液晶媒体
【課題】液晶媒体、電気光学的目的のためのこの使用およびこの媒体を含むディスプレイを提供する。
【解決手段】正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式（Ｉ）
で表される化合物および４環式の化合物を含み、媒体中の式（Ｉ）で表される化合物の比率は、少なくとも１８重量％であることを特徴とする、前記液晶媒体に関する。式中、Ｒ１はアルケニル基であり、Ｌ１〜Ｌ２はＨまたはＦである。
【解決手段】正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式（Ｉ）
で表される化合物および４環式の化合物を含み、媒体中の式（Ｉ）で表される化合物の比率は、少なくとも１８重量％であることを特徴とする、前記液晶媒体に関する。式中、Ｒ１はアルケニル基であり、Ｌ１〜Ｌ２はＨまたはＦである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体、電気光学的目的のためのこ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、このような物質の光学的特性が印加される電圧により変更され得るため、主にディスプレイデバイスにおける誘電体として用いられる。液晶に基づく電気光学的デバイスは、当業者に極めてよく知られており、種々の効果に基づくことができる。このようなデバイスの例は、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ（配向相の変形）セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマティック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）セル、ＳＢＥ（超複屈折効果）セルおよびＯＭＩ（光学モード干渉）セルである。最も一般的なディスプレイデバイスは、シャット−ヘルフリッヒ(Schadt-Helfrich)効果に基づいており、ねじれネマティック構造を有する。
【０００３】
液晶材料は、良好な化学的および熱的安定性並びに電場および電磁放射に対する良好な安定性を有しなければならない。さらに、液晶材料は、低い粘度を有し、かつセルにおいて短いアドレス時間、低いしきい値電圧および高いコントラストを生じなければならない。
【０００４】
さらに、これらは、通常の駆動温度において、即ち、室温よりも高いおよび低い、可能な限り広い範囲において、好適な中間相、例えば前述のセルについてのネマティックまたはコレステリック中間相を有しなければならない。液晶は、一般的に、多くの成分の混合物として用いられるため、成分が、互いに容易に混和性であることが重要である。他の特性、例えば導電性、誘電異方性および光学異方性は、セルのタイプおよび応用分野に依存して、種々の要求を満たさなければならない。例えば、ねじれネマティック構造を有するセル用の材料は、正の誘電異方性および低い導電性を有しなければならない。
【０００５】
例えば、個別の画素を切り換えるための集積非線型素子を有するマトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）について、大きい正の誘電異方性、広いネマティック相、比較的低い複屈折、極めて高い比抵抗、良好なＵＶおよび温度安定性並びに比較的低い蒸気圧を有する媒体が望ましい。
このタイプのマトリックス液晶ディスプレイは、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）または他のダイオード。
２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。
【０００６】
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。後者の技術に関しては、格別の研究努力が、世界中でなされている。
【０００７】
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(fully colour-capable)ディスプレイに拡張することができる。
【０００８】
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。
【０００９】
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）、またはコンピューター用途（ラップトップ）および自動車もしくは航空機構築用の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., SEKOGUCHI, 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]。
【００１０】
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し、残像消去の問題が生じ得る。液晶混合物の比抵抗値は一般に、ディスプレイの内部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、許容し得る有効寿命を得るためには、高い（初期）抵抗値は極めて重要である。特に、低電圧混合物の場合、極めて高い比抵抗値を達成することは、従来不可能であった。さらに、温度上昇に伴って、並びに加熱および／またはＵＶへの露光の後に、比抵抗値が、可能な限り小さい上昇を示すことが重要である。従来技術からの混合物の低温特性もまた、特に不利である。低温でさえも、結晶化および／またはスメクティック相が生じず、かつ粘度の温度依存性が可能な限り低いことが要求される。従って、従来技術からのＭＬＣディスプレイは、今日の要求を満たさない。
【００１１】
従って、これらの欠点を有しないか、または有しても低下した程度のみである、極めて高い比抵抗値および同時に大きい動作温度範囲、低温においても短い応答時間および低いしきい値電圧を有するＭＬＣディスプレイに対する多大な要求が継続している。
【００１２】
背面照射を用いる、即ち透過可能に、および所望により透過反射的に(transflectively)動作する液晶ディスプレイに加えて、反射性液晶ディスプレイもまた、特に興味深い。これらの反射性液晶ディスプレイは、周囲光を、情報表示のために用いる。従って、これらは、対応する大きさおよび解像度を有する背面照射された液晶ディスプレイよりも顕著に低いエネルギーを消費する。ＴＮ効果が極めて良好なコントラストにより特徴づけられるため、このタイプの反射性ディスプレイは、さらに、明るい周囲条件において良好に読み取られ得る。これは、例えば腕時計およびポケット型計算機において用いられているように、単純な反射性ＴＮディスプレイとしてすでに知られている。
【００１３】
しかし、原則はまた、高品質の、高解像度アクティブマトリックスアドレスディスプレイ、例えばＴＦＴディスプレイにも該当し得る。ここで、すでに一般的に慣用の透過性ＴＦＴ−ＴＮディスプレイにおけるように、低い複屈折（Δｎ）を有する液晶を用いることは、低い光学的遅延（ｄ・Δｎ）を達成するために必要である。この低い光学的遅延の結果、コントラストの通常許容し得る低い視野角依存性がもたらされる（DE 30 22 818号を参照）。反射性ディスプレイにおいて、低い複屈折を有する液晶を用いることは、透過性ディスプレイにおけるよりもさらに重要である。その理由は、光が通過する有効な層の厚さが、反射性ディスプレイにおいては、同一の層の厚さを有する透過性ディスプレイの約２倍大きいからである。
【００１４】
ＴＮ（シャット−ヘルフリッヒ）セルにおいて、このセルには以下の利点を容易にする媒体が望ましい：
−拡大したネマティック相範囲（特に、低温まで）、
−極めて低い温度においても貯蔵安定性、
−超低温における切換能力（野外での使用、自動車、航空機）、
−ＵＶ放射線に対する増大した耐性（比較的長い有効寿命）、
−反射性ディスプレイについての低い光学的複屈折（Δｎ）。
【００１５】
従来技術から利用できた媒体は、これらの利点を達成し、一方同時に他のパラメーターを維持することを可能にしない。EP 1 046 693 A1およびEP 1 046 694 A1に開示されている混合物は、高い粘度により区別される。
スーパーツイスト（ＳＴＮ）セルの場合、一層大きい多重性(multiplexability)および／または一層低いしきい値電圧および／または一層広いネマティック相範囲（特に低温における）が可能である媒体が望ましい。この目的のために、利用できるパラメーター自由度（透明点、スメクティック−ネマティック転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）のさらなる拡大が、早急に望まれている。
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、前述の欠点を有しないか、または有しても低下した程度のみであり、好ましくは同時に極めて低いしきい値電圧、低い粘度および電圧保持比（ＶＨＲ）についての高い値を有する、特にこのタイプのＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイのための媒体を提供する目的を有する。
ここで、この目的は、本発明の媒体をディスプレイにおいて用いる場合に達成することができることが、見出された。
【００１７】
従って、本発明は、正の誘電異方性を有する極性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】
で表される１種または２種以上の化合物および式ＩＡ
【化２】
で表される１種または２種以上の化合物を含み、ここで、式Ｉで表される化合物の比率が、少なくとも１８重量％であり、ここで、個々の基が、以下の意味：
【００１８】
Ｒ１は、２〜８個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｒ２は、Ｈ、１〜１５個の炭素原子を有し、ハロゲン化されているか、ＣＮもしくはＣＦ３により置換されているか、または非置換であるアルキル基であり、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、Ｏ原子が互いに直接結合しないように、
【化３】
により置換されていてもよく、
【００１９】
Ｘ１は、各々６個までの炭素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基またはアルケニルオキシ基であり、ａ＝１である場合には、またＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳまたはＯＣＮであり、
Ｘ２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＮ、各々６個までの炭素原子を有する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またはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり、ここでＺ１≠Ｚ２であり、
【００２０】
【化４】
は、各々、互いに独立して、
【化５】
であり、
ａは、０または１であり、
Ｌ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦである、
を有することを特徴とする、前記液晶媒体に関する。
【００２１】
式ＩおよびＩＡで表される化合物は、広範囲の用途を有する。置換基の選択に依存して、これらの化合物は、液晶媒体が主に構成されるベース材料として作用することができる；しかし、式ＩおよびＩＡで表される化合物を、他の群の化合物からの液晶ベース材料に加えて、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変更し、かつ／またはこのしきい値電圧および／またはこの粘度を最適にすることも、可能である。本発明の混合概念の結果、従来技術と、特に２．５Ｖおよび３．３Ｖ混合物において、これらの極めて良好な信頼性およびＶｔｈ／γ１比率により区別される混合物が得られる。本発明の混合物は、ノート型ＰＣ、ＰＤＡおよび他の携帯可能な用途に特に適する。
【００２２】
純粋な状態において、式ＩおよびＩＡで表される化合物は無色であり、電気光学的使用に対して好ましく位置する温度範囲で液晶中間相を形成する。これらは、化学的、熱的および光に対して安定である。
式ＩにおけるＲ１は、好ましくはビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニルである。
【００２３】
