JPH1143673A - 液晶媒体 - Google Patents
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- JPH1143673A JPH1143673A JP9350244A JP35024497A JPH1143673A JP H1143673 A JPH1143673 A JP H1143673A JP 9350244 A JP9350244 A JP 9350244A JP 35024497 A JP35024497 A JP 35024497A JP H1143673 A JPH1143673 A JP H1143673A
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Abstract
MLC、TNまたはSTNディスプレイ用の媒体、およ
びこれを含有する電気光学ディスプレイを提供する。 【解決手段】正の誘電異方性を有する極性化合物の混合
物を基材とする液晶媒体であって、一般式I、例えば一
般式Iaの化合物の1種以上を含有する新規液晶媒体:
Description
学用途におけるその使用、およびこのような媒体を含有
するディスプレイに関する。
いて誘電体として使用される。この理由は、このような
物質の光学的性質を印加電圧により変化させることがで
きるからである。液晶に基づく電気光学デバイスは当業
者に充分に知られており、各種の効果に基づくことがで
きる。この種のデバイスの例には、動的散乱を有するセ
ル、DAP(整列相の変形)セル、ゲスト/ホストセ
ル、ねじれネマティック構造を有するTNセル、STN
(スーパーツィストネマティック)セル、SBE(超複
屈折効果)セルおよびOMI(光学モード干渉)セルが
ある。最も慣用のディスプレイデバイスは、シャット−
ヘルフリッヒ効果に基づくものであり、ねじれネマティ
ック構造を有する。液晶材料は良好な化学的安定性およ
び熱に対する安定性を有し、さらにまた電場および電磁
照射に対する良好な安定性を有していなければならな
い。さらにまた、液晶材料としては比較的低い粘度を有
するべきであり、かつまたセルにおいて短い駆動時間、
低いしきい値電圧および大きいコントラストを有すべき
である。
度において、すなわち室温以上および室温以下の可能な
限り最大範囲の動作温度において、適当な中間相、例え
ば上記セルに適するネマティ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
数の成分の混合物の形態で使用されることから、これら
の成分が相互に容易に混和することができることは重要
である。さらに導電性、誘電異方性および光学異方性な
どの性質は、セルの種類および使用分野に応じて種々の
要件に適合しなければならない。例えば、ねじれネマテ
ィック構造を有するセル用の材料は、正の誘電異方性お
よび小さい導電性を有するべきである。
積非線型素子を含有するマトリックス液晶ディスプレイ
には、大きい正の誘電異方性、広いネマティック相、比
較的小さい複屈折率、非常に大きい抵抗値、良好なUV
および温度安定性ならびに低い蒸気圧を有する媒体が望
まれる。この種のマトリックス液晶ディスプレイは公知
である。各画素をそれぞれ切り換えるために使用できる
非線型素子の例には、アクティブ素子(すなわち、トラ
ンジスター)がある。この素子は、「アクティブマトリ
ックス」と称され、2つのタイプに分類することができ
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)またはその他のダイオード。 2.基板としてのガラス板上の薄膜トランジスター(T
FT)。
と、ディスプレイの大きさが制限される。これは、種々
の部分ディスプレイのモジュラーを集合させてさえも、
接合部分に問題が生じるからである。好適であって、さ
らに有望なタイプ2の場合に、使用される電気光学効果
は通常、TN効果である。この効果は2種の技術に分類
される:すなわち化合物半導体、例えばCdSeなどか
らなるTFTであり、または多結晶形または無定形シリ
コンをベースとするTFTである。後者の技術に関して
は、格別の研究が世界中で行われている。
の1枚のガラス板の内側に施され、もう1枚のガラス板
の内側は透明な対向電極を担持している。画素電極の大
きさと比較すると、TFTは非常に小さく、かつまた像
に対する有害な効果は全く有していない。この技術はま
た、各フィルター素子が切り換え可能な画素と反対に位
置するようにモザイク状の赤色、緑色および青色フィル
ターを配置した、全色互換性のある画像ディスプレイに
まで発展させることができる。TFTディスプレイは通
常、透過光内で交差偏光子を有するTNセルとして動作
し、裏側から照射される。ここで、MLCディスプレイ
の用語には、集積非線型素子を含むマトリックスディス
