JP2020521859A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩ［式中、出現する基およびパラメータは、特許請求の範囲に示す意味を有する］の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を６５％以上の総濃度で含む、澄明点が１２０℃以上の液晶媒体、ならびに電気光学的目的での、特に車両用照明装置で使用するための液晶ライトバルブのための該媒体の使用、該媒体を含む液晶ライトバルブ、および該液晶ライトバルブをベースとする照明装置に関する。

Description

本発明は、液晶媒体、ならびに電気光学的目的での、特に車両用照明装置で使用するための液晶ライトバルブのための該媒体の使用、該媒体を含む液晶ライトバルブ、および該液晶ライトバルブをベースとする照明装置に関する。

液晶は、特にディスプレイデバイスの誘電体として使用される。なぜならば、そのような物質の光学特性は、印加電圧によって影響を受け得るためである。液晶ベースの電気光学デバイスは、当業者に知られており、様々な効果に基づくことができる。このタイプのデバイスは、例えば、ねじれネマチック構造を有するＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）セルまたはＳＴＮ（ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ、超ねじれネマチック）セルである。近年のＴＮおよびＳＴＮディスプレイは、カラー画像を追加で生成するために統合された赤色、緑色および青色のカラーフィルタを有する個々にアドレス型である液晶ライトバルブ（画素）のアクティブマトリックスをベースとする。

液晶ディスプレイで利用される電気光学効果は、近年、他の用途にも用いられている。独国特許出願公開第１９９１０００４号明細書には、輝度分布を運転状況に柔軟に適合させる、車両用照明装置の輝度分布を任意に構成するためのシェードとしてのＬＣＤスクリーンが記載されている。

車両用のこうした適応型照明装置（ａｄａｐｔｉｖｅ ｆｒｏｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ、アダプティブ・フロントライティング・システム、ＡＦＳ）は、それぞれの状況や環境条件に適合したヘッドランプ光を生成し、例えば光や天候の条件、車両の動きまたは他の道路利用者の存在に反応することで、周囲を常にかつ最適に照らしつつ、他の道路利用者を妨害しないことが可能となる。

米国特許第４，９８５，８１６号明細書には、例えば、対向車両のドライバーの眩惑の回避または軽減を目的とした、光透過性素子のマトリックスからなる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プレートの形態の空間光変調器によって、液晶ディスプレイの画素と同様に、光円錐の電気的な切替えが可能な完全または部分的なシェーディングが生じる素子が開示されている。このタイプの空間光変調器は、すでに述べたように、液晶ライトバルブとも称される。プロジェクタと同様の機能様式ゆえ、プロジェクタ型車両用灯具とも呼ばれる。光円錐の制御されたシェーディングのための画像情報は、この場合デジタルカメラによって供給されることが好ましい。

本発明の趣意における液晶ライトバルブは、光変調のための単一の領域か、または液晶ディスプレイの画素に対応する同一もしくは異なる多数の部分領域のラスター（マトリックス）を含み得る。領域または部分領域は、透過型または反射型に設計されていてよい。したがって液晶ライトバルブのラスターは、モノクロマトリックス液晶ディスプレイの特殊な事例を表すか、またはその一部とみなすことができる。

透過型に設計された実施形態では、本発明による照明装置は、液晶ディスプレイタイプの１つまたは複数の液晶ライトバルブを含む。

反射型に設計された実施形態では、本発明による照明装置は、ＬＣｏＳ（Ｌｉｑｕｉｄ−Ｃｒｙｓｔａｌ−ｏｎ−Ｓｉｌｉｃｏｎ、液晶オンシリコン）タイプの１つまたは複数の液晶ライトバルブを含む。

本発明の趣意における照明装置とは特に、ＡＦＳであるかまたはＡＦＳの一部である。本発明の趣意における照明装置は、特に車両または自動車両の前方のエリアを照らすのに用いられる。

本発明の趣意での車両とは、これらに限定されるわけではないが、例えば航空機、船舶および陸上車両、例えば自動車、オートバイおよび自転車、ならびに軌道式陸上車両、例えば機関車といった、移動手段全般を意味する。

本発明の趣意における自動車両とは特に、道路交通で個々に利用可能な陸上車両である。本発明の趣意における自動車両は特に、内燃機関を備えた陸上車両に限定されるわけではない。

上記米国特許第４，９８５，８１６号明細書に開示された液晶ライトバルブにおいて、ＴＮセルは、車両用照明の所望の輝度プロファイルに相応する画素である光変調素子として用いられており、その際、例えば、画素の透過率を変調させる（制御する）ために、ＴＮ液晶にアドレッシング電圧が印加される。そこで必要な偏光子ゆえに、光源の光の約半分しか利用することができない。同様にＴＮセルをベースとし、照明装置の光源の光の半分超しか利用可能にすることができない代替手段が、独国特許出願公開第１０２０１３１１３８０７号明細書に開示されている。ここでは、光が、偏光ビームスプリッタによって互いに垂直な偏光面を有する２つの部分ビームに分割され、互いに別々に切り替え可能な２つの別個の液晶素子によって操作される。

この種の照明装置は、動作温度が典型的には６０〜８０℃と比較的高いことが特徴的である。これは、使用される液晶媒体に特別な要求を課しており、つまり、澄明点は１２０℃超、好ましくは１４０℃超でなければならず、また強度の光負荷ゆえにこうした媒体は特に高い光安定性を示さなければならない。このことは、場合によっては、例えば複屈折が可能な限りわずかである材料を使用することによって好ましくなる場合がある。さらに、液晶材料は、良好な化学的安定性および熱安定性と、電界に対する良好な安定性とを備えていなければならない。さらに、液晶材料は、低粘度を示さなければならないとともに、セルにおいて比較的短い応答時間、可能な限り低い動作電圧および高いコントラストをもたらさなければならない。

さらに、この種の照明装置は、通常の動作温度において、つまり室温を下回るおよび上回る可能な限り広い範囲で、適切な中間相を有することが望ましく、例えば上記セルについては、好ましくは−４０℃〜１５０℃のネマチックまたはコレステリック中間相を有することが望ましい。液晶は一般に複数の成分の混合物として使用されるため、各成分が互いに良好に混和し得ることが重要である。例えば導電性、誘電異方性および光学異方性といったさらなる特性は、セルのタイプおよび適用分野に応じて様々な要求を満たさなければならない。例えば、ねじれネマチック構造を有するセル用の材料は、正の誘電異方性および低い導電性を示すことが望ましい。

