JP5634876B2 - 液晶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、液晶媒体、電気光学的目的のための液晶媒体の使用、およびこの媒体を含有するディスプレイに関する。

液晶は、印加された電圧によって、そのような物質の光学的特性を変更できるため、主にディスプレイ装置の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的装置は当業者に極めて既知であり、種々の効果に基づくことができる。そのような装置の例は、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ（配向相の変形：Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｐｈａｓｅｓ）セル、ゲスト／ホストセル、ツイストネマチック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（スーパーツイストネマチック：Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）セル、ＳＢＥ（超複屈折効果：Ｓｕｐｅｒｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｅｆｆｅｃｔ）セルおよびＯＭＩ（光学モード干渉：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）セルである。最も一般的なディスプレイ装置はＳｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づき、ツイストネマチック構造を有する。

液晶材料は、良好な化学的および熱的安定性および電界および電磁線放射に対して優れた安定性を有していなければならない。更に、液晶材料は、セル中で、低に粘度を有し、短いアドレス時間、低い閾電圧および高いコントラストを生成しなければならない。

液晶材料は、更に、通常の動作温度において、即ち、室温より上および下の出来る限り広い範囲において、適切な中間相、例えば上記のセル用のネマチックまたはコレステリック中間相を有していなければならない。液晶は一般に複数成分の混合物として使用されるため、成分が互いに容易に混和す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などの更なる特性は、セルの型および用途分野に応じて、種々の要求を満足しなければならない。例えば、ツイスト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率を有していなければならない。

例えば、個々のピクセルのスイッチングのために集積非線形素子を有するマトリクス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）については、大きな正の誘電異方性、広いネマチック相、比較的小さな複屈折率、非常に高い比抵抗、優れたＵＶおよび温度安定性および低い蒸気圧を有する媒体が望まれる。

このタイプのマトリクス液晶ディスプレイは既知である。それぞれのピクセルを個々にスイッチングするために使用できる非線形素子は、例えば、アクティブ素子（即ち、トランジスタ）である。なお、用語「アクティブマトリクス」は、２つのタイプに区別できる場合において使用される：
１．基板としてのシリコンウエハー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体：ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）または他のダイオード、
２．基板としてのガラスプレート上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ：ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）。

基板材料として単結晶シリコンを使用すると、色々な部品ディスプレイのモジュール組み立て品の場合であっても接続部での問題が生じるため、ディスプレイの大きさが制限される。

好適であってより有望な第２のタイプの場合には、使用される電気光学的効果は、通常、ＴＮ効果である。区別される２つの技術がある：例えば、ＣｄＳｅなどの化合物半導体を含むＴＦＴと、多結晶またはアモルファスシリコンに基づくＴＦＴとである。後者の技術について、世界的に集中した研究がなされている。

ＴＦＴマトリクスは、ディスプレイの一方のガラスプレートの内側に設けられ、もう一方のガラスプレートは、その内側に透明な対向電極を有する。ピクセル電極の大きさと比較して、ＴＦＴは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。この技術は、フルカラー対応のディスプレイにも拡張でき、このディスプレイでは、フィルター素子がスイッチング可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置される。

ＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対して直交した偏光子を備えたＴＮセルとして作動し、バックライトで照らされる。

本明細書において用語「ＭＬＣディスプレイ」は、集積非線形素子を備えた任意のマトリクスディスプレイを包含し、即ち、アクティブマトリクスに加えて、バリスターまたはダイオード（ＭＩＭ、即ち、ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）などのパッシブ素子を備えるディスプレイも包含する。

このタイプのＭＬＣディスプレイは、特にテレビ用途（例えば、ポケットテレビ）またはコンピュータ用途（ラップトップ）および自動車または航空機内における高度情報ディスプレイに適している。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に加えて、ＭＬＣディスプレイにおいては、液晶混合物の比抵抗が十分に高くないことに起因する問題もある［ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、第Ａ２１０〜２８８号、「Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ」、第１４１ｆｆ頁、パリ（非特許文献１）；ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、第１４５ｆｆ頁、パリ（非特許文献２）］。抵抗の低下に伴い、ＭＬＣディスプレイのコントラストが劣化し、また、残像消去の問題も生じ得る。液晶混合物の比抵抗は、ディスプレイの内部表面との相互作用のために、一般に、ＭＬＣディスプレイの寿命に渡って低下するので、許容される耐用年数を達成するためには、高い（初期）抵抗が非常に重要である。特に、低電圧用混合物の場合には、非常に高い抵抗値を達成することは従来不可能であった。更に、温度の上昇および加熱および／またはＵＶ照射後に、比抵抗が可能な限り小さい低下を示すことも重要である。また、先行技術からの混合物の低温特性も特に良くない。たとえ低温であっても、結晶および／またはスメクチック相が生じないこと、および、粘度の温度依存性も可能な限り低いことが要求される。よって、先行技術からのＭＬＣディスプレイは今日の必要条件を満たさない。

よって、非常に高い比抵抗を有すると同時に、広い動作温度範囲、低温においても短い応答時間および低い閾電圧を有しており、これらの不都合を有していないか、低減された程度にのみ有しているＭＬＣディスプレイが引き続き強く要求されている。

ＴＮ（Ｓｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）セルにおいては、セル中で以下の利点を促進する媒体が望まれる：
−広げられたネマチック相範囲（特に、低い温度まで）、
−極めて低温においても安定な貯蔵性、
−極めて低温におけるスイッチ能力（屋外用途、自動車、航空機）、
−ＵＶ照射に対する増大された抵抗（より長い寿命）。

