JP2007051291A - Liquid crystal medium - Google Patents

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Hideo Ichinose
秀男 一ノ瀬
Tsunahiko Okamura
維彦 岡村
Yukiomi Tanaka
征臣 田中
Shinji Nakajima
紳二 中島
Yasushi Sugiyama
靖 杉山
Takanori Takeda
貴徳 武田
Yuko Arai
裕子 新井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal medium that simultaneously exhibits a very high specific resistivity and a low threshold voltage. <P>SOLUTION: The liquid crystal medium comprises one or two or more of each of compounds of formula I and compounds of formula II exhibiting positive dielectric anisotropy. In the formulae, the rings A<SP>1</SP>, A<SP>2</SP>and A<SP>3</SP>are each independently, an F-substituted or unsubstituted, phenyl, cyclohexyl, dioxane or tetrahydropyran ring. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶媒体に関するとともに、その電気光学的目的における使用および該液晶媒体を含むディスプレイに関する。   The present invention relates to a liquid crystal medium and to its use for electro-optical purposes and to a display comprising the liquid crystal medium.

液晶は原則的に、誘電体として表示デバイスに使用される。この理由は、このような物質の光学的物性は印加電圧により変更することができるからである。液晶に基づく電気光学デバイスは、当業者に格別に充分に知られており、各種効果に基づくことができる。このようなデバイスの例には、動的散乱を有するセル、DAP(配向相の変形)セル、ゲスト/ホストセル、ねじれネマチック構造を有するTNセル、STN(スーパーツィストネマチック)セル、SBE(超複屈折効果)セルおよびOMI(光学モード干渉)セルがある。大部分の慣用の表示デバイスは、シャット−ヘルフリッヒ(Schadt-Helfrich)効果に基づいており、ねじれネマチック構造を有する。   In principle, liquid crystals are used as dielectrics in display devices. This is because the optical properties of such materials can be changed by the applied voltage. Electro-optical devices based on liquid crystals are particularly well known to those skilled in the art and can be based on various effects. Examples of such devices include cells with dynamic scattering, DAP (aligned phase deformation) cells, guest / host cells, TN cells with twisted nematic structures, STN (super twist nematic) cells, SBE (super birefringence). Effect) cell and OMI (optical mode interference) cell. Most conventional display devices are based on the Schadt-Helfrich effect and have a twisted nematic structure.

液晶材料は、良好な化学的安定性および熱に対する安定性を有し、また良好な電場および電磁波照射線に対する安定性を有していなければならない。さらにまた、液晶材料は、比較的低い粘度を有するべきであり、またセルに対し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付与しなければならない。
さらにまた、液晶材料は通常の動作温度で、すなわち室温以上ないし室温以下のできるだけ広い範囲で適当なメソフェーズ、例えば前記セル用のネマチックまたはコレステリックメソフェーズを有していなければならない。液晶は一般に、複数の成分の混合物として使用されることから、これらの成分は相互に容易に混和できるものであることが重要である。さらに別の性質、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相違する要件を満たすものでなければならない。例えば、ねじれネマチ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小さい導電率を有していなければならない。
The liquid crystal material must have good chemical stability and stability to heat, and have good electric field and stability against electromagnetic radiation. Furthermore, the liquid crystal material should have a relatively low viscosity and must give the cell a short address time, a low threshold voltage and a large contrast.
Furthermore, the liquid crystal material must have a suitable mesophase, eg a nematic or cholesteric mesophase for the cell, at normal operating temperatures, ie in the widest possible range from room temperature to room temperature. Since liquid crystals are generally used as a mixture of a plurality of components, it is important that these components are easily miscible with each other. Still other properties, such as conductivity, dielectric anisotropy and optical anisotropy, must meet different requirements depending on the cell type and field of application. For example, a material for a cell having a twisted nematic structure must have positive dielectric anisotropy and low conductivity.

例えば、マトリクス液晶ディスプレイのうち個々の画素の切り換えのための集積非線形素子を有するもの(MCLディスプレイ)においては、媒体として高い誘電異方性、広いネマチック相範囲、比較的低い複屈折性、極めて高い比抵抗、良好なUV安定性および温度安定性ならびに低い蒸気圧が望まれる。   For example, in a matrix liquid crystal display having an integrated nonlinear element for switching individual pixels (MCL display), the medium has high dielectric anisotropy, a wide nematic phase range, relatively low birefringence, and extremely high Specific resistance, good UV and temperature stability and low vapor pressure are desired.

このタイプのマトリクス液晶媒体ディスプレイは知られている。非線形素子であって、個々に各画素を切り換えるために用い得るものの例は、アクティブ画素(すなわちトランジスタ)である。次に「アクティブマトリクス」の用語を用いて、2つのタイプの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(metal oxide semiconductor)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ー(TFT)。
単結晶シリコンの基板材料としての使用は、ディスプレイの大きさを制限する。これは、種々の部分表示をモジュラー集合させてさえも、接合部分に問題が生じるからである。
さらに有望なタイプ2の場合、これは好ましいものであるところ、使用される電気光学効果は、通常TN効果である。2種の技術間における相違が存在する:化合物半導体、例えばCdSeなどを含有するTFT類、または多結晶形または無定形シリコンを基材とするTFT類である。後者の技術に関しては、精力的な研究努力が世界的規模でなされている。
This type of matrix liquid crystal media display is known. An example of a non-linear element that can be used to switch each pixel individually is an active pixel (ie, a transistor). The term “active matrix” can then be used to distinguish between two types:
1. MOS (metal oxide semiconductor) or other diode on a silicon wafer as the substrate.
2. A thin film transistor (TFT) on a glass plate as a substrate.
The use of single crystal silicon as a substrate material limits the size of the display. This is because even if various partial displays are modularly assembled, a problem occurs in the joint portion.
In the more promising type 2, where this is preferred, the electro-optic effect used is usually the TN effect. Differences exist between the two technologies: TFTs containing compound semiconductors such as CdSe, or TFTs based on polycrystalline or amorphous silicon. With regard to the latter technique, intense research efforts are made on a global scale.

TFTマトリクスは、当該ディスプレイの1枚のガラス板の内側面に施され、もう1枚のガラス板の内側面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は非常に小さく、像に対する有害な効果は実質的に有していない。この技術はまた、各フィルター素子が切換え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ディスプレイにまで発展させることができる。
TFTディスプレイは通常、透過光内に交差偏光板を備えたTNセルとして動作し、裏側から投射される。
The TFT matrix is applied to the inner surface of one glass plate of the display, and the inner surface of the other glass plate carries a transparent counter electrode. Compared to the size of the pixel electrode, the TFT is very small and has virtually no detrimental effect on the image. This technique can also be extended to a full color compatible display in which mosaic red, green and blue filters are arranged so that each filter element is located opposite to the switchable pixels.
A TFT display usually operates as a TN cell with a crossed polarizer in the transmitted light and is projected from the back side.

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マトリクスディスプレイのいずれをも包含する。すなわちアクティブマトリクスに加えて、またバリスターまたはダイオード(MIM=金属−絶縁体−金属)などの受動的素子を備えたディスプレイが包含される。   In this specification, the term MLC display encompasses any matrix display with integrated non-linear elements. That is, in addition to the active matrix, also displays with passive elements such as varistors or diodes (MIM = metal-insulator-metal) are included.

