(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
0.12〜0.13の範囲の光学複屈折Δｎを有し、かつまた本質的に下記群１〜５：
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各式中、残基R1〜R5は全部が直鎖状アルキル基であり、このアルキル基はR1およびR3については炭素原子２〜５個を有し、R2およびR4については炭素原子３〜５個を有し、そしてR5については炭素原子２個、３個または５個を有する、
からの化合物からなるネマティック液晶組成物であって、群１からの４種の化合物15〜20重量％、群２からの２種の化合物23〜27重量％、群３からの３種の化合物18〜22重量％、群４からの２種の化合物12〜15重量％および群５からの３種の化合物15〜20重量％を含有することを特徴とし、さらに
液晶組成物の層厚みが
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であるねじれネマティックセルで測定して1.6ボルトよりも低いしきい電圧V10を示すことを特徴とする、前記ネマティック液晶組成物。
【発明の詳細な説明】
本発明は末端およびラテラルフッ素化化合物を基材とするネマティック液晶組成物に関する。この組成物はアクティブマトリックス用途に特に有用である。
アクティブマトリックスディスプレイ（AMD）は高度情報容量を有する商業的に重要なディスプレイとして格別に好まれている。このようなAMDはTV用途に使用されており、かつまたコンピューター端末機、自動車および航空機用の高度情報容量を有するディスプレイに使用されている。
AMDは各画像で集積される非線型電気切換素子を有する。非線型駆動素子としては、薄膜トランジスター（TFT）［オークボ,ユー（Okubo,U.）等によるSID82 Digest,40〜41頁（1982）］またはダイオード（例えば、金属絶縁金属：MIM）［ニワ,ケイ（Niwa,K.）等によるSID84 Digest,304〜307頁（1984）］を使用することができる。これらの非線型駆動素子は、良好な視覚角度特性を得ることができる場合には、むしろ平坦な電気光学特性を有する電気光学効果を使用することができる。従って、90°のねじれ角を有するTN型セル［シャット,エム（Schadt,M.）およびヘルフリッヒ,ダブリュ.（Helfrich,W.）によるAppl.Phys.Lett.,18,127（1971）］を使用することができる。これらの用途に対しては、受動的TNディスプレイに比較して、液晶のいくつかの物性が重要になる。AMDの性能に関して決定的な若干の性質には、液晶の抵抗値および安定性がある［トガシ,エス（Togashi,S.）、セキグチ,ケイ（Sekiguchi,K.）、タナベ,エイチ（Tanabe,H.）、ヤマモト,イー（Yamamoto,E.）、ソリマチ,ケイ（Sorimachi,K.）カジマ,イー（Kajima,E.）、ワタナベ,エイチ（Watanabe,H.）、シマズ,エイチ（Shimazu,H.）によるProc.Eurodisplay 84,1984年９月：二重段階ダイオードリングにより制御されるA210〜288マトリックスLCD（A210−288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings）、144頁以降、パリ（Paris）；ストローマー,エム（Stromer,M.）によるProc.Eurodisplay 84,1984年９月：テレビジョン液晶ディスプレイのマトリックスアドレス用薄膜トランジスターのデザイン（Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays）、145頁以降、パリ（Paris）］。
AMDでは、非線型切換素子はマルチプレックス方式でアドレスされる。そうすると、これらが活性である一定時間で、画素の電極を充電する。そして、次のサイクルで再度アドレスされるまで、これらは不活性になる。このように、活性化された（充電された）画素に対する電圧の変化は、このようなディスプレイの望ましくない非常に決定的な特徴である。画素の放電は２つの因子により決定される。これらの因子は画素の電極の容量および電極間の誘電体、すなわち液晶の抵抗値である。画素における電圧の減衰の固有時定数（RC−時間）は、２回のアドレスサイクルの間の時間（tadr.）よりも格別に長くなければならない。AMDの性能を示すためにしばしば使用されるパラメーターは、画素の電圧保持率（HR）である：
0003751319.tif 000002
画素における電圧が指数的に減衰すると、保持率の増大に伴い格別に大きい抵抗値を有する液晶材料を必要とする。
ディスプレイの内部に存在する液晶の抵抗値にかかわる数種の重要な点があり、これには例えば配向層、配向材料の硬化条件などがある。重要度は低いが、使用される液晶の電気的性質も重要である。特に、ディスプレイ内部の液晶の抵抗値は画素における電圧の低下の大きさを決定する。
下記の参考刊行物には類似の組成物が記載されている：WO−A−9202597、WO−A−9116399、WO−A−9116400、WO−A−9116397、WO−A−9115555、WO−A−9116398、WO−A−9103450およびWO−A−9302153。しかしながら、公知組成物の大部分は、いわゆる第一光透過率極小値で使用されており、従って光学複屈折に関する数値は比較的低い。
投射パネルの場合には、さらに大きい光学複屈折値が要求され、従って0.12〜0.13の範囲内の光学複屈折△ｎ、大きい抵抗値およびAMDで使用するために適する材料のその他の性質、例えば低いしきい電圧、格別に低いスメクティック−ネマティック転移温度を伴う広いネマティック中間層範囲および低温における非結晶化性を有する液晶組成物が依然として極めて求められている。本発明の目的は、その他の要件にも適合するとともに、非常に大きい抵抗値を有する液晶組成物を提供することにある。
0.12〜0.13の範囲の光学複屈折△ｎを有し、かつまた基本的に下記群１〜５からの化合物からなるネマティック液晶組成物が投射パネルで使用するのに格別に適することが見出された：
0003751319.tif 000003
