(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を再配向させるための再配向層を有し、その電場が液晶層に対して平行の有効構成要素を有しており、かつまた正の誘電異方性を有する液晶媒体を含有する電気光学液晶ディスプレイであって、この液晶媒体が下記式Ｉで表わされる化合物の少なくとも１種および下記式ＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、ならびに下記式ＩＩＩで表される化合物の少なくとも１種を含有することを特徴とする電気光学液晶ディスプレイ：
【化１】
0004316692.tif 000024
各式中、
Ｒ1およびＲ1'はそれぞれ相互に独立して、Ｈであるか、または炭素原子１〜１５個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、あるいは置換基として１個のＣＮまたはＣＦ3を有するか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する１個または２個以上のＣＨ2基はそれぞれ相互に独立して、Ｏ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化２】
0004316692.tif 000025
は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられていてもよく、
Ａ1、Ａ1'、Ａ2およびＡ2'はそれぞれ相互に独立して、
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、さらにこの基中に存在する１個のＣＨ2基または隣接していない２個以上のＣＨ2基は、−Ｏ−および（または）−Ｓ−により置き換えられていてもよく、
（ｂ）１，４−フェニレン基であり、あるいは
（ｃ）１，４−シクロヘキセニレン基であり、
上記基（ａ）および（ｂ）は置換基として１個または２個のフッ素原子を有していてもよく、
Ｚ1およびＺ2は単結合であり、
Ｚ1'およびＺ2'はそれぞれ相互に独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−または単結合であり、
ＸおよびＹはそれぞれ相互に独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＯＣＦ２ＨまたはＯＣＦ３であり、そして
ｌおよびｍはそれぞれ相互に独立して、０、１または２である
【化３】
0004316692.tif 000026
式中、
Ｌ1およびＬ2はそれぞれ相互に独立して、ＨまたはＦであり、
Ｒ2は、Ｈであるか、または炭素原子１〜１５個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、あるいは置換基として１個のＣＮまたはＣＦ3を有するか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する１個または２個以上のＣＨ2基はそれぞれ相互に独立して、Ｏ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化４】
0004316692.tif 000027
は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられていてもよく、
Ａ3およびＡ4はそれぞれ相互に独立して、
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、さらにこの基中に存在する１個のＣＨ2基または隣接していない２個以上のＣＨ2基は、−Ｏ−および（または）−Ｓ−により置き換えられていてもよく、
（ｂ）１，４−フェニレン基であり、さらにこの基中に存在する１個または２個のＣＨ基はＮにより置き換えられていてもよく、あるいは
（ｃ）１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイルおよび１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルからなる群からの基、
であり、上記基（ａ）および（ｂ）は置換基として１個または２個のフッ素原子を有していてもよく、
Ｚ3およびＺ4はそれぞれ相互に独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、あるいはまた基Ｚ3またはＺ4の一方は、−（ＣＨ2）4−または−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2ＣＨ2−であることができ、そして
ｎは、０、１または２である。
【請求項２】
液晶媒体が下記式ＩＶで表わされる化合物をさらに含有することを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ：
Ｒ3（Ａ5−Ｚ5）O−Ａ6−Ｒ4                  ＩＶ
式中、
Ｒ3およびＲ4はそれぞれ相互に独立して、Ｈであるか、または炭素原子１〜１５個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、あるいは置換基として１個のＣＮまたはＣＦ3を有するか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する１個または２個以上のＣＨ2基はそれぞれ相互に独立して、Ｏ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化５】
