JP2020512424A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、式（Ｉ）の化合物を含む誘電的に正の液晶媒体、およびこれらの媒体を含む液晶ディスプレイ、特にアクティブマトリックスディスプレイ、特にはＴＮ、ＦＦＳ、およびＩＰＳモードディスプレイに関する。（式中、Ｒ１は、２〜１２個のＣ原子を有するアルケニルを表し、Ｘ１は、Ｈ、Ｆ、または１〜６個のＣ原子を有するアルキルを表す。）

Description

本発明は、液晶媒体およびこれらの媒体を含む液晶ディスプレイ、特にアクティブマトリックスによりアドレスされるディスプレイ、特にはねじれネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、面内スイッチング（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）（ＩＰＳ）およびフリンジ電界スイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）（ＦＦＳ）タイプのディスプレイに関する。

液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）（ＬＣＤ）は情報を表示するために広く使用されている。ＬＣＤは直視型ディスプレイおよび投影型ディスプレイに使用されている。用いられる電気光学モードは、例えば様々に改良変更されたねじれネマチック（ＴＮ）−、超ねじれネマチック（ｓｕｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）（ＳＴＮ）−、光学補償ベンド（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｂｅｎｄ）（ＯＣＢ）−および電界制御複屈折（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）（ＥＣＢ）−モードなどである。これら全てのモードは、基板および液晶層に対して実質的に垂直な電界を使用する。これらのモードの他に、例えば（例えば、独国特許出願公開第４０００４５１号明細書および欧州特許出願公開第５８８５６８号明細書に開示されているような）面内スイッチングモードのように、基板、液晶層それぞれに実質的に平行な電界を使用する電気光学モードもある。特にこの電気光学モードは、最新のデスクトップモニターやＴＶ用のＬＣＤに使用される。本発明による液晶は、この種のディスプレイに好ましく使用される。

さらに、いわゆるＦＦＳディスプレイが報告され、これは同一の基板に、一方が櫛型方式で構成され、他方がそのように構成されていない２個の電極を含む（特にＳ．Ｈ． Ｊｕｎｇ ｅｔ ａｌ．， Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．， Ｖｏｌｕｍｅ ４３， Ｎｏ． ３， ２００４， １０２８を参照）。強力ないわゆる「フリンジ電界」、即ち、電極の端部付近の強い電界およびセル全体にわたる強い垂直成分と強い水平成分の両方を有する電界が、これにより生じる。ＦＦＳディスプレイはコントラストの視野角依存性が低い。ＦＦＳディスプレイは、通常、正の誘電異方性を有するＬＣ媒体と、ＬＣ媒体の分子に平面配向を与える配向層（通常はポリイミド）とを含む。

これらのディスプレイには、改善された特性を有する新しい液晶媒体が要求されている。特に、応答時間は多くのタイプの用途において改善されなければならない。従って、より低い粘度（η）、特により低い回転粘度（γ_１）を有する液晶媒体が必要とされる。これらのパラメータに加えて、媒体は適切に広い範囲のネマチック相、適切な複屈折（Δｎ）および誘電異方性（Δε）を示さなければならず、後者は適度に低い動作電圧を可能にするよう十分高くなければならない。もう１つの最も重要な要件は、周囲温度をはるかに超える高温（例えば７０℃）および低温（例えば−３０℃）での用途で許容されるように、広い温度範囲にわたる媒体のネマチック相の存在である。特に冷却時に、スメクチック相の形成または結晶化は望ましくなく、ディスプレイデバイスが故障することさえある。低温で、且つデバイスの稼働に十分な期間にわたってスメクチック相の形成や結晶化がないネマチック相の存在は、低温安定性（ＬＴＳ）と呼ばれる。

好ましくは、本発明のディスプレイは、アクティブマトリックス（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ、略してＡＭＤ）、好ましくは薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（ＴＦＴ）でアドレスされる。しかしながら、本発明の液晶は、他の公知のアドレス手段を用いるディスプレイにおいても有益に使用可能である。

高分子材料と低分子量の液晶材料との複合系を使用する各種のディスプレイモードがある。これらとしては、例えば、高分子分散型液晶（ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）（ＰＤＬＣ）−、ネマチック曲線式整列相（ｎｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｖｉ−ｌｉｎｅａｒｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅ）（ＮＣＡＰ）−、およびポリマーネットワーク（ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＮ）−システム（例えば、国際公開第９１／０５０２９号に記載される）、または軸対称マイクロドメイン（ａｘｉａｌｌｙ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎ）（ＡＳＭ）システムなどが挙げられる。これらとは対照的に、本発明による特に好ましいモードは、そのようなものとして表面で配向した液晶媒体を使用している。この表面は、典型的には液晶材料の均一な配向を達成するために前処理される。本発明のディスプレイモードは、好ましくは、複合層に対して実質的に平行な電界を用いる。