式ＩＡにおけるＲ２が、アルキル基および／またはアルコキシ基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、１、２、３、４、５、６または７個の炭素原子を有し、従って、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、メトキシ、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、さらにオクチル、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、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。
【００２４】
オキサアルキルは、好ましくは、直鎖状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。
【００２５】
Ｒ２が、１つのＣＨ２基が−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状であるかまたは分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、２〜１０個の炭素原子を有する。従って、これは、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、ノン−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。
【００２６】
Ｒ２が、１つのＣＨ２基が−Ｏ−により置換されており、１つが−ＣＯ−により置換されているアルキル基である場合には、これらは、好ましくは隣接している。従って、これらは、アシルオキシ基−ＣＯ−Ｏ−またはオキシカルボニル基−Ｏ−ＣＯ−を含む。これらは、好ましくは直鎖状であり、２〜６個の炭素原子を有する。従って、これらは、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、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、２−アセトキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセトキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、２−（メトキシカルボニル）エチル、２−（エトキシカルボニル）エチル、２−（プロポキシカルボニル）エチル、３−（メトキシカルボニル）プロピル、３−（エトキシカルボニル）プロピルまたは４−（メトキシカルボニル）ブチルである。
【００２７】
Ｒ２が、１つのＣＨ２基が非置換または置換−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されており、隣接するＣＨ２基がＣＯまたはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯにより置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、４〜１２個の炭素原子を有する。従って、これは、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。
【００２８】
Ｒ２が、ＣＮまたはＣＦ３により単置換されているアルキルまたはアルケニル基である場合には、この基は、好ましくは直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ３による置換は、任意の所望の位置においてである。
【００２９】
Ｒ２が、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る場合には、この基は、好ましくは直鎖状であり、ハロゲンは、好ましくはＦまたはＣｌである。多置換の場合において、ハロゲンは、好ましくはＦである。得られた基はまた、パーフルオロ基を含む。単置換の場合において、フッ素または塩素置換基は、任意の所望の位置においてとすることができるが、好ましくはω位においてである。
【００３０】
分枝状翼基Ｒ２を含む化合物は、時々、慣用の液晶ベース材料への一層良好な溶解性のために重要であり得るが、特にこれらが光学的に活性である場合には、キラルなドーパントとして重要であり得る。このタイプのスメクティック化合物は、強誘電性材料の成分として適する。
【００３１】
このタイプの分枝状基は、一般的に、１つより多くない鎖分枝を含む。好ましい分枝状基Ｒ２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。
【００３２】
Ｒ２が、２つまたは３つ以上のＣＨ２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−により置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、分枝状であり、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）ヘキシルである。
【００３３】
式ＩおよびＩＡで表される化合物は、文献（例えば標準的な学術書、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie［有機化学の方法］、Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart）に記載されているように、自体公知の方法により、正確には知られており、前述の反応に好適な反応条件下で調製する。また、ここで、自体公知であるが、ここでは一層詳細には述べない変法を用いることができる。式ＩＡで表される化合物は、例えば、EP 1 046 693 A1およびEP 1 046 694 A1に開示されている。式Ｉで表される化合物は、例えば、EP 0 122 389 B1に記載されている。
【００３４】
本発明はまた、このタイプの媒体を含む電気光学的ディスプレイ（特に、フレームと共にセルを形成する２枚の面平行外板、外板上の個別の画素を切り換えるための、集積非線型素子、並びにセル中に配置された、正の誘電異方性および高い比抵抗を有するネマティック液晶混合物を有するＳＴＮまたはＭＬＣディスプレイ）およびこれらの媒体の、電気光学的目的のための使用に関する。
【００３５】
本発明の液晶混合物は、利用できるパラメーター自由度の顕著な拡大を可能にする。透明点、低温における粘度、熱的およびＵＶ安定性並びに誘電異方性の達成可能な組み合わせは、従来技術からの従前の材料に比較してはるかに優れている。
【００３６】
EP 1 046 694 A1に開示されている混合物と比較して、本発明の混合物は、高い透明点、低いγ１値、流動粘度についての低い値および１００℃におけるＶＨＲについての極めて高い値を有する。本発明の混合物は、好ましくは、３．３および２．５Ｖドライバーを有するノート型ＰＣ用途のためのＴＮ−ＴＦＴ混合物として適する。
【００３７】
本発明の液晶混合物は、−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃までのネマティック相を維持しながら、７０℃を超える、好ましくは７５℃を超える、特に好ましくは≧８０℃の透明点、同時に≧６、好ましくは≧８の誘電異方性値Δε並びに優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイを得ることを可能にする比抵抗値についての高い値を達成することを可能にする。特に、この混合物は、低い動作電圧により特徴づけられる。ＴＮしきい値は、１．５Ｖより低く、好ましくは１．４Ｖより低く、特に好ましくは＜１．３Ｖである。
【００３８】
また、本発明の混合物の成分の好適な選択により、他の有利な特性を維持しながら、一層高いしきい値電圧において一層高い透明点（例えば１１０℃を超える）を達成することが可能であるか、または一層低いしきい値電圧において一層低い透明点を達成することが可能であることは、言うまでもない。わずかにのみ対応して増大する粘度において、同様に、より大きいΔεおよび従って低いしきい値を有する混合物を得ることが可能である。本発明のＭＬＣディスプレイは、グーチ(Gooch)およびタリー(Tarry)の第一透過率極小値で好ましく動作し[C.H. GoochおよびH.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C.H. GoochおよびH.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975]、ここで、特に好ましい電気光学的特性、例えば特性曲線の高い急峻度およびコントラストの低い角度依存性（ドイツ国特許30 22 818）に加えて、一層低い誘電異方性は、第二極小値において、類似ディスプレイにおける同一のしきい値電圧において十分である。
【００３９】
これは、シアノ化合物を含む混合物の場合と比較して、本発明の混合物を用いて第一極小値において顕著に高い比抵抗値を達成することを可能にする。個別の成分およびこれらの重量割合を好適に選択することにより、当業者は、ＭＬＣディスプレイの既定の層の厚さに必要な複屈折率を、簡単な定法を用いて設定することができる。
【００４０】
２０℃における流動粘度ν２０は、好ましくは＜２０ｍｍ２・ｓ−１、特に好ましくは＜１９ｍｍ２・ｓ−１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＜１４０ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは＜１２０ｍＰａ・ｓである。ネマティック相範囲は、好ましくは少なくとも１００°、特に少なくとも１１０°である。この範囲は、好ましくは少なくとも−４０°〜＋８０°まで拡大される。
【００４１】
短い応答時間は、液晶ディスプレイにおいて望ましい。これは、特に、ビデオ再生が可能であるディスプレイに該当する。このタイプのディスプレイについて、多くとも１６ｍｓの応答時間（合計：ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）が必要である。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。
【００４２】
電圧保持率（ＨＲ）の測定値［S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, １９８４年６月、 p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)］は、式ＩおよびＩＡで表される化合物を含む本発明の混合物は、式
【化６】
で表されるシアノフェニルシクロヘキサン類または式
【化７】
で表されるエステル類を、式ＩＡで表される化合物の代わりに含む類似する混合物よりも、温度の上昇に伴うＨＲの減少が顕著に小さいことを示した。
【００４３】
本発明の混合物は、好ましくは、ニトリル類をほとんど（≦２０％、特に≦１０％）または全く含まない。２０℃における本発明の混合物の保持比は、少なくとも９８％、好ましくは＞９９％である。本発明の混合物のＵＶ安定性はまた、顕著に一層良好であり、即ち、これらは、ＵＶに露光した際にＨＲの顕著に小さい低下を示す。
【００４４】
式Ｉは、好ましくは、式Ｉ−１〜Ｉ−５
【化８】
で表される化合物を包含する。
【００４５】
式Ｉで表される特に好ましい化合物は、式
【化９】
【００４６】
【化１０】
式中、
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２、好ましくは１、２、３または５である、
で表される化合物である。
【００４７】
ａｌｋｙｌは、１〜１５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル、好ましくはＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９、ｎ−Ｃ５Ｈ１１またはｎ−Ｃ６Ｈ１３である。
ａｌｋｅｎｙｌは、好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨ２ＣＨ２またはＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２である。
【００４８】
環ＡおよびＢは、好ましくは、
【化１１】
である。
好ましいのは、式Ｉ−１および／またはＩ−２で表される少なくとも１種の化合物を含む、本発明の媒体である。
【００４９】
式ＩＡで表される特に好ましい化合物は、式ＩＡ−１〜ＩＡ−３０
【化１２】
【００５０】
【化１３】
【００５１】
【化１４】
【００５２】
【化１５】
【００５３】
【化１６】
【００５４】
【化１７】
式中、Ｒ２は、上記で定義した通りである、
で表される化合物である。
【００５５】
これらの好ましい化合物の中で、特に好ましいのは、式ＩＡ−２、ＩＡ−３、ＩＡ−５、ＩＡ−６およびＩＡ−１４、ＩＡ−１５およびＩＡ−１８で表される化合物、特に式ＩＡ−３およびＩＡ−１５で表される化合物である。
【００５６】
好ましいのは、さらに、少なくとも１つの複素環を含む式ＩＡで表される化合物、特に式
【化１８】
【００５７】
【化１９】
【００５８】
【化２０】
【００５９】
【化２１】
