(57)【要約】【課題】  フィールド順次モードＬＣＤでの使用のために、非常に早い応答時間と低しきい電圧を備えた液晶媒体を提供することを目的とする。【解決手段】  下記式ＩＡの１種または２種以上の化合物と式ＩＢの１種または２種以上の化合物を含有する液晶媒体。    【化１】2005232455.tif 000039（Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はアルキル基等、環Ａは１，４−フェニレン、１，４−シクロへキシレン等、ｒは０または１、Ｙ１〜Ｙ７はＨまたはＦ、Ｘ０はＦ、ＯＣＦ３等である。）【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式ＩＡの１種または２種以上の化合物と式ＩＢの１種または２種以上の化合物を含有する液晶媒体。
【化１】
2005232455.tif 000032
（式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、それぞれ無置換、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炭素数１〜１２のアルキル基であり、但し、この基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
2005232455.tif 000033
、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されていても良く、
Ｙ１〜Ｙ７は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦであり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、または炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルコキシもしくはハロゲン化アルケニルオキシであり、
Ａは、１，４−フェニレン、２−もしくは３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロへキシレンであり、
ｒは、０または１である。）
【請求項２】
式ＩＡ１の化合物の１種または２種以上を含有する請求項１記載の媒体。
【化３】
2005232455.tif 000034
（式中、Ｒ１は請求項１で定義されたとおりである。）
【請求項３】
式ＩＢ１およびＩＢ２の１種または２種以上の化合物を含有する請求項１または２記載の媒体。
【化４】
2005232455.tif 000035
（式中、Ｒ２およびＲ３は請求項１で定義されたとおりである。）
【請求項４】
一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＶＩＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物をさらに含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の媒体。
【化５】
2005232455.tif 000036
（式中、
Ｒ０は、それぞれ炭素数９までのｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、それぞれ炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシを表し、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨＦ−、−ＣＨＦＯ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−を表し、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦを表し、
ｒは、０または１である。）
【請求項５】
次式で表される化合物の１種または２種以上をさらに含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の媒体。
【化６】
2005232455.tif 000037
（式中、
Ａは、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロへキシレンであり、
ａは、０または１であり、
Ｌは、ＨまたはＦであり、
Ｒ３は、炭素数２〜９を有するアルケニル基であり、
Ｒ４は、式ＩＡでＲ１に対して定義されたものと同義である。）
【請求項６】
次式で表される化合物の１種または２種以上を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の媒体。
【化７】
2005232455.tif 000038
（式中、
Ｒ１およびＲ２は請求項１で定義されたとおりであり、
Ｒ０およびＸ０は請求項４で定義されたとおりであり、
Ｒ３ａはＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７であり、
ａｌｋｙｌは炭素数１〜８の直鎖アルキル基である。
【請求項７】
混合物全体の中で、式ＩＡの化合物の割合が１〜３５重量％である請求項１〜６のいずれか１項に記載の媒体。
【請求項８】
混合物全体の中で、式ＩＢの化合物の割合が１〜５５重量％である請求項１〜７のいずれか１項に記載の媒体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体の電気光学用途における使用。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体を含む電気光学液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
