(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式Ｉ：
【化１】
0005202829.tif 000052
式中、
Ｒ１１は、Ｈ、１５個までのＣ原子を有し、無置換であるか、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を示し、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、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
0005202829.tif 000053
−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しない様式で置換されていてもよく、
Ｒ１２は、１５個までのＣ原子を有し、無置換であるか、ＣＮにより単置換されているアルキルまたはアルケニル基を示し、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、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化３】
0005202829.tif 000054
−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しない様式で置換されていてもよく、
【化４】
0005202829.tif 000055
は、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロヘキシレン基であって、ここで、１つまたは２つの隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン基であって、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎにより置換されていてもよく、
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群からの基、
を示し、ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）は、ハロゲン原子により単置換または多置換されていてもよい、
で表わされる少なくとも１種の化合物を含み、さらに、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ：
【化５】
0005202829.tif 000056
式中、
Ｒ２は、１５個までのＣ原子を有し、無置換であるか、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を示し、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６】
0005202829.tif 000057
−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しない様式で置換されていてもよく、
ｐは、１または２を示し、および、
ｖは、１〜６を示す、
で表される１種または２種以上の化合物を含み、式Ｉで表される化合物の混合物全体における割合が少なくとも２重量％であり、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の混合物全体における割合が少なくとも２０重量％であることを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項２】
式Ｉで表される１種または２種以上の化合物を２〜２０重量％、および
式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物を２０〜８０重量％、
を含むことを特徴とし、
ここで式ＩおよびＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の総量が≦１００重量％である、請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
さらに、式ＩＩＩ：
【化７】
0005202829.tif 000058
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、各々、互いに独立して、１２個までのＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルケニル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を示し、
【化８】
0005202829.tif 000059
は、
【化９】
0005202829.tif 000060
を示し、
Ｚは、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を示す、
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または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
式ＩＩＩで表される化合物の混合物全体における割合が、少なくとも３重量％であることを特徴とする、請求項３に記載の液晶媒体。
【請求項５】
式Ｉで表される１種または２種以上の化合物を５〜２０重量％、
式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物を２３〜８１重量％、および
式ＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物を９〜５８重量％
を含むことを特徴とし、
ここで式Ｉ、ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＩで表される化合物の総量が≦１００重量％である、請求項３または４に記載の液晶媒体。
【請求項６】
式Ｉで表される１種、２種、３種、４種または５種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項７】
式Ｉ１〜Ｉ９：
【化１０】
0005202829.tif 000061
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、請求項１に示した意味を有する、
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１〜６のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項８】
ＶＡ、ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリクスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイであって、これが、誘電体として、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式Ｉ：
【化１】
0005202829.tif 000002
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、各々、互いに独立して、Ｈ、１５個までのＣ原子を有し、無置換であるか、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、−Ｏ−、−Ｓ−、
【化２】
0005202829.tif 000003
−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しない様式で置換されていてもよく、