プレイがいずれも包含される。すなわちアクティブマト
リックスに加えて、またバリスターまたはダイオード
(MIM=金属−絶縁体−金属)などのパッシブ素子を
含むディスプレイが包含される。
(例えば、ポケット型テレビ受像機)に、またはコンピ
ューター用途(ラップトップ型)および自動車または航
空機用の高度情報ディスプレイ用に特に適している。コ
ントラストの角度依存性および応答時間に関連する問題
に加えて、MLCディスプレイでは、液晶混合物の不適
当な抵抗値による問題が生じる[TOGASHI,S.,SEKIGUCH
I,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,
WATANABE,H.,SHIMIZU,H.によるProc.Eurodisplay 84,19
84年9月:A210〜288;Matrix LCD Controlled by Double
Stage Diode Rings,141頁以降、Paris;STROMER,M.によ
るProc.Eurodisplay 84,1984年9月:Designof Thin Film
Transistors for Matrix Addressing of Television L
iquid Crystal Displays,145頁以降、Paris]。
プレイのコントラストは低下し、「残像消去」の問題が
生じることがある。液晶混合物の抵抗値は一般に、ML
Cディスプレイの内部表面との相互作用によって、ML
Cディスプレイの寿命全体を減少させることから、許容
される作業寿命を得るためには、大きい(初期)抵抗値
は非常に重要である。特に低電圧混合物の場合には、非
常に大きい抵抗値を達成することは従来、不可能であっ
た。温度の上昇および熱および(または)UV照射線へ
の露呈後における抵抗値の増加はできるだけ小さいこと
がまた重要である。従来技術からの混合物の低温物性は
また、特に欠点を有する。低温でも結晶化および(また
は)スメクティック相が生じないことが要求され、かつ
また粘度の温度依存性ができるだけ少ないことが要求さ
れる。従来技術によるMLCディスプレイは、これらの
現要求を満たすものではない。
に広い動作温度範囲、低温でさえも、短い応答時間およ
び低いしきい値電圧を有し、上記の欠点を有していない
か、または有していても少ない程度であるMLCディス
プレイに対する格別の要求が継続して存在している。T
N(シャット−ヘルフリッヒ)セルの場合に、媒体はセ
ルにおいて下記の利点を備えていることが望まれる: − 拡大されたネマティック相範囲(特に低温にまで低
下されている)、 − 格別に低い温度における切り換え能力(野外用、自
動車用、航空機用)、 − UV照射線に対する際立った安定性(より長い寿
命)。
の利点の達成が可能でなく、同時にその他のパラメータ
ーを保有している。スーパーツィストセル(STN)の
場合には、より大きい時分割特性および(または)より
低いしきい値電圧および(または)より広いネマティッ
ク相範囲(特に低温における)を可能にする媒体が望ま
しい。この目的を達成するには、利用できるパラメータ
ー範囲(透明点、スメクティック−ネマティック転移ま
たは融点、粘度、誘電値、弾性値)をさらに拡大するこ
とが格別に望まれる。
MLC、TNまたはSTNディスプレイ用の媒体であっ
て、前記の欠点を有していないか、あるいは有していて
も少ない程度のみであり、好ましくは同時に、非常に大
きい抵抗値および低いしきい値電圧を有する媒体を提供
することにある。本発明のもう一つの課題は、このよう
な媒体を含有する電気光学ディスプレイを提供すること
にある。
スプレイに使用すると、上記課題が解消されることが見
出された。即ち、本発明は、正の誘電異方性を有する極
性化合物の混合物を基材とする液晶媒体であって、下記
一般式Iで表わされる化合物の1種または2種以上を含
有することを特徴とする液晶媒体に関する:
1〜15個を有するアルキル基またはアルケニル基であ
り、この基は未置換であるか、または置換基として1個
のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少
なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの基中に
存在する1個または2個以上のCH2基はまた、それぞ
れ相互に独立して、O原子が相互に直接に結合しないも
のとして、
を有する。置換基を選択することによって、これらの化
合物は液晶媒体を優先的に構成する基材として使用する
ことができる;しかしながら、式Iで表わされる化合物
はまた、別の種類の化合物からの液晶基材に添加して、
例えばこの種の誘電体の誘電異方性および(または)光
学異方性を変えることができ、および(または)そのし
きい値電圧および(または)その粘度を最適にすること
ができる。式Iで表わされる化合物は純粋な状態で無色
