フッ素化されたインダン化合物を含む液晶媒体
本発明は、負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、これが、式Ｉ
式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ａ１、Ａ２、Ｚ１、Ｚ２、ｍおよびｎは、請求項１において定義した通りである、
で表される少なくとも１種の化合物を含む、前記液晶媒体、並びにＥＣＢ、ＰＡＬＣまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックスディスプレイのためのこの使用に関する。
式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ａ１、Ａ２、Ｚ１、Ｚ２、ｍおよびｎは、請求項１において定義した通りである、
で表される少なくとも１種の化合物を含む、前記液晶媒体、並びにＥＣＢ、ＰＡＬＣまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックスディスプレイのためのこの使用に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、これが、式Ｉ
【化１】
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、各々、互いに独立して、Ｈ、１５個までのＣ原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、
【化２】
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てもよく、
【０００２】
Ａ１およびＡ２は、各々、互いに独立して、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロヘキシレン基であり、ここで、１つまたは２つの隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン基であり、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎにより置換されていてもよく、
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群からの基であり、
ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）は、ハロゲン原子により単置換または多置換されていてもよく、
【０００３】
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
ｍおよびｎは、各々、互いに独立して、０、１または２であり、ここでｍ＋ｎ≧１である、
で表される少なくとも１種の化合物を含む、前記液晶媒体に関する。
【０００４】
このタイプの媒体は、特に、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学的ディスプレイおよびＩＰＳ（面内切換）ディスプレイのために用いられるべきものである。
【０００５】
電気的に制御された複屈折、即ちＥＣＢ（電気的に制御された複屈折）効果またはＤＡＰ（配向相の変形）効果の原理は、最初に１９７１年に記載された（M.F. SchieckelおよびK. Fahrenschon、"Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields"、Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912）。J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193)並びにG. LabrunieおよびJ. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869)による論文が続いた。
【０００６】
J. RobertおよびF. Clerc(SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30)、J. Duchene(Displays 7 (1986), 3)並びにH. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244)による論文は、液晶相が、弾性定数Ｋ３／Ｋ１の間の比率についての高い値、光学異方性Δｎについての高い値および−０．５〜−５の誘電異方性Δεについての値を有して、ＥＣＢ効果に基づく高度情報ディスプレイ素子において用いるのに適しなければならないことを示した。ＥＣＢ効果に基づく電気光学的ディスプレイ素子は、ホメオトロピックな端部配向を有する。誘電的に負の液晶媒体はまた、いわゆるＩＰＳ効果を用いるディスプレイにおいて用いることができる。
【０００７】
電気光学的ディスプレイ素子におけるこの効果の工業的な適用には、多数の要求を満たさなければならないＬＣ相が必要である。
ここで特に重要なのは、水分、空気および物理的影響、例えば熱、赤外線、可視および紫外線領域における照射並びに直流および交流電界に対する化学的耐性である。
さらに、工業的に用いることができるＬＣ相には、好適な温度範囲において液晶中間相および低い粘度を有することが必要である。
【０００８】
以前に開示された液晶中間相を有する一連の化合物のいずれも、これらの要求をすべて満たす単一の化合物を含んでいない。従って、２〜２５種、好ましくは３〜１８種の化合物の混合物が、一般的に、ＬＣ相として用いることができる物質を得るために調製される。しかし、最適な相を、このようにして容易に調製するのは、可能ではなかった。その理由は、顕著に負の誘電異方性および十分な長期間安定性を有する液晶材料は、現在まで入手可能ではなかったからである。
【０００９】
マトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣ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）トランジスタ。
２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。
【００１０】
タイプ１において、用いられる電気光学的効果は、通常動的散乱またはゲスト−ホスト効果である。基板材料としての単結晶シリコンの使用は、ディスプレイの大きさを制限する。この理由は、種々の部分表示をモジュラー集合させてさえも、接合部分に問題が生じるからである。
好ましく、さらに有望なタイプ２の場合において、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。後者の技術は、世界中で格別に研究努力されている。
【００１１】
ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１枚のガラス板の内側に施され、一方他方のガラス板は、この内側に、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は極めて小さく、像に対する悪影響をほとんど有していない。この技術はまた、フィルター素子が各々の切換可能な画素に対向するように、モザイク状の赤色、緑色および青色フィルターを配列した全色可能性ディスプレイに拡張することができる。
【００１２】
以前開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過に交差偏光板を備えたＴＮセルとして動作し、背面照射される。
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。
【００１３】
