(57)【要約】本発明は、双安定型液晶デバイスにおける、特にゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおける、高速スイッチング液晶組成物の使用であって、該組成物は、２５以上の誘電異方性Δεを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（α）を３０重量％以上含み、ここで前記化合物の２５重量％以上は、４０以上の誘電異方性Δεを有し；および、０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１（ここでγ１は、２０℃におけるｍＰａ・ｓで表した回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）を有する１種または２種以上の化合物を含む成分（δ）を含む、前記使用、ネマチック液晶媒体、ならびに前記高速スイッチング液晶組成物を含む双安定型液晶デバイスに関する。
2006509853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶デバイスにおける液晶組成物の使用であって、該組成物は、
−２５以上の誘電異方性Δεを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（α）を３０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含み、ここで前記化合物の２５重量％以上（該組成物の全重量に基づき）は、４０以上の誘電異方性Δεを有し；および、
−０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１（ここでγ１は、２０℃におけるｍＰａ・ｓで表した回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）をそれぞれが有する１種または２種以上の化合物を含む成分（δ）を含む；
前記使用。
【請求項２】
液晶デバイスが、ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスである、請求項１に記載の液晶組成物の使用。
【請求項３】
成分（δ）が、式Ｉ：
【化１】
2006509853.tif 000114
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【化２】
2006509853.tif 000115
であり、式中、
Ｌ１１およびＬ１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および、
【化３】
2006509853.tif 000116
であり、式中、
Ｌ１３およびＬ１４は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される少なくとも１種の化合物を含む、請求項１または２に記載の液晶組成物の使用。
【請求項４】
成分（α）が、少なくとも１種の式ＩＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＩＩＩの化合物：
【化４】
2006509853.tif 000117
式中、
ａ、ｂ、ｃおよびｄは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ２１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ３１は、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ２１およびＺ３１は、互いに独立して単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項５】
成分（α）が、少なくとも１種の式ＩＶ： 
【化５】
2006509853.tif 000118
式中、
ｅおよびｆは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ４１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ４１は、単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項４に記載の液晶組成物の使用。
【請求項６】
式Ｉにおいて、 
Ｒ１１は、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【化６】
2006509853.tif 000119
請求項３〜５のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項７】
液晶組成物がさらに、式Ｖ、ＶＩ，ＶＩＩ、ＶＩＩＩおよびＩＸ：
【化７】
2006509853.tif 000120
式中、
ｇは、０または１であり；
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ８１、Ｒ８２、Ｒ９１およびＲ９２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｌ５１は、ＨまたはＦであり；
Ｚ６１は、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−であり；
【化８】
2006509853.tif 000121
は互いに独立して、
【化９】
2006509853.tif 000122
であり；
【化１０】
2006509853.tif 000123
であり、式中、
Ｌ５２およびＬ５３は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物からなる群から選択される、少なくとも１種の化合物を含む成分（β）を、５重量％以上（前記組成物の全重量に基づき）含む、請求項１〜６のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項８】
液晶組成物がさらに、０．２０以上の光学的異方性Δｎを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（γ）を３重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含む、請求項１〜７のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項９】
成分（γ）が、式Ｘ： 
【化１１】
2006509853.tif 000124
式中、
ｋは、０、１または２であり；
Ｒ１０１およびＲ１０２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；および
【化１２】
2006509853.tif 000125
で表される少なくとも１種の化合物を含む、請求項８に記載の液晶組成物の使用。
【請求項１０】
液晶組成物がさらに、少なくとも１種の式ＸＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＸＩＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＸＩＩＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＸＩＶの化合物：
【化１３】
2006509853.tif 000126
式中、
Ｒ１１１およびＲ１４２は、互いに独立してＣ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１２１、Ｒ１３１、Ｒ１３２およびＲ１４１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１２２は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｙ１１１は、ＦまたはＣｌであり；
Ｌ１１１およびＬ１１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
【化１４】
2006509853.tif 000127
は互いに独立して、
【化１５】
2006509853.tif 000128
である；
で表される化合物を含む、請求項３〜９のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項１１】
液晶組成物が成分（α）を５０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項１２】
液晶組成物が成分（α）を５０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含み、ここで当該化合物の３０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）が４０以上の誘電異方性Δεを有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項１３】
液晶組成物が成分（δ）を５重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項１４】
液晶組成物が、少なくとも１種の、式ＸＶＩおよび／または式ＸＶＩＩおよび／または式ＸＶＩＩＩおよび／または式ＸＩＸおよび／または式ＸＸおよび／または式ＸＸＩおよび／または式ＸＸＩＩ：
【化１６】
2006509853.tif 000129
式中、
Ｒ１６１、Ｒ１７１、Ｒ１８１、Ｒ１８２、Ｒ２０１、Ｒ２１１およびＲ２２１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１９１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｙ１６１、Ｙ１７１、Ｙ１９１、Ｙ２０１、Ｙ２１１およびＹ２２１は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲンにより一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルカニルまたはＣ２〜Ｃ１５アルケニル、またはハロゲンにより一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルコキシであり；
Ｌ１６１、Ｌ１７１、Ｌ１９１、Ｌ１９２、Ｌ２０１、Ｌ２０２、Ｌ２０３、Ｌ２０４、Ｌ２１１、Ｌ２１２、Ｌ２１３、Ｌ２１４、Ｌ２１５、Ｌ２１６、Ｌ２２１、Ｌ２２２、Ｌ２２３およびＬ２２４は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
Ｚ１６１は、−ＣＯ−Ｏ−、ＣＨ２ＯまたはＣＦ２Ｏである； 
で表される化合物を含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶組成物の使用。
【請求項１５】
液晶媒体であって、
−２５以上の誘電異方性Δεを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（α）を３０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含み、ここで前記化合物の２５重量％以上（該組成物の全重量に基づき）は、４０以上の誘電異方性Δεを有し；および、
−０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１（ここでγ１は、２０℃におけるｍＰａ・ｓで表した回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）をそれぞれが有する１種または２種以上の化合物を含む成分（δ）を含む；
前記液晶媒体。
【請求項１６】
−成分（δ）が、少なくとも１種の式Ｉ：
【化１７】
2006509853.tif 000130
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【化１８】
2006509853.tif 000131
であり、式中、
Ｌ１１およびＬ１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および、
【化１９】
2006509853.tif 000132
であり、式中、
Ｌ１３およびＬ１４は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物を含み、そして、
−成分（α）が、少なくとも１種の式ＩＩ：
【化２０】
2006509853.tif 000133
式中、
ａおよびｂは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ２１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ２１は、単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項１５に記載の液晶媒体。
【請求項１７】
−成分（δ）が、少なくとも１種の式Ｉ：
【化２１】
2006509853.tif 000134
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【化２２】
2006509853.tif 000135
であり、式中、
Ｌ１１およびＬ１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および、
【化２３】
2006509853.tif 000136
であり、式中、
Ｌ１３およびＬ１４は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物を含み、そして、
−成分（α）が、少なくとも１種の式ＩＩＩ：
【化２４】
2006509853.tif 000137
式中、
