液晶媒体および電気光学ディスプレイ
【課題】液晶媒体として、とくに正の誘電異方性および極めて小さい回転粘度を有するものの提供。
【解決手段】１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａを含む、ネマチック相を有する液晶媒体：
式中、 Ｒ１は、水素、アルキル等を表し、 Ｚ１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−等の連結基を表し、 Ｘ１は、ハロゲン、フッ素化アルキル等を表し、 Ｙ１１およびＹ１２は、ＨまたはＦを表す。
【解決手段】１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａを含む、ネマチック相を有する液晶媒体：
式中、 Ｒ１は、水素、アルキル等を表し、 Ｚ１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−等の連結基を表し、 Ｘ１は、ハロゲン、フッ素化アルキル等を表し、 Ｙ１１およびＹ１２は、ＨまたはＦを表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネマチック相を有する液晶媒体に関する。本発明はさらに、液晶ディスプレイ、とくにアクティブマトリックスアドレス方式液晶ディスプレイ（ＡＭＤまたはＡＭ ＬＣＤ）に関し、極めてとくに動画を映すためのディスプレイ、例えばコンピュータのモニターやテレビの画面のようなものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のディスプレイにおいては、液晶が誘電体として用いられ、この液晶は光学特性が電圧の印加によって可逆的に変化するものである。電気光学ディスプレイとして液晶を媒体として用いるものは当業者に知られている。これらの液晶ディスプレイは種々の電気光学効果を用いている。最も普通に用いられているのはＴＮ効果（“twisted nematic”、ねじれネマチック：ホモジニアスな、実質的にプラナーな液晶の初期配向および約９０°ねじれたネマチック構造を有する）、ＳＴＮ効果（“supertwisted nematic”、超ねじれネマチック）およびＳＢＥ効果（“supertwisted bifringence effect”、超ねじれ複屈折効果）である。これらおよび同様な電気光学効果にいおては、液晶媒体として正の誘電異方性（Δε）を有するものが用いられている。
【０００３】
電気光学効果として上記のように正の誘電異方性を有する液晶媒体を用いるもの以外に、他の電気光学効果として負の誘電異方性を有する液晶媒体を用いるものがある。例えば、ＥＣＢ（“electrically controlled bifringence”、電界効果複屈折）効果およびその派生型であるＤＡＰ（“deformation of aligned phases”、整列相の変形）、ＶＡＮ（“vertically aligned nematic”、垂直配向ネマチック）およびＣＳＨ（“colour super homeotropic”、カラースーパーホメオトロピック）などである。
【０００４】
電気光学効果として、優れた、コントラストの視野角低依存性を有するものは、軸平行対称微小画素（ＡＳＭと略記する）を用いている。この効果においては、各画素の液晶は、ポリマー物質によって円柱状に囲まれている。この方式は、プラズマチャネルによるアドレスと組み合わせる場合にとくに好適である。したがって、とくに、大面積のＰＡ（“plasma addressed”、プラズマアドレス）ＬＣＤにおけるコントラストの良好な視野角依存性が達成される。
【０００５】
ＩＰＳ（“in plane switching”、面内応答）効果は、最近ではその使用が増加しているが、誘電性が正である液晶媒体および誘電性が負である液晶媒体の両方を用い得る点において「ゲスト／ホスト」ディスプレイと同様である。「ゲスト／ホスト」ディスプレイにおいては、染料を誘電性が正である液晶媒体および誘電性が負である液晶媒体のいずれにおいても、用いるディスプレイ方式に対応して用いることができる。
【０００６】
動作電圧はディスプレイにおいて一般的に極力低くするべきであり、これらの効果を用いるディスプレイにおいても同様であるため、液晶媒体として比較的大きい誘電異方性を有するものが用いられるところ、該液晶媒体は優占的に、および多くの場合ほぼ実質的であるまで、液晶化合物として対応する誘電性を有するものからなる。すなわち、誘電性が正である媒体は正の誘電異方性を有するものからなり、誘電性が負である媒体は負の誘電異方性を有するものからなる。これらのそれぞれの種類の媒体（誘電性が正であるか誘電性が負であるもの）においては、化合物として誘電異方性の符号が媒体の誘電異方性の符号と反対であるものは、実質的にまたは全く、典型的には用いられることはない。
【０００７】
適用場面によっては、比較的高濃度の、大きい誘電異方性を有する化合物が用いられる。この種の媒体は、好ましくは誘電異方性がニュートラルであり、粘度、とくに回転粘度、の値が極めて低い化合物を高濃度で含む。
【０００８】
ここで例外とされるのは、液晶媒体のうちＭＩＭ（“metal insulator metal”、金属−絶縁体−金属）ディスプレイに用いられるもので（非特許文献１および２）、該ディスプレイにおいては、液晶媒体は薄膜トランジスタのアクティブマトリクスによってアドレスされる。この種のスイッチングにおいては、ダイオードスイッチングの非線形特性曲線を用いるところ、保存キャパシタを液晶媒体の素子（画素）の電極とともに荷電せしめることは不可能であり、この点においてＴＦＴディスプレイと対照をなす。そのため、アドレスサイクル中における電圧降下の影響を低減するために、極力高い誘電定数の基底値が必要である。したがって、誘電異方性が正である媒体の場合、例えばＭＩＭ−ＴＮディスプレイにおいて用いられるようなものにおいては、誘電定数のうち分子軸に直交するもの（ε⊥）は、できるだけ大きくなければならない。なぜなら、それによって画素の基礎となるキャパシタンスが決定されるからである。この目的のために、負の誘電異方性を有する化合物が正の誘電異方性を有する媒体に、正の誘電異方性を有する化合物に追加して用いられる（特許文献１〜３）。
【０００９】
他の例外はＳＴＮディスプレイであり、これは、例えば特許文献４に記載されているように、正の誘電異方性を有する液晶媒体として負の誘電異方性を有する化合物を含むものに用い、電気光学特性曲線の急峻性を高めている。
前記液晶ディスプレイの画素のアドレスは、直接時系列的に、すなわち時分割モード（time multiplex mode）によって、またはアクティブな電気的に非線形性の素子を用いて、行うことができる。
【００１０】
最も普通なＡＭＤとしてこれまで用いられているのは、個別のアクティブな電気スイッチング素子を用いるものであって、例えば３極スイッチング素子としてＭＯＳ（金属酸化物シリコン）トランジスタもしくはＴＦＴのトランジスタまたはバリスターなど、または２極スイッチング素子として、例えばＭＩＭ（“metal insulator metal”、 金属−絶縁体−金属）ダイオード、環状ダイオード、バック−トゥ−バック（“back-to-back”）ダイオードなど、である。ＴＦＴの場合、種々の半導体材料、主としてシリコンが、またはセレン化カドミウムも用いられる。とくに、無定形（アモルファス）シリコンまたは多結晶シリコンが用いられる。
【００１１】
この種のディスプレイは、短い〜極めて短い応答時間を有していなければならず、とくに動画再生、例えばビデオ信号の再生、に用いられる場合にはこのことが当てはまる。同時に、これらのディスプレイは、十分に低い動作電圧および十分に大きい使用温度幅を有していることが望まれ、ならびに良好な信頼性、すなわち要求される環境下における、ディスプレイの長い寿命およびその信頼できる動作が望まれる。この目的のために、とくに、液晶媒体として極力少量のイオン性不純物しか含まず、イオン性不純物を溶解し難いもの、またはこれらの不純物が分解しないものが要求されている。さらに、ディスプレイの基板を一緒に保持したりまたは充填孔を封止する接着剤との相互作用は、極力小さいものであるべきである。この目的のためには、比較的非極性である化合物が、とくに好適である。したがって、末端−ＣＮまたは−ＮＣＳ基を有する化合物の使用は、極力少量とするかまたは好ましくは完全に避けるべきである。また、エステル類やエーテル類、とくにフェノール性エステル類やエーテル類は、一般には好ましくない。
【００１２】
【非特許文献１】J.G. Simmons, Phys. Rev. Vol. 155 No. 3, pp. 657-660
【非特許文献２】K. Niwa et al., SID 84 Digest, pp. 304-307, June (1984)
【特許文献１】WO 93/01253
【特許文献２】EP 0 663 502
【特許文献３】DE 195 21 483
【特許文献４】DE 41 00 287
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
十分に低い動作電圧のために、対応する誘電異方性Δεを有する物質が必要である。しかし、この種の媒体は、多くの場合高い粘度を有し、そのため応答時間が劣る傾向にある。これに対して、該ディスプレイにおける応答時間を短縮するために、誘電性がニュートラルである化合物が用いられている。これらの化合物は、極めて低い回転粘度を有していなければならない。なぜなら、これらの化合物が、比較的少量で用いられた場合でも媒体の粘度を効果的に低減せしめることが必要なためである。
【００１４】
広い使用温度幅に対する要求も短い応答時間に対する要求と相容れない。なぜなら、使用温度幅の上限は、液晶媒体の透明点によって決定されるところ、該透明点が高くなるのは、とくに媒体が化合物として、複数の、多くの場合３つまたは４つの、多くの場合六員環を有するものを含む場合には高くなるからである。該化合物は、一般にそれら自体が高い粘度を有し、媒体にも高い粘度をもたらす傾向がある。
【００１５】
したがって、液晶媒体として、とくに正の誘電異方性および極めて小さい回転粘度を有するものに対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の液晶媒体は、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａを含む：
【化１】
式中、
Ｒ１は、水素、炭素原子を１〜７個、好ましくは１〜５個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜７個、好ましくは２〜５個有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルキニルもしくはアルキニルオキシを表し、１個、２個または３個の−ＣＨ２−基であってこれらの６種類の基に存するものは、それぞれ−Ｏ−、−Ｃ＝Ｏ−または−Ｓ−によって置換されていてもよいが２つのＯ原子は相互に直接結合せず、そして前記６種類の基はハロゲン、好ましくはフッ素によって置換されていてもよく、好ましくはアルキルまたはアルケニルであり、
Ｚ１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または単結合を表し、好ましくは−ＣＦ２−Ｏ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、とくに好ましくは−ＣＦ２−Ｏ−または単結合であり、
Ｘ１は、ハロゲン、炭素原子を１〜５個、好ましくは１〜２個有するフッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシまたは炭素原子を２〜４個、好ましくは２〜３個有するフッ素化アルケニル、アルケニルオキシもしくはオキサアルキルを表し、好ましくはＦ、ＣｌまたはＯＣＦ３であり、とくに好ましくはＣｌであり、
Ｙ１１およびＹ１２は、それぞれ相互に独立して、ＨまたはＦを表し、好ましくはＹ１２はＨを表し、Ｙ１１はＨまたはＦを表し、とくに好ましくはいずれもＨを表す。
【００１７】
本明細書全体においては、化合物の語は１つの化合物および複数の化合物群のいずれの意味も表すが、他に記述がある場合はその限りでない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の媒体においては、好ましくは化合物として誘電異方性が正であるものを少量含み、全般的に誘電異方性がニュートラルである液晶化合物を相当量含む。これらの化合物によって達成されるのは、低い粘度（η）およびとくに低い回転粘度（γ１）であり、これらはもたらされる応答時間に必須である。粘度を極力低減せしめるために、前記化合物のうち比較的大きい誘電異方性（正または負）を有するものは、極力低い濃度で用いる。これらの化合物の濃度は、所望の動作電圧を達成するために十分でありさえすればよい。
また、本発明によって、液晶媒体として格別優れた特性を有するものが提供される。これらには、ネマチック相を有し、特徴として７０℃以上の透明点、２０℃および５９９ｎｍにおける０．１５以下の複屈折率、０．５以上１１．０以下の範囲の誘電異方性および９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘度を有する。
本発明の液晶媒体は、好ましくはしきい値電圧として２．０Ｖ以下を、とくに好ましくは１．８０Ｖ以下を、ＴＮディスプレイの２０℃および０．２５μｍ〜０．５０μｍの範囲の光学リタデーションにおいて有し、したがって動作電圧として５Ｖまたは４Ｖを有する駆動装置に格別に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の液晶媒体は、好ましくは以下を含む。
