JP5657187B2 - 液晶媒体 - Google Patents
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Description
このタイプのマトリックス液晶ディスプレイは、知られている。個別の画素を個別に切り換えるために用いることができる非線型素子は、例えば能動的素子(即ちトランジスタ)である。次に、用語「アクティブマトリックス」を用い、ここで、2つのタイプの間で区別をすることができる:
1.基板としてのシリコンウエファー上のMOS(金属酸化物半導体)または他のダイオード。
2.基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ(TFT)。
さらに有望なタイプ2の場合、これは好ましいが、用いられる電気光学効果は、通常TN効果である。2つの技術の間で、区別がなされる:化合物半導体、例えばCdSeを含むTFT、または多結晶形もしくは無定形シリコンを基材とするTFT。後者の技術に関しては、世界中で格別の研究がなされている。
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ックスディスプレイを含み、即ちアクティブマトリックスに加えて、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。
Rは、F、Cl、Br、I、CN、NCS、SF5あるいは、非置換であるか、CNもしくはCF3により一置換されているか、またはハロゲンにより一置換もしくは多置換されており、ここで、1つまたは2つの隣接していないCH2基は、−O−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CO−、−OCO−または−COO−により、O原子が互いに直接結合しないように置換されていることができる、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり、
X1およびX2は、各々、互いに独立して、F、Cl、Br、I、CN、NCS、SF5または、5個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルコキシカルボニル、アルケニルもしくはオキサアルケニルであり、ここで、さらに、1個または2個以上のH原子は、FまたはClにより置換されていることができ、基X1およびX2の1つは、あるいはまたHまたはRであり、
nおよびoは、各々、互いに独立して、0、1または2であり、ここで、n+oは、≦3である、
で表される化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体に関する。
好ましいのは、さらに、基X1およびX2の一方または両方が、F、Cl、CNまたは1〜3個の炭素原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはアルコキシ、特にCF3、OCF3、CF2HまたはOCF2H、さらにOCH3またはOC2H5である、式Iおよびこれらの従属式で表される化合物である。
好ましいのは、さらに、Rが、1〜8個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシである、式Iおよびこれらの従属式で表される化合物である。
−X1およびX2は、F、Cl、CN、CF3、OCF3、CF2HまたはOCF2Hであり、
−基X1およびX2の一方は、F、CN、Cl、CF3またはOCF3であり、他方は、Hまたは1〜8個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシであり、
−Z1およびZ2は、単結合であり、
−基Z1およびZ2の一方または両方は、−CF2O−、−OCF2−または−CF2CF2−であり、
−Rは、1〜8個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシである。
重合反応に適する翼基(wing groups)Rを有する、式Iで表される化合物は、液晶ポリマーの製造に適する。
SA相を有する式Iで表される化合物は、熱的にアドレスされたディスプレイに適する。
高い透明点、低温におけるネマティック相、高いΔεおよび同時に低い粘度に対する要求は、現在までは、不十分な程度に達成されたに過ぎない。現在まで知られている混合物は、透明点およびΔεについての比較的高い値並びに好ましい複屈折を有するが、これらは尚、回転粘度γ1についての不適切に低い値を有する。
本発明の液晶混合物は、−20℃まで、好ましくは−30℃まで、特に好ましくは−40℃までネマティック相を維持する一方、75℃を超える、好ましくは80℃を超える、特に好ましくは85℃を超える透明点、同時に≧5、好ましくは≧7の誘電異方性値Δεおよび比抵抗についての高い値を達成することを可能にし、優れたSTNおよびMLCディスプレイを得ることを可能にする。特に、この混合物は、低い動作電圧を特徴とする。TNしきい値は、<2.0V、好ましくは<1.8V、特に好ましくは<1.6V、極めて特に好ましくは<1.4Vである。
本発明の混合物のUV安定性はまた、顕著に良好である。即ち、これらは、UVへの露光において、顕著に小さいHRの減少を示す。
本発明の媒体において用いることができる、以下の式およびこれらの従属式で表される個別の化合物は、知られているか、または既知の化合物と同様にして製造することができる。
