JP2000080370A - 液晶媒体および液晶媒体を含有する電気光学ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】隣接する画素間、特にオン状態の画素と隣接す
るオフ状態の画素との間のクロストークが減少されてい
る液晶媒体を提供する。 【解決手段】液晶媒体を含有するアクティブマトリック
スアドレス液晶デイスプレイにおいて、液晶媒体が、
ａ）式Ｉで表わされる化合物およびｂ）式ＩＩで表わさ
れる化合物を含有する。 ［式中、ＸはＦ、ＯＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_３、ＹはＦ（Ｘが
ＯＣＦ_３の時のみＨも）、Ｒ^１、Ｒ^２１、Ｒ^２２はアル
キル、アルコキシ等、Ｌｉ、Ｌ_２は両方Ｃ−Ｆであるか
一方がＮで他方はＣ−Ｆである］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックスアドレス方式の液晶ディスプレイ、特に薄膜トラ
ンジスター（ＴＦＴｓ）またはバリスターのアクティブ
マトリックスを使用する液晶ディスプレイ、およびこの
ようなディスプレイに使用するための液晶媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックスアドレス方式の
液晶ディスプレイ（ＡＭＤまたはＡＭＬＣＤ）は、各種
のアクティブ電気スイッチング素子に使用することがで
きる。三極スイッチング素子は、ディスプレイに最も広
く使用されている。これらはまた、本発明においても好
適である。このような三極スイッチング素子の例には、
ＭＯＳ（金属酸化物シリコーン）トランジスターおよび
上記ＴＦＴ類またはバリスター類がある。ＴＦＴ類の場
合、各種の半導体材料、特にシリコーンまたはカドミウ
ムセレニド（ｃａｄｍｉｕｍ ｓｅｌｅｎｉｄｅ）が使
用される。特に、多結晶シリコーンまたは無定形シリコ
ーンが使用される。三極スイッチング素子とは対照的
に、二極スイッチング素子、例えばＭＩＭ（金属−絶縁
体−金属）ダイオード、リングダイオード（ｒｉｎｇ
ｄｉｏｄｅｓ）またはバック−ツウ−バック ダイオー
ド（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ ｄｉｏｄｅｓ）はま
た、ＡＭＤに使用することができる。しかしながら、以
下で詳細に説明するように、これらは、ＡＭＤにより生
じる劣性な電気光学的性質により、好適ではない。

【０００３】この種の液晶ディスプレイにおいて、液晶
は、電圧の適用により可逆的に変化する光学的性質を有
する誘電体として使用される。液晶を媒体として使用す
る電気光学ディスプレイは、当業者にとって周知であ
る。これらの電気光学ディスプレイには、種々の電気光
学的効果が利用される。最も常用される効果には、ＴＮ
（約９０゜ねじれネマティック構造を有するツイストネ
マティック）効果、ＳＴＮ（スーパーツィストネマティ
ック）効果およびＳＢＥ（スーパーツィスト複屈折）効
果がある。これらのおよび類似の電気光学的効果には、
正の誘電異方性（△ε）を有する液晶媒体が使用され
る。これらの効果を使用するディスプレイに包含される
ディスプレイでは一般に、動作電圧は、できるだけ低く
維持されなければならないことから、一般に、主として
誘電的に正の液晶化合物からなり、そしてできるだけ最
小割合／最低割合で誘電的に中性の化合物を含有する、
大きい誘電異方性を有する液晶媒体が使用される。

【０００４】正の誘電異方性を有する液晶媒体を必要と
する、これらの電気光学的効果以外に、負の誘電異方性
を有する液晶媒体を使用する別種の電気光学的効果、例
えばＥＣＢ効果（電圧制御複屈折効果）およびその付属
形態であるＤＡＰ（整列相の変形の効果）、ＶＡＮ（垂
直配向ネマティック効果）およびＣＳＨ（カラースーパ
ーホメオトロピック効果）などの電気光学的効果があ
る。近年、その使用が増大している、ＩＰＳ効果（イン
−プレーンスイッチング効果）には、採用される表示モ
ードに応じて、誘電的に正の媒体または誘電的に負の媒
体に染料を使用することができるゲスト／ホスト型ディ
スプレイと同様に、誘電的に正の液晶媒体および誘電的
に負の液晶媒体の両方を使用することができる。

【０００５】上記液晶ディスプレイおよび類似の効果を
利用する全部の液晶ディスプレイに使用される液晶媒体
は一般に、主としておよび通常非常に実質的成分とし
て、相当する誘電異方性を有する液晶化合物、すなわち
誘電的に正の媒体の場合は、正の誘電異方性を有する化
合物および誘電的に負の媒体の場合は、負の誘電異方性
を有する化合物を含有する。各方式の媒体（誘電的に正
の媒体または誘電的に負の媒体）において、最良に適切
な量の誘電的に中性の液晶化合物が代表的に使用され
る。この理由は、一般に、この液晶媒体は、できるだけ
低いアドレス電圧を有していなければならないからであ
る。この理由で、媒体の誘電異方性に対して反対の符号
の誘電異方性を有する液晶化合物は一般に、極めて少量
で使用されるか、あるいは全く使用されない。