ｃおよびｄは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ３１は、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ３１は、単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項１５に記載の液晶媒体。
【請求項１８】
成分（α）がさらに、少なくとも１種の式ＩＶ： 
【化２５】
2006509853.tif 000138
式中、
ｅおよびｆは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ４１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ４１は、単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項１６または１７に記載の液晶媒体。
【請求項１９】
双安定型液晶デバイスであって、
−フレームと共にセルを形成する、２つの外部基板；
−該セル内に存在する、液晶組成物；
−前記外部基板の内側の、配向層を有する電極構造であって、少なくとも１つの配向層は、前記液晶組成物の化合物が少なくとも２つの異なる安定状態に適合することを可能とする配向格子を含み、それによって、前記配向層を有する前記電極構造のアセンブリが、前記少なくとも２つの異なる安定状態の間のスイッチングを、好適な電気信号を前記電極構造に適用することによって達成する、前記電極構造；
を含み、
−ここで前記液晶組成物は、
−２５以上の誘電異方性Δεを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（α）を３０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含み、ここで前記化合物の２５重量％以上（該組成物の全重量に基づき）は、４０以上の誘電異方性Δεを有し；および、
−０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１（ここでγ１は、２０℃におけるｍＰａ・ｓで表した回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）を有する１種または２種以上の化合物を含む成分（δ）を含む；
前記双安定型液晶デバイス。
【請求項２０】
双安定型液晶デバイスであって、
−前記デバイスは、ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスであり；そして
−外部基板の内側の配向層を有する電極構造が少なくとも１つの配向層を有し、該配向層は、前記液晶組成物の化合物が、同じ方位角面内で異なるプレチルト角を有する少なくとも２つの異なる安定状態に適合することを可能とする配向格子を含む、
請求項１９に記載の前記双安定型液晶デバイス。
【請求項２１】
双安定型液晶デバイスであって、成分（δ）が、少なくとも１種の式Ｉ：
【化２６】
2006509853.tif 000139
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【化２７】
2006509853.tif 000140
であり、式中、
Ｌ１１およびＬ１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および、
【化２８】
2006509853.tif 000141
であり、式中、
Ｌ１３およびＬ１４は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物を含む、請求項１９または２０に記載の前記双安定型液晶デバイス。
【請求項２２】
成分（α）が、少なくとも１種の式ＩＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＩＩＩの化合物：
【化２９】
2006509853.tif 000142
式中、
ａ、ｂ、ｃおよびｄは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ２１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ３１は、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ２１およびＺ３１は、互いに独立して単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項１９または２１に記載のゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス。
【請求項２３】
成分（α）が、少なくとも１種の式ＩＶ： 
【化３０】
2006509853.tif 000143
式中、
ｅおよびｆは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ４１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ４１は、単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含む、請求項２２に記載のゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス。
【請求項２４】
液晶組成物がさらに、式Ｖ、ＶＩ，ＶＩＩ、ＶＩＩＩおよびＩＸ：
【化３１】
2006509853.tif 000144
式中、
ｇは、０または１であり；
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ８１、Ｒ８２、Ｒ９１およびＲ９２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｌ５１は、ＨまたはＦであり；
Ｚ６１は、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−であり；
【化３２】
2006509853.tif 000145
は、互いに独立して、
【化３３】
2006509853.tif 000146
であり；
【化３４】
2006509853.tif 000147
式中、
Ｌ５２およびＬ５３は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含む成分（β）を、５重量％以上（前記組成物の全重量に基づき）含む、請求項２１〜２３のいずれかに記載のゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス。
【請求項２５】
液晶組成物がさらに、０．２０以上の光学的異方性Δｎを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（γ）を、３重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含む、請求項１９〜２４のいずれかに記載のゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス。
【請求項２６】
成分（γ）が、式Ｘ： 
【化３５】
2006509853.tif 000148
式中、
ｋは、０、１または２であり；
Ｒ１０１およびＲ１０２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；および
【化３６】
2006509853.tif 000149
である；
で表される少なくとも１種の化合物を含む、請求項２５に記載のゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス。
【請求項２７】
液晶組成物がさらに、少なくとも１種の式ＸＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＸＩＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＸＩＩＩの化合物および／または少なくとも１種の式ＸＩＶの化合物：
【化３７】
2006509853.tif 000150
式中、
Ｒ１１１およびＲ１４２は、互いに独立してＣ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１２１、Ｒ１３１、Ｒ１３２およびＲ１４１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１２２は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｙ１１１は、ＦまたはＣｌであり；
Ｌ１１１およびＬ１１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
【化３８】
2006509853.tif 000151
は互いに独立して、
【化３９】
2006509853.tif 000152
である；
で表される化合物を含む、請求項２１〜２６のいずれかに記載のゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス。
【請求項２８】
液晶組成物が、少なくとも１種の、式ＸＶＩおよび／または式ＸＶＩＩおよび／または式ＸＶＩＩＩおよび／または式ＸＩＸおよび／または式ＸＸおよび／または式ＸＸＩおよび／または式ＸＸＩＩ：
【化４０】
2006509853.tif 000153
【化４１】
2006509853.tif 000154
式中、
Ｒ１６１、Ｒ１７１、Ｒ１８１、Ｒ１８２、Ｒ２０１、Ｒ２１１およびＲ２２１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１９１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｙ１６１、Ｙ１７１、Ｙ１９１、Ｙ２０１、Ｙ２１１およびＹ２２１は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲンによって一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルカニルまたはＣ２〜Ｃ１５アルケニル、、またはハロゲンによって一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルコキシであり；
Ｌ１６１、Ｌ１７１、Ｌ１９１、Ｌ１９２、Ｌ２０１、Ｌ２０２、Ｌ２０３、Ｌ２０４、Ｌ２１１、Ｌ２１２、Ｌ２１３、Ｌ２１４、Ｌ２１５、Ｌ２１６、Ｌ２２１、Ｌ２２２、Ｌ２２３およびＬ２２４は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
Ｚ１６１は、−ＣＯ−Ｏ−、ＣＨ２ＯまたはＣＦ２Ｏである； 
で表される化合物を含む、請求項１９〜２７のいずれかに記載の双安定型液晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双安定型液晶デバイスにおける、特にゼナサル（zenithal）双安定型ネマチック液晶デバイスにおける高速スイッチング液晶組成物の使用、ネマチック液晶媒体、および高速スイッチング液晶組成物を含む双安定型液晶デバイスに関する。
【０００２】
液晶媒体を情報の表示に用いる電気光学デバイスはよく知られており、広い範囲の技術用途に用いられている（例えば、H. Kawamoto, Proc. IEEE, 90 460 (2002)の概説を参照）。これらのうち、ネマチック液晶デバイスは最も卓越しており、例えば、ねじれネマチック（ＴＮ）液晶デバイス（M. Schadt and W. Helfrich, Appl. Phys. Lett., 18, 127 (1971)）および超ねじれネマチック（ＳＴＮ）液晶デバイス（特にT. J. Scheffer and J. Nehring, Appl. Phys. Lett., 48, 1021 (1984)を参照）がある。これらのデバイスは単安定性であり、すなわち、液晶媒体は好適な電圧を印加することによりＯＮ状態にスイッチングされ、印加した電圧が低い電圧レベルを下回った場合にＯＦＦ状態にスイッチングされることが可能となる。複雑な情報を表示するためには、電気光学デバイスは互いに独立してスイッチング可能な多数の画素を含む必要がある。しかし、画素の直接または多重アドレシングが用いられる場合、ネマチック液晶ディスプレイにおけるアドレス可能な素子数は制限され、第１のケースにおいては電気的接続の単なる幾何学的要件により、また第２のケースにおいてはデバイスの送電対電圧曲線の急峻度によって、制限される。
【０００３】
この制限は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を各画素に組み込むことにより克服できる。かかるデバイスは、アクティブマトリックス（ＡＭ）ディスプレイとしても知られており、多数の画素へのアドレシングを可能とし、従って大面積高解像度ディスプレイに対して比較的低い電圧要件でのアドレシングを可能としている。これらデバイスの幾つかはまた機械的に安定であり、広い温度範囲を有する。これにより小型で携帯可能な電池駆動式ディスプレイの製造が可能となるが、この技術は用途によっては幾つかの欠点も有する。ＡＭディスプレイの製造は、かなり高い生産コストの一因となる複雑なアセンブリの組立てを含む、現在でも複雑なプロセスである。デバイスは固有または内部メモリを持たないため、静止画に対してさえもディスプレイの定期的な更新が必要である。これは、比較的高い電力消費と、従ってかなり短い電池寿命の原因となる。このことは、時々にのみ変更される情報を表示する携帯用デバイス、または表示装置の一部のみに情報を表示する携帯用デバイス、例えば、携帯電話、携帯情報端末（パーソナル・デジタル・アシスタント、ＰＤＡ）、ポケベル、電子棚札（electronic shelf edge label）などには特に望ましくない。
【０００４】
