JP2005248182A

JP2005248182A - 液晶媒体

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Publication number: JP2005248182A
Application number: JP2005058651A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nakajima; 紳二中島; Hideo Ichinose; 秀男一ノ瀬
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: JP5039282B2

Abstract

【課題】本発明の目的の１つは、ＥＣＢ効果に基づくＭＬＣディスプレイ、特にプロジェクションディスプレイであって、前述の不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であり、そして同時に、大きな光学異方性Δｎ値を有するものを提供することである。
【解決手段】負の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、式Ｉの化合物の少なくとも１種および式ＩＩの化合物の少なくとも１種を含有する液晶媒体。
【化３７】

（Ｒ^１〜Ｒ^３はアルキルまたはアルコキシ、環Ａは、１，４−シクロへキシレン、フェニレン等、ＸはＦ、ハロゲン化アルキル等、ｍは０または１、Ｌ^１はＨまたはＦ）
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶媒体、およびこれらの媒体を含む液晶ディスプレイに関し、特にアクティブマトリクスにより駆動するディスプレイ、とりわけＶＡ−ＴＦＴ用途、ＩＰＳ用途、ＰＡＬＣ用途およびＥＣＢ効果に基づくディスプレイに関する。

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：ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｌｉｇｎｅｄｐｈａｓｅｓ）は、１９７１年に最初に記載された（Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｎｅｍａｔｉｃｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｓｗｉｔｈｖｅｒｔｉｃａｌｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｆｉｅｌｄｓ」，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９（１９７１），３９１２）。その後、Ｊ．Ｆ．カーン（Ｊ．Ｆ．Ｋａｈｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０（１９７２），１１９３）およびＧ．ラブルニーおよびＪ．ロバート（Ｇ．ＬａｂｒｕｎｉｅａｎｄＪ．Ｒｏｂｅｒｔ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４（１９７３），４８６９）による報文が発行された。

J.ロバートおよびF.クラーク(J. Robert and F. Clerc 、SID 80 Digest Techn. Papers
(1980), 30), J.ダシェーネ(J. Duchene、Displays 7 (1986), 3) およびH.シャット(H. Schad 、SID 82 Digest Techn. Papers
(1982), 244)の報文では、ＥＣＢ効果に基づく高情報量の表示装置に使用可能なためには、液晶相が、高い弾性定数比Ｋ_３／Ｋ_１値、高い光学異方性値Δｎ、−０．５〜−５の誘電異方性Δε値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表示素子はホメオトロピックのエッジ配向を有している。

電気光学表示素子中でのこの効果の工業的応用のためには、ＬＣ相は時分割駆動の要求を満たさなければならない。ここで特に重要なものは、水分、空気、並びに熱、赤外線、可視および紫外領域の放射線並びに直流および交流電界などの物理的効果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液晶相は、適切な温度範囲の液晶メソフェーズ相と低粘度が必要である。

現在まで開示された液晶メソフェーズを有する多数の化合物の中で、単一化合物でこれらのすべ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とするためには、一般に、２から２５種類、好ましくは３から１８種類の化合物が調製される。しかし、従来は実質上負の誘電異方性および適切な長期安定性を有する液晶材料を入手できないかったので、理想的な相は、このように容易には達成できない。

マトリックス型液晶ディスプレイは公知である。個々のピクセルのそれぞれのスイッチングに使用することができる非線形素子としては、アクティブ素子（つまりトランジスター）がある。この用語「アクティブマトリックス」は、２つの区別されるタイプに分けられる。

１．基板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．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）。

このタイプ１の場合、使用される電気光学効果は、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でさえ、接続部での問題が生じるので、ディスプレイ・サイズが制限される。

好適であってより有望なタイプ２の場合には、通常ＴＮ効果が電気光学効果として使用される。ここには、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と、多結晶かアモルファスシリコンに基づいたＴＦＴである。後者の技術に関して、集中的な研究が世界的に行われている。

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。ピクセル電極のサイズと比較して、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る。そこでは、フィルタ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。

現在までに開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対してクロスした偏光板を備えたＴＮセルで作動し、背面から照らされる。

ここで用語ＭＬＣは、集積非線形素子を備えたどのようなマトリックスディスプレイも含む。即ち、アクティブマトリックスに加えて、バリスターやダイオード（ＭＩＭ＝ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）のような受動素子を備えたディスプレイも含む。

