JP2018526507A - 液晶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶媒体を提供する。
【解決手段】本発明は、式Ｉの化合物を含み誘電的に正の液晶媒体と、これらの媒体を含む液晶ディスプレイと、特にアクティブマトリクスディスプレイと、および特にＴＮおよびＩＰＳモードのディスプレイとに関する。

（式中、パラメータは請求項１で与える意味を有する。）
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶媒体と、これらの媒体を含む液晶ディスプレイと、特にアクティブマトリックスでアドレスされるディスプレイと、および特にツイストネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）または面内スイッチ（ＩＰＳ：Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）タイプのディスプレイとに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は情報をディスプレイするために広く使用されている。ＬＣＤは、直視型ディスプレイおよび投影型ディスプレイ用に使用される。用いられる電気光学的モードの例は、ツイストネマチック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、超ツイストネマチック（ＳＴＮ：Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、光学補償ベンド（ＯＣＢ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）および電界効果復屈折（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードとそれらの種々の変法であり、他も知られている。これらのモードの全ては、基板と液晶層にそれぞれ実質的に直角な電界を使用する。これらのモードに加え、基板と液晶層にそれぞれ実質的に平行な電界を用いる電気光学的モードもあり例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード（例えば、独国特許第４０ ００ ４５１号明細書（特許文献１）および欧州特許第０ ５８８ ５６８号明細書（特許文献２）で開示され通り）である。時にこの電気光学的モードは、最新のデスクトップモニターおよびテレビ用途のＬＣＤに使用される。本発明による液晶は好ましくは、このタイプのディスプレイで使用する。

これらのディスプレイには、改良された特性を有する新しい液晶媒体が必要である。特に多くのタイプの用途のために、応答時間を改良する必要がある。よってより低い粘度（η）、特により低い回転粘度（γ_１）を有する液晶媒体が必要である。回転粘度は８０ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは７０ｍＰａ・ｓ以下、特に６０ｍＰａ・ｓ以下でなければならない。このパラメータに加えて、媒体は適切に広い範囲のネマチック相を示さなければならず、適切な複屈折（Δｎ）および誘電異方性（Δε）は、適度に低い動作電圧のために十分高くなければならない。好ましくはΔεは３より高く、非常に好ましくは４より高くなければならないが、少なくとも適度に高い比抵抗率に有害であるので１５以下、特には１２以下でなければならない。

本発明によるディスプレイは、アクティブマトリクス（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ＬＣＤ、略してＡＭＤ）によって、好ましくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のマトリクスによってアドレスされることが好ましい。しかしながら本発明の液晶は、他の既知のアドレス手段を有するディスプレイにおいても有益に使用できる。

ポリマー材料と共に低分子量の液晶材料の複合システムを使用する種々の異なる表示モードがある。例えば国際公開第９１／０５０２９号（特許文献３）に開示される通り、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、ネマチック曲線配向相（ＮＣＡＰ：ｎｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｖｉ−ｌｉｎｅａｒｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅ）およびポリマーネットワーク（ＰＮ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）系、または軸対称マイクロドメイン（ＡＳＭ：ａｘｉａｌｌｙ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎ）系およびその他が例えばある。これらとは対照的に本発明による特に好ましいモードは、そのような液晶媒体を表面上に配向させて使用することである。これらの表面は典型的には、液晶材料の均一な配向を達成するために前処理される。本発明による表示モードは好ましくは、複合層に実質的に平行な電界を使用する。

ＬＣＤおよび特にＩＰＳディスプレイに適切な液晶組成物は例えば、特開平０７−１８１４３９号公報（特許文献４）、欧州特許第０ ６６７ ５５５号明細書（特許文献５）、欧州特許第０ ６７３ ９８６号明細書（特許文献６）、独国特許第１９５ ０９ ４１０号明細書（特許文献７）、独国特許第１９５ ２８ １０６号明細書（特許文献８）、独国特許第１９５ ２８ １０７号明細書（特許文献９）、国際公開第９６／２３８５１号（特許文献１０）および国際公開第９６／２８５２１号（特許文献１１）から既知である。しかしながら、これらの組成物は重大な欠点を有する。それらの大部分は他の欠点の中でも、低過ぎる値の抵抗値を有し、および／または高過ぎる動作電圧を必要とし、応答時間が不利に長くなる。

