JP2008208365A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】７０℃以上の透明点と共に広い範囲でネマチック相を示し、好ましい値の容量閾値、比較的高い値の保持率および−３０℃と−４０℃において良好な低温安定性を示し、低い回転粘度および短い応答時間を有する液晶媒体を提供する。
【解決手段】式１Ａで表わされる第一の化合物と、特定の構造を有する三種の化合物群より選択される少なくとも１種類の第二の化合物とを含む、極性化合物類の混合物に基づく負の誘電異方性の液晶媒体。

（式中、Ｒ^１ＡはＣ２〜６のアルケニル基など、Ｒ^２ＡはＣ１〜６のアルキル基又はアルケニル基など、ＡおよびＢはシクロヘキシル基又はフェニル基など、Ｙ^１およびＹ^２はＦ，Ｃｌなど、Ｙ^３はＨ又はＣＨ_３、ａおよびｂは０、１又は２を表わし、ａ＋ｂは１以上である）
【選択図】なし

Description

本発明は、式ＩＡの少なくとも１種類の化合物と、式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤから成る化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物とを含む極性化合物類の混合物に基づく負の誘電異方性の液晶媒体に関する。

式中、
Ｒ^１ＡおよびＲ^１Ｂは、それぞれ互いに独立に、６個までの炭素原子を有するアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、

−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
Ｒ^２Ａ、Ｒ^２Ｂ、Ｒ^１Ｃ、Ｒ^１ＤおよびＲ^２Ｄは、それぞれ互いに独立に、６個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、

−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、

Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^４およびＹ^５は、それぞれ互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＣＨＦ_２、ＣＨ_２Ｆ、ＯＣＦ_３、ＯＣＨ_２Ｆ、ＯＣＨＦ_２またはＣＮを表し、
Ｙ^３は、ＨまたはＣＨ_３を表し、
Ｒ^２Ｃは、ＨまたはＦを表し、
Ｒ^３Ｃは、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表し、
ａおよびｂは、それぞれ互いに独立に、０、１または２を表し、ただしａ＋ｂは１以上であり、
ｃは、１または２を表し、および
ｄは、０または１を表す。

この型の媒体は、特に、ＥＣＢ効果に基づいてアクティブマトリクス駆動を備える電気光学的ディスプレイ用に、およびＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ用に使用できる。本発明の媒体は、好ましくは負の誘電異方性を有する。

電気的制御複屈折率の原理、ＥＣＢ効果、またはＤＡＰ効果（整列相の変形：ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅｓ）は、１９７１年に最初に記載された（Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄｓ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９（１９７１）、３９１２；非特許文献１）。その後、Ｊ．Ｆ．Ｋａｈｎ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０（１９７２）、１１９３；非特許文献２）およびＧ．ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ．Ｒｏｂｅｒｔ（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４（１９７３）、４８６９；非特許文献３）による報文が発行された。

Ｊ．ＲｏｂｅｒｔおよびＦ．Ｃｌｅｒｃ（ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８０）、３０；非特許文献４）、Ｊ．Ｄｕｃｈｅｎｅ（Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７（１９８６）、３；非特許文献５）およびＨ．Ｓｃｈａｄ（ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８２）、２４４；非特許文献６）の報文では、ＥＣＢ効果に基づく高情報量のディスプレイ素子中での使用に適するものとするためには、液晶相が、高い値の弾性定数比Ｋ_３／Ｋ_１、高い光学異方性値Δｎ、−０．５以下の値の誘電異方性Δεを有していなければならないことが示された。ＥＣＢ効果に基づく電気光学的ディスプレイ素子はホメオトロピックなエッジ配向を有している（ＶＡ技術、ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ技術）。誘電的に負の液晶媒体、所謂ＩＰＳまたはＦＦＳ効果を利用するディスプレイ中でも使用できる。