ａ）１〜２８％、好ましくは１〜２０％、とくに好ましくは２〜１６％、きわめてとくに好ましくは３〜１２％の、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａ、
ｂ）１０〜７０％、好ましくは１５〜６５％、とくに好ましくは２０〜６０％、きわめてとくに好ましくは２５〜５５％の、１種または２種以上の、１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
ｃ）１〜６０％、好ましくは４〜３３％、とくに好ましくは６〜２９％、きわめてとくに好ましくは１１〜２６％の、１種または２種以上の、２．０より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、および
ｄ）５〜８０％、好ましくは２０〜５５％、とくに好ましくは２５〜５０％、きわめてとくに好ましくは３０〜４５％の、１種または２種以上の、−１．０〜２．０の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ。
【００２０】
第一の好ましい態様において、本発明の液晶媒体は以下を含む。
ａ）１〜１２％、好ましくは２〜９％、とくに好ましくは２〜７％の、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａ、
ｂ）３９〜５６％、好ましくは４１〜５３％、とくに好ましくは４４〜５１％の、１種または２種以上の、１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
ｃ）５〜２２％、好ましくは１０〜２０％、とくに好ましくは１２〜１８％の、１種または２種以上の、２．０より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、および
ｄ）２２〜５２％、好ましくは２６〜４３％、とくに好ましくは３０〜３９％の、１種または２種以上の、−１．０〜２．０の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ。
【００２１】
他の好ましい態様において、本発明の液晶媒体は以下を含む。
ａ）４〜２５％、好ましくは５〜１５％、とくに好ましくは６〜１２％の、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａ、
ｂ）１５〜４５％、好ましくは２０〜３８％、とくに好ましくは２２〜３３％の、１種または２種以上の、１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
ｃ）１０〜３３％、好ましくは１５〜３０％、とくに好ましくは２０〜２５％の、１種または２種以上の、２．０より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、および
ｄ）３０〜５５％、好ましくは３５〜５０％、とくに好ましくは３８〜４４％の、１種または２種以上の、−１．０〜２．０の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ。
【００２２】
式Ｉの化合物は、好ましくは式Ｉ−１〜Ｉ−３の群から選択される。
【化２】
【化３】
式中、パラメータは上記において式Ｉについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ１は炭素原子を１〜７個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜７個有するアルケニルを表し、
Ｘ１はＦ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３を表し、好ましくはＣｌを表す。
本液晶媒体は、好ましくは式Ｉ−１の化合物および／または式Ｉ−３の化合物を１種または２種以上含み、とくに好ましくは式Ｉ−１の化合物を含む。
【００２３】
本発明の液晶媒体の成分Ｂは、好ましくは１種または２種以上の式ＩＩの化合物を含み、とくに好ましくはこれらの化合物から優占的になり、極めてとくに好ましくは実質的にこれらの化合物のみからなる。
【化４】
式中
【化５】
および
【化６】
は、それぞれ相互に独立して、また２個以上存在する場合にはいずれもが相互に独立して、
【化７】
を表し、
Ｒ２、Ｙ２１〜Ｙ２４およびＸ２は、それぞれ上記において対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１〜Ｙ１４およびＸ１に式Ｉにおいて与えられた意味を有し、好ましくはＹ２１〜Ｙ２３はＨを表し、Ｙ２４はＦを表し、Ｘ２はＯＣＦ３またはＦを表し、好ましくはＦを表し、
Ｚ２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、好ましくは単結合、−ＣＦ２−Ｏ−または−ＣＯＯ−を表し、
ｎは１または２を表す。
【００２４】
本明細書全体において、「化合物を含む」の表現は、他に記述がない限り、好ましくは１０％以上、とくに好ましくは２０％以上、極めてとくに好ましくは３０％以上のこれらの化合物を含むことを意味し、「優占的に〜からなる」の表現は、好ましくは５０％以上、とくに好ましくは６０％以上、極めてとくに好ましくは７０％以上のこれらの化合物を含むことを意味し、「実質的に〜のみからなる」の表現は、好ましくは８０％以上、とくに好ましくは９０％以上、極めてとくに好ましくは９５％以上のこれらの化合物を含むことを意味する。
【００２５】
式ＩＩの化合物は好ましくは式ＩＩ−１〜ＩＩ−４の群から選択される。
【化８】
【００２６】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ２は炭素原子を１〜５個有するアルキルを表し、
Ｘ２はＯＣＦ３またはＦを表し、
Ｙ２１〜Ｙ２６はＨまたはＦを表し、好ましくはＹ２１〜Ｙ２６の少なくとも１つはＦを表し、とくに好ましくは存在する場合には、最大で５つが、好ましくは最大で４つが、Ｆを表し、
Ｘ２がＦのとき、好ましくは２つ以上、とくに好ましくは少なくともＹ２１およびＹ２２が、Ｆを表し、
Ｘ２がＯＣＦ３のとき、好ましくは１つ以上、とくに好ましくは少なくともＹ２１が、Ｆを表し、
Ｚ２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、好ましくは単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ２−Ｏ−を表し、とくに好ましくは−ＣＯＯ−を表す。
【００２７】
式ＩＩ−１の化合物は、好ましくは式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｃの群から選択される。
【化９】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくはＸ２はＦを表す。
【００２８】
式ＩＩ−２の化合物は、好ましくは式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｅの群から選択される。
【化１０】
【００２９】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、Ｘ２は好ましくはＦを表すか、代わりに、とくに式ＩＩ−２ｂにおいてＸ２は好ましくはＦを表す。
【００３０】
式ＩＩ−３の化合物は、好ましくは式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｄの群から選択される。
【化１１】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、Ｘ２は好ましくはＦを表す。
【００３１】
本発明の液晶媒体の成分Ｃは、好ましくは１種または２種以上の式ＩＩＩの化合物を含み、とくに好ましくはこれらの化合物から優占的になり、極めてとくに好ましくは実質的にこれらの化合物のみからなる。
【化１２】
式中
【化１３】
は
【化１４】
または
【化１５】
を表し、好ましくは
【化１６】
を表し、ｎは０または１を表し、
【００３２】
Ｒ３、Ｙ３１、Ｙ３２およびＸ３は、それぞれ上記において式Ｉについて対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１、Ｙ１２およびＸ１に与えられた意味を有し、
Ｒ３はアルキルまたはアルケニルを表し、
Ｚ３１およびＺ３２は、それぞれ相互に独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、好ましくは単結合、−ＣＦ２−Ｏ−または−ＣＯＯ−を表し、好ましくはＺ３１およびＺ３２の少なくとも１つ、好ましくはＺ３２は、単結合を表し、
Ｘ３はＦ、ＣＦ３またはＯＣＦ３を表し、
Ｙ３１およびＹ３２は、ＨまたはＦを表し、
Ｘ３がＦを表すとき、好ましくはＺ３１およびＺ３２の少なくとも１つ、好ましくはＺ３１は、Ｆを表し、
Ｘ３がＦを表すとき、Ｚ３１およびＺ３２、好ましくはＺ３１は、Ｈを表し、
式ＩＩの化合物は除外される。
【００３３】
式ＩＩＩの化合物は好ましくは式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−３の群から選択される。
【化１７】
【００３４】
式中、パラメータは上記において式ＩＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ３は炭素原子を１〜５個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜５個有するアルケニルを表し、
Ｚ３１は、−ＣＦ２−ＣＦ２−または単結合を表し、
Ｘ３はＦ、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３を表し、
Ｙ３１はＨまたはＦを表し、
Ｘ３が式ＩＩＩ−２および式ＩＩＩ−３においてＦのとき、Ｙ３１は好ましくはＦを表し、
【００３５】
とくに好ましくは
Ｒ３はアルキルまたはアルケニルを表し、
式ＩＩＩ−１において、
Ｚ３１は、単結合を表し、
Ｘ３はＣＦ３を表し、
式ＩＩＩ−２において、
Ｘ３はＦを表し、Ｙ３１はＦまたはＨを表し、Ｒ３はＨまたはアルケニルを表し、
または
Ｘ３は−ＯＣＦ３を表し、Ｙ３１はＨを表し、
式ＩＩＩ−１において、
Ｘ３およびＹ３１はいずれもＦを表す。
【００３６】
本発明の液晶媒体の成分Ｄは、好ましくは１種または２種以上の式ＩＶの化合物を含み、とくに好ましくはこれらの化合物によって優占的になり、極めてとくに好ましくは実質的にこれらの化合物のみからなる。
【化１８】
Ｒ４１およびＲ４２は、それぞれ相互に独立して請求項１または上記においてＲ１に与えられた意味を有し、
Ｒ４１は好ましくはアルケニルを表し、
【００３７】
【化１９】
および
【化２０】
は、それぞれ相互に独立して
【化２１】
を表し、好ましくは
【化２２】
を表し、
Ｚ４は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または−ＣＦ２―ＣＦ２―を表し、好ましくは単結合を表し、
式ＩＩＩの化合物は除外される。
【００３８】
式ＩＶの化合物は好ましくは式ＩＶ−１〜式ＩＶ−３の群から選択され、好ましくは式ＩＶ−１および式ＩＶ−３の群から選択され、とくに好ましくは式ＩＶ−１から選択される。
【化２３】
式中、パラメータは上記において式ＩＶについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ４１はアルキルまたはアルケニルを表し、
Ｒ４２はアルキルまたはアルケニルを表し、式ＩＶ−２においてはＦも表し、
Ｚ４は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合を表し、好ましくは−ＣＦ２−ＣＦ２−または単結合を表す。
【００３９】
好ましいものとして、さらに、液晶媒体として、成分Ｄが式ＩＶの化合物に追加してまたは代わりに、１種または２種以上の式Ｖの化合物を含むものがある。
【化２４】
式中、
Ｒ５１、Ｒ５２およびＹ５は、それぞれ相互に独立して上記において式ＩについてＲ１またはＹ１１に与えられた意味を有し、
Ｒ５１は好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、
【化２５】
は
【化２６】
を表し、
Ｚ５は、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、ＣＦ２−ＣＦ２−または−ＣＦ２−Ｏ−を表し、好ましくは単結合を表し、
Ｙ５は、ＨまたはＦを表し、好ましくはＨを表す。
【００４０】
式Ｖの化合物は好ましくは式Ｖ−１〜式Ｖ−５の群から選択される。
【化２７】
式中、パラメータは上記において式Ｖについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ５１およびＲ５２は、それぞれ相互に独立して、炭素原子を１〜５個有するアルキルまたは炭素原子を２〜５個有するアルケニルを表し、Ｒ５２は好ましくはアルキルを表す。
【００４１】
ジオキサン環を有する化合物および末端シアノ置換芳香環を有する化合物の本発明の媒体における合計の割合は、好ましくはそれぞれにおいて１０％以下であり、とくに好ましくは５％以下である。前記２種の化合物の合計の、本発明の媒体における合計の割合は、極めてとくに好ましくは７％以下であり、好ましくは３％以下である。
【００４２】
本願は本発明の媒体の電気光学ディスプレイにおける使用および本発明の媒体を含む電気光学ディスプレイにも関し、とくにアクティブ切り換え素子によって切り換えられる電気光学ディスプレイに関する。
【００４３】
好ましい態様において、本発明の液晶媒体は以下を含む。
ａ）１種または２種以上の、誘電性が正である式Ｉの化合物、
ｂ）１種または２種以上の、誘電性が正である式ＩＩの化合物、
ｃ）１種または２種以上の、誘電性が正である式ＩＩＩの化合物、および任意に
ｄ）１種または２種以上の、誘電性がニュートラルである式ＩＶの化合物。