独国特許第４０ ００ ４５１号明細書 欧州特許第０ ５８８ ５６８号明細書 国際公開第９１／０５０２９号 特開平０７−１８１４３９号公報 欧州特許第０ ６６７ ５５５号明細書 欧州特許第０ ６７３ ９８６号明細書 独国特許第１９５ ０９ ４１０号明細書 独国特許第１９５ ２８ １０６号明細書 独国特許第１９５ ２８ １０７号明細書 国際公開第９６／２３８５１号 国際公開第９６／２８５２１号

よって広いネマチック相範囲、使用する表示モードによる適切な光学異方性Δｎ、高いΔεおよび特に低い粘度などの実用的な用途に適した特性を有する液晶媒体に対する著しい要求がある。

驚くべきことに下式Ｉの１種類以上の化合物を含む液晶媒体を使用することで、先行技術の材料の欠点を示さないか、または少なくともそれらを著しく低減された程度で示し、適切な高いΔε、適切な相範囲およびΔｎを有する液晶媒体を実現できることが見出された。

本発明は、
・式Ｉの１種類以上の化合物と、
・任意成分として、式ＩＩおよびＩＩＩの化合物の群から選択する１種類以上の化合物と、
・任意成分として、式ＩＶの１種類以上の化合物と
を含む液晶媒体に関する。

式中、
Ｒ^１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニル、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、
Ｌ^１は、ＨまたはＦを表す。

式中、
Ｒ^２およびＲ^３はそれぞれ互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニル、好ましくはアルキルまたはアルケニルを表し、

好ましくは、

を表し、
Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^３１およびＬ^３２は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦ、好ましくはＦを表し、
Ｘ^２およびＸ^３は、それぞれ互いに独立にハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはＦ、Ｃｌ、−ＯＣＦ_３または−ＣＦ_３、最も好ましくはＦ、Ｃｌまたは−ＯＣＦ_３を表し、
Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−または単結合、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合、最も好ましくは−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を表し、および
ｌ、ｍ、ｎおよびｏは、それぞれ互いに独立に０または１であり、
ただし式Ｉの化合物は、除外される。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立に式ＩＩで上にＲ^２に示す意味を有し、好ましくはＲ^４１はアルキルでおよびＲ^４２はアルキルもしくはアルコキシであるか、またはＲ^４１はアルケニルでおよびＲ^４２はアルキルであり、

であり、
好ましくは、

であり、
Ｚ^４１およびＺ^４２はそれぞれ互いに独立に、およびＺ^４１が２回存在するときは、またこれらもそれぞれ互いに独立に−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表し、好ましくは少なくとも１個のそれらは単結合であり、
ｐは、０、１または２、好ましくは０または１である。

式ＩＩの化合物は好ましくは、式ＩＩ−１〜ＩＩ−３の化合物の群から選択する。

式中パラメータは、上で式ＩＩで与えるそれぞれの意味を有し、式ＩＩ−１においてパラメータＬ^２３およびＬ^２４は、それぞれ互いにおよび他のパラメータと独立に、ＨまたはＦを表し、式ＩＩ−２中で好ましくは、

を表す。

式ＩＩ−１〜ＩＩ−３において、Ｌ^２１およびＬ^２２またはＬ^２３およびＬ^２４の両者が好ましくはＦである。

他の好ましい実施形態で式ＩＩ−１およびＩＩ−２において、Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦを表す。

式ＩＩ−１の化合物は、式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｇの化合物の群から選択する。

式中パラメータは、上で与えるそれぞれの意味を有する。

本発明の好ましい実施形態において媒体は、Ｌ^２１およびＬ^２２またはＬ^２３およびＬ^２４の両者がＦである式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｇの化合物の群から選択する化合物を含む。

他の好ましい実施形態において媒体は、Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦである式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｇの化合物の群から選択する化合物を含む。

式ＩＩ−１の特に好ましい化合物は下である。

式中Ｒ^２は、上で与える意味を有する。

好ましくは式ＩＩ−２の化合物は、式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｃの化合物の群から選択する。

パラメータは、上に与えるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
Ｌ^２１およびＬ^２２は両者ともＦである。