ＬＣＤ、特にＩＰＳディスプレイに好適な液晶組成物は、例えば、特開２００７−１８１４３９号公報、欧州特許出願公開第６６７５５５号明細書、欧州特許出願公開第６７３９８６号明細書、独国特許出願公開第１９５０９４１０号明細書、独国特許出願公開第１９５２８１０６号明細書、独国特許出願公開第１９５２８１０７号明細書、国際公開第９６／２３８５１号および国際公開第９６／２８５２１号より知られている。しかしながら、これらの組成物は、重大な欠点を有する。特にこれらの多くは、望ましくないほどの長い応答時間をもたらし、低すぎる抵抗値を有し、および／または過度に高い動作電圧を必要とする。

独国特許出願公開第４０００４５１号明細書 欧州特許出願公開第５８８５６８号明細書 国際公開第９１／０５０２９号 特開２００７−１８１４３９号公報 欧州特許出願公開第６６７５５５号明細書 欧州特許出願公開第６７３９８６号明細書 独国特許出願公開第１９５０９４１０号明細書 独国特許出願公開第１９５２８１０６号明細書 独国特許出願公開第１９５２８１０７号明細書 独国特許出願公開第１９５２８１０７号明細書 国際公開第９６／２３８５１号 国際公開第９６／２８５２１号

したがって、使用されるディスプレイモードに応じ広いネマチック相範囲、適切な光学異方性Δｎ、高いΔε、低い粘度および高いＬＴＳなどの実用的用途に適した特性を有する液晶媒体に対して大きな要求がある。

驚くべきことに、１種以上の式Ｉの化合物を含む液晶媒体を使用することによって、従来技術の材料の欠点を示さない、または著しく低減された程度に少なくともそれらを示す、適切に高いΔε、適切な相範囲およびΔｎ、ならびに高いＬＴＳを有する液晶媒体を実現できることが今見出された。

式中、
Ｒ^１は、２〜１２個のＣ原子、好ましくは２〜７個のＣ原子を有するアルケニルを表し、
Ｘ^１は、Ｈ、Ｆ、または１〜６個のＣ原子を有するアルキル、好ましくはＦまたはメチルを表す。

本発明の媒体は、良好なＬＴＳが必要な用途において特に有用である。

好ましい式Ｉの化合物は、式Ｉ−１〜Ｉ−３、好ましくはＩ−３の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^１は、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、好ましくはＣＨ_２＝ＣＨ_２−、トランス−ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ_２−、またはトランス−Ｃ_２Ｈ_５−ＣＨ＝ＣＨ_２−を表す。

本発明の好ましい実施形態において、媒体は、式ＩＩおよびＩＩＩの化合物群から選択される１種以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ^２およびＲ^３は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキル、またはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、またはフッ素化アルケニル、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、

Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^３１およびＬ^３２は、互いに独立に、ＨまたはＦ、好ましくはＦを表し、
Ｘ^２およびＸ^３は、互いに独立に、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または２または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはＦ、Ｃｌ、−ＯＣＦ_３、または−ＣＦ_３、最も好ましくはＦ、Ｃｌ、または−ＯＣＦ_３を表し、
Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、または単結合、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合、最も好ましくは−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合を表し、
ｌ、ｍ、ｎおよびｏは、互いに独立に、０または１であり、
但し、式Ｉの化合物は、式ＩＩＩの化合物からは除外される。

本発明の好ましい実施形態において、媒体は１種以上の式ＩＶの化合物を含む。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、互いに独立に、上の式ＩＩでＲ^２に与えられる意味を有し、好ましくは、Ｒ^４１はアルキルでありＲ^４２はアルキルまたはアルコキシであり、またはＲ^４１はアルケニルでありＲ^４２はアルキルであり、

は、互いに独立に、および

が、２回存在する場合もそれらは互いに独立に、

であり、好ましくは、

の少なくとも一方は、

であり、
Ｚ^４１、Ｚ^４２は、互いに独立に、およびＺ^４１が２回存在する場合もそれらは互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合を表し、好ましくはこれらの少なくとも一方は単結合であり、
ｐは、０、１、または２、好ましくは０または１であり、
但し、式Ｉの化合物は除外される。

式ＩＩの化合物は、好ましくは式ＩＩ−１〜ＩＩ−３の化合物群から選択される。

式中、出現する基は、上の式ＩＩで与えられるそれぞれの意味を有し、式ＩＩ−１において基Ｌ^２３およびＬ^２４は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、式ＩＩ−２において、好ましくは、