先行技術から入手可能な媒体では、同時に他のパラメータを保持しながら、これらの利点を達成することはできない。

スーパーツイスト（ＳＴＮ）セルの場合、より大きなマルチプレックス性および／またはより低い閾電圧および／またはより広いネマチック相範囲（特に、低温において）を可能とする媒体が望まれる。この目的のために、利用可能なパラメータの自由度（透明点、スメクチック−ネマチック相転移または融点、粘度、誘電パラメータ、弾性パラメータ）を一層広げることが、至急望まれている。

ＴＯＧＡＳＨＩ，Ｓ．、ＳＥＫＩＧＵＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．、ＹＡＭＡＭＯＴＯ，Ｅ．、ＳＯＲＩＭＡＣＨＩ，Ｋ．、ＴＡＪＩＭＡ，Ｅ．、ＷＡＴＡＮＡＢＥ，Ｈ．およびＳＨＩＭＩＺＵ，Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、第Ａ２１０〜２８８号、「Ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｇｅ Ｄｉｏｄｅ Ｒｉｎｇｓ」、第１４１ｆｆ頁、パリ ＳＴＲＯＭＥＲ，Ｍ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ、第８４巻、１９８４年９月、「Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｍａｔｒｉｘ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、第１４５ｆｆ頁、パリ

本発明は、特に、このタイプのＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイ用で、上述の不具合を有していないか、低減された程度にのみ有しており、好ましくは、同時に、非常に高い比抵抗値および低い閾電圧を有する媒体を提供することを目的とする。

本発明による媒体をディスプレイにおいて使用すれば、この目的を達成できることが見出された。

よって、本発明は、式Ｉの少なくとも１種類の化合物を含むことを特徴とし、極性化合物の混合物に基づく液晶媒体に関する。

式中、
Ｒ^１は、ハロゲン化されているかまたは無置換で１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし加えて、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにして、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
Ｘ^１は、それぞれの場合で互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ_５、ＮＣＳ、６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基またはハロゲン化アルケニルオキシ基を表し、
Ｌ^１〜Ｌ^５は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
ただし、
−液晶混合物は、ＣＦ_２Ｏ架橋を有する化合物を更には含まず、および
−ピラン環を含有する化合物を更には含まないことを条件とする。

国際特許出願公開第２００４／０４８５０１号パンフレットおよび米国特許第７，１８９，４４０号明細書には、式Ｉの化合物および少なくとも１種類の更なるピラン化合物および／またはＣＦ_２Ｏ架橋を有する少なくとも１種類の更なるメソゲン性化合物を含むＴＮ−ＴＦＴ用途の液晶混合物が開示されている。

このタイプの混合物の概念は、それらが、回転粘度γ_１について比較的高い値および／または閾電圧について比較的高い値を有すると言う事実によって区別される。

正の誘電異方性の極性化合物の混合物に基づく本発明による混合物は、それらが、低い回転粘度（γ_１）および低い閾電圧と同時に高いΔｎ値によって際立っているので、好ましくはモニターおよびテレビ用途に適している。本発明による混合物は、特に、ＴＮ−ＴＦＴモニター用途および５Ｖドライバーまたはより高電圧ドライバーを備える用途に適している。式Ｉの化合物の広いネマチック相および非常に良好なγ_１／Ｔ_ＮＩ比は、本発明による混合物がＴＮ−ＴＦＴおよびＩＰＳ用途に特に適していることを意味する。

式Ｉの化合物は広範囲の用途を有しており、それらの幾つかは英国特許第２２ ２９ ４３８号明細書より既知である。置換基の選択によっては、これらの化合物を、液晶媒体の大部分を構成する基礎材料として機能させることができるが、しかし、他のクラスの化合物からの液晶基礎材料に式Ｉの化合物を添加することも可能であり、例えば、そのタイプの誘電体の誘電および／または光学的異方性を改変するために、および／またはその閾電圧および／またはその粘度を最適化するために添加する。

純粋な状態において、式Ｉの化合物は無色であり、電気光学的使用のために好ましい温度範囲で液晶中間相を形成する。それらは化学的、熱的、および光に対して安定である。

式Ｉの化合物におけるＸ^１は、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_３、ＯＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣlＦＣＦ_３、ＯＣＣlＦＣＣlＦ_２、ＯＣＣlＦＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＨ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌＦ_２、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦ_３、ＯＣＨ_２ＣＣｌＦＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌＦ_２、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦ_３、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦ_３、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌ_２Ｆ、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＦＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＣｌＨＣＣｌＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＣｌＦＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＣｌ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＣｌ_２ＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＣｌＨ_２、ＯＣＣｌ_２ＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＣｌＦＣＦＣｌ_２、ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ_２ＣＨ_３、ＯＣＦＨＣＨ_２ＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＦＨＣＣｌＨ_２、ＯＣＨ_２ＣＦＨＣＣｌ_２Ｈ、ＯＣＣｌ_２ＣＨ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＣｌ_２ＣＦ_２Ｈ、ＣＨ＝ＣＦ_２、ＣＦ＝ＣＦ_２、ＯＣＨ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ＝ＣＦ_２、ＣＨ＝ＣＨＦ、ＯＣＨ＝ＣＨＦ、ＣＦ＝ＣＨＦ、ＯＣＦ＝ＣＨＦ、特にＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ_３、ＳＦ_５、ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_３、ＯＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ_３、Ｃ_２Ｆ_５、Ｃ_３Ｆ_７、ＯＣＦＨＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＨ_３、ＯＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦＨ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_３、ＯＣＨ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ＝ＣＦ_２、ＯＣＦＨＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３またはＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３を表す。

式Ｉの化合物において、Ｘ^１は、好ましくは、ＦまたはＯＣＦ_３を表す。Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３は、好ましくは、それぞれＦを表す。Ｌ^４およびＬ^５は、好ましくは、それぞれＨを表す。Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、それぞれ互いに独立に、好ましくは、アルキル、特には、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルを表す。

