液晶媒体
本発明は、極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、式Ｉで示される化合物の１種または２種以上を含有する液晶媒体、およびその電気光学目的、特にＴＮモニター用途における使用に関する。
（Ｒ１は、アルキルまたはアルコキシ基を表し、これらの基のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲン化アルキル基等であり、Ｌ１およびＬ２は、ＨまたはＦを表す。）
（Ｒ１は、アルキルまたはアルコキシ基を表し、これらの基のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ハロゲン化アルキル基等であり、Ｌ１およびＬ２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、液晶媒体、その電気光学の目的のための使用、およびこの媒体を含むディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、印加電圧によって物質の光学的性質を変化させることができるので、主に表示装置の中の誘電体として使用される。液晶に基づいた電気光学装置は、当業者に公知であり、種々の効果に基づくことができる。そのような装置の例として、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ（整列相の変形：ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅｓ）セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマチック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）セル、ＳＢＥ（超複屈折効果：ｓｕｐｅｒｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）セルおよびＯＭＩ（光学モード干渉：ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）セルが挙げられる。最も一般的な表示装置は、Ｓｃｈａｄｔ Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づく、ツイストネマチック構造を有する。
【０００３】
液晶材料としては、良好な化学的および熱的安定性を有すると共に、電場と電磁線放射に対しても優れた安定性を有することが必要である。また、液晶材料は、低粘度であり、セル中で使用されて、短アドレス時間、低しきい電圧および高いコントラストをもたらすものでなければならない。
【０００４】
それらは、さらに通常の動作温度において（つまり、室温以上または室温以下のできるだけ広い範囲において）、適切な中間相、例えば前述のセル用のネマチック中間相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。液晶は通常、複数成分の混合物として使用されるので、成分が互いに容易に混和することが重要である。さらに導電率、誘電率異方性および光学異方性のような特性は、セルタイプ、用途分野に応じて、種々の要求を満足しなければならない。 例えば、ツイストネマチック型セルの材料は、正の誘電異方性および低い導電率を有しているべきである。
【０００５】
例えば、個々のピクセルのスイッチングのために集積非線形素子を有するマトリックス型液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）については、大きな正の誘電異方性、広いネマチック相、比較的低い複屈折率、非常に高い比抵抗、優れたＵＶおよび温度安定性、および低い蒸気圧を有する媒体が望まれる。
【０００６】
このタイプのマトリックス型液晶ディスプレイは公知である。個々のピクセルのそれぞれのスイッチングに使用することができる非線形素子は、例えばアクティブ素子（つまりトランジスター）である。この用語「アクティブマトリックス」は、２つの区別されるタイプに分けられる。
【０００７】
１． 基板としてのシリコンウエハー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体）あるいは他のダイオード。
【０００８】
２． 基板としてのガラス板上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）。
【０００９】
基板材料として単結晶シリコンを使用すると、色々な部品ディスプレイのモジュール組み立てでさえ、接続部での問題が生じるので、ディスプレイ・サイズが制限される。
【００１０】
好適であってより有望なタイプ２の場合には、ＴＮ効果が電気光学効果として使用される。ここには、区別される２つの技術がある。即ち、例えばＣｄＳｅのように、化合物半導体を含むＴＦＴと、多結晶かアモルファスシリコンに基づいたＴＦＴである。後者の技術に関して、集中的な研究が世界的に行われている。
【００１１】
ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１つのガラス板の内面に形成され、もう一方のガラス板は、内面に透明な対向電極を有する。ピクセル電極のサイズと比較して、ＴＦＴは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。この技術は、フルカラー対応のディスプレイにも適用できる。そこでは、フィルタ素子がスイッチング可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置される。
【００１２】
ＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対してクロスした偏光板を備えたＴＮセルとして動作し、背面から照らされる。
【００１３】
ここで用語ＭＬＣは、集積非線形素子を備えたどのようなマトリックスディスプレイも含む。即ち、アクティブマトリックスに加えて、バリスターやダイオード（ＭＩＭ＝ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）のような受動素子を備えたディスプレイも含む。
【００１４】
このタイプのＭＬＣディスプレイは、特にテレビ用途(例えばポケット・テレビ)、またはコンピュータ用(ラップトップ)および自動車もしくは航空機内で使用される高度情報表示装置用途に適している。コントラストの角度依存性と応答時間の問題に加えて、ＭＬＣディスプレイにおいては、液晶混合物の不十分に高い比抵抗に起因する問題がある（TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K.,
TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H.,
Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,
p. 141 ff, Paris;および STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of
Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal
Displays, p.145 ff, Paris）。抵抗が低下するほど、ＭＬＣディスプレイのコントラストが劣化し、また、残像消去の問題も生じうる。液晶混合物の比抵抗は、ディスプレイの内部表面との相互作用のために、一般に、ＭＬＣディスプレイの寿命の全体に渡って低下するので、許容される耐用年数を得るためには、高い（初期）抵抗を有することが非常に重要である。特に、低電圧用混合物の場合には、高い抵抗値を達成することは従来不可能であった。さらに、比抵抗の上昇が、温度の上昇に伴い、および加熱および／またはＵＶ照射後に可能な限り小さいことも重要である。さらに、従来技術の混合物の低温特性もまた特に不利である。低温であっても、結晶および／またはスメクチック相が生じないことが要求され、さらに、粘性の温度依存性もできるだけ低いことが要求される。先行技術で公知のＭＬＣディスプレイは今日の必要条件を満たさない。
【００１５】
したがって、非常に高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、低温でも短い応答時間および低いしきい電圧を有しているＭＬＣディスプレイであって、これらの不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であるようなものが、引き続き要求されている。
【００１６】
ＴＮ（Ｓｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）セルでは、セル中で次の利点を容易ならしめるような媒体が望まれる。
【００１７】
−拡大されたネマチック相範囲（特に、低い温度までの）
−貯蔵における安定性、特に、極度に低い温度でさえ
−極度に低い温度でのスイッチ能力（アウトドア用途、自動車、航空電子工学）
−紫外線照射に対する増大された抵抗（より長い寿命）
先行技術から入手可能な媒体では、これらの利点を、同時に他のパラメーターを保持しながら達成することはできない。
【００１８】
スーパーツイスト型（ＳＴＮ）セルの場合には、より大きな時分割駆動および／または低いしきい電圧および／またはより広いネマチック相範囲（特に、低温において）を可能にする媒体が望まれる。この目的のために、利用可能なパラメーターの範囲（透明点、スメクチック−ネマチックの相転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）を一層広げることが、至急望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、特に、前述の不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であるような媒体、特にＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイ用の媒体であって、好ましくは同時に非常に高い比抵抗値、低しきい電圧を有するものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的は、本発明の媒体をディスプレイの中で使用することにより達成されることが見出された。
【００２１】
本発明は、従って、極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、下記式Ｉの化合物の１種または２種以上を含有する液晶媒体に関する。
【００２２】
【化１】
【００２３】
式中、
Ｒ１は、ハロゲン置換または無置換の１〜１５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、または炭素数６までのハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基もしくはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｌ１およびＬ２は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦを表す。
【００２４】
正の誘電異方性の極性化合物の混合物に基づいた発明の混合物は、それらが、低い回転粘度（γ１）および高いΔｎ値によって際立っているので、好ましくはモニターおよびテレビ用途に適している。発明の混合物は、特にＴＮ ＴＦＴモニター用途、５Ｖドライバーまたはより高電圧ドライバーを備えた用途に適している。式Ｉの化合物の広いネマチック相および非常によいγ１／ＴＮＩ比により、発明の混合物はＴＮ−ＴＦＴおよびＩＰＳ用途に特に適している。
【００２５】
式Ｉの化合物は広範囲の応用を有しており、それらのいくつかは公開公報ＥＰ ０７２７４０６ Ａ１、ＷＯ ９５／３０７２３およびＥＰ ０５７１９１６ Ａ１に知られている。置換基の選択により、液晶媒体が大部分が構成されるベース材料として働かせることができる。しかし、例えば、このタイプの誘電体の誘電および／または光学異方性を修正するため、および／またはそのしきい電圧および／またはその粘度を最適化するために、他の化合物のクラスからの液晶ベース材料に式Ｉの化合物を添加することも可能である。
【００２６】
純粋な状態では、式Ｉの化合物は無色であり、電気光学の使用のために好ましい温度範囲で液晶中間相を形成する。それらは化学的、熱的に安定であり、また光に対して安定である。
【００２７】