−媒体は、さらに、一般式II〜VII:
R0は、各々9個までの炭素原子を有するn−アルキル、アルコキシ、フルオロアルキル、アルケニルまたはオキサアルケニルであり、
Z3は、−COO−、−CF2O−、−C2F4−または単結合であり、
Z4は、−COO−、−CF2O−、−C2F4−または−C2H4−であり、X0は、F、Cl、6個までの炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、
Y1およびY2は、各々、互いに独立して、HまたはFであり、
rは、0または1である、
からなる群から選択された1種または2種以上の化合物を含む。
から選択されている;
から選択されている。R0は、特に好ましくは、1〜8個の炭素原子を有するn−アルキルまたは2〜7個の炭素原子を有するアルケニルである。X0は、特に好ましくは、OCF3、OCHF2またはFである。特に好ましいのは、式IVa、IVb、IVc、IVdおよびIVpで表される化合物である;
特に好ましいのは、式VIIIで表される化合物、特にY1、Y2、Y3およびX0がFである化合物である。
式XXII〜XXVIIで表される化合物において、R1およびR2は、好ましくは、1〜8個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシである。
−媒体は、式II、III、IV、V、VI、VII、VIII、XIX、XX、XXI、XXII、XIII、XXIVおよびXXVIIから選択された化合物を含む;
−媒体は、式IIa、IIb、IVa、IVb、IVc、IVdおよびX0がFであるVIkから選択された1種または2種以上の化合物を含む、
−媒体は、式IIa、IVp、VIhおよびX0がOCF3またはOCHF2であるVIiから選択された1種または2種以上の化合物を含む、
−I:(II+III+IV+V+VI+VII)の重量比は、好ましくは、1:10〜10:1である;
−媒体は、好ましくは式IaおよびIcから選択された、式Iで表される1種、2種または3種の化合物を含む;
−式Iで表される化合物の、全体としての混合物中での比率は、2〜55重量%、特に3〜35重量%、極めて特に好ましくは5〜15重量%である;
−式I〜VIIで表される化合物の合計の、全体としての混合物中での比率は、少なくとも50重量%である;
−式II〜VIIおよびXIX〜XXVIIで表される化合物の、全体としての混合物中での比率は、30〜95重量%である。
「オキサアルキル」の用語は、好ましくは、nおよびmが、各々、互いに独立して、1〜6である、式CnH2n+1−O−(CH2)mで表される直鎖状基を包含する。nは、好ましくは=1であり、mは、好ましくは1〜6である。
以下の例において、Cは、結晶相を示し、Sは、スメクティック相を示し、SCは、スメクティックC相を示し、Nは、ネマティック相を示し、Iは、アイソトロピック相を示す。
前述のデータは、他に特に述べない限り、20℃で測定した。
Claims (17)
- 1種または2種以上の式I
【化1】
式中、
Rは、1〜8個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、
A1およびA2は、各々、互いに独立して、1,4−フェニレン、またはトランス−1,4−シクロヘキシレンであり、
Z1およびZ2は、単結合であり、
X1およびX2は、各々、互いに独立して、F、CNまたはNCSである、あるいは
X1はF、CN、NCSまたは5個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、かつX2はHであり、および
nおよびoは、0である、
で表される化合物および
一般式II’、III’、IV’、V’、VI’およびVII’:
【化2】
式中、個別の基は、以下の意味を有する:
R0’は、各々9個までの炭素原子を有する、n−アルキル、アルコキシ、フルオロアルキル、アルケニルまたはオキサアルケニルであり、
Z3’は、−COO−、−CF2O−、−C2F4−または単結合であり、
Z4’は、−COO−、−CF2O−、−C2F4−または−C2H4−であり、
X0’は、OCF3、OCHF2またはFであり、
Y1’は、Fであり、
Y2’、Y1”およびY2”は、各々、互いに独立して、HまたはFであり、
r’は、0または1である
からなる群から選択された1種または2種以上の化合物を含む、正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、混合物全体中の式Iで表される化合物の比率が3〜35重量%であり、および混合物全体中の式IおよびII’〜VII’で表される化合物の比率が少なくとも50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種以上の化合物であって、式中X1がFである前記化合物、ならびに一般式II’、III’、IV’、V’およびVI’からなる群から選択された1種または2種以上の化合物であって、式中X0’がOCF3またはFである前記化合物を含み、および混合物全体中の式IおよびII’〜VI’で表される化合物の比率が少なくとも50重量%であることを特徴とする、請求項1に記載の液晶媒体。
