JP2014001398A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた液晶媒体を提供する。
【解決手段】本発明は、媒体に関して３０重量％以上の量で式（Ｉ）の化合物を少なくとも１種類含む極性化合物の混合物に基づき、負の誘電異方性を有する液晶媒体に関する。該式中、Ｒ^１１およびＲ^１２は請求項１で引用されるように定義される。また、本発明は、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中において、該媒体を使用することに関する。

【選択図】なし

Description

本発明は、極性化合物の混合物を基礎とする負の誘電異方性を有する液晶媒体であって、媒体に基づいて３０重量％以上の量で式Ｉの化合物を少なくとも１種類含む液晶媒体に関する。

式中、
Ｒ^１１は、４個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−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、
Ｒ^１２は、５個までの炭素原子を有するアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−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い。

この型の媒体は、特に、ＥＣＢ効果に基づいてアドレスするアクティブマトリクスを備える電気光学的ディスプレイ用に、およびＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ用に使用できる。本発明の媒体は、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（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）効果、またはＤＡＰ（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅｓ）効果は、１９７１年に最初に記載された（Ｍ．Ｆ．ＳｃｈｉｅｃｋｅｌおよびＫ．Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ、「Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄｓ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９（１９７１）、３９１２；非特許文献１）。その後、Ｊ．Ｆ．Ｋａｈｎ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０（１９７２）、１１９３；非特許文献２）およびＧ．ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ．Ｒｏｂｅｒｔ（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４（１９７３）、４８６９；非特許文献３）による報文が発行された。

Ｊ．ＲｏｂｅｒｔおよびＦ．Ｃｌｅｒｃ（ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８０）、３０；非特許文献４）、Ｊ．Ｄｕｃｈｅｎｅ（Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７（１９８６）、３；非特許文献５）およびＨ．Ｓｃｈａｄ（ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８２）、２４４；非特許文献６）の報文では、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、高い値の弾性定数比Ｋ_３／Ｋ_１、高い値の光学異方性Δｎ、−０．５以下の値の誘電異方性Δε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ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）。誘電的に負の液晶媒体も、所謂ＩＰＳ効果を利用するディスプレイ中で使用できる。

ＥＣＢ効果を利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、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、第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、第７５０〜７５３頁（非特許文献８）））および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、第７６０〜７６３頁（非特許文献９））デザイン、加えて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、第７５４〜７５７頁（非特許文献１０））ディスプレイおよび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、第７５８および７５９頁（非特許文献１１））、加えて長く知られており、特にテレビ用途向けのＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）ディスプレイに加えて、現在のところ最も重要である液晶ディスプレイの３種類のより最近の型の１つとして確立されてきた。それらの技術は、例えばＳｏｕｋ、Ｊｕｎ、ＳＩＤセミナー２００４、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）において一般的な形で比較されている。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、第１０６〜１０９頁（非特許文献１４）にあるように、オーバードライブによる方法を検討することにより、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、特にグレーレベル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中で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、直流および交流電界などの物理的影響に対する化学的安定性である。

さらに、工業的に使用できるＬＣ相は、適切な温度範囲で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た液晶中間相を有する一連の化合物には、単一の化合物でこれら全ての要求を見たすものはなかった。従って、ＬＣ相として使用できる材料を得るためには、一般に、２〜２５種類、好ましくは３〜１８種類の化合物の混合物を調製する。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、化合物を混合しても理想的な相を生産することは容易ではなかった。

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。個々のピクセルをそれぞれ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。そして「アクティブマトリックス」との用語が使用され、２つの型に区別できる。

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）。

第１の型の場合、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。基板材料として単結晶シリコンを使用すると、色々な部品ディスプレイのモジュール組み立て品の場合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第２の型の場合、使用される電気光学的効果は、通常、ＴＮ効果である。

区別される２つの技術がある。即ち、例えばＣｄＳｅのように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いた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１つのガラス板の内面に形成され、もう一方のガラス板は、内面に透明な対向電極を有する。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。この技術は、フルカラーが可能なディスプレイにも適用でき、フィルター素子がスイッチング可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青のフィルターのモザイクを配置する。

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セルとして動作させ、バックライトで照らされる。

ここで用語「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を含む。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）のような受動型素子を備えたディスプレイも含む。

この型の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と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がある［ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、第Ａ２１０〜２８８号、「Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ」、第１４１ｆｆ頁、パリ（非特許文献１５）；ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、第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に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する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、比較的大きい視野角依存性、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。