式Ｉの化合物において、Ｘは好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＳＦ５、ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ３、ＯＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦＨＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＨ３、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨＣＨ２ＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＣｌＨ２、ＯＣＦ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＨ、ＯＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＦ２ＣＣｌ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＣｌ２ＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦＨＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＦＨＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＣｌ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＣｌ２ＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌ２ＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＦＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＣｌＨＣＣｌＨ２、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＣｌ２ＣＦＨ２、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＣｌＨ２、ＯＣＣｌ２ＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＣｌＦＣＦＣｌ２、ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＣｌ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＦＨＣＣｌＨ２、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＣｌ２ＣＦ２Ｈ、ＣＨ＝ＣＦ２、ＣＦ＝ＣＦ２、ＯＣＨ＝ＣＦ２、ＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＨ＝ＣＨＦ、ＯＣＨ＝ＣＨＦ、ＣＦ＝ＣＨＦ、ＯＣＦ＝ＣＨＦ、特に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＳＦ５、ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ３、ＯＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、ＯＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３またはＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３である。
【００２８】
式Ｉの化合物において、Ｘは好ましくはＦまたはＯＣＦ３である。Ｌ１およびＬ２は好ましくはＨである。Ｒ１は好ましくはアルケニルである。
【００２９】
式Ｉ中、Ｒ１がアルキル基および／またはアルコキシ基であるときは、それは直鎖でも分岐でもよい。好ましくは直鎖であり、２、３、４、５、６または７個の炭素液原子を有しており、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、ヘキシルオキシまたはヘプチルオキシ、更にメチル、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、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシまたはテトラデシルオキシである。
【００３０】
オキサアルキルは、好ましくは直鎖２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−（＝エトキシメチル）もしくは３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−，３−もしくは４−オキサペンチル、２−，３−，４−もしくは５−オキサヘキシル、２−，３−，４−，５−もしくは６−オキサヘプチル、２−，３−，４−，５−，６−もしくは７−オキサオクチル、２−，３−，４−，５−，６−，７−もしくは８−オキサノニル、または２−，３−，４−，５−，６−，７−，８−もしくは９−オキサデシルである。
【００３１】
もし、Ｒ１が、１つのＣＨ２基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられたアルキル基である場合、これは直鎖でも分岐であってもよい。好ましくは直鎖であり、２〜１０個の炭素原子を有する。従って、それらは特にビニル、プロプ−１−もしくは−２−エニル、ブト−１−，−２−もしくは−３−エニル、ペント−１−，−２−，−３−もしくは−４−エニル、ヘクス−１−，２−，−３−，−４−もしくは−５−エニル、ヘプト−１−，−２−，−３−，−４−，−５−もしくは−６−エニル、オクト−１−，−２−，−３−，−４−，−５−，−６−もしくは−７−エニル、ノノ−１−，−２−，−３−，−４−，−５−，−６−，−７−もしくは−８−エニル、またはデク−１−，−２−，−３−，−４−，−５−，−６−，−７−，−８−もしくは−９−エニルである。Ｒ１は好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２またはＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２である。
【００３２】
もし、Ｒ１が、１つのＣＨ２基が−Ｏ−で置き換えられ、１つのＣＨ２基が−ＣＯ−で置き換えられたアルキル基である場合、これらは好ましくは隣接している。これらは、従って、アシルオキシ基−ＣＯＯ−またはオキシカルボニル基−ＯＣＯ−を含有する。これらは、好ましくは直鎖であり、２〜６個の炭素原子を有する。従って、それらは特に、アセトキシ、プロピオニルオキシ、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、エトキシルカルボニル、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。
【００３３】
もし、Ｒ１が、１つのＣＨ２基が無置換または置換された−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられ、隣接する１つのＣＨ２基が−ＣＯ−またはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯで置き換えられたアルキル基である場合、これらは直鎖でも分岐でもよい。それば、好ましくは、直鎖であり４〜１２個の炭素原子を有する。従って、それは特に、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、メタクリロイルオキシメチル、２−メタクリロイルオキシエチル、３−メタクリロイルオキシプロピル、４−メタクリロイルオキシブチル、５−メタクリロイルオキシペンチル、６−メタクリロイルオキシヘキシル、７−メタクリロイルオキシヘプチル、８−メタクリロイルオキシオクチルまたは９−メタクリロイルオキシノニルである。
【００３４】
もし、Ｒ１が、ＣＮまたはＣＦ３でモノ置換されたアルキルまたはアルケニルであるときは、これらの基は好ましくは直鎖である。ＣＮまたはＣＦ３による置換はどの任意の位置でよい。
【００３５】
もし、Ｒ１が、ハロゲンで少なくともモノ置換されたアルキルまたはアルケニルであるときは、これらの基は好ましくは直鎖であり、ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌである。ポリ置換の場合は、ハロゲンは好ましくはＦである。その結果の基は、過（完全）フッ化された基を含む。モノ置換の場合、フッ素または塩素の置換記載のはどの望みの位置にあってもよいが、好ましくはω−位である。
【００３６】
分岐した翼の基（ｗｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）Ｒ１を含有する化合物は、従来の液晶ベース材料中での良好な溶解性のために、しかし、それらが光学活性である場合には、特にキラルドーパントとして、しばしば重要である。このタイプのスメクチック化合物は、強誘電材料の成分として適している。
【００３７】
このタイプの分岐した基は、一般に、１以下の鎖分岐を含む。好ましい分岐基Ｒ１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−エチルヘキシルオキシ、１−メチルヘキシルオキシおよび１−メチルヘプチルオキシである。
【００３８】
もし、Ｒ１が、２つ以上のＣＨ２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられたアルキル基である場合、これらは直鎖でも分岐でもよい。好ましくは分岐しており、３〜１２個の炭素原子を有する。従って、これは特に、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）ペンチルである。
【００３９】
式Ｉの化合物は、好ましくはそれ自身文献に公知の方法で合成される（例えば一般的文献、Houben-Weyl, Methoden der
Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart等）。正確にはこのような合成に知られており適した条件が選ばれる。また、ここにはより詳しくは述べないが、それ自身公知の異なる方法によることもできる。式Ｉの化合物は、例えばＷＯ９５／３０７２３に記載された方法により合成することができる。
【００４０】
本発明は、またこのタイプの液晶媒体を含む電気光学ディスプレイ（特に、セル、各ピクセルをスイッチングするための外板上の集積非線形素子、および正の誘電異方性および高比抵抗のネマチック液晶混合物を、外枠と共に構成する２つの平行の外板を有するＳＴＮまたはＭＬＣディスプレイ）に関し、またこれらの媒体の電気光学目的への使用に関する。
【００４１】
本発明の液晶混合物により、利用可能なパラメーター範囲を著しく広げることが可能である。
【００４２】
透明点、低温での粘度、熱およびＵＶ安定性および誘電異方性の達成可能な組合わせは、先行技術の従来材料よりはるかに優れている。
【００４３】
高い透明点、低温でのネマチック相および高い正のΔεに対する要求は、従来は不十分な程度までしか達成できなかった。例えばＺＬＩ−３１１９のようなシステムは、匹敵する透明点、匹敵する好ましい粘度を有するが、わずかに＋３のΔεしか有していない。他の混合物系では、匹敵する粘度とΔε値を有しているが、６０℃の領域に透明点を有しているに過ぎない。
【００４４】
本発明の液晶混合物は、−２０℃、好ましくは−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃までネマチック相を保持しながら、６０℃を超える、好ましくは６５℃を超える、特に好ましくは７０℃を超える透明点を可能にして、同時に６以上、好ましくは８以上の誘電異方性Δε、および高い比抵抗を達成可能として、優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイを達成可能とする。特に、この混合物は、低電圧駆動によって特徴づけられる。ＴＮしきい値は、一般に２．０Ｖ未満であり、好ましくは１．９Ｖ未満であり、特に好ましくは１．８Ｖ以下である。
【００４５】
言うまでもなく、本発明の混合物成分の適切な選択により、他の有利な性質を保持しながら、より高いしきい電圧でより高い透明点(例えば１１０℃を超える)が達成されるか、またはより低いしきい電圧でより低い透明点が達成されることも可能である。粘度の上昇をわずかにとどめながら、より大きなΔεと従ってより低いしきい電圧の達成も同じように可能である。本発明のＭＬＣディスプレイは、好ましくはグーチ・タリーの第１次透過極小で動作させることが好ましい（C.H. Gooch and H.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C.H. Gooch and H.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975）。ここで、例えば特性曲線の急峻性およびコントラストの低視野角依存性のような特に好ましい電気光学特性（ドイツ特許３０２２８１８）に加えて、より小さな誘電異方性でも、第２次透過極小での類似のディスプレイと同じしきい電圧にするのに十分である。これにより、第１次透過極小で本発明の混合物を使用することにより、シアノ化合物を含む混合物の場合に比べて、極めて高い比抵抗値を達成することができる。個々の成分とその量の適切な選択を通して、当業者は簡単なルーチンの方法によりＭＬＣのあらかじめ指定された層の厚さに必要な複屈折率を定めることができる。
【００４６】
２０℃における流動粘度ν２０は、好ましくは６０ｍｍ２・ｓ−１未満であり、特に好ましくは５０ｍｍ２・ｓ−１未満である。本発明の混合物の２０℃における回転粘度γ１は、好ましくは１２０ｍＰａ・ｓ未満であり、特に好ましくは１００ｍＰａ・ｓ未満であり、極めて好ましくは８０ｍＰａ・ｓ未満である。ネマチック相範囲は、少なくとも９０度あることが好ましく、さらに少なくとも１００度あることが好ましい。この範囲は少なくとも−２０℃から＋８０℃にわたることが好ましい。
【００４７】
液晶ディスプレイにおいては、短応答時間が望まれる。これは特にビデオ再生が可能なディスプレイに当てはまる。このタイプのディスプレイでは、応答時間（合計：ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）は大きくても２５ミリ秒が要求される。応答時間の上限は画像リフレッシュ周波数により決定される。
【００４８】
電圧保持率（ＨＲ）の測定[S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989);
K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984);
G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)]により、式Ｉの化合物を含有する本発明の混合物は、式：
【００４９】
【化２】
【００５０】
のシアノフェニルシクロヘキサン類や、式：
