(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−一種または二種以上の下記式Ｉ：
【化１】
0005036929.tif 000043
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立であり、１個から７個のＣ原子を有するアルキル若しくはアルコキシ又は、２個から７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ若しくはアルコキシアルキルであり、
【化２】
0005036929.tif 000044
はトランス−１，４−シクロヘキシレンあるいは１，４−フェニレンであり、
Ｚ１は−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合であり、
ｎは０又は１である、
で表される化合物を含有する誘電的に負の液晶成分Ａと、
−一種又は二種以上の下記式ＩＩ：
【化３】
0005036929.tif 000045
式中、
Ｒ２は１から７個のＣ原子を有するアルキル若しくはアルコキシ、又は２個から７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ若しくはアルコキシアルキルであり、
【化４】
0005036929.tif 000046
はトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、
Ｚ２は−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨＯ−又は単結合であり、
Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３は互いに独立であり、Ｈ又はＦであり、
ｍは１である、
で表されるエステル化合物を含有する誘電的に正の液晶成分Ｂと、
−選択的に、誘電的に中性の成分Ｃとを含有することを特徴とし、
−８０℃またはそれ以上の透明点および
−２５ｋＨｚまたはそれ以下のクロスオーバー周波数および
−成分ＡおよびＢの液晶媒体中の含有量が５０〜１００質量％であることを特徴とする液晶媒体。
【請求項２】
式ＩＩの化合物が下記式ＩＩａ：
【数１】
0005036929.tif 000047
式中、Ｒ２は、式ＩＩで定義されたとおりである、
で表される化合物である、請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
成分Ａおよび成分Ｂが、それぞれ、式Ｉおよび式ＩＩで表される化合物からなる、請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
成分Ａが前記式Ｉの二種以上の化合物からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項５】
成分Ｂが前記式ＩＩの一種または二種以上の化合物からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項６】
成分Ａがｎ＝０の式Ｉの一種または二種以上の化合物と、ｎ＝１の式Ｉの一種または二種以上の化合物とを含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項７】
２周波数駆動によりアドレスされるあるいはアドレス可能な液晶ディスプレイであって、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶媒体とポリマーを含有する複合系を含有することを特徴する請求項７に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項９】
ホログラフィーディスプレイであることを特徴とする請求項７および８のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
液晶ディスプレイにおける請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶媒体の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶媒体に、およびこれらの媒体を含有する液晶ディスプレイに、特にＰＤＬＣのような複合システムのディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤｓ）は情報を表示するために広く使用されている。電気光学モードが用いられ，例えば、ねじれネマティック（ＴＮ）、超ねじれネマティック（ＳＴＮ）、電気制御複屈折（ＥＣＢ）モード、およびそれらの各種の変形、その他である。それぞれほぼ基板に垂直であり、液晶層にほぼ垂直な電場を全てが使用する上記のモードの他に、例えば，面内スイッチング（ｉｎ−ｐｌａｎｅ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＩＰＳ）モードのように、それぞれ基板に対して、液晶層に対してほぼ平行な電場を使用した電気光学モードもある（例えば，ＤＥ４０  ００  ４５１と比較）。
