JP2012007163A - 液晶媒体および高いツイストを有する液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】液晶媒体および高いツイストを有する液晶ディスプレイを提供する。
【解決手段】下式で例示される様なネマチック成分及び光学活性成分を含む高いツイストを有する液晶媒体と、電気光学的目的のためのそれの使用と、この媒体を含有するディスプレイ。

Ｒ^１は、Ｈ、またはアルキル基等、であり、該基は無置換でもよい。Ｘ^０は、Ｆ等であり、Ｌ^１〜Ｌ^４は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。）
【選択図】なし

Description

本発明は、高いツイストを有する液晶媒体、電気光学的目的のためのそれの使用、およびこの媒体を含有するディスプレイに関する。

液晶ディスプレイは、先行技術より既知である。最も一般的なディスプレイ装置はＳｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づいており、ツイストネマチック構造、例えば典型的には９０°のツイスト角を有するＴＮ（「ツイストネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）」）セル、および、典型的には１８０〜２７０°のツイスト角を有するＳＴＮ（「超ツイストネマチック（ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）」）セルなどを有する液晶媒体を含有する。また、ツイストスメクチック構造を有する液晶媒体を含有する強誘電性液晶ディスプレイも既知である。これらのディスプレイにおけるツイスト構造は、通常、１種類以上のキラルドーパントをネマチックまたはスメクチック液晶媒体へ添加することで達成される。

また、キラルネマチックまたはコレステリック構造を有する液晶（ＬＣ（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ））媒体を含有する液晶ディスプレイも既知である。これらの媒体は、ＴＮおよびＳＴＮセルからの媒体と比較して著しく高いツイストを有する。

コレステリック液晶は、円偏光に対して、光ベクトルの回転方向がコレステリックへリックスの回転方向に対応する選択的反射を示す。反射波長λは、コレステリックへリックスのピッチｐおよびコレステリック液晶の平均複屈折ｎにより、式（１）に従って与えられる。

用語「キラルネマチック」および「コレステリック」は、先行技術において、互いに並列して用いられている。「キラルネマチック」は、しばしば、ヘリカルツイスト超構造を誘発する光学活性成分でドープされたネマチックホスト混合物から成るＬＣ材料を表す。一方、「コレステリック」は、しばしば、キラルＬＣ材料、例えばコレステリル誘導体を表し、それはヘリカルツイストを有する「天然の」コレステリック相を有する。また、２つの用語は、同一のものを表すために並行しても用いられる。本出願においては、用語「コレステリック」をＬＣ材料の両方の上述のタイプについて用い、この用語は、各々の場合において、「キラルネマチック」および「コレステリック」の最も広い意味を網羅するものとする。

慣用のコレステリック液晶（ＣＬＣ（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ））ディスプレイの例は、所謂ＳＳＣＴ（「表面安定化コレステリック構造（ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ）」）およびＰＳＣＴ（「ポリマー安定化コレステリック構造（ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ）」）ディスプレイである。ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイはＣＬＣ媒体を含有し、通常、例えば初期状態で特定波長を有する光を反射するプラナー構造を有し、交流電圧パルスを印加することでフォーカルコニックな光散乱構造にスイッチすることができ、またはその逆に切り換えることもできる。より強い電圧パルスを印加すると、ＣＬＣ媒体はホメオトロピックな透明な状態に変換され、この状態から、ＣＬＣ媒体は電圧の迅速なスイッチオフの後にはプラナー状態に弛緩されるか、または、緩慢なスイッチオフの後にはフォーカルコニック状態に弛緩される。

初期状態における、即ち、電圧の印加前のＣＬＣ媒体のプラナー配向は、ＳＳＣＴディスプレイ中においては、例えば、セル壁の表面処理により達成される。ＰＳＣＴディスプレイにおいては、ＣＬＣ媒体は、更に、相分離したポリマーまたはポリマーネットワークを含み、それらはＣＬＣ媒体の構造を、それぞれのアドレスされた状態において安定化する。

ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイは、一般に、バックライトを必要としない。プラナー状態において、ピクセル中のＣＬＣ媒体は、上の式（１）に従い特定波長の選択的光反射を示し、このことは、例えば黒色背景の前で、ピクセルが対応する反射色を呈することを意味する。反射色は、フォーカルコニック、即ち散乱状態、またはホメオトロピック、即ち透明状態に変化すると消失する。

ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイは双安定であり、即ち、それぞれの状態は、電界がスイッチオフされた後も維持され、新たな電界印加によって初期状態に戻るのみである。従って、ピクセルを製造するには短い電圧パルスで十分であり、これは例えば電気光学的ＴＮまたはＳＴＮディスプレイとは対照的であり、これらのディスプレイにおいては、アドレスされたピクセル中のＬＣ媒体は電界がスイッチオフされると直ちに最初状態に戻り、このことは、ピクセルの持続的な生成にはアドレス電圧の維持が必要であることを意味する。

上記の理由により、ＣＬＣディスプレイは、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイと比較して、著しく電力消費が低い。加えて、ＣＬＣディスプレイは、散乱状態において、視野角依存性を僅かに示すか、または全く示さない。加えて、ＣＬＣディスプレイは、ＴＮディスプレイの場合におけるようにアクティブマトリクスアドレスを必要とせず、代わりに、より単純なマルチプレックスまたはパッシブマトリクスモードにおいて動作できる。

国際公開第９２／１９６９５号パンフレット（特許文献１）および米国特許第５，３８４，０６７号明細書（特許文献２）には、例えば、正の誘電異方性を有し、液晶材料中に分散され相分離したポリマーネットワークを１０質量％まで含むＣＬＣ媒体を含有するＰＳＣＴディスプレイが記載されている。米国特許第５，４５３，８６３号明細書（特許文献３）には、例えば、正の誘電異方性を有しポリマーを含まないＣＬＣ媒体を含有するＳＳＣＴディスプレイが記載されている。

上述のディスプレイのためのＣＬＣ媒体は、例えば、ネマチックＬＣ混合物を、高いツイスト力を有するキラルドーパントでドープすることで調製できる。なお、誘発されたコレステリックへリックスのピッチｐは、濃度ｃおよびキラルドーパントのヘリカルツイスト力ＨＴＰ（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）により、式（２）に従って与えられる。

また、例えば、それぞれのドーパントのＨＴＰの温度依存性を補償し、よってＣＬＣ媒体のへリックスピッチおよび反射波長の低い温度依存性を達成するために、２種類以上のドーパントを使用することも可能である。

上述のディスプレイにおいて使用するためには、キラルドーパントは、可能な限り高いヘリカルツイスト力および低い温度依存性、高い安定性および液晶ホスト相中における良好な可溶性を有していなければならない。加えて、液晶ホスト相の液晶および電気光学的特性に対して、キラルドーパントによる悪影響は可能な限り低くなければならない。ドーパントの高いヘリカルツイスト力は、特に、例えば、コレステリックディスプレイにおいて小さいピッチを達成するために、しかしまた、ドーパントの濃度を減少できるようにするために望ましい。これにより、第１に、ドーパントによって液晶の特性が損なわれる潜在性の低減が達成され、第２に、ドーパントの可溶性に関する許容度が増大し、また、例えば、比較的溶解性の低いドーパントを用いることも可能となる。

一般的に、上述のディスプレイにおいて使用するためのＣＬＣ材料は、良好な化学的および熱的安定性および電界および電磁放射線に対する良好な安定性を有しなければならない。更に、液晶材料は、高い透明点、十分に高い複屈折、高い正の誘電異方性および低い回転粘度を有する広いコレステリック液晶相を有しなければならない。

