JPH10259377A

JPH10259377A - 液晶媒体

Info

Publication number: JPH10259377A
Application number: JP10076430A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Tarumi; 和明樽見; Brigitte Schuler; ブリギッテ・シューラー; Michael Schwarz; ミヒャエル・シュヴァルツ; Peter Mackert; ペーター・マッカート
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: GB2323091B; GB2323091A; US5993692A; JP4790097B2; KR19980080063A; GB9804981D0; GB2323091A8; DE19709890A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】大抵抗値と低しきい値電圧を有するディスプ
レイ用媒体、特にＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレ
イ用媒体を提供する。【解決手段】正の誘電異方性を有する極性化合物の混
合物を基材とし、一般式Ｉの１種以上の化合物と一般式
Ｉ^*の１種以上の化合物を含有する液晶媒体。〔ＲはＣ２〜１２の未置換のアルケニル基であるか、こ
れらの基中の１個以上のＣＨ_２基は独立して−Ｏ−、−
Ｓ−、により置換されてもよく、ＹはＦ、Ｃｌ又はＣ１〜６の
ハロゲン化アルキル、アルケニルまたはアルコキシ基、
ＬはＨ、Ｆ、ＡｌｋｅｎｙｌはＣ２〜７の直鎖または分
枝鎖状のアルケニル基、ｓは１〜８である。〕

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶媒体、電気光
学用途におけるその使用、およびこの媒体を含有するデ
ィスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶は、特にディスプレイデバイスで誘
電体として使用される。この理由は、このような物質の
光学的性質は印加電圧により変更することができるから
である。液晶に基づく電気光学デバイスは当業者に充分
に知られており、各種効果に基づくことができる。この
種のデバイスの例には、動的散乱を有するセル、ＤＡＰ
（整列相の変形）セル、ゲスト／ホストセル、ＴＮ（ね
じれネマティック）セル、ＳＴＮ（スーパーツィストネ
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）セルがある。最も慣用のディ
スプレイデバイスは、シャット−ヘルフリッヒ効果に基
づくものであり、ねじれネマティック構造を有する。液
晶材料は良好な化学的安定性および熱に対する安定性を
有し、さらにまた電場および電磁照射線に対する良好な
安定性を有していなければならない。さらにまた、液晶
材料は比較的低い粘度を有するべきであり、かつまたセ
ルにおいて短いアドレス時間、低いしきい値電圧および
大きいコントラストをもたらすべきである。

【０００３】さらにまた、これらの材料は慣用の動作温
度において、すなわち室温以上および室温以下の可能な
限り最大範囲の動作温度において、適当な中間相、例え
ば上記セルに適するネマティック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。液晶は一般に、複
数の成分の混合物の形態で使用されることから、これら
の成分が相互に容易に混和することができることは重要
である。導電性、誘電異方性および光学異方性などのさ
らに別の性質は、セルの種類および使用分野に応じて種
々の要件に適合しなければならない。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
性および小さい導電性を有するべきである。例えば、個
々の画素を切り換えるための集積非線型素子を含有する
マトリックス液晶ディスプレイ（ＭＬＣディスプレイ）
には、大きい正の誘電異方性、広いネマティック相、比
較的小さい複屈折率、非常に大きい抵抗値、良好なＵＶ
および温度安定性ならびに低い蒸気圧を有する媒体が望
まれる。

【０００４】この種のマトリックス液晶ディスプレイは
公知である。各画素をそれぞれ切り換えるために使用で
きる非線型素子の例には、アクティブ素子（すなわち、
トランジスター）がある。この素子は、「アクティブマ
トリックス」と称され、２つのタイプに分類することが
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）またはその他のダイオード。２．基質としてのガラス板上の薄膜トランジスター（Ｔ
ＦＴ）。基板材料として単結晶シリコンを使用すると、ディスプ
レイの大きさが制限される。これは、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。好適であって、より有望なタイプ２の場合
に、使用される電気光学効果は通常、ＴＮ効果である。
この効果は２種の技術：すなわち化合物半導体、例えば
ＣｄＳｅなどからなるＴＦＴか、または多結晶形または
無定形シリコンをベースとするＴＦＴかで相違する。後
者の技術に関しては、強力な研究が世界中で行われてい
る。

