JPH11241067A - Ｓｔｎ液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】短い応答時間と良好な急峻・角度依存性のスー
パーツイスト液晶ディスプレイ及びそれ用のネマティッ
ク液晶混合物を提供する。 【解決手段】枠と２枚の外板とからなるセル内の配向膜
を有する電極層、外板表面上の分子長軸−外板のチルト
角1°〜30°、配向膜から配向膜へのセル中の液晶混合
物のねじれ角100°〜600°、セル中の正誘電異方性のネ
マティック液晶混合物がa)誘電異方性＞＋1.5の一般式
ＩＡを含む1以上の化合物からなる液晶成分A5〜90重量
％；b)誘電異方性−1.5〜＋1.5の一般式ＩＢを含む1以
上の化合物からなる液晶成分B10〜80重量％；c)誘電異
方性＜−1.51以上の化合物からなる液晶成分D0〜20重量
％；d)層厚みとカイラルネマティック液晶混合物のナチ
ュラルピッチとの比約0.2〜1.3の光学活性成分Cからな
る液晶混合物をもつスーパーツイスト液晶ディスプレ
イ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、格別に短い応答時
間と良好な急峻性及び角度依存性を有するスーパーツイ
スト液晶ディスプレイ(SLCDs)又はスーパーツイストネ
マティック液晶ディスプレイ(STN)に関し、そしてそこ
で使用される新規なネマティック液晶混合物に関する。

【０００２】

【従来の技術】SLCDsは、例えばEP 0 131 216 B1；DE 3
4 23 993 A1；EP 0 098 070 A2； M.Schadt 及び F. Le
enhouts, 17th Freiburg Congress on Liquid Crystals
(8.-10. 04. 87)； K. Kawasaki et al., SID 87 Dige
st 391 (20. 6)； M. Schadt及び F. Leenhouts, SID 8
7 Digest 327 (20. 1)； K. Katoh et al., JapaneseJo
urnal of Applied Physics, Vol. 26, No. 11, L 1784-
L 1786 (1987)； F.Leenhouts et al., Appl. Phys. Le
tt. 50 (21), 1468 (1987)； H. A. van Sprang 及び
H. G. Koopman, J. Appl. Phys. 62 (5), 1734 (198
7)； T. J. Scheffer 及び J. Nehring, Appl. Phys. L
ett. 45 (10), 1021 (1984)； M. Schadt及び F. Leenh
outs, Appl. Phys. Lett. 50 (5), 236 (1987) 及び E.
P. Raynes, Mol. Cryst. Liq. Cryst. Letters, Vol.
4 (1), pp. 1-8 (1986)より公知である。ここでSLCDと
いう語は、例えばWatersらのディスプレイ素子(C. M. W
aters etａｌ．， Ｐｒｏｃ． Ｓｏｃ． Ｉｎｆ．
Ｄｉｓｐ． （Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ） （１９８５）
（３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎ． Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ， Ｋｏｂｅ， Ｊａｐａｎ）， ＳＴＮ
液晶ディスプレイ (DE-A 35 03 259), SBE液晶ディス
プレイ(T. J. Scheffer 及び J. Nehring, Appl. Phys.
Lett. 45 (1984) 1021), OMI液晶ディスプレイ(M. Sch
adt 及び F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 50 (198
7), 236, DST液晶ディスプレイ (EP-A 0 246 842) 又は
BW-STNディスプレイ (K. Kawasaki et al.,SID 87 Dige
st 391 (20.6)のような、160°と360°の間のねじれ角
を有する比較的高度にツイストしたいかなるディスプレ
イ素子をも包含する。

【０００３】標準的なTNディスプレイと比較して、この
種のSLCDsは、極めて良好な電気光学的特性曲線の急峻
性と、これに起因するより良好なコントラスト値によ
り、また極めて低いコントラストの角度依存性により特
徴付けられる。特に興味深いものは、特に比較的低い温
度でも、顕著に短い応答時間を有するSTNディスプレイ
である。短い応答時間を達成するために、液晶混合物の
回転粘度は、ほとんどの場合、比較的高蒸気圧のモノト
ロピック添加物を使用して、従来最適化されてきた。し
かしながら、達成された応答時間は、全ての製品に適し
たものではなかった。

【０００４】STNディスプレイで、急峻な電気光学的特
性を達成するためには、液晶混合物は比較的高いK₃₃/K
₁₁値及び比較的小さなΔε/ε_⊥値を有さねばならな
い。

【０００５】コントラスト及び応答時間の最適化に加
え、さらに重要な要件； 1.幅広いd/pウインドウ、 2.高い化学的長時間安定性、 3.高い電気抵抗、 4.しきい値電圧の低い周波数依存性と低い温度依存性 が、この種の混合物には求められる。

【０００６】達成されたパラメーターの組み合わせはな
お適切なものとはいえず、特に高マルチプレックスには
全く適さないばかりか、低マルチプレックス及び中マル
チプレックス(1/400）STNディスプレイにも適さない。
これはある場合にはさまざまな要件が、相反する方向で
材料パラメーターにより影響を受けることによる。従っ
て、上記の要件を満たす、顕著に短い応答時間と、同時
に、広域な使用温度、特性曲線の高急峻性、良好なコン
トラストの角度依存性及び低いしきい値電圧を有する、
特に高解像度ディスプレイ(XGA)用のSLCDsに対する需要
が、引き続き大いに存在する。

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、短い
応答時間を有し、上記の不都合が全くないか、わずかし
かない、SLCDsを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題は、式IAの化合
物；

【化19】 (式中Ｒ^aは、炭素原子1個から12個を有するアルキル、
アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシであり、
Ｒ^bは、炭素原子1個から5個を有するアルキル又はアル
コキシであり、Zは、−COO−、−CH₂CH₂−又は単結合で
あり、

