JPH01503306A

JPH01503306A - 液晶相

Info

Publication number: JPH01503306A
Application number: JP63504086A
Authority: JP
Inventors: セイジ，イアン　チヤールズ; チエンバース，マイケル　ケビン
Original assignee: メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-11-09
Also published as: SG71592G; EP0317587B1; WO1988009360A1; US5055224A; EP0317587A1; HK77692A; DE3867439D1; KR890701707A; GB8712464D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】液　晶　相本発明はスーパーツイストネマティックセルで使用するのに適する弾性物性および誘電物性を有する液晶相（ＬＣ相）に関する。

液晶表示セルは表面におけるオフセット時の整列方向とカイラル添加剤の配合の組合せにより液晶層に９０’より太きいねじれが支持されているように調製することができる。ねじれ角をこの方法で増大させると、しきい特性曲線の勾配が増大し、そしてその結果として、しきい特性曲線は垂直になる。ねじれ角がさらに増大すると、双安定状態になるが、双安定性の発現時点で、非常に急勾配のスイッチング曲線が慣用のＲＭＳ波形を用いる高レベルマルチプレンクス駆動を可能にする。ねじれ角の増大の限界はコレステリンクピッチが短くなることにより安定化される散乱テキスチャーにより定められる。この効果は変更可能であるが、セルの表面チルトを増大させることによっては消去されない。

「スーパーツイストネマティックセル」の用語には、ねじれが明瞭に９０°より大きいセルの全部、たとえばゲスト−ホストモードを用いるセル（Ｃ，Ｍ、Ｗａｔｅｒｓ、　Ｖ。

ＢｒｉｍｍｅｌｌおよびＥ、　Ｐ、　ＲａｙｎｅｓによるＰｒｏｃ、　３．　Ｉｎｋ、　Ｄｉｓ−ｐｌａｙ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳＫｏｂｅ（１９８３年）、３９６頁、　Ｃ，Ｍ。

Ｗａｔｅｒｓ、　Ｖ、ＢｒｉｍｍｅｌｌおよびＥ、Ｐ、ＲａｙｎｅｓによるＰｒｏｃ　。

ＳＩＤ　２５／４（１９８４年）　、２６１頁〕。複屈折モードを用いるセル（７，Ｊ、　５ｃｈｅｆｆｅｒおよびＪ、　ＮｅｈｒｉｎｇによるＡｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ。

Ｌｅｔｔ、　４５（１９８４年）１０２１頁；　Ｔ、　Ｊ、　５ｃｈｅｆｆａｒおよびＪ、　Ｎｅ−ｈｒｉｎｇによるＪ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　５８（１９８５年）、３０２２頁〕、ブラックアンドホワイト（Ｂｌａｃｋ　＆　Ｗｈｉｔｅ）ＳＴＮ−ＬＣＤ’ｓ　（光学モード干渉）を用いるセルＣＭ、　５ｃｈａｄｔおよびＦ、　Ｌｅｅｎ−ｈｏｕｔｓによるＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　５０　（１９ｇ７年）２３６頁：Ｋ。

Ｋａｗａｓａｋｉ、　Ｋ、　ＹａｍａｄａＳＲ，Ｗａｔａｎａｂｅおよびに、　ＭｉｚｕｎｏｙａによるＰｒｏｃ、　ＳＩＤ　’８７　Ｄｉｇｅｓｔ（１９８７年）、３９１頁）　、ＨＢＥＬＣＤ’ｓを用いるセル（Ｋ、　Ｋｉｎｕｇａｗａｓ　Ｙ、　Ｋａｎｄｏ、Ｍ、　Ｋａｎａ−ｓａｋｉ、　Ｈ，Ｋａｗａｋａｍｉ８よびｌ：、　１（ａｎｅｋｏ、）二重層ブランクアンドホワイト（Ｄｏｕｂｌｅ　Ｌａｙｅｒ　Ｂｌａｃｋ　＆　Ｗｈｉｔｅ）　ＳＴＮ　ＬＣＤ’ｓを用いるセル（Ｋ、Ｋａｔｏｈ、　Ｙ、ＥｎｄｏＳＭ、ＡｋａｔｓｕｋａＳＭ。

Ｏｈｇａｗａｒａおよびに、　Ｓａｗａｄａ）が包含される。

標準ねじれネヤテイック表示体に比較して、スーパーツイストネマティックセルはその挙動に重大な差異を有する。高度のねじれを有する構造を通過する光の誘導は不完全であることから、セルは通常、変更可能な複屈折モードで動作させる。これはセル厚さに対するしきい電圧の強い依存性とともに、セル間隔の高度の正確度が要求されることを意味する。材料物性の温度による変化を最小にするためには、混合物に比較的高い透明度が要求される。最適に近い光学的性能は、たとえば２７０°ねじれセルに対してｄ△ｎ；０．７３をセットし、そして最良のコントラストを得るために必要に応じて偏光子配向を調整することによって得ることができる。

