JP2013521350A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、式Ｉ

式中、Ｒ^１、Ｒ^１＊および環Ａが請求項１で示される定義を有する、式Ｉで表される少なくとも１の化合物を含む液晶媒体、ならびに、特にＶＡ、ＰＳＡ、ＰＳ−ＶＡ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックスディスプレイのためのその使用に関する。

Description

本発明は、式Ｉ

式中
Ｒ^１およびＲ^１＊は、それぞれ、互いに独立して、１〜１５のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、ここで、さらに、これらのラジカルにおける１または２以上のＣＨ_２基はそれぞれ、互いに独立して、Ｏ原子が直接的に互いにへと結合しないように、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、

−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−により置き換えられていてもよく、およびさらに、１または２以上のＨ原子はハロゲンにより置き換えられていてもよく、
環Ａは、１，４−シクロヘキシレン環または１，４−シクロヘキセニレン環を示し、ここで、さらに、１または２以上のＣＨ_２基は、−Ｏ−および／または−Ｓ−により置き換えられていてもよい
で表される少なくとも１の化合物を含む液晶媒体に関する。

この種の媒体は、とくに、ＥＣＢ効果に基づいてアドレスするアクティブマトリックスを有する電気光学ディスプレイのために、およびＩＰＳ（平面内切り替え）ディスプレイまたはＦＦＳ（フリンジ領域切り替え）ディスプレイのために用いられることができる。

電気的に制御された複屈折の法則、ＥＣＢ効果あるいはまたＤＡＰ（配向された相の変形（deformation of aligned phases））効果が、１９７１年に初めて記述された（(M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912)）。J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193)ならびにG. LabrunieおよびJ. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869)による論文が、これに続いた。

J. RobertおよびF. Clerc (SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30)、J. Duchene (Displays 7 (1986), 3)およびH. Schad (SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244)による論文は、ＥＣＢ効果に基づく高度な情報ディスプレイ素子における使用に対し好適であるために、高い値の弾性定数の比Ｋ_３／Ｋ_１、高い値の光学異方性Δｎおよび誘電異方性Δε≦−０．５の値を、液晶相は有しなければならないことを示した。誘電的に負の液晶媒体がまた、いわゆるＩＰＳまたはＦＦＳ効果を用いるディスプレイで用いられることができる。

いわゆるＶＡＮ（垂直整列ネマティック（vertically aligned nematic））ディスプレイとして、ＥＣＢ効果、例えばＭＶＡ（マルチドメイン垂直整列（(multi-domain vertical alignment）、例えば：Yoshide, H. et al., paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6 to 9, and Liu, C.T. et al., paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750 to 753）、ＰＶＡ（パターン化垂直整列（patterned vertical alignment）、例えば：Kim, Sang Soo, paper 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760 to 763）、ＡＳＶ（アドバンスト・スーパー・ビュー（advanced super view）、例えば：Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, paper 15.2: "Development of High Quality LCDTV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754 to 757）モードを用いるディスプレイが、ＩＰＳ（平面内切り替え（in-plane switching））ディスプレイ（例えば：Yeo, S.D., paper 15.3: "An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 & 759）および長きにわたって知られるＴＮ（twisted nematic）ディスプレイに加えて、現在特にテレビ用途のために最も重要である近年の３つタイプの液晶ディスプレイの１つとして地位を確立した。

かかる技術は、一般的な方式において、例えば、Souk, Jun, SID Seminar 2004, seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26、およびMiller, Ian, SID Seminar 2004, seminar M-7: "LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32で比較される。近代のＥＣＢディスプレイの応答時間はすでに、オーバードライブでのアドレス方法により顕著に改善されたが、例えば：Kim, Hyeon Kyeong et al., paper 9.1: "A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106 to 109、特にモノクロ階調（grey shades）の切り替えにおける、ビデオコンパチブルな応答時間の達成は、未だに、納得のいく解決がされていない問題である。

電気光学ディスプレイ素子におけるこの効果を産業的に利用するためには、多様な要件を充足しなければならないＬＣ相を必要とする。ここで特に重要なのは、湿気、空気および物理的影響、例えば熱、赤外線および紫外線照射ならびに直流および交流電界などに対する化学的な抵抗性である。
さらに、産業的に利用できるＬＣ相は、好適な温度範囲および低い粘度において液晶中間相（liquid-crystalline mesophase）を有することを要する。

液晶中間相を有する、今までに開示された一連の化合物はいずれも、全てのこれらの要件を充足する化合物を１つも含まない。それゆえ、ＬＣ相として用いられることができる材料を得るために、２〜２５、好ましくは３〜１８の化合物の混合物が一般的に調製される。しかし、有意に負の誘電異方性および適切に長期の安定性を有する液晶材料が今までに利用可能でなかったため、このような方法で容易に最適な相を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 displays）が公知である。個々のピクセルを個々に切り替えるために用いられることができる非線形素子は、例えば能動素子（つまり、トランジスタ）である。そして、用語「アクティブマトリックス」が用いて、２つのタイプ：
１．基板としてのシリコンウエハー上のＭＯＳ（金属酸化膜半導体（metal oxide semiconductor））
２．基板としてのガラス板状の薄膜トランジスタ（thin-film transistors）（ＴＦＴ）
の間で差別化がなされる。

タイプ１の場合、用いられる電気光学効果は、通常、動的散乱またはゲストホスト効果である。さまざまな部分のディスプレイのモジュールアセンブリでさえジョイントにおいて問題を生じるため、基板としての単結晶シリコンの使用は、ディスプレイのサイズを制限する。
好ましく、より有望であるタイプ２の場合、電気光学効果は通常はＴＮ効果である。

２つの技術：化合物半導体、例えば、ＣｄＳｅなどを含むＴＦＴ、あるいは多結晶またはアモルファスシリコンに基づくＴＦＴの間で、区別がなされる。後者の技術は、世界中で集約的に取り組まれている。

ＴＦＴマトリックスはディスプレイの一方のガラス板の内部に適用される一方で、他方のガラス板はその内部に透明な対電極を担持する。画素電極のサイズと比較すると、ＴＦＴは非常に小さく、実質的に画像上に悪影響を有しない。この技術をまた、赤、緑および青のフィルターのモザイクが、フィルター素子がそれぞれの切り替え可能な画素の反対側となるように配置される、フルカラーが可能なディスプレイへと拡張させることができる。

ＭＬＣディスプレイの用語は、本明細書において、統合非線形素子での任意のマトリックスディスプレイ、つまりアクティブマトリックスに加え、受動素子、例えばバリスタまたはダイオード（ＭＩＭ＝金属−絶縁体−金属）などの受動素子でのディスプレイもまた網羅する。