で表される化合物である。
【００６０】
式ＩＡおよびＩＡ−１〜ＩＡ−５４で表される化合物中のＲ２は、好ましくはＨ、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状アルキル、特にＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９、ｎ−Ｃ５Ｈ１１、ｎ−Ｃ６Ｈ１３、ｎ−Ｃ７Ｈ１５、さらに１Ｅ−または３Ｅ−アルケニル、特にＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２またはＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２ＣＨ２である。
【００６１】
好ましい態様を、以下に示す：
−媒体は、１種、２種または３種以上の式ＩＡ−１〜ＩＡ−５４からなる群から選択された化合物を含む；
−媒体は、好ましくは、各々の場合において、１種または２種以上、好ましくは２種または３種の、式Ｉ−１およびＩＡ−１５で表される化合物（同族体）を含む；
−媒体は、好ましくは、各々の場合において、１種または２種以上、好ましくは２種または３種の、式Ｉ−１およびＩＡ−３で表される化合物（同族体）を含む；
【００６２】
−媒体は、さらに、一般式ＩＩ〜ＶＩ
【化２２】
【００６３】
式中、個々の基は、以下の意味：
Ｒ０は、Ｈ、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、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、６個までの炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−であり、
Ｙ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である、
を有する、
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み、ここで、式ＩＩで表される化合物は、式Ｉで表される化合物と同一ではない。
【００６４】
式ＩＶで表される化合物は、好ましくは、
【化２３】
である。
【００６５】
−媒体は、さらに、一般式ＶＩＩ〜ＸＩＩＩ
【化２４】
【００６６】
【化２５】
式中、Ｒ０、Ｘ０、Ｙ１およびＹ２は、各々、互いに独立して、請求項４において定義した通りである、
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。Ｙ３およびＹ４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦ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、各々６個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルである。
【００６７】
−媒体は、さらに、式Ｅａ〜Ｅｆ
【化２６】
【００６８】
【化２７】
式中、Ｒ０は、請求項４において定義した通りである、
で表される１種または２種以上のエステル化合物を含む；
【００６９】
−式Ｅａ〜Ｅｆで表される化合物の比率は、好ましくは１０〜３０重量％、特に１５〜２５重量％である；
−式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物の合計の、全体としての混合物中の比率は、少なくとも５０重量％である；
−式Ｉで表される化合物の、全体としての混合物中の比率は、≧１８重量％、好ましくは≧２０重量％、特に≧２２重量％、極めて特に好ましくは≧２４重量％である；
−式ＩＡで表される化合物の、全体としての混合物中の比率は、５〜４０重量％、特に好ましくは１０〜３０重量％である；
−式ＩＩ〜ＶＩで表される化合物の、全体としての混合物中の比率は、３０〜８０重量％である；
【００７０】
−
【化２８】
は、好ましくは、
【化２９】
である。
【００７１】
−媒体は、式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶまたはＶＩで表される化合物を含む；
−Ｒ０は、それぞれ１個または２〜７個の炭素原子を有する直鎖状アルキルまたはアルケニルである；
−媒体は、本質的に、式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物からなる；
【００７２】
−媒体は、さらに、好ましくは、一般式ＸＩＶ〜ＸＶＩＩ
【化３０】
式中、Ｒ０およびＸ０は、上記で定義した通りであり、１，４−フェニレン環は、ＣＮ、塩素またはフッ素により置換されていてもよい、
からなる以下の群から選択された化合物を含む。１，４−フェニレン環は、好ましくは、フッ素原子により単置換または多置換されている。
【００７３】
−媒体は、さらに、式ＸＶＩＩＩおよび／またはＸＩＸ
【化３１】
式中、Ｒ０、Ｘ０、Ｙ１およびＹ２は、上記で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。
【００７４】
式ＸＶＩＩＩで表される化合物の、本発明の混合物中の比率は、２〜３０重量％であり、一方式ＸＩＸで表される化合物は、０．５〜３０重量％の量で、混合物中に存在し得る。式ＸＩＸで表される化合物はまた、同時に、混合物のＵＶ安定性に対する正の影響を有する。
【００７５】
−媒体は、さらに、式
【化３２】
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は、各々、互いに独立して、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である、
で表される１種、２種、３種または４種以上、好ましくは２種または３種の化合物を含む。
式Ｏ１および／またはＯ２で表される化合物の、本発明の混合物中の比率は、好ましくは５〜１０重量％である。
【００７６】
−媒体は、好ましくは、５〜３５重量％の化合物ＩＶａを含む。
−媒体は、好ましくは、式ＩＶａで表され、式中Ｘ０がＦまたはＯＣＦ３である１種、２種または３種の化合物を含む。
【００７７】
−媒体は、好ましくは、式ＩＩａ〜ＩＩｇ
【化３３】
【００７８】
【化３４】
式中、Ｒ０は、上記で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。式ＩＩａ〜ＩＩｇで表される化合物において、Ｒ０は、好ましくは、Ｈ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチル、さらにｎ−ヘキシルまたはｎ−ヘプチルである。
【００７９】
−（Ｉ＋ＩＡ）：（ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ）の重量比は、好ましくは、１：１０〜１０：１である。
−媒体は、本質的に、一般式ＩＡおよびＩ〜ＸＩＩＩからなる群から選択された化合物からなる。
−式ＩＶｂおよび／またはＩＶｃで表され、式中Ｘ０がフッ素であり、Ｒ０がＣ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９またはｎ−Ｃ５Ｈ１１である化合物の、全体としての混合物中の比率は、２〜２０重量％、特に２〜１５重量％である；
【００８０】
−媒体は、好ましくは、Ｈ１〜Ｈ１９（ｎ＝１〜１２）
【化３５】
【００８１】
【化３６】
【００８２】
【化３７】
からなる群から選択された１種、２種または３種、さらに４種の化合物の同族体を含む。
【００８３】
−媒体は、好ましくは、Ｒ０がメチルである化合物ＩＩｂを含む。
【００８４】
−媒体は、好ましくは式ＲＩ〜ＲＶＩＩ
【化３８】
【００８５】
式中、
Ｒ＊は、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルオキシであり、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である、
からなる以下の群から選択された、低いΔｎの化合物を含む。
【００８６】
−ＴＮモニター用途のための好ましい混合物は、式
【化３９】
式中、
Ｒ＊は、上記で定義した通りであり、好ましくはアルケニル、特にＣＨ３ＣＨ＝ＣＨである、
で表される化合物を含む。
ベンゼン環は、さらに、１個または２個のフッ素原子により置換されていてもよい。
【００８７】
−媒体は、さらに、式ＡＮ１〜ＡＮ１１
【化４０】
【００８８】
【化４１】
【００８９】
【化４２】
式中、Ｒ０は、上記で定義した通りである、
で表される、１種、２種または３種以上の縮合環を含む化合物を含む。
【００９０】
「アルキル(alkyl)」または「アルキル＊(alkyl＊)」の用語は、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルキル基、特に直鎖状基メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。２〜５個の炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
【００９１】
「アルケニル(alkenyl)」の用語は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルケニル基、特に直鎖状基を包含する。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。特に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個までの炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
【００９２】
−媒体は、さらに、式Ｐ−１〜Ｐ−１１
【化４３】
【００９３】
【化４４】
【００９４】
【化４５】
式中、Ｒ０は、上記で定義した通りである、
で表される１種または２種以上のピラン化合物を含む。
【００９５】
−媒体は、好ましくは、式Ｄ−１および／またはＤ−２
【化４６】
式中、
Ｒ０は、上記で定義した通りである、
で表される１種または２種以上のジオキサン化合物を含む。
好ましい混合物は、２〜３０％のジオキサン類を含む。
【００９６】
「フルオロアルキル」の用語は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖状基、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包含する。しかし、他の位置のフッ素は、除外されない。
「オキサアルキル」の用語は、好ましくは、式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍで表され、式中、ｎおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜６である直鎖状基を包含する。好ましくは、ｎ＝１であり、ｍは、１〜６である。
【００９７】
慣用の液晶材料、しかし特に式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩで表される１種または２種以上の化合物と混合された、式ＩおよびＩＡで表される化合物の比較的小さい比率さえも、しきい値電圧の顕著な低下およびＶＨＲについての高い値（１００℃）をもたらし、低いスメクティック−ネマティック転移温度を有する広いネマティック相が、同時に観察され、貯蔵安定性が改善されることが見出された。好ましいのは、特に、式ＩおよびＩＡで表される１種または２種以上の化合物に加えて、式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物、特に式ＩＶａで表され、式中Ｘ０がＦまたはＯＣＦ３である化合物を含む混合物である。式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物は、無色であり、安定であり、互いに、および他の液晶物質と容易に混和可能である。
【００９８】
Ｒ０およびＸ０の意味を好適に選択することにより、アドレス時間、しきい値電圧、透過特性曲線の急峻度などを、所望の方法で改変することができる。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は、一般的に、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、短いアドレス時間、改善されたネマティック傾向および弾性定数ｋ３３（曲がり）とｋ１１（広がり）との間の高い比率をもたらす。４−アルケニル基、３−アルケニル基などは、一般的に、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、低いしきい値電圧および小さいｋ３３／ｋ１１値をもたらす。
【００９９】
