JP2012518017A - 液晶媒体のためのチオフェン化合物 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶媒体のためのチオフェン化合物を提供する。
【解決手段】本発明は、式Ｉの液晶化合物と、式Ｉの少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体と、このタイプの液晶媒体を含有する電気光学的ディスプレイとに関する。

（式中、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、Ａ^４、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３、Ｖ、ａ、ｂおよびｃは、請求項１において示される意味を有する。）
【選択図】なし

Description

本発明は、ジフルオロメチレンオキシ基を含有するチオフェン誘導体と、液晶媒体（ＬＣ媒体）における成分（１種類または多種類）としてのそれらの使用とに関する。加えて、本発明は、本発明による液晶媒体を含有する液晶および電気光学的ディスプレイ素子に関する。

近年、液晶化合物の用途分野は、各種タイプのディスプレイ装置、電気光学的機器、電子部品、センサーなど著しく広くなった。この理由のため、特にネマチック液晶の分野において、多数の異なる構造が提案されてきた。ネマチック液晶混合物については、これまで平面ディスプレイ装置において最も広い用途が見出されてきた。ネマチック液晶混合物は、特に、パッシブＴＮまたはＳＴＮマトリクスディスプレイまたはアクティブＴＦＴマトリクスを有するシステムにおいて用いられてきた。

本発明による化合物は、特に、ツイストセルの原理、ゲスト−ホスト効果、配向相の変形ＤＡＰ（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅ）効果またはＥＣＢ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：電気的制御複屈折）効果、ＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：面内スイッチング）効果または動的散乱効果を基礎とするディスプレイ用の液晶媒体（ＬＣ媒体）の成分（１種類または多種類）として使用できる。

液晶材料としてジフルオロメチレンオキシの橋架け構造を含有する種々の化合物およびそれらの調製は、例えば、欧州特許出願公開第０７８６４４５号公報（特許文献１）などに記載されてきた。

チオフェン誘導体は、液晶物質として時に検討されてきた。欧州特許出願公開第０４６７２６０号公報（特許文献２）には、２，５−チオフェンジイル単位を含有する化合物が開示されている。しかしながら、その化合物は、大部分がスメクチックである。最新のディスプレイ用途は、殆どがネマチック液晶媒体を使用する。

本発明は、液晶媒体の成分（１種類または多種類）として適する新規で安定な化合物を見出す目的を基礎とした。特に、化合物は、比較的低い粘度および正の領域の誘電異方性を同時に有していなければならない。液晶の分野における多くの最新の混合物の考え方にとって、高い誘電異方性Δεを有する化合物を使用することが好都合である。

高いΔεを有するそのような化合物の非常に広い用途分野の観点から、好ましくは高いネマチック性を有し、特定の用途に正確にカスタマイズされた特性を有する入手可能な更なる化合物を有することが望まれていた。

よって、本発明の１つの目的は、特に例えば、ＴＮ、ＳＴＮ、ＩＰＳおよびＴＮ−ＴＦＴディスプレイ用の液晶媒体の成分（１種類または多種類）として適しており新規で安定な化合物を見出すことであった。

本発明の更なる目的は、単独または混合物において、高い誘電異方性Δεおよび高い透明点を有する化合物を提供することであった。加えて、本発明による化合物は、用途分野で広く使用される条件下において、熱的および光化学的に安定でなければならない。更に、本発明による化合物は、可能な限り広いネマチック相を有していなければならない。メソゲンとしては、本発明の化合物は、液晶共成分との混合物において広いネマチック相を促進しなければならず、特に低温においてネマチック基礎混合物と極めて容易に混和できなければならない。

驚くべきことに、本発明によるチオフェン誘導体は、液晶媒体の成分として傑出して適していることが見出された。それらは、特に、ＴＮ−ＴＦＴまたはＩＰＳディスプレイに適切な液晶媒体を得るために使用できる。本発明による化合物は、空気に対する曝露においてすら安定であり無色である。また、それらは特に強い正の誘電異方性Δεによっても際立っており、そのため、光学的スイッチング素子での使用において、より低い閾電圧が必要である。それらは、単独または混合物において広いネマチック相の範囲を有する。加えて、本発明による化合物は、特に低い融点、高い透明点、および同時に、低い回転粘度γ_１の値を有する。同様の特性プロファイルを有する先行技術からの物質と比べ、特に、三環系を含有する化合物の場合、特に低い融点が観察される。よって、それらの物質は、対応する従来の化合物よりも、結晶化への傾向が非常に低い。従って、本発明による化合物は、例えば、より高濃度で用いることができる。

欧州特許出願公開第０７８６４４５号公報 欧州特許出願公開第０４６７２６０号公報

本発明によるチオフェン誘導体を提供することにより、各種の実用的観点から液晶混合物の調製に適する液晶物質の範囲が非常に一般的に著しく広くなる。

よって、本発明は式Ｉの化合物に関する。

式中、
Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、１〜１５個のＣ原子を有するハロゲン化または無置換のアルキル基を表し、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＯ）Ｏ−、−Ｏ（ＣＯ）−、−（ＣＯ）−または−Ｏ−で置き換えられていてもよく、ただし、Ｒ^２は、追加的におよび好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＮＣＳまたはＳＦ_５を表し、
Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３およびＡ^４は、それぞれ互いに独立に、同一か異なって、
ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレンまたはシクロヘキセニレン、ただし加えて、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基は−Ｏ−および／または−Ｓ−で置き換えられていてもよく、ただし、ＨはＦで置き換えられていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン、ただし、１個または２個のＣＨ基はＮで置き換えられていてもよく、ただし加えて、１個以上のＨ原子は、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｆ、ＣＮ、メチル、メトキシまたは一フッ素化または多フッ素化されたメチルまたはメトキシ基で置き換えられていてもよく、または、
ｃ）基１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、シクロブタ−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、

（式中、１個以上の水素原子は、Ｆ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ_５、ＣＨ_２Ｆ、ＣＨＦ_２、ＣＦ_３、ＯＣＨ_２Ｆ、ＯＣＨＦ_２またはＯＣＦ_３で置き換えられていてもよく、
１個以上の二重結合は単結合で置き換えられていてもよく、
１個以上のＣＨ基はＮで置き換えられていてもよく、
Ｍは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ_２−、−ＣＨＹ−または−ＣＹＹ^１−を表し、および
ＹおよびＹ^１は、Ｃｌ、Ｆ、ＣＮ、ＯＣＦ_３またはＣＦ_３を表す。）
からの基を表し、
Ｖは、Ｈ、ＦまたはＣｌ、好ましくは、ＨまたはＦを表し、
Ｚ^１、Ｚ^２およびＺ^３は、それぞれ互いに独立に、同一か異なって、単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−（ＣＯ）Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−を表し、ただし、非対称な橋架け構造はどちら側を向いていてもよく、
ａは、０、１または２、好ましくは、０または１、特に好ましくは、０を表し、
ｂは、０、１、２または３、好ましくは、１または２を表し、および
ｃは、０、１または２、好ましくは、０を表し、
ただし、ａ＋ｂ＋ｃは４以下、好ましくは、１、２または３に等しく、特に好ましくは、１または２である。