この種のＭＬＣディスプレイは、ＴＶ用途（例えばポケットＴＶ）あるいは自動車または航空機構造における高度な情報ディスプレイに対し、特に好適である。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、液晶混合物の十分ではない高さの比抵抗性のため、ＭＬＣディスプレイで困難がまた生じる[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff., Paris]。抵抗が低下すると、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、ＭＬＣディスプレイの寿命にわたって一般的に低下するため、長期の作動期間にわたって受容可能な抵抗値を有しなければならないディスプレイに対し、高い（初期）抵抗が非常に重要である。

それゆえ、さまざまなモノクロ階調を作り出すことができる、非常に高い比抵抗、同時に広い作動温度範囲、短い応答時間および低いしきい値電圧を有するＭＬＣディスプレイに対する大きな需要が継続している。

頻繁に用いられるＭＬＣ−ＴＮディスプレイの不利は、これらのディスプレイにおける比較的低いコントラスト、相対的に高い視野角依存性およびモノクロ階調を作り出す困難に起因する。

ＶＡディスプレイは有意に良好な視野角依存性を有し、それゆえ主にテレビおよびモニターに対して用いられる。しかし、特に６０Ｈｚより大きなフレーム率（画像変化頻度／繰り返し率）のフレームレートを有するテレビの使用に関し、応答時間を改善する必要性がここに継続する。しかし、同時に、例えば低温安定性などの特性は損なわれてはならない。

本発明は、ＥＣＢ効果に、あるいはＩＰＳまたはＦＦＳ効果に基づき、上述の不利を有さないか、または低度に有するのみである、特にモニターおよびＴＶ用途のための液晶混合物を提供する目的に基づく。特に、モニターおよびテレビに対し、それらが極度な高温および極度な低温においても作動し、同時に短い応答時間および同時に改善された信頼性挙動を有し、特には長い作動時間後に焼き付きを有しないか有意に低下して有するのみであるということが確保されなければならない。

驚くべきことに、一般式Ｉで表されるニュートラルな化合物が、液晶混合物、特に負の誘電異方性を有するＬＣ混合物において、好ましくはＶＡディスプレイに対して用いられる場合、回転粘度およびそれゆえ応答時間を改善することが可能である。

いわゆる単環式化合物（１つの環を有する化合物）は、その乏しい相特性（phase properties）および低い透明点のために、ネマティック液晶混合物で用いられることができなかった。しかし、式Ｉで表される化合物は、驚くべきことに、非常に低い回転粘度および高い誘電異方性の絶対値を同時に有する。それゆえ、短い時間、同時に良好な相特性および良好な低温挙動を有する液晶混合物、好ましくはＶＡ混合物を調製することができる。

それゆえ本発明は、式Ｉで表される化合物の少なくとも１を含む液晶媒体に関する。同様に本発明は、式Ｉで表される化合物に関する。

本発明による混合物は、好ましくは、≧７０℃、好ましくは≧７５℃、特には≧８０℃の透明点を有する非常に広いネマティック相範囲、容量しきい値に対する非常に好ましい値、保持比に対する相対的に高い値、および同時に−２０℃および−３０℃における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呈する。さらに本発明による混合物は、回転粘度γ_１での改善に加え、応答時間を改善するための相対的に高い値の弾性定数Ｋ_３３を観察できるという事実により、区別される。

本発明による混合物のいくつかの好ましい態様が、以下に示される。

式Ｉで表される化合物において、環Ａは好ましくはシクロヘキサン環を示す。

式Ｉで表される化合物において、Ｒ^１およびＲ^１＊はそれぞれ、互いに独立してアルキル、特にｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｉ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９、ｉ−Ｃ_４Ｈ_９、ｔ−Ｃ_４Ｈ_９、Ｃ_５Ｈ_１１、Ｃ_６Ｈ_１３、Ｃ_７Ｈ_１５、およびアルケニル、好ましくはＣＨ_２＝ＣＨ、ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２、ＣＦ_２＝ＣＨ、およびさらにアルコキシ、好ましくはＯＣ_２Ｈ_５、ＯＣ_３Ｈ_７、ＯＣ_４Ｈ_９、ＯＣ_５Ｈ_１１、ＯＣ_６Ｈ_１３、さらにアルケニルオキシ、特にＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５を好ましく示す。

式Ｉで表される好ましい化合物は、式Ｉ−１〜Ｉ−８で表される化合物である：

式中
AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜８のＣ原子を有する直鎖または分枝アルキルラジカルを示し、
AlkenylおよびAlkenyl^*はそれぞれ、互いに独立して２〜８のＣ原子を有する直鎖アルケニルラジカルを示し、
AlkoxyおよびAlkoxy^*はそれぞれ、互いに独立して１〜８のＣ原子を有する直鎖アルコキシラジカルを示す。

本発明による混合物は、式Ｉ−１またはＩ−５で表される化合物の少なくとも１つを、非常に特に好ましく含む。

式Ｉ−１およびＩ−５で表される化合物は、好ましくは式Ｉ−１ａ、Ｉ−１ｂおよびＩ−５ａで表される化合物である：

式中、ｎおよびｍはそれぞれ、互いに独立して１、２、３、４、５、６、７または８を示す。

式Ｉで表される化合物を、例えば、以下の通りに製造することができる：

式中AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜６のＣ原子を有する直鎖アルキルラジカルを示す。

１，４−ジイソプロピルシクロヘキサンを、例えば、Liberman; Wasina; Kasanskii: Doklady Chemistry; 132; 1960; 463; ISSN: 0012-5008; DANKAS; Doklady Akademii Nauk SSSR; 132; 1960; 130、またはvan Bekkum, H. et al. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas; English; 89; 1970; 913 - 919; ISSN: 0165-0513に記載されるように製造することができる。

１，４−ジアルケニルシクロヘキサン化合物は、例えばJP H10-218801から公知である。

本発明による媒体は、１、２、３、４または５以上の、好ましくは１、２または３の式Ｉで表される化合物を好ましく含む。

式Ｉで表される化合物は、液晶媒体において、混合物全体に基づいて、≧１重量％の、好ましくは≧５重量％の量で、好ましく用いられる。２〜１５重量％の式Ｉで表される化合物の１または２以上を含む液晶媒体が特に好ましい。

本発明による液晶媒体の好ましい態様を以下に示す：
ａ）式ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＣで表される化合物の群から選択される１または２以上の化合物をさらに含む液晶媒体：

式中
Ｒ^２Ａ、Ｒ^２ＢおよびＲ^２Ｃはそれぞれ、互いに独立してＨ、非置換の、ＣＮもしくはＣＦ_３により単置換されている、またはハロゲンにより少なくとも単置換されている１５以下のＣ原子を有するアルキルラジカルを示し、ここでまた、これらのラジカルにおける１または２以上のＣＨ_２基は−Ｏ−、−Ｓ−、

−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯにより、Ｏ原子が直接的に互いにへと結合しないように置き換えられていてもよく、
Ｌ^１〜４はそれぞれ、互いに独立してＦ、Ｃｌ、ＣＦ_３またはＣＨＦ_２を示し、
Ｚ^２およびＺ^２’はそれぞれ、互いに独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｏ−を示し、
ｐは、１または２を示し、
ｑは、０または１を示し、および
ｖは、１〜６を示す。

