JP5202829B2 - 液晶媒体 - Google Patents
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Description
R11およびR12は、各々、互いに独立して、H、15個までのC原子を有し、無置換であるか、CNもしくはCF3により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここでさらに、これらの基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、−O−、−S−、
a)1,4−シクロヘキセニレンまたは1,4−シクロヘキシレン基であって、ここで、1つまたは2つの隣接していないCH2基は、−O−または−S−により置換されていてもよく、
b)1,4−フェニレン基であって、ここで、1つまたは2つのCH基は、Nにより置換されていてもよく、
c)ピペリジン−1,4−ジイル、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルおよびフルオレン−2,7−ジイルからなる群からの基、
を示し、ここで、基a)、b)およびc)は、ハロゲン原子により、好ましくは1個または2個のフッ素原子により、単置換または多置換されていてもよい、
で表わされる少なくとも1種の化合物を含む、前記液晶媒体に関する。
この種類の媒体は、特に、ECB効果に基づくアクティブマトリクスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイ、およびIPS(面内切換)ディスプレイのために用いられるべきものである。本発明による媒体は、負の誘電異方性を有するのが好ましい。
さらに、工業的に用いることができるLC相は、好適な温度範囲において液晶中間相および低い粘度を有することが必要である。
1.基板としてのシリコンウェファー上の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)。
好ましく、さらに有望なタイプ2の場合において、用いられる電気光学効果は、通常、TN効果である。
これまでに開示されたTFTディスプレイは、通常、透過に交差偏光板を備えたTNセルとして動作し、背面照明される。
用語MLCディスプレイは、ここで、集積非線型素子を備えたすべてのマトリクスディスプレイを含み、即ちアクティブマトリクスに加えて、受動素子、例えばバリスターまたはダイオード(MIM=金属−絶縁体−金属)を有するディスプレイをも含む。
M.F. Schieckel and K. Fahrenschon," Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912. J.F. Kahn, Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193. G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869. J. Robert and F. Clerc, SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30. J. Duchene, Displays 7 (1986), 3. H. Schad, SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244. TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris. STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff., Paris.
従って、極めて高い比抵抗と同時に広い動作温度範囲、短い応答時間および低い閾値電圧を有し、これらの補助により種々のモノクロ階調を作ることができるMLCディスプレイに対する多大な要求が継続している。
従って、本発明は、式Iで表される少なくとも1種の化合物を含む、極性化合物の混合物に基づく液晶媒体に関する。
a)式Iの化合物のR11および/またはR12は、好ましくは、H、6個までのC原子を有するアルキル、アルケニルまたはアルコキシを示す;R11およびR12は、特に好ましくはアルキルを示し、ここでアルキル基は、同一でも異なっていてもよい。R12は特に好ましくはアルコキシまたはアルケニルオキシを示す。
R1がアルケニルを示す場合、これは好ましくは、CH2=CH、CH3−CH=CH、C3H7−CH=CH、CH2=CH−C2H5またはCH3−CH=CH−C2H5である。
c)式Iで表される、1種、2種、3種、4種または5種以上の化合物、好ましくは1種または2種以上の化合物を含む、液晶媒体。
d)式Iで表される化合物の混合物全体における割合が、少なくとも2重量%、好ましくは少なくとも4重量%、特に好ましくは2〜20重量%である、液晶媒体。
R2は、R11について示した意味を有し、
pは、1または2を示し、および
vは、1〜6を示す、
で表される1種または2種以上の化合物を含む、液晶媒体。