式ＩにおけるＲ^１がアルキル基および／またはアルコキシ基を表す場合、これは直鎖状または分岐状の何れでも構わない。それは、好ましくは直鎖状で、２、３、４、５、６または７個のＣ原子を有しており、従って、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、ヘキシルオキシまたはヘプチルオキシ、更に、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、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシまたはテトラデシルオキシを表す。

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

Ｒ^１が、１つのＣＨ_２基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられたアルキル基を表す場合、これは直鎖状または分岐状のいずれでも構わない。それは、好ましくは、直鎖状で、２〜１０個のＣ原子を有する。従って、それは、特に、ビニル、プロパ−１−または−２−エニル、ブタ−１−、−２−または−３−エニル、ペンタ−１−、−２−、−３−または−４−エニル、ヘキサ−１−、２−、−３−、−４−または−５−エニル、ヘプタ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−または−６−エニル、オクタ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−または−７−エニル、ノナ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−または−８−エニル、または、デカ−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７−、−８−または−９−エニルを表す。Ｒ^１は、好ましくは、ＣＨ_２＝ＣＨ、ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ_２＝ＣＨＣＨ_２ＣＨ_２またはＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２ＣＨ_２を表す。

Ｒ^１が、１つのＣＨ_２基が−Ｏ−で置き換えられ、１つのＣＨ_２基が−ＣＯ−で置き換えられたアルキル基を表す場合、これらは好ましくは隣接している。よって、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−を含有する。これらは、好ましくは、直鎖状で、２〜６個のＣ原子を有する。従って、それらは、特に、アセトキシ、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、アセトキシメチル、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−アセトキシエチル、２−プロピオニルオキシエチル、２−ブチリルオキシエチル、３−アセトキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセトキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシルカルボニル、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。

Ｒ^１が、１つのＣＨ_２基が無置換または置換された−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられ、隣接するＣＨ_２基がＣＯまたはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯで置き換えられたアルキル基を表す場合、これらは直鎖状または分岐状のいずれでも構わない。それは、好ましくは、直鎖状で、４〜１２個のＣ原子を有する。従って、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または９−メタクリロイルオキシノニルを表す。

Ｒ^１が、ＣＮまたはＣＦ_３で単置換されたアルキルまたはアルケニル基を表す場合、この基は、好ましくは、直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ_３による置換は、任意の所望の位置で構わない。

Ｒ^１が、ハロゲンで少なくとも単置換されたアルキルまたはアルケニル基を表す場合、この基は、好ましくは、直鎖で、ハロゲンは、好ましくは、ＦまたはＣｌである。多置換の場合、ハロゲンは、好ましくは、Ｆである。結果として生じる基は、ペルフルオロ化された基も含む。単置換の場合、フッ素または塩素置換基は任意の所望の位置で構わないが、好ましくは、ω−位である。

分岐した翼状の基Ｒ^１を含有する化合物は、従来の液晶基礎材料中での更に良好な溶解性のために、しかし、それらが光学活性である場合には、特にキラルドーパントとして、しばしば重要な場合がある。このタイプのスメクチック化合物は、強誘電材料の成分として適している。

このタイプの分岐状の基は、一般に、１個以下の鎖分岐を含む。好ましい分岐状の基Ｒ^１は、イソプロピル、２−ブチル（即ち、１−メチルプロピル）、イソブチル（即ち、２−メチルプロピル）、２−メチルブチル、イソペンチル（即ち、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−エチルヘキシルオキシ、１−メチルヘキシルオキシおよび１−メチルヘプチルオキシである。

Ｒ^１が、２個以上のＣＨ_２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられたアルキル基を表す場合、これは、直鎖状または分岐状の何れでも構わない。それは、好ましくは、分岐状で、３〜１２個のＣ原子を有する。従って、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）ブチルまたは５，５−ビス（エトキシカルボニル）ペンチルを表す。

式Ｉの化合物は、文献（例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ著、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｇｅｏｒｇ−Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ市などの標準的な著作）において記載される通り、それ自身既知の方法によって、正確には、公知であって前記反応に適する反応条件下で調製される。また、本明細書においては、本明細書において非常に詳細には述べていない、それ自身既知の変法を使用しても構わない。

また、本発明は、このタイプの液晶媒体を含有する電気光学的ディスプレイ（特に、外枠と共にセルを形成する２枚の平坦で平行な外板、外板上の個々のピクセルをスイッチングするための集積非線形素子、および、セル内に配置されており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）と、これらの媒体を電気光学的な目的のために使用することにも関する。

本発明による液晶混合物により、利用可能なパラメータの自由度を著しく広げることが可能である。

透明点、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み合わせは、先行技術からの従来材料よりはるかに優れている。

本発明による液晶混合物によって、−２０℃まで下げても、好ましくは−３０℃まで下げても、特に好ましくは−４０℃まで下げてもネマチック相を保持しながら、７０℃を超える、好ましくは７５℃を超える、特に好ましくは８０℃を超える透明点が可能となり、同時に、４以上、好ましくは４．５以上の誘電異方性値Δε、および、比抵抗について高い値を達成可能でき、優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイが入手可能となる。特に、該混合物は、低い動作電圧によって特徴づけられる。ＴＮ閾値は、一般に、２．２Ｖ以下、好ましくは２．０Ｖ以下、特に好ましくは１．８Ｖ以下である。

