JP2018184591A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶の安定化に使用される化合物を含む液晶媒体、及び電気光学的ディスプレイ、特にＶＡ、ＥＣＢ、ＦＦＳ又はＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリクスディスプレイにおける液晶媒体の使用の提供。【解決手段】１種類以上の式ＩＡ−１で代表される化合物及びジシクロヘキシル基を有する液晶化合物等を含む液晶媒体及び該液晶媒体の電気光学的ディスプレイへの使用。（Ｒ１Ａは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル又はｎ−ペンチルを表す。）【選択図】なし

Description

本発明は液晶媒体と、液晶ディスプレイにおけるそれらの使用と、これらの液晶ディスプレイ、特にＥＣＢ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：電気的制御複屈折率）効果を使用する液晶ディスプレイまたはＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：面内スイッチ）ディスプレイまたは誘電的に負の液晶を有するＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジ場スイッチ）ディスプレイとに関する。

現在使用されている液晶ディスプレイ（ＬＣディスプレイ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の大多数は通常、ＴＮ（「ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ：ツイストネマチック」）型のものである。しかしながら、これらはコントラストの視野角依存性が強い不都合を有する。

加えて、より広い視野角を有する所謂ＶＡ（「ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：垂直配向」）ディスプレイが知られている。ＶＡディスプレイのＬＣセルは２つの透明電極の間にＬＣ媒体の層を含有しており、そこではＬＣ媒体は、負の値の誘電異方性（Δε）を有する。スイッチオフ状態で、ＬＣ層の分子は電極表面に垂直に配向しているか（ホメオトロピック的）、または、チルトホメオトロピック配向を有している。２つの電極に電圧を印加すると、電極表面に平行なＬＣ分子の再配向が起きる。

また平行配向を有する２枚の基板の間にＬＣ層を含有し、２つの電極が２枚の基板の一方のみの上に配置されており、好ましくは、相互に噛み合った櫛形の構造を有する所謂ＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：面内スイッチング）ディスプレイも知られている。電極に電圧を印加すると、ＬＣ層に平行な有意な成分を有する電界が電極間に生成される。このため、層面内においてＬＣ分子の再配向が生じる。

更に、所謂ＦＦＳ（「ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジ場スイッチング」）ディスプレイが報告されており（とりわけ、Ｓ．Ｈ．Ｊｕｎｇら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、４３巻、３号、２００４年、１０２８頁を参照；非特許文献１）、同一の基板上に２つの電極を含有し、２つの電極の一方が櫛形の態様に構造化されており、他方は構造化されていない。それにより、強力な所謂「フリンジ場」、即ち、電極端の近傍における強力な電界およびセル全体にわたって強力な垂直成分および強力な水平成分の両者ともを有する電界が生成される。ＦＦＳディスプレイは、コントラストの低い視野角依存性を有する。通常、ＦＦＳディスプレイは正の誘電異方性を有するＬＣ媒体および通常ポリイミドの配向層を含有し、配向層はＬＣ媒体の分子に平面配向を付与する。

ＦＦＳディスプレイは、アクティブマトリックスまたはパッシブマトリクスディスプレイとして動作できる。アクティブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、例えばトランジスタ（例えば、薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）」））などの集積非線形アクティブ素子でアドレスされる一方で、パッシブマトリックスディスプレイの場合、個々のピクセルは、通常、従来技術から知られる通りのマルチプレックス法でアドレスされる。

更に、ＦＦＳディスプレイと同様の電極設計および層厚を有しているが、正の誘電異方性を有するＬＣ媒体の代わりに負の誘電異方性を有するＬＣ媒体の層を含むＦＦＳディスプレイが開示されている（Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７３巻（２０号）、１９９８年、２８８２〜２８８３頁（非特許文献２）およびＳ．Ｈ．Ｌｅｅら、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ３９巻（９号）、２０１２年、１１４１〜１１４８頁（非特許文献３）を参照）。正の誘電異方性を有するＬＣ媒体と比較して、負の誘電異方性を有するＬＣ媒体はチルトがより少なく、よりツイストした配向を有する好ましいダイレクター配向を示し、その結果、これらのディスプレイは、より高い透過性を有する。

しかしながら、ＦＦＳディスプレイにおいて負の誘電異方性を有するＬＣ媒体の使用には、幾つかの欠点もある。例えばそれらは、正の誘電異方性を有するＬＣ媒体と比較して、著しく低い信頼性を有する。

本明細書において使用する場合、用語「信頼性」は照光による負荷、温度、湿度、電圧などの種々のストレスを負荷した際のディスプレイの性能品位を意味し、それらは画像固着（ある領域および線状の画像固着）、ムラ、汚れなどのディスプレイの欠陥を生じ、ＬＣディスプレイ分野の当業者に知られている。信頼性を分類する標準的なパラメータとしては、通常、電圧保持率（ＶＨＲ：ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ）が使用され、電圧保持率は試験用ディスプレイにおいて一定電圧を維持する尺度である。ＶＨＲ値が高いほど、媒体の信頼性は良好となる。

ＦＦＳディスプレイにおける負の誘電異方性を有するＬＣ媒体の信頼性の低下は、ＬＣ分子と配向層のポリイミドとの相互作用によって説明でき、その結果、イオンがポリイミド配向層から抽出され、負の誘電率異方性を有するＬＣ分子は、そのようなイオンをより効果的に抽出する。

この結果、ＦＦＳディスプレイにおいて使用されるべきＬＣ媒体に新たな要件が生じる。特にＬＣ媒体はＵＶ暴露後に、高い信頼性および高いＶＨＲ値を示さなければならない。更なる要件は、高い比抵抗、大きな動作温度範囲、低温でも短い応答時間、低い閾電圧、多数の中間調（灰色遮光）、高いコントラストおよび広い視野角ならびに低減された画像固着である。

よって先行技術より既知のディスプレイにおいては、しばしば望ましくない効果である所謂「画像固着」または「画像焦付」が観察され、個々のピクセルの一時的なアドレスによってＬＣディスプレイ内に生成された画像が、これらのピクセル内の電界のスイッチが切られた後、または、他のピクセルがアドレスされた後においてすら、依然として視ることができ、残存する。

一方で、低いＶＨＲを有するＬＣ媒体を使用すると、この「画像固着」を発生することがある。昼光またはバックライトのＵＶ成分が混合物中のＬＣ分子の望ましくない分解反応を引き起こすことがあり、よって、イオン性またはフリーラジカルの不純物の生成が開始されることがある。これらは、特に、電極または配向層において蓄積されることがあり、そこで、それらのために、有効印加電圧が低下することがある。

先行技術で見られる他の問題は、ＦＦＳディスプレイが挙げられるが、これに限定されることなくディスプレイにおいて使用するためのＬＣ媒体は、しばしば、高い粘度を示し、結果として、高いスイッチ時間を示すことである。ＬＣ媒体の粘度およびスイッチ時間を低下するために、アルケニル基を有するＬＣ化合物を添加することが先行技術で示唆されてきた。しかしながらアルケニル化合物を含有するＬＣ媒体は、しばしば信頼性および安定性の低下を示し、特にＵＶ放射、しかし通常ＵＶ光を放出しないディスプレイのバックライトからの可視光にも曝露した後にＶＨＲが低下することが観察された。

