JP4472241B2 - 液晶媒体および液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、とりわけアクティブマトリクスにより駆動するディスプレイ、そして特にインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）型のディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、情報を表示するために広く使われている。用いられる電気光学モードは、例えばねじれネマチック（ＴＮ）モード、超ねじれネマチック（ＳＴＮ）モード、光学補償ベンド（ＯＣＢ）モードおよび電圧制御復屈折（ＥＣＢ）モードとそれらの種々の変法などである。これらのモードは全て、基板と液晶層にそれぞれ実質的に直角な電界を使用しているが、これらの他に、基板と液晶層にそれぞれ実質的に平行な電界を用いる、例えばインプレーンスイッチングモード（例えば特許文献１および特許文献２に開示されている）などもある。とりわけ、この電気光学モードは、最新のデスクトップモニタ用のＬＣＤに使用されており、マルチメディア用途のディスプレイに適用することが考えられている。本発明の液晶は、このタイプのディスプレイに好ましく用いられる。
【０００３】
【特許文献１】
独国特許発明第４０００４５１号明細書
【特許文献２】
欧州特許第０６６７５５５号明細書
【特許文献３】
特開平７−１８１４３９号公報
【特許文献４】
欧州特許第０６６７５５５号明細書
【特許文献５】
欧州特許第０６７３９８６号明細書
【特許文献６】
独国特許発明第１９５０９４１０号明細書
【特許文献７】
独国特許発明第１９５２８１０６号明細書
【特許文献８】
独国特許発明第１９５２８１０７号明細書
【特許文献９】
国際公開第９６／２３８５１号パンフレット
【特許文献１０】
国際公開第９６／２８５２１号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらのディスプレイには、改善された特性を有する新規な液晶媒体が求められている。とりわけ誘電異方性（Δε）は、適度に低い動作電圧を許容するのに十分高くあるべきである。好ましくは、Δεは、７より高く、そして極めて好ましくは１０より高くあるべきであるが、好ましくは、２５以下、そして特に、２０以下であるべきである。さもなければ、混合物の抵抗値は、ＩＰＳディスプレイにとってさえも許容できないくらい低くなる傾向があり、この点に関して、ＴＮ−ＡＤＭよりわずかに厳しくない要件を有する。このパラメータの他に、媒体は、好適に広い範囲のネマチック相、やや小さい複屈折（Δｎ）、やや小さい回転粘度および、上記のとおりの、少なくとも中程度に高い比抵抗を示さなければならない。
本発明のディスプレイは、アクティブマトリクス（アクティブマトリクスＬＣＤ、略してＡＭＤ）、好ましくは薄層トランジスタ（ＴＦＴ）マトリクスにより駆動されるのが好ましい。しかしながら、本発明の液晶は、他の既知の駆動手段によるディスプレイにも有益に使用することができる。
【０００５】
低分子量液晶材料を高分子材料と共に複合系として使用した種々の異なるディスプレイモード、例えば、ＷＯ ９１／０５ ０２９に開示されたポリマー分散液晶 （ＰＤＬＣ）システム、曲線配向ネマチック相(nematic curvilinearily aligned phase)（ＮＣＡＰ）システムおよびポリマーネットワーク（ＰＮ）システム、または、軸対称微小領域（axially symmetric microdomain）（ＡＳＭ）システムなどが存在する。これらとは対照的に、本発明によりとりわけ好ましいのは、表面に配向された、液晶媒体をそのまま使用することである。これらの表面は、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ている。本発明によるディスプレイモードは、好ましくは複合層に実質的に平行な電界を使用する。
【０００６】
ＬＣＤは直視型ディスプレイにも、投射型ディスプレイにも使用される。
ＬＣＤそしてとりわけＩＰＳディスプレイに好適な液晶組成物は、例えば特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９および特許文献１０により知られている。これらの組成物は、しかしながら、顕著な欠点を有している。それらの組成物の多くは、他の欠点の中でも、比抵抗値が余りに低く、および／または、余りに高い動作電圧を要する。それらの多くはまた、応答時間が不要に長い。
【０００７】
したがって、実用的な用途に好適な特性、例えば、広いネマチック相範囲、低い粘度、使用するディスプレイモードに応じた適切な光学異方性Δｎ、そして特に、高いΔεなどを有する液晶媒体が明らかに求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
驚くべきことに、好適に高いΔε、好適な相範囲、および好適なΔｎを実現することができることが見出され、この液晶媒体は、従来技術の材料の欠点を示さないか、少なくとも有意に低いレベルでそれを示す。
【０００９】
本出願によるこれらの改善された液晶媒体は、少なくとも以下の成分：
−式Ｉから選択される正の誘電性を有する１種または２種以上の化合物を含み、および、好ましくは、式ＩＩおよびＩＩＩからなる群から選択された正の誘電性を有する１種または２種以上の化合物
【化１６】
【００１０】
式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、１〜７個の炭素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個の炭素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であり、、
Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、互いに独立して、Ｆ、または、それぞれ１〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシであり、
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ３１、Ｌ３２およびＬ３３は、互いに独立して、ＨまたはＦである、
をさらに含む、正の誘電性を有する成分である、成分Ａ、
−随意的に、中性の誘電性を有する成分である、成分Ｂ、および、
−また随意的に、負の誘電性を有する成分である、成分Ｃ、を含む
【００１１】
【発明の実施の形態】
好ましくは、正の誘電性を有する成分である成分Ａは、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩで表される化合物をそれぞれ１種または２種以上含む。
好ましくは、式ＩＩで表される化合物は、式ＩＩａ
【化１７】
式中、Ｒ２は式ＩＩで与えられた意味を有する、
から選択される。
【００１２】
式ＩＩＩで表される化合物は、好ましくは式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｃ
【化１８】
【化１９】
式中、Ｒ３およびＸ３は式ＩＩＩにおいて定義した通りであり、Ｘ３は好ましくはＦである、
で表される化合物からなる群から選択される。
【００１３】
本発明の液晶混合物は、好ましくは式Ｉで表される化合物、および、随意的に、ＩＩおよび／またはＩＩＩで表される化合物の他に、式ＩＶ
【化２０】
式中、
【化２１】
は、互いに独立して、そして、
【化２２】
２個存在するの場合は、またそれらは互いに独立して、
【化２３】
であり、
【００１４】
【化２４】
は、
【化２５】
であり、好ましくは
【化２６】
の少なくとも１つが、
【化２７】
であり、好ましくは
【化２８】
であり、
【００１５】