【０００６】液晶媒体が薄膜トランジスター（ＴＦＤ、
薄膜ダイオード）のアクティブマトリックスによりアド
レスされるＭＩＭディスプレイ（金属−絶縁体−金属）
［Ｊ．Ｇ．ＳｉｍｍｏｎｓによるＰｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｖ
ｏｌ．１５５，Ｎｏ．３，６５７〜６６０頁；Ｋ．Ｎｉ
ｗａ等によるＳＤＩ ８４ Ｄｉｇｅｓｔ，３０４〜３
０７頁，１９８４年６月］用の液晶媒体の場合は、例外
である。ダイオードスイッチングの非線形特性曲線を利
用する、このアドレス方式では、ＴＦＴディスプレイと
は対照的に、保存コンデンサーを液晶表示素子の電極
（画素）と一緒に帯電させることはできない。従って、
アドレスサイクル期間中の電圧低下作用を最小にするた
めには、誘電率ができるだけ大きい基底電圧値が必要で
ある。従って、例えばＭＩＭ−ＴＮディスプレイで使用
される、誘電的に正の媒体において分子軸（ε_z ）に対
して垂直の誘電率は、できるだけ大きくなければならな
い。これは、この誘電率が画素の基底容量を決定するか
らである。この目的には、ＷＯ９３／０１２５３、ＥＰ
０６６３５０２およびＤＥ１９５２１４８３におけるよ
うに、誘電的に正の液晶媒体には、誘電的に正の化合物
以外に負の誘電異方性を有する化合物が使用される。

【０００７】ＴＦＴアドレスによる画素の電極の帯電期
間中、電圧呈示は、ＴＦＴのゲート電圧とソース電圧と
の間の寄生容量（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔ
ａｎｃｅ）によるＤＣオフセット電圧（△Ｖ）により変
化する。△Ｖは、画素容量（ｐｉｘｅｌ ｃａｐａｃｉ
ｔａｎｃｅ）（Ｃ_pix ）の逆数に比例する。このことか
ら、画素容量が、オン状態およびまた部分的オフ状態、
特に半−オフ状態の両方で比較的大きいことから、この
望ましくない作用は減少され、△Ｖは低くなる。ＥＰ０
３９４４１９は、誘電的に中性の液晶化合物および誘電
的に正の液晶化合物を基材とし、誘電的に負の液晶化合
物を含有していてもよい、アクティブマトリックスディ
スプレイ用の誘電的に正の液晶媒体を提案している。Ｅ
Ｐ０３９４４１９には多くの誘電的に負の液晶化合物の
例が記載されているが、この特許出願では、誘電的に負
の液晶化合物を含有する例は、全部で７２の例のうちの
一つである例２２のみであり、しかもこの場合でも、４
％の非常に少ない割合で使用されているに過ぎない。

【０００８】この従来技術の液晶媒体は、比較的低い低
温安定性を有する。従って、そのネマティック相はしば
しば、−２０℃にまで拡大されるのみであり、若干の場
合に、０℃までであることさえある。さらに、そのしき
い値電圧（Ｖ₁₀）はまた、同時に比較的高く、通常２Ｖ
よりも高いことさえある。この従来技術の液晶媒体の大
部分は、比較的大きい△ｎ値を有し、多くの場合に、△
ｎ値は、０．１０よりも大きく、或る場合には、０．１
０よりも相当に大きく、主として、０．０９よりも大き
い。しかしながら、コントラストの良好な小さい視野角
依存性を得るために使用される（ＤＥ３０２２８１８）
ような、このような大きい△ｎ値は、グーチ（Ｇｏｏｃ
ｈ）およびテリイ（Ｔａｒｒｙ）の第一次光透過率極小
値で動作する、すなわち約０．５μｍの光学リタデーシ
ョンｄ・△ｎで動作するＴＮディスプレイでは特に有利
ではない。このような大きい△ｎ値は、非常に薄い層厚
さの達成を要求する。このような非常に薄い層厚さは、
応答時間については好ましい結果をもたらすが、生産率
は低い。

【０００９】従って、従来技術の媒体の欠点を有してい
ないか、または少なくとも相当に減少された程度であ
り、同時に、隣接する画素間、特にオン状態の画素と隣
接するオフ状態の画素との間のクロストークが減少され
る液晶媒体が格別に求められていたのであり、また求め
られている。さらにまた、或る種のアクティブマトリッ
クスアドレスディスプレイでは、いわゆる画像のちらつ
き（ｆｌｉｃｋｅｒ）が見られる。この効果は、ＴＮ方
式のディスプレイおよびまた特に、ＶＡＮ方式のディス
プレイの両方で見出される。この妨害効果は、少なくと
も部分的に、液晶セルに存在する電圧の電圧ＡＶに関与
する。これはそれ自体で、アクティブマトリックスのト
ランジスターにおけるドレイン電圧の変化する極性によ
って引き起こされる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の欠点を有していないか、あるいは有していても少ない
程度のみであり、同時に、隣接する画素間、特にオン状
態の画素と隣接するオフ状態の画素との間のクロストー
クが減少される液晶媒体を提供することにある。本発明
のもう一つの課題は、このような媒体を含有する電気光
学ディスプレイを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶媒体を
使用することによって、上記課題が解決され、隣接する
オン状態の画素とオフ状態の画素の容量（ｃａｐａｃｉ
ｔａｎｃｅｓ）の差を小さくすることができる。従っ
て、本発明は、下記化合物を含有することを特徴とする
ネマティック液晶媒体に関する： ａ）１種または２種以上の下記式Ｉで表わされる誘電的
に正である化合物：

【００１２】

【化１７】 式中、Ｒ¹ は、炭素原子１〜７個を有するアルキル基ま
たはアルコキシ基であるか、または炭素原子２〜７個を
有するアルコキシアルキル基、アルケニル基またはアル
ケニルオキシ基であり、Ｚ¹¹、Ｚ¹²およびＺ¹³は、それ
ぞれ相互に独立して、−ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ−、−Ｃ Ｃ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、