このタイプの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)、またはコンピュータ用(ラップトップ)および自動車もしくは航空機内で使用される高度情報表示装置用途に適している。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、液晶混合物の不十分な比抵抗に起因する問題がある（TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K.,
TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H.,
Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,
p. 141 ff, Paris;および STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of
Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal
Displays, p.145 ff, Paris）。抵抗が低下するほど、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の全体に渡って低下するので、長期にわたり許容される抵抗値を有さなければならないディスプレイにとっては、高い（初期）抵抗を有することが非常に重要である。

現在までに開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの不利益は、これらのディスプレイにおいて、コントラストが比較的低いこと、視野角度依存性が比較的大きいこと、および中間調の表現が困難であることに起因している。

ヨーロッパ特許ＥＰ０４７４０６２（特許文献１）は、ＥＣＢ効果に基づくＭＬＣを開示している。そこに記載されているＬＣ混合物は、エステル、エーテルまたはエチル・ブリッジを有する２，３−ジフルオロフェニル誘導体に基づいており、ＵＶへ暴露した後の「電圧保有率」（ＨＲ）の値が小さく、したがって、プロジェクションタイプのディスプレイには使用することができない。

したがって、非常に高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、短い応答時間および低いしきい電圧を有し、それらにより色々な中間調が再現できるＭＬＣディスプレイが、引き続き強く要求されている。
ヨーロッパ特許第０４７４０６２号明細書

本発明の目的の１つは、ＥＣＢ効果に基づくＭＬＣディスプレイ、特にプロジェクションディスプレイであって、前述の不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であり、そして同時に、大きな光学異方性Δｎ値を有するものを提供することである。

この目的は、式Ｉの化合物の少なくとも１つと、式ＩＩの化合物の少なくとも１つを含むネマチック液晶混合物を液晶ディスプレイ素子中で使用することにより達成できることが見出された。

本発明は、負の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、式Ｉの化合物の少なくとも１種および式ＩＩの化合物の少なくとも１種を含有する液晶媒体に関する。

ここで、Ｒ^１〜Ｒ^３は、互いに独立して炭素数１〜８のアルキルまたはアルコキシを表し、その際、１または２以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｏ−で置換されていてもよく、

であり、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＳＦ_５、炭素原子数８までのハロゲン化アルキルであり、その際、１または２以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、
ｍは、０または１であり、
Ｌ^１は、ＨまたはＦである。

この液晶媒体は、特に、ＥＣＢ効果またはＩＰＳ（インプレーンスイッチング）に基づく、アクティブマトリックス駆動電気光学ディスプレイ用途に適している。さらに本発明の混合物は、ＭＩＭ（金属−絶縁体−金属ダイオード駆動マトリックス）液晶ディスプレイに適している。

本発明は、式Ｉの化合物の少なくとも１種および式ＩＩの化合物の少なくとも１種を含有する負の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体に関する。

式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、環Ａ、Ｘ、Ｌ^１およびｍは前述の意味を有する。

次に、本発明の混合物の好ましい実施形態を示す。

ａ）Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は各々独立して好ましくはアルキル、アルコキシまたはアルケニルである。アルキルおよびアルコキシは、それぞれ炭素数１〜６の直鎖の残基を有する。用語「アルケニル」は、２から７の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖を有するアルケニル基を含む。直鎖アルケニル基が好ましい。さら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−アルケニルであり、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。これらのうち、特に好ましいアルケニル基は、ビニール、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−ヘキセニルおよび６−ヘプテニルである。５までの炭素原子を備えたアルケニル基が特に好ましい。

式Ｉにおいて、Ｘは好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_３、ＯＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＨ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＨＣＣｌＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌＨ_２、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＣｌＦＣＦＣｌ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＦＨＣＣｌＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＣＨ＝ＣＦ_２、ＣＦ＝ＣＦ_２、ＯＣＨ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ＝ＣＦ_２、ＣＨ＝ＣＨＦ、ＯＣＨ＝ＣＨＦ、ＣＦ＝ＣＨＦ、ＯＣＦ＝ＣＨＦ、Ｃ_２Ｆ_５またはｎ−Ｃ_３Ｆ_７である。

ｂ）好ましくは、式Ｉａ〜Ｉｎの化合物の１種または２種以上を含む液晶媒体。

ここで、Ｒ^１は前述の意味を有する。好ましくはＲ^１はアルキルである。特に式Ｉｂの化合物が好ましい。

ｃ）式Ｉｂａの化合物の少なくとも１種を含有する液晶媒体。

ｄ）式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。

ここで、Ｒ^５およびＲ^６は、互いに独立して炭素数１〜８のアルキルまたはアルコキシを表し、これらの基において、１または２以上のＣＨ_２−基は−ＣＨ＝ＣＨ−に置き換えられていてもよく；Ｒ^６はＦであってもよく、