【０００５】ＴＦＴマトリックスは当該ディスプレイの
１枚のガラス板の内側に施され、もう１枚のガラス板の
内側は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は非常に小さく、かつまた像に
対する有害な効果は全く有していない。この技術はま
た、各フィルター素子が切り換え可能な画素と反対に位
置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、全色コンパティブル画像ディスプレイ
にまで発展させることができる。ＴＦＴディスプレイは
通常、透過光内で交差偏光子を有するＴＮセルとして動
作し、裏側から照射される。ここで、ＭＬＣディスプレ
イの用語には、集積非線型素子を含むマトリックスディ
スプレイがいずれも包含される。すなわちアクティブマ
トリックスに加えて、またバリスターまたはダイオード
（ＭＩＭ＝金属−絶縁体−金属）などのパッシブ素子を
含むディスプレイが包含される。

【０００６】この種のＭＬＣディスプレイは、ＴＶ用途
（例えば、ポケット型テレビ受像機）に、またはコンピ
ューター用途（ラップトップ型）および自動車または航
空機用の高度情報ディスプレイ用に特に適している。コ
ントラストの角度依存性および応答時間に関連する問題
に加えて、ＭＬＣディスプレイでは、液晶混合物の不適
当な抵抗値による問題が生じる［TOGASHI,S.,SEKIGUCH
I,K.,TANABE,H.,YAMAMOTO,E.,SORIMACHI,K.,TAJIMA,E.,
WATANABE,H.,SHIMIZU,H.によるProc.Eurodisplay 84,19
84年9月：A210〜288;Matrix LCD Controlled by Double
Stage Diode Rings,141頁以降、Paris;STROMER,M.によ
るProc.Eurodisplay 84,1984年9月：Design of Thin Fi
lm Transistors for Matrix Addressing of Television
Liquid Crystal Displays,145頁以降、Paris］。

【０００７】この抵抗値が減少するほど、ＭＬＣディス
プレイのコントラストは悪化し、残像消去の問題が生じ
ることがある。液晶混合物の抵抗値は一般に、ＭＬＣ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体を減少させることから、許容され
る作業寿命を得るためには、大きい（初期）抵抗値は非
常に重要である。特に低電圧混合物の場合には、非常に
大きい抵抗値を達成することは従来、不可能であった。
温度の上昇および熱および（または）ＵＶ照射線への露
呈後における抵抗値の増加はできるだけ小さいことがま
た重要である。従来技術からの混合物の低温物性はま
た、特に欠点を有する。低温でも結晶化および（また
は）スメクティック相が生じないことが要求され、かつ
また粘度の温度依存性ができるだけ少ないことが要求さ
れる。従来技術によるＭＬＣディスプレイは、これらの
現在の要件を満たすものではない。

【０００８】従って、非常に大きい抵抗値を有し、同時
に広い動作温度範囲、低温でさえも、短い応答時間およ
び低いしきい値電圧を有し、かつまた上記の欠点を有し
ていないか、または有していても少ない程度であるＭＬ
Ｃディスプレイに対する格別の要求が継続して存在して
いる。ＴＮ（シャット−ヘルフリッヒ）セルの場合に、
媒体はセルにおいて下記の利点を促進することが望まれ
る： − 拡大されたネマティック相範囲（特に低温にまで低
下されている）、 − 格別に低い温度における切り換え能力（野外用、自
動車用、航空機用）、 − ＵＶ照射線に対する際立った安定性（より長い寿
命）。従来技術から利用できる媒体は、これらの利点の達成を
可能にすると同時に、その他のパラメーターを保有する
ものではない。スーパーツィストセル（ＳＴＮ）の場合
には、より大きい時分割特性および（または）より低い
しきい値電圧および（または）より広いネマティック相
範囲（特に低温における）を可能にする媒体が望まし
い。この目的を達成するには、利用できるパラメーター
範囲（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、誘電値、弾性値）をさらに拡大すること
が格別に望まれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、特に
ＭＬＣ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイ用の媒体であっ
て、前記の欠点を有していないか、あるいは有していて
も少ない程度のみであり、好ましくは同時に、非常に大
きい抵抗値および低いしきい値電圧を有する媒体を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ここに、新規媒体をディ
スプレイに使用すると、上記課題が解決されることが見
出された。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を基材とする液晶媒体であって、下
記一般式Ｉで表わされる１種または２種以上の化合物お
よび下記式Ｉ^*で表わされる１種または２種以上の化合
物を含有することを特徴とする液晶媒体に関する：

【化８】

【００１１】式中、Ｒは、炭素原子２〜１２個を有する
未置換のアルケニル基であり、これらの基中に存在する
１個または２個以上のＣＨ₂基はまたそれぞれ相互に独
立して、