信頼性および安定性の低下を減少するために例えば欧州特許第２ ５１４ ８００号明細書（特許文献１）および国際公開第２００９／１２９９１１号（特許文献２）に開示される通り、例えばＨＡＬＳ−（ｈｉｎｄｅｒｅｄ ａｍｉｎｅ ｌｉｇｈｔ ｓｔａｂｉｌｉｓｅｒ：ヒンダードアミン光安定剤）型の化合物などの安定剤を使用することが提案された。典型例は、下式の化合物Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０である。

それにもかかわらず例えば典型的なＣＣＦＬ−（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、冷陰極蛍光ランプ）バックライトで照射した際、これらのＬＣ混合物はディスプレイの動作中に依然として不十分な信頼性を示すことがある。

液晶の安定化に使用される異なる種類の化合物は例えば独国特許出願公開第１９５３９１４１号明細書（特許文献３）に記載される通りの化合物などの、フェノールから誘導される酸化防止剤である。そのような安定剤は、熱または酸素の影響に対してＬＣ混合物を安定化させるために使用できるが、典型的には光ストレス下では利点を示さない。

更に１種類以上の安定剤を含む負の誘電異方性の液晶媒体は、例えば国際公開第２０１６／１４６２４５号（特許文献４）に記載されている。

それ自体多種多様なタイプの化合物の複雑な混合物である液晶がポリイミドを挙げられる異なる種類と相互作用するディスプレイにおける、異なる種類の安定剤および微小効果の複雑な作用モードのために、正しい安定剤を選択し、最良の材料の組み合わせを特定することは困難な課題である。よって適用可能な材料の範囲を広げるために、異なる性質の新しい種類の安定剤に対する依然として大きな需要が存在する。

欧州特許第２ ５１４ ８００号明細書 国際公開第２００９／１２９９１１号 独国特許出願公開第１９５３９１４１号明細書 国際公開第２０１６／１４６２４５号

Ｓ．Ｈ．Ｊｕｎｇら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、４３巻、３号、２００４年、１０２８頁 Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７３巻（２０号）、１９９８年、２８８２〜２８８３頁 Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅら、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ３９巻（９号）、２０１２年、１１４１〜１１４８頁

従って本発明の目的は、上述の欠点を示さないか僅かな程度にのみ示し改良された特性を有するＶＡ、ＩＰＳまたはＦＦＳディスプレイにおいて使用するための改良されたＬＣ媒体を提供することである。本発明の更なる目的は、良好な透過率、高い信頼性、特にバックライト曝露後の高いＶＨＲ値、比較的高い比抵抗、大きな作動温度範囲、低温でも短い応答時間、低い閾電圧、多数の中間調（灰色遮光）、高いコントラストおよび広い視野角ならびに低減された画像固着のＦＦＳディスプレイを提供することである。

この目的は本発明によって、以降に説明され請求される通りのＶＡ、ＩＰＳまたはＦＦＳディスプレイにおける使用のためのＬＣ混合物を提供することで達成された。特に上の目的はＶＡ、ＩＰＳまたはＦＦＳディスプレイにおいて、安定剤、好ましくは以降に記載される通りの安定剤の組み合わせを含み、１種類以上のアルケニル化合物を含むＬＣ媒体を使用することで達成できることが見出された。またＦＦＳディスプレイにおいて使用するためのＬＣ媒体において本発明による安定剤を使用する場合、驚くべきことにバックライト負荷またはＵＶ負荷後の信頼性およびＶＨＲ値が高く、抵抗率がディスプレイ用途にとって十分に高いが本発明による安定化剤のないＬＣ媒体と比較して低いことも見出された。

また以降に記載される通りの安定剤を含むＬＣ媒体を使用することで、低下された粘度およびより速いスイッチ時間などのアルケニル含有ＬＣ媒体に既知の利点を利用でき、同時に特にバックライト曝露後の改良された信頼性および高いＶＨＲ値に至る。

特に驚くべきことに適切な安定剤が添加されれば、下に示される通りの式ＩＩの化合物の使用を通して、良好な信頼性と同時にＬＣ混合物の速い応答時間を得ることが可能である。ここで具体的に影響され得る信頼性パラメータは、例えばＵＶ光への曝露（日照試験）またはＬＣＤのバックライトによる曝露などの光への曝露後の電圧保持率である。このタイプの安定剤を使用することで、光への曝露後の電圧保持率が増加する。

本発明は、
ａ）１種類以上の式ＩＡの化合物と、および
ｂ）１種類以上の式ＩＩの化合物と、および
ｃ）１種類以上の式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物の群から選択される化合物と
を含む液晶媒体に関する。

式中、

を表し、
Ｒ^１Ａは、Ｈ、１５個までのＣ原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシ基を表し、ただし１個以上のＨ原子は、ハロゲンで置き換えられてよく、
Ｒ^２Ａは、Ｈ、７個までのＣ原子を有するアルキルまたはアルケニルまたはアルコキシを表し、ただし１個以上のＨ原子は、ハロゲンで置き換えられてよく、
ｒは、０または１である。

式中、
Ｒ^２１は、１〜７個のＣ原子を有する無置換のアルキル基または２〜７個のＣ原子を有する無置換のアルケニル基を表し、および
Ｒ^２２は、２〜７個のＣ原子を有する無置換のアルケニル基を表す。

式中、
Ｒ^３１は、１〜７個のＣ原子を有する無置換のアルキル基を表し、
Ｒ^３２は、１〜７個のＣ原子を有する無置換のアルキル基または１〜６個のＣ原子を有する無置換のアルコキシ基を表し、および
ｍ、ｎおよびｏは、それぞれ互いに独立に０または１である。

本発明による混合物は好ましくは、７０℃以上、好ましくは７５℃以上、特に８０℃以上の透明点の非常に広いネマチック相範囲、非常に好ましい容量閾値、保持比の比較的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値および短い応答時間を示す。本発明による混合物は更に回転粘度γ_１の改良に加え応答時間を改良するための比較的高い弾性定数Ｋ_３３の値が観察し得るという事実によっても区別される。好ましくは負の誘電率異方性を有するＬＣ混合物において式ＩＩの化合物を使用することで、回転粘度γ_１および弾性定数Ｋ_ｉの比が減少する。同時に本発明による媒体は式ＩＡの１種類以上の化合物のない媒体と比較して、画像固着がないか少なくともディスプレイの動作には十分低いより低い程度の画像固着と組み合わせて高い信頼性、特に熱および／または光ストレス後の長期信頼性ならびに特に熱および／または光ストレス後の高いＶＨＲを有利に示す。

本出願において元素は全てそれぞれの同位体を含む。特に化合物中の１個以上のＨをＤで置き換えてよく、これも実施形態によっては、また特に好ましい。対応する化合物を対応して高度の重水素化すれば例えば、化合物の検出および認識が可能になる。これは場合によっては、特に式ＩＡまたはＩＢの化合物の場合に非常に有用である。