したがって、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。

Ｍ．Ｆ．Ｓｃｈｉｅｃｋｅｌおよび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 Ｇ．ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ．Ｒｏｂｅｒｔ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４４（１９７３）、４８６９ Ｊ．ＲｏｂｅｒｔおよびＦ．Ｃｌｅｒｃ、ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８０）、３０ Ｊ．Ｄｕｃｈｅｎｅ、Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７（１９８６）、３ Ｈ．Ｓｃｈａｄ、ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ．Ｐａｐｅｒｓ（１９８２）、２４４ Ｙｏｓｈｉｄｅ、Ｈ．ら、論文３．１：「ＭＶＡ ＬＣＤ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ ｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＰＣｓ・・・」ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ Ｉ、第６〜９頁 Ｌｉｕ、Ｃ．Ｔ．ら、論文１５．１：「Ａ ４６−ｉｎｃｈ ＴＦＴ−ＬＣＤ ＨＤＴＶ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・・・」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第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、第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、第７５４〜７５７頁 Ｙｅｏ、Ｓ．Ｄ．、論文１５．３：「Ａｎ ＬＣ Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ＴＶ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ ２００４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、ＸＸＸＶ、Ｂｏｏｋ ＩＩ、第７５８および７５９頁 Ｓｏｕｋ、Ｊｕｎ、ＳＩＤセミナー ２００４、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、第１０６〜１０９頁 ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、第Ａ２１０〜２８８号、「Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ」、第１４１ｆｆ頁、パリ ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、第１４５ｆｆ頁、パリ

本発明は、特にモニターおよびテレビ用途向けのＭＬＣディスプレイを提供することを目的としており、該ディスプレイはＥＣＢまたはＩＰＳ効果に基づいており、上記の不具合を示さないか示しても低減されており、同時に非常に高い比抵抗値を有している。特に、該ディスプレイは、モニターおよびテレビ用に非常に高温および非常に低温においても機能することを確かなものとしなければならない。

驚くべきことに、これらのディスプレイ素子中で、式Ｉの少なくとも１種類の化合物を高濃度で含むネマチック液晶混合物を使用すれば、この目的が達成されることが今回見出された。式Ｉの化合物は、例えば、ＥＰ ０ １６８ ６８３ Ｂ１およびＥＰ ０ １２２ ３８９ Ｂ１より既知である。

よって、本発明は、３０重量％以上の量で式Ｉの化合物を少なくとも１種類含み、極性化合物の混合物を基礎とする液晶媒体に関する。

本発明の混合物は、７０℃以上の透明点と共に非常に広い範囲でネマチック相を示し、非常に好ましい値の容量閾値、比較的高い値の保持率および同時に−３０℃および−４０℃において非常に良好な低温安定性を示し、非常に低い回転粘度および短い応答時間を有する。本発明の混合物、特に３０重量％以上の

を含むものは、回転粘度γ_１の改良に加え、弾性率Ｋ_３３の上昇が応答時間の改良に寄与している事実によって区別される。

本発明の混合物の好ましい実施形態の幾つかを以下に示す。

ａ）式Ｉ中のＲ^１１は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、特にはエチル、プロピル、ブチル、ビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニルを表す。

Ｒ^１２は、好ましくはビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニル、好ましくはＣＨ_２＝ＣＨを表す。

ｂ）式Ｉ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Ｉの化合物の割合は、少なくとも３０重量％以上、好ましくは少なくとも３５重量％、特に好ましくは３８重量％以上である液晶媒体。

ｄ）好ましくは２５重量％以下の量で、以下の式の化合物を付加的に含む液晶媒体。

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

式中、
Ｒ^２は、Ｈ、１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−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、
ｐは、１または２を表し、および
ｖは、１〜６を表す。

ｆ）式ＩＩＩの１種類以上の化合物を付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個までの炭素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は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表す。

ｇ）混合物の全体中の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合は、少なくとも２０重量％である液晶媒体。

ｈ）混合物の全体中の式ＩＩＩの化合物の割合は、少なくとも５重量％である液晶媒体。

ｉ）補助式Ｉ１〜Ｉ９から選択される少なくとも１種類の化合物を含む液晶媒体。

本発明の特に好ましい媒体は、以下の式の化合物を含み、

好ましくは３０〜６０重量％の量、特には３５〜６０重量％の量で、および／または以下の式の化合物を含み、

好ましくは３０〜４０重量％の量、特には３５〜４０重量％の量である。本発明の混合物が、以下の式の化合物

および以下の式の化合物

の両者を含む場合、混合物中のこれらの２種類の化合物の総濃度は４０重量％以上、好ましくは４５重量％以上、特には５０重量％以上である。

ｊ）以下の群からの少なくとも１種類以上の化合物を含む液晶媒体。

ｋ）式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｈより選択される１種類以上の化合物を付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個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。