また、ａ、ｂまたはｃが１より大きくＡ^１〜３およびＺ^１〜３が１回より多く出現する場合、それらも独立に異なる意味を採用してよい。

本発明は、更に、液晶媒体中における式Ｉの化合物の使用に関する。

本発明は、同様に、式Ｉのチオフェン誘導体を少なくとも１種類含む少なくとも２種類の液晶成分を含む液晶媒体に関する。

式Ｉの化合物は、広い範囲の用途を有する。物質の選択に依存して、これらの化合物は液晶媒体を主に構成する基礎材料として働くことができるが、しかしながら、また、例えば、このタイプの誘電体の誘電および／または光学的異方性を修正するか、および／またはその閾電圧および／またはその粘度を最適化するために、式Ｉの化合物を他のクラスの化合物からの液晶基礎材料に添加することもできる。

純粋な状態で、式Ｉの化合物は無色であり、単独または混合物において、電気光学的な使用にとって好ましい温度範囲において、液晶中間相を形成する。本発明による化合物は、広いネマチック相範囲を達成するために使用できる。液晶混合物において、本発明による化合物は透明点を高くし、混合物の極性を著しく増加する。

Ｚ^１および／またはＺ^３は、好ましくは、単結合、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−または−（ＣＯ）Ｏ−、特に単結合を表す。Ｚ^２は、好ましくは、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合、特に単結合を表す。

Ｚ^２が単結合の場合、Ａ^２は、好ましくは、式Ｉの定義による基ｂ）またはｃ）からの不飽和または芳香族環を表す。

Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３またはＡ^４は、存在しているのであれば、好ましくは、

更には、

を表す。

基Ａ^１は、存在しているのであれば、好ましくは、

を表す。

基Ａ^２は、存在しているのであれば、好ましくは、

を表す。

基Ａ^４は、存在しているのであれば、好ましくは、

を表す。

Ｒ^１は、好ましくは、８個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシを表す。Ｒ^１は、特に好ましくは、直鎖状のアルキルまたはアルケニルを表す。

Ｒ^２は、好ましくは、極性基Ｘを表し、ただし、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２、ＯＣＨＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、ＣＦ_３、ＣＮ、ＳＦ_５、ＮＣＳ、ＮＣＯ、ＳＣＮ、ＯＣＮ、
特には、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ_３またはＯＣＦ_３、非常に特には、ＦまたはＯＣＦ_３を表す。

Ｒ^１およびＲ^２は、好ましくは、同時にはＨを表さない。

式ＩＡの化合物が特に好ましい。

式中、
Ｒ^１、Ａ^１、Ｘ、ａ、ｂおよびＶは、式Ｉに上で示される意味を有し、および
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、ＨまたはＦを表す。

Ｌ^１がフッ素を表す式ＩＡの化合物が好ましい。ｂは、好ましくは、１または２、特には、１を表す。Ｖは、好ましくは、Ｈである。Ｌ^３は、好ましくは、Ｆである。ａ＋ｂは、好ましくは、１または２である。ｂは、非常に特に好ましくは、１であり、ａは、好ましくは、０である。基Ｌ^１〜Ｌ^４の２個、３個または４個がフッ素であることが特に好ましい。

本発明の更なる実施形態において、ＶがＦを表す式Ｉの化合物が好ましい。その化合物は、特に高い誘電異方性を有する。

式Ｉの特に好ましい化合物は、式Ｉ１〜Ｉ６の化合物である。

式中、Ｒ^１およびＸは、上で示される意味を有する。Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、Ｌ^５、Ｌ^６、Ｌ^７およびＬ^８は、互いに独立に、ＨまたはＦを表す。

Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、特に好ましくは、互いに独立に、基Ｆを表す。

Ｌ^５およびＬ^７は、好ましくは、互いに独立に、Ｈを表す。

特に好ましい化合物の例は以下である。

ジアステレオマーの形態で生じ得る化合物の場合、両方の純粋な物質、また、異性体の任意の混合比も包含され、それぞれの場合で適切な混合物成分と考えられる。

式Ｉの化合物は、文献（例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ編、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｇｅｏｒｇ−Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ市のような標準的な著作中）に記載される通りで、前記反応に適する既知の反応条件下で正確に、それ自身は既知の方法により調製される。ここで、また、それ自身は既知で、本明細書においては詳しく述べていない変法も使用できる。

式Ｉの化合物は、以下に図解する合成（スキーム１および２）より見て取れる通り有利に調製できる。

スキーム１による合成は、鈴木カップリングを基礎とする。

スキーム２における合成は、例えば、欧州特許出願公開第１３４１７４２号公報に示される通りの−ＣＦ_２Ｏ−基の既知の合成を基礎とする。

式Ｉの化合物の定義が示唆する限りにおいて、スキーム１および２における式の基で関与していないものは変えることができる。一般に、対応する出発材料は当業者によって容易に調製できる。よって、式ＩおよびＩＡの化合物を調製できる。

また従って、本発明は、式Ｉの化合物の調製方法にも関する。

Ｖが水素またはフッ素を表す式Ｉの化合物の調製方法は、式ＩＩａまたはＩＩｂの２−置換チオフェンまたは末端基−Ｂ（ＯＨ）_３ ^-または−Ｂ（ＯＨ）_３Ｍ（式中、Ｍは、ボロン酸塩に対する対イオンとしての１価のイオン基（特に、Ｎａ^＋、Ｋ^＋などのアルカリ金属イオン）を表す。）を含有する対応するボロン酸塩を、式ＩＩＩの化合物と、遷移金属触媒、好ましくは、パラジウム錯体の存在下において反応する工程を含むことを特徴とする。

式中、Ｒ^１、Ａ^１、Ｚ^１、Ｖおよびａは請求項１において定義される通りであり、および
Ｒ^３、Ｒ^４は、１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを表すか、また、Ｒ^３＋Ｒ^４は、一緒になって、Ｃ_１〜Ｃ_６−アルキレン、特に、式−ＣＨ_２−（ＣＨ_２）_ｐ−ＣＨ_２−または−Ｃ（ＣＨ_３）_２Ｃ（ＣＨ_３）_２−、または、１，２−フェニレンも表し、
ただし、また、Ｒ^３、Ｒ^４、および、Ｒ^３＋Ｒ^４は、特に、Ｃ_１〜Ｃ_６−アルキル、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ_１〜Ｃ_６−アルコキシで置換されていてもよく、ただし、ｐは０または１である。

式中、Ｚ^２、Ｚ^３、Ａ^２、Ａ^３、Ａ^４、ｂ、ｃおよびＲ^２は、請求項１において定義される通りであり、および
Ｈａｌは、ＯＳＯ_２ＣＦ_３、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを表す。