加えて、ＣＬＣ材料は、特に可視領域において種々の反射波長を、簡単でねらった変法により達成できるという性質を有していなければならない。更に、ＣＬＣ材料は、反射波長の低い温度依存性を有していなければならない。

一般に、液晶は複数の成分の混合物の形態で使用されるため、成分が互いに容易に混和可能であることが重要である。誘電異方性および光学異方性などの更なる特性は、セルのタイプに依存する種々の要求を満たさなければならない。

しかしながら、先行技術から入手可能な媒体を使用して、上述のパラメータの全てについての好ましい値を達成することは不可能である。

欧州特許第０ ４５０ ０２５号明細書（特許文献４）には、例えば、２種類以上のキラルドーパントを含むネマチック液晶から成るコレステリック液晶混合物が記載されている。しかしながら、ここに示されている混合物は、低い透明点のみを有する。加えて、その混合物は、キラルドーパントを２６％という高い比率で含む。しかしながら、ドーパント濃度が高いために、一般に、液晶およびＣＬＣ媒体の電気光学的特性が損なわれる結果となる。

ＣＬＣディスプレイのために先行技術から既知の材料は、しばしば、十分に広いＬＣ相、十分に低い粘度値および誘電異方性の十分に高い値を有しない。加えて、それらは高いスイッチ電圧を必要とし、しばしば、所要のＬＣ層の厚さに整合する複屈折値を有していない。

よって、例えば、多くのＣＬＣディスプレイについて、高い複屈折Δｎを有するＣＬＣ媒体が高い反射性を達成するために必要であり、一方、他のＣＬＣディスプレイ、例えば、高い彩度が優先事項であるディスプレイ（多色ＣＬＣディスプレイ）は、Δｎの低い値を必要とする。しかしながら、先行技術から既知のＣＬＣ媒体を使用したのでは、低いスイッチ電圧に必要なＣＬＣ媒体の高い極性を維持するのと同時に、適切な程度にまで複屈折を低下させることは達成できないことが見出された。

よって、先行技術から既知の媒体の不具合を有しないか、より低い程度にのみ有し、高いツイスト、大きい動作温度範囲、短い応答時間、低い閾電圧、反射波長の低い温度依存性および特に複屈折の低い値を有するＣＬＣ媒体に対する大きい要求がある。

ＣＬＣディスプレイ、特に、ＳＳＣＴディスプレイにおいて使用するために、ＣＬＣ媒体は、加えて同時に、良好な誘電的挙動、広い動作温度範囲および良好な彩度を有しなければならない。

国際公開第９２／１９６９５号パンフレット 米国特許第５，３８４，０６７号明細書 米国特許第５，４５３，８６３号明細書 欧州特許第０ ４５０ ０２５号明細書

本発明は、上述の要求特性を有し、先行技術から既知の媒体の不具合を有しないか、またはより低い程度にのみ有するＣＬＣ媒体、特に、ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイなどのＣＬＣディスプレイ、および他の双安定ＣＬＣディスプレイにおいて使用するためのＣＬＣ媒体を提供する目的を有する。

この目的は、本発明による媒体を、このタイプのディスプレイにおいて使用する場合に達成することができることが見出された。

本発明は、ヘリカルツイスト構造を有し、ネマチック成分および光学活性成分を含む液晶（ＬＣ（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ））媒体であって、
前記光学活性成分は、媒体のへリックスピッチが１μｍ以下となるようにヘリカルツイスト力および濃度が選択される１種以上のキラル化合物を含み、
前記ネマチック成分は、式Ｉの１種類以上の化合物を含むことを特徴とする液晶媒体に関する。

式中、
Ｒ^１は、Ｈ、または、１〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、該基は無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３で一置換されているか、または、ハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし、１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、

Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、または、それぞれハロゲン化されており、１〜６個のＣ原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、
Ｌ^１〜６は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。

好ましくは、ネマチック成分は、式Ｉの化合物に追加して、式ＩＩの１種類以上の化合物および／または式ＩＩＩの１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ^１およびＲ^２は、互いに独立に、式Ｉにおいて与えられるＲ^１の意味の１つを有し、

Ｚ^１は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、
Ｚ^２は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、
Ｌ^１〜５は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦであり、
ａおよびｂは、それぞれ互いに独立に、０または１である。

本発明は、更に、電気光学的目的のために、特に、ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイなどの双安定ディスプレイおよびＣＬＣディスプレイにおける、本発明によるＣＬＣ媒体の使用に関する。

本発明は、更に、電気光学的ディスプレイ、特に、フレームと共にセルを形成する２枚の平面で平行な外板と、セル内に配置されるＬＣ媒体とを有し、ここで、ＬＣ媒体が上および下で記載される通りの媒体である、双安定なＣＬＣ、ＳＳＣＴまたはＰＳＣＴディスプレイに関する。

驚くべきことに、本発明に従えば、可視領域において反射波長および／または室温においてコレステリック相を有し、中程度から低い複屈折値を有し、それにもかかわらず、低い応答時間を達成するために誘電異方性Δεの十分高い値を有するＬＣ媒体を提供することが可能であることが見出された。本発明によるＬＣ媒体において、このことは、下に記載する通り、特に、式Ｉの化合物を、好ましくは、式ＩＩおよびＩＩＩの化合物と組み合わせて、高度にツイストするキラルドーパントと共に使用することで達成される。

よって、式Ｉの化合物を、好ましくは、式ＩＩおよびＩＩＩの化合物と組み合わせて、本発明によるＣＬＣディスプレイのためのＬＣ媒体において使用すると、高い極性、即ち低い閾電圧、および高いΔｎ値が得られ、スイッチされた状態における高い透過性、短い応答時間および広い動作温度範囲が達成される。

加えて、本発明によるＬＣ媒体は、ＣＬＣディスプレイにおいて用いる際に、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物を組み合わせることで、彩度およびＵＶ安定性に関して優れた特性を示す。特に、これにより、今日までに知られているＳＳＣＴディスプレイの高度な黄色および緑色成分により、オレンジ色を呈さずに赤色を表示することもできるＣＬＣおよびＳＳＣＴディスプレイの達成が可能となる。

式Ｉの化合物は、非常に高い正の誘電異方性ΔεのＬＣ媒体を実現し、ディスプレイの閾電圧を低減し、ＬＣ媒体の複屈折およびディスプレイのコントラストを増加するために特に有用である。

更に、許容可能なスイッチ電圧に必要な高い極性を達成は、驚くべきことに、本明細書においては悪影響を受けない。

更に、本発明によるＬＣ媒体は、以下の利点で際立っている：
−ＬＣ媒体は、特に、低温において広いコレステリック相範囲、および、高い透明点を有する、
−ＬＣ媒体は、高いＵＶ安定性を有する。

式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物は、広範囲の用途を有する。置換基の選択に依存して、これらの化合物は、液晶媒体が主に構成されるベース材料として機能できるが、また、例えば、このタイプの誘電体の誘電および／または光学異方性を変更し、および／または、誘電体の閾電圧および／または誘電体の粘度を最適化するために、他のクラスの化合物からのＬＣベース材料に、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物を添加することも可能である。純粋な状態において、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物は無色であり、電気光学的使用のために好ましい温度範囲において、ＬＣ中間相を形成する。式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物は、化学的、熱的および光に対して安定である。

