JP2009191264A - 液晶媒体および液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】液晶媒体および液晶ディスプレイを提供する。
【解決手段】式Ｉの１種類以上の化合物と、１種類以上の誘電的に中性の化合物とを含む誘電的に正のネマチック媒体と、ならびに、これらの媒体を備える液晶ディスプレイ、特に、アクティブマトリクスディスプレイおよび特には、ＴＮ−、ＩＰＳ−、ＦＦＳ−およびＯＣＢ−ディスプレイに関する。

（Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ互いに独立に、アルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまはたフッ素化されたアルコキシ、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フッ素化されたアルケニルである。）
【選択図】なし

Description

本発明は液晶媒体、好ましくは、１種類以上の誘電的に中性の化合物および１種類以上の誘電的に正の化合物を含む誘電的に正のネマチック媒体と、これらの媒体を備える液晶ディスプレイ、特に、アクティブマトリクスによりアドレスされるディスプレイ、特には、ＴＮ−、ＩＰＳ−、ＦＦＳ−またはＯＣＢ−型ディスプレイに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、情報を表示するために広く使用されている。ＬＣＤは、直視ディスプレイ用ならびに投射型ディスプレイ用として使用されている。用いられる電気光学モードは、例えば、捩れネマチック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）−、超捩れネマチック（ＳＴＮ：Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）−、光学補償ベンド（ＯＣＢ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）−および電気制御複屈折（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）−モードとそれらの種々の変法で、例えば、垂直配向ネマチック（ＶＡＮ：Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）−、パターン化ＩＴＯ垂直配向ネマチック（ＰＶＡ：Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ＩＴＯ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）−、高分子安定化垂直配向ネマチック（ＰＳＶＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）−および多重ドメイン垂直配向ネマチック（ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉ ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）−モードなど、ならびに他のモードである。これらのモードは全て、基板と液晶層とにそれぞれ実質的に垂直な電場を使用する。これらのモードに加え、基板と液晶層とにそれぞれ実質的に平行な電場を用いる電気光学的モード、例えば、インプレーンスイッチング（略してＩＰＳ：Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード（例えば、独国特許第４０００４５１号（特許文献１）および欧州特許第０５８８５６８号（特許文献２）に開示されている）およびフリンジ場スイッチング（ＦＦＳ：Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどもある。とりわけ、これらの電気光学的モードは、最新のデスクトップモニター向けおよび更にはテレビ用およびマルチメディア用途用ディスプレイ向けのＬＣＤ用に使用される。本発明による液晶は、好ましくは、これらの型のディスプレイで使用される。

これらのディスプレイには、改良された特性を有する新規な液晶媒体が求められている。特に、コントラスト比は、多くのタイプの用途ために改良される必要がある。よって、改良された挙動の液晶媒体が求められている。それらの回転粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であるべきで、好ましくは９０ｍＰａ・ｓ以下、特には８０ｍＰａ・ｓ以下である。このパラメーターに加えて、媒体は適切に広範囲のネマチック相、適切な複屈折（Δｎ）を示すべきであり、そして誘電異方性（Δε）は合理的に低い動作電圧を許容するのに十分高くあるべきである。好ましくは、Δεは４より高くあるべきで、非常に好ましくは５より高いが、もう１つの要求となる少なくとも合理的に高い比抵抗に不利に働くので、好ましくは１５以下、特には１０以下であり、特にアクティブマトリクスのアドレスのためで最も好ましくは、５〜９の範囲内である。

本発明によるディスプレイは、好ましくはアクティブマトリクス（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ、略してＡＭＤ）、好ましくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）マトリクスによりアドレスされる。しかしながら、本発明の液晶は、他の既知のアドレス手段によるディスプレイにも有益に使用することができる。

ＬＣＤおよび特にはＩＰＳディスプレイに適切な液晶組成物は、例えば、特開平０７−１８１４３９号公報（特許文献３）、欧州特許第０６６７５５５号（特許文献４）、欧州特許第０６７３９８６号（特許文献５）、ドイツ国特許第１９５０９４１０号（特許文献６）、ドイツ国特許第１９５２８１０６号（特許文献７）、ドイツ国特許第１９５２８１０７号（特許文献８）、国際特許出願公開第９６／２３８５１号公報（特許文献９）および国際特許出願公開第９６／２８５２１号公報（特許文献１０）より既知である。しかしながら、これらの組成物は物理的特性に関して顕著な欠点を有している。例えば、ディスプレイを、例えばテレビのディスプレイ用に最近激しく競争されているＶＡモードの１つで動作するディスプレイと比較する場合、それらの欠点の殆どは、他の欠点の中でも、好ましくない低いコントラスト比につながる。