【０００２】
【化３】
0005202829.tif 000004
は、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロヘキシレン基であって、ここで、１つまたは２つの隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン基であって、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎにより置換されていてもよく、
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群からの基、
を示し、ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）は、ハロゲン原子により、好ましくは１個または２個のフッ素原子により、単置換または多置換されていてもよい、
で表わされる少なくとも１種の化合物を含む、前記液晶媒体に関する。
この種類の媒体は、特に、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリクスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイ、およびＩＰＳ（面内切換）ディスプレイのために用いられるべきものである。本発明による媒体は、負の誘電異方性を有するのが好ましい。
【背景技術】
【０００３】
電気的に制御された複屈折、即ちＥＣＢ（電気的複屈折制御）効果またはＤＡＰ（配向相の変形）効果の原理は、１９７１年に最初に記載された（非特許文献１）。非特許文献２および非特許文献３の論文が続いた。
【０００４】
非特許文献４、非特許文献５および非特許文献６の論文は、ＥＣＢ効果に基づく高度情報ディスプレイ素子における使用に適するためには、液晶相が、弾性定数の比率Ｋ３／Ｋ１の高い値、光学異方性Δｎの高い値、および誘電異方性Δεについて≦−０．５の値を有さなければならないことを示した。ＥＣＢ効果に基づく電気光学ディスプレイ素子は、ホメオトロピックな端部配向を有する（ＶＡ技術＝垂直配向）。誘電的に負の液晶媒体はまた、いわゆるＩＰＳ効果を用いるディスプレイにおいても用いることができる。
【０００５】
電気光学ディスプレイ素子におけるこの効果の工業的な応用には、多数の要求を満たすべきＬＣ相が必要とされる。ここで特に重要なのは、水分、空気および物理的影響に対する、例えば熱、赤外線、可視および紫外線領域における照射、並びに直流および交流電界に対する化学的耐性である。
さらに、工業的に用いることができるＬＣ相は、好適な温度範囲において液晶中間相および低い粘度を有することが必要である。
【０００６】
現在までに開示された液晶中間相を有する一連の化合物のいずれも、これらの要求をすべて満たす単一の化合物を含んでいない。従って、２〜２５種、好ましくは３〜１８種の化合物の混合物が、一般に、ＬＣ相として用いることができる物質を得るために調製される。しかし、最適な相をこのようにして容易に調製することは不可能であり、その理由は、顕著に負の誘電異方性および十分な長期安定性を有する液晶材料が、これまでに入手可能ではなかったからである。
【０００７】
マトリクス液晶ディスプレイ（ＭＬＣ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、例えば能動素子（即ちトランジスタ）である。そこで用語「アクティブマトリクス」を用い、２つのタイプを区別することができる：
１．基板としてのシリコンウェファー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体）トランジスタ。
２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。
【０００８】
タイプ１においては、用いられる電気光学的効果は、通常、動的散乱またはゲスト−ホスト効果である。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。その理由は、種々の部分ディスプレイのモジュラー式組み立てさえも、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。
【０００９】
２つの技術の間で、区別がなされる：例えばＣｄＳｅなどの化合物半導体を含むＴＦＴ、または多結晶もしくは非晶質シリコンを基材とするＴＦＴ。後者の技術は、世界中で集中的に研究努力されている。
【００１０】
ＴＦＴマトリクスは、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、そ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、画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、赤色、緑色および青色フィルターのモザイクを配列した、フルカラー可能ディスプレイに拡張することができる。
これまでに開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過に交差偏光板を備えたＴＮセルとして動作し、背面照明される。
用語ＭＬＣディスプレイは、ここで、集積非線型素子を備えたすべてのマトリクスディスプレイを含み、即ちアクティブマトリクスに加えて、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。
【００１１】
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）、または自動車もしくは航空機の構成における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、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も生じる（非特許文献７、非特許文献８）。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する。液晶混合物の比抵抗値は一般に、ディスプレイの内側表面との相互作用によって、ＭＬＣディスプレイの寿命を通して減少するため、高い（初期）抵抗値は、長い動作期間にわたり許容できる抵抗値を有する必要のあるディスプレイのために、極めて重要である。
【非特許文献１】M.F. Schieckel and K. Fahrenschon,” Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields”, Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912.
【非特許文献２】J.F. Kahn, Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193.
【非特許文献３】G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869.
【非特許文献４】J. Robert and F. Clerc, SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30.
【非特許文献５】J. Duchene, Displays 7 (1986), 3.
【非特許文献６】H. Schad, SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244.
【非特許文献７】TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris.