であり、そして電気光学用途に対して好適に位置する温
度範囲で液晶中間層を形成する。これらの化合物は化学
物質、熱および光に対して安定である。
ルキル基および(または)アルコキシ基である場合に、
この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。こ
の基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子2個、3
個、4個、5個、6個または7個を有し、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、ヘキソキシまたはヘプトキシであり、さらにま
たメチル、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、オクトキシ、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキ
シ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシで
あることができる。
−オキサプロピル(=メトキシメチル)、2−(=エト
キシメチル)または3−オキサブチル(=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
ニルあるいは2−、3−、4−、5−、6−、7−、8
−または9−オキサデシルである。
する1個のCH2が−CH=CH−により置き換えられ
ている場合に、この基は直鎖状または分枝鎖状であるこ
とができる。この基は好ましくは、直鎖状であって、炭
素原子2〜10個を有する。従って、この基は特に、ビ
ニル、プロプ−1−または−2−エニル、ブト−1−、
−2−または−3−エニル、ペント−1−、−2−、−
3−または−4−エニル、ヘキシ−1−、−2−、−3
−、−4−または−5−エニル、ヘプト−1−、−2
−、−3−、−4−、−5−または−6−エニル、オク
ト−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−ま
たは−7−エニル、ノン−1−、−2−、−3−、−4
−、−5−、−6−、−7−または−8−エニル、ある
いはデク−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−
6−、−7−、−8−または−9−エニルである。Rが
アルキル基であって、この基中に存在する1個のCH2
基が−O−により置き換えられている場合および1個の
CH2基が−CO−により置き換えられている場合に、
これらの基は好ましくは、隣接している。従って、この
基は1個のアシルオキシ基−CO−O−または1個のオ
キシカルボニル基−O−CO−を含有する。この基は好
ましくは、直鎖状であって、炭素原子2〜5個を有す
る。
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
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
である。
する1個のCH2基が未置換のまたは置換基を有する−
CH=CH−により置き換えられている場合および隣接
するCH2基がCOまたはCO−OまたはO−COによ
り置き換えられている場合に、この基は直鎖状または分
枝鎖状であることができる。この基は好ましくは、直鎖
状であつて、炭素原子4〜13個を有する。従って、こ
の基は特に、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、メタアクリロイルオキシメチル、
2−メタアクリロイルオキシエチル、3−メタアクリロ
イルオキシプロピル、4−メタアクリロイルオキシブチ
ル、5−メタアクリロイルオキシペンチル、6−メタア
クリロイルオキシヘキシル、7−メタアクリロイルオキ
シヘプチル、8−メタアクリロイルオキシオクチルまた
は9−メタアクリロイルオキシノニルである。
て、置換基として1個のCNまたはCF3を有する場合
に、この基は好ましくは、直鎖状である。CNまたはC
F3による置換は、いずれか所望の位置であることがで
きる。Rがアルキル基またはアルケニル基であって、置
換基として少なくとも1個のハロゲンを有する場合に、
この基は好ましくは、直鎖状であり、そしてハロゲンは
好ましくは、FまたはClである。複数の置換基を有す
る場合に、ハロゲンは好ましくは、Fである。生成する
基にはまた、過フッ素化されている基が包含される。1
個の置換基を有する場合に、このフッ素または塩素置換
基はいずれか所望の位置に存在することができるが、好
ましくはω−位置に存在する。式Iにおいて、重付加反
応に適する側鎖基Rを有する化合物は、液晶重付加生成
物の製造に適している。
る化合物は、これらが慣用の液晶基材中で良好な溶解性
を有することから場合により重要であるが、特にこれら