式ＩＩＡおよびＩＩＢで表される化合物において、Ｚ^２は同一のまたは異なる意味を有してもよい。式ＩＩＢで表される化合物において、Ｚ^２およびＺ^２’は同一のまたは異なる意味を有してもよい。

式ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＣで表される化合物において、Ｒ^２Ａ、Ｒ^２ＢおよびＲ^２Ｃは、それぞれ好ましくは１〜６のＣ原子を有するアルキル、特にＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９、ｎ−Ｃ_５Ｈ_１１を示す。

式ＩＩＡおよびＩＩＢで表される化合物において、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、さらには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を示す。式ＩＩＡおよびＩＩＢにおけるＺ^２およびＺ^２’は、好ましくは、それぞれ、互いに独立して単結合、さらに−Ｃ_２Ｈ_４−架橋を示す。

式ＩＩＢにおいてＺ^２＝−Ｃ_２Ｈ_４−である場合、Ｚ^２’は好ましくは単結合でありまたは、Ｚ^２’＝−Ｃ_２Ｈ_４−である場合、Ｚ^２は好ましくは単結合である。式ＩＩＡおよびＩＩＢで表される化合物において、（Ｏ）Ｃ_ｖＨ_２ｖ＋１は、好ましくは、ＯＣ_ｖＨ_２ｖ＋１、さらにはＣ_ＶＨ_２ｖ＋１を示す。式ＩＩＣで表される化合物において、Ｌ^３およびＬ^４は、好ましくはそれぞれＦを示す。

式ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＣで表される好ましい化合物を、以下に示す：

式中AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜６のＣ原子を有する直鎖アルキルラジカルを示す。

本発明による特に好ましい混合物は、式ＩＩＡ−２、ＩＩＡ−８、ＩＩＡ−１４、ＩＩＡ−２９、ＩＩＡ−３５、ＩＩＢ−２、ＩＩＢ−１１、ＩＩＢ−１６およびＩＩＣ−１で表される１または２以上の化合物を含む。
混合物全体における式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の割合は、好ましくは少なくとも２０重量％である。

本発明による特に好ましい媒体は、式ＩＩＣ−１

式中AlkylおよびAlkyl^*は上で示される意味を有する、
で表される少なくとも１の化合物を、好ましくは＞３重量％の、特に＞５重量％のおよび特に好ましくは５〜２５重量％の量で含む。

ｂ）式ＩＩＩ

式中
Ｒ^３１およびＲ^３２はそれぞれ、互いに独立して１２以下のＣ原子を有する直鎖アルキル、アルコキシアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、

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−を示す
で表される１または２以上の化合物をさらに含む液晶媒体。

式ＩＩＩで表される好ましい化合物を以下に示す：

式中
AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜６のＣ原子を有する直鎖アルキルラジカルを示す。

本発明による媒体は、好ましくは式ＩＩＩａおよび／またはＩＩＩｂで表される少なくとも１の化合物を含む。
混合物全体における式ＩＩＩで表される化合物の割合は、好ましくは少なくとも５重量％である。

ｃ）式

で表される化合物を、好ましくは≧５重量％の、特に≧１０重量％の総重量でさらに含む液晶媒体。

式

で表される化合物を、好ましくは＞３０重量％の総重量で含む、本発明による混合物が特に好ましい。

さらには、式

で表される化合物を含む本発明による混合物が好ましい。

ｄ）式

式中
Ｒ^７〜^１０はそれぞれ、互いに独立して請求項２におけるＲ^２Ａに対して示される意味の１つを有し、および
ｗおよびｘはそれぞれ、互いに独立して、１〜６を示す
で表される１または２以上の４環式化合物をさらに含む媒体。

ｅ）式Ｙ−１〜Ｙ−６

式中Ｒ^１４〜Ｒ^１９はそれぞれ、互いに独立して１〜６のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを示し；ｚおよびｍはそれぞれ、互いに独立して、１〜６を示し；ｘは、０、１、２または３を示す
で表される１または２以上の化合物をさらに含む液晶媒体。

本発明による液晶媒体は、好ましくは式Ｙ−１〜Ｙ−６で表される１または２以上の化合物を、好ましくは≧５重量％の量で含む。

ｆ）式Ｔ−１〜Ｔ−２１

式中
Ｒは、１〜７のＣ原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、およびｍ＝０、１、２、３、４、５または６であり、およびｎは０、１、２、３または４を示す、
で表される１または２以上のフッ化ターフェニルをさらに含む液晶媒体。

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、ペントキシを示す。

本発明による媒体は、式Ｔ−１〜Ｔ−２１で表されるターフェニルを、２〜３０重量％、特に５〜２０重量％の量で、好ましく含む。

式Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−２０およびＴ−２１で表される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のＣ原子を有するアルキル、さらにはアルコキシを示す。式Ｔ−２０で表される化合物において、Ｒは好ましくはアルキルまたはアルケニル、特にアルキルを示す。式Ｔ−２１で表される化合物において、Ｒは好ましくはアルキルを示す。

混合物のΔｎ値が≧０．１となるような場合に、該ターフェニルが本発明による混合物において好ましく用いられる。好ましい混合物は、２〜２０重量％の化合物Ｔ−１〜Ｔ−２１の群から選択される１または２以上のターフェニル化合物を含む。

ｇ）式Ｂ−１〜Ｂ−３

式中
AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜６のＣ原子を有する直鎖アルキルラジカルを示し、
AlkenylおよびAlkenyl^*はそれぞれ、互いに独立して２〜６のＣ原子を有する直鎖アルケニルラジカルを示す
で表される１または２以上のビフェニルをさらに含む液晶媒体。

混合物全体における式Ｂ−１〜Ｂ−３で表されるビフェニルの割合は、好ましくは少なくとも３重量％、特に≧５重量％である。
式Ｂ−１〜Ｂ−３で表される化合物のうち、式Ｂ−２で表される化合物が特に好ましい。

特に好ましいビフェニルは、

式中Alkyl^*は、１〜６のＣ原子を有する直鎖アルキルラジカルを示す
である。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で表される１または２以上の化合物を含む。

ｈ）式Ｚ−１〜Ｚ−７

式中ＲおよびAlkylは上で示される意味有する、
で表される少なくとも１の化合物を含む液晶媒体。

ｉ）式Ｏ−１〜Ｏ−１６

式中Ｒ^１およびＲ^２は、Ｒ^２Ａに対して上で示される意味を有する、
で表される少なくとも１の化合物を含む液晶媒体。Ｒ^１およびＲ^２は好ましくはそれぞれ、互いに独立して直鎖アルキルを示す。

好ましい媒体は、式Ｏ−１、Ｏ−３、Ｏ−４、Ｏ−５、Ｏ−９、Ｏ−１３、Ｏ−１４、Ｏ−１５および／またはＯ−１６で表される１または２以上の化合物を含む。
本発明による混合物は、非常に特に好ましくは、式Ｏ−９、Ｏ−１５および／またはＯ−１６で表される化合物を、特に５〜３０％の量で含む。