本発明の媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂおよび／または式ＩＩＩｄの化合物を少なくとも１種類含む。

ｌ）３０〜８０重量％の１種類以上の式Ｉの化合物と、
２０〜７０重量％の１種類以上の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物と
を含むか、これらより成り、
ただし、式ＩおよびＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の総量は１００重量％以下である液晶媒体。

ｍ）以下の式の１種類以上の４環化合物を付加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ互いに独立に、式ＩＩＡおよび式ＩＩＢのＲ^２で示される意味の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。

ｎ）式Ｙ−１〜Ｙ−１１の１種類以上の化合物を付加的に含む液晶媒体。

式中、Ｒ^１３〜Ｒ^２０は、それぞれ互いに独立に、Ｒ^２で示されるのと同じ意味を有し、およびｚおよびｍは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。Ｒ^Ｅは、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表す。Ｘは、０、１、２または３を表す。

本発明の媒体は、特に好ましくは、アルケニル側鎖を有する式Ｙ−２、Ｙ−３および／またはＹ−１１の１種類以上の化合物を、好ましくは５重量％以上の量で含む。

ｏ）以下の式の１種類以上の化合物を付加的に含む液晶媒体。

好ましくは３重量％より多い量で、特に５重量％以上で、非常に特に好ましくは５〜２５重量％で、
ただし、Ｒ^２１はＲ^２で示される意味を有し、ｍは１〜６を表す。

ｐ）式Ｔ−１〜Ｔ−２２の１種類以上のフッ素化されたターフェニル類を付加的に含む液晶媒体。

式中、
Ｒは、Ｒ^２に示される意味を有し、
Ｒは、好ましくは、それぞれの場合で１〜６個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシまたはアルコキシアルキル、２〜６個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシである。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、ブトキシまたはペントキシを表す。

本発明の媒体は、好ましくは、式Ｔ−１〜Ｔ−２２のターフェニル類を２〜３０重量％の量で、特には５〜２０重量％で含む。

式Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３およびＴ−２２の化合物が特に好ましい。これらの化合物の中で、Ｒは、好ましくは、それぞれの場合で１〜５個の炭素原子を有するアルキル、更にはアルコキシを表す。

ターフェニル類は、好ましくは、０．１０以上のΔｎを有する混合物中で、式Ｉ、ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＩの化合物と組み合わせて使用される。好ましい混合物は、ターフェニル化合物類を２〜２０重量％と、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物を５〜６０重量％とを含む。

ｑ）式Ｂ−１〜Ｂ−４の１種類以上のビフェニル類を付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個の炭素原子を有する直鎖状のアルキルを表し、および
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、２〜６個の炭素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−４のビフェニル類の割合は、好ましくは少なくとも３重量％、特には５重量％以上である。

式Ｂ−１〜Ｂ−４の化合物のうち、式Ｂ−１およびＢ−４の化合物が特に好ましい。

特に好ましいビフェニル類は、以下である。

式中、Ｒは、１または２〜６個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、アルケニルオキシを表し、ａｌｋｅｎｙｌは、上で示される意味を有する。本発明の媒体は、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。

ｒ）以下の式の１種類以上の化合物を付加的に含む液晶媒体。

好ましくは３重量％より多い量で、特には５重量％以上、非常に特に好ましくは５〜２５重量％である。

ただし、Ｒ^{２２〜２３}はＲ^１１で示される意味を有し、Ｒ^２４はＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表し、ｑは１または２を表す。

ｓ）式Ｚ−１〜Ｚ−２２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し、およびｐは１または２である。

好ましくは５重量％以上の量であり、特には１０重量％以上である。

式Ｚ−１〜Ｚ−９の１種類または２種類以上の化合物および付加的に式ＩＩの１種類または２種類以上の化合物を含む媒体が特に好ましい。この型の混合物は、好ましくは１０重量％以上の式ＩＩの化合物を含む。

ｔ）式Ｏ−１〜Ｏ−１２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^２で示される意味を有し、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれは互いに独立に、好ましくは、直鎖状のアルキル、さらにアルケニルを表す。