本出願において光ストレスとは、磁気スペクトルの可視またはＵＶ−Ａ領域または両方における光への曝露を意味する。

本出願において、
ａｌｋｙｌは、特に好ましくは直鎖状のアルキル、特にはＣＨ_３−、Ｃ_２Ｈ_５−、ｎ−Ｃ_３Ｈ_７−、ｎ−Ｃ_４Ｈ_９−またはｎ−Ｃ_５Ｈ_１１−を表し、および
ａｌｋｅｎｙｌは、特に好ましくはＣＨ_２＝ＣＨ−、Ｅ−ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、Ｅ−ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−またはＥ−（ｎ−Ｃ_３Ｈ_７）−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、および
ａｌｋｏｘｙは、好ましくは１〜１５個のＣ原子を有する直鎖状のアルコキシ、特に好ましくはメトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシおよびｎ−ヘキシルオキシを表す。

式ＩＡの好ましい化合物は、式ＩＡ−１およびＩＡ−２の化合物の群から、特に好ましくは式ＩＡ−１の化合物から選択される化合物である。

式中、
Ｒ^１Ａは上で与える意味を有し、好ましくは１〜７個のＣ原子を有するアルキル、特に好ましくはエチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルを表す。

本発明による媒体は好ましくは、式ＩＡ−１の、好ましくは式ＩＡ−１ａ〜ＩＡ−１ｅの化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式ＩＩの好ましい化合物は式ＩＩ−１およびＩＩ−２の化合物の群から選択され、好ましくは式ＩＩ−１の化合物から選択される化合物である。

式中、
ａｌｋｙｌは１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキル基を表し、
ａｌｋｅｎｙｌは２〜５個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有し、特に好ましくは２個のＣ原子を有するアルケニル基を表し、
ａｌｋｅｎｙｌ’は２〜５個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有し、特に好ましくは２〜３個のＣ原子を有するアルケニル基を表す。

本発明による媒体は好ましくは、式ＩＩＩ−１の１種類以上の化合物、好ましくは式ＩＩＩ−１−１およびＩＩＩ−１−２の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中パラメータは、式ＩＩＩ−１で上に与えられる意味を有し、好ましくは
Ｒ^３１は２〜５個のＣ原子を有し、好ましくは３〜５個のＣ原子を有するアルケニル基を表し、
Ｒ^３２は２〜５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシ基、または２〜４個のＣ原子を有するアルケニルオキシ基を表す。

本発明による媒体は好ましくは、式ＩＩＩ−２の１種類以上の化合物、好ましくは式ＩＩＩ−２−１およびＩＩＩ−２−２の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中パラメータは、式ＩＩＩ−２で上に与えられる意味を有し、好ましくは
Ｒ^３１は２〜５個のＣ原子を有し、好ましくは３〜５個のＣ原子を有するアルケニル基を表し、
Ｒ^３２は２〜５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシ基、または２〜４個のＣ原子を有するアルケニルオキシ基を表す。

本発明による媒体は好ましくは、式ＩＩＩ−３の１種類以上の化合物、好ましくは式ＩＩＩ−３−１およびＩＩＩ−３−２の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中パラメータは、式ＩＩＩ−３で上に与えられる意味を有し、好ましくは
Ｒ^３１は２〜５個のＣ原子を有し、好ましくは３〜５個のＣ原子を有するアルケニル基を表し、
Ｒ^３２は２〜５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシ基、または２〜４個のＣ原子を有するアルケニルオキシ基を表す。

好ましい実施形態において本発明による媒体は、式ＩＩ−１およびＩＩ−２の化合物の群から選択される１種類以上の式ＩＩの化合物を含む。

本発明の好ましい実施形態において液晶媒体は、式ＩＢの化合物から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｇは、単結合または１〜２０個のＣ原子を有する２価の脂肪族または脂環式基を表す。

基Ｇの例は、メチレン、エチレンもしくは２０個までの炭素原子を有するポリメチレン；または２価基−ＣＨ_２ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ（Ｏ）ＣＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ（Ｏ）ＣＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−Ｃ（Ｏ）Ｏ（ＣＨ_２）_４Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ_２）_４Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ_２ＣＨ_２−および−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ_２）_８Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ_２ＣＨ_２−などの１個もしくは２個のヘテロ原子で中断されているアルキレン基である。

またＧは、アリーレン−ビス−アルキレン例えば、ｐ−キシリレン、ベンゼン−１，３−ビス（エチレン）、ビフェニル−４，４’−ビス（メチレン）またはナフタレン−１，４−ビス（メチレン）でもよい。

それは最終的には、２−ブテニレン−１，４，２−ブチニレン−１，４または２，４−ヘキサジイニレン−１，６などの４〜８個の炭素原子を有するアルケニレンまたはアルキニレンでよい。

好ましくは式ＩＢの化合物は、式ＩＢ−１の化合物から選択される。

式中、
Ｒ^１Ｂは、Ｈまたは１〜６個のＣ原子を有するアルキル、好ましくはＨまたはエチルを表し；
ｔは、０または１であり、および
ｑは、０、１、２、３、４、５、６、７、８または９である。

特に好ましくは式ＩＢ−１の化合物は、式ＩＢ−１ａおよびＩＢ−１ｂの化合物から選択される。

式中ｑは、０、１、２、３、４、５、６、７、８または９、好ましくは６、７または８、特に好ましくは７である。

好ましい実施形態において本発明による液晶媒体は、１種類以上の式ＳＴの化合物を追加して含む。

式中、
Ｒ^ＳＴは、１〜７個のＣ原子を有するアルキルを表す。

また本発明は、本発明による液晶媒体を含有する電気光学的ディスプレイまたは電気光学的部品にも関する。ＶＡまたはＥＣＢ効果に基づく電気光学的ディスプレイ、ＩＰＳまたはＦＦＳディスプレイ、特にアクティブマトリクスアドレスデバイスによってアドレスされるものが好ましい。

従って本発明は同様に、電気光学的ディスプレイまたは電気光学的部品における本発明による液晶媒体の使用と、１種類以上の式ＩＡの化合物を、１種類以上の式ＩＩの化合物、好ましくは１種類以上のサブ式ＩＩ−１の化合物と、好ましくは式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４およびＩＶおよび／またはＶの化合物の群から選択する１種類以上の更なる化合物と混合することを特徴とする本発明による液晶媒体を調製する方法とに関する。

加えて本発明は１種類以上の式ＩＩの化合物および式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物の群から選択する１種類以上の化合物を含む液晶媒体を安定化する方法であって、１種類以上の式ＩＡの化合物および任意成分として１種類以上の式ＩＢの化合物を媒体に添加することを特徴とする方法に関する。

更に好ましい実施形態において媒体は、１種類以上の式ＩＶの化合物を含む。

式中、
Ｒ^４１は、１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキルを表し、
Ｒ^４２は、１〜７個のＣ原子を有するアルキルまたは１〜６個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルコキシを表す。

更に好ましい実施形態において媒体は、式ＩＶ−１およびＩＶ−２の化合物の群から選択する１種類以上の式ＩＶの化合物を含む。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ’は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキルを表し、および
ａｌｋｏｘｙは、１〜５個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシを表す。