例えば、個々の画素を切り替えるための集積非線形素子を備えたマトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）のライトバルブに関しては、大きな正の誘電異方性、幅広いネマチック相、比較的低い複屈折、非常に高い比抵抗、良好な光および温度安定性ならびに低い蒸気圧を有する媒体が望ましい。このタイプのマトリックス液晶ディスプレイは知られており、その設計原理を本発明による照明装置にも用いることができる。

個々の画素を個別に切り替えるための非線形素子として、能動素子（つまり、トランジスタ）を使用することができる。その場合、「アクティブマトリックス」という用語が使用され、その際、２つのタイプに区別できる。

１．基板としてのシリコンウェーハ上の、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、金属酸化物半導体）または他のダイオード。

２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。

基板材料として単結晶シリコンを使用することで、様々な部分ディスプレイのモジュール状アセンブリがジョイント部で問題を生じることから、サイズが制限される。

好ましい有望な２番目のタイプの場合には、電気光学効果として、通常はＴＮ効果が用いられる。例えばＣｄＳｅのような化合物半導体から得られるＴＦＴ方式か、または多結晶もしくは非晶質シリコンをベースとするＴＦＴ方式という、２つの方式に区別される。世界的には、後者の方式が集約的に行われている。

ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの一方のガラス板の内側に施与されるが、これに対して、もう一方のガラス板は、内側に透明な対向電極を備えている。画素電極のサイズと比較してＴＦＴは非常に小さく、実際に画像の妨げにはならない。

照明装置用のＴＦＴディスプレイおよび対応するライトバルブは、通常は、透過における交差偏光子を備えたＴＮセルとしての役割を果たし、後方から照らされている。

ＭＬＣディスプレイという概念には、本明細書においては、集積非線形素子を備えたすべてのマトリックスディスプレイが包含され、すなわち、アクティブマトリックスに加え、バリスタまたはダイオードといった受動素子（ＭＩＭ＝Ｍｅｔａｌｌ−Ｉｓｏｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌｌ、金属−絶縁体−金属）を備えたディスプレイも包含される。

コントラストの角度依存性および切り替え時間に関する問題に加え、ＭＬＣディスプレイの場合には、液晶混合物の比抵抗の高さが十分でないことに起因する困難が生じる［ＴＯＧＡＳＨＩ， Ｓ．， ＳＥＫＯＧＵＣＨＩ， 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， ｐ． １４１ ｆｆ， Ｐａｒｉｓ； ＳＴＲＯＭＥＲ， Ｍ．， Ｐｒｏｃ． Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ８４， Ｓｅｐｔ． １９８４： Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ， ｐ． １４５ ｆｆ， Ｐａｒｉｓ］。抵抗の低下に伴ってＭＬＣディスプレイのコントラストが悪化し、“ａｆｔｅｒ ｉｍａｇｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ（残像消去）”の問題が生じることがある。液晶混合物の比抵抗は、一般にはＭＬＣディスプレイの寿命全体にわたりディスプレイの内部上方領域との相互作用によって低下することから、受容可能な寿命を得るには（初期）抵抗が高いことが非常に重要である。特に低電圧混合物の場合には、非常に高い比抵抗を実現することは従来不可能であった。さらに、温度上昇時ならびに温度および／または光負荷後に示される比抵抗の増加が可能な限りわずかであることが重要である。このことは、車両用照明装置においてライトバルブを使用する場合にも重要である。なぜならば、その中の液晶は極端な温度および光負荷に曝されており、低い比初期抵抗および負荷時の比抵抗の急激な増加は、一般に長期安定性の低さと相関するためである。

従来技術の混合物の低温特性も、特に不利である。低温でも結晶化および／またはスメクチック相が発生せず、粘度の温度依存性が可能な限り低いことが必要である。したがって、従来技術のＭＬＣディスプレイは、照明装置で使用するための要件を満たさない。

したがって、広い動作温度範囲および高い光安定性と同時に非常に高い比抵抗を有する液晶混合物に対する大きな需要が依然として存在する。

車両用照明装置の液晶ライトバルブでは、セルにおいて以下の利点を可能にする媒体が望ましい：
−ネマチック相範囲が（特に高温へ）拡大されること、
−低温でも貯蔵安定性であること、
−低温での切り替えが可能であること、
−光耐久性が向上すること。

上記液晶媒体の配向のために、通常はポリイミド配向膜が提供されている。ポリイミド配向膜は不純物の供給源となる場合があり、これは特に比較的高温で現れる。この不純物の供給源は車両用照明装置の運転時に生じ、とりわけ液晶媒体の比抵抗の低下を招き得る。

無機配向膜を含むポリイミド配向膜なしで済む液晶ディスプレイの製造には、すでに多くのアプローチがある（例えば、Ｈ．Ｋ． Ｂａｉｋ ｅｔ ａｌ．， Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００５， ２１， １１０７９−１１０８４； Ｊ．Ｂ．Ｋｉｍ ｅｔ ａｌ．， Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． ２００８， ２０， ３０７３−３０７８参照）。このタイプの配向膜を備えたディスプレイは、液晶分子のホメオトロピック配向を示し、したがって負の誘電異方性を有する液晶媒体をベースとする。

負の誘電異方性を有する液晶媒体は、特にＥＣＢ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の使用から知られている。

電気的に制御される複屈折の原理であるＥＣＢ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ、電気制御複屈折）効果、またはＤＡＰ（配向相変形）効果も、１９７１年に初めて記載された（Ｍ．Ｆ． Ｓｃｈｉｅｃｋｅｌ ｕｎｄ Ｋ． Ｆａｈｒｅｎｓｃｈｏｎ， “Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄｓ”， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． １９ （１９７１）， ３９１２）。これに、Ｊ．Ｆ． Ｋａｈｎによる論文（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ２０ （１９７２）， １１９３）ならびにＧ． ＬａｂｒｕｎｉｅおよびＪ． Ｒｏｂｅｒｔによる論文（Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ４４ （１９７３）， ４８６９）が続いた。

