JP2006183038A - 液晶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】非常に高い比抵抗値、及び低しきい電圧、改良されたＬＴＳ及び速いスイッチング時間を有する液晶媒体、及びこの媒体を使用するディスプレイを提供する。
【解決手段】８種類の特定の液晶化合物をそれぞれ特定量含有する液晶組成物。
【選択図】なし
【解決手段】８種類の特定の液晶化合物をそれぞれ特定量含有する液晶組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、液晶媒体、その電気光学目的のための使用およびこの媒体を含有するディスプレイに関する。
非常に高い比抵抗と、同時に、広い動作温度範囲、低温においてさえも短い応答時間および低しきい電圧を有するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、特にマトリックス型のものが非常に求められている。特に、ＴＮ（ツイストネマチック）用の媒体は、は、セル中で次の利点を容易にするような媒体が望まれる。
−拡大されたネマチック相範囲（特に、低い温度までの）
−極度に低い温度でのスイッチ能力（アウトドア用途、自動車、航空電子工学）
−紫外線照射に対する増大された抵抗（より長い寿命）。
−極度に低い温度でのスイッチ能力（アウトドア用途、自動車、航空電子工学）
−紫外線照射に対する増大された抵抗（より長い寿命）。
ＴＮおよびＳＴＮ（スーパーツイストＴＮ）セル用には、より大きな時分割駆動、低いしきい電圧、より広いネマチック相範囲を、特に、低温において可能にする媒体が望まれる。利用可能なパラメーターの範囲（透明点、スメクチック−ネマチックの相転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）を一層広げることもまた望まれている。
ＴＶおよびモニター用途のために、短応答時間、低しきい電圧、加えて良好な低温安定性（ＬＴＳ）を有する液晶媒体が望まれる。また、スイッチング可能なＬＣ層の厚さによっては、中程度または高い複屈折率が要求されることもある。
先行技術に知られた液晶媒体は、これらの要求を同時に、ＬＣセルの他のパラメーターに負の影響を与えることなく達成することができないという欠点を有している。
本発明は、特に、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るような媒体、とりわけＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型のようなアクティブマトリックスディスプレイ用、そして一般にＴＮまたはＳＴＮディスプレイ用の媒体であって、好ましくは同時に非常に高い比抵抗値、および低しきい電圧、改良されたＬＴＳおよび速いスイッチング時間を有するものを提供することを目的とする。別の目的は、当業者に利用可能な液晶媒体のプールの拡大である。他の目的は、以下の記載から直ちに明白である。
これらの目的は、本発明の液晶媒体がディスプレイ中で使用されることにより達成されることが見出された。
従って、本発明は、
１５〜２５％、好ましくは１８〜２２％の１または２種以上の式Ｉの化合物、
５〜１５％、好ましくは６〜１０％の１または２種以上の式ＩＩの化合物、
１〜１０％、好ましくは２〜５％の１または２種以上の式ＩＩＩの化合物、
１〜８％、好ましくは２〜４％の１または２種以上の式ＩＶの化合物、
５〜１５％、好ましくは８〜１２％の１または２種以上の式Ｖの化合物、
２０〜３０％、好ましくは２２〜２７％の１または２種以上の式ＶＩの化合物、
２０〜３０％、好ましくは２４〜２８％の１または２種以上の式ＶＩＩの化合物、および
３〜１０％、好ましくは４〜８％の１または２種以上の式ＶＩＩＩの化合物
を含有する液晶媒体に関する。
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３〜１０％、好ましくは４〜８％の１または２種以上の式ＶＩＩＩの化合物
を含有する液晶媒体に関する。
ここで、
Ｒ１およびＲ５は、互いに独立してそれぞれ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチルまたはｎ−ヘキシル、
Ｒ２は、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシまたはｎ−ペントキシ、
Ｒ３は、ビニールまたは１Ｅ−プロペニル、
Ｒ４は、ビニールまたは３−ブテニル
を表す。