【化９】Ｙは、ＦまたはＣｌであるか、あるいは炭素原子１〜６
個を有するハロゲン化されているアルキル、アルケニル
またはアルコキシ基であり、Ｌは、ＨまたはＦであり、
そしてｓは、１〜８である。

【００１２】式Ｉおよび式Ｉ^*で表わされる化合物は、
広い用途範囲を有する。置換基を選択することによっ
て、これらの化合物は液晶媒体を主として構成する基材
として使用することができる；しかしながら、式Ｉおよ
び式Ｉ^*で表わされる化合物はまた、別の種類の化合物
からの液晶基材に添加して、例えばこの種の誘電体の誘
電異方性および（または）光学異方性を変えることがで
き、および（または）そのしきい値電圧および（また
は）その粘度を最適にすることができる。式Ｉおよび式
Ｉ^*で表わされる化合物は純粋な状態で無色であり、そ
して電気光学用途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。これらの化合物は化学物質、熱
および光に対して安定である。下記式で表わされる化合
物はＤＥ３９２９５２５にすでに記載されている：

【００１３】

【化１０】式Ｉ^*で表わされる化合物はＥＰ０１６８６８３に記載
の非常に広い式に包含される。式Ｉで表わされる化合物
を含有する新規媒体において、Ｙは好ましくは、Ｆ、Ｃ
ｌ、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＣＦ₃、ＣＨＦＣＦ₃、ＣＦ₂
ＣＨＦ₂、Ｃ₂Ｈ₄ＣＨＦ₂、ＣＦ₂ＣＨ₂ＣＦ₃、ＣＨＦ₂、
ＯＣＨ₂ＣＦ₃、ＯＣＨ₂ＣＨＦ₂、ＯＣＦ₂ＣＨＦ ₂、Ｏ
（ＣＨ₂）₃ＣＦ₃、ＯＣＨ₂Ｃ₂Ｆ₅、ＯＣＨ₂ＣＦ₂ＣＨＦ
₂、ＯＣＨ₂Ｃ₃Ｆ₇、ＯＣＨＦＣＦ₃、ＯＣ₂Ｆ₅、ＯＣＦ₂
ＣＨＦＣＦ₃、ＯＣＨ＝ＣＦ₂、ＯＣＦ＝ＣＦ₂、ＯＣＦ
＝ＣＦＣＦ₃、ＯＣＦ＝ＣＦ−Ｃ₂Ｆ₅、ＣＨ＝ＣＨＦ、
ＣＨ＝ＣＦ₂、ＣＦ＝ＣＦ₂、ＣＦ₂ＯＣＦ₃、特にＦ、Ｏ
ＣＨＦＣＦ₃、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＯＣ₂Ｆ₅、ＯＣ₃Ｆ
₇、ＯＣＨ＝ＣＦ₂またはＣＦ₂ＯＣＦ₃である。

【００１４】式Ｉにおいて、Ｙ＝Ｌ＝Ｆである化合物を
含有する媒体は好適媒体として挙げられる。アルケニル
基Ｒは、直鎖状または分枝鎖状であることができる。こ
の基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子２〜１０
個を有する。従って、この基は特に、ビニル、プロプ−
１−または−２−エニル、ブト−１−、−２−または−
３−エニル、ペント−１−、−２−、−３−または−４
−エニル、ヘキシ−１−、−２−、−３−、−４−また
は−５−エニル、ヘプト−１−、−２−、−３−、−４
−、−５−または−６−エニル、オクト−１−、−２
−、−３−、−４−、−５−、−６−または−７−エニ
ル、ノン−１−、−２−、−３−、−４−、−５−、−
６−、−７−または−８−エニル、あるいはデク−１
−、−２−、−３−、−４−、−５−、−６−、−７
−、−８−または−９−エニルである。新規媒体は好ま
しくは、下記式Ｉ１〜Ｉ３（Ｒ´＝Ｈ、ＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅
またはｎ−Ｃ₃Ｈ₇）で表わされる１種または２種以上の
化合物：

【００１５】

【化１１】

【００１６】および下記式Ｉ^*１〜Ｉ^*３で表わされる１
種または２種以上の化合物：

【化１２】

【００１７】を含有する。式Ｉで表わされる化合物にお
いて、Ｒは好ましくは、１Ｅ−または３Ｅ−アルケニル
であり、そしてＹはＦ、ＯＣＦ₃またはＯＣＨＦ₂であ
り、さらにまたＯＣＨＦＣＦ₃またはＯＣ₂Ｆ₅である。
混合物は好ましくは、式Ｉ*で表わされる１種または２
種以上の化合物を含有する。本発明はまた、この種の媒
体を含有する電気光学ディスプレイ（特に、外枠と一緒
になってセルを形成している２枚の面平行外側基板、こ
の外側基板上の各画素を切り換えるための集積非線型素
子、およびセル内に位置している正の誘電異方性および
大きい抵抗値を有するネマティック液晶混合物を備えた
ＳＴＮまたはＭＬＣディスプレイ）、およびこれらの媒
体の電気光学用途における使用に関する。本発明による
液晶混合物は、利用できるパラメーター幅の格別の拡大
を促進する。