独国特許第４０００４５１号 欧州特許第０５８８５６８号 特開平０７−１８１４３９号公報 欧州特許第０６６７５５５号 欧州特許第０６７３９８６号 ドイツ国特許第１９５０９４１０号 ドイツ国特許第１９５２８１０６号 ドイツ国特許第１９５２８１０７号 国際特許出願公開第９６／２３８５１号公報 国際特許出願公開第９６／２８５２１号公報

よって、広いネマチック相範囲、使用されるディスプレイモードによる適切な光学異方性Δｎ、高いΔε、低い粘度、特に低い回転粘度（γ_１）およびディスプレイ中における特に高いコントラスト比などの実用的な用途に適切な特性を有する液晶媒体に対する多大な要求がある。

ここで驚くべきことに、適切な相範囲、適切に高いΔεおよびΔｎの値および適切に低い粘度の液晶媒体を実現できることが見出され、それは先行技術の材料の欠点を示さないか、または少なくとも格別により小さな程度にしか示さない。

本出願のこれらの改善された液晶媒体は、少なくとも以下（１種類以上の式Ｉの誘電的に中性の化合物、１種類以上の式ＩＩおよびＩＩＩの化合物群より選択され、３より大きい誘電異方性を有する誘電的に正の化合物、および１種類以上の式ＩＶの誘電的に中性の化合物）を含む。

・１種類以上の式Ｉの誘電的に中性の化合物。

式中、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ互いに独立に、好ましくは炭素数１〜７の、アルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまはたフッ素化されたアルコキシ、好ましくは炭素数２〜７の、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フッ素化されたアルケニルであり、Ｒ^１１は好ましくはアルケニル、より好ましくは１−Ｅ−アルケニル、最も好ましくはビニルであり、Ｒ^１２は好ましくはアルキル、より好ましくはｎ−アルキル、最も好ましくはメチルまたはエチルである。

・１種類以上の式ＩＩおよびＩＩＩの化合物群より選択され、３より大きい誘電異方性を有する誘電的に正の化合物。

式中、
Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ互いに独立に、炭素数１〜７のアルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまはたフッ素化されたアルコキシ、炭素数２〜７のアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化されたアルケニルであり、Ｒ^２およびＲ^３は、好ましくは、アルキルまたはアルケニルであり、

Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^３１およびＬ^３２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦであり、好ましくは、Ｌ^２１および／またはＬ^３１はＦであり、
Ｘ^２およびＸ^３は、それぞれ互いに独立に、ハロゲン、炭素数１〜３のハロゲン化されたアルキルまたはアルコキシ、または炭素数２または３のハロゲン化されたアルケニルまたはアルケニルオキシであり、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ_３または−ＣＦ_３、最も好ましくは、Ｆ、Ｃｌまたは−ＯＣＦ_３であり、
Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−または単結合であり、好ましくは、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、最も好ましくは、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、および
ｌ、ｍ、ｎおよびｏは、それぞれ互いに独立に、０または１である。

・１種類以上の式ＩＶの誘電的に中性の化合物。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立に、上で式ＩＩにおいてＲ^２に与えられる意味を有し、好ましくは、Ｒ^４１はアルキルでＲ^４２はアルキルまたはアルコキシであるか、または、Ｒ^４１はアルケニルでＲ^４２はアルキルであり、

Ｚ^４１およびＺ^４２は、それぞれ互いに独立に、および、Ｚ^４１が２回存在する場合は、これらもそれぞれ互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、好ましくは、それらの少なくとも一つは単結合であり、および
ｐは、０、１または２、好ましくは０または１であり、
但し、式Ｉの化合物は除外される。

本発明の好ましい実施形態において、本出願による液晶媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−４の化合物群より選択される、好ましくは式Ｉ−１の１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ^１２は上で式Ｉにおいて与えられる意味を有し、好ましくは、アルキル、１−Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニルであり、より好ましくは、アルキル、最も好ましくは、メチルまたはエチルである。

本発明の好ましい実施形態において、本出願による液晶媒体は、式ＩＩ−１〜ＩＩ−３の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
パラメーターは上で式ＩＩにおいて与えられるそれぞれの意味を有し、および式ＩＩ−３中でパラメーターＬ^２３およびＬ^２４は、それぞれ互いに、および他のパラメーターと独立に、ＨまたはＦである。

好ましくは、Ｌ^２１およびＬ^２２またはＬ^２３およびＬ^２４の両方がＦである式ＩＩ−１〜ＩＩ−３の化合物群より選択される化合物を媒体が含む。

好ましくは媒体は、式ＩＩ−１の１種類以上、好ましくは式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｄの化合物群より選択される化合物を含む。

