JP3328910B2 - 液晶媒体 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶媒体、電気光学的目的へのその使用お
よび本媒体を含有するディスプレイに関する。
よび本媒体を含有するディスプレイに関する。
液晶は、電圧を印加することによってそれらの物質の
光学特性を左右することができるので、ディスプレイデ
バイス中の誘電体として主に使用されている。液晶に基
づく電気光学デバイスは当業者に極めてよく知られてお
り、種々の効果に基礎を置くことができる。この種のデ
バイスは、例えば、動的散乱効果を有するセル、DAP
［整列相の変形（deformation of aligned phases）］
セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマチック構造を有
するTNセル、STN［超ねじれネマチック（super−twiste
d nematic）］セル、SBE［超複屈折効果（super−biref
ringence effect）］セルおよびOMI［光学的モード干渉
（optical modeinterference）］セルである。最も一般
的なディスプレイデバイスはシャット−ヘルフリッヒ
（Schadt−Helfrich）効果に基づき、ねじれネマチック
構造を有するものである。
光学特性を左右することができるので、ディスプレイデ
バイス中の誘電体として主に使用されている。液晶に基
づく電気光学デバイスは当業者に極めてよく知られてお
り、種々の効果に基礎を置くことができる。この種のデ
バイスは、例えば、動的散乱効果を有するセル、DAP
［整列相の変形（deformation of aligned phases）］
セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマチック構造を有
するTNセル、STN［超ねじれネマチック（super−twiste
d nematic）］セル、SBE［超複屈折効果（super−biref
ringence effect）］セルおよびOMI［光学的モード干渉
（optical modeinterference）］セルである。最も一般
的なディスプレイデバイスはシャット−ヘルフリッヒ
（Schadt−Helfrich）効果に基づき、ねじれネマチック
構造を有するものである。
液晶材料は良好な化学および熱安定性、および電界お
よび電磁放射線に対する良好な安定性を有していなけれ
ばならない。さらに、液晶材料は低粘度であり、かつセ
ル中において短いアドレス時間、低いしきい電圧および
高いコントラストを与えるべきである。さらに、液晶材
料は通常の動作温度、すなわち室温以上および以下ので
きるだけ広い範囲において適切なメソ相、例えば上述の
セル用のネマチックまたはコレステリックメソ相を有す
るべきである。液晶は複数の成分の混合物として一般に
使用されるので、それらの成分が互いに容易に混和でき
ることが重要である。導電性、誘電異方性および光学異
方性のようなさらに他の特性がセルの種類および用途分
野に応じた種々の要件を満たさねばならない。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有するべきである。
よび電磁放射線に対する良好な安定性を有していなけれ
ばならない。さらに、液晶材料は低粘度であり、かつセ
ル中において短いアドレス時間、低いしきい電圧および
高いコントラストを与えるべきである。さらに、液晶材
料は通常の動作温度、すなわち室温以上および以下ので
きるだけ広い範囲において適切なメソ相、例えば上述の
セル用のネマチックまたはコレステリックメソ相を有す
るべきである。液晶は複数の成分の混合物として一般に
使用されるので、それらの成分が互いに容易に混和でき
ることが重要である。導電性、誘電異方性および光学異
方性のようなさらに他の特性がセルの種類および用途分
野に応じた種々の要件を満たさねばならない。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有するべきである。
例えば、個々の像点を切り替えるための集積非線形素
子を含んでいるマトリックス液晶ディスプレイ（MLCデ
ィスプレイ）に望ましい媒体は高い正の誘電異方性、広
いネマチック相、比較的低い複屈折性、非常に高い比抵
抗、比抵抗の良好なUVおよび温度安定性、および低い蒸
気圧を有しているものである。
子を含んでいるマトリックス液晶ディスプレイ（MLCデ
ィスプレイ）に望ましい媒体は高い正の誘電異方性、広
いネマチック相、比較的低い複屈折性、非常に高い比抵
抗、比抵抗の良好なUVおよび温度安定性、および低い蒸
気圧を有しているものである。
この種のマトリックス液晶ディスプレイは公知であ
る。個々の像点をそれぞれ切り替えるために使用するこ
とができる非線形素子の例はアクティブ素子（すなわ
ち、トランジスタ）である。そこで、これを「アクティ
ブマトリックス」と称し、２タイプ、すなわち 1.基板としてのシリコンウエハ上のMOS（金属酸化物半
導体）トランジスタ 2.基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（TFT） に区別することができる。
る。個々の像点をそれぞれ切り替えるために使用するこ
とができる非線形素子の例はアクティブ素子（すなわ
ち、トランジスタ）である。そこで、これを「アクティ
ブマトリックス」と称し、２タイプ、すなわち 1.基板としてのシリコンウエハ上のMOS（金属酸化物半
導体）トランジスタ 2.基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（TFT） に区別することができる。
基板材料として単結晶シリコンを使用すると、種々の
部分ディスプレイのモジュール集成体でさえ結合部に問
題が生じるので、ディスプレイの大きさが制限される。
部分ディスプレイのモジュール集成体でさえ結合部に問
題が生じるので、ディスプレイの大きさが制限される。
好ましい、より有望なタイプ２の場合、TN効果が電気
光学効果として通常使用される。二つの技術、すなわ
ち、例えばCdSeのような化合物半導体から成るTFTと多
結晶またはアモルファスシリコンに基づくTFTとに区別
される。後者の技術は猛烈な激しさで世界中で研究努力
されている。
光学効果として通常使用される。二つの技術、すなわ
ち、例えばCdSeのような化合物半導体から成るTFTと多
結晶またはアモルファスシリコンに基づくTFTとに区別
される。後者の技術は猛烈な激しさで世界中で研究努力
されている。
TFTマトリックスをディスプレイの一方のガラス板の
内側に付け、他方のガラス板はその内側に透明な対向電
極を支持している。像点電極の大きさと比べてTFTは非
常に小さいので、像にほとんど悪影響を及ぼさない。こ
の技術は、各フィルター素子が切り替え可能な画像素子
と対向して位置するようにモザイク状の赤、緑および青
フィルターを配設するフルカラー可能な画像表示に拡げ
ることもできる。
内側に付け、他方のガラス板はその内側に透明な対向電
極を支持している。像点電極の大きさと比べてTFTは非
常に小さいので、像にほとんど悪影響を及ぼさない。こ
の技術は、各フィルター素子が切り替え可能な画像素子
と対向して位置するようにモザイク状の赤、緑および青
フィルターを配設するフルカラー可能な画像表示に拡げ
ることもできる。
TFTディスプレイは交差する偏光子と共に透過型のTN
セルとして通常作用し、背後から照明される。
セルとして通常作用し、背後から照明される。
本明細書においてMLCディスプレイと言う用語は集積
非線形素子を有するいかなるマトリックスディスプレ
イ、すなわちアクティブマトリックスに加えてバリスタ
またはダイオード（MIM＝金属−絶縁体−金属）等のパ
ッシブ素子を有するディスプレイも包含するものであ
る。
非線形素子を有するいかなるマトリックスディスプレ
イ、すなわちアクティブマトリックスに加えてバリスタ