好ましくは式ＩＩ−３の化合物は、式ＩＩ−３ａ〜ＩＩ−３ｅの化合物の群から選択する。

パラメータは、上に与えるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
Ｌ^２１およびＬ^２２は両者ともＦであり、Ｌ^２３およびＬ^２４は両者ともＨであるか、または
Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４の全てがＦである。

式ＩＩ−３の特に好ましい化合物は下である。

式中Ｒ^２は、上で与える意味を有する。

本発明の他の好ましい実施形態において式ＩＩＩの化合物は、式ＩＩＩ−１およびＩＩＩ−２の群から選択する。

式中パラメータは、上で式ＩＩＩで与えるそれぞれの意味を有する。

好ましくは式ＩＩＩ−１の化合物は、式ＩＩＩ−１ａおよびＩＩＩ−１ｂの化合物の群から選択する。

式中パラメータは、上で与えるそれぞれの意味を有し、
パラメータＬ^３３およびＬ^３４は、それぞれ互いにおよび他のパラメータと独立にＨまたはＦを表す。

好ましくは式ＩＩＩ−２の化合物は、式ＩＩＩ−２ａ〜ＩＩＩ−２ｉの化合物の群から選択する。

式中パラメータは、上で与えるそれぞれの意味を有し、
Ｌ^３５およびＬ^３６は互いに独立に、ＨまたはＦを表す。

式ＩＩＩ−１ａの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−１ａ−１〜ＩＩＩ−１ａ−６の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

他の好ましい実施形態において式ＩＩ−２ａの化合物は、式ＩＩＩ−２ａ−１〜ＩＩＩ−２ａ−４の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｂの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｂ−１およびＩＩＩ−２ｂ−２、好ましくはＩＩＩ−２ｂ−２の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩ−２ｃの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｃ−１〜ＩＩＩ−２ｃ−５の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｄおよびＩＩＩ−２ｅの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｄ−１およびＩＩＩ−２ｅ−１の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｆの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｆ−１〜ＩＩＩ−２ｆ−７の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｇの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｇ−１〜ＩＩＩ−２ｇ−５の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｈの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｈ−１〜ＩＩＩ−２ｈ−３の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−２ｉの化合物は好ましくは、式ＩＩＩ−２ｉ−１〜ＩＩＩ−２ｉ−６の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

式ＩＩＩ−１および／またはＩＩＩ−２の化合物に代えてまたは加えて、本発明による媒体は、式ＩＩＩ−３の、好ましくは式ＩＩＩ−３ａの１種類以上の化合物を含んでいてもよい。

式中パラメータは、上の式ＩＩＩで与えるそれぞれの意味を有する。

式中Ｒ^３は、上で与える意味を有する。

好ましくは本発明による液晶媒体は、好ましくは式ＩＶ−１〜ＩＶ−５の化合物の群から選択する式ＩＶの１種類以上の化合物を含む。

式中、Ｒ^４１およびＲ^４２は式ＩＶで上に与える意味を有し、式ＩＶ−１、ＩＶ−４およびＩＶ−５において、Ｒ^４１は好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルケニルであり、Ｒ^４２は好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルキルであり；式ＩＶ−２において、Ｒ^４１およびＲ^４２は好ましくはアルキルであり、式ＩＶ−３において、Ｒ^４１は好ましくはアルキルまたはアルケニル、より好ましくはアルキルであり、Ｒ^４２は好ましくはアルキルまたはアルコキシ、好ましくはアルコキシである。

好ましい実施形態において媒体は、式ＩＶ−１の、より好ましくはそれのそれぞれのサブ式である式ＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎＶ−ｍから選択し、より好ましくは式ＣＣ−ｎ−Ｖの、最も好ましくは式ＣＣ−３−Ｖの１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭字語）の定義は下表Ｂで与える。

好ましい実施形態において媒体は、式ＩＶ−４の、より好ましくはそれのそれぞれのサブ式である式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＣＰ−Ｖｎ−ｍから選択し、より好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−Ｖ２−ｎの、最も好ましくは式ＣＣＰ−Ｖ−１およびＣＣＰ−Ｖ２−１の群から選択する１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭字語）の定義は下表Ｂで与える。

