JP5575349B2 - 液晶媒体および電気光学的液晶ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１種の式Ｉおよび少なくとも１種の式ＩＩ

式中、
Ｒ^１は、１〜７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシあるいは２〜７個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはアルキルまたはアルコキシアルキルであり、
Ｙ^１は、ＨまたはＦ、好ましくはＨであり、
Ｒ^２は、２〜７個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはアルケニルであり、
Ｙ^２１およびＹ^２２は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦ、好ましくは少なくとも一方がＨ、特に好ましくは両方がＨである、
で表される化合物を含む、液晶媒体、並びに液晶ディスプレイにおけるこれらの液晶媒体の使用並びにこれらの液晶ディスプレイ、特にＳＴＮディスプレイに関する。

このタイプの液晶ディスプレイにおいて、液晶は、光学的特性が電圧の印加の際に可逆的に変化する誘電体として用いられる。媒体として液晶を用いる電気光学的ディスプレイは、当業者に知られている。これらの液晶ディスプレイは、種々の電気光学的効果を用いる。これらの最も一般的なものは、ＴＮ効果（液晶が均一であり、事実上平面的な初期配向および約９０°ねじれたネマティック構造を有するねじれネマティック）およびＳＴＮ効果（超ねじれネマティック）およびＳＢＥ効果（超ねじれ複屈折効果）である。これらのおよび同様の電気光学的効果において、正の誘電異方性（Δε）の液晶媒体が用いられる。

本出願において、比較的高いねじれを有するすべての一般的および既知のタイプのディスプレイ、例えばＳＢＥ、ＧＨ（ゲスト／ホスト）、ＳＴＮおよびＯＭＩ（光学モード干渉）ディスプレイ、並びに補償されたＳＴＮディスプレイ、例えばＤＳＴＮおよびフィルム補償ＳＴＮディスプレイを含むＳＴＮディスプレイにおいて、液晶配向ベクトルは、液晶層の一方の側から他方の側へ、約９０°より大きい、代表的には１８０°またはそれ以上から６００°まで、代表的には２７０°までの所定の角度だけねじれている。このことは、一方において、２つの基板の互いの液晶配向の選択的方向の対応する配向により達成される。基板上での配向の選択的方向は、異方性前処理により、代表的には特別の、通常は重合体有機層を一方向にラビングすることにより、またはある角度でのＳｉＯ_ｘの蒸着により、達成される。他方、中間相形成キラル物質から成る、または最も広範囲には、キラルな物質（いわゆるドーパント）を加えた非キラル媒体から成る、キラルな液晶媒体を用いる。後者の選択肢が、通常好ましい。その理由は、ドーパントの濃度の変化により、これが、液晶層のねじれを、事実上任意所望の値に設定することを可能にするからである。

ここで、液晶層の層の厚さ（ｄ）対液晶のコレステリックピッチ（Ｐ）の比率は、所望のねじれを得るために十分大きいことが、確実にされなければならない。このために、所望のねじれより低い９０°（またはｄ／Ｐ＝９０°／３６０°＝０．２５）より大きいねじれ値を、一般的に設定する。従って、このいわゆる幾何学的限界は、例えば、１８０°のねじれを有するセルについて０．５−０．２５＝０．２５であり、２４０°のねじれを有するセルについて０．６６７−０．２５＝０．４１７である。幾何学的上限は、各々の場合において、１８０°高いねじれにおいて、即ち０．５高いｄ／Ｐ値においてである。しかし、電圧の印加の際に、コレステリックピッチは増大し、従ってｄ／Ｐ比の下限は増大する。また上限において同一の効果が生じ得るが、液晶層の中心における配向ベクトルの配向に垂直な、屈折率格子、いわゆるストライプ遷移の形態における不所望な電気光学的効果が、比較的高いドーピングの範囲における電圧の印加の際に生じるため、これは、用いるのが事実上不可能である。この効果は、可能なドーピングの上限を顕著に低下させ、および通常、特に比較的高いねじれ角度の場合において、電圧の印加の際の下限の増加よりもはるかに顕著である。