Ｚ４１およびＺ４２は、互いに独立して、Ｚ４１が２個存在する場合は、またそれらは互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス− −ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、好ましくは、少なくともそれらのひとつが単結合であり、そして最も好ましくは、それらが存在する場合は、少なくともそれらの２つが単結合であり、
Ｘ４は、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシ、ハロゲン化アルケニルまたはハロゲン化アルケニルオキシであり、ここで、ハロゲン化は好ましくはフッ素化および／または塩素化、好ましくはフッ素化であり、そして、好ましくはＸ４はＦ、ＯＣＦ３またはＯＣＦ２Ｈであり、
Ｒ４は、上式Ｉ中のＲ１について与えられた意味を有し、
ｎは、０、１または２、好ましくは０または１である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、成分Ａを含む。
【００１６】
とりわけ好ましい成分Ａは、式Ｉ〜ＩＶで表される化合物の群から選択される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして、最も好ましくは全てそれらからなる。
本発明の液晶混合物は、好ましくは、成分Ａの他に少なくとも１種のさらなる成分を含む。この第２の成分は、成分Ｂまたは成分Ｃであってもよく、好ましくは存在する第２の成分は成分Ｂである。
本発明の混合物は、当然のことながら第３のこれらの成分を含むこともでき、その場合、それは成分ＣまたはＢである。
【００１７】
本発明の液晶混合物は、好ましくは、中性の誘電性を有する成分（成分Ｂ）を含む。この成分は、−１．５〜＋３の範囲の誘電異方性を有し、この範囲の値を有する成分からなる。好ましくは、それは、式Ｖ
【化２９】
【００１８】
式中、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、上式ＩのＲ１について与えられた意味を有し、
【化３０】
は、互いに独立して、そして
【化３１】
２個存在する場合は、またそれらが互いに独立して、
【化３２】
であり、好ましくは
【化３３】
の少なくとも１つが、
【化３４】
であり、
【００１９】
Ｚ５１およびＺ５２は、互いに独立して、そしてＺ５１が２個存在する場合は、またそれらが互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、好ましくは少なくともそれらの１つが単結合であり、そして、最も好ましくは、もし存在するならば、少なくともそれらの２つが単結合であり、
ｍは、０、１または２である、
で表される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして、最も好ましくは全てそれらからなる。
【００２０】
本発明の好ましい態様において、本発明の液晶混合物は、式ＩＶａ〜ＩＶｄで表される化合物からなる群から選択される１種または２種以上の式ＩＶで表される化合物を含む。
【化３５】
【００２１】
上式中、
Ｒ４は、式ＩＶにおいて定義された通りであり、
Ｘ４は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、または、それぞれ１〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、または、それぞれ２〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルケニルまたはフッ素化アルケニルオキシであり、好ましくはＦ、ＯＣＦ３またはＯＣＦ２Ｈであり、
Ｌ４１、Ｌ４２およびＬ４３は、互いに独立して、ＨまたはＦであり、好ましくは、それらの少なくとも１つがＦである。
【００２２】
とりわけ好ましいのは、式ＩＶａ−１〜ＩＶａ−４、ＩＶｂ−１〜ＩＶｂ−４、ＩＶｃ−１〜ＩＶｃ−５およびＩＶｄ−１〜ＩＶｄ−８の式で表される化合物の群から選択される、１種または２種以上の化合物を含む液晶混合物である。
【化３６】
【００２３】
【化３７】
【００２４】
【化３８】
【００２５】
上式中、
Ｒ４は、上式ＩＶにおいて与えられた意味を有し、好ましくは１〜７個の炭素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個の炭素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である。
【００２６】
前記のものと同一の態様であっても異なる態様であってもよい、本発明のさらに好ましい態様において、本発明の液晶混合物は、式Ｖａ〜Ｖｃで表される化合物の群から選択された式Ｖで表される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして、最も好ましくは全てそれらからなり、そしてさらに随意的に式Ｖｄ〜Ｖｇから選択される化合物を含む、成分Ｂを含む。
【００２７】
【化３９】
【化４０】
【００２８】
上式中、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、１〜７個の炭素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個の炭素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であり、そして
Ｌ５は、ＨまたはＦである。
【００２９】
液晶混合物は、好ましくは、以下の化合物
−Ｒ５１およびＲ５２がアルキルである、式Ｖａで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルコキシである、式Ｖａで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルケニルである、式Ｖａで表される化合物、
−Ｒ５１およびＲ５２がアルキルである、式Ｖｂで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルコキシル基である、式Ｖｂで表される化合物、
−Ｒ５１およびＲ５２がアルキルである、式Ｖｃで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルコキシル基である、式Ｖｃで表される化合物、および
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルケニルである、式Ｖｃで表される化合物、
の群から選択される１種または２種以上の化合物を含む。
−とりわけ好ましい液晶混合物は、式ＶｂおよびＶｃの群で表される１種または２種以上の化合物のほかに、式Ｖａで表される１種または２種以上の化合物を含み、とりわけ好ましいのは、Ｒ５１がアルキルであり、そしてＲ５２がアルコキシである、式Ｖａで表される化合物を含む混合物である。
【００３０】
本発明の液晶混合物はさらに、負の誘電異方性を有し、そして、式ＶＩ
【化４１】
式中、
Ｒ６１およびＲ６２は、互いに独立して、上記式ＩのＲ１について与えられた意味を有し、
【化４２】
であり、
【化４３】
であり、
【００３１】
Ｚ６１およびＺ６２は、互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、好ましくは、それらの少なくとも１つが単結合であり、そして、最も好ましくはその両方が単結合であり、
Ｌ６１およびＬ６２は、互いに独立して、Ｃ−ＦまたはＮであり、それらの少なくとも１つはＣ−Ｆであり、そして、最も好ましくは、それらの両方がＣ−Ｆであり、
ｋは、０または１である、
で表される負の誘電性を有する化合物からなる、さらなる随意の成分（成分Ｃ）を含んでもよい。
【００３２】