またはダイオード（MIM＝金属−絶縁体−金属）等のパ
ッシブ素子を有するディスプレイも包含するものであ
る。
この種のMLCディスプレイは、特にTV用（例えば、ポ
ケットテレビ受像機）に、またはコンピューター用（ラ
ップトップ）および自動車もしくは航空機構造における
高い情報量のディスプレイに適している。MLCディスプ
レイにおいては、コントラストの角度依存性および応答
時間に関する問題以外に、液晶混合物の不十分な比抵抗
のために種々の問題が生じる［トガシ（TOGASHI）,S.、
セキグチ（SEKIGUCHI）,K.、タナベ（TANABE）,H.、ヤ
マモト（YAMAMOTO）,E.、ソリマチ（SORIMACHI）,K.、
タジマ（TAJIMA）,E.、ワタナベ（WATANABE）,H.、シミ
ズ（SHIMIZU）,H.、Proc.Eurodisplay 84（1984年９
月）：「二段ダイオードリングによって制御されるA210
〜288マトリックスLCD（A 210−288 Matrix LCD Contro
lled by Double Stage Diode Rings）」、141頁以降、
パリ；ストロマー（STROMER）,M.、Proc.Eurodisplay 8
4（1984年９月）：「テレビ用液晶ディスプレイのマト
リックスをアドレスするための薄膜トランジスタの設計
（Design of ThinFilm Transistors for Matrix Adress
ing［sic］of Television Liquid Crystal Display
s）」、145頁以降、パリ］。抵抗が低下するほど、MLC
ディスプレイのコントラストが劣化し、「残像消去」の
問題が生じうる。一般に、液晶混合物の比抵抗はMLCデ
ィスプレイの内面との相互作用のためにディスプレイの
生涯に亘って低下するので、容認できる運用寿命を得る
ために高い（初期）抵抗が非常に重要である。特に、低
電圧混合物の場合に、非常に高い比抵抗を達成すること
はこれまでのところ不可能であった。さらに、温度の上
昇につれておよび加熱および／またはUV露光後に比抵抗
ができるだけ上昇しないことが重要である。さらに、あ
る種の用途においては、高い複屈折性、低いしきい電
圧、「逆チルト」ドメインを避けるために比較的高い表
面チルト角、低い粘度、広いネマチックメソ相および良
好な低温安定性が必要である。しかしながら、従来技術
のMLCディスプレイはこれらの現下の要求を満たしてい
ない。
ケットテレビ受像機）に、またはコンピューター用（ラ
ップトップ）および自動車もしくは航空機構造における
高い情報量のディスプレイに適している。MLCディスプ
レイにおいては、コントラストの角度依存性および応答
時間に関する問題以外に、液晶混合物の不十分な比抵抗
のために種々の問題が生じる［トガシ（TOGASHI）,S.、
セキグチ（SEKIGUCHI）,K.、タナベ（TANABE）,H.、ヤ
マモト（YAMAMOTO）,E.、ソリマチ（SORIMACHI）,K.、
タジマ（TAJIMA）,E.、ワタナベ（WATANABE）,H.、シミ
ズ（SHIMIZU）,H.、Proc.Eurodisplay 84（1984年９
月）：「二段ダイオードリングによって制御されるA210
〜288マトリックスLCD（A 210−288 Matrix LCD Contro
lled by Double Stage Diode Rings）」、141頁以降、
パリ；ストロマー（STROMER）,M.、Proc.Eurodisplay 8
4（1984年９月）：「テレビ用液晶ディスプレイのマト
リックスをアドレスするための薄膜トランジスタの設計
（Design of ThinFilm Transistors for Matrix Adress
ing［sic］of Television Liquid Crystal Display
s）」、145頁以降、パリ］。抵抗が低下するほど、MLC
ディスプレイのコントラストが劣化し、「残像消去」の
問題が生じうる。一般に、液晶混合物の比抵抗はMLCデ
ィスプレイの内面との相互作用のためにディスプレイの
生涯に亘って低下するので、容認できる運用寿命を得る
ために高い（初期）抵抗が非常に重要である。特に、低
電圧混合物の場合に、非常に高い比抵抗を達成すること
はこれまでのところ不可能であった。さらに、温度の上
昇につれておよび加熱および／またはUV露光後に比抵抗
ができるだけ上昇しないことが重要である。さらに、あ
る種の用途においては、高い複屈折性、低いしきい電
圧、「逆チルト」ドメインを避けるために比較的高い表
面チルト角、低い粘度、広いネマチックメソ相および良
好な低温安定性が必要である。しかしながら、従来技術
のMLCディスプレイはこれらの現下の要求を満たしてい
ない。
実際の使用に必要な複屈折性および相範囲値（例え
ば、≧70℃の透明点）を有し、かつ極限条件（例えば、
UV露光後）下に約98％の保持率値を望む場合に約1.8ボ
ルトのしきい電圧を有する液晶媒体を製造することはこ
れまで可能であった。
ば、≧70℃の透明点）を有し、かつ極限条件（例えば、
UV露光後）下に約98％の保持率値を望む場合に約1.8ボ
ルトのしきい電圧を有する液晶媒体を製造することはこ
れまで可能であった。
したがって、これらの不都合を有せず、またはほんの
僅かしか有せず、同時に広い動作温度範囲、短い応答時
間および低いしきい電圧を伴う非常に高い比抵抗を有す
るMLCディスプレイをなお大いに必要としている。
僅かしか有せず、同時に広い動作温度範囲、短い応答時
間および低いしきい電圧を伴う非常に高い比抵抗を有す
るMLCディスプレイをなお大いに必要としている。
TN（シャット−ヘルフリッヒ）セルに関し、セル中で
以下の利点を促進する媒体が望ましい： − ネマチック相範囲の拡大（特に、低温に至るまで） − 極めて低い温度における切替え性（野外用途、自動
車、アビオニックス） − UV光に対する安定性の向上（より長い寿命）。
以下の利点を促進する媒体が望ましい： − ネマチック相範囲の拡大（特に、低温に至るまで） − 極めて低い温度における切替え性（野外用途、自動
車、アビオニックス） − UV光に対する安定性の向上（より長い寿命）。
従来技術から得られる媒体は同時に他のパラメーター
を保持しながらこれらの利点を得ることが不可能であ
る。
を保持しながらこれらの利点を得ることが不可能であ
る。
超ねじれ（STN）セルに関し、より大きなマルチプレ
ックス性および／またはより低いしきい電圧および／ま
たはより広いネマチック相範囲（特に低温において）を
有する媒体が望ましい。このために、利用しうるパラメ
ーターの寛容度（透明点、スメクチック−ネマチック転
移点または融点、粘度、誘電値、弾性値）をさらに拡大
することが緊急に望まれる。
ックス性および／またはより低いしきい電圧および／ま
たはより広いネマチック相範囲（特に低温において）を
有する媒体が望ましい。このために、利用しうるパラメ
ーターの寛容度（透明点、スメクチック−ネマチック転
移点または融点、粘度、誘電値、弾性値）をさらに拡大
することが緊急に望まれる。
本発明の目的は、特に上記の不都合を有せず、または
ほんの僅かしか有せず、同時に非常に高い比抵抗および
低いしきい電圧を有するのが好ましいこの種のMLC、TN
またはSTNディスプレイ用の媒体を提供することにあ
る。
ほんの僅かしか有せず、同時に非常に高い比抵抗および
低いしきい電圧を有するのが好ましいこの種のMLC、TN
またはSTNディスプレイ用の媒体を提供することにあ
る。
本発明に従う媒体をディスプレイに使用する場合に、
この目的を達成することができることをここに見出し
た。
この目的を達成することができることをここに見出し
た。
したがって、本発明は、正の誘電異方性を有する極性
化合物の混合物を基礎とする液晶媒体であって、一般式
Ｉ （式中、Ｘはフッ素、塩素、CF3、OCF3またはOCHF2であ
り、環Ａはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4