式Ｏ−１５およびＯ−１６で表される好ましい化合物を以下に示す：

本発明による媒体は、特に好ましくは、式Ｏ−１６ａ〜Ｏ−１６ｄで表される１または２以上の二環式化合物と組み合わせて、式Ｏ−１５ａで表されるおよび／または式Ｏ１５−ｂで表される三環式化合物を含む。式Ｏ−１６ａ〜Ｏ−１６ｄで表される二環式化合物から選択される１または２以上の化合物とともに組み合わせる式−１５ａおよび／または式Ｏ−１５ｂで表される化合物の合計の割合は、５〜４０％、非常に特に好ましくは１５〜３５％である。

非常に特に好ましい混合物は、式Ｏ−１５ａおよびＯ−１６ａで表される化合物を含む：

化合物Ｏ−１５ａおよびＯ−１６ａは、好ましくは、混合物において、混合物全体に基づいて、１５〜３５％、特に好ましくは１５〜２５％および殊に好ましくは１８〜２２％の濃度で存在する。

非常に特に好ましい混合物は、化合物Ｏ−１５ｂおよびＯ−１６ａを含む：

化合物Ｏ−１５ｂおよびＯ−１６ａは、混合物において、混合物全体に基づいて、１５〜３５％、特に好ましくは１５〜２５％および殊に好ましくは１８〜２２％の濃度で好ましく存在する。

非常に特に好ましい混合物は、以下の３化合物を含む：

化合物Ｏ−１５ａ、Ｏ−１５ｂおよびＯ−１６ａは、好ましくは、混合物において、混合物全体に基づいて、１５〜３５％、特に好ましくは１５〜２５％のおよび殊に好ましくは１８〜２２％の濃度で存在する。

ｊ）本発明による好ましい液晶媒体は、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または２以上の物質、例えば式Ｎ−１〜Ｎ−５

式中Ｒ^１ＮおよびＲ^２Ｎはそれぞれ、互いに独立してＲ^２Ａに対して示される意味を有し、好ましくは直鎖アルキル、直鎖アルコキシまたは直鎖アルケニルを示し、および
Ｚ^１およびＺ^２はそれぞれ、互いに独立して−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−または単結合を示す
で表される化合物を含む。

ｋ）好ましい混合物は、式ＢＣで表されるジフルオロジベンゾクロマン化合物、式ＣＲで表されるクロマン、式ＰＨ−１およびＰＨ−２で表されるフッ化フェナントレン、式ＢＦで表されるフッ化ジベンゾフランの群から選択される１または２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、互いに独立してＲ^２Ａの意味を有する。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で表される化合物を、３〜２０重量％の量で、特に３〜１５重量％の量で含む。

式ＢＣおよびＣＲで表される特に好ましい化合物は、化合物ＢＣ−１〜ＢＣ−７およびＣＲ−１〜ＣＲ５

式中
AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜６のＣ原子を有する直鎖アルキルラジカルを示し、
AlkenylおよびAlkenyl^*はそれぞれ、互いに独立して２〜６のＣ原子を有する直鎖アルケニルラジカルを示す
である。

式ＢＣ−２で表される１、２または３の化合物を含む混合物が、非常に特に好ましい。

ｌ）好ましい混合物は、式Ｉｎ

式中
Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３はそれぞれ、互いに独立して、１〜６のＣ原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシ、アルコキシ歩けるまたはアルケニルラジカルを示し、
Ｒ^１２およびＲ^１３は、さらにハロゲン、好ましくはＦを示し、

ｉは、０、１または２を示す、
で表される１または２以上のインダン化合物を含む。

式Ｉｎで表される好ましい化合物は、以下に示される式Ｉｎ−１〜Ｉｎ−１６で表される化合物である：

式Ｉｎ−１、Ｉｎ−２、Ｉｎ−３およびＩｎ−４で表される化合物が、特に好ましい。
式Ｉｎおよび副次式Ｉｎ−１〜Ｉｎ−１６で表される化合物は、好ましくは、本発明による混合物において、濃度≧５重量％、特に５〜３０重量％および非常に特に好ましくは５〜２５重量％で用いられる。

ｍ）好ましい混合物は、式Ｌ−１〜Ｌ−１１

式中
Ｒ、Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ、互いに独立して請求項２においてＲ^２Ａに対して示される意味を有し、およびAlkylは、１〜６のＣ原子を有するアルキルラジカルを示す、ｓは、１または２を示す、
で表される１または２以上の化合物をさらに含む。

式Ｌ−１およびＬ−４、特にＬ−４で表される化合物が特に好ましい。
式Ｌ−１〜Ｌ−１１で表される化合物は、５〜５０重量％、特に５〜４０重量％および非常に特に好ましくは１０〜４０重量％の濃度で好ましく用いられる。

特に好ましい混合物の概念を以下に示す：（用いられる頭文字は、表Ａで説明される。ｎおよびｍは本明細書中で、互いに独立して１〜６を示す）。

本発明による混合物は、好ましくは、
− 式中Ｌ^１＝Ｌ^２＝ＦおよびＲ^１＝Ｒ^１＊＝Alkoxyを意味する、式Ｉで表される化合物
− ＣＰＹ−ｎ−Ｏｍ、とくにＣＰＹ−２−Ｏ２、ＣＰＹ−３−Ｏ２および／またはＣＰＹ−５−Ｏ２、好ましくは、混合物全体に基づいて、＞５％の、特に１０〜３０％の濃度で、
および／または

− ＣＹ−ｎ−Ｏｍ、好ましくはＣＹ−３−Ｏ２、ＣＹ−３−Ｏ４、ＣＹ−５−Ｏ２および／またはＣＹ−５−Ｏ４、好ましくは、混合物全体に基づいて、＞５％の、特に１５〜５０％の濃度で、
および／または
− ＣＣＹ−ｎ−Ｏｍ、好ましくはＣＣＹ−３−Ｏ１、ＣＣＹ−４−Ｏ２、ＣＣＹ−３−Ｏ２、ＣＣＹ−３−Ｏ３および／またはＣＣＹ−５−Ｏ２、好ましくは、混合物全体に基づいて、＞５％の、特に１０〜３０％の濃度で、
および／または

− ＣＬＹ−ｎ−Ｏｍ、好ましくはＣＬＹ−２−Ｏ４、ＣＬＹ−３−Ｏ２および／またはＣＬＹ−３−Ｏ３、好ましくは、混合物全体に基づいて、＞５％、特に１０〜３０％の濃度で、
および／または
− ＣＫ−ｎ−Ｆ、好ましくはＣＫ−３−Ｆ、ＣＫ−４−Ｆおよび／またはＣＫ−５−Ｆ、好ましくは、混合物全体に基づいて＞５％、特に５〜２５％の濃度で、
を含む。