が光学活性である場合には、カイラルドープ剤として重
要である。この種のスメクティック化合物は、強誘電性
材料の成分として適している。SA相を有する式Iで表
わされる化合物は、例えば熱により駆動されるディスプ
レイに適している。この種の分枝鎖状基は一般に、1個
よりも多くない鎖分枝を有する。好適な分枝鎖状基R
は、イソプロピル、2−ブチル(=1−メチルプロピ
ル)、イソブチル(=2−メチルプロピル)、2−メチ
ルブチル、イソペンチル(=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−エチルヘキソキシ、1−メチルヘキソキシおよび1
−メチルヘプトキシである。
する2個または3個以上のCH2基が−O−および(ま
たは)−CO−O−により置き換えられている場合に、
この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。こ
の基は好ましくは、分枝鎖状であつて、炭素原子3〜1
2個を有する。従って、この基は特に、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)ヘキシルである。
ばHouben- WeylによるMethoden derOrganischen Chemi
e,Georg- Thieme出版社、Stuttgartなどの標準的学術
書)に記載されているようなそれ自体公知の方法によ
り、当該反応に適する公知の反応条件の下に製造するこ
とができる。それ自体は公知であるが、本明細書には詳
細に記載されていない変法を使用することもできる。新
規化合物は、例えば下記のとおりにして製造することも
できる。
気光学ディスプレイ(特に外枠と一緒になってセルを形
成している2枚の面平行外側基板、この外側基板上の各
画素を切り換えるための集積非線型素子、およびセル内
に位置している正の誘電異方性および大きい抵抗値を有
するネマティック液晶混合物を備えたSTNまたはML
Cディスプレイ)、およびこれらの媒体の電気光学用途
への使用に関する。本発明による液晶混合物は、利用で
きるパラメーター範囲の格別の拡大を助長する。透明
点、低温における粘度、熱およびUV安定性および誘電
異方性について達成することができる組合わせは、従来
技術から公知の材料に比較して、はるかに優れている。
従来、高い透明点、低温におけるネマティック相および
大きい△εにかかわる要件は、不十分な程度で達成され
ていただけであった。例えばZLI−3119などの系
は匹敵する透明点および比較的好ましい粘度を有する
が、これらの△ε値は+3にすぎない。
を有するが、その透明点は60℃の範囲にあるのみであ
る。本発明による液晶混合物は、80℃以上、好ましく
は85℃以上、特に好ましくは90℃以上の透明点を有
すると同時に、△ε≧5、好ましくは△ε≧7の誘電異
方性値および大きい抵抗値を有しながら、−20℃まで
低下した、好ましくは−30℃まで低下した、特に好ま
しくは−40℃まで低下した温度で、ネマティック相を
保有することを可能にする。このことは、優れたSTN
およびMLCディスプレイを達成することができること
を意味する。特に、この混合物は、低い動作電圧を有す
ることを特徴としている。TNしきい値電圧値は2.0
V以下、好ましくは1.8V以下、特に好ましくは<
1.6Vである。
ることによって、他の有利な物性を保有しながら、高い
しきい値電圧においてより高い透明点(例えば110゜
以上)を達成することができ、あるいは低いしきい値電
圧において低い透明点を達成することができる。同様
に、粘度を対応して少し増加させた場合に、比較的大き
い△ε値を有し、従って比較的低いしきい値電圧を有す
る混合物を得ることができる。本発明によるMLCディ
スプレイは好ましくは、グーチおよびタリイ(Gooch and
Tarry)の透過度の第一最低値で動作する[C.H.Gooch an
d H.A.TarryによるElectron.Lett.,10,2〜4,1974;C.H.G
ooch and H.A.TarryによるAppl.Phys.,Vol.8,1575〜158
4,1975]。この場合には、第二最低値におけるより小さ
い誘電異方性値でも、類似ディスプレイでのしきい値電
圧と同一のしきい値電圧における特に好ましい電気光学
的性質、例えば特性曲線の大きい急峻度およびコントラ
ストの小さい角度依存性(ドイツ国特許302281
8)の付与に充分である。
場合に比較して、本発明による混合物を使用することに
よって第一最低値において際立って大きい抵抗値を達成
することが可能になる。当業者は簡単で慣用の方法を使
用して、各成分およびそれらの重量割合を適当に選択す
ることによって、予め定められた層厚さのMLCディス
プレイに必要な複屈折値を得ることができる。20℃に
おける回転粘度は好ましくは、<150mPa.s、特