しかし、ＳＴＮディスプレイの欠陥を有しない駆動のために、最初の配向から最後の配向までの、可能であればディスプレイ面積全体にわたり、しかし少なくとも画素にわたり、液晶層の均一な転移が必要である。この転移の間、各々の想像上の平行な従属層内の液晶層の配向ベクトルは、位置に関係なく、互いに同一の方向におよび同一の角度で移動する。この転移はまた、フレデリクス転移として知られている。しかし、この所望の転移は、すべての可能なパラメーターの組み合わせについて生じるわけではない。液晶の性質およびディスプレイの設計の両方に依存して、この光学的外観により、ストライプを有するドメイン転移／歪みとして知られる不所望な転移が、電圧を印加する際に生じる。この転移は、液晶パラメーター、特に弾性定数および誘電異方性が、急峻な電気光学的特性曲線について好ましい場合には、所望のフレデリクス転移に優先する。これはさらに、大きいｄ／Ｐ比により好まれ、用いられるねじれ角および表面チルト角に少しも依存しない。ねじれ角が大きくなるに従って、表面チルト角は、ディスプレイの安定な駆動を可能にするために大きくならなければならない。少なくとも２°、３°または４〜５°のチルト角は、一般的にしばしば用いられる１８０°、２２０°および２４０°のねじれ角において代表的に用いられる。

ディスプレイ、即ちまたこれらの効果を有するディスプレイにおける駆動電圧が、一般的に可能な限り低くなければならないため、一般的に、主におよび通常はさらに極めて実質的に対応する誘電異方性を有する化合物、即ち誘電的に正の媒体の場合において正の誘電異方性の化合物から成る、高い誘電異方性の液晶媒体を用いる。所要に応じて、顕著な量の誘電的に中性の液晶化合物を、代表的に用いる。媒体の誘電異方性と反対の誘電異方性の符号を有する液晶化合物は、一般的に極めてまれに用いられるか、または全く用いられない。

例外は、ここでは、また本出願の主題であるＳＴＮディスプレイにより形成される。ＳＴＮディスプレイにおいて、誘電的に負の液晶化合物を含む誘電的に正の液晶媒体を、例えばＤＥ ４１ ００ ２８７に従って用いて、電気光学的特性曲線の急峻度を増大させることができる。
液晶ディスプレイの画素を、直接、時間継続的に、即ち時間マルチプレックスモードで、または活性な電気的に非線形の素子のマトリックスにより、アドレスすることができる。

ＳＴＮディスプレイにおいて、時間マルチプレックスモードでのアドレッシングは、最も広範囲である。このモードにおいて、液晶切換素子のマトリックス形状配列の縦の列および横の列を、アドレッシング図式により、例えばアルト(Alt)およびプレシュコ(Pleschko)に従ってアドレスする。この場合において、液晶ディスプレイ素子の液晶媒体は、アドレッシング電圧の平均２乗根ルートミーンスクエア（ｒｍｓ）に反応する。しかし、特に、比較的高いマルチプレックス比において、および極めて迅速な切換の液晶切換素子の場合において、これは、もはや適用されない。ここでのアドレッシングは、あるいはまた「多重線アドレッシング」または「アクティブアドレッシング」により実施することができる。

用語「低マルチプレックス駆動」は、一般的に、１：３２またはそれ以下のマルチプレックス比について用い、用語「中マルチプレックス駆動」は、一般的に、約１：６４〜１：１００の範囲内のマルチプレックス比について用い、用語「高マルチプレックス駆動」は、一般的に、約１：２００またはそれ以上（例えば、１：２４０、１：４００または１：４８０）のマルチプレックス比について用いる。

式

で表される化合物を含む液晶は、種々の刊行物、例えばＥＰ ０ ５３３ ９８８およびＤＥ １９７ ４６ ７９３中に開示されている。しかし、これらは、高い粘度、乏しい可溶性および低い弾性定数の比ｋ_３／ｋ_１と同時に低い透明点を有する。

式

で表される化合物を含む液晶媒体は、種々の刊行物、例えば米国特許第４，６７６，６０４号に開示されている。しかし、これらは、中程度の誘電異方性を有するに過ぎない。
従って、高い透明点、低いしきい値電圧、低い粘度および電気光学的特性曲線の大きい急峻度を有する液晶媒体についての要求があることが明らかである。