このタイプのＭＬＣディスプレイは、特に、ＴＶ用途に（例えば、ポケット型ＴＶ）、または自動車もしくは航空機構築における高度情報ディスプレイ用に適する。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、また、ＭＬＣディスプレイでは、液晶混合物の不適切に高い比抵抗値による困難が生じる[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, １９８４年９月：A210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,１４１頁以降、Paris；STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, １９８４年９月: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, １４５頁以降、Paris]。抵抗値が減少するに従って、ＭＬＣディスプレイのコントラストは低下する。液晶混合物の比抵抗値は一般に、ディスプレイの内側表面との相互作用によって、ＭＬＣディスプレイの寿命全般を通じて減少するため、高い（初期）抵抗値は、長い動作期間にわたり許容できる抵抗値を有しなければならないディスプレイのために、極めて重要である。
【００１４】
以前開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの欠点は、これらの比較的低いコントラスト、比較的高い視野角依存性およびこれらのディスプレイにおいてグレーシェードを生じる困難さのためである。
従って、極めて高い比抵抗および同時に広い動作電圧範囲、短い応答時間および低いしきい値電圧を有し、この補助により種々のグレーシェードを生じることができるＭＬＣディスプレイに対する多大な要求が継続している。
【００１５】
本発明は、ＥＣＢまたはＩＰＳ効果に基づき、前に示した欠点を有しないか、または有していても一層低い程度のみにであり、同時に極めて高い比抵抗値を有するＭＬＣディスプレイを提供する目的を有する。
ここで、この目的は、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含むネマティック液晶混合物をこれらのディスプレイ素子において用いた場合に達成することができることが、見出された。
従って、本発明は、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む、負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体に関する。
【００１６】
式Ｉで表される化合物は、例えば、EP 0 637 585 A1から知られている。従来技術に記載されている液晶混合物は、専ら強誘電体の用途を意図する。フッ素化されたインダン類のＥＣＢまたはＩＰＳディスプレイのための使用は、知られていない。
本発明の混合物は、容量性しきい値についての極めて好ましい値、保持比についての比較的高い値および同時に極めて良好な低温安定性および極めて低い回転粘度を示す。
【００１７】
いくつかの好ましい態様を、以下に示す：
ａ）さらに、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ
【化３】
式中、
Ｒ２は、Ｒ１１について定義した通りであり、
ｐは、１または２であり、
ｖは、１〜６である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００１８】
ｂ）さらに、式ＩＩＩ
【化４】
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、各々、互いに独立して、１２個までのＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基であり、
【化５】
は、
【化６】
である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００１９】
ｃ）式Ｉで表される１種、２種、３種、４種または５種以上、好ましくは１種または２種の化合物を含む、液晶媒体。
ｄ）式ＩにおけるＲ１１が、好ましくは以下の意味：直鎖状アルキル、ビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニルを有する、液晶媒体。
Ｒ１１および／またはＲ１２がアルケニルである場合には、これは、好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ、Ｃ３Ｈ７−ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５またはＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５である。
Ｒ１２は、好ましくは、Ｈまたは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル、特にメチル、エチルまたはプロピルである。
【００２０】
ｅ）式Ｉで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％である、液晶媒体。
ｆ）式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも２０重量％である、液晶媒体。
ｇ）式ＩＩＩで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％である、液晶媒体。
【００２１】
ｈ）従属式Ｉ１〜Ｉ３６：
【化７】
【００２２】
【化８】
【００２３】
【化９】
【００２４】
【化１０】
【００２５】
【化１１】
【００２６】
【化１２】
から選択された少なくとも１種の化合物を含む、液晶媒体。
【００２７】
特に好ましい媒体は、式
【化１３】
【００２８】
【化１４】
で表される化合物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。
【００２９】
ｉ）さらに、式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｆ：
【化１５】
式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基であり、
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ＊は、各々、互いに独立して、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルケニル基である、
から選択された化合物を含む、液晶媒体。
本発明の媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂおよび／または式ＩＩＩｅで表される少なくとも１種の化合物を含む。
【００３０】
式ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆで表される特に好ましい化合物を、以下に示す：
【化１６】
【００３１】
ｊ）本質的に：
５〜３０重量％の式Ｉで表される１種または２種以上の化合物および
２０〜７０重量％の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物
からなる、液晶媒体。
【００３２】
ｋ）さらに、式
【化１７】
式中、
Ｒ７およびＲ８は、各々、互いに独立して、請求項１におけるＲ１について示した意味の１つを有し、
ｗおよびｘは、各々、互いに独立して、１〜６である、
で表される１種または２種以上の四環式化合物を含む、液晶媒体。
【００３３】
ｌ）さらに、式
【化１８】
【００３４】
【化１９】
【００３５】
【化２０】
式中、Ｒ１３〜Ｒ２８は、各々、互いに独立して、Ｒ１１について定義した通りであり、ｚおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜６である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。ＲＥは、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７である。
【００３６】
ｍ）さらに、式
【化２１】