ＥＣＢ効果を利用するディスプレイは、所謂ＶＡＮ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）ディスプレイとして、例えばＭＶＡ｛ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、例えば：Ｙｏｓｈｉｄｅ、Ｈ．ら、論文３．１：「ＭＶＡ ＬＣＤ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＰＣｓ（以下省略）」ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、第６〜９頁（非特許文献７）およびＬｉｕ、Ｃ．Ｔ．ら、論文１５．１：「Ａ ４６−ｉｎｃｈ ＴＦＴ−ＬＣＤ ＨＤＴＶ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（以下省略）」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５０〜７５３頁（非特許文献８））｝モード、ＰＶＡ｛ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、例えば：Ｋｉｍ、Ｓａｎｇ Ｓｏｏ、論文１５．４：「Ｓｕｐｅｒ ＰＶＡ Ｓｅｔｓ Ｎｅｗ Ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−Ａｒｔ ｆｏｒ ＬＣＤ−ＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７６０〜７６３頁（非特許文献９）｝モード、ＡＳＶ｛ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｕｐｅｒ ｖｉｅｗ、例えば：Ｓｈｉｇｅｔａ、ＭｉｔｚｕｈｉｒｏおよびＦｕｋｕｏｋａ、Ｈｉｒｏｆｕｍｉ、論文１５．２：「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ＬＣＤＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５４〜７５７頁（非特許文献１０）｝モード中において、液晶ディスプレイの３種類のより最近の型の１つとして確立されてきたもので、ＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ（例えば：Ｙｅｏ、Ｓ．Ｄ．、論文１５．３：「Ａｎ ＬＣ Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５８および７５９頁（非特許文献１１））および長く知られているＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）ディスプレイに加えて、特にテレビ用途向けとして現在のところ最も重要である。それらの技術は、一般的な形で、例えばＳｏｕｋ，Ｊｕｎ｛ＳＩＤセミナー２００４、セミナーＭ−６：「Ｒｅｃｅｎｔ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＬＣＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、セミナー講義ノート、Ｍ−６／１〜Ｍ−６／２６（非特許文献１２）｝およびＭｉｌｌｅｒ，Ｉａｎ｛ＳＩＤセミナー ２００４、セミナーＭ−７：「ＬＣＤ−Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ」、セミナー講義ノート、Ｍ−７／１〜Ｍ−７／３２（非特許文献１３）｝で比較されている。オーバードライブ駆動方法により、近年のＥＣＢディスプレイの応答時間は既に著しく改良されてきたが（例えば：Ｋｉｍ、Ｈｙｅｏｎ Ｋｙｅｏｎｇら、論文９．１：「Ａ５７−ｉｎ．Ｗｉｄｅ ＵＸＧＡ ＴＦＴ−ＬＣＤ ｆｏｒ ＨＤＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、第１０６〜１０９頁（非特許文献１４））、ビデオに対応できる応答時間を達成することは、特にグレーレベルのスイッチングにおいて、依然として満足いくほどには未だ解決されていない問題である。

この効果を電気光学的ディスプレイ素子中で工業的に応用するには、多数の要求を満足するＬＣ相が必要となる。ここで特に重要なものは、水分、空気、および熱、赤外線、可視および紫外領域の放射、直流および交流電界などの物理的影響に対する化学的安定性である。

さらに、工業的に使用できるＬＣ相は、適切な温度範囲での液晶中間相および低粘度が必要である。

現在までに開示された液晶中間相を有する一連の化合物には、単一の化合物でこれら全ての要求を見たすものはなかった。従って、ＬＣ相として使用できる材料を得るためには、一般に、２〜２５種類、好ましくは３〜１８種類の化合物の混合物が調製される。しかしながら、著しく負の誘電異方性および充分な長期安定性を有する液晶材料がこれまで入手できなかったため、最適な相はこのように簡単には調製できなかった。

マトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）は既知である。個々のピクセルをそれぞれスイッチングするために使用することができる非線形素子は、例えば、アクティブ素子（即ち、トランジスター）である。これは「アクティブマトリックス」と呼ばれ、２つの区別される型に分けられる。

１．基体としてのシリコンウエハー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体）トランジスター。

２．基体としてのガラス板上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）。

第１の型の場合、使用される電気光学的効果は、通常、動的散乱またはゲスト−ホスト効果である。基板材料として単結晶シリコンを使用すると、色々な部品ディスプレイのモジュール組み立て品の場合であっても接続部での問題が生じるため、ディスプレイの大きさが制限される。

好適であってより有望な第２の型の場合には、ＴＮ効果が、通常使用される電気光学的効果である。

区別される２つの技術がある。即ち、例えばＣｄＳｅのように化合物半導体を含むＴＦＴ、または多結晶またはアモルファスシリコンに基づいたＴＦＴである。後者の技術について、世界的に集中した研究がなされている。

ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１つのガラス板の内面に形成され、もう一方のガラス板は、内面に透明な対向電極を有する。ピクセル電極の大きさと比較して、ＴＦＴは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。この技術は、フルカラー対応のディスプレイにも適用でき、このディスプレイでは、フィルター素子がスイッチング可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置される。

これまでに開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対して直交した偏光板を備えるＴＮセルとして作動し、背面から照らされる。

ここで用語「ＭＬＣディスプレイ」は、集積非線形素子を備える任意のマトリックスディスプレイを含む。即ち、アクティブマトリックスに加えて、バリスターまたはダイオード（ＭＩＭ、即ち、ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）のような受動型素子を備えたディスプレイも含む。

この型のＭＬＣディスプレイは、特にテレビ用途（例えばポケットテレビ）、または自動車または航空機内での高度情報ディスプレイに適している。コントラストの角度依存性と応答時間の問題に加えて、ＭＬＣディスプレイにおいては、液晶混合物の比抵抗が十分に高くないことに起因する問題がある［ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、１９８４年９月、第８４巻、第Ａ２１０〜２８８号、「Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ」、第１４１ｆｆ頁（パリ）（非特許文献１５）；ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、第１４５ｆｆ頁（パリ）（非特許文献１６）］。抵抗の低下に伴い、ＭＬＣディスプレイのコントラストが劣化する。液晶混合物の比抵抗は、ディスプレイの内部表面との相互作用のために、一般に、ＭＬＣディスプレイの寿命に全体に渡って低下するので、許容される抵抗値を長期の動作期間で有するディスプレイのためには、高い（初期）抵抗が非常に重要である。

これまでに開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの不具合は、それらの比較的低いコントラスト、比較的大きい視野角依存性、およびこれらのディスプレイ中で中間調を生じさせることが困難なことである。