【００４４】
本発明の液晶媒体は、とくに好ましくは式ＩＩ−３ｂ−ｉ、ＩＩ−３ｂ−ｉｉ、ＩＩ−３ｃ−ｉおよびＩＩ−３ｃ−ｉｉ、ＩＩ−３ｄ−ｉおよびＩＩ−３ｄ−ｉｉの群からの化合物を１種または２種以上含む。
【化２８】
【化２９】
式中、Ｒ２は上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表す。
【００４５】
本液晶媒体は、とくに好ましくは式ＩＩ−３ｂ−ｉ、ＩＩ−３ｂ−ｉｉ、ＩＩ−３ｃ−ｉｉ、ＩＩ−３ｄ−ｉおよびＩＩ−３ｄ−ｉｉの群からの化合物を１種または２種以上含み、とくに好ましくは式ＩＩ−３ｂ−ｉ、ＩＩ−３ｂ−ｉｉおよびＩＩ−３ｄ−ｉの群からの化合物を１種または２種以上含む。
【００４６】
本発明の液晶媒体は、とくに好ましくは式ＩＶ−１ａ〜ＩＶ−１ｇおよび／またはＩＶ−２ａ〜ＩＶ−２ｃおよび／またはＩＶ−３ａ〜ＩＶ−３ｃの群からの化合物を１種または２種以上含み、とくに好ましくは式ＩＶ−１ｂおよび／または式ＩＶ−１ｃおよび／または式ＩＶ−３ｃの群からの化合物を１種または２種以上含む。
【化３０】
【００４７】
【化３１】
【００４８】
式中、
ａｌｋｙｌは炭素原子を１〜７個、好ましくは炭素原子を１〜５個有するアルキルを表し、好ましくは炭素原子を１〜３個有するアルキルを表し、好ましくはｎ−アルキルを表し、
ａｌｋｏｘｙは炭素原子を１〜７個、好ましくは直鎖アルキル鎖を有し、好ましくは炭素原子を１〜３個有するアルコキシを表し、
ａｌｋｅｎｙｌは炭素原子を２〜７個、好ましくは炭素原子を２〜５個、とくに好ましくは炭素原子を２個または３個有するアルケニルを表し、とくに好ましくは１Ｅ−アルケニルを表し、とくに好ましくはビニルを表す。
【００４９】
好ましい態様において、本発明の液晶媒体は、合計して、混合物全体に対して以下を含む。
１〜３５％の式Ｉの化合物、
１０〜６０％の式ＩＩの化合物、
４〜３２％の式ＩＩＩの化合物、
１０〜６０％の式ＩＶの化合物、
０％〜１５％の式Ｖの化合物。好ましくは合計で８０％より多い、好ましくは８０％〜１００％、好ましくは９０％〜１００％の、式Ｉ〜Ｖの化合物を含む。
【００５０】
個々の化合物は一般に本発明の媒体においては、濃度として１％〜３０％、好ましくは２％〜２０％、とくに好ましくは４％〜１６％用いられる。
好ましい態様において、本媒体は、好ましくは合計で以下を含む。
５〜２５％の式Ｉの化合物、
１５〜５０％の式ＩＩの化合物、
７〜２７％の式ＩＩＩの化合物、
１５〜５２％の式ＩＶの化合物、
０％〜１０％、好ましくは０％〜５％の式Ｖの化合物。
【００５１】
この態様における媒体は、極めてとくに好ましくは合計で９０％〜１００％、好ましくは９０％〜１００％の式Ｉ〜Ｖの化合物を含み、好ましくは式Ｉ、ＩＩおよびＩＶの化合物を含む。
とくに好ましい態様において、上記好ましい態様と同一であり得るものとして、本媒体は式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩ−１の化合物の群から選択される化合物を１種または２種以上含む。本媒体は、とくに極めて好ましくは、それぞれこれらの式のうち２つまたは３つの化合物を１種または２種以上含み、好ましくはこれらの式の３つ全ての化合物を含む。
【００５２】
とくに好ましい態様において、上記好ましい態様と同一であり得、好ましくは同一のものとして、本発明の液晶媒体は下記各式からの化合物の群から選択される化合物を１種または２種以上含む。
Ｉ−１のうちＸ１が好ましくはＣｌを表し、Ｉ−３としてＸ１がＦを表すもの、
ＩＩ−１のうち好ましくはＺ２が−ＣＯＯ−を表し、Ｙ２１〜Ｙ２３がＨを表し、Ｙ２４がＦを表しＸ２が−ＯＣＦ３を表すもの、
ＩＩ−２のうち好ましくはＺ２が−ＣＯＯ−を表し、Ｙ２１〜Ｙ２３およびＸ２がＦを表すもの、
ＩＩ−２ｂのうちＸ２が好ましくはＦを表すもの、
ＩＶ−１のうち好ましくはＺ４が単結合を表し、Ｒ４１がｎ−アルキルを表し、Ｒ４２がアルキル、好ましくはｎ−アルキル、アルコキシ、またはアルケニルを表すもの。
【００５３】
本発明の液晶媒体は、ネマチック相として、好ましくはそれぞれの場合において少なくとも−２０℃〜８０℃を有し、好ましくは−３０℃〜８０℃を有し、極めてとくに好ましくは−４０℃〜９０℃を有する。「ネマチック相を有する」の表現は、本明細書においては一方においてスメクチック相および結晶化が対応する温度における低温において観察されず、他方において加熱したときにネマチック相から透明化が起こらないことを意味する。低温下における試験は、テストセル内に保存することによって、電気光学的使用に対応するセルの厚さとし、対応する温度で行う。前記セルはここで少なくとも５００時間、好ましくは１０００時間保存される。透明点の測定は通常の方法に基づきキャピラリ内にて行う。
【００５４】
本発明の液晶媒体は、さらに、低い光学異方性を特徴とする。複屈折率値は、０．１５０以下であり、好ましくは０．１２０以下であり、極めてとくに好ましくは０．１１０であり、０．１００以下の場合もある。
【００５５】
本発明の液晶媒体は、極めて小さい回転粘度を有する。その回転粘度は、９０ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは８０ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは７０ｍＰａ・ｓ以下であり、とくに好ましくは６５ｍＰａ・ｓ以下であり、極めてとくに好ましくは６０ｍＰａ・ｓ以下である。
【００５６】
さらに、本発明による液晶媒体は、比較的低い２．５Ｖ以下のしきい値電圧（Ｖ１０）を有し、好ましくは２．０Ｖ以下であり、とくに好ましくは、１．８Ｖ以下であり、極めてとくに好ましくは、１．６Ｖ以下であり、したがって、５Ｖ駆動装置にとくに好適であり、４Ｖ駆動装置に好ましい。
【００５７】
これらの好ましい個々の物性値は、それぞれの場合において互いに組み合わされて保持される場合もある。したがって、本発明の媒体は、とくに以下の物性の組み合わせを有する：
【表１】
上記表中において、本明細書全体と同様に、「≦」は以下を意味し、「≧」は以上を意味する。
【００５８】
本発明の液晶媒体は、５００時間以上、好ましくは１０００時間の安定性を−２０℃の温度における保存において有し、２５０時間以上、とくに好ましくは５００時間以上、極めてとくに好ましくは１０００時間以上の安定性を−３０℃の温度における好ましい保存において有し、１６８時間以上、好ましくは２５０時間以上、とくに好ましくは５００時間以上の安定性を−４０℃の温度におけるとくに好ましい保存において有する。これらの安定性は、セル中および／またはバルク中においてであり、好ましくはバルク中においてである。
【００５９】
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は以下を含む。
−１種または２種以上の式Ｉの化合物、好ましくは式Ｉ−１の化合物および／またはＩ−３の化合物、好ましくはＩ−１の化合物として、Ｘ１がとくに好ましくはＣｌを表すもの、および／または
−１種または２種以上の式ＩＩの化合物、好ましくは式ＩＩ−２の化合物、好ましくは式ＩＩ−２ｃの化合物として、Ｘ２がとくに好ましくはＦ表すもの、および／または
−１種または２種以上の化合物式ＩＶの化合物、好ましくは式ＩＶ−１の化合物、好ましくは式ＩＶ−１ｂの化合物として、ａｌｋｙｌが好ましくはエチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルおよびｎ−ペンチルの基の群から選択され、そしてａｌｋｅｎｙｌがビニルおよび１Ｅ−プロペニルの基の群から選択され、とくに好ましくは１種または２種以上の式ＩＶの化合物として、（ａｌｋｙｌ、ａｌｋｅｎｙｌ）の組が（ｎ−プロピル、ビニル）、（ｎ−プロピル、１Ｅ−プロペニル）、（ｎ−ブチル、ビニル）および（ｎ−ペンチル、ビニル）である化合物の群から選択されるもの：
−前記媒体はとくに好ましくは式 ＩＶ−１ｂの化合物として、（ａｌｋｙｌ、ａｌｋｅｎｙｌ）の組が（ｎ−ブチル、ビニル）を表すものを含み、
−前記媒体は極めてとくに 好ましくは式ＩＶ−１ｂの化合物を２種または３種以上、好ましくは３種または４種以上含む。
【００６０】
「ａｌｋｙｌ」の語は、好ましくは直鎖状または分枝状のアルキル基であって、１〜７個の炭素原子を有するものを包含し、とくに直鎖状基であるメチル、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である。２〜５個の炭素原子を有する基が一般に好ましい。
【００６１】
「ａｌｋｅｎｙｌ」の語は、好ましくは２〜７個のＣ原子を有する直鎖状および分枝状アルケニル基を包含し、とくに直鎖状基である。とくに好ましいアルケニル基は、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Ｃ７−６−アルケニルであり、とくにＣ２〜Ｃ７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ４〜Ｃ７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ５〜Ｃ７−４−アルケニルである。他の好ましい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−ヘプテニルなどである。５個までのＣ原子を有するアルケニル基は、一般に好ましい。
【００６２】
「フルオロアルキル」の語は、好ましく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除外されない。
「オキサアルキル」または「アルコキシアルキル」の語は好ましくは直鎖状基として式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍで表されるものを包含する。式中、ｎおよびｍは、それぞれ相互に独立して１〜６を表す。好ましくはｎは１であり、ｍは好ましくは１〜６である。
【００６３】
本明細書において、正の誘電性を有する（誘電性が正である）化合物という語は、＞１．５のΔεを有する化合物を意味し、ニュートラルの誘電性を有する化合物とは、−１．５≦Δε≦ １．５を有する化合物を意味し、負の誘電性を有する（誘電性が負である）化合物とは、＜−１．５のΔεを有する化合物を意味する。化合物の誘電異方性の測定は、ここでは液晶ホスト中に化合物を１０％溶解し、混合物のキャパシタンスの測定をそれぞれの場合において少なくとも１つのテストセルとして１０μｍの厚みを有し、１ｋＨｚでホメオトロピック表面配向およびホモジニアス表面配向を有するものの中で行う。測定電圧は、典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、それぞれの液晶混合物において常に容量しきい値より小さい。
【００６４】
正の誘電性を有する化合物群として用いられるホスト混合物は、ＺＬＩ−４７９２であり、ニュートラルの誘電性を有する化合物群および負の誘電性を有する化合物群として用いられるホスト混合物は、ＺＬＩ−３０８６であり、ともにMerck KGaA、Germanyからのものである。それぞれの試験化合物についての値は、試験化合物を添加した後におけるホスト混合物の誘電定数の変化および用いた化合物の１００％の外挿によって得られる。
しきい値電圧の語は、多くの場合光学しきい値として１０％の相対コントラストに対するもの（Ｖ１０）に関する。
本明細書において、フレデリクスしきい値の語は、容量しきい値電圧（Ｖ０）を表すものとして用いられるが、他に明記されている場合にはこの限りではない。
【００６５】
この出願のすべての濃度は、他の記載がない限り対応する混合物全体に対する重量パーセントである。すべての物性は“メルク液晶、液晶の物性”、１９９７年１１月のもの、Merck KGaA、Germanyに従い、測定され、２０℃の温度において適用されるが、他の記載がある場合はこの限りではない。Δｎは５８９ｎｍで測定され、Δεは１ｋＨｚで測定される。しきい値電圧およびその他の光学特性の測定は、テストセルとしてMerck KGaA、Germany製のものの中で、白色光を用い、Otsuka, Japanからの市販の測定器具によって行った。この目的のために、セルの厚さは、液晶媒体のΔｎに応じて、厚さ約０．５０μｍのセルの光学リタデーションｄ・Δｎに相当するようになるものを用いた。セルの操作は、いわゆる通常白色モード（normally white mode）において平行偏光器を用いて行った。特性電圧の測定は、全て垂直観察によって行った。しきい値電圧は、Ｖ１０として１０％の相対コントラストを表すものによって示し、中間グレー電圧をＶ５０をとして５０％の相対コントラストを表すものによって示し、飽和電圧をＶ９０として９０％の相対コントラストを表すものによって示した。
【００６６】
負の誘電異方性を有する液晶媒体の場合、しきい値電圧の測定は、容量しきい値Ｖ０（フレデリクスしきい値としても知られている）として、レシチンによってホメオトロピックに配向せしめた液晶を用いてMerck KGaA、Germanyで製造されたテストセル中で行った。
本発明による液晶媒体は、必要であれば、通常の量でさらに添加剤およびカイラルドーピング剤を含んでもよい。これらの用いられる添加剤を量は、混合物全体量に対して、合計で０％〜１０％であり、好ましくは０．１％〜６％である。個々の用いられる化合物の濃度は、好ましくは０．１〜３％である。これらの濃度および同様な添加剤の濃度は、液晶媒体中における液晶化合物の濃度および濃度範囲を表すときには除かれている。
【００６７】
前記組成物は複数の化合物からなり、好ましくは３種〜３０種、とくに好ましくは４種〜２０種、極めてとくに好ましくは５種〜１６種の化合物からなり、通常の方法によって混合される。一般に、所望量のより少量で用いる成分を主たる構成成分を占める成分中に溶解するところ、これは温度を高めて行うと有利である。選択された温度が、前記主たる構成成分の透明点よりも高い場合には、溶解工程の終了をとくに容易に観測することができる。しかし、他の通常の方法、例えばプレミックスまたは、いわゆる“マルチボトルシステム”によって本液晶混合物を製造することもできる。