【０００３】
このように、通常は予め処理されて液晶材料の一様な整合を実現する表面に配向された液晶媒体を用いた多くの異なるモードの他に、例えばＷＯ９１／０５  ０２９に開示されたように、例えば，ポリマ−分散液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：ＰＤＬＣ）−、ネマテイックな、曲線で囲まれた配向相（Ｎｅｍａｔｉｃ  Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒｉｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｐｈａｓｅ：ＮＣＡＰ）−およびポリマーネットワーク（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＮ）−システムなどのポリマー材料と共に低分子量の液晶材料の複合システムを用いた応用がある。これらの後者のものは通常は複合層にほぼ垂直な電場を使用している。
【０００４】
ＬＣＤ中での液晶媒体のスイッチング、特にアクティブ液晶スイッチング素子のスイッチング−オフを加速するために、「２周波数」アドレス指定方法が提案されている。このアドレス指定方法は、誘電的に正の液晶媒体が通常は高周波数において負の誘電異方性により特徴づけられるという事実を用いている。この熟知された効果は、液晶スイッチング素子を能動的にスイッチ「オフ」するために使用することが出来る。ＬＣのΔεが正である低周波数の、通常は矩形波電圧である電波によりスイッチング素子をアドレス指定するＬＣ材料は電場に平行に配向させられる。高周波数電波により、すなわちＬＣのΔεが負である周波数の電波により同じＬＣスイッチング素子をアドレス指定することにより、ＬＣ材料は電場に垂直に配向される。このようにして、ＬＣスイッチング素子の能動スイッチング「オフ」が実現される。
【０００５】
本願により特に好適なＰＤＬＣの一つの形態のものはいわゆるメモリ−ＰＤＬＣ（省略形でＭＰＤＬＣ）ディスプレイであり、例えば，Ｏｈｙａｍａ、Ｊ．、Ｍａｔｓｕｄａ、Ｈ．、およびＥｇｕｃｈｉ、Ｋ．、ＳＩＤ９９  Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．６４８−６５１（１９９９）に開示されている。これらのディスプレイは双安定であり、それらのポリマーマトリクスは通常は異方性形態を有する。
【０００６】
ＬＣＤは直接視のディスプレイおよび投影形のディスプレイに使用される。これらの用途の他に、ＬＣＤ、特にＰＤＬＣのような複合系からなるＬＣＤ、特にいわゆるホログラフィーＰＤＰＣ（ＨＰＤＬＣ）系は実際的な用途に使用される。これらのＨＰＤＬＣディスプレイは、例えば，Ｔａｎａｋａ，Ｋ．，Ｋａｔｏ，Ｋ．，Ｔｓｕｒｕ，Ｓ．，およびＳａｋａｉ，Ｓ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ，“／１，ｐｐ．３７−４０（１９９４）に開示されており、ブラッグ反射を利用して３種類の明るいカラー、好適には主要なカラーを生成する。この手法は、これが偏光子もカラーフィルタも必要としないということから優秀な明るいカラーを与える。ポリマーおよび液晶の周期構造の単一層は１つの特定のカラーの反射を制御する。従って，３種の主要カラーを実現するためには、カラー毎に１層の３層が必要である。３層の各々は独立にアドレス指定されなければならない。これは、各々が対応する電極を有する３組のＨＰＤＬＣフィルムを必要とする。この大きな数の層および対応する電極は、大量生産において良好な収率で実現し難いが、「２周波数」駆動方法が適用されるときは、有益に減少させることが出来る。
【０００７】
しかしながら、２周波数駆動法の熟知された原理には幾つかの欠点がある。第一の欠点は、従来の液晶混合物が、実際の用途に対してははるかに高いクロスオーバー周波数（クロスオーバー周波数（νｃｒｏｓｓ）は、周波数が増加するときΔεが誘電的に正から誘電的に負にその符号を変える周波数である。）を特色とすることにある。次の問題点は、低周波数領域（Δεｌｏｗ）における、あるいは高周波数領域（Δεｈｉｇｈ）におけるΔε値、あるいはむしろ両者におけるΔε値の絶対値がＬＣ材料の容易なアドレス指定を許容するには低過ぎるということにある。他の問題点は、通常の配向層上でのＬＣ媒体の配向性が不十分であり、および／または複合系のポリマーのプリカーサーとのそれらの相溶性が不十分であることにある。
【０００８】