本発明の液晶媒体は、好ましくは、成分Ａ〜Ｃ、そして特に式Ｉ〜ＶＩで表される化合物の群から選択される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして最も好ましくは全てそれらからなる。本明細書において、含むとは、組成に関して、関係する全体、例えば媒体または成分が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、総濃度で、好ましくは１０％以上、そして、最も好ましくは２０％以上含むことを意味する。
【００３３】
この場合、主に何々からなるとは、関係する全体が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、５５％以上、好ましくは６０％以上、そして、最も好ましくは７０％以上含むことを意味する。
この場合、本質的に何々からなるとは、関係する全体が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、８０％以上、好ましくは９０％以上、そして、最も好ましくは９５％以上含むことを意味する。
この場合、全て何々からなるとは、関係する全体が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、９８％以上、好ましくは９９％以上、そして、最も好ましくは１００％含むことを意味する。
【００３４】
成分Ｃは、好ましくは、式ＶＩａ〜ＶＩｃ
【化４４】
【化４５】
式中、
Ｒ６１およびＲ６２は、上記式ＶＩにおいて与えられた意味をそれぞれ有する、
で表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして最も好ましくは全てそれらからなる。
式ＶＩａ〜ＶＩｃにおいて、Ｒ６１は、好ましくはｎ−アルキルまたは１−Ｅ−アルケニルであり、そして、Ｒ６２は、好ましくはｎ−アルキルまたはアルコキシである。
【００３５】
また、上記で特に言及していない他のメソゲン化合物も、本発明の媒体に随意的に、有益に使用することができる。このような化合物は、当業者に知られている。
成分Ａは、混合物全体の２０〜１００％、好ましくは５０〜９５％、好ましくは６０〜９０％、そして、最も好ましくは７０〜８０％の濃度で使用することが好ましい。
成分Ｂは、混合物全体の０〜５０％、好ましくは１０〜３５％、そして、最も好ましくは２０〜３０％の濃度で使用することが好ましい。
【００３６】
成分Ｃは、混合物全体の０〜３０％、好ましくは０〜２０％、そして、最も好ましくは５〜１５％の濃度で使用することが好ましい。
本発明の媒体は、物理的特性を調節するために、随意的に、さらなる液晶化合物を含むことができる。このような化合物は当業者に知られている。本発明の媒体中のそれらの濃度は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０〜２０％、最も好ましくは５〜１５％である。
【００３７】
液晶媒体は、好ましくは、それぞれ、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩで表される１種または２種以上の化合物を含む、好ましくは主にそれらからなる、そして、最も好ましくは全てそれらからなる成分Ａ、ＢおよびＣを合計で、５０〜１００％、より好ましくは７０〜１００％、最も好ましくは８０〜１００％、そして、特に９０〜１００％含む。
本発明の液晶媒体は、６５℃以上、好ましくは７０℃以上、そして、特に７５℃以上の透明点により特徴付けられる。
本発明の液晶媒体のΔｎは、０．１１以下、好ましくは０．０７０〜０．１３５の範囲、より好ましくは０．０８０〜０．１２５の範囲、最も好ましくは０．０９０〜０．１１５の範囲、そして、特に０．０９５〜０．１１０の範囲である。
【００３８】
本発明の液晶媒体のΔεは、１ｋＨｚ、２０℃で、８．０以上、好ましくは１０．０以上、最も好ましくは１２．０以上、そして、特に１２．５〜１８．０である。
本発明の媒体のネマチック相は、好ましくは、少なくとも０℃〜７０℃、より好ましくは少なくとも−２０℃〜７０℃、もっとも好ましくは少なくとも−３０℃〜７５℃、そして、特に少なくとも−４０℃〜７５℃であって、ここで、少なくとも、とは、好ましくは下限を下回り、上限を上回ることを意味する。
【００３９】
本明細書において、正の誘電性を有するという用語は、Δε＞３．０の化合物または成分を、中性の誘電性を有するという用語は、−１．５≦Δε≦３．０の化合物または成分を、そして、負の誘電性を有するという用語は、Δε＜−１．５の化合物または成分を意味する。Δεは、１ｋＨｚ、２０℃で決定される。化合物の誘電異方性は、ネマチックなホスト混合物中の個別の化合物の１０％溶液における結果から決定する。これらの試験混合物の能力は、ホメオトロピック配向のセルおよびホモジニアス配向のセルの両方において決定する。両タイプのセルのセルギャップは約１０μｍである。印加する電圧は、周波数１ｋＨｚの矩形波であり、典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの実効値（平均二乗根）であるが、それぞれの試験混合物の容量性しきい値（capacitive threshold）容量よりも常に低くなるように選択される。
【００４０】
正の誘電性を有する化合物については混合物ＺＬＩ−４７９２を、中性の誘電性を有する化合物ならびに負の誘電性を有する化合物については、混合物ＺＬＩ−３０８６（両混合物とも、Merck KGaA、Germany製）をそれぞれホスト混合物として使用する。化合物の誘電率は、被験化合物の添加によるホスト混合物の相対値の変化から決定され、濃度１００％の被験化合物の場合に外挿される。
２０℃の測定温度においてネマチック相を有する成分はそのまま測定され、その他の全てのものは化合物と同様に処理した。
【００４１】
両方とも、特に別記のない場合、しきい値電圧という用語は、本明細書においては、光学的しきい値を示し、１０％の相対コントラスト（Ｖ１０）で与えられ、そして、飽和電圧という用語は光学的な飽和を示し、９０％の相対コントラスト（Ｖ９０）で与えられる。 容量性しきい値電圧（Ｖ０、フレデリックしきい値ＶＦｒとも呼ばれる）は、明示的に記載する場合にのみ用いる。
本明細書中で与えられたパラメータの範囲は、特に明示的な記載がない限り、全て限界値を含む。
【００４２】
本明細書を通して、特に明示的に別記しない限り、全ての濃度は、それぞれの完全な混合物に対する重量パーセントで与えられ、全ての温度は、摂氏度（セルシウス）で与えられ、そして、全ての温度差異は摂氏度で与えられる。全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」、Status Nov. 1997、Merck KGaA、Germanyにより決定され、特に明示的に別記しない限り、２０℃の温度について与えられる。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定する。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で決定する。しきい値電圧ならびにその他の全ての電気光学的特性は、Merck KGaA、Germanyで調製された試験セルにより決定した。Δεの決定のためのテストセルは、２２μｍのセルギャップを有する。電極は、円形のＩＴＯ電極であり、面積は１．１３ｃｍ２であり、保護リングを有する。配向層は、ホメオトロピック配向（ｅ‖）についてはレシチンであり、ホモジニアス配向（ｅ⊥）についてはＪＳＲ社製のポリイミドＡＬ−１０５４である。容量は、周波数特性分析器Ｓｏｌａｔｒｏｎ １２６０で、サイン波を用いて０．３Ｖｒｍｓの電圧で決定した。電気光学的測定に使用した光は、白色光である。使用したセットアップは、株式会社大塚商会の商業的に入手可能な設備である。特徴的な電圧は、垂直観察（perpendicular observation）で決定した。しきい値電圧（Ｖ１０）−ミッドグレイ（mid grey）電圧（Ｖ５０）−および飽和電圧（Ｖ９０）は、それぞれ、１０％、５０％および９０％の相対コントラストについて決定した。