【化20】 を1又は2以上含有し、そして1又は2以上の式IBの化合
物；

【化21】 (式中R³は、炭素原子2個から7個を有するアルケニル基
であり、R⁴は、式IAのR^aと同義であり、そしてcは、0又
は1である）を含有するネマティック液晶化合物の使用
により、解決できることを今回見いだした。

【０００８】本発明によるスーパーツイスト液晶ディス
プレイのための混合物への式IA及び式IBの化合物の使用
は、例えば低温のディスプレイ中での長い使用時間を提
供する。これらの使用時間は、式IAの化合物のかわり
に、対応する非フッ化トランを含有する同等の液晶混合
物の使用の場合よりも長い。さらに、本発明による混合
物は、以下の有利な物性を特徴とする； − 低粘度を有し、 − しきい値電圧及び動作電圧の低い温度依存性を有
する。

【０００９】従って、本発明は、 − フレームと共にセルを形成する、２枚の外板、 − 外板の内側で配向膜を有する電極層、 − 外板表面上の分子長軸と外板との間でなす1°か
ら30°のチルト角、 − 配向膜から配向膜への、セル中の液晶混合物のね
じれ角が100°から600°の大きさ、及び − セル中に存在する正の誘電異方性のネマティック
液晶混合物が、 a)＋1.5より大きな誘電異方性を有する1又は2以上の化
合物からなる液晶成分Aを5重量％から90重量％； b)−1.5から＋1.5の間の誘電異方性を有する1又は2以上
の化合物からなる液晶成分Bを10重量％から80重量％； c)−1.5より小さな誘電異方性を有する1又は2以上の化
合物からなる液晶成分Dを0重量％から20重量％；そして d)層の厚み(外板の間隔）とカイラルネマティック液晶
混合物のナチュラルピッチとの間の比率が約0.2から1.3
となるような量の光学的に活性な成分Cからなる液晶混
合物を有する液晶ディスプレイであって、成分Aが、1又
は2以上の式IAの化合物；

【化22】 (式中Ｒ^aは、炭素原子1個から12個を有するアルキル、
アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシであり、
Ｒ^bは、炭素原子1個から5個を有するアルキル又はアル
コキシであり、Zは、−COO−、−CH₂CH₂−又は単結合で
あり、

【化23】 を含有し、そして成分Bが、1又は2以上の式IBの化合
物；

【化24】 (式中R³は、炭素原子2個から7個を有するアルケニル基
であり、R⁴は、式IAのR^aと同義であり、そしてcは、0又
は1である）を含有する、液晶ディスプレイに関する。

【００１０】本発明は、SLCDsで使用するための液晶混
合物にも関する。好適な式IAの化合物は、Zが単結合で
ある化合物である。特に好適な式IAの化合物は、付属式
IA1から付属式IA10の化合物である；

【化25】

【００１１】

【化26】 (式中、R^a及びR^bは、それぞれ互いに独立して、式IAで
定義の意味を有し、そして好ましくはそれぞれ互いに独
立して、炭素原子1個から5個を有する直鎖アルキル又は
直鎖アルコキシ、ビニル又は炭素原子3個から7個を有す
る直鎖1E-又は3E-アルケニルであり、特にR^aは、炭素原
子1個から5個を有する直鎖アルキル、ビニル又は炭素原
子3個から7個を有する直鎖1E-又は3E-アルケニルであ
り、そしてR^bは、炭素原子1個から5個を有する直鎖アル
キルである)

【００１２】式IA1から式IA10の化合物のうち、特に好
適なものは、式中

【化27】 さらに特に好適な化合物は、

【化28】 である化合物である。式IA1から式IA10の化合物の群の
うち、式IA2、式IA4、式IA8及び式IA10の化合物は、格
別に好適である。

【００１３】式IBの化合物は、以下の化合物を包含す
る；

【化29】 (式中、R³は、炭素原子2個から7個を有するアルケニル
基であり、そしてR⁴は、式IAのR^aで定義のとおりであ
る。好適な式IB1及び式IB2の化合物は、式中R³は、ビニ
ル又は炭素原子3個から7個を有する1E-又は3E-アルケニ
ルであり、そしてR⁴は、式IAのR^aで定義の意味を有する
化合物である) 式IB1の特に好適な化合物は、付属式IB1-1から付属式IB
1-5の化合物である；

【化30】 (式中、R^3a及びR^4aは、それぞれ互いに独立して、H、CH
₃、C₂H₅又はn−C₃H₇であり、そしてR^4bは、炭素原子1個
から8個を有するn−アルキルである）

【００１４】式IB2の特に好適な化合物は、付属式IB2-1
及び付属式IB2-2の化合物である；

【化31】 (式中、R^3a及びR^4bは、それぞれ互いに独立して、式IB1
-1から式IB1-5の化合物で定義の意味を有する）であ
る。特に好適なものは、成分Bが式IB1-4、式IB2-1及び
式IB2-2から選択される化合物を少なくとも1つ含有する
本発明による液晶ディスプレイに適用されるものであ
る。

【００１５】成分Aは、好ましくは式II及び／又は式III
の化合物；

【化32】 (式中Rは、炭素原子1個から12個を有するアルキル、ア
ルコキシ又はアルケニル基であり、そのうちさらに1又
は2以上の隣接しないCH₂基は、O原子が互いに直接結合
しないように、−O−、−CH＝CH−、−CO−、−OCO−又
は−COO−により置換されてもよく、