式ＩＩ−１〜ＩＩ−３において、Ｌ^２１およびＬ^２２またはＬ^２３およびＬ^２４は、好ましくはともにＦである。

他の好ましい実施形態において、式ＩＩ−１およびＩＩ−２においてＬ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦを表す。

式ＩＩ−１の化合物は、好ましくは式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｇの化合物群から、特に好ましくは式ＩＩ−１ａ、ＩＩ−１ｆおよびＩＩ−１ｇの化合物群から選択される。

式中、出現する基は、上で与えられるそれぞれの意味を有する。

本発明の好ましい実施形態において、媒体は、Ｌ^２１およびＬ^２２またはＬ^２３およびＬ^２４がともにＦである式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｇの化合物群から選択される化合物を含む。

他の好ましい実施形態において、媒体は、Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４全てがＦである式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｇの化合物群から選択される化合物を含む。

特に好ましい式ＩＩ−１の化合物は、

であり、式中、Ｒ^２は上で与えられる意味を有する。

好ましくは、式ＩＩ−２の化合物は式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｃの化合物群から選択される。

式中、出現する基は上で与えらるそれぞれの意味を有し、好ましくはＬ^２１およびＬ^２２は両方ともにＦである。

好ましくは、式ＩＩ−３の化合物は、式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｅの化合物群から、特に好ましくは式ＩＩ−３ａおよびＩＩ−３ｄの化合物群から選択される。

式中、出現する基は上で与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくはＬ^２１およびＬ^２２は両方ともにＦであり、Ｌ^２３およびＬ^２４は両方ともにＨであり、またはＬ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４が全てＦである。

特に好ましい式ＩＩ−３の化合物は、

であり、式中、Ｒ^２は上で与えられる意味を有する。

本発明の他の好ましい実施形態において、式ＩＩＩの化合物は、式ＩＩＩ−１およびＩＩＩ−２の群から選択される。

式中、出現する基は、上の式ＩＩＩで与えらるそれぞれの意味を有し、但し、式Ｉの化合物は、式ＩＩＩ−２からは除外される。

好ましくは、式ＩＩＩ−１の化合物は、式ＩＩＩ−１ａおよびＩＩＩ−１ｂの化合物群から選択される。

式中、出現する基は、上で与えられるそれぞれの意味を有し、Ｌ^３３およびＬ^３４は、互いに独立に、ＨまたはＦを表す。

好ましくは、式ＩＩＩ−２の化合物は式ＩＩＩ−２ａ〜ＩＩＩ−２ｉの化合物群から選択される。

式中、出現する基は、上で与えられるそれぞれの意味を有し、Ｌ^３５およびＬ^３６は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、但し、式Ｉの化合物は除外される。

式ＩＩＩ−１ａの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−１ａ−１〜ＩＩＩ−１ａ−６の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

他の好ましい実施形態において、式ＩＩＩ−２ａの化合物は、式ＩＩＩ−２ａ−１〜ＩＩＩ−２ａ−４の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｂの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｂ−１およびＩＩＩ−２ｂ−２、好ましくはＩＩＩ−２ｂ−２の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩ−ｃの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｃ−１〜ＩＩＩ−２ｃ−５の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｄおよびＩＩＩ−２ｅの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｄ−１およびＩＩＩ−２ｅ−１の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｆの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｆ−１〜ＩＩＩ−２ｆ−７の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｇの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｇ−１〜ＩＩＩ−２ｇ−５の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｈの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｈ−１〜ＩＩＩ−２ｈ−３の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｉの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｉ−１〜ＩＩＩ−２ｉ−６の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

式ＩＩＩ−１および／またはＩＩＩ−２の化合物に代えてまたは追加して、本発明の媒体は、１種以上の式ＩＩＩ−３、好ましくは式ＩＩＩ−３ａの化合物を含んでよい。

式中、出現する基は、上の式ＩＩＩで与えられるそれぞれの意味を有する。

式中、Ｒ^３は上で与えられる意味を有する。

好ましくは、本発明の液晶媒体は、１種以上の式ＩＶの化合物、好ましくは式ＩＶ−１〜ＩＶ−５の化合物群から選択されるものを含む。

式中、Ｒ^４１およびＲ^４２は、上の式ＩＶで与えられるそれぞれの意味を有し、式ＩＶ−１、ＩＶ−４およびＩＶ−５において、Ｒ^４１は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルケニルであり、Ｒ^４２は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルキルであり、式ＩＶ−２において、Ｒ^４１およびＲ^４２は、好ましくはアルキルであり、式ＩＶ−３において、Ｒ^４１は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルキルであり、Ｒ^４２は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ、好ましくはアルコキシである。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＩＶ−１の化合物、より好ましくはその代表的なサブ式である式ＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎＶ−ｍ、より好ましくは式ＣＣ−ｎ−Ｖ、最も好ましくは式ＣＣ−３−Ｖから選択されるものを含む。これらの略称（頭字語）の定義は、下の表Ｂで与えられる。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＩＶ−４の化合物、より好ましくはその代表的なサブ式である式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＣＰ−Ｖｎ−ｍ、より好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−Ｖ２−ｎから選択されるもの、最も好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−１およびＣＣＰ−Ｖ２−１の群から選択されるものを含む。これらの略称（頭字語）の定義は、下の表Ｂで与えられる。

