JP3428933B2 - 液晶媒体 - Google Patents
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Description
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。
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 p
hases)]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-twisted nematic)]セル、SBE[超複屈折
効果(super-birefringence effect)]セルおよびOM
I[光学的モード干渉(optical mode interferenc
e)]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。
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。
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。
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ェハ上の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(TF
T) に区別することができる。
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。
N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。
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。
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。
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。
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(W
ATANABE), H.、シミズ(SHIMIZU), H.、Proc. Eurodisp
lay 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 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage D
iode Rings)」、141頁以降、パリ;ストロマー(ST
ROMER), M.、Proc. Eurodisplay 84(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
Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Tel
evision Liquid Crystal Displays)」、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層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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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
HF2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。
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。
ター寛容度の著しい拡大を容易にする。
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。
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。
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。
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。
有しているが、60℃の範囲の透明点しか有していな
い。
度(−30℃において≦600、好ましくは≦550m
Pa.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。
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、9
0°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ML
Cディスプレイはグーチ(Gooch)およびタリー(Tarr
y)[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、157
5〜1584頁(1975年)]の第一の透過極小(fi
rst transmissionminimum)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。
特に≦15mPa.sであるのが好ましい。
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。
o)」(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、198
4年6月、304頁(1984年);G.ウェーバー
(Weber)等、Liquid Crystals、5、1381頁(19
89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
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。
≦1.6ボルト、好ましくは1.4〜1.6ボルトの範
囲である。
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。
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。
〜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。
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。
たはIIIの1種以上の化合物を含有する。
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。
合は合せて少なくとも50重量%である。
0〜50重量%である。
割合は30〜70重量%である。
の化合物を含有する。
アルキルまたはアルケニルである。
に成る。
る。
は好ましくは1:4〜1:1である。
ら選択される化合物から実質的に成る。
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
び他の液晶物質と容易に混和する。
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。
通りである)の化合物を同時に含んでいる。
l、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。
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。
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。
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。
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。
は式CnH2n+1−O−(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。
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。後
述の式I′中の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、SB
E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、I
II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。
の合計量はあまり重要ではない。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。
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I
I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。
CHF2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。
異方性を有する一般式I′:
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、−CH2CH2−、−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。
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。
あり、II8〜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。
II21〜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。
AがII26およびII27:
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。
あり、およびZ0は単結合、−CH2CH2−、
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5〜1
0%を使用する。
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。
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″
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。