であり、
ｎは０または１である。

ｅ）式ＩおよびＩＩより選ばれる化合物の４種または５種以上、および式ＩＩＩの化合物の少なくとも１種を実質的に含有する液晶媒体。

ｆ）式ＩＩの化合物の少なくとも３種を含有する液晶媒体。

ｇ）混合物全体の中で式Ｉの割合が２〜１５重量％である液晶媒体。

ｈ）混合物全体の中で式ＩＩの割合が少なくとも４０重量％である液晶媒体。

ｉ）混合物全体の中で式ＩＩＩの割合が５〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％である液晶媒体。

ｊ）次の式ＩＩａ〜ＩＩｒより選ばれる少なくとも３種の化合物を含有する液晶媒体。

ここで、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は互いに独立して、Ｃ_１−６−アルキルを表し、ａｌｋｅｎｙｌはＣ_２−６−アルケニル、好ましくはビニール、１Ｅ−アルケニルおよび３Ｅ−アルケニルを表す。

特に、式ＩＩａの化合物の少なくとも１種、式ＩＩｂの化合物の少なくとも１種、および／または式ＩＩｄの化合物の少なくとも１種を含む混合物が好ましい。

ｋ）式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｅより選ばれる化合物の少なくとも１種、さらに好ましくは３種を含む液晶媒体。

ここで、ａｌｋｙｌはＣ_１−６−アルキル、ＲはＣ_１−６−アルキルもしくは−アルコキシまたはＣ_２−６−アルケニル、ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は互いに独立してＣ_２−６−アルケニルであり、そしてＬはＨまたはＦである。

ＩＩＩｂおよびＩＩＩｅの特に好ましい化合物は次のとおりである。

ｌ）次の式から選ばれる少なくとも１種の化合物を含有する液晶媒体。

ここで、
Ｒ^７はＲ^１に定義されたものと同じ意味を有し、
ａｌｋｅｎｙｌはＣ_２−７−アルケニル、好ましくはＣＨ＝ＣＨ_２、プロペニル、ブテニルまたはプロペニルであり、そして
ＬはＨ、ＦまたはＣｌである。

ｍ）実質的に
式Ｉの化合物の１種または２種以上を２〜１５重量％、
式ＩＩの化合物の１種または２種以上を４０〜８５重量％、
式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上を３〜４０重量％
の量で含有する液晶媒体。
ただし、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物の合計は１００重量％以下である。好ましくは式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物の合計は４０％以上である。

ｎ）式ＶＩａ〜ＶＩｊの化合物の１種または２種以上をさらに含む液晶媒体。

ここで、Ｒ^８およびＲ^９はそれぞれ独立して式Ｒ^１に定義された意味を有する。好ましくは、Ｒ^８およびＲ^９はアルキルまたはアルコキシである。

ｏ）式ＶａからＶｏより選ばれる化合物の１種または２種以上をさらに含有する液晶媒体。

ここで、「alkenyl」および「alkyl」は直鎖で、８個までの炭素を含有する。

トラン化合物は、高いシャープさが要求される場合に特に好ましい。この目的のためには大きなε‖を有するＶＡ混合物が必要である。

好ましい混合物は、２〜３０重量％、特に２〜２０重量％のトラン化合物を含む。

本発明は、さらに、前述の液晶媒体を誘電体として含有するＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックス駆動電気光学プロジェクションディスプレイに関する。

この液晶混合物は、好ましくは、少なくとも８０度のネマチック相範囲を有し、６０℃を越える、特に７０℃を越える透明点、および２０℃において６０ｍＰａ・ｓ以下の流動粘度νおよび２０℃において１５０ｍＰａ・ｓ未満の回転粘度γ_１を有する。

本発明の液晶混合物は、約−１．５から−５、特に−１．８から−４のΔεを有する（但し、Δεは誘電異方性である。）。

液晶混合物の複屈折Δｎは、一般には０．０７から０．２０の間で、好ましくは０．１０以上であり、および／または、誘電率ε‖は３以上であり、好ましくは３〜８である。

液晶混合物は、ＭＩＭ用途、好ましくは高解像用のＭＩＭＬＣＤに特に好ましい。この好ましい実施形態では、ＭＩＭＬＣＤの中で小型ピクセルを駆動するには、大きな容量が必要である。

