JP2010535910A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶媒体を提供する。
【解決手段】本発明は、式（ＩＡ）、（ＩＢ）および（ＩＣ）の化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物を含有し、極性化合物の混合物に基づく負の誘電異方性を有する液晶媒体に関し、ただし、Ｒ^１Ａ、Ｒ^２Ａ、Ｒ^１Ｂ、Ｒ^２Ｂ、Ｒ^１Ｃ、Ｒ、Ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐおよびｂは請求項１で特定される意味を有し、および、特に、ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリクスディスプレイ用の液晶媒体の使用に関する。

【選択図】なし

Description

本発明は、式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物を含み、極性化合物の混合物に基づく負の誘電異方性の液晶媒体に関する。

式中、
Ｒ^１Ａ、Ｒ^１Ｂ、Ｒ^２ＢおよびＲ^１Ｃは、それぞれ互いに独立に、２〜６個のＣ原子を有するアルキル基を表し、
Ｒ^２ＡおよびＲ^２Ｃは、それぞれ互いに独立に、６個までのＣ原子を有するアルキル基を表し、該基は無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３で単置換されているか、または、ハロゲンで少なくとも単置換されており、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、

−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、また、ＬがＦであればＲ^２Ｃはハロゲン、好ましくはＦまたはＣｌを表してもよく、
Ｌは、ＨまたはＦを表し、
ｍ、ｎ、ｏおよびｐは、それぞれ互いに独立に、０、１または２を表し、
ｂは、０または１を表す。

このタイプの媒体は、特に、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリクスアドレスを有する電気光学的ディスプレイ用およびＩＰＳ（ｉｎ ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ用に使用できる。本発明による媒体は、好ましくは、負の誘電異方性を有する。

電気的制御複屈折率の原理、ＥＣＢ効果またはＤＡＰ（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅｓ）効果も、１９７１年に初めて記載された（Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄｓ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９巻（１９７１年）、３９１２頁（非特許文献１））。その後、Ｊ．Ｆ．Ｋａｈｎ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０巻（１９７２年）、１１９３頁（非特許文献２））およびＧ．ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ．Ｒｏｂｅｒｔ（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４巻（１９７３年）、４８６９頁（非特許文献３））による報文が続いた。

Ｊ．ＲｏｂｅｒｔおよびＦ．Ｃｌｅｒｃ（ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８０年）、３０頁（非特許文献４））、Ｊ．Ｄｕｃｈｅｎｅ（Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７巻（１９８６年）、３頁（非特許文献５））およびＨ．Ｓｃｈａｄ（ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８２年）、２４４頁（非特許文献６））による報文では、ＥＣＢ効果に基づく高情報量のディスプレイ素子中での使用に適するものとするためには、液晶相が弾性定数の比Ｋ_３／Ｋ_１に対する高い値、光学異方性Δｎに対する高い値および誘電異方性Δεに対する−０．５以下の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的ディスプレイ素子はホメオトロピックなエッジ配向を有している（ＶＡ技術、即ち、垂直配向）。また、誘電的に負の液晶媒体も、所謂ＩＰＳまたはＦＦＳ効果を使用するディスプレイにおいて使用できる。

ＥＣＢ効果を使用するディスプレイは、所謂ＶＡＮ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）ディスプレイとして、例えば、ＭＶＡ（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、例えば：Ｙｏｓｈｉｄｅ、Ｈ．ら、論文３．１：「ＭＶＡ ＬＣＤ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＰＣｓ（以下省略）」ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、６〜９頁（非特許文献７）およびＬｉｕ、Ｃ．Ｔ．ら、論文１５．１：「Ａ ４６−ｉｎｃｈ ＴＦＴ−ＬＣＤ ＨＤＴＶ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（以下省略）」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７５０〜７５３頁（非特許文献８））、ＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、例えば：Ｋｉｍ、Ｓａｎｇ Ｓｏｏ、論文１５．４：「Ｓｕｐｅｒ ＰＶＡ Ｓｅｔｓ Ｎｅｗ Ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−Ａｒｔ ｆｏｒ ＬＣＤ−ＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７６０〜７６３頁（非特許文献９））、ＡＳＶ（ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｕｐｅｒ ｖｉｅｗ、例えば：Ｓｈｉｇｅｔａ、ＭｉｔｚｕｈｉｒｏおよびＦｕｋｕｏｋａ、Ｈｉｒｏｆｕｍｉ、論文１５．２：「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ＬＣＤＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７５４〜７５７頁（非特許文献１０））モード、加えて、ＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ（例えば：Ｙｅｏ、Ｓ．Ｄ．、論文１５．３：「Ａ ＬＣ Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７５８および７５９頁（非特許文献１１））および長く知られているＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）ディスプレイに加えて特にテレビ用途向けとして現在のところ最も重要な液晶ディスプレイの３種類のより最近のタイプの１つとして確立されてきた。一般的な形態において技術が比較されており、例えば２００４年６月のＳｏｕｋにおけるＳＩＤセミナーにおいて、セミナーＭ−６：「Ｒｅｃｅｎｔ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＬＣＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、セミナー講義ノート、Ｍ−６／１〜Ｍ−６／２６（非特許文献１２）およびＭｉｌｌｅｒ、Ｉａｎ、ＳＩＤセミナー ２００４、セミナーＭ−７：「ＬＣＤ−Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ」、セミナー講義ノート、Ｍ−７／１〜Ｍ−７／３２（非特許文献１３）である。例えば：Ｋｉｍ、Ｈｙｅｏｎ Ｋｙｅｏｎｇら、論文９．１：「Ａ５７−ｉｎ．Ｗｉｄｅ ＵＸＧＡ ＴＦＴ−ＬＣＤ ｆｏｒ ＨＤＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、１０６〜１０９頁（非特許文献１４）のように、オーバードライブによるアドレス方法により、近年のＥＣＢディスプレイの応答時間は既に著しく改良されてきたが、ビデオに対応できる応答時間を達成することは、特にモノクロ階調のスイッチングにおいて、依然として満足いくほどには未だ解決されていない問題である。