本発明による液晶媒体の改変して、好適な添加剤を用いて、これまでに記載したあらゆる種類のＴＮディスプレイ、とくにＡＭＤ ＬＣＤに、用いることができるようすることができる。
【００６８】
以下の例は本発明を説明するためのものであるが限定はするものではない。これらの例では、透明点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクチック（Ｓ）相からネマチック（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、液晶物質についてセ氏温度で示されている。上記および下記におけるパーセントによるデータは重量パーセントであるが他の記載がある場合はこの限りでなく、また、物性は２０℃におけるものであるが、他の記載がある場合はこの限りでない。
【００６９】
本明細書におけるすべての温度の値は℃であり、全ての温度差は対応する温度差であるが他に記載がある場合はこの限りでない。
回転粘度の測定は２０℃の温度において、永久磁石として、ＮＭＲチューブ中の液晶サンプルの周りを回転しているものを用いて行った。レファレンスとして、２つの市販のネマチック混合物であり、いずれもMerck KGaA, DarmstadtからのＺＬＩ−４７９２およびＭＬＣ−６８４８−０００を用いた。これら２つの混合物の２０℃における値は、それぞれ１３３ｍＰａ・ｓおよび１７８ｍＰａ・ｓであった。
【００７０】
本明細書および以下の例において、液晶化合物の構造は略号、頭字語としても知られているものを用いて示されており、その化学式への変換は下記表ＡおよびＢに従って得られる。基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、全てそれぞれｎ個およびｍ個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である。表Ｂのコードは自明である。表Ａにおいては、基本構造に関わる頭字語のみが示されている。個々の場合において、この基本構造に関わる頭字語の後にハイフンで分離され、置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１およびＬ２に係るコードが示されている：
【００７１】
【表２】
【００７２】
【化３２】
【００７３】
【化３３】
【００７４】
【化３４】
【００７５】
【化３５】
【００７６】
【化３６】
【００７７】
【化３７】
【００７８】
【化３８】
【００７９】
【化３９】
【００８０】
【化４０】
【００８１】
【化４１】
【００８２】
【化４２】
【００８３】
【化４３】
【００８４】
【化４４】
【００８５】
【化４５】
【００８６】
【化４６】
【００８７】
【化４７】
【００８８】
【化４８】
【００８９】
【化４９】
【００９０】
【化５０】
【００９１】
【化５１】
【００９２】
本発明のメソゲン性媒体は、好ましくは以下を含む。
−４種または５種以上、好ましくは６種または７種以上の、表Ａおよび表Ｂの化合物群から選択される化合物、および／または
−５種または６種以上表Ｂの化合物群から選択される化合物、および／または
−２種または３種以上表Ａの化合物群から選択される化合物。
【００９３】
例
以下の例は、本発明の説明を、限定することなく行うためのものである。しかし、これらの例において、物性の範囲は好ましくは達成されるものを示すとともに、好ましく用いられる化合物、好ましく用いられるそれらの同種およびとくに好ましい化合物の組み合わせを示している。
上記および下記において、パーセント表記は重量パーセントを表す。全ての温度はセ氏度を示す。Δｎは光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）を表し、Δεは誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）を表し、Ｈ．Ｒ．は電圧保持率（１００℃において、オーブン中の５分後、１Ｖ）を表す。Ｖ１０、Ｖ５０およびＶ９０は、しきい値電圧、中間グレー電圧および飽和電圧をそれぞれ表し、容量しきい値電圧Ｖ０は２０℃において測定した。
【００９４】
比較例１
液晶媒体として下表の特性を有するものを調製する。
【表３】
この混合物は、複屈折率（Δｎ）値として大部分の用途に好ましいもの、比較的低いしきい値電圧および比較的好ましい透明点と回転粘度の組み合わせ（Ｔ（Ｎ，Ｉ）／γ１）を有し、そのため短い応答時間を達成している。しかし、この混合物のネマチック相の、低温下の保存およびＵＶ照射に対する安定性は、多くの用途において好ましいものではない。
【００９５】
比較例２
液晶媒体として下表の特性を有するものを調製する。
【表４】
【００９６】
この混合物は、複屈折率（Δｎ）値として大部分の用途に好ましいもの、比較的低いしきい値電圧および比較的好ましい透明点と回転粘度の組み合わせ（Ｔ（Ｎ，Ｉ）／γ１）を有し、そのため短い応答時間を達成している。しかし、この混合物のネマチック相の、低温下の保存およびＵＶ照射に対する安定性は、比較例１と同様に、多くの用途において好ましいものではない。
【００９７】
比較例３
液晶媒体として下表の特性を有するものを調製する。
【表５】
【００９８】
この混合物は、複屈折率（Δｎ）値として大部分の用途に好ましいもの、比較的低いしきい値電圧および比較的好ましい透明点と回転粘度の組み合わせ（Ｔ（Ｎ，Ｉ）／γ１）を有し、そのため短い応答時間を達成している。しかし、この混合物のネマチック相の、低温下の保存およびＵＶ照射に対する安定性は、比較例１と同様に、多くの用途において好ましいものではない。
【００９９】
例１
それぞれの場合において、２０％の、本発明の式Ｉの化合物に包含される化合物“ＡＰ−３−Ｃｌ”および“ＡＰ−４−Ｃｌ”のいずれか一方を、比較例１の混合物をホスト混合物として、該混合物に二者択一的に添加する。このようにして得た混合物をHeraeus Suntestのテストセル中においてＵＶ照射に２時間付す。次に電圧保持率（H.R.）の測定を、５分間オーブン内に１００℃で置いた後に、Autronic Melchers, Karlsruhe, Germanyからの器具を用いて行う。結果を下表に示す。
【表６】
注：n.d.は未測定（not detremined）
【０１００】
例２
それぞれの場合において、１０％の、本発明の式Ｉの化合物に包含される化合物“ＡＰ−３−Ｃｌ”および“ＡＰ−４−Ｃｌ”のいずれか一方を、比較例２の混合物をホスト混合物として、該混合物に二者択一的に添加する。このようにして得た混合物の試験を例１に記載のように行う。結果を下表に示す。
【表７】
注：n.d.は未測定
【０１０１】
例３
それぞれの場合において、１０％の、本発明の式Ｉの化合物に包含される化合物“ＡＰ−３−Ｃｌ”および“ＡＰ−４−Ｃｌ”のいずれか一方を、比較例３の混合物をホスト混合物として、該混合物に二者択一的に添加する。このようにして得た混合物の試験を例１に記載のように行う。結果を下表に示す。
【表８】
【０１０２】
例４
本発明の液晶媒体として、組成および物資液晶媒体が下表に示したものであるものを調製する。
【表９】
【０１０３】
この混合物の組成は、例３−１および３−２と同様に、比較例３の組成とわずかに異なるのみである。例３−２の混合物と同様に、この混合物は“ＡＰ−４−Ｃｌ”を比較例３の混合物に存在する化合物群に追加して含む。また、この混合物は化合物”ＰＣＨ−３０２”を含まない。他の化合物の濃度および用いられる類縁化合物の個数は、それぞれの場合において、容易に比較例３の混合物のものに対応せしめることができる。
【０１０４】
媒体同士の対応の実施は、本新規混合物が比較例と実質的に同一の物性を有するように行う。しかし、同時に、本新規混合物の低温における保存安定性は比較例３の混合物に比較して顕著に向上している。
【０１０５】
例５
本発明の液晶媒体として、組成および物資液晶媒体が下表に示したものであるものを調製する。
【表１０】
この混合物は格別な適用上の特性を有する。
【０１０６】
例６
本発明の液晶媒体として、組成および物資液晶媒体が下表に示したものであるものを調製する。
【表１１】
この混合物は格別な適用上の特性を有する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネマチック相を有する液晶媒体に関する。本発明はさらに、液晶ディスプレイ、とくにアクティブマトリックスアドレス方式液晶ディスプレイ（ＡＭＤまたはＡＭ ＬＣＤ）に関し、極めてとくに動画を映すためのディスプレイ、例えばコンピュータのモニターやテレビの画面のようなものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のディスプレイにおいては、液晶が誘電体として用いられ、この液晶は光学特性が電圧の印加によって可逆的に変化するものである。電気光学ディスプレイとして液晶を媒体として用いるものは当業者に知られている。これらの液晶ディスプレイは種々の電気光学効果を用いている。最も普通に用いられているのはＴＮ効果（“twisted nematic”、ねじれネマチック：ホモジニアスな、実質的にプラナーな液晶の初期配向および約９０°ねじれたネマチック構造を有する）、ＳＴＮ効果（“supertwisted nematic”、超ねじれネマチック）およびＳＢＥ効果（“supertwisted bifringence effect”、超ねじれ複屈折効果）である。これらおよび同様な電気光学効果にいおては、液晶媒体として正の誘電異方性（Δε）を有するものが用いられている。
【０００３】
電気光学効果として上記のように正の誘電異方性を有する液晶媒体を用いるもの以外に、他の電気光学効果として負の誘電異方性を有する液晶媒体を用いるものがある。例えば、ＥＣＢ（“electrically controlled bifringence”、電界効果複屈折）効果およびその派生型であるＤＡＰ（“deformation of aligned phases”、整列相の変形）、ＶＡＮ（“vertically aligned nematic”、垂直配向ネマチック）およびＣＳＨ（“colour super homeotropic”、カラースーパーホメオトロピック）などである。
【０００４】
電気光学効果として、優れた、コントラストの視野角低依存性を有するものは、軸平行対称微小画素（ＡＳＭと略記する）を用いている。この効果においては、各画素の液晶は、ポリマー物質によって円柱状に囲まれている。この方式は、プラズマチャネルによるアドレスと組み合わせる場合にとくに好適である。したがって、とくに、大面積のＰＡ（“plasma addressed”、プラズマアドレス）ＬＣＤにおけるコントラストの良好な視野角依存性が達成される。
【０００５】
ＩＰＳ（“in plane switching”、面内応答）効果は、最近ではその使用が増加しているが、誘電性が正である液晶媒体および誘電性が負である液晶媒体の両方を用い得る点において「ゲスト／ホスト」ディスプレイと同様である。「ゲスト／ホスト」ディスプレイにおいては、染料を誘電性が正である液晶媒体および誘電性が負である液晶媒体のいずれにおいても、用いるディスプレイ方式に対応して用いることができる。
【０００６】
動作電圧はディスプレイにおいて一般的に極力低くするべきであり、これらの効果を用いるディスプレイにおいても同様であるため、液晶媒体として比較的大きい誘電異方性を有するものが用いられるところ、該液晶媒体は優占的に、および多くの場合ほぼ実質的であるまで、液晶化合物として対応する誘電性を有するものからなる。すなわち、誘電性が正である媒体は正の誘電異方性を有するものからなり、誘電性が負である媒体は負の誘電異方性を有するものからなる。これらのそれぞれの種類の媒体（誘電性が正であるか誘電性が負であるもの）においては、化合物として誘電異方性の符号が媒体の誘電異方性の符号と反対であるものは、実質的にまたは全く、典型的には用いられることはない。
【０００７】
適用場面によっては、比較的高濃度の、大きい誘電異方性を有する化合物が用いられる。この種の媒体は、好ましくは誘電異方性がニュートラルであり、粘度、とくに回転粘度、の値が極めて低い化合物を高濃度で含む。
【０００８】
ここで例外とされるのは、液晶媒体のうちＭＩＭ（“metal insulator metal”、金属−絶縁体−金属）ディスプレイに用いられるもので（非特許文献１および２）、該ディスプレイにおいては、液晶媒体は薄膜トランジスタのアクティブマトリクスによってアドレスされる。この種のスイッチングにおいては、ダイオードスイッチングの非線形特性曲線を用いるところ、保存キャパシタを液晶媒体の素子（画素）の電極とともに荷電せしめることは不可能であり、この点においてＴＦＴディスプレイと対照をなす。そのため、アドレスサイクル中における電圧降下の影響を低減するために、極力高い誘電定数の基底値が必要である。したがって、誘電異方性が正である媒体の場合、例えばＭＩＭ−ＴＮディスプレイにおいて用いられるようなものにおいては、誘電定数のうち分子軸に直交するもの（ε⊥）は、できるだけ大きくなければならない。なぜなら、それによって画素の基礎となるキャパシタンスが決定されるからである。この目的のために、負の誘電異方性を有する化合物が正の誘電異方性を有する媒体に、正の誘電異方性を有する化合物に追加して用いられる（特許文献１〜３）。
【０００９】
他の例外はＳＴＮディスプレイであり、これは、例えば特許文献４に記載されているように、正の誘電異方性を有する液晶媒体として負の誘電異方性を有する化合物を含むものに用い、電気光学特性曲線の急峻性を高めている。