スーパーツイストネマティック表示体の性能に関与する材料物性とセルとの間には多数の相互関係が存在するので、セルのパラメーターを最高性能に合わせるための材料の組合せの選択は極めて因難である。

従って、スーパーツイストネマティック表示セルで使用するのに適する材料物性を有する液晶相が依然として極めてめられている。

本発明の課題は室温を包含してネマティック相を有し、そしてスーパーツイストセルで使用するのに適する弾性物性および誘電物性を示す液晶相を調製することにある。

ここに、液晶相がＡ、ＢおよびＣの少なくとも三種の成分よりなり、各成分は一種または二種以上の化合物を含有し、成分Ａは２０°で高くて約２５ｍＰａ、ｓの粘度、高くて１３０’の透明点および約−２〜約＋２の誘電異方性を有し、成分Ｂは約＋８以上の誘電異方性を有し、そして成分Ｃは１３０°より高い透明点および約−２〜＋２の誘電異方性を有するものであり、上記成分Ａが次式■で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする場合に、材料物性の特に好ましい組合せを有する液晶相が得られることが見い出された：〔式中Ｒ１はＣ［子１〜１２個を有するアルキルであり、この基中に存在する１個のＣＨ２基または隣接していない２個（７）ＣＨ２基はまた、○原子、−ｃｏ −１−Ｏ−ＣＯ−１−ＣＯ−Ｏ−および（または）−ＣＨ＝ＣＨ−基により置き換えられていてもよく、Ｒ２はＲ１の意味のうちの一つを有し、ｚ　’　バー　ｃｏ−ｏ−１−Ｏ−ＣＯ −またバーＣＨ２ＣＨ２−”Ｉ’あり、Ｏはｌであるか、またはＡ３が一σリーである場合にはまた２であり、Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、そしてＰｈｅは１．４−フェニレンである〕。

本発明による液晶相は好ましい弾性定数、すなわち比較的低いＫｌｌ値およびに２２値、比較的高いに３３値およびスーパーツイストネマティックセルにおける使用に対して非常に好ましいに３！／Ｋ１１８よびに３３／に２□関係を示す。

従って、本発明はスーパーツイストネマティックセルで使用するための前記液晶相を提供し、この相はまた、所望のｄ／ｐ関係を得るために、一種または二種以上の適当なカイラル添加剤を含有することができる。

本発明はさらにまた、このような相を含有するスーパーツイストネマティック液晶表示素子、特にスーパーツイストネマティック表示素子を提供する。

本発明による相は好ましくは、少なくとも約１０重量％の成分Ａ１少なくとも約１５重量％の成分Ｂおよび少なくとも約５重量％の成分Ｃよりなり、特に本発明の相は成分Ａ約４０〜７０重量％（好ましくは約５０重量％）、成分Ｂ約３０〜５０重量％（好ましくは約４０重量％）および成分Ｃ約５〜３０重量％（好ましくは約１０重量％）よりなる。混合物全体中の弐ｍで示される化合物の量は適当には、少なくとも約１０重量％、好ましくは約２０〜６０重量％（特に好ましくは約５０重量％）に相当する。

成分Ａ、酸成分および成分Ｃに対して要求される前記の物性を有する化合物は基本的に当業者に知られている化合物である。混合物全体はネマティック性またはコレスデリック性を有していなければならない。成分Ａはネマティック液晶挙動または単変性液晶挙動を示すことができるか、あるいは混合物全体がネマティックであるかぎりにおいて、成分Ａはまｌ；、スメクテイツクであることができる。しかしながら、これらの混合物において、成分Ａのうちの少なくとも一種の化合物は互変性液晶であると好ましく、これらの混合物において、成分Ａ１成分Ｂおよび成分Ｃが互変性液晶であると特に好ましい。

成分Ａ１成分Ｂおよび成分Ｃとして適する化合物および混合物はほとんど知られており、これらのうちのかわりはまｔ；市販されている。下記の化合物またはそれらの混合物は成分Ａにまたは成分Ａとして、特に適している：Ｒ’−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ’−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｒ” 弐■で示される好ましい化合物は下記の式ｍ　ａ　−ｍ　ｇで示される化合物である：Ｒ’−Ｃｙ−Ｃｙ−００Ｃ−ＰｈｅＦ−Ｒ’　ｍ　ａＲ’−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ，ＣＨ，−Ｐｈｅ−Ｆ−Ｒ”　ｍ　ｂＲ’−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃｏｏ−ＰｈｅＦ−Ｒ” 　ＩＩＩ　ｃＲ’−Ｃｙ−Ｃｏｏ−ＰｈｅＦ−Ｒ”　ｍ　ｄＲ’−Ｃｙ−ＣＨ２ＣＨ２−ＰｈｅＦ−Ｒ２ｍ　ｅ式■ｃ１式ＩＩ［ｄおよび式ｍｇで示される化合物は特に好ましい。