【００１３】

【化１８】 は、それぞれ相互に独立して、

【化１９】

【００１４】Ｘは、Ｆ、ＯＣＦ₂ ＨまたはＯＣＦ₃ であ
り、Ｙは、Ｘ＝ＦまたはＯＣＦ₂ Ｈである場合にＦであ
り、そしてＹは、Ｘ＝ＯＣＦ₃ である場合にＨまたはＦ
であり、そしてｎおよびｍは、それぞれ相互に独立し
て、０または１である； ｂ）１種または２種以上の下記式ＩＩで表わされる誘電
的に負である化合物：

【化２０】 式中、Ｒ²¹およびＲ²²は、それぞれ相互に独立して、式
ＩにおいてＲ¹ について定義されているとおりであり、
Ｚ²¹およびＺ²²は、それぞれ相互に独立して、式Ｉにお
いて上記Ｚ¹¹について定義されているとおりであり、

【００１５】

【化２１】 は、それぞれ相互に独立して、

【化２２】 Ｌ¹ およびＬ² は、両方ともにＣ−Ｆであるか、あるい
はＬ¹ およびＬ² の一方は、Ｎであり、そして他方はＣ
−Ｆであり、そしてｌは、０または１である；

【００１６】Ｘは好ましくは、ＦまたはＯＣＦ₃ 、特に
好ましくはＦであり；Ｒ²²は好ましくは、炭素原子１〜
７個を有するアルキルまたはアルコキシであり、そして
Ｌ¹およびＬ² は好ましくは、両方ともにＣ−Ｆであ
り、

【化２３】 は特に好ましくは、

【化２４】 であり、そして存在する場合に、

【００１７】

【化２５】 は、特に好ましくは、

【化２６】 である；および任意に、 ｃ）１種または２種以上の下記式ＩＩＩで表わされる誘
電的に中性である化合物：

【００１８】

【化２７】 式中、Ｒ³¹およびＲ³²は、それぞれ相互に独立して、式
Ｉにおいて上記Ｒ¹ について定義されているとおりであ
り、そしてＺ³¹、Ｚ³²およびＺ³³は、それぞれ相互に独
立して、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ₂
Ｏ−、−ＯＣＨ₂ −、−ＣＦ₂ Ｏ−、−ＯＣＦ₂ −、−
ＣＯＯ−または単結合であり、ただし所望により、
Ｚ³¹、Ｚ³²およびＺ³³の１つは、−ＣＦ₂ ＣＦ₂ −であ
ることができ、

【００１９】

【化２８】 は、それぞれ相互に独立して、

【化２９】 であり、そしてｏおよびｐは、相互に独立して、０また
は１である；

【００２０】しかしながら、好ましくは、Ｒ³¹およびＲ
³²は、それぞれ相互に独立して、炭素原子１〜５個を有
するアルキルまたはアルコキシであるか、あるいは炭素
原子２〜５個を有するアルケニルであり、

【化３０】 はそれぞれ相互に独立して、

【化３１】 であり、非常に特に好ましくは、これらの環の少なくと
も２個は、

【００２１】

【化３２】 であり、非常に特に好ましくは、２個の隣接する環は、
直接に結合しており、好ましくは

【化３３】 である。液晶媒体は好ましくは、下記式Ｉ１〜Ｉ４で表
わされる化合物の群から選択される１種または２種以上
の化合物を含有する：

【００２２】

【化３４】

【００２３】各式中、Ｒ¹ 、Ｚ¹²、Ｚ¹³および

【化３５】 は、式Ｉにおける上記定義のとおりである。しかしなが
ら、好ましくは、Ｒ¹ は、炭素原子１〜７個を有するア
ルキル、あるいは炭素原子２〜７個を有するアルケニ
ル、好ましくはビニルまたは１Ｅ−アルケニルであり、
Ｚ¹²およびＺ¹³の一方は、単結合であり、そして他方
は、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、−ＣＯＯ−または単結合であ
り、そして

【化３６】 である。

【００２４】液晶媒体は、特に好ましくは下記式Ｉ１ａ
−Ｉ１ｅ、式Ｉ２ａ−Ｉ２ｅ、式Ｉ３ａ−Ｉ３ｅおよび
式Ｉ４ａ−Ｉ４ｅで表わされる化合物の群から選択され
る１種または２種以上の化合物を含有する：

【化３７】

【００２５】

【化３８】

【００２６】

【化３９】

【００２７】上記各式中、Ｒ¹ は、式Ｉにかかわる上記
定義のとおりであり、好ましくは式Ｉ１にかかわる上記
定義のとおりであり、特に好ましくは、Ｒ¹ はエチル、
ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルである。
液晶媒体は好ましくは、１種または２種以上の下記式Ｉ
Ｉ１で表わされる化合物を含有する：

【化４０】

【００２８】式中、Ｒ²¹、Ｒ²²、Ｚ²¹、Ｚ²²、

【化４１】 およびｌはそれぞれ、式ＩＩにかかわる上記定義のとお
りであり、Ｒ²¹は好ましくは、炭素原子１〜５個を有す
るアルキルであり、Ｒ²²は好ましくは、それぞれ炭素原
子１〜５個を有するアルキルまたはアルコキシであり、
そして存在する場合、Ｚ²²およびＺ²¹は好ましくは、単
結合である。液晶媒体は特に好ましくは、下記式ＩＩ１
ａ〜式ＩＩ１ｅで表わされる化合物の群から選択される
１種または２種以上の化合物を含有する：

【００２９】

【化４２】

【００３０】上記各式中、Ｒ²¹およびＲ²²は、式ＩＩに
かかわる上記定義のとおりであり、好ましくは式ＩＩ１
にかかわる上記定義のとおりである。液晶媒体は特に好
ましくは、下記式ＩＩＩ１〜式ＩＩＩ３で表わされる化
合物からなる群から選択される１種または２種以上の化
合物を含有する：