したがって、非常に高い比抵抗を有すると同時に、広い動作温度範囲、短い応答時間および低い閾電圧を有し、これらのおかげで各種の中間調を生じさせることができるＭＬＣディスプレイが引き続き強く要求されている。
Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄｓ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９（１９７１）、３９１２ Ｊ．Ｆ．Ｋａｈｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０（１９７２）、１１９３ Ｇ．ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ．Ｒｏｂｅｒｔ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４（１９７３）、４８６９ Ｊ．ＲｏｂｅｒｔおよびＦ．Ｃｌｅｒｃ、ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８０）、３０ Ｊ．Ｄｕｃｈｅｎｅ、Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７（１９８６）、３ Ｈ．Ｓｃｈａｄ、ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８２）、２４４ Ｙｏｓｈｉｄｅ、Ｈ．ら、論文３．１：「ＭＶＡ ＬＣＤ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＰＣｓ・・・」ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、第６〜９頁 Ｌｉｕ、Ｃ．Ｔ．ら、論文１５．１：「Ａ ４６−ｉｎｃｈ ＴＦＴ−ＬＣＤ ＨＤＴＶ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・・・」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５０〜７５３頁 Ｋｉｍ、Ｓａｎｇ Ｓｏｏ、論文１５．４：「Ｓｕｐｅｒ ＰＶＡ Ｓｅｔｓ Ｎｅｗ Ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−Ａｒｔ ｆｏｒ ＬＣＤ−ＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７６０〜７６３頁 Ｓｈｉｇｅｔａ、ＭｉｔｚｕｈｉｒｏおよびＦｕｋｕｏｋａ、Ｈｉｒｏｆｕｍｉ、論文１５．２：「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ＬＣＤＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５４〜７５７頁 Ｙｅｏ、Ｓ．Ｄ．、論文１５．３：「Ａｎ ＬＣ Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５８および７５９頁 Ｓｏｕｋ、Ｊｕｎ、セミナーＭ−６：「Ｒｅｃｅｎｔ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＬＣＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、セミナー講義ノート、Ｍ−６／１〜Ｍ−６／２６ Ｍｉｌｌｅｒ、Ｉａｎ、ＳＩＤセミナー ２００４、セミナーＭ−７：「ＬＣＤ−Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ」、セミナー講義ノート、Ｍ−７／１〜Ｍ−７／３２ Ｋｉｍ、Ｈｙｅｏｎ Ｋｙｅｏｎｇら、論文９．１：「Ａ５７−ｉｎ．Ｗｉｄｅ ＵＸＧＡ ＴＦＴ−ＬＣＤ ｆｏｒ ＨＤＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、第１０６〜１０９頁 ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、１９８４年９月、第８４巻、第Ａ２１０〜２８８号、「Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ」、第１４１ｆｆ頁（パリ） ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、第１４５ｆｆ頁（パリ）

本発明は、特にモニターおよびテレビ用途向けのＭＬＣディスプレイを提供することを目的としており、該ディスプレイはＥＣＢまたはＩＰＳ効果に基づいており、上記の不具合を示さないか示しても低減されており、同時に非常に高い比抵抗値を有している。特に、モニターおよびテレビ用には、ディスプレイが非常に高温および非常に低温においても機能することが保証されなければならない。

驚くべきことに、これらのディスプレイ素子中で、式ＩＡの少なくとも１種類の化合物と、式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤの群からの少なくとも１種類の化合物とを含むネマチック液晶混合物を使用すれば、この目的が達成されることが今回見出された。式ＩＡの化合物は、例えば、ＥＰ ０ ９６９ ０７１ Ｂ１、ＥＰ １ ３６２ ８３９ Ａ２、ＤＥ １９９ ２７ ６２７ Ａ１およびＤＥ １０１ ５７ ６７４ Ａ１より既知である。式ＩＢの化合物は、例えばよりＧＢ ０ １６８ ６８３ Ｂ１およびＥＰ ０ １２２ ３８９ Ｂ１より既知である。式ＩＣの化合物は、例えばＷＯ ０３／０１０１２０より既知である。式ＩＤの化合物は、例えばＤＥ １０ ２０４ ２３６およびＤＥ ３９ ０６ ０４０より既知である。

よって、本発明は、式ＩＡの少なくとも１種類の化合物と、式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤから成る化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物とを含む極性化合物類の混合物に基づく液晶媒体に関する。

本発明の混合物は、７０℃以上の透明点と共に非常に広い範囲でネマチック相を示し、非常に好ましい値の容量閾値、比較的高い値の保持率および同時に−３０℃および−４０℃において非常に良好な低温安定性を示し、非常に低い回転粘度および短い応答時間を有する。よって、本発明の混合物は、回転粘度γ_１の改良に加え、弾性率Ｋ_３３の上昇が応答時間の改良に寄与している事実によって区別される。

本発明の混合物の好ましい実施形態の幾つかを以下に示す。

ａ）式ＩＡおよびＩＢ中のＲ^１ＡおよびＲ^１Ｂは、好ましくはアルケニル基を表し、特にはビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニルで、非常に特に好ましくは、ＣＨ_２＝ＣＨ、ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨ、Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ＝ＣＨ、Ｃ_３Ｈ_７ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ_２＝ＣＨＣ_２Ｈ_４、ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_４、ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２、ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２、Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２である。