従って，実際の用途に対する下記の適切な性質を有する液晶媒体に対する重要な必要性が生じる：広いネマテイック相範囲、低粘度、使用されるディスプレイモードによる、また特に低周波数および高周波数領域の両者におけるΔεの適切に大きな絶対値を有する適当な光学的異方性Δｎ（特に，ＰＤＬＣｓのように複合系に対して適切に高いΔｎ）、これらの領域の間での適切に低いクロスオーバ周波数、および配向膜における良好な配向性、および／または複合系に対するポリマープリカーサーとの良好な相溶性が必要になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
驚くことに上記従来技術の欠点を有さないか、有しても、その程度がかなり少ない２周波数駆動に供する液晶媒体を実現出来ることがここで見出された。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これらの改良された液晶媒体は少なくとも二種類の成分を用いることにより実現される：低周波数領域において、特に１ｋＨｚにおける誘電異方性Δεの負値を有する化合物である誘電的に負の化合物を含有する第一液晶成分（成分Ａという）、および同時に、低周波数領域において、特に１ｋＨｚの周波数において十分に正のΔεを有するエステル化合物を含有し、好適にはそれらのエステル化合物からなる誘電的に正の成分である第二の液晶成分（成分Ｂという）。
【００１１】
好適には、上記誘電的に負の液晶成分Ａは下記式Ｉの化合物を含有し、また好適にはそれらの化合物からなる：
【化５】
0005036929.tif 000002
式中
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立に、１から７個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、２から７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシアルキルであり、
Ｒ１１は、好適には３から５個のＣ原子を有する好適にはｎ−アルキルであり、
Ｒ１２は、好適には２個のＣ原子を有する好適にはｎ−アルコキシであり、
【化６】
0005036929.tif 000003
は、トランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、
Ｚ１は、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、好適には−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、
ｎは０または１である。
【００１２】
好適には、液晶成分Ｂは下記式ＩＩの一種あるいはそれ以上の誘電的に正の化合物を含有し、また好適にはそれらの化合物からなる：
【化７】
0005036929.tif 000004
式中、
Ｒ２は１から７個のＣ原子を有するアルキルあるいはアルコキシであり、または２から７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシアルキルであり、
【化８】
0005036929.tif 000005
は、トランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、
Ｚ２は−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨＯ−または単結合であり、好適には、−ＣＯＯ−または単結合であり、
Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３は、互いに独立であり、ＨまたはＦであり、好適にはＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３の少なくとも一つはＦであり、最も好適にはＬ２２はＦであり、更に
ｍは０または１、好適には１である。
【００１３】
本発明の液晶媒体は、任意ではあるが、誘電的に中性の成分であり、また好適には、またより好適には下記式ＩＩＩの誘電的に中性の化合物を含有し、かつ好適にはそれらの化合物からなる他の成分を含有する：
【化９】
0005036929.tif 000006
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、互いに独立であり、１から７個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、または２から７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシアルキルであり、
【化１０】
0005036929.tif 000007