さらに、以下の混合物の概念を含む、本発明による化合物が好ましい：
（ｎおよびｍはそれぞれ、互いに独立して、１〜６を示す。）
− ＣＰＹ−ｎ−ＯｍおよびＣＹ−ｎ−Ｏｍ、好ましくは、混合物全体に基づいて、１０〜８０％の濃度で、
および／または

− ＣＰＹ−ｎ−ＯｍおよびＣＫ−ｎ−Ｆ、好ましくは、混合物全体に基づいて、１０〜７０％の濃度で、
および／または
− ＣＰＹ−ｎ−ＯｍおよびＣＬＹ−ｎ−Ｏｍ、好ましくは、混合物全体に基づいて、１０〜８０％の濃度で。

本発明は、ＥＣＢ、ＶＡ、ＰＳ−ＶＡ、ＩＰＳまたはＦＦＳ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイであって、誘電体としての請求項１〜９の１または２以上による液晶媒体を含有することを特徴とする該電気光学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℃〜≧７０℃、特に好ましくは≦−３０℃〜≧８０℃、非常に特に好ましくは≦−４０℃〜≧９０℃のネマティック相を有する。

表現「ネマティック相を有する」は、一方で対応する温度での低温度でスメクティック相および結晶化が観察されず、および他方でネマティック相からの加熱で透明化が未だ起こらないことを意味する。低温度での調査を、対応する温度で流動粘度計で実行し、そして電気光学使用に対応する層厚さを有するテストセル中における少なくとも１００時間の貯蔵により確認した。−２０℃の温度での対応するテストセル中での貯蔵安定性が１０００ｈ以上であるならば、媒体はこの温度で安定であると言及される。−３０℃および−４０℃の温度において、対応する時間はそれぞれ５００ｈおよび２５０ｈである。高温において、透明点はキャピラリー中で従来の方法により測定される。

液晶混合物は、好ましくは、少なくとも６０Ｋのネマティック相範囲および２０℃で最大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、一般的に０．０７〜０．１６、好ましくは０．０〜０．１２である。

本発明による液晶混合物は、−０．５〜−８．０、特に−２．５〜−６．０のΔεを有し、ここでΔεは誘電異方性を示す。２０℃における回転粘度γ_１は、好ましくは≦１６５ｍＰａ・ｓ、特に≦１４０ｍＰａ・ｓである。
本発明による液晶媒体は、しきい値電圧（Ｖ_０）に関し、相対的に低い値を有する。好ましくは１．７Ｖ〜３．０Ｖ、特に好ましくは≦２．５Ｖおよび非常に特に好ましくは≦２．３Ｖの範囲である。

本発明に関し、用語「しきい値電圧」は、他に明示的に示さなければ、フレデリックしきい値としてもまた公知である容量しきい値（Ｖ_０）に関する。
さらに、本発明による液晶媒体は、液晶セル中での電圧保持比に関し、高値を有する。
一般的に、低いアドレス電圧またはしきい値電圧を有する液晶媒体は、高いアドレス電圧またはしきい値電圧を有するものよりも低い電圧保持比を有し、その逆もまたあてはまる。

本発明に関し、用語「誘電的に正の化合物」はΔε＞１．５を有する化合物を示し、用語「誘電的にニュートラルな化合物」は−１．５≦Δε≦１．５を有するものを示し、および用語「誘電的に負の化合物」はΔε＜−１．５を有するものを示す。化合物の誘電異方性は、本明細書においては、１０％の化合物を液晶ホスト中に溶解させ、そして１ｋＨｚ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２０μｍの層厚さを有するそれぞれの場合における少なくとも１つのテストセル中で得られた混合物の電気容量を決定することにより、決定される。測定電圧は典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、常にそれぞれの調査された液晶混合物の容量しきい値よりも低い。

本発明に関して示される全ての温度値は、℃である。
本発明による混合物は、すべてのＶＡ−ＴＦＴ用途、例えば、ＶＡＮ、ＭＶＡ、（Ｓ）−ＰＶＡ、ＡＳＶ、ＰＳＡ（ポリマー維持ＶＡ(polymer sustained VA)）およびＰＳ−ＶＡ（ポリマー安定化ＶＡ(polymer stabilized VA)）などに対して好適である。さらに、負のΔεを有するＩＰＳ（平面内切り替え(in-plane switching)）およびＦＦＳ（フリンジ領域切り替え(fringe field switching)）用途に対してさらに好適である。

本発明によるディスプレイにおけるネマティック液晶混合物は、自体１または２以上の個々の化合物からなる、２つの成分ＡおよびＢを一般的に含む。
成分Ａは有意に負の誘電異方性を有し、ネマティック相に≦−０．５の誘電異方性を与える。式Ｉで表される１または２以上の化合物に加え、好ましくは式ＩＩＡ、ＩＩＢおよび／またはＩＩＣで表される化合物、さらにまた式ＩＩＩで表される化合物を含む。

成分Ａの割合は好ましくは４５〜１００％、特に６０〜１００％である。
成分Ａに対し、好ましくは、Δε≦−０．８の値を有する１（または２以上）の個々の化合物が選択される。混合物全体におけるＡの割合がより小さい場合、この値は、より負でなければならない。

成分Ｂはネマトゲン性、２０℃で３０ｍｍ^２・ｓ^−１以下、好ましくは２５ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を示す。
成分Ｂにおいて特に好ましい個々の化合物は、２０℃において１８ｍｍ^２・ｓ^−１以下の、好ましくは１２ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有する、極端に低粘性のネマティック液晶である。

成分Ｂは単変性な（monotropically）または互変性な（enantiotropically）ネマティックであり、スメクティック相を有さず、液晶混合物中で非常に低い温度へと低下する際のスメクティック相の出現を妨げることができる。例えば、高度にネマトゲン性のさまざまな材料がスメクティック液晶混合物へと添加される場合、これらの材料のネマトゲン性を、達成されるスメクティック相の抑制の程度により比較することができる。

混合物はまた、Δε≧１．５の誘電異方性を有する化合物を含む、成分Ｃを任意に含んでもよい。これらのいわゆる正の化合物は、一般的に、混合物全体に基づいて、≦２０重量％の量で負の誘電異方性の混合物中に存在する。
好適な材料の多様性は、文献から当業者に公知である。特に好ましくは、式ＩＩＩで表される化合物である。

さらに、これらの液晶相はまた、１８より多い成分、好ましくは１８〜２５の成分を含んでもよい。
式Ｉで表される１または２以上の化合物に加えて、かかる相は、好ましくは、４〜１５、特に５〜１２および特に好ましくは＜１０の、式ＩＩＡ、ＩＩＢおよび／またはＩＩＣを含み、および任意にＩＩＩで表される化合物を含む。
式Ｉで表される化合物および式ＩＩＡ、ＩＩＢおよび／またはＩＩＣおよび任意のＩＩＩで表される化合物に加えて、他の構成要素がまた、例えば混合物全体の４５％以下の、しかし好ましくは３５％以下の、特に１０％以下の量で存在してもよい。