前記液晶ディスプレイの画素のアドレスは、直接時系列的に、すなわち時分割モード（time multiplex mode）によって、またはアクティブな電気的に非線形性の素子を用いて、行うことができる。
【００１０】
最も普通なＡＭＤとしてこれまで用いられているのは、個別のアクティブな電気スイッチング素子を用いるものであって、例えば３極スイッチング素子としてＭＯＳ（金属酸化物シリコン）トランジスタもしくはＴＦＴのトランジスタまたはバリスターなど、または２極スイッチング素子として、例えばＭＩＭ（“metal insulator metal”、 金属−絶縁体−金属）ダイオード、環状ダイオード、バック−トゥ−バック（“back-to-back”）ダイオードなど、である。ＴＦＴの場合、種々の半導体材料、主としてシリコンが、またはセレン化カドミウムも用いられる。とくに、無定形（アモルファス）シリコンまたは多結晶シリコンが用いられる。
【００１１】
この種のディスプレイは、短い〜極めて短い応答時間を有していなければならず、とくに動画再生、例えばビデオ信号の再生、に用いられる場合にはこのことが当てはまる。同時に、これらのディスプレイは、十分に低い動作電圧および十分に大きい使用温度幅を有していることが望まれ、ならびに良好な信頼性、すなわち要求される環境下における、ディスプレイの長い寿命およびその信頼できる動作が望まれる。この目的のために、とくに、液晶媒体として極力少量のイオン性不純物しか含まず、イオン性不純物を溶解し難いもの、またはこれらの不純物が分解しないものが要求されている。さらに、ディスプレイの基板を一緒に保持したりまたは充填孔を封止する接着剤との相互作用は、極力小さいものであるべきである。この目的のためには、比較的非極性である化合物が、とくに好適である。したがって、末端−ＣＮまたは−ＮＣＳ基を有する化合物の使用は、極力少量とするかまたは好ましくは完全に避けるべきである。また、エステル類やエーテル類、とくにフェノール性エステル類やエーテル類は、一般には好ましくない。
【００１２】
【非特許文献１】J.G. Simmons, Phys. Rev. Vol. 155 No. 3, pp. 657-660
【非特許文献２】K. Niwa et al., SID 84 Digest, pp. 304-307, June (1984)
【特許文献１】WO 93/01253
【特許文献２】EP 0 663 502
【特許文献３】DE 195 21 483
【特許文献４】DE 41 00 287
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
十分に低い動作電圧のために、対応する誘電異方性Δεを有する物質が必要である。しかし、この種の媒体は、多くの場合高い粘度を有し、そのため応答時間が劣る傾向にある。これに対して、該ディスプレイにおける応答時間を短縮するために、誘電性がニュートラルである化合物が用いられている。これらの化合物は、極めて低い回転粘度を有していなければならない。なぜなら、これらの化合物が、比較的少量で用いられた場合でも媒体の粘度を効果的に低減せしめることが必要なためである。
【００１４】
広い使用温度幅に対する要求も短い応答時間に対する要求と相容れない。なぜなら、使用温度幅の上限は、液晶媒体の透明点によって決定されるところ、該透明点が高くなるのは、とくに媒体が化合物として、複数の、多くの場合３つまたは４つの、多くの場合六員環を有するものを含む場合には高くなるからである。該化合物は、一般にそれら自体が高い粘度を有し、媒体にも高い粘度をもたらす傾向がある。
【００１５】
したがって、液晶媒体として、とくに正の誘電異方性および極めて小さい回転粘度を有するものに対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の液晶媒体は、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａを含む：
【化１】
式中、
Ｒ１は、水素、炭素原子を１〜７個、好ましくは１〜５個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜７個、好ましくは２〜５個有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルキニルもしくはアルキニルオキシを表し、１個、２個または３個の−ＣＨ２−基であってこれらの６種類の基に存するものは、それぞれ−Ｏ−、−Ｃ＝Ｏ−または−Ｓ−によって置換されていてもよいが２つのＯ原子は相互に直接結合せず、そして前記６種類の基はハロゲン、好ましくはフッ素によって置換されていてもよく、好ましくはアルキルまたはアルケニルであり、
Ｚ１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または単結合を表し、好ましくは−ＣＦ２−Ｏ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、とくに好ましくは−ＣＦ２−Ｏ−または単結合であり、
Ｘ１は、ハロゲン、炭素原子を１〜５個、好ましくは１〜２個有するフッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシまたは炭素原子を２〜４個、好ましくは２〜３個有するフッ素化アルケニル、アルケニルオキシもしくはオキサアルキルを表し、好ましくはＦ、ＣｌまたはＯＣＦ３であり、とくに好ましくはＣｌであり、
Ｙ１１およびＹ１２は、それぞれ相互に独立して、ＨまたはＦを表し、好ましくはＹ１２はＨを表し、Ｙ１１はＨまたはＦを表し、とくに好ましくはいずれもＨを表す。
【００１７】
本明細書全体においては、化合物の語は１つの化合物および複数の化合物群のいずれの意味も表すが、他に記述がある場合はその限りでない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の媒体においては、好ましくは化合物として誘電異方性が正であるものを少量含み、全般的に誘電異方性がニュートラルである液晶化合物を相当量含む。これらの化合物によって達成されるのは、低い粘度（η）およびとくに低い回転粘度（γ１）であり、これらはもたらされる応答時間に必須である。粘度を極力低減せしめるために、前記化合物のうち比較的大きい誘電異方性（正または負）を有するものは、極力低い濃度で用いる。これらの化合物の濃度は、所望の動作電圧を達成するために十分でありさえすればよい。
また、本発明によって、液晶媒体として格別優れた特性を有するものが提供される。これらには、ネマチック相を有し、特徴として７０℃以上の透明点、２０℃および５９９ｎｍにおける０．１５以下の複屈折率、０．５以上１１．０以下の範囲の誘電異方性および９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘度を有する。
本発明の液晶媒体は、好ましくはしきい値電圧として２．０Ｖ以下を、とくに好ましくは１．８０Ｖ以下を、ＴＮディスプレイの２０℃および０．２５μｍ〜０．５０μｍの範囲の光学リタデーションにおいて有し、したがって動作電圧として５Ｖまたは４Ｖを有する駆動装置に格別に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の液晶媒体は、好ましくは以下を含む。
ａ）１〜２８％、好ましくは１〜２０％、とくに好ましくは２〜１６％、きわめてとくに好ましくは３〜１２％の、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａ、
ｂ）１０〜７０％、好ましくは１５〜６５％、とくに好ましくは２０〜６０％、きわめてとくに好ましくは２５〜５５％の、１種または２種以上の、１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
ｃ）１〜６０％、好ましくは４〜３３％、とくに好ましくは６〜２９％、きわめてとくに好ましくは１１〜２６％の、１種または２種以上の、２．０より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、および
ｄ）５〜８０％、好ましくは２０〜５５％、とくに好ましくは２５〜５０％、きわめてとくに好ましくは３０〜４５％の、１種または２種以上の、−１．０〜２．０の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ。
【００２０】
第一の好ましい態様において、本発明の液晶媒体は以下を含む。
ａ）１〜１２％、好ましくは２〜９％、とくに好ましくは２〜７％の、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａ、
ｂ）３９〜５６％、好ましくは４１〜５３％、とくに好ましくは４４〜５１％の、１種または２種以上の、１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
ｃ）５〜２２％、好ましくは１０〜２０％、とくに好ましくは１２〜１８％の、１種または２種以上の、２．０より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、および
ｄ）２２〜５２％、好ましくは２６〜４３％、とくに好ましくは３０〜３９％の、１種または２種以上の、−１．０〜２．０の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ。
【００２１】
他の好ましい態様において、本発明の液晶媒体は以下を含む。
ａ）４〜２５％、好ましくは５〜１５％、とくに好ましくは６〜１２％の、１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａ、
ｂ）１５〜４５％、好ましくは２０〜３８％、とくに好ましくは２２〜３３％の、１種または２種以上の、１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
ｃ）１０〜３３％、好ましくは１５〜３０％、とくに好ましくは２０〜２５％の、１種または２種以上の、２．０より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、および
ｄ）３０〜５５％、好ましくは３５〜５０％、とくに好ましくは３８〜４４％の、１種または２種以上の、−１．０〜２．０の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ。
【００２２】
式Ｉの化合物は、好ましくは式Ｉ−１〜Ｉ−３の群から選択される。
【化２】
【化３】
式中、パラメータは上記において式Ｉについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ１は炭素原子を１〜７個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜７個有するアルケニルを表し、
Ｘ１はＦ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＯＣＦ３を表し、好ましくはＣｌを表す。
本液晶媒体は、好ましくは式Ｉ−１の化合物および／または式Ｉ−３の化合物を１種または２種以上含み、とくに好ましくは式Ｉ−１の化合物を含む。
【００２３】
本発明の液晶媒体の成分Ｂは、好ましくは１種または２種以上の式ＩＩの化合物を含み、とくに好ましくはこれらの化合物から優占的になり、極めてとくに好ましくは実質的にこれらの化合物のみからなる。
【化４】
式中
【化５】
および
【化６】
は、それぞれ相互に独立して、また２個以上存在する場合にはいずれもが相互に独立して、
【化７】
を表し、
Ｒ２、Ｙ２１〜Ｙ２４およびＸ２は、それぞれ上記において対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１〜Ｙ１４およびＸ１に式Ｉにおいて与えられた意味を有し、好ましくはＹ２１〜Ｙ２３はＨを表し、Ｙ２４はＦを表し、Ｘ２はＯＣＦ３またはＦを表し、好ましくはＦを表し、
Ｚ２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、好ましくは単結合、−ＣＦ２−Ｏ−または−ＣＯＯ−を表し、
ｎは１または２を表す。
【００２４】
本明細書全体において、「化合物を含む」の表現は、他に記述がない限り、好ましくは１０％以上、とくに好ましくは２０％以上、極めてとくに好ましくは３０％以上のこれらの化合物を含むことを意味し、「優占的に〜からなる」の表現は、好ましくは５０％以上、とくに好ましくは６０％以上、極めてとくに好ましくは７０％以上のこれらの化合物を含むことを意味し、「実質的に〜のみからなる」の表現は、好ましくは８０％以上、とくに好ましくは９０％以上、極めてとくに好ましくは９５％以上のこれらの化合物を含むことを意味する。
【００２５】
式ＩＩの化合物は好ましくは式ＩＩ−１〜ＩＩ−４の群から選択される。
【化８】
【００２６】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ２は炭素原子を１〜５個有するアルキルを表し、
Ｘ２はＯＣＦ３またはＦを表し、
Ｙ２１〜Ｙ２６はＨまたはＦを表し、好ましくはＹ２１〜Ｙ２６の少なくとも１つはＦを表し、とくに好ましくは存在する場合には、最大で５つが、好ましくは最大で４つが、Ｆを表し、
Ｘ２がＦのとき、好ましくは２つ以上、とくに好ましくは少なくともＹ２１およびＹ２２が、Ｆを表し、
Ｘ２がＯＣＦ３のとき、好ましくは１つ以上、とくに好ましくは少なくともＹ２１が、Ｆを表し、
Ｚ２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、好ましくは単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ２−Ｏ−を表し、とくに好ましくは−ＣＯＯ−を表す。
【００２７】
式ＩＩ−１の化合物は、好ましくは式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｃの群から選択される。