【化33】 は、それぞれ互いに独立して、

【化34】 L¹からL⁶は、それぞれ互いに独立して、H又はFであり、
Z¹は、−COO−、−CH₂CH₂−又は単結合であり、Z²は、
−CH₂CH₂−、−COO−、−C≡C−又は単結合であり、Q
は、−CF₂−、−CHF−、−CH₂−、−OCF₂−、−OCHF
−、−OCH₂−又は単結合であり、Yは、F又はClであり、
aは、1又は2であり、bは、0又は1である）を含有する。

【００１６】式IIの好適な化合物は、付属式IIaから付
属式IIh；

【化35】

【化36】 (式中、R、L¹、L²及びL⁵は、式IIで定義の意味を有す
る）で表される。

【００１７】式IIaから式IIhの化合物のうち、好適なも
のは、式IIa、式IIb、式IIc及び式IIfの化合物である。
特に好適なものは、以下の付属式の化合物；

【化37】 (式中、Rは、式IIで定義の意味を有する）を1又は2以上
含有する混合物である。

【００１８】特に好適な態様では、成分Aは、式AIから
式AIVの化合物；

【化38】 (式中、Rは、炭素原子1個から12個を有するアルキル、
アルコキシ又はアルケニル基であり、そのうちさらに、
1又は2以上の隣接しないCH₂基が、O原子が互いに直接結
合しないという条件で、−O−、−CH＝CH−、−CO−、
−OCO−又は−COO−により置き換えられていてもよく、

【化39】 及びQ¹は、それぞれ互いに独立して

【化40】 Z³は、

【化41】 −CH₂CH₂−、−COO−、−O−CO−又は単結合である）を
さらに含有する。

【００１９】本発明による混合物は、好ましくは化合物
AIV1から化合物AIV4；

【化42】 (式中、Rは、式AIから式AIVで定義の意味を有する)から
なる群から選択される高い透明点を有する極性化合物を
1又は2以上含有する。

【００２０】化合物AIV1から化合物AIV4において、1,4
−フェニレン環は、1又は2以上のフッ素原子によりラテ
ラルに置換されてもよい。好適なこの種の化合物は、式
AIV1-1、式AIV1-2及び式AIV1-3の化合物；

【化43】 (式中、Rは、式AIから式AIVで定義の意味を有する)であ
る。式AIV1から式AIV4の化合物を含有する本発明による
混合物では、これらの化合物Iの割合は、好ましくは約2
％から25％である。

【００２１】式IIIの好適な化合物は、付属式IIIaから
付属式IIIv；

【化44】

【００２２】

【化45】

【００２３】

【化46】 (式中、Rは、式IIIで定義の意味を有し、そしてL³及びL
⁴は、互いに独立して、それぞれH又はFである）により
表される。

【００２４】式IIIaから式IIIvの化合物のうち、好適な
ものは、L³がFである化合物、さらにL³及びL⁴がFである
化合物である。好適な混合物は、式IA及び式IBの1又は2
以上の化合物に加え、式IIa、式IIb、式IIc、式IIf、式
IIIb、式IIId、式IIIf、式IIIh、式IIIi、式IIIs又は式
IIIuの化合物を、1、2、3又は4以上含有し、好ましくは
式IIIb、式IIId、式IIIh又は式IIIuの化合物を1又は2以
上、及び式IAと式IBの化合物を1から4と式IIa、式IIb及
び／又は式IIcの化合物を1から4含有する。

【００２５】本明細書中に記載の式II及び式IIIの化合
物についての付属式の好適化合物において、R、R¹及びR
²は、断りがなければ、好ましくは直鎖アルキル、直鎖
アルケニル又は直鎖アルコキシであり、特に炭素原子1
個から12個を有するアルキル、特に炭素原子1個から7個
を有するアルキルである。さらに、付属式IIIb1；

【化47】 (式中、Rは、式IIIでの意味を有し、そして好ましくは
炭素原子1個から7個を有するアルキル又は炭素原子2個
から7個を有するアルケニル、特に炭素原子2個から7個
を有する1E−又は3E−アルケニルである)を1又は2以上
含有する混合物が好ましい。式IIIb1の化合物では、R
は、特に好ましくはビニル、1E−プロペニル、1E−ブテ
ニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、特にビニルであ
る。

【００２６】例えば式II及び式IIIの化合物又はそれら
の付属式の化合物の個々の化合物は、本発明によるSTN
ディスプレイで使用できる他の化合物も含め、それぞれ
公知であるか又は公知の化合物と同様にして調製するこ
とができる。

【００２７】好適な液晶混合物は、成分Bの化合物を1又
は2以上、好ましくは30重量％から75重量％含有する。
成分Bの化合物は、特に低い回転粘度γ₁により特徴付け
られる。

【００２８】成分Bは、式IBの化合物1又は2以上に加え
て、好ましくは式IV1から式IV9の化合物；

【化48】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIのRと同義であり、そして式IV6の化合物は、式I
Bの化合物とは異なる)からなる群から選択される化合物
を1又は2以上含有する。

【００２９】成分Bは、好ましくはさらに式IV10から式I
V24の化合物；

【化49】

【化50】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIのRと同義であり、そして式IV16の化合物は、式
IBの化合物とは異なる）からなる群から選択される化合
物を1又は2以上含有する。式IV10から式IV19、式IV23及
び式IV24の1,4−フェニレン基は、それぞれ互いに独立
して、フッ素により単置換又は多置換されていてもよ
い。

【００３０】特に好適なものは、式IV12a;