【００４３】
本発明の液晶媒体は、さらなる添加物およびキラルドーパントを通常の濃度で含むことができる。これらのさらなる構成物の総濃度は、混合物全体に対して、０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲である。使用する個別の化合物の濃度は、それぞれ、好ましくは０．１％〜３％の範囲である。これらの濃度および類似の添加物の濃度は、本明細書中の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は考慮されない。
【００４４】
本発明の新規な液晶媒体は、数種の化合物、好ましくは３〜３０種、より好ましくは８〜２０種、そして最も好ましくは１０〜１６種の化合物からなる。これらの化合物は、慣用の方法で混合される。一般的に、少量で使用される化合物の所定の量を、より大きな量で使用する化合物に溶解する。温度が、高い濃度で使用される化合物の透明点より上の場合、溶解の過程の完了を観察することは特に容易である。しかしながら、また、他の慣用の方法、例えば化合物の同族混合物または共晶混合物であることができる、いわゆる予備混合や、内容物が混合物自体を使用する準備ができている、いわゆるマルチボトムシステムなどにより媒体を調製することも可能である。
【００４５】
好適な添加物の添加により、本発明の液晶媒体は、全ての既知の種類の液晶ディスプレイ、ＴＮ−ＬＣＤ、ＴＮ−ＡＭＤ、ＥＣＢ−ＡＭＤ、ＶＡＮ−ＡＭＤ、ＩＰＳ ＬＣＤおよびＯＣＢ ＬＣＤなど、液晶媒体をそのまま使用するもの、そして特に、ＰＤＬＣ、ＮＣＡＰ、ＰＮ ＬＣＤなどの複合システム、そしてとりわけＡＳＭ−ＰＡ ＬＣＤのいずれにも使用可能となるように、変更することができる。
液晶の融点Ｔ（Ｃ,Ｎ）、スメクチック（Ｓ）相からネマチック（Ｎ）相への転移温度Ｔ（Ｓ,Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ,Ｉ）は摂氏度で与えられている。
【００４６】
本明細書中、そしてとりわけ以下の例において、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。略号の対応する構造への変換は、次の２つの表、ＡとＢに従えば容易である。全てのＣｎＨ２ｎ＋１基およびＣｍＨ２ｍ＋１基は、それぞれｎ個またはｍ個の炭素原子を有する直鎖アルキル基である。表Ｂの解釈は自明である。表Ａは、構造のコアの略号のみを挙げている。個々の化合物は、コアの略号とそれに続くハイフン、および以下の置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１およびＬ２を特定するコードで表される。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】
【表４】
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】
【表７】
【００５４】
本発明の液晶媒体は好ましくは、
−表ＡおよびＢに記載の化合物の群から選択される、好ましくは異なる式で表される、７種以上、好ましくは８種以上の化合物、および／または
−表Ａに記載の化合物の群から選択される、好ましくは異なる式で表される、３種以上、好ましくは４種以上の化合物、および／または
−表Ｂに記載の化合物の群から選択される、好ましくは異なる式で表される、２種以上、好ましくは３種以上の化合物、
を含む。
【００５５】
【実施例】
以下の例は、本発明を説明するものであって、いかなる意味でもそれを制限するものではない。
しかしながら、物理的特性の構成は、当業者にどの特性が達成できるか、そして、どの範囲でそれらを変更できるかを説明する。とりわけ、好ましく達成することができる種々の特性の組合せは、こうして、当業者のために明確にされる。
【００５６】
例１
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表８】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００５７】
例２
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表９】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００５８】
例３
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１０】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００５９】
例４
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１１】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６０】
例５
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１２】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６１】
例６
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１３】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６２】
例７
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１４】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６３】
例８
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１５】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６４】
例９
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１６】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６５】
例１０
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１７】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【００６６】
例１１
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１８】
この混合物は、有利に低いΔｎ値および高いΔε値を有し、ＩＰＳモードで動作するディスプレイに極めて好適である。
【発明の属する技術分野】
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、とりわけアクティブマトリクスにより駆動するディスプレイ、そして特にインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）型のディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、情報を表示するために広く使われている。用いられる電気光学モードは、例えばねじれネマチック（ＴＮ）モード、超ねじれネマチック（ＳＴＮ）モード、光学補償ベンド（ＯＣＢ）モードおよび電圧制御復屈折（ＥＣＢ）モードとそれらの種々の変法などである。これらのモードは全て、基板と液晶層にそれぞれ実質的に直角な電界を使用しているが、これらの他に、基板と液晶層にそれぞれ実質的に平行な電界を用いる、例えばインプレーンスイッチングモード（例えば特許文献１および特許文献２に開示されている）などもある。とりわけ、この電気光学モードは、最新のデスクトップモニタ用のＬＣＤに使用されており、マルチメディア用途のディスプレイに適用することが考えられている。本発明の液晶は、このタイプのディスプレイに好ましく用いられる。