フィールド順次モードディスプレイである請求項１０記載の電気光学液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体、その電気光学の目的のための使用、およびこの媒体を含むディスプレイに関し、特にフィールド順次モードのディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、印加電圧によって物質の光学的性質を変化させることができるので、主に表示装置の中の誘電体として使用される。液晶に基づいた電気光学装置は、当業者に公知であり、種々の効果に基づくことができる。そのような装置の例として、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ（整列相の変形：ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｐｈａｓｅｓ）セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマチック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）セル、ＳＢＥ（超複屈折効果：ｓｕｐｅｒｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ｅｆｆｅｃｔ）セルおよびＯＭＩ（光学モード干渉：ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｏｄｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）セルが挙げられる。最も一般的な表示装置は、Ｓｃｈａｄｔ  Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づく、ツイストネマチック構造を有する。
【０００３】
液晶材料としては、良好な化学的および熱的安定性を有すると共に、電場と電磁線放射に対しても優れた安定性を有することが必要である。また、液晶材料は、低粘度であり、セル中で使用されて、短アドレス時間、低しきい電圧および高いコントラストをもたらすものでなければならない。
【０００４】
それらは、さらに通常の動作温度において（つまり、室温以上または室温以下のできるだけ広い範囲において）、適切な中間相、例えば前述のセル用のネマチック中間相またはコレステリック中間相を有していなければならない。液晶は通常、複数成分の混合物として使用されるので、成分が互いに容易に混和することが重要である。さらに導電率、誘電率異方性および光学異方性のような特性は、セルタイプ、用途分野に応じて、種々の要求を満足しなければならない。 例えば、ツイストネマチック型セルの材料は、正の誘電異方性および低い導電率を有しているべきである。
【０００５】
例えば、個々のピクセルのスイッチングのために集積非線形素子を有するマトリックス型液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）については、大きな正の誘電異方性、広いネマチック相、比較的低い複屈折率、非常に高い比抵抗、優れたＵＶおよび温度安定性、および低い蒸気圧を有する媒体が望まれる。
【０００６】
このタイプの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は、例えばアクティブ素子（つまりトランジスター）である。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）あるいは他のダイオード。
【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】
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、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。
【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、フルカラー対応の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】
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セルとして動作し、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に高い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し、また、残像消去の問題も生じうる。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、許容される耐用年数を得るためには、高い（初期）抵抗を有することが非常に重要である。特に、低電圧用混合物の場合には、高い抵抗値を達成することは従来不可能であった。さらに、比抵抗の減少が、温度の上昇に伴い、および加熱および／またはＵＶ照射後に可能な限り小さいことも重要である。さらに、従来技術の混合物は、低温特性、特にいわゆる「低温安定性」（ＬＴＳ：ｌｏｗ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）もまた特に不利である。低温であっても、結晶化および／またはスメクチック相が生じないことが要求され、さらに、粘性の温度依存性もできるだけ低いことが要求される。先行技術で公知のＭＬＣディスプレイは今日の必要条件を満たさない。