他の構成要素は、アゾオキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル類、ターフェニル類、フェニルまたはシクロヘキシル安息香酸塩類、フェニルまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸塩類、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、任意にハロゲン化されたスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および桂皮酸エステル類のクラスからの、ネマティックまたはネマトゲン性物質、特に公知の物質から好ましく選択される。

この種の液晶相の成分として好適である最も重要な化合物は、式ＩＶ
Ｒ^２０−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ^２１ 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ヘキシルシクロヘキサン系、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キンにより形成される群からの炭素環系または複素環状環系を示し、

またはＣ−Ｃ単結合を示し、Ｑはハロゲン、好ましくは塩素または−ＣＮを示し、ならびにＲ^２０およびＲ^２１はそれぞれ、１８以下の、好ましくは８以下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、またはこれらのラジカルの１つは代わりにＣＮ、ＮＣ、ＮＯ_２、ＮＣＳ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＯＣＦ_３，Ｆ、ＣｌまたはＢｒを示す、
により特徴付けられることができる。

これらの化合物の多くにおいて、Ｒ^２０およびＲ^２１は互いに異なり、これらのラジカルの１つは通常はアルキルまたはアルコキシ基である。提唱される置換基の他の変化形もまた共通する。多くのかかる物質またはその混合物もまた、商業的に入手可能である。全てのこれらの物質を、文献から公知の方法により製造できる。

当業者には言うまでもなく、本発明によるＶＡ、ＩＰＳまたはＦＦＳ混合物はまた、例えば、Ｈ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体に置換された化合物を含んでもよい。

例えばU.S. 6,861,107に開示される重合可能な化合物、いわゆる反応性メソゲン（ＲＭｓ）を、本発明による混合物に、混合物に基づいて好ましくは０．１２〜５重量％、特に好ましくは０．２〜２重量％の濃度でさらに添加してもよい。これらの混合物は任意にまた、例えばU.S. 6,781,665に記載される開始剤を含んでもよい。開始剤、例えばCibaからのIrganox-1076を、好ましくは、０〜１％の量で重合可能な化合物を含む混合物へと添加する。この種の混合物は、反応性メソゲンの重合化が液晶混合物において起こることが意図される、いわゆるポリマー維持モード（ＰＳ−ＶＡ）またはＰＳＡ（ポリマー維持ＶＡ）に対して用いられることができる。これに対する必要条件は、液晶混合物自体がいかなる重合可能な化合物をも含まないことである。

本発明の好ましい態様において、重合可能な化合物は式Ｍで表される化合物から選択される：
Ｒ^Ｍａ−Ａ^Ｍ１−（Ｚ^Ｍ１−Ａ^Ｍ２）_ｍ１−Ｒ^Ｍｂ Ｍ
式中、個々のラジカルは以下の意味を有する：

Ｒ^ＭａおよびＲ^Ｍｂはそれぞれ、互いに独立してＰ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ハロゲン、ＳＦ_５、ＮＯ_２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基を示し、ここでＲ^ＭａおよびＲ^Ｍｂの少なくとも１つは好ましくは基ＰまたはＰ−Ｓｐ−を示すかまたは含み、
Ｐは、重合可能な基を示し、
Ｓｐはスペーサー基または単結合を示し、

Ａ^Ｍ１およびＡ^Ｍ２はそれぞれ、互いに独立して、好ましくは、４〜２５の環原子、好ましくはＣ原子を有し、また縮合環を包含または含んでもよく、およびＬにより任意に単置換または多置換されていてもよい、芳香族、複素環式芳香族、脂環式または複素環式基を示し、

Ｌは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、ＯＨ、ＣＨ_２ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^ｘ）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｙ^１、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^ｘ、−Ｎ（Ｒ^ｘ）_２、任意に置換されたシリル、６〜２０のＣ原子を有する任意に置換されたアリール、あるいは、さらに１または２以上のＨ原子がＦ、Ｃｌ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−、好ましくはＰ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ＯＨ、ＣＨ_２ＯＨ，ハロゲン、ＳＦ_５、ＮＯ_２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基により置き換えられていてもよい１〜２５のＣ原子を有する直鎖または分枝のアルキル、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を示し、

Ｙ^１は、ハロゲンを示し、
Ｚ^Ｍ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−（ＣＨ_２）_ｎ１−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−（ＣＦ_２）_ｎ１−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＲ^０Ｒ^００または単結合を示し、
Ｒ^０およびＲ^００はそれぞれ、互いに独立してＨあるいは１〜１２のＣ原子を有するアルキルを示し、

Ｒ^Ｘは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ハロゲン、１〜２５のＣ原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここで、さらに、１または２以上の隣接しないＣＨ_２基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接接続しないように置き換えられていてもよく、および、ここでさらに、１または２以上のＨ原子はＦ、Ｃｌ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−により置き換えられていてもよく、６〜４０のＣ原子を有する任意に置換されたアリールまたはアリールオキシ基、または２〜４０のＣ原子を有する任意に置換されたヘテロアリールまたはヘテロアリールオキシ基を示し、

ｍ１は、０、１、２、３または４を示し、および
ｎ１は、１、２、３または４を示し、
存在する基Ｒ^Ｍａ、Ｒ^Ｍｂおよび置換基Ｌからの少なくとも１つ、好ましくは１つ、２つまたは３つ、特に好ましくは１つまたは２つは、基ＰまたはＰ−Ｓｐ−を示すか、または少なくとも１つの基ＰまたはＰ−Ｓｐ−を含む。

式Ｍで表される特に好ましい化合物は、式中
Ｒ^ＭａおよびＲ^Ｍｂはそれぞれ、互いに独立してＰ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、ＳＦ_５あるいは、さらに１または２以上の隣接しないＣＨ_２がそれぞれ、互いに独立して−Ｃ（Ｒ^０）＝Ｃ（Ｒ^００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ^００）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接つながらないように置き換えられていてもよく、およびさらに、１または２以上のＨ原子はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−により置き換えられていてもよい、１〜２５のＣ原子を有する直鎖または分枝アルキルを示し、ラジカルＲ^ＭａおよびＲ^Ｍｂの少なくとも１つは基ＰまたはＰ−Ｓｐ−を好ましく示すかまたは含み、

Ａ^Ｍ１およびＡ^Ｍ２はそれぞれ、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，７−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、クマリン、フラボン、ここでさらにこれらの基における１または２以上のＣＨ基がＮにより置き換えられていてもよく、シクロヘキサン−１，４−ジイル、ここでさらに１または２以上の隣接しないＣＨ_２基がＯおよび／またはＳにより置き換えられていてもよく、１，４−シクロヘキセニレン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、ピペリジン−１，４−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、インダン−２，５−ジイルまたはオクタヒドロ−４，７−メタノインダン−２，５−ジイルを示し、全てのこれらの基は非置換であっても、またはＬにより単置換または多置換されていてもよく、