この方式のMLCディスプレイは、TV用途(例えばポケットテレビ)またはコンピューター(ラップトップ型)用、自動車または航空機構築用の高度情報ディスプレイにとくに適している。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、液晶混合物の不十分な比抵抗値による問題が生じる(非特許文献1、2)。   This type of MLC display is particularly suitable for advanced information displays for TV applications (eg pocket TV) or computers (laptop type), automobiles or aircraft construction. In addition to the problems related to the angle dependency of the contrast and the response time, the MLC display has a problem due to an insufficient specific resistance value of the liquid crystal mixture (Non-Patent Documents 1 and 2).

抵抗値が減少するほど、MLCディスプレイのコントラストは悪化し、残像消去の問題が生じ得る。液晶混合物の比抵抗値は一般に、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般を通じて一般に減少させることから、許容される動作寿命を得るためには、大きい(初期)比抵抗値は非常に重要である。とくに、低電圧混合物の場合、非常に大きい比抵抗値を得ることは、従来不可能であった。温度上昇に伴うおよびまた加熱および/またはUV照射後の比抵抗値の増加をできるだけ小さくすることも重要である。従来技術の混合物の低温度物性も、とくに不利である。要求されているのは、低温においても結晶化および/またはスメクチック相が形成されず、また粘度に対する温度依存性ができるだけ小さいことである。しかるに、従来技術からのMLCディスプレイは、今日の要求を満たすものではない。   As the resistance value decreases, the contrast of the MLC display deteriorates and the afterimage erasure problem may occur. The specific resistance value of the liquid crystal mixture is generally reduced throughout the life of the MLC display due to its interaction with the inner surface of the MLC display, so a large (initial) specific resistance value is required to obtain an acceptable operating life. Is very important. In particular, in the case of a low voltage mixture, it has been impossible in the past to obtain a very large specific resistance value. It is also important to minimize as much as possible the increase in resistivity with heating and / or after heating and / or UV irradiation. The low temperature properties of the prior art mixtures are also particularly disadvantageous. What is required is that no crystallization and / or smectic phase is formed even at low temperatures, and that the temperature dependence on viscosity is as small as possible. However, MLC displays from the prior art do not meet today's requirements.

したがって、MLCディスプレイとして、極めて高い比抵抗とともに広い動作温度範囲、低温下において短い応答時間および低いしきい値電圧を同時に有し、これらの欠点がないか、またはその程度が低くなっているものに対する多大なる要求が存在し続けている。   Therefore, as an MLC display, it has an extremely high specific resistance and a wide operating temperature range, a short response time and a low threshold voltage at a low temperature at the same time. A great demand continues to exist.

TN(シャット−ヘルフリッヒ)セルの場合、媒体としてはセルにおいて下記の利点を具備し得るものが望まれる:
−拡大したネマチック相範囲(とくに、低温まで)、
−超低温における切り換え能力(野外における使用、自動車、航空機)、
−UV照射(太陽光およびディスプレイのUV結合の間)に対する増大した耐性およびその結果としてのより長い寿命。
In the case of a TN (Shut-Helfrich) cell, it is desired that the medium has the following advantages in the cell:
-Expanded nematic phase range (especially to low temperatures),
-Switching capability at ultra-low temperatures (outdoor use, cars, aircraft),
-Increased resistance to UV irradiation (during sunlight and UV coupling of the display) and the resulting longer lifetime.

従来技術における媒体は、これらの利点を達成することができると同時に、他のパラメーターを維持し得るものではない。
スーパーツイスト(STN)セルの場合、より大きい時分割特性および/またはより低いしきい値電圧および/またはより広いネマチック相範囲(とくに、低温における)を実現するで媒体が望まれる。この目的のために利用できるパラメーター(透明点、スメクチック−ネマチック転移または融点、粘度、誘電性パラメータ、弾性率)の幅のさらなる拡大がとくに望まれている。
TOGASHI,S.,SEKIGUCHI,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,WATANABE,H.,SHIMIZU,H.によるProc.Eurodisplay 84,1984年9月:A210〜288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,141頁以降、Pairs; STROMER,M.によるProc.Eurodisplay 84,1984年9月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays,145頁以降、Pairs
The media in the prior art can achieve these advantages while at the same time not maintaining other parameters.
In the case of a super twist (STN) cell, a medium is desired with greater time sharing characteristics and / or lower threshold voltage and / or wider nematic phase range (especially at low temperatures). Further expansion of the range of parameters available for this purpose (clearing point, smectic-nematic transition or melting point, viscosity, dielectric parameters, elastic modulus) is particularly desirable.
Proc. Eurodisplay 84, September 1984 by TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H .: A210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 et seq., Pairs; Proc. Eurodisplay by STROMER, M. 84, September 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, page 145 et seq., Pairs

本発明の目的は、前記欠点を有していないか、または有していてもより小さい程度であり、また好ましくは、極めて高い比抵抗および低いしきい値電圧も同時に有する液晶媒体を提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a liquid crystal medium which does not have the above-mentioned drawbacks, or is to a lesser extent even if it has them, and preferably also has a very high specific resistance and a low threshold voltage at the same time. It is in.

ここに、本発明の媒体をディスプレイに使用することによって、この目的を達成することができることが見出された。
すなわち、本発明は、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、下記式Iの化合物を1種または2種以上含み、同時に下記式IIの化合物を1種または2種以上含む液晶媒体に関する:

Figure 2007051291
Figure 2007051291
式中、
R、Rは、独立して、無置換であるかまたはハロゲン化されている1〜15個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、これらの基中の1個または2個以上のCH基は、それぞれ相互に独立して−C≡C−、−CFO−、−CH=CH−、−O−、−(CO)O−、−O(CO)−もしくは
Figure 2007051291
により、酸素原子が相互に直接結合しないように置換されていることも可能であり、
、LおよびLは、相互に独立してHまたはFであり、
Xは、F、ClまたはOCFであり、
Yは、F、Cl、フッ素化されている1〜5個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、さらに、これらの基中の1個のCH基は、−O−によって置換されていることも可能であり、
環A、AおよびAは、相互に独立して、
Figure 2007051291
であり、
p、qは、相互に独立して0または1であり、
ただし、環A、AおよびAは、CFOブリッジに隣接して位置するときは、ジオキサン環ではない。 It has now been found that this object can be achieved by using the medium of the invention in a display.
That is, the present invention is a liquid crystal medium based on a mixture of polar compounds having positive dielectric anisotropy, comprising one or more compounds of the following formula I, and at the same time one compound of the following formula II: Regarding liquid crystal media containing two or more:
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Where
R and R 0 are independently an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms which is unsubstituted or halogenated, and one or two or more of these groups are The CH 2 groups are independently of each other —C≡C—, —CF 2 O—, —CH═CH—, —O—, — (CO) O—, —O (CO) — or
Figure 2007051291
Can also be substituted so that the oxygen atoms are not directly bonded to each other,
L 1 , L 2 and L 3 are independently of each other H or F;
X is F, Cl or OCF 3 ;
Y is F, Cl, a fluorinated alkyl group or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and one CH 2 group in these groups is substituted by —O—. It is also possible that
Rings A 1 , A 2 and A 3 are independent of each other
Figure 2007051291
And
p and q are independently 0 or 1,
However, rings A 1 , A 2 and A 3 are not dioxane rings when located adjacent to the CF 2 O bridge.