式中、
パラメーターは上で与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
Ｌ^２１およびＬ^２２の両方がＦで、Ｌ^２３およびＬ^２４の両方がＨであるか、または
Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦである。

式ＩＩ−１の特に好ましい化合物は、以下である。

式中、Ｒ^２は、上で与えられる意味を有する。

好ましい実施形態において、Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦである、式ＩＩ−２およびＩＩ−３の化合物群より選択される１種類以上の化合物を媒体が含む。

好ましくは媒体は、式ＩＩ−２の１種類以上、好ましくは式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｃの化合物群より選択される化合物を含む。

式中、
パラメーターは上で与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
Ｌ^２１およびＬ^２２の両方がＦである。

好ましくは媒体は、式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｅの化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
パラメーターは上で与えられるそれぞれの意味を有する。

好ましくは媒体は、Ｌ^２１およびＬ^２２、またはＬ^２３およびＬ^２４の両方がＦである、式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｅの化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦである、式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｅの化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

式ＩＩ−３の特に好ましい化合物は、以下である。

式中、Ｒ^２は、上で与えられる意味を有する。

本発明の更なる好ましい実施形態において、媒体は、式ＩＩＩ−１およびＩＩＩ−２の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
パラメーターは上で式ＩＩＩにおいて与えられるそれぞれの意味を有する。

好ましくは媒体は、式ＩＩＩ−１の１種類以上、好ましくは式ＩＩＩ−１ａ〜ＩＩＩ−１ｊの化合物群より選択される化合物を含む。

式中、
パラメーターは上で与えられるそれぞれの意味を有し、Ｌ^３３〜Ｌ^３６は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦである。

式ＩＩＩ−１ａの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ａ−１〜ＩＩＩ−１ａ−４の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１ｂの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ｂ−１およびＩＩＩ−１ｂ−２、好ましくはＩＩＩ−１ｂ−２の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１ｃの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ｃ−１〜ＩＩＩ−１ｃ−５の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１ｄおよびＩＩＩ−１ｅの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ｄ−１およびＩＩＩ−１ｅ−１の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１ｆの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ｆ−１〜ＩＩＩ−１ｆ−５の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１ｇの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ｇ−１〜ＩＩＩ−１ｇ−５の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１ｈの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ｈ−１〜ＩＩＩ−１ｈ−３の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２の好ましい化合物は、式ＩＩＩ−２ａおよびＩＩＩ−２ｂの化合物群より選択される。

式中、
パラメーターは上で与えられるそれぞれの意味を有し、パラメーターＬ^３３およびＬ^３４は、それぞれ互いに、および他のパラメーターと独立に、ＨまたはＦである。

式ＩＩＩ−２ａの好ましい化合物は、式ＩＩＩ−２ａ−１〜ＩＩＩ−２ａ−６の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^３は、上で与えられる意味を有する。

本発明による媒体は、式ＩＩＩ−１および／またはＩＩＩ−２の化合物に替えて、または加えて、式ＩＩＩ−３の化合物を１種類以上含むことができる。

式中、
パラメーターは上で式ＩＩＩにおいて与えられるそれぞれの意味を有する。好ましくは、これらの化合物は式ＩＩＩ−３ａの化合物である。

式中、
Ｒ^３は、上で与えられる意味を有する。

好ましくは、式ＩＶの化合物は、式ＩＶ−１〜ＩＶ−５の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、上で一般的に式ＩＶにおいて与えられるそれぞれの意味を有し、
通常、特に式ＩＶ−１およびＩＶ−５において、Ｒ^４１は、好ましくは、アルキルまたはアルケニル、好ましくは、アルケニルであり、Ｒ^４２は、好ましくは、アルキルまたはアルケニル、好ましくは、アルキルであり、
あるいは、式ＩＶ−２において、Ｒ^４１およびＲ^４２の両方は、好ましくは、アルキルであり、
式ＩＶ−４において、Ｒ^４１は、好ましくは、アルキルまたはアルケニル、好ましくは、アルキルであり、Ｒ^４２は、好ましくは、アルキルまたはアルコキシ、好ましくは、アルコキシである。

好ましくは媒体は、式ＩＶ−１、ＩＶ−４およびＩＶ−５の化合物群より選択される１種類以上の化合物、好ましくは、式ＩＶ−１の１種類以上の化合物と式ＩＶ−４およびＩＶ−５の群より選択される１種類以上の化合物、最も好ましくは式ＩＶ−１およびＩＶ−５のそれぞれの１種類以上の化合物を含む。

