に、炭素原子を最大１５個有し、無置換か、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のアルキル基でよく；更に該基中の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよい）の１種または複数の化合物を含むことを特徴とするネマチック液晶混合物を使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ
【化１】
2004307862.tif 000028
（式中、
２個の基Ｒ1およびＲ2の少なくとも一方は炭素原子を最大１５個有し、無置換か、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のアルケニル基であり、
他方の基は追加的に、炭素原子を最大１５個有し、無置換か、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のアルキル基でよく、
更に該基中の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよい）
の１種または複数の化合物を含むことを特徴とするネマチック液晶混合物。
【請求項２】
式Ｉａ
【化２】
2004307862.tif 000029
（式中、
ｎは１から１０であり、
ｏおよびｐは、それぞれ互いに独立に、同一または異なって０から１０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記載のネマチック液晶混合物。
【請求項３】
式ＩＩａ１
【化３】
2004307862.tif 000030
（式中、ｎは１から７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または２記載のネマチック液晶混合物。
【請求項４】
式ＩＩｅ１およびＩＩｅ２の少なくとも何れか一方の化合物
【化４】
2004307862.tif 000031
（式中、ｎは１から７、ｏは１から３、ｐ＝１から４である）
を含むことを特徴とする請求項１ないし３何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項５】
式ＩＩＩａ１、ＩＩＩｇ１およびＩＩＩｉ１から選ばれる少なくとも１種の化合物
【化５】
2004307862.tif 000032
（式中、ｎは１から７である）
を含むことを特徴とする請求項１ないし４何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項６】
式ＩＶｃ１
【化６】
2004307862.tif 000033
（式中、Ｒ5は、炭素原子を最大７個有するアルキルまたはアルケニル基である）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ないし５何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項７】
式ＩＶｈ１
【化７】
2004307862.tif 000034
（式中、Ｒ5は炭素原子を最大７個有するアルキル基であり、Ｘ2はＣＦ3、ＯＣＦ3またはＯＣＨＦ2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ないし６何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項８】
式Ｖ６
【化８】
2004307862.tif 000035
（式中、Ｒ6は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルキルであり、Ｒ6*は炭素原子を２から１２個有する直鎖状アルケニルである）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ないし７何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項９】
式Ｖ１６
【化９】
2004307862.tif 000036
（式中、Ｒ6は炭素原子を２から１２個有する直鎖状アルケニルであり、Ｒ6*は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルキルである）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ないし８何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項１０】
式Ｖ２７
【化１０】
2004307862.tif 000037
（式中、Ｒ6は炭素原子を２から１２個有する直鎖状アルケニルであり、Ｒ6*は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルキルまたはアルコキシである）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ないし９何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項１１】
式Ｖ３２
【化１１】
2004307862.tif 000038
（式中、Ｒ6およびＲ6*は、互いに独立に、同一または異なって炭素原子１から１２個を有する直鎖状アルキルである）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ないし１０何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項１２】
式ＶＩＩａ
【化１２】
2004307862.tif 000039
（式中、ｘおよびｙは、それぞれ互いに独立に、同一または異なって１から１２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ないし１１何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項１３】
式ＶＩＩｅ
【化１３】