【化51】 (式中、R^1#は、式IBのR³と同義であり、そしてR^2＃は、
炭素原子1個から4個を有する直鎖アルキルである)の化
合物を1又は2以上含有する混合物である。これらの化合
物で、R^1#は、特に好ましくはビニル、1E−プロペニ
ル、1−ブテニル、2E−ブテニル、3−ブテニル、2E−ペ
ンテニル又は3E−ペンテニルである。R^2＃は、特に好ま
しくはメチル、エチル又はプロピル、特にメチル又はエ
チルである。さらに、好ましいものは、式IV12aの化合
物及び式中R^3aが、H、CH₃、C₂H₅又はn−C₃H₇であり、そ
してR^4bは、炭素原子1個から8個を有するn−アルキルで
ある式IB2-1及び／又は式IB2-2の化合物を含有する混合
物である。

【００３１】成分Bは、化合物IBに加えて、さらに式IV2
5から式IV31の化合物；

【化52】 (式中、R¹及びR²は、式II及び式IIIのRで定義の意味を
有し、そしてLは、H又はFである)からなる群から選択さ
れる化合物を、1又は2以上含有する。式IV25から式IV31
の化合物の1,4−フェニレン基は、それぞれ互いに独立
して、フッ素により単置換又は多置換されていてもよ
い。

【００３２】特に好適なものは、R¹がアルキル、そして
R²がそれぞれの場合、炭素原子1個から7個を有するアル
キル又はアルコキシ、特にアルコキシである式IV25から
IV31の化合物である。さらに、好適なものは、LがFであ
る式IV25及び式IV31の化合物である。式IV1から式IV31
の化合物で、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、特
に好ましくは炭素原子1個から12個を有する直鎖アルキ
ル又はアルコキシである。

【００３３】成分Bは、任意に式VI及び式VIIの化合物；

【化53】 (式中、C_rH_2r+1は、直鎖アルキル基であり、そしてr
は、1から9である)からなる群から選択される化合物を1
又は2以上含有する。

【００３４】さらに好適な態様では、成分Bは、さらに
式VIII及び式IXの化合物；

【化54】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIのRで定義の意味を有し、そして式VIII及び式IX
の化合物は式IBの化合物とは異なる）の群からの化合物
を1又は2以上含有する。さらに好適な液晶混合物は、式
Xから式XIVの化合物；

【化55】 (式中、Halは、F又はClであり、LはH又はFであり、そし
てRは式II及び式IIIで定義の意味を有し、特にRが炭素
原子1個から12個を有するアルキルである)からなる群か
ら選択される成分を少なくとも1つ含有する。

【００３５】液晶混合物は、層の厚み(外板の間隔)とカ
イラルネマティック液晶混合物のナチュラルピッチの間
の割合が0.2より大きくなる量で、光学的活性化成分Cを
任意に含有してもよい。この成分としては、当業者は、
任意に、例えばコレステリルノナノエート、S−811(Mer
ck KGaA, Darmstadt, Germanyより)及びCB15(BDH, Pool
e, U. K. )のように、商業的に入手可能な、多数のカイ
ラルドーパントを使用できる。ドーパントの選択は、自
体重要ではない。成分Cの化合物の割合は、好ましくは0
％から10％、特に0％から5％、特に好ましくは0％から3
％である。

【００３６】特に好適な態様では、本発明による混合物
は、好ましくは5重量％から35重量％、特に5重量％から
25重量％の液晶性トラン化合物を含有する。この液晶性
トラン化合物の使用により、小さい層厚みで実質的に短
い応答時間での動作が可能である。式IAのトラン化合物
に加えて、液晶混合物は、好ましくはさらに1又は2以上
のトラン化合物、好ましくは式T1から式T4の化合物；

【化56】 (式中

【化57】

【化58】 dは、0又は1であり、L¹からL⁶は、それぞれ互いに独立
して、H又はFであり、Qは、−CF₂−、−CHF−、−CH
₂−、−OCF₂−、−OCHF−、−OCH₂−又は単結合であ
り、Yは、F又はClであり、Z⁴は、−CO−O−、−CH₂CH₂
−又は単結合であり、そしてR¹及びR²は、それぞれ互い
に独立して、式II及び式IIIで定義のRの意味を有する)
からなるグループTから選択されるトラン化合物を含有
する。

【００３７】好適な式T1の化合物は、付属式T1a及び付
属式T1bの化合物；

【化59】 (式中、R¹は、式II及び式IIIで定義のRの意味を有し、L
¹からL⁴は、それぞれ互いに独立して、H又はFであり、
そしてQ-Yは、F、Cl又はOCF₃、特にF又はOCF₃である）
で表される。

【００３８】好適な式T2からT4の化合物は、付属式T2
a、付属式T2b、付属式T2c、付属式付属式T3a、付属式T3
b、付属式T3c及び付属式T4aの化合物；

【化60】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIで定義のRの意味を有し、Z⁴は、-COO-、-CH₂CH₂
-又は単結合であり、そしてL¹からL⁶は、それぞれ互い
に独立して、H又はFである)で表される。

【００３９】式T2aから式T4aの化合物のうち、好適なも
のは、式T2a、式T2c、式T3a、式T3b及び式T3cの化合物
である。特に好適な化合物は、式中、L¹基からL⁶基の1
個、2個又は3個はFで、その他がHであり、L¹とL²又はL³
とL⁴又はL⁵とL⁶は、両方同時にFでないT2cである。グル
ープTからの化合物の割合は、好ましくは0％から30％、
特に好ましくは5％から30％、格別に好ましくは5％から
25％である。

【００４０】他の特に好適な態様では、本発明による混
合物は、少なくとも−1.5より小さい誘電異方性Δεを
有する化合物(成分D)を1又は2以上で好ましくは約5％か
ら20％含有する。成分Dは、好ましくは例えばDE-A 38 0
7 801、同 38 07 861、同 38 07 863、同 38 07 864又
は同 38 07 908に記載のような2,3−ジフルオロ−1,4−
フェニレンの構造単位を有する化合物を1又は2以上含有
する。特に好ましいものは、国際特許出願PCT/DE 88/00
133に記載の構造単位を有するトラン類、特に式T2b及び
式T4aである。