【化９】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくはＸ２はＦを表す。
【００２８】
式ＩＩ−２の化合物は、好ましくは式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｅの群から選択される。
【化１０】
【００２９】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、Ｘ２は好ましくはＦを表すか、代わりに、とくに式ＩＩ−２ｂにおいてＸ２は好ましくはＦを表す。
【００３０】
式ＩＩ−３の化合物は、好ましくは式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｄの群から選択される。
【化１１】
式中、パラメータは上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、Ｘ２は好ましくはＦを表す。
【００３１】
本発明の液晶媒体の成分Ｃは、好ましくは１種または２種以上の式ＩＩＩの化合物を含み、とくに好ましくはこれらの化合物から優占的になり、極めてとくに好ましくは実質的にこれらの化合物のみからなる。
【化１２】
式中
【化１３】
は
【化１４】
または
【化１５】
を表し、好ましくは
【化１６】
を表し、ｎは０または１を表し、
【００３２】
Ｒ３、Ｙ３１、Ｙ３２およびＸ３は、それぞれ上記において式Ｉについて対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１、Ｙ１２およびＸ１に与えられた意味を有し、
Ｒ３はアルキルまたはアルケニルを表し、
Ｚ３１およびＺ３２は、それぞれ相互に独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、好ましくは単結合、−ＣＦ２−Ｏ−または−ＣＯＯ−を表し、好ましくはＺ３１およびＺ３２の少なくとも１つ、好ましくはＺ３２は、単結合を表し、
Ｘ３はＦ、ＣＦ３またはＯＣＦ３を表し、
Ｙ３１およびＹ３２は、ＨまたはＦを表し、
Ｘ３がＦを表すとき、好ましくはＺ３１およびＺ３２の少なくとも１つ、好ましくはＺ３１は、Ｆを表し、
Ｘ３がＦを表すとき、Ｚ３１およびＺ３２、好ましくはＺ３１は、Ｈを表し、
式ＩＩの化合物は除外される。
【００３３】
式ＩＩＩの化合物は好ましくは式ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−３の群から選択される。
【化１７】
【００３４】
式中、パラメータは上記において式ＩＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ３は炭素原子を１〜５個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜５個有するアルケニルを表し、
Ｚ３１は、−ＣＦ２−ＣＦ２−または単結合を表し、
Ｘ３はＦ、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３を表し、
Ｙ３１はＨまたはＦを表し、
Ｘ３が式ＩＩＩ−２および式ＩＩＩ−３においてＦのとき、Ｙ３１は好ましくはＦを表し、
【００３５】
とくに好ましくは
Ｒ３はアルキルまたはアルケニルを表し、
式ＩＩＩ−１において、
Ｚ３１は、単結合を表し、
Ｘ３はＣＦ３を表し、
式ＩＩＩ−２において、
Ｘ３はＦを表し、Ｙ３１はＦまたはＨを表し、Ｒ３はＨまたはアルケニルを表し、
または
Ｘ３は−ＯＣＦ３を表し、Ｙ３１はＨを表し、
式ＩＩＩ−１において、
Ｘ３およびＹ３１はいずれもＦを表す。
【００３６】
本発明の液晶媒体の成分Ｄは、好ましくは１種または２種以上の式ＩＶの化合物を含み、とくに好ましくはこれらの化合物によって優占的になり、極めてとくに好ましくは実質的にこれらの化合物のみからなる。
【化１８】
Ｒ４１およびＲ４２は、それぞれ相互に独立して請求項１または上記においてＲ１に与えられた意味を有し、
Ｒ４１は好ましくはアルケニルを表し、
【００３７】
【化１９】
および
【化２０】
は、それぞれ相互に独立して
【化２１】
を表し、好ましくは
【化２２】
を表し、
Ｚ４は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または−ＣＦ２―ＣＦ２―を表し、好ましくは単結合を表し、
式ＩＩＩの化合物は除外される。
【００３８】
式ＩＶの化合物は好ましくは式ＩＶ−１〜式ＩＶ−３の群から選択され、好ましくは式ＩＶ−１および式ＩＶ−３の群から選択され、とくに好ましくは式ＩＶ−１から選択される。
【化２３】
式中、パラメータは上記において式ＩＶについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ４１はアルキルまたはアルケニルを表し、
Ｒ４２はアルキルまたはアルケニルを表し、式ＩＶ−２においてはＦも表し、
Ｚ４は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合を表し、好ましくは−ＣＦ２−ＣＦ２−または単結合を表す。
【００３９】
好ましいものとして、さらに、液晶媒体として、成分Ｄが式ＩＶの化合物に追加してまたは代わりに、１種または２種以上の式Ｖの化合物を含むものがある。
【化２４】
式中、
Ｒ５１、Ｒ５２およびＹ５は、それぞれ相互に独立して上記において式ＩについてＲ１またはＹ１１に与えられた意味を有し、
Ｒ５１は好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、
【化２５】
は
【化２６】
を表し、
Ｚ５は、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、ＣＦ２−ＣＦ２−または−ＣＦ２−Ｏ−を表し、好ましくは単結合を表し、
Ｙ５は、ＨまたはＦを表し、好ましくはＨを表す。
【００４０】
式Ｖの化合物は好ましくは式Ｖ−１〜式Ｖ−５の群から選択される。
【化２７】
式中、パラメータは上記において式Ｖについて与えられた意味を有し、好ましくは
Ｒ５１およびＲ５２は、それぞれ相互に独立して、炭素原子を１〜５個有するアルキルまたは炭素原子を２〜５個有するアルケニルを表し、Ｒ５２は好ましくはアルキルを表す。
【００４１】
ジオキサン環を有する化合物および末端シアノ置換芳香環を有する化合物の本発明の媒体における合計の割合は、好ましくはそれぞれにおいて１０％以下であり、とくに好ましくは５％以下である。前記２種の化合物の合計の、本発明の媒体における合計の割合は、極めてとくに好ましくは７％以下であり、好ましくは３％以下である。
【００４２】
本願は本発明の媒体の電気光学ディスプレイにおける使用および本発明の媒体を含む電気光学ディスプレイにも関し、とくにアクティブ切り換え素子によって切り換えられる電気光学ディスプレイに関する。
【００４３】
好ましい態様において、本発明の液晶媒体は以下を含む。
ａ）１種または２種以上の、誘電性が正である式Ｉの化合物、
ｂ）１種または２種以上の、誘電性が正である式ＩＩの化合物、
ｃ）１種または２種以上の、誘電性が正である式ＩＩＩの化合物、および任意に
ｄ）１種または２種以上の、誘電性がニュートラルである式ＩＶの化合物。
【００４４】
本発明の液晶媒体は、とくに好ましくは式ＩＩ−３ｂ−ｉ、ＩＩ−３ｂ−ｉｉ、ＩＩ−３ｃ−ｉおよびＩＩ−３ｃ−ｉｉ、ＩＩ−３ｄ−ｉおよびＩＩ−３ｄ−ｉｉの群からの化合物を１種または２種以上含む。
【化２８】
【化２９】
式中、Ｒ２は上記において式ＩＩについて与えられた意味を有し、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表す。
【００４５】
本液晶媒体は、とくに好ましくは式ＩＩ−３ｂ−ｉ、ＩＩ−３ｂ−ｉｉ、ＩＩ−３ｃ−ｉｉ、ＩＩ−３ｄ−ｉおよびＩＩ−３ｄ−ｉｉの群からの化合物を１種または２種以上含み、とくに好ましくは式ＩＩ−３ｂ−ｉ、ＩＩ−３ｂ−ｉｉおよびＩＩ−３ｄ−ｉの群からの化合物を１種または２種以上含む。
【００４６】
本発明の液晶媒体は、とくに好ましくは式ＩＶ−１ａ〜ＩＶ−１ｇおよび／またはＩＶ−２ａ〜ＩＶ−２ｃおよび／またはＩＶ−３ａ〜ＩＶ−３ｃの群からの化合物を１種または２種以上含み、とくに好ましくは式ＩＶ−１ｂおよび／または式ＩＶ−１ｃおよび／または式ＩＶ−３ｃの群からの化合物を１種または２種以上含む。
【化３０】
【００４７】
【化３１】
【００４８】
式中、
ａｌｋｙｌは炭素原子を１〜７個、好ましくは炭素原子を１〜５個有するアルキルを表し、好ましくは炭素原子を１〜３個有するアルキルを表し、好ましくはｎ−アルキルを表し、
ａｌｋｏｘｙは炭素原子を１〜７個、好ましくは直鎖アルキル鎖を有し、好ましくは炭素原子を１〜３個有するアルコキシを表し、
ａｌｋｅｎｙｌは炭素原子を２〜７個、好ましくは炭素原子を２〜５個、とくに好ましくは炭素原子を２個または３個有するアルケニルを表し、とくに好ましくは１Ｅ−アルケニルを表し、とくに好ましくはビニルを表す。
【００４９】
好ましい態様において、本発明の液晶媒体は、合計して、混合物全体に対して以下を含む。
１〜３５％の式Ｉの化合物、
１０〜６０％の式ＩＩの化合物、
４〜３２％の式ＩＩＩの化合物、
１０〜６０％の式ＩＶの化合物、
０％〜１５％の式Ｖの化合物。好ましくは合計で８０％より多い、好ましくは８０％〜１００％、好ましくは９０％〜１００％の、式Ｉ〜Ｖの化合物を含む。
【００５０】
個々の化合物は一般に本発明の媒体においては、濃度として１％〜３０％、好ましくは２％〜２０％、とくに好ましくは４％〜１６％用いられる。
好ましい態様において、本媒体は、好ましくは合計で以下を含む。
５〜２５％の式Ｉの化合物、
１５〜５０％の式ＩＩの化合物、
７〜２７％の式ＩＩＩの化合物、
１５〜５２％の式ＩＶの化合物、
０％〜１０％、好ましくは０％〜５％の式Ｖの化合物。
【００５１】
この態様における媒体は、極めてとくに好ましくは合計で９０％〜１００％、好ましくは９０％〜１００％の式Ｉ〜Ｖの化合物を含み、好ましくは式Ｉ、ＩＩおよびＩＶの化合物を含む。
とくに好ましい態様において、上記好ましい態様と同一であり得るものとして、本媒体は式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩ−１の化合物の群から選択される化合物を１種または２種以上含む。本媒体は、とくに極めて好ましくは、それぞれこれらの式のうち２つまたは３つの化合物を１種または２種以上含み、好ましくはこれらの式の３つ全ての化合物を含む。
【００５２】
とくに好ましい態様において、上記好ましい態様と同一であり得、好ましくは同一のものとして、本発明の液晶媒体は下記各式からの化合物の群から選択される化合物を１種または２種以上含む。
Ｉ−１のうちＸ１が好ましくはＣｌを表し、Ｉ−３としてＸ１がＦを表すもの、
ＩＩ−１のうち好ましくはＺ２が−ＣＯＯ−を表し、Ｙ２１〜Ｙ２３がＨを表し、Ｙ２４がＦを表しＸ２が−ＯＣＦ３を表すもの、
ＩＩ−２のうち好ましくはＺ２が−ＣＯＯ−を表し、Ｙ２１〜Ｙ２３およびＸ２がＦを表すもの、
ＩＩ−２ｂのうちＸ２が好ましくはＦを表すもの、
ＩＶ−１のうち好ましくはＺ４が単結合を表し、Ｒ４１がｎ−アルキルを表し、Ｒ４２がアルキル、好ましくはｎ−アルキル、アルコキシ、またはアルケニルを表すもの。
【００５３】
本発明の液晶媒体は、ネマチック相として、好ましくはそれぞれの場合において少なくとも−２０℃〜８０℃を有し、好ましくは−３０℃〜８０℃を有し、極めてとくに好ましくは−４０℃〜９０℃を有する。「ネマチック相を有する」の表現は、本明細書においては一方においてスメクチック相および結晶化が対応する温度における低温において観察されず、他方において加熱したときにネマチック相から透明化が起こらないことを意味する。低温下における試験は、テストセル内に保存することによって、電気光学的使用に対応するセルの厚さとし、対応する温度で行う。前記セルはここで少なくとも５００時間、好ましくは１０００時間保存される。透明点の測定は通常の方法に基づきキャピラリ内にて行う。
【００５４】
本発明の液晶媒体は、さらに、低い光学異方性を特徴とする。複屈折率値は、０．１５０以下であり、好ましくは０．１２０以下であり、極めてとくに好ましくは０．１１０であり、０．１００以下の場合もある。
【００５５】
本発明の液晶媒体は、極めて小さい回転粘度を有する。その回転粘度は、９０ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは８０ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは７０ｍＰａ・ｓ以下であり、とくに好ましくは６５ｍＰａ・ｓ以下であり、極めてとくに好ましくは６０ｍＰａ・ｓ以下である。
【００５６】
さらに、本発明による液晶媒体は、比較的低い２．５Ｖ以下のしきい値電圧（Ｖ１０）を有し、好ましくは２．０Ｖ以下であり、とくに好ましくは、１．８Ｖ以下であり、極めてとくに好ましくは、１．６Ｖ以下であり、したがって、５Ｖ駆動装置にとくに好適であり、４Ｖ駆動装置に好ましい。
【００５７】
これらの好ましい個々の物性値は、それぞれの場合において互いに組み合わされて保持される場合もある。したがって、本発明の媒体は、とくに以下の物性の組み合わせを有する：
【表１】
上記表中において、本明細書全体と同様に、「≦」は以下を意味し、「≧」は以上を意味する。
【００５８】
本発明の液晶媒体は、５００時間以上、好ましくは１０００時間の安定性を−２０℃の温度における保存において有し、２５０時間以上、とくに好ましくは５００時間以上、極めてとくに好ましくは１０００時間以上の安定性を−３０℃の温度における好ましい保存において有し、１６８時間以上、好ましくは２５０時間以上、とくに好ましくは５００時間以上の安定性を−４０℃の温度におけるとくに好ましい保存において有する。これらの安定性は、セル中および／またはバルク中においてであり、好ましくはバルク中においてである。