この効果を電気光学的ディスプレイ素子において工業的に応用するには、多数の要求を満足するＬＣ相が必要となる。ここで特に重要なものは、水分、空気、および熱、赤外線、可視および紫外領域の放射および直流および交流電界などの物理的影響に対する化学的耐性である。

更に、工業的に使用できるＬＣ相は、適切な温度範囲での液晶中間相および低粘度を有することが要求される。

現在までに開示されてきた液晶中間相を有する一連の化合物は、単一の化合物でこれら全ての要求を満たすものを含んでいない。従って、ＬＣ相として使用できる物質を得るためには、一般に、２〜２５種類、好ましくは３〜１８種類の化合物の混合物が調製される。しかしながら、著しく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がこれまで入手できなかったため、この方法で最適な相を容易には調製することは不可能であった。

マトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）は既知である。個々のピクセルを個々にスイッチングするために使用することができる非線形素子は、例えば、アクティブ素子（即ち、トランジスター）である。なお、用語「アクティブマトリックス」を使用し、２つのタイプに区別できる。

１．基体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．基体としてのガラス板上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）。

タイプ１の場合、使用される電気光学的効果は、通常、動的散乱またはゲスト−ホスト効果である。基体材料として単結晶シリコンを使用すると、種々の部品ディスプレイのモジュール組み立て品であっても接続部での問題が生じるため、ディスプレイの大きさが制限される。

好適であってより有望なタイプ２の場合、使用される電気光学的効果は、通常、ＴＮ効果である。

２つの技術が区別される：例えばＣｄＳｅなどの化合物半導体を含むＴＦＴ、または多結晶またはアモルファスシリコンに基づくＴＦＴである。後者の技術について、世界的に集中した研究がなされている。

ＴＦＴマトリックスはディスプレイの一方のガラス板の内面に適用され、他方のガラス板はその内面に透明な対向電極を備える。ピクセル電極の大きさと比較して、ＴＦＴは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。また、この技術はフルカラー対応のディスプレイにも拡張でき、このディスプレイにおいては、フィルター素子がスイッチ可能なピクセルのそれぞれに対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置される。

これまでに開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対して直交した偏光板を備えるＴＮセルとして作動させ、バックライトで照らされる。

本明細書において、用語ＭＬＣディスプレイは、集積非線形素子を備える任意のマトリックスディスプレイ、即ち、アクティブマトリックスに加えて、バリスターまたはダイオード（ＭＩＭ、即ち、ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）などのパッシブ素子を備えたディスプレイも網羅する。

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）または自動車または航空機内での高度情報ディスプレイに適している。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、液晶混合物の比抵抗が十分に高くないことに起因する問題もある［ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ８４、１９８４年９月：Ａ２１０〜２８８頁、Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ、１４１ｆｆ頁、パリ（非特許文献１５）；ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ８４、１９８４年９月、Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ、１４５ｆｆ頁、パリ（非特許文献１６）］。抵抗の低下に伴い、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全体に渡って低下するので、許容される抵抗値を長期の動作期間で有さなければならないディスプレイのためには、高い（初期）抵抗が非常に重要である。

これまでに開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの不具合は、それらの比較的低いコントラスト、比較的高い視野角依存性およびこれらのディスプレイ中でグレーシェイドを生じさせることが困難なことである。

よって、非常に高い比抵抗を有すると同時に、広い動作温度範囲、短い応答時間および低い閾電圧を有しており、これらのおかげで各種のグレーシェイドを生じさせることができるＭＬＣディスプレイが引き続き強く要求されている。

特にテレビ用途向けには、短い応答時間を達成することが非常に重要である。これを達成するために、ＥＣＢ用途において使用される誘電的に中性の化合物は、特に下式の化合物である。

ＬＣＤテレビ用途において、長時間にわたりディスプレイをアドレスすると、例えば、画像の固着、即ち、画像の明らかな「焦付き」などの信頼性の問題が頻発する。

この問題は、テレビセットの動作時間を延長した後のみに頻発する。その原因は、多くの場合、長時間のバックライトに対する曝露と同時に動作温度の上昇と考えられ、結果としてディスプレイにおける更なる未説明の過程が進行する場合があり、例えば、配向層および液晶混合物間の相互作用である。液晶混合物については、画像の固着が発生する原因は頻繁に使用される中性のアルケニル化合物であると考えられる。