−フェニレンであり、そしてＲは、それぞれの場合に７
個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキル、
フルオロアルキルまたはアルケニルである）の１種また
はそれ以上の化合物を含有することを特徴とする液晶媒
体に関する。
化合物の混合物を基礎とする液晶媒体であって、一般式
Ｉ （式中、Ｘはフッ素、塩素、CF3、OCF3またはOCHF2であ
り、環Ａはトランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4
−フェニレンであり、そしてＲは、それぞれの場合に７
個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキル、
フルオロアルキルまたはアルケニルである）の１種また
はそれ以上の化合物を含有することを特徴とする液晶媒
体に関する。
本発明は、この種の媒体を含有する電気光学的ディス
プレイ（特に、フレームと共にセルを形成する２枚の平
らな平行外板、前記外板上の個々の画素を切り替えるた
めの集積非線形素子、および前記セル中に設けられた、
正の誘電異方性および高い比抵抗のネマチック液晶混合
物を有するSTNまたはMLCディスプレイ）および電気光学
的目的にこれらの媒体を使用することにも関する。
プレイ（特に、フレームと共にセルを形成する２枚の平
らな平行外板、前記外板上の個々の画素を切り替えるた
めの集積非線形素子、および前記セル中に設けられた、
正の誘電異方性および高い比抵抗のネマチック液晶混合
物を有するSTNまたはMLCディスプレイ）および電気光学
的目的にこれらの媒体を使用することにも関する。
本発明の液晶混合物は利用しうるパラメーター寛容度
の著しい拡大を容易にする。
の著しい拡大を容易にする。
本発明の媒体は極性化合物の混合物に基づくものであ
る。これらの化合物は公知のニトリル等の高極性化合物
ではなくて、１、４部位で直接または２価の橋掛け部員
を介して互いに結合され、また２個の末端基に末端結合
されている２個、３個または４個の６員炭素環または複
素環を有する棒状構造の中位の極性の化合物である。こ
れらの末端基の一方は、例えばアルキル、アルコキシ、
オキサアルキル、ジオキサアルキル、アルケニル、フル
オロアルキルまたはフルオロアルケニル等の非極性基で
あり、他方の末端基は、例えばフッ素、塩素、ジフルオ
ロアルキル、より高度にフッ素化されたアルキル、アル
コキシ、アルケニル、アルケニルオキシまたはアルカノ
イルオキシ等のハロゲン化された中位の極性基である。
る。これらの化合物は公知のニトリル等の高極性化合物
ではなくて、１、４部位で直接または２価の橋掛け部員
を介して互いに結合され、また２個の末端基に末端結合
されている２個、３個または４個の６員炭素環または複
素環を有する棒状構造の中位の極性の化合物である。こ
れらの末端基の一方は、例えばアルキル、アルコキシ、
オキサアルキル、ジオキサアルキル、アルケニル、フル
オロアルキルまたはフルオロアルケニル等の非極性基で
あり、他方の末端基は、例えばフッ素、塩素、ジフルオ
ロアルキル、より高度にフッ素化されたアルキル、アル
コキシ、アルケニル、アルケニルオキシまたはアルカノ
イルオキシ等のハロゲン化された中位の極性基である。
式Ｉの化合物は、環構造が同様にハロゲン、好ましく
はフッ素でラテラルに置換されてもよいこの群の中位の
極性化合物の代表である。
はフッ素でラテラルに置換されてもよいこの群の中位の
極性化合物の代表である。
透明点、複屈折性、低温における粘度、熱およびUV安
定性および誘電異方性の達成可能な組合せは従来技術か
らの既存の物質よりはるかに優れている。
定性および誘電異方性の達成可能な組合せは従来技術か
らの既存の物質よりはるかに優れている。
高い透明点、−40℃におけるネマチック相および高い
Δεの要件はこれまで不満足な程度にしか達成されなか
った。例えば、ZLI−3119等の系は同等の透明点および
比較的有利な粘度を有しているけれど、それらのΔεは
＋３でしかない。
Δεの要件はこれまで不満足な程度にしか達成されなか
った。例えば、ZLI−3119等の系は同等の透明点および
比較的有利な粘度を有しているけれど、それらのΔεは
＋３でしかない。
他の混合物系は同等の粘度およびΔε値を有している
が、60℃の範囲の透明点しか有していない。
が、60℃の範囲の透明点しか有していない。
本発明の液晶混合物は、低温における低粘度（−30℃
において≦600、好ましくは≦550mPa.S;−40℃において
≦1800、好ましくは≦1700mPa.s）、および≧3.5、好ま
しくは≧4.0の誘電異方性値、65゜以上、好ましくは70
゜以上の透明点および比抵抗の高い値を同時に達成する
ことを可能とする。このことは優れたSTNおよびMLCディ
スプレイを得ることができることを意味する。
において≦600、好ましくは≦550mPa.S;−40℃において
≦1800、好ましくは≦1700mPa.s）、および≧3.5、好ま
しくは≧4.0の誘電異方性値、65゜以上、好ましくは70
゜以上の透明点および比抵抗の高い値を同時に達成する
ことを可能とする。このことは優れたSTNおよびMLCディ
スプレイを得ることができることを意味する。
もちろん、本発明による混合物の成分を適切に選択す
ることによって、他の有利な特性を保持しながらより高
いしきい電圧でより高い透明点（例えば、90゜以上）を
達成し、またはより低いしきい電圧でより低い透明点を
達成することも可能となる。本発明のMLCディスプレイ
はグーチ（Gooch）およびタリー（Tarry）［C.H.グーチ
およびH.A.タリー、Electron.Lett.10、２〜４頁（1974
年）;C.H.グーチおよびH.A.タリー、Appl.Phys.、８
巻、1575〜1584頁（1975年）］の第一の透過極小（firs
t transmission minumum）で操作するのが好ましい。例
えば、類似のディスプレイにおけると同様なしきい電圧
において特性の傾斜がきついことおよびコントラストの
低い角度依存性（ドイツ特許第30 22 818号）等の特に
好ましい電気光学特性以外に、この場合は第二の極小に
おけるより低い誘電異方性で十分である。この結果、本
発明の混合物を用いて、シアノ系化合物を含有する混合
物を使用するより著しく高い比抵抗を第一の極小におい
て達成することができる。当業者は通常の方法を単に用
いて個々の成分およびそれらの重量割合を適切に選択す
ることによってMLCディスプレイの予め特定した層厚さ
に必要な複屈折を生じさせることができる。
ることによって、他の有利な特性を保持しながらより高
いしきい電圧でより高い透明点（例えば、90゜以上）を
達成し、またはより低いしきい電圧でより低い透明点を
達成することも可能となる。本発明のMLCディスプレイ
はグーチ（Gooch）およびタリー（Tarry）［C.H.グーチ
およびH.A.タリー、Electron.Lett.10、２〜４頁（1974
年）;C.H.グーチおよびH.A.タリー、Appl.Phys.、８
巻、1575〜1584頁（1975年）］の第一の透過極小（firs
t transmission minumum）で操作するのが好ましい。例
えば、類似のディスプレイにおけると同様なしきい電圧
において特性の傾斜がきついことおよびコントラストの
低い角度依存性（ドイツ特許第30 22 818号）等の特に
好ましい電気光学特性以外に、この場合は第二の極小に
おけるより低い誘電異方性で十分である。この結果、本
発明の混合物を用いて、シアノ系化合物を含有する混合
物を使用するより著しく高い比抵抗を第一の極小におい
て達成することができる。当業者は通常の方法を単に用
いて個々の成分およびそれらの重量割合を適切に選択す
ることによってMLCディスプレイの予め特定した層厚さ
に必要な複屈折を生じさせることができる。
20℃における粘度は≦18mPa.s、特に≦15mPa.sである