本発明の好ましい実施形態において、媒体は、式ＩＶ−５、より好ましくはそれのそれぞれのサブ式である式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＣＰ−Ｖｎ−ｍより選択される、より好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−Ｖ２−ｎより選択される、最も好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−１およびＣＣＰ−Ｖ２−１の群より選択される１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、下の表Ｂにおいて与えられる。

先のものと同一でも異なっていても構わない本発明の更なる好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、上で示される通り式ＩＶ−１〜ＩＶ−５の化合物群より選択される式ＩＶの１種類以上の化合物と、式ＩＶ−６〜ＩＶ−１１、最も好ましくは式ＩＶ−１０の化合物群より選択される１種類以上の化合物とを含む。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立に、炭素数１〜７のアルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまたはフッ素化されたアルコキシ、炭素数２〜７のアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化されたアルケニルであり、
Ｌ^４は、ＨまたはＦである。

本発明による媒体は、式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物に替えて、または加えて、式Ｖの１種類以上の誘電的に正の化合物を含むことができる。

式中、
Ｒ^５は、炭素数１〜７のアルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまたはフッ素化されたアルコキシ、炭素数２〜７のアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化されたアルケニルであり、好ましくは、アルキルまたはアルケニルであり、

Ｌ^５１およびＬ^５２は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦであり、好ましくは、Ｌ^５１はＦであり、
Ｘ^５は、ハロゲン、炭素数１〜３のハロゲン化されたアルキルまたはアルコキシ、炭素数２または３のハロゲン化されたアルケニルまたはアルケニルオキシであり、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ_３または−ＣＦ_３、最も好ましくはＦ、Ｃｌまたは−ＯＣＦ_３であり、
Ｚ^５は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−または−ＣＨ_２Ｏ−、好ましくは、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−またはトランス−ＣＨ＝ＣＨ−、最も好ましくは、−ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であり、
ｑは、０または１である。

式Ｖの化合物は、好ましくは、式Ｖ−１およびＶ−２の化合物群より選択される。

式中、
パラメーターは、上で与えられるそれぞれの意味を有し、
パラメーターＬ^５３およびＬ^５４は、それぞれ互いに、および他のパラメーターと独立に、ＨまたはＦであり、
好ましくは、Ｚ^５は−ＣＨ_２−ＣＨ_２−である。

好ましくは、式Ｖ−１の化合物は、式Ｖ−１ａおよびＶ−１ｂの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^５は、上で与えられる意味を有する。

好ましくは、式Ｖ−２の化合物は、式Ｖ−２ａからＶ−２ｄの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^５は、上で与えられる意味を有する。

好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、式ＶＩの１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ^６１およびＲ^６２は、それぞれ互いに独立に、上で式ＩＩにおいてＲ^２に与えられる意味を有し、好ましくは、Ｒ^６１はアルキルで、Ｒ^６２はアルキルまたはアルケニルであり、

Ｚ^６１およびＺ^６２は、それぞれ互いに独立に、および、Ｚ^６１が２回ある場合は、これらもそれぞれ互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−または単結合であり、好ましくは、それらの少なくとも１つは単結合であり、および
ｒは、０、１または２であり、好ましくは、０または１である。

好ましくは、式ＶＩの化合物は、式ＶＩ−１およびＶＩ−２の化合物群より選択される。

式中、
Ｒ^６１およびＲ^６２は、上で式ＶＩにおいて与えられるそれぞれの意味を有し、Ｒ^６１は、好ましくは、アルキル、より好ましくはｎ−アルキルであり、
式ＶＩ−１において、Ｒ^６２は、好ましくは、アルケニル、好ましくは、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３であり、
式ＶＩ−２において、Ｒ^６２は、好ましくは、アルキルである。

式ＶＩ−１の好ましい化合物は、式ＰＰ−ｎ−２Ｖｍ、より好ましくは式ＰＰ−１−２Ｖ１の化合物である。これらの略号（頭文字）の定義は、下の表Ｂにおいて与えられる。

式ＶＩ−２の好ましい化合物は、式ＰＧＰ−ｎ−ｍ、より好ましくは式ＰＧＰ−３−ｍ、より好ましくは、式ＰＧＰ−３−２、ＰＧＰ−３−３、ＰＧＰ−３−４およびＰＧＰ−３−５より選択される化合物である。これらの略号（頭文字）の定義は、下の表Ｂにおいて与えられる。

好ましくは、本発明による液晶媒体は、式Ｉ〜ＶＩ、好ましくはＩ〜ＩＶおよびＶＩ、最も好ましくはＩ〜ＩＶの化合物群より選択される化合物を含み、より好ましくは大部分がこれらよりなり、より好ましくは本質的にこれらよりなり、最も好ましくは全てがこれらよりなる。