好ましくは媒体は、式ＩＶ−１、ＩＶ−３、ＩＶ−４およびＩＶ−５の化合物の群から選択する化合物、好ましくは式ＩＶ−１の１種類以上の化合物および式ＩＶ−３またはＩＶ−４の群から選択する１種類以上の化合物を含む。

任意成分として媒体が更に、式ＩＶ−６〜ＩＶ−１３の化合物の群から選択する１種類以上の式ＩＶの化合物を含むのが好ましいことがある。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２はそれぞれ互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニルを表し、および
Ｌ^４は、ＨまたはＦを表す。

式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物の代わりにまたは加えて本発明による媒体は、式Ｖの１種類以上の化合物を含んでよい。

式中、
Ｒ^５は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニル、好ましくはアルキルまたはアルケニルであり、

であり、
Ｌ^５１およびＬ^５２はそれぞれ互いに独立に、ＨまたはＦを表し、好ましくはＬ^５１は、Ｆを表し、
Ｘ^５は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはＦ、Ｃｌ、−ＯＣＦ_３または−ＣＦ_３、最も好ましくはＦ、Ｃｌまたは−ＯＣＦ_３を表し、
Ｚ^５は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−または−ＣＨ_２Ｏ−、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−またはトランス−ＣＨ＝ＣＨ−、最も好ましくは−ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表し、
ｑは、０または１である。

好ましくは本発明による媒体は、好ましくは式Ｖ−１およびＶ−２の化合物の群から選択する１種類以上の式Ｖの化合物を含む。

式中パラメータは、上で与えるそれぞれの意味を有し、パラメータＬ^５３およびＬ^５４はそれぞれ互いにおよび他のパラメータから独立して、ＨまたはＦであり、好ましくはＺ^５は−ＣＨ_２−ＣＨ_２−である。

好ましくは式Ｖ−１の化合物は、式Ｖ−１ａおよびＶ−１ｂの化合物の群から選択する。

式中Ｒ^５は、上で与える意味を有する。

好ましくは式Ｖ−２の化合物は、式Ｖ−２ａ〜Ｖ−２ｄの化合物の群から選択する。

式中Ｒ^５は、上で与える意味を有する。

好ましくは本発明による液晶媒体は、１種類以上の式ＶＩの化合物を追加して含む。

式中、
Ｒ^６１およびＲ^６２はそれぞれ互いに独立に式ＩＩで上にＲ^２に与える意味を有し、好ましくはＲ^６１はアルキルでおよびＲ^６２はアルキルもしくはアルケニルであり、

を表し、
Ｚ^６１およびＺ^６２はそれぞれ互いに独立に、Ｚ^６１が２回存在する場合はこれらも互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−または単結合、好ましくは少なくとも１個のそれらは単結合であり、
ｒは、０、１または２、好ましくは０または１である。

好ましくは式ＶＩの化合物は、式ＶＩ−１〜ＶＩ−４の化合物の群から選択する。

式中Ｒ^６１およびＲ^６２は上で式ＶＩで与えるそれぞれの意味を有し、Ｒ^６１は好ましくはアルキルで、式ＶＩ−１においてＲ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３であり、式ＶＩ−２においてＲ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２であり、式ＶＩ−３およびＶＩ−４においてＲ^６２は好ましくはアルキルである。

好ましくは媒体は、Ｒ^６１は好ましくはアルキルであり、式ＶＩ−１においてＲ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３であり、式ＶＩ−２においてＲ^６２は好ましくはアルケニル、好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２であり、式ＶＩ−３およびＶＩ−４においてＲ^６２は好ましくはアルキルである式ＶＩ−１〜ＶＩ−４の化合物の群から選択する１種類以上の化合物を含む。

式ＶＩ−１の化合物は好ましくはそのサブ式ＰＰ−ｎ−２Ｖｍ、より好ましくは式ＰＰ−１−２Ｖ１から選択する。これらの略号（頭字語）の定義は下表Ｂで与える。

好ましい実施形態において媒体は、式ＶＩ−２の、より好ましくはそのサブ式ＰＧＰ−ｎ−ｍの、より好ましくはそのサブ式ＰＧＰ−２−ｍおよびＰＧＰ−３−ｍの、より好ましくは式ＰＧＰ−２−２Ｖ、ＰＧＰ−３−２、ＰＧＰ−３−３、ＰＧＰ−３−４、ＰＧＰ−３−５から選択する１種類以上の化合物を含む。