0004316692.tif 000028
は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられていてもよく、
Ａ5およびＡ6はそれぞれ相互に独立して、
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、さらにこの基中に存在する１個のＣＨ2基または隣接していない２個以上のＣＨ2基は、−Ｏ−および（または）−Ｓ−により置き換えられていてもよく、
（ｂ）１，４−フェニレン基であり、さらにこの基中に存在する１個または２個のＣＨ基はＮにより置き換えられていてもよく、あるいは
（ｃ）１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイルおよび１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルからなる群からの基、
であり、上記基（ａ）および（ｂ）は置換基として１個または２個のフッ素原子を有していてもよく、
Ｚ5は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、そして
ｏは、１、２または３である。
【請求項３】
液晶媒体が下記式Ｖで表わされる化合物をさらに含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶ディスプレイ：
【化６】
0004316692.tif 000029
式中
Ｒ5は、Ｈであるか、または炭素原子１〜１５個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、あるいは置換基として１個のＣＮまたはＣＦ3を有するか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する１個または２個以上のＣＨ2基はそれぞれ相互に独立して、Ｏ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化７】
0004316692.tif 000030
は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられていてもよく、
Ａ7およびＡ8はそれぞれ相互に独立して、
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、さらにこの基中に存在する１個のＣＨ2基または隣接していない２個以上のＣＨ2基は、−Ｏ−および（または）−Ｓ−により置き換えられていてもよく、
（ｂ）１，４−フェニレン基であり、さらにこの基中に存在する１個または２個のＣＨ基はＮにより置き換えられていてもよく、あるいは
（ｃ）１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイルおよび１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルからなる群からの基、
であり、上記基（ａ）および（ｂ）は置換基として１個または２個のフッ素原子を有していてもよく、
Ｚ7およびＺ8は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、あるいは基Ｚ7およびＺ8の一方はまた、−（ＣＨ2）4−または−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2ＣＨ2−であることができ、
Ｑは、下記式で表わされるポリフルオロアルキレン基であり：
−（Ｏ）q−（ＣＨ2）r−（ＣＦ2）s−
（式中、ｑは０または１であり、
ｒは０または０〜６の整数であり、そして
ｓは０〜６の整数である）、
Ｚは、Ｈ、ＦまたはＣｌであり、そして
ｐは、０、１または２である。
【請求項４】
液晶媒体が、≧７．５の誘電異方性Δεを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
【請求項５】
画素がアクティブマトリックスによりアドレスされることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のディスプレイ。
【請求項６】
請求項１〜３に記載の化合物Ｉ、化合物ＩＩおよび化合物ＩＩＩまたは化合物Ｉ、化合物ＩＩ、化合物ＩＩＩ、化合物ＩＶおよび（または）化合物Ｖからなることを特徴とする、ＩＰＳディスプレイ用の正の誘電異方性を有する液晶媒体。
【請求項７】
下記組成からなることを特徴とする、請求項６に記載の液晶媒体：
−２５〜６０重量％の式Ｉで表わされる化合物の少なくとも１種、
−２５〜６０重量％の式ＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、
−５〜３０重量％の式ＩＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、
−０〜３０重量％の式ＩＶで表わされる化合物、および
−５〜３０重量％の式Ｖで表わされる化合物。
【請求項８】
下記組成からなることを特徴とする、請求項７に記載の液晶媒体：
−３０〜５０重量％の式Ｉで表わされる化合物の少なくとも１種、
−３５〜５０重量％の式ＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、
−５〜１５重量％の式ＩＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、