発明が解決しようとする課題

従って、従来技術からの媒体の欠点を有しないかまたは少なくとも顕著に低下した程度に有し、特に、低いしきい値電圧および急峻な特性曲線を有する液晶媒体について、大きい要求が今までにあり、現在もある。

課題を解決するための手段

このことは、各々の場合において、式Ｉで表される１種または２種以上の化合物（単数または複数）および式ＩＩで表される一種または２種以上の化合物（単数または複数）

式中、
Ｒ^１は、１〜７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ、好ましくは、特に好ましくは２〜５個の炭素原子を有するｎ−アルキルまたはｎ−アルコキシ、あるいは２〜７個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくは、好ましくは２〜５個の炭素原子を有する１Ｅ−アルケニル、１−アルケニルオキシまたは直鎖状アルコキシアルキル、および特に好ましくはアルキルまたはアルコキシアルキルであり、
Ｙ^１は、ＨまたはＦ、好ましくはＨであり、
Ｒ^２は、２〜７個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくはアルケニルであり、
Ｙ^２１およびＹ^２２は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦ、好ましくは少なくとも一方がＨ、特に好ましくは両方がＨである、
を含む、本発明の液晶媒体により達成される。

好ましい態様において、本発明の液晶媒体は、
ａ）式（Ｉ）

式中、
Ｒ^１およびＹ^１は、式Ｉの下に定義した通りである、

で表される１種または２種以上の高度に誘電的に正の化合物（単数または複数）、
ｂ）式ＩＩ

式中、
Ｒ^２、Ｙ^２１およびＹ^２２は、上記で式ＩＩの下に定義した通りである、
で表される１種または２種以上の誘電的に正の化合物（単数または複数）、
および

ｃ）式ＩＩＩ

式中、
Ｒ^３１およびＲ^３２は、各々、互いに独立して、上記で式Ｉの下のＲ^１について定義した通りであり、
Ｚ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３は、各々、互いに独立して、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、

は、各々、互いに独立して

であり、
ｏおよびｐは、互いに独立して、０または１であり、
しかし、好ましくは、
Ｒ^３１およびＲ^３２は、各々、互いに独立して、１〜５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシあるいは２〜５個の炭素原子を有するアルケニルであり、

は、各々、互いに独立して、

であり、
極めて特に好ましくは、少なくとも２つのこれらの環は、

であり、ここで、極めて特に好ましくは、２つの隣接する環が、直接結合しており、好ましくは

である、
で表される１種または２種以上の化合物（単数または複数）
を含む。

式ＩＩＩで表される化合物は、中程度の光学異方性値を有する誘電的に中性の化合物である。

他の好ましい態様において、代わりにまたは追加的に、好ましくは追加的に用いられる液晶媒体は、１種または２種以上の式ＩＶ

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、各々、互いに独立して、１〜５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ、好ましくは１〜５個の炭素原子を有するｎ−アルキルまたはｎ−アルコキシ、あるいは、２〜７個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、アルケニル、アルキニルまたはアルケニルオキシ、好ましくは１〜５個の炭素原子を有する直鎖状アルコキシアルキル、１Ｅ−アルケニルまたは１Ｅ−アルケニルオキシであり、

であり、
Ｚ^４は、ＣＯＯ、ＣＨ_２ＣＨ_２、−Ｃ≡Ｃ−または好ましくは単結合であり、ここで、フェニル環は、互いに独立して、随意にＦにより一置換または二置換されていてもよい、
で表される化合物（単数または複数）を含む。

液晶媒体は、好ましくは、１種または２種以上の式Ｖ

式中、
Ｒ^５は、１〜９個の炭素原子を有するアルキル、好ましくは、好ましくは２〜７個の炭素原子を有するｎ−アルキルであり、
Ｚ^５は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−または単結合、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合、特に好ましくは単結合であり、および
Ｙ^５１およびＹ^５２は、各々、互いに独立して、およびＨまたはＦであり、好ましくは、一方がＨであり、他方がＦであるか、または、両方がＦ、特に好ましくは両方がＨである、
で表される化合物（単数または複数）を含む。