本出願中で用語「含む」は、組成物の文脈において、例えば媒体または成分などの言及される物が、問題となっている単一または複数種類の成分または単一または複数種類の化合物を含有していることを意味しており、他に明らかに定義されない限り、好ましくは総濃度で１０％以上、最も好ましくは２０％以上含有している。

この文脈において他に明らかに定義されない限り、用語「大部分が・・よりなる」は、言及される物が、問題となっている単一または複数種類の成分または単一または複数種類の化合物を５５％以上、好ましくは６０％以上、最も好ましくは７０％以上を含有することを意味する。

この文脈において他に明らかに定義されない限り、用語「本質的に・・よりなる」は、言及される物が、問題となっている単一または複数種類の成分または単一または複数種類の化合物を８０％以上、好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上を含有することを意味する。

この文脈において他に明らかに定義されない限り、用語「全てが・・よりなる」は、言及される物が、問題となっている単一または複数種類の成分または単一または複数種類の化合物を９８％以上、好ましくは９９％以上、最も好ましくは１００．０％を含有することを意味する。

また、本発明の媒体の中で、上では明確には述べていないが、その他のメソゲン性化合物を任意成分として、有利に使用することもできる。そのような化合物は、当該分野の専門家に既知である。

本発明による液晶媒体は、７０℃以上の、好ましくは７５℃以上の透明点によって特徴付けられる。

本発明による液晶媒体の５８９ｎｍ（Ｎａ^Ｄ）および２０℃におけるΔｎは、好ましくは、０．０７０以上〜０．１６０以下の範囲内、より好ましくは０．０８０以上〜０．１４５以下の範囲内、最も好ましくは０．０９０以上〜０．１３０以下の範囲内である。

本発明の第１の特に好ましい実施形態において、液晶媒体のΔｎは、０．０９０以上〜０．１３０以下の範囲内、より好ましくは０．０９５以上〜０．１２５以下の範囲内、より好ましくは０．１００以上〜０．１２０以下の範囲内、最も好ましくは０．１０５以上〜０．１１５以下の範囲内である。

本発明による液晶媒体の１ｋＨｚおよび２０℃におけるΔεは、好ましくは３以上、より好ましくは４以上、最も好ましくは５以上であり、一方、Δεは１２以下が好ましく、より好ましくは１０以下、最も好ましくは７以下である。

好ましくは、本発明の媒体のネマチック相は、少なくとも０℃以下〜８０℃以上であり、より好ましくは少なくとも−２０℃以下〜８０℃以上、最も好ましくは少なくとも−３０℃以下〜８０℃以上、特には少なくとも−４０℃以下から９０℃以上である。

好ましくは、液晶媒体は、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩ、好ましくは、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの１種類以上の化合物を、総量の５０％〜１００％、より好ましくは７０％〜１００％、より好ましくは８０％〜１００％、特に９０％〜１００％含有する。

より好ましくは、液晶媒体は、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩ、好ましくは、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの１種類以上の化合物を含み、より好ましくは大部分がこれらよりなり、より好ましくは本質的にこれらよりなり、最も好ましくは全てがこれらよりなる。

式Ｉの化合物は、好ましくは、総混合物の１％〜３０％、より好ましくは２％〜２０％、より好ましくは２％〜１５％、最も好ましくは３％〜１２％の総濃度で媒体中において使用される。

本発明の好ましい実施形態によれば、式Ｉの化合物は、好ましくは、総混合物の１％〜２０％、より好ましくは２％〜１５％、最も好ましくは３％〜１２％の総濃度で使用される。

式ＩＩおよびＩＩＩの化合物は、好ましくは、総混合物の１５％〜５５％、より好ましくは２０％〜５０％、より好ましくは２５％〜４５％、最も好ましくは３０％〜４０％の総濃度で媒体中において使用される。

式ＩＩの化合物は、好ましくは、総混合物の１％〜４０％、より好ましくは２％〜３０％、より好ましくは３％〜２０％、最も好ましくは５％〜１５％の総濃度で媒体中において使用される。

式ＩＩＩの化合物は、好ましくは、総混合物の５％〜４５％、より好ましくは１０％〜４０％、より好ましくは１５％〜３５％、最も好ましくは２０％〜３０％の総濃度で媒体中において使用される。

式ＩＶの化合物は、好ましくは、総混合物の２０％〜７５％、より好ましくは３０％〜７０％、より好ましくは４０％〜６５％、最も好ましくは５０％〜７０％の総濃度で媒体中において使用される。