【００１５】
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、低温でも短い応答時間および低いしきい電圧を有しているＭＬＣディスプレイであって、これら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るようなものが、引き続き要求されている。
【００１６】
ＴＮ（Ｓｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）セルでは、セル中で次の利点を容易ならしめるような媒体が望まれる。
【００１７】
−拡大されたネマチック相範囲（特に、低い温度までの）
−極度に低い温度でのスイッチ能力（アウトドア用途、自動車、航空電子工学）
−紫外線照射に対する増大された抵抗（より長い寿命）
先行技術から入手可能な媒体では、これらの利点を、同時に他のパラメーターを保持しながら達成することはできない。
【００１８】
スーパーツイスト型（ＳＴＮ）セルの場合には、より大きな時分割駆動および／または低いしきい電圧および／またはより広いネマチック相範囲（特に、低温において）を可能にする媒体が望まれる。この目的のために、利用可能なパラメーターの範囲（透明点、スメクチック−ネマチックの相転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）を一層広げることが、至急望まれている。
【００１９】
携帯時計または計算機のような用途については、典型的には、小型のモノクロのディスプレイが使用されるが、例えばテレビ、ノート、投射システムまたはカメラ・ビューファインダーの用途では、フルカラーのＬＣＤが望まれる。色は典型的には、各ＬＣＤイメージの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）原色ピクセルのパターンを有するカラーフィルターをディスプレイ・セルへ付けることによって、白色のバックライトまたは周囲光により、作り出される。しかしながら、通常採用される吸収性のＲＧＢカラーフィルターでは、アドレスされたＲ、Ｇ、Ｂピクセルそれぞれが、他の２つの原色の光を吸収するため、明るさが減少する。さらに、各ＬＣＤイメージ画素が３つのＲＧＢサブピクセルに分割されるので、イメージ解像度の損失が生じる。
【００２０】
この欠点を解決するために、フィールド順次（ＦＳ：ｆｉｅｌｄ  ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ）ＬＣＤ装置が提案されている。そこでは、白色バックライトおよびカラーフィルターを使用する代わりに、Ｒ、ＧおよびＢカラーを有する光源を順次かつ周期的にオン・オフすることによりカラーイメージが表示される。したがって、ＦＳ  ＬＣＤでは、個々の原色イメージフィールドは、スペース的にではなく時間的に分離され、全表示期間の１／３だけ存在するので、従来の付加的なカラー表示における単一のフィールドの場合と同じように、３つの原色イメージフィールドが同じ時間の間だけ存在することになる。したがって、ＦＳ  ＬＣＤは、とりわけ非常に速いスイチッング時間を備えた液晶材料を必要とする。更に、液晶材料は、ディスプレイ・セルの所望の光学パラメーターに適応することができるように、低いしきい電圧および適切な複屈折を有していなければならない。
【００２１】
従って、ＦＳ  ＬＣＤでの使用のために、非常に早い応答時間と低しきい電圧を備えた液晶媒体が求められている。
【非特許文献１】トガシ，エス．（ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．）、セキグチ，ケイ．（ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ）、タナベ，エイチ．（ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ）、ヤマモト，イー．（ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ）、ソリマチ，ケイ．（ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ）、タジマ，イー．（ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．）、ワタナベ，エイチ．（ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ）、シミズ，エイチ．（ＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ）著、ユーロディスプレイ８４予稿集（Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ），１９８４年９月、「Ａ  ２１０−２８８  マトリックス  エルシーディ  コントロールド  バイ  ダブル  ステージ  ダイオード  リングス」（Ａ  ２１０−２８８  Ｍａｔｒｉｘ  ＬＣＤ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｙ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｔａｇｅ  Ｄｉｏｄｅ  Ｒｉｎｇｓ），１４１頁以降、パリ（Ｐａｒｉｓ）