【０００３】
【特許文献１】
独国特許発明第４０００４５１号明細書
【特許文献２】
欧州特許第０６６７５５５号明細書
【特許文献３】
特開平７−１８１４３９号公報
【特許文献４】
欧州特許第０６６７５５５号明細書
【特許文献５】
欧州特許第０６７３９８６号明細書
【特許文献６】
独国特許発明第１９５０９４１０号明細書
【特許文献７】
独国特許発明第１９５２８１０６号明細書
【特許文献８】
独国特許発明第１９５２８１０７号明細書
【特許文献９】
国際公開第９６／２３８５１号パンフレット
【特許文献１０】
国際公開第９６／２８５２１号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらのディスプレイには、改善された特性を有する新規な液晶媒体が求められている。とりわけ誘電異方性（Δε）は、適度に低い動作電圧を許容するのに十分高くあるべきである。好ましくは、Δεは、７より高く、そして極めて好ましくは１０より高くあるべきであるが、好ましくは、２５以下、そして特に、２０以下であるべきである。さもなければ、混合物の抵抗値は、ＩＰＳディスプレイにとってさえも許容できないくらい低くなる傾向があり、この点に関して、ＴＮ−ＡＤＭよりわずかに厳しくない要件を有する。このパラメータの他に、媒体は、好適に広い範囲のネマチック相、やや小さい複屈折（Δｎ）、やや小さい回転粘度および、上記のとおりの、少なくとも中程度に高い比抵抗を示さなければならない。
本発明のディスプレイは、アクティブマトリクス（アクティブマトリクスＬＣＤ、略してＡＭＤ）、好ましくは薄層トランジスタ（ＴＦＴ）マトリクスにより駆動されるのが好ましい。しかしながら、本発明の液晶は、他の既知の駆動手段によるディスプレイにも有益に使用することができる。
【０００５】
低分子量液晶材料を高分子材料と共に複合系として使用した種々の異なるディスプレイモード、例えば、ＷＯ ９１／０５ ０２９に開示されたポリマー分散液晶 （ＰＤＬＣ）システム、曲線配向ネマチック相(nematic curvilinearily aligned phase)（ＮＣＡＰ）システムおよびポリマーネットワーク（ＰＮ）システム、または、軸対称微小領域（axially symmetric microdomain）（ＡＳＭ）システムなどが存在する。これらとは対照的に、本発明によりとりわけ好ましいのは、表面に配向された、液晶媒体をそのまま使用することである。これらの表面は、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ている。本発明によるディスプレイモードは、好ましくは複合層に実質的に平行な電界を使用する。
【０００６】
ＬＣＤは直視型ディスプレイにも、投射型ディスプレイにも使用される。
ＬＣＤそしてとりわけＩＰＳディスプレイに好適な液晶組成物は、例えば特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９および特許文献１０により知られている。これらの組成物は、しかしながら、顕著な欠点を有している。それらの組成物の多くは、他の欠点の中でも、比抵抗値が余りに低く、および／または、余りに高い動作電圧を要する。それらの多くはまた、応答時間が不要に長い。
【０００７】
したがって、実用的な用途に好適な特性、例えば、広いネマチック相範囲、低い粘度、使用するディスプレイモードに応じた適切な光学異方性Δｎ、そして特に、高いΔεなどを有する液晶媒体が明らかに求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
驚くべきことに、好適に高いΔε、好適な相範囲、および好適なΔｎを実現することができることが見出され、この液晶媒体は、従来技術の材料の欠点を示さないか、少なくとも有意に低いレベルでそれを示す。
【０００９】
本出願によるこれらの改善された液晶媒体は、少なくとも以下の成分：
−式Ｉから選択される正の誘電性を有する１種または２種以上の化合物を含み、および、好ましくは、式ＩＩおよびＩＩＩからなる群から選択された正の誘電性を有する１種または２種以上の化合物
【化１６】
式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、１〜７個の炭素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個の炭素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であり、、
Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、互いに独立して、Ｆ、または、それぞれ１〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシであり、
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ３１、Ｌ３２およびＬ３３は、互いに独立して、ＨまたはＦである、
をさらに含む、正の誘電性を有する成分である、成分Ａ、
−随意的に、中性の誘電性を有する成分である、成分Ｂ、および、
−また随意的に、負の誘電性を有する成分である、成分Ｃ、を含む
【００１１】
【発明の実施の形態】
好ましくは、正の誘電性を有する成分である成分Ａは、式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩで表される化合物をそれぞれ１種または２種以上含む。
好ましくは、式ＩＩで表される化合物は、式ＩＩａ
【化１７】
から選択される。
【００１２】
式ＩＩＩで表される化合物は、好ましくは式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｃ
【化１８】
で表される化合物からなる群から選択される。
【００１３】
本発明の液晶混合物は、好ましくは式Ｉで表される化合物、および、随意的に、ＩＩおよび／またはＩＩＩで表される化合物の他に、式ＩＶ
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【００１４】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【００１５】
Ｚ４１およびＺ４２は、互いに独立して、Ｚ４１が２個存在する場合は、またそれらは互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス− −ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、好ましくは、少なくともそれらのひとつが単結合であり、そして最も好ましくは、それらが存在する場合は、少なくともそれらの２つが単結合であり、
Ｘ４は、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシ、ハロゲン化アルケニルまたはハロゲン化アルケニルオキシであり、ここで、ハロゲン化は好ましくはフッ素化および／または塩素化、好ましくはフッ素化であり、そして、好ましくはＸ４はＦ、ＯＣＦ３またはＯＣＦ２Ｈであり、
Ｒ４は、上式Ｉ中のＲ１について与えられた意味を有し、
ｎは、０、１または２、好ましくは０または１である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、成分Ａを含む。
【００１６】
とりわけ好ましい成分Ａは、式Ｉ〜ＩＶで表される化合物の群から選択される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして、最も好ましくは全てそれらからなる。
本発明の液晶混合物は、好ましくは、成分Ａの他に少なくとも１種のさらなる成分を含む。この第２の成分は、成分Ｂまたは成分Ｃであってもよく、好ましくは存在する第２の成分は成分Ｂである。