Ｊ． ＲｏｂｅｒｔおよびＦ． Ｃｌｅｒｃによる論文（ＳＩＤ ８０ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ． Ｐａｐｅｒｓ （１９８０）， ３０）、Ｊ． Ｄｕｃｈｅｎｅによる論文（Ｄｉｓｐｌａｙｓ ７ （１９８６）， ３）およびＨ． Ｓｃｈａｄによる論文（ＳＩＤ ８２ Ｄｉｇｅｓｔ Ｔｅｃｈｎ． Ｐａｐｅｒｓ （１９８２）， ２４４）により、ＥＣＢ効果に基づく高度情報表示素子への使用が可能となるには、液晶相が、弾性定数の比Ｋ_３／Ｋ_１について高い値を有し、光学的異方性Δｎについて高い値を有し、かつ誘電異方性についてΔε≦−０．５の値を有し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表示素子は、（ＶＡ方式＝Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ、垂直配向）のホメオトロピックエッジ配向を有しており、いわゆるＶＡＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ、垂直配向ネマチック）ディスプレイとして、例えばＭＶＡモード（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、マルチドメイン垂直配向、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． ６−９および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． ７５０−７５３）、ＰＶＡモード（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、パターン化垂直配向、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． ７６０−７６３）、ＡＳＶモード（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ、アドバンストスーパーＶ、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． ７５４−７５７）のディスプレイにおいて、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、インプレーンスイッチング）（例えば： Ｙｅｏ， Ｓ．Ｄ．， ｐａｐｅｒ １５．３： “Ａ 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ているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ、ねじれネマチック）ディスプレイに加えて、現在最も重要な３種の最新型液晶ディスプレイのうちの１として、特にＴＶ用途で確立されている。一般的な形式では、これらの方式は、例えばＳｏｕｋ， Ｊｕｎ， ＳＩＤＳｅｍｉｎａｒ ２００４， Ｓｅｍｉｎａｒ Ｍ−６： “Ｒｅｃｅｎｔ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＬＣＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”， Ｓｅｍｉｎａｒ Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ， Ｍ−６／１〜Ｍ−６／２６およびＭｉｌｌｅｒ， Ｉａｎ， ＳＩＤＳｅｍｉｎａｒ ２００４， Ｓｅｍｉｎａｒ Ｍ−７： “ＬＣＤ−Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ”， Ｓｅｍｉｎａｒ Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ， Ｍ−７／１〜Ｍ−７／３２において比較されている。

車両用照明装置に特に適した液晶媒体は、例えば独国特許出願公開第１０２０１６０１１８９９号明細書に開示されている。該媒体は正の誘電異方性を有しており、したがってホメオトロピック配向を誘起する無機配向膜には適していない。

本発明は、上記の欠点を有しないかまたはわずかな程度しか有しておらず、好ましくはそれと同時に非常に高い澄明点および低い複屈折を有する、負の誘電異方性を有する媒体であって、特に上記の車両用照明装置の液晶ライトバルブ向けの媒体を提供するという目的に基づくものである。

本発明による媒体を液晶素子に使用した場合に上記課題を解決できることが、今や見出された。

本発明の主題は、液晶媒体において、前記液晶媒体は、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩ

［式中、
Ｒ^１Ａ、Ｒ^１Ｂ、Ｒ^１ＣおよびＲ^２は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、非置換の、ＣＮもしくはＣＦ_３で一置換された、またはハロゲンで少なくとも一置換された、最大１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、前記基において、１つまたは複数のＣＨ_２基が、

−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＯＣ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、この置き換えは、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにして行われ、
Ｒ^１およびＲ^１‘は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜４個のＣ原子を有するアルキル、好ましくはＨまたはメチル、特に好ましくはＨを表し、
Ａ^２は、
ａ）１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−シクロヘキセニレンであって、ここで、隣接しない１つまたは２つのＣＨ_２基は、−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられていてよいものとする、
ｂ）１，４−フェニレンであって、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎで置き換えられていてよく、かつ１つまたは複数のＨ原子は、ＦまたはＣｌで置き換えられていてよいものとする
を表し、
Ｌ^１〜Ｌ^１２は、それぞれ互いに独立して、Ｆ、ＣＦ_３、ＣＨＦ_２またはＣｌを表し、
Ｚ^１、Ｚ^１’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−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｏ−を表し、
ａは、０または１を表し、
ｐは、０、１または２を表し、
ｑは、０または１を表し、
ｖは、１〜７の整数を表し、
ｔは、１〜７の整数を表し、かつ
（Ｏ）は、単結合または−Ｏ−を表す］の化合物の群からの１つまたは複数の化合物を、６５％以上の総濃度で含み、さらに、前記媒体の澄明点は１２０℃以上である、液晶媒体である。

本出願において、すべての原子はそれらの同位体も含む。特に、１つまたは複数の水素原子（Ｈ）は、重水素（Ｄ）で置き換えられていてもよく、このことは、特にいくつかの実施形態において特に好ましく、高度の重水素化によって、分析による化合物の検出が特に低濃度の場合に可能または容易になる。

基がアルキル基および／またはアルコキシ基を示す場合、これは直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。好ましくは、該基は直鎖状であり、２、３、４、５、６または７個のＣ原子を有し、したがって、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、ヘキソキシまたはヘプトキシ、さらにはメチル、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、オクトキシ、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシを表す。

オキサアルキルは、好ましくは、直鎖２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−オキサブチル（＝エトキシメチル）または３−オキシブチル（＝２−メトキシエチル）、２−、３−または４−オキシペンチル、２−、３−、４−または５−オキシヘキシル、２−、３−、４−、５−または６−オキシヘプチル、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、２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−または９−オキサデシルを表す。

基がアルキル基を表し、該基においてＣＨ_２基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられている場合、これは直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。好ましくは、該基は直鎖状であり、２〜１０個のＣ原子を有する。したがってそれは特に、ビニル、プロパ−１−またはプロパ−２−エニル、ブタ−１−、２−またはブタ−３−エニル、ペンタ−１−、２−、−３−またはペンタ−４−エニル、ヘキサ−１−、２−、３−、４−またはヘキサ−５−エニル、ヘプタ−１−、２−、３−、４−、５−またはヘプタ−６−エニル、オクタ−１−、２−、３−、４−、５−、６−またはオクタ−７−エニル、ノナ−１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−またはノナ−８−エニル、デカ−１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−またはデカ−９−エニルを表す。