式中、Ｒは、１個または２〜６個のＣ原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルキルアルコキシまたはアルケニルオキシであり、ａｌｋｅｎｙｌは、前に定義した通りである、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００３７】
本発明は、さらに、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学的ディスプレイであって、これが、誘電体として、請求項１〜９のいずれかに記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学的ディスプレイに関する。
液晶混合物は、好ましくは、少なくとも６０Ｋのネマティック相範囲および２０℃で多くとも３０ｍｍ２・ｓ−１の流動粘度ν２０を有する。
【００３８】
本発明の液晶混合物は、約−０．５〜−８．０、特に約−３．０〜−６．０のΔεを有し、ここで、Δεは、誘電異方性を示す。回転粘度γ１は、好ましくは＜１５０ｍＰａ・ｓ、特に＜１４０ｍＰａ・ｓである。
【００３９】
液晶混合物における複屈折Δｎは、一般的に、０．０７〜０．１６、好ましくは０．０８〜０．１１である。
本発明の混合物は、すべてのＶＡ−ＴＦＴ用途、例えばＭＶＡ、ＰＶＡおよびＡＳＶに適する。これらは、さらに、負のΔεのＩＰＳおよびＰＡＬＣ用途に適する。
【００４０】
式Ｉで表される化合物を、例えば、以下のようにして製造することができる：
スキーム１
【化２２】
【００４１】
本発明のディスプレイ中のネマティック液晶混合物は、一般的に、２種の成分ＡおよびＢを含み、これら自体は、１種または２種以上の個別の化合物からなる。
成分Ａは、顕著に負の誘電異方性を有し、ネマティック相に≦−０．３の誘電異方性を付与する。これは、好ましくは、式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物を含む。
成分Ａの比率は、好ましくは４５〜１００％、特に６０〜１００％である。
【００４２】
成分Ａについて、≦−０．８のΔεの値を有する１種（または２種以上）の個別の化合物が、好ましくは選択される。この値は、全体としての混合物中の比率Ａが比較的小さい際には、一層負でなければならない。
成分Ｂは、顕著なネマトゲン性および２０℃において３０ｍｍ２・ｓ−１より大きくない、好ましくは２５ｍｍ２・ｓ−１より大きくない流動粘度を有する。
【００４３】
成分Ｂ中の特に好ましい個別の化合物は、２０℃において１８ｍｍ２・ｓ−１より大きくない、好ましくは１２ｍｍ２・ｓ−１より大きくない流動粘度を有する、極度に低い粘度のネマティック液晶である。
成分Ｂは、単変的に、または互変的にネマティックであり、スメクティック相を有せず、スメクティック相の発生を、液晶混合物における極めて低い温度まで防止することができる。例えば、高いネマトゲン性を有する種々の材料を、スメクティック液晶混合物に加えた場合には、これらの材料のネマトゲン性を、達成されるスメクティック相の抑制の程度により比較することができる。
【００４４】
多数の好適な材料が、文献から当業者に知られている。特に好ましいのは、式ＩＩＩで表される化合物である。
さらに、これらの液晶相はまた、１８種よりも多い成分、好ましくは１８〜２５種の成分を含むことができる。
【００４５】
相は、好ましくは、４〜１５種、特に５〜１２種の式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよび随意にＩＩＩで表される化合物を含む。
式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよびＩＩＩで表される化合物に加えて、他の構成成分もまた、例えば全体としての混合物の４５％まで、しかし好ましくは３５％まで、特に１０％までの量で存在することができる。
【００４６】
他の構成成分は、好ましくは、ネマティックまたはネマトゲン性物質、特に既知の物質から、アゾキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル類、ターフェニル類、フェニルまたはシクロヘキシル安息香酸類、フェニルまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸類、フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル類、シクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルナフタレン類、１，４−ビスシクロヘキシルビフェニル類またはシクロヘキシルピリミジン類、フェニルまたはシクロヘキシルジオキサン類、随意にハロゲン化されたスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および置換ケイ皮酸類の群から選択される。
【００４７】
このタイプの液晶相の構成成分として適する最も重要な化合物を、式ＩＶ
Ｒ９−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ１０ ＩＶ
式中、ＬおよびＥは、各々、１，４−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン系、２，５−二置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−二置換ナフタレン、ジおよびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンにより形成された群からの炭素環式または複素環式環系であり、
【００４８】
Ｇは、
【化２３】
またはＣ−Ｃ単結合であり、Ｑは、ハロゲン、好ましくは塩素、または−ＣＮであり、Ｒ９およびＲ１０は、各々、１８個まで、好ましくは８個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルカノイルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、またはこれらの基の１つは、あるいはまた、ＣＮ、ＮＣ、ＮＯ２、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、Ｆ、ＣｌまたはＢｒである、
により特徴づけすることができる。
【００４９】
これらの化合物のほとんどにおいて、Ｒ９およびＲ１０は、互いに異なっており、これらの基の１つは、通常アルキルまたはアルコキシ基である。提案された置換基の他の変形は、一般的である。多くのこのような物質またはこれらの混合物もまた、商業的に入手できる。すべてのこれらの物質は、文献から知られている方法により製造することができる。
当業者には、本発明のＶＡ、ＩＰＳまたはＰＡＬＣ混合物はまた、例えばＨ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体により置換されている化合物を含んでいてもよいことは、言うまでもない。
【００５０】
本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えばEP-A 0 240 379に記載されているように、通常の配置に相当する。
以下の例は、本発明を、これを限定せずに説明することを意図する。本明細書中で、百分率は、重量パーセントであり；すべての温度は、摂氏度で示す。
式Ｉで表される化合物に加えて、本発明の混合物は、好ましくは、以下に示す化合物の１種または２種以上を含む。
【００５１】
以下の略語を用いる：
（ｎおよびｍ＝１〜６；ｚ＝１〜６）
【化２４】
【００５２】
【化２５】
【００５３】
【化２６】
【００５４】
【化２７】
【００５５】
【化２８】
【００５６】
【化２９】
【００５７】
本発明において用いることができる液晶混合物は、自体慣用である方法において製造される。一般的に、少ない方の量で用いる成分の所望の量を、有利には高温で、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で成分の溶液を混合し、混合した後に、例えば蒸留により溶剤を再び除去することも可能である。