更に好ましい実施形態において媒体は、１種類以上の式Ｖの化合物を含む。

式中、
Ｒ^５１およびＲ^５２は、互いに独立に、Ｒ^２１およびＲ^２２に与えられる意味の１つを有し、好ましくは、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、好ましくはｎ−アルキル、特に好ましくは１〜５個のＣ原子を有するｎ−アルキル、１〜７個のＣ原子を有するアルコキシ、好ましくはｎ−アルコキシ、特に好ましくは２〜５個のＣ原子を有するｎ−アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはアルケニルオキシを表し、

Ｚ^５１〜Ｚ^５３は、それぞれ互いに独立に、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−または単結合、好ましくは、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−Ｏ−または単結合、特に好ましくは単結合を表し、
ｐおよびｑは、それぞれ互いに独立に、０または１を表し、
（ｐ＋ｑ）は、好ましくは、０または１を表す。

更に好ましい実施形態において、媒体は、式Ｖ−１〜Ｖ−１０の化合物の群から選択され、好ましくは式Ｖ−１〜Ｖ−５の化合物の群から選択される式Ｖの１種類以上の化合物を含む。

式中、パラメータは、式Ｖにおいて上で与えられる意味を有し、
Ｙ^５は、ＨまたはＦを表し、好ましくは
Ｒ^５１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキルまたは２〜７個のＣ原子を有するアルケニルを表し、
Ｒ^５２は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、２〜７個のＣ原子を有するアルケニルまたは１〜６個のＣ原子を有するアルコキシ、好ましくはアルキルまたはアルケニル、特に好ましくはアルケニルを表す。

更に好ましい実施形態において、媒体は、式Ｖ−１ａおよびＶ−１ｂ、好ましく波式Ｖ−１ｂの化合物の群から選択される式Ｖ−１の１種類以上の化合物を含む。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ’は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキルを表し、
ａｌｋｏｘｙは、１〜５個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシを表す。

更に好ましい実施形態において、媒体は、式Ｖ−３ａおよびＶ−３ｂの化合物の群から選択される式Ｖ−３の１種類以上の化合物を含む。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ’は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキルを表し、
ａｌｋｏｘｙは、１〜５個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシを表し、
ａｌｋｅｎｙｌは、２〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルケニルを表す。

更に好ましい実施形態において、媒体は、式Ｖ−４ａおよびＶ−４ｂの化合物の群から選択される式Ｖ−４の１種類以上の化合物を含む。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ’は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキルを表し、
ａｌｋｏｘｙは、１〜５個のＣ原子を有し、好ましくは２〜４個のＣ原子を有するアルコキシを表し、
ａｌｋｅｎｙｌは、２〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルケニルを表す。

更に好ましい実施形態において媒体は、１種類以上の式ＩＩＩ−４の、好ましくは式ＩＩＩ−４−ａの化合物を含む。

式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ’は互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキルを表す。

本発明による液晶媒体は、１種類以上のキラル化合物を含んでよい。

本出願による液晶媒体は好ましくは合計で、１ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、好ましくは１０ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ、より更に好ましくは１００〜１０００ｐｐｍ、非常に特に好ましくは２５０ｐｐｍ〜７５０ｐｐｍの式ＩＡの化合物を含む。

式ＩＡまたはその好ましいサブ式の化合物に加えて本発明による媒体は好ましくは、１種類以上の式ＩＩの誘電的に中性の化合物を５％以上〜９０％以下、好ましくは１０％以上〜８０％以下、特に好ましくは２０％以上〜７０％以下の範囲内の合計濃度で含む。

本発明による媒体は好ましくは、式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の群から選択される１種類以上の化合物を１０％以上〜８０％以下、好ましくは１５％以上〜７０％以下、特に好ましくは２０％以上〜６０％以下の範囲内の合計濃度で含む。

本発明の好ましい実施形態において媒体は、１種類以上の式ＩＢの化合物を１０ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、より好ましくは５００ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ、特に好ましくは８００ｐｐｍ〜１２００ｐｐｍの範囲内の合計濃度で含む。

本発明による媒体は特に好ましくは、１種類以上の式ＩＡの化合物および１種類以上の式ＩＢの化合物を２０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、好ましくは２５０ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍ、より好ましくは７５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、特に好ましくは１３００ｐｐｍ〜１７００ｐｐｍの範囲内の合計濃度で含む
本発明による媒体は特に好ましくは、
・１種類以上の式ＩＩＩ−１の化合物を、５％以上〜３０％以下の範囲内の合計濃度で、
・１種類以上の式ＩＩＩ−２の化合物を、３％以上〜３０％以下の範囲内の合計濃度で、
・１種類以上の式ＩＩＩ−３の化合物を、５％以上〜３０％以下の範囲内の合計濃度で、
・１種類以上の式ＩＩＩ−４の化合物を、１％以上〜３０％以下の範囲内の合計濃度で
含む。

本発明による媒体は好ましくは、以下の化合物を記載の合計濃度で含む：
１０〜６０重量％の１種類以上の式ＩＩＩの化合物、および／または
３０〜８０重量％の１種類以上の式ＩＶおよび／またはＶの化合物、
ただし媒体中の全ての化合物の合計含有量は１００％である。

本発明の特に好ましい実施形態は、以下の１つ以上の条件を満たし、頭字語（略称）は表Ａ〜Ｃに説明されており、表Ｄに化合物が例示されている。

ｉ． 液晶媒体は、０．０６０以上、特に好ましく０．０７０以上の複屈折を有する。

ｉｉ． 液晶媒体は、０．１３０以下、特に好ましくは０．１２０以下の複屈折を有する。

ｉｉｉ． 液晶媒体は、０．０６５〜０．１３０の範囲内、特に好ましくは０．０８０〜０．１２０の範囲内、非常に特に好ましくは０．０８５〜０．１１０の複屈折を有する。

ｉｖ． 液晶媒体は、２．０以上、特に好ましくは３．０以上の絶対値を有する負の誘電異方性を有する。

ｖ． 液晶媒体は、５．５以下、特に好ましくは５．０以下の絶対値を有する負の誘電異方性を有する。

ｖｉ． 本発明による液晶混合物は、−０．５〜−８．０、特には−１．５〜−６．０、非常に好ましくは−２．０〜−５．０の範囲内の誘電異方性（Δε）を有する。

ｖｉｉ． 回転粘度γ_１は、好ましくは１２０ｍＰａ・秒以下、特には１００ｍＰａ・秒以下である。

ｖｉｉｉ． 液晶媒体は、下に与えるサブ式から選択される１種類以上の式ＩＩの特に好ましい化合物を含む。

式中、ａｌｋｙｌは上で与えられる意味を有し、好ましくは、それぞれの場合で互いに独立に、１〜６個を有し、好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に好ましくはｎ−アルキルを表す。

ｉｘ． 混合物全体における式ＩＩの化合物の合計濃度は２５％以上、好ましくは３０％以上で、好ましくは２５％以上〜４９％以下の範囲内、特に好ましくは２９％以上〜４７％以下の範囲内、非常に特に好ましくは３７％以上〜４４％以下の範囲内である。