−０〜２０重量％の式ＩＶで表わされる化合物、および
−５〜１５重量％の式Ｖで表わされる化合物。
【請求項９】
−下記式Ｉ１ａまたは式ＩＩ１ａで表わされる化合物の少なくとも１種：
【化８】
0004316692.tif 000031
式中、
【化９】
0004316692.tif 000032
はそれぞれ相互に独立して、下記の基である：
【化１０】
0004316692.tif 000033
−下記式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂ、式ＩＩＩｃおよび式ＩＩＩｄから選択される化合物の少なくとも１種：
【化１１】
0004316692.tif 000034
−および式Ｖａで表わされる化合物の少なくとも１種：
【化１２】
0004316692.tif 000035
各式中、
【化１３】
0004316692.tif 000036
はそれぞれ相互に独立して、
【化１４】
0004316692.tif 000037
であり、
Ｘ*は、Ｆであるか、またはハロゲン化されているアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、そして
Ｒ1、Ｒ1'、Ｒ2、Ｒ５、Ｌ1およびＬ2はそれぞれ、上記定義のとおりである、
を含有することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項１０】
−下記式ＩＶａ、式ＩＶｂおよび式ＩＶｃから選択される化合物：
【化１５】
0004316692.tif 000038
各式中、
【化１６】
0004316692.tif 000039
は、
【化１７】
0004316692.tif 000040
であり、そして
Ｒ３およびＲ４はそれぞれ、上記定義のとおりである、
をさらに含有することを特徴とする、請求項９に記載の液晶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶を再配向させるための再配向層を有し、その電場が液晶層に対して平行の有効構成要素を有しており、かつまた正の誘電異方性を有する液晶媒体を含有する電気光学液晶ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
慣用の液晶ディスプレイ（ＴＮ、ＳＴＮ、ＯＭＩおよびＡＭＤ−ＴＮ）では、再配向のための電場が液晶相に対して実質的に垂直に発生される。
国際特許出願WO 91/10936には、電場が液晶相に対して平行の有効構成要素を有するような方式で、その電気信号が発生される液晶ディスプレイが記載されている［ＩＰＳ、イン−プレーン  スイッチング(in-plane switching)］。このようなディスプレイの動作原理は、例えばR.A.SorefによりJournal of Applied Physics, Vol.45, No.12, 5466〜5468頁(1974)に記載されている。
EP 0588568は、このようなディスプレイの各種アドレス方法を開示している。
【０００３】
これらのＩＰＳディスプレイは、正または負のどちらかの誘電異方性（△ε≠０）を有する液晶材料を用いて動作させることができる。しかしながら、従来公知の材料を使用すると、ＩＰＳディスプレイは比較的高いしきい電圧および長い応答時間を有する。従って、ＩＰＳディスプレイにおいて、比較的低いしきい電圧および短い応答時間を達成するのに適する液晶材料を明らかにするという課題が存在していた。
類似の化合物は、EP 0387032およびWO 91/03450に記載されている。
しかしながら、これらの明細書には、これら２種の物質を使用することによってＩＰＳディスプレイのしきい電圧および応答時間を改良することができることは記載されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ＩＰＳディスプレイにおいて、比較的低いしきい電圧および短い応答時間を達成するのに適する液晶媒体を見出すことにある。
本発明のもう一つの課題は、このような液晶媒体の生成に有用な液晶材料を見出すことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
下記式Ｉで表わされる化合物の少なくとも１種および下記式ＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種を含有する液晶材料を使用することによって解決された。
【０００６】
【化１７】
0004316692.tif 000002
【０００７】
各式中、
Ｒ1およびＲ1´はそれぞれ相互に独立して、Ｈであるか、または炭素原子１〜１５個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、あるいは置換基として１個のＣＮまたはＣＦ3を有するか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲンを有しており、さらにこれらの基中に存在する１個または２個以上のＣＨ2基はそれぞれ相互に独立して、Ｏ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化１８】
0004316692.tif 000003
は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられていてもよく、
【０００８】
Ａ1、Ａ1´、Ａ2およびＡ2´はそれぞれ相互に独立して、