成分Ａは舒ましくは、２０”で高くて約２ＱｍＰａ、ｓ、特に高くて１８ｍＰａ、ｓの粘度および高くて１２０°の透明点を有する。

成分Ｂ用の成分または成分Ｂとしては、たとえば２個または３個のｐ−）ユニしンアルいはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、極性末端基および場合によりラテラルハロゲン置換基を有する既知の化合物が適当である。

成分Ｂ用の成分として、または成分Ｂとして適する化合物は、たとえば次式Ｉおよび（または）次式■で示される既知化合物である：〔式中Ｒ１はＣ原子１〜１２個を有するアルキルであり、この基中に存在する１個のＣＨ２基または隣接していない２個）ＣＨ２基はＯ原子、−ＣＯ−１−Ｏ− ＣＯ−１−ＣＯ−Ｏ−および（マタは）−ＣＨ＝ＣＨ−基により置き換えられていてもよく、八〇およびＡ１はそれぞれ、相互に独立してＣｙＳＤｉＯｌＰｙｒまたはＰｈｅであり、Ｚは−ＣＯ−Ｏ−１−Ｏ−ＣＯ−１ＣＢ２−０−１−〇−ＣＨ，−または単結合であり、ＸｌはＦＳＣｆｆまｔ：は−ＣＮＴあり、ｘ２はＦまたはＣＱであり、ｍは０またはｌであり、Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、Ｐｙｒはピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり、Ｄｉｏはトランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、そしてＰｈｅは１．４−フ二二しンである〕。

Ｒ”−Ａ’−Ｐｈｅ−ＣＮ　Ｉ［〔式中Ａ’　ハＣｙ、　Ｃｙ−０Ｍ２ＣＨｚ、Ｐｈｅｓ　Ｄｉｏ、　Ｐｈｅ−Ｃｏｏ％ｃ７−ｃｏｏ。

Ｐｈｅ−ＰｈｅＳＰｈｅ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ、　Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ％Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−ＣＯＯ−Ｐｈｅ、　Ｃｙ−Ｃｙ、Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨｚＣＨｚ、Ｃｙ−ＣＨ，ＣＨ，−ＣｙＳＣｙ−ＰｈｅまたはＣｙ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅであり、そしてＲ１、ｃｙおよびＰｈｅは前記の意味を有する〕。

成分用の成分として、または成分として適するさらに他の化合物には下記の化合物がある：および（または）〔各式中Ｒ１は前記の意味を有する〕。

成分Ｃ用の成分として、または成分Ｃとして適する化合物は、たとえば次式で示される既知の化合物である：Ｒ’−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｒ” Ｒ’　−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｒ” Ｒ’−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ” Ｒ’−Ｃｙ−Ｚ’−Ｐｈｅ−Ｚ’−Ｐｈｅ−Ｒ”Ｒ’−Ｃｙ−Ｚ’−Ｃｙ−Ｚ’ −Ｐｈｅ−Ｒ”Ｒ’−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｚｌ−Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ’−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃｙ −Ｐｈｅ−Ｒ”Ｒ’−ｃｙ−ｃｙ−ｚ’−ｃｙ−Ｒ” Ｒ１−Ｃｙ−Ｚ’−Ｃｙ−Ｚ’−Ｃｙ−Ｒ２Ｒ’−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｃｙ −Ｒ２成分Ｃは好ましくは少なくとも約１４０’の透明点を有する。好適な成分Ｃは少なくとも１８０６、好ましくは少なくとも２００６の透明点を有する化合物の少なくとも一種を含有する。

成分Ｃ用の成分として、または成分Ｃとして適するさらに他の化合物は次式■で示される化合物である：Ｒ’−Ａ”−（Ｚ”−Ａ２）、−Ｒ”　ＩＶ〔式中Ｚ” ハ独立して、−ＣＯ−Ｏ−または−ｏ−ｃｏ−ｒ　アリ、Ａ！はｃｙまたはＰｈｅであり、そしてＲ１およびＲ２は独立して、前記の意味を有する〕。

本発明による液晶相の式１〜■で示される化合物はそれぞれ、既知であるか、まｔ；は従来技術から当業者により容易に誘導できる方法、すなわち文献に記載されている標準的方法にもとづく方法により製造することができるかのどちらかである。

式■で示される相当する化合物は、たとえば西ドイツ国特許出願Ｐ　３４０５９１４および同Ｐ　３５１５６３３　；ヨーロッパ特許明細書０，０１９．６６５　；　Ｓ、　Ｍ、　ＫｅｌｌｙおよびＨｐ、　５ｃｈａｄ（１９８４年）；日本国特開昭５９−１９１．７８９ならびにヨーロッパ公開特許出願公報０，０９９．０９９および同０．１１９，７５６に記載されている。弐■で示される化合物は、たとえば西トイ同３２２７９１６．同３３０２２１８．同３３３４０５４．ヨーロッパ公開特許出願公報０．１２２，３８９．米国特許４，３２２．３５４および日本国特開昭５６−１６４．１７９に記載されている。