欧州特許第０ １６８ ６８３号明細書 欧州特許第０ １２２ ３８９号明細書 欧州特許第０ ９６９ ０７１号明細書

Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄｓ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９巻（１９７１年）、３９１２頁 Ｊ．Ｆ．Ｋａｈｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０巻（１９７２年）、１１９３頁 Ｇ．ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ．Ｒｏｂｅｒｔ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４巻（１９７３年）、４８６９頁 Ｊ．ＲｏｂｅｒｔおよびＦ．Ｃｌｅｒｃ、ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８０年）、３０頁 Ｊ．Ｄｕｃｈｅｎｅ、Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７巻（１９８６年）、３頁 Ｈ．Ｓｃｈａｄ、ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８２年）、２４４頁 Ｙｏｓｈｉｄｅ、Ｈ．ら、論文３．１：「ＭＶＡ ＬＣＤ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＰＣｓ（以下省略）」ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、６〜９頁 Ｌｉｕ、Ｃ．Ｔ．ら、論文１５．１：「Ａ ４６−ｉｎｃｈ ＴＦＴ−ＬＣＤ ＨＤＴＶ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（以下省略）」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７５０〜７５３頁 Ｋｉｍ、Ｓａｎｇ Ｓｏｏ、論文１５．４：「Ｓｕｐｅｒ ＰＶＡ Ｓｅｔｓ Ｎｅｗ Ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−Ａｒｔ ｆｏｒ ＬＣＤ−ＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７６０〜７６３頁 Ｓｈｉｇｅｔａ、ＭｉｔｚｕｈｉｒｏおよびＦｕｋｕｏｋａ、Ｈｉｒｏｆｕｍｉ、論文１５．２：「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ ＬＣＤＴＶ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７５４〜７５７頁 Ｙｅｏ、Ｓ．Ｄ．、論文１５．３：「Ａ ＬＣ Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、７５８および７５９頁 セミナーＭ−６：「Ｒｅｃｅｎｔ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＬＣＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、セミナー講義ノート、Ｍ−６／１〜Ｍ−６／２６ Ｍｉｌｌｅｒ、Ｉａｎ、ＳＩＤセミナー ２００４、セミナーＭ−７：「ＬＣＤ−Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ」、セミナー講義ノート、Ｍ−７／１〜Ｍ−７／３２ Ｋｉｍ、Ｈｙｅｏｎ Ｋｙｅｏｎｇら、論文９．１：「Ａ５７−ｉｎ．Ｗｉｄｅ ＵＸＧＡ ＴＦＴ−ＬＣＤ ｆｏｒ ＨＤＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、１０６〜１０９頁 ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ８４、１９８４年９月：Ａ２１０〜２８８頁、Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ、１４１ｆｆ頁、パリ ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ８４、１９８４年９月、Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ、１４５ｆｆ頁、パリ

本発明は、特にモニターおよびテレビ用途向けで、ＥＣＢ効果またはＩＰＳまたはＦＦＳ効果を基礎とし、上記の不具合を有していないか有していても低減されている液晶混合物を提供する目的に基づいている。特にモニターおよびテレビ用には、非常に高温および非常に低温においても液晶混合物が動作し、同時に短い応答時間を有し、同時に信頼性の挙動が向上しており、特に長時間の動作後に画像の固着がないか著しく低減されていることが保証されなければならない。

驚くべきことに、これらのディスプレイ素子において、式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの化合物群からの少なくとも１種類の化合物を含むネマチック液晶混合物を使用すれば、この目的を達成できることが見出された。

式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの化合物は、アルケニル側鎖における二重結合が末端ではないという事実により区別される。

式ＩＡの化合物は、例えば、欧州特許第０ １６８ ６８３号明細書（特許文献１）および欧州特許第０ １２２ ３８９号明細書（特許文献２）より既知である。式ＩＢの化合物は、例えば、欧州特許第０ ９６９ ０７１号明細書（特許文献３）より既知である。式ＩＣの化合物は、例えば、欧州特許第０ ９６９ ０７１号明細書（特許文献３）より既知である。

よって、本発明は、極性化合物の混合物を基礎とし、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣの化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体に関する。

好ましくは、本発明による混合物は、６０℃以上、好ましくは６５℃以上、特には７０℃以上の透明点、容量閾値に対する非常に好ましい値、保持率に対する比較的高い値を有する非常に広いネマチック相範囲、および同時に−３０℃および−４０℃において非常に良好な低温安定性ならびに非常に低い回転粘度および短い応答時間を示す。更に、本発明による混合物は、回転粘度γ_１が改良されていることに加え、応答時間を改良するために弾性定数Ｋ_３３が増加していることを確認でき、向上された信頼性の挙動を示すという事実によって区別される。

本発明による混合物の幾つかの好ましい実施形態を以下に与える。

ａ）式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣにおけるＲ^１Ａ、Ｒ^１Ｂ、Ｒ^２ＢおよびＲ^１Ｃは、好ましくは、直鎖状のアルキルを表し、特に、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９、更に、ｎ−Ｃ_５Ｈ_１１、ｎ−Ｃ_６Ｈ_１３である。

Ｒ^２ＡおよびＲ^２Ｃは、好ましくは、アルキルまたはアルコキシを表し、特に、ＣＨ_３、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_５Ｈ_１１、更に、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９である。

式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの化合物におけるアルケニル側鎖は、好ましくは、Ｅコンフィグレーションである。

ｂ）式ＩＡ、ＩＢおよび／またはＩＣの１種類、２種類、３種類または４種類以上、好ましくは、１種類、２種類または３種類の化合物を含む液晶媒体。

ｃ）混合物全体における式ＩＡの化合物の割合は５重量％以上、好ましくは少なくとも１０重量％、特に好ましくは１５重量％以上である液晶媒体。

混合物全体における式ＩＢの化合物の割合は、存在するのであれば、好ましくは５重量％以上、特に１０重量％以上、非常に特に好ましくは２０重量％以上である。

混合物全体における式ＩＣの化合物の割合は、存在するのであれば、好ましくは２重量％以上、特に４重量％以上、非常に特に好ましくは５重量％以上である。

本発明による混合物における式ＩＡ、ＩＢおよび／またはＩＣの化合物の総割合は、好ましくは５重量％以上、特に１０重量％以上、非常に特に好ましくは１５重量％以上である。