- 式Iで表される1種または2種以上の化合物であって、式中X1およびX2がFである前記化合物、ならびに一般式II’、III’、IV’、V’およびVI’からなる群から選択された1種または2種以上の化合物であって、式中X0’がOCF3またはFであり、およびY2’がFである化合物を含み、および混合物全体中の式IおよびII’〜VI’で表される化合物の比率が少なくとも50重量%であ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。
- 1種または2種以上の式I’
【化3】
式中、
R’は、1〜8個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、
A1’およびA2’は、各々、互いに独立して、1,4−フェニレン、またはトランス−1,4−シクロヘキシレンであり、
Z1’およびZ2’は、単結合であり、
X1’は、5個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、
X2’は、Hであり、および
n’およびo’は、各々、互いに独立して、0、1または2であり、ここで、n’+o’は、≦3である、
で表される化合物および
一般式II’、III’、IV’、V’、VI’およびVII’:
【化4】
式中、個別の基は、以下の意味を有する:
R0’は、各々9個までの炭素原子を有する、n−アルキル、アルコキシ、フルオロアルキル、アルケニルまたはオキサアルケニルであり、
Z3’は、−COO−、−CF2O−、−C2F4−または単結合であり、
Z4’は、−COO−、−CF2O−、−C2F4−または−C2H4−であり、
X0’は、OCF3、OCHF2またはFであり、
Y1’は、Fであり、
Y2’、Y1”およびY2”は、各々、互いに独立して、HまたはFであり、
r’は、0または1である
からなる群から選択された1種または2種以上の化合物を含む、正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、混合物全体中の式I’で表される化合物の比率が3〜35重量%であり、および混合物全体中の式I’およびII’〜VII’で表される化合物の比率が少なくとも50重量%であることを特徴とする、前記液晶媒体。
- 式I’で表される化合物の1種または2種以上が、式中、
X 1 ’は、5個までの炭素原子を有するアルコキシであり、および
X 2 ’は、Hである
前記化合物である、請求項4に記載の液晶媒体。
- 式I’で表される化合物の1種または2種以上が、式中、
R’は、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり、
A1’およびA2’は、トランス−1,4−シクロヘキシレンであり、
X1’は、5個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、
n’は、1であり、および
o’は、0または1である
前記化合物である、請求項4または5に記載の液晶媒体。
- 式I’で表される化合物の1種または2種以上が、式中、
R’は、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり、
A1’およびA2’は、トランス−1,4−シクロヘキシレンであり、
X1’は、5個までの炭素原子を有するアルコキシであり、
X2’は、Hであり、
n’は、1であり、および
o’は、0または1である
前記化合物である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 式I’で表される化合物の1種または2種以上が、式中、
R’は、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり、
A1’およびA2’は、トランス−1,4−シクロヘキシレンであり、
Z1’およびZ2’は、単結合であり、
X1’は、5個までの炭素原子を有するアルコキシであり、
X2’は、Hであり、
n’は、1であり、および
o’は、0である
前記化合物である、請求項4〜7のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 式I’において、n’+o’が0または1であることを特徴とする、請求項4〜9のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 式Iにおいて、X1および/またはX2が、FまたはCNであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 混合物全体中の式IまたはI’で表される化合物の比率が、5〜15重量%であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の液晶媒体。
- 混合物全体中の式II’〜VII’およびXIX〜XXVIIで表される化合物の比率が、30〜95重量%であることを特徴とする、請求項13に記載の液晶媒体。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載の液晶媒体の、電気光学的目的への使用。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載の液晶媒体を含む、電気光学的液晶ディスプレイ。
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