JP2003507526A - 液晶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
スプレイに関する。
ることができるため、ディスプレイ装置における誘電体として用いられる。液晶
に基づく電気光学的装置は、当業者に極めてよく知られており、種々の効果に基
づくことができる。このような装置の例は、動的散乱を有するセル、DAP(整
列相の変形)セル、ゲスト/ホストセル、TN(ねじれネマティック)セル、S
TN(超ねじれネマティック)セル、SBE(超複屈折効果)セルおよびOMI
(光学モード干渉)セルである。最も一般的なディスプレイ装置は、シャット−
ヘルフリッヒ(Schadt-Helfrich)効果に基づいており、ねじれネマティック構造
を有する。
よび電磁波照射線に対する良好な安定性を有していなければならない。さらに、
液晶材料は、比較的低い粘度を有しなければならず、セルにおいて、短いアドレ
ス時間、低いしきい値電圧および大きいコントラストを生じさせなければならな
い。
な限り広い範囲で、適切な中間相、例えば前述のセル用のネマティックまたはコ
レステリック中間相を有していなければならない。液晶は一般的に、複数の成分
の混合物の形態で用いられるため、これらの成分が互いに容易に混和できるもの
であることが重要である。他の特性、例えば導電性、誘電異方性および光学異方
性は、セルのタイプおよび用途分野に応じて異なる要求を満たすものでなければ
ならない。例えば、ねじれネマティック構造を有するセル用の材料は、正の誘電
異方性および低い導電性を有していなければならない。
、極めて大きい比抵抗、良好なUVおよび温度安定性並びに低い蒸気圧を有する
媒体が、各画素の切換用の集積非線型素子を備えたマトリックス液晶ディスプレ
イ(MLCディスプレイ)に望まれる。 このタイプのマトリックス液晶ディスプレイは、知られている。各画素の個別
の切換に用いることができる非線型素子の例は、能動的素子(即ちトランジスタ
)である。これは次に、「アクティブマトリックス」と称され、2つのタイプの
間で区別をすることができる: 1.基板としてのシリコンウエファー上のMOS(金属酸化物半導体)または他
のダイオード。 2.基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ(TFT)。
が、その理由は、種々の部分表示のモジュラー集合でも、接合部分に問題が生じ
るからである。 好適であって、さらに有望なタイプ2の場合において用いられる電気光学的効
果は、通常TN効果である。2種の技術の間で区別がなされる:化合物半導体、
例えばCdSeを含むTFT、あるいは多結晶形または無定形シリコンを基材と
するTFTである。後者の技術については、格別の研究努力が世界中でなされて
いる。
一方もう1枚のガラス板の内側は、透明な対向電極を担持している。画素電極の
大きさと比較すると、TFTは極めて小さく、像に対して、事実上有害な効果を
有しない。この技術はまた、各フィルター素子が切換可能な画素に対して反対に
位置するように、モザイク状の赤色、緑色および青色フィルターを配列した全色
コンパティブル画像ディスプレイに拡張することができる。
動作し、裏側から照射される。 本明細書において、MLCディスプレイの用語は、集積非線型素子を備えたす
べてのマトリックスディスプレイを包含する。即ち、アクティブマトリックスに
加えて、またバリスターまたはダイオード(MIM=金属−絶縁体−金属)等の
受動的素子を備えたディスプレイが包含される。
機)あるいはコンピューター用途(ラップトップ型)および自動車または航空機
構築用の高度情報ディスプレイ用に特に適する。コントラストの角度依存性およ
び応答時間に関連する問題に加えて、MLCディスプレイでは、液晶混合物の不
適切な比抵抗値による問題が生じる[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H.,
YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Pro
c. Eurodisplay 84, 1984年9月: A210-288 Matrix LCD Controlled by Dou
ble Stage Diode Rings, 141頁以降、Paris; STROMER, M., Proc, Eurodispl
ay 84, 1984年9月: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addres
sing of Television Liquid Crystal Displays, 145頁以降、Paris]。