ｄ）式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの好ましい化合物は、下式の化合物である。

特に好ましい化合物は、式ＩＡ−１およびＩＣ−１の化合物である。

式ＩＡの非常に特に好ましい化合物は、下の化合物である。

好ましい混合物は、下式の化合物

を下式の化合物

と組み合わせて、それぞれ好ましくは５〜１５重量％の濃度で含む。

好ましい混合物は、下式の化合物

を下式の化合物

と組み合わせて、それぞれ好ましくは５〜１５重量％の濃度で含む。

ｅ）式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの１種類以上の化合物を追加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^２は１５個までのＣ原子を有するアルキル基を表し、該基は無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３で単置換されているか、または、ハロゲンで少なくとも単置換されており、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、

−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
Ｌ^１〜４は、それぞれ互いに独立に、ＦまたはＣｌを表し、
Ｚ^２およびＺ^２’は、それぞれ互いに独立に、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｏ−を表し、
ｐは１または２を表し、および
ｖは１〜６を表す。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの化合物において、Ｚ^２は同一または異なる意味のいずれを有していてもよい。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの化合物において、Ｒ^２は、好ましくは、１〜６個のＣ原子を有するアルキルを表し、特に直鎖状のアルキルであり、好ましくは、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９、ｎ−Ｃ_５Ｈ_１１である。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの化合物において、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、好ましくは、Ｌ^１＝Ｌ^２＝ＦおよびＬ^３＝Ｌ^４＝Ｆ、更に、Ｌ^１＝ＦおよびＬ^２＝Ｃｌ、Ｌ^１＝ＣｌおよびＬ^２＝Ｆ、Ｌ^３＝ＦおよびＬ^４＝Ｃｌ、Ｌ^３＝ＣｌおよびＬ^４＝Ｆを表す。式ＩＩＡおよびＩＩＢにおいて、Ｚ^２およびＺ^２’は、好ましくは、それぞれ互いに独立に、単結合、更に、−Ｃ_２Ｈ_４−架橋を表す。

式ＩＩＢにおいてＺ^２が−Ｃ_２Ｈ_４−の場合、Ｚ^２’は、好ましくは、単結合であり、Ｚ^２’が−Ｃ_２Ｈ_４−の場合、Ｚ^２は、好ましくは、単結合である。式ＩＩＡおよびＩＩＢの化合物において、（Ｏ）Ｃ_ｖＨ_２ｖ＋１は、好ましくは、ＯＣ_ｖＨ_２ｖ＋１、更に、Ｃ_ＶＨ_２ｖ＋１を表す。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの好ましい化合物を下に述べる。

式ＩＩＡおよびＩＩＢの化合物において、Ｒ^２は、それぞれの場合、好ましくは、６個までのＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特に、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９、ｎ−Ｃ_５Ｈ_１１を表す。Ｌ^１〜４は、好ましくは、それぞれＦを表す。

混合物全体における式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合は、好ましくは、少なくとも２０重量％である。

ｆ）式ＩＩＩの１種類以上の化合物を追加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^３１およびＲ^３２は、それぞれ互いに独立に、１２個までのＣ原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を表し、および

Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＦ＝ＣＦ−を表す。

式ＩＩＩの好ましい化合物を下に述べる。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。

本発明による媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂおよび／または式ＩＩＩｄの少なくとも１種類の化合物を含む。

混合物全体における式ＩＩＩの化合物の割合は、好ましくは、少なくとも５重量％である。

ｇ）下式の化合物を、好ましくは２０重量％未満、特に１０重量未満の総量で含む液晶媒体。

下の化合物を含む本発明による混合物が更に好ましい。

ｈ）下式の１種類以上の四環式化合物を追加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^７〜１０は、それぞれ互いに独立に、請求項２でＲ^２に示される意味の１つを有し、および
ｗおよびｘは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。

ｉ）式Ｙ−１〜Ｙ−６の１種類以上の化合物を追加的に含む液晶媒体。

式中、Ｒ^１３〜Ｒ^１８は、それぞれ互いに独立に、１〜６個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し；ｚおよびｍは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表し；ｘは、０、１、２または３を表す。

本発明による媒体は、特に好ましくは、式Ｙ−１〜Ｙ−６の１種類以上の化合物を５重量％以上の量で含む。

ｊ）下式の１種類以上の化合物を、好ましくは３重量％を超える、特に５重量％以上、非常に特に好ましくは５〜２５重量％の量で追加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^１９は、１〜７個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシを表す。

ｋ）式Ｔ−１〜Ｔ−２１の１種類以上のフッ素化されたターフェニル類を追加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒは１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、ｍは１〜６である。

Ｒは、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシを表す。

本発明による媒体は、好ましくは、式Ｔ−１〜Ｔ−２１のターフェニル類を、２〜３０重量％、特に５〜２０重量％の量で含む。

式Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３およびＴ−２１の化合物が特に好ましい。これらの化合物において、Ｒは、好ましくは、それぞれ１〜５個のＣ原子を有するアルキル、更に、アルコキシを表す。

下式の化合物を含む本発明による媒体が特に好ましい。

式中、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は上で示される意味を有する。

混合物のΔｎ値が０．１以上に意図されている場合、ターフェニル類が、好ましくは、本発明による混合物において使用される。好ましい混合物は、化合物群Ｔ−１〜Ｔ−２１より選択される１種類以上のターフェニル化合物を２〜２０重量％で含む。