ｕ）本発明の好ましい液晶媒体は、例えば式Ｎ−１〜Ｎ−５の化合物のようなテトラヒドロナフチルまたはナフチル単位を含む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^２で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、およびＺ、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。

ｖ）好ましい混合物は、式ＢＣの１種類以上のジフルオロジベンゾクロマン化合物類を含む。

式中、
Ｒ^Ｂ１およびＲ^Ｂ２は、それぞれ互いに独立にＲ^２の意味を有し、好ましくは３〜２０重量％の量で、特には３〜１５重量％の量である。

式ＢＣの特に好ましい化合物は、化合物ＢＣ−１〜ＢＣ−７である。

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

本発明は、更に、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備える電気光学的ディスプレイに関し、上および下で説明する液晶媒体を誘電体として備えることを特徴とする。

本発明の液晶媒体は、好ましくは２０℃以下〜７０℃以上まででネマチック相を有し、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℃以上である。

ここで用語「ネマチック相を有する」は、一方でスメクチック相および結晶化が対応する温度の低温で確認されないことを意味し、他方でネマチック相から加熱しても透明化しないことを意味する。低温における検査は対応する温度において流動粘度計により行なわれ、電気光学的用途に対応する層厚みを有する試験用セルに少なくとも１００時間保存して検査される。

対応する試験用セル中における−２０℃での保存安定性が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、毛細管中での従来法により、透明点が測定される。

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。

本発明の液晶混合物は、−０．５〜−８．０、特には−３．０〜−６．０のΔεを有し、ただしΔεは誘電異方性を表す。回転粘度γ_１は、好ましくは２００ｍＰａ・ｓより低く、特には１７０ｍＰａ・ｓより低い。

液晶混合物中における複屈折率Δｎの値は一般に０．０７および０．１６の間であり、好ましくは０．０８および０．１２の間である。

本発明の液晶媒体は負の誘電異方性を有しており、比較的高い絶対値の誘電異方性（｜Δε｜）を有しており、好ましくは２．７以上から５．３以上の範囲である。

本発明の液晶媒体は比較的低い値の閾電圧（Ｖ_０）を有している。それは、好ましくは１．７Ｖ〜２．５Ｖの範囲、特に好ましくは２．３Ｖ以下、非常に特に好ましくは２．２Ｖ以下である。

加えて、本発明の液晶媒体は、液晶セル中において高い電圧保持率の値を有する。２０℃で新たに充填されたセル中においては、電圧保持率は９５％以上、好ましくは９７％以上、非常に特に好ましくは９９％以上であり、１００℃のオーブン中の５分後におけるセル中においては、電圧保持率は９０％以上、好ましくは９３％以上、非常に特に好ましくは９８％以上である。

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、高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有し、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△ε＞１．５の化合物を表し、用語「誘電的に中性の化合物」は−１．５≦△ε≦１．５の化合物を表し、用語「誘電的に負の化合物」は△ε＜−１．５の化合物を表す。ここで、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の厚みでホメオトロピックな表面配向の少なくとも１つの試験用セル中で１ｋＨｚにより得られた混合物の容量を決定する。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はいつも低くされる。

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、いずれも独国のメルク社製である。検討される化合物を添加後にホスト化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、これを使用される化合物が１００％の場合に外挿する。検討される化合物は、ホスト混合物に１０％の量で溶解される。材料の溶解度が低すぎてこれが行なえない場合、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。

本発明で示される全ての温度の値は℃で示されている。

本発明においては、用語「閾電圧」は、他に明言しない限り、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。例においては、一般的な慣習により、１０％相対コントラストでの光学的閾値（Ｖ_１０）も決定され引用される。

電気光学的特性、例えば閾電圧（Ｖ_０）（容量測定）および光学的閾値（Ｖ_１０）は、スイッチング挙動と同様にメルク社によって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基体を備え、ＥＣＢまたはＶＡの構成で互いに直交してラビングされたポリイミド配向層（ＳＥ−１２１１、希釈剤^＊＊２６と共に（混合比１：１）、いずれも日本国日産化学社製）で製造される。透明で実質的に正方形のＩＴＯ電極の面積は１ｃｍ^２である。使用される試験用セルの層厚みは、検討される液晶混合物の複屈折に従い光学遅延が（０．３３±０．０１）μｍとなるよう選択される。偏光子は、一方がセルの前面に配置され他方が背面に配置され、それらの吸収軸が互いに９０°の角度をなし、ラビングの方向に平行な軸を有するそれらのそれぞれの隣り合う基体上にある。層厚みは、通常、約４．０μｍである。セルは大気圧下で毛細管の作用により充填され、非密封の状態で検討される。他に示さない限り、使用される液晶混合物にキラルドーパントは添加されないが、この型のドーピングが必要な用途においても液晶混合物は特に好適である。