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、さらにこの基中に存在する１個のＣＨ2基または隣接していない２個以上のＣＨ2基は、−Ｏ−および（または）−Ｓ−により置き換えられていてもよく、
（ｂ）１，４−フェニレン基であり、さらにこの基中に存在する１個または２個のＣＨ基はＮにより置き換えられていてもよく、あるいは
（ｃ）１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイルおよび１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルからなる群からの基、
であり、上記基（ａ）および（ｂ）は置換基として１個または２個のフッ素原子を有していてもよく、
【０００９】
Ｚ1、Ｚ1´、Ｚ2およびＺ2´はそれぞれ相互に独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、および基Ｚ1またはＺ1´およびＺ2またはＺ2´の一方はまた、−（ＣＨ2）4−または−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2ＣＨ2−であることができ、
ＸおよびＹはそれぞれ相互に独立して、ＦまたはＣｌであるか、あるいはフッ素化アルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基であり、そして
ｌおよびｍはそれぞれ相互に独立して、０、１または２である。
【００１０】
好適態様は、下記のＩＰＳディスプレイである：
ａ）媒体が、下記式Ｉ１で表わされる化合物の少なくとも１種および下記式ＩＩ１で表わされる化合物の少なくとも１種を含有する：
【化１９】
0004316692.tif 000004
【００１１】
各式中、
【化２０】
0004316692.tif 000005
はそれぞれ相互に独立して、下記の基である：
【化２１】
0004316692.tif 000006
【００１２】
ｂ）媒体が下記式２で表わされる基を含有する化合物の少なくとも１種を含有する：
【化２２】
0004316692.tif 000007
式中、
Ｌ1およびＬ2はそれぞれ相互に独立して、ＨまたはＦである、
【００１３】
特に媒体が下記式ＩＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種を含有する：
【化２３】
0004316692.tif 000008
【００１４】
式中、
Ｌ1およびＬ2は上記定義のとおりであり、
Ｒ2は、Ｒ1およびＲ1´について定義されているとおりであり、
Ａ3およびＡ4はそれぞれ独立して、Ａ1、Ａ1´、Ａ2およびＡ2´について定義されているとおりであり、
Ｚ3およびＺ4はそれぞれ独立して、Ｚ1、Ｚ1´、Ｚ2およびＺ2´について定義されているとおりであり、そして
ｎは０、１または２である；
【００１５】
ｃ）媒体が≧７．５、好ましくは７．５〜１４の誘電異方性△εを有する；
ｄ）媒体が下記式ＩＶで表わされる化合物の少なくとも１種を含有する：
Ｒ3（Ａ5−Ｚ5）O−Ａ6−Ｒ4                    ＩＶ
式中、
Ｒ3およびＲ4はそれぞれ相互に独立して、Ｒ1およびＲ1´について定義されているとおりであり、
Ａ5およびＡ6はそれぞれ相互に独立して、Ａ1、Ａ1´、Ａ2およびＡ2´について定義されているとおりであり、
各Ｚ5は相互に独立して、Ｚ1、Ｚ1´、Ｚ2およびＺ2´について定義されているとおりであり、そして
ｏは、１、２または３である；
【００１６】
ｅ）媒体が下記式Ｖで表わされる化合物の少なくとも１種を含有する：
【化２４】
0004316692.tif 000009
【００１７】
式中
Ｒ5は、Ｒ1およびＲ1'について定義されているとおりであり、
Ａ7およびＡ8はそれぞれ相互に独立して、Ａ1、Ａ1'、Ａ2およびＡ2'について定義されているとおりであり、
Ｚ7およびＺ8はそれぞれ相互に独立して、Ｚ1、Ｚ1'、Ｚ2およびＺ2'について定義されているとおりであり、そして
Ｑは、下記式で表わされるポリフルオロアルキレン基であり：
−（Ｏ）q−（ＣＨ2）r−（ＣＦ2）s−
（式中、ｑは０または１であり、
ｒは０または１〜６の整数であり、そして
ｓは０〜６の整数である）、
Ｚは、Ｈ、ＦまたはＣｌであり、そして
ｐは、０、１または２である。
【００１８】
式Ｉおよび式ＩＩで表わされる化合物において、ＸおよびＹは好ましくは、Ｆ、ＯＣＦ3、ＯＣＨＦ2、ＣＦ3、ＯＣＨＦＣＦ3、ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3、ＯＣ2Ｆ5、ＯＣ3Ｆ7、ＯＣＨ＝ＣＦ2、ＯＣＦ＝ＣＦ2、ＯＣＦ＝ＣＨＦであり、特にＦ、ＯＣＦ3またはＯＣＨＦ2である。
好ましいものとしては、その画素がアクティブマトリックスによってアドレスされるＩＰＳディスプレイが挙げられる。
本発明はさらにまた、下記の成分からなる正の誘電異方性を有する液晶媒体に関する：
【００１９】
−２５〜６０重量％、好ましくは３０〜５０重量％の式Ｉで表わされる化合物の少なくとも１種、
−２５〜６０重量％、好ましくは３５〜５０重量％の式ＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、
−０〜３０重量％、好ましくは５〜１５重量％の式ＩＩＩで表わされる化合物の少なくとも１種、および
−０〜３０重量％、好ましくは０〜２０重量％の式ＩＶで表わされる化合物、および
−５〜３０重量％、好ましくは５〜１５重量％の式Ｖで表わされる化合物。
【００２０】
本発明の新規液晶媒体は好ましくは、下記の成分を含有する：