【非特許文献８】STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff., Paris.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これまでに開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの欠点は、これらの比較的低いコントラスト、比較的高い視野角依存性およびこれらのディスプレイにおいてモノクロ階調を作る困難さである。
従って、極めて高い比抵抗と同時に広い動作温度範囲、短い応答時間および低い閾値電圧を有し、これらの補助により種々のモノクロ階調を作ることができるＭＬＣディスプレイに対する多大な要求が継続している。
【００１３】
本発明は、モニターおよびＴＶ用途のみでなく、携帯電話およびナビゲーションシステム用にも用いるＭＬＣディスプレイであって、ＥＣＢまたはＩＰＳ効果に基づき、前に示した欠点を有さないか、または有していても一層低い程度のみにであり、同時に極めて高い比抵抗値を有する前記ＭＬＣディスプレイを提供する目的を有する。特に、携帯電話およびナビゲーションシステムのためには、非常に高い温度および非常に低い温度においても動作することが保証されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
驚くべきことには、この目的は、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含むネマティック液晶混合物を、これらのディスプレイ素子において用いた場合に達成されることが見出された。式Ｉで表わされる化合物は、例えば、WO 2002/055463から知られている。
従って、本発明は、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む、極性化合物の混合物に基づく液晶媒体に関する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による混合物は、透明点が≧８５℃の極めて広いネマティック相の範囲、極めて好ましい値の容量性閾値、比較的高い値の保持比および、同時に−３０℃および−４０℃において極めて良好な低温安定性および、極めて低い回転粘度を示す。本発明による混合物はさらに、透明点と回転粘度の良好な比率および、高い負の誘電異方性により区別される。
【００１６】
本発明による混合物のいくつかの好ましい態様を、以下に示す：
ａ）式Ｉの化合物のＲ１１および／またはＲ１２は、好ましくは、Ｈ、６個までのＣ原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシを示す；Ｒ１１およびＲ１２は、特に好ましくはアルキルを示し、ここでアルキル基は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ１２は特に好ましくはアルコキシまたはアルケニルオキシを示す。
【００１７】
ｂ）式ＩのＲ１１が好ましくは以下の意味：直鎖状アルキル、ビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニル、を有する、液晶媒体。
Ｒ１がアルケニルを示す場合、これは好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ、Ｃ３Ｈ７−ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５またはＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５である。
ｃ）式Ｉで表される、１種、２種、３種、４種または５種以上の化合物、好ましくは１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
ｄ）式Ｉで表される化合物の混合物全体における割合が、少なくとも２重量％、好ましくは少なくとも４重量％、特に好ましくは２〜２０重量％である、液晶媒体。
【００１８】
ｅ）さらに、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ：
【化４】
0005202829.tif 000005
式中、
Ｒ２は、Ｒ１１について示した意味を有し、
ｐは、１または２を示し、および
ｖは、１〜６を示す、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００１９】
ｆ）さらに、式ＩＩＩ：
【化５】
0005202829.tif 000006
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、各々、互いに独立して、１２個までのＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルケニル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を示し、および、
【化６】
0005202829.tif 000007
は、
【化７】
0005202829.tif 000008
を示し、
Ｚは、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を示す、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００２０】