は、互いに独立であり、トランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、２−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３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、好適にはトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであり、
Ｚ３は−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、好適には−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、
ｏおよびｐは、互いに独立で、０または１である。
【００１４】
成分Ｃは、特に本発明の液晶媒体の相範囲および光学的異方性を調節するために使用される。ｏおよびｐが共に１の上記式ＩＩＩの化合物は媒体の透明点を増加させるのに特に適しているが、ｏおよびｐが共に０の式ＩＩＩの化合物はネマティック相範囲の下限を低下させるのに特に適している。特に，Ｚ３が−Ｃ≡Ｃ−である式ＩＩＩの化合物は媒体のΔｎを調節するのに有用である。
【００１５】
以下、本発明による液晶媒体の好適な実施例について説明する。
媒体は、好適には，下記式Ｉａの１種または２種以上の化合物を含有する：
【化１１】
0005036929.tif 000008
および／または
下記式Ｉｂの１種または２種以上の化合物：
【化１２】
0005036929.tif 000009
式中Ｒ１１およびＲ１２は上記式Ｉにおけるように定義され、また好適にはＲ１１はｎ−プロピルまたはｎ−ペンチルであり、Ｒ１２はエトキシである。
【００１６】
媒体は、好適には、下記式ＩＩａの少なくとも１種または２種の化合物を含有する：
【化１３】
0005036929.tif 000010
式中、
Ｒ２は、上記式ＩＩにおけるように定義され、また好適にはｎ−プロピル、ｎ−ペンチル、またはｎ−ヘプチルである。
【００１７】
媒体は下記式ＩＩＩａからＩＩＩｃの化合物のグループから選択された化合物を含有する：
【化１４】
0005036929.tif 000011
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は上記式ＩＩＩにおけるように定義され、また好適にはＲ３１はｎ−アルキルまたはｎ−アルケニルであり、またＲ３２はｎ−アルケニルまたはｎ−アルコキシであり、最も好適にはＲ３２はアルコキシである。
【００１８】
好適な実施例においては、液晶媒体は上記式ＩＩＩａの１種または２種以上の化合物を含有し、ここにＲ３１は好適にはｎ−アルキルであり、またＲ３２は、好適にはｎ−アルコキシであり、両者は互いに独立で、好適には１個または２個の炭素原子を有し，また最も好適にはＲ３１およびＲ３２における炭素原子の和は２または３また特に３である。
【００１９】
他の好適な実施例においては、液晶媒体は式ＩＩＩｃの１種または２種以上の化合物を含有し、ここにＲ３１は、好適にはｎ−アルキルであり、好適には２個から５個の炭素原子を有し，最も好適には３個の炭素原子を有し，またＲ３２は好適にはｎ−アルキルまたはｎ−アルコキシであり、また最も好適にはメトキシまたはエトキシである。
【００２０】
液晶媒体は、好適には、それぞれ上記式ＩおよびＩＩの１種または２種以上の化合物を含有すると共に、好適にはこれらの化合物からなる成分ＡおよびＢの５０％〜１００％、より好適には７０％〜１００％、また最も好適には８０％〜１００％、また特に９０％〜１００％を含有する。
本発明による液晶媒体の成分Ｃの濃度は、好適には、０％〜５０％、より好適には０％〜３０％、最も好適には０％〜２０％、また特に４％〜１６％である。
【００２１】
選択的には，本発明の液晶媒体は、物理的性質を調節するために更に液晶化合物を含有することが出来る。このような化合物は当業者には公知である。本発明による液晶媒体中の上記化合物の濃度は、好適には０％〜３０％、より好適には０％〜２０％、また最も好適には５％〜１５％である。
【００２２】
本発明による液晶媒体は、８０℃以上の透明点、好適には１００℃あるいはそれ以上の、より好適には１１０℃あるいはそれ以上の、特に好適には１２０℃あるいはそれ以上の、最も好適には１３０℃あるいはそれ以上の、また特に１４０℃あるいはそれ以上の透明点を特徴とする。
本発明による液晶媒体のΔｎは０．２０あるいはそれ以上であり、好適には０．２２〜０．４の範囲にある。ＨＰＤＬＣｓに対しては，液晶媒体のΔｎは、より好適には０．２３〜０．３０の範囲にあり、最も好適には０．２４〜０．２８の範囲にあり、また特に０．２５〜０．２７５の範囲にある。一方，ＭＰＤＬＣｓに対しては，液晶媒体のΔｎは、より好適には０．２１〜０．３０の範囲にあり、最も好適には０．２２〜０．２５の範囲にあり、また特に０．２３〜０．２４の範囲にある。