【００５１】
【化３】
【００５２】
のエステル化合物類を式Ｉの化合物の代わりに含有する混合物に比べて、高い温度でもＨＲの低下が著しく小さいことが示された。
【００５３】
本発明の混合物のＵＶ安定性は極めて優れている。即ち、それらはＵＶ照射によってもＨＲの低下が著しく小さい。
【００５４】
本発明の混合物は、ニトリル化合物を、好ましくはほとんど含まないか（≦１０ｗｔ％）、全く含まない。本発明の混合物の保持率の値は、２０℃において好ましくは９８％より大きく、非常に好ましくは９９％より大きい。
【００５５】
式Ｉの化合物の特に好ましい化合物は、式Ｉ−１〜Ｉ−１５である。
【００５６】
【化４】
【００５７】
【化５】
【００５８】
ここで、Ｒ１は式Ｉで定義されたとおりである。
【００５９】
これらの好ましい化合物の中で、特にＩ−１、Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−４が好ましく、さらに、式Ｉ−１およびＩ−２が好ましい。
【００６０】
式Ｉ−１〜Ｉ−１５の化合物の中で、Ｒ１は好ましくはアルケニルであり、特に１−アルケニルまたは３−アルケニルである。Ｒ１は特に好ましくはＣＨ３ＣＨ＝ＣＨまたはＣＨ＝ＣＨである。
【００６１】
好ましい実施形態を次に示す。
【００６２】
−好ましい実施形態において、媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−１５の化合物の１、２または３種以上を含む。
【００６３】
−好ましい実施形態において、媒体は、化合物：
【００６４】
【化６】
を含む。
【００６５】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは１種または２種以上の式Ｋの２環化合物を含む。
【００６６】
【化７】
【００６７】
ここで、Ｒ０、Ｘ０、Ｌ１およびＬ２は上で定義されたとおりであり、Ｚ０は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２−である。
【００６８】
混合物中における化合物Ｋの割合は、５〜４０％、好ましくは５〜３０％、特に５〜２０％である。
【００６９】
特に好ましい２環化合物は式Ｋ−１〜Ｋ−２７の化合物である。
【００７０】
【化８】
【００７１】
【化９】
【００７２】
【化１０】
【００７３】
−好ましい実施形態において、媒体は、さらに付加的に一般式ＩＩ〜ＶＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する。
【００７４】
【化１１】
【００７５】
式中、各基は次の意味を有する。
【００７６】
Ｒ０は、それぞれ炭素数９までのｎ−アルキル、オキサアルキル、アルコキシ、フルオロアルキル、アルケニルオキシまたはアルケニルであり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、それぞれ炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である。
【００７７】
式ＩＶの化合物は好ましくは次の化合物である。
【００７８】
【化１２】
【００７９】
−好ましい実施形態において、媒体は、追加して一般式ＶＩＩ〜ＸＩＩＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する。
【００８０】
【化１３】
【００８１】
式中、Ｒ０、Ｘ０およびＹ１〜Ｙ４は互いに独立して、請求項３に定義されたとおりである。Ｘ０は好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＯＣＨＦ２である。Ｒ０は好ましくは、それぞれ６までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキル、フルオロアルキルあるいはアルケニルである。
【００８２】
−好ましい実施形態において、媒体は、追加して式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの化合物の１種または２種以上を含む。
【００８３】
【化１４】
【００８４】
式中、Ｒ０は請求項３で定義されたとおりである。
【００８５】
−好ましい実施形態において、式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの化合物の割合は、好ましくは１０〜３０重量％、特に１５〜２５重量％である。
【００８６】
−好ましい実施形態において、混合物全体中における式Ｉ〜ＶＩの化合物の割合は、合わせて少なくとも５０重量％である。
【００８７】
−好ましい実施形態において、混合物全体中における式Ｉの化合物の割合は、０．５〜４０重量％、特に好ましくは１〜３０重量％である。
【００８８】
−好ましい実施形態において、混合物全体中における式ＩＩ〜ＶＩの化合物の割合は、３０〜８０重量％である。
【００８９】
−好ましい実施形態において、
【００９０】
【化１５】
【００９１】
である。
【００９２】
−好ましい実施形態において、媒体は、式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩの化合物を含有する。
【００９３】
−好ましい実施形態において、Ｒ０は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルケニルである。
【００９４】
−好ましい実施形態において、媒体は、式Ｉ〜ＶＩおよびＸＩＩＩの化合物から実質的になる。
【００９５】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは一般式ＸＩＶ〜ＸＶＩＩＩからなる群より選ばれるさらなる化合物を含有する。
【００９６】
【化１６】
【００９７】
式中、Ｒ０およびＸ０は上で定義されたとおりである。１，４−フェニレン環は、付加的にＣＮ、塩素またはフッ素によって置換されていてもよい。１，４−フェニレン環は、好ましくはフッ素原子によりモノ置換またはポリ置換されている。
【００９８】
−好ましい実施形態において、媒体は、追加して１、２、３、または４種以上、好ましくは２または３種の次の式の化合物を含む。
【００９９】
【化１７】
【０１００】
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は下に定義されるとおりである。発明の混合物中における式Ｏ１および／またはＯ２の化合物の割合は、好ましくは５〜１０重量％である。
【０１０１】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは化合物ＩＶａを５〜３５重量％含む。
【０１０２】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくはＸ０がＦまたはＯＣＦ３である式ＩＶａの１、２または３つの化合物を含む。
【０１０３】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは式ＩＩａ〜ＩＩｇの化合物の１種または２種以上を含む。
【０１０４】
【化１８】
【０１０５】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。式ＩＩａ〜ＩＩｇの化合物の中で、Ｒ０は好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルである。
【０１０６】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは式Ｑ−１〜Ｑ−１５のＣＦ２Ｏブリッジを有する２環および／または３環化合物の１種または２種以上を含む。
【０１０７】
【化１９】
【０１０８】
【化２０】
【０１０９】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。
【０１１０】
特にＱ−１２、加えてＱ−６の化合物が好ましい。
【０１１１】
発明の混合物は、好ましくは式Ｑ−１〜Ｑ−１５の化合物を、３〜２０％、特に３〜１５％含有する。
【０１１２】
−好ましい実施形態において、重量比（Ｉ）：（ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ）は、１：１０から１０：１である。
【０１１３】
−好ましい実施形態において、媒体は、一般的式Ｉ〜ＸＩＩＩからなる群より選ばれる化合物から実質的になる。
【０１１４】
−好ましい実施形態において、Ｘ０がフッ素で、Ｒ０がＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９またはｎ−Ｃ５Ｈ１１である式ＩＶｂおよび／またはＩＶｃの化合物の混合物全体中での割合が、２〜２０重量％、特に２〜１５重量％である。
【０１１５】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくはＲ０がメチルである式ＩＩ〜ＶＩの化合物を含む。
【０１１６】
媒体は特に好ましくは、次の化合物を含む。
【０１１７】
【化２１】
【０１１８】
−好ましい実施形態において、好ましくは次の式のジオキサン化合物の１、２または３種以上、好ましくは１または２種を含有する。
【０１１９】
【化２２】
【０１２０】
−好ましい実施形態において、媒体は追加して式Ｚ−１〜Ｚ−８の２環化合物の１、２または３種以上を含有する。
【０１２１】
【化２３】
【０１２２】
式中、Ｒ１ａおよびＲ２ａは互いに独立してＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７である。Ｒ０、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は請求項３または下で定義されるとおりである。
【０１２３】
特に好ましい式Ｚ−５の化合物は次のものである。
【０１２４】
【化２４】
【０１２５】
これら２環化合物の中で、特に好ましいものは、Ｚ−１、Ｚ−２、Ｚ−５、Ｚ−６、Ｚ−７およびＺ−８である。発明の混合物は、好ましくは式Ｚ−１〜Ｚ−８の化合物を、５〜４０％、特に５〜３０％含む。
【０１２６】
−好ましい実施形態において、媒体は追加して式Ｐ−１〜Ｐ−８の化合物の１または２種以上を含む。
【０１２７】
【化２５】
【０１２８】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。
【０１２９】
−好ましい実施形態において、媒体は追加して式ＡＮ１〜ＡＮ１１の縮合環を有する化合物の１または２種以上を含む。
【０１３０】
【化２６】
【０１３１】
【化２７】
【０１３２】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。
【０１３３】
従来の液晶材料（しかし、特に式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩの１種または２種以上の化合物）に対して、式Ｉの化合物の比較的少量の混合ですら、しきい電圧の低下および低複屈折率の達成にきわめて効果があり、しかも広いネマチック相であって同時に低いスメクチック−ネマチックの遷移温度が観察され、貯蔵安定性が改善されることが見出された。特に好ましい媒体は、式Ｉの化合物の１種または２種以上に加えて、式ＩＶの１種または２種以上の化合物を含み、特にＸ０がＦ、ＯＣＨＦ２またはＯＣＦ３である式ＩＶａを含むことが好ましい。式Ｉ〜ＶＩの化合物は無色で、安定で、互いにおよび他の液晶材料と容易に混和する。さらに、本発明の混合物は、非常に高い透明点、回転粘度γ1の値が比較的低いことで際立っている。
【０１３４】
用語「アルキル：ａｌｋｙｌ」または「アルキル＊：ａｌｋｙｌ＊」は、炭素数１〜７を有する直鎖および分岐のアルキル基を包含し、特に直鎖基のメチル、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。炭素数１〜５を有する基が一般に好ましい。
【０１３５】
用語「アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ）」は、炭素数２〜７の直鎖および分岐アルケニル基を含み、特に直鎖基である。特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、特に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。好ましいアルケニルとしては、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−ヘプテニル等を挙げることができる。５までの炭素原子を有する基が一般に好まれる。
【０１３６】
用語「フルオロアルキル」は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖基、即ち、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含む。しかしながら、フッ素のその他の置換位置を除外するものではない。
【０１３７】
用語「オキサアルキル」は、好ましくは式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍの直鎖基を含む。但し、ｎおよびｍは互いに独立してそれぞれ１〜６である。好ましくはｎ＝１であり、ｍは１〜６である。
【０１３８】
Ｒ０とＸ０の意味の適切な選択により、アドレス時間、しきい電圧、透過特性曲線の急峻性等を所望の様式に修正することができる。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を使用すると、アルキルまたはアルコキシ基と比較して、一般により短いアドレス時間、ネマチック性向の改善、および弾性定数ｋ３３（ベンド）とｋ１１（スプレイ）のより高い比率を達成することができる。４−アルケニル基、３−アルケニル基等は、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一般に低しきい電圧およびより小さなｋ３３／ｋ１１値を与える。