言うまでもなく、本発明による混合物の成分を適切に選択することで、他の有利な特性を保持しながら、より高い閾電圧において更に高い透明点（例えば１１０℃を超える）を達成するか、より低い閾電圧においてより低い透明点を達成することも可能である。同様に、粘度の対応する上昇をわずかにとどめながら、より大きなΔεおよび、よって低い閾値を有する混合物を入手することも可能である。本発明によるＭＬＣディスプレイは、好ましくは、グーチ・タリーの第１次透過極小［Ｃ．Ｈ．ＧｏｏｃｈおよびＨ．Ａ．Ｔａｒｒｙ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．１０巻、２〜４頁、１９７４年；Ｃ．Ｈ．ＧｏｏｃｈおよびＨ．Ａ．Ｔａｒｒｙ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、８巻、１５７５〜１５８４年、１９７５年］で動作させることが好ましく、例えば、特性線の急峻性およびコントラストの視野角依存性が低いなど（ドイツ国特許第３０ ２２ ８１８号明細書）の特に好ましい電気光学的特性に加えて、第２次極小における類似のディスプレイと同じ閾電圧が、より低い誘電異方性で十分である。このため、第１次極小において本発明による混合物を使用することにより、シアノ化合物を含む混合物の場合よりも、極めて高い比抵抗値を達成することができる。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で、当業者は簡単なルーチンの方法を使用して、ＭＬＣディスプレイの予め指定された層厚に必要な複屈折率を設定できる。

２０℃における流動粘度ν_２０は、好ましくは６０ｍｍ^２・ｓ^−１未満であり、特に好ましくは５０ｍｍ^２・ｓ^−１未満である。本発明による混合物の２０℃における回転粘度γ_１は、好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下であり、特に好ましくは８０ｍＰａ・ｓ以下であり、非常に特に好ましくは６０ｍＰａ・ｓ以下である。ネマチック相範囲は、好ましくは少なくとも９０°、特には少なくとも１００°である。この範囲は、好ましくは、少なくとも−２０°から＋７０°に及ぶ。光学的異方性Δｎに関する値は、２０℃［５８９ｎｍ］において、好ましくは０．０８以上、特には０．１以上、非常に特に好ましくは０．１２以上である。

液晶ディスプレイにおいては、短い応答時間が望まれる。これは、特にビデオ再生が可能なディスプレイに当てはまる。このタイプのディスプレイでは、応答時間（合計：ｔ_ｏｎ＋ｔ_ｏｆｆ）は大きくても２５ｍｓが要求される。応答時間の上限は、画像リフレッシュの頻度によって決定される。

電圧保持率（ＨＲ）の測定［Ｓ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏら、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ５巻、１３２０頁（１９８９年）；Ｋ．Ｎｉｗａら、Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、サンフランシスコ、１９８４年６月、３０４頁（１９８４年）；Ｇ．Ｗｅｂｅｒら、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ５巻、１３８１頁（１９８９年）］によって、式Ｉの化合物を含有する本発明による混合物は、式

のシアノフェニルシクロヘキサン類または式

のエステル類を式Ｉの化合物の代わりに含む類似混合物よりも、温度上昇に伴うＨＲの低下が著しく小さい挙動を取ることが示された。

また、本発明による混合物のＵＶ安定性も極めて更に良好であり、即ち、それらは、ＵＶに曝露した際のＨＲの低下が著しく小さい挙動を示す。

本発明による混合物は、好ましくは、ニトリル類を殆ど含まないか（１０重量％以下）、全く含まない。本発明による混合物の保持率に対する値は、２０℃において、好ましくは９８％より大きく、特に９９％より大きい。

式Ｉの特に好ましい化合物は、式Ｉ−１〜Ｉ−４８の化合物である。

式中、
ａｌｋｙｌは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基であり、
ａｌｋｏｘｙは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルコキシ基であり、
ａｌｋｅｎｙｌは、２〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基である。

これらの好ましい化合物のなかでも、式Ｉ−１、Ｉ−２のものが特に好ましく、特に式Ｉ−１のものが好ましい。

好ましい実施形態を下に示す。

−媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−２４の１または２種類以上の化合物、好ましくは、１または２種類の化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、式

の１または２種類の化合物を含み、
式中、ａｌｋｙｌは、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基、好ましくは、エチルまたはプロピル、更には、ペンチルである。

−混合物における式Ｉの化合物の割合は、好ましくは、３〜４０重量％、特に３〜３０重量％、非常に特に好ましくは３〜２０重量％である。

−媒体は、好ましくは、式Ｋの１種以上の２環式化合物を含む。

式中、Ｒ^Ｋ、Ｘ^Ｋは、Ｒ^１およびＸ^１に示される意味を有し、Ｚ^０は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−または−ＣＨ_２−を表す。Ｌ^１およびＬ^２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表す。Ｒ^Ｋは、好ましくは、直鎖状のアルキルである。Ｘ^Ｋは、好ましくは、ＦまたはＣｌ、好ましくは、Ｃｌを表す。

混合物中における化合物Ｋの割合は、５〜４０％、好ましくは５〜３０％、特に５〜２０％である。

特に好ましい２環式化合物は、式Ｋ−１〜Ｋ−１８の化合物である。

好ましい混合物は、好ましくは、式Ｋ−７の化合物を、好ましくは、２〜１０％の量で含む。更に、式Ｋ−１６の１種類以上の化合物を、好ましくは、２〜２０％の量で含む混合物が好ましい。

−媒体は、一般式ＩＩ〜Ｖから成る群より選ばれる１種以上の化合物を付加的に含む。

式中、個々の基は以下の意味を有する：
Ｒ^０は、それぞれ９個までのＣ原子を有するｎ−アルキル、アルキルアルコキシ、アルコキシ、フルオロアルキル、アルケニルオキシまたはアルケニルを表し、
Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルキルアルコキシ、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシを表し、
Ｚ^０は、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−を表し、
Ｙ^１〜Ｙ^４は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
ｒは、０または１を表す。