これらの略号（頭字語）の定義は下表Ｂで与える。

好ましくは本発明による液晶媒体は、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの１種類以上の化合物を含む。

また上で明確に述べない他のメソゲン性化合物も、本発明による媒体中で任意成分として有利に使用できる。そのような化合物は専門化には既知である。

５８９ｎｍ（Ｎａ^Ｄ）および２０℃における本発明による液晶媒体のΔｎは、好ましくは０．０７０以上〜０．１４５以下の範囲内、より好ましくは０．０８０以上〜０．１４０以下の範囲内、最も好ましくは０．０９０以上〜０．１３５以下の範囲内である。

１ｋＨｚおよび２０℃における本発明による液晶媒体のΔεは、好ましくは４以上、より好ましくは６以上、最も好ましくは８以上である。特にΔεは、１４以下である。

本発明の媒体のネマチック相は、好ましくは少なくとも０℃以下〜７０℃以上、より好ましくは少なくとも−２０℃以下〜７０℃以上、最も好ましくは少なくとも−３０℃以下〜７５℃以上、特には少なくとも−４０℃以下〜７５℃以上に及ぶ。

本出願の第１の好ましい実施形態において液晶媒体のΔｎは、０．１２０以上〜０．１５０以下、より好ましくは０．１２５以上〜０．１４５以下の範囲内、最も好ましくは０．１３０以上〜０．１４０以下の範囲内であり、一方Δεは、好ましくは３以上〜１２以下の範囲内、好ましくは１０以下である。

本出願の第２の好ましい実施形態において液晶媒体のΔｎは、０．１２０以上〜０．１５０以下、より好ましくは０．１２５以上〜０．１４５以下の範囲内、最も好ましくは０．１３０以上〜０．１４０以下の範囲内であり、一方Δεは、好ましくは２以上〜８以下の範囲内、好ましくは６以下である。

本出願の第３の好ましい実施形態において液晶媒体のΔｎは、０．０８５以上〜０．１３０以下、より好ましくは０．０９０以上〜０．１２５以下の範囲内、最も好ましくは０．０９５以上〜０．１２０以下の範囲内であり、一方Δεは、好ましくは６以上、より好ましくは８以上、より更に好ましくは１１以上、最も好ましくは１１以上〜１４以下の範囲内である。

本出願の第４の好ましい実施形態において液晶媒体のΔｎは、０．０９０以上〜０．１３５以下、より好ましくは０．０９５以上〜０．１３０以下の範囲内、最も好ましくは０．１１０以上〜０．１２５以下の範囲内であり、一方Δεは、好ましくは６以上、より好ましくは８以上、より更に好ましくは１１以上、最も好ましくは１１以上〜１４以下の範囲内である。

媒体中の式Ｉの化合物の濃度は好ましくは、１％〜２０％、より好ましくは２％〜１７％、最も好ましくは４％〜１５％の範囲内である。

媒体中の式ＩＩおよびＩＩＩの化合物の合計濃度は好ましくは、５％〜６５％、より好ましくは１０％〜６０％、最も好ましくは１３％〜５０％の範囲内である。

式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物の合計濃度は合計で好ましくは、１０％〜８０％、より好ましくは１５％〜７０％、最も好ましくは１８％〜６５％の範囲内である。

式ＩＶの化合物の合計濃度は好ましくは、３０％〜７０％、より好ましくは３５％〜６０％、最も好ましくは４０％〜５５％の範囲内である。

式Ｖの化合物の合計濃度は、０％〜３５％、より好ましくは１％〜３０％、最も好ましくは５％〜３０％の範囲内である。

式ＶＩの化合物の濃度は０〜４０％、好ましくは２〜３５％、最も好ましくは５〜３０％の範囲内である。

本発明の媒体は物理的特性を調整するために、更なる液晶化合物を含んでよい。そのような化合物は専門家には既知である。本発明による媒体中のそれらの濃度は、好ましくは０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜２０％、最も好ましくは１％〜１５％である。