【０１３９】
ＣＨ２ＣＨ２基は、単結合の場合と比較して、一般により高いｋ３３／ｋ１１値を与える。ｋ３３／ｋ１１がより高いと、例えば９０°ねじれのＴＮセルにおいてよりなだらかな透過曲線（グレイスケールを達成するため）とすることが容易になり、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセルにおいては、より急峻な透過曲線（より大きな時分割駆動）が容易になり、また逆も可能である。
【０１４０】
式ＩおよびＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩの化合物の最適な混合比は、実質上望まれる特性、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩの成分の選択、およびさらに存在しているかもしれないその他の成分の選択に依存する。前述の与えられた範囲内での適切な混合比は、場合ごとに容易に決めることができる。
【０１４１】
本発明の混合物で、式Ｉ〜ＸＩＩＩの化合物の合計量は、決定的なものではない。したがって、混合物は、様々な特性の最適化のためにさらに１種または２種以上の成分を含むことができる。しかしながら、アドレス時間およびしきい電圧に対する観察される効果は、一般に式Ｉ〜ＸＩＩＩの化合物の合計濃度がより大きい方がより大きい。
【０１４２】
特に好ましい実施形態において、本発明の媒体は、Ｘ０が、Ｆ、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣＨ＝ＣＦ２、ＯＣＦ＝ＣＦ２またはＯＣＦ２−ＣＦ２Ｈである式ＩＩ〜ＶＩ（好ましくはＩＩ、ＩＩＩおよび／またはＩＶ、特にＩＶａ）の化合物を含む。式Ｉの化合物との好ましいシナジー効果により特に有利な特性が得られる。特に、式Ｉの化合物を含む混合物、そして特に式ＩＶａの化合物を含む混合物は、低しきい電圧で際立っている。
【０１４３】
本発明の媒体に使用される式Ｉ〜ＸＶＩＩＩおよびそれらのサブ式の個々の化合物は、公知であるか、または公知の化合物に類似の方法により合成することができる。
【０１４４】
偏光板、電極基板および表面処理電極を伴う本発明のＭＬＣディスプレイの構成は、このタイプのディスプレイの従来の構成に対応する。「従来の構成」という用語は、ここでは広い意味で用いられ、ＭＬＣディスプレイに関するすべての誘導・変形を含み、特にポリ−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含む。
【０１４５】
しかしながら、本発明のディスプレイと従来のツイストネマチックセルに基づくディスプレイの大きな相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
【０１４６】
本発明に従って使用できる液晶混合物は、それ自体公知の方法で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分が、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは加温されて溶解される。さらに、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール等の有機溶媒の液晶成分溶液を混合して、完全に混合した後、例えば蒸留によって溶媒を再度除去することも可能である。
【０１４７】
誘電体は、当業者に公知で文献記載の添加剤をさらに含んでもよい。例えば０〜１５％で、多色性染料、ＵＶ安定剤、酸化防止剤またはキラルドーパントを加えることができる。適切なドーパントおよび安定剤は表Ｃおよび表Ｄにリストされている。
【０１４８】
Ｃは結晶相、Ｓはスメクチック相、ＳＣはスメクチックＣ相、Ｎはネマチック相およびＩはアイソトロピック相を表す。
【０１４９】
Ｖ１０は、１０％の透過（基板表面に垂直な視角）の電圧を表す。ｔｏｎおよびｔｏｆｆは、Ｖ１０の２倍に対応する動作電圧におけるスイッチオン時間およびスイッチオフ時間を表す。Δｎは光学異方性を表す。Δεは、誘電異方性（Δε＝ε‖−ε⊥、ここでε‖は分子軸に平行な誘電率、ε⊥は垂直の誘電率を表す。）を表わす。電気光学のデータは、特に別に述べない限り２０℃で、ＴＮセルにおいて第１次透過極小で（すなわち、０．５μｍのｄ・Δｎ値で）測定した。光学的データは、特に別に述べない限り２０℃で測定した。
【０１５０】
本出願および以下に示す例において、液晶化合物の構造は頭文字で示されており、その化学式への変換は下記表ＡおよびＢに従って行われる。基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は全部が、ｎ個またはｍ個の炭素原子をそれぞれ有する直鎖状アルキル基である。ここでｎおよびｍは整数であり、好ましくは０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２である。表Ｂのコードは、それ自体で明らかである。表Ａには、親構造にかかわる頭文字のみが示されている。それぞれの場合において、この親構造の頭文字の後に、ダッシュにより分離されて、置換基Ｒ１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊およびＬ２＊のためのコードが続く。
【０１５１】
【表１】
【０１５２】
好適な混合物成分を、表Ａおよび表Ｂに示す。
【０１５３】
表Ａ
【０１５４】
【化２８】
【０１５５】
【化２９】
【０１５６】
【化３０】
【０１５７】
表Ｂ：
【０１５８】
【化３１】
【０１５９】
【化３２】
【０１６０】
【化３３】
【０１６１】
【化３４】
【０１６２】
特に、式Ｉの化合物に加えて、表Ｂからの少なくとも１、２、３または４種の化合物を含む液晶混合物が好ましい。
【０１６３】
表Ｃ：
表Ｃは、一般に本発明の混合物に添加される使用可能なドーパントを示す。ドーパントは、好ましくは混合物に対して、０．１から１０重量％、特に０．１から６重量％の量で添加される。
【０１６４】
【化３５】
【０１６５】
【化３６】
【０１６６】
表Ｄ：
例えば本発明の混合物に、最大１０重量％まで、好ましくは０．００１〜８重量％、特に０．０５〜５重量％で、添加することができる安定剤を下に示す。
【０１６７】
【化３７】
【０１６８】
【化３８】
【０１６９】
【化３９】
【０１７０】
【化４０】
【０１７１】
下記の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。上および下において、パーセンテージは重量パーセントである。温度はすべて摂氏で示される。ｍ．ｐ．は融点を表わし、ｃｌ．ｐ．は透明点を表わす。さらにまた、Ｃ＝結晶状態、Ｎ＝ネマチック相、Ｓ＝スメクチック相、および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相転移温度である。Δｎは光学異方性、ｎ０は屈折率を表わす（５８９ｎｍ、２０℃）。流動粘度ν２０（ｍｍ２／ｓｅｃ）、回転粘度γ１（ｍＰａ・ｓ）はそれぞれ２０℃で測定した。
【０１７２】
【表２】
【０１７３】
【表３】
【０１７４】
【表４】
【０１７５】
【表５】
【０１７６】
【表６】
【０１７７】
【表７】
【０１７８】
【表８】
【０１７９】
【表９】
【０１８０】
【表１０】
【０１８１】
【表１１】
【０１８２】
【表１２】
【０１８３】
【表１３】
【０１８４】
【表１４】
【０１８５】
【表１５】
【０１８６】
【表１６】
【０１８７】
【表１７】
【０１８８】
【表１８】
【０１８９】
【表１９】
【０１９０】
【表２０】
【０１９１】
【表２１】
【０１９２】
【表２２】
【０１９３】
【表２３】
【０１９４】
【表２４】
【０１９５】
【表２５】
【０１９６】
【表２６】
【０１９７】
【表２７】
【０１９８】
【表２８】
【０１９９】
【表２９】
【０２００】
【表３０】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体、その電気光学の目的のための使用、およびこの媒体を含むディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、印加電圧によって物質の光学的性質を変化させることができるので、主に表示装置の中の誘電体として使用される。液晶に基づいた電気光学装置は、当業者に公知であり、種々の効果に基づくことができる。そのような装置の例として、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ（整列相の変形：ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅｓ）セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマチック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）セル、ＳＢＥ（超複屈折効果：ｓｕｐｅｒｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）セルおよびＯＭＩ（光学モード干渉：ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）セルが挙げられる。最も一般的な表示装置は、Ｓｃｈａｄｔ Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づく、ツイストネマチック構造を有する。
【０００３】
液晶材料としては、良好な化学的および熱的安定性を有すると共に、電場と電磁線放射に対しても優れた安定性を有することが必要である。また、液晶材料は、低粘度であり、セル中で使用されて、短アドレス時間、低しきい電圧および高いコントラストをもたらすものでなければならない。
【０００４】
それらは、さらに通常の動作温度において（つまり、室温以上または室温以下のできるだけ広い範囲において）、適切な中間相、例えば前述のセル用のネマチック中間相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。液晶は通常、複数成分の混合物として使用されるので、成分が互いに容易に混和することが重要である。さらに導電率、誘電率異方性および光学異方性のような特性は、セルタイプ、用途分野に応じて、種々の要求を満足しなければならない。 例えば、ツイストネマチック型セルの材料は、正の誘電異方性および低い導電率を有しているべきである。
【０００５】
例えば、個々のピクセルのスイッチングのために集積非線形素子を有するマトリックス型液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）については、大きな正の誘電異方性、広いネマチック相、比較的低い複屈折率、非常に高い比抵抗、優れたＵＶおよび温度安定性、および低い蒸気圧を有する媒体が望まれる。
【０００６】
このタイプのマトリックス型液晶ディスプレイは公知である。個々のピクセルのそれぞれのスイッチングに使用することができる非線形素子は、例えばアクティブ素子（つまりトランジスター）である。この用語「アクティブマトリックス」は、２つの区別されるタイプに分けられる。
【０００７】
１． 基板としてのシリコンウエハー上のＭＯＳ（金属酸化物半導体）あるいは他のダイオード。
【０００８】
２． 基板としてのガラス板上の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）。
【０００９】
基板材料として単結晶シリコンを使用すると、色々な部品ディスプレイのモジュール組み立てでさえ、接続部での問題が生じるので、ディスプレイ・サイズが制限される。
【００１０】
好適であってより有望なタイプ２の場合には、ＴＮ効果が電気光学効果として使用される。ここには、区別される２つの技術がある。即ち、例えばＣｄＳｅのように、化合物半導体を含むＴＦＴと、多結晶かアモルファスシリコンに基づいたＴＦＴである。後者の技術に関して、集中的な研究が世界的に行われている。
【００１１】
ＴＦＴマトリックスは、ディスプレイの１つのガラス板の内面に形成され、もう一方のガラス板は、内面に透明な対向電極を有する。ピクセル電極のサイズと比較して、ＴＦＴは非常に小さく、事実上、画像に対する悪影響はない。この技術は、フルカラー対応のディスプレイにも適用できる。そこでは、フィルタ素子がスイッチング可能なピクセルの各々に対向するように、赤、緑および青フィルターのモザイクが配置される。
【００１２】
ＴＦＴディスプレイは、通常、透過光に対してクロスした偏光板を備えたＴＮセルとして動作し、背面から照らされる。
【００１３】
ここで用語ＭＬＣは、集積非線形素子を備えたどのようなマトリックスディスプレイも含む。即ち、アクティブマトリックスに加えて、バリスターやダイオード（ＭＩＭ＝ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ）のような受動素子を備えたディスプレイも含む。
【００１４】
このタイプのＭＬＣディスプレイは、特にテレビ用途(例えばポケット・テレビ)、またはコンピュータ用(ラップトップ)および自動車もしくは航空機内で使用される高度情報表示装置用途に適している。コントラストの角度依存性と応答時間の問題に加えて、ＭＬＣディスプレイにおいては、液晶混合物の不十分に高い比抵抗に起因する問題がある（TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K.,
TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H.,
Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,
p. 141 ff, Paris;および STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of
Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal
Displays, p.145 ff, Paris）。抵抗が低下するほど、ＭＬＣディスプレイのコントラストが劣化し、また、残像消去の問題も生じうる。液晶混合物の比抵抗は、ディスプレイの内部表面との相互作用のために、一般に、ＭＬＣディスプレイの寿命の全体に渡って低下するので、許容される耐用年数を得るためには、高い（初期）抵抗を有することが非常に重要である。特に、低電圧用混合物の場合には、高い抵抗値を達成することは従来不可能であった。さらに、比抵抗の上昇が、温度の上昇に伴い、および加熱および／またはＵＶ照射後に可能な限り小さいことも重要である。さらに、従来技術の混合物の低温特性もまた特に不利である。低温であっても、結晶および／またはスメクチック相が生じないことが要求され、さらに、粘性の温度依存性もできるだけ低いことが要求される。先行技術で公知のＭＬＣディスプレイは今日の必要条件を満たさない。
【００１５】
したがって、非常に高い比抵抗と同時に、広い動作温度範囲、低温でも短い応答時間および低いしきい電圧を有しているＭＬＣディスプレイであって、これらの不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であるようなものが、引き続き要求されている。
【００１６】
ＴＮ（Ｓｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）セルでは、セル中で次の利点を容易ならしめるような媒体が望まれる。
【００１７】
−拡大されたネマチック相範囲（特に、低い温度までの）
−貯蔵における安定性、特に、極度に低い温度でさえ
−極度に低い温度でのスイッチ能力（アウトドア用途、自動車、航空電子工学）
−紫外線照射に対する増大された抵抗（より長い寿命）
先行技術から入手可能な媒体では、これらの利点を、同時に他のパラメーターを保持しながら達成することはできない。
【００１８】
スーパーツイスト型（ＳＴＮ）セルの場合には、より大きな時分割駆動および／または低いしきい電圧および／またはより広いネマチック相範囲（特に、低温において）を可能にする媒体が望まれる。この目的のために、利用可能なパラメーターの範囲（透明点、スメクチック−ネマチックの相転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）を一層広げることが、至急望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、特に、前述の不都合を有していないか、有していたとしてもより少ない程度であるような媒体、特にＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイ用の媒体であって、好ましくは同時に非常に高い比抵抗値、低しきい電圧を有するものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的は、本発明の媒体をディスプレイの中で使用することにより達成されることが見出された。
【００２１】
本発明は、従って、極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、下記式Ｉの化合物の１種または２種以上を含有する液晶媒体に関する。
【００２２】
【化１】
【００２３】
式中、
Ｒ１は、ハロゲン置換または無置換の１〜１５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、または炭素数６までのハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基もしくはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｌ１およびＬ２は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦを表す。
【００２４】
正の誘電異方性の極性化合物の混合物に基づいた発明の混合物は、それらが、低い回転粘度（γ１）および高いΔｎ値によって際立っているので、好ましくはモニターおよびテレビ用途に適している。発明の混合物は、特にＴＮ ＴＦＴモニター用途、５Ｖドライバーまたはより高電圧ドライバーを備えた用途に適している。式Ｉの化合物の広いネマチック相および非常によいγ１／ＴＮＩ比により、発明の混合物はＴＮ−ＴＦＴおよびＩＰＳ用途に特に適している。
【００２５】
式Ｉの化合物は広範囲の応用を有しており、それらのいくつかは公開公報ＥＰ ０７２７４０６ Ａ１、ＷＯ ９５／３０７２３およびＥＰ ０５７１９１６ Ａ１に知られている。置換基の選択により、液晶媒体が大部分が構成されるベース材料として働かせることができる。しかし、例えば、このタイプの誘電体の誘電および／または光学異方性を修正するため、および／またはそのしきい電圧および／またはその粘度を最適化するために、他の化合物のクラスからの液晶ベース材料に式Ｉの化合物を添加することも可能である。
【００２６】
純粋な状態では、式Ｉの化合物は無色であり、電気光学の使用のために好ましい温度範囲で液晶中間相を形成する。それらは化学的、熱的に安定であり、また光に対して安定である。
【００２７】
式Ｉの化合物において、Ｘは好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＳＦ５、ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ３、ＯＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦＨＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＦＨＣＨ３、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨＣＨ２ＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＣｌＨ２、ＯＣＦ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＨ、ＯＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＦ２ＣＣｌ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌＦ２、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＣｌ２ＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦＨＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＣｌＦＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＣｌＦ２、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＦＨＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＣｌ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＣｌＦＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦＨＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＣｌ２ＣＦ３、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＣｌ２Ｆ、ＯＣＣｌ２ＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＦＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＣｌＨＣＣｌＨ２、ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＦＨＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＣｌＦＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＣｌ２ＣＦＨ２、ＯＣＣｌ２ＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＣｌＨ２、ＯＣＣｌ２ＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＣｌＦＣＦＣｌ２、ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＣｌＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＣｌ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＣｌＦＣＨ２ＣＨ３、ＯＣＦＨＣＨ２ＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌＨＣＦＨＣＣｌＨ２、ＯＣＨ２ＣＦＨＣＣｌ２Ｈ、ＯＣＣｌ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＣｌ２ＣＦ２Ｈ、ＣＨ＝ＣＦ２、ＣＦ＝ＣＦ２、ＯＣＨ＝ＣＦ２、ＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＨ＝ＣＨＦ、ＯＣＨ＝ＣＨＦ、ＣＦ＝ＣＨＦ、ＯＣＦ＝ＣＨＦ、特に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ３、ＳＦ５、ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ３、ＯＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、ＯＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＨ３、ＯＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３またはＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３である。
【００２８】
式Ｉの化合物において、Ｘは好ましくはＦまたはＯＣＦ３である。Ｌ１およびＬ２は好ましくはＨである。Ｒ１は好ましくはアルケニルである。
【００２９】
式Ｉ中、Ｒ１がアルキル基および／またはアルコキシ基であるときは、それは直鎖でも分岐でもよい。好ましくは直鎖であり、２、３、４、５、６または７個の炭素液原子を有しており、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、ヘキシルオキシまたはヘプチルオキシ、更にメチル、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、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシまたはテトラデシルオキシである。
【００３０】
オキサアルキルは、好ましくは直鎖２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−（＝エトキシメチル）もしくは３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−，３−もしくは４−オキサペンチル、２−，３−，４−もしくは５−オキサヘキシル、２−，３−，４−，５−もしくは６−オキサヘプチル、２−，３−，４−，５−，６−もしくは７−オキサオクチル、２−，３−，４−，５−，６−，７−もしくは８−オキサノニル、または２−，３−，４−，５−，６−，７−，８−もしくは９−オキサデシルである。
【００３１】
もし、Ｒ１が、１つのＣＨ２基が−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられたアルキル基である場合、これは直鎖でも分岐であってもよい。好ましくは直鎖であり、２〜１０個の炭素原子を有する。従って、それらは特にビニル、プロプ−１−もしくは−２−エニル、ブト−１−，−２−もしくは−３−エニル、ペント−１−，−２−，−３−もしくは−４−エニル、ヘクス−１−，２−，−３−，−４−もしくは−５−エニル、ヘプト−１−，−２−，−３−，−４−，−５−もしくは−６−エニル、オクト−１−，−２−，−３−，−４−，−５−，−６−もしくは−７−エニル、ノノ−１−，−２−，−３−，−４−，−５−，−６−，−７−もしくは−８−エニル、またはデク−１−，−２−，−３−，−４−，−５−，−６−，−７−，−８−もしくは−９−エニルである。Ｒ１は好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２またはＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２である。
【００３２】
もし、Ｒ１が、１つのＣＨ２基が−Ｏ−で置き換えられ、１つのＣＨ２基が−ＣＯ−で置き換えられたアルキル基である場合、これらは好ましくは隣接している。これらは、従って、アシルオキシ基−ＣＯＯ−またはオキシカルボニル基−ＯＣＯ−を含有する。これらは、好ましくは直鎖であり、２〜６個の炭素原子を有する。従って、それらは特に、アセトキシ、プロピオニルオキシ、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、エトキシルカルボニル、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。
【００３３】