錯体は、好ましくは、パラジウム（ＩＩ）錯体、特には、塩化ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）である。Ｈａｌは、好ましくは、塩素または臭素、特に、臭素を表す。式ＩＩＩにおいて、ｂは、好ましくは、１または２を表し、Ｚ^２は、好ましくは、単結合を表す。基Ｈａｌは、好ましくは、基Ａ^２に直接結合している。Ａ^２は、好ましくは、芳香族環系を表す。更に、式Ｉの化合物に対して示されるサブ形式が好ましい。

更に好ましい方法の変法が例により明らかとなり、また、その詳細も一般的な専門家の知識に従って一般化され、本発明による方法およびその生成物の好ましい実施形態の典型である。

本発明は、また、本発明による式Ｉの１種類以上の化合物を含む液晶媒体に関する。液晶媒体は少なくとも２種類の成分、好ましくは、式Ｉの１種類以上の化合物と、好ましくはメソゲン性である少なくとも１種類の更なる化合物とを含む。本発明による媒体は、好ましくは、互いに成分を混合することで得られる。従って、液晶媒体を調製するための本発明による方法は、式Ｉの少なくとも１種類の化合物を、少なくとも１種類の更なるメソゲン化合物と混合し、添加剤を任意で加えることもできることを特徴とする。

透明点、低温での粘度、熱的／ＵＶ安定性および高い誘電および光学的異方性の達成可能な組み合わせは、先行技術からのこれまでの材料より優れている。同時に、低い閾電圧、良好なＶＨＲ値（ＶＨＲ：「ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ（電圧保持率）」）および良好な低温安定性が達成される。

本発明による１種類以上の化合物に加えて、本発明による液晶媒体は、好ましくは、更なる構成成分として、２〜４０種類、特に好ましくは４〜３０種類の成分を含む。特に、これらの媒体は、本発明による１種類以上の化合物に加え、７〜２５種類の成分を含む。

本発明による液晶混合物は、それ自体は従来の様式で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分の所望量を、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは昇温して溶解する。また、有機溶媒中、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール中で成分の溶液を混合し、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。更に、例えば、予備混合物、例えば、ホモログ混合物を使用して、または、いわゆる「マルチボトル」系を使う他の従来の様式において混合物を調製することが可能である。

また、誘電体は、当業者に既知で文献に記載される更なる添加剤を含んでもよい。例えば、０〜１５％、好ましくは、０〜１０％の多色性色素、キラルドーパント、安定剤またはナノ微粒子を加えることができる。添加される個々の化合物は、０．０１〜６％、好ましくは０．１〜３％の濃度で使用される。しかしながら、液晶混合物の他の構成成分、即ち、液晶またはメソゲン化合物に対する濃度データは、これらの添加剤の濃度は考慮せずに示される。本発明による液晶混合物は、利用可能なパラメータの幅を著しく広げることができる。

また、本発明は、このタイプの媒体を含有する電気光学的ディスプレイ（特に、フレームと一緒に１個以上のセルを形成する２枚の平面で平行な外部プレートと、外部プレート上の個々のピクセルをスイッチするための集積非線形素子と、セル中に配置され、正の誘電異方性および高い比抵抗を有するネマチック液晶混合物とを有するＴＦＴディスプレイ）と、電気光学的目的のために、これらの媒体を使用することにも関する。

本発明による混合物中の式Ｉの化合物の総量は、決定的なものではない。従って、混合物は、種々の特性の最適化の目的のために、１種類以上の更なる成分を含むことができる。しかしながら、式Ｉの化合物の総濃度が高くなるほど、アドレス時間および閾電圧において観察される効果は一般に大きくなる。

本発明による特に好ましいＬＣ媒体を下に述べる。

−式ＩＩおよび／またはＩＩＩの１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、
環Ａは、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンを表し、
ａは、０または１であり、
Ｒ^３は、それぞれの場合で互いに独立に、１〜９個のＣ原子を有するアルキル、２〜９個のＣ原子を有するアルケニル、好ましくは、２〜９個のＣ原子を有するアルケニルを表し、および
Ｒ^４は、それぞれの場合で互いに独立に、１〜１２個のＣ原子を有する無置換またはハロゲン化されたアルキル基（ただし加えて、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−（ＣＯ）−、−Ｏ（ＣＯ）−または−（ＣＯ）Ｏ−で置き換えられていてもよい。）を表し、好ましくは、１〜１２個のＣ原子を有するアルキルまたは２〜９個のＣ原子を有するアルケニルを表す。

式ＩＩの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^３ａおよびＲ^４ａは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはＣ_３Ｈ_７を表し、および「ａｌｋｙｌ」は、１〜８個、好ましくは、１個、２個、３個、４個または５個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。式ＩＩａおよびＩＩｆ（特に式中、Ｒ^３ａは、ＨまたはＣＨ_３、好ましくは、Ｈを表す。）の化合物、および、式ＩＩｃ（特に式中、Ｒ^３ａおよびＲ^４ａは、Ｈ、ＣＨ_３またはＣ_２Ｈ_５を表す。）の化合物が特に好ましい。

式ＩＩＩの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、「ａｌｋｙｌ」およびＲ^３ａは上で示される意味を有し、Ｒ^３ａは、好ましくは、ＨまたはＣＨ_３を表す。式ＩＩＩｂの化合物が特に好ましい。

−以下の式から成る群より選択される１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、
Ｒ^０は、１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、

−Ｏ−、−（ＣＯ）Ｏ−または−Ｏ（ＣＯ）−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、１個以上のＨ原子はハロゲンによって置き換えられていてもよく、
Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ_５、ＳＣＮ、ＮＣＳ、それぞれ６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基またはハロゲン化アルケニルオキシ基を表し、
Ｙ^１〜６は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
Ｚ^０は、−Ｃ_２Ｈ_４−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−を表し、また、式ＶおよびＶＩにおいては単結合も表し、および
ｂおよびｃは、それぞれ互いに独立に、０または１を表す。

式ＩＶ〜ＶＩＩＩの化合物において、Ｘ^０は、好ましくは、ＦまたはＯＣＦ_３、更には、ＯＣＨＦ_２、ＣＦ_３、ＣＦ_２Ｈ、Ｃｌ、ＯＣＨ＝ＣＦ_２を表す。Ｒ^０は、好ましくは、それぞれ６個までのＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルケニルである。

式ＩＶの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。

好ましくは、式ＩＶ中のＲ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、ＯＣＨＦ_２またはＯＣＦ_３、更には、ＯＣＨ＝ＣＦ_２を表す。式ＩＶｂの化合物において、Ｒ^０は、好ましくは、アルキルまたはアルケニルを表す。式ＩＶｄの化合物において、Ｘ^０は、好ましくは、Ｃｌ、更には、Ｆを表す。

式Ｖの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。好ましくは、式Ｖ中のＲ^０は、１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０はＦを表す。

−式ＶＩ−１の１種類以上の化合物を含むＬＣ媒体。

特に好ましくは、以下の式から成る群より選択されるものである。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。好ましくは、式ＶＩ中のＲ^０は、１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０は、Ｆ、更には、ＯＣＦ_３を表す。