2004307862.tif 000040
（式中、Ｒ8は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルコキシであり、Ｒ8*は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルキルである）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ないし１２何れか記載のネマチック液晶混合物。
【請求項１４】
−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２０〜９９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１〜８０質量％と、
ｃ）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０．２から１．３とな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
該液晶混合物が成分Ａとして請求項１記載の式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、液晶混合物およびその使用に関し、特に応答時間が非常に短く、電気光学特性線の急峻性が良好で、コントラストの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）液晶ディスプレイでの使用に関する。
【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ディスプレイは特に、電気光学特性線のかなり良好な急峻性、ならびにそれに伴う良好なコントラスト値および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
【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】
【０００４】
特に興味があるのは、特に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γ1はこれまで、蒸気圧が比較的高いほぼモノトロピッ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の領域のマルチプレックス比を有する）、さらに中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も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悪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、液晶混合物、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、電気光学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ＴＮおよびＳＴＮディスプレイ用の液晶混合物が強く求められ続けている。
【０００９】
したがって、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、電気光学特性線の急峻性が非常に良好なＴＮおよびＳＴＮディスプレイ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、式Ｉの１種または複数の化合物を含むネマチック液晶混合物を提供することにより達成されることが分かった。
【００１１】
【化１】
2004307862.tif 000002
【００１２】
但し、式中、
２個の基Ｒ1およびＲ2の少なくとも一方は炭素原子を最大１５個有し、無置換か、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のアルケニル基であり、
他方の基は追加的に、炭素原子を最大１５個有し、無置換か、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のアルキル基でよく、
更に該基中の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
式Ｉの化合物をＴＮおよびＳＴＮディスプレイ用の本発明による混合物中で使用すると、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、および
・特に低温での非常に速い応答時間
が得られる。
【００１４】
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、同時に電気光学特性線の急峻性を増大し、しきい値電圧の温度依存性を下げる。
【００１５】
本発明による混合物は、以下の性質、
−粘性が低く、
−低温におけるディスプレイでの長い有効寿命
によりさらに特徴付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明はさらに、液晶ディスプレイ、特に、
−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
を有し、式Ｉの少なくとも１種の化合物を含む液晶混合物を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。
【００１７】
特に好ましい実施形態では、本発明による混合物は、
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２０〜９９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１〜８０質量％と、
ｃ）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となる量の光学活性成分Ｃと
を含み、成分Ａが式Ｉの少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とするネマチック液晶混合物からなる。
【００１８】