基がアルキル基を表し、該基において１つのＣＨ_２基が−Ｏ−で置き換えられており、かつ１つのＣＨ_２基が−ＣＯ−で置き換えられている場合、これらは好ましくは隣接している。したがってこれらは、アシルオキシ基−ＣＯ−Ｏ−またはオキシカルボニル基−Ｏ−ＣＯ−を有する。これらは好ましくは直鎖状であり、２〜７個のＣ原子を有する。したがってこれらは特に、アセチルオキシ、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、アセチルオキシメチル、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−アセチルオキシエチル、２−プロピオニルオキシエチル、２−ブチリルオキシエチル、２−アセチルオキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセチルオキシブチル、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）ブチルを表す。

基がアルキル基を表し、該基において１つのＣＨ_２基が非置換のまたは置換された−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられており、かつ隣接する１つのＣＨ_２基がＣＯまたはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯで置き換えられている場合、これらは好ましくは直鎖状であり、４〜１２個のＣ原子を有する。したがってそれは特に、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、９−メタクリロイルオキシノニルを表す。

基がＣＮまたはＣＦ_３で一置換されたアルキルまたはアルケニル基を表す場合、該基は、好ましくは直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ_３による置換は、任意の位置にある。Ｒがハロゲンで少なくとも一置換されたアルキルまたはアルケニル基を表す場合、該基は、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。多置換の場合には、ハロゲンは、好ましくはＦである。得られる基には、過フッ素化基も含まれる。一置換の場合には、フッ素または塩素置換は任意の位置にあってよいが、ω位にあることが好ましい。

分岐ウイング基Ｒを有する化合物は、時として、通常の液晶基材への溶解性がより良好であることから重要である場合があり、特にキラルドーパントが光学活性である場合には該ドーパントとして重要である場合がある。このタイプのスメクチック化合物は、強誘電性材料の構成要素として適している。

このタイプの分岐基は、通常、１つ以下の鎖分岐を含む。好ましい分岐基Ｒは、イソプロピル、２−ブチル（＝１−メチルプロピル）、イソブチル（＝２−メチルプロピル）、２−メチルブチル、イソペンチル（＝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−エチルヘキソキシ、１−メチルヘキソキシおよび１−メチルヘプトキシである。

基がアルキル基を表し、該基において２つ以上のＣＨ_２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられている場合、これは直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。好ましくは、該基は分岐鎖状であり、３〜１２個のＣ原子を有する。したがって、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、５，５−ビス（エトキシカルボニル）ヘキシルを表す。

式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣおよびＩＤの化合物は、好ましくは以下の下位式：

［式中、
アルキルおよびアルキル^＊は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルキル基を表し、該基において、ＣＨ_２基が、

で置き換えられていてもよく、
（Ｏ）は、−Ｏ−または単結合を表す］から選択される。

特に好ましい本発明による媒体は、式ＩＡ−２、ＩＡ−８、ＩＡ−１４、ＩＡ−２６、ＩＡ−２８、ＩＡ−３４、ＩＡ−４０、ＩＢ−２、ＩＢ−１１、ＩＣ−１およびＩＤ−１、極めて特に好ましくはＩＡ−２、ＩＡ−８、ＩＢ−２、ＩＢ−１１、ＩＣ−１およびＩＤ−１のうちの１つまたは複数の化合物を含む。

極めて特に好ましい実施形態において、本発明による媒体は、化合物ＩＡ−８−１〜ＩＡ−８−１０

の群から選択される１つまたは複数の化合物を含む。

式ＩＩの化合物は、好ましくは、式

［式中、
アルキルおよびアルキル^＊は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルキル基を表し、前記基において、ＣＨ_２基は、

で置き換えられていてよく、
アルコキシおよびアルコキシ^＊は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルコキシ基を表し、前記基において、ＣＨ_２基は、

で置き換えられていてよく、
Ｌ^１１およびＬ^１２は、上記の意味を有する］の化合物の群から選択される。

好ましくは、Ｌ^１１およびＬ^１２は、どちらもＦを表す。

式ＩＩの特に好ましい化合物は、式ＩＩ−３ａ

［式中、
アルコキシおよびアルコキシ^＊は、１〜７個のＣ原子を有する非分岐鎖アルコキシを表す］の化合物の群から選択される。

好ましい実施形態において、本発明による媒体は、式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−９

［式中、
Ｒ^３は、それぞれ互いに独立して、式ＩＡでＲ^１Ａについて示した意味のうちの１つを有し、かつ
ｗおよびｘは、それぞれ互いに独立して、１〜７を表し、
（Ｏ）は、単結合または−Ｏ−を表す］のうちの１つまたは複数の化合物をさらに含む。

好ましくは、Ｒ^３は、１〜７個のＣ原子を有する非分岐鎖を表す。

好ましくは、本発明による媒体は、式ＩＶ−１〜ＩＶ−１５

［式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、Ｒ^１Ａについて示した意味を有する］の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を含む。

好ましくは、Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルキルまたはアルケニルを表すか、またはＲ^４２は、１〜７個のＣ原子を有するアルコキシをも表す。

好ましくは、該媒体は、式ＩＶ−１０の１つまたは複数の化合物を含む。

さらなる好ましい実施形態において、本発明による媒体は、式Ｖ−１〜Ｖ−４

［式中、
Ｒ^５１およびＲ^５２は、Ｒ^１Ａについて示した意味を有する］の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を含む。

好ましくは、Ｒ^５１およびＲ^５２は、それぞれ互いに独立して、最大７個のＣ原子を有する直鎖アルキルまたはアルケニルを表すか、またはＲ^５２は、１〜７個のＣ原子を有するアルコキシをも表す。

本発明による媒体を含む、電気光学素子、特にフレームと共にセルを形成する２枚の面平行支持板と、該支持板上の個々の画素のスイッチングのための集積非線形素子と、セル内に存在する負の誘電異方性および高い比抵抗を示すネマチック液晶混合物とを有するＥＣＢ効果に基づくライトバルブ、ならびに電気光学的目的での該媒体の使用も、本発明のさらなる主題である。