好ましい実施形態において媒体は、式ＩＶの、より好ましくは式ＩＶ−１の、より好ましくは式ＣＣ−ｎＶおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖｍのそれぞれのサブ式から選択し、より好ましくは式ＣＣ−ｎ−Ｖ１および／またはＣＣ−ｎＶの、最も好ましくは式ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−４−Ｖ、ＣＣ−５−ＶおよびＣＣ−３−Ｖ１の群から選択する１種類以上の化合物を含む。

好ましい実施形態において媒体は、式ＩＩ−１の、好ましくは式ＩＩ−１ａおよびＩＩ−ｇの、より好ましくは式ＩＩ−１−ｇ−１の、好ましくは式ＰＧＵＱＵ−ｎ−Ｆのそれぞれのサブ式から選択し、最も好ましくは式ＰＧＵＱＵ−３−Ｆ、ＰＧＵＱＵ−４−ＦおよびＰＧＵＱＵ−５−Ｆの群から選択する１種類以上の化合物を含む。

これらの略号（頭字語）の定義は、下表Ｂに与える。この好ましい実施形態において好ましくは、式ＩＶの化合物の濃度は、４０％を超え、より好ましくは４２％を超え、最も好ましくは４５％を超える。

好ましくは液晶媒体は、５０％〜１００％、より好ましくは７０％〜１００％、最も好ましくは９０％〜１００％の式Ｉ〜ＶＩ、好ましくはＩ〜ＩＶおよびＶＩの化合物を含む。

本出願において誘電的に正との用語はΔε＞３．０である化合物または成分を、誘電的に中性は−１．５≦Δε≦３．０を、誘電的に負はΔε＜−１．５を意味する。Δεは、１ｋＨｚの周波数および２０℃で決定する。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中のそれぞれの個々の化合物の１０％の溶液の結果から決定する。ホスト混合物中のそれぞれの化合物の溶解度が１０％未満である場合、濃度を５％に低下する。試験用混合物の静電容量は、ホメオトロピック配向を有するセルおよびホモジニアス配向を有するセルの両者で決定する。両タイプのセルのセルギャップは、およそ２０μｍである。印加電圧は周波数１ｋＨｚで、二乗平均平方根値が典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの矩形波であるが、常に各試験用混合物の容量閾値未満になるよう選択する。

Δεは（ε_‖−ε_⊥）の通り定義され、一方ε_ａｖ．は（ε_‖＋２ε_⊥）である。

それぞれホスト混合物として誘電的に正の化合物には混合物ＺＬＩ−４７９２を、誘電的に中性および誘電的に負の化合物には混合物ＺＬＩ−３０８６を使用し、いずれもドイツ国メルク社製である。化合物の誘電率の絶対値は、対象の化合物の添加した際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定する。その値を対象の化合物の濃度１００％に外挿する。

２０℃の測定温度でネマチック相を有する成分はそのまま測定し、他は全て化合物のように処理する。

両者とも他に明記しない限り本出願において閾電圧との用語は光学的閾値を指し、１０％の相対コントラスト（Ｖ_１０、垂直観察および２０℃を示すＶ_{（１０，０，２０）}とも略記する。）に対して与えられ、飽和電圧との用語は光学的飽和を指し、９０％の相対コントラスト（Ｖ_９０、垂直観察および２０℃を示すＶ_{（９０，０，２０）}とも略記する。）に対して与えられる。容量閾電圧（Ｖ_０）はフレデリックス閾値（Ｖ_Ｆｒ）とも呼ばれ、明記されている場合にのみ使用する。

以下の略号を使用する：
Ｖ_ｏｐ：動作電圧、
ｔ_ｏｎ：最大コントラストの９０％が達成されるまでのスイッチオン後の時間、最大コントラストの１０％から測定する、
ｔ_ｏｆｆ：最大コントラストの１０％が達成されるまでのスイッチオフ後の時間、最大コントラストの９０％から測定する、
ｔ_ｓｕｍ＝ｔ_ｏｎ＋ｔ_ｏｆｆ。