各式中、残基R1〜R5は全部が直鎖状アルキル基であり、このアルキル基はR1およびR3については炭素原子２〜５個を有し、R2およびR4については炭素原子３〜５個を有し、そしてR5については炭素原子２個、３個または５個を有する。本発明のネマティック液晶組成物は、群１からの４種の化合物15〜20重量％、群２からの２種の化合物23〜27重量％、群３からの３種の化合物18〜22重量％、群４からの２種の化合物12〜15重量％および群５からの３種の化合物15〜20重量％を含有することを特徴とし、かつまた
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の当該液晶組成物の層厚さを有するねじれネマティックセルで測定して1.6ボルトよりも低いしきい電圧V10を示すことを特徴とするネマティック液晶組成物である。非常に高いRC時間値がAMDで得られる。これらの組成物はまた、減少された粘度を有しおよび（または）−30℃で如何なる結晶化も示さない。
群１〜５からの化合物は、ヨーロッパ特許出願0 387 032および同0 280 902、ヨーロッパ特許0 051 738および同0 125 653、国際特許出願WO 89／02884およびWO 90／08757ならびに米国特許4,302,352、米国特許4,710,315および米国特許4,419,264から公知であるか、または公知化合物と同様に製造することができる。
好適組成物はまた、２個の環を有する下記群０からの化合物の１種または２種以上を含有する：
0003751319.tif 000005
式中、R0は炭素原子２〜７個を有する直鎖状アルキル基であり、E0は−（CH2）4−、−（CH2）2−、−CO−O−または単結合であり、Ｌは互いに独立してＨまたはＦであり、そしてＱはＯＣＨＦまたは単結合である。好ましくは、E0は−（CH2）2−または単結合であり、Ｑは単結合であり、そしてＬの一方はＨでありそしてＬの他方はＨまたはＦである。
本発明による組成物の製造は慣用の方法で行う。一般に、少ない方の量で使用される成分の所望量を、主成分を構成する成分中に、好ましくは高められた温度で溶解させる。この温度が主成分の透明点よりも高く選択された場合には、溶解過程の完了を特に容易に見ることができる。
しかしながら、適当な有機溶剤、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール中の諸成分の溶液を混合し、次いで充分に混合した後に、例えば減圧における蒸留により溶剤を分離することもできる。この方法では、溶剤が汚染されていないか、または望ましくない添加物質を含有していないことを確実にしなければならないことは自明のことである。
適当な添加剤を用いることによって、本発明による液晶相は、これらを従来開示された種類のAMDのいずれにも使用できるような様相で変性させることができる。
下記の例は本発明を説明するものであって、本発明を制限するものではない。この例において、液晶材料の融点および透明点は摂氏度で示されている。パーセンテージは重量による。
例
下記成分からなる液晶組成物を製造する：
４％  トランス−１−ｐ−フルオロフェニル−４−ｎ−ヘプチルシクロヘキサン、
４％ｐ−［トランス−４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）−シクロヘキシル］−トリフルオロメトキシベンゼン、
４％ｐ−［トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−トリフルオロメトキシベンゼン、
４％ｐ−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ブチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−トリフルオロメトキシベンゼン、
５％ｐ−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−シクロヘキシル］−トリフルオロメトキシベンゼン、
８％４′−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）−3,4−ジフルオロビフェニル、
５％４′−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−3,4−ジフルオロビフェニル、
５％４′−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−3,4−ジフルオロビフェニル、
７％４′−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−3,4,2′,6′−テトラフルオロビフェニル、
７％４′−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−3,4,2′,6′−テトラフルオロビフェニル、
６％１−（ｐ−クロロフェニル）−２−（２−フルオロ−４−エチルビフェニル−４′−イル）−エタン、
４％１−（ｐ−クロロフェニル）−２−（２−フルオロ−４−ｎ−プロピルビフェニル−４′−イル）−エタン、
９％１−（ｐ−クロロフェニル）−２−（２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルビフェニル−４′−イル）−エタン、
12％４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−シクロ−ヘキシル］−2,6−ジフルオロ−ジフルオロメトキシベンゼン、
13％４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−シクロ−ヘキシル］−2,6−ジフルオロ−ジフルオロメトキシベンゼンおよび
３％4,4′−ビス−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル。
物理学的パラメーターを下記に示す：
透明点：       85℃
Ｓ→Ｎ：       ＜−40℃
粘度：         20℃において28mm／秒
△ｎ：         0.1238
△ε：         ＋8.4
Ｖ（10,0,20）：1.57V
Ｖ（50,0,20）：2.38V。