本発明のさらなる主題は、車両用照明装置および液晶ディスプレイにおける、特にＶＡ、ＩＰＳおよびＦＦＳディスプレイにおける、本発明による電気光学素子の使用である。

本発明のさらなる主題は、該素子を含む車両用照明装置および電気光学ディスプレイである。

偏光子、電極基板および表面処理された電極から構成される本発明によるライトバルブの構造は、このタイプの素子について通常の構造様式と一致する。この場合、本明細書における通常の構造様式という概念は広義にとられ、これには、素子、特にまたポリＳｉ ＴＦＴまたはＭＩＭをベースとするマトリックス表示素子のいずれの変化形態および変更形態も包含される。

本発明による車両照明装置は、少なくとも１つの光源を有する。この光源から光が発せられるため、該光源から発せられた光に影響を与えるためのさらなる少なくとも１つのスクリーンデバイスが予定されている。このスクリーンデバイスは、ＬＣＤスクリーンとして設計されており、したがって、背面から透かして見ることのできる少なくとも１つの液晶ライトバルブを有する。

本発明による照明装置では、光源は非常に多種多様な設計を有することができる。該照明装置は、１つまたは複数のランプを有してよい。ランプとして、例えば、白熱電球またはガス放電ランプの形の従来のランプが考慮の対象となり得る。本発明において、最新型ランプ、例えばＬＥＤも、特に液晶ディスプレイに使用される冷陰極ランプ（ＣＣＦＬ）と同様に、光源用のランプとして考えられる。個々のランプは様々に配置されていてよく、例えばマトリックス状に配置されていてよい。当然のことながら、光源または照明装置において、さらなる光学素子を１つまたは複数配置することは有利であり得る。この場合、これは例えば、１つもしくは複数の反射体または１つもしくは複数のレンズであってよい。

本発明による照明装置において、液晶ライトバルブが第１の偏光子を有し、光源から得られた光が該偏光子を通って入射する場合に、同様に有利である。さらに、第２の偏光子が予定されており、該偏光子を通って光が液晶ライトバルブから出る。本発明による液晶媒体を含む層は、第１の偏光子と第２の偏光子との間に配置されている。この液晶層は、印加電圧に応じて該液晶層を通過する光の偏光面を回転させる役割を果たす。液晶層の設計のタイプおよび様式に応じて、該液晶層は、電界内で偏光の回転を生じさせることも、通過する光のこうした回転機能を妨げることも可能である。このような実施形態では、液晶ライトバルブ、特に第１の偏光子は、約２００℃までの温度に耐えるように設計されている。これは特に、第１の偏光子の場合に重要であり、なぜならば、第１の偏光子によって、光源から発せられる光および付随するエネルギーの最大約５０％が吸収されるためである。液晶層における液晶分子の配向に関連する偏光子の様々な設計は、液晶ディスプレイで使用されているものと実質的に一致しており、かつ当業者に知られている。原則として、既知のいずれの構成も適切であり、ＶＡ、ＩＰＳまたはＦＦＳタイプ、特に好ましくはＶＡタイプの液晶ライトバルブが好ましい。

本発明による液晶混合物によって、利用可能なパラメータの許容範囲の大幅な拡大が可能となる。澄明点と、相の広さと、低温での粘度と、熱安定性およびＵＶ安定性と、誘電異方性との達成可能な組み合わせは、従来技術の従来の材料よりもはるかに優れている。

本発明による混合物の各成分を適切に選択することで、より高い閾値電圧でより高い澄明点（例えば１５０℃超）を、またはより低い閾値電圧でより低い澄明点を、他の有利な特性を保持しながら実現することも可能であることは言うまでもない。それに応じて、わずかな粘度増加で、同様に、より大きなΔε、したがって低い閾値を有する混合物を得ることが可能である。

本発明による液晶混合物によって、有利に、ネマチック相を−２０℃まで、好ましくは−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃まで保持しながら、１２０℃以上、好ましくは１３０℃以上、特に好ましくは１３５℃以上、非常に特に好ましくは１４０℃以上の澄明点を達成することが可能となる。

ネマチック相範囲は、好ましくは少なくとも１４０Ｋ、特に好ましくは少なくとも１６０Ｋ、特に少なくとも１８０Ｋである。この範囲は、好ましくは少なくとも−４０°〜＋１４０°に及ぶ。

ネマチック相範囲の下限とは、ネマチック相の冷却時に、ネマチック相から別の液晶相、例えばスメクチック相への転移、または結晶化が起こる温度である。本発明による混合物の場合、これは≦−２０℃、好ましくは≦−３０℃、特に好ましくは≦−４０℃である。

ネマチック相範囲の上限とは、ネマチック相の加温時にネマチック相から等方性液相への転移が観察される温度（澄明点）である。本発明による混合物の場合、これは≧１２０℃、好ましくは≧１３０℃、特に好ましくは≧１４０℃、非常に特に好ましくは≧１４５℃である。

本発明による液晶混合物は、−２．０以下、好ましくは−３．０以下、特に好ましくは−４．０以下の誘電異方性Δεを有する。

本発明による液晶混合物は、−２．５〜−８．０、好ましくは−３．５〜−７．０、特に好ましくは−４．０〜−６．０の範囲の誘電異方性Δεを有する。

本発明による液晶混合物によって、比抵抗について高い値を達成することが可能となり、それによって、本発明による優れたライトバルブを達成することが可能となる。特に、該混合物は動作電圧が低いことを特徴とする。

本発明による液晶混合物は、０．０５０〜０．２００、好ましくは０．０８０〜０．１９０、特に好ましくは０．１００〜０．１８０の範囲の光学異方性（Δｎ）を有する。

本発明による混合物の２０℃での回転粘度γ_１は、好ましくは＜３５０ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは＜３００ｍＰａ・ｓである。

さらなる好ましい実施形態を以下に示すが、化合物および化合物クラスは頭字語によって示される。これらの頭字語の意味は、以下の表１〜３および表Ａから明らかである。好ましい実施形態は、個々でも、互いに組み合わせても好ましい。

− 該媒体は、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩの化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を、６５％〜９０％、好ましくは６８％〜８５％、非常に特に好ましくは７０％〜８０％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤならびにＩＩおよびＩＶ−２〜ＩＶ−８およびＶ−１〜Ｖ−４の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を、８０％〜１００％、好ましくは８５％〜９８％、非常に特に好ましくは９０％〜９５％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＶ−１の１つまたは複数の化合物を０％超〜２０％、好ましくは０．５％〜１８％の範囲、特に好ましくは２％〜１６％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、化合物ＩＶ−１もＩＶ−９も含まない。