【化４３】

【００３１】各式中、Ｒ³¹、Ｒ³²、Ｚ³¹、Ｚ³²、

【化４４】 はそれぞれ、式ＩＩＩにかかわる上記定義のとおりであ
る。液晶媒体は特に好ましくは、下記式ＩＩＩ１ａ〜Ｉ
ＩＩ１ｄ、式ＩＩＩ２ａ〜ＩＩＩ２ｅ、式ＩＩＩ３ａ〜
ＩＩＩ３ｃおよび式ＩＩＩ４ａで表わされる化合物から
なる群から選択される１種または２種以上の化合物を含
有する：

【００３２】

【化４５】

【００３３】各式中、ｎおよびｍは、それぞれ相互に独
立して、１〜５であり、そしてｏおよびｐはそれぞれ、
両方ともに独立して、および相互に独立して、０〜３で
ある；

【化４６】

【００３４】

【化４７】

【００３５】上記各式中、Ｒ³¹およびＲ³²はそれぞれ、
式ＩＩＩ１にかかわる上記定義のとおりであり、そして
これらの化合物は、式ＩＩおよびそれらの付属式で表わ
される化合物と同一であるような様相ではないが、その
フェニル環はフッ素化されていてもよい。Ｒ³¹は好まし
くは、炭素原子１〜５個、特に好ましくは炭素原子１〜
３個を有するｎ−アルキルであり、そしてＲ³²は好まし
くは、炭素原子１〜５個を有するｎ−アルキルまたはｎ
−アルコキシであるか、あるいは炭素原子２〜５個を有
するアルケニルである。これらの中で、式ＩＩＩ１ａ〜
式ＩＩＩ１ｄで表わされる化合物は、特に好適な化合物
として挙げられる。好適態様において、本発明による液
晶媒体は、全体として、上記のとおりの混合物に基づ
き、式Ｉで表わされる化合物を４０％〜９０％、式ＩＩ
で表わされる化合物を５％〜４０％および式ＩＩＩで表
わされる化合物を０％〜４０％含有する。

【００３６】本明細書において、化合物の用語は、１種
の化合物および複数種の化合物の両方を意味する。本発
明において、１種の化合物は、１％〜３０％、好ましく
は２％〜３０％、特に好ましくは４％〜１６％の濃度で
使用する。好適態様において、液晶媒体は、特に好まし
くは全体として、式Ｉで表わされる化合物を５０％〜７
０％、式ＩＩで表わされる化合物を５％〜３０％、およ
び式ＩＩＩで表わされる化合物を１０％〜４０％含有す
る。この態様において、液晶媒体は、非常に特に好まし
くは全体として、式Ｉで表わされる化合物を５２％〜６
５％、式ＩＩで表わされる化合物を１０％〜２５％、お
よび式ＩＩＩで表わされる化合物を１５％〜３５％、含
有する。

【００３７】好適な濃度範囲について、上記好適態様と
同一であってもよいか、好ましくは同一である、特に好
ましい態様においては、液晶媒体は、下記成分を含有す
る： ＊１種または２種以上の式Ｉ１ａで表わされる化合物お
よび／または −１種または２種以上の式Ｉ１ｂで表わされる化合物、
および ＊１種または２種以上の式ＩＩ１ａで表わされる化合物
および／または −１種または２種以上の式ＩＩ１ｃで表わされる化合
物、および ＊式ＩＩＩ１ａ〜ＩＩＩ１ｃで表わされる化合物からな
る群から選択される１種または２種以上の化合物および
／または −式ＩＩＩ２および式ＩＩＩ３で表わされる化合物から
なる群から選択される１種または２種以上の化合物、お
よび ＊式Ｉ１ｃ〜Ｉ１ｅで表わされる化合物からなる群から
選択される１種または２種以上の化合物好ましくはＩｃ
および／または −式Ｉ４ａ〜Ｉ４ｅで表わされる化合物からなる群か
ら、好ましくは式Ｉ４ｂおよび式Ｉ４ｅからなる群か
ら、特に好ましくは式Ｉ４ｂおよびまた式Ｉ４ｅの両方
から選択される１種または２種以上の化合物、および −１種または２種以上の式ＩＩで表わされる化合物、好
ましくは式ＩＩ１ａおよび式ＩＩ１ｃで表わされる化合
物の群から選択される１種または２種以上の化合物。

【００３８】特に好ましい液晶媒体は下記成分を含有す
る媒体である： −特に、各化合物について、６％〜１４％の濃度の、１
種または２種以上の式Ｉ１ａで表わされる化合物、 −特に、各化合物について、４％〜１８％の濃度の、１
種または２種以上の式Ｉ１ｂで表わされる化合物、 −特に、各化合物について、３％〜１０％の濃度の、１
種または２種以上の式ＩＩ１ａで表わされる化合物、 −特に、各化合物について、３％〜１２％の濃度の、１
種または２種以上の式ＩＩ１ｃで表わされる化合物、好
ましくは各場合に、Ｒ²¹が炭素原子１〜３個を有するア
ルキルであり、そしてＲ²²が炭素原子１〜３個を有する
アルコキシである少なくとも１種の化合物、およびＲ²³
が炭素原子１〜３個を有するアルキルであり、そしてＲ
³²が炭素原子１〜３個を有するアルキルである化合物、 −特に、各化合物について、４％〜１５％の濃度の、式
ＩＩＩ１ａおよび／または式ＩＩＩ１ｃで表わされる１
種または２種以上の化合物、好ましくは各場合に、それ
ぞれ少なくとも１種の式ＩＩＩ１ａで表わされる化合物
および式ＩＩＩ１ｃで表わされる化合物、および −１種または２種以上の式ＩＩＩ２ａで表わされる化合
物。