Ｒ^１Ａは、特にはＣＨ_２＝ＣＨを表す。Ｒ^１Ｂは、特にはＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨまたはＣＨ_２＝ＣＨを表す。

Ｒ^１Ｃ、Ｒ^１ＤおよびＲ^２Ｄは、好ましくは直鎖状のアルキル基、特にはＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９またはｎ−Ｃ_５Ｈ_１１、更にはｎ−Ｃ_６Ｈ_１３またはｎ−Ｃ_７Ｈ_１５を表す。

ｂ）式ＩＡの１種類、２種類、３種類または４種類以上、好ましくは１種類、２種類または３種類の化合物を含む液晶媒体。

ｃ）混合物全体における式ＩＡの化合物の割合が、５質量％以上、好ましくは少なくとも１０質量％、特に好ましくは１５質量％以上である液晶媒体。

存在するのであれば、混合物全体における式ＩＢの化合物の割合は、好ましくは５質量％以上、特には１０質量％以上、非常に特に好ましくは２０質量％以上である。

存在するのであれば、混合物全体における式ＩＣの化合物の割合は、好ましくは２質量％以上、特には４質量％以上、非常に特に好ましくは５質量％以上である。

存在するのであれば、混合物全体における式ＩＤの化合物の割合は、好ましくは４質量％以上、特には８質量％以上、非常に特に好ましくは１０質量％以上である。

本発明の混合物中の式ＩＢ、ＩＣおよび／またはＩＤの化合物の総割合は、好ましくは５質量％以上、特には１０質量％以上、非常に特に好ましくは１５質量％以上である。

ｄ）式ＩＡの好ましい化合物は、式ＩＡ−１〜ＩＡ−５４の化合物である。

ａｌｋｙｌは、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。

式ＩＡ−１、ＩＡ−２、ＩＡ−３、ＩＡ−４、ＩＡ−１１、ＩＡ−１２、ＩＡ−１３およびＩＡ−１４の化合物が特に好ましい。

式ＩＡおよび式ＩＡ−１〜ＩＡ−５４の補助式の化合物中において、好ましくはＹ^１およびＹ^２は両者ともフッ素を表し、Ｙ^３はＨである。

更に、以下の組み合わせが好ましい。

Ｙ^１＝Ｆ、Ｙ^２＝ＣｌおよびＹ^３＝Ｈ；
Ｙ^１＝Ｃｌ、Ｙ^２＝ＦおよびＹ^３＝Ｈ。

式ＩＢの好ましい化合物は、式ＩＢ−１〜ＩＢ−１６の化合物である。

式ＩＣの好ましい化合物は、式ＩＣ−１〜ＩＣ−１６の化合物である。

式中、Ｒ^１Ｃは、好ましくは直鎖状のアルキル基を表す。式ＩＣ−３、更にはＩＣ−１およびＩＣ−４の化合物が特に好ましい。

式ＩＤの好ましい化合物は、式ＩＤ−１〜ＩＤ−６の化合物である。

式中、Ｒ^１Ｄは好ましくは直鎖状で１〜７個の炭素原子を有するアルキル基を表し、Ｒ^２Ｄは好ましくは直鎖状で１〜７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表す。式ＩＤ−１およびＩＤ−４の化合物が特に好ましい。

ｅ）式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの１種類以上の化合物を更に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^２は、Ｈまたは１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基（好ましくはアルキル基）を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、

−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
Ｌ^１〜４は、それぞれ互いに独立に、ＦまたはＣｌを表し、
Ｚ^２は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表し、
ｐは、１または２を表し、および
ｖは、１〜６を表す。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの好ましい化合物を以下に示す。

ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの化合物中のＲ^２は、好ましくはそれぞれの場合で、直鎖状で６個までの炭素原子を有するアルキル基を表し、特にはＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９またはｎ−Ｃ_５Ｈ_１１である。Ｌ^１〜４は、好ましくはそれぞれＦを表す。

ｆ）式ＩＩＩの１種類以上の化合物を更に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^３１およびＲ^３２は、それぞれ互いに独立に、１２個までの炭素原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を表し、

を表し、および
Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表す。

ｇ）混合物全体における式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合は少なくとも２０質量％である液晶媒体。

ｈ）混合物全体における式ＩＩＩの化合物の割合は少なくとも５質量％である液晶媒体。

ｉ）式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｈより選ばれる１種類以上の化合物を更に含む液晶媒体。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。

本発明の媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂおよび／または式ＩＩＩｄの少なくとも１種類の化合物を含む。

ｊ）式ＩＡの化合物の１種類以上と、式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤから成る化合物群より選択される少なくとも１種類以上の化合物とを組み合わせて５〜８０質量％、
式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の１種類以上を５〜８０質量％
を含むか、またはそれらより成る液晶媒体（ただし、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の総量は、１００質量％以下である。）。

ｋ）以下の１種類以上の４環化合物を更に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ互いに独立に、前記式ＩＩＡおよびＩＩＢのＲ^２で示される意味の１つを有し、
ｗおよびｘは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。