のが好ましい。
のが好ましい。
ネマチック相範囲は少なくとも70゜、特に少なくとも
80゜であるのが好ましい。この範囲は少なくとも−30゜
から＋85゜に及ぶのが好ましい。
80゜であるのが好ましい。この範囲は少なくとも−30゜
から＋85゜に及ぶのが好ましい。
「最大保持容量（capacity holding ratio）」（HR）
［S.マツモト（Matsumoto）等、Liquid Crystals、５、
1320頁（1989年）;K.ニワ（Niwa）等、SID会議録、サン
フランシスコ、1984年６月、304頁（1984年）;G.ウェー
バー（Weber）等、Liquid Crystals、５、1381頁（1989
年］を測定することによって、式Ｉの化合物を含んでい
る本発明の混合物は、式Ｉの化合物を式 のシアノフェニルシクロヘキサン類と置き換えた類似混
合物より温度の上昇に伴うHRの低下が著しく小さいこと
が示された。本発明の混合物のUV安定性もかなり良好で
ある、すなわち、それらはUV露光に際し著しく小さいHR
の低下を示す。
［S.マツモト（Matsumoto）等、Liquid Crystals、５、
1320頁（1989年）;K.ニワ（Niwa）等、SID会議録、サン
フランシスコ、1984年６月、304頁（1984年）;G.ウェー
バー（Weber）等、Liquid Crystals、５、1381頁（1989
年］を測定することによって、式Ｉの化合物を含んでい
る本発明の混合物は、式Ｉの化合物を式 のシアノフェニルシクロヘキサン類と置き換えた類似混
合物より温度の上昇に伴うHRの低下が著しく小さいこと
が示された。本発明の混合物のUV安定性もかなり良好で
ある、すなわち、それらはUV露光に際し著しく小さいHR
の低下を示す。
達成されるしきい電圧Ｖ10/0/20は一般に≦1.6ボル
ト、好ましくは1.4〜1.6ボルトの範囲である。
ト、好ましくは1.4〜1.6ボルトの範囲である。
本発明の媒体は、著しく広いネマチック相範囲に加え
て極めて有利な弾性定数および非常に有利な粘度を特徴
とし、特にTFTディスプレイに使用する場合に従来の媒
体より顕著な利益を得る。
て極めて有利な弾性定数および非常に有利な粘度を特徴
とし、特にTFTディスプレイに使用する場合に従来の媒
体より顕著な利益を得る。
本発明の媒体は式Ｉの複数（好ましくは２種またはそ
れ以上）の化合物を基礎とする、すなわち、これらの化
合物の割合が≧25％、好ましくは≧40％であるのが好ま
しい。
れ以上）の化合物を基礎とする、すなわち、これらの化
合物の割合が≧25％、好ましくは≧40％であるのが好ま
しい。
本発明の媒体に使用することができる式Ｉ〜XIIおよ
びそれらの下位式の個々の化合物は公知であるか、また
は公知化合物に準じて製造することができる。
びそれらの下位式の個々の化合物は公知であるか、また
は公知化合物に準じて製造することができる。
好ましい実施態様を以下に示す： − 媒体は一般式II、IIIおよびIV: （式中、それぞれの基は以下の意味を有する： R:それぞれの場合に７個までの炭素原子を有するアル
キル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケ
ニル、 Q:−C2H4−、−C4H8−または−CO−Ｏ−、 X:F、Cl、CF3、OCF3またはOCHF2、 Y:HまたはＦ A:トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェ
ニレン、 r:0または１） から成る群から選択される１種以上の化合物をさらに含
有する。
キル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケ
ニル、 Q:−C2H4−、−C4H8−または−CO−Ｏ−、 X:F、Cl、CF3、OCF3またはOCHF2、 Y:HまたはＦ A:トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェ
ニレン、 r:0または１） から成る群から選択される１種以上の化合物をさらに含
有する。
− 媒体はｒが０である式IIおよび／またはIIIの１種
以上の化合物を含有する。
以上の化合物を含有する。
− 媒体は一般式ＶおよびVI: （式中、Ｒは請求項２に定義した通りであり、そしてＺ
は−C2H4−、−CO−Ｏ−または−Ｏ−CO−である）から
成る群から選択される１種以上の化合物を含有する。
は−C2H4−、−CO−Ｏ−または−Ｏ−CO−である）から
成る群から選択される１種以上の化合物を含有する。
− 媒体は一般式VII〜XII: （式中、Ｒ、ｒ、ＸおよびＹは、それぞれ互いに独立し
て式II〜IVに定義した通りである）から成る群から選択
される１種以上の化合物をさらに含有する。
て式II〜IVに定義した通りである）から成る群から選択
される１種以上の化合物をさらに含有する。
− 全混合物中の式Ｉ〜IVの化合物の割合は合せて少な
くとも50重量％である。
くとも50重量％である。
− 全混合物中の式Ｉの化合物の割合は10〜50重量％で
ある。
ある。
− 全混合物中の式II〜IVの化合物の割合は30〜70重量
％である。
％である。
− 媒体は式IIおよびIIIまたはIVの化合物を含有す
る。
る。
− Ｒは２〜７個の炭素原子を有する直鎖アルキルまた
はアルケニルである。
はアルケニルである。
− 媒体は式Ｉ〜IVの化合物から実質的に成る。
− 媒体は以下の群： から選択されるのが好ましいさらに別の化合物を含有す
る。
る。
− I:（II＋III＋IV）の重量比は好ましくは1:4〜1:1
である。
である。
− 媒体は一般式Ｉ〜XIIから成る群から選択される化
合物から実質的に成る。
合物から実質的に成る。
通常の液晶材料、特に式II、IIIおよび／またはIVの
１種以上の化合物を含有する液晶材料と混合した式Ｉの
化合物の割合が低い場合でさえ、アドレス時間が顕著に
改善され、かつより低いしきい電圧が得られ、また同時
に広いネマチック相が低いスメクチック−ネマチック転
移温度で認められることを見出した。式Ｉ〜IVの化合物
は無色、安定でありかつ互いにおよび他の液晶材料と容
易に混和する。
１種以上の化合物を含有する液晶材料と混合した式Ｉの
化合物の割合が低い場合でさえ、アドレス時間が顕著に
改善され、かつより低いしきい電圧が得られ、また同時
に広いネマチック相が低いスメクチック−ネマチック転
移温度で認められることを見出した。式Ｉ〜IVの化合物
は無色、安定でありかつ互いにおよび他の液晶材料と容
易に混和する。
式Ｉの特定の化合物を選択し、あるいは式Ｉの複数の
種類の化合物を組合せることによって、本発明の化合物
は種々の要件に対し確実に改善される。以下の表は選択
した重要なパラメーターへの式Ｉの種々の化合物の影響
を示すものである。＋符号の数が増えているのはますま
す強く影響を及ぼすことを示し、０は影響を及ぼさない
ことを示し、そして−は表示パラメーターが損なわれる
ことを示す。しかしながら、LC媒体を改善する場合に妥
協することが常に必要であるので、それらの濃度を適切
に選択すれば１つのパラメーターに関し「−」の化合物
でさえ混合物を開発するのに極めて重宝である。
種類の化合物を組合せることによって、本発明の化合物
は種々の要件に対し確実に改善される。以下の表は選択
した重要なパラメーターへの式Ｉの種々の化合物の影響
を示すものである。＋符号の数が増えているのはますま
す強く影響を及ぼすことを示し、０は影響を及ぼさない
ことを示し、そして−は表示パラメーターが損なわれる
ことを示す。しかしながら、LC媒体を改善する場合に妥
協することが常に必要であるので、それらの濃度を適切
に選択すれば１つのパラメーターに関し「−」の化合物
でさえ混合物を開発するのに極めて重宝である。
好ましい媒体は式Ａ （式中、Ｒ、ｒ、ＸおよびＹは式II〜IVに定義した通り
である）の化合物を同時に含んでいる。
である）の化合物を同時に含んでいる。