これらネマチック液晶デバイスの限界および欠点を回避する１つのアプローチは、内部メモリー効果を有するディスプレイ、例えば双安定型液晶デバイスを用いることである。双安定性とは、デバイス内部の液晶媒体の分子が２つ（または３つ以上）の異なる安定状態を取れることを意味する。その結果、好適なアドレススキームを適用することにより、媒体の液晶分子は、アドレシングの後にも持続する第１安定状態にスイッチングされる。他のアドレススキームを用いることにより、液晶分子は、同様にアドレシングの後にも持続する第２の安定状態を取る。
【０００５】
スメクチック液晶材料を用いた強誘電性液晶ディスプレイは、双安定型デバイスとして作成することが可能である。しかしそれらは幾つかの欠点を有しており、例えば、衝撃抵抗性の不足、動作温度範囲が狭いこと、および製造を困難にする低いセルギャップなどである。従ってこれらの強誘電性デバイスは、上記の携帯用デバイスに対するディスプレイの要求事項を充足しない可能性が高い。
【０００６】
しかし、強誘電性スメクチック液晶だけでなく、ネマチック液晶もまた双安定型デバイスに用いることができる。ネマチック液晶が取る双安定型バルク構造を利用する他のアプローチに加えて（例えば、I. Dozov et al., “Recent improvements of bistable nematic displays switched by anchoring breaking (BiNem(登録商標))”, Proceedings SID 01 (2001), 16.1, 224およびその中に引用された参考文献を参照のこと）、ネマチック液晶ディスプレイにおいて双安定性を達成する有望な方法の１つは、２つまたは３つ以上の安定状態を支持可能な表面配向を用いることである。文献で考察されているように（例えば、J. C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A Graham, P. Brett and J. Hughes, “Novel bistable liquid crystal displays based on grating alignment,” in “Liquid Crystal Materials, Devices, and Flat Panel Displays,” R. Shashidhar, B. Gnade, Eds., Proceedings of SPIE Vol. 3955 (2000), 84およびその中で引用されている参考文献を参照のこと）、２つの型、すなわち方位角双安定性およびゼナサル双安定性が識別できる。
【０００７】
第１の例（すなわち、方位角双安定性）においては、ディスプレイセルのプレート（または基板）の１つの表面に格子配向を有するディスプレイ中の液晶分子のディレクタは、両方の安定状態において、前記プレートに対して平行に存在する；これは、安定状態の間のスイッチングが、ディスプレイセルのプレートの面内で起こることを意味する（例えば、二重格子配向層を有する基板の使用について記載しているWO 92/00546およびWO 95/22077を参照のこと）。しかし、安定状態の選択を再現することは困難であることが見出され、スイッチングは一般に、高い動作過電圧（switching voltage）を必要とする。
【０００８】
一方、ゼナサル双安定性は、ゼナサル双安定型表面が用いられた場合に観察される（図１参照；小さい線は、表面格子と適切な配向層との相互作用により配列された液晶分子の局所ディレクタを示す）。かかる表面においては、液晶分子のディレクタは、同じ方位面（すなわち、ディスプレイセルの基板の表面に垂直な面）において異なるプレチルト角を有する２つの可能な構造を有する。第１の状態は高チルト状態であり、一方第２の状態は低チルト状態である。ゼナサル双安定型表面の格子は、その振幅ａおよびピッチＬによって定義される；Ｌの典型的な値は約１μｍであり、ａについては約０．６〜０．８μｍである（WO 97/14990および、詳細についてはWO 02/08825；J. C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A. Graham, P. Brett and J. Hughes，““Novel bistable liquid crystal displays based on grating alignment,” in “Liquid Crystal Materials, Devices, and Flat Panel Displays,” R. Shashidhar, B. Gnade, eds., Proceedings of SPIE Vol. 3955 (2000), 84を参照のこと）。
【０００９】
ホメオトロピック配向は、例えば、格子をホメオトロピック配向層でコーティングすることにより誘発することができる。この配向は、液晶分子のディレクタが格子の溝に平行に位置しないことを保証する。液晶分子のディレクタの配向が（局所的に）表面に垂直であるにも関わらず、すなわち、溝に対し垂直な方向に沿って表面上の位置により変化するにも関わらず、「バルク（全体）」としての配向は、両方の状態において、反対側の表面配向に大きく影響される。１つの安定状態から他へのスイッチングは、単純に電気的パルスを適用し、それによって黒の表示または画素から白へのスイッチング（またはその逆）を、適切な偏光子構造または遅延によって引き起こすことにより達成され、元の状態へのスイッチングは、逆の極性のパルスを適用して、白から黒へとスイッチングすること（またはその逆）により引き起こされる。スイッチングはまた、同じ極性のパルスを用いても誘発できるが、はるかに高い電圧が必要である（「逆スイッチング」とも呼ばれる）；しかし、逆スイッチングは、アドレシングの観点からゼナサル双安定型ネマチックデバイスの動作を制限し、従って逆スイッチングには可能な限り高い電圧が要求される、不利益な効果を有する。
【００１０】
一般に、ゼナサル双安定性を得るためには、ディスプレイセルの２つの基板の１つのみに表面格子が設けられる。反対側のプレートは、液晶ディレクタのホメオトロピック配向を提供する表面（ＶＡＮモード、図２ａ参照）、またはディレクタのプレーナ配向を誘発する表面（ねじれモード、図２ｂ参照）を有することができ、それによって低チルト状態のセル全体に渡って、基板に対して垂直な軸の回りに液晶ディレクタのねじれを生じさせる。セルの幾何学および構造、正確なセルのパラメータ、アドレシング方法、ゼナサル双安定型デバイス全体の組立て（偏光子の使用を含む）などについての詳細は、WO 97/14990、E. L. Wood, G. P. Bryan-Brown, P. Brett, A. Graham, J. C. Jones, and J. R. Hughes, “Zenithal Bistable Device (ZBDTM) Suitable for Portable Applications, SID 00 Digest (2000), 124、J. C. Jones, J. R. Hughes, A. Graham, P. Brett, G. P. Bryan-Brown, and E. L. Wood, “Zenithal Bistable Devices: Towards the electronic book with a simple LCD”, IDW ’00 (2000), 301、J. C. Jones, S. M. Beldon and E. L. Wood, “Greyscale in Zenithal Bistable LCD: The Route to Ultra-low Power Colour Displays”, seminar talk on the ASID meeting 2002 of the Society for Information Display, Singapore, September 2002、および、J. C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A. Graham, P. Brett and J. Hughes, “Novel bistable liquid crystal displays based on grating alignment”, in “Liquid Crystal Materials, Devices, and Flat Panel Displays”, R. Shashidhar, B. Gnade, eds., Proceedings of SPIE Vol. 3955 (2000), 84に掲載されている詳細な考察およびその中に引用されている参考文献を参照のこと。
【００１１】
電気光学デバイスにおいてゼナサル双安定性を利用することにより、魅力ある特性が提供される：
−連続更新なしでディスプレイ上の画像を保持することと共に、
−高い機械的衝撃安定性、
−ディスプレイが、画像が変化したときにのみアドレシングが必要であるため、低い消費電力、
−ＴＦＴ素子の必要性なしで、非限定的解像度への無限多重通信可能性、
−送信および反射モードが可能、
−プラスチック基板と共に使用することへの好適さ、などである。
【００１２】
ゼナサル双安定型ディスプレイの作成および組立てに加えて、ゼナサル双安定型デバイス技術についての他のキーとなる論点は、ディスプレイセルの内部で用いるネマチック液晶媒体である。
ゼナサル双安定型デバイス、および従って液晶媒体は、デバイスの特定の使用にほぼ対応して、幾つかの要求事項を満たす必要がある。最適化すべき物理変数を予想できる一定の理論が現在のところ存在しないため、ゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおける有効性に関して液晶媒体を評価するために、（準）経験的パラメータのセットを用いることが助けになることが見出されている。これらは、従来技術の液晶混合物、すなわちMerck KGaA, Darmstadt, GermanyのＭＬＣ−６２０４−００についての、パルス幅πの動作過電圧および反対の極性における１０％と９０％のスイッチングレベルに対する、いわゆるπ−Ｖ曲線に例示される（図３参照）。
【００１３】
第１に、消費電力を最小化し、デバイスの画素へのアドレシングに対してより柔軟性を許容し、また標準ＳＴＮドライバの限界内に留まるために、１つの双安定状態から他へとスイッチングするには、低いスイッチングフィールドおよび対応する低い動作電圧が望ましい。材料の比較については、あるパルス（通常、１００μｓパルス幅）に対するスイッチングフィールドＥを、例えば０から９０％送信（黒から白；Ｂ−Ｗ）への送信変化を与える動作過電圧Ｖから、ゼナサル双安定性を提供する与えられた試験セル内の特定の液晶混合物に対して決定することができる。（一般に、１００から１０％への白から黒への、すなわちＷ−Ｂの送信変化の遷移であって、ここでそのスイッチングフィールドが、格子形状およびサイズに依存してＢ−Ｗ遷移より高いかまたは低いものもまた用いることができる。）格子上の電圧降下（これは異なる型の格子およびセルの厚さに応じて変化する）を考慮するためには、実際に測定したＥの値を、比較の目的で液晶の直上のフィールドを識別するために修正し、１００μｓのパルスに対する修正スイッチングフィールドＥＬＣ＠１００μｓを与える。ここで、液晶の直上のフィールドを計算する際に、付加係数１．５μｍをセルの厚さｄに加える：
Ｅ１００μｓ＝Ｖ１００μｓ／ｄおよび、ＥＬＣ＠１００μｓ＝Ｖ１００μｓ／（ｄ＋１．５）、ここでｄはμｍ単位。
【００１４】
ＥＬＣ＠１００μｓに最適セルギャップｄｏｐｔ（この値はＴＮ第１最小条件ｄｏｐｔ＝λ√３（２Δｎ）を用いて近似でき、ここでλ＝５５５ｎｍおよびΔｎは液晶媒体の光学的異方性である）を乗じることにより、液晶直上の１００μｓパルスに対する最適セルギャップに対応する動作電圧Ｖｏｐｔを得る。ＥＬＣ＠１００μｓおよび従ってＶｏｐｔは、用いる液晶に依存する。（最適セルギャップはここではねじれモード（図２ｂ）参照に対してのみ考慮するが、比較はＶＡＮモード（図２ａ）参照に対しても行うことができ、ここでハイブリッド状態の遅延は、偏光子構造に依存して２分の１波長板または４分の１波長板のどちらかに整合する（それぞれ、ｄΔｎ＝λ／２またはｄΔｎ＝λ／４））。
【００１５】
考慮すべき第２の経験的パラメータは、最適セルギャップに対応する動作ウィンドウΔＶｏｐｔである。これは、逆スイッチングの効果を記述する：所定のタイムスロット、例えば４００μｓ、および規定のパルス極性例えばＢ−Ｗでパルスを適用する場合、スイッチングフィールドの特定の値において所望のスイッチングが観察され、さらに、逆極性のパルスによってではなく同じ極性のパルスによって、増加するスイッチングフィールドにおいて誘発される逆スイッチング（この場合は例えばＷ−Ｂ）が観察される。技術的目的のためには、前記動作ウィンドウは明らかに可能な限り広くあるべきで、それによって用いられる駆動スキームのさらなる柔軟性を許容し、特に、良好なグレースケール動作を達成することとの関連において許容する（J. C. Jones, S. M. Beldon and E. L. Wood, “Greyscale in Zenithal Bistable LCD: The Route to Ultra-low Power Colour Displays”, seminar talk on the ASID meeting 2002 of the Society for Information Displayを参照のこと）。これはΔＥＬＣ＠４００μｓによって表すことができ、この値は４００μｓパルスに対する９０％逆スイッチングフィールドと９０％Ｂ−Ｗスイッチングフィールドとの間の差の修正値である。
ΔＥ４００μｓ＝ΔＶ４００μｓ／ｄおよび、ΔＥＬＣ＠４００μｓ＝ΔＶ４００μｓ／（ｄ＋１．５）、ここでｄはμｍ単位。
【００１６】
最適セルギャップｄｏｐｔにΔＥＬＣ＠４００μｓを乗じて考慮に入れ、動作ウィンドウΔＶｏｐｔ（ｄｏｐｔΔＥＬＣ＠４００μｓ＝ΔＶｏｐｔ）を得る。