ｌ）式Ｂ−１〜Ｂ−３の１種類以上のビフェニル類を追加的に含む液晶媒体。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、および
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。

混合物全体における式Ｂ−１〜Ｂ−３のビフェニル類の割合は、好ましくは、少なくとも３重量％、特に５重量％以上である。

式Ｂ−１〜Ｂ−３の化合物のなかでも、式Ｂ−２の化合物が特に好ましい。

特に好ましいビフェニル類を下に示す。

式中、ａｌｋｙｌ^＊は、１〜６個のＣ原子を有するアルキル基を表す。本発明による媒体は、特に好ましくは、式Ｂ−１ａおよび／またはＢ−２ｃの１種類以上の化合物を含む。

ｍ）式Ｚ−１〜Ｚ−７の少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体。

式中、Ｒおよびａｌｋｙｌは上で示される意味を有する。

ｎ）式Ｏ−１〜Ｏ−１５の少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体。

式中、Ｒ^１およびＲ^２はＲ^２Ａで示される意味を有し、Ｒ^１およびＲ^２は好ましくは、それぞれ互いに独立に、直鎖状のアルキルを表す。

好ましい媒体は、式Ｏ−１、Ｏ−３、Ｏ−４、Ｏ−９、Ｏ−１３、Ｏ−１４および／またはＯ−１５の１種類以上の化合物を含む。

ｏ）本発明による好ましい液晶媒体は、例えば、式Ｎ−１〜Ｎ−５の化合物などのテトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含有する１種類以上の物質を含む。

式中、Ｒ^１ＮおよびＲ^２Ｎは、それぞれ互いに独立に、Ｒ^２Ａに示される意味を有し、好ましくは、直鎖状のアルキル、直鎖状のアルコキシまたは直鎖状のアルケニルを表し、Ｚ^１およびＺ^２は、それぞれ互いに独立に、−Ｃ_２Ｈ_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ_２）_４−、−（ＣＨ_２）_３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ_２）_３−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２−または単結合を表す。

ｐ）好ましい混合物は、式ＢＣのジフルオロジベンゾクロマン化合物、式ＣＲのクロマン類、式ＰＨ−１およびＰＨ−２のフッ素化フェナントレン類、式ＢＦのフッ素化ジベンゾフラン類の群より選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ^Ｂ１、Ｒ^Ｂ２、Ｒ^ＣＲ１、Ｒ^ＣＲ２、Ｒ^１、Ｒ^２は、それぞれ互いに独立に、Ｒ^２Ａの意味を有し、ｃは０、１または２である。本発明による混合物は、好ましくは、式ＢＣ、ＣＲ、ＰＨ−１、ＰＨ−２および／またはＢＦの化合物を、３〜２０重量％の量、特に３〜１５重量％の量で含む。

式ＢＣおよびＣＲの特に好ましい化合物は、化合物ＢＣ−１〜ＢＣ−７およびＣＲ−１〜ＣＲ−５である。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、および
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。

式ＢＣ−２の１種類、２種類または３種類の化合物を含む混合物が、非常に特に好ましい。

ｑ）好ましい混合物は、式Ｉｎの１種類以上のインダン化合物を含む。

式中、
Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３は、１〜５個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ、アルコキシアルキルまたはアルケニル基を表し、
Ｒ^１２およびＲ^１３は、ハロゲン、好ましくはＦを追加的に表す。

を表し、
ｉは、０、１または２を表す。

式Ｉｎの好ましい化合物は、下で与えられる式Ｉｎ−１〜Ｉｎ−１６の化合物である。

式Ｉｎ−１、Ｉｎ−２、Ｉｎ−３の化合物が特に好ましい。

本発明による混合物において、式Ｉｎおよびサブ式Ｉｎ−１〜Ｉｎ−１６の化合物は、好ましくは５重量％以上、特に５〜３０重量％、非常に特に好ましくは５〜２５重量％の濃度で使用する。

ｒ）好ましい混合物は、式Ｌ−１〜Ｌ−１１の１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、請求項１でＲ^２Ａに示される意味を有し、ａｌｋｙｌは１〜６個のＣ原子を有するアルキル基を表す。Ｓは１または２を表す。

式Ｌ−１およびＬ−４の化合物が特に好ましい。

式Ｌ−１〜Ｌ−１０の化合物は、好ましくは５〜５０重量％、特に５〜４０重量％、非常に特に好ましくは１０〜４０重量％の濃度で使用する。

本発明は、更に、請求項１〜９のいずれか一項に記載される液晶媒体を誘電体として含有することを特徴とし、ＥＣＢ、ＩＰＳまたはＦＦＳ効果を基礎としてアドレスするアクティブマトリクスを有する電気光学的ディスプレイに関する。

本発明による液晶媒体は、好ましくは−２０℃以下〜７０℃以上、特に好ましくは−３０℃以下〜８０℃以上、非常に特に好ましくは−４０℃以下〜９０℃以上のネマチック相を有する。本明細書において、表現「ネマチック相を有する」は、対応する温度における低温においてスメクチック相および結晶化が確認されず、他方でネマチック相から加熱しても更に透明化が起きないという意味を有する。低温における検討は対応する温度において流動粘度計中で行なわれ、電気光学的用途に対応する層厚を有する試験用セル中において少なくとも１００時間保存して確認する。対応する試験用セル中において−２０℃の温度における保存安定性が１０００時間以上の場合、媒体はこの温度において安定であると言われる。−３０℃および−４０℃の温度において、対応する時間は、それぞれ５００時間および２５０時間である。高温においては、従来法により毛細管中で透明点を測定する。