【００５９】
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は以下を含む。
−１種または２種以上の式Ｉの化合物、好ましくは式Ｉ−１の化合物および／またはＩ−３の化合物、好ましくはＩ−１の化合物として、Ｘ１がとくに好ましくはＣｌを表すもの、および／または
−１種または２種以上の式ＩＩの化合物、好ましくは式ＩＩ−２の化合物、好ましくは式ＩＩ−２ｃの化合物として、Ｘ２がとくに好ましくはＦ表すもの、および／または
−１種または２種以上の化合物式ＩＶの化合物、好ましくは式ＩＶ−１の化合物、好ましくは式ＩＶ−１ｂの化合物として、ａｌｋｙｌが好ましくはエチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルおよびｎ−ペンチルの基の群から選択され、そしてａｌｋｅｎｙｌがビニルおよび１Ｅ−プロペニルの基の群から選択され、とくに好ましくは１種または２種以上の式ＩＶの化合物として、（ａｌｋｙｌ、ａｌｋｅｎｙｌ）の組が（ｎ−プロピル、ビニル）、（ｎ−プロピル、１Ｅ−プロペニル）、（ｎ−ブチル、ビニル）および（ｎ−ペンチル、ビニル）である化合物の群から選択されるもの：
−前記媒体はとくに好ましくは式 ＩＶ−１ｂの化合物として、（ａｌｋｙｌ、ａｌｋｅｎｙｌ）の組が（ｎ−ブチル、ビニル）を表すものを含み、
−前記媒体は極めてとくに 好ましくは式ＩＶ−１ｂの化合物を２種または３種以上、好ましくは３種または４種以上含む。
【００６０】
「ａｌｋｙｌ」の語は、好ましくは直鎖状または分枝状のアルキル基であって、１〜７個の炭素原子を有するものを包含し、とくに直鎖状基であるメチル、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である。２〜５個の炭素原子を有する基が一般に好ましい。
【００６１】
「ａｌｋｅｎｙｌ」の語は、好ましくは２〜７個のＣ原子を有する直鎖状および分枝状アルケニル基を包含し、とくに直鎖状基である。とくに好ましいアルケニル基は、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Ｃ７−６−アルケニルであり、とくにＣ２〜Ｃ７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ４〜Ｃ７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ５〜Ｃ７−４−アルケニルである。他の好ましい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−ヘプテニルなどである。５個までのＣ原子を有するアルケニル基は、一般に好ましい。
【００６２】
「フルオロアルキル」の語は、好ましく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除外されない。
「オキサアルキル」または「アルコキシアルキル」の語は好ましくは直鎖状基として式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍで表されるものを包含する。式中、ｎおよびｍは、それぞれ相互に独立して１〜６を表す。好ましくはｎは１であり、ｍは好ましくは１〜６である。
【００６３】
本明細書において、正の誘電性を有する（誘電性が正である）化合物という語は、＞１．５のΔεを有する化合物を意味し、ニュートラルの誘電性を有する化合物とは、−１．５≦Δε≦ １．５を有する化合物を意味し、負の誘電性を有する（誘電性が負である）化合物とは、＜−１．５のΔεを有する化合物を意味する。化合物の誘電異方性の測定は、ここでは液晶ホスト中に化合物を１０％溶解し、混合物のキャパシタンスの測定をそれぞれの場合において少なくとも１つのテストセルとして１０μｍの厚みを有し、１ｋＨｚでホメオトロピック表面配向およびホモジニアス表面配向を有するものの中で行う。測定電圧は、典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、それぞれの液晶混合物において常に容量しきい値より小さい。
【００６４】
正の誘電性を有する化合物群として用いられるホスト混合物は、ＺＬＩ−４７９２であり、ニュートラルの誘電性を有する化合物群および負の誘電性を有する化合物群として用いられるホスト混合物は、ＺＬＩ−３０８６であり、ともにMerck KGaA、Germanyからのものである。それぞれの試験化合物についての値は、試験化合物を添加した後におけるホスト混合物の誘電定数の変化および用いた化合物の１００％の外挿によって得られる。
しきい値電圧の語は、多くの場合光学しきい値として１０％の相対コントラストに対するもの（Ｖ１０）に関する。
本明細書において、フレデリクスしきい値の語は、容量しきい値電圧（Ｖ０）を表すものとして用いられるが、他に明記されている場合にはこの限りではない。
【００６５】
この出願のすべての濃度は、他の記載がない限り対応する混合物全体に対する重量パーセントである。すべての物性は“メルク液晶、液晶の物性”、１９９７年１１月のもの、Merck KGaA、Germanyに従い、測定され、２０℃の温度において適用されるが、他の記載がある場合はこの限りではない。Δｎは５８９ｎｍで測定され、Δεは１ｋＨｚで測定される。しきい値電圧およびその他の光学特性の測定は、テストセルとしてMerck KGaA、Germany製のものの中で、白色光を用い、Otsuka, Japanからの市販の測定器具によって行った。この目的のために、セルの厚さは、液晶媒体のΔｎに応じて、厚さ約０．５０μｍのセルの光学リタデーションｄ・Δｎに相当するようになるものを用いた。セルの操作は、いわゆる通常白色モード（normally white mode）において平行偏光器を用いて行った。特性電圧の測定は、全て垂直観察によって行った。しきい値電圧は、Ｖ１０として１０％の相対コントラストを表すものによって示し、中間グレー電圧をＶ５０をとして５０％の相対コントラストを表すものによって示し、飽和電圧をＶ９０として９０％の相対コントラストを表すものによって示した。
【００６６】
負の誘電異方性を有する液晶媒体の場合、しきい値電圧の測定は、容量しきい値Ｖ０（フレデリクスしきい値としても知られている）として、レシチンによってホメオトロピックに配向せしめた液晶を用いてMerck KGaA、Germanyで製造されたテストセル中で行った。
本発明による液晶媒体は、必要であれば、通常の量でさらに添加剤およびカイラルドーピング剤を含んでもよい。これらの用いられる添加剤を量は、混合物全体量に対して、合計で０％〜１０％であり、好ましくは０．１％〜６％である。個々の用いられる化合物の濃度は、好ましくは０．１〜３％である。これらの濃度および同様な添加剤の濃度は、液晶媒体中における液晶化合物の濃度および濃度範囲を表すときには除かれている。
【００６７】
前記組成物は複数の化合物からなり、好ましくは３種〜３０種、とくに好ましくは４種〜２０種、極めてとくに好ましくは５種〜１６種の化合物からなり、通常の方法によって混合される。一般に、所望量のより少量で用いる成分を主たる構成成分を占める成分中に溶解するところ、これは温度を高めて行うと有利である。選択された温度が、前記主たる構成成分の透明点よりも高い場合には、溶解工程の終了をとくに容易に観測することができる。しかし、他の通常の方法、例えばプレミックスまたは、いわゆる“マルチボトルシステム”によって本液晶混合物を製造することもできる。
本発明による液晶媒体の改変して、好適な添加剤を用いて、これまでに記載したあらゆる種類のＴＮディスプレイ、とくにＡＭＤ ＬＣＤに、用いることができるようすることができる。
【００６８】
以下の例は本発明を説明するためのものであるが限定はするものではない。これらの例では、透明点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクチック（Ｓ）相からネマチック（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、液晶物質についてセ氏温度で示されている。上記および下記におけるパーセントによるデータは重量パーセントであるが他の記載がある場合はこの限りでなく、また、物性は２０℃におけるものであるが、他の記載がある場合はこの限りでない。
【００６９】
本明細書におけるすべての温度の値は℃であり、全ての温度差は対応する温度差であるが他に記載がある場合はこの限りでない。
回転粘度の測定は２０℃の温度において、永久磁石として、ＮＭＲチューブ中の液晶サンプルの周りを回転しているものを用いて行った。レファレンスとして、２つの市販のネマチック混合物であり、いずれもMerck KGaA, DarmstadtからのＺＬＩ−４７９２およびＭＬＣ−６８４８−０００を用いた。これら２つの混合物の２０℃における値は、それぞれ１３３ｍＰａ・ｓおよび１７８ｍＰａ・ｓであった。
【００７０】
本明細書および以下の例において、液晶化合物の構造は略号、頭字語としても知られているものを用いて示されており、その化学式への変換は下記表ＡおよびＢに従って得られる。基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、全てそれぞれｎ個およびｍ個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である。表Ｂのコードは自明である。表Ａにおいては、基本構造に関わる頭字語のみが示されている。個々の場合において、この基本構造に関わる頭字語の後にハイフンで分離され、置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１およびＬ２に係るコードが示されている：
【００７１】
【表２】
【００７２】
【化３２】
【００７３】
【化３３】
【００７４】
【化３４】
【００７５】
【化３５】
【００７６】
【化３６】
【００７７】
【化３７】
【００７８】
【化３８】
【００７９】
【化３９】
【００８０】
【化４０】
【００８１】
【化４１】
【００８２】
【化４２】
【００８３】
【化４３】
【００８４】
【化４４】
【００８５】
【化４５】
【００８６】
【化４６】
【００８７】
【化４７】
【００８８】
【化４８】
【００８９】
【化４９】
【００９０】
【化５０】
【００９１】
【化５１】
【００９２】
本発明のメソゲン性媒体は、好ましくは以下を含む。
−４種または５種以上、好ましくは６種または７種以上の、表Ａおよび表Ｂの化合物群から選択される化合物、および／または
−５種または６種以上表Ｂの化合物群から選択される化合物、および／または
−２種または３種以上表Ａの化合物群から選択される化合物。
【００９３】
例
以下の例は、本発明の説明を、限定することなく行うためのものである。しかし、これらの例において、物性の範囲は好ましくは達成されるものを示すとともに、好ましく用いられる化合物、好ましく用いられるそれらの同種およびとくに好ましい化合物の組み合わせを示している。
上記および下記において、パーセント表記は重量パーセントを表す。全ての温度はセ氏度を示す。Δｎは光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）を表し、Δεは誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）を表し、Ｈ．Ｒ．は電圧保持率（１００℃において、オーブン中の５分後、１Ｖ）を表す。Ｖ１０、Ｖ５０およびＶ９０は、しきい値電圧、中間グレー電圧および飽和電圧をそれぞれ表し、容量しきい値電圧Ｖ０は２０℃において測定した。
【００９４】
比較例１
液晶媒体として下表の特性を有するものを調製する。
【表３】
この混合物は、複屈折率（Δｎ）値として大部分の用途に好ましいもの、比較的低いしきい値電圧および比較的好ましい透明点と回転粘度の組み合わせ（Ｔ（Ｎ，Ｉ）／γ１）を有し、そのため短い応答時間を達成している。しかし、この混合物のネマチック相の、低温下の保存およびＵＶ照射に対する安定性は、多くの用途において好ましいものではない。
【００９５】
比較例２
液晶媒体として下表の特性を有するものを調製する。
【表４】
【００９６】
この混合物は、複屈折率（Δｎ）値として大部分の用途に好ましいもの、比較的低いしきい値電圧および比較的好ましい透明点と回転粘度の組み合わせ（Ｔ（Ｎ，Ｉ）／γ１）を有し、そのため短い応答時間を達成している。しかし、この混合物のネマチック相の、低温下の保存およびＵＶ照射に対する安定性は、比較例１と同様に、多くの用途において好ましいものではない。
【００９７】
比較例３
液晶媒体として下表の特性を有するものを調製する。
【表５】
【００９８】
この混合物は、複屈折率（Δｎ）値として大部分の用途に好ましいもの、比較的低いしきい値電圧および比較的好ましい透明点と回転粘度の組み合わせ（Ｔ（Ｎ，Ｉ）／γ１）を有し、そのため短い応答時間を達成している。しかし、この混合物のネマチック相の、低温下の保存およびＵＶ照射に対する安定性は、比較例１と同様に、多くの用途において好ましいものではない。
【００９９】
例１
それぞれの場合において、２０％の、本発明の式Ｉの化合物に包含される化合物“ＡＰ−３−Ｃｌ”および“ＡＰ−４−Ｃｌ”のいずれか一方を、比較例１の混合物をホスト混合物として、該混合物に二者択一的に添加する。このようにして得た混合物をHeraeus Suntestのテストセル中においてＵＶ照射に２時間付す。次に電圧保持率（H.R.）の測定を、５分間オーブン内に１００℃で置いた後に、Autronic Melchers, Karlsruhe, Germanyからの器具を用いて行う。結果を下表に示す。
【表６】
注：n.d.は未測定（not detremined）
【０１００】
例２