Ｌは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、ＯＨ、ＣＨ_２ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^ｘ）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｙ^１、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^ｘ、−Ｎ（Ｒ^ｘ）_２、任意に置換されたシリル基、６〜２０のＣ原子を有する任意に置換されたアリール基、あるいは１〜２５のＣ原子を有し、さらに１または２以上のＨ原子がＦ、Ｃｌ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−により置き換えられていてもよい直鎖または分枝のアルキル、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を示し、

Ｐは、重合可能な基を示し、
Ｙ^１は、ハロゲンを示し、
Ｒ^Ｘは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ハロゲン、１〜２５のＣ原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここで、さらに、１または２以上の隣接しないＣＨ_２基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接接続しないように置き換えられていてもよく、および、さらに、１または２以上のＨ原子はＦ、Ｃｌ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−により置き換えられていてもよく、６〜４０のＣ原子を有する任意に置換されたアリールまたはアリールオキシ基、または２〜４０のＣ原子を有する任意に置換されたヘテロアリールまたはヘテロアリールオキシ基である。

非常に特に好ましいのは、式中Ｒ^ＭａおよびＲ^Ｍｂの１つまたは両方が、ＰまたはＰ−Ｓｐ−を示す、式Ｍで表される化合物である。

本発明による液晶媒体ならびにＰＳ−ＶＡディスプレイまたはＰＳＡディスプレイにおける使用のための好適および好ましいＲＭは、例えば、以下の式から選択される：

式中、個々のラジカルは以下の意味を有する：
Ｐ^１およびＰ^２はそれぞれ、互いに独立して重合可能な基、好ましくは本明細書中でＰに対し示される意味の１つを有し、特に好ましくは、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、オキセタン、ビニルオキシまたはエポキシ基を示し、

Ｓｐ^１およびＳｐ^２はそれぞれ、互いに独立して単結合または好ましくは本明細書中でＳｐに対して示される意味の１つを有するスペーサー基、および特に好ましくは−（ＣＨ_２）_ｐ１−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−ＣＯ−Ｏ−または−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、ここでｐ１は１〜１２の整数である、を示し、およびここで最後の言及される基の隣接する環への接続はＯ原子を介して行われ、ここでラジカルＰ^１−Ｓｐ^１−およびＰ^２−Ｓｐ^２−の１つはまたＲ^ａａを示してもよく、

Ｒ^ａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮあるいは１〜２５のＣ原子を有する直鎖または分枝アルキル、ここで、さらに、１または２以上の隣接しないＣＨ_２基はそれぞれ、互いに独立して−Ｃ（Ｒ^０）＝Ｃ（Ｒ^００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−によりＯおよび／またはＳ原子が互いに直接接続しないように置き換えられていてもよい、を示し、特に好ましくは直鎖または分枝の、任意に単置換または多置換された、１〜１２のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、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（ここで該アルケニルおよびアルキニルラジカルは少なくとも２つのＣ原子を有し、および分枝ラジカルは少なくとも３つのＣ原子を有する）を示し、

Ｒ^０、Ｒ^００はそれぞれ、互いに独立して、およびそれぞれの場合において、同一であるかまたは異なって、Ｈまたは１〜１２のＣ原子を有するアルキルを示し、
Ｒ^ｙおよびＲ^ｚはそれぞれ、互いに独立してＨ、Ｆ、ＣＨ_３またはＣＦ_３を示し、

Ｚ^Ｍ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（Ｒ^ｙＲ^ｚ）−または−ＣＦ_２ＣＦ_２−を示し、
Ｚ^Ｍ２およびＺ^Ｍ３はそれぞれ、互いに独立して−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−または−（ＣＨ_２）_ｎ−を示し、ここでｎは２、３または４であり、

Ｌは、それぞれの場合において、同一であるかまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮあるいは直鎖または分枝の、任意に単置換または多置換された、１〜１２のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、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、好ましくはＦを示し、
Ｌ’およびＬ”はそれぞれ、互いに独立してＨ、ＦまたはＣｌを示し、

ｒは、０、１、２、３または４を示し、
ｓは、０、１、２または３を示し、
ｔは、０、１または２を示し、および
ｘは、０または１を示す。

好適な重合可能な化合物を、例えば表Ｄに挙げる。
本発明による液晶媒体は、全体で０．１〜１０％、好ましくは０．２〜４．０％、特に好ましくは０．２〜２．０％の重合可能な化合物を含む。
特に好ましいのは、式Ｍで表される重合可能な化合物である。

本発明による混合物は、慣用の添加剤、例えば安定化剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、ナノ粒子、ミクロ粒子などをさらに含んでもよい。
本発明による液晶ディスプレイの構造は、例えばEP-A 0 240 379に記載される通常の配置に対応する。

以下の例は、限定することなく本発明を説明するものと意図される。本明細書中において、パーセントのデータは重量パーセントを示す；全ての温度はセルシウス度で示される。

本特許出願をとおして、１，４−シクロヘキシレン環および１，４−フェニレン環は以下のとおりに描かれる：

式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよび／またはＩＩＣで表される化合物、式Ｉで表される１または２以上の化合物に加えて、本発明による混合物は、好ましくは、以下に示される表Ａからの１または２以上の化合物を含む。

表Ａ
以下の略号が用いられる：
（ｎ、ｍ、ｍ’、ｚ：それぞれ、互いに独立して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。）

本発明により用いられることができる液晶混合物は、自体慣用の様式で調製することができる。一般的に、より少量で用いられる成分の所望量を主要な構成成分を構成する成分中に、有利には高温で溶解させる。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に成分の溶液を混合すること、および完全に混合した後に、例えば蒸留により、溶媒を再び除去することもまた可能である。

好適な添加剤により、本発明による液晶相を、今までに開示されてきた任意のタイプの、例えばＥＣＢ、ＶＡＮ、ＩＰＳ、ＧＨまたはＡＳＭ−ＶＡ ＬＣＤで用いられることができるように修飾することができる。

誘電体はまた、当業者に公知でありおよび文献に記載されるさらなる添加剤、例えばＵＶ吸収剤、抗酸化剤、ナノ粒子およびフリーラジカル捕捉剤を含んでもよい。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添加してもよい。本発明による混合物のための好適な安定化剤は、特に、表Ｂに挙げられるものである。

例えば、０〜１５％の多色性色素を添加してもよく、さらに導電性の塩、好ましくは４−ヘキソ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の錯塩（例えば、Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Volume 24, pages 249-258 (1973)を参照）を導電性を改善するために添加してもよく、あるいは誘電異方性、粘度および／またはネマティック相の配向を修飾するために物質を添加してもよい。この種の物質は、例えば、DE-A 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430および28 53 728に記載される。

表Ｂは、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％の量で用いられる。表Ｂ

例えば、本発明の混合物に、混合物の全体量に基づいて、１０重量％以下、好ましくは０．０１〜６重量％、特に０．１〜３重量％の量で添加できる安定化剤を、以下の表Ｃに示す。好ましい安定化剤は、特に、ＢＨＴ誘導体、例えば２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−アルキルフェノール類、およびTinuvin 770である。