に好ましくは<130mPa.sである。そのネマティ
ック相範囲は好ましくは、少なくとも90゜、特に少な
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+80゜まで延びている。
o等によるLiquid Crystals,5,1320(1989);K.Niwa等によ
るProc.SID Conference,San Francisco,1984年6月、304
頁(1984);G.Weber等によるLiquid Crystals,5,1381(19
89)]に関して、式Iで表わされる化合物の代わりに、
式:
は式:
較して、式Iで表わされる化合物を含有する本発明によ
る混合物が示す温度上昇に付随するHR値の減少は格別
に小さい。
ニルシクロヘキサン化合物を含有する類似混合物に比較
して、式Iで表わされる化合物を含有する新規混合物は
高い透明点および大きい△ε値を有する。すぐ上に記載
した混合物に比較して、新規混合物はまた、かなりの用
途に対して有利である小さい△n値を有する。本発明に
よる混合物のUV安定性はまた、格別に良好である、す
なわちこれらの混合物がUV照射にさらされた場合に示
すHRの減少は際立って少ない。本発明による媒体は好
ましくは、複数(好ましくは2種または3種以上)の式
Iで表わされる化合物を基材とするものである。すなわ
ちこれらの化合物の割合は5〜95%、好ましくは10
〜60%、特に好ましくは13〜50%の範囲にある。
本発明による媒体に使用することができる式I〜XII
およびそれらの付属式で表わされる化合物はそれぞれ、
公知であるか、または公知化合物と同様に製造すること
ができる。
るジフルオロビニルエーテル化合物である:
基である; − 下記一般式II〜VIからなる群から選択される化
合物の1種または2種以上をさらに含有する媒体:
は、9個までの炭素原子をそれぞれ有するn−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
ル基であり;X0は、FまたはClであるか、あるいは
炭素原子1〜6個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基であり;Y1およびY2はそれぞ
れ相互に独立して、HまたはFであり;そしてrは、0
または1である。式IVで表わされる化合物は好ましく
は、下記の化合物である:
Y2はそれぞれ相互に独立して、請求項2に定義されて
いるとおりであり、好ましくはF、Cl、CF3、OC
F3またはOCHF2であるか、あるいは6個までの炭素
原子をそれぞれ有するアルキル、オキサアルキル、フル
オロアルキルまたはアルケニルである。 − 下記一般式VII〜XIIからなる群から選択され
る化合物の1種または2種以上をさらに含有する媒体:
して、請求項2に定義されているとおりであり、好まし
くはF、Cl、CF3、OCF3またはOCHF2である
か、あるいは6個までの炭素原子をそれぞれ有するアル
キル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケ
ニルである。 − 下記式IIaで表される化合物の1種または2種以
上をさらに含有する媒体:
割合は、少なくとも50重量%である; − 総混合物中の式Iで表わされる化合物の割合は、1
0〜50重量%である; − 総混合物中の式II〜VIで表わされる化合物の割
合は、30〜70重量%である;
で表わされる化合物を含有する媒体; − R0は炭素原子2〜7個を有する直鎖状アルキル基
またはアルケニル基である; − 式I〜VIで表わされる化合物から基本的になる媒
体; − 別種の化合物、好ましくは下記一般式XIII〜X
VIからなる群から選択される化合物をさらに含有する
媒体:
義のとおりであり、1,4−フェニレン環はCN、塩素
またはフッ素により置換されていてもよい。この1,4
−フェニレン環は好ましくは、1個または2個以上のフ
ッ素原子により置換されている。 − I:(II+III+IV+V+VI)重量比は好
ましくは1:10〜10:1である。 − 一般式I〜XIIからなる群から選択される化合物
から基本的になる媒体。 慣用の液晶材料と混合された、特に式II、III、I
V、Vおよび(または)VIで表わされる化合物の1種
または2種以上と混合された式Iで表わされる化合物
は、比較的少割合でも、しきい値電圧の際立った減少お
よび小さい複屈折値をもたらすと同時に、低いスメクテ
ィック−ネマティック転移温度を伴う広いネマティック
相をもたらし、その結果として、その有効寿命が改善さ
れる。式Iで表される化合物の1種または2種以上に加
えて、式IVで表される化合物、特に式IVaにおい
て、X0がFまたはOCF3である化合物を含有する混合
物は特に好ましい混合物として挙げられる。式I〜VI
で表わされる化合物は、無色であり、安定であり、かつ