液晶媒体は、随意に、１種または２種以上の式ＶＩ

式中、
Ｒ^６は、上記で式Ｉの下のＲ^１について定義した通りであり、

は、各々、互いに独立して、

であり、
Ｚ^６１およびＺ^６２は、各々、互いに独立して、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、
Ｘ^６は、Ｆ、Ｃｌ、ＯＣＦ_２Ｈ、ＯＣＦ_３またはＣＦ_３であり、
Ｙ^６１およびＹ^６２は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦであり、および
ｎ^６は、０、１または２、好ましくは０または１である、
で表される化合物（単数または複数）を含む。

特に好ましいのは、従属式Ｉ１〜Ｉ３

式中、
ｎは、１〜９、好ましくは２〜７であり、
ｍは、１〜３である、
で表される化合物から成る群から選択された式Ｉで表される１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む液晶媒体である。

本発明の液晶媒体は、好ましくは、従属式ＩＩ１〜ＩＩ４

式中、
アルケニルは、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_ｍであり、
ｎは、０〜５であり、
ｍは、０〜５であり、および
ｎ＋ｍは、０〜５である、
で表される化合物から成る群から選択された式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む。

液晶媒体は、特に好ましくは、式ＩＩＩ１〜ＩＩＩ３：

式中、Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｚ^３１、Ｚ^３２、

は、各々、上記で式ＩＩＩの下で定義した通りである、
で表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む。

液晶媒体は、特に好ましくは、式ＩＩＩ１ａ〜ＩＩＩ１ｄ、ＩＩＩ２ａ〜ＩＩＩ２ｅ、ＩＩＩ３ａ〜ＩＩＩ３ｃおよびＩＩＩ４ａで表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む。

式中、ｎおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜５であり、ｏおよびｐは、各々、これにおよび互いに独立して、０〜３である、

式中、Ｒ^３１およびＲ^３３は、各々上記で式ＩＩＩ１の下に定義した通りであり、フェニル環は、随意にフッ素化されていてもよいが、化合物が、式ＩＩおよびこの従属式の化合物と同一であるようにではない、
Ｒ^３１は、好ましくは、１〜５個の炭素原子を有する、特に好ましくは１〜３個の炭素原子を有するｎ−アルキルであり、Ｒ^３２は、好ましくは、１〜５個の炭素原子を有するｎ−アルキルまたはｎ−アルコキシあるいは２〜５個の炭素原子を有するアルケニルである。これらのうち、特に好ましいのは、式ＩＩＩ１ａ〜ＩＩＩ１ｄで表される化合物である。

液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ１ａ〜ＩＶ１ｃおよびＩＶ２ａ〜ＩＶ２ｄ：

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は、上記で式ＩＶの下に定義した通りである、
で表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む。

液晶媒体は、好ましくは、式Ｖ１ａ〜Ｖ１ｃおよびＶ２ａ〜Ｖ２ｃ：

式中、
Ｒ^５は、上記で式Ｖの下に定義した通りである、
で表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む。

液晶媒体は、好ましくは、式ＶＩ１ａ〜ＶＩ１ｄおよびＶＩ２ａ〜ＶＩ２ｄ：

式中、
Ｒ^６は、上記で式ＶＩの下に定義した通りである、
で表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物（単数または複数）を含む。

好ましい態様において、本発明の液晶媒体は、合計で、全体としての混合物を基準として、
４％〜５０％の式Ｉで表される化合物、
１０％〜４５％の式ＩＩで表される化合物、および
１２％〜４５％の式ＩＩＩで表される化合物
を含む。

ここで、本出願全体を通して、用語「化合物」（また明瞭のために化合物（単数または複数）とも書く）は、他に特に述べなければ、１種の化合物および複数の化合物の両方を意味するものとする。
個別の化合物は、ここでは、一般的に、１％〜３０％、好ましくは２％〜２０％および特に好ましくは４％〜１６％の濃度で用いる。

好ましい態様において、液晶媒体は、特に好ましくは、合計で、
５％〜４５％の式Ｉで表される化合物、
１４％〜４０％の式ＩＩで表される化合物、
１５％〜４０％の式ＩＩＩで表される化合物、
０％〜３０％の式ＩＶで表される化合物、
０％〜２５％の式Ｖで表される化合物および
４％〜４０％の式ＶＩで表される化合物
を含む。