Ｌ^１および／またはＬ^２がＦである式Ｉの化合物が特に好ましい。

Ｘ^０がフッ素化されたアルキルまたはＦ、特には、Ｆである式Ｉの化合物が更に好ましい。

式Ｉの化合物は、好ましくは、以下の式より選択される。

式中、Ｒ^１およびＸ^０は式Ｉにおいて定義される通りであり、Ｘ^０は、好ましくは、Ｆである。

少なくとも一方の基Ａ^１およびＡ^２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、および／または、Ｚ^１が−ＣＯＯ−である式ＩＩの化合物が特に好ましい。

式ＩＩの化合物は、好ましくは、以下の式より選択される。

式中、Ｒ^１は式ＩＩにおいて定義される通りで、Ｌ^１およびＬ^２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。これらの化合物において、Ｒ^１は、特に好ましくは、１〜８個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシである。

ネマチック成分が、式ＩＩａ、ＩＩｂおよびＩＩｅから成る群より選択される１種類以上の化合物、特に、Ｌ^１およびＬ^２がＦであるか、または、Ｌ^１がＦでＬ^２がＨであるものを含むＬＣ媒体が特に好ましい。

更に、ネマチック成分が、Ｌ^２がＨで、Ｌ^１がＨまたはＦ、特に、Ｆである式ＩＩｆの１種類以上の化合物を含むＬＣ媒体が好ましい。

Ｌ^１およびＬ^２の一方または両方がＦを表す式ＩＩの化合物が特に好ましい。

式ＩＩＩの化合物は、好ましくは、以下の式より選択される。

式中、Ｒ^１およびＲ^２は上で定義される通りである。これらの化合物中、Ｒ^１およびＲ^２は、特に好ましくは、１〜８個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシである。

式ＩＩＩａ、ＩＩＩｂおよびＩＩＩｅの化合物が特に好ましい。

本発明によるＬＣ媒体のネマチック成分は、好ましくは、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物に追加して、以下の式の二環式化合物から成る群より選択される１種類以上の化合物と、および／または、以下の式の三環式化合物から成る群より選択される１種類以上の化合物と、および／または、以下の式の四環式化合物から成る群より選択される１種類以上の化合物とを含む。

式中、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、式ＩにおいてＲ^１に示される意味の１つを有し、好ましくは、それぞれ互いに独立に、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、ただし加えて、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基は、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、および、Ｌ^１はＨまたはＦである。

また、ＩＶ１０〜ＩＶ１９およびＩＶ２３〜ＩＶ２６における１，４−フェニレン基は、それぞれ互いに独立に、フッ素で一置換または多置換されていてもよい。

Ｒ^１がアルキルであり、Ｒ^２がアルキルまたはアルコキシである（それぞれ、１〜７個の炭素原子を有する。）式ＩＶ２７〜ＩＶ３３の化合物が特に好ましい。更に、Ｌ^１がＦである式ＩＶ２５およびＩＶ３１の化合物が好ましい。式ＩＶ６、ＩＶ２６、ＩＶ２７およびＩＶ３２の化合物が非常に特に好ましい。

式ＩＶ１〜ＩＶ３３の化合物におけるＲ^１およびＲ^２は、特に好ましくは、１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシである。

本発明によるＬＣ媒体のネマチック成分は、好ましくは、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物に追加して、式Ｖ１およびＶ２より選択される１種類以上のアルケニル化合物を含む。

式中、
Ａ^４は、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、
ｃは、０または１であり、
Ｒ^３は、２〜７個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｒ^４は、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、
Ｑは、ＣＦ_２、ＯＣＦ_２、ＣＦＨ、ＯＣＦＨまたは単結合であり、
Ｙは、ＦまたはＣｌであり、および
Ｌ^１およびＬ^２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。

ｄが１である式Ｖ１の化合物が特に好ましい。以下の式より選択される式Ｖ１の化合物が更に好ましい。

式中、Ｒ^３ａおよびＲ^４ａは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７であり、ａｌｋｙｌは、１〜８個の炭素原子を有するアルキル基である。

式Ｖ１ａの化合物、特に、Ｒ^３ａおよびＲ^４ａがＣＨ_３のもの、式Ｖ１ｅの化合物、特に、Ｒ^３ａがＨのもの、および、式Ｖ１ｆ、Ｖ１ｇ、Ｖ１ｈおよびＶ１ｉの化合物、特に、Ｒ^３ａがＨまたはＣＨ_３のものが特に好ましい。

式Ｖ２の特に好ましい化合物は、Ｌ^１および／またはＬ^２がＦで、Ｑ−ＹがＦまたはＯＣＦ_３のものである。式Ｖ２の更に好ましい化合物は、Ｒ^３が２〜７個の炭素原子、特に、２個、３個または４個の炭素原子を有する１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニルのものである。式Ｖ２の更に好ましい化合物は、式Ｖ２ａのものである。

式中、Ｒ^３ａは、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７、特に、ＨまたはＣＨ_３である。

式Ｖ１およびＶ２の化合物を使用することで、特に、低い回転粘度値を有する本発明による液晶混合物、および、特に、低温において速い応答時間を有するＣＬＣディスプレイが可能になる。

もう一つの好ましい実施形態において、本発明によるＬＣ媒体のネマチック成分は、式Ｉ、および、任意成分として、ＩＩおよびＩＩＩの化合物に追加して、式ＶＩ１および／またはＶＩ２の１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ａ^５は、３位および／または５位がフッ素化されていてもよい１，４−フェニレン、または、トランス−１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｒ^５は、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニル基であり、ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、
Ｑは、ＣＦ_２、ＯＣＦ_２、ＣＦＨ、ＯＣＦＨまたは単結合であり、
Ｙは、ＦまたはＣｌであり、および
Ｌ^１およびＬ^２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。

Ａ^５が１，４−フェニレンである式ＶＩ１およびＶＩ２の化合物が特に好ましい。

以下の式より選択される式ＶＩ１およびＶＩ２の化合物が更に好ましい。

式中、Ｒ^５は上で式ＶＩ１において定義される通りであり、好ましくは、１〜８個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシである。

式ＶＩ１ａおよびＶＩ２ｂの化合物が特に好ましい。

式ＶＩ１およびＶＩ２の化合物によって、とりわけ、本発明による媒体における複屈折の増加が可能になる。特に、式ＶＩ２の化合物は、低い粘度を維持したまま複屈折を増加させる。

更に好ましくは、ＬＣ媒体のネマチック成分は、式Ｄの１種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^１、Ｌ^１およびＬ^２は、式Ｉにおいて与えられる意味を有する。

式Ｄの化合物は、好ましくは、以下の式より選択される。

式中、Ｒ^１は式Ｄにおいて定義される通りであり、特に好ましくは、１〜８個の炭素原子を有するｎ−アルキルまたは２〜７個の炭素原子を有するアルケニルである。式Ｄａの化合物が特に好ましい。

更に特に好ましい実施形態は、ネマチック成分が、以下の１種類以上（それらの任意の組み合わせを含む。）を含むＬＣ媒体に関する：
−１種類、２種類または３種類の式Ｉの化合物、
−Ｘ^０がＦである式Ｉａの１種類以上の化合物、
−Ｘ^０がＦである式Ｉｃの１種類以上の化合物、
−Ｌ^１がＦで、Ｌ^２がＨである式ＩＩｂの１種類以上の化合物、
−Ｌ^１がＦで、Ｌ^２がＨである式ＩＩｅの１種類以上の化合物、
−式ＩＩＩａおよび／またはＩＩＩｅの１種類以上の化合物、
−式Ｄａの１種類以上の化合物、
−１〜３５％、非常に好ましくは３〜２５％の式Ｉ、非常に好ましくは、式Ｉａ、ＩｂまたはＩｃの１種類以上の化合物、
−３０％を超え、好ましくは４０％を超え、非常に好ましくは５０％を超える式ＩＩの１種類以上の化合物、
−８〜６５％、好ましくは１５〜５５％の式ＩＩｂの１種類以上の化合物、
−３〜４５％、好ましくは５〜３０％の式ＩＩｅの１種類以上の化合物、
−５〜６０％、好ましくは１０〜５０％の式ＩＩＩ、非常に好ましくは式ＩＩＩａおよび／またはＩＩＩｅの１種類以上の化合物、
−１〜２５％、好ましくは２〜１５％の式Ｄ、非常に好ましくは式Ｄａの１種類以上の化合物。