【００５８】
誘電体はまた、当業者に知られており、文献中に記載されている他の添加剤、例えばＵＶ吸収剤、酸化防止剤および遊離基スカベンジャーを含むことができる。例えば、０〜１５％の多色性染料、安定剤またはキラルなドーパントを加えることができる。
【００５９】
例えば、０〜１５％の多色性染料、さらに導電性塩、好ましくは４−ヘキソキシ安息香酸エチルジメチルドデシルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボラナートもしくはクラウンエーテル類の錯塩を加えて（例えばHaller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 第２４巻、２４９〜２５８頁(1973)を参照）、導電性を改善することができるか、または物質を加えて、誘電異方性、粘度および／またはネマティック相の配向を改変することができる。このタイプの物質は、例えば、DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430および28 53 728に記載されている。
【００６０】
表Ａは、本発明の混合物に加えることができる可能なドーパントを示す。混合物がドーパントを含む場合には、これを、０．０１〜４．０重量％、好ましくは０．１〜１．０重量％の量で用いる。
【００６１】
表Ａ
【化３０】
【００６２】
【化３１】
【００６３】
例えば本発明の混合物に加えることができる安定剤を、以下の表Ｂに示す。
表Ｂ
（ｎ＝１〜１２）
【化３２】
【００６４】
【化３３】
【００６５】
【化３４】
【００６６】
【化３５】
【００６７】
【化３６】
【００６８】
以下の例は、本発明を、これを限定せずに説明することを意図する。本明細書中、
Ｖ０は、２０℃における容量性のしきい値電圧［Ｖ］を示し、
Δｎは、２０℃および５８９ｎｍで測定した光学異方性を示し、
Δεは、２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性を示し、
ｃｐ．は、透明点［℃］を示し、
γ１は、２０℃で測定した回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を示し、
ＬＴＳは、試験セル中で決定した低温安定性を示す。
【００６９】
しきい値電圧の測定のために用いたディスプレイは、２０μｍの距離における２枚の面平行外側板および液晶のホメオトロピックな配向を行う外側板の内側上のＳＥ−１２１１（日産化学）の被覆配向層を有する電極層を有する。
【００７０】
混合物例
比較例１
【表１】
【００７１】
例Ｍ１
【表２】
【００７２】
例Ｍ２
【表３】
【００７３】
例Ｍ３
【表４】
【００７４】
例Ｍ４
【表５】
【００７５】
例Ｍ５
【表６】
【００７６】
例Ｍ６
【表７】
【００７７】
例Ｍ７
【表８】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、これが、式Ｉ
【化１】
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、各々、互いに独立して、Ｈ、１５個までのＣ原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、
【化２】
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てもよく、
【０００２】
Ａ１およびＡ２は、各々、互いに独立して、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロヘキシレン基であり、ここで、１つまたは２つの隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン基であり、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎにより置換されていてもよく、
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群からの基であり、
ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）は、ハロゲン原子により単置換または多置換されていてもよく、
【０００３】
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
ｍおよびｎは、各々、互いに独立して、０、１または２であり、ここでｍ＋ｎ≧１である、
で表される少なくとも１種の化合物を含む、前記液晶媒体に関する。
【０００４】
このタイプの媒体は、特に、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学的ディスプレイおよびＩＰＳ（面内切換）ディスプレイのために用いられるべきものである。
【０００５】
電気的に制御された複屈折、即ちＥＣＢ（電気的に制御された複屈折）効果またはＤＡＰ（配向相の変形）効果の原理は、最初に１９７１年に記載された（M.F. SchieckelおよびK. Fahrenschon、"Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields"、Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912）。J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193)並びにG. LabrunieおよびJ. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869)による論文が続いた。
【０００６】
J. RobertおよびF. Clerc(SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30)、J. Duchene(Displays 7 (1986), 3)並びにH. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244)による論文は、液晶相が、弾性定数Ｋ３／Ｋ１の間の比率についての高い値、光学異方性Δｎについての高い値および−０．５〜−５の誘電異方性Δεについての値を有して、ＥＣＢ効果に基づく高度情報ディスプレイ素子において用いるのに適しなければならないことを示した。ＥＣＢ効果に基づく電気光学的ディスプレイ素子は、ホメオトロピックな端部配向を有する。誘電的に負の液晶媒体はまた、いわゆるＩＰＳ効果を用いるディスプレイにおいて用いることができる。
【０００７】
電気光学的ディスプレイ素子におけるこの効果の工業的な適用には、多数の要求を満たさなければならないＬＣ相が必要である。
ここで特に重要なのは、水分、空気および物理的影響、例えば熱、赤外線、可視および紫外線領域における照射並びに直流および交流電界に対する化学的耐性である。
さらに、工業的に用いることができるＬＣ相には、好適な温度範囲において液晶中間相および低い粘度を有することが必要である。
【０００８】
以前に開示された液晶中間相を有する一連の化合物のいずれも、これらの要求をすべて満たす単一の化合物を含んでいない。従って、２〜２５種、好ましくは３〜１８種の化合物の混合物が、一般的に、ＬＣ相として用いることができる物質を得るために調製される。しかし、最適な相を、このようにして容易に調製するのは、可能ではなかった。その理由は、顕著に負の誘電異方性および十分な長期間安定性を有する液晶材料は、現在まで入手可能ではなかったからである。
【０００９】
マトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣ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）トランジスタ。
２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。