ｇ）式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の、混合物全体における割合が、少なくとも２０重量％である、液晶媒体。
ｈ）式ＩＩＩで表される化合物の、混合物全体における割合が、少なくとも５重量％である、液晶媒体。
【００２１】
ｉ）従属式Ｉ１〜Ｉ９：
【化８】
0005202829.tif 000009
から選択される少なくとも１種の化合物を含む、液晶媒体。
【００２２】
ｊ）さらに、式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｊ：
【化９】
0005202829.tif 000010
【００２３】
式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基を示し、および
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ＊は、各々、互いに独立して、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルケニル基を示す、
から選択される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００２４】
本発明による媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、ＩＩＩｂおよび／またはＩＩＩｅで表わされる少なくとも１種の化合物を含む。
特に好ましい式ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆで表わされる化合物を、以下に示す：
【化１０】
0005202829.tif 000011
【００２５】
本発明による特に好ましい媒体は、式：
【化１１】
0005202829.tif 000012
で表わされる化合物を、３０〜６０重量％、好ましくは３０〜５０重量％含む。
【００２６】
ｋ）２〜２０重量％の、式Ｉで表される１種または２種以上の化合物、および
２０〜８０重量％の、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物、
を含み、またはこれらからなり、
ここで式ＩおよびＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の総量が≦１００重量％である、
液晶媒体。
【００２７】
ｌ）さらに、式：
【化１２】
0005202829.tif 000013
式中、
Ｒ７およびＲ８は、各々、互いに独立して、請求項１においてＲ１１について示した意味の１つを有し、
ｗおよびｘは、各々、互いに独立して、１〜６を示す、
で表される１種または２種以上の四環式化合物を含む、液晶媒体。
【００２８】
ｎ）さらに、式Ｙ−１〜Ｙ−１１：
【化１３】
0005202829.tif 000014
【００２９】
【化１４】
0005202829.tif 000015
式中、Ｒ１３〜Ｒ２２は、各々、互いに独立して、Ｒ１１について示した意味を有し、ｚおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜６を示す、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。ＲＥは、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７を示す。ｘは０、１、２または３を示す。
【００３０】
本発明による媒体は、特に好ましくは、式Ｙ−２、Ｙ−３、Ｙ−１１で表わされ、アルケニル側鎖を有する、１種または２種以上の化合物を含む。
【００３１】
ｏ）さらに、式：
【化１５】
0005202829.tif 000016
式中、
Ｒ２３はＲ１１について示された意味を有し、およびｍは１〜６を示す、
で表わされる１種または２種以上の化合物を、好ましくは＞３重量％、特に≧５重量％、および非常に特に好ましくは５〜２５重量％の量で含む、液晶媒体。
【００３２】
ｐ）さらに、式Ｔ−１〜Ｔ−２２：
【化１６】
0005202829.tif 000017
【００３３】
【化１７】
0005202829.tif 000018
【００３４】
【化１８】
0005202829.tif 000019
式中、ＲはＲ１１について示された意味を有する、
で表される１種または２種以上のフッ化テルフェニルを含む、液晶媒体。
【００３５】
Ｒは、好ましくは、それぞれの場合において１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルコキシもしくはアルコキシアルキル、２〜６個のＣ原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシである。Ｒは好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシまたはペントキシを示す。
本発明による媒体は、好ましくは、式Ｔ−１〜Ｔ−２２で表わされるテルフェニルを、２〜３０重量％、特に５〜２０重量％の量で含む。
【００３６】
特に好ましいのは、式Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３およびＴ−２２で表わされる化合物である。これらの化合物において、Ｒは好ましくは、それぞれの場合において１〜５個のＣ原子を有するアルキルを、さらにアルコキシを示す。