ｌ）式Ｙ−１〜Ｙ−８の１種類以上の化合物を更に含む液晶媒体。

式中、Ｒ^１３〜Ｒ^２０は、それぞれ互いに独立に、１〜６個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ｚおよびｍは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。

本発明の液晶媒体は、好ましくは、式Ｙ−１〜Ｙ−８の１種類以上の化合物を５質量％以上の量で含む。

ｍ）以下の式の１種類以上の化合物：

を、好ましくは３質量％より多い量で、特に５質量％以上で、非常に特に好ましくは５〜２５質量％で、更に含む液晶媒体。

ただし、Ｒ^２１は１〜７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、
ｍは１〜６を表す。

ｎ）式Ｔ−１〜Ｔ−２２の１種類以上のフッ素化されたターフェニル類を更に含む液晶媒体。

式中、Ｒは、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、
ｍは、１〜６を表す。

Ｒは、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシまたはペントキシを表す。

本発明の媒体は、好ましくは、式Ｔ−１〜Ｔ−２２のターフェニル類を２〜３０質量％の量で、特には５〜２０質量％で含む。

式Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３およびＴ−２２の化合物が特に好ましい。これらの化合物の中で、Ｒは、好ましくは、それぞれ１〜５個の炭素原子を有するアルキル基、更にはアルコキシ基を表す。

混合物のΔｎの値を０．１以上とする場合、好ましくはターフェニル類が本発明の混合物中で使用される。好ましい混合物は、化合物Ｔ−１〜Ｔ−２２の化合物群より選ばれる１種類以上のターフェニル化合物類を２〜２０質量％で含む。

ｏ）式Ｂ−１〜Ｂ−３の１種類以上のビフェニル類を更に含む液晶媒体。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、および
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、２〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。

混合物全体における式Ｂ−１〜Ｂ−３のビフェニル類の割合は、好ましくは少なくとも３質量％、特には５質量％以上である。

式Ｂ−１〜Ｂ−３の化合物のうち、式Ｂ−２の化合物が特に好ましい。

特に好ましいビフェニル類は、以下である。

式中、ａｌｋｙｌ^＊は、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基を表す。本発明の媒体は、特に好ましくは、式Ｂ−１ａおよび／またはＢ−２ｃの１種類以上の化合物を含む。

ｐ）式Ｚ−１〜Ｚ−１６の少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体。

式中、Ｒおよびａｌｋｙｌは上で示された意味を有する。

ｑ）式Ｏ−１〜Ｏ−１３の少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体。

式中、Ｒ^１およびＲ^２はＲ^２Ａで示される意味を有し、Ｒ^１およびＲ^２は、好ましくは、それぞれは互いに独立に、直鎖状のアルキル基、さらにアルケニル基を表す。

好ましい媒体は、式Ｏ−１、Ｏ−３、Ｏ−４、Ｏ−９および／またはＯ−１３の１種類以上の化合物を含む。

ｒ）本発明の好ましい液晶媒体は、例えば式Ｎ−１〜Ｎ−５の化合物のようなテトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含む１種類以上の物質を含む。

式中、Ｒ^１ＮおよびＲ^２Ｎは、それぞれ互いに独立にＲ^２Ａで示される意味を有し、好ましくは直鎖状のアルキル基、直鎖状のアルコキシ基または直鎖状のアルケニル基を表し、およびＺ、Ｚ^１およびＺ^２は、それぞれ互いに独立に、−Ｃ_２Ｈ_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ_２）_４−、−（ＣＨ_２）_３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ_２）_３−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２−または単結合を表す。

ｓ）好ましい混合物は、式ＢＣの１種類以上のジフルオロジベンゾクロマン化合物類および／または式ＣＲのクロマン類を含む。

式中、Ｒ^Ｂ１、Ｒ^Ｂ２、Ｒ^ＣＲ１およびＲ^ＣＲ２は、それぞれ互いに独立にＲ^２Ａの意味を有する。本発明の混合物は、好ましくは３〜２０質量％の量で、特には３〜１５質量％の量で、式ＢＣおよび／またはＣＲの化合物を含む。

式ＢＣおよびＣＲの特に好ましい化合物は、化合物ＢＣ−１〜ＢＣ−７およびＣＲ−１〜ＣＲ−５である。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、２〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。

式ＢＣ−２の１種類、２種類または３種類の化合物を含む混合物が非常に特に好ましい。

本発明は、更に、ＥＣＢまたはＦＦＳ効果に基づきアクティブマトリックス駆動を備え、上記の液晶媒体を誘電体として含有することを特徴とする電気光学的ディスプレイに関する。

本発明の液晶媒体は、好ましくは−２０℃以下〜７０℃以上まででネマチック相を有し、特に好ましくは−３０℃以下〜８０℃以上、非常に特に好ましくは−４０℃以下〜９０℃以上である。

ここで用語「ネマチック相を有する」は、一方でスメクチック相および結晶化が対応する温度の低温で確認されないことを意味し、他方でネマチック相から加熱しても依然透明化しないことを意味する。低温における検査は対応する温度において流動粘度計により行なわれ、試験は、電気光学的用途に対応する層厚みを有する試験用セルに少なくとも１００時間保存して行なわれる。