−下記式Ｉ１ａまたは式ＩＩ１ａで表わされる化合物の少なくとも１種：
【化２５】
0004316692.tif 000010
【００２１】
−下記式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂ、式ＩＩＩｃおよび式ＩＩＩｄから選択される化合物の少なくとも１種：
【化２６】
0004316692.tif 000011
【００２２】
−所望により、下記式ＩＶａ、式ＩＶｂおよび式ＩＶｃから選択される化合物：
【化２７】
0004316692.tif 000012
【００２３】
および
−下記式Ｖａで表わされる化合物の少なくとも１種：
【化２８】
0004316692.tif 000013
（各式中、
【化２９】
0004316692.tif 000014
はそれぞれ相互に独立して、下記の基を表わし：
【化３０】
0004316692.tif 000015
【００２４】
そしてＲ1、Ｒ1´、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｌ1およびＬ2はそれぞれ上記定義のとおりである。
式Ｖａで表わされる化合物において、Ｘ*は好ましくは、Ｆであり、さらにまたフッ素化アルキル、アルコキシまたはアルケニル基も好ましい。
本発明による新規液晶媒体は一般に、＜０．１２、好ましくは０．０７〜０．１、特に０．０７〜０．０９の複屈折（△ｎ）を有する。
この新規材料の流動粘度（２０℃における）は一般に、３０ｍｍ2／秒よりも小さい。この新規材料の抵抗値は一般に、２０℃において５×１０10〜５×１０13Ω・ｃｍ、特に好ましくは５×１０11〜５×１０13Ω・ｃｍ、さらに特に好ましくは５×１０11〜７×１０12Ω・ｃｍである。
【００２５】
本発明にかかわる式Ｉおよび式ＩＩで表わされる化合物は、慣用の液晶材料、特に式ＩＩＩ、式ＩＶおよび（または）式Ｖで表わされる化合物の１種または２種以上と混合すると、比較的小割合でも、しきい電圧における格別の減少および迅速な応答時間をもたらすことが見出され、同時に低いスメクティック−ネマティック転移温度を有する広いネマティック相をもたらすことが見出された。式Ｉ〜Ｖで表わされる化合物は無色であり、安定であり、かつまた相互におよび他の液晶材料と容易に混和する。
「アルキル」の用語は、炭素原子１〜７個を有する直鎖状および分枝鎖状のアルキル基を包含し、特に直鎖状基、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。炭素原子２〜５個を有する基は一般に好適である。
【００２６】
「アルケニル」の用語は、炭素原子２〜７個を有する直鎖状および分枝鎖状のアルケニル基、特に直鎖状基を包含する。特定のアルケニル基には、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−アルケニルがある。好適アルケニルの例には、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−ヘプテニルなどがある。５個までの炭素原子を有する基は一般に好適である。
【００２７】
「フルオロアルキル」の用語は好ましくは、末端にフッ素原子を有する直鎖状基、すなわちフルオロメチル、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチル、５−フルオロペンチル、６−フルオロヘキシルおよび７−フルオロヘプチルを包含する。しかしながら、別の位置のフッ素原子も除外されない。
「オキサアルキル」の用語は好ましくは、式ＣnＨ2n+1−Ｏ−（ＣＨ2）mで表わされる直鎖状基（式中、ｎおよびｍはそれぞれ相互に独立して、１〜６である）を包含する。ｎは好ましくは１であり、そしてｍは好ましくは１〜６である。
【００２８】
Ｒ1´およびＲ1〜Ｒ5の意味を適当に選択することによって、アドレス時間、しきい電圧、透過特性曲線の急峻度などを所望に応じて改変することができる。例えば、１Ｅ−アルケニル基、３Ｅ−アルケニル基、２Ｅ−アルケニルオキシ基などは一般に、アルキル基およびアルコキシ基に比較して、短いアドレス時間、改良されたネマティック相形成傾向および弾性定数ｋ33（曲がり）とｋ11（広がり）との大きい比をもたらす。４−アルケニル基、３−アルケニル基などの基は一般に、アルキル基およびアルコキシ基に比較して、低いしきい電圧および小さいｋ33／ｋ11値をもたらす。
【００２９】
Ｚ1、Ｚ1´、Ｚ2およびＺ2´中に存在する−ＣＨ2ＣＨ2−基は一般に、単純共有結合に比較して、大きいｋ33／ｋ11値をもたらす。ｋ33／ｋ11値が大きいほど、例えば９０゜のねじれ角（中間調を得るため）を有するＴＮセルにおいて、より平坦な透過特性曲線をもたらし、かつまたＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセル（このセルはより大きいマルチプレキシング能力を有する）において、より急峻な透過特性曲線をもたらし、その逆もまた同様である。
式Ｉで表わされる化合物と式ＩＩで表わされる化合物＋式ＩＩＩで表わされる化合物＋式ＩＶで表わされる化合物および（または）式Ｖで表わされる化合物との最適混合比は、所望の性質、式Ｉ、式ＩＩおよび（または）式ＩＩＩ〜Ｖで表わされる成分の選択および存在する任意の成分の選択に実質的に依存する。前記範囲内の適当な混合比は、場合毎に容易に決定することができる。
【００３０】