【００３９】本発明による液晶媒体は、少なくとも−２
０℃〜８０℃、好ましくは−３０℃〜８０℃、非常に特
に好ましくは−４０℃〜８５℃（≧９０℃）でそれぞれ
ネマティック相を有すると好ましい。本明細書におい
て、「ネマティック相を有する」の用語は、第一に、相
当する温度で低温でスメクティック相を示さず、また結
晶しないこと、および第二に、ネマティック相から加熱
中に、透明化が生じないことを意味する。低温における
観測は、相当する温度で流動粘度計において行い、そし
て電気光学用途に適する層厚さを有する試験セルを少な
くとも１００時間、保存することによって検査する。高
温において、毛細管を用いる常習的方法により、透明点
を測定する。本発明による液晶媒体はさらにまた、小さ
い光学異方性値を有することを特徴とする。その複屈折
値は、０．１０よりも小さいか、または０．１０に等し
く、好ましくは０．０８よりも小さいか、または０．０
８に等しく、非常に特に好ましくは０．０７よりも小さ
いか、または０．０７に等しい。

【００４０】さらにまた、本発明による液晶媒体は、
２．０Ｖよりも低いか、または２．０Ｖに等しい、好ま
しくは１．９Ｖよりも低いか、または１．９Ｖに等し
い、特に好ましくは１．７Ｖよりも低いか、または１．
７Ｖに等しい、非常に特に好ましくは１．５Ｖよりも低
いか、または１．５Ｖに等しい、低いしきい値電圧を有
する。各好適物性にかかわるこれらの好ましい数値は、
それぞれの場合に、相互に組合わせて維持される。従っ
て、本発明による媒体は、特に下記物性を組合わせて有
する：

【００４１】

【表１】

【００４２】本明細書全体をとおして、「≦」は、より
も小さいか、または等しいことを意味し、そして「≧」
は、よりも大きいか、または等しいことを意味する。負
の△εを有する液晶を含有するディスプレイ、特にＥＣ
Ｂディスプレイ、特に好ましくはＶＡＮディスプレイの
場合、液晶媒体は全体として、式Ｉで表わされる化合物
の０．５％〜３８％、式ＩＩで表わされる化合物の２０
％〜９５％および式ＩＩＩで表わされる化合物の５％〜
５０％を含有すると好ましい。これらの液晶媒体は、特
に好ましくは下記成分を含有する：式Ｉで表わされる化
合物を１％〜１５％、式ＩＩで表わされる化合物を５０
％〜８５％および式ＩＩＩで表わされる化合物を１０％
〜４０％。これらの液晶媒体は、非常に特に好ましくは
下記成分を含有する：式Ｉで表わされる化合物を１％〜
１０％、式ＩＩで表わされる化合物を６０％〜８０％お
よび式ＩＩＩで表わされる化合物を２０％〜３５％。

【００４３】式ＩＩおよび式ＩＩＩで表わされる化合物
にかかわる上記量の限定とは独立して、式Ｉで表わされ
る化合物は、これらの液晶媒体中に７％まで、好ましく
は５％までの濃度で使用する。好適態様において、これ
らの液晶媒体は、下記成分を含有する： ＊１種または２種以上の式Ｉ１ｃで表わされる化合物お
よび ＊１種または２種以上の式ＩＩ１ａで表わされる化合物
および／または −１種または２種以上の式ＩＩ１ｃで表わされる化合
物、および ＊１種または２種以上の式ＩＩＩ１ｃおよび／または式
ＩＩＩ１ｄで表わされる化合物および／または −１種または２種以上の式ＩＩＩ１ｂで表わされる化合
物および／または −１種または２種以上の式ＩＩＩ４ａで表わされる化合
物。 前記好適濃度範囲は、この化合物の好適組合わせにも、
特に好ましく適用される。

【００４４】負の△εを有する本発明によるこれらの液
晶媒体は、−２０℃〜＋７０℃、好ましくは−３０℃〜
＋７０℃、特に好ましくは−３０℃〜＋８０℃でネマテ
ィック相を有する。下記の物性の組合わせを有する媒体
は、特に好ましいものとして挙げられる：

【表２】

【００４５】本明細書において、「誘電的に正である化
合物」の用語は、＞１．５の△ε値を有する化合物を意
味するものとし、「誘電的に中性である化合物」の用語
は、−１．５≦△ε≦１．５である化合物を意味するも
のとし、そして「誘電的に負である化合物」の用語は、
△ε値が＜−１．５である化合物を意味するものとす
る。本発明において、化合物の誘電異方性値は、化合物
１０％を液晶ホストに溶解し、次いでこの混合物の容量
を、１０μｍの厚さおよびホメオトロピックおよびホモ
ジニアス表面配向を有する、少なくとも１つの試験セル
において１ｋＨｚで測定する。測定電圧は代表的に、
０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、各液晶混合物の容量しき
い値（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）よ
りも常時、低くする。

【００４６】誘電的に正である化合物用に使用されるホ
スト混合物は、ＺＬＩ−４７９２であり、そして誘電的
に中性である化合物および誘電的に負である化合物用に
使用されるホスト混合物は、ＺＬＩ−３０８６であり、
これらの混合物は両方ともに、Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡか
ら入手できる。試験される各化合物にかかわる数値は、
被験化合物を添加した後のホスト混合物の誘電率の変化
を測定し、使用された化合物の１００％に外挿すること
によって得られる。本明細書において、「しきい値電
圧」の用語は、別段の記載がないかぎり、１０％相対コ
ントラストに対する光学しきい値を表わす（Ｖ₁₀）。し
かしながら、負の誘電異方性を有する液晶混合物の場
合、このしきい値電圧の用語は、別段の記載がないかぎ
り、フレデリックスしきい値（Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓ
ｚ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）としても知られている容量し
きい値電圧（Ｖ ₀ ）に使用される。