もし、Ｒ１が、１つのＣＨ２基が無置換または置換された−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられ、隣接する１つのＣＨ２基が−ＣＯ−またはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯで置き換えられたアルキル基である場合、これらは直鎖でも分岐でもよい。それば、好ましくは、直鎖であり４〜１２個の炭素原子を有する。従って、それは特に、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、メタクリロイルオキシメチル、２−メタクリロイルオキシエチル、３−メタクリロイルオキシプロピル、４−メタクリロイルオキシブチル、５−メタクリロイルオキシペンチル、６−メタクリロイルオキシヘキシル、７−メタクリロイルオキシヘプチル、８−メタクリロイルオキシオクチルまたは９−メタクリロイルオキシノニルである。
【００３４】
もし、Ｒ１が、ＣＮまたはＣＦ３でモノ置換されたアルキルまたはアルケニルであるときは、これらの基は好ましくは直鎖である。ＣＮまたはＣＦ３による置換はどの任意の位置でよい。
【００３５】
もし、Ｒ１が、ハロゲンで少なくともモノ置換されたアルキルまたはアルケニルであるときは、これらの基は好ましくは直鎖であり、ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌである。ポリ置換の場合は、ハロゲンは好ましくはＦである。その結果の基は、過（完全）フッ化された基を含む。モノ置換の場合、フッ素または塩素の置換記載のはどの望みの位置にあってもよいが、好ましくはω−位である。
【００３６】
分岐した翼の基（ｗｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）Ｒ１を含有する化合物は、従来の液晶ベース材料中での良好な溶解性のために、しかし、それらが光学活性である場合には、特にキラルドーパントとして、しばしば重要である。このタイプのスメクチック化合物は、強誘電材料の成分として適している。
【００３７】
このタイプの分岐した基は、一般に、１以下の鎖分岐を含む。好ましい分岐基Ｒ１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−エチルヘキシルオキシ、１−メチルヘキシルオキシおよび１−メチルヘプチルオキシである。
【００３８】
もし、Ｒ１が、２つ以上のＣＨ２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられたアルキル基である場合、これらは直鎖でも分岐でもよい。好ましくは分岐しており、３〜１２個の炭素原子を有する。従って、これは特に、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）ペンチルである。
【００３９】
式Ｉの化合物は、好ましくはそれ自身文献に公知の方法で合成される（例えば一般的文献、Houben-Weyl, Methoden der
Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart等）。正確にはこのような合成に知られており適した条件が選ばれる。また、ここにはより詳しくは述べないが、それ自身公知の異なる方法によることもできる。式Ｉの化合物は、例えばＷＯ９５／３０７２３に記載された方法により合成することができる。
【００４０】
本発明は、またこのタイプの液晶媒体を含む電気光学ディスプレイ（特に、セル、各ピクセルをスイッチングするための外板上の集積非線形素子、および正の誘電異方性および高比抵抗のネマチック液晶混合物を、外枠と共に構成する２つの平行の外板を有するＳＴＮまたはＭＬＣディスプレイ）に関し、またこれらの媒体の電気光学目的への使用に関する。
【００４１】
本発明の液晶混合物により、利用可能なパラメーター範囲を著しく広げることが可能である。
【００４２】
透明点、低温での粘度、熱およびＵＶ安定性および誘電異方性の達成可能な組合わせは、先行技術の従来材料よりはるかに優れている。
【００４３】
高い透明点、低温でのネマチック相および高い正のΔεに対する要求は、従来は不十分な程度までしか達成できなかった。例えばＺＬＩ−３１１９のようなシステムは、匹敵する透明点、匹敵する好ましい粘度を有するが、わずかに＋３のΔεしか有していない。他の混合物系では、匹敵する粘度とΔε値を有しているが、６０℃の領域に透明点を有しているに過ぎない。
【００４４】
本発明の液晶混合物は、−２０℃、好ましくは−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃までネマチック相を保持しながら、６０℃を超える、好ましくは６５℃を超える、特に好ましくは７０℃を超える透明点を可能にして、同時に６以上、好ましくは８以上の誘電異方性Δε、および高い比抵抗を達成可能として、優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイを達成可能とする。特に、この混合物は、低電圧駆動によって特徴づけられる。ＴＮしきい値は、一般に２．０Ｖ未満であり、好ましくは１．９Ｖ未満であり、特に好ましくは１．８Ｖ以下である。
【００４５】
言うまでもなく、本発明の混合物成分の適切な選択により、他の有利な性質を保持しながら、より高いしきい電圧でより高い透明点(例えば１１０℃を超える)が達成されるか、またはより低いしきい電圧でより低い透明点が達成されることも可能である。粘度の上昇をわずかにとどめながら、より大きなΔεと従ってより低いしきい電圧の達成も同じように可能である。本発明のＭＬＣディスプレイは、好ましくはグーチ・タリーの第１次透過極小で動作させることが好ましい（C.H. Gooch and H.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C.H. Gooch and H.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975）。ここで、例えば特性曲線の急峻性およびコントラストの低視野角依存性のような特に好ましい電気光学特性（ドイツ特許３０２２８１８）に加えて、より小さな誘電異方性でも、第２次透過極小での類似のディスプレイと同じしきい電圧にするのに十分である。これにより、第１次透過極小で本発明の混合物を使用することにより、シアノ化合物を含む混合物の場合に比べて、極めて高い比抵抗値を達成することができる。個々の成分とその量の適切な選択を通して、当業者は簡単なルーチンの方法によりＭＬＣのあらかじめ指定された層の厚さに必要な複屈折率を定めることができる。
【００４６】
２０℃における流動粘度ν２０は、好ましくは６０ｍｍ２・ｓ−１未満であり、特に好ましくは５０ｍｍ２・ｓ−１未満である。本発明の混合物の２０℃における回転粘度γ１は、好ましくは１２０ｍＰａ・ｓ未満であり、特に好ましくは１００ｍＰａ・ｓ未満であり、極めて好ましくは８０ｍＰａ・ｓ未満である。ネマチック相範囲は、少なくとも９０度あることが好ましく、さらに少なくとも１００度あることが好ましい。この範囲は少なくとも−２０℃から＋８０℃にわたることが好ましい。
【００４７】
液晶ディスプレイにおいては、短応答時間が望まれる。これは特にビデオ再生が可能なディスプレイに当てはまる。このタイプのディスプレイでは、応答時間（合計：ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）は大きくても２５ミリ秒が要求される。応答時間の上限は画像リフレッシュ周波数により決定される。
【００４８】
電圧保持率（ＨＲ）の測定[S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989);
K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984);
G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)]により、式Ｉの化合物を含有する本発明の混合物は、式：
【００４９】
【化２】
【００５０】
のシアノフェニルシクロヘキサン類や、式：
【００５１】
【化３】
【００５２】
のエステル化合物類を式Ｉの化合物の代わりに含有する混合物に比べて、高い温度でもＨＲの低下が著しく小さいことが示された。
【００５３】
本発明の混合物のＵＶ安定性は極めて優れている。即ち、それらはＵＶ照射によってもＨＲの低下が著しく小さい。
【００５４】
本発明の混合物は、ニトリル化合物を、好ましくはほとんど含まないか（≦１０ｗｔ％）、全く含まない。本発明の混合物の保持率の値は、２０℃において好ましくは９８％より大きく、非常に好ましくは９９％より大きい。
【００５５】
式Ｉの化合物の特に好ましい化合物は、式Ｉ−１〜Ｉ−１５である。
【００５６】
【化４】
【００５７】
【化５】
【００５８】
ここで、Ｒ１は式Ｉで定義されたとおりである。
【００５９】
これらの好ましい化合物の中で、特にＩ−１、Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−４が好ましく、さらに、式Ｉ−１およびＩ−２が好ましい。
【００６０】
式Ｉ−１〜Ｉ−１５の化合物の中で、Ｒ１は好ましくはアルケニルであり、特に１−アルケニルまたは３−アルケニルである。Ｒ１は特に好ましくはＣＨ３ＣＨ＝ＣＨまたはＣＨ＝ＣＨである。
【００６１】
好ましい実施形態を次に示す。
【００６２】
−好ましい実施形態において、媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−１５の化合物の１、２または３種以上を含む。
【００６３】
−好ましい実施形態において、媒体は、化合物：
【００６４】
【化６】
を含む。
【００６５】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは１種または２種以上の式Ｋの２環化合物を含む。
【００６６】
【化７】
【００６７】
ここで、Ｒ０、Ｘ０、Ｌ１およびＬ２は上で定義されたとおりであり、Ｚ０は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２−である。
【００６８】
混合物中における化合物Ｋの割合は、５〜４０％、好ましくは５〜３０％、特に５〜２０％である。
【００６９】
特に好ましい２環化合物は式Ｋ−１〜Ｋ−２７の化合物である。
【００７０】
【化８】
【００７１】
【化９】
【００７２】
【化１０】
【００７３】
−好ましい実施形態において、媒体は、さらに付加的に一般式ＩＩ〜ＶＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する。
【００７４】
【化１１】
【００７５】
式中、各基は次の意味を有する。
【００７６】
Ｒ０は、それぞれ炭素数９までのｎ−アルキル、オキサアルキル、アルコキシ、フルオロアルキル、アルケニルオキシまたはアルケニルであり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、それぞれ炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である。
【００７７】
式ＩＶの化合物は好ましくは次の化合物である。
【００７８】
【化１２】
【００７９】
−好ましい実施形態において、媒体は、追加して一般式ＶＩＩ〜ＸＩＩＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する。
【００８０】
【化１３】
【００８１】
式中、Ｒ０、Ｘ０およびＹ１〜Ｙ４は互いに独立して、請求項３に定義されたとおりである。Ｘ０は好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＯＣＨＦ２である。Ｒ０は好ましくは、それぞれ６までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキル、フルオロアルキルあるいはアルケニルである。
【００８２】
−好ましい実施形態において、媒体は、追加して式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの化合物の１種または２種以上を含む。
【００８３】
【化１４】
【００８４】
式中、Ｒ０は請求項３で定義されたとおりである。
【００８５】
−好ましい実施形態において、式Ｅ−ａ〜Ｅ−ｄの化合物の割合は、好ましくは１０〜３０重量％、特に１５〜２５重量％である。
【００８６】
−好ましい実施形態において、混合物全体中における式Ｉ〜ＶＩの化合物の割合は、合わせて少なくとも５０重量％である。
【００８７】
−好ましい実施形態において、混合物全体中における式Ｉの化合物の割合は、０．５〜４０重量％、特に好ましくは１〜３０重量％である。
【００８８】
−好ましい実施形態において、混合物全体中における式ＩＩ〜ＶＩの化合物の割合は、３０〜８０重量％である。
【００８９】
−好ましい実施形態において、
【００９０】
【化１５】
【００９１】
である。
【００９２】
−好ましい実施形態において、媒体は、式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩの化合物を含有する。
【００９３】
−好ましい実施形態において、Ｒ０は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルケニルである。
【００９４】
−好ましい実施形態において、媒体は、式Ｉ〜ＶＩおよびＸＩＩＩの化合物から実質的になる。
【００９５】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは一般式ＸＩＶ〜ＸＶＩＩＩからなる群より選ばれるさらなる化合物を含有する。
【００９６】
【化１６】
【００９７】
式中、Ｒ０およびＸ０は上で定義されたとおりである。１，４−フェニレン環は、付加的にＣＮ、塩素またはフッ素によって置換されていてもよい。１，４−フェニレン環は、好ましくはフッ素原子によりモノ置換またはポリ置換されている。