また相互におよび別の液晶材料と容易に混合することが
できる。
を有する直鎖状および分枝鎖状のアルキル基を包含し、
特に直鎖状基、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。炭素原子
2〜5個を有する基は一般に好適である。「アルケニ
ル」の用語は、炭素原子2〜7個を有する直鎖状および
分枝鎖状のアルケニル基、特に直鎖状基を包含する。特
にアルケニル基は、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−アルケニルおよびC7〜C6−アルケ
ニル、特にC2 〜C7−1E−アルケニル、C4〜C−3
E−アルケニルおよびC5〜C7−4−アルケニルであ
る。好適アルケニルの例には、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−ヘプテニルなどがあ
る。5個までの炭素原子を有する基は一般に好適であ
る。
は、末端にフッ素を有する直鎖状基、すなわちフルオロ
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、別の位置のフッ素も排除されない。「オ
キサアルキル」の用語は好ましくは、式CnH2n+1−O
−(CH2)mで表わされる直鎖状基(式中、nおよびm
はそれぞれ相互に独立して、1〜6である)を包含す
る。nは好ましくは1であり、そしてmは好ましくは1
〜6である。前記したように、R0およびX0の意味を適
当に選択することによって、駆動時間、しきい値電圧、
透過特性曲線の急峻度などを所望に応じて変えることが
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一般に、アルキ
ル基およびアルコキシ基に比較して、短い駆動時間、改
良されたネマティック相形成傾向および弾性定数K
33(曲がり)とK11(広がり)の比をもたらす。4−ア
ルケニル基、3−アルケニル基などの基は一般に、アル
キル基およびアルコキシ基に比較して、低いしきい値電
圧および小さいK33/K11値をもたらす。
に比較して、大きいK33/K11値をもたらす。大きいK
33/K11値は、例えば90゜のねじれ角を有するTNセ
ルにおいて、より平坦な透過特性曲線をもたらし(中間
調を得るために)、かつまたSTN、SBEおよびOM
Iセル(このセルはより大きい時分割特性を有する)に
おいて、より急峻な透過特性曲線をもたらし、その逆も
また真である。式Iで表わされる化合物と式II+II
I+IV+V+VIで表わされる化合物との最適混合比
は、所望の性質、式I、II、III、IV、Vおよび
(または)VIで表わされる成分の選択および存在させ
ることができるいずれかその他の成分の選択に実質的に
依存する。前記範囲内の適当な混合比は、場合毎に容易
に決定することができる。
わされる化合物の総量に制限はない。従って、これらの
混合物は、1種または2種以上の追加の成分を含有する
ことができ、これにより種々の性質を最適にすることが
できる。しかしながら、駆動時間およびしきい値電圧に
ついて見出される効果は一般に、式I〜XIIで表わさ
れる化合物の総濃度が高いほど大きくなる。特に好適な
態様において、本発明による媒体は、式II〜VI(好
ましくは式II、IIIおよび(または)IV、特にI
Vaにおいて、XoがF、OCF3、OCHF2 、F、O
CH=CF2、OCF=CF2またはOCF2−CF2Hで
ある化合物を含有する。式Iで表わされる化合物との好
ましい相乗効果は特に有利な性質をもたらす。特に、式
Iで表わされる化合物および式IVaで表わされる化合
物を含有する混合物は、それらの低いしきい値電圧の点
で際立っている。
極からの本発明によるMLCディスプレイの構造は、こ
の型式のディスプレイに慣用である構造に対応する。こ
こで、慣用の構造の用語は、広く解釈され、誘導型およ
び改良型のMLCディスプレイの全部、特にまたポリ−
Si TFTまたはMIMに基づくマトリックスディス
プレイ素子をまた包含する。しかしながら、本発明によ
るディスプレイとねじれネマティックセルを基材とする
従来慣用のディスプレイとの基本的相違点は、その液晶
層の液晶パラメーターの選択にある。
合物は、それ自体慣用の方法により製造することができ
る。一般に、少ない方の量で使用される成分の所望量
を、有利には高められた温度で、主要成分を構成する成
分中に溶解する。有機溶剤、例えばアセトン、クロロホ
ルムまたはメタノール中の成分の溶液を混合し、次いで
充分に混合した後に、例えば蒸留によって溶剤を分離す
ることもできる。本発明による誘電体はまた、当業者に
公知であり、刊行物に記載されている他の添加剤を含有
することもできる。例えば、0〜15%の多色性染料ま
たはカイラルドーピング剤を添加することができる。C