本発明の液晶媒体は、前記のような従来の液晶媒体の欠点を有していないか、または有していてもより小さい程度であり、また、好ましい態様においては極めて高い比抵抗および低いしきい値電圧も同時に有する。   The liquid crystal medium of the present invention does not have the disadvantages of the conventional liquid crystal medium as described above, or is smaller to the extent that it is present, and in a preferred embodiment, has a very high specific resistance and low threshold. It also has a value voltage.

本発明において、混合物のうち式Iの化合物としてXがFを表すものを含むものはとくに好適である。また、式Iの化合物は、好ましくは式Iaの化合物を1種または2種以上含む:

Figure 2007051291
In the context of the present invention, it is particularly preferred that the mixtures of the formula I include those in which X represents F. Also, the compound of formula I preferably comprises one or more compounds of formula Ia:
Figure 2007051291

式IおよびIaにおいて、Rは好ましくは直鎖状のアルキルまたはアルケニルであり、好ましくはアルキル鎖である。その鎖長は、好ましくは炭素原子3個、5個または7個分であり、とくに好ましくは炭素原子5個または7個分であり、最も好ましくは炭素原子7個分である。最も好ましくは、前記混合物の式Iの成分は、式Ibのヘプチル化合物を表す。

Figure 2007051291
In formulas I and Ia, R is preferably straight-chain alkyl or alkenyl, preferably an alkyl chain. The chain length is preferably 3, 5, or 7 carbon atoms, particularly preferably 5 or 7 carbon atoms, most preferably 7 carbon atoms. Most preferably, the component of formula I of the mixture represents a heptyl compound of formula Ib.
Figure 2007051291

式IIの化合物は、好ましくは下記式II−1〜II−31の化合物を1種または2種以上含む。したがって、前記媒体は、好ましくは下記式の化合物を1種または2種以上含む:

Figure 2007051291
The compound of formula II preferably contains one or more of the following formulas II-1 to II-31. Accordingly, the medium preferably contains one or more compounds of the following formula:
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
式中、Rは、請求項1において定義されたとおりである。
Figure 2007051291
In which R 0 is as defined in claim 1.

好ましいのは、II−8およびII−9の化合物である。式II−8またはII−9の化合物を用いるとき、混合物におけるこれらの割合を合わせたものは好ましくは12〜60%であり、最も好ましくは15〜45%である。II−8およびII−9に代わるものとして好ましいのは、式II−1〜II−7およびII−10〜II−31の化合物であり、好ましくはII−1、II−2、II−3、II−4、II−5、II−6、II−19、II−20、II−21、II−22、II−23、II−24、II−25、II−28およびII−30である。   Preference is given to compounds II-8 and II-9. When using compounds of formula II-8 or II-9, the combined proportion of these in the mixture is preferably 12-60%, most preferably 15-45%. Preferred as an alternative to II-8 and II-9 are compounds of formulas II-1 to II-7 and II-10 to II-31, preferably II-1, II-2, II-3, II-4, II-5, II-6, II-19, II-20, II-21, II-22, II-23, II-24, II-25, II-28 and II-30.

式IIおよびII−1〜II−31の化合物におけるRは、好ましくは炭素原子を1個〜9個有するアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシ基であり、とくに炭素原子を2個〜7個有するアルキル基を表す。 R 0 in the compounds of the formulas II and II-1 to II-31 is preferably an alkyl, alkoxy, alkenyl or alkenyloxy group having 1 to 9 carbon atoms, in particular having 2 to 7 carbon atoms Represents an alkyl group.

前記媒体は、好ましくは1種または2種以上の式IIIの化合物をさらに含む。

Figure 2007051291
式中、
は、無置換であるかまたはハロゲン化されている1〜15個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、これらの基中の1個または2個以上のCH基は、それぞれ相互に独立して−C≡C−、−CH=CH−、−O−、−(CO)O−、−O(CO)−もしくは
Figure 2007051291
により、酸素原子が相互に直接結合しないように置換されていることも可能であり、
は、HまたはFであり、
は、Cl、CN、SF、NCS、ハロゲン化されている8個以下の炭素原子を有するアルキル基であり、これらの基中の1個または2個以上のCH基は、−O−または−CH=CH−によって、酸素原子が相互に直接結合しないように置換されていることも可能である。 Said medium preferably further comprises one or more compounds of formula III.
Figure 2007051291
Where
R 1 is an unsubstituted or halogenated alkyl group or alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more CH 2 groups in these groups are each Independently of each other —C≡C—, —CH═CH—, —O—, — (CO) O—, —O (CO) — or
Figure 2007051291
Can also be substituted so that the oxygen atoms are not directly bonded to each other,
L 1 is H or F;
X 1 is Cl, CN, SF 5 , NCS, a halogenated alkyl group having 8 or fewer carbon atoms, in which one or more CH 2 groups are —O It is also possible that oxygen atoms are substituted by-or -CH = CH- so that they are not directly bonded to each other.

とくに好ましいのは、式IIIaの化合物である。

Figure 2007051291
式中、nは1〜12であり、好ましくは0〜7であり、とくに1〜5である。 Particularly preferred are compounds of formula IIIa.
Figure 2007051291
In the formula, n is 1 to 12, preferably 0 to 7, and particularly 1 to 5.

式IおよびIIの化合物は、広範な適用範囲を有する。置換基の選択に応じて、該化合物は液晶媒体の組成を優先するベース材料として寄与し得る;しかしながら、式IおよびIIの化合物を液晶ベース材料として他の化合物分類群からのものに添加して、例えばこのタイプの誘電体の誘電性異方性およびとくに光学異方性を調節したり、および/またはそのしきい値電圧および/または粘度を最適化することも可能である。
純粋な状態において、式IおよびIIの化合物は、無色であり、液晶メソフェーズの形成を、電気光学的な使用における好ましい温度範囲において示す。それらは化学的に、熱的に、そして光に安定である。
式Iの化合物は、既にDE 29 07 332に記載されている。
式IIの化合物は、例えばEP 786445 A1、WO 2004/048501に記載され、もしくはそれと同様の方法によって製造することができる。
The compounds of formulas I and II have a wide range of applications. Depending on the choice of substituents, the compounds can contribute as a base material that favors the composition of the liquid crystal medium; however, the compounds of formulas I and II can be added as liquid crystal base materials to those from other compound classes. It is also possible, for example, to adjust the dielectric anisotropy and in particular the optical anisotropy of this type of dielectric and / or optimize its threshold voltage and / or viscosity.
In the pure state, the compounds of the formulas I and II are colorless and show the formation of liquid-crystalline mesophases in the preferred temperature range for electro-optical use. They are chemically, thermally and light stable.
The compounds of the formula I have already been described in DE 29 07 332.
Compounds of the formula II are described, for example, in EP 786445 A1, WO 2004/048501, or can be prepared by methods analogous thereto.