【００１０】
タイプ１において、用いられる電気光学的効果は、通常動的散乱またはゲスト−ホスト効果である。基板材料としての単結晶シリコンの使用は、ディスプレイの大きさを制限する。この理由は、種々の部分表示をモジュラー集合させてさえも、接合部分に問題が生じるからである。
好ましく、さらに有望なタイプ２の場合において、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。後者の技術は、世界中で格別に研究努力されている。
【００１１】
ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１枚のガラス板の内側に施され、一方他方のガラス板は、この内側に、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は極めて小さく、像に対する悪影響をほとんど有していない。この技術はまた、フィルター素子が各々の切換可能な画素に対向するように、モザイク状の赤色、緑色および青色フィルターを配列した全色可能性ディスプレイに拡張することができる。
【００１２】
以前開示されたＴＦＴディスプレイは、通常、透過に交差偏光板を備えたＴＮセルとして動作し、背面照射される。
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。
【００１３】
このタイプのＭＬＣディスプレイは、特に、ＴＶ用途に（例えば、ポケット型ＴＶ）、または自動車もしくは航空機構築における高度情報ディスプレイ用に適する。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、また、ＭＬＣディスプレイでは、液晶混合物の不適切に高い比抵抗値による困難が生じる[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, １９８４年９月：A210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,１４１頁以降、Paris；STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, １９８４年９月: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, １４５頁以降、Paris]。抵抗値が減少するに従って、ＭＬＣディスプレイのコントラストは低下する。液晶混合物の比抵抗値は一般に、ディスプレイの内側表面との相互作用によって、ＭＬＣディスプレイの寿命全般を通じて減少するため、高い（初期）抵抗値は、長い動作期間にわたり許容できる抵抗値を有しなければならないディスプレイのために、極めて重要である。
【００１４】
以前開示されたＭＬＣ−ＴＮディスプレイの欠点は、これらの比較的低いコントラスト、比較的高い視野角依存性およびこれらのディスプレイにおいてグレーシェードを生じる困難さのためである。
従って、極めて高い比抵抗および同時に広い動作電圧範囲、短い応答時間および低いしきい値電圧を有し、この補助により種々のグレーシェードを生じることができるＭＬＣディスプレイに対する多大な要求が継続している。
【００１５】
本発明は、ＥＣＢまたはＩＰＳ効果に基づき、前に示した欠点を有しないか、または有していても一層低い程度のみにであり、同時に極めて高い比抵抗値を有するＭＬＣディスプレイを提供する目的を有する。
ここで、この目的は、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含むネマティック液晶混合物をこれらのディスプレイ素子において用いた場合に達成することができることが、見出された。
従って、本発明は、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む、負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体に関する。
【００１６】
式Ｉで表される化合物は、例えば、EP 0 637 585 A1から知られている。従来技術に記載されている液晶混合物は、専ら強誘電体の用途を意図する。フッ素化されたインダン類のＥＣＢまたはＩＰＳディスプレイのための使用は、知られていない。
本発明の混合物は、容量性しきい値についての極めて好ましい値、保持比についての比較的高い値および同時に極めて良好な低温安定性および極めて低い回転粘度を示す。
【００１７】
いくつかの好ましい態様を、以下に示す：
ａ）さらに、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ
【化３】
式中、
Ｒ２は、Ｒ１１について定義した通りであり、
ｐは、１または２であり、
ｖは、１〜６である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００１８】
ｂ）さらに、式ＩＩＩ
【化４】
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、各々、互いに独立して、１２個までのＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基であり、
【化５】
は、
【化６】
である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００１９】
ｃ）式Ｉで表される１種、２種、３種、４種または５種以上、好ましくは１種または２種の化合物を含む、液晶媒体。
ｄ）式ＩにおけるＲ１１が、好ましくは以下の意味：直鎖状アルキル、ビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニルを有する、液晶媒体。
Ｒ１１および／またはＲ１２がアルケニルである場合には、これは、好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ、Ｃ３Ｈ７−ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５またはＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ２Ｈ５である。
Ｒ１２は、好ましくは、Ｈまたは１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル、特にメチル、エチルまたはプロピルである。
【００２０】
ｅ）式Ｉで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％である、液晶媒体。
ｆ）式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも２０重量％である、液晶媒体。
ｇ）式ＩＩＩで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％である、液晶媒体。
【００２１】
ｈ）従属式Ｉ１〜Ｉ３６：
【化７】
【００２２】
【化８】
【００２３】
【化９】
【００２４】
【化１０】
【００２５】
【化１１】
【００２６】
【化１２】
から選択された少なくとも１種の化合物を含む、液晶媒体。
【００２７】
特に好ましい媒体は、式
【化１３】
【００２８】
【化１４】
で表される化合物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。
【００２９】
ｉ）さらに、式ＩＩＩａ〜ＩＩＩｆ：
【化１５】
式中、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基であり、
ａｌｋｅｎｙｌおよびａｌｋｅｎｙｌ＊は、各々、互いに独立して、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルケニル基である、
から選択された化合物を含む、液晶媒体。
本発明の媒体は、好ましくは、式ＩＩＩａ、式ＩＩＩｂおよび／または式ＩＩＩｅで表される少なくとも１種の化合物を含む。
【００３０】
式ＩＩＩｅおよびＩＩＩｆで表される特に好ましい化合物を、以下に示す：