好ましくは、媒体は、式ＩＶ−１、ＩＶ−３、ＩＶ−４およびＩＶ−５の化合物群から選択される化合物、好ましくは１種以上の式ＩＶ−１の化合物および式ＩＶ−３またはＩＶ−４の群から選択される１種以上の化合物を含む。

媒体がさらに式ＩＶ−６〜ＩＶ−１３の化合物群から選択される１種以上の式ＩＶの化合物を含むことが好ましい場合がある。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキル、またはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、またはフッ素化ルケニルを表し、
Ｌ^４は、ＨまたはＦを表す。

式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物に代えてまたは追加して、本発明の媒体は、１種以上の式Ｖの化合物を含んでよい。

式中、
Ｒ^５は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキル、またはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、またはフッ素化アルケニル、好ましくはアルキルまたはアルケニルであり、

Ｌ^５１およびＬ^５２は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、Ｌ^５１は、好ましくはＦを表し、
Ｘ^５は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、２または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはＦ、Ｃｌ、−ＯＣＦ_３，または−ＣＦ_３、最も好ましくはＦ、Ｃｌ、または−ＯＣＦ_３を表し、
Ｚ^５は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、または−ＣＨ_２Ｏ、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、またはトランス−ＣＨ＝ＣＨ−、最も好ましくは−ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表し、
ｑは、０または１である。

好ましくは、本発明の媒体は、１種以上の式Ｖの化合物、好ましくは式Ｖ−１およびＶ−２の化合物群から選択されるものを含む。

式中、出現する基は、上で与えられるそれぞれの意味を有し、Ｌ^５３およびＬ^５４は、互いに独立に、ＨまたはＦであり、Ｚ^５は、好ましくは−ＣＨ_２−ＣＨ_２−である。

好ましくは、式Ｖ−１の化合物は、式Ｖ−１ａおよびＶ−１ｂの化合物群から選択される。

式中、Ｒ^５は上で与えられる意味を有する。

好ましくは、式Ｖ−２の化合物は、式Ｖ−２ａ〜Ｖ−２ｄの化合物群から選択される。

式中、Ｒ^５は上で与えられる意味を有する。

好ましくは、本発明の液晶媒体は、１種以上の式ＶＩの化合物をさらに含む。

式中、
Ｒ^６１およびＲ^６２は、互いに独立に、上で式ＩＩにおいてＲ^２に与えられる意味を有し、好ましくは、Ｒ^６１はアルキルであり、Ｒ^６２はアルキルまたはアルケニルであり、

Ｚ^６１およびＺ^６２は、互いに独立に、およびＺ^６１が２回存在する場合にもそれらは互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、または単結合、好ましくはこれらの少なくとも１つが単結合であり、
ｒは、０、１、または２、好ましくは０または１である。

好ましくは、式ＶＩの化合物は、式ＶＩ−１〜ＶＩ−４の化合物群から選択される。

式中、Ｒ^６１およびＲ^６２は、上の式ＶＩで与えられるそれぞれの意味を有し、Ｒ^６１は好ましくはアルキルであり、式ＶＩ−１において、Ｒ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３であり、式ＶＩ−２において、Ｒ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２、式ＶＩ−３およびＶＩ−４において、Ｒ^６２は好ましくはアルキルである。

好ましくは、媒体は、式ＶＩ−１〜ＶＩ−４の化合物群から選択される１種以上の化合物を含み、Ｒ^６１は、好ましくはアルキルであり、式ＶＩ−１において、Ｒ^６２は、好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３、および式ＶＩ−２において、Ｒ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２、および式ＶＩ−３およびＶＩ−４において、Ｒ^６２は好ましくはアルキルである。