液晶混合物は、好ましくは、少なくとも６０Ｋのネマチック相範囲と、２０℃において最大で３０ｍｍ^２・ｓ^−１の流動粘度ν_２０を有する。

液晶混合物における複屈折率Δｎの値は、一般に、０．０７および０．１６の間、好ましくは、０．０８および０．１２の間である。

本発明による液晶混合物は、約−０．５〜−８．０、特に−３．０〜−６．０のΔεを有し、ただしΔεは誘電異方性を表す。２０℃における回転粘度γ_１は、好ましくは、１６５ｍＰａ・ｓ未満、特に１４０ｍＰａ・ｓ未満である。

本発明による液晶媒体は、閾電圧（Ｖ_０）について比較的低い値を有する。それらは、好ましくは１．７Ｖ〜３．０Ｖ、特に好ましくは２．７５Ｖ以下、非常に特に好ましくは２．４Ｖ以下の範囲内である。

本発明においては、用語「閾電圧」は、他に明示されない限り、フレデリックス閾値としても知られる容量閾値（Ｖ_０）に関する。

加えて、本発明による液晶媒体は、液晶セル中において、特にディスプレイバックライトに曝された後に電圧保持率に対して高い値を有する。

一般に、低いアドレス電圧または閾電圧を有する液晶媒体は、より大きいアドレス電圧または閾電圧を有する液晶媒体よりも低い電圧保持率を示し、逆もそうである。

本発明において、用語「誘電的に正の化合物」はΔε＞１．５を有する化合物を表し、「誘電的に中性の化合物」は−１．５≦Δε≦１．５を有する化合物を表し、「誘電的に負の化合物」はΔε＜−１．５を有する化合物を表す。本明細書において、化合物の誘電異方性は１０％の化合物を液晶ホストに溶解して決定され、それぞれの場合で２０μｍの層厚でホメオトロピックおよびホモジニアス表面配向を有する少なくとも１つの試験用セル中で１ｋＨｚにおいて、結果として得られる混合物のキャパシタンスを決定する。測定電圧は典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、検討されるそれぞれの液晶混合物の容量閾値よりも常に低くする。

誘電的に正および誘電的に中性の化合物に使用されるホスト混合物はＺＬＩ−４７９２で、誘電的に負の化合物に使用されるホスト混合物はＺＬＩ−２８５７で、いずれもドイツ国メルク社製である。検討される化合物を添加後にホスト混合物の誘電率の変化より検討される個々の化合物の値が得られ、使用される化合物の１００％に外挿する。１０％の検討される化合物をホスト混合物中に溶解する。これに対して材料の溶解度が低すぎる場合、所望の温度で検討できるようになるまで濃度を段階的に半分にしていく。

本発明において示される全ての温度の値は℃である。

電圧保持率は、メルク社で製造された試験用セル中で決定される。測定用セルはソーダ石灰ガラス製の基体を有し、ポリイミド配向層（ポリイミドＡＬ６０７０２、ＪＳＲ社製）を備える。層厚は均一に６．０μｍである。透明ＩＴＯ電極の面積は１ｃｍ^２である。

本発明による混合物は、例えば、ＶＡＮ、ＭＶＡ、（Ｓ）−ＰＶＡおよびＡＳＶなどの全てのＶＡ−ＴＦＴ用途に適切である。それらは、更に、負のΔεのＩＰＳ （ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＰＡＬＣ用途に適切である。

本発明によるディスプレイにおけるネマチック液晶混合物は、一般に、２種類の成分ＡおよびＢを含み、それ自身、１種類以上の個々の化合物から成る。

成分Ａは著しい負の誘電異方性を有し、ネマチック相へ−０．５以下の誘電異方性を与える。式ＩＡ、ＩＢおよび／またはＩＣの１種類以上の化合物に加え、成分Ａは、好ましくは、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物、更に、式ＩＩＩの化合物を含む。

成分Ａの割合は、好ましくは、４５および１００％の間、特に６０および１００％の間である。

成分Ａのためには、−０．８以下のΔεの値を有する１種類（またはそれ以上）の個々の成分（１種類または複数種類）が好ましくは選択される。混合物全体における割合Ａが小さくなるほど、この値をより負としなければならない。

成分Ｂは明瞭なネマトゲン性、および２０℃において３０ｍｍ^２・ｓ^−１以下、好ましくは２５ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有する。

成分Ｂにおける特に好ましい個々の化合物は、２０℃において１８ｍｍ^２・ｓ^−１以下、好ましくは１２ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有する非常に低粘度のネマチック液晶である。

成分Ｂはモノトロピック性またはエナンチオトロピック性のネマチックであり、スメクチック相を有さず、液晶混合物において非常に低い温度までスメクチック相の発生を防止することができる。例えば、高いネマトゲン性の各種材料をスメクチック液晶混合物に加える場合、達成されるスメクチック相の抑制の程度を通して、これらの材料のネマトゲン性を比較できる。

多数の適切な材料が文献より当業者に知られている。式ＩＩＩの化合物が特に好ましい。

加えて、また、これらの液晶相は１８種類を超える成分を含んでもよく、好ましくは１８〜２５種類の成分である。

その相は、式ＩＡ、ＩＢおよび／またはＩＣの化合物、および式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよび任意成分としてＩＩＩの化合物の、好ましくは４〜１５種類、特に５〜１２種類、特に好ましくは１０種類未満の化合物を含む。