【００２３】
液晶媒体の常光屈折率（ｎ０）の適当な値を選択するために特別な注意が払われなければならない。この値はポリマーマトリクスの屈折率（ｎｍ）と整合されるべきである。液晶媒体の常光屈折率は好適には、ポリマーマトリクスの屈折率と２％あるいはそれ以下だけ、最も好適には１％あるいはそれ以下だけ、また特に０．４％あるいはそれ以下だけ異なると好適である。
【００２４】
本発明による低周波域におけるにおける液晶媒体のΔε（１００ＨｚにおけるΔεｌｏｗ）は好適には＋２あるいはそれ以上でありまた高周波数領域では（１０ｋＨｚにおけるΔεｈｉｇｈ）−２あるいはそれ以下であり、より好適には、それぞれ、＋３あるいはそれ以上および−３あるいはそれ以下であり、最も好適には、それぞれ、＋４あるいはそれ以上および−４あるいはそれ以下であり、特に＋５あるいはそれ以上および−５あるいはそれ以下であり、また理想的には、それぞれ、＋１０あるいは−１０である。低周波数領域および高周波数領域におけるΔεに対する上記好適な制限値はまた非対称に結合することが出来，例えば、＋３あるいはそれ以上および−２あるいはそれ以下、また＋４あるいはそれ以上および−５あるいはそれ以下、また両者がその逆になった場合が挙げられる。
【００２５】
低周波数と高周波数領域のあいだのクロスオーバー周波数（νｃｒｏｓｓ）、すなわち、液晶媒体のΔε周波数の増加と共に正から負にその符号を変化させる周波数が、０の値をとる本発明による媒体の周波数は、２０ｋＨｚあるいはそれ以下であり、好適には１５ｋＨｚあるいはそれ以下であり、より好適には１０ｋＨｚあるいはそれ以下であり、特に好適な実施例においては、この周波数は９ｋＨｚあるいはそれ以下であり、好適には７ｋＨｚあるいはそれ以下であり、より好適には５ｋＨｚあるいはそれ以下であり、最も好適には４ｋＨｚあるいはそれ以下であり、また特に３ｋＨｚあるいはそれ以下である。
【００２６】
本発明による液晶媒体は、好適には２０℃において８０までの粘度（ν）を有し，より好適には６０までの、特別には５０ｍｍ２／ｓ−１までの粘度を有する。０℃の温度における対応する限界は、それぞれ、６００、４５０および３００であり、−２０℃の温度においては１５，０００、１０，０００および６，０００ｍｍ２／ｓ−１である。
本願においては、用語、誘電的に正の化合物は、Δε＞１，５を有する化合物を意味し、誘電的に中性の化合物は−１，５＜Δε＜−１，５を有する化合物であり、誘電的に負の化合物はΔε＜−１，５を有する化合物である。化合物の誘電異方性はネマティックホスト混合物中の個別化合物の１０％の溶液の結果から決定される。これらのテスト混合物の容量は、ホメオトロピックであって、ホモジニアスな配向がなされたセル中で決定される。セルの両タイプのセルギャップはほぼ１０μｍである。印加電圧は周波数が１ｋＨｚで、根平均二乗値が通常は０．５Ｖ〜１．０Ｖの矩形波であり、しかしこの電圧はそれぞれのテスト混合物の容量性しきい値以下であるように常に選択される。
【００２７】
誘電的に正の化合物に対しては混合物ＺＬＩ−４７９２が、また誘電的に中性並びに誘電的に負の化合物に対しては混合物ＺＬＩ−３０８６で、共にＭｅｒｃｋ  ＫＧａＡ、Ｇｅｒｍａｎｙ製品であるが、それぞれをホスト混合物として使用される。化合物の誘電率は、問題の化合物の添加の際にホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定され、そして問題の化合物の１００％の濃度に外挿される。
【００２８】
用語、しきい値電圧は本願においては光学的しきい値に関係し、他に明確に規定してないときは、１０％相対コントラスト（Ｖ１０）に対して与えられる。容量性しきい値電圧（Ｖ０、またＦｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓｚしきい値ＶＦｒともいう。）は明確に規定されているときに限って使用される。
本願で与えられるパラメータの範囲は、他に明確に規定されていない場合の制限値を含む全てである。
【００２９】
本願を通して、他に明確に規定されてないときは、全ての濃度は質量パーセントで与えられ、それぞれの完成混合物に対するものであり、すべての温度はセ氏度で与えられ（Ｃｅｌｓｉｕｓ）、また全ての温度差もセ氏度で与えられる。全ての物理的性質は、明確な規定がないときは、「Ｍｅｒｃｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、液晶の物理的性質」、Ｓｔａｔｕｓ  Ｎｏｖ．１９９７、Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ、Ｇｅｒｍａｎｙに従って決定され、２０℃の温度に対して与えられる。光学的異方性（Δｎ）は５８９．３ｎｍの波長で決定される。誘電異方性（Δε）は１ｋＨｚの周波数で決定され、ΔεｌｏｗおよびΔεｈｉｇｈはそれぞれ１００Ｈｚおよび１０ｋＨｚの周波数で決定される。