− 該媒体は、式ＩＶ−１の１つまたは複数の化合物を２０％以下、好ましくは１６％以下、特に好ましくは１０％以下、非常に特に好ましくは５％以下の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＶ−１および／またはＩＶ−９の１つまたは複数の化合物を、２０％以下、好ましくは１６％以下、特に好ましくは１０％以下、非常に特に好ましくは５％以下の総濃度で含む。

− 該媒体は、ＣＣ−ｎ−Ｖ、特にＣＣ−３−Ｖおよび／またはＣＣ−４−Ｖの１つまたは複数の化合物を、５％以下の総濃度で含む。

− 該媒体は、ＣＣＨ−ｎｍ、ＣＣ−ｎ−ＶｍおよびＣＣ−ｎ−ｍＶ１の群の化合物から選択される１つまたは複数の化合物を、５％以下、好ましくは３％以下、特に好ましくは１％以下、特に０．０１％〜０．５％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＡ−２の１つまたは複数の化合物を、０％超〜３０％、好ましくは０．５％〜２５％の範囲、特に好ましくは５％〜２０％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＡ−２およびＩＶ−１の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を、５％〜４０％の範囲、好ましくは７％〜３５％の範囲、特に好ましくは１０％〜３０％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＩ−３ａのうちの１つ、２つまたはそれ以上の化合物、特に好ましくは化合物Ｂ（Ｓ）−２Ｏ−Ｏ４およびＢ（Ｓ）−２Ｏ−Ｏ５を、５％〜２５％、好ましくは１０％〜２０％、非常に特に好ましくは１２％〜１６％の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＣ−１のうちの２つ以上の化合物を、２０％以上の総濃度で含む。

− 該媒体は、式Ｖ−１、Ｖ−２、Ｖ−３およびＶ−４、好ましくはＶ−３およびＶ−４の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を、８％〜２５％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式Ｖ−３のうちの２つ、３つまたはそれ以上の化合物を、５％〜２０％、特に好ましくは７％〜１５％、非常に特に好ましくは９％〜１２％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式Ｖ−４のうちの２つ、３つまたはそれ以上の化合物を、５％〜２０％、特に好ましくは７％〜１２％、非常に特に好ましくは８％〜１０％の範囲の総濃度で含む。

− 該媒体は、式ＩＡ−８の化合物の群から選択される２つ、３つまたはそれ以上の化合物、ならびに式Ｖ−３およびＶ−４の化合物の群から選択される２つ、３つ、４つまたはそれ以上の化合物を含む。

− 該媒体は、式ＩＶ−１４および／またはＩＶ−１５のうちの１つまたは複数の化合物を、２％〜２０％、特に好ましくは５％〜１５％、非常に特に好ましくは８％〜１０％の範囲の総濃度で含む。

本発明により使用可能な液晶混合物の製造は、それ自体通常の方法で行われる。通常は、より少ない量で使用される成分の望ましい量が、有利には高温で、主成分を構成する成分に溶解される。また、成分の溶液を、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に混合し、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可能である。

誘電体は、当業者に知られておりかつ文献に記載されているさらなる添加剤を含んでもよい。例えば、０〜１５％の多色性色素またはキラルドーパントを添加することができる。

Ｋは結晶相、Ｓはスメクチック相、Ｓ_ｃはスメクチックＣ相、Ｎはネマチック相、Ｉは等方相を示す。

Ｖ_１０は、透過率１０％についての電圧を示す（視線方向は、プレート表面に対して垂直）。ｔ_ｏｎはスイッチオン時間を示し、ｔ_ｏｆｆは、Ｖ_１０の値の２．０倍に相当する動作電圧でのスイッチオフ時間を示す。Δｎは光学異方性を示し、ｎ_ｏは屈折率を示す。Δεは、誘電異方性を示す（Δε＝ε_｜｜−ε_⊥、ここで、ε_｜｜は、縦方向の分子軸に平行な誘電率を示し、ε_⊥は、それに垂直な誘電率を示す）。電気光学データは、特に明記しない限り、２０℃でＴＮセルにおいて第１の最小値で（すなわち、ｄ・Δｎ値が０．５で）測定した。特に明記しない限り、光学データは２０℃で測定した。

本特許出願全体を通して、１，４−シクロヘキシレン環および１，４−フェニレン環を、次のように表す：

シクロヘキシレン環は、トランス−１，４−シクロヘキシレン環である。

本特許出願全体を通して、（Ｏ）アルキルまたは（Ｏ）−アルキル、あるいは（Ｏ）アルキル^＊または（Ｏ）アルキル^＊は、それぞれＯアルキル（アルコキシ）またはアルキル、あるいはＯアルキル^＊（アルコキシ^＊）またはアルキル^＊を示す。さらに、本特許出願全体を通して、（Ｏ）アルケニルまたは（Ｏ）−アルケニル、あるいは（Ｏ）アルケニル^＊または（Ｏ）−アルケニル^＊は、Ｏアルケニル（アルケニルオキシ）またはアルケニル、あるいはＯアルケニル^＊（アルケニルオキシ^＊）またはそれぞれアルケニル^＊を表す。

本特許出願全体および実施例において、液晶化合物の構造は、頭字語によって示されている。特に明記しない限り、化学式への変換は、表１〜３に従って行われる。基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１、Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１およびＣ_ｍ‘Ｈ_{２ｍ‘＋１}あるいはＣ_ｎＨ_２ｎおよびＣ_ｍＨ_２ｍはいずれも、それぞれｎ、ｍ、ｍ‘またはｚ個のＣ原子を有する直鎖アルキル基またはアルキレン基である。ｎ、ｍ、ｍ‘、ｚは、それぞれ互いに独立して、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、好ましくは１、２、３、４、５または６を表す。表１に、それぞれの化合物の環要素を符号化し、表２に架橋部分を列挙し、表３に、化合物の左側または右側の鎖の記号の意味を示す。

式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩの化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物に加えて、本発明による混合物は、好ましくは、以下に示す表Ａの化合物のうちの１つまたは複数の化合物を含む。

表Ａ
以下の略記を用いる：
（ｎ、ｍ、ｍ‘、ｚ：それぞれ互いに独立して、１、２、３、４、５、６または７；
（Ｏ）Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１は、ＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１またはＣ_ｍＨ_２ｍ＋１を表す。）