この態様における液晶媒体は、極めて特に好ましくは、合計で、
８％〜３５％の式Ｉで表される化合物、
２０％〜３５％の式ＩＩで表される化合物、
２０％〜３５％の式ＩＩＩで表される化合物、
２％〜２３％の式ＩＶで表される化合物、
０％〜２０％の式Ｖで表される化合物および
８％〜３５％の式ＶＩで表される化合物
を含む。

好ましい濃度範囲について前に記載した好ましい態様と同一であることができ、好ましくは同一である、特に好ましい態様において、液晶媒体は、
式Ｉ１で表される１種または２種以上の化合物および／または
式ＩＩ１で表される１種または２種以上の化合物および／または
式ＩＩＩ１ａ〜ＩＩＩ１ｃで表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物および／または
式ＩＩＩ２〜ＩＩＩ３で表される化合物から成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。

特に好ましいのは、ここでは、
−１種または２種以上の式Ｉ１で表される特に各々の場合において、化合物あたり２％〜１５％の濃度の化合物、
−１種または２種以上の式ＩＩ１で表される特に各々の場合において、化合物あたり５％〜３０％の濃度の化合物、
−好ましくは式ＩＩＩ１ａ〜ＩＩＩ１ｄで表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の式ＩＩＩ１で表される特に各々の場合において、化合物あたり３％〜２５％の濃度の化合物、
−１種または２種以上の式ＩＩＩ２で表される特に各々の場合において、化合物あたり３％〜１２％の濃度の化合物、好ましくは各々の場合において、Ｒがアルキルである少なくとも１種の化合物、
−１種または２種以上の式ＩＩＩ１ａおよび／またはＩＩＩ１ｃで表される化合物あたり４％〜２５％の濃度の化合物、好ましくは各々の場合において、式ＩＩＩ１ａおよびＩＩＩ１ｃの各々の少なくとも１種の化合物、
−１種または２種以上の式ＩＩＩ２ａで表される化合物、
−１種または２種以上の式ＶＩ２ｂで表される化合物（単数または複数）、特に好ましくはＲ^６がアルケニルである化合物
を含む液晶媒体である。

本発明の液晶媒体は、好ましくは、各々の場合において少なくとも０℃〜７０℃、好ましくは−３０℃〜８０℃および極めて特に好ましくは−４０℃〜８５℃のネマティック相を有する。媒体の透明点は、特に好ましくは９０℃である。用語「ネマティック相を有する」は、ここでは、先ず対応する温度において低温においてスメクティック相および結晶化が観察されず、第２にネマティック相からの加熱の際に透明化が生じないことを意味する。低温における検査を、対応する温度における流動粘度計において実施し、電気光学的用途に対応する層の厚さを有する試験セルにおいて、少なくとも１００時間貯蔵することにより、チェックする。高温において、透明点を、毛細管における従来の方法により測定する。

さらに、本発明において用いる液晶媒体は、通常の層の厚さを有するＳＴＮディスプレイに特に適する光学異方性値により特徴づけられる。複屈折値は、０．１００に等しい〜０．１８０の範囲内、好ましくは０．１２０〜０．１７０の範囲内、極めて特に好ましくは０．１２０〜０．１６０の範囲内、最も好ましくは０．１３０〜０．１５０の範囲内である。

さらに、本発明の液晶ディスプレイは、３．０Ｖより低いかまたはこれに等しい、好ましくは２．７Ｖより低いかまたはこれに等しい、特に好ましくは２．６Ｖより低いかまたはこれに等しい、極めて特に好ましくは２．５Ｖより低いかまたはこれに等しい、比較的低いフレデリクスしきい値電圧を有する。

個別の物理的特性のこれらの好ましい値は、好ましくは、各々の場合において互いに組み合わされて観察される。従って、本発明の媒体は、特に、以下の特性の組み合わせを有する：

ここで、本出願全体を通して、「≦」は、小さいかまたは等しいを示し、「≧」は、大きいかまたは等しいを示す。

前述の好ましい濃度範囲は、特に好ましくは、この化合物の好ましい組み合わせにも該当する。
用語「アルキル」は、好ましくは、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。