本発明の混合物はＭＶＡ、ＰＶＡ、ＡＳＶ等のすべての種類のＶＡ−ＴＦＴ用途に適している。更に、負のΔεを備えたＩＰＳおよびＰＡＬＣ用途に適している。

誘電体は、当業者に公知で文献記載の添加剤をさらに含んでもよい。例えば０〜１５％で多色性染料を添加することができる。さらに加えて、導電性を改良するために、導電性塩、好ましくはエチルジメチルドデシルアンモニウム４−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテル(例えば Haller et al., Mol. Cryst.
Liq. Cryst. Volume 24, pages 249-258 (1973)を参照のこと)を添加することができる。あるいは、誘電異方性、粘度および／またはネマチック相の配向性を変更・改良するために物質が添加されてもよい。そのような物質は、ドイツ特許ＤＥ−Ａ２２０９１２７、２２４０８６４、２３２１６３２、２３３８２８１、２４５００８８、２６３７４３０および２８５３７２８に記載されている。

本発明の液晶相の式Ｉ〜ＩＩＩの各成分は、公知であるか、またはその製造方法は、文献に記載された標準的な方法に基づくため、公知の文献から当業者が容易に導くことができる。

式Ｉに対応する化合物は、例えばヨーロッパ特許ＥＰ０４７１８１３に記載されている。

式ＩＩに対応する化合物は、例えばヨーロッパ特許ＥＰ０３６４５３８に記載されている。

式ＩＩＩに対応する化合物は、例えばヨーロッパ特許ＥＰ０１３２５５３、ドイツ特許ＤＥ２６３６６８４およびヨーロッパ特許ＥＰ００２２１８３に記載されている。

本発明のディスプレイのネマチック液晶混合物は、好ましくは式Ｉの化合物を２〜１５％、特に好ましくは３〜１０％含む。

混合物は、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物を、好ましくは３〜１００重量％、特に３〜８０重量％含む。

式ＩからＩＩＩの化合物に加えて、その他の構成成分が、例えば混合物全体の４５％まで存在していてもよい。

その他の構成成分として、好ましくはネマチックまたはネマトジェニック物質から選ばれる。特に好ましくは、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、フェニルもしくはシクロヘキシルベンゾエート類、フェニルもしくはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボキシレート類、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−もしく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ケイ皮酸類から成る群から選択される。

このタイプの液晶性相の成分として適当な最も重要な化合物は式ＶＩＩによって特徴付けられる。

Ｒ^５’−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ^６’ ＶＩＩ
式中、ＬおよびＥはそれぞれ、１，４−ジ置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−ジ置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン環系、２，５−ジ置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−ジ置換ナフタレン、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なる群より選ばれる炭素環またはヘテロ環であり、
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ＦまたはＣｌ、または−ＣＮであり、
Ｒ^５’およびＲ^６’は、炭素数１８まで、好ましくは８までのアルキル、アルコキシ、アルカノイルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであるが、これらの基の一つは、ＣＮ、ＮＣＳ、ＳＦ_５、ＮＯ_２、ＯＣＦ_３、ＣＦ_３、Ｆ、ＣｌまたはＢｒであってもよい。

これらの化合物の大部分では、Ｒ^５’およびＲ^６’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。提案されている置換基の他の異種のものも公知である。これらすべての物質は文献公知の方法によって合成可能である。

本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えば、ヨーロッパ特許ＥＰ−Ａ−０２４０３７９、またはＪ．Ｇ．サイモンズ（Ｊ．Ｇ．Ｓｉｍｍｏｎｓ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｖｏｌ．１５５，Ｎｏ．３，ｐｐ．６５７−６６０）、Ｋ．ニワら（Ｋ．Ｎｉｗａｅｔａｌ．，ＳＩＤ８４Ｄｉｇｅｓｔ，ｐｐ．３０４−３０７，Ｊｕｎｅ１９８４）に記載されている従来の構成に対応する。

下記の例は、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、パーセンテージは重量パーセントである。温度はすべて摂氏で示される。

次の略号を使用する。

上記のリストされた化合物は好ましい混合物成分である。

さらに、
Δｎは、２０℃にて５８９ｎｍで測定された光学異方性を表し、
ｎ_ｅは、２０℃にて５８９ｎｍの異常光に対する屈折率を表し、
Δεは、２０℃での誘電異方性を表し、
ε‖は、分子軸に平行な方向の誘電率を表し、
ｃｐ．は、透明点（℃）を表し、
νは、所定の温度（℃）での流動粘度を表し（ｍｍ^２・ｓ^−１）、
γ_１は、所定の温度（℃）での回転粘度を表す（ｍＰａ・ｓ）。