式IおよびIIの化合物は自体公知の方法によって製造され、かかる方法は文献(例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg- Thieme-Verlag, Stuttgartのような標準的な学術書)に記載されている。正確には、公知であり、該反応に対して好適な条件下においてである。製造には自体公知の変法も用いることができるが、本明細書においてはそれらについてこれ以上は述べない。   The compounds of formulas I and II are prepared by methods known per se and such methods are described in standard literature such as Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart. ). To be precise, it is known and under suitable conditions for the reaction. Modifications known per se can also be used for the production, but they are not described further here in this description.

本発明の媒体のうち式IIの化合物および/または式IIIの化合物を含むものにおいて、Yは好ましくはFまたはOCFであり、とくにFである。
R、Rおよび/またはRがアルキル基および/またはアルコキシ基である場合、これは直鎖状であるかまたは分枝状であってよい。好ましくは直鎖状であり、2、3、4、5、6または7個の炭素原子を有する。したがって、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であり、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、トリデコキシまたはテトラデコキシである。
In the medium according to the invention comprising a compound of formula II and / or a compound of formula III, Y is preferably F or OCF 3 , in particular F.
When R, R 0 and / or R 1 is an alkyl group and / or an alkoxy group, this may be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain and has 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms. Therefore, preferably ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy or heptoxy, and methyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, methoxy , Octoxy, nonoxy, decoxy, undecoxy, tridecoxy or tetradecoxy.

R、Rおよび/またはRは、とくに好ましくはH、メチル、エチル、n−プロピル、n−ペンチルまたはn−ヘプチルである。Lは好ましくはHである。LおよびLは、好ましくは一方がFであり、他方がHであるか、または両方がFである。Rはとくに好ましくはn−ヘプチルである。Rはとくに好ましくはn−プロピルである。Yは、F、OCFまたはCFであり、とくにFである。 R, R 0 and / or R 1 are particularly preferably H, methyl, ethyl, n-propyl, n-pentyl or n-heptyl. L 1 is preferably H. One of L 2 and L 3 is preferably F and the other is H, or both are F. R is particularly preferably n-heptyl. R 0 is particularly preferably n-propyl. Y is F, OCF 3 or CF 3 , in particular F.

本発明は、電気光学ディスプレイ(とくにSTNまたはMLCディスプレイとして、フレームとともにセルを形成する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ならびに正の誘電異方性および高い比抵抗を有し、前記セル内に位置するネマチック液晶混合物を有するもの)としてこのタイプの媒体を含有するもの、および前記媒体の電気光学的目的への使用にも関する。
本発明の液晶混合物は、用い得るパラメーター幅を顕著に拡大せしめる。
達成し得る透明点、低温における粘度、温度安定性およびUV安定性ならびに誘電異方性の組み合わせは、従来技術による過去の材料に比してはるかに優れている。
The present invention relates to an electro-optic display (especially as an STN or MLC display) two plane parallel substrate plates forming cells with a frame, an integrated nonlinear element for switching individual pixels on the substrate plate, and a positive dielectric anisotropy. It also relates to those containing this type of medium as having a nematic liquid crystal mixture which has a high resistivity and a high resistivity and is located in the cell, and to the use of the medium for electro-optical purposes.
The liquid crystal mixture of the present invention significantly expands the parameter range that can be used.
The combination of achievable clearing point, low temperature viscosity, temperature and UV stability and dielectric anisotropy is far superior to past materials according to the prior art.

これまでに達成された低いしきい値電圧、低温におけるネマチック相および高いΔεは、不十分なものでしかなかった。
他の混合物の系も匹敵する透明点およびΔε値を有するが、しきい値電圧については比較的高いものを有するにすぎない。
The low threshold voltage, the nematic phase at low temperatures and the high Δε achieved so far have been inadequate.
Other mixture systems have comparable clearing points and Δε values, but only have a relatively high threshold voltage.

本発明の液晶混合物は、ネマチック相を−20℃まで、好ましくは−30℃まで、とくに好ましくは−40℃まで保ちながら、しきい値電圧を2.0V未満、好ましくは1.8V未満、とくに好ましくは1.7V未満とし、同時に誘電異方性の値Δεを≧5、好ましくは≧7とし、達成し得る高い透明点を≧90℃、好ましくは≧100℃、最も好ましくは≧105℃とし、優れたSTNおよびMLCディスプレイの実現を可能とする。とくに、該混合物は、特徴として低い駆動電圧を有し、極めて短い応答時間とともに、高い透明点を同時に有する。   The liquid crystal mixture of the present invention has a threshold voltage of less than 2.0V, preferably less than 1.8V, especially while keeping the nematic phase up to -20 ° C, preferably up to -30 ° C, particularly preferably up to -40 ° C. Preferably it is less than 1.7 V, at the same time the value of dielectric anisotropy Δε is ≧ 5, preferably ≧ 7, and the high clearing point that can be achieved is ≧ 90 ° C., preferably ≧ 100 ° C., most preferably ≧ 105 ° C. Enables the realization of excellent STN and MLC displays. In particular, the mixture has a low drive voltage as a feature, and simultaneously has a high clearing point with a very short response time.

本発明のMLCディスプレイは、好ましくはグーチ(Gooch)およびタリー(Tarry)の第一透過率極小値で動作する[C.H. Gooch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、とくに好ましい電気光学的物性である、例えば特性曲線における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30 22 818)に加えて、誘電異方性の低さも、類似のディスプレイの第二極小値におけるものと同様に、同一のしきい値電圧において十分である。このことによって、本発明の混合物を用いた場合に、シアノ化合物を含む混合物を用いた場合と比較して、有意により高い比抵抗が第一極小値において達成されることが可能となる。個々の成分およびこれらの重量比を適切に選択することによって、当業者は、簡便な、ルーチンで行われる方法を用いて、MLCディスプレイの規定の層の厚さに必要な複屈折率を設定することができる。   The MLC display of the present invention preferably operates at the first transmission minimum of Gooch and Tarry [CH Gooch and HA Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; CH Gooch and HA Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975]. In this case, in addition to the particularly preferred electro-optical properties, such as the steepness in the characteristic curve and the low angular dependence of the contrast (German Patent 30 22 818), the low dielectric anisotropy is also a characteristic of similar displays. Similar to that at the second minimum, the same threshold voltage is sufficient. This makes it possible to achieve a significantly higher specific resistance at the first minimum value when using the mixture of the present invention compared to using a mixture containing a cyano compound. By appropriately selecting the individual components and their weight ratios, one skilled in the art will use a simple, routine method to set the birefringence required for a given layer thickness of the MLC display. be able to.