【非特許文献２】ストロマー，エム．（ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ）著、ユーロディスプレイ８４予稿集（Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ  ），１９８４年９月、「デザイン  オブ  シン  フィルム  トランジスタース  フォア  マトリックス  アドレッシング  オブ  テレビジョン  リキド  クリスタル  ディスプレイス」（Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｍａｔｒｉｘ  Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）、１４５頁以降、パリ（Ｐａｒｉｓ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、特に、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るような媒体、特にＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイ用の媒体であって、好ましくは同時に非常に高い比抵抗値、低しきい電圧および速いスイッチング時間を有するものを提供することを目的とする。それらは特に、フィールド順次モードディスプレイに適したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この目的は、本発明の媒体をディスプレイの中で使用することにより達成されることが見出された。
【００２４】
本発明は、従って、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ＩＡの１種または２種以上の化合物と式ＩＢの１種または２種以上の化合物を含有する液晶媒体に関する。
【００２５】
【化１】
2005232455.tif 000002
【００２６】
ここで、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、それぞれ無置換、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炭素数１〜１２のアルキル基であり、但し、この基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｏ−、−Ｓ−、
【００２７】
【化２】
2005232455.tif 000003
【００２８】
、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置換されていても良く、
Ｙ１〜Ｙ７は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦであり、
Ｘ０はＦ、Ｃｌ、または炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルコキシもしくはハロゲン化アルケニルオキシあり、
Ａは、１，４−フェニレン、２−もしくは３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロへキシレンであり、
ｒは、０または１である。
【００２９】
純粋な状態では、式ＩＡおよびＩＢの化合物は無色であり、電気光学の使用のために好ましい温度範囲で液晶中間相を形成する。それらは化学的、熱的に安定であり、また光に対して安定である。
【００３０】
式ＩＡおよびＩＢ中のＲ１、Ｒ２およびＲ３は好ましくは、炭素数１２まで、非常に好ましくは炭素数２、３、４、５、６または７の直鎖アルキルもしくはアルコキシである。
【００３１】
前述および後述のＸ０は、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＣＨＦ２、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣＦＨＣＦ３、ＯＣＦＨＣＨＦ２、ＯＣＦＨＣＨ２Ｆ、ＯＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、ＯＣＦ２ＣＨＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＨＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ３、ＣＨ＝ＣＨＦ、ＣＦ＝ＣＦ２またはＣＨ＝ＣＦ２であり、最も好ましくはＦまたはＯＣＦ３である。
【００３２】
特に、式ＩＡの好ましい化合物は、次の式：
【００３３】
【化３】
2005232455.tif 000004
【００３４】
から選ばれる。ここでＲ１は式ＩＡで定義された意味を有する。非常に好ましいものは式ＩＡ１の化合物である。
【００３５】
特に好ましいものは、式ＩＢでｒが１である化合物である。さらに好ましいものは、式ＩＢでＡが１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロへキシレンであるものである。
【００３６】
特に式ＩＢの好ましい化合物は、次の式から選ばれるものである。
【００３７】
【化４】
2005232455.tif 000005
【００３８】
ここで、Ｒ２およびＲ３は式ＩＢについて定義された意味を有し、Ｌ１〜Ｌ６は互いに独立してＨまたはＦである。
【００３９】
式ＩＢ６の化合物で、特にＬ１〜Ｌ６のうち１、２または３個がＦであってその他がＨであるものが好ましく、ここでそれぞれのフェニレン環がＬ１−６置換基として２以上のＦを有さないことが好ましい。
【００４０】
式ＩＢ１、ＩＢ２およびＩＢ３の化合物が非常に好ましい。特に、式ＩＢ１の化合物が好ましい。
【００４１】