本発明はまた、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ディスプレイで使用するための対応する液晶混合物に関する。
【００１９】
ここで式Ｉは、式ＩａからＩｃの化合物を包含することが好ましい。
【００２０】
【化２】
2004307862.tif 000003
【００２１】
但し、式中、ｎおよびｍは、１から１０、好ましくは１から５であり、ｏおよびｐは、それぞれ互いに独立に、同一または異なって０から１０、好ましくは０から５であり、ｏ＋ｐの合計は好ましくは≦７である。
【００２２】
式Ｉａの少なくとも１種の化合物を含む本発明による混合物が特に好ましい。
【００２３】
式ＩａからＩｃでは、アルケニル基は、それぞれ炭素原子を２から７個有する１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニルであることが特に好ましい。
【００２４】
混合物中の式Ｉの化合物の割合は、１から４０質量％、好ましくは３から３０質量％、特に５から２０質量％である。
【００２５】
誘電異方性が＞１．５の式Ｉの化合物を上記定義の成分Ａとする。
【００２６】
式Ｉ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、電気光学特性線の急峻性が高く、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。
【００２７】
成分Ａは、式Ｉの１種または複数の化合物の他に、式ＩＩａからＩＩｋの１種または複数のシアノ化合物を含むことが好ましい。
【００２８】
【化３．１】
2004307862.tif 000004
【００２９】
【化３．２】
2004307862.tif 000005
【００３０】
但し、式中、Ｒ3は、炭素原子を最大１５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、さらにこの基の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよく、Ｌ1からＬ4は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。これらの化合物のＲ3は、炭素原子を最大７個有するアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルケニルオキシであることが特に好ましい。
【００３１】
ここで特に好ましいのは、式ＩＩａ（Ｌ1およびＬ2はＦであり、Ｒ3は炭素原子を最大７個有するアルキル基である（ｎ＝１から７））（ＩＩａ１）、式ＩＩｅ（Ｌ1およびＬ3はＨであり、Ｌ2はＦであり、Ｒ3は炭素原子を最大７個有するアルキル基である（ｎ＝１から７））（ＩＩｅ１）、ならびに式ＩＩｅ（Ｌ1およびＬ2はＦであり、Ｌ3はＨであり、Ｒ3は炭素原子を最大７個有するアルケニル基である（ｏ＝１から３、ｐ＝１から４））（ＩＩｅ２）のシアノ化合物である。
【００３２】
【化４】
2004307862.tif 000006
【００３３】
成分Ａは、式Ｉの１種または複数の化合物の他に、式ＩＩＩａからＩＩＩｊの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含むことが好ましい。
【００３４】
【化５．１】
2004307862.tif 000007
【００３５】
【化５．２】
2004307862.tif 000008
【００３６】
また、必要に応じて、式ＩＶａからＩＶｍの極性末端基を含む１種または複数の化合物を含むことが好ましい。
【００３７】
【化６．１】
2004307862.tif 000009
【００３８】
【化６．２】
2004307862.tif 000010
【００３９】
但し、式中、Ｒ4およびＲ5はそれぞれ、炭素原子を最大１５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、さらにこれらの基の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよく、Ｌ1およびＬ2は、それぞれ互いに独立に、同一または異なってＨまたはＦである。
【００４０】
これらの化合物のＲ4およびＲ5は、特に好ましくは炭素原子を最大７個有するアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルケニルオキシである。これらの化合物のＸ1は、好ましくはＦまたはＣｌ、特に好ましくはＦであり、これらの化合物のＸ2は、好ましくはＣＦ3、ＯＣＦ3またはＯＣＨＦ2である。
【００４１】
ここで特に好ましいのは、式ＩＩＩａ、ＩＩＩｇおよびＩＩＩｉ（Ｒ4は炭素原子を最大７個有するアルキル基である）の３，４，５−トリフルオロフェニル化合物である（ＩＩＩａ１、ＩＩＩｇ１、およびＩＩＩｉ１）。
【００４２】
好ましい実施形態では、本発明による液晶組成物は、式ＩＩＩａ１、ＩＩＩｇ１およびＩＩＩｉ１の少なくとも１種の化合物を含む。
【００４３】
【化７】
2004307862.tif 000011
【００４４】
但し、式中、ｎは１から７である。
【００４５】
さらに特に好ましいのは、式ＩＶｃ（Ｌ1はＦであり、Ｒ5は炭素原子を最大７個有するアルキルまたはアルケニル基である）（ＩＶｃ１）及び式ＩＶｈ（Ｒ5は炭素原子を最大７個有するアルキル基であり、Ｘ2は、ＣＦ3、ＯＣＦ3またはＯＣＨＦ2である）（ＩＶｈ１）の極性末端基を含む化合物である。
【００４６】
式Ｉ、ＩＩａからＩＩｋ、ＩＩＩａからＩＩＩｊおよびＩＶａからＩＶｍ、およびこれらの下位式の個々の化合物、または本発明による混合物中で使用することができる他の化合物は既知であるか、既知の化合物と同様に調製することができる。
【００４７】
式Ｉの化合物は、粘度が低く、特に回転粘度が低く、弾性定数の比Ｋ33／Ｋ11の値が低いため、結果として本発明によるディスプレイの応答時間が短く、特に高濃度の誘電異方性が高い式ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの化合物の存在により、しきい値電圧が減少する。