本発明の混合物は、当然のことながら第３のこれらの成分を含むこともでき、その場合、それは成分ＣまたはＢである。
【００１７】
本発明の液晶混合物は、好ましくは、中性の誘電性を有する成分（成分Ｂ）を含む。この成分は、−１．５〜＋３の範囲の誘電異方性を有し、この範囲の値を有する成分からなる。好ましくは、それは、式Ｖ
【化２９】
式中、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、上式ＩのＲ１について与えられた意味を有し、
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【００１９】
Ｚ５１およびＺ５２は、互いに独立して、そしてＺ５１が２個存在する場合は、またそれらが互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、好ましくは少なくともそれらの１つが単結合であり、そして、最も好ましくは、もし存在するならば、少なくともそれらの２つが単結合であり、
ｍは、０、１または２である、
で表される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして、最も好ましくは全てそれらからなる。
【００２０】
本発明の好ましい態様において、本発明の液晶混合物は、式ＩＶａ〜ＩＶｄで表される化合物からなる群から選択される１種または２種以上の式ＩＶで表される化合物を含む。
【化３５】
上式中、
Ｒ４は、式ＩＶにおいて定義された通りであり、
Ｘ４は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、または、それぞれ１〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、または、それぞれ２〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルケニルまたはフッ素化アルケニルオキシであり、好ましくはＦ、ＯＣＦ３またはＯＣＦ２Ｈであり、
Ｌ４１、Ｌ４２およびＬ４３は、互いに独立して、ＨまたはＦであり、好ましくは、それらの少なくとも１つがＦである。
【００２２】
とりわけ好ましいのは、式ＩＶａ−１〜ＩＶａ−４、ＩＶｂ−１〜ＩＶｂ−４、ＩＶｃ−１〜ＩＶｃ−５およびＩＶｄ−１〜ＩＶｄ−８の式で表される化合物の群から選択される、１種または２種以上の化合物を含む液晶混合物である。
【化３６】
【化３７】
【化３８】
上式中、
Ｒ４は、上式ＩＶにおいて与えられた意味を有し、好ましくは１〜７個の炭素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個の炭素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である。
【００２６】
前記のものと同一の態様であっても異なる態様であってもよい、本発明のさらに好ましい態様において、本発明の液晶混合物は、式Ｖａ〜Ｖｃで表される化合物の群から選択された式Ｖで表される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして、最も好ましくは全てそれらからなり、そしてさらに随意的に式Ｖｄ〜Ｖｇから選択される化合物を含む、成分Ｂを含む。
【００２７】
【化３９】
上式中、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、１〜７個の炭素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個の炭素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であり、そして
Ｌ５は、ＨまたはＦである。
【００２９】
液晶混合物は、好ましくは、以下の化合物
−Ｒ５１およびＲ５２がアルキルである、式Ｖａで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルコキシである、式Ｖａで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルケニルである、式Ｖａで表される化合物、
−Ｒ５１およびＲ５２がアルキルである、式Ｖｂで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルコキシル基である、式Ｖｂで表される化合物、
−Ｒ５１およびＲ５２がアルキルである、式Ｖｃで表される化合物、
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルコキシル基である、式Ｖｃで表される化合物、および
−Ｒ５１がアルキルであり、そして、Ｒ５２がアルケニルである、式Ｖｃで表される化合物、
の群から選択される１種または２種以上の化合物を含む。
−とりわけ好ましい液晶混合物は、式ＶｂおよびＶｃの群で表される１種または２種以上の化合物のほかに、式Ｖａで表される１種または２種以上の化合物を含み、とりわけ好ましいのは、Ｒ５１がアルキルであり、そしてＲ５２がアルコキシである、式Ｖａで表される化合物を含む混合物である。
【００３０】
本発明の液晶混合物はさらに、負の誘電異方性を有し、そして、式ＶＩ
【化４１】
Ｒ６１およびＲ６２は、互いに独立して、上記式ＩのＲ１について与えられた意味を有し、
【化４２】
【化４３】
【００３１】
Ｚ６１およびＺ６２は、互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、好ましくは、それらの少なくとも１つが単結合であり、そして、最も好ましくはその両方が単結合であり、
Ｌ６１およびＬ６２は、互いに独立して、Ｃ−ＦまたはＮであり、それらの少なくとも１つはＣ−Ｆであり、そして、最も好ましくは、それらの両方がＣ−Ｆであり、
ｋは、０または１である、
で表される負の誘電性を有する化合物からなる、さらなる随意の成分（成分Ｃ）を含んでもよい。
【００３２】
本発明の液晶媒体は、好ましくは、成分Ａ〜Ｃ、そして特に式Ｉ〜ＶＩで表される化合物の群から選択される化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして最も好ましくは全てそれらからなる。本明細書において、含むとは、組成に関して、関係する全体、例えば媒体または成分が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、総濃度で、好ましくは１０％以上、そして、最も好ましくは２０％以上含むことを意味する。
【００３３】
この場合、主に何々からなるとは、関係する全体が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、５５％以上、好ましくは６０％以上、そして、最も好ましくは７０％以上含むことを意味する。
この場合、本質的に何々からなるとは、関係する全体が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、８０％以上、好ましくは９０％以上、そして、最も好ましくは９５％以上含むことを意味する。
この場合、全て何々からなるとは、関係する全体が、対象となる１種または２種以上の化合物、または、１種または２種以上の成分を、９８％以上、好ましくは９９％以上、そして、最も好ましくは１００％含むことを意味する。
【００３４】
成分Ｃは、好ましくは、式ＶＩａ〜ＶＩｃ
【化４４】
Ｒ６１およびＲ６２は、上記式ＶＩにおいて与えられた意味をそれぞれ有する、
で表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含み、好ましくは主にそれらからなり、そして最も好ましくは全てそれらからなる。
式ＶＩａ〜ＶＩｃにおいて、Ｒ６１は、好ましくはｎ−アルキルまたは１−Ｅ−アルケニルであり、そして、Ｒ６２は、好ましくはｎ−アルキルまたはアルコキシである。