式ＩＡおよび式ＩＢの化合物は、好ましくはそれ自身文献に公知の方法で合成される（例えば一般的文献、Houben-Weyl, Methoden der
Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart等）。正確にはこのような合成に知られており適した条件が選ばれる。また、ここにはより詳しくは述べないが、それ自身公知の異なる方法によることもできる。
【００４２】
本発明は、またこのタイプの液晶媒体を含む電気光学ディスプレイ（特に、セル、各ピクセルをスイッチングするための外板上の集積非線形素子、および正の誘電異方性および高比抵抗のネマチック液晶混合物を、外枠と共に構成する２つの平行の外板を有するＳＴＮまたはＭＬＣディスプレイ）に関し、またこれらの媒体の電気光学目的への使用に関する。反射型ディスプレイに加えて、本発明の混合物は、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング：ｉｎ  ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）用途、ＯＣＢ（光学補償ベンド：ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  ｂｅｎｄ）用途およびＶＡ（垂直配向：ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）用途にも適している。本発明の混合物は、特にフィールド順次（ＦＳ）ディスプレイに適している。
【００４３】
本発明の液晶混合物により、利用可能なパラメーター範囲を著しく広げることが可能である。高い透明点、低い回転粘度γ１、高速スイッチング時間および低しきい電圧の達成可能な組み合わせは、先行技術の従来材料よりはるかに優れている。
【００４４】
高い透明点、低温でのネマチック相および高い正のΔεに対する要求は、従来は不十分な程度までしか達成できなかった。例えばＭＬＣ−６４２４（Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ、ダルムシュタット、Ｇｅｒｍａｎｙ）のように、高い正のΔεを有する従来技術の混合物は存在するけれども、低い透明点および高い回転粘度γ１を有しているに過ぎない。他の混合物系では、良い流動粘度ν２０とΔε値を有しているが、６０℃の領域に透明点を有しているに過ぎない。
【００４５】
本発明の液晶混合物は、−２０℃、好ましくは−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃までネマチック相を保持しながら、７０℃を超える、好ましくは８０℃を超える、特に好ましくは９０℃以上の透明点、高い比抵抗値および高速スイッチング時間を可能にして、優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイを達成可能とする。特に、この混合物は、低電圧駆動によって特徴づけられる。ＴＮしきい値は、２．０Ｖ未満であり、好ましくは１．８Ｖ未満、特に好ましくは１．７Ｖ未満である。この混合物は、フィールド順次モードのＴＦＴディスプレイに特に有用である。
【００４６】
言うまでもなく、本発明の混合物成分の適切な選択により、他の有利な性質を保持しながら、より高いしきい電圧でより高い透明点(例えば１１０℃を超える)が達成されるか、またはより低いしきい電圧でより低い透明点が達成されることも可能である。粘度の上昇をわずかにとどめながら、より大きなΔεと従ってより低いしきい電圧の達成も同じように可能である。本発明のＭＬＣディスプレイは、好ましくはグーチ・タリーの第１次透過極小で動作させることが好ましい（C.H.  Gooch  and  H.A.  Tarry,  Electron.  Lett.  10,  2-4,  1974;  C.H.  Gooch  and  H.A.  Tarry, Appl. Phys., Vol.  8, 1575-1584, 1975）。ここで、例えば特性曲線の急峻性およびコントラストの低視野角依存性のような特に好ましい電気光学特性（ドイツ特許3022818）に加えて、より小さな誘電異方性でも、第２次透過極小での類似のディスプレイと同じしきい電圧にするのに十分である。これにより、第１次透過極小で本発明の混合物を使用することにより、シアノ化合物を含む混合物の場合に比べて、極めて高い比抵抗値を達成することができる。個々の成分とその量の適切な選択を通して、当業者は簡単なルーチンの方法によりＭＬＣのあらかじめ指定された層の厚さに必要な複屈折率を定めることができる。
【００４７】
２０℃における流動粘度ν２０は、好ましくは６０ｍｍ２・ｓ−１未満であり、特に好ましくは５０ｍｍ２・ｓ−１未満である。本発明の混合物の２０℃における回転粘度γ１は、好ましくは１２０ｍＰａ・ｓ未満であり、特に好ましくは１００ｍＰａ・ｓ未満である。ネマチック相範囲は、少なくとも９０度あることが好ましく、さらに少なくとも１００度あることが好ましい。この範囲は少なくとも−２０℃から＋８０℃にわたることが好ましい。
【００４８】
キャパシティ保持率（ＨＲ）の測定[S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320
(1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304
(1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)]により、式ＩＡおよび式ＩＢの化合物を含有する本発明の混合物は、式：
【００４９】
【化５】