【００４８】
好ましい液晶混合物は、成分Ａの１種または複数の化合物を２０から９９質量％、特に好ましくは３０から９０質量％、特に４０から８０質量％の割合で含むことが好ましい。これらの化合物は、誘電異方性Δεが≧＋３、特に好ましくはΔε≧＋８、特にΔε≧＋１２であることが好ましい。
【００４９】
さらに好ましい混合物は、
・式Ｉの１種または複数の化合物、特に式Ｉａの１種または複数の化合物と、
・式ＩＩａの１種または複数、特に１または２種の化合物と、
・式ＩＩｅの１種または複数、特に２、３または４種の化合物と、
・式ＩＶｃの１種または複数の化合物と
を含む。
【００５０】
好ましい液晶混合物は、成分Ｂの１種または複数の化合物を好ましくは１から８０質量％、特に好ましくは１０から７０質量％、特に２０から６０質量％含む。グループＢの化合物は、特に回転粘度γ1の低い値により特徴付けられる。
【００５１】
成分Ｂは、次式Ｖ１からＶ９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。
【００５２】
【化８】
2004307862.tif 000012
【００５３】
また、式Ｖ１０からＶ２９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。
【００５４】
【化９．１】
2004307862.tif 000013
【００５５】
【化９．２】
2004307862.tif 000014
【００５６】
また、式Ｖ３０からＶ３６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。
【００５７】
【化１０】
2004307862.tif 000015
【００５８】
但し、式中、Ｒ6およびＲ6*は、互いに独立に、同一または異なってそれぞれ炭素原子を最大１５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、さらにこれらの基の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよく、ＬはＨまたはＦであり、その１，４−フェニレン環はまた、それぞれ互いに独立に、フッ素で一置換または多置換されていてもよい。
【００５９】
式Ｖ１からＶ３６の化合物のＲ6およびＲ6*は、炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２から１２個有するアルケニルもしくはアルケニルオキシであることが好ましい。
【００６０】
好ましい液晶混合物は、式Ｖ６の１、２、３または４種の化合物と、式Ｖ１６の１、２、３または４種の化合物と、式Ｖ２７の１、２、３または４種の化合物とから選ばれる１つ以上を含む。式Ｖ６において、Ｒ6は好ましくは直鎖状アルキルであり、Ｒ6*は好ましくは直鎖状アルケニルである。式Ｖ１６において、Ｒ6は好ましくは直鎖状アルケニルであり、Ｒ6*は好ましくは直鎖状アルキルである。式Ｖ２７において、Ｒ6は好ましくは直鎖状アルケニルであり、Ｒ6*は好ましくは直鎖状アルキルまたはアルコキシである。
【００６１】
式Ｖ３２の少なくとも１種の化合物を含む本発明による混合物がさらに好ましい。式Ｖ３２の２または３種以上の同族体を含む混合物が特に好ましい。式Ｖ３２において、Ｒ6およびＲ6*は好ましくは直鎖状アルキルである。
【００６２】
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０．２より大きくなるような量の光学活性成分Ｃを含む。複数のキラルドーパント、例えばノナン酸コレステリル（ＣＮ）、Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ（ダルムシュタット）製のＳ−８１１、Ｓ−１０１１、Ｓ−２０１１、およびＣＢ１５（ＢＤＨ、Ｐｏｏｌｅ、英国）などのそのいくつかは市販されており、成分Ｃ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。
【００６３】
成分Ｃの化合物の割合は、好ましくは０から１０質量％、特に好ましくは０から５質量％、特に０から質量３％である。
【００６４】
さらに好ましい実施形態は、以下の特徴を有する。
【００６５】
第１に、式ＶＩａおよびＶＩｂの少なくとも１種または複数、特に好ましくは１、２または３種の複素環式化合物をさらに含む。
【００６６】
【化１１】
2004307862.tif 000016
【００６７】
但し、式中、Ｒ7およびＲ7*は、互いに独立に、炭素原子を１から７個有するアルキルであり、Ｙ7はＦまたはＣｌである。
【００６８】
化合物ＶＩａおよびＶＩｂの割合は、好ましくは０から３５質量％、特に好ましくは０から２０質量％である。
【００６９】
第２に、ＶＩＩａからＶＩＩｇの１種または複数、特に好ましくは１、２または３種のトラン化合物をさらに含む。
【００７０】
【化１２】
2004307862.tif 000017
【００７１】
但し、式中、Ｒ8およびＲ8*は、互いに独立に、同一または異なってそれぞれ炭素原子を最大１５個有し、置換されていないか、ＣＮもしくはＣＦ3で一置換されているか、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、さらにこれらの基の１個または複数のＣＨ2基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていてもよく、ｘおよびｙはそれぞれ１から１２であり、ｘ＋ｙ≦１５、ｚは１から５である。
【００７２】
特に好ましい液晶混合物は、式ＶＩＩｅの１、２、３または４種の化合物を含む。式ＶＩＩｅにおいて、Ｒ8は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルコキシであることが好ましく、Ｒ8*は炭素原子を１から１２個有する直鎖状アルキルであることが好ましい。
【００７３】
化合物ＶＩＩａからＶＩＩｇの割合は、好ましくは０から３０質量％、特に好ましくは０から２０質量％である。
【００７４】