本発明による成分Ａ１成分Ｂおよび成分Ｃの組合せが、一方で、好ましい弾性物性、低い融点を伴なう広いメンフェース範囲および低いスメクテイツクーネマテイック転移温度を有し、そして他方で、それらの良好な電気光学的急峻性および視角特性の観点からマルチプレックス駆動が可能である、スーパーツイストネマティックセルで使用するためのＬＣ相をもたらすことが驚くべきことに見い出された。

の少なくとも二種、特に少なくとも三種、および式１および式■から選ばれる化合物の好ましくは少なくとも二種、特に少なくとも三種を含有する。好ましくは、式１で示される化合物の少なくとも一種を存在させる。

Ｘｌは好ましくはＣＮである。ｘ２は好ましくはフッ素である。Ｚは好ましくは −ＣＯ−Ｏ−である。Ｒ１は好ましくはＣ原子１〜７個をそれぞれ有するアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシメチル、特にアルキルまｔ；はアルコキシメチルである。（Ａ’）ｍ−Ａ’は好ましくはＰｈｅ。

Ｃｙｐｈ６．　ＰｈｅＰｈｅまたはＰｙｒＰｈｅ、特にＰｈｅまたはＣｙＰｈｅである。

式１で示される好ましい化合物は下記の部分式Ｉａ〜Ｉｓで示される化合物である：Ｒ１は好ましくはＣ原子２〜７個を有する直鎖状アルキルである。式１で示される化合物の場合に、Ｚは好ましくは−ＣＯ−Ｏ−１−ＣＨ，−０−または単結合である。Ｘ２は好ましくはフッ素である。

前記部分式で示される化合物の中で、式Ｉａｘ）ｂ。

Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉｇｌ　Ｉｂ、Ｉ　ｉＳ　Ｉ　ｊ、Ｉｋ。

工１、Ｉｍ、ＩＯ％　Ｉ＋）％　ＩｒおよびＩｓで示される化合物は好ましい。

特に好ましいものとして、部分式Ｉａ−Ｉｃ、Ｉｇ、Ｉｈｓ　１ｍおよびＩｐで示される化合物があげられる。

前記部分式で示される化合物の場合に、Ｒは好ましくはＣｙＫ子１〜７個を有する、直鎖状アルキル基であり、この基中に存在するＣＨ２基はまた、−〇−または−ＣＨ＝ＣＨ−により置き換えられていてもよい。特に好ましい基Ｒはメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチルおよびｎ−ヘプチルである。

２個の基Ｒを有する前記部分式で示される化合物の場合に、これらの基Ｒは両方ともに、それぞれ相互に独立して、前記の意味の一つを有する。

弐工で示される化合物において、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、好ましくは７個までのＣ［子をそれぞれ有するアルキル、アルコキシまたはアルコキシメチルである。

式■で示される化合物において、Ｒ１およびＲ２は前記の好ましい意味を有する。弐■で示される好ましい化合物は下記の部分式ＩＶａ〜ＩＶｆで示される化合物である：Ｒ’−Ｐｈｅ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｒ”　ＩＶ　ａＲ ’−Ｃｙ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｒ”　ＩＶ　ｂＲ’−Ｐｈｅ−Ｃｏｏ−Ｃｙ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｒ”　■ｃＲ’−Ｐｂｅ−００Ｃ−Ｃｙ−Ｃｏｏ −Ｐｈｅ−Ｒ”　ＩＶ　ｄＲ’−Ｃｙ−Ｃｏｏ−Ｃｙ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｒ２ＩＶ　ｅＲ’−Ｃｙ−Ｃｏｏ−Ｐｈｅ−Ｃｏｏ−Ｃｙ−Ｒ”　ＩＶ　ｆ前記部分式で示される化合物の中では、式ＩＶａ、　ＩＶｂおよびＩＶｄで示される化合物が好ましい。

式１〜■で示される化合物中のアルキル基が３個または４個以上の炭素原子を有する場合に、これらの炭素原子は直鎖状または分枝鎖状に配列されていることができる。しかしながら、本発明による相は一つより多くの分校を有するアルキル基を有するいずれの成分も含有しない。このような分枝鎖状アルキル基は本発明の目的に対して、多くて１個の鎖分校を有する；好ましくはこの基は炭素幹鎖の１位置または２位置にメチルまたはエチル基を有し、従って、適当な分枝鎖状アルキル基は特に２−メチルブチル、２−メチルブチル、１−メチルペンチル、２ −メチルペンチル、ｌ−メチルヘキシルである。

一般に、本発明による液晶誘電体は、所望により光学活性を生じさせるために、分枝鎖状アルキル基を有する成分を一種だけ含有する。この目的には、通常、１０重量％、好ましくは０．５〜３重量％の量で分枝鎖状アルキル基含有成分を加える。