−ＣＨ２ＣＨ２−基は、一般的に、単共有結合と比較して高いｋ３３／ｋ１１の値をもたらす。ｋ３３／ｋ１１の一層大きい値は、例えば、９０°のねじれを有するＴＮセルにおいて、一層平坦な透過特性曲線を容易にし（グレーシェードを達成するために）、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセル（一層大きい多重性）において一層急峻な透過特性曲線を容易にし、その逆もまた同様である。
【０１００】
式Ｉ、ＩＡで表される化合物およびＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩで表される化合物の最適な混合比率は、実質的に、所望の特性、式Ｉ、ＩＡ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩで表される成分の選択並びに存在し得るすべての他の成分の選択に依存する。前に示した範囲内での好適な混合比率を、場合毎に容易に決定することができる。
【０１０１】
本発明の混合物中の式ＩＡおよびＩ〜ＸＩＩＩで表される化合物の合計量は、重大ではない。従って、混合物は、種々の特性の最適化の目的のために、１種または２種以上の他の成分を含むことができる。しかし、アドレス時間およびしきい値電圧に対する観察された効果は、一般的に、式ＩＡおよびＩ〜ＸＩＩＩで表される化合物の合計の濃度が高くなるに従って大きい。
【０１０２】
特に好ましい態様において、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）で表される化合物を含む。式ＩおよびＩＡで表される化合物との好ましい相乗効果は、特に有利な特性をもたらす。特に、式ＩおよびＩＡで表される、並びに式ＩＶａで表される化合物を含む混合物は、これらの低いしきい値電圧により区別される。
【０１０３】
本発明の媒体において用いることができる、式ＩＡおよびＩ〜ＸＶＩＩＩ並びにこれらの従属式で表される個別の化合物は、知られているか、または既知の化合物と同様にして調製することができる。
【０１０４】
偏光子、電極基板および表面処理した電極からの本発明のＭＬＣディスプレイの構造は、このタイプのディスプレイについての通常の設計に相当する。通常の設計の用語は、ここで広く解釈され、また特にポリ−Ｓｉ ＴＦＴまたはＭＩＭに基づくマトリックス表示素子を含むＭＬＣディスプレイのすべての派生型および改変型を包含する。
【０１０５】
しかし、本発明のディスプレイとねじれネマティックセルに基づく現在までの慣用のディスプレイとの顕著な相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
本発明において用いることができる液晶混合物は、自体慣用の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、十分に混合した後に、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。
【０１０６】
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、例えば安定剤、ＵＶフィルターおよび酸化防止剤を含むことができる。例えば、０〜１５％の多色性染料またはキラルなドーパントを加えることができる。
Ｃは結晶相を示し、Ｓはスメクティック相を示し、ＳＣはスメクティックＣ相を示し、Ｎはネマティック相を示し、Ｉはアイソトロピック相を示す。
【０１０７】
Ｖ１０は、１０％透過率にかかわる電圧を示す（板表面に対して垂直の視野角）。ｔｏｎは、Ｖ１０の数値の２．０倍に対応する動作電圧におけるスイッチオン時間を示し、ｔｏｆｆは、スイッチオフ時間を示す。Δｎは、光学異方性を示す。Δεは、誘電異方性を示す（Δε＝ε‖−ε⊥、この式においてε‖は分子の長軸に対して平行な誘電定数を示し、ε⊥はこれに対して垂直な誘電定数を示す）。電気光学的データは、他に特に述べない限り、２０℃でＴＮセルにおいて第一極小値（即ち０．５μｍのｄ・Δｎ値において）で測定する。光学的データは、他に特に述べない限り、２０℃で測定する。
【０１０８】
本出願および以下の例において、液晶化合物の構造を頭文字で示し、その化学式への変換は、以下の表ＡおよびＢに従って得られる。すべての基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、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；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におけるコードは自明である。表Ａにおいて、基本構造にかかわる頭文字のみを示す。各場合において、基本構造にかかわる頭文字の後に、ダッシュで分離して、置換基Ｒ１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊、Ｌ２＊およびＬ３＊に関するコードが示されている：
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
好ましい混合物成分を、表ＡおよびＢに示す。
表Ａ：
【化４７】
【０１１１】
【化４８】
【０１１２】
【化４９】
【０１１３】
【化５０】
【０１１４】
表Ｂ：
【化５１】
【０１１５】
【化５２】
【０１１６】
【化５３】
【０１１７】
【化５４】
【０１１８】
【化５５】
【０１１９】
【化５６】
【０１２０】
【化５７】
【０１２１】
【化５８】
【０１２２】
特に好ましいのは、式ＩおよびＩＡで表される化合物に加えて、少なくとも１種、２種、３種または４種の表Ｂからの化合物を含む液晶混合物である。
【０１２３】
表Ｃ：
表Ｃは、本発明の混合物に一般的に加えられる可能なドーパントを示す。
【化５９】
【０１２４】
【化６０】
【０１２５】
【化６１】
【０１２６】
表Ｄ：
例えば本発明の混合物に加えることができる安定剤を、以下に述べる。
【化６２】
【０１２７】
【化６３】
【０１２８】
【化６４】
【０１２９】
【化６５】
【０１３０】
【化６６】
【０１３１】
以下の例は、本発明を限定せずに、本発明を説明することを意図する。本明細書中、パーセンテージは重量パーセントである。すべての温度を、摂氏度で示す。ｍ．ｐ．は融点を示し、ｃｌ．ｐ．は透明点を示す。さらに、Ｃ＝結晶状態、Ｎ＝ネマティック相、Ｓ＝スメクティック相および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、転移温度を示す。Δｎは、光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）を示し、Δεは、誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）を示す。流動粘度ν２０（ｍｍ２／秒）は、２０℃において決定する。回転粘度γ１（ｍＰａ・ｓ）は、同様に２０℃において決定する。
【０１３２】
例Ｍ１
【表２】
【０１３３】
例Ｍ２
【表３】
【０１３４】
例Ｍ３
【表４】
【０１３５】
比較例（EP 1 046 694の２４頁）
【表５】
【０１３６】
例Ｍ４
【表６】
【０１３７】
例Ｍ５
【表７】
【０１３８】
例Ｍ６
【表８】
【０１３９】
例Ｍ７
【表９】
【０１４０】
例Ｍ８
【表１０】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体、電気光学的目的のためのこ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、このような物質の光学的特性が印加される電圧により変更され得るため、主にディスプレイデバイスにおける誘電体として用いられる。液晶に基づく電気光学的デバイスは、当業者に極めてよく知られており、種々の効果に基づくことができる。このようなデバイスの例は、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ（配向相の変形）セル、ゲスト／ホストセル、ねじれネマティック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）セル、ＳＢＥ（超複屈折効果）セルおよびＯＭＩ（光学モード干渉）セルである。最も一般的なディスプレイデバイスは、シャット−ヘルフリッヒ(Schadt-Helfrich)効果に基づいており、ねじれネマティック構造を有する。
【０００３】
液晶材料は、良好な化学的および熱的安定性並びに電場および電磁放射に対する良好な安定性を有しなければならない。さらに、液晶材料は、低い粘度を有し、かつセルにおいて短いアドレス時間、低いしきい値電圧および高いコントラストを生じなければならない。
【０００４】
さらに、これらは、通常の駆動温度において、即ち、室温よりも高いおよび低い、可能な限り広い範囲において、好適な中間相、例えば前述のセルについてのネマティックまたはコレステリック中間相を有しなければならない。液晶は、一般的に、多くの成分の混合物として用いられるため、成分が、互いに容易に混和性であることが重要である。他の特性、例えば導電性、誘電異方性および光学異方性は、セルのタイプおよび応用分野に依存して、種々の要求を満たさなければならない。例えば、ねじれネマティック構造を有するセル用の材料は、正の誘電異方性および低い導電性を有しなければならない。
【０００５】
例えば、個別の画素を切り換えるための集積非線型素子を有するマトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）について、大きい正の誘電異方性、広いネマティック相、比較的低い複屈折、極めて高い比抵抗、良好なＵＶおよび温度安定性並びに比較的低い蒸気圧を有する媒体が望ましい。
このタイプのマトリックス液晶ディスプレイは、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）または他のダイオード。
２．基板としてのガラス板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）。
【０００６】
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。後者の技術に関しては、格別の研究努力が、世界中でなされている。
【０００７】
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(fully colour-capable)ディスプレイに拡張することができる。
【０００８】
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。
【０００９】
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）、またはコンピューター用途（ラップトップ）および自動車もしくは航空機構築用の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., SEKOGUCHI, 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]。
【００１０】
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し、残像消去の問題が生じ得る。液晶混合物の比抵抗値は一般に、ディスプレイの内部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、許容し得る有効寿命を得るためには、高い（初期）抵抗値は極めて重要である。特に、低電圧混合物の場合、極めて高い比抵抗値を達成することは、従来不可能であった。さらに、温度上昇に伴って、並びに加熱および／またはＵＶへの露光の後に、比抵抗値が、可能な限り小さい上昇を示すことが重要である。従来技術からの混合物の低温特性もまた、特に不利である。低温でさえも、結晶化および／またはスメクティック相が生じず、かつ粘度の温度依存性が可能な限り低いことが要求される。従って、従来技術からのＭＬＣディスプレイは、今日の要求を満たさない。
【００１１】
従って、これらの欠点を有しないか、または有しても低下した程度のみである、極めて高い比抵抗値および同時に大きい動作温度範囲、低温においても短い応答時間および低いしきい値電圧を有するＭＬＣディスプレイに対する多大な要求が継続している。
【００１２】
背面照射を用いる、即ち透過可能に、および所望により透過反射的に(transflectively)動作する液晶ディスプレイに加えて、反射性液晶ディスプレイもまた、特に興味深い。これらの反射性液晶ディスプレイは、周囲光を、情報表示のために用いる。従って、これらは、対応する大きさおよび解像度を有する背面照射された液晶ディスプレイよりも顕著に低いエネルギーを消費する。ＴＮ効果が極めて良好なコントラストにより特徴づけられるため、このタイプの反射性ディスプレイは、さらに、明るい周囲条件において良好に読み取られ得る。これは、例えば腕時計およびポケット型計算機において用いられているように、単純な反射性ＴＮディスプレイとしてすでに知られている。
【００１３】