ｒは０であるのが好ましい。ＸはＦ、Cl、OCF3または
OCHF2であるのが好ましい。ＸおよびＹの以下の組合せ
が特に好ましい。
OCHF2であるのが好ましい。ＸおよびＹの以下の組合せ
が特に好ましい。
Ｙ X Ｙ Ｆ F Ｈ （ａ） Ｈ OCF3 Ｈ （ｂ） Ｆ OCF3 Ｈ （ｃ） Ｆ OCHF2 Ｈ （ｄ） 特に低い複屈折性および同時に低いしきい電圧のため
にＡがシクロヘキシレンであり、そしてＸがOCHF2であ
る式Ｉの化合物とＡ（ａ）との組合せが特に好ましい。
同様に、Ａ（ｂ）とＡがシクロヘキシレンであり、そし
てＸがCF3である化合物Ｉとが有利である。
にＡがシクロヘキシレンであり、そしてＸがOCHF2であ
る式Ｉの化合物とＡ（ａ）との組合せが特に好ましい。
同様に、Ａ（ｂ）とＡがシクロヘキシレンであり、そし
てＸがCF3である化合物Ｉとが有利である。
式Ａの好ましい化合物 を頭字語CUP−nX（.F）で表わす 「アルキル」と言う用語は１〜７個の炭素原子を有す
る直鎖および枝分れアルキル基、特に直鎖基であるメチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルお
よびヘプチルを包含するものである。２〜５個の炭素原
子を有する基が一般に好ましい。
る直鎖および枝分れアルキル基、特に直鎖基であるメチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルお
よびヘプチルを包含するものである。２〜５個の炭素原
子を有する基が一般に好ましい。
「アルケニル」と言う用語は２〜７個の炭素原子を有
する直鎖および枝分れアルケニル基、特に直鎖基を包含
するものである。特に、アルケニル基はC2〜C7−1E−ア
ルケニル、C4〜C7−3E−アルケニル、C5〜C7−４−アル
ケニル、C6〜C7−５−アルケニルおよびC7−６−アルケ
ニルであり、特にC2〜C7−1E−アルケニル、C4〜C7−3E
−アルケニルおよびC5〜C7−４−アルケニルである。好
ましいアルケニル基の例はビニル、1E−プロペニル、1E
−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘ
プテニル、３−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセ
ニル、3E−ヘプテニル、４−ペンテニル、4Z−ヘキセニ
ル、4E−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、５−ヘキセニ
ル、６−ヘプテニル等である。５個までの炭素原子を有
する基が一般に好ましい。
する直鎖および枝分れアルケニル基、特に直鎖基を包含
するものである。特に、アルケニル基はC2〜C7−1E−ア
ルケニル、C4〜C7−3E−アルケニル、C5〜C7−４−アル
ケニル、C6〜C7−５−アルケニルおよびC7−６−アルケ
ニルであり、特にC2〜C7−1E−アルケニル、C4〜C7−3E
−アルケニルおよびC5〜C7−４−アルケニルである。好
ましいアルケニル基の例はビニル、1E−プロペニル、1E
−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘ
プテニル、３−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセ
ニル、3E−ヘプテニル、４−ペンテニル、4Z−ヘキセニ
ル、4E−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、５−ヘキセニ
ル、６−ヘプテニル等である。５個までの炭素原子を有
する基が一般に好ましい。
「フルオロアルキル」と言う用語は好ましくは末端弗
素を有する直鎖基、すなわちフルオロメチル、２−フル
オロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチ
ル、５−フルオロペンチル、６−フルオロヘキシルおよ
び７−フルオロヘプチルを包含するものである。しかし
ながら、他の位置の弗素を排除するものではない。
素を有する直鎖基、すなわちフルオロメチル、２−フル
オロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチ
ル、５−フルオロペンチル、６−フルオロヘキシルおよ
び７−フルオロヘプチルを包含するものである。しかし
ながら、他の位置の弗素を排除するものではない。
「オキサアルキル」と言う用語は好ましくは式CnH
2n+1−０−（CH2）ｍ（式中、ｎおよびｍは、それぞれ
互いに独立して１〜６であり、あるいはまたｍは０であ
る）の直鎖基を包含するものである。ｎは１であるのが
好ましく、そしてｍは１〜６であるのが好ましい。
2n+1−０−（CH2）ｍ（式中、ｎおよびｍは、それぞれ
互いに独立して１〜６であり、あるいはまたｍは０であ
る）の直鎖基を包含するものである。ｎは１であるのが
好ましく、そしてｍは１〜６であるのが好ましい。
Ｒ、Ａ、ＸおよびＹの意味を適切に選択することによ
って、アドレス時間、しきい電圧、透過特性の傾斜等を
望むように変更することができる。例えば、1E−アルケ
ニル基、3E−アルケニル基、2E−アルケニルオキシ基等
はアルキルおよびアルコキシ基と比較して一般に短いア
ドレス時間、改善されたネマチック傾向性および高い弾
性定数k33（曲げ）対k11（広がり）比を与えることにな
る。４−アルケニル基、３−アルケニル基等はアルキル
およびアルコキシ基と比較して一般に低いしきい電圧お
よび低いk33/k11値を与える。Z1またはZ2中の−CH2CH2
−基は単純な共有結合と比べて一般に高いk33/k11値を
与えることになる。高いk33/k11値は、例えば90゜ねじ
らせたTNセルにおける平坦な透過特性傾斜［グレイトー
ン（gray tone）を達成するため］およびSTN、SBEおよ
びOMIセルにおける鋭い透過特性傾斜（マルチプレック
ス性が大きい）を促進する、そして逆もまた同じであ
る。式ＩとII＋III＋IVの化合物の最適な混合比はどの
ような特性を所望するか、式Ｉ、II、IIIおよび／また
はIVの成分をどのように選択するか並びに存在させうる
他の成分をどのように選択するかによって実質的に決ま
る。上記範囲内の適切な混合比を場合次第で容易に決定
することができる。
って、アドレス時間、しきい電圧、透過特性の傾斜等を
望むように変更することができる。例えば、1E−アルケ
ニル基、3E−アルケニル基、2E−アルケニルオキシ基等
はアルキルおよびアルコキシ基と比較して一般に短いア
ドレス時間、改善されたネマチック傾向性および高い弾
性定数k33（曲げ）対k11（広がり）比を与えることにな
る。４−アルケニル基、３−アルケニル基等はアルキル
およびアルコキシ基と比較して一般に低いしきい電圧お
よび低いk33/k11値を与える。Z1またはZ2中の−CH2CH2
−基は単純な共有結合と比べて一般に高いk33/k11値を
与えることになる。高いk33/k11値は、例えば90゜ねじ
らせたTNセルにおける平坦な透過特性傾斜［グレイトー
ン（gray tone）を達成するため］およびSTN、SBEおよ
びOMIセルにおける鋭い透過特性傾斜（マルチプレック
ス性が大きい）を促進する、そして逆もまた同じであ
る。式ＩとII＋III＋IVの化合物の最適な混合比はどの
ような特性を所望するか、式Ｉ、II、IIIおよび／また
はIVの成分をどのように選択するか並びに存在させうる
他の成分をどのように選択するかによって実質的に決ま
る。上記範囲内の適切な混合比を場合次第で容易に決定
することができる。
本発明の混合物中の式Ｉ〜XIIの化合物の合計量は重
要ではない。したがって、混合物は種々の特性を最適に
するために１種以上の他の成分を含みうる。しかしなが
ら、アドレス時間およびしきい電圧に対して認められる
効果は、式Ｉ〜XIIの化合物の全濃度が高い程一般に大
きい。
要ではない。したがって、混合物は種々の特性を最適に
するために１種以上の他の成分を含みうる。しかしなが