【００４１】成分Dの他の公知の化合物の例は、それぞ
れDE-A 32 31 707及びDE-A 34 07 013に記載のような構
造単位；

【化61】 を有する2,3−ジシアノヒドロキノン誘導体類又はシク
ロヘキサン誘導体類である。

【００４２】本発明による液晶混合物は、好ましくは式
B1Iから式B1IVの化合物；

【化62】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIで定義のRの意味を有し、Z⁴は、-COO-、-CH₂CH₂
-又は単結合であり、そして

【化63】 であり、そして式B1IIIの化合物は、式IBの化合物とは
異なる）からなるグループB1から選択される化合物を1
又は2以上含有し、及び／又は式B2Iから式B2IIIの化合
物；

【化64】 (式中、Rは、式II及び式IIIで定義の意味を有し、Z
⁵は、−CH₂CH₂−、−CO−O−又は単結合、Q²は、

【化65】 アルキルは、炭素原子1個から9個を有するアルキル基で
あり、Xは、CN又はFであり、そしてLは、H又はFである)
からなるグループB2から選択される化合物を少なくとも
1つ含有し、

【００４３】及び／又は式B3Iから式B3IIIの化合物；

【化66】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIで定義のRの意味を有し、Yは、F又はClであり、
そして

【化67】 である）からなるグループB3から選択される化合物を少
なくとも1つ含有する。

【００４４】グループB1からの化合物の割合は、好まし
くは10％から50％、特に15％から40％である。式B1III
及び式B1IVの化合物は、好適である。特に好適なグルー
プB1の化合物は、以下の付属式の化合物；

【化68】 (式中、R^1aは、CH₃−(CH₂)_p−、CH₃−(CH₂)_p−O−、CH₃
−(CH₂)_p−O−CH₂−、トランス−H−(CH₂)_q−CH＝CH−
(CH₂CH₂)_s−又はトランス−H−(CH₂)_q−CH＝CH−(CH₂CH
₂)_s−CH₂O−であり、R^2aは、CH₃−(CH₂)_p−であり、p
は、1、2、3又は4であり、qは、0、1、2又は3であり、
そしてsは、0又は1である)である。

【００４５】上記の付属式B1IIIaと付属式B1IIIbの化合
物及び式IB1の化合物の組み合わせの割合は、好ましく
は約5％から45％、最も好ましくは約10％から35％であ
る。式B1IVaの化合物の割合又は式B1IVの化合物の割合
は、好ましくは約5％から40％、特に好ましくは約10％
から35％である。特に好適な態様では、混合物は、グル
ープB1からの成分の全体の割合は保持されつつ、式IB1
及び／又は式IB2の化合物と共に、式B1III及び式B1IVの
化合物を同時に含有する。式B1I及び／又は式B1IIIの化
合物が存在する場合は、R¹及びR²は、それぞれ互いに独
立して、好ましくは炭素原子1個から7個を有するn−ア
ルキルであり、式B1Iの化合物の場合は、炭素原子3個か
ら7個を有する(トランス)−n−アルケニルでもよい。Z⁴
は、好ましくは単結合である。

【００４６】さらに好適なものは、式B1IVの化合物；
(式中、

【化69】 そしてR¹及びR²が上記で定義の好適な意味の1つを有
し、そして好ましくは炭素原子1個から7個を有するn−
アルキルである)を1又は2以上含有する本発明による混
合物である。いかなる場合でも、グループB1からの成分
の全体の割合は保持される。

【００４７】グループB2からの化合物の割合は、好まし
くは約5％から45％、特に5％から20％である。式B2Iか
ら式B2IIIの割合(好適幅)は、以下のとおりである：B2
I： 約5％から30％、好ましくは約5％から約15％、B
2II及びB2IIIの合計： 約5％から25％、好ましくは約10
％から20％である。

【００４８】グループB2からの好適な化合物は、以下の
とおりである：

【化70】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II及
び式IIIで定義のRの意味を有し、Lは、H又はF、そしてZ
⁵は、−CH₂CH₂−、−CO−O−又は単結合である） これらの化合物では、R¹は、好ましくは炭素原子1個か
ら7個を有するn−アルキル又は炭素原子3個から7個を有
する(トランス)−n−アルケニルであり、Z⁵は、好まし
くは単結合であり、R²は、好ましくは上記Rで定義の好
適な意味を有するか又はフッ素であり、そしてLは、好
ましくはフッ素である。

【００４９】本発明による混合物は、好ましくは式B2I
c、式B2IIa及び式B2IIIaからなる群から選択される化合
物を、全体の割合の約5％から35％で、1又は2以上含有
する。特に好適な態様では、本発明による混合物は、式
B2Ic、式B2IIa及び式B2IIIa(L＝F)に加えて、さらに例
えば

【化71】 からなる群から選択される末端フッ素化化合物及び／又
は

【化72】 (R¹は、好ましくは式II及び式IIIで定義のRの意味を有
し、及び炭素原子1個から7個を有するn−アルキル又は
炭素原子3個から7個を有する(トランス)−n−アルケニ
ルであり、gは、1又は2であり、hは、0又は1であり、X⁰
は、F、Cl、CF₃、−OCF₃又は−OCHF₂、そしてLは、H又
はFである)からなる群から選択される極性複素環化合物
類を含有する。