式ＩＩの化合物は、好ましくは、式ＩＩａ〜ＩＩｅの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有する。

好ましい混合物は、式ＩＩａ、ＩＩｂおよび／またはＩＩｃの１種類以上の化合物を、好ましくは３〜４０％、非常に特に好ましくは５〜３０％の量で含む。

式ＩＩＩの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｋの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有する。

好ましい混合物は、式ＩＩＩｂの１種類以上の化合物を、好ましくは３〜３０％、特に５〜２０％の量で含む。

式ＩＶの化合物は、好ましくは、式ＩＶａ〜ＩＶｉの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有する。

好ましい混合物は、式ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃ、ＩＶｆまたはＩＶｇの１種類以上の化合物を、好ましくは５〜４０％、特に５〜３０％の量で含む。式ＩＶの化合物において、Ｘ^０は、好ましくは、Ｆ、ＯＣＦ_３またはＯＣＨ＝ＣＦ_２を示す。

式Ｖの化合物は、好ましくは、式ＶａおよびＶｂの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有する。

−媒体は、一般式ＶＩ〜Ｘから成る群より選択される１種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^０、Ｘ^０およびＹ^１〜８は、それぞれ互いに独立に、請求項５において示される意味の１つを有する。Ｘ^０は、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３またはＯＣＨＦ_２である。Ｒ^０は、好ましくは、それぞれ６個までのＣ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を表す。

式ＶＩの化合物は、好ましくは、式ＶＩａ〜ＶＩｆの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。式ＶＩａ〜ＶＩｆの化合物におけるＲ^０は、好ましくは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピルまたはペンチルを好ましくは表す。

式ＶＩＩの化合物は、好ましくは、式ＶＩＩａ〜ＶＩＩｇの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。式ＶＩＩａ〜ＶＩＩｆの化合物におけるＲ^０は、好ましくは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピルおよびペンチルを好ましくは表す。

式ＶＩＩＩの化合物は、好ましくは、式ＶＩＩＩａ〜ＶＩＩＩｒの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。式ＶＩＩＩａ〜ＶＩＩＩｒの化合物におけるＲ^０は、好ましくは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピルおよびペンチルを好ましくは表す。

式ＩＸの化合物は、好ましくは、式ＩＸａ〜ＩＸｌの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。式ＩＸａ〜ＩＸｌの化合物におけるＲ^０は、好ましくは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピルおよびペンチルを好ましくは表す。

式Ｘの化合物は、好ましくは、式Ｘａ〜Ｘｆの化合物群より選択される。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。式Ｘａ〜Ｘｆの化合物におけるＲ^０は、好ましくは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピルおよびペンチルを好ましくは表す。

特に好ましい混合物は、式ＶＩ、ＶＩＩＩおよび／またはＩＸの１種類以上の化合物を含み、式中、Ｘ^０は、好ましくは、ＦまたはＯＣＦ_３を表す。Ｙ^１およびＹ^２は、好ましくは、両者ともＦを表す。
−媒体は、式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの１種類以上の化合物を付加的に含む。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。

式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの化合物におけるＲ^０は、好ましくは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピルおよびペンチルを好ましくは表す。

−式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの化合物の割合は、好ましくは、１０〜３０重量％、特に１５〜２５重量％である。

−混合物全体中における式Ｉ〜Ｖの化合物の割合は、合わせて少なくとも１０〜５０重量％である。

−混合物全体中における式ＩＩ〜Ｖの化合物の割合は、５〜５０重量％である。

−

−媒体は、式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよび／またはＶの化合物を含む。

−化合物ＩＩ〜ＸＸＶＩにおけるＲ^０は、好ましくは、それぞれ１または２〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルケニルである。

−媒体は、好ましくは、一般式ＸＩ〜ＸＸＶＩから成る以下の群より選択される更なる化合物を含む。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、上で示される意味を有する。Ｙ^１は、ＨまたはＦを表す。式ＸＩＩＩ〜ＸＶＩＩＩの化合物におけるＸ^０は、好ましくは、Ｆ、ＣｌまたはＯＣＨ＝ＣＦ_２を表す。Ｒ^０＊は、アルキルまたはアルケニルを表す。Ｒ^０は、好ましくは、アルキル、アルケニルまたはアルコキシを表す。

式ＸＩＩの好ましい化合物を下に述べる。

特に、

更に、式ＸＩＩｂ、特にＸＩＩｂ−１の化合物、および式ＸＩＩａの化合物を含む混合物が特に好ましい。

好ましい混合物は、それぞれの場合において、式ＸＩＩａの少なくとも１種類の化合物および式ＸＩＩｂの少なくとも１種類の化合物を、好ましくは５〜３０％、特に１０〜２５％の総量で含む。Ａｌｋｙｌ、ａｌｋｙｌ^＊およびａｌｋｅｎｙｌは、請求項４において示される意味を有する。

−媒体は、式ＸＩＩａ−１、ＸＩＩａ−２およびＸＩＩａ−３の化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、ａｌｋｙｌがＣ_２Ｈ_５を表す式ＸＩＩｂ−１の少なくとも１種類の化合物を含む。

−媒体は、１、２または３種類以上、好ましくは２または３種類の式

の化合物を追加的に含み、
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ^＊」は、請求項３においてａｌｋｙｌに示される意味を有する。本発明による混合物における式Ｏ１および／またはＯ２の化合物の割合は、好ましくは、５〜１０重量％である。

−媒体は、好ましくは５〜３５重量％の、特には５〜２０重量％の式ＩＶａの化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、Ｘ^０がＦまたはＯＣＦ_３を表す式ＩＶａの１、２または３種類の化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、Ｒ^０がメチルを表す式ＩＩ〜Ｖの化合物を含む。