しきい値電圧、並びに全ての他の電気光学的性質はＭｅｒｃｋ  ＫＧａＡ、Ｇｅｒｍａｎｙで調整されたテストセルにより決定された。ΔεｌｏｗおよびΔεｈｉｇｈを決定するためのテストセルは２２μｍのセルギャップを有した。電極は、１．１３ｃｍ２の面積を有し，ガードリングを備えた円形ＩＴＯ電極である。配向膜はホメオトロピック配向（ε‖）に対してはレシチンであり、ホモジニアスな配向に対してはＪａｐａｎ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＲｕｂｂｅｒからのポリイミドＡＬ−１０５４であった。容量は０．３Ｖｒｍｓの電圧を持つ正弦波を用いて周波数応答アナライザーＳｏｌａｔｒｏｎ  １２６０により決定した。電気光学測定で使用した光は白色光であった。使用した構成はＯｔｓｕｋａ、Ｊａｐａｎからの市販装置であった。特性は電圧は垂直観察の下で決定された。しきい値（Ｖ１０）−中間グレイ（Ｖ５０）−および飽和（Ｖ９０）電圧は、それぞれ、１０％、５０％、および９０％相対コントラストに対して決定されている。
【００３０】
本発明による液晶媒体は通常の濃度で他の添加剤およびカイラルドーパントを含有することが出来る。これらの他の構成成分の全濃度は、全混合物に基づいて０％〜１０％、好適には０．１％〜６％の範囲にある。使用される個別化合物の濃度はそれぞれ、好適には０．１〜３％の範囲にある。これらの濃度および類似の添加剤の濃度は、本願における液晶媒体の化合物および液晶成分の濃度の値と範囲に対しては考慮されない。
【００３１】
本発明による液晶媒体は幾つかの化合物、好適には３〜３０個、より好適には５〜２０個および最も好適には６〜１０個の化合物からなる。これらの化合物は通常の方法で混合される。慨して、より少ない要求量で使用される化合物が多い量で使用される化合物に溶解される。温度が高濃度で使用される化合物の透明点以上の場合、溶解の過程の完了を容易に観測される。しかし、他の従来の方法により、例えば、いわゆる予備混合物であり、例えば類似体であり、共融混合物であり得る予備混合物を使用して、あるいはいわゆる多重ボトルシステムを使用して、その構成成分がそれら自身混合物をしようする準備が出来ているシステムを使用して媒体を調製することも可能である。
【００３２】
本発明による液晶媒体は、適切な添加剤を添加することにより、ＴＮ−、ＴＮ−ＡＭＤ、ＥＣＢ−、ＶＡＮ−ＡＭＤのように、また特にＰＤＬＣ−、ＮＣＡＰ−およびＰＮ−ＬＣＤｓのように、複合系において、液晶媒体を使用して、全ての公知の種類の液晶ディスプレイにおいて使用可能なように改質することが出来る。
液晶の溶融点Ｔ（Ｃ、Ｎ）スメクティック（Ｓ）からネマティック（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）はセ氏度で与えられる。
【００３３】
本願において、また特に以下の例において、液晶化合物の構造は頭文字語ともいわれる略語により表わされる。略語の対応する構造への変換は下記の二つの表ＡおよびＢにより直線的に行われる。全ての基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１はそれぞれｎおよびｍ個のＣ原子を有する直鎖アルキル基である。表Ｂの意味は自明である。表Ａは当該構造のコア部分の略語を単にリストしたものである。個々の化合物はハイフンを伴うコアの略語により示され，置換体Ｒ１、Ｒ２、Ｌ２を規定するコードは下記の通りである。
【００３４】
【表１】
0005036929.tif 000012
【００３５】
【化１５】
0005036929.tif 000013
【００３６】
【化１６】
0005036929.tif 000014
【００３７】
【化１７】
0005036929.tif 000015
【００３８】
【化１８】
0005036929.tif 000016
【００３９】
【化１９】
0005036929.tif 000017
【００４０】
【化２０】
0005036929.tif 000018
【００４１】
【化２１】
0005036929.tif 000019
【００４２】
【化２２】
0005036929.tif 000020
【００４３】
【化２３】
0005036929.tif 000021
【００４４】
本発明による液晶媒体は好適には下記化合物を含有する：
−表ＡおよびＢの化合物のグループから選択された４個または４個以上の化合物、および／または
−表Ｂの化合物のグループから選択された５個または５個以上の化合物、および／または
−表Ａの化合物のグループから選択された２個または２個以上の化合物。
【００４５】
（図面の簡単な説明）