【化１６】
【００３１】
ｊ）本質的に：
５〜３０重量％の式Ｉで表される１種または２種以上の化合物および
２０〜７０重量％の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物
からなる、液晶媒体。
【００３２】
ｋ）さらに、式
【化１７】
式中、
Ｒ７およびＲ８は、各々、互いに独立して、請求項１におけるＲ１について示した意味の１つを有し、
ｗおよびｘは、各々、互いに独立して、１〜６である、
で表される１種または２種以上の四環式化合物を含む、液晶媒体。
【００３３】
ｌ）さらに、式
【化１８】
【００３４】
【化１９】
【００３５】
【化２０】
式中、Ｒ１３〜Ｒ２８は、各々、互いに独立して、Ｒ１１について定義した通りであり、ｚおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜６である、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。ＲＥは、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７である。
【００３６】
ｍ）さらに、式
【化２１】
式中、Ｒは、１個または２〜６個のＣ原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルキルアルコキシまたはアルケニルオキシであり、ａｌｋｅｎｙｌは、前に定義した通りである、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体。
【００３７】
本発明は、さらに、ＥＣＢ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学的ディスプレイであって、これが、誘電体として、請求項１〜９のいずれかに記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学的ディスプレイに関する。
液晶混合物は、好ましくは、少なくとも６０Ｋのネマティック相範囲および２０℃で多くとも３０ｍｍ２・ｓ−１の流動粘度ν２０を有する。
【００３８】
本発明の液晶混合物は、約−０．５〜−８．０、特に約−３．０〜−６．０のΔεを有し、ここで、Δεは、誘電異方性を示す。回転粘度γ１は、好ましくは＜１５０ｍＰａ・ｓ、特に＜１４０ｍＰａ・ｓである。
【００３９】
液晶混合物における複屈折Δｎは、一般的に、０．０７〜０．１６、好ましくは０．０８〜０．１１である。
本発明の混合物は、すべてのＶＡ−ＴＦＴ用途、例えばＭＶＡ、ＰＶＡおよびＡＳＶに適する。これらは、さらに、負のΔεのＩＰＳおよびＰＡＬＣ用途に適する。
【００４０】
式Ｉで表される化合物を、例えば、以下のようにして製造することができる：
スキーム１
【化２２】
【００４１】
本発明のディスプレイ中のネマティック液晶混合物は、一般的に、２種の成分ＡおよびＢを含み、これら自体は、１種または２種以上の個別の化合物からなる。
成分Ａは、顕著に負の誘電異方性を有し、ネマティック相に≦−０．３の誘電異方性を付与する。これは、好ましくは、式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物を含む。
成分Ａの比率は、好ましくは４５〜１００％、特に６０〜１００％である。
【００４２】
成分Ａについて、≦−０．８のΔεの値を有する１種（または２種以上）の個別の化合物が、好ましくは選択される。この値は、全体としての混合物中の比率Ａが比較的小さい際には、一層負でなければならない。
成分Ｂは、顕著なネマトゲン性および２０℃において３０ｍｍ２・ｓ−１より大きくない、好ましくは２５ｍｍ２・ｓ−１より大きくない流動粘度を有する。
【００４３】
成分Ｂ中の特に好ましい個別の化合物は、２０℃において１８ｍｍ２・ｓ−１より大きくない、好ましくは１２ｍｍ２・ｓ−１より大きくない流動粘度を有する、極度に低い粘度のネマティック液晶である。
成分Ｂは、単変的に、または互変的にネマティックであり、スメクティック相を有せず、スメクティック相の発生を、液晶混合物における極めて低い温度まで防止することができる。例えば、高いネマトゲン性を有する種々の材料を、スメクティック液晶混合物に加えた場合には、これらの材料のネマトゲン性を、達成されるスメクティック相の抑制の程度により比較することができる。
【００４４】
多数の好適な材料が、文献から当業者に知られている。特に好ましいのは、式ＩＩＩで表される化合物である。
さらに、これらの液晶相はまた、１８種よりも多い成分、好ましくは１８〜２５種の成分を含むことができる。
【００４５】
相は、好ましくは、４〜１５種、特に５〜１２種の式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよび随意にＩＩＩで表される化合物を含む。
式Ｉ、ＩＩＡおよび／またはＩＩＢおよびＩＩＩで表される化合物に加えて、他の構成成分もまた、例えば全体としての混合物の４５％まで、しかし好ましくは３５％まで、特に１０％までの量で存在することができる。
【００４６】
他の構成成分は、好ましくは、ネマティックまたはネマトゲン性物質、特に既知の物質から、アゾキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル類、ターフェニル類、フェニルまたはシクロヘキシル安息香酸類、フェニルまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸類、フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル類、シクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルナフタレン類、１，４−ビスシクロヘキシルビフェニル類またはシクロヘキシルピリミジン類、フェニルまたはシクロヘキシルジオキサン類、随意にハロゲン化されたスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および置換ケイ皮酸類の群から選択される。
【００４７】
このタイプの液晶相の構成成分として適する最も重要な化合物を、式ＩＶ
Ｒ９−Ｌ−Ｇ−Ｅ−Ｒ１０ ＩＶ
式中、ＬおよびＥは、各々、１，４−二置換ベンゼンおよびシクロヘキサン環、４，４’−二置換ビフェニル、フェニルシクロヘキサンおよびシクロヘキシルシクロヘキサン系、２，５−二置換ピリミジンおよび１，３−ジオキサン環、２，６−二置換ナフタレン、ジおよびテトラヒドロナフタレン、キナゾリンおよびテトラヒドロキナゾリンにより形成された群からの炭素環式または複素環式環系であり、
【００４８】
Ｇは、
【化２３】
またはＣ−Ｃ単結合であり、Ｑは、ハロゲン、好ましくは塩素、または−ＣＮであり、Ｒ９およびＲ１０は、各々、１８個まで、好ましくは８個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルカノイルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、またはこれらの基の１つは、あるいはまた、ＣＮ、ＮＣ、ＮＯ２、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、Ｆ、ＣｌまたはＢｒである、
により特徴づけすることができる。
【００４９】
これらの化合物のほとんどにおいて、Ｒ９およびＲ１０は、互いに異なっており、これらの基の１つは、通常アルキルまたはアルコキシ基である。提案された置換基の他の変形は、一般的である。多くのこのような物質またはこれらの混合物もまた、商業的に入手できる。すべてのこれらの物質は、文献から知られている方法により製造することができる。
当業者には、本発明のＶＡ、ＩＰＳまたはＰＡＬＣ混合物はまた、例えばＨ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＦが対応する同位体により置換されている化合物を含んでいてもよいことは、言うまでもない。
【００５０】