−媒体は、好ましくは、式Ｄ１〜Ｄ４のジオキサン化合物の１または２種類以上、好ましくは、１または２種類を含む。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。

混合物は、０．００５〜２０％の式Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３および／またはＤ４の化合物を含む。

−媒体は、式Ｚ−１〜Ｚ−１０の１または２種類以上の２環式化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^１ａおよびＲ^２ａは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表す。Ｒ^０、ａｌｋｙｌ、ａｌｋｙｌ^＊およびａｌｋｅｎｙｌは、請求項４で示される意味を有する。ａｌｋｙｌ^＊は、互いに独立に、ａｌｋｙｌの意味を有する。

式Ｚ−５の特に好ましい化合物は、

である。

非常に特に好ましい混合物は、群Ｚ−５ｂ、Ｚ−５ｃ、Ｚ−５ｄ、Ｚ−５ｈからの１種類以上の化合物を３０〜６０％で含む。

式Ｚ−１０の特に好ましい化合物は、式Ｚ−１０ａの化合物である。

前記２環式化合物のなかでも、化合物Ｚ−１、Ｚ−２、Ｚ−５、Ｚ−６、Ｚ−８、Ｚ−９およびＺ−１０が特に好ましい。本発明による混合物は、好ましくは５〜６５％、特には１０〜６０％、特に好ましくは３０〜６０％、特に５０％以上の式Ｚ−１〜Ｚ−１０の化合物を含む。

−媒体は、式ＡＮ１〜ＡＮ１１の縮合環を含有する１または２種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^０は、請求項５において示される意味を有する。

−媒体は、式ＩＶａ−１、ＩＶｂ−１および／またはＸＶI−１の１種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有し、好ましくは、直鎖状のアルキル基である。

該化合物は、好ましくは、５〜５０％の量で混合物中に存在する。

−媒体は、式Ｍの１種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有し、好ましくは、直鎖状のアルキル基である。Ｌ^１は、ＨまたはＦを表す。

該化合物は、好ましくは、５〜３５％の量で混合物中に存在する。

媒体は、式Ｎ−１〜Ｎ−３の１種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^０は上で示される意味を有する。Ｒ^０は、好ましくは、直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピル、ペンチル、更には、メチル、ブチル、ヘキシルを表す。Ｒ^０＊は、好ましくは、直鎖状のアルキル、特には、エチル、プロピル、ペンチル、更には、メチル、ブチル、ヘキシルを表す。

式Ｎ−１〜Ｎ−３の化合物は、好ましくは２〜３０％、特には２〜２０％の量で混合物中に存在する。

−媒体は、式ＳＴの１または２種類以上の化合物を追加的に含む。

式中、Ｒ^０およびＸ^０は、請求項５において示される意味を有する。Ｒ^０は、好ましくは、直鎖状のアルキルを表す。Ｘ^０は、好ましくは、ＦまたはＯＣＦ_３であり、ｓは１または２であり、好ましくは、ｓは１である。

式Ｉの１種類以上の化合物に加え、非常に特に好ましい混合物は、式

の群より選択される少なくとも１種類の化合物を含む。

式ＸＩＩｂは、好ましくは、式ＸＩＩｂ−１、更には、ＸＩＩｂ−２の化合物である。

更に、式Ｉの１種類以上の化合物に加え、好ましくは１０〜２５％の量で少なくとも１種類の式ＸＩＩａの化合物と、好ましくは５〜２５％の量で少なくとも１種類の式ＸＶＩの化合物と、任意成分として好ましくは５〜２０％、特には８〜１５％の量で少なくとも１種類の式ＸＶＩＩＩａの化合物とを含む混合物が好ましい。

たとえ比較的少ない割合であっても式Ｉの化合物と、更に従来の液晶材料、しかしながら特に式ＸＩＩ〜ＸＸＶＩの１種類以上の化合物とより、結果として、閾電圧が著しく低下し、高い複屈折率値となり、同時に広いネマチック相で低いスメクチック−ネマチック転移温度を伴うことが観察され、貯蔵安定性が改良されることが見出された。更に、式Ｉの１種類以上の化合物に加え、１種類以上の式ＩＶの化合物（特に、Ｘ^０がＦを表す式ＩＶｂの化合物、更には式ＩＶａ、ＩＶｃおよびＩＶｆの化合物）を含む混合物が特に好ましい。式Ｉ〜ＸＸＶＩの化合物は無色で、安定で、互いにおよび他の液晶材料と容易に混和する。

用語「ａｌｋｙｌ」または「ａｌｋｙｌ^＊」は、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルキル基、特に、直鎖状の基であるメチル、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。１〜５個の炭素原子を有する基が、一般に好ましい。

用語「ａｌｋｅｎｙｌ」は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルケニル基、特に、直鎖状の基を包含する。好ましいアルケニル基は、Ｃ_２〜Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４〜Ｃ_７−３Ｅ−アルケニル、Ｃ_５〜Ｃ_７−４−アルケニル、Ｃ_６〜Ｃ_７−５−アルケニルおよびＣ_７−６−アルケニル、特に、Ｃ_２〜Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４〜Ｃ_７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ_５〜Ｃ_７−４−アルケニルである。特に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−ヘプテニルなどである。５個までの炭素原子を有する基が、一般に好ましい。

用語「フルオロアルキル」は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖状の基、即ち、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。しかしながら、フッ素の他の位置を除外するものではない。

用語「オキサアルキル」または「アルキルアルコキシ」は、好ましくは、式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｍの直鎖状の基を包含し、ただし、ｎおよびｍは、それぞれ互いに独立に、１〜６を表す。好ましくは、ｎは１で、ｍは１〜６である。