【００１８】透明点、低温における粘度、熱およびＵＶ
安定性および誘電異方性についての達成可能な組合わせ
は、従来技術から公知の材料に比較して、はるかに優れ
ている。従来、高い透明点、低温におけるネマティック
相および大きい△εにかかわる要件は、不十分な程度に
達成されていたのみであった。例えばＺＬＩ−３１１９
などの系は匹敵する透明点および比較的好ましい粘度を
有するが、これらの△ε値は＋３にすぎない。別の混合
物系は匹敵する粘度および△ε値を有するが、その透明
点は６０℃の範囲にあるのみである。

【００１９】本発明による液晶混合物は、８０℃以上、
好ましくは９０℃以上、特に好ましくは１００℃以上の
透明点を有すると同時に、△ε≧６、好ましくは△ε≧
８の誘電異方性値および大きい抵抗値を有しながら、−
２０℃まで低下した、好ましくは−３０℃まで低下し
た、特に好ましくは−４０℃まで低下した温度で、ネマ
ティック相を保有することを可能にする。このことは、
優れたＳＴＮおよびＭＬＣディスプレイを達成すること
ができることを意味する。特に、この混合物は、低い動
作電圧を有することを特徴としている。ＴＮしきい値は
２．０Ｖ以下、好ましくは１．５Ｖ以下、特に好ましく
は＜１．３Ｖである。本発明による混合物は成分を適当
に選択することによって、他の有利な物性を保有しなが
ら、小さい誘電異方性値において、従ってまた高いしき
い値電圧において、高い透明点（例えば１１０゜以上）
を達成することができ、あるいは大きい誘電異方性値
（例えば、＞１２）において、従ってまた低いしきい値
電圧（例えば、＜１．１Ｖ）において、低い透明点を達
成することができることは言うまでもない。

【００２０】同様に、粘度を対応して少し増加させた場
合に、比較的大きい△ε値を有し、従って比較的低いし
きい値を有する混合物を得ることができる。本発明によ
るＭＬＣディスプレイは好ましくは、グーチおよびタリ
イ（Gooch and Tarry）の第一次透過率極小値で動作す
る［C.H.Gooch and H.A.TarryによるElectron.Lett.,1
0,2〜4,1974;C.H.Gooch and H.A.TarryによるAppl.Phy
s.,Vol.8,1575〜1584,1975］。この場合には、第二次透
過率極小値におけるより小さい誘電異方性値でも、類似
ディスプレイでのしきい値電圧と同一のしきい値電圧に
おける特に好ましい電気光学的性質、例えば特性曲線の
大きい急峻度およびコントラストの小さい角度依存性
（ドイツ国特許３０２２８１８）の付与に充分である。
シアノ化合物を含有する混合物を使用した場合に比較し
て、本発明による混合物を使用することによって第一極
小値において際立って大きい抵抗値を達成することが可
能になる。当業者は簡単で慣用の方法を使用して、各成
分およびそれらの重量割合を適当に選択することによっ
て、予め定められた層厚さのＭＬＣディスプレイに必要
な複屈折値を得ることができる。

【００２１】２０℃における流動粘度ｖは好ましくは、
＜６０ｍｍ²／秒、特に好ましくは＜５０ｍｍ²／秒であ
る。そのネマティック相範囲は好ましくは、少なくとも
９０℃、特に少なくとも１００℃である。この範囲は好
ましくは、少なくとも−２０℃から＋８０℃へ拡大して
いる。尺度「容量保持率」（ＨＲ）［S.Matsumoto等に
よるLiquid Crystals,5,1320(1989);K.Niwa等によるPro
c.SID Conference,San Francisco,1984年6月、304頁(19
84);G.Weber等によるLiquid Crystals,5,1381(1989)］
に関して、式Ｉおよび式Ｉ^*で表わされる化合物の代わ
りに、式：