20℃における流動粘度は、好ましくは<280mPa・sであり、とくに好ましくは<240mPa・sである。ネマチック相範囲は、好ましくは少なくとも100℃であり、とくに少なくとも110℃である。この範囲は、好ましくは少なくとも−20℃〜+90℃まで拡大される。
電圧保持率(HR)の測定[S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 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)]によって、式Iの化合物を含む本発明の混合物をUVを照射した場合における温度上昇に伴うHRの低下は、極めて小さいことが示されている。
The flow viscosity at 20 ° C. is preferably <280 mPa · s, particularly preferably <240 mPa · s. The nematic phase range is preferably at least 100 ° C., in particular at least 110 ° C. This range is preferably extended to at least −20 ° C. to + 90 ° C.
Measurement of voltage holding ratio (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)], the decrease in HR with increasing temperature is very small when the mixture of the present invention containing a compound of formula I is irradiated with UV. It is shown.

本発明の混合物の光安定性およびUV安定性も顕著に改善されている。すなわち、これらの混合物における光またはUV照射した場合のHRの低下は、有意により小さい。
本発明の媒体は、好ましくは1種または2種の式Iの化合物として、好ましくは5〜15%の割合のものに基づき、また複数種(好ましくは2種〜6種)の式IIの化合物に基づく。すなわち、式IIの化合物の割合は12〜85%であり、好ましくは18〜60%であり、とくに好ましくは30〜45%の範囲である。
The light stability and UV stability of the mixtures according to the invention are also significantly improved. That is, the reduction in HR when exposed to light or UV in these mixtures is significantly less.
The medium according to the invention is preferably based on one or two compounds of the formula I, preferably in a proportion of 5 to 15%, and also multiple (preferably 2 to 6) compounds of the formula II based on. That is, the proportion of the compound of formula II is 12 to 85%, preferably 18 to 60%, particularly preferably 30 to 45%.

式Iの化合物および式IIの化合物の混合物全体に対する割合の合計は、少なくとも15%であり、好ましくは15〜85%であり、とくに好ましくは25〜60であり、最も好ましくは35〜50%である。
極めてとくに好ましいのは、式Iの化合物の割合が5〜15%であり、式IIの化合物の割合が18〜45%であるものである。
式1〜VIIおよびそれらの付属式の個々の化合物であって本発明の媒体に用いることができるものは、既知であるかまたは既知の化合物と類似の方法によって調製することができる。
The sum of the proportions of the compound of formula I and of the compound of formula II with respect to the total mixture is at least 15%, preferably 15 to 85%, particularly preferably 25 to 60, most preferably 35 to 50%. is there.
Very particular preference is given to the proportion of compounds of the formula I being 5-15% and the proportion of the compounds of the formula II being 18-45%.
The individual compounds of formulas 1 to VII and their ancillary formulas that can be used in the medium of the present invention are known or can be prepared by methods analogous to known compounds.

本明細書において「ハロゲン化されている」の語の意味は、ある1つの残基が1つまたは複数のハロゲンによって水素に代えて置換されていることであるか、または完全にハロゲン化されていることであってもよい。好ましいハロゲンの種は、ClおよびFであり、とくにFである。   As used herein, the meaning of the term “halogenated” means that one residue is substituted for hydrogen by one or more halogens, or is fully halogenated. It may be. Preferred halogen species are Cl and F, especially F.

本発明の好ましい態様を以下に示す:
−1種または2種以上の式IVの化合物をさらに含む媒体:

Figure 2007051291
式中、
は、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、それぞれ9個以下の炭素原子を有し、
は、F、Cl、ハロゲン化されているアルキル、ハロゲン化されているアルケニルまたはハロゲン化されているアルコキシであり、6個以下の炭素原子を有し、好ましくは−OCF、−OCHFまたはFであり、
およびYは、それぞれ相互に独立して、HまたはFである。 Preferred embodiments of the invention are shown below:
A medium further comprising one or more compounds of the formula IV:
Figure 2007051291
Where
R 2 is n-alkyl, oxaalkyl, fluoroalkyl or alkenyl, each having 9 or fewer carbon atoms,
X 0 is F, Cl, halogenated alkyl, halogenated alkenyl or halogenated alkoxy, having 6 or fewer carbon atoms, preferably —OCF 3 , —OCHF 2 Or F,
Y 1 and Y 2 are each independently H or F.

−式IおよびIIの化合物に加えて、1種または2種以上の式IVa、IVb、IVc、IVdおよび/またはIVeの好ましい化合物を含む媒体:

Figure 2007051291
A medium comprising, in addition to the compounds of the formulas I and II, one or more preferred compounds of the formulas IVa, IVb, IVc, IVd and / or IVe:
Figure 2007051291

式IVa〜IVeの化合物の割合は、好ましくは5〜30%であり、とくに10〜25%であり、最も好ましくは13〜21%である。これらの化合物のうちとくに好ましいのは、式IVaおよび/またはIVcの化合物である。   The proportion of compounds of the formulas IVa to IVe is preferably 5 to 30%, in particular 10 to 25%, most preferably 13 to 21%. Particularly preferred among these compounds are compounds of formula IVa and / or IVc.

−式VaおよびVbからなる、式Vの化合物からなる群からの化合物を1種または2種以上含む媒体:

Figure 2007051291
A medium comprising one or more compounds of the group consisting of compounds of the formula V, consisting of the formulas Va and Vb:
Figure 2007051291

式中、R’はRについて定義されたとおりであり、Xは上記において式IIIの化合物について定義されたとおりである。R’は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。式Vの化合物において、Xは好ましくはF、Cl、OCF、OCHF、OCHFCF、OC、C、CF、OCFCHFCF、CH=CF、OCH=CF、CF=CFまたはOCF=CFである。これらの四環式化合物の混合物中の割合は、好ましくは0〜10%であり、最も好ましくは0〜6%である。 Wherein R ′ is as defined for R 1 and X 1 is as defined above for the compound of formula III. R ′ is preferably alkyl, alkoxy or alkenyl. In the compounds of formula V, X 1 is preferably F, Cl, OCF 3, OCHF 2, OCHFCF 3, OC 2 F 5, C 2 F 5, CF 3, OCF 2 CHFCF 3, CH = CF 2, OCH = CF 2 , CF = CF 2 or OCF = CF 2 . The proportion of these tetracyclic compounds in the mixture is preferably 0 to 10%, most preferably 0 to 6%.

前記媒体は、1種または2種以上の式VI−1〜VI−5のエステル化合物をさらに含んでもよい:

Figure 2007051291
Figure 2007051291
式中、
、X、YおよびYは、上記において式IIまたは式IVについて定義されたとおりであり、
LはHまたはFであり、
AlkylおよびAlkyl*は、それぞれ相互に独立して、1個〜8個の炭素原子を有する直鎖アルキル基である。
好ましくは、前記混合物は、1種または2種以上の式VI−2のエステル化合物をさらに含み、好ましくは1〜10%の割合で、最も好ましくは2〜8%の割合で含む。 Said medium may further comprise one or more ester compounds of the formulas VI-1 to VI-5:
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Where
R 0 , X 0 , Y 1 and Y 2 are as defined above for Formula II or Formula IV;
L is H or F;
Alkyl and Alkyl * are each independently a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
Preferably, the mixture further comprises one or more ester compounds of formula VI-2, preferably in a proportion of 1-10%, most preferably in a proportion of 2-8%.