それぞれの場合において、１０％の、本発明の式Ｉの化合物に包含される化合物“ＡＰ−３−Ｃｌ”および“ＡＰ−４−Ｃｌ”のいずれか一方を、比較例２の混合物をホスト混合物として、該混合物に二者択一的に添加する。このようにして得た混合物の試験を例１に記載のように行う。結果を下表に示す。
【表７】
注：n.d.は未測定
【０１０１】
例３
それぞれの場合において、１０％の、本発明の式Ｉの化合物に包含される化合物“ＡＰ−３−Ｃｌ”および“ＡＰ−４−Ｃｌ”のいずれか一方を、比較例３の混合物をホスト混合物として、該混合物に二者択一的に添加する。このようにして得た混合物の試験を例１に記載のように行う。結果を下表に示す。
【表８】
【０１０２】
例４
本発明の液晶媒体として、組成および物資液晶媒体が下表に示したものであるものを調製する。
【表９】
【０１０３】
この混合物の組成は、例３−１および３−２と同様に、比較例３の組成とわずかに異なるのみである。例３−２の混合物と同様に、この混合物は“ＡＰ−４−Ｃｌ”を比較例３の混合物に存在する化合物群に追加して含む。また、この混合物は化合物”ＰＣＨ−３０２”を含まない。他の化合物の濃度および用いられる類縁化合物の個数は、それぞれの場合において、容易に比較例３の混合物のものに対応せしめることができる。
【０１０４】
媒体同士の対応の実施は、本新規混合物が比較例と実質的に同一の物性を有するように行う。しかし、同時に、本新規混合物の低温における保存安定性は比較例３の混合物に比較して顕著に向上している。
【０１０５】
例５
本発明の液晶媒体として、組成および物資液晶媒体が下表に示したものであるものを調製する。
【表１０】
この混合物は格別な適用上の特性を有する。
【０１０６】
例６
本発明の液晶媒体として、組成および物資液晶媒体が下表に示したものであるものを調製する。
【表１１】
この混合物は格別な適用上の特性を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａを含む、ネマチック相を有する液晶媒体：
【化１】
式中、
Ｒ１は、水素、炭素原子を１〜７個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜７個有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルキニルもしくはアルキニルオキシを表し、１個、２個または３個の−ＣＨ２−基であってこれらの６種類の基に存するものは、それぞれ−Ｏ−、−Ｃ＝Ｏ−または−Ｓ−によって置換されていてもよいが２つのＯ原子は相互に直接結合せず、そして前記６種類の基はハロゲンによって置換されていてもよく、
Ｚ１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または単結合を表し、
Ｘ１は、ハロゲン、炭素原子を１〜５個有するフッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシまたは炭素原子を２〜４個有するフッ素化アルケニル、アルケニルオキシもしくはオキサアルキルを表し、
Ｙ１１およびＹ１２は、それぞれ相互に独立して、ＨまたはＦを表す。
【請求項２】
７０℃以上の透明点、２０℃および５９９ｎｍにおける０．１５以下の複屈折率、２０℃および１ｋＨｚにおける３．０以上１４．０以下の範囲の誘電異方性および２０℃における９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘度を有する請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
ＴＮディスプレイおける２０℃および０．５０μｍの光学リタデーションにおいて、２．０Ｖ以下のしきい値電圧を有する請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
２より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、
−１．０〜２の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ、
を含む請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項５】
成分Ｂが、式ＩＩの化合物を１種または２種以上含むか、
【化２】
式中、
【化３】
は、それぞれ相互に独立して、また２個以上存在する場合にはいずれもが相互に独立して、
【化４】
を表し、
Ｚ２、Ｙ２１〜Ｙ２４およびＸ２は、それぞれ請求項１において対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１〜Ｙ１４およびＸ１に与えられた意味を有し、
Ｚ２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、
ｎは１または２を表し、
および／または成分Ｃが式ＩＩＩの化合物を１種または２種以上含むか、
【化５】
式中、
【化６】
は
【化７】
または
【化８】
を表し、
ｎは０または１を表し、
Ｒ３、Ｙ３１、Ｙ３２およびＸ３は、それぞれ請求項１に記載の式Ｉにおいて対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１、Ｙ１２およびＸ１に式Ｉにおいて与えられた意味を有し、
Ｚ３１およびＺ３２は、それぞれ相互に独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、
Ｘ３はＦ、ＣＦ３またはＯＣＦ３を表し、
Ｙ３１およびＹ３２は、ＨまたはＦを表し、
および／または成分Ｄが式ＩＶの化合物を１種または２種以上含む、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶媒体：
【化９】
式中、
Ｒ４１およびＲ４２は、それぞれ相互に独立して請求項１においてＲ１に与えられた意味を有し、
【化１０】
および
【化１１】
は、それぞれ相互に独立して
【化１２】
を表し、Ｚ４は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または−ＣＦ２―ＣＦ２―を表し、式ＩＩＩの化合物は含まれない。
【請求項６】
１〜３５％の式Ｉの化合物、
１０〜６０％の式ＩＩの化合物、
４〜３２％の式ＩＩＩの化合物、
１０〜６０％の式ＩＶの化合物、
０％〜１５％の下記式Ｖの化合物を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の液晶媒体：
【化１３】
式中、
Ｒ５１、Ｒ５２およびＹ５は、それぞれ相互に独立して請求項１において式ＩについてＲ１またはＹ１１に与えられた意味を有し、
【化１４】
は
【化１５】
を表し、
Ｚ５は、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、ＣＦ２−ＣＦ２−または−ＣＦ２−Ｏ−を表し、
Ｙ５は、ＨまたはＦを表す。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶媒体の電気光学ディスプレイにおける使用。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶媒体を含む電気光学ディスプレイ。
【請求項９】
アクティブ切り換え素子によってアドレスされる、請求項８に記載の電気光学ディスプレイ。
【請求項１０】
ＴＮディスプレイ、ＯＣＢディスプレイまたはＩＰＳディスプレイである、請求項８または９に記載の電気光学ディスプレイ。
【請求項１】
１種または２種以上の式Ｉの化合物からなる成分Ａを含む、ネマチック相を有する液晶媒体：
【化１】
式中、
Ｒ１は、水素、炭素原子を１〜７個有するアルキルもしくはアルコキシまたは炭素原子を２〜７個有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルキニルもしくはアルキニルオキシを表し、１個、２個または３個の−ＣＨ２−基であってこれらの６種類の基に存するものは、それぞれ−Ｏ−、−Ｃ＝Ｏ−または−Ｓ−によって置換されていてもよいが２つのＯ原子は相互に直接結合せず、そして前記６種類の基はハロゲンによって置換されていてもよく、
Ｚ１は、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または単結合を表し、
Ｘ１は、ハロゲン、炭素原子を１〜５個有するフッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシまたは炭素原子を２〜４個有するフッ素化アルケニル、アルケニルオキシもしくはオキサアルキルを表し、
Ｙ１１およびＹ１２は、それぞれ相互に独立して、ＨまたはＦを表す。
【請求項２】
７０℃以上の透明点、２０℃および５９９ｎｍにおける０．１５以下の複屈折率、２０℃および１ｋＨｚにおける３．０以上１４．０以下の範囲の誘電異方性および２０℃における９０ｍＰａ・ｓ以下の回転粘度を有する請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
ＴＮディスプレイおける２０℃および０．５０μｍの光学リタデーションにおいて、２．０Ｖ以下のしきい値電圧を有する請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
１０．５より大きい誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｂ、
２より大きく１０．５までの誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｃ、
−１．０〜２の範囲の誘電異方性を有する化合物からなる成分Ｄ、
を含む請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項５】
成分Ｂが、式ＩＩの化合物を１種または２種以上含むか、
【化２】
式中、
【化３】
は、それぞれ相互に独立して、また２個以上存在する場合にはいずれもが相互に独立して、
【化４】
を表し、
Ｚ２、Ｙ２１〜Ｙ２４およびＸ２は、それぞれ請求項１において対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１〜Ｙ１４およびＸ１に与えられた意味を有し、
Ｚ２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、
ｎは１または２を表し、
および／または成分Ｃが式ＩＩＩの化合物を１種または２種以上含むか、
【化５】
式中、
【化６】
は
【化７】
または
【化８】
を表し、
ｎは０または１を表し、
Ｒ３、Ｙ３１、Ｙ３２およびＸ３は、それぞれ請求項１に記載の式Ｉにおいて対応するパラメータであるＲ１、Ｙ１１、Ｙ１２およびＸ１に式Ｉにおいて与えられた意味を有し、
Ｚ３１およびＺ３２は、それぞれ相互に独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＦ２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ２−を表し、
Ｘ３はＦ、ＣＦ３またはＯＣＦ３を表し、
Ｙ３１およびＹ３２は、ＨまたはＦを表し、
および／または成分Ｄが式ＩＶの化合物を１種または２種以上含む、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶媒体：
【化９】
式中、
Ｒ４１およびＲ４２は、それぞれ相互に独立して請求項１においてＲ１に与えられた意味を有し、
【化１０】
および
【化１１】
は、それぞれ相互に独立して
【化１２】
を表し、Ｚ４は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または−ＣＦ２―ＣＦ２―を表し、式ＩＩＩの化合物は含まれない。
【請求項６】
１〜３５％の式Ｉの化合物、
１０〜６０％の式ＩＩの化合物、
４〜３２％の式ＩＩＩの化合物、
１０〜６０％の式ＩＶの化合物、
０％〜１５％の下記式Ｖの化合物を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の液晶媒体：
【化１３】
式中、
Ｒ５１、Ｒ５２およびＹ５は、それぞれ相互に独立して請求項１において式ＩについてＲ１またはＹ１１に与えられた意味を有し、
【化１４】
は
【化１５】
を表し、
Ｚ５は、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、ＣＦ２−ＣＦ２−または−ＣＦ２−Ｏ−を表し、
Ｙ５は、ＨまたはＦを表す。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶媒体の電気光学ディスプレイにおける使用。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶媒体を含む電気光学ディスプレイ。
【請求項９】
アクティブ切り換え素子によってアドレスされる、請求項８に記載の電気光学ディスプレイ。
【請求項１０】
ＴＮディスプレイ、ＯＣＢディスプレイまたはＩＰＳディスプレイである、請求項８または９に記載の電気光学ディスプレイ。
【公開番号】特開２００６−３２８４００（Ｐ２００６−３２８４００Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４４８７６（Ｐ２００６−１４４８７６）
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【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）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【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）】
[ Back to top ]