2005232455.tif 000006
【００５０】
のシアノフェニルシクロヘキサン類や、式：
【００５１】
【化６】
2005232455.tif 000007
【００５２】
のエステル化合物類を式ＩＡおよびＩＢの化合物の代わりに含有する混合物に比べて、高い温度でもＨＲの低下が著しく小さいことが示された。
【００５３】
本発明の混合物のＵＶ安定性は極めて優れている。即ち、それらはＵＶ照射によってもＨＲの低下が著しく小さい。
【００５４】
本発明の混合物は、シアノ基含有化合物を、好ましくはわずかだけ（≦１０ｗｔ％）含むか、特に好ましくは全く含まない。本発明の混合物の保持率の値は、２０℃において好ましくは９８％より大きく、非常に好ましくは９９％より大きい。
【００５５】
液晶ディスプレイでは、特にビデオやＴＶ用途に使用されるときは、短いスイッチング時間が好まれる。これらの用途では、スイッチング時間（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）２５ｍｓ未満が必要である。スイッチング時間の上限は画像の繰り返し速度で定められる。
【００５６】
好ましい実施形態を以下に示す。
【００５７】
−  さらに付加的に一般式ＩＩ〜ＶＩＩ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液晶媒体。
【００５８】
【化７】
2005232455.tif 000008
【００５９】
式中、各基は次の意味を有する。
【００６０】
Ｒ０は、それぞれ炭素数９までのｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、それぞれ炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシを表し、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨＦＯ−、−ＯＣＨＦ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−を表し、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦを表し、
ｒは、０または１である。
【００６１】
式ＩＶの化合物は、好ましくは式：
【００６２】
【化８】
2005232455.tif 000009
【００６３】
からなる群より選ばれる。ここで、Ｘ０およびＲ０は式ＩＩで定義された意味を有し、Ｘ０は好ましくはＦまたはＯＣＦ３である。特に、式ＩＶａ、ＩＶｂおよびＩＶｃの化合物が好ましい。
【００６４】
式ＶＩＩの化合物は、好ましくは次の式から選ばれる。
【００６５】
【化９】
2005232455.tif 000010
【００６６】
ここで、Ｘ０およびＲ０は式ＩＩで定義された意味を有し、Ｘ０は好ましくはＦまたはＯＣＦ３である。特に、式ＶＩＩｂの化合物が好ましい。
【００６７】
−  さらに付加的に特に次の１種または２種以上の化合物を含有する媒体。
【００６８】
【化１０】
2005232455.tif 000011
【００６９】
ここでＲ１およびＲ２は、式ＩＢで定義したとおりである。
【００７０】
−  さらに付加的に特に次式のアルケニル化合物を１種または２種以上含有する媒体。
【００７１】
【化１１】
2005232455.tif 000012
【００７２】
ここで、
Ａは、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロへキシレンであり、
ａは、０または１であり、
Ｌは、ＨまたはＦであり、
Ｒ３は、炭素数２〜９を有するアルケニル基であり、
Ｒ４は、式ＩＡでＲ１に対して定義されたものと同義である。
【００７３】
特に好ましい式Ｘの化合物は、次の式から選ばれる化合物である。
【００７４】
【化１２】
2005232455.tif 000013
【００７５】
ここで、Ｒ３ａおよびＲ４ａは互いに独立してＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７であり、ａｌｋｙｌは、炭素数１〜８の直鎖アルキル基である。
【００７６】
特に式ＸａおよびＸｆの化合物が好ましく、特にそこでＲ３ａがＨまたはＣＨ３が好ましい。
【００７７】
−  付加的に式ＸＩの１種または２種以上の化合物を含む媒体。
【００７８】
【化１３】
2005232455.tif 000014
【００７９】
ここで、Ｒ３は、炭素数２〜７の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、そして
Ｌ１およびＬ２は、互いに独立してＨまたはＦである。
【００８０】
特に、式ＸＩでＬ１および／またはＬ２がＦで、Ｑ−ＹがＦまたはＯＣＦ３である化合物が好ましい。さらに、式ＸＩでＲ３が炭素数２〜７、好ましくは炭素数２、３または４の１Ｅ−アルケニルもしくは３Ｅ−アルケニルである化合物が好ましい。
【００８１】
非常に好ましくは、式ＸＩａの化合物である。
【００８２】
【化１４】
2005232455.tif 000015
【００８３】
ここで、Ｒ３ａはＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７であり、特にＨまたはＣＨ３が好ましい。
【００８４】
−
【００８５】
【化１５】
2005232455.tif 000016
【００８６】
である。
【００８７】
−  式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩおよびＸから選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する媒体。