【００２２】

【化１３】で表わされるシアノフェニルシクロヘキサン化合物また
は式：

【化１４】で表わされるエステル化合物を含有する類似混合物の場
合と比較して、式Ｉおよび式Ｉ^*で表わされる化合物を
含有する本発明による混合物は温度上昇に伴うＨＲ値の
減少は格別に小さいことを示している。

【００２３】本発明による混合物のＵＶ安定性はまた、
格別に良好である、すなわちこれらの混合物がＵＶ照射
にさらされた場合のＨＲの減少は際立って少ない。本発
明による媒体は好ましくは、複数（好ましくは２種また
は３種以上）の式Ｉおよび式Ｉ^*で表わされる化合物を
基材とするものである。すなわちこれらの化合物の割合
は３〜９５％、好ましくは１０〜６０％、特に好ましく
は２０〜５０％の範囲にある。本発明による媒体に使用
することができる式Ｉ^*、式Ｉ〜ＸＩＩおよびそれらの
付属式で表わされる化合物はそれぞれ、公知であるか、
または公知化合物と同様に製造することができる。好適
態様を以下に示す： − 下記一般式ＩＩ〜ＶＩからなる群から選択される１
種または２種以上の化合物をさらに含有する媒体：

【００２４】

【化１５】

【００２５】各式中、各基は下記の意味を有する：Ｒ⁰：１２個までの炭素原子をそれぞれ有するｎ−アル
キル、オキサアルキル、フルオロアルキル、アルケニル
またはアルケニルオキシ基；Ｘ⁰：ＦまたはＣｌ、あるいは炭素原子１〜６個を有す
るハロゲン化されているアルキル、アルケニルまたはア
ルコキシ基；Ｙ¹、Ｙ²、Ｙ³およびＹ⁴：それぞれ相互に独立して、Ｈ
またはＦ；そしてｒ：０または１。式ＩＶで表わされる化合物は好ましくは、下記式で表わ
されるの化合物である：

【００２６】

【化１６】

【００２７】− 式ＩＶａで表わされる化合物、特にＸ
⁰がＦ、ＯＣＦ₃またはＯＣＨＦ₂である１種または２種
以上の化合物をさらに含有する媒体。 − 下記一般式ＶＩＩ〜ＸＩＩからなる群から選択され
る１種または２種以上の化合物をさらに含有する媒体：

【化１７】

【００２８】上記各式において、Ｒ⁰、Ｘ⁰、Ｙ¹および
Ｙ²はそれぞれ相互に独立して、請求項２に定義されて
いるとおりであり、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＦ₃、ＯＣ
Ｆ₃またはＯＣＨＦ₂であるか、あるいは６個までの炭素
原子をそれぞれ有するアルキル、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。 − 総混合物中の式Ｉ^*、Ｉ〜ＶＩで表わされる化合物
の割合は一緒になって、少なくとも５０重量％である； − 総混合物中の式Ｉで表わされる化合物および式Ｉ^*
で表わされる化合物の割合は、３〜９５重量％である； − 総混合物中の式ＩＩ〜ＶＩで表わされる化合物の割
合は、２０〜８０重量％である；

【００２９】

【化１８】

【００３０】− 式ＩＩ、式ＩＩＩ、式ＩＶ、式Ｖおよ
び（または）式ＶＩで表わされる化合物を含有する媒
体； − Ｒ⁰は炭素原子２〜７個を有する直鎖状のアルキル
基またはアルケニル基である； − 式Ｉ^*、式Ｉ〜ＶＩで表わされる化合物から本質的
になる媒体； − 下記式ＸＶＩＩで表わされる１種または２種以上の
化合物をさらに含有する媒体：

【化１９】

【００３１】式中、Ｒ^aおよびＲ^bはそれぞれ相互に独立
して、炭素原子１〜５個を有する直鎖状のアルキルまた
はアルコキシである。 −式Ｉ^*、式Ｉ〜ＶＩおよび式ＸＶＩＩで表わされる化
合物から基本的になる媒体。 − 追加の化合物、好ましくは下記一般式ＸＩＩＩ〜Ｘ
ＶＩからなる群から選択される化合物をさらに含有する
媒体：

【００３２】

【化２０】

【００３３】上記各式において、Ｒ⁰およびＸ⁰は上記定
義のとおりであり、そしてその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。
この１，４−フェニレン環は好ましくは、１個または２
個以上のフッ素原子により置換されている。 − Ｉ^*＋Ｉ：（ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ）重量
比は好ましくは１：１０〜１０：１である。 − 一般式Ｉ^*、Ｉ〜ＸＩＩからなる群から選択される
化合物から基本的になる媒体。