【００５０】全ての末端フッ素化化合物の全体の割合
は、好ましくは約5％から65％、特に約15％から40％で
ある。グループB3からの化合物の割合は、好ましくは約
5％から30％、特に好ましくは約10％から20％である。R
¹は、好ましくはそれぞれ炭素原子1個から9個を有するn
−アルキル又はn−アルコキシである。しかしながら、
アルケニル又はアルケニルオキシ基を含む同様の化合物
を使用することもできる。式B3Iの化合物が好適であ
る。

【００５１】R^a、R^b、R、R¹、R²及びR⁴の定義における
“アルキル”及び“アルコキシ”という語は、直鎖又は
分枝鎖状アルキル及びアルコキシ基であり、R^a、R、
R¹、R²及びR⁴の場合は炭素原子1個から12個を有し、R^b
の場合は炭素原子1個から5個を有し、特に直鎖状アルキ
ル及びアルコキシ基を包含する。特に好適なアルキル及
びアルコキシ基は、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、ヘキソキシ又はヘプトキシ、さらに
メチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデ
シル、メトキシ、オクトキシ、ノノキシ、デコキシ、ウ
ンデコキシ又はドデコキシである。

【００５２】R^a、R、R¹、R²、R³及びR⁴の定義における
“アルケニル”という語は、直鎖又は分枝鎖状アルケニ
ル基であり、R^a、R、R¹、R²及びR⁴の場合は炭素原子2個
から12個を有し、R³の場合は炭素原子2個から7個を有
し、特に直鎖状アルケニル基を包含する。特に好適なア
ルケニル基は、C₂−C₇−1E−アルケニル、C₄−C₇−3E−
アルケニル、C₅−C₇−4−アルケニル、C₆−C₇−5−アル
ケニル及びC₇−6−アルケニル、特にC₂−C₇−1E−アル
ケニル、C₄−C₇−3E−アルケニル及びC₅−C₇−4−アル
ケニルである。好適な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−ヘプテニル及びそれに類するも
のである。一般に、炭素原子5個までを有するものが好
適である。

【００５３】R^aの定義における“アルケニルオキシ”と
いう語は、炭素原子2個から12個を有する直鎖及び分枝
鎖状アルケニルオキシ基、特に直鎖基を包含する。特に
ビニルオキシ、プロピル−1−(propyl-1-)又は−2−エ
ニルオキシ、ブト−1−、−2−又は−3−エニルオキ
シ、ペント−1−、−2−、−3−又は4−エニルオキシ、
ヘキシ−1−、−2−、−3−、−4−又は5−エニルオキ
シ、又はヘプト−1−、−2−、−3−、−4−、−5−又
は−6−エニルオキシ、またオクト−1−、−2−、−3
−、−4−、−5−、−6−又は−7−エニルオキシ、ノン
−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−、−7−又
は−8−エニルオキシ、デク−1−、−2−、−3−、−4
−、−5−、−6−、−7−、−8−又は−9−エニルオキ
シ、ウンデク−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6
−、−7−、−8−、−9−又は−10−エニルオキシ、又
はドデク−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−、
−7−、−8−、−9−、−10−又は−11−エニルオキシ
である。

【００５４】本発明による混合物は、式IAと式IBの化合
物及び好ましくはグループB1、B2及びB3の少なくとも1
つからの化合物を含有する。それらは、好ましくは少な
くとも1つのグループB1からの化合物及び1又は2以上の
グループB2及び／又はグループB3からの化合物を含有す
る。好適な態様では、本発明による液晶媒体は、3、4、
5又は6の式IA及び式IBの化合物を、全混合物に対して、
通常20重量％から70重量％、好ましくは40重量％から70
重量％の量で含有する。

【００５５】さらに好適な態様では、混合物は、 − 以下の式の化合物1又は2以上を；

【化73】 (式中、R¹、R²及びLは、成分Bの化合物で定義の好適な
意味を有する。液晶混合物中でのこれらの化合物の割合
は、好ましくは0％から45％、特に5％から30％であ
る)； − 式IIIｂ、式IIId、式IIIf、式IIIh、式IIIi、式I
IIs及び式IIIuの化合物から選択される1又は2以上、特
に1、2、3又は4の化合物； − 式IIb1、式IIb2、式IIb3、式IIc1及び式IIc2の化
合物から選択される少なくとも2つの化合物(液晶混合物
中のこれらの化合物の割合は、好ましくは0％から60
％、特に10％から45％である）； − 式T1から式T4の化合物を1又は2以上、特に式T2a
及び／又は式T3aの化合物を1又は2以上(液晶混合物中の
これらの化合物は、好ましくは0％から25％、特に1％か
ら15％である）； を含有する。

【００５６】さらに格別な態様では、 − 式AI又は式AIIの化合物を少なくとも2つ、 − R又はR¹が、トランス−アルケニル基又はトラン
ス−アルケニルオキシ基である化合物を1又は2以上； − 以下の群から選択される化合物を1又は2以上；

【化74】 (式中R¹及びR²は、成分Bの化合物で定義の好適な意味を
有し、そして式IV6の化合物は、式IBの化合物とは異な
る。上記化合物の1,4−フェニレン基はフッ素により置
換されていてもよい） − 式IV18及び式XVの化合物を1又は2以上；

【化75】 (式中、R、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、式II
及び式IIIのRで定義の意味を有する）を含有する液晶混
合物に関する。

【００５７】特に大きい層厚みを有するSLCDsで使用の
場合は、本発明による液晶混合物は、格別に低い総合応
答時間(t_tot=t_on+t_off)により特徴付けられる。低総合
応答時間は、ラップトップのディスプレイとして使用す
る場合、ちらつきのないカーソル移動の表示を得るため
に、SLCDsにとって特に重要な特徴である。

【００５８】本発明によるSTNセルで使用される液晶混
合物は、Δε≧1の誘電的に正である。特に好適なもの
は、Δε≧3である液晶混合物であり、そして格別に好
適なものは、Δε≧5である液晶混合物である。