本発明による新規混合物中の式Ｉ〜Ｖで表わされる化合物の総量に制限はない。従って、これらの混合物は、１種または２種以上の追加の成分を含有することができ、これにより種々の性質を最適にすることができる。しかしながら、アドレス時間およびしきい電圧に対して見出される効果は一般に、式Ｉおよび式ＩＩで表わされる化合物の総濃度が高いほど大きくなる。
特に好適な態様において、本発明の新規媒体は、式Ｉおよび式ＩＩにおいて、Ｘ＝ＯＣＦ2Ｈであり、そしてＹ＝ＯＣＦ3である化合物を含有する。
【００３１】
本発明の新規液晶媒体は好ましくは、式Ｉ、式ＩＩおよび式ＩＩＩおよび所望により式ＩＶおよび（または）式Ｖで表わされる化合物の１種または２種以上以外の追加の成分として、２〜４０種、特に４〜３０種の成分を含有する。これらの媒体は非常に特に好ましくは、本発明による新規化合物の１種または２種以上に加えて、７〜２５種の成分を含有する。これらの追加の成分は好ましくは、ネマティックまたはネマティック相形成性（単変性または等方性）物質、特にアゾキシベンゼン化合物、ベンジリデンアニリン化合物、ビフェニル化合物、ターフェニル化合物、フェニルまたはシクロヘキシルベンゾエート化合物、シクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、シクロヘキシル安息香酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、安息香酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、シクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、
【００３２】
フェニルシクロヘキサン化合物、シクロヘキシルビフェニル化合物、フェニルシクロヘキシルシクロヘキサン化合物、シクロヘキシルシクロヘキサン化合物、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキセン化合物、１，４−ビス−シクロヘキシルベンゼン化合物、４，４´−ビス−シクロヘキシル−ビフェニル化合物、フェニル−またはシクロヘキシルピリミジン化合物、フェニル−またはシクロヘキシルピリジン化合物、フェニル−またはシクロヘキシルジオキサン化合物、フェニル−またはシクロヘキシル−１，３−ジチアン化合物、１，２−ジフェニル−エタン化合物、１，２−ジシクロヘキシルエタン化合物、１−フェニル−２−シクロヘキシル−エタン化合物、１−シクロヘキシル−２−（４−フェニルシクロヘキシル）エタン化合物、１−シクロヘキシル−２−ビフェニリルエタン化合物、１−フェニル−２−シクロヘキシル−フェニルエタン化合物、ハロゲン化されていてもよいスチルベン化合物、ベンジルフェニルエーテル化合物、トラン化合物および置換ケイ皮酸化合物の群からの物質から選択される。これらの化合物中に存在する１，４−フェニレン基はフッ素化されていてもよい。
【００３３】
新規媒体の追加の成分として適する最も重要な化合物は、下記式１、２、３、４および５で表わすことができる特徴を有する：
Ｒ´−Ｌ−Ｅ−Ｒ´´                    １
Ｒ´−Ｌ−ＣＯＯ−Ｅ−Ｒ´´            ２
Ｒ´−Ｌ−ＯＯＣ−Ｅ−Ｒ´´            ３
Ｒ´−Ｌ−ＣＨ2ＣＨ2−Ｅ−Ｒ´´        ４
Ｒ´−Ｌ−Ｃ≡Ｃ−Ｅ−Ｒ´´            ５
【００３４】
式１、２、３、４および５において、ＬおよびＥは同一または異なっていてもよく、それぞれ相互に独立して、−Ｐｈｅ−、−Ｃｙｃ−、−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−、−Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−、−Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｐｙｒ−、−Ｄｉｏ−、−Ｇ−Ｐｈｅ−および−Ｇ−Ｃｙｃ−から形成される群からの二価の基およびそれらの鏡像基であり、これらの基において、Ｐｈｅは非置換の、またはフッ素置換されている１，４−フェニレンであり、Ｃｙｃはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−シクロヘキセニレンであり、Ｐｙｒはピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり、Ｄｉｏは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、そしてＧは２−（トランス−１，４−シクロヘキシル）エチル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルである。
【００３５】
基ＬおよびＥのうちの一方は、好ましくはＣｙｃ、ＰｈｅまたはＰｙｒである。Ｅは好ましくは、Ｃｙｃ、ＰｈｅまたはＰｈｅ−Ｃｙｃである。本発明の新規媒体は好ましくは、式１、２、３、４および５において、ＬおよびＥがＣｙｃ、ＰｈｅおよびＰｙｒからなる群から選ばれる化合物から選択される１種または２種以上の成分、および同時に、式１、２、３、４および５において、基ＬおよびＥのうちの一方がＣｙｃ、ＰｈｅおよびＰｙｒからなる群から選ばれ、他方の基が−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−、−Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−、−Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｇ−Ｐｈｅ−および−Ｇ−Ｃｙｃ−からなる群から選ばれる化合物から選択される１種または２種以上の成分、およびまた任意に、式１、２、３、４および５において、基ＬおよびＥが−Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−、−Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｇ−Ｐｈｅ−および−Ｇ−Ｃｙｃ−からなる群から選ばれる化合物から選択される１種または２種以上の成分を含有する。