さらに他の重要なパラメータは、ネマチック混合物が異方性となる温度を表す液晶媒体の透明点ＴＮＩである。多くの技術的目的のため、およびゼナサル双安定性を利用した電気光学デバイスの可変性（そして可能な用途）を増加させるために、高い透明点、好ましくは８０℃以上の透明点を有する液晶媒体が望ましい。
【００１７】
さらに他のパラメータ、最適セルギャップに対応する光学応答時間τｏｐｔは、液晶媒体が電気パルスの適用によりどの程度速く安定状態の間を変化するかを表す。これは、１００μｓパルスを実際の試験セルに用いて、１０〜９０％Ｂ−Ｗ遷移に対する応答時間τを測定することにより決定できる；次に、実験値を標準化するために、τに（ｄｏｐｔ／ｄ）２を乗じてτｏｐｔを得る（ｄｏｐｔは、上記でＶｏｐｔに対して計算した最適セルギャップであり、ｄは用いた試験セルの実際のセルギャップである）。Ｗ−Ｂ遷移は非常に速く（１ｍｓ未満）、実際Ｂ−Ｗ応答時間は、用いる液晶媒体の物性を評価する際に非常に重要である。τｏｐｔが小さいほど、液晶媒体の応答時間は短い。小さいτｏｐｔ（約４０ｍｓ、または、好ましくは約３０ｍｓ未満）は、ある電気光学用途、例えば動画の表示に対しては望ましい。特定のビデオ用途には、フラッシュを観察しないために約１６ｍｓ未満のτｏｐｔが望ましい。
【００１８】
ゼナサル双安定型デバイスにおけるその使用が従来技術に記載されているこれらの液晶媒体は、上記に概説したパラメータの要求事項全てを満たしてはいない。ゼナサル双安定型デバイスにおいて好ましい媒体として用いられている液晶混合物ＭＬＣ−６２０４−０００（Merck KGaA, Darmstadt, Germanyから入手可能）でさえも（WO 01/40853、例６；J. C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A Graham, P. Brett and J. Hughes, “Novel bistable liquid crystal displays based on grating alignment,” in “Liquid Crystal Materials, Devices, and Flat Panel Displays,” R. Shashidhar, B. Gnade, Eds., Proceedings of SPIE Vol. 3955 (2000), 84）、透明点ＴＮＩは６２．４℃に過ぎず、多くの可能な用途用のゼナサルネマチック双安定型デバイスにおいて用いるには低い温度である。さらに、そのτｏｐｔは４０ｍｓを越えており、小さな光学応答時間τｏｐｔを要求する幾つかの特定用途用のゼナサルネマチック双安定型デバイスにおいて用いるには大きすぎる。
【００１９】
従って、本発明は、双安定型液晶デバイス、特にゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いるのに好適な、改良された特性を有する液晶組成物を提供するという問題に遭遇する。
【００２０】
本問題点は、双安定型液晶デバイスにおいてある液晶組成物を用いることによって解決され、ここで該デバイスは好ましくはゼナサルネマチック液晶デバイスであり、該組成物は、
−２５以上の誘電異方性Δεを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（α）を３０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含み、ここで前記化合物の２５重量％以上（該組成物の全重量に基づき）は、４０以上の誘電異方性Δεを有し；および、
−０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１（ここでγ１は、２０℃におけるｍＰａ・ｓで表した回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）をそれぞれが有する１種または２種以上の化合物を含む成分（δ）を含む。
【００２１】
（誘電異方性、回転粘性および透明点は、「Physical Properties of Liquid Crystals -Description of the measurement methods”, ed. W. Becker, Merck KGaA, Darmstadt, 1998」に記載の方法に従って決定することができ、ここで、単一の化合物についての値は、当初の混合値が既知の標準ホスト混合物（通常、Merck KGaA, Darmstadt, GermanyのＺＬＩ−４７９２）中の既知の濃度（通常、１つの化合物について１０重量％）を用いて決定された値から外挿することができる。単一化合物のさらなるパラメータは、同様にして得ることができる。）
【００２２】
本発明のさらなる対象は、双安定型液晶デバイスであって、
−フレームとともにセルを形成する、２つの外部基板；
−前記セル内に存在する液晶組成物；
−前記外部基板の内側の配向層を有する電極構造であって、少なくとも１つの配向層は配向格子を含み、該配向格子は、前記液晶組成物が少なくとも２つの異なる安定状態を取ることを可能とし、それによって前記配向層を有する前記電極構造のアセンブリが、前記少なくとも２つの異なる安定状態の間のスイッチングを、好適な電気信号を前記電極構造に適用することによって達成する、前記電極構造；
−ここで前記液晶組成物は、本明細書に記載されている組成物（α）および（δ）を含む液晶組成物である、
を含む、前記デバイスである。
【００２３】
特に、前記双安定型液晶デバイスは、ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスであって、ここで、前記外部基板の内側の配向層を有する電極構造においては、前記液晶組成物の化合物が、同じ方位角面内で異なるプレチルト角を有する少なくとも２つの異なる安定状態を取ることを可能とする配向格子を含む、少なくとも１つの配向層を有し、それによって、前記配向層を有する前記電極構造のアセンブリが、前記少なくとも２つの安定状態の間のスイッチングを、前記電極構造に好適な電気信号を適用することによって達成する、前記ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスである。
【００２４】
以後、本発明は、前記ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおける液晶組成物の使用に関して主として記述されるが、これは、他の液晶デバイスにおいても同様に用いることができることが理解され、例えば、方位角双安定型液晶デバイスなどの双安定型液晶デバイスにおいても用いることができ、これについては、特に、WO 92/00546およびWO 95/22077に開示されている。従って、詳細はゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスに対して示されるが、他のタイプの双安定型液晶デバイスの要求にも容易に適合可能である。
【００２５】
本発明による、ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイス、およびゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおいて用いるための液晶組成物は、改善されたパラメータのセットを示し、該パラメータは特に、動作電圧、動作ウィンドウ、および特に透明点である。例えば、本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いるための液晶組成物の透明点は、ゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて従来用いられていた液晶混合物の透明点より大幅に高いことに注目すべきである。動作電圧および動作ウィンドウは共に、ゼナサル双安定型ネマチックデバイスの動作に有用な範囲である。さらに、本発明の好ましい態様において、光学応答時間τｏｐｔは大幅に低減され、双安定型液晶デバイス、特にゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおいて用いるための、高速スイッチング液晶組成物が得られる。
【００２６】
本発明によるゼナサル双安定型ネマチックデバイスの一部であるセルは、ネマチック液晶組成物が少なくとも２つの異なるゼナサル双安定状態を取ることを可能にする任意の従来のセルであってよい。図１に、２つの可能性のある安定状態を模式的に示す。２つの異なるゼナサル双安定状態は、同じ方位角面内において液晶分子が取る２つの異なるプレチルト角によって特徴付けられる。セルはフレームおよび２つの外部基板またはプレートを含み、該基板の内側に、配向層を有する電極構造を有する。これら配向層のうちの少なくとも１つはゼナサル配向格子を有し、該ゼナサル配向格子は当業者に知られており、例えばWO 97/14990、WO 01/40853、WO 02/08825およびJ. C. Jones, et al., Proceedings of SPIE Vol. 3955 (2000), 84に記載されている。
【００２７】
電極構造は配向層（単数または複数）と共に組み立てられて、（２つの安定状態の場合は）１つの安定状態から他へのスイッチングは、好適な電気信号を電極構造に適用し、それにより該電気信号がセル内部の液晶組成物へ適用されることによって達成されることになる。一般に、かかる好適な電気信号として単一パルスを用いることができる。詳細は当業者に知られており、WO 97/14990、WO 01/40853、WO 02/08825、J. C. Jones, J. R. Hughes, A. Graham, P. Brett, G. P. Bryan-Brown, IDW’00 (2000), 301、J. C. Jones, et al., Proceedings of SPIE Vol. 3955 (2000), 84およびE. L. Wood, P. J. Brett, G. P. Bryan-Brown, A. Graham, R. M. Amos, S. Beldon, E. Cubero and J. C. Jonns, “Large Area, High Resolution Portable ZBD Display”, SID 02 Digest (2002), 22-25に記載されている。
【００２８】
格子配向層を有する基板の反対側の基板は、好適な表面処理によってホメオトロピック配向を有することができる（図２ａ）参照）。電気パルスの適用によるスイッチングは、高チルトまたは垂直配向状態から、低チルトまたはハイブリッド配向状態へと生じる。このスイッチングは、セルが交叉された偏光子の間に配置されていれば黒から白（Ｂ−Ｗ）への変化を与え（格子方向へ４５°）、最も明るい白状態は、垂直配向状態が２分の１波長板（ｄΔｎ＝λ／２）として作用する場合に得られる。このスイッチングモードは、ＶＡＮモードと呼ばれる。ＶＡＮモードを利用するゼナサル双安定型デバイスは、セルギャップの変化に対して非常に感度が低い。それらは、広い視野角を達成するために付加的な光学補償板が必要である。ゼナサル双安定型デバイスの第２のスイッチングモードは、ＴＮモードと呼ばれる（図２ｂ）参照）。格子配向層を有する基板の反対側の基板は、通常はラビングされたポリイミドの配向層を有し、該基板の液晶分子にプレーナ配向をもたらす。
【００２９】
これにより、セル上の基板に垂直な軸の周りに、液晶ダイレクタのねじれを引き起こす。電気パルスの適用によるスイッチングは、低チルトまたはねじれ配向状態から高チルトまたはハイブリッド配向状態へと引き起こされる。このスイッチングは、セルが平行な偏光子の間に配置されており、ハイブリッド状態の通常の屈折率の影響を考慮した、わずかに修正されたＴＮ第１最小状態（上記のような）を用いていれば、黒から白（Ｂ−Ｗ）への変化を与える。標準入射コントラスト比が高いので、透過型ディスプレイには、広い視野角を実現するための付加的な光学補償板は不要である。従って、ＴＮモードは、ゼナサル双安定型ネマチックデバイスの殆どの技術的用途に好ましい。ゼナサル双安定型反射ディスプレイを構成することも可能であり、ゼナサル双安定型トランスフレクティブ（transflective）ディスプレイさえも可能である。詳細について、および用いる偏光子については、WO 97/14990、E. L. Wood, G. P. Bryan-Brown, P. Brett, A. Graham, J. C. Jones, and J. R. Hughes, SID 00 (2000), 124およびE. L. Wood, P. J. Brett, G. P. Bryan-Brown, A. Graham, R. M. Amos, S. Beldon, E. Cubero and J. C. Jones, “Large Area, High Resolution Portable ZBD Display”, SID 02 Digest (2002), 22-25に記載されている。
【００３０】
本発明の文脈において、および双安定型液晶デバイスにおいて、特に本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いるための液晶組成物に含まれる化合物に関して、用語「アルキル」は、本明細書または請求項において別に異なる様式で定義されていない限り、直鎖および分枝の１〜１５個の炭素原子を有する炭化水素（脂肪族）基を意味する。炭化水素基は、無置換か、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮからなる群から独立して選択される１個または２個以上の置換基により置換されることができる。この、脂肪族飽和基を含む「アルキル」のサブクラスはまた、「アルカニル」と呼ばれることもある。さらに、「アルキル」はまた、無置換かまたは同様に置換された炭化水素基であって、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−（「アルコキシ」、「オキサアルキル」）、−Ｓ−（「チオアルキル」）、−ＣＨ＝ＣＨ−（「アルケニル」）、−Ｃ≡Ｃ−（「アルキニル」）、−ＣＯ−Ｏ−または−ＯＣ−Ｏ−によって、隣接するヘテロ原子（Ｏ、Ｓ）が存在しないように置き換えられているものを含むことを意味する。好ましくはアルキルは、１、２、３、４、５、６、７または８個の炭素原子を有する直鎖または分枝の飽和炭化水素で、無置換か、またはＦによって単置換もしくは多置換されている。さらに好ましくは、アルキルは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル；ＣＦ３、ＣＨＦ２、ＣＨ２Ｆ；ＣＦ２ＣＦ３を意味する。最も好ましくは、アルキルは８個までの炭素原子を有する直鎖炭化水素である。