去の問題が生じ得る。液晶混合物の比抵抗値は、一般的に、MLCディスプレイ
の内部表面との相互作用によって、MLCディスプレイの寿命全体を通じて減少
するため、許容される動作寿命を得るためには、大きい(初期)抵抗値は極めて
重要である。特に、低電圧混合物の場合において、極めて大きい比抵抗値を達成
することは、従来可能ではなかった。さらに、比抵抗値が、温度上昇に伴って、
および加熱および/またはUV照射線に露光した後に、可能な限り小さく上昇す
ることが重要である。また、従来技術からの混合物の低温物性は、特に不利であ
る。低温でさえも、結晶化および/またはスメクティック相が生成せず、かつ粘
度の温度依存性が、可能な限り低いことが要求される。従って、従来技術のML
Cディスプレイは、現在の要求を満たさない。
り、広い動作温度範囲、低温においても短い応答時間、および小さいしきい値電
圧と同時に、極めて大きい比抵抗値を有するMLCディスプレイに対する多大な
要求が継続している。 TN(シャット−ヘルフリッヒ)セルの場合において、セルにおいて以下の利
点を促進する媒体が望まれる: −拡大されたネマティック相範囲(特に、低温に降下した場合)、 −超低温における切換能力(野外での使用、自動車、航空機)、 −UV照射線露光に対する増大した安定性(一層長い寿命)。
ターを保持することを可能にしていない。 超ねじれセル(STN)の場合において、一層大きい時分割特性および/また
は一層低いしきい値電圧および/または一層広いネマティック相範囲(特に、低
温における)が可能である媒体が望まれる。この目的のために、利用できるパラ
メーターの幅(透明点、スメクティック−ネマティック転移または融点、粘度、
誘電率、弾性率)のさらなる拡張が、早急に望まれている。
り、好ましくは同時に、極めて大きい抵抗値および低いしきい値電圧および同時
に回転粘度γ1についての低い値を有する、特にこのタイプのMLC、TNまた
はSTNディスプレイ用の媒体を提供することを目的とする。 ここで、この目的は、新規な媒体をディスプレイにおいて用いると達成される
ことができることが見出された。
媒体であって、これが、一般式I
5個の炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基(これは、非置換であるか
、CNまたはCF3により一置換されているか、あるいはハロゲンにより少なく
とも一置換されている)であり、また、これらの基における1つまたは2つ以上
のCH2基が、各々の場合において互いに独立して、
O−O−で、O原子が互いに直接結合しないように置換されていることもでき、
A1は、(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、さらに1つまた
は2つ以上の隣接していないCH2基が、−O−および/または−S−により置
換されていることができ、あるいは1,4−シクロヘキセニレン基であり、 (b)1,4−フェニレン基であり、さらに、1つまたは2つのCH基が、Nに
より置換されていることができ、 (c)1,4−ビシクロ[2.2.2]−オクチレン、ピペリジン−1,4−ジ
イル、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイルお
よび1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルからなる群から
の基であり、 ここで、基(a)および(b)は、CN、CH3またはFにより一置換、二置換
または多置換されていることができ、 Z1は、−CO−O、−O−CO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2C
H2−、−CH=CH−、−C2F4−、−CF2O−、−OCF2−、−C≡
C−、−(CH2)4−、−CH=CH−CH2CH2−または単結合であり、
Yは、F、Cl、1〜6個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニル
、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはアルコキシであり、 Lは、HまたはFであり、 L1*およびL2*は、各々の場合において、互いに独立してHまたはFであり
、 xおよびyは、各々の場合において、互いに独立して、0、1、2、3または4
であり、 mは、0または1である、 で表される1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体
に関する。
依存して、これらの化合物は、液晶媒体を主として構成する基材として作用する
ことができる;しかし、式IおよびI*で表される化合物をまた、別種の化合物