ｘ． 液晶媒体は、以下の式：ＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖｍの化合物から成る群より選択される式ＩＩの１種類以上の化合物、特に好ましくはＣＣ−３−Ｖの化合物を、好ましくは５０％以下まで、特に好ましくは４２％以下までの濃度で含み、ＣＣ−３−Ｖ１を好ましくは１５％以下までの濃度で、および／またはＣＣ−４−Ｖを好ましくは２０％以下まで、特に好ましくは１０％以下までの濃度で追加して含んでよい。

ｘｉ． 混合物全体における式ＣＣ−３−Ｖの化合物の合計濃度は、２０％以上、好ましくは２５％以上である。

ｘｉｉ． 混合物全体における式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物の割合は５０％以上、好ましくは７５％以下である。

ｘｉｉｉ． 液晶媒体は、式ＩＡ、ＩＩ、ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４、ＩＶおよびＶの化合物、好ましくは式ＩＡ、ＩＩおよびＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物から本質的に成る。

ｘｉｖ． 液晶媒体は、１種類以上の式ＩＶの化合物を、好ましくは５％以上、特には１０％以上、非常に特に好ましくは１５％以上〜４０％以下の合計濃度で含む。

本発明は、更に、ＶＡまたはＥＣＢ効果に基づくアクティブ・マトリクス・アドレスを有するかＩＰＳまたはＦＦＳ効果の電気光学的ディスプレイであって、本発明による液晶媒体を誘電体として含有することを特徴とする電気光学的ディスプレイに関する。

液晶混合物は、好ましくは、少なくとも８０度の幅を有するネマチック相範囲および２０℃において最大で３０ｍｍ^２・秒^−１の流動粘度ν_２０を有する。

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用途に適している。それらは更に、負のΔεを有するＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：面内スイッチ）、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジ場スイッチ）およびＰＡＬＣ用途に適している。

ディスプレイ中の本発明によ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を含んでおり、それら自体も１種類以上の個々の化合物から成る。

本発明による液晶媒体は、好ましくは、４〜１５種類、特に５〜１２種類、特に好ましくは１０種類以下の化合物を含む。これらは、好ましくは、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４、および／またはＩＶおよび／またはＶの化合物の群から選択される。

本発明による液晶媒体は、１８種類より多くの化合物も含んでよい。この場合、媒体は、好ましくは、１８〜２５種類の化合物を含む。

式Ｉ〜Ｖ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、好ましくは３５％まで、特には１０％までの量で存在してよい。

また任意成分として、本発明による媒体は誘電的に正の成分も含んでよく、それらの合計濃度は、好ましくは、媒体全体を基礎として１０％以下である。

好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、合計で混合物全体を基礎として、
１０ｐｐｍ以上〜１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以上〜５００ｐｐｍ以下、特に好ましくは１００ｐｐｍ以上〜４００ｐｐｍ以下、非常に特に好ましくは１５０ｐｐｍ以上〜３００ｐｐｍ以下の式ＩＡの化合物と、
２０％以上〜６０％以下、好ましくは２５％以上〜５０％以下、特に好ましくは３０％以上〜４５％以下の式ＩＩの化合物と、および
５０％以上〜７０％以下の式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物と
を含む。

好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＩ、ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４、ＩＶおよびＶの化合物の群から選択され、好ましくは式ＩＡ、ＩＢ、ＩＩおよびＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物の群から選択される化合物を含み、媒体は前記式の化合物から好ましくは大部分が成り、特に好ましくは本質的に成り、非常に特に好ましくは実質的に完全に成る。特に好ましくは媒体は、１種類以上の式ＩＡ−１の化合物および１種類以上の式ＩＢ−１ａの化合物、または１種類以上の式ＩＡ−１の化合物および１種類以上の式ＩＢ−１ｂの化合物、または１種類以上の式ＩＡ−１の化合物および１種類以上の式ＩＢ−１ａの化合物および１種類以上の式ＩＢ−１ｂの化合物を含む。

本発明による液晶媒体は、それぞれの場合で、好ましくは少なくとも−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〜８５℃以上、最も好ましくは−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、一方で、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依然として透明化が起きないことを意味する。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、電気光学的な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する。−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、毛細管中で従来法によって透明点を測定する。

加えて、本発明による液晶媒体は、液晶セル中において、高い値のＶＨＲを有する。

２０℃でセル中に新たに充填したセルにおいて、これらのＶＨＲ値は９５％より大きいか等しく、好ましくは９７％より大きいか等しく、特に好ましくは９８％より大きいか等しく、非常に特に好ましくは９９％より大きいか等しく、１００℃においてセル中でオーブン内５分後では、ＶＨＲは９０％より大きいか等しく、好ましくは９３％より大きいか等しく、特に好ましくは９６％より大きいか等しく、非常に特に好ましくは９８％より大きいか等しい。

ここで一般に、アドレス電圧または閾電圧が低い液晶媒体はアドレス電圧または閾電圧が高い液晶媒体より低いＶＨＲを有し、その逆も同様である。

また、本発明による媒体によれば、個々の物理的特性のこれらの好ましい値は、好ましくはそれぞれの場合で、それぞれの組み合わせで維持される。

本願において、用語「化合物」は「化合物（１種類または多種類）」とも記載し、特に他に明記しない限り、１種類の化合物および多種類の化合物の両者を意味する。

他に示さない限り、個々の化合物は、一般に混合物中において、それぞれの場合で、１％以上〜３０％以下、好ましくは２％以上〜３０％以下、特に好ましくは３％以上〜１６％以下の濃度で用いられる。

好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、
式ＩＡの化合物と、
式ＣＣ−ｎ−ＶおよびＣＣ−ｎ−Ｖｍ、好ましくは、式ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−３−Ｖ１、ＣＣ−４−ＶおよびＣＣ−５−Ｖの化合物の群から選択され、特に好ましくは、化合物ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−３−Ｖ１およびＣＣ−４−Ｖから選択される式ＩＩの１種類以上の化合物、非常に特に好ましくは化合物ＣＣ−３−Ｖと、および任意成分として追加的に化合物（１種類または多種類）ＣＣ−４−Ｖおよび／またはＣＣ−３−Ｖ１と、
好ましくは式ＣＹ−ｎ−Ｏｍで、式ＣＹ−３−Ｏ２、ＣＹ−３−Ｏ４、ＣＹ−５−Ｏ２およびＣＹ−５−Ｏ４の化合物の群から選択される式ＩＩＩ−１−１の１種類以上の化合物と、
式ＣＣＹ−ｎ−ｍおよびＣＣＹ−ｎ−Ｏｍ、好ましくはＣＣＹ−ｎ−Ｏｍの化合物の群から選択され、好ましくは、式ＣＣＹ−３−Ｏ２、ＣＣＹ−２−Ｏ２、ＣＣＹ−３−Ｏ１、ＣＣＹ−３−Ｏ３、ＣＣＹ−４−Ｏ２、ＣＣＹ−３−Ｏ２およびＣＣＹ−５−Ｏ２の化合物の群から選択される式ＩＩＩ−１−２の１種類以上の化合物と、
任意成分として好ましくは必須成分として、好ましくは式ＣＬＹ−ｎ−Ｏｍで、好ましくは、式ＣＬＹ−２−Ｏ４、ＣＬＹ−３−Ｏ２およびＣＬＹ−３−Ｏ３の化合物の群から選択される式ＩＩＩ−２−２の１種類以上の化合物と、
好ましくは式ＣＰＹ−ｎ−Ｏｍの、好ましくは式ＣＰＹ−２−Ｏ２およびＣＰＹ−３−Ｏ２、ＣＰＹ−４−Ｏ２およびＣＰＹ−５−Ｏ２の化合物の群から選択される式ＩＩＩ−３−２の１種類以上の化合物と、
好ましくは式ＰＹＰ−ｎ−ｍの、好ましくは式ＰＹＰ−２−３およびＰＹＰ−２−４の化合物の群から選択される式ＩＩＩ−４の１種類以上の化合物と、
を含む。