更に特に好ましい実施形態において、ネマチック成分は、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＤから成る群より選択される化合物より本質的に成り、非常に好ましくは、それぞれ式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＤの少なくとも１種類の化合物を含有する。

式Ｉ〜ＶＩおよびＤの化合物における末端基Ｒ^１〜５およびＱ−Ｙを適切に選択することによって、アドレス時間、閾電圧および更なる特性を所望の方式に変更できる。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により、一般的に、アルキルまたはアルコキシ基と比較して、アドレス時間がより短くなり、ネマチックの傾向が改良され、弾性定数Ｋ_３（ベンド）およびＫ_１（スプレイ）の比がより高くなる。４−アルケニル基および３−アルケニル基などにより、一般的に、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、より低い閾電圧およびＫ_３／Ｋ_１のより小さい値が与えられる。

橋架け部であるＺ^１、Ｚ^２およびＺ^３における−ＣＨ_２ＣＨ_２−基は、一般的に、単共有結合と比較して、弾性定数Ｋ_３／Ｋ_１の比がより高い値となる。Ｋ_３／Ｋ_１の値がより高ければ、例えば、より高いＨＴＰのために、ドーパント濃度の変化を伴わずに、より短い反射波長が可能となる。

式Ｉ〜ＶＩおよびＤの個別の化合物の最適な混合比は、所望の特性、式Ｉ〜ＶＩおよびＤの化合物の選択および存在してもよい更なる化合物の選択に実質的に依存する。上述の範囲内の適切な混合比は、場合に応じて容易に決定できる。

上および下で述べる式において、用語「１〜３個の炭素原子を有するフッ素化されたアルキルまたはアルコキシ」は、好ましくは、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３、ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨ_２、ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２Ｈ、Ｃ_２Ｆ_５、ＯＣ_２Ｆ_５、ＣＦＨＣＦ_３、ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＣＦＨＣＦＨ_２、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦＨ_２、Ｃ_３Ｆ_７またはＯＣ_３Ｆ_７、特に、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３、ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２Ｈ、Ｃ_２Ｆ_５、ＯＣ_２Ｆ_５、ＣＦＨＣＦ_３、ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＣＦＨＣＦＨ_２、ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦＨ_２、Ｃ_３Ｆ_７またはＯＣ_３Ｆ_７、特に好ましくは、ＯＣＦ_３またはＯＣＦ_２Ｈを表す。

用語「アルキル」は、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状のアルキル基、特に直鎖状の基、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を包含する。２〜５個の炭素原子を有する基が、一般に、好ましい。

用語「アルケニル」は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状のアルケニル基、特に、直鎖状の基を包含する。特に好ましいアルケニル基は、Ｃ_２〜Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４〜Ｃ_７−３Ｅ−アルケニル、Ｃ_５〜Ｃ_７−４−アルケニル、Ｃ_６〜Ｃ_７−５−アルケニルおよびＣ_７−６−アルケニル、特に、Ｃ_２〜Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４〜Ｃ_７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ_５〜Ｃ_７−４−アルケニルである。好ましいアルケニル基の例は、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個までの炭素原子を有する基が、一般に、好ましい。

用語「フルオロアルキル」は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖状の基、即ち、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網羅する。しかしながら、他の位置のフッ素が除外されるものではない。

用語「オキサアルキル」は、好ましくは、式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｍの直鎖状の基を網羅し、式中、ｎおよびｍは、それぞれ互いに独立に、１〜６である。好ましくは、ｎは１であり、ｍは１〜６である。

ハロゲンは、好ましくは、ＦまたはＣｌ、特に、Ｆである。

上述の基の１つがアルキル基および／またはアルコキシ基の場合、これは直鎖状または分岐状のいずれでもよい。それは、好ましくは、直鎖状で、２個、３個、４個、５個、６個または７個の炭素原子を有しており、従って、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、ヘキシルオキシまたはヘプチルオキシ、更に、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、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシまたはテトラデシルオキシである。

オキサアルキルは、好ましくは、直鎖状の２−オキサプロピル（即ち、メトキシメチル）、２−（即ち、エトキシメチル）または３−オキサブチル（即ち、２−メトキシエチル）、２−、３−または４−オキサペンチル、２−、３−、４−または５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−または６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−または７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−または８−オキサノニル、または２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−または９−オキサデシルである。

上述の基の１つが、１個のＣＨ_２基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられたアルキル基の場合、これは、直鎖状または分岐状のいずれでもよい。それは、好ましくは、直鎖状で、２〜１０個の炭素原子を有する。従って、それは、特に、ビニル、プロパ−１−または−２−エニル、ブタ−１−、−２−または−３−エニル、ペンタ−１−、−２−、−３−または−４−エニル、ヘキサ−１−、−２−、−３−、−４−または−５−エニル、ヘプタ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−または−６−エニル、オクタ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−または−７−エニル、ノナ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−または−８−エニル、またはデカ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−、−８−または−９−エニルである。

上述の基の１つが、１個のＣＨ_２基が−Ｏ−で置き換えられており１個が−ＣＯ−で置き換えられたアルキル基の場合、これらは、好ましくは、隣接している。よって、これらは、アシルオキシ基−ＣＯ−Ｏ−またはオキシカルボニル基−Ｏ−ＣＯ−を含有する。これらは、好ましくは、直鎖状であり、２〜６個の炭素原子を有する。

従って、それらは、特に、アセトキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセトキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、２−アセトキシエチル、２−プロピオニルオキシエチル、２−ブチリルオキシエチル、３−アセトキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセトキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、２−（メトキシカルボニル）エチル、２−（エトキシカルボニル）エチル、２−（プロポキシカルボニル）エチル、３−（メトキシカルボニル）プロピル、３−（エトキシカルボニル）プロピルまたは４−（メトキシカルボニル）−ブチルである。

上述の基の１つが、１個のＣＨ_２基が無置換または置換された−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられており、隣接するＣＨ_２基がＣＯまたはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯで置き換えられたアルキル基の場合、これは、直鎖状または分岐状のいずれでもよい。それは、好ましくは、直鎖状で４〜１３個の炭素原子を有する。従って、それは、特に、アクリロイルオキシメチル、２−アクリロイルオキシエチル、３−アクリロイルオキシプロピル、４−アクリロイルオキシブチル、５−アクリロイルオキシペンチル、６−アクリロイルオキシヘキシル、７−アクリロイルオキシヘプチル、８−アクリロイルオキシオクチル、９−アクリロイルオキシノニル、１０−アクリロイルオキシデシル、メタクリロイルオキシメチル、２−メタクリロイルオキシエチル、３−メタクリロイルオキシプロピル、４−メタクリロイルオキシブチル、５−メタクリロイルオキシペンチル、６−メタクリロイルオキシヘキシル、７−メタクリロイルオキシヘプチル、８−メタクリロイルオキシオクチルまたは９−メタクリロイルオキシノニルである。

上述の基の１つが、ＣＮまたはＣＦ_３で一置換されているアルキルまたはアルケニル基の場合、この基は、好ましくは、直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ_３による置換は、任意の所望の位置においてである。