ら、アドレス時間およびしきい電圧に対して認められる
効果は、式Ｉ〜XIIの化合物の全濃度が高い程一般に大
きい。
特に好ましい実施態様において、本発明の媒体は、Ｘ
がCF3、OCF3またはOCHF2である式II、III、Ｖおよび／
またはVII（好ましくはIIおよび／またはIII）の化合物
を含んでいる。式Ｉの化合物との好ましい相乗効果によ
って、特に有利な特性を生じる。
がCF3、OCF3またはOCHF2である式II、III、Ｖおよび／
またはVII（好ましくはIIおよび／またはIII）の化合物
を含んでいる。式Ｉの化合物との好ましい相乗効果によ
って、特に有利な特性を生じる。
STNに適用するために、媒体は、ＸがOCHF2であるのが
好ましい式Ｖ〜VIIIから成る群から選択される化合物を
含んでいるのが好ましい。
好ましい式Ｖ〜VIIIから成る群から選択される化合物を
含んでいるのが好ましい。
本発明の媒体は−1.5〜＋1.5の誘電異方性を有する一
般式Ｉ′： （式中、 R1およびR2は、それぞれ互いに独立して９個までの炭
素原子を有するｎ−アルキル、ω−フルオロアルキルま
たはｎ−アルケニルであり、 環A1、A2およびA3は、それぞれ互いに独立して1,4−
フェニレン、２−もしくは３−フルオロ−1,4−フェニ
レン、トランス−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り、 Z1およびZ2は、それぞれ互いに独立して、−CH2CH
2−、−Ｃ≡Ｃ−、−CO−Ｏ−、−Ｏ−CO−または単結
合であり、そして ｍは０、１または２である） の１種以上の化合物から成る成分Ａをさらに含んでいて
もよい。
般式Ｉ′： （式中、 R1およびR2は、それぞれ互いに独立して９個までの炭
素原子を有するｎ−アルキル、ω−フルオロアルキルま
たはｎ−アルケニルであり、 環A1、A2およびA3は、それぞれ互いに独立して1,4−
フェニレン、２−もしくは３−フルオロ−1,4−フェニ
レン、トランス−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り、 Z1およびZ2は、それぞれ互いに独立して、−CH2CH
2−、−Ｃ≡Ｃ−、−CO−Ｏ−、−Ｏ−CO−または単結
合であり、そして ｍは０、１または２である） の１種以上の化合物から成る成分Ａをさらに含んでいて
もよい。
成分ＡはII1〜II7: （式中、R1およびR2は式Ｉ′で定義した通りである）か
ら成る群から選択される１種またはそれ以上の化合物を
含んでいるのが好ましい。
ら成る群から選択される１種またはそれ以上の化合物を
含んでいるのが好ましい。
成分ＡはII8〜II20: （式中、R1およびR2は式Ｉ′で定義した通りであり、II
8〜II17における1,4−フェニレン基は、それぞれ互いに
独立して、弗素でモノまたはポリ置換されていてもよ
い）から成る群から選択される１種以上の化合物をさら
に含んでいるのが好ましい。
8〜II17における1,4−フェニレン基は、それぞれ互いに
独立して、弗素でモノまたはポリ置換されていてもよ
い）から成る群から選択される１種以上の化合物をさら
に含んでいるのが好ましい。
さらに、成分ＡはII21〜II25: （式中、R1およびR2は式Ｉ′で定義した通りであり、II
21〜II25における1,4−フェニレン基は、それぞれ互い
に独立して、弗素でモノまたはポリ置換されていてもよ
い）から成る群から選択される１種以上の化合物をなお
さらに含んでいるのが好ましい。
21〜II25における1,4−フェニレン基は、それぞれ互い
に独立して、弗素でモノまたはポリ置換されていてもよ
い）から成る群から選択される１種以上の化合物をなお
さらに含んでいるのが好ましい。
最後に、この種の好ましい混合物は、成分ＡがII26お
よびII27: （式中、CtH2t+1は７個までの炭素原子を有する直鎖ア
ルキル基である）から成る群から選択される１種以上の
化合物を含んでいるものである。
よびII27: （式中、CtH2t+1は７個までの炭素原子を有する直鎖ア
ルキル基である）から成る群から選択される１種以上の
化合物を含んでいるものである。
ある場合に、式 （式中、 R1およびR2は式Ｉ′で定義した通りであり、およびZ0
は単結合、−CH2CH2−、 または CH2CH2−である）の化合物を追加すると、比抵抗は低下
するかもしれないが、スメクチック相を抑制するのに有
利になることが判った。そのようにする場合、用途に対
するパラメーターの理想の組合わせを達成するために、
当業者はこれらの化合物をどのような量で添加しうるか
を容易に決定することができる。通常、15％未満、特に
５〜10％を使用する。
は単結合、−CH2CH2−、 または CH2CH2−である）の化合物を追加すると、比抵抗は低下
するかもしれないが、スメクチック相を抑制するのに有
利になることが判った。そのようにする場合、用途に対
するパラメーターの理想の組合わせを達成するために、
当業者はこれらの化合物をどのような量で添加しうるか
を容易に決定することができる。通常、15％未満、特に
５〜10％を使用する。
III′およびIV′： （式中、R1およびR2は式Ｉ′において定義した通りであ
る）から成る群から選択される１種以上の化合物を含有
する液晶混合物も好ましい。
る）から成る群から選択される１種以上の化合物を含有
する液晶混合物も好ましい。
正の誘電異方性を有する極性化合物の種類および量そ
れ自体は重要ではない。当業者は簡単な通常の実験を使
用して広範な公知の、また多くの場合には市販の成分お
よび基材混合物から適切な材料を選択することができ
る。本発明の媒体は式Ｉ″ （式中、Z1、Z2およびｍは式Ｉ′で定義した通りであ
り、Q1およびQ2は、それぞれ互いに独立して1,4−フェ
ニレン、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは３−
フルオロ−1,4−フェニレンであり、あるいはまた基Q1
およびQ2の一方はトランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジ
イル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイ
ルまたは1,4−シクロヘキセニレンである）の１種以上
の化合物を含んでいるのが好ましい。
れ自体は重要ではない。当業者は簡単な通常の実験を使
用して広範な公知の、また多くの場合には市販の成分お
よび基材混合物から適切な材料を選択することができ
る。本発明の媒体は式Ｉ″ （式中、Z1、Z2およびｍは式Ｉ′で定義した通りであ
り、Q1およびQ2は、それぞれ互いに独立して1,4−フェ
ニレン、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは３−
フルオロ−1,4−フェニレンであり、あるいはまた基Q1
およびQ2の一方はトランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジ
イル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイ
ルまたは1,4−シクロヘキセニレンである）の１種以上
の化合物を含んでいるのが好ましい。
R0は、それぞれの場合に９個までの炭素原子を有する
ｎ−アルキル、ｎ−アルケニル、ｎ−アルコキシまたは
ｎ−オキサアルキルであり、ＹはＨまたはＦであり、そ
してＸ′はCN、ハロゲン、CF3、OCF3またはOCHF2であ
る。
ｎ−アルキル、ｎ−アルケニル、ｎ−アルコキシまたは
ｎ−オキサアルキルであり、ＹはＨまたはＦであり、そ
してＸ′はCN、ハロゲン、CF3、OCF3またはOCHF2であ
る。
好ましい実施態様において、STNまたはTN用の本発明
の媒体は、Ｘ′がCNである式Ｉ″の化合物を基礎とする
ものである。もちろん、式Ｉ″の他の化合物（X'≠CN）
をより少ないまたはより多い割合で含むこともできる。