対応する試験用セル中における−２０℃での保存安定性が１０００時間以上の場合、媒体はこの温度において安定であると言われる。−３０℃および−４０℃の温度において、対応する時間は、それぞれ５００時間および２５０時間である。高温においては、毛細管による従来法により、透明点が測定される。

液晶混合物は、好ましくは、少なくとも６０Ｋのネマチック相範囲と、２０℃において最大で３０ｍｍ^２・ｓ^−１の流動粘度ν_２０を有する。

液晶混合物中の複屈折率Δｎは一般に０．０７および０．１６の間であり、好ましくは０．０８および０．１２の間である。

本発明の液晶混合物は、約−０．５〜−０．８、特には−３．０〜−６．０のΔεを有し、ただしΔεは誘電異方性を表す。２０℃における回転粘度γ_１は、好ましくは１５０ｍＰａ・ｓ以下、特には１２０ｍＰａ・ｓ以下である。

本発明の液晶媒体は比較的低い値の閾電圧（Ｖ_０）を有している。それらは、好ましくは１．７Ｖ〜２．５Ｖの範囲、特に好ましくは２．４Ｖ以下、非常に特に好ましくは２．２Ｖ以下である。

本発明においては、用語「閾電圧」は、他に明言しない限り、フレデリックス閾値としても知られる容量閾値（Ｖ_０）に関する。

加えて、本発明の液晶媒体は、液晶セル中において高い値の電圧保持率を有する。

一般に、低い駆動電圧または閾電圧を有する液晶媒体は、高い駆動電圧または閾電圧を有する液晶媒体よりも低い電圧保持率を有し、また逆もいえる。

本発明において、用語「誘電的に正の化合物」はΔε＞１．５の化合物を表し、用語「誘電的に中性の化合物」は−１．５≦Δε≦１．５の化合物を表し、用語「誘電的に負の化合物」はΔε＜−１．５の化合物を表す。ここで、化合物の誘電異方性は、化合物を１０％の濃度で液晶ホストに溶解し、それぞれの場合で２０μｍの厚みで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つの試験用セル中で１ｋＨｚにおいて、得られた混合物の容量を決定することにより決定される。測定電圧は典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、検討されるそれぞれの液晶混合物の容量閾値よりは常に低くする。

誘電的に正および誘電的に中性の化合物に使用されるホスト混合物はＺＬＩ−４７９２で、誘電的に負の化合物に使用されるホスト混合物はＺＬＩ−２８５７で、いずれも独国のメルク社製である。検討されるそれぞれの化合物の値は、検討される化合物を添加した後のホスト化合物の誘電率の変化、およびその化合物１００％への外挿により得られる。検討される化合物は、ホスト混合物に１０％の量で溶解される。材料の溶解度が低すぎてこれが行なえない場合、所望の温度で検討できるようになるまで濃度を段階的に半分にしていく。

本発明で示される全ての温度の値は℃で示されている。

電圧保持率は、メルク社で製造された試験用セル中で決定される。測定用セルはソーダライムガラス基板を有し、ポリイミド配向層（ＡＬ−３０４６、日本合成ゴム社、日本製）を備えて製造される。層厚みは均一に６．０μｍである。透明ＩＴＯ電極の面積は１ｃｍ^２である。

本発明の混合物は、例えばＶＡＮ、ＭＶＡ、（Ｓ）−ＰＶＡおよびＡＳＶのような全てのＶＡ−ＴＦＴ用途に適している。更に、Δεが負であるＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＰＡＬＣの用途に適している。

本発明のディスプレイ中のネマチック液晶混合物は一般に２種類の成分ＡおよびＢを含んでおり、これらの成分自身は１種類以上の個々の化合物より成る。

成分Ａは著しい負の誘電異方性を有しており、−０．５以下の誘電異方性のネマチック相を与える。式ＩＡの１種類以上の化合物に加え、成分Ａは、好ましくは、式ＩＣ、ＩＤ、ＩＩＡ、ＩＩＢの１種類以上の化合物を含む。

成分Ａの割合は好ましくは４５および１００％の間であり、特には６０および１００％の間である。

成分Ａのためには、−０．８以下の値のΔεを有する１種類（またはそれより多く）の個々の化合物が好ましくは選択される。混合物全体におけるＡの割合が低いほど、Δεの値をより負としなければならない。

成分Ｂは明瞭なネマトゲン性を有しており、２０℃において３０ｍｍ^２・ｓ^−１以下、好ましくは２５ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有する。

成分Ｂにおける特に好ましい個々の化合物は、非常に低い粘度のネマチック液晶で、２０℃において１８ｍｍ^２・ｓ^−１以下、好ましくは１２ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有している。

成分Ｂは、モノトロピック性またはエナンチオトロピック性のネマチックであり、スメクチック相を有さず、そして、液晶混合物において極めて低い温度までスメクチック相の発生を防止することができる。例えば、高いネマトゲン性の各種材料を、スメクチック液晶混合物に加えた場合、これらの材料のネマトゲン性は、達成されたスメクチック相抑制の程度をとおして比較することができる。