【００３１】
アルキル基の１個または２個以上のＣＨ２基は、上記のように−Ｏ−によって置き換えられてもよいため、用語「アルキル」はまた、「アルコキシ」および「オキサアルキル」部分も含む。「アルコキシ」は、酸素原子がアルコキシで置換されている基または環に直接結合している「Ｏ−アルキル」を意味し、アルキルは上で定義の通りである。特に「Ｏ−アルキル」中の「アルキル」は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチルまたはｎ−オクチルを意味し、ここでアルキルは随意的にＦによって置換される。最も好ましくは、アルコキシは、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−Ｏ−ｎ−Ｃ３Ｈ７、−Ｏ−ｎ−Ｃ４Ｈ９、−Ｏ−ｔ−Ｃ４Ｈ９、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨＦまたは−ＯＣＨＦＣＨＦ２である。本発明の文脈において、用語「オキサアルキル」は、少なくとも１個の末端でないＣＨ２基が、隣接する酸素原子が存在しないように、Ｏによって置き換えられている、アルキル部分を含む。好ましくは、オキサアルキルは、式ＣｔＨ２ｔ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｕ−で表される直鎖の基であって、式中、ｔおよびｕは、互いに独立して１、２、３、４、５または６であり、特にｔは１または２であり、ｕは１〜６の整数である。
【００３２】
アルキルの１個または２個以上のＣＨ２基が硫黄によって置き換えられている場合は、「チオアルキル」基が得られる。チオアルキルは、少なくとも１個の末端または非末端のＣＨ２基が、Ｓ（硫黄）によって、隣接する硫黄原子が存在しないように置き換えられているアルキル部分を含む。好ましくは、チオアルキルは式ＣｔＨ２ｔ＋１−Ｓ−（ＣＨ２）ｕ−で表される直鎖の基を含み、式中、ｔは１、２、３、４、５または６であり、ｕは０、１、２、３、４、５または６であり；特にｔは１または２であり、ｕはゼロまたは１〜６の整数である。
【００３３】
本発明の文脈において、用語「アルケニル」は、その中に１個または２個以上の−ＣＨ＝ＣＨ−部分が存在するアルキル基を意味する。２個の−ＣＨ＝ＣＨ−部分が存在する場合、該基はまた「アルカジエニル」ともよばれる。１個のアルケニル基は、２〜１５個の炭素原子を含むことができ、直鎖または分枝状であってよい。それは無置換であるか、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮによって一置換もしくは多置換されることができ；その１個または２個以上のＣＨ２基は、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよい。アルケニルのＣＨ＝ＣＨ部分が末端のＣＨ２＝ＣＨ基でない場合、２つの構造で存在することができ、すなわち、Ｅ異性体およびＺ異性体である。一般に、Ｅ異性体（ｔｒａｎｓ）が好ましい。好ましくは、アルケニルは２、３、４、５、６または７個の炭素原子を含み、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、２−プロペニル、２Ｅ−ブテニル、２Ｅ−ペンテニル、２Ｅ−ヘキセニル、２Ｅ−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−ヘプテニルを意味する。より好ましくは、アルケニルは、ビニル、１Ｅ−プロペニル、３Ｅ−ブテニルである。
【００３４】
１個または２個以上のＣＨ２アルキル基が−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられている場合、アルキニル基を得る。１個または２個以上のＣＨ２アルキル基を、−ＣＯ−Ｏ−または−ＯＣ−Ｏ−によって置き換えることも可能である。以下のこれらの基が好ましい：アセチルオキシ、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、アセチルオキシメチル、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−アセチルオキシエチル、２−プロピオニルオキシエチル、２−ブチリルオキシエチル、２−アセチルオキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセチルオキシブチル、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。
【００３５】
本発明の（ゼナサル）双安定型（ネマチック）液晶デバイスにおいて用いる液晶組成物は、少なくとも２つの異なる成分、成分（α）および成分（δ）を含む。
発明者らにより、双安定型液晶デバイスにおいて用いる液晶組成物は、光学応答時間τｏｐｔに所望の影響を与えられる成分（δ）を含む必要があることが見出された。この成分（δ）は、１種または２種以上の化合物であって、各々が、γ１／ＴＮＩＫ比≦０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ、透明点ＴＮＩ≧１００℃、および回転粘性γ１≦１９０（ここでγ１は、ｍＰａ・ｓで表した２０℃における回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）を有する前記化合物を含む。
【００３６】
成分（δ）は、γ１／ＴＮＩＫ比が０．４６ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下、透明点ＴＮＩが１１０℃以上、および回転粘性γ１が１８０ｍＰａ・ｓ以下である、少なくとも１つの化合物を含むのが好ましい。該化合物が、γ１／ＴＮＩＫ比が０．４２ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下、透明点ＴＮＩが１２０℃以上、および回転粘性γ１が１７５ｍＰａ・ｓ以下であることが、さらに好ましい。
【００３７】
成分（δ）は、約５重量％（組成物の総重量に基づき）の量で存在することができ、しかし通常は約６５重量％以下である。この量が約７〜約５０％の範囲であるのが好ましく、より好ましくは約１０〜約３５重量％の範囲である。
【００３８】
前記成分（δ）は、式Ｉ：
【化１】
2006509853.tif 000003
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【００３９】
【化２】
2006509853.tif 000004
であり、式中、
Ｌ１１およびＬ１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および、
【化３】
2006509853.tif 000005
であり、式中、
Ｌ１３およびＬ１４は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される少なくとも１種の化合物を含むことがさらに好ましい。
【００４０】
式Ｉで表される好ましい化合物は、式Ｉ−Ａ〜Ｉ−Ｉ：
【化４】
2006509853.tif 000006
式中、ｍおよびｒは、互いに独立して、２、３、４、５、６または７であり、ｎおよびｑは、互いに独立して、１、２、３、４、５、６または７であり、および、ｐは、４、５、６、７または８である、
のうちの１つにより表される化合物である。
【００４１】
より好ましいのは、式Ｉ−ＡおよびＩ−Ｂで表される化合物、すなわち、式Ｉで表される化合物であって、式中Ｒ１１は、７個までの炭素原子を有するアルケニル、または８個までの炭素原子を有するアルカジエニルであり、Ｒ１２は、７個までの炭素原子を有するアルカニルであり、Ａで示される環はシクロヘキシル環であり、および、Ｂで示される環はフェニル環である。また、式Ｉ−Ｄ、Ｉ−Ｅ、Ｉ−Ｇ、Ｉ−ＨおよびＩ−Ｉで表される化合物も同様に好ましい。特に好ましいのは、ｍが２、３、４または５であり、ｎが１、２、３または４である、式Ｉ−Ａで表される化合物である。
【００４２】
式Ｉで表される化合物の特定の例は以下：
【化５】
2006509853.tif 000007
【化６】
2006509853.tif 000008
であり、Ｉ１およびＩ３が最も好ましい。
【００４３】
下の表１は、成分（δ）が好ましく含む化合物の幾つかの特定例についての、γ１（ｍＰａ・ｓの単位）、ＴＮＩ（摂氏温度、℃の単位）およびγ１／ＴＮＩＫ（Ｐａ・ｓ／Ｋの単位）の値を示す。
表１
【表１】
2006509853.tif 000009
【００４４】
本発明に従って必要な他の成分、成分（α）は、誘電異方性Δεが２５以上、特に３０以上と高い、１種または好ましくは２種以上の化合物を含む。成分（α）の化合物の２５重量％以上、好ましくは３０重量％以上（組成物の総重量に基づき）は、誘電異方性Δε４０以上を示す。本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスの液晶組成物は、３０重量％以上（組成物の総重量に基づき）の成分（α）を含む必要がある。液晶組成物が、３５重量％以上、より好ましくは４０重量％以上、さらにより好ましくは４５重量％以上、最も好ましくは５０重量％以上の、前記成分（α）を含むのが好ましい。
【００４５】
前記成分（α）は、少なくとも１種の式ＩＩおよび／または少なくとも１種の式ＩＩＩ：
【化７】
2006509853.tif 000010
式中、
ａ、ｂ、ｃおよびｄは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ２１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【００４６】
Ｒ３１は、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｚ２１およびＺ３１は、互いに独立して単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物を含むのが好ましい。
【００４７】
発明者らは、成分（α）は、１種または２種以上の式ＩＩで表される化合物または１種または２種以上の式ＩＩＩで表される化合物のどちらか、または、１種または２種以上の、式ＩＩおよび式ＩＩＩで表される化合物の両方を（要求される高い誘電異方性を有する他の化合物が存在する場合はそれに加えて）含むのが好ましいことを見出した。本発明の１つの好ましい態様においては、成分（α）は、少なくとも１種の式ＩＩの化合物を含むが、式ＩＩＩの化合物は含まない；他の好ましい態様においては、成分（α）は、少なくとも１種の式ＩＩＩの化合物を含むが、式ＩＩの化合物は含まない。成分（α）が少なくとも１種の式ＩＩの化合物を含む場合、前記式Ｉの化合物（単数または複数）は総量５重量％以上で存在することができ、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは１５重量％以上で存在することができる。成分（α）が少なくとも１種の式ＩＩＩの化合物を含む場合、前記式ＩＩの化合物は、約５〜３０重量％、好ましくは８〜２５重量％、より好ましくは１０〜２０重量％で存在することができる。しかし、成分（α）が式ＩＩＩの化合物を２種以上含む場合、これら化合物の総量は、約５〜約５５重量％、好ましくは約８〜３５重量％、より好ましくは約９〜２０重量％の範囲で存在することができる。
【００４８】
式ＩＩで表される化合物について、ａおよびｂは、互いに独立して、０、１、２、３または４、好ましくは０、１または２であってよい；これは、式ＩＩのフェニル環の各々は、無置換か、またはフッ素によって一置換もしくは二置換されていてよいことを意味する。もし存在する場合は、Ｆ置換基（単数または複数）は、置換されたフェニル環の任意の位置に存在することができる。
【化８】
2006509853.tif 000011
は、互いに独立して、
【化９】
2006509853.tif 000012
であるのが好ましく、式中Ｌ２１およびＬ２２は、互いに独立してＨまたはＦである。さらにＺ２１は、単結合（これによりＣＮ基が直接フェニル環に結合するように）であるか、またはＣ−Ｃ三重結合であって、これによりフェニル環の−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ置換基を形成するかの、どちらかが可能である。Ｚ２１は単結合であるのが好ましい。
【００４９】
式ＩＩの好ましい化合物は以下の化合物である：
【化１０】
2006509853.tif 000013
【化１１】
2006509853.tif 000014
ここで、Ｒ２１は上記の定義の通りである。好ましくは、式ＩＩおよびＩＩ−Ａ〜ＩＩ−ＭのＲ２１は、直鎖アルキル基、特に１、２、３、４、５または６個の炭素原子を有するアルキル基である。特に好ましい化合物は、一般式ＩＩ−Ａ１で表される、ｎ＝１、２、３、４、５または６の化合物である。
【化１２】
2006509853.tif 000015
【００５０】
成分（α）において単独または互いに組み合わされて存在する、式ＩＩで表される特に好ましい化合物の例は、以下の式ＩＩ１〜ＩＩ３で表される化合物である。