前記部分式で示される化合物において、本発明による好ましい相は式■において　Ｒ１がｎ−アルキルであり、モしてＲ２はｎ−アルキル、ｎ−アルコキシまたはｎ−アルカノイルオキシである相当する化合物を含有する。

Ｒ１およびＲ２は好ましくは、Ｃ原子２〜７個をそれぞれ有するｎ−アルキルまたはｎ−アルコキシである。

本発明による相の調製は慣用の方法で行なう。一般に、少ない方の量で使用する成分の所望量を主成分を構成する成分中に、好ましくは高められた温度で溶解する。この温度が主成分の透明点以上で選ばれた場合に、溶解の進行の完了を特に容易に見ることができる。

しかしながら、適当な有機溶剤、たとえばアセトン、クロロホルムまたはメタノール中の各成分の溶液を混合することもでき、そして充分に混合した後に、たとえば減圧における蒸留により溶剤を除去することができる。

この方法を用いる場合に、溶剤がいずれかの汚染物または望ましくないドーピング物質を導入しないことを確突にせねばならないことは自明のことである。

本発明による液晶相は、適当な添加剤によって、これらを従来開示されている種類のスーパーツイストネマティック液晶表示素子のいずれでも使用できるように、変性することができる。

本発明による相を含むスーパーツイストネマティック電気光学セルの製造はまた、それ自体既知の方法で行なうことができ、たとえば適当なセルを脱気させ、この脱気したセル中に混合物を導入する。

次側は本発明を制限することなく、本発明を説明するものである。これらの例において、液晶相の融点及び透明点は摂氏度で示す。パーセンテージは重量による。しきい電圧の数値はＯ″の視角、１０％コントラストおよび２０　’Ｃに対するものであり、９０６ねじれセルにおける電圧である。

例　１４−シアノビフェニル−４′−イルｐ−（ｎ−へブチルフェニル）−ベンゾニート　３％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルｐ−（ヘプチル７エ二ル）−ベンゾエート１０％、４−シアノ−４’−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−ビフェニル１４％、４−シアノ−３−フルオロフェニルｐ−プロピルベンゾニート　７％、４−シアノ−３−フルオロフェニルｐ−エチルベンゾエート２％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４＝（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　１０％、２−ｐ−シアノ゛フェニルー５−プロピル−１，３−ジオキサン　１４％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４一ペンチルシクロヘキサンカルボキシレート１６％および２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４−ヘプチルシクロヘキサンカルボキシレート１６％、よりなる液晶相は８５．４’の透明点、０．１３１の光学異方性、２０°で５４　、　３ｍＰａ　、　ｓの粘度２．２２ボルトのしきい電圧、＋　１１．１の誘電異方性および１．１８のＫｓｓ／Ｋｉｔを有する。

例　２１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−　（４’−ペンチル−２ ′−フルオロビフェニル−４−イル）−エタン８．６％、１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４′−エチル−２′ーフルオロビフエニル−４−イル）ーエタン８．７％、１−　（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−（４′−エチル−２′ ーフルオロビフエニル−４−イル）−エタン　８．７％、４−エチル−４′−シアノビフェニル　６％、２−ｐ−シアノフェニル−５−プロピル−１．３−ジオキサン２０％、２−ｐ−シアノフェニル−５−ペンチル−１．３−ジオキサン２０％、トランス−４−　（トランス−４−プロピルシクロヘキサン）−プロポキシシクロヘキサン　９％、４−シアノビフェニル−４′ーイルｐ−（ヘプチル７エ二ル）−ベンゾエート　２％、４、４’−ビス−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−ビフェニル　４％、４−　（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−４’＝（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−ビフェニル　４％およびトランス−４−ペンチルシクロヘキシルトランス−４−（トランス−４−ブチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　９％、よりなる液晶相は８６．９°の透明点、０．１３０の光学異方性、２０°で３２．３ｍＰａ．ｓの粘度および２．２８ボルトのしきい電圧、＋１１．２の誘電異方性および１．２７のＫｓｓ／Ｋｘを有する。

例　３４−シアノビフェニル−４′−イルｐ−（ヘプチル７エ二ル）−ベンゾエート３．０％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルｐ−（ヘプチル７ニニル）−ベンゾエート　１０．０％、４−シアノ−４’−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル） −ビフェニル１４．０％、４−シアノ−３−フルオロフェニルｐ−プロピルベンゾエート７、０％、４−シアノ−３．−フルオロフェニルｐ−エチルベンゾエート　２．０％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート１０．０％、２−ｐ−シアノフェニル−５−プロピル−１．３−ジオキサン１４．０％、ｐ−プロピルフェニルトランス−４−７’口ピルシク口ヘキサンカルボキシレート　１２．６％、ｐ−ペンチル７ニニルトランスー４−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート１５．４％、およびｐ−へブチルフェニルトランス−４−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート　１２．０％、よりなる液晶相は８５．２’の透明点、０．１３１の光学異方性、２０°で４５．３ｍＰａ．ｓの粘度、２．２１ボルトのしきい電圧、＋１１．２の誘電異方性、および１．１６のｙ．ｓｓ／ｙ．、□を有する。