本発明による液晶媒体は、好ましくは、表Ａの１つまたは複数の化合物を含む。

該媒体は、例えばＵＶ吸収剤、酸化防止剤、ナノ粒子、ラジカル捕捉剤などの、当業者に知られておりかつ文献に記載されているさらなる添加剤も含むこともできる。例えば、０〜１５％の多色性色素、安定剤、例えばフェノール、ＨＡＬＳ（ｈｉｎｄｅｒｅｄ ａｍｉｎｅ ｌｉｇｈｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ、ヒンダードアミン系光安定剤）、例えばＴｉｎｕｖｉｎ ７７０（＝ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート）、またはキラルドーパントを添加することができる。本発明による混合物に適した安定剤は、特に表Ｂに列挙されているものである。

例えば、０〜１５％の多色性色素を添加することができ、さらに、導電性塩、好ましくはエチルジメチルドデシルアンモニウム−４−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボラネート、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、ｐｐ．２４９−２５８（１９７３）参照）を導電性の改善のために添加することができ、また誘電異方性、粘度および／もしくはネマチック相の配向を変更するための物質を添加することができる。このタイプの物質は、例えば、独国特許出願公開第２２０９１２７号明細書、同２２４０８６４号明細書、同２３２１６３２号明細書、同２３３８２８１号明細書、同２４５００８８号明細書、第２６３７４３０号明細書および同２８５３７２８号明細書に記載されている。

表Ｂ
表Ｂに、本発明による混合物に添加できる考え得るドーパントを示す。該混合物がドーパントを含む場合、該ドーパントは、０．０１〜４重量％、好ましくは０．０１〜３重量％の量で添加される。

表Ｃ
例えば本発明による混合物に０〜１０重量％、好ましくは０．００１〜５重量％、特に０．００１〜１重量％の量で添加できる安定剤を以下に挙げる。

実施例
以下の実施例は本発明を説明するものであり、本発明を限定するものではない。例において、Ｆ．は、融点を示し、Ｋは、液晶物質の澄明点を摂氏で示したものである。沸点は、Ｋｐ．で表される。さらに、Ｋは結晶性固体状態、Ｓはスメクチック相（記号は、相のタイプを示す）、Ｎはネマチック状態、Ｃｈはコレステリック相、Ｉは等方相、Ｔ_ｇはガラス転移温度を示す。２つの記号の間の数字は、変態温度を摂氏で示したものである。

式ＩＡの化合物の光学異方性Δｎを測定するためのホスト混合物として、市販の混合物ＺＬＩ−４７９２（Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ社）が使用される。誘電異方性Δεの測定には、市販の混合物ＺＬＩ−２８５７が使用される。試験対象の化合物の物理データは、試験対象の化合物を添加した後のホスト混合物の誘電率の変化、および使用した化合物の１００％への外挿から得られる。通常は、溶解度に応じて、試験対象の化合物の１０％をホスト混合物に溶解させる。

特に明記しない限り、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表す。

上記および下記において、：
Ｖ_ｏは、２０℃での容量性閾値電圧［Ｖ］を表し、
ｎ_ｅは、２０℃、５８９ｎｍでの異常屈折率を表し、
ｎ_ｏは、２０℃、５８９ｎｍでの常屈折率を表し、
Δｎは、２０℃、５８９ｎｍでの光学異方性を表し、
ε_⊥は、２０℃、１ｋＨｚでのダイレクタに垂直な誘電率を表し、
ε_｜｜は、２０℃、１ｋＨｚでのダイレクタに平行な誘電率を表し、
Δεは、２０℃、１ｋＨｚでの誘電異方性を表し、
Ｋｐ．， Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、澄明点［℃］を表し、
γ_１は、磁場で回転法により求められた、２０℃で測定された回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を表し、
Ｋ_１は、２０℃での「スプレイ」変形の弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ_２は、２０℃での「ツイスト」変形の弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ_３は、２０℃での「ベンド」変形の弾性定数［ｐＮ］を表し、
ＬＴＳは、テストセルで求められた低温安定性［Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ネマチック相）］を表す。

特に明記しない限り、本願において、例えば融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクチック（Ｓ）相からネマチック（Ｎ）相Ｔへの転移（Ｓ，Ｎ）、および澄明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）といった温度に関して示される値はいずれも、摂氏（℃）で示される。Ｆｐ．は、融点を示し、Ｋｐ．は、澄明点を示す。さらに、Ｔ_ｇは、ガラス状態、Ｋは、結晶状態、Ｎは、ネマチック相、Ｓは、スメクチック相、およびＩは、等方性相を示す。これらの記号の間のデータは、転移温度を表す。

本発明に関して、「閾値電圧」という概念は、特に明記しない限り、フレデリクス閾値とも呼ばれる容量性閾値（Ｖ_０）を指す。例では、総じて通常どおり、１０％の相対コントラスト（Ｖ_１０）の光学閾値が示される場合もある。

容量性閾値電圧の測定に使用されるディスプレイは、２０μｍ間隔の２枚の面平行のガラス支持板からなり、該支持板は、それぞれ内側に電極層と、その上に位置する非ラビングポリイミド配向膜とを有し、該配向膜によって、液晶分子のホメオトロピックエッジ配向が生じる。

チルト角の測定に使用されるディスプレイまたはテストセルは、４μｍ間隔の２枚の面平行のガラス支持板からなり、該支持板は、それぞれ内側に電極層と、その上に位置するポリイミド配向膜とを有し、該ポリイミド膜は双方とも反平行にラビングされ、該ポリイミド膜によって液晶分子のホメオトロピックエッジ配向が生じる。

ディスプレイまたはテストセルにおいて所定時間にわたって所定強度のＵＶＡ光（通常は３６５ｎｍ）を照射することにより重合性化合物を重合させ、その際、同時にディスプレイに電圧を印加する（通常は１０Ｖ〜３０Ｖの交流電流、１ｋＨｚ）。例では、特に明記しない限り、５０ｍＷ／ｃｍ^２の水銀ランプを使用し、３６５ｎｍのバンドパスフィルタを取り付けた標準のＵＶメーター（Ｕｓｈｉｏ社製品ＵＮＩメーター）を使用して強度を測定する。