多数の好適な材料が、文献により当業者に知られている。式ＩＩＩの化合物が特に好ましい。

加えて、これらの液晶相も１８種類より多い成分を含んでいてもよく、好ましくは１８〜２５種類の成分である。

その相は、好ましくは、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ、および任意にＩＩＩの化合物を、４〜１５種類、特には５〜１２種類、特に好ましくは１０種類より少ない種類を含む。

式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよびＩＩＩの化合物に加え、他の構成成分も、例えば混合物全体の４５％までの量、しかし好ましくは３５％まで、特には１０％までの量で存在してよい。

他の構成成分は、好ましくは、ネマチックまたはネマトゲン性の物質より選択され、特には、アゾキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル類、ターフェニル類、フェニルまたはシクロヘキシル安息香酸エステル類、フェニル−またはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸エステル類、フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル類、シクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルナフタレン類、１，４−ビスシクロヘキシルビフェニル類またはシクロヘキシルピリミジン類、フェニルまたはシクロヘキシルジオキサン類、ハロゲン化されていてもよいスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および置換された桂皮酸エステル類に分類される既知の物質から選択される。

この型の液晶相の構成成分として適する最も重要な化合物は、式ＩＶで特徴付けることができる。

Ｒ^９−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ^１０ ＩＶ
式中、ＬおよびＥは、それぞれ、１，４−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロへキシルシクロヘキサン構造、２，５−二置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−二置換ナフタレン、ジ−およびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンから成る群より選択される炭素環構造またはヘテロ環構造である。

Ｇは、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＱ−、−ＣＨ＝Ｎ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ_２−Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ_２−Ｓ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＯＯ−Ｐｈｅ−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−（ＣＨ_２）_３Ｏ−またはＣ−Ｃ単結合であり、Ｑはハロゲン、好ましくは塩素、または−ＣＮを表し、そしてＲ^９およびＲ^１０は、それぞれ１８個までの、好ましくは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またはアルコキシカルボニルオキシであり、または代わりに、これらの基の１つは、ＣＮ、ＮＣ、ＮＯ_２、ＮＣＳ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＯＣＦ_３、Ｆ、ＣｌまたはＢｒを表す。

これらの化合物の殆どにおいて、Ｒ^９およびＲ^１０は互いに異なっており、これらの基の１つは、通常、アルキルまたはアルコキシ基である。提案された置換基の他の変種もまた一般的である。このような物質またはそれらの混合物もまた、商業的に入手できる。全てのこれらの物質は、文献から知られる方法により調製することができる。

当業者には言うまでもなく、本発明のＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳまたはＰＡＬＣ混合物は、例えばＨ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体で置き換えられた化合物も含むことができる。

例えば米国特許第６，８６１，１０７号明細書中で記載されるようないわゆる反応性メソゲン（ＲＭ）である重合性化合物を更に本発明の混合物に加えることができ、好ましくは混合物の０．１２〜５質量％、特に好ましくは０．２〜２質量％の濃度である。この型の混合物は所謂ポリマー安定化ＶＡモード用に使用でき、このモードでは反応性メソゲンの重合が液晶混合物中で進行するよう意図されている。このための前提条件は、液晶混合物自身が例えばアルケニル側鎖を含む化合物のような重合性成分を一切含んでいないことである。

本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えばＥＰ−Ａ ０ ２４０ ３７９に記載されているような通常の構成に対応する。

以下の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。上および下において、パーセンテージのデータは質量パーセントである。温度はすべて摂氏で示される。

式ＩＡの化合物および式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤの化合物群からの１種類以上の化合物に加え、本発明の混合物は、好ましくは以下に示す１種類以上の化合物を含む。

以下の略称を使用する（ｎ、ｍおよびｚは、それぞれ互いに独立に、１、２、３、４、５または６である）。

本発明で使用できる液晶媒体は、それ自体従来の方法で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分の所望の量を、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは加温して溶解する。例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール等の有機溶媒中で成分溶液を混合し、完全に混合後、例えば蒸留によって溶媒を再び除去することも可能である。

適切な添加剤を利用することで、本発明の液晶相を、例えばＥＣＢ、ＶＡＮ、ＩＰＳ、ＧＨまたはＡＳＭ−ＶＡ ＬＣＤ等のこれまで開示された任意の型のディスプレイ中において使用できるように改変できる。

誘電体は、例えばＵＶ吸収剤、抗酸化剤、ナノ微粒子およびフリーラジカル補足剤のような当業者に既知で文献に記載されている更なる添加剤を含むこともできる。例えば、０〜１５％の多色性色素、安定化剤またはキラルドーパントを加えることができる。

例えば、０〜１５％の多色性色素を添加することができ、さらには導電性塩、好ましくは４−ヘキソキシ安息香酸エチルジメチルドデシルアンモニウム、テトラフェニルホウ酸テトラブチルアンモニウムまたはクラウンエーテル類の錯塩（例えば、Ｈａｌｌｅｒら、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．第２４巻、第２４９〜２５８頁（１９７３年）参照）を、導電性を改良するために添加することができ、誘電異方性、粘度および／またはネマチック相の配向を改変するために物質を加えることもできる。この型の物質は、例えばＤＥ−Ａ ２２ ０９ １２７、２２ ４０ ８６４、２３ ２１ ６３２、２３ ３８ ２８１、２４ ５０ ０８８、２６ ３７ ４３０および２８ ５３ ７２８に記載されている。