−式ＶＩ−２の１種類以上の化合物を含むＬＣ媒体。

特に好ましくは、以下の式から成る群より選択されるものである。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。

好ましくは、式ＶＩ中のＲ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０はＦを表す。

−好ましくは、Ｚ^０が−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または−（ＣＯ）Ｏ−を表す式ＶＩＩの１種類以上の化合物、特に好ましくは、以下の式から成る群より選択されるものを含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。好ましくは、式ＶＩＩ中のＲ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０はＦ、更にはＯＣＦ_３を表す。

式ＶＩＩＩの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。Ｒ^０は、好ましくは、１〜８個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、Ｘ^０は、好ましくは、Ｆを表す。

−以下の式の１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^０、Ｘ^０、Ｙ^１およびＹ^２は、上で示される意味を有し、および

は、それぞれ互いに独立に、

を表し、
ただし、環ＡおよびＢの両者は同時にはシクロヘキシレンを表さない。

式ＩＸの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。好ましくは、Ｒ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０はＦを表す。式ＩＸａの化合物が特に好ましい。

−以下の式からなる群より選択される１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^０、Ｘ^０およびＹ^１〜４は上で示される意味を有し、および

は、それぞれ互いに独立に、

を表す。

式ＸおよびＸＩの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は上で示される意味を有する。好ましくは、Ｒ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、および／または、Ｘ^０はＦを表す。特に好ましい化合物は、Ｙ^１がＦを表し、Ｙ^２がＨまたはＦ、好ましくはＦを表すものである。

−以下の式ＸＩＩの１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^５およびＲ^６は、それぞれ互いに独立に、それぞれ９個までのＣ原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルを表し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキルまたは２〜７個のＣ原子を有するアルケニルを表す。Ｙ^１は、ＨまたはＦを表す。

式ＸＩＩの好ましい化合物は、以下の式から成る群より選択されるものである。

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

以下の式の化合物が非常に特に好ましい。

式中、ａｌｋｙｌは上で示される意味を有し、Ｒ^６ａはＨまたはＣＨ_３を表す。

−以下の式から成る群より選択される１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^０、Ｘ^０、Ｙ^１およびＹ^２は上で示される意味を有する。好ましくは、Ｒ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０はＦまたはＣｌを表す。

式ＸＩＩＩおよびＸＩＶの化合物は、好ましくは、以下の式から成る群より選択される。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は上で示される意味を有する。Ｒ^０は、好ましくは、１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表す。式ＸＩＩＩの化合物において、Ｘ^０は、好ましくは、ＦまたはＣｌを表す。

−式Ｄ１および／またはＤ２の１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｒ^０およびＸ^０は上で示される意味を有する。好ましくは、Ｒ^０は１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表し、Ｘ^０はＦを表す。以下の式の化合物が、特に好ましい。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有し、好ましくは、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特に、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７またはｎ−Ｃ_５Ｈ_１１を表す。

−以下の式の１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｙ^１、Ｒ^１およびＲ^２は上で示される意味を有する。Ｒ^１およびＲ^２は、好ましくは、それぞれ互いに独立に、１〜８個のＣ原子を有するアルキルを表す。Ｙ^１は、好ましくは、Ｆを表す。好ましい媒体は、１〜１５重量％、特には１〜１０重量％のこれらの化合物を含む。

−以下の式の１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｘ^０、Ｙ^１およびＹ^２は上で示される意味を有し、「ａｌｋｅｎｙｌ」はＣ_２〜７−アルケニルを表す。以下の式の化合物が、特に好ましい。

式中、Ｒ^３ａは上で示される意味を有し、好ましくはＨを表す。

−式ＸＩＸ〜ＸＸＶから成る群より選択される１種類以上の四環式化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｙ^１〜４、Ｒ^０およびＸ^０は、それぞれ互いに独立に、上で示される意味の１つを有する。Ｘ^０は、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３またはＯＣＨＦ_２である。Ｒ^０は、好ましくは、それぞれ８個までのＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルを表す。

−以下の式の１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^０、Ｘ^０およびＹ^１〜４は上で示される意味を有する。以下の式の化合物が特に好ましい。

−以下の式の１種類以上の化合物を追加的に含むＬＣ媒体。

式中、Ｒ^０、Ｙ^１、Ｙ^２およびＸ^０は上で定義される通りである。Ｒ^０は、特に好ましくは、ｎ−ブチル基を表す。

−

である。

−Ｒ^０は、一般的に好ましくは、２〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルケニルである。

−Ｘ^０は、好ましくは、Ｆ、更には、ＯＣＦ_３、ＣｌまたはＣＦ_３である。

−媒体は、好ましくは、式Ｉの１種類、２種類または３種類の化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、それぞれの場合で、式ＩおよびＩＩの化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、式ＶＩ−２、ＶＩＩ−１ａ、ＶＩＩ−１ｂ、ＩＸ、Ｘ、ＸＩおよびＸＸＶ（ＣＦ_２Ｏで橋架けされた化合物）の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含み、式ＶＩ−２、ＶＩＩ−１ａ、ＶＩＩ−１ｂ、ＩＸ、Ｘ、ＸＩおよびＸＸＶの化合物と、本発明による式Ｉの化合物との総含有量は、好ましくは３５重量％以上、特に好ましくは４０重量％以上、非常に特に好ましくは４５重量％以上である。

−媒体は、好ましくは、１〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％の式Ｉの化合物を含む。

−混合物全体における式ＩＩ〜ＸＸＶＩＩの化合物の割合は、好ましくは、２０〜９９重量％である。

−媒体は、好ましくは、２５〜８０重量％、特に好ましくは３０〜７０重量％の式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、２０〜７０重量％、特に好ましくは２５〜６０重量％の式ＩＩａの化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、２〜２５重量％、特に好ましくは３〜２０重量％の式ＩおよびＶＩ−２の化合物群より選択される化合物を含み、特に好ましい実施形態においては、少ない割合の式ＶＩ−２の化合物が存在するか存在しない。よって、この成分は式Ｉの化合物によって、完全にまたは部分的に置き換えられる。

−媒体は、全体で２〜３０重量％、特に好ましくは３〜２０重量％の式ＸＩおよびＸＸＶＩの化合物を共に含む。

−媒体は、好ましくは、１〜２０重量％、特に好ましくは２〜１５重量％の式ＸＸＩＶの化合物を含む。

−媒体は、全体で１５〜６５重量％、特に好ましくは３０〜５５重量％の式ＶＩ−２、Ｘ、ＸＩおよびＸＸＶＩＩの高極性化合物より選択される化合物を共に含む。

たとえ比較的少ない割合であっても式Ｉの化合物を、従来の液晶材料、しかしながら特に式ＩＩ〜ＸＸＩＸの１種類以上の化合物と混合することにより、結果として、誘電異方性が著しく増加し回転粘度の値が低くなり、同時に低いスメクチック−ネマチック転移温度を有する広いネマチック相が観察され、貯蔵安定性が改良されることが見出された。媒体は、同時に、非常に低い閾電圧およびＵＶに曝露した際にＶＨＲに対して非常に良好な値を示す。