試験用セルの電気光学的特性および応答時間は、ドイツ国ＫａｒｌｓｒｕｈｅのＡｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ社製ＤＭＳ３０１測定装置中において２０℃の温度で決定される。使用されるアドレス波形は、６０Ｈｚの周波数を有する矩形波である。電圧はＶ_ｒｍｓ（二乗平均平方根）として引用される。応答時間の測定中、電圧を０Ｖから光学的閾値の２倍の値（２Ｖ_１０）まで増加させ、元に戻す。引用される応答時間は、電圧が変化する時点から光度のそれぞれの総変化が９０％となるまで、即ち、τ_ｏｎ≡ｔ（０％〜９０％より大きい）までに経過する時間全体に適用され、およびτ_ｏｆｆ≡ｔ（１００％〜１０％より大きい）、即ち、それぞれの遅延時間も含む。個々の応答時間はアドレス電圧に依存するため、２つの個々の応答時間の和（Σ＝τ_ｏｎ＋τ_ｏｆｆ）または平均応答時間（τ_ａｖ．＝（τ_ｏｎ＋τ_ｏｆｆ）／２）も、結果をより良く比較できるようにするため引用される。

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基体を有し、層厚み５０ｎｍで互いに直交してラビングされたポリイミド配向層（ＡＬ−３０４６、日本国日本合成ゴム社製）で製造される。層厚みは均一に６．０μｍである。透明ＩＴＯ電極の面積は１ｃｍ^２である。

本発明の混合物は、例えばＶＡＮ、ＭＶＡ、（Ｓ）−ＰＶＡおよびＡＳＶのような全てのＶＡ−ＴＦＴ用途に適する。更に、Δεが負であるＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）およびＰＡＬＣの用途に適する。

本発明のディスプレイ中の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を含んでおり、これらの成分自身は１種類以上の個々の化合物より成る。

成分Ａは著しい負の誘電異方性を有しており、−０．５以下の誘電異方性のネマチック相を与える。成分Ａは、好ましくは、式Ｉ、ＩＩＡ、ＩＩＢおよび／または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％の間であり、特には６０および１００％の間である。

成分Ａのためには、−０．８以下の値のΔεを有する１種類以上の個々の化合物を好ましくは選択する。混合物全体におけるＡの割合が低いほど、Δε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を有しており、２０℃において３０ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有しており、好ましくは２５ｍｍ^２・ｓ^−１以下である。

成分Ｂ中の特に好ましい個々の化合物は非常に低い粘度のネマチック液晶で、２０℃において１８ｍｍ^２・ｓ^−１以下の流動粘度を有しており、好ましくは１２ｍｍ^２・ｓ^−１以下である。

成分Ｂはモノトロピックまたはエナンチオトロピックネマチックであり、スメクチック相を有さず、そして、液晶混合物において極めて低い温度までスメクチック相の発生を予防することができる。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た場合、これらの材料のネマトゲン性は、達成されたスメクチック相の抑制程度により比較できる。

多数の好適な材料が、文献に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、これらの液晶相も１８種類より多い成分を含む場合があり、好ましくは１８〜２５種類の成分である。

その相は、好ましくは、式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢを含み、およびＩＩＩも含んでよい、４〜１５種類、特には５〜１２種類、特に好ましくは１０種類より少ない化合物を含む。

式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよびＩＩＩの化合物に加え、他の構成成分も存在してよく、例えば混合物全体の４５％までの量、好ましくは３５％まで、特には１０％までである。

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、特には、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、フェニルまたはシクロヘキシル安息香酸エステル類、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エステル類、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された桂皮酸エステル類に分類される既知の物質である。

この型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から成る群より選択される炭素環構造またはヘテロ環構造である。

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であり、そして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、アルカノイルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、または代わりに、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。提案された置換基の他に変わったものもまた一般的である。このような物質またはそれらの混合物もまた、商業的に入手できる。全てのこれらの物質は、文献から知られる方法により調製することができる。

当業者には言うまでもなく、本発明の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。

本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えばＥＰ−Ａ ０ ２４０ ３７９に記載されているような通常の構成に対応する。