R31およびR32は、各々、互いに独立して、12個までのC原子を有する直鎖状アルキル、アルケニル、アルコキシアルキルまたはアルコキシ基を示し、および、
Zは、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C2F4−または−CF=CF−を示す、
で表される1種または2種以上の化合物を含む、液晶媒体。
h)式IIIで表される化合物の、混合物全体における割合が、少なくとも5重量%である、液晶媒体。
alkylおよびalkyl*は、各々、互いに独立して、1〜6個のC原子を有する直鎖状アルキル基を示し、および
alkenylおよびalkenyl*は、各々、互いに独立して、2〜6個のC原子を有する直鎖状アルケニル基を示す、
から選択される1種または2種以上の化合物を含む、液晶媒体。
20〜80重量%の、式IIAおよび/またはIIBで表される1種または2種以上の化合物、
を含み、またはこれらからなり、
ここで式IおよびIIAおよび/またはIIBで表される化合物の総量が≦100重量%である、
液晶媒体。
R7およびR8は、各々、互いに独立して、請求項1においてR11について示した意味の1つを有し、
wおよびxは、各々、互いに独立して、1〜6を示す、
で表される1種または2種以上の四環式化合物を含む、液晶媒体。
で表される1種または2種以上の化合物を含む、液晶媒体。REは、H、CH3、C2H5またはn−C3H7を示す。xは0、1、2または3を示す。
R23はR11について示された意味を有し、およびmは1〜6を示す、
で表わされる1種または2種以上の化合物を、好ましくは>3重量%、特に≧5重量%、および非常に特に好ましくは5〜25重量%の量で含む、液晶媒体。
本発明による媒体は、好ましくは、式T−1〜T−22で表わされるテルフェニルを、2〜30重量%、特に5〜20重量%の量で含む。
テルフェニルは好ましくは、式I、IIA、IIBおよびIIIで表わされる化合物と共に、Δn≧0.10を有する混合物中で用いられる。好ましい混合物は、2〜20重量%のテルフェニルおよび、5〜60重量%の式IIAおよび/またはIIBで表わされる化合物を含む。
式B−1〜B−5で表される化合物のうち、式B−1およびB−4で表わされる化合物が、特に好ましい。
alkyl * は前に示した意味を有する、で表わされるものである。特に、本発明の媒体は、式B−1aおよび/またはB−2cで表わされる化合物の群からの、1種または2種以上の化合物を含む。
R24〜25は、R11について示した意味を有し、R26は、CH3、C2H5またはn−C3H7を示し、およびqは1または2を示す、
で表わされる1種または2種以上の化合物を、
好ましくは>3重量%、特に≧5重量%、および非常に特に好ましくは5〜25重量%の量で含む、液晶媒体。
で表わされる少なくとも1種の化合物を含む、液晶媒体。
−C2H4−、−CH=CH−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CHCH2CH2−、−CH2CH2CH=CH−、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C2F4−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CH2−または単結合を示す、
で表わされる化合物を含む。
液晶混合物は、好ましくは、少なくとも60Kのネマティック相範囲および20℃で最大30mm2・s−1の流動粘度ν20を有する。
液晶混合物における複屈折Δnは、一般に0.07〜0.16、好ましくは0.08〜0.12である。
本発明によるディスプレイにおけるネマティック液晶混合物は、一般に、それら自体が1種または2種以上の個別の化合物からなる2つの成分AおよびBを含む。
成分Aの割合は、好ましくは45〜100%、特に60〜100%である。
成分Bは、顕著なネマトゲン性および、20℃において30mm2・s−1以下の、好ましくは25mm2・s−1以下の流動粘度を有する。
成分Bは、単変的に、または互変的にネマティックであり、スメクティック相の発生を、液晶混合物における極めて低い温度まで防止することができる。例えば、高いネマトゲン性を有する種々の材料を、スメクティック液晶混合物に加える場合には、これらの材料のネマトゲン性を、達成されるスメクティック相の抑制の程度により比較することができる。
さらに、これらの液晶相はまた、18種よりも多い成分、好ましくは18〜25種の成分を含むことができる。
式I、IIAおよび/またはIIBおよびIIIで表される化合物に加えて、他の構成成分もまた、例えば混合物全体の45%まで、しかし好ましくは35%まで、特に10%までの量で存在することができる。
R9−L−G−E−R10 IV
式中、LおよびEは、各々、1,4−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、4,4’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン系、2,5−二置換ピリミジンおよび1,3−ジオキサン環、2,6−二置換ナフタレン、ジおよびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンにより形成された群からの炭素環式または複素環式環系を示し、