からの液晶基材に加えて、例えばこのタイプの誘電体の誘電異方性および/また
は光学異方性を変化させることができ、および/またはこのしきい値電圧および
/またはこの粘度を最適にすることができる。 純粋な状態において、式IおよびI*で表される化合物は無色であり、電気光
学的使用に対して好ましく位置する温度範囲で液晶中間相を形成する。これらは
、化学的、熱的および光に対して安定である。
たはFであり、環A=1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであ
る、 で表される化合物は、WO91/13850にすでに開示されている。
l、OCF3、OCHF2、CF3、CHFCF3、CFCHF2、C2H4C
HF2、CF2CH2CF3、CHF2、OCH2CF3、OCH2CHF2、
OCF2CHF2、O(CH2)3CF3、OCH2C2F5、OCH2CF2 CHF2、OCH2C3F7、OCHFCF3、OC2F5、OCF2CHFC
F3、OCH=CF2、OCF=CF2、OC=CFCF3、OCF=CF−C 2 F5、CH=CHF、CH=CF2、CF=CF2、CF2OCF3、特にF
、OCHFCF3、OCF3、OCHF2、OC2F5、OC3F7、OCH=
CF2またはCF2OCF3である。
物である。 Z1は、好ましくは、単結合または−CH2CH2−、次に好ましくは−CH 2 O−、−OCH2−、−O−CO−または−CO−O−である。
、Y1およびY2は、FまたはHであり、Xは、アルキル、アルコキシまたはア
ルケニルオキシであり、環Aは、1,4−シクロヘキシレンまたは随意にフッ素
で置換された1,4−フェニレンである、 で表される化合物は、すでにEP 0 598 354B1に開示されている。
合には、これは、直鎖状または分枝状であることができる。これは、好ましくは
、直鎖状であり、2、3、4、5、6または7個の炭素原子を有し、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、ヘキソキシまたはヘプトキシ、さらにメチ
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である。
ル)、2−(=エトキシメチル)または3−オキサブチル(=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、あるいは2−、3−、4−、5−、6−、7−、
8−または9−オキサデシルである。
たアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であることができる
。これは、好ましくは直鎖状であり、2〜10個の炭素原子を有し、ビニル、1
E−アルケニルまたは3E−アルケニルである。従って、これは、特に、ビニル
、プロプ−1−または−2−エニル、ブト−1−、−2−または−3−エニル、
ペント−1−、−2−、−3−または−4−エニル、ヘクス−1−、−2−、−
3−、−4−または−5−エニル、ヘプト−1−、−2−、−3−、−4−、−
5−または−6−エニル、オクト−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−
6−または−7−エニル、ノン−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6
−、−7−または−8−エニル、あるいはデク−1−、−2−、−3−、−4−
、−5−、−6−、−7−、−8−または−9−エニルである。
1つが−CO−により置換されているアルキル基である場合には、これらは、好
ましくは、隣接している。従って、これらは、1つのアシルオキシ基−CO−O
−または1つのオキシカルボニル基−O−CO−を含む。これらは、好ましくは
直鎖状であり、2〜6個の炭素原子を有する。従って、これらは、特に、アセト
キシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイ
ルオキシ、アセトキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチ
ル、ペンタノイルオキシメチル、2−アセトキシエチル、2−プロピオニルオキ
シエチル、2−ブチリルオキシエチル、3−アセトキシプロピル、3−プロピオ
ニルオキシプロピル、4−アセトキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカ
ルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル
、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニ
ルメチル、ブトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、2
−(エトキシカルボニル)エチル、2−(プロポキシカルボニル)エチル、3−
(メトキシカルボニル)プロピル、3−(エトキシカルボニル)プロピルまたは
4−(メトキシカルボニル)ブチルである。
−により置換されており、隣接するCH2基が、COまたはCO−OまたはO−
COにより置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分
枝状であることができる。これは、好ましくは直鎖状であり、4〜13個の炭素
原子を有する。従って、これは、特に、アクリロイルオキシメチル、2−アクリ
ロイルオキシエチル、3−アクリロイルオキシプロピル、4−アクリロイルオキ
シブチル、5−アクリロイルオキシペンチル、6−アクリロイルオキシヘキシル
、7−アクリロイルオキシヘプチル、8−アクリロイルオキシオクチル、9−ア
クリロイルオキシノニル、10−アクリロイルオキシデシル、メタクリロイルオ
キシメチル、2−メタクリロイルオキシエチル、3−メタクリロイルオキシプロ
ピル、4−メタクリロイルオキシブチル、5−メタクリロイルオキシペンチル、
6−メタクリロイルオキシヘキシル、7−メタクリロイルオキシヘプチル、8−
メタクリロイルオキシオクチルおよび9−メタクリロイルオキシノニルである。
たはアルケニル基である場合には、この基は、好ましくは直鎖状である。CNま
たはCF3による置換は、あらゆる任意の位置においてなされる。 R、R1*またはR2*が、少なくともハロゲンにより一置換されたアルキル
またはアルケニル基である場合には、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。多置換の場合において、ハロゲンは、
好ましくはFである。得られた基はまた、過フッ素化基を含む。
ことができるが、好ましくはω位においてである。 重付加反応に適する翼基R、R1*および/またはR2*を含む式IおよびI * で表される化合物は、液晶重付加生成物の製造に適する。
は、時々、慣例的な液晶基材への一層良好な可溶性により、重要であり得るが、
これらが光学的に活性である場合には、キラルなドープとして重要である。この
タイプのスメクティック化合物は、強誘電材料用の成分として適切である。 SA相を有する式IおよびI*で表される化合物は、例えば、熱的にアドレス
されたディスプレイ用に適する。
分枝基R、R1*および/またはR2*は、イソプロピル、2−ブチル(=1−
メチルプロピル)、イソブチル(=2−メチルプロピル)、2−メチルブチル、
イソペンチル(=3−メチルブチル)、2−メチルペンチル、3−メチルペンチ
ル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、イソプロポキシ、2−メチル
プロポキシ、2−メチルブトキシ、3−メチルブトキシ、2−メチルペントキシ
、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソキシ、1−メチルヘキソキシおよび
1−メチルヘプトキシである。
または−CO−O−により置換されたアルキル基である場合には、これは、直鎖
状または分枝状であることができる。これは、好ましくは分枝状であり、3〜1
2個の炭素原子を有する。従って、これは、特に、ビスカルボキシメチル、2,
2−ビスカルボキシエチル、3,3−ビスカルボキシプロピル、4,4−ビスカ
ルボキシブチル、5,5−ビスカルボキシペンチル、6,6−ビスカルボキシヘ
キシル、7,7−ビスカルボキシヘプチル、8,8−ビスカルボキシオクチル、
9,9−ビスカルボキシノニル、10,10−ビスカルボキシデシル、ビス(メ
トキシカルボニル)メチル、2,2−ビス(メトキシカルボニル)エチル、3,
3−ビス(メトキシカルボニル)プロピル、4,4−ビス(メトキシカルボニル
)ブチル、5,5−ビス(メトキシカルボニル)ペンチル、6,6−ビス(メト
キシカルボニル)ヘキシル、7,7−ビス(メトキシカルボニル)ヘプチル、8
,8−ビス(メトキシカルボニル)オクチル、ビス(エトキシカルボニル)メチ
ル、2,2−ビス(エトキシカルボニル)エチル、3,3−ビス(エトキシカル
ボニル)プロピル、4,4−ビス(エトキシカルボニル)ブチルおよび5,5−
ビス(エトキシカルボニル)ヘキシルである。
またはF]で表されるものである:
のは、YがF、OCF3またはOCHF2である、式I1およびI2で表される
化合物である。特に好ましいのは、式I1a、I1b、I2aおよびI2bで表
される化合物である:
ものである:
、好ましくは2、3、4または5個の炭素原子を有する直鎖状アルキルである。 1,4−シクロヘキセニレン基は、好ましくは以下の構造を有する:
uben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttga
rt)に記載されているように、知られており、前述の反応に適切な反応条件下で
正確なように、自体公知の方法により調製する。また、ここで、それ自体知られ
ているが、ここでは一層詳細には述べない変法を用いることができる。
ームと共に、セルを形成する2枚の面平行基板プレート、基板プレート上の個別
の画素を切り換えるための集積非線型素子およびこのセル内に位置する正の誘電
異方性および高い抵抗値を有するネマティック液晶混合物を備えたSTNまたは
MLCディスプレイ)、およびこれらの媒体の電気光学的目的への使用に関する
。 本発明の液晶混合物は、利用できるパラメーター幅の顕著な拡大を促進する。
びに誘電異方性の達成可能な組み合わせは、従来技術からの以前の混合物に比較
してはるかに優れている。 高い透明点、低温におけるネマティック相および高いΔεに対する要件は、従
来では不十分な程度にまで達成可能であるに過ぎなかった。例えばZLI−31
19のような系は、匹敵する透明点および比較的好ましい粘度を有するが、これ
らのΔεは、+3に過ぎない。
有するのみである。 本発明の液晶混合物は、60℃を超える、好ましくは70℃を超える、特に好
ましくは80℃を超える透明点および同時に≧6、好ましくは≧8の誘電異方性
値並びに優れたSTNおよびMLCディスプレイを達成することを可能にする抵
抗値についての高い値を達成することを可能にする。特に、これらの混合物は、
低い動作温度により特徴づけられる。TNしきい値は、2.2Vより低く、好ま
しくは2.0Vより低く、特に好ましくは<1.8Vである。
一層高いしきい値電圧において一層高い透明点(例えば100℃を超える)を達
成することを可能にするか、または一層低いしきい値電圧において一層低い透明
点を達成することを可能にすることは言うまでもない。同様に、粘度が対応して
小さい量で増大する場合には、比較的高いΔεおよび従って比較的低いしきい値
を有する混合物を得ることが可能である。本発明のMLCディスプレイは、グー
チ(Gooch)およびタリー(Tarry)の第一透過率極小値で好ましく動作する[C.H. Go
ochおよびH.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C.H. GoochおよびH.A.
Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975];この場合において、第二極
小値における一層低い誘電異方性は、類似ディスプレイにおける同一のしきい値
電圧と同時に、特に好ましい電気光学的特性、例えば特性曲線の高い勾配および
コントラストの低い角度依存性(ドイツ国特許30 22 818)に加えて十分である
。
を用いて第一極小値において顕著に高い抵抗値を達成することを可能にする。当
業者は、各成分およびこれらの重量割合を適切に選択することにより、MLCデ
ィスプレイの既定の層の厚さに必要な複屈折率を生成するために、簡単な常法を
用いることができる。
ましくは<50mm2・s−1である。ネマティック相範囲は、好ましくは少な
くとも70°、特に少なくとも80°である。この範囲は、好ましくは少なくと
も−20°〜+80°まで拡大される。
ls 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco,
1984年6月、 p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381
(1989)]式IおよびI*で表される化合物を含む本発明の混合物は、式Iおよ
びI*で表される化合物が式
HRの減少が顕著に小さいことを示した。
物は、UV照射線にさらされた場合におけるHRの減少が顕著に小さい。 本発明の媒体は、好ましくは、複数種(好ましくは2種または3種以上)の式
Iおよび/またはI*で表される化合物を基材とするものであり、即ちこれらの
化合物の割合は、10〜50%である。 本発明の媒体において用いることができる式I*、I〜XVIおよびこれらの
従属式で表される個別の化合物は、知られているかまたは既知の化合物と同様に
製造することができる。
ルまたはペンチルである、式IおよびI*で表される化合物を含む。短い側基R
、R1*および/またはR2*を有する式IおよびI*で表される化合物は、弾
性係数に対して正の効果、特にK1を有し、特に低いしきい値電圧を有する混合
物を与える。
アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルであり、 X0は、F、Cl、1〜6個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニ
ルオキシ、アルキルアルコキシ、アルケニルまたはアルコキシであり、 Y1〜Y4は、各々の場合において、互いに独立してHまたはFであり、 Z0は、−CF2O−、−OCF2−、−C2F4−、−COO−、−OCH2 −、−CH2O−、−CF=CF−または単結合であり、 rは、0または1である、 からなる群から選択された1種または2種以上の化合物を含む。
状アルキルであり、alkenylおよびalkenyl*は、好ましくは、各
々互いに独立して、ビニル、9個までの炭素原子を有する1E−アルケニル、3
E−アルケニルまたは4−アルケニルである、 で表される1種または2種以上の化合物を含む。
て定義した通りである。X0は、好ましくは、F、Cl、CF3、OCF3、O
CHF2である。R0は、好ましくは、各々の場合において6個までの炭素原子
を有するアルキル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルである
、 からなる群から選択された1種または2種以上の化合物を含む。
0重量%である; −式IおよびI*で表される化合物の割合は、全体の混合物の10〜50重量%
である; −式II〜IXで表される化合物の割合は、全体の混合物の20〜80重量%で
ある。
IXで表される化合物を含む; −R0は、2〜7個の炭素原子を有する直鎖状アルキルまたはアルケニルである
; −媒体は、本質的に、式I*、I〜IXで表される化合物からなる;
の重量比は、好ましくは1:10〜10:1である。 −媒体は、本質的に、一般式I*、I〜XXIIIからなる群から選択された化
合物からなる。
化合物と混合されている、式IおよびI*で表される化合物の比較的小さい割合
さえも、回転粘度γ1の顕著な減少および高い複屈折値をもたらすと同時に、低
いスメクティック−ネマティック転移温度を有する広いネマティック相が観察さ
れ、従って貯蔵寿命を改善することが見出された。式I*、I〜IXで表される
化合物は、無色であり、安定であり、相互におよび他の液晶材料と容易に混和可
能である。
キル基、特に直鎖状基メチル、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、一般的に好まし
い。
る直鎖状および分枝状アルケニル基、特に直鎖状基を包含する。特定のアルケニ
ル基は、C2〜C7−1E−アルケニル、C4〜C7−3E−アルケニル、C5 〜C7−4−アルケニル、C6〜C7−5−アルケニルおよびC7−6−アルケ
ニル、特にC2〜C7−1E−アルケニル、C4〜C7−3E−アルケニルおよ
びC5〜C7−4−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、1
E−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−ヘプテニル等である。5個までの炭素原子を有
する基が、一般的に好ましい。
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、他の位置のフッ素は、除外されない。 「オキサアルキル」の用語は、好ましくは、式CnH2n+1−O−(CH2 )mで表される直鎖状基(式中、nおよびmは、各々、互いに独立して、1〜6
である)を包含する。nは、好ましくは1であり、mは、好ましくは1〜6であ
る。
電圧、透過特性曲線の勾配等を、所望により改変することができる。例えば、1
E−アルケニル基、3E−アルケニル基、2E−アルケニルオキシ基等は、一般
的に、アルキル基およびアルコキシ基と比較して、短いアドレス時間、改善され
たネマティック傾向および弾性定数k33(曲がり)とk11(広がり)との大
きい比率をもたらす。4−アルケニル基、3−アルケニル基等は、一般的に、ア
ルキル基およびアルコキシ基と比較して、低いしきい値電圧および小さいk33 /k11値をもたらす。
k33/k11値をもたらす。k33/k11の一層大きい値は、例えば、90
°のねじれを有するTNセルにおいて、一層平坦な透過特性曲線を促進し(灰色
の色調を達成するために)、STN、SBEおよびOMIセル(一層大きい時分
割特性)において一層急峻な透過特性曲線を促進し、その逆もまた同様である。
II+IXで表される化合物との最適な混合比は、実質的に、所望の特性、式I * 、I、II、III、IV、V、VI、VII、VIIIおよび/またはIX
で表される成分の選択および存在できるすべての他の成分の選択に依存する。前
述の範囲内の適切な混合比は、場合毎に容易に決定することができる。