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ6*、Ｒ7、Ｒ7*、Ｒ8およびＲ8*の定義中の用語「アルケニル」は、直鎖状および分枝鎖状アルケニル基を包含するが、好ましくは直鎖基である。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。
【００７５】
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−ヘキセニルおよび６−ヘプテニルが挙げられる。しかし、炭素原子を最大５個有する基が特に好ましい。
【００７６】
さらに好ましい実施形態では、混合物は、式ＶＩＩＩａからＶＩＩＩｅの少なくとも１種の化合物、特に好ましくは式ＶＩＩＩａおよびＶＩＩＩｂの少なくとも１種の化合物を含む。
【００７７】
【化１３】
2004307862.tif 000018
【００７８】
但し、式中、Ｒ9およびＲ9*は、それぞれ互いに独立に、同一または異なってＨ、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5またはｎ−Ｃ3Ｈ7であり、「ａｌｋｙｌ」は、炭素原子を１から７個有する直鎖状アルキル基、好ましくはｎ−プロピルまたはｎ−ペンチルである。
【００７９】
本発明による混合物は、特に層厚が厚いＴＮおよびＳＴＮディスプレイでの使用の際の非常に低い総応答時間（ｔtot＝ｔon＋ｔoff）により特徴付けられる。
【００８０】
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、Δε≧１、であることが好ましい。Δε≧３、特にΔε≧５の液晶混合物が特に好ましい。
【００８１】
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。
【００８２】
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、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。
【００８３】
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、および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。ここで、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および追加の磁石を含むディスプレイ素子も包含する。
【００８４】
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°、特に好ましくは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°、特に好ましくは３°から１０°である。
【００８５】
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°、特に好ましくは８０°から１１５°である。セル中のＳＴＮ混合物の配向膜から配向膜の間のねじれ角の値は、１００°から６００°、好ましくは１７０°から３００°、特に好ましくは１８０°から２７０°である。
【００８６】
本発明による液晶混合物は、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な構成要素を構成する成分中に溶解させる。有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルム、またはメタノール中の成分の溶液を混合し、例えば蒸留によって完全に混合した後に再び溶媒を除去することも可能である。
【００８７】
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０〜１５質量％を加えることができる。
【００８８】
本出願および以下の実施例では、液晶化合物の構造は、以下の表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、親構造の略語のみが与えられている。それぞれの場合、親構造の略語にダッシュで分け、置換基Ｒ1、Ｒ2、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3のために以下の表に示したコードが続いている。
【００８９】
【表１】
2004307862.tif 000019
【００９０】
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。
【００９１】
【表２．１】
2004307862.tif 000020
【００９２】
【表２．２】
2004307862.tif 000021
【００９３】
【表３．１】
2004307862.tif 000022
【００９４】
【表３．２】
2004307862.tif 000023
【００９５】
【表３．３】
2004307862.tif 000024
【００９６】
【表３．４】
2004307862.tif 000025
【００９７】
表Ｃは、本発明による混合物に加えることが好ましい、可能なドーパントを示す。
【００９８】
【表４．１】
2004307862.tif 000026
【００９９】
【表４．２】
2004307862.tif 000027
【実施例】
【０１００】
以下の実施例は、本発明を限定することなく説明することを意図する。
【０１０１】
以下の略語を使用する；
ｃｌ．ｐ．    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、
ｖｉｓｃ．    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℃）、
急峻          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）、
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。
【０１０２】