テルフェニルは好ましくは、式Ｉ、ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＩで表わされる化合物と共に、Δｎ≧０．１０を有する混合物中で用いられる。好ましい混合物は、２〜２０重量％のテルフェニルおよび、５〜６０重量％の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表わされる化合物を含む。
【００３７】
ｑ）さらに、式Ｂ−１〜Ｂ−５：
【化１９】
0005202829.tif 000020
式中、ａｌｋｙｌ、ａｌｋｙｌ＊，ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ＊は、上に示された意味を有する、
で表される１種または２種以上のビフェニルを含む、液晶媒体。
【００３８】
式Ｂ−１〜Ｂ−５で表されるビフェニルの、混合物全体における割合は、好ましくは少なくとも３重量％、特に≧５重量％である。
式Ｂ−１〜Ｂ−５で表される化合物のうち、式Ｂ−１およびＢ−４で表わされる化合物が、特に好ましい。
【００３９】
同様に、好ましいビフェニルは、式：
【化２０】
0005202829.tif 000021
式中、
ａｌｋｙｌ＊は前に示した意味を有する、で表わされるものである。特に、本発明の媒体は、式Ｂ−１ａおよび／またはＢ−２ｃで表わされる化合物の群からの、１種または２種以上の化合物を含む。
【００４０】
ｒ）さらに、式：
【化２１】
0005202829.tif 000022
式中、
Ｒ２４〜２５は、Ｒ１１について示した意味を有し、Ｒ２６は、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７を示し、およびｑは１または２を示す、
で表わされる１種または２種以上の化合物を、
好ましくは＞３重量％、特に≧５重量％、および非常に特に好ましくは５〜２５重量％の量で含む、液晶媒体。
【００４１】
ｓ）さらに、式Ｚ−１〜Ｚ−２１：
【化２２】
0005202829.tif 000023
【００４２】
【化２３】
0005202829.tif 000024
【００４３】
【化２４】
0005202829.tif 000025
式中、
Ｒおよびａｌｋｙｌは、上に示した意味を有し、およびｐは１または２である、
で表わされる少なくとも１種の化合物を、
好ましくは≧５重量％、特に≧１０重量％の量で含む、液晶媒体。
【００４４】
特に好ましいのは、式Ｚ−１〜Ｚ−１３で表わされる１種、２種または３種以上の化合物と、さらに式ＩＩで表わされる１種、２種または３種以上の化合物を含む媒体である。このタイプの混合物は好ましくは、式ＩＩで表わされる化合物を≧１０重量％含む。
【００４５】
ｔ）式Ｏ−１〜Ｏ−１２：
【化２５】
0005202829.tif 000026
式中、Ｒ１およびＲ２はＲ１１について示した意味を有し、そしてＲ１およびＲ２は、各々、互いに独立して、好ましくは直鎖状アルキル、さらにアルケニルを示す、
で表わされる少なくとも１種の化合物を含む、液晶媒体。
【００４６】
本発明による好ましい液晶媒体は、テトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含む１種または２種以上の物質、例えば、式Ｎ−１〜Ｎ−５：
【化２６】
0005202829.tif 000027
【００４７】
式中、Ｒ１およびＲ２は、各々、互いに独立して、Ｒ１１について示した意味を有し、好ましくは直鎖状アルキル、直鎖状アルコキシまたは直鎖状アルケニルを示し、およびＺ、Ｚ１およびＲ２は、各々、互いに独立して、
−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＨ２−または単結合を示す、
で表わされる化合物を含む。
【００４８】
本発明はさらに、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリクスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイであって、誘電体として、請求項１〜９のいずれかに記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学ディスプレイに関する。
液晶混合物は、好ましくは、少なくとも６０Ｋのネマティック相範囲および２０℃で最大３０ｍｍ２・ｓ−１の流動粘度ν２０を有する。
【００４９】
本発明の液晶混合物は、−０．５〜−８．０、特に−３．０〜−６．０のΔεを有し、ここでΔεは、誘電異方性を示す。回転粘度γ１は、好ましくは＜２００ｍＰａ・ｓ、特に＜１７０ｍＰａ・ｓである。
液晶混合物における複屈折Δｎは、一般に０．０７〜０．１６、好ましくは０．０８〜０．１２である。
【００５０】
本発明の混合物は、すべてのＶＡ−ＴＦＴ用途、例えばＶＡＮ、ＭＶＡ、（Ｓ）−ＰＶＡおよびＡＳＶに適する。これらは、さらに、負のΔεのＩＰＳ（面内切換）、ＦＦＳ（フリンジフィールド切換）およびＰＡＬＣ用途に適する。
本発明によるディスプレイにおけるネマティック液晶混合物は、一般に、それら自体が１種または２種以上の個別の化合物からなる２つの成分ＡおよびＢを含む。
【００５１】
成分Ａは、顕著に負の誘電異方性を有し、ネマティック相に≦−０．５の誘電異方性を付与する。これは、好ましくは、式Ｉ、ＩＩＡ、ＩＩＢおよび／またはＩＩＩで表される化合物を含む。