回転結晶実験（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ ＴＢＡ−１０５）によって、チルト角を求める。ここで、低い値（つまり、９０°の角度からの大きな偏差）は、大きなチルトに対応する。

ＶＨＲ値を次のように測定する：０．３％の重合性モノマー化合物をＬＣホスト混合物に添加し、それにより得られた混合物を、ＴＮ−ＶＨＲテストセル（９０°でラビング、配向膜ＴＮポリイミド、膜厚ｄ：約６μｍ）に充填する。ＨＲ値を、１Ｖ、６０Ｈｚ、６４μｓパルスで（測定器：Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ ＶＨＲＭ−１０５）２時間のＵＶ曝露（太陽試験）の前後に、１００℃で５分後に測定する。

「ＬＴＳ」（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）とも称される低温安定性、すなわち低温での個々の成分の自発的な結晶化に対するＬＣ混合物の安定性を調べるために、１ｇの液晶混合物を含むボトルを、示された温度、例えば−２０℃で貯蔵し、該混合物が結晶化したかどうかを定期的に確認する。

特に明記しない限り、本出願においてすべての濃度は重量パーセントで示され、溶媒を含まないすべての固体または液晶成分を含む、相応する混合物全体に関するものである。すべての物理的性質は、“Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ， Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”， Ｓｔａｔｕｓ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９７， Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ， ドイツに従って求められ、特に明記しない限り、２０℃の温度に適用される。

負の誘電異方性を有する以下の混合例は、驚くほど高い澄明点および優れたＬＴＳゆえに、少なくとも１つのホメオトロピック配向膜を有する、車両用照明装置向けのライトバルブ、およびＶＡディスプレイに特に適している。

さらに、該混合物例は、ＩＰＳまたはＦＦＳ効果に基づくプラナー配向を有するライトバルブおよび液晶ディスプレイに適している。

実施例Ｍ１１
実施例Ｍ１１は、９１．８４％の実施例Ｍ１０からの媒体、８．０％の反応性メソゲンＲＭ−１および０．１６％の光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７（登録商標）からなる。この媒体は、ＰＤＬＣタイプのライトバルブの製造に特に適している。

Claims (14)

1. 液晶媒体において、前記液晶媒体は、式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩ
   

   

   ［式中、
   Ｒ^１Ａ、Ｒ^１Ｂ、Ｒ^１ＣおよびＲ^２は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、非置換の、ＣＮもしくはＣＦ_３で一置換された、またはハロゲンで少なくとも一置換された、最大１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基を表し、前記基において、１つまたは複数のＣＨ_２基が、
   

   

   −Ｃ≡Ｃ−、−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、この置き換えは、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにして行われ、
   Ｒ^１およびＲ^１‘は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜４個のＣ原子を有するアルキルを表し、
   Ａ^２は、
   ａ）１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−シクロヘキセニレンであって、ここで、隣接しない１つまたは２つのＣＨ_２基は、−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられていてよいものとする、
   ｂ）１，４−フェニレンであって、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎで置き換えられていてよく、かつ１つまたは複数のＨ原子は、ＦまたはＣｌで置き換えられていてよいものとする
   を表し、
   Ｌ^１〜Ｌ^１２は、それぞれ互いに独立して、Ｆ、ＣＦ_３、ＣＨＦ_２またはＣｌを表し、
   Ｚ^１、Ｚ^１’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−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｏ−を表し、
   ａは、０または１を表し、
   ｐは、０、１または２を表し、
   ｑは、０または１を表し、
   ｖは、１〜７の整数を表し、
   ｔは、１〜７の整数を表し、かつ
   （Ｏ）は、単結合または−Ｏ−を表す］の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を、６５％以上の総濃度で含み、さらに、前記媒体の澄明点は１２０℃以上であることを特徴とする、液晶媒体。
2. 前記媒体は、式
   

   

   

   

   ［式中、
   アルキルおよびアルキル^＊は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルキル基を表し、前記基において、ＣＨ_２基は、
   

   

   で置き換えられていてよく、かつ
   （Ｏ）は、−Ｏ−または単結合を表す］の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を含む、請求項１記載の媒体。
3. 前記媒体は、式
   

   

   

   ［式中、
   Ｌ^１１およびＬ^１２は、請求項１に示す意味を有し、かつ
   アルキルおよびアルキル^＊は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルキル基を表し、前記基において、ＣＨ_２基は、
   

   

   で置き換えられていてよく、かつ
   アルコキシおよびアルコキシ^＊は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルコキシ基を表し、前記基において、ＣＨ_２基は、
   

   

   で置き換えられていてよい］の化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を含む、請求項１または２記載の媒体。
4. 前記媒体は、式
   

   

   ［式中、
   Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する直鎖アルキルもしくはアルケニルを表すか、またはＲ^４２は、１〜７個のＣ原子を有するアルコキシをも表す］の１つまたは複数の化合物を、２０％以下の総濃度でさらに含む、請求項１から３までのいずれか１記載の媒体。
5. 前記媒体は、式
   

   

   ［式中、
   Ｒ^５１およびＲ^５２は、それぞれ互いに独立して、最大７個のＣ原子を有する直鎖アルキルもしくはアルケニルを表すか、またはＲ^５２は、１〜７個のＣ原子を有するアルコキシを表す］の１つまたは複数の化合物をさらに含む、請求項１から４までのいずれか１記載の媒体。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の液晶媒体の、電気光学的目的での使用。
7. 車両用照明装置の液晶ライトバルブまたは液晶ディスプレイにおける、請求項６記載の使用。
8. 請求項１から５までのいずれか１項記載の媒体の製造方法において、前記式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤおよびＩＩの化合物の群から選択される１つまたは複数の化合物を互いに混合し、任意に、これに１つまたは複数の添加剤を加えることを特徴とする、方法。
9. 請求項１から５までのいずれか１項記載の液晶媒体を含む、電気光学素子。
10. 透過型に設計された液晶ライトバルブである、請求項９記載の電気光学素子。
11. 反射型に設計された液晶ライトバルブである、請求項９記載の電気光学素子。
12. ＬＣｏＳ方式の、請求項１１記載の電気光学素子。
13. 請求項９から１２までのいずれか１項記載の電気光学素子を含む、車両用照明装置。
14. 請求項９から１２までのいずれか１項記載の電気光学素子を含む、液晶ディスプレイ