【００４７】本明細書中に記載されている濃度は全部
は、特に別段の記載がない限り重量によるパーセントで
示されており、全体としての相当する混合物に関するも
のである。物理学的性質の全部は、別段の記載がないか
ぎり、“Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ
ｓ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”，Ｓｔａｔｕｓ Ｎ
ｏｖ．１９９７，Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ（ドイツ国）に
記載されているとおりに測定したものであり、２０℃の
温度に当てはめる。△ｎは、５８９ｎｍで測定し、そし
て△εは、１ｋＨｚで測定する。しきい値電圧およびそ
の他の電気光学的性質は、Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ（ドイ
ツ国）で製造された試験セルにおいて、Ｏｔｓｕｋａ
（日本）からの市販の測定装置で白色光を用いて測定し
た。この目的には、液晶の△ｎに応じて、グーチおよび
テリイの第一次光透過率極小値に対応する厚さを有する
セルを使用した。従って、このセルの光学リタデーショ
ンｄ・△ｎは、約０．５０μｍであった。

【００４８】このセルは、各隣接するラビング方向に対
して垂直の偏光板透過方向をもって、いわゆる「ノーマ
リイ ホワイトモード」（“ｎｏｒｍａｌｌｙ ｗｈｉ
ｔｅｍｏｄｅ”）で動作させた。固有電圧（ｃｈａｒａ
ｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｖｏｌｔａｇｅｓ）は全部、垂直
視覚方向で測定した。しきい値電圧は、１０％相対コン
トラストに対するＶ₁₀として示されており、中心電圧
（ｃｅｎｔｒａｌ ｖｏｌｔａｇｅ）Ｖ₅₀は、５０％相
対コントラストに対する数値として示されており、そし
て飽和電圧Ｖ₉₀は、９０％相対コントラストに対する数
値として示されている。負の誘電異方性を有する液晶媒
体において、しきい値電圧は、レシチンによりホメオト
ロピックに配向された液晶を含有するセルにおいて、容
量しきい値（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌ
ｄ）Ｖ₀ として測定した（これはまた、フレデリックス
しきい値として知られている）。

【００４９】直流相殺電圧（ＤＣ ｏｆｆｓｅｔ ｖｏ
ｌｔａｇｅ）（△Ｖ）は、下記のとおりに測定される：
被験セルをＴＦＴによりアドレスし、次いで電圧の変化
を測定する。下記の式を用いる： △Ｖ＝Ｖ_gate−Ｃ_gs／（Ｃ_gs＋Ｃ_st＋Ｃ_LC） 式中、Ｃ_gsは、ゲート（ｇａｔｅ）とソース（ｓｏｕｒ
ｃｅ）との間の寄生容量を表わし、Ｃ_stは、蓄積容量の
容量を表わし、Ｃ_LCは、画素の液晶層の容量を表わし、
そしてＶ_gateは、ゲート電圧を表わす。本発明による液
晶媒体は、必要に応じて、追加の添加剤およびカイラル
ドープ剤を慣用の量で含有することができる。使用され
るこれらの添加剤の量は全部で、全体としての混合物の
量に基づき０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％で
ある。使用される各化合物の濃度は、好ましくは０．１
〜３％である。これらのおよび追加の添加剤の濃度は、
液晶媒体中の液晶化合物の濃度および濃度範囲が指定さ
れている場合、考慮されない。

【００５０】本組成物は、複数の化合物、好ましくは３
〜３０種、特に好ましくは６〜２０種、非常に特に好ま
しくは１０〜１６種の化合物からなり、これらの化合物
は、常習的方法で混合する。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化合物中に、
有利には高められた温度で溶解する。選択された温度
が、主成分の透明点よりも高い場合、溶解挙動の完了
は、特に容易に見ることができる。しかしながら、別の
慣用の方法で、例えば予備混合物を用いて、あるいはい
わゆる「マルチボトルシステム」（“ｍｕｌｔｉｂｏｔ
ｔｌｅ ｓｙｓｔｅｍ”）から、液晶混合物を製造する
こともできる。適当な添加剤を用いることによって、本
発明による液晶媒体は、これらを従来開示されている全
部のタイプのＴＮ−ＡＭＤで使用することができるよう
に変性させることができる。

【００５１】

【実施の形態】以下の例は、本発明を説明するものであ
って、制限するものではない。これらの例において、液
晶物質の融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクティック相（Ｓ）か
らネマティック相（Ｎ）への転移温度Ｔ（Ｓ，Ｎ）およ
び透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、摂氏度で示されている。パー
センテージデータは、重量によるパーセントを表わす。
別段の記載がないかぎり、上記および後記の全部のパー
センテージは、重量によるパーセントであり、そして物
理的性質は、別段の記載がないかぎり、２０℃における
数値である。本明細書に記載されている全部の温度は、
℃であり、そして全部の温度差は、別段の記載がないか
ぎり、対応する温度差である。

【００５２】本明細書および下記例において、液晶化合
物の構造は、略号を用いて示す。またその化学式への変
換は、下記表ＡおよびＢに従い得られる。基Ｃ_n Ｈ_2n+1
およびＣ_m Ｈ_2m+1は全部が、ｎ個またはｍ個の炭素原子
をそれぞれ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には基本構造にかかわる頭文字の
みが示されている。各場合、基本構造にかかわる頭文字
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：