【００９８】
−好ましい実施形態において、媒体は、追加して１、２、３、または４種以上、好ましくは２または３種の次の式の化合物を含む。
【００９９】
【化１７】
【０１００】
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は下に定義されるとおりである。発明の混合物中における式Ｏ１および／またはＯ２の化合物の割合は、好ましくは５〜１０重量％である。
【０１０１】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは化合物ＩＶａを５〜３５重量％含む。
【０１０２】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくはＸ０がＦまたはＯＣＦ３である式ＩＶａの１、２または３つの化合物を含む。
【０１０３】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは式ＩＩａ〜ＩＩｇの化合物の１種または２種以上を含む。
【０１０４】
【化１８】
【０１０５】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。式ＩＩａ〜ＩＩｇの化合物の中で、Ｒ０は好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチルである。
【０１０６】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくは式Ｑ−１〜Ｑ−１５のＣＦ２Ｏブリッジを有する２環および／または３環化合物の１種または２種以上を含む。
【０１０７】
【化１９】
【０１０８】
【化２０】
【０１０９】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。
【０１１０】
特にＱ−１２、加えてＱ−６の化合物が好ましい。
【０１１１】
発明の混合物は、好ましくは式Ｑ−１〜Ｑ−１５の化合物を、３〜２０％、特に３〜１５％含有する。
【０１１２】
−好ましい実施形態において、重量比（Ｉ）：（ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ）は、１：１０から１０：１である。
【０１１３】
−好ましい実施形態において、媒体は、一般的式Ｉ〜ＸＩＩＩからなる群より選ばれる化合物から実質的になる。
【０１１４】
−好ましい実施形態において、Ｘ０がフッ素で、Ｒ０がＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９またはｎ−Ｃ５Ｈ１１である式ＩＶｂおよび／またはＩＶｃの化合物の混合物全体中での割合が、２〜２０重量％、特に２〜１５重量％である。
【０１１５】
−好ましい実施形態において、媒体は、好ましくはＲ０がメチルである式ＩＩ〜ＶＩの化合物を含む。
【０１１６】
媒体は特に好ましくは、次の化合物を含む。
【０１１７】
【化２１】
【０１１８】
−好ましい実施形態において、好ましくは次の式のジオキサン化合物の１、２または３種以上、好ましくは１または２種を含有する。
【０１１９】
【化２２】
【０１２０】
−好ましい実施形態において、媒体は追加して式Ｚ−１〜Ｚ−８の２環化合物の１、２または３種以上を含有する。
【０１２１】
【化２３】
【０１２２】
式中、Ｒ１ａおよびＲ２ａは互いに独立してＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７である。Ｒ０、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は請求項３または下で定義されるとおりである。
【０１２３】
特に好ましい式Ｚ−５の化合物は次のものである。
【０１２４】
【化２４】
【０１２５】
これら２環化合物の中で、特に好ましいものは、Ｚ−１、Ｚ−２、Ｚ−５、Ｚ−６、Ｚ−７およびＺ−８である。発明の混合物は、好ましくは式Ｚ−１〜Ｚ−８の化合物を、５〜４０％、特に５〜３０％含む。
【０１２６】
−好ましい実施形態において、媒体は追加して式Ｐ−１〜Ｐ−８の化合物の１または２種以上を含む。
【０１２７】
【化２５】
【０１２８】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。
【０１２９】
−好ましい実施形態において、媒体は追加して式ＡＮ１〜ＡＮ１１の縮合環を有する化合物の１または２種以上を含む。
【０１３０】
【化２６】
【０１３１】
【化２７】
【０１３２】
式中、Ｒ０は上で定義されたとおりである。
【０１３３】
従来の液晶材料（しかし、特に式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩの１種または２種以上の化合物）に対して、式Ｉの化合物の比較的少量の混合ですら、しきい電圧の低下および低複屈折率の達成にきわめて効果があり、しかも広いネマチック相であって同時に低いスメクチック−ネマチックの遷移温度が観察され、貯蔵安定性が改善されることが見出された。特に好ましい媒体は、式Ｉの化合物の１種または２種以上に加えて、式ＩＶの１種または２種以上の化合物を含み、特にＸ０がＦ、ＯＣＨＦ２またはＯＣＦ３である式ＩＶａを含むことが好ましい。式Ｉ〜ＶＩの化合物は無色で、安定で、互いにおよび他の液晶材料と容易に混和する。さらに、本発明の混合物は、非常に高い透明点、回転粘度γ1の値が比較的低いことで際立っている。
【０１３４】
用語「アルキル：ａｌｋｙｌ」または「アルキル＊：ａｌｋｙｌ＊」は、炭素数１〜７を有する直鎖および分岐のアルキル基を包含し、特に直鎖基のメチル、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。炭素数１〜５を有する基が一般に好ましい。
【０１３５】
用語「アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ）」は、炭素数２〜７の直鎖および分岐アルケニル基を含み、特に直鎖基である。特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、特に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。好ましいアルケニルとしては、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−ヘプテニル等を挙げることができる。５までの炭素原子を有する基が一般に好まれる。
【０１３６】
用語「フルオロアルキル」は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖基、即ち、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含む。しかしながら、フッ素のその他の置換位置を除外するものではない。
【０１３７】
用語「オキサアルキル」は、好ましくは式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍの直鎖基を含む。但し、ｎおよびｍは互いに独立してそれぞれ１〜６である。好ましくはｎ＝１であり、ｍは１〜６である。
【０１３８】
Ｒ０とＸ０の意味の適切な選択により、アドレス時間、しきい電圧、透過特性曲線の急峻性等を所望の様式に修正することができる。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を使用すると、アルキルまたはアルコキシ基と比較して、一般により短いアドレス時間、ネマチック性向の改善、および弾性定数ｋ３３（ベンド）とｋ１１（スプレイ）のより高い比率を達成することができる。４−アルケニル基、３−アルケニル基等は、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一般に低しきい電圧およびより小さなｋ３３／ｋ１１値を与える。
【０１３９】
ＣＨ２ＣＨ２基は、単結合の場合と比較して、一般により高いｋ３３／ｋ１１値を与える。ｋ３３／ｋ１１がより高いと、例えば９０°ねじれのＴＮセルにおいてよりなだらかな透過曲線（グレイスケールを達成するため）とすることが容易になり、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセルにおいては、より急峻な透過曲線（より大きな時分割駆動）が容易になり、また逆も可能である。
【０１４０】
式ＩおよびＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩの化合物の最適な混合比は、実質上望まれる特性、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩの成分の選択、およびさらに存在しているかもしれないその他の成分の選択に依存する。前述の与えられた範囲内での適切な混合比は、場合ごとに容易に決めることができる。
【０１４１】
本発明の混合物で、式Ｉ〜ＸＩＩＩの化合物の合計量は、決定的なものではない。したがって、混合物は、様々な特性の最適化のためにさらに１種または２種以上の成分を含むことができる。しかしながら、アドレス時間およびしきい電圧に対する観察される効果は、一般に式Ｉ〜ＸＩＩＩの化合物の合計濃度がより大きい方がより大きい。
【０１４２】
特に好ましい実施形態において、本発明の媒体は、Ｘ０が、Ｆ、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣＨ＝ＣＦ２、ＯＣＦ＝ＣＦ２またはＯＣＦ２−ＣＦ２Ｈである式ＩＩ〜ＶＩ（好ましくはＩＩ、ＩＩＩおよび／またはＩＶ、特にＩＶａ）の化合物を含む。式Ｉの化合物との好ましいシナジー効果により特に有利な特性が得られる。特に、式Ｉの化合物を含む混合物、そして特に式ＩＶａの化合物を含む混合物は、低しきい電圧で際立っている。
【０１４３】
本発明の媒体に使用される式Ｉ〜ＸＶＩＩＩおよびそれらのサブ式の個々の化合物は、公知であるか、または公知の化合物に類似の方法により合成することができる。
【０１４４】
偏光板、電極基板および表面処理電極を伴う本発明のＭＬＣディスプレイの構成は、このタイプのディスプレイの従来の構成に対応する。「従来の構成」という用語は、ここでは広い意味で用いられ、ＭＬＣディスプレイに関するすべての誘導・変形を含み、特にポリ−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含む。
【０１４５】
しかしながら、本発明のディスプレイと従来のツイストネマチックセルに基づくディスプレイの大きな相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
【０１４６】
本発明に従って使用できる液晶混合物は、それ自体公知の方法で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分が、主要な組成を構成する成分中で、好ましくは加温されて溶解される。さらに、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール等の有機溶媒の液晶成分溶液を混合して、完全に混合した後、例えば蒸留によって溶媒を再度除去することも可能である。
【０１４７】
誘電体は、当業者に公知で文献記載の添加剤をさらに含んでもよい。例えば０〜１５％で、多色性染料、ＵＶ安定剤、酸化防止剤またはキラルドーパントを加えることができる。適切なドーパントおよび安定剤は表Ｃおよび表Ｄにリストされている。
【０１４８】
Ｃは結晶相、Ｓはスメクチック相、ＳＣはスメクチックＣ相、Ｎはネマチック相およびＩはアイソトロピック相を表す。
【０１４９】
Ｖ１０は、１０％の透過（基板表面に垂直な視角）の電圧を表す。ｔｏｎおよびｔｏｆｆは、Ｖ１０の２倍に対応する動作電圧におけるスイッチオン時間およびスイッチオフ時間を表す。Δｎは光学異方性を表す。Δεは、誘電異方性（Δε＝ε‖−ε⊥、ここでε‖は分子軸に平行な誘電率、ε⊥は垂直の誘電率を表す。）を表わす。電気光学のデータは、特に別に述べない限り２０℃で、ＴＮセルにおいて第１次透過極小で（すなわち、０．５μｍのｄ・Δｎ値で）測定した。光学的データは、特に別に述べない限り２０℃で測定した。
【０１５０】
本出願および以下に示す例において、液晶化合物の構造は頭文字で示されており、その化学式への変換は下記表ＡおよびＢに従って行われる。基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は全部が、ｎ個またはｍ個の炭素原子をそれぞれ有する直鎖状アルキル基である。ここでｎおよびｍは整数であり、好ましくは０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２である。表Ｂのコードは、それ自体で明らかである。表Ａには、親構造にかかわる頭文字のみが示されている。それぞれの場合において、この親構造の頭文字の後に、ダッシュにより分離されて、置換基Ｒ１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊およびＬ２＊のためのコードが続く。
【０１５１】
【表１】
【０１５２】
好適な混合物成分を、表Ａおよび表Ｂに示す。
【０１５３】
表Ａ
【０１５４】
【化２８】
【０１５５】
【化２９】
【０１５６】
【化３０】
【０１５７】
表Ｂ：
【０１５８】
【化３１】
【０１５９】
【化３２】
【０１６０】
【化３３】
【０１６１】
【化３４】
【０１６２】
特に、式Ｉの化合物に加えて、表Ｂからの少なくとも１、２、３または４種の化合物を含む液晶混合物が好ましい。
【０１６３】
表Ｃ：
表Ｃは、一般に本発明の混合物に添加される使用可能なドーパントを示す。ドーパントは、好ましくは混合物に対して、０．１から１０重量％、特に０．１から６重量％の量で添加される。
【０１６４】
【化３５】
【０１６５】
【化３６】
【０１６６】
表Ｄ：
例えば本発明の混合物に、最大１０重量％まで、好ましくは０．００１〜８重量％、特に０．０５〜５重量％で、添加することができる安定剤を下に示す。