用語「アルケニル」は、好ましくは、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。特に好ましいアルケニル基は、Ｃ_２−Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４−Ｃ_７−３Ｅ−アルケニル、Ｃ_５−Ｃ_７−４−アルケニル、Ｃ_６−Ｃ_７−５−アルケニルおよびＣ_７−６−アルケニル、特にＣ_２−Ｃ_７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ_４−Ｃ_７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ_５−Ｃ_７−４−アルケニルである。さら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−ヘプテニル等である。５個までの炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。

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、フッ素の他の位置は、除外されない。
用語「オキサアルキル」またはアルコキシアルキルは、好ましくは、式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｍ（式中、ｎおよびｍは、各々、互いに独立して、１〜６である）で表され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。

化合物のパラメーター、特にＲ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｌ^１およびＬ^２の意味の適切な選択により、アドレス時間、しきい値電圧、透過特性曲線の急峻度等を、所望の方法で変更することができる。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等により、アルキルまたはアルコキシ基と比較して、一層短いアドレス時間、改善されたネマティック傾向および弾性定数ｋ_３３（曲がり）とｋ_１１（広がり）との一層高い比が得られる。４−アルケニル基、３−アルケニル基等は、一般的に、アルキルおよびアルコキシ基と比較して、一層低いしきい値電圧および一層小さいｋ_３３／ｋ_１１の値を生じる。

−ＣＨ_２ＣＨ_２−基により、一般的に、単共有結合と比較して、高いｋ_３３／ｋ_１１の比率が得られる。一層高いｋ_３３／ｋ_１１の値により、例えば、（灰色の色調を達成するために）９０°のねじれを有するＴＮセルにおける一層平坦な透過特性曲線並びに、ＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩセル（一層大きいマルチプレックス性(multiplexability)）における一層急峻な透過特性曲線およびその逆が促進される。

本出願において、用語「誘電的に極めて高度に正の化合物」は、＞２０のΔεを有する化合物を示し、用語「誘電的に高度に正の化合物」は、２０より小さい、ないしΔε＝１０の範囲内のΔεを有する化合物を示し、用語「誘電的にわずかに正の化合物」は、１０より小さい、ないしΔε＞１．５の範囲内のΔεを有する化合物を示し、用語「誘電的に中性の化合物」は、−１．５≦Δε≦１．５である化合物を示し、用語「誘電的に負の化合物」は、Δε＜−１．５の化合物を示す。化合物の誘電異方性は、ここでは、１０％の化合物を液晶ホストに溶解し、各々の場合において１ｋＨｚにおいて１０μｍの厚さを有し、垂直配向および均一な表面配向を有する少なくとも１つの試験セル中のこの混合物のキャパシタンスを決定することにより、決定する。測定電圧は、代表的には０．３Ｖであるが、０．５Ｖ〜１．０Ｖを用いることもできる。しかし、測定電圧は、各々の液晶混合物の容量性のしきい値よりも常に低い。

誘電的に正の化合物に用いられるホスト混合物は、ＺＬＩ−４７９２であり、誘電的に中性の、および誘電的に負の化合物に用いられるホスト混合物は、ＺＬＩ−３０８６であり、共にMerck KGaA、ドイツ国から入手される。検査されるべき各々の化合物についての値を、検査されるべき化合物を加えた後のホスト混合物の誘電率の変化および用いられる化合物の１００％への外挿から得る。
用語「しきい値電圧」は、通常、１０％相対的コントラスト（Ｖ_１０）についての光学的しきい値に関する。

本出願中のすべての濃度は、他に明瞭に述べなければ、重量パーセントで示し、全体としての対応する混合物に関する。すべての物理的特性は、他に明瞭に述べなければ、"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals"１９９７年９月、Merck KGaA、ドイツ国に従って、現在および過去において決定されており、２０℃の温度について適用される。Δｎは、５８９ｎｍにおいて決定され、Δεは、１ｋＨｚにおいて決定される。