【００３４】慣用の液晶材料と混合された、特に式Ｉ
Ｉ、式ＩＩＩ、式ＩＶ、式Ｖおよび（または）式ＶＩで
表わされる化合物の１種または２種以上と混合された式
Ｉおよび式Ｉ^*で表わされる化合物は、比較的少割合で
も、しきい値電圧の際立った低下および小さい複屈折値
をもたらすと同時に、低いスメクティック−ネマティッ
ク転移温度を伴う広いネマティック相をもたらすことが
見出され、その結果として、その有効寿命が改善され
る。式Ｉおよび式Ｉ^*で表される１種または２種以上の
化合物に加えて、１種または２種以上の式ＩＶで表され
る化合物、特に式ＩＶａにおいて、Ｘ⁰がＦまたはＯＣ
Ｆ₃である化合物を含有する混合物は特に好ましい混合
物として挙げられる。式Ｉ^*、Ｉ〜ＶＩで表わされる化
合物は、無色であり、安定であり、かつまた相互におよ
び別の液晶材料と容易に混合することができる。「アル
キル」の用語は、炭素原子１〜７個を有する直鎖状およ
び分枝鎖状のアルキル基を包含し、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。炭素原子２〜５個を有する基
は一般に好適である。

【００３５】「アルケニル」の用語は、炭素原子２〜７
個を有する直鎖状および分枝鎖状のアルケニル基、特に
直鎖状基を包含する。特にアルケニル基は、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。好適アルケニルの例には、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
−ヘプテニルなどがある。５個までの炭素原子を有する
基は一般に好適である。「フルオロアルキル」の用語は
好ましくは、末端にフッ素を有する直鎖状基、すなわち
フルオロメチル、２−フルオロエチル、３−フルオロプ
ロピル、４−フルオロブチル、５−フルオロペンチル、
６−フルオロヘキシルおよび７−フルオロヘプチルを包
含する。しかしながら、別の位置のフッ素も排除されな
い。

【００３６】「オキサアルキル」の用語は好ましくは、
式Ｃ_nＨ_2n+1−Ｏ−（ＣＨ₂ ）_mで表わされる直鎖状基
（式中、ｎおよびｍはそれぞれ相互に独立して、１〜６
である）を包含する。ｎは好ましくは１であり、そして
ｍは好ましくは１〜６である。前記したように、Ｒ⁰お
よびＸ⁰の意味を適当に選択することによって、アドレ
ス時間、しきい値電圧、透過特性曲線の勾配などを所望
に応じて変えることができる。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
などは一般に、アルキル基およびアルコキシ基に比較し
て、短いアドレス時間、改良されたネマティック相形成
傾向および弾性定数Ｋ₃₃（ベンド）とＫ₁₁（スプレイ）
の大きい比をもたらす。４−アルケニル基、３−アルケ
ニル基などの基は一般に、アルキル基およびアルコキシ
基に比較して、低いしきい値電圧および小さいＫ₃₃／Ｋ
₁₁値をもたらす。

【００３７】−ＣＨ₂ＣＨ₂−基は一般に、単純共有結合
に比較して、大きいＫ₃₃／Ｋ₁₁値をもたらす。大きいＫ
₃₃／Ｋ ₁₁値は、例えば９０゜のねじれ角を有するＴＮセ
ルにおいて、より平坦な透過特性曲線をもたらし（中間
調が得られる）、かつまたＳＴＮ、ＳＢＥおよびＯＭＩ
セル（このセルはより大きい時分割特性を有する）にお
いて、より急峻な透過特性曲線をもたらし、その逆もま
た真である。式Ｉ^*、式Ｉで表わされる化合物と式ＩＩ
＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩで表わされる化合物との最適
混合比は、所望の性質、式Ｉ^*、式Ｉ、式ＩＩ、式ＩＩ
Ｉ、式ＩＶ、式Ｖおよび（または）式ＶＩで表わされる
成分の選択および存在させることができるいずれかその
他の成分の選択に実質的に依存する。前記範囲内の適当
な混合比は、場合毎に容易に決定することができる。

【００３８】本発明による混合物中の式Ｉ^*で表わされ
る化合物および式Ｉ〜ＸＩＩで表わされる化合物の総量
に制限はない。従って、これらの混合物は、１種または
２種以上の追加の成分を含有することができ、これによ
り種々の性質を最適にすることができる。しかしなが
ら、アドレス時間およびしきい値電圧について見出され
る効果は一般に、式Ｉ^*および式Ｉ〜ＸＩＩで表わされ
る化合物の総濃度が高いほど大きくなる。