【００５３】

【表３】

【００５４】表Ａ：

【化４８】

【００５５】

【化４９】

【００５６】

【化５０】

【００５７】

【化５１】

【００５８】

【化５２】

【００５９】

【化５３】

【００６０】

【化５４】

【００６１】

【化５５】

【００６２】以下の例は、本発明を制限することなく、
本発明を説明しようとするものである。本明細書全体を
とおして、パーセンテージは重量によるパーセントであ
る。温度はいずれも、摂氏度で示されている。△ｎは光
学異方性を表わし（５８９ｎｍ、２０℃）、△εは誘電
異方性を表わし（１ｋＨｚ、２０℃）、Ｈ．Ｒは電圧保
持比（１００℃で、オーブン中で５分後、１Ｖ）であ
り、そしてＶ₁₀、Ｖ₅₀およびＶ₉₀はそれぞれ、２０℃で
測定されたしきい値電圧、中間階調電圧（ｍｉｄ−ｇｒ
ｅｙ ｖｏｌｔａｇｅ）および飽和電圧である。

【００６３】例１

【表４】

【００６４】液晶媒体は、ＴＦＴアドレス手段を備えた
ＴＮ−ＡＭＤディスプレイに導入した。このディスプレ
イは、小さい視野角依存性を伴う良好なコントラストを
有し、また隣接するオン画素とオフ画素との間のクロス
トークは実質的に見出されなかった。 例２

【００６５】

【表５】

【００６６】例１と同様に、液晶媒体は、ＴＦＴアドレ
ス手段を備えたＴＮ−ＡＭＤディスプレイに導入した。
このディスプレイは、小さい視野角依存性を伴う良好な
コントラストを有し、また隣接するオン画素とオフ画素
との間のクロストークは実質的に見出されなかった。 比較例１ 比較するために、下記の組成を有するＥＰ０４０６４６
８に記載の液晶媒体を製造した：

【００６７】

【表６】

【００６８】液晶媒体を、例２と同様に、ＴＮ−ＡＭＤ
ディスプレイに導入した。この比較実験において、コン
トラストおよび視野角依存性に関しては類似の性質が見
出されたが、格別に増大したクロストークが見出され
た。さらにまた、２０μｍの層厚さおよび１ｃｍ² の電
極表面積を有し、アース防護した環状電極（ｒｉｎｇ
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を備えた試験セルの容量を試験
した。この目的には、電圧を、０．１Ｖから０．１Ｖづ
つ段階的に１Ｖに、次いで２０ｍＶづつ段階的に２．０
Ｖまで、次いで再度、０．１Ｖから０．１Ｖづつ段階的
に５Ｖに、引き続いて１Ｖから１Ｖづつ段階的に２０Ｖ
まで、増加した。これらの結果は図１に示されている。

【００６９】図１には、液晶媒体が充填された試験セル
の容量が、印荷電圧の関数として示されている。中黒菱
形印（◆）は、例２の混合物にかかわる結果を示し、中
白三角形印（△）は、比較例１にかかわる結果を示す。
誘電またはフレデリックスしきい値の制限電圧まで、試
験セルの容量は、一定にとどまる（Ｃ_off ）。この容量
は次いで、電圧の増加に従い、ある制限値（Ｃ_on）まで
増加する。比較例の混合物に比較して、例２からの混合
物が格別に良好である、すなわち小さいＣ_on／Ｃ_off 比
を有することは明白である。すなわち、比較例の混合物
のＣ_on／Ｃ_off比が２．３であるのに対して、例２から
の混合物のＣ_on／Ｃ_off 比は１．９である。この図中の
容量を示す軸が、０から始まっていないことに留意され
るべきである。 例３

【００７０】

【表７】

【００７１】液晶媒体を製造し、慣用の方法で試験し
た。この液晶媒体を、ＴＦＴアドレス手段を備えたＶＡ
Ｎディスプレイに導入した。このディスプレイは、非常
に良好なコントラストを有し、また視野角依存性をほと
んど示さなかった。さらにまた、隣接する画素間のクロ
ストークは実質的に見出されなかった。さらに、フリッ
カーは生じない。上記したとおりに、オフセット電圧(o
ffset voltage)を測定した。５Ｖのゲート電圧
（Ｖ_gate）において（Ｃ_gs＝０．０５ｐＦであり、蓄積
容量はない場合）における、△Ｖ＝０．４１Ｖである。 比較例２

【００７２】

【表８】

【００７３】上記液晶混合物を製造し、例３からの液晶
混合物と同様に試験した。この液晶混合物は、例３の液
晶混合物と同様に誘電的に負であった。しかしながら、
例３とは相違して、誘電的に正である化合物は含有して
いない。この比較例２の液晶混合物は一般に、例３の液
晶混合物と同様の性質を有するが、ほとんど全部の用途
関連性質、例えばコントラスト、視野角依存性、特に動
作電圧（しきい値電圧）および最も明確には、ＶＡＮデ
ィスプレイにおけるクロストークおよびフリッカーの発
生の点で、劣っている。例３に記載のとおりに、オフセ
ット電圧を測定した。５Ｖのゲート電圧（Ｖ_{ga te}）にお
いて（Ｃ_gs＝０．０５ｐＦであり、蓄積容量はない場
合）における、△Ｖ＝０．４５Ｖである。 例４

【００７４】

【表９】

【００７５】例５

【表１０】

【００７６】例６

【表１１】

【００７７】例７

【表１２】

【００７８】例８

【表１３】

【００７９】例９

【表１４】

【００８０】例１０

【表１５】

【００８１】例１１

【表１６】

【００８２】例１２

【表１７】

【００８３】例１３

【表１８】

【００８４】例１４

【表１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶混合物を充填した試験セルの容量対印荷電
圧を示すグラフ。