上述の基の１つが、ハロゲンで少なくとも一置換されているアルキルまたはアルケニル基の場合、この基は好ましくは直鎖状であり、ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌである。多置換の場合、ハロゲンは好ましくはＦである。また、結果として生じる基は、ペルフルオロ化された基も含む。一置換の場合、フッ素または塩素置換基は任意の所望の位置でよいが、好ましくは、ω位である。

分岐状で羽状の基を含む化合物は、従来の液晶ベース材料におけるより良好な溶解性のため、しばしば重要なことがある。しかしながら、それらが光学活性の場合、それらはキラルドーパントとして特に適している。

このタイプの分岐状の基は、一般に、１個より多い鎖分岐を有さない。好ましい分岐状の基は、イソプロピル、２−ブチル（即ち、１−メチルプロピル）、イソブチル（即ち、２−メチルプロピル）、２−メチルブチル、イソペンチル（即ち、３−メチルブチル）、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、イソプロポキシ、２−メチルプロポキシ、２−メチルブトキシ、３−メチルブトキシ、２−メチルペントキシ、３−メチルペントキシ、２−エチルヘキシルオキシ、１−メチルヘキシルオキシおよび１−メチルヘプチルオキシである。

上述の基の１つが、２個以上のＣＨ_２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられたアルキル基の場合、これは、直鎖状または分岐状のいずれでもよい。それは、好ましくは、分枝状で、３〜１２個の炭素原子を有する。従って、それは、特に、ビスカルボキシメチル、２，２−ビスカルボキシエチル、３，３−ビスカルボキシプロピル、４，４−ビスカルボキシブチル、５，５−ビスカルボキシペンチル、６，６−ビスカルボキシヘキシル、７，７−ビスカルボキシヘプチル、８，８−ビスカルボキシオクチル、９，９−ビスカルボキシノニル、１０，１０−ビスカルボキシデシル、ビス（メトキシカルボニル）メチル、２，２−ビス（メトキシカルボニル）エチル、３，３−ビス（メトキシカルボニル）プロピル、４，４−ビス（メトキシカルボニル）ブチル、５，５−ビス（メトキシカルボニル）ペンチル、６，６−ビス（メトキシカルボニル）ヘキシル、７，７−ビス（メトキシカルボニル）ヘプチル、８，８−ビス（メトキシカルボニル）オクチル、ビス（エトキシカルボニル）メチル、２，２−ビス（エトキシカルボニル）エチル、３，３−ビス（エトキシカルボニル）プロピル、４，４−ビス（エトキシカルボニル）ブチルまたは５，５−ビス（エトキシカルボニル）ペンチルである。

本発明によるＣＬＣ媒体の光学活性成分は、ヘリカルツイスト力および濃度がＬＣ媒体のへリックスピッチが１μｍ以下となるよう選択されている１種類以上のキラルドーパントを含む。

本発明によるＣＬＣ媒体中の光学活性成分の割合は、好ましくは２０％以下、特に１０％以下、特に好ましくは０．０１〜７％、非常に特に好ましくは０．１〜５％である。光学活性成分は、好ましくは１〜６種類、特に、１種類、２種類、３種類または４種類のキラルドーパントを含む。

キラルドーパントは、好ましくは、高いヘリカルツイスト力（ＨＴＰ（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ））および低い温度依存性を有していなければならない。更に、キラルドーパントはネマチック成分中において良好な溶解性を有していなければならず、ＬＣ媒体の液晶特性を損なわないか、または、僅かな程度に損ねるのみでなければならない。キラルドーパントは、ツイストと同一または反対のいずれの回転方向を有していてもよく、ツイストと同一または反対のいずれの温度依存性を有していてもよい。

２０μｍ^−１以上、特に４０μｍ^−１以上、特に好ましくは７０μｍ^−１以上のＨＴＰを有するキラルドーパントが特に好ましい。

光学活性成分のために、例えば、ノナン酸コレステリル、Ｒ／Ｓ−８１１、Ｒ／Ｓ−１０１１、Ｒ／Ｓ−２０１１、Ｒ／Ｓ−３０１１またはＣＢ１５（Ｍｅｒｃｋ社、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ市より入手可能）などの幾つかが商業的に入手可能な多数のキラルドーパントが当業者に入手可能である。

特に適切なドーパントは、１個以上のキラル基および１個以上のメソゲン基またはキラル基と共にメソゲン基を形成する１個以上の芳香族または脂環式基を含有するむ化合物である。

適切なキラルな基は、例えば、キラルな分枝状の炭化水素基、キラルなエタンジオール類、ビナフトール類またはジオキソラン類、更に、糖誘導体、糖アルコール類、糖酸類、乳酸類、キラルな置換グリコール類、ステロイド誘導体、テルペン誘導体、アミノ酸または少数、好ましくは１〜５個のアミノ酸の配列から成る群より選択される一価または多価のキラル基である。

好ましいキラル基は、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、アラビノースおよびデキストロースなどの糖誘導体；例えば、ソルビトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトールまたはそれらの無水誘導体などの糖アルコール類、特に、ジアンヒドロソルビド（１，４：３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−ソルビドおよびイソソルビド）、ジアンヒドロマンニトール（イソソルビトール）またはジアンヒドロイジトール（イソイジトール）などのジアンヒドロヘキシトール類；例えば、グルコン酸、グロン酸およびケトグロン酸などの糖酸類；例えば、１個以上のＣＨ_２基がアルキルまたはアルコキシで置換されているモノまたはオリゴエチレンまたはプロピレングリコールなどのキラルな置換グリコール基；例えば、アラニン、バリン、フェニルグリシンまたはフェニルアラニン、またはこれらのアミノ酸の１〜５個の配列などのアミノ酸；例えば、コレステリルまたはコール酸基などのステロイド誘導体；例えば、メンチル、ネオメンチル、カンフェイル、ピネイル、テルピネイル、イソロンギフォリル、フェンキル、カレイル、ミルテニル、ノピル、ゲラニイル、リナロイル、ネリル、シトロネリルまたはジヒドロシトロネリルなどのテルペン誘導体である。

適切なキラル基およびメソゲン性キラル化合物は、例えば、ドイツ国特許第３４ ２５ ５０３号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７７号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７８号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７９号明細書およびドイツ国特許第３５ ３４ ７８０号明細書、ドイツ国特許出願公開第４３ ４２ ２８０号公報、欧州特許公開第１０３８ ９４１号公報およびドイツ国特許出願公開第１９５ ４１ ８２０号公報に記載されている。

以下の式の化合物を含む群より選択されるキラルドーパントが特に好ましい。

更に好ましいキラルドーパントは、以下の式のイソソルビド、イソマンニトールまたはイソイジトールの誘導体であり：

式中、

および、好ましくは、ジアンヒドロソルビトールであり、
および、例えば、ジフェニルエタンジオール（ヒドロベンゾイン）などのキラルなエタンジオール類で、特に、以下の式のメソゲン性ヒドロベンゾイン誘導体であり、

｛示していない（Ｒ，Ｓ）、（Ｓ，Ｒ）、（Ｒ，Ｒ）および（Ｓ，Ｓ）エナンチオマーを含む。｝

式中、
ＢおよびＣは、それぞれ互いに独立に、Ｌにより一置換、二置換または三置換されていてもよい１，４−フェニレン、または、１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｌは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または、１〜７個の炭素原子を有しハロゲン化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシであり、
ｂは、０、１または２であり、
ｃは、０または１であり、
Ｚ^５は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、および
Ｒ^５は、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。