MLC用としては、本発明の媒体は式Ｉ″のニトリル類を
約10％までしか含まないのが好ましい（しかし、式Ｉ″
のニトリル類を含まず、その代わりにＸ′がハロゲン、
CF3、OCF3またはOCHF2である式Ｉ′の化合物を含むのが
好ましい）。これらの媒体は式II〜XIIの化合物を基礎
とするのが好ましい。
の媒体は、Ｘ′がCNである式Ｉ″の化合物を基礎とする
ものである。もちろん、式Ｉ″の他の化合物（X'≠CN）
をより少ないまたはより多い割合で含むこともできる。
MLC用としては、本発明の媒体は式Ｉ″のニトリル類を
約10％までしか含まないのが好ましい（しかし、式Ｉ″
のニトリル類を含まず、その代わりにＸ′がハロゲン、
CF3、OCF3またはOCHF2である式Ｉ′の化合物を含むのが
好ましい）。これらの媒体は式II〜XIIの化合物を基礎
とするのが好ましい。
偏光子、電極ベース板および表面処理した電極からの
本発明のSTNおよびMLCディスプレイの構造はこの種のデ
ィスプレイに関する普通の構造と一致する。普通の構造
と言う用語は、この場合広範に解釈され、MLCディスプ
レイの全ての派生要素および改良要素、特に、ポリ−Si
TFTまたはMIMに基づくマトリックスディスプレイ要素も
包含するものである。
本発明のSTNおよびMLCディスプレイの構造はこの種のデ
ィスプレイに関する普通の構造と一致する。普通の構造
と言う用語は、この場合広範に解釈され、MLCディスプ
レイの全ての派生要素および改良要素、特に、ポリ−Si
TFTまたはMIMに基づくマトリックスディスプレイ要素も
包含するものである。
しかしながら、本発明のディスプレイとねじれネマチ
ックセルに基づく従来の普通のディスプレイとの本質的
な相違は液晶層における液晶パラメーターの選択であ
る。
ックセルに基づく従来の普通のディスプレイとの本質的
な相違は液晶層における液晶パラメーターの選択であ
る。
本発明に従って使用可能な液晶混合物はそれ自体普通
の方法で製造される。一般に、所望の量の少量成分を主
構成要素形成成分に高温で都合よく溶解する。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に
各成分の溶液を混合し、十分に混合後、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。
の方法で製造される。一般に、所望の量の少量成分を主
構成要素形成成分に高温で都合よく溶解する。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に
各成分の溶液を混合し、十分に混合後、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。
これらの誘電体は当業者に公知であり、文献に記載さ
れている他の添加剤も含有することができる。例えば、
０〜15％の多色染料またはキラルドーピング剤を添加す
ることができる。Ｃは結晶相を、Ｓはスメクチック相
を、SBはスメクチックＢ相を、Ｎはネマチック相をそし
てＩは等方性相を表わす。
れている他の添加剤も含有することができる。例えば、
０〜15％の多色染料またはキラルドーピング剤を添加す
ることができる。Ｃは結晶相を、Ｓはスメクチック相
を、SBはスメクチックＢ相を、Ｎはネマチック相をそし
てＩは等方性相を表わす。
V10は10％透過率（基板表面に垂直な角度から見て）
に対する電圧を表わす。tonおよびtoffはそれぞれV10の
値の2.5倍に相当する動作電圧におけるスイッチオン時
間およびスイッチオフ時間を表わす。Δｎは光学的異方
性を表わし、n0は屈折率を表わす。Δεは誘電異方性
［Δε＝ε‖−ε⊥（但し、ε‖は分子長軸に平行な誘
電率を示し、およびε⊥はそれに垂直な誘電率を表わ
す）］を示す。電気光学的データは、別に特別に示さな
いかぎり20℃において第一の極小で（即ち、0.4μのｄ
・Δｎ値で）TNセル中で測定した。光学的データは、別
に特別に示さないかぎり20℃において測定した。
に対する電圧を表わす。tonおよびtoffはそれぞれV10の
値の2.5倍に相当する動作電圧におけるスイッチオン時
間およびスイッチオフ時間を表わす。Δｎは光学的異方
性を表わし、n0は屈折率を表わす。Δεは誘電異方性
［Δε＝ε‖−ε⊥（但し、ε‖は分子長軸に平行な誘
電率を示し、およびε⊥はそれに垂直な誘電率を表わ
す）］を示す。電気光学的データは、別に特別に示さな
いかぎり20℃において第一の極小で（即ち、0.4μのｄ
・Δｎ値で）TNセル中で測定した。光学的データは、別
に特別に示さないかぎり20℃において測定した。
以下の参考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。本願発明の液晶媒体は、これ
らの参考例において、例えば式ＩにおいてＸがCF3であ
る化合物の少なくとも１つを本願発明で規定される式Ｉ
の化合物（ＸがOCF3）に置き換えることにより、容易に
得ることができる（例えば参考例40〜43、48、56、57、
60、69、88、94、99〜101、148、151〜153、156、166〜
169、190、191）。上記および下記において、温度は全
て℃表示である。パーセントは重量％である。
を限定するものではない。本願発明の液晶媒体は、これ
らの参考例において、例えば式ＩにおいてＸがCF3であ
る化合物の少なくとも１つを本願発明で規定される式Ｉ
の化合物（ＸがOCF3）に置き換えることにより、容易に
得ることができる（例えば参考例40〜43、48、56、57、
60、69、88、94、99〜101、148、151〜153、156、166〜
169、190、191）。上記および下記において、温度は全
て℃表示である。パーセントは重量％である。
本願においておよび以下の参考例において、液晶化合
物の構造は頭字語によって示す。したがって、化学式へ
の変換は以下の表Ａおよび表Ｂに従って行う。基CnH
2n+1およびCmH2m+1は全てそれぞれｎまたはｍ個の炭素
原子を有する直鎖アルキル基である。表Ｂにおける符号
化は自明である。表Ａにおいて、母構造に関する頭字語
だけを示す。それぞれの場合に、母構造の頭字語はハイ
フンで分けて、その後に置換基R1、R2、L1およびL2に関
する符号がつく。即ち、各例における記号を化学構造に
置き換えるにあたり、まず例外的、具体的な構造が記載
されている表Ｂを参照し、そこに記載のないものは表Ａ
および表Ａの前の置換基R1、R2、L1およびL2に関する表
を参照することにより、記号に対応する化学構造式を得
ることができる。
物の構造は頭字語によって示す。したがって、化学式へ
の変換は以下の表Ａおよび表Ｂに従って行う。基CnH
2n+1およびCmH2m+1は全てそれぞれｎまたはｍ個の炭素
原子を有する直鎖アルキル基である。表Ｂにおける符号
化は自明である。表Ａにおいて、母構造に関する頭字語
だけを示す。それぞれの場合に、母構造の頭字語はハイ
フンで分けて、その後に置換基R1、R2、L1およびL2に関
する符号がつく。即ち、各例における記号を化学構造に
置き換えるにあたり、まず例外的、具体的な構造が記載
されている表Ｂを参照し、そこに記載のないものは表Ａ
および表Ａの前の置換基R1、R2、L1およびL2に関する表
を参照することにより、記号に対応する化学構造式を得
ることができる。
以下に挙げる化合物は、、特にR2および／またはＸが
Ｆ、Cl、CF3、OCF3またはOCHF2である本発明の媒体に好
ましい成分である。
Ｆ、Cl、CF3、OCF3またはOCHF2である本発明の媒体に好
ましい成分である。
以下に、本発明の媒体のさらに別の例を示す。