はない。従って、これらの混合物は、1種または2種以上の他の成分を含んで、
種々の特性を最適にすることができる。しかし、アドレス時間およびしきい値電
圧に対して観察される効果は、一般的に、式I*、I〜XVIで表される化合物
の総濃度が高いほど大きくなる。
Iおよび/またはIII)(式中、X0は、OCF3、OCHF2、F、OCH
=CF2、OCF=CF2またはOCF2−CF2Hである)で表される化合物
を含む。式Iで表される化合物と式I*で表される化合物との好ましい相乗効果
は、特に有利な特性をもたらす。
イの構造は、このタイプのディスプレイに慣用の構造に相当する。ここで、慣用
の構造の用語は、広く解釈されるべきであり、またMLCディスプレイ、特にポ
リ−Si TFTまたはMIMに基づくマトリックス表示素子のすべての誘導型
および改変型を包含する。
用のディスプレイとの本質的な相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にあ
る。
的に補償された複屈折)モードにおいて作動するディスプレイ/OCBディスプ
レイに特に良好に適する。OCBディスプレイにおけるLCは、一方の基板上の
ホメオトロピック配向および他方の基板上の均一な配向で特徴的にハイブリッド
配向している。これらのディスプレイは、これらの電気光学的特性が比較的低い
急峻度を有し、実際上しきい値を全く有しないため、灰色尺度を示すディスプレ
イに好ましい。
て製造される。一般的に、少ない方の量で用いる成分の所望の量を、有利には高
温で、主要成分を構成する成分中に溶解する。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成分の溶液を混合し、十分に混合した後に、例え
ば蒸留により溶剤を再び除去することも可能である。
とができる。例えば、0〜15%の多色性染料またはキラルなドープを加えるこ
とができる。 Cは結晶相を示し、Sはスメクティック相を示し、SCはスメクティックC相
を示し、Nはネマティック相を示し、Iはアイソトロピック相を示す。
)。tonは、V10の数値の2.5倍に対応する動作電圧におけるスイッチオ
ン時間を示し、toffは、スイッチオフ時間を示す。Δnは、光学異方性を示
し、n0は、屈折率を示す。Δεは、誘電異方性を示す(Δε=ε‖−ε⊥、こ
の式においてε‖は分子の長軸に対して平行な誘電定数であり、ε⊥は、分子の
長軸に対して垂直な誘電定数である)。電気光学的データは、他に特に述べない
限り、20℃でTNセルにおいて第一極小値(即ち0.5のd・Δn値)で測定
した。光学的データは、他に特に述べない限り、20℃で測定した。
式への変換は、以下の表AおよびBに従って得られる。すべての基CnH2n+ 1 およびCmH2m+1は、それぞれn個またはm個の炭素原子(n、m:1〜
12)を含む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におい
て、基本構造にかかわる頭文字のみを示す。各場合において、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。
書中、パーセンテージは重量パーセントである。すべての温度を、摂氏度で示す
。m.p.は融点を示し、c.p.=透明点である。さらに、C=結晶状態、N
=ネマティック相、S=スメクティック相およびI=アイソトロピック相である
。これらの記号間のデータは、転移温度を示す。Δnは、光学異方性を示し(5
89nm、20℃)、流動粘度ν20(mm2/秒)および回転粘度(mPa・
s)は、各々20℃において決定した。
Claims (11)
- 【請求項1】 正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒
体であって、これが、一般式I 【化1】 で表される1種または2種以上の化合物および一般式I* 【化2】 式中、 R、R1*およびR2*は、各々の場合において、互いに独立して、H、1〜1
5個の炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基(これは、非置換であるか
、CNまたはCF3により一置換されているか、あるいはハロゲンにより少なく
とも一置換されている)であり、また、これらの基における1つまたは2つ以上
のCH2基が、各々の場合において互いに独立して、 【化3】 −C≡C−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−S−または−O−CO
−O−で、O原子が互いに直接結合しないように置換されていることもでき、 A1は、(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、さらに1つまた