しかし、原則はまた、高品質の、高解像度アクティブマトリックスアドレスディスプレイ、例えばＴＦＴディスプレイにも該当し得る。ここで、すでに一般的に慣用の透過性ＴＦＴ−ＴＮディスプレイにおけるように、低い複屈折（Δｎ）を有する液晶を用いることは、低い光学的遅延（ｄ・Δｎ）を達成するために必要である。この低い光学的遅延の結果、コントラストの通常許容し得る低い視野角依存性がもたらされる（DE 30 22 818号を参照）。反射性ディスプレイにおいて、低い複屈折を有する液晶を用いることは、透過性ディスプレイにおけるよりもさらに重要である。その理由は、光が通過する有効な層の厚さが、反射性ディスプレイにおいては、同一の層の厚さを有する透過性ディスプレイの約２倍大きいからである。
【００１４】
ＴＮ（シャット−ヘルフリッヒ）セルにおいて、このセルには以下の利点を容易にする媒体が望ましい：
−拡大したネマティック相範囲（特に、低温まで）、
−極めて低い温度においても貯蔵安定性、
−超低温における切換能力（野外での使用、自動車、航空機）、
−ＵＶ放射線に対する増大した耐性（比較的長い有効寿命）、
−反射性ディスプレイについての低い光学的複屈折（Δｎ）。
【００１５】
従来技術から利用できた媒体は、これらの利点を達成し、一方同時に他のパラメーターを維持することを可能にしない。EP 1 046 693 A1およびEP 1 046 694 A1に開示されている混合物は、高い粘度により区別される。
スーパーツイスト（ＳＴＮ）セルの場合、一層大きい多重性(multiplexability)および／または一層低いしきい値電圧および／または一層広いネマティック相範囲（特に低温における）が可能である媒体が望ましい。この目的のために、利用できるパラメーター自由度（透明点、スメクティック−ネマティック転移または融点、粘度、誘電パラメーター、弾性パラメーター）のさらなる拡大が、早急に望まれている。
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、前述の欠点を有しないか、または有しても低下した程度のみであり、好ましくは同時に極めて低いしきい値電圧、低い粘度および電圧保持比（ＶＨＲ）についての高い値を有する、特にこのタイプのＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイのための媒体を提供する目的を有する。
ここで、この目的は、本発明の媒体をディスプレイにおいて用いる場合に達成することができることが、見出された。
【００１７】
従って、本発明は、正の誘電異方性を有する極性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】
で表される１種または２種以上の化合物および式ＩＡ
【化２】
で表される１種または２種以上の化合物を含み、ここで、式Ｉで表される化合物の比率が、少なくとも１８重量％であり、ここで、個々の基が、以下の意味：
【００１８】
Ｒ１は、２〜８個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｒ２は、Ｈ、１〜１５個の炭素原子を有し、ハロゲン化されているか、ＣＮもしくはＣＦ３により置換されているか、または非置換であるアルキル基であり、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、Ｏ原子が互いに直接結合しないように、
【化３】
により置換されていてもよく、
【００１９】
Ｘ１は、各々６個までの炭素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基またはアルケニルオキシ基であり、ａ＝１である場合には、またＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳまたはＯＣＮであり、
Ｘ２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＮ、各々６個までの炭素原子を有する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またはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり、ここでＺ１≠Ｚ２であり、
【００２０】
【化４】
は、各々、互いに独立して、
【化５】
であり、
ａは、０または１であり、
Ｌ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦである、
を有することを特徴とする、前記液晶媒体に関する。
【００２１】
式ＩおよびＩＡで表される化合物は、広範囲の用途を有する。置換基の選択に依存して、これらの化合物は、液晶媒体が主に構成されるベース材料として作用することができる；しかし、式ＩおよびＩＡで表される化合物を、他の群の化合物からの液晶ベース材料に加えて、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変更し、かつ／またはこのしきい値電圧および／またはこの粘度を最適にすることも、可能である。本発明の混合概念の結果、従来技術と、特に２．５Ｖおよび３．３Ｖ混合物において、これらの極めて良好な信頼性およびＶｔｈ／γ１比率により区別される混合物が得られる。本発明の混合物は、ノート型ＰＣ、ＰＤＡおよび他の携帯可能な用途に特に適する。
【００２２】
純粋な状態において、式ＩおよびＩＡで表される化合物は無色であり、電気光学的使用に対して好ましく位置する温度範囲で液晶中間相を形成する。これらは、化学的、熱的および光に対して安定である。
式ＩにおけるＲ１は、好ましくはビニル、１Ｅ−アルケニルまたは３−アルケニルである。
【００２３】
式ＩＡにおけるＲ２が、アルキル基および／またはアルコキシ基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、１、２、３、４、５、６または７個の炭素原子を有し、従って、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、メトキシ、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、さらにオクチル、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、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。
【００２４】
オキサアルキルは、好ましくは、直鎖状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。
【００２５】
Ｒ２が、１つのＣＨ２基が−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状であるかまたは分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、２〜１０個の炭素原子を有する。従って、これは、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、ノン−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。
【００２６】
Ｒ２が、１つのＣＨ２基が−Ｏ−により置換されており、１つが−ＣＯ−により置換されているアルキル基である場合には、これらは、好ましくは隣接している。従って、これらは、アシルオキシ基−ＣＯ−Ｏ−またはオキシカルボニル基−Ｏ−ＣＯ−を含む。これらは、好ましくは直鎖状であり、２〜６個の炭素原子を有する。従って、これらは、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、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、２−アセトキシプロピル、３−プロピオニルオキシプロピル、４−アセトキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、２−（メトキシカルボニル）エチル、２−（エトキシカルボニル）エチル、２−（プロポキシカルボニル）エチル、３−（メトキシカルボニル）プロピル、３−（エトキシカルボニル）プロピルまたは４−（メトキシカルボニル）ブチルである。
【００２７】
Ｒ２が、１つのＣＨ２基が非置換または置換−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されており、隣接するＣＨ２基がＣＯまたはＣＯ−ＯまたはＯ−ＣＯにより置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、４〜１２個の炭素原子を有する。従って、これは、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。
【００２８】
Ｒ２が、ＣＮまたはＣＦ３により単置換されているアルキルまたはアルケニル基である場合には、この基は、好ましくは直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ３による置換は、任意の所望の位置においてである。
【００２９】
Ｒ２が、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る場合には、この基は、好ましくは直鎖状であり、ハロゲンは、好ましくはＦまたはＣｌである。多置換の場合において、ハロゲンは、好ましくはＦである。得られた基はまた、パーフルオロ基を含む。単置換の場合において、フッ素または塩素置換基は、任意の所望の位置においてとすることができるが、好ましくはω位においてである。
【００３０】
分枝状翼基Ｒ２を含む化合物は、時々、慣用の液晶ベース材料への一層良好な溶解性のために重要であり得るが、特にこれらが光学的に活性である場合には、キラルなドーパントとして重要であり得る。このタイプのスメクティック化合物は、強誘電性材料の成分として適する。
【００３１】
このタイプの分枝状基は、一般的に、１つより多くない鎖分枝を含む。好ましい分枝状基Ｒ２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。
【００３２】
Ｒ２が、２つまたは３つ以上のＣＨ２基が−Ｏ−および／または−ＣＯ−Ｏ−により置換されているアルキル基である場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、分枝状であり、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）ヘキシルである。
【００３３】
式ＩおよびＩＡで表される化合物は、文献（例えば標準的な学術書、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie［有機化学の方法］、Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart）に記載されているように、自体公知の方法により、正確には知られており、前述の反応に好適な反応条件下で調製する。また、ここで、自体公知であるが、ここでは一層詳細には述べない変法を用いることができる。式ＩＡで表される化合物は、例えば、EP 1 046 693 A1およびEP 1 046 694 A1に開示されている。式Ｉで表される化合物は、例えば、EP 0 122 389 B1に記載されている。
【００３４】
本発明はまた、このタイプの媒体を含む電気光学的ディスプレイ（特に、フレームと共にセルを形成する２枚の面平行外板、外板上の個別の画素を切り換えるための、集積非線型素子、並びにセル中に配置された、正の誘電異方性および高い比抵抗を有するネマティック液晶混合物を有するＳＴＮまたはＭＬＣディスプレイ）およびこれらの媒体の、電気光学的目的のための使用に関する。
【００３５】
本発明の液晶混合物は、利用できるパラメーター自由度の顕著な拡大を可能にする。透明点、低温における粘度、熱的およびＵＶ安定性並びに誘電異方性の達成可能な組み合わせは、従来技術からの従前の材料に比較してはるかに優れている。
【００３６】
EP 1 046 694 A1に開示されている混合物と比較して、本発明の混合物は、高い透明点、低いγ１値、流動粘度についての低い値および１００℃におけるＶＨＲについての極めて高い値を有する。本発明の混合物は、好ましくは、３．３および２．５Ｖドライバーを有するノート型ＰＣ用途のためのＴＮ−ＴＦＴ混合物として適する。
【００３７】
本発明の液晶混合物は、−３０℃まで、特に好ましくは−４０℃までのネマティック相を維持しながら、７０℃を超える、好ましくは７５℃を超える、特に好ましくは≧８０℃の透明点、同時に≧６、好ましくは≧８の誘電異方性値Δε並びに優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイを得ることを可能にする比抵抗値についての高い値を達成することを可能にする。特に、この混合物は、低い動作電圧により特徴づけられる。ＴＮしきい値は、１．５Ｖより低く、好ましくは１．４Ｖより低く、特に好ましくは＜１．３Ｖである。