式Ｖの化合物は、好ましくは、総混合物の０％〜３０％、好ましくは１％〜３０％、より好ましくは５％〜２０％、最も好ましくは１０％〜２０％の総濃度で媒体中において使用される。

式ＶＩの化合物は、好ましくは、総混合物の０％〜３０％、好ましくは０％〜１５％、最も好ましくは１％〜１０％の総濃度で媒体中において使用される。

任意に、本発明による媒体は、物理的性質を調節するために、さらに液晶化合物を含むことができる。そのような化合物は、専門家に既知である。本発明による媒体中におけるそれらの濃度は、好ましくは０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜２０％、最も好ましくは１％〜１５％である。

好ましくは、本発明による媒体は、
・式ＩＩ−１−ｃ−１、好ましくは式ＰＵＱＵ−ｎ−Ｆ；および／または
・式ＩＩＩ−１ａ、好ましくは式ＩＩＩ−１ａ−１および／またはＩＩＩ−１ａ−４；および／または
・式ＩＩＩ−１ｇ、好ましくは式ＩＩＩ−１ｇ−３および／またはＩＩＩ−１ｇ−４および／またはＩＩＩ−１ｇ−５、より好ましくは式ＰＧＵ−ｎ−Ｆおよび／またはＧＧＰ−ｎ−Ｆおよび／またはＧＧＰ−ｎ−ＣＬ；および／または
・式ＩＩＩ−１ｈ、好ましくは式ＩＩＩ−１ｈ−３；および／または
・式ＩＶ−１、好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−Ｖ２−ｎおよび／またはＣＣＰ−ｎＶ２−ｍ、より好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−１および／またはＣＣＰ−Ｖ２および／またはＣＣＰ−Ｖ２−１および／またはＣＣＰ−Ｖ２−２および／またはＣＣＰ−１Ｖ２−１；および／または
・式ＩＶ−５、好ましくは式ＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖｍ、より好ましくは式ＣＣ−３−Ｖおよび／またはＣＣ−４−Ｖおよび／またはＣＣ−５−Ｖおよび／またはＣＣ−３−Ｖ１；および／または
・式ＩＶ−１１、好ましくは式ＣＰＰＣ−ｎ−ｎおよび／またはＣＧＰＣ−ｎ−ｍ、より好ましくは式ＣＰＰＣ−３−３および／またはＣＰＰＣ−５−３および／またはＣＰＰＣ−５−５および／またはＣＧＰＣ−３−３および／またはＣＧＰＣ−５−３および／またはＣＰＧＣ−５−５；
の１種類以上の化合物を含む。

本出願において、「誘電的に正」という用語は、化合物または成分がΔε＞３．０であること、「誘電的に中性」という用語は、−１．５≦Δε≦３．０であること、「誘電的に負」という用語は、Δε＜−１．５であることを意味し、Δεは、１ｋＨｚの周波数および２０℃において決定される。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中での、個々の化合物のそれぞれの１０％の溶液の結果から決定される。それぞれの化合物のホスト混合物中での溶解性が１０％未満であるときは、濃度を５％まで低下する。試験混合物の容量は、ホメオトロピック配向を有するセルおよびホモジニアス配向を有するセルの両方において決定する。両方の型のセルのセル間隔は、およそ２０μｍである。印加される電圧は、１ｋＨｚの周波数で室温において典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの二乗平均平方根値を有する矩形波であるが、しかしながら、常にそれぞれの試験混合物の容量閾値よりも低く選択される。

Δεは（ε_‖−ε_⊥）と定義され、一方、ε_ａｖは（ε_‖＋２ε_⊥）／３と定義される。

誘電的に正の化合物については、混合物ＺＬＩ−４７９２が、誘電的に中性ならびに誘電的に負の化合物については、混合物ＺＬＩ−３０８６が、それぞれホスト混合物として使用され、両方ともドイツ国メルク社製である。化合物の誘電率は、興味ある化合物を添加した際の、ホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定される。その値を、興味ある化合物の濃度１００％に外挿する。

２０℃の測定温度でネマチック相を有する成分は、そのままで測定され、他の全ても化合物の測定と同様に処理される。

本出願において「閾電圧」という用語は、他に明言しない限り、光学的閾値を意味して１０％相対的コントラスト（Ｖ_１０）について与えられ、「飽和電圧」という用語は、光学的飽和を意味して９０％相対的コントラスト（Ｖ_９０）について与えられる。フレデリクス閾値（Ｖ_Ｆｒ）とも呼ばれる容量的閾電圧（Ｖ_０）は、明らかに述べる場合にのみ使用する。