本発明においては個々の場合で他に示さない限り、組成物の構成成分の特定に関連して以下の定義を適用する。

・「含む」：組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは５重量％以上、特に好ましくは１０重量％以上、非常に特に好ましくは２０重量％以上である。

・「大部分が成る」：組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは５０重量％以上、特に好ましくは５５重量％以上、非常に特に好ましくは６０重量％以上である。

・「本質的に成る」：組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上、非常に特に好ましくは９５重量％以上である。

・「実質的に完全に成る」：組成物中の対象となる構成成分の濃度は、好ましくは９８重量％以上、特に好ましくは９９重量％以上、非常に特に好ましくは１００．０重量％である。

以上の定義は、組成物の成分および化合物であり得る構成成分を有する組成物としての媒体と、また分の構成成分および化合物を有する成分との両者に適用する。媒体全体に対する個々の化合物の濃度に関する限り、用語「含む」は、対象となる化合物の濃度が、好ましくは１重量％以上、特に好ましくは２重量％以上、非常に特に好ましくは４重量％以上であることを意味する。

本発明において、「≦」は未満または等しいこと、好ましくは未満を意味し、「≧」はより大きいか等しいこと、好ましくは大きいことを意味する。

本発明において、

は、トランス−１，４−シクロヘキシレンを表し、および

は、１，４−フェニレンを表す。

本発明において、表現「誘電的に正の化合物」はΔε＞１．５である化合物を意味し、表現「誘電的に中性の化合物」は−１．５≦Δε≦１．５である化合物を意味し、表現「誘電的に負の化合物」はΔε＜−１．５である化合物を意味する。本明細書においては、液晶ホストに１０重量％の化合物を溶解し、それぞれの場合で、セル厚２０μｍ、ホメオトロピックで均質な表面配向を有する少なくとも１個の試験用セル中で１ｋＨｚにおいて得られた混合物の容量を決定することで、化合物の誘電異方性を決定する。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であり、両者ともドイツ国メルク社製である。検討されるそれぞれの化合物の値は、検討される化合物を添加した後のホスト混合物の誘電定数の変化から得られ、用いられる化合物を１００％に外挿する。検討される化合物を１０％の量でホスト混合物中に溶解する。この目的にとって物質の溶解度が低すぎる場合は、所望の温度で検討が行えるまで段階的に濃度を半分にする。

必要に応じて、本発明による液晶媒体は、例えば、安定剤および／または多色性色素および／またはキラルドーパントなどの更なる添加剤も、通常の量で含んでよい。これらの用いられる添加剤の量は、混合物全体の量に基づいて好ましくは合計量で、０重量％以上〜１０重量％以下、特に好ましくは０．１重量％以上〜６重量％以下である。用いられる個々の化合物の濃度は、好ましくは０．１重量％以上〜３重量％以下である。これらおよび同様の添加剤の濃度は、液晶媒体中の液晶化合物の濃度および濃度範囲を特定する際には一般に考慮しない。

好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体はポリマー前駆体を含み、ポリマー前駆体は、１種類以上の反応性化合物、好ましくは反応性メソゲンと、必要に応じて例えば重合開始剤および／または重合減速剤などの更なる添加剤を、通常の量で含む。これらの用いられる添加剤の量は、混合物全体の量に基づいて好ましくは合計量で、０重量％以上〜１０重量％以下、特に好ましくは０．１重量％以上〜２重量％以下である。これらおよび同様の添加剤の濃度は、液晶媒体中の液晶化合物の濃度および濃度範囲を特定する際には一般に考慮しない。

組成物は多種類の化合物、好ましくは３種類以上〜３０種類以下、特に好ましくは６種類以上〜２０種類以下、非常に特に好ましくは１０種類以上〜１６種類以下の化合物から成り、これらの化合物は従来法で混合される。一般に、より少量で使用される成分の所望の量を、混合物の主な構成成分を構成する成分に溶解する。これは昇温することで、効果的に行える。選択された温度が主な構成成分の透明点より上の場合、溶解操作の完了を観察することは特に簡単である。しかしながら、例えばプレ混合物を使用するか所謂「マルチボトルシステム」からの他の従来法でも液晶混合物を調製することが可能である。

本発明による混合物は、６５℃以上の透明点を有する非常に広いネマチック相範囲、非常に好ましい値の容量閾値および比較的高い値の保持率と、同時に−３０℃および−４０℃における非常に良好な低温安定性を示す。更に、本発明による混合物は、低い回転粘度γ_１で区別される。

ＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳまたはＰＡＬＣディスプレイにおいて使用するための本発明による媒体は、例えば、Ｈ、Ｎ、Ｏ、ＣｌまたはＦが対応する同位体に置き換えられた化合物も含んでよいことは当業者に言うまでもない。

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号明細書に記載される通りの通常の構成に対応する。

適切な添加剤で、本発明による液晶相を、今日までに開示された任意のタイプのディスプレイ、例えば、ＥＣＢ、ＶＡＮ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＧＨまたはＡＳＭ−ＶＡ ＬＣＤディスプレイにおいて用いることができるよう改変できる。

下の表Ｅに、本発明による混合物に添加することが可能なドーパントを示す。混合物が１種類以上のドーパントを含む場合、ドーパントは０．０１重量％〜４重量％、好ましくは０．１重量％〜１．０重量％の量で用いる。

好ましくは０．０１重量％〜６重量％、特には０．１重量％〜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の表Ｆに示す。

本発明の目的において、他に明らかに特記しない限り全ての濃度は重量％で示され、他に明らかに示さない限り対応する混合物または混合物成分に関する。

他に明らかに示さない限り、融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクチック（Ｓ）からネマチック（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）などの本願で示される全ての温度の値は摂氏度（℃）で示され、対応して全ての温度差は差異度（°または度）で示される。

本発明において他に明らかに示さない限り、用語「閾電圧」は、フレデリクス閾値としても既知の容量閾値（Ｖ_０）に関する。

それぞれの場合で他に明らかに示さない限り、全ての物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年１１月刊、ドイツ国メルク社に従って決定され、２０℃の温度が適用され、Δｎは５８９ｎｍで決定され、Δεは１ｋＨｚで決定される。