しきい値電圧および他の電気光学的特性は、白色光を用いて、および市販の測定装置、例えば日本国OtsukaからのＬＣＤ５０００を用いて、Merck KGaA、ドイツ国において製造された試験セルにおいて決定された。用いた配向膜は、日本国日産化学からの種々のポリイミドであった（標準の配向膜はＳＥ４１１０であった）。セルは、約０．８５μｍのセルの光学的遅延ｄ・Δｎに対応する厚さを有する液晶のΔｎに依存して選択した。セルは、２４０°のねじれ角を有していた。ｄ／Ｐ値は、同様のキラルなドーパントＳ−８１１（Merck KGaA、Darmstadt, ドイツ国）により、０．５３に設定した。セルを、いわゆる「黄色モード」で駆動した。特徴的電圧は、すべて垂直観察で決定した。しきい値電圧を、１０％相対的コントラストについてＶ_１０として示し、中央灰色電圧Ｖ_５０を、５０％相対的コントラストについて示し、飽和電圧Ｖ_９０を、９０％相対的コントラストについて示した。

いくつかの液晶媒体の場合において、しきい値電圧を、さらに、容量しきい値Ｖ_０（またフレデリクスしきい値として知られている）として決定した。
表面チルト角を、ＨｅＮｅレーザービームにおける異方性結晶の回転の方法を用いて決定した。逆平行方式で摩擦され、Merck KgaA、ドイツ国からのＺＬＩ−２２９３を充填された、５０μｍの液晶層の厚さを有するセルの干渉像を、検出装置を用いて記録し、表面チルト角を、対称の角度から計算した。

本発明の液晶媒体はまた、所望により、さらに従来の量で、添加物を含むことができる。キラルなドーパントの量と同様に、用いられるこれらの添加物の量は、全体としての混合物の量を基準として、合計で０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％である。用いられる個別の化合物の濃度は、好ましくは０．１〜３％である。これらのおよび同様の添加物の濃度は、液晶媒体中の液晶化合物の濃度および濃度範囲を特定する際には、考慮されない。

組成物は、従来の方法により混合された、複数の化合物、好ましくは３〜３０種、特に好ましくは６〜２０種および極めて特に好ましくは１０〜１６種の化合物から成る。一般的に、比較的少ない量で用いる成分の所望の量を、主成分となる構成成分を構成する成分に、有利には高温で溶解する。選択された温度が、主成分となる構成成分の透明点よりも高い場合には、溶解プロセスの完全さは、観察するのが特に容易である。しかし、液晶混合物を、他の従来の方法により、例えばプレミックスを用いて、またはいわゆる「多ビン(multibottle)システム」から調製することもできる。

適切な添加物により、本発明の液晶相を、これらが、以前開示された任意のタイプのＥＣＢディスプレイおよび特にＰＡ ＬＣＤ、並びにＩＰＳディスプレイにおいて用いることができるように改変することができる。

以下の例は、本発明を限定せずに例示するものである。例中、液晶物質の融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）、スメクティック相（Ｓ）からネマティック相（Ｎ）への転移点Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）を、摂氏度で示す。パーセンテージは、他に明瞭に述べなければ、本明細書中重量パーセントであり、物理的特性は、他に明瞭に述べなければ、２０℃における値である。
他に明瞭に述べなければ、本出願中で示す温度値はすべて、℃であり、温度差はすべて、対応して差異の度である。

本出願中および以下の例中で、液晶化合物の構造を、頭文字で示し、化学式への変換を、以下の表ＡおよびＢに従って得る。すべての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１およびＣ_ｍＨ_２ｍ＋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。式Ｂのコードは、自明である。式Ａにおいて、基本構造に関わる頭文字のみを示す。各場合に、基本構造の頭文字の後に、ダッシュで分離して、置換基Ｒ^１、Ｒ^２、Ｌ^１およびＬ^２に関するコードが示されている。

表Ａ：

表Ｂ：

例
以下の例は、いかなる方法によっても本発明を限定せずに、本発明を説明することを意図する。しかし、これらは、代表的な好ましい態様を再現する。例の開示内容から、本発明の他の目的が、当業者に明らかである。