フロントページの続き (72)発明者 ライフェンラート，フォルカー ドイツ連邦共和国 ヴェー―6101 ロス ドルフ ヤーンシュトラーセ 15 (72)発明者 ペーチュ，アイケ ドイツ連邦共和国 ヴェー―6109 ミュ ールタール ６ アム ブーフヴァルト ４ (72)発明者 リーガー，ベルンハルト 神奈川県横浜市緑区奈良町大田平2834 ワコーレ玉川学園 (72)発明者 沼田 宏 神奈川県横浜市緑区三保町1351―１ フ ォレストヒルズ三保３―202 審査官 渡辺 陽子 (56)参考文献 特開 平２−233626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−61083（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−13144（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216858（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−103057（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−500413（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−501575（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−505477（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−502942（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505093（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 19/08 - 19/34 C09K 19/42 - 19/46
Claims (20)
- 【請求項１】正の誘電異方性を有する極性化合物の混合
物を基礎とする液晶媒体であって、一般式Ｉ （式中、ＸはOCF3であり、環Ａはトランス−1,4−シク
ロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、そしてＲ
は、それぞれの場合に７個までの炭素原子を有するアル
キル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケ
ニルである）の１種またはそれ以上の化合物を含有する
ことを特徴とする液晶媒体。 但し ａ） 群A: から選択される２種またはそれ以上の化合物から成る５
〜65重量％の成分Ａ、 ｂ） 群B: から選択され、少なくとも式B1またはB5で表わされる化
合物１種を含む２種またはそれ以上の化合物から成る20
〜95重量％の成分Ｂ、および ｃ） 170℃以上の透明点を有する１種またはそれ以上
の化合物から成る０〜40重量％の成分Ｃ （但し、Ｒ、Ｘは一般式Ｉにおける意味であり、ＹはＦ
である。Ｒ′、Ｘ′およびＹ′は、それぞれ互いに独立
して以下の意味である： Ｒ′はそれぞれの場合に７個までの炭素原子を有するア
ルキル、オキサアルキル、ハロアルキルまたはアルケニ
ルであり、 Ｘ′はＦ、Cl、CHF2、CF3、OCHF2またはOCF3であり、そ
して Ｙ′はＨ、ＦまたはClである） から本質的に成ることを特徴とする液晶媒体を除く。 - 【請求項２】液晶媒体中の式Ｉの化合物の濃度が25重量
％以上であることを特徴とする請求項１記載の媒体。 - 【請求項３】液晶媒体中の式Ｉの化合物の濃度が40重量
％以上であることを特徴とする請求項１または２記載の
媒体。 - 【請求項４】液晶媒体中の式Ｉの化合物の濃度が10〜50
重量％であることを特徴とする請求項１記載の媒体。 - 【請求項５】グーチおよびタリーの第一の透過極小にお
いてｄ・Δｎが４μｍのTNセルの媒体のしきい電圧が1.
8ボルト以下であることを特徴とする請求項１ないし４
の少なくとも１項記載の媒体。 - 【請求項６】前記しきい電圧が1.6ボルト以下であるこ
とを特徴とする請求項５記載の媒体。 - 【請求項７】前記しきい電圧が1.4〜1.6ボルトであるこ
とを特徴とする請求項５記載の媒体。 - 【請求項８】請求項１中で示される式Ｉ中のＲが２〜７
個の炭素原子を有する直鎖アルケニルである化合物を１
種またはそれ以上含むことを特徴とする請求項１〜７の
少なくとも１項記載の媒体。 - 【請求項９】請求項１中に示される式Ｉ中のＲがC2−C7
−1E−アルケニル、C4−C7−3E−アルケニルまたはC5−
C7−４−アルケニルである化合物を１種またはそれ以上
含むことを特徴とする請求項８記載の媒体。 - 【請求項１０】請求項１中に示される式Ｉ中のＲがビニ
ル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、
1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、３−ブテニル、3E−
ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、４−ペ
ンテニル、4Z−ヘキセニル、4E−ヘキセニルまたは4Z−
ヘプテニルであることを特徴とする請求項８または９記
載の媒体。 - 【請求項１１】一般式II、IIIおよびIV: （式中、それぞれの基は以下の意味を有する： R:それぞれの場合に７個までの炭素原子を有するアルキ
ル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニ
ル； Q:−C2H4−、−C4H8−または−CO−Ｏ−、 X:F、Cl、CF3、OCF3またはOCHF2、 Y:HまたはＦ、 A:トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニ
レン、 r:0または１） から成る群から選択される１種またはそれ以上の化合物
をさらに含有することを特徴とする請求項１〜10の少な
くとも１項記載の媒体。 - 【請求項１２】媒体が、式中のＲが２〜７の炭素原子を
有する直鎖アルケニルである式II、IIIおよびIVの群か
ら選ばれる１種またはそれ以上の化合物を含むことを特
徴とする請求項11記載の媒体。 - 【請求項１３】請求項１中で示される式Ｉ中のＲが、ビ
ニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニ
ル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、３−ブテニル、
3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、４
−ペンテニル、4Z−ヘキセニル、4E−ヘキセニルまたは
4Z−ヘプテニルである化合物を１種またはそれ以上含む
ことを特徴とする請求項11または12記載の媒体。 - 【請求項１４】一般式Ｖ〜VI: （式中、Ｒは請求項11に定義した通りであり、Ｚは−C2
H4−、−CO−Ｏ−または−Ｏ−CO−である）から成る群
から選択される１種またはそれ以上の化合物をさらに含
有することを特徴とする請求項１〜13の少なくとも１項
記載の媒体。 - 【請求項１５】一般式VII〜XII: （式中、Ｒ、ｒ、ＸおよびＹは、それぞれ互いに独立し
て請求項11に定義した通りである）から成る群から選択
される１種またはそれ以上の化合物をさらに含有するこ
とを特徴とする請求項１〜14の少なくとも１項記載の媒
体。 - 【請求項１６】全混合物中の式Ｉ〜IVの化合物の割合が
合せて少なくとも50重量％であることを特徴とする請求
項11記載の媒体。 - 【請求項１７】全混合物中の式II〜IVの化合物の割合が
30〜70重量％であることを特徴とする請求項11〜15の少
なくとも１項記載の媒体。 - 【請求項１８】一般式Ｉ〜XIIから成る群から選択され
る化合物から実質的になることを特徴とする請求項１〜
15の少なくとも１項記載の媒体。 - 【請求項１９】請求項１記載の液晶媒体を使用する電気
光学的デバイス。 - 【請求項２０】請求項１記載の液晶媒体を含有する電気
光学的液晶ディスプレイ。
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