−一般式VIIからなる群から選択される1種または2種以上の化合物をさらに含む媒体:

Figure 2007051291
式中、R、Rは、それぞれ相互に独立して、式IIにおいてRについて定義されたとおりである。R、Rは、好ましくは7個までの炭素原子を有するアルキルである;好ましくは、該媒体は、1種、2種または3種の式VIIの化合物を含有する。式VIIの化合物の混合物における割合は、好ましくは0〜10%であり、最も好ましくは2〜8%である。 A medium further comprising one or more compounds selected from the group consisting of the general formula VII:
Figure 2007051291
In the formula, R 2 and R 3 are each independently the same as defined for R 0 in Formula II. R 2 , R 3 are preferably alkyl having up to 7 carbon atoms; preferably the medium contains one, two or three compounds of formula VII. The proportion in the mixture of compounds of the formula VII is preferably 0-10%, most preferably 2-8%.

−式I〜VIIの化合物の、前記混合物における合計の割合は、少なくとも50重量%である;好ましくは、前記割合は70〜100%であり、最も好ましくは90〜100%である。   The total proportion of compounds of the formulas I to VII in the mixture is at least 50% by weight; preferably the proportion is 70-100%, most preferably 90-100%.

−式III〜VIIの化合物の、混合物における合計の割合は、10〜85重量%である。;

Figure 2007051291
は、好ましくは
Figure 2007051291
である。 The total proportion of compounds of the formulas III to VII in the mixture is 10 to 85% by weight. ;
Figure 2007051291
Is preferably
Figure 2007051291
It is.

−前記媒体は、式III、IV、V、VIおよび/またはVIIの化合物を1種または2種以上含む。
−RおよびRは、好ましくは炭素原子を2個〜7個有する直鎖アルキルである。
−前記媒体は、式I〜VIIの化合物から本質的になる。
−(I+II):(III+IV+V+VI+VII)の重量比は、好ましくは1:4〜4:1であり、とくに1:4〜1:1である。
The medium comprises one or more compounds of the formulas III, IV, V, VI and / or VII.
-R 0 and R 2 are preferably straight chain alkyl having 2 to 7 carbon atoms.
The medium consists essentially of compounds of the formulas I to VII.
The weight ratio of-(I + II) :( III + IV + V + VI + VII) is preferably 1: 4 to 4: 1, in particular 1: 4 to 1: 1.

比較的小さい割合の式IおよびIIの化合物を通常の液晶材料に混合した場合であっても、とくに式III、IV、V、VIおよび/またはVIIの化合物とともに混合することによって、しきい値電圧が有意に低下するとともに低い複屈折率がもたらされ、広いネマチック相範囲とともに低いスメクチック−ネマチック転移温度を伴い、製品寿命が改善されることが見出された。   Even when a relatively small proportion of the compounds of the formulas I and II are mixed into the usual liquid crystal material, the threshold voltage is increased, in particular by mixing with the compounds of the formulas III, IV, V, VI and / or VII. Has been found to result in a low birefringence with a significant reduction in the product lifetime with a low smectic-nematic transition temperature with a wide nematic phase range.

「alkyl」および「alkyl*」の語は、好ましくは、直鎖状または分枝状のアルキル基であって、1〜7個の炭素原子を有するものを包含し、とくに直鎖状基であるメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、およびヘプチルである。2〜5個の炭素原子を有する基は一般に好ましい。
「alkoxy」の語は、好ましくは、二価の酸素に結合した前記好ましいアルキル基を包含する。
「alkenyl」の語は、2〜7個のC原子を有する、直鎖状および分枝状アルケニル基を包含し、とくに直鎖状基である。とくにアルケニル基は、C〜C−1E−アルケニル、C〜C−3E−アルケニル、C〜C−4−アルケニル、C〜C−5−アルケニルおよびC−6−アルケニルであり、とくにC〜C−1E−アルケニル、C〜C−3E−アルケニルおよびC〜C−4−アルケニルである。とくに好ましいアルケニル基の群は、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C原子を有するアルケニル基は、一般に好ましい。
The terms “alkyl” and “alkyl *” preferably include straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 7 carbon atoms, in particular straight-chain groups Methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, and heptyl. Groups having 2 to 5 carbon atoms are generally preferred.
The term “alkoxy” preferably includes the preferred alkyl groups bonded to divalent oxygen.
The term “alkenyl” includes straight-chain and branched alkenyl groups having 2 to 7 C atoms, in particular the straight-chain groups. In particular alkenyl groups, C 2 ~C 7 -1E- alkenyl, C 4 ~C 7 -3E- alkenyl, C 5 ~C 7 -4- alkenyl, C 6 ~C 7 -5- alkenyl and C 7-6- alkenyl, in particular C 2 -C 7-1E-alkenyl, C 4 -C 7 -3E-alkenyl and C 5 -C 7-4-alkenyl. A particularly preferred group of alkenyl groups are vinyl, 1E-propenyl, 1E-butenyl, 1E-pentenyl, 1E-hexenyl, 1E-heptenyl, 3-butenyl, 3E-pentenyl, 3E-hexenyl, 3E-heptenyl, 4-pentenyl, 4Z-hexenyl, 4E-hexenyl, 4Z-heptenyl, 5-hexenyl, 6-heptenyl and the like. Alkenyl groups having up to 5 C atoms are generally preferred.

「フルオロアルキル」の語は、好ましくは、末端にフッ素を有する直鎖状基、すなわちフルオロメチル、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、別の位置のフッ素も除外されない。
「オキサアルキル」の語は好ましくは、式C2n+1−O−(CHで表される直鎖状基を包含する。式中、nおよびmは、それぞれ相互に独立して1〜6である。nは好ましくは=1であり、mは好ましくは1〜6である。
The term “fluoroalkyl” is preferably a linear group having a terminal fluorine, ie fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl and Includes 7-fluoroheptyl. However, other positions of fluorine are not excluded.
The term “oxaalkyl” preferably includes linear groups of the formula C n H 2n + 1 —O— (CH 2 ) m . In the formula, n and m are each independently 1 to 6. n is preferably = 1 and m is preferably 1-6.

、R、RおよびRの意味を適切に選択することによって、アドレス時間、しきい値電圧、透過特性曲線の急峻性などを所望の態様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一般に、アルキル基およびアルコキシ基に比較して、より短いアドレス時間、改善されたネマチック相形成傾向および弾性定数k33(ベンド)とk11(スプレイ)とのより大きい比をもたらす。4−アルケニル基、3−アルケニル基などの基は一般に、アルキル基およびアルコキシ基に比較して、より低いしきい値電圧およびより小さいk33/k11値をもたらす。 By appropriately selecting the meanings of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , the address time, the threshold voltage, the steepness of the transmission characteristic curve, and the like can be modified to a desired mode. For example, 1E-alkenyl groups, 3E-alkenyl groups, 2E-alkenyloxy groups and the like generally have shorter address times, improved nematic phase formation tendency and elastic constant k 33 (bend) compared to alkyl and alkoxy groups. ) And k 11 (spray). Groups such as 4-alkenyl groups, 3-alkenyl groups generally provide lower threshold voltages and lower k 33 / k 11 values compared to alkyl and alkoxy groups.