【００８８】
−  Ｒ０は、炭素数２〜７の直鎖アルキルまたはアルケニルである。
【００８９】
−  １〜４種の化合物、好ましくは１、２、３または４種の式ＩＡ（最も好ましくは式ＩＡ１）の化合物を含有する媒体。
【００９０】
−  １〜８種の、好ましくは１、２、３、４または５種の式ＩＢ（最も好ましくは式ＩＢ１およびＩＢ２）の化合物を含有する媒体。
【００９１】
−  式ＩＡ、ＩＢ、ＶＩＩｂ、ＶＩＩＩおよびＸの１つまたは２以上の化合物を含む媒体。
【００９２】
−  媒体中の式ＩＡの化合物の割合が、１〜３５％、とくに１〜２０重量％である。
【００９３】
−  媒体中の式ＩＢの化合物の割合が、１〜５５％、とくに１〜４５、最も好ましくは１〜３５重量％である。
【００９４】
−  一般的式I〜XIからなる群より選ばれる化合物から実質的になる媒体。
【００９５】
用語「アルキル」は、炭素数１〜７を有する直鎖および分岐のアルキル基を包含し、特に直鎖基のメチル、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である。炭素数２〜５を有する基が一般に好ましい。
【００９６】
用語「アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ）」は、炭素数２〜７の直鎖および分岐アルケニル基を含み、特に直鎖基である。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。好ましいアルケニルとしては、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−ヘプテニル等を挙げることができる。５までの炭素原子を有する基が一般に好まれる。
【００９７】
用語「フルオロアルキル」は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖基、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含む。しかしながら、フッ素のその他の置換位置を除外するものではない。
【００９８】
用語「オキサアルキル」は、好ましくは式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍの直鎖基を含む。但し、ｎおよびｍは互いに独立してそれぞれ１〜６である。好ましくはｎ＝１であり、好ましくはｍは１〜６である。
【００９９】
従来の液晶材料（しかし、特に式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよび／またはＶＩＩの１種または２種以上の化合物）に対して、式ＩＡおよびＩＢの化合物の比較的少量の混合ですら、しきい電圧の低下および低複屈折率の達成にきわめて効果があり、しかも広いネマチック相であって同時に低いスメクチック−ネマチックの遷移温度が観察され、貯蔵安定性が改善されることが見出された。特に好ましい媒体は、式ＩＡおよび式ＩＢの化合物の１種または２種以上に加えて、式ＩＶの１種または２種以上の化合物を含み、特にＸ０がＦ、ＯＣＨＦ２またはＯＣＦ３である式ＩＶａを含むことが好ましい。式ＩＡ、ＩＢおよびＩＩ〜ＶＩＩの化合物は無色で、安定で、互いにおよび他の液晶材料と容易に混和する。さらに、本発明の混合物は、非常に高い透明点、回転粘度γ1の値が比較的低いことで際立っている。
【０１００】
Ｒ０とＸ０の意味の適切な選択により、アドレス時間、しきい電圧、透過特性曲線の急峻性等を所望の様式に修正することができる。例えば、１Ｅ−アルケニル基、３Ｅ−アルケニル基、２Ｅ−アルケニルオキシ基などを使用すると、アルキルまたはアルコキシ基と比較して、一般により短いアドレス時間、ネマチック性向の改善、および弾性定数ｋ３３（ベンド）とｋ１１（スプレイ）のより高い比率を達成することができる。４−アルケニル基、３−アルケニル基等は、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一般に低しきい電圧およびより小さなｋ３３／ｋ１１値を与える。
【０１０１】
ＣＨ２ＣＨ２基は、単結合の場合と比較して、一般により高いｋ３３／ｋ１１値を与える。ｋ３３／ｋ１１がより高いと、例えば９０°ねじれのＴＮセルにおいてよりなだらかな透過曲線（グレイスケールを達成するため）とすることが容易になり、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセルにおいては、より急峻な透過曲線（より大きな時分割駆動）が容易になり、また逆も可能である。
【０１０２】
式ＩＡ、ＩＢおよびＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ＋ＶＩＩの化合物の最適な混合比は、実質上望まれる特性、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよび／またはＶＩＩの成分の選択、およびさらに存在しているかもしれないその他の成分の選択に依存する。前述の与えられた範囲内での適切な混合比は、場合ごとに容易に決めることができる。
【０１０３】
本発明の混合物で、式ＩＡ、ＩＢおよびＩＩ〜ＸＩの化合物の合計量は、決定的なものではない。したがって、混合物は、様々な特性の最適化のためにさらに１種または２種以上の成分を含むことができる。しかしながら、アドレス時間およびしきい電圧に対する観察される効果は、一般に式ＩＡ、ＩＢおよびＩＩ〜ＸＩの化合物の合計濃度がより大きい方がより大きい。
【０１０４】