用語「ａｌｋｙｌ」は、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルキル基、特に、直鎖状の基であるメチル、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。２〜５個の炭素原子を有する基が、一般に好ましい。

用語「ａｌｋｅｎｙｌ」は、９個までの炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルケニル基、特に直鎖状の基を包含する。特に好ましいアルケニル基は、Ｃ_２〜Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４〜Ｃ_７−３Ｅ−アルケニル、Ｃ_５〜Ｃ_７−４−アルケニル、Ｃ_６〜Ｃ_７−５−アルケニルおよびＣ_７−６−アルケニル、特に、Ｃ_２〜Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４〜Ｃ_７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ_５〜Ｃ_７−４−アルケニルである。好ましいアルケニル基の例は、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−ヘプテニルなどである。５個までの炭素原子を有する基が、一般に好ましい。

用語「フルオロアルキル」は、本出願において、少なくとも１個のフッ素原子、好ましくは、末端フッ素を含有する直鎖状の基、即ち、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、フッ素の他の位置を除外するものではない。

用語「ハロゲン化アルキル基」は、好ましくは、一フッ素化または多フッ素化された、および／または、一塩素化または多塩素化された基を包含する。ペルハロゲン化された基を含む。フッ素化アルキル基、特に、ＣＦ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２ＣＨＦ_２、ＣＨＦ_２、ＣＨ_２Ｆ、ＣＨＦＣＦ_３およびＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３が特に好ましい。

用語「アルキレン」は、１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルカンジイル基、特に、直鎖状の基であるメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンおよびペンチレンを包含する。２〜８個の炭素原子を有する基が、一般に好ましい。

用語「オキサアルキル」または「アルコキシ」は、本出願において、式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｍの直鎖状の基を包含し、ただし、ｎおよびｍは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。また、ｍは０を表してもよい。好ましくは、ｎが１でｍが１〜６であるか、ｍが０でｎが１〜３である。

上および下において式中のＲ^０がアルキル基および／またはアルコキシ基を表す場合、これは直鎖状または分岐状のいずれでもよい。それは、好ましくは、直鎖状で、２個、３個、４個、５個、６個または７個のＣ原子を有しており、従って、好ましくは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキシルオキシまたはヘプチルオキシ、更に、メチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、メトキシ、オクトキシ、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシを表す。

オキサアルキルは、好ましくは、直鎖状の２−オキサプロピル（即ち、メトキシメチル）、２−（即ち、エトキシメチル）または３−オキサブチル（即ち、２−メトキシエチル）、２−、３−または４−オキサペンチル、２−、３−、４−または５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−または６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−または７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−または８−オキサノニル、２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−または９−オキサデシルを表す。

Ｒ^０がアルキル基を表し、ただし、ＣＨ_２基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられている場合、これは直鎖状または分岐状のいずれでもよい。それは、好ましくは、直鎖状で、２〜１０個のＣ原子を有する。従って、それは、特に、ビニル、プロパ−１−または−２−エニル、ブタ−１−、−２−または−３−エニル、ペンタ−１−、−２−、−３−または−４−エニル、ヘキサ−１−、−２−、−３−、−４−または−５−エニル、ヘプタ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−または−６−エニル、オクタ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−または−７−エニル、ノナ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−または−８−エニル、デカ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−、−８−または−９−エニルを表す。また、これらの基は、一ハロゲン化または多ハロゲン化されていてもよい。

Ｒ^０がアルキルまたはアルケニル基を表し、それがハロゲンによって少なくとも一置換されている場合、この基は好ましくは直鎖状であり、ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌである。多置換の場合、ハロゲンは好ましくはＦである。また、結果として得られる基は、ペルフルオロ化された基も含む。一置換の場合、フッ素または塩素置換基は何れの所望の箇所にあってもよいが、好ましくはω位である。

上および下の式において、Ｘ^０は、好ましくは、Ｆ、Ｃｌまたは一フッ素化または多フッ素化された１個、２個または３個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基または一フッ素化または多フッ素化された２個または３個のＣ原子を有するアルケニル基である。Ｘ^０は、特に好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＣＨＦ_２、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２、ＯＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＨＦ_２、ＯＣＦＨＣＨ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＨＦ_２、ＯＣＨ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＣＦ＝ＣＦ_２、ＣＦ＝ＣＨＦまたはＣＨ＝ＣＦ_２、非常に特に好ましくは、ＦまたはＯＣＦ_３である。

Ｒ^０およびＸ^０の意味の適切な選択を通して、アドレス時間、閾電圧、透過特性線の急峻性などを所望の様式に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、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一般に、より短いアドレス時間、ネマチック化傾向の改善および弾性定数ｋ_３３（ベンド）およびｋ_１１（スプレイ）間のより高い比を結果として与える。４−アルケニル基、３−アルケニル基などは、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一般に、より低い閾電圧およびより低い値のｋ_３３／ｋ_１１を与える。本発明による媒体は、特に高い値のｋ_１によって際立っており、よって、先行技術からの混合物より極めて速い応答時間を有する。

上述の式の化合物の最適な混合比は、所望の特性、上述の式の成分の選択、および存在してもよい任意の更なる成分の選択に実質的に依存する。

上で示される範囲内での適切な混合比は、場合ごとに容易に決定できる。

本発明による媒体の好ましい実施形態において、誘電異方性は１３以上、好ましくは１７以上である。光学異方性は、ここで、好ましくは０．１０以上および０．１４以下の間、特に好ましくは０．１１および０．１３の間である。透明点は、ここで、好ましくは、７０℃以上および１２０℃以下の間である。混合物は、好ましくは、−２５℃まで安定である。このタイプの媒体は、非常に低い閾電圧を有する。このタイプの媒体は、好ましくは、１０以上の誘電異方性を有する５５重量％以上の高極性化合物を含む。それらは、特に好ましくは、２０以上の誘電異方性を有する４５重量％以上の高極性化合物を含む。このタイプの化合物は、一般に、式Ｉ、ＶＩ−２、Ｘ、ＸＩおよびＸＸＶＩＩの化合物より選択される。適切な個々の化合物は、式Ｉ、ＶＩ−２、Ｘ、ＸＩおよびＸＸＶＩＩを例と比較することにより与えられる。

本発明による媒体の更なる好ましい実施形態において、回転粘度は９０ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは８０ｍＰａ・ｓ以下である。光学異方性は、ここで、好ましくは０．０８以上および０．１４以下の間、特に好ましくは０．１１および０．１３の間である。透明点は、ここで、好ましくは、７０℃以上および１００℃以下の間である。このタイプの媒体は、一般に、比較的速い応答時間を有する。式ＩＩの化合物の割合は、好ましくは４０重量％以上、特に好ましくは４５重量％以上である。ａが１である式ＩＩの化合物を用いない場合、ａが０である式ＩＩの化合物の割合が対応して増加する。この実施形態に従えば、式ＩＩａおよびＩＩｂの非極性の化合物の割合は、共にして、好ましくは３０重量％より多く、特に好ましくは３５重量％以上である。従って、ａが１である式ＩＩの化合物の割合は、好ましくは、０および２５重量％以下の間で変えることができる。