式(I+II):(III+IV+V+VI+VII)の化合物の最適な混合比は、所望の物性、式I、II、III、IV、V、VIおよび/またはVIIの成分の選択および存在し得るあらゆる別の成分の選択に実質的に依存する。上記範囲内における好適な混合比は、場合に応じて容易に決定することができる。
本発明による混合物中の式I〜VIIの化合物の総量は制限要因ではない。したがって、該混合物は1種または2種以上の追加の成分を含有することができ、これにより種々の物性を最適化することができる。しかしながら、アドレス時間およびしきい値電圧に対して見出される効果は、全般に式I〜VIIの化合物の総濃度が高いほど大きくなる。
The optimal mixing ratio of the compound of formula (I + II) :( III + IV + V + VI + VII) is determined by the desired physical properties, selection of components of formula I, II, III, IV, V, VI and / or VII and any other components that may be present. Substantially depends on the choice. A suitable mixing ratio within the above range can be easily determined depending on the case.
The total amount of compounds of the formulas I to VII in the mixture according to the invention is not a limiting factor. Thus, the mixture can contain one or more additional components, which can optimize various physical properties. However, the effects found on address time and threshold voltage are generally greater at higher total concentrations of compounds of Formulas I-VII.

とくに好ましい態様において、本発明による媒体は、式III〜VII(好ましくは式IIIおよび式IV、とくに式IIIaおよび/またはIVaおよび/またはIVc)の化合物を含む。式Iおよび/またはIIの化合物の好ましい相乗効果によって、とくに有利な物性がもたらされる。とくに、式Iおよび/またはIIの化合物ならびに式IIIおよびVの化合物を含有する混合物は、低いしきい値電圧と同時に高い誘電異方性において際立っている。   In a particularly preferred embodiment, the medium according to the invention comprises a compound of formula III to VII (preferably formula III and formula IV, in particular formula IIIa and / or IVa and / or IVc). The favorable synergistic effect of the compounds of formula I and / or II results in particularly advantageous physical properties. In particular, mixtures containing compounds of the formulas I and / or II and compounds of the formulas III and V stand out in high dielectric anisotropy as well as low threshold voltages.

本発明のSTNまたはMLCディスプレイの構成である偏光板、電極ベースプレートおよび表面処理電極からなるものは、このタイプのディスプレイの通常の設計に対応するものである。通常の設計の語は、本明細書においては広義に用いられ、MLCディスプレイから派生するものや改変されたあらゆるものを包含し、とくにポリ−SiTFTまたはMIMに基づくマトリクスディスプレイ素子を包含する。
しかし、本発明のディスプレイとねじれネマチックセルに基づく従来のディスプレイとの有意な差は、液晶層の前記液晶パラメータの選択にある。
The construction of the STN or MLC display of the present invention consisting of a polarizing plate, an electrode base plate and a surface-treated electrode corresponds to the usual design of this type of display. The term normal design is used herein in a broad sense and encompasses anything derived from or modified by an MLC display, in particular matrix display elements based on poly-Si TFTs or MIMs.
However, a significant difference between the display of the present invention and a conventional display based on twisted nematic cells is in the selection of the liquid crystal parameters of the liquid crystal layer.

本発明において用いることができる液晶混合物は、自体公知の方法において製造することができる。一般に、より少ない量で用いる成分の所望の量を、主成分を構成する成分中に溶解する。昇温下で行うと有利である。成分の溶液の混合を、有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール中において行い、溶媒の再度の除去を例えば蒸留によって、十分に混合した後に行うことも可能である。
前記誘電体は、さらに添加剤として、当業者に知られていて、文献中に記載されているものを含むことができる。例えば、0〜15%の多色性染料またはキラルなドーパントを加えることができる。
他の記載がない限り、パーセントは重量パーセントを表す。
The liquid crystal mixture that can be used in the present invention can be produced by a method known per se. In general, the desired amount of the component used in the smaller amount is dissolved in the component making up the main component. It is advantageous to carry out at an elevated temperature. It is also possible to mix the component solutions in an organic solvent such as acetone, chloroform or methanol and to remove the solvent again after thorough mixing, for example by distillation.
The dielectric may further include, as additives, those known to those skilled in the art and described in the literature. For example, 0-15% of pleochroic dyes or chiral dopants can be added.
Unless stated otherwise, percentages represent weight percentages.

Cは結晶相を表し、Sはスメクチック相を表し、SCはスメクチックC相を表し、Nはネマチック相を表し、およびIはアイソトロピック相を表す。
10は、10%透過率(視野角は板表面に対して垂直)における電圧を示し、一般にしきい値電圧という。飽和電圧(V90)は、透過率90%における電圧を表す。V90/V10は、これら2つの電圧の比である。tonはスイッチオン時間を、toffはスイッチオフ時間を、V10の値の2.0倍に相当する動作電圧におけるものとして表す。Δnは光学異方性を表し、nは屈折率である。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)。電気光学データの測定は、TNセルにおける第一極小値(すなわちd・Δn値が0.5であるところにおいて)において、20℃で行うが、他に明記されている場合はこの限りではない。光学データの測定は、20℃で行うが、他に明記されている場合はこの限りではない。
C represents a crystalline phase, S represents a smectic phase, S C represents a smectic C phase, N represents a nematic phase, and I represents an isotropic phase.
V 10 indicates a voltage at 10% transmittance (viewing angle is perpendicular to the plate surface), and is generally called a threshold voltage. The saturation voltage (V 90 ) represents a voltage at a transmittance of 90%. V 90 / V 10 is the ratio of these two voltages. t on denotes the switch-on time, the t off the switch-off time, as at an operating voltage corresponding to 2.0 times the value of V 10. Δn represents optical anisotropy, and n 0 is a refractive index. Δε represents dielectric anisotropy (Δε = ε‖−ε⊥. In this equation, ε‖ is a dielectric constant parallel to the long axis of the molecule, and ε⊥ is perpendicular to the long axis of the molecule. Dielectric constant). The measurement of the electro-optic data is performed at 20 ° C. at the first minimum value (that is, where the d · Δn value is 0.5) in the TN cell, unless otherwise specified. Measurement of optical data is performed at 20 ° C., unless otherwise specified.