本出願で与えられたパラメーターの範囲は、他に明言しない限り、全て限界値を含む。

本出願を通じて、他に明言しない限り、全ての濃度は、質量パーセントで与えられ、それぞれの完全な混合物に関するものであり、全ての温度は、摂氏度（セルシウス）で与えられ、全ての温度差も摂氏度で与えられる。全ての物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年１１月刊、ドイツ国メルク社により決定されたか決定され、他に明言しない限り、２０℃の温度に対して与えられる。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定される。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で決定される。閾電圧、ならびに他の全ての電気光学的特性は、ドイツ国メルク社で調製された試験セルにより決定された。Δεの決定のための試験セルは、約２０μｍのセル間隔を有していた。電極は、１．１３ｃｍ^２の面積および保護リングを有する円形ＩＴＯ電極であった。配向層は、ホメオトロピック配向（ε_‖）用にはレシチン、ホモジニアス配向（ε_⊥）用には日本合成ゴム社製ポリイミドＡＬ−１０５４であった。容量は、０．３Ｖ_ｒｍｓの電圧を有する正弦波を使用する周波数応答解析装置Ｓｏｌａｔｒｏｎ１２６０によって決定した。電気光学的測定において使用した光は、白色光であった。用いた装置構成は、ドイツ国Ａｕｔｒｏｎｉｃ Ｍｅｌｃｈｅｒｓ社の商業的に入手可能な装置であった。特性電圧を、垂直観察の下で決定した。閾値（Ｖ_１０）−中間灰色（Ｖ_５０）−および飽和（Ｖ_９０）電圧は、それぞれ１０％、５０％および９０％相対コントラストで決定した。

本発明による液晶媒体は、通常の濃度で更に添加剤およびキラルドーパントを含むことができる。これらの更なる構成成分の総濃度は、総混合物に基づいて０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲である。それぞれ使用される個々の化合物の濃度は、好ましくは０．１％〜３％の範囲である。これらおよび類似の添加物の濃度は、本出願の液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲には考慮されない。また、このことは、混合物中で使用される二色性染料の濃度についても当てはまり、ホスト混合物の化合物および成分の濃度がそれぞれ特定される場合には考慮されない。それぞれの添加剤の濃度は、常に、最終的にドープされた混合物に対して与えられる。

本発明による本発明の液晶媒体は、数種の化合物、好ましくは３〜３０種類、より好ましくは４〜２０種類、および最も好ましくは４〜１６種類の化合物からなる。これらの化合物は、慣用的な方法で混合される。原則として、より少ない量で使用される化合物の必要量を、より多い量で使用される化合物に溶解する。より高い濃度で用いられる化合物の透明点より温度が高い場合には、溶解の過程の完了を観察するのは特に容易である。しかしながら、他の慣用の方法、例えば同族化合物混合物または共融混合物であることができる所謂プレ混合物の使用や、構成成分が使用可能な状態の混合物自身である所謂マルチ・ボトル・システムにより媒体を調製することもできる。

適切な添加剤を加えることにより、ＴＮ、ＴＮ−ＡＭＤ、ＥＣＢ−ＡＭＤ、ＶＡＮ−ＡＭＤ、ＩＰＳ−ＡＭＤ、ＦＦＳ−ＡＭＤ ＬＣＤなどのように液晶媒体をそのまま使用するディスプレイ、またはＰＤＬＣ、ＮＣＡＰ、ＰＮ ＬＣＤ、特にＡＳＭ−ＰＡ ＬＣＤなどのように複合材系中で液晶媒体を使用するディスプレイ等の公知の液晶ディスプレイの全てにおいて使用できるように、本発明による液晶媒体を改変できる。

液晶の融点Ｔ（Ｃ、Ｎ）、スメクチック相（Ｓ）からネマチック（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ、Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ、Ｉ）は、摂氏度で与えられる。

本出願および特に以下の例において、液晶化合物の構造は「頭文字」とも呼ばれる略号で表される。略号から対応する構造への変換は、以下の３つの表Ａ〜Ｃによって一義的に行われる。

全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１、Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１およびＣ_ｌＨ_２ｌ＋１は、それぞれ炭素数ｎ、ｍおよびｌの好ましくは直鎖状のアルキル基であり、−ＣＨ＝ＣＨ−は好ましくはトランスで、それぞれＥビニレンである。

表Ａに環構造要素に使用される記号を、表Ｂに結合基に使用される記号を、表Ｃに分子の左側および右側の末端基に使用される記号を列記する。

表Ｄに、それぞれのコードと共に分子構造の例を列記する。

式中、ｎおよびｍはそれぞれ整数であり、３つの点「．．．」は、この表の他の記号のためのスペースを表す。

好ましくは、本発明による液晶媒体は、式Ｉの化合物に加え、以下の表の式の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