表Ａに、本発明による混合物に添加できる使用可能なドーパントを示す。混合物が１種類以上のドーパントを含む場合、０．０１〜４質量％の量、好ましくは０．１〜１．０％の量で使用する。

例えば本発明の混合物に、混合物の総量に基づいて１０質量％まで、好ましくは０．０１〜６質量％の量、特には０．１〜３質量％の量で添加することができる安定剤を表Ｂに示す。

以下の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。上および下において、
Ｖ_０は２０℃における容量閾電圧（Ｖ）を表し、
Δｎは２０℃および５８９ｎｍで測定される光学異方性を表し、
Δεは２０℃および１ｋＨｚでの誘電異方性を表し、
ｃｌ．ｐ．は透明点（℃）を表し、
Ｋ_１は２０℃における「スプレイ」変形に対する弾性定数（ｐＮ）を表し、
Ｋ_３は２０℃における「ベンド」変形に対する弾性定数（ｐＮ）を表し、
γ_１は２０℃で測定される回転粘度（ｍＰａ・ｓ）を表し、磁場回転法で決定され、
ＬＴＳは試験セル中で決定される低温安定性（ネマチック相）を表し、
ＨＲ（２０）は２０℃における電圧保持率（％）を表し、
ＨＲ（１００）は１００℃における５分後の電圧保持率（％）を表し、
ＨＲ（ＵＶ）はＵＶ曝露後の電圧保持率（％）を表す。

閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは２０μｍの間隔で離れている２枚の平行な外板と、その外板の内側上に、液晶のホメオトロピック配向をもたらすＳＥ−１２１１（日産化学製）の配向層がオーバーレイされた電極層とを有している。

ここで適用される全ての濃度は、他に特に示さない限り対応する混合物または混合物成分に基づくものである。物理的特性は「メルク液晶、液晶の物理的特性」１９９７年１１月、ドイツ国メルク社に記載されているように決定し、他に特に示さない限り温度は２０℃である。

＜混合物例＞
＜例１＞

＜例２＞

Claims (11)

1. 式ＩＡの少なくとも１種類の化合物と、式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤから成る化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物とを含む液晶媒体。
   

   

   

   （式中、
   Ｒ^１ＡおよびＲ^１Ｂは、それぞれ互いに独立に、６個までの炭素原子を有するアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
   Ｒ^２Ａ、Ｒ^２Ｂ、Ｒ^１Ｃ、Ｒ^１ＤおよびＲ^２Ｄは、それぞれ互いに独立に、６個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   
   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
   

   

   Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^４およびＹ^５は、それぞれ互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＣＨＦ_２、ＣＨ_２Ｆ、ＯＣＦ_３、ＯＣＨ_２Ｆ、ＯＣＨＦ_２またはＣＮを表し、
   Ｙ^３は、ＨまたはＣＨ_３を表し、
   Ｒ^２Ｃは、ＨまたはＦを表し、
   Ｒ^３Ｃは、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表し、
   ａおよびｂは、それぞれ互いに独立に、０、１または２を表し、ただしａ＋ｂは１以上であり、
   ｃは、１または２を表し、および
   ｄは、０または１を表す。）
2. 式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの１種類以上の化合物を更に含む請求項１記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^２は、H、または１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられていてもよく、
   Ｌ^１〜４は、それぞれ互いに独立に、ＦまたはＣｌを表し、
   Ｚ^２は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表し、
   ｐは、１または２を表し、および
   ｖは、１〜６を表す。）
3. 式ＩＩＩの１種類以上の化合物を更に含む請求項１または２記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^３１およびＲ^３２は、それぞれ互いに独立に、１２個までの炭素原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を表し、
   

   

   
   
   および
   Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表す。）
4. 式ＩＡ−１〜ＩＡ−５４の少なくとも１種類の化合物を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   

   

   

   

   

   

   

   
   （式中、
   Ｙ^１およびＹ^２は、請求項１で示される意味を有し、および
   ａｌｋｙｌは、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。）
5. 式ＩＢ−１〜ＩＢ−１６の１種類以上の化合物を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   
6. 式ＩＣ−１〜ＩＣ−１６の１種類以上の化合物を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   

   

   （式中、
   Ｒ^１Ｃは、請求項１で示される意味を有する。）
7. 式ＩＤ−１〜ＩＤ−６の１種類以上の化合物を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１ＤおよびＲ^２Ｄは、請求項１で示される意味を有する。）
8. 式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの１種類以上の化合物を含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   
   （式中、
   Ｒ^２は、Ｈまたは１５個までの炭素原子を有するアルキル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
   Ｌ^１〜４は、それぞれ互いに独立に、ＦまたはＣｌを表し、
   Ｚ^２は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表し、
   ｐは、１または２を表し、および
   ｖは、１〜６を表す。）
9. 混合物全体における式ＩＡの化合物の割合が、５質量％以上である請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶媒体。
10. 式ＩＡの少なくとも１種類の化合物を、式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤから成る化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物、および任意成分として更なる液晶化合物および／または添加剤と混合することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体の調製方法。
11. 誘電体として請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする、ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリクス駆動を有する電気光学的ディスプレイ。