本特許出願書および下記の例において、液晶化合物の構造を頭字語で示し、その化学式への変換は下記表AおよびBに従ってなされる。基C2n+1およびC2m+1の全ては、それぞれn個およびm個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である。表Bにおけるコードは自明である。表Aには母核の頭字語のみを示す。個々の場合において、この母核の頭文字の後に、ハイフンで分離して置換基R、R、LおよびLのコードを示す: In this patent application and the examples below, the structure of the liquid crystal compound is indicated by an acronym, and the conversion to the chemical formula is made according to Tables A and B below. All of the groups C n H 2n + 1 and C m H 2m + 1 are linear alkyl groups having n and m carbon atoms, respectively. The codes in Table B are self explanatory. Table A shows only the acronym for the mother nucleus. In each case, the initials of this mother nucleus are followed by the hyphens to indicate the codes for the substituents R 1 , R 2 , L 1 and L 2 :

Figure 2007051291
Figure 2007051291

他の好ましい混合物成分を表AおよびBに示す。

Figure 2007051291
Other preferred mixture components are shown in Tables A and B.
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

表C
表Cには、本発明の混合物全般に添加することができるドーパントを示す。

Figure 2007051291
Table C
Table C shows dopants that can be added to the overall mixture of the present invention.
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

以下の例は、本発明を説明しようとするものであって、本発明を限定するものではない。本明細書全体をとおして、パーセンテージは重量によるパーセントである。温度はいずれも、摂氏度で示されている。

Figure 2007051291
The following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the invention. Throughout this specification, percentages are percentages by weight. All temperatures are given in degrees Celsius.
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Figure 2007051291
Figure 2007051291

Claims (10)

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、下記式Iの化合物を1種または2種以上含み、下記式IIの化合物を1種または2種以上含む液晶媒体。
Figure 2007051291
Figure 2007051291
式中、
R、Rは、独立して、無置換であるかまたはハロゲン化されている1〜15個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、これらの基中の1個または2個以上のCH基は、それぞれ相互に独立して−C≡C−、−CFO−、−CH=CH−、−O−、−(CO)O−、−O(CO)−もしくは
Figure 2007051291
により、酸素原子が相互に直接結合しないように置換されていることも可能であり、
、LおよびLは、相互に独立してHまたはFであり、
Xは、F、ClまたはOCFであり、
Yは、F、Cl、フッ素化されている1〜5個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、さらに、これらの基中の1個のCH基は、−O−によって置換されていることも可能であり、
環A、AおよびAは、相互に独立して、
Figure 2007051291
であり、
p、qは、相互に独立して0または1であり、
ただし、環A、AおよびAは、CFOブリッジに隣接して位置するときは、ジオキサン環ではない。
A liquid crystal medium based on a mixture of polar compounds having positive dielectric anisotropy, comprising one or more compounds of the following formula I and one or more compounds of the following formula II.
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Where
R and R 0 are independently an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms which is unsubstituted or halogenated, and one or two or more of these groups are The CH 2 groups are independently of each other —C≡C—, —CF 2 O—, —CH═CH—, —O—, — (CO) O—, —O (CO) — or
Figure 2007051291
Can also be substituted so that the oxygen atoms are not directly bonded to each other,
L 1 , L 2 and L 3 are independently of each other H or F;
X is F, Cl or OCF 3 ;
Y is F, Cl, a fluorinated alkyl group or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and one CH 2 group in these groups is substituted by —O—. It is also possible that
Rings A 1 , A 2 and A 3 are independent of each other
Figure 2007051291
And
p and q are independently 0 or 1,
However, rings A 1 , A 2 and A 3 are not dioxane rings when located adjacent to the CF 2 O bridge.
1種または2種以上の式IIIの化合物をさらに含む、請求項1に記載の液晶媒体。
Figure 2007051291
式中、
は、無置換であるかまたはハロゲン化されている1〜15個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、これらの基中の1個または2個以上のCH基は、それぞれ相互に独立して−C≡C−、−CH=CH−、−O−、−(CO)O−、−O(CO)−もしくは
Figure 2007051291
により、酸素原子が相互に直接結合しないように置換されていることも可能であり、
は、HまたはFであり、
は、Cl、CN、SF、NCS、ハロゲン化されている8個以下の炭素原子を有するアルキル基であり、この基中の1個または2個以上のCH基は、−O−または−CH=CH−によって、酸素原子が相互に直接結合しないように置換されていることも可能である。
The liquid crystal medium according to claim 1, further comprising one or more compounds of formula III.
Figure 2007051291
Where
R 1 is an unsubstituted or halogenated alkyl group or alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more CH 2 groups in these groups are each Independently of each other —C≡C—, —CH═CH—, —O—, — (CO) O—, —O (CO) — or
Figure 2007051291
Can also be substituted so that the oxygen atoms are not directly bonded to each other,
L 1 is H or F;
X 1 is Cl, CN, SF 5 , NCS, a halogenated alkyl group having 8 or less carbon atoms, in which one or more CH 2 groups are —O— Alternatively, oxygen atoms may be substituted by —CH═CH— so that oxygen atoms are not directly bonded to each other.
式IIの化合物の混合物全体に対する割合が、少なくとも18重量%である、請求項1または2に記載の液晶媒体。   Liquid crystal medium according to claim 1 or 2, wherein the proportion of the compound of formula II relative to the total mixture is at least 18% by weight. 1種または2種以上の式IVの化合物をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載の液晶媒体。
Figure 2007051291
式中、
は、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、それぞれ9個以下の炭素原子を有し、
は、F、Cl、ハロゲン化されているアルキル、ハロゲン化されているアルケニルまたはハロゲン化されているアルコキシであり、6個以下の炭素原子を有し、
およびYは、それぞれ相互に独立して、HまたはFである。
4. The liquid crystal medium according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more compounds of formula IV.
Figure 2007051291
Where
R 2 is n-alkyl, oxaalkyl, fluoroalkyl or alkenyl, each having 9 or fewer carbon atoms,
X 0 is F, Cl, halogenated alkyl, halogenated alkenyl or halogenated alkoxy, having 6 or fewer carbon atoms,
Y 1 and Y 2 are each independently H or F.
1種または2種以上の式VI−1〜VI−5の化合物をさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の液晶媒体。
Figure 2007051291
式中、
、X、YおよびYは、請求項1または請求項4において定義されたとおりであり、
LはHまたはFであり、
AlkylおよびAlkyl*は、それぞれ相互に独立して、1個〜8個の炭素原子を有する直鎖アルキル基である。
The liquid crystal medium according to claim 1, further comprising one or more compounds of the formulas VI-1 to VI-5.
Figure 2007051291
Where
R 0 , X 0 , Y 1 and Y 2 are as defined in claim 1 or claim 4;
L is H or F;
Alkyl and Alkyl * are each independently a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
化合物1が1種または2種以上の式Ibのヘプチル化合物をさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶媒体。
Figure 2007051291
6. Liquid crystal medium according to any of claims 1 to 5, wherein compound 1 further comprises one or more heptyl compounds of formula Ib.
Figure 2007051291
式IIの化合物が、1種または2種以上の式II−1〜II−31の化合物をさらに含む、請求項1〜6のいずれかに記載の液晶媒体。
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Figure 2007051291
式中、Rは、請求項1において定義されたとおりである。
The liquid crystal medium according to any of claims 1 to 6, wherein the compound of formula II further comprises one or more compounds of formula II-1 to II-31.
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Figure 2007051291
Figure 2007051291
In which R 0 is as defined in claim 1.
式Iの化合物および式IIの化合物の混合物全体に対する割合の合計が、少なくとも35%である、請求項1〜7のいずれかに記載の液晶媒体。   8. A liquid crystal medium according to any of claims 1 to 7, wherein the sum of the proportions of the compound of formula I and of the compound of formula II relative to the total mixture is at least 35%. 請求項1〜8のいずれかに記載の液晶媒体の、電気光学的目的における使用。   Use of the liquid crystal medium according to claim 1 for electro-optical purposes. 請求項1〜8のいずれかに記載の液晶媒体を含有する、電気光学ディスプレイ。   An electro-optic display containing the liquid crystal medium according to claim 1.
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