本出願で示すパラメータの範囲は他に明らかに述べない限り、全て端の値を含む。

本出願を通じて他に明らかに述べない限り、全ての濃度は質量パーセントで与えられ、それぞれの混合物全体に対してであり、全ての温度は摂氏温度（℃）で与えられ、全ての温度差は示差度で示される。全ての物理的特性は「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ（メルク液晶、液晶の物理的特性）」１９９７年１１月版、ドイツ国メルク社に従って決定したか決定し、他に明らかに述べない限り温度２０℃で与える。光学的異方性（Δｎ）は波長５８９．３ｎｍで決定する。誘電率異方性（Δε）は周波数１ｋＨｚで決定する。閾電圧ならびに他の全ての電気光学的特性は、ドイツ国メルク社で調製した試験用セルで決定した。Δεを決定するための試験用セルはおよそ２０μｍのセルギャップを有する。電極は、１．１３ｃｍ^２の面積を有する円形ＩＴＯ電極およびガードリングである。配向層はホメオトロピック配向（ε_‖）用、およびホモジニアス配向（ε_⊥）用が日本国、日本合成ゴム社製ポリイミドＡＬ−１０５４である。静電容量は、電圧０．３Ｖ_ｒｍｓの正弦波を使用するＳｏｌａｔｒｏｎ１２６０周波数応答分析計で決定した。電気光学的測定で使用する光は白色光であった。使用した構成は日本国、大塚社の商業的に入手可能な装置であった。特性電圧は垂直観察の下で決定した。閾電圧（Ｖ_１０）、中間諧調電圧（Ｖ_５０）および飽和電圧（Ｖ_９０）を、それぞれ１０％、５０％および９０％相対コントラストについて決定した。

本発明による液晶媒体は、通常の濃度で更なる添加剤およびキラルドーパントを含んでよい。これらの更なる成分の合計濃度は混合物全体に対して０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲内である。使用する個々の化合物の濃度は好ましくはそれぞれ、０．１％〜３％の範囲内である。本出願における液晶成分および液晶媒体の化合物の値および濃度範囲については、これらおよび同様の添加物の濃度は考慮しない。

本発明による液晶媒体は、数種類の化合物、好ましくは３〜３０種類、より好ましくは４〜２０種類、非常に好ましくは４〜１６種類の化合物から成る。これらの化合物は、従来法で混合される。一般に、より少ない量で使用される化合物の所望量を、より多い量で使用される化合物に溶解する。より高い濃度で使用される化合物の透明点より温度が高い場合には、溶解過程の完了を観察するのは特に容易である。しかしながら、また例えば、他の従来法、例えば、化合物の同族または共融混合物が可能な所謂プレ混合の使用、または、構成成分がそれ自身で使用可能な状態の混合物の所謂「マルチ・ボトル」系を使用して媒体を調製することも可能である。

適切な添加剤を加えることにより、全ての既知のタイプの液晶ディスプレイにおいて、あるいはＴＮ、ＴＮ−ＡＭＤ、ＥＣＢ−ＡＭＤ、ＶＡＮ−ＡＭＤ、ＩＰＳおよびＯＣＢ ＬＣＤなど、および特に複合系においてＰＤＬＣ、ＮＣＡＰ、ＰＮ ＬＣＤなど、および特にＡＳＭ−ＰＡ ＬＣＤにおいて液晶媒体を使用できるように本発明による液晶媒体を改変できる。

液晶の融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクチック（Ｓ）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、摂氏度で与える。

本出願および特に以下の実施例では、液晶化合物の構造は頭字語とも呼ばれる略号によって表される。略号の対応する構造への変換は、以下の２つの表ＡおよびＢによれば一義的である。全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１およびＣ_ｍＨ_２ｍ＋１は、それぞれｍ個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基である。表Ｂの解釈は自明である。表Ａには、構造の核の略号のみが記載されている。個々の化合物は核の省略形で示され、その後にハイフンおよび以下に示す通り置換基Ｒ^１、Ｒ^２、Ｌ^１およびＬ^２を指定するコードが続く。

表Ｃに、本発明によるＬＣ媒体に添加できる可能性のある安定剤を示す。
（ここでｎは１〜１２の整数、好ましくは１、２、３、４、５、６、７または８を表し、末端メチル基は示していない。）

ＬＣ媒体は、好ましくは０〜１０重量％、特に１ｐｐｍ〜５重量％、特に好ましくは１ｐｐｍ〜１重量％の安定剤を含む。ＬＣ媒体は好ましくは、表Ｃからの化合物から成る群より選択する１種類以上の安定剤を含む。