【００５９】本発明による液晶混合物は、有利なしきい
値電圧V_10,0,20及び回転粘度γ1を有する。光路差d．Δ
nが特定されると、層厚みdは、光学異方性Δnにより決
定される。特に比較的高いd．Δn値の場合、比較的高い
光学異方性を有する本発明による液晶混合物を使用する
ことが一般に好適である。何故ならこの場合比較的小さ
なd値が選択できるからであり、結果としてより有利な
応答時間を得ることができるからである。しかしなが
ら、比較的小さなΔn値を有する本発明による液晶混合
物からなる本発明による液晶ディスプレイでも有利な応
答時間の値により特徴付けられる。

【００６０】本発明による液晶混合物はさらに、電気光
学特性の急峻性の有利な値により特徴付けられ、そし
て、特に20℃より高い温度で、高マルチプレックス比
で、動作させることができる。これに加え、本発明によ
る液晶混合物は、高い安定性と有利な電気抵抗値及びし
きい値電圧の周波数依存性を示す。本発明による液晶デ
ィスプレイは、幅広い使用温度及び良好なコントラスト
の角度依存性を有する。

【００６１】偏光板、電極基板及び互いに隣接する液晶
分子の好適な配向(ディレクター)が通常、一方の電極か
ら他方の電極へ160°から720°の大きさでねじれるよう
に表面処理を行った電極から本発明による液晶ディスプ
レイ素子を構築すると、この種のディスプレイ素子にと
って通常の構造に相当するものとなる。ここでいう通常
の構造という語は、広い意味で用いられ、STNセル、特
にマトリクスディスプレイ素子、及び付加的な磁石を含
有するディスプレイ素子の全ての改造及び改良を包含す
る。

【００６２】2枚の外板での表面チルト角は、同一か又
は異なっていてもよい。同一なチルト角が好適である。
STNディスプレイでは、プレチルト角は、1°から30°、
好ましくは1°から12°、特に3°から10°である。ディ
スプレイでは、配向膜から配向膜へのSTN混合物のツイ
スト角は、100°から600°の間、好ましくは170°から3
00°の間、そして特に180°から270°の間である。本発
明により使用することが可能な液晶混合物は、自体通常
の方法で調製される。通常、微量で使用される化合物の
所望の量を、有利には加温して、主要な成分に溶解させ
る。成分の溶液を、例えばアセトン、クロロホルム又は
メタノールのような有機溶媒に混合した後、例えば蒸留
により再び溶媒を除去することも可能である。誘電体に
は、当業者に公知又は刊行物に記載されたさらなる添加
物を含有することもできる。例えば、多色性染料を0％
から15％添加してもよい。

【００６３】本明細書及び以下の例では、液晶化合物の
構造を略号で定義し、以下の表A及び表Bに示すように化
学式を変化させる。全てのC_nH_2n+1及びC_mH_2m+1基は、炭
素原子n個又はm個を有する直鎖アルキル基である。アル
ケニル基はトランス配置である。表Bによるコードは自
明である。表Aでは、母体構造の略号のみが示される。
個々の場合では、母体構造の略号がダッシュにより分離
され、置換基R¹、R²、L¹、L²及びL³のコードが続く；

【００６４】

【表1】 STNディスプレイは、好ましくは表A及び表Bからの化合
物の1又は2以上からなる液晶混合物を含有する。

【００６５】表A (L¹、L²、L³：それぞれ、互いに独立して、H又はFであ
る)

【表2】

【００６６】

【表3】

【００６７】

【表4】

【００６８】

【実施例】以下の例は、本発明を説明するためのもので
あり、本発明を限定するものではない。記号は以下の意
味である： S-N スメクティックからネマティックへの相転移
温度、 N-I ネマティックからアイソトロピックへの相転
移温度、 Cp. 透明点、 Visc. 回転粘度(mPa．s)、 Δn 光学異方性(589nm、20℃) t_on スイッチオンから最大コントラストの90％に到達す
るまでの時間 t_off スイッチオフから最大コントラストの10％に到達
するまでの時間 急峻性 ((V₉₀/V₁₀)-1）・100％ V₁₀ しきい値電圧＝10％の相対コントラストでの
特性電圧(V(_10,0,20）とも略される) V₉₀ 90％の相対コントラストでの特性電圧 p ピッチ V_op 動作電圧 t_ave t_on+t_off/2（平均応答時間）

【００６９】本明細書中、温度は全て℃で示される。パ
ーセンテージは重量％である。特に断りがなければ、応
答時間及び粘度の値は20℃での値である。特に断りがな
ければ、応答時間はスイッチオンとスイッチオフとの時
間の平均値t_aveである。特に断りがなければ、スーパー
ツイスト液晶ディスプレイは、マルチプレックス動作で
アドレスされる(マルチプレックス比：1：240、バイア
ス：1：16)。