本発明による混合物中の上述の式の化合物の総量は、決定的なものではない。従って、混合物は、種々の特性の最適化の目的のために、１種類以上の更なる成分を含むことができる。しかしながら、上述の式の化合物の総濃度が高くなるほど、混合物の特性における所望の改良に対する観測される効果は一般に大きくなる。

本発明による媒体において使用できる上述の式およびそれのサブ式の個々の化合物は既知であるか、または、それらの調製方法は文献に記載される標準的な方法に基づいているため、当業者によって先行技術より容易に導くことができるかのいずれかである。

本発明による液晶媒体によって、利用できるパラメータの範囲を著しく広げることが可能である。

本発明による媒体は、例えば、ＰＤＡ、ノート型パソコン、ＬＣＤテレビおよびモニターなどの、携帯用途および高ΔｎのＴＦＴ用途に特に適切である。

−２０℃まで、好ましくは−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃までネマチック相を保持し、７０℃以上、好ましくは７５℃以上の透明点の本発明による液晶媒体によって、同時に、１１０ｍＰａ・ｓ以下、特に好ましくは９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘度γ_１が達成可能となり、速い応答時間を有する優れたＭＬＣディスプレイの入手が可能となる。

本発明による液晶媒体の誘電異方性Δεは、好ましくは＋５以上、特に好ましくは＋１０以上である。加えて、媒体は低い動作電圧で特徴付けられる。本発明による液晶媒体の閾電圧は、好ましくは１．４Ｖ以下、特には１．２Ｖ以下、また、目的に適合する媒体においては、１．０Ｖ以下でもある。

本発明による液晶媒体の複屈折率Δｎは、好ましくは０．１０以上、特に好ましくは０．１１以上である。Δｎは、好ましくは０．１５以下、特に好ましくは０．１３以下である。

本発明の更なる特に好ましい実施形態は、以下のパラメータに及ぶ。

本発明による液晶媒体のネマチック相の範囲は、好ましくは、少なくとも９０°、特には少なくとも１００°の幅を有している。この範囲は、好ましくは、少なくとも−２５℃以下から＋７０℃以上、特に好ましくは、−３０〜８０℃以上に及んでいる。更なる好ましい実施形態において、透明点は７０および１００℃の間、特に好ましくは７５および９０℃の間である。

また、言うまでもなく、本発明による媒体の成分の適切な選択を通して、他の有利な特性を保持しながら、より高い閾電圧においてより高い透明点（例えば、１００℃を超え）を達成できるか、または、より低い閾電圧においてより低い透明点を達成することも可能である。対応して僅かだけ上昇した粘度において、より高いΔεと、よって低い閾値を有する媒体を得ることが同様に可能である。本発明によるＭＬＣディスプレイは、好ましくは、グーチおよびタリーの第１次透過極小で動作し［Ｃ．Ｈ．ＧｏｏｃｈおよびＨ．Ａ．Ｔａｒｒｙ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．、第１０巻、第２〜４頁、１９７４年；Ｃ．Ｈ．ＧｏｏｃｈおよびＨ．Ａ．Ｔａｒｒｙ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、第８巻、第１５７５〜１５８４頁、１９７５年］、ただし、例えば、特性線の高い急峻性およびコントラストの低い角度依存性（ドイツ国特許第３０ ２２ ８１８号明細書）などの特に好ましい電気光学的特性に加え、第２次極小で類似するディスプレイと同じ閾電圧において、より低い誘電異方性で十分である。このため、第１次極小で本発明による媒体を使用することにより、シアノ化合物を含む媒体の場合よりも、極めて高い比抵抗値を達成することが可能となる。個々の成分およびそれらの重量比の適切な選択を通して、当業者は簡単な日常的方法を使用して、ＭＬＣディスプレイの予め指定された層厚に必要な複屈折率を設定することができる。

電圧保持率（ＨＲ）の測定［Ｓ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏら、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第５巻、第１３２０頁（１９８９年）；Ｋ．Ｎｉｗａら、Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、サンフランシスコ、１９８４年６月、第３０４頁（１９８４年）；Ｇ．Ｗｅｂｅｒら、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第５巻、第１３８１頁（１９８９年）］により、下式

のシアノフェニルシクロヘキサン類、または下式

のエステル類含む類似媒体よりも、式Ｉの化合物を含む本発明による媒体の方が、ＵＶ曝露の際のＨＲの低下が著しく小さい挙動を示すことが示された。ＬＣ媒体は、好ましくは９９重量％、特に好ましくは１００重量％でベンゾニトリル誘導体を含まない。

また、ＬＣ媒体は、例えば、チバ社製Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）などのＵＶ安定剤、酸化防止剤、フリーラジカル捕捉剤、ナノ微粒子などの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んでもよい。例えば、０〜１５％の多色性色素またはキラルドーパントを加えることができる。適切なドーパントは、表Ｃにおいて下に述べられている。

ＬＣ媒体は、好ましくは０〜１０重量％、特には０．０１〜５重量％、特に好ましくは０．１〜３重量％の安定剤を含む。ＬＣ媒体は、好ましくは、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール類、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン類および２−ベンゾトリアゾール−２−イルフェノール類より選択される１種類以上の安定剤を含む。これらの補助剤は当業者に既知であり、例えば、耐光剤として商業的に入手可能である。

以下の例は、本発明を制限することを意図せずに、本発明を説明する。上および下において、パーセントのデータは重量パーセントを表す。全ての温度は摂氏度で示される。更に、Ｔｇはガラス転移温度を表し、Ｃは結晶状態、Ｎはネマチック相、Ｓｍはスメクチック相およびＩは等方相である。これらの記号間のデータは転移温度を表す。Δｎは光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）を表し、Δεは誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）を表し、γ_１は回転粘度（ｍＰａ・ｓの単位において）を表す。

合成例において描かれる飽和の１，４−置換環系上の置換基は、他に示さない限り、トランスの立体配置である。他の式は両方の立体配置、好ましくは、トランスの立体配置を表す。

本出願および下の例において、液晶化合物の構造は頭字語を用いて示されており、化学式への変換は下の表ＡおよびＢに従って行われる。全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１およびＣ_ｍＨ_２ｍ＋１は、ｎおよびｍ個のＣ原子をそれぞれ有する直鎖状のアルキル基であり；ｎ、ｍおよびｋは整数であり、好ましくは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２を表す。表Ｂにおけるコードは、それ自体で明らかである。表Ａにおいては、親構造に関する頭字語のみが示されている。個々の場合において、親構造に関する頭字語の後に、ダッシュにより分離されて、置換基Ｒ^１＊、Ｒ^２＊、Ｌ^１＊およびＬ^２＊に関するコードが続く。