【００３５】
また、上記で特に言及していない他のメソゲン化合物も、本発明の媒体に随意的に、有益に使用することができる。このような化合物は、当業者に知られている。
成分Ａは、混合物全体の２０〜１００％、好ましくは５０〜９５％、好ましくは６０〜９０％、そして、最も好ましくは７０〜８０％の濃度で使用することが好ましい。
成分Ｂは、混合物全体の０〜５０％、好ましくは１０〜３５％、そして、最も好ましくは２０〜３０％の濃度で使用することが好ましい。
【００３６】
成分Ｃは、混合物全体の０〜３０％、好ましくは０〜２０％、そして、最も好ましくは５〜１５％の濃度で使用することが好ましい。
本発明の媒体は、物理的特性を調節するために、随意的に、さらなる液晶化合物を含むことができる。このような化合物は当業者に知られている。本発明の媒体中のそれらの濃度は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０〜２０％、最も好ましくは５〜１５％である。
【００３７】
液晶媒体は、好ましくは、それぞれ、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩで表される１種または２種以上の化合物を含む、好ましくは主にそれらからなる、そして、最も好ましくは全てそれらからなる成分Ａ、ＢおよびＣを合計で、５０〜１００％、より好ましくは７０〜１００％、最も好ましくは８０〜１００％、そして、特に９０〜１００％含む。
本発明の液晶媒体は、６５℃以上、好ましくは７０℃以上、そして、特に７５℃以上の透明点により特徴付けられる。
本発明の液晶媒体のΔｎは、０．１１以下、好ましくは０．０７０〜０．１３５の範囲、より好ましくは０．０８０〜０．１２５の範囲、最も好ましくは０．０９０〜０．１１５の範囲、そして、特に０．０９５〜０．１１０の範囲である。
【００３８】
本発明の液晶媒体のΔεは、１ｋＨｚ、２０℃で、８．０以上、好ましくは１０．０以上、最も好ましくは１２．０以上、そして、特に１２．５〜１８．０である。
本発明の媒体のネマチック相は、好ましくは、少なくとも０℃〜７０℃、より好ましくは少なくとも−２０℃〜７０℃、もっとも好ましくは少なくとも−３０℃〜７５℃、そして、特に少なくとも−４０℃〜７５℃であって、ここで、少なくとも、とは、好ましくは下限を下回り、上限を上回ることを意味する。
【００３９】
本明細書において、正の誘電性を有するという用語は、Δε＞３．０の化合物または成分を、中性の誘電性を有するという用語は、−１．５≦Δε≦３．０の化合物または成分を、そして、負の誘電性を有するという用語は、Δε＜−１．５の化合物または成分を意味する。Δεは、１ｋＨｚ、２０℃で決定される。化合物の誘電異方性は、ネマチックなホスト混合物中の個別の化合物の１０％溶液における結果から決定する。これらの試験混合物の能力は、ホメオトロピック配向のセルおよびホモジニアス配向のセルの両方において決定する。両タイプのセルのセルギャップは約１０μｍである。印加する電圧は、周波数１ｋＨｚの矩形波であり、典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの実効値（平均二乗根）であるが、それぞれの試験混合物の容量性しきい値（capacitive threshold）容量よりも常に低くなるように選択される。
【００４０】
正の誘電性を有する化合物については混合物ＺＬＩ−４７９２を、中性の誘電性を有する化合物ならびに負の誘電性を有する化合物については、混合物ＺＬＩ−３０８６（両混合物とも、Merck KGaA、Germany製）をそれぞれホスト混合物として使用する。化合物の誘電率は、被験化合物の添加によるホスト混合物の相対値の変化から決定され、濃度１００％の被験化合物の場合に外挿される。
２０℃の測定温度においてネマチック相を有する成分はそのまま測定され、その他の全てのものは化合物と同様に処理した。
【００４１】
両方とも、特に別記のない場合、しきい値電圧という用語は、本明細書においては、光学的しきい値を示し、１０％の相対コントラスト（Ｖ１０）で与えられ、そして、飽和電圧という用語は光学的な飽和を示し、９０％の相対コントラスト（Ｖ９０）で与えられる。 容量性しきい値電圧（Ｖ０、フレデリックしきい値ＶＦｒとも呼ばれる）は、明示的に記載する場合にのみ用いる。
本明細書中で与えられたパラメータの範囲は、特に明示的な記載がない限り、全て限界値を含む。
【００４２】
本明細書を通して、特に明示的に別記しない限り、全ての濃度は、それぞれの完全な混合物に対する重量パーセントで与えられ、全ての温度は、摂氏度（セルシウス）で与えられ、そして、全ての温度差異は摂氏度で与えられる。全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」、Status Nov. 1997、Merck KGaA、Germanyにより決定され、特に明示的に別記しない限り、２０℃の温度について与えられる。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定する。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で決定する。しきい値電圧ならびにその他の全ての電気光学的特性は、Merck KGaA、Germanyで調製された試験セルにより決定した。Δεの決定のためのテストセルは、２２μｍのセルギャップを有する。電極は、円形のＩＴＯ電極であり、面積は１．１３ｃｍ２であり、保護リングを有する。配向層は、ホメオトロピック配向（ｅ‖）についてはレシチンであり、ホモジニアス配向（ｅ⊥）についてはＪＳＲ社製のポリイミドＡＬ−１０５４である。容量は、周波数特性分析器Ｓｏｌａｔｒｏｎ １２６０で、サイン波を用いて０．３Ｖｒｍｓの電圧で決定した。電気光学的測定に使用した光は、白色光である。使用したセットアップは、株式会社大塚商会の商業的に入手可能な設備である。特徴的な電圧は、垂直観察（perpendicular observation）で決定した。しきい値電圧（Ｖ１０）−ミッドグレイ（mid grey）電圧（Ｖ５０）−および飽和電圧（Ｖ９０）は、それぞれ、１０％、５０％および９０％の相対コントラストについて決定した。
【００４３】
本発明の液晶媒体は、さらなる添加物およびキラルドーパントを通常の濃度で含むことができる。これらのさらなる構成物の総濃度は、混合物全体に対して、０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲である。使用する個別の化合物の濃度は、それぞれ、好ましくは０．１％〜３％の範囲である。これらの濃度および類似の添加物の濃度は、本明細書中の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は考慮されない。
【００４４】
本発明の新規な液晶媒体は、数種の化合物、好ましくは３〜３０種、より好ましくは８〜２０種、そして最も好ましくは１０〜１６種の化合物からなる。これらの化合物は、慣用の方法で混合される。一般的に、少量で使用される化合物の所定の量を、より大きな量で使用する化合物に溶解する。温度が、高い濃度で使用される化合物の透明点より上の場合、溶解の過程の完了を観察することは特に容易である。しかしながら、また、他の慣用の方法、例えば化合物の同族混合物または共晶混合物であることができる、いわゆる予備混合や、内容物が混合物自体を使用する準備ができている、いわゆるマルチボトムシステムなどにより媒体を調製することも可能である。
【００４５】
好適な添加物の添加により、本発明の液晶媒体は、全ての既知の種類の液晶ディスプレイ、ＴＮ−ＬＣＤ、ＴＮ−ＡＭＤ、ＥＣＢ−ＡＭＤ、ＶＡＮ−ＡＭＤ、ＩＰＳ ＬＣＤおよびＯＣＢ ＬＣＤなど、液晶媒体をそのまま使用するもの、そして特に、ＰＤＬＣ、ＮＣＡＰ、ＰＮ ＬＣＤなどの複合システム、そしてとりわけＡＳＭ−ＰＡ ＬＣＤのいずれにも使用可能となるように、変更することができる。