は2つ以上の隣接していないCH2基が、−O−および/または−S−により置
換されていることができ、あるいは1,4−シクロヘキセニレン基であり、 (b)1,4−フェニレン基であり、さらに、1つまたは2つのCH基が、Nに
より置換されていることができ、 (c)1,4−ビシクロ[2.2.2]−オクチレン、ピペリジン−1,4−ジ
イル、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイルお
よび1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルからなる群から
の基であり、 ここで、基(a)および(b)は、CN、CH3またはFにより一置換、二置換
または多置換されていることができ、 Z1は、−CO−O、−O−CO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2C
H2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−C≡C−、−(CH 2 )4−、−CH=CH−CH2CH2−または単結合であり、 Yは、F、Cl、1〜6個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニル
、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはアルコキシであり、 Lは、HまたはFであり、 L1*およびL2*は、各々の場合において、互いに独立してHまたはFであり
、 xおよびyは、各々の場合において、互いに独立して、0、1、2、3または4
であり、 mは、0または1である、 で表される1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体
。 - 【請求項2】 さらに、一般式II〜IX: 【化4】 式中、個別の基は、以下の意味を有する: R0は、各々の場合において9個までの炭素原子を有するn−アルキル、オキサ
アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルであり、 X0は、F、Cl、1〜6個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニ
ルオキシ、アルキルアルコキシ、アルケニルまたはアルコキシであり、 Z0は、−CF2O−、−OCF2−、−C2F4−、−COO−、−OCH2 −、−CH2O−、−CF=CF−または単結合であり、 Y1〜Y4は、各々の場合において、互いに独立して、HまたはFであり、 rは、0または1である、 からなる群から選択された1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする
、請求項1に記載の媒体。 - 【請求項3】 式I〜IXで表される化合物の合計の割合が、全体の少なく
とも50重量%であることを特徴とする、請求項2に記載の媒体。 - 【請求項4】 式IおよびI*で表される化合物の割合が、全体の10〜5
0重量%であることを特徴とする、請求項1または2に記載の媒体。 - 【請求項5】 式II〜IXで表される化合物の割合が、全体の20〜80
重量%であることを特徴とする、請求項2および3のいずれかに記載の媒体。 - 【請求項6】 式I2 【化5】 式中、RおよびYは、請求項1において定義した通りである、 で表される化合物を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の媒体。
- 【請求項7】 Yが、F、OCHF2またはOCF3であることを特徴とす
る、請求項6に記載の媒体。 - 【請求項8】 式 【化6】 であり、 R0は、各々9個までの炭素原子を有するn−アルキル、オキサアルキル、フル
オロアルキルまたはアルケニルであり、 L1は、HまたはFである、 で表される1種または2種以上の化合物をさらに含むことを特徴とする、請求項
1〜7のいずれかに記載の媒体。 - 【請求項9】 1種または2種以上の式XI 【化7】 式中、 R0、X0、Y1およびY2は、請求項2において定義した通りである、 で表される化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の媒
体。 - 【請求項10】 請求項1に記載の液晶媒体の、電気光学的目的への使用。
- 【請求項11】 請求項1に記載の液晶媒体を含む、電気光学的液晶ディス
プレイ。
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