【００３６】
式１、２、３、４および５で表わされる化合物の狭い付属群において、Ｒ´およびＲ´´はそれぞれ相互に独立して、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、アルコキシアルキル、アルケニルオキシまたはアルカノイルオキシである。この狭い付属群を以下でグループＡと称し、これらの化合物を付属式１ａ、２ａ、３ａ、４ａおよび５ａで表わす。これらの化合物の大部分において、Ｒ´およびＲ´´は相互に相違しており、これらの基の一方は通常、アルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキルである。
【００３７】
式１、２、３、４および５で表わされる化合物のもう一つの狭い付属群はグループＢとして知られており、これらの化合物において、Ｒ´´は、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＣＳまたは−（Ｏ）iＣＨ3-(k+l)ＦkＣｌlである（ここで、ｉは０または１であり、そしてｋ＋ｌは１、２または３である）；Ｒ´´がこの意味を有する化合物を付属式１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂおよび５ｂで表わす。付属式１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂおよび５ｂで表わされる化合物の中で、Ｒ´´が、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＣＳ、−ＣＦ3、−ＯＣＨＦ2または−ＯＣＦ3である化合物は特に好ましい化合物として挙げられる。
【００３８】
付属式１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂおよび５ｂで表わされる化合物において、Ｒ´は付属式１ａ〜５ａで表わされる化合物について定義されているとおりであり、好ましくはアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキルである。
式１、２、３、４および５で表わされる化合物のさらにもう一つの狭い付属群において、Ｒ´´は、−ＣＮである；この付属群は以下でグループＣとして知られており、この付属群の化合物を対応して、付属式１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃおよび５ｃで表わす。この付属式１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃおよび５ｃで表わされる化合物において、Ｒ´は付属式１ａ〜５ａで表わされる化合物について定義されているとおりであり、好ましくはアルキル、アルコキシまたはアルケニルである。
【００３９】
グループＡ、ＢおよびＣの好適化合物に加えて、提案されている他の種々の置換基を有する式１、２、３、４および５で表わされる別の化合物も慣用である。これらの物質は全部、刊行物から公知の方法もしくはその類似方法により得ることができる。
本発明の新規な媒体は好ましくは、式Ｉで表わされる化合物に加えて、グループＡおよび（または）グループＢおよび（または）グループＣから選択される化合物の１種または２種以上を含有する。本発明の新規媒体中に存在するこれらのグループからの化合物の重量割合は好ましくは、下記のとおりである：
グループＡ：０〜９０％、好ましくは２０〜９０％、特に３０〜９０％、
グループＢ：０〜８０％、好ましくは１０〜８０％、特に１０〜６５％、
グループＣ：０〜８０％、好ましくは５〜８０％、特に５〜５０％。
【００４０】
本発明による特定の媒体中に存在するグループＡおよび（または）グループＢおよび（または）グループＣの成分の重量割合の合計は好ましくは、５％〜９０％、特に１０％〜９０％である。
本発明の新規媒体は好ましくは、本発明による化合物を１〜４０％、特に好ましくは５〜３０％の割合で含有する。さらに好ましい媒体は、本発明による新規化合物を４０％よりも多い割合で、特に４５〜９０％の割合で含有する。この媒体は好ましくは、３種、４種または５種の本発明による新規化合物を含有する。
本発明の新規ＩＰＳディスプレイの構造は、例えばWO 91/10936またはEP 0588568に記載されているような、この種のディスプレイに慣用の構造に相当する。ここで、慣用の構造の用語は、広く解釈されるべきであり、誘導型および改変型のＩＰＳディスプレイの全部、特に例えばポリ−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包含する。
【００４１】
しかしながら、本発明による新規ディスプレイと慣用のディスプレイとの基本的相違点は、その液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