【００３８】
また、本発明の混合物の成分の好適な選択により、他の有利な特性を維持しながら、一層高いしきい値電圧において一層高い透明点（例えば１１０℃を超える）を達成することが可能であるか、または一層低いしきい値電圧において一層低い透明点を達成することが可能であることは、言うまでもない。わずかにのみ対応して増大する粘度において、同様に、より大きいΔεおよび従って低いしきい値を有する混合物を得ることが可能である。本発明のＭＬＣディスプレイは、グーチ(Gooch)およびタリー(Tarry)の第一透過率極小値で好ましく動作し[C.H. GoochおよびH.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C.H. GoochおよびH.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975]、ここで、特に好ましい電気光学的特性、例えば特性曲線の高い急峻度およびコントラストの低い角度依存性（ドイツ国特許30 22 818）に加えて、一層低い誘電異方性は、第二極小値において、類似ディスプレイにおける同一のしきい値電圧において十分である。
【００３９】
これは、シアノ化合物を含む混合物の場合と比較して、本発明の混合物を用いて第一極小値において顕著に高い比抵抗値を達成することを可能にする。個別の成分およびこれらの重量割合を好適に選択することにより、当業者は、ＭＬＣディスプレイの既定の層の厚さに必要な複屈折率を、簡単な定法を用いて設定することができる。
【００４０】
２０℃における流動粘度ν２０は、好ましくは＜２０ｍｍ２・ｓ−１、特に好ましくは＜１９ｍｍ２・ｓ−１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＜１４０ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは＜１２０ｍＰａ・ｓである。ネマティック相範囲は、好ましくは少なくとも１００°、特に少なくとも１１０°である。この範囲は、好ましくは少なくとも−４０°〜＋８０°まで拡大される。
【００４１】
短い応答時間は、液晶ディスプレイにおいて望ましい。これは、特に、ビデオ再生が可能であるディスプレイに該当する。このタイプのディスプレイについて、多くとも１６ｍｓの応答時間（合計：ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）が必要である。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。
【００４２】
電圧保持率（ＨＲ）の測定値［S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, １９８４年６月、 p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)］は、式ＩおよびＩＡで表される化合物を含む本発明の混合物は、式
【化６】
で表されるシアノフェニルシクロヘキサン類または式
【化７】
で表されるエステル類を、式ＩＡで表される化合物の代わりに含む類似する混合物よりも、温度の上昇に伴うＨＲの減少が顕著に小さいことを示した。
【００４３】
本発明の混合物は、好ましくは、ニトリル類をほとんど（≦２０％、特に≦１０％）または全く含まない。２０℃における本発明の混合物の保持比は、少なくとも９８％、好ましくは＞９９％である。本発明の混合物のＵＶ安定性はまた、顕著に一層良好であり、即ち、これらは、ＵＶに露光した際にＨＲの顕著に小さい低下を示す。
【００４４】
式Ｉは、好ましくは、式Ｉ−１〜Ｉ−５
【化８】
で表される化合物を包含する。
【００４５】
式Ｉで表される特に好ましい化合物は、式
【化９】
【００４６】
【化１０】
式中、
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２、好ましくは１、２、３または５である、
で表される化合物である。
【００４７】
ａｌｋｙｌは、１〜１５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル、好ましくはＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９、ｎ−Ｃ５Ｈ１１またはｎ−Ｃ６Ｈ１３である。
ａｌｋｅｎｙｌは、好ましくは、ＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨ２ＣＨ２またはＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２である。
【００４８】
環ＡおよびＢは、好ましくは、
【化１１】
である。
好ましいのは、式Ｉ−１および／またはＩ−２で表される少なくとも１種の化合物を含む、本発明の媒体である。
【００４９】
式ＩＡで表される特に好ましい化合物は、式ＩＡ−１〜ＩＡ−３０
【化１２】
【００５０】
【化１３】
【００５１】
【化１４】
【００５２】
【化１５】
【００５３】
【化１６】
【００５４】
【化１７】
式中、Ｒ２は、上記で定義した通りである、
で表される化合物である。
【００５５】
これらの好ましい化合物の中で、特に好ましいのは、式ＩＡ−２、ＩＡ−３、ＩＡ−５、ＩＡ−６およびＩＡ−１４、ＩＡ−１５およびＩＡ−１８で表される化合物、特に式ＩＡ−３およびＩＡ−１５で表される化合物である。
【００５６】
好ましいのは、さらに、少なくとも１つの複素環を含む式ＩＡで表される化合物、特に式
【化１８】
【００５７】
【化１９】
【００５８】
【化２０】
【００５９】
【化２１】
で表される化合物である。
【００６０】
式ＩＡおよびＩＡ−１〜ＩＡ−５４で表される化合物中のＲ２は、好ましくはＨ、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状アルキル、特にＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９、ｎ−Ｃ５Ｈ１１、ｎ−Ｃ６Ｈ１３、ｎ−Ｃ７Ｈ１５、さらに１Ｅ−または３Ｅ−アルケニル、特にＣＨ２＝ＣＨ、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ、ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２またはＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２ＣＨ２である。
【００６１】
好ましい態様を、以下に示す：
−媒体は、１種、２種または３種以上の式ＩＡ−１〜ＩＡ−５４からなる群から選択された化合物を含む；
−媒体は、好ましくは、各々の場合において、１種または２種以上、好ましくは２種または３種の、式Ｉ−１およびＩＡ−１５で表される化合物（同族体）を含む；
−媒体は、好ましくは、各々の場合において、１種または２種以上、好ましくは２種または３種の、式Ｉ−１およびＩＡ−３で表される化合物（同族体）を含む；
【００６２】
−媒体は、さらに、一般式ＩＩ〜ＶＩ
【化２２】
【００６３】
式中、個々の基は、以下の意味：
Ｒ０は、Ｈ、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、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、６個までの炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｃ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−であり、
Ｙ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である、
を有する、
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み、ここで、式ＩＩで表される化合物は、式Ｉで表される化合物と同一ではない。
【００６４】
式ＩＶで表される化合物は、好ましくは、
【化２３】
である。
【００６５】
−媒体は、さらに、一般式ＶＩＩ〜ＸＩＩＩ
【化２４】
【００６６】
【化２５】
式中、Ｒ０、Ｘ０、Ｙ１およびＹ２は、各々、互いに独立して、請求項４において定義した通りである、
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。Ｙ３およびＹ４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦ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、各々６個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルである。
【００６７】
−媒体は、さらに、式Ｅａ〜Ｅｆ
【化２６】
【００６８】
【化２７】
式中、Ｒ０は、請求項４において定義した通りである、
で表される１種または２種以上のエステル化合物を含む；
【００６９】
−式Ｅａ〜Ｅｆで表される化合物の比率は、好ましくは１０〜３０重量％、特に１５〜２５重量％である；
−式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物の合計の、全体としての混合物中の比率は、少なくとも５０重量％である；
−式Ｉで表される化合物の、全体としての混合物中の比率は、≧１８重量％、好ましくは≧２０重量％、特に≧２２重量％、極めて特に好ましくは≧２４重量％である；
−式ＩＡで表される化合物の、全体としての混合物中の比率は、５〜４０重量％、特に好ましくは１０〜３０重量％である；
−式ＩＩ〜ＶＩで表される化合物の、全体としての混合物中の比率は、３０〜８０重量％である；
【００７０】
−
【化２８】
は、好ましくは、
【化２９】
である。
【００７１】
−媒体は、式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶまたはＶＩで表される化合物を含む；
−Ｒ０は、それぞれ１個または２〜７個の炭素原子を有する直鎖状アルキルまたはアルケニルである；
−媒体は、本質的に、式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物からなる；
【００７２】
−媒体は、さらに、好ましくは、一般式ＸＩＶ〜ＸＶＩＩ
【化３０】
式中、Ｒ０およびＸ０は、上記で定義した通りであり、１，４−フェニレン環は、ＣＮ、塩素またはフッ素により置換されていてもよい、
からなる以下の群から選択された化合物を含む。１，４−フェニレン環は、好ましくは、フッ素原子により単置換または多置換されている。
【００７３】
−媒体は、さらに、式ＸＶＩＩＩおよび／またはＸＩＸ
【化３１】
式中、Ｒ０、Ｘ０、Ｙ１およびＹ２は、上記で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。
【００７４】
式ＸＶＩＩＩで表される化合物の、本発明の混合物中の比率は、２〜３０重量％であり、一方式ＸＩＸで表される化合物は、０．５〜３０重量％の量で、混合物中に存在し得る。式ＸＩＸで表される化合物はまた、同時に、混合物のＵＶ安定性に対する正の影響を有する。
【００７５】
−媒体は、さらに、式
【化３２】
式中、「ａｌｋｙｌ」および「ａｌｋｙｌ＊」は、各々、互いに独立して、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である、
で表される１種、２種、３種または４種以上、好ましくは２種または３種の化合物を含む。
式Ｏ１および／またはＯ２で表される化合物の、本発明の混合物中の比率は、好ましくは５〜１０重量％である。
【００７６】
−媒体は、好ましくは、５〜３５重量％の化合物ＩＶａを含む。
−媒体は、好ましくは、式ＩＶａで表され、式中Ｘ０がＦまたはＯＣＦ３である１種、２種または３種の化合物を含む。
【００７７】
−媒体は、好ましくは、式ＩＩａ〜ＩＩｇ
【化３３】
【００７８】
【化３４】
式中、Ｒ０は、上記で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。式ＩＩａ〜ＩＩｇで表される化合物において、Ｒ０は、好ましくは、Ｈ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルまたはｎ−ペンチル、さらにｎ−ヘキシルまたはｎ−ヘプチルである。
【００７９】
−（Ｉ＋ＩＡ）：（ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ）の重量比は、好ましくは、１：１０〜１０：１である。
−媒体は、本質的に、一般式ＩＡおよびＩ〜ＸＩＩＩからなる群から選択された化合物からなる。