式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣの化合物、および式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよび任意成分としてＩＩＩの化合物に加え、他の構成成分も、例えば、混合物全体の４５％まで、しかし、好ましくは３５％まで、特に１０％までの量で存在してもよい。

他の構成成分は、好ましくは、ネマチックまたはネマトゲン性の物質より選択され、特に、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、安息香酸フェニルまたはシクロヘキシル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルまたはシクロヘキシル類、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、フェニルまた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桂皮酸類に分類される既知の物質である。

このタイプの液晶相の構成成分として適する最も重要な化合物は、式ＩＶで特徴付けることができる。

Ｒ^９−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ^１０ ＩＶ
式中、ＬおよびＥは、それぞれ、１，４−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロへキシルシクロヘキサン構造、２，５−二置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−二置換ナフタレン、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により形成される群からの炭素またはヘテロ環式環構造を表す。

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、好ましくは塩素または−ＣＮを表し、Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ、１８個までの、好ましくは８個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキルまたはアルコキシカルボニルオキシを表し、あるいは、これらの基の１つは、ＣＮ、ＮＣ、ＮＯ_２、ＮＣＳ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＯＣＦ_３、Ｆ、ＣｌまたはＢｒを表す。

これらの化合物の殆どにおいて、Ｒ^９およびＲ^１０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。また、提案された置換基の他に変わったものも一般的である。多くのそのような物質またはそれらの混合物も商業的に入手できる。全てのこれらの物質は、文献より既知の方法により調製できる。

当業者には言うまでもなく、本発明によるＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳまたはＰＡＬＣ混合物は、例えば、Ｈ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体で置き換えられた化合物も含むことができる。

更に、例えば、米国特許第６，８６１，１０７号明細書で開示される通りのいわゆる反応性メソゲン（ＲＭ）である重合性化合物を、混合物を基礎として好ましくは０．１２〜５重量％、特に好ましくは０．２〜２％の濃度で、本発明による混合物に加えることができる。このタイプの混合物は所謂ポリマー安定化ＶＡモード用に使用でき、反応性メソゲンの重合が液晶混合物中で起こるよう意図されている。このための前提条件は、液晶混合物自身が重合性成分を一切含んでいないことである。

本発明による液晶ディスプレイの構造は、例えば、欧州特許出願公開第０ ２４０ ３７９号公報に記載される通りの通常の構成に対応する。

以下の例は、本発明を制限することなく、本発明を説明することを意図している。上および下において、パーセントのデータは重量パーセントを表し、全ての温度は摂氏度で示される。

式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物および式ＩＢ、ＩＣおよびＩＤの化合物群からの１種類以上の化合物に加え、本発明による混合物は、好ましくは、下に示す１種類以上の化合物を含む。

以下の略称を使用する：
（ｎ、ｍ、ｚ：それぞれ互いに独立に、１、２、３、４、５または６；（Ｏ）Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１はＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１またはＣ_ｍＨ_２ｍ＋１を意味する）。

本発明によって使用できる液晶混合物は、それ自体従来の様式で調製される。一般に、より少量で使用される成分の所望の量を、主要な組成を構成する成分中で、有利には昇温して溶解する。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で成分の溶液を混合し、完全に混合後に、例えば蒸留によって溶媒を再び除去することも可能である。

適切な添加剤を利用することで、本発明による液晶相を、例えば、ＥＣＢ、ＶＡＮ、ＩＰＳ、ＧＨまたはＡＳＭ−ＶＡ−ＬＣＤと言ったこれまで開示された任意のタイプのディスプレイ中において使用できるように改変できる。

また、誘電体は、ＵＶ吸収剤、抗酸化剤、ナノ微粒子およびフリーラジカル補足剤などの当業者に既知で文献に記載される更なる添加剤を含むこともできる。例えば、０〜１５％の多色性色素、安定化剤またはキラルドーパントを加えることができる。

例えば、０〜１５％の多色性色素を加えることができ、更に、導電性塩、好ましくは４−ヒドロキシ安息香酸エチルジメチルドデシルアンモニウム、テトラフェニルボラン酸テトラブチルアンモニウムまたはクラウンエーテル類の錯塩（例えば、Ｈａｌｌｅｒら、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．２４巻、２４９〜２５８頁（１９７３年）参照）を、導電性を改良するために添加することができ、誘電異方性、粘度および／またはネマチック相の配向を改変するための物質を加えることもできる。このタイプの物質は、例えば、ドイツ国特許出願公開第２２ ０９ １２７、２２ ４０ ８６４、２３ ２１ ６３２、２３ ３８ ２８１、２４ ５０ ０８８、２６ ３７ ４３０および２８ ５３ ７２８号公報に記載されている。