本発明に従い使用することができる液晶混合物は、それ自体慣用の方法により製造することができる。一般に、少ない方の量で使用する成分の所望量を、有利には高められた温度で、主要成分を構成する成分中に溶解する。有機溶剤、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール中の成分の溶液を混合し、次いで充分に混合した後に、例えば蒸留によって溶剤を再び分離することもできる。
本発明による誘電体はまた、当業者に公知であり、刊行物に記載されている追加の添加剤を含有することもできる。例えば、０〜１５％の多色性染料またはキラルドーピング剤を添加することができる。
【００４２】
Ｃは結晶相を表わし、Ｓはスメクティック相を表わし、ＳBはスメクティックＢ相を表わし、Ｎはネマティック相を表わしそしてＩは等方性相を表わす。
Ｖ10は１０％透過にかかわる電圧を表わす（基板表面に対して垂直の視覚角度）。ｔonは、Ｖ10値の２．５倍に相当する動作電圧におけるスィッチ−オン時間をそしてｔoffはスィッチ−オフ時間を表わす。△ｎは光学異方性を表わしそしてｎOは複屈折率を表わす（それぞれ５８９ｎｍにおいて）。△εは誘電異方性（△ε＝ε‖−ε  、この式において、ε‖は分子の長軸に対して平行の誘電定数を表わし、そしてε⊥は分子の長軸に対して垂直の誘電定数を表わす）を表わす。電気光学データは、別段の記載がないかぎり、２０℃おいてＩＰＳセルで測定した。光学データは、別段の記載がないかぎり、２０℃で測定した。
０゜のねじれ角および０゜のチルト角を有するプラナーの試験セルを使用した。
【００４３】
本特許出願書および下記の例において、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に従い得られる。基ＣnＨ2n+1は全部、ｎ個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である。表Ｂのコードは自明である。表Ａにおいて、基本構造に関わる頭文字のみが示されている。各場合に、この基本構造に関わる頭文字の後に、ハイフンで分離して、置換基Ｒ1  、Ｒ2、Ｌ1およびＬ2に関するコードが示されている：
【００４４】
【表１】
0004316692.tif 000016
【００４５】
表Ａ：
【化３１】
0004316692.tif 000017
【００４６】
表Ｂ：
【化３２】
0004316692.tif 000018
【００４７】
【実施例】
例１
この例のＩＰＳディスプレイは、
透明点                      ：８４℃
△ｎ［５８９ｎｍ、２０℃］  ：＋０．０７９２
ｎO                         ：１．４６３６
△ε［１ｋＨｚ、２０℃］    ：７．６
ε⊥                        ：４．０
粘度（２０℃）              ：２４ｍｍ2／秒
を有し、かつまた
【００４８】
【表２】
0004316692.tif 000019
からなるネマティック混合物を含有し、大きいコントラストおよび短い応答時間を有する。
ＶO：１．２１Ｖｃａｐ。
【００４９】
例２
この例のＩＰＳディスプレイは、
透明点                      ：７７℃
△ｎ［５８９ｎｍ、２０℃］  ：＋０．０８３７
ｎO                         ：１．４６６６
△ε［１ｋＨｚ、２０℃］    ：１０．４
ε⊥                        ：４．７
を有し、かつまた
【００５０】
【表３】
0004316692.tif 000020
からなるネマティック混合物を含有し、大きいコントラストおよび短い応答時間を有する。
ＶO  ：１．０３Ｖｃａｐ。
【００５１】
例３
この例のＩＰＳディスプレイは、
透明点                        ：７４℃
△ｎ［５８９ｎｍ、２０℃］    ：＋０．０８９５
ｎO                           ：１．４６８７
△ε［１ｋＨｚ、２０℃］      ：１２．９
ε⊥                          ：５．３
粘度（２０℃）                ：２７ｍｍ2／秒
を有し、かつまた
【００５２】
【表４】
0004316692.tif 000021
からなるネマティック混合物を含有し、大きいコントラストおよび短い応答時間を有する。
ＶO  ：０．８９Ｖｃａｐ。
【００５３】
例４
この例のＩＰＳディスプレイは、
透明点                      ：７８℃
△ｎ［５８９ｎｍ、２０℃］  ：＋０．０８２５
ｎO                         ：１．４６８３
△ε［１ｋＨｚ、２０℃］    ：＋１０．２
ε⊥                        ：４．３
を有し、かつまた
【００５４】
【表５】
0004316692.tif 000022
からなるネマティック混合物を含有し、大きいコントラストおよび短い応答時間を有する。
ＶO  ：１．０４Ｖｃａｐ。
【００５５】
例５
この例のＩＰＳディスプレイは、
透明点                        ：７５℃
△ｎ［５８９ｎｍ、２０℃］    ：＋０．０７８９
ｎO                           ：１．４６６６
△ε［１ｋＨｚ、２０℃］      ：＋９．７
ε⊥                          ：４．８
を有し、かつまた
【００５６】
【表６】
0004316692.tif 000023
からなるネマティック混合物を含有し、大きいコントラストおよび短い応答時間を有する。
ＶO  ：１．１０Ｖｃａｐ。