Ｒ^０およびＸ^０の意味の適切な選択を通して、アドレス時間、閾電圧、透過特性曲線の急峻性などを所望の様式に改変することができる。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などは、アルキルまたはアルコキシ基と比較して、一般に、より短いアドレス時間、ネマチック化の傾向の改善および弾性定数ｋ_３３（ベンド）およびｋ_１１（スプレイ）間のより高い比を結果として与える。４−アルケニル基、３−アルケニル基などは、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一般に、低い閾電圧およびより低い値のｋ_３３／ｋ_１１を与える。

−ＣＨ_２ＣＨ_２−基は、一般に、単共有結合と比較して、ｋ_３３／ｋ_１１の高い値を結果として与える。ｋ_３３／ｋ_１１のより高い値により、例えば、９０°ツイストのＴＮセルにおけるより平坦な転移特性線（中間階調を達成するため）、およびＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセルにおけるより急峻な転移特性線（より大きなマルチプレックス性）が促進され、逆もそうである。

式Ｉの化合物の式ＩＩ〜ＸＸＶＩの化合物との最適混合比は、所望の特性、式ＩおよびＩＩ〜ＸＸＶＩの成分の選択、および存在してもよい任意の他の成分の選択に実質的に依存する。

上で与えられる範囲内での適切な混合比は、場合ごとに容易に決めることができる。

本発明による混合物における式ＩおよびＩＩ〜ＸＸＶＩの化合物の総量は、決定的なものではない。従って、混合物は、様々な特性の最適化の目的のために、１種類以上の更なる成分を含むことができる。しかしながら、式Ｉの化合物の濃度が高くなるほど、アドレス時間および閾電圧において観測される効果は一般に大きくなる。

特に好ましい実施形態において、本発明による媒体は、Ｘ^０が、Ｆ、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２、ＯＣＨ＝ＣＦ_２、ＯＣＦ＝ＣＦ_２またはＯＣＦ_２−ＣＦ_２Ｈを表す式ＩＩ〜Ｖ（好ましくは、ＩＩ、ＩＩＩおよび／またはＩＶ、特に、ＩＶｂ）の化合物を含む。式Ｉの化合物との好ましい相乗効果により、特に有利な特性が結果として得られる。特に、式ＸＩＩ〜ＸＸＶＩの群からの１種類以上の化合物と組み合わせて、式ＩおよびＩＶｂの化合物を含む混合物は、それらの閾電圧が低いことで区別される。

本発明による媒体で使用できる式Ｉ〜ＸＸＶＩおよびそれらのサブ式の個々の化合物は既知であるか、既知の化合物に類似して調製できるかのいずれかである。

偏光子、電極基礎プレートおよび表面処理電極からの本発明によるＭＬＣディスプレイの構成は、このタイプのディスプレイの通常の設計に対応する。本明細書において、用語「通常の設計」とは広い意味で用いられ、ＭＬＣディスプレイの全ての派生品および改変品も包含し、特に、多結晶シリコンＴＦＴまたはＭＩＭに基づくマトリクスディスプレイ素子が挙げられる。

しかしながら、本発明によるディスプレイと、ツイストネマチックセルに基づくこれまでの従来のディスプレイとの著しい相違点は、液晶層の液晶パラメータの選択にある。

本発明に従って使用できる液晶混合物は、それ自体従来の様式で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分の所望の量を、主要な構成成分を構成する成分中で、有利には昇温して溶解する。また、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中で成分の溶液を混合し、完全に混合した後、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。

また、誘電体は、当業者に既知で文献に記載される更なる添加剤も含んで構わない。例えば、０〜１５％の重合性化合物、多色性染料、ＵＶ安定剤、酸化防止剤、ナノ粒子またはキラルドーパントを加えることができる。適切なドーパントおよび安定剤は、表Ｃおよび表Ｄに列記されている。

Ｃ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はネマチック相およびＩは等方相を表す。

Ｖ_１０は、１０％の透過（基板表面に垂直な視野方向）の電圧を表す。ｔ_ｏｎはスイッチオン時間を表し、ｔ_ｏｆｆはスイッチオフ時間を表す（それぞれＶ_１０の値の２．０倍に対応する動作電圧において）。Δｎは光学異方性を表す。Δεは、誘電異方性（Δε＝ε_‖−ε_⊥、ここで、ε_‖は長手方向の分子軸に平行な誘電率を表し、ε_⊥はそれに垂直の誘電率を表す。）を表わす。電気光学的データは、特に別に述べない限り、２０℃でＴＮセルにおいて第１次極小で（即ち、ｄ・Δｎ値が０．５μｍにおいて）測定する。光学的データは、特に別に述べない限り、２０℃で測定する。

本出願において、および下の例において、液晶化合物の構造は頭文字で示され、化学式への変換は、下の表ＡおよびＢに従って行う。全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１およびＣ_ｍＨ_２ｍ＋１は、ｎおよびｍ個のＣ原子をそれぞれ有する直鎖状のアルキル基であり；ｎおよびｍは整数で、好ましくは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２を表す。表Ｂは、それ自体で明らかである。表Ａにおいて、親構造にかかわる頭文字のみを示す。それぞれの場合において、親構造の頭文字の後に、ダッシュで分離されて、置換基Ｒ^１＊、Ｒ^２＊、Ｌ^１＊およびＬ^２＊のためのコードが続く。