【化１３】
2006509853.tif 000016
【００５１】
液晶組成物中に３種類全ての化合物ＩＩ１、ＩＩ２、ＩＩ３の混合物を含むのが好ましい。たとえば、化合物ＩＩ１は誘電異方性Δε３７．５以上を有し、一方化合物ＩＩ３は、Δε３６．０を有する。
【００５２】
式ＩＩＩで表される化合物について、ｃおよびｄは、互いに独立して、０、１、２、３または４、好ましくは０、１または２であってよい；これは、式ＩＩＩのフェニル環の各々は、無置換か、またはフッ素によって一置換もしくは二置換されていてよいことを意味する。もし存在する場合は、Ｆ置換基（単数または複数）は、置換されたフェニル環の任意の位置に存在することができる。
【化１４】
2006509853.tif 000017
は、互いに独立して、
【化１５】
2006509853.tif 000018
であるのが好ましく、式中Ｌ３１およびＬ３２は、互いに独立してＨまたはＦである。さらにＺ３１は、単結合（これによりＣＮ基が直接フェニル環に結合するように）であるか、またはＣ−Ｃ三重結合であって、これによりフェニル環の−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ置換基を形成するかの、どちらかが可能である。Ｚ３１は単結合であるのが好ましい。
【００５３】
式ＩＩＩの好ましい化合物は以下の化合物である：
【化１６】
2006509853.tif 000019
【化１７】
2006509853.tif 000020
ここで、Ｒ３１は上記の定義の通りである。好ましくは、式ＩＩＩおよびＩＩＩ−Ａ〜ＩＩＩ−ＭのＲ３１は、直鎖アルケニル基、特に１、２、３、４、５または６個の炭素原子を有するものであり、最も好ましくは終端がＣ＝Ｃ二重結合のアルキル基である。特に好ましい化合物は、一般式ＩＩＩ−Ｂ１で表される、ｎ＝２、３、４、５または６の化合物である。
【００５４】
【化１８】
2006509853.tif 000021
成分（α）において単独または互いに組み合わされて存在する、式ＩＩＩで表される化合物の特に好ましい例は、以下の式ＩＩＩ１〜ＩＩＩ４で表される化合物である。
【化１９】
2006509853.tif 000022
【００５５】
最も好ましい式ＩＩＩで表される化合物は、誘電異方性Δεが５９．５を示す化合物ＩＩＩ４である。
式ＩＩおよび式ＩＩＩで表されるもの以外の化合物も、それらが十分高い誘電異方性Δεを有し、上に概説したパラメータのセットに対して不利益をもたらさない限り、成分（α）中に存在してよいことが理解される。
【００５６】
従って、本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いられる液晶組成物の成分（α）は、１種または特に２種以上の式ＩＶ：
【化２０】
2006509853.tif 000023
式中、
ｅおよびｆは、互いに独立して０、１、２、３または４であり；
Ｒ４１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく（これは、Ｒ４１はアルケニル基を含まないことを意味する）；
Ｚ４１は、単結合または−Ｃ≡Ｃ−である；
で表される化合物もまた含むのが好ましい。
【００５７】
式ＩＶで表される化合物について、ｅおよびｆは、互いに独立して、０、１、２、３または４、好ましくは０、１または２であってよい；これは、式ＩＶのフェニル環の各々は、無置換か、またはフッ素によって一置換もしくは二置換されていてよいことを意味する。もし存在する場合は、Ｆ置換基（単数または複数）は、置換されたフェニル環の任意の位置に存在することができる。
【化２１】
2006509853.tif 000024
は、互いに独立して、
【化２２】
2006509853.tif 000025
であるのが好ましく、式中Ｌ４１およびＬ４２は、互いに独立してＨまたはＦである。さらにＺ４１は、単結合（これによりＣＮ基が直接フェニル環に結合するように）であるか、またはＣ−Ｃ三重結合であって、これによりフェニル環の−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ置換基を形成するかの、どちらかが可能である。Ｚ４１は単結合であるのが好ましい。
【００５８】
式ＩＶの好ましい化合物は以下の化合物である：
【化２３】
2006509853.tif 000026
【化２４】
2006509853.tif 000027
ここで、Ｒ４１は上記の定義の通りである。好ましくは、式ＩＶおよびＩＶＡ〜ＩＶ−ＭのＲ４１は、直鎖アルキル、特に１、２、３、４、５、６、７または８個の炭素原子を有する直鎖アルカニルである。特に好ましい化合物は、一般式ＩＶ−Ａ１およびＩＶ−Ｂ１で表される、ｎ＝１、２、３、４、５または６の化合物であり、式ＩＶ−Ａ１で表される化合物が最も好ましい。
【００５９】
【化２５】
2006509853.tif 000028
【００６０】
特に好ましい式ＩＶで表される化合物は、式ＩＶ１〜ＩＶ６で表される化合物である：
【化２６】
2006509853.tif 000029
【００６１】
これらのうち、式ＩＶ１（誘電異方性Δε５３．７を有するもの）、ＩＶ２、ＩＶ３（Δε＝４４．９）およびＩＶ４（Δε＝４３．０）で表される化合物が最も好ましい。本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いられる液晶組成物中に式ＩＶの化合物が存在する場合、その総量は、約１０重量％以上（これより少ない量も可能であるが）、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは約２５〜６０重量％の範囲、さらにより好ましくは約３５〜約５５重量％の範囲であってよい。混合物として用いる場合は、式ＩＶで表される異なる化合物も、成分（α）においてほぼ同量を含むことができる。たとえば、式ＩＶ１〜ＩＶ４で表される化合物を用いる場合、それらは１：１：１：１の比率で含むことができる。
【００６２】
本発明の他の好ましい態様において、ゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いられる液晶組成物の成分（α）は、少なくとも１種の式ＸＶ：
【化２７】
2006509853.tif 000030
式中、
ｊは、０または１であり；
Ｒ１５１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【００６３】
Ｚ１５１およびＺ１５２は、互いに独立して単結合または−Ｃ≡Ｃ−であり；
【化２８】
2006509853.tif 000031
式中、
Ｌ１５１、Ｌ１５２、Ｌ１５3およびＬ１５４は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物を含む。
【００６４】
式ＸＶからなる化合物の好ましい種類は、式ＸＶ−Ａ〜ＸＶ−Ｅで表される化合物であって、Ｚ１５１が単結合であるものである：
【化２９】
2006509853.tif 000032
式中、Ｒ１５１は上記の通りであり、好ましくは１〜８個の炭素原子を有する直鎖アルキル、特に２、３、４、５または６個の炭素原子を有する直鎖アルカニルまたはアルケニルであり；Ｚ１５２はＣ≡Ｃの三重結合または好ましくは単結合であり；および、Ｌ１５１、Ｌ１５２、Ｌ１５３およびＬ１５４は、ＨまたはＦであって、Ｌ１５１およびＬ１５２は好ましくはＨである。
【００６５】
式ＸＶ−Ａ〜ＸＶ−Ｅで表される好ましい化合物は、
【化３０】
2006509853.tif 000033
【化３１】
2006509853.tif 000034
【化３２】
2006509853.tif 000035
であって、式中、Ｒ１５１は上記の定義の通りである。
【００６６】
式ＸＶで表される化合物の幾つかの特定例は以下である。
【化３３】
2006509853.tif 000036
【００６７】
これらの化合物が成分（α）中に存在する場合、その総量は、約５〜約４５重量％の範囲であってよい。式ＸＶ−Ａ〜ＸＶ−Ｅで表される化合物の１種類のみが、本発明の液晶組成物中に同時に用いられるために存在するのが好ましい。
【００６８】
本発明のさらなる好ましい態様において、双安定型液晶デバイスおよび特にゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおいて用いられる液晶組成物は、成分（β）も含むことができる。この成分（β）は、液晶組成物中５重量％以上で存在することができる。成分（β）は、双安定型液晶デバイスに用いられる液晶組成物の透明点に明確に影響を及ぼし、すなわち、透明点は成分（β）を加えることによって高めることができる。成分（β）は、式Ｖおよび／または式ＶＩおよび／または式ＶＩＩおよび／または式ＶＩＩＩおよび／または式ＩＸ：
【化３４】
2006509853.tif 000037
式中、
ｇは、０または１であり；
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ８１、Ｒ８２、Ｒ９１およびＲ９２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【００６９】
Ｌ５１は、ＨまたはＦであり；
Ｚ６１は、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−であり；
【化３５】
2006509853.tif 000038
は、互いに独立して、
【化３６】
2006509853.tif 000039
であり；
【化３７】
2006509853.tif 000040
式中、
Ｌ５２およびＬ５３は、互いに独立してＨまたはＦである；
で表される化合物を含む。
【００７０】
式Ｖで表される好ましい化合物は、以下の式で表されるものである：
【化３８】
2006509853.tif 000041
式中、Ｒ５１およびＲ５２は上記の定義の通りである。好ましくは、式ＶおよびＶ−Ａ〜Ｖ−Ｇにおいて、Ｒ５１およびＲ５２は共に、互いに独立して、直鎖アルキル、より好ましくは２、３、４、５または６個の炭素原子を有する直鎖アルカニルまたはアルケニル、特に、２〜６個の炭素原子を有する直鎖アルカニルであり、ａは１であり、Ｌ５１はＨまたはＦ（式Ｖにおいて）である。非常に好ましい化合物は、式Ｖ−ＤおよびＶ−Ｅで表されるものである。
【００７１】
式Ｖの特に好ましい例は、式Ｖ１〜Ｖ６で表される化合物である：
【化３９】
2006509853.tif 000042
【００７２】
最も好ましい式Ｖの化合物は、Ｖ２、Ｖ４およびＶ６の化合物であり、液晶組成物中に３種類全ての化合物の混合物を有するのが好ましい。
【００７３】
式ＶＩに関して、好ましい化合物は、式ＶＩ−ＡおよびＶＩ−Ｂで表され、式中ｇは１であるもの、ならびに式ＶＩ−ＣおよびＣＩ−Ｄで表され、式中ｇは０であるものであり：
【化４０】
2006509853.tif 000043
式中、Ｒ６１、Ｒ６２およびＺ６１は上記の定義の通りであり；Ｚ６１は好ましくは−ＣＯ−Ｏ−であり、または式ＶＩ−Ｄの場合は−ＯＣＨ２−である。Ｒ６１およびＲ６２は共に、互いに独立して、直鎖アルキル、より好ましくは２、３、４、５または６個の炭素原子を有する直鎖アルカニルまたはアルケニル、特に、２〜６個の炭素原子を有する直鎖アルカニルである。式ＶＩ−Ｂの化合物はより好ましい。
【００７４】
式ＶＩの特に好ましい例は、式ＶＩ１〜ＶＩ３で表される化合物、および式ＶＩ４とＶＩ５および式ＶＩ６〜ＶＩ８で表されるものである：
【化４１】
2006509853.tif 000044
【化４２】
2006509853.tif 000045
液晶組成物中に化合物ＶＩ１、ＶＩ２およびＶＩ３の混合物を有することは、特に好ましい。
【００７５】
好ましくは、式ＶＩＩにおいて、Ｒ７１は直鎖アルキル、特に２、３、４、５または６個の炭素原子を有する直鎖アルカニルであり、およびＲ７２は直鎖アルキル、またはより好ましくは１、２、３または４個の炭素原子を有するアルコキシである。式ＶＩＩの特に好ましい例は、式ＶＩＩ１〜ＶＩＩ６で表される化合物であり：
【化４３】
2006509853.tif 000046
式中、ｎは１〜６の整数であり、好ましくは２、３または４であり、特に３である。式ＶＩＩで表される好ましい化合物は、式ＶＩＩ２、ＶＩＩ４およびＶＩＩ６で表される化合物であって、ｎ＝３（ｎ−プロピル置換基を与える）のものである。液晶組成物中にこれら３種類全ての化合物ＶＩＩ２、ＶＩＩ４およびＶＩＩ６の混合物を有するのが好ましい。
【００７６】
好ましくは、式ＶＩＩＩにおいて、Ｒ８１は直鎖アルケニル、特に２、３、４または５個の炭素原子を有する直鎖アルケニルであり、およびＲ８２は１、２、３、４または５個の炭素原子を有する直鎖アルカニルまたはアルコキシである（式ＶＩＩＩ−Ａまたは式ＶＩＩＩ−Ｂであって、ｎ＝２、３、４、５およびｍ＝１、２、３、４、５）。
【化４４】
2006509853.tif 000047
【００７７】
式ＶＩＩＩで表される好ましい化合物は、式ＶＩＩＩ１〜ＶＩＩＩ４で表される化合物である：
【化４５】
2006509853.tif 000048
特に好ましいのは、式ＶＩＩＩ１、ＶＩＩＩ３およびＶＩＩＩ４で表される化合物である。それらは単独で、または２種もしくは３種以上の化合物の混合物として用いることができる。
【００７８】
式ＩＸで表される化合物に関して、特定の化合物は以下の式のものであり：
【化４６】
2006509853.tif 000049
式中、Ｒ９１およびＲ９２は上記の定義の通りである。好ましくはＲ９１およびＲ９２は直鎖アルキル、特に１、２、３、４、５または６個の炭素原子を有するアルカニルである。
【００７９】
式ＩＸの好ましい化合物は：
【化４７】
2006509853.tif 000050
であり、式中、ｎおよびｍは互いに独立して１、２、３、４、５または６である。式ＩＸで表される化合物の特に好ましい例は、以下である。
【化４８】
2006509853.tif 000051
【００８０】