−式ＩＶｂおよび／またはＩＶｃで表され、式中Ｘ０がフッ素であり、Ｒ０がＣ２Ｈ５、ｎ−Ｃ３Ｈ７、ｎ−Ｃ４Ｈ９またはｎ−Ｃ５Ｈ１１である化合物の、全体としての混合物中の比率は、２〜２０重量％、特に２〜１５重量％である；
【００８０】
−媒体は、好ましくは、Ｈ１〜Ｈ１９（ｎ＝１〜１２）
【化３５】
【００８１】
【化３６】
【００８２】
【化３７】
からなる群から選択された１種、２種または３種、さらに４種の化合物の同族体を含む。
【００８３】
−媒体は、好ましくは、Ｒ０がメチルである化合物ＩＩｂを含む。
【００８４】
−媒体は、好ましくは式ＲＩ〜ＲＶＩＩ
【化３８】
【００８５】
式中、
Ｒ＊は、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルオキシであり、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である、
からなる以下の群から選択された、低いΔｎの化合物を含む。
【００８６】
−ＴＮモニター用途のための好ましい混合物は、式
【化３９】
式中、
Ｒ＊は、上記で定義した通りであり、好ましくはアルケニル、特にＣＨ３ＣＨ＝ＣＨである、
で表される化合物を含む。
ベンゼン環は、さらに、１個または２個のフッ素原子により置換されていてもよい。
【００８７】
−媒体は、さらに、式ＡＮ１〜ＡＮ１１
【化４０】
【００８８】
【化４１】
【００８９】
【化４２】
式中、Ｒ０は、上記で定義した通りである、
で表される、１種、２種または３種以上の縮合環を含む化合物を含む。
【００９０】
「アルキル(alkyl)」または「アルキル＊(alkyl＊)」の用語は、１〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルキル基、特に直鎖状基メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。２〜５個の炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
【００９１】
「アルケニル(alkenyl)」の用語は、２〜７個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルケニル基、特に直鎖状基を包含する。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。特に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個までの炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
【００９２】
−媒体は、さらに、式Ｐ−１〜Ｐ−１１
【化４３】
【００９３】
【化４４】
【００９４】
【化４５】
式中、Ｒ０は、上記で定義した通りである、
で表される１種または２種以上のピラン化合物を含む。
【００９５】
−媒体は、好ましくは、式Ｄ−１および／またはＤ−２
【化４６】
式中、
Ｒ０は、上記で定義した通りである、
で表される１種または２種以上のジオキサン化合物を含む。
好ましい混合物は、２〜３０％のジオキサン類を含む。
【００９６】
「フルオロアルキル」の用語は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖状基、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包含する。しかし、他の位置のフッ素は、除外されない。
「オキサアルキル」の用語は、好ましくは、式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍで表され、式中、ｎおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜６である直鎖状基を包含する。好ましくは、ｎ＝１であり、ｍは、１〜６である。
【００９７】
慣用の液晶材料、しかし特に式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩで表される１種または２種以上の化合物と混合された、式ＩおよびＩＡで表される化合物の比較的小さい比率さえも、しきい値電圧の顕著な低下およびＶＨＲについての高い値（１００℃）をもたらし、低いスメクティック−ネマティック転移温度を有する広いネマティック相が、同時に観察され、貯蔵安定性が改善されることが見出された。好ましいのは、特に、式ＩおよびＩＡで表される１種または２種以上の化合物に加えて、式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物、特に式ＩＶａで表され、式中Ｘ０がＦまたはＯＣＦ３である化合物を含む混合物である。式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物は、無色であり、安定であり、互いに、および他の液晶物質と容易に混和可能である。
【００９８】
Ｒ０およびＸ０の意味を好適に選択することにより、アドレス時間、しきい値電圧、透過特性曲線の急峻度などを、所望の方法で改変することができる。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は、一般的に、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、短いアドレス時間、改善されたネマティック傾向および弾性定数ｋ３３（曲がり）とｋ１１（広がり）との間の高い比率をもたらす。４−アルケニル基、３−アルケニル基などは、一般的に、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、低いしきい値電圧および小さいｋ３３／ｋ１１値をもたらす。
【００９９】
−ＣＨ２ＣＨ２−基は、一般的に、単共有結合と比較して高いｋ３３／ｋ１１の値をもたらす。ｋ３３／ｋ１１の一層大きい値は、例えば、９０°のねじれを有するＴＮセルにおいて、一層平坦な透過特性曲線を容易にし（グレーシェードを達成するために）、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセル（一層大きい多重性）において一層急峻な透過特性曲線を容易にし、その逆もまた同様である。
【０１００】
式Ｉ、ＩＡで表される化合物およびＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩで表される化合物の最適な混合比率は、実質的に、所望の特性、式Ｉ、ＩＡ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび／またはＶＩで表される成分の選択並びに存在し得るすべての他の成分の選択に依存する。前に示した範囲内での好適な混合比率を、場合毎に容易に決定することができる。
【０１０１】
本発明の混合物中の式ＩＡおよびＩ〜ＸＩＩＩで表される化合物の合計量は、重大ではない。従って、混合物は、種々の特性の最適化の目的のために、１種または２種以上の他の成分を含むことができる。しかし、アドレス時間およびしきい値電圧に対する観察された効果は、一般的に、式ＩＡおよびＩ〜ＸＩＩＩで表される化合物の合計の濃度が高くなるに従って大きい。
【０１０２】
特に好ましい態様において、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）で表される化合物を含む。式ＩおよびＩＡで表される化合物との好ましい相乗効果は、特に有利な特性をもたらす。特に、式ＩおよびＩＡで表される、並びに式ＩＶａで表される化合物を含む混合物は、これらの低いしきい値電圧により区別される。
【０１０３】
本発明の媒体において用いることができる、式ＩＡおよびＩ〜ＸＶＩＩＩ並びにこれらの従属式で表される個別の化合物は、知られているか、または既知の化合物と同様にして調製することができる。
【０１０４】
偏光子、電極基板および表面処理した電極からの本発明のＭＬＣディスプレイの構造は、このタイプのディスプレイについての通常の設計に相当する。通常の設計の用語は、ここで広く解釈され、また特にポリ−Ｓｉ ＴＦＴまたはＭＩＭに基づくマトリックス表示素子を含むＭＬＣディスプレイのすべての派生型および改変型を包含する。
【０１０５】
しかし、本発明のディスプレイとねじれネマティックセルに基づく現在までの慣用のディスプレイとの顕著な相違点は、液晶層の液晶パラメーターの選択にある。
本発明において用いることができる液晶混合物は、自体慣用の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、十分に混合した後に、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。
【０１０６】
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、例えば安定剤、ＵＶフィルターおよび酸化防止剤を含むことができる。例えば、０〜１５％の多色性染料またはキラルなドーパントを加えることができる。
Ｃは結晶相を示し、Ｓはスメクティック相を示し、ＳＣはスメクティックＣ相を示し、Ｎはネマティック相を示し、Ｉはアイソトロピック相を示す。
【０１０７】
Ｖ１０は、１０％透過率にかかわる電圧を示す（板表面に対して垂直の視野角）。ｔｏｎは、Ｖ１０の数値の２．０倍に対応する動作電圧におけるスイッチオン時間を示し、ｔｏｆｆは、スイッチオフ時間を示す。Δｎは、光学異方性を示す。Δεは、誘電異方性を示す（Δε＝ε‖−ε⊥、この式においてε‖は分子の長軸に対して平行な誘電定数を示し、ε⊥はこれに対して垂直な誘電定数を示す）。電気光学的データは、他に特に述べない限り、２０℃でＴＮセルにおいて第一極小値（即ち０．５μｍのｄ・Δｎ値において）で測定する。光学的データは、他に特に述べない限り、２０℃で測定する。
【０１０８】
本出願および以下の例において、液晶化合物の構造を頭文字で示し、その化学式への変換は、以下の表ＡおよびＢに従って得られる。すべての基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、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；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におけるコードは自明である。表Ａにおいて、基本構造にかかわる頭文字のみを示す。各場合において、基本構造にかかわる頭文字の後に、ダッシュで分離して、置換基Ｒ１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊、Ｌ２＊およびＬ３＊に関するコードが示されている：
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
好ましい混合物成分を、表ＡおよびＢに示す。
表Ａ：
【化４７】
【０１１１】
【化４８】
【０１１２】
【化４９】
【０１１３】
【化５０】
【０１１４】
表Ｂ：
【化５１】
【０１１５】
【化５２】
【０１１６】
【化５３】
【０１１７】
【化５４】
【０１１８】
【化５５】
【０１１９】
【化５６】
【０１２０】
【化５７】
【０１２１】
【化５８】
【０１２２】
特に好ましいのは、式ＩおよびＩＡで表される化合物に加えて、少なくとも１種、２種、３種または４種の表Ｂからの化合物を含む液晶混合物である。
【０１２３】
表Ｃ：
表Ｃは、本発明の混合物に一般的に加えられる可能なドーパントを示す。
【化５９】
【０１２４】
【化６０】
【０１２５】
【化６１】
【０１２６】
表Ｄ：
例えば本発明の混合物に加えることができる安定剤を、以下に述べる。
【化６２】
【０１２７】
【化６３】
【０１２８】
【化６４】
【０１２９】
【化６５】
【０１３０】
【化６６】
【０１３１】
以下の例は、本発明を限定せずに、本発明を説明することを意図する。本明細書中、パーセンテージは重量パーセントである。すべての温度を、摂氏度で示す。ｍ．ｐ．は融点を示し、ｃｌ．ｐ．は透明点を示す。さらに、Ｃ＝結晶状態、Ｎ＝ネマティック相、Ｓ＝スメクティック相および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、転移温度を示す。Δｎは、光学異方性（５８９ｎｍ、２０℃）を示し、Δεは、誘電異方性（１ｋＨｚ、２０℃）を示す。流動粘度ν２０（ｍｍ２／秒）は、２０℃において決定する。回転粘度γ１（ｍＰａ・ｓ）は、同様に２０℃において決定する。
【０１３２】
例Ｍ１
【表２】
【０１３３】
例Ｍ２
【表３】
【０１３４】
例Ｍ３
【表４】
【０１３５】
比較例（EP 1 046 694の２４頁）
【表５】
【０１３６】
例Ｍ４
【表６】
【０１３７】
例Ｍ５
【表７】
【０１３８】
例Ｍ６
【表８】
【０１３９】
例Ｍ７
【表９】
【０１４０】
例Ｍ８
【表１０】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式Ｉ
【化１】