表Ａに、本発明による混合物に添加できる可能なドーパントを示す。混合物がドーパントを含む場合、０．０１〜４重量％、好ましくは０．１〜１．０重量％の量で使用する。

例えば、混合物の総量を基礎として１０重量％まで、好ましくは０．０１〜６重量％、特に０．１〜３重量％の量で、本発明による混合物に添加できる安定剤を下で表Ｂに示す。

以下の例は、本発明を制限することなく、本発明を説明することを意図している。上および下において、
Ｖ_０は２０℃における容量閾電圧（Ｖ）を表し、
Δｎは２０℃および５８９ｎｍで測定される光学異方性を表し、
Δεは２０℃および１ｋＨｚでの誘電異方性を表し、
ｃｐ．は透明点（℃）を表し、
Ｋ_１は２０℃における「スプレイ」変形の弾性定数（ｐＮ）を表し、
Ｋ_３は２０℃における「ベンド」変形の弾性定数（ｐＮ）を表し、
γ_１は２０℃で測定される回転粘度（ｍＰａ・ｓ）を表し、磁界中での回転法で決定され、
ＬＴＳは低温安定性（ネマチック相）を表し、試験セル中で決定され、
ＶＨＲ（２０）は２０℃における電圧保持率（％）を表し、
ＶＨＲ（１００）は１００℃における５分後の電圧保持率（％）を表し、
ＶＨＲ（ＢＬ）はバックライト^＊曝露後の電圧保持率（％）を表し、
ＶＨＲ（１００、ＢＬ）はバックライト^＊曝露後および１００℃における５分後の電圧保持率（％）を表し、
^＊商業用ＣＣＦＬ（冷カソード蛍光ランプ）バックライトである。

閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは、２０μｍ離れている２枚の平坦で平行な外板と、液晶のホメオトロピック配向をもたらすＳＥ−１２１１（日産化学製）の配向層が外板の内側上にオーバーレイされた電極層とを有している。

他に明言しない限り、本出願における全ての濃度は対応する混合物または混合物成分に関する。全ての物理的特性は、「メルク液晶、液晶の物理的特性」１９９７年１１月刊、メルク社、ドイツ国に記載される通りに決定され、他に明言しない限り、２０℃の温度を適用する。

＜混合物例＞
＜例１＞

＜例２＞

＜例３＞

＜例４＞

＜例５＞

＜例６＞

＜例７＞

＜例８＞

＜例９＞

＜例１０＞

＜例１１＞

＜例１２＞

＜例１３＞

＜例１４＞

＜例１５＞

＜比較例１＞

＜例１６＞

＜例１７＞

＜例１８＞

それぞれの場合において、Ｖ１８ａ〜ｉで述べられる個々の物質を１種類が２０％で上に示されるホスト中に組み込み、バックライト曝露後のＶＨＲ（１００）（％）を測定する。

バックライト曝露後のホスト中において、式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの化合物は参照物質よりも高い電圧保持率を示すことが表に示されている。

Claims (13)

1. 式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの化合物群より選択される少なくとも１種類の化合物を含むことを特徴とする液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１Ａ、Ｒ^１Ｂ、Ｒ^２ＢおよびＲ^１Ｃは、それぞれ互いに独立に、２〜６個のＣ原子を有するアルキル基を表し、
   Ｒ^２ＡおよびＲ^２Ｃは、それぞれ互いに独立に、６個までのＣ原子を有するアルキル基を表し、該基は無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３で単置換されているか、または、ハロゲンで少なくとも単置換されており、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   
   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、また、ＬがＦであるときＲ^２Ｃはハロゲン、好ましくはＦまたはＣｌを表してもよく、
   Ｌは、ＨまたはＦを表し、
   ｍ、ｎ、ｏおよびｐは、それぞれ互いに独立に、０、１または２を表し、
   ｂは、０または１を表す。）
2. 式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの１種類以上の化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^２は１５個までのＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３で単置換されているか、または、ハロゲンで少なくとも単置換されており、ただし加えて、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられていてもよく、
   Ｌ^１〜４は、それぞれ互いに独立に、ＦまたはＣｌを表し、
   Ｚ^２およびＺ^２’は、それぞれ互いに独立に、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｏ−を表し、
   ｐは１または２を表し、および
   ｖは１〜６を表す。）
3. 式ＩＩＩの１種類以上の化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^３１およびＲ^３２は、それぞれ互いに独立に、１２個までのＣ原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を表し、および
   

   

   Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−Ｃ_４Ｈ_９−、−ＣＦ＝ＣＦ−を表す。）
4. 該媒体は式ＩＡ−１〜ＩＣ−３の少なくとも１種類の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   

   （式中、Ｒ^２Ａ、Ｒ^２ＣおよびＬは、請求項１で示される意味を有する。）
5. 該媒体は下の式の１種類以上の化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^７〜１０は、それぞれ互いに独立に、請求項２でＲ^２に示された意味の１つを有し、および
   ｗおよびｘは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。）
6. 該媒体は式Ｔ−１〜Ｔ−２１の１種類以上のターフェニル類を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   

   

   （式中、
   Ｒは１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ基を表し、および
   ｍは１〜６を表す。）
7. 該媒体は式Ｏ−１〜Ｏ−１４の１種類以上の化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   

   （式中、
   Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、請求項１でＲ^２Ａに示された意味を有する。）
8. 該媒体は式Ｉｎの１種類以上のインダン化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３は、１〜５個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ、アルコキシアルキルまたはアルケニル基を表し、
   Ｒ^１２およびＲ^１３は追加的にハロゲンを表し、
   

   

   を表し、
   
   ｉは、０、１または２を表す。）
9. 混合物全体における式ＩＡ、ＩＢおよび／またはＩＣの化合物の割合は５重量％以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶媒体。
10. 式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣの少なくとも１種類の化合物を少なくとも１種類の更なる液晶化合物と混合し、添加剤を加えてもよいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体を調製する方法。
11. 電気光学的ディスプレイにおける請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
12. 請求項１〜９のいずれか一項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アクティブマトリクスアドレスを有する電気光学的ディスプレイ。
13. ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳディスプレイであることを特徴とする請求項１２に記載の電気光学的ディスプレイ。