成分（β）は、本発明による双安定型液晶デバイスにおいて用いる液晶組成物中に、５重量％以上の量で用いることができる。成分（α）が少なくとも１種の式ＩＩＩの化合物を含む場合、液晶組成物は成分（β）を８重量％以上含むのが好ましい。成分（α）に式ＩＩの化合物が存在しない場合、成分（β）が１０重量％以上の量であるのがより好ましい。本発明のある態様においては、総量で１５または２０重量％以上の成分（β）が特に好ましい。
【００８１】
本発明の実際の態様において、成分（β）は、式ＶまたはＶＩまたはＶＩＩまたはＶＩＩＩまたはＩＸのうちの１つから１種または２種以上の化合物を含むことができる。式Ｖ〜ＩＸのうち２つ、３つまたは４つ以上から１種または２種以上の化合物を含むこともまた可能である。用いられる各々の式の化合物は、同量または異なる量を含むことができる。成分（β）は、式Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩまたはＩＸのうち１つまたは２つから、１種または２種以上の化合物を含むのが好ましい。式Ｖ〜ＩＸのうち２つからの化合物を含む場合は、任意の組み合わせが可能である。両方の種類の化合物を同量用いることができ、または、１種類の化合物を他より多く用いること、例えば、２：１の比率で用いることもできる。両方の種類の化合物を同量用いるのが好ましい。成分（α）が式ＩＩの化合物を含まない場合、成分（β）は、式Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩまたはＩＸのうち２つからの化合物を含むのが好ましい。
【００８２】
本発明の他の好ましい態様においては、本発明による双安定型液晶デバイスにおいて、特にゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物はさらに、０．２０以上の光学的異方性Δｎを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（γ）を３重量％以上含む。この成分（γ）の使用は、液晶組成物の動作電圧Ｖｏｐｔを低下させることが見出された。一般に成分（γ）は、特にゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおいて用いるのに重要なパラメータのセットに対して悪影響を及ぼさない、０．２０以上のΔｎを有する任意の（メソゲン性）化合物を含むことができる。成分（γ）は、０．２０以上のΔｎを有するトランを含むのが好ましく、特に、少なくとも１種の式Ｘで表されるトラン化合物：
【化４９】
2006509853.tif 000052
式中、
ｋは、０、１または２であり；
Ｒ１０１およびＲ１０２は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；および
【化５０】
2006509853.tif 000053
を含むのが好ましい。
【００８３】
特に好ましいのは、式Ｘ−Ａで表される化合物であり：
【化５１】
2006509853.tif 000054
式中、ｎおよびｍは、互いに独立して、１、２、３、４、５または６であり、ｋは０、１または好ましくは２である。好ましい例は、式Ｘ−Ａ１で表されるものであって、ｎは２、３または４であり、ｍは１、２、３、４または５である化合物である：
【化５２】
2006509853.tif 000055
【００８４】
これらの化合物のうち、Ｘ−Ａ１ａおよびＸ−Ａ１ｂが最も好ましい：
【化５３】
2006509853.tif 000056
【００８５】
式Ｘのある種の化合物および、Ｒ１０２がフッ素原子によって置き換えられている点で式Ｘの化合物と類似の構造を有する化合物は、γ１／ＴＮＩＫ比が０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下、透明点ＴＮＩが１００℃以上、および回転粘性γ１が１９０ｍＰａ・ｓ以下を有することもできることに注意すべきである。これらは、成分（δ）に含まれてよい。これら化合物は、例えば、式Ｘ−Ａ１ｂで表される化合物（γ１／ＴＮＩＫ＝０．１６；ＴＮＩ＝２１９℃、およびγ１＝８９ｍＰａ・ｓ）であり；および、右側の環のブチル置換基がＦによって置き換えられている、Ｘ−Ａ１ｂと類似の構造を有する化合物（γ１／ＴＮＩＫ＝０．１９；ＴＮＩ＝１８９℃、およびγ１＝８９ｍＰａ・ｓ）である。
【００８６】
もし存在する場合、成分（γ）は、３重量％以上、より好ましくは５重量％以上の量で含まれる。より高い量、例えば５０重量％までの成分（γ）も、本発明の特定の態様においては、例えば非常に速いスイッチングを達成するために用いることができる。
【００８７】
本発明による、双安定型液晶デバイスにおいて、特にゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおいて用いる液晶組成物は、必要に応じて、該組成物の幾つかの特性を調節するためのさらなる物質を含むことができる。例えば、これらの物質の幾つかは、液晶組成物の粘性の調節に用いることができる。（従って、これら化合物の１つが０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１を有する場合、これは、成分（δ）に含まれる化合物であってよい。）ある態様においては、本発明によるゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物は、少なくとも１種の式ＸＩの化合物、および／または少なくとも１種の式ＸＩＩの化合物、および／または少なくとも１種の式ＸＩＩＩの化合物、および／または少なくとも１種の式ＸＩＶの化合物：
【００８８】
【化５４】
2006509853.tif 000057
式中、
Ｒ１１１およびＲ１４２は、互いに独立してＣ２〜Ｃ１５アルケニルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１２１、Ｒ１３１、Ｒ１３２およびＲ１４１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１２２は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
【００８９】
Ｙ１１１は、ＦまたはＣｌであり；
Ｌ１１１およびＬ１１２は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
【化５５】
2006509853.tif 000058
は、互いに独立して、
【化５６】
2006509853.tif 000059
である；
を含む。
液晶組成物内のこれら化合物の正確な性質および量は、特定の混合物および所望の効果に依存し、当業者により容易に選択可能である。
【００９０】
式ＸＩで表される好ましい化合物は、式ＸＩ−ＡまたはＸＩ−Ｂ：
【化５７】
2006509853.tif 000060
式中、ｎは２、３、４、５または６であり、Ｙ１１１はＦまたはＣｌである、で表される化合物である。特に好ましい式ＸＩで表される化合物は、以下の化合物である。
【化５８】
2006509853.tif 000061
【００９１】
最も好ましい式ＸＩの化合物は、化合物ＸＩ１である。
式ＸＩＩで表される好ましい化合物は、式ＸＩＩＡ、ＸＩＩＢ、ＸＩＩＣ、ＸＩＩＤ、ＸＩＩＥおよびＸＩＩＦ：
【化５９】
2006509853.tif 000062
【化６０】
2006509853.tif 000063
式中、ｎは１、２、３、４、５または６であり、ｍは１、２、３、４、５または６である、で表される化合物である。
【００９２】
式ＸＩＩの化合物の特定例は、以下の化合物である。
【化６１】
2006509853.tif 000064
【化６２】
2006509853.tif 000065
【００９３】
式ＸＩＩＩで表される好ましい化合物は、式ＸＩＩＩＡまたはＸＩＩＩＢ：
【化６３】
2006509853.tif 000066
式中、ｎは１、２、３、４、５、６、７または８であり、ｍは１、２、３、４、５または６である、で表される化合物である。式ＸＩＩＩの化合物の特に好ましい例は、以下の化合物である。
【化６４】
2006509853.tif 000067
【００９４】
式ＸＩＶで表される好ましい化合物は、式ＸＩＶＡ：
【化６５】
2006509853.tif 000068
式中、ｎは１、２、３、４、５、６、７または８であり、ｍは２、３、４、５または６である、で表される化合物である。式ＸＩＶの化合物の特定例は、以下の化合物である。
【化６６】
2006509853.tif 000069
【００９５】
式ＸＩＶで表される最も好ましい化合物は、式ＸＩＶ２の化合物である。
双安定型液晶デバイスにおいて本発明に従って用いる液晶組成物はまた、約８〜１０またはそれ以上の媒体誘電異方性Δεを有するメソゲン性物質、例えば、１種または２種以上の式ＸＶＩの化合物および／または１種または２種以上の式ＸＶＩＩの化合物を、好ましくは３０重量％までの量で、より好ましくは２０重量％までの量で含むことができる：
【化６７】
2006509853.tif 000070
【００９６】
式中、
Ｒ１６１およびＲ１７１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｙ１６１およびＹ１７１は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲンにより一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルカニルまたはＣ２〜Ｃ１５アルケニル、またはハロゲンにより一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルコキシであり；
Ｌ１６１およびＬ１７１は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
Ｚ１６１は、−ＣＯ−Ｏ−、ＣＨ２ＯまたはＣＦ２Ｏである。
【００９７】
好ましくは、これらの化合物はそれぞれ式ＸＶＩ−Ａ、ＸＶＩ−ＢおよびＸＶＩＩ−Ａ：
【化６８】
2006509853.tif 000071
式中、ｎは３つの式全てにおいて１、２、３、４、５、６または７である、で表される化合物である。これらの物質は、本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物の動作電圧および動作ウィンドウの両方に、要求に応じて影響を及ぼすことができる。
【００９８】
ゼナサル双安定型ネマチック液晶デバイスにおいて本発明に従って用いる液晶組成物はまた、１種または２種以上の以下の式ＸＶＩＩＩ〜ＸＸＩＩで表されるメソゲン性物質を含むことができる。液晶組成物内のこれら化合物の正確な性質および量は、特定の混合物および所望の効果に依存し、当業者により容易に選択可能である。
【化６９】
2006509853.tif 000072
【００９９】
式中、
Ｒ１８１、Ｒ１８２、Ｒ２０１、Ｒ２１１およびＲ２２１は、互いに独立してＣ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく；
Ｒ１９１は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルであって、それは無置換かまたはＣＮもしくはハロゲンによって一置換もしくは多置換されており、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣ−Ｏ−によって、互いに隣接するヘテロ原子が存在しないように置き換えられてもよく（すなわち、Ｒ１９１はアルケニル基を表さない）；
【０１００】
Ｌ１９１、Ｌ１９２、Ｌ２０１、Ｌ２０２、Ｌ２０３、Ｌ２０４、Ｌ２１１、Ｌ２１２、Ｌ２１３、Ｌ２１４、Ｌ２１５、Ｌ２１６、Ｌ２２１、Ｌ２２２、Ｌ２２３およびＬ２２４は、互いに独立してＨまたはＦであり；および
Ｙ１９１、Ｙ２０１、Ｙ２１１およびＹ２２１は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲンにより一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルカニルまたはＣ２〜Ｃ１５アルケニル、またはハロゲンにより一置換もしくは多置換されたＣ１〜Ｃ１５アルコキシである。
式ＸＶＩＩＩの好ましい化合物は、式ＸＶＩＩＩＡ：
【化７０】
2006509853.tif 000073
式中、ｎは１、２、３、４、５、６または７であり、ｐは２、３、４、５、６または７である、で表される化合物である。より好ましいのは、式ＸＶＩＩＩＡの化合物であって、ｎが１、２、３、４または５であり、およびｐは２、３、４または５である前記化合物である；特に好ましいＣｎＨ２ｎ＋１は、メチル、エチルまたはｎ−プロピルであり、ＣｐＨ２ｐ−１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２または−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３基であって、後者はＣ＝Ｃ二重結合のＥ配置（E-configuration）を有するものである。
【０１０１】
式ＸＩＸの好ましい化合物は、式ＸＩＸＡおよびＸＩＸＢ：
【化７１】
2006509853.tif 000074
式中、ｎは１、２、３、４、５、６または７であり、Ｙ１９１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３である、
で表される化合物である。より好ましいのは、式ＸＩＸＢの化合物であって、ｎが２、３、４、５、６または７であり、およびＹ１９１がＦである化合物である。
【０１０２】
式ＸＸの好ましい化合物は、式ＸＸＡ〜ＸＸＧ：
【化７２】
2006509853.tif 000075
【化７３】
2006509853.tif 000076
式中、ｎは１、２、３、４、５、６または７であり、Ｙ２０１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３である、で表される化合物である。より好ましいのは、式ＸＸＢ、ＸＸＣおよびＸＸＤの化合物であって、ｎが２、３、４、５、６または７であり、およびＹ２０１がＦである化合物である。