式ＸＩＩの化合物は、国際公開第９８／００４２８号パンフレットに記載されている。式ＸＩＩＩ化合物は、英国特許出願公開第２ ３２８ ２０７号公報に記載されている。

非常に特に好ましいドーパントは、国際公開第０２／９４８０５号パンフレットに記載される通りのキラルなビナフチル誘導体、国際公開第０２／３４７３９号パンフレットに記載される通りのキラルなビナフトールアセタール誘導体、国際公開第０２／０６２６５号パンフレットに記載される通りのキラルなＴＡＤＤＯＬ誘導体、および国際公開第０２／０６１９６号パンフレットおよび国際公開第０２／０６１９５号パンフレットに記載される通りの、少なくとも１個のフッ素化された架橋基および末端または中央のキラル基を含有するキラルドーパントである。

以下の式のキラルなビナフチル誘導体が特に好ましく、

特に、以下の式より選択されるものである：

式中、Ｂ、ｂ、Ｒ^５およびＺ^５は、式ＸＩＩにおいて定義される通りで、Ｚ^５は、特に、−ＯＣＯ−または単結合である。

以下の式のドーパントが、特に好ましい。

特に好ましい実施形態において、本発明による媒体の光学活性成分は以下の１つ、
−式ＶＩＩ〜ＸＩＩＩより選択される１種類以上のドーパント、および／または
−式ＸＩＶの１種類以上のドーパント、および／または
−１種類より多くないドーパントであって、好ましくは、式ＸＩＶより選択され、好ましくは混合物全体（即ち、ネマチックおよび光学活性成分の質量による割合の合計）の８％未満、特に５％未満の割合のドーパント
を含む。

更に特に好ましい実施形態において、本発明による媒体は、１０％以下、特に、０．０１〜５％の光学活性成分を含む。

特に、上述の式ＸＩＩ、ＸＩＩＩおよびＸＩＶのキラルドーパントはネマチック成分中において良好な溶解性を有し、高いツイストおよびへリックスピッチおよび反射波長の低い温度依存性を有するコレステリック構造を誘発する。これらのドーパントの１種類のみを少量で使用する際においても、特にＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイにおいて用いるのに適する、高い輝度および低い温度依存性の視覚波長範囲における反射色を有する、本発明によるＣＬＣ媒体を達成することが可能である。

このことは、先行技術からのＣＬＣ媒体にまさる重要な利点であり、先行技術においては、反射波長の温度補償を達成するためには、通常、ツイストの回転方向が同一で、ツイストの温度依存性が反対である少なくとも２種類のドーパント（例えば、正の温度依存性、即ち、温度上昇に伴ってツイストが増大する１種類のドーパント、および、負の温度依存性を有する１種類のドーパント）が必要である。加えて、既知のＣＬＣ媒体において、可視領域における反射を達成するためには、しばしば、大量のドーパントが必要である。

従って、本発明の特に好ましい実施形態は、上および下に記載される通り、キラル成分が１種類のみのキラル化合物を、好ましくは１０％未満、特には７％未満の量で含むＣＬＣ媒体およびこの媒体を含有するＣＬＣディスプレイに関する。これらの媒体におけるキラルな化合物は、特に好ましくは、国際公開第０２／９４８０５号パンフレット、国際公開第０２／３４７３９号パンフレット、国際公開第０２／０６２６５号パンフレット、国際公開第０２／０６１９６号パンフレットおよび国際公開第０２／０６１９５号パンフレットに記載されている化合物より、および、それらの好ましいサブ式を含む式ＶＩＩ〜ＸＩＶより選択される。この好ましい実施形態のＣＬＣ媒体は、広い温度範囲にわたり、温度Ｔに対する反射波長λの低い依存性を有する。

媒体のへリックスピッチは、好ましくは、１３０ｎｍ〜１０００ｎｍ、特には２００ｎｍ〜７５０ｎｍ、特に好ましくは３００ｎｍ〜４５０ｎｍである。

好ましくは、媒体が可視波長範囲における光を反射するように、へリックスピッチが選択される。用語「可視波長範囲」または「可視スペクトル」は、典型的には、４００〜８００ｎｍの波長範囲を包含する。しかしながら、上および下において、この用語は、また、ＵＶおよび赤外線（ＩＲ）範囲も含む２００〜１２００ｎｍの波長範囲および遠紫外および遠赤外範囲も包含することを意図する。

本発明によるＬＣ媒体の反射波長は、好ましくは２００〜１５００ｎｍ、特には３００〜１２００ｎｍ、特に好ましくは３５０〜９００ｎｍ、非常に特に好ましくは４００〜８００ｎｍの範囲内である。更に、４００〜７００ｎｍ、特に４００〜６００ｎｍの反射波長を有するＬＣ媒体が好ましい。

上および下で示される波長の値は、他に明言しない限り、反射帯域の半値幅に関する。

好ましくは０および５０℃の間、特には−２０および６０℃の間、特に好ましくは−２０および７０℃の間の範囲内、非常に特に好ましくは−２０℃から透明点より１０℃、特には５℃低い温度までの範囲内において、０．６ｎｍ／℃以下、特には０．３ｎｍ／℃以下、非常に特に好ましくは０．１５ｎｍ／℃以下の温度依存性ｄλ／ｄＴを有する、本発明によるＣＬＣ媒体が特に好ましい。

他に明言しない限り、ｄλ／ｄＴは関数λ（Ｔ）の局所的な勾配を表し、式中、非線形関数λ（Ｔ）は２次または３次多項式による近似に対して記載される。

更に、本発明は、電気光学的目的のための本発明によるＣＬＣ媒体の使用に関する。

更に、また、本発明は、本発明によるＣＬＣ媒体を含有する電気光学的ディスプレイ、特に、フレームと共にセルを形成する２枚の平面で平行な外板と、セル内に配置されるコレステリック液晶混合物とを有するＳＳＣＴまたはＰＳＣＴディスプレイにも関する。

更に、本発明は、本発明によるＣＬＣ媒体を含有する電気光学的アクティブマトリクスディスプレイ、特に、フレームと共にセルを形成する２枚の平面で平行な外板と、外板上の個別のピクセルをスイッチするための集積非線形素子と、セル内に配置され、好ましくは正の誘電異方性および高い比抵抗を有するコレステリック液晶混合物とを有するＡＭ−ＣＬＣディスプレイ、好ましくはＡＭ−ＳＳＣＴまたはＰＳＣＴディスプレイに関する。

双安定ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴセルの構造は、例えば、国際公開第９２／１９６９５号パンフレット、国際公開第９３／２３４９６号パンフレット、米国特許第５，４５３，８６３号明細書または米国特許第５，４９３，４３０号明細書に記載されている。アクティブマトリクスＣＬＣディスプレイの構造は、例えば、国際公開第０２／０８６８５５号パンフレットおよび米国出願公開第２００２−０１４９５５２号公報に記載されている。

本発明によるＣＬＣディスプレイにおける液晶セルの層厚ｄ（外板の間隔）と、ＣＬＣ媒体の自然（ｎａｔｕｒａｌ）へリックスピッチｐとの間の比ｄ／ｐは、好ましくは１よりも大きく、特に２〜２０の範囲内であり、特に好ましくは３〜１５、非常に特に好ましくは４〜１０である。

本発明によるＣＬＣ媒体によって、入手可能なパラメータの許容度が著しく拡張される。よって、反射波長、複屈折、透明点、粘度、熱的およびＵＶ安定性および誘電異方性の達成可能な組み合わせは、先行技術からの従来の材料をはるかに超え、本発明による媒体を、ＣＬＣディスプレイにおける使用に特に好適なものとしている。