本発明の液晶ディスプレイの構造は、例えばEP-A 0 240 379に記載されているように、通常の配置に相当する。
以下の例は、本発明を、これを限定せずに説明することを意図する。本明細書中で、百分率は、重量パーセントであり；すべての温度は、摂氏度で示す。
式Ｉで表される化合物に加えて、本発明の混合物は、好ましくは、以下に示す化合物の１種または２種以上を含む。
【００５１】
以下の略語を用いる：
（ｎおよびｍ＝１〜６；ｚ＝１〜６）
【化２４】
【００５２】
【化２５】
【００５３】
【化２６】
【００５４】
【化２７】
【００５５】
【化２８】
【００５６】
【化２９】
【００５７】
本発明において用いることができる液晶混合物は、自体慣用である方法において製造される。一般的に、少ない方の量で用いる成分の所望の量を、有利には高温で、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で成分の溶液を混合し、混合した後に、例えば蒸留により溶剤を再び除去することも可能である。
【００５８】
誘電体はまた、当業者に知られており、文献中に記載されている他の添加剤、例えばＵＶ吸収剤、酸化防止剤および遊離基スカベンジャーを含むことができる。例えば、０〜１５％の多色性染料、安定剤またはキラルなドーパントを加えることができる。
【００５９】
例えば、０〜１５％の多色性染料、さらに導電性塩、好ましくは４−ヘキソキシ安息香酸エチルジメチルドデシルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボラナートもしくはクラウンエーテル類の錯塩を加えて（例えばHaller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 第２４巻、２４９〜２５８頁(1973)を参照）、導電性を改善することができるか、または物質を加えて、誘電異方性、粘度および／またはネマティック相の配向を改変することができる。このタイプの物質は、例えば、DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430および28 53 728に記載されている。
【００６０】
表Ａは、本発明の混合物に加えることができる可能なドーパントを示す。混合物がドーパントを含む場合には、これを、０．０１〜４．０重量％、好ましくは０．１〜１．０重量％の量で用いる。
【００６１】
表Ａ
【化３０】
【００６２】
【化３１】
【００６３】
例えば本発明の混合物に加えることができる安定剤を、以下の表Ｂに示す。
表Ｂ
（ｎ＝１〜１２）
【化３２】
【００６４】
【化３３】
【００６５】
【化３４】
【００６６】
【化３５】
【００６７】
【化３６】
【００６８】
以下の例は、本発明を、これを限定せずに説明することを意図する。本明細書中、
Ｖ０は、２０℃における容量性のしきい値電圧［Ｖ］を示し、
Δｎは、２０℃および５８９ｎｍで測定した光学異方性を示し、
Δεは、２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性を示し、
ｃｐ．は、透明点［℃］を示し、
γ１は、２０℃で測定した回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を示し、
ＬＴＳは、試験セル中で決定した低温安定性を示す。
【００６９】
しきい値電圧の測定のために用いたディスプレイは、２０μｍの距離における２枚の面平行外側板および液晶のホメオトロピックな配向を行う外側板の内側上のＳＥ−１２１１（日産化学）の被覆配向層を有する電極層を有する。
【００７０】
混合物例
比較例１
【表１】
【００７１】
例Ｍ１
【表２】
【００７２】
例Ｍ２
【表３】
【００７３】
例Ｍ３
【表４】
【００７４】
例Ｍ４
【表５】
【００７５】
例Ｍ５
【表６】
【００７６】
例Ｍ６
【表７】
【００７７】
例Ｍ７
【表８】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、これが、式Ｉ
【化１】
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、各々、互いに独立して、Ｈ、１５個までのＣ原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、
【化２】
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てもよく、
Ａ１およびＡ２は、各々、互いに独立して、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロヘキシレン基であり、ここで、１つまたは２つの隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン基であり、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎにより置換されていてもよく、
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群からの基であり、
ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）は、ハロゲン原子により単置換または多置換されていてもよく、
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
ｍおよびｎは、各々、互いに独立して、０、１または２であり、ここでｍ＋ｎ≧１である、
で表される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項２】
さらに、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ
【化３】
式中、
Ｒ２は、１５個までのＣ原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、
【化４】
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てもよく、
ｐは、１または２であり、
ｖは、１〜６である、
で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
さらに、式ＩＩＩ
【化５】
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、各々、互いに独立して、１２個までのＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルケニル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基であり、
【化６】
は、
【化７】
である、
で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
式Ｉで表される１種、２種、３種、４種または５種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項５】
式Ｉで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％であ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媒体。
【請求項６】
式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも２０重量％であ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媒体。
【請求項７】
式ＩＩＩで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％であ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媒体。
【請求項８】
式Ｉ１〜Ｉ３６
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