式ＶＩ−１の化合物は、好ましくはそのサブ式ＰＰ−ｎ−２Ｖｍ、より好ましくは式ＰＰ−１−２Ｖ１から選択される。これらの略称（頭字語）の定義は、下の表Ｂで与えられる。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＶＩ−２の化合物、より好ましくはそのサブ式ＰＧＰ−ｎ−ｍの化合物、より好ましくはそのサブ式ＰＧＰ−２−ｍおよびＰＧＰ−３−ｍの化合物、より好ましくは式ＰＧＰ−２−２Ｖ、ＰＧＰ−３−２、ＰＧＰ−３−３、ＰＧＰ−３−４、ＰＧＰ−３−５から選択される化合物を含む。

これらの略称（頭字語）の定義は、下の表Ｂで与えられる。

好ましくは、本発明の液晶媒体は、１種以上の式ＩおよびＩＩの化合物、好ましくは式ＩＩ−１および／またはＩＩ−３の化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶＩの化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＩＩ−１ａおよび／またはＩＩ−１ｇの化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＩＩＩ−２の化合物、好ましくは式ＩＩＩ−２ｃおよびＩＩＩ−２ｆの化合物群から選択される化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、式ＩＩＩ−２ｃおよびＩＩＩ−２ｆの化合物群から選択される１種以上の化合物および式ＩＩＩ−２ｈおよびＩＩＩ−２ｉの化合物群から選択される１種以上の化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＶＩ−２の化合物を含む。

好ましい実施形態において、媒体は、１種以上の式ＩＶの化合物、より好ましくは式ＩＶ−１の化合物、より好ましくはそれぞれそのサブ式である式ＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖｍから選択される化合物、より好ましくは式ＣＣ−ｎ−Ｖ１および／またはＣＣ−ｎ−Ｖの化合物、最も好ましくは式ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−４−Ｖ、ＣＣ−５−ＶおよびＣＣ−３−Ｖ１の群から選択される化合物を含む。

また、上で明示的に言及されていない他のメソゲン化合物は、本発明の媒体において場合により、有益に使用され得る。そのような化合物は当業者に知られている。

本発明の液晶媒体のΔｎは、好ましくは０．０７０以上０．１４５以下の範囲、より好ましくは０．０８０以上０．１４０以下の範囲、最も好ましくは０．０９０以上０．１３５以下の範囲にある。

本発明の液晶媒体のΔεは、好ましくは４以上、より好ましくは６以上、最も好ましくは８以上である。

本発明の液晶媒体のΔεは、２０以下、好ましくは１７以下、より好ましくは１４以下である。

本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体のΔεは、２〜１２、より好ましくは３〜１０、特に好ましくは４〜８の範囲にある。

本発明の他の好ましい実施形態において、液晶媒体のΔεは、６〜１８、より好ましくは８〜１６、特に好ましくは１０〜１４の範囲にある。

本発明の媒体の回転粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下、特に好ましくは８０ｍＰａ・ｓ以下である。

本発明の液晶媒体は、好ましくは７０℃以上、より好ましくは７５℃以上、特に好ましくは８０℃以上の透明点を有する。

本発明の液晶媒体は、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１１０℃以下、特に好ましくは１００℃以下の透明点を有する。

本発明の媒体のネマチック相は、好ましくは少なくとも−１０℃以下〜７０℃以上に及ぶ。本発明の媒体が広いネマチック相範囲、好ましくは少なくとも−２０℃以下〜７５℃以上、非常に好ましくは少なくとも−３０℃以下〜８５℃以上、特には少なくとも−４０℃以下〜９５℃以上のネマチック相範囲を示すことは有利である。

好ましくは、バルクにおいて、−２０℃の温度における本発明の媒体の貯蔵安定性（ＬＴＳ_ｂｕｌｋ）は、１２０時間以上、より好ましくは５００時間以上、最も好ましくは１０００時間以上である。

より好ましくは、バルクにおいて、−３０℃の温度における本発明の媒体の貯蔵安定性（ＬＴＳ_ｂｕｌｋ）は、１２０時間以上、より好ましくは５００時間以上、最も好ましくは１０００時間以上である。

最も好ましくは、バルクにおいて、−４０℃の温度における本発明の媒体の貯蔵安定性（ＬＴＳ_ｂｕｌｋ）は、１２０時間以上、より好ましくは２５０時間以上、最も好ましくは５００時間以上である。

バルクにおいて、−２０℃、より好ましくは−３０℃、最も好ましくは−４０℃の温度における本発明の媒体の貯蔵安定性（ＬＴＳ_ｃｅｌｌ）は、好ましくは２５０時間以上、より好ましくは５００時間以上、最も好ましくは１０００時間以上である。

本明細書において「ネマチック相を有する」という記載は、一方では与えられた時間内に対応する温度の低温でスメチック相や結晶化が観察されず、他方では加熱時にネマチック相から透明化が生じないことを意味する。