好ましい混合物の構成成分は、表ＡおよびＢにおいて見出される。

本発明の好ましい実施形態において、本発明によるＬＣ媒体は、表ＡおよびＢからの化合物より成る群より選択される１種類以上の化合物を含む。

表Ｃは、本発明によるＬＣ媒体に添加できる可能なドーパントを示す。

ＬＣ媒体は、好ましくは０〜１０重量％、特には０．０１〜５重量％、特に好ましくは０．１〜３重量％のドーパントを含む。ＬＣ媒体は、好ましくは、表Ｃからの化合物より成る群より選択される１種類以上のドーパントを含む。

物理的、物理化学的および電気光学的パラメータは、とりわけ冊子「メルク液晶−Ｌｉｃｒｉｓｔａｌ（登録商標）−液晶の物理的特性−測定方法の記述」１９９８年、メルク社、ダルムシュタット市に記載される通りの一般に既知の方法で決定される。

個々の物質の誘電異方性Δεは、２０℃および１ｋＨｚで決定される。このために、検討される物質を５〜１０重量％で誘電的に正の混合物ＺＬＩ−４７９２（メルク社）中に溶解して測定し、測定値を濃度１００％に外挿する。光学異方性Δｎは２０℃および５８９．３ｎｍの波長で決定し、回転粘度γ_１は２０℃で決定し、同様に両者とも直線外挿する。透明点は純物質で決定するが、これが不可能な場合は、ＺＬＩ−４７９２より同様に外挿する。

加えて、以下の略称および記号を使用する：
Ｖ_０ ２０℃における容量閾電圧［Ｖ］、
Ｖ_１０ ２０℃における１０％相対コントラストに対する光学閾値［Ｖ］、
ｎ_ｅ ２０℃および５８９ｎｍにおける異常屈折率、
ｎ_０ ２０℃および５８９ｎｍにおける通常屈折率、
Δｎ ２０℃および５８９ｎｍにおける光学異方性、
ε_⊥ ２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに垂直な誘電率、
ε_‖ ２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに平行な誘電率、
Δε ２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性、
ｃｌ．ｐ．、Ｔ（Ｎ，Ｉ） 透明点［℃］、
γ_１ ２０℃における回転粘度［ｍＰａ・ｓ］、
Ｋ_１ ２０℃における「スプレイ（ｓｐｌａｙ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］、
Ｋ_２ ２０℃における「ツイスト（ｔｗｉｓｔ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］、
Ｋ_３ ２０℃における「ベンド（ｂｅｎｄ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］、
ＬＴＳ 試験用セル中または貯蔵的な量（バルク）において決定される低温安定性（相）。

他に明記しない限り、本出願において全ての濃度は重量パーセントで示されており、溶媒を含まない対応する混合物全体に関する。

本発明について、用語「閾電圧」は、他に明示しない限り、フレデリックス閾値とも呼ばれる容量閾値（Ｖ_０）に関する。また、例において、一般的に通常である通り、１０％相対コントラストに対する光学的閾値（Ｖ_１０）も示される場合がある。

容量閾電圧Ｖ_０の測定のためおよびＶ_１０のために使用される試験用セルは、Ａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製（Ｄｕｒｉｍｉｄ ３２、希釈剤（７０％のＮＭＰ＋３０％のキシレン）込み、比率１：４）ポリイミド配向層でコートされたソーダ石灰ガラスから成り、該配向層は互いに逆平行にラビングされており、疑似０度の表面チルトを有する基板より構成されている。透明で実質的に正方形のＩＴＯ電極の面積は１ｃｍ^２である。容量閾電圧は、標準的な市販の高解像度ＬＣＲメーター（例えば、ヒューレット・パッカード４２８４Ａ ＬＣＲメーター）を使用して決定する。

以下の略称を使用する：
ＬＣ 液晶（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ）または液晶（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、
ＴＨＦ テトラヒドロフラン
ＭＴＢエーテル メチルｔ−ブチルエーテル

＜例１＞
工程１．１

６５６ｍｌ（ｎ−ヘキサン中１５％溶液）（１．０４ｍｏｌ）のブチルリチウムを、２００ｍｌのＴＨＦ中の１１６ｇ（９５０ｍｍｏｌ）の２−エチルチオフェンの溶液に、−７０℃で窒素下において加える。続いて、バッチを−７０℃において３０分および−２０℃において２０分攪拌する。１２４ｍｌ（１．０９ｍｏｌ）のホウ酸トリメチルを混合物に−７０℃において加え、混合物を低温において３０分攪拌する。冷浴を取り外し、バッチを５００ｍｌの水で−１５℃において希釈し、塩酸を使用して酸性とする。水相をＭＴＢエーテルで抽出し、合わした有機相を飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させる。残渣を１０００ｍｌのＴＨＦに溶解し、８０ｍｌの５０％水酸化ナトリウム溶液を攪拌および冷却しながら加える。バッチを−１０℃まで冷却し、沈殿した固体を分離・除去する。

工程１．２

最初に、３０．９ｇ（１１２ｍｍｏｌ）のメタホウ酸ナトリウム八水和物を４５ｍｌの水および１２５ｍｌのＴＨＦに導入し、１．１ｇ（１．５ｍｍｏｌ）の塩化ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）および０．１ｍｌ（１．５ｍｍｏｌ）の水酸化ヒドラジニウムを加える。５分後、１４．７ｇ（７５ｍｍｏｌ）のボロン酸塩３および２９．２ｇ（７５ｍｍｏｌ）の臭化物４を加え、バッチを沸騰させて８時間加熱する。続いて、バッチをＭＴＢエーテルで希釈する。有機相を蒸発させ、残渣をシリカゲル（ｎ−ヘプタン）に通す。ｎ−ペンタンより結晶化して、更なる精製を行う（融点３６℃）。

以下の化合物を類似して調製する。

＜例２＞
工程２．１

中間体８を、工程１．２に類似して調製する。

工程２．２

生成物１０を、工程１．２に対する反応条件に従って調製する。

＜例３＞
工程３．１

Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００８年、３８巻（１号）、７２〜７６頁またはＥｕｒ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００５年、１巻、９１〜９７頁に従って、チオフェン誘導体１１上の臭素原子をフッ素原子で置き換えることができる。続いて、ボロン酸塩を、上に示される手順（工程１．１）に類似して調製する。

工程３．２

物質１４を、式１３のボロン酸塩より、例１において記載される方法（工程１．２）によって調製する。

＜例４＞

化合物１５を、例２および３に類似して調製する。

＜例５＞

化合物１６を、関連するプロセスによって、示される既知の前駆体（一般的な部分を参照）より調製できる。

以下の化合物を類似して調製する。

＜混合物例Ｍ１＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

＜混合物例Ｍ２＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

＜混合物例Ｍ３＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

＜混合物例Ｍ４＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

＜混合物例Ｍ５＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

＜混合物例Ｍ６＞

混合物は、ＩＰＳに高度に適している。

＜混合物例Ｍ７＞

混合物は、ＩＰＳに高度に適している。

＜混合物例Ｍ８＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

＜混合物例Ｍ９＞

混合物は、ＴＮ−ＴＦＴに高度に適している。

また、詳細な説明による本発明の実施形態および改変の更なる組み合わせが、以下の特許請求の範囲からも生じる。

Claims (16)