例１の混合物はスーパーツイスト表示体をデザインする場合に、良好な出発点である。この相を含有するセルが初期試験で不充分のしきい値急峻性を示した場合には、例２の混合物を添加して、ヒステリシス（履歴現象）を導入し、このねじれセルに最適にされた透過度対電圧曲線を得ることができる。同様に、例３の混合物は必要に応じて、過度のヒステリシスを減じるために添加することができる。駆動電圧はこのような調整されたセルに正確なスイッチング電圧を付与するために調整されなければならない。

例１〜３の混合物はドーピングされておらず、適当なカイラル添加剤が、望ましいｄ／ｐ関係を得るために使用されるべきものである。これらの添加剤は容易に入手でき、当業者に知られている。

これらの混合物はまた、中間の物性を得るために、いかような割合でも一緒に混合することができる。

例　４４−シアノビフェニル−４′−イルｐ−（ｎ−へブチルフェニル）−ベンゾエート　３％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルｐ−（ヘフチルフェニル）−ベンゾニート　８％、４−シアノ−４’−（）ランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−ビフェニル１４％、４−シアノ−３−フルオロフェニルｐ−プロピルベンゾニート　７％、４−シアノ−３−フルオロ７ニニルｐ−エチルベンゾエート２％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　１０％、２−ｐ−シアノフェニル−５−プロピル−１，３−ジオキサン１４％、ｐ　−（ｐ−７’口ピルフエノキシカルポニル）−フェニルトランス−４−シクロヘキサンカルボキシレート２％、２−７に’Ａ−ロー４−ペンチル７ニニルトランスー４−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート　８％、２−７　、＋１／オロー４−ペンチルフェニルトランス−４−ペンチルシクロヘキサンカルボキシレート１６％および２−フルオロ−４−ペンチル７ニニルトランスー４−ヘプチルシクロヘキサンカルボキシレート　１６％よりなる液晶相を調製する。

−（４’−エチル−２′−フルオロビフェニル−４−イル）−二　ターン　１６．６％、１−　（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４’−ペンチルー２ ′−フルオロビフェニル−４−イル）−エタン１６．７％、１−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−（４’−エチル−２′− フルオロビフェニル−４−イル）−エタン１６．７％、４−エチル−４′−シアノビフェニル　１０％、４−プロピル−４′−シアノビフェニル１０％、４−ペンチルー４′−シアノビ７ニニル１５％、４．４’−ビス−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、４．４′−ビス−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、および４−　（）ランス−４−ペンチルシクロヘキシル） −４’＝（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、よりなる液晶相は９７．５’の透明点、＜−２０°のスメクテイツクーネマテインク転移点、２０°で３３．１ｍＰａ、ｓの粘度、０．１７９の光学異方性を有し、そしてＳＢＥ装置で良好な性質１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４′−エチル−２′−フルオロビフエニル−４−イル）−エタン　６．６％、１−　（１−ランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４′−ペンチルー２′−フルオロビフェニル−４−イル）−エタン　６．７％、１−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−（４’　−エチル−２′ −フルオロビフェニル−４−イル）−エタン　６．７％、１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル−（ｐ−シアノフェニル）−エタン２５％、トランス、トランス−４−プロピル−４′−シアノシクロへキシルシクロヘキサン２０％、２−ｐ−シアノフェニル−５−７’口ピル−１，３−ジオキサン　１０％４、４′−ヒス−（トランス−４−７’ロビルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、４、ｃ−ヒス−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル） −２−フルオロビフェニル　５％、４−　Ｃトランス−４−ペンチルシクロヘキシル−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、トランス−４−ペンチルシクロヘキシル４−　（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　５％、およびトランス−４−ペンチルシクロヘキシル４−　（トランス−４−ブチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　５％、よりなる液晶相はＳＢＥ装置で良好な性質を示す。

例　７１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４′−エチル−２′− フルオロビフェニル−４−イル）ーエタン　９．２％、１−Ｃト５ンスー４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４’−ペンチル−２′ −フルオロビフェニル−４−イル）−エタン　９．１％、１−　（）ランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−（４’　−エチル−２ ′−フルオロビフェニル−４−イル）ーエタン　９．２％、１−　（）ランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（ｐ−シアノフェニル）−エタン２２．５％、トランス、トランス−４−プロピル−４′−シアノシクロへキシルシクロヘキサン　１５％、２−ｐ−シアノフェニル−５−７’口ピル−１．３−ジオキサン　５％４−シアノ−３−フルオロフェニルｐ−プロピルベンゾニート　５％４、４７−ビス−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、４、４′−　ヒス−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、４−　（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、トランス−４−ペンチルシクロヘキシルトランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　５％、およびトランス−４−ペンチルシクロヘキシルトランス−４−（トランス−４−ブチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート　５％、よりなる液晶相は、９６．８６の透明点、＜−２０°のスメクテイックー洋マチイック転移温度、２０°で３３．５＋ｎＰａ、ｓの粘度、０．１２２の光学異方性を有し、そしてＳＢＥ装置で良好な性質を示す。