電気光学的特性、例えば閾電圧（Ｖ_０）（容量的測定）は、スイッチ挙動と同様に、メルク・ジャパン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板を有し、ポリイミド配向層（希釈ＳＥ−１２１１（混合比１：１）いずれも日本国日産化学社製）を有するＥＣＢまたはＶＡ構成で構築されており、配向層は互いに直交してラビングされており、液晶がホメオトロピック配向となる効果を生じる。透過の表面積は実質的に正方形のＩＴＯ電極で、１ｃｍ^２である。

他に示さない限り、使用する液晶混合物にキラルドーパントを添加しないが、このタイプのドーピングが必要な用途においても、本発明で使用する液晶混合物は適している。

ＶＨＲは、メルク・ジャパン社で製造された試験用セルで決定する。測定用セルはソーダ石灰ガラス基板を有し、互いに直交してラビングされた層厚み５０ｎｍのポリイミド配向層（日本合成ゴム社、日本国製ＡＬ−３０４６）で構成される。層厚みは均一で、６．０μｍである。透明ＩＴＯ電極の表面積は１ｃｍ^２である。次いでＶＨＲは２０℃（ＶＨＲ_２０）および１００℃のオーブン中で５分後（ＶＨＲ_１００）に、Ｔｏｙｏ社、日本国製の商業的に入手可能な測定システムモデル６２５４において決定される。使用する電圧は６０Ｈｚの周波数を有する。

同様の試験用セルをイオン密度の測定に使用するが、ＡＬ１６３０１ポリイミド（日本合成ゴム社、日本国製）を使用する。

イオン密度は、Ｔｏｙｏ社、日本国製の商業的に入手可能なＬＣ材料特性測定システムモデル６２５４を使用して測定される。イオン密度から導電率を計算する。

ＶＨＲ測定値の精度は、それぞれのＶＨＲ値に依存する。値の減少に伴い、精度は低下する。種々の大きさの範囲内の値の場合で一般に観測される偏差を、ＶＨＲの大きさの順に以下の表に編集する。

ＵＶ照射に対する安定性を、ドイツ国Ｈｅｒａｅｕｓ社製の商業的機器である「Ｓｕｎｔｅｓｔ ＣＰＳ」で検討する。密閉した試験用セルを、追加して加熱することなく２．０時間照射する。３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲における照射強度は、７６５Ｗ／ｍ^２Ｖである。いわゆる窓ガラスモードをシミュレートするために、３１０ｎｍの端波長を有するＵＶ「カットオフ」フィルターを使用する。それぞれの一連の実験において、それぞれの条件につき、少なくとも４個の試験用セルを検討し、対応する個々の測定の平均として、それぞれの結果を示す。

例えば、ＬＣＤバックライトによるＵＶ照射に通常起因する電圧保持率（ΔＶＨＲ）の低下を、以下の式（１）に従って決定する。

時間ｔ間の負荷に対するＬＣ混合物の比安定性（Ｓ_ｒｅｌ）を、以下の式である式（２）に従って決定する。

式中「ｒｅｆ」は、対応する安定化していない混合物を表す。

回転粘度は回転永久磁石法を使用して決定され、流動粘度は改良ウベローデ粘度計中で決定する。液晶混合物ＺＬＩ−２２９３、ＺＬＩ−４７９２およびＭＬＣ−６６０８は全てドイツ国メルク社の製品で、２０℃で決定した回転粘度の値は、それぞれ１６１ｍＰａ・ｓ、１３３ｍＰａ・ｓおよび１８６ｍＰａ・ｓで、流動粘度（ν）は、それぞれ２１ｍｍ^２・ｓ^−１、１４ｍｍ^２・ｓ^−１および２７ｍｍ^２・ｓ^−１である。

他に明らかに示さない限り、以下の記号を使用する：
Ｖ_０ ２０℃における容量閾電圧［Ｖ］
ｎ_ｅ ２０℃および５８９ｎｍにおける異常屈折率
ｎ_０ ２０℃および５８９ｎｍにおける通常屈折率
Δｎ ２０℃および５８９ｎｍにおける光学的異方性
ε_⊥ ２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに垂直な誘電率
ε_‖ ２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに平行な誘電率
Δε ２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性
ｃｌ．ｐ．またはＴ（Ｎ，Ｉ） 透明点［℃］
ν ２０℃で測定される流動粘度（ｍｍ^２・ｓ^−１）
γ_１ ２０℃で測定される回転粘度（ｍＰａ・ｓ）
Ｋ_１ ２０℃における「スプレイ（ｓｐｌａｙ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］
Ｋ_２ ２０℃における「ツイスト（ｔｗｉｓｔ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］
Ｋ_３ ２０℃における「ベンド（ｂｅｎｄ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］
ＬＴＳ 試験用セルにおいて決定される相の低温安定性（ネマチック相）
ＶＨＲ 電圧保持率（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｒａｔｉｏ）
ΔＶＨＲ ＶＨＲの低下
Ｓ_ｒｅｌ ＶＨＲの比安定性。

以下の例は、本発明を制限することなく説明する。しかしながら、以下の例は当業者に、好ましく用いられる化合物、それらそれぞれの濃度およびそれらの互いの組合せと共に好ましい混合の考え方を示す。加えて、以下の例は、実現可能な特性および特性の組合せを例示する。

本発明および特に以下の例において液晶化合物の構造は頭文字で示され、化学式への変換は下の表Ａ〜Ｃに従って行う。全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１、Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１およびＣ_ｌＨ_２ｌ＋１またはＣ_ｎＨ_２ｎ、Ｃ_ｍＨ_２ｍおよびＣ_ｌＨ_２ｌは、それぞれの場合で炭素数ｎ、ｍおよびｌの直鎖状のアルキル基またはアルケニル基である。表Ａは化合物の核構造の環構造要素のためのコードを示し、表Ｂには結合基が列記されており、表Ｃには、分子の左側または右側の末端基のためのコードの意味が列記されている。頭文字は、任意に存在する結合基と共に環構造要素のコードと、それに続く第１のハイフンおよび左側の末端基のコード、第２のハイフンおよび右側の末端基のコードから成る。表Ｄには、それらのそれぞれの略号と共に化合物の構造説明例が示されている。

式中、ｎおよびｍはそれぞれ整数を表し、３つの点「．．．」は、この表からの他の略号のためのスペースである。

式ＩＡ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物に加えて、本発明による混合物は好ましくは、以下に述べる化合物の１種類以上の化合物を含む。

以下の略号を使用する：
（ｎ、ｍおよびｚは、それぞれ互いに独立に、整数、好ましくは１〜６である。）

表Ｅに、本発明による混合物で好ましく用いられるキラルドーパントを示す。

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

表Ｆに式ＩＡおよびＩＢの化合物に加えて、本発明による混合物で好ましくは用いることができる安定剤を示す。ここでパラメータｎは、１〜１２の範囲内の整数を表す。特に下に示すフェノール誘導体は抗酸化剤として作用するため、追加の安定剤として用いることができる。