液晶の融点Ｔ（Ｃ,Ｎ）、スメクチック（Ｓ）相からネマチック（Ｎ）相への転移温度Ｔ（Ｓ,Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ,Ｉ）は摂氏度で与えられている。
【００４６】
本明細書中、そしてとりわけ以下の例において、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。略号の対応する構造への変換は、次の２つの表、ＡとＢに従えば容易である。全てのＣｎＨ２ｎ＋１基およびＣｍＨ２ｍ＋１基は、それぞれｎ個またはｍ個の炭素原子を有する直鎖アルキル基である。表Ｂの解釈は自明である。表Ａは、構造のコアの略号のみを挙げている。個々の化合物は、コアの略号とそれに続くハイフン、および以下の置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１およびＬ２を特定するコードで表される。
【００４７】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
本発明の液晶媒体は好ましくは、
−表ＡおよびＢに記載の化合物の群から選択される、好ましくは異なる式で表される、７種以上、好ましくは８種以上の化合物、および／または
−表Ａに記載の化合物の群から選択される、好ましくは異なる式で表される、３種以上、好ましくは４種以上の化合物、および／または
−表Ｂに記載の化合物の群から選択される、好ましくは異なる式で表される、２種以上、好ましくは３種以上の化合物、
を含む。
【００５５】
【実施例】
以下の例は、本発明を説明するものであって、いかなる意味でもそれを制限するものではない。
しかしながら、物理的特性の構成は、当業者にどの特性が達成できるか、そして、どの範囲でそれらを変更できるかを説明する。とりわけ、好ましく達成することができる種々の特性の組合せは、こうして、当業者のために明確にされる。
【００５６】
例１
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表８】
【００５７】
例２
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表９】
【００５８】
例３
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１０】
【００５９】
例４
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１１】
【００６０】
例５
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１２】
【００６１】
例６
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１３】
【００６２】
例７
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１４】
【００６３】
例８
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１５】
【００６４】
例９
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１６】
【００６５】
例１０
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１７】
【００６６】
例１１
次表に与えられた組成と特性を有する液晶媒体を調製した。
【表１８】
Claims (10)
- 液晶媒体であって、正の誘電性を有する1種または２種以上の式Ｉで表される化合物、正の誘電性を有する1種または２種以上の式ＩＩで表される化合物、および正の誘電性を有する１種または２種以上の式ＩＩＩで表される化合物
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、１〜７個の炭素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個の炭素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であり、
Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、互いに独立して、Ｆ、または、それぞれ１〜４個の炭素原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシであり、
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ３１、Ｌ３２およびＬ３３は、互いに独立して、ＨまたはＦである、
を含む、正の誘電性を有する成分Ａを含み、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モードディスプレイに用いる、前記液晶媒体。 - さらに、式ＩＶ
Ｚ４１およびＺ４２は、互いに独立して、Ｚ４１が２個存在する場合は、またそれらは互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス− −ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、
Ｘ４は、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシ、ハロゲン化アルケニルまたはハロゲン化アルケニルオキシであり、
Ｒ４は、上式Ｉ中のＲ１について与えられた意味を有し、
ｎは、０、１または２である（ただし、式ＩＶで表される化合物には、請求項１に記載の式Ｉおよび式ＩＩＩで表される化合物は含まれない）、
で表される正の誘電性を有する１種または２種以上の化合物を含む、正の誘電性を有する成分Ａを含む、請求項１に記載の液晶媒体。 - さらに、式Ｖ
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、上式ＩのＲ１について与えられた意味を有し、
Ｚ５１およびＺ５２は、互いに独立して、そしてＺ５１が２個存在する場合は、またそれらは互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合であり、
ｍは、０、１または２である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、中性の誘電性を有する成分Ｂを含む、請求項１または２に記載の液晶媒体。 - 負の誘電性を有する成分Ｃを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶媒体。
- 式ＩＩで表される化合物が、式ＩＩａ
で表される化合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶媒体。 - 式ＩＩＩで表される化合物が、式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｃ
で表される化合物である、請求項１〜５のいずれかに記載の液晶媒体。 - １２．０以上の誘電異方性を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の液晶媒体。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液晶媒体を含む、液晶ディスプレイ。
- アクティブマトリクスで駆動する、請求項８に記載の液晶ディスプレイ。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液晶媒体の、液晶ディスプレイへの使用。
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