は結晶相を表わし、Sはスメクティック相を表わし、S
cはスメクティックC相を表わし、Nはネマティック相
を表わし、そしてIはアイソトロピック相を表わす。
(基板表面に対して垂直の視角)。tonはV10の2.5
倍に対応する動作電圧におけるスィッチ−オン時間を、
そしてtoffはスィッチ−オフ時間を表わす。△nは光
学異方性を表わし、そしてn0は屈折率を表わす。△ε
は誘電異方性を表わす(△ε=ε‖−ε⊥、この式にお
いて、ε‖ は分子の長軸に対して平行の誘電異方性値
であり、そしてε⊥は分子の長軸に対して垂直の誘電異
方性値である)。電気光学データは、別段の記載がない
かぎり、20℃で第一最低値において(すなわち0.5
のd・△n値において)TNセルで測定した。光学デー
タは、別段の記載がないかぎり、20℃で測定した。
物の構造はいずれも頭文字で示されており、化学式への
変換は以下の表Aおよび表Bにより行うことができる。
基CnH2n+1および基CmH2m+1は全部がそれぞれ、n個
またはm個の炭素原子を含有する直鎖状アルキル基であ
る。表B中のコードは自明である。表Aにおいて、基本
構造に関する頭文字のみが示されている。各化合物につ
いて、基本構造に関する頭文字の後に、−印により分離
して、下記のとおりの置換基R1、R2、L1 、L2およ
びL3に関するコードが示されている。
のであって、本発明を制限しようとするものではない。
本明細書の全体をとおして、パーセンテージは重量によ
るパーセントである。温度は全部が、摂氏度で示されて
いる。m.p.は融点を表わし、c.p.=透明点であ
る。さらにまた、C=結晶状態であり、N=ネマティッ
ク相であり、S=スメクティック相であり、そしてI=
アイソトロピック相である。これらの記号間のデータは
転移温度を表わす。△nは、光学異方性を表わし(58
9nm、20℃)、そして粘度(mPa.秒)は20℃
で測定した数値である。
Claims (10)
- 【請求項1】 正の誘電異方性を有する極性化合物の混
合物を基材とする液晶媒体であって、一般式Iで表わさ
れる化合物の1種または2種以上を含有することを特徴
とする液晶媒体: 【化1】 式中、 Rは、Hであるか、または炭素原子1〜15個を有する
アルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換
であるか、または置換基として1個のCNまたはCF3
を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロ
ゲンを有しており、またこれらの基中に存在する1個ま
たは2個以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、O
原子が相互に直接に結合しないものとして、 【化2】 により置き換えられていてもよい。 - 【請求項2】 下記一般式II、III、IV、VおよびVIか
らなる群から選択される化合物の1種または2種以上を
さらに含有することを特徴とする、請求項1に記載の媒
体: 【化3】 式中、各基は下記の意味を有する: R0:それぞれ7個までの炭素原子を有するn−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、 X0:FまたはCl、あるいは炭素原子1〜6個を有す
るハロゲン化アルキル、アルケニルまたはアルコキシ、 Y1およびY2:それぞれ相互に独立して、HまたはF、 r:0または1。 - 【請求項3】 式I〜VIで表わされる化合物の割合が一
緒になって、総混合物の少なくとも50重量%であるこ
とを特徴とする、請求項2に記載の媒体。 - 【請求項4】 式Iで表わされる化合物の割合が、総混
合物の3〜80重量%であることを特徴とする、請求項
1または2に記載の媒体。 - 【請求項5】 式II〜VIで表わされる化合物の割合が、
総混合物の20〜80重量%であることを特徴とする、
請求項2および3の少なくとも1項に記載の媒体。 - 【請求項6】 下記式IIaで表わされる化合物をさらに
含有することを特徴とする、請求項1に記載の液晶媒
体: 【化4】 式中、R0、X0およびY2は請求項2に定義されている
とおりである。 - 【請求項7】 X0がFまたはOCF3であり、そしてY
1およびY2がHまたはFであることを特徴とする、請求
項6に記載の媒体。 - 【請求項8】 式Iで表わされる化合物中に存在するR
が炭素原子1〜8個を有するアルキルであることを特徴
とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶媒
体。 - 【請求項9】 請求項1に記載の液晶媒体の電気光学用
途における使用。 - 【請求項10】 請求項1に記載の液晶媒体を含有する
電気光学液晶ディスプレイ。
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