上記および下記において、すべての温度は℃で示している。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℃を基準としている。別段の記載がない限り、ディスプレイはマルチプレックスなしで扱う。別段の記載がない限り、ねじれは２４０°である。応答時間はマルチプレックス比１／６４およびバイアス１／９で決定した。
【０１０３】
（比較例１）
ＰＣＨ−３Ｎ．Ｆ．Ｆ    １０．０％    透明点［℃］：              ９３．５
ＭＥ２Ｎ．Ｆ              ７．０％    Δｎ［５８９ｎｍ；２０℃］：０．１３９５
ＭＥ３Ｎ．Ｆ              ７．０％    ｄ・Δｎ［μｍ］：          ０．８５
ＭＥ４Ｎ．Ｆ            １０．０％    ねじれ［°］：              ２４０
ＭＥ５Ｎ．Ｆ              ７．５％    Ｖ10［Ｖ］：                １．２４
ＣＣＧ−Ｖ−Ｆ          １４．０％    Ｖ50［Ｖ］：                １．３０
ＣＣ−３−Ｖ１            ３．０％    Ｖ90［Ｖ］：                １．３４
ＣＣ−５−Ｖ              ３．０％    Ｖ90/10：                  １．０７７
ＣＣＰ−Ｖ−１          １３．０％
ＣＣＰ−Ｖ２−１          ８．０％    ｔon＋ｔoff［ｍｓ］        ５１０
ＣＣＰＣ−３３            ４．０％
ＣＣＰＣ−３４            ３．０％    Δε［１ｋＨｚ、２０℃］    ＋２５．１
ＣＣＰＣ−３５            ３．０％
ＰＰＴＵＩ−３−２        ７．５％。
【０１０４】
（実施例１）
ＰＣＨ−３Ｎ．Ｆ．Ｆ    １０．０％    透明点［℃］：              ９３．５
ＭＥ２Ｎ．Ｆ              ７．０％    Δｎ［５８９ｎｍ；２０℃］：０．１３９４
ＭＥ３Ｎ．Ｆ              ７．０％    ｄ・Δｎ［μｍ］：          ０．８５
ＭＥ４Ｎ．Ｆ            １０．０％    ねじれ［°］：              ２４０
ＭＥ５Ｎ．Ｆ              ７．５％    Ｖ10［Ｖ］：                １．２４
ＣＣＧ−Ｖ−Ｆ          １４．０％    Ｖ50［Ｖ］：                １．２６
ＣＣ−３−Ｖ１            ３．０％    Ｖ90［Ｖ］：                １．２９
ＣＣ−５−Ｖ              ３．０％    Ｖ90/10：                  １．０４５
ＣＣＰ−Ｖ−１          １３．０％
ＣＣＰ−Ｖ２−１          ８．０％    ｔon＋ｔoff［ｍｓ］        ５５０
ＣＣＰＣ−３３            ４．０％
ＣＣＰＣ−３４            ３．０％
ＣＣＰＣ−３５            ３．０％
ＰＰＴＵＩ−３−２Ｖ      ７．５％。
【０１０５】
（比較例２）
ＰＣＨ−３Ｎ．Ｆ．Ｆ    １０．０％    透明点［℃］：              ８８．０
ＭＥ２Ｎ．Ｆ              ２．０％    Δｎ［５８９ｎｍ；２０℃］：０．１６１８
ＭＥ３Ｎ．Ｆ              ２．０％    ｄ・Δｎ［μｍ］：          ０．８５
ＭＥ４Ｎ．Ｆ            １０．０％    ねじれ［°］：              ２４０
ＣＣ−５−Ｖ            １０．０％    Ｖ10［Ｖ］：                １．６７
ＣＣＧ−Ｖ−Ｆ          １８．０％    Ｖ50［Ｖ］：                １．７４
ＣＣＰ−Ｖ−１            ８．０％    Ｖ90［Ｖ］：                １．７９
ＣＣＰ−Ｖ２−１          ５．０％    Ｖ90/10：                  １．０７０
ＣＶＣＰ−Ｖ−１          ４．０％
ＣＶＣＰ−Ｖ−Ｏ１        ４．０％    ｔon＋ｔoff［ｍｓ］        ２２０
ＣＶＣＰ−１Ｖ−Ｏ１      ２．０％
ＰＴＰ−１Ｏ２            ５．０％    Δε［１ｋＨｚ、２０℃］    ＋１２．２
ＰＴＰ−２Ｏ１            ３．０％
ＰＴＰ−３Ｏ１            ３．０％
ＰＰＴＵＩ−３−２      １４．０％。
【０１０６】
（実施例２）
ＰＣＨ−３Ｎ．Ｆ．Ｆ    １０．０％    透明点［℃］：              ８８．５
ＭＥ２Ｎ．Ｆ              ２．０％    Δｎ［５８９ｎｍ；２０℃］：０．１６０３
ＭＥ３Ｎ．Ｆ              ２．０％    ｄ・Δｎ［μｍ］：          ０．８５
ＭＥ４Ｎ．Ｆ            １０．０％    ねじれ［°］：              ２４０
ＣＣ−５−Ｖ            １０．０％    Ｖ10［Ｖ］：                １．７０
ＣＣＧ−Ｖ−Ｆ          １８．０％    Ｖ50［Ｖ］：                １．７４
ＣＣＰ−Ｖ−１            ８．０％    Ｖ90［Ｖ］：                １．７８
ＣＣＰ−Ｖ２−１          ５．０％    Ｖ90/10：                  １．０４３
ＣＶＣＰ−Ｖ−１          ４．０％
ＣＶＣＰ−Ｖ−Ｏ１        ４．０％    ｔon＋ｔoff［ｍｓ］        ２５０
ＣＶＣＰ−１Ｖ−Ｏ１      ２．０％
ＰＴＰ−１Ｏ２            ５．０％    Δε［１ｋＨｚ、２０℃］    ＋１１．６
ＰＴＰ−２Ｏ１            ３．０％
ＰＴＰ−３Ｏ１            ３．０％
ＰＰＴＵＩ−３−２Ｖ    １４．０％。