好ましい混合物成分を表ＡおよびＢで与える。

式Ｉの化合物に加え、表Ｂからの少なくとも１、２、３または４種類の化合物を含む液晶混合物が特に好ましい。

表Ｃには、０．１〜１０重量％、特には０．１〜６重量％の濃度において、本発明による混合物に一般的に添加される可能なドーパントを示す。

例えば、最大１０重量％まで、好ましくは０．００１〜８重量％、特には０．０５〜５重量％で、本発明による混合物に添加できる安定剤および酸化防止剤を下に示す。
（ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８または９）

以下の例は、制限することなく、本発明を説明することを意図する。上および下において、パーセンテージのデータは重量パーセントを表す。全ての温度は摂氏度で与えられる。ｍ．ｐ．は融点を表わし、ｃｌ．ｐ．は透明点である。更に、Ｃ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は等方相である。これらの記号間のデータは転移温度を表す。Δｎは光学的異方性（５８９ｎｍ、２０℃）を表わし、流動粘度ν_２０（ｍｍ^２／ｓｅｃ）および回転粘度γ_１（ｍＰａ・ｓ）は、それぞれ２０℃で決定する。全ての物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」１９９７年１１月刊、Ｍｅｒｃｋ社、ドイツ国に従って決定し、他に明らかに示さない限り、２０℃の温度が適用される。ＬＴＳは、−２０℃および−３０℃においてセル内で測定される低温安定性である。

Claims (15)

1. 式Ｉの１種類以上の化合物と、式ＳＴ、ＸＩＩｂ、ＩＶｂ−１、ＩＶｂ−２、ＶＩＩＩｍ、ＩＸｄ、Ｄ４およびＣＣＰ−Ｖ−ｍから成る群より選択される１種類以上の化合物とを含むことを特徴とする、極性化合物の混合物に基づく液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１は、ハロゲン化されているかまたは無置換で１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ただし加えて、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにして、これらの基における１個以上のＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、
   Ｘ^１は、それぞれの場合で互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ_５、ＮＣＳ、６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基またはハロゲン化アルケニルオキシ基を表し、
   Ｌ^１〜Ｌ^５は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
   ただし、液晶媒体は、ＣＦ_２Ｏ架橋を有する化合物を更には含まず、テトラヒドロピラン環を含有する化合物を更には含まないことを条件とする。）
   

   

   （式中、
   Ｒ^０は、それぞれ９個までのＣ原子を有するｎ−アルキル、アルキルアルコキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルを表し、
   Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシを表し、
   ｓは、１または２である。）
   

   

   （式中、
   ａｌｋｙｌは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、
   ａｌｋｅｎｙｌは、２〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。）
   

   

   （式中、
   Ｒ^０は、式ＳＴにおいて定義される意味を有する。）
   

   

   （式中、
   ｍは、０〜１２の整数を表す。）
2. 式Ｉの化合物におけるＲ^１が直鎖状のアルキルを表すことを特徴とする請求項１に記載の液晶媒体。
3. 式Ｉの化合物は、式Ｉ−１〜Ｉ−４８の化合物群より選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶媒体。
   

   

   

   

   

   

   

   

   （式中、
   ａｌｋｙｌは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、
   ａｌｋｏｘｙは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルコキシ基を表し、
   ａｌｋｅｎｙｌは、２〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。）
4. 式Ｚ−１〜Ｚ−１０の１種類または２種類以上の２環式化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１ａおよびＲ^２ａは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表し、
   ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、それぞれ互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、
   および
   ａｌｋｅｎｙｌは、２〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。）
5. 一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶから成る群より選ばれる１種以上の化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、個々の基は以下の意味を有する：
   Ｒ^０は、それぞれ９個までのＣ原子を有するｎ−アルキル、アルキルアルコキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルを表し、
   Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシを表し、
   Ｚ^０は、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−を表し、
   Ｙ^１〜Ｙ^４は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
   ｒは、０または１を表す。）
6. 式ＸＩ〜ＸＸＶＩの１種類以上の化合物を追加的に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。
   

   

   

   （式中、
   Ｒ^０は、それぞれ９個までのＣ原子を有するｎ−アルキル、アルキルアルコキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルを表し、
   Ｘ^０は、Ｆ、Ｃｌ、６個までのＣ原子を有するハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシを表し、
   Ｙ^１は、ＨまたはＦを表し、
   Ｌは、ＨまたはＦを表し、
   Ｒ^０＊は、それぞれ６個までのＣ原子を有するアルキルまたはアルケニルを表す。）
7. 式ＸＩＩの化合物は、式ＸＩＩａおよびＸＩＩｂの化合物群より選択されることを特徴とする請求項６に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ^＊は、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表し、
   ａｌｋｅｎｙｌは、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を表す。）
8. 式ＸＶＩＩＩの化合物は、式ＸＶＩＩＩａの化合物群より選択されることを特徴とする請求項６に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^０は、それぞれ９個までのＣ原子を有するｎ−アルキル、アルキルアルコキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルを表す。）
9. 請求項４に記載の２環式化合物は、式Ｚ−５の少なくとも１種類の化合物から選択されることを特徴とする請求項４に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１ａは、Ｈ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５またはｎ−Ｃ_３Ｈ_７を表し、
   ａｌｋｙｌは、１〜７個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を表す。）
10. 液晶媒体全体における式Ｉの化合物の割合が３〜４０重量％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体。
11. 液晶媒体全体における式Ｚ−５の化合物の割合が３０〜６０重量％であることを特徴とする請求項４または９に記載の液晶媒体。
12. 表Ｄに記載される化合物から選択される１種類以上の安定剤および／または酸化防止剤を更に含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶媒体。
    

    

    

    

    

    
13. 式Ｉの１種類以上の化合物を更なるメソゲン性化合物と混合することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶媒体の調製方法。
14. 電気光学的目的のための請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
15. 請求項１〜１２のいずれか一項に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。