1. 式Ｉの化合物。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、１〜１５個のＣ原子を有するハロゲン化または無置換のアルキル基を表し、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＯ）Ｏ−、−Ｏ（ＣＯ）−、−（ＣＯ）−または−Ｏ−で置き換えられていてもよく、ただし、Ｒ^２は、追加的に、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＮＣＳまたはＳＦ_５を表し、
   Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３およびＡ^４は、それぞれ互いに独立に、同一か異なって、
   ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレンまたはシクロヘキセニレン、ただし加えて、１個以上の隣接していないＣＨ_２基は−Ｏ−および／または−Ｓ−で置き換えられていてもよく、ただし、ＨはＦで置換されていてもよく、
   ｂ）１，４−フェニレン、ただし、１個または２個のＣＨ基はＮで置き換えられていてもよく、ただし加えて、１個以上のＨ原子は、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｆ、ＣＮ、メチル、メトキシまたは一フッ素化または多フッ素化されたメチルまたはメトキシ基で置き換えられていてもよく、または、
   ｃ）基１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、シクロブタ−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、
   

   

   （式中、１個以上の水素原子は、Ｆ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ_５、ＣＨ_２Ｆ、ＣＨＦ_２、ＣＦ_３、ＯＣＨ_２Ｆ、ＯＣＨＦ_２またはＯＣＦ_３で置き換えられていてもよく、
   １個以上のＣＨ基はＮで置き換えられていてもよく、
   １個以上の二重結合は単結合で置き換えられていてもよく、
   Ｍは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ_２−、−ＣＨＹ−または−ＣＹＹ^１−を表し、および
   ＹおよびＹ^１は、Ｃｌ、Ｆ、ＣＮ、ＯＣＦ_３またはＣＦ_３を表す。）
   からの基を表し、
   Ｖは、ＨまたはＦを表し、
   Ｚ^１、Ｚ^２およびＺ^３は、それぞれ互いに独立に、同一か異なって、単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−（ＣＯ）Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−を表し、ただし、非対称な橋架け構造はどちら側を向いていてもよく、
   ａは、０、１または２を表し、
   ｂは、０、１、２または３を表し、および
   ｃは、０、１または２を表し、
   ただし、ａ＋ｂ＋ｃは４以下である。）
2. 式ＩＡの請求項１に記載の化合物。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１、Ａ^１、ａ、ｂおよびＶは、請求項１において式Ｉに示される意味を有し、
   Ｘは、Ｆ、ＯＣＦ_３、ＣＮ、ＣＦ_３、ＳＣＮ、ＳＦ_５、ＮＣＳ、Ｃｌ、ＯＣＨＦ_２、ＯＣＨＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３を表し、
   Ｖは、Ｈ、ＦまたはＣｌを表し、および
   Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表す。）
3. Ｒ^１は、それぞれ８個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシを表すことを特徴とする請求項１または２に記載の化合物。
4. Ｌ^１はフッ素を表し、Ｌ^２は、独立して、フッ素または水素を表すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の化合物。
5. 式Ｉ１〜Ｉ６の請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
   

   

   （式中、Ｒ^１は、請求項１において示される意味を有し、および
   Ｘは、Ｆ、ＯＣＦ_３、ＣＮ、ＣＦ_３、ＳＣＮ、ＳＦ_５、ＮＣＳ、Ｃｌ、ＯＣＨＦ_２、ＯＣＨＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３を表し、および
   Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、Ｌ^５およびＬ^６は、互いに独立に、ＨまたはＦを表す。）
6. Ｌ^１およびＬ^２はフッ素を表すことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の化合物。
7. Ｖは水素を表すことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の化合物。
8. Ｖはフッ素を表すことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の化合物。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の式Ｉの化合物の調製方法であって、
   式ＩＩａまたはＩＩｂのチオフェン誘導体または末端基−Ｂ（ＯＨ）_３ ^-または−Ｂ（ＯＨ）_３Ｍ（式中、Ｍは１価のイオン基を表す。）を含有する対応するボロン酸塩を、式ＩＩＩの化合物と、遷移金属触媒の存在下において反応する工程を含むことを特徴とする方法。
   

   

   （式中、それぞれの場合において独立に、Ｒ^１、Ａ^１、Ｚ^１、Ｖおよびａは請求項１において定義される通りであり、および
   Ｒ^３、Ｒ^４は、１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを表すか、また、Ｒ^３＋Ｒ^４は、一緒になって、Ｃ_１〜Ｃ_６−アルキレンまたは１，２−フェニレンも表し、
   ただし、また、Ｒ^３、Ｒ^４、および、Ｒ^３＋Ｒ^４は置換されていてもよい。）
   

   

   （式中、Ｚ^２、Ｚ^３、Ａ^２、Ａ^３、Ａ^４、ｂ、ｃおよびＲ^２は、請求項１において定義される通りであり、および
   Ｈａｌは、−Ｏ（ＳＯ_２）ＣＦ_３、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを表す。）
10. 液晶媒体における成分としての、請求項１〜８のいずれか一項に記載の式Ｉの１種類以上の化合物の使用。
11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の式Ｉの少なくとも１種類の化合物を含むことを特徴とし、少なくとも２種類のメソゲン化合物を含む液晶媒体。
12. 式ＩＩおよび／またはＩＩＩの１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１１に記載の液晶媒体。
    

    

    （式中、
    環Ａは、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンを表し、
    ａは、０または１であり、
    Ｒ^３は、それぞれの場合で互いに独立に、１〜９個のＣ原子を有するアルキル、２〜９個のＣ原子を有するアルケニルを表し、および
    Ｒ^４は、それぞれの場合で互いに独立に、１〜１２個のＣ原子を有する無置換またはハロゲン化されたアルキル基を表し、ただし加えて、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−（ＣＯ）−、−Ｏ（ＣＯ）−または−（ＣＯ）Ｏ−で置き換えられていてもよい。）
13. 式Ｘ、ＸＩおよび／またはＸＸＶＩの１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶媒体。
    

    

    （式中、
    Ｒ^０は、１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
    

    

    −Ｏ−、−（ＣＯ）Ｏ−または−Ｏ（ＣＯ）−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、１個以上のＨ原子はハロゲンによって置き換えられていてもよく、
    

    

    は、それぞれ互いに独立に、
    

    

    を表し、
    Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ_５、ＳＣＮ、ＮＣＳ、それぞれ６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基またはハロゲン化アルケニルオキシ基を表し、
    Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３、Ｙ^４は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表す。）
14. 式Ｉの化合物を含むＣＦ_２Ｏで橋架けされた化合物の総含有量は３５重量％以上であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
15. 電気光学的目的のための、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
16. 請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の液晶媒体を含有する電気光学的液晶ディスプレイ。