Ｒ１およびＲ５は、互いに独立してそれぞれ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチルまたはｎ−ヘキシル、
Ｒ２は、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシまたはｎ−ペントキシ、
Ｒ３は、ビニールまたは１Ｅ−プロペニル、
Ｒ４は、ビニールまたは３−ブテニル
を表す。
特に好ましいものは、次の化合物を含有するＬＣ媒体である。
さらに好ましい液晶媒体は、
６〜１０％の式Ｉａの化合物、
６〜１０％の式Ｉｂの化合物、
２〜５％の式Ｉｃの化合物、
６〜１０％の式ＩＩａの化合物、
２〜５％の式ＩＩＩａの化合物、
２〜４％の式ＩＶａの化合物、
８〜１２％の式Ｖａの化合物、
１２〜１７％の式ＶＩａの化合物、
８〜１２％の式ＶＩｂの化合物、
１１〜１５％の式ＶＩＩａの化合物、
１１〜１５％の式ＶＩＩｂの化合物、
２〜４％の式ＶＩＩＩａの化合物、および
２〜４％の式ＶＩＩＩｂの化合物
を含有する。
６〜１０％の式Ｉａの化合物、
６〜１０％の式Ｉｂの化合物、
２〜５％の式Ｉｃの化合物、
６〜１０％の式ＩＩａの化合物、
２〜５％の式ＩＩＩａの化合物、
２〜４％の式ＩＶａの化合物、
８〜１２％の式Ｖａの化合物、
１２〜１７％の式ＶＩａの化合物、
８〜１２％の式ＶＩｂの化合物、
１１〜１５％の式ＶＩＩａの化合物、
１１〜１５％の式ＶＩＩｂの化合物、
２〜４％の式ＶＩＩＩａの化合物、および
２〜４％の式ＶＩＩＩｂの化合物
を含有する。
純粋な状態では、式Ｉ〜ＶＩＩＩの化合物は無色であり、電気光学用途のために好ましい温度範囲で液晶中間相を形成する。それらは化学的、熱的に安定であり、また光に対して安定である。
式Ｉ〜ＶＩＩＩの化合物は、方法自身が公知である方法で合成される（例えば一般的文献、Houben-Weyl, Methoden der
Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart等）。正確にはこのような合成に知られており適した条件が選ばれる。また、ここにはより詳しくは述べないが、それ自身公知の異なる方法によることもできる。
Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart等）。正確にはこのような合成に知られており適した条件が選ばれる。また、ここにはより詳しくは述べないが、それ自身公知の異なる方法によることもできる。
本発明は、またこのタイプの液晶媒体を含有する電気光学ディスプレイ、および電気光学目的のためのこれら液晶媒体の使用に関する。非常に好ましいものは、枠とともに、セルを構成する２つの外側基板、個々の画素をスイッチングするための外側基板上の集積化非線形素子、セルの中に存在し、正の誘電異方性と高い比抵抗値を有する本発明のネマチック液晶媒体を有するＴＦＴディスプレイである。
本発明の液晶混合物により、利用可能なパラメーター範囲を著しく広げることが可能である。特に、それらは、速いスイッチング時間、低しきい電圧、良好なLTS、高い比抵抗値、高いＵＶ安定性、および高い容量保持率（ＨＲ）〔S. Matsumoto et al., Liquid
Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco,
June 1984, p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)により定義される。〕を有することが見出された。また、透明点、回転粘度γ１、低Δｎおよび誘電異方性の達成可能な組み合わせは、先行技術の従来材料よりはるかに優れている。
Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco,
June 1984, p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)により定義される。〕を有することが見出された。また、透明点、回転粘度γ１、低Δｎおよび誘電異方性の達成可能な組み合わせは、先行技術の従来材料よりはるかに優れている。
偏光板、電極基板および表面処理電極を伴う本発明のＬＣディスプレイの構成は、このタイプのディスプレイの従来の構成に対応する。「従来の構成」という用語は、ここでは広い意味で用いられ、ＭＬＣディスプレイに関するすべての誘導・変形を含み、特にポリ−Ｓｉ ＴＦＴまたはＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）に基づくマトリックスディスプレイ素子を含む。しかしながら、本発明のディスプレイと従来のＴＮセルに基づくディスプレイの大きな相違点は、ＬＣ層の液晶パラメーターの選択にある。