【００３９】特に好適な態様において、本発明による媒
体は、式ＩＩ〜ＶＩ（好ましくは式ＩＩ、ＩＩＩおよび
（または）ＩＶ、特にＩＶａ）において、Ｘ⁰がＦ、Ｏ
ＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、Ｆ、ＯＣＨ＝ＣＦ₂、ＯＣＦ＝ＣＦ₂
またはＯＣＦ₂−ＣＦ₂Ｈである化合物を含有する。式Ｉ
で表わされる化合物および式Ｉ* で表わされる化合物と
の好ましい相乗効果は特に有利な性質をもたらす。特
に、式Ｉで表わされる化合物、式Ｉ^*で表わされる化合
物および式ＩＶａで表わされる化合物を含有する混合物
は、それらの低いしきい値電圧および好ましい回転粘度
値γ₁を有する点で際立っている。

【００４０】偏光子、電極基板および表面処理された電
極からの本発明によるＭＬＣディスプレイの構造は、こ
の型式のディスプレイに慣用である構造に相当する。こ
こで、慣用の構造の用語は、広く解釈され、誘導型およ
び改良型のＭＬＣディスプレイの全部、特にまたポリ−
ＳｉＴＦＴまたはＭＩＭに基づくマトリックスディス
プレイ素子をまた包含する。しかしながら、本発明によ
るディスプレイとねじれネマティックセルを基材とする
従来慣用のディスプレイとの基本的相違点は、その液晶
層の液晶パラメーターの選択にある。

【００４１】本発明に従い使用することができる液晶混
合物は、それ自体慣用の方法により製造することができ
る。一般に、少ない方の量で使用される成分の所望量
を、有利には高められた温度で、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の成分の溶液を混合し、次いで
充分に混合した後に、例えば蒸留によって溶剤を分離す
ることもできる。

【００４２】誘電体はまた、当業者に公知であり、刊行
物に記載されている他の添加剤を含有することもでき
る。例えば、０〜１５％の多色性染料またはカイラルド
ープ剤を添加することができる。Ｃは結晶相を表わし、
Ｓはスメクティック相を表わし、Ｓ_Cはスメクティック
Ｃ相を表わし、Ｎはネマティック相を表わし、そしてＩ
はアイソトロピック相を表わす。Ｖ₁₀は１０％透過に要
する電圧を表わす（基板表面に対して垂直の視角）。ｔ
_on及びｔ_offはＶ₁₀の２．５倍に対応する動作電圧にお
ける切り換え−オン時間及び切り換え−オフ時間を夫々
表わす。△ｎは光学異方性を表わし、そしてｎ₀0は屈折
率を表わす。△εは誘電異方性を表わす（△ε＝ε‖−
ε⊥、この式において、ε‖は分子の長軸に対して平行
の誘電異方性値であり、そしてε⊥は分子の長軸に対し
て垂直の誘電異方性値である）。電気光学データは、別
段の記載がないかぎり、２０℃で第一次極小値において
（すなわち０．５のｄ・△ｎ値において）ＴＮセルで測
定した。光学データは、別段の記載がないかぎり、２０
℃で測定した。

【００４３】本出願および下記の例において、液晶化合
物の構造はいずれも頭文字で示されており、化学式への
変換は以下の表Ａおよび表Ｂにより行うことができる。
基Ｃ_nＨ_2n+1および基Ｃ_mＨ_2m+1は全部がそれぞれ、ｎ個
またはｍ個の炭素原子を含有する直鎖状アルキル基であ
る。表Ｂ中のコードは自明である。表Ａにおいて、基本
構造に関する頭文字のみが示されている。各化合物につ
いて、基本構造に関する頭文字の後に、ハイフンにより
分離して、下記のとおりの置換基Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｌ¹および
Ｌ²に関するコードが示されている。

【００４４】

【表１】

【００４５】好適混合物の成分を表ＡおよびＢに示す。

【化２１】

【００４６】

【化２２】

【００４７】

【化２３】

【００４８】

【発明の実施の態様】以下の例は、本発明を説明するも
のであって、本発明を制限しようとするものではない。
本明細書の全体をとおして、パーセンテージは重量によ
るパーセントである。温度は全部が、摂氏度で示されて
いる。ｍ．ｐ．は融点を表わし、ｃ．ｐ．＝透明点であ
る。さらにまた、Ｃ＝結晶状態であり、Ｎ＝ネマティッ
ク相であり、Ｓ＝スメクティック相であり、そして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
転移温度を表わす。△ｎは光学異方性を表わす（５８９
ｎｍ、２０℃）。粘度ν₂₀（ｍｍ²／秒）および回転粘
度γ₁は２０℃で測定した数値である。混合物例