【符号の説明】 ◆：例２の混合物にかかわる結果を示す。 △：比較例１の混合物にかかわる結果を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 19/30 Ｃ０９Ｋ 19/30 19/34 19/34 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (71)出願人 591032596 Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． 250, Ｄ−64293 Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄ ｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅ ｒｍａｎｙ (72)発明者 ブリギッテ・シューラー ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 樽見 和明 ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 マーカス・ロイター ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネマティック液晶媒体： ａ）１種または２種以上の式Ｉで表わされる誘電的に正
   である化合物： 【化１】 式中、 Ｒ¹は、炭素原子１〜７個を有するアルキル基またはア
   ルコキシ基であるか、または炭素原子２〜７個を有する
   アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアルケニル
   オキシ基であり、 Ｚ¹¹、Ｚ¹²およびＺ¹³は、それぞれ相互に独立して、−
   ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ
   ＯＯ−または単結合であり、 【化２】 は、それぞれ相互に独立して、 【化３】 Ｘは、Ｆ、ＯＣＦ₂ＨまたはＯＣＦ₃ であり、 Ｙは、Ｘ＝ＦまたはＯＣＦ₂Ｈである場合にＦであり、
   そしてＹは、Ｘ＝ＯＣＦ₃である場合にＨまたはＦであ
   り、そしてｎおよびｍは、それぞれ相互に独立して、０
   または１である； ｂ）１種または２種以上の式ＩＩで表わされる誘電的に
   負である化合物： 【化４】 式中、 Ｒ²¹およびＲ²²は、それぞれ相互に独立して、式Ｉにお
   いてＲ¹ について定義されているとおりであり、 Ｚ²¹およびＺ²²は、それぞれ相互に独立して、式Ｉおい
   て上記Ｚ¹¹について定義されているとおりであり、 【化５】 は、それぞれ相互に独立して、 【化６】 Ｌ¹ およびＬ² は、両方ともにＣ−Ｆであるか、あるい
   はＬ¹ およびＬ² の一方は、Ｎであり、そして他方はＣ
   −Ｆであり、そしてｌは、０または１である；および任
   意に、 ｃ）１種または２種以上の式ＩＩＩで表わされる誘電的
   に中性である化合物： 【化７】 式中、 Ｒ³¹およびＲ³²は、それぞれ相互に独立して、式Ｉにお
   いて上記Ｒ¹ について定義されているとおりであり、そ
   してＺ³¹、Ｚ³²およびＺ³³は、それぞれ相互に独立し
   て、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ₂Ｏ−、
   −ＯＣＨ₂−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＯＯ−
   または単結合であり、ただし所望により、Ｚ³¹、Ｚ³²お
   よびＺ³³の１つは、−ＣＦ₂ＣＦ₂−であることができ、 【化８】 は、それぞれ相互に独立して、 【化９】 そしてｏおよびｐは、相互に独立して、０または１であ
   る；を含有することを特徴とする、前記ネマチック液晶
   媒体。
2. 【請求項２】下記式Ｉ１〜Ｉ４で表わされる化合物の群
   から選択される１種または２種以上の化合物を含有する
   ことを特徴とする液晶媒体： 【化１０】 各式中、Ｒ¹、Ｚ¹²、Ｚ¹³および 【化１１】 はそれぞれ、請求項１に記載の式Ｉについて定義されて
   いるとおりである。
3. 【請求項３】１種または２種以上の式ＩＩ１で表わされ
   る化合物を含有することを特徴とする、請求項１または
   ２のいずれか一項に記載の液晶媒体： 【化１２】 式中、Ｒ²¹、Ｒ²²、Ｚ²¹、Ｚ²²、 【化１３】 およびｌはそれぞれ、式ＩＩについて請求項１に定義さ
   れているとおりである。
4. 【請求項４】請求項１に記載の式ＩＩＩで表わされる化
   合物を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいず
   れか一項に記載の液晶媒体。
5. 【請求項５】式ＩＩＩ１〜ＩＩＩ３で表わされる化合物
   からなる群から選択される１種または２種以上の化合物
   を含有することを特徴とする、請求項１に記載の液晶媒
   体： 【化１４】 各式中、Ｒ³¹、Ｒ³²、Ｚ³¹、Ｚ³²、 【化１５】 はそれぞれ、式ＩＩＩについて請求項１に定義されてい
   るとおりである。
6. 【請求項６】式ＩＩＩ１ａ〜ＩＩＩ１ｄで表わされる化
   合物からなる群から選択される１種または２種以上の化
   合物を含有することを特徴とする、請求項１〜５のいず
   れか一項に記載の液晶媒体： 【化１６】 各式中、ｎおよびｍは、それぞれ相互に独立して、１〜
   ５であり、そしてｏおよびｐはそれぞれ、両方ともにあ
   るいは相互に独立して、０〜３である。
7. 【請求項７】全体で、 式Ｉで表わされる化合物を５０％〜７０％、 式ＩＩで表わされる化合物を５％〜３０％、および式Ｉ
   ＩＩで表わされる化合物を１０％〜４０％、含有するこ
   とを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の
   液晶媒体。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶
   媒体の電気光学ディスプレイにおける使用。
9. 【請求項９】請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶
   媒体を含有する電気光学ディスプレイ。
10. 【請求項１０】三極アクティブスイッチングのマトリッ
    クスを備えたアクティブマトリックスディスプレイであ
    ることを特徴とする、請求項９に記載のディスプレイ。