表Ｃ
（ｎ＝１〜１２）

本発明の混合物で、好ましくはＰＳＡおよびＰＳ−ＶＡで用いるための特に好ましい反応性メソゲンは、以下の表Ｄで示される：
表Ｄ

以下の例は、制限することなく本発明を説明することを意図される。実施例において、m.p.は融点を示し、およびＣはセルシウス度での液晶物質の透明点を示し；融点はb.p.により示される。さらに：
Ｃは結晶固体状態を示し、Ｓはスメクティック相を示し（インデックスは相の種類を示し）、Ｎはネマティック状態を示し、Ｃｈはコレステリック相を示し、Ｉは等方相を示し、Ｔ_ｇはガラス転移温度を示す。２つのシンボルの間の数字はセルシウス度での転移温度を示す。

式Ｉで表される化合物の物理データの決定のために用いられるホスト混合物は、市販の混合物ＺＬＩ−４７９２（Merck KGaA）である。調査される化合物の物理データは、調査される化合物の添加後のホスト混合物の誘電定数の変化から得られ、１００％の用いられる化合物へと外挿される。溶解度に依存するが、一般的に、１０％の調査される化合物をホスト混合物に溶解する。
他に示されない限り、部またはパーセントのデータは、重量部または重量パーセントを示す。

本明細書中において、
Ｖ_０は、２０℃でのしきい値電圧、電気容量［Ｖ］を示し、
Δｎは、２０℃および５８９ｎｍで測定された光学異方性を示し、
Δεは、２０℃および１ｋＨｚでの誘電異方性を示し、
ｃｌ．ｐ．は、透明点［℃］を示し、
Ｋ_１は、２０℃での弾性定数、「スプレー」変形［ｐＮ］を示し、
Ｋ_３は、２０℃での弾性定数、「ベンド」変形［ｐＮ］を示し、
γ_１は、磁界での回転法により決定された、２０℃で測定された回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を示し、
ＬＴＳは、テストセル中で決定された、低温安定性（ネマティック相）を示す。

しきい値電圧の測定のために用いられるディスプレイは、２０μｍ間隔で２つの平面−平行外板および液晶のホメオトロピック配向を達成させる配向層SE-1211（Nissan Chemicals）で外板の内側を覆う電極層を有する。

本願における全ての濃度は、他に明示されない限り、対応する混合物または混合成分に相関する。全ての物性は、他に明示されない限り、"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status November 1997, Merck KGaA, Germanyに記載されるとおりに決定され、そして２０℃の温度を適用する。

混合物例

Claims (14)

1. 極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式Ｉ
   

   

   式中、
   Ｒ^１およびＲ^１＊はそれぞれ、互いに独立して１〜１５のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、ここで、さらに、これらのラジカルにおける１または２以上のＣＨ_２基はそれぞれ、互いに独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
   

   

   −Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−によりＯ原子が直接的に互いにへと結合しないように置き換えられていてもよく、およびここで、さらに、１または２以上のＨ原子はハロゲンにより置き換えられていてもよく、ならびに
   環Ａは、１，４−シクロヘキシレン環または１，４−シクロヘキセニレン環を示し、ここで、さらに、１または２のＣＨ_２基は−Ｏ−および／または−Ｓ−により置き換えられていてもよい、
   で表される少なくとも１の化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体。
2. 式ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＣ
   

   

   式中、
   Ｒ^２Ａ、Ｒ^２ＢおよびＲ^２Ｃはそれぞれ、互いに独立してＨ、無置換であるか、ＣＮまたはＣＦ_３により単置換されているか、あるいはハロゲンにより少なくとも単置換されている、１５以下のＣ原子を有するアルキルラジカルを示し、ここで、さらに、これらのラジカルにおける１または２以上のＣＨ_２基は−Ｏ−、−Ｓ−、
   

   

   −Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−によりＯ原子が互いに直接的に接続しないように置き換えられていてもよく、
   Ｌ^１〜４はそれぞれ、互いに独立してＦまたはＣｌを示し、
   Ｚ^２およびＺ^２’はそれぞれ、互いに独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｏ−を示し、
   ｐは、１または２を示し、
   ｑは、０または１を示し、および
   ｖは、１〜６を示す、
   で表される化合物の群から選択される１または２以上の化合物をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶媒体。
3. 式ＩＩＩ
   

   

   式中、
   Ｒ^３１およびＲ^３２はそれぞれ、互いに独立して、１２以下のＣ原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、
   

   

   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−を示す、
   で表される１または２以上の化合物をさら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。
4. 式Ｉ−１〜Ｉ−８
   

   

   式中、
   AlkylおよびAlkyl^*はそれぞれ、互いに独立して１〜８のＣ原子を有する直鎖または分枝のアルキルラジカルを示し、
   AlkenylおよびAlkenyl^*はそれぞれ、互いに独立して２〜８のＣ原子を有する直鎖のアルキルラジカルを示し、
   AlkoxyおよびAlkoxy^*はそれぞれ、互いに独立して１〜８のＣ原子を有する直鎖のアルキルラジカルを示す、
   で表される少なくとも１の化合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
5. 式Ｌ−１〜Ｌ−１１
   

   

   式中、
   Ｒ、Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ、互いに独立して請求項２のＲ^２Ａに対して示される意味を有し、およびAlkylは１〜６のＣ原子を有するアルキルラジカルを示し、ならびに
   ｓは、１または２を示す、
   で表される少なくとも１の化合物をさら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。
6. 式Ｔ−１〜Ｔ−２１
   

   

   

   

   

   式中、
   Ｒは、１〜７のＣ原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、および
   ｍは、１〜６を示す
   で表される１または２以上のターフェニルをさら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。
7. 式Ｏ−１〜Ｏ−１６
   

   

   

   式中
   Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ、互いに独立して、請求項２のＲ^２Ａに対して示される意味を有する、
   で表される１または２以上の化合物をさら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。
8. 式Ｉｎ
   

   

   式中、
   Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３は、１〜５のＣ原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキルまたはアルケニルラジカルを示し、
   Ｒ^１２およびＲ^１３はさらにまた、ハロゲンを示し、
   

   

   ｉは、０、１または２を示す、
   で表される１または２以上のインダン化合物をさら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。
9. 混合物全体における式Ｉで表される化合物の比率が≧１重量％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Ｉで表される少なくとも１の化合物を少なくとも１のさらなる液晶化合物と混合し、および添加剤を任意に添加することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体の調製方法。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体の、電気光学ディスプレイにおける使用。
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、アクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイ。
13. ＶＡ、ＰＳＡ、ＰＳ−ＶＡ、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に記載の電気光学ディスプレイ。
14. 式
    

    

    式中、
    Alkylは、１〜８のＣ原子を有する直鎖または分枝アルキルラジカルを示す、
    で表される化合物。