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、OC
F3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、O
CF3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。
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−SiTFT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。
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。
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。
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。
り、本発明を限定するものではない。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。尚、以下に示した具体例において、本発明の実
施例(特許請求の範囲に包含される具体例)は、例95
である。次に、例の番号と出願時の表記の対応を示す。 例 出願時 1〜40 比較例1〜40 41 実施例1 42、43 比較例41、42 44 実施例2 45〜143 比較例43〜141 144 実施例3 145〜147 比較例142〜144 148 実施例4 149、150 比較例145、146 151 実施例5 152〜155 比較例147〜150 156 実施例6 157〜186 比較例151〜180 187、188 実施例7、実施例8 189〜191 比較例181〜183 192〜198 実施例9〜15 199 比較例184 200〜203 実施例16〜19 204〜206 比較例185〜187 207〜230 実施例20〜43 231 比較例188 232 実施例44 233 比較例189 234 実施例45 235 比較例190 236〜248 実施例46〜58
B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。
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(すなわち、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。
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CnH2n+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
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。
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。
す。
Claims (25)
- 【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 【化1】 (式中、Xはフッ素であり、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
有し、次の条件(1)および(4)の少なくとも1つを
満足することを特徴とする液晶媒体。 条件(1):この媒体が下記式II−2の化合物の少な
くとも1種を含むこと。 【化2】 (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、 X:OCF3、 Y: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:1) 条件(4):この媒体が、一般式III−101および
式IV−101で示される化合物からなる群より選ばれ
る1種以上の化合物を含むこと。 【化101】 (上記式III−101および式IV−101中、 Xは、OCF3; 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; Qは、−C2H4−、−C4H8−または−CO−O−; Yは、F; rは、0または1をそれぞれ表す。)但し a) 群A: 【化3】 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: 【化4】 から選択される化合物の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’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)を含む混合物であって、 成分Bとして、X’、Y’およびR’がそれぞれ式Iの
X、YおよびRと同じ定義で示されるB1またはB5で
表される化合物の1種以上を含み、しかも更にX’がO
CF3、Y’がF、Y’が2つあるときは他のY’はH
またはFであるB1〜B5のいずれかで表される化合物
を含む混合物から本質的に成る液晶媒体を除く。 - 【請求項2】 前記条件(1)を満たす請求項1記載の
液晶媒体。 - 【請求項3】 前記条件(4)を満たす請求項1または
2記載の液晶媒体。 - 【請求項4】 次の条件(2)を満たす請求項1〜3の
いずれかに記載の液晶媒体。 条件(2):グーチおよびタリーの第一透過極小におい
て、d・Δnが0.4μmのTNセルの液晶媒体のしき
い電圧が1.75ボルト以下であること。 - 【請求項5】 次の条件(3)を満たす請求項1〜4の
いずれかに記載の液晶媒体。 条件(3):この媒体が、式Iにおいて環Aがトランス
−1,4−シクロヘキシレンである化合物の少なくとも
1種と、式Iにおいて環Aが1,4−フェニレンである
化合物の少なくとも1種とを含むこと。 - 【請求項6】 次の条件(5)を満たす請求項1〜5の
いずれかに記載の液晶媒体。 条件(5):この媒体が、一般式II−102、III
−102およびIV−102で示される化合物からなる
群より選ばれる1種以上の化合物を含むこと。 【化102】 (上記式II−102、III−102およびIV−1
02中、 Xは、Cl、CF3またはOCHF2; 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; Qは、−C2H4−、−C4H8−または−CO−O−; Yは、HまたはF; 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; rは、0または1をそれぞれ表す。) - 【請求項7】 この媒体が、式Iにおいて環Aがトラン
ス−1,4−シクロヘキシレンである化合物の少なくと
も1種を含む請求項1記載の液晶媒体。 - 【請求項8】 この媒体が、式Iにおいて環Aが1,4
−フェニレンである化合物の少なくとも1種を含む請求
項1または7記載の液晶媒体。 - 【請求項9】 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1〜8の少な
くとも1項記載の媒体。 - 【請求項10】 液晶媒体中の式Iの化合物の濃度が4
0重量%以上であることを特徴とする請求項1〜8の少
なくとも1項記載の媒体。 - 【請求項11】 液晶媒体中の式Iの化合物の濃度が1
0〜50重量%であることを特徴とする請求項1〜8の
少なくとも1項記載の媒体。 - 【請求項12】 グーチおよびタリーの第一の透過極小
においてd・Δnが0.4μmのTNセルの媒体のしき
い電圧が1.7ボルト以下であることを特徴とする請求
項1〜11の少なくとも1項記載の媒体。 - 【請求項13】 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12記載の媒体。 - 【請求項14】 前記しきい電圧が1.5ボルト以下で
あることを特徴とする請求項12記載の媒体。 - 【請求項15】 前記しきい電圧が1.4ボルト以下で
あることを特徴とする請求項12記載の媒体。 - 【請求項16】 前記しきい電圧が1.31ボルト以下
であることを特徴とする請求項12記載の媒体。 - 【請求項17】 前記しきい電圧が1.25ボルト以下
であることを特徴とする請求項12記載の媒体。 - 【請求項18】 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12記載の媒体。 - 【請求項19】 一般式II−5、III−5およびI
V−5: 【化5】 (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1〜18の少なくとも1項記載の媒体。(但し、こ
の媒体中に、式II−2、III−101、IV−10
1、II−102、III−102またはIV−102
で示される化合物が存在するときは、それらの化合物と
同一でない化合物が、一般式II−5、III−5およ
びIV−5で表される化合物として選ばれる。) - 【請求項20】 一般式VII〜XII: 【化7】 (式中、R、r、XおよびYは、それぞれ互いに独立し
て請求項19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1〜19の少なくとも1項記載
の媒体。 - 【請求項21】 全混合物中の式I〜IVの化合物(但
し、式IIの化合物とは式II−2、II−102およ
びII−5のいずれかで表される化合物であり、式II
Iの化合物とは式III−101、III−102およ
びIII−5のいずれかで表される化合物であり、式I
Vの化合物とは式IV−101、IV−102およびI
V−5のいずれかで表される化合物である。)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1〜20の少なくとも1項記載の媒体。 - 【請求項22】 全混合物中の式II〜IVの化合物
(但し、式II〜IVの化合物とは請求項21で定義し
たものと同義である。)の割合が30〜70重量%であ
ることを特徴とする請求項1〜20の少なくとも1項記
載の媒体。 - 【請求項23】 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
1〜20の少なくとも1項記載の媒体。 - 【請求項24】 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25】 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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