例１
以下の表に示す組成を有する液晶混合物を調製し、ＳＴＮディスプレイにおいて検査した。

液晶媒体は、優れた適用特性を有し、特に、高いマルチプレックス比および高い駆動温度における良好なコントラストにより区別される。

例２

液晶媒体は、優れた適用特性を有し、特に、高いマルチプレックス比において良好な急峻度および良好なコントラストにより区別される。

例３

液晶媒体は、優れた適用特性を有し、特に、高いマルチプレックス比において良好な急峻度および良好なコントラストにより区別される。

例４

液晶媒体は、優れた適用特性を有し、特に高いマルチプレックス比における良好なコントラスト並びにしきい値および駆動電圧の低い温度依存性により区別される。

比較例１

液晶媒体は、最高で、適切な適用特性を有し、特に、しきい値および駆動電圧の好ましくない大きい温度依存性を有する。

比較例２

液晶媒体は、例１の液晶媒体と同様に、最高で適切な適用特性を有し、最大で中程度のコントラストを有する。

Claims (11)

1. 液晶媒体において、少なくとも１種の式Ｉで表される化合物、および少なくとも１種の式ＩＩで表される化合物
   【化１】
   

   

   式中、
   Ｒ^１は、１〜７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシあるいは２〜７個の炭素原子を有するアルコキシアルキルであり、
   Ｙ^１は、ＨまたはＦであり、
   Ｒ^２は、２〜７個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシであり、
   Ｙ^２１およびＹ^２２は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦである、
   を含む液晶媒体であって、さらに少なくとも１種の式ＩＶ２ａで表される化合物
   【化２】
   

   

   式中、
   Ｒ^４１は、１〜５個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、および
   Ｒ^４２は、１〜５個の炭素原子を有するアルコキシである、ならびに
   式ＶＩ２ａおよびＶＩ２ｂ
   【化３】
   

   

   式中、
   Ｒ^６は、２〜７個の炭素原子を有するアルケニルである、
   で表される化合物から成る群から選択された１種または２種以上の化合物（単数または複数）
   を含み、および式ＩＩで表される化合物を合計で、液晶媒体全体としての混合物を基準として１４重量％以上含むことを特徴とする、前記液晶媒体。
   
2. 式Ｉで表される化合物として、少なくとも１種の式Ｉ１で表される化合物
   【化４】
   

   

   式中
   ｎは、１〜７の自然数である、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶媒体。
   
3. 式ＩＩで表される化合物であって、式中
   アルケニルが、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_ｍであり、
   ｎは、０〜５であり、
   ｍは、０〜５であり、および
   ｎ＋ｍは、１〜５である
   該化合物の少なくとも１種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。
   
4. 少なくとも１種の式ＩＩＩ
   【化５】
   

   

   式中、
   Ｒ^３１およびＲ^３２は、各々、互いに独立して、１〜７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシあるいは２〜７個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、
   Ｚ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３は、各々、互いに独立して、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−または単結合であり、
   【化６】
   

   

   は、各々、互いに独立して、
   【化７】
   

   

   であり、
   ｏおよびｐは、各々互いに独立して、０または１である、
   で表される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項に記載の媒体。
   
5. 少なくとも１種の式Ｖ
   【化８】
   

   

   式中、
   Ｒ^５は、１〜９個の炭素原子を有するアルキルであり、
   Ｚ^５は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−または単結合であり、
   Ｙ^５１およびＹ^５２は、各々、互いに独立して、ＨまたはＦである、
   で表される化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の媒体。
   
6. １種または２種以上の式ＩＩ１
   【化９】
   

   

   式中、
   アルケニルは、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_ｍであり、
   ｎは、０〜５であり、
   ｍは、０〜５であり、
   ｎ＋ｍは、０〜５である、
   で表される化合物（単数または複数）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の媒体。
   
7. 式ＶＩ２ｂで表される１種または２種以上の化合物（単数または複数）を混合物全体に基づいて８〜３５重量％で含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の媒体。
   
8. 合計で、全体としての混合物を基準として、
   ４重量％〜５０重量％の式Ｉで表される化合物、
   １４重量％〜４５重量％の式ＩＩで表される化合物、および
   １２重量％〜４５重量％の式ＩＩＩで表される化合物
   を含むことを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の液晶媒体。
   
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体の、電気光学的ディスプレイにおける使用。
   
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶媒体を含む、電気光学的ディスプレイ。
    
11. 
    ＳＴＮ ＬＣＤであることを特徴とする、請求項１０に記載の電気光学的ディスプレイ。