で表される１種または２種以上の化合物および式ＩＡ
【化２】
で表される１種または２種以上の化合物を含み、ここで、該媒体中の式Ｉで表される化合物の比率は、少なくとも１８重量％であり、ここで、個々の基は、以下の意味：
Ｒ１は、２〜８個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｒ２は、Ｈ、１〜１５個の炭素原子を有し、ハロゲン化されているか、ＣＮもしくはＣＦ３により置換されているか、または非置換であるアルキル基であり、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、Ｏ原子が互いに直接結合しないように、
【化３】
により置換されていてもよく、
Ｘ１は、各々６個までの炭素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基またはアルケニルオキシ基であり、ａ＝１である場合には、またＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳまたはＯＣＮであり、
Ｘ２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＮ、各々６個までの炭素原子を有する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またはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり、ここでＺ１≠Ｚ２であり、
ａは、０または１であり、
【化４】
は、各々、互いに独立して、
【化５】
であり、
Ｌ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦである、
を有することを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項２】
式ＩＡ−１〜ＩＡ−３０
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
式中、Ｒ２は、請求項１において定義した通りである、
で表される１種、２種または３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】
式Ｉ−１〜Ｉ−５
【化１２】
式中、ａｌｋｅｎｙｌは、２〜８個の炭素原子を有するアルケニル基であり、ａｌｋｙｌは、１〜１５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である、
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】
さらに、一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩ
【化１３】
式中、個々の基は、以下の意味：
Ｒ０は、Ｈ、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、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、６個までの炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−であり、
Ｙ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である、
を有する、
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み、式ＩＩで表される化合物は、式Ｉで表される化合物と同一ではないことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項５】
式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物の合計の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５０重量％であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶媒体。
【請求項６】
さらに、式Ｅａ〜Ｅｆ
【化１４】
【化１５】
式中、Ｒ０は、請求項４において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ＩＩａ〜ＩＩｇ
【化１６】
【化１７】
式中、Ｒ０は、請求項４において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】
さらに、式ＲＩ〜ＲＶＩＩ
【化１８】
【化１９】
式中、
Ｒ＊は、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルオキシであり、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である、
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１〜７のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項９】
式ＩＡで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、５〜４０重量％であ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】
請求項１に記載の液晶媒体の、電気光学的目的のための使用。
【請求項１１】
請求項１に記載の液晶媒体を含む、電気光学的液晶ディスプレイ。
【請求項１】
正の誘電異方性を有する極性化合物の混合物に基づく液晶媒体であって、式Ｉ
【化１】
で表される１種または２種以上の化合物および式ＩＡ
【化２】
で表される１種または２種以上の化合物を含み、ここで、該媒体中の式Ｉで表される化合物の比率は、少なくとも１８重量％であり、ここで、個々の基は、以下の意味：
Ｒ１は、２〜８個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｒ２は、Ｈ、１〜１５個の炭素原子を有し、ハロゲン化されているか、ＣＮもしくはＣＦ３により置換されているか、または非置換であるアルキル基であり、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、Ｏ原子が互いに直接結合しないように、
【化３】
により置換されていてもよく、
Ｘ１は、各々６個までの炭素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基またはアルケニルオキシ基であり、ａ＝１である場合には、またＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳまたはＯＣＮであり、
Ｘ２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＦ５、ＳＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＮ、各々６個までの炭素原子を有する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またはハロゲン化アルケニルオキシ基であり、
Ｚ１およびＺ２は、各々、互いに独立して、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり、ここでＺ１≠Ｚ２であり、
ａは、０または１であり、
【化４】
は、各々、互いに独立して、
【化５】
であり、
Ｌ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦである、
を有することを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項２】
式ＩＡ−１〜ＩＡ−３０
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
式中、Ｒ２は、請求項１において定義した通りである、
で表される１種、２種または３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】
式Ｉ−１〜Ｉ−５
【化１２】
式中、ａｌｋｅｎｙｌは、２〜８個の炭素原子を有するアルケニル基であり、ａｌｋｙｌは、１〜１５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である、
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】
さらに、一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩ
【化１３】
式中、個々の基は、以下の意味：
Ｒ０は、Ｈ、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、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、６個までの炭素原子を有するハロゲン化アルキル、アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシであり、
Ｚ０は、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＨ２−または−ＣＨ２Ｏ−であり、
Ｙ１〜４は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、
ｒは、０または１である、
を有する、
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み、式ＩＩで表される化合物は、式Ｉで表される化合物と同一ではないことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項５】
式ＩＡおよびＩ〜ＶＩで表される化合物の合計の、全体としての混合物中の比率が、少なくとも５０重量％であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶媒体。
【請求項６】
さらに、式Ｅａ〜Ｅｆ
【化１４】
【化１５】
式中、Ｒ０は、請求項４において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ＩＩａ〜ＩＩｇ
【化１６】
【化１７】
式中、Ｒ０は、請求項４において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】
さらに、式ＲＩ〜ＲＶＩＩ
【化１８】
【化１９】
式中、
Ｒ＊は、各々９個までの炭素原子を有するｎ−アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、フルオロアルキルまたはアルケニルオキシであり、
ａｌｋｙｌおよびａｌｋｙｌ＊は、各々、互いに独立して、１〜９個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である、
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１〜７のいずれかに記載の液晶媒体。
【請求項９】
式ＩＡで表される化合物の、全体としての混合物中の比率が、５〜４０重量％であ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】
請求項１に記載の液晶媒体の、電気光学的目的のための使用。
【請求項１１】
請求項１に記載の液晶媒体を含む、電気光学的液晶ディスプレイ。
【公開番号】特開２０１３−３２５２５（Ｐ２０１３−３２５２５Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８１１４７（Ｐ２０１２−１８１１４７）
【出願日】平成２４年８月１７日（２０１２．８．１７）
【分割の表示】特願２００６−５２２３０６（Ｐ２００６−５２２３０６）の分割
【原出願日】平成１６年８月２日（２００４．８．２）
【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 ハフツング (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２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１７日（２０１２．８．１７）
【分割の表示】特願２００６−５２２３０６（Ｐ２００６−５２２３０６）の分割
【原出願日】平成１６年８月２日（２００４．８．２）
【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 ハフツング (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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