成分Ａの割合は、好ましくは４５〜１００％、特に６０〜１００％である。
【００５２】
成分Ａについて、≦−０．８のΔεの値を有する１種（または２種以上）の個別の化合物が、好ましくは選択される。この値は、混合物全体におけるＡの割合が小さくなれば、より負でなければならない。
成分Ｂは、顕著なネマトゲン性および、２０℃において３０ｍｍ２・ｓ−１以下の、好ましくは２５ｍｍ２・ｓ−１以下の流動粘度を有する。
【００５３】
成分Ｂ中の特に好ましい個別の化合物は、２０℃において１８ｍｍ２・ｓ−１以下の、好ましくは１２ｍｍ２・ｓ−１以下の流動粘度を有する、極度に低い粘度のネマティック液晶である。
成分Ｂは、単変的に、または互変的にネマティックであり、スメクティック相の発生を、液晶混合物における極めて低い温度まで防止することができる。例えば、高いネマトゲン性を有する種々の材料を、スメクティック液晶混合物に加える場合には、これらの材料のネマトゲン性を、達成されるスメクティック相の抑制の程度により比較することができる。
【００５４】
多数の好適な材料が、文献から当業者に知られている。特に好ましいのは、式ＩＩＩで表される化合物である。
さらに、これらの液晶相はまた、１８種よりも多い成分、好ましくは１８〜２５種の成分を含むことができる。
【００５５】
相は、好ましくは、４〜１５種、特に５〜１２種、特に好ましくは＜１０種の、式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよび随意にＩＩＩで表される化合物を含む。
式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよびＩＩＩで表される化合物に加えて、他の構成成分もまた、例えば混合物全体の４５％まで、しかし好ましくは３５％まで、特に１０％までの量で存在することができる。
【００５６】
他の構成成分は、好ましくは、ネマティックまたはネマトゲン性物質から選択され、特に既知の物質から、アゾキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル類、テルフェニル類、フェニルまたはシクロヘキシル安息香酸類、フェニルまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸類、フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル類、シクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルナフタレン類、１，４−ビスシクロヘキシルビフェニル類またはシクロヘキシルピリミジン類、フェニルまたはシクロヘキシルジオキサン類、随意にハロゲン化されたスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および置換ケイ皮酸エステル類の群から選択される。
【００５７】
このタイプの液晶相の構成成分として適する最も重要な化合物は、式ＩＶ：
Ｒ９−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ１０            ＩＶ
式中、ＬおよびＥは、各々、１，４−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン系、２，５−二置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−二置換ナフタレン、ジおよびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンにより形成された群からの炭素環式または複素環式環系を示し、
【００５８】
Ｇは、
【化２７】
0005202829.tif 000028
またはＣ−Ｃ単結合を示し、Ｑは、ハロゲン、好ましくは塩素、または−ＣＮを示し、Ｒ９およびＲ１０は、各々、１８個まで、好ましくは８個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルカノイルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを示し、またはこれらの基の１つは、代替的に、ＣＮ、ＮＣ、ＮＯ２、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、Ｆ、ＣｌもしくはＢｒを示す、
により特徴づけることができる。
【００５９】
これらの化合物のほとんどにおいて、Ｒ９およびＲ１０は互いに異なっており、これらの基の１つは、通常アルキルまたはアルコキシ基である。提案された置換基の他の変形も、一般的である。多くのこのような物質またはこれらの混合物もまた、商業的に入手できる。これらの全ての物質は、文献から知られている方法により製造することができる。
【００６０】
当業者には言うまでもないことであるが、本発明のＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳまたはＰＡＬＣ混合物は、例えばＨ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体により置換されている化合物も含むことができる。