【０１０３】
式ＸＸＩの好ましい化合物は、式ＸＸＩＡ〜ＸＸＩＪ：
【化７４】
2006509853.tif 000077
【化７５】
2006509853.tif 000078
式中、ｎは１、２、３、４、５、６または７であり、Ｙ２１１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３である、で表される化合物である。より好ましいのは、式ＸＸＩＤの化合物であって、ｎが２、３、４、５、６または７であり、およびＹ２１１がＦである化合物である。
【０１０４】
式ＸＸＩＩの好ましい化合物は、式ＸＸＩＩＡまたは式ＸＸＩＩＢ：
【化７６】
2006509853.tif 000079
式中、ｎは１、２、３、４、５、６または７であり、Ｙ２１１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３である、で表される化合物である。より好ましいのは、式ＸＸＩＩＢの化合物であって、ｎが２、３、４、５、６または７であり、およびＹ２２１がＦである化合物である。
【０１０５】
本発明に用いる液晶組成物が、ネマチック液晶組成物であることはさらに好ましい。
当業者により、本発明に従って用いる液晶組成物はまた、本明細書にさらに詳細に開示されているものに加えて、さらなる（メソゲン性）化合物を含むことができることが理解される。本発明による双安定型液晶組成物の使用に重要なパラメータのセットに不利益をもたらさない限り、広範囲のメソゲン性化合物を用いることができる。
【０１０６】
本発明のさらなる対象物は、液晶媒体であって、
−２５以上の誘電異方性Δεを有する１種または２種以上の化合物を含む成分（α）を３０重量％以上（該組成物の全重量に基づき）含み、ここで前記化合物の２５重量％以上（該組成物の全重量に基づき）は、４０以上の誘電異方性Δεを有し；および、
−０．５１ｍＰａ・ｓ／Ｋ以下のγ１／ＴＮＩＫ比、１００℃以上の透明点ＴＮＩ、および１９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘性γ１（ここでγ１は、２０℃におけるｍＰａ・ｓで表した回転粘性、およびＴＮＩＫはケルビンで表した透明点）をそれぞれが有する１種または２種以上の化合物を含む成分（δ）を含む；
前記液晶媒体である。
【０１０７】
本発明のさらなる対象物は、
−少なくとも１種の式Ｉで表される化合物；および
−少なくとも１種の式ＩＩで表される化合物、
を含む液晶媒体である。前記媒体は随意的に、上記に定義された、少なくとも１種の式ＩＶの化合物を含む。
【０１０８】
本発明のさらなる対象物は、
−少なくとも１種の式Ｉで表される化合物；および
−少なくとも１種の式ＩＩＩで表される化合物、
を含む液晶媒体である。前記媒体は随意的に、上記に定義された、少なくとも１種の式ＩＶの化合物を含む。
【０１０９】
本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物はまた、光学的に活性な成分（ζ）をドーパントとして０〜３重量％の量で含むことができる。キラルドーパントは、ＴＮモードにおける逆ねじれ領域を取り除くのに有用である。成分（ζ）の要素として好適な広い種類の化合物が存在し、それらはすべて容易に入手可能である。具体例となる物質は、ノナン酸コレステリル（ＣＮ）、Ｓ−８１１、Ｓ−１０１１およびＳ−２０１１およびＣＢ１５（Merck KGaA, Darmstadt, Germany）である。好ましいドーパントはＳ−８１１であるが、ドーパントの特定の選択は重要な問題ではない。
本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物はまた、当業者に知られている、１種または２種以上の光安定化剤および／または添加剤、例えば多色染料（pleochromatic dye）などを用いることができる。
【０１１０】
双安定型液晶デバイスの液晶組成物において用いる全ての化合物は、市場で入手可能であるか、または当業者に知られている方法によって、また有機合成の標準のテキストブック、例えばHouben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgartに記載されている方法により容易に製造可能である。液晶組成物は、標準のプロトコルおよび技術を適用することで製造される。一般に必要量の少量成分（単数または複数）は、主要な成分中に通常は高い温度で溶解される。代替的に、アセトン、クロロホルムまたはメタノールなどの有機溶媒中の成分溶液は混合可能で、溶媒（単数または複数）は後に、例えば蒸留などによって取り除くことができる。同様に、本発明による双安定型デバイスの製造は、当業者に知られた標準技術に従う。
【０１１１】
本明細書および以下の例においては、開示されるメソゲン性化合物の構造を略号を用いて記述する。該略号は、表ＡおよびＢに従って化学式に変換することができる。これらの表において、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アルカリ基である。アルケニル基はｔｒａｎｓ構造を有する。表Ｂのコードは自明である。表Ａにおいては、親構造の略号のみが与えられている。個別のケースにおいては、親構造の略号に続いて、通常はハイフンで分割した後に、以下に示す置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１およびＬ２に対するコードが記されている。
【表２】
2006509853.tif 000080
【０１１２】
表Ａ：
【表３】
2006509853.tif 000081
【０１１３】
表Ｂ：
【表４】
2006509853.tif 000082
【０１１４】
【表５】
2006509853.tif 000083
【０１１５】
表Ｃ：
表Ｃは、本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物に随意的に存在するドーパントを示す（成分（ζ））。
【表６】
2006509853.tif 000084
【０１１６】
【表７】
2006509853.tif 000085
【０１１７】
表Ｄ：
表Ｄは、本発明のゼナサル双安定型ネマチックデバイスにおいて用いる液晶組成物に随意的に存在する安定剤を示す。
【表８】
2006509853.tif 000086
【０１１８】
【表９】
2006509853.tif 000087
【０１１９】
【表１０】
2006509853.tif 000088
【０１２０】
【表１１】
2006509853.tif 000089
【表１２】
2006509853.tif 000090
【０１２１】
本明細書中のパーセンテージは重量％であり、他に記載のない限り、一般に組成物または混合物の総量に関する。温度は他に記載のない限り摂氏温度（℃）で与えられる。ＴＮＩは、ネマチック媒体が等方性となる透明点を意味する。Δｎは光学的異方性（複屈折性）（５８９ｎｍ、２０℃において）である。Δεは誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃において）である。Ｋ１はスプレー（splay）弾性定数であり、Ｋ３は曲げ弾性定数であり、両者ともｐＮ単位で示される。電気光学データは、ＶＡＮゼナサル双安定型ネマチックセルにおいて決定した。他に記載がない限り、測定は２０℃で行った。Ｖｏｐｔは、修正スイッチングフィールドＥＬＣ＠１００μｓ（２５℃；実際のセルギャップｄが約２．８〜約５μｍ；１００μｓパルスにおいて）から、Ｖｏｐｔ＝ＥＬＣ＠１００μｓ・ｄｏｐｔ（ｄｏｐｔ（μｓ単位）＝λ√３／（２Δｎ）、λ＝５５５ｎｍ）によって導出された、修正動作電圧（Ｖ単位）である。ΔＶｏｐｔは、Ｂ−Ｗスイッチングおよび逆スイッチング（Ｖ単位）に対する４００μｓパルスにおける修正動作ウィンドウである；これは、実験スイッチングフィールドウィンドウΔＥＬＣ＠４００μｓ（２５℃；４００μｓパルスにおいて）に上記定義のｄｏｐｔを乗じて計算される。光学応答時間τｏｐｔ（ｍｓ単位）は、τｏｐｔ＝τ・ｄ２ｏｐｔ／ｄ２から計算され、式中、τは実験応答時間、ｄｏｐｔは上記定義の通りおよびｄは実験セルギャップである。
以下の例は、上記および請求項に記載の本発明をさらに説明するが、その範囲の限定は意味しない。
【０１２２】
例
試験サンプルは、個別の成分の適当な量（重量／重量パーセンテージ）を測定して準備した。サンプルは次に、加熱により等方性相に転換してよく混合することにより、均質化した。混合物は次に、規定濃度のアルミナと共に攪拌し、ろ過（０．２μｍ）して液晶混合物のみを残した。ネマチックから異方性への遷移温度（または透明点ＴＮＩ）、誘電異方性（Δε）、複屈折性（Δｎ）、スプレーおよび曲げ弾性定数（Ｋ１およびＫ３）、および回転粘性（γ１）は、Merckの冊子「Physical Properties of Liquid Crystals-Description of the measurement methods」, ed. W. Becker (1998)の記載に従って決定した。単一の化合物についての値は、当初の混合値が既知の標準ホスト混合物中の既知の濃度（通常、単一化合物で１０重量％）を用いて、外挿して決定する。
【０１２３】
ゼナサル双安定型ネマチックデバイス中の各混合物の電気光学的性能は、簡単な実験装置およびＶＡＮ型試験セルを用いて測定した。これには、オシロスコープに接続された光検出器を搭載した、透過型顕微鏡が必要であった。これにより、交差偏光子の透過を監視することができた。試験セルは、顕微鏡下で加熱ステージ上に載せ、２５℃での測定を可能とした。セルに対して真のｄ．ｃ．電圧がかからないことを保証するために、両極性電気パルス（可変持続時間および電圧の）を用いた。従って、各パルスの立下り区間（tailing edge）（および従って極性）は、最終スイッチ状態（持続時間および電圧に依存して）を決定した。正しい初期状態が最初に選択されることを保証するため、２つの信号発生器が必要であり、第一信号が第二信号（適切な位相差を有する）の引き金となる。両方の信号は、信号発生器の出力を試験セルに接続する前に増幅器を通過させることにより増幅される。Ｂ−Ｗ遷移に対しては、１０および９０％送信変化ならびに逆の９０および１０％の送信変化に必要な電圧を、種々のパルス持続時間に対して測定した。Ｗ−Ｂ遷移に対しては、９０および１０％の送信変化に必要な電圧のみを、種々のパルス持続時間に対して測定した。これらのレベルは、一旦０および１００％遷移レベルがわかれば（すなわち、黒および白）オシロスコープ上にセットされ、これらはまた、遷移（１０から９０％への送信変化に対する）の光学応答時間を決定するのに用いることができる。
【０１２４】
ＶＡＮ型の試験セルは、典型的な３〜５μｍのセルギャップにおいて、送信モードおよび交差偏光子と共に用いた。変化するセル厚さおよび異なる混合Δｎ値のため、遅延は最適化されなかったが、しかしこれは、コントラストを弱めるだけであるため重要ではない。
【０１２５】
例１
【表１３】
2006509853.tif 000091
【０１２６】
例２
【表１４】
2006509853.tif 000092
例３
【表１５】
2006509853.tif 000093
【０１２７】
例４
【表１６】
2006509853.tif 000094
例５
【表１７】
2006509853.tif 000095
【０１２８】
例６
【表１８】
2006509853.tif 000096
例７
【表１９】
2006509853.tif 000097
【０１２９】
例８
【表２０】
2006509853.tif 000098
例９
【表２１】
2006509853.tif 000099
【０１３０】
例１０
【表２２】
2006509853.tif 000100
例１１
【表２３】
2006509853.tif 000101
【０１３１】
例１２
【表２４】
2006509853.tif 000102
例１３
【表２５】
2006509853.tif 000103
【０１３２】
例１４
【表２６】
2006509853.tif 000104
例１５
【表２７】
2006509853.tif 000105
【０１３３】
例１６
【表２８】
2006509853.tif 000106
例１７
【表２９】
2006509853.tif 000107
【０１３４】
例１８
【表３０】
2006509853.tif 000108
例１９
【表３１】
2006509853.tif 000109
【０１３５】
例２０
【表３２】
2006509853.tif 000110
例２１
【表３３】
2006509853.tif 000111
【０１３６】
例２２
【表３４】
2006509853.tif 000112
【０１３７】
比較例
本発明による例と同様の条件のもとで、ＭＬＣ−６２０４（Merck KGaA, Darmstadt）を試験した。
【表３５】
2006509853.tif 000113
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】格子配向（線は局所ダイレクタを示す）を用いたゼナサル双安定性を図示したものであり、ａ）高チルト（連続）状態、およびｂ）低チルト（欠陥）状態を示す。
【図２】ＺＢＤに対するａ）ＶＡＮ形状、およびｂ）ＴＮ形状の図であり、高チルト状態、および低チルト状態でのダイレクタ分布を示す。
【図３】２５℃におけるＭＬＣ−６２０４−０００のτ−Ｖ曲線（パルス持続時間またはタイムスロット対電圧）を示す図である。比較に用いた動作過電圧（Ｖ１００μｓ）および動作ウィンドウ（ΔＶ４００μｓ）が示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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