図１はΔεの周波数依存性を示す。２個の液晶媒体に対する結果、すなわち、例１のもの（ダッシュ曲線）および例２のもの（連続曲線）に対する結果が示される。これらの曲線は媒体の周波数挙動を明確に示し，２つの比較的広い範囲の一定の、または殆ど一定のΔεであって、１方は約１０Ｈｚから数百Ｈｚの低周波数範囲（Δεｌｏｗ）にあり、他方は約１０ｋＨｚから約１ＭＨｚの高周波数範囲（Δεｈｉｇｈ）にある。図示した両例に対して，これらの殆ど一定の誘電異方性のプラトーはΔε（常に負の値を持つ高周波数範囲）の逆符号により特徴づけられ、Δεが周波数の増加と共に減少する近似的に数百Ｈｚから約１０ｋＨｚに範囲する領域により分離される。Δεが０である二つの媒体のクロスオーバ周波数がそれぞれの差込矢印によりグラフ中に示される。
【００４６】
図２は、図１と同様に，Δεの周波数依存性であって、ここでは例４の液晶混合物（混合物４）に対する図である。曲線はまた媒体の周波数挙動を明確に示すもので、媒体は、ここでは、二つの比較的広い範囲の一定のまたは殆ど一定のΔεであって、一方の範囲がまた約１０Ｈｚから数百Ｈｚに範囲する低周波数領域にあり、他方の範囲が約２０あるいは３０ｋＨｚから１ＭＨｚ以上に範囲する高周波数領域（Δεｈｉｇｈ）にある。本例に対しても，殆ど一定の誘電異方性のこれらのプラトーはΔεの逆符号により特徴づけられる。クロスオーバ領域は、本例においては、ほぼ８００Ｈｚから約２０ｋＨｚに範囲する。この媒体のクロスオーバ周波数はそれぞれの差込矢印により図中に示される。
【００４７】
図３は、それぞれ特性周波数における、電圧を増加させた際の異なるテストセルの容量の応答の特性ラインを示す。星印は均一に配向されたセルに対する１００Ｈｚの周波数における結果を示し，三角印はホメオトロピックに配向されたセルの１００ｋＨｚの周波数における結果を示す（テキスト参照）。与えられた電圧値は根平均二乗値（ｒｍｓ）である。容量性しきい値が、電圧の増加に際してキャパシタンスの変化（増加）の開始点から決定される。
【００４８】
図４は、図１と同様に、Δεの周波数依存性であって、ここでは例５から７の液晶混合物（混合物５から７）に対する図である。曲線はまた媒体の周波数挙動を明確に示し，媒体は一定または殆ど一定のΔεの比較的広い範囲を有し，一方の範囲は再度約１０Ｈｚから数百Ｈｚに範囲する低周波数領域（Δεｌｏｗ）にあり、他方の範囲はここでは約２０または３０ｋＨｚから１ＭＨｚに範囲する高周波数領域にある。これらの例に対しても、殆ど一定の誘電異方性のそれぞれのプラトーはΔεの逆符号により特徴づけられる。クロスオーバ領域の範囲がこの図から明確に認識することが出来る。これらの媒体のそれぞれのクロスオーバ周波数がそれぞれの差込矢印によりグラフ中に示される。
【００４９】
【実施の形態】
例
以下に与えられる例は、本発明を如何なる方法においても制限することなしに本発明を示している。しかし、これらの例は、本発明の専門的な更なる目的を例示するものである。特に、これらの例は好適な混合システムを示し，物理的パラメータの望ましいアクセス可能な範囲を示す。
【００５０】
例１
液晶混合物は下記のものにより実現される：
【表２】
0005036929.tif 000022
【００５１】
この混合物は下記の諸性質を有する：
【表３】
0005036929.tif 000023
【００５２】
この混合物のΔε値は、それぞれの配向、２０℃における０．３Ｖｒｍｓの正弦波電圧の周波数の関数を有するセルにおいて個別に決定されるε‖とε⊥との差として決定されている。結果は表１にリストされ、図１にプロットされる。
【００５３】
【表４】
0005036929.tif 000024
【００５４】
【表５】
0005036929.tif 000025
注意：この表におけるε‖−ε⊥と比べたときのΔεの差異は丸め処理におけるずれに起因する。
【００５５】
ＰＤＬＣシステムはＷＯ９１／０５  ０２９の例１．１．１に開示されたように調製されている。
さらに、ＨＰＤＬＣシステムは優秀な性能により特徴づけられたＴａｎａｋａらのＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ、“／１、ｐｐ．３７−４０（１９９４）に開示されたように調製されている。
【００５６】
例２
例１と同様に液晶媒体が実現されるが、ここでは以下の組成を有する。
【表６】
0005036929.tif 000026
【００５７】
この媒体は以下の性質を有する。
【表７】
0005036929.tif 000027
この混合物２のΔε値は周波数の関数として例１の下で記載したように決定されている。結果は表２にリストされ、図１にプロットされる。
【００５８】
【表８】
0005036929.tif 000028
【００５９】
【表９】
0005036929.tif 000029
注意：この表におけるε‖−ε⊥と比べたΔεの差異は丸め処理におけるずれに起因する。
二つのＰＤＬＣシステムが例１のように調製されており、共に比較的有益な結果を有する。