例７の混合物および例５の混合物はＳＴＮデバイス用の変更可能な複屈折を有する二成分系（ｔｗｏ−ｂｏｔｔｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ）として適している。この系は１８０度〜２２０度のねじれ角を有するＳＴＮ表示体に特に有用であり、その配合によって、変更可能な複屈折がセルねじれ角およびセル厚さに正確に適合することを可能にする。両温合物は全ての割合で混和性であり、０．１７９〜０．１２２の△ｎおよび１８０度のねじれセル（７μｍ、　１８０°Ｃねじれ、低い表面チルトセル、ｄ／ｐ＝０．３７５、ｄ、△ｎ＝　０−９５）で２．０３Ｖ　〜２．０４Ｖのほぼ一定のしきい電圧を提供する。その高い透明点は高められた動作温度における望ましくない色の変化を最少にする。

７μｍ５ＴＮセルに対して適する複屈折は例５の混合物２１．８部と例７の混合物７８．２部とを混合することによって得られる。生成する液晶相は０．１３５７の光学異方性を示し、これは７μｍ厚さを有する１８０°ねじれＳＴＮセルに対して最適の光路差を与える（ｄ、△ｎ＝　０．９５）。

電気光学的測定は偏光子が両方ともに平行であるポジコントラストモードで白色光源を使用して行ない、入射偏光子は入射方向に対して４５°の角度にした：１ −　（トランス−４−エチルシクロヘキシル）−２−（４′−エテル−２′−フルオロビフェニルー４−イル）−エタン２５％、１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４’−ニチルー２′− フルオロビフェニル−４−イル）−エタン２５％、４−エチル−４′−シアノビフェニル１０％、４−ペンチル−４′−シアノビフェニル１５％、１−（）ランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（ｐ−シアノフェニル）−エタン　１０％、４．４′−ビス−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、Ｌ４’−ビス−（トランス −４−ペンチルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、４−　（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル　５％、よりなる液晶相は８８．４°の透明点、＜　−２０’のスメクテイツクーネマテインク転移点、２０°で２９．９ｍＰａ、、ｓの粘度、および０．１６７の光学異方性を有する。

６μｍ厚さで、１８０°ねじれ角のＳＴＮセルに５８１１をドーピングすると、白色光源を使用し、平行偏光子を用いてポジコントラストモードで動作させて、ｄ／ｐ−０，３５の電気光学測定値が得られた。入射偏光子は入射方向に対して、４５°の角度にした： ■、。、。：２゜−２，００１−（１−ランス−４−エチルシクロヘキシル）−２−（４’−エチル−２′− フルオロビフェニル−４−イル）−エタン２５％、ｌ−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４′−エチル−２′− フルオロビフェニル−４−イル）−エタン　２５％、４−エチル−４′−シアノビフェニル１０％、４−ペンチル−４′−シアノビフェニル１３％、１−　（１−ランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（ｐ −シアノフェニル）−エタン　１２％、４．４′−ビス＝（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル７．５％オヨび４−　（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−（トランス−４−７’ロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル７．５％、よりなる液晶相は８８．９°の透明点、＜−２０’のスメクテイツクーネマテイツク転移点、２０°で２９．５ｍＰａ、ｓの粘度、および０．１６６の光学異方性を有する。

６ｐｍ厚さで、１８０’ねじれＳＴＮセルに８８１１をドーピングすると、白色光源を使用して、平行偏光子を用いるポジコントラストモードでセルを動作させて、ｄ／ｐ−０，３５の電気光学測定値が得られた。入射偏光子は入射方向に対して、４５°の角度にした：１−（）ランス−４−７’口ビルシク口ヘキシル）−２−（４’−エチル−２′ −フルオロビフエニル−４−イル）−二タン９．１％、１−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−（４’−エチル−２′− フルオロビフェニル−４−イル）−エタン９．１％、１−　（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（４’−ペンチル−２ ′−フルオロビフェニル−４−イル）−エタン９．１％、トランス、トランス−４−プロピル−４′−プロポキシシクロへキシルシクロヘキサン　１４．９％、２−１）−シアノ７ニニルー５−プロピル−１，３−ジオキサン５．２％４−シアノ−３−フルオロフェニルｐ−プロピルベンゾニート５．０％、２−フルオロ−４−ペンチルフェニルトランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボキシレート９．９％、ｌ−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−（ｐ−シアノフェニル） −エタン２２．６％、４．４’−ビス−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル５．０％、４．４′−ビス−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル５．１％および４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−４’−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−２−フルオロビフェニル５．０％、よりなる液晶相は９３．４°の透明点、２０’で２４．６ｍＰａ、ｓの粘度、０．１２１の光学異方性を有し、そしてスーパーツイストネマティック素子で良好な性質を示す。