媒体における式Ｉの化合物の濃度は、好ましくは、１％〜１５％、より好ましくは２％〜１０％、特に好ましくは３％〜６％の範囲にある。

本発明の好ましい実施形態において、
媒体における式ＩＩの化合物の総濃度は、２０％〜６０％、より好ましくは３０％〜５０％、特に好ましくは３５％〜４５％の範囲にあり、
媒体における式ＩＩＩの化合物の総濃度は、１５％〜４５％、より好ましくは２０％〜４０％、特に好ましくは２５％〜３５％の範囲にあり、
媒体における式ＩＶの化合物の総濃度は、１０％〜４０％、より好ましくは１５％〜３５％、特に好ましくは２２％〜２８％の範囲にあり、
媒体における式ＶＩの化合物の総濃度は、１０％〜３０％、より好ましくは１５％〜２５％、特に好ましくは１７％〜２２％の範囲にある。

本発明の他の好ましい実施形態において、
媒体における式ＩＩの化合物の総濃度は、１０％〜３０％、より好ましくは１５％〜２５％、特に好ましくは１７％〜２２％の範囲にあり、
媒体における式ＩＩＩの化合物の総濃度は、２％〜２０％、より好ましくは５％〜１５％、特に好ましくは８％〜１２％の範囲にあり、
媒体における式ＩＶの化合物の総濃度は、２０％〜６０％、より好ましくは３０％〜５０％、特に好ましくは３５％〜４５％の範囲にあり、
媒体における式ＶＩの化合物の総濃度は、１０％〜３０％、より好ましくは１５％〜２５％、特に好ましくは１７％〜２２％の範囲にある。

場合により、本発明の媒体は、物理的性質を調整するためにさらなる液晶化合物を含んでよい。そのような化合物は当業者に知られている。本発明の媒体におけるその濃度は、好ましくは０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜２０％、最も好ましくは１％〜１５％である。

これらの略称（頭字語）の定義は、下の表Ｂで与えられる。この好ましい実施形態において、式ＩＶの化合物の濃度は、好ましくは４０％超、より好ましくは４２％超、最も好ましくは４５％超である。

液晶媒体は、好ましくは５０％〜１００％、より好ましくは７０％〜１００％、最も好ましくは９０％〜１００％の式Ｉ〜ＶＩ、好ましくはＩ〜ＩＶおよびＶＩの化合物を含む。

本出願において、「誘電的に正」という用語はΔε＞３．０である化合物または成分を意味し、「誘電的に中性」という用語は−１．５≦Δε≦３．０のものを意味し、「誘電的に負」という用語はΔε＜−１．５のものを意味する。Δεは１ｋＨｚの周波数および２０℃において決定される。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中での、それぞれの個々の化合物の１０％の溶液の結果から決定される。それぞれの化合物のホスト混合物中での溶解度が１０％未満のときは、濃度を５％に減らす。試験混合物の容量は、ホメオトロピック配向を有するセルおよびホモジニアス配向を有するセルの両者において決定される。両方のタイプのセルのセルギャップは、およそ２０μｍである。印加される電圧は１ｋＨｚの周波数を有する矩形波であり、典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの二乗平均平方根値を有するが、それは常にそれぞれの試験混合物の容量閾値よりも低く選択される。

Δεは（ε_‖−ε_⊥）で定義され、一方、ε_ａｖは（ε_‖＋２ε_⊥）／３である。

誘電的に正の化合物に用いられる混合物ＺＬＩ−４７９２、および誘電的に中性および誘電的に負の化合物に用いられる混合物ＺＬＩ−３０８６（両者ともドイツ国メルク社製）は、それぞれホスト混合物として使用される。化合物の誘電定数は、対象の化合物を添加した際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定される。その値を、対象の化合物の濃度１００％に外挿する。

２０℃の測定温度でネマチック相を有する成分は、そのままで測定し、他の全ては化合物と同様に扱う。

本出願において、両方とも他に明記しない限り、「閾電圧」という用語は光学的閾値を言い、１０％相対コントラスト（Ｖ_１０、垂直観察および２０℃を示してＶ_{（１０，０，２０）}とも略される）に対して与えられ、「飽和電圧」という用語は光学的飽和を言い、９０％相対コントラスト（Ｖ_９０、垂直観察および２０℃を示してＶ_{（９０，０，２０）}とも略される）に対して与えられる。フレデリクス閾値（Ｖ_Ｆｒ）とも呼ばれる容量閾電圧（Ｖ_０）は、明示された場合にのみ使用する。

以下の略語を使用する：
Ｖ_ｏｐ＝動作電圧；
ｔ_ｏｎ＝スイッチングオン後、最大コントラストの１０％から測定して最大コントラストの９０％に達するまでの時間；
Ｔ_ｏｆｆ＝スイッチングオフ後、最大コントラストの９０％から測定して最大コントラストの１０％に達するまでの時間；
Ｔ_ｓｕｍ＝Ｔ_ｏｎ＋Ｔ_ｏｆｆ