以下の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。上および下において、パーセンテージのデータは重量パーセントである。温度はすべて摂氏で示される。

式Ｉの化合物に加え、本発明の混合物は、好ましくは以下に示す１種類以上の化合物を含む。

以下の略称を使用する（ｎ、ｍおよびｚは、それぞれ互いに独立に、１、２、３、４、５または６である）。

本発明で使用できる液晶混合物は、それ自体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の量を、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは加温して溶解する。例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノールの有機溶媒中で成分溶液を混合し、完全に混合後、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。

誘電体は、例えば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のような当業者に既知で文献に記載されてい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、さらに導電性塩、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．第２４巻、第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に物質を加えることもできる。この型の物質は、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に記載されている。

表Ａに、本発明による混合物に添加できる使用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％の量、好ましくは０．１〜１．０重量％の量で使用する。

例えば本発明の混合物に添加することができる安定剤を以下の表Ｂに示す。

以下の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。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、
ｃｌ．ｐ．は透明点（℃）を表し、
Ｋ_１は２０℃における「スプレイ」変形に対する弾性定数（ｐＮ）を表し、
Ｋ_３は２０℃における「ベンド」変形に対する弾性定数（ｐＮ）を表し、
γ_１は２０℃で測定される回転粘度（ｍＰａ・ｓ）を表し、
ＬＴＳは試験セル中で決定される低温安定性（ネマチック相）を表す。

閾電圧の測定用に使用されるディスプレイは２０μｍの間隔で離れている２枚の平行な外板と、その外板の内側上のＳＥ−１２１１（日産化学製）の配向層が覆っている電極層とを有しており、液晶のホメオトロピック配向に効果がある。

＜混合物例＞
＜例１＞

＜例２＞

＜例３＞

＜例４＞

＜例５＞

＜例６＞

＜例７＞

＜例８＞

Claims (12)

1. 極性化合物の混合物を基礎とする負の誘電異方性を有する液晶媒体であって、媒体に基づいて３０重量％以上の量で式Ｉの化合物を少なくとも１種類含む液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１１は、４個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−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、
   Ｒ^１２は、５個までの炭素原子を有するアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、−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い。）
2. 式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの１種類以上の化合物を付加的に含むことを特長とする請求項１記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^２は、１５個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、該基は置換されていないか、ＣＮまたはＣＦ_３によって１置換されているか、またはハロゲンによって少なくとも１置換されており、ただし加えて、これらの基の中の１個以上のＣＨ_２基は、酸素原子が互いに直接結合しないようにして、それぞれ互いに独立に、−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、
   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付加的に含むことを特徴とする請求項１または２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個までの炭素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は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ_２Ｆ_４−または−ＣＦ＝ＣＦ−を表す。）
4. １種類、２種類、３種類、または４種類以上の式Ｉの化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし３の一項以上に記載の液晶媒体。
5. 前記混合物の全体中の式Ｉの化合物の割合は、少なくとも３５重量％であることを特徴とする請求項１ないし４の一項以上に記載の液晶媒体。
6. 前記混合物の全体中の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の割合は、少なくとも２０重量％であることを特徴とする請求項１ないし５の一項以上に記載の液晶媒体。
7. 前記混合物の全体中の式ＩＩＩの化合物の割合は、少なくとも３重量％であることを特徴とする請求項１ないし６の一項以上に記載の液晶媒体。
8. 式Ｉ１〜Ｉ９から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請求項１ないし７の一項以上に記載の液晶媒体。
   

   
9. ３０〜８０重量％の１種類以上の式Ｉの化合物と、
   ２０〜７０重量％の１種類以上の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物と、
   を含み、
   ただし、式ＩおよびＩＩＡおよび／またはＩＩＢの化合物の総量は１００重量％以下である
   ことを特徴とする請求項１ないし８の一項以上に記載の液晶媒体。
10. 以下の式の化合物：
    

    

    、および／または以下の式の化合物：
    

    

    を含むことを特徴とする請求項１ないし９の一項以上に記載の液晶媒体。
11. 式Ｉの１種類以上の化合物を、少なくとも１種類の更なる液晶化合物および任意選択で添加剤と混合することを特徴とする請求項１ないし１０の一項以上に記載の液晶媒体の調製方法。
12. ＥＣＢ、ＰＡＬＣ、ＦＦＳまたはＩＰＳ効果に基づい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であって、誘電体として請求項１ないし１０の一項以上に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする電気光学的ディスプレイ。