特に好ましい実施形態において、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〜ＶＩＩ（好ましくはＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよび／またはＶＩＩ、特にＶＩＩｂ）の化合物を含む。式Ｉの化合物との好ましいシナジー効果により特に有利な特性が得られる。特に、式ＩＡおよびＩＢの化合物を含む混合物、そして特に式ＩＶａの化合物を含む混合物は、低しきい電圧で際立っている。
【０１０５】
本発明の媒体に使用される式ＩＩ〜ＸＩおよびそれらのサブ式の個々の化合物は、公知であるか、または公知の化合物に類似の方法により合成することができる。
【０１０６】
偏光板、電極基板および表面処理電極を伴う本発明のＭＬＣディスプレイの構成は、このタイプのディスプレイの従来の構成に対応する。「従来の構成」という用語は、ここでは広い意味で用いられ、ＭＬＣディスプレイに関するすべての誘導・変形を含み、特にポリ−Ｓｉ  ＴＦＴまたはＭＩＭに基づくマトリックスディスプレイ素子を含む。
【０１０７】
特に、フィールド順次モードのディスプレイが好ましい。これらのディスプレイは、例えばＴＮ、ＯＣＢ（光学的補償ベンド）またはＦＬＣ（強誘電性液晶）モードに基づくものである。
【０１０８】
しかしながら、本発明のディスプレイと従来のツイストネマチックセルに基づくディスプレイの大きな相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
【０１０９】
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。
【０１１０】
誘電体は、当業者に公知で文献記載の添加剤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。適切なドーパントおよび安定剤は表Ｃおよび表Ｄにリストされている。
【０１１１】
本出願および以下に示す例において、液晶化合物の構造は頭文字で示されており、その化学式への変換は下記表ＡおよびＢに従って行われる。基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は全部が、ｎ個またはｍ個の炭素原子をそれぞれ有する直鎖状アルキル基である。ｎおよびｍは好ましくは０、１、２、３、４、５、６または７である。表Bにおけるコードは自明である。表Ａには、親構造にかかわる頭文字のみが示されている。それぞれの場合において、この親構造の頭文字の後に、ダッシュにより分離されて、置換基R１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊およびＬ２＊のためのコードが続く。
【０１１２】
【表１】
2005232455.tif 000017
【０１１３】
本発明の混合物コンセプトに好適な混合物成分を、表Ａおよび表Ｂに示す。
【０１１４】
表Ａ
【０１１５】
【化１６】
2005232455.tif 000018
【０１１６】
表Ｂ
【０１１７】
【化１７】
2005232455.tif 000019
【０１１８】
【化１８】
2005232455.tif 000020
【０１１９】
表Ｃ
表Ｃは、一般に本発明の混合物に添加される使用可能なドーパントを示す。ドーパントは、好ましくは混合物に対して、０．１から１０重量％、非常に好ましくは０．１から６重量％の量で添加される。
【０１２０】
【化１９】
2005232455.tif 000021
【０１２１】
【化２０】
2005232455.tif 000022
【０１２２】
表Ｄ
例えば本発明の混合物に添加することができる安定剤を下に示す。
【０１２３】
【化２１】
2005232455.tif 000023
【０１２４】
【化２２】
2005232455.tif 000024
【０１２５】
【化２３】
2005232455.tif 000025
【０１２６】
【化２４】
2005232455.tif 000026
【０１２７】
式ＩＡおよびＩＢの化合物の１種または２種以上に加えて、特に好ましい混合物では、表Ｂからの１、２、３、４、５または６以上の化合物を含有する。
【０１２８】
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。ｍ．ｐ．は融点を表わし、ｃｌ．ｐ．は透明点を表わす。さらにまた、Ｃ＝結晶状態、Ｎ＝ネマチック相、Ｓ＝スメクチック相、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相転移温度である。Δｎは光学異方性、ｎ０は屈折率を表わす（５８９ｎｍ、２０℃）。流動粘度ν２０（ｍｍ２／ｓ）、回転粘度γ１（ｍＰａ・ｓ）はそれぞれ２０℃で測定した。Ｖ１０は、１０％の透過（基板表面に垂直な視角）の電圧を表す。ｔｏｎおよびｔｏｆｆは、Ｖ１０の２倍に対応する動作電圧におけるスイッチオン時間およびスイッチオフ時間を表す。Δεは、誘電異方性（Δε＝ε‖−ε⊥、ここでε‖は分子軸に平行な誘電率、ε⊥は垂直の誘電率を表す。）を表わす。電気光学のデータは、特に別に述べない限り２０℃で、ＴＮセルにおいて第１次透過極小で（すなわち、０．５μｍのｄ・Δｎ値で）測定した。光学的データは特に述べない限り、２０℃で測定した。
【０１２９】
【表２】
2005232455.tif 000027
【０１３０】
【表３】
2005232455.tif 000028
【０１３１】
【表４】
2005232455.tif 000029
【０１３２】
【表５】
2005232455.tif 000030
【０１３３】
【表６】
2005232455.tif 000031