【０１６７】
【化３７】
【０１６８】
【化３８】
【０１６９】
【化３９】
【０１７０】
【化４０】
【０１７１】
下記の例は、制限することなく、本発明を説明するものである。上および下において、パーセンテージは重量パーセントである。温度はすべて摂氏で示される。ｍ．ｐ．は融点を表わし、ｃｌ．ｐ．は透明点を表わす。さらにまた、Ｃ＝結晶状態、Ｎ＝ネマチック相、Ｓ＝スメクチック相、および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相転移温度である。Δｎは光学異方性、ｎ０は屈折率を表わす（５８９ｎｍ、２０℃）。流動粘度ν２０（ｍｍ２／ｓｅｃ）、回転粘度γ１（ｍＰａ・ｓ）はそれぞれ２０℃で測定した。
【０１７２】
【表２】
【０１７３】
【表３】
【０１７４】
【表４】
【０１７５】
【表５】
【０１７６】
【表６】
【０１７７】
【表７】
【０１７８】
【表８】
【０１７９】
【表９】
【０１８０】
【表１０】
【０１８１】
【表１１】
【０１８２】
【表１２】
【０１８３】
【表１３】
【０１８４】
【表１４】
【０１８５】
【表１５】
【０１８６】
【表１６】
【０１８７】
【表１７】
【０１８８】
【表１８】
【０１８９】
【表１９】
【０１９０】
【表２０】
【０１９１】
【表２１】
【０１９２】
【表２２】
【０１９３】
【表２３】
【０１９４】
【表２４】
【０１９５】
【表２５】
【０１９６】
【表２６】
【０１９７】
【表２７】
【０１９８】
【表２８】
【０１９９】
【表２９】
【０２００】
【表３０】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、
式Ｉで示される化合物の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、
Ｒ１は、ハロゲン置換または無置換の１〜１５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは炭素数６までのハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基もしくはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｌ１およびＬ２は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦを表す。）
【請求項２】
式Ｉの化合物中で、Ｒ１＝アルケニルであることを特徴とする請求項１記載の液晶媒体。
【請求項３】
式Ｉ−１〜Ｉ−１５の化合物の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２記載の液晶媒体。
【化２】
【化３】
（式中、Ｒ１は請求項１で定義されたとおりである。）
【請求項４】
式Ｚ−１〜Ｚ−８の２環化合物の１、２または３種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化４】
（式中、Ｒ１ａおよびＲ２ａは互いに独立してＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７であり、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は互いに独立して、１〜７個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基である。
【請求項５】
式Ｑ−１〜Ｑ−１５の化合物の１種または２種以上を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化５】
【化６】
（式中、Ｒ０は、それぞれ９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、オキサアルキル、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルである。）
【請求項６】
さらに、一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化７】
（式中、各基は次の意味を有する。
Ｒ０は、それぞれ炭素数９までのｎ−アルキル、オキサアルキル、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルであり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、それぞれ炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である。）
【請求項７】
式Ｉ〜ＶＩの化合物の合計の割合が、混合物全体中で少なくとも５０重量％であることを特徴とする請求項６記載の液晶媒体。
【請求項８】
式Ｋ−１〜Ｋ−２７の化合物の１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１〜７のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化８】
【化９】
【化１０】
（式中、Ｒ０は請求項６で定義したとおりである。）
【請求項９】
式ＩＩａ〜ＩＩｇの化合物の１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１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１１】
（式中、Ｒ０は請求項６で定義したとおりである。）
【請求項１０】
式Ｏ１およびＯ２の化合物の１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１〜９のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１２】
（式中、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、互いに独立して、１〜７個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基である。）
【請求項１１】
式Ｉの化合物の割合が、混合物全体中で、０．５〜４０重量％であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶媒体の電気光学用途における使用。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶媒体を含む電気光学液晶ディスプレイ。
【請求項１】
極性化合物の混合物に基づいた液晶媒体であって、
式Ｉで示される化合物の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、
Ｒ１は、ハロゲン置換または無置換の１〜１５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、但し、これらの基において１または２以上のＣＨ２基は、Ｏ原子同士が直接結合しないことを条件として、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−で置換されていても良く、
Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは炭素数６までのハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルコキシ基もしくはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｌ１およびＬ２は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦを表す。）
【請求項２】
式Ｉの化合物中で、Ｒ１＝アルケニルであることを特徴とする請求項１記載の液晶媒体。
【請求項３】
式Ｉ−１〜Ｉ−１５の化合物の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２記載の液晶媒体。
【化２】
【化３】
（式中、Ｒ１は請求項１で定義されたとおりである。）
【請求項４】
式Ｚ−１〜Ｚ−８の２環化合物の１、２または３種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化４】
（式中、Ｒ１ａおよびＲ２ａは互いに独立してＨ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７であり、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は互いに独立して、１〜７個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基である。
【請求項５】
式Ｑ−１〜Ｑ−１５の化合物の１種または２種以上を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化５】
【化６】
（式中、Ｒ０は、それぞれ９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、オキサアルキル、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルである。）
【請求項６】
さらに、一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩからなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化７】
（式中、各基は次の意味を有する。
Ｒ０は、それぞれ炭素数９までのｎ−アルキル、オキサアルキル、アルコキシ、アルケニルオキシ、フルオロアルキルまたはアルケニルであり、
Ｘ０は、Ｆ、Ｃｌ、それぞれ炭素数６までのハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルケニル、ハロゲン化アルケニルオキシまたはハロゲン化アルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＯＣＦ２−であり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに独立して、それぞれＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である。）
【請求項７】
式Ｉ〜ＶＩの化合物の合計の割合が、混合物全体中で少なくとも５０重量％であることを特徴とする請求項６記載の液晶媒体。
【請求項８】
式Ｋ−１〜Ｋ−２７の化合物の１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１〜７のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化８】
【化９】
【化１０】
（式中、Ｒ０は請求項６で定義したとおりである。）
【請求項９】
式ＩＩａ〜ＩＩｇの化合物の１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１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１１】
（式中、Ｒ０は請求項６で定義したとおりである。）
【請求項１０】
式Ｏ１およびＯ２の化合物の１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１〜９のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【化１２】
（式中、ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、互いに独立して、１〜７個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基である。）
【請求項１１】
式Ｉの化合物の割合が、混合物全体中で、０．５〜４０重量％であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶媒体の電気光学用途における使用。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶媒体を含む電気光学液晶ディスプレイ。
【公表番号】特表２００７−５０４３４０（Ｐ２００７−５０４３４０Ａ）
【公表日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２９８３５（Ｐ２００６−５２９８３５）
【出願日】平成１６年５月１４日（２００４．５．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００５２３４
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０４１３７
【国際公開日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【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３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年５月１４日（２００４．５．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００５２３４
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０４１３７
【国際公開日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【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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