本発明によるＣＬＣ媒体は、好ましくは、−２０℃まで下がる、好ましくは−３０℃まで下がる、非常に好ましくは−４０℃まで下がるコレステリック相、および、少なくとも７０℃、好ましくは少なくとも７５℃、非常に好ましくは少なくとも８０℃の透明点を有する。

ＣＬＣ媒体の誘電異方性Δεは、好ましくは１０以上、非常に好ましくは２０以上、最も好ましくは３５以上である。

ＣＬＣ媒体の複屈折率Δｎは、好ましくは０．１５以上、非常に好ましくは０．２０以上である。

同時に、本発明によるＣＬＣ媒体は、粘度についての低い値および比抵抗についての高い値を有し、優れたＣＬＣディスプレイ、特に、ＡＭ−ＣＬＣディスプレイを達成することを可能にする。特に、混合物は、低い動作電圧により特徴づけられる。

また、本発明による混合物の成分を適切に選択することによって、他の有利な特性を維持しながら、より高い閾電圧においてより高い透明点（例えば、１２０℃を超える）を達成することが可能となるか、または、より低い閾電圧においてより低い透明点を達成することが可能となることは言うまでもない。同様に、対応して僅かに粘度が増加するのみで、より大きいΔεおよび、よって、より低い閾値を有する混合物を得ることができる。

コレステリック相範囲の幅は、好ましくは少なくとも９０℃、特には少なくとも１００℃である。この範囲は、好ましくは少なくとも−２０°〜＋６０℃、特に好ましくは少なくとも−２０°〜＋７０℃、非常に特に好ましくは少なくとも−２０°〜＋８０℃にわたって広がる。

また、本発明によるＣＬＣ媒体のＵＶ安定性も著しく良好であり、即ち、それらは、ＵＶに曝露された際に、反射波長および動作電圧の著しくより小さい変化を示す。

本発明の更に好ましい実施形態は、少なくとも１個の重合性基を含有する１種類以上の化合物を含む、本発明によるＣＬＣ媒体に関する。このタイプのＣＬＣ媒体は、例えば、ポリマーゲルまたはＰＳＣＴディスプレイにおいて使用するのに特に適する。重合性化合物は、ネマチックおよび／またはキラル成分の構成成分であってよく、または、媒体の追加成分を構成してもよい。

適切な重合性化合物は当業者に既知であり、先行技術に記載されている。加えて、また、重合性化合物はメソゲンまたは液晶でもよい。それらは、１個以上、好ましくは２個の重合性基を含有してもよい。２個の重合性基を含有する非メソゲン化合物の典型的な例は、１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基を含有するアルキルジアクリレートまたはアルキルジメタクリレートである。２個より多い重合性基を含有する非メソゲン化合物の典型的な例は、トリメチロールプロパントリメタクリレートおよびペンタエリスリトールテトラアクリレートである。メソゲンまたは液晶の重合性化合物（「反応性メソゲン」または「ＲＭ（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ）」としても知られている）の典型的な例は、例えば、国際公開第９３／２２３９７号パンフレット、欧州特許第０ ２６１ ７１２号明細書、ドイツ国特許第１９５ ０４ ２２４号明細書、国際公開第９５／２２５８６号パンフレット、国際公開第９７／００６００号パンフレット、米国特許第５，５１８，６５２号明細書、米国特許第５，７５０，０５１号明細書、米国特許第５，７７０，１０７号明細書および米国特許第６，５１４，５７８号明細書に記載されている。特に適切で好ましいＲＭの例を、以下のリストにおいて示す。

式中、
Ｐ^０は、複数出現する場合は互いに独立に、重合性基であり、好ましくは、アクリル、メタクリル、オキセタン、エポキシ、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテルまたはスチレン基であり、
Ａ^０およびＢ^０は、複数出現する場合は互いに独立に、１個、２個、３個または４個の基Ｌで置換されていてもよい１，４−フェニレン、または、トランス−１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｚ^０は、複数出現する場合は互いに独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
Ｒ^０は、１個以上、好ましくは１〜１５個のＣ原子を有しフッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであるか、または、Ｙ^０またはＰ−（ＣＨ_２）_ｙ−（Ｏ）_ｚ−であり、
Ｙ^０は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ_２、ＯＣＨ_３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ_５、１〜４個のＣ原子を有しフッ素化されていてもよいアルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、または、１〜４個のＣ原子を有し一フッ素化、オリゴフッ素化またはポリフッ素化されたアルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ^{０１、０２}は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｒ^０またはＹ^０であり、
Ｒ^＊は、２−メチルブチル、２−メチルオクチル、２−メチルブトキシまたは２−メチルオクトキシなどの、４個以上、好ましくは４〜１２個のＣ原子を有するキラルなアルキルまたはアルコキシ基であり、
Ｃｈは、メンチルまたはシトロネリルなどの、コレステリル、エストラジオールまたはテルペノイド基より選択されるキラル基であり、
Ｌは、複数出現する場合は互いに独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または、１〜５個のＣ原子を有しハロゲン化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、
ｒは、０、１、２、３または４であり、
ｔは、複数出現する場合は互いに独立に、０、１、２または３であり、
ｕおよびｖは、それぞれ互いに独立に、０、１または２であり、
ｗは、０または１であり、
ｘおよびｙは、それぞれ互いに独立に、０または１〜１２の同一または異なる整数であり、
ｚは０または１で、隣接するｘまたはｙが０の場合、ｚは０であり、
ただし、ベンゼンおよびナフタレン環は、１個以上の同一または異なる基Ｌで追加的に置換されていてもよい。

１種類以上の重合性化合物を含むＣＬＣ媒体は、例えば、触媒、増感剤、安定剤、禁止剤、連鎖移動剤、共反応モノマー、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、粘着剤、流動性改良剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応性希釈剤、助剤、着色剤、色素、顔料またはナノ粒子などの１種類以上の添加剤を追加的に含んでよい。

式Ｉ〜ＸＩＶの化合物に加え、ＣＬＣ媒体は、種々の特性の最適化の目的のために、１種類以上の更なる成分を含むことができる。

本発明による媒体において使用でき、上および下の式およびそれらのサブ式の個々の化合物は既知であるか、または、それらは既知の化合物に類似して調製できる。

本発明に従って使用できる液晶混合物は、それ自身は従来の方法で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分の所望量を、有利には昇温して、主要部を構成する成分中に溶解する。また、有機溶剤、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール中の成分の溶液を混合し、混合後に、例えば、蒸留により溶剤を再び除去することも可能である。

また、本発明による液晶混合物は、例えば、１種類以上の安定剤または酸化防止剤またはナノ粒子などの更なる添加剤を含むこともできる。

本出願および以下の例において、液晶化合物の構造は頭字語を用いて示され、化学式への変換は、下の表ＡおよびＢに従って行われる。全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１およびＣ_ｍＨ_２ｍ＋１は、それぞれｎ個およびｍ個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基である。表Ｂにおけるコードは自明である。表Ａにおいて、親構造のための頭字語のみを示す。各場合において、親構造のための頭字語に、ダッシュで分離して、置換基Ｒ^１、Ｒ^２、Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３のためのコードが続く。

好ましい混合物成分を、表Ａ、ＢおよびＣに示す。

上および下において、パーセンテージは質量パーセントである。全ての温度は、摂氏度で与えられる。ｍ．ｐ．は融点を表し、ｃｌ．ｐ．は透明点である。更に、Ｃは結晶状態、Ｓはスメクチック相、Ｎはネマチック相、Ｃｈはコレステリック相、および、Ｉは等方相である。これらの記号間のデータは、転移温度を表す。