【００４９】

【表２】

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】

【００５２】

【表５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591032596 ＦｒａｎｋｆｕｒｔｅｒＳｔｒ． 250, Ｄ−64293 Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，ＦｅｄｅｒａｌＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＧｅｒｍａｎｙ (72)発明者樽見和明ドイツ連邦共和国デー−64293 ダルムシュタットフランクフルターシュトラーセ 250 (72)発明者ブリギッテ・シューラードイツ連邦共和国デー−64293 ダルムシュタットフランクフルターシュトラーセ 250 (72)発明者ミヒャエル・シュヴァルツドイツ連邦共和国デー−64293 ダルムシュタットフランクフルターシュトラーセ 250 (72)発明者ペーター・マッカートドイツ連邦共和国デー−64293 ダルムシュタットフランクフルターシュトラーセ 250

Claims

【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
物を基材とする液晶媒体であって、下記一般式Ｉで表わ
される１種または２種以上の化合物および下記式Ｉ^*で
表わされる１種または２種以上の化合物を含有すること
を特徴とする液晶媒体：【化１】式中、Ｒは、炭素原子２〜１２個を有する未置換のアルケニル
基であり、これらの基中に存在する１個または２個以上
のＣＨ₂基はまたそれぞれ相互に独立して、【化２】Ｙは、ＦまたはＣｌであるか、あるいは炭素原子１〜６
個を有するハロゲン化されているアルキル、アルケニル
またはアルコキシ基であり、Ｌは、ＨまたはＦであり、Ａｌｋｅｎｙｌは、炭素原子２〜７個を有する直鎖状ま
たは分枝鎖状のアルケニル基であり、そしてｓは、１〜
８である。
【請求項２】下記一般式ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖおよび
ＶＩからなる群から選択される１種または２種以上の化
合物をさらに含有することを特徴とする、請求項１に記
載の媒体：【化３】式中、各基は下記の意味を有する：Ｒ⁰：それぞれ１２個までの炭素原子を有するｎ−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、Ｘ⁰：ＦまたはＣｌ、あるいは炭素原子１〜６個を有す
るハロゲン化されているアルキル、アルケニルまたはア
ルコキシ、Ｙ¹、Ｙ²、Ｙ³およびＹ⁴：それぞれ相互に独立して、Ｈ
またはＦ、そしてｒ：０または１。
【請求項３】式Ｉ^*で表わされる化合物および式Ｉ〜Ｖ
Ｉで表わされる化合物の割合が一緒になって、総混合物
の少なくとも５０重量％であることを特徴とする、請求
項２に記載の媒体。
【請求項４】式Ｉで表わされる化合物および式Ｉ^*で表
わされる化合物の割合が、総混合物の３〜９５重量％で
あることを特徴とする、請求項１または２に記載の媒
体。
【請求項５】式ＩＩ〜ＶＩで表わされる化合物の割合が
一緒になって、総混合物の２０〜８０重量％であること
を特徴とする、請求項２〜４の少なくとも１項に記載の
媒体。
【請求項６】下記式Ｉ１で表わされる化合物を含有する
ことを特徴とする、請求項１に記載の媒体：【化４】式中、ＹおよびＬは請求項１に定義されているとおりで
あり、そしてＲ´はＨ、ＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅またはｎ−Ｃ₃Ｈ
₇である。
【請求項７】下記式Ｉ^*１で表わされる１種または２種
以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１に
記載の媒体：【化５】式中、Ｒ´はＨ、ＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₅またはｎ−Ｃ₅Ｈ₇であ
り、そしてｓは１〜８である。
【請求項８】下記式ＩＶａで表わされる１種または２種
以上の化合物をさらに含有することを特徴とする、請求
項１に記載の媒体：【化６】式中、Ｒ⁰およびＸ⁰は請求項２に定義されているとおり
である。
【請求項９】下記式ＸＶＩＩで表わされる１種または２
種以上の化合物をさらに含有することを特徴とする、請
求項１に記載の媒体：【化７】式中、Ｒ^aおよびＲ^bはそれぞれ相互に独立して、炭素原
子１〜５個を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシ
である。
【請求項１０】請求項１に記載の液晶媒体の電気光学用
途における使用。
【請求項１１】請求項１に記載の液晶媒体を含有する電
気光学液晶ディスプレイ。