【００６０】
例３
上記例と同様に液晶媒体が調製され、ここでは以下の化合物からなる：
【表１０】
0005036929.tif 000030
この混合物は例１および２のものとの中間的な結果を導く。
【００６１】
例４
液晶媒体は以下のものから実現される：
【表１１】
0005036929.tif 000031
【００６２】
この混合物は以下の性質を有する：
【表１２】
0005036929.tif 000032
この混合物のΔε値は例１に開示されたように決定されている。結果は表３にリストされ、図２にプロットされる。
【００６３】
【表１３】
0005036929.tif 000033
注意：この表におけるε‖−ε⊥と比べたΔεの差異は丸め処理におけるずれに起因する。
【００６４】
この混合物の容量性しきい値電圧は、低周波数（１００Ｈｚ）に対して使用されるホモジニアスな配向をなすセル、また高周波数（１００ｋＨｚ）に対して使用されたホメオトロピックな配向をなすセルの両者において決定されている。結果は図３に示される。低周波数領域における容量性しきい値電圧は１．９５Ｖであるが、高周波数領域における容量性しきい値電圧は３．０Ｖである。
【００６５】
優秀な性質を持つＰＤＬＣシステムがＷＯ  ９１／０５  ０２９の例１．１．１に開示されるように調製され、満足な結果が得られている。このディスプレイは良好な結果を有した。
さらに、ＨＰＤＬＣシステムは、優秀な性能により特徴づけられたＴａｎａｋａらのＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅＳＩＤ、“／１、ｐｐ．３７−４０（１９９４）に記載されたように調製されている。
【００６６】
例５
液晶混合物は以下のものから実現される：
【表１４】
0005036929.tif 000034
【００６７】
この混合物は以下の性質を有する。
【表１５】
0005036929.tif 000035
この混合物のΔε値は例１に開示したように決定されている。結果は表４にリストされ、図３にプロットされる。
【００６８】
【表１６】
0005036929.tif 000036
注意：この表におけるε‖−ε⊥と比べたΔεにおける差異は丸め処理におけるずれに起因する。
【００６９】
二つのＰＤＬＣシステムは上記例１に開示されたように調製されている。これらのシステムは優秀な性能を示した。
【００７０】
例６
液晶混合物は以下のものからなり、実現される。
【表１７】
0005036929.tif 000037
【００７１】
この混合物は以下の性質を有する：
【表１８】
0005036929.tif 000038
【００７２】
この混合物のΔε値は例１に開示したように決定されている。結果は表５にリストされ、図３にプロットされる。
【００７３】
【表１９】
0005036929.tif 000039
注意：この表におけるε‖−ε⊥と比べたΔεにおける差異は丸め処理におけるずれに起因する。
【００７４】
二つのＰＤＬＣシステムが例１に示されるように調製され、両者は例１のものと同様に良好な性能を有している。
【００７５】
例７
液晶混合物は以下のものからなり、実現される：
【表２０】
0005036929.tif 000040
【００７６】
この混合物は以下の性質を有する：
【表２１】
0005036929.tif 000041
【００７７】
この混合物のΔε値は例１に開示されたように決定されている。結果は表６にリストされ、図３にプロットされる。
【００７８】
【表２２】
0005036929.tif 000042
注意：この表におけるε‖−ε⊥と比べたΔεにおける差異は丸め処理におけるずれに起因する。
【００７９】
例１の場合と同様に、優秀な性質を有するＰＤＬＣシステムは、ＷＯ  ９１／０５  ０２９の例１．１．１に開示されたように調製されている。
さらに、ＯｈｙａｍａらのＳＩＤ  ９９  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐｐ．６４８−６５１（１９９９）に記載されたように、配向された基板を有するＭＰＤＬＣディスプレイが調製されている。このディスプレイは良好なコントラストと優秀な双安定性を有していた。
【図面の簡単な説明】
【図１】Δεの周波数依存性を示す。
【図２】Δεの周波数依存性を示すが、ここでは例４の液晶混合物に対するものである。
【図３】電圧を増加させた際の特性周波数における異なるテストセルの容量の応答の特性ラインを示す。
【図４】Δεの周波数依存を示すが，ここでは例５〜７の液晶混合物に対するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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