本発明による液晶媒体は、好ましくは、
・表ＡおよびＢの化合物の群から選択する、７種類以上、好ましくは８種類以上の好ましくは異なる式の化合物、および／または
・表Ａの化合物の群から選択する、１種類以上、より好ましくは２種類以上、好ましくは３種類以上の好ましくは異なる式の化合物、および／または
・表Ｂの化合物の群から選択する、３種類以上、より好ましくは４種類以上の化合物、より好ましくは５種類以上の好ましくは異なる式の化合物
を含有する。

以下に与える例は、本発明を一切限定せず例示する。

しかしながら物理的特性および組成は、どの特性を達成できるか、どの範囲でそれらを改変できるかを専門家に例示する。よって特に好ましく達成できる種々の特性の組み合わせは、専門家にとって十分に定義されている。
＜例１＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例２＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例３＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例４＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例５＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例６＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例７＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例８＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例９＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１０＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１１＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１２＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１３＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１４＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１５＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１６＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１７＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１８＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例１９＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

＜例２０＞
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。

Claims (15)

1. 式Ｉの化合物を含むことを特徴とする液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニルを表し、
   Ｌ^１は、ＨまたはＦを表す。）
2. 式ＩにおいてＬ^１は、Ｈを表すことを特徴とする請求項１に記載の液晶媒体。
3. 式ＩＩおよびＩＩＩの化合物の群から選択する１種類以上の化合物を追加して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。
   

   

   （式中、
   Ｒ^２およびＲ^３はそれぞれ互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニルを表し、
   

   

   であり、
   Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^３１およびＬ^３２は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦであり、
   Ｘ^２およびＸ^３は、それぞれ互いに独立にハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシであり、
   Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−または単結合であり、および
   ｌ、ｍ、ｎおよびｏは、それぞれ互いに独立に０または１であり、
   ただし式Ｉの化合物は、除外される。）
4. 請求項３で与える通りの式ＩＩの１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
5. 請求項３で与える通りの式ＩＩＩの１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶媒体。
6. 式ＩＩの１種類以上の化合物は、式ＩＩ−１ｇ−１の化合物から選択することを特徴とする請求項３または４に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中Ｒ^２は、請求項３で与える通り定義される。）
7. 式ＩＶの１種類以上の化合物を追加して含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^４１およびＲ^４２は、それぞれ互いに独立に請求項３において式ＩＩでＲ^２に与える意味を有し、
   

   

   であり、
   Ｚ^４１およびＺ^４２はそれぞれ互いに独立に、およびＺ^４１が２回存在するときは、またこれらもそれぞれ互いに独立に−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表し、
   ｐは、０、１または２である。）
8. 式ＩＶの１種類以上の化合物は、式ＩＶ−１〜ＩＶ−５の化合物の群から選択することを特徴とする請求項７に記載の液晶媒体。
   

   

   （式中Ｒ^４１およびＲ^４２は、請求項７で式ＩＶにおいて与えるそれぞれの意味を有する。）
9. 式ＶＩの１種類以上の化合物を含む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。
   

   

   （式中、
   Ｒ^６１およびＲ^６２はそれぞれ互いに独立に、請求項３で式ＩＩにおいてＲ^２に与える意味を有し、
   

   

   を表し、
   Ｚ^６１およびＺ^６２はそれぞれ互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表し、
   ｒは、０、１または２である。）
10. 式ＶＩの１種類以上の化合物は、式ＶＩ−１〜ＶＩ−４の化合物の群から選択することを特徴とする請求項９に記載の液晶媒体。
    

    

    （式中Ｒ^６１およびＲ^６２は、請求項９で式ＶＩにおいて与えるそれぞれの意味を有する。）
11. 媒体中の式Ｉの化合物の合計濃度は、１％〜２０％の範囲内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。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶媒体を調製する方法であって、
    少なくとも１種類の式Ｉの化合物を少なくとも１種類の更なるメソゲン化合物と混合し、１種類以上の添加剤および／または１種類以上の安定剤を追加してもよいことを特徴とする方法。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶媒体を含むことを特徴とする液晶ディスプレイ。
14. アクティブマトリクスでアドレスすることを特徴とする請求項１３に記載の液晶ディスプレイ。
15. 液晶ディスプレイにおける請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶媒体の使用。