本発明に従って使用できる液晶混合物は、それ自体公知の方法で合成される。一般に、より少ない量で使用される成分の所望の量が、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは加温されて溶解される。さらに、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の液晶成分溶液を混合して、完全に混合した後、例えば蒸留によって溶媒を再度除去することも可能である。
ＬＣ媒体は、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、安定剤またはキラルドーパントを加えることができる。好ましい安定剤とキラルドーパントを下に示す。
本発明および下の例において、液晶媒体の成分の構造は、次の略号で示される。
次のリストは、本発明の液晶媒体に添加することができる可能なキラルドーパントを示し、好ましくは、０．１から１０重量％、非常に好ましくは０．１から６重量％の量で添加される。
次のリストは、本発明の液晶媒体に添加することができる可能な安定剤を示す。
特に述べない限り、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り、温度はすべて摂氏で示される。ｍ．ｐ．は融点を表し、ｃｌ．ｐ．＝透明点である。さらに、Ｃ＝結晶状態、Ｎ＝ネマチック相、Ｓ＝スメクチック相、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相転移温度である。Δｎは光学異方性、ｎｏは屈折率（５８９ｎｍ、２０℃）を表す。流動粘度ν２０（ｍｍ２／ｓ）、回転粘度γ１（ｍＰａ・ｓ）は、それぞれ２０℃で測定した。Ｖ１０は１０％透過電圧（基板表面に垂直な視角で）を表す。ｔｏｎはスイッチオン時間、ｔｏｆｆはスイッチオフ時間（それぞれＶ１０の２倍に対応する動作電圧において）である。Δεは誘電異方性（Δε＝ε‖−ε⊥、ここでε‖＝分子軸に平行な誘電率、ε⊥＝垂直の誘電率）である。特に別に述べない限り、電気光学のデータは、第１極小（即ち、ｄ・Δｎ値が０．５μｍにて）のＴＮセル中で、２０℃で測定された。電気光学のデータは、特に別に述べない限り２０℃で測定された。
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。
＜例１＞
Claims (5)
- １５〜２５％の１または２種以上の式Ｉの化合物、
５〜１５％の１または２種以上の式ＩＩの化合物、
１〜１０％の１または２種以上の式ＩＩＩの化合物、
１〜８％の１または２種以上の式ＩＶの化合物、
５〜１５％の１または２種以上の式Ｖの化合物、
２０〜３０％の１または２種以上の式ＶＩの化合物、
２０〜３０％の１または２種以上の式ＶＩＩの化合物、および
３〜１０％の１または２種以上の式ＶＩＩＩの化合物
を含有する液晶組成物。
（式中、
Ｒ１およびＲ５は、互いに独立してそれぞれ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチルまたはｎ−ヘキシル、
Ｒ２は、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシまたはｎ−ペントキシ、
Ｒ３は、ビニールまたは１Ｅ−プロペニル、
Ｒ４は、ビニールまたは３−ブテニル
を表す。）
- 下記の化合物を含有する請求項１記載の液晶媒体。
- ６〜１０％の式Ｉａの化合物、
６〜１０％の式Ｉｂの化合物、
２〜５％の式Ｉｃの化合物、
６〜１０％の式ＩＩａの化合物、
２〜５％の式ＩＩＩａの化合物、
２〜４％の式ＩＶａの化合物、
８〜１２％の式Ｖａの化合物、
１２〜１７％の式ＶＩａの化合物、
８〜１２％の式ＶＩｂの化合物、
１１〜１５％の式ＶＩＩａの化合物、
１１〜１５％の式ＶＩＩｂの化合物、
２〜４％の式ＶＩＩＩａの化合物、および
２〜４％の式ＶＩＩＩｂの化合物
を含有する請求項２記載の液晶媒体。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体の電気光学目的のための使用。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体を含有する電気光学液晶ディスプレイ。
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