式中、
Ｒ１１は、請求項１において定義した通りであり、ａｌｋｙｌは、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基である、
から選択された少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項９】
本質的に、
５〜３０重量％の式Ｉで表される１種または２種以上の化合物
および
２０〜７０重量％の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物
からな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媒体。
【請求項１０】
ＥＣＢ、ＰＡＬＣまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学的ディスプレイであって、これが、誘電体として、請求項１〜９のいずれかに記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学的ディスプレイ。
【請求項１】
負の誘電異方性を有する極性の化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、これが、式Ｉ
【化１】
式中、
Ｒ１１およびＲ１２は、各々、互いに独立して、Ｈ、１５個までのＣ原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、
【化２】
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てもよく、
Ａ１およびＡ２は、各々、互いに独立して、
ａ）１，４−シクロヘキセニレンまたは１，４−シクロヘキシレン基であり、ここで、１つまたは２つの隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されていてもよく、
ｂ）１，４−フェニレン基であり、ここで、１つまたは２つのＣＨ基は、Ｎにより置換されていてもよく、
ｃ）ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイルおよびフルオレン−２，７−ジイルからなる群からの基であり、
ここで、基ａ）、ｂ）およびｃ）は、ハロゲン原子により単置換または多置換されていてもよく、
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
ｍおよびｎは、各々、互いに独立して、０、１または２であり、ここでｍ＋ｎ≧１である、
で表される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項２】
さらに、式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢ
【化３】
式中、
Ｒ２は、１５個までのＣ原子を有し、非置換であるか、ＣＮもしくはＣＦ３により単置換されているか、またはハロゲンにより少なくとも単置換されているアルキルまたはアルケニル基であり、ここで、さらに、これらの基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、
【化４】
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てもよく、
ｐは、１または２であり、
ｖは、１〜６である、
で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
さらに、式ＩＩＩ
【化５】
式中、
Ｒ３１およびＲ３２は、各々、互いに独立して、１２個までのＣ原子を有する直鎖状アルキル、アルケニル、アルキルアルコキシまたはアルコキシ基であり、
【化６】
は、
【化７】
である、
で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
式Ｉで表される１種、２種、３種、４種または５種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項５】
式Ｉで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％であ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媒体。
【請求項６】
式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも２０重量％であ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媒体。
【請求項７】
式ＩＩＩで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５重量％であ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媒体。
【請求項８】
式Ｉ１〜Ｉ３６
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
式中、
Ｒ１１は、請求項１において定義した通りであり、ａｌｋｙｌは、１〜６個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基である、
から選択された少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項９】
本質的に、
５〜３０重量％の式Ｉで表される１種または２種以上の化合物
および
２０〜７０重量％の式ＩＩＡおよび／またはＩＩＢで表される１種または２種以上の化合物
からな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媒体。
【請求項１０】
ＥＣＢ、ＰＡＬＣまたはＩＰＳ効果に基づくアクティブマトリックスアドレッシングを有する電気光学的ディスプレイであって、これが、誘電体として、請求項１〜９のいずれかに記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記電気光学的ディスプレイ。
【公表番号】特表２００７−５１００１０（Ｐ２００７−５１００１０Ａ）
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３４６２５（Ｐ２００６−５３４６２５）
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１０６４８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３７９５７
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５９１０３２５９６）メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング (1,043)
【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． ２５０，Ｄ−６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１０６４８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３７９５７
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５９１０３２５９６）メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング (1,043)
【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． ２５０，Ｄ−６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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