他に明言しない限り、本出願で与えられるパラメータの範囲は全て限界値を含む。

本出願を通じて、他に明言しない限り、全ての濃度は質量パーセントで示され、それぞれ混合物全体に関するものであり、全ての温度は、摂氏度で示され、全ての温度差は摂氏度で示される。全ての物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年１１月、ドイツ国メルク社に従って決定され、他に明言しない限り、２０℃の温度において示される。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定される。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で決定される。閾電圧ならびに他の全ての電気光学的特性は、ドイツ国メルク社で製造されたテストセルを使用して決定される。Δεの決定のためのテストセルは、およそ２０μｍのセルギャップを有している。電極は、１．１３ｃｍ^２の面積および保護リングを有する円形ＩＴＯ電極である。配向層は、ホメオトロピック配向（ε_‖）用にはレシチン、ホモジニアス配向（ε_⊥）用には日本合成ゴム社製ポリイミドＡＬ−１０５４である。容量は、０．３Ｖ_ｒｍｓの電圧を有する正弦波を使用するＳｏｌａｔｒｏｎ１２６０周波数応答解析装置を使用して決定する。電気光学的測定において使用される光は、白色光である。この装置は、日本の大塚の商業的に入手可能な装置である。特性電圧を、垂直観察の下で決定した。閾（Ｖ_１０）、中間灰色（Ｖ_５０）および飽和（Ｖ_９０）電圧を、それぞれ１０％、５０％および９０％相対コントラストで決定した。

ある温度Ｔにおける本発明の媒体のバルクの貯蔵安定性（ＬＴＳ_ｂｕｌｋ）は、目視検査によって決定される。対象の媒体２ｇを適切なサイズの閉じたガラス容器（ボトル）に充填し、冷蔵庫中で所定の温度に放置する。決められた時間間隔でボトルをチェックし、スメクチック相および結晶の発生を観察する。すべての材料、各温度で２つのボトルを貯蔵する。結晶化またはスメクチック相の外観が、２つの対応するボトルの少なくとも１つで観察される場合、テストを終了し、より高い秩序相の発生が観察される前の最後の検査の時間をそれぞれの貯蔵安定性として記録する。

ある温度Ｔにおける本発明の媒体のＬＣセル中での貯蔵安定性（ＬＴＳ_ｃｅｌｌ）の決定のために、配向層を備え、約３ｃｍ^２の表面積、約３ｃｍ^２の電極面積および６μｍのセルギャップを有するＴＮ−タイプＬＣテストセルに、媒体を充填する。ＬＣで覆われる領域にセルはスペーサーを有していない。エッジシールのみにスペーサーが使用される。セルをシールし、偏光子をセルに付け、窓と内部ライトを備えた冷蔵庫中で所定の温度に置く。通常は、調査されるそれぞれの温度に対して３個のセルそれぞれをＬＣで充填する。スメクチック相および結晶の発生について、決められた時間間隔で窓を通して目視により冷蔵庫内のセルを検査する。ここでも、一式のテストセルの最初の１つに、より高い秩序相の発生が観察される前の最後の検査の時間を、それぞれの貯蔵安定性として記録する。

本発明の液晶媒体は、さらなる添加剤およびキラルドーパントを通常の濃度で含んでよい。これらのさらなる構成成分の総濃度は、混合物全体を基準として０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲にある。使用される各化合物の濃度は、それぞれ好ましくは、０．１％〜３％の範囲にある。これらおよび類似の添加剤の濃度は、本出願における液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲に対して考慮されない。

本発明の発明された液晶媒体は幾つか、好ましくは３〜３０種、より好ましくは４〜２０種、最も好ましくは４〜１６種の化合物から成る。これらの化合物は従来法により混合される。原則として、より少量で使用される化合物の必要量を、より多量で使用される化合物に溶解する。温度がより高濃度で使用される化合物の透明点より高い場合、溶解の工程の完了を特に容易に観測できる。しかしながら、他の従来法により媒体を調製することも可能で、例えば、化合物の同族体または共晶混合物であってよい、いわゆるプレミクスチャーを使用することや、または成分それ自体がレディートゥーユースの混合物となっている、いわゆるマルチボトルシステムを使用することもできる。