により特徴づけることができる。
本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えばEP-A 0 240 379に記載されているような、通常の配置に相当する。
式Iで表される化合物に加えて、本発明の混合物は好ましくは、1種または2種以上の以下に示す化合物を含む。
表Aは、本発明の混合物に加えることができる可能なドーパントを示す。混合物がドーパントを含む場合には、これを、0.01〜4重量%、好ましくは0.1〜1.0重量%の量で用いる。
V0は、20℃における容量性の閾値電圧[V]を示し、
Δnは、20℃および589nmで測定した光学異方性を示し、
Δεは、20℃および1kHzにおける誘電異方性を示し、
cl.p.は、透明点[℃]を示し、
γ1は、20℃で測定した回転粘度[mPa・s]を示し、
K1は、20℃における、「スプレー」変形弾性定数[pN]を示し、
K3は、20℃における、「曲げ」変形弾性定数[pN]を示し、
LTSは、試験セル中で決定した低温安定性(ネマティック相)を示す。
Claims (8)
- 極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式I:
R11 は、H、15個までのC原子を有し、無置換であるか、CNもしくはCF3により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基を示し、ここでさらに、これらの基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、−O−、−S−、
R 12 は、15個までのC原子を有し、無置換であるか、CNにより単置換されているアルキルまたはアルケニル基を示し、ここでさらに、これらの基中の1つまたは2つ以上のCH 2 基は、−O−、−S−、
a)1,4−シクロヘキセニレンまたは1,4−シクロヘキシレン基であって、ここで、1つまたは2つの隣接していないCH2基は、−O−または−S−により置換されていてもよく、
b)1,4−フェニレン基であって、ここで、1つまたは2つのCH基は、Nにより置換されていてもよく、
c)ピペリジン−1,4−ジイル、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フェナントレン−2,7−ジイルおよびフルオレン−2,7−ジイルからなる群からの基、
を示し、ここで、基a)、b)およびc)は、ハロゲン原子により単置換または多置換されていてもよい、
で表わされる少なくとも1種の化合物を含み、さらに、式IIAおよび/またはIIB:
R 2 は、15個までのC原子を有し、無置換であるか、CNもしくはCF 3 により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基を示し、ここでさらに、これらの基中の1つまたは2つ以上のCH 2 基は、各々、互いに独立して、−O−、−S−、
pは、1または2を示し、および、
vは、1〜6を示す、
で表される1種または2種以上の化合物を含み、式Iで表される化合物の混合物全体における割合が少なくとも2重量%であり、式IIAおよび/またはIIBで表される化合物の混合物全体における割合が少なくとも20重量%であることを特徴とする、前記液晶媒体。 - 式Iで表される1種または2種以上の化合物を2〜20重量%、および
式IIAおよび/またはIIBで表される1種または2種以上の化合物を20〜80重量%、
を含むことを特徴とし、
ここで式IおよびIIAおよび/またはIIBで表される化合物の総量が≦100重量%である、請求項1に記載の液晶媒体。 - 式IIIで表される化合物の混合物全体における割合が、少なくとも3重量%であることを特徴とする、請求項3に記載の液晶媒体。
- 式Iで表される1種または2種以上の化合物を5〜20重量%、
式IIAおよび/またはIIBで表される1種または2種以上の化合物を23〜81重量%、および
式IIIで表される1種または2種以上の化合物を9〜58重量%
を含むことを特徴とし、
ここで式I、IIA、IIBおよびIIIで表される化合物の総量が≦100重量%である、請求項3または4に記載の液晶媒体。 - 式Iで表される1種、2種、3種、4種または5種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- VA、ECB、PALC、FFSまたはIPS効果に基づくアクティブマトリクスアドレッシングを有する電気光学ディスプレイであって、これが、誘電体として、請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学ディスプレイ。
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