【００７０】混合物の例

【表5】

【００７１】

【表6】

【００７２】

【表7】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591032596 Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． 250, Ｄ−64293 Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄ ｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅ ｒｍａｎｙ (72)発明者 ハラルド・ヒルシュマン ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 スヴェン・シェップファー ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 マルクス・ロイター ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 フォルカー・ライフェンラート ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 サビーネ・シェーン ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】− フレームと共にセルを形成する、２
   枚の外板、 − 外板の内側で配向膜を有する電極層、 − 外板表面上の分子長軸と外板との間でなす1°か
   ら30°のチルト角、 − 配向膜から配向膜への、セル中の液晶混合物のね
   じれ角が100°から600°の大きさ、及び − セル中に存在する正の誘電異方性のネマティック
   液晶混合物が、 a)＋1.5より大きな誘電異方性を有する1又は2以上の化
   合物からなる液晶成分Aを5重量％から90重量％； b)−1.5から＋1.5の間の誘電異方性を有する1又は2以上
   の化合物からなる液晶成分Bを10重量％から80重量％； c)−1.5より小さな誘電異方性を有する1又は2以上の化
   合物からなる液晶成分Dを0重量％から20重量％；そして d)層の厚み(外板の間隔）とカイラルネマティック液晶
   混合物のナチュラルピッチとの間の比率が約0.2から1.3
   となるような量の光学的に活性な成分Cからなる液晶混
   合物を有するスーパーツイスト液晶ディスプレイであっ
   て、成分Aが、1又は2以上の式IAの化合物； 【化1】 (式中Ｒ^aは、炭素原子1個から12個を有するアルキル、
   アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシであり、
   Ｒ^bは、炭素原子1個から5個を有するアルキル又はアル
   コキシであり、Zは、−COO−、−CH₂CH₂−又は単結合で
   あり、 【化2】 を含有し、そして成分Bが、1又は2以上の式IBの化合
   物； 【化3】 (式中R³は、炭素原子2個から7個を有するアルケニル基
   であり、R⁴は、式IAのR^aと同義であり、そしてcは、0又
   は1である）を含有することを特徴とする、前記ディス
   プレイ。
2. 【請求項2】 液晶混合物が、式IA1から式IA10から選択
   される1又は2以上の化合物； 【化4】 【化5】 (式中R^aは、炭素原子1個から5個を有する直鎖アルキ
   ル、ビニル又は炭素原子3個から7個を有する直鎖の1E-
   又は3E-アルケニルであり、そしてR^bは、炭素原子1個か
   ら5個を有する直鎖アルキルである)を含有することを特
   徴とする、請求項1に記載のディスプレイ。
3. 【請求項3】 成分Bが、以下の化合物； 【化6】 (式中、R³は、ビニル又は炭素原子3個から7個を有する1
   E−アルケニル又は3E−アルケニルであり、そしてR
   ⁴は、請求項1のR^aと同義である)を1又は2以上含有する
   ことを特徴とする、請求項1又は2のいずれかに記載のデ
   ィスプレイ。
4. 【請求項4】 成分Bが、以下の化合物； 【化7】 (式中、R^3a及びR^4aは、それぞれの場合互いに独立し
   て、H、CH₃、C₂H₅又はn−C₃H₇であり、そしてR^4bは、炭
   素原子1個から8個を有するn−アルキルである）を1又は
   2以上含有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれ
   かに記載の液晶ディスプレイ。
5. 【請求項5】 成分Bが、以下の化合物； 【化8】 (式中、R^3aは、H、CH₃、C₂H₅又はn−C₃H₇、そしてR
   ^4bは、炭素原子1個から8個を有するn−アルキルであ
   る）を1又は2以上含有することを特徴とする、請求項1
   〜4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
6. 【請求項6】 成分Aが、式II及び／又は式IIIの化合
   物； 【化9】 (式中Rは、炭素原子1個から12個を有するアルキル、ア
   ルコキシ又はアルケニル基であり、1又は2以上の隣接し
   ないCH₂基は、O原子が互いに直接結合しないように、−
   O−、−CH＝CH−、−CO−、−OCO−又は−COO−により
   置換されてもよく、 【化10】 は、それぞれ互いに独立して、 【化11】 L¹からL⁶は、それぞれ互いに独立して、H又はFであり、
   Z¹は、−COO−、−CH₂CH₂−又は単結合であり、Z²は、
   −CH₂CH₂−、−COO−、−C≡C−又は単結合であり、Q
   は、−CF₂−、−CHF−、−CH₂−、−OCF₂−、−OCHF
   −、−OCH₂−又は単結合であり、Yは、F又はClであり、
   aは、1又は2であり、bは、0又は1である）をさらに含有
   することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の
   液晶ディスプレイ。
7. 【請求項7】 成分Aが、以下の式の化合物； 【化12】 (式中、R、L¹、L²及びL⁵は、請求項6におけるそれと同
   義である）を少なくとも1つ含有することを特徴とす
   る、請求項1〜6のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
8. 【請求項8】 成分Aが、以下の式の化合物； 【化13】 (式中、Rは、ビニル、炭素原子2個から7個を有する1E−
   アルケニル又は3E−アルケニルである)を1又は2以上含
   有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載
   のディスプレイ。
9. 【請求項9】 成分Aが、以下の化合物； 【化14】 (式中、R¹は、請求項6のRと同義であり、L¹からL⁴は、
   それぞれ互いに独立して、H又はFであり、そしてQ−Y
   は、F、Cl又はOCF₃である）を1又は2以上含有すること
   を特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の液晶ディ
   スプレイ。
10. 【請求項10】 成分Bが、T2a、T2c、T3a、T3b及びT3cか
    らなる群； 【化15】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、請求項6
    のRと同義であり、式T2cの化合物においては、L¹からL⁶
    基の1、2又は3つは、Fでその他はHであり、L¹とL ²又はL
    ³とL⁴又はL⁵とL⁶は、両方同時にFではない）から選択さ
    れる1又は2以上の化合物を含有することを特徴とする、
    請求項1〜9のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
11. 【請求項11】 成分Bが、式IV1から式IV24の化合物； 【化16】 【化17】 【化18】 (式中、R¹及びR²は、それぞれ互いに独立して、請求項6
    のRと同義であり、そして式IV6及び式IV16の化合物は、
    請求項1の式IBの化合物とは異なる)を1又は2以上さらに
    含有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに
    記載の液晶ディスプレイ。
12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかにより定義され
    る組成を有する、液晶混合物。