表Ｅに、本発明による液晶媒体中で好ましくは使用されるキラルドーパントを列記する。

本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、表Ｅの化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

表Ｆに、本発明による液晶媒体中で好ましくは使用される安定剤を列記する。

本発明の好ましい実施形態において、本発明による媒体は、表Ｆの化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。

本発明による液晶媒体は、好ましくは
・表Ｄの化合物群より好ましくは選択される４種類以上、好ましくは６種類以上の化合物、好ましくは、
・表Ｄの式の群より選択される７種類以上、好ましくは８種類以上の化合物で、好ましくは３種類以上の異なる式の化合物
を含む。

以下で与えられる例は、いかなる方法でも制限することなく、本発明を説明するものである。

しかしながら、物理的特性および組成は、どの特性が達成できるか、そして、どの範囲でそれらを変更できるかを専門家に説明する。よって、特に、好ましくは達成できる各種の特性の組み合わせが、専門家のために十分に規定される。

＜例１＞
以下の表に与えられる組成および特性の液晶混合物を実現する。

この混合物は、ＩＰＳ−およびＦＦＳ−モード中で動作するディスプレイ、特に携帯用の用途に良く適している。

＜例２＞
以下の表に与えられる組成および特性の液晶混合物を実現する。

この混合物は、ＩＰＳ−およびＦＦＳ−モード中で動作するディスプレイ、特に携帯用の用途に良く適している。

Claims (10)

1. ・式Ｉの１種類以上の化合物と、
   ・式ＩＩおよびＩＩＩの化合物群より選択される１種類以上の化合物と、
   ・式ＩＶの１種類以上の化合物と
   を含む液晶媒体。
   

   

   
   （式中、
   Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ互いに独立に、アルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまはたフッ素化されたアルコキシ、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フッ素化されたアルケニルである。）
   

   

   
   （式中、
   Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ互いに独立に、炭素数１〜７のアルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまはたフッ素化されたアルコキシ、炭素数２〜７のアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化されたアルケニルであり、
   

   

   Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^３１およびＬ^３２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦであり、
   Ｘ^２およびＸ^３は、それぞれ互いに独立に、ハロゲン、炭素数１〜３のハロゲン化されたアルキルまたはアルコキシ、または炭素数２または３のハロゲン化されたアルケニルまたはアルケニルオキシであり、
   Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−または単結合であり、および
   ｌ、ｍ、ｎおよびｏは、それぞれ互いに独立に、０または１である。）
   

   

   （式中、
   Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立に、上で式ＩＩにおいてＲ^２に与えられる意味を有し、
   

   

   Ｚ^４１およびＺ^４２は、それぞれ互いに独立に、および、Ｚ^４１が２回存在する場合は、これらもそれぞれ互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、および
   ｐは、０、１または２である。）
2. 該媒体中において式Ｉの化合物の総濃度が１〜３５質量％の範囲内である請求項１に記載の液晶媒体。
3. 式Ｉ−１〜Ｉ−４の群より選択される１種類以上の化合物を含む請求項１または２に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１２は、式Ｉにおいて請求項１中で与えられる意味を有する。）
4. 請求項１中で与えられる通りの式ＩＩの化合物を１種類以上含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
5. 請求項１中で与えられる通りの式ＩＩＩの化合物を１種類以上含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
6. 式Ｖの化合物を１種類以上含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^５は、炭素数１〜７のアルキル、アルコキシ、フッ素化されたアルキルまはたフッ素化されたアルコキシ、炭素数２〜７のアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化されたアルケニルであり、好ましくは、アルキルまたはアルケニルであり、
   

   

   Ｌ^５１およびＬ^５２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦであり、
   Ｘ^５は、ハロゲン、炭素数１〜３のハロゲン化されたアルキルまたはアルコキシ、または炭素数２または３のハロゲン化されたアルケニルまたはアルケニルオキシであり、
   Ｚ^５は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−または−ＣＨ_２Ｏ−であり、および
   ｑは、０または１である。）
7. 式ＶＩの化合物を１種類以上含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^６１およびＲ^６２は、それぞれ互いに独立に、請求項１中で式ＩＩにおいてＲ^２に与えられる意味を有し、
   

   

   Ｚ^６１およびＺ^６２は、それぞれ互いに独立に、および、Ｚ^６１が２回存在する場合は、これらもそれぞれ互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、および
   ｒは、０、１または２である。）
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体を含有する液晶ディスプレイ。
9. アクティブマトリクスによりアドレスされる請求項８に記載の液晶ディスプレイ。
10. 液晶ディスプレイ中における請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。