適当な添加剤を加えることで、液晶媒体を使用する全ての公知のタイプの液晶ディスプレイ、例えばＴＮ−、ＴＮ−ＡＭＤ、ＥＣＢ−ＡＭＤ、ＶＡＮ−ＡＭＤ、ＩＰＳおよびＯＣＢ ＬＣＤ、特にＰＤＬＤ、ＮＣＡＰおよびＰＮ ＬＣＤのような複合系および特にＡＳＭ−ＰＡ ＬＣＤにおいて使用できるように、本発明の液晶媒体を改変することができる。

液晶の融点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）は摂氏度で与えられる。

本出願および特に以下に示す例において、液晶化合物の構造は頭文字とも呼ばれる略号で示されている。略号から対応する構造への変換は、以下の２つの表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およびｍ個のＣ原子を有する直鎖のアルキル基である。表Ｂの解釈は、それ自体で明らかである。表Ａには、構造のコアにかかわる略号のみが示されている。それぞれの化合物はコアの略号で表されており、ハイフンおよび以下の置換基Ｒ_１、Ｒ_２、Ｌ_１およびＬ_２を特定するコードが続く。

ＬＣ媒体は、０〜１０重量％、特には１ｐｐｍ〜５重量％、特に好ましくは１ｐｐｍ〜１重量％の安定剤を含む。ＬＣ媒体は、好ましくは、表Ｃからの化合物から成る群より選択される１種以上の安定剤を含む。

本発明の液晶媒体は、好ましくは、
・７種以上、好ましくは８種以上の表ＡおよびＢの化合物群から選択され、好ましくは異なる式の化合物、および／または
・１種以上、より好ましくは２種以上、好ましくは３種以上の表Ａの化合物群から選択され、好ましくは異なる式の化合物、および／または
・３種以上、より好ましくは４種以上、より好ましくは５種以上の表Ｂの化合物群から選択され、好ましくは異なる式の化合物
を含む。

以下に示す実施例は本発明を説明するものであり、決して限定するものではない。

しかしながら、物理的特性および組成は、いかなる特性が達成でき、それらをいかなる範囲で改変できるかを、専門家に示すものである。特に、好ましく達成できる種々の特性の組み合わせを、このように専門家のために十分に明示する。

混合物例１〜５は、有利に、低い値のΔｎ、高い値のΔεおよび低い回転粘度を有する。そのため、これらはＩＰＳモードで動作するディスプレイに非常に適する。さらに、それらは低い温度でネマチック相の非常に良好な安定性を有する。

Claims (10)

1. １種以上の式Ｉの化合物を含む液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１は、２〜１２個のＣ原子を有するアルケニルを表し、
   Ｘ^１は、Ｈ、Ｆ、または１〜６個のＣ原子を有するアルキルを表す。）
2. Ｒ^１が２〜７個のＣ原子を有するアルケニルを表し、Ｘ^１がメチルを表す、１種以上の請求項１に記載の式Ｉの化合物を含む、請求項１に記載の液晶媒体。
3. １種以上の式Ｉの化合物の濃度が１重量％〜１５重量％の範囲にある、請求項１または２に記載の液晶媒体。
4. 式ＩＩおよびＩＩＩの化合物群から選択される１種以上の化合物を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^２およびＲ^３は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキル、またはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、またはフッ素化アルケニルを表し、
   

   

   Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^３１および^Ｌ３２は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
   Ｘ^２およびＸ^３は、互いに独立に、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または２または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
   Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、または単結合を表し、
   ｌ、ｍ、ｎおよびｏは、互いに独立に、０または１であり、
   但し、式Ｉの化合物は、式ＩＩＩの化合物からは除外される。）
5. １種以上の式ＩＶの化合物を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^４１およびＲ^４２は、互いに独立に、請求項４でＲ^２に与えられる意味を有し、
   

   

   は、互いに独立に、および
   

   

   が、２回存在する場合もそれらは互いに独立に、
   

   

   を表し、
   Ｚ^４１、Ｚ^４２は、互いに独立に、およびＺ^４１が２回存在する場合もそれらは互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合を表し、
   ｐは、０、１、または２であり、
   但し、式Ｉの化合物は除外される。）
6. １種以上の式ＶＩの化合物を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^６１およびＲ^６２は、互いに独立に、請求項４でＲ^２に与えられる意味を有し、
   

   

   Ｚ^６１およびＺ^６２は、互いに独立に、およびＺ^６１が２回存在する場合にもそれらは互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、または単結合であり、
   ｒは、０、１、または２である。）
7. 少なくとも１種の式Ｉの化合物を少なくとも１種のさらなるメソゲン化合物と混合し、および１種以上の添加剤および／または１種以上の安定剤を必要に応じて添加する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶媒体の調製方法。
8. 液晶ディスプレイにおける請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶媒体の使用。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶媒体を含む液晶ディスプレイ。
10. アクティブマトリックスによってアドレスされる、請求項９に記載の液晶ディスプレイ。