本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えばEP-A 0 240 379に記載されているような、通常の配置に相当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下の例は、本発明を、これを限定することなく説明することを意図する。本明細書中において、百分率は重量パーセントであり；すべての温度は摂氏温度で示す。
式Ｉで表される化合物に加えて、本発明の混合物は好ましくは、１種または２種以上の以下に示す化合物を含む。
【００６２】
以下の略語を用いる：
（ｎ、ｍおよびｚ:各々、互いに独立して、１、２、３、４、５または６）
【化２８】
0005202829.tif 000029
【００６３】
【化２９】
0005202829.tif 000030
【００６４】
【化３０】
0005202829.tif 000031
【００６５】
【化３１】
0005202829.tif 000032
【００６６】
【化３２】
0005202829.tif 000033
【００６７】
【化３３】
0005202829.tif 000034
【００６８】
【化３４】
0005202829.tif 000035
【００６９】
【化３５】
0005202829.tif 000036
【００７０】
【化３６】
0005202829.tif 000037
【００７１】
【化３７】
0005202829.tif 000038
【００７２】
本発明に従って用いることができる液晶混合物は、それ自体慣用である方法で製造される。一般的に、少ない方の量で用いる成分の所望の量を、有利には高温で、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で成分の溶液を混合し、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。
【００７３】
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、例えばＵＶ吸収剤、酸化防止剤および遊離基スカベンジャーを含むことができる。例えば、０〜１５％の多色性染料、安定剤またはキラルなドーパントを加えることができる。
【００７４】
例えば、０〜１５％の多色性染料を加えることができ、さらに導電性塩、好ましくは４−ヘキソキシ安息香酸エチルジメチルドデシルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボラナート（tetrabutylammonium tetraphenylboranate）もしくはクラウンエーテル類の錯塩を加えることができ（例えばHaller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Volume 24, pages 249-258 (1973)）、導電性を改善することができるか、または、物質を加えて、誘電異方性、粘度および／またはネマティック相の配向を改変することができる。このタイプの物質は、例えば、DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430および28 53 728に記載されている。
表Ａは、本発明の混合物に加えることができる可能なドーパントを示す。混合物がドーパントを含む場合には、これを、０．０１〜４重量％、好ましくは０．１〜１．０重量％の量で用いる。
【００７５】
【化３８】
0005202829.tif 000039
【００７６】
【化３９】
0005202829.tif 000040
【００７７】
例えば本発明の混合物に加えることができる安定剤を、以下の表Ｂに示す。
【化４０】
0005202829.tif 000041
【００７８】
【化４１】
0005202829.tif 000042
【００７９】
【化４２】
0005202829.tif 000043
【００８０】
【化４３】
0005202829.tif 000044
【００８１】
【化４４】
0005202829.tif 000045
【００８２】
以下の例は、本発明を、これを限定することなく説明することを意図する。本明細書中、
Ｖ０は、２０℃における容量性の閾値電圧［Ｖ］を示し、
Δｎは、２０℃および５８９ｎｍで測定した光学異方性を示し、
Δεは、２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性を示し、
ｃｌ．ｐ．は、透明点［℃］を示し、
γ１は、２０℃で測定した回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を示し、
Ｋ１は、２０℃における、「スプレー」変形弾性定数［ｐＮ］を示し、
Ｋ３は、２０℃における、「曲げ」変形弾性定数［ｐＮ］を示し、
ＬＴＳは、試験セル中で決定した低温安定性（ネマティック相）を示す。
【００８３】
閾値電圧の測定のために用いたディスプレイは、２０μｍの間隔における２枚の面平行外側板および、液晶のホメオトロピックな配向を行う外側板の内側上にＳＥ−１２１１（日産化学）被覆配向層を有する電極層を有する。
【００８４】
混合物例
【表１】
0005202829.tif 000046
【００８５】
【表２】
0005202829.tif 000047
【００８６】
【表３】
0005202829.tif 000048
【００８７】
【表４】
0005202829.tif 000049
【００８８】
【表５】
0005202829.tif 000050
【００８９】
【表６】
0005202829.tif 000051