国際調査報告ｍｓｍ＊＋電・醪＾帥−シ組＋１ｌｌ１１１・ＰＣＴ／Ｅ？８８１００４２Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

１．Ａ、ＢおよびＣの少なくとも三種の成分よりなり、これらの成分はそれぞれ、１種または２種以上の化合物を含有し、該成分Ａは２０°において高くて約２５ｍＰａ．ｓの粘度と高くて１３０°の透明点と約−２〜約＋２の誘電異方性とを有し、該成分Ｂは約＋８以上の誘電異方性を有し、そして該成分Ｃは１３０° より高い透明点および約−２〜約＋２の誘電異方性を有する、スーパーツイストネマテイツクセルに使用する液晶相であって、上記成分Ａは、式ＩＩＩ ▲数式、化学式、表等があります▼ＩＩＩ〔式中Ｒ１はＣ原子１〜１２個を有するアルキルであり、この基中に存在する１個のＣＨ２基または隣接していない２個のＣＨ２基はまた、Ｏ原子、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−および（または）−ＣＨ＝ＣＨ−基により置き換えられていてもよく、Ｒ２はＲ１の意味のうちの一つを有し、▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学式、表等があります▼Ｚ１は−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または −ＣＨ２ＣＨ２−であり、ｏは１であるか、またはＡ３が−■−である場合には、ｏはまた、２であることができ、Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、そしてＰｈｅは１，４−フェニレンである〕で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする上記液晶相。
２．上記成分Ｂが、式Ｉ ▲数式、化学式、表等があります▼Ｉ〔式中Ｒ１はＣ原子１〜１２個を有するアルキルであり、この基中に存在する１個のＣＨ２基または隣接していない２個のＣＨ２基は、また、Ｏ原子、−ＣＯ− 、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−および（または）−ＣＨ＝ＣＨ−基により置き換えられていてもよく、Ａ０およびＡ１は、相互に独立して、それぞれＣｙ、Ｄｉｏ、ＰｙｒまたはＰｈｅであり、Ｚは、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−または単結合であり、Ｘ１は、Ｆ、Ｃｌまたは−ＣＮであり、Ｘ２は、ＦまたはＣｌであり、ｍは０または１であり、Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、Ｐｙｒはピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２．５−ジイルであり、Ｄｉｏはトランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、そしてＰｈｅは１，４−フエニレンである〕で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする、請求項１に記載の液晶相。
３．上記成分Ｂが、式ＩＩＲ１−Ａ４−Ｐｈｅ−ＣＮＩＩ〔式中Ａ４はＣｙ、Ｃｙ−ＣＨ２ＣＨ２、Ｐｈｅ、Ｄｉｏ、Ｐｈｅ−ＣＯＯ、Ｃｙ−ＣＯＯ、Ｐｈｅ−Ｐｈｅ、Ｐｈｅ−ＣＯＯ−Ｐｈｅ、Ｃｙ−Ｐｈｅ−ＣＯＯ −Ｐｈｅ、Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｃ００−Ｐｈｅ、Ｃｙ−Ｃｙ、Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ２ＣＨ２、Ｃｙ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｃｙ、Ｃｙ−ＰｈｅまたはＣｙ−ＣＯＯ−Ｐｈｅであり、そしてＲ１、ＣｙおよびＰｈｅは前記の意味を有する〕で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする、請求項１および２の少なくとも一項に記載の液晶相。
４．上記成分Ｂが、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される化合物および（または）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される化合物（各式中Ｒ１は前記の意味を有する）の少なくとも一種を含有することを特徴とする、請求項１〜３の少なくとも一項に記載の液晶相。
５．上記成分Ｃが、式ＩＶＲ１−Ａ２（Ｚ２−Ａ２）２−ＲＩＶ〔式中Ｚ２は、それぞれ、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−であり、Ａ２は、ＣｙまたはＰｈｅであり、そして、Ｒ１およびＲ２は、独立して、前記の意味を有する〕で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一項に記載の液晶相。
６．上記成分Ｃが、式Ｒ１−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｚ１−Ｐｈｅ−Ｚ１−Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｚ１−Ｃｙ−Ｚ１ −Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｚ１−Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃｙ −Ｐｈｅ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｚ１−Ｃｙ−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｚ１−Ｃｙ−Ｚ１−Ｒ２Ｒ１−Ｃｙ−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｃｙ−Ｒ２▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ Ｒ１−Ｃｙ−Ｚ１−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−Ｃｙ−Ｒ２で示される化合物のうちの少なくとも一種を含有することを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一項に記載の液晶相。
７．請求項１に記載の液晶相のスーパーツイストネマティック電気光学表示素子における使用。
８．請求項１に記載の相を含むことを特徴とするスーパーツイストネマティック電気光学表示素子。