しきい電圧の測定に使用したディスプレイは、５μｍギャップで分離された２枚の平行外板を有しており、これら外板の内側には、液晶がその表面でホメオトロピック配向するようにレシチン配向層を有する電極層が設けられている。

表Ａ
この表中に、本発明の混合物に、好ましくは０．０１から１０重量％の量で添加可能なドーパントを示す。

表Ｂ
本発明の混合物に、好ましくは０．０１から１０重量％の量で添加可能な安定剤およびＵＶ吸収剤を示す。

Claims

負の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、式Ｉの化合物の少なくとも１種と式ＩＩの化合物の少なくとも１種を含有する液晶媒体。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、互いに独立して炭素数１〜８のアルキルまたはアルコキシを表し、その際、１または２以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｏ−で置換されていてもよく、

であり、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＳＦ_５、炭素原子数８までのハロゲン化アルキルであり、その際、１または２以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、
ｍは、０または１であり、
Ｌ^１は、ＨまたはＦである。）
式ＩにおいてＸが、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_３、ＯＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＨ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＨＣＣｌＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌＨ_２、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＣｌＦＣＦＣｌ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＦＨＣＣｌＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＣＨ＝ＣＦ_２、ＣＦ＝ＣＦ_２、ＯＣＨ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ＝ＣＦ_２、ＣＨ＝ＣＨＦ、ＯＣＨ＝ＣＨＦ、ＣＦ＝ＣＨＦ、ＯＣＦ＝ＣＨＦ、Ｃ_２Ｆ_５およびｎ−Ｃ_３Ｆ_７からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１記載の液晶媒体。
式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上を付加的に含むことを特徴とする請求項１または２記載の液晶媒体。

（Ｒ^５およびＲ^６は、互いに独立して炭素数１〜８のアルキルまたはアルコキシを表し、これらの基において、１または２以上のＣＨ_２−基は−ＣＨ＝ＣＨ−に置き換えられていてもよく；Ｒ^６はＦであってもよく、

であり、
ｎは０または１である。）
式ＩＶａ〜ＩＶｉの少なくとも１種の化合物をさらに含有することを特徴とする請求項１または２記載の液晶媒体。

（式中、Ｒ^７はＲ^１に定義されたものと同じ意味を有し、
ａｌｋｅｎｙｌはＣ_２−７−アルケニル、
ＬはＨ、ＦまたはＣｌである。）
式Ｉａ〜Ｉｎより選ばれる少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶媒体。

（式中、Ｒ^１は請求項１で定義されたものと同じ意味を有する。）
式ＩＩａ〜ＩＩｒより選ばれる少なくとも３種の化合物を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶媒体。

（式中、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、互いに独立してＣ_１−６−アルキルを表し、ａｌｋｅｎｙｌはＣ_２−６−アルケニルを表す。）
式ＩＩａの化合物の少なくとも１種と、式ＩＩｂおよび／または式ＩＩｃの化合物の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶媒体。
式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｅより選ばれる化合物の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶媒体。

（式中、ａｌｋｙｌはＣ_１−６−アルキル、ＲはＣ_１−６−アルキルもしくは−アルコキシまたはＣ_２−６−アルケニル、ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は互いに独立してＣ_２−６−アルケニルであり、そしてＬはＨまたはＦである。）
式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物の合計を１００重量％以下として、実質的に
式Ｉの化合物の１種または２種以上を２〜１５重量％、
式ＩＩの化合物の１種または２種以上を４０〜８５重量％、
式ＩＩＩの化合物の１種または２種以上を３〜４０重量％
の量で含有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶媒体。
式Ｖａ〜Ｖｏより選ばれるトラン化合物の１種または２種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液晶媒体。

（式中、alkenylおよびalkylは、それぞれ直鎖で８個までの炭素を含有するアルケニルまたはアルキルを表す。）
光学異方性Δｎが０．１０以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶媒体。
ＶＡ−ＴＦＴ用途、ＩＰＳ用途およびＰＡＬＣ用途に適していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶媒体。
請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶媒体を誘電体として含有することを特徴とするＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックス駆動電気光学ディスプレイ。
請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶媒体を含有することを特徴とする薄膜トランジスタまたはＭＩＭダイオードを備えたアクティブマトリックス駆動電気光学ディスプレイ。