更に、以下の略称を用いる：
Δｎ ５８９ｎｍおよび２０℃における光学異方性
ｎ_ｅ ５８９ｎｍおよび２０℃における異常屈折率
Δε ２０℃における誘電異方性
ε_‖ 分子長軸に平行な誘電定数
γ_１ 他に明言しない限り２０℃における回転粘度（ｍＰａ・秒）
λ 他に明言しない限り２０℃における反射波長（ｎｍ）
Δλ 他に明言しない限り−２０および＋７０℃の間で示される温度範囲における反射波長の最大変化（ｎｍ）。

液晶混合物中にヘリカルツイスト超構造を生成するキラル化合物のヘリカルツイスト力、ＨＴＰ（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）は、式 ＨＴＰ＝（ｐ・ｃ）^−１（μｍ^−１）により与えられ、式中、ｐはヘリカルツイスト相のへリックスピッチをμｍで表し、ｃはキラル化合物の濃度を表す（ｃについての０．０１の値は、例えば、１質量％の濃度に相当する）。他に明言しない限り、上および下の波長およびＨＴＰ値は、２０℃の温度および商業的に入手可能な中性ネマチックＴＮホスト混合物ＭＬＣ−６２６０（Ｍｅｒｃｋ社、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ市）に関する。

物理的パラメータは、「Ｌｉｃｒｉｓｔａｌ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ」、Ｗ．Ｂｅｃｋｅｒ編集、Ｍｅｒｃｋ社、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ市、改訂版、１９９８年に記載される通り実験的に決定される。

文意が明らかに他を示さない限り、本明細書おいて複数形で使用される用語は単数形を含むものとしてここでは解釈され、逆もそうである。

本明細書の記載および請求項を通して、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」および活用語、例えば、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は「限定せずに含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」を意味し、他の成分を排除することを意図しない（排除しない）。

本発明の範囲内に依然として収まりながら、本発明の前述の実施形態に対する変形が可能であると認識されるであろう。他に明言しない限り、本明細書で開示されるそれぞれの特徴は、同一、等価または同様の目的に働く代わりの特徴により置き換えることができる。よって、他に明言しない限り、開示されるそれぞれの特徴は、包括的な一連の等価または同様な特徴の一例に過ぎない。

本明細書において開示される全ての特徴は、そのような特徴および／または工程の少なくとも幾つかが互いに排他的な組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせることができる。特に、本発明の好ましい特徴は本発明の全ての態様に適用でき、任意の組み合わせで使用できる。同様に、本質的でない組み合わせにおいて記載される特徴は、別々に（組み合わせずに）使用できる。

ここで、以下の例を参照して本発明を更に詳細に記載するが、以下の例は本発明の範囲を限定することなく、本発明を単に説明するものである。

＜例１Ａ＞
以下の通り、ネマチック混合物Ｎ１を配合する。

混合物は非常に高い正の誘電異方性、高い複屈折、および、高い透明点を有し、低い閾電圧のＳＳＣＴディスプレイ用のＣＬＣ混合物におけるネマチック成分として使用するのに適している。

＜例１Ｂ＞
９７．４２％の例１Ａのネマチック成分Ｎ１と、２．５８％の以下の式のキラルドーパントＲ−５０１１とから成るＣＬＣ混合物Ｃ１を配合する。

ＣＬＣ混合物Ｃ１は４８２ｎｍの反射波長λを有し、ＳＳＣＴディスプレイにおける使用に適している。

＜例２Ａ＞
以下の通り、ネマチック混合物Ｎ２を配合する。

混合物は、非常に高い正の誘電異方性、高い複屈折率および高い透明点を有し、低い閾電圧を有するＳＳＣＴディスプレイ用のＣＬＣ混合物において、ネマチック成分としての使用に適している。

＜例２Ｂ＞
９７．２９％の例２Ａのネマチック成分Ｎ２と、２．７１％のキラルドーパントＲ−５０１１とから成るＣＬＣ混合物Ｃ２を配合する。ＣＬＣ混合物Ｃ２は４８６ｎｍの反射波長λを有し、ＳＳＣＴディスプレイにおける使用に適している。

＜例３＞
以下の通り、ネマチック混合物Ｎ３を配合する。

混合物は、非常に高い正の誘電異方性、高い複屈折率および高い透明点を有し、低い閾電圧を有するＳＳＣＴディスプレイ用のＣＬＣ混合物において、ネマチック成分としての使用に適している。

＜例４Ａ＞
以下の通り、ネマチック混合物Ｎ４を配合する。

混合物は、非常に高い正の誘電異方性、高い複屈折率および高い透明点を有し、低い閾電圧を有するＳＳＣＴディスプレイ用のＣＬＣ混合物において、ネマチック成分としての使用に適している。

＜例４Ｂ＞
９７．４０％の例４Ａのネマチック成分Ｎ４と、２．６０％のキラルドーパントＲ−５０１１とから成るＣＬＣ混合物Ｃ４を配合する。ＣＬＣ混合物Ｃ４は４５８ｎｍの反射波長λを有し、ＳＳＣＴディスプレイにおける使用に適している。

Claims (11)

1. ヘリカルツイスト構造を有し、ネマチック成分および光学活性成分を含む液晶媒体であって、
   前記光学活性成分は、媒体のへリックスピッチが１μｍ以下となるように、ヘリカルツイスト力および濃度が選択される１種以上のキラル化合物を含み、
   前記ネマチック成分は、式Ｉの１種類以上の化合物を含むことを特徴とする液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１は、Ｈ、または、１〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、該基は無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３で一置換されているか、または、ハロゲンで少なくとも一置換されており、ただし、１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、
   

   

   Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、または、それぞれハロゲン化されており、１〜６個のＣ原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、
   Ｌ^１〜６は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦである。）
2. 前記ネマチック成分が、式ＩＩの１種類以上の化合物および／または式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に記載の媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１およびＲ^２は、互いに独立に、請求項１において与えられるＲ^１の意味の１つを有し、
   

   

   Ｚ^１は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、
   Ｚ^２は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、
   Ｌ^１〜５は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦであり、
   ａおよびｂは、それぞれ互いに独立に、０または１である。）
3. 以下の式より選択される１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の媒体。
   

   

   （式中、Ｒ^１およびＸ^０は、請求項１において定義される通りである。）
4. 以下の式より選択される１種類以上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媒体。
   

   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｌ^１およびＬ^２は、請求項１において定義される通りである。）
5. 以下の式より選択される１種類以上の化合物を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において与えられる意味の１つを有する。）
6. 式Ｄ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１〜５のいずれか一項に記載の媒体。
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｌ^１およびＬ^２は、請求項１において与えられる意味を有する。）
7. 以下の式の１種類以上のキラル化合物を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媒体。
   

   

   （式中、
   Ｂは、Ｌにより一置換、二置換または三置換されていてもよい１，４−フェニレン、または、１，４−シクロヘキシレンであり、
   Ｌは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または、１〜７個の炭素原子を有しハロゲン化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、
   ｂは、０、１または２であり、
   Ｚ^５は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、および
   Ｒ^５は、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。）
8. ４００〜８００ｎｍの範囲内の反射波長を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の媒体。
9. 電気光学的目的のための、請求項１〜８のいずれか一項に記載の媒体の使用。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の媒体を含有する電気光学的液晶ディスプレイ。
11. コレステリックディスプレイ、ＳＳＣＴディスプレイまたはＰＳＣＴディスプレイであることを特徴とする請求項１０に記載の電気光学的液晶ディスプレイ。