以下の例は、本発明を一切制限することなく本発明を説明する。しかしながら物理的特性は当業者に、実現できる特性およびそれらを改変できる範囲を明確にする。よって特に好ましくは達成できる各種特性の組み合わせが、当業者のために十分規定される。

以下の通りネマチックホスト混合物Ｎ１を調製する。

以下の安定剤ＳＴ、ＩＡ−１ｃ、ＩＢ−１ａ−１およびＩＢ−１ｂ−１を使用する。

以下の通り比較混合物Ｃ１および混合物例Ｍ１〜Ｍ７を調製する。

混合物Ｃ１およびＭ１〜Ｍ４を熱またはＵＶストレスに曝露し、それらのＶＨＲおよび導電率は上記の手順に従い測定される。

結果は表１〜３にまとめられる。

表１から見て取れる通り、比較混合物Ｃ１の技術水準からの安定剤ＳＴを安定剤ＩＡ−１ａ−１で置き換える（混合物Ｍ１）か、または安定剤ＩＡ−１ａ−１およびＳＴの組み合わせ（混合物Ｍ２）を使用することで熱負荷後の非常に同様か僅かに改良されたＶＨＲとの結果なる。同様に、混合物Ｍ１およびＭ２のＵＶ負荷の前後のＶＨＲは、比較混合物Ｃ１と同様に高いレベルにある（表２）。

混合物Ｍ１およびＭ２は比較混合物Ｃ１と比較して、ＵＶ負荷の前後で有意に低い抵抗率を示す（表３）。

予想外に式ＩＢ−１ａ−１（混合物Ｍ３）またはＩＢ−１ｂ−１（混合物Ｍ４）の安定剤を添加することで、混合物Ｍ１の熱負荷後（表１）およびＵＶ負荷後（表２）の両方でＶＨＲは有意に改良される。また驚くべきことに混合物Ｃ１およびＭ１とすら比較してＵＶ負荷の前後の両方で抵抗率も有意に低く（表３）、比較混合物Ｃ１と比較して混合物Ｍ３およびＭ４の抵抗率の値は５０％以上低減する結果となる。

混合物Ｍ１〜Ｍ４、特にＭ３およびＭ４の抵抗率は混合物Ｃ１の抵抗率よりも低いが、全ての抵抗率の値は依然として極めて高いレベルであり、混合物は実用、例えばＬＣディスプレイにおいて非常によく適していることが理解される。

結果は式ＩＡの安定剤が、単独または式ＩＢの安定剤と組み合わせるかのいずれかで使用されたホスト混合物Ｎ１の信頼性に有益な効果を有することを示す。

更に全ての混合物がパネル試験において非常に高い長期信頼性を示すことが見て取れる。加えて本発明による媒体を使用したパネル試験においては、非常に低いか全く画像固着が観察されない。

理論に縛られることを望むものではなく、まだ完全には評価されていないが、
１）本発明による安定剤のない対応する媒体のＶＨＲと同様の高レベルまたは更に高いＶＨＲ値を、
２）本発明による安定剤のない対応する媒体の抵抗率の値より低い低効率の値と
を組み合わせることで、画像固着の改良（より低い程度）または画像固着が全くないことさえにも至ると推定される。

Claims (15)

1. ａ）１種類以上の式ＩＡの化合物と、および
   ｂ）１種類以上の式ＩＩの化合物と、および
   ｃ）１種類以上の式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物の群から選択される化合物と
   を含むことを特徴とする液晶媒体。
   

   

   （式中、
   

   

   を表し、
   Ｒ^１Ａは、Ｈ、１５個までのＣ原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシ基を表し、ただし１個以上のＨ原子は、ハロゲンで置き換えられてよく、
   Ｒ^２Ａは、Ｈ、７個までのＣ原子を有するアルキルまたはアルケニルまたはアルコキシを表し、ただし１個以上のＨ原子は、ハロゲンで置き換えられてよく、
   ｒは、０または１である。）
   

   

   （式中、
   Ｒ^２１は、１〜７個のＣ原子を有する無置換のアルキル基または２〜７個のＣ原子を有する無置換のアルケニル基を表し、および
   Ｒ^２２は、２〜７個のＣ原子を有する無置換のアルケニル基を表す。）
   

   

   （式中、
   Ｒ^３１は、それぞれの出現で同一または異なって１〜７個のＣ原子を有する無置換のアルキル基を表し、
   Ｒ^３２は、それぞれの出現で同一または異なって１〜７個のＣ原子を有する無置換のアルキル基または１〜６個のＣ原子を有する無置換のアルコキシ基を表し、および
   ｍ、ｎおよびｏは、それぞれ同一または異なって０または１である。）
2. １種類以上の式ＩＡの化合物は、式ＩＡ−１〜ＩＡ−２の化合物の群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１Ａは、１〜７個のＣ原子を有するアルキルを表す。）
3. １種類以上の式ＩＢの化合物を追加して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、
   Ｇは、１〜２０個のＣ原子を有する２価の脂肪族または脂環式基を表す。）
4. １種類以上の式ＩＢの化合物は、式ＩＢ−１の化合物から選択されることを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１Ｂは、Ｈまたは１〜６個のＣ原子を有するアルキルを表し、
   ｔは、０または１であり、および
   ｑは、０、１、２、３、４、５、６、７、８または９である。）
5. １種類以上の式ＩＡ−１の化合物および１種類以上の式ＩＢ−１の化合物を含む請求項２〜４のいずれか１項に記載の媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１Ａは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルを表す。）
   

   

   （式中、
   Ｒ^１Ｂは、エチルを表し、
   ｔは、１であり、および
   ｑは、０、１、２、３、４、５、６、７、８または９である。）
6. 媒体における式ＩＡの化合物の合計濃度は、１ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲内である請求項１〜５のいずれか１項に記載の媒体。
7. 媒体における式ＩＢの化合物の合計濃度は、１０ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍの範囲内である請求項２〜５のいずれか１項に記載の媒体。
8. 請求項１で示す通りの式ＩＩの化合物を含み、ただしＲ^２１はｎ−プロピルを表し、Ｒ^２２はビニルを表すことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の媒体。
9. 媒体全体における式ＩＩの化合物の合計濃度は、２０％〜６０％の範囲内である請求項１〜８のいずれか１項に記載の媒体。
10. １種類以上の式ＩＩＩ−２−２の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の媒体。
    

    

    （式中Ｒ^３１およびＲ^３２は、それぞれ請求項１において示される意味を有する。）
11. 請求項１〜１０のいずれか１項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または電気光学的部品。
12. ＩＰＳまたはＦＦＳディスプレイである請求項１１に記載のディスプレイ。
13. アクティブマトリックスアドレスデバイスを含有する請求項１１または１２に記載のディスプレイ。
14. 電気光学的ディスプレイにおけるまたは電気光学的部品における請求項１〜１０のいずれか１項に記載の媒体の使用。
15. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶媒体を調製する方法であって、
    １種類以上の式ＩＡの化合物および任意成分として１種類以上の式ＩＢの化合物が、１種以上の式ＩＩの化合物および／または式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−４の化合物の群から選択される１種以上の化合物および／または１種類以上の式ＩＶの化合物と混合されること特徴とする方法。